JP6414294B1 - 送風機及びモータの防炎カバー - Google Patents

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Abstract

【課題】モータの樹脂製の円筒状表面に容易に密着させることのできる安価な金属製の防炎カバー及び防炎機能の高い安価な送風機を提供する。【解決手段】モータ31は、樹脂製の円筒状表面を持ち、気流を生成する羽根を回転させる。金属製の防炎カバー40は、板状の金属製部材41を含む。金属製部材41は、モータ31の円筒状表面よりも小径に巻回されて端部同士が重ね合わされた円筒部分を有し、筒部分が弾性変形された状態でモータ31の円筒状表面を覆う。【選択図】図5

Description

本発明は、 送風機及びモータの防炎カバー、特に樹脂製の表面を持つモータを備える送風機及びモータの防炎カバーに関する。
従来から、送風機の羽根を回転させるために通常はモータが使用されている。例えば、特許文献1(特開2003−269385号公報)に記載されているように送風機が天井に取り付けられたり、あるいは他のケースでは送風機が壁に取り付けられたりするなど送風機の使用状況は送風機に軽量化を求められるようなケースが多く存在している。特許文献1に記載されているモータには、成形が容易で且つ軽量化に適した樹脂製のモーターカバーが用いられている。
しかしながら、特許文献1に記載されている樹脂製のモーターカバーでは十分な防炎が行えない場合がある。特に、モータの側面が樹脂で形成されているような場合には、モータ内の巻き線に起因する発火などに対する防炎機能が不十分になる場合がある。従来から、防炎機能を十分に持たせる場合にはモータの側面に金属が用いられるが、モータの側面を金属製にするとモータが重くなり、モーターカバーを金属製にするとモータの側面に密着させて高い防炎機能を得るためには、加工が難しく高価なものとなりがちである。
本発明の課題は、モータの樹脂製の円筒状表面に容易に密着させることのできる安価な金属製の防炎カバー及び防炎機能の高い安価な送風機を提供することである。
本発明の第1観点に係る送風機は、回転することにより気流を生成する羽根と、樹脂製の円筒状表面を持ち、羽根を回転させるモータと、モータの円筒状表面よりも小径に巻回されて端部同士が重ね合わされた円筒部分を有し、円筒部分が弾性変形された状態で円筒状表面を覆う板状の金属製部材を含む金属製のカバーとを備える。
第1観点に係る送風機によれば、金属製であるがゆえに防炎機能を有するカバーがモータの樹脂製の円筒状表面を覆うときに、巻回された円筒部分が弾性変形された状態にあることからカバーの円筒部分にバネ性を発揮させることができるとともに、端部同士の重なりが小さくなることで弾性変形された状態でも円筒状表面の全体を覆うことができる。また、金属製のカバーが板状の金属製部材を円筒状に巻回して形成できていることから、絞り加工などを省いて金属製のカバーを得るコストを下げることができる。
本発明の第2観点に係る送風機は、第1観点に係る送風機において、カバーは、円筒部分が厚さ0.1mm以上0.5mm以下の金属薄板を巻回してなる、ものである。
第2観点に係る送風機によれば、金属薄板が0.1mm以上であることから十分な防炎機能をモータの樹脂製の円筒状表面に付与することができる。また、金属薄板の厚みが0.5mm以下であることから、金属薄板を巻回する加工を低コストで実現できるとともに軽量化も実現できる。
本発明の第3観点に係る送風機は、第1観点または第2観点に係る送風機において、カバーは、モータの回転軸方向に嵌める金属蓋をさらに含む、ものである。
第3観点に係る送風機によれば、金属蓋がモータの回転軸方向に嵌めこまれることから、樹脂製の円筒状表面からモータの回転軸方向に炎が吹出すのを金属蓋で防ぐことができる。
本発明の第4観点に係る送風機は、第3観点に係る送風機において、カバーは、金属蓋が環状部を有し、金属蓋の環状部が金属製部材の円筒部分に上から重なる、ものである。
第4観点に係る送風機によれば、板状の金属製部材を巻回しただけの円筒部分の上に金属蓋の環状部が重なることから、環状部分で円筒部分を押さえ付けることができる。
