JP2017110897A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】人を検知するセンサを具備した空気調和機において、変更板が回転駆動する場合であっても人体検知を正確に行うことができる空気調和機を提供する。
【解決手段】空気を吹き出すファンと、高さ方向を軸として回転し、かつ吹出口が設けられている駆動部２を含む、化粧パネル１と、吹出口に設けられており空気の吹き出す方向を変更する可動可能な変更板３と、人を含む対象物を検知するセンサ４と、を備え、センサ４は、変更板３が空気の吹き出し方向を変更する際に、変更板３を検知しない位置に配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体の位置を検知するセンサを具備した空気調和機に関する。

空気調和装置は、被空調室内に設けられている空気調和機（室内ユニット）の熱交換器に室内の空気を通過させて、室内の空気を冷風や温風としている。その風を室内空間へ吹き出すことにより、被空調室内の空気調和を図っている。
空気調和機は、吹出口に変更板を備えている。空気調和機は、この変更板により、風を室内の任意の方向へ吹き出すことができるようになっている。このような変更板には、風の吹き出し方向を上下方向に変化させる上下変更板に加え、風の吹き出し方向を左右方向に変化させる左右変更板がある。
被空調室の大きさに対して空調能力が低い空気調和装置を用いる場合や空気調和装置の立ち上げ時など、空調運転能力を必要とするときには、風を人が居る方向へ吹き出すことにより、快適な空調感が得られると共に、効率の良い空調運転が可能となる。このため、上下変更板や左右変更板が設けられた空気調和機では、それらをスイングさせることにより、室内全域に風が行き渡るようにできる。

ところで、空気調和装置には、空気調和機に赤外線式のセンサを取り付けたものがある。このセンサは、空気調和機が設けられている被空調空間に人が居るか否かを判断し、人が居ることを検知したときに空調運転を行うことにより、省エネを図るようにしたものである。このようなセンサは、被空調室内の全域を検出範囲とできるように、検出可能範囲が広くなっている。

例えば、特許文献１の空気調和機は、人体から輻射する赤外線を検知する指向性を有する検知手段８を駆動手段９a、９bにより方向可変に駆動する検知部７、検知手段８の信号を増幅手段によって増幅し、増幅された信号の強度を基準値と比較する比較手段、比較手段の出力に基づき駆動手段９a、９bの角度判定により人体の位置を判定する判定手段、及び、判定手段からの信号により風向制御翼１１ａ、１１ｂを駆動する風向制御翼駆動手段５０ａ、５０ｂを備えている。これにより、人体から輻射する赤外線を１個の検知手段８で構成して検知し、人体の位置を判定し、風向制御できるとしていた。

このような空気調和機においては、設置される部屋の内部構造等によっては空調環境の偏りが生じるため、空間における空調環境の偏りを抑制する方法がある。
例えば、特許文献２には、吸込口１８の周りに回転可能な化粧パネル３８を配置するものが開示されている。このような回転可能な化粧パネル３８を用いる場合、空気の吹出口１８は、化粧パネル３８の回転とともに回転する。空気の吹出口１８に設けられる変更板も化粧パネル３８の回転とともに回転する。このように特許文献２では、吸込口１８の周りに回転可能な化粧パネル３８を配置することによって空調された空気の吹き出しが万遍に供給されるため、空調環境の偏りを抑制できるとしていた。

平１−１２１６４６号公報 特許第５１０８６７４号

本発明者らは、空調環境の偏りを抑制しつつ、効率の良い空調運転が可能な空気調和機を実現すべく、特許文献２に記載の空気調和装置に対して、人体の位置を検知するセンサを設置することを検討した。しかしながら、検討中の空気調和装置は、十分な性能が得られなかった。
従って、本発明の目的は、空調環境の偏りを抑制しつつ、効率の良い空調運転が可能な空気調和装置を提供することにある。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、空気を吹き出すファンと、化粧パネルと、前記化粧パネルに設けられており高さ方向を軸として回転する吹出口と、前記吹出口に設けられており前記空気の吹き出す方向を変更する可動可能な変更板と、人を含む対象物を検知するセンサと、を備え、前記センサは、前記変更板を検知しない位置に配置されている、構成とした。

本発明に係る空気調和機によれば、空調環境の偏りを抑制しつつ、効率の良い空調運転が可能である。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の分解図 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の正面図 本発明の実施の形態１に係る人検知センサの設置箇所近傍の断面図 本発明の実施の形態１に係る人体検知と風向制御システムを示す図 本発明の実施の形態１に係る人体検知のフローチャートを示す図 従来技術を示す図 従来技術を示す図 本発明の実施の形態１に係る空気調和機内部を側面から見た模式図

