JP2020148091A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根車の挿入孔の径を必要以上に大きくすると、羽根車の回転時にがたつきが発生し、他方、挿入孔の径を小さくしすぎた場合、挿入孔に回転軸を挿入する際に大きな力を加える必要があり、着脱が困難になる。【解決手段】挿入孔１７は、挿入開口２２と挿入孔先端部２３とを連通させる空間であり、挿入孔先端部２３の径４３は回転軸９の径４２と一致する開口であり、挿入開口２２の径４１と同じ径になる部位４０に至るまで漸次径が大きくなり、挿入開口２２の径４１は回転軸９の径４２よりも大きくすることで、羽根車８が回転軸９に適度な力で保持され、羽根車８を容易に着脱可能でありながらも、羽根車８のがたつきを抑制できる送風機を得られる。【選択図】図９

Description

本発明は、建物の天井等の水平面や壁等の垂直面に埋め込まれて取り付けられる送風機に関するものである。

従来、天井等の高い水平面に埋め込まれる天井埋込形換気扇が知られている。従来の天井埋込形換気扇は、羽根車の着脱が容易であり、さらに、重量が大きく、あるいは垂直方向に向く回転軸に固着される羽根であっても、羽根車の落下を確実になくすことができる羽根車の着脱装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その天井埋込形換気扇について図１４を参照しながら説明する。

天井埋込形換気扇には送風機が格納されており、図１４に示すように、送風機は回転軸１０１の凹溝１０２に係合する保持部１０３と、押圧することにより保持部１０３を移動させる押圧部１０４とを一体に形成した一対の羽根車ロック部１０５と、羽根車ロック部１０５の全体を覆う有底筒状のカバー１０６とを備える。カバー１０６には、押圧部１０４に係合して押圧部１０４の動きを阻止する突起状の押圧部固定部１０７と、内周面に、カバー１０６を上下移動すると押圧部１０４を内側に倒す方向に当接する突起部１０８とを設けた構成である。これにより、カバー１０６を取り付けたままで羽根車１０９の着脱が容易にでき、また、羽根車１０９が落下するのを確実に阻止できるとしている。

特許第５３２６５８６号公報

このような従来の送風機に搭載する羽根車は、回転軸により容易に着脱するために、羽根車に設けられた回転軸へ挿入するための挿入孔の径を回転軸の径よりも大きな形状としている。しかしながら、挿入孔の径を必要以上に大きくすると、羽根車の回転時にがたつきが発生し、異常音の原因となる。他方、挿入孔の径を小さくしすぎた場合、挿入孔に回転軸を挿入する際に大きな力を加える必要があり、着脱が困難になるという課題があった。当然ながら、設計者は両者のバランスを勘案して最適な径での製品化を行うのであるが、製造上の誤差や温度差による膨張や収縮などの外部要因により、やはり上述の課題が発生する可能性があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、羽根車を容易に着脱可能でありながらも、羽根車のがたつきによる異常音が生じることを抑制できる送風機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明に係る送風機は、回転軸と前記回転軸を回動させる駆動部とを備えた電動機と、前記回転軸を挿入する挿入孔を有し前記回転軸に着脱可能に設けられた羽根車と、を備えた送風機であって、前記挿入孔は、挿入開口の径が前記回転軸の径よりも大きく、前記挿入孔先端部の径が前記回転軸の径と一致するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明に係る送風機によれば、羽根車を容易に着脱可能でありながらも、羽根車のがたつきによる異常音が生じることを抑制できる送風機を提供可能である。

送風機の水平面に取り付けた状態を示す側面図 送風機の垂直面に取り付けた状態を示す側面図 本発明に係る送風機の斜視図 送風機の内部を示す縦断面図 回転軸の詳細を示す電動機の側面図 羽根車の羽根車ロック部側の斜視図 羽根車の係合部側の斜視図 羽根車の縦断面図 羽根車の挿入孔と回転軸の詳細を示す縦断面概略図 パイプ用換気扇の斜視図 抑え部を備えた羽根車の挿入孔と回転軸の詳細を示す縦断面概略図 円錐台形状の挿入孔を備えた羽根車の挿入孔と回転軸の詳細を示す縦断面概略図 羽根車ロック部の平面概略図 従来の天井埋込形換気扇の縦断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。

