特許 7437700 軸受部材および空気清浄装置

(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】

(24)【登録日】2024-02-15

(45)【発行日】2024-02-26

(54)【発明の名称】軸受部材および空気清浄装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 1/06 20060101AFI20240216BHJP

   F24F 7/003 20210101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

F16D1/06 200

F24F7/003

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020146936

(22)【出願日】2020-09-01

(65)【公開番号】P2022041620

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2023-04-25

(73)【特許権者】

【識別番号】591269712

【氏名又は名称】アンデス電気株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504030772

【氏名又は名称】株式会社寿精工

(74)【代理人】

【識別番号】100104237

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 秀昭

(72)【発明者】

【氏名】是川 天一

(72)【発明者】

【氏名】木村 将司

【審査官】倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】実開平０３－０３２５２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６１－１８２４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１７３５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５５６０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ １／０６

Ｆ２４Ｆ ７／００３

Ｆ０４Ｄ ２９／２８，２９／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転体に駆動手段の回転軸を固定して回転させるための軸受部材において、
前記回転軸周りに一体に固定され、前記回転体の軸心周りの主壁に係合する第１部品と、
前記第１部品と前記回転体の主壁とが前記回転軸周りで互いに重なり合う範囲内に組み合わされる第２部品と、
前記第１部品と前記第２部品とが前記回転軸周りで互いに対向する箇所に設けた隙間に介装される第３部品と、を有し、
前記回転体の主壁には、前記第１部品に重なり合う範囲より小径の内側で、前記回転軸が貫通する中央に向かってテーパ状に縮径する円錐台状に窪んだ凹部が形成され、
前記第１部品は、前記回転体の主壁に対向する円盤状部と、該円盤状部の中央より円筒状に突出し前記回転軸が貫通した状態で前記回転体の凹部に収まるボス部と、を備え、
前記第２部品は、前記ボス部に外嵌した状態で、前記回転体の凹部のテーパ面に外周面が面接触する円錐台状に形成され、
前記第３部品は、前記第１部品からの押圧力を前記第２部品に弾発的に伝達し、該第２部品の外周面を前記回転体の凹部のテーパ面に圧接させる弾発力発生手段から成ることを特徴とする軸受部材。

【請求項2】

前記第１部品および前記第２部品は、金属材料で成形されたことを特徴とする請求項１に記載の軸受部材。

【請求項3】

前記弾発力発生手段は、波形ワッシャにより構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の軸受部材。

【請求項4】

前記回転軸の先端側は、ネジ状に構成され、該回転軸の先端側に、前記回転体の主壁の裏側からナットを締結したことを特徴とする請求項１，２または３に記載の軸受部材。

【請求項5】

前記第１部品における円盤状部の外周縁に沿って、その全周に亘り該円盤状部の基準面より突出して前記回転体の主壁に当接するフランジを設けたことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の軸受部材。

【請求項6】

前記回転体は、風流を発生させるファンであり、前記主壁の裏側に円周方向に一定間隔で並ぶ複数の羽根を支持して構成されたことを特徴とする請求項１，２，３，４または５に記載の軸受部材。

【請求項7】

前記請求項６に記載の軸受部材を備えた空気清浄装置であって、
前記回転体であるファンに対して前記駆動手段であるモータの回転軸を、前記軸受部材を介して固定したことを特徴とする空気清浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転体に駆動手段の回転軸を固定して回転させるための軸受部材、および該軸受部材を備えた空気清浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、この種の軸受部材は様々な分野で活用されており、例えば各種目的のために風流を発生させるファン（遠心ファン、軸流ファン等）の固定に用いられている。これら軸を中心に回転するファンは、モータの回転軸への取り付けで回転軸と接する構造やマウント部分の材質・強度等に影響され、軸に直交したバランスが乱れると、揺れながら回転する。この場合、軸と直交する状態での完全にバランスが安定した回転と比して、ファンの吸い込み、吐き出しといった作業に関する効率が低下し、また騒音の原因となる等の問題が発生し、ファンの稼働を前提とした製品のクオリティを下げるものとなっている。

【0003】

このようなファンは、空気清浄機にも用いられている（例えば特許文献１参照）。一般に空気清浄機におけるファンの取り付けは、単にモータの出力軸に止め輪を付けて、そこに止め輪より大きい径のワッシャを挟めて、ワッシャの上にファンを載置するような構成であった。かかる簡易な構成では、ファンの軸が傾きやすく、振動や騒音の原因となるため、このファンに対する振動や騒音を低減させるべく、ファンと回転軸との接合部の構造または材質等に関し、様々な対応が試みられてきた。具体的には例えば、軸受部材を硬質ゴム製としたり、または金属部材で形成したり、あるいはファンと軸受部材との接合部を補強する形式の円盤状のハウジングの設置等が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２１７５８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前述したファンの取り付けに関して、硬質ゴム製の軸受部材を採用したものでは、常にファンが回転する接点にあり、摩擦による摩耗等で使用に伴い当初の保持性を有しなくなる。また、単純な筒状の金属部材の場合も同様であり、特に精度出しが困難であった。さらに、ファンの面に平面的に張り付くような円盤状のハウジングは、これも常に高速で回転するファンとの接点にあり、揺動するファンからの押圧力によって、ファンを構成する材質に食い込み、変形させる等の問題が生じて、当初の保持性を有しなくなる等の問題があった。

