JP6610619B2 - モータの軸受構造、モータ、および、空気調和機の室内機 - Google Patents
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Description
図1は、空気調和機101の外観図である。空気調和機101は、主として、室内の壁面等に取り付けられている室内機102と、室外に設置されている室外機103とから構成される。空気調和機101は、室内機102が設置されている室内の冷房運転および暖房運転等を行う。以下、室内に設置されている室内機102の上側U、下側D、左側L、右側R、前側Fおよび後側Bを、図1等において矢印で示されている側とする。前側は、吹き出し口71(後述)が設けられている側である。左側は、室内機102を前側から視た場合の左側である。
次に、室内機102の詳細な構成について説明する。図3は、右側から視た室内機102の断面図である。室内機102は、図1に示されるように、前側から視た場合に横方向(左右両側に向かう方向)に長い形状を有している。室内機102は、主として、上部ケーシング16と、下部ケーシング17と、送風ユニット18と、上述の室内熱交換器21とを有する。
上部ケーシング16は、室内機102の上部を覆う。上部ケーシング16には、吸い込み口61が形成されている。吸い込み口61は、室内機102の上側、および、室内機102の前側の上部に形成されている。吸い込み口61は、室内機102の長手方向(横方向)に沿う開口である。上部ケーシング16の吸い込み口61の下側には、室内熱交換器21が設置されている。室内の空気は、吸い込み口61を介して、室内機102の内部に吸い込まれる。
下部ケーシング17は、室内機102の下部を覆う。下部ケーシング17には、吹き出し口71が形成されている。吹き出し口71は、室内機102の前側の下部に形成されている。吹き出し口71は、室内機102の長手方向に沿う開口である。室内機102の内部において熱交換された空気は、吹き出し口71を介して、室内に吹き出される。
送風ユニット18は、室内機102の内部に設置され、下部ケーシング17に取り付けられている。送風ユニット18は、室内機102の内部において、室内熱交換器21を通過する空気の流れを生成する。
室内熱交換器21は、室内機102の内部において、クロスフローファン22と対向するように配置されている。具体的には、図3に示されるように、室内熱交換器21は、クロスフローファン22の前側、後側および上側を取り囲むように配置されている。室内熱交換器21では、送風ユニット18によって吸い込み口61から吸い込まれた空気と、冷媒回路を循環する冷媒との熱交換が行われる。室内熱交換器21で熱交換された空気は、送風ユニット18によって吹き出し口71から室内に吹き出される。
次に、送風ユニット18を構成する、クロスフローファン22および室内ファンモータ81の詳細な構成について説明する。図5は、図4の線分V−Vにおける、クロスフローファン22および室内ファンモータ81の詳細な断面図である。
クロスフローファン22は、室内機102の内部に設置される、細長い円筒形状の部材である。クロスフローファン22は、AS樹脂等の樹脂で成形される。クロスフローファン22は、図4および図5に示されるように、その円筒形状の中心軸である回転軸A1が水平となるように配置されている。すなわち、回転軸A1は、室内機102の長手方向に沿っている。クロスフローファン22は、回転軸A1を中心に回転することによって、回転軸A1と交差する方向に空気の流れを生成する。クロスフローファン22が生成する空気の流れによって、吸い込み口61から空気が吸い込まれ、吹き出し口71から空気が吹き出される。
室内ファンモータ81は、第1シャフト22cを支持しつつ、回転力をクロスフローファン22に伝達する。具体的には、室内ファンモータ81は、クロスフローファン22を回転軸A周りに回転駆動させる。室内ファンモータ81は、主として、ロータ82と、ステータ83とを有する。室内ファンモータ81は、アウターロータ型のモータである。すなわち、ロータ82は、ステータ83の外側に位置している。ロータ82の内周面と、ステータ83の外周面との間には、隙間が形成されている。
