特許 6090733 送風機用シャフト及び送風機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6090733

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】送風機用シャフト及び送風機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/053 20060101AFI20170227BHJP

   F04D 25/08 20060101ALI20170227BHJP

   F04D 29/05 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/053 Z

   F04D25/08 303

   F04D29/05 C

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-122293(P2012-122293)

(22)【出願日】2012年5月29日

(65)【公開番号】特開2013-245657(P2013-245657A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2015年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(72)【発明者】

【氏名】成田 透

【審査官】 佐藤 秀之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０１６８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２０６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０６２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４５４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００７３２８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／０５３

Ｆ０４Ｄ ２５／０８

Ｆ０４Ｄ ２９／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送風機用シャフトであって、
送風機の軸受によって支持される本体部と、先端部と、前記本体部と前記先端部との間に設けられ、送風機の止め輪が取り付けられる溝部と、からなり、
前記本体部が、当該本体部の外周面と当該溝部の溝面が交差する端部を有し、
前記端部が、円弧の面となるように形成されており、
前記先端部は先が窄まっており、
前記先端部の最大径が、前記本体部の径よりも小さくなるように形成されている
ことを特徴とする送風機用シャフト。

【請求項2】

前記円弧の面が、前記外周面と前記溝面のそれぞれの面と連続するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風機用シャフト。

【請求項3】

前記円弧の面が、前記外周面と前記溝面のそれぞれの面と交差するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風機用シャフト。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の送風機用シャフトは、
予め定められた形状のケーシングの中央部に一対の軸受を収納するための軸受箱部が設けられ、当該軸受に挿入されたシャフトの本体部が前記軸受によって回転自在に支持され、当該シャフトの溝部に止め輪が取り付けられ固定されるように形成された送風機に用いられるシャフトであることを特徴とする送風機用シャフト。

【請求項5】

予め定められた形状のケーシングの中央部に軸受を収納する軸受箱部を有し、当該軸受により回転自在に支持したシャフトに回転子を保持し、前記軸受箱部の外周部にステ−タ鉄心及びコイルからなる固定子を保持し、前記回転子には、当該固定子から予め設定された空隙を空けてリング状のマグネットを設け、前記コイルの引出し端子に当該コイルに対する電流制御を行う電子回路を備えたＰＣボードを接続した送風機であって、
更に前記シャフトの抜け止め用の止め輪を有し、
前記シャフトは、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の送風機用シャフトであり、
前記シャフトの本体部は前記軸受によって支持され、そして、
前記シャフトの溝部に前記止め輪が取り付けられていることを特徴とする送風機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は送風機に関し、特に送風機用シャフトに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、パソコン、サーバ、複写機、事務機器などの各種機器においては、冷却のために送風機が用いられている。このような各種機器には、多数の電子部品がケーシング内に収納されており、これらの電子部品が、ケーシング内部で熱を発生することにより、破損してしまうということが起こりうる。この破損を避けるために、ケーシングの側壁に通気口を設け、この通気口に送風機が取り付けられ、ケーシング内部の熱を外部に放出するようにしている。

【0003】

このような従来の技術は、例えば、特許文献１に記載されている。以下、特許文献１に記載の送風機について、図５、図６を用いて説明する。図５に示すとおり、ケーシング１は筒状のベンチュリー部２を形成している。ベンチュリー部２の内側には環状の絞り部としての突部となるように緩い傾斜角度の斜面が形成されている。図５の下側に位置するベンチュリー部２の一端側の中央部分には、モータベース３が一体的に成形されている。

【0004】

モータベース３は、環状のベース本体４の孔の部分に垂設された筒状の軸受箱部５と、このベース本体４の外周縁部に軸受箱部５と同方向に曲げて形成されたベースフランジ６とを有する。軸受箱部５の内側には、環状の床の中央床部７が形成されており、軸受箱部５内を上側の室を第１室、下側の室を第２室として２つの室に区画されている。

【0005】

軸受箱部５には、第１室及び第２室のそれぞれに配置されるように第１軸受１０と第２軸受１１が嵌合され、これら第１軸受１０と第２軸受１１は、中央床部７の孔を通して挿通されたシャフト１２を、２箇所で回転自在に支持している。軸受箱部５の中央床部７より下側の基端側部分５ａに比して上側の先端端側部分５ｂは肉厚が薄く設定されており、軸受箱部５の外周側には段差が形成されている。

