JPH10339295A

JPH10339295A - 送風装置

Info

Publication number: JPH10339295A
Application number: JP14754697A
Authority: JP
Inventors: Fukuji Tsukada; 福治塚田; Kihachiro Tanaka; 基八郎田中; Makoto Nagai; 誠長井; Hiroyasu Yoneyama; 裕康米山
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁振動音の低減と高信頼性化ならびに低振動
化という相反する問題をより改善した送風装置を得るこ
とにある。【解決手段】モータの回転軸９に挿入する中心孔を有
し、モータのロータ以上の回転慣性を有する慣性部材８
をファンとともに回転軸９に固定する。これにより、フ
ァンならびにモータの振動系の固有振動数とモータの電
磁加振力とが共振した場合に、慣性部材がこの振動を吸
振することができる。その結果、ファンの振動ならびに
モータの電磁加振力が低減でき、送風装置の電磁振動音
の低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は送風機または吸風機
として利用される送風装置に関し、送吸風ファン駆動用
のモータが加振源となって発生する電磁振動音を低減す
る構造に好適である。

【０００２】

【従来の技術】送風装置の防振・制振構造は、例えば特
開昭61-275597号公報，特開平4-86398号公報，特開平4-
203296号公報，特開平7-103191号公報に記載のものが知
られている。

【０００３】特開昭61-275597号公報は金属羽根のボス
とスピンナとをゴム等の弾性体を介して挟着することに
より、送風装置の共振を防止している。

【０００４】特開平4-86398号公報では、モータの回転
軸に固定されるファンのボス部とボス部の外周に設けら
れた羽根とを保持するハブとの間に弾性体を設けること
により、送風装置の共振を防止している。

【０００５】特開平4-203296号公報では、ファンをファ
ンキャップでモータの回転軸に固定する締結部を、ファ
ンとファンキャップとを制振作用を有する樹脂等の介在
物を装着して構成することにより、送風装置の共振防
止、騒音低減を図っている。

【０００６】特開平7-103191号公報ではモータの回転軸
に固定されるファンをゴムを挟んだ2枚の板材によって
挟持し、モータからファンへの振動伝達を防止し、騒音
低減を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】送風装置の騒音は送吸
風手段であるファンの流体騒音とファン駆動用モータが
加振源となって発生する電磁振動音とに大別される。そ
のなかでモータの電磁加振力に起因して発生する電磁振
動音は単一周波数成分が卓越したもので人が耳障りに感
じるため、その低減が不可欠である。

【０００８】電磁振動音はファン駆動用モータの電磁加
振力がファンに伝播して、発音体であるファンが振動し
て騒音を発生するものである。これまでの電磁振動音の
低減手段としては従来の技術で述べたように、加振源で
あるファン駆動用モータの回転軸に防振ゴムや樹脂等の
弾性体を介してファンを固定して、ファンに伝播する電
磁加振力を防振する手段が一般的に用いられていた。

【０００９】この時の課題として、回転トルクを弾性体
を介してファンに伝達するために弾性体には高い信頼性
が要求される、回転軸とファンの結合が柔結合となりフ
ァンが回転した場合にはふれまわり振動が大きくなる等
があげられる。

【００１０】これらの課題を解決するためには防振ゴム
等の弾性体を硬くすることが望ましい。しかし、電磁振
動音の低減という観点からは、ファンに伝播する電磁加
振力の防振性能が悪化して電磁振動音が大きくなるため
に、弾性体を硬くすることは望ましくない。

【００１１】本発明の目的は、このような電磁振動音の
低減と高信頼性化ならびに低振動化という相反する問題
をより改善した送風装置を得ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】防振ゴムや樹脂等の弾性
体の代替えとして、モータの回転軸に挿入する中心孔を
有し、モータのロータ以上の回転慣性をもつ慣性部材を
ファンとともに回転軸に固定する。これにより、ファン
ならびにモータの振動系の固有振動数とモータの電磁加
振力とが共振した場合に、慣性部材がこの振動を吸振す
ることができる。その結果、ファンの振動ならびにモー
タの電磁加振力が低減でき、送風装置の電磁振動音の低
減が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
から図5を参照して説明する。図は本発明の送風装置を
業務用空気調和機の室内機に適用したものである。

【００１４】図1は本発明の実施形態の一例を示す空気
調和機の室内機の断面図、図2は送風装置の回転方向の
振動モデル、図3は本発明の主要部材である慣性部材
（以下、鋼板ダンパという）の送風装置への取付状態を
示す断面図、図4は鋼板ダンパの形状の一例を示す斜視
図、図5は本発明の送風装置を適用した場合の騒音の周
波数特性を示す図である。

【００１５】以上の図はいずれも業務用空気調和機の送
付装置に適用した例を示すが、本発明は、駆動用モータ
の電磁加振力によってモータに取り付ける回転体の振動
・騒音が発生する製品すべてに適用可能である。

