JP2012220125A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根車とモータハウジングの固定部材との衝突を緩和または防止して、羽根車の損傷を抑制することができる空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機１は、ケーシング１１内において回転する羽根車２０と、この羽根車２０を回転させる電動モータ３０とを備え、電動モータ３０を構成するモータハウジング３２の外側に、同モータハウジング３２をケーシング１１に対して固定するための固定部材であるボルト５１およびナット５２および座金５３が設けられている。そして、モータハウジング３２を囲むように、羽根車２０が座金５３に近づくように変位したときに同座金５３よりも早く羽根車２０に当接する環状部材７０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本願発明は、空気調和機に係り、より詳しくは送風機の固定側と回転側との間に設けられる環状部材に関する。

一般的に、空気調和装置の室内機である空気調和機は、ケーシング内において回転する羽根車と、この羽根車を回転させる電動モータとを備え、電動モータを構成するモータハウジングの外側には、同モータハウジングをケーシングに対して固定するための固定部材としてボルト、座金、およびナットが設けられる。すなわち、モータハウジングは、ボルト、座金、およびナット等の固定部材を用いてケーシングに対して固定されることが知られている。

また、電動モータにより生じる電磁振動音を低減するために、防振ゴムを介してケーシングにモータハウジングを固定することや、防振ゴムを介して電動モータと羽根車とを接続することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

防振ゴムを備えた上記空気調和機について図６に基づいてより具体的に説明する。図６（ａ）に示すように、電動モータ１３０のモータハウジング１３２の外周にはフランジ部１３２ａが形成され、このフランジ部１３２ａに防振ゴム１４１が取り付けられている。ケーシング１１１には防振ゴム１４１に挿通されるボルト１５１が溶接により固定され、このボルト１５１に螺合するナット１５２が、座金１５３を介して防振ゴム１４１を締め付けることにより、ケーシング１１１に対してモータハウジング１３２が固定されている。また、羽根１２１が設けられている羽根車１２０のハブ１２２には、防振ゴム１４２を介して電動モータ１３０の出力軸１３１が固定されている。

特開平１０−１１０６９９号公報

ところで、空気調和機の移送時における衝撃などにより防振ゴム１４２が変形した場合には、図６（ｂ）に示すように、羽根車１２０がナット１５２および座金１５３に近づくように変位するときがある。このとき、羽根車１２０が固定部材である座金１５３に衝突して、羽根車１２０が損傷するおそれがあった。このような、羽根車１２０の損傷は、座金１５３への衝突だけでなく同じく固定部材であるナット１５２に羽根車１２０が衝突することによっても発生し得る。また、防振ゴム１４２が設けられていない構成であっても、上記のように羽根車１２０の変位が許容された構成においては、羽根車１２０が損傷するおそれがある。また、特に、小型の羽根車１２０には、回転遠心力に対する強度を向上させるために、樹脂材料にガラス繊維等の補強添加剤を含有させることが行われるが、このような補強添加剤を含有する羽根車１２０は、強度は高くなるもののじん性が低くなるため、衝突により損傷が生じ易い。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、羽根車とモータハウジングの固定部材との衝突を緩和または防止して、羽根車の損傷を抑制することができる空気調和機を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、ケーシング内において回転する羽根車と、この羽根車を回転させる電動モータとを備え、前記電動モータを構成するモータハウジングの外側に、同モータハウジングを前記ケーシングに対して固定するための固定部材が設けられた空気調和機において、前記モータハウジングを囲むように、前記羽根車が前記固定部材に近づくように変位したときに同固定部材よりも早く前記羽根車に当接する環状部材が設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、例えばモータハウジングや羽根車を支持する防振ゴムが変形して、羽根車が、モータハウジングを固定するための固定部材に近づくように変位したとき、モータハウジングを囲む環状部材に固定部材よりも早く羽根車が当接する。このため、羽根車が環状部材に当接せずにモータハウジングの固定部材に衝突する場合に比べて、モータハウジングの固定部材と羽根車との衝突が緩和されるか、またはその衝突が防止される。なぜならば、羽根車が環状部材に当接せずにモータハウジングの固定部材に衝突する場合に比べて、羽根車を遅い衝突速度で環状部材に衝突させるとともに、羽根車を広い面積で環状部材に衝突させることが可能であるからである。このように、羽根車とモータハウジングの固定部材との衝突が緩和または防止されるため、羽根車の損傷が抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気調和機において、前記環状部材における前記羽根車が当接可能な部分は、湾曲させて形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、環状部材における羽根車が当接可能な部分は、湾曲させて形成されているため、羽根車と環状部材との衝突がより緩和される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の空気調和機において、前記環状部材と前記羽根車とが当接可能な部分において、前記環状部材と前記羽根車との間隔が、同環状部材の円周方向の全周にわたって等間隔となるように設定されていることを特徴とする。

