JP2009264344A - インペラ、ファン装置及びインペラ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偶不釣り合いを悪化させることなく、容易にインペラのアンバランスを改善できるインペラ等を提供する。
【解決手段】このインペラ１では、おもり５を収容するおもり収容部６が、ロータ３のホルダ３２及びロータ外囲部４２１のいずれか一方又は両方によって構成され、おもり５の回転軸２方向における位置を規定するための止め部７が、おもり収容部６内に形成されている。そして、止め部７が、回転軸２方向において、回転軸２方向におけるインペラ１全体の重心位置と略等しい位置に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、インペラ、ファン装置及びインペラ製造方法に関する。

近年、ファンの高速回転化が進んでいる。また、それに合わせて、ファンが低速だけでなく高速においても安定して回転することが求められている。

一般に、ファンのインペラ等回転体が軸周りに回転すると、回転体を構成する各部材には遠心力が働く。回転軸に対して質量分布の偏りがない場合（質量分布が回転軸に対して対称で、釣り合っている場合）、回転軸に対して物体の構成要素に働く遠心力は互いに打ち消し合い、遠心力の和はゼロとなる。一方、回転軸に対して質量分布の偏りがある場合（質量分布が回転軸に対して非対称で、不釣り合い（アンバランス）の状態にある場合）、回転軸に対して物体の構成要素に働く遠心力の和はゼロとならない。この場合、回転体であるインペラが振動し、この振動がインペラが取り付けられている装置全体に伝わり、騒音、軸受の摩耗等の問題を発生させる。

インペラのアンバランスの原因としては、形状の非対称性、密度の不均一、及び回転中心のずれなどが挙げられる。アンバランスを修正するためには、アンバランスを打ち消すようにインペラの質量分布を調節する（質量を付加又は除去する）等の工程が必要となる。

また、アンバランスの多くはいわゆる動不釣り合いの状態にあるため、完全なアンバランスの修正には、回転軸方向に対して離れた少なくとも２面で回転体のアンバランスを修正する必要がある。しかし、そのためには、インペラ等の回転軸方向に対して異なる少なくとも２面においてアンバランス修正用のおもりを付与するためのおもり付与部等を設け必要があるとともに、２面以上についておもり付与等の作業を行う必要がある。このため、インペラ等の構成が複雑化する、及びアンバランスの修正に手間がかかる等の欠点がある。

そこで、実際に実用されるインペラ等では、簡単化のため、回転軸方向のいずれかの位置を通る単一の面でアンバランスを修正する構成が採用される場合がある（例えば、特許文献１、２）。
特開平１１−２２３１９５号公報 特開２０００−３５２３９７号公報

しかし、動不釣り合いには、静不釣り合いと偶不釣り合いとが含まれるため、上記の単一の面でのアンバランスの修正では、その面に関するインペラの静不釣り合いについては改善できるが、偶不釣り合いについては改善できず、悪化させてしまう場合がある。例えば、修正を行う面がインペラの回転軸方向に関する重心位置から回転方向上側又は下側にずれている場合、おもりの付与等により修正が行われた面に関しては静不釣り合いが改善されても、偶不釣り合いが悪化する場合がある。

そこで、本発明の解決すべき課題は、偶不釣り合いを悪化させることなく、容易にインペラのアンバランスを改善できるインペラ、ファン装置及びインペラ製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、所定の回転軸と、前記回転軸を中心として回転するロータと、前記ロータとともに前記回転軸を中心として回転することにより空気流を発生させる複数の動翼と、前記動翼が回転するように前記ロータ及び前記動翼を支持する支持体とを備えるインペラであって、おもりを収容する少なくとも１つのおもり収容部が、前記ロータ及び前記支持体のいずれか一方又は両方によって構成され、前記おもりの前記回転軸方向における位置を規定するための止め部が、前記おもり収容部内に形成されており、前記止め部が、前記回転軸方向において、前記回転軸方向における前記インペラの重心位置と略等しい位置に設けられている。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係るインペラにおいて、前記支持体は、前記動翼に対して前記径方向内方側に位置し、前記ロータを前記径方向外方から外囲するロータ外囲部を備え、前記おもり収容部は、前記ロータの前記径方向外方を向いた外周面と前記ロータ外囲部との間に設けられる。

また、請求項３の発明では、請求項２の発明に係るインペラにおいて、前記止め部は、前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面から前記径方向内方に張り出した張り出し部の前記回転軸方向上側又は下側の端部によって形成される。

また、請求項４の発明では、請求項２の発明に係るインペラにおいて、前記止め部は、前記ロータの前記外周面及び前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面から間隔をあけて、略前記回転軸方向上側又は下側に向けて立設された凸部である。

また、請求項５の発明では、請求項２の発明に係るインペラにおいて、前記止め部は、前記ロータの前記外周面から前記径方向外方に張り出した張り出し部の前記回転軸方向上側又は下側の端部によって形成される。

また、請求項６の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明に係るインペラにおいて、前記おもり収容部は、前記回転軸を中心とした周方向の全周に渡って連続して設けられている。

また、請求項７の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明に係るインペラにおいて、前記おもり収容部は、前記回転軸を中心とした周方向に間隔をあけて複数箇所に設けられている。

