JP2020169629A - Air blowing device and ventilating fan - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、羽根車を回転させて空気流を発生させる送風装置およびこれを備えた換気扇に関する。 The present invention relates to a blower device for rotating an impeller to generate an air flow and a ventilation fan provided with the blower device.
従来の送風装置として、シャフトを有する電動機と、シャフトに取り付けられた羽根車とを備えたものがある。この電動機の内部には、シャフトを支持するベアリングが設けられている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional blower, there is an electric motor having a shaft and an impeller attached to the shaft. A bearing for supporting the shaft is provided inside the electric motor (see, for example, Patent Document 1).
上記の送風装置では、輸送時に羽根車の荷重がベアリングにかかることにより、羽根車の荷重によってはベアリングが損傷する恐れがあった。 In the above blower, the load of the impeller is applied to the bearing during transportation, so that the bearing may be damaged depending on the load of the impeller.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ベアリングにかかる羽根車の荷重を軽減することができる送風装置および換気扇を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a blower and a ventilation fan capable of reducing the load of an impeller on a bearing.
本発明に係る送風装置は、開口を有するケーシング、開口を貫通しケーシング内からケーシング外に延びるシャフトおよびケーシング内に設けられシャフトを支持するベアリングを有する電動機と、ケーシング外に延びたシャフトに取り付けられ、保護装置を有する羽根車と、を備え、保護装置は、羽根車からケーシング方向に延びてケーシングに接し、羽根車のケーシング方向への移動を抑制するものである。 The blower according to the present invention is attached to a casing having an opening, a shaft penetrating the opening and extending from the inside of the casing to the outside of the casing, an electric motor having a bearing provided inside the casing to support the shaft, and a shaft extending outside the casing. The protective device includes an impeller having a protective device, and the protective device extends from the impeller toward the casing and comes into contact with the casing to suppress the movement of the impeller toward the casing.
また、本発明に係る送風装置は、開口を有するケーシング、開口を貫通しケーシング内からケーシング外に延びるシャフトおよびケーシング内に設けられシャフトを支持するベアリングを有する電動機と、ケーシング外に延びたシャフトに取り付けられた羽根車と、電動機と羽根車との間のシャフトに取り付けられ、保護装置を有する取付部材と、を備え、保護装置は、取付部材からケーシング方向に延びてケーシングに接し、羽根車のケーシング方向への移動を抑制するものである。 Further, the blower according to the present invention includes a casing having an opening, a shaft penetrating the opening and extending from the inside of the casing to the outside of the casing, an electric motor having a bearing provided in the casing and supporting the shaft, and a shaft extending outside the casing. It comprises a mounted impeller and a mounting member mounted on a shaft between the electric motor and the impeller and having a protective device, the protective device extending from the mounting member in the direction of the casing and in contact with the casing of the impeller. It suppresses movement in the casing direction.
また、本発明に係る換気扇は、風洞部を有する本体枠と、本体枠に取り付けられた支持脚と、支持脚により支持された上記送風装置と、を備えたものである。 Further, the ventilation fan according to the present invention includes a main body frame having a wind tunnel portion, support legs attached to the main body frame, and the blower device supported by the support legs.
本発明の送風装置および換気扇によれば、羽根車がケーシング方向へ移動するのを抑制する保護装置を備えたことにより、ベアリングにかかる羽根車の荷重を軽減することができる。 According to the blower and the ventilation fan of the present invention, the load of the impeller on the bearing can be reduced by providing the protective device for suppressing the impeller from moving toward the casing.
以下に、本発明の実施の形態に係る送風装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 The blower according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
実施の形態1では、本発明の送風装置30を備えた換気扇100を例に説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る換気扇100の斜視図である。換気扇100は、工場、倉庫、店舗または住宅において、壁に形成された開口に取り付けられる。換気扇100は、室内から室外への排気または室外から室内への給気により、室内の換気を行う。
Embodiment 1.
