JP4684085B2 - 天井埋込型空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、天井埋込型空気調和機に関し、特に、モータ冷却性能向上、低騒音化を図るための装置構造に関する。

従来の天井埋込型空気調和機は、筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、天井埋込型空気調和機本体内に筐体天板に回転軸が直交するように配置されるモータと、モータを覆い前記モータの回転軸を固定する下に凸形状のハブと、ハブの上部開口面周囲から天板に対向するように延出され、筐体天板と対向する面とは反対側の面に複数枚の翼が取り付けられた主板と、主板に対向し前記翼の案内流路を構成するシュラウドと、前記ハブ、前記主板及び前記シュラウドによって構成され、前記ハブの前記モータ側に形成されたモータ側風路と、その反対側に形成されたファン内部風路とを有し、前記シュラウド側から吸い込んだ空気を、前記ファン内部風路を介して吹き出すターボファンとを備えたものがある（従来技術１）。この天井埋込型空気調和機では、ターボファンから吹き出した空気の一部を、筐体天板と主板との隙間を介してハブ内側のモータ側風路に導入してモータを冷却し、その冷却後の空気を、ハブのモータ側面近傍に設けた開口穴からハブ外側のファン内部風路に放出するようにしている。

また、上記の天井埋込型空気調和機の構成において、ハブの開口穴の位置をモータ側面近傍に代えてハブの下側（モータ回転軸とハブとの固定部近傍）にするとともに、複数の羽根を備えた補助ファンをハブの外側に下側開口穴を覆うように設けたものがある（従来技術２）（特許文献１参照）。この天井埋込型空気調和機では、補助ファンを設けることで、モータの周囲を流れる空気量を増大させてモータの冷却率を高めるとともに、補助ファンで下側開口穴を覆うことで下側開口穴から漏れるモータの運転音を低減するようにしている。

また、上記の従来技術２の構成において、ハブに設ける開口穴を、下側開口穴に代えてモータの側面近傍の側面開口穴とするとともに、前記補助ファンに代えて、ハブに略沿うように下に凸形状に形成された補助ハブをハブの外側に側面開口穴を覆うように設けたものがある（従来技術３）（特許文献２参照）。
特許第３２７０５６７号公報 特許第３２７５４７４号公報

上記従来技術１では、モータを冷却後の空気がハブの側面開口穴からファン内部風路に流出するが、このとき、側面開口穴から噴流状にファン内部風路に放出される。そのため、翼が噴流乱れの中を通過することになり圧力変動を受けて騒音が悪化するという問題があった。また、側面開口穴から放出する噴流状の流れが、ターボファンの吸込流れと干渉してしまう。その結果、ターボファンからの実際の吹出流れの流量が減って送風効率が悪化し、風量に対する騒音値が悪化してしまうという問題点があった。また、開口穴がハブの側面に設けられているため、モータの下端表面まで十分に風が流れず、有効にモータ冷却できずに発熱によるモータの破損が発生する可能性があった。

また、従来技術２及び従来技術３では、ハブに設けた開口穴を補助ファン又は補助ハブで覆っているが、ハブの全体を覆うものではなく一部しか覆っていない。そのため上記従来技術１と同様に開口穴からの放出流れがターボファンの吸込流れと干渉して騒音悪化の可能性があった。

また、空気調和機本体をトラック等で輸送時、この輸送時の振動でターボファンが振れ、ターボファンの外周端が空気調和機本体の筐体天板に点接触で衝突し、応力集中した衝撃で最悪ターボファンが破壊されてしまう恐れがあり信頼性が低下するという問題点があった。

本発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、モータ冷却効率向上によりモータの故障を防止することできて信頼性が高く、また、低騒音の天井埋込型空気調和機を得ることを第１の目的とする。

また、第２の目的は、製品輸送時のファンの破損を防止することができ、製品信頼性の高い天井埋込型空気調和機を得るものである。

本発明に係る天井埋込型空気調和機は、（ａ）筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、（ｂ）天井埋込型空気調和機本体内に筐体天板に回転軸が直交するように配置されるモータと、（ｃ）モータを覆いモータの回転軸を固定する下に凸形状のハブと、ハブの上部開口面周囲から天板に対向するように延出され、筐体天板と対向する面とは反対側の面に複数枚の翼が取り付けられた主板と、主板に対向し翼の案内流路を構成するシュラウドとを有し、シュラウド側から吸い込んだ空気を、ハブのモータ側と反対側に形成されたファン内部風路を介して吹き出すターボファンと、（ｄ）ハブのモータ側に設けられ、モータとの間にモータ側風路を形成し、筐体天板と主板との間に形成された隙間からモータ側風路に流れ込んだ空気を、モータに向けて導風する導風カバーとを備え、導風カバーは、主板をモータ側に延出した鍔部と該鍔部の端部から下方に向かって延出された周面部を備え、周面部の下端開口の高さ位置がモータの下端表面よりも下方に位置するように形成されており、隙間からモータ側風路に流れ込み、導風カバーの下端開口から流れ出て導風カバーとハブとの隙間に流入した空気をファン内部風路に流出させる開口穴が、ハブの主板近傍の同心円上の位置に複数形成され且つ周方向に延びる長方形形状を有し、ハブと導風カバーの周面部とは、それぞれ下方に向かって縮径した円錐台状に形成され、傾斜がほぼ同じに形成されているものである。

また、本発明に係る天井埋込型空気調和機は、（ａ）筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、（ｂ）天井埋込型空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、（ｃ）天井埋込型空気調和機本体内に筐体天板に回転軸が直交するように配置され、ターボファンを駆動するモータと、（ｄ）ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、（ｅ）筐体天板において熱交換器の内側に相当する領域内に、モータと対向する領域の外周部分から放射状にかつ本体内部側へ突出して形成された複数の補強リブと、（ｆ）筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材とを備え、天板側断熱材は、略全体が各補強リブの突出面に沿うよう形成され、かつ筐体天板の各補強リブ以外の各放射配置領域に対しては一部又は全部に沿うように形成され、放射配置領域に沿うように構成された部分は、ターボファンの外周縁に対向する位置よりも外方の位置からモータの方に向かって延びるように形成され、ターボファンからの吹き出し流れの一部をモータへ導風する放射配置導風路を構成しているものである。

また、本発明に係る天井埋込型空気調和機は、（ａ）筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、（ｂ）天井埋込型空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、（ｃ）天井埋込型空気調和機本体内に 筐体天板に回転軸が直交するように配置され、ターボファンを駆動するモータと、（ｄ）ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、（ｅ）筐体天板において熱交換器の内側に相当する領域内に、モータと対向する領域の外周部分から放射状にかつ本体外部側へ突出して形成された複数の補強リブと、（ｆ）筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材とを備え、天板側断熱材は、略全体が各補強リブ以外の面に沿うよう形成され、かつ筐体天板の各補強リブ部分に対しては一部又は全部に沿うように形成され、各補強リブ部分に沿うように形成された部分は、ターボファンの外周縁に対向する位置よりも外方の位置からモータの方に向かって延びるように形成され、ターボファンからの吹き出し流れの一部をモータへ導風する放射配置導風路を構成しているものである。

本発明は、ハブの内側に導風カバーを設け、この導風カバーを、周面部の下端開口の高さ位置がモータの下端表面よりも下方に位置するように形成したので、モータ側風路に流入した空気を、モータの下端表面まで確実に導風することができる。これにより、モータの全体表面を冷却することができる。その結果、モータ冷却効率が向上し、発熱によるモータの故障を防止することできて信頼性の高い天井埋込型空気調和機を得ることができる。

また、ファン内部風路に空気を放出する開口穴を、ハブの周面部の主板近傍に設けたため、開口穴からファン内部風路に流出する空気が、ファン吸込流れと干渉するのを防止できる。このため、ファン吸込流れのせん断乱れが抑制され、乱流中を翼が通過することによる騒音を低減できる。また、ファン吸込流れと干渉することに起因した送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。

