JP2018165594A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の振れ回りにより軸受に局所的に作用する荷重を低減できる空気調和機の室内機を提供する。
【解決手段】空気調和機の室内機は、筐体２と、送風装置３及び熱交換器と、を持つ。送風装置３及び熱交換器は筐体２内に収納されている。送風装置３は、モータ３０と、羽根車２６と、ケーシングと、軸受６１と、ブラケット６２と、を持つ。モータ３０は、筐体２に支持されている。羽根車２６は、モータ３０の回転軸３１に接続されている。ケーシングは、羽根車２６を収容するとともに、吸込口及び吐出口を有している。軸受６１は、羽根車２６に対してモータ３０側とは反対側で回転軸３１を回転可能に支持する。ブラケット６２は、軸受６１を支持するとともに、筐体２の台座部５１に支持されている。ブラケット６２と台座部５１との間に衝撃吸収用弾性部材７５が介在している。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、空気調和機の室内機に関する。

空気調和装置の室内機は、送風装置及び熱交換器が筐体内に収納されて構成されている。送風装置は、吸込口及び吐出口を有するケーシングと、ケーシング内に収容された羽根車と、羽根車に連結された回転軸を有するモータと、を備えている。この構成によれば、羽根車の回転によりケーシングの吐出口を通過した空調空気は、熱交換器で熱交換された後、室内機の外部（室内）に供給される。

ところで、送風装置では、モータの振動等に起因して、回転軸が振れ回ると、回転軸を支持する軸受に局所的に荷重が作用する場合がある。その結果、軸受の損傷や異音の発生に繋がる等、軸受の寿命が低下するおそれがある。

特開２０１３−１４２５０２号公報 特開２００２−３５７３３０号公報

本発明が解決しようとする課題は、回転軸の振れ回りにより軸受に局所的に作用する荷重を低減できる空気調和機の室内機を提供することである。

実施形態の空気調和機の室内機は、筐体と、送風装置及び熱交換器と、を持つ。送風装置及び熱交換器は筐体内に収納されている。送風装置は、モータと、羽根車と、ケーシングと、軸受と、ブラケットと、を持つ。モータは、筐体に支持されている。羽根車は、モータの回転軸に接続されている。ケーシングは、羽根車を収容するとともに、吸込口及び吐出口を有している。軸受は、羽根車に対してモータ側とは反対側で回転軸を回転可能に支持する。ブラケットは、軸受を支持するとともに、筐体の台座部に支持されている。ブラケットと台座部との間に衝撃吸収用弾性部材が介在している。

実施形態における空気調和機の室内機を下方から見た斜視図。 実施形態における空気調和機の室内機において、外装パネルを取り外した状態を示す部分斜視図。 送風装置において、ケーシングを取り外した状態を示す概略正面図。 軸受機構を左側から見た側面図。 図４のＶ部における拡大断面図。 実施形態の他の構成を示す図４のＶ部に対応する拡大断面図。

以下、実施形態の空気調和機の室内機を、図面を参照して説明する。
図１は、室内機１を下方から見た斜視図である。
図１に示す室内機１は、室外機（不図示）とともに空気調和装置を構成している。本実施形態の室内機１は、いわゆる天井吊形の室内機１である。すなわち、室内機１は、天井裏の梁等に取り付けられ、天井面から吊り下げられた状態で設置される。なお、以下の説明における前後上下左右の向きは、室内機１の使用状態での向きを基準にしている。この場合、矢印ＵＰは上方を示し、矢印ＦＲは前方を示し、矢印ＬＨは室内機１を後方から見た状態での左側を示している。

室内機１は、筐体２と、筐体２内に収納された送風装置３及び熱交換器４と、を主に備えている。
筐体２は、上下方向に扁平した箱型に形成されている。筐体２は、上述した送風装置３や熱交換器４等を支持する金属製のフレームや、フレームを覆う外装パネル等によって構成されている。

