(57)【要約】【課題】構造がシンプルで且つハニカム構造体の外周部の歯車と軸構成部材とを正確に軸合わせすることができ、デシカント装置の小型化、軽量化を図ることができるデシカントローターおよびその製造方法を提供する。【解決手段】デシカントローターは、中心に軸構成部材２が設けられた円柱状のハニカム構造体１と、当該ハニカム構造体の外周部を補強する円筒状の補強枠３と、当該補強枠の外周に装着され且つ駆動用歯車が噛合わされる環状の歯車４とから構成される。そして、歯車４は、緩いねじ穴が設けられた連結手段により、軸構成部材２と軸合わせした状態で補強枠３に取り付けられる。【選択図】図１
2012050927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デシカント装置に使用されるデシカントローターであって、吸着材を担持させてなり且つその中心に軸構成部材が設けられた円柱状のハニカム構造体と、当該ハニカム構造体を収容してハニカム構造体の外周部を補強する円筒状の補強枠と、当該補強枠の外周に装着され且つ駆動用歯車が噛合わされる環状の歯車とから構成され、当該歯車は、緩いねじ穴が設けられた連結手段により、前記軸構成部材と軸合わせした状態で前記補強枠にねじで取り付けられていることを特徴とするデシカントローター。
【請求項２】
歯車の側面には、補強枠の外周側に相当する部位にねじ穴が設けられており、そして、前記歯車は、前記ねじ穴に螺着されるねじを挿通可能な長穴がその一辺部に設けられた連結手段としてのＬ型金物により、軸構成部材と軸合わせした状態でねじで前記補強枠に取り付けられている請求項１に記載のデシカントローター。
【請求項３】
Ｌ型金物の一片部に設けられた長穴は、長さがねじの軸部の直径の１８０〜２７０％、幅がねじの頭部の直径よりも小さく且つねじの軸部の直径の１０１〜１２０％に設定されている請求項２に記載のデシカントローター。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のデシカントローターの製造方法であって、軸構成部材および補強枠が設けられたハニカム構造体の前記補強枠の外周に歯車を装着するにあたり、前記補強枠の外周面の所定の軸長に相当する部位にＬ型金物を取り付けた後、前記補強枠の外周側に歯車を配置し且つ当該歯車を前記Ｌ型金物の一片部に突き当て、当該一片部の長穴を介してねじを前記歯車のねじ穴に螺着することにより、前記歯車を前記補強枠に仮止めし、次いで、前記歯車と前記軸構成部材とを軸合わせした状態において前記ねじを締め付けることを特徴とするデシカントローターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着材の水蒸気吸脱着機能により除湿、加湿を行うデシカント装置に適用されるデシカントローター及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デシカント装置は、吸着材の水蒸気吸脱着機能を利用して湿度調節を行う装置であり、各種の除湿装置や冷暖房装置として使用される。デシカント装置は、吸着材を担持させたデシカントローター、除湿空気生成用と加湿空気生成用の２つの送風路を備え、２つの送風路に跨がってデシカントローターを一定速度で回転させながら、一方の送風路において水蒸気を吸着して除湿空気を生成し、他方の送風路において水蒸気を脱着して吸着材を再生し且つ加湿空気を生成するように構成されている。
【０００３】
上記のデシカント装置において、デシカントローターは、例えば、吸着材を付着させた円盤状のハニカム構造体（除湿ローター）と、当該ハニカム構造体の一端面側から外周面に亙って配置されたスポーク支持構造の保護枠（第１の補強枠）と、更に当該保護枠の外周面を覆う状態に配置された保護リング（第２の補強枠）と、当該保護リングの外周部に一体的に設けられたラック状の歯車（歯部）と、ハニカム構造体に挿通させて保護枠（第１の補強枠）の中心に取り付けられた軸とから主に構成される。