JP2756662B2 - 小型通風機 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、駆動電動機の軸受構造
に関し、特に小型（ないし超小型）通風機における駆動
電動機の軸受構造に関する。即ち、本発明は特に、フラ
ンジおよび軸受支持パイプによって中央に保持した駆動
電動機（特に、無集電子形直流電動機）と、上記電動機
に固定した固定羽根車とを有する軸線方向へコンパクト
な通風機として構成され、通風機のハウジングが通風路
を形成する形式の小型通風機に関する。 【０００２】この種の通風機は、一例として、特願昭５
８−２０９２４９（特開昭５９−１４５３９６）に記載
されている。 【０００３】 【従来の技術】この種の通風機における駆動電動機のシ
ャフトの軸支は、一般に軸受支持パイプに保持したころ
がり軸受またはすべり軸受で行う。 【０００４】 【発明が解決しようとする問題点】特に射出成形ハウジ
ングを使用した場合、特に長期間運転において、温度差
が大きくなるとおよびまたは回転数が大きくなると、上
記ハウジングにおける軸受の座りが悪くなり、その結
果、回転騒音が大きくなり、従って、通風機全体あるい
は少くとも軸受を交換せざるを得なくなる。 【０００５】この問題は、亜鉛合金（Ｚａｍａｔｅ）、
マグネシウム合金またはアルミニウム合金から成る金属
製ハウジングおよび合金樹脂製ハウジングの場合に、即
ち、いわゆる圧縮変形ないし冷間塑性変形（Kaltflus
s）を示す材料または軸受部材に対して熱膨張係数の差
の大きい材料から成るハウジングの場合に現れる。この
問題は、電動機の損失熱にもとづき更に大きくなる。 【０００６】合成樹脂射出成形部材に受け座を正確に面
一に構成することは不可能である。ころがり軸受の場合
は、軸受レースが、ある程度、角度変位できるので、軸
受を組込むことが可能であるが、満足できる品質が確保
されるのは、比較的短い使用時間にすぎない。一方、す
べり軸受の場合は、不良な表面形状が補償されず、従っ
て、受け座を修正加工しなければならない。 【０００７】本発明の目的は、受け座の修正切削加工が
不要であり、軸受自体の取付の準備作業が簡単であり、
運転中に生ずる軸線方向遊びが自動的に修正されるよ
う、冒頭に述べた種類の小型通風機の駆動電動機の軸受
構造を改良することにある。 【０００８】 【課題を解決する手段】この目的は、特許請求の範囲第
１項に記載の構成によって達成される。即ち、本発明
は、駆動電動機のシャフトの保持部として用いられる軸
受支持パイプを有する、小型通風機において、ａ）シャ
フト（６）の軸受が軸受ユニット（１５、３５、５５）
として形成してあり、ｂ）軸受支持パイプ（５）が保持
フランジ（４）に結合されているものにおいて、ｃ）軸
受ユニット（１５、３５、５５）が軸受支持パイプ
（５）の少くとも軸方向の所定部分範囲において、軸受
支持パイプ（５）のこの所定部分範囲に対して圧嵌によ
って径方向に固定され、ｄ）軸受支持パイプ（５）と保
持フランジ（４）とが、射出成形可能な材料によって一
体的に形成され、ｅ）軸受ユニット（１５、３５、５
５）が、少くとも１つのバネ要素（１９、２１、３９、
４６）の弾性力によって該軸受支持パイプに形成され軸
方向移動を阻止する止め部（１１、４８）に向かって付
勢されるようにしたことを特徴とする。 【０００９】 【作用】本発明によれば、受け座の修正切削加工が不要
であり、軸受自体の取付の準備作業が簡単であり、運転
中に生ずる軸線方向遊びが自動的に修正され、しかもこ
れが極めて簡単な構造によって達成される。即ち軸受ユ
ニットは圧嵌されていても運転中に生ずる摩耗により一
般には遊びが生じ回転振動（ガタ）を生ずる基となる。
しかし本発明ではこの遊びを可及的に零とするように修
正して、所定の固定位置に軸受ユニットを軸方向に関
し、長期に亘って保持する。従って、シャフトはこの固
定位置に保持された軸受ユニットに軸受けされて安定し
て回転できる。本発明の好ましい実施の態様は従属項に
記載の構成により示される。なお、特許請求の範囲に括
弧内に付記した参照符号は理解を助けるためのものであ
り、限定的意図は必ずしも含まない。 【００１０】本願において、形状結合（Formschluss）
とは物体と物体が形状的かみ合わせ（ありつぎ等）係合
により結合されることを言い、力結合（Kraftschluss,
force closure）とは、強制力（食込み、摩擦力等）を
介して２物体が結合することをいう。 【００１１】 【実施の態様】本発明の実施の態様を図示し、以下に詳
細に説明する。 【００１２】以下、同一部材または作用同一の部材には
同一の参照数字を附す。表現”上、下、右、左”は、当
該の図面に関する。 【００１３】通風機１（第２、３図）は、ハウジング２
から成り、ハウジングのウエブ３はフランジ４に結合し
てある。フランジ４には、軸受支持パイプ５が設けてあ
る。ハウジング１、ウエブ２、フランジ４および軸受支
持パイプは、合成樹脂射出成形部材として一体に作製す
るのが好ましいが、特定の用例では、金属射出成形部材
として構成することもできる。駆動シャフト６（第２
図）は、駆動電動機の回転子に固定してある。回転子に
は、羽根７（鎖線で示した）を備えた回転ホイルが固定
してある。 【００１４】図１に、シャフト６の軸受の拡大部分断面
図を示した。軸受支持パイプ５は、すべり軸受およびこ
ろがり軸受を使用するのに適するよう構成してある。軸
受支持パイプ５の上端８には、第１受け座９が設けてあ
り、下端１０の方向へ、第１ショルダー部１１が続き、
次いで、受け座９よりも径の小さいボア１２が続き、更
に、所定の軸線方向間隔を置いて第２ショルダ部１３が
続き、最後に、必要な場合に（例えば、回転数が極めて
高い場合に）ころがり軸受を使用するため、好ましくは
受け座９と径が同一の、第２受け座１４が設けてある。 【００１５】軸受支持パイプ５には、好ましくは焼結せ
