(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転して送風するファン（１）と、前記ファン（１）を回転駆動するモータ（２）とを備え、
前記モータ（２）の回転軸（２３）が、内輪（２２１）と外輪（２２２）とを備えるラジアルベアリング（２２）によりハウジング（２１）に回転自在に支持され、
前記回転軸（２３）の一端側が前記ハウジング（２１）から外部に突出し、前記回転軸（２３）の一端側に前記ファン（１）が圧入された送風機において、
前記ファン（１）は、前記内輪（２２１）側に向かって延びて前記内輪（２２１）に当接可能なリング状のストッパ（１３、１１３、２１３）を備え、
前記リング状のストッパ（１３、１１３、２１３）の外径は前記内輪（２２１）の外径と略同径であり、
前記回転軸（２３）に対する前記ファン（１）の相対移動のうち、前記モータ（２）側への前記ファン（１）の相対移動が、前記リング状のストッパ（１３、１１３、２１３）と前記内輪（２２１）との当接によって規制されるようになっていることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記ストッパ（１１３、２１３）は、前記回転軸（２３）の軸方向の荷重を受けたときに容易に変形可能に構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】
前記ストッパ（１１３、２１３）は、樹脂およびゴムのいずれか一方からなることを特徴とする請求項２に記載の送風機。
【請求項４】
前記ハウジング（２１）には、前記回転軸（２３）が貫通する貫通穴（２１１）が形成され、
前記貫通穴（２１１）の内径は、前記外輪（２２２）の内径よりも小さく、かつ、前記内輪（２２１）の外径および前記ストッパ（１３、１１３、２１３）の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項５】
前記ストッパ（１１３、２１３）は、前記回転軸（２３）の軸方向に沿って内外径が複数回変化した蛇腹状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項６】
前記ストッパ（１１３、２１３）の軸方向の端部には、前記回転軸（２３）の軸方向に沿って延びる切り欠き（２１４）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の送風機。
【請求項７】
回転して送風するファン（１）と、前記ファン（１）を回転駆動するモータ（２）とを備え、
前記モータ（２）の回転軸（２３）が、内輪（２２１）と外輪（２２２）とを備えるラジアルベアリング（２２）によりハウジング（２１）に回転自在に支持され、
前記回転軸（２３）の一端側が前記ハウジング（２１）から外部に突出し、前記回転軸（２３）の一端側に前記ファン（１）が圧入された送風機において、
一端側が前記ファン（１）に当接可能で且つ他端側が前記内輪（２２１）に当接可能なリング状のスペーサが、前記ファン（１）と前記内輪（２２１）との間に前記回転軸（２３）に嵌合した状態で配置されており、
前記リング状のスペーサの外径は前記内輪（２２１）の外径と略同径であり、
前記回転軸（２３）に対する前記ファン（１）の相対移動のうち、前記モータ（２）側への前記ファン（１）の相対移動が、前記リング状のスペーサと前記ファン（１）および前記内輪（２２１）との当接によって規制されるようになっていることを特徴とする送風機。
【請求項８】
前記スペーサは、前記回転軸（２３）の軸方向の荷重を受けたときに容易に変形可能に構成されていることを特徴とする請求項７に記載の送風機。
【請求項９】
前記スペーサは、樹脂およびゴムのいずれか一方からなることを特徴とする請求項８に記載の送風機。
【請求項１０】
前記スペーサは、鉄および樹脂のいずれか一方からなることを特徴とする請求項７に記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによりファンを回転駆動する送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の送風機のモータ回転軸は、その断面形状がＤ字状の部位と丸軸状の部位とに分かれており、Ｄ字状の部位が樹脂製のファンに挿入されている。そして、Ｄ字状の部位と丸軸状の部位間の段差により、ファンがモータ側へ移動するのを防止し、回転体であるファンと非回転体であるモータハウジングとの接触を防止するようになっている。
【０００３】
