JP5862095B2 - 空気調和装置の室外機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の室外機に関するものである。

空気調和装置を構成する室外機として、上部に設けられた送風ファンによって内部の空気を上方へ吹き出すようにした上吹きタイプのものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の室外機においては、通常、上方からの異物の侵入を防止するため、網目状のグリルが上面に設けられているが、雨や雪等の小さな降下物はグリルの網目を通して室外機内に浸入する。
一方、特許文献１記載の送風ファンは、モータの出力軸に接続されるハブと、ハブの外周面に放射状に設けられた複数枚の羽根とを備えている。また、ハブとして、上部が開口した有底円筒状に形成されるとともに、その底壁の中心にモータの出力軸を挿通するためのボスを備えたものが知られている。

特開２００８−２３２５３６号公報

有底円筒状のハブを有する送風ファンを上吹きタイプの室外機に用いた場合、雨や雪等の水分がハブ内に浸入することがある。そして、寒冷地においては、ハブ内に浸入した水分が氷結し、送風ファンの重量バランスが崩れてしまうことがある。送風ファンの重量バランスが崩れると、送風ファンの回転に伴って振動が生じ、その振動が室外機全体に伝達されると、熱交換器等の内部機器に悪影響を与える恐れがある。

本発明は、送風ファンの有底筒形状に形成されたハブ内へ水分やその他の降下物が入り込むのを防止し、前記降下物に起因する装置バランスの崩れにより生じる振動を抑制することができる空気調和装置の室外機を提供することを目的とする。

本発明は、熱交換器（１１）を収容した室外機本体（１５）と、この室外機本体（１５）の上部に設けられ、かつ前記熱交換器（１１）により熱交換された空気を前記室外機本体（１５）の上面から吹き出す送風ファン（１２）と、を備えており、前記送風ファン（１２）が、上部に開口を有する有底筒形状のハブ（１９）と、このハブ（１９）の外周壁に設けられた羽根（２０）とを備えるとともに、前記ハブ（１９）の上部開口を上方に向けた状態で前記室外機本体（１５）に設けられている、空気調和装置の室外機であって、
前記送風ファン（１２）は、前記ハブ（１９）の上部開口を閉鎖する蓋（４１）を備え、
前記ハブ（１９）の外周壁（２４）は、前記羽根（２０）の重心Ｇにより近い下端部において底壁（２３）によって補強されていることを特徴とする。
このような構成によって、ハブの内部に雨や雪等の水分やその他の降下物が入り込むのを防止することができる。これにより、ハブ内で水分が氷結することによって送風ファンの重量バランスが崩れ、送風ファンの回転に伴って室外機全体に振動が発生するのを抑制することができる。

前記蓋は、前記ハブの上部開口を覆う蓋本体と、この蓋本体を前記ハブに取り付ける取付具とを備えていることが好ましい。
前記ハブの外周壁の少なくとも上部に、周方向に間隔をあけて複数の厚肉部が設けられている場合、前記蓋本体は前記ハブの外周壁上に載置され、前記取付具は前記蓋本体を貫通して前記厚肉部の上部に螺合されるネジからなっていてもよい。
合成樹脂製の送風ファンを金型成形する場合、ハブの外周壁には、脱型の際にエジェクタピンを当接させるための厚肉部が形成される場合がある。このような厚肉部を利用してネジを螺合させることによって、ハブに対して容易に蓋を取り付けることができる。また、既に設置されている室外機の送風ファンに対しても蓋を取り付ける場合、ハブの外周壁に厚肉部が形成されていれば、その厚肉部を利用して容易に蓋を取り付けることができる。また、ネジを取り外すことによってハブから蓋を容易に取り外すことができる。

