(57)【要約】【課題】嵌合穴の変形箇所が回転軸と噛み合うことを抑制できる送風機を提供する。【解決手段】送風機（10）には、第１円弧部（22）と第１平面部（23）とを含む外周面（21）を有する回転軸（20）と、第１円弧部（22）に対応する第２円弧部（43）と、第１平面部（23）に対応する第２平面部（44）とを含む内周面（42）を有する嵌合穴（41）が形成されるボス部（40）とが設けられる。第１平面部（23）及び第２平面部（44）の少なくとも一方の平面部（23,44）の幅方向の端部（23a,23b,44a,44b）には、切り欠き（51,52,53,54）が形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１円弧部（22）と第１平面部（23）とを含む外周面（21）を有する回転軸（20）と、
前記第１円弧部（22）に対応する第２円弧部（43）と、前記第１平面部（23）に対応する第２平面部（44）とを含む内周面（42）を有する嵌合穴（41）が形成されるボス部（40）とを備え、
前記第１平面部（23）及び前記第２平面部（44）の少なくとも一方の平面部（23,44）の幅方向の端部（23a,23b,44a,44b）には、切り欠き（51,52,53,54）が形成されることを特徴とする送風機。
【請求項２】
請求項１において、
前記切り欠き（51,52,53,54）は、平面状の切り欠き面（51a,51b,51c,51d）を形成していることを特徴とする送風機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記切り欠き（51,52,53,54）は、前記平面部（23,44）の幅方向の両端部（23a,23b,44a,44b）にそれぞれ形成されることを特徴とする送風機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
前記切り欠き（51,52,53,54）は、前記ボス部（40）側のみに形成されることを特徴とする送風機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
前記回転軸（20）は、１つの前記第１平面部（23）と、１つの前記第１円弧部（22）とからなる略Ｄ字状の外周面（21）を有することを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の送風機は、Ｄ字状の断面形状を有する回転軸と、該回転軸が嵌合する穴部（嵌合穴）を有するボス部とを備える。モータによって回転軸が回転駆動されると、回転軸の回転動力がボス部に伝達され、複数の羽根が回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２４１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転軸の回転時には、嵌合穴の内周面の平面部に回転軸の回転トルクが作用する。ここで、回転軸と嵌合穴の内壁との間には、僅かな隙間があるため、回転軸の平面部は、嵌合穴の平面部に対して僅かに傾く状態となる。このため、嵌合穴の平面部では、円弧部に連続する端部において応力が集中し、この部分が徐々に塑性変形することがあった。嵌合穴の内壁の塑性変形に伴い、変形箇所が回転軸と噛み合ってしまうと、回転軸が嵌合穴から抜けなくなり、羽根の交換やメンテナンスが困難になる問題があった。
【０００５】
本開示の目的は、嵌合穴の変形箇所が回転軸と噛み合うことを抑制できる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】
【０００６】
第１の態様は、第１円弧部（22）と第１平面部（23）とを含む外周面（21）を有する回転軸（20）と、前記第１円弧部（22）に対応する第２円弧部（43）と、前記第１平面部（23）に対応する第２平面部（44）とを含む内周面（42）を有する嵌合穴（41）が形成されるボス部（40）とを備え、前記前記第１平面部（23）及び前記第２平面部（44）の少なくとも一方の平面部（23,44）の幅方向の端部（23a,23b,44a,44b）には、切り欠き（51,52,53,54）が形成されることを特徴とする送風機である。
【０００７】
第１の態様では、平面部（23,44）の端部（23a,23b,44a,44b）に切り欠き（51,52,53,54）を形成したため、平面部（23,44）の端部（23a,23b,44a,44b）において回転軸（20）とボス部（40）とが強く接触することを回避できる。これにより、この部位における応力集中を抑制できる。
