(57)【要約】  側面に空気吸込口１５を有すると共に上面に空気吹出口１４を有する筐体１３と、空気吸込口１５を覆い筐体１３内に設けられた熱交換器２と、空気吸込口１５から空気を吸い込み空気吹出口１４から空気を排出するファン３と、このファン３の下側に設けられたファンモータ６と、を備え、ファンモータ６は、その外径Ｄ１がファンボス４の外径Ｄ２より大きく、かつ、外周面が熱交換器２の中心より上側（例えば所定位置ａ）とファンボス４の側面（例えば所定位置ｂ）とを通る直線ｃよりもファンモータ６の中心側に位置するように設定されている。
2013183710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に空気吸込口を有すると共に上面に空気吹出口を有する筐体と、
前記空気吸込口を覆い前記筐体内に設けられた熱交換器と、
前記空気吸込口から空気を吸い込み前記空気吹出口から空気を排出するファンと、
このファンの下側に設けられたファンモータと、
を備え、
前記ファンモータは、
その外径をＤ１、前記ファンのボス部の外径をＤ２、前記筐体の一方の側面の外寸をＡ、前記筐体の一方の側面に直行する他方の側面の外寸をＢ、前記熱交換器の一方の側面の内寸をａ、前記熱交換器の一方の側面に直行する他方の側面の内寸をｂとした場合、Ｄ２≦Ｄ１を満たし、かつ、（Ｄ１）^２×π／４＜Ａ×Ｂ×０．１２または（Ｄ１）^２×π／４＜ａ×ｂ×０．２を満たすように形成されていることを特徴とする空調室外機。
【請求項２】
前記ファンモータが複数用いられ、これらのファンモータが前記熱交換器の他方の側面に沿って配置される場合、
前記筐体の他方の側面の外寸Ｂには、この他方の側面に沿って配置される複数のファンモータの数で除した値が用いられることを特徴とする請求項１に記載の空調室外機。
【請求項３】
前記ファンモータが複数用いられ、これらのファンモータが前記熱交換器の他方の側面に沿って配置される場合、
前記熱交換器は、前記各ファンモータが配置される方向に複数に区分され、
前記熱交換器の他方の側面の内寸ｂには、この他方の側面に沿って配置される複数のファンモータの数で除した値が用いられることを特徴とする請求項１に記載の空調室外機。
【請求項４】
側面に空気吸込口を有すると共に上面に空気吹出口を有する筐体と、
前記空気吸込口を覆い前記筐体内に設けられた熱交換器と、
前記空気吸込口から空気を吸い込み前記空気吹出口から空気を排出するファンと、
このファンの下側に設けられたファンモータと、
を備え、
前記ファンモータは、
外径が前記ファンのボス部の外径より大きく、かつ、前記ファンモータの外周面が前記熱交換器の高さの中心より上側と前記ボス部の側面とを通る直線よりも前記ファンモータの中心側に位置するように設定されていることを特徴とする空調室外機。
【請求項５】
側面に空気吸込口を有すると共に上面に空気吹出口を有する筐体と、
前記空気吸込口を覆い前記筐体内に設けられた熱交換器と、
前記空気吸込口から空気を吸い込み前記空気吹出口から空気を排出するファンと、
このファンの下側に設けられたファンモータと、
を備え、
前記熱交換器の上端から前記熱交換器の高さの１／３に相当する長さだけ離れた熱交換器上の位置をａとし、前記ファンのボス部の側面における任意の位置をｂとしたとき、
前記ファンモータは、
外径が前記ボス部の外径より大きく、かつ、前記ファンモータの外周面が前記ａと前記ｂとを通る直線よりも前記ファンモータの中心側に位置するように設定されていることを特徴とする空調室外機。
【請求項６】
側面に空気吸込口を有すると共に上面に空気吹出口を有する筐体と、
前記空気吸込口を覆い前記筐体内に設けられた熱交換器と、
前記空気吸込口から空気を吸い込み前記空気吹出口から空気を排出するファンと、
このファンの下側に設けられたファンモータと、
を備え、
前記熱交換器の上端から前記熱交換器の高さの１／３に相当する長さだけ離れた熱交換器上の位置をａとし、前記ファンのボス部の側面における任意の位置をｂとしたとき、
前記ファンモータは、
外径が前記ボス部の外径の９５％に相当する値より大きく、かつ、前記ファンモータの外周面が前記ａと前記ｂとを通る直線よりも前記ファンモータの中心側に位置するように設定されていることを特徴とする空調室外機。
【請求項７】
前記ファンモータは、前記ファンモータの外径Ｄ１と軸方向の高さＨ２との関係がＤ１＞Ｈ２となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項８】
前記ファンモータは、前記筐体の内部に設置された取り付け足の上側に設けられ、前記取り付け足側の面から前記ファン側の面に向かうにつれて外径が縮径するように形成されたことを特徴とする請求項４〜７の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項９】
前記ファンモータの外周面に形成され、前記ファンモータの外側に突出する複数の放熱体を備え、
前記ファンモータは、前記放熱体を除いた外径が前記ボス部の外径より大きく、かつ、前記ファンモータの外周面が前記ａと前記ｂとを通る直線よりも前記ファンモータの中心側に位置するように設定されていることを特徴とする請求項４〜８の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１０】
