(57)【要約】【課題】振動の発生を抑制しながらコストの低減を図ることができる回転軸及びこれを備えた室内機を提供すること。【解決手段】モータ７の回転駆動に応じて複数のファン９〜１１によって送風を行う室内機１に設けられ、この室内機１内のすべり軸受１４に支持されるとともに各ファン９〜１１を軸支する回転軸８であって、モータ７の出力軸７ａに連結される筒状部材１６と、この筒状部材１６から当該筒状部材１６と同軸に延びる軸部１７ｂとを備え、この軸部１７ｂは、すべり軸受１４で支持されるとともに少なくとも１のファン９〜１１を軸支可能に構成されている。【選択図】図３
2008145084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転駆動に応じて複数のファンによって送風を行う室内機に設けられ、この室内機内の軸受に支持されるとともに前記各ファンを軸支するファン用回転軸であって、
前記モータの出力軸に基端部が連結可能に構成された中空部と、
この中空部の先端部から当該中空部と同軸に先端側へ延びる中実部とを備え、
この中実部は、前記軸受による支持を受けることが可能に構成されているとともに少なくとも１のファンを軸支可能に構成されていることを特徴とするファン用回転軸。
【請求項２】
前記中実部の外径は、前記中空部の外径よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のファン用回転軸。
【請求項３】
基端部が前記出力軸に連結可能に構成され、前記中空部を構成する筒状部材と、この筒状部材とは別の部材として構成され、前記中実部を構成する延長部材とを備え、この延長部材が前記筒状部材の先端部に組み付けられることにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のファン用回転軸。
【請求項４】
前記延長部材は、前記筒状部材の先端側からこの筒状部材の内側へ圧入されて組み付けられていることを特徴とする請求項３に記載のファン用回転軸。
【請求項５】
前記延長部材の外径は、前記筒状部材の内径と略同一に設定されているとともに、前記筒状部材は、少なくとも１のファンを軸支可能に構成され、このファンを軸支する部分における前記筒状部材の外径寸法は、前記延長部材の外径寸法の１．１８９倍の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の室内機。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のファン用回転軸と、このファン用回転軸の基端部に連結された出力軸を有するモータと、前記ファン用回転軸の中実部を支持する軸受と、前記ファン用回転軸に対し前記軸受の基端側及び先端側に軸支された複数のファンとを備え、前記モータの回転駆動に応じて前記ファン用回転軸を回転させることにより前記各ファンによって送風を行うことを特徴とする室内機。
【請求項７】
前記軸受は、前記ファン用回転軸の中実部をその軸線方向に移動可能な状態で支持するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の室内機。
【請求項８】
前記軸受は、すべり軸受からなることを特徴とする請求項６又は７に記載の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置の室内機に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気調和装置の室内機は、室内機本体と、この室内機本体に設けられた送風装置とを有している。送風装置は、前記室内機本体に固定されたモータと、このモータの出力軸にカップリングを介して連結された回転軸と、この回転軸とともに回転可能となるように当該回転軸に軸支された複数のファンとを備えている。
【０００３】
前記回転軸には、その基端部が前記カップリングに支持される一方、その先端部が前記室内機本体に固定された軸受に支持され、これらカップリングと軸受との間で前記各ファンを軸支するものが知られている。
【０００４】
