JP2010249336A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性及び信頼性に優れ、かつ風向板の熱変形を確実に抑制することができる空気調和機の室内機を提供する。
【解決手段】合成樹脂にて形成された風向板4の吹出し口側の面に、風向板4よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性の高い材料をもって形成された補強材16を設ける。風向板4と補強材16とは、その長手方向の1箇所又は複数箇所で点状に連結する。
【選択図】図2

Description

本発明は、空気調和機の室内機に係り、特に、化粧パネルの吹出し口に設けられた風向板の構成に関する。
空気調和機は、冷媒が封入された冷媒循環流路に、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と室内の空気とを熱交換させる室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器とを順次配設してなる冷凍サイクルを備えている。このうち、室内熱交換器は、室内熱交換器に室内の空気を送る送風機と共に室内機の筐体内に格納されている。このような室内機には様々な形式のものがあるが、近年、特に業務用の分野では、筐体を天井内に埋め込み、天井面に設置された化粧パネルを介して空気の吸込みと吹出しとを行う、いわゆる天井埋込カセットタイプが主流となっている。
図10に、従来知られているこの種の室内機の一例を示す。この室内機は、化粧パネル1と、化粧パネル1の上部に設けられた筐体2とから構成されている。化粧パネル1は、中心に吸込みグリル3を備え、その周囲に風向板33を備えた吹出し口5が形成されている。筐体2内には、ファン駆動用のモータ6と、モータ6の回転軸に接続されたターボファン7とが設置されており、モータ6を駆動してターボファン7を回転することにより、図10の矢印8に示す様に、室内空気は、吸込みグリル3、吸込みグリル3に設置されたフィルタ9、筐体内に設置されたベルマウス10を通してターボファン7に吸い込まれ、矢印34で示するように室内熱交換器11で熱交換されたあと、風向板33の上面側及び下面側を通って、吹出し口5より室内に吹き出される。また、室内熱交換器11の下部には、冷房時に室内熱交換器に生じる結露水を受けるためのドレンパン12が設置されている。なお、吸込みグリル3は、フィルタ9とともに化粧パネル1に対して着脱可能に構成されており、フィルタ9の清掃を容易に行えるようになっている。
このような構造の空気調和機の室内機では、風向板33の上面側及び下面側の双方に吹出し空気が流れるが、風向板33の下面側を流れる空気は曲げられにくいため、図10の矢印35に示すように下向きに流れてしまいやすい。このような流れは、風向板33の角度を変えても向きが変わらないため、快適性を損なうことがあるほか、吹出し空気を吸込みグリルから吸い込んでしまうという現象、いわゆるショートサーキットの発生原因にもなり、空気調和機の効率及び能力を低減させてしまう場合もある。
このような問題を解決するため、従来、吹出し口の内側の辺又はその近傍に風向板の回転軸を配置し、風向板の下側に吹出し空気を流さない構造が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−174043号公報
しかしながら、風向板の上面側にのみ吹出空気が流れるように風向板を構成すると、風向板の上面と下面との間に大きな温度差が生じるので、風向板が変形しやすくなるという新たな問題が発生する。例えば、冷房時には、風向板の上面には冷却された空気が接し、風向板の下面は暖かい室内空気が接することになるので、風向板の上面は収縮するのに対して、下面側ではそれほど収縮しない。風向板は樹脂で作られることが多く、その線膨張係数が大きいため、風向板の上面の収縮量が大きく、結果として図11に示すように風向板36が下に凸の変形をすることになる。
風向板に大きな撓みを生じると、その端面が化粧パネルと干渉して、風向板の回転動作に支障をきたす場合がある。このような不都合を防止するためには、風向板の上面と下面に温度差がつかないように風向板の上面側全体に断熱材を貼り付けることも考えられるが、室温および吹出し口の温度条件は様々に変化するものであり、断熱材のみで風向板の上面と下面の温度差を完全になくすためには、分厚い断熱材が必要となるので、現実的な解決策とは言い難い。また、撓みを抑制するための他の手段としては、風向板の長さ方向に高剛性にして線膨張係数が小さい材料からなる補強材を取り付けることも考えられるが、補強材の長さ及び風向板に対する取付方法によっては、風向板と補強材との線膨張率差により、その接合部に大きな応力が発生し、風向板から補強材が脱落する等の問題を生じる恐れがある。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、耐久性及び信頼性に優れ、かつ風向板の熱変形を確実に抑制することができる空気調和機の室内機を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、吸込みグリル及び該吸込みグリルの周囲に開口された吹出し口を有する化粧パネルと、前記吹出し口の前記吸込みグリル側の辺に一辺が所定角度回転可能に支持された平面形状が略長方形の風向板と、前記化粧パネルの上部に設けられた筐体と、該筐体内に設けられた室内熱交換器及び送風機とを備え、前記送風機を駆動することにより前記吸込みグリルから吸い込まれた室内の空気を前記室内熱交換器に送り込み、前記室内熱交換器を通過した空気を前記吹出し口及び前記風向板の上面を通って室内へ排出する空気調和機の室内機において、前記風向板は、前記室内熱交換器を通過した空気が接する面に、前記風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を有しており、前記補強材は、点状の連結部を介して前記風向板と連結されていることを特徴とする。
