JPH10288196A - ターボファン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターボファンの主板がフレーム板と接触する
のを防止することができるターボファン装置を提供す
る。 【解決手段】 ターボファン２を軸が水平方向になるよ
うに配置するとともに、ターボファン２の後面をなす主
板２ｃの中央部に前方へ湾曲する円錐台形状のハブ２ｄ
を設ける。このハブ２ｄの後面側の窪みにファンモータ
４を配置し、このファンモータ４の出力軸１７を防振部
材１８を介してハブ２ｄに取り付ける一方、ファンモー
タ４の本体４ａをその後方のフレーム板１に取り付け
る。ターボファン２の主板２ｃの後面でハブ２ｄの周り
の円周上の位置に第１磁石３１を設ける。これととも
に、フレーム板１の前面で第１磁石３１と対向する円周
上の位置に、第１磁石３１に対して磁力によって前後方
向に反発する第２磁石３２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はターボファン装置
に関する。典型的には、空気調和機の室内機に用いられ
るような、ファンモータの軸が水平方向に配されるター
ボファン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、本出願人は、空気調和機の室内機
を前後方向に薄型化するために、室内機のケーシング内
に、図６に模式的に示すように、ターボファン（羽根
車）１０２を軸が前後方向（図における左右方向）にな
るように配置したものを提案した（特願平８−２７７７
９６号）。このターボファン１０２は、前面側に湾曲し
た環状の口金部１０２ｅを持つ側板１０２ａと、後面側
に設けられた主板１０２ｃと、これらの側板１０２ｆと
主板１０２ｃとの間に設けられた羽根１０２ｂとを有し
ている。主板１０２ｃの中央部には、前面側へ湾曲する
円錐台形状のハブ１０２ｄを設け、そのハブ１０２ｄの
後面側の窪みにファンモータ１０４を配置している。そ
して、スタート時などに生ずるコギング音（ＤＣモータ
で生ずる機械的な異音）の発生を避けるために、ファン
モータ１０４の出力軸１１７をリング状の防振ゴム１１
８を介してハブ１０２ｄに取り付けている。一方、ファ
ンモータ１０４の本体１０４ａを後面側のフレーム板１
０１に取り付けている。このフレーム板１０１は、内部
シャーシ１２０と一体に、室内壁面１９０に沿って取り
付けられている。ターボファン１０２の前面側には、略
矩形板状の外形を持つ熱交換器１０３を、内部シャーシ
１２０の支持部１２３によって支持している。室内機を
前後方向に薄型化するために、この熱交換器１０３の中
央に略正方形状の開口部１０３ａ（前面カバー１０７を
有する）を設けて、ファンモータ１０４の出力軸１１７
の前端が開口部１０３ａ内に入り込むようにしている。
その熱交換器１０３とターボファン１０２との間には、
ベルマウス１２１を有する仕切板（内部シャーシ１２０
の一部からなる）１２２を配置している。このベルマウ
ス１２１は、仕切板１２２の中央部に円穴を設け、この
円穴の縁を後面側に向かって湾曲させて形成されてお
り、ターボファン１０２の口金部１０２ｅの内側に入り
込んでいる。

