JP2010121807A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 アース装置を新たに設けなくとも既存の部材を用いて、ファンモータの回転軸に生じる電荷所謂軸電流をアース処理することができる空気調和機の室内機を提供することを目的とする。
【解決手段】 クロスフローファン１１に導通ピン１７を一体に成型することにより、ファンモータ１４の回転軸１４ａに発生する軸電流を、クロスフローファン１１の内部に配設された導通ピン１７及びクロスフローファン１１を回動自在に軸支するスベリ軸受１９を介してアース処理する。これにより、アース台、ブラシ、支持具等からなるアース装置を室内機内部に新たに設けることを不要とすることができ、これに伴いコスト低減を図ることができるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に関わり、より詳細にはファンモータの回転軸に発生する電荷を送風ファンを介してアースする構成に関する。

従来の、送風ファンを駆動する駆動機構として、例えば図６で示すように、架台５０上に、送風ファン５２と、ファンモータ５１を載置し、同ファンモータ５１の回転軸５１ａを送風ファンの回転軸に連結させるとともに、ファンモータ５１にインバータ装置５３を介して商用電源を供給するようにしているものがある。また、架台５０上には、アース装置として、アース台５４と、同アース台５４に一端を回動自在に軸支され、他端に導電性を備えたブラシ５６を設けた金属性の支持具５５が設けられ、ブラシ５６はスプリング等によりファンモータ５１の回転軸５１ａを押圧するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

ファンモータ５１が駆動されると、インバータ装置５３により発生した電源高調波成分によりファンモータ５１に内蔵された回転子に電荷が発生し、発生した電荷は回転軸５１ａに蓄積される。ファンモータ５１には、回転軸５１ａを回動自在に軸支するベアリングが複数内蔵されているが、回転軸５１ａが高速で回転している状態では、ベアリングを構成する外輪、複数のボール及び内輪は、これを満たすグリースにより絶縁されて回転軸５１ａに蓄積された電荷の放電現象は発生しない。だが、低速状態となると、外輪、複数のボール及び内輪は電気的に接触状態となり、回転軸５１ａに蓄積された電荷はベアリングに放電され電食を生じて、ベアリングのボール等に傷付等が発生し回転軸５１ａの動作に支障をきたす場合があった。

上記したような電食を防止するため、アース装置を構成するブラシ５６が支持具５５により、高速で回転している回転軸５１ａに押圧され、同回転軸５１ａに蓄積されようとする電荷をブラシ５６に放電させるようにしている。ブラシ５６に放電された電荷は支持具５５とアース台５４とを介して、アース線を設けた架台５０に放電され、所謂アース処理が行われるようになっている。

しかしながら、ファンモータを備えた空気調和機の室内機に対し、上記したようなアース台５４と、ブラシ５６と、支持具５５とからなるアース装置を内部に新たに設けることは、コスト上昇を招くだけでなく、省スペース化、小型化を図る室内機への障害となる虞があった。
特開平９−３１２９５６号（３頁、図１）

本発明は、上記問題点に鑑み、アース台、ブラシ、支持具等からなるアース装置を新たに設けなくとも、既存の部材を用いてファンモータの回転軸に生じる電荷をアース処理により放電することができる空気調和機の室内機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、吸込口と吹出口とを本体に備え、同本体内に、前記吸込口から吸込まれた空気を熱交換する熱交換器と、駆動機構であるファンモータに連結されたファンとを設け、同ファンが、ボスを備えた両側のフランジと、同フランジ間に架設された複数のブレードとからなり、前記ファンモータの回転軸に前記ボスの一端が連結され、他端のボスに突設された軸がスベリ軸受に軸支された空気調和機において、前記ボスを導電性を有する部材から形成し、両端の同ボス間を導通手段により接続するとともに、前記スベリ軸受にアース手段を接続し、前記ファンモータの回転軸と、前記ボスと、前記導通手段と、前記スベリ軸受と、前記アース手段とに至るアース経路を形成してなる構成となっている。

