JP2016023894A - 往復回転式センサー、およびこれを備えた空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】センサー基板を軸部品の中心軸線上から偏心させて収納しても、軸部品の回転動作に伴うセンサーリード線の捩り力や引張りやたわみを、軸部品の中心軸線上で確実に保持することができるようにする。【解決手段】軸部品７を、センサー基板１２を当該軸部品７の回転中心から偏心させて保持する基板保持ケース１１と、基板保持ケース１１の開口部を塞ぐカバー１３とで構成し、基板保持ケース１１とカバー１３のいずれか一方には、センサー基板１２に繋がる配線５０を軸部品７の回転中心となる軸線上で弾性保持する第１の狭持壁３０を設け、他方には、第１の狭持壁３０を外側から挟む第２の狭持壁３１を設ける。【選択図】図１２

Description

本発明は、熱（例えば居住人）を検知する往復回転式センサー、およびこれを備えた空気調和機の室内機に関する。

近年、空気調和機の室内機、特に壁面等に設置された室内機は、人や発熱源の存在を検知する往復回転式センサー、すなわち往復回転式の赤外線センサーと、左右風向板と、上下風向板とを装備し、赤外線センサーの検知結果に基いて左右風向板と上下風向板を制御し、空気の吹き出し方向を制御している。

赤外線センサーは、センサー基板に取り付けられ、センサー基板は、樹脂製の軸部品に保持される。また、センサー基板は、検知結果を受け取る制御基板と配線（センサーリード線）を介して接続される。

ところで、センサー基板のセンサーリード線を可動部となる軸部品から固定部に引き出す際に、センサーリード線を軸部品の回転中心から外れた場所から引き出すとともに、軸部品が回転する際、センサーリード線に負荷がかからないようにセンサーリード線を弛ませるスペースを軸部品に設けたものがある。

また、センサー基板のセンサーコネクターとセンサーリード線を、可動部となる軸部品の回転中心となる軸線上（以下、「中心軸線上」という）に配置して、センサーリード線をストレートに軸部品の中心軸線上から引き出すようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−４２１８３号公報（図６）

センサー基板のセンサーリード線を軸部品の回転中心から外れた場所から引き出すようにしたものにあっては、繰返し疲労に起因する断線を防止するために、往復回転式の赤外線センサーの往復揺動、つまり軸部品の回転動作に合わせてセンサーリード線の弛みを回転方向に十分に確保する必要がある。しかしながら、スペースが限られている空気調和機の室内機の中に往復回転式の赤外線センサーを設置しなければならない場合、それは現実的ではない。更に、センサーリード線は、スペースを形成する樹脂製の軸部品が回転する度にその壁面と擦れるため、損耗する恐れもある。

また、センサーコネクターとセンサーリード線を、可動部となる軸部品の中心軸線上に配置して、センサーリード線をストレートに軸部品の回転中心から引き出すようにしたものにあっては、センサーリード線が、軸部品の内周面の対向部から軸心方向に突設させた一対の突起で構成されるリード線クランプ部の先端間に挟まれて固定されるようになっている。しかし、センサーコネクターは、可動部となる軸部品の中心軸線上に配置することが困難な場合がある。例えば、空気調和機の室内機のように往復回転式の赤外線センサーの配置スペースが限られている場合や、センサーコネクターを軸部品の中心軸線上に配置することで赤外線センサーと受光窓との間に隙間があいてしまい受光範囲が絞られてしまう可能性がある場合である。このような場合は、センサー基板そのものを軸部品の中心軸線上から偏心させて収納せざるを得ない。その場合、センサーリード線は、軸部品の中心軸線上に配置されているリード線クランプ部まで取り回して配線される。そのため、リード線クランプ部には、軸部品の回転動作に伴うセンサーリード線の捩り力だけでなく、センサーリード線の引張りやたわみも加わることとなり、センサーリード線が一対の突起でのみ構成されるリード線クランプ部から外れてしまう可能性があり、信頼性が得られない。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、センサー基板を軸部品の中心軸線上から偏心させて収納しても、軸部品の回転動作に伴うセンサーリード線の捩り力や引張りやたわみを、軸部品の中心軸線上で確実に保持することができる往復回転式センサー、およびこれを備えた空気調和機の室内機を提供することを目的とする。

本発明に係る往復回転式センサーは、熱を検知する赤外線センサーと、赤外線センサーが実装されるセンサー基板と、センサー基板に繋がる配線と、センサー基板を収納する軸部品と、軸部品を往復回転させることで、この軸部品に収納された赤外線センサーを往復揺動させる機構とを備え、軸部品は、センサー基板を当該軸部品の回転中心から偏心させて保持する基板保持ケースと、基板保持ケースの開口部を塞ぐカバーとを備え、基板保持ケースとカバーのいずれか一方には、センサー基板に繋がる配線を軸部品の回転中心となる軸線上で弾性保持する第１の狭持壁が設けられているとともに、他方には、第１の狭持壁を外側から挟む第２の狭持壁が設けられているものである。