【０００３】ファンモータ１０４によってターボファン
１０２を回転駆動すると、ケーシング前面側から室内空
気Ｒ１，Ｒ２が吸い込まれて熱交換器１０３を通る過程
で熱交換され、熱交換された空気Ｒ１，Ｒ２はベルマウ
ス１２１、口金部１０２ｅを通り、羽根１０２ｂによっ
て半径方向外向きに、多方向に同時に吹き出される。吹
き出した空気が壁面１９０，天井面および床面に沿って
室内を包み込むように流れて循環し、ドラフト感を解消
でき、快適性を向上できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上に述
べたような構造では、重力の影響や防振ゴム１１８の経
年劣化などによりターボファン１０２の軸が傾いて、タ
ーボファン１０２の主板１０２ｃとフレーム板１０１と
の間の距離δが減少し、ターボファン１０２の主板１０
２ｃがフレーム板１０１と接触するという問題がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、ターボファン
の主板がフレーム板と接触するのを防止することができ
るターボファン装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載のターボファン装置は、ターボファ
ンを軸が水平方向になるように配置するとともに、上記
ターボファンの後面をなす主板の中央部に前方へ湾曲す
る円錐台形状のハブを設け、このハブの後面側の窪みに
ファンモータを配置し、このファンモータの出力軸を防
振部材を介して上記ハブに取り付ける一方、上記ファン
モータの本体をその後方のフレーム板に取り付けたター
ボファン装置において、上記ターボファンの主板の後面
で上記ハブの周りの円周上の位置に第１磁石を設けると
ともに、上記フレーム板の前面で上記第１磁石と対向す
る円周上の位置に、上記第１磁石に対して磁力によって
前後方向に反発する第２磁石を設けたことを特徴とす
る。

【０００７】この請求項１のターボファン装置では、タ
ーボファンの主板の後面に設けられた第１磁石と、フレ
ーム板の前面に設けられた第２磁石とが磁力によって互
いに反発し合う。したがって、重力の影響や防振部材の
経年劣化などに起因してターボファンの軸が傾き、位置
ずれしようとしても、上記第１磁石と第２磁石との間の
反発力によってターボファンの位置が修正されて、ター
ボファンの主板とフレーム板との距離が全周にわたって
一定に保たれる。したがって、ターボファンの主板がフ
レーム板と接触するのが防止される。また、ターボファ
ンやファンモータの各部の公差に起因してターボファン
の主板がフレーム板とが接触するような事態も回避され
る。このようにターボファンの位置精度が高まるので、
設計上、むしろターボファンの主板とフレーム板との間
の距離を狭くすることが可能となる。したがって、この
ターボファン装置を用いて空気調和機の室内機を構成す
る場合に、室内機をその分だけ前後方向に薄型化するこ
とができる。また、このターボファン装置を用いて空気
調和機の室内機を構成した場合に、ターボファンとベル
マウスや熱交換器との間の位置関係が一定に保たれるの
で、室内空気が室内機内に吸い込まれるときの音や風量
の経時変化が抑制される。

【０００８】請求項２に記載のターボファン装置は、請
求項１に記載のターボファン装置において、上記第１磁
石の径方向の幅が上記第２磁石の径方向の幅よりも小さ
く設定されていることを特徴とする。

【０００９】この請求項２のターボファン装置では、第
１磁石の径方向の幅が第２磁石の径方向の幅よりも小さ
く設定されているので、第１磁石が第２磁石から受ける
磁界は径方向に関して均一になる。したがって、ターボ
ファンの回転時にターボファンが径方向に多少振れたと
しても、第１磁石は第２磁石から安定して一定の反発力
を受け、ターボファンの位置精度が高まる。しかも、こ
の第１磁石を設けることによるターボファンの重量増大
が抑制される。

【００１０】請求項３に記載のターボファン装置は、請
求項１または２に記載のターボファン装置において、上
記第１磁石と第２磁石の両方が全周にわたって連続して
いることを特徴とする。

【００１１】この請求項３のターボファン装置では、第
１磁石と第２磁石の両方が全周にわたって連続している
ので、互いの反発力が周方向に関して一定になる。した
がって、ターボファンの位置精度がさらに高まる。ま
た、ターボファンの回転時に他の電気部品に対して磁界
の変化、すなわち電磁気的ノイズを与えることがない。

【００１２】請求項４に記載のターボファン装置は、請
求項１または２に記載のターボファン装置において、上
記第１磁石と第２磁石のうちの一方が周方向に関して断
続して配置され、上記第１磁石と第２磁石のうちの他方
が全周にわたって連続していることを特徴とする。

