JP5142596B2 - 送風用ファンの防振具及びそれを備える送風用ファン構造体 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆる、エアコン（エアコンディショナー）等の空調装置やエレクトロニクス機器等に装備される送風用ファンの防振具及びそれを備える送風用ファン構造体に関するものである。

送風用ファン構造体としては、モータからの電磁振動が送風用ファン全体に伝播されることの防止や、製造上の工数の削減及び材料費の低減による低コスト化、軽量化、リサイクル性の向上等を目的として、図14に示すように、熱可塑性樹脂からなる外筒51と内筒52とを、熱可塑性エラストマーからなる弾性部材53で連結したオール樹脂製の防振具50をインサート部品として用い、これに送風用ファンを射出成形してなるものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００３−５６４９２号公報

更に詳細には、同図に示すように、防振具50を可動型D1にインサートした後、この可動型D1を固定型D2方向に移動させて型締めし、可動型D1と固定型D2との相互間に形成されたキャビティC4内にゲートＧを通して熱可塑性樹脂を矢印ｍに示すように射出することにより、防振具50を備える送風用ファン構造体が形成される。

しかしながら、送風用ファン構造体の形成にあたり、防振具50の外筒51（特に、周壁51a）には、同図矢印で示すように、高い充填圧（２００〜４００kg/cm²）と、高い温度（２００〜３００°C）とが加わることになる。この場合、可動型D1内で防振具50の外筒51に変形、傾き、芯ずれ等を生じると、可動型D1から取り出した送風用ファン構造体にも、内筒52の偏心等に伴うアンバランスが生じ、振動や異音を発生する虞がある。

これを解決する手段としては、外筒51の剛性を高めるべく、外筒51の肉厚を厚くすることが考えられるが、樹脂使用量が増えることで、材料コストの面で改善の余地を残す。

一方、外筒51の成形にあたり、使用される樹脂を選択して充填温度や充填圧に起因した外筒51への影響を抑えることも考えられるが、この場合、曲げ強度や引張り強度等の強度、曲げ弾性率等の剛性、熱変形温度等の耐熱性などに代表される諸物性を含めて樹脂を選択する必要があることから、材料コスト面で改善の余地を残す。

加えて、外筒51を厚肉化すれば、金型内での冷却に時間を要するため、１個当たりの成形サイクルが長くなることで、作業能率が悪くなると共に、これに起因する製造コストとの面で改善の余地を残す。

また、単一の部品を厚肉に射出成形しようとすると、その厚さが厚くなればなる程、冷却時に各部位で生じる樹脂収縮が大きくなるため、外筒51に反りやヒケを生じさせる虞があり、品質面で改善の余地を残す。

また、こうした問題に配慮して、好適な製造条件を定めても、製造条件のバラツキ等により、歩留りが悪化することが予想されることから、その分、検査項目も増やす必要があり、製造管理に費やす費用に改善の余地を残す。

これに対し、従来の防振具50は、外筒51における一方の軸方向端部にフランジ51bを設けることで、結果的に外筒51全体の剛性を高めているが、フランジ51bが大径化すれば、材料コスト面で改善の余地を残す。

また、外筒51にフランジ51bを設ける場合、単位の金型当たりの成形個数が減少するので、多数個取りを目的とした成形には不利であり、改善の余地を残す。

また、外筒51に高温の高い圧力が加わるという問題は、送風用ファン構造体の成形時のみに起きるのではなく、外筒51と内筒52とを弾性部材53で連結するとき、例えば、弾性部材53を合成ゴムで加硫成形するときや、弾性部材53をエラストマーで射出成形するときにおいても起こり得る問題である。

即ち、従来の技術では、防振具の外筒に高温高圧が加わることで起きる様々な問題を解消するにあたり、コストの上昇、作業能率の悪化や製品品質のバラツキを生じ、また、これらを抑制するにあたっては、製造管理が煩雑でこの管理にも限界があり、更に、従来の技術では、多数個取りを目的とした成形には不利であるところから、
本発明の目的とするところは、こうした課題を解決した送風用ファンの防振具及び、それを備えた送風用ファン構造体を提供することにある。

本発明である送風用ファンの防振具は、熱可塑性樹脂からなる外筒と内筒とを弾性部材で連結したインサート品としての防振具であって、該外筒に送風用ファンが射出成形される送風用ファンの防振具において、前記外筒における外周面の全周に亘って段差を形成して、該段差で分けられた小径側の領域面及び大径側の領域面のうち大径側の領域面を送風用ファンの保持領域とし、前記外筒の端部のうちの少なくとも一方を、前記弾性部材の端面における最外周側縁部よりも軸方向に突出した突出部位とし、前記突出部位の内周面を、その端面に向かうに従って拡径する傾斜面としてなることを特徴とするものである。

