(57)【要約】【課題】作業工数が増大するのを抑制して容易に組み立てることが可能な送風機を提供する。【解決手段】この送風機１００は、ロータ１１とステータ１２とを含むモータ１と、モータ１の回転により回転される翼２と、モータ１のロータ１１と翼２とを一体的に保持する保持部材３と、保持部材３を回転可能に支持する中心軸４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータとを含むモータと、
前記モータの回転により回転される翼と、
前記モータの前記ロータと前記翼とを一体的に保持する保持部材と、
前記保持部材を回転可能に支持する中心軸と、を備える、送風機。
【請求項２】
前記ロータと前記翼と前記保持部材とは、前記中心軸に対して一体的に着脱可能に構成されている、請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記保持部材は、回転軸線方向に円筒形形状に延びる第１部分と、前記第１部分に接続して、回転軸線と直交する方向において前記第１部分から外側に円形に広がる第２部分と、を含む、請求項１または２に記載の送風機。
【請求項４】
円筒形形状の前記第１部分の内周面には、軸受を介して前記中心軸が配置されており、前記第２部分には、前記翼および前記ロータが保持されている、請求項３に記載の送風機。
【請求項５】
前記保持部材は、回転のバランスを取るために質量を調整するバランス調整部を含む、請求項３または４に記載の送風機。
【請求項６】
前記バランス調整部は、前記第２部分に設けられており、
円形の前記第２部分には、前記バランス調整部よりも外周部側に、前記翼および前記ロータが保持されている、請求項５に記載の送風機。
【請求項７】
前記中心軸は、固定的に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の送風機。
【請求項８】
前記ロータおよび前記翼が保持された前記保持部材を、前記中心軸に対して回転可能に固定する固定部材をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の送風機。
【請求項９】
移動体に搭載されるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送風機に関し、特に、モータを備える送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを備える送風機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、回転軸と回転軸に固定されたロータとステータとを含む電動機（モータ）と、電動機の回転により回転される動翼と、を備えた電動式軸流送風機（送風機）が開示されている。この特許文献１の電動式軸流送風機では、電動機として組み立てられた状態の回転軸に対して動翼を締結固定している。つまり、この電動式軸流送風機では、ロータが固定された回転軸に対して、動翼が取り付けられるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０６５８９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、上記特許文献１の電動式軸流送風機（送風機）では、電動機として組み立てられた状態の回転軸に対して動翼が取り付けられるように構成されている。このため、回転体（ロータ、回転軸および動翼）の回転のバランスを調整する場合に、ロータおよび動翼を回転軸に取り付けた状態でバランス調整を行い、その後、一旦、回転軸から、動翼を取り外して、電動機として回転軸およびロータを組み立ててから、再び動翼を回転軸に取り付ける必要がある。このため、組み立て作業の工数が増大するという不都合がある。その結果、上記特許文献１では、電動式軸流送風機（送風機）の組み立て作業の工数が増大して組立作業が煩雑になるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、作業工数が増大するのを抑制して容易に組み立てることが可能な送風機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における送風機は、ロータとステータとを含むモータと、モータの回転により回転される翼と、モータのロータと翼とを一体的に保持する保持部材と、保持部材を回転可能に支持する中心軸と、を備える。なお、送風機は、単位質量当たりのエネルギーや圧力比に関わらず、流体（気体）を圧送する機器である広義の概念である。つまり、本発明の送風機には、ファン、ブロア、コンプレッサが含まれる。
【０００８】
この発明の一の局面による送風機では、上記のように、モータのロータと翼とを一体的に保持する保持部材を設ける。これにより、送風機の組み立て時に、ロータと翼とを一体的に保持部材により保持した状態で、回転のバランスを調整してから、ロータと翼とを一体的に保持する保持部材を中心軸に取り付けることができる。これにより、回転する部材を一体的に組み立ててからバランス調整した後、一旦分解して再び組み立てる場合と異なり、作業工数が増大するのを抑制することができる。その結果、作業工数が増大するのを抑制して送風機を容易に組み立てることができる。
