JP2022042908A - 遠心式送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気取入口（１３ｂ）が小径の羽根車（１０）でも容易にバランス調整可能な遠心式送風機（１）を提供する。【解決手段】複数枚の羽根板（１２）が一体形成された樹脂製の羽根車をケーシング（２）内に収容し、モータ（４）で羽根車を回転させて空気を送風する。羽根車の複数枚の羽根板の上端は円環形状の天板（１３）に接続されており、天板には、天板の中心から等距離の位置に、バランスウェイト（２０）が取り付けられる複数の貫通孔（１６）が、等間隔で形成されている。こうすれば、羽根車をモータに取り付けた状態でも、天板に形成された貫通孔にバランスウェイトを取り付けて、バランスを調整することができる。天板の中央に形成された空気取入口が小径であっても、バランスウェイトを容易に取り付けて、バランス調整することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、複数枚の羽根板が一体形成された樹脂製の羽根車をケーシング内に収容しておき、モータを用いてケーシング内で羽根車を回転させることによって空気を送風する遠心式送風機に関する。

複数枚の羽根板を有する羽根車をケーシングの内部で回転させることによって、空気を送風する遠心式送風機が知られている。複数枚の羽根板は回転円板の円周上から立設されており、複数枚の羽根板の上端は円環形状の天板に接続されている。回転円板の中心にはモータの回転軸が接続されており、モータを回転させるとケーシング内で羽根車を回転させることができる。その結果、羽根板と羽根板との間に存在する空気に遠心力が作用して、外側に向かう空気の流れが発生し、この空気の流れによって羽根車の外側とケーシングの内側との間に生じた圧力で、ケーシングの側面に形成された送風口から空気が流出する。また、これに伴って羽根車の内側は負圧となるため、円環形状の天板の中央に形成された空気取入口から羽根車の内側に空気が流入するようになっている。

このような遠心式送風機は、羽根車を高速で回転させることによって空気を送風しており、回転に伴って振動や騒音が発生する。この振動や騒音を抑制するためには、羽根車が回転軸に対してアンバランスが出来るだけ小さくなるように、十分に高い精度で製造されている必要がある。更には、モータに羽根車を組み付ける際にも、羽根車の回転軸とモータの回転軸とが出来るだけ一致するように組み付ける必要があるが、組付け時に多少の誤差が生じることは避けがたい。

そこで、モータに羽根車を組付けた状態で、天板の中央に開口した空気取入口から羽根板にバランスウェイトを取り付けることによって、モータおよび羽根車の全体でバランスを調整する技術が提案されている（特許文献１）。

特開２０１０－０３１６６４号公報

しかし、上述した提案されている技術では、遠心式送風機に搭載された羽根車の空気取入口が小径であった場合には、羽根板にバランスウェイトを取り付けることが難しく、作業性が悪化するという問題がある。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、羽根車の空気取入口が小径の場合でも、容易にバランスを調整することが可能な遠心式送風機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の遠心式送風機は次の構成を採用した。すなわち、
複数枚の羽根板が一体形成された樹脂製の羽根車をケーシング内に収容すると共に、モータを用いて前記羽根車を回転させることによって空気を送風する遠心式送風機において、
前記羽根車は、
前記複数枚の羽根板が円周上に立設された回転円板と、
前記回転円板の中心に形成されて前記モータの回転軸が接続される接続部と、
前記複数枚の羽根板の上端と一体に形成された円環形状の天板と
を備えており、
前記天板には、バランスウェイトが取り付けられる複数の貫通孔が、前記天板の中心から等距離の位置に等間隔で形成されている
ことを特徴とする。

かかる本発明の遠心式送風機においては、複数枚の羽根板が一体形成された樹脂製の羽根車がケーシング内に収容されており、羽根車がモータの回転軸に接続されている。そして、ケーシング内で羽根車を回転させることによって空気を送風する。羽根車の複数枚の羽根板は回転円板から立設されており、羽根板の上端は円環形状の天板に接続されている。更に、天板には、天板の中心から等距離の位置に、バランスウェイトが取り付けられる複数の貫通孔が、等間隔で形成されている。

