(57)【要約】【課題】  インペラを回転シャフトに対してナット等の固定手段を用いて固定した送風機において、インペラを回転シャフトに対して傾かないように精度良く取り付けることにある。【解決手段】  インペラ４と玉軸受１４との間にリング部材３０を介在して、インペラ４の回転シャフト１０に対する精度出しを、玉軸受１４を基準にして行う。より具体的には、インペラ４の嵌合ボス部４ｃを、玉軸受１４の内輪１４ａの上面に当接したリング部材３０の上面に当接するようにして、固定手段１１を用いてインペラ４を回転シャフト１０に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
該モータにおいて玉軸受によって上下方向の回転軸線の周りを回転自在に支持される回転シャフトと、
該回転シャフトの上端部に抜き差し可能に嵌合されて、固定手段を用いて該回転シャフトに固定されるインペラと、
該回転シャフトに嵌合し、該インペラと該玉軸受の内輪の間に配置されるリング部材と、
を備えた送風機であって、
該インペラには、該回転シャフトに嵌合する嵌合ボス部の下方に回転軸線に直交する平坦なボス下端面が形成され、
該リング部材には、上方に回転軸線に直交する平坦なリング上端面と、下方に回転軸線に直交する平坦なリング下端面とが互いに平行に形成され、
該インペラが、該リング下端面が該玉軸受の該内輪の上面に当接した該リング部材の該リング上端面に、該ボス下端面が当接していることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記リング部材は、前記リング上端面の内径が前記リング下端面の内径と同径で、かつ前記リング上端面の外径が前記リング下端面の外径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記リング部材は、前記リング上端面の面積が前記リング下端面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の送風機。
【請求項４】
前記リング部材は、前記リング下端面を有すると共に前記回転シャフトに嵌合する円筒部と、前記リング上端面を有すると共に該円筒部の外周側面から径方向外方に設けられた鍔部とを備え、該円筒部の径方向の肉厚が前記内輪の径方向の肉厚と同一か又はそれ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の送風機。
【請求項５】
前記リング部材は、金属材料を切削加工することによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の送風機。
【請求項６】
前記玉軸受は、前記モータの固定側に設けられたブラケットに保持されており、
該ブラケットは、前記玉軸受の外輪における外周側面及び上面を覆う軸受保持部を有し、
該外輪の該上面における該軸受保持部の内周側面と、前記リング部材の外周側面とで微小間隙を形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の送風機。
【請求項７】
前記玉軸受は、前記回転シャフトに圧入固定されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
モータの回転シャフトにインペラをナット等の固定手段を用いて固定した送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送風機５０として、図３に示すように、インペラ５２がモータ部５４の回転シャフト５６にナット５８によって固定されたものが知られている。このインペラ５２の中央にあるボス部５２ａは、回転シャフト５６に抜き差し自在に嵌合され、回転シャフト５６に固定されたＥ型形状の止め輪６０に支持された平型形状のワッシャ６２に当接して位置決めされ、上方からナット５８で押圧して固定されている。止め輪６０は、回転シャフト５６の外周側面に設けられた環状溝５６ｂ内のシャフト基部を把持して固定されている。これにより、ボス部５２ａは、ナット５８と、止め輪６０に支持されたワッシャ６２とで挟持されている。
【０００３】
このようなインペラ５２を回転シャフト５６に対してナット等の固定手段を用いて固定する固定方法は、インペラ５２のボス部５２ａの嵌合孔、及び回転シャフト５６の上端部の外径等の寸法管理をラフにできるため、それら部材のコストを安価にできることや、ナット５８を解除することでインペラ５２を取り外せる等の利点がある。
【０００４】
ところが、この送風機５０では、インペラ５２が回転シャフト５６に傾いて固定されたことにより、回転中の動バランスが悪く、回転中にインペラ５２が大きく振動することがある。
