JP2020033889A - 送風機に用いられる回転防止部材 - Google Patents

Abstract

【課題】送風機に用いられる回転防止部材において、空気が流入する際の流通抵抗を抑制しつつ、駆動源の回転軸とファンとを確実に連結させる。【解決手段】送風機１０を構成する駆動源１４と、該駆動源１４の回転軸１８に連結され該回転軸１８の軸方向から吸入した空気を径方向外側へ送風するファン１６とを連結するキャップ２０を備え、このキャップ２０は、回転軸１８が圧入されると共に前記ファン１６に対して係合され、さらに前記回転軸１８の軸方向において前記空気の吸入方向側となる上端部側が最も小径に形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、送風機を構成する駆動源の回転軸とファンとを連結するための回転防止部材に関する。

従来から、車両用空調装置において、内気又は外気を取り込むファンと、該ファンを回転させるモータと、前記ファンを囲繞するケーシングとから構成される送風機が用いられており、このファンをモータの回転軸へと固定する際に、該回転軸に対してファンが回転してしまうことがないように回転防止部材で固定されている。

この回転防止部材は、例えば、特許文献１に開示されるように、樹脂製材料から断面円形状に形成され、電動モータのシャフトが圧入されるキャップボス部と、該キャップボス部からファン側に向かって突出した複数の脚部とを有している。

一方、ファンの中央には、電動モータのシャフトが圧入されるファンボス部が設けられ、このファンボス部の外周側には、キャップの端部に設けられた複数の脚部を受け入れる４つの凹部が径方向内側に窪んで形成されている。凹部は、脚部に対応してファンボス部の周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成されている。

そして、回転防止部材の各脚部を、ファンボス部の各凹部へとそれぞれ挿入するように組み付けて該回転防止部材とファンとを仮固定した状態で、該回転防止部材のキャップボス部及び前記ファンボス部に対して電動モータのシャフトを圧入する。これにより、送風機の軸線上となる中心において、回転防止部材を介してシャフトとファンとが互いに回転することがないように連結される。

特開２００３−３０１７９５号公報

上述した回転防止部材において、電動モータのシャフトがキャップボス部の内部へ圧入される際、該キャップボス部には、前記シャフトからの圧力が径方向外側に向かって付与される。しかしながら、回転防止部材は樹脂製材料から形成されているため、シャフトから付与される圧力を考慮してキャップボス部を予め径方向に厚く形成しておく必要があり、その分だけ直径が大型化してしまうこととなる。

また、ファンの中心に臨むように配置された回転防止部材が径方向に大型化することで、前記ファンの回転作用下に外部から取り込まれる空気の流通抵抗となるという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、空気が流入する際の流通抵抗を抑制しつつ、駆動源の回転軸とファンとを確実に連結することが可能な送風機に用いられる回転防止部材を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、駆動源と、駆動源の回転軸に連結され回転軸の軸方向から吸入した空気を径方向外側へ送風するファンとを有した送風機に用いられ、回転軸が圧入されると共に、駆動源と軸方向の反対側にてファンと係合する回転防止部材において、
回転防止部材は、回転軸の軸方向において空気の吸入方向側が最も小径に形成される。

本発明によれば、送風機を構成する駆動源の回転軸とファンとを連結する回転防止部材は、回転軸が圧入され、且つ、駆動源と軸方向の反対側にてファンに係合されると共に、回転軸の軸方向において空気の吸入方向側が最も小径に形成されている。

従って、回転軸の圧入された回転防止部材をファンに対して係合させることで、駆動源の回転軸とファンとを確実に連結しつつ、回転防止部材における空気の吸入方向側を最も小径とすることで、ファンの回転作用下に空気をファン側へと吸い込む際に回転防止部材による流通抵抗が抑制される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、送風機を構成する駆動源の回転軸とファンとを連結する回転防止部材において、この回転防止部材に回転軸を圧入し、且つ、駆動源と軸方向の反対側にてファンに対して係合させることで、駆動源の回転軸とファンとを確実に連結できると共に、回転軸の軸方向において回転防止部材における空気の吸入方向側を最も小径とすることで、ファンの回転作用下に空気がファン側へと吸い込まれる際に、回転防止部材が空気の流通抵抗となることが抑制される。