る、単一のすべり軸受ユニット１５としてのすべり軸受
が挿入してある。単一のすべり軸受を焼結軸受とした場
合、特に大きい潤滑油保持スペースを与える。潤滑油
は、焼結材料の気孔何に、別種の保持材料（例えば、フ
エルト、ｅｔｃ．）の場合よりも良好に保持される。例
えば、フエルトは、昇温時にも、焼結軸受よりも遙かに
急速に潤滑油を失う。この軸受ユニット１５には、シャ
フト６のころがり面として役立つ支持ボア１６が貫通し
ている。軸受ユニット１５の端面は、軸受支持パイプ５
の受け座９の外径に対応する外径を有する大径部１７が
構成してある。即ち、大径部１７は、中程度の押込バメ
（圧嵌）状態で、受け座９に挿入することができる。こ
の座は、軸受ユニットを半径方向において案内するのに
役立つ。軸受ユニット１５の別の端面には、折曲加工ま
たはアプセット加工できる縁１８（破線で示した）が設
けてある。この縁は、軸受支持パイプ５に軸受ユニット
１５が差込んでバネ要素（以下弾性要素という）１９、
２１を軸線方向へ挿入した後、折曲加工またはアプセッ
ト加工される。 【００１６】この調心用大径部１７は、回転質量を平衡
状態で受容、支持するため、外側回転子形電動機の鐘状
回転子２５の底面に隣接した軸受支持パイプ端に構成し
てある。 【００１７】図１の左半部に、挿入せる弾性要素を示し
た。この場合、弾性要素は、断面が円形のワイヤから成
るコイルバネ１９として構成してある。このコイルバネ
１９は、所要の圧力で、軸線方向に関して１つの側では
軸受支持パイプの第２ショルダ部１３に当接し、別の側
では、縁１８に保持したディスク２０に当接する。 【００１８】図１の右半部に示した実施の態様では、コ
イルバネ１９の代りに、断面が正方形のワイヤから成る
対応するコイルバネ２１が設けてある。従って、この場
合は、ディスク２０を設置する必要はない。弾性要素１
９、２１は、軸受ユニット１５を軸線方向へ固定する。
即ち、弾性要素１９、２１は、（例えば、温度または湿
度の作用によって）軸受支持パイプ５の長さが変化して
も軸受ユニットの１５が常に第１ショルダ部１１の受け
面に押圧されるよう、設計してある。これは軸受支持パ
イプを合成樹脂から構成した場合に特に重要であるが、
金属製軸受支持パイプについても、本発明に係るこの効
果が得られる。 【００１９】図４に、別の実施の態様として、一端に大
径部３７（軸受ユニット１５の大径部１７に対応）を含
み、一方、外径がより小さい小径部３８を他端に設けた
すべり軸受ユニット３５を示した。軸受支持パイプ５に
軸受ユニット３５を差込んだ後、抑えディスク３９を平
坦面１３に達するまで小径部３８に外嵌し、弾性部材か
ら成る抑えディスク３９の内側セグメント４０を小径部
３８の周面に食込ませる。かくして、すべり軸受ユニッ
ト３５が軸線方向へ固定される。この場合、抑えディス
ク３９は、上述の弾性要素１９、２１と同様に作用す
る。 【００２０】空転防止のため下記方策の１つを採ること
ができる。 【００２１】ａ）軸受ユニット１５、３５の圧入時にシ
ョルダ部１１の受け面に圧入される３つまたはより多数
の歯４１を平坦面２２に焼結形成する。 ｂ）ボア９の内面に同様の歯４２を設ける。 ｃ）摩擦が本質的に大きくなるよう、第１ショルダ部１
１の受け面全体に歯を設ける。 【００２２】軸線方向に関して、シャフト６は、止めデ
ィスク４３および確保リング４４によって１つの方向へ
確保されており、且つ、駆動電動機の回転子２５が軸受
ユニット１５、３５に当接状態で回転するが故、逆方向
へも確保されている。 【００２３】図５に、射出成形ハウジング（この場合、
軸受支持パイプ５）の寸法変化が自動的に補償されるよ
う且つすべり軸受ユニットの作製および組込に際して切
削加工が不要であるよう射出成形ハウジングにすべり軸
受ユニット５５を組込むための本発明に係る別の方式を
示した。射出成形技術に関する理由から、軸受支持パイ
プ５の受け座は、まず、円すい形に構成する。次いで、
フランジ４８によって深さを限定せる円筒形受け座４９
を作製する際、壁に設けた（軸線平行の）縦方向リブ５
１によって修正を行うことができる。シャフト６を取付
けるため貫通孔５０が設けてある。すべり軸受ユニット
５５をフランジ４８まで受け座４９に差込んだ後（中程
度の押込バメ状態）、一方では、確保キャップ４５が、
受け座４９の壁に食込み、従って、軸線方向変位を防止
し、他方では、確保キャップ４５の弾性ノーズ４６が、
すべり軸受ユニット５５を軸線方向へフランジに押圧す
るよう、確保キャップ４５を受け座４９に挿入する。 【００２４】図６に、本発明の実施の態様を示した。こ
の場合、フランジ４８とすべり軸受ユニット５５の１つ
の端面との間には、すべり軸受ユニット５５に軸線方向
圧力を加えるコイルバネ１９、２１が挿入してある。す
べり軸受ユニットの対向端面には、受け座の壁に食込
み、かくして、上記端面の側に関してすべり軸受ユニッ
ト５５を固定する確保要素４７が取付けてある。この場
合、上述の実施の態様と同様、軸受支持パイプ５は、射
出成形材料（例えば、合成樹脂、アルミニウム合金、マ
グネシウム合金、亜鉛合金、ｅｔｃ．）から成る。 【００２５】本発明に係る軸受は、膨張係数の差が極め
て大きく且つ別の因子（例えば、振動、塑性変形、吸水
性、ｅｔｃ．）が現れる場合に（例えば、合成樹脂製射
出成形ハウジングの場合に）特に有利である。 【００２６】合成樹脂ハウジングの場合、駆動モータと
しては、損失熱が最小であるので、いわゆるレラクタン
ストルクを利用する単パルス駆動式または２パルス駆動
式の無接触子形直流電動機が特に有利である。この場
合、固定子巻線の電気力学的モーメントが、唯一つの交
番磁界を有し、固定子範囲の磁気回路の磁気抵抗が、回
転子ホイルの回転位置に応じて変化され、かくして、電
気力学的モーメントがパルス的に作用する限りは、磁気
エネルギーが蓄積され、蓄積された磁気エネルギが、パ