上記構成によれば、環状部材と羽根車とが当接可能な部分において、環状部材と前記羽根車との間隔が、環状部材の円周方向の全周にわたって等間隔となるように設定されているため、羽根車の損傷がより確実に抑制される。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和機において、前記環状部材は、前記固定部材により前記モータハウジングとともに前記ケーシングに対して固定されていることを特徴とする。

上記構成によれば、環状部材は、共通の固定部材によりモータハウジングとともにケーシングに対して固定されているため、環状部材とモータハウジングとが一体に変位するため、羽根車の損傷がより確実に抑制される。また、環状部材を固定するための専用の固定部材を設ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の空気調和機において、前記環状部材は、前記モータハウジングに設けられた防振ゴムと前記固定部材との間に挟持されていることを特徴とする。

上記構成によれば、環状部材は、モータハウジングに設けられた防振ゴムと固定部材との間に挟持されているため、防振ゴムに固定部材がめり込むことを環状部材により防止することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の空気調和機において、前記環状部材は、前記固定部材と前記防振ゴムとの間に設けられる平らな平板部と、この平板部から前記羽根車の径方向外側に突出した状態で湾曲している湾曲部とを有することを特徴とする。

上記構成によれば、環状部材は、固定部材と防振ゴムとの間に設けられる平らな平板部と、この平板部から羽根車の径方向外側に突出した状態で湾曲している湾曲部とを有する。このため、平板部を防振ゴムと固定部材との間に挟持させることで、環状部材における湾曲部を、羽根車が当接可能な部分として配設することができる。

本発明によれば、モータハウジングを囲むように、羽根車が固定部材に近づくように変位したときに固定部材よりも早く羽根車に当接する環状部材が設けられるため、羽根車とモータハウジングの固定部材との衝突を緩和または防止して、羽根車の損傷を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成を示す断面図。 同空気調和機の電動モータの支持構造を示す平面図。 同空気調和機の電動モータの支持構造を分解した状態を示す分解斜視図。 同空気調和機における電動モータの固定構造および羽根車の支持構造を示すモータの出力軸と平行な方向の断面図。 同空気調和機における羽根車と環状部材の間隔を示す断面図。 （ａ）（ｂ）従来の電動モータの固定構造および羽根車の支持構造を示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気調和機１は、空気調和装置を構成する天井埋め込み型の室内機である。空気調和機１のケーシング１１は下方に向けて開口するように設けられ、この開口は外装部材１２により覆われる。

外装部材１２の中央部位には空気吸込口１２ａが形成され、この空気吸込口１２ａには外装部材１２と一体に形成された格子１２ｂが形成されている。また、外装部材１２において左右方向の両端部位には空気吹出口１２ｃが形成され、この空気吹出口１２ｃには風向調整用の羽板１２ｄが設けられている。

空気吸込口１２ａの上方には、同吸込口１２ａを覆うようにフィルタ１３およびベルマウス１４が設けられている。ベルマウス１４を介して空気吸込口１２ａと対向する位置には、羽根車２０と電動モータ３０とを備える送風機２が設けられている。送風機２は、ターボファンであって、電動モータ３０は遠心式の羽根車２０を回転させる駆動源である。