こうすれば、羽根車をモータに取り付けた状態で、天板に形成された貫通孔にバランスウェイトを取り付けることで、羽根車およびモータ全体としてのバランスを調整することができる。また、貫通孔は天板に形成されているので、天板の中央に形成された空気取入口が小径の羽根車であっても、バランスウェイトを容易に取り付けることができ、容易にバランス調整することが可能となる。

また、貫通孔が天板に設けられているので、貫通孔にバランスウェイトを取り付けることで発生するモーメントが大きくなる。このため、軽量なバランスウェイトを用いてバランス調整することが可能となり、遠心式送風機の重量増加を防止することができる。更に、バランスウェイトを小さくすることができるので、羽根車を回転させたときにバランスウェイトが空気の抵抗になって回転に必要なトルクを増加させることもない。

また、上述した本発明の遠心式送風機においては、貫通孔を、天板の次のような位置、すなわち、天板に対して羽根板の上端が一体に形成された位置に、羽根板を跨いだ状態で形成してもよい。そして、バランスウェイトには、貫通孔から羽根板の両側に挿入される一対の脚部を設けることとしてもよい。

こうすれば、貫通孔にバランスウェイトを取り付けると、バランスウェイトの脚部が羽根板の両側に挿入されることになる。このため、バランスウェイトが傾こうとした場合でも、羽根板の左右に挿入された脚部が羽根板に接触するためバランスウェイトが傾きにくくなり、貫通孔に取り付けた時のバランスウェイトの姿勢を安定させることができる。加えて、バランスウェイトは、脚部が貫通孔に上方から挿入されることによって取り付けられているので、羽根車が回転しても、遠心力でバランスウェイトが外れてしまうこともない。

また、上述した本発明の遠心式送風機においては、バランスウェイトを弾性部材で形成して、バランスウェイトの一対の脚部を貫通孔から挿入すると、一対の脚部が羽根板の両面に当接するようにしてもよい。

こうすれば、貫通孔にバランスウェイトを取り付けると、一対の脚部が弾性によって羽根板を両面側から挟んだ状態となるので、バランスウェイトをしっかりと固定した状態で取り付けることが可能となる。

また、上述した本発明の遠心式送風機において、一対の脚部の少なくとも一方については、先端を折り返すことによって抜止部を形成してもよい。

抜止部は脚部の先端が折り返されて形成されているため、脚部を貫通孔に挿入する際には抜止部が弾性変形して貫通孔を通過することができるので、抜止部があっても容易にバランスウェイトを貫通孔に取り付けることができる。ところが、挿入した脚部を抜こうとすると、（意図して弾性変形させない限り）抜止部は貫通孔を通過することができないため、脚部が抜けることはない。このため、脚部に抜止部を設けておくことで、貫通孔に取り付けたバランスウェイトが勝手に抜けることを防止することができる。また、抜止部を押さえるなどして、貫通孔を通過できるように弾性変形させれば、貫通孔に取り付けたバランスウェイトを取り外すことも可能となる。

本実施例の遠心式送風機１の大まかな構造を示した説明図である。 本実施例の遠心式送風機１の羽根車１０をモータ４に取り付けるための構造を示した分解組立図である。 本実施例の羽根車１０の天板１３に貫通孔１６が形成された部分を拡大して示した説明図である。 本実施例の羽根車１０に貫通孔１６にバランスウェイト２０が取り付けられる様子を示した断面図である。 第１変形例のバランスウェイト２０についての説明図である。 第２変形例のバランスウェイト２０についての説明図である。

図１は、本実施例の遠心式送風機１の大まかな構造を示した説明図である。図１（ａ）には遠心式送風機１の外観形状が示されており、図１（ｂ）には遠心式送風機１の内部構造が示されている。図示されるように本実施例の遠心式送風機１は、ケーシング２の内部に羽根車１０が収容された構造となっている。