また、ハブは、実質、全体的に２重構造で、しかも、開口穴はハブの周面部の主板近傍に設けられているため、上述したようにハブのモータ側風路からファン内部風路までの距離が延長され、騒音が減衰する。その結果、モータから発せられる電磁異常音や軸受回転音等のモータ運転音が外部に漏れるのを低減できる。また、低騒音で居住者が快適な環境を得られる天井埋込型空気調和機を得ることができる。

また、騒音の減衰と同様、開口穴からファン内部風路に流出する空気の流速も減衰するので、ファン吹出流れの流量低減を確実に防止でき、送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。また、ファン吹出流れの流量低減防止効果により、モータ冷却用空気量を十分に確保でき効果的にモータを冷却することも可能となる。

また、本発明は、筐体天板に補強リブを設けるとともに、筐体天板の内側に設けた天板側断熱材と補強リブとによって、ターボファンからの吹き出し流れの一部をモータへ導風する放射配置導風路を形成したので、まず、補強リブにより筐体天板を強度増加できて筐体天板１ｂの薄肉化・軽量化が可能となり、また、放射配置導風路によりモータへの空気の流量を増加でき、冷却効率の向上が可能となってモータの破損を防止することが可能となる。

実施の形態１．
以下、本発明に係る実施の形態１における天井埋込型空気調和機を図１〜図７を用いて説明する。
図１は本発明の空気調和機の外観斜視図、図２は図１の空気調和機の内部を示す縦断面図、図３は図１の空気調和機本体１の内部を示し天板側から見た時の図２のＸ−Ｘにおける水平断面図、図４は図２のターボファン３付近での断面拡大図、図５は本発明の天井埋込型空気調和機１に搭載されるターボファン３の斜視図、図６は図５のターボファン３を上下逆にした状態の斜視図、図７はターボファン３に配設される導風カバー１８の斜視図である。

図１において、天井埋込型空気調和機本体１は、部屋１５の天井に、天井埋込型空気調和機本体１の下方に設けられた略四角形状の化粧パネル２が見える状態で埋設されている。化粧パネル２の中央付近には天井埋込型空気調和機本体１への空気の吸込口１１ａ（図２参照）へ連通する略四角形の吸込グリル２ａと、化粧パネル２の各辺に沿って形成された本体吹出口１６ａ（図２参照）と連通するパネル吹出口２ｂを有し、さらに各パネル吹出口２ｂには風向ベーン２ｃを備えて天井埋込型空気調和機を成している。

また、図２、図３に示すように、空気調和機本体１の筐体は、筐体側板１ａと筐体側板１ａで囲まれた部分に取り付けられた筐体天板１ｂとから形成され、筐体側板１ａ及び筐体天板１ｂは板金部材で構成されている。また、筐体側板１ａおよび筐体天板１ｂの少なくとも一部の空気調和機本体１内側の面には断熱材１ｃが貼り付けられており、風路壁面を構成している。空気調和機本体１の内部には、筐体天板１ｂに回転軸４ａが直交するように配置されるモータ４と、モータ４により回転駆動されるターボファン３を備えた遠心送風機と、ターボファン３を囲むように立設された略Ｃ字形状の熱交換器６とを備えている。

熱交換器６の下部には発泡材で形成されたドレンパン１２と制御基板等の電子部品を収納する電気品箱１３とが配設されている。また、略Ｃ字形状の熱交換器６の２つの端部６ａは熱交換器連結板７で連結され全体として略四角形状に形成されている。熱交換器連結板７の外側（筐体側板１ａ側）には、図３に示すように側板側断熱材１ｄとの間に隙間が形成されており、その隙間の上下が筐体天板１ｂとドレンパン１２とによって塞がれて配管収納スペース１０が構成されている。この配管収納スペース１０内には、２つの端部６ａのうちの一方の端部６ａから伸びた伝熱管６ｂに接続されたヘッダー８と分配器９とが配置されている。

遠心送風機は、ターボファン３と、ターボファン３への吸込風路２３ａを形成するベルマウス５とにより構成される。ターボファン３は、モータ４を覆いモータ４の回転軸４ａを固定する下に凸形状のハブ３ｃと、ハブ３ｃの上部開口面周囲から筐体天板１ｂに対向するように延出され、筐体天板１ｂと対向する面とは反対側の面に複数枚の翼３ａが取り付けられた略リング状の主板３ｂと、主板３ｂに対向し前記翼３ａへの案内流路を構成するシュラウド３ｇとを備えている。ハブ３ｃは、上端が主板３ｂと一体に形成され、下端がモータ４の回転軸４ａに固定されている。ここで、ハブ３ｃは、主板３ｂの内周部から下方に向かうに従って縮径された中空の円錐筒状の周面部３ｃａと、周面部３ｃａの下端開口からモータ軸４ａに向かって延びる平面部３ｃｂと、平面部３ｃｂの内周からモータ軸４ａ方向に延びる円筒部３ｃｃとが一体に形成された構成となっている。また、周面部３ｃａには、主板３ｂ近傍の同心円上の位置に複数の開口穴３ｄが形成されている。かかる構成のハブ３ｃは、円筒部３ｃｃでモータ回転軸４ａに固定されており、この固定状態において、ハブ３ｃに一体形成された主板３ｂと天板側断熱材１ｅとの隙間Ｅ１が所定の間隔となるように寸法設計されている。

さらに、ターボファン３のハブ３ｃの内側（モータ４側）には導風カバー１８が設けられている。導風カバー１８は、モータ４との間にモータ側風路３ｆを形成し、筐体天板１ｂと主板３ｂとの間に形成された隙間Ｅ１からモータ側風路ｆに流れ込んだ空気を、モータ４に向けて導風するものであり、図７に示すように、リング状の鍔部１８ａと、鍔部１８ａの内周部から下端の開口１８ｂに向かうに従ってモータ側風路３ｆの断面積が小さくなるように縮径された中空の円錐筒状の周面部１８ｃとから構成されている。周面部１８ｃは、ハブ３ｃの周面部３ｃａとほぼ同じ傾斜に形成されており、ハブ３ｃの周面部３ｃａとの間の隙間Ｅ２が、所定の間隔となるように配置されている。また、導風カバー１８は、周面部１８ｃの下端開口１８ｂの高さ位置がモータ４の下端表面４ｂよりも下方に位置するように形成されており、モータ側風路３ｆに流入した空気を、モータ４全体に導風する構成となっている。かかる構成の導風カバー１８は、アルミニウムやメッキ鋼板等の熱伝導性の高い金属部材にて構成されており、また、鍔部１８ａで主板３ｂに溶着等により吊設固着されており、モータ４の回転によりターボファン３と共に一体的に回転するようになっている。

次に、以上のように構成された天井埋込型空気調和機の運転時の動作について説明する。
空気調和機運転時、モータ４が駆動されてターボファン３が矢印Ａ（図３、５、６参照）に回転すると、部屋１５の空気が吸込グリル２ａから矢印Ｂのように吸い込まれ、フィルタ１４でホコリ等除去された後、ベルマウス５を通りターボファン３へ吸い込まれる。その後、ターボファン３の吹出口３ｉから吹出された空気Ｃ１は熱交換器６を通過しながら加熱または冷却され、図示しないベーンモータにより回動される風向ベーン２ｃにより空気の流れ方向を制御されつつパネル吹出口２ｂから部屋１５へ吹出し空調される。冷房時には、熱交換器６にて部屋１５の空気が凝縮し生成された凝縮水はドレンポンプ１７にて空気調和機本体１の外部へ排出される。

また、図４のターボファン３付近の拡大図において、ターボファン３に吸込まれた流れＢは、ターボファン３から熱交換器６へ向け流れる流れＣ１と、主板３ｂと天板側断熱材１ｅとの隙間Ｅ１を通り、モータ側風路３ｆに流入してモータ４の周囲を流れ、導風カバー１８の下端開口１８ｂを通過後、ハブ３ｃと導風カバー１８との隙間Ｅ２を通り開口穴３ｄからファン内部風路３ｅへ向け放出され、ファン吸込流れＢと合流する流れＣ２となる。

