JP3997822B2

JP3997822B2 - 送風機

Info

Publication number: JP3997822B2
Application number: JP2002109303A
Authority: JP
Inventors: 新二成瀬
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: JP2003301795A

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、この種の送風機として、特開２００１−１２４１０１号公報に記載されたものがある。この公報に記載の送風機は、図６に示すように、樹脂製のファン１０に丸軸状のシャフト２１を圧入すると共に、金属製または樹脂製のキャップ３００にシャフト２１を圧入し、ファン１０とキャップ３００とを係合させることにより、キャップ３００にてファン１０がシャフト２１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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、送風機の組み付けに際して、ファン１０とキャップ３００とが仮固定可能であれば、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。
【０００４】
しかしながら、ファン１０およびキャップ３００が共に樹脂製の場合、樹脂製部品の寸法精度上、ファン１０とキャップ３００とを圧入可能な程度に圧入部の寸法精度を設定することは容易ではない。従って、ファン１０にシャフト２１を圧入した後、キャップ３０にシャフト２１を圧入する必要があり、シャフト２１の圧入工程を１回で済ませることができなかった。
【０００５】
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共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ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入されると共にファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、キャップ（３０）にてファン（１０）がシャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、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（３１）と、キャップボス部（３１）からファン（１０）側に向かってシャフト（２１）の軸方向に延長した複数の脚部（３２）とを備え、ファン（１０）は、脚部（３２）が嵌合される複数の凹部（１３）と、凹部（１３）から径方向に突出し、先端部が変形して脚部（３２）に密着した第１突起部（１６）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これによると、第１突起部の先端部を変形させて脚部に密着させるようにしているため、厳しい寸法精度を設定することなく、ファンとキャップとを仮固定することができる。従って、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。
【０００８】
請求項２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）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入されると共にファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、キャップ（３０）にてファン（１０）がシャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、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（３１）と、キャップボス部（３１）からファン（１０）側に向かってシャフト（２１）の軸方向に延長した複数の脚部（３２）とを備え、ファン（１０）は、脚部（３２）が嵌合される複数の凹部（１３）と、凹部（１３）から周方向に突出し、先端部が変形して脚部（３２）に密着した第２突起部（１８）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これによると、第２突起部の先端部を変形させて脚部に密着させるようにしているため、厳しい寸法精度を設定することなく、ファンとキャップとを仮固定することができる。従って、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、凹部と脚部間に周方向のガタがあった場合、回転開始時および回転停止時に凹部と脚部が衝突して異音が発生するが、周方向に突出する第２突起部が脚部に密着しているため、換言すると凹部と脚部間に周方向のガタがないため、回転開始時および回転停止時の異音の発生を防止することができる。
【００１１】
また、凹部と脚部間に周方向のガタがあった場合、回転開始時に凹部と脚部が衝突してキャップとシャフト間に大きなトルクが作用し、キャップとシャフトが滑る恐れがあるが、凹部と脚部間に周方向のガタがないため、回転開始時のキャップとシャフト間の滑りを未然に防止することができる。
【００１２】
また、送風機においては、ファンとキャップとシャフトとを組み付けた後、それらの回転方向のバランスを調整するが、凹部と脚部間に周方向のガタがあった場合、バランス調整後にキャップおよびシャフトに対してファンが周方向に相対移動してアンバランス量が増加してしまう。これに対し、請求項２の発明では、凹部と脚部間に周方向のガタがないため、キャップおよびシャフトに対してファンが周方向に相対移動するのを防止でき、アンバランス量の増加を防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、ファン（１０）は、凹部（１３）から周方向に突出し、先端部が変形して脚部（３２）に密着した第２突起部（１８）を備えることを特徴とする。
【００１４】
これによると、請求項２の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
請求項４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）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入されると共にファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、キャップ（３０）にてファン（１０）がシャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、ファン（１０）は複数の凹部（１３）を備え、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（３１）と、キャップボス部（３１）からファン（１０）側に向かってシャフト（２１）の軸方向に延長されて凹部（１３）に嵌合される複数の脚部（３２）と、脚部（３２）から周方向に突出し、先端部が変形して凹部（１３）に密着した第２突起部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
これによると、請求項２の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
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。
【００２０】
【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）の断面図、図２は図１のファン１０およびキャップ３０とシャフト２１との嵌合部分の拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は図３のキャップ３０を単体で示すＢ矢視図である。
【００２１】
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外方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の回転力をファン１０に伝達するキャップ３０を備えている。
【００２２】
駆動手段に相当する電動モータ２０は、駆動シャフト（以下、シャフトという）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。
【００２３】
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、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂にて一体成形されている。
【００２４】
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且つキャップ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。
