JP5267703B2 - 送風機及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、遠心式又は斜流式の羽根車を備えた送風機、及びこの送風機を備えた空気調和機に関する。

従来、換気空調分野において遠心送風機や斜流送風機が用いられている。遠心送風機は、遠心式の羽根車を有しており、この羽根車内に軸方向に吸い込んだ空気を遠心方向（半径方向外側）に吹き出す構造を有している。斜流送風機は、斜流式の羽根車を有しており、この羽根車内に軸方向に吸い込んだ空気を遠心方向（半径方向外側）に対して傾斜した方向に吹き出す構造を有している。したがって、プロペラファンなどの軸流送風機に用いられる比較的単純な構造の軸流式の羽根車に比べて、遠心式及び斜流式の羽根車は、構造が複雑であり、しかも重量も大きくなりやすい。このため、遠心式又は斜流式の羽根車を回転可能に支持する軸受け部は、羽根車の回転時にかかる負荷に耐えうる耐久性が必要になるとともに、羽根車を安定して支持する構造が必要になる。

例えば特許文献１には、非回転軸を有するアウターロータ型モータと、遠心式の羽根車とを備えた送風機が開示されている。この送風機では、遠心式の羽根車は、２つの軸受け部によって非回転軸に回転可能に支持されている。２つの軸受け部は、非回転軸の軸方向に所定の間隔をあけた状態で非回転軸回りに配置されている。

実開平２−３５９９５号公報

上記のように、特許文献１に開示されている送風機では、羽根車の回転時にかかる負荷に耐え、羽根車を安定して支持するために、羽根車は、所定の間隔をあけて配置された２つの軸受け部によって両持ちの状態で非回転軸に支持されている。軸受けにかかる負荷を低減するためには、羽根車の重心位置を軸受けに近づける必要がある。しかしこのような支持構造では、ハブがステータの周囲に大きく回り込むようにハブを配置せざるを得ない。すなわち、ハブがステータの周囲の前側部分だけでなくステータの周囲の後側部分も囲むようにハブの形状を設計する必要があるので、羽根車の形状が制約される。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、羽根車の回転時にかかる負荷に耐え、羽根車を安定して支持することができ、しかも羽根車の形状の制約が小さい遠心送風機又は斜流送風機及びこれを備えた空気調和機を提供することにある。

本発明の送風機は、ステータ(43)、ロータ(45)及び非回転軸(80)を有するアウターロータ型のモータ(49)と、前記ロータ(45)に固定された斜流式の羽根車(51)と、前記羽根車(51)が前記非回転軸(80)の回りに回転可能なように前記羽根車(51)又は前記ロータ(45)を支持する軸受け部(60)と、を備えている。前記非回転軸(80)は、前記ステータ(43)よりも軸方向外側に位置する外側軸部(86)を有している。前記軸受け部(60)は、前記外側軸部(86)と前記羽根車(51)又は前記ロータ(45)との間に介在している。前記羽根車(51)の重心(51G)は、前記軸受け部(60)の範囲(60S)内に位置している。

この構成では、ステータ(43)の軸方向外側に位置する外側軸部(86)と羽根車(51)又はロータ(45)との間に軸受け部(60)を配設しており、しかも羽根車(51)の重心(51G)を軸受け部(60)の範囲(60S)内に位置させている。したがって、羽根車(51)の重心(51G)と軸受け部(60)とが軸方向にずれた位置にある場合に比べて、羽根車(51)の回転時に軸受け部(60)にかかる負荷を低減することができるので、送風機の耐久性を向上させることができる。

また、この構成では、羽根車(51)のハブ(53)をステータ(43)の周囲に大きく回り込ませる必要がなく羽根車(51)の重心(51G)を軸受け部(60)の範囲(60S)内に位置させることができるので、羽根車(51)を全体的に外側軸部(86)寄りに配置することができる。このように羽根車(51)の形状の制約は、従来の送風機に比べて小さい。したがって、ハブがステータの周囲に大きく回り込むような形状（ハブがステータの周囲の前側部分だけでなくステータの周囲の後側部分も囲むような形状）を採用する従来の羽根車に比べて、羽根車(51)内部において空気の流れが阻害されにくくなり、ファン性能の向上も期待できる。

さらに、この構成では、軸受け部(60)を、外側軸部(86)と羽根車(51)又はロータ(45)との間に介在させているので、軸受け部(60)がステータ(43)の内部に設けられている場合に比べて、軸受け部(60)のサイズの制約が少ない。したがって、軸受け部(60)のサイズは、ステータ(43)の制約を受けることなく、軸受け部(60)として要求される耐久性に応じた大きさに設計可能になるので、この点においても耐久性を向上させることができる。

また、本発明では、軸受け部(60)の具体的な構成として、軸受け部(60)が、外側軸部(86)に固定された第１輪部(61)と、羽根車(51)に固定され、第１輪部(61)に対して回転可能な第２輪部(62)とを有している。