本発明の第5観点に係る送風機は、第1観点から第4観点のいずれかに係る送風機において、モータは、羽根が取り付けられる側とは反対側の円筒状表面からハーネスが引き出され、カバーは、金属製部材が、ハーネスの引き出し部分に対応する箇所に切欠きを有する、ものである。
第5観点に係る送風機によれば、金属製部材が切欠きという簡単な構造の付加によってハーネスを引き出すことと、ハーネスの周囲のモータの円筒状表面を覆うことができることから、円筒状表面からハーネスが引き出されるモータに対応できるカバーの構造を簡素化することができる。
本発明の第6観点に係る送風機は、第1観点から第5観点のいずれかに係る送風機において、カバーの円筒部分に接触せずに支持する支持部材をさらに備える、ものである。
第6観点に係る送風機によれば、支持部材がカバーの円筒部分に接触しないことから、巻回されているだけのカバーの円筒部分に応力を掛けずにモータを支持することができる。
本発明の第7観点に係るモータの防炎カバーは、樹脂製の円筒状表面を持ち、送風機の羽根を回転させる送風機用のモータの防炎カバーであって、モータの円筒状表面よりも小径に巻回されて端部同士が重ね合わされた厚さ0.1mm以上0.5mm以下の金属薄板からなる円筒部分を有し、円筒部分が弾性変形された状態で円筒状表面を覆う板状の金属製部材と、環状部を有し、環状部が円筒部分に上から重なるようにモータの回転軸方向に嵌められる金属蓋とを備える。
第7観点に係るモータの防炎カバーによれば、金属製のカバーがモータの樹脂製の円筒状表面を覆うときに、巻回された円筒部分が弾性変形された状態にあることから円筒部分にバネ性を発揮させることができるとともに、端部同士の重なりが小さくなることで弾性変形された状態でも円筒状表面の全体を覆うことができる。また、金属薄板が0.1mm以上であることから十分な防炎機能をモータの樹脂製の円筒状表面に付与することができる。また、金属薄板の厚みが0.5mm以下であることから、金属薄板を巻回する加工による製造が容易になる。板状の金属製部材を巻回しただけの円筒部分の上に金属蓋の環状部が重なることから、環状部分で円筒部分を押さえ付けることができる。さらに、板状の金属製部材を円筒状に巻回して形成できていることから、金属製部材の絞り加工などを省くことができる。
本発明の第1観点に係る送風機では、モータの樹脂製の円筒状表面の全体にカバーの金属製部材の円筒部分を容易に密着させることができ、高い防炎機能を安価に提供することができる。
本発明の第2観点に係る送風機では、優れた防炎機能を低コストで実現することができる。
本発明の第3観点に係る送風機では、モータの防炎機能を向上させることができる。
本発明の第4観点に係る送風機では、金属蓋を取り付けることが金属製のカバーの円筒部分の形状保持の補助になってカバーを設けるための部品点数を減らすことができる。
本発明の第5観点に係る送風機では、樹脂製の円筒状表面からハーネスが引き出されるモータに金属製のカバーを対応させるためのコストの上昇を抑制することができる。
本発明の第6観点に係る送風機では、金属製のカバーが弾性変形で密着するモータの送風機への組み付けが容易になる。
本発明の第7観点に係るモータの防炎カバーでは、モータの樹脂製の円筒状表面の全体にカバーの金属製部材の円筒部分を容易に密着させることができ、樹脂製の円筒状表面を持つモータに優れた防炎機能を安価に付加することができる。
実施形態に係る送風機を備える空気清浄機の一例を示す斜視図。 送風機のファン電動機組立体が底板に組みつけられた状態を示す平面図。 送風機のファンスクロールの側板が取り付けられている状態を示す斜視図。 送風機の背面図。 モータ組立体を説明するための分解斜視図。 ファン電動機組立体の構成を示す分解斜視図。 ファン電動機組立体の断面図。 モータを支持している支持部材の正面図。 モータを支持している支持部材の斜視図。 実施形態に係る防炎カバーの分解斜視図。 実施形態に係る防炎カバーの斜視図。 変形例1Aに係る防炎カバーの分解斜視図。 変形例1Aに係る防炎カバーの斜視図。
(1)全体構成
以下、本発明の実施形態に係る送風機について図を用いて説明する。図1には、実施形態に係る送風機が内蔵されている空気清浄機の外観が示されている。空気清浄機1は、樹脂製の筐体2を備えており、筐体2の下部に吸込口3が設けられ、筐体2の天面に吹出口4が設けられている。