そして、ベースとなる底板（基板）に上記の軸を回動自在に取り付け、基板上に配置された駆動用モーターの歯車を保護リングの歯車（歯部）に噛合わせることによって回転するようになされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような構造のデシカントローターは、家庭用除湿器などの小型のデシカント装置において多く採用されているが、店舗用、事務所用、倉庫用などの大型のデシカント装置に適用した場合、ハニカム構造体の直径や厚さが大きくなるに伴い、ハニカム構造体を補強する構造部分、例えば上記の第１及び第２の補強枠も大きくなるため、装置全体が更に大型化し、装置重量も極めて大きくなる。一方、ハニカム構造体は、素材そのものは脆弱であるが、外形が大型化するに従い、構造体全体としての剛性は高くなる傾向にある。そこで、大型のデシカントローターにおいては、小型化、軽量化の観点から、ハニカム構造体の外周部だけを枠で補強することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、ハニカム構造体の外周部だけを枠で補強した場合には、前述のスポーク支持構造の保護枠（第１の補強枠）のような、軸の中心を規定する要素が無くなる。換言すれば、ハニカム構造体は、例えばハニカム成形された柔軟なシートを巻回して製作されるため、端面形状が真円に形成されていない。従って、デシカントローターにおいて、外周部だけに補強枠を配置した場合には、その更に外周に設けられる歯車と、ハニカム構造体に挿通された上記の軸構成部材との軸合わせが困難になる。特に大型化するほどハニカム構造体が歪になるため、上記の軸合わせが一層難しくなる。その結果、駆動用の歯車との噛合い精度が損なわれると言う問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、構造がシンプルで且つハニカム構造体の外周部の歯車と軸構成部材とを正確に軸合わせすることができ、デシカント装置の小型化、軽量化を図ることができるデシカントローターおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、ハニカム構造体の外周部だけを円筒状の補強枠で補強することにより、装置構造を簡素化すると共に、補強枠の外周に環状の歯車を装着するにあたり、緩いねじ穴が設けられた連結手段を使用することにより、当該連結手段にねじを締め付ける際、ハニカム構造体に予め挿通された軸構成部材の中心と歯車の中心との軸合わせを調整できるようにした。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の要旨は、デシカント装置に使用されるデシカントローターであって、吸着材を担持させてなり且つその中心に軸構成部材が設けられた円柱状のハニカム構造体と、当該ハニカム構造体を収容してハニカム構造体の外周部を補強する円筒状の補強枠と、当該補強枠の外周に装着され且つ駆動用歯車が噛合わされる環状の歯車とから構成され、当該歯車は、緩いねじ穴が設けられた連結手段により、前記軸構成部材と軸合わせした状態で前記補強枠にねじで取り付けられていることを特徴とするデシカントローターに存する。
【００１０】
更に、本発明の好ましい態様において、上記の歯車の側面には、補強枠の外周側に相当する部位にねじ穴が設けられており、そして、前記歯車は、前記ねじ穴に螺着されるねじを挿通可能な長穴がその一辺部に設けられた連結手段としてのＬ型金物により、軸構成部材と軸合わせした状態で前記補強枠にねじで取り付けられている。
【００１１】
また、本発明の第２の要旨は、上記の好ましい態様のデシカントローターの製造方法であって、軸構成部材および補強枠が設けられたハニカム構造体の前記補強枠の外周に歯車を装着するにあたり、前記補強枠の外周面の所定の軸長に相当する部位にＬ型金物を取り付けた後、前記補強枠の外周側に歯車を配置し且つ当該歯車を前記Ｌ型金物の一片部に突き当て、当該一片部の長穴を介してねじを前記歯車のねじ穴に螺着することにより、前記歯車を前記補強枠に仮止めし、次いで、前記歯車と前記軸構成部材とを軸合わせした状態において前記ねじを締め付けることを特徴とするデシカントローターの製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、円筒状の補強枠だけでハニカム構造体が補強したシンプルな構造にデシカントローターを構成でき、かつ、緩いねじ穴が設けられた連結手段によって補強枠の外周に歯車を装着するため、ハニカム構造体自体が歪であっても、歯車と軸構成部材とを正確に軸合わせできる。