前記ファンモータは、定格運転時における銅損と鉄損との関係が銅損＞鉄損となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１１】
前記ファンモータは、定格運転時における銅損と鉄損との関係が銅損＞２×鉄損となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１２】
前記ファンモータは、インナーロータ型であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１３】
前記ファンモータは、アウターロータ型であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１４】
前記ファンモータは、ロータがステータの内周側と外周側に存在するダブルロータ型であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の空調室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トップフロー型の空調室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルなどの大規模な建物において複数の空間を空気調和する手段としてマルチエアコンが広く用いられている。マルチエアコンでは、複数の室外機の総設置面積を縮減するため、各室外機が密接に設置される。このような設置環境下でも所要の運転ができるようにマルチエアコンの室外機では、室外機側面から吸入された空気を室外機上部に吹き出すトップフロー構造が採用されることが多い。トップフロー型の室外機は、室外機側面に設けられた熱交換器と、この熱交換器に空気が通流するように室外機筐体の側面に設けられた空気吸入口と、室外機筐体の上面に設けられた空気吹出口と、室外機側面の空気を室外機内に取り込むと共にこの空気を空気吹出口から機外へ排出するためのファンと、熱交換器とファンとの間に介在しファンを駆動するファンモータとを有している。そしてファンは、羽根の中心部に設けられたファンボスにファンモータの駆動力が伝達することにより回転する（例えば下記特許文献１）。【０００３】
このように構成された室外機では、室外機内の圧縮機が動作した際、熱交換器に冷媒が循環し、この熱交換器の周囲の空気と冷媒との間で熱交換が行われる。そしてファンが回転することによって室外機側面から室外機内部に空気が取り込まれ、このときに生じる風が熱交換器を通流することによって熱交換が促される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０２６６２号公報（図１など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モータは、その外径が大きいほど銅損（巻線に電流が流れることにより生じる損失）に対する鉄損（ステータに生じるヒステリシス損など）の割合が小さくなり、これに伴って損失が小さくなるため、モータ効率が向上する。そのためトップフロー型の室外機に用いられるファンモータにおいても外径を大きくすることが望ましい。しかしながら、上記特許文献１に代表される従来技術では、熱交換器を介して室外機内に取り込まれた風が吹出口から排出されるときの風路がファンモータで妨げられることによる影響を懸念して、ファンモータの外径がファンボスの外径より小さく設計されているのが一般的である。なお上記の影響とは、熱交換器を通流する風の風量が低下することによる熱交換量の低下を意味する。特に従来技術では、ファンモータの製作誤差を考慮してモータ外径がファンボス外径より若干小さく設計されることが多い。また従来技術では、ファンモータの取り付け誤差に起因する前記風路への影響を考慮してモータ外径がファンボス外径より小さくなるように設計が成されることが多い。このように熱交換器における熱交換量の向上とモータ効率の向上とはトレードオフの関係にあり、従来技術は、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させることができないという課題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させることが可能な空調室外機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、側面に空気吸込口を有すると共に上面に空気吹出口を有する筐体と、前記空気吸込口を覆い前記筐体内に設けられた熱交換器と、前記空気吸込口から空気を吸い込み前記空気吹出口から空気を排出するファンと、このファンの下側に設けられたファンモータと、を備え、前記ファンモータは、その外径をＤ１、前記ファンのボス部の外径をＤ２、前記筐体の一方の側面の外寸をＡ、前記筐体の一方の側面に直行する他方の側面の外寸をＢ、前記熱交換器の一方の側面の内寸をａ、前記熱交換器の一方の側面に直行する他方の側面の内寸をｂとした場合、Ｄ２≦Ｄ１を満たし、かつ、（Ｄ１）^２×π／４＜Ａ×Ｂ×０．１２または（Ｄ１）^２×π／４＜ａ×ｂ×０．２を満たすように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ファンモータの外径が、銅損に対する鉄損の割合を小さくできると共に風路への影響が少ない大きさに設定されているので、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る空調室外機の側面図である。
