JP2011033282A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音や振動の発生を招くモータ回転軸とファン回転軸との芯ズレを解消することのできる空気調和装置が要求されている。
【解決手段】この空気調和装置は、通風路Ｂを有する本体ケーシングＡと、通風路Ｂ内に配備されたファン１およびモータ２と、モータ回転軸９をファン回転軸８に自在継手Ｃを介して同軸直線状に連結するようにした装置において、枠体１１と、枠体１１上に設置されるファン１と、枠体１１の上方に配置されるモータ２と、枠体１１とモータ２との間に介設されるモータ回転軸調整機構１０とから成る送風機組立体を通風路Ｂ内に設け、モータ回転軸調整機構１０を、枠体に１１対しモータ回転軸９の径方向横向きに移動可能に設けられた第１調整部材と、第１調整部材に上下方向移動可能に設けられた第２調整部材と、第２調整部材に平面全方位にわたり上下角度可変に設けられた第３調整部材とから構成したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータ回転軸とファン回転軸とが自在継手を介して同軸直線状に連結される空気調和装置に関するものである。

従来、この種の軸継手構造としては、例えば下記の特許文献１に示すものが知られている。この文献開示の軸継手構造では、モータ回転軸とファン回転軸とを撓み継手（自在継手）を介して同軸直線状に連結することにより、回転軸同士の軸心のずれを吸収するようにしている。

特開平１１−２３６９２４号公報

ところが、上記のような軸継手構造を容積の大きな空気調和装置に適用した場合、構成部品の組立・加工・溶接誤差が大きく、両回転軸を同一軸心上に配置することは困難である。そして、撓み継手にはその調整範囲に限界がある。そのため、上記のような誤差が撓み継手の調整範囲を上回る場合、その撓み継手を介して回転軸同士を連結しモータを駆動すると、大きな騒音や振動が発生し、延いてはモータ回転軸またはファン回転軸の寿命が低下するという不具合を生じるおそれがある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、騒音や振動の発生を招くモータ回転軸とファン回転軸との芯ズレを解消することのできる空気調和装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、通風路を有する本体ケーシングと、通風路内に配備されたファンおよびモータと、モータの回転軸をファンの回転軸に自在継手を介して同軸直線状に連結するようにした空気調和装置において、枠体と、枠体上に設置されるファンと、枠体の上方に配置されるモータと、枠体とモータとの間に介設されるモータ回転軸調整機構とから成る送風機組立体を通風路内に設け、モータ回転軸調整機構を、枠体に対しモータ回転軸の径方向横向きに移動可能に設けられた第１調整部材と、第１調整部材に上下方向移動可能に設けられた第２調整部材と、第２調整部材に平面全方位にわたり上下角度可変に設けられた第３調整部材とから構成したものである。

本発明によれば、枠体とモータとの間にモータ回転軸調整機構が介設されるので、このモータ回転軸調整機構により、モータをモータ回転軸の径方向横向きに位置調整したり、上下方向に位置調整したり、平面全方位にわたり上下角度を調整したりできる。これによって、モータのモータ回転軸とファンのファン回転軸との芯ズレの解消が可能となり、芯ズレによる騒音や振動を防止することができる。