また、請求項８の発明では、請求項７の発明に係るインペラにおいて、前記複数箇所に設けられた前記おもり収容部は、前記回転軸に関して軸対称に配置されている。

また、請求項９の発明では、請求項２の発明に係るインペラにおいて、前記ロータの前記外周面と前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面との前記径方向に沿った間隔が、前記ロータの前記回転軸方向の一端側から他端側にいくにしたがって徐々に大きくなり、前記おもり収容部の開口部が前記回転軸方向の前記他端側に設けられる。

また、請求項１０の発明では、請求項２の発明に係るインペラにおいて、前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面に、略前記回転軸方向に沿って延びる複数のリブが前記回転軸を中心とした周方向に間隔をあけて立設され、前記おもり収容部が、前記リブ間に形成される複数の隙間部のうちの少なくとも１つに形成される。

また、請求項１１の発明では、請求項１ないし請求項１０のいずれかの発明に係るインペラにおいて、前記おもりは、粘土状物質である。

また、請求項１２の発明では、請求項１ないし請求項１０のいずれかの発明に係るインペラにおいて、前記止め部は、突起状の形状を有し、前記おもりは、前記止め部を挟み込むようにして前記止め部に固定される挟込み部材である。

また、請求項１３の発明では、ファン装置において、請求項１ないし請求項１２のいずれかの発明に係るインペラと、電機子と、前記電機子を支持する支持部と、前記インペラを外囲する外枠部とを有するハウジングとを備えた。

また、請求項１４の発明では、請求項１ないし請求項１２のいずれかの発明に係るインペラを製造するインペラ製造方法であって、(a)前記インペラを組み立てる工程と、(b)組み立てられた前記インペラのアンバランスを測定する工程と、(c)前記工程(b)の測定値に基づいて、前記おもり収容部に前記おもりを付与する工程とを備える。

また、請求項１５の発明では、請求項１ないし請求項１２のいずれかの発明に係るインペラを製造するインペラ製造方法であって、(d)前記インペラを組み立てる工程と、(e)前記工程(d)と同時に、あるいは前記工程(d)の後で行われ、前記おもり収容部におもりを付与する工程と、(f)前記おもり収容部に前記おもりが付与された前記インペラのアンバランスを測定する工程と、(g)前記工程(f)の測定値に基づいて、前記おもり収容部に付与された前記おもりを除去する工程とを備える。

請求項１ないし請求項１２に記載の発明によれば、おもりを収容する少なくとも１つのおもり収容部が、ロータ及び支持体のいずれか一方又は両方によって構成され、おもりの回転軸方向における位置を規定するための止め部が、おもり収容部内に形成されている。そして、止め部が、回転軸方向において、回転軸方向におけるインペラの重心位置と略等しい位置に設けられている。それ故、おもり収容部に対しておもりを付与又は除去してインペラのアンバランスを修正することにより、偶不釣り合いを悪化させることなく、容易にインペラのアンバランスを改善できる。

請求項２に記載の発明によれば、支持体に、動翼に対して径方向内方側に位置し、ロータを少なくとも径方向外方から外囲するロータ外囲部が設けられ、おもり収容部が、ロータの径方向外方を向いた外周面とロータ外囲部との間に設けられる。それ故、インペラが回転されたときにおもり収容部に付与されたおもりが飛散する等の不都合を防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、止め部は、ロータ外囲部の径方向内方を向いた内周面から径方向内方に張り出した張り出し部の回転軸方向上側又は下側の端部によって形成されるため、その張り出し部の回転軸方向上側又は下側の端部を利用しておもりをインペラの回転軸方向に関する略重心位置に容易に付与できる。例えば、その張り出し部の回転軸方向上側又は下側の端部を利用することにより、粘土状物質等かならるおもりを付与するのに便利である。

請求項４に記載の発明によれば、止め部が、ロータの外周面及びロータ外囲部の径方向内方を向いた内周面から間隔をあけて、回転軸方向上側又は下側に向けて立設された凸部であるため、その凸部を利用しておもりをインペラの回転軸方向に関する略重心位置に容易に付与できる。例えば、凸部を利用することにより、クリップ等の挟込み部材からなるおもりを付与及び除去するのに便利である。

請求項５に記載の発明によれば、止め部が、ロータの外周面から径方向外方に張り出した張り出し部の回転軸方向上側又は下側の端部によって形成されるため、その張り出し部の張り出し部の回転軸方向上側又は下側の端部を利用しておもりをインペラの回転軸方向に関する略重心位置に容易に付与できる。例えば、その張り出し部の張り出し部の回転軸方向上側又は下側の端部を利用することにより、粘土状物質等かならるおもりを付与するのに便利である。

請求項６に記載の発明によれば、おもり収容部が、回転軸を中心とした周方向の全周に渡って連続して設けられているため、おもりを周方向の任意の位置に付与することができ、インペラのアンバランスを高精度で修正できる。

請求項７に記載の発明によれば、おもり収容部が、回転軸を中心とした周方向に間隔をあけて複数箇所に設けられているため、インペラのアンバランスの状況に応じて、おもりを付与（又は除去）するおもり収容部を複数箇所のおもり収容部のうちから選択でき、インペラのアンバランスを的確に修正できる。

請求項８に記載の発明によれば、複数箇所に設けられたおもり収容部が、回転軸に関して軸対称に配置されているため、インペラのアンバランスの状況に応じて、おもり収容部に対しておもりを付与（又は除去）することにより、インペラのアンバランスを的確に修正できる。