（本発明が得た新規知見）
本発明者らは、空気を吹き出すファンと、高さ方向を軸として回転し、かつ吹出口が設けられている駆動部を含む、化粧パネルと、前記吹出口に設けられており前記空気の吹き出す方向を変更する可動可能な変更板と、人を含む対象物を検知するセンサと、を備えた空気調和機を検討した。そして、かかる検討中の空気調和機において、十分な効果が得られない理由を検討したところ、以下の知見を得た。
通常の空気調和機においては、吹出口の位置は固定されているため、変更板が動く範囲は、吹出口の近傍に限定される。
しかしながら、検討中の空気調和機においては、駆動部に設けられている吹出口及び変更板が、高さ方向を軸として回転するため、変更板が動く範囲が非常に大きい。そのため、検討中の空気調和機においては、センサが、変更板の動きを人の動きであると誤って判断してしまうことが頻繁に生じる。
これらの知見に基づいて、本発明者らは、以下の発明に想到した。
第１の発明は、空気を吹き出すファンと、高さ方向を軸として回転する領域であり、かつ吹出口が設けられた領域である駆動部を含む、化粧パネルと、前記吹出口に設けられており前記空気の吹き出す方向を変更する可動可能な変更板と、人を含む対象物を検知するセンサと、を備え、前記センサは、前記変更板を検知しない位置に配置されている、ことを特徴とする空気調和機である。
これにより、高さ方向を軸として回転する変更板がセンサの検知範囲内に進入しなくなり、変更板から放射される赤外線を検知しなくなるため、センサによる人体検知を正確に行うことができる。

第２の発明は、センサは、化粧パネルの開口部内に位置することを特徴とする空気調和機である。
これにより、回転駆動している変更板がセンサの検知範囲内に侵入しにくくなり、化粧パネルにセンサを設ける箇所の自由度が上がる。

第３の発明は、開口部の開口面積は、開口部の入口からセンサに向かって小さくなることを特徴とする空気調和機である。
これにより、回転駆動している変更板がセンサの検知範囲内に侵入しにくくなり、化粧パネルにセンサを設ける箇所の自由度が上がる。

第４の発明は、センサの検知結果により、変更板の吹き出し方向を検知された対象物に向けることを特徴とする空気調和機である。
これにより、検知された対象物に効率よく風を向けることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機１０の構成の一例を示す模式図である。
なお、以下の説明において、上下、内外とは、化粧パネル１を室内機本体ケーシング２２に取り付けた状態においての空気調和機１０を基準として説明している。また、空調後の空気が吹出される空間を被調和室としている。
室内用の空気調和機１０は、室内機本体ケーシング２２と、室内機本体ケーシング２２内に配置されるファンモータ１２と、円筒状のターボファン（ファン）１３と、オリフィス１４と、ターボファン１３の周囲に配置される熱交換器１５と、熱交換器１５に接続される冷媒配管２１と、熱交換器１５の底面を受けるように配置されるドレンパン１６と、中空部材２０と、これらを被調和室側から覆い天井面に設けられる略円形状に形成された化粧パネル１から構成される。

室内機本体ケーシング２２の上板の下面には、ファンモータ１２が取り付けられている。このファンモータ１２には、ファンモータ１２の駆動により回転駆動される不図示の回転シャフトが下方に延在するように設けられている。この回転シャフトの下端部分には、ターボファン１３が取り付けられており、このファンモータ１２とターボファン１３とで送風機を構成している。

ターボファン１３の下方には、オリフィス１４が配置されており、オリフィス１４は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。
ターボファン１３の外周には、ターボファン１３の側方を取り囲むように、平面視でほぼ環状に形成された熱交換器１５が配置されている。

熱交換器１５の下側には、熱交換器１５の下面に対応するようにドレンパン１６が配置されている。このドレンパン１６は、熱交換器１５で発生するドレン水を受ける。

熱交換器１５の内側であり、オリフィス１４の下方には、図８に示すように、中空部材２０が設けられている。オリフィス１４と中空部材２０とは、ねじ止めにより固定されている。この中空部材２０は、環状に形成されている。
中空部材２０の外周には、第１のギヤ２４が設けられている。第１のギヤ２４は、不図示のモータにより回転駆動される。この第１のギヤ２４は、後述する化粧パネル１に設けられた第２のギヤ２５かみ合うよう構成されている。

