JP4483148B2 - Impeller for axial fan - Google Patents

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JP4483148B2 JP2001259460A JP2001259460A JP4483148B2 JP 4483148 B2 JP4483148 B2 JP 4483148B2 JP 2001259460 A JP2001259460 A JP 2001259460A JP 2001259460 A JP2001259460 A JP 2001259460A JP 4483148 B2 JP4483148 B2 JP 4483148B2
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axial fan
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/329—Details of the hub

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸流ファン用羽根車、特に、回転軸を中心として回転するハブとハブの外周面に設けられた複数の羽根との樹脂一体成形品からなる軸流ファン用羽根車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアコンの室外機等において用いられている軸流ファンは、モーターの回転軸に装着されたハブと、その外周に設けられた複数の羽根との樹脂一体成型品からなる羽根車を備えている。
【０００３】
このような軸流ファン用羽根車に対しては、従来から静音化の要求があり、以下のような静音化設計がなされている。
【０００４】
従来例の静音化設計された軸流ファン用羽根車１１を図１及び図２に示す。軸流ファン用羽根車１１の羽根１３は、図１に示すように、２点鎖線で図示された静音化設計されていない羽根２３の前進角αよりも大きな前進角α1を有している。また、図２の羽根の子午面の模式図に示すように、実線で図示された羽根１３は、２点鎖線で図示された静音化設計されていない羽根２３の前傾角βよりも大きな前傾角β1を有している。このように、羽根形状を前進及び前傾にすることで、軸流ファン用羽根車を静音化している。
【０００５】
一般に、軸流ファン用羽根車においては、回転時の遠心力により、回転軸方向に羽根を押さえつけようとする力が作用するため、羽根の根元には大きな曲げ応力が発生している。そして、特に、上記のように羽根形状を前進及び前傾にして静音化した軸流ファン用羽根車では、回転時の遠心力により羽根を回転軸方向に曲げようとする応力が羽根の根元の前縁側に集中するようになる。
【０００６】
このような問題に対して、従来から、羽根の根元の肉厚を大きくしたり、羽根前縁のアールを大きくすることにより、羽根の根元の前縁における応力緩和が図られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
最近、羽根形状を前進及び前傾にして静音化した羽根車に対して、さらなる静音化が求められている。その要求に対して、羽根形状を前進及び前傾にすることに加えて羽根の前縁側の肉厚を後縁側の肉厚よりも大きくする場合がある。
【０００８】
このような軸流ファン用羽根車では、前縁側の肉厚が後縁側の肉厚よりも大きいため、羽根の重心が前縁側に偏重して羽根の根元の前縁に応力がさらに集中することになる。このため、一層の応力緩和が必要となる。
【０００９】
しかし、このような軸流ファン用羽根車に対して、上記の応力緩和方法で対応しようとすると、以下のような問題が生じる。
【００１０】
羽根の根元の肉厚を厚くして応力緩和する場合については、肉厚を大きくするのに限界があり、また、軸流ファン用羽根車の樹脂材料の使用量の増加及びそれに伴う成形冷却時間が増加による生産性の低下が生じる。さらに、肉厚の部分は、成形冷却時にヒケを生じ易く軸流ファン用羽根車の成形不良の原因にもなる。
【００１１】
羽根前縁のアールを大きくして応力緩和する場合については、アールが大きくなり過ぎて、軸流ファン用羽根車を平面視した際に羽根の前縁と隣り合う羽根の後縁とが重なってしまうことがある。この場合、上下抜きの金型によって樹脂一体成形することが困難になる。
【００１２】
本発明の課題は、軸流ファン用羽根車、特に、羽根形状を前進及び前傾とし、さらに、羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉厚よりも大きくした軸流ファン用羽根車においても、強度を確保し軸流ファン用羽根車の破損を抑えられる構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の軸流ファン用羽根車は、回転軸を中心として回転するハブと、ハブの外周面に設けられた複数の羽根との樹脂一体成形品からなる軸流ファン用羽根車である。そして、複数の羽根の負圧面には、羽根の最前縁の根元から最前縁の形状に沿って、かつ、回転軸線に対して平行に延びる壁形状をなしている負圧面側第１リブが形成されている。複数の羽根の圧力面には、負圧面側第１リブの真裏側に、羽根の最前縁の根元から最前縁の形状に沿って、かつ、回転軸線に対して平行に延びる壁形状をなしている圧力面側第１リブが形成されている。負圧面側第１リブと圧力面側第１リブとは、複数の羽根の最前縁の根元から最前縁の形状に沿って、かつ、回転軸線に対して平行に延びる一体の壁形状をなし、羽根の最前縁における断面積が最大化している第１リブを構成している。
【００１４】
この軸流ファン用羽根車では、羽根の両面に羽根の根元の前縁から前縁の形状に沿って第１リブを設けて羽根の亀裂の方向に対して断面積を大きくしている。
【００１５】
このため、羽根形状を前進及び前傾とし、さらに、羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉厚よりも大きくして静音化された軸流ファン用羽根車のように、羽根の根元の前縁にかかる曲げ力が非常に大きい場合でも、十分に応力を緩和することができる。これにより、軸流ファン用羽根車の破損を抑えられる。
【００１６】