しかし、このように回転軸の両端が支持されている場合、回転駆動に伴い回転軸の撓み（振動）が生じることにより、安定した回転軸の回転駆動を実現するのが困難だった。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１のように、回転軸の先端部を支持する代わりに回転軸の途中部（ファンの間の箇所）を軸受によって支持することも行われている。このように回転軸の途中部を支持することにより、回転軸を支持するカップリングと軸受との間隔を狭くすることができるので、回転軸の両端を支持する場合よりも前記撓み（振動）の発生を抑制することができる。
【特許文献１】特開平７−２９３９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１のように回転軸の途中部を軸受によって支持させる場合、回転軸と軸受との軸受隙間の関係上、当該回転軸の直径寸法及び表面処理に高い精度が要求されるため、要求された精度を満たす形状に削り出された中実の部材を前記回転軸として利用することとしていた。
【０００７】
しかし、回転軸が全体として中実に形成されていると回転軸自体が重くなるため、前記軸受に要求される耐久性等の性能が高くなり、その分コストが増大してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、振動の発生を抑制しながらコストの低減を図ることができる回転軸及びこれを備えた室内機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、モータの回転駆動に応じて複数のファンによって送風を行う室内機に設けられ、この室内機内の軸受に支持されるとともに前記各ファンを軸支するファン用回転軸であって、前記モータの出力軸に基端部が連結可能に構成された中空部と、この中空部の先端部から当該中空部と同軸に先端側へ延びる中実部とを備え、この中実部は、前記軸受による支持を受けることが可能に構成されているとともに少なくとも１のファンを軸支可能に構成されていることを特徴とするファン用回転軸を提供する。
【００１０】
本発明によれば、軸受に支持させることが可能な中実部を有する一方、この軸受よりも基端側に中空部を有しているので、この中空部において材料の容積を減らした分だけ全体として中実とされた回転軸よりも重量を軽くして、軸受に要求される性能を低下させることができる。
【００１１】
ここで、本発明では、軸受に支持させることが可能となるように中実部を構成することとしているので、この中実部に切削加工等を施すことによって軸受との間の軸受隙間に対応した寸法精度を確保することが可能となる。
【００１２】
さらに、前記中実部のうち少なくとも１のファンが軸支された位置よりも基端側に軸受を配置することにより、回転軸の両端が支持されている場合と比較して前記モータに支持される位置と軸受に支持される位置との間の距離を短くすることができるので、駆動時の振動を抑制することができる。
【００１３】
したがって、本発明によれば、駆動時の振動発生の抑制が可能となり、しかも、コストの低減を図ることができる。
【００１４】
前記ファン用回転軸において、前記中実部の外径は、前記中空部の外径よりも小さく設定されていることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、中実部の外径が中空部の外径よりも小さく設定されているので、中空部の基端部をモータの出力軸に連結した上で、中実部に対し先端部側から各ファンを装着していくことができる。
【００１６】
前記ファン用回転軸において、基端部が前記出力軸に連結可能に構成され、前記中空部を構成する筒状部材と、この筒状部材とは別の部材として構成され、前記中実部を構成する延長部材とを備え、この延長部材が前記筒状部材の先端部に組み付けられることにより形成されていることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、ファン用回転軸を筒状部材と延長部材の２つの部品で構成することにより、高い精度が要求される延長部材と、それほど寸法精度の要求されない筒状部材とを別々に形成した上で、これら筒状部材と延長部材とを組み付けてファン用回転軸を形成することが可能となる。
