(57)【要約】【課題】ファン５０がシャフト２１に対して回転するのを防止するためのキャップ３０を安い樹脂にて形成しても、十分な回り止めトルクを確保可能にして低コスト化を図る。【解決手段】キャップ３０をファン５０よりも固い樹脂にて形成することにより、キャップ３０とシャフト２１との接触面圧を十分高くして圧入強度を高め、また、シャフト２１が圧入されるキャップボス部３１の厚さｔ１を脚部３２の厚さｔ２よりも大きくすることにより、キャップ３０とシャフト２１との接触面圧を十分高くして圧入強度を高める。これらによって、大きな回転力をシャフト２１からファン５０に伝達可能になり、従って、安い樹脂にてキャップ３０を形成しても十分な回り止めトルクを確保できる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、前記シャフト（２１）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入されると共に前記ファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、前記キャップ（３０）にて前記ファン（１０）が前記シャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、
前記キャップ（３０）は前記ファン（１０）よりも固い樹脂からなり、
前記キャップ（３０）は、前記シャフト（２１）が圧入される円筒状のキャップボス部（３１）と、前記キャップボス部（３１）から前記ファン（１０）側に向かって前記シャフト（２１）の軸方向に延長した複数の脚部（３２）とを備え、
前記キャップボス部（３１）における前記シャフト（２１）の径方向の厚さ（ｔ１）は、前記脚部（３２）における前記シャフト（２１）の径方向の厚さ（ｔ２）よりも大きくされており、
前記ファン（１０）は前記脚部（３２）を受け入れる複数の凹部（１３）を備え、前記脚部（３２）と前記凹部（１３）とが嵌合されていることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記キャップボス部（３１）は、前記シャフト（２１）の軸方向に延びて前記ファン（１０）側の端面にて開口すると共に、前記シャフト（２１）の周方向に沿って等間隔に配置された複数の空洞部（３３）を有することを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記複数の空洞部（３３）の間には、前記キャップボス部（３１）における前記空洞部（３３）よりも内周側部位と前記空洞部（３３）よりも外周側部位とを連結する連結部（３４）が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の送風機。
【請求項４】
駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、前記シャフト（２１）と共に回転して空気流を発生する樹脂製のファン（５０）とを備える送風機において、
前記ファン（５０）は、前記シャフト（２１）が圧入されるボス部（５１）と、前記ボス部（５１）と一体化されて空気流を発生するファン本体部（５２）とを有し、
前記ボス部（５１）および前記ファン本体部（５２）は二色成形されると共に、前記ボス部（５１）は前記ファン本体部（５２）よりも固い樹脂にて形成され、
前記ボス部（５１）における前記シャフト（２１）が圧入された部位の、前記シャフト（２１）軸方向の長さ（Ｌ３）が、前記シャフト（２１）の外径寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする送風機。
【請求項５】
駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、前記シャフト（２１）と共に回転して空気流を発生する樹脂製のファン（５０）とを備え、前記ファン（５０）は、前記シャフト（２１）が圧入されるボス部（５１）と、前記ボス部（５１）と一体化されて空気流を発生するファン本体部（５２）とを有する送風機の製造方法であって、
前記ボス部（５１）が前記ファン本体部（５２）よりも固く、且つ、前記ボス部（５１）における前記シャフト（２１）が圧入される部位の内径寸法が前記シャフト（２１）の外径寸法よりも小さくなるように、前記ボス部（５１）および前記ファン本体部（５２）を二色成形した後、前記シャフト（２１）を前記ボス部（５１）に圧入することを特徴とする送風機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製ファンを回転駆動する送風機に関し、特にファンとシャフトとの固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の送風機として、特開２００１−１２４１０１号公報に記載されたものがある。この公報に記載の送風機は、図８に示すように、樹脂製のファン１０に丸軸状のシャフト２１を圧入すると共に、金属製または樹脂製のキャップ３００にシャフト２１を圧入し、ファン１０とキャップ３００とを係合させることにより、キャップ３００にてファン１０がシャフト２１に対して回転するのを防止する、すなわち回り止めを行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の送風機は、金属製のキャップ３００を用いる場合、キャップ３００をしぼり加工によって製作しているため、キャップ３００とシャフト２１との接触面積（長さ）を大きくとることができず、さらに、シャフト２１をキャップ３００に圧入した際にキャップ３００が外側にのけぞってしまい、十分な圧入代を確保できず、従って回り止めトルクを十分に確保することができなかった。
【０００４】
