JP4063308B1

JP4063308B1 - 送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車

Info

Publication number: JP4063308B1
Application number: JP2006308291A
Authority: JP
Inventors: 匡史東田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2026-11-14
Also published as: EP2090787A4; EP2090787B1; JP2008121610A; WO2008059738A1; CN101542127A; ES2779524T3; EP2090787A1; CN101542127B

Abstract

【課題】羽根車の強度を向上させることが可能な送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車を提供する。
【解決手段】ボス構造１は、送風機の羽根車１００を回転駆動させるモータ１０５の回転軸１０６が軸着されるボス構造であって、回転軸方向に延びる筒状部１２を有するハブ１０と、筒状部１２を径方向両側から挟む防振部材２０と、防振部材２０のうち筒状部１２の径方向一方側に接する部分を支持しており回転軸１０６が軸着される第１ボス３１と、防振部材２０のうち筒状部１２の径方向他方側に接する部分を支持しており第１ボス３１と一体回転する第２ボス３２とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車、特に、送風機の羽根車を回転駆動させるモータの回転軸が軸着されるボス構造及びそれを備えた羽根車に関する。

従来より、送風機の羽根車のボス構造として、モータからの振動を低減することを主目的として、送風機の羽根車のハブが、ゴム材料等からなる防振部材を介して、羽根車を回転駆動させるモータの回転軸が軸着されたボスの外周部に固着されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
２００３−２６９３８２号公報

しかし、ハブが防振部材を介してボスの外周部に固着されたボス構造では、モータからの振動を低減する効果が高いが、羽根車のアンバランス等により防振部材に対して外力が加わった場合に、防振部材の変形が生じてしまい、これにより、さらに外力が大きくなり、その結果、羽根車の振れや騒音が大きくなるという問題が生じる。特に、防振部材の半径方向の変形については、羽根車の半径方向の振れを大きくし、羽根車の強度低下につながるため、極力抑えることが望ましい。

本発明の課題は、羽根車の強度を向上させることが可能な送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車を提供することにある。

第１の発明にかかるボス構造は、送風機の羽根車を回転駆動させるモータの回転軸が軸着されるボス構造であって、回転軸方向に延びる筒状部を有するハブと、筒状部を径方向両側から挟む防振部材と、防振部材のうち筒状部の径方向一方側に接する部分を支持しており回転軸が軸着される第１ボスと、防振部材のうち筒状部の径方向他方側に接する部分を支持しており第１ボスと一体回転する第２ボスとを備えている。尚、防振部材の材質としては、ゴム材料等の弾性材料が使用される。

このボス構造では、ハブの筒状部の径方向両側が防振部材に接しており、かつ、防振部材が第１ボス及び第２ボスによって径方向両側から挟まれるため、例えば、従来のハブが防振部材を介してボスの外周部に固着されただけのボス構造と比べて、外力に対する防振部材の径方向の変位量が約半分となる。

これにより、このボス構造では、外力に対する防振部材の径方向への変形を小さくすることができるため、羽根車としての強度を向上させることができる。

第２の発明にかかるボス構造は、第１の発明にかかるボス構造において、第２ボスは、第１ボスと一体成形されている。

このボス構造では、第１ボスと第２ボスとが一体成形されているため、ボス構造を構成する部品点数を減らすことができる。

第３の発明にかかるボス構造は、第１又は第２の発明にかかるボス構造において、第１ボス及び第２ボスは、防振部材を収容する空間を形成している。

このボス構造では、第１ボス及び第２ボスが防振部材を収容する空間を形成しているため、例えば、防振部材がゴム材料からなる場合には、ハブの筒状部をこの空間の所定位置に配置した状態で、ゴム材料を注入又は充填して、加硫成形したり、防振部材が弾性を有する樹脂材料からなる場合には、ハブの筒状部をこの空間の所定位置に配置した状態で、樹脂材料を注入又は充填して、インサート成形することができる。