【0006】

シャフト１２の一端部には抜け止め用の止め輪１３が装着され、シャフト１２の他端部にはローレット１４が刻設されている。シャフト１２のローレット１４の形成部分にはカップ状のモータヨーク１５が、インサート成形により保持されている。モータヨーク１５には、インペラ１６が嵌挿されている。このインペラ１６は、筒状でモータヨーク１５に嵌合するインペラ本体と、インペラ本体の外周に形成された複数枚の羽根からなる羽根１８とを有する。モータヨーク１５の内周側には、リング状のマグネット１９が接着固定されている。

【0007】

軸受箱部５の外側には固定子２０が接着固定されている。この固定子２０は、ステ−タ鉄心２１と、このステ−タ鉄心２１に巻回されたコイル２２と、ステ−タ鉄心２１とコイル２２との間の絶縁体２３とから構成されている。固定子２０の一端側にはＰＣボード２４が配置されている。

【0008】

ＰＣボード２４は、コイル２２に設けたターミナル２５を介してコイル２２に接続した電子回路を有する。この電子回路には、ＰＣボード２４に搭載される電子部品を含むものとなっている。この電子回路は、コイル２２に対する電流制御を行ってマグネット１９との間の電磁力によりマグネット１９とインペラ１６を回転制御する。

【0009】

すなわち、マグネット１９及びモータヨーク１５などを有する回転子と固定子２０とがブラシレスモータとしての機能を有する。ターミナル２５とＰＣボード２４とは半田付けにより接続されている。また、電子回路を介してコイル２２に電力供給するリード線２６、及び第１軸受１０のスラスト荷重用のコイルスプリング２７が設けられている。

【0010】

上記の送風機は、ベンチュリー部２内で、インペラ１６の羽根１８が回転することにより軸方向に風の流れを作るようにしており、この風により、各種機器のケーシングの内部を冷却し、各種機器に設けられた電子部品の発熱による損傷を防止するようにしている。

【0011】

以上が従来の送風機についての説明である。次に、図６を用いて従来の送風機に用いられるシャフトについて説明する。図６に示すとおり、従来の送風機用シャフトであるシャフト１２は、第１軸受１０と第２軸受１１で支持される本体部５０、止め輪１３を嵌着するための溝部５１、及び先端部５２から構成されている。溝部５１は矩形状の側面を有しており、本体部５０の溝部５１側には端部６０が形成され、先端部５２の溝部５１側には端部６１が形成されている。また、先端部５２は溝部５１側が本体部５０と同じ外形寸法の円柱形状であり、図示下方向はシャフト１２を第１軸受１０へ挿入する際の案内のために円錐台形状となっている。
このようなシャフト１２を送風機に取り付ける構造として、シャフト１２の一端部の溝部５１に対して、抜け止め用の止め輪１３が装着されるようになっている。

【0012】

小型の送風機に用いられるシャフト１２は、直径が４ｍｍ以下のものがあり、適応する止め輪１３は、厚さが０．２５ｍｍから０．４ｍｍ程度の薄いものである。このような止め輪１３に適する溝部５１の軸方向長さである幅は０．３ｍｍから０．５ｍｍとなる。

【0013】

このように溝部５１の幅が狭いことから、本体部５０と溝部５１との境界及び溝部５１と先端部５２との境界に発生したバリの除去が困難であり、バレル研磨でも、メディアが境界部に接触し難いため、バリの除去に時間を要する。また、軸受挿入時に、第１軸受１０などが端部６０に引っかかってしまうことより、第１軸受１０などに大きな負荷がかかることになり、軌道面や転動体が損傷してしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００１−２４５４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

上記のとおり、従来の送風機用シャフトは、溝部の幅が狭いため、本体部と溝部との境界及び先端部と溝部との境界に発生したバリの除去が困難であるという問題がある。また、溝面と本体部の外周面が交差する部分はエッジを有しており、軸受挿入時に引っかかることがあり、転がり軸受に大きな負荷がかかることで、軌道面や転動体が損傷するという問題がある。本体部のエッジが軸受挿入時に引っかかることを防ぐため、本体部のガイドとして、先端部の溝部側外径を本体部の外径と同じ寸法にし、さらに、先端部の溝部側を軸受へ挿入し易くするためのガイドとして、先端部の一端側を円錐台形状としている。このように、送風機用シャフトを軸受へ挿入し易くするためのガイド構造を先端部に重ねて設ける必要があるため、シャフトの全長が長くなってしまう問題がある。