【図２】図２は、図１に示されるファンモータの構造図である。
【図３】図３は、図１に示されるファンの構造図である。
【図４】図４は、ファンモータの変形例を示す図である。
【図５】図５は、図５は、筐体内の高さ方向における位置と風速との関係を示す図である。
【図６】図６は、ファンボスの外径とファンモータの外径との関係を説明するための図である。
【図７】図７は、筐体または熱交換器の内側の断面積とファンモータの断面積との関係を説明するための図である。
【図８】図８は、図８は、ｎ（ｎは２以上の整数）個のモータを用いた場合における筐体または熱交換器の内側の断面積とファンモータの断面積との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る空調室外機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る空調室外機（以下「室外機」）１の側面図であり、図２は、図１に示されるファンモータ６の構造図であり、図３は、図１に示されるファン３の構造図である。
【００１２】
室外機１は、筐体１３の側面に設けられた熱交換器２と、熱交換器２に空気が通流するように筐体１３の側面に設けられた空気吸込口１５と、熱交換器２に通流した空気を室外機上面に排出する空気吹出口１４と、室外機側面の空気を機内に取り込むと共にこの空気を空気吹出口１４から機外へ排出するためのファン３と、熱交換器２とファン３との間に介在しファン３を回転させるファンモータ６とを有している。
【００１３】
筐体１３は支持脚１２で支持され、ファンモータ６は固定部材である取り付け足１０によって筐体１３内部の上側に設置されている。筐体１３の内部には電気品１６が設けられている。電気品１６は、例えば冷媒の昇圧用の圧縮機や圧縮機およびファンモータ６の駆動を制御するための制御基板などである。電気品１６は、仕切り板（図示せず）によって送風室１８と隔てられ、かつ、降雨にさらされない防雨構造を成す。空気吹出口１４とファン３との間には、熱交換器２を通過して送風室１８内に流入した風１９が機外に排出される際の圧力損失を低減するベルマウス１７が設けられている。
【００１４】
ファンモータ６は、主たる構成として、モータ本体８と、ファンモータ６の出力軸であるシャフト７とを有して構成されている。モータ本体８は、ロータ（回転子）およびステータ（固定子）を内包するフレーム８ｃと、フレーム８ｃのシャフト７側（空気吹出口１４側）に設けられた軸方向外端面８ａと、フレーム８ｃの反シャフト７側（取り付け足１０側）に設けられた軸方向内端面８ｂとを有して構成されている。
【００１５】
図２の上側の図はファン３側から見たファンモータ６の外観を表し、図２の下側の図は側面から見たファンモータ６の外観を表している。図２に示されるモータ本体８は、一例として、軸方向内端面８ｂから軸方向外端面８ａに向かうにつれてフレーム８ｃの外径が縮径するように形成され、例えば軸方向外端面８ａ側の外径Ｄ１ａが軸方向内端面８ｂの外径Ｄ１ｂより小さく形成されている。なお、モータ本体８の形状はこれに限定されるものではなく、モータ本体８は、外径Ｄ１ａと外径Ｄ１ｂとが同じ寸法となるように形成されたものでもよいし、外径Ｄ１ａが外径Ｄ１ｂより大きく形成されたものでもよい。以下の説明では、特に言及する場合を除き、フレーム８ｃの直径を単に「外径Ｄ１」と称する。外径Ｄ１は、例えば、ファンモータ６のコイル（図示せず）を絶縁樹脂でモールドした状態における外径である。
【００１６】
ファンモータ６は、外径Ｄ１と高さＨ２との関係が例えばＤ１＞Ｈ２となるように構成されている。このように構成することでファンモータ６は軸方向に短寸の扁平構造となる。定格運転時におけるモータ損失には銅損と鉄損が含まれるが、扁平構造とすることにより、銅損に対する鉄損の割合が小さくなるためモータ効率を改善することができる。ファンモータ６は、銅損と鉄損との関係が銅損＞鉄損となるように構成されているため高効率化を図ることが可能である。なお、銅損と鉄損との関係が銅損＞２×鉄損となる扁平構造とした場合、更なる高効率化を図ることができる。
【００１７】
なお、本実施の形態にかかるファンモータ６のように、フレーム８ｃの外周面に段差があり（あるいは外周面が傾斜し）、軸方向に縮径する形状のモータである場合、ファンモータ６の外周面の中で径方向（シャフト７の軸線方向と直交する方向）に最も広い部分が外径Ｄ１となる。例えば、ファンモータ６が、ステータの内側にロータが存在するインナーロータ型である場合、ステータの外周に設けられたフレーム８ｃの直径が外径Ｄ１である。また、ファンモータ６が、ステータの外側にロータが存在するアウターロータ型である場合、ロータの外周に設けられたフレーム８ｃの直径が外径Ｄ１である。
【００１８】