請求項２に記載の軸流ファン用羽根車は、請求項１において、複数の羽根の負圧面には、羽根の負圧面側第１リブの後縁側の根元から負圧面側第１リブの外周端と交わるように負圧面側第２リブが形成されている。複数の羽根の圧力面には、負圧面側第２リブの真裏側に、羽根の負圧面側第２リブの後縁側の根元から負圧面側第２リブの外周端と交わるように圧力面側第２リブが形成されている。負圧面側第２リブと圧力面側第２リブとは、羽根の負圧面側第２リブの後縁側の根元から負圧面側第２リブの外周端と交わるように、かつ、回転軸線に対して平行に延びる一体の壁形状をなしている第２リブを構成している。
【００１７】
この軸流ファン用羽根車では、第１リブの後縁側に設けられた第２リブが第１リブとその外周端で交わり一体の構造体を形成している。これにより、リブの剛性を高めることができ、軸流ファン用羽根車の強度をさらに向上することできる。
【００１８】
また、第２リブと第１リブとが交わる部分の内周側には、ハブの外周面、第２リブ及び第１リブによって囲まれた窪みが形成されている。これにより、これらのリブの形成による樹脂使用量の増加並びに軸流ファン用羽根車成形時の成形冷却時間の増加を抑えることができる。また、成形冷却時のリブのヒケも生じにくい。
【００１９】
請求項３に記載の軸流ファン用羽根車は、請求項１又は２において、圧力面側第１リブ、及び／又は、圧力面側第２リブのリブ高さは、羽根根元の肉厚を羽根の前縁の進入角度の余弦値で除した値に対して０．３倍以上である。
【００２０】
この軸流ファン用羽根車では、羽根の圧力面に作用する圧縮力に耐えることができるようになり、強度を向上させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の軸流ファン用羽根車は、請求項１〜３のいずれかにおいて、第１リブ及び第２リブは、ハブ及び複数の羽根とともに樹脂一体成形されている。
【００２２】
この軸流ファン用羽根車では、第１リブ及び第２リブが回転軸線に対して平行に延びる壁形状をなしているため、従来の樹脂製の軸流ファン用羽根車と同様、上下抜きの金型によって樹脂一体成形することが可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（１）軸流ファン用羽根車の構成
本発明の一実施形態である軸流ファン用羽根車１を図３〜図５に示す。
【００２５】
軸流ファン用羽根車１は、エアコンの室外機等の送風を行うためのファンに用いられており、主に、円筒形状のハブ２と、ハブ２の外周面に送風方向に傾斜して設けられている複数（本実施形態では３枚）の羽根３とを樹脂一体成形することにより形成されている。ハブ２の内周部は、モーター（図示せず）の回転軸に装着される。ここで、この軸流ファン用羽根車１の回転軸を回転軸Ｏ−Ｏとする。
【００２６】
羽根３は、従来例の静音化設計された軸流ファン用羽根車１１と同様に、前進及び前傾した羽根形状を有している（図１及び図４参照）。そして、羽根３は、従来例の静音化設計された軸流ファン用羽根車１１の羽根１３に比べて、羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉厚よりも大きくした羽根形状を有している（図５参照）。ここで、軸流ファン用羽根車１を回転させたときに気流が流入する側の面、すなわち、羽根３の前縁が前傾している方の面を負圧面３ａとし、その反対側の面を圧力面３ｂとする。
【００２７】
各羽根３の根元の前縁には、羽根３の前縁の形状に沿ってハブ２の外周面から延びる第１リブ４が形成されている。第１リブ４は、羽根３の負圧面３ａ側に形成された負圧面側第１リブ４ａと、羽根３の圧力面３ｂ側に形成された圧力面側第１リブ４ｂとから構成されている。
【００２８】
負圧面側第１リブ４ａは、図５に示すように、ハブ２の負圧面３ａ側の端部から回転軸Ｏ−Ｏに略直交する方向に、かつ、羽根３の外周側に向かって延び、羽根３の負圧面３ａと滑らかに一体となるように形成されている。また、負圧面側第１リブ４ａは、回転軸Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁形状に形成されている。
【００２９】
圧力面側第１リブ４ｂは、ハブ２の圧力面３ｂ側の外周部から羽根３の外周側に向かって傾斜して延び、羽根３の圧力面３ｂと滑らかに一体となるように、負圧面側第１リブ４ａの真裏側に形成されている。また、圧力面側第１リブ４ｂも負圧面側第１リブ４ａと同様に、回転軸Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁状に形成されている。すなわち、負圧面側第１リブ４ａと圧力面側第１リブ４ｂとは、羽根３の両面３ａ、３ｂの根元の前縁を前縁の形状に沿って延びる一体の壁形状をなしている。
【００３０】
各羽根３の第１リブ４の後縁側の根元には、第２リブ５が形成されている。第２リブ５は、羽根３の第１リブ４の外周端に交わり、第１リブ４と一体を成すように延びている。第２リブ５は、羽根３の負圧面３ａ側に形成された負圧面側第２リブ５ａと、羽根３の圧力面３ｂ側に形成された圧力面側第２リブ５ｂとから構成されている。
【００３１】
負圧面側第２リブ５ａは、ハブ２の負圧面３ａ側の端部から負圧面側第１リブ４ａの外周端に交差する方向に向かって延び、羽根３の負圧面３ａと滑らかに一体となるように形成されている。また、負圧面側第２リブ５ａは、負圧面側第１リブ４ａと同様に、回転軸Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁形状に形成されている。
【００３２】
圧力面側第２リブ５ｂは、ハブ２の圧力面３ｂ側の外周部から圧力面側第１リブ４ｂの外周端と交差する方向に延び、羽根３の圧力面３ｂと滑らかに一体となるように、負圧面側第２リブ５ａの真裏側に形成されている。圧力面側第２リブ５ｂも負圧面側第２リブ５ａと同様に、回転軸Ｏ−Ｏに対して平行に延びる壁形状に形成されている。すなわち、負圧面側第２リブ５ａと圧力面側第２リブ５ｂとは、羽根３の両面３ａ、３ｂの第１リブ４の後縁側に形成された一体の壁形状をなしている。また、第１リブ４の外周端と交差する方向に延びているので、第１リブ４と第２リブ５とが一体となった構造体を形成している。これにより、羽根３の負圧面３ａ及び圧力面３ｂには、第１リブ４、第２リブ５及びハブ２の外周面とによって囲まれた三角形状の窪み６ａ及び６ｂが形成されている。