In the first embodiment, the
換気扇100は、本体枠10と、本体枠10に取り付けられた4つの支持脚20と、4つの支持脚20により支持された送風装置30とを備える。送風装置30は、電動機40と、電動機40の駆動により回転して空気流を発生させる羽根車50と、を備える。
The
図1において、本体枠10の外縁は矩形をなしている。本体枠10の中央には、換気扇100の通風路である風洞部11が設けられている。
In FIG. 1, the outer edge of the
4つの支持脚20は、電動機40から本体枠10の各角部へ向けて放射状に伸ばされた棒状の部材である。支持脚20のうち本体枠10側の端部は、本体枠10に固定されている。支持脚20のうち電動機40側の端部は、電動機40の側面に固定されている。各支持脚20には、電動機40を支持可能に折り曲げが施されている。支持脚20は、電動機40を支持可能な剛性を持つ鋼材からなる。なお、支持脚20は、電動機40を支持可能な剛性を持つ材料であればよく、鋼材以外の金属材料であっても良い。
The four
電動機40は、風洞部11の中心位置に電動機40のシャフト(図1では図示を省略)が位置するように配置されている。プロペラファンである羽根車50は、電動機40のシャフトの先端部に取り付けられている。
The
羽根車50は、電動機40のシャフトに取り付けられた円形状のボス51と、ボス51の外周部に接続された羽根52と、ボス51に取り付けられた後述する保護装置53とを備える。羽根52は例えば3枚であるが、羽根の枚数は3枚には限られない。羽根車50は、電動機40の動作によるシャフトの回転に伴って風洞部11内にて回転し、風洞部11を通る空気流を発生させる。
The
換気扇100は、電動機40に電力を供給する電源コード60を備える。電源コード60は、4つの支持脚20のうちの1つに沿って配線されており、換気扇100外の商用電源に接続される。電源コード60は、結束バンド61によって支持脚20と結束されることで、支持脚20に固定される。電源コード60は、任意の数の結束バンド61により支持脚20に固定される。結束バンド61は、結束状態とされてからの結束を緩ませる変形が制限されており、結束状態を維持可能とする。結束バンド61は、例えば合成樹脂材料を用いて形成される。
The
なお、結束バンド61は、合成樹脂材料以外の材料を用いて形成されたものであってもよい。また、支持脚20への電源コード60の固定には、結束バンド61以外の固定部材を使用してもよい。例えば、固定部材として、電源コード60を把持するクリップおよび支持脚20にクリップを固定するねじを用いてもよい。
The
次に、電動機40の詳細な構造について、図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る換気扇100の電動機40の側面断面図である。
Next, the detailed structure of the
図2に示すように、電動機40は、電動機40の外郭を構成するケーシング41と、ケーシング41の内部に設けられコイル42aを有する円筒形状の固定子42と、固定子42の内側に配設された円筒形状の回転子43と、回転子43に連結されて回転子43の中心軸43aに沿って延びるシャフト44と、を備える。固定子42と回転子43とシャフト44とは同軸上に配設されている。
As shown in FIG. 2, the
ケーシング41は、円筒形状のフレーム41aと、フレーム41aの2つの開口部をそれぞれ塞ぐ第1ブラケット41bおよび第2ブラケット41cとを備える。フレーム41aと2つのブラケット41b,41cとは、それぞれ、例えば接着、ねじ締結、溶接によって、互いに固定されている。第2ブラケット41cには、開口41dが形成されている。シャフト44の一端は、開口41dからケーシング41の外部に向けて延びている。ケーシング41の外部に延びたシャフト44の先端部には、図示しない羽根車50が取り付けられる。以下では、シャフト44の軸方向において、羽根車50が取り付けられる側すなわち図2における紙面左側を負荷側と呼び、負荷側と反対側すなわち図2における紙面右側を反負荷側と呼ぶ。
The
シャフト44は、2つのベアリング45a,45bによって回転可能に支持されている。2つのベアリング45a,45bは、シャフト44の軸方向において回転子43を挟んだ位置に配置されている。第1ベアリング45aは回転子43より反負荷側に配置され、第2ベアリング45bは回転子43より負荷側に配置されている。第1ベアリング45aは、第1ブラケット41bによって保持される。第2ベアリング45bは、第2ブラケット41cによって保持される。
The
また、第1ブラケット41bと第1ベアリング45aとの間には、バネ46が挟まれている。バネ46は、第1ベアリング45aに対してシャフト44の軸方向における負荷側方向に予圧を与える。バネ46としては、例えばウェーブワッシャが用いられる。
