JP2008261598A - ファンモータ支持部材ならびに空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ファンモータの振動をより抑えることができるファンモータの支持部材の提供。
【解決手段】ファンモータ支持部材80は、室内ファンモータ81と、第1、第2及び第3防振部材本体851,852,853とを備える。室内ファンモータ81は、クロスフローファン22を駆動させる。第1〜第3防振部材本体851〜853は、室内ファンモータ81の外周部に装着されることにより、室内ファンモータ81の振動を吸収する。そして、第2防振部材本体852には、複数の突起741が形成されている。この複数の突起871は、室内ファンモータ81の外周部側に突出しており、第2防振部材本体852が室内ファンモータ81に装着された時に折れ曲がることにより、室内ファンモータ81の軸心が所定位置に位置するような形状を有している。
【選択図】図7

Description

本発明は、ファンモータ支持部材に関する。また、本発明は、ファンモータ支持部材を備えた空気調和機に関する。
従来より、空気調和機の室内機等に備えられているファンの動力源として、ファンモータが用いられている。ファンモータは、主として、磁力で回転する回転子と、磁力を発生する固定子とを備えている。このようなファンモータでは、ファンモータの駆動時に回転むらやトルクむらが生じると、回転子からは固定子に、更に固定子からはファンモータを支持するための支持枠に回転方向の振動が伝達される。そして、支持枠に伝達された振動と固定子に伝達された振動とが互いに異なる位相で振動したり共振したりすると、異音が発生する場合がある。
そこで、特許文献1に開示されているように、ファンモータの振動を吸収するための防振部材をファンモータに装着させることで、振動が支持枠に伝達されることを抑制する技術が知られている。
特開2005−30689号公報
特許文献1では、ファンモータの回転子の回転方向の剛性を小さくするための孔が防振部材の本体に設けられている。しかしながら、ファンモータの振動は、ファンモータの回転数やその時々の環境条件等により変化する。そのため、特許文献1では、ファンモータの振動を必ずしも吸収できるとは限らない。
そこで、本発明は、ファンモータの振動をより抑えることができるファンモータの支持部材の提供を目的とする。
発明1に係るファンモータ支持部材は、ファンモータと、防振部材本体とを備える。ファンモータは、ファンを駆動させる。防振部材本体は、ファンモータの外周部に装着されることにより、ファンモータの振動を吸収する。そして、防振部材本体には、複数の突起が形成されている。この複数の突起は、ファンモータの外周部側に突出しており、防振部材本体がファンモータに装着された時に折れ曲がることにより、ファンモータの軸心が所定位置に位置するような形状を有している。
このファンモータ支持部材では、防振部材本体がファンモータに装着されると、突起が例えば途中で折れ曲がり、ファンモータの軸心は所定位置に安定して位置されるようになる。従って、ファンモータの振動を抑えることができ、ファンモータの振動により発生する騒音を抑制することができる。
発明2に係るファンモータ支持部材は、発明1に係るファンモータ支持部材であって、防振部材本体と突起とは一体形成されている。
このファンモータ支持部材によると、防振部材本体と突起とは、例えばゴム等の同じ材質で形成される。これにより、防振部材本体と突起とを同時に形成することができ、製造コストを低減させることができる。
発明3に係るファンモータ支持部材は、発明1または2に係るファンモータ支持部材であって、突起が折れ曲がりファンモータの軸心が所定位置に位置するまでの突起とファンモータとの接触面積は、ファンモータの軸心が所定位置に位置した時の突起とファンモータとの接触面積よりも小さい。
このファンモータ支持部材によると、防振部材本体がファンモータに装着された場合、突起は、ファンモータに接触して折り曲がる。この時、突起は、折れ曲がる前のファンモータとの接触面積よりも広い面積を有する面でファンモータに接触するため、ファンモータは安定して固定される。
発明4に係るファンモータ支持部材は、発明1〜3のいずれかに係るファンモータ支持部材であって、突起の側面には、凹部が形成されている。
このファンモータ支持部材によると、防振部材本体がファンモータに装着された時、突起は、凹部側に折り曲がる。このように、突起に凹部が形成されることにより、突起の折れ曲がる方向を規定することができる。
