(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することで空気に運動量を与えるファン（１）と、
前記ファン（１）の回転軸となるシャフト（２２）と、
前記シャフト（２２）を中心とする同心円上に配置される複数の錘（６１、６１０）とを備え、
前記複数の錘（６１、６１０）が前記ファン（１）に固定されている送風機の製造方法であって、
前記複数の錘（６１、６１０）が前記同心円上を移動可能な状態で配置された前記ファン（１）を用意する工程と、
前記ファン（１）を危険速度以上の回転速度で回転させた状態で、前記複数の錘（６１、６１０）を前記ファン（１）に固定する錘固定工程とを備えることを特徴とする送風機の製造方法。
【請求項２】
前記錘固定工程では、前記ファン（１）を危険速度以上の回転速度で回転させた状態で、接着剤を投入し、前記接着剤により前記複数の錘（６１、６１０）を前記ファン（１）に固定することを特徴とする請求項１に記載の送風機の製造方法。
【請求項３】
回転することで空気に運動量を与えるファン（１）と、
前記ファン（１）の回転軸となるシャフト（２２）と、
前記シャフト（２２）を中心とする同心円上に固定されている複数の錘（６１、６１０）とを備える送風機であって、
前記複数の錘（６１、６１０）の位置は、前記複数の錘（６１、６１０）が前記ファン（１）に固定されておらず前記同心円上を移動可能な状態で前記ファン（１）が危険速度以上の回転速度で回転していると仮定した場合に前記複数の錘（６１、６１０）が前記ファン（１）に対して相対的に静止する位置であることを特徴とする送風機。
【請求項４】
前記複数の錘（６１、６１０）は、それぞれ、球状に形成されており、
前記ファン（１）には、前記シャフト（２２）を中心とする環状に形成されるとともに、前記複数の錘（６１、６１０）が収容される錘収容部（６２、６２０）が設けられており、
前記複数の錘（６１、６１０）は、前記錘収容部（６２、６２０）内に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランス調整用の錘を備える送風機の製造方法および送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の送風機は、回転体であるファンとモータの振動を打ち消すために、ファンにバランスウェイトを追加（プラスバランス調整）するか、または余剰ウェイトを除去（マイナスバランス調整）して、バランス調整を行っていた。例えば特許文献１には、マイナスバランス調整する遠心式送風機が記載されている。
【０００３】
ところで、従来の送風機のバランス調整は、アンバランス計測装置にファンおよびモータを取り付けた後、ファンおよびモータを回転させ、アンバランスの量Ｍεと所定の方向からの角度を各種センサにより測定し、アンバランスベクトルを算出する。そして、算出したアンバランスベクトルに対して、１８０度反対方向、位置でアンバランスの量Ｍεに相当するバランスウェイトを付加している（プラスバランス調整）。または、算出したアンバランスベクトルに対して同じ方向で、ファンの一部をアンバランスの量Ｍεと同量だけ削除している（マイナスバランス調整）。
【０００４】
しかしながら、この方法では、アンバランスの位置と方向を計測し、それに相当する重さのバランスウェイトを選定した後、ファンの回転を止めてから、ファンにおける所定の位置にバランスウェイトを固定する必要がある。このため、製造過程におけるバランス調整の手間がかかるとともに、アンバランスを計測してからバランスウェイトをファンに固定するまでにかなりの時間を要するという問題があった。
【０００５】
これに対し、特許文献２には、ファンと、ファンを固定するワッシャとの間に、複数の錘を移動可能に配設することによって自動的にバランス調整する電動送風機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３８９９９８号公報
【特許文献２】特開２００５−９４９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の従来技術によると、製造過程におけるバランス調整に要する手間および時間が少なくなるというメリットがある。しかしながら、特許文献２の従来技術では、ファンの回転速度が危険速度以上になった場合には自動的にバランス調整が行われるが、ファンの回転速度が危険速度未満の場合には、錘がアンバランスを増大させる位置に移動し、かえって振動が増加するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、製造過程におけるバランス調整に要する手間および時間を低減し、かつ、広い回転数範囲で振動を低減することができる送風機の製造方法および送風機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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転することで空気に運動量を