この流れＣ２において、まず、隙間Ｅ１を通過して導風カバー１８内側のモータ側風路３ｆ（モータ４側）に流入した空気は、下端開口１８ｂに向かう気流となる。ここで、導風カバー１８は、周面部１８ｃの下端開口１８ｂの高さ位置がモータ４の下端表面よりも下方に位置するように形成されているため、モータ側風路３ｆに流入した空気を、モータ４の下端表面４ｂまで確実に導風することができる。これにより、モータ４の全体表面を冷却することができ、モータ４内部の巻線温度や素子の熱を放熱することができる。

そして、モータ４表面を冷却した空気は、導風カバー１８の下端開口１８ｂから流出し、ハブ３ｃの平面部３ｃｂに接触した後、隙間Ｅ２を通って上方へと導かれ、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅへ向けて放出される。ここで、開口穴３ｄは、ハブ３ｃの周面部３ｃａの主板３ｂ側（主板３ｂ近傍）に設けられているため、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅに流出する空気が、ファン吸込流れＢと干渉するのを防止できる。このため、ファン吸込流れＢのせん断乱れが抑制され、乱流中を翼３ａが通過することによる騒音を低減できる。また、ファン吸込流れＢと干渉することに起因した送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。

また、ハブ３ｃは、実質、全体的に２重構造であり、しかも開口穴３ｄはハブ３ｃの周面部３ｃａの主板３ｂ側に設けられているため、ハブが１重でハブ内側の空気を外部に放出する開口穴がモータの側面近傍に設けられていたり、ハブが一部２重構造で開口穴を設ける高さ位置が低い場合に比べて、ハブ３ｃのモータ側風路３ｆからファン内部風路３ｅまでの風路が長い。このため、騒音が減衰し、モータ４から発せられる電磁異常音や軸受回転音等の運転音を低減できる。

また、騒音の減衰と同様、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅに流出する空気の流速も減衰する。よって、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅに流出する空気がファン吸入流れＢに干渉することに起因するファン吹出流れＣ１の流量低減を確実に防止でき、送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。また、ファン吹出流れＣ１の流量低減防止効果により、モータ冷却用空気量を十分に確保でき効果的にモータ４を冷却することも可能となる。

次に、モータ４の冷却効果や騒音低減効果を十分に発揮できる、ターボファン３の各部の寸法設計について次の図８〜図１２を用いて説明する。なお、導風カバー１８とモータ４下端との最小隙間間隔（モータ４の下端から導風カバー１８の周面部１８ｃの表面向かって下ろした垂線においてモータ４の下端と周面部１８ｃの表面との距離）ｋ、ターボファン３の吹出口３ｉの面積Ｇ５、導風カバー１８とハブ３ｃとの間隔Ｅ２での周状開口面積Ｇ１（導風カバー１８及びハブ３ｃを周面部３ｃａに垂直な平面で周状に切ったときの開口面積）、開口穴３ｄの全開口面積Ｇ４（各開口穴３ｄの合計面積）とする。

図８は、導風カバー１８とモータ４下端との最小隙間間隔ｋとモータ冷却効率との関係を示す図である。なお、モータ冷却効率は、開口穴３ｄが有る場合のモータ温度ｈ１、開口穴３ｄが無い場合のモータ温度ｈ２とするとき、（ｈ１−ｈ２）とｈ１との比率である。
図８より、最小隙間間隔ｋを、輸送時等でモータ回転軸４ａを始点に横揺れしたときに導風カバー１８がモータ４と衝突しない８ｍｍ以上で、かつモータ冷却効率が急激に悪化傾向となる２５ｍｍ以下とすることが好ましいことがわかる。この寸法とすることにより、モータ表面に十分空気が流れ、安定したモータ冷却効率を得ることができ、モータ発熱による破損も防止することが可能となる。

図９は、Ｇ４／Ｇ１（全開口面積Ｇ４と周状開口面積Ｇ１との比率）とモータ冷却効率との関係を示す図である。
図９より、Ｇ４／Ｇ１が４０％以上であれば、導風カバー１８とハブ３ｃとの隙間Ｅ２からハブ３ｃの開口穴３ｄへの流路での通風抵抗が大きすぎず空気が最低限流れ、モータ冷却効率が安定して高く得られ、モータ４の発熱による破損を防止できる。

図１０（ａ）は、Ｇ４／Ｇ５（ターボファン吹出口面積Ｇ５と全開口面積Ｇ４との比率）と騒音値との関係を示す図、図１０（ｂ）は、Ｇ４／Ｇ５（ターボファン吹出口面積Ｇ５と全開口穴面積Ｇ４との比率）とモータ冷却効率との関係を示す図である。
図１０（ａ）より、Ｇ４／Ｇ５が１０％以下であれば、開口穴３ｄからの放出流れが吸込流れＢと干渉せず騒音値が低いことがわかる。また、図１０（ｂ）より、Ｇ４／Ｇ５が０．５％以上であればモータ冷却効率が安定して得られることがわかる。これにより、Ｇ４／Ｇ５を０．５％以上１０％以下に設定すれば、低騒音でモータ冷却効率も安定して得られることになる。

以上のように該当の各構成部間（導風カバー１８とモータ４、導風カバー１８とハブ３ｃ、開口穴３ｄとファン吹出口３ｉ）の関係を保つ寸法設計とすることにより、低騒音でモータ４の発熱による破損を防止でき、静粛で高品質な天井埋込型空気調和機を得ることが可能となる。

図１１は本発明の空気調和機の運転時における周波数特性図で、従来との比較結果を示している。横軸に周波数、縦軸に騒音値ＳＰＬを取って示している。実験結果は、本発明の構成と、従来の構成（ハブが１重構造で、ハブ内側の空気をハブ外側に放出する開口穴をハブのモータ側面近傍に設けたもの）と比較した結果である。図１１より、モータ４から発せられる電磁異常音や軸受回転音等を低減できることが確認できる。

図１２は、本発明の空気調和機の運転時における送風量と騒音との関係図で、従来との比較結果を示している。横軸に送風量、縦軸に騒音値を取って示している。
図１２より、同じ送風量であるとき、本発明の構成の方が従来の構成（ハブが１重構造で、ハブ内側の空気をハブ外側に放出する開口穴をハブのモータ側面近傍に設けたもの）に比べて騒音を低減できることが確認できた。

このように本実施の形態１によれば、ハブ３ｃの内側（モータ４側）に導風カバー１８を設け、この導風カバー１８を、周面部１８ｃの下端開口１８ｂの高さ位置がモータ４の下端表面４ｂよりも下方に位置するように形成したので、モータ側風路３ｆに流入した空気を、モータ４の下端表面４ｂまで確実に導風することができる。これにより、モータ４の全体表面を冷却することができ、モータ４内部の巻線温度や素子の熱を放熱することができる。その結果、モータ冷却効率が向上し、発熱によるモータの故障を防止することできて信頼性の高い天井埋込型空気調和機を得ることができる。

また、ファン内部風路３ｅに空気を放出する開口穴３ｄを、ハブ３ｃの周面部３ｃａの主板３ｂ側に設けたため、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅに流出する空気が、ファン吸込流れＢと干渉するのを防止できる。このため、ファン吸込流れＢのせん断乱れが抑制され、乱流中を翼３ａが通過することによる騒音を低減できる。また、ファン吸込流れＢと干渉することに起因した送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。

また、ハブ３ｃは、実質、全体的に２重構造で、しかも、開口穴３ｄはハブ３ｃの周面部３ｃａの主板３ｂ側に設けられているため、上述したようにハブ３ｃのモータ側風路３ｆからファン内部風路３ｅまでの距離が延長され、騒音が減衰する。その結果、ハブが１重構造のものや、一部２重構造のものと比べてモータ４から発せられる電磁異常音や軸受回転音等のモータ運転音が外部に漏れるのを低減できる。その結果、低騒音で居住者が快適な環境を得られる天井埋込型空気調和機を得ることができる。

また、騒音の減衰と同様、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅに流出する空気の流速も減衰する。よって、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅに流出する空気がファン吸入流れＢに干渉することに起因するファン吹出流れＣ１の流量低減を確実に防止でき、送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。また、ファン吹出流れＣ１の流量低減防止効果により、モータ冷却用空気量を十分に確保でき効果的にモータ４を冷却することも可能となる。