前記ハブに孔が形成されている場合、前記取付具は、少なくとも一部が前記蓋本体に一体的に形成され、前記孔の周縁に係止する係止部材からなっていてもよい。
ハブの外周壁や底壁には、内部に浸入した雨水等を排出するための水抜き孔のような孔が形成されている場合がある。このような孔の周縁に係止部材を係止させることによって送風ファンに対して容易に蓋を取り付けることができる。また、既に設置されている室外機の送風ファンに対して蓋を取り付ける場合、当該送風ファンのハブに孔が形成されていれば、その孔を利用して容易に蓋を取り付けることができる。

前記取付具は、前記ハブの底壁を貫通するモータの出力軸の上端に設けられていてもよい。
このような構成によって、モータの出力軸を利用して容易に蓋を取り付けることができる。

前記蓋本体は、透明又は半透明に形成されていてもよい。
このような構成によって、蓋を取り付けていてもハブの内部を確認することが可能となる。

前記蓋本体は、径方向の中央側が高く外周側が低い山形状に形成されていてもよい。
このような構成によって、蓋の上に降下物が堆積するのを防止することができる。

本発明によれば、有底筒形状に形成されたハブ内への降下物の浸入を防止し、この降下物に起因する装置バランスの崩れにより生じる室外機の振動を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る空気調和装置の室外機の正面説明図である。 図１に示される室外機の送風ファンのハブを示す正面図である。 図１に示される室外機の送風ファンのハブを示す平面図である。 図１に示される室外機の送風ファンのハブと蓋とを示す斜視図である。 図１に示される室外機の送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す斜視図である。 図６に示される送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和装置の室外機の正面説明図である。この室外機１０は、上吹きタイプの室外機であり、熱交換器１１を収容した室外機本体１５と、この室外機本体１５の上部に設けられた送風ファン１２とを備えている。送風ファン１２は、下から上へと流れる空気流を生成する。熱交換器１１は、送風ファン１２の作動によって室外機本体１５の側面から室外機本体１５の内部に流入する空気と冷媒との熱交換を行う。熱交換器１１を通過した後の空気は、送風ファン１２によって室外機本体１５の上面から上方へ排出される。送風ファン１２の周囲には空気の流通路を形成するベルマウス１３が設けられ、このベルマウス１３の上部には、上方からの異物の侵入を防止するための網目状のグリル１４が設けられている。

熱交換器１１の上部には、支持フレーム１６が架設され、この支持フレーム１６に送風ファン１２を駆動するモータ１７が取り付けられている。モータ１７には、上下方向の軸心を有する出力軸１８が上方に向けて突設され、この出力軸１８に送風ファン１２が取り付けられている。
送風ファン１２は、ポリプロピレン等の合成樹脂によって形成されており、出力軸１８に取り付けられるハブ１９と、このハブ１９の外周に放射状に設けられた複数枚の羽根２０とを備えたプロペラファンとされている。ハブ１９の中心には円筒形状のボス２１が設けられ、このボス２１にモータ１７の出力軸１８が挿通され、連結される。

図２は、図１に示される室外機の送風ファンのハブを示す正面図、図３は、図１に示される室外機の送風ファンのハブを示す平面図である。なお、これらの図及び後で説明する図４〜図１１には、送風ファン１２のハブ１９のみを示し、羽根２０の図示は省略している。
送風ファン１２は、円板状の底壁２３と、この底壁２３の外周から立ち上がる円筒形状の外周壁２４とを備え、上部が開口した有底円筒形状に形成されている。また、底壁２３の中央部には円筒形状のボス２１が立設され、このボス２１の筒内に連通する挿通孔２５が底壁２３に形成されている。また、ハブ１９の底壁２３には、複数個の水抜き用の底孔２６が形成されている。

ハブ１９は、有底円筒状に形成されることによって、送風ファン１２の回転に伴う遠心力に対する強度が高められている。すなわち、図１に示されるように、送風ファン１２の羽根２０には、その重心Ｇの高さにおいて最も大きな遠心力が生じ、外周壁２４が径方向外側へ引っ張られる。しかし、外周壁２４は、羽根２０の重心Ｇにより近い下端部において底壁２３によって補強されているので、当該遠心力によって径方向外側へ拡がるような変形が防止される。

