JP2009127961A - ファンモータの支持構造および自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンモータの振動を抑制し、かつ、ファンモータの支持面で発生する騒音を低減できるファンモータの支持構造を提供する。
【解決手段】熱交換器の前面もしくは後面側端部に取設された取付部６と、ファンモータを取設するモータ固定部４と、該取付部とモータ固定部を橋渡すステー部５と、を有して構成されるファンモータの支持具３において、前記取付部に横桟７を掛け渡し、該横桟と前記取付部との間で支持部を3方より持設する。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器用のファンモータの支持構造に係り、特に、ファンの後流側に位置する支持部より発生する圧力変動、後流渦による騒音を低減することが可能なファンモータの支持構造に関するもので、自動販売機、空気調和機などの熱交換器とファンモータとの支持構造に利用される。

従来、自動販売機の凝縮器に使用されるファンモータの支持構造は、モータの後部を取り付けるモータ固定部と、モータ固定部を支持する支脚部と、支脚部をベース板に固定するベース取付部とで構成されていた（例えば、特許文献１）。しかしながら、この構造では、モータが片持ち状態で取り付けられるため、自重および振動によりファンの先端が熱交換器に風胴に接触する虞があった。
これを改良するため、第７，８図に示すようにモータを両持ち状態で熱交換器の後面両端部に取り付ける支持具８０が使用された。なお、図７は、ファンモータおよび支持構造を示し（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図であり、図８は、ファンモータの支持具の斜視図である。
これら図で示すように支持具８０は、両端にL字形で熱交換器２に取付ける取付部８１と、その取付部８１の中央部を渡す支持枠８２により構成されている。
ファンモータ１は、5枚のブレード１ａａを有するファン１ａと、ファン１ａの中心軸に連結し、ファン１ａを回転駆動させるモータ１ｂとを有して構成されている。ブレード１ａａは、騒音を低減するために、先端部が細い前進翼の形状を有するものである。
熱交換器２は、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、複数の熱交換パイプ２ａと、複数の熱交換パイプ２ａの円周部に熱結合して熱伝達を促進するフィン２ｂと、複数の熱交換パイプ２ａを両側面で支持する支持部２ｃと、上面および後面を覆うカバー２ｄを有して構成されている。支持部２ｃは、断面コ字状の板状部材であり、後方側端面にはファンモータ取付具３を取設するための孔が形成されている。カバー２ｄの後面側には、ファン１ａの外形に対応した孔２ｅが形成され、孔２ｅの周縁には後面と垂直方向に延在するリング形状の風胴２ｆが形成されている。

また、支持枠８２は、モータの径よりやや幅寸法の大きい板状部材であり、中央部にファンモータ１を固定する孔８２ａと、ファン１ａの後流を逃がすための風抜き孔８２ｂが穿孔され、上下の両端部には後方に立ち上り補強部が延在している。
特開２００３−２４２５５８号公報（図３，８）

図７，８に示される構造は、凝縮器の後面両端部にL字形の固定部と支持枠でファンモータを囲うように固定をしているので、ファンモータの振動を低く抑えることができる反面、ファンの後流と支持枠との間で発生する騒音が大きくなる問題があった。
具体的には、ファン回転時に翼がステー面を通過する際、ファンとステー面との間で発生する圧力変動が大きく乱流騒音、すなわち広帯域騒音が大きくなる。さらに、ステー面はファンの吹出し側に配置され、後流干渉による干渉音、すなわち翼回転周波数と翼枚数との積の整数倍でピークを持つ離散周波数騒音が大きくなる。
本発明は、上記の問題点を鑑みなされたもので、ファンモータの振動を抑制し、かつ、ファンモータの支持面で発生する騒音を低減できるファンモータの支持構造を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明のファンモータ支持構造は、熱交換器の前面もしくは後面側端部に取設された取付部と、ファンモータを取設するモータ固定部と、該取付部とモータ固定部を橋渡す支持部と、を有して構成されるファンモータの支持構造において、前記取付部に横桟を掛け渡し、該横桟と前記取付部との間で支持部を3方より持設したことを特徴とする。
請求項２に係る発明のファンモータ支持構造は、請求項１に記載のファンモータ支持構造において、前記支持部がモータ固定部よりファン後流側に傾斜して配置したことを特徴とする。
請求項３に係る発明のファンモータ支持構造は、請求項1または２に記載のファンモータ支持構造において、前記モータ固定部、前記支持部、前記横桟、前記取付部が一体の構造で構成されることを特徴とする。
請求項４に係る発明の自動販売機は、外部に連通して取設される熱交換器のファンモータを有する自動販売機において、前記ファンモータが請求項1ないし３のいずれかに記載のファンモータの支持構造を有することを特徴とする。

