(57)【要約】      （修正有）【課題】ファン自身が発熱して除霜を行うことで装置コストや無駄な消費電力の発生を抑えた送風機を提供する。【解決手段】界発生部１０より発生した磁束に各閉コイル１４が鎖交した状態で、モータ６を駆動してファン８とともにコイルユニット１３を回転させることで、各閉コイル１４に誘導電流が流れて発生した電力が熱エネルギーに変換されて発熱することによりファン８が加温される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、
前記駆動源の回転軸に連繋して回転駆動される複数の羽根を有するファンと、
前記駆動源側に取り付けられた取付部から対向する前記ファンに向かって磁界を発生させる磁界発生部と、
前記磁界発生部に近接して対向配置され、前記ファンに複数の閉コイルが周方向に一体に組み付けられたコイルユニットと、を具備し、
前記磁界発生部より発生した磁束に前記各閉コイルが鎖交した状態で、前記駆動源を駆動して前記ファンとともに前記コイルユニットを回転させることで、前記各閉コイルに誘導電流が流れて発生した電力が熱エネルギーに変換されて発熱することにより前記ファンが加温されることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記磁界発生部の磁束作用面には、永久磁石がＮ極とＳ極が交互に周回して配置されている請求項１記載の送風機。
【請求項３】
前記磁界発生部の磁束作用面には、複数の電磁コイルが環状に配置されている請求項１記載の送風機。
【請求項４】
前記ファンは、熱伝導性の高い樹脂若しくは金属製のファンが用いられる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばショーケース、業務用冷蔵庫、輸送トラックなどの冷凍冷蔵装置に用いられる送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から冷凍冷蔵装置に用いられる冷却システムは、圧縮機により蒸気化した冷媒が圧縮されて高圧気体として凝縮器（熱交換部）へ送り込まれる。凝縮器では、送風ファンによって送風されることで冷媒が放熱して高圧液化し、該高圧液化した冷媒が膨張弁により減圧されて蒸発器（熱交換部）へ送り込まれる。蒸発器では、送風ファンによって送風されることで冷媒が蒸発潜熱を排気より吸熱して蒸気化し、蒸発圧力調整弁で低圧気体となって再度圧縮器へ回収されるサイクルを繰り返す。
【０００３】
このとき蒸発器では熱交換器を通じて冷媒が吸熱して、排気が冷やされるため、排気中に含まれる水分が、蒸発器や送風ファンに霜となって付着する。蒸発器に霜が付着すると、冷却効率が低下し、送風ファンに霜が付着すると、送風効率が低下する。
よって、蒸発器及び送風ファンの近傍にヒーターを設けて、周囲の温度を一時的にあげる除霜運転を行うことで冷却効率を回復させている。
【０００４】
例えば、当初は圧縮器の動作を停止状態で自然除霜を行い、着霜量が多い場合には加熱除霜を行う冷却冷蔵庫が提案されている（特許文献１参照）。或いは除霜負荷が少ないときは冷気送風により庫内空気熱源により除霜を行い、除霜負荷が大きくなると除霜ヒーターにより除霜を行う冷凍冷蔵庫が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５２８７８号公報
【特許文献２】特開平８−２８５４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１及び２に示す冷蔵庫では、蒸発器及び送風ファンの除霜を行うために、ヒーターを広範囲に設置する必要があり、製品コストや消費電力が嵩む。
また、ショーケースなどの冷凍冷蔵装置は、庫内を冷却することが目的であり、ヒーターの設置及び除霜運転は可能な限り抑えたいという要求があった。
【０００７】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、冷凍冷蔵装置においてファン自身が発熱して除霜を行うことで装置コストや無駄な消費電力の発生を抑えた送風機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