風向板の片面に、風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を備えると、風向板の室内熱交換器を通過した空気が接する面と室内空気が接する面との間に温度差が生じた場合にも、その温度差に起因する風向板の変形を補強材の剛性によって抑制することができる。また、補強材は、その長さ方向の全体を風向板に連結するのではなく、点状の連結部を介して風向板と連結するので、連結部以外の部分では、風向板と補強材とが相対的に変位することができ、風向板と補強材との間に大きな熱応力が作用しないので、風向板が破損しにくく、耐久性及び信頼性に優れる。さらに、風向板の室内熱交換器を通過した空気が接する面にのみ補強材を備えるので、風向板の室内空気と接する面に補強材が露出せず、室内機の美観を害することがない。
また、本発明は、前記構成の空気調和機の室内機において、前記補強材は、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成されており、その長さ方向の中心部分においてのみ1点で前記風向板と連結されていることを特徴とする。
補強材は、その全長が長いほど、風向板の変形防止効果が大きいので、補強材の全長を風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成することにより、最大の変形防止効果を発揮することができる。また、補強材の長さ方向の中心部分においてのみ1点で風向板と連結するので、連結部を中心としてその両側の変形を均一にすることができる。
また、本発明は、前記構成の空気調和機の室内機において、前記補強材は、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成されており、その長さ方向の中央部分において複数点で前記風向板と連結されていることを特徴とする。
このように、補強材の長さ方向の中央部分において複数点で風向板と連結すると、冷房運転時において、風向板の室内熱交換器を通過した空気が接する面が室内空気が接する面よりも収縮することによって発生する下に凸の変形のみならず、暖房運転時において、風向板の室内熱交換器を通過した空気が接する面が室内空気が接する面よりも膨張することによって発生する上に凸の変形も抑制することができる。
また、本発明は、前記構成の空気調和機の室内機において、前記風向板の長さ方向の寸法よりも短い複数の前記補強材を用い、これら複数の補強材を前記風向板の長さ方向に配列し、各補強材を点状の連結部を介して前記風向板と連結したことを特徴とする。
1つの長い補強材を数点で風向板と連結した場合には、各連結部間で熱応力が発生するが、複数の補強材を風向板の長さ方向に配列し、各補強材を点状の連結部を介して風向板と連結すると、各風向板の間に所要の隙間を設けた場合には、1の補強材の連結部と他の補強材の連結部との間に熱応力が発生しないので、風向板に対する補強材の取り付け信頼性を害することなく、風向板の変形をより効果的に抑制することができる。
また、本発明は、前記各構成の空気調和機の室内機において、前記点状の連結部として、前記風向板に補強材連結用の1乃至複数の係止爪が形成され、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成された前記補強材が、前記係止爪に着脱可能に係止されていることを特徴とする。
風向板に形成された係止爪を利用して補強材を風向板に連結すると、風向板と補強材とが固定されていないので、連結部に風向板と補強材との線膨張係数差に起因する熱応力が発生せず、風向板の変形をより効果的に抑制することができる。また、風向板に対する補強材の取り付けを、容易化することができる。
また、本発明は、前記各構成の空気調和機の室内機において、前記室内熱交換器を通過した空気が接する前記風向板の片面の外周にリブを周設すると共に、前記補強材の端部を略直角に折り曲げ、この略直角に折り曲げられた前記補強材の端部を、前記風向板の長さ方向の端部に起立された前記リブの内面に突き当てることを特徴とする。
かかる構成によると、端部に折り曲げ部が形成されていない補強材をリブの内面に突き当てる場合に比べて、リブの受圧面積を増加できるので、リブの損傷を少なくすることができ、風向板の耐久性を高めることができる。
また、本発明は、前記各構成の空気調和機の室内機において、前記室内熱交換器を通過した空気が接する前記風向板の片面の外周にリブを周設すると共に、前記風向板の長さ方向の端部に起立された前記リブの内面に、前記風向板よりも耐摩耗性に優れた材料からなる当て板を取り付け、当該当て板に前記補強材の端部を突き当てることを特徴とする。
