JP5315949B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、ファンを回転させるファンモータユニットを支持枠に固定した空気調和機に関する。

室内機の長手方向に沿って配置されるクロスフローファンと、そのクロスフローファンの長手方向の端部に取り付けられるファンモータユニットとを用いて、温度調和された空気を送風する空気調和機が一般的に知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。上記特許文献１〜４には、アウターロータ型モータを有するファンモータユニットによりクロスフローファンを回転させる空調室内機が開示されている。
特開２００８−８９１９６号公報 特開２００８−８９１９７号公報 特開２００８−８９１９８号公報 特開２００８−８８８３１号公報

ところで、空気調和機の送風能力の向上を図る場合、モータのトルク向上が有効である。トルクを向上させる場合、回転子のサイズを大きくすることが必要になる。それに伴って、磁力の作用を効率よく回転子に伝達するため、固定子のサイズも大きくする必要がある。しかしながら、上記した特許文献１〜４に開示された空調室内機において、固定子のサイズを大きくした場合、固定子の重量が増すことによって、ファン及びファンモータユニットの重量バランスが崩れて、ファンやファンモータユニットが傾いてしまうという不都合が発生する。すると、空気調和機の運転時に異音が発生してしまうという問題があった。

そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ファン及びファンモータユニットが傾くのを抑制することが可能な空気調和機を提供することを目的とする。

第１の発明にかかる空気調和機は、ファンと、前記ファンの背面側及び下方を囲む支持枠と、前記ファンを回転させるファンモータユニットとを備え、前記ファンモータユニットは、固定子を収容し且つ前記支持枠に固定される固定子ハウジングを有しており、前記固定子ハウジングの外周面には、径方向外側に延在する固定部と、前記固定部の近傍において径方向外側に延在する庇部とが設けられており、前記固定子ハウジングが前記支持枠に対して位置決めされた状態で、前記固定部が前記ファンの軸方向に関して固定子の重心位置と異なる固定位置において前記支持枠に固定されると共に、前記庇部が前記ファンの軸方向に関して前記固定位置より前記固定子の重心位置側の位置において前記固定部が固定される方向と略同一方向に前記支持枠に支持される。

この空気調和機では、ファンモータユニットの固定位置が固定子の重心位置と異なる位置に配置される場合でも、固定子の重心位置に近い位置（固定位置より固定子の重心位置側の位置）でファンモータユニットを支持することができるので、ファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制することができる。その結果、空気調和機の運転時にファン及びファンモータユニットから異音が発生してしまうのを抑制することができる。

第２の発明にかかる空気調和機は、第１の発明にかかる空気調和機において、前記ファンモータユニットは、前記ファンの端部に固定された回転子の内側に配置され、前記回転子に磁力を作用させる固定子を有しており、前記固定子ハウジングは、前記支持枠に設けられた差込部に差し込まれる位置決め部を有すると共に、前記支持枠は、前記ファンの軸方向に関して前記固定部より前記固定子の重心位置側の位置であり且つ位置決め部から離れた位置において前記庇部を支持する支持部を有する。

この空気調和機では、固定子ハウジングの固定部が固定子の重心位置と異なる位置に設けられる場合でも、上記した支持部を設けることにより、固定子の重心位置に近い位置（固定部より固定子の重心位置側の位置）でファンモータユニットを支持することができる。これにより、ファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制することができる。その結果、空気調和機の運転時にファン及びファンモータユニットから異音が発生してしまうのを抑制することができる。

第３の発明にかかる空気調和機は、第２の発明にかかる空気調和機において、支持部は、ファンの軸方向に関して固定部と固定子の重心位置との間に配置される。

この空気調和機では、空気調和機のレイアウト上、支持部を固定子の外側（固定子の重心位置の固定部側）にしか配置できない場合でも、当該支持部によりファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制することができる。

第４の発明にかかる空気調和機は、第２又は３の発明にかかる空気調和機において、支持部は、ファンの軸方向に関して固定部より固定子の重心位置側の位置であり且つ位置決め部から離れた位置において固定子ハウジングを一点支持する。

この空気調和機では、固定子ハウジングを面支持又は線支持する場合に比べて、固定子ハウジングがガタツクのを防止することができる。また、固定子ハウジングを面支持又は線支持によりガタツクことなく支持しようとする場合、均一な平面を形成する等、支持部に対して高度な加工精度が要求されるが、一点支持の場合には高度な加工精度を必要としない。

