JP2004225545A

JP2004225545A - 送風機

Info

Publication number: JP2004225545A
Application number: JP2003010691A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Kuwata; 勝治桑田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP3804613B2

Abstract

【課題】ファンとキャップとを仮固定可能にし、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができるようにする。
【解決手段】モータシャフトが、樹脂製のファン１０および樹脂製のキャップに圧入される送風機において、外周面に多数の角部を有する雄側嵌合部３２がキャップ３０に形成され、内周面に多数の角部を有する雌側嵌合部１４がファン１０に形成され、雌側嵌合部１４に雄側嵌合部３２を嵌合してファン１０とキャップ３０を仮固定した状態でモータシャフトが圧入される。また、雄側嵌合部３２の外周面と雌側嵌合部１４の内周面とは、周方向の一部のみで密着して残部では密着していないため、雄側嵌合部３２を雌側嵌合部１４に嵌合する際に、非密着部にて雌側嵌合部１４が容易に伸縮（弾性変形）可能である。したがって、モータシャフト圧入時の圧入荷重を低減することができる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製ファンを回転駆動する送風機に関し、特にファンとキャップとの固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の送風機は、樹脂製のファンに丸軸状のモータシャフトを圧入するとともに、金属製または樹脂製のキャップにシャフトを圧入し、ファンとキャップとを嵌合させることにより、キャップにてファンがシャフトに対して回転するのを防止する、すなわち回り止めを行うようになっている。
【０００３】
ところで、送風機の組み付けに際して、ファンとキャップとが仮固定可能であれば、ファンとキャップとを仮固定した状態でシャフトを圧入することにより、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができる。そこで、本出願人は、特願２００２−１０９３０３にて、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができるようにした送風機（以下、先願発明の送風機という）を提案した。
【０００４】
図１０および図１１は、上記先願発明の送風機の要部構成を示すもので、キャップ３０は、シャフト２１が圧入されるキャップボス部からファン１０側に向かって延長した脚部３５を備え、ファン１０は、脚部３５が嵌合される凹部１６と、先端部が塑性変形して脚部３５に密着する突起部１７、１８とを備える。そして、突起部１７、１８の先端部を塑性変形させて脚部３５に密着させることにより、ファン１０とキャップ３０とを仮固定する。次いで、ファン１０とキャップ３０とを仮固定した状態でシャフト２１を圧入することにより、シャフト２１の圧入工程を１回で済ませることができるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先願発明の送風機では、突起部１７、１８の塑性変形量すなわち圧入代を大きくしすぎると、シャフト圧入時の圧入荷重が大きくなり、それにより、シャフトを保持するモータの軸受が損傷する恐れがある。一方、圧入代を小さくしすぎると、突起部１７、１８と脚部３１間（トルク伝達部）に周方向の隙間（ガタ）ができてしまうことが予想される。そのガタができると、回転開始時に突起部１７、１８と脚部３５が衝突し、それにより、異音が発生したり、キャップ３０とシャフト２１間に大きなトルクが作用してキャップ３０とシャフト２１が滑る等の、問題が起こる可能性がある。