JP2015052410A - 空気調和機の室内機及びこれを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転型センサー機構が小型であるほど、室内機への配設および室内熱交換器の吸気に対して有利であり、消費電力の削減に有効である。本発明の目的は、回転構造体を小型にし、消費電力を削減した空気調和機を提供することにある。
【解決手段】本発明の空気調和機の室内機は、センサーを有するセンサー基板と、センサー基板を保持するセンサーホルダと、センサーホルダに接続された中空形状の中空形状ギヤと、中空形状ギヤを駆動するモーターとを有する回転型センサー機構を備え、センサー基板の一部が中空形状ギヤの内部に位置する。
【選択図】図６

Description

本発明は、空気調和機に関する。

モーターとセンサーを含む構造体の各々にギヤを設け、ギヤが回転することでセンサーを任意の方向に回転させる機構を有する空気調和機がある。特許文献１には、上側にステッピングモーターが配置され、下側にセンサーが配置された回転構造体を備えた空気調和機の室内機を開示されている。室内機前面の下方中央に配設されている。

特開２０１２−３７１２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機は、回転構造体が縦方向に大きいため、室内熱交換器の前面の吸気を妨げ、熱交換効率が下がる課題がある。回転型センサー機構が小型であるほど、室内機への配設および室内熱交換器の吸気に対して有利であり、消費電力の削減に有効である。

本発明の目的は、回転型センサー機構を小型にし、消費電力を削減した空気調和機を提供することにある。

上記課題を解決する為、本発明の空気調和機の室内機は、センサーを有するセンサー基板と、センサー基板を保持するセンサーホルダと、センサーホルダに接続された中空形状の中空形状ギヤと、中空形状ギヤを駆動するモーターとを有する回転型センサー機構を備え、センサー基板の一部が中空形状ギヤの内部に位置する。

本発明によれば、回転型センサー機構を小型にし、消費電力を削減した空気調和機を提供することができる。

第１実施形態に係る空気調和機の構成図 第１実施形態に係る空気調和機の室内機の断面図 第１実施形態に係る空気調和機の室内機の正面図 第１実施形態に係る回転型センサー機の全体分解図 第１実施形態に係るセンサー機構保持ベースの下面図 第１実施形態に係る回転型センサーの分解図 第１実施形態に係る回転型センサーの断面図 第１実施形態に係る中空形状ギヤ図 第１実施形態に係る中空形状ギヤ図の断面図 第１実施形態に係るセンサー機構カバー図の上面図 第１実施形態に係るセンサー機構カバー図の下面図 第１実施形態に係るセンサー機構カバーと回転型センサーの正面図 第１実施形態に係るセンサー機構カバーと回転型センサーの左下面図 第２実施形態に係る回転型センサーの断面図

以下、本発明の最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一な部分には同一符号を付して、一度説明したものについては、その説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る空気調和機の構成図である。図２は、第１実施形態に係る空気調和機の室内機の断面図である。図３は、第１実施形態に係る空気調和機の室内機の正面図である。

図１に示すように、空気調和機１は室内機２と室外機３とを接続配管４で繋いで構成される。室内機２は別体のリモートコントローラ５にて遠隔操作されることを可能とする。室内機２は室内熱交換器７（ここで図示せず）を有し、室外機３は、圧縮機（図示せず）、膨張機構（図示せず）、室外熱交換器（図示せず）を有する。

図２に示すように、室内機２は筐体ベース６の内部に室内熱交換器７を備える。室内熱交換器７の空気流下流には室内熱交換器７の幅と略等しい長さの横流ファン方式の室内送風機８が配置されている。また、室内熱交換器７の下方には露受皿９が配置されている。室内熱交換器７および室内送風機８等はゴミ侵入防止用のフィルターおよびフィルターの掃除機構が配設された化粧枠１０で覆われるとともに化粧枠１０の前面にはフロントパネル１１が取り付けられる。室内熱交換器７の上面には室内空気を吸込む上面空気吸込口１２ａ、前面には室内空気を吸込む前面空気吸込口１２ｂを備える。上面空気吸込口１２ａ及び前面空気吸込口１２ｂから吸い込んだ空気が流れる室内熱交換器７に流れる。室内機２の下方には温湿度が調整された空気を吹出す空気吹出口１３を備える。室内送風機８により空気吸込口１２から吸込まれた室内空気は室内熱交換器７および室内送風機８を通って室内送風機８の長さに略等しい幅の吹出風路８ａに流れ込む。その後、吹出風路８ａの空気は、吹出風路８ａに位置する左右風向板１４により左右方向が偏向され、空気吹出口１３に位置する上下風向板１５により上下方向が偏向されて空気吹出口１３から室内に吹出される。室内熱交換器７を通過して調和された空気が空気吹出口１３に流れ、吹き出される。