本発明の送風機において、前記羽根車(51)は、前記第２輪部(62)に固定され、半径方向外側ほど軸方向のステータ(43)側に向かう傾斜した傾斜面(53K)を有するハブ(53)と、前記ハブ(53)に固定され、周方向に配列された複数の羽根(55)と、を有する斜流式の羽根車(51)である。

この構成では、前記羽根車(51)が斜流式であり、この羽根車(51)のハブ(53)は、半径方向外側ほど軸方向のステータ(43)側に向かう傾斜した傾斜面(53K)を有している。すなわち、斜流式の羽根車(51)においては、軸方向に対して傾斜した方向の流れをつくるためにハブ(53)の表面が上記のように傾斜している。したがって、斜流式の羽根車(51)では、ステータ(43)の軸方向外側に位置する外側軸部(86)に軸受け部(60)が設けられていても、羽根車(51)内の空気流路を比較的大きく確保できる。したがって、羽根車(51)内において空気の流れがより阻害されにくくなり、送風性能をさらに向上させることができる。

本発明の送風機において、前記軸受け部(60)は、前記軸方向に並ぶ複数の軸受けを含んでいる。

この構成では、単一の軸受けを有する軸受け部に比べて、軸受け部(60)の耐久性が向上する。

本発明の送風機において、前記複数の軸受けは、互いに隣接して配置されている。

この構成では、複数の軸受けが互いに隣接して配置されているので、上記したように軸受け部(60)の耐久性を向上させることができることに加え、羽根車(51)のハブ(53)のサイズ（軸方向のサイズ）を極力小さくすることができる。すなわち、複数の軸受けが互いに隣接して配置されているので、複数の軸受けが取り付けられる外側軸部(86)のサイズを極力小さくすることができる。したがって、この外側軸部(86)の周囲に配置される羽根車(51)のハブ(53)のサイズも極力小さくすることができる。これにより、羽根車(51)内部において空気の流れが阻害されにくくなる。

本発明の空気調和機は、前記送風機(13)と、前記送風機(13)を収容するケース(20)とを備え、前記送風機(13)は、前記非回転軸(80)の軸方向が水平方向に向くように前記ケース(20)内に配置されている。

非回転軸(80)の軸方向が水平方向に向くように送風機(13)がケース(20)内に配置される空気調和機においては、軸方向に垂直な方向に働く重力に起因する負荷が軸受け部(60)に対してさらに加わる。したがって、このような空気調和機においては、羽根車(51)の回転時にかかる負荷が低減された前記送風機(13)が好適である。

本発明の他の空気調和機は、前記送風機(13)と、前記送風機(13)の前記羽根車(51)に対して半径方向外側に対向する位置に設けられた熱交換器(15)と、前記送風機(13)及び熱交換器(15)を収容するケース(20)と、を備える。

本発明によれば、羽根車の回転時にかかる負荷に耐え、羽根車を安定して支持することができ、しかも羽根車の形状の制約が小さい遠心送風機又は斜流送風機を提供することができる。

送風機を備えた空気調和機を示す斜視図である。 前記空気調和機の内部構造を示す斜視図である。 図２のIII-III線断面図である。 前記送風機を示す断面図である。 図４に示す送風機の一部を拡大した断面図である。 （Ａ）は参考例１に係る送風機を示す断面図であり、（Ｂ）は参考例２に係る送風機を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る送風機を示す部分断面図である。 図７に示す送風機の一部を拡大した部分断面図である。

以下、送風機13及びこれを備えた空気調和機の室内機11について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、図中において、室内機11の上方U、下方D、右方R、左方L、前方F及び後方Bを矢印で示す方向とする。図中の一点鎖線Aは、後述する羽根車51の回転中心A及び非回転軸80の軸心Aを示しており、前後方向（水平方向）に向いている。

［空気調和機の室内機］
図１〜図３に示すように、室内機11は、送風機13と、この送風機13の両サイドに配置された一対の熱交換器15,15と、送風機13及び熱交換器15,15の下方Dに配置され、熱交換器15,15において生じる結露水を貯留するドレンパン30と、これらを収容するケース20とを備えている。

ケース20は、前後方向の厚みが薄く、上下方向の高さよりも左右方向の幅の方が大きな直方体形状を有している。この室内機11は、回転中心Aの方向が前後方向に向いた姿勢で斜流式又は遠心式の羽根車を備えた送風機13（図例では斜流送風機）をケース20内に配置することにより、クロスフローファンを用いる場合に比べて前後方向に薄型化されている。また、この室内機11は、熱交換器15を前後方向に対して傾斜させてケース20内に配置することにより、前後方向に薄型化されている。また、この室内機11は、送風機13の両サイドに熱交換器15を配置することにより、上下方向に小型化されている。この室内機11では、ケース20の前部から吸い込まれた空気は、送風機13の半径方向外側に流れ、右方R又は左方Lの熱交換器15において熱交換された後、ケース20の両サイドから室内に吹き出される（図３参照）。

