JP2000121090A - 空気調和装置の送風ユニット - Google Patents

空気調和装置の送風ユニット

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JP2000121090A
JP2000121090A JP10297918A JP29791898A JP2000121090A JP 2000121090 A JP2000121090 A JP 2000121090A JP 10297918 A JP10297918 A JP 10297918A JP 29791898 A JP29791898 A JP 29791898A JP 2000121090 A JP2000121090 A JP 2000121090A
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JP
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fan
rotor
carbon fiber
air
shaft
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JP10297918A
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Inventor
Koji Miyauchi
広司 宮内
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Shinko Electric Industries Co Ltd
Sinko Industries Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Sinko Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風ユニット全体の重量を軽減し、且つ、ユ
ニットの外形を小さくできる空気調和装置の送風ユニッ
トを提供する。 【解決手段】 送風ファンの回転軸および該送風ファン
回転駆動源のモータ回転軸を、炭素繊維材料あるいは炭
素繊維強化複合材料で形成し、これらの回転軸を中空あ
るいは中実とした空気調和装置の送風ユニットである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和装置に係わ
り、特に、空気調和装置の送風ユニットにおける送風フ
ァンの回転軸および該送風ファン回転駆動源のモータ回
転軸の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、室内の空気条件を快適に保持する
空調装置は、送風ファンおよび送風ファン駆動モータの
性能に大きく依存し、送風ファンおよび送風ファン駆動
モータが装置全体に占めるスペースも大きい。また、従
来の空調装置の送風ファンの駆動モータの回転軸は、通
常、鋼鉄製であって重量も大きい。
【0003】一方、炭素繊維および炭素繊維強化複合材
料で製造される部品は、非常に軽く重さが鉄の1/5で
あるが、強さは鉄の10倍以上もある。したがって、鉄
よりも強くアルミより軽いが、従来、加工が難しく、か
つ、高価であった為に戦闘機の機体等の特殊用途に使用
されていた。近時、炭素繊維の製造技術が向上し、製作
費が安価となり、種々の技術分野で炭素繊維の応用が開
発されている。これらの例としては、ゴルフクラブ用の
シャフトとしてカーボン繊維を用いる場合で、特開平5-
69492号公報に示されるように良く知られているが、他
にも、特開平10-54418号公報に示されるように、駆動軸
の芯であるプラスチック管の周りを炭素繊維で強化し
て、高速回転の駆動シャフトとしたものが知られてお
り、また、特開昭59-150997号公報に示されるように、
駆動シャフトとして炭素繊維が使用されている遠心圧縮
機が知られており、さらに、特開平4-80113号公報に示
されるように、搬送用のフレキシブルシャフトのロット
に巻き付けるコードにグラスファイバーを巻き付けて剛
性と可撓性にすぐれたフレキシブルシャフトを得ること
が知られている。また、特開平5-87115号公報に示され
るように、動力伝達軸にカーボン繊維を巻き付けて所望
の強度を得ることが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の空調装置において、送風ファンおよび送風ファン駆動
モータが装置全体に占めるスペースも大きいから、送風
ファンおよび駆動モータをコンパクトにすることが求め
られており、特に、高層ビルにおいては、ベランダに吊
り下げる場合も多く、軽量化・小型化が求められてい
た。そして、上述した従来の空調装置の送風ファンの駆
動モータの回転軸は、ふつう鋼鉄製であって重量があ
り、それに伴い軸受け等の部品も大型となって、風量ユ
ニットの全体の重量が大きくなるとともに、装置全体も
大型となるという問題点があった。
【0005】なお、上述した特開平10-54418号公報、特
開昭59-150997号公報、特開平4-80113号公報、特開平5-
87115号公報に示される炭素繊維の用途は単に炭素繊維
で強化された駆動軸が開示されているだけで、空調機器
の重量やスペースの利点のために用いることについては
