JP3743400B2

JP3743400B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP3743400B2
Application number: JP2002180241A
Authority: JP
Inventors: 義三福島
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP2004020166A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機は、調和された空気を室内へ送風することにより居住者の快適感を向上させている。例えば、エアコンでは、冷風や温風を室内へ送風することにより室内の温度を居住者にとって快適な温度に保つことができる。また、空気清浄機では、導入した空気から塵や埃などの異物を除去した清浄空気を室内へ送風することにより、室内の空気を清浄に保ち居住者の快適感を向上させている。さらに、近年では、調湿機能、脱臭機能、マイナスイオン発生機能などを備えた空気調和機が登場し、室内を居住者にとってより快適なものにしている。
【０００３】
ところで、近年、人間の可聴音域である約２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲を越える高周波成分を含んだ音には、それを除外した音に比べて、人間の快適感を向上させる効果（ハイパーソニック・エフェクト）があるという報告がされている（大橋ら、「ハイパーソニック・エフェクトについて」、電子情報通信学会技術研究報告、ｓｐ９６−１１２（１９９７−０２）、参照）。ここでは、２６ｋＨｚを超える高周波成分は、それ単独では人間に音として聞こえないにもかかわらず、それを含んだ音は、それを除外した音に比べて、脳波α波ポテンシャルを統計的に有意に増大させるとともに、共存する可聴音をより快適に感受させる効果を持つことが見出されている。α波は、人間が目を閉じ安静にリラックスしているとき等に増大する脳波であることが知られており、ハイパーソニック・エフェクトにより人間の快適感が向上すると考えられている。
【０００４】
このような、２０ｋＨｚ以上の人間の可聴音域を越える高周波成分を含んだ音は、自然環境に多く含まれているが、コンクリート等に囲まれた室内の空間ではほとんど存在しない。従って、上述した空気調和機による空気調和の対象となる室内空間においては、そのような音はほとんど存在せず、ハイパーソニック・エフェクトによる快適感の向上は、ほとんど期待できない。
【０００５】
そこで本願出願人は、先に出願した特願２００２−０８９１４９号において示されている空気調和機を案出している。
この出願にかかる空気調和機は、人間の可聴音域を越える高周波成分を含んだ音である超音波を発生させる超音波発生器を備える空気調和機である。このような空気調和機により超音波を室内に発生させれば、居住者の快適感をさらに向上させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような超音波発生器は、通常、超音波の周波数を有する信号を発生させる発生源と、発生源で発生した信号を超音波へ変換して発信する発信素子とにより構成される。そして、空気調和機に超音波発生器を備えさせるためには、これらの構成を空気調和機に増設する必要がある。この場合、空気調和機の部品点数が増加し、コストが上昇する恐れがある。
【０００７】
本発明の課題は、超音波を発生させることができ、且つ、コストの上昇を抑えることができる空気調和機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気調和機は、操作部に入力された制御信号に基づいて室内の空気調和を行う空気調和機であって、発生源と発信素子とを備える。発生源は、超音波の周波数を有する信号を発生させる。発信素子は、信号を超音波へ変換し、超音波を室内へ発信する。そして、発信素子は、操作部に制御信号が入力された場合に、制御信号の入力を知らせる確認音を発信する。なお、超音波は人間の可聴音域を超える周波数を有する音波であるが、確認音は制御信号の入力を知らせる音であるため、人間の可聴音域の周波数を有する音である。
【０００９】
