JP2005133710A - 遠心送風機およびこれを用いた空気調和機 - Google Patents

遠心送風機およびこれを用いた空気調和機 Download PDF

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Seiji Sato
誠司 佐藤
Akio Yamagiwa
昭雄 山際
Shimei Tei
志明 鄭
Sumio Shioji
純夫 塩地
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Abstract

【課題】 運転騒音の増大あるいは羽根車径の拡大を招くことなく、高さ方向のコンパクト化と送風性能の向上とを図る。
【解決手段】 遠心送風機におけるハブ2の反吸込口側に、磁性体金属からなり、環状の基部11aと該基部11aから径方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を一体的に配設し且つ該ロータ11における環状の基部11aの反吸込口側に、環状のマグネット15を接合配置する一方、前記ロータ11の反吸込口側に、前記突部11b,11b・・と対向するように複数個のコイル13,13・・を環状に配置したステータ12を配置して、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられるようにしている。
【選択図】 図1

Description

本願発明は、ファンスペース厚さ(例えば、回転軸方向厚さ)を抑えた遠心送風機およびこれを用いた空気調和機に関するものである。
空気調和機(例えば、室内ユニット)においては、その配置スペース、特に厚さ方向(高さ方向)のコンパクト化という要請がある。これを実現する一つの手段として、室内ユニットに用いられる遠心送風機のファンスペース厚さ(例えば、回転軸方向厚さ)を小さく抑えることが試みられている。
従来から良く知られている遠心送風機は、図28に示すように、吸込口54を有するシュラウド52と該シュラウド52に対向する平板形状のハブ51との間の外周縁部に多数の羽根53,53・・を架設して羽根車50を構成し、前記ハブ51の中心部に軸固定部58を設けるとともに、該軸固定部58に前記ハブ51の反吸込口側に配置したモータ56の回転軸57を連結して、該モータ57により前記羽根車50を回転させるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
ところが、上記特許文献1に開示されているような遠心送風機の場合、羽根車50の平板形状のハブ51の反吸込口側にモータ56が位置することとなっているため、遠心送風機の高さ寸法(回転軸方向厚さ)Hが高くならざるを得ず、高さ方向に大きな配置スペースを必要とすることとなる。
そこで、遠心送風機において、高さ寸法を抑えるために、図29に示すように、ハブ51の中心部を吸込口側に膨出させ、その反吸込口側に形成される凹部にモータ56の一部を侵入させる(即ち、ハブ51とモータ56とを回転軸方向に重合させる)ことで、遠心送風機のファンスペース厚さ(例えば、回転軸方向厚さ)Hを小さく抑えるようにしたものも知られている(特許文献2参照)。
特開平8−200290号公報(段落番号0022、図1) 特開2003−74492号公報(段落番号0029〜0032、図1、図2)。
ところが、図29に示すような遠心送風機の場合、羽根車50のハブ51とモータ56とを回転軸方向に重合させたことにより、高さ方向寸法Hは抑えられたものの、ハブ51のシュラウド52側への膨出によって吸込口54から吹出口55に至る通風路が狭められることとなり、これにより吸込流れAが阻害されることとなる。その結果、所望の風量を得るためには回転数を大きくする必要が生じ、運転騒音が増大するとか、羽根車径を大きくせざるを得ないという不具合が発生するおそれがある。
また、図28に示すような遠心送風機の吸込側あるいは吹出側に熱交換器を配設して空気調和機を構成する場合、遠心送風機のファンスペース厚さが大きくなるところから、空気調和機のコンパクト化を阻害するし、図29に示すような遠心送風機の吸込側あるいは吹出側に熱交換器を配設して空気調和機を構成する場合、羽根車径の増大により空気調和機のコンパクト化を阻害したり、運転騒音の増大を招くおそれがある。
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、運転騒音の増大あるいは羽根車径の拡大を招くことなく、高さ方向のコンパクト化と送風性能の向上等を可能とした遠心送風機を提供することを第1の目的とし、このような遠心送風機を備えることで高い熱交換性能を実現した空気調和機を提供することを第2の目的としている。
本願発明では、上記課題を解決するための第1の手段として、吸込口5を有するシュラウド3と該シュラウド3に対向するハブ2との間の外周縁部に多数の羽根4,4・・を架設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2の反吸込口側に、磁性体金属からなり、環状の基部11aと該基部11aから径方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を一体的に配設し且つ該ロータ11における環状の基部11aの反吸込口側に、環状のマグネット15を接合する一方、前記ロータ11の反吸込口側に、前記突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように複数個のコイル13,13・・を環状に配置したステータ12を設けている。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
上記のように構成したことにより、ハブ2の反吸込口側に一体的に配設されたロータ11と、該ロータ11の突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように配置された複数のコイル13,13・・を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されることとなり、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられる。その結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられることとなるのである。このように遠心送風機のファンスペース厚さHを小さく抑えることができたことから、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなる。従って、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるものである。
本願発明では、上記課題を解決するための第2の手段として、ハブ2の外周縁部に多数の羽根4,4・・を立設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2に、磁性体金属からなる基部11aと該基部11aから径方向に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を配設し且つ該ロータ11における基部11aに、マグネット15を接合する一方、前記ロータ11に、前記突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するようにコイル13を配置したステータ12を設けている。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
