JP2021143785A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】前面側の上方にフィルタ清掃部を備えた壁掛け型の室内機において、この室内機の前面側の下方に配置される電装品箱を小型化する。【解決手段】室内機１の下部は後方から前面方向に向かうに従って上方に湾曲した構造となっている。この室内機１は、フィルタ清掃部２３と熱交換器２１と上下風向板２５と、前面カバー２で囲まれる空間に室内機１を制御する横長の電装品箱２６が配置されている。また、電装品箱２６は、長手方向の断面が台形状である。そして、電装品箱２６は、部品が配置された制御基板を内部に備えている。この制御基板は、背の高い部品が配置される高層領域と、背の高い部品よりも背の低い部品が配置される低層領域を有しており、これらは制御基板の長辺方向に並んで配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、壁掛け型の室内機の電装品箱に格納される基板ユニットの部品配置に関する。

従来、セパレレート方式の家庭用空気調和機の室内機は前面から見た場合、横長の直方体になっている。（例えば、特許文献１参照。）。

この室内機は室内機を制御する制御基板が格納された電装品箱を前面側の上方に格納する構造となっている。一般的に、室内機の横幅を狭くしてコンパクトな形状にする場合、電装品箱を室内機の前面側に格納する構造が採用される。この場合、特許文献１のようにフィルタの清掃機構が搭載されていない製品は、電装品箱を前面側の上方に格納する構造が可能である。

しかしながら、フィルタの清掃機構が搭載されている製品は、室内機の上面が室内の空気の吸込口になっており、ここにフィルタが配置される。このため、このフィルタの清掃機構は必然的に室内機の前面側の上方に配置されることになり、従来のように室内機の前面側の上方に電装品箱を配置することができない。

一方、室内機の下部側の面は室内機の後方から前面方向に向かうに従って上部側に湾曲した形状であり、また、室内機の前面側の下方は空調された空気を前方へ吹き出すように吹出口が備えられている。このため、室内機の前面側の下方に電装品箱を配置するためには、この電装品箱を小型化する必要があるが、部品によっては背の高いものも存在するため電装品箱の小型化が困難であった。

特開２０１２−２０７９０９号公報（段落番号００１８〜００２８）

本発明は以上述べた問題点を解決し、前面側の上方にフィルタ清掃部を備えた壁掛け型の室内機において、この室内機の前面側の下方に配置される電装品箱を小型化することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、
前面が横長の直方体形状の筐体を有する室内機を備え、前記室内機は、上部に吸込口と、下部に吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間の通風路に熱交換器と、前記吸込口に配置されたフィルタと、前記吹出口に上下風向板と、前記室内機の上部の前面側に前記フィルタを清掃するフィルタ清掃部とを有しており、
前記室内機の下部側の面は前記室内機の後方から前面方向に向かうに従って上部側に湾曲した形状の空気調和機であって、
前記室内機は、前記筐体内の前記フィルタ清掃部と前記熱交換器と前記上下風向板と前記筐体の前面側の一部と、に囲まれる空間に前記筐体の長手方向に見た断面が台形状であり、前記室内機の長手方向に配置され、制御基板を内部に備えた電装品箱を備えおり、
前記制御基板は、前記室内機の長手方向を長辺とする矩形の形状であり、
背の高い部品が配置される高層領域と、前記高層領域に配置された部品よりも背の低い部品が配置される低層領域と、を有し、
前記高層領域と前記低層領域とは、前記制御基板の長辺方向に並んで配置されていることを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、前面側の上方にフィルタ清掃部を備えた壁掛け型の室内機において、この室内機の前面側の下方に配置される電装品箱を小型化することができる。

本発明による空気調和機の室内機の実施例を示す斜視図である。 本発明による室内機の断面図である。 前面カバーとフィルタの清掃部を取り外して室内機の前面から見た図である。 電装品箱のカバーを外した状態の斜視図である。 電装品箱の中に格納される制御基板を示す上面図である。 ＬＥＤ表示基板を示す上面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本発明に直接関係ない室外機の図示を省略する。

