特許 6180190 送風ファン

(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】6180190

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】送風ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20170807BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/28 L

   F04D29/28 J

   F04D29/28 R

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-111787(P2013-111787)

(22)【出願日】2013年5月28日

(65)【公開番号】特開2014-231753(P2014-231753A)

(43)【公開日】2014年12月11日

【審査請求日】2016年5月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000152826

【氏名又は名称】株式会社日本クライメイトシステムズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永岡 修治

(72)【発明者】

【氏名】藤本 和己

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−００９７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１８７５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーターが有する丸棒からなる回転軸に取り付けられ、該モーターにより回転駆動される送風ファンにおいて、
上記送風ファンは、上記回転軸が挿入され、該回転軸と結合する樹脂製のボス部と、該ボス部から上記回転軸の径方向に離れて設けられた樹脂製の羽根部とを備え、
上記ボス部は、上記羽根部を構成する樹脂材よりも高い強度を持った樹脂材で構成され、上記羽根部を構成する樹脂材と上記ボス部を構成する樹脂材とは溶着されて一体成形されていることを特徴とする送風ファン。

【請求項2】

請求項１に記載の送風ファンにおいて、
上記送風ファンは、上記ボス部から上記羽根部まで延び、上記ボス部と上記羽根部とを繋ぐ繋ぎ部を備え、
上記ボス部を構成する樹脂材と、上記羽根部を構成する樹脂材とは、上記繋ぎ部において溶着されていることを特徴とする送風ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば空調装置等に使用される送風ファンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば空調装置の送風ユニットは、送風ファンと、送風ファンを駆動するためのモーターとを備えており、モーターの回転軸に送風ファンが結合されて一体化している（例えば、特許文献１〜４参照）。特許文献１のモーターの回転軸の断面はＤ型であり、送風ファンのボス部のうち、シャフトと接触する部位には、機械的強度の高い材質で成形したインサート部材を圧入するようにしている。

【0003】

また、特許文献２〜４のモーターの回転軸の断面は円形である。特許文献２では、送風ファンのボス部の外周面を覆う形状の回り止めキャップをボス部に取り付けることで回転軸の空回りを防止している。また、特許文献３では、送風ファンに別体の回り止め部材を設けて回転軸の空回りを防止している。さらに、特許文献４では、送風ファンのボス部の外側にスプリングを圧入嵌合することで回転軸の空回りを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−３４３９９７号公報

【特許文献2】特開２００１−１２４１０１号公報

【特許文献3】特許第３８０１１０２号公報

【特許文献4】実開平６−２８２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１のようにモーターの回転軸の断面をＤ型にする場合には、一般の丸棒材の外面を切削してＤ型にしなければならないので加工費が嵩むとともに、一部を切削していることによる回転のアンバランスが生じやすいという問題がある。

【0006】

そこで、特許文献２〜４のようにモーターの回転軸の断面を円形にすることで、丸棒材への切削加工を不要にし、かつ、回転バランスを良好にすることが考えられる。しかしながら、回転軸の断面を円形にすると回転トルクが作用した際に回転軸が空回りしやすくなる。

【0007】

このことに対して、特許文献２〜４のものでは、上述したように回り止めキャップ、回り止め部材、スプリングをそれぞれ用意しなければならず、部品点数が増加する。そして、送風ファンをモーターに組み付ける際には、これら部材を送風ファン本体とは別に組み付ける作業が必要になり、作業工数も増加するのでコスト高となる。

【0008】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数の増加を招くことなく、送風ファンの空回りを低コストで防止できるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、第１の発明では、ボス部を高強度材料とし、羽根部をボス部の材料よりも低強度で安価な材料とし、これらを一体成形するようにした。

【0010】

第１の発明は、モーターが有する丸棒からなる回転軸に取り付けられ、該モーターにより回転駆動される送風ファンにおいて、
上記送風ファンは、上記回転軸が挿入され、該回転軸と結合する樹脂製のボス部と、該ボス部から上記回転軸の径方向に離れて設けられた樹脂製の羽根部とを備え、
上記ボス部は、上記羽根部を構成する樹脂材よりも高い強度を持った樹脂材で構成され、上記羽根部を構成する樹脂材と上記ボス部を構成する樹脂材とは溶着されて一体成形されていることを特徴とする。

