JP6438143B2 - 空気調和装置の室内機 - Google Patents

Description

本発明は、温度検知時間を短縮する赤外線センサを搭載した空気調和装置の室内機に関する。

従来、空気調和装置の室内機では、赤外線センサで検知される室内エリアの人体の位置情報を用いて、たとえば温度、風量および風向の制御を行う。これにより、室内の人体の快適性をより高めることができ、快適な空調運転を自動的に行うことができる。

赤外線センサを搭載した空気調和装置の室内機は各種提案されている。一例として、赤外線センサの非検知時である停止時に、赤外線センサを室内機の外から後退移動して室内機内部に収納する技術が知られている（たとえば特許文献１参照）。

この技術の利点としては、外観への影響を最小限に抑制し、組立時やサービス時に赤外線センサに衝突し難く、赤外線センサの故障が発生し難い特徴がある。また、サービス時には、赤外線センサが室内機内部に収納されるため、作業性の向上が得られる。

また、他の例として、赤外線センサの非検知時である停止時に、赤外線センサを室内機に収納しない技術もある。

特開２０１２−４２１８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、非検知時である停止時には赤外線センサを室内機内部に収納するため、停止から起動までの時間が長い。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、温度検知時間を短縮することで、早期に最適な空気調和制御を実施し、快適性が向上し、消費電力が抑制される空気調和装置の室内機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置の室内機は、上部に設けられた吸込口、正面下部に設けられた吹出口並びに内部に配置された熱交換器およびファンを有し、背面を壁面に固定される筐体と、前記筐体から突出し、赤外線の検知部を有した赤外線センサと、を備え、前記赤外線センサは、水平方向に回転し、前記赤外線センサは、前記検知部を背面側に向けて停止する機構を備え、前記赤外線センサは、前記検知部を背面側に向けて停止した状態から起動して背面側を先に検知し始めるものである。

本発明に係る空気調和装置の室内機によれば、赤外線センサの検知部が背面側に向いて停止する。このため、赤外線センサは、背面側から起動して検知を開始し、従来時間がかかっていた背面側にある壁面または窓の温度検知の時間が早くなる。したがって、温度検知時間を短縮することで、早期に最適な空気調和制御を実施することができ、快適性が向上し、消費電力が抑制される。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る赤外線センサを搭載した室内機を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る赤外線センサが停止状態の室内機を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る停止状態の赤外線センサと赤外線センサの動作開始からの回転方向とを示す図４の矢視Ａから見た拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る赤外線センサが背面側を向いて停止した向きから動作開始時に検知する温度検知範囲を部屋の上から見た図である。 本発明の実施の形態１に係る赤外線センサの停止状態の背面側の範囲を示す図４の矢視Ｂから見た図である。 本発明の実施の形態１の他の例に係る赤外線センサが背面側を向いて停止した向きから動作開始時に検知する温度検知範囲を部屋の上から見た図である。 比較例１に係る従来の赤外線センサが停止状態の室内機を示す側面図である。 比較例１に係る従来の停止状態の赤外線センサと赤外線センサの動作開始時の回転方向とを示す図９の矢視Ａから見た拡大図である。 比較例１に係る従来の赤外線センサが正面側を向いて停止した向きから動作開始時に検知する温度検知範囲を部屋の上から見た図である。 比較例２に係る従来の赤外線センサを搭載した室内機を示す図である。 比較例２に係る従来の赤外線センサの停止後に赤外線センサが室内機内部に収納される状態を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
さらに、明細書全文に示されている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す概略図である。
図１に示すように、空気調和装置１は、室内機２および室外機３が組み合わされ、室内機２と室外機３とを接続配管４で接続して構成されている。

空気調和装置１は、回転速度を制御可能なインバータ駆動の圧縮機、四方弁、室外機３の熱交換器、減圧装置、室内機２の熱交換器を接続して構成され、四方弁の切換により冷房サイクルおよび暖房サイクル運転が可能である。

