JP5962644B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関し、特に、駆動モータにより吹出口の風向偏光板の風向を変更する空気調和機に関する。

近年の空調室内機は、吹出空気の風向を可変とするための風向変更板の風向姿勢をモータにより変更制御するものが多くなっている。このような空気調和機においては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、ステッピングモータからなる駆動モータが機内における吹出口の外側の冷却されていない空気が漂う雰囲気中に配置されていた。そして、駆動モータと風向形成板とは、吹出口を構成する風路形成壁に形成された貫通孔を介して連結されていた。

このような空気調和機は、冷房運転の場合に、貫通孔に形成される隙間から冷風が駆動モータ側に流れ込み、この冷風により駆動モータが冷やされ、周囲空気に含まれる水分が結露するという問題があった。なお、駆動モータが結露すると、結露した水が滴り落ちることになる。そこで、この結露を回避するために、従来一般にはモータ本体を断熱材で覆うという方法がとられていた。

特開２００１−１２４４０２号公報 特開２０１０−２６６１１９号公報

しかしながら、駆動モータを断熱材で覆うという方法は、部品点数が増加するばかりでなく、駆動モータを断熱材で覆う作業者に熟練度が要求されるとともに、作業工数が増加するため、空気調和機のコストアップの要因となっていた。

本発明は、このような事情に鑑み成されたものであって、駆動モータの結露を抑制するための対策費を軽減した空気調和機を供することを目的とする。

この課題を解決する空気調和機は、熱交換された空気を吹き出す吹出口と、前記吹出口に配置された吹出空気の風向を可変とするための風向変更板と、前記風向変更板の風向姿勢を変更制御する駆動モータと、前記風向変更板の側部に形成されたボス部と前記駆動モータの駆動軸とを連結する軸継手部材とを備え、前記軸継手部材は、前記吹出口を形成する風路形成壁を貫通する中間部と、この中間部の駆動モータ側に形成されたフランジ部とを有し、前記風路形成壁は、前記軸継手部材の中間部を非接触で貫通させる貫通孔部を有し、前記貫通孔部は、前記風路形成壁から前記駆動モータ側に突出する円筒状突出部として形成され、前記中間部の外周面と前記円筒状突出部の内周面との隙間は、前記ボス部と前記駆動モータとが前記軸継手部材により連結されたときに、前記駆動モータ側端部が前記フランジ部により遮蔽されるように構成され、前記駆動モータは、風路形成壁に固定され、前記円筒状突出部の端面と前記フランジ部の平面部との隙間は、前記ボス部と前記駆動モータとが前記軸継手部材により連結されたときに、前記中間部の外周面と前記円筒状突出部の内周面との隙間より小さくなるように形成されているものである。

このような構成によれば、吹出口から駆動モータ側への冷気の流れは、軸継手部材の中間部の外周面と円筒状突出部の内周面との間に形成される円筒状の隙間を通して行われる。しかし、この流れは、軸継手部材のフランジ部の平面部により遮蔽される。したがって、吹出口から駆動モータへの冷気の漏れは、フランジ部における平面部の遮蔽作用により緩和される。

また、このような構成によれば、駆動モータが風路形成壁の側面に固定されているので、駆動モータの駆動軸に取り付けられる軸継手部材におけるフランジ部の位置の公差は小さくなる。これにより、円筒状突出部の端面とフランジ部の平面部との隙間も小さくすることができる。したがって、吹出口の風路形成壁の貫通孔部における駆動モータへの冷気の流れは、フランジ部の平面部による遮蔽効果に加え、円筒状突出部の端面と前記フランジ部の平面部との隙間部分における冷気漏れに対する抵抗が大きくなるため、より一層冷気の漏れが緩和される。

前記フランジ部は、平面部の直径が前記円筒状突出部の外周面の直径より大きいことが好ましい。
このような構成によれば、前記フランジ部による遮蔽効果に加え、漏れる冷気があったとしても駆動モータから離れた方向に誘導されるため、漏れ冷気による駆動モータの冷却作用をより一層顕著に緩和することができる。