知られていない。また、回転軸自体を、炭素繊維材料あ
るいは炭素繊維強化複合材料だけで形成することは、こ
れらの素材だけでは多少柔軟性を有し不向きであったた
めと、高価であったために未だに為されていなかった。
【0006】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、その課題は、空気調和装置の送風ユニットにお
いて、送風ユニット全体の重量を軽減し、且つ、送風ユ
ニットのコンパクトにできる空気調和装置の送風ユニッ
トを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、送風ファンの回転軸および該送風ファ
ン回転駆動源のモータ回転軸を、炭素繊維材料あるいは
炭素繊維強化複合材料で形成し、これらの回転軸を中空
あるいは中実にした空気調和装置の送風ユニットであ
る。その作用は、送風ユニット全体の重量が軽くなり、
且つ、送風ユニット全体が小型になる。
【0008】
【発明の実施の形態】ここで、本発明者は、上述したよ
うな従来の空調装置の送風ユニットにおいて、送風ファ
ンの駆動モータの回転軸を、いかに軽量でコンパクトに
するかを鋭意検討した。上述したように、従来の空調装
置の送風ユニットにおける、送風ファンの駆動モータの
回転軸は、通常は鋼鉄製であって重量があり、それに伴
い軸受け等の部品も大型となっていたが、近時、軽くて
強度も大きい炭素繊維材料や炭素繊維強化複合材料で成
形する製造技術および加工法が改良され、炭素繊維の加
工品が安価に入手可能となり、本発明者らは上記の課題
の解決のために、この炭素繊維材料および炭素繊維強化
プラスチックに着目した。
【0009】以下に、本発明に好適な空気調和装置の送
風ユニットの1実施例を図面に従って説明する。まず、
図1は可変風量空気調和装置に適用した中央空調機の概
略を示した断面図であり、その図1の(a)は給気ファン
2側からの部分断面図であり、図1の(b)は中央空調機
の正面からの断面図であり、図2はその送風ファンと送
風ファン回転駆動源のモータとが組み込まれた送風ユニ
ットの斜視図である。図1の(b)において、中央空調機
1の外壁パネル11内の右室には、フィルター12、冷却コ
イル13、加熱コイル14、加湿器15が組み込まれ、中央空
調機1の外壁パネル11内の左室には、図1の(a)および
図2に示すように、送風ファンたる給気ファン2とモー
タ3が配置されて、外気Aおよび還気Bを取り入れ所定の
温度と湿度にされた給気Cは、給気ファン2によって給気
ダクト16を通じて各室に搬送される。上記の給気Cは、
各室の変風量ユニット(図示せず)に搬送され、変風量ユ
ニットの吹出し口より新たな空気として各室に給気され
ることになる。そして、還気ファン(図示せず)によっ
て、各室に配置された吸込み口から各室の室内空気が吸
込まれ、中央空調機1の環気ダクト17から還気Bされ、
一部は還気ダクト(図示せず)を通じて外部に排気され
る。
【0010】次に、本実施例の送風ユニットを説明する
と、送風ファンたる給気ファン2と送風ファン回転駆動
源たるモータ3が組み込まれており、給気ファン2のロー
タ21(図3〜5)とモータ3との間には回転を円滑に伝動
すべくカップリング18が設けられ、給気ファン2におけ
る全ブレード25が給気ファンハウジング28に囲まれてお
り、この給気ファンハウジング28の給気口28-1に連結さ
れた給気ダクト16に所定の温度と湿度にされた給気Cを
搬送する。ここで、給気ファン2におけるロータ21の回
転軸22とモータ3の回転軸31とは、炭素繊維をポリアミ
ド樹脂で固めた炭素繊維強化複合材を用いて中空軸とし
た。この炭素繊維強化複合材は比較的安価であるが、こ
れに限らず炭素繊維をフェノール樹脂で固めて炭化・焼
成を繰り返したカーボン/カーボン材の炭素繊維材でも
よい。上記の回転軸を中空としたのは、炭素繊維強化複
合材での鉄に比べて非常に軽量であるが、更に一層軽量
にするためと、ねじり剛性の強化を図ったものである。
【0011】図3乃至図5は、炭素繊維をポリアミド樹
脂で固めた炭素繊維強化複合材を用いて成形した中空軸
を、給気(送風)ファン2のロータ21を回転軸として用い
た実施例で、上記の給気ファン2の炭素繊維強化複合材
からなる中空回転軸22の先端のロータ21取付部分には、
合成樹脂の充填補強材23が回転軸22の中空部分に充填さ
れており、この充填補強材23が充填されている箇所に給
気ファン2が取り付けられることになるが、ロータ21の
回転軸22への取付部分はハブ24であり、ハブ24はセット
ビス24-1を締めることによってファン2を回転軸22に固
定する。この充填補強材23は、炭素繊維材料あるいは炭
素繊維強化複合材料で形成した回転軸が多少柔軟性を有
して、回転軸に給気ファンあるいはモータ回転子を取り
付けるために強度が不足するのを補うためであるが、ロ
ータ21の重量や回転軸の強度によっては必要はない。
【0012】上記の給気ファン2におけるロータ21の形
状は、円筒状の外周部分に平行のブレード25が、角度を
以て両端の円筒のローター外枠26に固定され、全ブレー
ド25のほぼ中間部分に上記ハブ24を固着した円盤27が固
定されている。この円盤27は同心円状に強度を向上させ
るための円状凸部27-1を設けるとともに、中心部はハブ
24のカシメ部24-2でハブ24に固着されている。また、ブ