図2には、モータに羽根が組みつけられたファン電動機組立体を底板に組み付けた状態が示されている。図3には、送風機を前方右斜め上から見た状態が示されている。図3に示されている送風機10は、ファンスクロールの側板が取り付けられている状態である。図4には、送風機を後方から見た状態が示されている。
送風機10の底板11は、空気清浄機1の底面に取り付けられる。図3に示されているように、ファンスクロールの上部部材12とファンスクロールの側板13が図2の状態の組立体に取り付けられる。
送風機10は、側板13に形成されている開口部14から空気を吸い込み、上方の開口部15から空気を吹き出すシロッコファンである。
開口部14と開口部15の間には羽根16が配置されており、羽根16は、その回転により開口部14から開口部15に流れる気流を生成する。この羽根16は、いわゆるシロッコファンロータである。
モータ31(図5参照)の駆動軸32は、羽根16に連結されており、モータ31が羽根16を回転させる。このモータ31には例えば直流電動機が用いられ、モータ31からハーネス33が延びている。
モータ組立体30は、底板11に取り付けられた支持部材50によって支持されている。駆動軸32に羽根16が連結されているので、支持部材50は、モータ31と一緒に羽根16も支持している。
(2)詳細構成
(2−1)モータ組立体
モータ組立体30の構成について、図5を用いて説明する。モータ組立体30は、モータ31と防炎カバー40とを備えている。図5に示されている前側クッションゴム51は、支持部材50に含まれる。モータ31は、駆動軸32と、ハーネス33とを備えている。モータ31の胴体34は、ほぼ円筒形をしている。ここで、ほぼ円筒形と表現しているのは、ハーネス33の取り出し部分があるため、また駆動軸32が突出している前面34aには凹凸があるため、完全な円筒形にはならない。しかしながら、胴体34の側面34bの大部分は円筒状表面をなしている。言い換えると、モータ31は円筒状表面を持っているということである。この円筒形の胴体34の前面34a及び側面34bは表面が樹脂製である。つまり、モータ31は、樹脂製の円筒状表面を持っている。胴体34の後面34cは、金属製の部材で覆われている。
胴体34の樹脂製の部分には熱硬化性樹脂が用いられている。胴体34に用いられる熱硬化性の樹脂としては、例えば不飽和ポリエステル樹脂を用いることができる。例えば不飽和ポリエステル樹脂を主成分とするBMC(Bulk Molding Compound)を胴体34に用いることができる。
モータ31の胴体34の側面34bからハーネス33を引き出すために、直方体状の突起34dが突出している。そのため防炎カバー40は突起34dに対応した形状を有している。
防炎カバー40は、円筒状の金属製部材41と金属蓋42を含んでいる。円筒状の金属製部材41がモータ31の胴体34の側面34bに密着する。また、金属蓋42が、モータ31の回転軸方向に嵌められ、胴体34の前面34aを覆う。防炎カバー40の構成の詳細については後述する。
前側クッションゴム51も、金属蓋42と同様に、金属蓋42の後からモータ31の回転軸方向に嵌められる。ファン電動機組立体20が組み上がった状態では、モータ31の胴体34から離れる方向の金属蓋42の移動を前側クッションゴム51が規制する。このように、胴体34から金属蓋42が離れるのを前側クッションゴム51が規制するので、金属蓋42が単に胴体34に嵌め込まれているだけであるが、金属蓋42が胴体34から脱落することはない。
(2−2)ファン電動機組立体
図6乃至図9を用いてファン電動機組立体20の構成について説明する。図6は、ファン電動機組立体20の分解斜視図である。ファン電動機組立体20は、羽根16と、モータ組立体30と、支持部材50とを組立てることによって形成される。羽根16は、ナット55と平座金56によってモータ31の駆動軸32に固定されている。
支持部材50は、前側クッションゴム51と、後側クッションゴム52と、金属製の固定具53と、金属製の取付板54とを備えている。固定具53は、ネジ57によって底板11に固定される(図9参照)。固定具53は、図7に示されているように、モータ31の胴体34よりも前後に長い空洞53aを有している。空洞53aの胴体34の直径方向の大きさは、胴体34に金属製部材41を取り付けたものよりも大きい。そして、金属製部材41が密着した胴体34が空洞の側壁53aaに接触しないように取り付けることができるように構成されている。
