JP5911393B2 - 空気調和機室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、モータ保持具を備えた空気調和機室外ユニットに関するものである。

従来の空気調和機室外ユニットは、プロペラファン等のファンが送風機室内に搭載されている。ファンは、モータのシャフト部に取り付けられる。また、モータは、モータ保持具によって保持され、モータ保持具を構成するモータ取付部材のモータ取付面に、回転軸が気流の方向と平行になるように取り付けられる。
その際、モータ保持具は、熱交換器からの気流の妨げとならないように熱交換器から離れて設けられるのが好ましいが、大きなファンを搭載する場合には、送風機室内のスペースに限りがあり、モータ取付部材のモータ取付面は、熱交換器の近くに設けられる必要がある。
そのため、従来の空気調和機室外ユニットでは、モータ取付部材に板金を採用し、折り曲げ加工によってモータ取付面を熱交換器側に突出させることで、モータ保持具を熱交換器から離し且つモータ取付面のみを熱交換器に近づけることを可能としている（特許文献１−３参照）。

特開昭６１−１０１７７４号公報（第２頁右下欄第１８行−第３頁左上欄第１行、第１図） 特開２０００−２４０９８３号公報（段落［０００８］、図３） 実願昭６３−１６７５０２号（実開平２−８９２３０号）のマイクロフィルム（第１頁左欄第７行−第８行、第１図）

従来の空気調和機室外ユニットでは、ファンやモータを安定して支えるために、モータ取付部材を厚く又は大きくする必要があり、モータ保持具の材料費や重量が増加するという問題点があった。また、モータ取付部材のモータ取付面が平らであり、モータ取付部材が熱交換器からの気流を正面で受けることとなるため、熱交換器からの気流がモータ保持具によって妨げられるという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、材料費や重量を削減したモータ保持具を備えた空気調和機室外ユニットを得るものである。また、空気抵抗を低減したモータ保持具を備えた空気調和機室外ユニットを得るものである。

本発明に係る空気調和機室外ユニットは、ファンと、前記ファンの動力源であるモータと、前記モータを保持するモータ保持具と、を少なくとも備え、前記モータ保持具は、前記モータを取り付けるモータ取付面が形成されたモータ取付部材と、前記モータ取付部材を取り付けるフレームと、前記フレームの両端近傍をそれぞれ固定する一対のフレーム固定部材と、を少なくとも有し、前記フレームは、その長さ方向に垂直な面に対して対称であり、前記モータ取付部材は、前記フレームの両端それぞれから互いに略同一の距離に取付可能であり、前記一対のフレーム固定部材は、互いに同一の形状であり、互いに同一の距離だけ同一の方向又は逆の方向に突出し、前記モータ取付面は、前記モータ取付部材が絞り加工されて当該モータ取付面の全周に段差が設けられることにより形成され、前記モータの外郭を挿入する貫通穴が形成され、前記貫通穴から前記フレームの長さ方向に向かい突出する、前記貫通穴の中心について対称に２箇所の切り欠き形状が形成され、前記モータの当該モータ取付面に取り付けられる面を当該モータ取付面に投影した全ての線を包囲する線と形状及び大きさが略等しく、前記包囲する線は、その全長が最短である。

本発明に係る空気調和機室外ユニットは、モータ取付部材のモータ取付面が絞り加工によって形成されることで、モータ取付部材の剛性が向上するため、従来の空気調和機室外ユニットのモータ取付部材と同様の剛性を薄く又は小さいモータ取付部材で実現でき、モータ保持具の材料費や重量を削減することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの前面カバーと上面カバーを取り外した状態での斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの分解図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具の斜視図と分解図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータを取り外した状態でのモータ取付部材周辺の拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータを取り付けた状態でのモータ取付部材周辺の拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータを取り付けた状態での切り起こし部周辺の拡大図である。 比較例における気流と本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具における気流とを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ周辺の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具の正面図と左側面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具の運搬状態を示す図である。

以下、本発明に係る空気調和機室外ユニットについて、図面を用いて説明する。
なお、実施の形態の説明においては、特定の構造の空気調和機室外ユニットについて説明しているが、本発明に係る空気調和機室外ユニットには、そのような特定の構造の空気調和機室外ユニット以外の他の構造の空気調和機室外ユニットが含まれる。また、実施の形態の説明において、方向を表す用語（例えば、「前」や「後」や「上」や「下」や「左」や「右」や「背面」や「底面」等）を適宜用いているが、これらの用語によって本発明は限定されない。また、各図において、同一部材又は同一部分には同一の符号を付している。また、細かい構造については適宜図示を省略している。また、重複する説明については、適宜簡略化又は省略している。