かかる構成によると、リブの内面に当て板を設けたので、リブと補強材の端部とが直接接触せず、リブの損傷を少なくできて、風向板の耐久性を高めることができる。
また、本発明は、吸込みグリル及び該吸込みグリルの周囲に開口された吹出し口を有する化粧パネルと、前記吹出し口の前記吸込みグリル側の辺に一辺が所定角度回転可能に支持された平面形状が略長方形の風向板と、前記化粧パネルの上部に設けられた筐体と、該筐体内に設けられた室内熱交換器及び送風機とを備え、前記送風機を駆動することにより前記吸込みグリルから吸い込まれた室内の空気を前記室内熱交換器に送り込み、前記室内熱交換器を通過した空気を前記吹出し口及び前記風向板の上面を通って室内へ排出する空気調和機の室内機において、前記風向板は、前記室内熱交換器を通過した空気が接する面に、前記風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を有しており、前記補強材は、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さを有していて、前記風向板に点状に形成された係止爪に着脱可能に係止されていることを特徴とする。
かかる構成によると、風向板に対して補強材が固定されていないので、風向板と補強材との間に線膨張係数差に起因する熱応力が発生せず、風向板の変形を効果的に抑制することができる。また、風向板に対する補強材の取り付けを、容易化することができる。
本発明によると、風向板の片面に、風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さくかつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を、点状の連結部を介して連結したので、風向板の変形を抑制できると共に、風向板の破損を防止でき、空気調和機の室内機の耐久性及び信頼性を高めることができる。
本発明に係る空気調和機の室内機の断面図である。 実施例1に係る風向板の斜視図である。 実施例2に係る風向板の斜視図である。 実施例3に係る風向板の斜視図である。 実施例4に係る風向板の斜視図である。 図5に示す円内の拡大図である。 図5の要部拡大断面図である。 実施例5に係る風向板の要部拡大斜視図である。 実施例6に係る風向板の要部拡大斜視図である。 従来例に係る空気調和機の室内機の断面図である。 従来例に係る風向板の変形例を示す斜視図である。
以下、本発明に係る空気調和機の室内機の実施形態を、図面を参照して説明する。
実施例1に係る空気調和機の室内機の断面構造を、図1に示す。本例の室内機も、基本的な構造においては従来例に係る空気調和機の室内機と同じであり、化粧パネル1と、化粧パネル1の上部に設けられた筐体2とから構成されている。化粧パネル1は、中心に吸込みグリル3を備え、その周囲に吹出し口5が形成されている。筐体2内には、ファン駆動用のモータ6と、モータ6の回転軸に接続されたターボファン7とが設置されており、モータ6を駆動してターボファン7を回転することにより、図1の矢印8に示す様に、室内空気は、吸込みグリル3、吸込みグリル3に設置されたフィルタ9、筐体内に設置されたベルマウス10を通してターボファン7に吸い込まれ、矢印13で示するように室内熱交換器11で熱交換されたあと、吹出し口5より室内に吹き出される。また、室内熱交換器11の下部には、冷房時に室内熱交換器に生じる結露水を受けるためのドレンパン12が設置されている。吸込みグリル3は、フィルタ9とともに化粧パネル1に対して着脱できるように構成されており、フィルタ9の清掃を容易に行えるようになっている。
実施例1に係る空気調和機の室内機は、従来例に係る空気調和機の室内機とは異なり、吹出し口5の吸込みグリル3側の辺に、風向板4の一辺が所定角度回転可能に取り付けられている。したがって、吹出し口5より室内に吹き出される空気は、風向板4の上面にのみ接し、下面には接しないので、風向板4による吹出方向の制御が容易になり、快適性が高められると共に、いわゆるショートサーキット等の不都合が解消される。
実施例1に係る風向板4は、樹脂材料をもって形成されており、図2に示すように、平面形状が長方形に形成されると共に、その外周部には、上面側に起立するリブ4aが形成されている。また、長さ方向の一辺の両端からは、化粧パネル1に風向板4を回転可能に取り付けるための軸14が、外向きに突設されている。さらに、風向板4の上面の軸14寄りの部分には、風向板4の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料、例えば鉄やアルミニウムなどの金属材料をもって形成された補強材16が取り付けられている。補強材16は、長さ方向に関して対向するリブ4aの内面間の距離よりもやや短い長さを有しており、長さ方向の中心位置において、点状の連結部17を介して風向板4と連結される。風向板4に対する補強材の連結手段としては、溶着、接着、熱かしめ又はインサート成形などを用いることができる。なお、風向板4の上面には、風向板4が冷却されて表面に露が付くことを防止するための断熱材が設けられるが、ここでは図示を省略する。