【００１６】まず、業務用空調機室内機の構成を図1を
参照して説明する。なお、ここで使用するファン1はタ
ーボファンと呼ばれているものである。

【００１７】送吸風手段であるファン1を駆動するため
のモータ2は防振ゴム23を介して天板3に固定される。フ
ァン1の外周部には熱交換器4が配置され、熱交換器4も
天板3に固定される。さらに熱交換器4の下部にはドレン
水用の水受け5が置かれる。室内機は、天板3と一体化さ
れた側板6に設けられた取付金具30、吊りボルト31によ
り、建屋の天井内に吊り下げられ、室内からは化粧パネ
ル7のみが見える。8は本発明の主要部材である鋼板ダン
パで、ファン1とともにモータ2の回転軸9に固定され
る。鋼板ダンパ8はロータの回転慣性よりも大きいこと
が特徴である。

【００１８】図1には送風装置部の送吸風経路も併せて
示している。送吸風経路は図の下方から室内空気を吸い
込み、羽根11を経由して熱交換器4を通り、パネル7の外
周部から風を吹き出す経路となっている。本発明の鋼板
ダンパ8はファンの羽根部１１を保持するためにボス部
３３と羽根部11との間のハブ32の上部、すなわち送吸風
経路の非流路側に配置しているため、送吸風経路を妨害
することはなく流体性能に悪影響を及ぼさない。

【００１９】図2は送風装置の回転方向の振動系のモデ
ルを示す図で、(a）が鋼板ダンパを適用しない場合、
(b)が適用した場合である。振動系のモデルは、ファン
の回転慣性40、モータロータの回転慣性41、ファンのば
ね42、回転軸のばね43で構成される。鋼板ダンパを適用
した場合には図2(b)に示すようにダンパの回転慣性44が
追加されたモデルとなる。

【００２０】図3は鋼板ダンパ8の送風装置への取り付け
状態を示す。図3はモータの回転軸9からの回転トルクを
ファン1に直接伝達する場合の取り付け状態であり、鋼
板ダンパ8はファン1とともに回転軸9に挿入され、平座
金27a、27bとともに取り付けねじ28により回転軸9に固
定される。このために鋼板ダンパ8は、その中心に回転
軸9が挿入可能な孔を有している。鋼板ダンパ8は回転軸
9との取り付け部でファン1と接触するが、その他の部分
ではファン1と接触しない構造としている。

【００２１】ここで、本発明の効果について述べる。

【００２２】電磁振動音は、モータ2からの電磁加振力
が発音体であるファン1に伝播してファン1が振動して騒
音が発生する。電磁加振力の大きさは基本周波数（電源
周波数の2倍の100Hzあるいは120Hz）が最も大きく、周
波数が高くなるほど加振力は小さくなるという特性をも
つが、図2で示した回転方向の振動系のモデルの固有振
動数が電磁加振力の基本周波数の整数倍付近に存在した
場合には共振が起こり、その周波数成分の電磁振動音が
増大する。原因はモータ2のロータの振動が大きくなる
ためである。

【００２３】図2(a)のモデルでは固有振動数が１つ存在
し、その振動モードはファン振動に対してロータ振動が
大きくなるモードである。このため、ダンパ8を適用し
ない場合には電磁振動音が増加する。

【００２４】本発明である鋼板ダンパ8を適用した図2
(b)のモデルでは、固有振動数が２つ存在する。１つの
振動モードはロータはほとんど振動せず、ファンとダン
パが振動し、特にダンパ振動が大きくなるモード、もう
１つのモードはファンはほとんど振動せず、ダンパとロ
ータが振動し、特にロータ振動が大きくなるモードであ
る。図2(a）に対して前者のモードはファンとダンパで
固有振動数が決定されるため固有振動数は低く、逆に、
後者のモードはロータとダンパで固有振動数が決定され
るため固有振動数は高くなる。

【００２５】先に述べたように、電磁振動音が増加する
原因はモータ2のロータの振動が大きるためである。本
発明のダンパを適用することにより、低次のモードはロ
ータが振動しないモード、言い換えればダンパでロータ
振動を吸振したモードにすることができ、また、ロータ
が振動するモード（高次のモード）を加振力の小さい高
周波数域に移動することができる。

【００２６】さらに、高次のモードでは発音体であるフ
ァンが振動しないモードになる。

【００２７】以上により、本発明のダンパで電磁振動音
の低減が可能となる。

【００２８】また、図3の構造のように鋼板ダンパ8を用
いることにより、経年劣化の大きいゴムや樹脂等の信頼
性の低い部材を使用しないで回転軸9からの回転トルク
を直接ファン１に伝達できるために高信頼性が確保でき
る、さらに回転軸9とファン1との結合も剛結合でファン
1のふれまわりも小さくなり室内機の振動も低減でき
る。