軸継手部材の駆動軸嵌合穴と駆動モータの駆動軸とは、少なくとも部分的に非円形断面に形成された箇所において嵌合するように構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、軸継手部材の駆動軸嵌合穴に駆動モータの駆動軸を挿入することのみにより、駆動モータと軸継手部材とを回り止めを行いながら連結することができる。したがって、駆動モータと軸継手部材との連結構造を簡略化することができるとともに、連結作業を簡略化することができる。

前記軸継手部材は、前記ボス部の軸嵌合孔に嵌合される連結軸部を有し、前記軸嵌合孔と連結軸部とは、少なくとも部分的に非円形断面に形成された箇所において嵌合するように構成されていることが好ましい。

このような構成によれば、風向変更板のボス部の軸嵌合穴に対し軸継手部材の連結軸部を挿入することのみにより、回り止めを行いながら風向変更板と軸継手部材とを連結することができる。したがって、風向変更板と軸継手部材との連結構造を簡略化することができるとともに、連結作業を簡略化することができる。

上記発明によれば、風向変更板と吹出口外部の駆動モータと接続するために必要とされる風路形成壁の貫通孔部における吹出口から駆動モータへの冷気の漏れは、内鍔部の遮蔽効果に加え、貫通孔における冷気漏れに対する抵抗が大きくなるため、より一層緩和される。

本発明の実施の形態に係る空気調和機における室内機の断面図である。 同空気調和機における吹出口の右側を前面下方から見た斜視図である。 同吹出口に係る水平羽根と同水平羽根を駆動する駆動モータとの連結部の断面図である。 同水平羽根の軸継手側から見た側面図である。 同水平羽根と駆動モータとを連結する軸継手部材の図面であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図である。 同水平羽根を駆動する駆動モータの軸継手部材側から見た斜視図である。 図３におけるＡ−Ａ断面図である。 図３におけるＢ−Ｂ断面図である。 図３におけるＣ−Ｃ断面図である。

本発明の実施形態に係る空気調和機の具体例を図面を参照しつつ以下に説明する。なお、本発明は、これら例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

［本空気調和機の全体構成］
図１の側断面図に示すように、本実施の形態に係る空気調和機は、壁掛け型の室内機であって、室内ケーシング１の内部にクロスフローファン２と室内熱交換器３とが収納されている。

室内ケーシング１は、背面から下方前方の吹出口にかけての壁面やこの壁面の側方に形成される側壁が一体化された底フレーム４と、前面側から見て外装ケースとして機能する前面パネル５とからなる。この底フレーム４及び前面パネル５は、樹脂成形品である。

底フレーム４は、背面上方の背壁、背面下方部における背壁としての機能を兼用するクロスフローファンのファンケーシング４ａ、室内熱交換器３の吹出側の風路を形成する風路側壁（不図示）、室内熱交換器３の下方に取り付けられるドレンパン４ｂ、ファンケーシング４ａに連なる吹出口６を形成する風路形成壁１０などが一体的に形成されている。

吹出口６は、室内ケーシング１の中央部に配置されたクロスフローファン２に連通し、室内ケーシング１の下方から前方に向かって空気を吹き出す形状に形成されている。また、吹出口６には、吹出空気の上下方向の風向を駆動モータの駆動により調節する風向変更板としての水平羽根７と、吹出空気の左右方向の風向を手動にて調節する垂直羽根８とを備えている。風向変更板としての水平羽根７の風向姿勢を変更する駆動モータ９（図３参照）は、吹出口６の風路形成壁１０（図２、図３参照）の外側に位置する室内ケーシング１内に取り付けられ、駆動モータ９を介して水平羽根７に連結されている。

前面パネル５は、底フレーム４の前面側に取り付けられるものであって外装ケースとしての前面、天面及び側面を備えている。そして、前面パネル５は、上面に吸込口１２を備えている。また、前面パネル５の内方において、室内熱交換器３の前面にはエアフィルタ１３が取り付けられている。また、前面パネル５は、前面にエアフィルタ１３のメンテナンスを可能とするサービス蓋１１が取り付けられている。サービス蓋１１は、上方部を支点として前面を回転式に開く構造を有しており、容易にエアフィルタ１３をサービスできるように形成されている。

クロスフローファン２は、回転軸が水平方向となるように、室内ケーシング１の略中央部に配置され、前方及び上方から空気を吸い込み下方向から前方の吹出口６に向かって吹き出すように形成されている。

