(57)【要約】【課題】ファン１１およびキャップ１８を回転軸１６に圧入固定した後に、ファン１１が回転軸１６の軸方向にずれず、しかもコストの安い回転体の固定構造を提供する。【解決手段】キャップ１８がファン１１と一体となって回転軸１６に圧入固定された際に、キャップ１８のリブ嵌合溝部１９が回転軸１６の径方向に広がることによって、ファン１１の回り止めリブ１７の内外径部両側に面圧が発生し、この面圧によって、ファン１１がキャップ１８に強固に固定される。したがって、ファン１１がモータ１２の回転軸１６の軸方向にずれることがない。【選択図】　　　　図２
2004019581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１６）と、
前記回転軸（１６）により回転駆動される回転体（１１）と、
前記回転体（１１）に回転方向に対して一体に係合する回り止め部材（１８）とを備えた回転体の固定構造であって、
前記回転体（１１）のボス部（１４）の端面（１４ｂ）および前記回り止め部材（１８）の端面（１８ｂ）のいずれか一方に突出した回り止めリブ（１７、２３）が形成され、
前記両端面（１４ｂ、１８ｂ）の他方に前記回り止めリブ（１７、２３）に挿入されるリブ嵌合溝部（１９、２２）が形成され、
前記回り止めリブ（１７、２３）の内径部（１７ａ、２３ａ）と前記リブ嵌合溝部（１９、２２）の内径部（１９ａ、２２ａ）との間および前記回り止めリブ（１７、２３）の外径部（１７ｂ、２３ｂ）と前記リブ嵌合溝部（１９、２２）の外径部（１９ｂ、２２ｂ）との間をそれぞれ所定の面圧で接するようになっており、
前記所定の面圧で接した状態にて前記回転体（１１）と前記回り止め部材（１８）が一体となって前記回転軸（１６）に圧入固定されていることを特徴とする回転体の固定構造。
【請求項２】
前記回り止めリブ（１７、２３）および前記リブ嵌合溝部（１９、２２）は、前記回転軸（１６）の軸直角方向の断面が円弧形状で、複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転体の固定構造。
【請求項３】
前記回り止めリブ（１７、２３）および前記リブ嵌合溝部（１９、２２）は、前記回転軸（１６）の軸直角方向の断面が円環形状であることを特徴とする請求項１に記載の回転体の固定構造。
【請求項４】
前記回転軸（１６）を回転自在に支持する軸受（２１、２６）を有し、前記軸受（２１、２６）と前記ボス部（１４）の端面（１４ｃ）との間に隙間（Ｌ１）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の回転体の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体の固定構造に関するもので、例えば樹脂製の遠心式ファンとモータのシャフトとの固定に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の回転体の固定構造の例として、特開１８０１−１２４１０１号公報記載のものがある。これによれば、丸軸状に形成された回転軸に、ファンが圧入固定されており、ファンのボス部外周面には回り止めリブ（突起部）が設けられている。ファンは、材料コストが安く、成形性に優れたポリプロピレン、ナイロンのような比較的柔らかい樹脂材料で成形されている。
【０００３】
また、前記回転軸にはファンより硬い樹脂または金属製のキャップが固定されており、さらにキャップの内径部とファンの外径部とが圧入固定されている。キャップの外周面にはリブ嵌合溝部（溝部）が設けられており、ファンの回り止めリブが係合されて、キャップに対してファンが回転しないようになっている。
【０００４】
ところで、本発明者は図６ないし図８に示すように、キャップに回り止めリブを設け、この回り止めリブにファンの圧入固定と回り止めを同時に行わせるものを試作検討中である。
【０００５】
本試作品では、ファン１１のボス部１４の端面１４ｂにリブ嵌合溝部２４が円周方向に４箇所、外側に開放するように形成されている。また、キャップ１８の端面１８ｂにおいて回り止めリブ２５が円周方向に４箇所、放射状に突出して形成されている。
【０００６】
