JP5080210B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、室内ユニットに冷暖房運転に応じて開閉する大型のパネルを有する空気調和機に関する。

空気調和機の室内ユニットには、キャビネットの前面に吹出口が形成され、吹出口から温風あるいは冷風が吹き出される。冷暖房運転に応じて、吹き出す風の向きを切り換えるパネルが設けられる。

例えば、特許文献１には、吹出口を開閉する第１パネルと、第１パネルに併設された第２パネルとが設けられたことが記載されている。２つのパネルの方向を制御することにより、吹出口に連続させて吹出風路を所定の範囲に絞っている。
特開２００５−３１５５３６号公報

ところで、特許文献１では、本体前部の吹出口に連続させて吹出風路を所定の範囲に絞る絞り部材として２つのパネルを設け、これらのパネルの方向を制御することにより、送風効率を高めて遠方まで吹出空気を届かせるようにしているが、２つのパネルの方向を制御するため、機構が複雑で、かつその制御が複雑になるといった難点があった。

また、特許文献１においては、従来の空気調和機で用いられるルーバーに比べて大型のパネルを使用して上下方向の風向を調節している。このような大型のパネルにおいては成形の際に撓みやねじれが発生しやすくなり、外観を損なうおそれがあった。特に、パネルを空気調和機のキャビネットから離して動作させる場合、パネルの撓みやねじれが目立ちやすく、商品価値に影響を与えることになる。

本発明は、上記に鑑み、大型パネルを使用することによって吹出空気を遠方まで届かせることができ、しかも、パネルの撓みやねじれの発生を抑制することができる空気調和機の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、キャビネットの前面から底面にかけて湾曲面とされ、該湾曲面に吹出口が形成され、前記吹出口を開閉するように吹出口の前側に導風パネルが設けられ、前記導風パネルは、前記吹出口よりも大きく形成され、導風パネル内面の長手方向の両側部のうち、少なくとも一方に厚肉の補強壁が設けられ、該補強壁が中空とされ、前記導風パネルの内面に断熱材が配され、前記補強壁の高さと前記断熱材の厚みとが同じになるようにしたことを特徴とする。

一般に、導風パネルのような合成樹脂製品を金型成形する場合、肉厚が不均一であると成形後の樹脂冷却速度に差が生じて内部応力が発生し、撓みやねじれが生じやすくなる。ところが、上記構成においては、厚肉の補強壁を形成しているものの、補強壁を中空としていることにより、導風パネル全体における樹脂の冷却速度差を小さくすることが可能となる。さらに、成形後の導風パネルには厚肉の補強壁が形成されるため、単に他の部分と同じ厚みの補強壁を形成する場合に比べ、パネル強度を高めることができる。これらの理由により、大型の導風パネルにおける撓みやねじれの発生を効果的に抑制することができる。

補強壁は、導風パネルの長手方向の両側部のうち、少なくとも一方に形成されるが、その両方に形成するのが強度的、バランス的に好ましい。また、補強壁は、パネル長手方向の全体にわたって形成できるほか、一部に形成することもできる。

具体的に、左右方向に幅広に形成されたキャビネット及び吹出口を有する空気調和機において、導風パネルは、パネル長手方向を左右方向に、パネルの短手方向を前後方向に合せて吹出口の前側に設置される。

また、キャビネットは、底面から前面にかけて湾曲面とされているため、導風パネルもそれに合せて、パネル短手方向の前端が後端よりも上方に位置するように設置される（閉姿勢時）。そうすると、上記構成の空気調和機において、補強壁は導風パネルの前端部（上端部）及び後端部（下端部）のうち、少なくとも一方に形成される。

上記導風パネルは、異なる方向に回動することにより、上下いずれかの方向に開放可能とされ、導風パネルの下開き姿勢と上開き姿勢とで、吹出口からの風の向きを上下方向に変更しながら室内空間に導くことが可能となる。これによって、導風パネルは、従来の空気調和機に採用されているルーバに比べて全長が長いロングパネルとすることができる。

具体的には、導風パネルは、下端側を開放した上開き姿勢で、吹出口の前方を遮蔽し、前方に向かって吹き出される吹出空気を押さえ込み、下方に導くようにされ、室内の壁面や床面に吹出空気を導くことができる。

さらに、導風パネルの上端側を開放する下開き姿勢のとき、導風パネルが吹出口の下壁とつながるようにすることで、導風パネルと吹出口の上壁とによってロングノズルが形成される。

したがって、一枚のパネルでも下開き姿勢でロングノズルを形成するので、上方に向かう延長導風路を形成することができ、室内ユニットを室内の壁面の高い位置に設置した場合、パネルの下開き姿勢で吹出空気を天井に向かって吹出して、遠方まで導くことができる。