A
ここで、換気扇100は、図1に示すように、本体枠10と、支持脚20と、送風装置30とが組み立てられた状態で輸送される。換気扇100の輸送時には、換気扇100を置いた時のバランスを考慮して、電動機40のシャフト44が鉛直方向に延びた状態で輸送される。このとき、羽根車50が電動機40の鉛直方向上側に位置した状態で輸送されると、羽根車50の荷重がシャフト44を介して、第1ベアリング45aにかかる。また、換気扇100の輸送時には、羽根車50が鉛直方向に振動することにより、静置時よりも大きな荷重が第1ベアリング45aに繰り返しかかる。このため、羽根車50の荷重によっては、第1ベアリング45aが損傷する可能性がある。
Here, as shown in FIG. 1, the
また、羽根車50の荷重は、シャフト44および第1ベアリング45aを介して、バネ46にもかかる。したがって、羽根車50の荷重によっては、バネ46の耐荷重を超える荷重がバネ46にかかる可能性もある。
The load of the
また、たとえ、羽根車50が電動機40の鉛直方向下側に位置した状態で輸送された場合、および、羽根車50が電動機40の水平方向横側に位置した状態で輸送された場合であっても、羽根車50が電動機40の軸方向に振動することによって、羽根車50の荷重が第1ベアリング45aおよびバネ46にかかるので、第1ベアリング45aが損傷する可能性およびバネ46の耐荷重を超える荷重がバネ46にかかる可能性がある。
Further, even if the
そこで、本実施の形態では、保護装置53を羽根車50に取り付ける。図3は、本発明の実施の形態1に係る換気扇100の羽根車50の斜視図である。図4の(a)は本発明の実施の形態1に係る換気扇100の保護装置53の斜視図、(b)は保護装置53のA−A断面図で固定部54と回動部55がなす角が90°の状態を示す図、(c)は保護装置53のA−A断面図で固定部54と回動部55がなす角が180°の状態を示す図である。
Therefore, in the present embodiment, the
図3に示すように、保護装置53は、ボス51の面において、ボス51をシャフト44に取り付けたときに電動機40を向く面に取り付けられる。保護装置53は、図4に示すように、ボス51に固定される固定部54と、固定部54に対して回動可能に取り付けられた回動部55とを有する。
As shown in FIG. 3, the
固定部54は、例えば板状の部材であり、ねじ孔54aが形成されている。ねじ56をねじ孔54aに通してボス51に形成されたねじ孔(図示せず)に締め付けることによって、固定部54がボス51に固定される。
The fixing
回動部55は、例えば蝶番57を介して、固定部54に回動可能に取り付けられる。回動部55は、例えば板金などの板状の部材である。回動部55は、ボス51に取り付けられた状態において、ボス51の径方向外側に回動可能な構造になっている。図3および図4(b)は固定部54と回動部55がなす角が90°のときの状態、図4(c)は固定部54と回動部55がなす角が180°のときの状態を示す。回動部55は90°〜180°の間で回動可能である。
The rotating
本実施の形態では、図3に示すように、保護装置53はボス51に3つ取り付けられている。3つの保護装置53は、ボス51において羽根52が接続された位置に対応した位置にそれぞれ取り付けられている。すなわち、回動部55は、固定部54となす角が180°の状態において、換気扇100の負荷側から見て羽根52の裏側に位置するように取り付けられている。これにより、羽根車50の回転時に発生する空気流に対して与える保護装置53の影響を小さくすることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, three
なお、保護装置53をボス51に取り付ける位置は、上記で説明した羽根52が接続された位置に対応した位置には限られない。また、保護装置53をボス51にではなく、羽根52に取り付けるようにしてもよい。また、ボス51に取り付ける保護装置53の数は3つには限られず、1つまたは2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
The position where the
図5は、本発明の実施の形態1に係る換気扇100の送風装置30の側面図である。図5では、羽根車50が電動機40の鉛直方向上側に位置した状態を示している。
FIG. 5 is a side view of the
図5に示すように、羽根車50が電動機40の鉛直方向上側に位置した状態において、回動部55は自重により固定部54となす角が90°の状態、すなわち、羽根車50からケーシング41方向に向けて延びた状態になっている。このとき、回動部55の反負荷側の端部はケーシング41の第2ブラケット41cと接している。これにより、羽根車50の荷重を、ケーシング41の第2ブラケット41cが受ける。