また、金属製のキャップ３００と同形状のままキャップ３００の樹脂化を図った場合、金属と同等の強度を有する特殊な樹脂を用いる必要があるため、キャップ３００の材料費が嵩んでコストアップになるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、十分な回り止めトルクを確保可能で、且つ、低コスト化を可能にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、シャフト（２１）が圧入された樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入されると共にファン（１０）と係合する樹脂製のキャップ（３０）とを備え、キャップ（３０）にてファン（１０）がシャフト（２１）に対して回転するのを防止するようにした送風機において、キャップ（３０）はファン（１０）よりも固い樹脂からなり、キャップ（３０）は、シャフト（２１）が圧入される円筒状のキャップボス部（３１）と、キャップボス部（３１）からファン（１０）側に向かってシャフト（２１）の軸方向に延長した複数の脚部（３２）とを備え、キャップボス部（３１）におけるシャフト（２１）の径方向の厚さ（ｔ１）は、脚部（３２）におけるシャフト（２１）の径方向の厚さ（ｔ２）よりも大きくされており、ファン（１０）は脚部（３２）を受け入れる複数の凹部（１３）を備え、脚部（３２）と凹部（１３）とが嵌合されていることを特徴とする。
【０００７】
これによると、キャップをファンよりも固い樹脂にて形成し、また、シャフトが圧入されるキャップボス部の厚さを脚部の厚さよりも大きくしているため、キャップとシャフトとの接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、十分な回り止めトルクを確保することができる。従って、安い樹脂にてキャップを形成しても十分な回り止めトルクを確保可能であり、安い樹脂の使用により低コスト化を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、キャップボス部（３１）は、シャフト（２１）の軸方向に延びてファン（１０）側の端面にて開口すると共に、シャフト（２１）の周方向に沿って等間隔に配置された複数の空洞部（３３）を有することを特徴とする。
【０００９】
これによると、空洞部を設けたことにより、樹脂の特性であるひけを防止でき、ひけの防止によるキャップの強度アップにより、キャップとシャフトとの接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、回り止めトルクをさらにアップさせることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明のように、複数の空洞部（３３）の間に、キャップボス部（３１）における空洞部（３３）よりも内周側部位と空洞部（３３）よりも外周側部位とを連結する連結部（３４）を形成することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、シャフト（２１）と共に回転して空気流を発生する樹脂製のファン（５０）とを備える送風機において、ファン（５０）は、シャフト（２１）が圧入されるボス部（５１）と、ボス部（５１）と一体化されて空気流を発生するファン本体部（５２）とを有し、ボス部（５１）およびファン本体部（５２）は二色成形されると共に、ボス部（５１）はファン本体部（５２）よりも固い樹脂にて形成され、ボス部（５１）におけるシャフト（２１）が圧入された部位の、シャフト（２１）軸方向の長さ（Ｌ３）が、シャフト（２１）の外径寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１２】
これによると、ボス部をファン本体部よりも固い樹脂にて形成しているため、ボス部とシャフトとの接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、また、ボス部におけるシャフト圧入部位の長さをシャフトの外径寸法よりも大きくしているため接触面積を広く取ることができ、したがって、両者が相俟って十分な回り止めトルクを確保することができる。
【００１３】
また、請求項１の発明では、キャップとファンの嵌合部は高い寸法精度が要求されると共に、キャップとファンの２部品をシャフトに組み付けるのに多くの工数が必要であるのに対し、請求項４の発明では、高い寸法精度や多くの組み付け工数を必要としないので、さらにコストを低下させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、駆動手段（２０）によって回転駆動される丸軸状のシャフト（２１）と、シャフト（２１）と共に回転して空気流を発生する樹脂製のファン（５０）とを備え、ファン（５０）は、シャフト（２１）が圧入されるボス部（５１）と、ボス部（５１）と一体化されて空気流を発生するファン本体部（５２）とを有する送風機の製造方法であって、ボス部（５１）がファン本体部（５２）よりも固く、且つ、ボス部（５１）におけるシャフト（２１）が圧入される部位の内径寸法がシャフト（２１）の外径寸法よりも小さくなるように、ボス部（５１）およびファン本体部（５２）を二色成形した後、シャフト（２１）をボス部（５１）に圧入することを特徴とする。
【００１５】
これによると、ボス部におけるシャフト圧入部位の内径寸法をシャフトの外径寸法よりも小さくしているため、ボス部とシャフトとを圧入によって固定することができる。
【００１６】
また、ボス部をファン本体部よりも固い樹脂にて形成しているため、ボス部とシャフトとの接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、十分な回り止めトルクを確保することができる。
【００１７】
また、請求項４の発明と同様に、高い寸法精度や多くの組み付け工数を必要としないので、さらにコストを低下させることができる。
