JP2002310492A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】冷え過ぎを解消した省エネ冷房、暖かい床面の
暖房等「足もと」の快適性を優先させる空気調和機の提
供。 【解決手段】床面の輻射温度を検出する輻射温度検出手
段と、足もと優先運転指示手段と、床面温度算出手段
と、床面温度Ｔｆと設定室温Ｔｓとの差「Ｔｆ−Ｔｓ」
と複数の所定の温度差との大小関係を判別する温度差判
別手段と、その判別結果により室内送風機の設定回転
数、設定室温Ｔｓ、吹出風向ルーバー設定角度を補正さ
せる補正手段とを備える。輻射温度検出手段として赤外
線センサーを使用し、外乱赤外線の入射を遮るレンズと
センサーへの赤外線入射角度を制限するガイドを備えた
もの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機による被
空調室床面の温度制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被空調室内の上下温度差を均一に
し、快適な室内空間を実現するための空気調和機が種々
提案されている。例えば、特開平５−２６５０８号公報
には、床面からの輻射温度を検出して算出した床面温度
より算出する床近辺空気温度と空気調和機吸込部空気温
度との温度差の大小により、吹出口を開閉して風量を切
替えるものである。即ち、室内の上下空気温度差が大き
く暖房時の足もとが寒いといった不快感のある場合に吹
出口の開口面積を縮小して吹出風速を増加させると共に
風量を増加させようとするものである。

【０００３】また、特開平１０−３１１５９１号公報に
は、吹出温度と吸込み温度との温度差が小さいときは室
内送風機の風量を少なく、差温が大きいときは風量を大
きくするものである。即ち、暖房時、室温設定が高く風
量が小さく設定されていると、暖房能力が大きく風量が
小さいために吸込み温度と吹出温度との温度差が大き
く、密度差が大きくなるために浮力の影響が強くなり床
面まで温風が到達し難くなるのを防止するもので、床面
付近の温度はできるだけ高く、風速はできるだけ小さく
抑えようとするものである。

【０００４】また、特開平２−１７１５３９号公報、特
開平９−１５２１８０号公報には吹出風向の上下方向を
制御する吹出ルーバーの角度を下向きに制御することも
開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の空
調機による被空調室内の上下温度差を均一にしようとす
る発想とは別に、「足もと」の快適性を優先させる「足
もと優先」運転が求められる場合がある。暖房時は「足
もと温度（≒床面温度）」を上昇させる運転であり、冷
房・除湿時は「足もと温度」が冷え過ぎない運転であ
る。

【０００６】また、就寝時の冷房運転を考えると、人体
近傍の床面近傍さえやや低い温度に保てればいいのであ
って、上部空間の温度は上昇しても構わない。こういう
意味では省エネルギーの運転も可能となる。

【０００７】また、従来の空気調和機において床面温度
を検出するための輻射温度検出手段として使用される輻
射センサーはサーミスターを使用したものが多く、この
サーミスター方式では床面の絶対温度を検出することは
できず、時間推移に伴う温度変化をサーミスターの抵抗
変化で検知するものであり、温度検出速度及び温度測定
精度が良くなかった。

【０００８】外乱赤外線の入射を遮り、床面からの赤外
線を収束させセンサーに焦点の位置を合わせるレンズや
センサーへの赤外線入射角度を制限するガイドを使用し
ていない従来のサーミスター応用の輻射センサーは温度
検出範囲即ち視野角が非常に大きく、床面のみの温度を
検出したい場合でも、周囲の壁の温度をも検出してしま
う不具合があった。本発明はこのような課題に鑑みなさ
れたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
空気調和機は、被空調室床面からの輻射温度を検出する
輻射温度検出手段と、「足もと優先」運転を指示する足
もと優先運転指示手段と、前記輻射温度検出手段により
検出した輻射温度から床面温度Ｔｆを算出する床面温度
算出手段と、前記床面温度算出手段により算出した床面
温度Ｔｆと設定室温Ｔｓとの差「Ｔｆ−Ｔｓ」と複数の
所定の温度差との大小関係を判別する温度差判別手段
と、前記温度差判別手段の判別結果により室内送風機の
設定回転数を補正させる室内送風機設定回転数補正手段
と、前記温度差判別手段の判別結果により前記設定室温
Ｔｓを補正させる設定室温補正手段と、吹出し風向ルー
バー設定角度を補正させるルーバー設定角度補正手段と
を備え、前記足もと優先運転指示手段による足もと優先
運転時には前記室内送風機設定回転数補正手段、前記設
定室温補正手段、前記ルーバー設定角度補正手段が動作
するものである。

