(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンの羽根を支えるボスと、ボスに一体に固定され回転軸と嵌合され前記回転軸の回転を羽根に伝えるボス軸部とを備え、前記ファンのボス軸方向に、ボス軸の遠心方向への動きを締め付けて規制する複数箇所の保持手段を備えたことを特徴とするファンの保持構造。
【請求項２】
ボス軸部は、ボスの内部に収納される内側部分と、前記ボスの外側に露出する外側部分とを備え、保持手段を前記ボス軸の内側と外側に有したことを特徴とする請求項１記載のファンの保持構造。
【請求項３】
保持手段をばねとしたことを特徴とする請求項１記載のファンの保持構造。
【請求項４】
保持手段にスリットを有したことを特徴とする請求項３記載のファンの保持構造。
【請求項５】
請求項１記載の保持手段として、ねじで保持することを特徴とするファンの保持構造。
【請求項６】
ファンを回転駆動するファンモーターを備え、前記ファンモーターの回転軸を前記ファンのボスに挿通させて、請求項１乃至５の何れかに記載のファンの保持構造で保持したことを特徴とする送風機。
【請求項７】
ファンモーターの回転軸を伝わる振動とファンの固有値との共振、又はファンモーターのコギングにより発生する振動とファンの固有値との共振を回避する回転数を設定する回転数設定手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の送風機。
【請求項８】
フィードバック制御を用いて、前記回転数設定手段により設定された回転数に制御することを特徴とする請求項７記載の送風機。
【請求項９】
冷却器で冷却された冷気を冷凍冷蔵庫内に送風させる機能、または、圧縮機の温度上昇を抑えるために圧縮機外郭部に風を送風させる機能を有する冷凍冷蔵庫において、請求項６乃至８の何れかに記載の送風機を搭載したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンの保持構造及び送風機及び冷凍冷蔵庫に係わり、詳しくは、ファンの共振防止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術の一例として、図６にファンを示した図を、図７にファンモータの回転軸との保持構造を示した図をそれぞれ示す。
なお、図６、図７では、説明のためファンのボスを一部切断した図として示している。
図６、図７において、１０はファン、２はファン１０のボスで、内側に回転軸を保持するための軸３を有している。５はファンモーター、６はファンモーター５の回転軸で、前記ボス２の軸３に挿入されている。７は前記ファンモーター５の回転軸６とファン１０のボス２の内側の軸３を締付けるばねである。
このように、従来はファンモーター５の回転軸６とファン１０を、ファン１０のボス２の内側の軸３の１ヵ所のみで、ばね７で締付けて保持するという保持構造であった。
【０００３】
上記の構造において、ファンモーター５が駆動するとファンモーター５が加振源となり、ファンモーター５の回転軸６を伝わる振動の周波数とファン１０の固有値が一致したときに共振が発生する。ファン１０の固有値は、ファン１０の慣性、復元性、境界条件によって定まる。また、ファンモーター５の振動のファン１０への伝達は、ファン１０とファンモーター５の回転軸６との接点から伝わる。通常、ファン１０の固有値とファンモーター５の回転軸６から伝わる振動との共振を回避するにはファンモーター５の回転数を変更する。
【０００４】
図８は、図７における回転軸６のファン１０のボス２への挿入部を示した要部断面図である。ファン１０のボス２とファンモーター５の回転軸６は、通常、材質が異なるため、温度による膨張率や収縮率が異なり、ファン１０のボス２の軸３とファンモーター５の回転軸６との隙間９は、温度によって変化して、ファン１０とファンモーター５の回転軸６との境界条件が変化してしまう。そのため、ファン１０の固有値が大きく変化してしまう。したがって、ファンモーター５の回転数を変更しても、常にファンモーター５の回転軸６から伝わる振動とファン１０の固有値との共振、又はファンモーター５のコギングにより発生する振動とファン１０の固有値との共振が発生しやすく、異音の発生の可能性が高い状態にあった。コギングとは、ファンモーター５のトルクの変動であり、異音とは、３００Ｈｚ以上で特定の周波数域の音が大きく突出している音をいう。
【０００５】
図９はファンモーターの回転数を変更するためのフィードバック制御を示すブロック線図の一例を示す。ファンモーター５の出力回転数を観測し、目標回転数になるようにファンモーター５への入力電圧にフィードバック電圧を印加するフィードバック制御によりファンモーター５の回転数を制御しても、図８に示すようにファン１０のボス２の軸３とファンモーター５の回転軸６との隙間９の変化によってファン１０の固有値が大きく変化するため、ファン１０の固有値とファンモーター５の回転軸６から伝わる振動との共振、または、ファン１０の固有値とファンモーター５の回転軸６から伝わるファンモーター５のコギングにより発生する振動との共振が発生し、異音の発生の可能性が高い状態にあった。
