特開 2023-48647 モータ、及び同モータを用いた空気調和機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023048647

(43)【公開日】2023-04-07

(54)【発明の名称】モータ、及び同モータを用いた空気調和機

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/00 20060101AFI20230331BHJP

   F24F 1/0018 20190101ALI20230331BHJP

   F24F 1/0007 20190101ALI20230331BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20230331BHJP

   F16F 15/10 20060101ALI20230331BHJP

   F16F 15/126 20060101ALI20230331BHJP

   F04D 29/053 20060101ALI20230331BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20230331BHJP

【ＦＩ】

H02K7/00 A

F24F1/0018

F24F1/0007 321

H02K7/14 A

F16F15/10 Y

F16F15/126 B

F04D29/053 A

F04D29/66 L

F04D29/66 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021158079

(22)【出願日】2021-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(72)【発明者】

【氏名】濱▲崎▼ 拓也

【テーマコード（参考）】

3H130

3L049

3L050

5H607

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB04

3H130AB26

3H130AB45

3H130AC11

3H130BA16G

3H130DD01X

3H130DE01X

3H130EA01D

3H130EA01G

3H130EC08G

3L049BB07

3L050BA03

5H607AA04

5H607BB01

5H607CC09

5H607DD07

5H607FF05

5H607JJ08

(57)【要約】

【課題】モータとシロッコファンと連結されるシャフトのねじり共振の振動を低減することで、ねじり共振による異音を低減させる。
【解決手段】 棒状のシャフト８でシロッコファン５と連結されるモータ４において、前記シャフト８は、前記モータ４と前記シロッコファン５の間に動吸振器６を備え、前記動吸振器６は、前記シャフト８に固定されるボス６１と、前記ボス６１の前記モータ４側で前記ボス６１が細くなった固定部６１１に接着される防振ゴム６２と、前記防振ゴム６２に接着することで前記ボス６１と係合されるプレート６３と、前記プレート６３と一体成型されたリング６４で形成される。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒状のシャフトを備え、同シャフトで送風ファンと連結されるモータにおいて、前記シャフトは、前記モータと前記送風ファンの間に動吸振器を備えることを特徴とするモータ。

【請求項2】

前記動吸振器は、前記シャフトに固定されるボスと、前記ボスの前記モータ側で前記ボスの固定部に接着される防振ゴムと、前記防振ゴムに接着することで前記ボスと係合されるプレートと、前記プレートと一体成型されたリングで形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記リングは薄い円盤形で、円盤形の中央に前記プレートが位置し、前記プレートと合わせておもりとなること特徴とする、請求項２に記載のモータ。

【請求項4】

請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の前記モータを用いた空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和機等に使用されるモータと送風ファンから発生する騒音の対策に係るものである。

【背景技術】

【0002】

空気調和機などの家電製品に使用されるモータや送風ファン等の回転部品では、回転時の振動の低減による低騒音化が求められている。しかし、送風ファンをモータのシャフトに取り付けてモータが発生する回転トルクにより回転させる際に、送風ファンの重さの影響でモータと送風ファンを繋ぐシャフトがねじれる。シャフトには、ねじりを戻そうとする力も働くため、この二つの力が生じることでシャフトにねじり振動が発生する。このねじり振動の周波数が、モータの回転トルクに生じるトルク変動の周波数に近づくと、騒音の原因となる共振が発生する（以下、ねじり共振ともいう）。

【0003】

そこで、シャフトを部分的に細くすることで、ねじり振動の周波数とトルク変動の周波数をずらし、ねじり共振が発生しないようにして振動・騒音の低減を図ったものがある。（例えば特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－１２９６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

だが、モータと送風ファンを繋ぐシャフトを部分的に細くして、ねじり共振を防止できたとしても、シャフトの耐久性が落ちる可能性がある。

【0006】

本発明の課題は、シャフトの耐久性を落とすことなく、ねじり共振を防止できるモータと、同モータを用いた空気調和機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は棒状のシャフトで送風ファンと連結されるモータにおいて、前記シャフトは、前記モータと前記送風ファンの間に動吸振器を備えることを特徴とする。

【0008】

前記動吸振器は、前記シャフトに固定されるボスと、前記ボスの前記モータ側で前記ボスの固定部に接着される防振ゴムと、前記防振ゴムに接着することで前記ボスと係合されるプレートと、前記プレートと一体成型されたリングで形成されることを特徴とする。

