JP5357610B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の室内機に係り、特に、化粧パネルの吹出し口に設けられた風向板の構成に関する。

空気調和機は、冷媒が封入された冷媒循環流路に、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と室内の空気とを熱交換させる室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器とを順次配設してなる冷凍サイクルを備えている。このうち、室内熱交換器は、室内熱交換器に室内の空気を送る送風機と共に室内機の筐体内に格納されている。このような室内機には様々な形式のものがあるが、近年、特に業務用の分野では、筐体を天井内に埋め込み、天井面に設置された化粧パネルを介して空気の吸込みと吹出しとを行う、いわゆる天井埋込カセットタイプが主流となっている。

図１０に、従来知られているこの種の室内機の一例を示す。この室内機は、化粧パネル１と、化粧パネル１の上部に設けられた筐体２とから構成されている。化粧パネル１は、中心に吸込みグリル３を備え、その周囲に風向板３３を備えた吹出し口５が形成されている。筐体２内には、ファン駆動用のモータ６と、モータ６の回転軸に接続されたターボファン７とが設置されており、モータ６を駆動してターボファン７を回転することにより、図１０の矢印８に示す様に、室内空気は、吸込みグリル３、吸込みグリル３に設置されたフィルタ９、筐体内に設置されたベルマウス１０を通してターボファン７に吸い込まれ、矢印３４で示するように室内熱交換器１１で熱交換されたあと、風向板３３の上面側及び下面側を通って、吹出し口５より室内に吹き出される。また、室内熱交換器１１の下部には、冷房時に室内熱交換器に生じる結露水を受けるためのドレンパン１２が設置されている。なお、吸込みグリル３は、フィルタ９とともに化粧パネル１に対して着脱可能に構成されており、フィルタ９の清掃を容易に行えるようになっている。

このような構造の空気調和機の室内機では、風向板３３の上面側及び下面側の双方に吹出し空気が流れるが、風向板３３の下面側を流れる空気は曲げられにくいため、図１０の矢印３５に示すように下向きに流れてしまいやすい。このような流れは、風向板３３の角度を変えても向きが変わらないため、快適性を損なうことがあるほか、吹出し空気を吸込みグリルから吸い込んでしまうという現象、いわゆるショートサーキットの発生原因にもなり、空気調和機の効率及び能力を低減させてしまう場合もある。

このような問題を解決するため、従来、吹出し口の内側の辺又はその近傍に風向板の回転軸を配置し、風向板の下側に吹出し空気を流さない構造が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１７４０４３号公報

しかしながら、風向板の上面側にのみ吹出空気が流れるように風向板を構成すると、風向板の上面と下面との間に大きな温度差が生じるので、風向板が変形しやすくなるという新たな問題が発生する。例えば、冷房時には、風向板の上面には冷却された空気が接し、風向板の下面は暖かい室内空気が接することになるので、風向板の上面は収縮するのに対して、下面側ではそれほど収縮しない。風向板は樹脂で作られることが多く、その線膨張係数が大きいため、風向板の上面の収縮量が大きく、結果として図１１に示すように風向板３６が下に凸の変形をすることになる。

風向板に大きな撓みを生じると、その端面が化粧パネルと干渉して、風向板の回転動作に支障をきたす場合がある。このような不都合を防止するためには、風向板の上面と下面に温度差がつかないように風向板の上面側全体に断熱材を貼り付けることも考えられるが、室温および吹出し口の温度条件は様々に変化するものであり、断熱材のみで風向板の上面と下面の温度差を完全になくすためには、分厚い断熱材が必要となるので、現実的な解決策とは言い難い。また、撓みを抑制するための他の手段としては、風向板の長さ方向に高剛性にして線膨張係数が小さい材料からなる補強材を取り付けることも考えられるが、補強材の長さ及び風向板に対する取付方法によっては、風向板と補強材との線膨張率差により、その接合部に大きな応力が発生し、風向板から補強材が脱落する等の問題を生じる恐れがある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、耐久性及び信頼性に優れ、かつ風向板の熱変形を確実に抑制することができる空気調和機の室内機を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、吸込みグリル及び該吸込みグリルの周囲に開口された吹出し口を有する化粧パネルと、前記吹出し口の前記吸込みグリル側の辺に一辺が所定角度回転可能に支持された平面形状が略長方形の風向板と、前記化粧パネルの上部に設けられた筐体と、該筐体内に設けられた室内熱交換器及び送風機とを備え、前記送風機を駆動することにより前記吸込みグリルから吸い込まれた室内の空気を前記室内熱交換器に送り込み、前記室内熱交換器を通過した空気を前記吹出し口及び前記風向板の上面を通って室内へ排出する空気調和機の室内機において、前記風向板は、前記室内熱交換器を通過した空気が接する面に、前記風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を有し、前記補強材は、断面形状がＵ字状で、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成されており、その両端部が前記風向板に対して上向きに配置されて、前記風向板に点状に形成された１乃至複数の係止爪により係止されていることを特徴とする。