【０００６】
また、図１０は特開平９−３１０６９８号公報に示された従来のファンの取付構造を示す要部断面図である。ファン２０のボス２１に電動機２２の回転軸２３を挿通し、前記回転軸２３の一方はナット２４により締結し、もう一方は前記ボス２１の外周部と隣接する前記回転軸２３の外周部とを熱収縮チューブ２５で被った後加熱し、前記ボス２１を前記回転軸２３に密着固定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来はファンモーターの回転軸とファンを、ボスの内側の軸の１ヵ所のみで、ばねで締付けて保持するという保持構造のため保持力が弱く、また、ファンのボスの軸とファンモーターの回転軸との隙間の変化により、ファンの固有値が大きく変化するため回転数を変更しても、ファンモーターの回転軸を伝わるファンモーターの振動とファンの固有値との共振、又はファンモーターのコギングにより発生する振動とファンの固有値との共振の発生により、異音が発生するという問題があった。
【０００８】
また、図１０の従来のファンの取付構造によれば、ファンのボスと回転軸との固定箇所は２ヵ所で、一方はナットによる締結、もう一方はボスの外周部と隣接する回転軸の外周部との熱収縮チューブでの密着固定である。しかしながら、一方のナットによる締結は軸方向、もう一方の熱収縮チューブの固定は遠心方向なので、遠心方向は実質１ヵ所しかなく保持力が不充分であった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ファンと嵌合されるファンモーター回転軸との安定した境界条件をなしてファンの固有値の安定化をなすファンの保持構造と、また、ファンの固有値の安定化によって、ファンモーターの駆動により回転軸を伝わるファンモーターの振動とファンの固有値との共振、又はファンモーターのコギングにより発生する振動とファンの固有値との共振を回避して、ファンからの異音の発生を抑えることのできる送風機と、さらに、該送風機を搭載した低騒音の冷凍冷蔵庫を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載のファンの保持構造は、ファンの羽根を支えるボスと、ボスに一体に固定され回転軸と嵌合され前記回転軸の回転を羽根に伝えるボス軸部とを備え、前記ファンのボス軸方向に、ボス軸の遠心方向への動きを締め付けて規制する複数箇所の保持手段を備えたものである。
【００１１】
また、請求項２記載のファンの保持構造は、ボス軸部がボスの内部に収納される内側部分と、前記ボスの外側に露出する外側部分とを備え、保持手段を前記ボス軸の内側と外側に有したものである。
【００１２】
また、請求項３記載のファンの保持構造は、保持手段をばねにしたものである。
【００１３】
また、請求項４記載のファンの保持構造は、保持手段にスリットを有したものである。
【００１４】
また、請求項５記載のファンの保持構造は、請求項１記載の保持手段として、ねじで保持するようにしたものである。
【００１５】
また、請求項６記載の送風機は、ファンを回転駆動するファンモーターを備え、前記ファンモーターの回転軸を前記ファンのボスに挿通させて、請求項１乃至５の何れかのファンの保持構造で保持するようにしたものである。
【００１６】
また、請求項７記載の送風機は、ファンモーターの回転軸を伝わる振動とファンの固有値との共振、又はファンモーターのコギングにより発生する振動とファンの固有値との共振を回避する回転数を設定する回転数設定手段を設けたものである。
【００１７】
また、請求項８記載の送風機は、フィードバック制御を用いて、前記回転数設定手段により設定された回転数に制御するようにしたものである。
【００１８】
また、請求項９記載の冷凍冷蔵庫は、冷却器で冷却された冷気を冷凍冷蔵庫内に送風させる機能、または、圧縮機の温度上昇を抑えるために圧縮機外郭部に風を送風させる機能を有する冷凍冷蔵庫において、請求項６乃至８の何れかの送風機を搭載したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００２０】
実施の形態１．
図１、２、３はこの発明の実施の形態の一例を示す図で、図１はファンを示した図、図２はファンモーターの回転軸との保持構造を示した図、図３は図２における回転軸のファンのボスへの挿入部を示した要部断面図であり、図１、図２では説明のためファンのボスを一部切断した図として示している。尚、図２のようにファンとファンモーターとが組合されて送風機が形成される。
【００２１】