このような形状において、まずファン１１のリブ嵌合溝部２４の内径部２４ａとキャップ１８の回り止めリブ２５の内径部２５ａが圧入される。次に、ファン１１とキャップ１８の組付体がモータ１２の回転軸１６に圧入され、ファン１１のリブ嵌合溝部２４の内径部２４ａが径外方向に広がる。この際、リブ嵌合溝部２４の内径部２４ａと回り止めリブ２５の内径部２５ａの片側の面に面圧が発生して固定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のようにファン１１にはポリプロピレン、ナイロンのような比較的柔らかい樹脂材料が用いられているので、ファン１１に経時劣化や高温クリープ等が発生すると、ファン１１と回転軸１６が直接接する部分の固定力が弱くなる。それに加え、本試作品ではファン１１のリブ嵌合溝部２４の内径部２４ａとキャップ１８の回り止めリブ２５の内径部２５ａとの片側の面圧でファン１１を固定しているので、ファン１１とキャップ１８との固定力が弱くなり、ファン１１がモータ１２側へずれてファン１１とモータハウジング２０が接触する恐れがある。
【０００８】
この課題を解決するには、例えば、ファン１１のボス部１４の端面１４ｃに、モータハウジング２０のボールベアリング２６の内輪に当接可能なリング状のストッパを形成する構造が考えられる。
【０００９】
この場合、ファン１１とモータハウジング２０との接触防止がなされるが、一方でリング状のストッパを設けるため、ファンの成形コストが高くなる問題点がある。
【００１０】
また、図示はしないが、図６の構成において、ボールベアリング２６の代わりにオイルレスメタル２１を用いる場合は、回転軸１６によってファン１１が回転駆動されてもオイレスメタル２１は回転しない。したがって、オイルレスメタル２１を用いる構造ではファン１１のボス部１４の端面１４ｃにストッパを設けると、ストッパにすべりによる摩耗が発生するので、結局はストッパを設けることができない。
【００１１】
そこで、比較的クリープ現象の起こり難い樹脂材料、例えばナイロンガラス入り樹脂等をファン１１の材料として用いられる固定構造もあるが、材料コストが高くなる問題点がある。
【００１２】
本発明は、上記点に鑑み、ポリプロピレン、ナイロンのような比較的柔らかい樹脂材料が回転体の材料として用いられる回転体の固定構造において、回転体および回り止め部材を回転軸に圧入固定した後に、回転体が回転軸の軸方向にずれず、しかもコストの安い回転体の固定構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記手段を達成するために、請求項１に記載の発明では、回転軸（１６）と、
回転軸（１６）により回転駆動される回転体（１１）と、
回転体（１１）に回転方向に対して一体に係合する回り止め部材（１８）とを備えた回転体の固定構造であって、
回転体（１１）のボス部（１４）の端面（１４ｂ）および回り止め部材（１８）の端面（１８ｂ）のいずれか一方に突出した回り止めリブ（１７、２３）が形成され、
両端面（１４ｂ、１８ｂ）の他方に回り止めリブ（１７、２３）に挿入されるリブ嵌合溝部（１９、２２）が形成され、
回り止めリブ（１７、２３）の内径部（１７ａ、２３ａ）とリブ嵌合溝部（１９、２２）の内径部（１９ａ、２２ａ）との間および回り止めリブ（１７、２３）の外径部（１７ｂ、２３ｂ）とリブ嵌合溝部（１９、２２）の外径部（１９ｂ、２２ｂ）との間をそれぞれ所定の面圧で接するようになっており、
所定の面圧で接した状態にて回転体（１１）と回り止め部材（１８）が一体となって回転軸（１６）に圧入固定されていることを特徴とする。
【００１４】
これによれば、回転体（１１）と回り止め部材（１８）が一体となって回転軸（１６）に圧入されると、回り止め部材（１８）のリブ嵌合溝部（１９）または回り止めリブ（２３）が径外方向に広がる。その際、回り止めリブ（１７、２３）の内外径部と、リブ嵌合溝部（１９、２２）の内外径部の両側の面圧によって回転体（１１）が回り止め部材（１８）に固定される。
【００１５】
このように、両側の面圧にて回転体（１１）が回り止め部材（１８）に固定されるので、回転体（１１）の経時劣化や高温クリープ等によって回転体（１１）と回転軸（１６）とが直接接する部分の固定力が弱まっても、回転体（１１）が回転軸（１６）の軸方向に沿ってずれない。
【００１６】
また、経時劣化や高温クリープ等が発生しても回転体（１１）の軸方向にずれが生じないので、回転体（１１）にポリプロピレンないしナイロンのような比較的柔らかい、安価な樹脂材料を用いることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明のように、請求項１において、回り止めリブ（１７、２３）およびリブ嵌合溝部（１９、２２）は、具体的には回転軸（１６）の軸直角方向の断面が円弧形状で、複数形成するようにしてよい。
【００１８】
請求項３に記載の発明のように、請求項１において、回り止めリブ（１７、２３）およびリブ嵌合溝部（１９、２２）は、具体的には回転軸（１６）の軸直角方向の断面が円環形状にしてよい。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つにおいて、回転軸（１６）を回転自在に支持する軸受（２１、２６）を有し、軸受（２１、２６）とボス部（１４）の端面（１４ｃ）との間に隙間（Ｌ１）が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