この発明の実施形態に係る空気調和装置の本体ケーシング内を正面から見た内部構成図である。 前記空気調和装置の送風機組立体の正面図である。 前記空気調和装置の送風機組立体を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置の自在継手の分解斜視図である。 前記空気調和装置のモータおよびモータ回転軸調整機構の分解斜視図である。 前記空気調和装置のモータ回転軸調整機構の要部を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータ回転軸調整機構の第３調整部材を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータ回転軸調整機構の第３調整部材を下から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータ回転軸調整機構の第２調整部材を下から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータ回転軸調整機構の第１調整部材を下から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータ回転軸調整機構の第４調整部材を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータおよびモータ回転軸調整機構の要部を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータおよびモータ回転軸調整機構を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置のモータ回転軸調整機構でモータ回転軸の軸心方向に位置調整をする態様を示す動作説明図である。 前記空気調和装置の枠体を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置の矢倉組構造を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置の本体ケーシングの基台に構築した矢倉組構造を上から見た斜視図である。 前記空気調和装置の送風機組立体を下から見た斜視図である。 前記空気調和装置の防振部材を上から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施形態における空気調和装置の本体ケーシング内を正面から見た内部構成図、図２は前記空気調和装置の送風機組立体の正面図、図３は前記空気調和装置の送風機組立体の斜視図である。
各図において、この実施形態１の空気調和装置は、箱状に形成された本体ケーシングＡの内部が通風路Ｂとなっており、この通風路Ｂ内にモータ２、ファン１、熱交換器５、その他の部品が配備されている。本体ケーシングＡ内の上部にはフィルター（図示省略）で被われる空気の吸込口６，６が形成され、本体ケーシングＡの底部には空気の吹出口７，７が形成されている。前記の熱交換器５は通風路Ｂ内の上部に設置されていて、図外の冷媒回路の熱源機と配管接続されている。通風路Ｂ内の下部にはモータ２とファン１が設置されている。ファン１としては例えばシロッコファンが使用される。モータ２は自在継手Ｃを介して同軸直線状にファン１と連結されている。

ファン１が取り付けられたファン回転軸８とモータ２のモータ回転軸９の先端にはそれぞれ軸継手３が取り付けられ、両方の軸継手３，３の間には弾性部品４が配備されている。これらは全ての軸心が同一線上に配置される同軸心構造となっており、モータ２の駆動力が軸継手３、弾性部品４、および軸継手３を介してファン１へ伝達される構造となっている。すなわち、軸継手３、弾性部品４、および軸継手３から、自在継手Ｃが構成される。

前記した弾性部品４は、図４に示すように、硬質合成ゴムなどで円筒状に形成されていて、その筒内外に内歯車部と外歯車部が形成されている。軸継手３の一側面には、弾性部品４の内歯車部および外歯車部と嵌合する形状の窪み部３７が形成されている。まず、軸継手３，３の中心に設けられた軸穴部に、モータ回転軸９とファン回転軸８の先端部をそれぞれ装入し、止めネジで固定する。その後、例えばファン回転軸８側の軸継手３に弾性部品４の一側を嵌め込み、更にモータ回転軸９側の軸継手３を弾性部品４の他側に嵌め込むことで、両方の軸継手３，３を弾性部品４を介して連結できる。これにより、モータ２の動力を自在継手Ｃを介して効率的にファン１に伝達することができる。

上記した軸継手３，３同士の連結は空気調和装置の組立誤差や溶接誤差による偏角、偏芯が伴うので、弾性部品４を介して両方の軸継手３，３を連結しているが、それにも拘わらず芯ズレの許容範囲内で軸継手３，３同士を連結することは不可能である。例えば、このタイプの空気調和装置における組立誤差が約１.５ｍｍであり溶接誤差が１ｍｍであるのに対し、軸継手３，３の使用限界は偏角１°、偏芯０.５ｍｍであるので、自在継手Ｃで偏芯を０.５ｍｍ以下に抑えることは無理である。そこで、モータ回転軸９をファン回転軸８と同軸心に調整するモータ回転軸調整機構１０（図３参照）をモータ２の直下に配置したのである。このモータ回転軸調整機構１０と、モータ回転軸調整機構１０の部品上面にボルト等で固定されたモータ２と、鋼板などで枠組みされてモータ回転軸調整機構１０を載置する枠体１１と、枠体１１上に設置されるファン１，１とから、送風機組立体１４が構成される。この送風機組立体１４は本体ケーシングＡの通風路Ｂ内の下部に配備される。