そして、室内機１には、室内空間を走査して室内の温度分布の測定や在室者を感知する機能等を有する回転型センサー機構１６が配置されている。回転型センサー機構１６は、前面空気吸込口１２ｂの下方であって空気吐出口１３の上方に位置し、且つ、露受皿９の前面側に位置する。

図３に示すように、回転型センサー機構１６は、室内空間の広範囲を走査するために、室内機２の長手方向（以下「Ｘ方向」という。）の中央付近であって、室内機２の短手方向の下方に配置されている。さらに、回転型センサー機構１６をフロントパネル１１の下方に配置してもよい。

図４は、第１実施形態に係る回転型センサー機構の全体分解図である。また、図５は、第１実施形態に係るセンサー機構保持ベースの底面図である。

回転型センサー機構１６は、前面空気吸込口１２ｂと空気吹出口１３の間の空間３９に配置され、室内機２に固定されるセンサー機構保持ベース１７と、センサー機構保持ベース１７内でＸ方向に回転可能となるよう収納された回転型センサー１８と、回転型センサー１８内に配設されるセンサー基板（ここでは図示せず）に接続されたリード線（図示せず）と、リード線を上方に案内する筒形状の壁面ガイド３６を有するセンサー機構カバー２１と、回転型センサー１８を回転させるためのギヤ３７に接続されたモーター２２を有する。モーター２２が駆動することで、ギヤ３７を介して、回転型センサー機構１６を回転させている。
また、回転型センサー機構１６はセンサー受光素子開口部２９が室内の方向を向くように配置されている。以下それぞれについて説明する。

センサー機構保持ベース１７は、回転型センサー１８の挿入用の貫通穴２３が上下方向に開口した半箱型の筐体であって、貫通穴２３の下面には回転型センサー１８を保持するための受け皿構造２４を有する。また、センサー機構保持ベース１７の下面にはモーター２２の挿入用の貫通穴２５と、モーター２２を取り付けるためのモーターネジ穴２６が形成されている。更に、センサー機構保持ベース１７の上面にはセンサー機構カバー２１を固定するためのセンサー機構カバー固定用ネジ穴２８が形成されている。

図６は、第１実施形態に係る回転型センサーの分解図である。図７は、第１実施形態に係る回転型センサーの断面図である。

回転型センサー１８は、センサー１９ａを有するセンサー基板１９と、センサー基板１９に設けられているセンサー１９ａを保護するための受光素子カバー２０と、センサー基板１９に接続されたリード線（図示せず）と、センサー基板１９を前方から保持する前方センサーホルダ２７ａと、センサー基板１９を後方から保持する後方センサーホルダ２７ｂと、中空形状の中空形状ギヤ３１とを備える。なお、センサーホルダ２７を前方センサーホルダ２７ａと後方センサーホルダ２７ｂに分割せずに構成し、センサー基板１９を保持する構造としてもよい。

中空形状ギヤ３１は、前方センサーホルダ２７ａと後方センサーホルダ２７ｂによって形成される一対のセンサーホルダ２７を挿入できるよう中空形状となっている。中空形状ギヤ３１は、ギヤ３７を介してモーター２２によって駆動される。なお、ギヤ３７の代わりに、別の機構を介してモーター２２によって中空形状ギヤ３１を駆動してもよい。また、直接、モーター２２によって中空形状ギヤ３１を駆動してもよい。
中空形状ギヤ３１はセンサーホルダ２７に接続（接合）されている。つまり、本実施形態では、センサー基板１９の一部が中空形状ギヤ３１の内部に位置している。このような本実施形態によれば、縦方向において、中空形状ギヤ３１とセンサー基板１９の一部を重ねることができ、回転型センサー１８の縦方向の高さを低くすることができる。前述したとおり、本実施形態では、回転型センサー１８を前面空気吸込口１２ｂの下方であって空気吐出口１３の上方に位置させている。そのため、回転型センサー１９の縦方向の高さを低くなれば、前面空気吸込口１２ｂのスペースをより確保することができ、室内機２に流す空気の風量を増やし、空気調和機１の効率を高めることができる。