【０００８】
第２の態様は、第１の態様において、前記切り欠き（51,52,53,54）は、平面状の切り欠き面（51a,51b,51c,51d）を形成していることを特徴とする送風機である。
【０００９】
第２の態様では、第１平面部（23）が第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、一方の平面部（23,44）の切り欠き面（51a,51b,51c,51d）が、他方の平面部（23,44）と面接触する。これにより、回転トルクに対する受圧面を十分に確保でき、接触部における応力集中を更に抑制できる。
【００１０】
第３の態様は、第１又は２の態様において、前記切り欠き（51,52,53,54）は、前記平面部（23,44）の幅方向の両端部（23a,23b,44a,44b）にそれぞれ形成されることを特徴とする送風機である。
【００１１】
第３の態様では、回転軸（20）が逆回転したとしても、回転軸（20）とボス部（40）とが強く接触することを、他方の切り欠き（51,52,53,54）により抑制できる。
【００１２】
第４の態様は、第１乃至３の態様のいずれか１つにおいて、前記切り欠き（51,52,53,54）は、前記ボス部（40）側のみに形成されることを特徴とする送風機である。
【００１３】
第５の態様は、第１乃至４の態様のいずれか１つにおいて、前記回転軸（20）は、１つの前記第１平面部（23）と、１つの前記第１円弧部（22）とからなる略Ｄ字状の外周面（21）を有することを特徴とする送風機である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る送風機の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るハブの概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線断面図である。
【図４】図４は、図３において、回転軸の図示を省略した図である。
【図５】図５は、図２において、切り欠きと回転軸とが面接触した状態を示す拡大図である。
【図６】図６は、変形例１に係る図３に相当する図である。
【図７】図７は、変形例２に係る図３に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《実施形態》
本実施形態の送風機（10）について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
〈全体構成〉
送風機（10）は、例えば空気調和機の室外ユニットに適用される。送風機（10）は、軸流送風機であるプロペラファンを構成している。図１に示すように、送風機（10）は、電動機（11）と、電動機（11）によって回転駆動される回転軸（20）と、回転軸（20）と連結する羽根車（30）とを備える。回転軸（20）は金属材料で構成され、羽根車（30）は回転軸（20）よりも剛性が低い樹脂材料で構成される。羽根車（30）は、略円筒状のハブ（31）と、ハブ（31）の外周面に支持される複数の羽根（38）とを備える。
【００１７】
図２に示すように、ハブ（31）は、外筒（32）、底板（33）、蓋（34）、及びボス部（40）を有する。外筒（32）は、中空円筒状に形成される。底板（33）は、外筒（32）の軸方向の一端側（電動機（11）側）の開口を閉塞する。蓋（34）は、外筒（32）の軸方向の他端側（電動機（11）と反対側）の開口を閉塞する。ボス部（40）は、底板（33）の内壁の中央部から軸方向内方へ突出している。
【００１８】
〈回転軸及びボス部の詳細構造〉
回転軸（20）及びボス部（40）について、図３〜図５を参照しながら詳細に説明する。なお、これらの図においては、詳細は後述する切り欠きの大きさや、切り欠き面の傾斜する角度、幅などを誇張している。
【００１９】
本実施形態の回転軸（20）は、軸直角断面視において、略Ｄ字形状の外周面（21）を有する。つまり、回転軸（20）の外周面（21）には、１つの第１円弧部（22）と、１つの第１平面部（23）とが形成される。
【００２０】
ボス部（40）には、回転軸（20）が嵌合する嵌合穴（41）が形成される。本実施形態の嵌合穴（41）は、軸直角断面視において、略Ｄ字形状の内周面（42）を有する。つまり、嵌合穴（41）の内周面（42）は、回転軸（20）の外周面（21）に対応する形状をしている。ボス部（40）の内周面（42）には、第１円弧部（22）に対応する１つの第２円弧部（43）と、第２平面部（44）に対応する１つの第２平面部（44）とが形成される。嵌合穴（41）の内周面（42）と、回転軸（20）の外周面（21）との間には、嵌め合い公差に起因する隙間が形成される。