【０００５】
このインペラ５２の傾きは、図４に示すように、インペラ５２を位置決めするワッシャ６２の上面が回転シャフト５６の中心軸線に対する直角度の精度が低いためで、そのワッシャ６２の直角度の精度が低いのは、これを保持する止め輪６０が回転シャフト５６に対して傾いて取り付けられるためである。この止め輪６０の傾きは、止め輪６０の組付作業性を考慮して、止め輪６０の肉厚ｄ１よりも回転シャフト５６の環状溝５６ｂの溝幅ｄ２が大きく設定されており、環状溝５６ａ内において止め輪６０に軸線方向の遊び幅が大きすぎることが原因である。つまり、インペラ５２、回転シャフト５６、止め輪６０、及びワッシャ６２の個々の部品精度を良好にしたとしても、止め輪６０の組付精度が低いため、これを基準面にして取り付けられたインペラ５２の取付精度にその止め輪６０の組付精度が影響していた。
【０００６】
この対策として、環状溝５６ｂ内での止め輪６０の遊び幅を無くす、又は小さくする方法があるが、ある程度の遊び幅がないと止め輪６０の組付作業性が低下する。
【０００７】
また別の対策として、ボス部材５２ａの嵌合孔の内径と回転シャフト５６の上端部の外径との寸法管理を厳しくして、両部材間のクリアランスを小さくする方法があるが、インペラ５２及び回転シャフト５６を製造する製造コストの高騰を招いてしまう。また、インペラ５２を回転シャフト５６に嵌合しにくくなるため、両部材の組立作業性が低下する。
【０００８】
さらに別の対策として、特許文献１の記載のように、回転シャフト５６の上端部を小径化して形成された段差面に、インペラ５２のボス部５２ａを当接させる方法がある。しかしながら、この方法は、回転シャフト５６の端部の段差面を高精度に切削加工する必要があり、回転シャフト５６に製造コストの高騰を招く。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２７６５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記問題に鑑みてなされたものであり、インペラを回転シャフトに対してナット等の固定手段を用いて固定した送風機において、インペラを回転シャフトに対して傾かないように精度良く取り付けることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の送風機では、インペラと玉軸受との間にリング部材を介在する構成として、インペラの回転シャフトに対する精度出しを、玉軸受を基準にして行う。玉軸受は、従来の回転シャフトの環状溝に設けたＥ型止め輪に比べて、玉軸受自体の寸法精度が良好であると共に、回転シャフトに対する取付精度も良好であるため、この玉軸受をインペラの精度出しの基準とすることにより、インペラを高精度に取り付けることができる。
【００１２】
本願の請求項１に係る送風機は、モータと、該モータにおいて玉軸受によって上下方向の回転軸線の周りを回転自在に支持される回転シャフトと、該回転シャフトの上端部に抜き差し可能に嵌合されて、固定手段を用いて該回転シャフトに固定されるインペラと、該回転シャフトに嵌合し、該インペラと該玉軸受の内輪の間に配置されるリング部材と、を備えた送風機であって、該インペラには、該回転シャフトに嵌合する嵌合ボス部の下方に回転軸線に直交する平坦なボス下端面が形成され、該リング部材には、上方に回転軸線に直交する平坦なリング上端面と、下方に回転軸線に直交する平坦なリング下端面とが互いに平行に形成され、該インペラが、該リング下端面が該玉軸受の該内輪の上面に当接した該リング部材の該リング上端面に、該ボス下端面が当接していることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る送風機では、前記リング部材は、前記リング上端面の内径が前記リング下端面の内径と同径で、かつ前記リング上端面の外径が前記リング下端面の外径よりも大きく形成されている。
【００１４】
この構成では、インペラの嵌合ボス部に対する当接面をより広く確保でき、リング下端面の平面度の管理をし易くできる。
【００１５】
請求項３に係るそ送風機では、前記リング部材は、前記リング上端面の面積が前記リング下端面の面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１６】
この構成では、インペラの嵌合ボス部に対する当接面をより広く確保でき、リング下端面の平面度の管理をし易くできる。
【００１７】
請求項４に係る送風機では、前記リング部材は、前記リング下端面を有すると共に前記回転シャフトに嵌合する円筒部と、前記リング上端面を有すると共に該円筒部の外周側面から径方向外方に設けられた鍔部とを備え、該円筒部の径方向の肉厚が前記内輪の径方向の肉厚と同一か又はそれ以下であることを特徴とする。
