JP4645395B2 - Fan motor mounting structure for refrigeration equipment for refrigeration containers - Google Patents
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Description
本願発明は、冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造に関するものである。 The present invention relates to a fan motor mounting structure of a refrigeration apparatus for a refrigeration container.
例えば海上輸送用コンテナなどの冷凍コンテナでは、一般に相当の大きさ(収容空間)を有するコンテナボックス4の一端側開口部に、例えば図12に示すような縦壁構造の冷凍装置1を組み付けて構成されている。
For example, in a refrigerated container such as a container for marine transportation, a
同冷凍装置1は、例えば断面クランク形状のアルミ製ケーシング2の上部側空間3Aをコンテナボックス4の庫内側に開放する一方、下部側空間3Bを庫外側に開放する形で仕切壁を形成している。同アルミ製ケーシング2には、例えば所定の厚さの断熱材5が重合されている。
The
そして、上記庫内側に開放された上部側空間3A内には、庫内側冷却ファン6,6(ファンモータ6a,6a)と蒸発器7が設けられている。冷却ファン6,6は上部側に位置するとともに蒸発器7は下部側に位置し、冷却ファン6,6は蒸発器7の上方に設けられた冷却ファン支持プレート8の上に、例えば図13に詳細に示すような4本の支持脚10a,10a,10a,10aを備えたファンモータ取付台10,10を介して取り付けられている。また冷却ファン支持プレート8には、冷却ファン6,6の図示しない羽根車部に対応して蒸発器7側に風を送する送風口9,9が開口されている。
And in the
他方、上記アルミ製ケーシング2の下部側空間3B内には、凝縮器、庫外側ファン、圧縮機、およびコントロールボックスなどが収納されている(図示省略)。
On the other hand, a condenser, an outside fan, a compressor, a control box, and the like are housed in the
ところで、上記冷却ファン6,6のファンモータ6a,6aを支持するファンモータ取付台10,10は、例えば図13に詳細に示すように、U状の2組の支持脚ユニットを組み合わせて構成されており、それぞれ所定の長さのステンレスの板材(厚さt=6.0mm)を先ず全体としてU状に折り曲げ、その後、ファンモータ取付ブラケット10b,10bを形成する連結部側の左右両辺を外側に捩り曲げることによって、ファンモータ6aとの連結用ボルト穴を有するファンモータ取付ブラケット10b,10b部分が縦壁面構造、支持脚10a,10a部が扁平面構造の図示のような膝脚状に塑性成型されたものとなっている。そして、各支持脚10a,10aの下端には、上記冷却ファン支持プレート8への取付用ボルト穴を有する据え付け板(締結用フランジ部)10c,10cが設けられている(特許文献1参照)。
By the way, the fan
しかし、以上のような扁平な板材を使用した従来の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造の構成では、板材を捩り曲げる部分R(図13参照)が成型しにくく、また、板厚方向に対する曲げ剛性が低いため、例えば図13に示すように、ファンモータ6a自体の自重(約13kg)や回転時に作用する力のアンバランスによる上下方向のたわみや左右方向へのブレが大きくなる。また曲げ剛性アップのために、折り曲げ部の裏側に補強用のリブ13,13・・等を入れているが、必ずしも実効を上げていない。
However, in the structure of the conventional fan motor mounting structure of the refrigeration container refrigeration apparatus using the flat plate material as described above, the portion R (see FIG. 13) for twisting and bending the plate material is difficult to mold, and the plate thickness direction Since the bending rigidity is low, for example, as shown in FIG. 13, the deflection (vertical deflection) and the lateral blur due to unbalance of the weight (about 13 kg) of the
さらに、上記捩り曲げた部分Rで鉛直方向と水平方向の剛性が変化し、1次固有振動モードが、例えば図11の(b)に示すような捩り曲げた形状となる。この振動モードは、ファンモータ6aの回転時に作用する力のアンバランスによって励起されやすく、例えば図11の(a),(b)に示すように、ファンモータ6aの取付部が左右および上下両方向に振動しやすい問題点がある。
Further, the rigidity in the vertical direction and the horizontal direction changes in the twisted portion R, and the primary natural vibration mode becomes a twisted shape as shown in FIG. 11B, for example. This vibration mode is easily excited by the unbalance of the force acting when the
本願発明は、以上のような従来の問題点を解決するためになされたもので、加工しやすく、かつ従来品と同等以上の静特性・動特性(最大たわみが同等以下で、1次固有振動数が同等以上)を有する金属製のパイプとファンモータ取付ブラケットとを組み合わせた簡単かつ低コストな冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and is easy to process and has the same or better static characteristics and dynamic characteristics as the conventional product (the maximum deflection is equal to or less than the primary natural vibration. It is an object of the present invention to provide a simple and low-cost refrigeration container refrigeration apparatus fan motor mounting structure in which a metal pipe having a number equal to or greater) and a fan motor mounting bracket are combined.
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。 In order to achieve the above object, the present invention is configured with the following problem solving means.
(1) 第1の課題解決手段
この発明の第1の課題解決手段は、ファンモータ取付ブラケット10b,10bを介してファンモータ6aを支持する前後左右各一対の支持脚部10a,10a・・が金属製のパイプよりなり、それぞれ左右方向又は前後方向に所定の半径の円弧形状に曲成されていることを特徴としている。
(1) First Problem Solving Means The first problem solving means of the present invention comprises a pair of front and rear left and
金属製のパイプは、材料費と加工費が安く、かつ剛性が高くて応力集中も生じにくい。そこで、先ず支持脚部10a,10a・・として金属製のパイプを採用する。一方、そのように支持脚部10a,10a・・に金属製のパイプを採用した場合において、最大たわみに最も影響を及ぼす設計パラメータは同パイプの折り曲げ形状である。
Metal pipes are low in material costs and processing costs, are high in rigidity, and hardly cause stress concentration. Therefore, first, a metal pipe is employed as the
例えば直角に折り曲げた時よりも鈍角に折り曲げた時の方がたわみが小さく、さらに角形に折り曲げた時よりも円弧形状に折り曲げた時の方がたわみが小さい。 For example, the bending is smaller when bent at an obtuse angle than when bent at a right angle, and the bending is smaller when bent into an arc shape than when bent at a square.
