JPH07189983A - ファン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型軽量で、かつ回転駆動効率の良い横流フ
ァン装置を提供することを目的とする。 【構成】 空気調和機の室内ユニット７内に取着され、
回転軸回りに回転することで送風動作を行う横流ファン
１と、この横流ファン１の端板２に一体的に固着された
回転子２２と、この回転子２２に対して回転自在に組み
合わされ、この回転子２２とともにＤＣブラシレスモ−
タ２１を構成すると共に、上記室内ユニットに固定され
る固定子２６と、上記固定子２６に設けられ、この固定
子２６の振動が上記室内ユニット７に伝達されることを
防止する弾性体３７と、上記固定子２６の通電制御を行
う制御回路４３とを具備する横流ファン装置２０であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば空気調和機の
室内ユニットに設けられる横流ファン装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の室内ユニットに組み込まれ
る送風機としては、横流ファンが広く採用されている。

【０００３】この横流ファンは、図１０に１で示すよう
なもので、この横流ファン１の軸方向両端に対向配置さ
れた円板状の一対の端板２、２と、この一対の端板２、
２の間に所定の間隔で設けられた同じく円板状の複数枚
の仕切板３と、隣り合う上記端板２および仕切板３との
間に両端部を固着して設けられ、上記端板２および仕切
板３の周方向に沿って所定の間隔で設けられた多数枚の
ブレ−ド４とを有する。

【０００４】また、上記一対の端板２のうちの一方の外
側面中央部には、ボス５が突設され、このボスにはこの
横流ファン１の回転中心軸上に沿って設けられたボス孔
５ａが開口している。また、他方の端板２の外側面に
は、シャフト６が突設されている。

【０００５】この横流ファン１は、図１１に示すよう
に、室内ユニット７内の熱交換器８の背面側に取り付け
られるものである。この室内ユニット７は、図に９で示
す吸込口から室内空気を吸い込み、この室内空気を熱交
換器８を通過させて冷却または加熱した後、この室内ユ
ニット７内を流通させ、図に１０で示す吹出口から再び
室内に吹き出すようになっている。

【０００６】このような横流ファン１を、この室内ユニ
ット７内に取り付ける場合には、図１２に示すように、
上記横流ファン１のシャフト６に第１の軸受１２を嵌着
すると共に、上記ボス５のボス孔５ａには図に１１で示
すＤＣファンモ−タの駆動軸１１ａを嵌入する。

【０００７】このようにして横流ファン１とＤＣファン
モ−タ１１とが組み合わされたならば、これらを一体的
に上記室内ユニット７内に挿入し、上記シャフト６に嵌
着した軸受１２および上記ＤＣファンモ−タ１１を上記
室内ユニット７内に固定する。

【０００８】このことで、上記横流ファン１は、その回
転軸線を通風方向と直交させ、両端支持の状態で上記室
内ユニット７内に組み込まれ、かつ上記ＤＣファンモ−
タ１１が作動することで、回転駆動され送風動作を行う
ようになっている。

【０００９】ところで、上記ＤＣファンモ−タ１１は、
上記横流ファン１とは別体に形成されたＤＣモ−タであ
り、図に示すように、先端部を上記横流ファン１の端板
２に形成されたボス５のボス孔５ａ内に嵌挿される駆動
軸１１ａと、この駆動軸１１ａに固定された回転子１３
と、この回転子１３の外周面に対向して配設された固定
子１４とを有する。

【００１０】なお、上記駆動軸は、図に１５、１６で示
す第２、第３の軸受によって回転自在に支持され、かつ
この第２、第３の軸受の外輪に設けられた弾性部材１７
（Ｏリング）を介して上記室内ユニット７に取着され、
横流ファン１に生じた振動が上記室内ユニット７に伝達
することを防止する作用（防子振動作用）を行うように
なっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の構成
には、以下のような解決すべき課題がある。