本発明にかかる請求項１のファンモータの支持構造は、熱交換器の前面もしくは後面側端部に取設された取付部と、ファンモータを取設するモータ固定部と、該取付部とモータ固定部を橋渡す支持部と、を有して構成されるファンモータの支持構造において、前記取付部に横桟を掛け渡し、該横桟と前記取付部との間で支持部を3方より持設したことにより、ファンの後流に位置する支持部の面積が小さく構成できるので、ファンモータの振動を抑制しつつ支持面で発生する騒音を低減できる。
本発明にかかる請求項１のファンモータの支持構造は、請求項１に記載のファンモータ支持構造において、前記支持部がモータ固定部よりファン後流側に傾斜して配置したことにより、支持部がファンの後縁より離間するので、さらに支持面で発生する騒音を低減できる。
本発明にかかる請求項３のファンモータの支持構造は、前記モータ固定部、前記支持部、前記横桟、前記取付部が一体の構造で構成されるので、低コストで製作できる。
本発明にかかる請求項４の自動販売機は、請求項1ないし３のいずれかに記載のファンモータの支持構造を使用しているので、低コストで騒音を低減できる。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる自動販売機のファンモータの支持構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本発明の実施例にかかるファンモータの支持構造について説明する。なお、図１は本発明の実施例にかかるファンモータの支持構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図であり、図２は、ファンモータの支持構造の斜視図である。
これら図において、ファンモータ１は、熱交換器２の後面端部に両側よりファンモータ取付具３にて取設されている。
ファンモータ１は、5枚のブレード１ａａを有するファン１ａと、ファン１ａの中心軸に連結し、ファン１ａを回転駆動させるモータ１ｂとを有して構成されている。ブレード１ａａは、騒音を低減するために、先端部が細い前進翼の形状を有するものであり、図１（ｂ）において反時計方向に回転をする。ファン１ａの中心部にはボス部１ａｂを有し、ボス部１ａｂは、モータ１ｂを覆う態様で形成され、5枚のブレード１ａａを中心で支持するものである。5枚のブレード１ａａとボス部１ａｂとは、樹脂にて一体に成形され、ファン１ａの外形寸法は、厚さ７０ｍｍ、外径２００ｍｍである。

熱交換器２は、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、複数の熱交換パイプ２ａと、複数の熱交換パイプ２ａの円周部に熱結合して熱伝達を促進するフィン２ｂと、複数の熱交換パイプ２ａを両側面で支持する支持部２ｃと、上面および後面を覆うカバー２ｄを有して構成されている。支持部２ｃは、断面コ字状の板状部材であり、後方側端面にはファンモータ取付具３を取設するための孔が形成されている。また、カバー２ｄの後面側には、ファン１ａの外形に対応した孔２ｅが形成され、孔２ｅの周縁には後面と垂直方向に延在するリング形状の風胴２ｆが形成されている。
ファンモータ取付具３は、図２に示すようにファンモータ１を固定する固定部４と、固定部４を支持するステー部５（支持部）と、熱交換器２に取り付ける取付部６と、取付部６を連結する横桟部７（横桟）とを有して構成されている。
固定部４は、円形の板状部材であり、モータを取設するための孔４ａが円周方向に３箇所形成されている。
ステー部５は、固定部４と取付部６とを連結する板状部材であり、ステー基部５ａ、ステー本体５ｂ、ステー端部５ｃにより構成されて、ファンモータ１の中心軸に対して半径方向に３箇所取設されている。３箇所のうち上方一箇所は、ステー基部５ａと横桟部７とが結合し、下方二箇所はステー基部５ａと取付部６とが結合されている。各ステー部５は、ファン１ａの後流の通過面積を可及的に大きく取れる態様で可及的に幅の狭い態様で形成され、しかも、ファンモータ１の振動を抑制保持できる態様で両側縁部には後方に向けて立上り補強部が延在している。本実施例では、ステー本体５ｂの幅は１０ｍｍ、立上り補強部は２ｍｍである。また、ステー部５は、図１で示されるようにファン後縁とステー基部５との間隔がＡの距離（１０ｍｍ）を保持する態様で後方に傾斜して取設されている。