【０００９】
上記一の局面による送風機において、好ましくは、ロータと翼と保持部材とは、中心軸に対して一体的に着脱可能に構成されている。このように構成すれば、ロータ、翼および保持部材を、中心軸に対して容易に組み付けることができる。また、軸受の交換などのメンテナンス時に、回転する部材（ロータ、翼および保持部材）を一体的に取り外すことができるので、軸受の交換などのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００１０】
上記一の局面による送風機において、好ましくは、保持部材は、回転軸線方向に円筒形形状に延びる第１部分と、第１部分に接続して、回転軸線と直交する方向において第１部分から外側に円形に広がる第２部分と、を含む。このように構成すれば、円筒形形状の第１部分と、第１部分から外側に円形に広がる第２部分とにより、翼およびロータを安定して回転可能に保持することができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、円筒形形状の第１部分の内周面には、軸受を介して中心軸が配置されており、第２部分には、翼およびロータが保持されている。このように構成すれば、円筒形形状の第１部分により、保持部材を中心軸に対して安定して回転可能に取り付けることができる。また、円形に広がる第２部分に対してロータおよび翼を容易に固定することができる。
【００１２】
上記保持部材が第１部分と第２部分とを含む構成において、好ましくは、保持部材は、回転のバランスを取るために質量を調整するバランス調整部を含む。このように構成すれば、回転する部材（ロータ、翼および保持部材）のうち、保持部材にバランス調整部を設けることにより、全ての部材の回転のバランスを個別に調整する場合と比べて、回転のバランスを容易に調整することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、バランス調整部は、第２部分に設けられており、円形の第２部分には、バランス調整部よりも外周部側に、翼およびロータが保持されている。このように構成すれば、第１部分に対して外側に広がる第２部分にバランス調整部を設けることにより、回転モーメントの影響が大きくなる半径方向の外側にバランス調整部を配置することができるので、回転のバランスを容易に調整することができる。また、バランス調整部よりも外周部側に翼およびロータが配置されるので、保持部材に翼およびロータが保持された状態で、翼およびロータが邪魔になることなくバランス調整部に容易にアクセスすることができる。これにより、回転する部材（ロータ、翼および保持部材）を一体とした状態で容易に回転のバランスを調整することができる。
【００１４】
上記一の局面による送風機において、好ましくは、中心軸は、固定的に配置されている。このように構成すれば、中心軸に対して回転のバランスを調整する必要がない。また、締結部材を用いて中心軸に対して保持部材を回転可能に固定する場合に、中心軸が回転しないので、中心軸の回転を抑えることなく固定のための締結部材を容易に回転させて締結させることができる。
【００１５】
上記一の局面による送風機において、好ましくは、ロータおよび翼が保持された保持部材を、中心軸に対して回転可能に固定する固定部材をさらに備える。このように構成すれば、ロータ、翼および保持部材を一体的に中心軸に対して固定部材により回転可能に固定することができる。
【００１６】
上記一の局面による送風機において、好ましくは、移動体に搭載されるように構成されている。このように構成すれば、移動体に搭載される送風機の組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記のように、作業工数が増大するのを抑制して容易に組み立てることが可能な送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態による移動体に搭載された送風機を示した模式図である。
【図２】一実施形態による送風機の分解図である。
【図３】一実施形態による送風機の保持部材を示した斜視図である。
【図４】一実施形態による送風機の翼、ロータおよび保持部材を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（送風機の構成）
図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による送風機１００の構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、送風機１００は、移動体１２０に搭載されるように構成されている。また、送風機１００は、移動体１２０のダクト（図示せず）内に配置され、風を送るように構成されている。移動体１２０は、たとえば、航空機、車両、船舶などである。送風機１００は、モータ１と、翼２と、保持部材３と、中心軸４と、一対の軸受５と、円筒部材６と、を備えている。また、送風機１００は、モータ１と、翼２と、保持部材３と、中心軸４と、一対の軸受５と、円筒部材６と、を覆う筐体１１０を備えている。