【００１２】すなわち、従来の構成では、上記横流ファ
ンと駆動モ−タとが別体であったために、これらを組み
合わせると、装置が大型化するということがある。

【００１３】また、駆動ロスが大きくなるために、消費
電力が大きくなるということもあった。

【００１４】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、小型軽量で、かつ回転駆動効率の良い横流
ファン装置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の手段は、所定のフ
ァン取着部に取着されるファン装置において、回転軸回
りに回転することで送風動作を行うファンと、このファ
ンの回転軸方向に沿う端面に一体的に固着された回転子
と、この回転子に対して回転自在に組み合わされ、この
回転子とともにＤＣブラシレスモ−タを構成すると共
に、上記ファン取着部に固定される固定子と、上記固定
子に設けられ、この固定子の振動が上記ファン取着部に
伝達されることを防止する防振手段と、上記固定子の通
電制御を行う制御手段とを具備することを特徴とするフ
ァン装置である。

【００１６】第２の手段は、第１の手段のファン装置に
おいて、上記固定子は、周方向に１２０°間隔で３分割
されてなるステ−タコアと、各ステ−タコアに設けら
れ、先端部を隣り合う他のステ−タコアと係合させる芯
部と、各ステ−タコアに設けられた芯部に挿入され、外
面にコイルが巻回されてなるボビンとを有し、上記防振
手段は、一端部を上記各ボビンに一体的に固着して設け
られた弾性体と、各弾性体の他端部を保持すると共に、
上記ファン取着部に固定される固定板とを有することを
特徴とするものである。

【００１７】第３の手段は、所定のファン取着部に取着
されるファン装置において、回転軸回りに回転すること
で送風動作を行うファンと、このファンの回転軸方向に
沿う端面に一体的に固着された回転子と、この回転子に
対して回転自在に組み合わされ、この回転子とともにＤ
Ｃブラシレスモ−タを構成すると共に、上記ファン取着
部に固定される固定子と、上記回転子に設けられ、ファ
ンおよびこの回転子の振動が、上記固定子に伝達される
ことを防止する防振手段と、上記固定子の通電制御を行
う制御手段とを具備することを特徴とするファン装置で
ある。

【００１８】第４の手段は、第３の手段のファン装置に
おいて、上記回転子は、所定のパタ−ンで着磁された弾
性のある硬化ゴムで成形されていると共に、上記ファン
の端面に超音波溶着により一体的に接合されていること
を特徴とするものである。

【００１９】第５の手段は、第１、第３の手段のファン
装置において、上記ファンは、室内ユニットの所定のフ
ァン取着部に取着される横流ファンであることを特徴と
するものである。

【００２０】

【作用】このような手段によれば、ファンとモ−タとを
一体化したコンパクトなファン装置を得ることができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。なお、従来例の項で説明した構成要素と同一
の構成要素には、同一符号を付してその説明は省略す
る。

【００２２】図１は、この発明のファン装置としての横
流ファン装置２０を示す概略構成図である。

【００２３】この横流ファン装置２０は、横流ファン１
（ファン）と、この横流ファン１の一方の端板２の外側
面に一体的に取着されたＤＣブラシレスファンモ−タ２
１（ＤＣブラシレスモ−タ）とからなる。

【００２４】上記横流ファン１の端板２の外側面には、
図１および図２に示すように、上記ＤＣブラシレスファ
ンモ−タ２１の回転子２２が固着されている。この回転
子２２は、上記横流ファン１の軸方向外方向に開口した
有底カップ状のケ−ス２３と、このケ−ス２３の開口側
の内壁面に沿って固着された磁石２４（永久磁石）とか
らなる。

【００２５】上記ケ−ス２３は、上記横流ファン１の製
造時に上記横流ファン１の端板２に溶接等により固定さ
れる。また、この磁石２４は、図３の横断面図に示すよ
うに、例えば９０°毎に４分割して設けられ、周方向に
隣り合う磁石２４どうしは磁性（Ｎ、Ｓ）が異なる。

【００２６】また、図２に示すように、この回転子２２
の上記ケ−ス２３の底壁中央部からは、このケ−ス２２
内に上記横流ファン１の端板２に設けられたボス５が突
出するようになっている。なお、このボス５には、従来
例で説明したようにボス孔５ａが設けられている。

