JPH0617792A - 送風機の防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導電動機から発生する電磁振動の製品筐体
への伝達を減衰させる防振装置を提案すること。 【構成】 多翼ファン７のセンターで支持しているディ
スク３は、外輪筐体１７に結合され、内輪筐体１８は前
記誘導電動機１の軸２の外周に直接接触している。前記
外輪筐体１７と前記内輪筐体１８との間には、振動減衰
材料１９が一定厚みで全周に圧入などの成形によりサン
ドイッチ状に固着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、誘導電動機と多翼フ
ァンとの組合わせにより発生する振動を防止する装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来装置を公開実用新案公報
（昭５９−１６８５９５）に記載された第８図を用いて
説明する。この従来装置は、誘導電動機１及び軸２とデ
ィスク３、ボス４、羽根５、固定ネジ６により構成され
た多翼ファン７と前記多翼ファン７を外周から覆うスク
ロールケーシング８から構成され、前記スクロールケー
シング８は、空気が流入する吸込口９及び吸込口１０と
吹出口１１を基本構成としている。また前記誘導電動機
１は、両端部をリング状の防振材１２と防振材１３を介
して、支持金具１４により製品筐体１５に固定ネジ１６
により取付された構成となっている。

【０００３】次に、前記構成の作用について説明する。
誘導電動機１に電源が印加されると、前記誘導電動機１
に誘導磁界が発生し軸２が回転する。ディスク３、ボス
４、羽根５により構成された多翼ファン７は、固定ネジ
６により前記軸２に前記ボス４を介して直接接合されて
いるために前記軸２と同一方向に回転する。前記多翼フ
ァン７はスクロールケーシング８に収納され理論的に位
置付けられた前記スクロールケーシング２との内壁間隙
を保つことにより、前記スクロールケーシング２の吸込
口９及び吸込口１０より流入した空気は、多翼ファン７
により角運動量をあたえられ、空気の速度エネルギー
（動圧）の一部を静圧に変換し、同時に流れを一つの方
向に集められることにより、吹出口９より空気が送り出
される連続動作を行う。また前記誘導電動機は、誘導磁
界により発生した電磁振動は、支持金具１４と製品筐体
１５が固定ネジ１６により結合されているものの、誘導
電動機１の両端部をリング状の防振材１２と防振材１３
を介しているために振動伝達の少ない状態を維持してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の送風機
においては、誘導電動機に印加する電源仕様が送風量の
変更を行うために、正弦波電圧による巻線切換方式ある
いは電圧変化・周波数変化による方式など用途により異
なることにより誘導電動機に以下に示す内容の問題を抱
えることになっているのが現状である。誘導電動機は、
誘導磁界により回転運動を発生しているために、電磁振
動を起こしており、トルク（送風量を上げる上昇に比例
して大きくなる特性を持っている。また誘導電動機の共
通化の面から、送風機量の変更を電圧変化に総称される
位相制御方式、あるいは周波数変化に総称されるインバ
ータ制御方式などの導入が顕著であることから、電源が
ひずみ波形で高調波振動発生をよぎなくされる結果とな
り、誘導電動機本体あるいは、軸を経由して多翼ファン
の翼部に振動を伝え、この振動を吸収する能力を持ち得
ず、共振により回転時の空気の角運動時にドラフト的な
異常音を発生させ、また誘導電動機本体振動が製品本体
に伝達し２ｆ成分の振動により製品の騒音を上げるなど
の問題点があった。