【0006】

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題点に着目してなされたものであり、空気清浄機等の各種装置において、ファン等の回転体に駆動手段の回転軸を固定するに際し、簡易な構成で精度良く容易に組み付けることが可能となり、強固な結合により高い保持性を持続させることも可能となり、回転時における振動や騒音の発生を確実に防止することができる軸受部材、および、この軸受部材を備えた空気清浄装置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】

【0007】

前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］回転体（３０）に駆動手段（４０）の回転軸（４１）を固定して回転させるための軸受部材（１００）において、
前記回転軸（４１）周りに一体に固定され、前記回転体（３０）の軸心周りの主壁（３１）に係合する第１部品（１１０）と、
前記第１部品（１１０）と前記回転体（３０）の主壁（３１）とが前記回転軸（４１）周りで互いに重なり合う範囲内に組み合わされる第２部品（１２０）と、
前記第１部品（１１０）と前記第２部品（１２０）とが前記回転軸（４１）周りで互いに対向する箇所に設けた隙間に介装される第３部品（１３０）と、を有し、
前記回転体（３０）の主壁（３１）には、前記第１部品（１１０）に重なり合う範囲より小径の内側で、前記回転軸（４１）が貫通する中央に向かってテーパ状に縮径する円錐台状に窪んだ凹部（３１ｂ）が形成され、
前記第１部品（１１０）は、前記回転体（３０）の主壁（３１）に対向する円盤状部（１１２）と、該円盤状部（１１２）の中央より円筒状に突出し前記回転軸（４１）が貫通した状態で前記回転体（３０）の凹部（３１ｂ）に収まるボス部（１１３）と、を備え、
前記第２部品（１２０）は、前記ボス部（１１３）に外嵌した状態で、前記回転体（３０）の凹部（３１ｂ）のテーパ面に外周面（１２３）が面接触する円錐台状に形成され、
前記第３部品（１３０）は、前記第１部品（１１０）からの押圧力を前記第２部品（１２０）に弾発的に伝達し、該第２部品（１２０）の外周面（１２３）を前記回転体（３０）の凹部（３１ｂ）のテーパ面に圧接させる弾発力発生手段から成ることを特徴とする軸受部材（１００）。

【0008】

［２］前記第１部品（１１０）および前記第２部品（１２０）は、金属材料で成形されたことを特徴とする前記［１］に記載の軸受部材（１００）。

【0009】

［３］前記弾発力発生手段は、波形ワッシャ（１３０）により構成されたことを特徴とする前記［１］または［２］に記載の軸受部材（１００）。

【0010】

［４］前記回転軸（４１）の先端側は、ネジ状に構成され、該回転軸（４１）の先端側に、前記回転体（３０）の主壁（３１）の裏側からナット（４４）を締結したことを特徴とする前記［１］，［２］または［３］に記載の軸受部材（１００）。

【0011】

［５］前記第１部品（１１０）における円盤状部（１１２）の外周縁に沿って、その全周に亘り該円盤状部（１１２）の基準面（１１２ａ）より突出して前記回転体（３０）の主壁（３１）に当接するフランジ（１１２ｂ）を設けたことを特徴とする前記［１］，［２］，［３］または［４］に記載の軸受部材（１００）。

【0012】

［６］前記回転体（３０）は、風流を発生させるファン（３０）であり、前記主壁（３１）の裏側に円周方向に一定間隔で並ぶ複数の羽根（３２）を支持して構成されたことを特徴とする前記［１］，［２］，［３］，［４］または［５］に記載の軸受部材（１００）。

【0013】

［７］前記［６］に記載の軸受部材（１００）を備えた空気清浄装置（１０）であって、
前記回転体（３０）であるファン（３０）に対して前記駆動手段（４０）であるモータの回転軸（４１）を、前記軸受部材（１００）を介して固定したことを特徴とする空気清浄装置（１０）。

【0014】

次に、前述した解決手段に基づく作用を説明する。
前記［１］に記載の軸受部材（１００）は、従来のように一つの部品ではなく、基本的には第１部品（１１０）と第２部品（１２０）とに分割され、これらが重なり合う隙間に第３部品（１３０）が介装される。このような軸受部材（１００）によれば、従来の軸受部材のように、一つの部品だけの精度出しに大きく影響されることはなく、回転体（３０）に回転軸（４１）を最適な状態で確実に係合させることが可能となる。

