JP6509431B2 - センサユニット、およびセンサユニットを有する空気調和機の室内機 - Google Patents

Description

本発明は、物体の温度などを非接触で検出する非接触型センサを有するセンサユニット、およびセンサユニットを有する空気調和機の室内機に関するものである。

従来、物体の温度などを非接触で検出する非接触型センサを有するセンサユニットを備えた空気調和装置の室内機がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の空気調和機の室内機は、運転時に非接触型センサが水平方向に回転駆動し、空調対象域の人体の温度、壁の温度、床の温度、家具の位置、人体の活動量、天井の温度、日射量、間取りなどを広範囲に走査して検出している。そうすることで、無駄な空調を省いた運転、つまり、消費電力を低減した運転を行うことができるようになっている。なお、非接触型センサとしては、焦電型、熱起電力型などの熱型赤外線検出センサ、および可視光カメラなどがある。

また、特許文献１に記載の空気調和機の室内機は、停止時は非接触型センサが室内機の収納部へ収納され、美観を損なわないようになっている。一方、室内機の運転時、非接触型センサは螺旋状のガイドに沿って回転しながら徐々に室内機から突出し始め、ガイドの終点まで回転したところで一度停止する。このとき、非接触型センサは収納部から最大に突出した状態となっている。次に、非接触型センサは、ある一定角度まで逆方向に回転し、指定の角度まで回転したら、再び逆方向に回転する。その動作を繰り返すことで対象物を広範囲にわたって走査し、検出している。

特許第５５３７３３３号公報

非接触型センサは室内機の制御基板と通信線で接続されており、非接触型センサの検知結果は通信線を介して制御基板に送られる。非接触型センサが上述のように上下に移動し、左右に回転すると、通信線も非接触型センサの動きに追従する。非接触型センサの回転に応じて通信線が回転することにより、通信線にねじれおよび屈曲が生じ、その結果、通信線が周囲部品と干渉してしまうことがある。そして、通信線が周囲部品と干渉する際に通信線に過度の応力が発生し、通信線が断線して非接触型センサと室内機の制御基板との間でデータの通信ができなくなるという恐れがある。

また、通信線の動く範囲には規制がなく、非接触センサと共に動くと、周辺部品に挟まる恐れがあった。周辺部品に挟まると通信線が断線する恐れや、通信線にクセが付き、非接触センサの動きに影響を及ぼす恐れがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、通信線に断線の恐れやクセのつく恐れがないセンサユニット、およびそれを有する空気調和機の室内機を提供することを目的とする。

本発明に係るセンサユニットは、非接触で検出対象の情報を検出する非接触センサと、前記非接触センサに接続される通信線と、前記非接触センサが収納される円筒状の部材であって、一方の端部側に前記非接触センサが露出するセンサ窓が形成され、前記通信線が他方の端部側から外部に導かれるセンサケースと、前記センサケースを前記センサケースの軸方向を中心に回転自在にかつ前記センサケースの軸方向に沿って移動自在に保持するセンサケース保持部材と、前記センサケースの前記他方の端部側に設けられ、前記センサケースの軸方向に沿った移動を案内する案内部材と、前記センサケースの動きに伴う前記通信線の動きを規制する規制部材とを備えたセンサユニットであって、前記センサユニットに搭載される部品を部分的に覆う内壁面と、前記内壁面から下方向に向かって延びる壁部とを有する上部カバーを備え、前記規制部材は、対向する一対の側壁部と、前記一対の側壁部の一方の側端部同士を接続する第１の接続部と、他方の側端部同士を接続する第２の接続部とを有し、前記通信線は、前記一対の側壁部の下端部で開口する開口部と、前記第１の接続部の下方で開口する開口部とを通されており、前記規制部材は、前記通信線が前記上部カバーの前記壁部と前記規制部材の前記一対の側壁部とで規定される空間内に常時位置するよう、設けられており、前記センサケースが前記センサユニットに収納されているとき、前記一対の側壁部によって前記通信線の動きが規制され、前記センサケースが前記センサユニットから突出しているとき、前記一対の側壁部と前記壁部とにより前記通信線の動きが規制されるものである。

本発明に係るセンサユニットによると、非接触センサに接続されている通信線の動きを規制する規制部材が設けられている。従って、非接触センサが保持されているセンサケースの動きに非接触センサが追従するとき、通信線の姿勢がセンサユニットの内方へ倒れこむ態様となることが防止される。その結果、通信線がセンサユニットに搭載された他の部品に挟まれることがなく、通信線の断線が防止される。また、通信線が他の部品に挟まれることがないため、通信線の形状が不必要に変形することがなく、非接触センサの動きに影響を与えることが防止される。