中空部材２０の下方には、化粧パネル１が設けられている。化粧パネル１は、吸込口１８、平坦部１７、駆動部２を含む。
化粧パネル１の中央部には略円形状に形成された吸込口１８が設けられている。吸込口１８の周囲には、環状に形成された平坦部１７が形成されている。この平坦部１７の周囲には、環状に形成された駆動部２が設けられている。駆動部２の空気調和機１０内部側の面には、第２のギヤ２５が設けられている。この第２のギヤ２５は、駆動部２の内周側に設けられている。駆動部２は、不図示のモータによる中空部材２０に設けられる第１のギヤ２４の駆動により、図２に示す高さ方向を軸とする中心軸２Ａを中心として回転可能とされている。
駆動部２の空気調和機１０内部側における面の外周側には、側面視略Ｌ字状の支持部２６が備えられる。化粧パネル１は、この支持部２６により、室内機本体ケーシング２２に取り付けられる。

駆動部２は、略等間隔に４つの吹出口１９を備える。
吹出口１９には、風の吹き出し方向を変更可能な変更板３が設けられている。この変更板３の両端は、吹出口１９の両端に可動可能に支持されており、変更板３は、上下に可動可能とされている。後述の制御手段は、変更板３を回動させて特定の方向へ風の吹き出し方向を設定する。
上述のように、高さ方向を軸とする中心軸２Ａを中心として駆動部２が回転するため、駆動部２に設けられる吹出口１９も高さ方向を軸とする中心軸２Ａを中心として回転する。
なお、本実施の形態では、駆動部２が化粧パネルの一部を構成する態様について説明したが、この実施形態に限られるものではない。例えば、駆動部２が化粧パネルの全体を構成する態様であってもよい。すなわち、化粧パネル１全体を回転させることで、吹出口１９を高さ方向を軸に回転させてもよい。

室内用の空気調和機１０は、冷媒配管２１から室外機（図示せず）に接続される。室外機には、圧縮機や室外熱交換器や膨張機構等が配置され、熱交換器１５を流れる冷媒の温度を調整することができる。そして、室内用の空気調和機１０は、ターボファン１３の運転によって吸込口１８から室内空気を吸い込み、熱交換器１５によって冷媒と吸い込んだ空気との間で熱交換を行い、適度の温度に調整された空気をターボファン１３によって吹出口１９から室内に戻し、これにより室内の空気の温度と湿度を調整する機能を有する。

ここで、吸込口１８が中心に配置され、その吸込口１８の周囲に４つの吹出口１９が配置される駆動部２は、駆動部２の中心軸方向周りに回転する。このように、空気調和機１０は、空調された空気が回転する４つの吹出口１９から室内に吹き出すので、室内に空気の流れの偏りを作らずに、万遍なく供給する機能を有する。これによって、空調された空気が常に当たる場所が出来たり、空調された空気が全く当たらない場所が出来たりするような、空調雰囲気の偏りあるいは空調環境の偏りを抑制する機能を有する。

図３は、空気調和機１０の正面図である。化粧パネル１の内方にセンサ４は配設されており、センサ４の前方の化粧パネル１には開口部５が設けられ、開口部５の周囲はセンサ４に向かって狭まるすり鉢状になっている。センサ４は、赤外線を透過させる材料でできたカバーで囲まれている。センサ４は、人体から放射する赤外線等の物理量を検知して、この検知を示す信号を出力する検知器であり、焦電型赤外線センサユニット等から構成される。

次に、センサ４と変更板３の位置関係について説明する。図１は、センサ４の設置箇所近傍の断面図である。
駆動部２の周方向外側には、開口部５が設けられている。この開口部５の上方、すなわち化粧パネル１を天井に取り付けた状態における天井方向側には、開口部５を上方から覆う固定具４１が設けられている。
開口部５の内部には、センサ４が設けられている。センサ４は、固定具４１にねじ止めなどにより固定されている。

開口部５は、センサ４に向かって狭まるすり鉢状となっており、すり鉢状部６を備える。すり鉢状部６の稜線Ａと、センサ４と化粧パネル１を天井に取り付けた状態における変更板３の下方先端部とを繋いだ線Ｂとの位置関係は、線Ｂのほうが化粧パネル１の側へ寄った構成となっている。すなわち、センサ４と変更板３とは、上記条件を満たす位置に備えられている。

センサ４と変更板３との位置関係は上記関係に限られるものではない。
例えば、空気の吹き出し方向を変更する際に変更板３が可動する領域を可動領域と定義し、センサ４と可動領域内に位置する点とを接続する線を仮想線と定義するとき、可動領域内のいずれの点を選択しても、仮想線上に化粧パネル１が現れるように、センサ４と変更板３との位置関係を決定してもよい。

開口部５には、開口部５を覆うカバー４２が設けられている。カバー４２は化粧パネル１の内方に完全に入り込んでおらず、突出していても良い。ただし、センサ４は、化粧パネル１の内方に完全に入り込んでいる構成が望ましい。