【0015】

第１部品（１１０）は、その円盤状部（１１２）の中央よりボス部（１１３）が突出しており、このボス部（１１３）に円錐台状の第２部品（１２０）を、同軸上に外嵌させて組み合わせる。ここで第１部品（１１０）と第２部品（１２０）とが互いに対向する箇所の隙間に、第３部品（１３０）を介装させる。このような軸受部材（１００）を係合させる回転体（３０）の主壁（３１）には、第２部品（１２０）の外周面（１２３）の傾斜に合致する円錐台状に窪んだ凹部（３１ｂ）があるため、互いに容易に位置決めされて精度良く係合させることが可能となる。

【0016】

第２部品（１２０）の傾斜した外周面（１２３）は、回転体（３０）にある凹部（３１ｂ）のテーパ面に面接触する。ここでの係合により、軸方向にかかる力は分圧され、回転体（３０）と第２部品（１２０）との軸方向に直交する平面同士による強い圧接は回避される。これにより、回転軸（４１）と一体の軸受部材（１００）と回転体（３０）との接合箇所における互いの強い圧接による変形や摩耗は低減され、耐久性も向上させることができる。また、回転軸（４１）と回転体（３０）の軸心との正確な芯出しにより、互いに傾くことなく揺動しにくい接続が可能となる。

【0017】

特に、軸受部材（１００）では、第１部品（１１０）と第２部品（１２０）との隙間にある第３部品（１３０）により、回転軸（４１）側の第１部品（１１０）からの押圧力は第２部品（１２０）に弾発的に伝達される。従って、軸受部材（１００）と回転体（３０）との接合箇所を成す第２部品（１２０）の外周面（１２３）を、回転体（３０）の凹部（３１ｂ）のテーパ面に対して常に安定した状態で圧接させることが可能となる。これにより、軸受部材（１００）を介して、回転軸（４１）と回転体（３０）との強固な一体的な接続が実現され、回転時における振動や騒音の発生を確実に防止することができる。

【0018】

前記［２］に記載の軸受部材（１００）によれば、第１部品（１１０）および第２部品（１２０）を、金属材料で成形した。これにより、軸受部材（１００）における強固な剛性を確保することができる。

【0019】

前記［３］に記載の軸受部材（１００）によれば、弾発力発生手段は、波形ワッシャ（１３０）により構成した。このように、既製品である波形ワッシャ（１３０）をそのまま利用して、弾発力発生手段を簡易に構成することができ、波形ワッシャ（１３０）の有する弾発力が第２部品（１２０）に伝わり、ファン（３０）に確実に密着させることができる。

【0020】

前記［４］に記載の軸受部材（１００）によれば、回転軸（４１）の先端側は、ネジ状に構成され、該回転軸（４１）の先端側に、回転体（３０）の主壁（３１）の裏側からナット（４４）を締結する。これにより、簡易な構成で回転軸（４１）を回転体（３０）に対して、いっそう強固に結合させることができる。

【0021】

前記［５］に記載の軸受部材（１００）によれば、第１部品（１１０）における円盤状部（１１２）の外周縁に沿って、その全周に亘り該円盤状部（１１２）の基準面（１１２ａ）より突出するフランジ（１１２ｂ）を設ける。従って、第１部品（１１０）の円盤状部（１１２）は、その基準面（１１２ａ）の広い範囲で回転体（３０）の主壁（３１）に面接触することはなく、基準面（１１２ａ）の外周縁に亘るフランジ（１１２ｂ）の部分だけが局所的に接触する。

【0022】

このように、第２部品（１２０）の周囲を囲む第１部品（１１０）に関しては、回転体（３０）と接する面積をなるべく縮小することで、回転体（３０）の材質の変形を発生しにくくし、また仮に変形が発生したとしても、その影響を最小限にとどめることが可能となる。

【0023】

また、前記回転体（３０）は、例えば前記［６］に記載したように、風流を発生させるファン（３０）である。かかるファン（３０）は、主壁（３１）の裏側に円周方向に一定間隔で並ぶ複数の羽根（３２）を支持して構成される。このようなファン（３０）に対して、本軸受部材（１００）は最適に適用することができる。

【0024】

さらに、軸受部材（１００）を回転体（３０）であるファン（３０）に適用する場合、例えば［７］に記載した空気清浄装置（１０）におけるファン（３０）の取り付けに利用することができる。すなわち、回転体（３０）であるファン（３０）に対して駆動手段（４０）であるモータの回転軸（４１）を、前記軸受部材（１００）を介して確実かつ容易に固定することができる。これにより、空気清浄装置（１０）の作動に際し、ファン（３０）の回転時における振動や騒音の発生を確実に防止することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明に係る軸受部材によれば、フィルタ等の回転体に回転軸を固定するに際し、簡易な構成で精度良く容易に組み付けることが可能となり、強固な結合により高い保持性を持続させることも可能となり、回転時における振動や騒音の発生を確実に防止することができる。