【００３３】
尚、本実施形態において、第１リブ４及び第２リブ５は、下記のサイズを採用している。
【００３４】
リブ幅Ｗは、５〜７ｍｍとしている（図６参照）。
【００３５】
ハブ半径と中心軸Ｏ−Ｏからリブ外周端までの半径との差であるリブ長さＬが羽根車半径とハブ半径との差（以下、羽根スパンとする）に対して０．２７倍以下になるようにしている（図７参照）。
【００３６】
リブ高さＨは、ハブ２に対する羽根３の前縁の進入角度をθとすると、負圧面側リブ高さＨa、圧力面側リブ高さＨb及び羽根根元の肉厚ｔmaxを用いて、Ｈ＝Ｈa＋ｔmax／ｃｏｓθ＋Ｈbで表される。（負圧面側リブ高さＨaは、Ｈa≒Ｌ×ｔａｎθで表される。）ここで、圧力面側リブ高さＨbが上式の右辺第２項ｔmax／ｃｏｓθに対して０．３倍以上になるようにしている（図７参照）。
【００３７】
（２）羽根車の特徴
本実施形態の軸流ファン用羽根車１には、以下の特徴がある。
【００３８】
＜Ａ＞軸流ファン用羽根車の強度の向上
本実施形態の軸流ファン用羽根車１では、羽根３の両面に羽根３の根元の前縁から前縁の形状に沿って第１リブ４を設けて亀裂の方向に対して断面積を大きくしている。このため、本実施形態のような羽根形状を前進及び前傾とし、さらに、羽根前縁側の肉厚を後縁側の肉厚よりも大きくして静音化された軸流ファン用羽根車１のように、羽根３の根元の前縁にかかる曲げ力が非常に大きい場合でも、十分に応力を緩和することができる。これにより、軸流ファン用羽根車１の破損を抑えることができる。
【００３９】
また、この軸流ファン用羽根車１では、第１リブ４の後縁側に設けられた第２リブ５が羽根の根元から第１リブ４の外周端と交わるように延びている。すなわち、第２リブ５は、第１リブ４とその外周端で交わり一体の構造体を成している。これにより、リブの剛性を高めることができ、軸流ファン用羽根車１の強度をさらに向上することできる。
【００４０】
＜Ｂ＞軸流ファン用羽根車の生産性の向上
本実施形態の軸流ファン用羽根車１では、第２リブ５と第１リブ４とが交わる部分の内周側には、ハブ２の外周面、第２リブ５及び第１リブ４によって窪み６ａ、６ｂが形成されている。これにより、これらのリブ４、５の形成による樹脂使用量の増加並びに軸流ファン用羽根車１成形時の成形冷却時間の増加を抑えることができる。また、成形冷却時のリブ４、５のヒケも生じにくい。具体的には、リブ幅Ｗを５〜７ｍｍにすることが望ましい（図６参照）。
【００４１】
また、第１リブ４及び第２リブ５が回転軸Ｏ−Ｏに対して平行に延びているため、従来の軸流ファン用羽根車１１と同様に、上下抜きの金型によって樹脂一体成形することが可能である。
【００４２】
＜Ｃ＞軸流ファン用羽根車の送風性能の確保及び強度の向上
本実施形態の軸流ファン用羽根車１では、第１リブ４及び第２リブ５の寸法について、羽根スパン及び羽根肉厚に対して所定の寸法範囲内になるように制限している（図７参照）。
【００４３】
具体的には、リブ長さＬが大きいと軸流ファン用羽根車１の送風性能に対して悪影響が生じるため、リブ長さＬを羽根スパンに対して０．２７倍以下にしている。これにより、リブ４、５を設けることによる送風性能の低下を抑えることができる。また、羽根３の圧力面３ｂ側に作用する圧縮力に耐えうるように、圧力面側リブ高さＨbをｔmax／ｃｏｓθに対して０．３倍以上にしている。これにより、軸流ファン用羽根車１の強度を向上させることができる。すなわち、軸流ファン用羽根車１の強度の向上と送風性能の確保を両立させることができる。
【００４４】
（４）他の実施形態
前記実施形態では、第２リブを第１リブの後縁側に１つだけ設けているが、さらに後縁側に複数個設けてもよい。この場合、さらにリブの剛性を高めることができ、軸流ファン用羽根車の強度を向上することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４６】
請求項１にかかる発明では、羽根の両面に羽根の前縁の根元から前縁の形状に沿って第１リブを設けて亀裂の方向に対して断面積を大きくして強度を確保しているため、軸流ファン用羽根車の破損を抑えることができる。
【００４７】
請求項２にかかる発明では、第１リブの後縁側に設けられた第２リブが第１リブとその外周端で交わり一体の構造体となっているため、リブ自体の剛性を高めることができ、軸流ファン用羽根車の強度をさらに向上することできる。また、第２リブと第１リブとが交わる部分の内周側には、ハブの外周面、第２リブ及び第１リブによって窪みが形成されているため、これらリブの形成による樹脂使用量の増加並びに軸流ファン用羽根車成形時の成形冷却時間の増加を抑えることができる。さらに、成形冷却時のリブのヒケも少なくできる。
【００４８】
請求項３にかかる発明では、羽根の圧力面に作用する圧縮力に耐えることができるようになり、強度を向上させることができる。
【００４９】
請求項４にかかる発明では、第１リブ及び第２リブがハブ及び複数の羽根とともに樹脂一体成形されているため、従来の軸流ファン用羽根車と同様に、上下抜きの金型によって樹脂一体成形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来例の軸流ファン用羽根車の負圧面側平面図。
【図２】 従来例の軸流ファン用羽根車の羽根の子午面の模式図。
【図３】 本発明の一実施形態が適用された場合の軸流ファン用羽根車の斜視図。
【図４】 本発明の一実施形態が適用された場合の軸流ファン用羽根車の負圧面側平面図。
【図５】 図４のＡ矢視図。
【図６】 図５の拡大図であって第１リブを羽根前縁側から側面視した図。
【図７】 図４の拡大図であって第１リブ及び第２リブの負圧面側平面図
【符号の説明】
１ 軸流ファン用羽根車
２ ハブ
３ 羽根
４ 第１リブ
５ 第２リブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an impeller for an axial fan, and more particularly to an impeller for an axial fan made of a resin-integrated molded product of a hub that rotates about a rotation shaft and a plurality of blades provided on the outer peripheral surface of the hub.