なお、ネジ、溶接又は嵌め込みによって中空形状ギヤ３１とセンサーホルダ２７を接続することができる。中空形状ギヤ３１をセンサーホルダ２７と一体の部品として構成してもよい。

中空形状ギヤ３１は、ギヤ部３１ａと、ギヤ部３１ａの上方に位置する接合部３１ｂを有する。センサー１９ａは中空形状ギヤ３１の下方に位置している。そして、センサーホルダ２７は中空形状ギヤ３１の接続部３１ｂに接続されている。このような本実施形態によれば、センサー基板１９が中空形状ギヤ３１のギヤ部３１ａを貫通する位置に配置され、回転型センサー１８の縦方向の高さを低くすることができる。

なお、接合部３１ｂをギヤ部３１ａの下方に位置させ、センサー１９ａを中空形状ギヤ３１の下方に位置する構成とし、センサーホルダ２７を中空形状ギヤ３１の接続部３１ｂに接続するようにしてもよい。

また、前方センサーホルダ２７ａには、センサー１９ａに対応する位置にセンサー受光素子開口部２９が形成され、前方センサーホルダ２７ａの内側にはセンサー基板１９を設置するためのセンサー受光素子設置部３０が設けられている。センサー基板１９はセンサー１９ａに受光素子カバー２０を配した状態で前方センサーホルダ２７ａ及び後方センサーホルダ２７ｂにより保持され、複数のネジで接合される。センサー１９ａが前面側であって、室内空間を斜め下方に向くように、センサー基板１９が前方センサーホルダ２７ａ及び後方センサーホルダ２７ｂにより保持されている。

図８は第１実施形態に係る中空形状ギヤである。図９は、第１実施形態に係る中空形状ギヤ図の断面図である。中空形状ギヤ３１はセンサーホルダ２７と一体になるようセンサーホルダ２７の上方から挿入されたギヤであり、センサーホルダ２７がＸ方向に回転するためのギヤとして作用するのみならず、前方センサーホルダ２７ａ及び後方センサーホルダ２７ｂの勘合組立を補助する機能を兼ねる。

中空形状ギヤ３１は上面に貫通穴３８が設けられており、貫通穴３８の内壁面３１０ａがセンサーホルダ２７の上外側面３１０ｂに勘合する。この時、センサーホルダ２７に対し中空形状ギヤ３１が回転しないようセンサーホルダ２７の突起と中空形状ギヤ３１の貫通穴３８の形状を例えばアルファベットのＤ形状としている。本実施例では、貫通穴３８の形状をアルファベットのＤ形状としたが、センサーホルダ２７とキャップギヤ３１との回転を防止するものであれば、形状は問わない。

図１０は、第１実施形態に係るセンサー機構カバー図の上面図である。図１１は、第１実施形態に係るセンサー機構カバー図の下面図である。

センサー機構カバー２１はセンサー機構保持ベース１７上にあり、センサーホルダ２７とモーター２２に配設されたギヤ３７を同時に覆うケースであり、中空形状ギヤ３１が上方に抜けるのを防止するほか、回転型センサー１８を保持する役割を有する。また、センサー機構カバー２１の中空形状ギヤ３１上部に相当するカバー内壁には回転型センサー１８の過回転を防止するため、および、回転型センサー１８の位置を確認するための突起３２を備える。

図１２は、第１実施形態に係るセンサー機構カバーと回転型センサーの正面図である。図１３は、第１実施形態に係るセンサー機構カバーと回転型センサーの左下面図である。

回転型センサー１８は、空気調和機１の電源投入と同時に過回転防止および回転型センサー１８の位置確認のため、センサー機構カバー２１に設けられた突起３２まで左右方向に回転する。この時、中空形状ギヤ３１に設けられた突起３３が、センサー機構カバー２１に設けられた突起３２に接触することで、モーター２２はセンサーホルダ２７に設けられたセンサー受光素子開口部２９の位置を認識する。例えば、突起３２が突起３３に接触するときにモーター２２に流れる電流値が増大するので、その電流値を検出することで、センサー受光素子開口部２９の位置を認識することができる。そして、センサー受光素子開口部２９が室内機２の正面を向くようモーター２２の制御により位置が調整される。以降は制御方法に応じて回転型センサー機構１６は左右方向に回転し、室内空間を走査する。