上記のように構成したことにより、ハブ2に配設されたロータ11と、該ロータ11の突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように配置されたコイル13を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されることとなり、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられる。その結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられることとなるのである。このように遠心送風機のファンスペース厚さHを小さく抑えることができたことから、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなる。従って、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるものである。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第3の手段として、上記第1又は第2の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11における基部11aを内径側に位置させるとともに、前記突部11b,11b・・を遠心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、ロータ11における突部11b,11b・・が基部11aから遠心方向に一体形成されるところから、突部11b,11b・・が末広がり形状となる結果、突部11b,11b・・の形成が容易となるとともに、駆動トルクが発生しやすく、ロータ11の基部11aに接合配置されるマグネット15の径が小さくできることとなり、駆動手段10の低コスト化を図り得る。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第4の手段として、上記第1又は第2の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11における基部11aを外径側に位置させるとともに、前記突部11b,11b・・を求心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、マグネット15の径が大きくなるため、マグネット15の総磁束量を大きくとれ、駆動トルクを大きくしやすくなるし、また、ロータ11の突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように配置されるコイル13の配置径を小さくできるところから、駆動手段10の低コスト化に寄与する。
本願発明では、上記課題を解決するための第5の手段として、吸込口4を有するシュラウド3と該シュラウド3に対向するハブ2との間の外周縁部に多数の羽根4,4・・を架設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2の反吸込口側に、磁性体金属からなり、環状の基部11aと該基部11aから径方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を一体的に配設し且つ該ロータ11における基部11aの反吸込口側に、環状のマグネット15を接合するとともに、該マグネット15の反吸込口側に、磁性体金属からなり、前記ロータ11と略同形状の補助ロータ16を接合する一方、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17に、前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように複数個のコイル13,13・・を環状に配置したステータ12を設けている。なお、突部11b,16bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く、特に突部11b,16bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
上記のように構成したことにより、ハブ2の反吸込口側に一体的に配設されたロータ11と、該ロータ11の基部11aに接合されたマグネット15に対して接合された補助ロータ16、前記ロータ11における突部11b,16bと前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17に配置されたコイル13,13・・を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されることとなり、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられる。その結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられることとなるのである。このように遠心送風機のファンスペース厚さHを小さく抑えることができたことから、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなる。従って、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるものである。しかも、ハブ2に一体的に配置されたロータ11とマグネット15に接合された補助ロータ16とを備えているため、マグネット15からロータ11、コイル13、補助ロータ16を通りマグネット15に戻る磁気回路の磁気抵抗を小さくでき、ひいては駆動力が大きくできる。即ち、同等の駆動トルクを得る場合、さらに小型・薄型化できる。
本願発明では、上記課題を解決するための第6の手段として、ハブ2の外周縁部に多数の羽根4,4・・を立設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2に、磁性体金属からなる基部11aと該基部11aから径方向に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を配設し且つ該ロータ11における基部11aに、マグネット15を接合するとともに、該マグネット15に、磁性体金属からなり、前記ロータ11と略同形状の補助ロータ16を接合する一方、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17に、前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するようにコイル13を配置したステータ12を設けている。なお、突部11b,16bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11b,16bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
上記のように構成したことにより、ハブ2に配設されたロータ11と、該ロータ11の基部11aに接合されたマグネット15に対して接合された補助ロータ16と、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17において前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように配置されたコイル13を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されることとなり、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられる。その結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられることとなるのである。このように遠心送風機のファンスペース厚さHを小さく抑えることができたことから、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなる。従って、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるものである。しかも、ハブ2に配置されたロータ11とマグネット15に接合された補助ロータ16とを備えているため、マグネット15からロータ11、コイル13、補助ロータ16を通りマグネット15に戻る磁気回路の磁気抵抗を小さくでき、ひいては駆動力が大きくできる。即ち、同等の駆動トルクを得る場合、さらに小型・薄型化できる。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第7の手段として、上記第5又は第6の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11および補助ロータ16における基部11a,16aを外径側に位置させるとともに、前記ロータ11および補助ロータ16における突部11b,16bを求心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、マグネット15の径が大きくなるため、マグネット15の総磁束量を大きくとれ、駆動トルクを大きくしやすくなるし、また、ロータ11および補助ロータ16の突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように配置されるコイル13の配置径を小さくできるところから、駆動手段10の低コスト化に寄与する。