室内熱交換器３は、クロスフローファン２の前方に３段階に折曲した第１分割熱交換器３ａと、クロスフローファン２の後方上方部に位置する第２分割熱交換器３ｂとから形成されている。また、第１分割熱交換器３ａと第２分割熱交換器３ｂとは、クロスフローファン２の上部において端面が逆Ｖ字状を成すように連結されている。この逆Ｖ字状の連結部１６に隙間ができないようにすることは、このような組み合わせものの構造物において困難である。そのため、この連結部１６にシール部材１７が取り付けられている。シール部材１７は、室内空気が冷却されずに室内熱交換器をバイパスすることを抑制するものである。以上のように構成される室内熱交換器３は、底フレーム４の風路側壁、背壁、ドレンパン部分などに支持されるように取り付けられている。

［風向変更板と駆動モータとの連結部の構造］
次に、吹出口６における水平羽根７を駆動する駆動モータ９と風向変更板、この場合水平羽根７とが、風路形成壁１０を介して連結されている連結部分の構造詳細について説明する。

図１に示すように、水平羽根７は、２点鎖線で示す全閉状態において、底フレーム４の外面と同一の外面を形成している。また、図２、図３に示すように、水平羽根７は、左右の端部に立ち上げられたボス部２０を中心として、前面から見て右側のボス部２０に連結される駆動モータ９により前端が下方向に回転移動するように軸支されている。

次に、図３により、水平羽根７と駆動モータ９との連結部の詳細構造を説明する。
水平羽根７の右端のボス部２０と小さな間隔をあけて吹出口６の右側壁を形成する風路形成壁１０が位置する。風向変更板としての水平羽根７の風向姿勢を変更制御する駆動モータ９は、ステッピングモータであって、この風路形成壁１０の前面側から見て右外側に取り付けられている。また、この駆動モータ９と風向変更板としての水平羽根７とは軸継手部材３０を介して風路形成壁１０を貫通して連結されている。したがって、風路形成壁１０には軸継手部材３０を貫通させる貫通孔部４０が形成されている。この貫通孔部４０は、風路形成壁１０の右側面から駆動モータ９側に突出する円筒状突出部４１として形成されている。

図３及び図５（ａ）〜図５(ｃ)に示すように、軸継手部材３０は、ボス部２０の軸嵌合孔２１に嵌合される連結軸部３１と、風路形成壁１０の貫通孔部４０を貫通する中間部３２と、中間部３２の駆動モータ９側に形成されたフランジ部３３と、このフランジ部３３の駆動モータ９側に形成された軸受カバー部３４を有する。軸受カバー部３４は、駆動モータ９の側壁から突出する軸受部９１を覆うものである。そして、図３及び図６に示すように、この軸継手部材３０の軸心部における軸受カバー部３４から中間部３２にかけて、駆動モータ９の駆動軸９２に嵌合する段付きの駆動軸嵌合穴３６を有する。

駆動モータ９は、駆動モータ本体の水平羽根７側の側面に軸受部９１を突出させている。そして、この軸受部９１から駆動軸９２を水平羽根７側へ突出させている。駆動軸９２は、軸受部側が断面長円形の大径軸部９２ａであり、その先端が断面円形の小径軸部９２ｂである。

前記駆動軸嵌合穴３６は、軸受カバー部３４から中間部３２にかけての部分が駆動モータ９の駆動軸９２における大径軸部９２ａに嵌合する大径嵌合穴３６ａに形成され、その先の中間内部のみに形成される部分が駆動モータ９の小径軸部９２ｂに嵌合する小径嵌合穴３６ｂに形成されている。

図６に示すように、駆動モータ９は一対の取付脚９４を突出させている。取付脚９４には取付穴９５が形成されている。
そして、駆動モータ９は、次のように風路形成壁１０に対し取り付けられている。