また、前記導通手段が、導電性を有する前記フランジと、少なくとも一枚が導電性を有する前記ブレードとからなる構成となっている。また、省スペース化、小型化を図れるようになっている。

請求項１記載の発明によれば、アース台、ブラシ、支持具等からなるアース装置を空気調和機内部に新たに設けることを不要とすることができ、これに伴い空気調和機のコスト低減を図ることができるようになっている。

請求項２記載の発明によれば、送風の妨げとならない導通手段を備えたクロスフローファンを送風ファンとして用いた空気調和機を形成することができるようになっている。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１は本発明による、アース手段を備えた空気調和機の室内機の外観斜視図及び側断面図であり、図２は正面断面図である。図３はクロスフローファンの正面図、側面図及び部分詳細図である。また、図４及び図５は夫々第二実施例から第四実施例を示す説明図である。

本発明による空気調和機は、図１（Ａ）の外観斜視図で示すように、前面側が開放され横長矩形状に形成されたベース１に、前面が滑らかな曲面状に形成された前面パネル２を装着し本体を構成している。前面パネル２の中央部には、前面吸込口４が設けられ、上面には複数の横桟からなる上面吸込口３が設けられている。また、曲面状に形成された前面パネル２の下部には、上下風向板６及び左右風向板１３とを備えた吹出口５が設けられ、その側方には、複数のＬＥＤからなる表示部７ａと、リモートコントローラからの信号を受信する受信部７ｂとが設けられている。

上面吸込口３及び前面吸込口４と前記吹出口５とを結ぶ空気流路には、図１（Ｂ）で示すように、吸込まれた空気中の塵埃を除去するフィルタ８と、平行に並べられたフィンと同フィンに直交するように配設された伝熱管とからなり、前方下部熱交換器部９ａと前方上部熱交換器部９ｂと後方上部熱交換器部９ｃとで構成される熱交換器９と、同熱交換器９で熱交換された空気を吹出口５から再び室内に送出する、送風ファンとしてのクロスフローファン１１と、図示はされていないが、同クロスフローファン１１を駆動する、後述するファンモータ１４が設けられている。また、前方下部熱交換器部９ａの下方には、同前方下部熱交換器部９ａと前方上部熱交換器部９ｂとから滴下する凝縮水を受け、これを貯留する前部露受皿１０ａが設けられ、後方上部熱交換器部９ｃの下方には、同後方上部熱交換器部９ｃから滴下する凝縮水を受け、これを貯留する後部露受皿１０ｂが設けられている。

上面吸込口３及び前面吸込口４から吸込まれた室内の空気は熱交換器９で熱交換された後、ファンモータ１４により駆動されるクロスフローファン１１により、上下風向板６及び左右風向板１３にガイドされて吹出口５から室内に送出されるようになっている。

クロスフローファン１１と、これを駆動するファンモータ１４とは、図２で示すように構成されている。クロスフローファン１１は横長円筒状に形成され、一端に円盤状のフランジ１１ａを備え、他端にフランジ１１ａ’を設けており、フランジ１１ａとフランジ１１ａ’間に、所定角度偏向した多数のブレード１１ｂを設けている。後述するファンモータ１４の回転軸１４ａを連結するフランジ１１ａ側には、中央部に軸受孔を穿設し、これと直交するように螺子孔を穿設した金属性部材からなる円筒状のボス１１ｃが設けられ、フランジ１１ａ’側には、軸１１ｅを外方に向かい突設した金属性部材からなる円筒状のボス１１ｄが設けられている。尚、ボス１１ｃ及びボス１１ｄは、導電性を有する部材で構成されていれば良く、例えば、導電性樹脂で構成されていても良い。