ケース20は、底板21、天板22、右側板23、左側板24、化粧前板25及び背板26を有している。化粧前板25は、吸込口開閉板251と、この吸込口開閉板251の両サイドに配置された一対の吹出口開閉板252,252とを含む。吸込口開閉板251は、送風機13の前方Fに配置されており、化粧前板25の大半の領域を占める矩形状を有している。右側の吹出口開閉板252は、右側の熱交換器15の前方Fに配置されており、上下方向に長い矩形状を有している。左側の吹出口開閉板252は、左側の熱交換器15の前方Fに配置されており、上下方向に長い矩形状を有している。ケース20には、ケース20内の空気を室内に吹き出すための一対の吹出口25bが設けられている。一対の吹出口25bは、正面視で吸込口25aの右方Rと左方Lに設けられており、吹出口開閉板252,252の真後ろに位置している。

吸込口開閉板251は、底板21及び天板22に対して前後方向に進退移動可能に図略の支持部材を介して底板21及び天板22に支持されている。吸込口開閉板251は、室内機11の未使用時には、図１において実線で示すように吸込口25aを閉じた閉状態にある。一方、室内機11の使用時には、図１において二点鎖線で示すように吸込口開閉板251が前方Fに移動し、吸込口開閉板251の上縁部251a、下縁部251b及び側縁部と、底板21の前縁部21a、天板22の前縁部22a及び吹出口開閉板252,252の側縁部との間に隙間が形成され、これらの隙間から空気がケース20内に流入する。

右側の吹出口開閉板252は、その左縁部252aを中心に回動可能に底板21の前縁部21a及び天板22の前縁部22aに支持されている。室内機11の未使用時には、図１において実線で示すように吹出口25bが吹出口開閉板252によって閉じられた状態である。一方、室内機11の使用時には、左縁部252aを中心に吹出口開閉板252が前方Fに回動し、図１において二点鎖線で示すように吹出口開閉板252の右縁部252bと右側板23の前縁部23aとの間に隙間が形成され、この隙間からケース20内の空気が室内に流出する。左側の吹出口開閉板252の動作もこれと同様である。

右側の熱交換器15は、送風機13の右方Rに配置され、左側の熱交換器15は、送風機13の左方Lに配置されている。各熱交換器15は、送風機13よりも空気の流れ方向の下流側に位置している。各熱交換器15は、上下方向に長い直方体形状を有しており、下端部がドレンパン30内に位置し、上端部が天板22に近接又は当接している。図３に示すように、右側の熱交換器15は、前面部15Fが後面部15Bよりも左方Lに位置するように前後方向に対して傾斜して配置されている。同様に、左側の熱交換器15は、前面部15Fが後面部15Bよりも右方Rに位置するように前後方向に対して傾斜して配置されている。

［送風機］
図２〜図４に示す送風機13は斜流送風機である。送風機13は、斜流式の羽根車51と、この羽根車51を回転させるモータ49と、軸受け部60とを備えている。

モータ49は、ステータ43、ロータ45及び非回転軸80を有するアウターロータ型モータである。羽根車51は、モータ49に固定された正面視で円形のハブ53と、このハブ53の前方Fに配置され、前後方向に開口する正面視で円形のシュラウド54と、このシュラウド54とハブ53との間に周方向に沿って配列された複数の羽根55とを含む。

軸受け部60は、モータ49の非回転軸80と羽根車51との間に介在しており、羽根車51を非回転軸80に対して回転可能に支持している。軸受け部60は、正面視で円環形状を有し、非回転軸80の軸心Aの方向（軸心Aの延びる方向）に貫通する貫通孔60Hを有している。軸受け部60は、軸心Aの方向に所定の長さを有している。

羽根車51の重心51Gは、軸心Aの方向（軸方向）において軸受け部60の範囲60S内に位置している。重心51Gが軸受け部60の範囲60S内に位置している状態とは、重心51Gが軸心Aの方向における軸受け部60の前端60Fと後端60Bとの間に位置し、かつ重心51Gが軸受け部60の外周面60Pよりも半径方向内側に位置していることをいう。

羽根車51の重心51Gは、軸受け部60の範囲60S内に位置し、かつ軸受け部60の貫通孔60H内に位置しているのが好ましい。羽根車51の重心51Gは、軸受け部60の貫通孔60H内に位置し、かつ軸心A上に位置しているのがより好ましい。羽根車51の重心51Gは、軸受け部60の貫通孔60H内に位置し、軸心A上に位置し、かつ軸心Aの方向において軸受け部60の前端60Fと後端60Bの中央に位置しているのがさらに好ましい。なお、図４に示す重心51Gから下方に延びる二点鎖線の矢印は、重力の方向を示している。以下、送風機13についてより詳細に説明する。