本発明にあっては、前記段差を、外筒の軸方向に対して直交する面としてなることが好ましい。

また、本発明である送風用ファン構造体は、上記の防振具と、この防振具の外筒における前記保持領域に保持される送風用ファンとを有することを特徴とするものである。

なお、本発明によれば、防振具の外筒が熱可塑性樹脂等の合成樹脂からなる場合に特に有効であるが、防振具の外筒がアルミ合金等の金属からなる場合にも適用できる。

本発明である送風用ファンの防振具は、防振具の外筒における外周面の全周に亘って段差を形成して送風用ファンの保持領域を設けたことで、当該外筒に送風用ファンを成形するにあたり、この成形に用いられる領域として、この段差の大径側の領域面を用いれば、成形領域の面積が小さく済む。即ち、本発明である防振具によれば、外筒の外周面全体に送風用ファンを成形した従来の場合に比べて、成形時に樹脂圧を受ける面積（受圧面積）が小さく済むことから、外筒が樹脂圧を受けることによって受ける力も小さく済む。

従って、本発明である防振具によれば、外筒を厚肉化し、又は、外筒にフランジを設けることなく、外筒に高温・高圧が加わることで生じる変形を抑えることができる。

また、本発明である上記防振具を用いて、防振具と送風用ファンとを有する送風用ファン構造体を一体に成形した場合、防振具における外筒の変形が抑えられたことで、防振具が変形し、又は、偏心することによって防振機能が損なわれるようなことがない。従って、本発明である送風用ファン構造体によれば、外筒を厚肉化し、又は、外筒にフランジを設けることなく、防振機能を維持することができる。

ところで、外筒の外周面に段差が存在しなくとも、成形型に段差を形成し、この段差の大径側と外筒の外周面との間にキャビティを形成すれば、外筒の外周面の一部だけを送風用ファンの保持領域とすることも可能である。

しかしながら、この場合、段差の大径側と外筒の外周面との間にキャビティを形成し、このキャビティ内の樹脂が段差の小径側と外筒の外周面との間に流入しないようにするためには、外筒を密着させた状態又は極微小なクリアランスを持った状態でインサートできるように寸法調整をしなければならない。

ところが、こうした寸法調整は、成形型や外筒の寸法精度を考慮すれば、実際上は非常に困難である。しかも、このように寸法調整しても、スムースなインサートが実現できないため、作業能率が悪い。

加えて、成形型に段差を形成し、外筒の外周面の一部だけを送風用ファンの保持領域とする場合、防振具外筒が調心されていない状態で成形型にインサートすれば、インサート時には調心されているものの、送風用ファン構造体として取り出したときには調心されていない状態に戻ってしまい、振動や騒音等を発生する場合がある。

これに対し、本発明である防振具は、外筒の外周面に段差が形成されていることから、成形型に大径側と小径側に区画する段差を形成し、この段差に、外筒の段差を接触させるだけで、成形型に形成した段差の大径側と外筒の保持領域との間にキャビティを形成し、このキャビティ内の樹脂が、成形型に形成した段差の小径側と、外筒の保持領域以外の領域との間に流入しないようにシールすることができる。

即ち、本発明である防振具のように、外筒の外周面に段差を形成すれば、外筒を成形型にインサートするにあたり、この成形型に形成した段差の小径側にクリアランスを持った状態でもインサートできるから、外筒を密着させた状態又は極微小なクリアランスを持った状態でインサートする必要がなく、作業能率も向上する。そして、このことは、結果的に、本発明である送風用ファン構造体においても同様である。

また、本発明である防振具によれば、外筒に段差が形成されているため、段差の大径側を送風用ファンの保持領域とすれば、当該防振具の内筒に対し外筒が偏心を伴っていたり、外筒自体が変形等により真円が維持できていない状態のまま、当該防振具を成形型内に収納しても、当該段差により形成される防振具の小径側領域面は、成形型に対してクリアランスを持った状態でインサートできる。即ち、本発明である防振具は、成形型と干渉することなく収納できる。このため、本発明である防振具が予め偏心等を伴っていても、送風用ファンを成形するにあたっては、防振具の精度に左右されることなく調心されることから、プロペラファン構造体として成形型から取り出しても、回転精度が悪化して振動や騒音等を発生することがない。

また、本発明によれば、以下に例示するような各種の問題も併せて改善することができる。

まず、本発明である防振具によれば、外筒を厚肉化し、又は、外筒にフランジを設ける必要がないので、材料コストの改善、作業能率の改善及び、これに伴う製造コストの改善を実現することができる。また、このことは、結果的に、本発明である送風用ファン構造体においても同様である。

また、本発明である防振具によれば、外筒の厚肉化に伴い外筒に生じる外筒の反りやヒケが抑制されるため品質の安定化が図れる。これは、防振具に送風用ファンを成形するにあたり、防振具の外筒に生じる反りやヒケの影響を当該送風用ファンに波及させないことから、結果的に、本発明である送風用ファン構造体の品質も安定化する。