As shown in FIG. 5, when the
また、回動部55の反負荷側の端部は、バネ46に対して耐荷重を超える荷重がかかる程度にバネ46が押し潰される前にケーシング41に接するようになっている。これにより、バネ46に対して耐荷重を超える荷重がかかるのを防止することができる。
Further, the end of the rotating
また、電動機40の動作により、羽根車50が回転すると、回動部55は遠心力によってシャフト44の径方向外側に回動し固定部54となす角が180°の状態になる。これにより、回動部55が羽根車50の回転に与える影響を小さくすることができる。
Further, when the
本発明によれば、羽根車50からケーシング41方向に向けて延びた保護装置53の電動機40側の端部がケーシング41と接することにより、羽根車50がケーシング41方向に移動するのを抑制することができる。よって、羽根車50が電動機40の鉛直方向上側に位置した状態で換気扇100の輸送した場合に第1ベアリング45aおよびバネ46にかかる荷重を軽減することができる。
According to the present invention, the end of the
また、羽根車50が電動機40の鉛直方向下側に位置した状態で輸送された場合、および、羽根車50が電動機40の水平方向横側に位置した状態で輸送された場合においても、羽根車50が電動機40の軸方向に振動することによって第1ベアリング45aおよびバネ46にかかる羽根車50の荷重を軽減することができる。
Further, even when the
また、回動部55は、バネ46に対して耐荷重を超える荷重がかかる程度にバネ46が押し潰される前にケーシング41に接するため、バネ46に対して耐荷重を超える荷重がかかるのを防止することができる。
Further, since the rotating
また、回動部55は、羽根車50の回転による遠心力によってシャフト44の径方向外側に回動することで、羽根車50の回転を妨げないため、換気扇100の使用時に取り外す必要がない。
Further, since the rotating
また、ねじ56を締め付けるためのねじ孔を羽根車50に形成するだけで、羽根車50に保護装置53を取り付けることができるため、羽根車50の大幅な設計変更を行う必要がない。また、電動機40の構造を変更する必要がないため、電動機40の構造が複雑になることがなく、電動機40の製造方法を変更する必要もない。さらに、電動機40への羽根車50の取り付け方法も従来製品から変更する必要もない。
Further, since the
なお、本実施の形態では、保護装置53を羽根車50に取り付けているが、羽根車50がケーシング41方向に移動するのを抑制することができれば、羽根車50以外の部品に保護装置53を取り付けてもよい。
In the present embodiment, the
図6は、本発明の実施の形態1の変形例に係る換気扇100の送風装置30の側面図である。図6に示すように、実施の形態1の変形例では、電動機40と羽根車50との間のシャフト44に取付部材70を取り付ける。そして、保護装置53を羽根車50ではなく取付部材70に取り付ける。取付部材70は、例えばボス51と同様の円形状である。また、取付部材70には、保護装置53が例えば3つ取り付けられる。この場合でも、羽根車50が電動機40の鉛直方向上側に位置した状態において、取付部材70からケーシング41方向に向けて延びた回動部55の電動機40側の端部がケーシング41と接する。
FIG. 6 is a side view of the
これにより、羽根車50がケーシング41方向に移動するのを抑制することができ、換気扇100の輸送時に第1ベアリング45aおよびバネ46にかかる荷重を軽減することができる。また、取付部材70はシャフト44とともに回転するので、取付部材70の回転による遠心力によって、回動部55はシャフト44の径方向外側に回動する。よって、回動部55は羽根車50の回転を妨げないため、換気扇100の使用時に取り外す必要がない。
As a result, it is possible to suppress the
また、本実施の形態では、回動部55を自重のある板金で構成するとしたが、回動部55は板金には限られない。羽根車50が電動機40の鉛直方向上側に位置した状態において、回動部55が羽根車50からケーシング41方向に向けて延びた状態になる自重のある部材であれば、板金以外の部材で回動部55を構成してもよい。
Further, in the present embodiment, the rotating
