JP6803520B2 - 着脱装置、及びこれを備えた送風機 - Google Patents

Description

本発明は、モータの回転軸と羽根車とを着脱可能に保持する着脱装置及びこれを備えた送風機に関するものである。

従来、モータの回転軸に羽根を固定するための部材である着脱装置は、対向する２つの押圧部を例えば指先で摘まんで回転軸方向に押圧することで、取り外しが可能となる。具体的には、押圧によって回転軸を挟持する保持部が回転軸から離れる方向に変位し、この変位によって挟持を解除して回転軸に取り付けられた羽根等を着脱することができる（例えば、特許文献１参照）。

以下、その換気装置について図６を参照しながら説明する。

図６に示す従来の着脱装置１０１は、２つの押圧部１０２を回転軸１０３に近づける方向に押圧することで、保持部１０４が回転軸１０３から離脱する方向に変位するため、挟持を解除することができる。

特開２００４−１２４７８２号公報

このような従来の着脱装置１０１においては、保持部１０４が回転軸１０３を挟持した状態で、着脱装置１０１に対して回転軸１０３から抜ける方向、すなわち抜け方向１１２に力が加わると、保持部１０４は回転軸１０３により引っ張られるため、抜け方向１１２とは逆の軸抜き方向１０５（図６における下方）への力が加わる。

そして着脱装置１０１の素材が例えば曲げの影響を受けやすい合成樹脂等で形成されている場合、抜け方向への力が保持部１０４に影響を及ぼすため、掛かる力が大きい場合には押圧部１０２を押圧しなくても挟持が解除されてしまう可能性があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、抜け方向に大きな力が掛かった場合であっても、挟持を保持することができる着脱装置１０１を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明に係る着脱装置は、モータの回転軸と羽根車とを着脱可能に保持する着脱装置であって、前記羽根車上で前記回転軸が貫通する回転中心の周囲を取り巻いて配置される台座部と、前記台座部上の前記回転中心を中心として対向する位置に設けられた２つの基礎部と、前記２つの基礎部から前記回転軸が貫通する方向に延設された支柱部と、前記支柱部の前記台座部とは逆の端部を２つ含んで前記回転軸と直交して設けた仮想平面上にて前記回転軸を当該回転軸の対向する両側面から挟持する挟持部と、前記仮想平面上における前記挟持部の外周側にて前記両側面と平行に設けられ前記外周側から前記回転軸方向に押圧することで前記挟持部による前記回転軸の挟持を解除する２つの押圧部とを備え、前記２つの基礎部を結ぶ基礎部直線は、前記２つの押圧部を結ぶ押圧部直線に対して垂直に設けられたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、抜け方向に大きな力が掛かった場合であっても、挟持を保持することができる着脱装置を提供することができる。

本発明に係る換気扇の断面図 本発明に係る着脱装置の側面断面図 本発明に係る着脱装置の斜視図 本発明に係る着脱装置の側面図 従来と本発明に係る着脱装置の平面概略図 従来の換気扇の断面図

本発明に係る着脱装置は、モータの回転軸と羽根車とを着脱可能に保持する着脱装置であって、前記羽根車上で前記回転軸が貫通する回転中心の周囲を取り巻いて配置される台座部と、前記台座部上の回転中心を中心として対向する位置に設けられた２つの基礎部と、前記２つの基礎部から回転軸が貫通する方向に延設された支柱部と、前記支柱部の前記台座部とは逆の端部を２つ含んで前記回転軸と直交して設けた仮想平面上に前記回転軸を当該回転軸の対向する両側面から挟持する挟持部と、仮想平面上における前記挟持部の外周側にて両側面と平行に設けられ外周側から前記回転軸方向に押圧することで前記挟持部による前記回転軸の挟持を解除する２つの押圧部とを備え、前記２つの基礎部を結ぶ基礎部直線は、前記２つの押圧部を結ぶ押圧部直線に対して垂直に設けられている、という構成を有する。

