JP2013137150A - 空調用室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】建築物への防振機能と室内機の耐震機能とを両立させようとする場合に、防振装置を用い、かつ、天井吊ボルトで垂直に吊るとともに斜め支持材を用いて斜め方向に支持固定することにより、水平方向と垂直方向の振れ止めを行う構造としていても、地震に起因した水平方向の外力や垂直方向の外力が加わると、簡単に横揺れして上下に動くために問題があった。
【解決手段】この発明に係る天井吊型の空調用室内機は、室内機本体１と、被空調室内の天井２に吊下げられた上側吊ボルト３と、室内機本体１に取り付けられた下側吊ボルト６と、室内機本体１からの振動を減衰させるために上側吊ボルト３と下側吊ボルト６との間に介設された制振機構５と、室内機本体１の横揺れを抑制するために制振機構５の上方位置における室内機本体１に配備された横揺れ抑制機構２０とを備えているものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、被空調室内の天井から吊るされて冷房や暖房を行なう天吊型の空調用室内機に係り、更に詳しくは防振機能および耐震機能を手軽に発揮することのできる空調用室内機に関するものである。

従来、天井吊型の空調用室内機は、室内機本体全体が室内に露出しているタイプであることが多い。例えば、天井から吊り下げられた吊りボルトに吊り金具が取り付けられ、室内機本体が持ち上げられて吊り金具取付け用ボルトがセットされる。そして、この吊り金具取付け用ボルトが締め付けられたのち、予め取り外されていた吊り金具固定用ねじを元通りに締め付けて、室内機本体が支持されるようになっている（例えば、非特許文献１参照）。

従来、空調用室内機に接続される配管の防振支持は、配管振動の建築物への伝播を防止するために、防振吊り金物や防振ゴムなどを利用して行なわれている。主な振動源としては、配管系の主要機器であるポンプ・モータなどが挙げられる。これらの振動数は数十Ｈｚから数百Ｈｚといったように比較的高い。そこで、防振材としては一般に防振ゴムが用いられている（例えば、非特許文献２、非特許文献３参照）。

また、空調用室内機に接続される配管の耐震支持は、地震時に配管が大きく振れて建物や機器と衝突し配管が損傷を受けないよう、耐震支持材を用い建物躯体から適当な間隔で離して支持されることにより行なわれている。
また、機器（室内機や室外機など）廻りの配管では、地震時に想定される機器の変位量に対処できるよう、配管の可撓性や変位吸収継手の必要性などが検討され、機器との接続部が損傷しない位置に耐震支持材が設けられている。配管の耐震支持材の設置間隔は、配管本体や支持材、躯体との取付部などに生じる応力度や変形が許容値以下となるように決定されている（例えば、非特許文献４参照）。

上記した防振支持と耐震支持を同時に実施するものとして、例えば特許文献１に記載された構造が知られている。この文献記載の構造では、天井吊機械やダクト・配管の運転振動が、天井吊ボルトの上端部が固定されている上部天井に対し天井吊ボルトを通じて伝達させないようにするため、防振装置が用いられている。この防振装置は、ゴム製や金属バネ製などの防振材を用いて天井吊機械の運転振動を減衰させる構造になっている。
しかしながら、地震に起因した水平方向の外力が天井吊機材に加わると、天井吊機材は簡単に水平方向に揺れる。また、垂直方向の外力が天井吊機材に加わると、天井吊機材は上下に動く。そこで、天井吊機材は、天井吊ボルトで垂直に吊られるとともに斜め支持材を用いて斜め方向にも支持固定されている。これにより、水平方向と垂直方向の振れ止めを行う構造になっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２０６５９７号公報（第２頁、段落０００２、図８）