図１は本発明による空気調和機の実施例を示す室内機１の外観図である。
この室内機１は図１で示すように前面が横長の直方体形状の筐体を有している。この室内機１の上部に吸込口３を設け、前面側の下部に吹出口４を設けている。また、室内機１の前面と左右を覆う前面カバー２と、この前面カバー２が装着されるベース８が設けられている。また、吹出口４には上下風向板２５が設けられており、この上下風向板２５は運転停止時には、吹出口４を閉じるようになっている。なお、前面カバー２とベース８と上下風向板２５で室内機１の筐体の外郭を構成している。

また室内機１の吹出口４の上部には表示窓５が備えられており、この表示窓５と対応する室内機１の内部に図示しない５つのＬＥＤ素子を横方向に配置し、これらのＬＥＤ素子の光を個別に表示する構造になっている。その左側には図示しないリモコンが発する赤外線を受光する受光窓６が備えられている。
さらに、室内機１の下部側は後方から前面方向に向かうに従って上部側に湾曲した構造となっており、これによって上下風向板２５を長手方向を軸として回動させたときに吹出口４が前方から見えるように、つまり、室内機１の前方に向かって送風することができるようになっている。

図２は室内機１を長手方向に見た時の断面図である。図２において左側が室内機１の前面側であり、右側が室内機１の背面側（後方）である。図２に示すように吸込口３と吹出口４の間の通風路には、逆Ｖ字状の熱交換器２１と、吸込口３から室内の空気を吸込み、熱交換器２１で冷媒と熱交換させた後、吹出口４から室内に送出する送風ファン２２が設けられている。

また、熱交換器２１の下方には、熱交換器２１から滴下する凝縮水を受ける露受皿２８ａと露受皿２８ｂが設けられている。また、室内機１内部の吹出口４付近には、送出される空気を左右方向に偏向する複数の左右風向板２７が設けられ、吹出口４には室内機１の長手方向に設けられた回転軸２５ａを中心として回動する上下風向板２５が設けられている。

室内機１の背面側（図２右側）には熱交換器２１や図示しないファンモータなどの主要な部品を固定するベース８が、室内機１の上面には吸込グリル２９が、また、熱交換器２１と吸込グリル２９の間にはフィルタ２４が、それぞれ設けられている。

室内機１の筐体内部の前面側の上方にはフィルタ２４を巻き取って、フィルタ２４の表面に付着した塵埃を清掃するフィルタ清掃部２３が配置されている。なおこのフィルタ清掃部２３の下部は、フィルタ２４を巻き取るためのモーターを内蔵したモーター部２３ａである。前述のようにフィルタ２４は室内機１の上面に配置されているため、これを清掃するフィルタ清掃部２３は必然的に室内機１の筐体内部の前面側の上方に配置されることになる。この結果、フィルタ清掃部２３は室内機１の筐体内部の前面側の半分から上を占有している。

前述のように室内機１の下部側は後方から前面方向に向かうに従って上部側に湾曲した構造となっており、筐体内のフィルタ清掃部２３と熱交換器２１と上下風向板２５と筐体の前面側の一部に囲まれる空間に筐体の長手方向に見た断面が台形状であり室内機１の長手方向に配置された電装品箱２６が配置されている。そしてこの電装品箱２６の上面部２６ｅは室内機１の斜め前方下に向くように配置されている。つまり、ユーザーが室内機１を見上げると、電装品箱２６の上面部２６ｅと対向するように電装品箱２６が配置されている。

前述のように電装品箱２６は断面が台形状であり、台形状の下底を含む電装品箱２６の面を下面部２６ｂ、上底を含む電装品箱２６の面を上面部２６ｅとそれぞれ呼称する。また、電装品箱２６は断面が台形状であるため、台形状の一組の脚を含む電装品箱２６の面を傾斜部２６ｆ、および、傾斜部２６ｃと呼称する。
上面部２６ｅに接する傾斜部２６ｆが上下風向板２５と略平行になり、傾斜部２６ｆが上下風向板２５に干渉することがないため、上下風向板２５を室内機１の前面側に任意に延長させることができる。