また、上記した従来の送風機においては、回転軸にＤ字状の部位を形成しているため回転軸の加工費が嵩むという問題があり、そこで、Ｄ字状の部位を廃止して全体が丸軸状の回転軸とし、その回転軸に樹脂製のファンを圧入するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の従来送風機においては、前者の従来送風機の段差に相当するものがないため、樹脂製ファンの経時劣化や高温クリープ等によりファンと回転軸との結合力が弱まった場合、ファンがモータ側へ移動してファンとモータハウジングとが接触する恐れがあった。
【０００５】
このように、ファンとモータハウジングとが接触した場合、非回転体であるモータハウジングによりファンの回転が阻止されて、送風ができなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ファンと回転軸との結合力が弱まった場合でも、ファンとモータハウジングとの接触を防止すると共に、送風を継続できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転して送風するファン（１）と、ファン（１）を回転駆動するモータ（２）とを備え、モータ（２）の回転軸（２３）が、内輪（２２１）と外輪（２２２）とを備えるラジアルベアリング（２２）によりハウジング（２１）に回転自在に支持され、回転軸（２３）の一端側がハウジング（２１）から外部に突出し、回転軸（２３）の一端側にファン（１）が圧入された送風機において、
ファン（１）は、内輪（２２１）側に向かって延びて内輪（２２１）に当接可能なリング状のストッパ（１３、１１３、２１３）を備え、
リング状のストッパ（１３、１１３、２１３）の外径は内輪（２２１）の外径と略同径であり、
回転軸（２３）に対するファン（１）の相対移動のうち、モータ（２）側へのファン（１）の相対移動が、リング状のストッパ（１３、１１３、２１３）と内輪（２２１）との当接によって規制される構成であることを特徴とする。
【０００８】
これによると、ファンと回転軸との結合力が弱まった場合の、モータ側へのファンの相対移動が内輪によって規制されて、ファンとハウジングとの接触が防止される。また、内輪は回転軸と一体に回転するため、モータ側へのファンの相対移動を内輪によって規制している状態では、内輪からファンへ回転力が伝達される。
【０００９】
このように、ファンとハウジングとの接触が防止されることと、内輪からファンへ回転力が伝達されることとが相俟って、ファンと回転軸との結合力が弱まった場合でも送風を継続することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、ストッパ（１１３、２１３）は、回転軸（２３）の軸方向の荷重を受けたときに容易に変形可能に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
ところで、請求項１の発明においては、ストッパと内輪間の隙間（Ｌ１）が大きすぎると、ストッパが内輪に接触する前にファンとハウジングとが接触してしまう。一方、ストッパと内輪間の隙間（Ｌ１）が小さすぎると、ファンを回転軸に圧入したときにストッパが内輪に接触してその圧入時の荷重が内輪に直にかかるため、内輪が傷ついてベアリングから異音を発生する恐れがあった。
そのため、ストッパと内輪間の隙間（Ｌ１）を厳しく管理せざるを得なく、同時にファンやモータの部品の加工寸法精度を厳しく、さらに組み付け公差も厳しく管理せざるを得なくなってしまう。
【００１４】
これに対し、請求項２の発明によれば、ストッパと内輪間の隙間或いはストッパとファン間の隙間を小さくすることによってファン圧入時の荷重が内輪にかかったとしても、ストッパの変形により内輪に作用する荷重が緩和されて、ベアリングからの異音発生を抑制することができるため、ストッパと内輪間の隙間或いはストッパとファン間の隙間を限りなく小さく、或いは初めからその隙間を０にすることが可能となり、ひいては、部品の加工寸法精度の緩和並びに組み付け公差の緩和が可能となる。
請求項３の発明のように、請求項２において、ストッパ（１１３、２１３）は、具体的には、樹脂およびゴムのいずれか一方にて形成すればよい。
請求項４の発明のように、ハウジング（２１）に回転軸（２３）が貫通する貫通穴（２１１）を形成し、この貫通穴（２１１）の内径は、具体的には外輪（２２２）の内径よりも小さく、かつ、内輪（２２１）の外径およびストッパ（１３、１１３、２１３）の外径よりも大きくすればよい。
請求項５の発明のように、ストッパ（１１３、２１３）は、回転軸（２３）の軸方向に沿って内外径が複数回変化した蛇腹状に形成すれば、ストッパの変形が容易となり、内輪に作用する荷重を緩和できる。これにより、ベアリングからの異音発生を抑制できる。
請求項６の発明のように、ストッパ（１１３、２１３）の軸方向の端部に、回転軸（２３）の軸方向に沿って延びる切り欠き（２１４）を設けることで、ストッパを容易に変形できるようにしてもよい。