また、本発明である防振具によれば、外筒を厚肉化したり、外筒にフランジを設けた場合に比べ、その歩留りが製造条件のバラツキ等で悪化しない。しかも、外筒を厚肉化し、又は、外筒にフランジを設ける必要がないことから、外筒を肉厚化したことに伴う検査や、フランジを設けたことに伴う検査等が不要となるため、製造管理が容易なものとなる。そして、こうした防振具を用いて送風用ファン構造体を成形すれば、結果的に、その歩留りも製造条件のバラツキ等で悪化せず、検査項目も削減できるから製造管理も容易なものとなる。

加えて、外筒を厚肉化し、又は、外筒にフランジを設ける必要がないことは、防振具の小型化に繋がることから、単位の金型当たりの成形個数が増大し、多数個取りを目的とした成形には有効である。

更に、本発明である防振具において、外筒の端部のうちの少なくとも一方を、前記弾性部材よりも突出した突出部位とすれば、この突出部位を、成形型に対する位置決め用及び保持用の部位として利用できるため、外筒に対して高温・高圧が加わることで生じる変形を、より効果的に抑えることができる。このため、こうした防振具を用いて成形した送風用ファン構造体は、その防振機能がより良い状態に維持される。

加えて、本発明である防振具において、上記突出部位の内周面が、その端面に向かうに従って拡径する傾斜面としてなれば、インサート部品として成形型にインサートし、型締めする際に、当該突出部位の内周面が案内面として機能することで、成形型とのスムースな嵌合が可能となる。このため、成形型内に取り付けられた外筒に高温・高圧が加わることに伴う当該外筒の変形の抑止にも同様に効果的である。このため、こうした防振具を用いて成形した送風用ファン構造体も、その防振機能がより良い状態に維持される。

また、本発明に係る段差は、外筒の軸方向に沿って傾斜する面としてなるものや、外筒の軸方向に対して直交する面としてなるもの等、その形状は様々に選択できるが、本発明に係る段差が、外筒の軸方向に対して直交する面としてなれば、型締めした時に段差に作用する型締め圧が当該段差に効率的に伝わることにより、キャビティが形成される領域とキャビティが形成されない領域との間を効率的にシールすることができる。

このため、本発明である防振具において、外筒の段差が外筒の軸方向に対して直交する面としてなれば、外筒の保持領域だけに送風用ファンを確実に成形することができる。このため、こうした防振具を用いて成形した送風用ファン構造体は、その防振機能がより良い状態に維持される。

以下、図面を参照して、本発明の形態を詳細に説明する。

図１(a)〜(c)はそれぞれ、本発明である防振具の一形態である防振具10をその一方の端面から示す斜視図、防振具10の断面図及び防振具10をその他方の端面から示す斜視図である。

符号11は、熱可塑性樹脂を用いて射出成形してなる外筒である。外筒11は、図示のように、その外周面の全周に亘って段差Ｓが形成されている。

段差Ｓは、図１(b)に示すように、軸Ｏ方向に対して直交する垂直な面（以下、「段差面」という）f1としてなり、外筒11の外周面を、外径の大きい大径側領域面f2と、大径側領域面f2よりも外径の小さい小径側領域面f3とに区画する。

大径側領域面f2は、その全周に亘って外向きに突出する環状凸部11fを一体に備え、この環状凸部11fと段差Ｓとの相互間には、軸Ｏに沿って伸びる複数の溝11gが形成されている。

符号12は、熱可塑性樹脂を用いて射出成形してなる内筒である。内筒12は、弾性部材13を介して外筒11の内側に連結され、その内側に、モータ等に繋がる回転シャフトが接続される嵌合孔10aを有する。

弾性部材13は、外筒11と内筒12とを同一の成形用金型にインサートし、熱可塑性エラストマーや加硫ゴム等を主原料として成形される。

なお、本形態に係る外筒11では、外筒11の内周面f4は、外筒11の一方の端面（以下、便宜上、「大径側端面」という）e1から他方の端面（以下、便宜上、「小径側端面」という）e2に軸Ｏに沿って向かうに従って縮径するように傾斜し、更に、小径側端面e2付近には、軸Ｏに向かって突出する環状の突出部11pが一体に形成されているが、外筒11の内周面形状は、これに限ることなく、例えば、大径側領域面f2の肉厚と、小径側領域面f3の肉厚とが同一の肉厚となるようにしてもよい。

また、外筒11は、図１(b)に示すように、その大径側及び小径側に位置する端部がそれぞれ、弾性部材13よりも突出した突出部位Ｐとしてなる。本形態に係る突出部位Ｐは、弾性部材13の端面における最外周側縁部を軸Ｏ周りに環状に切り欠くことで形成される。

また、大径側に位置する突出部位Ｐの内周面f5は、同図に示すように、その大径側端面e1に向かうに従って拡径する傾斜面としてなる。同様に、小径側に位置する突出部位Ｐの内周面f5も、同図に示すように、その小径側端面e2に向かうに従って拡径する傾斜面としてなる。