（実施の形態）
本実施の形態に係る送風機１は、図１、図２に示すように、例えば居室２の天井等の水平面３もしくは壁等の垂直面４に設けられた開口５に埋め込まれて取り付けられる。送風機１は、電動機７の駆動により吸込口１０から吹出口１１に送風することで、例えば居室２内の空気の排気に利用される。

次に、図３、図４を用いて送風機１の詳細を説明する。

送風機１は、フレーム６と、電動機７と羽根車８とを備える。

フレーム６は、中空箱型形状を有し、底面に吸込口１０と、側面に吹出口１１とを備える。

吸込口１０は、略正方形状の開口である。吹出口１１は、円筒形状の開口である。吸込口１０と吹出口１１とはフレーム６の内部空間を介して連通する。

電動機７は、駆動部７ａと回転軸９とを備え、電動機７への給電により駆動部７ａが回転軸９を回転駆動させる。回転軸９は、ステンレス鋼等の剛性の大きい金属材料で形成された円筒棒形状を有しており、一端が駆動部７ａに挿入され、他端は羽根車８が着脱可能に固定される。回転軸９が駆動部７ａにより回転されることで、吸込口１０から吹出口１１方向への空気の流れを発生させる。

羽根車８の詳細については後述する。

次に、図５を用いて電動機７を構成する回転軸９の詳細を説明する。

回転軸９は、一端に回転軸先端部１５ａと、一端から他端までの間で駆動部７ａから突出している回転軸胴部１５ｂとを備える。回転軸９は、回転軸胴部１５ｂにおいて、回転軸９の軸方向に対して直行貫通させて固着したピン１２を羽根回り止め部１３として備え、羽根回り止め部１３における回転軸９の先端側に平板中空円形状のゴムワッシャー２１が嵌め込まれる。また、回転軸９は、回転軸胴部１５ｂの先端側端部に回転軸９の側面を全周にわたって当該回転軸９のさらに中心軸方向に向かって凹んだ凹溝１４を備える。回転軸先端部１５ａは、回転軸９の先端の径を回転軸胴部１５ｂの径よりも小さくし、回転軸９の先端から駆動部７ａ側に向かい径が漸次大きくなる円錐台形状を有する。回転軸先端部１５ａの円錐台形状における底面は、凹溝１４の先端側端部と一致し、底面の径は回転軸胴部１５ｂの径とする。回転軸先端部１５ａは、羽根車８に回転軸９を挿入しやすくするために設けられる。

なお、回転軸９の垂直断面形状は円形形状以外、例えば四角形状等の角筒形形状でもよい。

次に、図６〜図８を用いて羽根車８の詳細を説明する。

羽根車８は、中空円筒形状を有し、具体的にはシロッコファン２４が該当する。羽根車８は、吸込天面３１と、主板３２と、ブレード部１６と、ボス部１８と、を備える。

吸込天面３１は、中空円筒形状における天面開口であり、羽根車８の回転軸９への固定時に吸込口１０側に対向する。

主板３２は、中空円筒形状における吸込天面３１と底面開口３４との間であって底面開口３４側に寄せて設けられる。主板３２は、中空円筒形状における中心軸に垂直な垂直断面上に配置され、つまり外周が円形を形成する。主板３２は、円形の周囲縁部よりも内周側に送風効率を上げるための羽根車開口３３が、周方向に均等に配置されている。

ブレード部１６は、中空円筒形状における側面を形成する。ブレード部１６は、吸込天面３１から底面開口３４に至る矩形板状のブレードが、側面に沿って円形を形成するよう主板３２に固定されて複数配置される。ブレードが一定の隙間を開けて等間隔で配置されているため、ブレード部１６は回転により吸込天面３１から外周方向への送風が可能となる。

