JP3821670B2 - 防振構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガスバーナに燃焼用空気を供給するファンを被回転体として、電動モータの回転軸からファンへの振動の伝達を防止する防振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータに例えば被回転体としてファンを取り付けて回転させると、騒音が発生する。その騒音は、ファンの風切り音や電動モータの回転軸が軸受けと摩擦して発生する騒音がある。また、電動モータの回転軸は回転子と固定子との組み付け位置のずれ等に起因して軸線方向に往復振動する。回転軸が軸線方向に往復振動すると回転軸に取り付けられている被回転体も連動して回転軸の軸線方向に振動することになる。
【０００３】
このように被回転体が振動すると被回転体によって空気が振動し騒音が発生する。この騒音を防止するため、従来は、弾性体であるゴムを減衰材として電動モータと被回転体との間に介在させている。このように減衰材を両者の間に介在させることにより回転軸から被回転体への振動の伝達を減衰させ、被回転体が回転軸の軸線方向に振動しないようにされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこのようなゴムを減衰材として使用する場合、被回転体を回転軸にねじ止めする際に減衰材がねじの締め付け力により圧縮される。ゴムは圧縮されると薄くなり、かつ大きな応力で変形されるので、回転軸が軸線方向に往復振動しても弾性変形しなくなる。そのため回転軸の振動が減衰されることなくそのまま被回転体に伝達される。このような状態にならないためには、ネジを適正なトルクで締め付けなければならないが、上述のようにゴムが変形するため締め付けトルクの管理が極めて難しい。
【０００５】
また、ネジを適性に締め付けても、ゴムが弾性体であるため回転軸に対して被回転体を傾いた状態で取り付けてしまう場合が生じる。すると回転軸に対する被回転体の動バランスが崩れ、このような傾いた状態で回転軸を回転させると被回転体が振動源となる。更に、被回転体の振動数がこれらの回転系全体の固有振動数やその他の振動系の固有振動数に一致すると振動が増幅され大きな騒音の原因となる。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、締め付けトルクに関係なく回転軸から被回転体への振動の伝達を減衰させる防振構造を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明による防振構造は、電動モータの回転軸に、板状の被回転体をこの回転軸に対して垂直に取り付ける際に、粘性材料からなる減衰材を介在させた状態で、この減衰材が圧縮される方向に締付力が作用するように被回転体を回転軸に対してネジ止めした防振構造であって、粘性材料はシート状の基材とこの基材の片面に形成された粘着剤層とからなる粘着テープであり、この粘着テープは被回転体の両面に予め貼り付けられるものであることを特徴とする。
【０００８】
粘性材料は弾性体と同じく外部から応力が作用すると容易に変形するが、弾性体を用いる場合より厚みを薄くすることができるので、広い範囲で圧縮応力が作用しても粘性材料同士が変形を阻止し、変形してもその変形量は少ない。そのため、回転軸に被回転体をねじ止めする際の締め付け力が規定より強くても振動減衰の効果が損なわれない。また、粘性材料はシート状の基材とこの基材の片面に形成された粘着剤層とからなる粘着テープを用いれば取り扱いが容易になりさらに望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は電動モータであり、本実施の形態では直流電源により駆動される直流モータである。この電動モータ１には送風ファンのタービン部２が固定されている。そしてこのタービン部２はケーシング３で囲まれており、電動モータ１が作動しタービン部２がケーシング３内で回転すると、図１において矢印で示す方向に空気が送られる。この空気は例えばガス給湯装置のバーナに燃焼用空気として供給される。
【００１２】
図２を参照して、電動モータ１の回転軸１１の先端にはフランジ部１２が一体に形成されている。そしてフランジ部１２から更に先端にねじ部１３が形成されたボス部１４が突設されている。タービン部２の基板部２１の中央には取り付け穴が形成されており、その取り付け穴にボス部１４を差し込み、更にワッシャ４を取り付けた状態でねじ部１３にナット４１を締め付け、タービン部２を回転軸１１に取り付けるようにした。
【００１３】
ここで、本実施の形態では、外径がフランジ部１２やワッシャ４より若干大きく切り抜いた粘着テープ５を基板部２１に予め貼り付けておき、フランジ部１２やワッシャ４が基板部２１に直接接触するのではなく、この粘着テープ５が間に介在されるようにした。粘着テープ５は粘性材料である粘着剤５１とこの粘着剤５１が一定の厚さで付着された基材５２とから構成されている。
【００１４】
この図２に示す機構をわかりやすく示したものが図３である。粘着剤５１は粘性材料であるため外部から振動が作用する振動系ではダンパ６として作用する。ダンパ６とは外部から圧縮方向もしくは伸張方向に応力が作用すると一定の速度で外部応力の作用方向に変形し、外部応力の作用が消滅したあとそのままの状態を保持し、弾性体のように元の状態に復帰しない。したがって、回転軸１１が回転中に軸線方向に振動した場合その軸線方向の振動はダンパ６を介して基板部２１に作用することになり、その軸線方向の振動はダンパ６で減衰された状態で基板部２１に伝達されることになる。そのため、回転軸１１の軸線方向の振幅に対して基板部２１の振幅は小さくなり、基板部２１の振動によって発生する騒音が低減される。
