特許 7359575 斜流型インペラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-02

(45)【発行日】2023-10-11

(54)【発明の名称】斜流型インペラ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/22 20060101AFI20231003BHJP

   F04D 29/28 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

F04D29/22 C

F04D29/28 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019113004

(22)【出願日】2019-06-18

(65)【公開番号】P2020204301

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2022-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】松尾 昭英

(72)【発明者】

【氏名】後藤 正樹

【審査官】松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】実開平０２－０３４７８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－０３０５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－０４８２０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１１０５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９４１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３３２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１８９９９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／２２

Ｆ０４Ｄ ２９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸方向に延在した筒部と、当該回転軸に対して傾斜した環状の傾斜面と、当該傾斜面の外周側を囲む第１の外周部及び第２の外周部と、を有するベースと、
前記傾斜面に設けられた複数の翼と、を備え、
径方向において、前記第１の外周部は、前記環状の傾斜面と前記第２の外周部との間にあり、
前記複数の翼は前記筒部から前記第１の外周部にかけて延在し、
前記複数の翼の間には、空気が流れる経路が形成されており、
前記回転軸方向において、前記経路は前記ベースに対して反対側に向けて開放されており、
前記第１の外周部と、前記第２の外周部とは、外形が互いに異なっており、
前記第１の外周部及び前記第２の外周部のうちの一方の外周部には、凹部が設けられている、斜流型インペラ。

【請求項2】

前記第１の外周部及び前記第２の外周部のうちの他方の外周部には、マーキングがなされている、請求項１に記載の斜流型インペラ。

【請求項3】

前記第１の外周部は、径方向において第２の外周部より内側に設けられており、
前記第１の外周部にはマーキングがなされ、
前記第２の外周部には凹部が設けられている、請求項１又は２に記載の斜流型インペラ。

【請求項4】

前記第１の外周部は、回転軸方向において前記傾斜面と前記第２の外周部との間に設けられている、請求項１から３のいずれかに記載の斜流型インペラ。

【請求項5】

樹脂部材で形成されている、請求項１から４のいずれかに記載の斜流型インペラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、斜流型インペラに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、環状のベースと、ベースに設けられた複数の羽根と、を備える斜流型インペラが知られている（特許文献１参照）。

【0003】

このような斜流型インペラでは、バランスを計測し、バランスに偏りがある場合には、ベースの外周部に凹部を形成することにより、斜流型インペラのバランスを調整している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１３３２６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のような斜流型インペラでは、ベースの外周部に回転位相を検出するためのマーキングがなされている場合があり、マーキングがなされたベースの外周部には凹部を形成することができない。そのため、斜流型インペラのバランスを調整することが困難な場合があった。

【0006】

本発明は、バランス調整を容易に行うことができる斜流型インペラを提供することを課題の一例とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明の斜流型インペラは、回転軸に対して傾斜した環状の傾斜面と、当該傾斜面の外周側を囲む第１の外周部及び第２の外周部と、を有するベースと、前記傾斜面に設けられた複数の翼と、を備え、前記第１の外周部と、前記第２の外周部とは、外形が互いに異なっており、前記第１の外周部及び前記第２の外周部のうちの一方の外周部には、凹部が設けられている。

【0008】

本発明の斜流型インペラにおいては、前記第１の外周部及び前記第２の外周部のうちの他方の外周部には、マーキングがなされているものとすることができる。
また、本発明の斜流型インペラにおいては、前記第１の外周部は、径方向において第２の外周部より内側に設けられており、前記第１の外周部にはマーキングがなされ、前記第２の外周部には凹部が設けられているものとすることができる。
さらに、本発明の斜流型インペラにおいては、前記第１の外周部は、回転軸方向において前記傾斜面と前記第２の外周部との間に設けられているものとすることができる。

【0009】

本発明の斜流型インペラにおいては、樹脂部材で形成されていることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一例である実施形態にかかる斜流型インペラの上面図である。