請求項９に記載の発明によれば、ロータの外周面とロータ外囲部の径方向内方を向いた内周面との径方向に沿った間隔が、ロータの回転軸方向の一端側から他端側にいくにしたがって徐々に大きくなり、おもり収容部の開口部が回転軸方向の他端側に設けられる。それ故、おもり収容部の開口部を大きくすることができ、おもり収容部に対するおもりの付与又は除去を容易に行うことができる。

請求項１０に記載の発明によれば、ロータ外主部の内周面に略回転軸方向に沿って延びる複数のリブが回転軸を中心とした周方向に間隔をあけて立設されるため、リブを略回転軸方向に沿ってロータの外周面に密着させてロータと支持体とを確実に固定をしながら、リブ間に形成される隙間部を利用しておもり収容部を形成できる。

請求項１１に記載の発明によれば、おもりが粘土状物質であるため、おもりの付与及び付与するおもりの質量の調節等が簡単であり、インペラのアンバランスを容易に修正できる。

請求項１２に記載の発明によれば、おもり収容部内に設けられた止め部が突起状の形状を有し、おもりが、止め部を挟み込むようにして止め部に固定される挟込み部材であるため、おもりの付与及び除去が簡単であり、インペラのアンバランスを容易に修正できる。

請求項１３に記載の発明によれば、偶不釣り合いを悪化させることなく、容易にインペラのアンバランスを改善できるファン装置を提供できる。

請求項１４に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のインペラを組み立て、そのインペラのアンバランスを測定し、その測定結果に基づいて、インペラのおもり収容部におもりを付与する。このため、インペラのアンバランスを容易に修正できる。

請求項１５に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のインペラを組み立て、その組立工程と同時に、あるいは組立工程の後で、インペラのおもり収容部におもりを付与した後、そのインペラのアンバランスを測定し、その測定結果に基づいて、おもり収容部に付与されたおもりを除去する。このため、インペラのアンバランスを容易に修正できる。

図１は本発明の第１実施形態に係るインペラ１の一部の構成を示す断面図であり、図２はそのインペラ１を回転軸２方向下側から見た図である。なお、図１及び後述する図５、図６、図８、図１５及び図１６中における符号２ａは、回転軸２の軸中心線を示しており、符号８は回転軸２方向におけるインペラ１，１０全体の重心位置を通り、軸中心線２ａと垂直に交わる仮想面を示している。

本実施形態に係るインペラ１は、図１及び図２に示すように、回転軸２、ロータ３、及びインペラ本体４を備えて構成され、軸流ファン装置に用いられる。軸流ファン装置には、本実施形態に係るインペラ１、図示しない電機子、及び、図示しないハウジング等が備えられる。ハウジングには、前記電機子を支持する支持部と、インペラ１を外囲する外枠部とが設けられる。

インペラ本体４は、複数の動翼４１及び支持体４２を備えている。インペラ本体４は、例えば射出成形又はダイキャスト等により樹脂又は金属により連続した単一の部材として成形されている。

動翼４１は、ロータ３とともに回転軸２を中心として回転することにより回転軸２方向の一方側から吸気し、回転軸２方向の他方側に向けて排気する。支持体４２は、動翼４１が回転軸２の周りに回転するようにロータ３及び動翼４１を支持する。

支持体４２は、ロータ外囲部４２１及びプレート部４２２を有している。ロータ外囲部４２１は、動翼４１に対してインペラ１の径方向内方側に位置し、ロータ３を径方向外方から外囲する支持体４２の部分であり、略円筒形の形状を有する。プレート部４２２は、ロータ外囲部４２１の回転軸２方向の一方側の開口部を塞ぐようにして設けられた支持体４２の部分であり、図１の構成ではロータ外囲部４２１の回転軸２方向上側（図１の上側）の開口部を塞ぐようにして設けられている。なお、変形例としてプレート部４２２を省略し、ロータ外囲部４２１が回転軸２方向の上下両側に開口させてもよい。

ロータ３は、ロータマグネット３１と、ロータマグネット３１を保持するホルダ３２を備えている。ホルダ３２は、略円筒形の胴部３２１と、その胴部３２１の回転軸２方向上側端部を塞ぐように設けられるプレート部３２２とを備え、金属等により形成されている。胴部３２１の径方向内側の内周面にロータマグネット３１が固定される。プレート部３２２の中心には、回転軸２が圧入されて固定される軸固定部３２２ａが設けられる。そして、ロータマグネット３１と、そのロータマグネット３１の径方向内方に設置された図示しない電機子との間で発生されるトルクにより、ロータ３及びインペラ本体４が一緒に回転軸２の周りに回転される。

また、本実施形態に係るインペラ１では、アンバランス修正用のおもり５を収容する少なくとも１つのおもり収容部６が、ロータ３のホルダ３２及びロータ外囲部４２１のいずれか一方又は両方によって構成される。さらに、おもり５の回転軸２方向における位置を規定するための止め部７が、おもり収容部６内に形成されている。この止め部７は、回転軸２方向において、回転軸２方向におけるインペラ１全体の重心位置と略等しい位置に設けられている。例えば、回転軸２方向におけるインペラ１の重心位置を通る前記仮想面８が、止め部７に付与されたおもり５の重心を通るように、止め部７の位置（より詳細には、止め部７の回転軸２方向下側を向いた面の位置）が設定される。本実施形態では、止め部７のおもり５の回転軸２方向の位置を規定する回転軸２方向下側を向いた面は、回転軸２と垂直な面と略平行に設けられている。