なお、吸込口１８を円形形状、吹出口１９を吸込口１８の周囲に４つ配置される開口部として説明しているが、吹出口１９の数は４以外の数であってもよい。また、吹出口１９を備える駆動部２を円形としているが、吸込口１８の周りに回転できればよいので、駆動部２は円形でなくてもよい。例えば、多角形その他の外形を有する駆動部２であってもよい。また、吸込口１８は円形形状以外の形状であってもよい。例えば楕円形状、多角形としてもよい。

以上のように構成された空気調和機１０について、センサ４の誤検知を防止できる理由を説明する。
センサ４は稜線Ａで囲まれた範囲Ｘが検知範囲となる。従来の変更板３は回転駆動しないため、ある位置に固定される。変更板３が風向・風量制御のため、可動している間は変更板３からの赤外線放射の変化量が生じるためセンサ４によって検知されるが、ある位置に固定されると赤外線の変化がなくなるため、検知しなくなる。一方、駆動部２が回転駆動する場合は、変更板３も回転駆動するため、変更板３が風向・風量制御のための可動の有無に関わらず赤外線放射の変化が生じるため、センサ４が検知し誤検知となってしまう。
そこで、変更板３が回転駆動している場合であっても本発明の構成にすることによって、変更板３がセンサ４の検知範囲に入ることはないため、誤検知を防止することができる。

なお、本発明における空気調和機１０におけるセンサ４を用いて、風向制御による快適性や省エネ性を向上させた運転を行うことができる。
その一例を図４の人体検知と風向制御システムと図５の制御フローチャートを用いて説明する。
図４に示すように、空気調和機１０は、人監視装置３１と、駆動部制御手段３２と、変更板３を駆動させる吹出方向設定器３０と、を備える。また、空気調和機１０は、変更板３を駆動させ所定方向へ風向きを促す変更板駆動部３７を備える。
人監視装置３１は、センサ４に被調和室に人が存在するか否かを検知するよう人体検知指令を出す。
駆動部制御手段３２は、駆動部２の回転を制御する。
吹出方向設定器３０は、人監視装置３１からの指令により、変更板駆動部３７を駆動させる。

風向制御の一例としては、まず、空気調和機１０の運転を開始し（ＳＴＥＰ１）、その直後に人監視装置３１から人体検知指令を行い人体検知を開始する（ＳＴＥＰ２）。駆動部制御手段３２により駆動部２を所定回数回転させ（ＳＴＥＰ３）、センサ４で人体検知を行う（ＳＴＥＰ４）。人体の存室判定を行い（ＳＴＥＰ５）、人体の存室を確認した場合は人監視装置３１から吹出方向設定器３０へ指令を送り変更板駆動部３７により変更板３を駆動させ検知方向への風向制御を行う（ＳＴＥＰ６）。ＳＴＥＰ５で人体の存室を確認できない場合とＳＴＥＰ６で検知方向へ風向制御を行った後は、その動作が終了してから所定時間（例えば１０分間隔）が経過したかどうか判定を行う（ＳＴＥＰ７）。所定時間が経過していればＳＴＥＰ２に戻り、経過していなければＳＴＥＰ７で所定時間経過するまで待機する。以上のような運転制御を行うことにより、風向制御による快適性と省エネ性を向上させた運転を行うことができる。

なお、センサ４に用いられるカバー４２は赤外線が透過する材質が適しており、駆動部２は赤外線が透過しない材質が適している。センサ４は人体から放射される赤外線をカバー４２の奥にあるセンサ部で検知するため、カバー４２は赤外線が透過する材質が適しており、一方、駆動部２は室内機本体ケーシング２２内部に収納されている熱交換器１５等の部品から放射される赤外線が人体から放射される赤外線であると誤検知しないようにするため、赤外線が透過しない材質が適している。

本発明に係る空気調和機は、人検知センサの検知範囲に回転駆動する吹出方向変更手段が侵入せず人体検知を正確に行うことができるため、快適性、省エネ性に優れた空気調和機の人検知システムに適している。

１ 化粧パネル
２ 駆動部
３ 変更板
４ センサ
５ 開口部
６ すり鉢状部
１３ ターボファン（ファン）
１９ 吹出口

Claims (4)

1. 空気を吹き出すファンと、
   高さ方向を軸として回転し、かつ吹出口が設けられている駆動部を含む、化粧パネルと、
   前記吹出口に設けられており前記空気の吹き出す方向を変更する可動可能な変更板と、
   人を含む対象物を検知するセンサと、を備え、
   前記センサは、前記変更板を検知しない位置に配置されている、空気調和機。
2. 前記センサは、前記化粧パネルの開口部内に位置する、請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記開口部の開口面積は、前記開口部の入口から前記センサに向かって小さくなる、請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記センサの検知結果により、前記変更板の吹き出し方向を検知された対象物に向ける、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。