また、導風カバー１８の周面部１８ｃを、下端の開口１８ｂに向かうに従ってモータ側風路３ｆの断面積が小さくなるように縮径された中空の円錐筒状としたので、モータ側風路３ｆ内の空気流は、下端開口１８ｂに向かうにしたがって上昇する。この結果、モータ４の上部から、従来冷却が不十分であったモータ４の下端表面４ｂに至るまで全体的に効果的に冷却することが可能となる。

また、最小隙間間隔ｋが８ｍｍ以上２５ｍｍ以下で、かつＧ４／Ｇ１が４０％以上で、さらにＧ４／Ｇ５が０．５％以上１０％以下となるように該当の各構成部を設計することにより、低騒音でモータ４の発熱による破損が防止でき、静粛で高品質な天井埋込型空気調和機を得ることができる。

さらに、導風カバー１８がアルミニウムやメッキ鋼板等の熱伝導性の高い金属部材で構成されているため、モータ周囲の発熱空気の熱が導風カバー１８へと伝達され、また、導風カバー１８はターボファン３と一体に回転するため、仮に導風カバー１８を回転しないように設けた場合に比べて導風カバー１８表面に接触しながら通過する空気量が増し、放熱が促進される。よって、モータ４の高い冷却効果を得ることができる。その結果、モータ４の発熱による故障を更に防止でき、信頼性の高い天井埋込型空気調和機を得ることができる。

また、モータ４との固定部材に設けられる開口穴、すなわちハブ３ｃの開口穴３ｄを円錐台状の頂点側ではなく底辺側（すなわち主板３ｂ側）に配設しているので、同一開口面積の開口穴３ｄを従来のハブの下方側面や下端近傍で確保しようとする場合に比べ、隣接する開口穴３ｄ間の部材（ハブ３ｃ）の面積が大きく取れるのでモータ４の回転トルクに対する高い強度を得ることができる。

なお、本実施の形態１では、導風カバー１８の周面部１８ｃとハブ３ｃの周面部３ｃａとが略平行な場合を例示したが、図１３に示すように、導風カバー１８の周面部１８ｃをモータ４側の外周面に沿うように屈曲させて円筒状部１８ｄを設けた構成としてもよい。この形状の場合、導風カバー１８のモータ４側に流入した空気をモータ４の表面に確実に沿わせることができるため、モータ冷却効率を更に向上させることができる。また、上記と同様に、電磁異常音や軸受回転音等を低減でき静粛で、モータ４の破損を防止できる信頼性の高い天井埋込型空気調和機を得ることができる。

実施の形態２．
以下、本発明に係る実施の形態２における天井埋込型空気調和機を図１４〜図１９を用いて説明する。
図１４は本発明の実施の形態２の空気調和機の内部を示す縦断面図、図１５は図１４の空気調和機本体１の内部を示し天板側から見た水平断面図、図１６は図１４のターボファン３付近の拡大図、図１７はターボファン３が輸送時等にハブ３ｃとモータ回転軸４ａの固定点を支点にファンが振れ天板側断熱材１ｅと接触する時の概要図である。なお、これらの図において図１〜図４に示した実施の形態１と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

実施の形態２は、図２に示した実施の形態１の天板側断熱材１ｅのうち、主板３ｂに対向するリング状のファン主板相当領域１ｆに、隙間Ｅ１からモータ４側へと流れ込む流量を制限する整流部１ｇを形成し、これにより開口穴３ｄからファン内部風路３ｅへ向けて放出される流量を低減して低騒音化を図るものである。なお、この整流部１ｇは、天板側断熱材１ｅによって一体的に形成されたものである。

以下、整流部１ｇの形状について図１６〜図１８を参照して具体的に説明する。図１８は、断熱材１ｃのファン側相当部から見た斜視図である。
整流部１ｇは、略リング状に形成されており、外周部から内周部側に向かうに従って主板３ｂとの高さ方向の距離が短くなるように構成されている。また、整流部１ｇと主板３ｂとの最小隙間Ｅ１と、主板３ｂと天板側断熱材１ｅとの高さ方向の隙間Ｄ１とは、所定の関係になるように形成されている。また、整流部１ｇの側面１ｈは、図１７に示すように輸送時等にハブ３ｃとモータ回転軸４ａとの固定部３ｈを支点にターボファン３が振れて整流部１ｇと接触する際に、ターボファン３の外周縁と点接触しない傾斜に形成されている。また、その傾斜側面１ｈの形状は、具体的には、図１８に示すようにターボファン３の外周縁と線または面接触するような多角形状となっている。

かかる構成の整流部１ｇを設けたことにより、ターボファン３の吹出口３ｉから吹出され、主板３ｂと天板側断熱材１ｅとの間の隙間Ｅ１方向へ反転する流れＣ２が過剰にモータ側風路３ｆへ向かうのを抑制できる。このため、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅへと流出する空気の流量を低減でき、ファン吸込流れＢへの干渉及びせん断乱れ発生が抑制され、低騒音化を図ることができる。

次に、モータ４の冷却効果や騒音低減効果を十分に発揮できる整流部１ｇの寸法設計について次の図１９を用いて説明する。
図１９（ａ）は、Ｅ１／Ｄ１（整流部１ｇと主板３ｂとの間の最小隙間Ｅ１と、天板側断熱材１ｅと主板３ｂとの高さ方向の隙間Ｄ１との比率）に対する同一送風量時での騒音値の変化を示した図、図１９（ｂ）はＥ１／Ｄ１に対する同一送風量時でのモータ冷却効率を示した図である。

Ｅ１／Ｄ１が小さすぎると、隙間Ｄ１の通風抵抗が大きいため、空気が流れなくなり図１９（ａ）に示すように低騒音になるが、一方、モータ４表面への流入量が減少するためにモータ４を十分に冷却できなくなり、図１９（ｂ）に示すようにモータ冷却効率が悪くなってしまう。また、逆にＥ１／Ｄ１が大きすぎると、隙間Ｄ１に空気が過剰に流れ、図１９（ａ）に示すように騒音が大きくなってしまうが、一方、モータ４表面へ十分に空気が流れることから、モータ４の冷却効率を高くすることができる。よって、モータ４の冷却効果と騒音低減効果との兼ね合いから、本例ではＥ１／Ｄ１を０．３〜０．７に設定している。これによりモータ冷却効率が向上しモータ４の発熱による故障を防止でき、さらに騒音値も低減することが可能となる。

このように実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の作用効果が得られるとともに、上記形状の整流部１ｇを設けたため、ターボファン３の吹出口３ｉから吹出され、主板３ｂと天板側断熱材１ｅとの間の隙間Ｅ１方向へ反転する流れＣ２が過剰にモータ４側へ向かうのを抑制できる。このため、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅへと流出する空気の流量を低減でき、ファン吸込流れＢへの干渉及びせん断乱れ発生が抑制され、低騒音化を図ることができる。

また、輸送時等で万一天板側断熱材１ｅにターボファン３の主板３ｂが接触しても従来のような点接触でなく図１７のＪに示すように線または面接触なので、衝撃によるファン主板３ｂへの応力集中を回避でき、ターボファン３の破損を防止できる。また風路を構成する断熱材１ｃを流用し、断熱材１ｃの成形時に整流部１ｇを一体形成できるため、別途部品を構成する必要がなく組立て工程を省略できる利点もある。これらの結果、モータ冷却効率向上によりモータ故障を防止することできて信頼性が高く、また、低騒音で居住者が快適な環境を得られる天井埋込型空気調和機を得ることができる。

また、Ｅ１／Ｄ１を０．３〜０．７に設定したので、モータ４の冷却効果と騒音低減効果を兼ね備えた天井埋込型空気調和機を得ることができる。

なお、整流部１ｇを、本例では側面形状を多角形状にした場合を例示して説明したが、これに限られたものではなく、要はターボファン３の外周縁と線又は面接触する形状に形成されていればよく、次の図２０のように形成してもよい。