発明5に係るファンモータ支持部材は、発明1〜3のいずれかに係るファンモータ支持部材であって、突起は、防振部材本体側の第1部分と、突起の先端側の第2部分とを有する。そして、突起の第1部分の横断面は、突起の第2部分の横断面よりも面積が大きい。
このファンモータ支持部材によると、防振部材本体がファンモータに装着された時、突起は、第2部分で折れ曲がる。このように、突起が第1部分及び第2部分からなる形状に形成されることにより、突起の折れ曲がる部分を規定することができる。
発明6に係る空気調和機は、ファンモータ支持部材と、ファンと、熱交換器を備える。ファンモータ支持部材は、発明1〜5のいずれかに係るファンモータ支持部材である。ファンは、ファンモータ支持部材のファンモータにより駆動される。熱交換器は、ファンの回転により発生する空気流との間で熱交換を行う。
この空気調和機によると、ファンモータの振動は抑えられるため、ファンモータの振動により発生する異音を抑制することができる。
発明1に係るファンモータ支持部材によると、ファンモータの振動を抑えることができるため、ファンモータの振動により発生する異音を抑制することができる。
発明2に係るファンモータ支持部材によると、防振部材本体と突起とを同時に形成することができ、製造コストを低減させることができる。
発明3に係るファンモータ支持部材によると、ファンモータを安定して固定することができる。
発明4に係るファンモータ支持部材によると、突起の折れ曲がる方向を規定することができる。
発明5に係るファンモータ支持部材によると、突起の折れ曲がる部分を規定することができる。
発明6に係る空気調和機によると、ファンモータの振動は抑えられるため、ファンモータの振動により発生する異音を抑制することができる。
(1)空気調和機の構成
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の外観図である。この空気調和機1は、室内の壁面等に取り付けられている室内機2と、室外に設置されている室外機3とに分かれて構成されており、室内の冷房運転や暖房運転等を行うことができる。
室内機2の内部には室内熱交換器21(後述)が収納され、室外機3の内部には室外熱交換器34(後述)が収納されている。そして、これらの各熱交換器21,34が冷媒配管4を介して接続されることにより、冷媒回路が構成されている。
〔冷媒回路〕
図2は、空気調和機1で用いられる冷媒回路の系統図である。この冷媒回路は、主として、室内熱交換器21、圧縮機31、四路切換弁32、アキュムレータ33、室外熱交換器34及び電動弁35から構成されている。
室内熱交換器21は、室内機2の内部に備えられているものであって、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとからなり、接触する空気との間で熱交換を行う。例えば、この室内熱交換器21は、冷房運転時には蒸発器として作用する。従って、冷房運転時、室内の空気が室内熱交換器21に接触すると、空気中の水分は凝縮して水滴となり、室内熱交換器21の下方に設けられたドレンパン(図示せず)に滴下する。これにより、室内の空気中の温度が低下する。また、暖房運転時には、室内熱交換器21は凝縮器として機能する。従って、室内の空気は、凝縮器として機能する室内熱交換器21に接触することで暖められる。また、本実施形態に係る室内機2は、室内熱交換器21との間で熱交換が行われた後の空気を室内に吹き出させるための円筒状のクロスフローファン22や、ファンモータ支持部材80(図4)等を有しているが、これらの構成については、「(2)室内機2の構成」で詳述する。
圧縮機31、四路切換弁32、アキュムレータ33、室外熱交換器34及び電動弁35は、室内機3の内部に備えられている。ここで、圧縮機31は、冷媒回路中を流れる冷媒を圧縮するためのものである。四路切換弁32は、圧縮機31の吐出側に接続されている他、ガス閉鎖弁38を介して冷媒配管4における配管4bと接続されており、この配管4bを介して室内熱交換器21の他端と接続されている。アキュムレータ33は、圧縮機31の吸入側に接続されており、室外熱交換器34は、四路切換弁32に接続されている。電動弁35は、室外熱交換器34に接続されている他、フィルタ36及び液閉鎖弁37を介して冷媒配管4における配管4aに接続されており、この配管4aを介して室内熱交換器21の一端と接続されている。
