(57)【要約】【課題】  ベアリングにかかる羽根車の荷重を軽減することのできる送風装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る送風装置３０は、開口４１ｄを有するケーシング４１、開口４１ｄを貫通しケーシング４１内からケーシング４１外に延びるシャフト４４およびケーシング４１内に設けられシャフト４４を支持するベアリング４５ａ，４５ｂを有する電動機４０と、ケーシング４１外に延びたシャフト４４に取り付けられ、保護装置５３を有する羽根車５０と、を備え、保護装置５３は、羽根車５０からケーシング４１方向に延びてケーシング４１に接し、羽根車５０のケーシング４１方向への移動を抑制するものである。【選択図】  図５
2020169629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有するケーシング、前記開口を貫通し前記ケーシング内から前記ケーシング外に延びるシャフトおよび前記ケーシング内に設けられ前記シャフトを支持するベアリングを有する電動機と、
前記ケーシング外に延びた前記シャフトに取り付けられ、保護装置を有する羽根車と、
を備え、
前記保護装置は、前記羽根車から前記ケーシング方向に延びて前記ケーシングに接し、前記羽根車の前記ケーシング方向への移動を抑制する送風装置。
【請求項２】
開口を有するケーシング、前記開口を貫通し前記ケーシング内から前記ケーシング外に延びるシャフトおよび前記ケーシング内に設けられ前記シャフトを支持するベアリングを有する電動機と、
前記ケーシング外に延びた前記シャフトに取り付けられた羽根車と、
前記電動機と前記羽根車との間の前記シャフトに取り付けられ、保護装置を有する取付部材と、
を備え、
前記保護装置は、前記取付部材から前記ケーシング方向に延びて前記ケーシングに接し、前記羽根車の前記ケーシング方向への移動を抑制する送風装置。
【請求項３】
前記保護装置は、前記シャフトの径方向外側に回動可能な回動部を備える請求項１または２に記載の送風装置。
【請求項４】
風洞部を有する本体枠と、
前記本体枠に取り付けられた支持脚と、
前記支持脚により支持された請求項１〜３のいずれか一項に記載の送風装置と、
を備えた換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車を回転させて空気流を発生させる送風装置およびこれを備えた換気扇に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送風装置として、シャフトを有する電動機と、シャフトに取り付けられた羽根車とを備えたものがある。この電動機の内部には、シャフトを支持するベアリングが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／１７３１０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の送風装置では、輸送時に羽根車の荷重がベアリングにかかることにより、羽根車の荷重によってはベアリングが損傷する恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ベアリングにかかる羽根車の荷重を軽減することができる送風装置および換気扇を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る送風装置は、開口を有するケーシング、開口を貫通しケーシング内からケーシング外に延びるシャフトおよびケーシング内に設けられシャフトを支持するベアリングを有する電動機と、ケーシング外に延びたシャフトに取り付けられ、保護装置を有する羽根車と、を備え、保護装置は、羽根車からケーシング方向に延びてケーシングに接し、羽根車のケーシング方向への移動を抑制するものである。
【０００７】
また、本発明に係る送風装置は、開口を有するケーシング、開口を貫通しケーシング内からケーシング外に延びるシャフトおよびケーシング内に設けられシャフトを支持するベアリングを有する電動機と、ケーシング外に延びたシャフトに取り付けられた羽根車と、電動機と羽根車との間のシャフトに取り付けられ、保護装置を有する取付部材と、を備え、保護装置は、取付部材からケーシング方向に延びてケーシングに接し、羽根車のケーシング方向への移動を抑制するものである。
【０００８】