【００２９】モータ軸が軸水平となる送風装置では、フ
ァンの自重もふれまわり振動に影響して、モータ軸とフ
ァンの柔結合が不可能で防振ゴムを使用できなかた。そ
のため、電磁振動音が大きくなる問題があったが、鋼板
ダンパを適用することにより、剛結合でふれまわり振動
も小さくして電磁振動音低減が可能となる。

【００３０】図4は本発明の鋼板ダンパ8の形状の一例を
示す斜視図である。流路側に設ける場合には、風はハブ
32に沿って流れるため、流れを阻害しない様にダンパの
形状もハブに沿っていればよい。

【００３１】先に述べたように鋼板ダンパは回転方向の
固有振動数、振動モードを変更するためのもので、ロー
タの回転慣性よりもダンパの回転慣性が大きければ先に
述べた効果を有する。そのため、鋼板ダンパ8の形状に
ついては、この条件を満足していればどのような形状で
あってもかまわない。従って、一つの部材でこの条件を
満足できなければ、複数個の部材でダンパを構成しても
かまわない。

【００３２】図5には本発明の鋼板ダンパ8を適用しない
場合（a）とした場合（b）の送風装置の騒音の周波数特
性を示している。図で横軸が周波数（Hz）、縦軸が騒音
レベル（dB）を表している。図の周波数特性で低周波数
から1000（Hz）までほぼ同レベルのランダムな成分がフ
ァンの回転に伴う流体騒音成分、100（Hz）の整数倍の
周波数で見られる卓越成分が電磁振動音成分である。な
お、ここでの騒音は電源周波数が50（Hz）の時の結果で
ある。

【００３３】ダンパを適用していない図5（a）では電磁
加振力の基本周波数である100（Hz）の整数倍の100（H
z），200（Hz），300（Hz），400（Hz），600（Hz）の
周波数成分が卓越している。特に200（Hz）のピークレ
ベルが大きい。これは先に述べたようにファン1、モー
タ2ならびに回転軸9で構成される振動系の回転方向の固
有振動数が200（Hz）付近に存在するためである。それ
に伴い、その周辺の100（Hz），300（Hz），400（Hz）
の周波数成分も卓越している。図に示した電磁振動音の
レベルでは聴感上でも異常音として耳障りに感じるレベ
ルである。

【００３４】ダンパを適用した図5（b）では電磁振動音
のピークは100（Hz），200（Hz）のみとなり、ピークレ
ベルについても200（Hz）のピークレベルを大幅に低減
できていることがわかる。これは、先に述べた効果によ
るものである。図5（b）の電磁音のピークレベルは、流
体騒音のオーバー・オール値と同等となるため聴感上で
も、ほとんど気にならないレベルとなる。

【００３５】以上より、本発明である鋼板ダンパ８を送
風装置に適用することにより、送風装置の電磁振動音の
低減が可能で、さらに、高信頼性化ならびに低振動化を
図った空気調和機の室内機が実現できる。

【００３６】図6は本発明の他の実施の形態を示す送風
装置の断面図である。本例は鋼板ダンパ8をファン1の送
吸風経路の流路側に設けた場合である。これにより、鋼
板ダンパ8を非流路側に設けていた時に比べて、鋼板ダ
ンパ8がモータ2とファン1とに挟まれなくなるため、鋼
板ダンパ8の芯出し等の位置調整が簡単に行え、送風装
置の組立性が向上する。さらに、ファン1ならびにモー
タ2の回転方向の振動を鋼板ダンパ8により吸振すること
が可能となり、送風装置の電磁振動音を低減することが
できる。

【００３７】図7はさらに他の実施の形態を示すもの
で、ファン1と回転軸9が固定されるファンのボス部33に
鋼板ダンパ8を取り付けねじ35により固定したものであ
る。

【００３８】このようにすることで、回転軸9にファン1
を取り付ける前に、ファン1と鋼板ダンパ8とを固定する
ことが可能となり、ファン1と鋼板ダンパ9を同時に回転
軸9に固定しなくて済み、送風装置の組立性、特に組立
時の寸法精度が向上する。また、ファンとダンパを組み
立てた状態でバランスを取ることが可能となり、ふれま
わり振動が低減できる利点がある。

【００３９】図8はさらに他の実施の形態を示すもの
で、モータの回転軸9に鋼板ダンパ8を固定したものであ
る。このようにすることで、回転軸9にファン1を取り付
ける前に、回転軸9と鋼板ダンパ8とを固定することが可
能となり、ファン1と鋼板ダンパ9を同時に回転軸9に固
定しなくて済み、送風装置の組立性、特に組立時の寸法
精度が向上する。