【００１３】この請求項４のターボファン装置では、第
１磁石と第２磁石のうちの一方が周方向に関して断続し
て配置されているので、その一方の磁石を構成するため
に小型の円弧状磁石を複数用意すれば良い。このような
円弧状磁石は、同じ重量で比較した場合、完全な円形の
磁石に比して安価に入手できる。しかも、その円弧状磁
石が円周上に隙間をもって配置されるので、隙間なく密
に配置する場合に比して、円弧状磁石の必要個数が少な
くなる。したがって、完全な円形の磁石を用意する場合
に比して、材料コストが低減される。なお、円弧状磁石
の端部同士の隙間を或る程度狭くすれば、円弧状磁石に
よる磁力は周方向に関して略一定になる。したがって、
第１磁石と第２磁石との間の反発力を周方向に関して略
一定にすることができる。

【００１４】請求項５に記載のターボファン装置は、請
求項１または２に記載のターボファン装置において、上
記第１磁石と第２磁石の両方が周方向に関して断続して
配置されていることを特徴とする。

【００１５】この請求項５のターボファン装置では、第
１磁石と第２磁石の両方が周方向に関して断続して配置
されているので、両方の磁石を構成するために小型の円
弧状磁石を複数用意すれば良い。したがって、請求項４
に比して、さらに材料コストが低減される。なお、円弧
状磁石の端部同士の隙間を或る程度狭くすれば、それら
による磁力は周方向に関して略一定になる。したがっ
て、請求項４と同様に、第１磁石と第２磁石との間の反
発力を周方向に関して略一定にすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１７】図１(a)は、一実施形態のターボファン装
置を空気調和機の室内機に適用した例を示している。な
お、理解の容易のために室内機のケーシングを省略して
示している。

【００１８】図１(a)において、１は室内壁面９０に取
り付けられる略正方形状のフレーム板、２は軸が水平方
向に配置され、前面側（図１(a)における左側）から吸
い込んだ空気を軸に対して半径方向外向に吹き出すター
ボファン、３は上記ターボファン２の前面側に配置され
た熱交換器である。

【００１９】上記ターボファン２は、前面側に湾曲した
環状の口金部２ｅを持つ側板２ａと、後面側に設けられ
た主板２ｃと、これらの側板２ｆと主板２ｃとの間に設
けられた後向き羽根２ｂ（図２参照）とを有している。
主板２ｃの中央部には、前面側へ湾曲する円錐台形状の
ハブ２ｄを設け、そのハブ２ｄの後面側の窪みにファン
モータ４を配置している。そして、スタート時などに生
ずるコギング音（ＤＣモータで生ずる機械的な異音）の
発生を避けるために、ファンモータ４の出力軸１７を防
振部材としてのゴムリング１８を介してハブ２ｄに取り
付けている。一方、本体４ａを後面側のフレーム板１に
取り付けている。このフレーム板１は、内部シャーシ２
０と一体に、鉛直方向の室内壁面９０に沿って取り付け
られている。

【００２０】上記ターボファン２の主板２ｃの後面で上
記ハブ２ｄの周りの円周上の位置に、全周にわたって連
続したリング状の第１磁石３１を埋設している。これと
ともに、上記フレーム板１の前面で第１磁石３１と対向
する円周上の位置に、全周にわたって連続したリング状
の第２磁石３２を埋設している。第１磁石３１および第
２磁石３２の中心は、ターボファン２の回転時に位置関
係が変わらないように、ハブ２ｄの中心を通る一つの直
線上に配されている。図１(a)のＢ部を拡大した同図(b)
に示すように、第１磁石３１は前面側がＳ極、後面側が
Ｎ極となっているのに対して、第２磁石３２は前面側が
Ｎ極、後面側がＳ極となっている。したがって、第１磁
石３１と第２磁石３２とは磁力によって互いに前後方向
に反発し合う。図２（ターボファン２を側板２ａを省略
して前方から見たところ）に示すように、第１磁石３１
と第２磁石３２の両方が全周にわたって連続しているの
で、互いの反発力が周方向に関して一定になっている。
また、図から分かるように、第１磁石３１の径方向の幅
を第２磁石３２の径方向の幅よりも小さく設定している
ので、第１磁石３１が第２磁石３２から受ける磁界は径
方向に関して均一になっている。これとともに、第１磁
石３１を設けることによるターボファン２の重量増大が
抑制されている。