【００２２】
モータ１は、ロータ１１と、ステータ１２とを含んでいる。ロータ１１は、連結部材１１１と、複数の磁石１１２とを有している。翼２は、外周部に複数の羽根２１を含んでいる。保持部材３は、第１部分３１と、第２部分３２とを含んでいる。
【００２３】
モータ１は、電力が供給されて、回転駆動されるように構成されている。具体的には、モータ１は、単相または３相の交流により回転駆動されるように構成されている。ロータ１１は、ステータ１２に対して半径方向に対向するように配置されている。また、ロータ１１は、ステータ１２に対して半径方向外側に配置されている。ロータ１１の連結部材１１１は、Ｘ方向から見て、円環形状に形成されている。また、連結部材１１１は、外周部分が回転軸方向（Ｘ方向）に突出するように形成されている。連結部材１１１は、締結部材１１３の締結により保持部材３に固定されている。連結部材１１１には、図４に示すように、磁石１１２（永久磁石）が複数設けられている。複数の磁石１１２は、周方向において等間隔に配置されている。ステータ１２は、複数のコイルを含んでいる。ステータ１２の複数のコイルには、交流電力が供給される。これにより、ロータ１１が回転する。また、ステータ１２は、コイルに鉄芯が挿入されていない。つまり、モータ１は、コアレスのモータである。
【００２４】
翼２は、モータ１の回転により回転されるように構成されている。翼２は、回転軸線Ａ周りに回転するように構成されている。翼２は、回転することにより、流体（気体）を送るように構成されている。具体的には、翼２は、複数の羽根２１の回転により、流体（気体）を送るように構成されている。また、翼２は、回転軸方向（Ｘ１方向）から流体（気体）を吸込み、回転軸方向（Ｘ２方向）に流体（気体）を吐出するように構成されている。つまり、送風機１００は、軸流送風機である。翼２は、締結部材２２の締結により保持部材３に固定されている。また、翼２は、半径方向に見て、モータ１とオーバラップするように取り付けられている。これにより、回転軸方向の長さが大きくなるのを抑制することが可能である。
【００２５】
ここで、本実施形態では、保持部材３は、モータ１のロータ１１と翼２とを一体的に保持するように構成されている。また、保持部材３は、軸受５を介して中心軸４に回転可能に取り付けられている。中心軸４は、保持部材３を回転可能に支持している。また、中心軸４は、固定的に配置されている。つまり、中心軸４は、回転されない。また、保持部材３は、金属材料により形成されている。たとえば、保持部材３は、ステンレスにより形成されている。
【００２６】
一対の軸受５は、回転軸線方向に沿って互いに離間して配置されている。軸受５の内側部分は、円筒部材６を介して中心軸４に接続されている。つまり、軸受５の内側部分は、回転されない。また、軸受５の外側部分は、保持部材３に接続されている。つまり、軸受５の外側部分は、保持部材３は保持部材３とともに回転される。Ｘ２方向側の軸受５は、Ｘ方向において、円筒部材６および保持部材３に挟み込まれて位置決めされている。また、Ｘ１方向側の軸受５は、バネ６１および翼２に挟み込まれて位置決めされている。バネ６１は、Ｘ２方向側の端部が円筒部材６により移動が規制されている。また、バネ６１は、Ｘ１方向側の端部により軸受５をＸ１方向側に押圧している。
【００２７】
また、本実施形態では、図２に示すように、ロータ１１と翼２と保持部材３とは、中心軸４に対して一体的に着脱可能に構成されている。具体的には、保持部材３にロータ１１および翼２を取り付けた状態で、保持部材３を中心軸４に対して着脱することが可能である。また、この際、保持部材３とともに、一対の軸受５、円筒部材６およびバネ６１も一体的に着脱することが可能である。また、ロータ１１および翼２が保持された保持部材３は、締結部材４１により、中心軸４に対して回転可能に固定される。つまり、締結部材４１の締結により、回転する部材（ロータ１１、翼２および保持部材３）を一体的に中心軸４に回転可能に取り付けることが可能である。また、締結部材４１の締結の解除により、回転する部材（ロータ１１、翼２および保持部材３）を一体的に中心軸４から取り外すことが可能である。なお、締結部材４１は、特許請求の範囲の「固定部材」の一例である。
【００２８】
また、ロータ１１と翼２と軸受５とが保持された保持部材３から、翼２を取り外すことにより、軸受５の固定が解除される。これにより、軸受５のメンテナスや交換を行うことが可能になる。
【００２９】
図３および図４に示すように、保持部材３の第１部分３１は、回転軸線方向（Ａ方向、Ｚ方向）に円筒形形状に延びるように形成されている。保持部材３の第２部分３２は、第１部分３１に接続して、回転軸線と直交する方向（半径方向）において第１部分３１から外側に円形に広がるように形成されている。第１部分３１は、内周面３１１と、バランス調整部３１２（ハッチング部分）とを含んでいる。第２部分３２には、外周部３２１と、接続部３２２と、孔部３２３と、バランス調整部３２４（ハッチング部分）と、ネジ穴３２５および３２６とが設けられている。
【００３０】