【００１８】
この構成では、リング部材を玉軸受に接触することなく、インペラに対する当接面をより広く確保でき、リング部材の平面度の管理がし易くなる。
【００１９】
請求項５に係る送風機では、前記リング部材は、金属材料を切削加工することによって形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成では、リング部材を高精度に形成することができる。
【００２１】
請求項６に係る送風機では前記玉軸受は、前記モータの固定側に設けられたブラケットに保持されており、該ブラケットは、前記玉軸受の外輪における外周側面及び上面を覆う軸受保持部を有し、該外輪の該上面における該軸受保持部の内周側面と、前記リング部材の外周側面とで微小間隙を形成している。
【００２２】
この構成では、玉軸受の潤滑油の揮発を抑えることができる。
【００２３】
請求項７に係る送風機では、前記玉軸受は、前記回転シャフトに圧入固定されている。
【００２４】
この構成では、玉軸受の精度出しを、玉軸受と回転シャフトとの双方の嵌合面にて行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、インペラの回転シャフトに対する直角度が良好となるため、回転中のインペラの動バランスが良好となり、振動が小さくなる。これにより、送風機の振動又は騒音が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係る送風機の一実施形態について、図１、２を参照して説明する。
【００２７】
図１に示す送風機２は、インペラ４と、このインペラ４を回転駆動するためのモータ６と、これらインペラ４及びモータ６を収容して空気流路を形成するケーシング８とを備える。モータ６は、回転軸線が上下方向に沿うように位置し、回転シャフト１０がモータ６の中央から上方に突出する。インペラ４は、その回転シャフト１０の上端部に嵌合してナット１１によって固定されている。
【００２８】
モータ６は、回転シャフト１０等を含む回転体と、ステータ１２等を含む静止体と、回転体を静止体に対して回転自在に支持する一対の玉軸受１４，１６とを備える。その回転体は、回転シャフト１０の両端に一対の玉軸受１４，１６が配置され、両玉軸受１４，１６間に鉄心コアを介して駆動用マグネット１８が設けられている。その静止体は、ステータ１２、ブラケット２０、回路基板２２、及び軸受カップ２４が合成樹脂によって一体にモールド成形され、これの下端面に取付板２６が螺着されている。ブラケット２０は上方の玉軸受１４を保持し、軸受カップ２４は下方の玉軸受１６を保持する。取付板２６はケーシング８の底板に螺着され、これにより、ケーシング８とモータ６とが一体化されている。
【００２９】
インペラ４は、遠心型のインペラであって、モータ６を覆う合成樹脂製のカップ部４ａと、カップ部４ａの外周端に周方向に配列された合成樹脂製の複数のブレード部４ｂと、カップ部４ａの中央に回転シャフト１０に嵌合する金属製のボス部４ｃとからなる。金属製のボス部４ｃは、カップ部４ａとブレード部４ｂの成形時にインサート成形によって一体化されている。
【００３０】
次に、インペラ４と回転シャフト１０との詳細な取付構造について説明する。
【００３１】
図２に示すように、インペラ４は、ボス部４ｃの下面が、玉軸受１４に支持されたリング部材３０に支持され、ボス部４ｃの上面が、ナット１１によって軸線方向に押圧されている。リング部材３０は、回転シャフト１０に隙間嵌めされ、玉軸受１４の内輪１４ａの上面に位置決めされて設けられている。玉軸受１４は、回転シャフト１０に設けられたＥ型止め輪３２によって位置決めされ、回転シャフト１０に圧入固定されている。このようにインペラ４は、ボス部４ｃの下面が玉軸受４に保持されたリング部材３０に当接し、ボス部４ｃの上面がナット１１によって下方に押圧されることによって、回転シャフト１０に固定されている。
【００３２】
玉軸受１４及び回転シャフト１０は、比較的、部品精度が良好であるため、圧入固定された玉軸受１４は、玉軸受１４と回転シャフト１０の双方の嵌合面にて精度出しがなされ、玉軸受１４が回転シャフト１０に組み付けられた状態において、内輪１４ａ上面の、回転シャフト１０の中心軸線に対する直角度が高精度に設定されている。
【００３３】
リング部材３０は、金属材料を切削加工して形成されたもので、回転シャフト１０に嵌合する円筒部３０ａと、ボス部４ｃを支持する鍔部３０ｂとからなる。円筒部３０ａの下面３０ａ１（以下、リング下端面という）と鍔部３０ｂの上面３０ｂ１（以下、リング上端面という）は、それぞれ内輪１４ａの上面とボス部４ｃの下面４ｃ１（ボス下端面）に当接するため、平面度が高精度となるように形成されている。したがって、このリング部材３０を内輪１４ａの上面に載置すると、リング上端面３０ｂ１には、上述した内輪１４ａの上面の直角度と同程度の直角度が設定される。
