(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモーターと、このファンモーターの回転力を伝達する軸と、この軸に嵌合する円環状の内筒と前記内筒の外側に配置された外筒と前記内筒及び前記外筒の間に接着固定された弾性体とを有するボス部と、このボス部の外側に設けられたファンとを備えた送風機において、
前記ファンモーターと前記ファンとが縦方向に配置され、
前記内筒の外周部に設けられ前記内筒の外径が前記ファンの自重方向に大きくなるように傾斜するテーパー部分と、前記外筒の内周部に設けられ前記外筒の内径が前記ファンの自重方向に大きくなるように傾斜するテーパー部分との少なくとも一方を有することを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記ファンに遠心ファンを用いたことを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記内筒の外周部に設けられたテーパー部分と前記外筒の内周部に設けられたテーパー部分との両方を有することを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
【請求項４】
前記弾性体にプラスチックと一体成型が可能なエラストマー系の材料を用い、前記外筒を前記ファンと一体成型したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の送風機。
【請求項５】
前記ボス部を前記ファンとは別の部品とし、前記ボス部を締結部品で前記ファンに固定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の送風機。
【請求項６】
前記内筒の外周部と前記外筒の内周部との少なくとも一方に突起を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の送風機。
【請求項７】
前記突起の断面形状は、先端が円弧形状で前記内筒または前記外筒に繋がる根元部が滑らかな曲線で結ばれていることを特徴とする請求項６に記載の送風機。
【請求項８】
前記内筒外周部と前記外筒内周部との少なくとも一方に前記突起を複数設け、回転バランスを保つことを特徴とする請求項６または７に記載の送風機。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の送風機を用いたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ファンとファンモーターで構成される送風機の防振構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、例えば実開平１−８５４９７号公報に開示された従来の送風機を示す断面図である。図において、２はファンモーター、３はファンモーター２により駆動される遠心ファン、７はファンモーターの軸、８はボス部で、ボス部８は内筒９、外筒１０、弾性体１１で構成され、内筒９と外筒１０に対して弾性体１１は加硫接着されている。
【０００３】
上記のように構成された送風機において、内筒９にファンモーターの軸７が嵌り、ネジ等で固定されファンモーター２の回転力を遠心ファン３に伝達するが、弾性体１１はファンモーター２の速度制御にともない発生する磁気的変動やトルク変動による振動を吸収し、この振動に起因する異常音の発生を防止している。
【０００４】
ボス部８はファンモーター２の回転を伝えるため、十分な強度を有する必要がある。ボス部８に加わる主な荷重はファンモーター２で発生する回転トルクと、軸方向に遠心ファン３が流体から受ける推力と、遠心ファン３の自重である。ボス部８の強度の低い部位は弾性体１１であり、前記の荷重により弾性体１１に最大応力が発生する部位は内筒９との接着面で、主成分は剪断応力である。接着が不十分な場合、前記剪断応力で破壊し、異常音が発生する恐れがあった。このため、実開平１−８５４９７号公報に開示された従来の送風機では内筒９に溝部１９を設けて、発生する応力の一部を圧縮応力または引張応力に分散して保持している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送風機は以上のように構成されているので、限られたスペースの中で防振効果を上げるためには、内筒９および外筒１０は薄くなり、そのため溝部１９の深さが浅くなるため剪断応力が支配的となり、前述のように弾性体１１と内筒９との接着面が破壊し、異常音の発生に至ることがあった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、防振効果を下げることなく、ボス部における弾性体の接着面の剪断応力を軽減し、異常音の発生を抑制する送風機の防振構造、ファンのボス部及び空気調和機を提供することを目的とする。
【０００７】
また、ボス部における弾性体の接着が不十分な場合でも、回転に支障を来さない送風機の防振構造、ファンのボス部及び空気調和機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る送風機の防振構造は、ファンモーターと、このファンモーターの回転力を伝達する軸と、この軸に嵌合する円環状の内筒およびその外側に配置された外筒の間に接着固定された弾性体を有するボス部と、このボス部の外側にファンとを設けた送風機において、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重により弾性体に圧縮応力が働くように、軸方向に径が変化する部分を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の請求項２に係る送風機の防振構造は、軸方向に径が変化する部分をテーパーとしたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