この場合、吹出口から吹き出す風を遠方まで導くためには、空気の流れを乱すことなく導風パネルに沿うように滑らかに流すことが重要なポイントとなる。したがって、空気が流れる流路に、空気の流れを乱すような障害物が存在することは望ましくない。

本発明においては、導風パネルの表面に結露が発生するのを防止するために、導風パネルの内面に断熱材が配される。このとき、補強壁の高さと前記断熱材の厚みとが同じになるようにすることで、吹出口から吹き出す風を遠方までスムーズに導くことができる。また、補強壁の高さが前記断熱材の厚みよりも高くなるになるように設けられた場合には、補強壁の内側面を傾斜面とする。このような構成により、吹出口から吹き出す風は傾斜面に沿ってスムーズに流れる。したがって、吹出口から吹き出した風を遠方まで導くことができる。特に、補強壁が導風パネルの前端部に形成される場合、導風パネルの内面に沿って流れる風が補強壁に正面から衝突するのを回避することができ、風の流れを乱すことなく遠方まで導くことができる。

導風パネルには、補強壁のほかに、短手方向に沿って厚肉の補強用リブを形成し、該補強用リブを中空とすることが可能である。これにより、導風パネル成形時における樹脂冷却速度の差を小さく維持しつつ、パネル強度を高めることにより、パネルのねじれを効果的に抑制することができる。

補強用リブは、１箇所形成してもよいが、強度的に複数形成するのが好ましい。特に、導風パネル中央から左右対称位置に対として形成すると、バランスがよくねじれの発生をより抑制することができる。また、補強用リブの形成位置としては、吹出口から吹き出す風の障害にならないように、パネル長手方向において吹出口の左右開口端よりも外側とするのが好ましい。なお、補強用リブを長手方向の両端部に形成すれば、導風パネルの周縁を補強することが可能となり、パネルの撓みやねじれをより効果的に抑制することができる。

なお、導風パネルの長手方向（左右方向）の両端部には側壁を形成することもできる。この場合、側壁によっても導風パネルのねじれを抑制することが可能となる。また、この側壁も中空とすれば、導風パネルの強度を高めることができる。また、この側壁の内側面を傾斜面としてもよい。このようにすれば、吹出口から左右方向に吹き出される風も傾斜面に沿ってスムーズに流すことができる。

以上のとおり、本発明によると、吹出口を開閉するように吹出口の前側に吹出口よりも大きく形成された導風パネルを設置し、導風パネルの長手方向の両側部のうち、少なくとも一方に厚肉の補強壁を設け、かつ、補強壁を中空としたため、大型パネルを使用して吹出空気を遠方まで導くことができるとともに、導風パネルの撓みやねじれの発生を抑制することができる。

本実施形態の空気調和機の室内ユニットを図１、２に示す。室内ユニットは、熱交換器１および室内ファン２を備え、これらがキャビネット３に内装されている。キャビネット３は、高さよりも奥行きが長い箱状に形成され、前面から底面にかけて湾曲面とされる。キャビネット３の上面に吸込口４が形成され、湾曲面に吹出口５が形成される。

キャビネット３の内部には、吸込口４から吹出口５に至る空気通路６が形成され、この空気通路６に熱交換器１と室内ファン２とが配設される。吸込口５と熱交換器１との間に、フィルタ７が配され、吸込口４から吸込んだ室内の空気から塵埃を除去する。このフィルタ７を清掃する清掃装置８が設けられる。

清掃装置８は、キャビネット３内でフィルタ７を移動させて、塵埃除去部９を通過させ、塵埃除去部９において、フィルタ７に付着した塵埃を除去する。キャビネット３内の前側に、側面視でＵ字形に湾曲した案内路１０が形成され、モータ、ギアからなる移動部が、フィルタ７を案内路１０に沿って往復移動させる。塵埃除去部９において、回転ブラシ１１により、通過するフィルタ７から塵埃を掻き取り、吸引ファンにより、フィルタ７と略平行方向（左右方向）に空気を流して、掻き取った塵埃を吸引して排出する。

キャビネット３の湾曲面には、吹出口５を開閉する導風パネル２０が設けられる。図３〜６に示すように、導風パネル２０は、上下両開き可能とされ、導風パネル２０を開閉する開閉機構が設けられる。

