JPH01396A

JPH01396A - 軸流ファンの羽根車

Info

Publication number: JPH01396A
Application number: JP63-88877A
Authority: JP
Inventors: ウルリク・ヨハンセン
Original assignee: ノベンコ・アクティーゼルスカベト
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1988-04-11
Publication date: 1989-01-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明はファン作動中に調整可能な複数の羽根を有する
軸流ファンの羽根車に関する。各羽根は、個別にスラス
トベアリングによって枢支されており、羽根車内に内蔵
された制御機構が羽根を羽根軸の１わりに回転させ、羽
根角を制御する。また、各羽根は、羽根の軸線と同軸上
に設けられ、かつ小型に形成されたハブに羽根を結合す
る羽根軸に取付けられている。

従来技術の説明オランダ特許第１３４１９６号に示されるように、前記
引用のタイプの軸流７アン羽根車は、既知である。この
特許においては、各羽根のスラストベアリング装置が羽
根基部内に直接形成された軸受ハウジング内に収容され
、かつ羽根はハブ内に固定された羽根軸上に枢支されて
いる。この設計においては、小型で標準タイプの単一の
ハブに、種々の長さの羽根軸およびそれに対応する寸法
の外側羽根車カバーを組合せることにより、種々の出力
範囲のファンを製作することが可能である。

この既知の実施例においては、１つの寸法および形状の
羽根を種々の運転範囲に使用したいという要望から羽根
の基部自体の中に軸受ハウジングを組込んだために、羽
根の製造が一層複雑になった。さらに、ハブを小型にす
ると質量が集中し、これは負荷条件に関して有利であ谷
しかしながら、これは羽根基部外に関する限り、軸受ハ
ウジングおよび推力軸受装置の位置によって達成できな
い。

米国特許第２０２３７８５号に示されるように可変ピッ
チプロペラは周知である。各プロペラ羽根は軸受ハウジ
ング内で付属のラジアルベアリングを介して枢支され、
軸受ハウジングは、羽根に向かうその端部において、羽
根軸へ向って内方向に伸長しかつ軸受ハウジング内でラ
ジアルベアリングのためのストッパを形成する７ランジ
と、その７ランジ内に装着されたシールと、により閉鎖
されている。その反対側端部においては、ハウジングは
プロペラ・ハブ内のねじと係合する外ねじを有する。羽
根は、ハブの外面に肩が衝当するまでハブ内にねじ込ま
れた軸受ハウジングに対して、軸方向に保持される。

発明の概要本発明による羽根車は前記の既知の羽根車がもつ標準化
の利点をほぼ十分に保有する一方、羽根車の個々の構成
部分の設計はかなり間単になり、かつ各羽根先端と周囲
のファン・ケーシングまたはエア・ダクトとの間の間隙
は簡単な方法で調節可能である。さらに好ましい羽根車
の質量集中が得られ、これにより遠心力によってハブに
ががる荷重は減少され、かつこの荷重は曲げモーメント
を与えることなくほぼ半径方向の力として発生する。し
たがってこの購造はほぼ引張りを受けるだけで、これは
寸法決定する上で本質的に有利である。

本発明による冒頭記載のタイプの軸流ファン羽根車にお
いては；各羽根の羽根軸と軸方向スラストベアリングと
が、軸受ハウジング内において軸方向に保持され、軸受
・・ウジングは羽根に向かうその端部において閉鎖され
てそこに羽根軸を受け入れるための貫通孔が形成されて
いる。一方、それとは反対側の端部においてはノ・プの
周縁内またに周縁にお（・て共役結合手段と直接係合す
るための結合手段が設けられている。１だ、本発明によ
る軸流ファンには）・ブの周縁から羽根先端までの半径
方向距離を調節するために、羽根軸の一部分に沿ってス
ラストベアリングが軸方向に変位するのを可能にする位
置決め手段が設けられる。

羽根は軸受ハウジング内で軸方向に保持されるので、軸
受−・ウジングとスラストベアリングとを有する羽根軸
は、−・ブ内に容易に装着できる予め組み立てられたサ
ブユニットにすることができる。