【００１８】
したがって、前記構成によれば、中空部と中実部とが一体とされたファン用回転軸全体を取り扱う場合と異なり、中実部を構成する延長部材のみに精緻な加工を施して当該延長部材の寸法精度を確保することができる一方、それほど寸法精度が要求されない筒状部材については引抜加工等によって製造することができる、つまり、前記延長部材のみを高精度に管理すればよいので、工程管理上の煩雑さが増えるのを抑えることができる。
【００１９】
前記ファン用回転軸において、前記延長部材は、前記筒状部材の先端側からこの筒状部材の内側へ圧入されて組み付けられていることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、ボルト等の特別な部材を用いることなく、延長部材の圧入操作によって当該延長部材と筒状部材とを組み付けることができる。
【００２１】
前記ファン用回転軸において、前記延長部材の外径は、前記筒状部材の内径と略同一に設定されているとともに、前記筒状部材は、少なくとも１のファンを軸支可能に構成され、このファンを軸支する部分における前記筒状部材の外径寸法は、前記延長部材の外径寸法の１．１８９倍の寸法よりも大きいことが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、筒状部材のファンを軸支する部分の断面二次モーメントを、延長部材の断面二次モーメントよりも大きくすることができる。
【００２３】
つまり、筒状部材の外径をＤ２、筒状部材の内径をＤ１とし、この筒状部材の内径に圧入される延長部材の外径も同じくＤ１と想定した場合（図３参照）、筒状部材の断面二次モーメントは、π（Ｄ２＾４−Ｄ１＾４）÷１６で表されるのに対し、延長部材の断面二次モーメントは、π（Ｄ１＾４）÷１６で表されることになる。なお、「＾」は累乗であることを示しており、「＾４」は４乗を意味する。
【００２４】
ここで、筒状部材の断面二次モーメントが延長部材の断面二次モーメントより大きくなる場合には、π（Ｄ２＾４−Ｄ１＾４）÷１６≧π（Ｄ１＾４）÷１６の関係式が成立し、この式により、Ｄ２≧２＾（１／４）Ｄ１＝１．１８９Ｄ１が得られる。つまり、筒状部材の内径（延長部材の外径）Ｄ１の１．１８９倍以上の寸法に筒状部材の外径Ｄ２を設定すれば、理論上筒状部材の断面二次モーメントが延長部材のそれよりも大きくなる。
【００２５】
つまり、前記構成とすることにより、より堅強な筒状部材にファンを軸支させることができるので、より確実なファンの軸支が可能となる。
【００２６】
また、本発明は、前記ファン用回転軸と、このファン用回転軸の基端部に連結された出力軸を有するモータと、前記ファン用回転軸の中実部を支持する軸受と、前記ファン用回転軸に対し前記軸受の基端側及び先端側に軸支された複数のファンとを備え、前記モータの回転駆動に応じて前記ファン用回転軸を回転させることにより前記各ファンによって送風を行うことを特徴とする室内機を提供する。
【００２７】
この室内機において、前記軸受は、前記ファン用回転軸の中実部をその軸線方向に移動可能な状態で支持するように構成されていることが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、中実部が軸線方向に移動可能な状態で支持されているため、回転駆動時におけるファン用回転軸の撓みに応じて軸受に対するファン用回転軸の位置が当該ファン用回転軸の軸線方向に移動する場合や、ファン用回転軸自体が軸線方向に移動する場合に、これらの移動に伴う振動が室内機全体に伝達するのを抑制して騒音等の発生を防止することができる。
【００２９】
具体的に、前記軸受は、すべり軸受により構成することができる。
【００３０】