羽根車２０の回転遠心側には熱交換器１５が設けられ、熱交換器１５の下方にはドレンパン１６が設けられる。熱交換器１５が空気と熱交換を行うことにより、ケーシング１１内に吸い込まれた空気の温度が調整される。ドレンパン１６は、熱交換器１５によって空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受ける。

羽根車２０の回転遠心側の空間は、空気吹出口１２ｃに通じている。したがって、羽根車２０は、左右方向において、空気調和機１の中央部からケーシング１１内に空気を吸い込んで、空気調和機１の端部からケーシング１１外に吹き出す。

羽根車２０は、遠心方向（すなわち図中において左方および右方）に空気を送風する遠心式羽根車であって、羽根車２０の回転方向に対して後ろ向きの羽根２１を有するターボファンである。羽根車２０は、電動モータ３０の出力軸３１が挿入されるハブ２２と、このハブ２２から遠心方向に延びる回転板２３と、羽根２１を介して回転板２３に対向して設けられるシュラウド２４とを有している。

回転板２３の中心には、電動モータ３０の出力軸３１が挿入されている。回転板２３は、空気調和機１の運転時においてケーシング１１及びモータハウジング３２と接触しないように、天井パネル１１ａ及びモータハウジング３２に対して、所定間隔をあけて設けられている。

回転板２３および羽根２１およびシュラウド２４は、合成樹脂材料による成形体であって、この成型体には、回転遠心力に対する強度を向上させるために補強添加剤であるガラス繊維が添加されている。このように、羽根車２０の回転板２３には、羽根２１およびシュラウド２４が単一の材料により一体的に形成されている。

また、羽根車２０は、回転板２３とは別体のハブカバー２０ａを有している。ハブカバー２０ａは、回転板２３の回転中心部に固定されるとともに、金属製のブッシュ６１および防振ゴム４２を介して、電動モータ３０の出力軸３１に取り付けられている。このように、本実施形態においては、回転板２３と別体のハブカバー２０ａにより、ハブ２２が構成されている。

ケーシング１１を構成する天井パネル１１ａには、電動モータ３０が設けられている。電動モータ３０は、回転磁界を発生させる固定子（図示略）と、回転磁界により固定子に対して回転する回転子（図示略）とを収容するモータハウジング３２と、モータハウジング３２から突出した出力軸３１とを有している。出力軸３１は回転子に接続され、空気調和機１の運転時においては、出力軸３１が回転することにより、羽根車２０が回転する。

モータハウジング３２は、防振ゴム４１を介して、固定部材であるボルト５１およびナット５２および座金５３を用いて、ケーシング１１の天井パネル１１ａに対して固定されている。ボルト５１は、例えば溶接により天井パネル１１ａに固定されている。

モータハウジング３２の外周には、出力軸３１を中心として環状に形成されている環状部材７０が設けられている。すなわち、環状部材７０は、モータハウジング３２を囲んでいる。図１の環状部材７０については、その断面が図示されている。

図２及び図３を参照しながら、ケーシング１１への電動モータ３０の取り付け構成をより詳しく説明する。なお、図２及び図３において、ケーシング１１の図示は省略している。図２は、図１に示す電動モータ３０を下方から見た図である。また、図３は、図２に示す電動モータ３０から防振ゴム４１や環状部材７０を取り外した状態を図示する分解斜視図である。

図２に示すように、モータハウジング３２の外周には、出力軸３１に垂直な方向、すなわち、羽根車２０の回転遠心方向である径方向外側に突出した３つのフランジ部３２ａが設けられている。複数のフランジ部３２ａは、出力軸３１の周方向において等間隔に設けられている。フランジ部３２ａは、図３に示すようにモータハウジング３２と一体的に形成され、円筒状の防振ゴム４１を挟持する。

また、図３に示すように、防振ゴム４１にはボルト５１が挿通される。防振ゴム４１の一端から挿入されたボルト５１は防振ゴム４１の他端から突出する。また、ボルト５１は、環状部材７０に形成された貫通孔７１ａに挿通される。防振ゴム４１および環状部材７０から突出したボルト５１の軸部５１ａには。座金５３付きのナット５２が螺合される。このようにして、ナット５２と防振ゴム４１との間には、環状部材７０と座金５３とが設けられる。