このように、このボス構造では、第１ボス及び第２ボスが形成する空間に防振部材を構成する材料を注入又は充填して、防振部材を第１ボス、第２ボス及びハブと一体成形することができるため、製造が容易である。

第４の発明にかかるボス構造は、第３の発明にかかるボス構造において、第１ボス及び／又は第２ボスには、防振部材を収容する空間と外部とを連通する開口が形成されている。

このボス構造では、防振部材を収容する空間と外部とを連通する開口が形成されているため、防振部材を第１ボス、第２ボス及びハブと一体成形を行う際に、空間に外部から防振部材を構成する材料を注入又は充填することができるため、製造がさらに容易になる。

第５の発明にかかる送風機の羽根車は、第１〜第４の発明のいずれかにかかるボス構造と、ハブと一体の又はハブに固定された羽根車本体とを備えている。

この送風機の羽根車では、ハブの筒状部の径方向両側が防振部材に接しており、かつ、防振部材が第１ボス及び第２ボスによって径方向両側から挟まれたボス構造を備えているため、外力に対する防振部材の径方向への変形が小さくすることができ、羽根車としての強度を向上させることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１及び第５の発明では、外力に対する防振部材の径方向への変形を小さくすることができるため、羽根車としての強度を向上させることができる。

第２の発明では、ボス構造を構成する部品点数を減らすことができる。

第３の発明では、防振部材を第１ボス、第２ボス及びハブと一体成形することができるため、製造が容易である。

第４の発明では、製造がさらに容易になる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車の実施形態について説明する。

（１）送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車の構成
図１に、本発明の一実施形態にかかるボス構造１を備えた送風機の羽根車１００の径方向断面図を示す。図２に、図１のボス構造１のみを拡大した図を示す。

羽根車１００は、両吸込タイプの多翼送風機の羽根車であり、主として、羽根車本体１０１と、ボス構造１とを備えている。ここで、図中のＯ−Ｏは、羽根車１００の回転軸線である。羽根車本体１０１は、円板状のエンドプレート１０２の両面の外周部に多数の翼１０３の一端が固定され、これらの翼１０３の他端の外周縁が環状のエンドリング１０４で結ばれている。エンドプレート１０２の中心には、ボス構造１を構成するハブ１０が固定されている。尚、本実施形態においては、羽根車本体１０１のエンドプレート１０２は、ハブ１０に固定されているが、これに限られるものではなく、ハブ１０と一体であってもよい。

ボス構造１は、羽根車１００を回転駆動させるモータ１０５の回転軸１０６が軸着されるものであり、ハブ１０が防振部材２０を介してボス３０に固着されることによって構成されている。

ハブ１０は、本実施形態において、板金製の部材であり、主として、環状部１１と、筒状部１２とを有している。環状部１１は、本実施形態において、その外周端が羽根車本体１０１のエンドプレート１０２の内周部に固定された環状の部分である。筒状部１２は、回転軸方向に延びる筒状の部分であり、本実施形態において、環状部１１の内周端から回転軸方向一方側（ここでは、モータ１０５側）に向かって延びている。

防振部材２０は、本実施形態において、ゴム材料や弾性を有する樹脂材料からなり、筒状部１２の少なくとも一部を径方向両側から挟むように配置されている。防振部材２０は、本実施形態において、内筒部２１と、外筒部２２と、延出部２３とを有している。内筒部２１は、筒状部１２の内周面に接する筒状の部分であり、筒状部１２の回転軸方向環状部側（ここでは、反モータ１０５側）の近傍から筒状部１２の回転軸方向反環状部側（ここでは、モータ１０５側）まで延びている。外筒部２２は、筒状部１２の外周面に接する筒状の部分であり、内筒部２１の回転軸方向反環状部１１側端から筒状部１２の回転軸方向環状部１１側に折り返して、筒状部１２の回転軸方向環状部１１側端まで延びている。延出部２３は、環状部１１の回転軸方向一方側（ここでは、モータ１０５側）の面に接する環状の部分であり、外筒部２２の回転軸方向環状部１１側端から環状部１１がエンドプレート１０２に固定された位置よりも内周側の位置まで延びている。ここで、内筒部２１と外筒部２２とが筒状部１２を径方向両側から挟んでいる部分の長さを長さＬ１とする。