[0002]
[Prior art]
An axial fan used in an outdoor unit or the like of an air conditioner includes an impeller made of a resin-integrated product of a hub attached to a rotating shaft of a motor and a plurality of blades provided on the outer periphery thereof.
[0003]
For such an axial fan impeller, there has been a demand for noise reduction, and the following noise reduction design has been made.
[0004]
1 and 2 show a conventional impeller 11 for an axial fan designed to be quiet. As shown in FIG. 1, the blade 13 of the axial fan impeller 11 has an advance angle α 1 larger than the advance angle α of the blade 23 not shown in FIG. . Further, as shown in the schematic diagram of the meridional surface of the blade of FIG. 2, the blade 13 shown by a solid line has a forward inclination angle larger than the forward inclination angle β of the blade 23 not shown in FIG. and it has a β 1. In this way, the impeller for an axial fan is silenced by making the blade shape forward and forward inclined.
[0005]
In general, in an axial fan impeller, a force that presses the blade in the direction of the rotation axis acts due to the centrifugal force during rotation, so that a large bending stress is generated at the base of the blade. In particular, in an axial fan impeller that has been made silent by moving the blade shape forward and forward as described above, the stress that tends to bend the blade in the direction of the rotation axis due to the centrifugal force during rotation is the root of the blade. Concentrate on the leading edge.
[0006]
Conventionally, stress relaxation at the leading edge of the blade root has been achieved by increasing the thickness of the blade root or by increasing the radius of the blade leading edge.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Recently, further noise reduction has been demanded for impellers that have been made silent by moving the blade shape forward and forward. In response to the requirement, the thickness of the leading edge side of the blade may be made larger than the thickness of the trailing edge side in addition to forward and forward tilting of the blade shape.
[0008]
In such an axial fan impeller, the wall thickness on the leading edge side is larger than the wall thickness on the trailing edge side, so that the center of gravity of the blade is biased toward the leading edge side and stress is further concentrated on the leading edge of the blade root. become. For this reason, further stress relaxation is required.
[0009]
However, the following problems arise when trying to deal with such an axial fan impeller by the above-described stress relaxation method.
