JP2017145763A

JP2017145763A - 電動送風機

Info

Publication number: JP2017145763A
Application number: JP2016028231A
Authority: JP
Inventors: 剛押切; Takeshi Oshikiri
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2036-02-17
Also published as: US20170234318A1; CN206555151U; EP3208915A1; JP6649790B2; EP3208915B1

Abstract

【課題】フレームにスリーブを強固に保持、固定することが可能であり、ひいては信頼性が高い電動送風機を提案する。
【解決手段】電動送風機１は、遠心ファン２と、遠心ファン２に回転一体に設けられる軸９と、スリーブ１６と、スリーブ１６内に設けられ、軸９を回転可能に支持する軸受１７と、スリーブ１６が固定される貫通孔２１を有するディフューザ６と、スリーブ１６の外周面に設けられる凹部４１と、ディフューザ６と凹部４１との間に充填され、硬化した状態で貫通孔２１からスリーブ１６が抜け出ることを阻止する抜け止め部４３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明に係る実施形態は電動送風機に関する。

電動送風機は、ブラシレスモータのロータの回転軸の回転によって回転する遠心ファンと、スリーブ内に設けられ、遠心ファンに回転一体の回転軸を支持する軸受と、スリーブが固定される貫通孔を有するフレームと、を備える電動送風機が知られている。

特開２０１５−１４０７９６号公報

従来の電動送風機は、遠心ファン、回転軸、軸受、およびスリーブを予め組み立て（以下、単に「遠心ファン組立部品」と言う。）、回転軸、軸受、およびスリーブを一括してフレームの貫通孔へ差し込み、スリーブをフレームに固定することで遠心ファン組立部品をフレームに組み付けている。遠心ファンの外径が回転軸、軸受、およびスリーブの外径よりも大きいため、回転軸、軸受、およびスリーブは、遠心ファンの反対側（遠心ファンから遠い方の端部）からフレームの貫通孔に差し込まれる。

ところで、遠心ファンが回転すると、遠心ファン組立部品には遠心ファンの吸込側へ向かう力が発生する。換言すると、遠心ファンが回転すると、遠心ファン組立部品をフレームに固定するスリーブが、フレームの貫通孔から抜け出ようとする。

仮に、スリーブとフレームと固定が不十分であったり、劣化によって不十分になったりしてスリーブが貫通孔から抜け出してしまうと、遠心ファンがシュラウドに接触してしまう虞がある。そうすると、電動送風機は、効率が低下したり、破損したりする。

そこで、本発明は、フレームにスリーブを強固に保持、固定することが可能であり、ひいては信頼性が高い電動送風機を提案する。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電動送風機は、遠心ファンと、前記遠心ファンに回転一体に設けられる軸と、外周面に凹部を有する筒体と、前記筒体内に設けられ、前記軸を回転可能に支持する軸受と、前記筒体が固定される貫通孔を有するフレームと、前記フレームと前記凹部との間に充填され、硬化した状態で前記貫通孔から前記筒体が抜け出ることを阻止する抜け止め部と、を備えている。

本発明の実施形態に係る電動送風機の分解斜視図。本発明の実施形態に係る電動送風機の断面図。本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の周囲を拡大した断面図。本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の周囲を拡大した断面図。本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の周囲を拡大した断面図。本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の他の例を拡大した断面図。本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の他の例を拡大した断面図。本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の他の例を拡大した断面図。

本発明に係る電動送風機の実施形態について図１から図８を参照して説明する。

なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号を付している。

図１は、本発明の実施形態に係る電動送風機の分解斜視図である。

図２は、本発明の実施形態に係る電動送風機の断面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る電動送風機１は、遠心ファン２を含むロータ３と、遠心ファン２を駆動させる電動機５と、遠心ファン２から吐出する流体を電動機５側へ案内するディフューザ６と、吸込口７を有して遠心ファン２を覆うシュラウド８と、を備えている。なお、流体は、もっぱら気体であり、空気である。

ロータ３は、遠心ファン２と、遠心ファン２に回転一体に設けられる軸９と、ディフューザ６に軸９を回転自在に支える軸受組立部品１１と、を備えている。ロータ３は、遠心ファン２、軸９、および軸受組立部品１１を予め組み立て、一括してディフューザ６に組み込まれる遠心ファン組立部品である。