【０００５】この発明は前記課題を解決するために成さ
れたものであり、電源仕様の変化に関係なく大巾な低騒
音化が可能であると同時に、誘導電動機共通化のために
欠かすことの出来ない電圧変化に総称される位相制御方
式、あるいは周波数変化に総称されるインバータ制御方
式を導入する際の振動騒音緩和をバックアップし、生産
性向上によるコストダウンにも貢献できる送風機の防振
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る送風機の
防振装置は、誘導電動機と，誘導電動機の回転軸、及び
その根元部がディスクおよびボスを介して固定されてい
る金属製またはプラスチック製の多翼ファンよりなる送
風機の防振装置において、前記多翼ファンの中央ディス
ク部と電動機の回転軸との間に、外方が前記多翼ファン
ディスク部に固着された外輪筐体と電動機の回転軸と勘
合固定される内輪筐体を有し、前記外輪筐体と内輪筐体
との間に減衰材料を挟装してなる減衰器を設けるという
手段を講じた。また、前記外輪筐体と内輪筐体との間
に、伝達率３以下の低反発弾性体を挟装してなる減衰器
を設けてもよい。また、前記多翼ファンの中央ディスク
部と電動機の回転軸との外方が、前記多翼ファンの中央
ディスク部に固着された外輪筐体と電動機の回転軸と勘
合固定される内輪筐体を有し、前記外輪筐体と内輪筐体
との間に、減衰材料を挟装してなる減衰器を備え、前記
多翼ファンにおいて、前記中央ディスク部を中心として
前記ボス部に対称で且つ対角位置に、前記電動機の回転
軸と内外輪筐体と減衰材料にて構成され多翼ファンの中
央ディスク部に固着された減衰器を固定するための固定
ネジを設けてもよい。また、前記誘導電動機のフレーム
の両端外郭から前記誘導電動機を支持するリング状の防
振材は、前記回転軸水平中心線上からフレーム自重方向
に向かって防振材厚みを増すとよい。

【０００７】

【作用】この発明に係る送風機の防振装置では、誘導電
動機と，誘導電動機の回転軸、及びその根元部がディス
クおよびボスを介して固定されている金属製またはプラ
スチック製の多翼ファンよりなる送風機の防振装置にお
いて、前記多翼ファンの中央ディスク部と電動機の回転
軸との間に、外方が前記多翼ファンディスク部に固着さ
れた外輪筐体と電動機の回転軸と勘合固定される内輪筐
体を有し、前記外輪筐体と内輪筐体との間に減衰材料を
挟装してなる減衰器を設けたので、誘導電動機から多翼
ファンへ伝達する振動は、前記減衰器において減衰す
る。また、前記外輪筐体と内輪筐体との間に、伝達率３
以下の低反発弾性体を挟装してなる減衰器を設けると、
さらに広範囲の周波数帯で安定した共振防止作用が得ら
れる。

【０００８】また、前記多翼ファンの中央ディスク部と
電動機の回転軸との外方が、前記多翼ファンの中央ディ
スク部に固着された外輪筐体と電動機の回転軸と勘合固
定される内輪筐体を有し、前記外輪筐体と内輪筐体との
間に、減衰材料を挟装してなる減衰器を備え、前記多翼
ファンにおいて、前記中央ディスク部を中心として前記
ボス部に対称で且つ対角位置に、前記電動機の回転軸と
内外輪筐体と減衰材料にて構成され多翼ファンの中央デ
ィスク部に固着された減衰器を固定するための固定ネジ
を設けると、左右のバランスを安定させる作用も得ら
れ、更に振動が少なくなる。また、前記誘導電動機のフ
レームの両端外郭から前記誘導電動機を支持するリング
状の防振材は、前記回転軸水平中心線上からフレーム自
重方向に向かって防振材厚みを増すことにより、前記誘
導電動機の自重による硬度アップによる振動の減衰作用
の低下を防止する。このようにして、本発明において
は、電磁振動を主とする発生源である誘導電動機を、弾
性体で完全に浮かせることにより伝達率を低下させるの
である。

【０００９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を図面とともに説明
する。図１は、本発明の実施例を示す送風装置の断面図
であり、図２は同送風装置の側面図である。従来例と同
一番号は同一要素であり説明を省略する。各図におい
て、多翼ファン７の羽根５を前記多翼ファン７のセンタ
ーで支持しているディスク３は、外輪筐体１７に結合さ
れており、誘導電動機１の軸２の中心と同心円で一定半
径の円筒形状をしている。内輪筐体１８は、前記誘導電
動機１の軸２の外周に直接接触し、前記ディスク３を中
心として左右に対称に突起した両端部の位置で且つ取付
方向が１８０度回転させた場所に設けられた固定ネジ６
により固定されている。