従って、デシカント装置の小型化、軽量化を図ることができる。本発明は、特に、ハニカム構造体の寸法精度の低い大型のデシカントローターに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るデシカントローターの外観を示す斜視図である。
【図２】ハニカム構造体の補強枠と歯車とを連結するＬ型金物を示す部分的な斜視図である。
【図３】本発明に係るデシカントローターの使用形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るデシカントローター及びその製造方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。先ず、本発明のデシカントローター（以下、「ローター」と言う。）について説明する。
【００１５】
本発明のローターは、図１及び図３に符号Ｒで示されており、湿度調節を行う各種の除湿装置や冷暖房装置などのいわゆるデシカント装置に使用される。本発明のローターＲは、例えば図３で示すような湿度調節機構としてデシカント装置に組み込まれる。上記の湿度調節機構は、除湿空気生成用に例えば外気を取り入れてローターＲへ供給する流路を構成し且つローターＲの吸着材再生に使用された後の加湿された空気を排出する流路を構成するファンユニット８１と、ローターＲに通過させて生成された除湿空気の一部を反転させて再びローターＲへ供給する流路を構成し且つ反転させた空気をヒーターで加熱するヒーターユニット８３と、例えばインバータ制御されるモーター及びその回転を後述の歯車４に伝達する駆動用歯車（図示省略）を備えた駆動機構８２とから主として構成される。
【００１６】
上記の本発明のローターＲは、吸着材を担持させてなる円柱状、例えば図示するような短軸円柱状のハニカム構造体１と、当該ハニカム構造体の外周部を補強する円筒状、例えば図示するような短軸円筒状の補強枠３と、当該補強枠の外周に装着された環状の歯車４とから主に構成される。
【００１７】
ハニカム構造体１は、通気用セルが両端面に開口する通気部材であり、例えば、無機または有機の繊維状物質の集合体からなる繊維質シートやポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリアミド等の樹脂シートを積層して構成される。ハニカム構造体１の形態としては、平板状の基材シートと波板状の基材シートとを交互にローターの直径方向に沿って積層状態に配列し、略三角形の開口形状の通気用セルを形成したもの、あるいは、波板状の基材シートをローターの円周方向に沿って積層状態に配列し、略六角形の開口形状の通気用セルをしたものが挙げられる。これらは、特開２００７−１９０５４６号公報などに開示された方法、例えば、積層状態の基材シートを上下でピッチをずらして溶着して展開することにより製造できる。また、ハニカム構造体１は、後述する吸着材または吸着材の前駆体を含む材料を押出成形し、前駆体の場合は更に焼成などの後処理を施して製造することもできる。通常、ハニカム構造体１の外径は３０〜２００ｃｍ程度、厚さ（空気の流れ方向の長さ）は１〜４０ｃｍ程度に設計される。
【００１８】
吸着材は、当該吸着材とバインダーを水に分散させてなる水系分散液を上記のようなハニカム構造体に塗布し、当該ハニカム構造体を加熱乾燥することにより、基材シートの表面および内部に繊維と絡み合う状態で担持させることができる。また、上記のようにハニカム構造体１を押出成形する場合、吸着材は、成形材料中に予め混合することにより担持させることができる。吸着材としては、シリカゲルやゼオライトが挙げられるが、比較的狭い温度領域において水蒸気を吸着・脱着でき且つ吸着量が大きい点において、骨格構造に少なくともアルミニウムとリンを含むアルミノフォスフェート類（ＡｌＰＯ類）が好適である。斯かるＡｌＰＯ類は、例えば特公平１−５７０４１、特開２００３−１８３０２０、特開２００４−１３６２６９等の公報に記載の公知の合成法を利用して製造することが出来る。