【0026】

また、本発明に係る軸受部材を備えた空気清浄装置によれば、ファンにモータの回転軸を確実かつ容易に固定することができる。これにより、空気清浄装置の作動に際し、ファンの回転時における振動や騒音の発生を確実に防止することができ、製品のクオリティを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係る軸受部材を介してファンにモータの回転軸を取り付けた状態を示す縦断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る軸受部材を分解して上から見た状態を示す分解斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る軸受部材を分解して上下逆にして見た状態を示す分解斜視図である。

【図4】本発明の実施形態に係る空気清浄装置を示す縦断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る空気清浄装置の外観を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面に基づき、本発明を代表する実施形態を説明する。
本実施形態に係る軸受部材１００は、回転体に駆動手段の回転軸を固定して回転させるものであり、第１部品１１０と、第２部品１２０と、第３部品１３０と、を有して成る。かかる軸受部材１００は、各種の装置に用いることができるが、本実施形態では、空気中の粉塵や微粒子等を捕集する空気清浄装置１０に適用した場合を例にして説明する。

【0029】

＜空気清浄装置１０の概要＞
先ず、空気清浄装置１０の概要について説明する。
図４，図５に示すように、空気清浄装置１０は、縦型の四角柱状に形成されたケース１１の内部に、フィルタ２０やファン３０等の関連部品を収納して構成されている。ケース１１の底面側は開口しており、この底面側開口より、フィルタ２０が外部から見える状態にある。フィルタ２０は、回転式留具２１によって着脱可能に保持されている。また、ケース１１の上面部１２は、後付けされている。なお、ケース１１の材質は、上面部１２も含めて、例えば硬質の合成樹脂である。

【0030】

ケース１１の底面側開口は、そのまま外部から空気を吸い込む吸込部となっている。ケース１１の底面側には、その４隅に脚部１３が一体に立設されている。各脚部１３によって、底面側開口である吸込部は床面から離隔して配置される。ケース１１の各側面の上側には、それぞれ空気を外部に吹き出す吹出部１４が設けられている。吹出部１４は、所定区画に穿設された例えば網目状の小孔群から成る。また、上面部１２には、空気清浄装置１０を操作するスイッチや表示部が設けられている。なお、ケース１１の適所には、図示省略したが電源コードの差込口が設けられている。

【0031】

フィルタ２０は、定期的に交換されるものであり、ケース１１を逆さにした状態でケース１１の底面側開口より内部に収納される。図４に示すように、ケース１１の内部中段には、フィルタ２０の収納空間を仕切る仕切板１６が設けられ、仕切板１６に、円筒形の網目構造の取付筒１７が下向きに固定されている。フィルタ２０は、例えば不織布や樹脂製の網目状のシート等から円筒形に形成され、その内側に取付筒１７に合致する中空部を有する。フィルタ２０は、その中空部を取付筒１７に嵌める状態で取り付けられ、取付筒１７の下端面に設けられた回転式留具２１によって抜け落ちないように保持される。

【0032】

フィルタ２０は ケース１１の底面側開口（吸込部）から吸い込まれた空気が外周側より内周側に向けて通過するときに空気中の粉塵等を捕集する。ここで粉塵とは、綿ゴミ、糸屑、その他、除去されるべき粒子を広く含むものである。フィルタ２０の上端面にある中空部開口は、後述の連通部材１８を介してファン３０と連通する。一方、フィルタ２０の下端面にある中央部開口は、回転式留具２１によって塞がれた状態となる。回転式留具２１の回転操作によって、フィルタ２０は容易に着脱できるように保持される。

【0033】

図４に示すように、ケース１１の内部において、フィルタ２０の仕切板１６の上側には略筒状の連通部材１８が配設されている。連通部材１８の下端開口は、仕切板１６にある穴を間にしてフィルタ２０の上端面にある中央開口と連通している。また、連通部材１８の上側にはファン３０が配設され、連通部材１８の上端開口は、ファン３０と連通している。ファン３０は、モータ４０によって回転駆動され、吸込部から外部の空気が吸い込まれて、吹出部１４から清浄した空気を吹き出す空気の流れを発生させる。ここでファン３０は、本発明の「回転体」に相当する。