本発明の実施の形態に係るセンサユニットが搭載される室内機全体の斜視図である。 本発明の実施の形態に係るセンサユニットのセンサケース突出時の斜視図である。 本発明の実施の形態に係るセンサユニットのセンサケース突出時の正面図である。 本発明の実施の形態に係るセンサユニットのセンサケース突出時の左側面図である。 本発明の実施の形態に係る非接触センサアセンブリの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る非接触センサアセンブリの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るレールカバーの一部の部材を省略して示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るレールカバーの斜視図である。 本発明の実施の形態に係るレールカバーを図８の線Ｘ−Ｘで切断して示す図である。 レールカバーの比較例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る、センサケース突出時のセンサユニットを図３の線Ｚ−Ｚで切断して示す図である。 図１１のセンサユニットの主要部の簡略図である。 センサケース突出時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。 本発明の実施の形態に係る、センサケース突出時のセンサユニットを図４の線Ｙ−Ｙで切断して示す図である。 図１４のセンサユニットの主要部の簡略図である。 センサケース突出時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。 本発明の実施の形態に係る、センサケース収納時のセンサユニットを、図３の線Ｚ−Ｚの位置で切断して示す図である。 図１７のセンサユニットの主要部の簡略図である。 センサケース収納時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。 本発明の実施の形態に係る、センサケース収納時のセンサユニットを、図４の線Ｙ−Ｙの位置で切断して示す図である。 図２０のセンサユニットの主要部の簡略図である。 センサケース収納時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。

以下に、本発明におけるセンサユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさは実際の装置とは異なる場合がある。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係るセンサユニットが搭載される室内機全体の斜視図である。室内機１００は、壁面に取り付けられる背面筐体１と、背面筐体１の前面に取り付けられている前面パネル３とを有している。室内機１００の底面には、背面筐体１側に吹出口２が配設され、前面パネル３側に上下風向調整板４が配設されている。さらに、室内機１００の底面の右端部近傍には、非接触型センサを有するセンサユニット２００が配設されている。また、室内機１００の上面には吸入口（図示せず）が配設されている。室内機１００の内部には、熱交換器、送風ファン、電気品箱、およびドレンパン（いずれも図示せず）が配設されている。送風ファンによって吸入口から室内機１００の内部へ吸い込まれた室内空気は、熱交換器によって冷媒と熱交換されて冷気（冷房運転の場合）もしくは暖気（暖房運転の場合）となる。そして、その冷気もしくは暖気は、吹出口２を介して室内機１００から室内へ送り出される。その際、上下風向調整板４の向きを制御することにより、冷気もしくは暖気の風向きが調整される。

図２は、本発明の実施の形態に係るセンサユニットのセンサケース突出時の斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係るセンサユニットのセンサケース突出時の正面図である。図４は、本発明の実施の形態に係るセンサユニットのセンサケース突出時の左側面図である。センサユニット２００は、上部カバー４２（カバー部材）と載置プレート４１（センサケース保持部材）とを有している。載置プレート４１は、略矩形のプレート状の部材である。載置プレート４１には、センサユニット２００の各部品が搭載されると共に、略円筒状のセンサケース３１が円筒状の軸心を中心に回転可能、かつ軸心に沿って上下運動可能に保持されている。上部カバー４２は、載置プレート４１に搭載された各部品を部分的に覆っている。図２〜図４には、センサケース３１の一部が載置プレート４１から下方へ突出している状態が示されている。

図５は、本発明の実施の形態に係る非接触センサアセンブリの斜視図である。図６は、本発明の実施の形態に係る非接触センサアセンブリの分解斜視図である。非接触センサアセンブリ３０は、下部を構成するセンサケース３１と上部を構成するレールカバー３２と、レールカバー３２をセンサケース３１に取り付ける取付部材３３とを有している。センサケース３１は円筒状を有しており、レールカバー３２が取り付けられていない側の端部、すなわち先端にはセンサ窓部３１ａが形成されている。

非接触センサ５０は、空調対象域の物体、例えば、人体、壁、床の温度などを非接触で検出するセンサである。非接触センサ５０として、例えば、焦電型、熱起電力型などの熱型赤外線検出センサ、または、可視光カメラ、測距センサ、ドップラーセンサ、光度センサ、マイクなどが用いられる。非接触センサ５０は、略四角柱で中空のセンサベース５１の内部に保持されている。センサベース５１は、非接触センサ５０を内部に保持した状態で、センサケース３１に収納されている。センサベースの先端には矩形の開口部５１ａが形成されている。非接触センサ５０は、センサベース５１の開口部５１ａおよびセンサケース３１のセンサ窓部３１ａを介して露出している。駆動ギア３４はギア保持部材３５に保持されており、モータ（図示せず）の回転力をセンサケース３１に伝達する。これにより、図２〜図４に示されるようにセンサケース３１が載置プレート４１から下方へ突出している状態において、センサケース３１は軸心周りに回転制御される。センサケース３１の軸心周りの回転に伴い、非接触センサ５０が水平方向、すなわち左右方向に回転駆動され、空調対象域の物体の温度などを広範囲にわたって走査し、検出することができる。