より詳細には、おもり収容部６は、ホルダ３２の径方向外方を向いた外周面３２ａとロータ外囲部４２１の径方向内方を向いた内周面４２１ａとの間に設けられる。止め部７は、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａから径方向内方に張り出した張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側の端部によって形成される。本実施形態では、おもり収容部６及び張り出し部４２１ｂは、回転軸２を中心とした周方向の全周に渡って連続して設けられている。そして、張り出し部４２１ｂの径方向内側にホルダ３２が圧入されることにより、ホルダ３２とインペラ本体４とが固定される。なお、変形例として、止め部７を形成する張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側端部を、おもり５の付与が容易なように部分的に回転軸２方向下側に窪ませてもよい。

なお、本実施形態では、おもり収容部６を主にロータ外囲部４２１の内周面４２１ａを径方向外方に部分的に窪ませることにより設けているが、ホルダ３２の外周面３２ａを部分的に径方向内方に窪ませることによって、おもり収容部６を形成してもよい。あるいは、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａ及びホルダ３２の外周面３２ａの対向する部分を、径方向外方及び内方にそれぞれ部分的に窪ませることによって、おもり収容部６を形成してもよい。

また、本実施形態では、ホルダ３２の外周面３２ａが回転軸２方向と略平行に延設されているとともに、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける張り出し部４２１ｂの部分、及び、止め部７よりも回転軸２方向下側に位置する部分が、回転軸２方向と略平行に延設されている。このため、ホルダ３２の外周面３２ａと、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける止め部７よりも回転軸２方向下側に位置する部分との隙間の径方向に沿った間隔は、回転軸２方向に対して略一定となっている。

おもり５は、付与対象部位に付与された際に、付与対象部位に接着することともに時間の経過によって固化する接着剤性の粘土状物質等が用いられる。おもり５の他の具体例については、後述する。

図３は、図１のインペラ１の製造工程を示す工程図である。図３に示すように、まず工程Ｓ１にて、インペラ１が組み立てられる。続いて、工程Ｓ２にて、組み立てられたインペラ１のアンバランスが、図示しない所定の計測機器を用いて測定され、アンバランスが所定の許容範囲を超えているか否かが判定される。アンバランスが許容範囲を超えている場合には、続く工程Ｓ３にて、工程Ｓ２の測定値に基づいて、周方向におけるおもり収容部６の止め部７上におけるいずれかの位置におもり５が付与され、インペラ１のアンバランスが修正される。工程Ｓ２の測定の結果、アンバランスが許容範囲内にある場合には、アンバランスの修正は行われない。

工程Ｓ３でアンバランスが修正された後は、工程Ｓ２に戻り、インペラ１のアンバランスが再度測定され、インペラ１のアンバランスが許容範囲内に修正されたか否かが確認される。そして、許容範囲内に修正されていない場合には、工程Ｓ３の修正が再度行わた後、工程Ｓ２に再度戻る。このようにして、アンバランスが許容範囲内に修正されるまで、工程Ｓ２，Ｓ３の作業が繰り返される。

なお、図３に示す製造工程の変形例として図４に示す構成が採用できる。この図４に示す製造工程では、まず工程Ｓ１１にて、インペラ１が組み立てられる。この工程Ｓ１１と同時に行われる、あるいは工程Ｓ１１の後で行われる工程Ｓ１２にて、インペラ１のおもり収容部６に予めおもり５が付与される。例えば、複数のおもり５が回転軸２を中心として周方向に等間隔におもり収容部６内の止め部７上に付与される。

続く工程Ｓ１３にて、おもり５が付与されたインペラ１のアンバランスが、図示しない所定の計測機器を用いて測定され、アンバランスが所定の許容範囲を超えているか否かが判定される。アンバランスが許容範囲を超えている場合には、続く工程Ｓ１４にて、工程Ｓ１３の測定値に基づいて、おもり収容部６に付与された複数のおもり５のうちのいずれかのおもり５が除去され、インペラ１のアンバランスが修正される。工程Ｓ１３の測定の結果、アンバランスが許容範囲内にある場合には、アンバランスの修正は行われない。

工程Ｓ１４でアンバランスが修正された後は、工程Ｓ１３に戻り、インペラ１のアンバランスが再度測定され、インペラ１のアンバランスが許容範囲内に修正されたか否かが確認される。そして、許容範囲内に修正されていない場合には、工程Ｓ１４の修正が再度行わた後、工程Ｓ１３に再度戻る。このようにして、アンバランスが許容範囲内に修正されるまで、工程Ｓ１３，Ｓ１４の作業が繰り返される。

以上のように、本実施形態によれば、おもり５を収容するおもり収容部６がロータ３のホルダ３２及びロータ外囲部４２１のいずれか一方又は両方によって構成され、おもり５の回転軸２方向における位置を規定するための止め部７が、おもり収容部６内に形成されている。そして、止め部７が、回転軸２方向において、回転軸２方向におけるインペラ１全体の重心位置と略等しい位置に設けられている。それ故、おもり収容部６に対しておもり５を付与又は除去してインペラ１のアンバランスを修正することにより、偶不釣り合いを悪化させることなく、容易にインペラ１のアンバランスを改善できるインペラ１及び軸流ファン装置を提供できる。