図２０は整流部１ｇの別の形状例を示した斜視図で、この例では、整流部１ｇの側面１ｈを、円錐台状の傾斜形状に構成した場合を示している。この場合でも、少なくとも主板３ｂと側面１ｈで線接触となるので、衝撃による主板３ｂへの応力集中を回避でき、ターボファン３の破損を防止できる。また、この形状とした場合も上記と同様にＥ１／Ｄ１＝０．３〜０．７とすれば、モータ４の冷却効果と騒音低減効果を兼ね備えた天井埋込型空気調和機を得ることができる。

また、整流部１ｇを、本例では天板側断熱材１ｅで構成する場合を例示して説明したが、他に例えば図２１に示すように、筐体天板１ｂのファン主板相当領域１ｆ部分を変形して整流部１ｇを構成するようにしてもよい。この場合、天板１ｂの風路内部に天板側断熱材１ｅが無くても筐体天板１ｂと一体に成型できるためコストを低減することが可能である。

実施の形態３．
以下、本発明に係る実施の形態３における天井埋込型空気調和機を図２２及び図２３を用いて説明する。
図２２は本発明の実施の形態３の空気調和機の内部を示す縦断面図、図２３は図２２の整流板１９の斜視図である。なお、これらの図において図１〜図４に示した実施の形態１と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

実施の形態３は、図１４に示した実施の形態２において、天板側断熱材１ｅに整流部１ｇを形成するようにしていたのに代えて、整流部１ｇに相当する形状を有し、整流部１ｇと同様の機能を有する整流板１９を交換自在に装着するようにしたもので、その他の構成は実施の形態２と同様である。なお、整流板１９は板金部材やプラスチック部材により構成され、天板側断熱材１ｅや筐体天板１ｂに対してネジ止め等により固着される。

このように構成することにより、実施の形態１及び実施の形態２と同様の作用効果が得られるとともに、整流板１９を交換可能としたので、熱交換器６やフィルタ１４等構成部品の仕様が一部異なり通風抵抗が変化する場合に、整流板１９を交換するだけで、主板３ｂと整流板１９の隙間Ｅ２の流れの量をその機種にあった流量に調整できる。

なお、整流板１９は、上記整流部１ｇの場合と同様に、図示の形状に限られたものではなく、次の図２４のように形成してもよい。

この例では、整流板１９の側面１ｈを、円錐台状の傾斜形状に構成した場合を示している。この場合でも、少なくとも主板３ｂと側面１ｈで線接触となるので、衝撃による主板３ｂへの応力集中を回避でき、ターボファン３の破損を防止できる。また、上述したようにＥ１／Ｄ１＝０．３〜０．７とすれば、モータ４の冷却効果と騒音低減効果を兼ね備えた天井埋込型空気調和機を得ることができる。

実施の形態４．
以下、本発明に係る実施の形態４における天井埋込型空気調和機を図２５〜図３２を用いて説明する。
図２５は本発明の実施の形態４の空気調和機の内部を示す縦断面図で、図２６のＹ−Ｙ断面図である。図２６は図２５のＺ−Ｚ断面図である。図２７は図２５の矢視Ｓの天板外観図、図２８は図２５のターボファン３近傍の部分拡大図、図２９は図２６のＶ−Ｖにおける断面斜視図である。図３０はモータ４の部分断面側面図、図３１はモータ４に内蔵される駆動用基板概略図である。図３２は、図２５の放射配置導風路１ｋとターボファン３との位置関係に応じたモータ表面温度及び騒音値の計測実験結果を示す図である。なお、これらの図において図１〜図４に示した実施の形態１と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

実施の形態４は、図１に示した実施の形態１の筐体天板１ｂに、複数の補強リブ１ｉを設けて筐体天板１ｂの強度向上を図り、また、補強リブ１ｉと筐体天板１ｂに設けた天板側断熱材１ｅａとにより、流れＣ２をモータ４へ導く放射配置導風路１ｋを形成してモータ４の冷却効率の向上を図ったものである。

補強リブ１ｉは、筐体天板１ｂにおいて熱交換器６の内側に相当する領域内に、モータ４と対向する領域の外周部分から筐体側板１ａ方向に放射状にかつ本体内部側へ突出して複数形成されている。このような補強リブ１ｉが形成された筐体天板１ｂと筐体側板１ａの内面側には、全体略箱状に形成された断熱材１ｃａが配設され風路壁面を構成している。断熱材１ｃａは、筐体天板１ｂ内面の一部又は全部に沿う天板側断熱材１ｅａと上記と同様の側板側断熱材１ｄとから構成されている。本実施の形態４では、天板側断熱材１ｅａに特徴の一つを有しており、天板側断熱材１ｅａの形状について以下に詳細に説明する。

天板側断熱材１ｅａは、筐体天板１ｂ内面の一部又は全部に沿うとしたが、本例では、筐体天板１ｂの一部に沿うように形成している。すなわち、筐体天板１ｂには、補強リブ１ｉが本体内部側へ突出して形成されており、その突出面１ｉａ（図２９参照）を基準として突出面１ｉａ全体に沿うように天板側断熱材１ｅａが形成されている。そして、その突出面１ｉａよりも外側に突出した複数の放射配置領域（すなわち、筐体天板１ｂにおいて隣り合う補強リブ１ｉ間に挟まれた三角形領域（一ヶ所だけ長穴状領域））１ｉｂのうち、一部（数ヶ所）の放射配置領域１ｉｂに対し、天板側断熱材１ｅａが沿うように突出して形成する。本例では、図２６に示すように４個の放射配置領域１ｉｂに対して沿うように形成し、その他の部分は放射配置領域１ｉｂに沿うことなく平坦に形成する。したがって、図２６及び図２９に示すように、前記４個分の放射配置領域１ｉｂ以外の放射配置領域１ｉｂは、天板側断熱材１ｅａの平坦部分で覆われて隠れた状態となることになる。

このように構成された天板側断熱材１ｅａにより、放射配置領域１ｉｂ（図２９参照）に対応する部分は、ターボファン主板３ｂとの隙間距離が、補強リブ１ｉとターボファン主板３ｂとの隙間距離に比べて大きい放射配置導風路１ｋを形成している。

次に、冷却対象であるモータ４の構成と、モータ４の実装について図３０及び図３１を参照して説明する。
モータ４は、駆動回路４ｄと制御回路４ｅが実装されたモータ内蔵基板４ｈがモータ内部の筐体天板側（ターボファンと逆側）に実装された構成のもので、具体的にはＤＣモータで構成されている。モータ４の内部にはモータ内蔵基板４ｈ、回転軸４ａにはローター４ｇが固着され、ローター４ｇの周囲には巻線とコア等よりなるステータ４ｆが配設される。ステータ４ｆはモールド材４ｋによりモールドされ一体化されており、前記ステータ４ｆが形成する中空部にローター４ｇを配置するとともに、前記中空部の端部およびブラケット４Ｌに圧入した軸受４ｉによりローター４ｇを回転自在に保持し、ＤＣモーターを構成している。またローター４ｇはプラスチックマグネット材をシリンダー状に成形し構成され外周にＮとＳ極の磁界を有する。

さらに、モータ内蔵基板４ｈは、ローター４ｇの磁界検知を行い回転数信号を発生するホール素子４ｊ、回転数信号を受け回転数指令電圧を伝達する制御回路４ｅ、回転数指令電圧よりステータ４ｆの磁界の通電制御する駆動回路４ｄが実装されている。そしてモータ内蔵基板４ｈの駆動回路４ｄにはパワー素子４Ｍが実装され、絶縁板、放熱シリコーンを介しブラケット４Ｌに接触している。

そしてモータ内蔵基板４ｈは配線を介し図２５の電気品箱２４内の電子基板２５と接続されている。電子基板２５には、図３１に示すように、ＡＣ電源２６の電圧（ex200V）をＤＣ電圧へ変換・昇圧し駆動回路４ｄへ電源を供給するＡＣ／ＤＣ変換部２５ａと制御回路４ｅの電源である制御回路用電源２５ｂとが実装されている。

