JP6287579B2

JP6287579B2 - クロスフローファン、電子機器

Info

Publication number: JP6287579B2
Application number: JP2014108054A
Authority: JP
Inventors: 昌彦深野
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-05-26
Also published as: JP2015224552A

Description

本発明は、クロスフローファン及び前記クロスフローファンを備える電子機器に関する。

電子機器では、内部温度の上昇抑制などの目的でクロスフローファンを用いて冷却が行われることがある。この種のクロスフローファンは、シャフトの両端が軸受けによって回転可能に支持され、そのシャフトの一端に連結されたモーターによって回転駆動される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２７４４８６号公報

ところで、この種のクロスフローファンの組み立て時には、クロスフローファンのシャフトの両端を軸受けに固定する工程に加えて、モーターの駆動軸とクロスフローファンのシャフトとを連結部材で連結する工程が必要である。また、クロスフローファンの振動を抑制する防振機能を実現するためには、例えば軸受けと筐体との間に防振ゴムなどを配置する工程も必要である。

本発明の目的は、防振機能を実現しつつ組み立て工数を減らすことのできるクロスフローファン及び前記クロスフローファンを備える電子機器を提供することにある。

本発明の一の局面に係るクロスフローファンは、シャフトと、複数の羽根車と、第１連結部と、第２連結部とを備える。前記羽根車は、前記シャフトが挿通される開口部、前記シャフトの軸方向における第１端部及び第２端部に設けられ相互に嵌合可能な第１嵌合部、及び前記第１端部及び前記第２端部の間に設けられた羽根部を有する。前記第１連結部には、駆動力が伝達される駆動軸が嵌挿される第１嵌挿部及び前記シャフトが嵌挿される第２嵌挿部が表裏面に同軸上に設けられている。また、前記第１連結部は弾性を有する。前記第２連結部は、複数の前記羽根車のうち前記シャフトの軸方向の一端に位置する前記羽根車の前記第２端部の前記第１嵌合部に嵌合可能な第２嵌合部、及び前記第１連結部が結合される結合部を含む。

本発明の他の局面に係る電子機器は、前記クロスフローファンと、前記駆動軸を回転させる駆動部とを備える。

本発明によれば、防振機能を実現しつつ組み立て工数を減らすことのできるクロスフローファン及び電子機器が実現される。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る電子機器のシステム構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態に係るクロスフローファンの構成を示す図である。図４は、本発明の実施の形態に係るクロスフローファンの羽根車の斜視図である。図５は、本発明の実施の形態に係るクロスフローファンの羽根車の斜視図である。図６は、本発明の実施の形態に係るクロスフローファンの羽根車の側面図である。図７は、本発明の実施の形態に係るクロスフローファンの連結部の表面を示す図である。図８は、本発明の実施の形態に係るクロスフローファンの連結部の裏面を示す図である。図９は、図８におけるＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。図１０は、本発明の実施の形態に係るクロスフローファンの軸受部を説明するための断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

［電子機器１０の概略構成］
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電子機器１０の概略構成について説明する。なお、図１は前記電子機器１０の内部構成を示す模式図である。

図１及び図２に示すように、前記電子機器１０は、ＡＤＦ１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、制御部５、操作表示部６、及び冷却部７などを備える複合機である。なお、本発明は、スキャナー、プリンター、ファクシミリー装置、及びコピー機のような画像読取装置又は画像形成装置などの電子機器にも適用可能である。また、本発明は、空気調和器、冷蔵庫、電子レンジなどの各種の電子機器にも適用可能である。

前記ＡＤＦ１は、原稿セット部１１、複数の搬送ローラー１２、原稿押さえ１３、及び排紙部１４を備える自動原稿搬送装置である。前記画像読取部２は、原稿台２１、読取ユニット２２、ミラー２３、ミラー２４、光学レンズ２５、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）２６を備える。前記画像形成部３は、前記画像読取部２で読み取られた画像データに基づいて画像を形成する画像形成処理（印刷処理）を実行することが可能な電子写真方式の画像形成部である。具体的に、前記画像形成部３は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、光走査装置（ＬＳＵ）３３、現像装置３４、トナーコンテナ３４Ａ、転写ローラー３５、クリーニング装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及び排紙トレイ３９を備える。

前記制御部５は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭなどの制御機器を備える。前記操作表示部６は、前記制御部５からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶パネルなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて前記制御部５に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