１だ羽根、羽根軸および軸受・・ウジングとの組合せ軸
方向長さが調節可能なので、羽根車構成部分の誤差を補
償することができる。

このように軸方向の長さが調整できることは軸流ファン
の効率に対して本質的に重要であるばかりでなく、たと
えば摩耗等による推力軸受装置の交換に対しても重要で
あり、また、羽根軸と、および付属のスラストベアリン
グを有する軸受−・ウジングと、からなるサブユニット
が、羽根車に装着する前に所定の半径方向長さに正確に
調節可能であるので、組立後羽根先端と羽根車を包囲す
るケーシングとの間の間隙が最適化される。

さらに本発明は、とくにオランダ特許第１４０５７０号
からその原理が既知である油潤滑式スラストベアリング
の使用を可能にする。したがって、本葵明による羽根車
の実施例は、各軸受−・ウジングには、羽根軸と共軸の
軸受・・ウジング内に配置されたチューブ片からなるシ
ール装置が設けられ、前記チューブ片はそのノ・ブ方向
端部においてシール手段を有し、その他方端部において
ハウジングの閉鎖端部に対してシールされていることを
特徴とする。突出羽根軸におけるシール装置は、羽根車
の回転による大きな遠心力にもかかわらず、潤滑油を軸
受ハウジング内に保持させる。

軸受ハウジングの閉鎖端縁とは反対側のノ・プ内の各ね
じ穴の底部にゴム製弾性シールリングが設けられろこと
は、羽根を装着する前にノ・プ内に潤滑油が挿入可能で
あるという利点を有する。その後、羽根軸と軸受−・ウ
ジングとからなるサブユニットが装着されたとき、羽根
車の回転に応答して軸受・・ウジング内に油が投入され
る。

また太ぎな直径の羽根車においても、上述した本発明に
よる調節可能性により、質量を集中させることができる
。さらにこれは羽根車の周縁壁を、ハブに結合されかつ
各羽根の羽根基部を受け入れる開口と前記開口の間の一
体補強手段とを有するかなり薄肉のシェルとして形成す
ることにより、さらに向上させることが可能である。

小型ハブ装置においては、羽根に連動を伝達するように
係合すると共に羽根基部上のラグと係合するための伸長
開口を有する円錐台部分及び羽根軸を受け入れるための
中央孔を有するカップ形状端部壁と；端部壁に同軸的に
固定され、制御機構のリンク機構に結合されるベアリン
グ手段から形成されたウェブと；およびウェブの外側に
固定された少なくとも２つの均等配置おもりホルダと；
からなるカップ形状制御アームに、各羽根を付属させ、
前記端部壁と、前記ウェブと、および前記おもりホルダ
とはプレス成形金属薄板で製作することにより、さらに
質量を集中させることができる。

実施例の説明本発明を添付図面の実施例によりさらに詳細に説明する
。

第１図ないし第３図に示す実施例において、本発明によ
る羽根車は、モータ・スピンドル２に直結される小型装
置として形成されたハブ１を含む。

羽根車の外方は、プレス成形金属薄板で製作されるシェ
ル３により形成される。シェル３は、羽根車の回転中に
羽根角度を制御するために羽根の軸線上で回転可能にジ
ャーナル支持された複数の羽根５のための開口４を有す
る。

したがって、各羽根５は羽根基部内に内ねじ６を有し、
これにより羽根は羽根軸７の外側端部上にねじ込１れ、
羽根軸７の反対側の端部は軸受ハウジング８内で羽根お
よび羽根軸の軸線方向に保持される。ハウジング８内に
収容された軸方向スラストベアリング装置９は上に記載
の羽根５０回転を可能にする。