筐体２の下壁部１０における後部には、筐体吸込口１１が形成されている。筐体吸込口１１は、筐体２における左右方向の全域に亘って形成されている。筐体吸込口１１にはグリル１２が設けられ、フィルタ（不図示）が着脱可能に嵌め込まれている。
筐体２の前壁部１３には、筐体吐出口１５が形成されている。筐体吐出口１５は、筐体２における左右方向の全域に亘って形成されている。筐体吐出口１５は、筐体２に設けられたルーバー１６によって開閉可能に構成されている。

熱交換器４は、筐体２内の前部に収納されている。熱交換器４は、冷媒配管を介して室外機に接続されている。熱交換器４は、室外機に搭載された室外熱交換器や圧縮機、膨張弁等とともに冷凍サイクル装置を構成する。冷凍サイクル装置では、冷媒が気体と液体とに相変化しながら循環する。

熱交換器４内を流れる冷媒は、送風装置３から送り出される空調空気との間で熱交換を行う。この場合、熱交換器４は、空気調和装置の暖房運転時に凝縮器として機能し、冷房運転時に蒸発器として機能する。

図２は、室内機１のうち、筐体２の外装パネルを取り外した状態を示す部分斜視図である。
図２に示すように、送風装置３は、筐体２内の後部（上下方向から見て筐体吸込口１１（図１参照）と重なる位置）に収納されている。送風装置３は、複数の送風機（第１〜第４送風機２１Ａ〜２１Ｄ）と、送風機２１Ａ〜２１Ｄを駆動させる駆動装置２２と、を備えている。

各送風機２１Ａ〜２１Ｄは、筐体２の上壁部１８から吊り下げられた状態で、左右方向に間隔をあけて配列されている。本実施形態の送風装置３は、４つの送風機２１Ａ〜２１Ｄを有している。但し、送風機２１Ａ〜２１Ｄは、少なくとも１つ有していれば構わない。また、以下の説明では、各送風機２１Ａ〜２１Ｄで同様の構成については、第１送風機２１Ａを例にして説明する。

第１送風機２１Ａは、いわゆるシロッコファンである。具体的に、第１送風機２１Ａは、ケーシング２５と、ケーシング２５内に回転可能に収容された羽根車２６と、を有している。なお、第１送風機２１Ａは、シロッコファンに限られない。

ケーシング２５は、左右方向を軸方向とする筒状に形成されている。ケーシング２５における軸方向の両端開口部は、ケーシング２５内に空調空気を取り込む吸込口２５ａとして機能する。一方、ケーシング２５における前部には、前方に向けて開口する吐出口（不図示）が形成されている。

図３は、送風装置３において、ケーシング２５を取り外した状態を示す概略正面図である。
図３に示すように、羽根車２６は、ケーシング２５と同軸で配置された筒状に形成されている。具体的に、羽根車２６は、保持リング２７に連結された羽根２８が、保持リング２７の周方向に間隔をあけて配列されて構成されている。保持リング２７の内側には、駆動装置２２の回転軸３１が接続されるハブ部（不図示）が配設されている。ハブ部は、例えばスポーク部を介して保持リング２７に連結されている。

駆動装置２２は、モータ３０と、モータ３０の回転軸３１に連結された連結軸３２と、連結軸３２を回転可能に支持する軸受機構３３と、を備えている。
モータ３０は、モータ本体部３５に対して左右方向の両側に回転軸３１が突出した、いわゆる両軸モータである。モータ３０は、筐体２の上壁部１８のうち、第１送風機２１Ａと第２送風機２１Ｂとの間に位置する部分に設けられたマウント部材４１に吊り下げ支持されている。この場合、モータ３０の回転軸３１は、各送風機２１Ａ〜２１Ｄと同軸に配置されている。

回転軸３１のうち、モータ本体部３５に対して左側に位置する部分は、第１送風機２１Ａのケーシング２５内で羽根車２６のハブ部に連結されている。すなわち、回転軸３１のうち、モータ本体部３５に対して左側に位置する部分は、モータ本体部３５に対して片持ちで延在している。