また、傾斜部２６ｃが有るためフィルタ清掃部２３や前面カバー２に干渉することがない。このため、前述した台形状の下底と対応する電装品箱２６の下面部２６ｂの辺の長さを長くすることができる。このため、電装品箱２６の空間を広く確保できる。
前述したように電装品箱２６に傾斜部２６ｆと傾斜部２６ｃを備えた形状であるため、室内機１の前面側の下方の内部に電装品箱２６を配置できる。このため、この電装品箱２６が送風を妨げることがなく、室内機１の高さを低くする事ができる。

図３は前面カバー２とフィルタ清掃部２３を取り外して室内機１の前面を見た図である。室内機１の主要な部品はすべてベース８に固定されている。
室内機１の前面側の下方の左右方向（長手方向）に主要な部品（ユニット）である、ＬＥＤ表示部３０、リモコン受光部５０、床温度センサ２８、電装品箱２６、電源用電装品箱２０が並べて配置されている。これらは左右方向に近接した状態になっており、さらに新たなユニットを追加する寸法的な余裕がない。

また、ＬＥＤ表示部３０とリモコン受光部５０と床温度センサ２８に関しては室内機１から斜め前方の下方向に向かせる必要があるため、他の場所、例えば室内機１の上部に配置すると、これらのユニットを室内機１から斜め前方の下方向に向かせる構造が別途必要になる。
さらに、電装品箱２６、電源用電装品箱２０に関しても、室内機１の前面側の下方以外の場所に配置できるスペースを確保すると室内機１の寸法が大きくなる問題があり、電装品箱２６や電源用電装品箱２０を室内機１の前面側の下方に配置することで室内機１を小型化できる。

図４は電装品箱２６の斜視図であり、電装品箱２６のカバー２６ａを外した状態を示している。なお、図４の上方向の矢印Ａが室内機１に取り付けた時に前面側の斜め下方向を示す。そして、図４の右方向の矢印Ｂが室内機１の上部方向、図４の左方向の矢印Ｃが室内機１の下部方向、をそれぞれ示している。

電装品箱２６は前述のように断面が台形状になっており、室内機１の長手方向に沿って左右方向が長い形状になっている。電装品箱２６は、カバー２６ａと、矩形状の底を有する下面部２６ｂで構成されており、その内部には、下面部２６ｂの底に配置された矩形状のプリント基板を有する制御基板４０が格納されている。なお、カバー２６ａの上面が上面部２６ｅであり、上面部２６ｅの矢印Ｃ側に隣接する部分が傾斜部２６ｆであり、上面部２６ｅの矢印Ｂ側に隣接する部分が傾斜部２６ｃとなっている。

制御基板４０の上にはノイズフィルタ４１、整流器４２、ノイズ除去用のフイルムコンデンサ４３、スイッチングトランス４４、高圧用の電解コンデンサ４５などが配置されている。矩形状の制御基板４０の長辺の方向の中央から右半分を比較的高電圧が印加される回路の領域である高圧領域、左半分を、右半分よりも低い電圧が印加される回路の領域である低圧領域、とそれぞれ呼称する。つまり、制御基板４０は、高電圧が印加される高圧領域と、高圧領域に印加される電圧よりも低い電圧が印加される低圧領域を有しており、高圧領域と低圧領域とは制御基板４０の短辺方向に並んで配置されている。

高圧領域には前述した部品が配置されており、交流電源回路やこれを整流した比較的電圧の高い回路が配置されており、低圧領域にはスイッチングトランス４４を境界として制御基板４０の左半分がマイコンやリレーの駆動回路、集積回路などが配置された比較的電圧の低い回路が配置されている。

