JP2012511657A - 通風機に用いられる羽根車 - Google Patents

Abstract

通風機に用いられる羽根車がボス（１）を有しており、該ボス（１）にシャフトのための収容部（８）が形成されており、さらに当該羽根車が、ボス（１）に固定された多数の羽根（２）を有している。ボス（１）に、前記収容部（８）と前記羽根（２）との間に配置された少なくとも１つの弾性的な減衰体（６）が設けられている。

Description

本発明は、通風機もしくはベンチレータ、たとえば室内用通風機または電気的な器具における冷却および／または空気循環のための組込み用通風機に用いられる羽根車に関する。

特に小型サイズの高速回転型の通風機においては、通風機の羽根車に伝達される駆動モータの振動が羽根車の固有周波数を励起してしまう恐れがある。このことは、通風機の著しい運転ノイズを生ぜしめ、さらに振動は時間の経過と共に、羽根車の材料疲労やその破壊を招く恐れがある。

本発明の課題は、場合によっては生じる駆動モータの振動に対して鈍感な、つまり振動に対して安定的な、通風機に用いられる羽根車を提供することである。

この課題は、通風機に用いられる羽根車であって、ボスが設けられており、該ボスに、駆動シャフトのための収容部が形成されており、さらに、ボスに固定された多数の羽根が設けられている形式の羽根車において、ボスが、前記収容部と前記羽根との間に配置された少なくとも１つの弾性的な減衰体を有していることにより解決される。

一方ではシャフトから羽根への振動の伝達を減衰するために、他方では互いに対して相対的な羽根の振動をできるだけ阻止するために、本発明の有利な実施態様では、前記羽根が、ボスに設けられた外側のリングに固定されており、該外側のリングが、ボスの、前記収容部を有する内側区分に、前記減衰体を介して結合されている。

第１の具体的な構成では、１つの減衰体が、前記外側のリングと前記内側区分との間の環状の中間室を埋めていてよい。

択一的な第２の構成では、複数の減衰体が、前記外側のリングと前記内側区分との間の環状の中間室内に、周方向で分配されて配置されていてもよい。

減衰体が、前記外側のリングおよび／または前記内側区分とは異なる材料から成っていると有利であり、特に前記外側のリングおよび／または前記内側区分よりも高い弾性率を有する材料から成っていると有利である。この材料は特にシリコーンまたはゴムであってよい。

しかし、周方向に分配された複数の減衰体が、前記外側のリングおよび前記内側区分と一体に形成されている構成も考えられる。この場合には、減衰体が外側のリングもしくは内側区分よりも小さな肉厚さを有していることにより、減衰体の所要の弾性率を達成することができる。

減衰体が、前記外側のリングもしくは前記内側区分と一体に形成されていない場合には、前記外側のリングおよび／または前記内側区分が、複数の切欠きを有しており、該切欠き内に減衰体が形状締結式に、つまり嵌合式に係合していると有利である。これによって、外側のリングもしくは内側区分は互いに対して相対回動不能となる。

減衰体のしっかりとした保持を保証するためには、前記切欠きがアンダカットされていてよい。

前記内側区分が、前記収容部を形成する中央のスリーブと、該スリーブの周囲を、間隔を置いて取り囲んで延びる環状壁とを有していると有利である。こうして、シャフトに羽根車を固定するために、環状のばねが、スリット付きのスリーブを取り囲んでクランプするように取り付けられ得る。

製作を一層簡単にするためには、前記中央のスリーブと前記環状壁とが一体に結合されていてよい。

前記中央のスリーブと前記環状壁とを結合する結合部分が、前記ボスの一方の端面に配置されていると有利である。すなわち、中央のスリーブと環状壁との間に、軸方向に延在した中間室を提供することができる。この中間室は、シャフトにボスを固定するために働く、軸方向に延在したばねを簡便に収容することができる。

択一的なさらに別の構成では、環状のばねが、前記内側区分を取り囲んでクランプしていてもよい。この場合、前記少なくとも１つの減衰体が、前記外側のリングと前記内側区分との間の環状の中間室内に、前記ばねに対して軸方向にずらされて配置されている。

当該羽根車は家庭用器具、たとえば冷蔵器具に配置された通風機において使用されると有利である。これにより、通風機運転時の不快な騒音レベル、特に冷蔵器具の圧縮機の停止段階の間における不快な騒音レベルが減じられる。

本発明のさらに別の特徴および利点は、以下に図面につき説明する実施形態から明らかとなる。

本発明による羽根車を部分的に断面した斜視図である。 本発明の第２の構成による羽根車のボスの半径方向の断面図である。 本発明の第３の構成による、図２と同様の断面図である。 本発明の第４の構成による、図２と同様の断面図である。 本発明の第５の構成による、羽根車を部分的に断面した斜視図である。