したがって、先願発明の送風機では、突起部１７、１８の圧入代を厳密に設定する必要がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ファンおよびキャップがともに樹脂製の場合でも、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができるようにするとともに、先願発明の送風機で予想される問題点を未然に解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、シャフト（２１）が圧入され、かつシャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入され、かつファン（１０）と嵌合してファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、外周面に多数の角部を有する雄側嵌合部（３２）が、ファン（１０）およびキャップ（３０）の一方に形成され、内周面に多数の角部を有するとともに雄側嵌合部（３２）が圧入される雌側嵌合部（１４）が、ファン（１０）およびキャップ（３０）の他方に形成され、雄側嵌合部（３２）の外周面と雌側嵌合部（１４）の内周面とが周方向の一部のみで密着するとともに、その密着部位は角部であることを特徴とする。
【０００８】
これによると、ファンとキャップとを仮固定することができるため、ファンとキャップとを仮固定した状態でシャフトを圧入することにより、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができる。
【０００９】
また、雄側嵌合部と雌側嵌合部とが角部で密着しているため、周方向のガタが発生せず、ファンの回り止めを確実に行うことができる。
【００１０】
さらに、雄側嵌合部の外周面と雌側嵌合部の内周面とは、周方向の一部のみで密着して残部では密着していないため、雄側嵌合部を雌側嵌合部に圧入する際に、非密着部にて雌側嵌合部が容易に伸縮（弾性変形）可能である。したがって、シャフト圧入時の圧入荷重を低減することができ、ひいては、圧入代を厳密に設定する必要がなくなるため、圧入代の寸法公差を従来よりも大きくすることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、ファン（１０）とキャップ（３０）とは硬度が異なり、ファン（１０）およびキャップ（３０）のうち硬度が高い方に雄側嵌合部（３２）が形成され、ファン（１０）およびキャップ（３０）のうち硬度が低い方に雌側嵌合部（１４）が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、硬度が低い方に雌側嵌合部を形成しているため雌側嵌合部が伸縮しやすく、したがって、シャフト圧入時の圧入荷重を一層低減することができる。
【００１３】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る送風機を車両用空調装置の遠心式送風機に適用したものであって、図１は本実施形態に係る遠心式送風機（以下、送風機という）を一部断面で示す正面図、図２（ａ）は図１のファン１０の要部の正面断面図、図２（ｂ）は図１のファン１０の要部の平面図、図３は図１のファン１０における雌側嵌合部１４の自由状態での形状を示す模式図、図４（ａ）は図１のキャップ３０の正面断面図、図４（ｂ）は図１のキャップ３０の底面図、図５は図１のファン１０とキャップ３０とを嵌合させた状態を示す要部の断面図である。
【００１５】
図１において、送風機は、回転軸Ａ方向から吸入した空気を径方向外側に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（以下、ファンという）１０と、ファン１０を回転駆動する電動モータ２０と、電動モータ２０のトルクをファン１０に伝達するキャップ３０を備えている。
【００１６】
電動モータ２０は、本発明の駆動手段に相当するもので、シャフト２１を備え、このシャフト２１は、金属製で断面が丸軸状に形成されている。
【００１７】
ファン１０は、筒状のファンボス部１１と、ファンボス部１１に連結されてシャフト２１と一体に回転する複数枚の翼（ブレード）１２を有している。因みに、ファンボス部１１及びブレード１２は、キャップ３０よりも硬度が低く弾力性に富んだ材質、例えばポリプロピレンのような熱可塑性樹脂にて、一体成形されている。
【００１８】
図２に示すように、ファンボス部１１には、シャフト２１が圧入されるシャフト嵌合穴部１３と、シャフト嵌合穴部１３よりもキャップ３０側に配置されてキャップ３０の雄側嵌合部３２（詳細後述）が嵌合される雌側嵌合部１４とが形成されている。図３は回転軸Ａに対して垂直な断面であって、実線は雌側嵌合部１４内周面の自由状態での形状を示し、破線は正六角形であり、これから明らかなように、雌側嵌合部１４内周面の自由状態での形状は非正六角形となっている。