【0034】

＜＜ファン３０の構成＞＞
本実施形態に係るファン３０は、主壁３１の裏側に円周方向に一定間隔で並ぶ複数の羽根３２を支持して構成された遠心式ファンである。かかるファン３０は、遠心式ファンのうち複数の羽根３２が、それぞれ回転方向と逆方向を向くように構成されており、静圧が高く大風量のターボファンに相当する。図１から図３に示すように、ファン３０は、その軸心周りの一端面を成す主壁３１と、軸心周りの他端面を成して主壁３１と対向し、各羽根３２の他端が周方向に支持された副壁３３と、を有する。なお、ファン３０の材質は、例えば合成樹脂である。

【0035】

主壁３１は、その中央部分に向かって内側に凹むように傾斜する略漏斗状に形成されている。ここで主壁３１の中央部分だけ、軸心と直交する略水平な平板状に形成されている。図３に示すように、副壁３３は、その中央開口に向かって下方に傾斜する略漏斗状に形成されている。副壁３３の中央開口はファン吸込口となり、前記連通部材１８の上端開口と連通接続されている。なお、図４に示すように、ファン３０の主壁３１とモータ４０との間には、主壁３１と対向する形状を備え、モータ４０を所定位置に保持するため支持部材１９が配設されている。

【0036】

図２に示すように、主壁３１の中央部分の中心側には、該中央部分の略水平な平板状の基準面３１ａより、さらにその中央側に向かってテーパ状に縮径する円錐台状に窪んだ凹部３１ｂが形成されている。凹部３１ｂにおいて、その傾斜したテーパ面の内側となる底面は、軸心と直交する略水平な底面を成しており、該底面の中央に、回転軸４１を貫通させる取付孔３１ｃが設けられている。

【0037】

また、主壁３１の中央部分には、円周方向に並ぶ複数のネジ３１ｄが取り付けられている。各ネジ３１ｄは、ファン３０の偏重心を修正するバランス調整用の重りである。各ネジ３１ｄは、それぞれ頭部が主壁３１の基準面３１ａと同一面上に連なっている。なお、ネジ３１ｄの材質は特に限定されるものではないが、バランスの微調整を行う場合は、アルミニウム等の比重の小さな金属製のものを用いれば良く、逆に大きなバランス調整を行う場合には、鉄等の比重の大きな金属製のものを用いれば良い。

【0038】

ファン３０の外周、すなわち主壁３１および副壁３３の外周の間で、かつ各羽根３２の外側端縁同士の間がファン吹出口となっている。よって、ファン３０が回転すると、副壁３３の中央開口（ファン吸込口）より空気が吸い込まれ、ファン３０の外周（ファン吹出口）より空気は遠心方向に吹き出される。ここでファン３０の外周より遠心方向に吹き出された空気は、そのままケース１１にある吹出部１４（図５参照）から外部に吹き出される。

【0039】

＜＜モータ４０の構成＞＞
モータ４０は、給電された電力によって回転駆動する電動式であり、その回転軸４１に固定されたファン３０を回転させる。モータ４０の回転軸４１は、軸受部材１００によってファン３０の主壁３１に固定される。ここでモータ４０は、本発明の「駆動手段」に相当する。モータ４０は、その回転数を調整できるものが適している。図４に示すように、モータ４０は、ファン３０の主壁３１が漏斗状に窪んだ内側に収納された状態で、ファン３０と組み合わされて一つのユニットとして構成されている。

【0040】

＜軸受部材１００の構成＞
図１から図３に示すように、軸受部材１００は、ファン３０にモータ４０の回転軸４１を固定して回転させるためのものであり、第１部品１１０と、第２部品１２０と、第３部品１３０と、を有して成る。ここで第１部品１１０、第２部品１２０、第３部品１３０の材質は、いずれも金属製である。

【0041】

＜＜第１部品１１０＞＞
第１部品１１０は、軸受部材１００の主要部を成し、モータ４０の回転軸４１周りに一体に固定され、ファン３０の軸心周りの主壁３１に係合するものである。第１部品１１０は、円筒状の本体部１１１の外周より円盤状に広がる円盤状部１１２と、該円盤状部１１２の下面より円筒状に突出するボス部１１３と、を備える。なお、ボス部１１３は、本体部１１１と同一の外径であり、本体部１１１の下端部と看做すことができる。

【0042】

円盤状部１１２は、ファン３０の主壁３１（の基準面３１ａ）に対向する部位であり、円盤状部１１２の下面が、ファン３０の主壁３１に重なり合う範囲となる。円盤状部１１２の下面は、ボス部１１３を除き回転軸４１と直交する環状の平面を成している。かかる環状の平面が、円盤状部１１２の基準面１１２ａとなる。また、円盤状部１１２のうち前記下面の反対側となる上面側は、本体部１１１の外周より順次拡径するテーパ状に形成されている。