図6は、図5の第1軸受構造91の近傍の拡大図である。第1軸受構造91は、主として、第1軸受91aと、第2軸受91bと、第1保持部材92aと、第2保持部材92bと、弾性体93とを有する。図7は、第1軸受構造91を構成する各部品の斜視図である。以下において、軸方向とは、第1シャフト22cの軸方向、すなわち、クロスフローファン22の回転軸A1に沿う方向を意味する。また、径方向とは、第1シャフト22cの径方向、すなわち、クロスフローファン22の回転軸A1に直交する方向を意味する。
(4−1)
本実施形態に係る空気調和機101では、室内機102のクロスフローファン22を駆動するための室内ファンモータ81は、第1軸受構造91を備える。第1軸受構造91は、室内ファンモータ81の回転力が伝達されるクロスフローファン22の第1シャフト22cを回転可能に支持する。第1軸受構造91において、第1シャフト22cは、第1軸受91aおよび第2軸受91bによって支持されている。
第1軸受構造91では、図6に示されるように、第1軸受91aは、第1保持部材92aのみによって保持され、第2軸受91bは、第2保持部材92bのみによって保持されている。また、図7に示されるように、第1軸受構造91の組み立て時において、第2軸受91b、弾性体93および第1軸受91aは、この順番で、ステータカバー83bの第2保持部材92bの内部空間に左側から挿入され、その後に、第1保持部材92aが第2保持部材92bに固定される。
第1軸受構造91では、図6に示されるように、第2保持部材92bは、第1軸受91a、第2軸受91bおよび弾性体93を囲む面であって第2軸受91bと接触する軸受内周面95を有する。軸受内周面95の径方向の周長は、軸方向において、第2軸受91bの側(右側)から第1軸受91aの側(左側)に向かって少なくとも一部において増加する。具体的には、軸受内周面95は、右側から左側に行くに従って内径が徐々に大きくなっている傾斜部95bを有する。第1軸受91a、第2軸受91bおよび弾性体93は、軸方向において、傾斜部95bが占める範囲に位置している。
第1軸受構造91では、第2保持部材92bは、ステータカバー83bの一部であり、樹脂製である。第1軸受構造91によって支持される第1シャフト22cには、クロスフローファン22の羽部22eの荷重が径方向下向きにかかっている。しかし、第2保持部材92bは、荷重により変形しにくく軽量な材質で成形されている。また、第1保持部材92aは、金属製である。
第1軸受構造91では、第1軸受91aおよび第2軸受91bは、弾性体93の弾性力によって、それぞれ、第1保持部材92aおよび第2保持部材92bに向かって押し付けられている。第1保持部材92aは、金属製であり、第2保持部材92bに圧入されている。そのため、第1軸受構造91の組み立て時において、第1保持部材92aを、第2保持部材92bに対して強固に固定することができる。そのため、弾性体93の弾性力によって、第1保持部材92aが第2保持部材92bから外れて、第1軸受91aおよび第2軸受91bがそれぞれ第1保持部材92aおよび第2保持部材92bによって正常に保持されなくなる不具合の発生が抑制される。従って、第1軸受構造91は、軸受の長寿命化を図ることができる。
第1軸受構造91では、第1軸受91aおよび第2軸受91bは、自動調心すべり軸受である。そのため、第1軸受91a、第2軸受91b、第1保持部材92aおよび第2保持部材92bの径方向の寸法公差によって、第1軸受91aと第1保持部材92aとの接触部、および、第2軸受91bと第2保持部材92bとの接触部の径方向のズレが生じていても、第1軸受91aおよび第2軸受91bの自動調心作用によって、径方向の部品寸法の公差が緩和される。従って、第1軸受構造91は、軸受の長寿命化を図ることができる。