駆動源と、前記駆動源の回転軸に連繋して回転駆動される複数の羽根を有するファンと、前記駆動源側に取り付けられた取付部から対向する前記ファンに向かって磁界を発生させる磁界発生部と、前記磁界発生部に近接して対向配置され、前記ファンに複数の閉コイルが周方向に一体に組み付けられたコイルユニットと、を具備し、前記磁界発生部より発生した磁束に前記各閉コイルが鎖交した状態で、前記駆動源を駆動して前記ファンとともに前記コイルユニットを回転させることで、前記各閉コイルに誘導電流が流れて発生した電力が熱エネルギーに変換されて発熱することにより前記ファンが加温されることを特徴とする送風機。
【０００９】
磁界発生部のＮ極からＳ極に向かう磁束に対向配置された閉コイルが鎖交した状態で駆動源を起動してファンを回転駆動させると、コイルユニットがファンと一体となって回転し、各閉コイルに誘導電流が流れて発生した電力が熱エネルギーに変換されて発熱することによりファンを加温することができる。よって、冷凍冷蔵装置の蒸発器に配置される送風機のファン自身が発熱して除霜を行うことで装置コストや無駄な消費電力の発生を抑えることができる。
【００１０】
前記磁界発生部の磁束作用面には、永久磁石がＮ極とＳ極が交互に周回して配置されていてもよいし、複数の電磁コイルが環状に配置されていてもよい。
いずれによっても、磁界発生部と近接して対向配置される閉コイルと鎖交する磁束を発生させることができる。尚、磁界発生部に永久磁石を用いる場合には、タブレット状の磁石であってもよいし、環状に連続する永久磁石或いは円盤状の永久磁石などであってもよい。また、電磁コイルは通電方向が同じで巻方向が時計回り方向と反時計回り方向の閉コイルを組み合わせて設けてもよいし、巻方向が同一の閉コイルを用いて通電方向が交互に切り替わるようにしてもよい。
【００１１】
前記ファンは、熱伝導性の高い樹脂若しくは金属製のファンが用いられるのが望ましい。これによりコイルユニットの各閉コイルで発生した熱エネルギーを羽根に効率良く熱伝導させて温めることができるので、冷凍冷蔵装置の蒸発器に配置される送風機の除霜効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように冷凍冷蔵装置においてファン自身が発熱して除霜を行うことで装置コストや無駄な消費電力の発生を抑えた送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】送風機の正面図、右側面図及びファンを取り外した分解斜視図である。
【図２】磁界発生部分の分解斜視図である。
【図３】ファン部分の分解斜視図である。
【図４】磁界発生部とコイルユニットを含むファン部分の断面図である。
【図５】他例に係る送風機の分解斜視図である。
【図６】図５の磁界発生部分の分解斜視図である。
【図７】他例に係る磁界発生部分の分解斜視図及び軸方向半断面図である。
【図８】他例に係る磁界発生部分の分解斜視図及び軸方向半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る送風機の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。  先ず、一例として冷凍冷蔵装置の蒸発器に配置される送風機を想定して説明する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）において、送風機１は以下の構成を有している。
設置面に設置されるベース台２に支柱３が起立して組み付けられている。支柱３の上端には、モータ取付フランジ４が一体に組み付けられている。モータ取付フランジ４は、例えばＬ型の板金が用いられる。モータ取付フランジ４は、取付壁４ａを支柱３の上端にねじ５によって固定される。
【００１５】
また、図２に示すように、モータ６（駆動源）は、水平方向に配置される取付壁４ａから起立形成された起立壁４ｂの背面側に一体に組み付けられる。モータ６は、そのモータ軸（駆動軸）６ａを起立壁４ｂの中央に設けられた貫通孔４ｃに挿通させてモータ軸側端面を起立壁４ｂの背面側に位置合わせし、ねじ７をねじ孔４ｅに挿通させてモータ６の前面側に設けられたねじ孔６ｂにねじ嵌合させて固定される（図２参照）。モータ６のモータ軸６ａの先端近傍には、複数の羽根（例えば４枚羽根）を有するファン８が一体に組み付けられる。ファン８は、熱伝導性の高い樹脂若しくは金属製のファン（アルミファン等）が用いられる。ファン８は、中心孔８ａ（図３参照）にモータ軸６ａを挿通させて、前面側からファンボス９をモータ軸６ａにねじ嵌合することで一体に組み付けられる（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００１６】