取付部６は、Ｌ字状の板状部材であり、ファンモータ取付具３の左右両端に位置している。取付部６は、本体６ａとフランジ部６ｂで構成され、フランジ部６ｂには、熱交換器２の後面で支持部２ｃと当接して締結される孔が形成されている。
横桟部７は、両端の取付部６を連結する板状部材であり、ステー部５と略同寸法の幅を有し、ステー部５と同様に上下端部に後方に向けて延在する立上り補強部を有している。また、横桟部７は、左右の中央部で上方のステー部５と結合し、下方2箇所のステー部５と連結する両端の取付部６により、固定部４を堅固に支持する構造部材となっている。
また、ファンモータ取付具３は、固定部４、３方に延在したステー部５、ステー部５を持設する取付部６および横桟部７とでコ字状の構造体を形成し、熱交換器２の支持部２ｃと連結することで幅の狭いステー部５、横桟部７であっても全体として堅固な箱型構造を構成している。
また、ファンモータ取付具３は、固定部４、ステー部５、取付部６、横桟部７とを板金の一体成形にて製作されている。
かかる構成にて、ファンモータ１を回転駆動させると、ファンモータ１は、熱交換器２の前面より空気を流入して熱交換を行い、熱交換した後の空気をファンモータ取付具３を通過して後方に流出する。このとき、ファン１ａの後縁より誘起される旋回流、後流渦によりファンモータ取付具３と干渉をして騒音が発生する。

具体的には、ファン回転時にブレード１ａａがステー部５の前方を通過する際、ブレード１ａａの後流渦がステー部５により乱されることによりステー部５の表面で圧力変動が起こり、乱流騒音すなわち広帯域騒音が発生をする。さらに、５枚のブレード１ａａと３本のステー部５との間で後流干渉による干渉音、すなわち翼回転周波数と翼枚数との積の整数倍でピークを持つ離散周波数騒音が発生をする。また、ファン１ａの旋回流がステー部５に衝突して、ステー部５の両端から後流渦の変動による騒音が発生する。しかしながら、取付部６に横桟部７を掛け渡し、横桟部７と取付部６との間でステー部５を3方より持設したことにより、ステー部５の面積が小さくなる結果、上記の騒音発生が抑制される。
さらに、ステー部５がファンモータ１の固定部４よりファン１ａの後流側に傾斜して配置してあるので、ファン１ａの後流からステー部５が離間されている結果、上記の騒音発生がさらに抑制される。
また、モータ取付具３が、固定部４、ステー部５、取付部６、横桟部７が板金成形により一体の構造で構成されているので、低コストで製作をすることが出来る。
次に、本発明のファンモータの支持構造を使用した自動販売機の実施例について説明する。なお、図３は本発明の実施例にかかるファンモータの支持構造を適用した自動販売機を示す斜視図、図４は、図３に示した自動販売機の下部側断面図であり、図５は、図３に示した自動販売機の下部平面図であり、配管を省略している。図６は本発明の実施例にかかるファンモータの支持構造を適用した自動販売機の騒音測定結果である。