また、本発明に係る換気扇は、風洞部を有する本体枠と、本体枠に取り付けられた支持脚と、支持脚により支持された上記送風装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の送風装置および換気扇によれば、羽根車がケーシング方向へ移動するのを抑制する保護装置を備えたことにより、ベアリングにかかる羽根車の荷重を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る換気扇の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る換気扇の電動機の側面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る換気扇の羽根車の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る換気扇の保護装置の図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る換気扇の送風装置の側面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例に係る換気扇の送風装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係る送風装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１では、本発明の送風装置３０を備えた換気扇１００を例に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る換気扇１００の斜視図である。換気扇１００は、工場、倉庫、店舗または住宅において、壁に形成された開口に取り付けられる。換気扇１００は、室内から室外への排気または室外から室内への給気により、室内の換気を行う。
【００１３】
換気扇１００は、本体枠１０と、本体枠１０に取り付けられた４つの支持脚２０と、４つの支持脚２０により支持された送風装置３０とを備える。送風装置３０は、電動機４０と、電動機４０の駆動により回転して空気流を発生させる羽根車５０と、を備える。
【００１４】
図１において、本体枠１０の外縁は矩形をなしている。本体枠１０の中央には、換気扇１００の通風路である風洞部１１が設けられている。
【００１５】
４つの支持脚２０は、電動機４０から本体枠１０の各角部へ向けて放射状に伸ばされた棒状の部材である。支持脚２０のうち本体枠１０側の端部は、本体枠１０に固定されている。支持脚２０のうち電動機４０側の端部は、電動機４０の側面に固定されている。各支持脚２０には、電動機４０を支持可能に折り曲げが施されている。支持脚２０は、電動機４０を支持可能な剛性を持つ鋼材からなる。なお、支持脚２０は、電動機４０を支持可能な剛性を持つ材料であればよく、鋼材以外の金属材料であっても良い。
【００１６】
電動機４０は、風洞部１１の中心位置に電動機４０のシャフト（図１では図示を省略）が位置するように配置されている。プロペラファンである羽根車５０は、電動機４０のシャフトの先端部に取り付けられている。
【００１７】
羽根車５０は、電動機４０のシャフトに取り付けられた円形状のボス５１と、ボス５１の外周部に接続された羽根５２と、ボス５１に取り付けられた後述する保護装置５３とを備える。羽根５２は例えば３枚であるが、羽根の枚数は３枚には限られない。羽根車５０は、電動機４０の動作によるシャフトの回転に伴って風洞部１１内にて回転し、風洞部１１を通る空気流を発生させる。
【００１８】
換気扇１００は、電動機４０に電力を供給する電源コード６０を備える。電源コード６０は、４つの支持脚２０のうちの１つに沿って配線されており、換気扇１００外の商用電源に接続される。電源コード６０は、結束バンド６１によって支持脚２０と結束されることで、支持脚２０に固定される。電源コード６０は、任意の数の結束バンド６１により支持脚２０に固定される。結束バンド６１は、結束状態とされてからの結束を緩ませる変形が制限されており、結束状態を維持可能とする。結束バンド６１は、例えば合成樹脂材料を用いて形成される。
【００１９】
なお、結束バンド６１は、合成樹脂材料以外の材料を用いて形成されたものであってもよい。また、支持脚２０への電源コード６０の固定には、結束バンド６１以外の固定部材を使用してもよい。例えば、固定部材として、電源コード６０を把持するクリップおよび支持脚２０にクリップを固定するねじを用いてもよい。
【００２０】
次に、電動機４０の詳細な構造について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る換気扇１００の電動機４０の側面断面図である。
【００２１】
図２に示すように、電動機４０は、電動機４０の外郭を構成するケーシング４１と、ケーシング４１の内部に設けられコイル４２ａを有する円筒形状の固定子４２と、固定子４２の内側に配設された円筒形状の回転子４３と、回転子４３に連結されて回転子４３の中心軸４３ａに沿って延びるシャフト４４と、を備える。固定子４２と回転子４３とシャフト４４とは同軸上に配設されている。
【００２２】
ケーシング４１は、円筒形状のフレーム４１ａと、フレーム４１ａの２つの開口部をそれぞれ塞ぐ第１ブラケット４１ｂおよび第２ブラケット４１ｃとを備える。フレーム４１ａと２つのブラケット４１ｂ，４１ｃとは、それぞれ、例えば接着、ねじ締結、溶接によって、互いに固定されている。第２ブラケット４１ｃには、開口４１ｄが形成されている。シャフト４４の一端は、開口４１ｄからケーシング４１の外部に向けて延びている。ケーシング４１の外部に延びたシャフト４４の先端部には、図示しない羽根車５０が取り付けられる。以下では、シャフト４４の軸方向において、羽根車５０が取り付けられる側すなわち図２における紙面左側を負荷側と呼び、負荷側と反対側すなわち図２における紙面右側を反負荷側と呼ぶ。