【００１０】上記構成によれば、まず暖房運転モードの
具体例として足もと優先運転時に、床面温度Ｔｆが設定
室温Ｔｓより所定値以上低ければ室内送風機の設定回転
数が所定値アップされ風速風量が大きくなると共に設定
室温も所定値アップされ、風向ルーバーも下方向に向け
られる。このため床面温度が上昇し「足もと」の快適性
を優先させることができる。

【００１１】次に冷房・除湿運転モードの具体例として
足もと優先運転時に、床面温度Ｔｆが設定室温Ｔｓより
所定値以上低ければ室内送風機の設定回転数が所定値ア
ップされ風速風量が大きくなると共に設定室温も所定値
アップされ、風向ルーバーは水平方向に向けられる。こ
のため床面温度が上昇し冷え過ぎが解消され「足もと」
の快適性を優先させることができる。

【００１２】また、省エネの観点に立ったおやすみ冷房
運転モードの例として足もと優先運転時に、床面温度Ｔ
ｆと設定室温Ｔｓとの温度差より、室内送風機の設定回
転数、設定室温、風向ルーバー方向を制御し、床面温度
さえ適度に冷えれば室内上部空間の温度が上昇しようと
構わない「足もと」優先運転が可能となる。

【００１３】本発明の請求項２に係る空気調和機は、請
求項１の前記輻射温度検出手段として絶対温度が検出可
能な赤外線センサーを使用しているものである。このた
め温度検出速度及び温度測定精度が向上している。

【００１４】本発明の請求項３に係る空気調和機は、請
求項１又は請求項２の前記輻射温度検出手段として外乱
赤外線の入射を遮るレンズとセンサーへの赤外線入射角
度（＝センサーの視野角度）を制限するガイドを備えた
赤外線センサーを使用しているものである。

【００１５】レンズで被測定部分である床面からの赤外
線を収束させ赤外線センサーの受光部に焦点の位置を合
わせ、ガイドで赤外線の入射角を制限しているので、温
度測定精度が向上している。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空気調和機の
実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は
本発明に係る空気調和機の室内機の断面図である。図１
において、１は空気調和機の室内機、３は室内送風機、
４は室内熱交換器、５は風向ルーバー、６は輻射温度検
出手段である。図に矢印で示すように、室内空気が室内
送風機３により吸込まれ、室内熱交換器４にて熱交換さ
れ、風向ルーバー５により制御された方向に吹出すもの
である。図４にも示すように室内機１の本体底面の正面
より見て右側に輻射温度検出手段６が設けられている。

【００１７】図２は図１に示す室内機１に内蔵されてい
るマイコンを使用した制御部構成のうち、通常備えてい
る制御部分を割愛し、本発明に関係する構成部分を抜粋
して説明するブロック図である。図２において、６は輻
射温度検出手段、７は床面温度Ｔｆ算出手段、８は床面
温度Ｔｆと設定室温Ｔｓとの差「Ｔｆ−Ｔｓ」と複数の
所定の温度差との大小関係を判別する温度差判別手段、
９は設定室温補正手段、１０は室内送風機設定回転数補
正手段、１１はルーバー設定角度補正手段、１２は足も
と優先運転指示手段である。

【００１８】以上のような構成において、以下足もと優
先運転時の動作について説明する。

【００１９】最初に設定室温補正手段９について説明す
る。表１に床面温度Ｔｆと設定室温Ｔｓとの差「Ｔｆ−
Ｔｓ」と複数の所定の温度差との大小関係を判別する温
度差判別手段８の判別区分とその結果、設定室温補正手
段９により補正される設定室温補正値を対応して示して
いる。