この空気調和機では、超音波を室内へ発信する発信素子が制御信号の入力をしらせる確認音も発信する。従来、空気調和機には制御信号の入力を知らせる確認音を発信するブザー等が備えられることが多いが、この空気調和機に超音波を発信する発信素子をさらに設けると、その分部品点数が増加してコストが上昇する。しかし、この空気調和機では、超音波を発生させる発信素子が確認音も発信する。このため、この空気調和機では、超音波の発信と確認音の発信とを共通の素子で行うことができ、部品点数の増加が抑えられる。これにより、この空気調和機は、超音波を発生させることができ、且つ、コストの上昇を抑えることができる。
【００１０】
請求項２に記載の空気調和機は、請求項１に記載の空気調和機であって、発信素子は、室内の空間に通じる位置に配置される。
超音波には物質を透過し難く物質の表面で反射しやすいという性質がある。このため、超音波を室内へ発信する発信素子が空気調和機の深部に配置されると、空気調和機の他の部品などの障害物により、超音波が減衰しやすい。従来、確認音を発信するブザー等の素子は、空気調和機の外観の向上の観点から空気調和機の深部に収納されることが多いが、この位置に発信素子を設けたのでは超音波が居住者に到達しにくくなる。
【００１１】
しかし、この空気調和機では、発信素子は室内の空間に通じる位置に配置されるため、超音波が居住者に到達するまでに障害物に妨げられることが少ない。これにより、この空気調和機は、超音波を居住者に効率よく到達させることができる。
請求項３に記載の空気調和機は、請求項１または２に記載の空気調和機であって、発生源は、運転制御を行う制御基板に含まれる。
【００１２】
発生源を別部品として空気調和機に増設した場合には、空気調和機内に発生源を設ける空間がさらに必要となる。
しかし、この空気調和機では、発生源は運転制御を行う制御基板に含まれている。このため、発生源を別部品として設ける場合と比べて、発生源が占める空間の増加を抑えることができる。これにより、この空気調和機では、空気調和機の小型化を図ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の空気調和機は、請求項１から３のいずれかに記載の空気調和機であって、発信素子は、確認音を発信するときは超音波を発信しない。
この空気調和機では、発信素子は、確認音を発信するときは超音波を発信しない。従って、超音波が発信中の場合は、確認音を発信するときに超音波の発信を停止して確認音を発信する。これにより、この空気調和機では、超音波の発信と確認音の発信とを共通の素子で円滑に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〈構成〉
〔全体構成〕
図１に、本発明の一実施形態が採用された空気調和機１を示す。
この空気調和機１は、冷暖房や調湿等が行われた空気を室内へ送風し、室内の空気の調和を行う装置である。空気調和機１は、室内の壁面等に取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３と、空気調和機１の操作内容を入力するリモコン４（図５参照）とを備えている。
【００１５】
空気調和機１の構成を図２に示す。
〔室外機〕
室外機３は、図示しない室外熱交換器、室外制御盤、圧縮機３０、室外ファン３１等を有している。室外熱交換器や圧縮機３０等は、室内機２の室内熱交換器等との間で冷媒回路を構成する。また、圧縮機３０や室外ファン３１等は、後述する室内機２のマイコン２４と通信線により接続され、室外制御版を介してマイコン２４から制御を受ける。
【００１６】
〔室内機〕
室内機２は、ケーシング２０（図３参照）、ファンモータ２１、センサ２２、入力ポート２３、マイコン２４、圧電ブザー２５、図示しない室内熱交換器、室内ファン等を有している。
ケーシング２０は、図３に示すように、主として、室内機２の前方正面から上面、下面および側面を覆う前面パネル２００と、後方に位置する底フレーム２０１とから構成されている。前面パネル２００の上面には多数のスリット状の開口からなる吸込口２０２が設けられている。また、前面パネル２００の前面下部には、調和された空気が吹出す吹出し口２０３が形成される。
【００１７】
ファンモータ２１は、マイコン２４により制御され、ファンモータ２１を駆動する。ファンモータ２１は、ファンモータ２１を駆動することにより室内の空気を室内機２の内部に取り入れ、冷暖房や調湿が行われた空気を室内へと送る。
センサ２２は、室温センサや湿度センサなどの各種のセンサであり、室内温度や湿度等を検出してマイコン２４へと送る。
【００１８】
入力ポート２３は、リモコン４からの制御信号を受信してマイコン２４へと送る。