また、おもり収容部６が、ロータ３のホルダ３２の外周面３２ａとロータ外囲部４２１の内周面４２１ａとの間に設けられる。それ故、インペラ１が回転されたときにおもり収容部６に付与されたおもりが飛散する等の不都合を防止できる。

また、止め部７は、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａから径方向内方に張り出した張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側の端部によって形成されるため、その張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側の端部を利用しておもり５をインペラ１の回転軸２方向に関する略重心位置に容易に付与できる。例えば、その張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側の端部を利用することにより、粘土状物質等かならるおもり５を付与するのに便利である。

また、おもり収容部６及び止め部７が、回転軸２を中心とした周方向の全周に渡って連続して設けられているため、おもり５を周方向の任意の位置に付与することができ、インペラ１のアンバランスを高精度で修正できる。

また、おもり５として粘土状物質を用いた場合には、おもり５の付与及び付与するおもりの質量の調節等が簡単であり、インペラ１のアンバランスを容易に修正できる。

次に、上述の第１実施形態に係るインペラ１の変形例について記載する。

図５は、図１のインペラ１の第１の変形例を示す断面図である。この図５に示す変形例では、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける止め部７よりも回転軸２方向下側に位置する部分が、回転軸２方向下側にいくにしたがって径方向外方に変位するように、回転軸２方向に対して径方向外方側に傾斜している。このため、ホルダ３２の外周面３２ａと、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける止め部７よりも回転軸２方向下側に位置する部分との隙間の径方向に沿った間隔は、おもり収容部６の開口部が設けられる回転軸２方向下側にいくに従って徐々に大きくなっている。このため、おもり収容部６の開口部を大きくすることができ、おもり収容部６に対するおもり５の付与又は除去を容易に行うことができる。

図６は、図１のインペラ１の第２の変形例を示す断面図である。この図６に示す変形例では、止め部７のおもり５の回転軸２方向の位置を規定する回転軸２方向下側を向いた面が、径方向外方側に向けて傾斜している。さらなる変形例として、止め部７の回転軸２方向下側を向いた面が、径方向内方側に向けて傾斜してもよい。

図７は、図１のインペラ１の第３の変形例に係るインペラ１のロータ外囲部４２１の構成を示し、回転軸２方向斜め下側から見た斜視図である。なお、この図７、後述する図９、図１０及び図１３は、インペラ本体４のロータ外囲部４２１のみを図示したものであり、インペラ本体４のロータ外囲部４２１以外の部分は省略されている。

この図７に示す変形例では、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａに、略回転軸２方向に沿って延びる複数のリブ４２３が回転軸２を中心とした周方向に間隔をあけて立設されている。おもり収容部６は、各リブ４２３間に形成される複数の隙間部４２４のうちの少なくとも１つに形成される。図７に示す例では、おもり収容部６は、各リブ４２３間に形成される各隙間部４２４のすべてに形成される。

このような構成により、この変形例では、おもり収容部６は、回転軸２を中心とした周方向に間隔をあけて複数箇所に設けられることとなる。しかも、おもり収容部６は、回転軸２に関して軸対称に配置されている。

各リブ４２３の径方向内方側の先端に内接する仮想円の直径は、ホルダ３２の外周面３２ａの直径よりも僅かに小さく設定されている。そして、ホルダ３２が各リブ４２３の内周側に圧入され、各リブ４２３の径方向内方側の先端部がホルダ３２の外周面３２ａに押圧されることにより、ホルダ３２とインペラ本体４とが固定される。このとき、各リブ４２３の径方向内方側の先端部が回転軸２方向に沿ってホルダ３２の外周面３２ａに密着する。

これによって、リブ４２３を略回転軸２方向に沿ってホルダ３２の外周面３２ａに密着させてホルダ３２とインペラ本体４とを確実に固定をしながら、リブ４２３間に形成される隙間部４２４を利用しておもり収容部６を形成できる。

また、おもり収容部６が、回転軸２を中心とした周方向に間隔をあけて複数箇所に設けられているため、インペラ１のアンバランスの状況に応じて、おもりを付与（又は除去）するおもり収容部６を複数箇所のおもり収容部６のうちから選択でき、インペラ１のアンバランスを的確に修正できる。

また、おもり収容部６が、回転軸２に関して軸対称に配置されているため、インペラ１のアンバランスの状況に応じて、おもり収容部６に対しておもりを付与（又は除去）することにより、インペラ１のアンバランスを的確に修正できる。

図８は図１のインペラ１の第４の変形例を示す断面図であり、図９は図８の変形例に係るインペラ１のロータ外囲部４２１の構成を示し、回転軸２方向斜め下側から見た斜視図である。この図８及び図９に示す変形例では、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａに上述の図７の変形例と同様なリブ４２３が設けられるとともに、止め部７が張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側端面から回転軸２方向下側に向けて立設された凸部４２５によって形成されている。各おもり収容部６内にて、止め部７を形成する凸部４２５は、ホルダ３２の外周面３２ａと、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側端面よりも回転軸２方向下側に位置する部分とから間隔をあけて、回転軸２を中心とした周方向に沿って立設されている。