【図2】本発明の一例である実施形態にかかる斜流型インペラの側面図である。

【図3】本発明の一例である実施形態にかかる斜流型インペラの斜め上方から見た斜視図である。

【図4】図３の斜流型インペラの一部分を抜き出した部分拡大斜視図である。

【図5】本発明の一例である変形例にかかる斜流型インペラの上面図である。

【図6】本発明の一例である変形例にかかる斜流型インペラの斜め上方から見た斜視図である。

【図7】本発明の一例である変形例にかかる斜流型インペラを切り欠いた部分を説明するための斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態にかかる斜流型インペラについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一例である実施形態にかかる斜流型インペラ１の上面図であり、図２は、斜流型インペラ１の側面図である。また、図３は、斜流型インペラ１の斜め上方から見た斜視図であり、図４は、図３の斜流型インペラ１の一部分を抜き出した部分拡大斜視図である。

【0012】

なお、本実施形態の説明において、回転軸ｘ方向において矢印ａ方向を上側ａとし、矢印ｂ方向を下側ｂとする。また、回転軸ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、回転軸ｘから遠ざかる方向（矢印ｃ方向）を外周側ｃとし、回転軸ｘに向かう方向（矢印ｄ方向）を内周側ｄとする。そして、回転軸ｘを中心とする円周方向（矢印ｅ及びｆ方向）を周方向ｅ（以下、「時計回り」ともいう。）及び周方向ｆ（以下、「反時計回り」ともいう。）とする。

【0013】

図１～図３に示すように、本実施形態の斜流型インペラ１は、ベース１２と、ベース１２に設けられた複数の翼１３と、を備えている。斜流型インペラ１は、樹脂部材で形成されている。

【0014】

ベース１２は、回転軸ｘに対して傾斜した環状の傾斜面２０ｓを有する傾斜部２０と、径方向において傾斜部２０の外周側ｃを囲む第１の外周部２１及び第２の外周部２２と、回転軸ｘ方向において上側ａに設けられた円筒状の筒部２３と、を有する。
ベース１２は、シャフト（不図示）に固定されており、シャフトの回転に連れ回るようになっている。

【0015】

傾斜部２０の傾斜面２０ｓは、内周側ｄから外周側ｃへ向かって下り勾配に傾斜している。傾斜面２０ｓには、複数の翼１３が設けられている。

【0016】

第１の外周部２１と、第２の外周部２２とは、外形が互いに異なっている。即ち、図１に示すように、本実施形態において、第１の外周部２１の径方向における寸法である直径寸法Ａは、第２の外周部２２の径方向における寸法である直径寸法Ｂに比して、小さくなって（Ａ＜Ｂ）いる。
また、図２に示すように、第１の外周部２１の回転軸ｘ方向における寸法である高さ寸法Ｃは、第２の外周部２２の回転軸ｘ方向における寸法である高さ寸法Ｄと等しくなって（Ｃ＝Ｄ）いる。

【0017】

図３に示すように、第１の外周部２１は、回転軸ｘ方向において傾斜面２０ｓと第２の外周部２２との間に設けられている。即ち、回転軸ｘ方向において上側ａから下側ｂへ向かって傾斜面２０ｓ、第１の外周部２１、第２の外周部２２の順に設けられている。
また、第１の外周部２１の側面２１ｃは、径方向において第２の外周部２２の側面２２ｃより内周側ｄに設けられている。

【0018】

図４に示すように、第１の外周部２１は、傾斜面２０ｓの外周側ｃから連続して設けられており、外周側ｃに向く側面２１ｃには、マーク２４によるマーキングがなされている。
マーク２４は、斜流型インペラ１の周方向ｅの回転角度、回転数及び回転速度等の回転位相を検出する際に指標となる表示である。
このマーク２４は、例えば、側面２１ｃに貼られる長方形や線状のテープやシール、側面２１ｃにペンで描かれた表示等であり、第１の外周部２１の高さ寸法Ｃを超えない高さの領域Ｓ１に設けられている。
なお、マーク２４は、第１の外周部２１の側面２１ｃに複数設けられていてもよい。