モータ回転軸調整機構１０は、図５および図６に示すように、枠体１１に固設される第４調整部材１７ｄと、第４調整部材１７ｄに対しモータ回転軸９の径方向横向き（図１３の矢印Ｉ方向）に移動可能に設けられた第１調整部材１７ｃと、第１調整部材１７ｃに上下方向（図１２の矢印Ｈ方向）に移動可能に設けられた第２調整部材１７ｂと、第２調整部材１７ｂに平面に見て全方位にわたり上下角度可変（図５の矢印Ｋ方向）に設けられた第３調整部材１７ａとの組み合わせにより構成される。これらの調整部材１７ａ〜１７ｄは例えば鋼板を材料として折り曲げなどにより作製される。これらの組み付けにおいては、まず第４調整部材１７ｄを枠体１１に直接溶接などで取り付ける。次に、第４調整部材１７ｄの上に第１調整部材１７ｃを配置する。その次に、第１調整部材１７ｃの上に第２調整部材１７ｂを配置し、最後に第２調整部材１７ｂの上に第３調整部材１７ａを配置することで、モータ調整機構１０が組み上がる。

第３調整部材１７ａは、図７および図８に示すように、正面から見て天地反転した凹の字状に鋼板を折り曲げて形成されている。第３調整部材１７ａの平板部の下面の一隅部には、下向きに突出した半球状突起１８が形成されている。この半球状突起１８は例えば板金加工に用いられるプレス加工によって形成される。半球状突起１８に対応した形状の突部を有する金型を用いてプレス機で第３調整部材１７ａの平板部を上面から圧縮することで、第３調整部材１７ａの下面に半球状突起１８が形成される。第３調整部材１７ａの平板部には、モータ２をボルト止めするための穴３８，３８，３８，３８が設けられている。また、半球状突起１８とは別の２ヶ所の隅部に、角度調整用のボルト１９が螺合する雌ネジ穴４０，４０が設けられている。第３調整部材１７ａの左右の側板部には、上下に長い長穴２５，２５，２５，２５が設けられている。

第２調整部材１７ｂは、図９に示すように、正面から見て天地反転した凹の字状に形成されている。第２調整部材１７ｂの平板部の四隅には、雌ネジ穴４１，４１，４１，４１が設けられている。第２調整部材１７ｂの左右の側板部には、上下に長い長穴２７，２７，２７，２７と、穴３４，３４，３４，３４が設けられている。これらの側板部の内面で穴３４，３４，３４，３４と同軸心位置には、ナット２６，２６，２６，２６が溶接などで固設されている。第２調整部材１７ｂにおける左右の側板部間の寸法は第３調整部材１７ａにおける左右の側板部間の寸法よりも狭くされていて、第２調整部材１７ｂの上面に第３調整部材１７ａを被せられるようになっている。

前記した第３調整部材１７ａの半球状突起１８を第２調整部材１７ｂの平板部上に置いて支点とし、第３調整部材１７ａの雌ネジ穴４０，４０に螺合している２本のボルト１９，１９を締めるかあるいは緩めると、第２調整部材１７ｂの平板部の上面に対する第３調整部材１７ａの平板部の面角度が全方位について自在に調整される。これにより、第３調整部材１７ａ上に固定されているモータ２の全方位にわたる上下角度の調整、すなわちモータ回転軸８の軸心の向きの調整が可能となる。また、半球状突起１８のサイズ（曲率径）を大きくすることで、角度調整範囲を大きくすることができる。モータ回転軸９の角度を調整後、固定ボルト２０，２０，２０，２０（それぞれ第３固定手段の例）を第３調整部材１７ａの長穴２５，２５，２５，２５(２５はボルト１９にて角度を調整できるよう長穴にしている)に通し、第２調整部材１７ｂのナット２６，２６，２６，２６（それぞれ第３固定手段の例）に螺止する。これにより、第３調整部材１７ａが第２調整部材１７ｂに固定されて、前記のように調整したモータ回転軸８の角度がモータ駆動の際にずれないようになっている。