図において、１はファン、２はファン１のボスで、このボス２の内側と外側に一体に固定され回転軸を保持するための軸３と軸４を各々有している。７と８はファンモーター５の回転軸６と前記ファン１のボス２の内側の軸３および外側の軸４とを各々締付けるばねである。なお、前記ボス２の内側の軸３と外側の軸４には、ばね７と８で締付けることができるように各々スリットが２ヵ所ずつ設けられている。
【００２２】
ファンモーター５の回転軸６をボス２の内側の軸３と外側の軸４の穴に通し、該回転軸６とボス２の内側の軸３および外側の軸４とを各々ばね７とばね８で締付けて２ヵ所で保持する。このように、ファン１のボス２に挿入されたファンモーター５の回転軸６とファン１のボス２の軸との保持を、ボス２の軸３および軸４との２ヵ所以上で保持したことにより、ファンモーター５の回転軸６とファン１のボス２の軸３および軸４との安定した保持を得ることができる。
【００２３】
通常ファン１とファンモーター５の回転軸６の材質は異なり、温度による収縮率、膨張率は異なるが、図３の回転軸のファンのボスへの挿入部を示した要部断面図のように、回転軸６とボス２の内側の軸３および外側の軸４とを各々ばね７とばね８で締付けて２ヵ所で保持しているため、温度依存による収縮や膨張に対してもファンモーター５の回転軸６とファン１のボス２の軸３および軸４との安定した保持を得ることができる。
【００２４】
以上のような保持構造により、ファン１とファンモータ５の回転軸６との保持の安定化がなされることによって、ファン１の固有値の安定化がなされ、ファンモーター５の回転軸６を伝わるファンモーター５の振動とファン１の固有値との共振、又はファンモーター５のコギングにより発生する振動とファン１の固有値との共振を回避するファンモーター５の回転数を設定することができるようになり、ファン１からの異音の発生を抑えることができる。ここで、保持の安定化はファンとファンモーターの境界条件をほとんど変化させないことによって、ファンの固有値が大きく変化しないような保持をいい、ファンの固有値の安定化はファンの固有値をほとんど変化させないことをいう。
【００２５】
ファンの軸の２ヵ所以上におけるファンとファンモーターの回転軸との締付けての保持においての境界条件でのファンの固有値と、ファンの軸とファンモーターの回転軸との接合部全域が密接した境界条件でのファンの固有値は、ほとんど変わりはない。
【００２６】
上記実施の形態においては、ファン１のボス２の軸３および軸４に各々スリットを設けて、ばね７及びばね８の締付けによる回転軸６との保持構造を示したが、スリットの代わりに軸３および軸４に各々ねじ穴を設けて、ねじの締付けによる回転軸６との保持構造にしてもよい。
【００２７】
ファン１をファンモーター５の回転軸６から取り外すには、ばね７、８をはずしてから取り外してもよいし、ばねをはずさずにファン１をファンモーター５の回転軸６から引っ張ってはずしてもよい。
【００２８】
上記実施の形態のファン１にファンモーター５の回転軸６が挿通され組合されて形成される送風機の、ファンモーター５の駆動によりファンモーター５の回転軸６を伝わるファンモーター５の振動とファン１の固有値との共振を回避する回転数を設定する一手段として、ファン１の周波数特性を測定すると、前記の共振を起こす限られた回転数域を把握することができ、前記の回転数域を回避するように回転数を設定することができる。
【００２９】
また、ファンモーター５の回転軸６を伝わるファンモーター５のコギングにより発生する振動とファン１の固有値との共振を回避する回転数を設定する一手段として、ファン１の固有値を測定し、ファンモーター５のステーターとローターの極数を調べたのち、（ファンモーター５の回転数）×（ファンモーター５のステーターの極数）×（ファンモーター５のローターの極数）≠（ファン１の固有値）となるように、ファンモーター５の回転数を設定するとよい。
【００３０】
ファンモーター５の回転軸６を伝わるファンモーター５の振動とファン１の固有値との共振、又はファンモーター５の回転軸６を伝わるファンモーター５のコギングにより発生する振動とファン１の固有値との共振を回避するために、上記回転数設定手段により設定された回転数になるように、ファンモーター５の出力回転数を観測し、ファンモーター５への入力電圧にフィードバック電圧を印加するフィードバック制御を用いて制御する。
【００３１】
実施の形態２．
図４、図５は実施の形態２を示す図で、この発明の実施の形態１で説明したファン１にファンモーター５の回転軸６が挿通され組合されて形成される送風機、ここでは送風機１aおよび送風機１bを搭載した冷凍冷蔵庫の一例を示しており、図４は冷凍冷蔵庫を前方から見た簡略図、図５は後方から見た簡略図である。尚、送風機１aおよび送風機１bは実施の形態１と同様なので、ここでの説明は省略する。図４中の矢印は風路を模式的に示している。
【００３２】
図において、１１は冷凍冷蔵庫、１２は冷却器、１aは前記冷却器１２で冷却された冷気を冷凍冷蔵庫１１が有する冷蔵室１３、氷貯蔵室１４、温度帯切替室１５、野菜室１６、冷凍室１７に送風する送風機、１８は圧縮機、１bは前記圧縮機１８の温度上昇を抑えるために圧縮機１８の外郭部に風を送風させる送風機、１９は冷凍冷蔵庫１１に搭載されたマイコンである。