【0011】

この構成によれば、送風ファンのボス部にモーターの回転軸を挿入することで、ボス部が回転軸と結合する。この状態で、ボス部は羽根部を構成する材料よりも高い強度を持っているので、回転軸に対して高い嵌合力で結合し、回転軸の空回りが防止される。一方、羽根部を比較的低強度の材料で構成するので、送風ファンの全体を高い強度の材料で構成する場合に比べて送風ファンを低コストにすることが可能になる。また、ボス部と羽根部とが一体成形であるため、部品点数や組み付け工数が増加することはない。

【0012】

第２の発明は、第１の発明において、
上記送風ファンは、上記ボス部から上記羽根部まで延び、上記ボス部と上記羽根部とを繋ぐ繋ぎ部を備え、
上記ボス部を構成する樹脂材と、上記羽根部を構成する樹脂材とは、上記繋ぎ部において溶着されていることを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、ボス部を構成する材料と、羽根部を構成する材料とを繋ぎ部で接合するようにしたので、ボス部に羽根部の材料が混ざることや、羽根部にボス部の材料が混ざることはない。

【0014】

また、第３の発明では、回転軸とボス部とを接着するようにした。

【発明の効果】

【0015】

第１の発明によれば、送風ファンのボス部に丸棒からなるモーターの回転軸を挿入可能にし、ボス部を高い強度の材料として羽根部と一体成形しているので、部品点数の増加を招くことなく、送風ファンの空回りを低コストで防止できる。

【0016】

第２の発明によれば、ボス部を構成する材料と、羽根部を構成する材料とが繋ぎ部で接合しているので、ボス部と羽根部のそれぞれの構成材料を確実に分けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態１に係る送風ファンの部分断面図である。

【図2】実施形態１に係る送風ファンの分解図である。

【図3】送風ファンの平面図である。

【図4】実施形態１の変形例１に係る図３相当図である。

【図5】実施形態１の変形例２に係る図３相当図である。

【図6】実施形態１の変形例３に係る図３相当図である。

【図7】実施形態１の変形例４に係る図３相当図である。

【図8】実施形態１の変形例５に係る図３相当図である。

【図9】実施形態２に係る図１相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0019】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る送風ファン１の部分断面図である。この送風ファン１は、例えば自動車に搭載される車両用空調装置（図示せず）の送風ユニットに組み付けられるものである。車両用空調装置は、車室内に搭載される空調ユニットと上記送風ユニットとを備えている。空調ユニットは、空調用空気を加熱するための加熱用熱交換器及び冷却するための冷却用熱交換器や、各種ダンパ等を収容するケーシングを有している。一方、送風ユニットは、車室内及び車室外の空気を選択して導入する内外気切替部を備えたケーシング５０を有しており、このケーシング５０に上記送風ファン１が組み付けられるようになっている。送風ファン１により送風された空調用空気は、空調ユニットに導入されて温度調節された後に、車室の各部に供給される。

【0020】

送風ファン１は、遠心式ファン（シロッコファン）であり、ケーシング５０に対しては、回転中心軸が上下方向に延びる姿勢で、かつ、上方から空気を吸い込むように組み付けられる。そして、ケーシング５０は、送風ファン１の上方に配置されたベルマウス孔５１と、送風ファン１の外周を囲むように形成されたスクロール部５２とを有している。スクロール部５２の内部には、送風ファン１の外周部から吹き出した空気が集合する空気流路が形成されている。また、ケーシング５０の下壁部には、送風ファン１をケーシング５０内に挿入するためのファン挿入孔５６が形成されている。

【0021】

送風ファン１は、電動モーター１００によって回転駆動される。モーター１００は、送風ファン１の下部に配置されるものであり、図示しない空調制御装置によってＯＮ／ＯＦＦの切替や回転数の制御が行われるようになっている。モーター１００は、ケーシングに取り付けられる取付部材１０１を備えている。この取付部材１０１は、ケーシングの下壁部のファン挿入孔５６を閉塞することができるように略円形の板状に形成されている。取付部材１０１は、ケーシング５０に組み付けられた状態で、例えばビス等の締結部材によって締結固定される。

【0022】

図２にも示すように、モーター１００は、コイル等を内蔵したモーター本体１０２と、モーター本体１０２の上面から上方へ突出する回転軸１０３とを有している。モーター１００の回転軸１０３は、取付部材１０１をケーシング５０に取り付けた状態で、該ケーシング５０の内部へ突出するように配置される。この回転軸１０３は、金属製の丸棒からなるものであり、従って、水平断面は円形である。