与えるファン（１）と、ファン（１）の回転軸となるシャフト（２２）と、シャフト（２２）を中心とする同心円上に配置される複数の錘（６１、６１０）とを備え、複数の錘（６１、６１０）がファン（１）に固定されている送風機の製造方法において、複数の錘（６１、６１０）が同心円上を移動可能な状態で配置されたファン（１）を用意する工程と、ファン（１）を危険速度以上の回転速度で回転させた状態で、複数の錘（６１、６１０）をファン（１）に固定する錘固定工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、複数の錘（６１、６１０）が同心円上を移動可能な状態で配置されたファン（１）を危険速度以上の回転速度で回転させると、複数の錘（６１、６１０）が全体のアンバランスを修正する位置に移動し、その位置でファン（１）および複数の錘（６１、６１０）が相対的に静止した状態となる。そして、錘固定工程で、ファン（１）および複数の錘（６１、６１０）が相対的に静止した状態で、そのまま複数の錘（６１、６１０）をファン（１）に固定することができる。したがって、錘（６１、６１０）をファン（１）に固定させるために、ファン（１）の回転を停止させる必要がないので、製造過程におけるバランス調整に要する時間を低減できる。
【００１１】
また、複数の錘（６１、６１０）が同心円上を移動可能な状態で配置されたファン（１）を危険速度以上の回転速度で回転させると、複数の錘（６１、６１０）は自動的に全体のアンバランスを修正する位置に移動するので、ファン（１）のアンバランスの方向および量を計測する必要がない。このため、製造過程におけるバランス調整に要する手間を低減できる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明では、ファン（１）を危険速度以上の回転速度で回転させ、複数の錘（６１、６１０）が全体のアンバランスを修正する位置に移動した後に、その位置で複数の錘（６１、６１０）をファン（１）に固定している。このため、ファン（１）の回転速度が危険速度以上の場合において、振動を低減できる。
【００１３】
また、複数の錘（６１、６１０）はファン（１）に固定されているので、ファン（１）の回転速度が危険速度未満の場合であっても、錘（６１、６１０）が移動することはなく、振動を低減することができる。したがって、広い回転数範囲で振動を低減することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明では、回転することで空気に運動量を与えるファン（１）と、ファン（１）の回転軸となるシャフト（２２）と、シャフト（２２）を中心とする同心円上に固定されている複数の錘（６１、６１０）とを備える送風機であって、複数の錘（６１、６１０）の位置は、複数の錘（６１、６１０）がファン（１）に固定されておらず同心円上を移動可能な状態でファン（１）が危険速度以上の回転速度で回転していると仮定した場合に複数の錘（６１、６１０）がファン（１）に対して相対的に静止する位置であることを特徴としている。これによれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることが可能となる。
【００１５】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における送風機を示す断面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】第１実施形態による振動低減効果を示すグラフである。
【図４】第２実施形態における送風機を示す断面図である。
【図５】第３実施形態におけるバランサ部分を示す断面図である。
【図６】第４実施形態におけるバランサ部分を示す断面図である。
【図７】第５実施形態における送風機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１８】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態を説明する。図１に示す送風機は、車両用空調装置の室内ユニット（図示せず）に用いられ、室内ユニットの内外気切替箱により導入された外気および内気を吸入し、吸入した空気を室内ユニットの空調ユニットに向けて送風する。図１に示す上下の矢印は、車両搭載状態における各方向を示している。
【００１９】
送風機は、ファン１、電動モータ２およびケーシング３等を有している。ファン１は、電動モータ２により回転駆動されて遠心方向に空気を吹き出す遠心式多翼ファンである。電動モータ２は、モータ本体部２１と、モータ本体部２１から突出するシャフト２２とを有している。シャフト２２は、ファン１の回転軸をなすものであり、送風機の車両搭載状態では上下方向に延びている。モータ本体部２１は、送風機の車両搭載状態ではファン１の下方側に位置している。
【００２０】
ケーシング３は、ファン１を収容するスクロール部３１を有している。スクロール部３１には、ファン軸方向の一端側（電動モータ２の反対側）に向かって開口した吸入口３１１が形成されている。吸入口３１１の外縁部には、ファン１の内側に向かって延びるベルマウスが形成されている。スクロール部３１の内部には、ファン１から吹き出された空気を集合させる渦巻き状の流路が形成されている。
【００２１】
ファン１は、回転軸の周りに板状の翼部１１（ブレード）が多数枚配置された構成になっている。多数枚の翼部１１は、吸入口３１１側の端部が側板１２によって連結され、その反対側の端部が主板１３によって連結されている。
【００２２】
側板１２は、多数枚の翼部１１をファン１の外周側から締める箍の役割を果たすように環状に形成されている。主板１３は、多数枚の翼部１１をファン１の底面側（反空気吸入側）から覆う円板状に形成されている。
【００２３】
主板１３は、中央側が吸入口３１１側へ窪んだ略円錐形状に形成されている。  主板１３の中心部には、電動モータ２のシャフト２２が結合される円筒状のボス１４が形成されている。