レード25にはロータ21の回転を滑らかにするために、適
宜にバランサー25-1が取り付けられている。給気ファン
2は上述したような構成であるから、回転軸22が図5に
おける矢印aの方向に回転すると、図4において、給気
ファン2におけるロータ21の側面から矢印b方向に空気が
吸い込まれ、給気ファンハウジング28の図2,図4の給
気口28-1から矢印C方向に空気が送られる。
【0013】上記実施例では、回転軸を中空とした中空
回転軸としたが、勿論、中空でなくとも、中実の軸とし
てもよく、この場合には充填補強材23は必要ない。ま
た、充填補強材を合成樹脂としたが金属でもよい。ま
た、従来の鋼の回転軸に比べて、炭素繊維材料あるいは
炭素繊維強化複合材料で形成した回転軸は多少柔軟性を
有するが、空気調和機の送風ファンの回転軸および該送
風ファン回転駆動源のモータ回転軸は、多少柔軟性を有
していても空調機の送風ユニットとしての性能は十分で
ある。
【0014】なお、本発明の特徴を損うものでなけれ
ば、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論で
ある。例えば、上記の実施例では給気ファン2のロータ2
1とモータ3との間にはカップリング18が設られている
が、炭素繊維材料あるいは炭素繊維強化複合材料で形成
した回転軸を共通としてもよく、また、必要に応じてカ
ップリングに変えて変速機を介在させてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
送風ファンの回転軸や該送風ファン回転駆動源のモータ
回転軸を、炭素繊維材料あるいは炭素繊維強化複合材料
で形成し、これらの回転軸は中空あるいは中実である空
気調和装置の送風ユニットとしたから、送風ユニット全
体の重量を軽減し、且つ、送風ユニットの外形を小さく
でき、空気調和装置自体も軽量でコンパクトにすること
ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1の(a)は、本発明を適用した可変風量空気
調和システムにおける中央空調機の概略の側面からの部
分断面図であり、図1の(b)はその正面からの断面図で
ある。
【図2】図1における給気ファンとモータとが組み込ま
れた送風ユニットの斜視図である。
【図3】炭素繊維材料あるいは炭素繊維強化複合材料で
形成した中空回転軸を、給気ファンのロータに適用した
実施例の斜視図である。
【図4】図4の給気ファンおけるロータの正面からの断
面図である。
【図5】図4の給気ファンおけるロータの側面からの部
分断面図である。
【符号の説明】
A…外気,B…還気,C…給気, 1…中央空調機 11…外壁パネル 12…フィルター 13…冷却コイル 14…加熱コイル 15…加湿器 16…給気ダクト 17…還気ダクト 18…カップリング 2…給気ファン 21…ロータ 22…給気ファン回転軸 23…充填補強材 24…ハブ 24-1…セットビス 24-2…カシメ部 25…ブレード 25-1…バランサー 26…ローター外枠 27…円盤 27-1…円状凸部 28…給気ファンハウジング 28-2…給気口 3…モータ 31…モータ回転軸

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送風ファンの回転軸または該送風ファン
    回転駆動源のモータ回転軸を、炭素繊維材料あるいは炭
    素繊維強化複合材料で形成し、これらの回転軸を中空あ
    るいは中実にしたことを特徴とする空気調和装置の送風
    ユニット。
JP10297918A 1998-10-20 1998-10-20 空気調和装置の送風ユニット Withdrawn JP2000121090A (ja)

Priority Applications (1)

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JP10297918A JP2000121090A (ja) 1998-10-20 1998-10-20 空気調和装置の送風ユニット

Applications Claiming Priority (1)

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Family

ID=17852787

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004285938A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送風ファン
KR100871612B1 (ko) 2008-07-21 2008-12-02 주식회사비티엠앤드피 횡류팬용 구동허브 및 그 제조방법
JP2011114893A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Seiko Epson Corp 電気機械装置
JP2016173223A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 株式会社デンソー 空調装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060110