第５の発明にかかる空気調和機は、第２〜第４の発明にかかる空気調和機において、固定子ハウジングを支持枠とで挟むように保持する外周保持板を備えており、固定子ハウジングは、外周保持板と共に支持枠に固定されることを特徴とする。

この空気調和機では、固定子ハウジングをより確実に固定して、その固定子ハウジングに収容される固定子が傾くのを防止し、ファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制する。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、ファンモータユニットの固定位置が固定子の重心位置と異なる位置に配置される場合でも、固定子の重心位置に近い位置（固定位置より固定子の重心位置側の位置）でファンモータユニットを支持することができるので、ファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制することができる。その結果、空気調和機の運転時にファン及びファンモータユニットから異音が発生してしまうのを抑制することができる。

また、第２の発明では、固定子ハウジングの固定部が固定子の重心位置と異なる位置に設けられる場合でも、上記した支持部を設けることにより、固定子の重心位置に近い位置（固定部より固定子の重心位置側の位置）でファンモータユニットを支持することができる。これにより、ファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制することができる。その結果、空気調和機の運転時にファン及びファンモータユニットから異音が発生してしまうのを抑制することができる。

また、第３の発明では、支持枠のレイアウト上、固定部を固定子の外側の位置（固定子の重心位置と一致しない位置）にしか配置できない場合でも、当該支持部によりファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制することができる。

また、第４の発明では、固定子ハウジングを面支持又は線支持する場合に比べて、固定子ハウジングがガタツクのを防止することができる。また、固定子ハウジングを面支持又は線支持によりガタツクことなく支持しようとする場合、均一な平面を形成する等、支持部に対して高度な加工精度が要求されるが、一点支持の場合には高度な加工精度を必要としない。

また、第５の発明では、固定子ハウジングをより確実に固定して、その固定子ハウジングに収容される固定子が傾くのを防止し、ファン及びファンモータユニットが支持枠に対して傾くのを抑制する。

以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和機の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の全体構成を示した斜視図である。図２は、室内機の内部構成を示した側面図である。図３は、送風ユニット及び支持枠を示した斜視図であり、図４は、ファンモータユニットと支持枠とを示した分解斜視図である。図５は、ファンモータユニットを示した断面図である。図６及び図７は、それぞれ固定子ハウジングの側面図及び正面図である。図８は、支持枠とファンモータユニットとの位置関係を示した模式図である。以下、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態に係る空気調和機１について詳細に説明する。

［空気調和機］
この空気調和機１は、図１に示すように、室内の壁面等に設置される室内機１ａと、圧縮機や室外熱交換器などを有する室外機１ｂとを備えている。そして、室内機１ａと室外機１ｂとは、冷媒配管１ｃによって連結されており、当該冷媒配管１ｃ内を冷媒が流通する。

［室内機］
室内機１ａは、図２に示すように、主として、ケーシング１０と、そのケーシング１０内に配置される室内熱交換器１１及び送風ユニット１２とを備えている。このケーシング１０の上部には吸込口１３が設けられると共に、下部には吹出口１４が設けられている。送風ユニット１２が駆動することにより吸込口１３から吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器１１を通過することによって熱交換されて、吹出口１４を介して室内に吹き出される。送風ユニット１２から吹出口１４に至る流路上には、吹出口１４に近い方から順に、上下方向の風向を変更する上下フラップ１５，左右方向の風向を変更する左右フラップ１６が配置されている。

［送風ユニット］
送風ユニット１２は、吸込口１３から吹出口１４に向かう空気流を形成するためにもうけられている。この送風ユニット１２は、図２及び３に示すように、吹出口１４に連通する開口部５１（図２及び図４参照）を有する支持枠５０に載置される。送風ユニット１２は、クロスフローファン２０と、クロスフローファン２０を回転させるためのファンモータユニット３０とを有している。