【００２４】
ボス１４の近傍（ファンボス部）には、回転による振動を低減するためのバランサ６が設けられている。具体的には、バランサ６は、ファン１の内側かつ主板１３の中心部に設けられている。
【００２５】
図１および図２に示すように、バランサ６は、シャフト２２を中心とする同心円上に配置される複数のボール６１（球状の錘）と、複数のボール６１を収容するボール収容部６２（錘収容部）とを有している。本例では、ボール収容部６２は、主板１３の中心部を肉厚にし、その肉厚部にシャフト２２を中心とする環状の溝を形成することによって構成されている。環状の溝は、吸入口３１１側が開口するように形成されている。
【００２６】
ボール収容部６２には、２つのボール６１が収容されている。２つのボール６１の直径は、ボール収容部６２の溝の幅よりも小さい。なお、２つのボール６１は、大きさおよび質量が互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００２７】
２つのボール６１は、ボール収容部６２のうち、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させた際にファン１および２つのボール６１が相対的に静止する位置に固定されている。なお、危険速度とは、ファン１およびモータ２からなる回転体が回転する際における理論上の振幅無限大となる回転速度を意味している。
【００２８】
次に、本実施形態に係る送風機の製造方法（特に、ボール６１をボール収容部６２内に固定する方法）について説明する。
【００２９】
まず、ファン１のボール収容部６２内に、２つのボール６１をファン１の回転方向に移動可能に、すなわちシャフト２２を中心とする同心円上を移動可能に配置する。
【００３０】
続いて、２つのボール６１がファン１に固定されていない状態で、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させる。このとき、２つのボール６１は、送風機全体のアンバランスを修正する位置に移動し、ファン１と同期して回転する。すなわち、ファン１および２つのボール６１が相対的に静止した状態になる。したがって、バランサ６は、複数のボール６１がボール収容部６２を移動することによってバランスを自動調整可能なボールバランサとしての機能を果たす。
【００３１】
そして、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させて、ファン１および２つのボール６１が相対的に静止した状態で、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定する（錘固定工程）。
【００３２】
具体的には、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させて、ファン１および２つのボール６１が相対的に静止した後、接着剤を流し込むことにより、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定する。このとき、２つのボール６１が移動しないように、接着剤もファン１の回転と同期して回転させる。
【００３３】
このように、２つのボール６１が同心円上を移動可能な状態で配置されたファン１を危険速度以上の回転速度で回転させ、ファン１および２つのボール６１が相対的に静止した状態で、そのまま２つのボール６１をファン１に固定することができる。したがって、ボール６１をファン１に固定させるために、ファン１の回転を停止させる必要がないので、製造過程におけるバランス調整に要する時間を低減できる。
【００３４】
また、２つのボール６１が同心円上を移動可能な状態で配置されたファン１を危険速度以上の回転速度で回転させると、２つのボール６１は自動的に全体のアンバランスを修正する位置に移動するので、ファン１のアンバランスの方向および量を計測する必要がない。さらに、ボール６１をそのままバランスウェイトとして用いるので、重量が既知のバランスウェイトを別途容易しておく必要がなくなる。このため、製造過程におけるバランス調整に要する手間を低減できる。
【００３５】
本実施形態による振動低減効果の例を図３に示す。図３の比較例１は、バランサ６がない送風機における振動を示し、比較例２は、バランサ６はあるがボール６１がファン１に固定されていない送風機における振動を示している。
【００３６】
本実施形態では、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させ、２つのボール６１が全体のアンバランスを修正する位置に移動した後に、その位置で２つのボール６１をファン１に固定している。このため、ファン１の回転速度が危険速度以上の場合において、振動を低減できる。
【００３７】
また、２つのボール６１はファン１に固定されているので、ファン１の回転速度が危険速度未満の場合であっても、ボール６１が移動することはなく、振動を低減することができる。したがって、広い回転数範囲で振動を低減することができる。さらに、２つのボール６１はファン１に固定されているので、ボール６１の摺動音やボール６１同士の衝突音の発生を防止することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４に基づいて説明する。上記第１実施形態では、バランサ６がファンボス部（ボス２４の近傍）に設けられているが、本第２実施形態では、図４に示すように、バランサ６が側板１２（ファン上部外周）に設けられている。具体的には、バランサ６のボール収容部６２は、側板１２に環状の溝を形成することによって構成されている。