接続配管４を通して室外機３の熱交換機から冷媒を室内機２に送り、室内機２の熱交換機で室内温度を冷やしたり温めたりする。たとえば、冷房サイクル運転の場合には、室外機３の熱交換機で冷やした冷媒を室内機２に送り室内を冷やす。逆に、暖房サイクル運転の場合には、高温の冷媒を室内機２に送り室内を暖める。

図２は、本発明の実施の形態１に係る赤外線センサ２６を搭載した室内機２を示す概略図である。
室内機２は、上部に設けられた吸込口２１、正面下部に設けられた吹出口２２並びに内部に配置された図示しない熱交換器およびファンを有し、背面を据付壁面に固定された筐体２３を備えた壁掛け形の室内機である。
室内機２では、筐体２３の上部に設けられた空気の吸込口２１から空気が内部の図示しない熱交換器を通過して図示しないファンに流動させられて筐体２３の正面下部に設けられた吹出口２２から吹出される。

室内機２は、吹出口２２に配置され、吹出口２２から吹出す風の向きを居住空間の左右方向で可変する図示しない左右風向板と、吹出口２２に配置され、吹出口２２から吹出す風の向きを居住空間の高さ方向である上下方向で可変する上下風向板２４と、を備える。
左右風向板および上下風向板２４は、それぞれ独立した駆動用モータ２５ａ、２５ｂを備えている。

室内機２は、室内の床温度、壁面の温度、人体の位置、人体の活動状態について検知する赤外線センサ２６を備える。
赤外線センサ２６は、筐体２３の正面における左右方向の図示右側の一方の端部であって、筐体２３の吹出口２２の左右方向の隣に配置されている。
赤外線センサ２６は、筐体２３の下面から下方に突出し、赤外線センサ２６の鉛直方向に延びる軸心回りに３６０度の全周にわたって回転する。

赤外線センサ２６は、円柱形状であり、周面の一部に一定の範囲の視野角で周囲の赤外線を検知する検知部２７を有する。検知部２７は、赤外線センサ２６が赤外線センサ２６の鉛直方向に延びる軸心回りに全周にわたって回転するいずれの向きであっても、筐体２３に遮蔽されずに外部に露出する。
赤外線センサ２６は、鉛直方向に延びる軸心回りに水平方向に回転しながら温度検知を実施し、室内機２の運転停止時などの非検知時には検知部２７を室内機２の背面側に向けて回転を停止する。

赤外線センサ２６は、図示しないモータによって鉛直方向に延びる軸心回りに水平方向に回転し、室内空間の温度情報を３６０度の全周にわたって広範囲で取得する。
赤外線センサ２６は、室内空間全域である温度検出対象範囲を走査しながら温度を検出する。空気調和装置１は、赤外線センサ２６が床温度または人の温度を検知し、室内機２が熱交換した空気を、冷房サイクル運転の場合は温度の高いエリアに送ったり、暖房サイクル運転の場合は温度の低いエリアに送ったり、人に集中して当てたり、逆に人を避けて送ったりする。これにより、空気調和装置１は、室内の人の快適性を向上させたり、消費電力を抑制したりしている。

ここで、赤外線センサ２６は、熱を検知するセンサであり、たとえば、人体を検知したり、室内空間の温度を検知したりするのに利用される。赤外線センサ２６には、温度を感知する検知部２７が設けられている。赤外線センサ２６が回転することで、検知部２７が部屋全体を走査して部屋の温度を検知する。赤外線センサ２６は、室内機２の正面方向および左右の側方向だけでなく、室内機２の背面側の範囲も検知範囲に含まれるように構成されている。このため、赤外線センサ２６の検知範囲には、室内機２が固定された据付壁面５または室内機２の後方の窓６も含まれる。よって、空気調和装置１は、据付壁面５または窓６の温度による輻射の影響も含めて空調制御を実施することができ、よりきめ細やかにユーザの快適性を向上させることができる。