押圧部を押圧しない状態、すなわち挟持部が回転軸を挟持した状態で、挟持部が回転軸から抜ける方向に力が加わった場合には、挟持部を介して支柱部に力が伝達される。しかし、２つの支柱部を含む基礎部直線が押圧部直線に垂直になっている。このため、伝達された力は押圧部の解除方向に対して垂直に掛かるため、押圧部が回転軸に近接することは無い。言い換えると、支柱部が回転軸に近接する方向に力が掛かるが、押圧部は回転軸方向に変位せず、回転軸に接近する方向に垂直な方向に変位するため、挟持は解除されない。すなわち押圧部を回転軸に接近する方向に押圧すると挟持は解除されるが、押圧部を押圧せずに着脱装置に取り付けられている羽根車等が取り外される方向に大きな力が加わっても、羽根車が外れることを防止することができる。

また、前記挟持部の前記基礎部直線方向への歪曲を抑制する第一の歪曲抑制部を備えた、という構成にしてもよい。

これにより、回転軸が挟持された状態で、回転軸に対して挟持部から台座部に向かう回転軸に平行な力が加わると、回転軸を挟持している挟持部にも同方向の力が加わる。これにより支柱部には回転軸に接近する方向に力が働く。しかし、第一の歪曲抑制部は回転軸に接近する方向に変位するので、大きな力が加わると第一の歪曲抑制部は回転軸に接触する。このため、支柱部の回転軸に近接する方向への変位が抑制され、着脱装置の抜けが防止できるという効果を奏する。

また、前記挟持部の前記台座部方向への歪曲を抑制する第二の歪曲抑制部を備えた、という構成にしてもよい。

これにより、回転軸が挟持された状態で、回転軸に対して挟持部から台座部に向かう回転軸に平行な力が加わると、回転軸を挟持している挟持部にも同方向の力が加わる。これにより支柱部には回転軸に近接する方向に力が働く。そして、挟持部は、回転軸の微小な抜け方向への移動に伴って台座部方向に変位する。しかし、挟持部は第二の歪曲抑制部に接触するため、それ以上の変位が抑制され、着脱装置の抜けが防止できるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。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ものではない。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態に係る着脱装置１は、例えば換気扇２等の送風機に用いられる。

換気扇２は、羽根車５と、モータ３と、着脱装置１とを備えている。

羽根車５は、円筒形状で天面側にモータ３が配置され、底面側に円筒形状の内部に空気を導く開口を備えている。羽根車５は、側面に複数のフィンが設けられている。羽根車５は、天面の中心と底面の中心とを結ぶ回転中心を備えており、当該回転中心を軸として回転することにより、開口から円筒形状内部に空気を吸い込み、円筒形状内部に吸い込んだ空気を側面から吹き出す。羽根車５は、例えばシロッコファンが該当する。羽根車５は、回転中心上に着脱装置１を固定するための嵌合部６を備えている。

嵌合部６は、図２に示すように羽根車５側に設けられる嵌合部６ａと、着脱装置１側に設けられる嵌合部６ｂとからなる。

嵌合部６ａは、例えば羽根車５の回転中心の周囲に設けられた複数の孔である。

嵌合部６ｂは、例えば着脱装置１から羽根車５方向に突出し、嵌合部６ａである孔に対応して設けられた複数の爪である。嵌合部６ａである複数の孔に嵌合部６ｂである複数の爪を嵌合させることにより、羽根車５の回転中心上に着脱装置１を固定させることができる。

モータ３は、回転軸４を備えており、回転軸４には、着脱装置１を介して羽根車５が固定されている。モータ３は、給電により回転軸４を回転されることで、羽根車５により空気の流れを発生させる。

着脱装置１は、羽根車５に固定され、回転軸４に対して着脱自在に保持することで、羽根車５を回転軸４から取り外すことが可能となる。着脱装置１の詳細構成については別途説明する。