また、クロスフローファン１１には、導通手段として、長手方向に沿って高い導電性を有する導電ピン１７が複数設けられており、同導電ピン１７の一端はボス１１ｃの内周面に接続され、他端はボス１１ｄの内周面に接続されている。

ファンモータ１４は、ハウジング内の中央部前後に、外輪と、内輪と、これらに接触転動する多数のボールとからなる、一対のラジアルボールベアリング１５を備え、同ラジアルボールベアリング１５は回転軸１４ａを回動自在に軸支している。同回転軸１４ａの中央部には電磁鋼板からなるコア１４ｃが固定され、ハウジング内周面にはコア１４ｃに対向するように、電磁鋼板からなる円筒状のステータ１４ｂが設けられている。回転軸１４ａの先端部は、クロスフローファン１１のボス１１ｃに穿設された軸受孔に挿入され、螺子孔に螺合された固定部材としての螺子１６によりクロスフローファン１１に固定されるようになっている。

クロスフローファン１１のボス１１ｄから外方に向かい突設された軸１１ｅは、室内機の基台１８に形成されたスベリ軸受１９により回動自在に軸支されている。同スベリ軸受１９は、例えば真鍮等の比較的硬度の低い金属材からなるとともに、円筒形状に形成されており、その内周面を軸１１ｅの軸受としている。また、同スベリ軸受１９は、図２において、同スベリ軸受１９から外部に導出され接地されたアース手段２０に接続されているが、これは模式的に表したものであり、実際には、例えば、図１（Ｂ）に示すように、スベリ軸受１９はアース線２０ａにより、アース処理された熱交換器９に接続されている。尚、アース線２０ａの接続先は、熱交換器９に限定されたものでなく、アース処理されたものであれば良い。

次に、動作について説明する。ファンモータ１４に起動電圧が掛かり、ステータ１４ｂが通電されると、回転軸１４ａの回転が始まり、同回転軸１４ａに連結されたクロスフローファン１１も回動することにより、ブレード１１ｂの作用によって室内機の吹出口５からは熱交換された空気が吹出される。

ファンモータ１４の回転軸１４ａが高速で回転するようになると、ファンモータ１４を駆動するインバータ装置等の影響により回転軸１４ａには電荷、所謂軸電流が発生する。しかしながら、回転軸１４ａに発生した電荷は、まずクロスフローファン１１のボス１１ｃに流れ、続いて複数の導電ピン１７を介して他端に設けられたボス１１ｄに放電される。ボス１１ｄに放電された電荷は、軸１１ｅとスベリ軸受１９との接触によりスベリ軸受１９に放電され、続いてアース手段２０を介して外部に放電されるようになっている。

上記したように、ファンモータ１４の回転軸１４ａで発生した電荷が、クロスフローファン１１及びこれを軸支するスベリ軸受１９とアース手段２０とを介して放電されることにより、回転軸１４ａへの電荷の蓄積を防止できるようになっている。これにより、ファンモータ１４が低速運転となって、回転軸１４ａを回動自在に軸支するラジアルボールベアリング１５の外輪、内輪、ボールとが電気的に接触する状態となっても、内輪からボールへの放電は発生せず、電食によるボールへの微細な傷付、損傷を防止することができるようになっている。

次に、クロスフローファン１１の構成について説明する。クロスフローファン１１は、図３（Ｃ）の側面図に示すように、円環状に形成された支持板１１ｇと、同支持板１１ｇの一側から延設され、所定角度偏向した多数のブレード１１ｂからなる樹脂材から形成されるファンユニット１１ｆを、図３（Ｂ）に示すように、複数個、接合して、ファンユニット積層体を形成し、同ファンユニット積層体の積層方向両側に、ボス１１ｃを備えたフランジ１１ａと、ボス１１ｄを備えたフランジ１１ａ’とを設けている。ファンユニット１１ｆのブレード１１ｂを延設した支持板１１ｇの他側には、図３（Ｄ）に示すように、ブレード１１ｂの先端部が勘合する多数の溝１１ｈが形成されており、同溝１１ｈにブレード１１ｂの先端部を勘合させた後、超音波溶着により夫々のファンユニット１１ｆが接合されてクロスフローファン１１が形成されるようになっている。