羽根５に面する軸受ハウジング８の外方端部は閉鎖され
、そこに羽根軸７を受け入れるための貫通孔１０が形成
される。ベアリング装［９用の潤滑剤が、羽根車の回転
により生じる強い遠心力によってハウジング８外へ投げ
出されるのを防止するために、羽根軸７は、ベアリング
装置９と羽根軸７との間に挿入さルたチューブ片を有し
、かつその羽根方向端縁においてガスケット１２αによ
り軸受ハウジングに対してシールされると共に下方折返
し外方リムが形成された７ランジ１２ｂを有するシール
装置１２により包囲されている。チューブ片のハブ方向
端縁はガスケット１２Ｃによりナツト１４に対しシール
される。

第４図に他の軸受−・ウジングが示され、ここでもシー
ル装置は前記と同様にナツト１４に対しシールされるチ
ューブ片４２を有するが、この場合チューブ４２をハウ
ジング８内の孔１０の内側に配置しかつチューブを孔壁
に接着することにより羽根がシールされる。この方法に
おいてベアリング装置９の潤滑油が有効に封止される。

へプ１の方向の側において、ベアリング装置９は、軸受
ハウジング８の底部に対し、ハブ内の孔内に配置されか
つ羽根軸７の端面に作用する圧縮ばね４３と、ワッシャ
１３およびナツト１４の形状をなす調節装置と、により
保持される。ナツト１４は羽根軸７の最内部のねじ部分
１５にねじ込寸れ、かつロックねじ１６によりねじ１５
に沿って任意の位置で羽根軸にクランプ可能である。第
４図の実施例においては、ばね４３の代りにナツト１４
に作用する圧縮ばね４４が使用されている。

羽根軸７およびスラストベアリング装置９を有し、・・
ウジング内に保持される軸受−・ウジング８は、羽根５
をハブ１に結合するためのサブユニットとして一体に形
成される。この目的のために、円筒状軸受・・ウジング
８の最内部の開放端には、ハブ装置１０周縁内のねじ穴
１８にねじ込み可能な外ねじ１７が形成される。

ナツト１４およびばね４３または４４により、軸受ハウ
ジング８内においてベアリング装置９を位置決めするこ
とにより、軸受ハウジングを羽根軸７に沿って移動させ
、これにより、羽根軸７と軸受ハウジング８とからなる
サブユニットの軸方向長さ、すなわちねじ穴１８にねじ
込まれる軸受ハウジング８の開放端から、羽根基部内の
ねじ穴６内にねじ込まれた羽根軸７０反対側端部までの
長さを調節する。

このように、−・ブ装置１の中心線から羽根５の最外方
先端（図示なし）までの全半径方向距離を調節すること
ができ、したがって羽根の破損の危険性を伴なうことな
く羽根先端と外包ファン・ケーシングとの間の間隙を調
整し、高い効率が得られるようにすることができる。

この様に調節することができることにより、誤差要求が
緩かになるので羽根、羽根軸、および軸受ハウジングと
の製作において、ハブ装置、軸受ハウジング、羽根軸、
および羽根の設計が簡単になり、これにより製作費を低
減することができる。

最終組立において軸方向長さを調節することができる予
備組立サブユニットとして羽根軸７およびベアリング装
置９を含む軸受ハウジング８を提供することにより、こ
の結果さらに組立作業は簡単かつ安価となり、この組立
作業の間において、軸受ハウジング８がねじ穴１８の中
にねじ込１れる直前にスラストベアリング装置９用の適
正量の潤滑油をねじ穴１８内に導入することが可能にな
る。穴１８の底部にゴム製シールリング１９を設置する
ことにより、羽根車の回転中にベアリング９内の潤滑油
の漏洩を防止する。

第３図に示すように、スラストベアリング装−宜９は、
共軸に配置されかつ荷重に対し直列に結合された２個の
スラストベアリング２０．２１と、および両ベアリング
の軸受トラックから内方に配置されかつ相互に隣接配置
された２個の軸受トラックすなわちレース２３．２４に
剛結合された保持部材２２と、を有する。保持部材２２
と、相互に間隔配置された軸受２０．２１０２個のトラ
ックを支持する軸受レース２６．２７と、の間に配置さ
れたクランプ本体２５は、レース２６．２７が相互に逆
方向に回転しないように固定される。

