JP2009250114A - 送風機の羽根取付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機のシャフトにロールピンを嵌着し、羽根のボス部にロールピンに係合する溝を設けて、羽根取付装置を構成した送風機において、電動機の種類によって振動や騒音が発生することのない羽根取付装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ボス部６に、シャフト３挿入側端面に開口した略Ｕ字形状で、内寸法がロールピン４の直径よりやや大きく、ロールピン４が係合するＵ字溝７を形成し、シャフト３に、ボス部６に挿入されたときＵ字溝７とロールピン４との間に挟着される弾性体のワッシャー８が嵌着されたことにより、ロールピン４とＵ字溝７との間で繰り返し起こる衝突による振動、騒音の発生を抑制することができ、しかも、振動、騒音発生の抑制をワッシャー８という安価な部品の付加で達成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、換気扇や小型の空調機等に使用される送風機の羽根取付装置に関する。

従来、この種の送風機は、羽根を電送機のシャフトに直に取り付け、回り止めおよび抜け止め状態に固着していた（例えば、特許文献１参照）。

以下、その送風機の羽根取付装置について、図５を参照しながら説明する。

図に示すように、羽根１０１は、中央部にボス部１０２を備え、その外周に複数枚のブレード１０３を設け、ボス部１０２の軸心部に、電動機のシャフト１０４（シャフトのみ図示）が挿入される軸穴１０５と、軸穴１０５に直交する方向の溝で、シャフト１０４に挿着されたロールピン１０６が係合する係合溝１０７とが形成されて、羽根１０１を回り止め状態に構成し、また、シャフト１０４をボス部１０４の軸穴１０５に挿入してから、ボス部１０２の先端側にスピンナー１０８を回転して固定すること（固定機構については図示せず）によって、羽根１０１を抜け止め状態に構成していた。
特開昭６２−１０５３２号公報（第２頁、第１図および第２図）

ところで、換気扇や小型の空調機等に使用される送風機で羽根を回転させる電動機は、通常、小型の誘導電動機が使われ、また、風量を高精度で制御する場合には、ＤＣモーターが使われている。そして、送風機としてより小型のものが要求される場合には、誘導電動機は、固定子巻線を固定子鉄心の磁極に対しフルピッチではなく、半分のピッチで巻装したハーフピッチ型のものを採用していることが多い。

そのため、上記従来の送風機の羽根取付装置では、電動機にハーフピッチ型の誘導電動機やＤＣモーターを採用した場合、電動機からコギング現象によるトルクムラが繰り返し発生し、それに対して、羽根１０１は、パイプ用換気扇の羽根のように軽いものでは問題とならないが、ある程度の重さのあるものでは慣性力によって一定の速度で回転しようとするので、羽根１０１とロールピン１０６との係合部で回転方向の衝突が繰り返し発生し、振動や騒音の発生することがあるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電動機のシャフトにロールピンを挿着し、羽根のボス部にロールピンに係合する溝を設けて、シャフトに固着される羽根の回り止めとして構成した送風機において、電動機の種類によって振動や騒音が発生することのない送風機の羽根取付装置を提供することを目的とする。

本発明の送風機の羽根取付装置は、上記目的を達成するために、電動機のシャフトに、その軸線に直角に挿着されたロールピンと、羽根の中央部に設けられ、前記シャフトが挿入されるボス部とを備え、前記ボス部に、前記シャフト挿入側端面に開口した略Ｕ字形状で前記ロールピンが係合するＵ字溝を形成し、前記Ｕ字溝の内寸法は前記ロールピンの直径よりやや大きく形成され、前記シャフトには、前記ボス部に挿入されたとき前記Ｕ字溝と前記ロールピンとの間に挟着される弾性体のワッシャーが嵌着されたものである。

また、他の手段は、ワッシャーの材質を、エラストマーとしたものである。

また、他の手段は、ワッシャーの材質を、アクリロニトリルブタジエンゴムとしたものである。

また、他の手段は、ワッシャーの材質を、クロロプレンゴムとしたものである。

また、他の手段は、ワッシャーの厚み寸法を、ロールピンとＵ字溝との間に形成される隙間より大きくしたものである。

また、他の手段は、シャフトのロールピン挿着部に接するワッシャー嵌着部に環状の嵌着溝を備え、前記ワッシャーの内径を前記嵌着溝の底部直径より小さい寸法としたものである。