そこで、前後左右各一対のそれぞれの支持脚部10a,10a・・は各々左右方向又は前後方向に所定の折り曲げ半径Bの円弧形状に曲成することにより、可能な限りたわみ量を小さくする。
Therefore, each of the pair of
例えば前述した図13の従来例(現行品)と同等以上の静特性(最大たわみ)および動特性(1次固有振動数)を確保するには、パイプの曲げ半径Bと直径Cをできるだけ大きくとるのがよい。パイプの曲げ半径Bを大きくとれば、その分だけパイプの長さが短かくなり、使用される材料は減少するが、他方パイプの直径Cを大きくとると、材料が増加する。 For example, in order to ensure static characteristics (maximum deflection) and dynamic characteristics (primary natural frequency) equal to or higher than those of the conventional example (current product) shown in FIG. 13, the bending radius B and diameter C of the pipe are made as large as possible. It is good. If the bending radius B of the pipe is increased, the length of the pipe is shortened accordingly, and the material used is reduced. On the other hand, if the diameter C of the pipe is increased, the material is increased.
そこで、ファンモータ取付台として必要な静特性および動特性を確保した上で、使用される材料が最も少ない最適な設計パラメータの組み合わせを採用し、可能な限りのコストダウン(材料費、加工費の低減)を図る。 Therefore, while ensuring the static and dynamic characteristics required for the fan motor mounting base, the optimum combination of design parameters that use the least amount of material is used to reduce costs as much as possible (reducing material costs and processing costs). Reduction).
(2) 第2の課題解決手段
この発明の第2の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段の構成において、前後左右各一対のパイプは、左右方向又は前後方向には相互に分離されている一方、前後方向又は左右方向にはそれぞれファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して上端側が相互に連結されていることを特徴としている。
(2) Second Problem Solving Means According to a second problem solving means of the present invention, in the configuration of the first problem solving means, the pair of front, rear, left and right pipes are separated from each other in the left-right direction or the front-rear direction. On the other hand, the upper and lower sides are connected to each other via fan
ファンモータ取付ブラケット10b,10bに対するファンモータ6aの取付けに際し、同ファンモータ取付ブラケット10b,10bと支持脚部10a,10a・・が全体として相互に連結固定されており、それらの間にファンモータ6aを嵌装して取り付ける構成の場合には、それらの間のファンモータ設置部に高い寸法精度が要求され、取付作業にも困難を伴う。
When the
ところが、前後左右各一対のパイプを、左右方向又は前後方向には相互に分離されたものとする一方、それとは逆の前後方向又は左右方向にはそれぞれファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して上端側が相互に連結された左右2組のものとして、それらを各々ファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して個別にファンモータ6aの組付部に取り付けて支持脚10a,10a・・とするようにすると、ファンモータ6aとの高い取付精度を必要とせず、取付け作業も容易になる。
However, it is assumed that the pair of front, rear, left, and right pipes are separated from each other in the left-right direction or the front-rear direction. When the left and right sets are connected to each other, they are individually attached to the mounting portion of the
(3) 第3の課題解決手段
この発明の第3の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段の構成において、前後又は左右各一対のパイプは、左右方向又は前後方向に相互に1本のパイプの状態で連続している一方、前後方向又は左右方向にはそれぞれファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して相互に連結されていることを特徴としている。
(3) Third Problem Solving Means According to a third problem solving means of the present invention, in the configuration of the first problem solving means, the pair of front and rear or left and right pipes is one in the left and right direction or the front and rear direction. On the other hand, it is characterized by being connected to each other via fan
上記第2の課題解決手段の構成のように、前後左右各一対のパイプを、左右方向又は前後方向には相互に分離されたものとする一方、前後方向又は左右方向にはそれぞれファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して相互に連結された左右2組のものとして、それらを各々個別にファンモータ6aに取り付けて支持脚部10a,10a・・とするようにすると、ファンモータ6aとの高い取付精度を必要とせず、取付け作業も容易になる。
As in the configuration of the second problem solving means, the pair of front, rear, left, and right pipes are separated from each other in the left-right direction or the front-rear direction, while the fan motor mounting bracket is provided in the front-rear direction or the left-right direction, respectively. As the two left and right sets connected to each other via 10b and 10b, they are individually attached to the
しかし、同構成の場合、実質的には前後左右4組の各支持脚部10a,10a・・が相互に独立していて、ファンモータ6aの左右両面側でファンモータ取付ブラケット10b,10bを介してボルト等により締結固定されているだけなので、それら各締結面での剛性が低く、ファンモータ駆動時の上下方向へのたわみや左右方向へのブレが大きい。
However, in the case of the same configuration, the four sets of
ところが、上記前後又は左右各一対のパイプを、左右方向又は前後方向には相互に連続したものとする一方、前後方向又は左右方向にもそれぞれファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して相互に連結されたものとすると、全体の剛性が高くなり、ファンモータ駆動時の上下方向へのたわみや左右方向のブレが小さくなる。
However, the pair of front and rear or left and right pipes are connected to each other in the left and right direction or front and rear direction, and are connected to each other in the front and rear direction and left and right direction via fan