【0019】

図４に示すように、第２の外周部２２は、上側ａに向く上面２２ａが第１の外周部２１の側面２１ｃの下側ｂから連続して設けられ、上面２２ａの外周側ｃから連続して設けられて外周側ｃに向く側面２２ｃに凹部２５が設けられている。
凹部２５は、外周側ｃから内周側ｄへ凹む１又は複数の穴２６である。この凹部２５は、斜流型インペラ１の回転バランスに偏りがある場合に、工具で１又は複数の穴２６を形成して回転バランスを調整するために形成される。例えば、斜流型インペラ１の重心が回転軸ｘと一致していない場合に斜流型インペラ１の回転バランスに偏りがあるとし、１又は複数の穴２６を形成して当該箇所の質量を軽くして、重心が回転軸ｘと一致するように調整する。
この１又は複数の穴２６は、第２の外周部２２の側面２２ｃにおける高さ寸法Ｄを超えない高さの領域Ｓ２内に形成される。
なお、凹部２５は、第２の外周部２２の側面２２ｃに複数設けられていてもよい。

【0020】

筒部２３は、回転軸ｘを中心とする円筒状を有し、内部にシャフト（不図示）が保持される。筒部２３の上側ａには円形の開口２７が設けられており、上側ａにシャフト（不図示）を筒部２３の内部から外部へ引き出されるようになっている。

【0021】

複数の翼１３は、傾斜面２０ｓにおいて周方向ｅに等間隔で取り付けられている。この複数の翼１３は、傾斜面２０ｓに固定された固定部３１と、上側ａに設けられた上端部３２と、下側ｂに設けられた下端部３３と、上端部３２と下端部３３との間に設けられて外周側ｃに向く湾曲部３４と、固定部３１と上端部３２との間で傾斜した傾斜面３５と、を有する。
翼１３は、ベース１２の反時計回りｆの回転によって、上側ａから下側ｂへ気流が生じるようになっている。

【0022】

固定部３１は、上側ａから下側ｂにかけて傾斜面２０ｓに固定されている。
上端部３２は、傾斜面２０ｓの外周側ｃから内周側ｄへ向かって時計回りｅ側が凸になるように湾曲しており、下端部３３は、上側ａから下側ｂへ直線状に立ち上がっている。
下端部３３は、回転軸ｘ方向において第１の外周部２１の側面２１ｃと面一に設けられている。
湾曲部３４は、上端部３２と下端部３３との中間部分の厚さが最も厚く、上側ａから下側ｂへ向かって反時計回りｆ側が凸になるように湾曲している。
傾斜面３５は、外周側ｃ及び内周側ｄに面しており、上側ａから下側ｂへ向かって下り勾配に傾斜している。

【0023】

本実施形態にかかる斜流型インペラ１は、第１の外周部２１と、第２の外周部２２とは、互いに外形が異なっている。即ち、図１に示すように、第１の外周部２１の径方向における寸法である直径寸法Ａは、第２の外周部２２の径方向における寸法である直径寸法Ｂに比して、小さくなって（Ａ＜Ｂ）いる。そのため、斜流型インペラ１の回転位相を検出するためのマーク２４を第１の外周部２１に、斜流型インペラ１の回転バランスを調整するための凹部２５を第２の外周部２２に、それぞれ設けることができる。

【0024】

ベースの外周部が１つの従来の斜流型インペラでは、外周部に回転位相を検出するためのマーキングがなされた後にバランスを調整する際、マーキングがなされた外周部に凹部を形成してバランスを調整するとマーキングが消えてしまう。
また、傾斜部や翼等の空気が流れる経路に凹部を形成すると、風の流れや騒音に影響を与えてしまうおそれがあり、斜流型インペラのバランスを調整するのが困難な場合があった。

【0025】

しかし、本発明の構成を具備すれば、回転位相を検出するためのマーク２４が消えることなくバランスを調整するための凹部２５を第２の外周部２２の全周にわたって制限なく設けることが可能であり、斜流型インペラ１のバランス調整を容易に行うことができる。

【0026】

また、本実施形態にかかる斜流型インペラ１は、第１の外周部２１は、径方向において第２の外周部２２より内側に設けられており、第２の外周部２２に凹部２５が設けられている。そして、第１の外周部２１は、回転軸ｘ方向において、傾斜面２０ｓと第２の外周部２２との間に設けられている。このため、第２の外周部２２の凹部２５に工具等で穴２６を形成する際、第１の外周部２１、傾斜面２０ｓ及び翼１３に工具が当たることを抑制することができる。したがって、斜流型インペラ１の破損を防止するとともにバランス調整を容易に行うことができる。