［クロスフローファン］
クロスフローファン２０は、図３及び図４に示すように、室内機１ａの長手方向（Ｘ方向）に沿って配置され、その回転軸方向が水平方向（Ｘ方向）になるように配置される。このクロスフローファン２０は、図５に示すように、羽部２１と、その羽部２１の端部に固定されたエンドプレート２２とを有している。羽部２１は、複数の羽が周方向に沿って所定の間隔を隔てて配置されることによって、全体として室内機１ａの長手方向に延在する円筒形状となっている。また、エンドプレート２２には、ファンモータユニット３０側に突出するシャフト２３と、回転子２４とが一体的に設けられている。このシャフト２３は、クロスフローファン２０が回転する際に回転軸として機能する。回転子２４は、後述する固定子３１の径方向外側に配置され、固定子３１から発生する磁力によって回転する。

［ファンモータユニット］
上記したクロスフローファン２０の長手方向の一方端部には、当該クロスフローファン２０を回転させるファンモータユニット３０が設けられている。ファンモータユニット３０は、上記したように回転子２４が固定子３１の径方向外側に配置されるアウターロータ型のモータである。このファンモータユニット３０は、図４及び図５に示すように、上記した回転子２４の内側に配置される固定子３１と、当該固定子３１を収容する固定子ハウジング３２と、固定子３１に取り付けられる防振ゴム３３と、上記したシャフト２３を回転可能に軸支する軸受部材３４と、固定子３１の端面に配置される固定子カバー３５と、固定子ハウジング３２の外周面に配置される外周保持板３６とを備えている。

固定子３１は、図５に示すように、室内機１ａの長手方向（Ｘ方向）に突出した円柱部３１ａと、その円柱部３１ａの径方向外側に延在する鍔部３１ｂとを有している。円柱部３１ａは、磁界を発生させるための鉄心やコイルなどを収納しており、その外周面は、上記した回転子２４の内周面と一定の間隔を隔てて配置される。この鍔部３１ｂには、クロスフローファン２０の回転に伴う振動を吸収する防振ゴム３３が装着される。

固定子ハウジング３２は、小径円筒部３２ａと、大径円筒部３２ｂとを有している。小径円筒部３２ａの内側には、固定子３１の円柱部３１ａが配置されており、大径円筒部３２ｂの内側には、固定子３１の鍔部３１ｂ及びその鍔部３１ｂに装着される防振ゴム３３が配置されている。この小径円筒部３２ａの内周面と、固定子３１の円柱部３１ａの外周面との間には空間が設けられており、当該空間に上記した回転子２４が差し込まれる。

本実施形態の固定子ハウジング３２の大径円筒部３２ｂの外周面には、図６及び図７に示すように、一対の爪部３２ｃ、突起部３２ｄ、及び、固定部３２ｅが形成されている。これらの爪部３２ｃ、突起部３２ｄ及び固定部３２ｅは、各々周方向に所定の間隔を隔てて配置される。また、固定部３２ｅの近傍には、図４及び図７に示すように、大径円筒部３２ｂの外周面から径方向外側に延在する庇部３２ｆが設けられている。一対の爪部３２ｃ及び突起部３２ｄは、それぞれ後述する支持枠５０に形成される一対の爪孔５２ａ（図４参照）及び差込孔５２ｂ（図４参照）に差し込まれる。また、固定部３２ｅには、大径円筒部３２ｂの略接線方向に貫通するボス孔３２ｇが形成されており、後述する支持枠５０に形成されるボス部５３（図４参照）が当該ボス孔３２ｇに挿入される。また、庇部３２ｆにも、大径円筒部３２ｂの略接線方向に貫通する位置決め孔３２ｈが形成されており、後述する支持枠５０に形成される位置決め突起５４（図４参照）が挿入される。

図４に示した外周保持板３６は、露出する固定子ハウジング３２の外周を覆うように支持枠５０に固定される。この外周保持板３６と支持枠５０との間に固定子ハウジング３２を挟み込んだ状態で、外周保持板３６を支持枠５０（ボス部５３のネジ孔５３ａ）にネジ６０により固定することによって、固定子ハウジング３２が外周保持板３６と共に支持枠５０に固定される。

［支持枠］
また、ケーシング１０の内部には、上記した送風ユニット１２を支持する支持枠５０が配置される。この支持枠５０は、図４に示すように、クロスフローファン２０から送出される空気を吹出口１４に導くための開口部５１と、ファンモータユニット３０を設置するための設置部５２とを有している。また、設置部５２の外側には、上記したネジ６０が締結されるネジ孔５３ａを有するボス部５３が設けられている。このボス部５３は、支持枠５０のレイアウト上、固定子３１の重心位置Ｇから離れた位置に設けられている。このため、当該ボス部５３が挿入されるボス孔３２ｇを有する固定部３２ｅが、固定子ハウジング３２のＸ方向の端部に配置される。