図３に示されるように、外周壁２４の内面には、円弧状に突出する突条部２９が周方向に間隔をあけて複数形成されている。各突条部２９は、外周壁２４の高さ全体に亘って形成されており、突条部２９が形成された位置において外周壁２４の肉厚が増大されている。以下、突条部２９の形成部位を厚肉部３０という。
この厚肉部３０は、送風ファン１２を金型により成形したときに、送風ファン１２を脱型するためのエジェクタピンの当接部位として利用される。

ボス２１の外周面と外周壁２４の内周面の厚肉部３０との間には、複数のリブ３２が放射状に形成されている。なお、図示例では、全てのリブ３２がボス２１と厚肉部３０との間に亘って形成されているが、一部又は全てのリブ３２が途中で途切れた形状（ボス２１と厚肉部３０とのいずれか一方のみに接続された形状）に形成されていてもよい。

図２に示されるように、外周壁２４の下部における周方向に対向する２箇所には、水抜き用の横孔３４が形成されている。この横孔３４は、外周壁２４の下縁から上方へ直線状に延びる互いに平行な２つの側縁３５と、２つの側縁３５の上端を繋ぐ円弧状の上縁３６とを備えている。ハブ１９の内部に浸入した雨や雪等の水分は、底壁２３に形成された底孔２６だけでなく外周壁２４に形成された横孔３４から外部へ排出することができる。

横孔３４の上方には、外周壁２４の上端面から上方へ突出する突起部３８が形成されている。この突起部３８は、荷積み用に使用されるものであり、複数の送風ファン１２を上下に積み重ねたときに、下段に位置する送風ファン１２の突起部３８を上段に位置する送風ファン１２の横孔３４に嵌合させることによって、複数の送風ファン１２を整列させた状態で積み重ねることができる。なお、図３に示されるように、この突起部３８が形成された位置では、外周壁２４がやや厚肉に形成されている。

上述のように、送風ファン１２のハブ１９は、上部が開口した有底円筒形状に形成されているので、室外機１０の上面に設けられた網目状のグリル１４（図１参照）を通り抜けた雨や雪等の水分がハブ１９内に浸入することがある。そして、寒冷地では、ハブ１９内に浸入した水分が氷結してしまう可能性が高い。ハブ１９内で水分が氷結すると、送風ファン１２の重量バランスが崩れ、回転に伴って振動が発生し易くなる。そして、送風ファン１２の振動は、支持フレーム１６を通じて室外機１０全体に伝達され、室外機１０に収容されている熱交換器１１やその他の機器に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、本実施の形態のハブ１９には、雨や雪等の水分やその他の降下物が入り込まないように、その上部開口を塞ぐ蓋４１が取り付けられている。

図４は、図１に示される室外機の送風ファンのハブと蓋とを示す斜視図、図５は、図１に示される室外機の送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。本実施の形態の蓋４１は、ハブ１９の上部開口を塞ぐ蓋本体４２と、この蓋本体４２をハブ１９に取り付けるための取付具４５とを有している。

蓋本体４２は、送風ファン１２と同種又は異種の合成樹脂材料によって形成され、ハブ１９の外周壁２４の外径とほぼ同じ直径を有する円板形状に形成されている。また、蓋本体４２は、透明又は半透明に形成されている。蓋本体４２の周方向に対向する２箇所には、外周壁２４に形成された突起部３８に嵌合させるための凹部４３が形成されている。また、蓋本体４２の外周部には、ハブ１９の外周壁２４のいずれか複数の厚肉部３０に対応する位置に挿通孔４４が形成されている。

取付具４５は、挿通孔４４に挿通されるネジによって構成されている。ネジ４５は、セルフタッピングネジとされ、ハブ１９の外周壁２４に設けられた厚肉部３０の上端面には下孔４６が形成されている。そして、蓋本体４２の凹部４３を突起部３８に嵌合させながら蓋本体４２を外周壁２４の上端面に載置し、挿通孔４４に挿入したネジ４５を下孔４６にねじ込むことによって、蓋本体４２がハブ１９に取り付けられる。