前記冷却部７は、図１に示すように、前記画像形成部３のシート搬送経路における前記定着ローラー３７の下流側に設けられており、前記電子機器１０の内部において送風による冷却機能を実現する。具体的に、図１及び図２に示すように、前記冷却部７は、駆動部７１及びクロスフローファン７２を備える。前記駆動部７１は、前記クロスフローファン７２の回転に必要な駆動力を生じさせるモーターなどの駆動源を含む。前記クロスフローファン７２は、軸方向に垂直な方向から吸気して、前記軸方向に垂直な方向に送風するファンである。具体的に、前記電子機器１０において、前記クロスフローファン７２は、前記駆動部７１から伝達される駆動力によって回転駆動し、前記画像形成部３のシート搬送経路に向けて送風を行うことにより、前記定着ローラー３７を通過した後のシートを冷却する。なお、前記電子機器１０が、例えば空気調和器である場合には、前記冷却部７の前記クロスフローファン７２は、前記空気調和器の送風口から外部への送風を行う。

ところで、前記クロスフローファン７２のようなクロスフローファンは、シャフトの両端が軸受けによって回転可能に支持され、そのシャフトの一端に連結されたモーターによって回転駆動されることがある。この種のクロスフローファンの組み立て時には、クロスフローファンのシャフトの両端を軸受けに固定する工程に加えて、モーターの駆動軸とクロスフローファンのシャフトとを連結部材で連結する工程が必要である。また、クロスフローファンの振動を抑制する防振機能を実現するためには、例えば軸受けと筐体との間に防振ゴムなどを配置する工程も必要である。これに対し、前記電子機器１０に設けられた前記クロスフローファン７２では、後述するように防振機能を実現しつつ組み立て工数が省減される。

以下、図３〜図１０を参照しつつ、前記クロスフローファン７１について説明する。なお、以下では説明の便宜上、各図で定義されている上下方向及び左右方向を用いて説明することがある。

図３に示すように、前記クロスフローファン７２は、シャフト７３と、複数の羽根車７４と、連結部７５と、係止部７６とを備える。前記シャフト７３には、複数の前記羽根車７４が嵌挿されており、複数の前記羽根車７４は、軸方向に沿って連結されている。前記羽根車７４各々は、前記軸方向に垂直な方向から吸引した空気を前記軸方向に垂直な方向に送風するファンである。なお、前記クロスフローファン７２が有する前記羽根車７４の数は、必要な送風範囲を考慮して適宜変更が可能である。

前記連結部７５及び前記係止部７６は、連結された複数の前記羽根車７４の両端部に設けられ、前記シャフト７３における前記羽根車７４の軸方向の移動を規制する。また、図３に示すように、前記連結部７５には、前記駆動部７１からの駆動力を伝達する駆動軸７１Ａが連結されている。前記シャフト７３の前記駆動軸７１Ａ側の端部は、前記連結部７７５を介して前記駆動軸７１Ａで回転可能に支持されている。前記シャフト７３の前記駆動軸７１Ａと反対側の端部は、後述の軸受部７７（図１０参照）で回転可能に支持されている。そして、前記クロスフローファン７２は、前記駆動部７１から前記駆動軸７１Ａを介して伝達される動力により回転し、前記軸方向に垂直な方向に送風する。

より具体的に、前記羽根車７４は、図４及び図５に示すように、右方向の第１端部７４２を底部として有すると共に、左方向の第２端部７４４を開放端部として有する有底円筒状に形成されている。なお、前記羽根車７４は、樹脂などにより一体成型される。

前記第１端部７４２は、図４に示すように、開口部７４１及び複数の凸部７４３を有し、円盤状に形成されている。また、前記第２端部７４４は、図５に示すように、複数の凹部７４５を有し、環状に形成されている。そして、図４及び図５に示すように、前記第１端部７４２及び前記第２端部７４４の間には、羽根部７４６が設けられている。

前記開口部７４１は、図４に示すように、前記第１端部７４２において前記羽根車７４の軸心に当たる位置に形成され、前記シャフト７３が挿通可能な開口である。そして、前記シャフト７３は、前記羽根車７４各々の前記開口部７４１に挿通されることにより、前記クロスフローファン７２の回転時における前記羽根車７４各々の前記軸方向に垂直な方向への移動を規制する。

ここで、前記羽根車７４において、前記第１端部７４２の外周面及び前記第２端部７４４の内周面は、互いに前記軸方向に嵌合可能に形成されている。これにより、前記クロスフローファン７２の回転時における前記羽根車７４各々の前記軸方向に垂直な方向への移動が、隣接する前記羽根車７４によっても規制される。即ち、前記クロスフローファン７２では、前記シャフト７３の前記開口部７４１への挿通、並びに前記第１端部７４２の外周面及び前記第２端部７４４の内周面の嵌合により、前記クロスフローファン７２の回転時における前記羽根車７４各々の前記軸方向に垂直な方向への移動が規制される。なお、前記第１端部７４２の外周面が前記第２端部７４４の内周面に嵌合しない構成も他の実施形態として考えられる。