【0009】

また、前記リングは薄い円盤形で、円盤形の中央に前記プレートが位置し、前記プレートと合わせておもりとなること特徴とする。

【0010】

前記モータは空気調和機に用いられる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、シャフトの耐久性を落とすことなく、ねじり共振を防止できるモータと、同モータを用いた空気調和機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る空気調和機を家屋に設置した状態を示す断面図。

【図2】本発明に係る空気調和機の斜視図。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図。

【図4】図２のＢ－B断面図。

【図5】図２の空気調和機の送風機室側の天板を外した状態の斜視図。

【図6】図５のモータ部分の拡大図。

【図7】本発明に係るモータとシャフトと送風機と動吸振器の側面図。

【図8】本発明に係る動吸振器の斜視図。

【図9】本発明に係る動吸振器の分解図。

【図10】図７のC－C断面図。

【図11】固有振動数の計算式。

【図12】従来の共振点の振幅と本発明の共振点の振幅の違いを示す図。

【図13】送風機が2台ある空気調和機に搭載したモータとシャフトと送風機と動吸振器の側面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0014】

図１は本発明の実施例を示す断面図であり、図２は本発明の実施の形態に係る空気調和機１の斜視図である。空気調和機１は、吊下金具１１に連結されるボルト１１０で家屋の天井裏９０に吊下げて設置する天井カセット形空気調和機である。

【0015】

鋼板で形成された直方体形状の筐体１０の内部は、筐体１０の中央を仕切る仕切板１２により送風ファン５を備える送風機室２と、熱交換器３１を備える熱交換器室３とに区画される。筐体１０の側面には、仕切板１２を挟んで送風機室２側の側面に吸込口１３が開口され、熱交換器室３側の側面に吹出口１４が開口されている。吸込口１３は室内の天井９１に設けられた室内側吸込口９２とダクト９４で、吹出口１４は室内の天井９１に設けられた室内側吹出口９３とダクト９５でそれぞれ連結されている。
尚、以下の説明で、筐体１０は天井裏９０側で天板１５のある面を上面、室内の天井９１側で底板１６のある面を底面、吸込口１３のある面を正面、吹出口１４のある面を背面、後述するドレンパイプ３４のある面を左側面、左側面の対面を右側面とする。

【0016】

図３は図２のＡ－Ａ断面図で、図４は図２のＢ－Ｂ断面図である。図５は図２の天板１５を外した状態の図であり、図６は図５のモータ部分の拡大図である。

【0017】

図３に示すように熱交換器室３には、熱交換器３１と、熱交換器３１の下方に熱交換器３１から排出されるドレン水を受けるドレンシート３２とドレンパン３３を備える。ドレン水はドレンパン３３から、図２に示すドレンパイプ３４に流れ、ドレンパイプ３４に繋いだドレンホース（図示無し）で屋外に排出される。

【0018】

図４に示すように送風機室２には、左側面側に電装品ユニット７が配置され、電装品ユニット７を除く部分には、仕切板１２に沿って電装品ユニット７の右側にモータ４と、その右側に送風ファン５が配置される。

【0019】

モータ４はモータ取付台４１で仕切板１２に固定される。モータ４は鋼板を積層して形成されたロータ（図示無し）を有し、ロータの中心部に形成したシャフト取付穴（図示無し）に細長い棒状のシャフト８が圧入して固定される。モータ４の両側には、シャフト８を回転自在に軸支した軸受け４２および軸受け４３を備える。

【0020】

送風ファン５はシロッコファンである。送風ファン５は、送風ファン５の中央にある円盤状の中央壁板５１の中心にシャフト８が固定されることでモータ４と連結される。

【0021】

図３から図５に示すように、送風ファン５はファンケース５２で囲われている。ファンケース５２は、仕切板１２側にある開口５３の周囲に爪とネジ（図示無し）を用いて仕切板１２に固定される。ファンケース５２の開口５３と仕切板開口１２１が合致することで、送風ファン５が回転することによりファンケース５２内に取り込まれた空気Ｓは開口５３から仕切板開口１２１を通り熱交換器室３に送風される。

【0022】

図６は図５のモータ部分の拡大図で、図７はモータ４とシャフト８と送風ファン５と動吸振器６の正面図である。シャフト８は、軸受け４３と送風ファン５の空気入口５４の間に動吸振器６を備える。動吸振器６は、送風ファン５とロータとのねじり共振を抑制し振動・騒音の低減を図るものである。尚、後述する動吸振器６のリング６４が可能な範囲でモータ寄りに配置されているため、送風ファン５に吸い込まれる空気の流れが動吸振器６で妨げられることはない。