また、本実施の形態では、回動部55は、羽根車50が電動機40の鉛直方向上側に位置した状態において自重によって固定部54となす角が90°の状態になり、羽根車50の回転による遠心力によって固定部54となす角が180°の状態になると説明した。しかし、回動部55の回動方法は本実施の形態には限定されない。例えば、換気扇100の輸送時は手動で回動部55を固定部54となす角が90°となるように固定し、換気扇100を使用する前には手動で回動部55を固定部54となす角が180°の状態に変更して固定できるようにしてもよい。このような場合であっても、換気扇100の輸送時には回動部55を固定部54となす角が90°の状態で固定することにより、羽根車50がケーシング41方向へ移動するのを抑制することができ、第1ベアリング45aおよびバネ46にかかる羽根車50の荷重を軽減することができる。
Further, in the present embodiment, the rotating
また、本実施の形態では、回動部55は、固定部54となす角が90°の状態で反負荷側の端部がケーシング41に接すると説明したが、回動部55は、固定部54となす角が90°以外の状態で反負荷側の端部がケーシング41に接するようになっていてもよい。すなわち、回動部55は、固定部54となす角が90°より大きく180°より小さい状態で固定できるようになっていてもよく、この場合であっても、回動部55の反負荷側の端部がケーシング41に接し、羽根車50の荷重をケーシング41が受けるようになっていれば、本発明の効果は得られる。
Further, in the present embodiment, it has been described that the rotating
また、本実施の形態では、回動部55は、ボス51の径方向外側に回動可能であると説明したが、回動部55は、ボス51の径方向内側に回動可能となっていてもよい。すなわち、回動部55が0°〜180°の間で回動可能となっていてもよい。この場合、回動部55が、固定部54となす角が0°より大きく90°より小さい状態で固定できるようになっていても、回動部55の反負荷側の端部がケーシング41に接し、羽根車50の荷重をケーシング41が受けることにより、本発明の効果は得られる。
Further, in the present embodiment, it has been explained that the rotating
また、本実施の形態では、回動部55は例えば蝶番57を介して固定部54に回動可能に取り付けられるものとして説明したが、蝶番57を備えず、回動部55が固定部54となす角が90°の状態から回動しないものであってもよい。この場合であっても、換気扇100の輸送時に第1ベアリング45aおよびバネ46にかかる荷重を軽減するという効果は得られる。
Further, in the present embodiment, the rotating
また、本実施の形態では、羽根車50に保護装置53を取り付ける部品として、ねじ56を例に説明したが、保護装置53を取り付ける部品はねじ56には限定されない。羽根車50に保護装置53を取り付けることができれば、例えばボルト等の部品を用いてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、保護装置53は、ボス51に固定される固定部54と、固定部54に対して回動可能に取り付けられる回動部55とを備えるとしたが、保護装置53は固定部54を備えず回動部55のみから構成されるものであってもよい。例えば、ボス51に蝶番57を設け、回動部55のみから構成される保護装置53を蝶番57に取り付けるようにしてもよい。また、保護装置53は羽根車50に取り付けられるものとして説明したが、保護装置53は羽根車50に一体形成されていてもよい。
Further, the
また、電動機40のケーシング41は、フレーム41aと第1ブラケット41bと第2ブラケット41cとを備えるとしたが、ケーシング41の構成は本実施の形態の構成には限定されず、例えば、2つのフレームで構成されるものであってもよい。
Further, the
また、本実施の形態では、送風装置30を搭載した装置として換気扇100を例に説明したが、送風装置30を搭載した装置であれば、例えば空気調和機等の他の製品に本発明を適用してもよい。
Further, in the present embodiment, the