図１に示した羽根車は、ほぼ円筒状の形状のボス１を有している。このボス１の外周面からは、複数の羽根２が突出している。羽根２の数は十分に任意であるが、図示の実施形態では４つの羽根２が設けられている。図面には、これらのうちの２つの羽根だけが見えている。これらの羽根２はボス１の外側のリング３と一体に結合されている。この外側のリング３と、その内部に配置されたボス１の内側区分５との間の環状の中空室４には、シリコーンから成る複数の減衰体６が周方向で均一な間隔を置いて配置されている。図示の実施形態では合計４つの減衰体６が設けられている。図面にはこれらの減衰体６のうち、３つの減衰体６が見えているが、そのうちの２つは断面されて描かれている。減衰体６は外側のリング３と内側区分５との間の唯一の動力伝達結合部（kraftschluessig. Verbindung）を成している。

内側区分５は外側の環状壁７と、この外側の環状壁７によって取り囲まれかつこの外側の環状壁７に対して同心的なスリーブ８とを有している。このスリーブ８は、ボス１の、図面を見る観察者とは反対の側の端面、つまり図面で見て背後の側の端面に向かって開いており、これにより駆動モータのシャフト（図示しない）を収容することができる。スリーブ８を横方向で貫いて、つまりスリーブ８の長手方向に対して直交する方向でスリーブ８を貫いて、図面を見る観察者寄りの側の端面、つまり図面で見て手前側の端面に向かって開いたスリット９が延びている。外側の環状壁７とスリーブ８とは、図面を見る観察者とは反対の側の端面、つまり図面で見て背後の側の端面において、半径方向に向けられた壁１０によって一体に結合されている。この壁１０と環状壁７とスリーブ８とは、それぞれ環状溝１１の底部もしくは２つの側壁を形成しており、この環状溝１１は、内側区分５の、図面を見る観察者寄りの側の端面、つまり図面で見て手前側の端面に向かって開いており、これによりスリット付けされた環状の緊締ばね１２を収容することができる。この緊締ばね１２が、スリーブ８の２つの半部を押し合わせることにより、緊締ばね１２は、スリーブ８内に収容された駆動シャフトにおける羽根車のしっかりとしたクランプ嵌めを生ぜしめる。

シャフトの運動の不均一性、つまり回転むらは、減衰体６を介して場合によっては減衰されて外側のリング３もしくは羽根２に伝達される。減衰体６が、環状壁７と内側区分５とのいかなる相対運動をも減衰することにより、これらの減衰体６は羽根２の共振振動の形成をも抑制する。

減衰体６の弾性率および減衰能力に応じて、減衰体６の数または周方向でのその延在長さを増大させることが有利になり得る。この場合、周方向での延在長さは、図２に、図１に「ＩＩ」で示した線に沿って断面した横断面図で図示されている極端事例におけるように、中空室４が、唯一つの環状の減衰体６によって完全に埋められるまで増大され得る。

図１および図２に示した構成では、主として減衰体６と外側のリング３もしくは内側区分５との間の摩擦が、内側区分５に対する外側のリング３の永続的な回動を阻止する。このためには、外側のリング３および内側区分５に対する所要の押圧力を形成するために、減衰体６が常時弾性変形されていることが必要となる。このことは、特に、たとえば家庭用冷蔵器具における低温空気の循環のための使用時において当該通風機が低い温度にさらされている場合には問題となる恐れがある。なぜならば、減衰体６のために適した多くのゴム弾性的な材料では、低い温度において弾性率が著しく減少するからである。使用された材料の熱膨張率差も、減衰体６と外側のリング３もしくは内側区分５との間の摩擦が著しく温度に依存することに寄与し得る。

温度の影響を受けることなしに、外側のリング３と内側区分５との間に、減衰弾性的であるが、ただし相対回動不能であるカップリングを達成するために、本発明の別の改良形では、内側区分５と外側のリング３との、互いに向かい合って位置する表面にそれぞれ切欠きが設けられており、これらの切欠き内に減衰体６が係合している。図３に、図２と同様の断面図で図示されているように、外側のリング３と内側区分５とに切欠き（符号１３；１４で示す）がアンダカットされていて、この場合にＨ字形の横断面の減衰体６が切欠き１３，１４のアンダカット部内に形状締結式に、つまり嵌合式に係合していると、減衰体６の特に強固な固定が達成される。この構成では、平衡状態における減衰体６のプリロードもしくは予荷重は必要とならないので、減衰体６は外側のリング３と内側区分５との間に作用するトルクに容易に従動することができる。減衰体６の従動性（フレキシブル性）が高くなればなるほど、外側のリング３と内側区分５との相対回動防止部の共振周波数はますます低くなる。この共振周波数を、モータ運動の各周波数成分から十分な間隔を置いて設定することにより、内側区分５に対する外側のリング３の回転剪断（Drehscherung）を有効に阻止するか、もしくはノイズ発生を生ぜしめない程度にまで減衰させることができる。