このような構成のモータ４は、運転時に、パワー素子４Ｍの発熱温度がステータ４ｆの巻線など他の部分よりも高くなり、放熱シリコーンを介して熱伝達されてブラケット４Ｌの温度およびモータ４の筐体天板側の側面４ｃの温度が高くなる。そのためブラケット４Ｌおよびモータ４の筐体天板側の側面４ｃを放熱できないとパワー素子４Ｍが発熱により破損し、モータ４が故障する。つまりモータ４の故障防止には主にブラケット４Ｌおよびモータの筐体天板側の側面４ｃの冷却が必要である。

またモータ４の別の例として、駆動回路４ｄと制御回路４ｅとをモータ外部の電気品箱２４の電子基板２５に実装したＤＣモータとした場合、モータ４において最も温度が高いステータ４ｆからの伝熱により回転軸４ａが熱せられ、軸受４ｉの潤滑油が高温により劣化し、軸受４ｉが焼付き停止し、故障する。つまりこの場合も、モータ４の故障防止には主にモータ表面の軸受け相当部４Ｐ（図２８参照）および軸受４ｉが接するブラケット４Ｌの冷却が必要である。なお、軸受け相当部４Ｐは、モータ４の軸受４ｉの外郭表面に相当する部分を指している。

次に、放射配置導風路１ｋを設けたことによるモータ４の冷却効果について説明する。
天板側断熱材１ｅａにおいて放射配置領域１ｉｂに沿うように形成されて各放射配置導風路１ｋを構成する部分は、その他の部分（すなわち補強リブ１ｉの突出面１ｉａに合わせて平坦に形成した部分）に比べて隙間距離Ｅ１が大きい。このため、ターボファン３の吹出流れの一部Ｃ２がモータ４へ誘引される際の流量を増加させることができ、また、流速も上昇させることができる。よって、モータ４の冷却効果を高めることができる。

また主板３ｂと天板側断熱材１ｅａの間を旋回しながらモータ４の方向へ誘引される流れＣ２は、図２９に示すように放射配置導風路１ｋの側面１ｋａに当接してさらにモータ４へ向けて変向されるので、モータ４の筐体天板側の側面４ｃおよびモータ４の筐体天板側天面のブラケット４Ｌを冷却できる。

ここで、本例では天板側断熱材１ｅａを、筐体天板１ｂの各放射配置領域１ｉｂのうち、一部の放射配置領域１ｉｂだけに沿うようにし、全部の放射配置領域１ｉｂに沿わないようにしたのは、全部に沿うように形成した場合、騒音増大を招く可能性があるためである。

また図２８に示すように、主板３ｂと天板側断熱材１ｅｂとの隙間Ｅ１を通りモータ側風路３ｆに流入した空気Ｃ２は、モータ４の周囲を流れた後、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅへ向け放出される。このとき、空気の流れがモータ表面の軸受け相当部４Ｐを通過するため、軸受け相当部４Ｐを冷却することができ、モータ４を十分冷却できて破損防止が可能である。また、このようにモータ４の十分な冷却が可能であるため、パワー素子４Ｍの限界設定温度までターボファン３を回転することが可能となる。これにより送風量を増加することが可能となり、熱交換器６での熱交換性能を向上することができる。さらに、パワー素子４Ｍの内部回路損失が低減できることからモータ効率が向上し省エネも可能である。

次に、モータ４の高い冷却効果と騒音低減効果が得られる、放射配置導風路１ｋとターボファン３との位置関係について述べる。
放射配置導風路１ｋの内周端１ｋｂがモータ４から離れていると、モータ４の筐体天板側側面４ｃやブラケット４Ｌへ流れを誘引しづらくなり十分に冷却できない。また放射配置導風路１ｋの外周端１ｋｃがターボファン３の外周よりも外側すぎると、隙間Ｅ１を通過してモータ側風路３ｆに向かう流れＣ２ではなく吹出流れＣ１自体が直接、放射配置導風路１ｋの側面１ｋａへ衝突し、騒音増大を招いてしまう。また、吹出流れＣ１が直接、放射配置導風路１ｋの側面１ｋａへ衝突して空気の流れがモータ４へ向けて変向されると、モータ４側への流入量が多くなり、逆に熱交換器６への流入量が減少するため、熱交換能力上昇のための風量増加が必要となり結果として騒音悪化を招く。

以上を鑑み、冷却効果と騒音低減効果の両方を発揮できる、放射配置導風路１ｋの内周端１ｋｂおよび外周端１ｋｃの最適位置範囲について検討する。

図３２（ａ）は放射配置導風路１ｋの内周端１ｋｂの位置と同一時間運転後のモータ４の筐体天板側に配設されるブラケット４Ｌの表面温度Ｔ１との関係を示した図である。図３２（ｂ）は放射配置導風路１ｋの外周端１ｋｃの位置と同一風量時における騒音値ＳＰＬ１の関係を示した図である。図３２（ｃ）は放射配置導風路１ｋの外周端１ｋｃの位置と同一時間運転後でのモータ４の筐体天板側に配設されるブラケット４Ｌの表面温度Ｔ１との関係を示した図である。

ターボファン３の外径Ｌ１、モータ４の回転軸中心４ａｃと放射配置導風路１ｋの外周端１ｋｃとの距離Ｌ０、モータ４の回転軸中心４ａｃと放射配置導風路１ｋの内周端１ｋｂとの距離Ｌ２とするとき、図３２（ａ）のように０≦Ｌ２≦０．３×Ｌ１であれば、放射配置導風路１ｋを設けないとき（Ｌ２＝０．５×Ｌ１）に比べ、十分モータ４が冷却される。これは、放射配置導風路１ｋの側面１ｋａの面積を広く確保できてモータ４に向かう空気の流量を多くすることができるためと考えられる。

また図３２（ｂ）のようにＬ０≦０．６×Ｌ１であれば騒音値がほぼ悪化しない。また図３２（ｃ）のように０．５×Ｌ１≦Ｌ０つまり放射配置導風路１ｋの外周端１ｋｃがターボファンの主板３ｂより外部であればモータ４が十分冷却される。

よって、０．５×Ｌ１≦Ｌ０≦０．６×Ｌ１で、かつ０≦Ｌ２≦０．３×Ｌ１の範囲となるように寸法設計を行うことにより、モータ４が十分冷却され、また騒音値も悪化せず高品質な天井埋込型空気調和機が得られる。

以上説明したように、本実施の形態４によれば、補強リブ１ｉを筐体天板１ｂに本体内部側に突出するように形成したので、本体の高さ寸法を大きくすることなく強度増加でき、これにより筐体天板１ｂの薄肉化が可能となり、軽量化を図ることが可能となる。また、筐体天板１ｂの内面側に設けた天板側断熱材１ｅａにより、流れＣ２をモータ４へ向けて変向する機能を有する放射配置導風路１ｋを形成したので、モータ４を効果的に冷却することが可能となり、モータ破損防止が可能となる。

また、筐体天板１ｂの内面側に断熱材（天板側断熱材１ｅａ）を設けているので、冷房運転時に熱交換器６が冷え、本体内部雰囲気も冷却状態で、空気調和機本体１が設置される天井裏の温湿度が高い場合でも、筐体天板１ｂの表面での結露が防止でき、部屋の床等へ結露水が滴下して汚すといった不都合なく、床面をきれいに保ったまま使用できる。

また、０．５×Ｌ１≦Ｌ０≦０．６×Ｌ１で、かつ０≦Ｌ２≦０．３×Ｌ１を満足する設計とすることにより、モータ４の冷却効率向上と騒音値悪化抑制とを両立でき、モータ４の発熱による破損防止と低騒音化が可能な、高品質な天井埋込型空気調和機が得られる。

また、駆動回路４ｄと制御回路４ｅとが実装されたモータ内蔵基板４ｈをモータ４の内部に収納したので、電気品箱２４内に駆動回路４ｄと制御回路４ｅを収納する場合に比べて電気品箱２４を小さくでき、ベルマウス５および本体吸込風路１１を一部封鎖することがない。よって、通風抵抗の低減と吸込偏流の防止が可能となり、低騒音化が可能である。