設置部５２は、図４に示すように、クロスフローファン２０の背面側及び下方を囲むように曲面状に形成されている。この設置部５２には、上記した固定子ハウジング３２の一対の爪部３２ｃが差し込まれる一対の爪孔５２ａが形成されていると共に、固定子ハウジング３２の突起部３２ｄ（図６参照）が差し込まれる差込孔５２ｂが形成されている。また、設置部５２には、上記した固定子ハウジング３２の庇部３２ｆの位置決め孔３２ｈに差し込まれる位置決め突起５４が形成されている。本実施形態では、上記した（１）一対の爪部３２ｃが差し込まれる爪孔５２ａ，（２）突起部３２ｄが差し込まれる差込孔５２ｂ，（３）庇部３２ｆの位置決め孔３２ｈに差し込まれる位置決め突起５４，の３箇所で固定子ハウジング３２が位置決めがなされる。

ここで、本実施形態では、上記した位置決め突起５４の近傍には、支持部５５が設けられている。この支持部５５は、固定子ハウジング３２の庇部３２ｆに当接することによって、固定子ハウジング３２を支持している。つまり、本実施形態では、上記した（１）〜（３）の位置決めがなされる位置、及び、ネジ６０により固定する位置とは異なる位置で、固定子ハウジング３２を支持している。この支持部５５は、先細形状であって、平板状の庇部３２ｆの下面に対して一点支持する。この支持部５５は、図８に示すように、クロスフローファン２０の軸方向（Ｘ方向）に関して固定部３２ｅの位置（以下、固定位置とする）Ｃと固定子３１の重心位置Ｇとの間に配置される。より詳細には、支持部５５は、クロスフローファン２０の軸方向（Ｘ方向）に関して位置決め突起５４の位置（以下、位置決め位置）Ｂと固定子３１の重心位置Ｇとの間に配置される。つまり、本実施形態では、支持部５５は、位置決め突起５４の近傍で固定子ハウジング３２を支持することができると共に、クロスフローファン２０の軸方向（Ｘ方向）に関して固定位置Ｃより固定子３１の重心位置Ｇ側の位置（以下、支持位置）Ａにおいて、固定子ハウジング３２を支持することができる。

＜ファンモータユニットの位置決め＞
ファンモータユニット３０は、図４に示すように、（１）固定子ハウジング３２の一対の爪部３２ｃを支持枠５０の爪孔５２ａに差し込むと共に、（２）固定子ハウジング３２の突起部３２ｄを支持枠５０の差込孔５２ｂに差し込み、且つ、（３）支持枠５０の位置決め突起５４を固定子ハウジング３２の庇部３２ｆに形成される位置決め孔３２ｈに差し込むことによって、支持枠５０に位置決めされる。

＜ファンモータユニットの固定＞
上記したように、ファンモータユニット３０の位置決めをすれば、固定子ハウジング３２の固定部３２ｅのボス孔３２ｇに支持枠５０のボス部５３が差し込まれる。そして、外周保持板３６を固定子ハウジング３２の外側に配置すると共に、ネジ６０を外周保持板３６の貫通孔（図示せず）を介して当該ボス部５３のネジ孔５３ａに締結することによって、外周保持板３６と支持枠５０とに挟持された固定子ハウジング３２が固定される。

＜ファンモータユニットの支持＞
このとき、ネジ６０の締結によって固定子ハウジング３２の庇部３２ｆの下面と上記した支持枠５０の支持部５５とが当接する。本実施形態では、平板状の庇部３２ｆに対して、支持部５５が一点で当接しているだけである。