【００３９】
本実施形態によると、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、バランサ６がファン１による空気の流れ（吸入口３１１からファン外周側に向かう空気の流れ）を乱して送風騒音を増加させることを極力抑制することができるとともに、ケーシング内部の空間を有効に活用してバランサ６を効率的に配置することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５に基づいて説明する。上記第１実施形態では、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させた状態で接着剤を流し込むことにより、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定したが、本第３実施形態では、図５に示すように、予めボール収容部６２の壁面に設けられている接着面６２４により、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定している。
【００４１】
具体的には、ボール収容部６２は、内側収容部６２１と、内側収容部６２１よりもファン１の径方向外側、かつ、内側収容部６２１よりも鉛直方向上側に配置される外側収容部６２２とを有している。内側収容部６２１と外側収容部６２２とは、ファン１の径方向内側から径方向外側に向かうにつれて鉛直方向上側に傾斜する傾斜部６２３により接続されている。傾斜部６２３の傾斜角度は、ファン１の回転速度が危険速度と等しくなった際に、遠心力によりボール６１が傾斜部６２３を登りきるような角度に設定されている。
【００４２】
外側収容部６２２は、ボール６１が接着可能な接着面６２４を有している。本例では、接着面６２４は、外側収容部６２２におけるファン１の径方向外側の壁部に全周にわたって設けられている。なお、接着面６２４は、外側収容部６２２における鉛直方向下側の面に設けてもよい。２つのボール６１は、外側収容部６２２の接着面６２４に固定されている。
【００４３】
次に、本実施形態に係る送風機の製造方法（特に、ボール６１をボール収容部６２内に固定する方法）について説明する。まず、ファン１のボール収容部６２の内側収容部６２１内に、２つのボール６１をファン１の回転方向に移動可能に配置する（図５における破線参照）。
【００４４】
続いて、２つのボール６１がファン１に固定されていない状態で、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させる。このとき、２つのボール６１は、傾斜部６２３を登って外側収容部６３４における送風機全体のアンバランスを修正する位置に移動し、接着面６２４に固定される。
【００４５】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、予めボール収容部６２の壁面に設けられていた固着剤により、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定するので、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させた状態で接着剤を流し込む必要がない。したがって、ボール６１をファン１に容易に固定することができる。
【００４６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図６に基づいて説明する。上記第１実施形態では、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させた状態で接着剤を流し込むことにより、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定したが、本第４実施形態では、図６に示すように、ボール収容部６２に対応する蓋部６３を設けるとともに、予め蓋部６３に設けられていた固着剤により、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２内に固定している。
【００４７】
具体的には、ボス１４には、ボール収容部６２の鉛直方向上側に配置されるとともに、ボール収容部６２を覆う形状の蓋部６３が接続されている。蓋部６３におけるボール収容部６２と対向する面は、固着剤が配置されており、ボール６１が接着可能な接着面６３１になっている。２つのボール６１は、蓋部６３の接着面６３１に固定されている。
【００４８】
次に、本実施形態に係る送風機の製造方法について説明する。まず、ファン１のボール収容部６２内に、２つのボール６１をファン１の回転方向に移動可能に配置する。
【００４９】
続いて、２つのボール６１がファン１に固定されていない状態で、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させる。このとき、２つのボール６１は、送風機全体のアンバランスを修正する位置に移動し、ファン１と同期して回転する。その後、蓋部６３を鉛直方向から押圧し、蓋部６３の接着面６３１とボール６１とを接触させる。これにより、２つのボール６１が、蓋部６３の接着面６３１に固定される。