本出願人によるオランダ特許出願第６２３３／８６号に
開示されたこの軸受装置を用いることにより軸受トラッ
クの劣化を回避できることがわかっている。この劣化は
軸流ファンの従来の羽根懸垂軸受内において、制御機宿
のハンティング（乱調）により、羽根が、小さいながら
も外乱となる旋回運動を常時性なうという事実により引
き起こされるものである。したがって、通常のベアリン
グよりかなり寿命の長い耐摩耗性のすぐれたベアリング
装置が得られる。

第３図に示すベアリング手段を用いろことにより、軸方
向に相互に重なる２個のスラストベアリング２０．２１
を使用しているにもかかわらず、ベアリングの直径及び
軸方向の長さを短かくすることができ、ハウジング８内
にベアリング手段を装着するのに有利である。

小型ハブ装置１と組合せて、ハブの周縁内に軸受ハウジ
ング８を直接ねじ込むことによりベアリング装置が、質
量分布を有利に形成し、これにより羽根車の回転中に発
生する遠心力はほぼ半径方向の引張力のみとなり、ハブ
構造内に曲げモーメントを生じさせない。さらにハブ構
造は、羽根車軸線の方向に短かくできるので、羽根車は
（・がなる危険な負荷条件を生じさせることなく、駆動
モータのモータ・スピンドル軸に直結可能である。

小型ハブ構造により得られる、荷重的の質量分布をさら
に有利にするために、羽根車の外方壁は、前記のように
、圧延成形された金属薄板から製作すしたシェル３によ
り形成されている。シェル３を補強するために、羽根５
を受け入れるための開口４の間に、ほぼ羽根車の軸方向
に伸長するプレス成形補強リブ４１が設けられる。リン
ク２８の運動に応答して羽根５を回転させるための制御
アームを第５図および第６図に示すようにすることによ
り羽根車の周縁の質量をさらに減少させることができる
。金属薄板で製作された端部壁４５には、開口４６が形
成され、同開口４６は羽根基部上のラグを運動伝達係合
をなすように受け入れる。

ハブ方向を向く端部壁４５の面に対し金属薄板からなる
ウェブ４７が点溶接され、ウェブの外側にはまた点溶接
により、直径方向反対側に２個のおもりホルダ４８と、
リンク２８のための軸受を形成する隆起部４９と、が固
定される。各おもりとホルダとの中に設けられた心出し
孔を貫通してリベット打ち等することにより、鉛の小片
などのおもりによって、羽根がバランスする。長さの異
なる羽根５の遠心モーメントを均等化するために、鉛の
量と羽根に対する各おもりの取付は角度位置とは、ホル
ダ４８内で変更可能である。端部壁４５内の円誰台くぼ
み上にカバー５０が配置される。