実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットを説明する。
まず、図１乃至図３を用いて、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの全体構造を説明する。
図１は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの斜視図である。図１に示すように、室外ユニット１は、内部にプロペラファン等のファン２を内蔵している。ファン２が回転することで、室外ユニット１の背面側から前面側に向かって気流が生じる。室外ユニット１の前面には、前面カバー３が設けられる。また、室外ユニット１の上面には、上面カバー４が設けられる。

図２は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの前面カバーと上面カバーを取り外した状態での斜視図である。図２に示すように、室外ユニット１の内部の左側には送風機室５が設けられる。また、室外ユニット１の内部の右側には機械室６が設けられる。送風機室５と機械室６は、セパレータ７によって仕切られる。

送風機室５には、ファン２が搭載される。ファン２は、大きいほど空力の観点では有利であるが、送風機室５のスペースに限りがあるため、送風機室５に搭載される他の部品の形状や大きさによって、ファン２の翼の形状や大きさは制約される。送風機室５の背面側には熱交換器８が搭載される。気流は、熱交換器８から送風機室５の前面側に向かう。この際、ファン２の動力源となるモータを保持するモータ保持具９は、気流を遮る。

図３は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの分解図である。ファン２は、動力源となるモータ１０のシャフト部に取り付けられる。モータ１０は、その軸が室外ユニット１の前後方向に向くようにモータ保持具９に取り付けられる。このモータ保持具９を構成する各部材は、ファン２やモータ１０を安定して支えるために、十分な厚みを有する。また、モータ保持具９を構成する各部材は、形状が複雑化されて、剛性が向上される。

次に、図４乃至図７を用いて、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具の構造を説明する。
図４は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具の斜視図と分解図である。モータ保持具９は、主に、モータ取付部材１１と、フレーム１２と、第１フレーム固定部材１３と、第２フレーム固定部材１４と、で構成される。これらの部品は、ネジによる螺着で組み立てられる。また、モータ保持具９のフレーム１２には、モータ１０に接続されるリード線等（図示せず）を束ねるクランプ（図示せず）が螺着により取り付けられる。第２フレーム固定部材１４は、室外ユニット１の底面に固定される。また、第１フレーム固定部材１３は、熱交換器８に固定（引っ掛け）後、室外ユニット１の外郭カバー（前面カバー３と上面カバー４）に螺着によって固定される。

図５は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータを取り外した状態でのモータ取付部材周辺の拡大図である。モータ取付部材１１は、フレーム１２に室外ユニット１の前面側からネジで螺着される。モータ取付部材１１は、モータの外郭の形状に合わせた最小限の面積が熱交換器８側に突出するように絞り加工され、その突出した面（図５中Ａ面）がモータ取付面Ａとなる。また、モータ取付部材１１の上端と下端は前面カバー３側に折り曲げられる。

また、図５に示すように、モータ取付部材１１には、モータ１０の外郭に沿う形状の貫通穴１５が設けられ、その貫通穴１５の周縁の一部には、切り起こし部１６が設けられる。そして、貫通穴１５には、モータ１０の外郭が挿入される。

図６は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータを取り付けた状態でのモータ取付部材周辺の拡大図である。モータ１０には、複数の取付脚１７が設けられる。モータ１０は、取付脚１７の底面がモータ取付部材１１のモータ取付面Ａに当接した状態で、室外ユニット１の前面側からモータ取付部材１１にネジで螺着される。なお、モータ取付面Ａは、各取付脚１７の底面をモータ取付面Ａに投影した全ての線を包囲する全長が最短の線と形状及び大きさがほぼ等しくなるように、つまり絞り加工で簡易に形成可能な形状で且つ取付脚１７を取り付けるために必要な最小限の大きさになるように形成される。

図７は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータを取り付けた状態での切り起こし部周辺の拡大図である。切り起こし部１６の先端には、突起１８が設けられる。モータ１０の取付脚１７は、モータ取付面Ａと突起１８に挟まれ、螺着されていない状態でモータ１０が前面カバー３側に倒れることを防止する。