これら図において、自動販売機は、前面が開口した直方状の断熱体として形成された本体キャビネット１０と、その前面に設けられた外扉２０および内扉３０と、本体キャビネット１０の内部を上下2段に底板１１にて区画形成し、上部を例えば２つの断熱仕切板４０ｗによって仕切られた３つの独立した商品収納室４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、下部に商品収納室４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却もしくは加熱する冷却／加熱ユニット６０を収納する機械室５０と、外扉２０の内側に配設され、商品収納室（冷蔵室）４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の温度センサにより自動販売機の冷却、加熱運転などを制御する制御手段１００と、を有して構成されている。
より詳細に説明すると、外扉２０は、本体キャビネット１０の前面開口を開閉するためのものであり、図には明示していないが、この外扉２０の前面には、販売する商品の見本を展示する商品展示室、販売する商品を選択するための選択ボタン、貨幣を投入するための貨幣投入口、払い出された商品を取り出すための商品取出口２１等々、商品の販売に必要となる構成が配置してある。
内扉３０は、商品収納室４０ａ、４０ｂ、４０ｃの前面を開閉し、内部の商品を保温するものであり、上下２段に分割され内部に断熱体を有する箱型形状の構造体である。上側の内扉３０ａは、一端を外扉２０に枢軸し、他端を外扉２０に係着して、外扉２０の開放と同時に上側の内扉３０ａを開放させて、商品の補充を容易にするものである。下側の内扉３０ｂは、一端を本体キャビネット１０に枢軸し、他端を本体キャビネット１０に不図示の掛金にて掛着して、外扉２０を開放したときには、閉止した状態であり、商品収納室４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の冷気もしくは暖気が流出することを防ぎ、メンテナンス時など必要に応じて開放できるものである。

商品収納室４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのものであり、その収納庫の容量は商品収納室４０a、４０ｃ、４０ｂの順番に大きな態様で配分されている。その商品収納室４０ａ，４０ｂ，４０ｃには、それぞれ、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納し、販売信号により1個ずつ商品を排出するための商品搬出機構を備えた商品収納ラックＲ、排出された商品を外扉の販売口２１へ搬出する商品搬出シュート４２を有している。
機械室５０は、図４、５で示すように、前面（図４では左側、図５では下側）および背面側に開口部５１，５２を有する箱型の構造体で、その内部に冷却／加熱ユニット６０を収容している。冷却／加熱ユニット６０は、機械室５０の前面より装着が可能となっている。また、機械室５０には、外扉２０の下部に穿孔された通気孔２２と連通して前面の開口部５１より背面側の開口部５２に至る空気通路が形成されている。
冷却／加熱ユニット６０は、冷凍サイクルを構成する圧縮機６２、凝縮器６３、膨張弁６４、アキュムレータ６５と、底板１１を跨いで庫内の蒸発器６１とを冷媒配管で連結した冷却部と，蒸発器６１の前方に取設したヒータ（不図示）による加熱部から構成され、ユニットベース６８に取設されている。冷却／加熱ユニット６０は、販売モードに応じて、庫内に冷風または温風を循環させて商品収納ラックＲ内の商品を冷却または加熱するものである。

凝縮器６３の後面にはファンモータ取付具３によりファンモータ１が取設され、ファンモータ１は機械室５０の前面開口部５１より空気を吸入し、凝縮器６３による凝縮熱を吸入するとともに、圧縮機６２の排熱を吸収して、機械室５０の背面開口部５２へ排気するためのものである。
ファンモータ１、ファンモータ取付具３は、前述と同一の構成をしているので、説明を割愛する。
制御手段１００は、図３に示すように外扉２０の内側に取設され、内部に主制御部、メモリなどを有し、蒸発器６１の上方に取設してある庫内センサの温度を検知して、冷却／加熱ユニット６０およびファンモータ１などの運転を制御して、各商品収納庫４０ａ，４０ｂ，４０ｃの商品を所定の温度にするためのものである。各商品収納庫４０ａ，４０ｂ，４０ｃの冷却加熱の選択は運転モードＳＷにより行われる。
このように構成した自動販売機を制御手段１００により稼働すると、商品収納室４０ａ，４０ｂ，４０ｃが冷却され、各ラックＲに収容した商品が冷却されることになる。商品収納室４０ａ，４０ｂ，４０ｃが冷却されると、凝縮器６３からの凝縮熱がファンモータ１により排気される。ファンモータ１が回転することにより、ファン取付具３と干渉などにより騒音が発生する。