(4) 第4の課題解決手段
この発明の第4の課題解決手段は、上記第3の課題解決手段の構成において、左右方向又は前後方向に相互に1本のパイプの状態で連続する前後又は左右各一対のパイプは、それぞれその中間部を所定の長さのストレート部10d,10dに形成され、同ストレート部10d,10d間にファンモータ取付ブラケット10b,10bを設けていることを特徴としている。
(4) Fourth Problem Solving Means According to a fourth problem solving means of the present invention, in the configuration of the third problem solving means, the front and rear continuous in the state of one pipe in the left-right direction or the front-rear direction, or Each of the pair of left and right pipes is characterized in that an intermediate portion thereof is formed into
このように、左右方向又は前後方向に相互に1本のパイプの状態で連続する前後又は左右各一対のパイプを、それぞれその中間部を所定の長さのストレート部10d,10dに形成し、同ストレート部10d,10d間にファンモータ取付ブラケット10b,10bを設けた構成にすると、上記ファンモータ6aに対する支持剛性の高さを確保しながら、ファンモータ6aの取付易さを実現することができる。
In this way, a pair of front and rear or left and right pipes that are continuous in the state of one pipe in the left-right direction or the front-rear direction are formed in
(5) 第5の課題解決手段
この発明の第5の課題解決手段は、上記第3の課題解決手段の構成において、左右方向又は前後方向に相互に1本のパイプの状態で連続する前後又は左右各一対のパイプは、それぞれ全体として1つの円弧形状に曲成され、それぞれそれらの中間部間にファンモータ取付ブラケット10b,10bを設けていることを特徴としている。
(5) Fifth Problem Solving Means According to a fifth problem solving means of the present invention, in the configuration of the third problem solving means, the front and rear continuous in the state of one pipe in the left-right direction or the front-rear direction, or Each of the pair of left and right pipes is bent into a single circular arc shape as a whole, and fan
このように、左右方向又は前後方向に相互に1本のパイプの状態で連続する前後又は左右各一対のパイプを、それぞれ全体として円弧形状に曲成し、それぞれそれらの中間部間にファンモータ取付ブラケット10b,10bを設けた構成にすると、上記ファンモータ6aの支持剛性をより高く確保しながら、ファンモータ6aの取付易さを実現することができる。
In this way, a pair of front and rear or left and right pipes that are continuous in the state of a single pipe in the left and right direction or the front and rear direction are respectively bent into a circular arc shape as a whole, and a fan motor is mounted between the intermediate portions thereof. When the
以上の結果、本願発明によると、次のような有益な効果を得ることができる。 As a result, according to the present invention, the following beneficial effects can be obtained.
(1) 従来例のものに比べて、塑性成型・加工しやすい。その結果、製品加工品質の向上と加工経費の低減が可能となる。 (1) Compared to conventional examples, plastic molding and processing are easier. As a result, product processing quality can be improved and processing costs can be reduced.
(2) 従来例のものと同等以上の静特性・動特性を有し、しかも構造の軽量化が可能となる。その結果、材料削減によるコストダウンを図ることができる。 (2) It has static characteristics and dynamic characteristics equivalent to or better than those of the conventional example, and it is possible to reduce the weight of the structure. As a result, the cost can be reduced by reducing the material.
(3) 従来例のものと比べて、1次固有振動モードが水平方向(横方向)への変形となり、ファンモータ回転時のアンバランス力によっても振動が励起されにくい。その結果、ファンモータ回転時のたわみ振動の低減につながる。 (3) Compared to the conventional example, the primary natural vibration mode is deformed in the horizontal direction (lateral direction), and vibration is less likely to be excited by the unbalance force when the fan motor rotates. As a result, it is possible to reduce flexural vibration during rotation of the fan motor.
(最良の実施の形態1)
図1〜図3は、本願発明の最良の実施の形態1に係る冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造を示している。
(Best Embodiment 1)
1 to 3 show a fan motor mounting structure of a refrigeration apparatus for a refrigeration container according to the
本実施の形態の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付台10は、例えば図1および図2に示すように、ファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して少なくとも前述のファンモータ6a(図12参照)を支持する前後左右各一対の4本の支持脚部10a,10a・・がそれぞれ金属製のパイプよりなり、それぞれ左右方向(又は前後方向)に所定の半径Bの円弧形状に曲成されているとともに、その内の前後(又は左右)各一対のパイプは、それぞれ同じく金属製のパイプよりなるストレート部10d,10dを介して、図示のごとく左右方向(又は前後方向)に相互に1本のパイプの状態で連続している一方、前後方向(又は左右方向)にはそれぞれ板状のファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して溶接により相互に連結されている。
The fan
金属製のパイプは、材料費と加工費が安く、かつ剛性が高くて応力集中も生じにくい。そこで、先ず支持脚部10a,10a・・として金属製のパイプを採用する。一方、そのように金属パイプを使用した場合において、最大たわみに最も影響を及ぼす設計パラメータはパイプの折り曲げ形状である(詳細は後述)。
Metal pipes are low in material costs and processing costs, are high in rigidity, and hardly cause stress concentration. Therefore, first, a metal pipe is employed as the
例えば直角に折り曲げた時よりも鈍角に折り曲げた時の方がたわみが小さく、さらに角形に折り曲げた時よりも円弧状に折り曲げた時の方がたわみが小さい。 For example, the bending is smaller when bent at an obtuse angle than when bent at a right angle, and the bending when bent into an arc is smaller than when bent at a square.