また、室外機3内には、プロペラファン39が設けられている。プロペラファン39は、室外熱交換器34での熱交換後の空気を外部に排出するためのものであって、室外ファンモータ40により回転駆動される。
(2)室内機の構成
室内機2は、図1及び図3に示すように、正面視において横方向に長い形状を有しており、主に上部ケーシング6及び下部ケーシング7により構成されている。尚、以下では、例えば室内機2の「上部」のように、「上」、「下」、「前」「後」等の方向を示す表現を適宜用いているが、これらは室内機2が図1に示すように室内の壁に取り付けられ、通常使用される状態での各方向を表す。
〔上部ケーシング〕
上部ケーシング6は、図3に示すように、室内機2の上部を覆っており、吸い込み口60,61が設けられている。そして、上部ケーシング6の内部には、室内熱交換器21が設けられている。室内熱交換器21は、クロスフローファン22の円周面に対向して配置されており、クロスフローファン22の前方、上方及び後方を取り囲むように取り付けられている。このような室内熱交換器21では、クロスフローファン22を回転させることで、吸い込み口60,61から吸い込まれた空気と冷媒との熱交換が行われる。
〔下部ケーシング〕
下部ケーシング7は、図3に示すように、外面部71と、支持枠74等によって構成されている。
外部面71は、正面視において室内機2の外面として視野に現れる部分である。また、外面部71には、室内機2の長手方向に沿う開口からなる吹き出し口72が設けられている。吹き出し口72からは、クロスフローファン22によって生成された空気流が室内へと吹き出される。また、吹き出し口72には、吹き出される空気流を案内する水平フラップ73が設けられている。水平フラップ73は、室内機2の長手方向に平行な軸を中心に回動自在に設けられている。この水平フラップ73は、図示しないフラップモータによって回転駆動され、吹き出し口72を開閉する。
支持枠74は、外面部71によって囲まれている。このような支持枠74には、図4に示すように、送風ユニット8等が取り付けられている。
〔送風ユニット〕
送風ユニット8は、図4に示すように、クロスフローファン22と、電装品ボックス75と、ファンモータ支持部材80とを有している。尚、電装品ボックス75には、室内機2における各機能部を制御するための制御部等が収納されている。
〔クロスフローファン〕
クロスフローファン22は、AS樹脂などの樹脂で形成されたものであって、既に述べたように、細長い円筒形状に構成されている。そして、クロスフローファン22は、図4に示すように、中心軸すなわち回転軸A1が水平となるように配置されている。また、このクロスフローファン22は、図4及び図5に示すように、エンドプレート710,711、第1シャフト712、第2シャフト713及び羽部714を有している。
エンドプレート710,711は、羽部714の両側に設けられている。エンドプレート710は、クロスフローファン22と回転子811(後述)とを連結するためのものであって、回転子811と一体に形成されている。第1シャフト712は、エンドプレート710の回転軸線上に配置され、エンドプレート710に連結されている。第2シャフト713は、エンドプレート711の回転軸線上に配置され、エンドプレート711に連結されている。このような第1シャフト712及び第2シャフト713は、クロスフローファン22が回転する際の回転軸A1となる。また、羽部714は、エンドプレート710,711の間に配置されており、回転軸A1と交わる方向に空気流を生成する。
〔ファンモータ支持部材〕
ファンモータ支持部材80は、図5に示すように、室内ファンモータ81と、防振部材82とを備える。
〔室内ファンモータ〕
室内ファンモータ81は、クロスフローファン22を回転駆動させる。また、この室内ファンモータ81は、アウタ・ロータ型のモータであって、回転子811と固定子組立体812とを有している。
回転子811は、微小な磁石粒を含む樹脂材料により形成されており、固定子組立体812の固定子821(後述)の径方向外側に配置されている。回転子811は、固定子821から発生する磁力により回転する。
固定子組立体812は、図5及び図6に示すように、固定子821と、固定子ハウジング831と、固定子軸受け841とを有する。
固定子821は、軸方向に突出する円柱部822と、円柱部822の径方向外側に突出した突出部823とを有する。円柱部822は、磁界を発生させるための鉄芯(図示せず)やコイル(図示せず)等を収納しており、図5に示すように、回転子811の内周面と一定の隙間を保って配置される。また、突出部823には防振部材82が装着される。