次に、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットの作用を説明する。
実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、モータ取付部材１１のモータ取付面Ａが絞り加工で形成される。絞り加工が施されることで形状が複雑化し、モータ取付部材１１の剛性が向上する。つまり、従来の折り曲げ加工によって形成されたモータ取付面のように一方向のみに段差が形成されている場合と異なり、絞り加工によって形成されたモータ取付面Ａは、複数方向、つまり全周に段差が形成されているため、剛性が格段に向上する。

モータ保持具９は、ファン２とモータ１０を片持ち梁の形で支えるため、モータ保持具９を構成する各部材を厚く又は大きくする必要があり、全体の重量が数キログラムになる。この重量が増加すると室外ユニット１の総重量が増加するため、室外ユニット１の組立や運搬や据付における作業者の負担となる。実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、形状が複雑化されて剛性が向上することで、従来と同様の剛性を、より薄い又は小さいモータ取付部材１１で実現することが可能であるため、材料費や重量を削減することができる。

また、更に、全周に段差を形成することを複数の工程を経ずに、つまり絞り加工という１工程で実現しているため、剛性を向上するために必要となる加工費等の費用を削減することができる。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、モータの外郭の形状に合わせた最小限の面積を絞り加工するため、複雑化された形状がより狭い領域に密集し、モータ取付部材１１の剛性をより向上することができる。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、モータ取付部材１１の上端と下端に折り曲げ部が形成される。このように折り曲げ部が形成されることで、ファン２とモータ１０を片持ち梁の形で支えることによって生じる垂直方向の荷重や曲げモーメントを、モータ取付部材１１を厚く又は大きくすることなく支持することができる。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、貫通穴１５の周縁の一部に切り起こし部１６が形成される。このように切り起こし部１６が形成されることで、モータ取付部材１１の形状がより複雑化し、剛性がより向上する。また、モータ取付部材１１にモータ１０を取り付ける際に、切り起こし部１６にモータ１０を載せて位置決め或いは仮固定することができ、組立時の作業性が向上する。
なお、切り起こし部１６は、図５に示すように、貫通穴１５の左右に設けられるとよい。そのような場合には、ファン２とモータ１０を片持ち梁の形で支えることによって生じる垂直方向の荷重や曲げモーメントを、モータ取付部材１１を厚く又は大きくすることなく支持することができる。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、切り起こし部１６に突起１８が形成される。このように突起１８が形成されることで、モータ１０を螺着する際に位置決め或いは仮固定をより確実に行うことができる。モータ保持具９にモータ１０を取り付けた後にモータ保持具９を室外ユニット１に取り付けるのではなく、図３に示すように、モータ保持具９が室外ユニット１に取り付けられた状態、つまりモータ取付部材１１が直立した状態でモータ１０が取り付けられるため、モータ１０が突起１８によって位置決め或いは仮固定されることで組立時の作業性がより向上する。

図８は、比較例における気流と実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具における気流とを示す図である。また、図８に示すように、モータ取付部材１１に絞り加工が施されない場合のモータ保持具９では、モータ取付面Ａの平面部が広く、室外ユニット１の熱交換器８からの気流に対する空気抵抗が大きい。一方、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、モータ形状に合わせた最小限の面積が熱交換器８側、つまり気流の上流側に突出するように絞り加工されるため、空気抵抗が低減される。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９では、モータ取付部材１１の上端と下端が前面カバー３側、つまり気流の下流側に折り曲げられているため、空気抵抗を増加することなく、モータ取付部材１１の剛性を向上することができる。

図９は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ周辺の断面図である。また、図９に示すように、ファン２とモータ１０とモータ取付部材１１は、前面カバー３から熱交換器８に向かって直列に設置される。そして、ファン２とモータ１０は、前面カバー３と熱交換器８との間に設けられる必要があるため、室外ユニット１の前後方向におけるファン２の寸法は、モータ取付部材１１に設けられたモータ取付面Ａの位置に制約される。つまり、ファン２の寸法を大きくするためには、モータ取付面Ａが熱交換器８の近くに設けられる必要がある。一方、空気抵抗を下げるためには、モータ取付部材１１が熱交換器８から離れて設けられる必要がある。この相反する二つの要求を満たすために、モータ取付部材１１の位置を変えずに、モータ１０の取付脚１７を熱交換器８に近づけて取り付ける必要がある。実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットでは、モータ取付面Ａを絞り加工で形成することによって上述の相反する二つの要求を実現しており、モータ取付部材１１の絞り加工された部分、つまりモータ取付面Ａが熱交換器８に近い側に位置するように、モータ取付部材１１の絞り加工されていない部分をフレーム１２に取り付けることで、モータ取付面Ａのみを熱交換器８の近くに設けることを可能にしている。