この変形例では、おもり５として、突起状の止め部７を径方向外方側及び内方側から挟み込むようして止め部７に固定される挟込み部材（例えば、クリップ）が用いられる。挟込み部材の材料には、金属、樹脂等が用いられる。

また、止め部７が上述のような突起状の形状を有しているため、止め部７に対して挟込み部材等からなるおもり５を容易に付与及び除去でき、インペラ１のアンバランスを容易に修正できる。

なお、前述した及び後述するインペラ１の各構成において、おもり５の他の具体例として、粘着式のシール、あるいは、隙間等に圧入して固定される圧入固定式のおもり等を採用してもよい。

図１０は図１のインペラ１の第５の変形例に係るインペラ１のロータ外囲部４２１の構成を示し、回転軸２方向斜め下側から見た斜視図であり、図１１は図１０の変形例に係るインペラ１を回転軸２方向下側から見た図であり、図１２は図１０の変形例に係るインペラ１のリブ４２３の回転軸２方向上端部を径方向内方から見た図である。

この図１０ないし図１２に示す変形例では、止め部７を形成する張り出し部４２１ｂとしてリブ４２３が用いられている。すなわち、リブ４２３がロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける回転軸２方向の中程から回転軸２方向下側（図１０ないし図１２上では上側）の区間に設けられ、リブ４２３の回転軸２方向下側端部によって止め部７が形成されている。なお、図１０に示す構成では張り出し部４２１ｂは設けられていない。

また、この図１０ないし図１２に示す変形例では、おもり５としてクリップ等の挟込み部材が用いられ、止め部７を形成するリブ４２３の回転軸２方向下側端部を周方向の両側から挟み込むようにしてリブ４２３の回転軸２方向下側端部（止め部７）に装着される。

この図１０ないし図１２に示す構成においても、止め部７を形成するリブ４２３の回転軸２方向下側端部に対して挟込み部材等からなるおもり５を容易に付与及び除去でき、インペラ１のアンバランスを容易に修正できる。

図１３は、図１のインペラ１の第６の変形例に係るインペラ１のロータ外囲部４２１の構成を示し、回転軸２方向斜め下側から見た斜視図である。上述の図８及び図９に示す構成では、凸部４２５を各リブ４２３間の周方向の間隔の全区間において周方向に連続的に設けたが、図１３に示す構成ように、各リブ４２３間において複数の凸部４２５を周方向に互いに間隔をあけて設けてもよい。この場合、凸部４２５によって形成される止め部７ａにおもり５を付与するときは、おもり５に挟込み部材等を用いることができる。また、凸部４２５が設けられない張り出し部４２１ｂの回転軸２方向下側端面によって形成される止め部７ｂにおもり５を付与するときは、粘土状物質等のおもりを付与することができる。これによって、種々の種類のおもり５に対応できる。また、止め部７ａ，７ｂを使い分けることにより、凸部４２５の略回転軸２方向の高さ分だけおもり５の回転軸２方向の位置を調節でき、インペラ１のアンバランスの修正をより的確に行うことができる。

図１４は、本発明の第２実施形態に係るインペラ１０が適用された遠心ファン装置１００の一部の構成を示す断面図である。

この遠心ファン装置１００は、図１４に示すように、インペラ１０と、インペラ１０を回転させるためのモータ部を構成する電機子５１と、ハウジング５２等を備えて構成される。なお、インペラ１０の構成要素のうち、上述の第１実施形態に係るインペラ１の構成要素と対応する部分には同一の参照符号を用いる。

インペラ１０は、回転軸２、ロータ３、及びインペラ本体４を備えて構成される。インペラ本体４は、複数の動翼４１及び支持体４２を備えている。インペラ本体４は、例えば射出成形又はダイキャスト等により樹脂又は金属により連続した単一の部材として成形されている。

動翼４１は、ロータ３とともに回転軸２を中心として回転することにより回転軸２方向から吸気し、径方向外方に向けて排気する。支持体４２は、動翼４１が回転軸２の周りに回転するようにロータ３及び動翼４１を支持する。

支持体４２は、ロータ外囲部４２１を有している。ロータ外囲部４２１は、動翼４１に対してインペラ１の径方向内方側に位置し、ロータ３と固定される。本実施形態では、ロータ外囲部４２１は、略円形のリング状又は略円筒状の形状を有し、ロータ３に外嵌されてロータ３と固定される。

ロータ３は、ロータマグネット３１と、ロータマグネット３１を保持するホルダ３２を備えている。ホルダ３２は、略円筒形の胴部３２１と、その胴部３２１の回転軸２方向上側端部を塞ぐように設けられるプレート部３２２とを備え、金属等により形成されている。胴部３２１の径方向内側の内周面にロータマグネット３１が固定される。プレート部３２２の中心には、回転軸２が圧入されて固定される軸固定部３２２ａが設けられる。そして、ロータマグネット３１と、そのロータマグネット３１の径方向内方に設置された電機子５１との間で発生されるトルクにより、ロータ３及びインペラ本体４が一緒に回転軸２の周りに回転される。ロータ３及び電機子５１によってモータ部が構成される。

ハウジング５２は、電機子５１を支持するとともに、回転軸２を軸受部５３，５４等を介して回転可能な状態で支持する。また、ハウジング５２はインペラ１０によって発生される空気流の流路も形成する。