【００２０】

【表１】

【００２１】Ｔｆ−Ｔｓ区分により、そのときの設定室
温に１．３℃、０．７℃上乗せされる。例えば暖房運転
時で説明する。設定室温Ｔｓ１が２０℃で床面温度Ｔｆ
１が５℃であったと仮定する。Ｔｆ１−Ｔｓ１＝−１５
℃となり−２℃以下であるため、表１より設定室温Ｔｓ
１（２０℃）に１．３℃加算されて設定室温Ｔｓ２（Ｔ
ｓ１＋１．３＝２１．３℃）で空気調和機の運転が制御
される。

【００２２】後述のように風向ルーバー５も下向きに角
度が補正されるから、やがて暖房運転時間経過とともに
床面の温度は次第に上がってくる。床面温度がＴｆ２
（１９．３℃）を少し（α℃）超えると、（Ｔｆ２＋
α）−Ｔｓ２＝（１９．３＋α）−２１．３＝−２＋α
（単位は℃）となり−２℃より高くなるから、表１より
設定室温の補正値は０．７℃となり、設定室温はＴｓ３
（Ｔｓ１＋０．７＝２０．７℃）で空気調和機の運転が
制御される。

【００２３】さらに暖房運転時間が経過し、床面温度が
Ｔｆ３（２２．７℃）を少し（α℃）超えると、（Ｔｆ
３＋α）−Ｔｓ３＝（２２．７＋α）−２０．７＝＋２
＋α（単位は℃）となり＋２℃より高くなるから、表１
より設定室温の補正値は０℃となり、設定室温はＴｓ１
（２０℃）に戻って空気調和機の運転が制御される。

【００２４】その後、床面温度が下がり、Ｔｆ４（２２
℃）以下になると、Ｔｆ４−Ｔｓ１＝２２−２０＝＋２
（単位は℃）となり２℃以下となるから、表１より設定
室温の補正値０．７℃が加算されて、設定室温はＴｓ３
（Ｔｓ１＋０．７＝２０．７℃）になって空気調和機の
運転が制御される。

【００２５】更に何らかの理由によりその後、床面温度
が下がり、Ｔｆ５（１８．７℃）以下になると、Ｔｆ５
−Ｔｓ３＝１８．７−２０．７＝−２（単位は℃）とな
り−２℃以下となるから、表１より設定室温の補正値
１．３℃が加算されて、設定室温はＴｓ２（Ｔｓ１＋
１．３＝２１．３℃）になって空気調和機の運転が制御
される。

【００２６】空気調和機は使用者が望む設定室温が不図
示のリモコンなどによって空気調和機本体の制御部に指
示される。この手動指示とは別に、自動運転、おまかせ
運転など空気調和機自身が室内温度、外気温等の環境条
件を読み取り自動的に設定する場合もある。また空気調
和機（機械）の安全性等の理由で機械自身が自動的に制
御する場合もある。設定温度と室温とを比較し、圧縮機
の能力などを制御して使用者の望む設定温度に室内温度
を制御するものである。

【００２７】上記の設定室温補正手段９において、当初
の設定室温Ｔｓ１により上記制御を行うが、設定室温が
Ｔｓｎに変更されたら、その時点で改めてＴｆ−Ｔｓｎ
の算出を行い表１により補正制御を行う。

【００２８】次に足もと優先運転時の室内送風機設定回
転数補正手段１０について説明する。表２に床面温度Ｔ
ｆと設定室温Ｔｓとの差「Ｔｆ−Ｔｓ」と複数の所定の
温度差との大小関係を判別する温度差判別手段８の判別
区分とその結果、室内送風機設定回転数補正手段１０に
より補正される回転数補正値を対応して示している。

【００２９】

【表２】

【００３０】Ｔｆ−Ｔｓ区分により、そのときの設定回
転数に１２０ｒｐｍ、６０ｒｐｍ上乗せされる。上述の
ように暖房運転時の例で説明する。設定室温Ｔｓ１が２
０℃で床面温度Ｔｆ１が５℃であれば、Ｔｆ１−Ｔｓ１
＝１５℃となり−２℃以下であるため、表２より室内送
風機３の設定回転数Ｆ１ｒｐｍに１２０ｒｐｍ加算され
て（Ｆ１＋１２０）ｒｐｍで室内送風機が運転される。
上述のように設定室温補正手段９により設定室温も１．
３℃アップされ、またルーバー５も下向きに角度が補正
されるから、床面の温度は次第に上がってくる。