固定子ハウジング831は、固定子821を支持するためのものであって、図5及び図6に示すように、固定子ケース831aと固定子カバー831bとを有する。固定子ケース831aは、突出部823に防振部材82が装着された状態にある固定子821を収納可能な形状を有する。固定子カバー831bは、固定子ケース831aと対向する方向から固定子ケース831aに収納された固定子821を覆う役割を担う。
固定子軸受け841は、クロスフローファン22の第1シャフト712を支持するための部材であって、図5に示すように、軸受け部841aと軸受け保持部841bとで構成されている。軸受け部841aは、合成樹脂で形成されており、固定子821のほぼ中央部に配置される。軸受け保持部841bは、円筒形状に形成されており、クロスフローファン22の回転による軸受け部841aの微小振動を抑制するため、軸受け部841aを包み込むように支持する。
〔防振部材〕
防振部材82は、室内ファンモータ81の固定子821の外周部、より具体的には固定子821の突出部823に装着されることにより、室内ファンモータ81の振動を吸収するためのものであって、図6及び図7に示すように、第1防振部材本体851,第2防振部材本体852、第3防振部材本体853及び連結部854を有する。
各防振部材本体851〜853は、それぞれ凹状の形状に形成されている。より具体的には、各防振部材本体851〜853は、それぞれ開口部861a,862a,863a、底面部861b,862b,863b、短側面部861c,862c,863c、及び長側面部861d,862d,863dとで形成されている。また、各防振部材本体851〜853の短側面部861c〜863cには、円周方向の剛性を小さくするための空洞部861e,862e,863eがそれぞれ形成されている。このような構成を有する各防振部材本体851〜853は、既に述べたように、室内ファンモータ81の突出部823それぞれに装着されるが、特に第2防振部材本体852は、図6に示すように、組み立て後にほぼ鉛直下方に位置する突出部823に装着される。
また、各防振部材本体851〜853のうち、第2防振部材本体852の内部には、図7に示すように、複数の突起871が形成されている。突起871は、底面部862bから室内ファンモータ81の外周部側に突出しており、第2防振部材本体852が室内ファンモータ81に装着された時に折れ曲がることにより、室内ファンモータ81の軸心が所定位置に位置するような形状を有している。
ここで、本実施形態に係る突起871について、具体的に説明する。複数の突起871は、図8に示すように、第2防振部材本体852側の第1部分871aと、先端部側の第2部分871bとを有している。例えば、突起871の高さが約3mmであるとした場合、第1部分871aの高さは約2mm、第2部分871bの高さは約1mmである。また、第1部分871aの横断面の面積は、第2部分871bの横断面の面積よりも大きい。
このような突起871を有する第2防振部材本体852が室内ファンモータ81に装着された時、室内ファンモータ81には鉛直方向(即ち、図7の矢印方向)に重力がかかるため、複数の突起871は、室内ファンモータ81に圧接された状態となる。すると、図9に示すように、複数の突起871のうち、第2部分871bに対し面積が小さい第1部分871aは折れ曲がり、第1部分871aは、室内ファンモータ81の外周部に接するようになる。この時、室内ファンモータ81と接している突起871の接触面積は、所定位置に位置するまでの室内ファンモータ81と接していた突起871の接触面積よりも大きい。即ち、突起871が室内ファンモータ81と接する接触面積は、室内ファンモータ81が所定位置に位置した時に最大となる。これにより、室内ファンモータ81は、防振部材82により安定して固定される。
尚、複数の突起871の高さは、室内ファンモータ81の自重に基づいて決定される。また、互いに隣り合う突起871の間隔は、突起871が折れ曲がった場合の形状により決定される。
連結部854は、図6及び7に示すように、第1防振部材本体851と第2防振部材本体852、第2防振部材本体852と第3防振部材本体853をそれぞれ連結する。