導風パネル２０は、湾曲した１枚のパネルによって形成され、導風パネル２０の幅は、キャビネット３の幅と同寸とされ、吹出口５の幅より大とされる。そして、キャビネット３の前面には、前面の中段部分から底面にかけて、一段低くなるように前パネル２１が形成される。これによって、幅方向全体に凹部が形成され、凹部に導風パネル２０が嵌るようになっている。凹部を形成する前パネル２１に開口が形成され、この開口が吹出口５である。そのため、導風パネル２０は、吹出口５よりも前方に位置することになり、吹出口５および吹出口５の周囲の前パネル２１を覆う。このとき、導風パネル２０は図２に示す閉姿勢となる。

閉姿勢のとき、導風パネル２０の前端および後端とキャビネット３との間に隙間が形成される。図４、６に示すように、導風パネル２０が開閉するとき、導風パネル２０の端部がこの隙間に入り込む。導風パネル２０は、キャビネット３に当たらずにスムーズに回動できる。また、上開きあるいは下開きにおいて、導風パネル２０が最大に開いたとき、導風パネル２０がキャビネット３に接触するように、導風パネル２０の前後の端部を形成することにより、吹き出した風が漏れることを防げる。特に、冷風の場合には、キャビネット３の底面側での結露を防止できる。

このように、導風パネル２０の外面がキャビネット３の前面から底面に至る滑らかな湾曲面を構成する。すなわち、導風パネル２０が、キャビネット３の前面の一部を構成する部材となる。言い換えれば、キャビネット３のパネルの一部を導風パネル２０として利用する。これによって、導風パネル２０は、従来の空気調和機に採用されているルーバに比べて全長が長いロングパネルとなる。

導風パネル２０は、上下の軸を中心にして、異なる方向に回動することにより、上下いずれかの方向に開く。図５、６に示すように、導風パネル２０は、冷房運転時には下軸２２周りに下開きする。この下開き姿勢のとき、導風パネル２０は、吹出口５の下壁とつながり、導風パネル２０と吹出口５の上壁とによってロングノズルが形成される。導風パネル２０は、冷風を斜め上方向に導き、冷風が天井に沿って吹き出す。

図３、４に示すように、暖房運転時には上軸２３周りに上開きする。この上開き姿勢のとき、導風パネル２０は、吹出口５の前方を遮蔽し、前方に向かって吹き出される温風を押さえ込み、温風を床面方向に導く。なお、冷房運転の初期時にも、導風パネル２０は上開き姿勢とされ、冷風が床面方向に吹き出され、急速冷房が行われる。導風パネル２０は、図２に示すように、運転停止時には閉姿勢となり、吹出口５を覆って、キャビネット３と一体化する。

吹出口５には、風向板２４および補助ルーバ８００が設けられる。風向板２４は、左右方向に角度を変えて、左右方向の風向きを変える。補助ルーバ８００は、風向板４の前方で吹出口５の出口部分に設けられ、導風パネル２０の姿勢に応じて上下方向の角度を変え、吹き出される風を整流しながら上下方向の風向きを変える。

導風パネル２０の内面の左右方向の両側には、支持材３１が設けられる。導風パネル２０は、支持材３１に着脱自在に取り付けられる。支持材３１は、キャビネット３に対してロッド３２を介して取り付けられる。すなわち、導風パネル２０は、ロッド３２を介してキャビネット３に取り付けられ、かつキャビネット３に着脱可能とされる。

導風パネル２０の左右方向の両側に、図５に示すように、左右方向にスライド自在な爪３３が設けられる。爪３３は、前後方向に形成された側壁に対向し、ばね等の付勢部材により側壁に向かって付勢される。爪３３と側壁との間に支持材３１が挟み込まれることにより、導風パネル２０は支持材３１に取り付けられる。爪３３を側壁から離れる方向にスライドさせることにより、導風パネル２０を支持材３１から取り外せる。

導風パネル２０の上軸２３は支持材３１の前側に設けられ、下軸２２は支持材３１の後側に設けられる。上下軸２２、２３は、左右方向に沿って配置され、支持材３１から離れるように両端が支持される。上下軸２２、２３は、前後左右方向において、吹出口５よりも外側に位置し、かつ吹出口５よりも前方に位置する。そのため、上下軸２２、２３は、吹出口５から吹き出される風の流れを邪魔することはない。

空気調和機では、室内ユニットに対して図示しない室外ユニットが室外に設置されている。室外ユニットには、圧縮機、熱交換器、四方弁、室外ファン等が内装され、これらと室内側の熱交換器とによって冷凍サイクルが形成される。そして、冷凍サイクルを制御する制御装置が室内ユニットに設けられる。