ステータ43は、直径よりも前後方向の厚みの方が小さい扁平な略円柱形状を有している。ステータ43の後端部には半径方向外側に延びるフランジ部48が設けられている。モータ49は、ステータ43の背面がケース20の背板26の内面に対向するように配置された状態でフランジ部48に設けられた図略の挿通孔に挿通された図略のボルトによって背板26に固定されている。ステータ43の内部にはコイル44が配置されている。

ステータ43の中心部には前後方向に貫通する貫通孔46が形成されている。貫通孔46は、前方Fに位置する第１孔部46aと、この第１孔部46aよりも内径が小さく、第１孔部46aよりも後方Bに位置する第２孔部46bと、第２孔部46bよりも内径が大きく、第２孔部46bよりも後方Bに位置する第３孔部46cとを含む。この貫通孔46内には非回転軸80の一部が配置される。

非回転軸80は、軸心Aの方向に延びる柱状の部材であり、ステータ43に支持されている。非回転軸80は、ステータ43よりも軸心Aの方向の外側、すなわちステータ43よりも前方Fに位置する外側軸部86と、ステータ43の貫通孔46の内部に配置される内側軸部87とを有している。

外側軸部86は、前方Fに位置する先端部81と、後方Bに位置するフランジ部83と、先端部81とフランジ部83との間に位置する中間部82とを含む。これらの外径は、先端部81が最も小さく、フランジ部83が最も大きい。中間部82は、先端部81との境界に段差面82aを有している。この段差面82aは前方Fを向いた正面視で円環状の面である。フランジ部83の外径は、貫通孔46の第１孔部46aの内径よりも大きい。非回転軸80は、フランジ部83がステータ43の前面に当接した状態でステータ43に対して位置決めされている。外側軸部86の前端には、後方Bに向かって穿孔され、内周面に雌ねじを有するねじ孔87bが形成されている。このねじ孔87bには後述するボルトB2が螺合される。

内側軸部87は、フランジ部83から後方Bに延びる第１柱部84と、この第１柱部84よりも外径の小さい第２柱部85とを含む。第１柱部84は、その外径がステータ43の第１孔部46aの内径と同程度であり、第１孔部46a内に配置されている。第２柱部85は、その外径がステータ43の第２孔部46bの内径と同程度であり、第２孔部46b内に配置されている。内側軸部87の後端には、前方Fに向かって穿孔され、内周面に雌ねじを有するねじ孔87aが形成されている。

非回転軸80は、ワッシャ74を介してねじ孔87aに螺合されたボルトB1によってステータ43に固定されている。ワッシャ74は、ステータ43の第３孔部46c内に配置されており、内側軸部87の後端に当接している。

ロータ45は、前後方向に貫通する挿通孔を中央に有する正面視で円環状の固定部45aと、この固定部45aの周縁から後方Bに円筒状に延びるロータ本体45bとを含む。ロータ45は、固定部45aの前面が羽根車51のハブ53の背面に当接した状態でハブ53に固定されている。固定部45aの挿通孔には非回転軸80の外側軸部86が挿通されている。固定部45aの挿通孔の半径方向内側には非回転軸80の外側軸部86の中間部82が配置されている。

ロータ本体45bは、ステータ43の外周面を覆うようにステータ43の半径方向外側に配置されている。言い換えると、ステータ43の前側部位は、ロータ本体45bの内部に挿入されている。ロータ45とステータ43との間には、ロータ45の回転時に両者が接触しないように所定の隙間が設けられている。

ハブ53は、軸心Aの方向における前端に位置する前端面53Fと、後端に位置する後縁53Bと、前端面53Fと後縁53Bとの間に位置する傾斜面53Kと、前端面53F及び傾斜面53Kの背面側に位置し、ロータ45の固定部45aが固定される前述の背面とを有している。ハブ53の後縁53Bは、傾斜面53Kの後端でもある。

ハブ53は、前後方向に貫通する貫通孔を中央に有している。この貫通孔には非回転軸80の外側軸部86が挿入されている。ハブ53の貫通孔は、軸受け部60が配置される軸受け用孔部532と、この軸受け用孔部532の前方Fに位置し、軸受け用孔部532よりも内径が小さく、ボルトB2を挿入するためのボルト用孔部531と、軸受け用孔部532の後方Bに位置し、軸受け用孔部532よりも内径が大きく、固定部材73が配置される固定部材用孔部533とを含む。

前端面53Fは、軸心Aに対して垂直な円環形状の面である。傾斜面53Kは、前端面53Fの周縁部につながっている。傾斜面53Kは、半径方向外側ほど軸心Aの方向のステータ43側に向かう。言い換えると、傾斜面53Kは、後方Bに向かうにつれて外径が大きくなる。各羽根55の後端部は傾斜面53Kに接合されている。後縁53Bは、ロータ45の固定部45aよりも後方Bに位置している。後縁53Bは、ステータ43及びロータ本体45bよりも半径方向外側に位置している。後縁53Bは、ロータ本体45bの外周面及びステータ43の外周面に対して半径方向に対向する位置にある。