【0027】

さらに、本実施形態に係る斜流型インペラ１は、樹脂部材で形成されているため、軽量化を図ることができる。
以上のように、本実施形態にかかる斜流型インペラ１は、バランス調整を容易に行うことができる。

【0028】

次に、本発明の変形例にかかる斜流型インペラ１００について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の一例である変形例にかかる斜流型インペラ１００の上面図であり、図６は、斜流型インペラ１００の斜め上方から見た斜視図である。また、図７は、斜流型インペラ１００を切り欠いた部分Ｐを説明するための図である。本変形例の説明において、上記実施形態と同一の機能及び構造の部材乃至部品については、上記実施形態と同一となる符号を図５～図７に付して、その詳細な説明を省略している（ただし、特に説明を加えている場合はこの限りではない。）。

【0029】

本変形例においては、第１の外周部１２１と、第２の外周部１２２の構成が、上記実施形態の第１の外周部２１及び第２の外周部２２とは異なっている。
図５～図７に示されるように、本変形例における第２の外周部１２２は、斜流型インペラ１００の外周部１２０のうち一部にのみに設けられている。

【0030】

ベース１１２の外周部１２０は、径方向において傾斜部２０の外周側ｃを囲む第１の外周部１２１と、外周部１２０のうち一部にのみに設けられた第２の外周部１２２と、を含む。
また、図６に示すように、ベース１１２の外周部１２０のうち第２の外周部１２２が形成されていない領域の第１の外周部１２１の回転軸ｘ方向における寸法である高さ寸法Ｅは、第２の外周部１２２の回転軸ｘ方向における寸法である高さ寸法Ｆに比して、大きくなって（Ｅ＞Ｆ）いる。

【0031】

図７に示すように、第２の外周部１２２が形成されていない領域の第１の外周部１２１は、傾斜面２０ｓの外周側ｃから連続して設けられている。第１の外周部１２１の外周側ｃに向く側面１２１ｃには、マーク１２４によるマーキングがなされている。
第２の外周部１２２は、傾斜面２０ｓの一部、及びベース１１２の外周部１２０の一部である部分Ｐを切り欠くことにより形成されている。部分Ｐを切り欠くことにより、第２の外周部１２２には、外周側ｃに向く側面１２２ｃが形成される。また、ベース１１２の外周部１２０には、回転軸ｘ方向に向く上面１２０ａと、周方向ｅに向く周面１２０ｅと、が形成される。

【0032】

部分Ｐは、斜流型インペラ１の回転バランスに偏りがある場合に、工具で傾斜面２０ｓの一部、及びベース１１２の外周部１２０の一部を切り欠いて回転バランスを調整する部分である。例えば、斜流型インペラ１００の重心が回転軸ｘと一致していない場合に斜流型インペラ１００の回転バランスに偏りがあるとし、部分Ｐを切り欠くことにより切り欠いた箇所の質量を軽くして重心が回転軸ｘと一致するように調整する。
なお、部分Ｐを切り欠く前は、ベース１１２の外周部１２０にマーク１２４によるマーキングがなされており、回転バランスを調整するためにマーク１２４が形成された部分Ｐを切り欠いた場合、マーク１２４の一部が第１の外周部１２１の側面１２１ｃに残る。

【0033】

部分Ｐの範囲は、斜流型インペラ１００の回転バランスを調節する量によって異なるが、部分Ｐの径方向における最大範囲は、翼１３の下端部３３より外周側ｃの範囲である。即ち、部分Ｐの径方向における最大範囲は、翼１３を切り欠くことがない範囲である。
また、部分Ｐの回転軸ｘ方向における最大範囲は、第１の外周部１２１の高さ寸法Ｅより上側ａの範囲である。即ち、部分Ｐの回転軸ｘ方向における最大範囲は、第１の外周部１２１の高さ寸法Ｅより小さい範囲である。なお、部分Ｐの周方向ｅにおける最大範囲は、ベース１１２の外周部１２０の外周側ｃの全周である。