ルス間隙において、回転子の永久磁石と固定子の鉄心と
の共働作用によって解放されて、回転モーメントが形成
されることによって、上記のレラクタンストルクが得ら
れる。 【００２７】この種の電動機は、例えば、***特許公告
第２，２２５，４４２号、***特許第２，３４６，３８
０号（スイス特許第５９７，７１５号と同一）、”ａｓ
ｒ−ｄｉｇｅｓｔ”誌Ｎｏ．１−２／７７年などに詳細
に記載してある。上記電動機は、永久磁石リングまたは
リング状に曲げた永久磁石帯材の形の永久磁石を回転子
に設けた外側回転子形電動機であれば有利である。磁化
は、磁極ピッチにわたって磁極間隙が比較的小さくなる
よう台形状またはほぼ台形状に行うのが有利である。し
かしながら、別の永久磁石（例えば、シェル半部を張合
わせた形の磁石、ｅｔｃ．）も同様に使用できる。この
種の電動機を調節するための電子回路（***特許公開第
３，０１０，４３５号）の所要コンポーネントは、この
種の通常の直流電動機の場合よりも少ない。従って、電
動機のスイッチング用電子回路を通風機１のハウジング
２の内部に、しかも、電動機の内部に（特に、フランジ
の範囲に）設置することができる。欧州特許出願８２／
１１１８８２．５（欧州公開００８４１５６）には、本
事例に極めて良好に使用できる、少数の素子から成るス
イッチ回路が記載してある。 【００２８】本出願に引用せる***特許第２，３４６，
３８０号にもとづき構成した、レラクタンストルクを利
用する２パルス駆動式の既述の無集電子形直流電動機の
代わりに、例えば、ここで引用せる***特許公開第２，
７３０，１４２号にもとづき、レラクタンストルクを利
用しない２パルス式無集電子形直流電動機によって運転
を行うこともできる。この種の電動機を使用する場合
も、中央の軸受支持パイプを合成樹脂から構成し、フラ
ンジ、ウエブおよび外側ハウジングと一体に射出形成で
きる。しかしながら、レラクタンストルクを利用する２
パルス式直流電動機を使用するのが好ましい。何故なら
ば、（***特許第”２，３４６，３８０号にもとづき構
成した場合は特に）上記電動機の効率が特に大きく、対
応して昇温が小さく、従って、軸受支持パイプの比較的
高い安定性が保証されるからである。更に、***特許第
１，２７６，７９６号にもとづき構成した回転子位置セ
ンサのみを附加すればより先願の駆動電動機も本発明に
有利に利用できる。 【００２９】通風機ハウジングの外形は、もちろん、軸
受支持パイプの安定性および電動機内部へのスイッチ電
子回路の設置に対して何等の影響も与えない。図７に、
リング状ハウジング２、即ち、点対称の外形を有する基
も一般的な形状のハウジングを示した。いわゆる単パル
ス式電動機は、***特許公開第２，２６０，０６９号に
記載してある。 【００３０】図８に、図７に類似の実施の態様を示し
た。支持パイプ５は、例えば、フランジ４によって、合
成樹脂製ハウジングに一体に結合してある。支持パイプ
の外側面１０６には、固定子の積層鉄心１０５が載って
いる。例えば、この種の一体の合成樹脂製ハウジング
（例えば、合成樹脂製支持パイプ５を含むハウジング
２、３、４）には、原理的に、ころがり軸受を固定する
こともできる。しかしながら、合成樹脂製射出成形ハウ
ジングの不正確さが支持品質に影響を与えないよう、こ
ろがり面１１５、１１６に良好な面一性を与える必要が
ある。図８の実施の態様では、軸受ユニット１５をフラ
ンジ４の側からパイプ５に挿入する。合成樹脂製支持パ
イプ５は、ころがり軸受にも適した輪郭を有する。支持
パイプ５は、肩状個所１３、１１において下降された２
つの内面９、１１２を有する。この場合、単一の焼結軸
受ボデー１５は、面１３に当接するまで面９に密着させ
て円筒形キャビティに挿入する。面１０６、９は、少く
ともある程度の同心度を有していなければならない。上
記条件が確保されさえすれば、少くとも、エアギャップ
が比較的大きい電動機（例えば、レラクタンストルクを
利用する２パルス式電動機、上述の単パルス式または２
パルス式無集電子形直流電動機）を備えた通風機の場合
は、問題なく焼結ボデー１５に回転子を支持できる。焼
結軸受ボデー１５は、段状に構成してあり、軸線方向中
央に円筒形外側面を備えた中間部分と、円筒形摺動面１
１５、１１６とを有する。上記摺動面は、（１１５から
１１６まで平坦な）連続の摺動支持面を形成する。面１
１５、１１６は、必ずしも相互に面一でなくともよい
が、相互に厳密に同軸でなけらばならない。支持パイプ
５に差込んだ焼結軸受１５は、ショルダ部１３に当接
し、逆の側で、ショルダ部１１においてリング１０（例
えば、ショルダ部１１においてリング１０（例えば、ペ
ルブナン製リング）によって調心され、次いで、リング
状凹み１１２内の中間要素１１１によって隔離される。
要素１１１は、更に、補助の潤滑剤保持部材、即ち、対
応して構成した多孔質環状部材であってよく、または、
図７に示した如き、市販の標準部材として購入できる弾
性隔離要素であってよい。 【００３１】一体のハウジングのこの種の一体の焼結軸
受／合成樹脂製軸受支持パイプ（１〜４）にもとづき、
あるいは、十分に面一でないまたは十分に同心でない受
け座を備えた金属製軸受支持パイプハウジングにおいて
もこの種の一体の焼結軸受構造にもとづき、機械加工を
必要とせず、従って、量産に適した経済的解決法が得ら
れる。面１２は、射出成形にもとづき、円すい形であっ
てよく、一方、面９、１１２は、実質的に円筒形に構成
でき、あるいは、非切削の簡単な修正によって、受け座
として十分に正確な円筒形に形成できる。この形成は、
特に、面９の上述の縦方向リブによって簡単に行い得
る。受け面１０６も、ある程度、同心でなければならな
い。 【００３２】図７において、図８の実施の態様（および
他の実施の態様）の場合と同様にフランジ４、ウエブ３
および周囲のハウジング２とともに一体に射出成形せる
軸受支持パイプ５に、端面１３に当接するまで、フラン