なお、電解コンデンサ４５は円柱形をしており、その一方の端面には防爆弁４５ａが備えられている。防爆弁４５ａは電解コンデンサ４５に異常な電圧が印加されて内部の圧力が一定値を超えた時、自動的に開いて内部の圧力を低下させて電解コンデンサ４５の爆発を未然に防止するものである。防爆弁４５ａが開いた場合、内部の電解液が流出して電解コンデンサ４５内の圧力が解放される。

図５は電装品箱２６の中に格納される制御基板４０を示す上面図である。図５の上方向が室内機１の上部方向になり、図５の下方向が室内機１の下部方向になる。そして、制御基板４０は矩形状に形成され、その長辺が室内機１の長手方向に沿って配置されている。制御基板４０は前述した高圧領域／低圧領域の他に、制御基板４０の長辺の方向に部品の高さに応じて配置された２種類の領域を有している。
このうち、背の低い部品が配置されるエリアを低層領域と呼称し、背の高い部品が配置されるエリアを高層領域と呼称する。

高層領域は図５に示すように長辺方向に記した２つの破線で挟まれる領域であり、前述したカバー２６ａの上面部２６ｅの投影面と対応している。つまり、高層領域は電装品箱２６の中でカバー２６ａと下面部２６ｂとの間の距離が一番長い部分であるため、ここに背の高い部品、例えばノイズフィルタ４１、整流器４２、ノイズ除去用のフイルムコンデンサ４３、スイッチングトランス４４などを配置する。

一方、低層領域は比較的背の低い部品が配置されるエリアである。図５の上側の低層領域は傾斜部２６ｃの投影面と対応したエリアであり、図５の下側の低層領域は傾斜部２６ｆの投影面と対応したエリアである。
例えば高圧領域の傾斜部２６ｆの投影面と対応したエリアの低層領域には、円柱形の電解コンデンサ４５を制御基板４０の長辺の方向に寝かせて配置している。前述したように電解コンデンサ４５には防爆弁４５ａが設けられているため、この防爆弁４５ａが開いた場合、電解液４５ｂが流れ出すおそれがある。

制御基板４０は電装品箱２６に格納されて室内機１に固定された場合、電解液４５ｂが室内機１の下部方向に流れるように電解コンデンサ４５を配置しているため、万が一、電解液４５ｂが流れ出したとしても制御基板４０内の他の部品に付着することがないため、電解液４５ｂによる二次的な部品の破損を防止することができる。

また、高電圧から低電圧に変換するスイッチングトランス４４を境にして制御基板４０を高圧／低圧領域に分けて部品を配置することにより、それぞれの領域が分断されるため、一次側（高圧領域）と二次側（低圧領域）を明確に分離できるので、沿面距離による安全規格を容易にクリアすることができる。また、高圧／低圧領域に分けて部品を配置することで、各領域内では電圧差による沿面距離を小さくすることができるため、密集した部品配置が可能になり、制御基板４０を小型化できる、この結果、電装品箱２６を小型化できる。

さらに、制御基板４０は、背の高い部品が配置される高層領域と、高層領域に配置された部品よりも背の低い部品が配置される低層領域に区画されており、高層領域と低層領域とは、制御基板４０の長辺の方向に並んで配置されている。
この高層領域には背の高い部品を配置して電装品箱２６の上面部２６ｅと対応させ、また、低層領域には、上面部２６ｅと対応する制御基板４０のエリアに配置される部品よりも背の低い部品を配置して、低層領域を傾斜部２６ｃと傾斜部２６ｆに対応させる。これにより、電装品箱２６の断面を台形状にすることができ、電装品箱２６内の空間を有効に利用できて電装品箱２６を小型化できる。このため、室内機１の前方の下方側に電装品箱２６を配置することができる。
また、電装品箱２６に傾斜部２６ｆを設けたため、この傾斜部２６ｆに沿って上下風向板２５の奥行方向の寸法を長くし、これにより送風性能を向上させることができる。

以上説明したように、制御基板４０は、高層領域と低層領域と高圧領域と低圧領域との組み合わせにより４種類の領域を有している。このため、それぞれの領域に最適な部品を配置することにより電装品箱２６を小型化できる。