続いて、図３、図４を用いて着脱装置１の詳細を説明する。

着脱装置１は、図３および図４に示すように台座部７と、基礎部８と、支柱部９と、挟持部１０と押圧部１１とを備える。

台座部７は、円筒形状を有しており、底面から羽根車５方向に突出する前述の嵌合部６ｂを備えている。台座部７は、天面及び底面を貫通する貫通孔２１を備えている。

貫通孔２１は、回転中心に位置する回転軸４が底面から天面に向かって貫通するための孔である。言い換えると、台座部７は、回転中心の周囲を取り巻いて配置される。

基礎部８は、回転中心を中心として対象、すなわち対向する位置に設けられた２つの位置（場所）である。基礎部８は、台座部７の天面側であって、当該台座部７の外周に接触した位置に設けられる。２つの基礎部８の間には、所定の距離が設けられ、この間には第二の歪曲抑制部１３が設けられているが詳細は後述する。２つの基礎部８を結ぶ直線である基礎部直線２２は、貫通孔２１を通り、上面視にて着脱装置１を二分する。なお、上面視とは、着脱装置１の台座部７における天面を覗う視点位置を意味する。

支柱部９は、２つの基礎部８から回転軸が貫通する方向、すなわち台座部７の天面を起点として当該台座部７から離れる方向にそれぞれ延設されている。２つの支柱部９の間には、空間が設けられる。支柱部９における台座部７とは逆の端部には、仮想平面２０が設けられる。

仮想平面２０は、支柱部９における台座部７とは逆の端部を２つ含んで、回転軸４と直交して設けられた平面である。また仮想平面２０は、台座部７、言い換えると台座部７の天面と平行に設けた平面とすることもできる。なお、仮想平面２０は、各部の構成を説明するために設けた仮の平面である。

挟持部１０は、支柱部９における台座部７とは逆の端部または端部近傍から回転中心方向、言い換えると回転軸４の方向に延設される。挟持部１０は、直線的に延設されると回転軸４に衝突するため、挟持部１０の延設方向の先端部が回転軸４を側方に迂回し、当該回転軸４の対向する両側面から回転軸４を挟持する。迂回するように設けられた先端部は、第一の歪曲抑制部１２として機能するが詳細は後述する。ここで、回転軸４における対向する両側面は、挟持部１０が延設される方向と平行な側面である。なお、回転軸４は円筒形であり、側面は曲面であるが、当該側面の一点においては面を形成するものとして両側面と表現している。言い換えると、側面として示される一点における接線と、挟持部１０の延設方向とが平行という事ができる。２つの挟持部１０は、仮想平面２０上に設けられ、すなわち当該仮想平面２０上で回転軸４を両側面から挟持する。

押圧部１１は、支柱部９における台座部７とは逆の端部または端部近傍から、台座部７の外周に沿って円弧状に延設された延設基礎１１ａの先端に設けられる。延設基礎１１ａの周方向の起点は、挟持部１０の支柱部９における起点と一致する。つまり延設基礎１１ａの支柱部９における起点は、挟持部１０の支柱部９における起点と一致する。押圧部１１は、延設基礎１１ａの延設によって、支柱部９から回転中心を介して押圧部１１と成す角度が９０度となる位置に配置される。なお、押圧部１１の位置の基準は押圧部１１を形成する平面における中心位置である。２つの延設基礎１１ａは、２つの支柱部９から互いに同一の周方向に延設されることで、２つの押圧部１１は、回転中心を挟んで対向する位置に配置される。つまり、押圧部１１は、仮想平面２０上であって、挟持部１０の外周側に設けられ、押圧部１１の平面は、前述の両側面と平行に設けられる。１つの支柱部９に接続される押圧部１１及び挟持部１０は、回転中心を挟んで配置される。２つの押圧部１１を結ぶ直線である押圧部直線２３は、貫通孔２１を通り、上面視にて着脱装置１を二分する。また、基礎部直線２２と押圧部直線２３とは、上面視にて、回転中心上で垂直に交わる。

続いて従来構造と本発明に係る着脱装置１との差異について、図５と図６を用いて説明する。

従来構造では、図５（ａ）に示すように押圧部１０２と保持部１０４は回転軸１０３を挟んで配置されているため、押圧部１０２を指などで摘まんで回転軸方向１１２に押圧すると、保持部１０４は回転軸１０３から離れる方向１１３に変位し、着脱装置１０１を回転軸１０３から抜くことができる。