ファンユニット１１ｆを樹脂成型する際、図３（Ｃ）に示すように、導通ピンユニット１７ａがインサート成型により一体に形成されるようになっている。導通ピンユニット１７ａは、先端部１７ｂが尖った針状に形成され、他端に、他の導通ピンユニット１７ａの先端部が挿入される先細状凹部の挿入部１７ｃが形成されており、先端部１７ｂは支持板１１ｇから突出するように、樹脂材と一体となって成型されるようになっている。また、クロスフローファン１１が回転する際、回転バランスを保つよう、図３（Ａ）に示すように、複数の導通ピンユニット１７ａは支持板１ｇ上に均等に配置されるようになっている。導通ピンユニット１７ａの先端部１７ｂを他の導通ピンユニット１７ａの挿入部１７ｃに挿入させてファンユニット１１ｆ同士を超音波溶着により接合すると、導通ピン１７が形成されるようになっている。以上、述べた手順により、導通ピンを備えたクロスフローファンを容易に形成することができるようになっている。尚、導通ピンはフランジ１１ａとフランジ１１ａ’を結ぶ一本のピンで形成しても良い。

次に、クロスフローファンの構造について第二実施例を説明する。第二実施例は、図４（Ａ）に示すように、クロスフローファン２１は上記したクロスフローファン１１と同様に、支持板の一側に複数のブレード２１ｂを延出したファンユニット２１ｄを複数個、超音波溶着により接合して構成されている。複数個のファンユニット２１ｄが接合された後、両側のフランジ２１ａに備えられ、中央部に孔を穿設したボス２１ｃには、これらを貫通するように、金属性部材からなる長尺状の中心軸２２が挿入され、ボス２１ｃに固着されるようになっている。中心軸２２の一端には、ファンモータ１４の回転軸１４ａが挿入される孔が穿設され、同孔に回転軸１４ａが挿入された後、固定部材１６により固定されるようになっており、他端には、上記したスベリ軸受１９に回動自在に軸支される軸２２ａが形成されている。

ファンモータ１４の回転軸１４ａに発生した電荷は、同回転軸１４ａから中心軸２２及び同中心軸２２の軸２２ａを介して上記したスベリ軸受１９に伝搬されアース処理されるようになっている。これにより、製作が容易な金属性部材からなる中心軸２２を用いてアース処理を的確に行うことができるようになっている。

次に、第三実施例について説明する。第三実施例は、図４（Ｂ）に示すように、樹脂材からなる複数のファンユニットを超音波溶着により接合してクロスフローファン２３を構成した後、これの全周に、スプレー２４等により導電性塗料を塗布して、クロスフローファン２３全体に導通性を与えるようにしている。ファンモータ１４の回転軸１４ａが固着されるボス２３ａと、上記スベリ軸受１９に回動自在に軸支される軸２３ｂは、導電性を有する金属を用いる必要があるが、回転軸１４ａに発生した電荷は、導電性塗料が塗布された両側のフランジ及びブレードを介して前記スベリ軸受１９に流れた後、アース手段２０を介して放電されるようになっている。上記した構成により、クロスフローファン自体を導通手段とすることができるので、送風の妨げとならず、騒音を低減させることができる。

尚、導電性塗料は、クロスフローファン２３全周に塗布する必要はなく、両側のフランジと、任意の複数枚のブレードに塗布するだけでも良い。また、導電性塗料を塗布した長尺状の複数枚のブレードを、複数のファンユニットが接合された後、一側のフランジから挿入させ他端のフランジまで差し込んで固定しても良い。