【0023】

図８から図１０に動吸振器６を示す。図８は動吸振器６の斜視図で、図９は動吸振器６の分解図で、図１０は図７のC－C断面図である
動吸振器６は、筒型で筒の中央の穴の中にシャフト８が挿入されるアルミダイカスト製のボス６１と、ボス６１のモータ４側の端の固定部６１１に固定されるボス６１より外径が一回り大きいクロロプレンゴム製の防振ゴム６２と、防振ゴム６２の周囲に接着することでボス６１と係合されるアルミダイカスト製の円盤形のプレート６３と、プレート６３の周囲に固定されてプレート６３と一体となるポリプロピレン製の円盤形のリング６４で形成される。

【0024】

リング６４は動吸振器６の質量体（おもり）にあたり、シャフト８の振動をリング６４に吸収させて代わりに振動させる。そこで、リング６４の大きさと重さを調整することで、動吸振器６における最適な振動・騒音の低減を可能にする。

【0025】

プレート６３は、リング６４と防振ゴム６２を結合する。また、リングと同じ動吸振器６のおもりとしての効果もある。

【0026】

防振ゴム６２は、動吸振器６の減衰器にあたり、ねじり振動の振動である運動エネルギーを熱エネルギーに変換して消費することで、ねじり振動を減衰させる。

【0027】

ボス６１は、ボス６１の上部にあるネジ穴６４１にねじ込んだネジ６５で、ボス６１の中央に貫通したシャフト８が固定される。これによりリング６４とプレート６３と防振ゴム６２もシャフト８に固定される。

【0028】

動吸振器６は、シャフト８におもりとなるリング６４を取り付けることで、シャフト８の振動をリング６４に吸収させて代わりに振動させることで、シャフト８の振動抑制を図るものである。また、防振ゴム６２が減衰器となり、リング６４の振動である運動エネルギーを熱エネルギーに変換して消費することでねじり振動を減衰させる。図１１は、「ねじり振動の固有値の理論式」で、図１２は振動と固有値の図である。これにより、シャフトがねじれにくいほど、固有値は高くなることがわかる。

【0029】

尚、動吸振器６は、シャフト８と軸受け４３と送風ファン５の空気入口５４の間に設けられるが、送風ファン５とモータ４の間は送風路になっているため、風の抵抗にならないように可能な限りモータ４寄りに設けるのが望ましい。

【0030】

また、筐体の大きさに問題がなければ、動吸振器６を、モータ４の端（動吸振器６→モータ４→送風ファン５）や、送風ファン５の端（モータ４→送風ファン５→動吸振器６）に設けてもよい。

【0031】

図１３は、モータ４に２台の送風ファン５をシャフト８で連結したものである。この場合も、空気調和機１において、モータ４と送風ファン５を繋ぐシャフト８に動吸振器６を設けたことで、シャフト８に伝わっていた振動が動吸振器６で吸収される。これにより、シャフトを細くすることなく、ねじり共振回転数での異音を低減させ、共振回転数を使用可能となり、送風ファン５の振動が軽減される。

【0032】

以上により、空気調和機１において、モータ４と送風ファン５を繋ぐシャフト８に動吸振器６を設けたことで、シャフト８に伝わっていた振動が動吸振器６で吸収される。これにより、シャフトを細くするなどによりその耐久性を落とすことなくねじり共振を防止できる。このため、ねじり共振回転数での異音を低減させ、共振回転数を使用可能となり、送風ファン５の振動が軽減される。

【符号の説明】

【0033】

１：空気調和機、１０：筐体、１１：吊下金具、１１０：ボルト、１２：仕切板、１２１：仕切板開口、１３：吸込口、１４：吹出口、１５：天板、１６：底板
２：送風機室
３：熱交換器室、３１：熱交換器、３２：ドレンシート、３３：ドレンパン、３４：ドレンパイプ
４：モータ、４１：モータ取付台、４２、４３：軸受け
５：送風ファン、５１：中央壁、５２：ファンケース、５３：開口、５４：空気入口
６：動吸振器、６１：ボス、６２：防振ゴム、６３：プレート、６４：リング
７：電装品ユニット
８：シャフト
９０：天井裏、９１：天井、９２：室内側吸込口、９３：室内側吹出口、９４、９５：ダクト
Ｓ：空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】