[0010]
In the case of stress relaxation by increasing the thickness of the blade base, there is a limit to increasing the thickness, and the increase in the amount of resin material used in the impeller for the axial fan and the associated molding cooling time As a result, the productivity decreases. In addition, the thick portion is liable to cause sinking during molding cooling, and causes the molding failure of the axial fan impeller.
[0011]
When stress is relieved by increasing the radius of the leading edge of the blade, the radius becomes too large, and when the axial fan impeller is viewed in plan, the leading edge of the blade overlaps with the trailing edge of the adjacent blade. It may end up. In this case, it becomes difficult to integrally mold the resin with the upper and lower die.
[0012]
An object of the present invention is also an impeller for an axial flow fan, particularly an impeller for an axial flow fan in which the blade shape is forward and forward inclined, and the wall thickness on the blade leading edge side is larger than the wall thickness on the trailing edge side. Another object of the present invention is to provide a structure that can ensure strength and prevent damage to an impeller for an axial fan.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The impeller for an axial fan according to claim 1 is an impeller for an axial fan comprising a resin-integrated molded product of a hub that rotates about a rotation shaft and a plurality of blades provided on the outer peripheral surface of the hub. is there. And the negative pressure surface side 1st rib which has comprised the wall shape extended in parallel with the rotation axis along the shape of the forefront edge from the root of the foremost edge of a blade | wing is formed in the negative pressure surface of several blade | wings Has been. The pressure surface of the plurality of blades has a wall shape extending along the shape of the frontmost edge from the root of the frontmost edge of the blade and parallel to the rotation axis on the back side of the first pressure side rib. The pressure surface side first rib is formed. The negative pressure surface side first rib and the pressure surface side first rib form an integral wall shape extending from the root of the frontmost edge of the plurality of blades along the shape of the frontmost edge and parallel to the rotation axis, The first rib is configured so that the cross-sectional area at the foremost edge of the blade is maximized.
[0014]
In this axial fan impeller, first ribs are provided on both surfaces of the blade along the shape of the front edge from the front edge of the blade to increase the cross-sectional area in the direction of the crack of the blade.
[0015]
For this reason, the blade shape is set forward and forward tilted, and the thickness of the blade leading edge side is made larger than the thickness of the trailing edge side so that the noise is reduced, like the impeller for an axial flow fan. Even when the bending force applied to the edge is very large, the stress can be sufficiently relaxed. Thereby, damage to the impeller for the axial fan can be suppressed.
[0016]
The impeller for an axial fan according to claim 2 is the outer periphery of the first rib of the suction surface side from the root on the trailing edge side of the first rib of the suction surface side of the blade on the suction surface of the plurality of blades. A suction surface side second rib is formed so as to intersect the end. On the pressure surface of the plurality of blades, on the pressure surface side so as to intersect the outer peripheral end of the suction surface side second rib from the root of the trailing edge side of the suction surface side second rib of the blade on the back side of the suction surface side second rib A second rib is formed. The suction surface side second rib and the pressure surface side second rib intersect the outer peripheral end of the suction surface side second rib from the root of the trailing edge side of the suction surface side second rib of the blade and with respect to the rotation axis. The second rib is formed in an integral wall shape extending in parallel.
[0017]
In this axial fan impeller, the second rib provided on the rear edge side of the first rib intersects the first rib and the outer peripheral end thereof to form an integral structure. Thereby, the rigidity of a rib can be improved and the intensity | strength of the impeller for axial fans can further be improved.
[0018]
A recess surrounded by the outer peripheral surface of the hub, the second rib, and the first rib is formed on the inner peripheral side of the portion where the second rib and the first rib intersect. As a result, it is possible to suppress an increase in the amount of resin used due to the formation of these ribs and an increase in the molding cooling time when molding the impeller for the axial fan. Further, rib sink marks are less likely to occur during molding cooling.
[0019]
The impeller for an axial fan according to claim 3 is the impeller for the axial flow fan according to claim 1 or 2, wherein the rib height of the pressure surface side first rib and / or the pressure surface side second rib is the thickness of the blade root. It is not less than 0.3 times the value divided by the cosine value of the approach angle of the leading edge of the blade.
[0020]
With this axial fan impeller, it becomes possible to withstand the compressive force acting on the pressure surface of the blade, and the strength can be improved.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the axial fan impeller according to any one of the first to third aspects, the first rib and the second rib are integrally formed with a resin together with a hub and a plurality of blades.
[0022]
In this axial fan impeller, since the first rib and the second rib have a wall shape extending parallel to the rotational axis, the top and bottom punches are removed in the same manner as in the conventional resin axial fan impeller. It is possible to integrally mold the resin with a mold.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
(1) Configuration of Axial Fan Impeller An axial fan impeller 1 according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0025]
The impeller 1 for an axial fan is used as a fan for blowing air from an outdoor unit of an air conditioner, and is mainly provided on a cylindrical hub 2 and an outer peripheral surface of the hub 2 so as to be inclined in the blowing direction. It is formed by integrally molding a plurality of (three in the present embodiment) blades 3 formed with resin. The inner peripheral portion of the hub 2 is attached to a rotation shaft of a motor (not shown). Here, the rotational axis of the axial fan impeller 1 is defined as a rotational axis OO.