第1軸受構造91では、第1軸受91aを第1保持部材92aに押し付け、かつ、第2軸受91bを第2保持部材92bに押し付ける弾性体93は、軸方向に沿って伸び縮みするコイルバネである。
第1軸受構造91では、第1軸受91aおよび第2軸受91bは、それぞれ、コイルバネである弾性体93が軸方向に沿って伸びる力を受けることで、第1保持部材92aおよび第2保持部材92bに押し付けられている。すなわち、弾性体93の弾性力によって、第1軸受91aおよび第2軸受91bが保持されている。そのため、図7に示されるように、第1軸受構造91の組み立て時において、第2軸受91b、弾性体93および第1軸受91aを、この順番で、ステータカバー83bの第2保持部材92bの内部空間に挿入し、その後に、第1保持部材92aを第2保持部材92bに固定することで、第1軸受構造91を容易に組み立てることができる。従って、第1軸受構造91は、組み立て工程が容易である。
本発明の実施形態に対する適用可能な変形例について説明する。
実施形態に係る第1軸受構造91では、第2軸受91bを保持する第2保持部材92bは、ステータ83のステータカバー83bの一部である。すなわち、第1軸受構造91は、ステータ83と一体化している。しかし、第1軸受構造91は、ステータ83から分離可能なユニットであってもよい。すなわち、第2保持部材92bは、ステータカバー83bの一部ではなく、例えば、ステータカバー83bに固定することができる樹脂製の部材であってもよい。この場合、第1軸受構造91は、ステータ83から独立したユニットであるので、第1軸受構造91の保守作業を容易にすることができる。
実施形態に係る第1軸受構造91では、図8に示されるように、第1長さL1は、第2長さL2より短く、かつ、第1長さL1は、第3長さL3より短い。しかし、第1長さL1は、短いほど好ましく、ゼロであってもよい。
実施形態に係る第1軸受構造91では、第2保持部材92bは、樹脂製である。しかし、第1シャフト22cから受ける径方向の荷重による、第2保持部材92bの変形が抑制されるのであれば、第2保持部材92bは、樹脂以外の材質で成形される部材であってもよい。しかし、実施形態では、第2保持部材92bは、樹脂製のステータカバー83bの一部であるので、例えば、金属製の第2保持部材92bを用いる場合、変形例Aのように、第2保持部材92bをステータ83から独立したユニットにする必要がある。
実施形態に係る第1軸受構造91では、弾性体93はコイルバネであり、図8に示されるように、弾性体93の最外部93bと、第2保持部材92bの軸受内周面95との間の径方向の距離である第1長さL1は、第2長さL2および第3長さL3よりも短い。実施形態では、図6に示されるように、弾性体93は、軸方向中央部の径が軸方向両端部の径よりも大きい。そのため、弾性体93の最外部93bは、弾性体93の軸方向中央部における外周に位置している。
実施形態に係る第1軸受構造91では、第2保持部材92bの軸受内周面95は、軸受保持部95aと、傾斜部95bと、段差部95cとから構成される。傾斜部95bの内側には、第1軸受91a、第2軸受91bおよび弾性体93が位置している。傾斜部95bでは、右側から左側に行くに従って、軸受内周面95の内径が徐々に大きくなっている。すなわち、図6において、傾斜部95bは、クロスフローファン22の回転軸A1に対して傾斜している。
実施形態に係る第1軸受構造91は、クロスフローファン22の第1シャフト22cを支持する軸受構造である。図5に示されるように、クロスフローファン22の第2シャフト22dは、第2軸受構造99によって回転可能に支持されている。第2軸受構造99は、第1軸受構造91と同じ構造を有してもよい。すなわち、第2軸受構造99は、第1軸受構造91の第1軸受91a、第2軸受91b、第1保持部材92a、第2保持部材92bおよび弾性体93に相当する構成要素を有してもよい。
22 クロスフローファン(ファン)