そこで、前後左右各一対のそれぞれの支持脚部10a,10a・・は、例えば図1、図2に示すように各々左右(又は前後)方向に所定の半径Bの円弧形状に曲成することにより、可能な限りたわみ量を小さくする。
Therefore, each of the pair of
上述した図13の従来例のもの(現行品)と同等以上の静特性および動特性を確保するには、パイプの曲げ半径Bと直径C(図2、図3参照)をできるだけ大きくとるのがよい。パイプの曲げ半径Bを大きくとれば、その分だけパイプ自体の長さLが短かくなり、ファンモータ取付台10に使用される材料は減少するが、他方パイプの直径Cを大きくとると、パイプの材料が増加する。
In order to ensure the static and dynamic characteristics equivalent to or better than those of the conventional example shown in FIG. 13 (current product), it is necessary to make the bending radius B and diameter C (see FIGS. 2 and 3) of the pipe as large as possible. Good. If the bending radius B of the pipe is increased, the length L of the pipe itself is shortened accordingly, and the material used for the fan
そこで、必要な静特性・動特性(例えば最大たわみが従来のものと同等以下で、1次の固有振動数が従来のものと同等以上)を確保した上で、ファンモータ取付台10に使用される材料が最も少なくなる設計パラメータの組み合わせを採用し、可能な限りのコストダウンと軽量化を図る。
Therefore, it is used for the fan
ところで、このように金属製のパイプを採用した場合において、例えば後述する図4の構成のように、前後左右4組の各支持脚10a,10a・・部を相互に独立したものとして構成し、それらの上端をファンモータ取付ブラケット10b,10bで相互に連結した上で、同ファンモータ取付ブラケット10b,10bを介してファンモータ6aの左右両面側に締結固定するようにした場合、それらとファンモータ6aとの締結面での剛性が低く、ファンモータ6aを駆動した時のたわみやブレが大きい難点がある。
By the way, when adopting a metal pipe in this way, for example, as shown in the configuration of FIG. 4 described later, each of the four sets of
ところが、上記支持脚部10a,10a・・を構成している前後左右各一対のパイプを、左右方向(又は前後方向)には相互に1本のパイプの状態に連続したものとする一方、前後方向(又は左右方向)にはそれぞれ板状のファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して溶接により固着して相互に連結一体化されたものとすると、全体の剛性が高くなり、ファンモータ6a駆動時のたわみやブレが小さくなる。
However, the pair of front and rear, left and right pipes constituting the
さらに、その場合において、同左右方向(又は前後方向)に相互に連続する前後(又は左右)一対のパイプを、それぞれその中間部を所定の長さのストレート部10d,10dに形成し、同ストレート部10d,10d間に左右(又は前後)一対の2本のファンモータ取付ブラケット10b,10bを所定の間隔をおいて架け渡して連結する構成にすると、上記ファンモータ支持剛性の高さを確保しながら、しかも有効なファンモータ6aの取付易さを実現することができる。
Further, in that case, a pair of front and rear (or left and right) pairs of pipes that are mutually continuous in the left and right direction (or front and rear direction) are formed in
そして、同構成では、上記各支持脚部10a,10a・・の下端側には、上述した図12の冷却ファン支持プレート8上に当該ファンモータ取付台10を締結固定するための据え付け板10c,10c・・が左右方向(又は前後方向)に長く伸びた扁平状態で溶接により一体化されている。
In the same configuration, on the lower end side of each of the
したがって、同据え付け板10c,10c・・のボルト穴12,12・・にボルトを通して据え付け板10c,10c・・を連結固定すると、冷却ファン支持プレート8に対してファンモータ取付台10が確実に固定される。
Therefore, the fan
そして、同状態で、さらに上記支持脚部10a,10a・・上の一対のファンモータ取付ブラケット10b,10b間に対してファンモータ6aをセットし、そのボルト穴11,11・・を合わせてボルトを挿通螺合することにより、ファンモータ6aが、前述の図12のような状態に安定して取り付けられる。
In this state, the
以上の結果、本実施の形態の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造によると、次のような有益な効果を得ることができる。 As a result of the above, according to the fan motor mounting structure of the refrigeration container refrigeration apparatus of the present embodiment, the following beneficial effects can be obtained.
(1) 従来の板材構造のものに比べて、塑性成型・加工しやすい。その結果、製品加工品質の向上と加工経費の低減が可能となる。 (1) Compared to the conventional plate material structure, plastic molding and processing are easier. As a result, product processing quality can be improved and processing costs can be reduced.
(2) 従来の板材構造のものと同等以上の静特性・動特性を有し、しかも構造の軽量化が可能となる。その結果、材料削減によるコストダウンを図ることができる。 (2) It has static characteristics and dynamic characteristics equivalent to or better than those of the conventional plate material structure, and the structure can be reduced in weight. As a result, the cost can be reduced by reducing the material.
(3) 従来の板材構造のものと比べて、1次固有振動モードが水平方向(横方向)への変形となり、ファンモータ回転時のアンバランス力によっても振動が励起されにくい。その結果、モータ回転時のたわみ振動の低減につながる。 (3) Compared to a conventional plate material structure, the primary natural vibration mode is deformed in the horizontal direction (lateral direction), and vibration is less likely to be excited by an unbalance force during rotation of the fan motor. As a result, it leads to reduction of flexural vibration during motor rotation.