ボス３０は、本実施形態において、金属製の部材であり、主として、第１ボス３１と、第２ボス３２とを有している。第１ボス３１は、防振部材２０のうち筒状部１２の径方向一方側（ここでは、径方向内周側）に接する部分（ここでは、内筒部２１）を支持しており、回転軸１０６が軸着される貫通孔３１ａが形成された円柱状の部分である。ここで、第１ボス３１の回転軸方向の長さを長さＬ２とする。第２ボス３２は、防振部材２０のうち筒状部１２の径方向他方側（ここでは、径方向外周側）に接する部分（ここでは、外筒部２２）を支持しており、第１ボス３１と一体回転する部分である。本実施形態において、第２ボス３２は、環状部３２ａと、筒状部３２ｂとを有しており、第１ボス３１と一体成形されている。環状部３２ａは、防振部材２０の内筒部２１の回転軸方向反環状部１１側端及び外筒部２２の回転軸方向反環状部１１側端に接する環状の部分であり、第１ボス３１の回転軸方向略中央の位置から径方向外周側に向かって延びている。筒状部３２ｂは、防振部材２０の外筒部２２の外周面に接する筒状の部分であり、環状部３２ａの径方向外周側端から延出部２３の回転軸方向一方側（ここでは、モータ１０５側）の面に接する位置まで延びている。そして、ボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）は、第１ボス３１の外周面と、第２ボス３２の環状部３２ａの回転軸方向他方側（ここでは、反モータ１０５側）の面と、第２ボス３２の筒状部３２ｂの内周面とによって、囲まれる環状の空間Ｓ１を形成しており、この空間Ｓ１にハブ１０の筒状部１２を径方向両側から挟んだ状態の防振部材２０が収容されている。ここで、ボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）のうち、防振部材２０（ここでは、内筒部２１及び外筒部２２）がハブ１０（ここでは、筒状部１２）を径方向両側から挟んでいる部分に対応する部分の長さをＬ３とした場合において、この長さＬ３及び上述の防振部材２０がハブ１０を径方向両側から挟んでいる部分の長さＬ１は、長さＬ２の１／４倍以上の長さを有している。

（２）本実施形態の送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車の特徴
本実施形態のボス構造１（このボス構造１を備えた送風機の羽根車１００についても同様）には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態のボス構造１では、ハブ１０の筒状部１２の径方向両側が防振部材２０に接しており、かつ、防振部材２０が第１ボス３１及び第２ボス３２によって径方向両側から挟まれるため、例えば、従来のハブが防振部材を介してボスの外周部に固着されただけのボス構造と比べて、外力に対する防振部材２０の径方向の変位量が約半分となり、これにより、外力に対する防振部材２０の径方向への変形を小さくすることができるため、羽根車１００としての強度を向上させることができるようになっている。

また、防振部材２０がハブ１０を径方向両側から挟んでいる部分の長さＬ１、及び、ボス３０のうち防振部材２０がハブ１０を径方向両側から挟んでいる部分に対応する部分の長さＬ３が、ボス３０の回転軸方向の長さＬ２の１／４倍以上の長さを有しているため、ハブ１０と防振部材２０とボス３０とが互いに接する面積を十分に確保することができるようになり、外力に対する防振部材２０の径方向への変形を小さくする効果を確実に得ることができるようになっている。

さらに、ハブ１０（ここでは、環状部１１の一部）が、防振部材２０（ここでは、延出部２３）介して、ボス３０の回転軸方向他方側（ここでは、第２ボス３２の筒状部３２ｂの反モータ１０５側）の端部に固着されているため、防振部材２０の回転軸方向（ここでは、モータ１０５側）への変形を小さくすることができるようになっている。