【００３３】
尚、マイコン１９には、各々の送風機１a、１bのファンモーターの回転軸を伝わるファンモーターの振動とファンの固有値との共振、又はファンモーターのコギングにより発生する振動とファンの固有値との共振を回避するための、実施の形態１で説明した回転数設定手段により設定されたファンモーターの回転数を記憶させてある。
【００３４】
上記マイコン１９に記憶された共振を回避するためのファンモーターの設定された回転数になるように、フィードバック制御を用いてファンモーターを制御する。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る請求項１のファンの保持構造は、ファンの羽根を支えるボスと、ボスに一体に固定され回転軸と嵌合され前記回転軸の回転を羽根に伝えるボス軸部とを備え、前記ファンのボス軸方向に、ボス軸の遠心方向への動きを締め付けて規制する複数箇所の保持手段を備えたので、遠心方向において安定した境界条件が得られるファンの保持構造とすることができる。
【００３６】
また、請求項２のファンの保持構造は、ボス軸部がボスの内部に収納される内側部分と、前記ボスの外側に露出する外側部分とを備え、保持手段を前記ボス軸の内側と外側に有したので、ボス軸の内側と外側で保持することにより保持力が高められ、遠心方向及び軸方向において安定した境界条件が得られるファンの保持構造とすることができる。
【００３７】
また、請求項３のファンの保持構造は、保持手段をばねとしたので、容易に締付け保持ができ、また、取外しに際しても簡単な工具を用いて行うことができる。
【００３８】
また、請求項４のファンの保持構造は、保持手段にスリットを有したので、ばねにより簡単に締付け保持ができるものである。
【００３９】
また、請求項５のファンの保持構造は、請求項１記載の保持手段として、ねじで締付けて保持するようにしたので、ばねによる保持と同様に容易に締付け保持ができ、また、取外しに際しても簡単な工具を用いて行うことができる。
【００４０】
また、請求項６の送風機は、ファンを回転駆動するファンモーターを備え、該ファンモーターの回転軸をファンのボスに挿通させて、請求項１乃至５の何れかに記載のファンの保持構造で保持したので、ファンとファンモーターの回転軸との保持の安定化が図られて、ファンとファンモーター回転軸との安定した境界条件が得られ、ひいては、ファンの固有値の安定化が図れる送風機を提供することができる。
【００４１】
また、請求項７の送風機は、ファンモーターの回転軸を伝わる振動とファンの固有値との共振、又はファンモーターのコギングにより発生する振動とファンの固有値との共振を回避する回転数を設定する回転数設定手段を設けたので、該回転数の設定により共振を回避することができ、低騒音の送風機を提供することができる。
【００４２】
また、請求項８の送風機は、フィードバック制御を用いて回転数設定手段により設定された回転数に制御するようにしたので、共振を回避するための設定された目標とする回転数に制御がしやすく、ひいては、該共振を回避する回転数に制御することによって低騒音の送風機を提供することができる。
【００４３】
また、請求項９の冷凍冷蔵庫は、請求項６乃至８の何れかに記載の送風機を搭載したので、低騒音の冷凍冷蔵庫を提供することができる。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１のファンを示す図である。
【図２】  実施の形態１のファンとファンモーター回転軸との保持構造を示す図である。
【図３】  図２のファンのボスとファンモーターの回転軸との保持部を示す要部断面図である。
【図４】  実施の形態２の冷凍冷蔵庫を前方から見た簡略図である。
【図５】  実施の形態２の冷凍冷蔵庫を後方から見た簡略図である。
【図６】  従来のファンを示す図である。
【図７】  従来のファンとファンモーター回転軸との保持構造を示す図である。
【図８】  図７のファンのボスとファンモーターの回転軸との保持部を示す要部断面図である。
【図９】  フィードバック制御を示すブロック線図である。
【図１０】  他の従来のファンの保持構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  ファン、  ２  ボス、  ３  軸、  ４  軸、  ５  ファンモーター、  ６回転軸、  ７  ばね、  ８  ばね、  １ａ、１ｂ  送風機、  １１  冷凍冷蔵庫、  １２  冷却器、  １８  圧縮機、  １９  マイコン。
【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】
0003772609.tif 000009
【図９】
0003772609.tif 000010
【図１０】
0003772609.tif 000011