室内ユニット据付工事説明書、 三菱電機室内ユニットPCAV-P112・140・224・280CM-Eシリーズ、WT05114X04、三菱電機株式会社発行、６頁． 空気調和・衛生工学便覧 第13版 第５巻（材料・施工・維持管理編）、2001年11月30日、社団法人空気調和・衛生工学会発行、372 頁、図5.62、防振支持例． 「ネグロス総合カタログ 2006/07A」、2006 年5 月、ネグロス電工株式会社、272頁、取付図・適正荷重． 空気調和・衛生工学便覧 第13 版 第5 巻（材料・施工・維持管理編）、2001年11月30日、社団法人空気調和・衛生工学会発行、373頁 図5.64、機器まわり配管の耐震支持例（a）．

従来の天井吊型の空調用室内機においては、建築物への振動伝播を防止するための防振装置（吊り金具）と、地震時に室内機本体が大きく振れて建物や配管と衝突して損傷を受けないようにするための耐震支持金具（振れ止め金具）とを用いることで、建築物への防振機能と室内機の耐震機能をそれぞれ個別に実現することが可能である。
しかしながら、従来技術のように、建築物への防振機能と室内機の耐震機能を両立させようとする場合に、防振装置を用い、かつ、天井吊ボルトで垂直に吊るとともに斜め支持材を用いて斜め方向に支持固定することにより、水平方向と垂直方向の振れ止めを行なおうとする構造では、地震に起因した水平方向の外力や垂直方向の外力が加わると、防振装置に用いている弾性体の振動吸収範囲を超えるため、簡単に横揺れや上下の振動が室内機本体に加わり、室内機本体が大きく揺れることで室内機本体の落下や現地接続配管の破損、あるいは他の天井吊機器や建築物との接触による破損が発生するという問題があった。
因みに、防振装置によって吸収しようとする室内機本体の振動は、加速度が０．００１〜１ｇａｌ未満程度、周波数が数Ｈｚ〜数百Ｈｚ程度、かつ、振幅が１ｎｍ〜１００μｍ程度の振動である。これに対して、耐震支持によって抑制される地震振動は、加速度が１〜１０００ｇａｌ程度、周波数が０．１〜数十Ｈｚ程度、かつ、振幅が１００μｍ〜１ｍ程度であるため、地震振動を防振装置で吸収することはできなかったのである。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、建築物への防振機能と室内機の耐震機能とを手軽に両立させることのできる天井吊型の空調用室内機の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、この発明に係る空調用室内機は、室内機本体と、被空調室内の天井に吊下げられた上側吊ボルトと、室内機本体に取り付けられた下側吊ボルトと、室内機本体からの振動を減衰させるために上側吊ボルトと下側吊ボルトとの間に介設された制振機構と、室内機本体の横揺れを抑制するために制振機構の上方位置における室内機本体に配備された横揺れ抑制機構と、を備えていることを特徴とするものである。

この発明に係る空調用室内機によれば、室内機本体からの振動を減衰させるために上側吊ボルトと下側吊ボルトとの間に介設された制振機構と、室内機本体の横揺れを抑制するために制振機構の上方位置における室内機本体に配備された横揺れ抑制機構とを備えているので、通常運転時は室内機本体からの運転振動が制振機構により吸収されるから、その運動振動が上下の吊ボルトを通じて天井に伝達することを防止できる。一方、地震の発生時には地震に起因した室内機本体の振幅の大きな横揺れ振動を横揺れ抑制機構により抑制することが可能である。すなわち、上記のように構成したことで、防振支持と耐震支持を同時に実施できるという効果が得られる。