【0043】

図１に示すように、円盤状部１１２の外径は、ファン３０の主壁３１のうち中央部分の平板状の基準面３１ａの径より小さく、かつ基準面３１ａの中央にある凹部３１ｂの径よりは一回り大きく設定されている。また、円盤状部１１２の下面より突出するボス部１１３の外径は、ファン３０の主壁３１の凹部３１ｂにおける底面の径より一回り小さく設定されている。さらに、円盤状部１１２の外周縁に沿って、その全周に亘り基準面１１２ａより下方へ突出するフランジ１１２ｂが設けられている。

【0044】

フランジ１１２ｂは、ファン３０の主壁３１に当接させる部位である。ここでフランジ１１２ｂは、主壁３１の中央部分の基準面３１ａに当接することにより、円盤状部１１２の基準面１１２ａと主壁３１の基準面３１ａとが直接的に面接触することを避けるものである。詳しく言えば、図１に示すように、フランジ１１２ｂが当接する主壁３１の基準面３１ａ上には、ちょうど複数のネジ３１ｄが基準面３１ａと同一面上に円周方向に並んでおり、各ネジ３１ｄは、樹脂製のファン３０の摩耗を防ぐ役割を担っている。

【0045】

＜＜第２部品１２０＞＞
第２部品１２０は、第１部品１１０とファン３０の主壁３１とが回転軸４１周りで互いに重なり合う範囲内に組み合わされるものである。第２部品１２０は、第１部品１１０のボス部１１３に外嵌した状態で、ファン３０の凹部３１ｂのテーパ面に外周面１２３が面接触する円錐台状に形成されている。第２部品１２０も、第１部品１１０と同様に金属材料で一体的に成形されている。

【0046】

第２部品１２０では、その上側となる大径の一端面１２１は、回転軸４１が貫通する中空部を除き回転軸４１と直交する環状の平面を成している。一方、第２部品１２０の下側となる小径の他端面１２２も、前記中空部を除き回転軸４１と直交する環状の平面を成している。第２部品１２０の外周面１２３は、一端面１２１の端縁より僅かな高さ分だけ軸方向と平行に延びた後、他端面１２２の端縁に向かって漸次縮径しており、回転軸４１と約４５度で交差するように傾斜している。

【0047】

第２部品１２０の外周面１２３の傾斜角は、ファン３０の凹部３１ｂのテーパ面における傾斜角と一致しており、両者は互いに軸方向と交差する同一の傾斜角同士で面接触している。よって、第１部品１１０から第２部品１２０に対して軸方向に伝わる力は、第２部品１２０からファン３０に対しては、両者の軸方向のみならず凹部３１ｂのテーパ面と直交する方向にも分圧される。

【0048】

また、第２部品１２０の外周面１２３が、ファン３０の凹部３１ｂのテーパ面と面接触したとき、第２部品１２０の一端面１２１と第１部品１１０の円盤状部１１２の基準面１１２ａとの間には、隙間が設けられている。かかる隙間は、次述する第３部品１３０を介装させるためのものであり、隙間の高さは、第３部品１３０の厚さよりも若干小さく設定されている。

【0049】

＜＜第３部品１３０＞＞
第３部品１３０は、第１部品１１０と第２部品１２０とが回転軸４１周りで互いに対向する箇所に設けた前述の隙間に介装されるものである。第３部品１３０は、第１部品１１０からの押圧力を第２部品１２０に弾発的に伝達し、該第２部品１２０の外周面１２３をファン３０の凹部３１ｂのテーパ面に圧接させる弾発力発生手段から成る。ここで弾発力発生手段は、特に限定されるものではないが、本実施形態では波形ワッシャ（以下、波形ワッシャ１３０と記す）により構成されている。

【0050】

波形ワッシャ１３０は、金属製の薄板を円環状に加工し、その周方向に波形の凹凸を繰り返し形成したものである。波形ワッシャ１３０は、その軸方向にかかる荷重（スラスト荷重）を円周で平均して受けて弾発力を発生させる。波形ワッシャ１３０によって、第２部品１２０の外周面１２３を、ファン３０の凹部３１ｂのテーパ面に対して弾発的に押し当てる状態に維持することができる。このような波形ワッシャ１３０は、寸法の合う既製品をそのまま用いれば良い。

【0051】

波形ワッシャ１３０は、第１部品１１０のボス部１１３に外嵌し、波形ワッシャ１３０より突出したボス部１１３の下端側に第２部品１２０が外嵌している。ここで波形ワッシャ１３０の内径は、第１部品１１０のボス部１１３の外径とほぼ一致している。また、波形ワッシャ１３０の外径は、第２部品１２０の外径とほぼ一致している。なお、前述したが波形ワッシャ１３０の厚さは、第２部品１２０の一端面１２１と第１部品１１０の基準面１１２ａとの間の隙間より若干大きく設定されている。