また、他の手段は、ボス部に形成されたＵ字溝は、溝の底部側が略Ｕ字形状に形成されるとともに、前記溝の開口部側が略Ｖ字形状に広がるように形成されたものである。

また、他の手段は、シャフト先端部に係止して、ボス部を抜け止め状態に保持する係止手段を備えたものである。

本発明によれば、羽根のボス部にシャフト挿入側端面に開口した略Ｕ字形状で、電動機のシャフトに挿着されたロールピンが係合するＵ字溝を形成し、Ｕ字溝の内寸法はロールピンの直径よりやや大きく形成され、シャフトには、ボス部に挿入されたときＵ字溝とロールピンとの間に挟着される弾性体のワッシャーが嵌着されたことにより、シャフトのロールピンとボス部のＵ字溝との間で繰り返し起こる衝突による振動、騒音の発生を抑制することができ、しかも、この振動、騒音発生の抑制をワッシャーのような安価な部品の付加で達成できるという効果のある送風機の羽根取付装置を提供することができる。

また、ワッシャーの材質を、エラストマーとしたことにより、ワッシャー製作時の端材を再使用でき、原材料の無駄をなくし、振動、騒音発生の抑制をさらに安価に達成できる。

また、ワッシャーの材質を、アクリロニトリルブタジエンゴムあるいはクロロプレンゴムとしたことにより、ワッシャーの耐熱性が向上するとともに、耐油性もあり、安定した品質を維持できる。

また、ワッシャーの厚み寸法を、ロールピンとＵ字溝との間に形成される隙間より大きくしたことにより、振動や騒音の発生をより抑制できることとなる。

また、シャフトのロールピン挿着部に接するワッシャー嵌着部に環状の嵌着溝を備え、ワッシャーの内径を嵌着溝の底部直径より小さい寸法としたことにより、羽根の掃除等の時に、ワッシャーを紛失することが防止できる。

また、ボス部に形成されたＵ字溝は、溝の底部側が略Ｕ字形状に形成されるとともに、溝の開口部側が略Ｖ字形状に広がるように形成されたことにより、羽根は、シャフトへの取り付けが容易となるとともに、安定した状態で取り付けられることとなる。

また、シャフト先端部に係止して、ボス部を抜け止め状態に保持する係止手段を備えたことにより、ワッシャーを過度に締め付けることがなく、ワッシャーの品質を長期間維持することができる。

本発明の請求項１記載の送風機の羽根取付装置は、羽根のボス部にシャフト挿入側端面に開口した略Ｕ字形状で、電動機のシャフトに挿着されたロールピンが係合するＵ字溝を形成し、前記Ｕ字溝の内寸法は前記ロールピンの直径よりやや大きく形成され、前記シャフトには、前記ボス部に挿入されたとき前記Ｕ字溝と前記ロールピンとの間に挟着される弾性体のワッシャーが嵌着されたものであり、電動機の運転時、ロールピンとＵ字溝との間で繰り返される衝突を、弾性体のワッシャーによって緩和するという作用を有する。

また、請求項２記載の送風機の羽根取付装置は、ワッシャーの材質を、エラストマーとしたものであり、ワッシャーに熱可塑性の材料を用いることで、ワッシャー製作時に発生する端材を再使用できることとなる。

また、請求項３記載の送風機の羽根取付装置は、ワッシャーの材質を、アクリロニトリルブタジエンゴムとしたものであり、電動機の温度上昇による物性変化を少なくすることができる。

また、請求項４記載の送風機の羽根取付装置は、ワッシャーの材質を、クロロプレンゴムとしたものであり、請求項３記載の送風機の羽根取付装置と同様に、電動機の温度上昇による物性変化を少なくすることができる。

また、請求項５記載の送風機の羽根取付装置は、ワッシャーの厚み寸法を、ロールピンとＵ字溝との間に形成される隙間より大きくしたものであり、羽根はその取付時に、ロールピンとの間に予圧をかけた状態となる。

また、請求項６記載の送風機の羽根取付装置は、シャフトのロールピン挿着部に接するワッシャー嵌着部に環状の嵌着溝を備え、前記ワッシャーの内径を前記嵌着溝の底部直径より小さい寸法としたものであり、ワッシャーは抜け落ちることがなくなる。

また、請求項７記載の送風機の羽根取付装置は、ボス部に形成されたＵ字溝は、溝の底部側が略Ｕ字形状に形成されるとともに、前記溝の開口部側が略Ｖ字形状に広がるように形成されたものであり、羽根をシャフトに取り付けるとき、ロールピンがＵ字溝のＶ字形状に広がる開口部に案内され容易に入り、Ｕ字溝の底部側に達したロールピンは、略Ｕ字形状の溝に安定した状態で保持されることとなる。