このような構成によって、ハブ１９の上部開口を蓋４１によって塞ぐことができ、ハブ１９の内部に降下物が浸入するのを防止することができる。また、ネジ４５によって強固に蓋４１を取り付けることができるので、送風ファン１２の回転によって蓋４１が脱落したり、経年劣化によってハブ１９と蓋４１との連結が弱まったりすることはほとんどない。したがって、長期に亘ってハブ１９の上部開口を確実に閉鎖することができる。

また、ハブ１９に予め形成されている厚肉部３０を利用して蓋４１を取り付けているので、蓋４１を取り付けるために新たな厚肉部をハブ１９に形成する必要がない。したがって、蓋４１を取り付けることに伴う送風ファン１２のコスト増を抑制することができる。そして、本実施の形態の蓋４１は、厚肉部３０が形成されているハブ１９であれば、既に設置されている室外機１０の送風ファン１２に対しても取り付けることが可能となる。したがって、室外機１０の設置時には蓋４１が不要とされていたが後から蓋４１が必要になった場合であっても、容易に蓋４１を取り付けることができる。また、ハブ１９に取り付けた蓋４１は、ネジ４５を取り外すことによって容易にハブ１９から取り外すことができる。

さらに、蓋本体４２には、ハブ１９の突起部３８の嵌合する凹部４３が形成されているので、蓋本体４２の周方向及び径方向への位置ズレを防止することができ、挿通孔４４と下孔４６とを正確に位置合わせすることができる。

また、蓋本体４２は、透明又は半透明に形成されているので、ハブ１９に蓋４１を装着したままでもハブ１９の内部を見ることができ、モータ１７の出力軸１８とボス２１との連結状態や、ハブ１９内における異物の有無等を確認することができる。
なお、本実施の形態において、厚肉部３０には、下孔４６に代えてネジ４５が螺合されるナットがインサート成形によって埋設されていてもよい。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す斜視図、図７は、図６に示される送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。
本実施の形態の蓋４１は、蓋本体４２と取付具５０とから構成されている。蓋本体４２は、挿通孔４４が形成されていない点を除いて第１の実施の形態の蓋本体４２と同様の構成である。取付具５０は、蓋本体４２に一体成形されており、凹部４３の形成箇所から下方に突出する係止部材により構成されている。この係止部材５０の下端部には、径方向外側へ向けて突出する略三角形状のフック部（係止部）５１が形成されている。このフック部５１は、ハブ１９の外周壁２４に形成された横孔３４の上縁３６に係止可能である。

本実施の形態の蓋４１によってハブ１９の上部開口を塞ぐには、係止部材５０をハブ１９の内側に挿入しつつ、蓋本体４２を外周壁２４の上端面に載置する。このとき、係止部材５０は、フック部５１が外周壁２４の内面に当接することによってハブ１９の径方向内方へ弾性変形し、フック部５１が横孔３４に到達したときに径方向外方へ弾性復帰し、フック部５１が横孔３４の上縁３６に係止する。これによって、ハブ１９に蓋４１を容易に取り付けることができる。

また、蓋本体４２の凹部４３をハブ１９の突起部３８に嵌合させることによって、蓋４１の周方向及び径方向への位置ズレを防止することができる。また、係止部材５０は外周壁２４の内面に沿った状態で配置されるので、これによっても蓋４１の径方向への位置ズレを防止することができる。

本実施の形態の蓋４１は、横孔３４が形成されているハブ１９であれば、既に設置されている室外機１０の送風ファン１２に対しても取り付けることが可能となる。したがって、室外機１０の設置時には蓋４１が不要とされていたが後から蓋４１が必要になった場合であっても、容易に蓋４１を取り付けることができる。