ボス部１８は、羽根車８の回転軸９への取り付けを補強するために、主板３２の円形における中央部に当該中央部から吸込天面３１方向に突出する円筒形の軸心突起として備えられる。ボス部１８は、係合部１９と、挿入孔１７とを備えている。

係合部１９は、ボス部１８における主板３２近傍に位置し、複数の爪を備える。複数の爪は、前述の羽根回り止め部１３に係合することで、羽根車８を空転することなく、回転軸９の回転力を直接羽根車８に伝達する。また、係合部１９と羽根回り止め部１３との間にゴムワッシャー２１が設けられ、係合部１９とゴムワッシャー２１とを密着させる。すなわち、羽根車８と回転軸９をより密着させることで回転軸９の回転による羽根車８の振れを抑制している。

挿入孔１７は、円筒形状を有し、主板３２側の端部である挿入開口２２が係合部１９と隣接する。また、挿入孔１７は、吸込天面３１側の端部に羽根車ロック部２０と隣接する挿入孔先端部２３を備える。なお、羽根車ロック部２０の詳細については後述する。 次に、図９を用いて羽根車８の挿入孔１７の詳細を説明する。

挿入孔１７は、挿入開口２２と挿入孔先端部２３とを連通させる空間であり、回転軸９が挿入される。挿入孔１７は、挿入孔先端部２３から挿入開口２２に向かい挿入開口２２の径４１と同じ径になる部位４０に至るまで、漸次径が大きくなる。また、挿入孔１７は、部位４０にて挿入開口２２と同じ径になった後、挿入開口２２の径４１と同じ径が挿入開口２２まで維持される。つまり、挿入開口２２の径４１と同じ径の円筒形状を挿入開口２２まで有している。

挿入開口２２は、回転軸９に羽根車８を挿入する際の入口開口である。挿入開口２２の径４１は、回転軸９の径４２よりも大きい径を有する開口で形成される。

挿入孔先端部２３は、回転軸９に羽根車８を挿入した状態において凹溝１４の駆動部７ａ側の端部に位置する開口である。挿入孔先端部２３は、回転軸９の径４２と一致する挿入孔先端部の径４３を有する開口で形成される。

例えば、回転軸９の垂直断面形状が四角形状等の角筒形形状である場合は、挿入開口２２は、開口を形成する全ての辺の寸法が回転軸９の外周の長辺の寸法よりも大きい。また、挿入孔先端部２３は、開口の形状が回転軸９の外周形状と完全に一致する。

従来構造での羽根車１０９は、着脱時の抵抗を低減するために、挿入開口、挿入孔先端部を含めて挿入孔の径を、全周にわたって回転軸１０１の径よりも大きく成形していた。すなわち、羽根車１０９は、回転軸１０１と接触することはなく、羽根車１０９の挿入孔と回転軸１０１には必ず隙間が生じる構造となっていた。一方で、本発明の構成に係る送風機１では、必ず羽根車８の挿入孔先端部２３と回転軸９が接触するため、挿入孔１７と回転軸９との間に隙間が生じない構造となる。

以上に示したように、送風機１は、羽根車８を回転軸９に挿入した状態において、必ず挿入孔先端部２３と回転軸９とが接触する構造である。したがって、送風機１は、水平面３と垂直面４のどちらの場合に埋め込まれて使用されたとしても、羽根車８が回転軸９に適度な力で保持される構造となる。

よって、送風機１は、回転軸９が電動機７の駆動部７ａにより回転されても、羽根車８の回転で生じるがたつきによる異常音を抑制することができる。これは、回転軸９が水平方向に向く状態すなわち回転軸９の軸心の垂直方向に羽根車８の自重が加わる状態において特に有効である。しかも、挿入開口２２と同じ径の円筒形状を挿入開口２２まで有しているため、羽根車８と回転軸９との摩擦が強すぎず、つまり着脱も適度な強さで行うことが可能となる。