の請求項３に係る送風機の防振構造は、送風機がファンモーターとファンとを縦方向に配置したものであり、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重がファンの自重であることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の請求項４に係る送風機の防振構造は、ファンに遠心ファンを用いたことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の請求項５に係る送風機の防振構造は、送風機がファンモーターとファンとを水平方向に配置したものであり、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重がファンの流体から受ける推力であることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の請求項６に係る送風機の防振構造は、内筒外周部または外筒内周部に発生する応力に応じて、発生する応力の大きい方に軸方向に径が変化する部分を設けることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明の請求項７に係る送風機の防振構造は、弾性体にプラスチックと一体成型が可能なエラストマー系の材料を用い、外筒をファンと一体成型したことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明の請求項８に係る送風機の防振構造は、ボス部を別部品とし、締結部品でファンに固定することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明の請求項９に係る送風機の防振構造は、ファンモーターと、このファンモーターの回転力を伝達する軸と、この軸に嵌合する円環状の内筒およびその外側に配置された外筒の間に接着固定された弾性体を有するボス部と、このボス部の外側にファンとを設けた送風機において、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明の請求項１０に係る送風機の防振構造は、ファンモーターと、このファンモーターの回転力を伝達する軸と、この軸に嵌合する円環状の内筒およびその外側に配置された外筒の間に接着固定された弾性体を有するボス部と、このボス部の外側にファンとを設けた送風機において、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重により弾性体に圧縮応力が働くように、軸方向に径が変化する部分を設けると共に、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、この発明の請求項１１に係る送風機の防振構造は、突起の断面形状は、先端が円弧形状で内筒または外筒に繋がる根元部が滑らかな曲線で結ばれていることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明の請求項１２に係る送風機の防振構造は、内筒または外筒に繋がる根元部を、Ｒ形状としたことを特徴とする。
【００２０】
また、この発明の請求項１３に係る送風機の防振構造は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に複数の突起を設け、回転バランスを保つことを特徴とする。
【００２１】
この発明の請求項１４に係るファンのボス部は、ファンモーターの軸に嵌合する円環状の内筒およびその外側に配置された外筒の間に接着固定された弾性体を有するファンのボス部において、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、軸方向に径が変化する部分を設けたことを特徴とする。
【００２２】
また、この発明の請求項１５に係るファンのボス部は、軸方向に径が変化する部分をテーパーとしたことを特徴とする。
【００２３】
また、この発明の請求項１６に係るファンのボス部は、ファンモーターの軸に嵌合する円環状の内筒およびその外側に配置された外筒の間に接着固定された弾性体を有するファンのボス部において、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことを特徴とする。
【００２４】
また、この発明の請求項１７に係るファンのボス部は、ファンモーターの軸に嵌合する円環状の内筒およびその外側に配置された外筒の間に接着固定された弾性体を有するファンのボス部において、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、軸方向に径が変化する部分を設けるとともに、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことを特徴とする。
【００２５】
また、この発明の請求項１８に係るファンのボス部は、突起の断面形状は、先端が円弧形状で内筒または外筒に繋がる根元部が滑らかな曲線で結ばれていることを特徴とする。
【００２６】
また、この発明の請求項１９に係るファンのボス部は、内筒または外筒に繋がる根元部を、Ｒ形状としたことを特徴とする。
【００２７】
この発明の請求項２０に係る空気調和機は、請求項１乃至１３の何れかに記載の送風機の防振構造を適用した送風機を用いたことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜３は実施の形態１を示す図で、図１は送風機が取り付けられた天井埋め込み形空調機の断面図、図２は空調機から取り出した送風機部分の断面図、図３はボス部の取付を変更した送風機の断面図である。
【００２９】