[0026]
The blade 3 has a blade shape that advances and tilts forward as in the case of the axial fan impeller 11 designed to be quiet in the conventional example (see FIGS. 1 and 4). The blade 3 has a blade shape in which the thickness on the blade leading edge side is larger than the wall thickness on the trailing edge side, compared to the blade 13 of the impeller 11 for an axial fan designed to be quiet in the conventional example. (See FIG. 5). Here, the surface on the side where the airflow flows when the impeller 1 for the axial fan is rotated, that is, the surface on which the front edge of the blade 3 is inclined forward is defined as the negative pressure surface 3a, and the surface on the opposite side. The surface is a pressure surface 3b.
[0027]
A first rib 4 extending from the outer peripheral surface of the hub 2 along the shape of the front edge of the blade 3 is formed on the front edge of the base of each blade 3. The first rib 4 includes a negative pressure surface side first rib 4 a formed on the negative pressure surface 3 a side of the blade 3 and a pressure surface side first rib 4 b formed on the pressure surface 3 b side of the blade 3. .
[0028]
As shown in FIG. 5, the suction surface side first rib 4 a extends from the end of the hub 2 on the suction surface 3 a side in a direction substantially orthogonal to the rotation axis OO and toward the outer peripheral side of the blade 3. The blade 3 is formed so as to be smoothly integrated with the suction surface 3a of the blade 3. Moreover, the suction surface side first rib 4a is formed in a wall shape extending in parallel to the rotation axis OO.
[0029]
The pressure surface side first rib 4b extends from the outer peripheral portion of the hub 2 on the pressure surface 3b side so as to incline toward the outer peripheral side of the blade 3, and the negative pressure surface so as to be smoothly integrated with the pressure surface 3b of the blade 3. It is formed on the back side of the first side rib 4a. The pressure surface side first rib 4b is also formed in a wall shape extending in parallel with the rotation axis OO, similarly to the negative pressure surface side first rib 4a. That is, the negative pressure surface side first rib 4a and the pressure surface side first rib 4b form an integral wall shape that extends along the shape of the front edge at the front edge of the base of both surfaces 3a, 3b of the blade 3.
[0030]
A second rib 5 is formed at the base of the rear edge side of the first rib 4 of each blade 3. The second rib 5 intersects with the outer peripheral end of the first rib 4 of the blade 3 and extends so as to be integrated with the first rib 4. The second rib 5 includes a suction surface side second rib 5 a formed on the suction surface 3 a side of the blade 3, and a pressure surface side second rib 5 b formed on the pressure surface 3 b side of the blade 3. .
[0031]
The negative pressure surface side second rib 5a extends from the end of the hub 2 on the negative pressure surface 3a side in a direction intersecting the outer peripheral end of the negative pressure surface side first rib 4a, and smoothly and integrally with the negative pressure surface 3a of the blade 3. It is formed to become. Further, the suction surface side second rib 5a is formed in a wall shape extending in parallel with the rotation axis OO, similarly to the suction surface side first rib 4a.
[0032]
The pressure surface side second rib 5b extends from the outer peripheral portion of the hub 2 on the pressure surface 3b side in a direction crossing the outer peripheral end of the pressure surface side first rib 4b, and is smoothly integrated with the pressure surface 3b of the blade 3. Further, it is formed on the back side of the suction side second rib 5a. Similarly to the negative pressure surface side second rib 5a, the pressure surface side second rib 5b is also formed in a wall shape extending parallel to the rotation axis OO. That is, the negative pressure surface side second rib 5 a and the pressure surface side second rib 5 b have an integral wall shape formed on the rear edge side of the first rib 4 of both surfaces 3 a and 3 b of the blade 3. Moreover, since it extends in a direction intersecting with the outer peripheral end of the first rib 4, a structure in which the first rib 4 and the second rib 5 are integrated is formed. Thus, triangular depressions 6 a and 6 b surrounded by the first rib 4, the second rib 5, and the outer peripheral surface of the hub 2 are formed on the negative pressure surface 3 a and the pressure surface 3 b of the blade 3.
[0033]
In the present embodiment, the first rib 4 and the second rib 5 have the following sizes.
[0034]
The rib width W is 5 to 7 mm (see FIG. 6).
[0035]
The rib length L, which is the difference between the hub radius and the radius from the center axis OO to the outer peripheral edge of the rib, is 0.27 times or less than the difference between the impeller radius and the hub radius (hereinafter referred to as blade span). (See FIG. 7).
[0036]
The rib height H is obtained by using the suction surface side rib height H a , the pressure surface side rib height H b, and the blade root thickness t max , where θ is the approach angle of the leading edge of the blade 3 with respect to the hub 2. is represented by H = H a + t max / cosθ + H b. (The suction side rib height H a is represented by H a ≈L × tan θ.) Here, the pressure side rib height H b is 0 with respect to the second term t max / cos θ on the right side of the above equation. .3 or more (see FIG. 7).
[0037]
(2) Features of the impeller The axial fan impeller 1 of the present embodiment has the following features.