【００１０】１９は本発明の主要素である振動減衰材料
であり、内輪筐体１８と外輪筐体１７の間に一定厚み
で、全周に圧入などの成形によりサンドイッチ状に固着
されて減衰器４０を構成している。また、前記誘導電動
機１の両端に位置し、軸２の回転運動を円滑に行うため
のベアリングを内蔵した外郭より前記誘導電動機１本体
を支持した弾性体からなる偏心リング２０と偏心リング
２１は、図２の実線２２で示す無加重状態線で表してい
るように、軸２の中心に対して加重減寸法２３が無加重
域２４に比べて大きくなるように、軸２中心と偏心リン
グ２０と偏心リング２１の中心を偏心した（例えば１．
５〜２ｍｍ）形態となっており、前記誘導電動機１が固
定バンド２５により、固定ネジ２６にて前記支持金具１
４に固定されることにより発生する加重にて、加重状態
線２７になるよう調整されている。

【００１１】次に以上の実施例の作用について、図３の
誘導電動機と多翼ファンのねじり振動モードモーメント
図を含めて説明する。誘導電動機１は電磁誘導により回
転磁界を発生して多翼ファン７を軸２により回転させる
動作を行うことから、前記多翼ファン７の駆動トルクは
２ｆ成分である高次高調波成分を含んでおり、図７に示
すように、トルク振動としては２ｎｆの周波数で発生す
る変動トルク成分を含んでいる。このために図３のごと
く誘導電動機１の内部にある固定子１８で発生した電磁
誘導により回転子１７に与えられた回転トルクには、多
翼ファン７に有効な一定トルクと多翼ファン７に無効な
変動トルクが同時に作用することになる。回転子１７が
ねじり加振されると、図３（ロ）の２次と（ハ）３次に
代表される振動モードモーメントが誘起されやすい特性
をもっており、両軸仕様で多翼ファンを複数設けられる
ものにおいては、振動モードモーメント図がさらに複雑
化されることとなる。

【００１２】そして前述したようなトルクのうち一定ト
ルクは、回転子１７からボス４，ディスク３を介して、
滑りを伴うことなく羽根５を有効に駆動する。一方、変
動トルクも同様にして羽根５を駆動するが、もし変動ト
ルクの成分周波数が図３（ロ）に示す振動モードの振動
数に一致すると、羽根５を含めて回転軸系は２次モード
の大きい角振幅で振動する。図３（ロ）に示すモードの
振動数に一致すると、羽根５を含めた回転軸系は、３次
モードの大きい角振幅で振動する。さらに、２次および
３次モードが一致すると、両モードが共存した複雑な角
振幅で振動することになる。これは、２次モードでは誘
導電動機側の羽根先端が外側に位置する羽根先端より大
きい振動（ａ１＞ａ２）、また、３次モードでは誘導電
動機側の羽根先端より外側に位置する羽根先端が大きい
振動（ｂ１＜ｂ２）などから複雑さが推測される。

【００１３】本発明ではディスク３の中心位置にて、内
輪筐体１８と外輪筐体１７の間に減衰材料１９を一定厚
で設けることにより振動を吸収緩和する方式で、多翼フ
ァン７への減衰効果は、図５の多翼ファン側ねじり・曲
げ振動曲線で示す、従来方式ねじり振動曲線２８と本例
ねじり振動曲線２９での比較および従来方式曲げ振動曲
線３０と本例曲げ振動曲線３１の比較で実証される。次
に、誘導電動機１の製品筐体への振動伝達防止について
説明する。本発明の偏心リング２０と偏心リング２１は
弾性体であり硬度が上がると防振効果が少なくなるの
で、誘導電動機１本体の重量による圧縮量を考慮した構
成とすることにより、所定の弾性硬度を確保して防振効
果を高めている。

【００１４】このことは、図４の誘導電動機側ねじり・
曲げ振動曲線で示す従来方式ねじり振動曲線３２と本例
ねじり振動曲線３３での比較および従来方式曲げ振動曲
線３４と本例曲げ振動曲線３５の比較で明らかである。
また、以上述べた要素のなかで、さらに広範囲の周波数
帯での安定した共振防止を行うために、前記弾性体を低
反発弾性体とすることで、以上の各効果は大幅に上が
る。以上述べた内容を総合的に製品組込評価した騒音の
周波数分析が図６の騒音周波数分析線図であり、従来周
波数分析曲線３６と本例周波数分析曲線３７から総合評
価でき、各防振による振動減衰は１／３〜１／５に低下
され製品組込でのＡスケール値で４〜５ｄＢの低下が図
れる効果が確認できた。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、多翼ファンのディス
ク中央にあるボス部に減衰器を設けることにより、誘導
電動機から発生する電磁振動が翼へ伝達するという効果
が得られる。また、誘導電動機の自重による硬度アップ
を考慮した軸中心の偏心したリング状の弾性体による減
衰器を設けることにより、誘導電動機本体から製品筐体
への伝達率の悪化を防止する効果もある。