第１調整部材１７ｃは、図１０に示すように、下面が開口した箱状に形成されている。第１調整部材１７ｃの左右の側板部の上隅部には穴４２，４２，４２，４２が設けられ、これらの側板部の内面で穴４２，４２，４２，４２と同軸心位置にナット２８，２８，２８，２８が溶接などで固設されている。そして、一方の側板部の穴４２，４２の下方位置には２つの穴（符号付け省略）が設けられ、これらの穴と同軸心位置の側板部内面にナット２９，２９が溶接などで固設されている。また、第１調整部材１７ｃの前板部には穴３５が設けられ、穴３５と同軸心位置の前板部内面にナット３０が溶接などで固設されている。

第４調整部材１７ｄは、図１１に示すように、枠体１１に固設される底板部と、底板部の前辺で上向きに立ち上がる前板部４４と、底板部の側辺で上向きに立ち上がる側板部４３とから成っている。前板部４４には穴３６が設けられている。穴３６の位置は、第４調整部材１７ｄ上の所定位置に第１調整部材１７ｃを配置したときに第１調整部材１７ｃの穴３５と対向する位置である。側板部４３には前後に長い長穴３１，３１が設けられている。これら長穴３１，３１の位置は第１調整部材１７ｃのナット２９，２９の穴と対向する位置である。

そこで、図１２に示すように、第２調整部材１７ｂの雌ネジ穴４１，４１，４１，４１に螺合している４本のボルト２１，２１，２１，２１を均等に締めるかあるいは緩めることで、第１調整部材１７ｃに対する高さ方向(矢印Ｈ方向)の距離、すなわちモータ回転軸９の高さを調整することができる。前記のように高さ方向を調整した後は、第２調整部材１７ｂが矢印Ｈ方向に移動しないよう、固定ボルト２２，２２，２２，２２（それぞれ第２固定手段の例）を長穴２７，２７，２７，２７に通し、第１調整部材１７ｃのナット２８，２８，２８，２８（それぞれ第２固定手段の例）に螺止して固定する。

次に、図１３に示すように、第４調整部材１７ｄの穴３６に通したボルト２３を第１調整部材１７ｃの穴３５に通してナット３０に螺進あるいは螺退させることで、第１調整部材１７ｃの前後方向(矢印Ｉ方向)の距離、すなわちモータ回転軸９の径方向横向きの距離を調整することができる。このように前後の移動を調整した後は、第１調整部材１７ｃが矢印Ｉ方向に移動しないよう、固定ボルト２４，２４（それぞれ第１固定手段の例：図６）を第４調整部材１７ｄの長穴３１，３１に通し、第１調整部材１７ｃのナット２９，２９（それぞれ第１固定手段の例）に螺止して固定する。これにより、第１調整部材１７ｃは第４調整部材１７ｄを介して枠体１１に固定される。このように、第１調整部材１７ｃ、第２調整部材１７ｂ、第３調整部材１７ａが一体に固定されることにより、調整後にモータ２のモータ回転軸９の軸心がずれないようになっている。

また、軸継手３，３および弾性部品４のメンテナンスを考慮して、図１４に示すように、調整部材１７ａ〜１７ｃおよびモータ２の一体組を第４調整部材１７ｄ上でモータ回転軸９の軸心方向(矢印Ｊ方向)に移動可能な構造を備えている。この場合、前記のボルト２３およびボルト２４をともに取り外し、前記の一体組を矢印Ｊの右向きに引き出すことにより、軸継手３，３および弾性部品４を取り外すためのサービススペースを生み出すことができる。

上記したモータ回転軸調整機構１０およびファンケーシング３２，３２は、図１５に示す枠体１１上に固定される。各ファンケーシング３２はその両側に空気の吸込口３３，３３（図２）が形成されている。枠体１１には、本体ケーシングＡの上部から吸込んだ風を下方から吹出せるよう、本体ケーシングＡの吹出口７，７と対面する位置に吹出口７，７が設けられている。次に、図１６に示すように、鋼板製の柱材１２，１２，１２，・・・を枠体１１の周縁部に立設し、鋼板製の梁材１３を柱材１２，１２間に架け渡して溶接で固定することにより、枠体１１の自重による歪みを軽減できる矢倉組構造１４ａが構築される。このような矢倉組構造１４ａを採用することで、枠体１１の歪みを軽減することができ、モータ回転軸調整機構１０の調整範囲を最低限に抑えることができる。
尚、本体ケーシングＡの底面に配置される基台１６は枠体１１と比べて大きいので、図１７に示すように基台１６に直に矢倉組構造を構築すると、矢倉組構造の歪み量が大きくなる。そこで、基台１６とは別個独立に枠体１１を構成し、その枠体１１に矢倉組構造１４ａを構築している。

