JP7320824B2 - 着脱装置及びレンジフード - Google Patents

Description

本発明は、回転体の着脱装置及びレンジフードに関する。

レンジフードは、排気を行うためのシロッコファンや油煙等を回収するためのグリスフィルタなどの回転体を備えている。これらの回転体をモータで回転させて、排気や排気に含まれる油の回収を図っている。
シロッコファンやグリスフィルタなどの回転体は、調理によって発生した油煙に由来する油等が付着しやすいため、定期的な清掃が必要となる。そのため、汚れた回転体を清掃するためには、定期的に回転体を動力軸から取り外す必要がある。

動力軸の構造として、特許文献１の図１にあるように、縮径溝を形成した動力軸(モータシャフト)が採用されている。そして、縮径溝にテーパー面が形成されており、ファンの縮径溝への着脱を容易にするような工夫がなされている。
また、特許文献２に記載のように垂直な動力軸に対して、下からファンを装着する方式が増えている。
さらに、特許文献３（例えば、[0041]～［0052］記載の第４の実施形態、図８および図９）には、ファンを動力軸に簡単に着脱できる着脱装置が記載されている。ここに記載の着脱装置は、第１の半係合部材（半円状挟持部材）と第２の半係合部材（半円状挟持部材）をコイルばねを用いて、動力軸を挟持するように構成されたものである。

特開平１０－１２２１９１号公報 特開２０１８－４４７２６号公報 特開２０１０－０４８２０３号公報

動力装置と逆側の溝面にテーパー面の付いた縮径溝を有する動力軸を垂直に設け、ファンを下から装着する着脱構造を採用した場合、ファンの全荷重が縮径溝のテーパー面にかかる。特許文献３では、ファンの抜け止めを確実にする工夫もなされているが、消耗品であるコイルばねの経年劣化という問題に対処していない。例えば、特許文献３では、コイルばねを用いて２つの挟持部材により動力軸を挟持しているため、コイルばねが経年劣化して挟持力が弱まると、ファンが動力軸から軸抜けするという事態が起き得る。

本発明は、ファン等の回転体を動力軸から容易に着脱でき、かつ、回転体に設けられた動力軸を挟持する挟持部材に挟持力を与えるばね等の弾性体が劣化したとしても、回転体が軸抜けすることを低減できる着脱装置及びレンジフードを提供することを目的とする。

本発明は、動力軸と回転体とを着脱可能に保持する着脱装置であって、前記動力軸は、拡径部または縮径溝部を有し、前記回転体は、付勢力により前記動力軸を挟持する挟持部材を有し、前記挟持部材は、前記動力軸を挟持する第１挟持部および第２挟持部を有し、前記第１挟持部は、前記動力軸と接触する第１接触部を有し、前記第２挟持部は、前記動力軸と接触する第２接触部と有し、前記第１接触部および前記第２接触部は、前記動力軸の前記拡径部より動力装置側を挟持するか、または、前記縮径溝部を挟持し、前記第１接触部および前記第２接触部が互いに前記動力軸から離れるように、前記第１挟持部および前記第２挟持部を移動させることにより解除状態となる解除部材を有し、前記動力軸を前記第１接触部および前記第２接触部が挟持している状態から、前記解除部材によって離れ始める方向を、それぞれ第１接触部解除方向または第２接触部解除方向と呼び、前記第１接触部は、前記動力軸の横断面において、前記動力軸の中心を通る前記第１接触部解除方向と平行に通る線を軸として非線対称に配置されているか、および／または、前記第２接触部は、前記動力軸の前記横断面において、前記動力軸の中心を通る前記第２接触部解除方向と平行に通る線を軸として非線対称に配置されていることで、前記着脱装置に前記動力装置から離れる方向に力が加わったさいに、前記第１接触部解除方向および／または前記第２接触部解除方向と異なる方向の成分を含む力を、前記第１接触部および／または前記第２接触部が前記動力軸から受けることを特徴とする着脱装置とすることで課題の解決を図ったものである。

本発明の着脱装置は、挟持部材を挟持する弾性体が劣化したとしても、動力軸から回転体が軸抜けするということを低減できる効果を奏するものである。

本発明に係る第一実施例のレンジフードの図面である。（Ａ）正面図（Ｂ）平面図（Ｃ）底面図（Ｄ）右側面図（Ｅ）右下から見た斜視図（Ｆ）右上から見た斜視図 本発明に係る第一実施例のレンジフードの、整流板を取り外した場合の、右下から見た斜視図 本発明に係る第一実施例のレンジフードの断面図（図１（Ａ）のＩ－Ｉ断面における） 着脱装置を用いてファンをモータの動力軸に装着した状態を示す斜視図。 着脱装置１０の外観図 着脱装置分解図 ファンボスベースと挟持部の関係を示す要部拡大図 解除部材の拡大図 第１挟持部の内面の構造を示す斜視図 第１挟持部と解除部材との係合関係を示す斜視図 解除部材の規制部に挟持部の係合部が入っている状態を示す斜視図 第１挟持部と第２挟持部で挟持されたテーパー面付き縮径溝を有する動力軸の側面図 テーパー面が軸抜けに及ぼす影響を説明する概念図（ａ）挟持部が動力軸を正常に挟持している状態の縦断面図（ｂ）挟持部が動力軸を正常に挟持している状態の横断面図（ｃ）挟持部が動力軸のテーパー面に乗り上げた状態の縦断面図（ｄ）挟持部が動力軸のテーパー面に乗り上げた状態の横断面図 第１挟持部を含む動力軸の横断面図 本発明の挟持部の構造におけるファンの荷重による影響を示す概念図 従来の挟持部におけるファンの荷重による影響を示す概念図 挟持部に設けられた直線部と動力軸との接触状態を示す断面図 解除部材、状態保持部材および押圧ばねの位置関係を示す斜視図 解除部材が解除状態でロックされた状態における解除部材、状態保持部材および押圧ばねの位置関係を示す斜視図 従来例において、ファンの振動が動力軸の縮径溝に与える影響を示す概念図（Ａ）ファンの振動が動力軸に当たる様子を示す断面図（Ｂ）ファンの振動の反力として動力軸から挟持部が受ける影響を示す概念図