【００２７】一方、上記回転子２２のケ−ス２３内に
は、固定子２６が挿入されている。この固定子２６は、
上記ボス５のボス孔５ａ内に嵌着された中心軸２７の他
端側に図に２８で示すラジアルボ−ル軸受を介して上記
横流ファン１と相対的に回転自在に設けられている。

【００２８】この回転子２６は、上記軸受２８の外輪に
嵌着されるブラケット２９を具備する。このブラケット
２９は、上記軸受２８が嵌挿される円形断面の凹陥部を
有すると共に、この凹陥部の上記横流ファン１側には図
３に示すように略三角形状のフランジ部３０を有する。

【００２９】このフランジ部３０には、積層鉄板からな
るステ−タコア３２がねじ止めされている。このステ−
タコア３２は、図５に示すように、周方向に１２０°間
隔で３分割されるようになっている。３分割されてなる
各ステ−タコア３２には、コイルが巻回されてなるボビ
ン３３（後述する）が挿入される芯部３２ａが突設され
ている。

【００３０】この芯部３２ａに上記ボビン３３を外挿す
ると共に、上記芯部３２ａの先端部を隣り合うステ−タ
コア３２に係合させることで、各ステ−タコア３２は互
いに組み合わされ、外径円状の一つのステ−タコア３２
が構成されるようになっている。

【００３１】そして、各ステ−タコア３２の中央部に配
置されたブラケット２９のフランジ部３０にねじ止めさ
れることで、各ステ−タコア３２は互いに固定されるよ
うになっている。

【００３２】各ステ−タコア３２の芯部３２ａに外挿さ
れるボビン３３は、角筒状の中空カラ−３４と、このカ
ラ−３４の両端部に設けられた端板３５と、上記中空カ
ラ−３４に巻回されるコイル３６とからなる。

【００３３】上記端板３５のうちの一方は、下端側が、
図６に示すようにこのボビン３３の外側方向に折り曲げ
られてなるＬ字状に形成され、この端板のＬ字水平部３
５ａの下面には、防振手段としての弾性体３７（ゴム）
が固着されいる。

【００３４】上記弾性体３７が固着されたＬ字水平部３
５ａには、円形の通孔３８が設けられていると共に、上
記弾性体３７にも、この通孔３８に連通する貫通孔３７
ａが上下方向に貫通して設けられている。この貫通孔３
７ａは、上記通孔３８よりも大径に形成されている。

【００３５】また、この弾性体３７の下端部の外周面に
は、この弾性体３７の周方向全長に亘って凹陥溝３９が
形成されている。この弾性体３７は、図６に４０で示す
プラスチック基板（固定板）に上記凹陥溝３９を係合さ
せた状態で取り付けられる。

【００３６】そして、この弾性体３７のプラスチック基
板４０の他端面側に突出した端面からは、上記貫通孔３
７ａ内にボルト４１が挿入され、このボルト４１の先端
部は、上記貫通孔３７を貫通して上記端板に固定される
ようになっている。

【００３７】他の２つのステ−タコア３２にも、同様に
上記弾性体３７が設けられ、これらの弾性体３７は、同
じく、上記プラスチック基板４０に弾性的に固定されて
いる。

【００３８】このことで、上記固定子２６は、上記プラ
スチック基板４０に上記弾性体３７を介して３点支持の
状態で保持されている。

【００３９】なお、このＤＣブラシレスモ−タ２１は、
上述したように３つのボビン３３を有する三相ブラシレ
スモ−タであり、通電のタイミングを検出するために、
上記ステ−タコア３２内には、通電位置検出用のホ−ル
素子（図示しない）が設けられている。

【００４０】そして、上記プラスチック基板４０の他面
側には、このモ−タの通電制御を行うための制御回路４
３（制御手段）が一体的に設けられている。

【００４１】次に、この横流ファン装置２０を組み立て
て、上記室内ユニット７（ファン取着部）に固定する工
程について説明する。

【００４２】まず、上記回転子２２は、上記横流ファン
１の組み立て時に、上記端板２の外側面に溶接（溶着）
することで設ける。また、上記固定子２６は、上述した
ように、上記プラスチック基板４０に上記弾性体３７を
介して３点支持の状態で固定しておく。