また、前記した送風機組立体１４において、図１８に示すように、枠体１１の底面に開けられた打ち抜き穴部（図示省略）に、ゴム製の防振部材１５（図１９）を下方から嵌め付ける。その後、複数の防振部材１５，１５，１５，・・・が取り付けられた送風機組立体１４を本体ケーシングＡの基台１６上に固定する。このように、防振部材１５を介して送風機組立体１４を基台１６上に設置することで、設置場所の状況に起因する基台１６の捻りや歪みによるモータ回転軸８およびファン回転軸９の偏角または偏芯を軽減化することができる。

１ ファン、２ モータ、３ 軸継手、４ 弾性部品、８ ファン回転軸、９ モータ回転軸、１０ モータ回転軸調整機構、１１ 枠体、１２ 柱材、１３ 梁材、１４ 送風機組立体、１４ａ 矢倉組構造、１５ 防振部材、１６ 基台、１７ａ 第３調整部材、１７ｂ 第２調整部材、１７ｃ 第１調整部材、１７ｄ 第４調整部材、１８ 半球状突起、２０ 固定ボルト（第３固定手段）、２２ 固定ボルト（第２固定手段）、２４ 固定ボルト（第１固定手段）、２６ ナット（第３固定手段）、２８ ナット（第２固定手段）、２９ ナット（第１固定手段）、Ａ 本体ケーシング、Ｂ 通風路、Ｃ 自在継手、Ｈ 矢印、Ｉ 矢印、Ｊ 矢印、Ｋ 矢印。

Claims (5)

1. 通風路を有する本体ケーシングと、前記通風路内に配備されたファンおよびモータと、前記モータの回転軸を前記ファンの回転軸に自在継手を介して同軸直線状に連結するようにした空気調和装置において、
   枠体と、前記枠体上に設置されるファンと、前記枠体の上方に配置されるモータと、前記枠体と前記モータとの間に介設されるモータ回転軸調整機構とから成る送風機組立体を前記通風路内に設け、
   前記モータ回転軸調整機構を、前記枠体に対しモータ回転軸の径方向横向きに移動可能に設けられた第１調整部材と、前記第１調整部材に上下方向移動可能に設けられた第２調整部材と、前記第２調整部材に平面全方位にわたり上下角度可変に設けられた第３調整部材とから構成したことを特徴とする空気調和装置。
2. 枠体に第１調整部材を固定する第１固定手段と、前記第１調整部材に第２調整部材を固定する第２固定手段と、前記第２調整部材に第３調整部材を固定する第３固定手段とを備え、前記第１調整部材の位置がモータ回転軸の径方向横向きの方向に調整された後に前記第１固定手段により前記第１調整部材が前記枠体に固定され、前記第２調整部材の高さが上下方向に調整された後に前記第２固定手段により前記第２調整部材が前記第１調整部材に固定され、前記第３調整部材の平面全方位にわたる上下角度が調整された後に前記第３固定手段により前記第３調整部材が前記第２調整部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 送風機組立体の枠体を本体ケーシングの基台と別個独立に構成するとともに、前記枠体と、前記枠体の周縁部に立設された複数の柱材と、前記柱材間に架け渡された梁材とから矢倉組構造を構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 本体ケーシングの基台上に防振部材を介して送風機組立体を設置したことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の空気調和装置。
5. モータ回転軸調整機構が、送風機組立体の枠体に対しモータ回転軸の軸心方向に移動可能に設けられる第４調整部材を含んでいることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の空気調和装置。

Images