本発明の実施の形態に係る回転防止部材となるキャップの用いられた送風機の全体断面図である。 図１の送風機におけるキャップ及びボス部近傍を示す拡大断面図である。 図１に示すキャップの外観斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

本発明に係る送風機に用いられる回転防止部材について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る回転防止部材の用いられる送風機を示す。

この送風機１０は、図１に示されるように、ハウジング１２と、該ハウジング１２の中央に収納されモータ等からなる駆動源１４と、該ハウジング１２の上部に設けられ駆動源１４の駆動作用下に回転するファン１６と、前記駆動源１４の回転軸１８に対して前記ファン１６を固定するキャップ（回転防止部材）２０とを含む。

ハウジング１２は、例えば、樹脂製材料から形成され、有底円筒状のホルダ部２２と、該ホルダ部２２に対して径方向外側に拡径したフランジ部２４とからなり、上下方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に分割可能なアッパーケース２６及びロアケース２８から構成されている。

ホルダ部２２は、その内部に駆動源１４が収納され、該駆動源１４及びファン１６と同軸となるように設けられ、一方、フランジ部２４は、例えば、送風機１０の用いられる車両用空調装置の空調ケース等に取り付けられる。

駆動源１４は、例えば、ハウジング１２のホルダ部２２に設けられ、その回転軸１８が上方に向かうように設けられ、アッパーケース２６から突出してファン１６に対して連結される。そして、駆動源１４は、図示しないコントローラからの制御信号に基づいて回転軸１８が回転する。

ファン１６は、図１及び図２に示されるように、ハウジング１２におけるアッパーケース２６に臨むように設けられ、周方向に沿って等間隔離間した複数のブレード３０と、該ブレード３０の上端部に設けられた環状のシュラウド３２と、前記ブレード３０の下端から中心に向かって略円錐状に上方へと膨出したコーン部３４とを備える。

そして、コーン部３４の中央は、ファン１６の軸線と同軸上に配置され、上方に向かって軸方向（矢印Ａ方向）に突出したボス部３６が形成される。

ボス部３６は、コーン部３４の中央に対して断面円形状に突出した円盤部３８と、該円盤部３８の外縁から上方へとさらに突出した複数のガイド部４０と、前記円盤部３８の中心を軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した第１圧入孔４２と、前記第１圧入孔４２と前記ガイド部４０との間に形成される複数の挿入孔４４とを有する。

円盤部３８は、その上部がファン１６の軸線と直交した平面状に形成され、その中心には駆動源１４の回転軸１８が圧入される第１圧入孔４２が形成される。第１圧入孔４２は、回転軸１８の外周径よりも若干だけ小さな内周径で形成されている。

ガイド部４０は、例えば、円盤部３８の外縁に沿った断面円弧状に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように略同一形状で４つ設けられ、ボス部３６の軸方向に沿って上方へと所定高さで形成される。なお、各ガイド部４０は、円盤部３８において第１圧入孔４２を中心とした同一円周上にそれぞれ形成されている。

挿入孔４４は、円盤部３８の周方向に沿った断面円弧状に形成され、ガイド部４０に対して径方向内側となる位置にそれぞれ略同一形状で開口し、且つ、前記ガイド部４０に対して周方向に幅狭に形成される。すなわち、挿入孔４４は、ガイド部４０と同数となる４つ設けられ、円盤部３８において第１圧入孔４２と各ガイド部４０との間にそれぞれ開口している。また、ガイド部４０側となる挿入孔４４の内周面には、径方向内側に向かって所定高さに突出した突部４６（図２参照）がそれぞれ形成されている。