【００２１】
本実施形態では、ボス部（40）側の平面部（第２平面部（44））に切り欠き（51,52）が形成される。本実施形態では、第２平面部（44）の幅方向（図３の左右方向）の両端にそれぞれ切り欠き（51,52）が形成される。つまり、第２平面部（44）には、その幅方向の両端のうち、回転軸（20）の回転方向（図３の矢印Ａで示す方向）の後側の端部（第１端部（44a））に第１切り欠き（51）が形成される。第２平面部（44）には、その幅方向の両端のうち、回転軸（20）の回転方向の前側に対応する端部（第２端部（44b））に第２切り欠き（52）が形成される。
【００２２】
第１切り欠き（51）は、平面状の第１切り欠き面（51a）を形成している。図４に示すように、第１切り欠き面（51a）は、第２平面部（44）に対して所定の角度θ１をなしている。第１切り欠き面（51a）の幅ａは、第２平面部（44）の幅よりも小さい。第１切り欠き面（51a）は、順方向に回転する回転軸（20）の第１平面部（23）が面接触する受圧面を構成している。
【００２３】
本実施形態の第２切り欠き（52）は、第２平面部（44）を挟んで第１切り欠き（51）と対称形状に構成される。つまり、第２切り欠き（52）は、平面状の第２切り欠き面（52a）を形成している。本実施形態では、第２平面部（44）に対する第２切り欠き面（52a）のなす角度θ２が、θ１と等しい。本実施形態では、第２切り欠き面（52a）の幅ｂは、第１切り欠き面（51a）の幅ａと等しい。なお、第２切り欠き面（52a）の角度θ２及び幅ｂは、第１切り欠き面（51a）の角度θ１及び幅ａと異なる値であってもよい。第２切り欠き面（52a）は、逆方向に回転する回転軸（20）の第２平面部（44）が面接触する受圧面を構成する。
【００２４】
回転軸（20）の第１平面部（23）と、ボス部（40）の第１切り欠き（51）との間には、第１空間（S1）が形成される。第１空間（S1）は、送風機（10）の運転中に回転軸（20）が順方向に回転する際、第１平面部（23）の幅方向の一端部（23a）が入り込む空間といえる。回転軸（20）の第２平面部（44）と、ボス部（40）の第２切り欠き（52）との間には、第２空間（S2）が形成される。第２空間（S2）は、風などの影響により、回転軸（20）が逆方向に回転する際、第１平面部（23）の幅方向の他端部（23b）が入り込む空間といえる。
【００２５】
−切り欠きの作用など−
第１切り欠き（51）は、送風機（10）の長期の使用に伴い、ボス部（40）の内周面（42）が塑性変形してしまうのを抑制するために機能する。この点について詳細に説明する。
【００２６】
送風機（10）の運転時には、電動機（11）によって回転軸（20）が回転駆動される。この際、回転軸（20）の第１平面部（23）と、ボス部（40）の第２平面部（44）とが面接触し、羽根車（30）が回転駆動される。
【００２７】
従来の構成では、第２平面部（44）に切り欠きがない。このため、回転軸（20）と嵌合穴（41）の嵌め合い公差に起因する隙間の影響により、回転軸（20）の第１平面部（23）が、第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、第１平面部（23）の端部が第２平面部（44）の端部に局所的に接触する。この結果、第２平面部（44）の端部に応力が集中し、この端部が塑性変形してしまう。すると、嵌合穴（41）の内周面（42）の塑性変形した部位が、回転軸（20）と噛み合い、回転軸（20）を嵌合穴（41）から引き抜くことが困難となることがあった。この場合、羽根車（30）を回転軸（20）から容易に取り外すことができなくなり、羽根車（30）の交換作業やメンテナンス作業が煩雑となるという問題があった。
【００２８】
これに対し、本実施形態では、第２平面部（44）の第１端部（44a）に第１切り欠き（51）を形成している。図５に示すように、回転軸（20）が順方向に回転する際、隙間の影響により、回転軸（20）の第１平面部（23）が嵌合穴（41）の第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、第１平面部（23）の一端部（23a）が第１空間（S1）に入り込む。これにより、第１平面部（23）の一端部（23a）が第２平面部（44）の第１端部（44a）に強く接触することを回避でき、嵌合穴（41）の内周面（42）の塑性変形を抑制できる。
【００２９】