ところで、本発明では回り止めリブ（１７、２３）とリブ嵌合溝部（１９、２２）との間を前述のように内外径部の両側で固定して、回転体（１１）の軸方向のずれを防止できるので、請求項４のように、隙間（Ｌ１）を設けることができる。したがって、従来例のようなストッパを設けなくてもよく、オイルレスメタル（２１）を使用することができる。
【００２１】
因みに、上記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一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明による回転体の固定構造を車両用空調装置の遠心式送風機に適用したものである。
【００２３】
図１は本実施形態による遠心式の送風機の断面図であり、図２は図１に示す送風機の要部拡大図である。
【００２４】
図１において、送風機のファン１１は、本発明の回転体を構成するものであって、モータ１２により回転駆動されて、軸方向Ｚから吸入した空気を径外方側に向けて吹き出すようになっている。送風機においてファン１１が上側、モータ１２が下側となるように配置されている。
【００２５】
ファン１１は本発明の回転体を構成するものであって、ファン１１には、送風作用をなす多数枚の翼１３（ブレード）が円周方向に設けられており、翼１３の回転中心部に設けられた円筒状のボス部１４とを一体に連結するディスク１５が形成されている。ファン１１のボス部１４には、丸穴状の固定穴１４ａが形成されており、モータ１２の回転軸１６に圧入固定されている。回転軸１６は金属（本実施形態ではＳ４５ＣまたはＳＵＪ丸磨き鋼）で構成されている。
【００２６】
また、図３に示すように、ファン１１のボス部１４の軸方向端面のうち、回転軸１６の軸端１６ａ側の端面１４ｂに回り止めリブ１７が回転軸１６の軸方向に沿って突出して円周方向に複数個（第１実施形態では４個）、等間隔に放射状に突出して形成されている。この回り止めリブ１７は、回転軸１６の軸直角方向の断面が内径部１７ａ、外径部１７ｂからなる円弧形状となっている。なお、ファン１１を構成する翼１３、ボス部１４、ディスク１５、回り止めリブ１７はポリプロピレン、ナイロン等の樹脂により一体に成形されている。
【００２７】
また、キャップ１８は、本発明の回り止め部材を構成するものであって、ナイロン等の樹脂で成形されている。キャップ１８には、図２に示すように、固定穴１８ａが設けられている。
【００２８】
また、キャップ１８の軸方向端面のうち、ファン１１側の端面１８ｂには、図４に示すように、ファン１１の回り止めリブ１７に対向する部分にリブ嵌合溝部１９が円周方向に複数個（第１実施形態では４個）、等間隔に放射状に形成されている。このリブ嵌合溝部１９は、回転軸１６の軸直角方向の断面が内径部１９ａ、外径部１９ｂからなる円弧形状となっている。
【００２９】
また、モータ１２には、ファン１１のディスク１５側に突出したモータハウジング２０が設けられており、モータハウジング２０の端部にオイルレスメタル２１が固定されている。このオイルレスメタル２１の内径部２１ａは回転軸１６を回転自在に支持している。回転軸１６の断面形状は丸軸状になっており、その部位にファン１１のボス部１４に形成された固定穴１４ａが圧入されている。そしてファン１４は回転軸１６を介してモータ１２の回転力（駆動力）を受けるようになっている。
【００３０】
このとき、ファン１１の回り止めリブ１７の内径部１７ａと、キャップ１８のリブ嵌合溝部１９の内径部１９ａとの間、およびファン１１の回り止めリブ１７の外径部１７ｂとキャップ１８のリブ嵌合溝部１９の外径部１９ｂとの間がそれぞれ所定の面圧で接するような寸法関係でできている。
【００３１】
次に第１実施形態の組付手順および作用、効果を述べる。最初に、ファン１１の回り止めリブ１７の内外径部１７ａ，１７ｂと、キャップ１８のリブ嵌合溝部１９の内外径部１９ａ、１９ｂが一致するようにして圧入する。
【００３２】
次に、このファン１１のボス部１４の端面１４ｂの反対側の端面１４ｃおよびディスク１５がモータ１２のモータハウジング２０に干渉しない位置関係となる隙間Ｌ１が設けられるように、回転軸１６の端面１６ａとキャップ１８の端面１８ｂと反対側の端面１８ｃの寸法Ｌ２を管理して、ファン１１とキャップ１８の組付体を回転軸１６に圧入する。
【００３３】
この圧入によって、キャップ１８のリブ嵌合溝部１９が径外方向に広がると、ファン１１の回り止めリブ１７の内外径部１７ａ、１７ｂとキャップ１８のリブ嵌合溝部１９の内外径部１９ａ、１９ｂの両側に面圧が発生して固定される。