請求項７の発明では、回転して送風するファン（１）と、前記ファン（１）を回転駆動するモータ（２）とを備え、
モータ（２）の回転軸（２３）が、内輪（２２１）と外輪（２２２）とを備えるラジアルベアリング（２２）によりハウジング（２１）に回転自在に支持され、
回転軸（２３）の一端側がハウジング（２１）から外部に突出し、回転軸（２３）の一端側にファン（１）が圧入された送風機において、
一端側がファン（１）に当接可能で且つ他端側が内輪（２２１）に当接可能なリング状のスペーサが、ファン（１）と内輪（２２１）との間に回転軸（２３）に嵌合した状態で配置されており、
リング状のスペーサの外径は内輪（２２１）の外径と略同径であり、
回転軸（２３）に対するファン（１）の相対移動のうち、モータ（２）側へのファン（１）の相対移動が、リング状のスペーサとファン（１）および内輪（２２１）との当接によって規制されるようになっていることを特徴とする。
請求項７の発明においても、モータ（２）側へのファン（１）の相対移動を、リング状のスペーサとファン（１）および内輪（２２１）との当接によって良好に規制でき、請求項１の発明と同様の作用効果を発揮できる。
【００１５】
請求項８に記載の発明では、スペーサは、回転軸（２３）の軸方向の荷重を受けたときに容易に変形可能に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
これによると、スペーサと内輪間の隙間或いはスペーサとファン間の隙間を小さくすることによってファン圧入時の荷重が内輪にかかったとしても、スペーサの変形により内輪に作用する荷重が緩和されて、ベアリングからの異音発生を抑制することができる。そのため、スペーサと内輪間の隙間或いはスペーサとファン間の隙間を限りなく小さく、或いは初めからその隙間を０にすることが可能となり、ひいては、部品の加工寸法精度の緩和並びに組み付け公差の緩和が可能となる。
【００１７】
請求項９に記載の発明のように、請求項８において、ストッパ（１１３、２１３）を、樹脂またはゴムにて形成することができる。
また、請求項１０に記載の発明のように、請求項７において、ストッパ（１１３、２１３）を、鉄製または樹脂製としてもよい。
【００１８】
なお、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ものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る送風機の、ファンとモータ回転軸との結合部近傍の断面図、図２は図１のＡ部の拡大断面図である。なお、本実施形態の送風機は、例えば車両用空調装置の送風機に好適である。
【００２０】
図１および図２において、送風機は、回転軸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）１と、ファン１を回転駆動する電動モータ（以下、モータという）２とを備えている。
【００２１】
モータ２は、金属製のハウジング２１の端部にベアリング２２が配置され、金属製の回転軸２３がベアリング２２によりハウジング２１に回転自在に支持されている。
【００２２】
ベアリング２２は、内輪２２１と外輪２２２との間に玉２２３が配置されたラジアルベアリングであり、内輪２２１に回転軸２３が圧入され、外輪２２２がハウジング２１に圧入されている。
【００２３】
ハウジング２１には、内輪２２１の外径よりも大径の貫通穴２１１が形成されており、回転軸２３の軸方向に見たとき、貫通穴２１１内に内輪２２１が位置している。
【００２４】
回転軸２３は、貫通穴２１１を通ってハウジング２１の外部に突出している。そして、回転軸２３においてハウジング２１の外部に突出した部位の断面形状は丸軸状になっており、その部位にファン１が圧入されている。
【００２５】
ファン１は、複数枚の翼（ブレード）１１を備え、翼１１の回転中心部に形成された挿入穴１２に回転軸２３が圧入されており、回転軸２３を介してモータ２の回転力（駆動力）を受けるようになっている。また、翼１１のモータ側端部には、内輪２２１側に向かって延びて内輪２２１に当接可能なリング状のストッパ１３が形成されている。
【００２６】
このストッパ１３の外径は、内輪２２１の外径と略同径で、且つ貫通穴２１１の内径よりも小径になっており、ストッパ１３の一部は貫通穴２１１内に侵入し、ストッパ１３のモータ側端面は、内輪２２１のファン側端面と対向している。
【００２７】
そして、ストッパ１３と内輪２２１間の隙間Ｌ１を、翼１１とハウジング２１間の隙間Ｌ２よりも小さく設定している。因みに、ファン１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。
【００２８】
上記構成の送風機は、回転軸２３が丸軸状であるため、樹脂製のファン１の経時劣化や高温クリープ等によりファン１と回転軸２３との結合力が弱まった場合、回転軸２３に対してファン１が軸方向に相対移動しやすくなる。