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第8の手段として、上記第5又は第6の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11および補助ロータ16における基部11a,16aを内径側に位置させるとともに、前記ロータ11および補助ロータ16における突部11b,16bを遠心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、ロータ11および補助ロータ16における突部11b,16bが基部11a,16aから遠心方向に一体形成されるところから、突部11b,16bが末広がり形状となる結果、突部11b,16bの形成が容易となるとともに、動力を発生する位置が回転中心より離れた箇所にあるため駆動トルクを発生しやすくなるし、ロータ11の基部11aに接合配置されるマグネット15の径が小さくできることとなり、駆動手段10の低コスト化を図り得る。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第9の手段として、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7又は第8の手段を備えた遠心送風機において、前記ハブ2を合成樹脂により成形するとともに、該ハブ2に前記ロータ11をインサートして一体成形することもでき、そのように構成した場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第10の手段として、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8又は第9の手段を備えた遠心送風機における羽根車1の翼列の回転中心側に熱交換器21を配設することもでき、そのように構成した場合、遠心送風機における羽根車1の駆動手段(即ち、ロータ11とステータ12)の回転軸方向高さHが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなるし、従来の空気調和機では熱交換器の配置スペースとして利用できなかったスペースである遠心送風機における翼列の回転中心側に熱交換器21の配置スペースとして利用できるところから、空気調和機の外形寸法を拡大させることなく熱交換面積を増大させることができ、コンパクトな構成でありながら高い熱交換能力を発揮できる。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第11の手段として、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8又は第9の手段を備えた遠心送風機における羽根車1の翼列の径方向外側に熱交換器21を配設することもでき、そのように構成した場合、遠心送風機における羽根車1の駆動手段(即ち、ロータ11とステータ12)の回転軸方向高さHが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなる。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第12の手段として、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8又は第9の手段を備えた遠心送風機における吸込口5の上流側に少なくとも一面が遠心送風機の回転軸8と直交する熱交換器21を配設することもでき、そのように構成した場合、例え熱交換器21が遠心送風機の吸込側において吸込口5を取り囲むように形成され且つ配置されたとしても、少なくとも回転軸8に対して略垂直となる部分において必要な熱交換面積を確保できることとなり、熱交換器2の形状に左右されない安定した空調能力を発揮できる。
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第13の手段として、スクロール23を具備した遠心送風機Xと、該遠心送風機Xの吸込側に配設された熱交換器21とを備え、前面側から吸い込んだ空気が前記遠心送風機Xの両側のスクロール23を通って下方に吹き出されるように構成した空気調和機において、前記遠心送風機Xとして、請求項1、2、3、4、5、6、7、8および9のいずれか一項記載の遠心送風機を採用することもでき、そのように構成した場合、遠心送風機Xにおける羽根車1の駆動手段(即ち、ロータ11とステータ12)の回転軸方向高さが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなり、低騒音化と高性能化とを図ることができる。
本願発明の第1の手段によれば、吸込口5を有するシュラウド3と該シュラウド3に対向するハブ2との間の外周縁部に多数の羽根4,4・・を架設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2の反吸込口側に、磁性体金属からなり、環状の基部11aと該基部11aから径方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を一体的に配設し且つ該ロータ11における環状の基部11aの反吸込口側に、環状のマグネット15を接合配置する一方、前記ロータ11の反吸込口側に、前記突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように複数個のコイル13,13・・を環状に配置したステータ12を設けて、ハブ2の反吸込口側に一体的に配設されたロータ11と、該ロータ11の突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように配置された複数のコイル13,13・・を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されるようにしたので、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられることとなる結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられ、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなって、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるという効果がある。
本願発明の第2の手段によれば、ハブ2の外周縁部に多数の羽根4,4・・を立設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2に、磁性体金属からなる基部11aと該基部11aから径方向に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を配設し且つ該ロータ11における基部11aに、マグネット15を接合する一方、前記ロータ11に、前記突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するようにコイル13を配置したステータ12を設けて、ハブ2に配設されたロータ11と、該ロータ11の突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように配置されたコイル13を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されるようにしたので、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられることとなる結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられ、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなって、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるという効果がある。
本願発明の第3の手段におけるように、上記第1又は第2の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11における基部11aを内径側に位置させるとともに、前記突部11b,11b・・を遠心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、ロータ11における突部11b,11b・・が基部11aから遠心方向に一体形成されるところから、突部11b,11b・・が末広がり形状となる結果、突部11b,11b・・の形成が容易となるとともに、駆動トルクが発生しやすく、ロータ11の基部11aに接合配置されるマグネット15の径が小さくできることとなり、駆動手段10の低コスト化を図り得る。