【００２３】
シャフト４４は、２つのベアリング４５ａ，４５ｂによって回転可能に支持されている。２つのベアリング４５ａ，４５ｂは、シャフト４４の軸方向において回転子４３を挟んだ位置に配置されている。第１ベアリング４５ａは回転子４３より反負荷側に配置され、第２ベアリング４５ｂは回転子４３より負荷側に配置されている。第１ベアリング４５ａは、第１ブラケット４１ｂによって保持される。第２ベアリング４５ｂは、第２ブラケット４１ｃによって保持される。
【００２４】
また、第１ブラケット４１ｂと第１ベアリング４５ａとの間には、バネ４６が挟まれている。バネ４６は、第１ベアリング４５ａに対してシャフト４４の軸方向における負荷側方向に予圧を与える。バネ４６としては、例えばウェーブワッシャが用いられる。
【００２５】
ここで、換気扇１００は、図１に示すように、本体枠１０と、支持脚２０と、送風装置３０とが組み立てられた状態で輸送される。換気扇１００の輸送時には、換気扇１００を置いた時のバランスを考慮して、電動機４０のシャフト４４が鉛直方向に延びた状態で輸送される。このとき、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向上側に位置した状態で輸送されると、羽根車５０の荷重がシャフト４４を介して、第１ベアリング４５ａにかかる。また、換気扇１００の輸送時には、羽根車５０が鉛直方向に振動することにより、静置時よりも大きな荷重が第１ベアリング４５ａに繰り返しかかる。このため、羽根車５０の荷重によっては、第１ベアリング４５ａが損傷する可能性がある。
【００２６】
また、羽根車５０の荷重は、シャフト４４および第１ベアリング４５ａを介して、バネ４６にもかかる。したがって、羽根車５０の荷重によっては、バネ４６の耐荷重を超える荷重がバネ４６にかかる可能性もある。
【００２７】
また、たとえ、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向下側に位置した状態で輸送された場合、および、羽根車５０が電動機４０の水平方向横側に位置した状態で輸送された場合であっても、羽根車５０が電動機４０の軸方向に振動することによって、羽根車５０の荷重が第１ベアリング４５ａおよびバネ４６にかかるので、第１ベアリング４５ａが損傷する可能性およびバネ４６の耐荷重を超える荷重がバネ４６にかかる可能性がある。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、保護装置５３を羽根車５０に取り付ける。図３は、本発明の実施の形態１に係る換気扇１００の羽根車５０の斜視図である。図４の（ａ）は本発明の実施の形態１に係る換気扇１００の保護装置５３の斜視図、（ｂ）は保護装置５３のＡ−Ａ断面図で固定部５４と回動部５５がなす角が９０°の状態を示す図、（ｃ）は保護装置５３のＡ−Ａ断面図で固定部５４と回動部５５がなす角が１８０°の状態を示す図である。
【００２９】
図３に示すように、保護装置５３は、ボス５１の面において、ボス５１をシャフト４４に取り付けたときに電動機４０を向く面に取り付けられる。保護装置５３は、図４に示すように、ボス５１に固定される固定部５４と、固定部５４に対して回動可能に取り付けられた回動部５５とを有する。
【００３０】
固定部５４は、例えば板状の部材であり、ねじ孔５４ａが形成されている。ねじ５６をねじ孔５４ａに通してボス５１に形成されたねじ孔（図示せず）に締め付けることによって、固定部５４がボス５１に固定される。
【００３１】
回動部５５は、例えば蝶番５７を介して、固定部５４に回動可能に取り付けられる。回動部５５は、例えば板金などの板状の部材である。回動部５５は、ボス５１に取り付けられた状態において、ボス５１の径方向外側に回動可能な構造になっている。図３および図４（ｂ）は固定部５４と回動部５５がなす角が９０°のときの状態、図４（ｃ）は固定部５４と回動部５５がなす角が１８０°のときの状態を示す。回動部５５は９０°〜１８０°の間で回動可能である。
【００３２】
本実施の形態では、図３に示すように、保護装置５３はボス５１に３つ取り付けられている。３つの保護装置５３は、ボス５１において羽根５２が接続された位置に対応した位置にそれぞれ取り付けられている。すなわち、回動部５５は、固定部５４となす角が１８０°の状態において、換気扇１００の負荷側から見て羽根５２の裏側に位置するように取り付けられている。これにより、羽根車５０の回転時に発生する空気流に対して与える保護装置５３の影響を小さくすることができる。
【００３３】