図２(a),(b)はそれぞれ、図１の防振具10を用いてプロペラファン（軸流ファン）20を一体に成形した本発明の一形態であるプロペラファン構造体１を防振具外筒11の大径側端面e1から示す斜視図と、防振具外筒11の小径側端面e2から示す斜視図である。

プロペラファン20は、防振具外筒11の大径側領域面f2に固定保持される内筒部（以下、「ハブ」という。）21と、このハブ21に隔壁22を介して一体に繋がる外筒部23と、この外筒部23の周りに当該外筒部23と一体に繋がる複数の羽根24とを有する。

ここで、図３，４はそれぞれ、プロペラファン構造体１を成形するにあたり、防振具10を可動型D1に取り付ける直前の状態を拡大して示す要部断面図と、その後、可動型D1と固定型D2とを型締めした状態を拡大して示す要部断面図である。

符号D1は、可動型である。可動型D1には、防振具10を保持するための凹部Ｄが形成されている。凹部Ｄは、防振具外筒11の小径側端面e2が突き当る最深面F1と、防振具外筒11の小径側領域面f3を取り囲む第一内周面F2と、この第一内周面F2と段差面F3を介して繋がり第一内周面F2よりも大径の第二内周面F4とで形作られ、最深面F1には、防振具10の嵌合孔10aが貫通するシャフト部Dsが一体に形成されている。

また、段差面F3は、軸Ｏ方向に対して直交する面としてなり、図４に示すように、可動型D1と固定型D2とを型締めした状態で、防振具外筒11の段差面f1と面接触する。更に、第二内周面F4は、同図に示すように、防振具外筒11の大径側領域面f2と共にキャビティC4の一部を形成し、このキャビティが、プロペラファン20のハブ21の一部を形成するためのキャビティとなる。

符号D2は、固定型である。固定型D2は、図４に示すように、可動型D1との型締め状態において、その合せ面F6が可動型D1の合せ面F5と共にキャビティC4の残部を形成し、このキャビティが、ハブ21の残部及び隔壁22を形成するためのキャビティとなる。

加えて、固定型D2の合せ面F6には、図４に示すように、可動型D1との型締め状態において、防振具突出部位Ｐの内周面f5と面接触する突条Drが一体に形成されている。

なお、図３及び図４では省略しているが、可動型D1と固定型D2の間には、ハブ21及び隔壁22を成形するためのキャビティC4だけでなく、外筒部23及び羽根24を成形するためのキャビティも形成される。

即ち、防振具10を用いてプロペラファン構造体１を成形するにあたっては、先ず図３に示すように、可動型D1の凹部Ｄに、シャフト部Dsに沿って防振具10をインサートし、次いで、可動型D1を固定型D2に移動させて型締めする。

このとき、可動型D1にインサートされた防振具10は、固定型D2の突条Drを案内にして位置決め及び保持される。可動型D1と固定型D2との型締め後は、固定型D2のゲートＧから熱可塑性樹脂が圧送され、この熱可塑性樹脂が、可動型D1と固定型D2との間に形成されたキャビティ内に充填される。

このとき、可動型D1の段差面F3と防振具外筒11の段差面f1とは、可動型D1と固定型D2との型締めによって面接触しているので、熱可塑性樹脂は、防振具外筒11の大径側領域面f2側に存在する空間（キャビティC4）のみに充填される。

要するに、本発明に従う防振具10によれば、防振具外筒11における外周面の全周に亘って段差Ｓを形成し、この段差Ｓの大径側領域面f2をプロペラファン20の保持領域としたことで、防振具外筒11にプロペラファン20を成形するにあたり、この成形に用いられる領域の面積が小さく済む。即ち、本形態の防振具10によれば、防振具外筒11の外周面全体にプロペラファン20を成形した従来の場合に比べて、受圧面積が小さく済むことから、防振具外筒11が樹脂圧を受けることによって受ける力も小さく済む。

従って、本形態の防振具10によれば、防振具外筒11を厚肉化し、又は、防振具外筒11にフランジを設けることなく、防振具外筒11に高温・高圧が加わることで生じる変形を抑えることができる。

また、この防振具10を用いて、プロペラファン構造体１を成形した場合、防振具外筒11の変形が抑えられたことで、防振具10が変形し、又は、偏心することによって防振機能が損なわれるようなことがない。従って、プロペラファン構造体１によれば、防振具外筒11を厚肉化し、又は、防振具外筒11にフランジを設けることなく、防振機能を維持することができる。

これに対し、従来の防振具50を用いて防振具外筒51の一部だけを、プロペラファン20の保持領域とすることは可能であり、図５，６はそれぞれ、従来の防振具外筒51の一部だけにハブ21を成形するにあたり、防振具50を可動型D1に取り付ける直前の状態を拡大して示す要部断面図と、その後、可動型D1と固定型D2とを型締めした状態を拡大して示す要部断面図である。