【００１８】
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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る送風機を車両用空調装置の遠心式送風機に適用したものであって、図１は本実施形態に係る遠心式送風機（以下、送風機という）の断面図、図２は図１のファン１０およびキャップ３０とシャフト２１との嵌合部分の拡大図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は図３のキャップ３０を単体で示すＢ矢視図である。
【００２０】
図１において、送風機は、回転軸Ｃ方向から吸入した空気を径外方側に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（以下、ファンという）１０と、ファン１０を回転駆動する電動モータ２０と、電動モータ２０の回転力をファン１０に伝達するキャップ３０を備えている。
【００２１】
駆動手段に相当する電動モータ２０は、駆動シャフト（以下、シャフトという）２１を備え、このシャフト２１は、金属製で断面が丸軸状に形成されている。
【００２２】
ファン１０は、シャフト２１が圧入される略円筒状のファンボス部１１と、ファンボス部１１に連結されてシャフト２１と一体に回転する複数枚の翼（ブレード）１２を有している。因みに、ファンボス部１１及びブレード１２は、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂にて一体成形されている。
【００２３】
図２および図３に示すように、ファンボス部１１においてその外周側で且つキャップ３０側の部位には、キャップ３０の脚部３２（詳細後述）を受け入れる４つの凹部１３と、凹部１３間に位置する４つの凸部１４とを備え、これらの凹部１３および凸部１４は周方向に沿って交互に且つ等間隔に配置されている。
【００２４】
また、各凹部１３の表面のうち回転軸Ｃに近い側で且つ径方向外側に向いている面、すなわち各凹部１３の底部１５には、先端部が脚部３２の内周面に密着する突起部１６が１つずつ形成されている。
【００２５】
この突起部１６は、底部１５から径方向外側で且つ脚部３２側に向かって突出すると共に回転軸Ｃ方向に延びており、また、回転軸Ｃに対して垂直な断面で見たときに、脚部３２側に向かって先端が細くなった３角形になっている。
【００２６】
そして、回転軸Ｃを挟んで位置する２つの突起部１６の先端部間の寸法Ｌ２は、回転軸Ｃを挟んで対向する２つの脚部３２間の寸法Ｌ１よりも大きくなっている。但し、ここでいう寸法Ｌ２は、ファン１０とキャップ３０とを組み付ける前の時点での寸法である。
【００２７】
キャップ３０は、ファン１０よりも固い樹脂よりなり、より詳細には、例えばポリアミドのガラス強化剤のような引っ張り強度の高い樹脂よりなる。このキャップ３０は、図２〜図４に示すように、シャフト２１が圧入される円筒状のキャップボス部３１と、このキャップボス部３１の外周側からファンボス部１１側に向かって延びて凹部１３に嵌合される４つの脚部３２とを備えている。そして、キャップボス部３１における径方向の厚さｔ１は、脚部３２における径方向の厚さｔ２よりも大きくなっている。
【００２８】
キャップボス部３１には、回転軸Ｃ方向に延びてファンボス部１１側の端面にて開口する８個の空洞部３３が形成されており、これらの空洞部３３は周方向に沿って等間隔に配置されている。空洞部３３の間には、キャップボス部３１における空洞部３３よりも内周側部位と空洞部３３よりも外周側部位とを連結する連結部３４が形成されている。
【００２９】
上記送風機の組み付けに際しては、まず、ファン１０とキャップ３０が仮固定される。ここで、突起部１６が形成されたファン１０は、脚部３２が形成されたキャップ３０よりも軟らかいことと、前述した脚部間寸法と突起部間寸法との関係により、脚部３２を凹部１３に嵌合させると、突起部１６の各先端部が塑性変形する。そして、突起部１６の各先端部が脚部３２に密着し、ファン１０とキャップ３０が仮固定される。
【００３０】
この仮固定後、ファン１０とキャップ３０にシャフト２１が圧入される。この圧入により、シャフト２１からの回転力は、直接ファン１０に伝達されると共に、脚部３２と凹部１３が係合しているため、キャップ３０を介してファン１０に伝達される。但し、圧入後におけるキャップ３０とシャフト２１との回り止めトルクが、ファン１０とシャフト２１との回り止めトルクよりも大きくなるように、接触面圧や接触面積等が設定されており、従って、シャフト２１からの回転力は、主にキャップ３０を介してファン１０に伝達される。
【００３１】
本実施形態では、回転力を伝達するキャップ３０をファン１０よりも固い樹脂にて形成しているため、キャップ３０とシャフト２１との接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、また、シャフト２１が圧入されるキャップボス部３１の厚さｔ１を脚部３２の厚さｔ２よりも大きくしているため、キャップ３０とシャフト２１との接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、それらが相俟って、大きな回転力をシャフト２１からファン１０に伝達することができる。従って、安い樹脂にてキャップ３０を形成しても十分な回り止めトルクを確保可能であり、安い樹脂の使用により低コスト化を図ることができる。
【００３２】
また、空洞部３３を設けたことにより、樹脂の特性であるひけを防止でき、ひけの防止によるキャップ３０の強度アップにより、キャップ３０とシャフト２１との接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、回り止めトルクをさらにアップさせることができる。