前記凸部７４３は、前記第１端部７４２の外周面に形成されており、前記軸方向に垂直な方向に突出している。具体的に、前記凸部７４３は、図４及び図６に示すように、前記第１端部７４２の外周面において、前記羽根車７４の回転方向に沿って等間隔に形成されている。

一方、前記凹部７４５は、前記第２端部７４４の内周面に形成されており、前記凸部７４３に嵌合可能である。具体的に、前記凹部７４５は、図５に示すように、前記第２端部７４４の内周面において、前記羽根車７４の回転方向に沿って等間隔に形成されている。そして、前記クロスフローファン７２では、前記凸部７４３及び前記凹部７４５の嵌合により、複数の前記羽根車７４が一体に回転可能に前記軸方向に連結される。ここに、前記凸部７４３及び前記凹部７４５が、本発明における第１嵌合部の一例であり、特に、前記凹部７４５が、前記連結部７５に連結される第１嵌合部の一例である。

前記羽根部７４６は、図４及び図５に示すように、前記軸方向に長尺状であって、前記羽根車７４の回転方向に沿って環状に配置された複数の羽根を有する。前記羽根車７４では、前記羽根部７４６の複数の前記羽根が前記第２端部７４４から前記軸方向に平行に延出して前記第１端部７４２の外周面に接続されている。

ところで、図６に示すように、前記凸部７４３は、前記第１端部７４２の外周面において隣接する前記羽根の間に設けられている。更に、前記凸部７４３及び前記凹部７４５は、前記軸方向に対向する位置に設けられている。即ち、前記羽根車７４の形状は、前記羽根車７４を成形する際に用いられる金型の抜き方向が一方向のみとなるように構成されている。これにより、金型を用いた前記羽根車７４の成型時においてスライドコアによる処理が不要となり、前記羽根車７４の製造コストを抑制可能である。

前記連結部７５は、前述したように前記シャフト７３及び前記駆動軸７１Ａを連結すると共に、前記羽根車７４の前記第２端部７４４に形成された前記凹部７４５に嵌合して前記羽根車７４を前記駆動軸７１Ａ及び前記シャフト７３に連結する。具体的に、前記連結部７５は、図７〜図９に示すように、第１連結部７５１及び第２連結部７５２を有する。

前記第１連結部７５１は、図７〜図９に示すように、前記駆動軸７１Ａが嵌挿される第１嵌挿部７５５及び前記シャフト７３が嵌挿される第２嵌挿部７５６が表裏面に同軸上に設けられている。ここで、前記第１連結部７５１は、弾性を有する合成樹脂（ゴム）などの弾性材料によって形成されている。そのため、前記第１連結部７５１は、前記クロスフローファン７２の回転時における前記羽根車７４の振動の前記駆動軸７１Ａへの伝達を抑制する防振機能を実現することができる。

前記第１嵌挿部７５５は、図７及び図９に示すように、凹部７５５Ａ及び傾斜面７５５Ｂを有する断面台形状の部位である。前記凹部７５５Ａは、前記駆動軸７１Ａの嵌挿方向Ｒ１に沿って形成された円柱状の挿入空間であり、内径が前記駆動軸７１Ａの外径より小さい。そして、前記駆動軸７１Ａは、前記凹部７５５Ａに圧入されることにより前記凹部７５５Ａに嵌挿される。なお、前記駆動軸７１Ａが、前記凹部７５５Ａに嵌合されることも考えられる。

また、前記傾斜面７５５Ｂは、前記第１嵌挿部７５５の外周面であって、前記駆動軸７１Ａの嵌挿方向Ｒ１に向けて徐々に外径が大きくなる方向に傾斜している。即ち、前記第１嵌挿部７５５では、前記凹部７５５Ａを形成する部位の厚みが、前記駆動軸７１Ａの嵌挿方向Ｒ１に沿って徐々に大きくなる。

これにより、前記クロスフローファン７２では、前記駆動軸７１Ａの前記嵌挿方向Ｒ１の先端において前記凹部７５５Ａから前記駆動軸７１Ａに作用する圧力が高くなる。従って、前記羽根車７４が前記駆動軸７１Ａの前記嵌挿方向Ｒ１の先端を中心に回転することになり、前記駆動軸７１Ａの振れを抑制することが可能である。また、前記凹部７５５Ａの入口部における前記第１嵌挿部７５５の厚みが、前記凹部７５５Ａの底部に比べて薄くなっているため、前記凹部７５５Ａに前記駆動軸７１Ａを圧入させる作業を容易に行うことができる。