【0016】

本発明は上記の課題に鑑み、シャフト製作時のバリ取り処理が容易となる送風機用シャフト及び送風機を提供することを目的としている。また、シャフトの軸受挿入時の引っかかりがなくなるような送風機用シャフト及び送風機を提供することを目的としている。さらに、シャフトの軸受挿入時の引っかかりがなく、全長の短い送風機用シャフト及び送風機を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明に係る送風機用シャフトは、本体部と溝部と先端部とからなり、当該本体部の外周面と当該溝部の溝面が交差する端部を有する送風機用シャフトであって、前記端部が、円弧の面又は角度をもって交差する直線の面となるように形成されていることを特徴とする。

【0018】

また、本発明に係る送風機用シャフトは、前記円弧の面が、前記外周面と前記溝面のそれぞれの面と連続するように形成されていることを特徴とする。

【0019】

また、本発明に係る送風機用シャフトは、前記円弧の面が、前記外周面と前記溝面のそれぞれの面と交差するように形成されていることを特徴とする。

【0020】

また、本発明に係る送風機用シャフトは、前記先端部の径が、前記本体部の径よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする。

【0021】

また、本発明に係る送風機用シャフトは、予め定められた形状のケーシングの中央部に一対の軸受を収納するための軸受箱部が設けられ、当該軸受に挿入されたシャフトが回転自在に支持され、当該シャフトの先端に設けられた溝に止め輪が取り付けられ固定されるように形成された送風機のシャフトとして用いられることを特徴とする。

【0022】

本発明に係る送風機は、予め定められた形状のケーシングの中央部に軸受を収納する軸受箱部を有し、当該軸受により回転自在に支持したシャフトに回転子を保持し、前記軸受箱部の外周部にステ−タ鉄心及びコイルからなる固定子を保持し、前記回転子には、当該固定子から予め設定された空隙を空けてリング状のマグネットを設け、前記コイルの引出し端子に当該コイルに対する電流制御を行う電子回路を備えたＰＣボードを接続した送風機であって、前記シャフトは、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の送風機用シャフトであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係る送風機用シャフトは、送風機の軸受によって支持される本体部と、先端部と、前記本体部と前記先端部との間に設けられ、送風機の止め輪が取り付けられる溝部と、からなり、前記本体部が、当該本体部の外周面と当該溝部の溝面が交差する端部を有し、前記端部が、円弧の面又は角度をもって交差する直線の面となるように形成されていることを特徴とする。

【0024】

また、本発明によれば、溝面とシャフト外周面が交差するエッジ部分を、円弧の面又は角度をもって交差する直線の面となるように形成したことで、軸受の挿入時に引っかかりのない送風機用シャフト及びこのシャフトを用いた送風機を提供することができる。

【0025】

また、本発明によれば、シャフトの先端部の径を本体部の径よりも小さくすることで、軸受にシャフトを挿入する際に、軸受がエッジに引っかかり、噛みこんでしまうということのない構成とすることができ、シャフトの軸受への挿入が容易な全長の短い送風機用シャフト及びこのシャフトを用いた送風機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態の送風機を示す断面図である。

【図2】実施形態の送風機用シャフトを示す側面図である。

【図3】実施形態の送付機用シャフトを示す拡大側面図である。

【図4】実施形態の送風機用シャフトを示す拡大側面図である。

【図5】従来の送風機を示す断面図である。

【図6】従来の送風機用シャフトを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

また、本発明に係る送風機用シャフトは、予め定められた形状のケーシングの中央部に一対の軸受を収納するための軸受箱部が設けられ、当該軸受に挿入されたシャフトの本体部が前記軸受によって回転自在に支持され、当該シャフトの溝部に止め輪が取り付けられ固定されるように形成された送風機に用いられるシャフトであることを特徴とする。

【0028】

本発明に係る送風機は、予め定められた形状のケーシングの中央部に軸受を収納する軸受箱部を有し、当該軸受により回転自在に支持したシャフトに回転子を保持し、前記軸受箱部の外周部にステ−タ鉄心及びコイルからなる固定子を保持し、前記回転子には、当該固定子から予め設定された空隙を空けてリング状のマグネットを設け、前記コイルの引出し端子に当該コイルに対する電流制御を行う電子回路を備えたＰＣボードを接続した送風機であって、更に前記シャフトの抜け止め用の止め輪を有し、前記シャフトは、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の送風機用シャフトであり、前記シャフトの本体部は前記軸受によって支持され、そして、前記シャフトの溝部に前記止め輪が取り付けられていることを特徴とする。