回転軸３１のうち、モータ本体部３５に対して右側に位置する部分には、カップリング４２を介して連結軸３２が連結されている。連結軸３２は、回転軸３１と同軸に延在している。連結軸３２は、第２、第３送風機２１Ｂ，２１Ｃを左右方向で貫通して、第４送風機２１Ｄ内に達している。連結軸３２は、各送風機２１Ａ〜２１Ｄのケーシング内２５で、対応する羽根車２６のハブ部にそれぞれ連結されている。したがって、モータ３０の駆動に伴い、回転軸３１及び連結軸３２が同期して回転することで、各送風機２１Ａ〜２１Ｄの羽根車２６が回転する。これにより、各送風機２１Ａ〜２１Ｄのケーシング２５における両吸込口２５ａからケーシング２５内に流入した空調空気が、吐出口を通して熱交換器４に向けて吐出される。

軸受機構３３は、筐体２の上壁部１８に取付けられ、第３送風機２１Ｃと第４送風機２１Ｄとの間に位置する部分で、連結軸３２を回転可能に支持している。本実施形態において、軸受機構３３は、上壁部１８から下方に延設された台座部５１に固定されている。台座部５１は、例えば上壁部１８から下方に延設された一対の脚部５２と、一対の脚部５２間を架け渡す受部５３と、を備えている。
受部５３は、上壁部１８に対して下方に離間した状態で、上下方向に直交する面内（水平面）を延在している。受部５３における前後方向の両端部には、受部５３を上下方向に貫通する第１貫通孔５４が形成されている。

図４は、軸受機構３３を左側から見た側面図である。
図４に示すように、軸受機構３３は、連結軸３２を回転可能に支持する軸受６１と、軸受６１を支持するブラケット６２と、を有している。

軸受６１は、例えば転がり軸受である。軸受６１は、連結軸３２と同軸に配置されたリング状に形成されている。軸受６１内には、連結軸３２が圧入等によって固定されている。
軸受６１の周囲には、柔支持部（芯ずれ用弾性部材）６５が設けられている。柔支持部６５は、軸受６１の外周面を全周に亘って取り囲むリング状に形成されている。柔支持部６５は、主に連結軸３２と軸受６１との芯ずれを緩和するためのものである。なお、柔支持部６５は、弾性変形可能な材料（例えば、ゴム等）のうち、軸受６１等に供給された潤滑油に対する耐油性を有する材料により形成されていることが好ましい。

ブラケット６２は、金属等からなる二枚の板材により柔支持部６５を上下方向に挟み込んでいる。具体的に、ブラケット６２は、軸受６１を支持する軸受保持部７１と、ブラケット６２を台座部５１に固定するための一対の固定部７２と、を備えている。

軸受保持部７１は、柔支持部６５の周囲を取り囲んでいる。したがって、軸受保持部７１の内周面と、軸受６１の外周面と、の間には、上述した柔支持部６５が全周に亘って介在している。なお、ブラケット６２は、柔支持部６５を介して軸受６１を支持できる構成であれば、適宜設計変更が可能である。
固定部７２は、軸受保持部７１の上端部から前後方向の両側にそれぞれ突設されている。各固定部７２において、上下方向から見て上述した第１貫通孔５４と重なり合う位置には、各固定部７２をそれぞれ貫通する第２貫通孔７３が形成されている。

ここで、ブラケット６２は、衝撃吸収部材（衝撃吸収用弾性部材）７５を介して台座部５１に固定されている。衝撃吸収部材７５は、弾性変形可能な材料（例えば、ゴム等）のうち、上述した柔支持部６５よりも硬質で、かつ絶縁性に優れた材料により形成されていることが好ましい。

衝撃吸収部材７５は、上下方向から見た平面視で台座部５１の受部５３と同等の形状とされ、かつ上下方向に所定の厚さを有する板状に形成されている。本実施形態において、衝撃吸収部材７５の厚さは、固定部７２の厚さよりも厚くなっている。

