JP2001021171A - 空気調和機の室内ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に耐熱性樹脂材を使用することなく製作可
能な遠心羽根車とすることにより低コストとなる空気調
和機の室内ユニットを提供する。 【解決手段】 ボス部２ａ及びハブ部２ｄから形成され
る樹脂製遠心羽根車２の前記ボス部２ａに、駆動モータ
３の回転軸３ａが嵌合するスリーブ２ｂをインサート成
形された遠心羽根車２及び熱交換器４を備える空気調和
機の室内ユニットにおいて、前記スリーブ外周面のハブ
部側を小径にし、反ハブ部側をハブ部側より大径にして
スリーブ外周面を駆動モータ３の回転軸３ａに対して傾
斜面を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボス部に他の材質
たとえば非金属もしくは金属材料のスリーブをインサー
ト成形された遠心羽根車を備える空気調和機の室内ユニ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機用の室内機である天井カセッ
ト形室内ユニットは、天井内に設置されており、近年、
天井内高さが低い建造物に対しても対応可能な天井カセ
ット形室内ユニットが望まれている。天井内高さを低く
する方法として、たとえば熱交換器の高さを低くし、こ
の低くした分、幅方向に厚くすることにより従来と同等
の性能を確保することができる。また、室内ユニットに
組み込まれている送風機は、駆動モータと遠心羽根車と
の距離を小さくすること、つまり駆動モータの回転軸と
遠心羽根車の結合部であるボス部との距離を短くするこ
とで、遠心羽根車の基本形状を変化させることなく対応
することができる。しかし、駆動モータと遠心羽根車の
ボス部とが近づくことにより、ボス部の温度が上昇して
樹脂材が劣化もしくは軟化し、駆動モータからの回転ト
ルクを伝達する樹脂材の耐久性の低下を来す。

【０００３】この対策として、たとえば、特開平２−２
１８８９４号公報に開示されている構造があり、羽根車
ボス部のモータの回転軸が嵌合している嵌合部分にのみ
耐熱性樹脂を用い、この耐熱性樹脂を本体側部材とリベ
ット接合する構造をとっている。

【０００４】また、特開平２−１９６１９４号公報に開
示されている構造では、スリーブと樹脂製羽根車本体と
の間にゴム部材を介在させることにより、羽根車本体が
温度上昇することによる樹脂材の耐久性の低下を防止す
る構造となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記、羽根車のボス部
の回転軸嵌合部は、モータの発熱によりモータ回転軸の
温度が高温となった場合の樹脂材の劣化を防止する構造
として、回転軸嵌合部のみに耐熱性樹脂材を用いたり、
スリーブと遠心羽根車本体との間にゴム材を介在させる
構造としているため、羽根車価格が高価なものとなって
いる。

【０００６】また、温度低減効果をよりよくするために
は回転軸と樹脂材との距離を大きくする、つまりスリー
ブの外径を大きくする必要がある。この場合、特に樹脂
材とは異種の材質である金属製スリーブの場合は、樹脂
材との熱収縮率の差により金属製スリーブ外周近傍の樹
脂材に残留応力が発生し、強度低下の原因となっている
ことに対し配慮されていなかった。

【０００７】本発明の目的は、特に耐熱性樹脂材を使用
することなく製作可能な遠心羽根車とすることにより低
コストとなる空気調和機の室内ユニットを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空気調和機の室内ユニットに係る発明の構
成は、ボス部及びハブ部から形成される樹脂製遠心羽根
車の前記ボス部に、駆動モータの回転軸が嵌合するスリ
ーブをインサート成形された遠心羽根車及び熱交換器を
備える空気調和機の室内ユニットにおいて、前記スリー
ブ外周面のハブ部側を小径にし、反ハブ部側をハブ部側
より大径にしてスリーブ外周面を駆動モータの回転軸に
対して傾斜面を形成するものである。

【０００９】また、上記目的を達成するため、本発明の
空気調和機の室内ユニットに係る発明の構成は、ボス部
及びハブ部から形成される樹脂製遠心羽根車の前記ボス
部に、駆動モータの回転軸が嵌合するスリーブをインサ
ート成形された遠心羽根車及び熱交換器を備える空気調
和機の室内ユニットにおいて、前記スリーブ外周面のハ
ブ部側を小径にし、反ハブ部側をハブ部側より大径にし
てスリーブ外周面を駆動モータの回転軸に対して傾斜を
形成し、前記スリーブの小径側の外周面に、ボス部とス
リーブとの間に空転防止用の凹凸面を設けるものであ
る。