軸受け部60は、軸心Aの方向において、ステータ43よりも前方Fにのみ配置されている。図例の送風機では、単一の軸受けを有する軸受け部60が非回転軸80の外側軸部86と羽根車51との間に設けられているが、これに限定されない。軸受け部60は、後述する実施形態のように複数の軸受けを含んでいてもよい。送風機13では、ステータ43の内部に軸受け部は設けられていない。軸受け部60は、軸心Aの方向において、ロータ45よりも前方Fに配置されている。軸受け部60は、軸心Aの方向において、ハブ53の前端面53Fと後縁53Bとの間に位置している。軸受け部60は、軸心Aの方向において、傾斜面53Kの前縁（前端面53Fの周縁部）と傾斜面53Kの後縁との間に位置している。

軸受け部60は、羽根車51が非回転軸80の回りに回転可能なように羽根車51を支持している。軸受け部60は、第１輪部としての内輪部61と、第２輪部としての外輪部62と、これらの間に介在する図略の転動体とを有している。転動体としては、玉、ころなどが例示できる。外輪部62は、前記転動体のころがりによって内輪部61に対して回転可能である。

内輪部61は、非回転軸80の外側軸部86に固定されたリング状の部材である。内輪部61の内径と外側軸部86の先端部81の外径とのはめあい公差は、すきまばめである。

内輪部61の後端は、外側軸部86の段差面82aに当接している。これにより、内輪部61の後方Bへの移動が規制されている。内輪部61の前端には、ワッシャ71が当接している。この状態で、外側軸部86の前端のねじ孔87bにボルトB2が螺合されている。これにより、内輪部61の前方Fへの移動と、先端部81の外周面に対する内輪部61の回転が規制されている。

外輪部62は、羽根車51のハブ53に固定されたリング状の部材である。外輪部62の外径と軸受け用孔部532の内径とのはめあい公差は、すきまばめである。外輪部62の内径は、内輪部61の外径よりも大きい。

外輪部62の前端には、スペーサ72が当接している。スペーサ72は、軸受け用孔部532の前端面に当接するように配置されたリング状の部材である。これにより、外輪部62の前方Fへの移動が規制されている。外輪部62の後端は、固定部材用孔部533に配置されたリング状の固定部材73の前面に当接している。固定部材73の内径は外輪部62の外径よりも小さい。固定部材73は、ハブ53の固定部材用孔部533に固定されている。これにより、外輪部62の後方Bへの移動と、軸受け用孔部532の内周面に対する回転が規制されている。

モータ49によって羽根車51が回転すると、吸込口25aからケース20内に吸い込まれた空気は、図３に二点鎖線で示すように後方Bに向かって羽根車51に流入し、羽根車51内を斜め後方に進み、羽根車51から半径方向外側に流出する。そして、この流出した空気は、右側の熱交換器15又は左側の熱交換器15を通過して右側の吹出口25b又は左側の吹出口25bから室内に吹き出される。

図６（Ａ）は参考例１に係る送風機を示す断面図であり、図６（Ｂ）は参考例２に係る送風機を示す断面図である。参考例１の送風機は、斜流式の羽根車151と、この羽根車151を回転させるモータ149とを備えている。モータ149は、ステータ143と、ロータ145と、回転軸180と、一対の軸受け160,160を含む軸受け部とを有するアウターロータ型モータである。

この参考例１では、ステータ143の内部に一対の軸受け160,160を介して回転軸180が回転可能に支持されている。羽根車151の重心151Gは、回転軸180の前端に近い位置にあり、ステータ143及び一対の軸受け160,160よりも前方Fに位置している。このように羽根車151の重心151Gが軸受け部（一対の軸受け160,160）の範囲内にない参考例１では、羽根車151の回転時に、軸受け160,160から離れた回転軸180の前端に近い位置に荷重が偏ってかかることになる。この場合、軸受け160,160にストレスがかかるため、耐久性の低下、異音の発生などの不具合が生じることがある。

このような不具合が生じるのを抑制するために、例えば図６（Ｂ）に示す参考例２のように羽根車151の重心151Gを軸受け部（一対の軸受け160,160）の範囲内に位置するように羽根車151の形状を変更することが考えられる。しかし、この参考例２では、羽根車151のハブ153をステータ143及びロータ145の周囲に大きく回り込ませる必要がある。すなわち、ハブ153がステータ143及びロータ145の周囲の前方F側部分だけでなく、ステータ143及びロータ145の周囲の後方B側部分も囲むようにハブ153の形状を設計する必要があるので、羽根車151内における空気の円滑な流れが阻害される。よって、送風機の性能が大幅に低下する。

また、参考例１及び参考例２では、一対の軸受け160,160がステータ143の内部に配置されている。ステータ143の内部にはコイルが配設されているため、各軸受け160の大きさ（特に半径方向のサイズ）が自ずと制限される。このため、軸受け160のサイズを、要求される耐久性に応じた十分な大きさに設計できない場合がある。