ジ４の側から一体の焼結軸受ボデー１５を挿入する。円
筒面１２１における受け座は、軸受ユニット（焼結ボデ
ー１５）の軸線方向中心の両側に上記ユニット（１５）
の軸線方向全長のほぼ１／２にわたって延びている。バ
ネ鋼などから成る（断面が）Ｓ字状のカラー状部材１１
９は、”ボア”１１２内で焼結ボデー１１５の左端を調
心し、半径方向内方へ向く鋭い縁で円筒面１１９、即
ち、比較的軟い焼結ボデー金属に食込んで、焼結ボデー
が許容できない程度に大きく軸線方向へ変位するのを防
止する。 【００３３】 【発明の効果】本発明の構成は、特に（超）小型通風機
に用いられるよう小型かつ簡単な構成であり、この構成
により、軸受受け座の修正切削加工が不要となり、軸受
の取付（及び準備作用）が簡単であり、長期間運転中に
一般に生ずる軸受の軸線方向の遊びを自動的に補償し可
及的に遊び零の状態に固定保持する。また軸受の半径方
向の受け座に対する位置固定も長期間に亘り確保され
る。その結果全体として、簡単な構成によって軸受受け
座の精密修正加工なしでも軸受の取付不良及び遊びの発
生による振動の発生を容易に防止できる。従来法によれ
ば、その達成は、精密加工を不可欠としていたものであ
る。
に関し、特に小型（ないし超小型）通風機における駆動
電動機の軸受構造に関する。即ち、本発明は特に、フラ
ンジおよび軸受支持パイプによって中央に保持した駆動
電動機（特に、無集電子形直流電動機）と、上記電動機
に固定した固定羽根車とを有する軸線方向へコンパクト
な通風機として構成され、通風機のハウジングが通風路
を形成する形式の小型通風機に関する。 【０００２】この種の通風機は、一例として、特願昭５
８−２０９２４９（特開昭５９−１４５３９６）に記載
されている。 【０００３】 【従来の技術】この種の通風機における駆動電動機のシ
ャフトの軸支は、一般に軸受支持パイプに保持したころ
がり軸受またはすべり軸受で行う。 【０００４】 【発明が解決しようとする問題点】特に射出成形ハウジ
ングを使用した場合、特に長期間運転において、温度差
が大きくなるとおよびまたは回転数が大きくなると、上
記ハウジングにおける軸受の座りが悪くなり、その結
果、回転騒音が大きくなり、従って、通風機全体あるい
は少くとも軸受を交換せざるを得なくなる。 【０００５】この問題は、亜鉛合金（Ｚａｍａｔｅ）、
マグネシウム合金またはアルミニウム合金から成る金属
製ハウジングおよび合金樹脂製ハウジングの場合に、即
ち、いわゆる圧縮変形ないし冷間塑性変形（Kaltflus
s）を示す材料または軸受部材に対して熱膨張係数の差
の大きい材料から成るハウジングの場合に現れる。この
問題は、電動機の損失熱にもとづき更に大きくなる。 【０００６】合成樹脂射出成形部材に受け座を正確に面
一に構成することは不可能である。ころがり軸受の場合
は、軸受レースが、ある程度、角度変位できるので、軸
受を組込むことが可能であるが、満足できる品質が確保
されるのは、比較的短い使用時間にすぎない。一方、す
べり軸受の場合は、不良な表面形状が補償されず、従っ
て、受け座を修正加工しなければならない。 【０００７】本発明の目的は、受け座の修正切削加工が
不要であり、軸受自体の取付の準備作業が簡単であり、
運転中に生ずる軸線方向遊びが自動的に修正されるよ
う、冒頭に述べた種類の小型通風機の駆動電動機の軸受
構造を改良することにある。 【０００８】 【課題を解決する手段】この目的は、特許請求の範囲第
１項に記載の構成によって達成される。即ち、本発明
は、駆動電動機のシャフトの保持部として用いられる軸
受支持パイプを有する、小型通風機において、ａ）シャ
フト（６）の軸受が軸受ユニット（１５、３５、５５）
として形成してあり、ｂ）軸受支持パイプ（５）が保持
フランジ（４）に結合されているものにおいて、ｃ）軸
受ユニット（１５、３５、５５）が軸受支持パイプ
（５）の少くとも軸方向の所定部分範囲において、軸受
支持パイプ（５）のこの所定部分範囲に対して圧嵌によ
って径方向に固定され、ｄ）軸受支持パイプ（５）と保
持フランジ（４）とが、射出成形可能な材料によって一
体的に形成され、ｅ）軸受ユニット（１５、３５、５
５）が、少くとも１つのバネ要素（１９、２１、３９、
４６）の弾性力によって該軸受支持パイプに形成され軸
方向移動を阻止する止め部（１１、４８）に向かって付
勢されるようにしたことを特徴とする。 【０００９】 【作用】本発明によれば、受け座の修正切削加工が不要
であり、軸受自体の取付の準備作業が簡単であり、運転
中に生ずる軸線方向遊びが自動的に修正され、しかもこ
れが極めて簡単な構造によって達成される。即ち軸受ユ
ニットは圧嵌されていても運転中に生ずる摩耗により一
般には遊びが生じ回転振動（ガタ）を生ずる基となる。
しかし本発明ではこの遊びを可及的に零とするように修
正して、所定の固定位置に軸受ユニットを軸方向に関
し、長期に亘って保持する。従って、シャフトはこの固
定位置に保持された軸受ユニットに軸受けされて安定し
て回転できる。本発明の好ましい実施の態様は従属項に
記載の構成により示される。なお、特許請求の範囲に括
弧内に付記した参照符号は理解を助けるためのものであ
り、限定的意図は必ずしも含まない。 【００１０】本願において、形状結合（Formschluss）
とは物体と物体が形状的かみ合わせ（ありつぎ等）係合
により結合されることを言い、力結合（Kraftschluss,
force closure）とは、強制力（食込み、摩擦力等）を
介して２物体が結合することをいう。 【００１１】 【実施の態様】本発明の実施の態様を図示し、以下に詳
細に説明する。 【００１２】以下、同一部材または作用同一の部材には
同一の参照数字を附す。表現”上、下、右、左”は、当
該の図面に関する。 【００１３】通風機１（第２、３図）は、ハウジング２
から成り、ハウジングのウエブ３はフランジ４に結合し