この場合、防振具外筒51における周壁51aの外周面と、可動型D1の第一内周面F2との関係は、樹脂が流入しないように接触又は近接させる必要があり、その相互間のクリアランスは、高い充填圧を伴う樹脂の流れ（図６の矢印ｍ）を阻止するために、約０．１mm以下の精度に保つ必要がある。

しかしながら、防振具51の外径精度は、その製造段階での寸法誤差を予め最小限に抑えるように管理・製造されるが、こうした製造段階での管理・製造には限界がある。例えば、寸法誤差には、外筒51や内筒52の製造工程（切削加工、ダイカスト成形、絞り加工、樹脂射出成形等）で発生するもの、更には、外筒51と内筒52とを連結する弾性部材53の製造工程（ゴム加硫成形や熱可塑性エラストマーによる射出成形等）時に発生するものがあり、それぞれ寸法誤差が累積される。

即ち、本発明に係る防振具のように、その構造が外筒、弾性部材及び内筒からなる積層構造の場合には、同芯度や真円度等の精度において、製造上回避し難い寸法誤差を保有し、具体的には、量産時における製造能力の影響により、外筒の外径が軸心に対して０．３mm程度の偏心を伴うことがある。

こうした場合、図５，６に示すように、防振具30をインサートしようとすると、防振具外筒51の外周面51aと、可動型D1の内面（第一内周面F2）とが干渉して、外筒51が軸Ｏ方向に押圧されながらインサートされ、更に防振具外筒51が僅かでも変形していると、スムースなインサートに支障をきたし、作業能率が低下する。

しかも、可動型D1に段差F3を形成し、従来の防振具外筒51の外周面の一部だけをプロペラファン20の保持領域とする場合、防振具50がインサートできても、防振具外筒51の調心は、弾性部材53の弾性変形に伴う一時的なものに過ぎない。このため、プロペラファン20の成形が完了して成形型D1,D2から取り出されると、防振具外筒51は、弾性部材53の復元力により、精度が悪いインサート前の状態に戻ってしまう。

このため、こうして得られたプロペラファン構造体は、防振具外筒51の影響を確実に受け、回転精度（振れ、バランス）が悪化することで、例えば、空調機器としての運転時に、振動や騒音等を発生する場合がある。

これに対し、本形態の防振具10は、防振具外筒11の外周面に段差Ｓが形成されていることから、可動型D1に大径側と小径側に区画する段差面F3を形成し、この段差面F3に、防振具外筒11の段差面f1を接触させるだけで、可動型D1に形成した第二内周面F4と防振具外筒11の保持領域面f2との間にキャビティを形成し、このキャビティ内の樹脂が、可動型D1に形成した第一内周面F2と、防振具外筒11の小径側領域面f3との間に流入しないようにシールすることができる。

即ち、本形態の防振具によれば、図４に示すように、可動型D1の第一内周面F2と、防振具外筒11の小径側領域面f3との相互間にクリアランス（例えば、０．５mm程度）Ｃを設けることができる。

このように、可動型D1の第一内周面F2と、防振具外筒11の小径側領域面f3との間にクリアランスＣを設ければ、防振具10が偏芯を伴っていても、可動型D1と干渉することなく、防振具10を可動型D1内に収納できるから、作業能率も向上する。

また、本形態の防振具10によれば、外筒11に段差Ｓが形成されているため、段差の大径側を送風用ファンの保持領域とすれば、防振具10の内筒13に対し外筒11が偏心していたり、外筒11自体が変形等により真円が維持できていない状態のまま、防振具10を可動型D1内に収納しても、当該段差Ｓにより形成される小径側領域面f3は、可動型D1に対してクリアランスＣを持った状態でインサートできる。即ち、本発明である防振具10は、可動型D1と干渉することなく収納できる。このため、本発明である防振具10が予め偏心等を伴っていても、プロペラファン20を成形するにあたっては、防振具10の精度に左右されることなくプロペラファン20は調心されることから、プロペラファン構造体１として成形型D1,D2から取り出しても、回転精度が悪化して振動や騒音等を発生することがない。

従って、防振具10を用いて成形されたプロペラファン構造体１の回転精度は、防振具10が含有する精度の良否に左右されることなく、品質の安定したものとなる。

更に、本形態の防振具10では、防振具外筒11の大径側端部を弾性部材13よりも突出した突出部位Ｐとしたことで、この突出部位Ｐを、固定型D2に対する位置決め用及び保持用の部位として利用できるため、防振具外筒11に対して高温・高圧が加わることで生じる変形を、より効果的に抑えることができる。このため、防振具10を用いて成形したプロペラファン構造体１は、その防振機能がより良い状態に維持される。