図３の上側の図は側面から見たファン３の外観を表し、図３の下側の図はファンモータ６側から見たファン３の外観を表している。ファン３は、プロペラファンや斜流ファンなどの羽根５と、円環状を成しシャフト７に設置され羽根５を保持するファンボス４とを有して構成されている。図３に示されるファンボス４は、一例として、軸方向外端面４ａの外径と軸方向内端面４ｂの外径とが同じ寸法となるように形成されており、以下の説明ではファンボス４の直径を「外径Ｄ２」と称する。
【００１９】
本実施の形態にかかる室外機１では、ファンモータ６の外径Ｄ１の下限値および上限値が以下のように設定されている。具体的に説明すると、熱交換器２の高さ方向における寸法Ｈａ（図１参照）を３等分した各寸法（Ｈａ×１／３）が上から順にＨａ１、Ｈａ２、Ｈａ３である場合、熱交換器２の上端からＨａ×１／３に相当する長さ（Ｈａ１）だけ離れた熱交換器２上の位置が図１の「所定位置ａ」となる。また、ファンボス４の高さ方向における寸法Ｈ１（図３参照）を２等分した位置、すなわちファンボス４の端面（４ａまたは４ｂ）からＨ１×１／２に相当する長さだけ離れたファンボス４上の位置が「所定位置ｂ」となる（図１、図３参照）。なお、ファン３の高さ（Ｈ１）は、ファンボス４の軸方向外端面４ａまたは軸方向内端面４ｂに凹凸がある場合、この凹凸の端部を基準とする。
【００２０】
図１に示される点線の直線ｃは所定位置ａと所定位置ｂとを通る線を表している。そして、本実施の形態にかかるファンモータ６は、その外径Ｄ１の寸法がファンボス４の外径Ｄ２より大きく、かつ、フレーム８ｃの外周面が直線ｃよりもファンモータ中心側に位置するように設定されている。
【００２１】
以下、本実施の形態にかかるファンモータ６がこのように構成されている理由を説明する。ファンモータ６は例えば長尺円筒状のフレーム８ｃを用いるなどして外径Ｄ１を小さくすることは可能であるが、外径Ｄ１が小さいほど銅損に対する鉄損の割合が大きくなるため、モータ損失が大きくなりモータ効率が低下することとなる。従って、外径Ｄ１を大きくすることでモータ効率を改善することができる。
【００２２】
ただし、トップフロー型の室外機１では、熱交換器２と空気吹出口１４との間にファンモータ６が設けられているため、外径Ｄ１を必要以上に大きくした場合、風１９の風路がファンモータ６（特にファンモータ６の外周側）で妨げられる。この場合、熱交換器２を通流する風１９の風量が低下し、熱交換効率が低下することとなる。従来技術では、このような熱交換効率の低下を防止するため、ファンモータ６の外径Ｄ１がファンボス４の外径Ｄ２より小さくなるように設計が成されている。特に、従来技術では、ファンモータ６の製作誤差を考慮して外径Ｄ１が例えば外径Ｄ２の９５％以下となるように構成される。また、従来技術では、ファンモータ６の取り付け誤差に起因する風１９への影響を考慮して外径Ｄ１が外径Ｄ２より小さくなるように設計が成されている。
【００２３】
なお上記特許文献１の図１には、ボスの外径よりも大きい外径のファンモータが示されている。これは、室外機の構成要素が実寸法ではなく模式的に示されているためであり、上記特許文献１に代表される従来技術においては、ファンモータ６の外径Ｄ１はファンボス４の外径Ｄ２と同等あるいは小さく形成されているのが一般的である。従って、従来技術では、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させるというニーズに対応することができないという問題があった。
【００２４】
一方、トップフロー型の室外機１では、熱交換器２の上部側にファン３が設けられ、ファン３の回転による負圧を利用して室外機１側面から送風室１８に空気を取り込み、送風室１８に取り込まれた風１９が空気吹出口１４に導かれ機外に排出される。従って、トップフロー型の室外機１では、ファン３の回転による負圧が、ファン３の近傍に位置する熱交換器２の上段部分に最も強く作用する。そのため、熱交換器２を通過する風１９としては、熱交換器２の上段部分が最も強く、熱交換器２の下側に向かうにつれて（ファン３から離れるにつれて）弱くなる傾向がある。
【００２５】
図１には熱交換器２を通過する風１９の流れが模式的に示されている。ファン３の回転による負圧が熱交換器２の上段部分（符号Ｈａ１で示される部分）に最も強く作用するため、熱交換器２の上段部分の風１９は、熱交換器２の中段部分（符号Ｈａ２で示される部分）および下段部分（符号Ｈａ３で示される部分）よりも強くなる。また、熱交換器２を通過した風１９は、熱交換器２と空気吹出口１４との間を最短距離で流れる。そのため、熱交換器２の上段部分を通過した風１９は、筐体１３の内周面の近傍（ファンモータ６から離れた位置）を流れて空気吹出口１４から排出される。なお、熱交換器２を通過した風１９の一部（例えば熱交換器２の中段部分および下段部分を通過した風１９）は、ファンモータ６の近傍を通過するものの、風１９の強さとしては熱交換器２の上段部分を通過したものが支配的である。そのため、ファンモータ６の外径Ｄ１が、熱交換器２の上段部分を通過した風１９の流れを阻害しない程度の大きさに設定されていれば、風路に与える影響、すなわち熱交換効率の低下を招くことなくモータ効率を向上させることができる。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、熱交換器２の上段部分を通過した風１９の風路を阻害しない外径Ｄ１の上限の基準として、直線ｃを用いている。すなわち、本実施の形態にかかるファンモータ６は、その外径Ｄ１の寸法がファンボス４の外径Ｄ２より大きく、かつ、フレーム８ｃの外周面が直線ｃよりも内側に位置するように形成されている。