【００３４】
このような高精度に直角度が設定されたリング上端面３０ｂ１に、インペラ４のボス部４ｃの下面が当接すると、インペラ４は内輪１４ａの上面を軸線方向の取付基準面にしたのと実質的に同じ精度出しができ、インペラ４の回転シャフト１０の中心軸線に対する直角度を高精度に設定できる。それ故に、インペラ４が回転シャフト１０に対して精度良く固定されるため、回転中のインペラ４の動バランスが良好となり、回転中の振動が低減する。
【００３５】
ところで、リング上端面３０ｂ１の直角度は、玉軸受１４とリング部材３０からなる二つの部材の公差に依存するため、リング部材３０の上下に他の部材が介在する場合（例えば、特開２００２−３６４５８９号公報）に比べて、組付上の誤差要因を最小にでき、その結果、この直角度を容易に高精度に設定できる。
【００３６】
この考え方からすると、リング部材３０を省略して、代わりにボス部４ｃを軸線方向の下方に延長する構成（例えば、特開２００４−１１２９４７号公報に記載されているような、リング部材３０がボス部４ｃに一体的に形成された構成。）、或いは内輪１４ａの上端部を軸線方向に上方に延長する構成とすれば、さらにリング上端面３０ｂ１の直角度に影響する誤差要因が少なくなり、より高精度に設定できるかもしれない。しかし、そのボス部４ｃを延長する構成では、ボス部４ｃの嵌合孔の下端部の肉厚が小さいため加工が困難となる。内輪１４ａを延長する構成では、玉軸受１４が特殊な形状となり、下方の玉軸受１６と共用できなくなる等の部品点数の増加を招いてしまう。それ故に、これら組み付け上の諸事情を考慮すると、本形態のように、リング部材３０をボス部４ｃと玉軸受１４とによって挟持する構成が最適な構成となる。
【００３７】
ところで、リング部材３０は、縦方向の半断面が逆Ｌ字形状で、円筒部３０ａの内径が一定であり、リング上端面３０ｂ１の外径がリング下端面３０ａ１の外径よりも大きくなっているが、この形状には次の利点がある。即ち、この構成では、リング上端面３０ｂ１の面積が大きくなるため、この面の平面度の管理がし易くなり、それだけこの面の加工公差を大きくとれ加工コストを抑えることができる。リング下端面３０ａ１についても面積を大きくすると、同様に平面度の管理を緩和できるが、大きくし過ぎると円筒部３０ａが外輪１４ｂに接触する可能性があるため、内輪１４ａの径方向幅と同程度としている。これらの事情を考慮して、リング部材３０は上述の縦方向の半断面が逆Ｌ字形状となる形状となっている。これに関連して、リング上端面３０ｂ１の平面度をより厳しく管理すれば、鍔部３０ｂの外径を小さくするか、もしくは省略して円筒部３０ａのみの形状とすることもできる。
【００３８】
また、本形態では、リング部材３０の円筒部３０ａの外周側面が、微小間隙３４を介してブラケット２０の軸受保持部２０ａに対向しているが、この構成により、玉軸受１４の上方側がシールされるラビリンスシール構造となり、玉軸受１４の潤滑油の漏洩を抑えることができ、玉軸受１４の寿命を延ばすことができる。この微小間隙３４は、例えば、玉軸受が直径が約３０mmであれば、約１mmに設定するとよい。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定するものではない。例えば、リング部材３０は、切削加工により形成されているが、同等の部品精度を満たせるのであれば、切削加工以外の加工方法（例えばプレス加工）によって形成してもよいし、材料についても金属材料以外を使用してもよい。インペラ４の固定手段は、ナット１１以外として皿バネ等を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態の送風機を示す全体断面図。
【図２】図１の要部を拡大した要部断面図。
【図３】従来の送風機を示す全体断面図。
【図４】図３の要部を拡大した要部断面図。
【符号の説明】
【００４１】
４  インペラ
４ｃ  ボス部
４ｃ１  ボス下端面
６  モータ
１０  回転シャフト
１１  ナット（固定手段）
１４、１６  玉軸受
３０  リング部材
３０ｂ１  リング上端面
３０ａ１  リング下端面
【図１】
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【図２】
2008157154.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008157154.tif 000006