本願発明の第4の手段におけるように、上記第1又は第2の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11における基部11aを外径側に位置させるとともに、前記突部11b,11b・・を求心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、マグネット15の径が大きくなるため、マグネット15の総磁束量を大きくとれ、駆動トルクを大きくしやすくなるし、また、ロータ11の突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように配置されるコイル13の配置径を小さくできるところから、駆動手段10の低コスト化に寄与する。
本願発明の第5の手段によれば、吸込口4を有するシュラウド3と該シュラウド3に対向するハブ2との間の外周縁部に多数の羽根4,4・・を架設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2の反吸込口側に、磁性体金属からなり、環状の基部11aと該基部11aから径方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を一体的に配設し且つ該ロータ11における基部11aの反吸込口側に、環状のマグネット15を接合するとともに、該マグネット15の反吸込口側に、磁性体金属からなり、前記ロータ11と略同形状の補助ロータ16を接合する一方、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17に、前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように複数個のコイル13,13・・を環状に配置したステータ12を設けて、ハブ2の反吸込口側に一体的に配設されたロータ11と、該ロータ11の基部11aに接合されたマグネット15に対して接合された補助ロータ16と、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17において前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように配置された複数のコイル13,13・・を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されるようにしたので、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられることとなる結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられ、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなって、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるという効果がある。しかも、ハブ2に一体的に配置されたロータ11とマグネット15に接合された補助ロータ16とを備えているので、マグネット15からロータ11、コイル13、補助ロータ16を通りマグネット15に戻る磁気回路の磁気抵抗を小さくでき、ひいては駆動力が大きくできるところから、同等の駆動トルクを得る場合、さらに小型・薄型化できるという効果もある。
本願発明の第6の手段によれば、ハブ2の外周縁部に多数の羽根4,4・・を立設してなる羽根車1を備えた遠心送風機において、前記ハブ2に、磁性体金属からなる基部11aと該基部11aから径方向に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11を配設し且つ該ロータ11における基部11aに、マグネット15を接合するとともに、該マグネット15に、磁性体金属からなり、前記ロータ11と略同形状の補助ロータ16を接合する一方、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17に、前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように複数個のコイル13,13・・を配置したステータ12を設けて、ハブ2に配設されたロータ11と、該ロータ11の基部11aに接合されたマグネット15に対して接合された補助ロータ16と、前記ロータ11における突部11b,11bと前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17において前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように配置されたコイル13を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されるようにしたので、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられることとなる結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられ、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなって、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるという効果がある。しかも、ハブ2に一体的に配置されたロータ11とマグネット15に接合された補助ロータ16とを備えているので、マグネット15からロータ11、コイル13、補助ロータ16を通りマグネット15に戻る磁気回路の磁気抵抗を小さくでき、ひいては駆動力が大きくできるところから、同等の駆動トルクを得る場合、さらに小型・薄型化できるという効果もある。
本願発明の第7の手段におけるように、上記第5又は第6の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11および補助ロータ16における基部11a,16aを外径側に位置させるとともに、前記ロータ11および補助ロータ16における突部11b,16bを求心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、マグネット15の径が大きくなるため、マグネット15の総磁束量を大きくとれ、駆動トルクを大きくしやすくなるし、また、ロータ11および補助ロータ16の突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように配置されるコイル13の配置径を小さくできるところから、駆動手段10の低コスト化に寄与する。
本願発明の第8の手段におけるように、上記第5又は第6の手段を備えた遠心送風機において、前記ロータ11および補助ロータ16における基部11a,16aを内径側に位置させるとともに、前記ロータ11および補助ロータ16における突部11b,16bを遠心方向に延設することもでき、そのように構成した場合、ロータ11および補助ロータ16における突部11b,16bが基部11a,16aから遠心方向に一体形成されるところから、突部11b,16bが末広がり形状となる結果、突部11b,16bの形成が容易となるとともに、動力を発生する位置が回転中心より離れた箇所にあるため駆動トルクを発生しやすくなるし、ロータ11の基部11aに接合配置されるマグネット15の径が小さくできることとなり、駆動手段10の低コスト化を図り得る。
本願発明の第9の手段におけるように、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7又は第8の手段を備えた遠心送風機において、前記ハブ2を合成樹脂により成形するとともに、該ハブ2に前記ロータ11をインサートして一体成形することもでき、そのように構成した場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。
本願発明の第10の手段におけるように、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8又は第9の手段を備えた遠心送風機における羽根車1の翼列の回転中心側に熱交換器21を配設することもでき、そのように構成した場合、遠心送風機における羽根車1の駆動手段(即ち、ロータ11とステータ12)の回転軸方向高さHが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなるし、従来の空気調和機では熱交換器の配置スペースとして利用できなかったスペースである遠心送風機における翼列の回転中心側に熱交換器21の配置スペースとして利用できるところから、空気調和機の外形寸法を拡大させることなく熱交換面積を増大させることができ、コンパクトな構成でありながら高い熱交換能力を発揮できる。