図５に示すように、第１平面部（23）が第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、第１平面部（23）が第１切り欠き（51）の第１切り欠き面（51a）と面接触する。つまり、第１切り欠き面（51a）により、回転軸（20）のトルクを受ける受圧面を十分に確保できるので、第１切り欠き（51）における応力集中を回避できる。この結果、嵌合穴（41）の内周面（42）の塑性変形を抑制できる。
【００３０】
第１切り欠き（51）は、第１平面部（23）と第１切り欠き面（51a）とが確実に面接触し、且つ第１切り欠き（51）の塑性変形を確実に抑制できるように、第１切り欠き面（51a）の幅ａ、及び傾きθ１が設定されている。具体的には、まず、回転軸（20）と嵌合穴（41）の間の嵌め合い公差に起因する隙間の大きさ、回転軸（20）の回転時にボス部（40）側に作用する荷重、及びボス部（40）の耐力、ボス部（40）と回転軸（20）の嵌め合い部分の軸方向の長さなどを考慮し、第１切り欠き面（51a）の最適な幅ａを決定する。次いで、回転軸（20）を嵌合穴（41）と同軸上において仮想的に回転させた場合に、第１切り欠き面（51a）が第１平面部（23）の軌跡と略一致し、且つ第１切り欠き面（51a）が上記の最適な幅ａとなる角度を、第１切り欠き（51）の最適な傾きθ１とする。
【００３１】
このように、第１切り欠き面（51a）の幅ａ、及び傾きθ１を決定することで、第１平面部（23）と第１切り欠き（51）とを確実に面接触させることができ、且つ第１切り欠き面（51a）において十分な受圧面を確保できる。
【００３２】
本実施形態では、風などの影響により、回転軸（20）が逆回転することも考慮し、第２平面部（44）の第２端部（44b）に第２切り欠き（52）を形成している。つまり、回転軸（20）が逆方向に回転する際、隙間の影響により、回転軸（20）の第１平面部（23）が嵌合穴（41）の第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、第１平面部（23）の他端部（23b）が第２空間（S2）に入り込む。これにより、第１平面部（23）の他端部（23b）が第２平面部（44）の第２端部（44b）に強く接触することを回避でき、嵌合穴（41）の内周面（42）の塑性変形を抑制できる。また、第１平面部（23）が第２切り欠き面（52a）と面接触することで、第２切り欠き面（52a）の塑性変形を確実に抑制できる。
【００３３】
−実施形態の効果−
上記実施形態では、ボス部（40）側の第２平面部（44）の両端部（44a,44b）にそれぞれ切り欠き（51,52,53,54）を形成している。このため、送風機（10）の運転時において、第１平面部（23）が第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、第１平面部（23）の一端部（23a）が第１空間（S1）に入り込む。この結果、第１平面部（23）と第２平面部（44）とが局所的に強く接触することを回避できる。この結果、嵌合穴（41）の内周面（42）が、応力集中に起因して塑性変形してしまうことを抑制できる。
【００３４】
上記実施形態では、第１切り欠き（51）において、平面状の第１切り欠き面（51a）を形成している。このため、図５に示すように、第１平面部（23）が傾くと、第１平面部（23）が第１切り欠き面（51a）に面接触するため、嵌合穴（41）に作用する面圧を低減できる。この結果、嵌合穴（41）の内周面（42）の塑性変形を一層確実に抑制できる。
【００３５】
このようにして、嵌合穴（41）の塑性変形を抑制することで、変形した部分と回転軸（20）とが噛み合ってしまうことを確実に回避できる。この結果、羽根車（30）を回転軸（20）から容易に取り外すことができ、羽根車（30）の交換やメンテナンスを簡便に行うことができる。
【００３６】
上記実施形態では、第１平面部（23）の第２端部（44b）に第２切り欠き（52）を形成している。このため、風の影響などにより回転軸（20）が逆回転したとしても、第１切り欠き（51）と同様の作用効果により、嵌合穴（41）の内周面（42）の塑性変形を抑制できる。
【００３７】
《実施形態の変形例》
上記実施形態においては、以下のような変形例の構成としてもよい。
【００３８】
〈変形例１〉