（Ｂ）
本実施形態のボス構造１では、第１ボス３１と第２ボス３２とが一体成形されているため、ボス構造を構成する部品点数を減らすことができるようになっている。

（Ｃ）
本実施形態のボス構造１では、ボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）が防振部材２０を収容する空間Ｓ１を形成しているため、以下のようにして、防振部材２０をボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）及びハブ１０と一体成形することができるようになっている。

まず、図３に示されるように、ハブ１０の筒状部１２を空間Ｓ１の所定位置に（すなわち、ハブ１０の環状部１１と第２ボス３２の筒状部３２ｂの反モータ１０５側端との回転軸方向間に環状の隙間Ｓ２を空け、かつ、ハブ１０の筒状部１２を第１ボス３１の外周面や第２ボス３２の筒状部３２ｂの内周面に接しないように）配置した状態にする。そして、例えば、ゴム材料で防振部材２０を構成する場合には、このゴム材料を空間Ｓ１及び隙間Ｓ２に注入又は充填して、加硫成形することができる。また、例えば、弾性を有する樹脂材料で防振部材２０を構成する場合には、この樹脂材料を空間Ｓ１及び隙間Ｓ２に注入又は充填して、インサート成形することができる。このように、ボス構造１では、ボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）が形成する空間Ｓ１及び隙間Ｓ２に防振部材２０を構成する材料を注入又は充填して、防振部材２０を第１ボス３１、第２ボス３２及びハブ１０と一体成形することができるため、製造が容易である。

（Ｄ）
本実施形態のボス構造１では、ボス３０の回転軸方向他方側（ここでは、反モータ１０５側）の端部（ここでは、第１ボス３１の反モータ１０５側の端部と第２ボス３２の筒状部３２ｂの反モータ１０５側の端部との径方向間の部分）に環状の開口３０ａが形成されており、ハブ１０の筒状部１２を空間Ｓ１の所定位置に配置することを容易にするとともに、防振部材２０を収容する空間Ｓ１と外部とを連通している。このように、このボス構造１では、防振部材２０を収容する空間Ｓ１と外部とを連通する開口３０ａが形成されているため、上述のように、防振部材２０を第１ボス３１、第２ボス３２及びハブ１０と一体成形を行う際に、防振部材２０を構成する材料を、開口３０ａを通じて、回転軸方向他方側（ここでは、反モータ１０５側）から空間Ｓ１に注入又は充填することができるため、製造がさらに容易になる。

また、防振部材２０を構成する材料を回転軸方向一方側（ここでは、モータ１０５側）から注入又は充填できるようにするために、開口３０ａとは別に、例えば、ボス３０の第２ボス３２の環状部３２ａに開口３０ｂを形成してもよい。これにより、開口３０ａを使用せずに、防振部材２０を構成する材料を、開口３０ｂを通じて、回転軸方向一方側（ここでは、モータ１０５側）から空間Ｓ１に注入又は充填したり、開口３０ａと併用して空間Ｓ１に注入又は充填することができるようになる。

（３）変形例１
上述の実施形態では、ボス３０に回転軸方向他方側（ここでは、反モータ１０５側）に開口した空間Ｓ１が形成されており、ハブ１０の筒状部１２がボス３０の反モータ１０５側から空間Ｓ１に挿入された構造を有しているが、ボス３０に回転軸方向一方側（ここでは、モータ１０５側）に開口した空間Ｓ１が形成されており、ハブ１０の筒状部１２がボス３０のモータ１０５側から空間Ｓ１に挿入された構造を有していてもよい。

以下、本変形例のボス構造１について、図４及び図５を用いて説明する。

ボス構造１は、ハブ１０が防振部材２０を介してボス３０に固着されることによって構成されている。

ハブ１０は、本変形例において、板金製の部材であり、主として、環状部１１と、筒状部１２とを有している。環状部１１は、本変形例において、その外周端が羽根車本体１０１のエンドプレート１０２の内周部に固定された環状の部分である。筒状部１２は、回転軸方向に延びる筒状の部分であり、本変形例において、環状部１１の内周端から回転軸方向一方側（ここでは、反モータ１０５側）に向かって延びている。