また、請求項８記載の送風機の羽根取付装置は、シャフト先端部に係止して、ボス部を抜け止め状態に保持する係止手段を備えたものであり、螺合によって羽根のボス部をシャフトの固着部に締め付けるスピンナーやナットに比べて、ワッシャーを過度に締め付けてしまうことがなくなる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は送風機を構成する電動機１と羽根２を示す斜視図であり、電動機１のシャフト３は、軸心に対して直角にロールピン４が挿着され、また、先端部は前方に向かって細くなる形状に形成されるとともに、先端部近傍に環状の係止溝５を形成している。羽根２は、外周部に複数個のブレード２ａが立設されたシロッコファンで、中央部にシャフト３が挿入されるボス部６が設けられている。ボス部６には、シャフト３が挿入される側の端面に開口した略Ｕ字形状で、ロールピン４が係合するＵ字溝７が形成されている。

そして、ボス部６のＵ字溝７の内寸法をロールピン４の直径よりやや大きく形成し、一方、シャフト３には、ロールピン４に当接して止まる位置に弾性体からなるワッシャー８を嵌めて取り付けている。また、図２に示すワッシャー８の厚み寸法Ａは、シャフト３をボス部６に挿入したときに形成されるロールピン４とＵ字溝７との間の隙間Ｂより大きくしている。さらに、ワッシャー８の材質は、エラストマーからなる弾性体としている。

上記構成の羽根２の電動機１のシャフト３への取り付けについて、以下に説明する。

羽根２は、ボス部６にシャフト３を挿入し電動機１に押し付けるようにして取り付けるが、シャフト３の先端部は前方に向かって細くなる形状となっているので、シャフト３の挿入が容易にでき、そして、ロールピン４がＵ字溝７に係合する位置までくると、シャフトに嵌着されたワッシャー８は、その厚み寸法Ａがロールピン４とＵ字溝７との間の隙間Ｂより大きいので、圧着状態でロールピン４とＵ字溝７との間に挟着される。そして、ワッシャー８が挟着され、ロールピン４とＵ字溝７とが係合した状態で、ボス部６の反Ｕ字溝７側から突出したシャフト３の係止溝５に二股状の係止クリップ９を係止して、羽根２をシャフト３に保持する。

このようにして、ロールピン４とＵ字溝７によって羽根２を回り止め状態に、さらに、係止溝５と係止クリップ９とからなる係止手段によって羽根２を抜け止め状態に、保持している。

上記のように取り付けられた羽根２はシロッコファンで、ある程度の重さがあり、電動機１によって回転させられると、慣性力によって一定の速度で回転しようとする作用が生じる。一方、電動機１がハーフピッチ型の誘導電動機、あるいはＤＣモーターの場合は、均一な回転力ではなく、コギング現象によるトルクムラが繰り返し発生する。そのため、ロールピン４とＵ字溝７との回転運動が一致しなくなり、ロールピン４とＵ字溝７との間で繰り返し衝突が繰り返し起こることとなり、衝突の強さによっては振動、騒音が羽根２から発生してしまうこととなるが、ロールピン４とＵ字溝７との間には弾性体のワッシャー８が挟着されているので、ワッシャー８によって衝突が緩和され、振動、騒音の発生を抑制することができる。また、ワッシャー８は、厚み寸法がロールピン４とＵ字溝７との間の隙間Ｂより大きく、圧着状態で挟着されているので、羽根２はロールピン４との間に予圧をかけた状態で取り付けられており、振動、騒音の発生をより抑制できることとなる。さらに、ワッシャー８は、熱可塑性のエラストマーからなるので、製作時に発生する端材を再使用することができ、ワッシャー８という安価な部品を付加して振動、騒音を抑制することができるという効果をさらに高めることができる。

また、羽根２の抜け止めは、シャフト３の先端部付近で係止溝５に係止クリップ９を係止する係止手段によって、ボス部６がシャフト３から抜けないように構成してなされているので、螺合によってボス部をシャフトの固着部に締め付けるスピンナーやナットに比べて、ワッシャー８を過度に締め過ぎてしまうことがなくなり、ワッシャー８の品質を長期間維持することができることとなる。

なお、本実施の形態１では羽根２をシロッコファンとしているが、プロペラファンで、振動、騒音を増幅させるような形状のブレードを備えたものにおいても、同じく顕著な作用効果を奏する。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の送風機の羽根取付装置は、上記実施の形態１に対し、ワッシャー８の材質をアクリロニトリルブタジエンゴムとしている点が相違している。

ワッシャー８にアクリロニトリルブタジエンゴムを用いることで、電動機１の温度上昇によるワッシャー８の物性変化を少なくすることができ、また、アクリロニトリルブタジエンゴムには耐油性もあり、ワッシャー８の劣化による品質低下を抑えて、安定した品質を維持することができることとなる。