また、本実施形態に係るインペラ１では、アンバランス修正用のおもり５を収容する少なくとも１つのおもり収容部６が、ロータ３のホルダ３２及びロータ外囲部４２１のいずれか一方又は両方によって構成される。さらに、おもり５の回転軸２方向における位置を規定するための止め部７が、おもり収容部６内に形成されている。この止め部７は、回転軸２方向において、回転軸２方向におけるインペラ１全体の重心位置と略等しい位置に設けられている。例えば、回転軸２方向におけるインペラ１の重心位置を通る前記仮想面８が、止め部７に付与されたおもり５の重心を通るように、止め部７の位置（より詳細には、止め部７の回転軸２方向下側を向いた面の位置）が設定される。

より詳細には、おもり収容部６は、ホルダ３２の径方向外方を向いた外周面３２ａとロータ外囲部４２１の径方向内方を向いた内周面４２１ａとの間に設けられる。止め部７は、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａから径方向内方に張り出した張り出し部４２１ｂの回転軸２方向上側の端部によって形成される。本実施形態では、おもり収容部６及び張り出し部４２１ｂは、回転軸２を中心とした周方向の全周に渡って連続して設けられている。そして、張り出し部４２１ｂの径方向内側にホルダ３２が圧入されることにより、ホルダ３２とインペラ本体４とが固定される。

なお、本実施形態では、おもり収容部６を主にロータ３のホルダ３２の外周面３２ａを径方向内方に部分的に窪ませることにより設けているが、後述する図１５のように、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａを部分的に径方向外方に窪ませることによって、おもり収容部６を形成してもよい。あるいは、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａ及びホルダ３２の外周面３２ａの対向する部分を、径方向外方及び内方にそれぞれ部分的に窪ませることによって、おもり収容部６を形成してもよい。

また、本実施形態では、ホルダ３２の外周面３２ａが回転軸２方向と略平行に延設されているとともに、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける張り出し部４２１ｂの部分、及び、止め部７よりも回転軸２方向上側に位置する部分が、回転軸２方向と略平行に延設されている。このため、ホルダ３２の外周面３２ａと、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａにおける止め部７よりも回転軸２方向上側に位置する部分との隙間の径方向に沿った間隔は、回転軸２方向に対して略一定となっている。

おもり５は、付与対象部位に付与された際に付与対象部位に接着することともに時間の経過によって固化する接着剤性の粘土状物質等が用いられる。

上記のような構成により、本実施形態においても、上述の第１実施形態とほぼ同様な効果が得られる。

図１５は、図１４の遠心ファン装置１００の変形例を示す断面図である。この図１５に示す変形例では、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａは回転軸２方向とほぼ平行に延設され、ホルダ３２の胴部３２１の外周面３２ａに径方向外方に張り出す張り出し部３２３が形成されている。そして、この張り出し部３２３の回転軸２方向上側端部によって止め部７が形成されている。

なお、この図１５に示す構成の他の変形例として、ホルダ３２の外周面３２ａに張り出し部３２３を設けるとともに、その張り出し部３２３に対向するロータ外囲部４２１の内周面４２１ａの部分に径方向内方に張り出す張り出し部４２１ｂを設けてもよい。この場合、止め部７は、両張り出し部３２３，４２１ｂの回転軸２方向上側端部によって形成される。

図１６は、図１４の遠心ファン１００の他の変形例を示す断面図である。この図１６に示す変形例では、インペラ本体４の支持体４２においてプレート部４２２が設けられておらず、ロータ外囲部４２１が回転軸２方向両側に開口している。また、この図１６に示す変形例では、ホルダ３２の胴部３２１とプレート部３２２とが結合される部分の外周部に面取り部（例えば、アール部）３２３が設けられている。そして、その面取り部３２３と、ロータ外囲部４２１の内周面４２１ａとの隙間によっておもり収容部６が形成されている。止め部７は、例えば、おもり収容部６を形成する前記隙間内の底部等によって形成される。

なお、上述の第１及び第２実施形態に係る構成のさらに他の変形例として、第２実施形態に係る構成及びその変形例に係る構成を第１実施形態に係る構成に適用してもよく、あるいは、第１実施形態に係る構成及びその変形例に係る構成を第２実施形態に係る構成に適用してもよい。