軸９の一方の端部は遠心ファン２に固定され、軸９の他方の端部は電動機５に接続されている。

遠心ファン２は、ハブ１２と、ハブ１２から突出する複数の羽根１３と、を備えている。ハブ１２は、軸９を配置する孔１５を中央部に有している。遠心ファン２は、ディフューザ６の上流側に配置されている。

軸受組立部品１１は、筒体としてのスリーブ１６と、スリーブ１６内に設けられ、軸９を回転可能に支持する軸受１７と、を備えている。軸受１７は、間隔を隔てて一対あり、スリーブ１６のそれぞれの端部に配置されている。互いに間隔を隔てる一対の軸受１７は、軸９を良好に支持する。スリーブ１６は、一対の軸受１７を同心に配置し、包囲している。

軸９、軸受１７、およびスリーブ１６は、金属材料製、特に鉄鋼材料製である。

電動機５は、軸９に回転一体に固定される回転子１８と、ディフューザ６に固定されて回転子１８を包囲する固定子１９と、を備えている。電動機５は、ディフューザ６の下流側に配置されている。

ディフューザ６は、軸受組立部品１１を介して軸９および遠心ファン２を回転自在に支持するフレームの役割を担っている。このため、ディフューザ６は、スリーブ１６が固定される貫通孔２１を有している。また、ディフューザ６は、電動機５の固定子１９を保持している。

ディフューザ６は、樹脂成形品であり、例えばガラス繊維を配合したＰＥＴ樹脂(Poly Ethylene Terephthalate、ポリエチレンテレフタレート樹脂）の成形品である。ディフューザ６は、ハブ２２と、ハブ２２に同心な筒状の周壁２３と、複数の軸線方向ベーン２５と、を備えている。

ハブ２２は、軸受組立部品１１を保持する筒状の中央部２６と、周壁２３との間に遠心ファン２から流出する流体を電動機５側へ導く流路を区画する外側環状部２７と、中央部２６と外側環状部２７との間に拡がる円板部２８と、を有している。

ハブ２２の遠心ファン２側の面には、中央部２６と円板部２８とを画定する第一段部３１が設けられている。第一段部３１は、ハブ２２の外側へ向かって遠心ファン２から遠ざかる方向へ傾斜している。

また、ハブ２２の遠心ファン２側の面には、円板部２８と外側環状部２７とを画定する第二段部３２が設けられている。

第一段部３１よりも外側（ハブ２２の外周側）かつ第二段部３２よりも内側（ハブ２２の中心側）は、遠心ファン２側から見て窪んでいる。この窪みの底面は、円板部２８の遠心ファン２側の面にあたる。この窪みには、遠心ファン２の後ろシュラウドの外周部が配置されている。

ハブ２２は、中央部２６にスリーブ１６が固定される貫通孔２１を有している。貫通孔２１は、スリーブ１６を介して軸受組立部品１１を保持、固定し、ひいては軸９および遠心ファン２を回転自在に支持している。

周壁２３は、ハブ２２から間隔を隔てて、ハブ２２全体を包囲している。

複数の軸線方向ベーン２５は、２次元翼型を有している。複数の軸線方向ベーン２５は、周壁２３とハブ２２との間に架設されて周壁２３とハブ２２とを一体化している。複数の軸線方向ベーン２５の後縁は、電動送風機１の流体出口である。つまり、ディフューザ６は、遠心ファン２から吐出される流体を電動機５側へ案内する。

軸線方向ベーン２５は、ハブ２２と周壁２３との間に流路としての空間を隔ててディフューザ６の流体出口を区画している。

なお、ディフューザ６は、複数の半径方向ベーン３３（破線）を備えていても良い。複数の半径方向ベーン３３は、外側環状部２７の周囲で周方向に間隔を隔てて設けられている。半径方向ベーン３３も２次元翼型を有している。ディフューザ６に複数の半径方向ベーン３３を設ける場合、シュラウド８の第三壁３８の内面には、複数の半径方向ベーン３３に対応する複数の凹部３８ａが設けられる。半径方向ベーン３３のそれぞれは、それぞれの凹部３８ａに突入してディフューザ６に固定される。