【００４３】ついで、これら回転子２２と固定子２６と
を組み付ける。

【００４４】この回転子２２と固定子２６の組み付け
は、まず、図４に示すように上記回転子２２のケ−ス２
３の開口側に上記固定子２６を対向させる。ついで、一
端部が上記横流ファン１のボス孔５ａ内にあらかじめ挿
入され固定されてなる中心軸２７の他端部に、上記固定
子２６側に固定されたラジアルボ−ル軸受２８の内輪部
を嵌着する。このことによって、上記横流ファン１は、
上記回転子２２と共に上記固定子２６に対して回転自在
に保持され、上記横流ファン装置２０が完成する。

【００４５】この横流ファン装置２０は、図３に示すよ
うに、上記横流ファン１から突出したシャフト６に第１
の軸受１２を嵌着した後、上記室内ユニット７内に挿入
され、固定される。それには、上記第１の軸受１２を上
記室内ユニット７に固定すると共に、上記ＤＣブラシレ
スモ−タ２１のプラスチック基板４０を上記室内ユニッ
ト７に固定する。

【００４６】なお、このプラスチック基板４０の固定
は、図に示すように、上記室内ユニット７内に設けられ
た切欠溝４４にスライド式に挿入することで行われる。

【００４７】また、この横流ファン装置２０の制御回路
４３を、この室内ユニット７の制御部である図示しない
電気部品箱に接続する。

【００４８】次に、この横流ファン装置の作動について
説明する。

【００４９】上記室内ユニット７の電気部品箱から上記
横流ファン装置２０の制御回路４３に作動命令が発せら
れると、上記制御回路４３は、上記ＤＣブラシレスモ−
タ２１の通電制御を行い、このＤＣブラシレスモ−タ２
１を作動させる。

【００５０】このＤＣブラシレスモ−タは、上記回転子
２２を上記固定子２６の回りで回転駆動し、上記回転子
２２と一体的に設けられた上記横流ファン１を直接的に
回転させる。このことで、この横流ファン装置２０は送
風動作を行うようになっている。

【００５１】このような構成によれば、以下に説明する
効果がある。

【００５２】第１に、この装置では、横流ファンとＤＣ
ブラシレスファンモ−タの回転子とを一体化し、この回
転子に固定子を組み合わせることで、横流ファン装置を
構成した。

【００５３】このことにより、従来のように横流ファン
とＤＣファンモ−タとを別体で設け、このモ−タと横流
ファンとを回転軸で接続していた場合に比べて、構成が
簡略化される。したがって、装置全体を小型、軽量化す
ることができる効果がある。

【００５４】また、モ−タと横流ファン１との間に介在
する部品を少なくすることができるから、駆動ロスが少
なくなる。したがって、消費電力を少なくすることがで
きると共に、固定子２６および回転子２２の温度上昇を
抑え、騒音も低減することができる。

【００５５】第２に、上記ステ−タコア３２を３分割す
ると共に、各ステ−タコア３２にコイルの巻回されたボ
ビン３３を挿着した後、上記各ステ−タコア３２を組み
合わせることで、上記固定子２６を構成するようにし
た。

【００５６】このことで、上記固定子２６を簡単な構成
で精度良く組み立てることができる。また、防振手段と
しての弾性体３７を上記ボビン３３に一体的に設けるよ
うにしたので、この弾性体３７の取着が上記ボビン３３
の取り付けを行うだけで簡単に行え、防振構造を実現す
ることができる。

【００５７】第３に、この横流ファン装置２０は、ＤＣ
ブラシレスモ−タ２１を採用しているから、、エアギャ
ップの精度を考慮する必要が少なく、上述したような構
成により上記回転子と固定子とを組み合わせるのみで、
特性の良い高精度なモ−タを実現することができる。

【００５８】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。

【００５９】以下、図７〜図９を参照して、この発明の
第２の実施例を説明する。なお、第１の実施例で説明し
た構成要素と同一の構成要素については、同一符号を付
してその説明は省略する。