【0029】

ケーシング１は、例えば筒状であり、中央部に一対の第１軸受１０と第２軸受１１を収納するための軸受箱部５が設けられている。第１軸受１０と第２軸受１１には、シャフト１２ａが隙間嵌めで挿入され、回転自在に支持される。シャフト１２ａは先端に溝を有し、この溝が下側の軸受内輪下部に面した位置で、この溝に止め輪１３が取り付けられて、下側の軸受内輪下端部に軸方向に固定される。シャフト１２の上側の軸受内輪上端部には、軸受を定圧予圧するための弾性体であるコイルスプリング２７が取り付けられている。止め輪１３とコイルスプリング２７により、軸受には背面組合せの予圧が与えられる。

【0030】

軸受箱部５の外周部に、ステ−タ鉄心２１及びコイル２２からなる固定子２０を保持し、回転子８には、固定子２０から予め定められた空隙を空けて、リング状のマグネット１９が設けられており、コイル２２の引出し端子に、この２２コイルに対する電流制御を行う電子回路を備えたＰＣボード２４が接続されている。

【0031】

シャフト１２ａについては、後述のとおり、止め輪１３を取り付ける溝の形状に特徴を有している。この送風機の基本的な構成は、従来の例で説明した送風機と同様の構成であり、詳細な説明は省略する。以下、本発明の送風機用シャフトであるシャフト１２ａについて説明する。

【0032】

図２から図４を用いて、本発明の送風機用シャフトの実施形態について説明する。図２は、図１に示す送風機に用いられるシャフト１２ａを拡大した図であり、このシャフト１２ａは、実施形態に係る送風機用シャフトである。シャフト１２ａは、図２に示すとおり、第１軸受１０と第２軸受で支持される本体部５０ａ、止め輪１３を嵌着するための溝部５１ａ、及び先端部５２ａから構成されている。

【0033】

本体部５０ａは、従来の例において端部６０であった部分が加工され、端部７０を有している。すなわち、端部７０は、本体部５０ａの外周面と溝部５１ａの溝面が交差する部分において円弧の面となるように形成されている。上記の従来の例では、溝部５１が矩形の側面を有しており本体部５０と溝部５１との境界及び溝部５１と先端部５２との境界に発生したバリの除去が困難であった。

【0034】

しかし、エッジを有する端部６０を、上記のとおり円弧の面を有する端部７０とすることで、本体部５０ａと溝部５１ａとの境界及び溝部５１ａと先端部５２ａとの境界に発生したバリの除去が可能となる。すなわち、バレル研磨であっても、メディアが境界部に接触しやすくなり、バリの除去が容易となる。

【0035】

また、軸受挿入時に、第１軸受１０などが端部７０に引っかかってしまうということはなく、第１軸受１０などに大きな負荷がかかることがなく、軌道面や転動体が損傷してしまうということを避けることができる。この例においては、シャフト１２ａは、従来のシャフト１２と同様に、直径が４ｍｍ以下のものであるが、これに限定されず、直径が４ｍｍを超えるシャフトに本実施形態の構成を用いてもよい。

【0036】

なお、シャフト１２ａを送風機に取り付ける構造としては、このシャフト１２ａの一端部である溝部５１ａに対して、抜け止め用の止め輪１３が装着される。このような装着において、先端部５２ａの端部６１は、止め輪１３の抜け止めに必要なエッジであり、従来の例と同様な構成となっている。

【0037】

すなわち、止め輪１３をシャフト１２ａの溝部５１ａに装着すると、止め輪１３の上面は転がり軸受内輪の下面に接し、止め輪１３の下面はシャフト１２ａの溝部５１ａの下側面、すなわち先端部５２aの上側面に接する。このように溝部５１ａに近接する本体部５０ａの端部７０を円弧形状としても、止め輪１３は端部６１と接し、シャフト１２ａの抜け止めとしての機能を有している。

【0038】

次に、図３、図４を用いてシャフト１２ａの具体的な例について説明する。図３はシャフト１２ａを示す拡大図であり、端部７０ａは、図２に示す端部７０の具体的な一例を示している。端部７０ａは、円弧の面であり、本体部５０ａと溝部５１ａとの境界に配置されるように形成され、図３に示すように、本体部５０ａのシャフト外周面と溝部５１ａの溝面とのそれぞれの面と連続するように形成されている。