シュラウド８は、遠心ファン２の前シュラウドに相当する。シュラウド８は、遠心ファン２およびディフューザ６の上流側を覆う壁部３５を備えている。壁部３５は、遠心ファン２へ流体を導く吸込口７を有する円筒形状の第一壁３６と、遠心ファン２の羽根１３に沿って徐々に拡がる円錐状の第二壁３７と、ディフューザ６の上流側を塞ぐ第三壁３８と、を有している。

吸込口７は、電動送風機１の流体入口であって円形の開口である。

シュラウド８は、接着剤３９によってディフューザ６の周壁２３に固定されている。遠心ファン２およびディフューザ６の上流側を覆うシュラウド８によって、電動送風機１の流体入口（吸込口７）から流体出口（複数の軸線方向ベーン２５の後縁）へ至る流路が区画されている。

図３から図５は、本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の周囲を拡大した断面図である。

図２に加えて図３から図５に示すように、本発明の実施形態に係る電動送風機１のスリーブ１６は、外周面に凹部４１を有している。

凹部４１は、スリーブ１６の遠心ファン２に近い方の端部に設けられている。凹部４１は、図２および図３に示すようにスリーブ１６の遠心ファン２に近い方の端部へ開く切り欠き状であっても良いし、図４に示すようにスリーブ１６の外周面に溝状に延びるものであっても良い。また、凹部４１は、スリーブ１６の外周面の周方向へ不連続に複数箇所、設けられていても良い。

ディフューザ６は、貫通孔２１の遠心ファン２に近い方の口元（開口端部）に、面取り状の傾斜面４２を有している。傾斜面４２は、第一段部３１よりも内側（つまり、ハブ１２の中心側）に設けられている。傾斜面４２は、スリーブ１６との間に遠心ファン２から遠ざかるほどスリーブ１６に近づく楔状の窪みを隔てている。この楔状の窪みは、スリーブ１６の凹部４１に繋がっている。

凹部４１のうち、遠心ファン２から最も遠い部分を含む一部は、スリーブ１６をディフューザ６の貫通孔２１の所定の位置に配置した状態で、ハブ２２の中央部２６の端面２６ａよりも遠心ファン２から離れていて、傾斜面４２が描く窪みに入り込んでいる。

そして、電動送風機１は、ディフューザ６とスリーブ１６の凹部４１との間に充填され、硬化した状態で貫通孔２１からスリーブ１６が抜け出ることを阻止する抜け止め部４３と、を備えている。

抜け止め部４３は、ディフューザ６の傾斜面４２とスリーブ１６との間の窪みに充填され、スリーブ１６の凹部４１に入り込んでいる。抜け止め部４３は、例えばエポキシ系接着剤であり、流動性を有する状態で傾斜面４２とスリーブ１６との間の窪みに充填される。抜け止め部４３は、樹脂製のディフューザ６と強固に一体化する一方、スリーブ１６の凹部４１に入り込んでアンカーの役割を果たして貫通孔２１からスリーブ１６が抜け出すことを阻止している。

なお、抜け止め部４３は、図５に示すようにスリーブ１６にも凹部４５を設けることで、ディフューザ６とスリーブ１６とをさらに強固に固定することができる。この場合、貫通孔２１の口元には、傾斜面４２が設けられている必要はない。この場合、スリーブ１６とディフューザ６との間にスリーブ１６側の凹部４１およびディフューザ６側の凹部４５に繋がる溝状の空間が確保され、この空間を通じて凹部４１、４５に抜け止め部４３が充填され、硬化される。

図６から図８は、本発明の実施形態に係る電動送風機の軸受組立部品の他の例を拡大した断面図である。

図６から図８に示すように、電動送風機１のスリーブ１６Ａは、遠心ファン２に近い方の端部が貫通孔２１の遠心ファン２に近い方の口元よりも突出している。

ところで、遠心ファン２を含むロータ３（遠心ファン組立部品）は、軸９の遠心ファン２から遠い方の端部から貫通孔２１に挿入され、スリーブ１６、１６Ａの外周に予め塗布される接着剤によってディフューザ６に接着され、固定される。スリーブ１６、１６Ａに塗布される接着剤は、ディフューザ６の貫通孔２１とスリーブ１６、１６Ａの外周面との間を埋め、さらに抜け止め部４３として貫通孔２１の口元でスリーブ１６、１６Ａの凹部４１を埋める。したがって、抜け止め部４３になる充填剤としての接着剤は、硬化以前に遠心ファン２によって覆い隠されてしまい、目視で直接的に状態を確認することが難しい。