【００６０】図中４５は、回転子である。この回転子４
５は、磁化された硬化ゴムから形成されたものであり、
図８（ａ）の横断面図に示すように、周方向に沿って４
分割した場合、隣り合う部位どうしは互いに異なる極性
（Ｎ、Ｓ）を有するようになっている。

【００６１】また、この回転子４５は、上記第１の実施
例と同様に、上記横流ファン１の端板２に一体的に固着
されている。なお、この固着は、例えば超音波溶着によ
り行う。

【００６２】図７に示すように、この回転子４５の上記
横流ファン１の軸方向外側に対向する側には固定子４６
が設けられている。これら回転子４５と固定子４６と
は、スラストボ−ル軸受４７によって互いに接続され、
上記回転子４５および上記横流ファン１は、上記固定子
４６に対して回転自在に保持されている。

【００６３】また、上記回転子４５および固定子４６の
互いに対向する面には、それぞれ凹陥部４５ａ、４６ａ
が形成され、この凹陥部４５ａ、４６ａにより区画され
た空間内には、上記固定子４６に固定されたステ−タコ
ア４８およびこのステ−タコア４８の外周面に貼着され
たシ−トコイル４９（磁性体被膜を処理したシ−ト体）
が設けられている。

【００６４】図８（ｂ）に示すように、上記ステ−タコ
ア４８は、横断面三角形状の鉄芯であり、底辺をこの固
定子の径方向外側に向けた状態で上記固定子４６に固定
されている。そして、このステ−タコア４８に貼着され
たシ−トコイル４９の外形も、同様に横断面三角形状と
なっている。

【００６５】なお、これら回転子４５および固定子４６
により構成されるモ−タは、ＤＣブラシレスモ−タであ
り、上記固定子４６に設けられたシ−トコイル４９は図
９に示すように三相に配線され、三相ブラシレスモ−タ
を構成している。

【００６６】また、各ステ−タコア４８間には、図示し
ないが通電位置検出用のホ−ル素子が設けられている。
そして、上記固定子４６の他面側には、このモ−タの通
電制御を行うための制御回路５０が一体的に設けられて
いる。

【００６７】このような構成であっても、上記第１の実
施例と略同様の効果を得ることができる。

【００６８】また、上記回転子４５自体を硬化ゴムとい
う防振作用のある弾性体で形成したから、より簡単な構
成で防振構造を実現することができる効果がある。

【００６９】さらに、上記回転子４５と固定子４６との
接続をスラストボ−ル軸受４７で行ったから、ラジアル
ボ−ル軸受を用いる場合と比較して部品点数が少なくな
り、構造をより簡略化することができる効果がある。

【００７０】なお、この発明は、上記第１、第２の実施
例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない
範囲で種々変形可能である。

【００７１】例えば、上記第１の実施例では、上記回転
子２１と固定子２６とを組み合わせる場合、図４に示す
ように、上記固定子２６側に中心軸２７を設け、この中
心軸２６を上記横流ファン１のボス孔５ａに嵌入するこ
とで行っていたが、これに限定されるものではない。

【００７２】反対に、はじめに上記ボス孔５ａ内に上記
中心軸２７の先端部を嵌入しておいて、後で、この中心
軸２７の他端側に上記固定子２６を嵌着することで、上
記固定子２６と回転子２１とを組み合わせるようにして
も良い。

【００７３】さらに、上記第１の実施例では、上記回転
子２１と固定子２６とを回転自在に連結する構造とし
て、ラジアルボ−ル軸受２８を採用していたが、これに
限定されるものではなく、上記第２の実施例と同様にス
ラスト軸受を採用するようにしても良い。

【００７４】スラスト軸受を採用することによって、中
心軸等の部品が不要となるから、部品点数を少なくする
ことができ、構成をより簡単なものとすることが可能に
なる効果がある。

【００７５】また、上記第１の実施例において、上記弾
性体３７はゴムであったが、これに限定されるものでは
なく、板バネ状のものであっても良い。

【００７６】また、上記第２の実施例では、上記ステ−
タコア４８は３個あったが、これに限定されるものでは
なく、２個、４個、６個あるいは８個にして、２極、４
極、６極あるいは８極としても良い。