なお、モータ４の筐体天板１ｂ側の天面（モータ４のブラケット４Ｌの表面）の高さ位置が、図２８中の破線の天板側断熱材１ｅａ表面の高さ位置よりも下方（ターボファン３側）であれば、ブラケット４Ｌ近傍で空間ができ、流れＣ２がブラケット４Ｌまで流入しやすくなる。したがって、さらに冷却効果を高めることができ、その結果、モータ効率が向上し省エネに優れた天井埋込型空気調和機を得ることが可能となる。

実施の形態５．
以下、本発明に係る実施の形態５における天井埋込型空気調和機を図３３〜図３５を用いて説明する。

図３３、図３４は実施の形態４において放射状に配置した補強リブ１ｉを本体外部方向へ突出した場合の例を示しており、図３３は、筐体天板１ｂを天板側断熱材１ｅｂ側から見た図である。図３３のＹ−Ｙ縦断面図は図２８と略同等形状である。また図３４は、筐体天板１ｂの外観平面図である。また図３５は、図３３のＶ−Ｖにおける断面斜視図である。なお、これらの図において図１〜図４に示した実施の形態１及び図２５〜図３２に示した実施の形態４と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

実施の形態５は、実施の形態４において放射配置した補強リブ１ｉを、本体内部方向ではなく本体外部方向へ突出させたものである。このような外部に突出した補強リブ１ｉが形成された筐体天板１ｂと筐体側板１ａの内面側には、全体略箱状に形成された断熱材１ｃｂが配設され風路壁面を構成している。断熱材１ｃｂは、筐体天板１ｂ内面の一部又は全部に沿う天板側断熱材１ｅａと上記と同様の側板側断熱材１ｄとから構成されている。本実施の形態５では、天板側断熱材１ｅｂに特徴の一つを有しており、天板側断熱材１ｅｂの形状について以下に詳細に説明する。

天板側断熱材１ｅｂは、実施の形態４と同様に、筐体天板１ｂの全体ではなく筐体天板１ｂの一部に沿うように形成している。すなわち、筐体天板１ｂには、図３４に示すように補強リブ１ｉが本体外部側へ突出して形成されており、補強リブ１ｉ形成部分以外の面１ｉｃ（図３５参照）を基準として面１ｉｃ全体に沿うように天板側断熱材１ｅｂが形成されている。そして、その面１ｉｃよりも外側に突出した複数の補強リブ１ｉのうち、一部（数ヶ所のみ）の補強リブ１ｉに対し、天板側断熱材１ｅｂが沿うよう突出して形成する。本例では、図３３に示すように、４個分の補強リブ１ｉに対して沿うように形成し、その他の部分は補強リブ１ｉに沿うことなく平坦に形成する。したがって、図３３に示すように、前記４個分の補強リブ１ｉ以外の補強リブ１ｉは、天板側断熱材１ｅｂの平坦部分で覆われて隠れた状態となることになる。

このように構成された断熱材１ｅｂにおいて、補強リブ１ｉに沿って形成された部分は、補強リブ１ｉに沿わず平坦に形成された部分と比べてターボファン主板３ｂとの隙間距離が大きい放射配置導風路１ｋ’を形成している。

このように構成することにより、実施の形態４の放射配置導風路１ｋを設けた場合と同様に、強度増加による軽量化と放射配置導風路１ｋ’によるターボファン３の吹出流れの一部Ｃ２のモータ４への導風が可能となり、モータ４の筐体天板側の側面４ｃおよびブラケット４Ｌを効果的に冷却することが可能となる。

また、主板３ｂと天板側断熱材１ｅｂとの隙間Ｅ１を通りモータ側風路３ｆに流入した空気は、モータ４の周囲を流れた後、開口穴３ｄからファン内部風路３ｅへ向け放出される。このとき、空気の流れがモータ表面の軸受け相当部４Ｐを通過するため、軸受け相当部４Ｐを冷却することができ、モータ４を十分冷却できて破損防止が可能である。また、このようにモータ４の十分な冷却が可能であるため、パワー素子４Ｍの限界設定温度までファン３を回転することができる。これにより送風量を増加することが可能となり、熱交換器６での熱交換性能を向上することができる。さらに、パワー素子４Ｍの内部回路損失が低減できることからモータ効率が向上し省エネ可能である。

また、筐体天板１ｂの内面側は天板側断熱材１ｅｂにて覆われるため、熱交換器６で冷却された一部の空気がモータ４へ流入しても結露を防止でき、高品質な天井埋込型空気調和機が得られる。

なお、上記実施の形態４において、図３２により、０．５×Ｌ１≦Ｌ０≦０．６×Ｌ１、かつ０≦Ｌ２≦０．３×Ｌ１を満たす寸法設計が、モータ４の冷却及び騒音低減に効果があることについて説明したが、本実施の形態５の場合も同様に効果がある。

本発明の実施の形態１に係る天井埋込型空気調和機の外観斜視図である。 図１の空気調和機の内部を示す縦断面図である。 図１の空気調和機の内部を示し天板側から見た図２のＸ−Ｘでの水平断面図である。 図２のターボファン３付近での断面拡大図である。 ターボファン３の斜視図（その１）である。 ターボファン３の斜視図（その２）である。 導風カバー１８の斜視図である。 導風カバー１８とモータ４の最小隙間間隔ｋとモータ冷却効率の関係を示す図である。 Ｇ４／Ｇ１（全開口面積Ｇ４と周状開口面積Ｇ１との比率）とモータ冷却効率との関係を示す図である。 Ｇ４／Ｇ５（ターボファン吹出口面積Ｇ５と全開口面積Ｇ４との比率）と騒音値及びータ冷却効率との関係を示す図である。 本発明における空気調和機運転時の周波数特性図である。 本発明における空気調和機運転時の送風量と騒音の関係図である。 導風カバー１８の他の例を示すターボファン３付近での断面拡大図である。 本発明の実施の形態２に係る天井埋込型空気調和機の内部を示す縦断面図である。 図１４の空気調和機本体１の内部を示し天板側から見た水平断面図である。 図１４のターボファン３付近の拡大図である。 ターボファン３が輸送時等にハブ３ｃとモータ回転軸４ａの固定部３ｈを支点にファン３が振れ天板側断熱材１ｅと接触する時の概要図である。 断熱材１ｃのファン側相当部から見た斜視図である。 Ｅ１／Ｄ１（整流部１ｇと主板３ｂとの間の最小隙間Ｅ１と、天板側断熱材１ｅと主板３ｂとの高さ方向の隙間Ｄ１との比率）に対する同一送風量時での騒音値の変化及びモータ冷却効率を示した図である。 整流部１ｇの別の形状例を示した斜視図である。 整流部１ｇの別の構成例を示した縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る天井埋込型空気調和機の内部を示す縦断面図である。 側面１ｈの傾斜形状が多角形状である整流板１９の斜視図である。 側面１ｈの傾斜形状が円錐台状である整流板１９の斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る天井埋込型空気調和機の内部を示す縦断面図である。 図２５のＺ−Ｚにおける水平断面図である。 図２５の矢視Ｓの天板外観図である。 図２５のターボファン３近傍の部分拡大図である。 図２６のＶ−Ｖにおける断面斜視図である。 モータ４の部分断面側面図である。 モータ４に内蔵される駆動用基板概略図である。 図２５の放射配置導風路１ｋとターボファン３との位置関係に応じたモータ表面温度及び騒音値の計測実験結果を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る天井埋込型空気調和機において筐体天板１ｂを天板側断熱材１ｅｂ側から見た図である。 本発明の実施の形態５に係る天井埋込型空気調和機の筐体天板１ｂの外観平面図である。 図３３のＶ−Ｖにおける断面斜視図である。