また、図１（Ｃ）に示すように、モータ取付フランジ４の起立壁４ｂ（取付部）の前面側（モータ６とファン８との間）には、磁界を発生させる磁界発生部１０が一体に組付けられている。図２に示すように、タブレット状の永久磁石１０ｃは磁束作用面がＮ極とＳ極とで交互に配置され、環状の磁石ホルダ１０ｄに周方向に等間隔で保持される。磁石ホルダ１０ｄの永久磁石１０ｃを保持する磁束作用面は開口して永久磁石１０ｃが露出するようになっている。磁界発生部１０は、ヨーク取付板１０ａにヨーク１０ｂを重ね合わせ、タブレット状の永久磁石１０ｃが保持された環状の磁石ホルダ１０ｄをヨーク取付板１０ａと組み合わせて、ねじ１１を磁石ホルダ１０ｄのねじ孔１０ｅ、ヨーク１０ｂのねじ孔１０ｆ及びヨーク取付板１０ａのねじ孔１０ｇを挿通して起立壁４ｂのねじ孔４ｆにねじ嵌合させてモータ取付フランジ４の起立壁４ｂの前面側に一体に組み付けられる。また、この磁束発生部１０は起立壁４ｂの背面側からねじ１２をねじ孔４ｄを挿通してヨーク取付板１０ａのねじ孔１０ｈにねじ嵌合させて起立壁４ｂの両面から組み付けられる。ヨーク取付板１０ａとしては、例えばアルミ材が用いられ、ヨーク１０ｂとしては磁束通路となる磁性材（例えば鉄板）が用いられる。尚、モータ６の外ケースが鉄等の磁性材であれば、永久磁石１０ｃをモータ６の端面或いは周面に直接吸着固定してもよい。
【００１７】
また、図３に示すように、ファン８の背面側にはコイルユニット１３が磁界発生部１０に対向配置されて一体に組み付けられる。複数の閉コイル１４はコイルホルダ１５の周方向に配列されて、コイルホルダ１５に前方に向かって複数突設された突起１５ａを、ファン８の平板部分に設けられた挿入孔８ｂに挿入して一体に組み付けられる。尚、閉コイル１４は、コイルホルダ１５に収納されることなく、直接ファン８の背面側に組み付けられていてもよい。
【００１８】
モータ取付フランジ４（起立壁４ｂ）に固定された磁界発生部１０とファン８に固定されたコイルユニット１３とが近接して対向配置された状態の水平断面を図４に示す。図４の矢印に示すように、永久磁石１０ｃのＮ極から発生した磁束は隣設する永久磁石１０ｃのＳ極に進入するような磁界が形成される。このとき、コイルホルダ１５は、磁界発生部１０と近接して対向配置されているので、常時磁束が閉コイル１４と鎖交した状態にある。
【００１９】
モータ６を起動してファン８を回転駆動することでファン８と一体となってコイルユニット１３も回転する。これにより、磁界発生部１０より発生した磁束に各閉コイル１４が鎖交しながら回転することで各閉コイル１４に誘導電流が流れ、誘導電流は熱エネルギーとして消費されることから、各閉コイル１４が発熱してファン８を加温することができる。
【００２０】
実験によれば、羽根外径φ１５０ｍｍ程度のアルミ製ファン８を用い、磁束発生部１０に外形φ７ｍｍ厚さ２ｍｍ程度のタブレット状の希土類永久磁石１０ｃを１６個配置した磁束発生部１０を用い、モータ駆動電圧１０Ｖでモータ６をモータ回転数５３００ｒｐｍで９０秒間回転させたところ、５℃〜８℃程度のファン８の温度上昇が認められた。
よって、冷凍冷蔵装置の蒸発器に配置される送風機１のファン８が自ら発熱して除霜を行うことで、装置コストや無駄な消費電力の発生を抑えることができる。
【００２１】
次に、送風機の他例について図５及び図６を参照して説明する。
前述した実施例では、磁界発生部１０として永久磁石１０ｃを用いたが、通電用の電磁コイルを用いて磁界を発生させるようにしてもよい。ファン８の背面側に設けられたコイルユニット１３（図５参照）については前述した実施例と同様であるので、説明を援用するものとする。
【００２２】
図５において、磁界発生部１０は、モータ６が取り付けられたモータ取付フランジ４の起立壁４ｂの前方に組み付けられる。具体的には、図６において、モータ取付フランジ４の起立壁４ｂには環状のコイル取付板１６を介して通電用の電磁コイル１７が一体に組み付けられる。電磁コイル１７は、環状のヨーク１８に、時計回り方向及び反時計回り方向に巻かれた電磁コイル１７が周方向に交互に等間隔で配置されている。電磁コイル１７に通電すると、磁束作用面にＮ極及びＳ極の電磁石が交互に形成されて、コイルユニット１３の各閉コイル１４と鎖交する磁界が形成される（図４参照）。尚、電磁コイル１７は、同じ向きに巻かれていてもよい。この場合には、１つおきに電流方向を逆向きに流れるように切り替える必要がある。