【００２７】
以下、動作を説明する。室内機（図示せず）の設定温度と室内温度との関係から圧縮機を運転させる必要がある場合、電気品１６内の制御基板では圧縮機の駆動制御が行われ、圧縮機が運転を開始することによって熱交換器２には冷媒が循環し、熱交換器２の周囲の空気と冷媒との間で熱交換が行われる。また制御基板ではファンモータ６の駆動制御も行われ、ファンモータ６に取り付けられたファン３の回転により負圧が生じ、室外機１側面の空気が送風室１８に取り込まれる。このとき生じる風１９が熱交換器２を通流することによって熱交換が促される。ファンモータ６の外周面は直線ｃよりも室外機１の中心側（軸線側）に位置するため、送風室１８に取り込まれた風１９の風路がファンモータ６に影響されることがない。そして、この風１９は、筐体１３とファンモータ６との間を通過して空気吹出口１４から排出される。
【００２８】
なお、ファンモータ６の製作誤差を考慮する場合、外径Ｄ１は、例えば外径Ｄ２の９５％に相当する値より大きく、かつ、直線ｃよりもファンモータ中心側に位置するように設定すればよい。
【００２９】
また、本実施の形態では、熱交換器２の上端からＨａ×１／３に相当する長さだけ離れた熱交換器２上の位置を所定位置ａとして説明したが、所定位置ａはこれに限定されるものではない。熱交換器２を通流する風１９の強さは、熱交換器２の下側よりも上側を通過したものが支配的であるため、例えば、熱交換器２の上端からＨａ×１／２に相当する長さだけ離れた熱交換器２上の位置ａ’を「所定位置ａ」として用いてもよい。この位置ａ’を「所定位置ａ」として用いた場合、ファンモータ６の外径Ｄ１の最大値がやや小さくなるものの、モータ効率を向上させることが可能である。すなわち、本実施の形態にかかるファンモータ６は、その外径Ｄ１の寸法がファンボス４の外径Ｄ２より大きく、かつ、フレーム８ｃの外周面が所定位置ｂと熱交換器２の高さの中心より上側（所定位置ａ、ａ’）とを通る直線ｃよりも内側に位置するように形成されているものとする。
【００３０】
また、本実施の形態では、熱交換器２の上端からＨａ×１／３に相当する長さだけ離れた熱交換器２上の位置を所定位置ａとして説明したが、所定位置ａは、以下の位置であってもよい。すなわち、空気吸込口１５の高さ方向における寸法Ｈｂ（図１参照）を３等分した各寸法（Ｈｂ×１／３）が上から順にＨｂ１、Ｈｂ２、Ｈｂ３である場合、空気吸込口１５の上部からＨｂ×１／３に相当する長さ（Ｈｂ１）だけ離れた熱交換器２上の位置が図１の「所定位置ａ」となる。
【００３１】
また、本実施の形態では、便宜上、ファンボス４の端面（４ａまたは４ｂ）からＨ１×１／２に相当する長さだけ離れたファンボス４上の位置を所定位置ｂとして説明したが、所定位置ｂは、これに限定されるものではなく、ファンボス４の側面の任意の位置であってもよい。
【００３２】
また、本実施の形態にかかるファンモータ６に適したモータ構造としては、インナーロータ型、アウターロータ型、ロータがステータの内側と外側に存在するダブルロータ型、回転軸に対して平行方向にロータとステータとが対抗するアキシャルギャップ型などがある。本実施の形態では、ファンモータ６の外径Ｄ１を大きくすることによりモータ効率を改善することが目的であるため、銅損と鉄損の関係が銅損＞鉄損となればモータ効率を改善可能である。そのため本実施の形態は、上記した何れのモータ構造にも適用可能である。
【００３３】
また、インナーロータ型は、外径Ｄ１を大きくすることで巻線面積を拡大させることができ、効果的にモータ効率の向上を図ることが可能である。特に本実施の形態のファンモータ６は、扁平構造に向いているため、インナーロータ型は本実施の形態との組み合わせに好適である。またアウターロータ型は、ロータが外側にあり内側にステータがあるため、中心部の面積も有効に使用できることから、扁平構造に向いている構造であり、本実施の形態との組み合わせに好適である。またダブルロータ型は、ステータの内側と外側にロータが存在するため、扁平構造に向いている構造であり、本実施の形態との組み合わせに好適である。以上のことから、本実施の形態にかかるファンモータ６にインナーロータ型、アウターロータ型、またはダブルロータ型を適用することで更に高効率な室外機１を得ることができる。
【００３４】
図４は、ファンモータ６の変形例を示す図である。図４に示されるファンモータ６−１には、冷却性を高めるためのフィン（放熱体９）が設けられている。放熱体９は、モータ本体８−１の表面積を増やして冷却性を高めるための物であり、モータ外周面において周方向に所定間隔で配置される。そのため風路に与える影響は小さい。従って放熱体９が設けられたファンモータ６−１では、放熱体９を除いた部分が外径Ｄ１（Ｄ１ａまたはＤ１ｂ）となり、ファンモータ６−１は、その外径Ｄ１の寸法がファンボス４の外径Ｄ２より大きく、かつ、フレーム８ｃの外周面が直線ｃよりもモータ中心側に位置するように設定されている。
【００３５】