本発明に係る往復回転式センサーにおいては、軸部品を、センサー基板を当該軸部品の回転中心から偏心させて保持する基板保持ケースと、基板保持ケースの開口部を塞ぐカバーとで構成し、基板保持ケースとカバーのいずれか一方には、センサー基板に繋がる配線を軸部品の回転中心となる軸線上で弾性保持する第１の狭持壁を設け、他方には、第１の狭持壁を外側から挟む第２の狭持壁を設けているので、配線を軸部品の回転中心となる軸線上で強固に保持させることができる。このため、センサー基板を軸部品の中心軸線上から偏心させて収納しても、軸部品の回転動作に伴う配線の捩り力や引張りやたわみを、軸部品の中心軸線上で確実に保持することができ、配線がクランプから外れてしまうのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを備えた空気調和機の室内機を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを備えた空気調和機の室内機を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの配線取り回し部を取り外した状態の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品固定部と意匠ケースを取り外した状態の正面図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品と基板とを分解して示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品と基板とを分解して示す背面図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品の配線を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品を示す背面図である。 本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品の配線引出部と中心軸線との関係を示す模式図である。

以下、図示実施の形態により本発明を説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを備えた空気調和機の室内機を示す斜視図である。図２は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを備えた空気調和機の室内機を示す分解斜視図である。
本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを備えた空気調和機の室内機は、図１および図２に示すように、空気調和機の室内機は、送風ファン（図示せず）によって室内機の本体２０の上面吸込み口２１より室内空気を吸い込み、熱交換器１によって熱交換して、冷気あるいは暖気とし、その冷気あるいは暖気を、吹出し口２２より室内へ送風する。

また、室内機の本体２０の下部の前側の一角には、熱（人や発熱源）の存在を検知する往復回転式センサー４０が設置されている。室内機は、往復回転式センサー４０により、人や発熱源の存在を検知すると、検知結果から制御部が上下風向板２と左右風向板３とを操作し、空気の吹き出し方向を制御している。

図３は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを示す斜視図である。図４は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーを示す分解斜視図である。図５は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの配線取り回し部を取り外した状態の斜視図である。図６は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品固定部と意匠ケースを取り外した状態の正面図である。図７は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品と基板とを分解して示す斜視図である。
本発明の実施の形態に係る往復回転式センサー４０は、図３〜図７に示すように、配線長を決定する配線取り回し部６と、熱（人や発熱源）を検知する赤外線センサー４と、赤外線センサー４が実装されるセンサー基板１２とを備えている。センサー基板１２は、検知結果を受け取る図示しない制御基板とセンサーコネクター６０および配線（センサーリード線）５０により繋がっている。

また、往復回転式センサー４０は、センサー基板１２を収納する樹脂製の軸部品７と、軸部品７の外周を覆う意匠ケース１０と、意匠ケース１０を介して軸部品７を往復回転させることで、軸部品７に収納された赤外線センサー４を往復揺動させる機構（ギヤ機構）７０とを備えている。ギヤ機構７０は、モーター５と、モーター５の回転力を伝達する原動側ギヤ８と、意匠ケース１０の端部に一体に形成されて原動側ギヤ８を介しモーター５の回転力を受ける従動側ギヤ１０ａとで構成されている。このように、意匠ケース１０に従動側ギヤ１０ａを一体に形成することで、部品点数の削減、組み立て作業の効率化が図れる。

図８は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品と基板とを分解して示す背面図である。図９は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品を示す側面図である。図１０は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品の配線を示す模式図である。図１１は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品を示す背面図である。図１２は本発明の実施の形態に係る往復回転式センサーの軸部品の配線引出部と中心軸線との関係を示す模式図である。
軸部品７は、前述の図７および図８〜図１２に示すように、センサー基板１２を当該軸部品７の回転中心となる軸線（以下、「中心軸線」という）１００から偏心させて保持する基板保持ケース１１と、基板保持ケース１１の開口部を塞ぐカバー１３とを備えている。カバー１３には、センサー基板１２に繋がる配線すなわちセンサーリード線５０を基板保持ケース１１の端面から取り出し、軸部品７の回転中心となる中心軸線１００上で弾性保持する一対の第１の狭持壁３０が設けられている。また、基板保持ケース１１には、カバー１３側の一対の第１の狭持壁３０を外側から挟む第２の狭持壁３１が設けられている。図１２では、センサーリード線５０を一本しか示していないため、一対の第１の狭持壁３０とセンサーリード線５０との間に隙間があるように見える。しかし、センサーリード線５０は実際には複数本あり、これらセンサーリード線５０を一対の第１の狭持壁３０間に嵌め込むことで、隙間が埋められ、これらセンサーリード線５０が一対の第１の狭持壁３０によって弾性保持される。したがって、一対の第１の狭持壁３０の末端の対向面には、センサーリード線５０を嵌め込むための末広がり状の傾斜面３０ａと隙間ｇとが形成されている。また、一対の第１の狭持壁３０間に嵌め込んだ複数のセンサーリード線５０のうち１本でも隙間ｇから逃げてしまうと心ズレを起こしてしまうため、基板保持ケース１１側に、一対の第１の狭持壁３０の傾斜面３０ａ間の空間に突出する山形の配線抜け止め用突起３１ａが形成されている。