【００２３】
コイル取付板１６は、モータ取付フランジ４の起立壁４ｂの前面に突設された突起４ｇをガイド孔１６ａに挿入して位置合わせして重ね合わせ、ねじ１９をヨーク１８のねじ孔１８ａ及びコイル取付板１６のねじ孔１６ｂを挿通して起立壁４ｂのねじ孔４ｆにねじ嵌合することで一体に組み付けられる。モータ６は、モータ軸６ａを起立壁４ｂの中央に設けられた貫通孔４ｃに挿通させてモータ軸側端面を起立壁４ｂの背面側に位置合わせし、ねじ７をねじ孔４ｅに挿通させてモータ６のモータ軸側端面に設けられたねじ孔６ｂにねじ嵌合させて固定される。
【００２４】
上記構成によっても、磁界発生部１０から対向配置される各閉コイル１４と鎖交する磁束を発生させることができる。ファン８は、熱伝導性の高い樹脂若しくは金属製のファンが用いられる。これによりコイルユニット１３の各閉コイル１４で発生した熱エネルギーを羽根に熱伝導させて温めることができるので、冷凍冷蔵装置の蒸発器に配置される送風機１の除霜効果を高めることができる。
【００２５】
また、磁界発生部１０とコイルユニット１３は、モータ６とファン８との間で軸方向に近接して対向配置する構成に限られず、例えばモータ６のラジアル方向に近接して対向配置してもよい。以下、変形例について図７を参照して説明する。尚、図７（Ｂ）では、モータ６内に組み付けられるモータ軸及び回転子並びに固定子は省略されている。
例えば、磁束発生部１０は、図７（Ａ）に示すように、取付板１８（取付部）の外周面１８ｃに環状の永久磁石（リングマグネット２０）が嵌め込まれる。リングマグネット２０は、磁性材が周方向にＮ極とＳ極に交互に着磁された環状のマグネットである。取付板１８の中央には中心孔１８ａが形成されており、モータ軸６ａを挿通して組み付けられる。取付板１８は磁性体が用いられ、リングマグネット２０のバックヨークとして機能する。モータ６のモータ軸６ａが設けられたケース端面６ｂにはねじ孔６ｃ（図７（Ｂ）参照）が設けられている。このケース端面６ｂに環状の取付板１８を重ね合わせ、ねじ１９をねじ孔１８ｂ及びねじ孔６ｃと位置合わせしてねじ嵌合させてモータ６と一体に組み付けられる。
【００２６】
また、ファン８の中心部には、モータ軸６ａと嵌め合う中心孔８ａが形成された筒状の嵌合部８ｃを同心状に囲んで中央環状壁８ｄが形成されている。コイルユニット１３は、中央環状壁８ｄの内周面に沿って複数の閉コイル１４が周回して配置されている。閉コイル１４は、中央環状壁８ｄに直接組み付けてもよいし、図示しない環状のコイルホルダに収納した状態で当該コイルホルダを介して中央環状壁８ｄの内周面に組み付けられてもよい。図７（Ｂ）に示すように嵌合部８ｃの中心孔８ａにモータ軸６ａ（図７（Ａ）参照）を嵌め込ませて、ナット２１をモータ軸６ａの先端にねじ嵌合させることで、ファン８がモータ６に一体に組み付けられる。このとき、中央環状壁８ｄがモータ６に組み付けられた取付板１８の外周側に配置され、コイルユニット１３がリングマグネット２０とモータ６のラジアル方向（径方向）に近接して対向配置される。これにより、リングマグネット２０より発生した磁束と複数の閉コイル１４が鎖交する状態となる。
【００２７】
次に、磁界発生部１０とコイルユニット１３をファン８のラジアル方向に近接して対向配置してもよい。以下、変形例について図８を参照して説明する。尚、図８（Ｂ）では、モータ６内に組み付けられるモータ軸及び回転子並びに固定子及びは省略されている。
例えば、図８（Ａ）に示すように、磁束発生部１０は、環状ヨーク２２（取付部）の内周面にリングマグネット２０が固着されている。リングマグネット２０は、周方向にＮ極とＳ極に交互に着磁された環状のマグネットである。環状ヨーク２２はリングマグネット２０のバックヨークとして機能する。
【００２８】
また、環状ヨーク２２の中心部には、一端が開口した筒状のモータ取付部２２ａがハブ２２ｂを介して設けられている。モータ取付部２２ａには中心孔２２ｃが設けられており、モータ軸６ａを挿通させてケース端面６ｂにモータ取付部２２ａを重ね合わせて一体に組み付けられる。モータ軸６ａが設けられたケース端面６ｂには、ねじ孔６ｃが形成されており、モータ取付部２２ａにはねじ孔２２ｄが形成されている。