本願発明の第11の手段におけるように、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8又は第9の手段を備えた遠心送風機における羽根車1の翼列の径方向外側に熱交換器21を配設することもでき、そのように構成した場合、遠心送風機における羽根車1の駆動手段(即ち、ロータ11とステータ12)の回転軸方向高さHが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなる。
本願発明の第12の手段におけるように、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8又は第9の手段を備えた遠心送風機における吸込口5の上流側に少なくとも一面が遠心送風機の回転軸8と直交する熱交換器21を配設することもでき、そのように構成した場合、例え熱交換器21が遠心送風機の吸込側において吸込口5を取り囲むように形成され且つ配置されたとしても、少なくとも回転軸8に対して略垂直となる部分において必要な熱交換面積を確保できることとなり、熱交換器2の形状に左右されない安定した空調能力を発揮できる。
本願発明の第13の手段におけるように、スクロール23を具備した遠心送風機Xと、該遠心送風機Xの吸込側に配設された熱交換器21とを備え、前面側から吸い込んだ空気が前記遠心送風機Xの両側のスクロール23を通って下方に吹き出されるように構成した空気調和機において、前記遠心送風機Xとして、請求項1、2、3、4、5、6、7、8および9のいずれか一項記載の遠心送風機を採用することもでき、そのように構成した場合、遠心送風機Xにおける羽根車1の駆動手段(即ち、ロータ11とステータ12)の回転軸方向高さが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなり、低騒音化と高性能化とを図ることができる。
以下、添付の図面を参照して、本願発明を幾つかの好適な実施の形態について説明する。
第1の実施の形態
図1には、本願発明の第1の実施の形態にかかる遠心送風機X1が示されている。
この遠心送風機X1は、吸込口5を有するシュラウド3と該シュラウド3に対向するハブ2との間の外周縁部に多数の羽根4,4・・を架設してなる羽根車1と、該羽根車1を回転駆動させる駆動手段10とを備えて構成されており、該羽根4,4・・の外周部は吹出口6とされている。符号7はベルマウスである。
前記ハブ2は、合成樹脂製の一体成形品からなっており、その中央部が円形形状に隆起した円形隆起部2aを有する略平板形状とされている。このハブ2の反吸込口側に近接対向して合成樹脂製の固定板9が配置されており、該固定板9の中心部には、羽根車1の回転中心となる回転軸8が樹脂成形時にインサート成形することにより立設固定されている。該回転軸8の先端部には、前記ハブ2の中心部に設けられた軸受部18に軸支されており、この回転軸8を回転中心として羽根車1が回転駆動せしめられることとなっている。
前記シュラウド3は、前記ハブ2と略同一の外径をもち且つその中心部に所定径の吸込口5を形成した合成樹脂製の円錐台形状のリング体からなっている。
なお、本実施の形態においては、羽根車1の製作に際しては、前記ハブ2と前記羽根4,4・・とを一体に樹脂成形し、この一体成形品の羽根4,4・・の先端部分に対して、別途に樹脂成形されたシュラウド3を衝合させ、これらを接着固定するようにしている。
前記駆動手段10は、前記羽根車1におけるハブ2の円形隆起部2aの反吸込口側に取り付けられたロータ11と該ロータ11と対向するように前記固定板9に取り付けられたステータ12とを備えて構成されている。このように、ハブ2における隆起部2aの反吸込口側にロータ11を取り付けるようにした場合、遠心送風機の回転軸方向の高さHをより一層小さくすることが可能となる。なお、前記ロータ11は、ハブ2の円形隆起部2aの反吸込口側に対して接着等により取り付けられるが、図3に示すように、ハブ2の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。また、ステータ12も、固定板9に対して接着等により取り付けられるが、固定板9樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、固定板9の樹脂成形作業と固定板9へのステータ12の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。
前記ロータ11は、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、内径側に位置する円環状の基部11aと該基部11aから遠心方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有し、前記円環状の基部11aの反吸込口側には、該基部11aの形状に略合致する一体、または複数分割された円環状のマグネット15が接合されている。マグネット15は、軸方向にNS極が位置するように着磁されている。
一方、前記ステータ12は、前記ロータ11の反吸込口側(即ち、前記固定板9上)に固定された鋼板製の円環状の基盤14上において前記突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように複数個のコイル13,13・・を環状に配置して構成されている(図2参照)。なお、これらのコイル13,13・・は、前記基盤14上に絶縁してプリントすることにより配置されているが、他の配置方法を採用することもできる。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
上記構成の駆動手段10は、前記ステータ12側の各コイル13に交流電圧が印加されて該各コイル13の極性がN極とS極との間で交互に変化するとき、該各コイル13と前記ロータ11側のマグネット15によりN極またはS極に励磁された各突部11bとの間に磁気吸引力と磁気反発力とが交互に作用するところから、この磁気吸引力と磁気反発力を受けて前記ロータ11と前記ステータ12との間に相対回転力を発生せしめることとなっている。この相対回転力によって前記羽根車1が前記回転軸8を回転中心として回転駆動され、前記羽根4,4・・による送風作用が実現されることとなっている。
上記のように構成したことにより、ハブ2の反吸込口側に一体的に配設されたロータ11の突部11b,11b・・と該突部11b,11b・・と対向する複数のコイル13,13・・を有するステータ12とにより羽根車1を回転駆動させる駆動手段10が構成されることとなり、駆動手段10の高さ寸法が小さく抑えられる。その結果、遠心送風機のファンスペース厚さ(回転軸方向厚さ)Hが大幅に抑えられることとなるのである。このように遠心送風機のファンスペース厚さHを小さく抑えることができたことから、前述した従来の遠心送風機(図29参照)のように羽根車のハブをシュラウド側に膨出させる必要がなく、吸込流れが阻害されるということがなくなる。従って、所望の風量が回転数を増大させることなく確保できることから、運転騒音の低減を図ることができるとともに、羽根車の径を過度に拡大する必要もなくなり、送風機性能の劣化を招くことなく、径方向の大型化を未然に防止でき、高さ方向のコンパクト化と相俟って、遠心送風機の更なるコンパクト化が期待できるものである。
さらに、本実施の形態においては、前記ロータ11における環状の基部11aを内径側に位置させるとともに、前記突部11b,11b・・を遠心方向に延設するようにしているので、ロータ11における突部11b,11b・・が基部11aから遠心方向に一体形成されるところから、突部11b,11b・・が末広がり形状となる結果、突部11b,11b・・の形成が容易となるとともに、駆動トルクを発生しやすくなるし、ロータ11の基部11aに接合配置されるマグネット15の径が小さくできることとなり、駆動手段10の低コスト化を図り得る。
次いで、本実施の形態にかかる遠心送風機X1を用いた空気調和機Z1〜Z3について、図4ないし図6を参照して説明する。
図4に示す空気調和機Z1は、遠心送風機X1における羽根車1の翼列の回転中心側に熱交換器21を配設して構成されている。このように構成した場合、遠心送風機X1における羽根車1の回転軸方向高さHが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなるし、従来の空気調和機では熱交換器の配置スペースとして利用できなかったスペースである遠心送風機における翼列の回転中心側に熱交換器21の配置スペースとして利用できるところから、空気調和機の外形寸法を拡大させることなく熱交換面積を増大させることができ、コンパクトな構成でありながら高い熱交換能力を発揮できる。
