JP3804607B2 - 送風機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製ファンを回転駆動する送風機に関し、特にファンとシャフトとの固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の送風機は、樹脂製のファンに丸軸状のシャフトを圧入するとともに、金属製または樹脂製のキャップにシャフトを圧入し、ファンとキャップとを係合させることにより、キャップにてファンがシャフトに対して回転するのを防止する、すなわち回り止めを行うようになっている。
【０００３】
ところで、送風機の組み付けに際して、ファンとキャップとが仮固定可能であれば、ファンとキャップとを仮固定した状態でシャフトを圧入することにより、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができる。そこで、本出願人は、特願２００２−１０９３０３にて、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができるようにした送風機（以下、先願発明の送風機という）を提案した。
【０００４】
図５および図６は、上記先願発明の送風機の要部構成を示すもので、キャップ３０は、シャフト２１が圧入されるキャップボス部からファン１０側に向かって延長した脚部３１を備え、ファン１０は、脚部３１が嵌合される凹部１３と、先端部が塑性変形して脚部３１に密着する突起部１７、１８とを備える。そして、突起部１７、１８の先端部を塑性変形させて脚部３１に密着させることにより、ファン１０とキャップ３０とを仮固定する。次いで、ファン１０とキャップ３０とを仮固定した状態でシャフト２１を圧入することにより、シャフト２１の圧入工程を１回で済ませることができるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先願発明の送風機では、突起部１７、１８を塑性変形させているため、トルクの断続の繰り返しや、高温クリープなどの熱変形により、突起部１７、１８が次第にへたり、やがてはファン１０とキャップ３０との間に隙間（ガタ）ができてしまうことが予想される。そして、凹部１３と脚部３１間に周方向のガタができると、回転開始時および回転停止時に凹部１３と脚部３１が衝突して異音が発生したり、回転開始時に凹部１３と脚部３１が衝突してキャップ３０とシャフト２１間に大きなトルクが作用し、キャップ３０とシャフト２１が滑るという、問題が起こる可能性がある。
【０００６】
また、ファン１０とキャップ３０とを嵌合する際の挿入力が過大にならず、かつ嵌合後のファン１０とキャップ３０とを固定する力が所定値以上確保されるようにするために、突起部１７、１８は高い寸法精度が要求される。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ファンおよびキャップがともに樹脂製の場合でも、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができるようにするとともに、先願発明の送風機で予想される問題点を未然に解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、シャフト（２１）が圧入され、かつシャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入され、かつファン（１０）と係合してファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、ファン（１０）は、周方向に弾性変形してキャップ（３０）に密着する撓み部（１６）が、キャップ（３０）と係合される部位に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、ファンとキャップとを仮固定することができるため、ファンとキャップとを仮固定した状態でシャフトを圧入することにより、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができる。
【００１０】
また、撓み部は弾性変形するものであるため、へたりにくく、ファンとキャップとの間にガタが発生し難く、したがって、回転開始時および回転停止時の異音の発生防止効果や、回転開始時のキャップとシャフト間の滑りを防止する効果を、長期にわたって継続して得ることができる。
【００１１】
また、撓み部は弾性変形するものであるため、先願発明の送風機における突起部のように高い寸法精度は要求されず、部品の製造が容易である。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、キャップ（３０）はファン（１０）よりも固い樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
これによると、キャップをファンよりも固い樹脂にて形成しているため、キャップとシャフトとの接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、十分な回り止めトルクを確保することができる。また、ファンはキャップよりも軟らかい樹脂にて形成しているため、撓み部が弾性変形しやすく、ファンとキャップとが密着しやすい。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、シャフト（２１）が圧入され、かつシャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入され、かつファン（１０）と係合してファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、キャップ（３０）は、周方向に弾性変形してファン（１０）に密着する撓み部（３１１、３１２）が、ファン（１０）と係合される部位に形成されていることを特徴とする。これによると、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１５】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る送風機を車両用空調装置の遠心式送風機に適用したものであって、図１は本実施形態に係る遠心式送風機（以下、送風機という）を一部断面で示す正面図、図２（ａ）は図１のファン１０とキャップ３０とを嵌合させる前の状態を示す要部の正面図、図２（ｂ）は図１のファン１０とキャップ３０とを嵌合させた後の状態を示す要部の正面図、図３は図２（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１７】
図１において、送風機は、回転軸Ｃ方向から吸入した空気を径方向外側に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（以下、ファンという）１０と、ファン１０を回転駆動する電動モータ２０と、電動モータ２０のトルクをファン１０に伝達するキャップ３０を備えている。
【００１８】
電動モータ２０は、本発明の駆動手段に相当するもので、シャフト２１を備え、このシャフト２１は、金属製で断面が丸軸状に形成されている。
【００１９】
ファン１０は、シャフト２１が圧入される略円筒状のファンボス部１１と、ファンボス部１１に連結されてシャフト２１と一体に回転する複数枚の翼（ブレード）１２を有している。因みに、ファンボス部１１及びブレード１２は、キャップ３０よりも弾力性に富んだ材質、例えばポリプロピレンのような熱可塑性樹脂にて、一体成形されている。
【００２０】
