JP3804608B2

JP3804608B2 - 送風機

Info

Publication number: JP3804608B2
Application number: JP2002376954A
Authority: JP
Inventors: 本村　　博久
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004204804A

Description

【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、この種の送風機は、樹脂製のファンに丸軸状のシャフトを圧入するとともに、金属製または樹脂製のキャップにシャフトを圧入し、ファンとキャップとを係合させることにより、キャップにてファンがシャフト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】
ところで、送風機の組み付けに際して、ファンとキャップとが仮固定可能であれば、ファンとキャップとを仮固定した状態でシャフトを圧入することにより、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができる。そこで、本出願人は、特願２００２−１０９３０３にて、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができるようにした送風機（以下、先願発明の送風機という）を提案した。
【０００４】
図７および図８は、上記先願発明の送風機の要部構成を示すもので、キャップ３０は、シャフト２１が圧入されるキャップボス部からファン１０側に向かって延長した脚部３３を備え、ファン１０は、脚部３３が嵌合される凹部１５と、先端部が塑性変形して脚部３３に密着する突起部１６、１７とを備える。そして、突起部１６、１７の先端部を塑性変形させて脚部３３に密着させることにより、ファン１０とキャップ３０とを仮固定する。次いで、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ようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先願発明の送風機では、突起部１６、１７を塑性変形させているため、トルクの断続の繰り返しや、高温クリープなどの熱変形により、突起部１６、１７が次第にへたり、やがてはファン１０とキャップ３０との間に隙間（ガタ）ができてしまうことが予想される。そして、凹部１５と脚部３３間に周方向のガタができると、回転開始時および回転停止時に凹部１５と脚部３３が衝突して異音が発生したり、回転開始時に凹部１５と脚部３３が衝突してキャップ３０とシャフト２１間に大きなトルクが作用し、キャップ３０とシャフト２１が滑るという、問題が起こる可能性がある。
【０００６】
また、ファン１０とキャップ３０とを嵌合する際の挿入力が過大にならず、かつ嵌合後のファン１０とキャップ３０とを固定する力が所定値以上確保されるようにするために、突起部１６、１７は高い寸法精度が要求される。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ファンおよびキャップがともに樹脂製の場合でも、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができるようにするとともに、先願発明の送風機で予想される問題点を未然に解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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、かつシャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入され、かつファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、ファン（１０）はシャフト（２１）が圧入される部位の径方向外側の部位に雄ねじ（１３）を有し、キャップ（３０）は雌ねじ（３１）を有し、ファン（１０）の雄ねじ（１３）とキャップ（３０）の雌ねじ（３１）との螺合によりファン（１０）とキャップ（３０）とが結合されていることを特徴とする。
【０００９】
これによると、ファンとキャップとをねじ結合にて仮固定することができるため、ファンとキャップとを仮固定した状態でシャフトを圧入することにより、シャフトの圧入工程を１回で済ませることができる。
【００１０】
また、シャフトの圧入によって雄ねじ部分が径方向外側に拡がって、雄ねじと雌ねじ間の隙間がなくなるため、ねじの結合力が増し、しかも弾性変形によりねじ間の隙間をなくすものであるためへたりにくい。したがって、回転開始時および回転停止時の異音の発生防止効果や、回転開始時のキャップとシャフト間の滑りを防止する効果を、長期にわたって継続して得ることができる。
【００１１】
また、ファンとキャップとをねじにて結合するものであるため、先願発明の送風機における突起部のように高い寸法精度は要求されず、部品の製造が容易である。
【００１２】
請求項２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、かつシャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、シャフト（２１）が圧入され、かつファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、キャップ（３０）はシャフト（２１）が圧入される部位の径方向外側の部位に雄ねじ（３２）を有し、ファン（１０）は雌ねじ（１４）を有し、ファン（１０）の雌ねじ（１４）とキャップ（３０）の雄ねじ（３２）との螺合によりファン（１０）とキャップ（３０）とが結合されていることを特徴とする。これによると、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、キャップ（３０）はファン（１０）よりも固い樹脂からなることを特徴とする。
【００１４】
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。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、ファン（１０）とキャップ（３０）とをねじ結合する際のキャップ（３０）の回転向きと、シャフト（２１）の回転向きとを、一致させたことを特徴とする。これによると、トルク伝達中のねじの緩みを確実に防止することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
【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）を一部断面で示す正面図、図２はファン１０とシャフト２１とキャップ３０の分解図、図３はファン１０とキャップ３０をねじ結合した状態を示す断面図、図４はファン１０およびキャップ３０にシャフト２１を圧入した状態を示す断面図である。
【００１８】
図１において、送風機は、回転軸方向から吸入した空気を径方向外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のトルクをファン１０に伝達するキャップ３０を備えている。
【００１９】
電動モータ２０は、本発明の駆動手段に相当するもので、シャフト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。
【００２０】
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、キャップ３０よりも弾力性に富んだ材質、例えばポリプロピレンのような熱可塑性樹脂にて、一体成形されている。
【００２１】
図２〜図４に示すように、ファンボス部１１においてその外周側でかつキャップ３０側の部位には、雄ネジ１３が形成されている。換言すると、この雄ネジ１３は、シャフト２１が圧入される部位の径方向外側に位置している。
【００２２】
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材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においてその内周側でかつファンボス部１１側の部位には、雌ネジ３１が形成されている。この雌ネジ３１とファン１０の雄ねじ１３との螺合によりファン１０とキャップ３０とが結合されている。なお、ファン１０とキャップ３０とをねじ結合する際のキャップ３０の回転向きを、送風機作動中のシャフト２１の回転向きと、一致させている。
【００２３】
上記送風機の組み付けに際しては、まず、図３に示すように、ファン１０とキャップ３０とをねじ結合して仮固定する。この仮固定後、図４に示すように、ファン１０とキャップ３０にシャフト２１を圧入する。ここで、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からのトルクは、主にキャップ３０を介してファン１０に伝達される。
【００２４】
また、ファン１０は弾力性に富んだ材質であるため、シャフト２１の圧入によってファンボス部１１が径方向外側に容易に拡がる。そして、ファンボス部１１が径方向外側に拡がることにより、雄ねじ１３と雌ねじ３１間の隙間が減少する。具体的には、雄ねじ１３と雌ねじ３１間の隙間がなくなるように、ファン１０とシャフト２１の圧入代を設定している。
【００２５】
本実施形態では、ファン１０とキャップ３０とをねじ結合にて仮固定することができるため、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。
【００２６】
また、シャフト２１の圧入によって雄ねじ１３が径方向外側に拡がって、雄ねじ１３と雌ねじ３１間の隙間がなくなるため、ねじの結合力が増し、しかも弾性変形によりねじ間の隙間をなくすものであるためへたりにくい。したがって、回転開始時および回転停止時の異音の発生防止効果や、回転開始時のキャップ３０とシャフト２１間の滑りを防止する効果を、長期にわたって継続して得ることができる。
【００２７】
また、ファン１０とキャップ３０とをねじ結合する際のキャップ３０の回転向きを、シャフト２１の回転向きと、一致させているため、トルク伝達中のねじの緩みを確実に防止することができる。この場合、回転停止時にシャフト２１とキャップ３０が止まった瞬間、ファン１０だけが止まりきれずに、ねじが緩む恐れがあるが、シャフト２１の圧入によって雄ねじ１３が径方向外側に拡がってねじの結合力が増すようにしているため、回転停止時のねじの緩みを防止することができる。
【００２８】
また、ファン１０とキャップ３０とをねじにて結合するものであるため、先願発明の送風機における突起部のように高い寸法精度は要求されず、部品の製造が容易である。
【００２９】
また、トルク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るため、大きなトルクをシャフト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。
【００３０】
（第２実施形態）
図５および図６は第２実施形態を示すもので、図５はファン１０とキャップ３０とをねじ結合させる前の状態を示す断面図、図６はファン１０およびキャップ３０にシャフト２１を圧入した状態を示す断面図である。なお、第１実施形態と同一も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。
【００３１】
本実施形態は、ファン１０に雌ネジ１４を形成し、キャップ３０に雄ネジ３２を形成したものであり、この雄ネジ３２は、シャフト２１が圧入される部位の径方向外側に位置している。その他の点は上記第１実施形態と共通している。
【００３２】
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とをねじ結合して仮固定する。この仮固定後、図６に示すように、ファン１０とキャップ３０にシャフト２１を圧入する。このシャフト２１の圧入によってキャップ３０が径方向外側に拡がることにより、雄ねじ３２と雌ねじ１４間の隙間がなくなる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【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を一部断面で示す正面図である。
【図２】第１実施形態のファン１０とシャフト２１とキャップ３０の分解図である。
【図３】第１実施形態のファン１０とキャップ３０をねじ結合した状態を示す断面図である。
【図４】第１実施形態のファン１０およびキャップ３０にシャフト２１を圧入した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る送風機における、ファン１０とキャップ３０とをねじ結合させる前の状態を示す断面図である。
【図６】第２実施形態のファン１０およびキャップ３０にシャフト２１を圧入した状態を示す断面図である。
【図７】先願発明の送風機を示す要部の断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０…ファン、１３…雄ねじ、２０…電動モータ（駆動手段）、
２１…シャフト、３０…キャップ、３１…雌ねじ。