このため、仮に抜け止め部４３になる充填剤としての接着剤が過多に塗布されていた場合、接着剤がハブ２２の端面２６ａやスリーブ１６の端部から溢れ出す虞がある。この場合、溢れ出した余分な接着剤が、スリーブ１６の内側に侵入し、軸９および遠心ファン２の回転を妨げる虞がある。

そこで、遠心ファン２に近い方の端部が貫通孔２１の口元よりも突出するスリーブ１６Ａを用いることによって、万一、抜け止め部４３になる充填剤としての接着剤が過多に塗布されていたとしても、電動送風機１は、スリーブ１６Ａの径方向外側へ接着剤を流出させることができる。これによって、電動送風機１は、スリーブ１６Ａの内側に接着剤が侵入することを防ぎ、軸９および遠心ファン２の回転の確実に確保して品質の向上を図ることができる。

本実施形態に係る電動送風機１は、ディフューザ６とスリーブ１６の凹部４１との間に充填され、硬化した状態で貫通孔２１からスリーブ１６が抜け出ることを阻止する抜け止め部４３を備えることによって、ロータ３（遠心ファン組立部品）がシュラウド８側へ抜け出ることを阻止し、信頼性を向上させる。

また、本実施形態に係る電動送風機１は、スリーブ１６Ａの遠心ファン２に近い方の端部を貫通孔２１の遠心ファン２に近い方の口元よりも突出させることによって、軸９および遠心ファン２の回転の健全性を高め、ひいては信頼性を高める。

さらに、本実施形態に係る電動送風機１は、スリーブ１６Ａの遠心ファン２に近い方の端部を貫通孔２１の遠心ファン２に近い方の口元よりも突出させることによって、スリーブ１６Ａをディフューザ６に固定するための接着剤の塗布量の管理幅を緩和し、工程の容易化を図ることができる。

さらにまた、本実施形態に係る電動送風機１は、樹脂製のディフューザ６にエポキシ系接着剤の抜け止め部４３を適用できるので、作業性や、安全性の観点で優れている。

したがって、本実施形態に係る電動送風機１によれば、ディフューザ６にスリーブ１６、１６Ａを強固に保持、固定することが可能であり、ひいては信頼性を高めることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電動送風機、２…遠心ファン、３…ロータ、５…電動機、６…ディフューザ、７…吸込口、８…シュラウド、９…軸、１１…軸受組立部品、１２…ハブ、１３…羽根、１５…孔、１６、１６Ａ…スリーブ、１７…軸受、１８…回転子、１９…固定子、２１…貫通孔、２２…ハブ、２３…周壁、２５…軸線方向ベーン、２６…中央部、２６ａ…端面、２７…外側環状部、２８…円板部、３１…第一段部、３２…第二段部、３３…半径方向ベーン、３５…壁部、３６…第一壁、３７…第二壁、３８…第三壁、３８ａ…凹部、３９…接着剤、４１…凹部、４２…傾斜面、４３…抜け止め部、４５…凹部。

Claims

遠心ファンと、
前記遠心ファンに回転一体に設けられる軸と、
外周面に凹部を有する筒体と、
前記筒体内に設けられ、前記軸を回転可能に支持する軸受と、
前記筒体が固定される貫通孔を有するフレームと、
前記フレームと前記凹部との間に充填され、硬化した状態で前記貫通孔から前記筒体が抜け出ることを阻止する抜け止め部と、を備える電動送風機。
前記筒体の前記遠心ファンに近い方の端部は、前記貫通孔の前記遠心ファンに近い方の口元よりも突出している請求項１に記載の電動送風機。
前記フレームは樹脂成形品であり、
前記抜け止め部は、エポキシ系接着剤である請求項１または２に記載の電動送風機。