図１において、１は天井埋め込み形空調機の風路を構成する筐体、２は筐体１にボルト等で取り付けられるファンモーター、３はこのファンモーター２で駆動されるプラスチック製の遠心ファン、４は遠心ファン３の周囲に設置された冷凍サイクルの熱交換器、５は室内の空気を吸い込む吸込み口、６は熱交換器４と熱交換した空気を吹き出す吹出し口である。この天井埋め込み形空調機は吸込み口５、吹出し口６を天井面から露出し、筐体１を天井内に埋め込んで室内に設置される。
【００３０】
空調機における送風機の作用について説明する。まず、ファンモーター２の回転力でこのファンモーターの軸に取り付けられた遠心ファン３が回転する。このとき、空気の流れは次のようになる。空気は空調機の吸込み口５から吸い込まれ、遠心ファン３の中央から外周方向に向かって送られ、熱交換器４を通過して熱交換を行い、冷却または暖められて吹出し口６から吹き出される。
【００３１】
図２において、７はファンモーターの軸、８はボス部である。ボス部８は金属製で円環状の内筒９および外筒１０と、その間にゴムを加硫し成型された弾性体１１とで構成される。弾性体１１はあらかじめ内筒９および外筒１０に塗布されている接着剤で接着される。ボス部８は遠心ファン３の成型時に組み込み、周りを樹脂で一体成型する。ファンモーターの軸７は内筒９の内側に嵌り込み、ナット１２で固定される。
【００３２】
ボス部８の内筒９外周および外筒１０内周には、遠心ファン３の自重（矢印１４方向）及び遠心ファン３が流体から受ける推力（自重とは逆方向）等の軸方向の荷重が作用するが、図１に示す天井埋め込み形空調機の場合は、矢印１４方向の遠心ファン３の自重が支配的である。そのため矢印１４方向に内筒外径が大きくなるような、また、外筒内径が矢印１４方向に大きくなるようなテーパー１３を設けている。
【００３３】
上記のような構造であれば、内筒９または外筒１０と弾性体１１の接着が不十分な場合でも常に軸方向に加わる荷重で圧縮応力が働くので、弾性体１１の接着面が破壊しにくくなる。また、従来の内筒に設けた溝などに比べて、テーパー状なので、力を分散して受けることができ、応力集中が生じにくい。ここでは内筒９および外筒１０の両方にテーパー１３を設けたが、内筒９または外筒１０に発生する応力に応じて、発生する応力の大きい方のみ設けても良い。
【００３４】
内筒外径、外筒内径にテーパー１３を設けたものを示したが、テーパー１３に限定されるものではない。軸方向に加わる荷重で弾性体１１に圧縮応力が働くように内筒外径、または外筒内径が軸方向に変化する形状であればよい。
【００３５】
また、テーパー１３は、内筒外径、外筒内径の全体に設けても、その一部に設けてもよい。
【００３６】
上記実施の形態１では、外筒１０と遠心ファン３を異種材料としているが、例えば、プラスチックと一体成型が可能なエラストマー系の弾性体を用いれば、外筒１０を遠心ファン３一体として成型できる。
【００３７】
また、実施の形態１では遠心ファン３とボス部８を一体成型としているが、図３のようにボス部８を別パーツとしてネジまたはリベット等１５で遠心ファン３に固定しても良い。この方法であれば遠心ファン３が例えばアルミや鋼などの金属でも適用できる。
【００３８】
上述の実施の形態１では、天井埋め込み形空調機の送風機を例として、縦方向にファンモーター２と遠心ファン３が配置されたものを説明したが、この発明はこれに限定されない。
例えば、ファンモーターとファンが水平に配置されたもので、ファンが流体から受ける推力が軸方向の荷重となるものにも適用される。ファンが流体から受ける推力による弾性体の接着面の破壊を抑制することができる。
【００３９】
また、ファンとして遠心ファンを用いたものを示したが、シロッコファン、プロペラファンでも同様である。
【００４０】
実施の形態２．
図４，５は実施の形態２を示す図で、図４は送風機の断面図、図５は突起１６近傍を拡大した図である。図４に示すように、実施の形態１で説明したテーパーに加えて、ボス部８の内筒９外周および外筒１０内周にそれぞれ３カ所の突起１６を設けている。
【００４１】
図５に示すように、突起１６の形状は応力集中を受けないよう、突起先端１７は円弧状で、また、内筒９外周および外筒１０内周の突起根元１８もＲ形状とし、応力集中を受けない形状としている。突起先端１７および突起根元１８をＲ形状としているが、滑らかにつながった曲面であればよい。
【００４２】
また、突起１６の数は特に限定されないが、回転のバランスを保つためには２カ所以上設け、バランスが崩れないように配置するのが好ましい。
【００４３】
上記のような突起１６を設ければ、内筒９または外筒１０と弾性体１１の接着が不十分な場合でも突起１６が回転方向に弾性体１１を押すので、推進力を得ることができ、遠心ファン３の回転に支障を来さない。
【００４４】
実施の形態１，２をそれぞれ単独に実施してもよいし、また、両方を併用してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る送風機の防振構造は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重により弾性体に圧縮応力が働くように、軸方向に径が変化する部分を設けたことにより、軸方向の支配的な荷重で常に弾性体の接着面を押し付けるため、接着面が破壊しにくく、異常音の発生を抑制できる。
【００４６】
また、この発明の請求項２に係る送風機の防振構造は、軸方向に径が変化する部分をテーパーとしたことにより、ボス部の製作が容易に行える。
【００４７】
また、この発明の請求項３に係る送風機の防振構造は、送風機がファンモーターとファンとを縦方向に配置したものであり、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重がファンの自重であることにより、ファンの自重で弾性体の接着面を押し付けるので、接着面が破壊しにくく、異常音の発生を抑制できる。
【００４８】