＜実施例１＞
本発明に係るレンジフード１について説明する。図１は、本実施例におけるレンジフード１の正六面図（一部）、図２は、本実施例におけるレンジフード１の整流板７を取り外した時の右下から見た斜視図、図３は、レンジフード設置時における手前側－奥側の前後方向の断面図を示す。

本発明のレンジフード１は、下方または周囲で行われる調理によって発生する湯気や油煙等を捕集するための、上方に凹状の内面パネル５を内面に有する薄型のフード２を有する。フード２は、上部後方に位置する連通口６付近で、排気ダクト（図示せず）に接続された送風機ボックス３と連結される。送風機ボックス３は、内部にシロッコファンであり空気の流れを発生させるファン４を有する。従って、ファン４が稼働すると連通口６は負圧となり、内面パネル５の下方の空気は連通口６を通して吸入され、排気ダクトを通して外部に排出される。

連通口６には、空気の流れを通過させる孔を有する円盤状のグリスフィルタ８と、グリスフィルタ８の円盤の中心に動力軸を着脱装置１０により連結され、グリスフィルタ８を回転させるモータ８１が設けられる。

内面パネル５の下方の空気は、調理によって発生する油煙等を含んでおり、ファン４が稼働すると、連通口６に存在する、即ちファン４が発生させた空気の流れの流路上であってファン４より上流側に位置するグリスフィルタ８の孔に吸引され、その孔を通過することになる。グリスフィルタ８は、モータ８１により回転可能に設けられており、レンジフード１が稼働（通常運転）すると、ファン４が空気の流れを発生させると共にモータ８１がグリスフィルタ８を回転させる。グリスフィルタ８が回転すると、空気は孔を通って通過するが、油分はグリスフィルタ８の表面に衝突する。レンジフード１は、グリスフィルタ８を回転させることにより、空気に含まれる油分を捕集する。

グリスフィルタ８と動力軸を連結する着脱装置１０は、整流板７の直上に位置するので、作業者が、グリスフィルタ８を洗浄等するために動力軸から取り外す場合は、まず整流板７を取り外し、図２に示すようにグリスフィルタ８を露出させてから本発明の着脱装置１０を操作する。
上記本発明のレンジフードの構造は、一例を示すものであって、これに限るものではない。

図４は、動力軸２０へファン４を装着した状態を示している。ファン４のモータ９は、動力軸２０を介してファン４を駆動する。ファン４と動力軸２０は、本発明の着脱装置１０により取り付けられている。着脱装置１０の側面からは、解除部材の操作部１２１が出ており、操作部１２１を押すことでファン４を動力軸２０から抜くことができるように構成されている。動力軸２０とファン４が、着脱装置１０を用いて止着されることで、モータ９等の動力装置の駆動力がファン４に伝達される。

（着脱装置）
図５は、ファン４の着脱装置１０を拡大した斜視図である。解除部材１２の操作部１２１は着脱装置１０から突出しており、解除部材１２の操作部１２１を押し込むことで、後述するように動力軸２０を挟むように付勢された挟持部を押し開き、動力軸２０からファン４をワンタッチで取り外しできるようになっている。着脱装置１０は、後述する挟持部などの部品に油分が付着するのを防止するため、また内部の各機構を隠すことですっきりと見せるために覆う着脱装置カバー２５で覆われている。着脱装置カバー２５には、着脱装置取付孔３０が設けられている。着脱装置取付孔３０を用いてファンボスへ螺子等で固定できるように構成されており、固定により着脱装置１０とファン４は一体化される。

(着脱装置を構成する部材)
図６は、着脱装置１０の分解図である。最も基部側、すなわち、ファンボス側には、ファンボス固定金具１８が設けられている。次いで、ファンボス固定金具１８上にファンボスベース１７が配設される。着脱装置取付孔３０、ファンボスベース取付孔１７１、ファンボス取付孔１８１は位置合わせされ、図示されていないファンボスへ螺子等で固定される。これにより、ファン４と着脱装置１０は一体化される。

（挟持部材と解除部材）
図６を参照されたい。ファンボスベース１７の中央には、挟持部ガイド溝１７２が設けられ、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２がはめ込まれる。
挟持部材１１を構成する第１挟持部１１１および第２挟持部１１２は、トーションばね１１５で常時閉まる方向（動力軸２０を挟む方向）に付勢されている。
ファンボスベース１７の挟持部ガイド溝１７２にはめ込まれた第１挟持部１１１および第２挟持部１１２が外れないように、プレート１５が設けられ、プレート取付孔１５２を用いて螺子でファンボスベース１７に取り付けられている。

図７には、第１挟持部１１１と第２挟持部１１２がファンボスベース１７に設けられている状態が図示されている。ファンボスベース１７には挟持部ガイド溝１７２が設けられており、両側に挟持部の移動をガイドするガイド部１７３が設けられている。両挟持部（１１１、１１２）は、挟持ガイド溝１７２にはめ込まれている。第１挟持部１１１の両側には、第１挟持部開閉ガイド部１１１３が設けられている。また、第２挟持部１１２の両側にも、同様に第２挟持部開閉ガイド部１１２３が設けられている。両挟持部（１１１、１１２）が、ガイド溝１７２のガイド部１７３に沿って摺動することにより、両挟持部（１１１、１１２）は、左右に移動する。
挟持部材１１は、第１挟持部１１１と第２挟持部１１２の外方に当接するトーションばね（図示せず）から構成されている。両挟持部（１１１、１１２）は、トーションばね１１５により、動力軸２０を挟むように付勢されている。