【0034】

部分Ｐを切り欠くことにより形成される第２の外周部１２２の側面１２２ｃは、傾斜面２０ｓの外周側ｃから連続して設けられており、ベース１１２の外周部１２０の上面１２０ａは、側面１２２ｃの下側ｂから連続して設けられている。

【0035】

本変形例では、図７に示す通り、部分Ｐを切り欠くことにより第２の外周部１２２を形成しており、上記実施形態と同様に、バランス調整を容易に行うことができる。即ち、斜流型インペラ１００の回転位相を検出するためのマーク１２４をベース１１２の外周部１２０に設け、部分Ｐを切り欠いて第２の外周部１２２を形成することにより、斜流型インペラ１００のバランスを調整する。このため、回転位相を検出するためのマーク１２４が形成された位置を部分Ｐとした場合であっても、マーク１２４は、第１の外周部１２１の側面１２１ｃに残り、消えることがない。したがって、バランスを調整するための部分Ｐを切り欠く位置を、ベース１１２の外周部１２０の全周にわたって選択することができ、斜流型インペラ１００のバランス調整を容易に行うことができる。

【0036】

また、本変形例では、部分Ｐの最大範囲が径方向において翼１３を切り欠くことのない範囲内である。このため、翼等の空気が流れる経路を切り欠くことによる風の流れや騒音に影響を与えることを抑制することができる。

【0037】

さらに、本変形例では、斜流型インペラ１の回転バランスを調整するため、ベース１１２の外周部１２０に設けられたマーク１２４の部分を含む部分Ｐで切り欠かなければならない場合であっても、部分Ｐの最大範囲が回転軸ｘ方向において第１の外周部１２１の高さ寸法Ｅより小さい範囲内である。このため、回転位相を検出するためのマーク１２４が消えることなく部分Ｐを切り欠くことが可能であり、斜流型インペラ１００のバランス調整を容易に行うことができる。

【0038】

本変形例では、部分Ｐの周方向ｅにおける最大範囲は、ベース１１２の外周部１２０全周である。このため、斜流型インペラ１００の回転バランスを調節する量によって、周方向ｅの範囲を異ならせて部分Ｐを切り欠くことにより、風の流れや騒音への影響を抑制しつつ、マーク１２４が消えることなくバランス調整を容易に行うことができる。

【0039】

以上、本発明の斜流型インペラについて、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の斜流型インペラは、上記の実施形態や変形例の構成に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態の斜流型インペラにおいては、第１の外周部２１の側面２１ｃにマーク１２４によるマーキングがなされ、第２の外周部２２の側面２２ｃに凹部２５が形成されている構成を例に挙げて説明したが、第１の外周部２１の側面２１ｃに凹部２５が形成され、第２の外周部２２の側面２２ｃにマーク２４によるマーキングがなされているようにしても構わない。

【0040】

また、上記の実施形態の斜流型インペラ１では、凹部２５は、第２の外周部２２の側面２２ｃに設けられている構成を例に挙げて説明したが、上側ａに向く上面２２ａに凹部２５に設けるようにしても構わない。

【0041】

さらに、上記の実施形態の斜流型インペラ１では、第１の外周部２１の高さ寸法Ｃと、第２の外周部２２の高さ寸法Ｄと、は等しい構成を例に挙げて説明したが、第１の外周部２１の高さ寸法Ｃが第２の外周部２２の高さ寸法Ｄに比して小さくなっていても構わないし、大きくなっていても構わない。

【0042】

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の斜流型インペラを適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0043】

１，１００…斜流型インペラ、１２，１１２…ベース、１３…翼、２０…傾斜部、２０ｓ…傾斜面、２１，１２１…第１の外周部、２１ｃ，１２１ｃ…側面、２２，１２２…第２の外周部、２２ａ，１２０ａ…上面、２２ｃ，１２２ｃ…側面、２３…筒部、２４，１２４…マーク、２５…凹部、２６…穴、２７…開口、３１…固定部、３２…上端部、３３…下端部、３４…湾曲部、３５…傾斜面、１２０…外周部、１２０ｅ…周面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】