この発明の実施の形態１における天吊型の空調用室内機の防振耐震構造を示す部分拡大断面図である。 前記空調用室内機における防振耐震構造の施工例を示す一部断面を含む正面図である。 前記空調用室内機における防振耐震構造の施工例を示す平面図である。 前記空調用室内機における防振耐震構造の別の施工例を示す平面図である。 前記空調用室内機における防振耐震構造の施工例を機構モデルで示す説明図である。 この発明の実施の形態２における天吊型の空調用室内機の防振耐震構造を示す部分拡大断面図である。 この発明の実施の形態３における天吊型の空調用室内機の防振耐震構造を示す部分拡大断面図である。 この発明の実施の形態４における天吊型の空調用室内機の防振耐震構造の施工例を示す一部断面を含む正面図である。 この発明の実施の形態５における天吊型の空調用室内機の防振耐震構造の施工例を示す一部断面を含む正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜図４において、この実施形態１に係る空調用室内機は、内部に冷媒回路の利用側熱交換器や送風機などを内蔵し箱形に形成された室内機本体１と、建物における被空調室内の天井２の平面視四隅にボルトなどの固定治具（図示省略）により上端部を吊下げられた上側吊ボルト３，３，３，３と、室内機本体１の平面視四隅の下部側面に下端部を取り付けられた下側吊ボルト６，６，６，６と、室内機本体１からの振動を減衰させるために各上側吊ボルト３の下端部と各下側吊ボルト６の上端部との間に介設された制振機構５，５，５，５と、室内機本体１の横揺れを抑制するために各制振機構５の上方位置における室内機本体１の側方位置に配備された横揺れ抑制機構２０，２０，２０，２０と、を備えて構成されている。各上側吊ボルト３における横揺れ抑制機構２０の上方位置には、それぞれ固定用治具１８が固着されている。各固定用治具１８には、一端部を天井２に固定された耐震支持金具８の他端部がそれぞれ固定される。

更に具体的には、室内機本体１の平面視四隅の下部側面に、平板状の吊り金具７，７，７，７が左右外向きに突設されている。各吊り金具７には上下貫通した貫通孔７Ａがそれぞれ形成されている。各貫通孔７Ａには、下側吊ボルト６の下端部が挿通される。挿通された下側吊ボルト６は、上下に配備された座金１２，１２およびナット１１，１１，１１により吊り金具７に固定される。

制振機構５は、上下に貫通孔５Ｂ，５Ｃを有する正面視角筒状に形成された筒状フレーム５Ａと、コイルスプリングまたはゴム製または弾性合成樹脂製などで上下貫通して筒状に形成された弾性体４と、下側吊ボルト６の上端部および上側吊ボルト３の下端部を筒状フレーム５Ａに固定するナット１１，１１，１１とから構成されている。すなわち、角筒フレーム５Ａ内の底面に、コイルスプリングまたはゴムまたは合成樹脂製で竪筒状の弾性体４が載置され、角筒フレーム５Ａの下側の貫通孔５Ｃおよび弾性体４を挿通された下側吊ボルト６の上端部がナット１１により固定される。一方、筒状フレーム５Ａの上側の貫通孔５Ｂを挿通された上側吊ボルト３の下端部は、筒状フレーム５Ａの上下に配置されたナット１１，１１により固定される。これにより、室内機本体１が弾性体４を介して天井２に吊下げ支持され、弾性体４は室内機本体１などの重量により圧縮状態にされている。

各横揺れ抑制機構２０は、室内機本体１の平面視四隅の上部側面に外向きに突設された平板状の振れ止め板金９（本発明にいう板部材の例）で構成されている。各振れ止め板金９には、それぞれ、上側吊ボルト３の外径よりも大径で上下貫通した貫通孔１０Ａが形成されている。すなわち、貫通孔１０Ａに挿通された上側吊ボルト３の外周面と貫通孔１０Ａの内周面１０Ｂとの間に、隙間１０が形成される。

各上側吊ボルト３における振れ止め板金９の上方位置には、固定具１８が固着されている。この固定具１８には耐震支持金具８の一端部が固定されている。耐震支持金具８は天井２に対して斜めになるように、その他端部が天井２に固定されている。すなわち、この空調用室内機では、耐震支持金具８と制振機構５との間に、横揺れ抑制機構２０の振れ止め板金９が配置されている。この場合、図３に示すように、耐震支持金具８は、室内機本体１における平面視４つの角部に、それぞれ対角線に沿う向きで１つずつ取り付けられている。但し、図４に示すように、空調用室内機１の各角部に、室内機本体１の辺の向きに沿わせて２つずつの耐震支持金具８，８を取り付けても構わない。