次に、図４及び図５を参照しながら、モータハウジング３２の外周に設けられた環状部材７０についてさらに詳しく説明する。図４は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図４に示すように、合成樹脂材料により形成された環状部材７０は、出力軸３１および羽根車２０の回転軸に対して垂直な方向に延びるリング型の薄い平板部７１と、平板部７１から回転遠心方向に向けて湾曲しながら突出する湾曲部７２とを有している。環状部材７０は、座金５３よりも、羽根車２０の径方向外側に突出している。

平板部７１は、防振ゴム４１の端面４１ａの全面を覆うように形成されている。貫通孔７１ａが形成された平板部７１は、防振ゴム４１と座金５３とにより挟まれている。湾曲部７２は、座金５３から径方向外側に向かうにつれて、電動モータ３０の先端方向から基端方向に折れ曲がるように形成されている。

図５に示すように、羽根車２０の回転軸に対して垂直な断面、かつ、回転板２３および湾曲部７２を含む断面においては、環状部材７０の全周にわたって、羽根車２０と環状部材７０との間隔Ｍが等間隔となるように設定されている。すなわち、羽根車２０の回転軸に対して垂直な断面において、羽根車２０の回転中心側周縁２３ａと環状部材７０との最短距離は一定である。

本実施形態に係る空気調和機１が備える環状部材７０の作用について説明する。
天井に埋め込まれる前における空気調和機１の移送時等において、空気調和機１を地面に落下させた場合などによって生じる衝撃により、防振ゴム４１，４２が変形したときに、図４に矢印Ｓで示すように、羽根車２０が座金５３に近づくように変位する。このとき、モータハウジング３２を囲むように設けられた環状部材７０により、座金５３よりも早く羽根車２０に当接する。このように、環状部材７０により羽根車２０の変位が規制される。

また、羽根車２０が環状部材７０に当接する部分は、湾曲させて形成されている湾曲部７２である。このように、環状部材７０において羽根車２０が衝突する部分である湾曲部７２が丸みを帯びているため、羽根車２０の衝突時において環状部材７０に発生する応力が分散する。

本実施形態に係る空気調和機１は、以上のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
（１）モータハウジング３２を囲むように、羽根車２０が固定部材である座金５３に近づくように変位したときに同座金５３よりも早く羽根車２０に当接する環状部材７０が設けられている。このような構成によれば、モータハウジング３２や羽根車２０を支持する防振ゴム４１，４２が変形して、羽根車２０が、モータハウジング３２を固定するための座金５３に近づくように変位したとき、モータハウジング３２を囲む環状部材７０に座金５３よりも早く羽根車２０が当接する。このため、羽根車２０が環状部材７０に当接せずに座金５３に衝突する場合に比べて、座金５３と羽根車２０との衝突が緩和されるか、またはその衝突が防止される。なぜならば、羽根車２０が環状部材７０に当接せずに座金５３に衝突する場合に比べて、羽根車２０を遅い衝突速度で環状部材７０に衝突させるとともに、羽根車２０を広い面積で環状部材７０に衝突させることが可能であるからである。このように、羽根車２０と座金５３との衝突が緩和または防止されるため、羽根車２０の損傷が抑制される。

（２）環状部材７０における羽根車２０が当接可能な部分（すなわち湾曲部７２）は、湾曲させて形成されているため、羽根車２０と環状部材７０との衝突がより緩和される。
（３）環状部材７０と羽根車２０とが当接可能な部分において、環状部材７０と羽根車２０との間隔Ｍが、環状部材７０の円周方向の全周にわたって等間隔となるように設定されているため、羽根車２０の損傷がより確実に抑制される。

（４）環状部材７０は、共通の固定部材であるボルト５１、ナット５２、および座金５３によりモータハウジング３２とともにケーシング１１に対して固定されているため、環状部材７０とモータハウジング３２とが一体に変位する。したがって、羽根車２０の損傷がより確実に抑制される。また、環状部材７０を固定するための専用の固定部材を設ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。