【００１９】
キャップ３０は、ファン１０よりも硬度が高い樹脂よりなり、例えばナイロンのガラス強化材のような引っ張り強度の高い樹脂よりなる。図４に示すように、キャップ３０には、シャフト２１が圧入されるシャフト嵌合穴部３１と、ファン１０の雌側嵌合部１４に嵌合される雄側嵌合部３２とが形成されている。雄側嵌合部３２外周面の自由状態での形状は正六角形となっている。
【００２０】
そして、図５に示すように、ファン１０の雌側嵌合部１４にキャップ３０の雄側嵌合部３２を嵌合させたときに、雌側嵌合部１４および雄側嵌合部３２の各６個所の角部のうち２個所の角部が密着するようになっている。符号Ｂはその密着部位を示している。
【００２１】
上記送風機の組み付けに際しては、まず、ファン１０の雌側嵌合部１４にキャップ３０の雄側嵌合部３２を嵌合して、ファン１０とキャップ３０を仮固定する。このとき、雄側嵌合部３２の外周面と雌側嵌合部１４の内周面とは、周方向の一部（密着部位Ｂ）のみで密着して残部では密着していないため、雄側嵌合部３２を雌側嵌合部１４に嵌合する際に、非密着部にて雌側嵌合部１４が容易に伸縮（弾性変形）可能である。因みに、密着部位Ｂは圧入状態になっている。
【００２２】
この仮固定後、ファン１０とキャップ３０にシャフト２１が圧入される。この圧入により、シャフト２１からのトルクは、直接ファン１０に伝達されるとともに、密着部位Ｂが圧入状態になっているためキャップ３０を介してファン１０に伝達される。但し、圧入後におけるキャップ３０とシャフト２１との回り止めトルクが、ファン１０とシャフト２１との回り止めトルクよりも大きくなるように、接触面圧や接触面積等が設定されており、従って、シャフト２１からのトルクは、主にキャップ３０を介してファン１０に伝達される。
【００２３】
本実施形態では、ファン１０とキャップ３０とを仮固定することができるため、ファン１０とキャップ３０とを仮固定した状態でシャフト２１を圧入することにより、シャフト２１の圧入工程を１回で済ませることができる。
【００２４】
また、雄側嵌合部３２と雌側嵌合部１４とが角部で密着して密着部位Ｂが圧入状態になっているため、周方向のガタが発生せず、ファン１０の回り止めを確実に行うことができる。
【００２５】
さらに、雄側嵌合部３２の外周面と雌側嵌合部１４の内周面とは、周方向の一部のみで密着して残部では密着していないため、雄側嵌合部３２を雌側嵌合部１４に嵌合する際に、非密着部にて雌側嵌合部１４が容易に伸縮（弾性変形）可能である。したがって、シャフト２１圧入時の圧入荷重を低減することができ、ひいては、圧入代を厳密に設定する必要がなくなるため、圧入代の寸法公差を従来よりも大きくすることができる。
【００２６】
さらにまた、硬度が低い方に雌側嵌合部１４を形成しているため雌側嵌合部１４が伸縮しやすく、したがって、シャフト２１圧入時の圧入荷重を一層低減することができる。
【００２７】
なお、本実施形態のファン１０は、ナイロンのガラス強化材のような引っ張り強度の高い樹脂にて成形してもよい。
【００２８】
また、雌側嵌合部１４の内周面形状および雄側嵌合部３２の外周面形状は、六角形以外でもよく、例えば五角形や八角形等にしてもよい。
【００２９】
また、雌側嵌合部１４の内周面形状を正多角形とし、雄側嵌合部３２の外周面形状を非正多角形としてもよい。
【００３０】
また、ファン１０に雄側嵌合部を形成し、キャップ３０に雌側嵌合部を形成してもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
上記実施形態では、雄側嵌合部３２および雌側嵌合部１４を同多角形状（具体的には六角形）にしたのに対し、本実施形態では、雄側嵌合部３２をｎ角形、雌側嵌合部１４を２ｎ角形にしたものであり、その他の点は上記実施形態と共通している。
【００３２】
図６（ａ）は本実施形態のファン１０の要部の正面断面図、図６（ｂ）は本実施形態のファン１０の要部の平面図、図７（ａ）は本実施形態のキャップ３０の正面断面図、図７（ｂ）は本実施形態のキャップ３０の底面図、図８は本実施形態のファン１０とキャップ３０とを嵌合させた状態を示す要部の断面図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