[0038]
<A> Improving the Strength of the Axial Fan Impeller In the axial fan impeller 1 of the present embodiment, the first rib 4 extends along the shape of the front edge from the front edge of the blade 3 on both sides of the blade 3. To increase the cross-sectional area with respect to the direction of the crack. For this reason, the blade shape as in the present embodiment is made forward and forward tilted, and the thickness of the blade leading edge side is made larger than the thickness of the trailing edge side to make it quieter. Even when the bending force applied to the leading edge of the base of the blade 3 is very large, the stress can be sufficiently relaxed. Thereby, damage to the impeller 1 for an axial fan can be suppressed.
[0039]
Further, in the axial fan impeller 1, the second rib 5 provided on the rear edge side of the first rib 4 extends from the root of the blade so as to intersect with the outer peripheral end of the first rib 4. That is, the second rib 5 intersects with the first rib 4 at the outer peripheral end to form an integral structure. Thereby, the rigidity of a rib can be improved and the intensity | strength of the axial fan impeller 1 can further be improved.
[0040]
<B> Improving the productivity of the axial fan impeller In the axial fan impeller 1 of the present embodiment, the hub 2 is disposed on the inner peripheral side of the portion where the second rib 5 and the first rib 4 intersect. Recesses 6 a and 6 b are formed by the outer peripheral surface, the second rib 5 and the first rib 4. Thereby, the increase in the amount of resin used by formation of these ribs 4 and 5 and the increase in the molding cooling time at the time of shaping | molding the impeller 1 for axial-flow fans can be suppressed. Further, sink marks of the ribs 4 and 5 at the time of molding cooling hardly occur. Specifically, the rib width W is desirably 5 to 7 mm (see FIG. 6).
[0041]
In addition, since the first rib 4 and the second rib 5 extend in parallel to the rotation axis OO, the resin is integrally molded by the upper and lower die as in the conventional axial fan impeller 11. It is possible.
[0042]
<C> Ensuring the ventilation performance and improving the strength of the axial fan impeller In the axial fan impeller 1 of the present embodiment, the dimensions of the first rib 4 and the second rib 5 are the blade span and the blade thickness. Are limited within a predetermined size range (see FIG. 7).
[0043]
Specifically, if the rib length L is large, the air blowing performance of the axial fan impeller 1 is adversely affected. Therefore, the rib length L is 0.27 times or less of the blade span. Thereby, the fall of the ventilation performance by providing the ribs 4 and 5 can be suppressed. Further, the pressure surface side rib height Hb is set to be 0.3 times or more with respect to t max / cos θ so as to withstand the compressive force acting on the pressure surface 3b side of the blade 3. Thereby, the intensity | strength of the impeller 1 for axial flow fans can be improved. That is, the improvement of the strength of the impeller 1 for an axial fan and the securing of the blowing performance can be achieved at the same time.
[0044]
(4) Other Embodiments In the above embodiment, only one second rib is provided on the rear edge side of the first rib, but a plurality of second ribs may be provided on the rear edge side. In this case, the rigidity of the rib can be further increased, and the strength of the impeller for the axial fan can be improved.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0046]
In the invention according to claim 1, the first rib is provided along the shape of the leading edge from the root of the leading edge of the blade on both surfaces of the blade to increase the cross-sectional area in the direction of the crack to ensure the strength. Therefore, damage to the axial fan impeller can be suppressed.
[0047]
In the invention according to claim 2, since the second rib provided on the rear edge side of the first rib intersects the first rib and its outer peripheral end to form an integral structure, the rigidity of the rib itself can be increased. The strength of the impeller for an axial fan can be further improved. Moreover, since the hollow is formed by the outer peripheral surface of the hub, the second rib, and the first rib on the inner peripheral side of the portion where the second rib and the first rib intersect, the resin usage amount due to the formation of these ribs is reduced. An increase in molding cooling time during molding of an impeller for an axial fan can be suppressed. Furthermore, rib sink marks can be reduced during cooling of the molding.
[0048]
In the invention concerning Claim 3, it comes to be able to endure the compressive force which acts on the pressure surface of a blade | wing, and it can improve an intensity | strength.
[0049]
In the invention according to the fourth aspect, since the first rib and the second rib are integrally formed with the resin together with the hub and the plurality of blades, the resin is integrated by the upper and lower punching die as in the conventional axial fan impeller. It is possible to mold.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a suction surface side of an impeller for an axial fan according to a conventional example.
FIG. 2 is a schematic view of a meridian surface of a blade of an impeller for an axial fan according to a conventional example.
FIG. 3 is a perspective view of an impeller for an axial fan when an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is a plan view of a negative pressure surface side of an impeller for an axial fan when an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
6 is an enlarged view of FIG. 5 and is a side view of the first rib from the blade leading edge side.
7 is an enlarged view of FIG. 4 and is a plan view of the suction side of the first rib and the second rib.