図7に示されているように、モータ31の後面34cには、円筒状の凸部34caが突出している。後側クッションゴム52は、この凸部34caに対応する円筒状に開口した穴52aを有している。この穴52aに凸部34caが嵌めこまれることで、モータ31と後側クッションゴム52が一体化する。
固定具53の空洞53aの内面には、後側クッションゴム52の外形が隙間なく嵌る円筒状の窪み53abが形成されている。この窪み52abに後側クッションゴム52が嵌めこまれることで、後側クッションゴム52と一緒にモータ31の後側も固定される。
モータ31の胴体34の前面34aには、円筒状の凸部34aaが突出している。前側クッションゴム51は、凸部34aaに対応する円筒形の穴51aを有している。この穴51aに胴体34の凸部34aaが嵌めこまれることで、モータ31と前側クッションゴム51が一体化する。
取付板54には、前側クッションゴム51が嵌めこまれる開口部54a(図6参照)が形成されている。この開口部54aの内径は、前側クッションゴム51の外径にほぼ一致する。従って、モータ31の凸部34aaが嵌め込まれた状態で前側クッションゴム51が開口部54aに嵌め込まれることで、前側クッションゴム51と一緒にモータ31の前側も固定される。
取付板54は、3本のネジ54bによって固定具53に固定されている。前側クッションゴム51は、取付板54とモータ31の胴体34の前面34aとの間に挟まれる鍔部51b(図5参照)を有している。この鍔部51bが金属蓋42と取付板54との間に介在することによって取付板54には接触することなく、金属蓋42は、取付板54とともに固定具53に固定される。
固定具53に固定された状態で、ハーネス33を引き出すための突起34dも固定具53に接触しないように構成されている。
(2−3)防炎カバー40
図10及び図11に示されているように、防炎カバー40の金属製部材41は、円筒部分411と、断面C字状のハーネス対応部分412とを有している。円周上の切欠き41aの有無によって、円筒部分411とハーネス対応部分412とが区分されている。この切欠き41aの大きさは、ハーネス33を引き出すための直方体状の突起34dが隙間無く嵌る大きさである。
金属製部材41は、厚さ0.1mm以上0.5mm以下の金属薄膜を巻回してなる。金属薄膜の厚さは、さらに高い防炎機能求められるときは、0.2mm以上であることが好ましい。金属薄板の材質は、例えばステンレスを用いることができる。ステンレスは、錆び難いという点で好ましい。また、ステンレスの中でも磁性を帯び難い、例えばオーステナイト系のステンレスが好ましく、このようなステンレスとしては例えばSUS304がある。
金属製部材41は、上述の金属薄板であって切欠き41aの部分を除いて概ね長方形状である。この長方形状の金属薄板を巻回して金属製部材41が形成されている。例えば、応力が掛からない状態で螺旋状になるように巻回する。
応力フリーの螺旋状の状態では、図10に示されている一端41mが外側に、他端41nが内側になる。このような螺旋状の金属薄板について、一端41mを内側に、他端41nを外側に重ねることにより、金属製部材41は、図10に示されているように、円筒形の形状になる。この円筒の直径D2は、モータ31の胴体34の直径D1(図5参照)に比べて小さくなる。
従って、モータ31の胴体34の円筒状表面に金属製部材41が嵌め込まれると、円筒部分411が弾性変形された状態で胴体34の円筒状表面を覆う。つまり、胴体34の円筒状表面に嵌め込まれた金属製部材41は、弾性変形で生じる力によって円筒状表面に密着する。円筒部分411が弾性変形された状態でも、一端41mから他端41nまでの重なり部分が存在する。円筒状表面に密着した状態の金属製部材41においても重なり部分が存在するということは、胴体34の円筒状表面の全周が金属製部材41で覆われるということである。
防炎カバー40の金属蓋42は、円環状の金属部分からなる環状部42aと、円盤状の金属部分からなる円盤状部42bとを有する。環状部42aの直径D3は、胴体34の円筒状表面に金属製部材41が嵌め込まれた状態の外形よりも大きい。従って、金属製部材41が嵌め込まれた胴体34の上から金属蓋42を嵌め込むことができる。円盤状部42bの中央には、モータ31の胴体34の凸部34aaが嵌めこまれる開口部42baが形成されている。