図5に示す空気調和機Z2は、遠心送風機X1における羽根車1の翼列の径方向外側に熱交換器21を配設して構成されている。このように構成した場合、遠心送風機X1における羽根車1の回転軸方向高さHが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなる。
図6に示す空気調和機Z3は、遠心送風機X1における吸込口5の上流側に一面が遠心送風機X1の回転軸8と直交する熱交換器21を配設して構成されている。このように構成した場合、回転軸8に対して略垂直となる熱交換器21において必要な熱交換面積を確保できることとなり、熱交換器2の形状に左右されない安定した空調能力を発揮できる。なお、熱交換器21は、少なくとも一面が回転軸8に対して略垂直となる形状を有しておればよく、遠心送風機の吸込側において吸込口5を取り囲むように形成され且つ配置されたものとすることもできる。
第2の実施の形態
図7には、本願発明の第2の実施の形態にかかる遠心送風機X2が示されている。
この場合、駆動手段10を構成するロータ11における円環状の基部11aを外径側に位置させるとともに、突部11b,11b・・を求心方向に延設している(図8参照)。このように構成した場合、ロータ11の突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように配置されるコイル13の配置径を小さくできるところから、駆動手段10の低コスト化に寄与する。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
また、本実施の形態にかかる遠心送風機X2を用いた空気調和機Z4〜Z6を、図9ないし図11に示す。それぞれの空気調和機における構成および作用効果は、第1の実施の形態において説明したのと同様なので、説明を省略する。
第3の実施の形態
図12には、本願発明の第3の実施の形態にかかる遠心送風機X3が示されている。
この場合、駆動手段10は、ハブ2における隆起部2aの反吸込口側に一体的に取り付けられ、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、内径側に位置する円環状の基部11aと該基部11aから遠心方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11と、該ロータ11における基部11aの反吸込口側に接合された一体、または複数分割された円環状のマグネット15と、該マグネット15の反吸込口側に接合され、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、前記ロータ11と略同形状の補助ロータ16と、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17において前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように円環状に配置された複数個のコイル13,13・・を有するステータ12とにより構成されている。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
前記ステータ12は、固定板9から立設された断面逆L字状の略円筒形状とされている。なお、前記ロータ11は、ハブ2における円形隆起部2aの反吸込口側に対して接着等により取り付けられるが、第1の実施の形態におけると同様に、ハブ2の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。また、ステータ12も、固定板9に対して接着等により取り付けられるが、固定板9の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、固定板9の樹脂成形作業と固定板9へのステータ12の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。このようにすると、ハブ2に一体的に配置されたロータ11とマグネット15に接合された補助ロータ16とを備えているため、駆動力が大きくなる。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので、説明を省略する。
また、本実施の形態にかかる遠心送風機X3を用いた空気調和機Z7〜Z9を、図13ないし図15に示す。それぞれの空気調和機における構成および作用効果は、第1の実施の形態において説明したのと同様なので、説明を省略する。
第4の実施の形態
図16には、本願発明の第4の実施の形態にかかる遠心送風機X4が示されている。
この場合、駆動手段10は、ハブ2における隆起部2aの反吸込口側に一体的に取り付けられ、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、外径側に位置する円環状の基部11aと該基部11aから求心方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11と、該ロータ11における基部11aの反吸込口側に接合された一体、または複数分割された円環状のマグネット15と、該マグネット15の反吸込口側に接合され、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、前記ロータ11と略同形状の補助ロータ16と、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17において前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように円環状に配置された複数個のコイル13,13・・を有するステータ12とにより構成されている。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
該ステータ12は、固定板9から立設された断面逆L字状の略円筒形状とされている。なお、前記ロータ11は、ハブ2における円形隆起部2aの反吸込口側に対して接着等により取り付けられるが、第1の実施の形態におけると同様に、ハブ2の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。また、ステータ12も、固定板9に対して接着等により取り付けられるが、固定板9の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、固定板9の樹脂成形作業と固定板9へのステータ12の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。このようにすると、ハブ2に一体的に配置されたロータ11とマグネット15に接合された補助ロータ16とを備えているため、駆動力が大きくなる。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので、説明を省略する。
また、本実施の形態にかかる遠心送風機X4を用いた空気調和機Z10〜Z12を、図17ないし図19に示す。それぞれの空気調和機における構成および作用効果は、第1の実施の形態において説明したのと同様なので、説明を省略する。
以上記述した実施の形態は、先の明細書および図面に開示されているものである。以下に、新たに追加された実施の形態について説明する。
第5の実施の形態
図20には、本願発明の第5の実施の形態にかかる遠心送風機X5が示されている。
この場合、羽根車1のハブ2は、合成樹脂製の一体成形品からなっており、略平板形状とされている。このハブ2の吸込口側に位置する固定部材22には、羽根車1の回転中心となる回転軸8が固定されている。該回転軸8の先端部には、前記ハブ2の中心部に設けられた軸受部18に軸支されており、この回転軸8を回転中心として羽根車1が回転駆動せしめられることとなっている。
また、駆動手段10は、ハブ2の吸込口側に一体的に取り付けられ、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、内径側に位置する円環状の基部11aと該基部11aから遠心方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11と、該ロータ11における基部11aの吸込口側に接合された一体、または複数分割された円環状のマグネット15と、前記ロータ11と対向するように前記回転軸8に固定され且つ前記突部11b,11b・・の回転軌跡上に位置するように円環状に配置された複数個のコイル13,13・・を有するステータ12とにより構成されている。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