(最良の実施の形態2)
図4は、本願発明の最良の実施の形態2に係る冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造を示している。
(Best Mode 2)
FIG. 4 shows a fan motor mounting structure of a refrigeration apparatus for a refrigeration container according to the
本実施の形態の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付台10は、例えば図4に示すように、ファンモータ取付ブラケット10b,10bを介してファンモータ6aを支持する前後左右各一対の支持脚部10a,10a・・が金属製のパイプよりなり、それぞれ左右(又は前後)方向に所定の半径Bの円弧形状に曲成され、前後左右一対の各パイプの上端部は、左右(又は前後)方向に相互に分離されたものとなっている一方、前後(又は左右)方向にはそれぞれ一対の板状のファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して相互に連結された左右(又は前後)2組のものとなっている。
The fan
そして、それらを各々ファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して個別にファンモータ6aの側面に取り付けて支持脚部10a,10a・・とするようになっている。したがって、ファンモータ6aとの高い取付精度を必要とせず、取付け作業も容易である。
And these are individually attached to the side surface of the
ファンモータ取付ブラケット10b,10bに対するファンモータ6aの取付けに際し、上述の最良の実施の形態1のように、支持脚部10a,10a・・および前後左右各一対の取付ブラケット10b,10bが全体として相互に連結固定されており、それらの間にファンモータ6aを嵌装して取り付ける構成の場合には、高い寸法精度が要求され、取付作業にも困難を伴う。
When mounting the
ところが、これに対して、例えば図4に示すように前後左右各一対のパイプを、左右(又は前後)方向には相互に分離されたものとする一方、前後(又は左右)方向にはそれぞれ上端部同士が板状のファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して相互に連結された左右(又は前後)2組のU状体として、それらを各々個別にファンモータ取付ブラケット10b,10bを介してファンモータ6aの側面に取り付けることによって支持脚部10a,10a・・とするようにすると、ファンモータ6aとの高い取付精度を必要とせず、取付け作業も容易になるわけである。
However, on the other hand, for example, as shown in FIG. 4, the pair of front and rear, left and right pipes are separated from each other in the left and right (or front and rear) directions, while the upper ends in the front and rear (or left and right) directions, respectively. The left and right (or front and rear) U-shaped bodies are connected to each other via plate-like fan
もちろん、このような構成を採用した場合においても、上記金属製のパイプによりファンモータ取付台10を構成したことのメリット、作用効果は、上述の実施の形態1の場合と全く同様である。
Of course, even when such a configuration is adopted, the merits and operational effects of configuring the fan
また据え付け板10c,10c・・の構成も、上記最良の実施の形態1のものと同様である。
The configuration of the mounting
(最良の実施の形態3)
ところで、上述の最良の実施の形態1のように、前後又は左右各一対のパイプを左右(又は前後)方向に相互に1本のパイプの状態で連続させる一方、前後方向にはそれぞれ一対の板状のファンモータ取付ブラケット10b,10bを介して相互にクロス状態で連結するようにした構成の場合、さらに同左右(又は前後)方向に相互に連続する一対のパイプは、それぞれ全体としても1つの円弧形状に連続するように曲成し、それぞれその上部側中間部間に所定の間隔を保って一対のファンモータ取付ブラケット10b,10bを設けた構成とすることもできる。
(Best Mode 3)
By the way, as in the above-described first embodiment, a pair of front and rear or left and right pipes are continuously connected in the state of one pipe in the left and right (or front and rear) directions, while a pair of plates are respectively provided in the front and rear directions. In the case of a configuration in which the fan
このように、左右(又は前後)方向に相互に1本のパイプの状態で連続する前後(又は左右)一対のパイプを、それぞれ全体として連続する円弧形状に曲成し、それらの中間部間にファンモータ取付ブラケット10b,10bを設ける構成にすると、上記ファンモータ6aの支持剛性をより高く確保しながら、上記同様のファンモータ6aの取付易さを実現することができる。
In this way, a pair of front and rear (or left and right) pipes that are continuous in the state of one pipe in the left and right (or front and back) directions are bent into a continuous arc shape as a whole, and between the middle portions thereof. When the fan
(解析試験)
以上の最良の実施の形態1,2の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造の静特性、動特性および図13の従来の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造の静特性、動特性を各々解析し、それらの結果について対比して見る。
(Analysis test)
The static characteristics and dynamic characteristics of the fan motor mounting structure of the refrigeration container refrigeration apparatus of the
(1) 解析目的
本解析では、上記最良の実施の形態1,2のパイプ材よりなるファンモータ取付台10が図13に示す従来例のもの(現行品)と同等以上の静特性・動特性(最大たわみと1次固有振動数)を確保するための設計指針(必要条件)をFEM解析によって明らかにする。
(1) Purpose of analysis In this analysis, the fan
具体的には、先ず図2、図3に示すパイプの外径Cと肉厚Dと曲げ半径B、ならびに取付ブラケット10bの板厚A等を設計パラメータとして実験計画法の直交表(L9)に割り付けた場合について解析を行う。次に、その解析結果に対する分散分析を実施することによって、最大たわみと1次固有振動数に及ぼす各設計パラメータの寄与度を明確にする。
Specifically, first, the outer diameter C, wall thickness D, bending radius B, and plate thickness A of the mounting
(2) 解析内容
本解析の内容を以下に示す。なお、本解析にはI−DEAS MS9m2 Model Solutionを使用する。
(2) Contents of analysis The contents of this analysis are shown below. In this analysis, I-DEAS MS9m2 Model Solution is used.
・解析モデル:図13に示す従来のファンモータ取付台10を2次のテトラ(4面体)要素、図1に示す本実施の形態のパイプ材よりなるファンモータ取付台10を4節点のシェル要素、ファンモータ6aを集中質量要素でモデリングする。また、ファンモータ6aは剛体要素(ボルト)によってファンモータ取付ブラケット10b,10bと結合される。
Analysis model: the conventional fan
・拘束条件:据え付け板10cのボルト穴(締結部)12を完全固定し、残りの部分を鉛直(z)方向に拘束する。
Restriction condition: The bolt hole (fastening portion) 12 of the mounting
・荷重条件:静解析では、構造物の自重のみを考慮するが、動解析では、ファンモータ6aの慣性モーメントを考慮しないこととする。
Load condition: In the static analysis, only the weight of the structure is considered, but in the dynamic analysis, the moment of inertia of the
・評価項目:最大たわみと1次固有振動数の2つの項目を考える。 ・ Evaluation items: Consider two items: maximum deflection and primary natural frequency.