図６に示す変形例１では、回転軸（20）側の平面部（第１平面部（23））の幅方向の端部に切り欠き（53,54）が形成される。変形例１では、第１平面部（23）の幅方向の両端にそれぞれ切り欠き（53,54）を形成している。つまり、第１平面部（23）には、その幅方向の両端のうち、回転軸（20）の回転方向（図６の矢印Ａで示す方向）の後側の端部に第３切り欠き（53）が形成される。第１平面部（23）には、その幅方向の両端のうち、回転軸（20）の回転方向の前側の端部に第４切り欠き（54）が形成される。変形例１では、第２平面部（44）に切り欠きが形成されていない。第３切り欠き（53）と第２平面部（44）との間には、第１空間（S1）が形成される。第４切り欠き（54）と第２平面部（44）との間には、第２空間（S2）が形成される。
【００３９】
変形例１では、回転軸（20）の順方向の回転に伴い第１平面部（23）が第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、第３切り欠き面（53a）と第２平面部（44）とが面接触する。これにより、上述した実施形態と同様にして、第２平面部（44）の塑性変形を抑制できる。
【００４０】
同様に、回転軸（20）の順方向の回転に伴い第１平面部（23）が第２平面部（44）に対して僅かに傾くと、第４切り欠き面（54a）と第２平面部（44）とが面接触する。これにより、上述した実施形態と同様にして、第２平面部（44）の塑性変形を抑制できる。
【００４１】
なお、第１平面部（23）と第２平面部（44）との双方に切り欠きを形成してもよい。
【００４２】
〈変形例２〉
図７に示す変形例２は、回転軸（20）の外周面（21）に、２つの第１円弧部（22）と、２つの第１平面部（23）とがそれぞれ形成される。２つの第１円弧部（22）は、回転軸（20）の軸心を挟んで反対側の位置にある。２つの第１平面部（23）は、回転軸（20）の軸心を挟んで反対側の位置にある。
【００４３】
変形例２の嵌合穴（41）の内周面（42）には、２つの第２円弧部（43）と、２つの第２平面部（44）とがそれぞれ形成される。２つの第２円弧部（43）は、回転軸（20）の軸心を挟んで反対側の位置にある。２つの第２平面部（44）は、回転軸（20）の軸心を挟んで反対側の位置にある。この例では、２つの第２平面部（44）にそれぞれ切り欠き（51,52）が形成される。各切り欠き（51,52）には、第１平面部（23）と面接触する切り欠き面（51a,52a）がそれぞれ形成される。
【００４４】
《その他の実施形態》
上記実施形態では、第１平面部（23）の幅方向の両端部にそれぞれ切り欠き（51,52）を形成している。しかしながら、第１平面部（23）の幅方向のうちの１つの端部のみに切り欠き（51）を形成してもよい。この場合、第１平面部（23）の両端部のうち回転方向の後側に対応する端部のみに切り欠き（51）を形成するとよい。同様に、第２平面部（44）の幅方向のうちの１つの端部のみに切り欠き（53）を形成してもよい。この場合、第２平面部（44）の両端部のうち回転方向の後側に対応する端部のみに切り欠き（53）を形成するとよい。
【００４５】
切り欠き（51,52,53,54）によって形成される切り欠き面（51a,52a,53a,54a）は、必ずしも平面状でなくてもよく、例えば曲面状、円弧面状であってもよい。
【００４６】
上記実施形態の送風機（10）は、回転軸（20）及びボス部（40）を有するものであれば、他の方式であってもよい。例えば送風機（10）は、シロッコファン、ターボファン等の遠心送風機であってもよいし、他の軸流送風機であってもよいし、クロスフローファン等の横流送風機であってもよい。
【００４７】
以上の実施形態や変形例は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上説明したように、本開示は、送風機について有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    送風機
２０    回転軸
２１    外周面
２２    第１円弧部
２３    第１平面部
４０    ボス部
４１    嵌合穴
４２    内周面
４３    第２円弧部
４４    第２平面部
５１    第１切り欠き
５１ａ  第１切り欠き面
５２    第２切り欠き
５２ａ  第２切り欠き面
５３    第３切り欠き
５３ａ  第３切り欠き面
５４    第４切り欠き
５４ａ  第４切り欠き面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019190349.tif 000007
【図６】
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【図７】
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