【００３１】上述と同様に床面温度がＴｆ２（１９．３
℃）を少し（α℃）超えると、（Ｔｆ２＋α）−Ｔｓ２
＝（１９．３＋α）−２１．３＝−２＋α（単位は℃）
となり−２℃より高くなるから、設定室温補正手段９
（表１）より設定室温の補正値は０．７℃となり、設定
室温はＴｓ３（Ｔｓ１＋０．７＝２０．７℃）と共に、
室内送風機設定回転数補正手段１０（表２）より室内送
風機３の設定回転数Ｆ１ｒｐｍに６０ｒｐｍ加算されて
（Ｆ１＋６０）ｒｐｍで室内送風機が運転される。

【００３２】さらに暖房運転時間が経過し、床面温度が
Ｔｆ３（２２．７℃）を少し（α℃）超えると、（Ｔｆ
３＋α）−Ｔｓ３＝（２２．７＋α）−２０．７＝＋２
＋α（単位は℃）となり２℃より高くなるから、設定室
温補正手段９（表１）より設定室温の補正値は０℃とな
り、設定室温はＴｓ１（２０℃）に戻ると共に、室内送
風機設定回転数補正手段１０（表２）より室内送風機３
の設定回転数補正も０ｒｐｍになり室内送風機設定回転
数もＦ１ｒｐｍに戻って室内送風機が運転される。

【００３３】その後、床面温度が下がり、Ｔｆ４（２２
℃）以下になると、Ｔｆ４−Ｔｓ１＝２２−２０＝＋２
（単位は℃）となり２℃以下となるから、設定室温補正
手段９（表１）より設定室温は補正値０．７℃が加算さ
れて、Ｔｓ３（Ｔｓ１＋０．７＝２０．７℃）になると
共に、室内送風機設定回転数補正手段１０（表２）より
室内送風機３の設定回転数Ｆ１ｒｐｍに６０ｒｐｍ加算
されて（Ｆ１＋６０）ｒｐｍで室内送風機が運転され
る。

【００３４】更に何らかの理由によりその後、床面温度
が下がり、Ｔｆ５（１８．７℃）以下になると、Ｔｆ５
−Ｔｓ３＝１８．７−２０．７＝−２（単位は℃）とな
り−２℃以下となるから、設定室温補正手段９（表１）
より設定室温は補正値１．３℃が加算されて、Ｔｓ２
（Ｔｓ１＋１．３＝２１．３℃）になると共に、室内送
風機設定回転数補正手段１０（表２）より室内送風機３
の設定回転数Ｆ１ｒｐｍに１２０ｒｐｍ加算されて（Ｆ
１＋１２０）ｒｐｍで室内送風機が運転される。なお、
補正後の設定回転数上限として、設定回転数は「強風」
回転数を越える回転数には上げない。

【００３５】上記において、当初の設定室温Ｔｓ１によ
り上記制御を行うが、設定室温がＴｓｎに変更された
ら、その時点で改めてＴｆ−Ｔｓｎの算出を行い設定室
温補正手段９（表１）と共に室内送風機設定回転数補正
手段１０（表２）の補正制御を行う。

【００３６】次に足もと優先運転時のルーバー設定角度
補正手段１１について説明する。

【００３７】ルーバー角度を室内機より垂直（下）方向
を０°、水平（前）方向を９０°とすると、「足もと優
先」運転開始時のルーバー角度は暖房運転時：約２２°
（説明では「下向き」と称する。）、冷房・除湿運転
時：約９０°方向（説明では「水平方向」と称する。）
に変更する。また、リモコンの風向表示は「自動」と変
更される。「足もと優先」運転中に「風向」キーにて設
定を変更すると、新たに設定した方向に風向ルーバー５
は変更される。「足もと優先」運転を解除（通常の運転
など他の運転に切り替え）しても、「足もと優先」運転
中の風向を継続する。なお、空気調和機では、風向ルー
バーの正面から見て右端にステッピングモーターを備え
て風向ルーバーを駆動して、その角度を制御している。

【００３８】足もと優先運転指示手段１２はリモコンに
設けた「足もと優先」キーを押して本体に信号を送り、
本体の制御部にその指示を認識させることにより行う。
足もと優先運転中に「足もと優先」キーを押すと解除さ
れる。