【0052】

＜＜その他の構成＞＞
図１に示すように、モータ４０の回転軸４１の途中には止め輪４２が固定されており、止め輪４２より先の回転軸４１に、軸受部材１００の第１部品１１０が貫通した状態で固定されている。軸受部材１００のボス部１１３には、波形ワッシャ１３０と第２部品１２０が外嵌した状態で組み合わされている。第２部品１２０がファン３０の凹部３１ｂに押し当てられた状態で、回転軸４１の先端側は、凹部３１ｂにある取付孔３１ｃを貫通している。

【0053】

回転軸４１の先端側４１ａは、ネジ状に構成されており、該先端側４１ａは、ファン３０の主壁３１の凹部３１ｂの裏側に突出している。この回転軸４１の先端側４１ａに、ファン３０の主壁３１の裏側よりナット４４を締結している。すなわち、回転軸４１の先端側４１ａには、ワッシャ４３を介してナット４４が締結され、ナット４４は、凹部３１ｂの底面裏側に押し付けられている。ここで凹部３１ｂの底面裏側には、強度を高める金属製の動力伝達板４５を介在させても良い。また、ワッシャ付きのナットを用いても良い。

【0054】

＜軸受部材１００の作用＞
次に、軸受部材１００の作用について説明する。
図１において、ファン３０にモータ４０の回転軸４１を固定する場合、回転軸４１の途中に止め輪４２を固定し、止め輪４２をストッパとして回転軸４１に軸受部材１００を取り付ける。すなわち、回転軸４１には、最初に第１部品１１０を貫通させて固定する。そして、第１部品１１０にある円盤状部１１２の下面より突出するボス部１１３に、波形ワッシャ１３０を外嵌させてから、続けて第２部品１２０も外嵌させる。

【0055】

ここで第２部品１２０は、第１部品１１０とファン３０の主壁３１とが回転軸４１周りで互いに重なり合う範囲内に組み合わされる。また、波形ワッシャ１３０は、第１部品１１０と第２部品１２０とが回転軸４１周りで互いに対向する箇所に設けた隙間に介装される。このように軸受部材１００は、従来のように一つの部品ではなく、基本的には第１部品１１０と第２部品１２０とに分割され、さらに波形ワッシャ１３０を備える。かかる軸受部材１００によれば、従来の軸受部材のように一つの部品だけの精度出しに大きく影響されることはない。

【0056】

軸受部材１００を係合させるファン３０の主壁３１には、第２部品１２０の外周面１２３の傾斜に合致する円錐台状に窪んだ凹部３１ｂがある。ここで第２部品１２０の外周面１２３の傾斜角は、ファン３０の凹部３１ｂのテーパ面の傾斜角と一致している。これにより、軸受部材１００をファン３０に係合させるとき、ファン３０の凹部３１ｂのテーパ面は、第２部品１２０の外周面１２３を受け入れるガイドとして機能する。従って、軸受部材１００とファン３０とは、互いに容易に位置決めされて精度良く係合させることが可能となる。

【0057】

そして、軸受部材１００をファン３０に係合させると、第２部品１２０の傾斜した外周面１２３は、ファン３０にある凹部３１ｂのテーパ面に面接触する。ここでの係合により、軸方向にかかる力は分圧され、ファン３０と第２部品１２０との軸方向に直交する平面同士による強い圧接は回避される。これにより、回転軸４１と一体の軸受部材１００とファン３０との接合箇所における互いの強い圧接による変形や摩耗は低減され、耐久性も向上させることができる。また、回転軸４１とファン３０の軸心との正確な芯出しにより、互いに傾くことなく揺動しにくい接続が可能となる。

【0058】

図１に示すように、軸受部材１００の固定に際し、最後はファン３０の凹部３１ｂの底面裏側から、該底面の中央より突出した回転軸４１の先端側４１ａに、動力伝達板４５やワッシャ４３を介してナット４４を締結する。ナット４４の締結は所定のトルクで行われるが、このときの締結力によって波形ワッシャ１３０は所定量だけ厚み方向に弾性変形する。従って、波形ワッシャ１３０の反力によって、締結効果も高めることができる。このような簡易な構成により、回転軸４１をファン３０に対して、いっそう強固に結合させることができる。

【0059】

しかも、波形ワッシャ１３０によれば、回転軸４１と一体の第１部品１１０からの押圧力は、波形ワッシャ１３０を介することで第２部品１２０に弾発的に伝達される。従って、軸受部材１００とファン３０との接合箇所を成す第２部品１２０の外周面１２３を、ファン３０の凹部３１ｂのテーパ面に対して常に安定した状態で圧接させることが可能となる。これにより、軸受部材１００を介して、回転軸４１とファン３０との強固な一体的な接続が実現され、ファン３０の回転時における振動や騒音の発生を確実に防止することができる。