図５は、筐体内の高さ方向における位置と風速との関係を示す図であり、横軸には熱交換器２の上部位置（高さＨａの位置）を基準して下部方向に測ったときの計測位置を熱交換器２の高さＨａで規格化したときの値（規格化計測位置）を示し、縦軸には熱交換器２を通流する風の風速を示している。また、図５では、外径Ｄ１の寸法が異なるファンモータ６を用いた室外機１における規格化計測位置と風速との関係を一例として示している。
【００３６】
また、図６は、ファンボスの外径とファンモータの外径との関係を説明するための図であり、ファンモータ６の外径Ｄ１とファンボス４の外径Ｄ２との関係を示している。図７は、筐体または熱交換器の内側の断面積とファンモータの断面積との関係を説明するための図であり、筐体１３の上側から内部を見たときの筐体１３、熱交換器２、ファンボス４、およびファンモータ６を示している。
【００３７】
図５の（１）の曲線は、有効断面積が０．０２ｍ２のファンモータ６を用いた場合のデータである。同様に（２）〜（６）の曲線は、有効断面積がそれぞれ０．０３ｍ２、０．０６ｍ２、０．０７ｍ２、０．０８ｍ２、０．１０ｍ２のファンモータ６を用いた場合のデータである。
【００３８】
図５において、図中の最も左側のデータに着目すると、（１）のファンモータ６を用いた場合の風速は約４．９ｍ／ｓであり、（２）のファンモータ６を用いた場合の風速は約６．３ｍ／ｓであり、（３）のファンモータ６を用いた場合の風速は約５．２ｍ／ｓであり、（４）のファンモータ６を用いた場合の風速は約４．９ｍ／ｓであり、（５）のファンモータ６を用いた場合の風速は約４．４ｍ／ｓである。
【００３９】
ここで、図５に示すデータは、筐体１３の一方の側面の外寸（短手方向の外寸）Ａが７６０ｍｍ、筐体１３の一方の側面に直交する他方の側面の外寸（長手方向の外寸）Ｂが９２０ｍｍであり、また、熱交換器２の一方の側面の内寸ａが５２０ｍｍ、熱交換器２の一方の側面に直行する他方の側面の内寸ｂが８６１ｍｍである場合の一例である。このような寸法の筐体１３および熱交換器２を用いた場合では、図中の最も左側の計測位置では４．０ｍ／ｓ以上の風速を確保することが好ましい。一方、（６）のファンモータ６を用いた場合の同じ計測位置での風速は約３．２ｍ／ｓまで低下しているので、好ましいファンモータ６とは言いがたい。
【００４０】
なお、上記の４．０ｍ／ｓ以上という条件は、熱交換器２、ファンモータ６および筐体１３の寸法を表すパラメータにて規定することができる。具体的には、ファンモータ６の外寸Ｄ１、ファンボス４の外径Ｄ２、筐体１３の一方の側面の外寸Ａ、筐体１３の他方の側面の外寸Ｂ、熱交換器２の一方の側面の内寸ａ、熱交換器２の他方の側面の内寸ｂを用いて、次式のように表すことができる。
【００４１】
Ｄ２≦Ｄ１・・・（１）
（Ｄ１）^２×π／４＜Ａ×Ｂ×０．１２・・・（２）
（Ｄ１）^２×π／４＜ａ×ｂ×０．２・・・（３）
【００４２】
（１）式はファンモータ６の外径Ｄ１の下限値に関する条件式であり、（２）式および（３）式はファンモータ６の外径Ｄ１の上限値に関する条件式である。
【００４３】
なお、（２）式では筐体１３の外寸を基準としてＤ１の上限を規定しているのに対して、（３）式では熱交換器２の内寸を基準としてＤ１の上限を規定しており、何れかの条件式が成立すればよい。
【００４４】
つぎに、（２）の条件式における右辺の数値の根拠について説明する。図５において、風速４．０ｍ／ｓのときの断面積を、（６）のファンモータ６を用いた場合（有効断面積０．１０ｍ２）の風速３．２ｍ／ｓと、（５）のファンモータ６を用いた場合（有効断面積０．０８ｍ２）の風速４．４ｍ／ｓとから、内挿にて求めると、約０．０８８ｍ２となる。この０．０８８ｍ２の値を、筐体１３の外寸Ａ＝７６０ｍｍと外寸Ｂ＝９２０ｍｍとの積に対する比率として求めれば、０．０８８／（０．７６×０．９２）≒０．１２となる。
【００４５】
また、同様に、風速４．０ｍ／ｓのときの断面積０．０８８ｍ２を、熱交換器２の内寸ａ＝５２０ｍｍと内寸ｂ＝８６１ｍｍとの積に対する比率として求めれば、０．０８８／（０．７６×０．９２）≒０．２０となる。
【００４６】
図８は、ｎ（ｎは２以上の整数）個のモータを用いた場合における筐体または熱交換器２の内側の断面積とファンモータの断面積との関係を説明するための図である。図示例の室外機１では、２つのファンモータ６が設置され、さらに各ファンモータ６を取り囲むように熱交換器２が設置されている。なお、図８には説明を簡単化するため２つのファンモータ６が設置された室外機１が示されているが、１台の室外機１に設置されるファンモータ６の数ｎは図示例に限定されるものではなく３つ以上であってもよい。
【００４７】
図示例のように２つのファンモータ６が設置されている場合、上記（２）式にはＢ（筐体１３の側面の長手方向の外寸）の値をファンモータ６の数ｎで除した値（図示例ではＢ／２）が用いられている。すなわち、ファンモータ６が複数用いられ、これらのファンモータ６が熱交換器２の他方の側面に沿って配置される場合、筐体１３の他方の側面の外寸Ｂには、この他方の側面に沿って配置される複数のファンモータ６の数（ｎ）で除した値が用いられる。
【００４８】
上記（３）式にはｂ（熱交換器２の側面の長手方向の内寸）の値をファンモータ６の数ｎで除した値（図示例ではｂ／２）が用いられる。すなわち、ファンモータ６が複数用いられ、これらのファンモータ６が熱交換器２の他方の側面に沿って配置される場合、熱交換器２は、各ファンモータ６が配置される方向に複数に区分され、各熱交換器２の他方の側面の内寸ｂには、この他方の側面に沿って配置される複数のファンモータ６の数（ｎ）で除した値が用いられる。