本発明の第１実施形態に係るインペラの一部の構成を示す断面図である。 図１のインペラを回転軸方向下側から見た図である。 図１のインペラの製造工程を示す工程図である。 図３の製造工程の変形例を示す図である。 図１のインペラの第１の変形例を示す断面図である。 図１のインペラの第２の変形例を示す断面図である。 図１のインペラの第３の変形例に係るインペラのロータ外囲部の構成を示し、回転軸方向斜め下側から見た斜視図である。 図１のインペラの第４の変形例を示す断面図である。 図８の変形例に係るインペラのロータ外囲部の構成を示し、回転軸方向斜め下側から見た斜視図である。 図１のインペラの第５の変形例に係るインペラのロータ外囲部の構成を示し、回転軸方向斜め下側から見た斜視図である。 図１０の変形例に係るインペラを回転軸方向下側から見た図である。 図１０の変形例に係るインペラのリブの回転軸方向上端部を径方向内方から見た図である。 図１のインペラの第６の変形例に係るインペラのロータ外囲部の構成を示し、回転軸方向斜め下側から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るインペラが適用された遠心ファン装置の一部の構成を示す断面図である。 図１４の遠心ファン装置の変形例を示す断面図である。 図１４の遠心ファン装置の他の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ インペラ、２ 回転軸、３ ロータ、４ インペラ本体、５ おもり、６ おもり収容部、７，７ａ，７ｂ 止め部、１０ インペラ、３１ ロータマグネット、３２ ホルダ、 ３２ ロータ、３２ａ 外周面、４１ 動翼、４２ 支持体、５１ 電機子、５２ ハウジング、５３，５４ 軸受部、３２１ 胴部、３２２ プレート部、３２３ 張り出し部、４２１ ロータ外囲部、４２１ａ 内周面、４２１ｂ 張り出し部、４２２ プレート部、４２３ リブ、４２４ 隙間部、４２５ 凸部。

Claims (15)

1. 所定の回転軸と、
   前記回転軸を中心として回転するロータと、
   前記ロータとともに前記回転軸を中心として回転することにより空気流を発生させる複数の動翼と、
   前記動翼が回転するように前記ロータ及び前記動翼を支持する支持体と、
   を備えるインペラであって、
   おもりを収容する少なくとも１つのおもり収容部が、前記ロータ及び前記支持体のいずれか一方又は両方によって構成され、
   前記おもりの前記回転軸方向における位置を規定するための止め部が、前記おもり収容部内に形成されており、
   前記止め部が、前記回転軸方向において、前記回転軸方向における前記インペラの重心位置と略等しい位置に設けられていることを特徴とするインペラ。
2. 請求項１に記載のインペラにおいて、
   前記支持体は、
   前記動翼に対して前記径方向内方側に位置し、前記ロータを前記径方向外方から外囲するロータ外囲部を備え、
   前記おもり収容部は、前記ロータの前記径方向外方を向いた外周面と前記ロータ外囲部との間に設けられることを特徴とするインペラ。
3. 請求項２に記載のインペラにおいて、
   前記止め部は、前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面から前記径方向内方に張り出した張り出し部の前記回転軸方向上側又は下側の端部によって形成されることを特徴とするインペラ。
4. 請求項２に記載のインペラにおいて、
   前記止め部は、前記ロータの前記外周面及び前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面から間隔をあけて、略前記回転軸方向上側又は下側に向けて立設された凸部であることを特徴とするインペラ。
5. 請求項２に記載のインペラにおいて、
   前記止め部は、前記ロータの前記外周面から前記径方向外方に張り出した張り出し部の前記回転軸方向上側又は下側の端部によって形成されることを特徴とするインペラ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインペラにおいて、
   前記おもり収容部は、前記回転軸を中心とした周方向の全周に渡って連続して設けられていることを特徴とするインペラ。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインペラにおいて、
   前記おもり収容部は、前記回転軸を中心とした周方向に間隔をあけて複数箇所に設けられていることを特徴とするインペラ。
8. 請求項７に記載のインペラにおいて、
   前記複数箇所に設けられた前記おもり収容部は、前記回転軸に関して軸対称に配置されていることを特徴とするインペラ。
9. 請求項２に記載のインペラにおいて、
   前記ロータの前記外周面と前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面との前記径方向に沿った間隔が、前記ロータの前記回転軸方向の一端側から他端側にいくにしたがって徐々に大きくなり、前記おもり収容部の開口部が前記回転軸方向の前記他端側に設けられることを特徴とするインペラ。
10. 請求項２に記載のインペラにおいて、
    前記ロータ外囲部の前記径方向内方を向いた内周面に、略前記回転軸方向に沿って延びる複数のリブが前記回転軸を中心とした周方向に間隔をあけて立設され、
    前記おもり収容部が、前記リブ間に形成される複数の隙間部のうちの少なくとも１つに形成されることを特徴とするインペラ。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のインペラにおいて、
    前記おもりは、粘土状物質であることを特徴とするインペラ。
12. 請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のインペラにおいて、
    前記止め部は、突起状の形状を有し、
    前記おもりは、前記止め部を挟み込むようにして前記止め部に固定される挟込み部材であることを特徴とするインペラ。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のインペラと、
    電機子と、
    前記電機子を支持する支持部と、前記インペラを外囲する外枠部とを有するハウジングと、を備えたことを特徴とするファン装置。
14. 請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のインペラを製造するインペラ製造方法であって、
    (a) 前記インペラを組み立てる工程と、
    (b) 組み立てられた前記インペラのアンバランスを測定する工程と、
    (c) 前記工程(b)の測定値に基づいて、前記おもり収容部に前記おもりを付与する工程と、
    を備えることを特徴とするインペラ製造方法。
15. 請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のインペラを製造するインペラ製造方法であって、
    (d) 前記インペラを組み立てる工程と、
    (e) 前記工程(d)と同時に、あるいは前記工程(d)の後で行われ、前記おもり収容部におもりを付与する工程と、
    (f) 前記おもり収容部に前記おもりが付与された前記インペラのアンバランスを測定する工程と、
    (g) 前記工程(f)の測定値に基づいて、前記おもり収容部に付与された前記おもりを除去する工程と、
    を備えることを特徴とするインペラ製造方法。

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