なお、保護装置５３をボス５１に取り付ける位置は、上記で説明した羽根５２が接続された位置に対応した位置には限られない。また、保護装置５３をボス５１にではなく、羽根５２に取り付けるようにしてもよい。また、ボス５１に取り付ける保護装置５３の数は３つには限られず、１つまたは２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態１に係る換気扇１００の送風装置３０の側面図である。図５では、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向上側に位置した状態を示している。
【００３５】
図５に示すように、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向上側に位置した状態において、回動部５５は自重により固定部５４となす角が９０°の状態、すなわち、羽根車５０からケーシング４１方向に向けて延びた状態になっている。このとき、回動部５５の反負荷側の端部はケーシング４１の第２ブラケット４１ｃと接している。これにより、羽根車５０の荷重を、ケーシング４１の第２ブラケット４１ｃが受ける。
【００３６】
また、回動部５５の反負荷側の端部は、バネ４６に対して耐荷重を超える荷重がかかる程度にバネ４６が押し潰される前にケーシング４１に接するようになっている。これにより、バネ４６に対して耐荷重を超える荷重がかかるのを防止することができる。
【００３７】
また、電動機４０の動作により、羽根車５０が回転すると、回動部５５は遠心力によってシャフト４４の径方向外側に回動し固定部５４となす角が１８０°の状態になる。これにより、回動部５５が羽根車５０の回転に与える影響を小さくすることができる。
【００３８】
本発明によれば、羽根車５０からケーシング４１方向に向けて延びた保護装置５３の電動機４０側の端部がケーシング４１と接することにより、羽根車５０がケーシング４１方向に移動するのを抑制することができる。よって、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向上側に位置した状態で換気扇１００の輸送した場合に第１ベアリング４５ａおよびバネ４６にかかる荷重を軽減することができる。
【００３９】
また、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向下側に位置した状態で輸送された場合、および、羽根車５０が電動機４０の水平方向横側に位置した状態で輸送された場合においても、羽根車５０が電動機４０の軸方向に振動することによって第１ベアリング４５ａおよびバネ４６にかかる羽根車５０の荷重を軽減することができる。
【００４０】
また、回動部５５は、バネ４６に対して耐荷重を超える荷重がかかる程度にバネ４６が押し潰される前にケーシング４１に接するため、バネ４６に対して耐荷重を超える荷重がかかるのを防止することができる。
【００４１】
また、回動部５５は、羽根車５０の回転による遠心力によってシャフト４４の径方向外側に回動することで、羽根車５０の回転を妨げないため、換気扇１００の使用時に取り外す必要がない。
【００４２】
また、ねじ５６を締め付けるためのねじ孔を羽根車５０に形成するだけで、羽根車５０に保護装置５３を取り付けることができるため、羽根車５０の大幅な設計変更を行う必要がない。また、電動機４０の構造を変更する必要がないため、電動機４０の構造が複雑になることがなく、電動機４０の製造方法を変更する必要もない。さらに、電動機４０への羽根車５０の取り付け方法も従来製品から変更する必要もない。
【００４３】
なお、本実施の形態では、保護装置５３を羽根車５０に取り付けているが、羽根車５０がケーシング４１方向に移動するのを抑制することができれば、羽根車５０以外の部品に保護装置５３を取り付けてもよい。
【００４４】
図６は、本発明の実施の形態１の変形例に係る換気扇１００の送風装置３０の側面図である。図６に示すように、実施の形態１の変形例では、電動機４０と羽根車５０との間のシャフト４４に取付部材７０を取り付ける。そして、保護装置５３を羽根車５０ではなく取付部材７０に取り付ける。取付部材７０は、例えばボス５１と同様の円形状である。また、取付部材７０には、保護装置５３が例えば３つ取り付けられる。この場合でも、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向上側に位置した状態において、取付部材７０からケーシング４１方向に向けて延びた回動部５５の電動機４０側の端部がケーシング４１と接する。
【００４５】
これにより、羽根車５０がケーシング４１方向に移動するのを抑制することができ、換気扇１００の輸送時に第１ベアリング４５ａおよびバネ４６にかかる荷重を軽減することができる。また、取付部材７０はシャフト４４とともに回転するので、取付部材７０の回転による遠心力によって、回動部５５はシャフト４４の径方向外側に回動する。よって、回動部５５は羽根車５０の回転を妨げないため、換気扇１００の使用時に取り外す必要がない。
【００４６】