【００１０】より好ましくは、前記スリーブの外周に設
ける空転防止用の凹凸面は、スリーブの上下端面の中央
より小径側の外周面に設けるものである。

【００１１】さらにまた、上記目的を達成するため、本
発明の空気調和機の室内ユニットに係る発明の構成は、
ボス部及びハブ部から形成される樹脂製遠心羽根車の前
記ボス部に、駆動モータの回転軸が嵌合するスリーブを
インサート成形された遠心羽根車及び熱交換器を備える
空気調和機の室内ユニットにおいて、前記スリーブ外周
面をハブ部側を小径にし、反ハブ部側をハブ部側より大
径にしてスリーブ外周面を駆動モータの回転軸に対して
傾斜面を形成し、前記スリーブの小径側の外周面に空転
防止用の凹凸面を設けるとともに、スリーブに放熱用の
穴を設けるものである。

【００１２】さらにまた、上記目的を達成するため、本
発明の空気調和機の室内ユニットに係る発明の構成は、
ボス部及びハブ部から形成される樹脂製遠心羽根車の前
記ボス部に、駆動モータの回転軸が嵌合するスリーブを
インサート成形された遠心羽根車及び熱交換器を備える
空気調和機の室内ユニットにおいて、前記スリーブ外周
面のハブ部側を反ハブ部側より小径にするものである。

【００１３】またより好ましくは、前記スリーブはアル
ミニュウム材とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。

【００１５】図１は、本発明に係る空気調和機の室内ユ
ニット（天井カセット形）の縦断面図である。

【００１６】天井カセット形室内ユニット１は、風を送
風するための遠心羽根車２と、この遠心羽根車２を駆動
するための駆動モータ３と、また空気調和機の室外ユニ
ット（図示せず）と熱交換するための熱交換器４とによ
って構成されている。

【００１７】遠心羽根車２は、駆動モータ３の回転軸に
固定され、遠心羽根車２により送風される風は、実線矢
印で示す方向に熱交換器４で熱交換して、天井ボード５
にラップするように設けられた化粧パネル６を介して冷
風もしくは暖風を部屋内に送風する。

【００１８】図２ないし図３により、さらに説明する
と、図２は、図１のＡ−Ａ´矢視横断面図、図３は遠心
羽根車及び駆動モータ部の側面図である。

【００１９】遠心羽根車２は、ボス部２ａと、スリーブ
２ｂと、ハブ部２ｄとから構成されており、スリーブ２
ｂをアルミニュウム材とすることによって温度に対する
ボス部２ａの樹脂材の耐劣化性及び耐軟化性を向上さ
せ、樹脂材の原材質の品質を保持している。すなわち、
スリーブ２ｂは、遠心羽根車２を射出成形する際にボス
部２ａにインサート成形される。スリーブ２ｂに形成さ
れた嵌合穴２ｂ４（図４，５参照）に駆動モータ３の回
転軸３ａが嵌合・固定されて、遠心羽根車２に駆動モー
タ３からの駆動トルクを伝達する構造になっている。

【００２０】なお、スリーブ２ｂの材質は、後述する穴
加工などを施す場合の作業の容易さを考慮して本実施例
ではアルミニュウム材を使用しているが、その他非金属
材料もしくは穴加工などを施さない場合は、金属性材料
であってもよい。

【００２１】図４，５により遠心羽根車の成形について
説明する。

【００２２】図４はボス部周辺の詳細図、図５は図４の
下面図である。

【００２３】遠心羽根車２の成形は、ボス部２ａより外
周側のハブ部２ｄに４か所のゲート２ｃを設け、このゲ
ート２ｃから樹脂材（本実施例では、アクリルニトリル
・ブタジエンスチレン樹脂：ＡＢＣ樹脂）を射出して行
なう。この場合、樹脂材の流れは、矢印７に示す方向に
流れていき、予めセットされているスリーブ２ｂの外周
のボス部２ａには、ゲート２ｃの本数分だけのウエルド
部（流動状の樹脂材の合流部分）２ｅが形成される。特
に本形状の場合、ゲート２ｃより離れた位置であるボス
部２ａの図示上端面（反駆動モータ側）にいくに従い、
樹脂材はボス部２ａの下端面（駆動モータ側）よりも温
度低下が大きくなり、ウエルド部２ｅが形成され易くな
る。