［本実施形態の空気調和機の特徴］
本実施形態の空気調和機１には、以下のような特徴がある。

本実施形態の空気調和機１では、固定子ハウジング３２の固定部３２ｅが固定子３１の重心位置Ｇと異なる位置に設けられる場合でも、上記した支持部５５を設けることにより、固定子３１の重心位置Ｇに近い位置（固定部３２ｅより固定子３１の重心位置Ｇ側の位置）でファンモータユニット３０を支持することができる。これにより、クロスフローファン２０及びファンモータユニット３０が支持枠５０に対して傾くのを抑制することができる。その結果、空気調和機１の運転時にクロスフローファン２０及びファンモータユニット３０から異音が発生してしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態の空気調和機１では、支持枠５０のレイアウト上、固定部３２ｅやボス部５３を固定子３１の外側にしか配置できない場合でも、当該支持部５５によりクロスフローファン２０及びファンモータユニット３０が支持枠５０に対して傾くのを抑制することができる。

また、本実施形態の空気調和機１では、固定子ハウジング３２を支持部５５により一点支持することによって、固定子ハウジング３２を面支持又は線支持する場合に比べて、固定子ハウジング３２がガタツクのを防止することができる。また、固定子ハウジング３２を面支持又は線支持によりガタツクことなく支持しようとする場合、均一な平面を形成する等、支持部５５に対して高度な加工精度が要求されるが、一点支持の場合には高度な加工精度を必要としない。

また、本実施形態の空気調和機１では、外周保持板３６を設けることにより、固定子ハウジング３２をより確実に固定して、その固定子ハウジング３２に収容される固定子３１が傾くのを防止し、クロスフローファン２０及びファンモータユニット３０が支持枠５０に対して傾くのを抑制する。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、アウターロータ型モータを用いる例について説明したが、本発明はこれに限らず、インナーロータ型モータを用いてもよい。

本発明を利用すれば、ファン及びファンモータユニットが傾くのを抑制することが可能な空気調和機を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の全体構成を示した斜視図である。 室内機の内部構成を示した側面図である。 送風ユニット及び支持枠を示した斜視図である。 ファンモータユニットと支持枠とを示した分解斜視図である。 ファンモータユニットを示した断面図である。 固定子ハウジングの側面図である。 固定子ハウジングの正面図である。 支持枠とファンモータユニットとの位置関係を示した模式図である。

１ 空気調和機
２０ クロスフローファン（ファン）
３０ ファンモータユニット
３１ 固定子
３２ 固定子ハウジング
３２ｃ 爪部（位置決め部）
３２ｄ 突起部（位置決め部）
３２ｅ 固定部
３６ 外周保持板
５０ 支持枠
５２ａ 爪孔（差込部）
５２ｂ 差込孔（差込部）
５５ 支持部

Claims (5)

1. ファンと、
   前記ファンの背面側及び下方を囲む支持枠と、
   前記ファンを回転させるファンモータユニットとを備え、
   前記ファンモータユニットは、固定子を収容し且つ前記支持枠に固定される固定子ハウジングを有しており、
   前記固定子ハウジングの外周面には、径方向外側に延在する固定部と、前記固定部の近傍において径方向外側に延在する庇部とが設けられており、
   前記固定子ハウジングが前記支持枠に対して位置決めされた状態で、前記固定部が前記ファンの軸方向に関して固定子の重心位置と異なる固定位置において前記支持枠に固定されると共に、前記庇部が前記ファンの軸方向に関して前記固定位置より前記固定子の重心位置側の位置において前記固定部が固定される方向と略同一方向に前記支持枠に支持されることを特徴とする空気調和機。
2. 前記ファンモータユニットは、
   前記ファンの端部に固定された回転子の内側に配置され、前記回転子に磁力を作用させる固定子を有しており、
   前記固定子ハウジングは、
   前記支持枠に設けられた差込部に差し込まれる位置決め部を有すると共に、
   前記支持枠は、前記ファンの軸方向に関して前記固定部より前記固定子の重心位置側の位置であり且つ位置決め部から離れた位置において前記庇部を支持する支持部を有することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記支持部は、前記ファンの軸方向に関して前記固定部と前記固定子の重心位置との間に配置されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
4. 前記支持部は、前記ファンの軸方向に関して前記固定部より前記固定子の重心位置側の位置であり且つ位置決め部から離れた位置において前記固定子ハウジングを一点支持することを特徴とする請求項２または３記載の空気調和機。
5. 前記固定子ハウジングを前記支持枠とで挟むように保持する外周保持板を備えており、
   前記固定子ハウジングは、前記外周保持板と共に前記支持枠に固定されることを特徴とすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
   

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