一方、押圧部１０２を押圧せずに、着脱装置１０１を回転軸１０３から抜こうとした場合、回転軸１０３は図６の軸抜き方向１０５に変位する。このとき、保持部１０４と回転軸１０３は接触しているため、保持部１０４も同様に軸抜き方向１０５に変位しようとする。ただし実際には、着脱装置１０１は押圧部１０２の曲げが可能に合成樹脂等にて成形されているため、保持部１０４は基礎部１０７の曲がりやすい方向、すなわち回転軸１０３から離れる方向１１０に引っ張られる。そして、保持部１０４と押圧部１０２は一体化しているため、押圧部１０２は保持部１０４の変位の影響を受ける。ここで、従来構造では、押圧部１０２を結んでできる押圧部直線１０６と基礎部１０７を結んでできる基礎部直線１０８とが平行に構成されている。これにより、保持部１０４が軸抜き方向１０５に変位すると、押圧部１０２は保持部１０４の変化に直接的に引っ張られて、押圧方向１１１、つまり回転軸１０３方向かつ台座部方向に変位してしまう。その結果、保持部１０４には回転軸１０３から離れる方向、つまり挟持を解除する方向に変位し、押圧部１０２を押圧しなくとも、着脱装置１０１は回転軸１０３から容易に引き抜くことができてしまう場合がある。

これに対して、上記本発明の構成である図５（ｂ）においては、押圧部１１を外周側から回転軸４に接近する方向３０に押圧すると、押圧部１１と接続された支柱部９は押圧された方向３１に傾斜する。一対の押圧部１１と挟持部１０とは、回転中心を挟んで配置されているため、支柱部９が押圧された方向３１に傾斜すると、当該支柱部９に接続された挟持部１０は、回転軸４から離れる方向３２に変位する。つまり、対向する２つの押圧部１１を例えば指先で摘まんで回転軸４方向に押圧することで、挟持部１０が回転軸から離れる方向に変位し、この変位によって回転軸４の挟持を解除して回転軸に取り付けられた羽根等を着脱することができる。言い換えると、２つの押圧部１１を押圧することで、各押圧部１１は回転軸４に接近する方向に変位し、挟持部１０は回転軸４から離脱する方向に変位するので、着脱装置１から回転軸４を抜くことができる。

一方、押圧部１１を押圧せずに、挟持部１０から台座部７に向かう回転軸４に平行な方向、つまり回転軸４が抜ける方向に力が加わると、挟持部１０は挟持部１０から台座部７に向かう回転軸４に平行な方向に力が加わる。言い換えると、挟持部１０は、回転軸４方向かつ台座部７方向に向かう方向（図６における方向１１０と同様）に力が加わり変位する。この時、支柱部９は、挟持部１０と一体化しているため当該挟持部１０の変位の影響を受ける。

具体的には、回転軸４の引き抜き時には、挟持部１０には、台座部７へと接近する方向に傾ける力３３と、回転軸４から離れる力３４とが働く。ここで、２つの支柱部９を含む基礎部直線２２が押圧部直線２３に垂直で、押圧部１１は挟持部１０の外周側にて両側面と平行に設けられている。従って、挟持部１０を台座部７へと接近する方向に傾ける力３３は、支柱部９においては、台座部７及び回転軸４へと接近させる方向３５に作用する。これにより、支柱部９と押圧部１１は、挟持を解除する方向とは垂直である方向３５に変位するため、狭持は解除されない。

また、挟持部１０が回転軸４から離れる方向に働く力３４は、支柱部９から延設された挟持部１０自体により吸収されるため、押圧部１１にまでは影響を与えない、あるいは与えたとしても従来構造と比べて微小となる。

従って、押圧部１１を押圧せずに着脱装置１に取り付けられている羽根車５が取り外される方向に力が加わったとき、すなわち羽根車５の重みや運転中の振動等で羽根車５が回転軸４から抜ける方向に力が加わっても、羽根車５が抜けることを抑制することが可能となる。