図８は、解除部材１２の拡大図である。解除部１２には、作業者がファンを動力軸から抜くときに押すための操作部１２１が設けられている。
解除部材１２の中間には、後述する状態保持部材１４と掛合う解除部材掛合部１２４が設けられている。
解除部材１２の操作部１２１とは逆側の端部には、規制部１２３が設けられている。規制部１２３の作用については後述する。

押圧部１２２は、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２と当接しており、操作部１２１を押すことで両挟持部は開いてゆく。図９は、第１挟持部１１１の構造を分かりやすく説明するため側方からみた斜視図である。第２挟持部は図示されていない。第１挟持部１１１の内面に、前記した解除部材１２の押圧部１２２と接触し摺動する解除部材移動ガイド部１１１４が設けられている。
また、図８の規制部１２３と係合する板状の係合部１１１９が設けられている。

図８に示されるように、解除部材１２の両側面には、押圧部１２２が設けられており、操作部１２１を押すと、図９で示される第１挟持部１１１の内面にある解除部材移動ガイド部１１１４と図８で示される解除部材１２の押圧部１２２が摺動する。
その結果、図７に図示されているように、ファンボスベース１７の挟持部ガイド溝１７２の両側に設けられたガイド部１７３に沿って、第１挟持部１１１がトーションばね（図示されていない）の押圧力に抗して摺動し、次第に第１挟持部１１１が動力軸２０から離れる方向に押しやられる。第２挟持部１１２も第１挟持部１１１と逆方向に同様の動きをする。
実施例１では、解除部材１２の移動方向と直交する方向に両挟持部（１１１、１１２）が移動するように構成されている。
なお、第１挟持部１１１と第２挟持部１１２の解除方向は適宜であり、実施例で示される方向はその一例に過ぎない。

図１０は、第１挟持部１１１および第２挟持部と解除部材１２との係合関係を示す斜視図であり、動力軸２０は説明のために図示していない。この状態は、ファン４を動力軸２０に装着した状態、すなわち、トーションばね１１５、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２と構成される挟持部材１１で、動力軸２０を挟持している状態を図示している。
解除部材１２は、動力軸からファンを抜くときに使用する操作部１２１を有している。なお、ファン４を動力軸に装着した状態（両挟持部材１１１、１１２）では、操作部１２１は、図５に示すように、着脱装置１０から外へ飛び出ている。（図５参照）

（解除部材に設けられた規制部）
図１０に戻ると、解除部１２の端部には、凹状の規制部１２３が設けてあり、両挟持部（１１１、１１２）が動力軸２０を挟持している状態では、規制部１２３内に第１挟持部１１１の係合部１１１９が入り込んでいる。挟持を解除すべく解除部材１２の操作部１２１を押すと、凹状の規制部１２３から係合部１１１９が抜け出るように構成されている。第２挟持部１１２も同様である。

両挟持部（１１１、１１２）の係合部（１１１９、１１２９）と規制部１２３の関係をより分かるように示したのが図１１である。
図１１は、解除部材１２の操作部１２１を押圧する前の状態であり、すなわち、動力軸２０を両挟持部（１１１、１１２）が挟持している状態を示している。
第１挟持部１１１の係合部１１１９と第２挟持部１１２の係合部１１２９が解除部材１２の規制部１２３に入り込んでいる様子が分かる。
仮に、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２が動力軸２０を挟持している状態で、トーションばね１１５が破断するという最悪の事態が発生したとしても、両挟持部（１１１、１１２）の端部にある係合部１１１９が解除部材１２の凹状になった規制部１２３に入り込んでいるため、多少移動することはあっても、動力軸２０から離れる方向に両挟持部（１１１,１１２）が大きく移動することを妨げることができる。解除部材１２は遠心力を常に受けており、回転中は両挟持部（１１１、１１２）を解除方向に移動しないようになっているから、両挟持部材（１１１、１１２）の係合部（１１１９、１１２９）は規制部１２３に入ったまま維持され、ファン４が軸抜けすることを防止する。

（動力軸と挟持部との接触部）
図１２は、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２が動力軸２０を挟持している状態を示す側面図である。両挟持部（１１１、１１２）は、動力軸２０の縮径部２０２を挟持している。そして、動力軸２０には、縮径部２０２から動力軸先端側にかけてテーパー面２０１が設けられている。
動力軸先端側にテーパー面２０１があるため、ファン４の全荷重が、両挟持部（１１１、１１２）とテーパー面２０１との境界部２０３にかかっている。
前記境界部２０３にかかったファンの荷重（重量）により、両挟持部（１１１、１１２）と動力軸２０との接触部は、テーパー面２０１に沿って動こうとし、その結果、常に両挟持部（１１１、１１２）を開こうとする力（矢印で図示）がかかっていることになる。

図１３は、従来の挟持部の構造におけるファンの荷重による影響を示す概念図である。図１３に示す正常な挟持状態では、図１３（ａ）および（ｂ）のように、両挟持部は動力軸の縮径部に隙間なく接触している。
挟持部を押圧するトーションばね等の弾性体は、消耗品であり、経年劣化により挟持力が弱まる等の事態が起きると、挟持部が縮径溝との境界部を越えてテーパー面に乗り上げ始める。図１３（ｃ）のように一旦テーパー面に乗り上げると、テーパー面では動力軸の径は大きくなるのに対して、挟持部は、動力軸の縮径部の径に合わせた径の接触部を有するため、径の違いから、図１３（ｄ）のように点で接触するような状態となり、挟持力が急激に失われ、ファンの軸抜けが起きる。
このため、第１接触部１１１および第２接触部１１２が動力軸２０を挟持している状態から、両挟持部（１１１、１１２）が動力軸２０から離れ始める方向へ、わずかでも移動させないようにすることが求められる。