なお、各挿入孔４４は、円盤部３８において第１圧入孔４２を中心とした同一円周上となる位置にそれぞれ形成されている。

キャップ２０は、図１〜図４に示されるように、例えば、樹脂製材料から円筒状に形成され、最も外側に形成された外筒部４８と、該外筒部４８の内周側に形成された内筒部５０と、前記外筒部４８と前記内筒部５０とを径方向に接続する４本の架橋部５２とを有し、前記外筒部４８と前記内筒部５０とが径方向に所定間隔離間して同軸上となるように形成される。

外筒部４８は、ファン１６のガイド部４０よりも大径となるように形成され、その外周面が軸方向に沿って略一直線状となり、該軸方向に沿った上端部には、径方向外側が下端部側（矢印Ｂ方向）に向かって所定角度で傾斜した環状の第１テーパ面５４が形成される。

また、外筒部４８の外周面には、第１テーパ面５４に臨み、且つ、架橋部５２の接続される部位に径方向内側へと窪んだ凹部５６が形成され、この凹部５６は軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さで形成されると共に、前記架橋部５２の位置に対応して外筒部４８の周方向に沿って等間隔離間するように４カ所形成されている。

一方、外筒部４８の内側には、内筒部５０との間に軸方向に沿って貫通した４つのガイド孔５８が形成される。このガイド孔５８は、略同一形状で外筒部４８の周方向に沿って互いに等間隔離間するように開口すると共に、前記ガイド部４０の断面形状に対応した断面円弧状に形成される。換言すれば、隣接する２つのガイド孔５８の間には、それぞれ架橋部５２が設けられ前記ガイド孔５８同士が周方向に分離されている。

また、ガイド孔５８の外周径は、ファン１６におけるガイド部４０の外周径と略同等に形成されると共に、ガイド孔５８には、外筒部４８の上端部近傍において内周側へと突出した段部６０（図２参照）が設けられる。そして、キャップ２０がファン１６のボス部３６へと装着される際、各ガイド孔５８にはガイド部４０がそれぞれ挿入されると共に、前記段部６０が前記ガイド部４０の上端部へと当接することで、前記ガイド部４０と前記外筒部４８との軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）への相対移動が規制されて位置決めされる。

内筒部５０は、外筒部４８よりも小径な有底円筒状に形成され、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って略一定径で形成されると共に、内筒部５０の外周径はガイド部４０の内周径よりも小さく形成され、両者の間に設けられた各ガイド孔５８に対して各ガイド部４０が挿入される。

この内筒部５０は、その上端部が前記外筒部４８に対して所定高さだけ上方（矢印Ａ方向）へと突出し、軸方向に対して略直交した平坦状の頂部６２と、該頂部６２の外縁から径方向外側が下端部側（矢印Ｂ方向）へと傾斜した環状の第２テーパ面６４とを備える。

頂部６２は、内筒部５０の軸方向に沿って所定厚さを有し円盤状に形成され、その中心に対して径方向外側となる位置に４つの開口部６６（図３及び図４参照）が開口している。開口部６６は、頂部６２の中心から径方向外側に向かって徐々に拡幅した断面略三角形状に形成され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように開口すると共に、内部に形成された第２圧入孔６８まで貫通している。

第２テーパ面６４は、内筒部５０の軸線に対して所定角度だけ傾斜し、この傾斜角度が、外筒部４８の第１テーパ面５４と略同一角度となり、且つ、該第１テーパ面５４と略同一面となるように一直線状に形成される。

一方、内筒部５０の内部には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って回転軸１８の圧入される第２圧入孔６８が形成され、該第２圧入孔６８は前記内筒部５０の下端部側（矢印Ｂ方向）に開口すると共に、ファン１６の第１圧入孔４２と略同一直径で形成される。そして、ファン１６のボス部３６に対してキャップ２０が装着される際、第２圧入孔６８が前記ファン１６の第１圧入孔４２と同軸上に配置される。

さらにまた、内筒部５０の下端部には、軸方向下方（矢印Ｂ方向）へと突出した４本の脚部７０（図２参照）が形成され、この脚部７０は、内筒部５０の周方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられると共に、内筒部５０の外周側に形成された４つのガイド孔５８に臨む位置に形成される。