図８は、本発明の実施の形態に係るレールカバーの斜視図である。図７は、本発明の実施の形態に係るレールカバーの一部の部材を省略して示す斜視図である。図９は、本発明の実施の形態に係るレールカバーを図８の線Ｘ−Ｘで切断して示す図である。レールカバー３２は、薄板状の基部３２ａと駆動案内部材３２ｂと側面カバー３２ｃとを有している。駆動案内部材３２ｂと側面カバー３２ｃは、基部３２ａの一方の面上に立設されている。基部３２ａは略矩形の薄板状の部材である。駆動案内部材３２ｂは、基部３２ａの一対の短辺部の一方の短辺の近傍において基部３２ａに立設されている。センサケース３１が上下方向に駆動されるとき、駆動方向がぶれることがないよう、センサケース３１は駆動案内部材３２ｂにより支持されながら案内される。基部３２ａには、駆動案内部材３２ｂが立設されている短辺とは反対側の短辺側に、非接触センサ５０に接続された通信線４３を通すための穴３２０が形成されている。

側面カバー３２ｃは、基部３２ａから並行に延びる一対の側壁部３２１、３２２を有している。側壁部３２１および３２２は、矩形の薄板を基部３２ａ側の角部のうちの一方の角部を矩形に切り欠いた形状を有している。すなわち、側壁部３２１および３２２は、上半分の横方向の長さが下半分の横方向の長さよりも長い形状を有している。一対の側壁部３２１、３２２の角部が切り欠かれている側の側端部は、上半分すなわち横方向の長さがより長い部分が接続部３２３により接続されている。接続部３２３の下端部には、上方向に向かって半円状に切り欠かれた通信線案内部３２３ａが形成されている。一対の側壁部３２１、３２２の角部が切り欠かれていない側の側端部は、互いに近づく方向に所定の角度で屈曲しており、接続部３２４により接続されている。

以上の構成により、側面カバー３２ｃは、一対の側壁部３２１、３２２の上端側で開口する開口部３３１ａと、下端側で開口する開口部３３１ｂと、接続部３２３の下側で開口する開口部３３１ｃとを有している。すなわち、側面カバー３２ｃは、上部および底部が開口している略直方体の箱状部材の、基部３２ａ側に位置する一方の角部を、基部３２ａに垂直な面と基部３２ａに平行な面とで切り欠くと共に、角部が切り欠かれていない側部が面取り加工された形状を有している。側面カバー３２ｃは、基部３２ａにおいて、一対の側壁部３２１、３２２の下端側の開口部３３１ｂが穴３２０の上部に位置するよう、形成されている。そして、レールカバー３２は、基部３２ａがセンサケース３１のセンサ窓部３１ａが設けられていない側の端部に対向するよう、取り付けられている。

通信線４３は、一方の端部が非接触センサ５０に接続され、他方の端部が室内機１００に設けられている制御基板に接続されている。非接触センサ５０で検知された情報は通信線４３を介して室内機１００の制御基板に送られる。通信線４３は、非接触センサ５０からレールカバー３２の基部３２ａの穴３２０、側面カバー３２ｃの開口部３３１ｂ、開口部３３１ｃを通って、制御基板側へ延びている。

図１１は、本発明の実施の形態に係る、センサケース突出時のセンサユニットを図３の線Ｚ−Ｚで切断して示す図である。図１２は、図１１のセンサユニットの主要部の簡略図である。図１３は、センサケース突出時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。図１４は、本発明の実施の形態に係る、センサケース突出時のセンサユニットを図４の線Ｙ−Ｙで切断して示す図である。図１５は、図１４のセンサユニットの主要部の簡略図である。図１６は、センサケース突出時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。通信固定部４３ｃは載置プレート４１の内壁面に設けられたリブである。通信線４３は通信固定部４３ｃに係合している。すなわち、通信線４３は、非接触センサ５０から室内機１００の制御基板に至る途中の一部が、通信固定部４３ｃを介して載置プレート４１に固定されている。尚、図１１および図１４の方向からセンサユニット２００の各部材を透視的に見た場合の通信固定部４３ｃと他の部材との相対的位置関係を明示するため、図１１〜図１６において、通信固定部４３ｃは周辺部材に重ねて表示されている。また、これらの図において、非接触センサ５０、通信固定部４３ｃ、および通信線４３は、本実施の形態の構成の理解を助けるため、実際の大きさよりも大きく強調して示されている。