ケーシング２は板金部材を組み合わせて形成されており、ケーシング２の側面には空気を噴き出すための送風口２ｂが形成され、ケーシング２の上面の中央には空気を吸い込むための吸引口２ａが形成されている。また、羽根車１０は、外観形状が短い円筒形状の部材であり、円板形状で羽根車１０よりも大径の取付板３の上に回転自在に取り付けられている。取付板３に羽根車１０を取り付けた状態で、取付板３を、ケーシング２の下方から取付ネジ３ｓを用いてケーシング２にネジ止めすると、羽根車１０がケーシング２内に収容された状態となる。後述するように羽根車１０はモータ４（図２参照）を用いて回転可能となっており、ケーシング２内で羽根車１０を回転させると、吸引口２ａからケーシング２内に空気が吸い込まれ、送風口２ｂから空気が送風されるようになっている。

図２は、本実施例の羽根車１０をモータ４に取り付けるための構造を示した分解組立図である。図示されるように、モータ４は円柱形状に形成されており、円柱形状の同軸上には回転軸４ａが突設されて、回転軸４ａが突設された側の端面には、モータ４よりは大径で円板形状のフランジ部４ｂが形成されている。そして、フランジ部４ｂには３箇所に取付孔４ｃが形成されており、取付ネジ４ｓを用いて、３箇所の取付孔４ｃでモータ４を取付板３に取り付けるようになっている。

取付板３は、板金部材で形成された円環形状の部材であり、中央に開口する円形の開口部３ａは、モータ４のフランジ部４ｂよりも小径に形成されている。このため、モータ４のフランジ部４ｂで開口部３ａを塞いでネジ止めすることで、モータ４を取付板３に取り付けることができる。こうしてモータ４を取付板３に取り付けると、モータ４の回転軸４ａは、開口部３ａの中心から突出した状態となる。また、取付板３の外径は、羽根車１０よりも大径に形成されている。

羽根車１０は、回転円板１１の円周上から複数枚の羽根板１２が立設されると共に、複数枚の羽根板１２の上端が、円環形状の天板１３と一体に形成された形状となっている。天板１３の内径側には短い円筒形状の内壁１３ａが上方に向けて突設されており、内壁１３ａの内側に空気取入口１３ｂが形成されている。この空気取入口１３ｂは、図１に示したように羽根車１０をケーシング２内に収容すると、ケーシング２の吸引口２ａに向かい合う状態となる。

また、複数枚の羽根板１２は回転円板１１の円周上から立設されるだけでなく、回転円板１１から外側に向かっても延設されている。そして、延設された部分の羽根板１２の下端は、円環形状のリング板１４と一体に形成されている。尚、リング板１４の内径は、天板１３の外径よりも大きな値に設定されており、尚且つ、天板１３の内径は、回転円板１１の外径よりも大きな値に設定されている。このため羽根車１０は、樹脂材料を射出成形することによって一体形成されている。

更に、回転円板１１の中心位置には円板形状の接続部１５が突設されており、回転円板１１および接続部１５の中心位置には、モータ４の回転軸４ａが挿通される挿通孔１５ａが貫通している。また、接続部１５の上面には、六角形状の凹部１５ｂが形成されており、凹部１５ｂには、ゴムなどの制振材料で形成された六角形状のインシュレータ５が嵌め込まれる。

インシュレータ５の中央にも、モータ４の回転軸４ａが挿通される挿通孔５ｂが貫通しており、更に、インシュレータ５の上面には、六角形状の凹部５ａが形成されている。このインシュレータ５の凹部５ａには、六角形状に形成された金属製のワッシャ６が嵌め込まれる。そして、ワッシャ６の中央にも、モータ４の回転軸４ａが挿通される挿通孔６ａが貫通している。

羽根車１０をモータ４の回転軸４ａに取り付ける際には、羽根車１０の挿通孔１５ａにモータ４の回転軸４ａを挿通させ、挿通孔１５ａから突出した回転軸４ａを、インシュレータ５の挿通孔５ｂに挿通させた後、インシュレータ５を接続部１５の凹部１５ｂに嵌め込む。続いて、インシュレータ５の挿通孔５ｂから突出した回転軸４ａを、ワッシャ６の挿通孔６ａに挿通させた後、ワッシャ６をインシュレータ５の凹部５ａに嵌め込む。そして最後に、ワッシャ６の挿通孔６ａから突出した回転軸４ａに、ナット７を取り付ける。こうすることによって、羽根車１０をモータ４の回転軸４ａに取り付けることができる。図示されるように、モータ４の回転軸４ａは側面が平坦に切削されたＤカット形状となっており、ワッシャ６の挿通孔６ａも、回転軸４ａに合わせてＤカット形状となっている。このため、ワッシャ６がナット７の回転に引きずられて回転することがないので、インシュレータ５に捩じるような力が加わることなく、羽根車１０を回転軸４ａに取り付けることができる。