【００２５】
また、各凹部１３の表面のうち回転軸Ｃに近い側で且つ径方向外側に向いている面、すなわち各凹部１３の底部１５には、先端部が脚部３２の内周面に密着する第１突起部１６が１つずつ形成されている。
【００２６】
この第１突起部１６は、底部１５から径方向外側で且つ脚部３２側に向かって突出すると共に回転軸Ｃ方向に延びており、また、回転軸Ｃに対して垂直な断面で見たときに、脚部３２側に向かって先端が細くなった３角形になっている。
【００２７】
そして、回転軸Ｃを挟んで位置する２つの第１突起部１６の先端部間の寸法Ｌ２は、回転軸Ｃを挟んで対向する２つの脚部３２間の寸法Ｌ１よりも大きくなっている。但し、ここでいう寸法Ｌ２は、ファン１０とキャップ３０とを組み付ける前の時点での寸法である。
【００２８】
また、凹部１３の表面のうち、周方向に向いている面、すなわち底部１５から径方向外側に向かって延びる２つの側面１７には、先端部が脚部３２の周方向側面に密着する第２突起部１８が１つずつ形成されている。
【００２９】
この第２突起部１８は、図３に示すように、側面１７から周方向で且つ脚部３２側に向かって突出すると共に回転軸Ｃ方向に延びており、また、回転軸Ｃに対して垂直な断面で見たときに、脚部３２側に向かって先端が細くなった３角形になっている。
【００３０】
そして、対向する２つの第２突起部１８の先端部間の寸法は、第２突起部１８の先端部が接する脚部３２間の寸法よりも小さくなっている。但し、ここでいう第２突起部１８の先端部間の寸法は、ファン１０とキャップ３０とを組み付ける前の時点での寸法である。なお、本実施形態の第２突起部１８は、４つの凹部１３のうちの１つにのみ形成されている。
【００３１】
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剤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、図２〜図４に示すように、シャフト２１が圧入される円筒状のキャップボス部３１と、このキャップボス部３１の外周側からファンボス部１１側に向かって延びて凹部１３に嵌合される４つの脚部３２とを備えている。そして、キャップボス部３１における径方向の厚さｔ１は、脚部３２における径方向の厚さｔ２よりも大きくなっている。
【００３２】
キャップボス部３１には、回転軸Ｃ方向に延びてファンボス部１１側の端面にて開口する８個の空洞部３３が形成されており、これらの空洞部３３は周方向に沿って等間隔に配置されている。空洞部３３の間には、キャップボス部３１における空洞部３３よりも内周側部位と空洞部３３よりも外周側部位とを連結する連結部３４が形成されている。
【００３３】
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、第１突起部１６および第２突起部１８が形成されたファン１０は、脚部３２が形成されたキャップ３０よりも軟らかいことと、前述した脚部間寸法と突起部間寸法との関係により、脚部３２を凹部１３に嵌合させると、第１突起部１６および第２突起部１８の各先端部が塑性変形する。そして、第１突起部１６および第２突起部１８の各先端部が脚部３２に密着し、ファン１０とキャップ３０が仮固定される。
【００３４】
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からの回転力は、直接ファン１０に伝達されると共に、脚部３２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からの回転力は、主にキャップ３０を介してファン１０に伝達される。
【００３５】
本実施形態では、第１突起部１６および第２突起部１８の各先端部を変形させて脚部３２に密着させるようにしているため、厳しい寸法精度を設定することなく、ファン１０とキャップ３０とを仮固定することができる。従って、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。
【００３６】
また、凹部１３と脚部３２間に周方向のガタがあった場合、回転開始時および回転停止時に凹部１３と脚部３２が衝突して異音が発生するが、周方向に突出する第２突起部１８が脚部３２に密着しているため、換言すると凹部１３と脚部３２間に周方向のガタがないため、回転開始時および回転停止時の異音の発生を防止することができる。
【００３７】
また、凹部１３と脚部３２間に周方向のガタがあった場合、回転開始時に凹部１３と脚部３２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が滑る恐れがあるが、凹部１３と脚部３２間に周方向のガタがないため、回転開始時のキャップ３０とシャフト２１間の滑りを未然に防止することができる。
【００３８】
また、送風機においては、ファン１０とキャップ３０とシャフト２１とを組み付けた後、それらの回転方向のバランスを調整するが、凹部１３と脚部３２間に周方向のガタがあった場合、バランス調整後にキャップ３０およびシャフト２１に対してファン１０が周方向に相対移動してアンバランス量が増加してしまう。これに対し、本実施形態では、凹部１３と脚部３２間に周方向のガタがないため、キャップ３０およびシャフト２１に対してファン１０が周方向に相対移動するのを防止でき、アンバランス量の増加を防止することができる。
【００３９】
また、回転力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、また、シャフト２１が圧入されるキャップボス部３１の厚さｔ１を脚部３２の厚さｔ２よりも大きくしているため、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、それらが相俟って、大きな回転力をシャフト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。
【００４０】
また、空洞部３３を設けたことにより、樹脂の特性であるひけを防止でき、ひけの防止によるキャップ３０の強度アップにより、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、回り止めトルクをさらにアップさせることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
上記実施形態では、第２突起部１８を１つの凹部１３の周方向両側の各側面１７に形成したが、本実施形態は、第２突起部１８を凹部１３の周方向片側の側面１７にのみ形成したものである。
【００４２】
図５は、ファン１０およびキャップ３０とシャフト２１との嵌合部分を、回転軸に対して垂直な断面で示したものであり、第２突起部１８は、凹部１３の周方向両側の各側面１７のうち回転向きＲで見たとき後方側の側面１７にのみ形成されている。また、第２突起部１８は、回転軸Ｃを挟んで位置する２つの凹部１３に形成されている。
【００４３】
そして、脚部３２を凹部１３に嵌合させると、第１突起部１６および第２突起部１８の各先端部が塑性変形し、第１突起部１６および第２突起部１８の各先端部が脚部３２に密着し、ファン１０とキャップ３０が仮固定される。
【００４４】
この仮固定後は、第２突起部１８により脚部３２が回転向きＲに押されて、凹部１３の周方向両側の各側面１７のうち回転向きＲで見たとき前方側の側面１７に、脚部３２の周方向側面が当接した状態が維持される。
【００４５】
キャップ３０からファン１０への回転力の伝達は、上記した凹部１３の側面１７と脚部３２の周方向側面との当接面を介してなされる。従って、回転中には第２突起部１８に回転力が作用しないため、第２突起部１８の変形が防止され、第２突起部１８と脚部３２との密着状態を継続的に維持することができる。
【００４６】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、第２突起部１８を１つの凹部１３にのみ形成し、また第２実施形態では、第２突起部１８を２つの凹部１３に形成したが、第２突起部１８を全ての凹部１３に形成することにより、回転開始時および回転停止時の異音の発生等を一層確実に防止することができる。
【００４７】
また、上記各実施形態では、第１突起部１６および第２突起部１８をファン１０の凹部１３に形成したが、第１突起部１６および第２突起部１８をキャップ３０の脚部３２に形成しても、同様の効果が得られる。
【００４８】
また、上記各実施形態では、第１突起部１６および第２突起部１８を共に設けたが、第１突起部１６および第２突起部１８のうちいずれか一方のみを設けてもよい。
【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の断面図である。
【図２】図１の送風機の要部の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図３のキャップ３０を単体で示すＢ矢視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る送風機の要部の断面図である。
【図６】従来の技術に係る送風機の要部の断面図である。
【符号の説明】
１０…ファン、１３…凹部、１６…第１突起部、
２０…駆動手段をなす電動モータ、２１…シャフト、３０…キャップ、
３１…キャップボス部、３２…脚部。