なお、本形態の場合、外筒11の小径側領域面f3には熱可塑性樹脂が充填されないため、可動型D1に突条Drを設けていないが、可動型D1に突条Drを設ければ、小径側端部に設けた突出部位Ｐを、可動型D1に対して固定するための位置決め用及び保持用の部位として利用できる。これは、小径側領域面f3をプロペラファン20の保持領域として使用した場合に有効である。

加えて、防振具10では、突出部位Ｐの内周面f5が、その端面e1に向かうに従って拡径する傾斜面としてなるから、インサート部品として可動型D1にインサートし、型締めする際に、当該突出部位Ｐの内周面f5が案内面として機能することで、固定型D2に取り付ける際の当該固定型D2との干渉が可能な限り小さく抑えられ、固定型D2とのスムースな嵌合が可能となる。このため、成形型D1,D2内に取り付けられた防振具外筒11に高温・高圧が加わることに伴う防振具外筒11の変形の抑止にも同様に効果的である。このため、こうした防振具10を用いて成形したプロペラファン構造体１も、その防振機能がより良い状態に維持される。

なお、本発明によれば、可動型D1に突条Drを設けた場合も、小径側端部に設けた突出部位Ｐの内周面f5を、同様に傾斜面としても、防振具外筒11を可動型D1にインサートして当該可動型D1に取り付ける際の当該可動型D1との干渉が可能な限り小さく抑えられ、可動型D1とのスムースな嵌合が可能となる。

ところで、本発明に係る段差Ｓは、防振具外筒11の軸Ｏ方向に沿って傾斜する面としてなるものや、防振具外筒11の軸Ｏ方向に対して直交する面としてなるもの等、その形状は様々に選択できるが、本形態に係る段差Ｓの段差面f1は、防振具外筒11の軸Ｏ方向に対して直交する面としてなるから、型締めした時に段差Ｓの段差面f1に作用する型締め圧が当該段差面f1に効率的に伝わることにより、キャビティが形成される大径側領域面f2とキャビティが形成されない小径側領域面f3との間を効率的にシールすることができる。

このため、本形態の防振具10では、防振具外筒11の段差面f1が防振具外筒11の軸Ｏ方向に対して直交する面としてなるから、防振具外筒11の保持領域だけにプロペラファン20のハブ21を確実に成形することができる。このため、防振具10を用いて成形したプロペラファン構造体１は、その防振機能がより良い状態に維持される。

ところで、送風用ファンの成形にあたっては、生産効率や品質の安定化を図るため、固定型D2に形成されたゲートＧの位置選定が重要である。例えば、図７に示すプロペラファン20では、ハブ21と共に各羽根24の先端に至るまで樹脂をバランスよく供給するため、ゲートＧの位置をハブ21と羽根24との間の好適な位置に設定する。

しかしながら、ゲートＧからの流動方向は、同図の矢印に示すように、ゲートＧを中心にして放射状に広がるため、防振具外筒11の外周面に加わる充填圧も防振具外筒11の外周面に対して均一ではなく、熱可塑性樹脂の流動方向に従ってそれぞれ、若干異なる。

しかも、ゲートＧからの熱可塑性樹脂は、その温度が、例えば、２００〜３００Ｃ°と比較的高温で、しかも、その圧力も、約２００〜４００kg/cm²と高いため、防振具外筒11が変形してしまう場合がある。

更に、図８(a)〜(c)はそれぞれ、防振具をプロペラファン用の金型にインサートして熱可塑性樹脂を射出成形する際に、防振具の外筒が受ける圧力に対し外筒の変形する度合いを、それぞれ外筒の形態別に構造解析（応力変形解析）を行った事例である。

例えば、図8(a)の構造解析図に示す従来例１は、防振具外筒がストレートの円筒形であり、その一方の外筒端部側にハブを成形すると、同図に示すように、それと反対側端部（端面e2側）も大きく変形する。これに対し、図8(b)の構造解析図に示す従来例２は、防振具外筒にフランジ51bを設けた従来の防振具50であり、そのフランジ51b側にハブを成形すれば、それと反対側端部（端面e2側）での変形は小さく抑えられるものの、同図に示すように、その変位量は依然大きい。

一方、本発明に従う防振具外筒11は、図8(c)の構造解析図に示すように、その大径側領域面f2にハブを成形しても、同図に示すように、小径側領域面f3ではほとんど変形を生じない。

図9(a),(b)はそれぞれ、本発明に係るプロペラファン構造体１の変形例を示す要部斜視図である。

図9(a)に示す形態は、隔壁22と一体に成形した複数のフィン25がハブ21と外筒部23との間を放射状に連結するものである。この場合、プロペラファン20に対する防振具10の取り付け強度を更に増加させることができる。

図9(b)に示す形態は、防振具外筒11の大径側領域面f2の一部をハブ21で保持する一方、大径側領域面f2の残部をフィン25で保持するものである。この場合、プロペラファン構造体１の成形にあたり、大径側領域面f2に加わる樹脂圧を更に軽減させることができる。また、樹脂圧の軽減に併せて、防振具外筒11の薄肉化を図ることもできる。