また、羽根車８は、遠心羽根車の一種であるシロッコファン２４として構成する。

これにより、送風機１は、ダクト搬送等の圧力損失が大きい取り付け箇所においても所望の風量を提供することが可能である。従来、図１０に示すようなパイプ用換気扇２５が水平面に取り付けられて使用されることが知られている。パイプ用換気扇２５に使用するプロペラファン２６は、小さくて軽いことを特徴とする。一方でシロッコファン２４は、プロペラファン２６よりも構造上重量が大きくなる。すなわち、羽根車８の自重による下方向にかかる力が大きくなる。しかしながら、送風機１によれば、重量が大きい羽根車８であっても、羽根車８が回転軸９に保持される構造となる。つまり、羽根車８の回転で生じるがたつきによる異常音を抑制することができる。

また、シロッコファン２４の材料は、金属よりも軽量かつ柔らかい材料であるポリプロピレン樹脂で成形してもよい。挿入孔先端部２３は、回転軸９から脱した状態において挿入孔先端部の径４３が回転軸９の径４２と一致するか、もしくは回転軸９の径４２よりも挿入孔先端部の径４３が小さくなるように構成する。

これにより、送風機１は、回転軸９が水平方向に向く状態すなわち回転軸９の軸心の垂直方向に羽根車８の自重が加わる状態においても、羽根車８の重量が軽くなることで自重による下方向にかかる力を低減することができる。つまり、羽根車８のがたつきをさらに抑制することができる。また、羽根車８は、回転軸９の材質よりも柔らかい材質の例えばポリプロピレン樹脂を採用する。この場合、回転軸９に挿入孔１７を挿入する際に、挿入孔先端部２３の開口の径が回転軸９の径より小さくてもポリプロピレン樹脂を変形させながらすなわち挿入孔先端部２３の径を大きくしながら挿入することができる。これにより、羽根車８は、回転軸９にさらにしっかりと保持されることになるので、羽根車８の回転で生じるがたつきをより抑制することができる。つまり、羽根車８の回転による異常音をより抑制することができる。

また、挿入孔１７は、図１１に示すように挿入孔先端部２３から挿入開口２２方向に、回転軸９に平行に一定の幅を有して回転軸９と接触する抑え部２７を備えてもよい。抑え部２７の径４４は、挿入孔先端部２３の径４３と同じ径とする。

これにより、挿入孔１７と回転軸９の接触面積を増やすことができる。例えば、羽根車８のブレード部１６に埃等の異物が付着して重量バランスが崩れて羽根車８の回転による振れが大きくなった際に、挿入孔先端部２３は、回転軸９との摩擦によりポリプロピレン樹脂が摩耗すると、挿入孔先端部２３の径４３が大きくなる。すなわち、挿入孔１７と回転軸９に隙間が生じる。抑え部２７は、挿入孔１７と回転軸９の接触面積を増やす役割を果たし、挿入孔１７と回転軸９が面接触となり、挿入孔先端部２３のみが接触する点接触よりも挿入孔１７と回転軸９との間に隙間ができるリスクを低減することが可能となる。したがって、羽根車８の回転で生じるがたつきをさらに抑制することができる。つまり、羽根車８の回転による異常音をより確実に抑制することができる。

また、挿入孔１７は、図１２に示すように回転軸９の径４２よりも径の大きい挿入開口２２を底面とし、回転軸９の径４２よりも開口の径の小さい挿入孔先端部２３を天面とする円錐台形状を有する構造としてもよい。

これにより、羽根車８を回転軸９に挿入する場合においては、徐々に挿入孔１７と回転軸９の隙間寸法が減少していくことになり、挿入孔先端部２３において隙間寸法がゼロすなわち完全に挿入孔１７と回転軸９が接触する。したがって、羽根車８は、より滑らかに回転軸９に挿入される。逆に、羽根車８を回転軸９から取り外す場合においては徐々に隙間寸法が増大していくことになる。したがって、羽根車８は、より滑らかに回転軸９から取り外される。つまり、羽根車８の回転で生じるがたつきによる異常音を抑制するとともに、羽根車８の回転軸９への着脱を容易にすることができる。