この脚部７０の下端部には、外周面に対して径方向外側へと突出した爪部７２がそれぞれ形成され、該爪部７２は内筒部５０の上端部側（矢印Ａ方向）に向かって外側への突出量が大きくなる断面三角形状に形成される（図２参照）。すなわち、爪部７２は、脚部７０を含む内筒部５０の外周面に対して径方向外側へと突出している。

そして、キャップ２０がファン１６のボス部３６へと装着される際、脚部７０がボス部３６の挿入孔４４へと挿入されると共に、爪部７２が挿入孔４４の突部４６を乗り越えて下側で係合されることで、前記ボス部３６に対してキャップ２０の上方（矢印Ａ方向）への移動が規制される。

架橋部５２は、外筒部４８の内周面と内筒部５０の外周面とを繋ぐように形成され、前記内筒部５０における開口部６６の外周側に配置されると共に、キャップ２０の周方向に沿って互いに等間隔離間するように４本設けられる。

また、架橋部５２は、外筒部４８における第１テーパ面５４の内縁と内筒部５０における第２テーパ面６４の外縁とを繋ぎ、第１及び第２テーパ面５４、６４と略同一角度で傾斜した第３テーパ面７４を有している。すなわち、第１及び第２テーパ面５４、６４、架橋部５２の第３テーパ面７４が略同一面となるように一直線状に形成され、キャップ２０の外周面が、上端部側（矢印Ａ方向）に向かって縮径したテーパ状となるように形成されている（図２及び図４参照）。

本発明の実施の形態に係る送風機１０に用いられるキャップ（回転防止部材）２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、キャップ２０を介して駆動源１４の回転軸１８とファン１６とを連結する場合について説明する。

先ず、ファン１６におけるボス部３６の第１圧入孔４２へ駆動源１４の回転軸１８を圧入し、該回転軸１８の先端が円盤部３８の上端から突出した状態とする。

次に、この状態でボス部３６に対して上方からキャップ２０を接近させ、その脚部７０を各挿入孔４４へと挿入すると共に、各ガイド孔５８に対してガイド部４０をそれぞれ挿入していく。そして、キャップ２０をさらにボス部３６側へと押し込むことで、第２圧入孔６８に対して回転軸１８の先端が挿入され圧入されると共に、ガイド孔５８の段部６０がガイド部４０の上端部へと当接することで下方（矢印Ｂ方向）への移動が規制される。

また、脚部７０の爪部７２が、ボス部３６の挿入孔４４の突部４６を乗り越えて下側で係合されることで、ボス部３６に対するキャップ２０の上方（矢印Ａ方向）への移動も規制される。

これにより、キャップ２０によってボス部３６が覆われる状態となり、ファン１６のボス部３６及びキャップ２０の中心に対して駆動源１４の回転軸１８が圧入されると共に、キャップ２０の段部６０がガイド部４０の上端部に当接し、且つ、爪部７２がボス部３６の突部４６へと係合されることで軸方向への相対移動が規制され、回転軸１８が圧入されたファン１６のボス部３６とキャップ２０とが互いに連結される。

以上のように、本実施の形態では、送風機１０を構成するファン１６と駆動源１４の回転軸１８とを連結するキャップ２０であって、このキャップ２０は、前記ファン１６の第１圧入孔４２へ圧入された回転軸１８が内筒部５０の第２圧入孔６８へ圧入されると共に、該内筒部５０の脚部７０に形成された爪部７２がファン１６の挿入孔４４へ挿入されて軸方向に係合されることでファン１６と回転軸１８とが確実に連結される。

また、送風機１０において空気の吸入方向側となるキャップ２０の上端部側を、径方向外側が下端部側に向かって傾斜した第１〜第３テーパ面５４、６４、７４からなるテーパ状とすることで、ファン１６の回転作用下に空気をキャップ２０の上端部側から軸方向に沿って取り込んで径方向外側へと送風する際、そのキャップ２０の上端部が空気の流れの妨げとなることが軽減され、流通抵抗を抑制させることが可能となる。さらには、前記第１〜第３テーパ面に５４、６４、７４に沿って空気を流通させることで、円滑に下流側へと導くことができる。