【００２４】従来、スリーブ２ｂの外周に位置するボス
部２ａの樹脂材は、射出成形後の冷却により円周方向及
び回転軸３ａ方向に樹脂材の熱収縮が生じ、この結果、
ボス部２ａとスリーブ２ｂとの間の熱収縮率の差により
樹脂材に応力が残留した状態で固化してしまう。このた
め、ウエルド部２ｅでの強度は著しく低くなっていた。

【００２５】そこで、この残留応力を低減する対策とし
て、スリーブ２ｂの外周面を回転軸３ａに対して傾斜面
（傾斜角は数度程度）を形成する。本実施例の場合、ゲ
ート２ｃより離れた位置にあるスリーブ２ｂの上端面外
径Ａと下端面Ｂの外径Ｂとの間に、Ａ＞Ｂとなるように
している。すなわち、スリーブ外周面をハブ部側を小径
にし、反ハブ部側をハブ部側より大径にしてスリーブ外
周面を駆動モータ３の回転軸３ａに対して傾斜面を形成
している。

【００２６】このようにスリーブ外周面を駆動モータ３
の回転軸３ａに対して傾斜面を形成することにより、樹
脂材の熱収縮による回転軸３ａの軸方向への変形を助長
することができ、応力の残留を低減することができる。
この結果、強度低下を抑制することができる。

【００２７】本実施例では、樹脂材としてアクリルニト
リル・ブタジエンスチレン樹脂（略称：ＡＢＣ樹脂）を
用い、Ａ寸法＝３５．８ｍｍ、Ｂ寸法＝３５．０ｍｍと
し、傾斜角＝３°とした。

【００２８】この傾斜角は、角度が大きくなるに従って
樹脂材の熱収縮による回転軸３ａの軸方向への変形を助
長することができるが、ボス部２ａの強度，金属スリー
ブ２ｂの製作性などを考慮して適宜な値を選択する。

【００２９】また、駆動モータ３からの駆動トルクによ
るスリーブ２ｂの外周面とボス部２ａの内周面との接触
面での空転を防止するため、スリーブ２ｂの外周面に凹
凸面を設け、図６に示すように、凹凸面としてスリーブ
２ｂの外周面にローレット加工８を施す。本実施例で
は、ローレット加工８を、上下端面の中央より小径側の
外周面に設けてある。

【００３０】図６の実施例では、スリーブ２ｂの外周面
のハブ部２ｄ側を反ハブ部側より小径にしてスリーブ２
ｂの中央まで傾斜させ、さらにハブ部２ｄ側にローレッ
ト加工８を設けている。

【００３１】図７は、ボス部２ａ及びハブ部２ｄの固化
後の状態を示している。

【００３２】ボス部２ａの樹脂材がスリーブ２ｂより収
縮率の差により、回転軸３ａ方向に大く収縮し、このた
めボス部２ａの上端面とスリーブ２ｂの上端面との間に
段差Ｃが生じている。しかし、この段差Ｃは少なく、製
品上何ら支障はない。

【００３３】図８は、スリーブの他の実施例の横断面図
である。

【００３４】本実施例は、スリーブ２ｂに回転軸３ｂに
沿って放熱用の多数の穴９を設けたものである。この穴
９は、スリーブ２ｂをアルミニュウム材で形成すること
により、容易に押し出し加工で形成することができる。

【００３５】このように、スリーブ２ｂに多数の穴９を
設けることにより、放熱効果が増大して熱伝導が低減さ
れ、スリーブ２ｂの外周面での温度をより低下させ、し
たがってボス部２ａの樹脂材料の温度をより低下させる
ことができる。

【００３６】図９は、スリーブのさらに他の実施例の横
断面図で、本実施例は放熱面積をさらに増加させる狙い
で、穴１０の横断面を大きくしたものであり、温度に対
する裕度をより確保することが可能となる。

【００３７】

【発明の効果】以上に述べたごとく、本発明によれば、
遠心羽根車においてスリーブをインサート成形している
ボス部の樹脂材に発生する残留応力を低減することがで
き、特に高価な耐熱性樹脂材を使用することなく製作可
能な遠心羽根車とすることにより、低コストとなる空気
調和機の室内ユニットを提供することができる。