てある。フランジ４には、軸受支持パイプ５が設けてあ
る。ハウジング１、ウエブ２、フランジ４および軸受支
持パイプは、合成樹脂射出成形部材として一体に作製す
るのが好ましいが、特定の用例では、金属射出成形部材
として構成することもできる。駆動シャフト６（第２
図）は、駆動電動機の回転子に固定してある。回転子に
は、羽根７（鎖線で示した）を備えた回転ホイルが固定
してある。 【００１４】図１に、シャフト６の軸受の拡大部分断面
図を示した。軸受支持パイプ５は、すべり軸受およびこ
ろがり軸受を使用するのに適するよう構成してある。軸
受支持パイプ５の上端８には、第１受け座９が設けてあ
り、下端１０の方向へ、第１ショルダー部１１が続き、
次いで、受け座９よりも径の小さいボア１２が続き、更
に、所定の軸線方向間隔を置いて第２ショルダ部１３が
続き、最後に、必要な場合に（例えば、回転数が極めて
高い場合に）ころがり軸受を使用するため、好ましくは
受け座９と径が同一の、第２受け座１４が設けてある。 【００１５】軸受支持パイプ５には、好ましくは焼結せ
る、単一のすべり軸受ユニット１５としてのすべり軸受
が挿入してある。単一のすべり軸受を焼結軸受とした場
合、特に大きい潤滑油保持スペースを与える。潤滑油
は、焼結材料の気孔何に、別種の保持材料（例えば、フ
エルト、ｅｔｃ．）の場合よりも良好に保持される。例
えば、フエルトは、昇温時にも、焼結軸受よりも遙かに
急速に潤滑油を失う。この軸受ユニット１５には、シャ
フト６のころがり面として役立つ支持ボア１６が貫通し
ている。軸受ユニット１５の端面は、軸受支持パイプ５
の受け座９の外径に対応する外径を有する大径部１７が
構成してある。即ち、大径部１７は、中程度の押込バメ
（圧嵌）状態で、受け座９に挿入することができる。こ
の座は、軸受ユニットを半径方向において案内するのに
役立つ。軸受ユニット１５の別の端面には、折曲加工ま
たはアプセット加工できる縁１８（破線で示した）が設
けてある。この縁は、軸受支持パイプ５に軸受ユニット
１５が差込んでバネ要素（以下弾性要素という）１９、
２１を軸線方向へ挿入した後、折曲加工またはアプセッ
ト加工される。 【００１６】この調心用大径部１７は、回転質量を平衡
状態で受容、支持するため、外側回転子形電動機の鐘状
回転子２５の底面に隣接した軸受支持パイプ端に構成し
てある。 【００１７】図１の左半部に、挿入せる弾性要素を示し
た。この場合、弾性要素は、断面が円形のワイヤから成
るコイルバネ１９として構成してある。このコイルバネ
１９は、所要の圧力で、軸線方向に関して１つの側では
軸受支持パイプの第２ショルダ部１３に当接し、別の側
では、縁１８に保持したディスク２０に当接する。 【００１８】図１の右半部に示した実施の態様では、コ
イルバネ１９の代りに、断面が正方形のワイヤから成る
対応するコイルバネ２１が設けてある。従って、この場
合は、ディスク２０を設置する必要はない。弾性要素１
９、２１は、軸受ユニット１５を軸線方向へ固定する。
即ち、弾性要素１９、２１は、（例えば、温度または湿
度の作用によって）軸受支持パイプ５の長さが変化して
も軸受ユニットの１５が常に第１ショルダ部１１の受け
面に押圧されるよう、設計してある。これは軸受支持パ
イプを合成樹脂から構成した場合に特に重要であるが、
金属製軸受支持パイプについても、本発明に係るこの効
果が得られる。 【００１９】図４に、別の実施の態様として、一端に大
径部３７（軸受ユニット１５の大径部１７に対応）を含
み、一方、外径がより小さい小径部３８を他端に設けた
すべり軸受ユニット３５を示した。軸受支持パイプ５に
軸受ユニット３５を差込んだ後、抑えディスク３９を平
坦面１３に達するまで小径部３８に外嵌し、弾性部材か
ら成る抑えディスク３９の内側セグメント４０を小径部
３８の周面に食込ませる。かくして、すべり軸受ユニッ
ト３５が軸線方向へ固定される。この場合、抑えディス
ク３９は、上述の弾性要素１９、２１と同様に作用す
る。 【００２０】空転防止のため下記方策の１つを採ること
ができる。 【００２１】ａ）軸受ユニット１５、３５の圧入時にシ
ョルダ部１１の受け面に圧入される３つまたはより多数
の歯４１を平坦面２２に焼結形成する。 ｂ）ボア９の内面に同様の歯４２を設ける。 ｃ）摩擦が本質的に大きくなるよう、第１ショルダ部１
１の受け面全体に歯を設ける。 【００２２】軸線方向に関して、シャフト６は、止めデ
ィスク４３および確保リング４４によって１つの方向へ
確保されており、且つ、駆動電動機の回転子２５が軸受
ユニット１５、３５に当接状態で回転するが故、逆方向
へも確保されている。 【００２３】図５に、射出成形ハウジング（この場合、
軸受支持パイプ５）の寸法変化が自動的に補償されるよ
う且つすべり軸受ユニットの作製および組込に際して切
削加工が不要であるよう射出成形ハウジングにすべり軸
受ユニット５５を組込むための本発明に係る別の方式を
示した。射出成形技術に関する理由から、軸受支持パイ
プ５の受け座は、まず、円すい形に構成する。次いで、
フランジ４８によって深さを限定せる円筒形受け座４９
を作製する際、壁に設けた（軸線平行の）縦方向リブ５
１によって修正を行うことができる。シャフト６を取付
けるため貫通孔５０が設けてある。すべり軸受ユニット
５５をフランジ４８まで受け座４９に差込んだ後（中程
度の押込バメ状態）、一方では、確保キャップ４５が、
受け座４９の壁に食込み、従って、軸線方向変位を防止
し、他方では、確保キャップ４５の弾性ノーズ４６が、
すべり軸受ユニット５５を軸線方向へフランジに押圧す
るよう、確保キャップ４５を受け座４９に挿入する。 【００２４】図６に、本発明の実施の態様を示した。こ
の場合、フランジ４８とすべり軸受ユニット５５の１つ
の端面との間には、すべり軸受ユニット５５に軸線方向
圧力を加えるコイルバネ１９、２１が挿入してある。す
べり軸受ユニットの対向端面には、受け座の壁に食込