【００２１】また、図１(a)中に示す熱交換器３は、蛇
行タイプの冷却管に多数の熱交換用フィン（図示せず）
を積層して取り付けたオールアルミ製のもので、その外
形は薄型の略矩形板状になっている。上記熱交換器３の
中央に略正方形状の開口部３ａを設けて、その開口部３
ａに前面カバー７を取り付けている。この熱交換器３
を、内部シャーシ２０の支持部２３によって支持してい
る。ここで、室内機を前後方向に薄型化するために、フ
ァンモータ４の出力軸１７の前端が開口部３ａ内に入り
込んだ状態にしている。なお、室内機の前後方向の寸法
を大きくして、熱交換器３に対して出力軸１７の前端位
置を後退させ、開口部３ａ，カバー７を省略しても良い
（冷却管およびフィンに置き換える）。

【００２２】熱交換器３とターボファン２との間には、
ベルマウス２１を有する仕切板（内部シャーシ２０の一
部からなる）２２を配置している。このベルマウス２１
は、仕切板２２の中央部に円穴を設け、この円穴の縁を
後面側に向かって湾曲させて形成されており、ターボフ
ァン２の口金部２ｅの内側に入り込んでいる。

【００２３】ファンモータ４によってターボファン２を
回転駆動すると、ケーシング前面側から室内空気Ｒ１，
Ｒ２が吸い込まれて熱交換器３を通る過程で熱交換さ
れ、熱交換された空気Ｒ１，Ｒ２はベルマウス２１、口
金部２ｅを通り、羽根２ｂによって半径方向外向きに、
多方向に同時に吹き出される。吹き出した空気が壁面９
０，天井面および床面に沿って室内を包み込むように流
れて循環し、ドラフト感を解消でき、快適性を向上でき
る。

【００２４】ここで、ターボファン２の主板２ｃの後面
に設けられた第１磁石３１と、フレーム板１の前面に設
けられた第２磁石３２とが磁力によって互いに反発す
る。しかも、第１磁石３１の径方向の幅を第２磁石３２
の径方向の幅よりも小さく設定することにより、第１磁
石３１が第２磁石３２から受ける磁界は径方向に関して
均一になっているので、ターボファン２の回転時にター
ボファン２が径方向に多少振れたとしても、第１磁石３
１は第２磁石３２から安定して一定の反発力を受ける。
また、第１磁石３１と第２磁石３２の両方が全周にわた
って連続しているので、互いの反発力が周方向に関して
一定になっている。したがって、重力の影響や防振ゴム
１８の経年劣化などに起因してターボファン２の軸が傾
き、位置ずれしようとしても、上記第１磁石３１と第２
磁石３２との間の反発力によってターボファン２の位置
を修正して、ターボファン２の主板２ｃとフレーム板１
との距離δを全周にわたって一定に保つことができる。
したがって、ターボファン２の主板２ｃがフレーム板１
と接触するのを防止できる。また、ターボファン２やフ
ァンモータ４の各部の公差に起因してターボファン２の
主板２ｃがフレーム板１と接触するような事態も回避で
きる。

【００２５】このようにターボファン２の位置精度を高
められるので、設計上、むしろターボファン２の主板２
ｃとフレーム板１との間の距離δを狭くすることができ
る。したがって、室内機をその分だけ前後方向に薄型化
することができる。

【００２６】また、ターボファン２とベルマウス２１や
熱交換器３との間の位置関係を一定に保つことができる
ので、室内空気Ｒ１が室内機内に吸い込まれるときの音
や風量の経時変化を抑制することができる。