【００５０】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、予めボール収容部６２の壁面に設けられていた固着剤により、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定するので、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させた状態で接着剤を流し込む必要がない。したがって、ボール６１をファン１に容易に固定することができる。
【００５１】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図７に基づいて説明する。上記第１実施形態では、バランサ６として、ボール収容部６２内にボール６１を固定したものを採用したが、本第５実施形態では、図７に示すように、ファン１を中心に回転可能な複数（本例では２つ）の振り子６１０（錘）と、複数の振り子６１０を収容する振り子収容部６２０（錘収容部）とを有するバランサ６を採用している。
【００５２】
具体的には、２つの振り子６１０は、互いにシャフト２２の軸方向（鉛直方向）にずれて配置されている。また、２つの振り子６１０は、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させた際にファン１および２つの振り子６１０が相対的に静止する位置において、シャフト２２に固定されている。振り子収容部６２０は、ボス１４と一体に形成された本体部６２５を、カバー部材６２６で覆うことによって構成されている。
【００５３】
次に、本実施形態に係る送風機の製造方法について説明する。まず、カバー部材６２６が取り付けられていない状態で、２つの振り子６１０をシャフト２２に取り付ける。このとき、２つの振り子６１０はシャフト２２に固定されておらず、ファン１の回転方向に移動可能に、すなわちシャフト２２を中心として回転可能になっている。
【００５４】
続いて、２つの振り子６１０がシャフト２２に固定されていない状態で、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させる。このとき、２つの振り子６１０は、送風機全体のアンバランスを修正する位置に移動し、ファン１と同期して回転する。すなわち、ファン１および２つの振り子６１０が相対的に静止した状態になる。したがって、バランサ６は、複数の振り子６１０が振り子収容部６２０を移動することによってバランスを自動調整可能な振り子バランサとしての機能を果たす。
【００５５】
そして、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させて、ファン１および２つの振り子６１０が相対的に静止した状態で、２つの振り子６１０をファン１のシャフト２２に固定する。具体的には、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させて、ファン１および２つの振り子６１０が相対的に静止した後、振り子６１０とシャフト２２との接続部に接着剤を流し込むことにより、２つの振り子６１０をシャフト２２に固定する。本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【００５７】
（１）上記第１〜第４実施形態では、ボール収容部６２を１つ設けた例について説明したが、これに限らず、シャフト２２を中心とした環状のボール収容部６２を軸方向または径方向に複数設けてもよい。
【００５８】
（２）上記第１〜第４実施形態では、ボール収容部６２をファン１と一体に形成した例について説明したが、これに限らず、ボール収容部６２をファン１と別体として構成するとともに、ボール収容部６２をファン１またはシャフト２２に固定してファン１と一体で回転するように構成してもよい。
【００５９】
（３）上記第１、第２実施形態では、ファン１を危険速度以上の回転速度で回転させて、ファン１および２つのボール６１が相対的に静止した後、接着剤を流し込むことにより、２つのボール６１をファン１のボール収容部６２に固定した例について説明したが、接着剤によりファン１をボール収容部６２に固定する方法はこれに限定されない。
【００６０】
例えば、接着剤として、加熱により軟化するとともに冷却により固化するものを採用してもよい。この場合、ボール収容部６２に予め接着剤を塗布しておき、ファン１および２つのボール６１が相対的に静止した後、ファン１の回転中にレーザまたは超音波により接着剤を軟化させてボール６１を固定してもよい。
【００６１】
（４）上記実施形態では、バランサ６としてボールバランサまたは振り子バランサを採用した例について説明したが、これらに限らず、バランサ６を、主板１３に形成された溝と、溝に摺動可能な錘とで構成してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１      ファン
２２    シャフト
６１    ボール（錘）
６２    ボール収容部（錘収容部）
６１０  振り子（錘）
６２０  振り子収容部（錘収容部）
【図１】
0005934022.tif 000002
【図２】
0005934022.tif 000003
【図３】
0005934022.tif 000004
【図４】
0005934022.tif 000005
【図５】
0005934022.tif 000006
【図６】
0005934022.tif 000007
【図７】
0005934022.tif 000008