また、前記ロータ11は、ハブ2の吸込口側に対して接着等により取り付けられるが、第1の実施の形態におけると同様に、ハブ2の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。このようにすると、駆動手段10が羽根車1におけるハブ2の吸込口側に配設されることとなるので、羽根車1の回転軸方向高さHが大幅に縮小できる。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので、説明を省略する。
また、本実施の形態にかかる遠心送風機X5を用いた空気調和機Z13を、図21に示す。この空気調和機Z13における構成および作用効果は、第1の実施の形態にかかる空気調和機Z2おいて説明したのと同様なので、説明を省略する。
第6の実施の形態
図22には、本願発明の第5の実施の形態にかかる遠心送風機X6が示されている。
この場合、羽根車1のハブ2は、合成樹脂製の一体成形品からなっており、略平板形状とされている。このハブ2の吸込口側に位置する固定部材22には、羽根車1の回転中心となる回転軸8が固定されている。該回転軸8の先端部には、前記ハブ2の中心部に設けられた軸受部18に軸支されており、この回転軸8を回転中心として羽根車1が回転駆動せしめられることとなっている。なお、軸受部18は、補助ロータ16と回転軸8とを軸支する2段の構成としても良い。
また、駆動手段10は、ハブ2の吸込口側に一体的に取り付けられ、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、内径側に位置する円環状の基部11aと該基部11aから遠心方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11と、該ロータ11における基部11aの吸込口側に接合された一体、または複数分割された円環状のマグネット15と、該マグネット15の吸込口側に接合され、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、前記ロータ11と略同形状の補助ロータ16と、前記ロータ11における突部11b,11b・・と前記補助ロータ16における突部16b,16b・・との間に形成される隙間17において前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように円環状に配置された複数個のコイル13,13・・を有するステータ12とにより構成されている。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。
該ステータ12は、前記回転軸8に固定された断面横L字状の略円筒形状とされている。なお、前記ロータ11は、ハブ2の吸込口側に対して接着等により取り付けられるが、第1の実施の形態におけると同様に、ハブ2の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。このようにすると、駆動手段10が羽根車1におけるハブ2の吸込口側に配設されることとなるので、羽根車1の回転軸方向高さHが大幅に縮小できるし、ハブ2に一体的に配置されたロータ11とマグネット15に接合された補助ロータ16とを備えているため、駆動力が大きくなる。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので、説明を省略する。
また、本実施の形態にかかる遠心送風機X6を用いた空気調和機Z14を、図23に示す。この空気調和機Z14における構成および作用効果は、第1の実施の形態にかかる空気調和機Z2おいて説明したのと同様なので、説明を省略する。
第7の実施の形態
図24ないし図27には、本願発明の第7の実施の形態にかかる空気調和機Z15が示されている。
この場合、空気調和機Z15は、スクロール23,23をそれぞれ具備した一対の遠心送風機X7,X7と、該遠心送風機X7,X7の吸込側に配設された熱交換器21とを備え、前面側から吸い込んだ空気Aが前記遠心送風機X7,X7のそれぞれの両側のスクロール23,23を通って下方に吹き出されるように構成されている。符号24は空気吸込口、25は空気吹出口、26はエアガイド、27はドレンパン、28はフラップである。
ここで、使用されている遠心送風機X7は、シュラウドを有しておらず、その駆動手段10としては、上記した第1ないし第6の実施の形態にかかる遠心送風機の駆動手段と同様の構成のものを採用することができる。駆動手段10の1例としては、図26に示すように、ハブ2の反吸込口側に一体的に取り付けられ、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、外径側に位置する円環状の基部11aと該基部11aから求心方向に一体に延設された複数の突部11b,11b・・とを有するロータ11と、該ロータ11における基部11aの反吸込口側に接合された一体、または複数分割された円環状のマグネット15と、固定板9に一体的に取り付けられ、磁性体金属(例えば、鋼板)または磁性粉末を焼結または圧縮成形した磁性体(例えば、フェライト板)からなり、前記突部11b,16bの回転軌跡上に位置するように円環状に配置された複数個のコイル13,13・・を有するステータ12とにより構成されている。なお、突部11bの個数とコイル13の個数は同数であっても良いが、同数でなくても良く(例えば、1個でもよく)、特に突部11bの個数を2×n個とすると、コイル13の個数は3×n個が望ましい。符号8は回転軸、18は軸受部である。
なお、前記ロータ11は、ハブ2の反吸込口側に対して接着等により取り付けられるが、第1の実施の形態におけると同様に、ハブ2の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、ハブ2の樹脂成形作業とハブ2へのロータ11の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。また、ステータ12も、固定板9に対して接着等により取り付けられるが、固定板9の樹脂成形時にインサート成形することにより取り付けるようにしてもよい。インサート成形によった場合、固定板9の樹脂成形作業と固定板9へのステータ12の取付作業とを同時に行うことができ、遠心送風機の低コスト化に寄与する。
このようにすると、遠心送風機における羽根車1の駆動手段(即ち、ロータ11とステータ12)の回転軸方向高さが大幅に縮小できるところから、遠心送風機の薄形化が可能となり、空気調和機の薄形化に大いに寄与することとなり、低騒音化と高性能化とを図ることができる。
その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので、説明を省略する。
ところで、上記各実施の形態にかかる遠心送風機におけるロータ11は円環状とされているが、ロータ11は環状であれば、多角形等の形状をとることができる。また、マグネット15は強力な磁力が必要で希土類系の焼結マグネットが望ましいが、フェライト系焼結マグネットでも良く、また、マグネット形状の作り易さからボンド系マグネットでも良い。