【００７７】

【発明の効果】以上のべたように、この発明は、回転軸
回りに回転することで送風動作を行うファンと、このフ
ァンの軸方向端部に一体的に固着された回転子と、この
回転子に対して回転自在に組み合わされ、この回転子と
ともにＤＣブラシレスモ−タを構成すると共に、上記フ
ァン取着部に固定される固定子と、上記固定子あるいは
回転子に設けられ、振動が上記ファン取着部に伝達され
ることを防止する防振手段と、上記固定子の通電制御を
行う制御手段とを具備するものである。

【００７８】このような構成によれば、小型軽量で、か
つ回転駆動効率の良い横流ファン装置を得ることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す概略構成図。

【図２】同じく、要部を拡大して示す縦断面図。

【図３】同じく、Ｉ−Ｉ線に沿う横断面図。

【図４】同じく、組み立てを示す縦断面図。

【図５】同じく、固定子の分解図。

【図６】同じく、ボビンを示す拡大斜視図。

【図７】第２の実施例を示す縦断面図。

【図８】同じく、（ａ）は、ＩＩ−ＩＩ線に沿う横断面
図、（ｂ）は、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う横断面図。

【図９】同じく、配線図。

【図１０】一般的な横流ファンを示す斜視図。

【図１１】同じく、空気調和機の室内ユニットを示す概
略縦断面図。

【図１２】従来例を示す概略構成図。

【符号の説明】

１…横流ファン（ファン）、７…室内ユニット（ファン
取着部）、２０…横流ファン装置（ファン装置）、２１
…ＤＣブラシレスファンモ−タ（ＤＣブラシレスモ−
タ）、２２…回転子、２６…固定子、３２…ステ−タコ
ア、３２ａ…芯部、３３…ボビン、３６…コイル、３７
…弾性体（防振手段）、４０…プラスチック板（固定
板）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のファン取着部に取着されるファン
   装置において、 回転軸回りに回転することで送風動作を行うファンと、
   このファンの回転軸方向に沿う端面に一体的に固着され
   た回転子と、 この回転子に対して回転自在に組み合わされ、この回転
   子とともにＤＣブラシレスモ−タを構成すると共に、上
   記ファン取着部に固定される固定子と、 上記固定子に設けられ、この固定子の振動が上記ファン
   取着部に伝達されることを防止する防振手段と、 上記固定子の通電制御を行う制御手段と を具備することを特徴とするファン装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のファン装置において、 上記固定子は、 周方向に１２０°間隔で３分割されてなるステ−タコア
   と、 各ステ−タコアに設けられ、先端部を隣り合う他のステ
   −タコアと係合させる芯部と、 各ステ−タコアに設けられた芯部に挿入され、外面にコ
   イルが巻回されてなるボビンとを有し、 上記防振手段は、 一端部を上記各ボビンに一体的に固着して設けられた弾
   性体と、 各弾性体の他端部を保持すると共に、上記ファン取着部
   に固定される固定板とを有することを特徴とするファン
   装置。
3. 【請求項３】 所定のファン取着部に取着されるファン
   装置において、 回転軸回りに回転することで送風動作を行うファンと、
   このファンの回転軸方向に沿う端面に一体的に固着され
   た回転子と、 この回転子に対して回転自在に組み合わされ、この回転
   子とともにＤＣブラシレスモ−タを構成すると共に、上
   記ファン取着部に固定される固定子と、 上記回転子に設けられ、ファンおよびこの回転子の振動
   が、上記固定子に伝達されることを防止する防振手段
   と、 上記固定子の通電制御を行う制御手段とを具備すること
   を特徴とするファン装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のファン装置において、 上記回転子は、所定のパタ−ンで着磁された弾性のある
   硬化ゴムで成形されていると共に、上記ファンの端面に
   超音波溶着により一体的に接合されていることを特徴と
   するファン装置。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項３記載のファン装置に
   おいて、 上記ファンは、室内ユニットの所定のファン取着部に取
   着される横流ファンであることを特徴とするファン装
   置。