み、かくして、上記端面の側に関してすべり軸受ユニッ
ト５５を固定する確保要素４７が取付けてある。この場
合、上述の実施の態様と同様、軸受支持パイプ５は、射
出成形材料（例えば、合成樹脂、アルミニウム合金、マ
グネシウム合金、亜鉛合金、ｅｔｃ．）から成る。 【００２５】本発明に係る軸受は、膨張係数の差が極め
て大きく且つ別の因子（例えば、振動、塑性変形、吸水
性、ｅｔｃ．）が現れる場合に（例えば、合成樹脂製射
出成形ハウジングの場合に）特に有利である。 【００２６】合成樹脂ハウジングの場合、駆動モータと
しては、損失熱が最小であるので、いわゆるレラクタン
ストルクを利用する単パルス駆動式または２パルス駆動
式の無接触子形直流電動機が特に有利である。この場
合、固定子巻線の電気力学的モーメントが、唯一つの交
番磁界を有し、固定子範囲の磁気回路の磁気抵抗が、回
転子ホイルの回転位置に応じて変化され、かくして、電
気力学的モーメントがパルス的に作用する限りは、磁気
エネルギーが蓄積され、蓄積された磁気エネルギが、パ
ルス間隙において、回転子の永久磁石と固定子の鉄心と
の共働作用によって解放されて、回転モーメントが形成
されることによって、上記のレラクタンストルクが得ら
れる。 【００２７】この種の電動機は、例えば、***特許公告
第２，２２５，４４２号、***特許第２，３４６，３８
０号（スイス特許第５９７，７１５号と同一）、”ａｓ
ｒ−ｄｉｇｅｓｔ”誌Ｎｏ．１−２／７７年などに詳細
に記載してある。上記電動機は、永久磁石リングまたは
リング状に曲げた永久磁石帯材の形の永久磁石を回転子
に設けた外側回転子形電動機であれば有利である。磁化
は、磁極ピッチにわたって磁極間隙が比較的小さくなる
よう台形状またはほぼ台形状に行うのが有利である。し
かしながら、別の永久磁石（例えば、シェル半部を張合
わせた形の磁石、ｅｔｃ．）も同様に使用できる。この
種の電動機を調節するための電子回路（***特許公開第
３，０１０，４３５号）の所要コンポーネントは、この
種の通常の直流電動機の場合よりも少ない。従って、電
動機のスイッチング用電子回路を通風機１のハウジング
２の内部に、しかも、電動機の内部に（特に、フランジ
の範囲に）設置することができる。欧州特許出願８２／
１１１８８２．５（欧州公開００８４１５６）には、本
事例に極めて良好に使用できる、少数の素子から成るス
イッチ回路が記載してある。 【００２８】本出願に引用せる***特許第２，３４６，
３８０号にもとづき構成した、レラクタンストルクを利
用する２パルス駆動式の既述の無集電子形直流電動機の
代わりに、例えば、ここで引用せる***特許公開第２，
７３０，１４２号にもとづき、レラクタンストルクを利
用しない２パルス式無集電子形直流電動機によって運転
を行うこともできる。この種の電動機を使用する場合
も、中央の軸受支持パイプを合成樹脂から構成し、フラ
ンジ、ウエブおよび外側ハウジングと一体に射出形成で
きる。しかしながら、レラクタンストルクを利用する２
パルス式直流電動機を使用するのが好ましい。何故なら
ば、（***特許第”２，３４６，３８０号にもとづき構
成した場合は特に）上記電動機の効率が特に大きく、対
応して昇温が小さく、従って、軸受支持パイプの比較的
高い安定性が保証されるからである。更に、***特許第
１，２７６，７９６号にもとづき構成した回転子位置セ
ンサのみを附加すればより先願の駆動電動機も本発明に
有利に利用できる。 【００２９】通風機ハウジングの外形は、もちろん、軸
受支持パイプの安定性および電動機内部へのスイッチ電
子回路の設置に対して何等の影響も与えない。図７に、
リング状ハウジング２、即ち、点対称の外形を有する基
も一般的な形状のハウジングを示した。いわゆる単パル
ス式電動機は、***特許公開第２，２６０，０６９号に
記載してある。 【００３０】図８に、図７に類似の実施の態様を示し
た。支持パイプ５は、例えば、フランジ４によって、合
成樹脂製ハウジングに一体に結合してある。支持パイプ
の外側面１０６には、固定子の積層鉄心１０５が載って
いる。例えば、この種の一体の合成樹脂製ハウジング
（例えば、合成樹脂製支持パイプ５を含むハウジング
２、３、４）には、原理的に、ころがり軸受を固定する
こともできる。しかしながら、合成樹脂製射出成形ハウ
ジングの不正確さが支持品質に影響を与えないよう、こ
ろがり面１１５、１１６に良好な面一性を与える必要が
ある。図８の実施の態様では、軸受ユニット１５をフラ
ンジ４の側からパイプ５に挿入する。合成樹脂製支持パ
イプ５は、ころがり軸受にも適した輪郭を有する。支持
パイプ５は、肩状個所１３、１１において下降された２
つの内面９、１１２を有する。この場合、単一の焼結軸
受ボデー１５は、面１３に当接するまで面９に密着させ
て円筒形キャビティに挿入する。面１０６、９は、少く
ともある程度の同心度を有していなければならない。上
記条件が確保されさえすれば、少くとも、エアギャップ
が比較的大きい電動機（例えば、レラクタンストルクを
利用する２パルス式電動機、上述の単パルス式または２
パルス式無集電子形直流電動機）を備えた通風機の場合
は、問題なく焼結ボデー１５に回転子を支持できる。焼
結軸受ボデー１５は、段状に構成してあり、軸線方向中
央に円筒形外側面を備えた中間部分と、円筒形摺動面１
１５、１１６とを有する。上記摺動面は、（１１５から
１１６まで平坦な）連続の摺動支持面を形成する。面１
１５、１１６は、必ずしも相互に面一でなくともよい
が、相互に厳密に同軸でなけらばならない。支持パイプ
５に差込んだ焼結軸受１５は、ショルダ部１３に当接
し、逆の側で、ショルダ部１１においてリング１０（例
えば、ショルダ部１１においてリング１０（例えば、ペ
ルブナン製リング）によって調心され、次いで、リング
状凹み１１２内の中間要素１１１によって隔離される。
要素１１１は、更に、補助の潤滑剤保持部材、即ち、対
応して構成した多孔質環状部材であってよく、または、