また、各防振部材本体851〜853,連結部854及び複数の突起871は、室内ファンモータ81の振動を吸収可能な材質で、一体形成されている。ここで、振動を吸収可能な材質としては、例えばゴムや樹脂等が挙げられる。また、防振部材82の材質としてゴムが採用された場合、ゴムは、室内ファンモータ81に合わせて変形可能な硬度を有する。ゴムの硬度としては、例えば約30度が挙げられる。
(3)クロスフローファン及び回転子の回転が各部に及ぼす影響
次いで、クロスフローファン22及び室内ファンモータ81の回転子811が回転した時に、クロスフローファン22及び回転子811が室内機2の各機能部に及ぼす影響について説明する。
クロスフローファン22及び回転子811が第1シャフト712及び第2シャフト713を中心に回転すると、クロスフローファン22及び回転子811の回転に伴う微小振動は、第1シャフト712及び第2シャフト713に伝達される。更に、この微小振動は、第1シャフト712から固定子軸受け841に伝達されるが、固定子軸受け841において第1シャフト712を軸支する軸受け部841aによって抑制される。また、第2シャフト713に伝達された微小振動においても、第1シャフト712に伝達された微小振動と同様、第2シャフト713を軸支する軸受け部(図示せず)により抑制される。
尚、第1シャフト712側の軸受け部841aにより抑制しきれなかった振動については、固定子軸受け841から固定子821に伝達されるが、この振動は、固定子821の突出部823に取り付けられた防振部材82の、特に第2防振部材本体852の内側の複数の突起871により吸収され抑制される。
(4)効果
(A)
このファンモータ支持部材80では、各防振部材本体851〜853が室内ファンモータ81に装着されると、第2防振部材本体852の内側に形成された複数の突起871が例えば途中で折れ曲がり、室内ファンモータ81の軸心は所定位置に安定して位置されるようになる。従って、室内ファンモータ81の振動を抑えることができ、室内ファンモータ81の振動により発生する騒音を抑制することができる。
(B)
また、ファンモータ支持部材80における各防振部材本体851〜853、連結部854、及び複数の突起871は、例えばゴム等の同じ材質で形成される。これにより、各防振部材本体851〜853、連結部854及び突起871を同時に形成することができ、製造コストを低減させることができる。
(C)
また、本実施形態に係るファンモータ支持部材80によると、各防振部材本体851〜853が室内ファンモータ81に装着された場合、複数の突起871は、室内ファンモータ81に接触して折り曲がる。この時、複数の突起871は、折れ曲がる前の室内ファンモータ81との接触面積よりも広い面積を有する面で室内ファンモータ81に接触するため、室内ファンモータ81は安定して固定される。
(D)
また、各突起871は、各防振部材本体851〜853側の第1部分871aと、突起871の先端側の第2部分871bとを有する。そして、突起871の第1部分871aの横断面は、突起871の第2部分871bの横断面よりも面積が大きい。これにより、各防振部材本体851〜853が室内ファンモータ81に装着された時、各突起871は、第2部分871bで折れ曲がる。このように、突起871が第1部分871a及び第2部分871bからなる形状に形成されることにより、各突起871の折れ曲がる部分を規定することができる。
(E)
また、本実施形態に係るファンモータ支持部材80を空気調和機1に採用することにより、室内ファンモータ81の振動は抑えられるため、室内ファンモータ81の振動に起因する異音を抑制することができる。
<その他の実施形態>
(a)
上記実施形態では、図8に示すように、第2防振部材本体852の内側に形成された複数の突起871が、互いに面積の異なる第1部分871a及び第2部分871bを有する場合について説明した。しかし、本発明に係る突起は、防振部材82が室内ファンモータ81に装着された時に室内ファンモータ81の軸心が所定位置に位置するような形状を有していればよいため、図8に示すような形状に限定されない。
その他の突起の形状としては、例えば図10に示すように、側面に凹部871c’が形成されたものが挙げられる。このように、複数の突起871’の側面に凹部が形成されていると、各防振部材本体851〜853が室内ファンモータ81に装着された時、複数の突起871’のそれぞれは、凹部側に折り曲がる。このように、突起871’の側面に凹部が形成されることにより、各突起871’の折れ曲がる方向を規定することができる。
(b)