前記室内機において、前記中実部の外径が前記中空部の外径よりも小さく設定されている場合には、前記すべり軸受により支持される中実部の外径を小さくすることができるため、その分、すべり軸受に要求される性能を抑えることができる。つまり、すべり軸受は、当該すべり軸受が受ける面圧［Ｐ］と軸の周速［Ｖ］とを乗じたＰＶ値によってその性能が規定されているが、前記周速［Ｖ］は軸の回転数と軸の外径とを乗じた値で規定されるため、軸の外径を小さくするほど周速［Ｖ］を小さくすることができ、これによりすべり軸受に要求される性能を低下させることができる。したがって、この構成によれば、コストのより大幅な低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、軸受に支持させることが可能な中実部を有する一方、この軸受よりも基端側に中空部を有しているので、この中空部において材料の容積を減らした分だけ全体として中実とされた回転軸よりも重量を軽くして、軸受に要求される性能を低下させることができる。
【００３２】
ここで、本発明では、軸受に支持させることが可能となるように中実部を構成することとしているので、この中実部に切削加工等を施すことによって軸受との間の軸受隙間に対応した寸法精度を確保することが可能となる。
【００３３】
さらに、前記中実部のうち少なくとも１のファンが軸支された位置よりも基端側に軸受を配置することにより、回転軸の両端が支持されている場合と比較して前記モータに支持される位置と軸受に支持される位置との間の距離を短くすることができるので、駆動時の振動を抑制することができる。
【００３４】
したがって、本発明によれば、駆動時の振動発生の抑制が可能となり、しかも、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施形態に係る室内機の全体構成を示す側面断面図である。図２は、図１のII−II線断面図である。
【００３７】
各図を参照して、室内機１は、室内機本体２と、この室内機本体２に内蔵された送風装置３とを備え、前記室内機本体２が天井Ｒに取り付けられている。
【００３８】
室内機本体２は、本体ケース４と、この本体ケース４に内蔵された熱交換器５及び風向板６とを備えている。本体ケース４は、その上板４ｃが天井に取り付けられた状態で、下方から空気を導入可能な導入口４ａと、この導入口４ａから導入された空気を水平方向に吹き出すことが可能な吹出口４ｂとを有している。なお、前記吹出口４ｂが形成されている側を前方とし、この前後方向と水平方向において直交する方向を左右方向として以下説明する。
【００３９】
風向板６は、前記吹出口４ｂの内側位置に配設され、当該吹出口４ｂを流れる風向を上下に調整可能となるように左右方向の軸回りに前記本体ケース４に対し回動可能とされている。
【００４０】
送風装置３は、前記本体ケース４内で吹出口４ｂの後方に配置され、前記導入口４ａから導入された空気を、熱交換器５を通過させた上で前記吹出口４ｂを通して本体ケース４の外側へ導くようになっている。
【００４１】
具体的に、送風装置３は、モータ７と、このモータ７の出力軸７ａの右端に連結された回転軸８と、この回転軸８に軸支された３つのファン９、ファン１０及びファン１１と、前記出力軸７ａの左端に軸支されたファン１２と、前記回転軸８を支持するすべり軸受１４とを備えている。
【００４２】
モータ７は、前記本体ケース４の上板４ｃから垂下された左右一対のブラケット１５に対し、その左右両端部が固定されている。このモータ７の出力軸７ａは、前記各ブラケット１５を貫通して左右それぞれの方向に延びている。
【００４３】
図３は、図２の回転軸を拡大して示す断面一部略図である。
【００４４】
図１〜図３を参照して、回転軸８は、中空に形成された筒状部材１６と、この筒状部材１６に取り付けられた中実の延長部材１７とを備えている。筒状部材１６は、その左端部（基端部）が前記モータ７の出力軸７ａに対しカップリング１８を介して同軸に連結されている。この筒状部材１６の右端部には、前記延長部材１７が右側から圧入されている。
【００４５】
具体的に、前記延長部材１７は、その軸線方向における一部が径方向に膨出したフランジ部１７ａを有し、このフランジ部１７ａよりも左側の部分が前記筒状部材１６に圧入されている。換言すると、延長部材１７は、フランジ部１７ａの左端面が筒状部材の右端面に当接する深さ位置まで筒状部材１６に圧入することが可能とされ、この圧入状態でフランジ部１７ａよりも右側部分が前記筒状部材１６から右方へ延びる軸部１７ｂとされている。この軸部１７ｂの外径Ｄ１は前記筒状部材１６の外径Ｄ２よりも小さく設定されている。
【００４６】