風向板の片面に、風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を備えると、風向板の室内熱交換器を通過した空気が接する面と室内空気が接する面との間に温度差が生じた場合にも、その温度差に起因する風向板の変形を補強材の剛性によって抑制することができる。また、補強材は、その長さ方向の全体を風向板に連結するのではなく、点状の連結部を介して風向板と連結するので、連結部以外の部分では、風向板と補強材とが相対的に変位することができ、風向板と補強材との間に大きな熱応力が作用しないので、風向板が破損しにくく、耐久性及び信頼性に優れる。さらに、風向板の室内熱交換器を通過した空気が接する面にのみ補強材を備えるので、風向板の室内空気と接する面に補強材が露出せず、室内機の美観を害することがない。また、 補強材は、その全長が長いほど、風向板の変形防止効果が大きいので、補強材の全長を風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成することにより、最大の変形防止効果を発揮することができる。加えて、風向板に形成された係止爪を利用して補強材を風向板に連結すると、風向板と補強材とが固定されていないので、連結部に風向板と補強材との線膨張係数差に起因する熱応力が発生せず、風向板の変形をより効果的に抑制することができる。また、風向板に対する補強材の取り付けを、容易化することができる。

また、本発明は、前記各構成の空気調和機の室内機において、前記室内熱交換器を通過した空気が接する前記風向板の片面の外周にリブを周設すると共に、前記風向板の長さ方向の端部に起立された前記リブの内面に、前記風向板よりも耐摩耗性に優れた材料からなる当て板を取り付け、当該当て板に前記補強材の端部を突き当てることを特徴とする。

かかる構成によると、リブの内面に当て板を設けたので、リブと補強材の端部とが直接接触せず、リブの損傷を少なくできて、風向板の耐久性を高めることができる。

本発明によると、風向板の片面に、風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さくかつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を、点状の連結部を介して連結したので、風向板の変形を抑制できると共に、風向板の破損を防止でき、空気調和機の室内機の耐久性及び信頼性を高めることができる。

本発明に係る空気調和機の室内機の断面図である。 実施例１に係る風向板の斜視図である。 実施例２に係る風向板の斜視図である。 実施例３に係る風向板の斜視図である。 実施例４に係る風向板の斜視図である。 図５に示す円内の拡大図である。 図５の要部拡大断面図である。 実施例５に係る風向板の要部拡大斜視図である。 実施例６に係る風向板の要部拡大斜視図である。 従来例に係る空気調和機の室内機の断面図である。 従来例に係る風向板の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明に係る空気調和機の室内機の実施形態を、図面を参照して説明する。

実施例１に係る空気調和機の室内機の断面構造を、図１に示す。本例の室内機も、基本的な構造においては従来例に係る空気調和機の室内機と同じであり、化粧パネル１と、化粧パネル１の上部に設けられた筐体２とから構成されている。化粧パネル１は、中心に吸込みグリル３を備え、その周囲に吹出し口５が形成されている。筐体２内には、ファン駆動用のモータ６と、モータ６の回転軸に接続されたターボファン７とが設置されており、モータ６を駆動してターボファン７を回転することにより、図１の矢印８に示す様に、室内空気は、吸込みグリル３、吸込みグリル３に設置されたフィルタ９、筐体内に設置されたベルマウス１０を通してターボファン７に吸い込まれ、矢印１３で示するように室内熱交換器１１で熱交換されたあと、吹出し口５より室内に吹き出される。また、室内熱交換器１１の下部には、冷房時に室内熱交換器に生じる結露水を受けるためのドレンパン１２が設置されている。吸込みグリル３は、フィルタ９とともに化粧パネル１に対して着脱できるように構成されており、フィルタ９の清掃を容易に行えるようになっている。