図３に示すように、駆動モータ９の一方の取付脚９４（図３における上方の脚）は、風路形成壁１０から突出する取付脚支持部５１に当接されるとともに、取付脚９４の表面規制壁５２と、側面規制壁５３等に囲まれている。また、駆動モータ９の他方の取付脚９４は、風路形成壁１０から突出する取付ねじ座部５４に当接され、取付穴９５を介して取付ねじ座部５４にねじ止めされて風路形成壁１０に固定されている。このようにして、駆動モータ９は、１本のねじにより風路形成壁１０に対し精度よく取り付けられている。

図３及び図７に示すように、水平羽根７のボス部２０の軸嵌合孔２１に嵌合される軸継手部材３０の連結軸部３１は、円柱状の外周面における一対の対向位置に外方へ突出する回り止め部３７を有する。この回り止め部３７は、平面板状のような形状を成している。また、その他の外周面部には、軸継手部材３０の連結軸部３１と水平羽根７のボス部２０との係合を確実なものとするために計６個の断面形状が小さな略半円弧状又はこれに類似の形状をなす突状部が形成されている。一方、図４及び図７に示すように、ボス部２０にはこの断面形状に対応する軸嵌合孔２１が形成されおり、この軸嵌合孔２１に対し連結軸部３１が圧入されている。この回り止め部３７は、軸継手部材３０とボス部２０との回り止めを成す。

図３及び図８に示すように、軸継手部材３０の小径嵌合穴３６ｂに嵌合される駆動モータ９の小径軸部９２ｂは、断面円形であり、これに対する小径嵌合穴３６ｂも断面円形の穴であって、小径軸部９２ｂが小径嵌合穴３６ｂに嵌合されている。

図３及び図９に示すように、軸継手部材３０の大径嵌合穴３６ａに嵌合される駆動モータ９の大径軸部９２ａは、断面長円形であり、これに対する大径嵌合穴３６ａも断面長円形の穴であって、大径軸部９２ａが大径嵌合穴３６ａに嵌合されている。

また、図３及び図９に示すように、風路形成壁１０の貫通孔部４０を貫通する中間部３２は、駆動モータ９により水平羽根７の風向が変更されるときに、中間部３２における断面円形部の外周面と風路形成壁１０の円筒状突出部４１の内周面とが接触することのないように、円筒状突出部４１の内周面に対し十分な隙間Ｓ１が形成されている。また、断面円形の外周の一部に水平羽根７の回転範囲を規制する回転規制部３８が形成されている。この回転規制部３８が回転できる角度を規制するために、円筒状突出部４１に規制用切欠４２が形成されている。この角度は約６０度とされている。

図３に示すように、軸継手部材３０のフランジ部３３は、ボス部２０と駆動モータ９とが軸継手部材３０により連結された状態において、軸継手部材３０の中間部３２における断面円形部の外周面と風路形成壁１０の円筒状突出部４１の内周面との間に形成されている円筒形状の隙間Ｓ１を駆動モータ側から遮蔽するように取り付けられている。すなわち、円筒状突出部４１の端面とこのフランジ部３３の平面部との間が小さな隙間Ｓ２を形成するように構成されている。また、この隙間Ｓ２は、中間部３２の外周面と円筒状突出部４１の内周面との隙間Ｓ１より小さくなるように形成されている。そして、このフランジ部３３による遮蔽効果を向上させるために、フランジ部３３の直径が円筒状突出部４１の外周面の直径より大きく形成されている。

［作用］
次に、上記のように構成された本空気調和機の作用として、本空気調和機の冷房運転の動作について説明する。

空気調和機が冷房運転されると、クロスフローファン２が運転される。また、室外機（不図示）の運転に伴い、室内熱交換器３が蒸発器として作用する。一方、室内空気は、白抜き矢印Ｆのように、前面パネル５に形成された吸込口１２から室内空気を吸い込まれる。そして、機内に吸い込まれた室内空気は、白抜き矢印Ｇのように、蒸発器として作用する室内熱交換器３で冷却され、冷風となって吹出口６から前方に向けて吹き出される。このとき水平羽根７は、駆動モータ９としてのステッピングモータによりユーザの操作指示に従って設定された角度に移動される。