また、上記第１の実施の形態では、蓋本体４２と、これとは別体の複数本のネジ４５が必要であり、ハブ１９側に下孔４６を形成する必要があったが、本実施の形態では、蓋本体４２と係止部材５０とが一体であるため、部品点数が少なくなり、蓋４１の管理が容易となる。また、ハブ１９側には何ら加工をする必要がないので、蓋４１を設けることに伴うコスト増をより抑制することができる。

図８は、本発明の第３の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。本実施の形態の蓋４１は、蓋本体４２と取付具５０とからなる。蓋本体４２の構成は、第１の実施の形態と同様である。取付具５０は、蓋本体４２の下面から下方に突出する係止部材から構成されている。より具体的には、係止部材５０は、下端部に雄ネジ５４が形成された取付ボルト５５と、この取付ボルト５５の下端部に螺合される取付ナット５６とからなる。そして、取付ボルト５５は、ハブ１９の底壁２３に形成された底孔２６に挿入され、取付ナット５６は、底壁２３から突出する取付ボルト５５の雄ネジ５４に螺合されることによって底孔２６の周縁に係止される。

本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、ハブ１９に形成された孔（底孔２６）を利用して蓋４１を取り付けることができる。そして、ハブ１９に底孔２６が形成されていれば、既に設置されている室外機１０の送風ファン１２に対しても簡単に蓋４１を取り付けることができる。ただし、本実施の形態では、係止部材５０が取付ボルト５５と取付ナット５６とからなり、これらは別体とされているので、部品点数及び取付作業性の点では、上記第２の実施の形態の方がより有利である。なお、取付ボルト５５は、合成樹脂材によって蓋本体４２と一体成形してもよいし、金属製のものを蓋本体４２にインサート成型してもよい。また、係止部材５０は、取付ボルト５５及び取付ナット５６に代えて、底孔２６に挿通される取付軸部と、底孔２６から取付軸部を抜け止めするために取付軸部に取り付けられる止め輪やスナップピン等の抜止具とから構成されていてもよい。

図９は、本発明の第４の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。本実施の形態の蓋４１は、蓋本体４２と取付具５９，６０とからなる。取付具は、モータ１７の出力軸１８の先端から上方に突出する雄ネジ部５９と、この雄ネジ部５９に螺合されるナット６０とから構成され、蓋本体４２には、雄ネジ部５９が挿通される取付孔６１が形成されている。そして、蓋本体４２をハブ１９の外周壁２４の上端面に載置するとともに、取付孔６１に雄ネジ部５９を挿通し、雄ネジ部５９にナット６０を螺合することによって蓋本体４２をハブ１９に取り付けることができる。

本実施の形態では、モータ１７の出力軸１８を利用することによって蓋４１を容易に取り付けることができる。ただし、本実施の形態では、モータ１７の出力軸１８に雄ネジ部５９の加工が必要になること、ナット６０が必要になること等から、これらが不要となる第２の実施の形態の方が有利である。

なお、本実施の形態において、取付具は、雄ネジ部５９及びナット６０に代えて、出力軸１８に形成されるとともに蓋本体４２の取付孔６１に挿通される取付軸部と、取付孔６１から取付軸部を抜け止めするために取付軸部に取り付けられる止め輪やスナップピン等の抜止具とから構成されていてもよい。

図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。本実施の形態の蓋４１は、第４の実施の形態と同様に、モータ１７の出力軸１８に形成された雄ネジ部５９とこれに螺合するナット６０とからなる取付具を有しているが、蓋本体４２の中央部には、下方に凹んだ凹陥部６３が形成され、この凹陥部６３の底面に取付孔６１が形成されている。

そして、蓋本体４２をハブ１９の外周壁２４の上端面に載置するとともに、取付孔６１に雄ネジ部５９を挿通し、雄ネジ部５９にナット６０を螺合することにより、蓋本体４２をハブ１９に取り付けることができる。また、本実施の形態では、蓋本体４２の凹陥部６３を形成することによって、第４の実施の形態のモータ１７（図９参照）よりも出力軸１８の長さを短くすることができ、その分、モータ１７の軽量化及びコストダウンを図ることができる。