10 本体枠、11 風洞部、20 支持脚、30 送風装置、40 電動機、41 ケーシング、41a フレーム、41b 第1ブラケット、41c 第2ブラケット、41d 開口、42 固定子、42a コイル、43 回転子、43a 中心軸、44 シャフト、45a 第1ベアリング、45b 第2ベアリング、46 バネ、50 羽根車、51 ボス、52 羽根、53 保護装置、54 固定部、54a ねじ孔、55 回動部、56 ねじ、57 蝶番、60 電源コード、61 結束バンド、70 取付部材。 10 Main body frame, 11 Wind tunnel, 20 Support legs, 30 Blower, 40 Electric motor, 41 Casing, 41a frame, 41b 1st bracket, 41c 2nd bracket, 41d opening, 42 Stator, 42a coil, 43 Rotor, 43a Central shaft, 44 shaft, 45a 1st bearing, 45b 2nd bearing, 46 spring, 50 impeller, 51 boss, 52 blades, 53 protective device, 54 fixing part, 54a screw hole, 55 rotating part, 56 screw, 57 Hinge, 60 power cord, 61 binding band, 70 mounting member.
Claims (4)
前記ケーシング外に延びた前記シャフトに取り付けられ、保護装置を有する羽根車と、
を備え、
前記保護装置は、前記羽根車から前記ケーシング方向に延びて前記ケーシングに接し、前記羽根車の前記ケーシング方向への移動を抑制する送風装置。 A casing having an opening, a shaft penetrating the opening and extending from the inside of the casing to the outside of the casing, and an electric motor having a bearing provided in the casing and supporting the shaft.
An impeller attached to the shaft extending out of the casing and having a protective device,
With
The protective device is a blower device that extends from the impeller toward the casing and comes into contact with the casing to prevent the impeller from moving toward the casing.
前記ケーシング外に延びた前記シャフトに取り付けられた羽根車と、
前記電動機と前記羽根車との間の前記シャフトに取り付けられ、保護装置を有する取付部材と、
を備え、
前記保護装置は、前記取付部材から前記ケーシング方向に延びて前記ケーシングに接し、前記羽根車の前記ケーシング方向への移動を抑制する送風装置。 A casing having an opening, a shaft penetrating the opening and extending from the inside of the casing to the outside of the casing, and an electric motor having a bearing provided in the casing and supporting the shaft.
An impeller attached to the shaft extending out of the casing and
A mounting member mounted on the shaft between the motor and the impeller and having a protective device.
With
The protective device is a blower device that extends from the mounting member in the direction of the casing and comes into contact with the casing to prevent the impeller from moving in the direction of the casing.
前記本体枠に取り付けられた支持脚と、
前記支持脚により支持された請求項1〜3のいずれか一項に記載の送風装置と、
を備えた換気扇。 The main frame with the wind tunnel and
With the support legs attached to the main body frame,
The blower according to any one of claims 1 to 3 supported by the support legs.
Ventilation fan with.
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