センサーリード線５０は、軸部品７から配線取り回し部６を通って、軸部品固定部９に取り回される。軸部品７は、その外周を覆う意匠ケース１０に収納される。そして、軸部品固定部９にモーター５が組み付ける。

なお、ここではカバー１３側に第１の狭持壁３０を、基板保持ケース１１側に第２の狭持壁３１を設けているが、これらの関係は逆でもよく、基板保持ケース１１側に第１の狭持壁３０を設け、カバー１３側に第２の狭持壁３１を設けてもよい。

次に、動作について説明する。
このように構成された往復回転式センサー４０においては、図５に示すように、モーター５によって意匠ケース１０を所定角度の往復回転運動を行わせることで、意匠ケース１０に収納された軸部品７および赤外線センサー４を往復揺動させる。

往復回転式センサー４０に繋がるセンサーリード線５０はカバー１３の中心軸線１００の周辺にある第１の狭持壁３０の間の溝から取り出され、基板保持ケース１１が取り付けられると、基板保持ケース１１の第２の狭持壁３１が第１の狭持壁３０を外側から挟み、第１の狭持壁３０の開きを抑制する。これによって、センサーリード線５０を軸部品７の回転中心となる軸線（中心軸線１００）上で強固に保持させることができる。このため、センサー基板１２を受光窓に合わせて軸部品７の中心軸線１００上から偏心させて収納することができ、受光範囲を狭めることがない。また、センサー基板１２を軸部品７の中心軸線１００上から偏心させて収納しても、軸部品７の回転動作に伴うセンサーリード線５０の捩り力や引張りやたわみを、軸部品７の中心軸線１００上で確実に保持することができ、センサーリード線５０がクランプから外れてしまうのを防止することができる。

また、センサー基板１２のセンサーリード線５０は、往復回転式センサー４０の回転動作に合わせ中心軸線上で捩られるが、往復回転式センサー４０の回転によってあまり振られないため、弛ませる必要が無く、配線長のバラツキによってセンサーリード線５０が軸部品側壁と接触して磨耗することを軽減するとともに、接触による異音を軽減する。

また、往復回転式センサー４０の中心軸線１００上でセンサーリード線５０を格納する構成としたので、繰返し疲労に起因する配線断線防止機構を設ける必要がなくなる。そのため、省スペース化できるという効果が得られる。

また、本発明の実施の形態によれば、空気調和機の室内機の熱（人や発熱源）の存在を検知するセンサーに前記往復回転式センサー４０を用いたので、電線接続部の信頼性の高い室内機を得ることができる。

１ 熱交換器、２ 上下風向板、３ 左右風向板、４ 赤外線センサー、５ モーター、６ 配線取り回し部、７ 軸部品、８ 原動側ギヤ、９ 軸部品固定部、１０ 意匠ケース、１０ａ 従動側ギヤ、１１ 基板保持ケース、１２ センサー基板、１３ カバー、２０ 室内機の本体、２１ 室内機上面吸込み口、２２ 吹き出し口、３０ 第１の狭持壁、３０ａ 傾斜面、３１ 第２の狭持壁、３１ａ 配線抜け止め用突起、４０ 往復回転式センサー、５０ 配線（センサーリード線）、６０ センサーコネクター、７０ 赤外線センサーを往復揺動させる機構（ギヤ機構）、１００ 中心軸線、ｇ 隙間。

Claims (3)

1. 熱を検知する赤外線センサーと、
   前記赤外線センサーが実装されるセンサー基板と、
   前記センサー基板に繋がる配線と、
   前記センサー基板を収納する軸部品と、
   前記軸部品を往復回転させることで、該軸部品に収納された前記赤外線センサーを往復揺動させる機構とを備え、
   前記軸部品は、前記センサー基板を当該軸部品の回転中心から偏心させて保持する基板保持ケースと、該基板保持ケースの開口部を塞ぐカバーとを備え、
   前記基板保持ケースと前記カバーのいずれか一方には、前記センサー基板に繋がる配線を前記軸部品の回転中心となる軸線上で弾性保持する第１の狭持壁が設けられているとともに、他方には、前記第１の狭持壁を外側から挟む第２の狭持壁が設けられていることを特徴とする往復回転式センサー。
2. 前記軸部品の外周を覆う意匠ケースを更に有し、
   前記赤外線センサーを往復揺動させる機構は、モーターと、該モーターの回転力を伝達するギヤ機構とで構成され、
   前記意匠ケースの端部には、前記モーターの回転力を受けるギヤが設けられていることを特徴とする請求項１記載の往復回転式センサー。
3. 本体の下部に熱を検知するセンサーを設けた空気調和機の室内機であって、
   前記センサーとして請求項１又は２の往復回転式センサーを用いたことを特徴とする空気調和機の室内機。

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