図１４は、本発明の第１挟持部１１１と動力軸２０との接触状態を示す図である。第２挟持部は図示していない。第１挟持部１１１が動力軸２０と連続的に接触する第１接触部１１１５を、太線で強調して描いている。第１挟持部１１１は、前記したように第１挟持部１１１の両側に設けられた第１挟持部開閉ガイド部１１１３に沿って動くから、第１挟持部１１１が解除部材によって離れ始める方向（第１接触部解除方向）は、第１挟持部開閉ガイド部１１１３と同じ方向となる。図１４で図示されている動力軸２０の中心を通る線は、第１接触解除方向と平行に通る線を示している。第１接触部１１１５は、当該線を軸として非対称になっている。図中の接触部領域Ａの範囲は、円周の１/４を占めているのに対して、接触部領域Bの範囲は、これに満たない。

（本発明の着脱装置の作用）
本発明の着脱装置の作用を説明する。
図１５は、本発明の実施例１の概念図である。図１４では、第１接触部解除方向（動力軸を前記第１接触部１１１５が挟持している状態から、前記解除部材によって離れ始める方向）は左方向であるが、説明の都合上図１５では上方向となるように、向きを変えており、第１挟持部１１１と第２挟持部１１２は、互いに上下方向に離れるように移動するように方向を変えて図示している。
第１挟持部１１１および第２挟持部１１２は、それぞれ動力軸２０と太線で示される第１接触部１１１５および第２接触部１１２５を有している。第１直線部１１１７および第２直線部１１２７では、動力軸２０と接触していない。
以下、第１挟持部１１１を中心に説明する。第１挟持部１１１と動力軸２０の接触部である第１接触部１１１５には、ファンの荷重（重量）により生じるテーパー面に沿った第１挟持部１１１を開こうとする成分を含む力が均等にかかっている。図１５では、この力を黒矢印で示すように動力軸２０の法線方向に同じ長さ（力）のベクトルとして図示している。

この内、Cで示された成分は、動力軸２０を第１接触部１１１が挟持している状態から、解除部材によって離れ始める方向である第１接触部解除方向と９０°ずれた方向の力である。図７に図示されているように、ファンボスベース１７の挟持部ガイド溝１７２の両側に設けられたガイド部１７３に沿って、第１挟持部１１１が摺動するから、第１接触部解除方向と９０°ずれた方向の力Ｃを第１挟持部１１１が受けたとしても、構造上第１挟持部１１１が開くことはない。
ところが、Ａで示された成分の力は、第１接触部解除方向と完全に一致する方向の力であり、第１挟持部１１１を開く方向に作用する。
Bで示された成分の力は、分力ベクトルを図示しているように、その力の一部に第１接触部解除方向と一致する方向の成分の力を含んでいる。

前記したように解除部材によって離れ始める方向である第１接触部解除方向と９０°ずれた方向（Ｃの方向）の分力ベクトルの力の総和が増えたとしても、第１挟持部１１１は開くことはないので当該方向の力の総和を考慮する必要は全くない。
ところが、解除部材によって離れ始める方向である第１接触部解除方向の分力ベクトルの力の総和が増えると、第１挟持部１１１が開き始めてしまうため、できる限り当該方向の分力ベクトルの総和を減らす必要がある。
通例の使用状況では、トーションばね１１５が強く両挟持部（１１１、１１２）を挟みつけているため、ファンの荷重（重量）を受けても両挟持部が開き始めることはないが、トーションばね１１５は、消耗品であり経年劣化により挟持力が弱まると、次第にファンの荷重（重量）の影響を受けるようになってくる。

以下、図１５に図示された本発明の１つの態様である実施例１を用いて、第１接触部解除方向の分力ベクトルの総和を計算し、比較対照例のそれと対比することで、本発明の作用を説明する。
実施例１では、第１挟持部１１１は、第１直線部１１１７を有しているため、この部分は動力軸２０と接触しておらず、動力軸の中心から３０°の角度の領域が非接触となっており、３０°～１８０°の領域で動力軸２０と接触している。その結果、動力軸の中心を通る第１接触部解除方向と平行な線と非対称に第１接触部１１１５が配置されている（３０°～９０°の範囲と９０°～１８０℃の範囲）。なお、ここで示した角度は、一つの実施例の角度であり、第１接触部が、動力軸の中心を通る第１接触部解除方向と平行な線と非対称に配置されるのであれば、どのような角度でもよい。

以下、次のようにパラメーターを置く。
ファンの荷重（重量）：２ｗ
動力軸の半径：ｒ
動力中心から第１接触部の角度：θ

実施例１では、側面図である図１２に示されるように動力軸２０と両挟持部（１１１、１１２）が接触する第１接触部１１１５（挟持部に隠れて図示されていない）および第２接触部１１２５（挟持部に隠れて図示されていない）は面である。ところが、ファンの荷重（重量）2ｗは、垂直下方にかかる荷重であり、両挟持部（１１１、１１２）の第１接触部および第２接触部の下端が境界部２０３に接触するため、両接触部の下端に集中的にファンの荷重（重量）がかかることになる。特に、トーションばね１１５が経年劣化で挟持力が弱くなると、ファンの荷重（重量）は、両接触部の下端がテーパー面２０１に乗り上げるように力がかかるため両接触部の下端に集中的にかかる。
これを断面概念図で示せば図１５のように、動力軸の中心からみてθが３０°から１８０°の弧状の接触部領域にファンの全荷重（重量）がかかることになる。その弧の長さは、５/６πｒである。
第２挟持部もファンの荷重（重量）を受けるから、ファンの荷重（重量）２ｗの半分、すなわち、ｗが第１接触部１１１５の下端の弧に均等にかかる。第１接触部１１１５下端の弧の単位長さ当たりにかかるファンの荷重(重量)は数１で示される。

これが、図１５で示される個々の黒矢印で示されるベクトルの長さ（力）になる。
個々のベクトルは、図１５に示されるように、第１挟持部解除方向の分力ベクトルと第１挟持部解除方向と直交する方向のベクトルに分けることができ、第１挟持部解除方向の分力ベクトル成分の力は、sin成分として計算されるから、数２で表される。