・解析対象:図13の従来例、本実施の形態1,2の図1、図4のタイプの3つのパターンとする。なお、図1のものと図4のものにおいては、パイプの外径Cと肉厚Dと曲げ半径B、ならびに取付ブラケット10bの板厚Aを設計パラメータとして、実験計画法の直交表(L9)に割り付けた9×2=18ケースについて解析を実施する。
Analysis target: Three patterns of the conventional example of FIG. 13 and the types of FIGS. 1 and 4 of the first and second embodiments are used. In FIG. 1 and FIG. 4, an orthogonal table (L9) of the experimental design method using the pipe outer diameter C, wall thickness D, bending radius B, and plate thickness A of the mounting
(3) 解析モデル
図13のもの、図1、図4のものの何れのタイプにおいても、ファンモータ6aを通して取付ブラケット10b,10bに取り付けられる。解析モデルについては、上述のように図13のものを2次のテトラ(4面体)要素、図1、図4のものを4節点のシェル要素、ファンモーター6aを集中質量要素でモデリングする。また、ファンモータ6aは剛体要素(ボルト)によってファンモータ取付ブラケット10bと結合される。
(3) Analysis model In any of the types shown in FIG. 13, FIG. 1, and FIG. 4, the analysis model is attached to the mounting
図1、図4のものの設計パラメータは、ファンモータ取付ブラケット10bの厚さA、パイプの曲げ半径Bと外径Cと肉厚Dの4つである。
The design parameters of FIGS. 1 and 4 are the thickness A of the fan
各設計パラメータは水準数が3で、それぞれ水準値は、次の[表1]に示す通りである。各設計パラメータを実験計画法のL9直交表に割り付けた解析ケースを、さらに[表2]に示す。ここで、図1のものと図4のものについて、それぞれ[表2]の解析ケースを適用する。 Each design parameter has 3 levels, and the level values are as shown in [Table 1] below. An analysis case in which each design parameter is assigned to the L9 orthogonal table of the experimental design method is further shown in [Table 2]. Here, the analysis cases shown in [Table 2] are applied to those shown in FIG. 1 and FIG.
(4) 解析条件
ファンモータ6aが取り付けられた状態でのファンモータ取付台10の静解析と動解析を、次の拘束条件と荷重条件で解析する。
(4) Analysis conditions Static analysis and dynamic analysis of the fan
4−1) 拘束条件
据え付け板10cのボルト穴(締結部)12を完全固定し、残りの部分を鉛直(z)方向に拘束する。
4-1) Restraint condition The bolt hole (fastening portion) 12 of the
4−2) 荷重条件
静解析では、ファンモータ取付台10とファンモータ6aの自重のみを考慮し、動解析では、ファンモータ6aの慣性モーメントは考慮しない。なお、ファンモータ6aの質量と質量中心の位置を[表3]に示す。
4-2) Load conditions In the static analysis, only the weights of the fan
4−3) 材料物性
ファンモータ取付台10の材料物性を[表4]に示す。
4-3) Material properties Material properties of the
(5) 解析結果
以上の解析条件に基づいたファンモータ取付台10の解析結果を以下に示す。ここでは、図1、図4の金属製のパイプ材よりなるファンモータ取付台10の評価は、図13の従来例の結果を基準に行う。評価項目として、ファンモータ取付台10の最大たわみと1次固有振動数を用いる。最大Mises応力は解析結果の一部として示すが、評価項目としては使わない。これは最大Mises応力が応力の特異点である取り付け部(またはその近傍)において発生するからである。
(5) Analysis result The analysis result of the fan
図13の従来例のたわみ分布と1次固有振動数モードを、図11の(a)と(b)に示す。 The deflection distribution and the first natural frequency mode of the conventional example of FIG. 13 are shown in FIGS.
5−1) 図1のタイプの場合
各設計パラメータをL9直交表に割り付けた前記9つのケースでのファンモータ取付台10の最大Mises応力と最大たわみおよび1次〜5次の固有振動数を[表5]に、また最大たわみと1次固有振動数に対する分散分析の結果をそれぞれ[表6]〜[表12]に示す。
5-1) In the case of the type in FIG. 1 The maximum Mises stress and maximum deflection of the fan
また最大たわみの要因効果(望小特性)について図5に、1次の固有振動数の要因効果(望大特性)について図6に、各々示す。 FIG. 5 shows the factor effect (the desired small characteristic) of the maximum deflection, and FIG. 6 shows the factor effect (the desired large characteristic) of the primary natural frequency.
これらの結果から、次の1)〜7)の知見が得られる。 From these results, the following findings 1) to 7) are obtained.
1) 最大たわみに最も影響を及ぼす設計パラメータは、パイプの曲げ半径Bであることが[表6]と[表7]または[図5]のデータから読み取れる。曲げ半径Bが大きければ、最大たわみが小さくなる。図13の従来例のものと同等以上の静特性(最大たわみが図13の従来例と同じか同従来例よりも小さい)を確保するための、各設計パラメータの最小寸法の組み合わせを[表8]に示す。 1) It can be read from the data of [Table 6] and [Table 7] or [FIG. 5] that the design parameter that most affects the maximum deflection is the bending radius B of the pipe. If the bending radius B is large, the maximum deflection becomes small. Table 8 shows combinations of the minimum dimensions of the respective design parameters for ensuring static characteristics equivalent to or better than those of the conventional example of FIG. 13 (the maximum deflection is the same as or smaller than that of the conventional example of FIG. 13). ].
2) 1次固有振動数に最も影響を与える設計パラメータは、パイプの直径Cであることが[表9]と[表10]または[図6]から明らかである。パイプの直径Cが大きくなると、1次固有振動数が高くなる。図13の従来例のものと同等以上の動特性(1次固有振動数が図13の従来例と同じか同従来例よりも大きい)を確保するための、各設計パラメータの最小寸法の組み合わせを[表11]に示す。 2) It is clear from [Table 9] and [Table 10] or [FIG. 6] that the design parameter that most affects the primary natural frequency is the diameter C of the pipe. As the diameter C of the pipe increases, the primary natural frequency increases. A combination of the minimum dimensions of each design parameter to ensure a dynamic characteristic equivalent to or better than that of the conventional example of FIG. 13 (the primary natural frequency is the same as or larger than that of the conventional example of FIG. 13). It shows in [Table 11].