防振部材２０は、本変形例において、ゴム材料や弾性を有する樹脂材料からなり、筒状部１２の少なくとも一部を径方向両側から挟むように配置されている。防振部材２０は、本変形例において、内筒部２１と、外筒部２２と、延出部２３とを有している。内筒部２１は、筒状部１２の内周面に接する筒状の部分であり、筒状部１２の回転軸方向環状部側（ここでは、モータ１０５側）の近傍から筒状部１２の回転軸方向反環状部側（ここでは、反モータ１０５側）まで延びている。外筒部２２は、筒状部１２の外周面に接する筒状の部分であり、内筒部２１の回転軸方向反環状部１１側端から筒状部１２の回転軸方向環状部１１側に折り返して、筒状部１２の回転軸方向環状部１１側端まで延びている。延出部２３は、環状部１１の回転軸方向一方側（ここでは、反モータ１０５側）の面に接する環状の部分であり、外筒部２２の回転軸方向環状部１１側端から環状部１１がエンドプレート１０２に固定された位置よりも内周側の位置まで延びている。ここで、内筒部２１と外筒部２２とが筒状部１２を径方向両側から挟んでいる部分の長さを長さＬ１とする。

ボス３０は、本変形例において、金属製の部材であり、主として、第１ボス３１と、第２ボス３２とを有している。第１ボス３１は、防振部材２０のうち筒状部１２の径方向一方側（ここでは、径方向内周側）に接する部分（ここでは、内筒部２１）を支持しており、回転軸１０６が軸着される貫通孔３１ａが形成された円柱状の部分である。ここで、第１ボス３１の回転軸方向の長さを長さＬ２とする。第２ボス３２は、防振部材２０のうち筒状部１２の径方向他方側（ここでは、径方向外周側）に接する部分（ここでは、外筒部２２）を支持しており、第１ボス３１と一体回転する部分である。本変形例において、第２ボス３２は、環状部３２ａと、筒状部３２ｂとを有しており、第１ボス３１と一体成形されている。環状部３２ａは、防振部材２０の内筒部２１の回転軸方向反環状部１１側端及び外筒部２２の回転軸方向反環状部１１側端に接する環状の部分であり、第１ボス３１の回転軸方向反環状部１１側端から径方向外周側に向かって延びている。筒状部３２ｂは、防振部材２０の外筒部２２の外周面に接する筒状の部分であり、環状部３２ａの径方向外周側端から延出部２３の回転軸方向一方側（ここでは、反モータ１０５側）の面に接する位置まで延びている。そして、ボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）は、第１ボス３１の外周面と、第２ボス３２の環状部３２ａの回転軸方向他方側（ここでは、モータ１０５側）の面と、第２ボス３２の筒状部３２ｂの内周面とによって、囲まれる環状の空間Ｓ１を形成しており、この空間Ｓ１にハブ１０の筒状部１２を径方向両側から挟んだ状態の防振部材２０が収容されている。ここで、ボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）のうち、防振部材２０（ここでは、内筒部２１及び外筒部２２）がハブ１０（ここでは、筒状部１２）を径方向両側から挟んでいる部分に対応する部分の長さをＬ３とした場合において、この長さＬ３及び上述の防振部材２０がハブ１０を径方向両側から挟んでいる部分の長さＬ１は、長さＬ２の１／４倍以上の長さを有している。