符号の説明

１ 天井埋込型空気調和機本体、１ａ 筐体側板、１ｂ 筐体天板、１ｃ，１ｃａ，１ｃｂ 断熱材、１ｅ，１ｅａ，１ｅｂ 天板側断熱材、１ｆ ファン主板相当領域、１ｇ 整流部、１ｈ 側面、１ｉ 補強リブ、１ｉａ 突出面、１ｉｂ 放射配置領域、１ｋ 放射配置導風路、１ｋｂ 内周端、１ｋｃ 外周端、３ ターボファン、３ａ 翼、３ｂ 主板、３ｃ ハブ、３ｃａ 周面部、３ｃｂ 平面部、３ｃｃ 円筒部、３ｄ 開口穴、３ｅ ファン内部風路、３ｆ モータ側風路、３ｇ シュラウド、３ｈ 固定部、３ｉ 吹出口、４ モータ、４ａ 回転軸、４ａｃ 回転軸中心、４ｂ モータの下端表面、４ｄ 駆動回路、４ｅ 制御回路、４ｈ モータ内蔵基板、５ ベルマウス、６ 熱交換器、１８ 導風カバー、１８ａ 鍔部、１８ｂ 下端開口、１８ｃ 周面部、１９ 整流板、２３ａ 吸込風路、２３ｂ ファン吹出風路。

Claims (18)

1. （ａ）筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、
   （ｂ）前記天井埋込型空気調和機本体内に前記筐体天板に回転軸が直交するように配置されるモータと、
   （ｃ）該モータを覆い前記モータの回転軸を固定する下に凸形状のハブと、該ハブの上部開口面周囲から天板に対向するように延出され、前記筐体天板と対向する面とは反対側の面に複数枚の翼が取り付けられた主板と、該主板に対向し前記翼の案内流路を構成するシュラウドとを有し、前記シュラウド側から吸い込んだ空気を、前記ハブのモータ側と反対側に形成されたファン内部風路を介して吹き出すターボファンと、
   （ｄ）前記ハブのモータ側に設けられ、前記モータとの間にモータ側風路を形成し、前記筐体天板と前記主板との間に形成された隙間から前記モータ側風路に流れ込んだ空気を、前記モータに向けて導風する導風カバーと
   を備え、
   前記導風カバーは、前記主板を前記モータ側に延出した鍔部と該鍔部の端部から下方に向かって延出された周面部を備え、該周面部の下端開口の高さ位置が前記モータの下端表面よりも下方に位置するように形成されており、
   前記隙間から前記モータ側風路に流れ込み、前記導風カバーの下端開口から流れ出て前記導風カバーと前記ハブとの隙間に流入した空気を前記ファン内部風路に流出させる開口穴が、前記ハブの前記主板近傍の同心円上の位置に複数形成され且つ周方向に延びる長方形形状を有し、
   前記ハブと前記導風カバーの前記周面部とは、それぞれ下方に向かって縮径した円錐台状に形成され、傾斜がほぼ同じに形成されていることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
2. 前記導風カバーの周面部は、前記モータの外周面に沿う円筒状部を有することを特徴とする請求項１記載の天井埋込型空気調和機。
3. 前記導風カバーと前記モータの下端との最小隙間間隔ｋ、前記ターボファンの吹出口面積Ｇ５、前記導風カバーと前記ハブとの最小隙間間隔Ｅ２での周状開口面積Ｇ１、前記開口穴の全開口面積Ｇ４とするとき、前記最小隙間間隔ｋが８ｍｍ以上２５ｍｍ以下で、かつＧ４／Ｇ１が４０％以上で、さらにＧ４／Ｇ５が０．５％以上１０％以下となるように該当の各構成部間の関係を保つように形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の天井埋込型空気調和機。
4. 前記導風カバーは、熱伝導性の高い金属部材で構成され、且つ前記ターボファンと一体に回転するように固着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。
5. 前記金属部材は、アルミニウム又はメッキ鋼板であることを特徴とする請求項４記載の天井埋込型空気調和機。
6. 前記筐体天板の前記主板に対向するファン主板相当領域と前記主板との隙間に、前記主板との隙間が前記主板の中心方向に向かうに従って短くなるように形成された整流部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。
7. 前記整流部の側面は、輸送時等に前記ハブと前記モータ回転軸との固定部を支点に前記ターボファンが振れて前記整流部と接触する際に、ターボファンの外周縁と点接触しない傾斜に形成されていることを特徴とする請求項６記載の天井埋込型空気調和機。
8. 前記整流部は、輸送時等に前記ハブと前記モータ回転軸との固定部を支点に前記ターボファンが振れて前記整流部と接触する際に、線または面接触するような多角形状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の天井埋込型空気調和機。
9. 前記整流部は、輸送時等に前記ハブと前記モータ回転軸との固定部を支点に前記ターボファンが振れて前記整流部と接触する際に、線接触するような円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の天井埋込型空気調和機。
10. 前記筐体天板の前記主板側には、前記筐体天板の内側の風路を構成する天板側断熱材が設けられており、前記整流部は、前記天板側断熱材により一体形成されていることを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。
11. 前記整流部は、前記筐体天板のファン主板相当領域部分を変形することにより構成されていることを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。
12. 前記整流部は、前記筐体天板に直接的又は間接的に交換自在に固着された整流板であることを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。
13. 前記整流部と前記主板との間の最小隙間Ｅ１と、前記天板側断熱材と前記主板との高さ方向の隙間Ｄ１との比率Ｅ１／Ｄ１が０．３〜０．７となるように形成したことを特徴とする請求項６乃至請求項１２の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。
14. （ａ）筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、
    （ｂ）前記天井埋込型空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、
    （ｃ）前記天井埋込型空気調和機本体内に前記筐体天板に回転軸が直交するように配置され、前記ターボファンを駆動するモータと、
    （ｄ）前記ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、
    （ｅ）前記筐体天板において前記熱交換器の内側に相当する領域内に、前記モータと対向する領域の外周部分から放射状にかつ本体内部側へ突出して形成された複数の補強リブと、
    （ｆ）前記筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材と
    を備え、
    前記天板側断熱材は、略全体が前記各補強リブの突出面に沿うよう形成され、かつ前記筐体天板の各補強リブ以外の各放射配置領域に対しては一部又は全部に沿うように形成され、
    前記放射配置領域に沿うように形成された部分は、前記ターボファンの外周縁に対向する位置よりも外方の位置から前記モータの方に向かって延びるように形成され、前記ターボファンからの吹き出し流れの一部を前記モータへ導風する放射配置導風路を構成していることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
15. （ａ）筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、
    （ｂ）前記天井埋込型空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、
    （ｃ）前記天井埋込型空気調和機本体内に前記筐体天板に回転軸が直交するように配置され、前記ターボファンを駆動するモータと、
    （ｄ）前記ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、
    （ｅ）前記筐体天板において前記熱交換器の内側に相当する領域内に、前記モータと対向する領域の外周部分から放射状にかつ本体外部側へ突出して形成された複数の補強リブと、
    （ｆ）前記筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材と
    を備え、
    前記天板側断熱材は、略全体が前記各補強リブ以外の面に沿うよう形成され、かつ前記筐体天板の前記各補強リブ部分に対しては一部又は全部に沿うように形成され、
    前記各補強リブ部分に沿うように形成された部分は、前記ターボファンの外周縁に対向する位置よりも外方の位置から前記モータの方に向かって延びるように形成され、前記ターボファンからの吹き出し流れの一部を前記モータへ導風する放射配置導風路を構成していることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
16. 前記モータの回転軸中心から放射配置導風路の外周端までの距離Ｌ０、前記モータの回転軸中心から放射配置導風路の内周端までの距離Ｌ２、ターボファンの直径Ｌ１とするとき、０．５×Ｌ１≦Ｌ０≦０．６×Ｌ１で、かつ０≦Ｌ２≦０．３×Ｌ１の範囲となるように形成したことを特徴とする請求項１４又は請求項１５記載の天井埋込型空気調和機。
17. 前記モータは、内部に、駆動回路と制御回路とが実装されたモータ内蔵基板を収納してなることを特徴とする請求項１４乃至請求項１６の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。
18. 前記モータの筐体天板側の天面の高さ位置が、天板側断熱材の表面の高さ位置よりも下方となるように前記モータを配設したことを特徴とする請求項１４乃至請求項１７の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。

Images