例えば、室内機本体１の外形寸法が高さ６００ｍｍ、幅１１４５ｍｍ、奥行９００ｍｍである場合、上側吊ボルト３はＭ１２のねじ呼びのものが用いられる。このとき、振れ止め板金９に形成される隙間１０としては、室内機本体１と空調用室外機（図示せず）とを接続する冷媒配管（図示せず）やドレン配管（図示せず）の破損を抑えるために地震の振動を抑制できるよう、０．５〜１０ｍｍ程度とすることが望ましい。

次に、動作について説明する。このように構成された天吊型の空調用室内機は、図５に示した粘弾性機構モデルに基づく動作を行なう。この場合、制振機構５の弾性体４はダッシュポット要素の役目を果たし、振れ止め板金９はバネ要素の役目を果たし、これらは天井２と室内機本体１との間に並列で接続されている。すなわち、通常の運転時は、室内機本体１から発生した運転振動が上側吊ボルト３を介して天井２に伝達するのを防ぐために、制振機構５の弾性体４が室内機本体１からの運転振動を吸収する。その際、振れ止め板金９と上側吊ボルト３との間に隙間１０が存在しているので、室内機本体１からの振動が振れ止め板金９への振動の伝達は回避され、結果として上側吊ボルト３への振動伝達も回避される。

一方、地震発生時には、地震に起因した振幅の大きな横揺れ（図１中の矢印１６で示す方向の揺れ）が室内機本体１に働く。その振動は、横揺れ抑制機構２０の振れ止め板金９に設けられた隙間１０を最大可動範囲として振幅が小さくされ、結果として室内機本体１の大きな横揺れを防ぐことが可能となる。この場合、振れ止め板金９と耐震支持金具８の固定位置が近いほど、地震振動に対する室内機本体１の揺れ抑制効果を大きくすることができる。

以上のように、この実施形態の空調用室内機によれば、制振機構５の機能および横揺れ抑制機構２０の機能がお互いに干渉することなく機能するように構成されているので、異なる性質をもつ２つの振動を確実に抑制することができる。

実施の形態２．
尚、上記の実施の形態１では、振れ止め板金９の横方向の可動範囲を規制する例を示したが、振れ止め板金９の上下方向の可動範囲を規制するようにした実施の形態２を以下に説明する。
この実施の形態２の空調用室内機では、図６に示すように、縦揺れ抑制機構２１が、上側吊ボルト３における振れ止め板金９よりも上方位置に配備された座付きナット１３で構成されている。この座付きナット１３は、上下に揺れた振れ止め板金９の下面に当接して室内機本体１の縦揺れ（図６中の矢印１９で示す方向の揺れ）を抑制するようになっている。

前記のように、振れ止め板金９の近傍に、縦揺れ抑制機構２１を配備したことにより、地震振動の水平方向に対する揺れの抑制と合わせて、上下方向の揺れも抑制することができる。

尚、実施の形態２では、縦揺れ抑制機構２１を構成する座付きナット１３を、横揺れ抑制機構２０を構成する振れ止め板金９の下方位置に配備したが、本発明はそれに限定されない。すなわち、振れ止め板金９よりも上方位置に縦揺れ抑制機構を配備しても構わない。あるいは、振れ止め板金９の上方位置および下方位置の双方に、縦揺れ抑制機構を配備することも可能である。このように縦揺れ抑制機構の上下位置双方に縦揺れ抑制機構を配備すれば、室内機本体１の上下方向の揺れをよりいっそう抑制することができる。