また、この発明の請求項４に係る送風機の防振構造は、ファンに遠心ファンを用いたことにより、天井埋め込み形空調機の送風機に適用することができる。
【００４９】
また、この発明の請求項５に係る送風機の防振構造は、送風機がファンモーターとファンとを水平方向に配置したものであり、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重がファンの流体から受ける推力であることにより、ファンの流体から受ける推力で弾性体の接着面を押し付けるので、接着面が破壊しにくく、異常音の発生を抑制できる。
【００５０】
また、この発明の請求項６に係る送風機の防振構造は、内筒外周部または外筒内周部に発生する応力に応じて、発生する応力の大きい方に軸方向に径が変化する部分を設けることにより、異常音の発生抑制効果は略同様で、構成を簡単にすることができる。
【００５１】
また、この発明の請求項７に係る送風機の防振構造は、弾性体にプラスチックと一体成型が可能なエラストマー系の材料を用い、外筒をファンと一体成型したことにより、安価な送風機の防振構造が得られる。
【００５２】
また、この発明の請求項８に係る送風機の防振構造は、ボス部を別部品とし、締結部品でファンに固定することにより、ファンが金属でも適用できる。
【００５３】
また、この発明の請求項９に係る送風機の防振構造は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことにより、回転方向に弾性体を押すことで推進力を得ることができるので、回転に支障を来さない。
【００５４】
また、この発明の請求項１０に係る送風機の防振構造は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、ボス部に加わる軸方向の荷重の中の支配的な荷重により弾性体に圧縮応力が働くように、軸方向に径が変化する部分を設けると共に、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことにより、軸方向の支配的な荷重で常に弾性体の接着面を押し付けるため、接着面が破壊しにくく、異常音の発生を抑制できると共に、回転方向に弾性体を押すことで推進力を得ることができるので、回転に支障を来さない。
【００５５】
また、この発明の請求項１１に係る送風機の防振構造は、突起の断面形状は、先端が円弧形状で内筒または外筒に繋がる根元部が滑らかな曲線で結ばれていることにより、応力集中を避けることができる。
【００５６】
また、この発明の請求項１２に係る送風機の防振構造は、内筒または外筒に繋がる根元部を、Ｒ形状としたことにより、容易に製作できる。
【００５７】
また、この発明の請求項１３に係る送風機の防振構造は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に複数の突起を設け、回転バランスを保つことができる。
【００５８】
この発明の請求項１４に係るファンのボス部は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、軸方向に径が変化する部分を設けたことにより、送風機に組み込み時に異常音の発生を抑制可能である。
【００５９】
また、この発明の請求項１５に係るファンのボス部は、軸方向に径が変化する部分をテーパーとしたことにより、製作が容易に行える。
【００６０】
また、この発明の請求項１６に係るファンのボス部は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことにより、回転方向に弾性体を押すことで推進力を得ることができるので、回転に支障を来さない。
【００６１】
また、この発明の請求項１７に係るファンのボス部は、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に、軸方向に径が変化する部分を設けるとともに、内筒外周部と外筒内周部の少なくとも一方に突起を設けたことにより、送風機に組み込み時に異常音の発生を抑制可能であると共に、回転方向に弾性体を押すことで推進力を得ることができるので、回転に支障を来さない。
【００６２】
また、この発明の請求項１８に係るファンのボス部は、突起の断面形状は、先端が円弧形状で内筒または外筒に繋がる根元部が滑らかな曲線で結ばれていることにより、応力集中を避けることができる。
【００６３】
また、この発明の請求項１９に係るファンのボス部は、内筒または外筒に繋がる根元部を、Ｒ形状としたことにより、容易に製作できる。
【００６４】
この発明の請求項２０に係る空気調和機は、請求項１乃至１３の何れかに記載の送風機の防振構造を適用した送風機を用いたことにより、送風機の異常音の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１を示す図で、天井埋め込み形空調機の断面図である。
【図２】  実施の形態１を示す図で、送風機の断面図である。
【図３】  実施の形態１を示す図で、ボス部の取付を変更した送風機の断面図である。
【図４】  実施の形態２を示す図で、送風機の断面図である。
【図５】  実施の形態２を示す図で、突起を拡大した断面図である。
【図６】  従来の送風機を示す断面図である。
【符号の説明】
１  筐体、２  ファンモーター、３  遠心ファン、４  熱交換器、５  吸込み口、６  吹出し口、７  ファンモーターの軸、８  ボス部、９  内筒、１０  外筒、１１  弾性体、１２  ナット、１３  テーパー、１４  荷重が加わる方向を示す矢印、１５  ネジまたはリベット、１６  突起、１７  突起先端、１８  突起根元。
【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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