【００２９】
そして、ファン１がモータ２側へ移動した場合、ストッパ１３のモータ側端面が内輪２２１のファン側端面に当接する。従って、ファン１のそれ以上の移動が内輪２２１によって規制される。
【００３０】
ここで、Ｌ１＜Ｌ２としているため、ストッパ１３が内輪２２１に当接した状態でも、翼１１とハウジング２１とは接触しない。また、内輪２２１は回転軸２３と一体に回転するため、ストッパ１３が内輪２２１に当接した状態では、内輪２２１からファン１へ回転力が伝達される。
【００３１】
このように、翼１１とハウジング２１との接触が防止されることと、内輪２２１からファン１へ回転力が伝達されることとが相俟って、ファン１と回転軸２３との結合力が弱まった場合でも送風を継続することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、内輪２２１側に向かって延びるストッパ１３をファン１に一体に形成したが、本実施形態は、図３に示すように、翼１１側に向かって延びて翼１１に当接可能なストッパ２２４を、内輪２２１に一体に形成したものである。
【００３３】
このストッパ２２４は貫通穴２１１を貫通してハウジング２１の外部まで突出し、ストッパ２２４のファン側端面は、翼１１のモータ側端面と対向している。そして、ストッパ２２４と翼１１間の隙間Ｌ３を、翼１１とハウジング２１間の隙間Ｌ２よりも小さく設定している。
【００３４】
本実施形態では、ファン１がモータ２側へ移動した場合、翼１１のモータ側端面がストッパ２２４のファン側端面に当接する。従って、ファン１のそれ以上の移動が内輪２２１によって規制される。
【００３５】
そして、Ｌ３＜Ｌ２としているため、翼１１がストッパ２２４に当接した状態でも、翼１１とハウジング２１とは接触しない。また、翼１１がストッパ２２４に当接した状態では、内輪２２１からファン１へ回転力が伝達される。従って、ファン１と回転軸２３との結合力が弱まった場合でも送風を継続することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
本実施形態は、ストッパ１１３が回転軸２３の軸方向の荷重を受けたときに、軸方向に容易に変形するようにしたものである。図４（ａ）はストッパ１１３が変形していない状態の断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５はストッパ１１３が変形した状態の断面図である。なお、第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
本実施形態では、ストッパ１１３を容易に変形可能にするために、ファン１は、翼１１とストッパ１１３が二色成形により異なる材質にて形成されている。具体的には、翼１１はポリプロピレンであり、ストッパ１１３はポリプロピレンよりも弾力のある樹脂、例えばエラストマ樹脂よりなる。また、ストッパ１１３は円筒リング状である。
【００３８】
ところで、第１実施形態においては、ストッパ１３と内輪２２１間の隙間Ｌ１が大きすぎると（Ｌ２＜Ｌ１）、ストッパ１３が内輪２２１に接触する前に翼１１とハウジング２１とが接触してしまう。一方、ストッパ１３と内輪２２１間の隙間Ｌ１が小さすぎると、ファン１を回転軸２３に圧入したときにストッパ１３が内輪２２１に接触してその圧入時の荷重が内輪２２１に直にかかるため、内輪２２１が傷ついてベアリング２２から異音を発生する恐れがあった。そのため、ストッパ１３と内輪２２１間の隙間Ｌ１を厳しく管理せざるを得なく、同時にファン１やモータ２の部品の加工寸法精度を厳しく、さらに組み付け公差も厳しく管理せざるを得なくなってしまう。
【００３９】
これに対し、本実施形態によれば、ストッパ１１３と内輪２２１間の隙間を小さくすることによってファン圧入時の荷重が内輪２２１にかかったとしても、図５に示すように、弾力に富むストッパ１１３が容易に変形するため、内輪２２１に作用する荷重が緩和されて、ベアリング２２からの異音発生を抑制することができる。このため、ストッパ１１３と内輪２２１間の隙間を限りなく小さく、或いは初めからその隙間を０にすることが可能となり、ひいては、部品の加工寸法精度の緩和並びに組み付け公差の緩和が可能となる。
【００４０】
（第４実施形態）
本実施形態は、第３実施形態と同様に、ストッパ２１３が回転軸２３の軸方向の荷重を受けたときに、軸方向に容易に変形するようにしたものである。図６（ａ）は本実施形態に係る送風機の要部の断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。なお、第１実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