同じく、前記第２嵌挿部７５６は、図８及び図９に示すように、凹部７５６Ａ及び傾斜面７５６Ｂを有する断面台形状の部位である。前記凹部７５６Ａは、前記シャフト７３の嵌挿方向Ｒ２に沿って形成された円柱状の挿入空間であり、内径が前記シャフト７３の外径より小さい。そして、前記シャフト７３は、前記凹部７５６Ａに圧入されることにより前記凹部７５６Ａに嵌挿される。なお、前記シャフト７３が、前記凹部７５６Ａに嵌合されることも考えられる。

また、前記傾斜面７５６Ｂは、前記第２嵌挿部７５６の外周面であって、前記シャフト７３の嵌挿方向Ｒ２に向けて徐々に外径が大きくなる方向に傾斜している。即ち、前記第２嵌挿部７５６では、前記凹部７５６Ａを形成する部位の厚みが、前記シャフト７３の嵌挿方向Ｒ２に沿って徐々に大きくなる。

これにより、前記クロスフローファン７２では、前記シャフト６３の前記嵌挿方向Ｒ２の先端において前記凹部７５６Ａから前記シャフト７３に作用する圧力が高くなる。従って、前記羽根車７４が回転する際の前記シャフト７３の振れを抑制することが可能である。また、前記凹部７５６Ａの入口部における前記第２嵌挿部７５６の厚みが、前記凹部７５６Ａの底部に比べて薄くなっているため、前記凹部７５６Ａに前記シャフト７３を圧入させる作業を容易に行うことができる。

一方、前記第２連結部７５２は、図８及び図９に示すように、凸部７５４（第２嵌合部の一例）及び結合部７５３を有する。前記凸部７５４は、複数の前記羽根車７４のうち前記シャフト３の軸方向の左側の端部に位置する前記羽根車７４の前記第２端部７４４の前記凹部７４５に嵌合可能である。これにより、前記羽根車７４の前記第２端部７４４の形状を利用して前記羽根車７４を前記シャフト７３に固定することが可能となり、前記クロスフローファン７２の前記軸方向の端部に位置する前記羽根車７４の形状を、前記シャフト７３への固定に適した形状に変更する必要がない。即ち、前記クロスフローファン７２を構成する全ての前記羽根車７４に同一部材を用いることができる。なお、前記第２連結部７５２及び前記羽根車７４が相互に嵌合可能な構成であれば、前記第２連結部７５２が前記凸部７５４に代えて凹部を有し、前記羽根車７４の前記第２端部７４４が前記凹部７４５に代えて凸部を有することも考えられる。

また、前記結合部７５３は、前記駆動軸７１Ａの嵌挿方向Ｒ１に向けて凹む凹部を有する。そして、前記結合部７５３に前記第２嵌挿部７５６が圧入又は嵌合されることにより、前記第１連結部７５１及び前記第２連結部７５２が結合されて一体化される。ここで、前記結合部７５３では、図９に示すように、前記結合部７５３の凹部が、前記シャフト７３の嵌挿方向Ｒ２に向けて外径が徐々に大きくなる傾斜面７５３Ａを有している。また、前述したように、前記第２嵌挿部７５６の外周には、前記シャフト７３の嵌挿方向Ｒ２に向けて外径が徐々に大きくなる前記傾斜面７５６Ｂが設けられている。これにより、前記第２嵌挿部７５６を前記結合部７５３に圧入する作業を容易に行うことができると共に、前記第２嵌挿部７５６及び前記結合部７５３の圧接面積を広く確保することができる。

なお、前記係止部７６は、前記シャフト７３に装着可能であり、前記羽根車７４の前記軸方向の移動を係止する。例えば、前記係止部７６は、前記シャフト７３に装着可能なＣリングである。前記係止部７６は、図３及び図１０に示すように、前記クロスフローファン７２の右方向の端部に設けられ、前記羽根車７４各々の右方向への移動を係止する。これにより、前記連結部７５及び前記係止部７６の間で、前記軸方向に連結される複数の前記羽根車７４各々の前記軸方向の移動が規制される。このように、前記クロスフローファン７２では、前記羽根車７４各々を前記シャフト７３に固定する必要がなく、組立工程に費やされる時間を抑制することが可能である。