その結果、駆動源１４の回転軸１８とファン１６とをキャップ２０を介して確実に連結しつつ、送風機１０において空気が流入する際の流通抵抗を抑制することが可能となる。

また、駆動源１４の回転軸１８が内部に圧入される内筒部５０と、該内筒部５０に対して径方向外側に形成された外筒部４８と、前記内筒部５０と前記外筒部４８を径方向に接続する架橋部５２とからキャップ２０を構成し、前記回転軸１８の軸方向において、前記内筒部５０の上端部が前記外筒部４８に対して前記吸入方向側となる上方（矢印Ａ方向）へ所定高さだけ突出して形成されている。

これにより、外筒部４８に対して小径となる内筒部５０を、該回転軸１８の軸方向において外筒部４８よりも空気の吸入方向側（矢印Ａ方向）へ突出させることで、空気の吸入方向となるキャップ２０の上端部の外形寸法をより小さくすることができるため、空気がファン１６側へと吸い込まれる際のキャップ２０による流通抵抗をより低減させることが可能となる。

さらに、架橋部５２は、空気の吸入方向となる内筒部５０の上端部から外筒部４８の上端部に向けて傾斜した第３テーパ面７４を備えているため、ファン１６の回転作用下に空気が吸い込まれた際に、キャップ２０の上端部から下端部に向かって流れる空気を第３テーパ面７４に沿って好適に案内して円滑に流通させることが可能となる。

さらにまた、上述したキャップ２０では、架橋部５２、凹部５６、ガイド孔５８、開口部６６、脚部７０、爪部７２、がそれぞれ４つずつ設けられ、一方、該キャップ２０の装着されるファン１６のボス部３６において、ガイド部４０及び挿入孔４４がそれぞれ４つずつ設けられる構成について説明しているが、これらの数量は特に限定されるものではない。

なお、本発明に係る送風機に用いられる回転防止部材は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…送風機 １２…ハウジング
１４…駆動源 １６…ファン
１８…回転軸 ２０…キャップ
３６…ボス部 ３８…円盤部
４０…ガイド部 ４４…挿入孔
４８…外筒部 ５０…内筒部
５２…架橋部 ５４…第１テーパ面
５８…ガイド孔 ６２…頂部
６４…第２テーパ面 ７０…脚部
７２…爪部 ７４…第３テーパ面

Claims (4)

1. 駆動源と、該駆動源の回転軸に連結され該回転軸の軸方向から吸入した空気を径方向外側へ送風するファンとを有した送風機に用いられ、前記回転軸が圧入されると共に、前記駆動源と軸方向の反対側にて前記ファンと係合する回転防止部材において、
   前記回転防止部材は、前記回転軸の軸方向において前記空気の吸入方向側が最も小径に形成される、送風機に用いられる回転防止部材。
2. 請求項１記載の回転防止部材において、
   前記回転防止部材は、前記回転軸が圧入される内筒部と、
   前記内筒部に対して径方向外側に形成される外筒部と、
   前記内筒部と前記外筒部を接続する架橋部と、
   を備え、
   前記回転軸の軸方向において、前記内筒部が前記外筒部に対して前記駆動源と反対側となる軸方向先端側へ突出している、送風機に用いられる回転防止部材。
3. 請求項２記載の回転防止部材において、
   前記架橋部は、前記駆動源と反対側となる前記内筒部の前記軸方向先端側から前記外筒部の前記軸方向先端側に向けて傾斜した第１のテーパ部を備える、送風機に用いられる回転防止部材。
4. 請求項３記載の回転防止部材において、
   前記駆動源と反対側となる前記内筒部の軸方向先端及び前記外筒部の軸方向先端の少なくともいずれか一方には、前記第１のテーパ部と同一方向に傾斜した第２のテーパ部を備える、送風機に用いられる回転防止部材。

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