【0060】

波形ワッシャ１３０から成る第３部品は、第１部品１１０からの押圧力を第２部品１２０に弾発的に伝達可能な弾発力発生手段であれば、必ずしも波形ワッシャ１３０に限定されることはない。本実施形態では、寸法の合う既製の波形ワッシャ１３０をそのまま利用したから簡易に校正することができる。波形ワッシャ１３０によれば、前述したように軸方向にかかる荷重（スラスト荷重）を円周で平均して受けて弾発力を発生させるから、より確実に第２部品１２０をファン３０に密着させることができる。

【0061】

また、第１部品１１０および第２部品１２０は、金属材料で成形したから、軸受部材１００における強固な剛性を確保することができる。その反面、第１部品１１０の円盤状部１１２の基準面１１２ａが、その広い範囲でそのままファン３０の基準面３１ａに面接触すると、ファン３０の樹脂材質への食い込みが生じて変形や摩耗が生じる虞がある。そこで、本軸受部材１００では、第１部品１１０における円盤状部１１２の外周縁に沿って、その全周に亘りの基準面１１２ａより突出するフランジ１１２ｂを設けている。

【0062】

これにより、第１部品１１０の円盤状部１１２は、その基準面１１２ａの全体がファン３０の主壁３１に面接触することはなく、基準面１１２ａの外周縁に亘るフランジ１１２ｂの部分だけが局所的に接触する。このように、第２部品１２０の周囲を囲む第１部品１１０に関しては、ファン３０と接する面積をなるべく縮小することで、ファン３０の材質の変形を発生しにくくし、また仮に変形が発生したとしても、その影響を最小限にとどめることができる。

【0063】

さらに、本実施形態では、図１に示すように、フランジ１１２ｂが当接する主壁３１の基準面３１ａ上に、バランス調整用のネジ３１ｄを円周方向に並べて配置している。これにより、フランジ１１２ｂは、主壁３１の樹脂材料だけでなく、金属製のネジ３１ｄにも当接するから、よりいっそうファン３０の摩耗を防ぐことが可能となる。なお、ネジ３１ｄの本来の機能として、ファン３０の全周に亘る重さのバランスを適宜調整することができる。

【0064】

以上のように、本実施形態の軸受部材１００によれば、回転体であるファン３０に対してモータ４０の回転軸４１を簡単に取り付けられるだけでなく、最適な状態で確実に固定することができる。特に、空気清浄装置１０におけるファン３０の取り付けに利用することにより、空気清浄装置１０の作動に際し、ファン３０の回転時における振動や騒音の発生を確実に防止することができ、空気清浄装置１０の製品としてのクオリティを高めることができる。

【0065】

＜空気清浄装置１０の作用＞
次に、空気清浄装置１０の作用について説明する。
図４に示すように、空気清浄装置１０において、モータ４０の駆動によりファン３０が回転すると、空気は遠心力によってファン３０の外周からケース１１にある吹出部１４（図５参照）を経て外部に吹き出される。

【0066】

このとき、ケース１１内は負圧となり、底面側開口である吸込部からケース１１外部の空気が吸い込まれる。ケース１１内に吸い込まれた空気は、フィルタ２０を通過して粉塵が除去される。浄化された空気は、フィルタ２０の内側から連通部材１８を通って、再びファン３０に引き込まれ、ファン３０の外周より遠心方向へ吹き出される。なお、空気清浄装置１０の具体的な運転は、ケース１１の上面部１２にあるスイッチ類を操作することで適宜設定することができる。

【0067】

以上、本発明の実施形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、軸受部材１００を適用する装置は、空気清浄装置１０に限られることなく、他にも様々な装置に適用することができる。

【0068】

また、軸受部材１００は、ファン３０に限らず様々な回転体の取り付けに利用することができる。さらに、軸受部材１００を構成する第１部品１１０と、第２部品１２０と、第３部品１３０に関しても、図示した形状に限定されるものではない。ここで第３部品１３０は、波形ワッシャに必ずしも限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明に係る軸受部材は、ファンの取り付けに限られることなく、様々な回転体の取り付けに適用することができる。また、ファンないし回転体を備える装置も、空気清浄装置に限られることなく、様々な装置に適用することができる。ここで空気清浄装置は、一般家庭で用いられるものに限られず、例えばホテル等の様々な施設で利用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１０…空気清浄装置
１１…ケース
２０…フィルタ
３０…ファン
３１…主壁
３１ａ…基準面
３１ｂ…凹部
３１ｃ…取付孔
３１ｄ…ネジ
３２…羽根
３３…副壁
４０…モータ
４１…回転軸
４２…止め輪
４３…ワッシャ
４４…ナット
４５…動力伝達板
１００…軸受部材
１１０…第１部品
１１１…本体部
１１２…円盤状部
１１２ａ…基準面
１１２ｂ…フランジ
１１３…ボス部
１２０…第２部品
１２１…一端面
１２２…他端面
１２３…外周面
１３０…波形ワッシャ（第３部品）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】