また、前記軸受部７７は、前記シャフト７３の前記第２端部７３２を回転可能に支持する。具体的に、前記軸受部７７は、図１０に示すように、前記電子機器１０の筐体のフレームで支持された軸受け７７１と、前記軸受け７７１に回転可能に支持される軸支持部材７７２と、前記軸支持部材７７２に圧入される弾性部材７７３を有する。そして、前記シャフト７３の前記第２端部７３２は、前記弾性部材７７３に圧入されることにより、前記軸受け７７１に回転可能に支持される。

以上説明したように、前記電子機器１０が備える前記クロスフローファン７２では、弾性を有する前記第１連結部７５１及び前記第２連結部７５２により、前記駆動軸７１Ａ及び前記シャフト７３が相互に連結されると共に、前記駆動軸７１Ａ及び前記シャフト７３が前記羽根車７４に連結される。そのため、前記クロスフローファン７２によれば、防振機能を実現しつつ組み立て工数を減らすことができる。また、前記クロスフローファン７２では、前記連結部７５により、前記羽根車７４が前記シャフト７３に固定されると共に、前記駆動軸７１Ａ及び前記シャフト７３が連結される。そのため、例えば前記シャフト７３及び前記駆動軸７１Ａを接続する機構を前記軸方向上に別途設ける必要がなく、前記冷却部７の構成部材の簡素化及び前記軸方向における省スペース化が可能である。

７１Ａ：駆動軸
７２：クロスフローファン
７３：シャフト
７４：羽根車
７４１：開口部
７４２：第１端部
７４３：凸部
７４４：第２端部
７４５：凹部
７４６：羽根部
７５：連結部
７５１：第１連結部
７５５：第１嵌挿部
７５５Ａ：凹部
７５５Ｂ：傾斜面
７５６：第２嵌挿部
７５６Ａ：凹部
７５６Ｂ：傾斜面
７５２：第２連結部
７６：係止部
７７：軸受部
１０：画像形成装置

Claims

シャフトと、
前記シャフトが挿通される開口部、前記シャフトの軸方向における第１端部及び第２端部に設けられ相互に嵌合可能な第１嵌合部、及び前記第１端部及び前記第２端部の間に設けられた羽根部を有する複数の羽根車と、
駆動力が伝達される駆動軸が嵌挿される第１嵌挿部及び前記シャフトが嵌挿される第２嵌挿部が表裏面に同軸上に設けられ、弾性を有する第１連結部と、
複数の前記羽根車のうち前記シャフトの軸方向の一端に位置する前記羽根車の前記第２端部の前記第１嵌合部に嵌合可能な第２嵌合部、及び前記第１連結部が結合される結合部を含む第２連結部と、
を備え、
前記第１嵌挿部の外周面が、前記駆動軸の嵌挿方向に向けて外径が大きくなる傾斜面を有するクロスフローファン。
前記第２端部の前記第１嵌合部及び前記第２連結部の前記第２嵌合部の一方が凸部であり他方が凹部である請求項１に記載のクロスフローファン。
前記結合部が、前記駆動軸の嵌挿方向に向けて凹む凹部を有し、
前記第１連結部の前記第２嵌挿部が、前記凹部に圧入又は嵌合される請求項１又は２に記載のクロスフローファン。
シャフトと、
前記シャフトが挿通される開口部、前記シャフトの軸方向における第１端部及び第２端部に設けられ相互に嵌合可能な第１嵌合部、及び前記第１端部及び前記第２端部の間に設けられた羽根部を有する複数の羽根車と、
駆動力が伝達される駆動軸が嵌挿される第１嵌挿部及び前記シャフトが嵌挿される第２嵌挿部が表裏面に同軸上に設けられ、弾性を有する第１連結部と、
複数の前記羽根車のうち前記シャフトの軸方向の一端に位置する前記羽根車の前記第２端部の前記第１嵌合部に嵌合可能な第２嵌合部、及び前記第１連結部が結合される結合部を含む第２連結部と、
を備え、
前記結合部が、前記駆動軸の嵌挿方向に向けて凹む凹部を有し、
前記第１連結部の前記第２嵌挿部が、前記凹部に圧入又は嵌合され、
前記結合部の凹部は、内部に前記シャフトの嵌挿方向に向けて外径が大きくなる傾斜面を有し、
前記第１連結部の前記第２嵌挿部が、前記シャフトの嵌挿方向に向けて外径が大きくなる傾斜面を有するクロスフローファン。
請求項１〜４のいずれかに記載のクロスフローファンと、前記駆動軸を回転させる駆動部とを備える電子機器。