ここで、羽根車１０は一体形成によって高い寸法精度で形成されているため、挿通孔１５ａの中心軸周りのアンバランスは十分に小さくなっている。しかし、羽根車１０をモータ４の回転軸４ａに取り付ける際に、羽根車１０の挿通孔１５ａの中心軸と、モータ４の回転軸４ａの中心軸とを完全に一致させることは困難であり、多少の位置ずれが生じることは避けにくい。そして、羽根車１０をモータ４の回転軸４ａに取り付ける際の位置ずれが大きくなると、モータ４の回転軸４ａ周りのアンバランスが大きくなり、羽根車１０を回転させた時に大きな振動や騒音が発生する。

そこで、本実施例の羽根車１０には、天板１３の外周部分に複数の貫通孔１６が等間隔に形成されている。ここで、天板１３の外周部分とは、天板１３の中心からの距離が、円環形状の天板１３の内周までの距離と、天板１３の外周までの距離とを平均した距離よりも大きくなる部分である。このような位置に形成された貫通孔１６に、後述するバランスウェイト２０を装着することで、羽根車１０をモータ４の回転軸４ａに取り付けた後から、回転軸４ａ周りのバランスを調整することが可能となる。

図３は、羽根車１０の天板１３に貫通孔１６が形成された部分を拡大して示した説明図である。図３では、貫通孔１６に斜線を付して表示されている。図示されるように貫通孔１６は矩形形状となっており、天板１３を貫通して形成されている。また、天板１３には下方から羽根板１２が接続されているが、貫通孔１６は羽根板１２を跨いで形成されている。このため貫通孔１６を上方から見ると、貫通孔１６が羽根板１２によって２つに分割された状態となっている。

図３には、貫通孔１６に取り付けられるバランスウェイト２０も表示されている。バランスウェイト２０は、細板状のバネ材を、長手方向の中央付近で曲げ加工することによって形成されており、曲げ加工された位置の両側から、ほぼ同じ方向に向かって延びる一対の脚部２０ａを備えている。また、一対の脚部２０ａの一方は、先端が折り返されることによって抜止部２０ｂが形成されている。尚、図３では、一対の脚部２０ａの一方に抜止部２０ｂが形成されているものとしているが、両方の脚部２０ａに形成してもよい。

バランスウェイト２０を貫通孔１６に取り付ける際には、バランスウェイト２０の一方の脚部２０ａを、羽根板１２によって分割された貫通孔１６の一方の側に挿入し、他方の脚部２０ａを、貫通孔１６の他方の側に挿入する。これらの脚部２０ａを貫通孔１６内に挿入する際には、脚部２０ａの先端に形成された抜止部２０ｂが貫通孔１６の内壁面に当接して変形することによって、脚部２０ａを挿入可能となる。そして、抜止部２０ｂが貫通孔１６を通過した後は、変形していた抜止部２０ｂが元の形状に復帰する。その状態から、バランスウェイト２０を羽根板１２の上端に接触するまで挿入することで、バランスウェイト２０の取り付けが完了する。

図４は、天板１３の貫通孔１６に取り付けられたバランスウェイト２０の断面図である。断面位置は、図３中にＡ－Ａで表示された位置である。図示されるように、バランスウェイト２０は貫通孔１６に取り付けられると、羽根板１２の両面に一対の脚部２０ａが当接した状態となるため、バランスウェイト２０が安定する。そして、バランスウェイト２０は、天板１３の貫通孔１６に上方から挿入して取り付けられているので、羽根車１０を高速で回転させた場合でもバランスウェイト２０が遠心力で外れてしまうことを防止することができる。また、バランスウェイト２０は、天板１３に形成された貫通孔１６に取り付けられるので、取り付けられたバランスウェイト２０は貫通孔１６内に収容された状態となっており、バランスウェイト２０が天板１３から突出することもない。このため、羽根車１０を回転させたときに、バランスウェイト２０が空気抵抗になって回転に要するトルクが増加することもない。