図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の室内機２の制御装置２８の構成を示すブロック図である。
図３に示す制御装置２８は、たとえばマイクロコンピュータからなり、室内機２に内蔵されている。制御装置２８は、入力部２８ａと、演算処理、判断処理などを実行するＣＰＵ２８ｂと、各種の制御設定値や冷房サイクル運転、暖房サイクル運転などの運転モードに応じた制御プログラムが格納されたメモリ２８ｃと、ＣＰＵ２８ｂでの演算結果や判断結果の出力情報に応じた駆動信号を各モータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃに出力する出力部２８ｄと、を有して構成されている。

入力部２８ａは、リモコン２９からの運転モード、設定温度、設定湿度、風量設定、風向設定などの運転情報を受信し、ＣＰＵ２８ｂに入力する。また、入力部２８ａは、３６０度の全周で回転した赤外線センサ２６により検出された室内空間および据付壁面５または窓６からの輻射熱の温度情報と筐体２３に内蔵された図示しない室温サーミスタの検出温度である室温を受信し、ＣＰＵ２８ｂに入力する。この場合、ＣＰＵ２８ｂは、室温を基に室内空間の温度分布といった温度情報とメモリ２８ｃに格納された制御設定値とを照らし合わせて、室内の床温度、壁面の温度、人体の位置、人体の活動状態についての情報を得る。

出力部２８ｄから出力される駆動信号により、ファン用モータ２５ｃの風量となる回転数が制御される。また、出力部２８ｄからの駆動信号により、左右風向板駆動用モータ２５ａの回転角度が制御される。また、出力部２８ｄからの駆動信号により、上下風向板駆動用モータ２５ｂの回転角度が制御される。

図４は、本発明の実施の形態１に係る赤外線センサ２６が停止状態の室内機２を示す側面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る停止状態の赤外線センサ２６と赤外線センサ２６の動作開始からの回転方向とを示す図４の矢視Ａから見た拡大図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る赤外線センサ２６が背面側を向いて停止した向きから動作開始時に検知する温度検知範囲を部屋の上から見た図である。

赤外線センサ２６の検知部２７は、冷房サイクル運転および暖房サイクル運転の終了時に、室内機２の背面側の範囲に停止する。図４、図５に示すように、図４に示す矢視Ａから見ると赤外線センサ２６の検知部２７が室内機２の背面側の真後ろで停止する。このため、検知部２７は、矢視Ａの正面から見えない配置になる。

図５、図６に示すように、赤外線センサ２６は、検知部２７が背面側を向いて停止した状態から室内機２の背面側の据付壁面５を先に検知し始める。そして、赤外線センサ２６が鉛直方向に延びる軸心回りに図示矢印のように上面視時計まわりに３６０度の全周にわたって回転する。検知部２７は、赤外線センサ２６が赤外線センサ２６の鉛直方向に延びる軸心回りに３６０度の全周にわたって回転するいずれの向きであっても、外部に露出する。これにより、赤外線センサ２６は、室内空間および据付壁面５または窓６からの輻射熱の温度情報を取得する。
また、赤外線センサ２６は、検知部２７が背面側を向いて停止した後も検知を継続することもできる。

図７は、本発明の実施の形態１に係る赤外線センサ２６の停止状態の背面側の範囲１１を示す図４の矢視Ｂから見た図である。
図７に示すように、背面側の範囲１１とは、図４の矢視Ｂから見た赤外線センサ２６において、符号を付した図示矢印の範囲である。背面側の範囲１１は、赤外線センサ２６の鉛直方向の軸心を通り据付壁面５に平行な面の背面または後方側の半周の範囲である。

一方、正面側の範囲１２とは、図４の矢視Ｂから見た赤外線センサ２６において、符号を付した図示矢印の範囲である。正面側の範囲１２は、赤外線センサ２６の鉛直方向の軸心を通り据付壁面５に平行な面の正面または前側の半周の範囲である。

図８は、本発明の実施の形態１の他の例に係る赤外線センサ２６が背面側を向いて停止した向きから動作開始時に検知する温度検知範囲を部屋の上から見た図である。
赤外線センサ２６の検知部２７は、冷房サイクル運転および暖房サイクル運転の終了時に、室内機２の背面側の範囲１１内に停止する。ここで、図８に示すように、背面側の範囲１１は、赤外線センサ２６の鉛直方向の軸心を通り据付壁面５に平行な面の背面または後方側の半周の範囲である。このため、赤外線センサ２６の検知部２７は、室内機２の背面側に含まれる真後ろではない斜め後方の窓６に向いて停止してもよい。