上記実施形態では、室内ファンモータ81がアウタ・ロータ型である場合について説明したが、室内ファンモータ81は、例えばインナ・ロータ型であってもよい。即ち、本発明に係る室内ファンモータは、複数の突起871を有する防振部材82が装着可能な形状を有し、各突起871により振動吸収を行うことができるタイプであれば、どのようなモータであってもよい。
(c)
上記実施形態では、第2防振部材本体852にのみ複数の突起871が形成されている場合について説明したが、複数の突起871は、第2防振部材本体852だけではなく、第1防振部材本体851や第3防振部材本体853にも更に形成されてもよい。
本発明に係るファンモータ支持部材は、例えば空気調和機の室内ファンモータなどのように、振動が生じるファンモータにおいて、ファンモータの振動を抑え異音の発生を抑制するための支持部材として有用である。
本実施形態に係る空気調和機の外観図。 冷媒回路の系統図。 本実施形態に係る空気調和機の室内機の右側面縦断面図。 送風ユニットの概略平面図。 クロスフローファン及び室内ファンモータのX−X断面図。 固定子組立体の分解斜視図。 本実施形態に係る防振部材の断面図。 本実施形態に係る防振部材の内側に形成された突起の拡大図。 (a)は、本実施形態に係る防振部材が室内ファンモータに装着された場合の、室内ファンモータを示す図であって、(b)は、突起の折れ曲がる状態を示す拡大図。 その他の実施形態(a)に係る防振部材の内側に形成された突起の拡大図。
符号の説明
1 空気調和機
2 室内機
3 室外機
21 室内熱交換器
22 クロスフローファン
34 室外熱交換器
39 プロペラファン
40 室外ファンモータ
80 ファンモータ支持部材
81 室内ファンモータ
82 防振部材
811 回転子
812 回転子組立体
821 固定子
823 突出部
851 第1防振部材本体
852 第2防振部材本体
853 第3防振部材本体
854 連結体
871,871’ 突起
871a 第1部分
871b 第1部分
871c’凹部

Claims (6)

  1. ファン(22)を駆動させるファンモータ(81)と、
    前記ファンモータ(81)の外周部に装着されることにより前記ファンモータ(81)の振動を吸収する防振部材本体(851,852,853)と、
    を備え、
    前記防振部材本体(851,852,853)には、前記ファンモータ(81)の外周部側に突出しており、前記防振部材本体(851,852,853)が前記ファンモータ(81)に装着された時に折れ曲がることにより前記ファンモータ(81)の軸心が所定位置に位置するような形状を有する複数の突起(871)が形成されている、
    ファンモータ支持部材(80)。
  2. 前記防振部材本体(851,852,853)と前記突起(871)とが一体形成されている、
    請求項1に記載のファンモータ支持部材(80)。
  3. 前記突起(871)が折れ曲がり前記ファンモータ(81)の軸心が前記所定位置に位置するまでの前記突起(871)と前記ファンモータ(81)との接触面積は、前記ファンモータ(81)の軸心が前記所定位置に位置した時の前記突起(871)と前記ファンモータ(81)との接触面積よりも小さい、
    請求項1または2に記載のファンモータ支持部材(80)。
  4. 前記突起(871’)の側面には、凹部(871c’)が形成されている、
    請求項1〜3のいずれかに記載のファンモータ支持部材(80)。
  5. 前記突起(871)は、前記防振部材本体(851,852,853)側の第1部分(871a)と、前記突起(871)の先端側の第2部分(871b)とを有し、
    前記突起(871)の前記第1部分(871a)の横断面は、前記突起(871)の前記第2部分(871b)の横断面よりも面積が大きい、
    請求項1〜3のいずれかに記載のファンモータ支持部材(80)。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のファンモータ支持部材(80)と、
    前記ファンモータ支持部材(80)の前記ファンモータ(81)により駆動される前記ファン(22)と、
    前記ファン(22)の回転により発生する空気流との間で熱交換を行う熱交換器(21)と、
    を備えた空気調和機(1)。
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