（５）環状部材７０は、モータハウジング３２に設けられた防振ゴム４１と座金５３およびとの間に挟持されているため、防振ゴム４１に座金５３がめり込むことを環状部材７０により防止することができる。

（６）環状部材７０は、座金５３と防振ゴム４１との間に設けられる平らな平板部７１と、平板部７１から羽根車２０の径方向外側（すなわち回転遠心方向）に突出した状態で湾曲している湾曲部７２とを有する。このため、平板部７１を防振ゴム４１と座金５３との間に挟持させることで、環状部材７０における湾曲部７２を、羽根車２０が当接可能な部分として配設することができる。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよく、以下の変更を組み合わせて実施してもよい。

・座金５３が省略または小型化されて、座金５３が羽根車２０と接触しない構成であってもよい。この場合には、環状部材７０は、羽根車２０が固定部材であるナットに近づくように変位したときに同ナットよりも早く羽根車２０に当接するものとして用いることができ、上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。

・ケーシング１１を構成する天井パネル１１ａにナットを設けて、このナットに螺合されるボルトが下方から防振ゴム４１に挿通される構成であってもよい。この場合には、環状部材７０を、羽根車２０が固定部材であるボルトに近づくように変位したときに同ボルトよりも早く羽根車２０に当接するものとして用いることができ、上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。

・モータハウジング３２を囲むように設けられた環状部材により、羽根車２０がモータハウジング３２の固定部材に近づくように変位したときに、同固定部材よりも早く羽根車２０に当接することができれば、環状部材７０の材料および形状を適宜変更してもよい。例えば、湾曲部７２が、座金５３から回転遠心方向に向かうにつれて、電動モータ３０の先端方向から基端方向に直線状に延びるように形成されていてもよい。

１…空気調和機、２…送風機、１１…ケーシング、１１ａ…天井パネル、２０…羽根車、２１…羽根、２３…回転板、３０…電動モータ、３２…モータハウジング、３２ａ…フランジ部、４１，４２…防振ゴム、４１ａ…端面、５１…ボルト（固定部材）、５１ａ…軸部、５２…ナット（固定部材）、５３…座金（固定部材）、７０…環状部材、７１…平板部、７１ａ…貫通孔、７２…湾曲部。

Claims (6)

1. ケーシング（１１）内において回転する羽根車（２０）と、この羽根車（２０）を回転させる電動モータ（３０）とを備え、前記電動モータ（３０）を構成するモータハウジング（３２）の外側に、同モータハウジング（３２）を前記ケーシング（１１）に対して固定するための固定部材（５１〜５３）が設けられた空気調和機（１）において、
   前記モータハウジング（３２）を囲むように、前記羽根車（２０）が前記固定部材（５３）に近づくように変位したときに同固定部材（５３）よりも早く前記羽根車（２０）に当接する環状部材（７０）が設けられている
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、
   前記環状部材（７０）における前記羽根車（２０）が当接可能な部分（７２）は、湾曲させて形成されている
   ことを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１または２に記載の空気調和機において、
   前記環状部材（７０）と前記羽根車（２０）とが当接可能な部分において、前記環状部材（７０）と前記羽根車（２０）との間隔が、同環状部材（７０）の円周方向の全周にわたって等間隔となるように設定されている
   ことを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和機において、
   前記環状部材（７０）は、前記固定部材（５１〜５３）により前記モータハウジング（３２）とともに前記ケーシング（１１）に対して固定されている
   ことを特徴とする空気調和機。
5. 請求項４に記載の空気調和機において、
   前記環状部材（７０）は、前記モータハウジング（３２）に設けられた防振ゴム（４１）と前記固定部材（５３）との間に挟持されている
   ことを特徴とする空気調和機。
6. 請求項５に記載の空気調和機において、
   前記環状部材（７０）は、前記固定部材（５３）と前記防振ゴム（４１）との間に設けられる平らな平板部（７１）と、この平板部（７１）から前記羽根車（２０）の径方向外側に突出した状態で湾曲している湾曲部（７２）とを有する
   ことを特徴とする空気調和機。

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