図４には、単純化された変化形が図示されている。この場合、外側のリング３の壁もしくは内側区分５の壁に固定された、シリコーンから成る減衰体６は、小幅のウェブ１５によって代えられている。これらのウェブ１５は外側のリング３および内側区分５と一体に型取りされており、ウェブ１５の弾性率は、外側のリング３および内側区分５に比べて著しく小さいその壁厚さに起因している。

図５には、図１と同様の図面で、単純化されたさらに別の構成が図示されている。この構成では、これまで説明した構成における環状壁７が不要にされており、スリット付きのスリーブ８は、ボス１の、シャフトのモータ寄りの端面に設けられた半径方向の壁１６を介して、羽根２を支持する外側のリング３と一体に結合されている。この半径方向の壁１６の厚さは、前で説明した構成における壁１０の厚さよりも著しく小さく形成されている。すなわち、壁１６の厚さは、ボス１の回転軸線に対して直交する方向に延びる軸線を中心とした、スリーブ８に対する外側のリング３の振動を許すが、それと同時に、このような振動は、スリーブ８と外側のリング３との間の環状溝１８内に圧入されている環状の減衰体１７によって著しく減衰される。

図１につき説明したように、スリーブ８には、緊締ばね１２が軸方向で押し被されており、これによりスリーブ８内に収容されたシャフトがクランプされる。また、緊締ばね１２を不要にして、シャフトをクランプするために必要とされる、スリーブ８に対する押圧力を、圧入された減衰体１７によってのみ加えることも可能である。

本発明は、通風機もしくはベンチレータ、たとえば室内用通風機または電気的な器具における冷却および／または空気循環のための組込み用通風機に用いられる羽根車に関する。

特に小型サイズの高速回転型の通風機においては、通風機の羽根車に伝達される駆動モータの振動が羽根車の固有周波数を励起してしまう恐れがある。このことは、通風機の著しい運転ノイズを生ぜしめ、さらに振動は時間の経過と共に、羽根車の材料疲労やその破壊を招く恐れがある。
振動伝達を抑制するためにボスにおいて、羽根が固定されている外側のリングと、シャフトのための収容部との間に弾性的な減衰体が設けられているような、請求項１の上位概念部に記載の形式の羽根車、すなわち、ボスと多数の羽根とが設けられており、ボスが、外側のリングを有していて、該外側のリングに前記羽根が固定されており、ボスが、内側区分を有していて、該内側区分にシャフトのための収容部が形成されており、さらに、ボスが、前記収容部と前記羽根との間に配置された、前記内側区分を前記外側のリングに結合する少なくとも１つの弾性的な減衰体を有している形式の羽根車は、米国特許出願公開第２６７８１０４号明細書に基づき公知である。

本発明の課題は、簡単にシャフトに固定可能となる、通風機に用いられる、振動減衰された羽根車を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する羽根車、すなわち、前記内側区分が、前記収容部を形成するスリット付きの中央のスリーブを有しており、該スリーブが、環状のばねによって取り囲まれてクランプされていることを特徴とする、通風機に用いられる羽根車により解決される。

一方ではシャフトから羽根への振動の伝達を減衰するために、他方では互いに対して相対的な羽根の振動をできるだけ阻止するために、本発明の有利な実施態様では、前記羽根が、ボスに設けられた外側のリングに固定されており、該外側のリングが、ボスの、前記収容部を有する内側区分に、前記減衰体を介して結合されている。

第１の具体的な構成では、１つの減衰体が、前記外側のリングと前記内側区分との間の環状の中間室を埋めていてよい。

択一的な第２の構成では、複数の減衰体が、前記外側のリングと前記内側区分との間の環状の中間室内に、周方向で分配されて配置されていてもよい。

減衰体が、前記外側のリングおよび／または前記内側区分とは異なる材料から成っていると有利であり、特に前記外側のリングおよび／または前記内側区分よりも高い弾性率を有する材料から成っていると有利である。この材料は特にシリコーンまたはゴムであってよい。

しかし、周方向に分配された複数の減衰体が、前記外側のリングおよび前記内側区分と一体に形成されている構成も考えられる。この場合には、減衰体が外側のリングもしくは内側区分よりも小さな肉厚さを有していることにより、減衰体の所要の弾性率を達成することができる。