【００４９】
以上に説明したように本実施の形態にかかる空調室外機は、側面に空気吸込口１５を有すると共に上面に空気吹出口１４を有する筐体１３と、空気吸込口１５を覆い筐体１３内に設けられた熱交換器２と、空気吸込口１５から空気を吸い込み空気吹出口１４から空気を排出するファン３と、このファン３の下側に設けられたファンモータ（６、６−１）と、を備え、ファンモータは、その外径Ｄ１がファンボス４の外径Ｄ２より大きく、かつ、外周面が熱交換器２の高さの中心より上側（例えば所定位置ａ、ａ’）とファンボス４の側面（例えば所定位置ｂ）とを通る直線ｃよりもファンモータの中心側に位置するように設定されているので、ファンモータの外径Ｄ１は、銅損に対する鉄損の割合を小さくできると共に風路への影響が少ない大きさとなる。従って、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させることが可能である。その結果、同等の空調能力を有する従来の空調室外機に比してエネルギー消費量を低減でき、ＬＣＡ（Ｌｉｆｅ Ｃｙｃｌｅ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）の点からも好ましい空調室外機を提供可能である。
【００５０】
また、熱交換器２の上端から熱交換器２の高さの１／３に相当する長さだけ離れた熱交換器上の位置をａとし、ファンボス４の側面の任意の位置をｂとしたとき、本実施の形態にかかるファンモータ（６、６−１）は、その外径Ｄ１がファンボス４の外径Ｄ２より大きく、かつ、その外周面が前記ａと前記ｂとを通る直線ｃよりもファンモータの中心側に位置するように設定されているので、上記同様に、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させることが可能である。
【００５１】
また、熱交換器２の上端から熱交換器２の高さの１／３に相当する長さだけ離れた熱交換器上の位置をａとし、ファンボス４の側面の任意の位置をｂとしたとき、本実施の形態にかかるファンモータ（６、６−１）は、その外径Ｄ１がファンボス４の外径Ｄ２の９５％に相当する値より大きく、かつ、その外周面が前記ａと前記ｂとを通る直線ｃよりもファンモータの中心側に位置するように設定されているので、上記同様に、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させることが可能である。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態にかかる空調室外機は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、主にトップフロー型の空調室外機に適用可能であり、特に、熱交換量を低下させることなくモータ効率を向上させることが可能な発明として有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１  室外機、  ２  熱交換器、３  ファン、４  ファンボス（ボス部）、４ａ，８ａ  軸方向外端面、４ｂ，８ｂ  軸方向内端面、５  羽根、６，６−１  ファンモータ、７  シャフト、８，８−１  モータ本体、８ｃ  フレーム、９  放熱体、１０  取り付け足、１２  支持脚、１３  筐体、１４  空気吹出口、１５  空気吸込口、１６  電気品、１７  ベルマウス、１８  送風室、１９  風。
【図１】
2013183710.tif 000003
【図２】
2013183710.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年8月10日(2015.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に空気吸込口を有すると共に上面に空気吹出口を有する筐体と、
前記空気吸込口を覆い前記筐体内に設けられた熱交換器と、
前記空気吸込口から空気を吸い込み前記空気吹出口から空気を排出するファンと、
前記ファンの下側に設けられたファンモータと、
を備え、
前記空気吹出口は、前記空気吸込口よりも大きく形成され、前記空気吸込口から見通せる位置に設けられ、
前記ファンモータは、
その外径をＤ１、前記ファンのボス部の外径をＤ２、前記筐体の一方の側面の外寸をＡ、前記筐体の一方の側面に直行する他方の側面の外寸をＢ、前記熱交換器の一方の側面の内寸をａ、前記熱交換器の一方の側面に直行する他方の側面の内寸をｂとした場合、Ｄ２≦Ｄ１を満たし、かつ、（Ｄ１）^２×π／４＜Ａ×Ｂ×０．１２または（Ｄ１）^２×π／４＜ａ×ｂ×０．２を満たすように形成されている空調室外機。
【請求項２】
前記ファンモータが複数用いられ、これらのファンモータが前記熱交換器の他方の側面に沿って配置される場合、
前記筐体の他方の側面の外寸Ｂには、この他方の側面に沿って配置される複数のファンモータの数で除した値が用いられる請求項１に記載の空調室外機。
【請求項３】
前記ファンモータが複数用いられ、これらのファンモータが前記熱交換器の他方の側面に沿って配置される場合、