（第２実施形態）
第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と重複する部分については説明を省略する。図１４は、第２実施形態に係る回転型センサーの断面図である。

第１実施形態において、センサーホルダ２７の上端部の形状を中空形状ギヤ抜け防止用にツメ形状３４とし、組立時に上部から挿入される中空形状ギヤ３１を前記センサーホルダ２７の上端部に設けたツメ形状３４にて保持する。ツメ形状３４は中空形状ギヤ抜け防止用のセンサーホルダの壁面である抜け防止面３５により、中空形状ギヤ３１の抜けを防止する。本構成をとることによりセンサーホルダ２７とセンサー基板１９の固定に用いていた複数のネジを削減することが可能となる。

以上、本発明に係る空気調和機について各実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。

本実施形態におけるセンサー１９ａは、カメラ素子又は赤外線受光素子を想定しているが、音感知素子、ガス感知素子などに用いてもよい。

１：空気調和機、２：室内機、３：室外機、４：接続配管、５：リモートコントラローラ、６：筐体ベース、７：室内熱交換器、８：室内送風機、８ａ：吹出風路、９：露受皿、１０：化粧枠、１１：フロントパネル、１２ａ：空気吸込口（上面）、１２ｂ：空気吸込口（前面）、１３：空気吹出口、１４：左右風向板、１５：上下風向板、１６：回転型センサー機構、１７：センサー機構保持ベース、１８：回転型センサー、１９：センサー基板、１９ａ：センサー、２０：受光素子カバー、２１：センサー機構カバー、２２：モーター、２３：回転型センサー挿入用の貫通穴、２４：回転型センサーの受け皿構造、２５：モーター挿入用の貫通穴、２６：モーターネジ穴、２７：センサーホルダ、２７ａ：前方センサーホルダ、２７ｂ：後方センサーホルダ、２８：センサー機構カバー固定用ネジ穴、２９：センサー受光素子開口部、３０：センサー受光素子設置部、３１：中空形状ギヤ、３１ａ：ギヤ部、３１ｂ：接続部、３２：突起、３３：突起、３４：ツメ、３５：抜け防止面、３６：壁面ガイド、３７：ギヤ、３８：貫通穴、３９：空間、３１０ａ：内壁面、３１０ｂ：上外側面

Claims (5)

1. センサーを有するセンサー基板と、
   前記センサー基板を保持するセンサーホルダと、
   前記センサーホルダに接続された中空形状の中空形状ギヤと、
   前記中空形状ギヤを駆動するモーターとを有する回転型センサー機構を備え、
   前記センサー基板の一部が前記中空形状ギヤの内部に位置する空気調和機の室内機。
2. 前記中空形状ギヤは、ギヤ部と、前記ギヤ部の上方に位置する接合部とを有し、
   前記センサーは前記中空形状ギヤの下方に位置し、
   前記センサーホルダは前記中空形状ギヤの前記接合部に接続され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. 前記中空形状ギヤは、ギヤ部と、前記ギヤ部の下方に位置する接合部とを有し、
   前記センサーは前記中空形状ギヤの上方に位置し、
   前記センサーホルダは前記中空形状ギヤの前記接合部に接続され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. 前面に設けられた前面空気吸込口と、
   前記前面空気吸込口から吸い込んだ空気が流れる室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器を通過した空気が流れる空気吹出口と、
   前記室内熱交換器の下方に位置する露受皿とを備え、
   前記回転型センサー機構は前記前面空気吸込口の下方であって前記空気吐出口の上方に位置し、且つ、前記露受皿の前面側に位置することを特徴とする請求項１乃至４に記載の空気調和機の室内機。
5. 請求項４に記載の空気調和機の室内機と、
   圧縮機、膨張機構、室外熱交換器とを有する空気調和機の室外機とを備える空気調和機。