このような作用をする冷房運転において、水平羽根７と駆動モータ９との連結部においては、吹出口６を通過する冷気の一部が軸継手部材３０の中間部３２における断面円形部の外周面と風路形成壁１０の円筒状突出部４１の内周面との隙間Ｓ１から駆動モータ９の収納スペースへ漏れようとする。ところが、この隙間Ｓ１の駆動モータ側の端面には軸継手部材３０のフランジ部３３が、円筒状突出部４１の先端端面に接近して配置されているので、このフランジ部３３が漏れ冷気に対する遮蔽壁として作用する。特に、フランジ部３３の外周面の直径が円筒状突出部４１の外周面の直径より大きく形成されていることに加え、円筒状突出部４１の端面とこのフランジ部３３の平面部との隙間Ｓ２が、中間部３２の外周面と円筒状突出部４１の内周面との隙間Ｓ１より小さく形成されている。したがって、このよう構成によりフランジ部３３の遮蔽効果が顕著に発揮される。

この結果、駆動モータ９側への冷気の漏れ量が少なくなる。また、漏れ冷気は、フランジ部３３に当接して駆動モータ９の駆動軸９２とは垂直の方向に交わる面上に吐き出される。したがって、駆動モータ９へ直接冷気が吹き付けられることがなくなるので、駆動モータ９の冷却が緩和される。

［実施の形態の効果］
本実施の形態に係る空気調和機は、以上のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。

（１）吹出口６から駆動モータ９側への冷気の流れは、風路形成壁１０の貫通孔部４０の隙間Ｓ１から発生するが、この隙間Ｓ１からの冷気の流れが軸継手部材３０のフランジ部３３の平面部により遮蔽されて緩和される。

（２）駆動モータ９が風路形成壁１０に固定されているので、駆動モータ９の駆動軸９２に取り付けられる軸継手部材３０におけるフランジ部３３の位置の公差を小さくすることができる。これにより、風路形成壁１０の貫通孔部４０における駆動モータ９への冷気の流れは、フランジ部３３の平面部による遮蔽効果に加え、円筒状突出部４１の端面とフランジ部３３の平面部との隙間Ｓ２を小さくすることができる。この結果、隙間Ｓ２部分における冷気漏れに対する抵抗が大きくなるため、より一層冷気の漏れが緩和される。

（３）フランジ部３３の直径が円筒状突出部４１の外周面の直径より大きく形成されているので、貫通孔部４０から駆動モータ９への直接的な冷気の流れを遮断する効果に加え、最終的に貫通孔部４０の隙間Ｓ１を通過した空気が駆動モータ９から離れた方向に誘導される。したがって、漏れ冷気による駆動モータ９の冷却作用をより一層顕著に緩和することができる。

（４）軸継手部材３０の駆動軸嵌合穴３６と駆動モータ９の駆動軸９２とは、少なくとも部分的に非円形断面に形成された箇所において嵌合するように構成されている。これにより、軸継手部材３０の駆動軸嵌合穴３６に対し駆動モータ９の駆動軸９２を挿入することのみによって、駆動モータ９と軸継手部材３０とを回り止めを行いながら連結することができる。したがって、駆動モータ９と軸継手部材３０との連結構造を簡略化することができるとともに、連結作業を簡略化することができる。

（５）水平羽根７のボス部２０の軸嵌合孔２１に対し軸継手部材３０の連結軸部３１を挿入することのみによって、回り止めを行いながら水平羽根７と軸継手部材３０とを連結することができる。したがって、風向変更板としての水平羽根７と軸継手部材３０との連結構造を簡略化することができるとともに、連結作業を簡略化することができる。

［変形例］
上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・前記実施の形態においては、風向変更板として水平羽根７を対象としていたが、垂直羽根８を風路形成壁１０の外側に設置した駆動モータ９により左右方向に駆動する場合も同様の構造を適用することにより、駆動モータ９への結露防止を行うことができる。

・吹出口６に水平羽根７のみを設け、この水平羽根７を駆動モータ９により駆動するものについても同様に適用することができる。
・空気調和機の例として壁掛け型の室内機を例示したが、このような空気調和機に限定されるものではない。冷房運転を行うものであれば他の形式の空気調和機についても同様に適用することができる。