第１挟持部１１１にかかる第１挟持部解除方向の分力ベクトルの総和は、数３で表される。第１挟持部解除方向の積分計算において、第１挟持部解除方向の力が、θによって負の成分と正の成分が混在することはないから、絶対値で括ると、数３のように表される。（なお、０°～１８０°でsinが負の値をとることはない。）

計算すると、数４のようになる。

これに対して、比較対照例となる従来技術が図１６である。動力軸の中心を通る第１接触部解除方向と平行な線と、対称か非対称かで相違する以外は同じ条件とするため、図１６の比較対照例は、本発明の実施例の第１接触部１１１５と同じ弧長で動力軸と接触する第１接触部１１１５’を有している。比較対照例では、動力軸の中心を通る第１接触部解除方向と平行な線と対称に第１接触部１１１５‘が配置されており、両側に１５°ずつ動力軸と接触しない領域が設けられている。すなわち、比較対照例では、動力軸に対して、１５°～１６５°の範囲で接触する第１接触部１１１５’が設けられている。
第１挟持部１１１‘にかかる第１挟持部解除方向の分力ベクトルの総和は、数５のように計算される。

本発明（数４）と比較対照例（数５）の結果をみれば明らかなように、動力軸の中心を通る第１接触部解除方向と平行な線と対称に第１接触部１１１５を配置する本発明の方が、第１挟持部解除方向の分力ベクトルの総和が小さい。従来技術と比べ、ファンの荷重（重量）により挟持部が開きにくくなっていることが分かる。

動力軸の中心からみてθが３０°から１８０°の接触部を有する実施例１に限らず、動力軸の中心を通る接触部解除方向と平行な線と非対称な接触部を有するものなら、角度の範囲に限らず対称な接触部を有するものより挟持部解除方向の分力ベクトルの総和は小さくなる。
幾何学的に説明するなら、図１６で示され動力軸の中心を通る接触部解除方向と平行な線と対称な接触部を有する比較対照例において、１５°～３０°の範囲の弧を、１６５°～１８０°の弧へと振り替えたものが本発明の図１５であると考えることができる。９０°に近づくほど第１接触部解除方向の分力ベクトルが増し（ｓｉｎθが大きくなる）、０°または１８０°に近づくほど第１接触部解除方向の分力ベクトルは減る（ｓｉｎθが小さくなる）。
ｓｉｎ（１５°～３０°）＞ｓｉｎ（１６５°～１８０°）が成立することがわかる。対称な接触部を有するものから、弧を振り替えたと考えれば、どのような角度であっても、これを積分した挟持部解除方向の分力ベクトルの総和は小さくなることが分かるであろう。

このように、トーションばね１１５が経年劣化して挟持力が弱まったとしても、ファン４が動力軸２０から軸抜けする危険性を簡単な工夫で減らすことができる。

（挟持部に設けられた直線部）
図１４に示されているように、第１接触部１１１５の一方の端部に第１直線部１１１７が設けられている。第１直線部１１１７は、第１接触部解除向と一致する方向である。
第２挟持部１１２は、図示していないが同様の構成を有している。

第１挟持部１１１は、第１挟持部開閉ガイド部１１１３が、前記したようにファンボスベース１７の挟持部ガイド溝１７２にガイドされ第１挟持部解除方向へ直線的に動く（図７参照）。
図１７は、両挟持部（１１１および１１２）が解除方向に若干移動した状態を示す断面図であり、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２で隠れて見えない部位を含め、説明のため動力軸２０に設けられたテーパー面２０１を図示している。両挟持部（１１１、１１２）挟持部解除方向へ移動したため、両挟持部間には若干の空隙が生じている。
両挟持部が若干移動したとしても、第１直線部１１１７のどこか一ヶ所（１１１６、１１２６）で動力軸２０と接触を保つ。なお、図１７は断面図のため、点で接触しているように示されているが、実際には動力軸の軸方向に線状に接触する接触線１１１６（第１接触線）となっている。第２挟持部１１２も同様であり、第２直線部１１２７上の第２接触線１１２６で接触している。
そして、両挟持部（１１１、１１２）の直線部（１１１７、１１２７）が、その領域外まで移動するまで、動力軸２０を挟み続ける。
テーパー面２０１は、動力装置と逆側（動力軸先端側）に設けられており、ファン４の荷重は、前記したように縮径溝２０２とテーパー面２０１との境界部２０３にかかっている。（図１２参照）
両直線部（１１１７、１１２７）にかかる位置まで両挟持部（１１１、１１２）が開いてしまうと、たった２つの接触線（１１１６、１１２６）で動力軸２０は挟まれているだけになる。しかしながら、一対の接触線（１１１６、１１２６）は、矢印で図示した第１挟持部解除方向および第２挟持部解除方向と直交する方向に挟んでおり、一対の第１接触線１１１６および第２接触線１１２６に対してテーパー面２０１を介してファン４の全荷重がかかっても、両挟持部は解除方向へは動かない。これは、両挟持部（１１１、１１２）は、ファンボスベース１７の挟持部ガイド溝１７２にはめ込まれている（図７参照）ため、構造上接触線（１１１６、１１２６）からテーパー面２０１に向かって動くことができないからである。
この作用を、両挟持部に挟持力を与えるトーションばね１１５が破断するという極端な状態が起きた場合を想定して、具体的に説明する。トーションばね１１５の破断により、両挟持部（１１１,１１２）は動力軸２０を挟持する力を完全に失う。その結果、図１７に示すように、両挟持部（１１１、１１２）の移動により両挟持部間に空隙を生じ始める。
しかし、前記したように挟持ガイド溝１７２にはめ込まれた両挟持部（１１１、１１２）の構造上、第１直線部（１１１７）上の第１接触線（１１１６）は左右のみに動くことが許され、図１７の上方向（テーパー面２０１方向）へ動くことは許されない。同様に、第２接触線（１１２６）も図１７の下方向に動くことは許されない。ファンの全荷重が一対の接触線（１１１６および１１２６）にかかることになるが、両挟持部（１１１、１１２）が互いに上下方向へ離れるように動くことができないため、接触線（１１１６および１１２６）がテーパー面２０１に沿って動くことはなく、動力軸２０を挟み続ける。それどころか、一対の接触線（１１１６、１１２６）は、挟持力を失ってもなお図１７に図示されている方向において互いに上下方向に離れるように動かないため、動力軸２０に設けられたテーパー面２０１でファン４が支えられることとなる。テーパー面２０１より上方側で、一対の接触線（１１１６、１１２６）が動力軸と接触している限り、ファンの軸抜けは防止される。
このように、トーションばね１１５が破断するという極端な状態を想定しても、動力軸２０と両直線部（１１１７、１１２７）上の一対の接触線（１１１６および１１２６）の接触が保たれている限り、テーパー面２０に支えられる形でファン４の軸抜けは完全に防止される。
このように、本発明は、挟持部に直線部を設けるという非常に簡単な工夫で、軸抜けを完全に防止できるというきわめて大きな作用を奏する。