発明者らの実験によれば、自動販売機の内に搭載して、ファンモータ１のみを運転した状態で、自動販売機の前面よりも１ｍ離れ、１．５ｍの高さで測定した結果を、図７，８に示す従来のファンモータの支持構造と比較して図６に示す。本発明の実施例によれば、従来の構造ではオーバーオール値（以下ＯＡ値という）が４３．１ｄＢの騒音値であるのに対して、３８．５ｄＢと約５ｄＢの低騒音値を達成している。
具体的には、図６に示すように５００Ｈｚ以下の乱流騒音、および図中のＡ，Ｂ，Ｃで示す１２８Ｈｚ，２５３Ｈｚ，３８１Ｈｚの離散周波数での騒音値が低減された。また、ステー部５からの後流渦に起因すると推定される１ｋＨｚ以上の広帯域騒音も低減された。
なお、図６は、ステー部５が後方に傾斜している構造での騒音値であるが、ステー部５が垂直に支持された場合でもＯＡ値が３９．０ｄＢの低騒音値を達成している。
上記のようなファンモータの支持構造を使用することにより、低騒音の自動販売機を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる熱交換器用のファンモータの支持構造は、自動販売機、空気調和機などの熱交換器とファンモータとの支持構造に有用であり、特に、自動販売機の凝縮器に使用されるファンモータの支持構造に適している。

本発明の実施例にかかるファンモータの支持構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１に示したファンモータの取付具の斜視図である。 本発明の実施例にかかるファンモータの支持構造を適用した自動販売機を示す斜視図である。 図３に示した自動販売機の下部側断面図である。 図３に示した自動販売機の下部平面図である。 本発明の実施例にかかるファンモータの支持構造を適用した自動販売機の騒音測定結果である。 従来技術のファンモータの支持構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図７に示した従来技術のファンモータにおける取付具の斜視図である。

符号の説明

１ ファンモータ
２ 熱交換器
３ ファンモータ取付具
４ 固定部
５ ステー部（支持部）
６ 取付部
７ 横桟部（横桟）
１０ 本体キャビネット
２０ 外扉
３０ 内扉
４０ａ、４０ｂ、 ４０ｃ 商品収納室
５０ 機械室
６０ 冷却／加熱ユニット
６１ 蒸発器
６２ 圧縮機
６３ 凝縮器
６４ 膨張器
６５ アキュムレータ
６８ ユニットベース
８０ 支持具
８１ 取付部
８２ 支持枠

Claims (4)

1. 熱交換器の前面もしくは後面側端部に取設された取付部と、ファンモータを取設するモータ固定部と、該取付部とモータ固定部を橋渡す支持部と、を有して構成されるファンモータの支持構造において、
   前記取付部に横桟を掛け渡し、該横桟と前記取付部との間で支持部を3方より持設したことを特徴とするファンモータ支持構造。
2. 前記支持部がモータ固定部よりファン後流側に傾斜して配置したことを特徴とする請求項1記載のファンモータ支持構造。
3. 前記モータ固定部、前記支持部、前記横桟、前記取付部が一体の構造で構成されることを特徴とする請求項1または２に記載のファンモータ支持構造。
4. 外部に連通して取設される熱交換器のファンモータを有する自動販売機において、前記ファンモータが請求項1ないし３のいずれかに記載のファンモータの支持構造を有することを特徴とする自動販売機。
   
   
   

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