衝撃吸収部材７５は、各固定部７２の上面と、台座部５１（受部５３）の下面と、の間に介在している。衝撃吸収部材７５において、上下方向から見て上述した各第２貫通孔７３と重なり合う位置には、衝撃吸収部材７５を上下方向に貫通する第３貫通孔７６が形成されている。すなわち、対応する第１貫通孔５４、第２貫通孔７３及び第３貫通孔７６は、上下方向で互いに連通している。なお、本実施形態では、各固定部７２と受部５３との間に、一枚の衝撃吸収部材７５を介在させているが、この構成のみに限られない。すなわち、各固定部７２と受部５３との間に、別々に衝撃吸収部材７５を介在させても構わない。

次に、固定部７２の固定構造について詳述する。図５は、図４のＶ部拡大断面図である。
図５に示すように、上述した各固定部７２は、衝撃吸収部材７５を間に挟み込んだ状態で、締結部材８１によって受部５３にそれぞれ固定されている。なお、各固定部７２は、何れも同様の方法により固定されている。そのため、以下の説明では、一方の固定部７２を例にして説明する。

第１貫通孔５４内には、上側カラー（絶縁部材）８３が装着されている。上側カラー８３は、少なくとも絶縁性を有する材料（例えば、ゴム等）により形成されている。上側カラー８３は、第１貫通孔５４内に挿入された筒部８４と、筒部８４の上端部から張り出すフランジ部８５と、を有している。

筒部８４は、第１貫通孔５４の内周面を全周に亘って覆っている。
フランジ部８５は、受部５３の上面において、第１貫通孔５４の周囲に位置する部分を上方から覆っている。

第３貫通孔７６内には、下側カラー（絶縁部材）９１が装着されている。下側カラー９１は、上述した上側カラー８３と同様の材料により、上側カラー８３と同等の形状に形成されている。すなわち、下側カラー９１は、筒部９２及びフランジ部９３を有している。

筒部９２は、第３貫通孔７６内に挿入されている。筒部９２は、第３貫通孔７６の内周面を全周に亘って覆っている。
フランジ部９３は、固定部７２の下面において、第３貫通孔７６の周囲に位置する部分を下方から覆っている。

締結部材８１のボルト１００は、各貫通孔５４，７３，７６に対して下方（第２貫通孔７３側）から挿入されている。具体的に、ボルト１００の軸部１００ａは、各貫通孔５４，７３，７６を貫通している。この場合、軸部１００ａの外周面と、第１貫通孔５４の内周面と、の間には上側カラー８３の筒部８４が介在している。また、軸部１００ａの外周面と、第２貫通孔７３の内周面と、の間には下側カラー９１の筒部９２が介在している。したがって、軸部１００ａと、受部５３及び固定部７２と、の間の絶縁がカラー８３，９１によって図られている。

ボルト１００の頭部１００ｂは、固定部７２との間に下側カラー９１のフランジ部９３を挟み込んでいる。したがって、頭部１００ｂと固定部７２との間は、下側カラー９１のフランジ部９３によって絶縁が図られている。

締結部材８１のナット１０１は、軸部１００ａの先端部（上端部）に受部５３の上方から螺着されている。ナット１０１は、受部５３との間に上側カラー８３のフランジ部８５を挟み込んでいる。したがって、ナット１０１と受部５３との間は、上側カラー８３のフランジ部８５によって絶縁が図られている。

このように、本実施形態では、ブラケット６２（固定部７２）と台座部５１（受部５３）との間に衝撃吸収部材７５が介在している構成とした。
この構成によれば、モータ３０の振動によって回転軸３１や連結軸３２が振れ回った際に、衝撃吸収部材７５が弾性変形することで、軸受６１に作用する荷重を緩和できる。これにより、軸受６１の損傷や、軸受６１の損傷に起因する異音の発生を抑え、軸受６１の長寿命化を図ることができる。

本実施形態では、軸受６１とブラケット６２（軸受保持部７１）との間に柔支持部６５が介在している構成とした。
この構成によれば、連結軸３２と軸受６１との軸線がずれている場合に、柔支持部６５が連結軸３２及び軸受６１の径方向（左右方向に直交する方向）に弾性変形する。これにより、連結軸３２と軸受６１との位置ずれ（芯ずれ）を軽減し、同芯度を確保できる。特に、柔支持部６５が軸受６１の周囲を取り囲んでいるため、連結軸３２と軸受６１との位置ずれを全周に亘って軽減できる。