【００３９】次に図３に示す足もと優先運転のフローチ
ャートを用いて説明する。

【００４０】運転が開始され、ステップ１３により足も
と優先運転か否かを判定する。足もと優先運転の場合に
ステップ２２で暖房運転か否かを判定し、暖房運転の場
合はステップ２３で風向ルーバー５が下向きか否か判定
する。下向きでないときはステップ２４で風向ルーバー
５が下向きに変更される。

【００４１】ステップ２２で暖房運転でなく、冷房又は
除湿運転と判定したとき、ステップ２５で風向ルーバー
５が水平向きか否か判定する。水平向きでないときはス
テップ２６で風向ルーバー５が水平向きに変更される。
ステップ１３で足もと優先運転でなかったときはステッ
プ１３の手前に戻る。

【００４２】次にステップ１４により輻射温度を検出
し、ステップ１５で床面温度Ｔｆを算出し、ステップ１
６で床面温度Ｔｆ−設定室温Ｔｓが−２℃以下か否かを
判定する。−２℃以下であればステップ１７で室内送風
機の設定回転数Ｆに＋１２０ｒｐｍ加算して運転すると
共に、ステップ１８で設定室温Ｔｓに１．３℃加算して
制御する。ステップ１６で床面温度Ｔｆ−設定室温Ｔｓ
が−２℃より高いときはステップ１９で温度差Ｔｆ−Ｔ
ｓが−２℃を超え２℃以下かどうか判定し、−２℃を超
え２℃以下の場合はステップ２０で室内送風機の設定回
転数Ｆに＋６０ｒｐｍ加算して運転すると共に、ステッ
プ２１で設定室温Ｔｓに０．７℃加算して制御する。ス
テップ１９で温度差Ｔｆ−Ｔｓが２℃を超える場合はそ
のまま何ら補正しない。以下上記のステップを繰り返
す。

【００４３】以上のように足もと優先運転時に、床面温
度Ｔｆが低ければ設定室温Ｔｓ及び室内送風機の設定回
転数が所定値アップされ、風向ルーバー５も暖房運転時
には下方向に、冷房・除湿運転時には水平方向に向けら
れるため床面温度が上昇し、暖房時は暖かく、冷房時も
冷え過ぎが解消され「足もと」の快適性を優先させるこ
とができる。

【００４４】次におやすみ運転指示手段としてリモコン
などによって空気調和機本体の制御部に「おやすみ運
転」が指示されたり、設定時刻になると空気調和機が運
転停止するようにタイマーを設定されたときにその設定
時刻から空気調和機が自動的に「おやすみ運転」と判断
したり、部屋の明るさで「おやすみ運転」を感知する等
冷房運転時に、設定室温Ｔｓより適当に設定値を上昇さ
せた床面温度設定値を設定し、併せて室内送風機の回転
数、風向ルーバー５の方向を設定し、床面温度さえ適度
に冷えれば室内上部空間の温度が上昇しようと構わない
「足もと」優先運転により省エネの冷房運転が可能とな
る。

【００４５】次に、放射温度計で用いられているサーモ
パイルを使用する赤外線センサー２７を採用することに
よって、離れたところにある物体の温度を精度良く検出
することが可能となった輻射温度検出手段６、床面温度
Ｔｆ算出手段７について説明する。

【００４６】放射温度計は、視野角を極端に絞ったもの
が多いが、空気調和機の応用としては比較的広い床面積
を検出する必要があり、空気調和機に適した光学的な設
計が別途必要となった。また空気調和機（室内機）１に
搭載する輻射温度検出手段６として、品位のある外観形
状も要求されるところである。

【００４７】例えば空気調和機の室内機１から床面まで
の高さが垂直距離で２ｍとし、図４で示すように空気調
和機の直下より部屋の中央方向に約２畳分の床面エリア
の平均的な温度を検出するとして、赤外線センサー２７
の視野角は約４０゜になる。一般に市販されているサー
モパイルからなる赤外線センサー２７の視野角は１００
゜以上あるので、この場合、視野角を狭める必要があ
る。図５に示すように視野角を４０゜にする為には一般
的に赤外線センサー２７の上部に円筒形のガイド２８を
設ける。赤外線センサー２７の中の赤外線検出部である
受光部３０から、円筒形ガイド２８の上部内径までの広
角を４０゜にすることによって視野角が４０゜になる。