より具体的に、前記軸部１７ｂの外径Ｄ１はφ１０ｍｍとされている一方、筒状部材１６の外径Ｄ２は、φ１５ｍｍとされ、Ｄ２はＤ１の１．５倍の寸法に設定されている。したがって、この筒状部材１６の断面二次モーメントは、軸部１７ｂの断面二次モーメントよりも大きいことになる。つまり、筒状部材１６の断面二次モーメントは、π（Ｄ２＾４−Ｄ１＾４）÷１６で表されるのに対し、軸部１７ｂの断面二次モーメントは、π（Ｄ１＾４）÷１６で表されることになる。
【００４７】
ここで、筒状部材１６の断面二次モーメントが軸部１７ｂの断面二次モーメントより大きくなる場合には、π（Ｄ２＾４−Ｄ１＾４）÷１６≧π（Ｄ１＾４）の関係式が成立し、この式により、Ｄ２≧２＾（１／４）Ｄ１＝１．１８９Ｄ１が得られる。つまり、筒状部材１６の内径（軸部１７ｂの外径）Ｄ１の１．１８９倍以上の寸法に筒状部材１６の外径Ｄ２を設定すれば、理論上筒状部材１６の断面二次モーメントが軸部１７ｂのそれよりも大きくなる。そして、本実施形態では、上述のようにＤ２は、Ｄ１に対し１．１８９倍よりも大きい１．５倍の寸法に設定されているため、筒状部材１６の断面二次モーメントが軸部１７ｂの断面二次モーメントよりも大きくなる。
【００４８】
そして、前記軸部１７ｂは、前記本体ケース４の上板４ｃから垂下された取付板１９に固定されたすべり軸受１４で支持されている。具体的に、軸部１７ｂは、前記フランジ部１７ａの若干右側の位置ですべり軸受１４に支持されている。このすべり軸受１４は、軸部１７ｂが左右方向（軸線方向）に移動可能となるように当該軸部１７ｂを支持している。
【００４９】
ファン９〜１２は、外側面に複数の翼部２０ａが形成されたドラム２０と、このドラム２０を収容するケーシング２１とをそれぞれ備えている。各ドラム２０の内側には、前記回転軸８を取り付けるためのスリーブ２２がそれぞれ設けられている。これらスリーブ２２は、前記ドラム２０と同軸に受け入れた回転軸８と固定されるようになっている。したがって、回転軸８の回転駆動に応じて各ファン９〜１２が一体的に回転することになる。ケーシング２１は、回転軸８を挿通した状態で各ファン９〜１２をそれぞれ収容する収容部２１ａと、各ファン９〜１２の回転により生じた風流を前記吹出口４ｂに向かわせるように収容部２１ａから前方へ延びるダクト部２１ｂとをそれぞれ備えている。
【００５０】
そして、本実施形態において、ファン９は前記カップリング１８よりも若干右側の位置で筒状部材１６に軸支され、ファン１０は前記ファン９とすべり軸受１４との間で筒状部材１６に軸支され、ファン１１は前記すべり軸受１４よりも右側位置で前記延長部材１７の軸部１７ｂの先端部に軸支されている。つまり、回転軸８は、ファン１０とファン１１との間の途中部分ですべり軸受１４に支持されている。したがって、回転軸８の両端部がモータ７（カップリング１８）及びすべり軸受１４に支持されている場合と比較して、当該モータ７による支持位置とすべり軸受１４による支持位置との間隔Ｄ３を短くすることができるので、回転駆動時における回転軸８の撓み（振動）を抑制することができる。
【００５１】
以上説明したように、前記実施形態によれば、すべり軸受１４に支持させることが可能な中実の軸部１７ｂを有する一方、このすべり軸受１４よりも左側に中空の筒状部材１６を有しているので、この筒状部材１６において材料の容積を減らした分だけ全体として中実とされた回転軸よりも重量を軽くして、すべり軸受１４に要求される性能を低下させることができる。
【００５２】
ここで、前記実施形態では、軸受１４に支持させることが可能となるように中実の軸部１７ｂをすることにしているので、この軸部１７ｂに切削加工等を施すことによってすべり軸受１４との間の軸受隙間に対応した寸法制度を確保することが可能となる。
【００５３】
さらに、前記軸部１７ｂのうちファン１１が軸支された位置よりも左側にすべり軸受１４が配置されていることにより、回転軸８の両端が支持されている場合と比較して前記モータ７に支持される位置（カップリング１８の位置）とすべり軸受１４に支持される位置との間の間隔Ｄ３を小さくすることができるので、駆動時の振動を抑制することができる。
【００５４】
したがって、前記実施形態によれば、駆動時の振動の発生を抑制しながらコストの低減を図ることができる。