また、羽根車８は、図１３に示すように回転軸９と羽根車８とを着脱可能に接続する羽根車ロック部２０を備える。

これにより、押圧部２８を外周側から回転軸９に接近する方向に押圧すると、押圧部２８と接続された支柱部２９は押圧された方向に傾斜する。一対の押圧部２８と挟持部３０とは、凹溝１４において回転中心を挟んで配置されているため、支柱部２９が押圧された方向に傾斜すると、当該支柱部２９に接続された挟持部３０は、回転軸９から離れる方向に変位する。つまり、対向する２つの押圧部２８を例えば指先で摘まんで回転軸９方向に押圧することで、挟持部３０が回転軸９から離れる方向に変位し、この変位によって回転軸９の挟持を解除して回転軸９に取り付けられた羽根車８を着脱することができる。羽根車８は、挿入孔先端部２３と回転軸９の接触に加えて、羽根車ロック部２０でも回転軸９に挟持される構造となる。したがって、羽根車８の回転で生じるがたつきをさらに抑制することができる。つまり、羽根車８の回転による異常音をより一層抑制することができる。

本発明にかかる内容は、居室の空気の排気を行う送風機や換気扇に使用する羽根車に利用可能である。

１ 送風機
２ 居室
３ 水平面
４ 垂直面
５ 開口
６ フレーム
７ 電動機
７ａ 駆動部
８ 羽根車
９ 回転軸
１０ 吸込口
１１ 吹出口
１２ ピン
１３ 羽根回り止め部
１４ 凹溝
１５ａ 回転軸先端部
１５ｂ 回転軸胴部
１６ ブレード部
１７ 挿入孔
１８ ボス部
１９ 係合部
２０ 羽根車ロック部
２１ ゴムワッシャー
２２ 挿入開口
２３ 挿入孔先端部
２４ シロッコファン
２５ パイプ用換気扇
２６ プロペラファン
２７ 抑え部
２８ 押圧部
２９ 支柱部
３０ 挟持部
３１ 吸込天面
３２ 主板
３３ 羽根車開口
３４ 底面開口
４０ 部位
４１ 挿入開口の径
４２ 回転軸の径
４３ 挿入孔先端部の径
４４ 抑え部の径
１０１ 回転軸
１０２ 凹溝
１０３ 保持部
１０４ 押圧部
１０５ 羽根車ロック部
１０６ カバー
１０７ 押圧部固定部
１０８ 突起部
１０９ 羽根車

Claims (6)

1. 回転軸と前記回転軸を回動させる駆動部とを備えた電動機と、
   前記回転軸を挿入する挿入孔を有し前記回転軸に着脱可能に設けられた羽根車と、を備えた送風機であって、
   前記挿入孔は、
   挿入開口の径が前記回転軸の径よりも大きく、
   前記挿入孔先端部の径が前記回転軸の径と一致する送風機。
2. 前記羽根車は、
   シロッコファンである請求項１記載の送風機。
3. 前記羽根車は、
   前記回転軸から脱した状態において前記挿入孔先端部の径が前記回転軸の径と一致するかまたは小さい請求項１または２記載の送風機。
4. 前記挿入孔は、
   前記挿入孔先端部からさらに前記回転軸の先端方向に、前記回転軸に平行な方向に一定の幅を有して前記回転軸と接触する抑え部を備えた請求項１から３のいずれかに記載の送風機。
5. 前記回転軸は、
   円柱形状を有し、
   前記挿入孔は、
   前記挿入開口を底面とし前記挿入孔先端部を天面とする円錐台形状を有する請求項１から４のいずれかに記載の送風機。
6. 前記回転軸と前記羽根車とを着脱可能に接続する羽根車ロック部を備えた請求項１から５のいずれかに記載の送風機。