【００１９】
ハニカム構造体１の中心には軸構成部材２が設けられる。軸構成部材２としては、両端がデシカント装置本体側の軸受で回動自在に支持される固定軸、予め両端に軸受が付設された固定軸、あるいは、デシカント装置本体側に設けられた固定軸を相対的に回動自在に支持する軸受などが挙げられる。図１においては、軸構成部材２として、デシカント装置本体側の固定軸が挿通される軸受を例示している。なお、本発明では、後述するような軸合わせができるため、軸構成部材２は、歯車４を固定する前はハニカム構造体１の略中心、例えばハニカム構造体１の真の中心からのずれが後述するねじ６の直径Ｄと長穴５１大きさとの関係に対応する範囲、具体的には１０ｍｍ以内の範囲に配置されていればよい。
【００２０】
補強枠３は、鋼板などの金属薄板を円筒状に曲げ加工して作製され、ハニカム構造体１を収容し且つ当該ハニカム構造体の外周部に密着する形状に構成される。鋼板製の場合、補強枠３の厚さは０．３〜１．５ｍｍ程度に設計される。また、補強枠３には、連結手段として後述する歯車取付け用のＬ型金物５を使用する場合には当該Ｌ型金物をねじ固定するためのねじ穴が設けられる。斯かるねじ穴は、ハニカム構造体１を補強枠３に収容した状態においてハニカム構造体１の一方の端部から軸長の１０〜５０％に相当する位置、好ましくは２０〜５０％に相当する位置に補強枠３の周面に沿ってＬ型金物５の数に応じて設けられる。
【００２１】
上記の補強枠３の外周には、駆動用歯車（図示省略）が噛合わされる駆動機構の一部としての環状の歯車４が装着される。歯車４は、通常は鋼、ステンレス、砲金などの金属材料により、円弧状に形成された１〜６個、好ましくは２〜４個、通常は３個の細幅の扇形の歯車構成部材を連結して構成される。すなわち、歯車４の端面形状（軸に直交する面）の形状は、外径と内径との差が２〜２０ｍｍ程度の細幅の環状に形成される。歯車４の厚さ（肉厚）は、ハニカム構造体１の大きさに応じて、１〜５ｍｍ程度に設計される。
【００２２】
更に、図２に示すように、歯車４の側面、すなわち、各扇形の歯車構成部材の盤面には、Ｌ型金物装着用のねじ６を螺着するねじ穴４１が予め設けられる。換言すれば、ハニカム構造体１の外周側に歯車４を配置した状態において、補強枠３の外周側に相当する歯車４の側面部分にねじ穴４１が設けられている。そして、歯車４は、緩いねじ穴が設けられた連結手段としてのＬ型金物５により、軸構成部材２（図１参照）と軸合わせした状態でねじ６、７で補強枠３に取り付けられている。
【００２３】
Ｌ型金物５は、細長の金属板をＬ字状に屈曲させた形状の周知の連結用金物であるが、本発明においては、連結手段として、その少なくとも一辺部に長穴５１が設けられたＬ型金物５を使用する。すなわち、Ｌ型金物５の一辺部には、歯車４のねじ穴４１に螺着されるねじ６を挿通可能な長穴５１が設けられており、Ｌ型金物５の他の一辺部（図２中の水平方向の一辺部）には、ハニカム構造体１外周の補強枠３に螺着されるねじ７を挿通可能な穴が設けられている。
【００２４】
ところで、ハニカム構造体１の外周部に歯車４を固定する際は、上記のＬ型金物５により歯車４を仮止めした状態において、歯車４の中心と軸構成部材２の中心との軸合わせの微調整を行う。そこで、Ｌ型金物５の一片部に設けられた長穴５１は、長さＬがねじ６の軸部の直径Ｄの１８０〜２７０％、幅Ｗがねじ６の頭部の直径よりも小さく且つ当該ねじの軸部の直径Ｄの１０１〜１２０％に設定される。すなわち、Ｌ型金物５の一片部の長穴５１は、使用するねじ６に対して、その頭部が抜けることのない程度に緩い幅の穴に形成されている。また、Ｌ型金物５の他の一片部の穴も、同様に、ねじ７の頭部が抜けることのない程度に緩い直径の穴に形成されている。
【００２５】