【００４０】図9はさらに他の実施の形態を示す側面図
（(a)図）とそのＡ−Ａ断面図（(b)図）であり、シロッ
コファン（多翼ファン）に鋼板ダンパを適用したもので
ある。

【００４１】シロッコファンは、回転軸9に固定される
ボス部33ならびに多翼の羽根部14と羽根部14を保持する
芯板13から構成され、モータの回転トルクはボス部33に
伝達され、シロッコファンを回転させる。ここで、ボス
部33とともに鋼板ダンパ8を回転軸9に固定することによ
り、ファン1ならびにータ2の回転方向の振動を鋼板ダン
パ8により吸振することが可能となり、送風装置の電磁
振動音を低減することができる。

【００４２】図10はさらに他の実施の形態を示す平面図
（(a)図）とそのＡ−Ａ断面図（(b)図）であり、プロペ
ラファン（軸流ファン）に鋼板ダンパを適用したもので
ある。

【００４３】プロペラファンも先に述べたきたファンと
同様に、回転軸9の回転トルクがＤカット部34によりボ
ス部33に伝達され、羽根19が回転する。ここで、ボス部
33とともに鋼板ダンパ8を回転軸9に固定することによ
り、ファン1ならびにータ2の回転方向の振動を鋼板ダン
パ8により吸振することが可能となり、送風装置の電磁
振動音を低減することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明により、送風装置の電磁振動音の
低減が可能となる。さらに、経年劣化の大きいゴムや樹
脂等を使用しないで電磁音低減が図れるために信頼性も
向上する。また、モータの回転軸とファンとの結合が剛
結合となり、ファンのふれまわりが小さく送風装置を有
する機器の低振動化も図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す送風装置を空気調和機
の室内機に適用した場合の断面図である。

【図２】本発明の送風装置の回転方向の振動系のモデル
を示す図である。

【図３】本発明の主要部材である鋼板ダンパの送風装置
への取付状態を示す断面図である。

【図４】本発明の主要部材である鋼板ダンパの一形状を
示す斜視図である。

【図５】送風装置の騒音の周波数特性を示す図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を示し、鋼板ダンパを
送吸風路の流路側に設けた場合の断面図である。

【図７】さらに他の実施の形態を示し、鋼板ダンパをフ
ァンのボス部に取り付ける場合の、鋼板ダンパの送風装
置への取り付け状態を示す断面図である。

【図８】さらに他の実施の形態を示し、鋼板ダンパをモ
ータの回転軸に取り付ける場合の、鋼板ダンパの送風装
置への取り付け状態を示す断面図である。

【図９】さらに他の実施の形態を示し、鋼板ダンパを多
翼ファン（シロッコファン）に適用した場合の図であ
る。

【図１０】さらに他の実施の形態を示し、鋼板ダンパを
軸流ファン（プロペラファン）に適用した場合の図であ
る。

【符号の説明】

１…ファン、２…駆動用モータ、８，８a，８b，８c…
鋼板ダンパ、９…回転軸、１１…羽根、３２…ファンの
ハブ部、３３…ファンのボス部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長井誠静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内 (72)発明者米山裕康静岡県清水市村松390番地日立清水エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸用孔と羽根とを有するファンと、前記軸
用孔にファン駆動用モータの回転軸が挿入され、前記フ
ァンはファンボス部で前記回転軸に固定される送風装置
において、前記回転軸に挿入する中心孔を有し、前記モ
ータのロータ以上の回転慣性を有する慣性部材を前記フ
ァンとともに回転軸に固定したことを特徴とする送風装
置。
【請求項２】軸用孔と羽根とを有するファンと、前記軸
用孔にファン駆動用モータの回転軸が挿入され、前記フ
ァンはファンボス部で前記回転軸に固定される送風装置
において、前記回転軸に挿入する中心孔を有し、前記モ
ータのロータ以上の回転慣性を有する慣性部材を前記フ
ァンボス部に固定したことを特徴とする送風装置。
【請求項３】軸用孔と羽根とを有するファンと、前記軸
用孔にファン駆動用モータの回転軸が挿入され、前記フ
ァンはファンボス部で前記回転軸に固定される送風装置
において、前記回転軸に挿入する中心孔を有し、前記モ
ータのロータ以上の回転慣性を有する慣性部材を前記回
転軸に固定したことを特徴とする送風装置。
【請求項４】前記慣性部材を少なくとも２つ以上の部材
で構成したことを特徴とする請求項１、２又は３のいず
れかに記載の送風装置。
【請求項５】前記慣性部材をファンの送吸風路の流路側
に設けたことを特徴とする請求項１、２又は３のいずれ
かに記載の送風装置。
【請求項６】前記慣性部材をファン送吸風路の非流路側
に設けたことを特徴とする請求項１、２又は３のいずれ
かに記載の送風装置。