【００３４】
第１実施形態によれば、回り止めリブ１７の内外径部１７ａ、１７ｂとリブ嵌合溝部１９の内外径部１９ａ、１９ｂの両側に面圧が発生し、ファン１１がキャップ１８に固定されるので、ファン１１の経時劣化や高温クリープ等によってファン１１と回転軸１６とが直接接する部分の固定力が弱まっても、ファン１１が回転軸１６の軸方向に沿ってずれない。
【００３５】
また、ファン１１のボス部１４とオイルレスメタル２１との間に隙間Ｌ１が設けられた状態で固定されるから、従来例のようにファン１１のボス部１４の端面１４ｃにストッパ機構を設けなくてよいので、回転軸１６の支持にオイルレスメタル２１を用いることができる。
【００３６】
さらに、ファン１１にポリプロピレンないしナイロンのような比較的柔らかい安価な樹脂材料が用いることができ、ストッパ機構も設けなくてよいから、材料コストおよび成形コストを低減できる。
【００３７】
（第２実施形態）
第１実施形態ではファン１１のボス部１４の端面１４ｂに回り止めリブ１７を設け、キャップ１８の端面１８ｂにリブ嵌合溝部１９を設けたが、第２実施形態ではこれとは逆に図５に示すようにファン１１のボス部１４の端面１４ｂにリブ嵌合溝部２２を、キャップ１８の端面１８ｂに回り止めリブ２３を設けている。
【００３８】
第２実施形態によれば、ファン１１のボス部１４の固定穴１４ａと回転軸１６、キャップ１８の固定穴１８ａと回転軸１６が圧入された際、キャップ１８の回り止めリブ２３が径外方向に広がる。この際、第１実施形態と同様に、ファン１１のリブ嵌合溝部２２およびキャップ１８の回り止めリブ２３の内径部２２ａ、２３ａと外径部２２ｂ、２３ｂの両側に面圧が発生して固定される。したがって、ファン１１の経時劣化や高温クリープ等によってファン１１と回転軸１６とが直接接する部分の固定力が弱まっても、ファン１１が回転軸１６の軸方向に沿ってずれない。
【００３９】
さらに、第１実施形態と同様の理由により、オイルレスメタル２１を用いることができ、材料コストおよび成形コストも低減できる。
【００４０】
（その他の実施形態）
第１、第２実施形態では、送風機の向きをファン１１が上側、モータ１２が下側になるようにしたが、モータ１２が上側、ファン１１が下側でもよい。また、ファン１１とモータ１２を水平にしてもよい。
【００４１】
また、第１実施形態における回り止めリブ１７、２３およびリブ嵌合溝部１９、２２の軸直角方向の断面形状が円弧形状で、複数形成されているようにしたが、円弧形状に限らず四角形状で複数形成されていてもよい。また、断面形状が
円環形状が１つ形成されていてもよい。
【００４２】
さらに、第１、第２実施形態では回転軸１６の軸受として、オイルレスメタル２１を用いているが、すべり軸受、ボールベアリング（図６参照）等のころがり軸受であってもよい。
【００４３】
本発明による回転体の固定構造は、送風機にその適用が限定されるものではなく、その他の回転体にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による送風機の一部断面正面図である。
【図２】図１に示す送風機のファンのボス部の固定部分の拡大断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態によるファンのボス部のＡ方向矢視図、（ｂ）は軸方向断面図である。
【図４】（ａ）は第１実施形態によるキャップの軸方向断面図、（ｂ）はＢ方向矢視図である
【図５】第２実施形態によるファンのボス部の拡大断面図である。
【図６】本発明者の試作品のファンのボス部の拡大断面図である。
【図７】（ａ）は試作品のキャップのＣ方向矢視図、（ｂ）は軸方向断面図である。
【図８】（ａ）は試作品のファンのボス部の軸方向断面図、（ｂ）はＤ方向矢視図である。
【符号の説明】
１１…ファン（回転体）、１４…ボス部、１４ｂ、１４ｃ、１８ｂ…端面、
１６…回転軸、１７、２３…回り止めリブ、
１７ａ、１９ａ、２２ａ、２３ａ…内径部、
１７ｂ、１９ｂ、２２ｂ、２３ｂ…外径部
１８…キャップ（回り止め部材）、１９、２２…リブ嵌合溝部、
２１、２６…軸受。
【図１】
2004019581.tif 000003
【図２】
2004019581.tif 000004
【図３】
2004019581.tif 000005
【図４】
2004019581.tif 000006
【図５】
2004019581.tif 000007
【図６】
2004019581.tif 000008
【図７】
2004019581.tif 000009
【図８】
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