空気調和機が冷房で運転された場合、風向板4は、その上面側と下面側との温度差に起因する熱収縮率差及び重力の作用により、下に凸の形状、即ち、中央部が両端部よりも下がる形状に変形しようとする。しかしながら、補強材16は線膨張係数が樹脂と比較して小さいので、風向板4と比べると変形量が小さく、風向板4の形状を保とうとする。また、補強材16の剛性は風向板4に比べて大きいので、風向板4の変形は補強材16に邪魔され、下に凸の変形量を小さく抑えることができる。さらに、本例においては、補強材16が、その長さ方向の中央部の1点のみで風向板4と連結されており、他の部分は風向板4によって拘束されていないので、両者は相対的に変位することができ、収縮量に大きな差があっても大きな応力を発生することがない。なお、補強材16は、長いほど風向板4の変形を防止する効果が高いが、材料を節約するために補強材16の長さを短くすることも可能であり、このようにした場合にも、ある程度の効果が得られる。
次に、図3を用いて本発明の実施例2を説明する。図3から明らかなように、本例においては、補強材16が、長さ方向の3点17a,17b,17cで、風向板4に連結されている。最も外側に位置する2つの連結点17aと17c間の距離は、なるべく小さい方が望ましく、最大でも補強材16の長さ寸法の1/2程度とする。その他については、実施例1に係る風向板と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。実施例2に係る空気調和機の室内機は、補強材16を長さ方向の3点17a,17b,17cで風向板4に連結したので、風向板4に対する補強材16の取り付け信頼性を高められると共に、暖房時における上に凸の変形もある程度抑制できるという利点がある。なお、前記実施例2においては、補強材16を長さ方向の3点17a,17b,17cで風向板4に連結したが、2点又は4点以上で風向板4に連結することもできる。
次に、図4を用いて本発明の実施例3を説明する。図4から明らかなように、本例においては、互いに独立した3つの補強材16a,16b,16cを風向板4の上面の軸14寄りの部分に沿って一直線状に配置し、各補強材16a,16b,16cを、その長さ方向の中心位置において、点状の連結部17a,17b,17cを介して風向板4と連結した構成になっている。各連結部17a,17b,17cの突き合わせ部には、熱変形を吸収するための所要の隙間21が設けられる。その他については、実施例1に係る風向板と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。実施例3に係る空気調和機の室内機は、3つの風向板16a,16b,16cのそれぞれを、その中心位置において風向板4と連結したので、風向板4に対する補強材16の取り付け信頼性を高められると共に、1の補強材の連結部と他の補強材の連結部との間に熱応力が発生しないので、風向板4の変形をより効果的に抑制することができる。なお、前記実施例3においては、補強材の数を3としたが、2又は4以上とすることもできる。
次に、図5乃至図7を用いて本発明の実施例4を説明する。これらの図から明らかなように、本例においては、風向板4における軸14の形成側に断面形状がU字状の2重リブ4bを形成すると共に、当該2重リブ4bの内部に、断面形状がU字状に形成された補強材16を収納し、2重リブ4bの内面側に形成された1乃至複数個の点状の係止爪20にて、風向板4からの補強材16の脱落を防止するという構成になっている。風向板4に対する補強材16の取り付けは、2重リブ4bの上方から補強材16を風向板4に押し付け、その押圧力によって係止爪20を外向きに弾性変形させ、そのスペースを利用して2重リブ4b内に補強材16を落とし込むことにより行うことができる。2重リブ4b内に補強材16が落とし込まれた後は、係止爪20が内向きに弾性変形して元の形状に復帰するので、風向板4からの補強材16の脱落が防止される。その他については、実施例1に係る風向板と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。実施例4に係る空気調和機の室内機は、風向板4に対する補強材16の取り付けをスナップ結合によって行うことができるので、熱かしめ等の手段を用いる場合に比べて、風向板4の製造を容易化することができる。また、風向板4と補強材16とが固定されないので、連結部に風向板4と補強材16との線膨張係数差に起因する熱応力が発生せず、風向板4の変形をより効果的に抑制することができる。
次に、図8を用いて本発明の実施例5を説明する。図8から明らかなように、本例においては、補強材16の端部に折り曲げ部21が形成され、当該折り曲げ部21の外面がリブ4aの内面に突き当てられた構成になっている。かかる構成によると、補強材16の端部に折り曲げ部21を形成しない場合に比べてリブ4aにおける補強材16の受圧面積を増加できるので、樹脂製のリブ4aの摩耗を防止することができ、風向板4の耐久性を高めることができる。
次に、図9を用いて本発明の実施例6を説明する。図9から明らかなように、本例においては、リブ4aのb補強材16が当接する部分に当て板22を設けた構成になっている。当て板22は、インサート成形等の手段により、リブ4aと一体化される。かかる構成によると、リブ4aと補強材16の端部とが直接接触しないので、リブ4aの損傷を少なくできて、風向板4の耐久性を高めることができる。