前記熱交換器は、前記各ファンモータが配置される方向に複数に区分され、
前記熱交換器の他方の側面の内寸ｂには、この他方の側面に沿って配置される複数のファンモータの数で除した値が用いられる請求項１に記載の空調室外機。
【請求項４】
前記ファンモータは、
前記ファンモータの外周面が前記熱交換器の高さの中心より上側と前記ボス部の側面とを通る直線よりも前記ファンモータの中心側に位置するように設定されている請求項１に記載の空調室外機。
【請求項５】
前記熱交換器の上端から前記熱交換器の高さの１／３に相当する長さだけ離れた熱交換器上の位置をａとし、前記ファンのボス部の側面における任意の位置をｂとしたとき、
前記ファンモータは、
前記ファンモータの外周面が前記ａと前記ｂとを通る直線よりも前記ファンモータの中心側に位置するように設定されている請求項１に記載の空調室外機。
【請求項６】
前記ファンモータは、前記ファンモータの外径Ｄ１と軸方向の高さＨ２との関係がＤ１＞Ｈ２となるように構成されている請求項１から請求項５の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項７】
前記ファンモータは、前記筐体の内部に設置された取り付け足の上側に設けられ、前記取り付け足側の面から前記ファン側の面に向かうにつれて外径が縮径するように形成された請求項１から請求項６の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項８】
前記ファンモータの外周面に形成され、前記ファンモータの外側に突出する複数の放熱体を備え、
前記ファンモータは、前記放熱体を除いた外径が前記ボス部の外径より大きく、かつ、前記ファンモータの外周面が前記ａと前記ｂとを通る直線よりも前記ファンモータの中心側に位置するように設定されている請求項５から請求項７の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項９】
前記ファンモータは、定格運転時における銅損と鉄損との関係が銅損＞鉄損となるように構成されている請求項１から請求項８の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１０】
前記ファンモータは、定格運転時における銅損と鉄損との関係が銅損＞２×鉄損となるように構成されている請求項１から請求項８の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１１】
前記ファンモータは、インナーロータ型である請求項１から請求項１０の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１２】
前記ファンモータは、アウターロータ型である請求項１から請求項１０の何れか１つに記載の空調室外機。
【請求項１３】
前記ファンモータは、ロータがステータの内周側と外周側に存在するダブルロータ型である請求項１から請求項１０の何れか１つに記載の空調室外機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ビルなどの大規模な建物において複数の空間を空気調和する手段としてマルチエアコンが広く用いられている。マルチエアコンでは、複数の室外機の総設置面積を縮減するため、各室外機が密接に設置される。このような設置環境下でも所要の運転ができるようにマルチエアコンの室外機では、室外機側面から吸い込まれた空気を室外機上部に吹き出すトップフロー構造が採用されることが多い。トップフロー型の室外機は、室外機側面に設けられた熱交換器と、この熱交換器に空気が通流するように室外機筐体の側面に設けられた空気吸込口と、室外機筐体の上面に設けられた空気吹出口と、室外機側面の空気を室外機内に取り込むと共にこの空気を空気吹出口から機外へ排出するためのファンと、熱交換器とファンとの間に介在しファンを駆動するファンモータとを有している。そしてファンは、羽根の中心部に設けられたファンボスにファンモータの駆動力が伝達することにより回転する（例えば下記特許文献１）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の空調室外機は、側面に空気吸込口を有すると共に上面に空気吹出口を有する筐体と、前記空気吸込口を覆い前記筐体内に設けられた熱交換器と、前記空気吸込口から空気を吸い込み前記空気吹出口から空気を排出するファンと、前記ファンの下側に設けられたファンモータと、を備え、前記空気吹出口は、前記空気吸込口よりも大きく形成され、前記空気吸込口から見通せる位置に設けられ、前記ファンモータは、その外径をＤ１、前記ファンのボス部の外径をＤ２、前記筐体の一方の側面の外寸をＡ、前記筐体の一方の側面に直行する他方の側面の外寸をＢ、前記熱交換器の一方の側面の内寸をａ、前記熱交換器の一方の側面に直行する他方の側面の内寸をｂとした場合、Ｄ２≦Ｄ１を満たし、かつ、（Ｄ１）^２×π／４＜Ａ×Ｂ×０．１２または（Ｄ１）^２×π／４＜ａ×ｂ×０．２を満たすように形成されている。
【国際調査報告】
2013183710.tif 000011
2013183710.tif 000012
2013183710.tif 000013
2013183710.tif 000014