【００１５】
【実施例】
図４を参照して、粘着テープ５としてスコッチ印のウルトラテープ５４２１番を使用した場合の実施例を説明する。このウルトラテープ５４２１番は超高分子量ポリエチレンフィルムを基材５２とし、粘着剤５１としてゴム系のものを用いている。基材５２の厚さが０．１８ｍｍであり、粘着剤５１の厚さが０．１３ｍｍである。
【００１６】
このウルトラテープ５４２１番を図２に示したように基板部２１の両面に貼り付けた場合の騒音レベルはＷで示した実線である。また、ワッシャ４側に粘着テープ５を貼り付けず、フランジ部１２側だけに粘着テープ５を貼り付けた状態での騒音レベルを１点鎖線Ｓで示した。そして、基板部２１に両面とも粘着テープ５を貼り付けない状態での騒音レベルを波線Ｎで示した。
【００１７】
図４から明らかなように、粘着テープ５であるウルトラテープ５４２１を貼り付けることにより回転軸１１の全回転数領域で、粘着テープ５を貼り付けないものより騒音レベルが低下していることがわかる。
【００１８】
【実施例】
次に、図５を参照して、粘着テープ５としてスコッチ印のウルトラテープ５４２３番を使用した場合の実施例を説明する。このウルトラテープ５４２３番は超高分子量ポリエチレンフィルムを基材５２とし、粘着剤５１としてゴム系のものを用いている。基材５２の厚さが０．３１ｍｍであり、粘着剤５１の厚さが０．２５ｍｍである。
【００１９】
上述の実施例と同じく、このウルトラテープ５４２３番を基板部２１の両面に貼り付けた場合の騒音レベルを実線Ｗで示し、フランジ部１２側だけに貼り付けた場合の騒音レベルを１点鎖線Ｓで示し、両面とも貼り付けない場合の騒音レベルを破線Ｎで示した。
【００２０】
図５から明らかなように、上述の実施例と同じく、粘着テープ５であるウルトラテープ５４２３を貼り付けることにより回転軸１１の全回転数領域で、粘着テープ５を貼り付けないものより騒音レベルが低下していることがわかる。
【００２１】
【実施例】
次に、図６を参照して、粘着テープ５としてスコッチ印のウルトラテープ５４１７番を使用した場合の実施例を説明する。このウルトラテープ５４１７番は帯電防止処理された超高分子量ポリエチレンフィルムを基材５２とし、粘着剤５１としてアクリル系のものを用いている。基材５２の厚さが０．１２ｍｍであり、粘着剤５１の厚さが０．０８ｍｍである。
【００２２】
上述の実施例と同じく、このウルトラテープ５４１７番を基板部２１の両面に貼り付けた場合の騒音レベルを実線Ｗで示し、フランジ部１２側だけに貼り付けた場合の騒音レベルを１点鎖線Ｓで示し、両面とも貼り付けない場合の騒音レベルを破線Ｎで示した。
【００２３】
図６から明らかなように、上述の実施例と同じく、粘着テープ５であるウルトラテープ５４１７を貼り付けることにより回転軸１１の全回転数領域で、粘着テープ５を貼り付けないものより騒音レベルが低下していることがわかる。
【００２４】
【実施例】
次に、図７を参照して、上述の実施例で使用したウルトラテープ５４２１番を基板部２１の両面に貼り付け、ナット４１の締め付けトルクを、５ｋｇｆ−ｃｍ、１０ｋｇｆ−ｃｍ、１５ｋｇｆ−ｃｍの３段階に増減した場合の騒音レベルを測定した。なお、Ｎは上述の各実施例と同じく粘着テープ５を両面共に貼り付けなかった場合の騒音レベルを示す。
【００２５】
ナット４１の締め付けトルクが変化してもほぼ同様の減衰性能が得られることが図７よりわかる。
【００２６】
以上各実施例のから、粘着剤がゴム系の粘着剤でもアクリル系の粘着剤であっても粘着テープ５を基板部２１に貼り付けることにより騒音レベルが確実に低下することがわかった。また、粘着テープ５を基板部２１に貼り付けた場合、締め付けトルクが変化しても十分な騒音減衰性能を安定して得られることがわかった。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、電動モータの回転軸線方向の振動による騒音を弾性体であるゴムを用いて減衰していた従来の防振構造に対して粘性材料を用いることにより、締め付けトルクが変化しても安定した減衰性能が得られ、また、回転数の広いレンジに対して減衰性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図
【図２】回転軸にタービン部を取り付けた状態を示す図
【図３】振動系をしめすモデル図
【図４】ウルトラテープ５４２１番を用いた場合の騒音レベルを示す図
【図５】ウルトラテープ５４２３番を用いた場合の騒音レベルを示す図
【図６】ウルトラテープ５４１７番を用いた場合の騒音レベルを示す図
【図７】ナットの締め付けトルクを増減させた場合の騒音レベルを示す図
【符号の説明】
１ 電動モータ
２ タービン部
１１ 回転軸
２１ 基板部
４ ワッシャ
４１ ナット
５ 粘着テープ
５１ 粘着剤
５２ 基材

Claims (1)

1. 電動モータの回転軸に、板状の被回転体をこの回転軸に対して垂直に取り付ける際に、粘性材料からなる減衰材を介在させた状態で、この減衰材が圧縮される方向に締付力が作用するように被回転体を回転軸に対してネジ止めした防振構造であって、粘性材料はシート状の基材とこの基材の片面に形成された粘着剤層とからなる粘着テープであり、この粘着テープは被回転体の両面に予め貼り付けられるものであることを特徴とする防振構造。

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