更に、本形態の場合、同図に示すように、フィン25は防振具外筒11の大径側領域面f2に形成した溝11gに嵌合する構成となっている。この場合、フィン25による保持が強固なものとなる。加えて、本形態では、フィン25の先端を「あり」とし、溝11gを「あり」の嵌合する「あり溝」とすることで、又は、これと逆の構成とすることで、フィン25による保持を更に強固なものとしているが、溝11gは単なる溝であってもよい。

また、本形態では、ハブ21とフィン25との組み合わせで、防振具外筒11を保持しているが、フィン25のみで保持してもよい。更に、大径側領域面f2に溝11gを形成することなく、大径側領域面f2に直接フィン25を接合させてもよい。

図10(a),(b)はそれぞれ、防振具10を他の送風用ファンである遠心ファンと組み合わせた構造体をその空気の流入する側から示す斜視図である。

図10(a)に示す遠心ファンは、所謂、ターボファン30であり、防振具外筒11の大径側領域面f2を保持するハブ31を有する支持板32と、この支持板32と軸線方向に間隔を空けて配置されるシュラウド33とを有し、その間が複数の羽根34により連結されている。また、図10(b)に示す遠心ファンは、所謂、シロッコファン40であり、防振具外筒11の大径側領域面f2を保持するハブ41を有するディスク部材42と、このディスク部材42に対してその軸線周りに複数の羽根43がリング部材44で規制しつつ連結されることで成っている。

上述したところは、本発明の好適な形態であるが、当業者によれば、特許請求の範囲内で種々の変更を加えることができる。例えば、外筒の全長に対する段差の配置比率は、送風用ファンに要求される性能や使用状況に応じて適宜変更することができ、また、送風用ファンの形状や羽根の枚数等も適宜変更することができる。また、本発明によれば、上述した各形態の部材やその形態、又は、その周辺構造等は用途に応じてそれぞれ組み合わせて使用することができる。

送風用ファン構造体の防振具には、例えば、図11に示すように、モータＭに繋がるモータ軸Msからの回転トルク、ファンの重量（自重）、回転により生じる遠心力及び、これに実用上の熱履歴等が加わるため、本発明のように、送風用ファンの保持領域を削減したことで、従来の防振具10及びその保持方法を変更した場合、新たな実用上の問題（負荷、熱履歴等による変形に伴い発生する振動、騒音等）が伴わないこと、即ち、少なくとも、従来の性能を維持していることを確認する必要がある。

そこで、本願発明者は、本発明である送風用ファン構造体に関する性能を評価すべく、本発明に従う防振具10を備えるプロペラファン構造体を実施例とする一方、従来の防振具50を備えたプロペラファン構造体を比較例とし、各々を同一条件で運転させることで、図12に示す試験データを得た。

なお、両者の比較は、モータとして同一性能のものを用い、温度80°Cの環境下で、モータ回転数を1000rpmに統一し、２分間回転後２分間停止を繰り返して200時間運転させることで行った。

また、図12(a)の「偏重心距離(μm)」とは、軸Ｏに対するプロペラファン構造体１の試験前後（試験前と200時間運転後）のアンバランス量の変化分を重心の移動距離に置き換えて表現したものであり、更に、同図(b)の「面振れ(mm)」及び同図(c)の「芯振れ(mm)」はそれぞれ、図11の矢印で示した位置におけるプロペラファン外筒部23の外周面にて同じく試験前後（試験前と200時間運転後）に発生する変位量を表したものである。なお、これらは、プロペラファン構造体の性能を左右する重要な要素である。

図12(a)〜(c)に示す各実験データから明らかなように、実施例は、各評価項目において、比較例に対して同等以上の性能を維持しており、運転に伴い応力や熱履歴を受けても、実用上プロペラファン構造体として支障をきたすことのないレベルであることが確認された。

更に、図13(a),(b)はそれぞれ、比較例と実施例とを既存のエアコン室外機に装着し、その運転時に広域の周波数帯（０〜５KHz間の周波数帯）において発生する音圧レベル(dB)を比較検証した実験データである。

この検証では、ＤＣブラシレスモータを備えたエアコン室外機に各プロペラファン構造体を取り付けて回転数1000rpmで運転し、「JIS C 9612」に準拠してエアコン室外機の前方１mの位置で測定を行った。

図15(a),(b)を比較すれば明らかなように、比較例に対して実施例は、広域の周波数帯において、特に突出した音圧レベルの上昇もないことが確認された。また、騒音値についても、比較例の騒音値が40.9dB(A)であるのに対し、実施例の騒音値が39.1dB(A)であり、比較例に対して同等以下の騒音値であることが確認された。