加えて、バランスウェイト２０は細板状のバネ材によって形成されており、バランスウェイト２０を取り付けると、一対の脚部２０ａがバネ力によって羽根板１２に押し付けられた状態となる。このため、貫通孔１６に取り付けたバランスウェイト２０を、よりしっかりと安定させることができる。更に、脚部２０ａの一方は、先端が折り返されることによって抜止部２０ｂが形成されているので、貫通孔１６に取り付けたバランスウェイト２０が、上方に抜けてしまうこともない。それでいながら、マイナスドライバー等を用いて上方から抜止部２０ｂを押さえて変形させれば、貫通孔１６に取り付けたバランスウェイト２０を容易に取り外すことも可能となる。

本実施例の遠心式送風機１は、このようなバランスウェイト２０を、羽根車１０の天板１３に形成された貫通孔１６に取り付けることができる。このため、モータ４の回転軸４ａに羽根車１０を取り付けた後に、バランスウェイト２０を用いてバランス調整することができる。そして、上述したように、バランスウェイト２０を取り付ける貫通孔１６は、羽根車１０の天板１３に形成されているので、天板１３の内側に形成された空気取入口１３ｂの内径が小さくなっても、バランスウェイト２０を容易に取り付けることができる。加えて、バランスウェイト２０を取り付ける貫通孔１６は、天板１３の外周部分に形成されているので、モータ４の回転軸４ａからバランスウェイト２０までの距離を長くすることができる。このため、小さなバランスウェイト２０を用いてバランス調整することが可能となる。

上述した実施例では、バランスウェイト２０に設けられた一対の脚部２０ａを、羽根板１２の両側に当接させることによって、バランスウェイト２０を貫通孔１６に安定した状態で取り付けるものとして説明した。しかし、バランスウェイト２０は、必ずしも一対の脚部２０ａを羽根板１２の両側に当接させなくても、貫通孔１６に安定した状態で取り付けることができる。以下では、このような変形例について簡単に説明する。

図５は、一対の脚部２０ａを貫通孔１６の両側の内壁面１６ａに当接させる第１変形例のバランスウェイト２０についての説明図である。第１変形例のバランスウェイト２０も、上述した実施例のバランスウェイト２０と同様に、細板状のバネ材を曲げ加工することによって形成されているが、第１変形例のバランスウェイト２０は、本体部２０ｃの両側が折り曲げられることによって一対の脚部２０ａが形成されている。本体部２０ｃの長さは、貫通孔１６の両側の内壁面１６ａの間隔よりは短く形成されており、更に、一対の脚部２０ａの間隔は先端になるほど広くなった形状となっている。

このような第１変形例のバランスウェイト２０は、一対の脚部２０ａの先端を近づけるように変形させた状態で貫通孔１６に挿入した後、変形していた力を解除すると、一対の脚部２０ａが広がることによって貫通孔１６の内壁面１６ａに当接する。その状態でバランスウェイト２０を貫通孔１６内に押し込むと、バランスウェイト２０の本体部２０ｃが羽根板１２の上端に当接する結果、図５に示すように安定した状態で、バランスウェイト２０の貫通孔１６に取り付けることができる。

図６は、一対の脚部２０ａを貫通孔１６の両側の内壁面１６ａに当接させる第２変形例のバランスウェイト２０についての説明図である。第２変形例のバランスウェイト２０も、細板状のバネ材を曲げ加工することによって形成されており、本体部２０ｃと、本体部２０ｃの両側が折り曲げられることによって形成された一対の脚部２０ａとを備えている。但し、第２変形例では、本体部２０ｃの長さが、貫通孔１６の両側の内壁面１６ａの間隔よりは長くなっており、更に、本体部２０ｃの両側に形成された一対の脚部２０ａは、先端に行くに従って次第に間隔が狭まった後、再び広がる形状（すなわち、内側に凸の形状）に形成されている。また、一対の脚部２０ａの先端は外側に折り返されることによって抜止部２０ｂが形成されている。