【００４８】放射温度計などに比べて、視野角が４０゜
と広い仕様の場合は、外乱赤外線の入射、即ち被測定面
以外からの赤外線が円筒形ガイド２８の内面で反射し、
赤外線センサー２７へ入射する比率が増えて、温度測定
誤差が大きくなる。図５に視野角の大きい場合（ａ）と
小さい場合（ｂ）について外乱赤外線入射角２９の差を
示す。この図では話を簡単にする為に円筒形ガイド２８
の内面で外乱赤外線が反射する回数を１回のみとした。
この図より、視野角の大きい場合の方が外乱赤外線入射
角２９が大きく、結果的に温度測定誤差が大きくなるこ
とが解る。

【００４９】この温度測定誤差を小さくする為に、円筒
形ガイド２８の上部へレンズを取り付け、外乱赤外線の
入射を極力遮っている。このレンズは赤外線を透過する
必要があるので、シリコンレンズやポリエチレンなどの
赤外線透過率の高い材料を使用する必要がある。本発明
の赤外線センサ装置は、市販の放射温度計ほどの精度を
必要としないため、高価なシリコンを使用せずに、安価
なポリエチレンを使うことで、赤外線センサー装置を安
価に実現させた。

【００５０】サーモパイルを使用する赤外線センサー装
置において、被測定面の温度を精度良く測定するには、
輻射温度検出装置の視野角から入射する赤外線のみを、
赤外線センサー２７で検出できることが望ましい。円筒
形ガイド２８そのものやレンズそのものから発する赤外
線が赤外線センサに入射された場合、その入射赤外線は
すべて測定誤差になる。即ち円筒形ガイド２８およびレ
ンズの温度と赤外線センサー２７の温度は常に同じ温度
であり、これらの間で赤外線の放射、入射が無いことが
被測定面の温度を制度良く測定する為の条件になる。

【００５１】そこで赤外線センサー２７を図６に例示す
る鋳造のアルミニウムガイド３１で包み込み、赤外線セ
ンサー２７とアルミニウムガイド３１との温度差を極力
小さくし、温度測定精度を高めることが可能となった。
図６にて（ａ）は上面図、（ｂ）はそのＡＡ断面図、
（ｃ）はその左方からみた側面図である。

【００５２】図７に輻射温度検出手段６としての赤外線
センサー２７とアルミニウムガイド３１とフレネルレン
ズ３２をプリントキバン３３に実装した赤外線センサー
装置を示している。図７にて（ａ）は上面図、（ｂ）は
そのＡＡ断面図である。アルミニウムガイド３１の外側
に外乱赤外線の影響を少なくすると共にセンサー検出感
度向上及びセンサー部分の外観品位向上の為の樹脂成型
品からなる多眼のフレネルレンズ３２を設け、アルミニ
ウムガイド３１の外面形状とレンズ３２の内面形状を同
一形状にし、その隙間を無くして接触させ、アルミニウ
ムガイド３１とフレネルレンズ３２の温度差ひいては赤
外線センサー２７とフレネルレンズ３２との温度差を極
力小さくし、輻射温度測定精度を高めている。

【００５３】実施例においては１１個の多眼レンズを使
用した。特に多眼とした理由は、温度検出すべき比較的
広い床面温度を１１のポイントについて平均した温度検
出ができるからである。単眼レンズの場合は、主に床面
の中心部分の温度を測定してしまうことになるからであ
る。

【００５４】また、アルミニウムガイド３１の材質とし
て熱伝導率の高いアルミニウムを選び、円筒の内面には
赤外線の反射が極端に少ないようにつや消しの黒色処理
を施している。

【００５５】また、アルミニウムガイドは、赤外線セン
サを包み込むような形状とし、赤外線センサとできる限
り広い面積で接触するようにし、双方の温度差が出ない
構造としている。

【００５６】更に赤外線センサー２７をプリントキバン
３３に半田付けする構造とし、フレネルレンズ３２をこ
れと同じプリントキバン３３にはめ込む構造としてい
る。フレネルレンズ３２の焦点の位置に赤外線センサー
２７の受光部が精度良く配置されるように赤外線センサ
ー２７の取り付け位置を合わせるためのスペーサとして
もアルミニウムガイド３１を兼用させることで、精度良
く寸法管理が可能となった。