再び図１７を参照されたい、第１接触部解除方向と平行に通る線が記載されている。
動力軸に線状に接触する第１接触線１１１６は、第１挟持部に存在する唯一の接触部であり、動力軸の横断面において、動力軸の中心を通る第１接触部解除方向と平行に通る線を軸として非線対称に配置されていることが分かる。この実施例で明らかなように、本発明でいう動力軸２０と接触する「接触部」とは、面だけではなく線や点を含み得る。

（状態保持部材と解除部材）
状態保持部材１４は次の機能を有する。
（１）ファン４を動力軸２０に装着した際に、ファン４の回転により生じる遠心力により、解除部材１２が着脱装置カバー２５の外へ飛び出さないよう状態を保持する。
（２）ファン４を動力軸２０から取り外すために解除部材１２の操作部１２１を押し込んだ際に、解除状態を保持する。

再び、着脱装置１０の分解図である図６に戻って説明する。離れて図示されているが、解除部材１２の上に状態保持部材１４が当接して設けられている。状態保持部材１４には、第１掛合部１４１および第２掛合部１４２が設けられ、共に解除部材１２と掛け合う。
状態保持部材１４の第１掛合部１４１および第２掛合部１４２は、図８の解除部材掛合部１２４と掛け合うことになる。
さらに、状態保持部材１４を解除部材１２側に押圧する押圧ばね１３が、状態保持部材１４上に当接して設けられる。

（解除部材掛合部１２４と状態保持部材１４の第１掛合部１４１との掛け合い）
図１８は、解除部材１２の上に状態保持部材１４が当接している状態を示す斜視図である。図１８は、状態保持部材１４の第１掛合部１４１と解除部材掛合部１２４は掛け合っておらず、若干の空隙１４６が存在する。ファン取り付け時には、図１８において矢印で示された[第１掛合部１４１と解除部材掛合部１２４との掛け合い時の解除部材移動方向]へ、解除部材１２が移動することにより空隙１４６はなくなり、第１掛合部１４１と解除部材１２４は当接し掛け合う状態となる。
ファンを動力軸に取り付けた状態では、図５に示すように解除部材１２の操作部１２１が、着脱装置カバー２５から飛び出た状態にあり、ファン４の回転による強い遠心力を受けている。状態保持部材１４の第１掛合部１４１と解除部材掛合部１２４が掛け合うことで、遠心力により解除部材１２が操作部１２１方向に飛び出さないようになっている。

（ファン取り外し時の各部材の動き）
次いで、動力軸からファンを取り外す工程を説明する。
動力軸２０からファン４を取り外す際には、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２による挟持を解除すべく、解除部材１２の操作部１２１を押して図１８に矢印で示された[ファン取り外し時の解除部材移動方向]へ解除部材１２を移動させる。
図１０に示すように、トーションばね１１５で、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２は、動力軸を挟持する方向へと常時押圧されており、両挟持部材（１１１、１１２）と接触する解除部材１２の押圧部１２２もトーションばね１１５の押圧力を受けている。トーションばね１１５の押圧力に抗して、解除部材１２を押し込むことで両挟持部材（１１１、１１２）が動力軸２０から離れてゆく。
このとき、解除部材１２の上面と状態保持部材１４の摺動面１４３が摺動し、次第に第２掛合部１４２の方向に、解除部材掛合部１２４が移動する。
状態保持部材１４の上には、押圧ばね１３が設けられているため、状態保持部材１４は、常に解除部材１２側へと押圧されている（図中の矢印で示された［押圧ばね押圧方向］方向参照）。
摺動しながら、第２掛合部１４２の端部に解除部材掛合部１２４が到達したとき、状態保持部材１４は押圧ばね１３の押圧力により下へと押し下げられ、第２掛合部１４２の深くへと解除部材掛合部１２４が押し込まれ掛け合う。押圧ばね１３により解除部材１２が押し込まれた状態が継続されるため、解除部材１２は、前記掛合により動くことができず、ロックされた状態となる。この状態を示すのが、図１９である。
解除部材１２がロックされるため、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２も動力軸２０から離れた状態に維持（ロック）され、ファン４を簡単に抜くことができるようになる。

（ファン装着時の各部材の動き）
ファン装着時には、図１９のように両挟持部が挟持解除状態でロックされており、ファン４を動力軸２０に装着しやすいようになっている。ファンと一体となった着脱装置１０に動力軸（図示せず）を挿入すると、着脱装置１０内に設けられた状態保持部材１４の動力軸当接部１４４に動力軸２０が当接する。当接したまま動力軸２０を押し込み続けると、状態保持部材１４が押圧ばね１３の押圧力に抗して押し上げられ、第２掛合部１４２と解除部材掛合部１２４の掛け合いが外れる。
トーションばね１１５で、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２は、動力軸を挟持する方向へと常時押圧されており、前記掛合が外れると両挟持部（１１１、１１２）は、動力軸を挟持する方向へと移動する。これに伴い、両挟持部材（１１１、１１２）と接触する解除部材１２の押圧部１２２が、両挟持部の移動に伴い押し出され、解除部材１２が移動する。
その後、状態保持部材１４の第１掛合部１４１と、解除部材１２の解除部材掛合部１２４が掛け合って止まるまで摺動する。このようにして、動力軸２０へのファン４の装着が完了する。