このような第２変形例のバランスウェイト２０は、一対の脚部２０ａの先端を近づけるように変形させることによって、脚部２０ａの先端を貫通孔１６に挿入した後、変形していた力を解除すると、一対の脚部２０ａが広がることによって貫通孔１６の内壁面１６ａに当接する。上述したように一対の脚部２０ａは内側に凸の形状に形成されているので、一対の脚部２０ａが広がることによって、バランスウェイト２０が貫通孔１６に対して位置決めされる。また、バランスウェイト２０の本体部２０ｃは、貫通孔１６の両側の内壁面１６ａよりも長めに形成されているので、バランスウェイト２０を貫通孔１６内に押し込むような力が作用しても、本体部２０ｃが貫通孔１６に干渉するため、それ以上に押し込まれてしまうことがない。更に、一対の脚部２０ａの先端には抜止部２０ｂが形成されているので、貫通孔１６に挿入したバランスウェイト２０が上方に抜けてしまうこともない。

また、図６に例示した第２変形例のバランスウェイト２０は、羽根板１２がなくても貫通孔１６に取り付けることができる。従って、貫通孔１６を形成する位置は、天板１３の外周部分であれば十分であり、必ずしも羽根板１２が接続された位置である必要はない。このため、天板１３に貫通孔１６を設ける位置の自由度を増加させることが可能となる。

以上、本実施例および各種の変形例の遠心式送風機１について説明したが、本発明は上記の実施例および各種の変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

１…遠心式送風機、 ２…ケーシング、 ２ａ…吸引口、 ２ｂ…送風口、
３…取付板、 ３ａ…開口部、 ３ｓ…取付ネジ、 ４…モータ、
４ａ…回転軸、 ４ｂ…フランジ部、 ４ｃ…取付孔、 ４ｓ…取付ネジ、
５…インシュレータ、 ５ａ…凹部、 ５ｂ…挿通孔、 ６…ワッシャ、
６ａ…挿通孔、 ７…ナット、 １０…羽根車、 １１…回転円板、
１２…羽根板、 １３…天板、 １３ａ…内壁、 １３ｂ…空気取入口、
１４…リング板、 １５…接続部、 １５ａ…挿通孔、 １５ｂ…凹部、
１６…貫通孔、 １６ａ…内壁面、 ２０…バランスウェイト、
２０ａ…脚部、 ２０ｂ…抜止部、 ２０ｃ…本体部。

Claims (4)

1. 複数枚の羽根板が一体形成された樹脂製の羽根車をケーシング内に収容すると共に、モータを用いて前記羽根車を回転させることによって空気を送風する遠心式送風機において、
   前記羽根車は、
   前記複数枚の羽根板が円周上に立設された回転円板と、
   前記回転円板の中心に形成されて前記モータの回転軸が接続される接続部と、
   前記複数枚の羽根板の上端と一体に形成された円環形状の天板と
   を備えており、
   前記天板には、バランスウェイトが取り付けられる複数の貫通孔が、前記天板の中心から等距離の位置に等間隔で形成されている
   ことを特徴とする遠心式送風機。
2. 請求項１に記載の遠心式送風機において、
   前記天板には、前記羽根板の上端が一体に形成された位置に、前記羽根板を跨いだ状態で前記貫通孔が形成されており、
   前記バランスウェイトは、前記貫通孔から前記羽根板の両側に挿入される一対の脚部を備える
   ことを特徴とする遠心式送風機。
3. 請求項２に記載の遠心式送風機において、
   前記バランスウェイトは弾性部材によって形成されており、
   前記一対の脚部は、前記貫通孔から挿入されると、前記羽根板の両面に当接する
   ことを特徴とする遠心式送風機。
4. 請求項３に記載の遠心式送風機において、
   前記一対の脚部の少なくとも一方は、先端が折り返されることによって抜止部が形成されている
   ことを特徴とする遠心式送風機。

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