なお、上述の各実施例では、送風機としてターボファン7を用いた空気調和機の室内機を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、送風機の形式によらず適用することができる。また、その他の室内機内部の構造や吹出し口の個数にも依存せず適用することができる。
1 化粧パネル
2 筐体
3 吸込みグリル
4 風向板
4a リブ
5 吹出し口
6 モータ
7 ターボファン
8 吸込み空気を示す矢印
9 フィルタ
10 ベルマウス
11 室内熱交換器
12 ドレンパン
13 吹出し空気を示す矢印
14 風向板の回転軸
16,16a,16b,16c 補強材
17,17a,17b,17c 風向板と補強材の連結部
20 係止爪
21 折り曲げ部
22 当て板

Claims (8)

  1. 吸込みグリル及び該吸込みグリルの周囲に開口された吹出し口を有する化粧パネルと、前記吹出し口の前記吸込みグリル側の辺に一辺が所定角度回転可能に支持された平面形状が略長方形の風向板と、前記化粧パネルの上部に設けられた筐体と、該筐体内に設けられた室内熱交換器及び送風機とを備え、前記送風機を駆動することにより前記吸込みグリルから吸い込まれた室内の空気を前記室内熱交換器に送り込み、前記室内熱交換器を通過した空気を前記吹出し口及び前記風向板の上面を通って室内へ排出する空気調和機の室内機において、
    前記風向板は、前記室内熱交換器を通過した空気が接する面に、前記風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を有しており、前記補強材は、点状の連結部を介して前記風向板と連結されていることを特徴とする空気調和機の室内機。
  2. 前記補強材は、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成されており、その長さ方向の中心部分においてのみ1点で前記風向板と連結されていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内機。
  3. 前記補強材は、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成されており、その長さ方向の中央部分において複数点で前記風向板と連結されていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内機。
  4. 前記風向板の長さ方向の寸法よりも短い複数の前記補強材を用い、これら複数の補強材を前記風向板の長さ方向に配列し、各補強材を点状の連結部を介して前記風向板と連結したことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の室内機。
  5. 前記点状の連結部として、前記風向板に補強材連結用の1乃至複数の係止爪が形成され、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成された前記補強材が、前記係止爪に着脱可能に係止されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の空気調和機の室内機。
  6. 前記室内熱交換器を通過した空気が接する前記風向板の片面の外周にリブを周設すると共に、前記補強材の端部を略直角に折り曲げ、この略直角に折り曲げられた前記補強材の端部を、前記風向板の長さ方向の端部に起立された前記リブの内面に突き当てることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の空気調和機の室内機。
  7. 前記室内熱交換器を通過した空気が接する前記風向板の片面の外周にリブを周設すると共に、前記風向板の長さ方向の端部に起立された前記リブの内面に、前記風向板よりも耐摩耗性に優れた材料からなる当て板を取り付け、当該当て板に前記補強材の端部を突き当てることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の空気調和機の室内機。
  8. 吸込みグリル及び該吸込みグリルの周囲に開口された吹出し口を有する化粧パネルと、前記吹出し口の前記吸込みグリル側の辺に一辺が所定角度回転可能に支持された平面形状が略長方形の風向板と、前記化粧パネルの上部に設けられた筐体と、該筐体内に設けられた室内熱交換器及び送風機とを備え、前記送風機を駆動することにより前記吸込みグリルから吸い込まれた室内の空気を前記室内熱交換器に送り込み、前記室内熱交換器を通過した空気を前記吹出し口及び前記風向板の上面を通って室内へ排出する空気調和機の室内機において、
    前記風向板は、前記室内熱交換器を通過した空気が接する面に、前記風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を有しており、前記補強材は、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さを有していて、前記風向板に点状に形成された係止爪に着脱可能に係止されていることを特徴とする空気調和機の室内機。
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