＜実施例２＞
実施例１は、図１２に記載のように、縮径部２０２の動力装置とは逆側にテーパー面２０１を設けた態様であった。
実施例２は、テーパー面の無い縮径部を有する動力軸２２にファン４を取り付ける態様である（特許文献３参照）。第１挟持部１１１および第２挟持部１１２の構造は実施例１と全く同じであり、動力軸の構造だけが上記したように異なっている。

図２０（Ａ）は、従来の挟持部の構造において、ファンの振動が動力軸の縮径溝に与える影響を示す概念図である。消耗品であるコイルばねが劣化し挟持力が弱まると、ファン４が高速で回転しているため、動力軸２０に対してファン４がランダムな方向に振動を起こし、ファン４に設けられている両挟持部（１１１、１１２）が、動力軸２０にぶつかる。動力軸２０と第１接触部（太線）１１１５との間の空隙は、両者が振動によりぶつかった結果生じた空隙を示している。
この振動は、図２０（Ｂ）に示すように、ファン４に設けられた部材である第１挟持部１１１および第２挟持部１１２に対して反力となって、両挟持部材（１１１、１１２）を押し広げる力となって作用する。
この内、Ｃで示された成分は、動力軸２０を前記第１接触部１１１が挟持している状態から、解除部材によって離れ始める方向である第１接触部解除方向と９０°ずれた方向の力であり、この方向に第１挟持部１１１が力を受けたとしても、構造上第１挟持部が開くことはない。
ところが、Ａで示された成分は、第１接触部解除方向と完全に一致する方向の力を含んでおり、第１挟持部１１１を開く方向に作用する。
Ｂで示された成分は、その一部に第１接触部解除方向と一致する方向の成分の力を含んでいる。
これは、動力軸にテーパー面を設けた実施例１の態様と同じである（図１５参照）。

図２０（Ｂ）のように、動力軸２０と両挟持部（１１１、１１２）間に一旦空隙が生じると、より振動の振幅は大きくなり、両挟持部（１１１、１１２）を押し広げる力が急速に増し、最悪の場合、ファン４が脱落する。
ファンが脱落するまで至らなくとも、振動により騒音が発生する。

そのため、動力軸４と両挟持部（１１１、１１２）の接触部が離れ始めないようにする、すなわち、空隙が生じることを防ぐことが重要となる。

第１接触部１１１５が、動力軸２０の中心を通る第１接触部解除方向と平行な線と非対称に配置されていること、および／または、第２接触部１１２５が、動力軸の横断面において、前記動力軸の中心を通る前記第２接触部解除方向と平行に通る線を軸として非線対称に配置されている作用は、 [００２９]～［００３８］の（本発明の作用）で説明したのと同様である。
従来のものと比較して、トーションばねが経年劣化して挟持力が弱まったとしても、ファンの振動により、両挟持部（１１１、１１２）と動力軸２０との接触部が解除方向に移動する危険性を低減できる。

（他の態様）

(挟持部材に複数箇所の接触部を設ける態様)
第１挟持部１１１または第２挟持部１１２は、接触線１１１６に加え、複数箇所の接触部１１１５を有してもよい。

(接触線や接触点を含む態様)
第１挟持部１１１または第２挟持部１１２は、動力軸に点で接触する接触点、動力軸に線状に接触する接触線１１１６を含んでもよい。

（回転体）
実施例では、回転体をファン４として説明したが、図４のグリスフィルタ８の着脱装置１０であってもよい。グリスフィルタ８はファン４と異なり、大きな抜け荷重がかかることはない。しかしながら、グリスフィルタ８は高速で回転しており、挟持部材１１を閉める方向に付勢しているトーションばね１１５が劣化すると、動力軸２０とグリスフィルタ８との間で振動が起き、騒音が発生する。また、振動により、グリスフィルタ８が抜け落ちることもあり得る。本発明の構成を採ることで、騒音や軸抜けを防止することができる。
また、回転体をファンとした場合、シロッコファン、遠心ファン、軸流ファン等、ファンの種類を問わない。

（ばね）
実施例では、トーションばね１１５と押圧ばね１３が使用されているが、板ばねやコイルばね等、同等の機能を発揮する部品であればどのようなものでも使用できる。ばねに限らず、ゴム等の弾性体であってもよい。

（動力軸の形状）
図１２に記載のように縮径溝部とテーパー面を有する動力軸でもよいが、動力軸の形状は、縮径溝の無い拡径部を有するものでもよい。また、拡径部にテーパー面はなくてもかまわず、動力軸の形状は、いかなるものであってもよい。

さらに、実施例では、動力軸の断面形状が円形であったが、六角形や八角形のように多角形でもよい。

（解除方向）
実施例１では、解除方向がファンボスベース１７には挟持部ガイド溝１７２に沿って、左右に平行に、すなわち、両挟持部（１１１、１１２）が互いに１８０°逆方向に離れる態様を示した。（図７参照）
第１挟持部１１１と第２挟持部１１２の解除方向は、それぞれどのような方向に移動するものでもよい。
また、各々の挟持部が、円弧状に移動するものであってもよい（特許文献３の図９）。この場合、各々の挟持部の円弧状の移動軌跡が、第１接触部解除方向および第２接触部解除方向となるわけではなく、本発明の「前記動力軸を前記第１接触部および前記第２接触部が挟持している状態から、前記解除部材によって離れ始める方向を、それぞれ第１接触部解除方向または第２接触部解除方向」とする定義に従い、円弧状に移動する際、接触部が離れ始める方向が第１接触部解除方向または第２接触部解除方向となる。