実施例１に係る空気調和機の室内機は、従来例に係る空気調和機の室内機とは異なり、吹出し口５の吸込みグリル３側の辺に、風向板４の一辺が所定角度回転可能に取り付けられている。したがって、吹出し口５より室内に吹き出される空気は、風向板４の上面にのみ接し、下面には接しないので、風向板４による吹出方向の制御が容易になり、快適性が高められると共に、いわゆるショートサーキット等の不都合が解消される。

実施例１に係る風向板４は、樹脂材料をもって形成されており、図２に示すように、平面形状が長方形に形成されると共に、その外周部には、上面側に起立するリブ４ａが形成されている。また、長さ方向の一辺の両端からは、化粧パネル１に風向板４を回転可能に取り付けるための軸１４が、外向きに突設されている。さらに、風向板４の上面の軸１４寄りの部分には、風向板４の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料、例えば鉄やアルミニウムなどの金属材料をもって形成された補強材１６が取り付けられている。補強材１６は、長さ方向に関して対向するリブ４ａの内面間の距離よりもやや短い長さを有しており、長さ方向の中心位置において、点状の連結部１７を介して風向板４と連結される。風向板４に対する補強材の連結手段としては、溶着、接着、熱かしめ又はインサート成形などを用いることができる。なお、風向板４の上面には、風向板４が冷却されて表面に露が付くことを防止するための断熱材が設けられるが、ここでは図示を省略する。

空気調和機が冷房で運転された場合、風向板４は、その上面側と下面側との温度差に起因する熱収縮率差及び重力の作用により、下に凸の形状、即ち、中央部が両端部よりも下がる形状に変形しようとする。しかしながら、補強材１６は線膨張係数が樹脂と比較して小さいので、風向板４と比べると変形量が小さく、風向板４の形状を保とうとする。また、補強材１６の剛性は風向板４に比べて大きいので、風向板４の変形は補強材１６に邪魔され、下に凸の変形量を小さく抑えることができる。さらに、本例においては、補強材１６が、その長さ方向の中央部の１点のみで風向板４と連結されており、他の部分は風向板４によって拘束されていないので、両者は相対的に変位することができ、収縮量に大きな差があっても大きな応力を発生することがない。なお、補強材１６は、長いほど風向板４の変形を防止する効果が高いが、材料を節約するために補強材１６の長さを短くすることも可能であり、このようにした場合にも、ある程度の効果が得られる。

次に、図３を用いて本発明の実施例２を説明する。図３から明らかなように、本例においては、補強材１６が、長さ方向の３点１７ａ，１７ｂ，１７ｃで、風向板４に連結されている。最も外側に位置する２つの連結点１７ａと１７ｃ間の距離は、なるべく小さい方が望ましく、最大でも補強材１６の長さ寸法の１／２程度とする。その他については、実施例１に係る風向板と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。実施例２に係る空気調和機の室内機は、補強材１６を長さ方向の３点１７ａ，１７ｂ，１７ｃで風向板４に連結したので、風向板４に対する補強材１６の取り付け信頼性を高められると共に、暖房時における上に凸の変形もある程度抑制できるという利点がある。なお、前記実施例２においては、補強材１６を長さ方向の３点１７ａ，１７ｂ，１７ｃで風向板４に連結したが、２点又は４点以上で風向板４に連結することもできる。

次に、図４を用いて本発明の実施例３を説明する。図４から明らかなように、本例においては、互いに独立した３つの補強材１６ａ，１６ｂ，１６ｃを風向板４の上面の軸１４寄りの部分に沿って一直線状に配置し、各補強材１６ａ，１６ｂ，１６ｃを、その長さ方向の中心位置において、点状の連結部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを介して風向板４と連結した構成になっている。各連結部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの突き合わせ部には、熱変形を吸収するための所要の隙間２１が設けられる。その他については、実施例１に係る風向板と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。実施例３に係る空気調和機の室内機は、３つの風向板１６ａ，１６ｂ，１６ｃのそれぞれを、その中心位置において風向板４と連結したので、風向板４に対する補強材１６の取り付け信頼性を高められると共に、１の補強材の連結部と他の補強材の連結部との間に熱応力が発生しないので、風向板４の変形をより効果的に抑制することができる。なお、前記実施例３においては、補強材の数を３としたが、２又は４以上とすることもできる。