【００２７】また、ターボファン２の位置精度を高めら
れるので、ターボファン２の回転時に他の電気部品に対
して磁界の変化、すなわち電磁気的ノイズを与えること
がない。

【００２８】図３，図４に示すように、第１磁石３１と
第２磁石３２のうちの一方を周方向に関して断続して配
置しても良い。図３は第１磁石３１を８個の円弧状磁石
３１ａを用いて構成した例を示し、図４は第２磁石３２
を８個の円弧状磁石３２ａを用いて構成した例を示して
いる。このような円弧状磁石３１ａ，３２ａは、同じ重
量で比較した場合、完全な円形の磁石に比して安価に入
手できる。しかも、その円弧状磁石３１ａ，３２ａが円
周上に隙間３１ｇ，３２ｇをもって配置されるので、隙
間なく密に配置する場合に比して、円弧状磁石の必要個
数を少なくすることができる。したがって、完全な円形
の磁石を用意する場合に比して、材料コストを低減でき
る。なお、円弧状磁石３１ａ，３２ａの端部同士の隙間
３１ｇ，３２ｇを或る程度狭くすれば、それらによる磁
力は周方向に関して略一定になる。したがって、第１磁
石３１と第２磁石３２との間の反発力を周方向に関して
略一定にすることができる。

【００２９】また、図５に示すように、第１磁石３１と
第２磁石３２の両方を周方向に関して断続して配置して
も良い。図５は第１磁石３１を８個の円弧状磁石３１ａ
を用いて構成するとともに、第２磁石３２を８個の円弧
状磁石３２ａを用いて構成した例を示している。このよ
うにした場合、図３，図４の場合に比して、さらに材料
コストを低減できる。円弧状磁石３１ａ，３２ａの端部
同士の隙間３１ｇ，３２ｇを或る程度狭くすることによ
り、第１磁石３１と第２磁石３２との間の反発力を周方
向に関して略一定にすることができるのは、図３，図４
の場合と同様である。

【００３０】なお、当然ながら、第１磁石３１と第２磁
石３２の分割数は８個に限られるものではない。また、
第１磁石３１と第２磁石３２とで分割数を異なるものと
しても良い。したがって、第１磁石３１や第２磁石３２
を構成する円弧状磁石としては、安価な市販のものを広
く利用することができる。

【００３１】また、第１磁石３１および第２磁石３２と
して予め成形されたものを用いる必要はない。例えば、
ターボファン２の主板２ｃの後面、フレーム板１の前面
に、それぞれ粉末状の磁性体をリング状に塗布して被着
し、その磁性体に外部磁界を印加して、図１(b)に示し
た極性のように磁化させても良い。このようにした場
合、第１磁石および第２磁石をさらに安価に設けること
ができる。

【００３２】また、防振部材としてゴムリング１８を採
用したが、振動を吸収し得る他の弾性材料を採用するこ
ともできる。

【００３３】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１のタ
ーボファン装置では、ターボファンの主板の後面に設け
られた第１磁石と、フレーム板の前面に設けられた第２
磁石とが磁力によって互いに反発し合うので、重力の影
響や防振部材の経年劣化などに起因してターボファンの
軸が傾き、位置ずれしようとしても、ターボファンの主
板がフレーム板と接触するのを防止できる。また、ター
ボファンやファンモータの各部の公差に起因してターボ
ファンの主板がフレーム板とが接触するような事態も回
避できる。このようにターボファンの位置精度が高まる
ので、設計上、むしろターボファンの主板とフレーム板
との間の距離を狭くすることができる。したがって、こ
のターボファン装置を用いて空気調和機の室内機を構成
する場合に、室内機をその分だけ前後方向に薄型化する
ことができる。また、このターボファン装置を用いて空
気調和機の室内機を構成した場合に、ターボファンとベ
ルマウスや熱交換器との間の位置関係を一定に保つこと
ができ、室内空気が室内機内に吸い込まれるときの音や
風量の経時変化を抑制することができる。