図２および図３に示すように、ファンボス部１１においてその外周側でかつキャップ３０側の部位には、キャップ３０の脚部３２（詳細後述）を受け入れる４つの凹部１３と、凹部１３間に位置する４つの凸部１４とを備え、これらの凹部１３および凸部１４は周方向に沿って交互に且つ等間隔に配置されている。
【００２１】
矢印Ｒは送風機の回転向きを示しており、各凸部１４の周方向範囲における回転向きＲの前方側の部位には、空間としての逃がし部１５が形成されている。そして、逃がし部１５と各凹部１３との間に、板状で周方向に弾性変形可能な撓み部１６が形成されている。撓み部１６は、凹部１３の底部側から径方向外側に向かって突出するとともに、回転軸Ｃ（図１参照）方向に延びている。
【００２２】
キャップ３０は、ファン１０よりも固い樹脂よりなり、より詳細には、例えばポリアミドのガラス強化材のような引っ張り強度の高い樹脂よりなる。このキャップ３０は、シャフト２１が圧入される円筒状のキャップボス部（図示せず）と、このキャップボス部からファン１０側に向かって延びて凹部１３に嵌合される４つの脚部３１とを備えている。この脚部３１の周方向長さは、凹部１３の周方向長さよりも所定寸法長くなっている。
【００２３】
上記送風機の組み付けに際しては、まず、ファン１０とキャップ３０が仮固定される。ここで、脚部３１の周方向長さは凹部１３の周方向長さよりも所定寸法長くなっているため、脚部３１を凹部１３に嵌合させると、撓み部１６が脚部３１に押されて撓み部１６が逃がし部１５側に弾性変形する。因みに、撓み部１６は、図３に破線で示す状態から実線で示す状態に弾性変形する。そして、撓み部１６の弾性復元力により、ファン１０とキャップ３０とが固定（保持）される。
【００２４】
この仮固定後、ファン１０とキャップ３０にシャフト２１が圧入される。この圧入により、シャフト２１からのトルクは、直接ファン１０に伝達されるとともに、脚部３１と凹部１３が係合しているため、キャップ３０を介してファン１０に伝達される。但し、圧入後におけるキャップ３０とシャフト２１との回り止めトルクが、ファン１０とシャフト２１との回り止めトルクよりも大きくなるように、接触面圧や接触面積等が設定されており、従って、シャフト２１からのトルクは、主にキャップ３０を介してファン１０に伝達される。
【００２５】
本実施形態では、ファン１０とキャップ３０とを仮固定することができるため、ファン１０とキャップ３０とを仮固定した状態でシャフト２１を圧入することにより、シャフト２１の圧入工程を１回で済ませることができる。
【００２６】
また、撓み部１６は弾性変形するものであるため、へたりにくく、ファン１０とキャップ３０との間にガタが発生し難く、したがって、回転開始時および回転停止時の異音の発生防止効果や、回転開始時のキャップ１０とシャフト２１間の滑りを防止する効果を、長期にわたって継続して得ることができる。
【００２７】
また、撓み部１６は弾性変形するものであるため、先願発明の送風機における突起部のように高い寸法精度は要求されず、部品の製造が容易である。
【００２８】
また、トルクを伝達するキャップ３０をファン１０よりも固い樹脂にて形成しているため、キャップ３０とシャフト２１との接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができるため、大きなトルクをシャフト２１からファン１０に伝達することができる。従って、安い樹脂にてキャップ３０を形成しても十分な回り止めトルクを確保可能であり、安い樹脂の使用により低コスト化を図ることができる。
【００２９】
（第２実施形態）
上記実施形態では、脚部３１を凹部１３に嵌合させた際に撓み部１６を弾性変形させたが、本実施形態では、脚部３１を弾性変形させるようにしたものであり、その他の点は上記実施形態と共通している。図４（ａ）はファン１０とキャップ３０とを嵌合させる前の状態を示す要部の正面図、図４（ｂ）はファン１０とキャップ３０とを嵌合させた後の状態を示す要部の正面図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
本実施形態のファン１０は、逃がし部１５および撓み部１６を備えていない。一方、キャップ３０の各脚部３１の周方向の中央部には、切り欠き状の逃がし部３２が形成され、これにより、各脚部３１は周方向に分割された第１脚部３１１と第２脚部３１２とから構成されている。各脚部３１の周方向長さは、凹部１３の周方向長さよりも所定寸法長くなっている。なお、第１脚部３１１および第２脚部３１２は、本発明の撓み部に相当する。
【００３１】
上記構成において、脚部３１の周方向長さは凹部１３の周方向長さよりも所定寸法長くなっているため、脚部３１を凹部１３に嵌合させると、第１脚部３１１および第２脚部３１２が逃がし部３２側に弾性変形する。そして、第１脚部３１１および第２脚部３１２の弾性復元力により、ファン１０とキャップ３０とが固定（保持）される。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３２】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、脚部３１と凹部１３が係合する部位を４つ設けたが、それらが係合する部位は１つでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送風機を一部断面で示す正面図である。
【図２】図１のファン１０とキャップ３０とを嵌合させる前の状態およびそれらを嵌合させた後の状態を示す要部の正面図である。
【図３】図２（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る送風機における、ファン１０とキャップ３０とを嵌合させる前の状態およびそれらを嵌合させた後の状態を示す正面図である。
【図５】先願発明の送風機を示す要部の断面図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０…ファン、１３…凹部、１６…撓み部、２０…電動モータ（駆動手段）、２１…シャフト、３０…キャップ。

Claims (3)

1. 駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記シャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記ファン（１０）と係合して前記ファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、
   前記ファン（１０）は、周方向に弾性変形して前記キャップ（３０）に密着する撓み部（１６）が、前記キャップ（３０）と係合される部位に形成されていることを特徴とする送風機。
2. 前記キャップ（３０）は前記ファン（１０）よりも固い樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
3. 駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記シャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記ファン（１０）と係合して前記ファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、
   前記キャップ（３０）は、周方向に弾性変形してファン（１０）に密着する撓み部（３１１、３１２）が、前記ファン（１０）と係合される部位に形成されていることを特徴とする送風機。

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