【0039】

このような端部７０ａを有するシャフト１２ａは、本体部５０ａと溝部５１ａとの境界が円弧の面で連続するように形成されており、メディアがこの境界に接触しやすくなり、バリの除去が容易となり、軸受挿入時の引っかかりのない構成とすることができる。すなわち、図３に示すように、本体部５０ａと溝部５１ａとの境界面である境界７１ａと境界７１ｂとにおいて、接線が一致する形状となっている。このような円弧の面が連続している境界７１ａと境界７１ｂを有することにより、シャフト１２ａは、特に、これらの部分での引っかかりのない構成とすることができる。

【0040】

図４は、シャフト１２ａを示す拡大図であり、端部７０ｂは、図２に示す端部７０の具体的な他の一例を示している。端部７０ｂは、円弧の面であり、本体部５０ａと溝部５１ａとの境界に配置されるように形成され、図４に示すように、本体部５０ａのシャフト外周面と溝部５１ａの溝面とのそれぞれの面と交差するように形成されている。このような端部７０ｂを有するシャフト１２ａは、上記の端部７０ａを有するシャフト１２ａと同様の効果を有する。すなわち、図４に示すように、本体部５０ａと溝部５１ａとの境界面である境界７２ａと境界７２ｂとにおいて、接線がある角度をもつような形状となっている。このような円弧の面が交差する境界７２ａと境界７２ｂを有することにより、シャフト１２ａは、特に、端部７０ｂを形成するための加工を、境界７２ａと境界７２ｂを交差のない連続した面とする必要がないことより、容易に行うことができる。

【0041】

また、上記の端部７０ｂは、円弧の面であるが、角度をもって交差する直線の面であってもよい。すなわち、この構成は、角度をもって交差する直線の面が、本体部５０ａのシャフト外周面と溝部５１ａの溝面とのそれぞれの面と交差するように形成されている。このような端部を有するシャフト１２ａは、上記の端部７０ａ又は７０ｂを有するシャフト１２ａと同様の効果を有する。

【0042】

なお、ここでいう円弧の面とは、図３、図４に示すように、本体部５０ａのシャフト外周面と溝部５１ａの溝面との境界の部分に形成された溝部の形状が、側面（断面）において円弧になることをいう。また、角度をもって交差する直線の面とは、本体部５０ａのシャフト外周面と溝部５１ａの溝面との境界の部分に形成された溝部の形状が、側面（断面）において直線になることをいう。また、ここでいう円弧とは、直線でない線、すなわち、曲線を含む線をいう。

【0043】

次に、実施形態のシャフト１２ａについてさらに説明する。上記の従来のシャフト１２においては、先端部５２の径を本体部５０の径よりも小さくした場合に、第１軸受１０と第２軸受１１にこのシャフト１２を挿入する際、これらの軸受が端部６０に引っかかり、噛みこんでしまうということが生じる。しかし、上記のように端部６０を端部７０とすることにより、端部６０のエッジがなくなり、このような噛みこみは生じない。このような実施形態の構成とすることで、シャフト１２ａの先端部５２ａの径である図２に示す径ｄ２を、本体部５０ａの径である図２に示す径ｄ１よりも小さくすることが可能となる。

【0044】

すなわち、先端部５２ａの径ｄ２は、本体部５０ａの径ｄ１よりも小さくなるように形成される。このような構成において、軸受にシャフトを挿入する際に、軸受がエッジに引っかかり、噛みこんでしまうということに対して、シャフトの先端部の径を本体部の径よりも小さくすることで、引っ掛かりや噛みこみのない構成とすることができる。また、このような構成により、シャフトの軸受への挿入が容易かつ、全長の短いシャフトとすることができる

【符号の説明】

【0045】

１ ケーシング
２ ベンチュリー部
３ モータベース
４ ベース本体
５ 軸受箱部
５ａ 基端側部分
５ｂ 先端側部分
６ ベースフランジ
７ 中央床部
８ 回転子
１０ 第１軸受
１１ 第２軸受
１２，１２ａ シャフト
１３ 止め輪
１４ ローレット
１５ モータヨーク
１６，１６ａ インペラ
１７ａ ボス部
１７ｂ ハブ
１８ 羽根
１９ マグネット
２０ 固定子
２１ ステータ鉄心
２２ コイル
２３ 絶縁体
２４ ＰＣボード
２５ ターミナル
２６ リード線
２７ コイルスプリング
５０，５０ａ 本体部
５１，５１ａ 溝部
５２，５２ａ 先端部
６０，６１，７０，７０ａ，７０ｂ 端部
７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ 境界
ｄ１，ｄ２ 径

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図1】