【００３３】
また、突起部１６の各先端部を変形させて脚部３２に密着させるようにしているため、厳しい寸法精度を設定することなく、ファン１０とキャップ３０とを仮固定することができる。従って、ファン１０とキャップ３０とを仮固定した状態でシャフト２１を圧入することにより、シャフト２１の圧入工程を１回で済ませることができる。
（第２実施形態）
図５に示す第２実施形態の送風機は、キャップ３０を廃止し、ファン５０を二色成形した点が第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００３４】
図５において、ファン５０は、シャフト２１が圧入される円筒状のボス部５１と、ボス部５１に連結されてシャフト２１と一体に回転するファン本体部５２とを有する。ファン本体部５２は、複数枚の翼を有しており、回転時には翼の作用により空気流を発生するようになっている。
【００３５】
ボス部５１およびファン本体部５２は二色成形されると共に、ボス部５１はファン本体部５２よりも固い樹脂にて形成されている。具体的には、ボス部５１は、例えばポリアミドのガラス強化剤のような引っ張り強度の高い樹脂よりなる。一方、ファン本体部５２は、例えばポリプロピレン等の熱可塑性樹脂よりなる。
【００３６】
二色成形する際、ボス部５１におけるシャフト２１が圧入される部位の内径寸法がシャフト２１の外径寸法よりも小さくなるように成形される。そして、ボス部５１にシャフト２１が圧入されて両者が結合されている。また、ボス部５１におけるシャフト２１が圧入された部位の、シャフト軸方向の長さＬ３が、シャフト２１の外径寸法よりも大きく設定されている。
【００３７】
次に、図６および図７に基づいてボス部５１およびファン本体部５２の二色成形方法について説明する。なお、図６は二色成形機６０の１次側成形時の状態を示す断面図、図７は二色成形機６０の２次側成形時の状態を示す断面図である。
【００３８】
図６および図７に示す二色成形機６０は、いわゆるコアバック方式の成形機である。この二色成形機６０は、第１金型６１と第２金型６２との間にファン５０の形状に対応した空間が２つ形成されて、２つのファン５０が同時に成形されるようになっている。
【００３９】
第１金型６１には、第１金型６１に対してスライド可能なコア６３と、このコア６３を駆動する油圧シリンダ６４が内蔵されている。第２金型６２には、１次側の樹脂を射出する１次側ノズル６５、１次側ノズル６５から射出された１次側の樹脂を型内の空間に導く１次側ブッシュ６６、２次側の樹脂を射出する２次側ノズル６７、２次側ノズル６７から射出された２次側の樹脂を型内の空間に導く２次側ブッシュ６８が装着されている。
【００４０】
上記構成の二色成形機６０を用いて、以下のようにしてファン５０が成形される。まず、図６に示すように、第２金型６２に当たる位置までコア６３を移動させた状態で、１次側ノズル６５から１次側の樹脂を射出する。これにより、型内の空間にファン本体部５２が成形される。
【００４１】
次いで、図７に示すように、第２金型６２から離れる向きにコア６３を移動させてキャビティ空間を形成し、そのキャビティ空間に２次側ノズル６７から２次側の樹脂を射出する。これにより、キャビティ空間にボス部５１が成形され、二色成形されたファン５０が得られる。
【００４２】
本実施形態によると、ボス部５１をファン本体部５２よりも固い樹脂にて形成しているため、ボス部５１とシャフト２１との接触面圧を十分高くして圧入強度を高めることができ、また、ボス部５１におけるシャフト２１圧入部位の長さＬ３をシャフト２１の外径寸法よりも大きくしているため接触面積を広く取ることができ、したがって、両者が相俟って十分な回り止めトルクを確保することができる。
【００４３】
また、第１実施形態の送風機では、キャップ３０とファン１０の嵌合部は高い寸法精度が要求されると共に、キャップ３０とファン１０の２部品をシャフト２１に組み付けるのに多くの工数が必要であるのに対し、本実施形態の送風機では、高い寸法精度や多くの組み付け工数を必要としないので、さらにコストを低下させることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、ファン５０を二色成形する二色成形機としてコアバック方式の成形機を示したが、コア回転方式の二色成形機にてファン５０を二色成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送風機の断面図である。
【図２】図１の送風機の要部の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図３のキャップ３０を単体で示すＢ矢視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る送風機の断面図である。
【図６】図５のファン５０を成形する二色成形機６０の、１次側成形時の状態を示す断面図である。
【図７】図５のファン５０を成形する二色成形機６０の、２次側成形時の状態を示す断面図である。
【図８】従来の技術に係る送風機の要部の断面図である。
【符号の説明】
５０…ファン、１３…凹部、２０…駆動手段をなす電動モータ、
２１…シャフト、３０…キャップ、３１…キャップボス部５１、３２…脚部。
【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】
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【図６】
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【図７】
2004003449.tif 000009
【図８】
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