【００５７】輻射温度検出手段６（赤外線センサー装
置）において、アルミニウムガイド３１の内側円筒部に
図８に示す赤外線センサー２７の突起部３４が収まる溝
３５（図６）を設けることによって、赤外線センサー２
７をプリントキバン３３に半田付けする時に、赤外線セ
ンサー２７の取り付け方向を間違えないようにしてい
る。

【００５８】赤外線センサー装置は、赤外線センサー２
７、信号増幅回路基板３６、アルミニウムガイド３１、
フレネルレンズ３２、赤外線センサ周囲温度測定用サー
ミスタ３７、赤外線センサー２７用の電源回路３８、そ
れに他の制御回路と共通使用するマイコン３９および不
揮発性メモリＩＣ４０などから構成する。

【００５９】図８に外観斜視図を示す赤外線センサー２
７は、一般にサーモパイルと呼ばれるもので、シリコン
基板の上に複数の熱電対を直列に並べ、その一端の温接
点側が受光部であり、赤外線を吸収し易い処理が施され
ている。他端の冷接点側は、赤外線センサー２７本体の
温度と同一になるよう、赤外線センサー２７の金属ケー
スに熱が逃げやすい構造になっている。赤外線センサー
２７の金属ケース上部には、赤外線を透過するフィルタ
ー窓が付いている。

【００６０】すべての物体は絶対温度の４乗に比例する
赤外線を放射している。従って部屋の床面からも赤外線
が放射されており、それが約２ｍ離れた空気調和機の赤
外線センサー２７に入射される。入射される赤外線エネ
ルギー量にほぼ比例する電圧が前述の熱電対の両端に発
生する。

【００６１】図９に輻射温度検出手段６、床面温度Ｔｆ
算出手段７に関連する制御回路ブロック図を示してい
る。

【００６２】増幅回路３６は、オペアンプ回路で構成
し、空気調和機の生産時に予めオフセット電圧の調節を
行う。また増幅回路３６は、周囲温度による出力特性変
化が生じるので、周囲温度補正回路を設けている。

【００６３】赤外線センサー２７を構成する熱電対の両
端に発生した電圧をこの増幅回路３６にて約５，０００
倍に増幅してマイコン３９のＡ／Ｄポートへ入力する。
マイコン３９は赤外線センサー２７近傍に取り付けた周
囲温度測定用サーミスタ３７によって、周囲温度を測定
し、これを赤外線センサー２７自身の温度として、増幅
回路３６の出力値とから離れた床面の温度を計算して求
める。

【００６４】一般に個々の赤外線センサー２７には、入
射した赤外線エネルギー量とセンサ出力である起電圧に
バラツキ要素がある為、空気調和機の生産時に感度調節
を行って、個々に補正データを不揮発性メモリＩＣ４０
に記憶しておく。面黒体と呼ばれる赤外線を反射しない
安定した絶対温度を維持する装置を使用して感度調節を
行う。

【００６５】床面温度測定時に、この記憶した感度調節
データに基づいて補正して計算した値を、床面温度検出
値Ｔｆとする。

【００６６】まず床面温度測定時の赤外線センサー２７
周囲温度Ｔａ（℃）において、増幅回路３６への赤外線
センサー２７からの入力スイッチをオフした時の増幅回
路３６の出力電圧Ｖｚを測定する。次に増幅回路３６へ
の赤外線センサ−２７からの入力スイッチをオンした時
の増幅回路３６の出力電圧Ｖｓを測定する。この時、床
面温度Ｔｆは次の計算式にて算出される。 床面温度Ｔｆ＝Ｔａ−（Ｖｚ−Ｖｓ）／Ａ （℃） ここで Ａ ：増幅回路出力電圧の温度勾配（Ｖ／℃） であり、上記した面黒体の温度測定時に計算して、不揮
発性メモリＩＣへ記憶する感度調節値である。

【００６７】空気調和機の室内機に装着し、部屋の床面
温度を検出する為に、サーモパイルからなる赤外線セン
サー２７を使用して、床面の絶対温度が精度良く測定で
きる。