Claims

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、かつ前記シャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記ファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、
前記ファン（１０）は前記シャフト（２１）が圧入される部位の径方向外側の部位に雄ねじ（１３）を有し、
前記キャップ（３０）は雌ねじ（３１）を有し、
前記ファン（１０）の雄ねじ（１３）と前記キャップ（３０）の雌ねじ（３１）との螺合により前記ファン（１０）と前記キャップ（３０）とが結合されていることを特徴とする送風機。
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、かつ前記シャフト（２１）とともに回転して空気を吹き出す樹脂製のファン（１０）と、前記シャフト（２１）が圧入され、かつ前記ファン（１０）にトルクを伝達する樹脂製のキャップ（３０）とを備える送風機において、
前記キャップ（３０）は前記シャフト（２１）が圧入される部位の径方向外側の部位に雄ねじ（３２）を有し、
前記ファン（１０）は雌ねじ（１４）を有し、
前記ファン（１０）の雌ねじ（１４）と前記キャップ（３０）の雄ねじ（３２）との螺合により前記ファン（１０）と前記キャップ（３０）とが結合されていることを特徴とする送風機。
前記キャップ（３０）は前記ファン（１０）よりも固い樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
前記ファン（１０）と前記キャップ（３０）とをねじ結合する際の前記キャップ（３０）の回転向きと、前記シャフト（２１）の回転向きとを、一致させた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。