【００３４】請求項２に記載のターボファン装置では、
第１磁石の径方向の幅が第２磁石の径方向の幅よりも小
さく設定されているので、第１磁石が第２磁石から受け
る磁界は径方向に関して均一になる。したがって、ター
ボファンの回転時にターボファンが径方向に多少振れた
としても、第１磁石は第２磁石から安定して一定の反発
力を受け、ターボファンの位置精度が高まる。しかも、
この第１磁石を設けることによるターボファンの重量増
大が抑制される。

【００３５】請求項３に記載のターボファン装置では、
第１磁石と第２磁石の両方が全周にわたって連続してい
るので、互いの反発力が周方向に関して一定になり、タ
ーボファンの位置精度がさらに高まる。また、ターボフ
ァンの回転時に他の電気部品に対して磁界の変化、すな
わち電磁気的ノイズを与えることがない。

【００３６】請求項４に記載のターボファン装置では、
第１磁石と第２磁石のうちの一方が周方向に関して断続
して配置されているので、その一方の磁石を構成するた
めに小型の円弧状磁石を複数用意すれば良く、完全な円
形の磁石を用意する場合に比して、材料コストを低減で
きる。

【００３７】請求項５に記載のターボファン装置では、
第１磁石と第２磁石の両方が周方向に関して断続して配
置されているので、両方の磁石を構成するために小型の
円弧状磁石を複数用意すれば良く、請求項４に比して、
さらに材料コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態のターボファン装置を
適用した空気調和機の室内機を示す縦断面図である。

【図２】 図１におけるターボファンを側板を省略して
前方から見たところを示す図である。

【図３】 第１磁石が８分割されている例を示す図であ
る。

【図４】 第２磁石が８分割されている例を示す図であ
る。

【図５】 第１磁石と第２磁石との両方が８分割されて
いる例を示す図である。

【図６】 従来の空気調和機の室内機を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】 １ フレーム板 ２ ターボファン ３ 熱交換器 ３１ 第１磁石 ３２ 第２磁石 ３１ａ，３２ａ 円弧状磁石

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターボファン（２）を軸が水平方向にな
   るように配置するとともに、上記ターボファン（２）の
   後面をなす主板（２ｃ）の中央部に前方へ湾曲する円錐
   台形状のハブ（２ｄ）を設け、このハブ（２ｄ）の後面
   側の窪みにファンモータ（４）を配置し、このファンモ
   ータ（４）の出力軸（１７）を防振部材（１８）を介し
   て上記ハブ（２ｄ）に取り付ける一方、上記ファンモー
   タ（４）の本体（４ａ）をその後方のフレーム板（１）
   に取り付けたターボファン装置において、 上記ターボファン（２）の主板（２ｃ）の後面で上記ハ
   ブ（２ｄ）の周りの円周上の位置に第１磁石（３１）を
   設けるとともに、 上記フレーム板（１）の前面で上記第１磁石（３１）と
   対向する円周上の位置に、上記第１磁石（３１）に対し
   て磁力によって前後方向に反発する第２磁石（３２）を
   設けたことを特徴とするターボファン装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のターボファン装置にお
   いて、 上記第１磁石（３１）の径方向の幅が上記第２磁石（３
   ２）の径方向の幅よりも小さく設定されていることを特
   徴とするターボファン装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のターボファン
   装置において、 上記第１磁石（３１）と第２磁石（３２）の両方が全周
   にわたって連続していることを特徴とするターボファン
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載のターボファン
   装置において、 上記第１磁石（３１）と第２磁石（３２）のうちの一方
   が周方向に関して断続して配置され、上記第１磁石（３
   １）と第２磁石（３２）のうちの他方が全周にわたって
   連続していることを特徴とするターボファン装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載のターボファン
   装置において、 上記第１磁石（３１）と第２磁石（３２）の両方が周方
   向に関して断続して配置されていることを特徴とするタ
   ーボファン装置。