（第１挟持部と第２挟持部にある接触部の面積および配置）
実施例では、説明を簡略にするため第２挟持部について詳しく言及してこなかったが、第１挟持部１１１の接触部の面積と第２挟持部の接触部の面積が異なっていてもよい。また、接触部の配置が第１挟持部と第２挟持部で異なっていてもよい。

（動力軸の方向）
実施例では、動力軸２０が垂直に設けられているものを中心に説明したが、動力軸２０は水平であっても、傾斜していてもよい。動力軸２０の角度にかかわらず、第１挟持部１１１および第２挟持部１１２を挟持する力が弱まれば、振動や軸抜けが起きる。この点については、動力軸の角度がどうあれ事情は変わらない。

以上のように、本発明は、ファン等の回転体の回転中に、解除方向に挟持部材が移動しないようにしたものである。加えて、移動したとしても安全が保てるように、様々な手段を加えることで、多重的に軸抜け防止や回転体の振動低減を図ることができる。

１ レンジフード
２ フード
３ 送風機ボックス
４ ファン
５ 内面パネル
６ 連通口
７ 整流板
８ グリスフィルタ
８１ グリスフィルタのモータ
９ ファンのモータ
１０ 着脱装置
１１ 挟持部材
１１１ 第１挟持部
１１１３ 第１挟持部開閉ガイド部
１１１４ 解除部材移動ガイド部
１１１５ 第１接触部
１１１６ 動力軸方向に直線的に接触する第１接触部の第１接触線
１１１７ 第１直線部
１１１９ 第１挟持部の係合部
１１２ 第２挟持部
１１２９ 第２挟持部の係合部
１１２５ 第２接触部
１１２６ 動力軸方向に直線的に接触する第２接触部の第２接触線
１１２７ 第２直線部
１１２３ 第２挟持部開閉ガイド部
１１５ トーションばね
１２ 解除部材
１２１ 解除部材の操作部
１２２ 押圧部
１２３ 規制部
１２４ 解除部材掛合部
１３ 押圧ばね
１４ 状態保持部材
１４１ 第１掛合部
１４２ 第２掛合部
１４３ 摺動面
１４４ 動力軸当接部
１４６ 空隙

１５ プレート
１５２ プレート取付孔
１７ ファンボスベース
１７１ ファンボスベース取付孔
１７２ 挟持部ガイド溝
１７３ ガイド部
１８ ファンボス固定金具
１８１ ファンボス取付孔
２０ 動力軸
２０１ 動力軸のテーパー面
２０２ 動力軸の縮径部
２０３ 境界部
２５ 着脱装置カバー
３０ 着脱装置取付孔

Claims (6)

1. 動力軸と回転体とを着脱可能に保持する着脱装置であって、
   前記動力軸は、拡径部または縮径溝部を有し、
   前記回転体は、付勢力により前記動力軸を挟持する挟持部材を有し、
   前記挟持部材は、前記動力軸を挟持する第１挟持部および第２挟持部を有し、
   前記第１挟持部は、前記動力軸と接触する第１接触部を有し、
   前記第２挟持部は、前記動力軸と接触する第２接触部と有し、
   前記第１接触部および前記第２接触部は、前記動力軸の前記拡径部より動力装置側を挟持するか、または、前記縮径溝部を挟持し、
   前記第１接触部および前記第２接触部が互いに前記動力軸から離れるように、前記第１挟持部および前記第２挟持部を移動させることにより解除状態となる解除部材を有し、
   前記動力軸を前記第１接触部および前記第２接触部が挟持している状態から、前記解除部材によって離れ始める方向を、それぞれ第１接触部解除方向または第２接触部解除方向と呼び、
   前記第１接触部は、前記動力軸の横断面において、前記動力軸の中心を通る前記第１接触部解除方向と平行に通る線を軸として非線対称に配置されているか、
   および／または、
   前記第２接触部は、前記動力軸の前記横断面において、前記動力軸の中心を通る前記第２接触部解除方向と平行に通る線を軸として非線対称に配置されていることで、
   前記着脱装置に前記動力装置から離れる方向に力が加わったさいに、前記第１接触部解除方向および／または前記第２接触部解除方向と異なる方向の成分を含む力を、前記第１接触部および／または前記第２接触部が前記動力軸から受けることを特徴とする着脱装置。
   
2. 前記動力軸の前記縮径溝部において、第１接触部および第２接触部で挟持される位置から少なくとも動力装置とは逆側の溝面が、テーパー面となっている請求項１記載の着脱装置。
3. 前記拡径部は、第１接触部および第２接触部で挟持される位置に向かって、テーパー面となっている請求項１記載の着脱装置。
4. 第１挟持部は、その端部に第１接触部解除方向と一致する方向へ直線状に延びた第１直線部を有し、第１直線部は、挟持部材が第１接触部解除方向に移動しても、そのいずれかの箇所で前記動力軸と接触し、および／または
   第２挟持部は、その端部に第２接触部解除方向と一致する方向へ直線状に延びた第２直線部を有し、第２直線部は、挟持部材が第１接触部解除方向に移動しても、そのいずれかの箇所で前記動力軸と接触する
   ように構成される請求項１～３のいずれか１項に記載の着脱装置。
5. 前記解除部材は、前記挟持部材の付勢力に抗して挟持部材が開く方向に押圧する押圧部を有し、
   前記解除部材の押圧部は、解除操作されることにより、前記付勢力に抗して前記挟持部材の被押圧部を押圧し、前記挟持部材が挟持解除位置へ移動することで、挟持状態が解除されるべく構成され、
   前記解除部材は、前記挟持状態において、前記挟持部材が所定距離以上移動することを規制する規制部材を有し、
   前記規制部材は前記挟持部材の係合部にはまるように配置されている、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の着脱装置。
6. 請求項１～５記載の着脱装置を備えたレンジフード。

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