マイコン２４は、空気調和機１の冷暖房や調湿などの空気調和機能や超音波発生機能の運転制御を行う。このマイコン２４は、ファンモータ２１、センサ２２、入力ポート２３等と接続されている。マイコン２４は、入力ポート２３から制御信号を受信し、制御信号に基づいて操作内容を判断する。そして、マイコン２４は、操作内容を実行するためにファンモータ２１等へと制御信号を送る。
【００１９】
また、マイコン２４は、入力ポート２３がリモコン４からの制御信号を受信した場合には、圧電ブザー２５へと信号を送り確認音を発信させる。この確認音は、室内機２がリモコン４からの制御信号を受信したことを居住者等に知らせるためのものであり、人間の可聴音域の周波数を有する音である。確認音は極短い時間だけ鳴らされる。
【００２０】
また、マイコン２４は発信回路２４０を有している。この発信回路２４０は、３０ｋＨｚ以上６０ｋＨｚ以下の人間の可聴域を超える周波数を有する超音波信号を発生させる。発信回路２４０は、リモコン４から超音波機能をオンにする制御信号が送られると、超音波信号を発生させて圧電ブザー２５へと送る。ここで、マイコン２４は、空気調和機１の送風音と重なるように発信回路２４０から超音波信号を発生させ、圧電ブザー２５から超音波を発信させる。
【００２１】
圧電ブザー２５は、発信回路２４０で発生した超音波信号を超音波に変換する。圧電ブザー２５は、発音体に交流電圧を印加することにより発音体を振動させて音波を発生させる素子である。この圧電ブザー２５に、超音波周波数の電圧を印加すると、発音体が超音波周波数で振動して超音波が発生する。また、圧電ブザー２５に可聴音域の周波数の電圧を印加すると、可聴音域の音が確認音として発生する。
【００２２】
圧電ブザー２５は、室内機２の吹出し口２０３の近傍に、室内に面するように配置されており、発生させた超音波や確認音を室内へと送る。また、この空気調和機１では、図４に示すように、複数の圧電ブザー２５を水平面内で少しずつその設置角度が変わるように異なる方向へ向けて配置している。ここで、図４は、図３における室内機２のIV−IV断面図において、圧電ブザー２５の配置を模式的に表したものである。超音波は、指向性が強いために広い範囲に送ることが困難であるが、これにより、矢印Ａ１、Ａ２、Ａ３のように、多方向に超音波を送り広い範囲に超音波を到達させることができる。
【００２３】
なお、複数の圧電ブザー２５を鉛直方向に角度を変えて配置しても良い。
また、この圧電ブザー２５は、通常、確認音の発生用に汎用されている可聴音域用の圧電ブザーを超音波専用の圧電ブザーの代替品として用いたものである。
〔リモコン〕
リモコン４は、冷暖房や調湿などの空気調和機能や超音波発生機能などの空気調和機１の運転内容を操作することができ、図５に示すように、リモコン本体４０、液晶画面４１、操作ボタン４２、出力ポート４３を備えている。
【００２４】
液晶画面４１は、リモコン本体４０の前面に設けられている。液晶画面４１には、操作内容の表示画面や、設定温度、設定湿度、風量、超音波機能の設定などの各種設定画面が表示される。
操作ボタン４２は、リモコン４の前面であって、液晶画面４１の下方に設けられている。居住者は、操作ボタン４２を押すことにより、空気調和機機能や超音波発生機能の操作内容の選択を行うことができる。操作ボタン４２には、運転・停止ボタン４２ａ、冷房ボタン４２ｂ、暖房ボタン４２ｃ、除湿ボタン４２ｄ、加湿ボタン４２ｅ、矢印ボタン４２ｆ、超音波いやしボタン４２ｇ等がある。居住者は、これらの操作ボタン４２を押すことにより、各種の操作を行うことができる。特に、超音波いやしボタン４２ｇを押すことにより、超音波機能のオン又はオフを簡単に選択することができる。
【００２５】
出力ポート４３は、リモコン本体４０の上端に設けられており、操作ボタン４２により入力された操作内容を表す制御信号を空気調和機１に設けられた入力ポート２３へと送信する。
〈制御フロー〉
本実施形態にかかる空気調和機１において、確認音と超音波との発信に関する制御フローを図６に示す
まず、ステップＳ１では、空気調和機１が制御され、冷暖房や調湿等の空気調和機能および超音波発信機能の制御が行われている。このとき、圧電ブザー２５からは室内へ向けて超音波が発信されている。
【００２６】
次に、ステップＳ２において、リモコン４からの制御信号の入力の有無が判断される。リモコン４からの制御信号が入力ポート２３に受信されていない場合は、ステップＳ３へ進み、そのまま超音波が発信される。リモコン４からの制御信号が入力ポート２３に受信された場合は、ステップＳ４へと進む。