図７に示した如き、市販の標準部材として購入できる弾
性隔離要素であってよい。 【００３１】一体のハウジングのこの種の一体の焼結軸
受／合成樹脂製軸受支持パイプ（１〜４）にもとづき、
あるいは、十分に面一でないまたは十分に同心でない受
け座を備えた金属製軸受支持パイプハウジングにおいて
もこの種の一体の焼結軸受構造にもとづき、機械加工を
必要とせず、従って、量産に適した経済的解決法が得ら
れる。面１２は、射出成形にもとづき、円すい形であっ
てよく、一方、面９、１１２は、実質的に円筒形に構成
でき、あるいは、非切削の簡単な修正によって、受け座
として十分に正確な円筒形に形成できる。この形成は、
特に、面９の上述の縦方向リブによって簡単に行い得
る。受け面１０６も、ある程度、同心でなければならな
い。 【００３２】図７において、図８の実施の態様（および
他の実施の態様）の場合と同様にフランジ４、ウエブ３
および周囲のハウジング２とともに一体に射出成形せる
軸受支持パイプ５に、端面１３に当接するまで、フラン
ジ４の側から一体の焼結軸受ボデー１５を挿入する。円
筒面１２１における受け座は、軸受ユニット（焼結ボデ
ー１５）の軸線方向中心の両側に上記ユニット（１５）
の軸線方向全長のほぼ１／２にわたって延びている。バ
ネ鋼などから成る（断面が）Ｓ字状のカラー状部材１１
９は、”ボア”１１２内で焼結ボデー１１５の左端を調
心し、半径方向内方へ向く鋭い縁で円筒面１１９、即
ち、比較的軟い焼結ボデー金属に食込んで、焼結ボデー
が許容できない程度に大きく軸線方向へ変位するのを防
止する。 【００３３】 【発明の効果】本発明の構成は、特に（超）小型通風機
に用いられるよう小型かつ簡単な構成であり、この構成
により、軸受受け座の修正切削加工が不要となり、軸受
の取付（及び準備作用）が簡単であり、長期間運転中に
一般に生ずる軸受の軸線方向の遊びを自動的に補償し可
及的に遊び零の状態に固定保持する。また軸受の半径方
向の受け座に対する位置固定も長期間に亘り確保され
る。その結果全体として、簡単な構成によって軸受受け
座の精密修正加工なしでも軸受の取付不良及び遊びの発
生による振動の発生を容易に防止できる。従来法によれ
ば、その達成は、精密加工を不可欠としていたものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通風機のシャフトの軸受の第１の
実施の態様の部分切欠拡大断面図である。 【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である（半部
のみを示した）。 【図３】本発明に係る通風機の実施の態様の軸線方向平
面図である。 【図４】軸受の第２の実施の態様の部分切欠拡大断面図
である。 【図５】別の実施の態様の略図である。 【図６】別の実施の態様の略図である。 【図７】別の実施の態様の略図である。 【図８】別の実施の態様の略図である。 【符号の説明】 １ 通風機 ２ ハウジング ３ ウエブ ４ フランジ ５ 軸受支持パイプ ６ 駆動シャフト ７ 羽根車 １５；３５；５５ すべり軸受ユニット １７、３７ 大径部 １９、２１、３９、４６ 弾性要素
実施の態様の部分切欠拡大断面図である。 【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である（半部
のみを示した）。 【図３】本発明に係る通風機の実施の態様の軸線方向平
面図である。 【図４】軸受の第２の実施の態様の部分切欠拡大断面図
である。 【図５】別の実施の態様の略図である。 【図６】別の実施の態様の略図である。 【図７】別の実施の態様の略図である。 【図８】別の実施の態様の略図である。 【符号の説明】 １ 通風機 ２ ハウジング ３ ウエブ ４ フランジ ５ 軸受支持パイプ ６ 駆動シャフト ７ 羽根車 １５；３５；５５ すべり軸受ユニット １７、３７ 大径部 １９、２１、３９、４６ 弾性要素
フロントページの続き
(56)参考文献 実開 昭55−115257（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭49−95406（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭58−139866（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭55−173269（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭50−106542（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭58−193853（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
H02K 5/167
F04D 29/04
F16C 35/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．駆動電動機のシャフト（６）の保持部として用いら
れる軸受支持パイプ（５）を有する、小型通風機におい
て、 （ａ）シャフト（６）の軸受が軸受ユニット（１５、３
５、５５）として形成してあり、 （ｂ）軸受支持パイプ（５）が保持フランジ（４）に結
合されているものにおいて、 （ｃ）軸受ユニット（１５、３５、５５）が軸受支持パ
イプ（５）の少くとも軸方向の所定部分範囲において、
軸受支持パイプ（５）のこの所定部分範囲に対して圧嵌
によって径方向に固定され、 （ｄ）軸受支持パイプ（５）と保持フランジ（４）と
が、射出成形可能な材料によって一体的に形成され、 （ｅ）軸受ユニット（１５、３５、５５）が、少くとも
１つのバネ要素（１９、２１、３９、４６）の弾性力に
よって該軸受支持パイプに形成され軸方向移動を阻止す
る止め部（１１、４８）に向って付勢されるようにした