図６はＬＥＤ表示部３０を示す上面図である。ＬＥＤ表示部３０は、ＬＥＤ表示基板３１と、その上に配置され、図示しないＬＥＤ表示素子からの光を導くための導光部３７である。
ＬＥＤ表示基板３１は片面のプリント基板を用いており、表面実装部品を使用するためパターン面を部品面（表面）としている。また、ＬＥＤ表示部３０を室内機１に固定した場合、パターン面は室内機１の前方の斜め下を向くことになる。このため、パターン面に半田付けされた後述するＬＥＤ表示素子３３も室内機１の前方の斜め下、つまり、ユーザーがいる方を向くことになる。

図６のＬＥＤ表示基板３１の上端（図６の上方向）の左右中央にコネクタ３２が配置され、このコネクタ３２に接続される５つの回路ユニット３５がコネクタ３２の下端から図６の下方向に向かって配置されている。回路ユニット３５は、ＬＥＤ表示素子３３と抵抗３４の直列回路である。コネクタ３２の各端子からＬＥＤ表示素子３３を介して、抵抗３４の一端が接続され、抵抗３４の他端は電源パターン３６を介してコネクタ３２の端子へ接続されている。

図６に示すように５つのＬＥＤ表示素子３３は、ＬＥＤ表示基板３１上の左右方向に等間隔で配置されている。そして、これらのＬＥＤ表示素子３３に覆いかぶさるように、樹脂製の直方体からなる導光部３７が装着される。導光部３７は、各ＬＥＤ表示素子３３の位置に対応して円柱形の空間からなる光通過孔３７ａを備えている。
この導光部３７は、ＬＥＤ表示素子３３が発する光をＬＥＤ表示素子３３の前方に導くものであり、また、隣接するＬＥＤ表示素子３３が発する光が隣接する光通過孔３７ａに漏れることを防止するものである。このため、導光部３７はＬＥＤ表示基板３１と図１の表示窓５との間に密着して配置される。

図３で説明したように、室内機１の前面側の下方の左右方向に、右側から左側に向かって、主要な電子ユニットである、ＬＥＤ表示部３０、リモコン受光部５０、床温度センサ２８、電装品箱２６、電源用電装品箱２０が順次並べて配置されている。これらは左右方向に近接した状態になっており、さらに新たなユニットを追加する寸法的な余裕がない。

電装品箱２６と電源用電装品箱２０については前述したように、体積が出来るだけ小さくなるように部品を配置しており、左右方向の寸法を小さくすることができない。また、リモコン受光部５０と床温度センサはそれぞれのメーカーからの購入部品であり、左右方向の寸法を変更した特殊品は高価なため採用できない。
このためＬＥＤ表示部３０は可能な限り左右方向の寸法を短くする必要がある。

ＬＥＤ表示部３０の左右方向の寸法を最小とするためには、導光部３７の左右方向の寸法を最小とすること、つまり、光通過孔３７ａを左右方向に最接近させて配置する必要がある。なお、ＬＥＤ表示素子３３を縦に５つ並べる方法もあるが、左右方向に配置した方がデザイン的に調和がとれている。また、前述のように室内機１の下部側は後方から前面方向に向かうに従って上部側に湾曲した構造となっており、ＬＥＤ表示素子３３を縦に５つ並べる方法では、湾曲に沿ってＬＥＤ表示部３０を湾曲させなければならないため構造的にも無理があり、この構造を採用することができない。

前述したように導光部３７は樹脂製の直方体であり、また、ＬＥＤ表示素子３３が発する光の漏れを防止するため、導光部３７の下に抵抗３４を配置することができない。従って、図６に示すように、ＬＥＤ表示部３０はＬＥＤ表示基板３１の上端にコネクタ３２を配置し、図６における下方向に向かって回路ユニット３５を配置し、この回路ユニット３５を横方向に必要数だけ並べることで、前述した導光部３７の左右方向が最小となる寸法に対応することができる。
これにより、前述した主要な電子ユニットを室内機１の横方向に配置することができる。