ステップＳ４では、超音波の停止が実行される。このとき、マイコン２４は発信回路２４０からの超音波信号の発生を止め、圧電ブザー２５からの超音波の発信を停止させる。そして、ステップＳ５において、リモコン４からの制御信号が入力ポート２３に受信されたことを知らせる確認音が発信される。このとき、マイコン２４は圧電ブザー２５に可聴音域の周波数の信号を送り、圧電ブザー２５から確認音を発信させる。
【００２７】
確認音の発信が終了すると、ステップＳ３へと進み、超音波の発信が再開される。
このように、この空気調和機１では、確認音を発信する場合には、一度超音波を停止させてから確認音を発信する。このため、確認音と超音波との発信を１つの圧電ブザー２５により円滑に行うことができる。
【００２８】
〈特徴〉
（１）この空気調和機１では、３０ｋＨｚ以上６０ｋＨｚ以下の周波数を有する超音波が、空気調和機１の送風音と重なるように圧電ブザー２５から発信される。このため、居住者が耳にする音には、可聴音である送風音に加えて、３０ｋＨｚ以上の高周波成分である超音波が豊富に含まれることになる。従って、この音を耳にした居住者は、ハイパーソニック・エフェクトにより、α波が増大する。α波は、人間がリラックスしているとき等に増大する脳波であり、この空気調和機１により、居住者に、リラックス効果が与えられ、居住者の快適感が向上する。
【００２９】
（２）この空気調和機１では、超音波を室内へ発信する圧電ブザー２５が制御信号の受信をしらせる確認音も発信する。すなわち、この空気調和機１では、超音波の発信と確認音の発信とを１つの圧電ブザー２５により行うことができる。このため、超音波の発信用の圧電ブザーと確認音の発信用の圧電ブザーとをそれぞれ設ける場合と比べて、圧電ブザーの数が少ない。これにより、この空気調和機１は、超音波を発生させる機能を担保しつつ、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
また、圧電ブザーが１つでよいため、部品の設置スペースを省略することができ、空気調和機１の小型化を図ることができる。
さらに、部品点数が減少するため、回路の簡素化を図ることができる。
（３）この空気調和機１の圧電ブザー２５は、可聴音域用の圧電ブザーを超音波の発信用に兼用させたものである。一般的に、超音波専用の圧電ブザーは可聴音域用の圧電ブザーよりも高価であるが、この空気調和機１の圧電ブザー２５は、可聴音域用の圧電ブザー２５であるため安価である。このため、この空気調和機１では、さらにコストダウンを図ることができる。なお、可聴音域用の圧電ブザーは、超音波専用の圧電ブザーと比べると超音波の周波数帯では周波数特性が劣ることが多いが、この空気調和機１において特に使用される周波数帯である３０ｋＨｚ以上６０ｋＨｚ以下の周波数帯で出来る限り良好な周波数特性を有する可聴音域用の圧電ブザーを用いることにより、超音波を発生させる機能を十分に担保することが可能である。
【００３１】
（４）一般に、リモコン４からの制御信号の信号の受信を知らせる確認音を発信する圧電ブザー２５は、空気調和機１の深部に配置されることが多い。圧電ブザー２５を空気調和機１の深部に配置しても居住者等に確認音を到達させることは十分に可能であり、圧電ブザー２５をケーシング２０の前面に設けたのでは空気調和機１の美観を損なう恐れがあるからである。しかし、超音波には物質を透過し難く物質の表面で反射しやすいという性質があるため、超音波を室内へ向けて送る圧電ブザー２５が、空気調和機１の内部の奥深くに配置されると、空気調和機１の他の部品などが障害物となり、超音波が減衰しやすい。このため、超音波が居住者に到達しにくくなる。
【００３２】
しかし、この空気調和機１では、圧電ブザー２５は、空気調和機１の吹出し口２０３の近傍に、室内に面するように配置されている。このため、圧電ブザー２５から発生した超音波は、居住者に到達するまでに障害物に妨げられることが少ない。これにより、この空気調和機１は、超音波を居住者に効率よく到達させることができる。
【００３３】
また、ハイパーソニック・エフェクトを得るには、超音波と可聴音を重ねて聴くことが必要であるが、この空気調和機１では、空気調和機１の送風音が生じる吹出し口２０３の近傍から超音波が発生するため、超音波を送風音に重ねやすく、ハイパーソニック・エフェクトがより得られやすい。
なお、圧電ブザー２５の取り付け位置は、前面パネル２００の表面や吹出し口２０３の中などの室内機２の前面側に近い位置であればよい。このような位置であれば、超音波の障害物となるものが少なく、上記と同様の効果が得られる。