本発明による羽根車は、きわめて小型のハブ構造と、迅
速に装着することができるサブユニットに組合された羽
根軸および軸受ハウジングと、を有するので、軸流ファ
ンはきわめて広い運転範囲に適用することができる。こ
の場合各運転範囲用のファンの生産はわずかな種類でよ
い。きわめて広範囲の羽根車直径に対しても、種々の長
さの羽根軸と組合せるのに、ただ１個のハブ構造と、軸
受ハウジングおよびその中に装着された推力軸受装置の
ただ１つのタイプを用いれば艮℃・。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用した羽根車の半径方向部分断面図
；第２図は第１図の線■−■による断面図；第３図は推力
軸受装置の斜視図；第４図は本発明を利用した羽根車内の修正軸受ハウジン
グの断面図；第５図は羽根車のハブからみたｉ！１１１１アームの平
面図；および第６図は第５図の線Ａ−Ａによる断面図である。１・・・ハブ、３・・・シェル、４・・・開口、５・・
・羽根、７・・・羽根軸、８・・・軸受・・ウジング、
９・・・軸方向推力軸受装置、ＩＯ・・・貫通孔、１２
．４２・・・シール装置、１３・・・位置決め手段（ワ
ッシャ）、１４・・・位置決め手段（ナツト）、１５・
・・ねじ部分、１６・・・ナツト保持手段、１７・・・
結合手段（外ねじ）、１８・・・共役結合手段（ねじ穴
）、１９・・・弾性シールリング、４５・・・カップ形
状端部壁、４６・・・伸長開口、４７・・・ウェブ、４
８・・おもりホルダ、４９・・・支持手段。（外４名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ファンの回転中に調節可能な複数の羽根（５）を
有し、かつ各羽根は、羽根車内に内蔵された制御機構が
羽根角度を制御するために羽根を羽根軸のまわりに回転
可能なように、個別の軸方向スラストベアリング装置（
９）により羽根車内に枢支されると共に、羽根の軸線と共軸でありかつ小型に形成されたハブ（１
）に羽根を結合する羽根軸（７）に連動している軸流フ
ァン羽根車において、各羽根の羽根軸（７）及び軸方向
スラストベアリング装置（９）は、軸受ハウジング（８
）内において軸方向に保持され、かつ軸受ハウジング（
８）は、羽根（５）に向く一端において閉鎖され、さら
に同一端には羽根軸（７）を受け入れるための貫通孔（
１０）が形成される一方、他端にはハブ（１）の周縁内
または周縁において共役結合手段（１８）と直接係合す
るための結合手段（１７）が設けられており、さらにハブ（１）の周縁から羽根先端までの半径方向距離を調
節するために、羽根軸（７）の一部分（１５）に沿つて
スラストベアリング装置の軸方向変位を可能にする位置
決め手段（１３、１４）が設けられることを特徴とする
軸流ファンの羽根車。
（２）軸受ハウジングの前記他端において軸受ハウジン
グ（８）には、ハブ（１）の周縁内のねじ穴（１８）と
係合するための外ねじ（１７）が設けられていることを
特徴とする請求項１記載の羽根車。
（３）前記位置決め手段は、羽根軸（７）のねじ部分（
１５）にねじ込まれるナット（１４）を有し、かつ同ナ
ット（１４）には、自らを前記軸部分の任意の位置に保
持するための保持手段（１６）が設けられていることを
特徴とする請求項１記載の羽根車。
（４）各軸受ハウジング（８）には、羽根軸と共軸の軸
受ハウジング内に配置されたチューブ片からなるシール
装置（１２）が設けられ、同チューブ片はそのハブに向
かう一端においてシール手段を有し、他端においてハウ
ジング（８）の閉鎖端部に対してシールされていること
を特許とする請求項１ないし３いずれかに記載の羽根車
。
（５）ハブ（１）内の各ねじ穴（１８）の底部において
、軸受ハウジング（８）の閉鎖端縁とは反対側に弾性シ
ーリング（１９）が設けられることを特徴とする請求項
４記載の羽根車。
（６）羽根車の周縁壁は、ハブ（１）に結合され開口（
４）を有する、周縁のかなり薄肉のシェル（３）として
形成されかつ前記開口（４）は同開口（４）の間に設け
られた手段を受け入れることを特徴とする請求項１ない
し５のいずれかに記載の羽根車。
（７）前記シェル（３）は、前記開口（４）の間で、ほ
ぼ羽根車軸線の方向に伸長する盛上りまたはへこみ補強
リブ（４１）を有するプレス成形金属薄板で成形される
ことを特徴とする請求項６記載の羽根車。
（８）各羽根車（５）が、羽根に運動を伝達するように係合すると共に羽根基部上
のラグと係合するための伸長開口（４６）を有する円錐
台部分及び羽根軸（７）を受け入れるための中央孔を有
するカップ形状端部壁（４５）と、端部壁と共軸であつ
てかつ端部壁に固定され、制御機構のリンク機構に結合
される支持手段（４９）を有するウェブ（４７）と、お
よびウェブの外側に固定された少なくとも２つの均等配置お
もりホルダ（４８）とからなるカップ形状制御アームに連動し、さらに前記端
部壁（４５）と、前記ウェブ（４７）と、前記おもりホ
ルダ（４８）とはプレス成形金属薄板で製作されること
を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の羽根
車。