モータ軸６ａをモータ取付部２２ａの中心孔２２ｃに挿通させて、モータ取付部２２ａをケース端面６ｂに重ね合せて、ねじ孔２２ｄとねじ孔６ｃを位置合わせした状態でねじ２３をねじ嵌合させて環状ヨーク２２がモータ６と一体に組み付けられる。
【００２９】
また、図８（Ｂ）に示すように、ファン８のモータ軸６ａと嵌め合う中心孔８ａが形成された筒状の嵌合部８ｃを囲んで中央環状壁８ｄが同心状に形成されている。また、中央環状壁８ｄと羽根８ｅを介して外側環状壁８ｆが同心状に形成されている。この外側環状壁８ｆの外径は、環状ヨーク２２の内径より小さくなるように形成されている。コイルユニット１３は、外側環状壁８ｆの外周面に沿って複数の閉コイル１４が周回して配置されている。閉コイル１４は、外側環状壁８ｆに直接組み付けられてもよいし、環状のコイルホルダに収納した状態で該コイルホルダを介して外側環状壁８ｆの外周面に組み付けられていてもよい。
【００３０】
図８（Ｂ）に示すように、嵌合部８ｃの中心孔８ａにモータ軸６ａ（図８（Ａ）参照）嵌め込ませて、ナット２１をモータ軸６ａの先端にねじ嵌合させてファン８がモータ６と一体に組み付けられる。このとき、ファン８は、外側環状壁８ｆが環状ヨーク２２と同心状に重なり合って、コイルユニット１３とリングマグネット２０が近接して対向位置される。
これにより、ファン８がモータ軸６ａに組み付けられると、リング状マグネット２０とコイルユニット１３がファン８のラジアル方向に近接して対向配置されるため、リングマグネット２０より発生した磁束と複数の閉コイル１４が鎖交する状態となる。
【００３１】
以上図７及び図８に示す構成によっても、磁界発生部１０のＮ極からＳ極に向かう磁束に対向配置されたコイルユニット１３の複数の閉コイル１４が鎖交した状態でモータ６を起動してファン８を回転駆動させると、ファン８と一体に設けられた各閉コイル１４に誘導電流が流れて発生した電力が熱エネルギーに変換されて発熱することによりファン８を加温することができる。
【００３２】
尚、駆動源であるモータ６は、ブラシ付きモータであってもブラシレスモータであっても、或いはＡＣ同期モータであってもよい。
また、磁石ホルダ１０ｃに周方向に配置される永久磁石１０ｃやヨーク１８に周方向に配置される電磁コイル１７、更にはこれらに対向配置されるコイルホルダ１５に保持される閉コイル１４は、周方向に１列配置に限らず複数列に配置してもよい。
また、永久磁石１０ｃはタブレット状の磁石に限らず、Ｎ極とＳ極が隣接して円環状に連続する環状の永久磁石或いは円盤状の永久磁石であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  送風機  ２  ベース台  ３  支柱  ４  モータ取付フランジ  ４ａ  取付壁  ４ｂ  起立壁  ４ｃ  貫通孔  ４ｄ，４ｅ，４ｆ，６ｃ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，  １８ｂ，２２ｄ  ねじ孔  ４ｇ  突起  ５，７，１１，１２，１９，２３  ねじ  ６  モータ  ６ａ  モータ軸  ６ｂ  ケース端面  ８  ファン  ８ａ，１８ａ，２２ｃ  中心孔  ８ｂ  挿入孔  ８ｃ  嵌合部  ８ｄ  中央環状壁  ８ｅ  羽根  ８ｆ  外側環状壁  ９  ファンボス  １０  磁界発生部  １０ａ  ヨーク取付板  １０ｂ，１８  ヨーク  １０ｃ  永久磁石  １０ｄ  磁石ホルダ    １３  コイルユニット  １４  閉コイル  １５  コイルホルダ  １５ａ  突起  １６  コイル取付板  １７  電磁コイル  １８  取付板  ２０  リングマグネット  ２１  ナット  ２２  環状ヨーク  ２２ａ  モータ取付部  ２２ｂ  ハブ  
【図１】
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【図２】
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【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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