また、本変形例のボス構造１においても、図５に示されるように、ハブ１０の筒状部１２を空間Ｓ１の所定位置に（すなわち、ハブ１０の環状部１１と第２ボス３２の筒状部３２ｂのモータ１０５側端との回転軸方向間に環状の隙間Ｓ２を空け、かつ、ハブ１０の筒状部１２を第１ボス３１の外周面や第２ボス３２の筒状部３２ｂの内周面に接しないように）配置した状態にして、ボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）が形成する空間Ｓ１及び隙間Ｓ２に防振部材２０を構成する材料を注入又は充填して、防振部材２０を第１ボス３１、第２ボス３２及びハブ１０と一体成形することができるようになっている。しかも、ボス３０の回転軸方向他方側（ここでは、モータ１０５側）の端部（ここでは、第１ボス３１のモータ１０５側の端部と第２ボス３２の筒状部３２ｂのモータ１０５側の端部との径方向間の部分）に形成された環状の開口３０ａやボス３０の第２ボス３２の環状部３２ａに形成された開口３０ｂを通じて、防振部材２０を構成する材料を回転軸方向側から注入又は充填することができるようになっている。

このような構成を有する本変形例のボス構造１においても、上述の実施形態と同様、羽根車１００としての強度を向上させることができ、防振部材２０をボス３０（すなわち、第１ボス３１及び第２ボス３２）及びハブ１０と一体成形することができる。

（４）変形例２
上述の実施形態及び変形例１では、第１ボス３１と第２ボス３２とが一体成形されたボス３０となっているが、図６及び図７に示されるように、第１ボス３１と第２ボス３２とが別部材であってもよい。

このような構成を有する本変形例のボス構造１においても、ボス構造を構成する部品点数は増える点を除いては、上述の実施形態及び変形例１と同様、羽根車１００としての強度を向上させることができ、防振部材２０を第１ボス３１、第２ボス３２及びハブ１０と一体成形することができる。

（５）他の実施形態
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上述の実施形態及びその変形例においては、本発明のボス構造を両吸込タイプの多翼送風機の羽根車に適用したが、本発明のボス構造は、片吸込タイプの多翼送風機、ラジアルファン、ターボファン、プロペラファンなど各種送風機の羽根車に対して適用可能である。

本発明を利用すれば、羽根車の強度を向上させることが可能な送風機の羽根車のボス構造及びそれを備えた送風機の羽根車を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるボス構造を備えた送風機の羽根車の径方向断面図である。図１のボス構造のみを拡大した図である。防振部材を第１ボス、第２ボス及びハブと一体成形する様子を説明する図である。変形例１にかかるボス構造を示す図であって、図２に対応する図である。変形例１にかかる防振部材を第１ボス、第２ボス及びハブと一体成形する様子を説明する図である。変形例２にかかるボス構造を示す図であって、図２に対応する図である。変形例２にかかるボス構造を示す図であって、図４に対応する図である。

符号の説明

１ボス構造
１０ハブ
１２筒状部
２０防振部材
３０ａ、３０ｂ開口
３１第１ボス
３２第２ボス
１００羽根車
１０１羽根車本体
１０５モータ
１０６回転軸
Ｓ１空間

Claims

送風機の羽根車（１００）を回転駆動させるモータ（１０５）の回転軸（１０６）が軸着されるボス構造であって、
前記回転軸方向に延びる筒状部（１２）を有するハブ（１０）と、
前記筒状部を径方向両側から挟む防振部材（２０）と、
前記防振部材のうち前記筒状部の径方向一方側に接する部分を支持しており、前記回転軸が軸着される第１ボス（３１）と、
前記防振部材のうち前記筒状部の径方向他方側に接する部分を支持しており、前記第１ボスと一体回転する第２ボス（３２）と、
を備えたボス構造（１）。
前記第２ボス（３２）は、前記第１ボス（３１）と一体成形されている、請求項１に記載のボス構造（１）。
前記第１ボス（３１）及び前記第２ボス（３２）は、前記防振部材（２０）を収容する空間（Ｓ１）を形成している、請求項１又は２に記載のボス構造（１）。
前記第１ボス（３１）及び／又は前記第２ボス（３２）には、前記空間（Ｓ１）と外部とを連通させる開口（３０ａ、３０ｂ）が形成されている、請求項３に記載のボス構造（１）。
請求項１〜４のいずれかに記載のボス構造（１）と、
前記ハブ（１０）と一体の又は前記ハブに固定された羽根車本体（１０１）と、
を備えた送風機の羽根車（１００）。