図１に示すように、円筒形形状の第１部分３１の内周面３１１には、軸受５を介して中心軸４が配置されている。第１部分３１のバランス調整部３１２は、回転する部材（ロータ１１、翼２および保持部材３）のＸ２方向における回転のバランスを調整するために設けられている。具体的には、バランス調整部３１２は、第１部分３１のＸ２方向の端部に設けられている。また、ロータ１１および翼２を取り付けた状態の保持部材３は、調整用の回転機構により回転させられて、回転のバランスが計測される。計測された回転のバランスに基づいて、回転のバランスが均等になるように、バランス調整部３１２が削られる。
【００３１】
第２部分３２には、翼２およびロータ１１が保持されている。また、円形の第２部分３２には、バランス調整部３２４よりも外周部側に、翼２およびロータ１１が保持されている。具体的には、第２部分３２の外周部３２１には、Ｘ２方向側にロータ１１が締結固定されている。また、ロータ１１は、第２部分３２の外周部３２１に配置されたネジ穴３２５に締結部材１１３がねじ込みされて、第２部分３２に固定されている。外周部３２１は、円環形状に形成されている。
【００３２】
第２部分３２の接続部３２２には、Ｘ１方向側に翼２が締結固定されている。また、翼２は、第２部分３２の接続部３２２に配置されたネジ穴３２６に締結部材２２がねじ込みされて、第２部分３２に固定されている。接続部３２２は、第１部分３１と円環形状の外周部３２１とを接続するように形成されている。
【００３３】
第２部分３２の孔部３２３は、第１部分３１と外周部３２１との間に貫通孔として設けられている。これにより、孔部３２３を設けない場合に比べて、軽量化を図ることができる。
【００３４】
第２部分３２のバランス調整部３２４は、回転する部材（ロータ１１、翼２および保持部材３）のＸ１方向における回転のバランスを調整するために設けられている。具体的には、バランス調整部３２４は、第２部分３２の円環状の外周部３２１の内周部近傍に設けられている。ロータ１１および翼２を取り付けた状態の保持部材３は、調整用の回転機構により回転させられて、回転のバランスが計測される。計測された回転のバランスに基づいて、回転のバランスが均等になるように、バランス調整部３２４が削られる。つまり、バランス調整部３１２、３２４は、回転のバランスを取るために質量が調整される。
【００３５】
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００３６】
本実施形態では、上記のように、モータ１のロータ１１と翼２とを一体的に保持する保持部材３を設ける。これにより、送風機１００の組み立て時に、ロータ１１と翼２とを一体的に保持部材３により保持した状態で、回転のバランスを調整してから、ロータ１１と翼２とを一体的に保持する保持部材３を中心軸４に取り付けることができる。これにより、回転する部材を一体的に組み立ててからバランス調整した後、一旦分解して再び組み立てる場合と異なり、作業工数が増大するのを抑制することができる。その結果、作業工数が増大するのを抑制して送風機１００を容易に組み立てることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、ロータ１１と翼２と保持部材３とを、中心軸４に対して一体的に着脱可能に構成する。これにより、ロータ１１、翼２および保持部材３を、中心軸４に対して容易に組み付けることができる。また、軸受５の交換などのメンテナンス時に、回転する部材（ロータ１１、翼２および保持部材３）を一体的に取り外すことができるので、軸受５の交換などのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上記のように、保持部材３は、回転軸線方向（Ａ方向、Ｚ方向）に円筒形形状に延びる第１部分３１と、第１部分３１に接続して、回転軸線と直交する方向（半径方向）において第１部分３１から外側に円形に広がる第２部分３２と、を含む。これにより、円筒形形状の第１部分３１と、第１部分３１から外側に円形に広がる第２部分３２とにより、翼２およびロータ１１を安定して回転可能に保持することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、上記のように、円筒形形状の第１部分３１の内周面３１１には、軸受５を介して中心軸４が配置されており、第２部分３２には、翼２およびロータ１１が保持されている。これにより、円筒形形状の第１部分３１により、保持部材３を中心軸４に対して安定して回転可能に取り付けることができる。また、円形に広がる第２部分３２に対してロータ１１および翼２を容易に固定することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように、保持部材３は、回転のバランスを取るために質量を調整するバランス調整部３１２、３２４を含む。これにより、回転する部材（ロータ１１、翼２および保持部材３）のうち、保持部材３にバランス調整部３１２、３２４を設けることにより、全ての部材の回転のバランスを個別に調整する場合と比べて、回転のバランスを容易に調整することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、上記のように、バランス調整部３２４を、第２部分３２に設ける。