本発明である防振具は、軸流ファンや遠心ファンに限らず、斜流ファンや横流れファン（クロスフローファン）等の送風用ファンにも適用することで、送風用ファン構造体とすることができる。

(a)〜(c)はそれぞれ、本発明である防振具の一形態である防振具10をその一方の端面から示す斜視図、防振具10の断面図及び防振具10をその他方の端面から示す斜視図である。 (a),(b)はそれぞれ、図１の防振具を用いてプロペラファンを一体に成形した本発明の一形態であるプロペラファン構造体を防振具外筒の大径側端面から示す斜視図と、防振具外筒の小径側端面から示す斜視図である。 図２のプロペラファン構造体を成形するにあたり、図１の防振具を可動型に取り付ける直前の状態を拡大して示す要部断面図である。 図３の状態の後、可動型と固定型とを型締めした状態を拡大して示す要部断面図である。 従来の防振具外筒の一部にだけハブを成形するにあたり、同防振具を可動型に取り付ける直前の状態を拡大して示す要部断面図である。 図５の状態の後、可動型と固定型とを型締めした状態を拡大して示す要部断面図である。 防振具を用いてプロペラファン構造体を形成するにあたり、成形型のゲートから熱可塑性樹脂を充填したときの樹脂流れを例示する模式図である。 (a)〜(c)はそれぞれ、従来例１である防振具外筒の一端部に高温・高圧を加えた場合の構造解析図、従来例２である防振具外筒の一端部に高温・高圧を加えた場合の構造解析図及び本発明に従う防振具外筒の一端部に高温・高圧を加えた場合の構造解析図である。 (a),(b)はそれぞれ、本発明に係るプロペラファン構造体の変形例を示す要部斜視図である。 (a),(b)はそれぞれ、本発明に従う防振具を他の送風用ファンである遠心ファンと組み合わせた構造体をその空気の流入する側から示す斜視図である。 防振具を備えた送風用ファンに加わる負荷を説明するため例示されたプロペラファン構造体の要部斜視図である。 (a)〜(c)はそれぞれ、従来の防振具を備えたプロペラファン構造体と、本発明に従う防振具を備えたプロペラファン構造体とを同一の条件で運転することで性能を評価するために得られた実験データである。 (a),(b)はそれぞれ、比較例と本発明の実施例とを既存のエアコン室外機に装着し、その運転時に広域の周波数帯（０〜５KHz間の周波数帯）において発生する音圧レベル(dB)を比較検証した実験データである。 従来の防振具の外筒全体にハブを成形するにあたり、同防振具を可動型に取り付けた後、可動型と固定型とを型締めした状態を拡大して示す要部断面図である。

符号の説明

プロペラファン構造体（送風用ファン構造体）
10 防振具（本発明防振具）
10a シャフト嵌合孔
11 外筒
11f 環状凸部
11g 溝
11p 突出部
11r リブ
12 内筒
13 弾性部材
20 プロペラファン（本発明に係る送風用ファン）
21 ハブ
22 隔壁
23 プロペラファン外筒部
24 羽根
25 フィン
30 ターボファン（本発明に係る送風用ファン）
31 ハブ 32 支持板
33 シュラウド
34 羽根
40 シロッコファン（本発明に係る送風用ファン）
41 ハブ
42 ディスク部材
43 羽根
50 防振具（従来防振具）
51 外筒
51a 周壁
51b フランジ
52 内筒
53 弾性部材
Ｄ 可動型側凹部
D1 可動型
D2 固定型
e1 大径側軸方向端面
e2 小径側軸方向端面
f1 外筒外周の段差面
f2 外筒外周の大径側領域面
f3 外筒外周の小径側領域面
f4 外筒内周面
f5 筒状部内周面
F1 段差面
F2 凹部第一内周面
F3 凹部段差面
F4 凹部第二内周面
F5 可動型側合せ面
F6 固定型側合せ面
Ｐ 突出部位
Ｓ 段差
Ｏ 軸（軸心）
Ｍ モータ
Ms モータ軸

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂からなる外筒と内筒とを弾性部材で連結したインサート品としての防振具であって、該外筒に送風用ファンが射出成形される送風用ファンの防振具において、
   前記外筒における外周面の全周に亘って段差を形成して、該段差で分けられた小径側の領域面及び大径側の領域面のうち大径側の領域面を送風用ファンの保持領域とし、
   前記外筒の端部のうちの少なくとも一方を、前記弾性部材の端面における最外周側縁部よりも軸方向に突出した突出部位とし、
   前記突出部位の内周面を、その端面に向かうに従って拡径する傾斜面としてなることを特徴とする、送風用ファンの防振具。
2. 前記段差を、前記外筒の軸方向に対して直交する面としてなる請求項１に記載の、送風用ファンの防振具。
3. 請求項１又は２に記載の防振具と、この防振具の外筒における前記保持領域に保持される送風用ファンとを有することを特徴とする送風用ファン構造体。

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