3) [表8]と[表11]とを比較すると、図1のタイプのパイプ材よりなるファンモータ取付台10の場合、1次固有振動数が図13の従来例の基準値をクリアできれば、最大たわみも図13の従来例の基準値をクリアできることがわかる。
3) When [Table 8] and [Table 11] are compared, in the case of the fan
4) よって、図13の従来例のものと同等以上の静特性および動特性を確保するには、パイプの曲げ半径Bと直径Cをできるだけ大きくとるのがよい。パイプの曲げ半径Bを最大値の115.0mmにとれば、必要なパイプの長さLが最も短かくなり、材料の節約につながる。これに対して、パイプの直径Cを大きくとると、材料の増加につながる。 4) Therefore, in order to ensure static characteristics and dynamic characteristics equal to or better than those of the conventional example of FIG. 13, it is preferable to make the bending radius B and diameter C of the pipe as large as possible. If the bending radius B of the pipe is set to the maximum value of 115.0 mm, the required pipe length L is the shortest, leading to material saving. On the other hand, when the diameter C of the pipe is increased, the material is increased.
5) したがって、コスト低減、軽量化の見地からは、使用される材料が最も少なくなる設計が望まれる。図1のタイプの場合、ファンモータ取付台10全体の体積Vは、
V=(据え付け板10cの面積×4+取付ブラケット10bの面積×2)×A
+パイプの断面積S×L×2(mm3)
で与えられる。
5) Therefore, from the viewpoint of cost reduction and weight reduction, a design that uses the least amount of material is desired. In the case of the type shown in FIG. 1, the volume V of the entire fan
V = (Area of mounting
+ Pipe cross section S × L × 2 (mm 3 )
Given in.
ここで、据え付け板10cの面積=2306.0mm2、取付ブラケット10bの面積=5162.0mm2、Aはファンモータ取付ブラケット10bの板厚で、Lはパイプの長さ、曲げ半径Bが115.0mmの場合、L=517.0mmが最も短かくなる。したがって、ファンモータ取付台10全体の体積は次式になる。
Here, the area of the mounting
V=19548.0A+π1034.0S(mm3)
6) 以上をまとめると、ファンモータ取付台10に使用される材料が最も少ない設計パラメータは、次の通りである。
V = 19548.0A + π1034.0S (mm 3 )
6) In summary, the design parameters with the least amount of material used for the
すなわち、取付ブラケット10bの厚さAが3.2mmで、パイプの曲げ半径Bが115.0mm、直径Cが23.0mmで、肉厚Dが1.0mmの場合である。この場合、ファンモータ取付台10の体積は134018.5mm3である。
That is, the thickness A of the mounting
一方、これに対して図13の従来例の体積は、245166.0mm3である。 On the other hand, the volume of the conventional example of FIG. 13 is 245166.0 mm 3 .
したがって、図1の仕様のファンモータ取付台10では、図13の従来例の仕様の54.7%に体積を低減できることになる。
Therefore, in the fan
7) 上述の仕様の図1のタイプのファンモータ取付台10の最大たわみと1次固有振動数の予測値と確認値を[表12]に示す。この表を見ると、予測値と確認値がよく一致していことが明らかである。これは直交表を用いた分析が正しいことを意味する。この場合、ファンモータ取付台10の最大たわみは10.4μmで、1次の固有振動数は61.2Hzである。したがって、図13の従来例のものよりも静動特性が優れていることがわかる。
7) [Table 12] shows predicted values and confirmation values of the maximum deflection and the primary natural frequency of the
なお、同図1のタイプの取付構造におけるたわみ分布と1次固有振動数モードを、図9の(a)と(b)に示す。図9の(b)から、1次固有振動数モードは横に倒れる振動モードとなっていることがわかる。 The deflection distribution and the primary natural frequency mode in the mounting structure of the type shown in FIG. 1 are shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). From FIG. 9B, it can be seen that the primary natural frequency mode is a vibration mode that falls sideways.
5−2) 図4のタイプの場合
各設計パラメータをL9直交表に割り付けた9つのケースにおけるファンモータ取付台10の最大Mises応力と最大たわみおよび1次〜5次の固有振動数を、それぞれ[表13]に示す。また、最大たわみと1次の固有振動数に対する分散分析の結果を、それぞれ[表14]〜[表20]に示す。
5-2) In the case of the type in FIG. 4 The maximum Mises stress and maximum deflection of the fan
また、最大たわみの要因効果(望小特性)について図7に、1次の固有振動数の要因効果(望小特性)について図8に、各々示す。 Further, FIG. 7 shows the factor effect (the desired small characteristic) of the maximum deflection, and FIG. 8 shows the factor effect (the desired small characteristic) of the primary natural frequency.
これらの結果から、次の1)〜7)の知見が得られる。 From these results, the following findings 1) to 7) are obtained.
1) 最大たわみに最も影響を及ぼす設計パラメータは、パイプの曲げ半径Bであることが[表14]と[表15]または[図7]のデータから読み取れる。曲げ半径Bが大きければ、最大たわみが小さくなる。図13の従来例のものと同等以上の静特性(最大たわみが図13の従来例と同じか同従来例よりも小さい)を確保するための、各設計パラメータの最小寸法の組み合わせを[表16]に示す。 1) It can be read from the data of [Table 14] and [Table 15] or [FIG. 7] that the design parameter that most affects the maximum deflection is the bending radius B of the pipe. If the bending radius B is large, the maximum deflection becomes small. Table 16 shows combinations of minimum dimensions of each design parameter in order to ensure static characteristics equivalent to or better than those of the conventional example of FIG. 13 (maximum deflection is the same as or smaller than that of the conventional example of FIG. 13). ].