この場合にも、赤外線センサ２６は、検知部２７が背面側の窓６を向いて停止した状態から室内機２の背面側の窓６を先に検知し始める。そして、赤外線センサ２６が鉛直方向の軸心に対して図示矢印のように時計まわりに３６０度の全周にわたって回転する。検知部２７は、赤外線センサ２６が赤外線センサ２６の鉛直方向に延びる軸心に対して３６０度の全周にわたって回転するいずれの向きであっても、外部に露出する。これにより、赤外線センサ２６は、室内空間および据付壁面５または窓６からの輻射熱の温度情報を取得する。

図９は、比較例１に係る従来の赤外線センサ１２６が停止状態の室内機１０２を示す側面図である。図１０は、比較例１に係る従来の停止状態の赤外線センサ１２６と赤外線センサ１２６の動作開始時の回転方向とを示す図９の矢視Ａから見た拡大図である。図１１は、比較例１に係る従来の赤外線センサ１２６が正面側を向いて停止した向きから動作開始時に検知する温度検知範囲を部屋の上から見た図である。

比較例１では、赤外線センサ１２６の検知部１２７は、図７に示す正面側の範囲１２に停止する。赤外線センサ１２６の検知部１２７が正面側で停止する場合では、検知部１２７を図９の矢視Ａの位置から直接目視できる。この状態から、図１０、図１１に示すように上面視時計まわりに赤外線センサ１２６が３６０度回転する。

図１２は、比較例２に係る従来の赤外線センサ２２６を搭載した室内機２０２を示す図である。図１３は、比較例２に係る従来の赤外線センサ２２６の停止後に赤外線センサ２２６が室内機２０２内部に収納される状態を示す図である。

また、比較例２では、赤外線センサ２２６の検知部２２７は、停止時に正面を向く。さらに、図１３に示すように、赤外線センサ２２６が室内機２０２内部に収納される。このため、比較例２の空気調和装置２０１は、起動から温度検知に時間がかかってしまう。

比較例１、２のような空気調和装置１０１、２０１の室内機１０２、２０２に使用される従来の赤外線センサ１２６、２２６は、回転することで周囲を検知することができる。しかし、赤外線センサ１２６、２２６の検知部１２７、２２７が正面を向いて停止する。このため、検知部１２７、２２７が背面側にある据付壁面１０５または窓１０６の温度を判定するために、赤外線センサ１２６、２２６が検知位置まで回転移動し到達する必要があり、その間は背面側を検知できていなかった。また、赤外線センサ１２６、２２６の検知部１２７、２２７が凸凹の意匠である。このため、空気調和装置１０１、２０１の停止時には、ユーザから赤外線センサ１２６、２２６の検知部１２７、２２７が正面から見える状態である。それにより、監視されているような圧迫感を与えてしまったり、凸凹があることでデザイン性が損なわれていたりした。

比較例１、２に対し、実施の形態１では、赤外線センサ２６の検知部２７の停止位置を背面側にする。図４に示すように、室内機２の側方から見ると検知部２７が背面側の範囲１１に向く。この背面側の範囲１１に検知部２７が停止することで、赤外線センサ２６は、検知部２７を背面側から起動して検知をし始める。このため、従来時間がかかっていた背面側にある据付壁面５または窓６の温度検知の時間が早くなる。室内機２の背面側は、一般的に外壁であり最も輻射影響が大きい。

ここで、部屋の温度の検知における据付壁面５または窓６からの輻射熱について述べる。据付壁面５または窓６からの輻射熱とは、たとえば夏だと据付壁面５または窓６が外気または太陽光で温度が上昇し、そこから熱が放射され室内空気温度を上げる熱である。従来の空気調和装置の輻射熱を考慮しない温度計測による制御では、快適な温度調節ができなかった。しかし、赤外線センサ２６が据付壁面５または窓６からの輻射熱を検知することで、算出される温度情報がよりユーザが感じる体感温度に近くなり、快適性が向上する。