図６に示すように、ストッパ２１３を容易に変形可能にするために、ストッパ２１３は、回転軸２３の軸方向に沿って内外径が大小に複数回変化した蛇腹状になっている。因みに、翼１１とストッパ２１３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。
【００４２】
本実施形態によれば、ストッパ２１３と内輪２２１間の隙間を小さくすることによってファン圧入時の荷重が内輪２２１にかかったとしても、ストッパ２１３が容易に変形するため、内輪２２１に作用する荷重が緩和されて、ベアリング２２からの異音発生を抑制することができる。このため、ストッパ２１３と内輪２２１間の隙間を限りなく小さく、或いは初めからその隙間を０にすることが可能となり、ひいては、部品の加工寸法精度の緩和並びに組み付け公差の緩和が可能となる。
【００４３】
（第５実施形態）
本実施形態は、第４実施形態のストッパ２１３に切り欠き２１４を設けて、ストッパ２１３が回転軸２３の軸方向の荷重を受けたときに、軸方向に一層容易に変形するようにしたものである。図７（ａ）は本実施形態に係る送風機の要部の断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のストッパ２１３のＤ矢視図である。なお、第４実施形態と同一若しくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図７に示すように、ストッパ２１３には、回転軸２３の軸方向に沿って延びる４つの切り欠き２１４が、周方向に等間隔に配置されている。切り欠き２１４を設けたことにより、本実施形態のストッパ２１３は第４実施形態のストッパ２１３よりも一層容易に変形可能となり、本実施形態によれば、第４実施形態の効果を一層確実に得ることができる。
【００４５】
（他の実施形態）
上述の第１、第２実施形態では、ストッパ１３、２２４をファン１または内輪２２１に一体に形成したが、ストッパ１３、２２４を廃止すると共に、ファン１や内輪２２１とは別体のスペーサを、翼１１と内輪２２１との間に配置してもよい。
【００４６】
具体的には、鉄または樹脂等よりなるリング状のスペーサに、回転軸２３を隙間ばめまたは圧入すると共に、そのスペーサを翼１１と内輪２２１との間に配置し、スペーサの一端側を翼１１に対向させ、スペーサの他端側を内輪２２１に対向させる。
【００４７】
そして、ファン１がモータ２側へ移動した場合、スペーサが翼１１および内輪２２１に当接し、それによって、ファン１のそれ以上の移動を内輪２２１によって規制することにより、翼１１とハウジング２１との接触を防止すると共に、内輪２２１からスペーサを介してファン１へ回転力を伝達する。
【００４８】
また、ファン１や内輪２２１とは別体のスペーサを、弾力に富む樹脂或いはゴム製として、そのスペーサが回転軸２３の軸方向の荷重を受けたときに、軸方向に容易に変形可能にすることにより、第３〜第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、第３〜第５実施形態では、ストッパ１１３、２１３をファン１に一体に形成したが、弾力に富む樹脂或いはゴム製ストッパを、内輪２２１におけるファン側端面に接着等によって装着し、そのストッパが回転軸２３の軸方向の荷重を受けたときに、軸方向に容易に変形可能にすることにより、第３〜第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る送風機の要部の断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る送風機の要部の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る送風機において、ストッパ１１３が変形していない状態の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る送風機において、ストッパ１１３が変形した状態の断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る送風機の要部の断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る送風機の要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…ファン、２…モータ、２１…ハウジング、２２…ラジアルベアリング、
２３…回転軸、２２１…内輪。
【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】
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