［実施形態］
図７は、本発明の実施形態に係る送風機13Aを示す部分断面図である。図８は、図７に示す送風機の一部を拡大した部分断面図である。この送風機13Aは、例えば図１〜図３に示す室内機11の送風機構として用いられる。

図７に示す送風機13Aの構成は、軸受け部60が複数の軸受けにより構成されている点で図４に示す送風機13の構成と異なっており、それ以外の点では図４に示す送風機13の構成とほぼ同じである。したがって、以下では、主に軸受け部60について説明し、軸受け部60以外の構成については図４と同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

図７及び図８に示すように、実施形態の送風機13Aにおいても、軸受け部60は、非回転軸80の外側軸部86と羽根車51との間に介在している。軸受け部60は、軸心Aの方向（軸方向）に並ぶ複数の軸受けを含む。具体的に、軸受け部60は、第１軸受け601と第２軸受け602とを含む。第１軸受け601と第２軸受け602は、軸方向に並設されている。軸受け部60は、軸受けハウジング603と、予圧部材604とをさらに含む。

第１軸受け601と第２軸受け602は、互いに隣接して配置されている。第１軸受け601と第２軸受け602が互いに隣接して配置されている状態には、第１軸受け601と第２軸受け602が互いに接する状態で配置されている場合だけでなく、第１軸受け601と第２軸受け602の間に小さな隙間をあけた状態でこれらが隣り合って配置されている場合も含まれる。

図７に示す実施形態では、第１軸受け601と第２軸受け602は、これらの間に小さな隙間をあけた状態でこれらが隣り合って配置されている。この隙間の大きさは、一つの軸受けの厚み（軸方向の寸法）よりも小さい寸法であるのが好ましい。

具体的に、図７及び図８に示す実施形態では、第１軸受け601と第２軸受け602は、スプリングワッシャ、ウェーブワッシャなどの予圧部材604を介して互いに隣り合って配置されている。第１軸受け601と第２軸受け602の間に予圧部材604が介在しているので、第１軸受け601と第２軸受け602の間には隙間が形成されている。この隙間の大きさは、スプリングワッシャ、ウェーブワッシャなどの予圧部材604の高さ（軸心A方向における予圧部材604の大きさ）程度の寸法である。

第１軸受け601及び第２軸受け602のそれぞれは、第１輪部としての内輪部61と、第２輪部としての外輪部62と、これらの間に介在する複数の転動体63とを有している。各外輪部62は、複数の転動体63のころがりによって内輪部61に対して回転可能である。各内輪部61は、非回転軸80の外側軸部86が挿入されるリング状の部材である。各外輪部62は、対応する内輪部61の径方向外側に配置されたリング状の部材である。

軸受けハウジング603は、円筒形状を有している。軸受けハウジング603の内部（中空の領域）には、第１軸受け601と第２軸受け602とが配置されている。

軸受けハウジング603は、羽根車51のハブ53に設けられた凹部に圧入されている。これにより、軸受けハウジング603は、羽根車51に固定されている。また、各外輪部62は、軸受けハウジング603の内部に圧入されている。これにより、各外輪部62は、軸受けハウジング603に固定されている。すなわち、各外輪部62は、軸受けハウジング603を介して羽根車51に固定されている（各外輪部62は、軸受けハウジング603によって羽根車501に固定されている）。

なお、軸受けハウジング603を羽根車51に固定する固定手段、及び各外輪部62を軸受けハウジング603に固定する固定手段は、上記した圧入に限定されない。これらの固定手段としては、圧入に代えて、例えば接着などの他の手段を採用することもできる。

軸受けハウジング603は、第１軸受け601の外輪部62と、第２軸受け602の外輪部62との間に介在するスペーサ部603aを有している。スペーサ部603aは、軸受けハウジング603の内周面のうちスペーサ部603aに隣接する部分から径方向内側に突出する形状を有している。スペーサ部603aは、例えば周方向に延びる環形状を有している。

このようなスペーサ部603aが設けられていることにより、第１軸受け601の外輪部62が第２軸受け602側（後方B）に移動するのが規制され、第２軸受け602の外輪部62が第１軸受け601側（前方F）に移動するのが規制される。これにより、第１軸受け601の外輪部62と、第２軸受け602の外輪部62との間において所定の隙間が確保される。この隙間の大きさ（スペーサ部603aの厚み）は、上述した予圧部材604が第１軸受け601と第２軸受け602の間に配置される前の状態（予圧部材604に外力が加えられていない状態）における予圧部材604の高さよりも小さい。

第２軸受け602における内輪部61の後端は、外側軸部86の段差面82aに当接している。これにより、内輪部61の後方Bへの移動が規制されている。第１軸受け601における内輪部61の前端には、ワッシャ71が当接している。この状態で、外側軸部86の前端に設けられた図略のねじ孔にボルトB2が螺合されている。これにより、各内輪部61の前方Fへの移動と、先端部81の外周面に対する各内輪部61の回転が規制されている。すなわち、第１軸受け601の内輪部61と第２軸受け602の内輪部61は、段差面82aとワッシャ71とに挟み込まれることにより、非回転軸80の外側軸部86に固定されている。