【0023】

送風ファン１は、ボス部１０と羽根部２０とコーン部３０とを備えており、これらボス部１０、羽根部２０及びコーン部３０は樹脂材により一体成形されている。ボス部１０は、回転軸１０３が挿入される挿入孔１１を有する円筒状に形成されており、回転軸１０３と結合するようになっている。挿入孔１１の水平断面は円形である。挿入孔１１の内径は、回転軸１０３の外径よりも小さめに設定されている。具体的には、回転軸１０３を挿入孔１１に挿入する際に、挿入孔１１の内径が拡大することによって回転軸１０３の挿入が許容されるように、挿入孔１１の内径が設定されている。回転軸１０３の挿入後には、挿入孔１１の内面が回転軸１０３の外面に強固に密着することによってボス部１０と回転軸１０３との間に相対回転を防止する強い摩擦力が生じ、これによってボス部１０と回転軸１０３とが結合して一体化し、回転軸１０３が回転した際に、回転軸１０３の空回りが発生しないようになっている。

【0024】

ボス部１０の上下方向の長さは、回転軸１０３のモーター本体１０２からの突出長さよりも若干短く設定されており、ボス部１０の挿入孔１１の内面と回転軸１０３の外面との接触面積を十分に広く確保するようにしている。回転軸１０３の上端部は、ボス部１０に挿入された状態で、該ボス部１０の上端部から突出している。

【0025】

コーン部３０は、ボス部１０と、ボス部１０から回転軸１０３の径方向に離れて設けられた羽根部２０とを繋ぐ繋ぎ部となるものである。コーン部３０の径方向内端部は、ボス部１０の外周面に連続しており、該ボス部１０の上下方向中央部よりもやや下寄りに位置している。コーン部３０は、全体として、略円錐に近い形状をなしており、外周側へ行くほど下に位置するように形成されている。コーン部３０の外周部は、取付部材１０１近傍に位置しており、略水平に延びている。また、コーン部３０の下面には、リブ３１が設けられている。リブ３１は、ボス部１０の外周面の下側と、コーン部３０とを繋ぐものである。

【0026】

羽根部２０は、コーン部３０の径方向外端部に設けられている。羽根部２０は、多数のブレード２１，２１，…と、これらブレード２１を繋ぐように円環状に延びる円環部２２と、ブレード２１及び円環部２２に連なる多数のリブ２３，２３，…とを備えている。ブレード２１は、コーン部３０の径方向外端部の上面から上方へ向かってボス部１０の上端高さ近傍まで延びる板からなり、図３に示すように、周方向に略等間隔に配置される。各ブレード２１は、平面視で湾曲している。また、隣り合うブレード２１，２１間には、空気を流出させるための隙間が形成されている。

【0027】

円環部２２は、ブレード２１の上端部と一体成形されている。円環部２２の外径は、コーン部３０の外径よりも若干大きめに設定されている。円環部２２によって全てのブレード２１，２１，…が連結されて各ブレード２１の変形が抑制される。

【0028】

この実施形態では、ボス部１０と羽根部２０とで樹脂材料を変えている。すなわち、ボス部１０は、羽根部２０を構成する材料よりも高い強度を持った材料で構成している。例えば、ボス部１０は、ポリプロピレンにガラス繊維の混入した樹脂材料（PP-GF30）等を用いることができる。一方、羽根部２０は、ガラス繊維を混入しない樹脂材料（PP）を用いることができる。ボス部１０を構成する材料と、羽根部２０を構成する材料とは、互いに熱溶着しやすい材料が好ましい。

【0029】

コーン部３０は、径方向内側の所定領域がボス部１０と同じ樹脂材料で構成されており、コーン部３０の残りの領域は羽根部２０と同じ樹脂材料で構成されている。この実施形態では、コーン部３０における実線Ａ（図３に示す）で示す円で囲まれた領域は、ボス部１０と同じ樹脂材料で構成され、円の外側の領域は、羽根部２０と同じ樹脂材料で構成されている。ボス部１０を構成する材料と、羽根部２０を構成する材料とは、実線Ａの部分で溶着して一体化している。

【0030】

次に、上記送風ファン１を成形する場合について説明する。この送風ファン１は、２種類の樹脂材料を射出して１つの製品を得る、いわゆる２色成形であり、周知のダイスライドインジェクション成形装置等を用いて成形することができる。すなわち、まず、図示しないが、ボス部１０と、図３に示す実線Ａの円で囲まれた領域までを成形する金型を用意し、この金型に高強度樹脂材料を溶融状態で射出する。金型内で固化した樹脂材により、ボス部１０と、図３に示す実線Ａの円で囲まれた領域とが一体成形される。その後、羽根部２０と、実線Ａの円の外側の領域を成形する別の金型に交換し、この金型に比較的低強度の樹脂材料を溶融状態で射出する。この樹脂材料は、金型内で高強度樹脂材料と溶着して接合するので、ボス部１０と羽根部２０とが一体成形される。