図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る空気調和装置の室外機における送風ファンのハブと蓋とを示す断面図である。本実施の形態の蓋４１は、蓋本体４２の形状を除き第２の実施の形態の蓋４１と同様である。そして、本実施の形態の蓋本体４２は、径方向の中央側が高く、外側が低い山形状に形成されている。そのため、蓋本体４２に雪等が降下したとしても、傾斜に沿って下方へ落とすことができ、蓋本体４２上に降下物が堆積するのを防止することができる。
なお、本実施の形態における蓋本体４２の形状は、第１、第３、及び第４の実施の形態における蓋本体４２にも適用することができる。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変形することが可能である。例えば、送風ファン１２のハブ１９の外周壁２４は、円筒形状に限らず角筒形状であってもよい。

１０ 室外機
１１ 熱交換器
１２ 送風ファン
１５ 室外機本体
１７ モータ
１８ 出力軸
１９ ハブ
２０ 羽根
２３ 底壁
２４ 外周壁
２６ 底孔
３０ 厚肉部
３４ 横孔
４１ 蓋
４２ 蓋本体
４５ ネジ（取付具）
５０ 係止部材（取付具）
５９ 雄ネジ部（取付具）
６０ ナット（取付具）

Claims (7)

1. 熱交換器（１１）を収容した室外機本体（１５）と、この室外機本体（１５）の上部に設けられ、かつ前記熱交換器（１１）により熱交換された空気を前記室外機本体（１５）の上面から吹き出す送風ファン（１２）と、を備えており、前記送風ファン（１２）が、上部に開口を有する有底筒形状のハブ（１９）と、このハブ（１９）の外周壁に設けられた羽根（２０）とを備えるとともに、前記ハブ（１９）の上部開口を上方に向けた状態で前記室外機本体（１５）に設けられている、空気調和装置の室外機であって、
   前記送風ファン（１２）は、前記ハブ（１９）の上部開口を閉鎖する蓋（４１）を備え、
   前記ハブ（１９）の外周壁（２４）は、前記羽根（２０）の重心Ｇにより近い下端部において底壁（２３）によって補強されている空気調和装置の室外機。
2. 前記蓋（４１）は、前記ハブ（１９）の上部開口を覆う蓋本体（４２）と、この蓋本体（４２）を前記ハブ（１９）に取り付ける取付具（４５，５０，５９，６０）とを備えている、請求項１に記載の空気調和装置の室外機。
3. 前記ハブ（１９）の外周壁（２４）の少なくとも上部に、周方向に間隔をあけて複数の厚肉部（３０）が設けられており、
   前記蓋本体（４２）が、前記ハブ（１９）の外周壁（２４）上に載置され、
   前記取付具（４５）が、前記蓋本体（４２）を貫通して前記厚肉部（３０）の上部に螺合されるネジからなる、請求項２に記載の空気調和装置の室外機。
4. 前記ハブ（１９）の壁部（２３，２４）に孔（２６，３４）が形成されており、
   前記取付具（５０）は、少なくとも一部が前記蓋本体（４２）に一体的に形成され、前記孔（２６，３４）の周縁に係止する係止部材からなる、請求項２に記載の空気調和装置の室外機。
5. 前記取付具（５９，６０）が、前記ハブ（１９）の底壁（２３）を貫通するモータ（１７）の出力軸（１８）の上端に設けられている、請求項２に記載の空気調和装置の室外機。
6. 前記蓋本体（４２）が、透明又は半透明に形成されている、請求項２〜５のいずれかに記載の空気調和装置の室外機。
7. 前記蓋本体（４２）は、径方向の中央側が高く外周側が低い山形状に形成されている、請求項２〜６のいずれかに記載の空気調和装置の室外機。

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