22c 第1シャフト(シャフト)
81 室内ファンモータ(モータ)
82 ロータ
83 ステータ
91 第1軸受構造(モータの軸受構造)
91a 第1軸受(軸受)
91b 第2軸受(軸受)
92a 第1保持部材(軸受保持部材)
92b 第2保持部材(軸受保持部材)
93 弾性体
93a 最内部
93b 最外部
95 軸受内周面(内周面)
102 室内機(空気調和機の室内機)
L1 第1長さ
L2 第2長さ
L3 第3長さ
Claims (9)
- シャフト(22c)を支持する、モータの軸受構造であって、
前記シャフトの軸方向に沿って配置され、かつ、前記シャフトを回転自在に支持する複数の軸受(91a,91b)と、
前記軸受を保持する軸受保持部材(92a,92b)と、
前記軸方向に隣り合う前記軸受の間に挟み込まれ、かつ、前記軸受保持部材に囲まれ、かつ、前記軸受を前記軸受保持部材に押し付ける弾性体(93)と、
を備え、
前記弾性体は、前記シャフトの径方向において前記シャフトに最も近い部分である最内部(93a)と、前記径方向において前記軸受保持部材に最も近い部分である最外部(93b)とを有し、
前記最外部と前記軸受保持部材との間の前記径方向の距離である第1長さ(L1)は、前記最外部と前記シャフトとの間の前記径方向の距離である第2長さ(L2)より短く、
前記第1長さは、前記最内部と前記シャフトとの間の前記径方向の距離である第3長さ(L3)より短く、
前記軸受は、第1軸受(91a)と第2軸受(91b)とからなり、
前記軸受保持部材は、前記第1軸受および前記第2軸受のうち前記第1軸受のみを保持する第1保持部材(92a)と、前記第1軸受および前記第2軸受のうち前記第2軸受のみを保持する第2保持部材(92b)とからなり、
前記第2保持部材は、前記第1軸受、前記第2軸受、および、前記弾性体を囲む面であって前記第2軸受と接触する内周面(95)を有し、
前記内周面の前記径方向の周長は、前記軸方向において、前記第2軸受の側から前記第1軸受の側に向かって、前記第2軸受の少なくとも一部、前記弾性体、および、前記第1軸受の少なくとも一部が位置する部分において増加し、
前記第1軸受および前記第2軸受は、球面軸受であり、
前記最内部は、前記弾性体の前記軸方向の両端部における内周に位置し、
前記弾性体の両端面は、前記第1軸受および前記第2軸受の端面と接触している、
モータの軸受構造(91)。 - 前記第2保持部材は、樹脂製である、
請求項1に記載のモータの軸受構造。 - 前記第1保持部材は、金属製であり、前記第2保持部材に圧入されている、
請求項2に記載のモータの軸受構造。 - 前記第1長さは、ゼロである、
請求項1から3のいずれか1項に記載のモータの軸受構造。 - 前記第1軸受および前記第2軸受は、自動調心すべり軸受である、
請求項1から4のいずれか1項に記載のモータの軸受構造。 - 前記弾性体は、前記軸方向に沿って伸び縮みするコイルバネである、
請求項1から5のいずれか1項に記載のモータの軸受構造。 - 前記第1軸受は、前記コイルバネが前記軸方向に沿って伸びる力を受けることで、前記第1保持部材に押し付けられており、
前記第2軸受は、前記コイルバネが前記軸方向に沿って伸びる力を受けることで、前記第2保持部材に押し付けられている、
請求項6に記載のモータの軸受構造。 - ステータ(83)と、
前記ステータに対して回転可能に支持されるロータ(82)と、
前記ロータに固定されるシャフト(22c)と、
を備え、
前記シャフトは、請求項1から7のいずれか1項に記載のモータの軸受構造(91)によって支持される、
モータ(81)。 - 熱交換器(21)と、
室内の空気を前記熱交換器に通過させて前記室内に送出するためのファン(22)と、
前記ファンを駆動するモータ(81)と、
を備え、
前記モータは、請求項8に記載のモータである、
空気調和機の室内機(102)。
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