また、円形の第２部分３２には、バランス調整部３２４よりも外周部側に、翼２およびロータ１１が保持されている。これにより、第１部分３１に対して外側に広がる第２部分３２にバランス調整部３２４を設けることにより、回転モーメントの影響が大きくなる半径方向の外側にバランス調整部３２４を配置することができるので、回転のバランスを容易に調整することができる。また、バランス調整部３２４よりも外周部側に翼２およびロータ１１が配置されるので、保持部材３に翼２およびロータ１１が保持された状態で、翼２およびロータ１１が邪魔になることなくバランス調整部３２４に容易にアクセスすることができる。これにより、回転する部材（ロータ１１、翼２および保持部材３）を一体とした状態で容易に回転のバランスを調整することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、上記のように、中心軸４を、固定的に配置する。これにより、中心軸４に対して回転のバランスを調整する必要がない。また、締結部材４１を用いて中心軸４に対して保持部材３を回転可能に固定する場合に、中心軸４が回転しないので、中心軸４の回転を抑えることなく固定のための締結部材４１を容易に回転させて締結させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、上記のように、ロータ１１および翼２が保持された保持部材３を、中心軸４に対して回転可能に固定する締結部材４１を設ける。これにより、ロータ１１、翼２および保持部材３を一体的に中心軸４に対して締結部材４１により回転可能に固定することができる。
【００４４】
（変形例）
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００４５】
たとえば、上記実施形態では、本発明を風を送る送風機に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、流体（気体）の圧力を高める圧縮機に適用してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、送風機が移動体に搭載される構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、送風機を移動体以外に設けてもよい。たとえば、トンネルの換気用に送風機を設けてもよいし、機器の冷却用に送風機を設けてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、送風機が軸流送風機である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、送風機は、軸流送風機以外でもよい。たとえば、送風機は、遠心送風機であってもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、モータは、ロータがステータに対して半径方向において外側に配置されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、モータは、ロータがステータに対して半径方向の内側に配置されていてもよい。また、本発明では、モータは、ロータがステータに対して軸方向に配置されているアキシャルギャップモータでもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、モータは、ステータのコイルに鉄芯が挿入されていないコアレスのモータの例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、モータは、ステータのコイルに鉄芯が挿入されていてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、バランス調整部を、保持部材の第１部分および第２部分の両方に設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、バランス調整部を保持部材の第２部分にのみ設けてもよいし、第１部分のみに設けてもよい。また、バランス調整部を、翼またはロータに設けてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、保持部材は、バランス調整部よりも外周部側に翼およびロータを保持している構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、保持部材は、バランス調整部よりも内側に翼およびロータを保持していてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  モータ
２  翼
３  保持部材
４  中心軸
５  軸受
１１  ロータ
１２  ステータ
３１  第１部分
３２  第２部分
４１  締結部材（固定部材）
１００  送風機
１２０  移動体
３１１  内周面
３１２、３２４  バランス調整部
【図１】
2020148143.tif 000003
【図２】
2020148143.tif 000004
【図３】
2020148143.tif 000005
【図４】
2020148143.tif 000006