マイコンからなる制御装置は、ユーザの指示および室温や外気温を検出する温度センサ等の各種のセンサの検出信号に基づいて、冷凍サイクルを制御し、冷暖房運転を行う。このとき、制御装置は、冷暖房運転に応じて導風パネル２０を開閉する。

導風パネル２０について詳しく説明する。図７は、導風パネル２０を内面側から見た図を、図８は、図７におけるA-A断面図を、図９は図７におけるB-B断面の拡大図を、それぞれ示す。

本実施形態における導風パネル２０は、前述のように、吹出口５及び吹出口５の周囲の前パネル２１を覆う大きさに形成される。このように大型化された導風パネル２０では、捩れや撓みが生じやすい。

そこで、本実施形態では、図７に示すように、導風パネル２０の内面において、長手方向の両側部、すなわち、導風パネル２０の前端部および後端部に補強壁２０４を形成している。補強壁２０４は、図９に示すように、内部に中空部２０６が形成された中空構造とされ、壁の厚みを厚肉にできる。なお、本実施形態において、厚肉とは、導風パネル２０の内面と外面の間の厚み（ただし、リブ等が立設された部分を除いた厚み）よりも、壁の厚みが厚い場合を厚肉と呼ぶようにする。このような補強壁２０４により、導風パネル２０の重量増加を抑えつつ強度アップを図れ、撓みを抑制することができる。導風パネル２０を内面側正面から見た図７では、導風パネル２０は長方形状をなしている。そこで、導風パネル２０の長辺に沿った方向を長手方向、短辺に沿った方向を短手方向と呼ぶこととする。

また、導風パネル２０の左右方向側の両端部に、短手方向（前後方向）に沿って断面が突状の補強用リブ２０５が形成される。補強用リブ２０５も図９に示す補強壁と同様に厚肉の中空構造とされる。この補強用リブ２０５によって導風パネル２０の捩れを抑制することができる。

なお、導風パネル２０の左右両端縁と補強用リブ２０５との間の空間には、前述のごとく、ロッド３２を連結する支持材３１が設置される。補強壁２０４は、左右の補強用リブ２０５の間の区間に形成される。いいかえれば、補強用リブ２０５の形成位置よりも左右の側方部位には補強壁２０５は形成されていない。これは、導風パネル２０の左右両端縁と補強用リブ２０５との間に、構造物である支持材３１が固定され、この部位のパネル強度が十分に確保できるためである。なお、補強壁２０４を導風パネル２０の長手方向の全体にわたって形成してもよいのは勿論である。

補強壁２０４と、補強用リブ２０５に囲まれた中央部には断熱材３０が配され、これにより吹出口５から冷風が吹き出す場合に、導風パネル２０の表面に結露が発生するのを防止するようになっている。したがって、補強用リブ２０５は、吹出口５の左右開口端よりも外側に形成される。

なお、断熱材３０の厚みは、パネル前端部に形成される補強壁２０４及びパネル後端部に形成される補強壁２０４の高さと同じになるように調節され、導風パネル２０の内面は前後方向に面一とされる。また、断熱材３０の表面は、図６に示すように、導風パネル２０の下開き姿勢時において、吹出口５から吹出す風を遠方までスムーズに導くため、凹曲面状に形成された吹出口の下壁１８に連続するように凹曲面状に形成される。

上記補強壁２０４及び補強用リブ２０５における中空構造は、導風パネル２０の成形金型にパネル原料である熱可塑性樹脂を射出し、この熱可塑性樹脂中に加圧ガスを圧入することによって形成することができる。導風パネル２０は冷却された後、金型から取り出される。この冷却過程において、補強壁２０４及び補強用リブ２０５は厚肉ながらも中空構造とされているために、熱まわりが他のパネル部分と同等となり、内部応力の発生を抑制することができる。これにより成形時における導風パネル２０の撓みやねじれを抑制することができる。なお、加圧ガスを注入する注入口は、導風パネル２０の補強壁２０４、補強用リブ２０５に中空構造を均等に設けるのに必要な箇所に適宜もうければよい。

このように、導風パネル２０を中空構造の補強壁２０４及び補強用リブによって厚肉化して補強することにより、撓みやねじれを抑制しつつ、導風パネル２０の変形に対する強度を高めることができ、導風パネル２０の大型化が可能となる。なお、本実施形態においては、導風パネル２０の左右方向の両端縁に側壁２０３が形成されており、この側壁２０３によって、導風パネル２０の変形に対する強度をさらに高めることができる。また、断熱材３０の厚みよりも側壁２０３の高さが高くなる場合は、側壁２０３の内側面を傾斜面とすることが好ましい。このようにすれば、吹出口から左右方向に吹き出される風が傾斜面に沿ってスムーズに流すことができる。なお、この側壁２０３を厚肉化して、内部を中空構造としてもよい。