なお、本実施例では、ＬＥＤ表示基板３１の上端にコネクタ３２を配置しているが、これに限るものでなく、ＬＥＤ表示基板３１の左右以外の場所、例えばＬＥＤ表示基板３１の下端にコネクタ３２を配置してもよい。

本実施例では電装品箱の断面を台形状としているがこれに限るものでなく、傾斜部を備え、この傾斜部と上下風向板が略平行になっていれば三角形や五角形など、どのような断面形状の電装品箱でもよい。
また、本実施例では電装品箱にカバーや下面部を備えているが、これ限るものでなく、カバーや下面部と対応する構造が室内機の内部構造に含まれていてもよい。

なお、本実施例では、電装品箱とＬＥＤ表示部を別のユニットとしているが、これに限るものでなく、電装品箱内にＬＥＤ表示部を設けてもよい。電装品箱の上面部は室内機の斜め前方下に向くように配置されているため、ユーザーが室内機を見上げた時にＬＥＤ表示素子の発光の視認が容易となる。また、電装品箱とＬＥＤ表示部を電気的に接続する部材が不要となり、コストダウンを図ることができる。さらに、ＬＥＤ表示部を独立して配置する必要がなくなり、このスペースだけ電装品箱の左右方向の長さを長くして、より広い基板スペースを設けることができる。

１ 室内機
２ 前面カバー
３ 吸込口
４ 吹出口
５ 表示窓
６ 受光窓
８ ベース
２０ 電源用電装品箱
２１ 熱交換器
２２ 送風ファン
２３ フィルタ清掃部
２３ａ モーター部
２４ フィルタ
２５ 上下風向板
２６ 電装品箱
２６ａ カバー
２６ｂ 下面部
２６ｃ 傾斜部
２６ｅ 上面部
２６ｆ 傾斜部
２７ 左右風向板
２８ａ 露受皿
２８ｂ 露受皿
２９ 吸込グリル
３０ ＬＥＤ表示部
３１ ＬＥＤ表示基板
３２ コネクタ
３３ ＬＥＤ表示素子
３４ 抵抗
３５ 回路ユニット
３６ 電源パターン
３７ 導光部
３７ａ 光通過孔
４０ 制御基板
４１ ノイズフィルタ
４２ 整流器
４３ フイルムコンデンサ
４４ スイッチングトランス
４５ 電解コンデンサ
４５ａ 防爆弁
４５ｂ 電解液
５０ リモコン受光部

Claims (2)

1. 前面が横長の直方体形状の筐体を有する室内機を備え、前記室内機は、上部に吸込口と、下部に吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間の通風路に熱交換器と、前記吸込口に配置されたフィルタと、前記吹出口に上下風向板と、前記室内機の上部の前面側に前記フィルタを清掃するフィルタ清掃部とを有しており、
   前記室内機の下部側の面は前記室内機の後方から前面方向に向かうに従って上部側に湾曲した形状の空気調和機であって、
   前記室内機は、前記筐体内の前記フィルタ清掃部と前記熱交換器と前記上下風向板と前記筐体の前面側の一部と、に囲まれる空間に前記筐体の長手方向に見た断面が台形状であり、前記室内機の長手方向に配置され、制御基板を内部に備えた電装品箱を備えおり、
   前記制御基板は、前記室内機の長手方向を長辺とする矩形の形状であり、
   背の高い部品が配置される高層領域と、前記高層領域に配置された部品よりも背の低い部品が配置される低層領域と、を有し、
   前記高層領域と前記低層領域とは、前記制御基板の長辺方向に並んで配置されていることを特徴とする空気調和機。
2. 前記制御基板は、高電圧が印加される高圧領域と、前記高圧領域に印加される電圧よりも低い電圧が印加される低圧領域と、を有し、
   前記高圧領域と前記低圧領域とは前記制御基板の短辺方向に並んで配置され、
   前記高層領域と前記低層領域と前記高圧領域と前記低圧領域との組み合わせにより4種類の領域を有していることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
   
   

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