なお、Ｌ型金物５、補強枠３のネジ穴および歯車４の側面のねじ穴４１は、相互に対応する位置に設けられるが、Ｌ型金物５は、少なくとも１個、通常は２個以上、好ましくは３個配置される。また、Ｌ型金物５は、歯車４の歯車構成部材に対応して配置されてもよいし、相互に連結された歯車構成部材の配置には拘わらず配置されてもよく、複数使用する場合は、補強枠３の周方向に沿って均等配置される。
【００２６】
次に、上記のローターＲの製造方法について説明する。本発明の製造方法においては、先ず、軸構成部材２及び補強枠３が設けられたハニカム構造体１を準備する。ハニカム構造体１自体は、前述のように、ハニカム成形された基材シートを積層状態とし且つこれに吸着材を担持させたり、あるいは、吸着材が予め混合された成形材料を押出成形して製造される。ハニカム構造体１の外周は、当該ハニカム構造体を補強枠３に収容することにより補強し、ハニカム構造体１の略中心には、上記の軸構成部材２としての例えば軸受を圧入する。
【００２７】
次いで、上記のハニカム構造体１の補強枠３の外周に歯車４を装着する。歯車４の装着においては、先ず、補強枠３の外周面の所定の部位、例えばハニカム構造体１の一方の端部から軸長の１０〜５０％に相当する部位に対し、ねじ７を使用し、Ｌ型金物５を周方向に沿って例えば３個取り付ける。
【００２８】
続いて、例えば３個の歯車構成部材を連結して歯車４を構成すると共に、補強枠３の外周側に歯車４を配置し且つ当該歯車をＬ型金物５の一片部（図２中の縦方向の一片部）に突き当てる。次いで、上記の一片部の長穴５１を介してねじ６を歯車４のねじ穴４１に螺着することにより、歯車４を補強枠３に一旦仮止めする。そして、歯車４とハニカム構造体１の軸構成部材２とを軸合わせし、この状態においてねじ６を締め付ける。
【００２９】
なお、歯車４と軸構成部材２とは、所定の芯だし治具を予め準備し、当該芯だし治具にローターＲを嵌め合わせて軸合わせを行うことができる。具体的には、上記の芯だし治具として、歯車４が正確に勘合する枠組み、および、当該枠組みの中心に突設され且つ軸構成部材２に挿通可能な軸からなる治具を使用する。そして、上記のＬ型金物５で歯車４を仮止めした状態、すなわち、外部からの力で歯車４の位置をずらす操作が可能な状態において、ローターＲを芯だし治具に装着する。これにより、歯車４と軸構成部材２とを簡単に軸合わせすることができる。
【００３０】
上記のように、本発明においては、ハニカム構造体１の外周部だけを円筒状の補強枠３で補強することにより、一層シンプルな構造のローターＲを構成できる。そして、緩いねじ穴が設けられた連結手段、例えば、一辺部に長穴５１が設けられたＬ型金物５を使用して補強枠３の外周に歯車４を装着するため、ハニカム構造体１自体が歪であっても、歯車４とハニカム構造体１の軸構成部材２とを正確に軸合わせすることができる。従って、本発明によれば、デシカント装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【００３１】
なお、本発明のローターＲにおいて、補強枠３に歯車４を固定する連結手段としては、前述のＬ型金物５に限らず、歯車４を軸構成部材２の軸線に対して直交する方向に調整し得る各種の手段を採用できる。例えば、連結手段としては、歯車４の側面に突設され且つねじ６に対して緩い穴が開口された舌片状の連結片、あるいは、補強枠３にＵ字状またはコ字状に切り込んで形成された舌片状の部位を当該補強枠表面から起立させて構成され且つ前記と同様の緩い穴が開口された連結片などが挙げられる。そして、これらの連結片を利用した場合も、Ｌ型金物５の場合と同様に、歯車４とハニカム構造体１の軸構成部材２とを正確に軸合わせすることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ：ハニカム構造体
２  ：軸構成部材（軸受）
３  ：補強枠
４  ：歯車
４１：ねじ穴
５  ：Ｌ型金物（連結手段）
５１：長穴
６  ：ねじ
７  ：ねじ
Ｗ  ：長穴の幅
Ｌ  ：長穴の長さ
Ｄ  ：ねじの直径
Ｒ  ：デシカントローター
【図１】
2012050927.tif 000003
【図２】
2012050927.tif 000004
【図３】
2012050927.tif 000005