(3)変形例
(3−1)変形例1A
上記実施形態では、防炎カバー40が金属製部材41と金属蓋42とを備える場合について説明したが、図12及び図13に示されているように、防炎カバー40がさらに金属底43を備えるように構成されてもよい。
例えば、モータ31の後面34cの一部が樹脂で形成されている場合には、金属底43を備える方が好ましい。図12に示されている金属底43も、金属蓋42と同様に、円環状の金属部分からなる環状部43aと、円盤状の金属部分からなる円盤状部43bを有している。環状部43aが環状部42aと異なる点は、切欠き41aに対応する切欠き43cが環状部43aに形成されている点である。
金属蓋42の環状部42aが直径D3を持つとすると、金属底43の環状部43aも直径D3を持つように構成することができる。環状部43aの直径D3は、胴体34の円筒状表面に金属製部材41が嵌め込まれた状態の外形よりも大きい。従って、金属製部材41が嵌め込まれた胴体34の上から金属底43を嵌め込むことができる。円盤状部43bの中央には、モータ31の胴体34の後側の凸部34caが嵌めこまれる開口部43baが形成されている。
なお、モータの前面が金属でできている場合には、金属蓋42を省いて、金属底43のみを取り付けるようにしてもよい。
(3−2)変形例1B
上記実施形態では、送風機10がシロッコファンである場合について説明したが、本発明の適用できる送風機はシロッコファンに限られない。本発明の適用できる送風機は、シロッコファン以外の他の遠心送風機であってもよく、また遠心送風機以外の軸流送風機、斜流送風機、横断流送風機(クロスフローファン)であってもよい。
(3−3)変形例1C
上記実施形態では、モータ31が直流電圧で駆動されたが、本発明が適用されるモータを駆動する電圧は直流電圧に限られるものではなく、交流電圧であってもよい。
(3−4)変形例1D
上記実施形態の送風機10では、羽根16がファンロータであったが、ファンロータ以外の羽根であってもよく、例えばプロペラファンを持つ送風機に本発明を適用することができる。
(3−5)変形例1E
上記実施形態では、送風機10が空気清浄機1に取り付けられる場合について説明したが、本発明の送風機が取り付けられる機器は空気清浄機に限られるものではない。
(3−6)変形例1F
上記実施形態では、金属製部材41の弾性力によって、さらには金属蓋42及び/または金属底43で金属製部材41を押さえることによって、金属製部材41をモータ31の胴体34の円筒状表面に密着させている。しかし、さらに金属製部材41の胴体34の円筒状表面に密着させて浮きを防止するために、金属製部材41の外周を縛る緊縛部材を防炎カバーが備えるように構成してもよい。緊縛部材としては、例えば結束テープ、結束バンド及び熱収縮チューブなどがある。結束テープとしては、例えば高強度の繊維で補強されたフィラメントテープがある。具体的には、金属製部材41を胴体34の円筒状表面に巻きつけた後、例えば、金属製部材41の外周面にフィラメントテープを貼ればよい。フィラメントテープは、金属製部材41の外周面に1周以上巻きつけて使用されるのが好ましい。
(4)特徴
(4−1)
以上説明したように、送風機10の防炎カバー40は、金属製であって、樹脂製のモータ31の胴体34の円筒状表面を、弾性変形した金属製部材41で密着して覆うので、モータ31の防炎機能を高めることができている。また、防炎カバー40の金属製部材41が弾性変形によってモータ31の胴体34に密着するので、密着させるための部材を省くことができる。また、例えば平板状の金属薄板を例えば円柱状の部材に巻きつけることによって板状の金属製部材41を巻回するように加工することができるので、難しい金属の絞り加工が省けて金属製の防炎カバー40を得るコストが抑えられる。さらに、防炎カバー40をモータ31に組み付けやすく、送風機10の組立コストの上昇を抑制することができる。その結果、モータ31の樹脂製の胴体34の円筒状表面の全体に防炎カバー40の金属製部材41の円筒部分411を容易に密着させることができ、送風機10の高い防炎機能を安価に提供することができる。