また、第１軸受け601の内輪部61と第２軸受け602の内輪部61は、段差面82aとワッシャ71との間に挟まれているので、上述したようにボルトB2が前記ねじ孔に螺合されると、ワッシャ71によって第１軸受け601の内輪部61に対して第２軸受け602の内輪部61側に力が加えられる。これにより、第１軸受け601の内輪部61と第２軸受け602の内輪部61の間に介在している予圧部材604の高さが小さくなる方向に予圧部材604が弾性的に変形する。したがって、この状態においては、各内輪部61に対して軸方向（軸心Aの方向）の外側に予圧部材604によって予圧（反力）が加えられている。予圧部材604は、羽根車51の回転時における転動部63のがたつきを防止し、軸受け部60の耐久性を向上させることを目的として設けられている。

羽根車51の重心51Gは、軸受け部60の範囲60S内に位置している。すなわち、重心51Gは、軸心Aの方向における軸受け部60の前端60Fと後端60Bとの間に位置し、かつ軸受け部60の外周面60Pよりも半径方向内側に位置している。図７に示す実施形態では、軸受け部60の前端60Fは、軸受けハウジング603の最前部であり、軸受け部60の後端60Bは、軸受けハウジング603の最後部であり、軸受け部60の外周面60Pは、軸受けハウジング603の外周面である。

また、羽根車51の重心51Gは、第１軸受け601の最前部と第２軸受け602の最後部との間に位置しているのが好ましい。また、羽根車51の重心51Gは、内輪部６１よりも径方向内側に位置しているのがより好ましく、軸心A上に位置しているのがさらに好ましい。

この実施形態では、軸受け部60が軸受けハウジング603を備えているので、送風機13Aを組み立てる際には、第１軸受け601、第２軸受け602、軸受けハウジング603及び予圧部材604を予め一体化した軸受け部品を羽根車51のハブ53に設けられた凹部に圧入した後、この組立部品をステータに固定された非回転軸80に取り付けるという作業手順を採用することができる。したがって、組立作業の作業効率が優れており、なおかつ羽根車の脱着が容易である特徴を有する。

［実施形態の概要］
本実施形態をまとめると以下のようになる。

本実施形態では、ステータ43の軸方向外側に位置する外側軸部86と羽根車51との間に軸受け部60を配設しており、しかも羽根車51の重心51Gを軸受け部60の範囲60S内に位置させている。したがって、羽根車51の重心51Gと軸受け部60とが軸方向にずれた位置にある場合に比べて、羽根車51の回転時に軸受け部60にかかる負荷を低減することができるので、送風機の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、羽根車51の重心51Gを軸受け部60の範囲60S内に位置させているので、羽根車51のハブ53をステータ43の周囲に大きく回り込ませる必要がなく、羽根車51を全体的に外側軸部86寄りに配置することができる。これにより、従来の送風機に比べて羽根車51の形状の制約が小さい。したがって、ハブ53をステータ43の周囲に大きく回り込むような形状を採用する従来の羽根車に比べて、羽根車51内部において空気の流れが阻害されにくくなり、ファン性能の向上も期待できる。

さらに、本実施形態では、軸受け部60を、外側軸部86と羽根車51との間に介在させているので、軸受け部60がステータ43の内部に設けられている場合に比べて、軸受け部60のサイズの制約が少ない。したがって、軸受け部60のサイズは、ステータ43の制約を受けることなく、軸受け部(60)として要求される耐久性に応じた大きさに設計することが可能になるので、この点においても耐久性を向上させることができる。

本実施形態では、羽根車51が斜流式であり、この羽根車51のハブ53は、半径方向外側ほど軸方向のステータ43側に向かう傾斜した傾斜面53Kを有している。すなわち、斜流式の羽根車(51)においては、軸方向に対して傾斜した方向の流れをつくるためにハブ53の表面が上記のように傾斜している。したがって、斜流式の羽根車(51)では、ステータ43の軸方向外側に位置する外側軸部86に軸受け部60が設けられていても、羽根車51内の空気流路を比較的大きく確保できる。したがって、羽根車51内において空気の流れがより阻害されにくくなり、送風性能をさらに向上させることができる。

本実施形態では、軸受け部60は、前記軸方向に並ぶ複数の軸受けを含んでいるので、単一の軸受けを有する軸受け部に比べて、軸受け部60の耐久性が向上する。

また、本実施形態では、複数の軸受けが互いに隣接して配置されているので、上記したように軸受け部60の耐久性を向上させることができることに加え、羽根車51のハブ53のサイズ（軸方向のサイズ）を極力小さくすることができる。すなわち、複数の軸受けが互いに隣接して配置されているので、複数の軸受けが取り付けられる外側軸部86のサイズを極力小さくすることができる。したがって、この外側軸部86の周囲に配置される羽根車51のハブ53のサイズも極力小さくすることができる。これにより、羽根車51内部において空気の流れが阻害されにくくなる。