本願発明の第1の実施の形態にかかる遠心送風機X1の断面図である。 本願発明の第1の実施の形態にかかる遠心送風機X1における駆動手段部分の拡大平面図である。 本願発明の第1の実施の形態にかかる遠心送風機X1におけるハブとロータとの結合部分の変形例を示す拡大断面図である。 本願発明の第1の実施の形態にかかる遠心送風機X1を用いた空気調和機の一例(即ち、空気調和機Z1)を示す断面図である。 本願発明の第1の実施の形態にかかる遠心送風機X1を用いた空気調和機の他の例(即ち、空気調和機Z2)を示す断面図である。 本願発明の第1の実施の形態にかかる遠心送風機X1を用いた空気調和機のもう一つの他の例(即ち、空気調和機Z3)を示す断面図である。 本願発明の第2の実施の形態にかかる遠心送風機X2の断面図である。 本願発明の第2の実施の形態にかかる遠心送風機X2における駆動手段部分の拡大平面図である。 本願発明の第2の実施の形態にかかる遠心送風機X2を用いた空気調和機の一例(即ち、空気調和機Z4)を示す断面図である。 本願発明の第2の実施の形態にかかる遠心送風機X2を用いた空気調和機の他の例(即ち、空気調和機Z5)を示す断面図である。 本願発明の第2の実施の形態にかかる遠心送風機X2を用いた空気調和機のもう一つの他の例(即ち、空気調和機Z6)を示す断面図である。 本願発明の第3の実施の形態にかかる遠心送風機X3の断面図である。 本願発明の第3の実施の形態にかかる遠心送風機X3を用いた空気調和機の一例(即ち、空気調和機Z7)を示す断面図である。 本願発明の第3の実施の形態にかかる遠心送風機X3を用いた空気調和機の他の例(即ち、空気調和機Z8)を示す断面図である。 本願発明の第3の実施の形態にかかる遠心送風機X3を用いた空気調和機のもう一つの他の例(即ち、空気調和機Z9)を示す断面図である。 本願発明の第4の実施の形態にかかる遠心送風機X4の断面図である。 本願発明の第4の実施の形態にかかる遠心送風機X4を用いた空気調和機の一例(即ち、空気調和機Z10)を示す断面図である。 本願発明の第4の実施の形態にかかる遠心送風機X4を用いた空気調和機の他の例(即ち、空気調和機Z11)を示す断面図である。 本願発明の第4の実施の形態にかかる遠心送風機X4を用いた空気調和機のもう一つの他の例(即ち、空気調和機Z12)を示す断面図である。 本願発明の第5の実施の形態にかかる遠心送風機X5の断面図である。 本願発明の第5の実施の形態にかかる遠心送風機X5を用いた空気調和機の一例(即ち、空気調和機Z13)を示す断面図である。 本願発明の第6の実施の形態にかかる遠心送風機X6の断面図である。 本願発明の第6の実施の形態にかかる遠心送風機X6を用いた空気調和機の一例(即ち、空気調和機Z14)を示す断面図である。 本願発明の第7の実施の形態にかかる空気調和機Z15の正面図である。 本願発明の第7の実施の形態にかかる空気調和機Z15の縦断面図である。 本願発明の第7の実施の形態にかかる空気調和機Z15における遠心送風機X7の拡大縦断面図である。 本願発明の第7の実施の形態にかかる空気調和機Z15における遠心送風機X7の拡大正面図である。 従来公知の遠心送風機の一例を示す断面図である。 従来公知の遠心送風機の他の例を示す断面図である。
符号の説明
1は羽根車
2はハブ
3はシュラウド
4は羽根
5は吸込口
6は吹出口
8は回転軸
10は駆動手段
11はロータ
11aは基部
11bは突部
12はステータ
13はコイル
15はマグネット
16は補助ロータ
16aは基部
16bは突部
17は隙間
21は熱交換器
23はスクロール
Xは遠心送風機

Claims (13)

  1. 吸込口(5)を有するシュラウド(3)と該シュラウド(3)に対向するハブ(2)との間の外周縁部に多数の羽根(4),(4)・・を架設してなる羽根車(1)を備えた遠心送風機であって、前記ハブ(2)の反吸込口側には、磁性体金属からなり、環状の基部(11a)と該基部(11a)から径方向に一体に延設された複数の突部(11b),(11b)・・とを有するロータ(11)を一体的に配設し且つ該ロータ(11)における環状の基部(11a)の反吸込口側には、環状のマグネット(15)を接合する一方、前記ロータ(11)の反吸込口側には、前記突部(11b),(11b)・・の回転軌跡上に位置するように複数個のコイル(13),(13)・・を環状に配置したステータ(12)を設けたことを特徴とする遠心送風機。
  2. ハブ(2)の外周縁部に多数の羽根(4),(4)・・を立設してなる羽根車(1)を備えた遠心送風機であって、前記ハブ(2)には、磁性体金属からなる基部(11a)と該基部(11a)から径方向に延設された複数の突部(11b),(11b)・・とを有するロータ(11)を配設し且つ該ロータ(11)における基部(11a)には、マグネット(15)を接合する一方、前記ロータ(11)には、前記突部(11b),(11b)・・の回転軌跡上に位置するようにコイル(13)を配置したステータ(12)を設けたことを特徴とする遠心送風機。
  3. 前記ロータ(11)における基部(11a)を内径側に位置させるとともに、前記突部(11b),(11b)・・を遠心方向に延設したことを特徴とする請求項1および2のいずれか一項記載の遠心送風機。
  4. 前記ロータ(11)における基部(11a)を外径側に位置させるとともに、前記突部(11b),(11b)・・を求心方向に延設したことを特徴とする請求項1および2のいずれか一項記載の遠心送風機。
  5. 吸込口(5)を有するシュラウド(3)と該シュラウド(3)に対向するハブ(2)との間の外周縁部に多数の羽根(4),(4)・・を架設してなる羽根車(1)を備えた遠心送風機であって、前記ハブ(2)の反吸込口側には、磁性体金属からなり、環状の基部(11a)と該基部(11a)から径方向に一体に延設された複数の突部(11b),(11b)・・とを有するロータ(11)を一体的に配設し且つ該ロータ(11)における環状の基部(11a)の反吸込口側には、環状のマグネット(15)を接合するとともに、該マグネット(15)の反吸込口側には、磁性体金属からなり、前記ロータ(11)と略同形状の補助ロータ(16)を接合する一方、前記ロータ(11)における突部(11b),(11b)・・と前記補助ロータ(16)における突部(16b),(16b)・・との間に形成される隙間(17)には、前記突部(11b),(16b)の回転軌跡上に位置するように複数個のコイル(13),(13)・・を環状に配置したステータ(12)を設けたことを特徴とする遠心送風機。
  6. ハブ(2)の外周縁部に多数の羽根(4),(4)・・を立設してなる羽根車(1)を備えた遠心送風機であって、前記ハブ(2)には、磁性体金属からなる基部(11a)と該基部(11a)から径方向に延設された複数の突部(11b),(11b)・・とを有するロータ(11)を配設し且つ該ロータ(11)における基部(11a)には、マグネット(15)を接合するとともに、該マグネット(15)には、磁性体金属からなり、前記ロータ(11)と略同形状の補助ロータ(16)を接合する一方、前記ロータ(11)における突部(11b),(11b)・・と前記補助ロータ(16)における突部(16b),(16b)・・との間に形成される隙間(17)には、前記突部(11b),(16b)の回転軌跡上に位置するようにコイル(13)を配置したステータ(12)を設けたことを特徴とする遠心送風機。
  7. 前記ロータ(11)および補助ロータ(16)における基部(11a),(16a)を外径側に位置させるとともに、前記ロータ(11)および補助ロータ(11)における突部(11b),(16b)を求心方向に延設したことを特徴とする請求項5および6のいずれか一項記載の遠心送風機。
  8. 前記ロータ(11)および補助ロータ(16)における基部(11a),(16a)を内径側に位置させるとともに、前記ロータ(11)および補助ロータ(16)における突部(11b),(16b)を遠心方向に延設したことを特徴とする請求項5および6のいずれか一項記載の遠心送風機。
  9. 前記ハブ(2)を合成樹脂により成形するとともに、該ハブ(2)に、前記ロータ(11)をインサートして一体成形してなることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7および8のいずれか一項記載の遠心送風機。
  10. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8および9のいずれか一項記載の遠心送風機における羽根車(1)の翼列の回転中心側に、熱交換器(21)を配設したことを特徴とする空気調和機。
  11. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8および9のいずれか一項記載の遠心送風機における羽根車(1)の翼列の径方向外側に、熱交換器(21)を配設したことを特徴とする空気調和機。
  12. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8および9のいずれか一項記載の遠心送風機における吸込口(4)の上流側に、少なくとも一面が遠心送風機の回転軸(8)と直交する熱交換器(21)を配設したことを特徴とする空気調和機。
  13. スクロール(23)を具備した遠心送風機(X)と、該遠心送風機(X)の吸込側に配設された熱交換器(21)とを備え、前面側から吸い込んだ空気が前記遠心送風機(X)の両側のスクロール(23)を通って下方に吹き出されるように構成した空気調和機であって、前記遠心送風機(X)として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8および9のいずれか一項記載の遠心送風機を採用したことを特徴とする空気調和機。
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