減衰体が、前記外側のリングもしくは前記内側区分と一体に形成されていない場合には、前記外側のリングおよび／または前記内側区分が、複数の切欠きを有しており、該切欠き内に減衰体が形状締結式に、つまり嵌合式に係合していると有利である。これによって、外側のリングもしくは内側区分は互いに対して相対回動不能となる。

減衰体のしっかりとした保持を保証するためには、前記切欠きがアンダカットされていてよい。

前記内側区分は、前記スリーブの周囲を、間隔を置いて取り囲んで延びる環状壁を有していてよい。

製作を一層簡単にするためには、前記中央のスリーブと前記環状壁とが一体に結合されていてよい。

前記中央のスリーブと前記環状壁とを結合する結合部分が、前記ボスの一方の端面に配置されていると有利である。すなわち、中央のスリーブと環状壁との間に、軸方向に延在した中間室を提供することができる。この中間室は、シャフトにボスを固定するために働く、軸方向に延在したばねを簡便に収容することができる。

択一的なさらに別の構成では、前記少なくとも１つの減衰体が、前記外側のリングと前記内側区分との間の環状の中間室内に、前記ばねに対して軸方向にずらされて配置されていてよい。

当該羽根車は家庭用器具、たとえば冷蔵器具に配置された通風機において使用されると有利である。これにより、通風機運転時の不快な騒音レベル、特に冷蔵器具の圧縮機の停止段階の間における不快な騒音レベルが減じられる。

本発明のさらに別の特徴および利点は、以下に図面につき説明する実施形態から明らかとなる。

本発明による羽根車を部分的に断面した斜視図である。 本発明の第２の構成による羽根車のボスの半径方向の断面図である。 本発明の第３の構成による、図２と同様の断面図である。 本発明の第４の構成による、図２と同様の断面図である。 本発明の第５の構成による、羽根車を部分的に断面した斜視図である。

Claims (15)

1. 通風機、特に家庭用器具において使用される通風機に用いられる羽根車であって、ボス（１）が設けられており、該ボス（１）にシャフトのための収容部（８）が形成されており、さらに、ボス（１）に固定された多数の羽根（２）が設けられている形式のものにおいて、ボス（１）が、前記収容部（８）と前記羽根（２）との間に配置された少なくとも１つの弾性的な減衰体（６，１５）を有していることを特徴とする、通風機に用いられる羽根車。
2. 前記羽根（２）が、ボス（１）に設けられた外側のリング（３）に固定されており、該外側のリング（３）が、ボス（１）の、前記収容部（８）を有する内側区分（５）に、前記減衰体（６，１５）を介して結合されている、請求項１記載の羽根車。
3. 減衰体（６）が、前記外側のリング（３）と前記内側区分（５）との間の環状の中間室（４）を埋めている、請求項２記載の羽根車。
4. 複数の減衰体（６，１５）が、前記外側のリング（３）と前記内側区分（５）との間の環状の中間室（４）内に、周方向で分配されて配置されている、請求項２記載の羽根車。
5. 前記外側のリング（３）および／または前記内側区分（５）が、複数の切欠き（１３，１４）を有しており、該切欠き（１３，１４）内に減衰体（６）が形状締結式に係合している、請求項４記載の羽根車。
6. 前記切欠き（１３，１４）がアンダカットされている、請求項５記載の羽根車。
7. 減衰体（６）が、前記外側のリング（３）および／または前記内側区分（５）よりも高い弾性率を有する材料から成っている、請求項２から６までのいずれか１項記載の羽根車。
8. 減衰体（６）の材料が、シリコーンまたはゴムである、請求項７記載の羽根車。
9. 減衰体（１５）が、前記外側のリング（３）および前記内側区分（５）と一体に形成されている、請求項４記載の羽根車。
10. 前記内側区分（５）が、前記収容部を形成する中央のスリーブ（８）と、該スリーブ（８）の周囲を、間隔を置いて取り囲んで延びる環状壁（７）とを有している、請求項２から９までのいずれか１項記載の羽根車。
11. 環状のばね（１２）が、スリット付きのスリーブ（８）を取り囲んでクランプしている、請求項１０記載の羽根車。
12. 前記中央のスリーブ（８）と前記環状壁（７）とが、一体に結合されている、請求項１０または１１記載の羽根車。
13. 前記中央のスリーブ（８）と前記環状壁（７）とを結合する結合部分（１０，１６）が、前記ボス（１）の一方の端面に配置されている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の羽根車。
14. 環状のばね（１２）が、前記内側区分（５）を取り囲んでクランプしており、前記少なくとも１つの減衰体（１７）が、前記外側のリング（３）と前記内側区分（５）との間の環状の中間室内に、前記ばね（１２）に対して軸方向にずらされて配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の羽根車。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項記載の羽根車を備えた通風機。

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