【0031】

上記のようにして得られた送風ファン１をモーター１００に組み付ける。このとき、モーター１００の回転軸１０３を送風ファン１のボス部１０の挿入孔１１に挿入する。挿入孔１１の内径は回転軸１０３の外径よりも小さめに設定されているので、回転軸１０３はボス部１０に圧入することになる。圧入後、ボス部１０は高強度の材料で構成されているので、ボス部１０と回転軸１０３との間に相対回転を防止する強い摩擦力が生じる。従って、従来のキャップやスプリング等を用いることなく、モーター１００を回転させたときの回転軸１０３の空回りを防止できる。一方、羽根部２０は従来から用いられている比較的低強度で安価な樹脂材料で構成しているので、送風ファン１のコスト増が抑制される。

【0032】

以上説明したように、この実施形態に係る送風ファン１によれば、送風ファン１のボス部１０に丸棒からなるモーター１００の回転軸１０３を挿入可能にし、ボス部１０を高い強度の材料として羽根部２０と一体成形しているので、部品点数の増加を招くことなく、送風ファン１の空回りを低コストで防止できる。

【0033】

また、ボス部１０を構成する材料と、羽根部２０を構成する材料とが、それらの間のコーン部３０で接合しているので、ボス部１０と羽根部２０のそれぞれの構成材料を確実に分けることができる。

【0034】

また、図４に示す変形例１のように、実線Ａの円で囲まれた領域を広くしてもよい。変形例１では、実線Ａの円がコーン部３０の径方向中央部近傍に位置している。これにより、実線Ａの長さが長くなる、即ち、高強度樹脂材料と低強度樹脂材料との溶着面積が広くなるので、回転負荷トルクが高い場合にも対応できる。

【0035】

また、図５に示す変形例２のように、実線Ａの円で囲まれた領域を変形例１よりも広くしてもよい。変形例２では、実線Ａの円がコーン部３０の径方向外周部近傍に位置している。これにより、回転負荷トルクがより一層高い場合にも対応できる。

【0036】

また、図６〜８に示す変形例３〜５のように、実線Ａが屈曲した形状であってもよい。これにより、高強度樹脂材料が低強度樹脂材料に食い込むように成形されることになるので、回転負荷トルクがより一層高い場合にも対応できる。

【0037】

実線Ａの形状は、上記した形状に限られるものではなく、任意の形状に設定することができる。

【0038】

（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に係る送風ファン１を示すものである。実施形態２の送風ファン１は、ボス部１０、羽根部２０及びコーン部３０が全て同じ樹脂材料で構成されている点と、ボス部１０の結合方法とが実施形態１と異なっており、他の部分は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分について詳細に説明する。

【0039】

すなわち、ボス部１０、羽根部２０及びコーン部３０は、実施形態１の羽根部２０を構成する樹脂材料と同じ樹脂材料を用いて一体成形されている。ボス部１０の挿入孔１１内面には、回転軸１０３とボス部１０とを接着する接着剤Ｓが塗布されている。この接着剤Ｓは、従来周知の熱硬化型接着剤であり、例えば、回転軸１０３の回転時に発生する熱によって硬化して回転軸１０３とボス部１０とを接着することができるものである。

【0040】

この実施形態では、ボス部１０、羽根部２０及びコーン部３０を従来の比較的低強度な樹脂材料で構成した場合に、回転軸１０３とボス部１０とを接着して一体化することができる。よって、部品点数の増加を招くことなく、送風ファン１の空回りを低コストで防止できる。

【0041】

尚、上記実施形態では、送風ファン１が車両用空調装置に用いられる場合について説明したが、これに限らず、例えば、家庭用や工場用空調装置の送風ファンをはじめ、各種装置に使用される送風ファンに本発明を適用することもできる。

【0042】

また、本発明に係る送風ファン１とモーター１００とを組み合わせて送風機を構成することができる。

【0043】

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0044】

以上説明したように、本発明に係る送風ファンは、例えば、車両用空調装置の送風ファンとして使用することができる。

【符号の説明】

【0045】

１ 送風ファン
１０ ボス部
１１ 挿入孔
２０ 羽根部
３０ コーン部
１００ モーター
１０３ 回転軸
Ｓ 接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】