2) 1次固有振動数に最も影響を与える設計パラメータは、パイプの直径Cであることが[表17]と[表18]または[図8]から明らかである。パイプの直径Cが大きくなると、1次固有振動数が高くなる。図13の従来例のものと同等以上の動特性(1次固有振動数が図13の従来例と同じか図13の従来例よりも大きい)を確保するための、各設計パラメータの最小寸法の組み合わせを[表19]に示す。 2) It is clear from [Table 17] and [Table 18] or [FIG. 8] that the design parameter having the most influence on the primary natural frequency is the diameter C of the pipe. As the diameter C of the pipe increases, the primary natural frequency increases. The minimum dimensions of each design parameter to ensure dynamic characteristics equivalent to or better than those of the conventional example of FIG. 13 (the primary natural frequency is the same as or larger than that of the conventional example of FIG. 13). The combinations are shown in [Table 19].
3) [表16]と[表19]を比較すると、図4のタイプの場合、1次固有振動数が図13の従来例の基準値をクリアできれば、最大たわみも図13の従来例の基準値をクリアできることがわかる。 3) When [Table 16] and [Table 19] are compared, in the case of the type of FIG. 4, if the primary natural frequency can clear the reference value of the conventional example of FIG. 13, the maximum deflection is also the reference of the conventional example of FIG. You can see that the value can be cleared.
4) よって、図13の従来例と同等以上の静特性および動特性を確保するには、パイプの曲げ半径Bと直径Cをできるだけ大きくとるのがよい。パイプの曲げ半径Bを最大値の115.0mmにとれば、必要なパイプの長さCが最も短かくなり、材料の節約につながる。これに対して、パイプの直径Cを大きくとると、材料の増加につながる。 4) Therefore, in order to ensure static characteristics and dynamic characteristics equivalent to or better than those of the conventional example of FIG. 13, it is preferable to make the bending radius B and diameter C of the pipe as large as possible. If the bending radius B of the pipe is set to the maximum value of 115.0 mm, the required pipe length C is the shortest, leading to material saving. On the other hand, when the diameter C of the pipe is increased, the material is increased.
5) したがって、コスト低減・軽量化の見地からは、使用される材料が最も少なくなる設計が望まれる。図4のタイプの場合、ファンモータ取付台10全体の体積Vは、
V=(据え付け板10cの面積×4+ファンモータ取付ブラケット10bの面積×2) ×A+パイプの断面積S×L×4(mm3)
で与えられる。
5) Therefore, from the viewpoint of cost reduction and weight reduction, a design that uses the least amount of material is desired. In the case of the type of FIG. 4, the volume V of the entire fan
V = (Area of
Given in.
ここで、据え付け板10cの面積=2306.0mm2、取付ブラケット10bの面積=5767.0mm2、Aはファンモータ取付ブラケット10bの板厚、Lはパイプの長さであり、曲げ半径Bが115.0mmの場合、パイプの長さL=189.0mmが最も短かくなる。したがって、ファンモータ取付台10全体の体積Vは次式になる。
Here, the area of the mounting
V=20758.0A+756.0S(mm3)
6) 以上をまとめると、ファンモータ取付台10に使用される材料が最も少ない設計パラメータは、次の通りである。
V = 20758.0A + 756.0S (mm 3 )
6) In summary, the design parameters with the least amount of material used for the
すなわち、取付ブラケット10bの厚さAが3.2mmで、パイプは曲げ半径Bが115.0mm、直径Cが26.0mmで、肉厚Dが1.0mmの場合である。この場合、ファンモータ取付台10の体積Vは、125801.7mm3である。
That is, the thickness A of the mounting
一方、これに対して図13の従来例の体積は、245166.0mm3である。 On the other hand, the volume of the conventional example of FIG. 13 is 245166.0 mm 3 .
したがって、図4の仕様のファンモータ取付台10では、図13の従来例の仕様の51.3%に体積を低減できることになる。
Therefore, in the fan
そして、最大たわみは12.2μmで、1次の固有振動数は60.6Hzである。 The maximum deflection is 12.2 μm, and the primary natural frequency is 60.6 Hz.
7) 上述の仕様の図4のタイプのファンモータ取付台10における最大たわみと1次固有振動数の予測値と確認値を[表20]に示す。これらの数値を見ると、予測値と確認値がよく一致していことが明らかである。これは直交表を用いた分析が正しいことを意味する。この場合、最大たわみは12.2μmで、1次の固有振動数は60.6Hzである。
7) The predicted values and confirmation values of the maximum deflection and the primary natural frequency in the
したがって、図4のタイプのものは、図13の従来例のものよりも静特性、動特性共に優れていることがわかる。 Therefore, it can be seen that the type of FIG. 4 is superior in both static characteristics and dynamic characteristics than the conventional example of FIG.
なお、同図4の取付構造におけるたわみ分布と1次固有振動数モードを、図10の(a)と(b)に示す。図10の(b)から、この場合の1次固有振動数モードは横に倒れるような振動モードとなっていることがわかる。 The deflection distribution and the primary natural frequency mode in the mounting structure of FIG. 4 are shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). It can be seen from FIG. 10B that the primary natural frequency mode in this case is a vibration mode that falls sideways.
(6) 総括
以上の解析試験の結果は、結局上述した図1、図4に示す本願発明の最良の実施の形態1,2の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造が、図13に示す従来例の冷凍コンテナ用冷凍装置のファンモータ取付構造に比べて、静特性と動特性ともに優れていることを示している。
(6) Summary The results of the above analytical tests are as follows. The fan motor mounting structure of the refrigeration container refrigeration apparatus according to the first and second embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 and 4 is shown in FIG. It shows that both static characteristics and dynamic characteristics are superior to the fan motor mounting structure of the conventional refrigeration container refrigeration apparatus.
1は冷凍装置、6は冷却ファン、6aはファンモータ、10はファンモータ取付台、10aは支持脚部、10bはファンモータ取付ブラケット、10cは据え付け板、10dはストレート部、11,12はボルト穴である。 1 is a refrigeration unit, 6 is a cooling fan, 6a is a fan motor, 10 is a fan motor mounting base, 10a is a support leg, 10b is a fan motor mounting bracket, 10c is a mounting plate, 10d is a straight portion, and 11 and 12 are bolts Is a hole.
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