【００１６】また、多翼ファンのディスク中央にあるボ
ス部を、左右対称形状として、固定ネジをそれぞれに配
することにより、機械的なアンバランスの増加を招くこ
となく、多翼ファンのバランサーの役目を持たすばかり
でなく、１軸に多くの多翼ファンをセットする場合など
による、多翼ファンの種類増加を防止する生産上の共通
化が行える効果も大きい。また、前記減衰器に伝達率３
以下の低反発弾性体を挟装することにより、さらに広範
囲の周波数帯で安定して共振を防止できるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す送風装置の断面図であ
る。

【図２】同送風装置の側面図である。

【図３】誘導電動機と多翼ファンのねじり振動モードモ
ーメント図である。

【図４】誘導電動機器側ねじり・曲げ振動曲線をしめす
図である。

【図５】多翼ファン側ねじり・曲げ振動曲線をしめす図
である。

【図６】騒音周波数分析線をしめす図である。

【図７】誘導電動機の高次高調波成分を示す図である。

【図８】従来の送風機装置を示す断面図と側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 誘導電動機 ２ 回転軸 ３ ディスク ４ ボス ６ 固定ネジ ７ 多翼ファン １７ 外輪筐体 １８ 内輪筐体 １９ 減衰材料 ４０ 減衰器 ２０ 偏心リング，防振材 ２１ 偏心リング，防振材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導電動機と，誘導電動機の回転軸、及
   びその根元部がディスクおよびボスを介して固定されて
   いる金属製またはプラスチック製の多翼ファンよりなる
   送風機の防振装置において、前記多翼ファンの中央ディ
   スク部と電動機の回転軸との間に、外方が前記多翼ファ
   ンディスク部に固着された外輪筐体と電動機の回転軸と
   勘合固定される内輪筐体を有し、前記外輪筐体と内輪筐
   体との間に減衰材料を挟装してなる減衰器を設けたこと
   を特徴とする送風機の防振装置。
2. 【請求項２】 誘導電動機と，誘導電動機の回転軸、及
   びその根元部がディスクおよびボスを介して固定されて
   いる金属製またはプラスチック製の多翼ファンよりなる
   送風機の防振装置において、前記多翼ファンの中央ディ
   スク部と電動機の回転軸との間に、外方が前記多翼ファ
   ンディスク部に固着された外輪筐体と電動機の回転軸と
   勘合固定される内輪筐体を有し、前記外輪筐体と内輪筐
   体との間に、伝達率３以下の低反発弾性体を挟装してな
   る減衰器を設けたことを特徴とする送風機の防振装置。
3. 【請求項３】 誘導電動機と，誘導電動機の回転軸、及
   びその根元部がディスクおよびボスを介して固定されて
   いる金属製またはプラスチック製の多翼ファンよりなる
   送風機の防振装置において、前記多翼ファンの中央ディ
   スク部と電動機の回転軸との外方が、前記多翼ファンの
   中央ディスク部に固着された外輪筐体と電動機の回転軸
   と勘合固定される内輪筐体を有し、前記外輪筐体と内輪
   筐体との間に、減衰材料を挟装してなる減衰器を備え、
   前記多翼ファンにおいて、前記中央ディスク部を中心と
   して前記ボス部に対称で且つ対角位置に、前記電動機の
   回転軸と内外輪筐体と減衰材料にて構成され多翼ファン
   の中央ディスク部に固着された減衰器を固定するための
   固定ネジを設けたことを特徴とする送風機の防振装置。
4. 【請求項４】 誘導電動機と，誘導電動機の回転軸、及
   びその根元部がディスクおよびボスを介して固定されて
   いる金属製またはプラスチック製の多翼ファンよりなる
   送風機の防振装置において、前記誘導電動機のフレーム
   の両端外郭から前記誘導電動機を支持するリング状の防
   振材は、前記回転軸水平中心線上からフレーム自重方向
   に向かって防振材厚みを増したことを特徴とする送風機
   の防振装置。