【００３８】また、放熱効果の増大とスリーブの熱伝導
の低減が可能となり、遠心羽根車のボス部材料の温度の
裕度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和機の室内ユニットの実施
例の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ´矢視横断面図である。

【図３】遠心羽根車及び駆動モータ部の側面図である。

【図４】ボス部周辺の詳細図である。

【図５】図４の下面図である。

【図６】スリーブの外観図である。

【図７】遠心羽根車のボス部及びハブ部の固化後の状態
を示す図である。

【図８】スリーブの他の実施例の横断面図である。

【図９】スリーブのさらに他の実施例の横断面図であ
る。

【符号の説明】

１…空気調和機の室内ユニット（天井カセット形） ２…遠心羽根車 ２ａ…ボス部 ２ｂ…スリーブ ２ｃ…ゲート ２ｄ…ハブ部 ２ｅ…ウエルド ３…駆動モータ ３ａ…回転軸 ４…熱交換器 ５…天井ボード ６…化粧パネル ７…樹脂材の流れ方向 ８…ローレット加工 ９，１０…穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 正昭 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 長井 誠 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 佐藤 良次 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 佐野 孝 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 畑 良樹 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 大窪 静夫 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA18 BB02 BB06 BB20 CC01 DD13 DD25 DD26 DD29 EE02 3L049 BA03 BB20 BC03 BD01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボス部及びハブ部から形成される樹脂製遠
   心羽根車の前記ボス部に、駆動モータの回転軸が嵌合す
   るスリーブをインサート成形された遠心羽根車及び熱交
   換器を備える空気調和機の室内ユニットにおいて、 前記スリーブ外周面のハブ部側を小径にし、反ハブ部側
   をハブ部側より大径にしてスリーブ外周面に駆動モータ
   の回転軸に対して傾斜面を形成することを特徴とする空
   気調和機の室内ユニット。
2. 【請求項２】ボス部及びハブ部から形成される樹脂製遠
   心羽根車の前記ボス部に、駆動モータの回転軸が嵌合す
   るスリーブをインサート成形された遠心羽根車及び熱交
   換器を備える空気調和機の室内ユニットにおいて、 前記スリーブ外周面のハブ部側を小径にし、反ハブ部側
   をハブ部側より大径にしてスリーブ外周面に駆動モータ
   の回転軸に対して傾斜面を形成し、 前記スリーブの小径側の外周面に、ボス部とスリーブと
   の間の空転防止用の凹凸面を設けることを特徴とする空
   気調和機の室内ユニット。
3. 【請求項３】前記スリーブの外周に設ける空転防止用の
   凹凸面は、スリーブの上下端面の中央より小径側の外周
   面に設けることを特徴とする請求項２記載の空気調和機
   の室内ユニット。
4. 【請求項４】ボス部及びハブ部から形成される樹脂製遠
   心羽根車の前記ボス部に、駆動モータの回転軸が嵌合す
   るスリーブをインサート成形された遠心羽根車及び熱交
   換器を備える空気調和機の室内ユニットにおいて、 前記スリーブ外周面のハブ部側を小径にし、反ハブ部側
   をハブ部側より大径にしてスリーブ外周面に駆動モータ
   の回転軸に対して傾斜面を形成し、 前記スリーブの小径側の外周面に、ボス部とスリーブと
   の間の空転防止用の凹凸面を設けるとともに、スリーブ
   に放熱用の穴を設けることを特徴とする空気調和機の室
   内ユニット。
5. 【請求項５】ボス部及びハブ部から形成される樹脂製遠
   心羽根車の前記ボス部に、駆動モータの回転軸が嵌合す
   るスリーブをインサート成形された遠心羽根車及び熱交
   換器を備える空気調和機の室内ユニットにおいて、 前記スリーブ外周面のハブ部側を反ハブ部側より小径に
   してスリーブ中央部まで傾斜面を形成し、さらにスリー
   ブ外周面のハブ部側に空転防止用の凹凸面を設けること
   を特徴とする空気調和機の室内ユニット。
6. 【請求項６】前記スリーブはアルミニュウム材とするこ
   とを特徴とする請求項１ないし５記載のいずれかの空気
   調和機の室内ユニット。