(4−2)
板状の金属製部材41が、例えば厚さ0.1mm以上0.5mm以下のステンレスの金属薄板を巻回してなるから、加工が容易で、防炎カバー40を低コストで得ることができるので、送風機10の優れた防炎機能を低コストで実現することができる。
(4−3)
防炎カバー40の金属蓋42がモータ31の回転軸方向に嵌めこまれることから、モータ31の樹脂製の胴体34の円筒状表面からモータ31の回転軸方向に炎が吹出すのを金属蓋42で防ぐことができ、モータ31の防炎機能を向上させることができる。
(4−4)
板状の金属製部材41を巻回しただけの円筒部分411の上に金属蓋42の環状部42aが重なることから、環状部42aで円筒部分411を押さえ付けることができる。その結果、金属蓋42を取り付けることが金属製の防炎カバー40の円筒部分411の形状保持の補助になって防炎カバー40を設けるための部品点数を減らすことができている。
(4−5)
金属製部材41が切欠き41aという簡単な構造の付加によってハーネス33を引き出すことと、ハーネス33の周囲のモータ31の胴体34の円筒状表面を覆うことができることから、円筒状表面からハーネス33が引き出されるモータ31の防炎カバー40の構造を簡素化することができる。その結果、樹脂製の胴体34の円筒状表面からハーネス33が引き出されるモータ31に金属製の防炎カバー40を対応させるためのコストの上昇を抑制することができる。
(4−6)
支持部材である前側クッションゴム51、後側クッションゴム52、固定具53及び取付板54が防炎カバー40の円筒部分411に接触しないことから、巻回されているだけの防炎カバー40の円筒部分411に応力を掛けずにモータ31を支持することができる。そのため、金属製の防炎カバー40が弾性変形で密着するモータ31の送風機10への組み付けが容易になっている。
10 送風機
16 羽根
31 モータ
33 ハーネス
34 胴体
40 防炎カバー
41 金属製部材
411 円筒部分
41a 切欠き
42 金属蓋
42a 環状部
43 金属底
50 支持部材
51 前側クッションゴム
52 後側クッションゴム
53 固定具
54 取付板
特開2003−269385号公報

Claims (7)

  1. 回転することにより気流を生成する羽根(16)と、
    樹脂製の円筒状表面を持ち、前記羽根を回転させるモータ(31)と、
    前記モータの前記円筒状表面よりも小径に巻回されて端部同士が重ね合わされた円筒部分(411)を有し、前記円筒部分が弾性変形された状態で前記円筒状表面を覆う板状の金属製部材(41)を含む金属製のカバー(40)とを備える、送風機。
  2. 前記カバーは、前記円筒部分が厚さ0.1mm以上0.5mm以下の金属薄板を巻回してなる、
    請求項1に記載の送風機。
  3. 前記カバーは、前記モータの回転軸方向に嵌める金属蓋(42)をさらに含む、
    請求項1または請求項2に記載の送風機。
  4. 前記カバーは、前記金属蓋が環状部(42a)を有し、前記金属蓋の環状部が前記金属製部材の前記円筒部分に上から重なる、
    請求項3に記載の送風機。
  5. 前記モータは、前記羽根が取り付けられる側とは反対側の前記円筒状表面からハーネス(33)が引き出され、
    前記カバーは、前記金属製部材が、前記ハーネスの引き出し部分に対応する箇所に切欠き(41a)を有する、
    請求項1から4のいずれか一項に記載の送風機。
  6. 前記カバーの前記円筒部分を覆う支持部材(50)をさらに備える、
    請求項1から5のいずれか一項に記載の送風機。
  7. 樹脂製の円筒状表面を持ち、送風機(10)の羽根を回転させる送風機用のモータ(31)の防炎カバーであって、
    前記モータの前記円筒状表面よりも小径に巻回されて端部同士が重ね合わされた厚さ0.1mm以上0.5mm以下の金属薄板からなる円筒部分(411)を有し、前記円筒部分が弾性変形された状態で前記円筒状表面を覆う板状の金属製部材(41)と、
    環状部(42a)を有し、前記環状部が前記円筒部分に上から重なるように前記モータの回転軸方向に嵌められる金属蓋(42)とを備える、モータの防炎カバー。
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