実施の形態３．
上記の実施の形態１〜２では、振れ止め板金９の貫通孔１０Ａと上側吊ボルト３とが地震発生時に金属同士の接触によって揺れを抑制するようにされているが、金属同士の接触によることなく揺れの抑制を行なえる実施の形態３を以下に説明する。
この実施の形態３の空調用室内機では、図７に示すように、振れ止め板金９の貫通孔１０Ａの内周面１０Ｂと上側吊ボルト３の外周面との隙間１０に、ゴム製または軟質合成樹脂製などの緩衝部材１４が配備されている。この緩衝部材１４は例えば糸巻き用スプールに似た形状に形成され、貫通孔１０Ａの内周面１０Ｂに嵌め付けられている。

前記のように、緩衝部材１４を隙間１０に配備することによって、地震振動の加速度に起因して増大した振動エネルギーによる吊ボルト３，６の破損を防ぐことができる。

実施の形態４．
上記の実施の形態１〜３では、横揺れ抑制機構２０の振れ止め板金９が室内機本体１の上部に設けられているが、室内機本体１の重心を考慮して振動を抑制する実施の形態４を以下に説明する。
この実施の形態４の空調用室内機では、図８に示すように、横揺れ抑制機構２０の振れ止め板金９を室内機本体１の重心１７と等しい高さで室内機本体１に、横揺れ抑制機構２０の振れ止め板金９が取り付けられている。

前記のように、振れ止め板金９を室内機本体１の重心１７と等しい高さに設けることによって、地震振動の加速度に起因して増大した振動エネルギーによる室内機本体１の振動を、よりいっそう抑制しやすくできる。

実施の形態５．
ところで、上記の実施形態１〜４では、室内機本体１と天井２との間に比較的大きな空間を持たせている。しかしながら、本発明は、室内機本体１と天井２との間を狭くしたものも含まれる。すなわち、この実施の形態５の空調用室内機では、図９に示すように、室内機本体１が天井２にほぼ接触するかのように近づけて配置され、天井２と室内機本体１との間の空間が極めて狭くなっている。

前記のように、室内機本体１と天井２とがほぼ接触するような近くに配置されていても、制振機構５と振れ止め金具９の機能は互いに干渉することなく機能するように構成されているので、このような構成によっても、異なる性質を持つ２つの振動を抑制することができる。

１ 室内機本体
２ 天井
３ 上側吊ボルト
４ 弾性体
５ 制振機構
５Ａ 筒状フレーム
６ 下側吊ボルト
７ 吊り金具
９ 振れ止め板金（板部材）
１０ 隙間
１０Ａ 貫通孔
１０Ｂ 内周面
１３ 座付きナット
１４ 緩衝部材
１５ 被空調室内
１６ 矢印
１７ 重心
１９ 矢印
２０ 横揺れ抑制機構
２１ 縦揺れ抑制機構

Claims (3)

1. 室内機本体と、被空調室内の天井に吊下げられた上側吊ボルトと、前記室内機本体に取り付けられた下側吊ボルトと、前記室内機本体からの振動を減衰させるために前記上側吊ボルトと前記下側吊ボルトとの間に介設された制振機構と、前記室内機本体の横揺れを抑制するために前記制振機構の上方位置における前記室内機本体に配備された横揺れ抑制機構と、を備えていることを特徴とする空調用室内機。
2. 横揺れ抑制機構は室内機本体に取り付けられた板部材を備えて構成され、前記板部材には、上側吊ボルトが隙間を有して挿通される貫通孔が形成され、前記上側吊ボルトにおける板部材よりも上方位置または下方位置、あるいは板部材よりも上方位置および下方位置に、縦揺れした前記板部材に当接して前記室内機本体の縦揺れを抑制する縦揺れ抑制機構が配備されていることを特徴とする請求項１に記載の空調用室内機。
3. 板部材の貫通孔の内周面と上側吊ボルトとの隙間に、緩衝部材が配備されていることを特徴とする請求項２に記載の空調用室内機。

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