Claims

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）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入されると共に前記ファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、前記キャップ（３０）にて前記ファン（１０）が前記シャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、
前記キャップ（３０）は、前記シャフト（２１）が圧入される円筒状のキャップボス部（３１）と、前記キャップボス部（３１）から前記ファン（１０）側に向かって前記シャフト（２１）の軸方向に延長した複数の脚部（３２）とを備え、
前記ファン（１０）は、前記脚部（３２）が嵌合される複数の凹部（１３）と、前記凹部（１３）から径方向に突出し、先端部が変形して前記脚部（３２）に密着した第１突起部（１６）とを備えることを特徴とする送風機。
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）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入されると共に前記ファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、前記キャップ（３０）にて前記ファン（１０）が前記シャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、
前記キャップ（３０）は、前記シャフト（２１）が圧入される円筒状のキャップボス部（３１）と、前記キャップボス部（３１）から前記ファン（１０）側に向かって前記シャフト（２１）の軸方向に延長した複数の脚部（３２）とを備え、
前記ファン（１０）は、前記脚部（３２）が嵌合される複数の凹部（１３）と、前記凹部（１３）から周方向に突出し、先端部が変形して前記脚部（３２）に密着した第２突起部（１８）とを備えることを特徴とする送風機。
前記ファン（１０）は、前記凹部（１３）から周方向に突出し、先端部が変形して前記脚部（３２）に密着した第２突起部（１８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
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）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入されると共に前記ファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、前記キャップ（３０）にて前記ファン（１０）が前記シャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、
前記ファン（１０）は複数の凹部（１３）を備え、
前記キャップ（３０）は、前記シャフト（２１）が圧入される円筒状のキャップボス部（３１）と、前記キャップボス部（３１）から前記ファン（１０）側に向かって前記シャフト（２１）の軸方向に延長されて前記凹部（１３）に嵌合される複数の脚部（３２）と、前記脚部（３２）から周方向に突出し、先端部が変形して前記凹部（１３）に密着した第２突起部とを備えることを特徴とする送風機。