図１０は、導風パネル２０の別の態様を示す図であり、導風パネル２０の前端部に形成された補強壁の断面を示している。本態様においては、補強壁２０４が断熱材３０の表面から突出するように形成され、補強壁２０４の内側面が傾斜面とされているほかは、上述した導風パネルと同じ構成とされている。なお、図１０中の一点鎖線が、断熱材３０の表面位置を示している。

このように、設計上、補強壁２０４の高さが断熱材３０の厚みよりも高くなる場合は、補強壁２０４の内側面を傾斜させることにより、吹出口から吹き出す風は傾斜面２０４ａに沿ってスムーズに流れる。したがって、吹出口から吹き出した風を遠方まで導くことができる。補強壁２０４の内側面は、図１０に示すように、断熱材３０よりも突出している部分のみ傾斜面２０４ａにしてもよいし、内側面の全面を傾斜面としてもよい。

なお、本実施の形態の空気調和機とは異なる、吹出口を開閉する導風パネル２０が腕部の先端近傍に回動自在（または回転自在）に取り付けられた構造の空気調和機にも上記のパネル構造を適用することができる。この場合、本実施形態のように、上軸や下軸を設ける必要がない。すなわち、ロッドが腕部に置き換えられ、その腕部内にギアなどの駆動部品が納められる。その駆動部品がモータにより駆動され、腕部先端に取り付けられている導風パネルが回動（または回転）する。

導風パネルを回動（または回転）させるには、腕部の先端がキャビネットから離れるように腕部をモータなどを用いて吹出口よりも前方に移動させ、導風パネルをキャビネットに接触しない位置で回動（または回転）させて制御する。そして、腕部の移動と導風パネルの回動（または回転）とを制御して、吹出口から吹き出る風を、水平方向や天井に沿って吹き出すことができる位置に導風パネルを移動する、すなわち導風パネルを下開き姿勢とする。または、吹出口から前方に向かって吹き出される風を押さえ込み、風を床面方向に導くことができる位置に導風パネルを移動する、すなわち導風パネルを上開き姿勢とする。このようにして、導風パネルの開閉を制御することにより、所望の方向に風を吹き出すことができる。

本発明の空気調和機の室内ユニットの斜視図 導風パネルが閉まっているときの室内ユニットの概略断面図 導風パネルが上開きしたときの室内ユニットの斜視図 導風パネルが上開きしたときの室内ユニットの概略断面図 導風パネルが下開きしたときの室内ユニットの斜視図 導風パネルが下開きしたときの室内ユニットの概略断面図 導風パネルを内面側から見た平面図 図７におけるA-A断面図 図７におけるB-B断面の拡大図 導風パネルの別の態様を示す一部拡大図

符号の説明

３ キャビネット
５ 吹出口
２０ 導風パネル
２０１ 外装材
２０２ 内装材
２０３ 側壁
２２ 下軸
２３ 上軸
３０ 断熱材
３１ 支持材
３２ ロッド

Claims (4)

1. キャビネットの前面から底面にかけて湾曲面とされ、該湾曲面に吹出口が形成され、前記吹出口を開閉するように吹出口の前側に導風パネルが設けられ、前記導風パネルは、前記吹出口よりも大きく形成され、導風パネル内面の長手方向の両側部のうち、少なくとも一方に厚肉の補強壁が設けられ、該補強壁が中空とされ、前記導風パネルの内面に断熱材が配され、前記補強壁の高さと前記断熱材の厚みとが同じになるようにしたことを特徴とする空気調和機。
2. キャビネットの前面から底面にかけて湾曲面とされ、該湾曲面に吹出口が形成され、前記吹出口を開閉するように吹出口の前側に導風パネルが設けられ、前記導風パネルは、前記吹出口よりも大きく形成され、導風パネル内面の長手方向の両側部のうち、少なくとも一方に厚肉の補強壁が設けられ、該補強壁が中空とされ、前記導風パネルの内面に断熱材が配され、前記補強壁の高さが前記断熱材の厚みよりも高くなるになるように設けられ、前記補強壁の内側面が傾斜面とされたことを特徴とする空気調和機。
3. 前記導風パネルにおいて、短手方向に沿って厚肉の補強用リブが形成され、前記補強用リブが中空とされ、前記補強用リブは、前記吹出口の左右開口端よりも外側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に空気調和機。
4. 前記補強壁は、前記導風パネル内面の長手方向の両側部に形成され、前記補強壁と前記補強用リブとが接続されて枠状に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。

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