また、絞り加工によってモータ取付面Ａのみを熱交換器８に近づけることで、ファン２とモータ１０の位置、つまりファン２とモータ１０の重心がモータ保持具９のフレーム１２に近づき、ファン２とモータ１０を取り付けた際のモータ保持具９がより安定する。そして、従来と同様の剛性を、より薄い又は小さいフレーム１２で実現できるため、モータ保持具９の材料費や重量をより削減することができる。また、従来と同様の剛性を、間隔の狭いフレーム１２で実現でき、フレーム１２の間隔が狭くなることでモータ取付部材１１の横幅が短くなるため、空気抵抗をより低減することが可能である。

また、モータ保持具９を構成する各部材は螺着により固定されるが、螺着方向が統一されることによって組立時にモータ保持具９を持ち上げて向きを転換する等の作業が省略される。

なお、本実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットでは、モータ保持具９を構成する各部材を螺着によって固定しているが、例えば溶接等、他の固定手段を採用してもよい。また、各部材を一体化してもよい。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９は、切り起こし部１６が前面カバー３側に切り起こされているが、そのような場合に限定されない。例えば、ファン２やモータ１０の重心が貫通穴１５より熱交換器８側に設けられる等の場合には、切り起こし部１６が熱交換器８側に切り起こされてもよい。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９は、モータ取付部材１１の上端と下端が前面カバー３側に折り曲げられているが、上端のみ又は下端のみが折り曲げられてもよい。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９は、モータ取付部材１１に貫通穴１５のみが設けられているが、貫通穴１５以外の貫通穴が設けられ、更に、空気抵抗が低減されてもよい。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９は、モータ１０の側面に設けられた複数の取付脚１７の底面がモータ取付面Ａに取り付けられるものであるが、そのような態様に限定されず、例えば、モータ１０にその側面を周回する突部が設けられ、その突部の底面がモータ取付面Ａに取り付けられてもよい。

また、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９は、モータ取付部材１１を２つ有するが、２つに限定されず、１つ又は３つ以上有してもよい。

実施の形態２．
以下に、実施の形態２に係る空気調和機室外ユニットを説明する。
実施の形態２に係る空気調和機室外ユニットは、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットに対して、モータ保持具を天地反転可能に構成した点のみ相違するため、モータ保持具についてのみ説明する。なお、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットと重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
図１０は、実施の形態２に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具の正面図と左側面図である。図１０に示すように、モータ保持具１９は、主に、モータ取付部材２０と、フレーム１２と、一対の第１フレーム固定部材１３と、で構成される。

モータ保持具１９のモータ取付部材２０には、モータ１０の外郭に沿う形状の貫通穴２１が設けられ、貫通穴２１は上下に切り欠き部２２が形成される。切り欠き部２２にはモータ１０に接続されるリード線等が挿入される。
実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９のモータ取付部材１１でも切り欠き部２２が設けられているが、実施の形態２に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具１９では、切り欠き部２２が上下２箇所に設けられている点で相違する。
このように構成されることで、モータ取付部材２０をフレーム１２に天地反転して取り付けた場合でも、モータ１０に接続されるリード線等を貫通穴２１の下側に位置する切り欠き部２２に挿入することが可能となる。なお、切り欠き部２２が図４に示すように貫通穴２１の下側のみに設けられたモータ取付部材２０をフレーム１２に天地反転して取り付けた場合には、切り欠き部２２が貫通穴２１の上側に位置してしまうが、その場合には、モータ１０に接続されるリード線等を貫通穴２１の上側に位置する切り欠き部２２に挿入すればよい。切り欠き部２２が上下２箇所に設けられることで、天地反転して取り付けた場合でも、貫通穴２１の下側に位置する切り欠き部２２にモータ１０に接続されるリード線等を挿入することができ、より短い距離で配線することが可能となる。

また、モータ保持具１９の一対の第１フレーム固定部材１３は、実施の形態１に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具９の第１フレーム固定部材１３と同一部材である。第２フレーム固定部材１４が第１フレーム固定部材１３に置き換えられることで、部材が共通化され、型費等の費用が削減される。