ことを特徴とする小型通風機。 ２．前記小型通風機が、保持フランジ（４）及び軸受支
持パイプ（５）によって保持された中心位置の電動機及
びこの電動機に固着された羽根車（７）を有する軸方向
の寸法の小な通風機として構成され、 通風機のハウジング（２）が羽根車（７）を囲む通風路
を形成する特許請求の範囲第１項記載の小型通風機にお
いて、前記軸受ユニットが一体的なすべり軸受ユニット
（１５、３５、５５）として構成されたことを特徴とす
る小型通風機。 ３．前記バネ要素が、四角形のワイヤ断面を有するコイ
ルバネ（２１）であり、軸受支持パイプ（５）の表面
（１３）に軸方向に押圧されると共に、折曲げ加工又は
アプセット加工した軸受ユニット（１５）の縁（１８）
に押圧されることを特徴とする請求項１又は２に記載の
小型通風機。 ４．前記バネ要素が、円形のワイヤ断面を有するコイル
バネ（１９）であり、前記縁（１８）とコイルバネ（１
９）との間に更にディスク（２０）が設けてあることを
特徴とする請求項１又は２に記載の小型通風機。 ５．前記バネ要素が抑えディスク（３９）であり、この
抑えディスクがその内側で軸受ユニット（３５）の外側
壁に食い込んでいると共に、他の側で軸受支持パイプ
（５）の表面（１３）をある軸向きの圧力をもって押圧
することを特徴とする請求項１又は２に記載の小型通風
機。 ６．軸受ユニット（１５、３５）がその大径部（１７、
３７）の外周面に少くとも１つの***個所（４２）を有
することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載
の小型通風機。 ７．軸受パイプ（５）のショルダ部（１１）に当接する
軸受ユニット（１５、３５）の平面（２２）に少くとも
３つの***（４１）を設けたことを特徴とする請求項１
〜５のいずれか一に記載の小型通風機。 ８．軸受ユニット（１５、３５）が確保キャップ（４
５）の弾性ノーズ（４６）を介して軸受支持パイプ
（５）のフランジ（４８）に軸方向に押圧されることを
特徴とする請求項１又は２に記載の小型通風機。 ９．軸受ユニット（５５）が軸方向に確保要素（４７）
に当接すると共に、軸方向に作用するバネ（１９、２
１）によって付勢され、バネ（１９、２１）は、一側で
は、フランジ（４８）によって保持され、他側では軸受
ユニット（５５）を押圧することを特徴とする請求項８
に記載の小型通風機。 １０．電動機が１パルス又は２パルス駆動式の無集電子
型直流電動機である請求項１〜９のいずれか一に記載の
小型通風機。 １１．軸受ユニット（３５）が、その外面に形状結合に
よって係合される確保要素（３９）によって、軸方向に
移動しないように保持されたことを特徴とする請求項１
〜１０のいずれか一に記載の小型通風機。 １２．力結合によって軸受ユニット（３５）に径方向に
作用する要素（３９、１１９）によって、軸受ユニット
（３５）が、軸方向に移動しないように保持されたこと
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか一に記載の小型
通風機。 １３．前記軸方向の部分範囲が、羽根車のボスを成す、
ベル形の外部回転子（２５）の底部に隣接した軸受支持
パイプ（５）の一端の範囲内にあることを特徴とする請
求項１〜１２のいずれか一に記載の小型通風機。 １４．前記バネ要素（１９、２１、４６）及び確保要素
（３９、４７）の少くともいずれか一方が軸受支持パイ
プ（５）の他端の範囲に、特に、フランジ（４）の側に
設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の小型通
風機。 １５．前記部分範囲が軸受支持パイプ（５）の軸方向の
中央部にあることを特徴とする請求項１〜１２のいずれ
か一に記載の小型通風機。 １６．バネ要素及び／又は確保要素（１９、２１、４
５、４６）がフランジ（４）から軸方向に遠隔の軸受支
持パイプ（５）の先端の範囲に設けられることを特徴と
する請求項１〜１３のいずれか一に記載の小型通風機。 １７．前記所定部分範囲が軸受支持パイプ（５）の中央
部から、フランジ（４）から軸方向に遠隔側の軸受支持
パイプ（５）の先端まで延在されたことを特徴とする請
求項３又は５に記載の小型通風機。 １８．フランジ（４）から軸方向に遠隔側の軸受支持パ
イプ（５）の先端に、径方向内方に延長するフランジ
（４８）が配設してあり、このフランジ（４８）に対し
て軸受ユニット（５５）が、軸方向に作用するバネ要素
（１９、２１、４６）を介して軸方向に支持されたこと
を特徴とする請求項１７に記載の小型通風機。 １９．前記所定部分範囲がフランジ（４）に隣接した軸
受支持パイプ（５）の軸方向の端部範囲に配されたこと
を特徴とする請求項１６に記載の小型通風機。 ２０．軸受支持パイプ（５）が、ウエブ（３）及びフラ
ンジ（４）を介して、ハウジング（２）と共に、合成樹
脂の一体射出成形体として形成されたことを特徴とする
請求項１〜１９のいずれか一に記載の小型通風機。 ２１．軸受支持パイプ（５）が、ウエブ（３）及びフラ
ンジ（４）を介して、ハウジング（２）と共に、金属の
一体射出成形体として形成されたことを特徴とする請求
項１〜１９のいずれか一に記載の小型通風機。 ２２．軸受ユニットのショルダ部（１１）の載置面の全
面に歯を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいず
れか一に記載の小型通風機。 ２３．少くとも１つのボールベアリングを有する（図
７）ように軸受ユニット（１５、３５、５５）を形成し
たことを特徴とする請求項１に記載の小型通風機。 ２４．２つのボールベアリングを有する（図７）ように
軸受ユニット（１５、３５、５５）を形成したことを特
徴とする請求項１に記載の小型通風機。
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