【００６８】また、本発明の赤外線センサー装置は、市
販の放射温度計ほどの精度を必要としないものであり、
回路などにおいても空気調和機として従来から持つ機能
と兼用することにより、比較的安価に実現できる。

【００６９】視野角を狭める為のガイド３１をアルミニ
ウム鋳造で作成することによって、形状の自由度が増
し、熱容量を大きくできるので、周囲温度の急な変化に
対しても影響を受けにくく、安定した床面温度検出が可
能となった。

【００７０】なお本発明は上記実施の形態に限定される
ものではない。

【００７１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように以下の効
果を奏する。

【００７２】「足もと優先」運転時に、床面温度Ｔｆが
低ければ設定室温Ｔｓ及び室内送風機の設定回転数が所
定値アップされ、風向ルーバーも暖房運転時には下方向
に、冷房・除湿運転時には水平方向に向けられるため床
面温度が上昇し、冷房時の冷え過ぎも解消され「足も
と」の快適性を優先させることができる。

【００７３】また、省エネの観点に立ったおやすみ冷房
運転時に、床面温度さえ適度に冷えれば室内上部空間の
温度が上昇しようと構わない「足もと優先」運転が可能
となる。

【００７４】また、輻射温度検出手段として絶対温度が
検出可能な赤外線センサーを使用し、レンズで被測定部
分である床面からの赤外線を収束させ赤外線センサーの
受光部に焦点の位置を合わせ、ガイドで赤外線の入射角
を制限しているので、温度検出速度及び温度測定精度が
向上している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和機の室内機の断面図であ
る。

【図２】本発明に関係する構成部分を抜粋して説明する
ブロック図である。

【図３】本発明に係る「足もと優先」運転を説明するフ
ローチャートである。

【図４】本発明に係る空気調和機（室内機）と床面の温
度検出エリアを説明する斜視図である。

【図５】視野角大（ａ）と小（ｂ）の場合の外乱赤外線
入射角の差を説明図である。

【図６】本発明に係るアルミニウムガイドの上面図
（ａ）、そのＡＡ断面図（ｂ）、側面図（ｃ）である。

【図７】本発明に係る輻射温度検出手段としての赤外線
センサー装置の上面図（ａ）、そのＡ−Ａ断面図（ｂ）
である。

【図８】本発明に係る輻射温度検出手段としての赤外線
センサーの外観斜視図である。

【図９】本発明に係る輻射温度検出手段、床面温度Ｔｆ
算出手段の制御回路ブロック図である。

【符号の説明】 １ 室内機本体 ３ 室内送風機 ５ 風向ルーバー ６ 輻射温度検出手段 ２７ 赤外線センサー ３１ アルミニウムガイド ３２ フレネルレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L060 AA06 CC02 DD02 EE05 3L061 BE03 BF02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被空調室床面からの輻射温度を検出する
   輻射温度検出手段と、「足もと優先」運転を指示する足
   もと優先運転指示手段と、前記輻射温度検出手段により
   検出した輻射温度から床面温度Ｔｆを算出する床面温度
   算出手段と、前記床面温度算出手段により算出した床面
   温度Ｔｆと設定室温Ｔｓとの差「Ｔｆ−Ｔｓ」と複数の
   所定の温度差との大小関係を判別する温度差判別手段
   と、前記温度差判別手段の判別結果により室内送風機の
   設定回転数を補正させる室内送風機設定回転数補正手段
   と、前記温度差判別手段の判別結果により前記設定室温
   Ｔｓを補正させる設定室温補正手段と、吹出風向ルーバ
   ー設定角度を補正させるルーバー設定角度補正手段とを
   備え、前記足もと優先運転指示手段による足もと優先運
   転時には前記室内送風機設定回転数補正手段、前記設定
   室温補正手段、前記ルーバー設定角度補正手段が動作す
   ることを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 前記輻射温度検出手段として絶対温度が
   検出可能な赤外線センサーを使用していることを特徴と
   する請求項１に記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 前記輻射温度検出手段として外乱赤外線
   の入射を遮るレンズとセンサーへの赤外線入射角度を制
   限するガイドを備えた赤外線センサーを使用しているこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和
   機。