本実施形態のキャップ３０は、雄側嵌合部３２外周面の形状は五角形となっている。ファン１０は、雌側嵌合部１４内周面の形状は十角形となっている。図８に示すように、ファン１０の雌側嵌合部１４にキャップ３０の雄側嵌合部３２を嵌合させたときに、雌側嵌合部１４の１０個所の角部のうち５個所の角部と、雄側嵌合部３２の５個所の角部が密着するようになっている。すなわち、雄側嵌合部３２の外周面と雌側嵌合部１４の内周面とは、周方向の一部（密着部位Ｂ）のみで密着して残部では密着していないため、雄側嵌合部３２を雌側嵌合部１４に嵌合する際に、非密着部にて雌側嵌合部１４が容易に伸縮（弾性変形）可能である。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３４】
なお、雄側嵌合部３２外周面の形状および雌側嵌合部１４内周面の形状は、五角形と十角形の組み合わせでなくてもよく、例えば、雄側嵌合部３２外周面の形状を六角形とし、雌側嵌合部１４内周面の形状を十二角形としてもよい。
【００３５】
また、雌側嵌合部１４をｎ角形、雄側嵌合部３２を２ｎ角形としてもよい。また、ファン１０に雄側嵌合部を形成し、キャップ３０に雌側嵌合部を形成してもよい。
【００３６】
また、雄側嵌合部３２外周面の形状および雌側嵌合部１４内周面の形状は、角部が密着して圧入状態になれば、正多角形状でなくてもよい。
【００３７】
また、雄側嵌合部３２外周面の形状および雌側嵌合部１４内周面の形状は、ｎ角形と２ｎ角形の組み合わせでなくてもよく、例えば、雄側嵌合部３２外周面の形状が四角形、雌側嵌合部１４内周面の形状が十二角形のように、ｎ角形と３ｎ角形の組み合わせでもよい。
【００３８】
また、雄側嵌合部３２外周面の形状および雌側嵌合部１４内周面の形状は、単純幾何学的形状に限らず、例えば、雄側嵌合部３２外周面の形状は、図９に示すような星形形状でもよい。この場合、雌側嵌合部１４内周面の形状は、五角形または十角形とするのがよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送風機を一部断面で示す正面図である。
【図２】図１のファン１０の要部の正面断面図および平面図である。
【図３】図１のファン１０における雌側嵌合部１４の自由状態での形状を示す模式図である。
【図４】図１のキャップ３０の正面断面図および底面図である。
【図５】図１のファン１０とキャップ３０とを嵌合させた状態を示す要部の断面図である。
【図６】第２実施形態に係る送風機におけるファン１０の要部の正面断面図および平面図である。
【図７】第２実施形態に係る送風機におけるキャップ３０の正面断面図および底面図である。
【図８】第２実施形態に係る送風機におけるファン１０とキャップ３０とを嵌合させた状態を示す要部の断面図である。
【図９】第２実施形態に係る送風機におけるキャップ３０の変形例を示す模式図である。
【図１０】先願発明の送風機を示す要部の断面図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０…ファン、１４…雌側嵌合部、２０…電動モータ（駆動手段）、２１…シャフト、３０…キャップ、３２…雄側嵌合部。

Claims

駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記シャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記ファン（１０）と嵌合して前記ファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、
外周面に多数の角部を有する雄側嵌合部（３２）が、前記ファン（１０）および前記キャップ（３０）の一方に形成され、
内周面に多数の角部を有するとともに前記雄側嵌合部（３２）が圧入される雌側嵌合部（１４）が、前記ファン（１０）および前記キャップ（３０）の他方に形成され、
前記雄側嵌合部（３２）の外周面と前記雌側嵌合部（１４）の内周面とが周方向の一部のみで密着するとともに、その密着部位は前記角部であることを特徴とする送風機。
前記ファン（１０）と前記キャップ（３０）とは硬度が異なり、前記ファン（１０）および前記キャップ（３０）のうち硬度が高い方に前記雄側嵌合部（３２）が形成され、前記ファン（１０）および前記キャップ（３０）のうち硬度が低い方に前記雌側嵌合部（１４）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。