モータ保持具１９の一対の第１フレーム固定部材１３は、図１０に示すように、一方の第１フレーム固定部材１３が熱交換器８側に突出し、他方の第１フレーム固定部材１３が前面カバー３側に突出するように設けられる。また、モータ取付部材２０は、フレーム１２を天地反転しても高さ位置が変わらない位置に取り付けられる。このように構成されることで、フレーム１２を室外ユニット１に天地反転して設けることが可能となる。なお、モータ取付部材２０のモータ取付面Ａを熱交換器８側に突出させる必要がある場合には、フレーム１２を室外ユニット１に取り付けた後に或いは天地反転した後に、モータ取付部材２０をフレーム１２に取り付ける必要がある。
図１１は、実施の形態２に係る空気調和機室外ユニットのモータ保持具の運搬状態を示す図である。そのように構成された場合には、天地反転して取り付けることが可能となることに加えて、更に、図１１に示すように、モータ保持具１９をコンパクトに重ねることが可能となり、輸送費等の費用が削減される。

また、モータ保持具１９の一対の第１フレーム固定部材１３は、図４に示すように、両方とも熱交換器８側に突出するように設けられてもよい。そのように構成された場合には、コンパクトに重ねることはできないが、モータ保持具１９を組み立てた状態、つまりフレーム１２にモータ取付部材２０を取り付けた状態で、室外ユニット１にモータ保持具１９を天地反転して取り付けることが可能となる。

以上、実施の形態１及び実施の形態２について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態や各変形例を組み合わせることも可能である。

１ 室外ユニット、２ ファン、３ 前面カバー、４ 上面カバー、５ 送風機室、６ 機械室、７ セパレータ、８ 熱交換器、９ モータ保持具、１０ モータ、１１ モータ取付部材、１２ フレーム、１３ 第１フレーム固定部材、１４ 第２フレーム固定部材、１５ 貫通穴、１６ 切り起こし部、１７ 取付脚、１８ 突起、１９ モータ保持具、２０ モータ取付部材、２１ 貫通穴、２２ 切り欠き部、Ａ モータ取付面。

Claims (6)

1. ファンと、前記ファンの動力源であるモータと、前記モータを保持するモータ保持具と、を少なくとも備え、
   前記モータ保持具は、
   前記モータを取り付けるモータ取付面が形成されたモータ取付部材と、
   前記モータ取付部材を取り付けるフレームと、前記フレームの両端近傍をそれぞれ固定する一対のフレーム固定部材と、を少なくとも有し、
   前記フレームは、
   その長さ方向に垂直な面に対して対称であり、
   前記モータ取付部材は、
   前記フレームの両端それぞれから互いに略同一の距離に取付可能であり、
   前記一対のフレーム固定部材は、
   互いに同一の形状であり、互いに同一の距離だけ同一の方向又は逆の方向に突出し、
   前記モータ取付面は、
   前記モータ取付部材が絞り加工されて当該モータ取付面の全周に段差が設けられることにより形成され、
   前記モータの外郭を挿入する貫通穴が形成され、前記貫通穴から前記フレームの長さ方向に向かい突出する、前記貫通穴の中心について対称に２箇所の切り欠き形状が形成され、
   前記モータの当該モータ取付面に取り付けられる面を当該モータ取付面に投影した全ての線を包囲する線と形状及び大きさが略等しく、
   前記包囲する線は、
   その全長が最短である、空気調和機室外ユニット。
2. 前記モータ取付面は、気流の上流側へ突出するように形成された、請求項１に記載の空気調和機室外ユニット。
3. 前記貫通穴には、前記モータ取付面に略垂直の切り起こし部が形成された、請求項１又は２に記載の空気調和機室外ユニット。
4. 前記切り起こし部には、前記モータの外郭の一部に当接する突起が設けられた、請求項３に記載の空気調和機室外ユニット。
5. 前記モータ取付部材は、上端及び下端の少なくともいずれか一方が気流の下流側へ折り曲げられた、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機室外ユニット。
6. 前記モータ取付部材は、前記モータ保持具を構成する他の部材にネジで螺着され、
   前記モータは、前記モータ取付部材に前記螺着と同一の方向からネジで螺着される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気調和機室外ユニット。

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