また、本実施の形態では、回動部５５を自重のある板金で構成するとしたが、回動部５５は板金には限られない。羽根車５０が電動機４０の鉛直方向上側に位置した状態において、回動部５５が羽根車５０からケーシング４１方向に向けて延びた状態になる自重のある部材であれば、板金以外の部材で回動部５５を構成してもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、回動部５５は、羽根車５０が電動機４０の鉛直方向上側に位置した状態において自重によって固定部５４となす角が９０°の状態になり、羽根車５０の回転による遠心力によって固定部５４となす角が１８０°の状態になると説明した。しかし、回動部５５の回動方法は本実施の形態には限定されない。例えば、換気扇１００の輸送時は手動で回動部５５を固定部５４となす角が９０°となるように固定し、換気扇１００を使用する前には手動で回動部５５を固定部５４となす角が１８０°の状態に変更して固定できるようにしてもよい。このような場合であっても、換気扇１００の輸送時には回動部５５を固定部５４となす角が９０°の状態で固定することにより、羽根車５０がケーシング４１方向へ移動するのを抑制することができ、第１ベアリング４５ａおよびバネ４６にかかる羽根車５０の荷重を軽減することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、回動部５５は、固定部５４となす角が９０°の状態で反負荷側の端部がケーシング４１に接すると説明したが、回動部５５は、固定部５４となす角が９０°以外の状態で反負荷側の端部がケーシング４１に接するようになっていてもよい。すなわち、回動部５５は、固定部５４となす角が９０°より大きく１８０°より小さい状態で固定できるようになっていてもよく、この場合であっても、回動部５５の反負荷側の端部がケーシング４１に接し、羽根車５０の荷重をケーシング４１が受けるようになっていれば、本発明の効果は得られる。
【００４９】
また、本実施の形態では、回動部５５は、ボス５１の径方向外側に回動可能であると説明したが、回動部５５は、ボス５１の径方向内側に回動可能となっていてもよい。すなわち、回動部５５が０°〜１８０°の間で回動可能となっていてもよい。この場合、回動部５５が、固定部５４となす角が０°より大きく９０°より小さい状態で固定できるようになっていても、回動部５５の反負荷側の端部がケーシング４１に接し、羽根車５０の荷重をケーシング４１が受けることにより、本発明の効果は得られる。
【００５０】
また、本実施の形態では、回動部５５は例えば蝶番５７を介して固定部５４に回動可能に取り付けられるものとして説明したが、蝶番５７を備えず、回動部５５が固定部５４となす角が９０°の状態から回動しないものであってもよい。この場合であっても、換気扇１００の輸送時に第１ベアリング４５ａおよびバネ４６にかかる荷重を軽減するという効果は得られる。
【００５１】
また、本実施の形態では、羽根車５０に保護装置５３を取り付ける部品として、ねじ５６を例に説明したが、保護装置５３を取り付ける部品はねじ５６には限定されない。羽根車５０に保護装置５３を取り付けることができれば、例えばボルト等の部品を用いてもよい。
【００５２】
また、保護装置５３は、ボス５１に固定される固定部５４と、固定部５４に対して回動可能に取り付けられる回動部５５とを備えるとしたが、保護装置５３は固定部５４を備えず回動部５５のみから構成されるものであってもよい。例えば、ボス５１に蝶番５７を設け、回動部５５のみから構成される保護装置５３を蝶番５７に取り付けるようにしてもよい。また、保護装置５３は羽根車５０に取り付けられるものとして説明したが、保護装置５３は羽根車５０に一体形成されていてもよい。
【００５３】
また、電動機４０のケーシング４１は、フレーム４１ａと第１ブラケット４１ｂと第２ブラケット４１ｃとを備えるとしたが、ケーシング４１の構成は本実施の形態の構成には限定されず、例えば、２つのフレームで構成されるものであってもよい。
【００５４】
また、本実施の形態では、送風装置３０を搭載した装置として換気扇１００を例に説明したが、送風装置３０を搭載した装置であれば、例えば空気調和機等の他の製品に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０  本体枠、１１  風洞部、２０  支持脚、３０  送風装置、４０  電動機、４１  ケーシング、４１ａ  フレーム、４１ｂ  第１ブラケット、４１ｃ  第２ブラケット、４１ｄ  開口、４２  固定子、４２ａ  コイル、４３  回転子、４３ａ  中心軸、４４  シャフト、４５ａ  第１ベアリング、４５ｂ  第２ベアリング、４６  バネ、５０  羽根車、５１  ボス、５２  羽根、５３  保護装置、５４  固定部、５４ａ  ねじ孔、５５  回動部、５６  ねじ、５７  蝶番、６０  電源コード、６１  結束バンド、７０  取付部材。
【図１】
2020169629.tif 000003
【図２】
2020169629.tif 000004
【図３】
2020169629.tif 000005
【図４】
2020169629.tif 000006
【図５】
2020169629.tif 000007
【図６】
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