また、ワッシャー８の材質をクロロプレンゴムとしても、上記と同様の作用効果を奏することとなる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の送風機の羽根取付装置は、図３に示すように、シャフト３Ａのロールピン４挿着部に接する位置に環状の嵌着部１０を形成し、ワッシャー８Ａの内径Ｃを嵌着溝１０の底部直径Ｄより小さい寸法とした点に特徴がある。

この構成により、ワッシャー８Ａはシャフト３Ａの嵌着溝１０に圧接状態で嵌着されるので、羽根２の掃除、送風機のメンテナンス等で羽根２を取り外したとき、ワッシャー８Ａが誤って抜け落ち、ワッシャー８Ａが嵌められないまま羽根２がシャフト３Ａに取り付けられることがなく、ワッシャー８Ａは確実にロールピン４とＵ字溝７との間に介在することとなる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の送風機の羽根取付装置は、図４に示すように、ボス部６ＡのＵ字溝７Ａが、溝の底部側をロールピン４の直径よりやや大きな内寸法の略Ｕ字形状に、かつ、溝の開口部側を略Ｖ字形状に広がるように、形成された点に特徴がある。

この構成により、ワッシャー８をロールピン４に当接させた状態のシャフト３がボス部６Ａに挿入されるとき、ロールピン４がＵ字溝７ＡのＶ字形状に広がる開口部に案内されて容易に入り、Ｕ字溝７Ａの底部側に達したロールピン４は、略Ｕ字形状の溝に安定した状態で保持されることとなる。

本発明に係る送風機の羽根取付装置は、電動機のシャフトにロールピンを設け、羽根のボス部にロールピンに係合する溝を設けて、羽根の回り止めとした羽根取付装置を備えた送風機において、振動、騒音の発生を抑制することができ、この構成の羽根取付装置を備えた送風機に広く適用できる。

本発明の実施の形態１の送風機の羽根取付装置の電動機・羽根の分解斜視図 同送風機の羽根取付装置の要部詳細図 本発明の実施の形態３の送風機の羽根取付装置のシャフトとワッシャーの寸法関係を示す図 本発明の実施の形態４の送風機の羽根取付装置のボス部とシャフトを示す斜視図 従来の送風機の羽根取付装置を示す斜視図

符号の説明

１ 電動機
２ 羽根
３ シャフト
３Ａ シャフト
４ ロールピン
６ ボス部
６Ａ ボス部
７ Ｕ字溝
７Ａ Ｕ字溝
８ ワッシャー
８Ａ ワッシャー
１０ 嵌着溝
Ａ 厚み寸法
Ｂ 隙間
Ｃ 内径
Ｄ 底部直径

Claims (8)

1. 電動機のシャフトに、その軸線に直角に挿着されたロールピンと、羽根の中央部に設けられ、前記シャフトが挿入されるボス部とを備え、前記ボス部に、前記シャフト挿入側端面に開口した略Ｕ字形状で前記ロールピンが係合するＵ字溝を形成し、前記Ｕ字溝の内寸法は前記ロールピンの直径よりやや大きく形成され、前記シャフトには、前記ボス部に挿入されたとき前記Ｕ字溝と前記ロールピンとの間に挟着される弾性体のワッシャーが嵌着されたことを特徴とする送風機の羽根取付装置。
2. ワッシャーの材質を、エラストマーとした請求項１記載の送風機の羽根取付装置。
3. ワッシャーの材質を、アクリロニトリルブタジエンゴムとした請求項１記載の送風機の羽根取付装置。
4. ワッシャーの材質を、クロロプレンゴムとした請求項１記載の送風機の羽根取付装置。
5. ワッシャーの厚み寸法を、ロールピンとＵ字溝との間に形成される隙間より大きくした請求項１〜４のいずれかに記載の送風機の羽根取付装置。
6. シャフトのロールピン挿着部に接するワッシャー嵌着部に環状の嵌着溝を備え、前記ワッシャーの内径を前記嵌着溝の底部直径より小さい寸法とした請求項１〜５のいずれかに記載の送風機の羽根取付装置。
7. ボス部に形成されたＵ字溝は、溝の底部側が略Ｕ字形状に形成されるとともに、前記溝の開口部側が略Ｖ字形状に広がるように形成された請求項１〜６のいずれかに記載の送風機の羽根取付装置。
8. シャフト先端部に係止して、ボス部を抜け止め状態に保持する係止手段を備えた請求項１〜７のいずれかに記載の送風機の羽根取付装置。

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