次に、図５乃至図７を用いて本発明の実施例４を説明する。これらの図から明らかなように、本例においては、風向板４における軸１４の形成側に断面形状がＵ字状の２重リブ４ｂを形成すると共に、当該２重リブ４ｂの内部に、断面形状がＵ字状に形成された補強材１６を収納し、２重リブ４ｂの内面側に形成された１乃至複数個の点状の係止爪２０にて、風向板４からの補強材１６の脱落を防止するという構成になっている。風向板４に対する補強材１６の取り付けは、２重リブ４ｂの上方から補強材１６を風向板４に押し付け、その押圧力によって係止爪２０を外向きに弾性変形させ、そのスペースを利用して２重リブ４ｂ内に補強材１６を落とし込むことにより行うことができる。２重リブ４ｂ内に補強材１６が落とし込まれた後は、係止爪２０が内向きに弾性変形して元の形状に復帰するので、風向板４からの補強材１６の脱落が防止される。その他については、実施例１に係る風向板と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。実施例４に係る空気調和機の室内機は、風向板４に対する補強材１６の取り付けをスナップ結合によって行うことができるので、熱かしめ等の手段を用いる場合に比べて、風向板４の製造を容易化することができる。また、風向板４と補強材１６とが固定されないので、連結部に風向板４と補強材１６との線膨張係数差に起因する熱応力が発生せず、風向板４の変形をより効果的に抑制することができる。

次に、図８を用いて本発明の実施例５を説明する。図８から明らかなように、本例においては、補強材１６の端部に折り曲げ部２１が形成され、当該折り曲げ部２１の外面がリブ４ａの内面に突き当てられた構成になっている。かかる構成によると、補強材１６の端部に折り曲げ部２１を形成しない場合に比べてリブ４ａにおける補強材１６の受圧面積を増加できるので、樹脂製のリブ４ａの摩耗を防止することができ、風向板４の耐久性を高めることができる。

次に、図９を用いて本発明の実施例６を説明する。図９から明らかなように、本例においては、リブ４ａのｂ補強材１６が当接する部分に当て板２２を設けた構成になっている。当て板２２は、インサート成形等の手段により、リブ４ａと一体化される。かかる構成によると、リブ４ａと補強材１６の端部とが直接接触しないので、リブ４ａの損傷を少なくできて、風向板４の耐久性を高めることができる。

なお、上述の各実施例では、送風機としてターボファン７を用いた空気調和機の室内機を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、送風機の形式によらず適用することができる。また、その他の室内機内部の構造や吹出し口の個数にも依存せず適用することができる。

１ 化粧パネル
２ 筐体
３ 吸込みグリル
４ 風向板
４ａ リブ
５ 吹出し口
６ モータ
７ ターボファン
８ 吸込み空気を示す矢印
９ フィルタ
１０ ベルマウス
１１ 室内熱交換器
１２ ドレンパン
１３ 吹出し空気を示す矢印
１４ 風向板の回転軸
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 補強材
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 風向板と補強材の連結部
２０ 係止爪
２１ 折り曲げ部
２２ 当て板

Claims (2)

1. 吸込みグリル及び該吸込みグリルの周囲に開口された吹出し口を有する化粧パネルと、前記吹出し口の前記吸込みグリル側の辺に一辺が所定角度回転可能に支持された平面形状が略長方形の風向板と、前記化粧パネルの上部に設けられた筐体と、該筐体内に設けられた室内熱交換器及び送風機とを備え、前記送風機を駆動することにより前記吸込みグリルから吸い込まれた室内の空気を前記室内熱交換器に送り込み、前記室内熱交換器を通過した空気を前記吹出し口及び前記風向板の上面を通って室内へ排出する空気調和機の室内機において、
   前記風向板は、前記室内熱交換器を通過した空気が接する面に、前記風向板の形成材料よりも線膨張係数が小さく、かつ剛性が高い材料をもって形成された補強材を有し、前記補強材は、断面形状がＵ字状で、前記風向板の長さ方向の寸法と略等しい長さに形成されており、その両端部が前記風向板に対して上向きに配置されて、前記風向板に点状に形成された１乃至複数の係止爪により係止されていることを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 前記室内熱交換器を通過した空気が接する前記風向板の片面の外周にリブを周設すると共に、前記風向板の長さ方向の端部に起立された前記リブの内面に、前記風向板よりも耐摩耗性に優れた材料からなる当て板を取り付け、当該当て板に前記補強材の端部を突き当てることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。

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