実施の形態１では、この輻射熱の情報を空気調和装置１の起動開始時に取得できるため、短時間に温度調節が可能になり、より素早くユーザが感じる快適な温度に達し、より快適性が向上し、より消費電力が低減することとなる。

図６では、実際の部屋での赤外線センサ２６の動作例を示している。部屋の一部の壁は外壁と同じ壁となっており据付壁面５である。外壁に面した屋外８には、外壁を通して接続配管４と接続された室外機３が設置されている。
外壁と同じ据付壁面５に室内機２を取り付ける割合は、一般家庭の場合、約８割にあたるほとんどの一般家庭にあてはまる。
特に、輻射の影響が大きい対象である、背面側の窓６が外壁と同じ据付壁面５にあることがほぼ全一般家庭にあてはまる。よって、実施の形態１の効果が得られる対象はほとんどの一般家庭である。

実施の形態１では、赤外線センサ２６の検知部２７の停止位置は背面側の範囲１１以内である。このため、赤外線センサ２６は、起動から瞬時に背面側の初期検知領域７を検知可能となる。
これに対して図１１に示す比較例１では、初期検知領域１０７が正面側の範囲になる。このため、背面側の範囲１１を検知するには、検知部１２７が背面側の範囲１１に行きつくまでの時間のロスが発生してしまい快適性を損なう。

実施の形態１では、赤外線センサ２６の検知部２７が停止時に直接日光に当たらなくなる。このため、赤外線センサ２６が外乱の影響を受けずに検知精度が向上する。

実施の形態１では、赤外線センサ２６の検知部２７を背面側に向けて停止させることで、意匠性が向上する。これは、赤外線センサ２６の検知部２７に凸凹があるため、検知部２７の露出がユーザよっては気になる存在になる場合もある。しかし、検知部２７が背面側に停止することで運転停止時に見えなくなるため、デザイン性、意匠性が向上する。また、ユーザから検知部２７が見えない状態になるため監視されているような圧迫感が無くなる。

また、たとえば、赤外線センサの検知部の停止位置を正面中央に設定した場合には、検知部の停止位置のズレに対して許容範囲を厳しく制限する必要があった。一方、実施の形態１のように、赤外線センサ２６の検知部２７が背面側の範囲に停止する場合には、検知部２７が見えないためズレに対しての許容範囲が大きくなり、ユーザの違和感が低減し、ユーザからの問い合わせなどが低減し、品質が向上する。

実施の形態１のように、赤外線センサ２６の検知部２７が背面側にて停止することで、検知部２７が保護され、直接の接触などでの破壊の確率が減り、長寿命化する。

また、図８の実施の形態１の他の例に示すように、赤外線センサ２６の検知部２７の停止する位置を背面側の範囲１１の任意の位置にすることもできる。他の例では、赤外線センサ２６の検知部２７の初期検知領域７を背面側の範囲１１のうち斜め後方の窓６に向けている。輻射熱の影響が大きい据付壁面５または窓６に向いて停止することで、起動から短時間にて温度検知できるため、短時間に輻射熱の影響を解決でき、より快適性が向上し、より消費電力が抑制されることになる。

赤外線センサ２６が回転を停止した後も検知部２７が検知し続けることもできる。輻射熱の影響が大きい据付壁面５または窓６を空気調和装置１が停止中も検知することで、時系列の温度検知ができて予測が立てられるため、より快適性が向上し、より消費電力が抑制されることになる。

以上の実施の形態１によると、赤外線センサ２６は、検知部２７を背面側に向けて停止する。この構成によると、赤外線センサ２６は、背面側から起動して検知を開始し、従来時間がかかっていた背面側にある据付壁面５または窓６の温度検知の時間が早くなる。したがって、温度検知時間を短縮することで、早期に最適な空気調和制御を実施することができ、快適性が向上し、消費電力が抑制される。