また、本実施形態では、軸受け部60が複数の軸受けを含んでいるので、軸受け部が単一の軸受けにより構成される場合に比べて、各軸受けの径方向の大きさを小さくすることができる。これにより、軸受け部60の径方向のサイズを小さくすることができる。

本実施形態のように、非回転軸80の軸方向が水平方向に向くように送風機13がケース20内に配置される室内機11においては、軸方向に垂直な方向に向いた重力に起因する負荷が軸受け部60に対してさらに加わる。したがって、このような室内機11においては、羽根車51の回転時にかかる負荷が低減された本実施形態の送風機13が好適である。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

例えば、前記実施形態では、軸受け部60が羽根車51のハブ53と非回転軸80の外側軸部86との間に介在する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、軸受け部60が非回転軸80の外側軸部86とロータ45との間に介在する構造であってもよい。

前記実施形態では、非回転軸80の軸心Aの方向が水平方向（前後方向）に向くようにケース20内に送風機13を配置する場合を例示したが、これに限定されない。送風機13は、例えば天井埋込型室内機のように軸心Aの方向が上下方向に向くように配置されてもよい。

前記実施形態では、軸受け部60が、第１軸受け601と、第２軸受け602と、軸受けハウジング603と、予圧部材604とを含む場合を例示したが、これに限定されない。第１軸受け601と第２軸受け602とを含む軸受け部60においては、軸受けハウジング603及び予圧部材604の一方又は両方を省略することもできる。

前記実施形態において、例えば軸受けハウジング603が省略される場合には、第１軸受け601の外輪部62及び第２軸受け602の外輪部62が軸受けハウジング603を介さずに直接羽根車51のハブ53に固定される形態が例示できる。

また、前記実施形態において、例えば予圧部材604が省略される場合には、第１軸受け601の内輪部61は、第２軸受け602の内輪部61に接するように配置されていてもよい。この場合、軸受けハウジング603のスペーサ部603aは省略することができる。

11 空気調和機の室内機
13A 送風機
20 ケース
43 ステータ
45 ロータ
49 モータ
51 羽根車
51G 羽根車の重心
53 ハブ
54 シュラウド
55 羽根
60 軸受け部
601 第１軸受け
602 第２軸受け
61 内輪部
62 外輪部
80 非回転軸
86 外側軸部
87 内側軸部
A 軸心

Claims (3)

1. ステータ(43)、ロータ(45)及び非回転軸(80)を有するアウターロータ型のモータ(49)と、
   前記ロータ(45)に固定された斜流式の羽根車(51)と、
   前記羽根車(51)が前記非回転軸(80)の回りに回転可能なように前記羽根車(51)又は前記ロータ(45)を支持する軸受け部(60)と、を備え、
   前記非回転軸(80)は、前記ステータ(43)よりも軸方向前方の外側に位置する外側軸部(86)を有し、
   前記軸受け部(60)は、前記外側軸部(86)と前記羽根車(51)又は前記ロータ(45)との間に介在しており、
   前記軸受け部(60)は、前記軸方向に並ぶ複数の軸受けを含み、前記複数の軸受けは、互いに隣接して配置されており、
   前記羽根車(51)の重心(51G)は、前記軸受け部(60)の範囲(60S)内に位置しており、
   前記軸受け部(60)は、前記外側軸部(86)に固定された第１輪部(61)と、前記羽根車(51)に固定され、前記第１輪部(61)に対して回転可能な第２輪部(62)とを有しており、
   前記羽根車(51)は、
   前記第２輪部(62)に固定され、半径方向外側ほど軸方向のステータ(43)側に向かう傾斜した傾斜面(53K)を有するハブ(53)と、
   前記ハブ(53)に固定され、周方向に配列された複数の羽根(55)と、を有する斜流式の羽根車(51)であり、
   前記傾斜面(53K)の後端(53B)は、前記ロータ(45)及び前記ステータ(43)に対して半径方向に対向する位置にあり、前記傾斜面(53K)に沿って前記後端(53B)まで案内された気流が、側方に開口する前記ハブ(53)と前記シュラウド(54)との隙間から吹き出される、送風機。
2. 請求項１に記載の送風機(13)と、前記送風機(13)を収容するケース(20)とを備えた空気調和機であって、
   前記送風機(13)は、前記非回転軸(80)の軸方向が水平方向に向くように前記ケース(20)内に配置されている、空気調和機。
3. 請求項１に記載の送風機(13)と、
   前記送風機(13)の前記羽根車(51)に対して半径方向外側に対向する位置に設けられた熱交換器(15)と、
   前記送風機(13)及び熱交換器(15)を収容するケース(20)と、を備えた空気調和機。
   

Images