【００３４】
（５）この空気調和機１では、空気調和機１の運転制御を行うマイコン２４が超音波信号を発生させる発信回路２４０を有している。従って、超音波信号を発生させるための超音波信号用マイコンを別部品として設けることなく、空気調和機１の運転制御を行うマイコン２４が超音波信号用マイコンを兼ねることができる。このため、部品点数が減少し、部品の設置スペースを省略することができる。このため、空気調和機１の小型化を図ることができる。また、発信回路２４０がマイコン２４に含まれているため、発信回路２４０が別部品となっている場合と比べて回路の簡素化を図ることができる。
【００３５】
〈他の実施形態〉
（１）上記の実施形態では、リモコン４から入力ポート２３に制御信号が入力された場合に確認音が発信されているが、室内機２のケーシング２０に操作パネルが設けられて操作内容が操作パネルにより入力される場合に確認音が発信されてもよい。また、空気調和機１以外の機器も含めた家庭内ネットワークのホームコントローラに制御信号が入力された場合であってもよい。
【００３６】
（２）上記の空気調和機１は、冷暖房や調湿が行われた調和空気を室内へ送風し、室内の空気の調和を行う装置であるが、このような装置に限らず、塵や埃あるいは臭い等を除去した空気を室内へと吹出す空気清浄機であっても良い。この場合も、上記と同様の効果が得られる。また、空気調和機１は、壁掛け型に限らず、床置き型や天井埋め込み型であっても良い。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載の空気調和機では、超音波を室内へ発信する発信素子が制御信号の入力をしらせる確認音も発信する。従来、空気調和機には制御信号の入力を知らせる確認音を発信するブザー等が備えられることが多いが、この空気調和機に超音波を発信する発信素子をさらに設けると、その分部品点数が増加してコストが上昇する。しかし、この空気調和機では、超音波を発生させる発信素子が確認音も発信する。このため、この空気調和機では、超音波の発信と確認音の発信とを共通の素子で行うことができ、部品点数の増加が抑えられる。これにより、この空気調和機は、超音波を発生させることができ、且つ、コストの上昇を抑えることができる。
【００３８】
請求項２に記載の空気調和機では、発信素子は室内の空間に通じる位置に配置されるため、超音波が居住者に到達するまでに障害物に妨げられることが少ない。これにより、この空気調和機は、超音波を居住者に効率よく到達させることができる。
請求項３に記載の空気調和機では、発生源は運転制御を行う制御基板に含まれている。このため、発生源を別部品として設ける場合と比べて、発生源が占める空間の増加を抑えることができる。これにより、この空気調和機では、空気調和機の小型化を図ることができる。
【００３９】
請求項４に記載の空気調和機では、発信素子は、確認音を発信するときは超音波を発信しない。従って、超音波が発信中の場合は、確認音を発信するときに超音波の発信を停止して確認音を発信する。これにより、この空気調和機では、超音波の発信と確認音の発信とを共通の素子で円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気調和機の外観を示す図。
【図２】空気調和機の構成を示す図。
【図３】室内機の外観を示す図。
【図４】圧電ブザーの配置を表す模式図。
【図５】リモコンの外観を示す図。
【図６】確認音と超音波とを発信する場合の制御フロー。
【符号の説明】
１空気調和機
４リモコン（操作部）
２４マイコン（制御基板）
２５圧電ブザー（発信素子）
２４０発信回路（発生源）

Claims

操作部（４）に入力された制御信号に基づいて室内の空気調和を行う空気調和機（１）であって、
超音波の周波数を有する信号を発生させる発生源（２４０）と、
前記信号を超音波へ変換し、前記超音波を前記室内へ発信する発信素子（２５）と、
を備え、
前記発信素子（２５）は、前記操作部（４）に制御信号が入力された場合に、前記制御信号の入力を知らせる確認音を発信する、
空気調和機（１）。
前記発信素子（２５）は、前記室内の空間に通じる位置に配置される、
請求項１に記載の空気調和機（１）。
前記発生源（２４０）は、運転制御を行う制御基板（２４）に含まれる、
請求項１または２に記載の空気調和機（１）。
前記発信素子（２５）は、前記確認音を発信するときは前記超音波を発信しない、
請求項１から３のいずれかに記載の空気調和機。