次に、第四実施例について説明する。第四実施例は図５に示すように、クロスフローファン２５のブレードの大部分は樹脂成型により形成されているが、複数枚のブレード２６は金属性部材から形成されている。同ブレード２６は長尺状に形成されており、クロスフローファン２５の両側に備えられ、金属性の部材からなるフランジ２５ａの円盤面上に形成された切欠きに両端を固定することにより、金属性のブレード２６を介して、両側のフランジ２５ａ間を電気的に接続できるようになっている。これにより、送風の妨げとならないようにしてファンモータ１４の回転軸１４ａに発生した軸電流を的確にアース処理することができるようになっている。尚、同実施例では、一部のブレードとフランジとを金属性の部材で構成しているが、金属性部材にかかわらず、導電性を有する部材で構成されていれば良い。

以上、説明したように、上述した、いずれの実施例においてもクロスフローファンに導通手段を設けるとともに、スベリ軸受にアース手段を接続しているので、ファンモータの回転軸に発生する電荷をスベリ軸受を介してアース処理することができるようになっている。尚、上記実施例では、導通手段を設けるファンとしてクロスフローファンを実施例として説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、一端がファンモータの回転軸に連結され、他端がスベリ軸受に軸支されたファンならば適用することができる。

本発明による、アース手段を備えた空気調和機の外観斜視図及び側断面図である。 室内機の正面断面図である。 クロスフローファンの正面図、側面図及び部分詳細図である。 第二実施例及び第三実施例を示す説明図である。 第四実施例を示す説明図である。 従来のアース手段を備えた送風ファン駆動装置の斜視図である。

符号の説明

１ ベース
２ 前面パネル
３ 上面吸込口
４ 前面吸込口
５ 吹出口
６ 上下風向板
７ａ 表示部
７ｂ 受信部
８ フィルタ
９ 熱交換器
９ａ 前方下部熱交換器部
９ｂ 前方上部熱交換器部
９ｃ 後方上部熱交換器部
１０ａ 前部露受皿
１０ｂ 後部露受皿
１１ クロスフローファン
１１ａ、１１ａ’ フランジ
１１ｂ ブレード
１１ｃ、１１ｄ ボス
１１ｅ 軸
１１ｆ ファンユニット
１１ｇ 支持板
１１ｈ 溝
１３ 左右風向板
１４ ファンモータ
１４ａ 回転軸
１４ｂ ステータ
１４ｃ コア
１５ ラジアルボールベアリング
１６ 固定部材
１７ 導電ピン
１７ａ 導通ピンユニット
１７ｂ 先端部
１７ｃ 挿入部
１８ 基台
１９ スベリ軸受
２０ アース手段
２０ａ アース線
２１ クロスフローファン
２１ａ フランジ
２１ｂ ブレード
２１ｃ ボス
２１ｄ ファンユニット
２２ 中心軸
２２ａ 軸
２３ クロスフローファン
２３ａ、２３ｂ ボス
２４ スプレー
２５ クロスフローファン
２５ａ フランジ
２６ ブレード

Claims (2)

1. 吸込口と吹出口とを本体に備え、同本体内に、前記吸込口から吸込まれた空気を熱交換する熱交換器と、駆動機構であるファンモータに連結されたファンとを設け、同ファンが、ボスを備えた両側のフランジと、同フランジ間に架設された複数のブレードとからなり、前記ファンモータの回転軸に前記ボスの一端が連結され、他端のボスに突設された軸がスベリ軸受に軸支された空気調和機において、
   前記ボスを導電性を有する部材から形成し、両端の同ボス間を導通手段により接続するとともに、前記スベリ軸受にアース手段を接続し、前記ファンモータの回転軸と、前記ボスと、前記導通手段と、前記スベリ軸受と、前記アース手段とに至るアース経路を形成してなることを特徴とする空気調和機。
2. 前記導通手段が、導電性を有する前記フランジと、少なくとも一枚が導電性を有する前記ブレードとからなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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