【００５５】
前記実施形態のように、軸部１７ｂの外径Ｄ１を筒状部材１６の外径Ｄ２よりも小さく設定すれば、筒状部材１６の右端部（基端部）をモータ７の出力軸７ａに連結した上で、軸部１７ｂに対し右側（先端部側）から各ファン９〜１１のスリーブ２２を挿入していくことができる。
【００５６】
前記実施形態のように、回転軸８を筒状部材１６と延長部材１７の２つの部品で構成することにより、高い精度が要求される延長部材１７（軸部１７ｂ）と、それほど寸法精度の要求されない筒状部材１６とを別々に形成した上で、これら筒状部材１６と延長部材１７とを組み付けて回転軸８を形成することが可能となる。
【００５７】
したがって、前記実施形態によれば、回転軸８全体を取り扱う場合と異なり、軸部１７ｂを有する延長部材１７のみに精緻な加工を施して当該延長部材１７の寸法精度を確保することができる一方、それほど寸法精度が要求されない筒状部材１６については引抜加工等によって製造することができる。つまり、前記延長部材１７のみを高精度に管理すればよいので、工程管理上の煩雑さが増えるのを抑えることができる。
【００５８】
前記実施形態のように、延長部材１７を筒状部材１６に圧入して組み付ける構成によれば、ボルト等の特別な部材を用いることなく、延長部材１７の圧入操作によって当該延長部材１７と筒状部材１６とを組み付けることができる。
【００５９】
前記実施形態のように、筒状部材１６の外径寸法Ｄ２が、軸部１７ｂの外径寸法Ｄ１の１．１８９倍の寸法よりも大きい１．５×Ｄ１の寸法に設定することにより、筒状部材１６の断面二次モーメントを軸部１７ｂの断面二次モーメントよりも大きくすることができるので、より確実なファン９、１０の軸支が可能となる。
【００６０】
前記実施形態のように、軸部１７ｂがすべり軸受１４によって軸線方向（左右方向）に移動可能な状態で支持された構成によれば、回転駆動時における回転軸８の撓みに応じてすべり軸受１４に対する回転軸８の位置が当該回転軸８の軸線方向（左右方向）に移動する場合や、回転軸８自体が軸線方向に移動する場合に、これらの移動に伴う振動が室内機１（特に本体ケース４）全体に伝達するのを抑制して騒音等の発生を防止することができる。
【００６１】
さらに、本実施形態のように、すべり軸受１４を採用した上で軸部１７ｂの外径Ｄ１を筒状部材１６の外径Ｄ２よりも小さく設定した場合、すべり軸受１４により支持される軸部１７ｂの外径Ｄ１を小さくすることができるため、その分、すべり軸受１４に要求される性能を抑えることができる。つまり、すべり軸受１４は、当該すべり軸受１４が受ける面圧［Ｐ］と軸の周速［Ｖ］とを乗じたＰＶ値によってその性能が規定されているが、前記周速［Ｖ］は軸の回転数と軸の外径とを乗じた値で規定されるため、回転軸８の外径Ｄ１を小さくするほど周速［Ｖ］を小さくすることができ、これによりすべり軸受１４に要求される性能を低下させることができる。したがって、前記実施形態によれば、コストのより大幅な低減を図ることが可能となる。
【００６２】
なお、前記実施形態では、室内機本体２が天井Ｒに取り付けられる、いわゆる天井吊り下げ式の室内機１について説明したが、前記回転軸８は、室内機本体２の背面が室内の壁面に取り付けられる、いわゆる壁掛け式の室内機に採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係る室内機の全体構成を示す側面断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図２の回転軸を拡大して示す断面一部略図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｄ１    （中実部の）外径
Ｄ２    （中空部の）外径
１    室内機
７    モータ
７ａ    出力軸
８    回転軸（ファン用回転軸）
９〜１１    ファン
１４    軸受
１６    筒状部材
１７    延長部材
１７ｂ    軸部
１８    カップリング
【図１】
2008145084.tif 000003
【図２】
2008145084.tif 000004
【図３】
2008145084.tif 000005