・フランジ部３３は、中間部３２の外周面と円筒状突出部４１の内周面との円筒状の隙間Ｓ１の駆動モータ９側の端面を遮蔽するものであって、この隙間Ｓ１からの冷気の流れを遮る程度の外径を有すればよく、必ずしも円筒状突出部４１の外周面の直径より大きくするものでなくてもよい。ただし、フランジ部３３の外径が円筒状突出部４１の外周面の直径より小さいと冷気を駆動モータ９から遠ざける方向へ案内する作用が弱くなる。

・前記実施の形態に係る空気調和機では、吹出口６の風路形成壁１０が底フレーム４と一体に形成されているものであったが、そのようなものでなく底フレーム４と別体に形成されたものでもよい。

Ｆ 白抜き矢印
Ｇ 白抜き矢印
Ｓ１ 隙間
Ｓ２ 隙間
１ 室内ケーシング
２ クロスフローファン
３ 室内熱交換器
４ 底フレーム
４ａ ファンケーシング
４ｂ ドレンパン
５ 前面パネル
６ 吹出口
７ （風向変更板としての）水平羽根
８ 垂直羽根
９ 駆動モータ
１０ （吹出口の）風路形成壁
１１ サービス蓋
１２ 吸込口
１３ エアフィルタ
１６ 連結部
１７ シール部材
２０ ボス部
２１ 軸嵌合孔
３０ 軸継手部材
３１ 連結軸部
３２ 中間部
３３ フランジ部
３４ 軸受カバー部
３６ 駆動軸嵌合穴
３６ａ 大径嵌合穴
３６ｂ 小径嵌合穴
３７ 回り止め部
３８ 回転規制部
４０ 貫通孔部
４１ 円筒状突出部
４２ 規制用切欠
５１ 取付脚支持部
５２ 表面規制部
５３ 側面規制壁
５４ 取付ねじ座部
９１ 軸受部
９２ 駆動軸
９２ａ 大径軸部
９２ｂ 小径軸部
９４ 取付脚
９５ 取付孔

Claims (4)

1. 熱交換された空気を吹き出す吹出口（６）と、
   前記吹出口（６）に配置された吹出空気の風向を可変とするための風向変更板と、
   前記風向変更板の風向姿勢を変更制御する駆動モータ（９）と、
   前記風向変更板の側部に形成されたボス部（２０）と前記駆動モータ（９）の駆動軸（９２）とを連結する軸継手部材（３０）とを備え、
   前記軸継手部材（３０）は、前記吹出口（６）を形成する風路形成壁（１０）を貫通する中間部（３２）と、この中間部（３２）の駆動モータ（９）側に形成されたフランジ部（３３）とを有し、
   前記風路形成壁（１０）は、前記中間部（３２）を非接触で貫通させる貫通孔部（４０）を有し、
   前記貫通孔部（４０）は、前記風路形成壁（１０）から前記駆動モータ（９）側に突出する円筒状突出部（４１）として形成され、
   前記中間部（３２）の外周面と前記円筒状突出部（４１）の内周面との隙間（Ｓ１）は、前記ボス部（２０）と前記駆動モータ（９）とが前記軸継手部材（３０）により連結されたときに、前記駆動モータ（９）側端部が前記フランジ部（３３）により遮蔽されるように構成され、
   前記駆動モータ（９）は、風路形成壁（１０）の側面に固定され、
   前記円筒状突出部（４１）の端面と前記フランジ部（３３）の平面部との隙間（Ｓ２）は、前記ボス部（２０）と前記駆動モータ（９）とが前記軸継手部材（３０）により連結されたときに、前記中間部（３２）の外周面と前記円筒状突出部（４１）の内周面との隙間（Ｓ１）より小さくなるように形成されている
   空気調和機。
2. 前記フランジ部（３３）は、平面部の直径が前記円筒状突出部（４１）の外周面の直径より大きい
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記軸継手部材（３０）の駆動軸嵌合穴（３６）と前記駆動モータ（９）の駆動軸（９２）とは、少なくとも部分的に非円形断面に形成された箇所において嵌合するように構成されている
   請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記軸継手部材（３０）は、前記ボス部（２０）の軸嵌合孔（２１）に嵌合される連結軸部（３１）を有し、前記軸嵌合孔（２１）と前記連結軸部（３１）とは、少なくとも部分的に非円形断面に形成された箇所において嵌合するように構成されている
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気調和機。