赤外線センサ２６の検知部２７の停止する向きは、赤外線センサ２６の軸心に対して背面側の半周以内の位置である。この構成によると、赤外線センサ２６の検知部２７が輻射熱の影響が大きい据付壁面５または窓６に向いて停止することで、起動から短時間にて温度検知できるため、短時間に輻射熱の影響を解決でき、より快適性が向上し、より消費電力が抑制される。

赤外線センサ２６は、停止した後も検知を継続する。この構成によると、赤外線センサ２６は、輻射熱の影響が大きい据付壁面５または窓６を空気調和装置１が停止中も検知することで、時系列に温度検知ができて予測が立てられるため、より快適性が向上し、より消費電力が抑制されることになる。

赤外線センサ２６は、検知部２７を背面側に向けて停止した状態から背面側を先に検知し始める。この構成によると、従来時間がかかっていた背面側にある据付壁面５または窓６の温度検知の時間が早くなる。

赤外線センサ２６は、筐体２３から下方に突出し、赤外線センサ２６の鉛直方向に延びる軸心回りに全周にわたって回転する。この構成によると、室内空間の温度情報を３６０度の全周にわたって広範囲で取得することができる。

赤外線センサ２６は、赤外線センサ２６の鉛直方向に延びる軸心回りに全周にわたって回転するいずれの向きであっても、検知部２７を露出させる。この構成によると、いずれの向きであっても検知部２７が露出し、室内空間の温度情報を３６０度の全周にわたって広範囲で取得することができる。

赤外線センサ２６は、筐体２３の正面における左右方向の一方の端部であって、筐体２３の吹出口２２の左右端の隣に配置された。この構成によると、赤外線センサ２６が吹出口２２の邪魔にならずに配置することができる。

１ 空気調和装置、２ 室内機、３ 室外機、４ 接続配管、５ 据付壁面、６ 窓、７ 初期検知領域、８ 屋外、１１ 背面側の範囲、１２ 正面側の範囲、２１ 吸込口、２２ 吹出口、２３ 筐体、２４ 上下風向板、２５ａ 左右風向板駆動用モータ、２５ｂ 上下風向板駆動用モータ、２５ｃ ファン用モータ、２６ 赤外線センサ、２７ 検知部、２８ 制御装置、２８ａ 入力部、２８ｂ ＣＰＵ、２８ｃ メモリ、２８ｄ 出力部、２９ リモコン、１０１ 空気調和装置、１０２ 室内機、１０５ 据付壁面、１０６ 窓、１０７ 初期検知領域、１２６ 赤外線センサ、１２７ 検知部、２０１ 空気調和装置、２０２ 室内機、２２６ 赤外線センサ、２２７ 検知部。

Claims (6)

1. 上部に設けられた吸込口、正面下部に設けられた吹出口並びに内部に配置された熱交換器およびファンを有し、背面を壁面に固定される筐体と、
   前記筐体から突出し、赤外線の検知部を有した赤外線センサと、を備え、
   前記赤外線センサは、水平方向に回転し、
   前記赤外線センサは、前記検知部を背面側に向けて停止する機構を備え、
   前記赤外線センサは、前記検知部を背面側に向けて停止した状態から起動して背面側を先に検知し始める空気調和装置の室内機。
2. 前記赤外線センサの前記検知部の停止する向きは、前記赤外線センサの軸心に対して背面側の半周以内の位置である請求項１に記載の空気調和装置の室内機。
3. 前記赤外線センサは、停止した後も検知を継続する請求項１または２に記載の空気調和装置の室内機。
4. 前記赤外線センサは、前記筐体から下方に突出し、前記赤外線センサの鉛直方向に延びる軸心回りに全周にわたって回転する請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置の室内機。
5. 前記赤外線センサは、前記赤外線センサの鉛直方向に延びる軸心回りに全周にわたって回転するいずれの向きであっても、前記検知部を露出させる請求項４に記載の空気調和装置の室内機。
6. 前記赤外線センサは、前記筐体の正面における左右方向の一方の端部であって、前記筐体の前記吹出口の左右端の隣に配置された請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和装置の室内機。

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