なお、前述の第一の歪曲抑制部１２を備えた構成としてもよい。具体的には、挟持部１０の延設方向の先端部として設けられた第一の歪曲抑制部１２は、支柱部９の回転中心への方向３５に変位する際に、回転軸４に当接することで、支柱部９の回転中心方向への変位を規制する。結果的に第一の歪曲抑制部１２は、挟持部１０の基礎部直線２２方向に平行かつ支柱部９の回転中心方向への歪曲を抑制する。

つまり、支柱部９に対して台座部７へと接近する力３３が掛かった際、同時に回転軸４に接近する方向３５に変位するため、第一の歪曲抑制部１２は回転軸４に接近する方向に変位する。この時、挟持部１０が第一の歪曲抑制部１２の先端部に当接するため、大きな力が加わり所定の変位量を超えたとき、第一の歪曲抑制部１２と回転軸４が接触することで、挟持部１０のそれ以上の変位が抑えられる。従って、羽根車５の重みや運転中の振動等で羽根車が抜ける方向に力が加わっても、羽根車５が抜けることをさらに抑制することができる。つまり、羽根車５が取り外される方向に力が加わった場合であっても支柱部９の変位が規制される。よって、結果的に挟持部１０の変形が抑制されて、押圧部１１への操作なく羽根車５が外れてしまう事を防止することが可能となる。

また、台座部７には、回転軸４、つまり貫通孔２１を取り巻くように、台座部７から挟持部１０方向に突出した、前記第二の歪曲抑制部１３を設けてもよい。第二の歪曲抑制部１３の台座部７から突出した先端部は、挟持部１０に近接する位置まで伸びている。これにより、第二の歪曲抑制部１３は、挟持部１０に力３３が掛かった際には、挟持部１０が第二の歪曲抑制部１３の先端部に当接するため、挟持部１０の台座部７方向への歪曲を抑制することができる。

つまり、羽根車５が取り外される方向に力が加わって挟持部１０の台座部７方向への変位が所定の変位量を超えた際、挟持部１０が第二の歪曲抑制部１３の先端部に当接するため、挟持部のそれ以上の変位が抑えられる。従って、羽根車５の重みや運転中の振動等で羽根車５が抜ける方向に力が加わっても、羽根車５が抜けることをさらに抑制することが可能となる。

本発明にかかる着脱装置１は、清掃等メンテナンスのために取り外しが必要となる回転物に利用可能であるため、ホコリが溜まりやすいコンピュータの冷却ファンなどにも利用可能である。

１，１０１ 着脱装置
２ 換気扇
３ モータ
４，１０３ 回転軸
５ 羽根車
６，６ａ，６ｂ 嵌合部
７ 台座部
８，１０７ 基礎部
９ 支柱部
１０ 挟持部
１１，１０２ 押圧部
１１ａ 延設基礎
１２ 第一の歪曲抑制部
１３ 第二の歪曲抑制部
２０ 仮想平面
２１ 貫通孔
２２，１０８ 基礎部直線
２３，１０６ 押圧部直線
１０４ 保持部

Claims (2)

1. モータの回転軸と羽根車とを着脱可能に保持する着脱装置であって、
   前記羽根車上で前記回転軸が貫通する回転中心の周囲を取り巻いて配置される台座部と、前記台座部上の前記回転中心を中心として対向する位置に設けられた２つの基礎部と、
   ２つの前記基礎部から前記回転軸が貫通する方向に延設された支柱部と、
   前記支柱部の前記台座部とは逆の端部を２つ含んで前記回転軸と直交して設けた仮想平面上にて前記回転軸を当該回転軸の対向する両側面から挟持する挟持部と、
   前記仮想平面上における前記挟持部の外周側にて前記両側面と平行に設けられ前記外周側から前記回転軸方向に押圧することで前記挟持部による前記回転軸の挟持を解除する２つの押圧部と、を備え、
   前記２つの基礎部を結ぶ基礎部直線は、前記２つの押圧部を結ぶ押圧部直線に対して垂直に設けられた着脱装置。
2. 請求項１に記載の着脱装置を備えた送風機。