本実施形態では、衝撃吸収部材７５が柔支持部６５よりも絶縁性に優れた材料により形成されているため、ブラケット６２と台座部５１との間の絶縁を確実に図ることができる。これにより、モータ３０をインバータ制御する際に発生する高周波電流が、軸受６１を通じて筐体２の外部に向けて流れるのを遮断できる。そのため、軸受６１が電食（溶解）するのを抑制でき、電食に起因する異音の発生を抑制できる。

本実施形態では、締結部材８１とブラケット６２との間、及び締結部材８１と台座部５１との間に、それぞれカラー８３，９１が介在している構成とした。
この構成によれば、ブラケット６２と台座部５１との固定部分での絶縁を確実に図ることができ、上述した電食を確実に抑制できる。

なお、上述した実施形態では、天井吊形の室内機１を例にして説明したが、この構成のみに限らず、種々の形式の室内機に適用できる。
上述した実施形態では、絶縁部材として、締結部材８１とブラケット６２との間、及び締結部材８１と台座部５１との間に、それぞれカラー８３，９１が介在している構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、図６に示す絶縁部材２００のように、各貫通孔５４，７３，７６内に挿通された筒部２０１と、受部５３とナット１０１との間に介在する上側絶縁部２０２と、固定部７２と頭部１００ｂとの間に介在する下側絶縁部２０３と、を有する構成にしても構わない。

上述した実施形態では、第３送風機２１Ｃと第４送風機２１Ｄとの間に軸受機構３３を設置した構成について説明したが、この構成のみに限らず、左右方向における任意の位置に軸受機構３３を設置することが可能である。また、軸受機構３３を複数設置しても構わない。
上述した実施形態では、柔支持部６５が軸受６１の全周を取り囲む構成について説明したが、この構成のみに限られない。柔支持部６５は、ブラケット６２と軸受６１との間に介在していれば構わない。
上述した実施形態では、第２〜第４送風機２１Ｂ〜２１Ｄが連結軸３２を介して回転軸３１に連結された構成について説明したが、この構成のみに限らず、回転軸３１に直接連結されていても構わない。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ブラケットと台座部との間に衝撃吸収部材が介在しているため、モータの振動によって回転軸が振れ回った際に、衝撃吸収部材が弾性変形することで、軸受に作用する荷重を緩和できる。これにより、軸受の損傷や、軸受の損傷に起因する異音の発生を抑え、軸受の長寿命化を図ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…室内機、２…筐体、３…送風装置、４…熱交換器、２５…ケーシング、２５ａ…吸込口、２６…羽根車、３０…モータ、３１…回転軸、５１…台座部、６１…軸受、６２…ブラケット、６５…柔支持部（芯ずれ用弾性部材）、７５…衝撃吸収部材（衝撃吸収用弾性部材）、８１…締結部材、８３…上側カラー（絶縁部材）、９１…下側カラー（絶縁部材）、２００…絶縁部材

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体内に収納された送風装置及び熱交換器と、を備え、
   前記送風装置は、
   前記筐体に支持されたモータと、
   前記モータの回転軸に接続された羽根車と、
   前記羽根車を収容するとともに、吸込口及び吐出口を有するケーシングと、
   前記羽根車に対して前記モータ側とは反対側で前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
   前記軸受を支持するとともに、前記筐体の台座部に支持されたブラケットと、を備え、
   前記ブラケットと前記台座部との間に衝撃吸収用弾性部材が介在している、
   空気調和機の室内機。
2. 前記軸受と前記ブラケットとの間には、前記軸受の周囲を取り囲む芯ずれ用弾性部材が介在している、
   請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 前記衝撃吸収用弾性部材は、前記芯ずれ用弾性部材よりも絶縁性に優れている、
   請求項２に記載の空気調和機の室内機。
4. 前記ブラケットと前記台座部とを締結する締結部材を備え、
   前記締結部材と前記ブラケットとの間、及び前記締結部材と前記台座部との間には、絶縁部材が介在している、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空気調和機の室内機。