1 impeller for an axial fan 2 hub 3 blade 4 first rib 5 second rib

Claims (4)

回転軸（Ｏ−Ｏ）を中心として回転するハブ（２）と、前記ハブ（２）の外周面に設けられた複数の羽根（３）との樹脂一体成形品からなる軸流ファン用羽根車（１）であって、
前記複数の羽根（３）の負圧面には、前記羽根（３）の最前縁の根元から最前縁の形状に沿って、かつ、前記回転軸（Ｏ−Ｏ）線に対して平行に延びる壁形状をなしている負圧面側第１リブ（４ａ）が形成されており、
前記複数の羽根（３）の圧力面には、前記負圧面側第１リブ（４ａ）の真裏側に、前記羽根（３）の最前縁の根元から最前縁の形状に沿って、かつ、前記回転軸（Ｏ−Ｏ）線に対して平行に延びる壁形状をなしている圧力面側第１リブ（４ｂ）が形成されており、
前記負圧面側第１リブ（４ａ）と前記圧力面側第１リブ（４ｂ）とは、前記複数の羽根（３）の最前縁の根元から最前縁の形状に沿って、かつ、前記回転軸（Ｏ−Ｏ）線に対して平行に延びる一体の壁形状をなし、前記羽根（３）の最前縁における断面積が最大化している第１リブ（４）を構成している、
軸流ファン用羽根車（１）。An impeller for an axial fan comprising a resin-integrated product of a hub (2) that rotates about a rotation axis (OO) and a plurality of blades (3) provided on the outer peripheral surface of the hub (2). (1)
The suction surface of the plurality of blades (3) has a wall extending from the base of the frontmost edge of the blade (3) along the shape of the frontmost edge and parallel to the rotation axis (OO) line. A suction side first rib (4a) having a shape is formed,
On the pressure surface of the plurality of blades (3), on the back side of the suction surface side first rib (4a), from the root of the frontmost edge of the blade (3) along the shape of the frontmost edge, and A pressure surface side first rib (4b) having a wall shape extending parallel to the rotation axis (OO) line is formed;
The negative pressure surface side first rib (4a) and the pressure surface side first rib (4b) are formed along the shape of the front edge from the base of the front edge of the plurality of blades (3), and the rotation shaft The first rib (4) is formed in an integral wall shape extending parallel to the line (OO), and the cross-sectional area at the foremost edge of the blade (3) is maximized.
An impeller for an axial fan (1). 前記複数の羽根（３）の負圧面には、前記羽根（３）の負圧面側第１リブの後縁側の根元から前記負圧面側第１リブ（４ａ）の外周端と交わるように負圧面側第２リブ（５ａ）が形成されており、
前記複数の羽根（３）の圧力面には、前記負圧面側第２リブ（５ａ）の真裏側に、前記羽根（３）の負圧面側第２リブの後縁側の根元から前記負圧面側第２リブ（５ａ）の外周端と交わるように圧力面側第２リブ（５ｂ）が形成されており、
前記負圧面側第２リブ（５ａ）と前記圧力面側第２リブ（５ｂ）とは、前記羽根（３）の負圧面側第２リブの後縁側の根元から前記負圧面側第２リブ（５ａ）の外周端と交わるように、かつ、前記回転軸（Ｏ−Ｏ）線に対して平行に延びる一体の壁形状をなしている第２リブ（５）を構成している、
請求項１に記載の軸流ファン用羽根車（１）。 The suction surfaces of the plurality of blades (3) are formed so as to intersect the outer peripheral ends of the suction surface side first ribs (4a) from the roots on the rear edge side of the suction surface side first ribs of the blades (3). A second side rib (5a) is formed;
The pressure surface of the plurality of blades (3) is directly behind the suction surface side second rib (5a), from the root of the trailing edge side of the suction surface side second rib of the blade (3) to the suction surface side. The pressure surface side second rib (5b) is formed so as to intersect with the outer peripheral end of the second rib (5a),
The suction surface side second rib (5a) and the pressure surface side second rib (5b) are formed from the base of the trailing edge side of the suction surface side second rib of the blade (3) to the suction surface side second rib ( 5a) constitutes a second rib (5) that intersects with the outer peripheral end and has an integral wall shape extending parallel to the rotation axis (OO) line.
The axial fan impeller (1) according to claim 1. 前記圧力面側第１リブ（４ｂ）、及び／又は、前記圧力面側第２リブ（５ｂ）のリブ高さ（ＨRib height (H of the pressure surface side first rib (4b) and / or the pressure surface side second rib (5b) bb ）は、前記羽根（３）根元の肉厚（ｔ) Is the thickness of the blade (3) root (t maxmax ）を前記羽根（３）の前縁の進入角度（θ）の余弦値（ｃｏｓθ）で除した値に対して０．３倍以上である、請求項１又は２に記載の軸流ファン用羽根車（１）。The axial fan blades according to claim 1, wherein the blade blades are not less than 0.3 times the value obtained by dividing the leading edge angle (θ) of the blade (3) by the cosine value (cos θ). Car (1). 前記第１リブ（４）及び第２リブ（５）は、前記ハブ（２）及び複数の羽根（３）とともに樹脂一体成形されている、請求項１〜３のいずれかに記載の軸流ファン用羽根車（１）。The axial fan according to any one of claims 1 to 3, wherein the first rib (4) and the second rib (5) are integrally molded with the hub (2) and the plurality of blades (3). Impeller (1).
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