図１３および図１６に示す比較例は、例えば図７に示すように側面カバー３２ｃが設けられていないレールカバー３２が用いられている例である。この比較例においては、センサケース３１がセンサユニット２００から突出しているとき、通信線４３を通信固定部４３ｃで固定しているものの、通信線４３は大きく折れ曲がり、センサユニットの内方へ深くまで届いている。これに対し、本実施の形態では上述の側面カバー３２ｃが設けられているため、センサケース３１が下方へ駆動され、センサユニット２００から突出しているとき、通信線４３はレールカバー３２の側面カバー３２ｃの内部に位置している。従って、側面カバー３２ｃの側壁部３２１、３２２により通信線４３の動きが規制されるため、柔軟性のある通信線４３の姿勢がセンサユニットの内方へ倒れこむ態様となることが防止される。その結果、通信線４３が不用意にセンサユニット内の他の搭載部品に接触あるいは接近することが防止される。

図１７は、本発明の実施の形態に係る、センサケース収納時のセンサユニットを、図３の線Ｚ−Ｚの位置で切断して示す図である。図１８は、図１７のセンサユニットの主要部の簡略図である。図１９は、センサケース収納時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。図２０は、本発明の実施の形態に係る、センサケース収納時のセンサユニットを、図４の線Ｙ−Ｙの位置で切断して示す図である。図２１は、図２０のセンサユニットの主要部の簡略図である。図２２は、センサケース収納時におけるセンサユニットの主要部の比較例の簡略図である。尚、図１７および図２０の方向から各部材を透視的に見た場合の通信固定部４３ｃと他の部材との相対的位置関係を明示するため、図１７〜図２２において、通信固定部４３ｃは周辺部材に重ねて表示されている。また、これらの図において、非接触センサ５０、通信固定部４３ｃ、および通信線４３は、本実施の形態の構成の理解を助けるため、実際の大きさよりも大きく強調して示されている。

図１９および図２２に示す比較例は、例えば図７に示すように側面カバー３２ｃが設けられていないレールカバー３２が用いられている例である。この比較例においては、センサケース３１がセンサユニット２００に収納されているとき、通信線４３を通信固定部４３ｃで固定しているものの、通信線４３は大きく折れ曲がり、センサユニットの内方へ深くまで届いている。これに対し、本実施の形態では上述の側面カバー３２ｃが設けられているため、センサケース３１が上方へ駆動され、センサユニット２００に収納されているとき、通信線４３はレールカバー３２の側面カバー３２ｃの内部に位置している。従って、側面カバー３２ｃの側壁部３２１、３２２により通信線４３の動きが規制されるため、柔軟性のある通信線４３の姿勢がセンサユニットの内方へ倒れこむ態様となることが防止される。その結果、通信線４３が不用意にセンサユニット内の他の搭載部品に接触あるいは接近することが防止される。

以上のように、本実施の形態によれば、センサケース３１がセンサユニット２００から下方向へ突出している場合、およびセンサユニット２００内に収納されている場合のいずれの場合においても、通信線４３は側面カバー３２ｃの内部に位置しており、通信線４３の姿勢がセンサユニットの内方へ倒れこむ態様となることはない。すなわち、センサケース３１が上下方向に駆動されても、センサケース３１の動きに伴って通信線４３の姿勢がセンサユニットの内方へ倒れこむ態様となって不用意にセンサユニット内の他の搭載部品に接触あるいは接近することがないよう、通信線４３の動きは側面カバー３２ｃにより規制されている。従って、通信線４３がセンサユニット２００に搭載された他の部品に挟まれることがなく、通信線４３の断線が防止される。また、通信線４３が他の部品に挟まれることがないため、通信線４３の形状が不必要に変形することがなく、非接触センサ５０の動きに影響を与えることが防止される。

図１０は、レールカバーの比較例を示す図である。ここで、図９及び図１０を用いて、接続部３２３の通信線案内部３２３ａについて説明する。本実施の形態では、上述のように、接続部３２３の下端部に通信線案内部３２３ａが形成されているが、図１０の比較例では、通信線案内部は形成されていない。従って、この比較例においては、センサユニット２００を室内機１００に組み込み、制御基板から延びる通信線４３をセンサユニット２００の非接触センサ５０に接続する際、通信線４３をほぼ直角に曲げて挿入しなければならず、組立てが困難である。これに対し、本実施の形態では、上述のように接続部３２３に通信線案内部３２３ａが形成されている。従って、通信線４３をセンサユニット２００の非接触センサ５０に接続する際、図９に示すように、通信線４３を通信線案内部３２３ａに通すことができ、緩やかに挿入することができる。図９中、点線は、図１０に示す比較例における通信線４３の挿入態様を示している。接続部３２３の下端部に通信線案内部３２３ａを形成することにより、センサユニット２００の組立性が向上する。

図１１および図１４に示されるように、上部カバー４２の内壁面には下方向に延びる壁部４２ａ、壁部４２ｂが設けられている。また、ユニット上ケースの側面４２ｓ１と側面４２ｓ２の間には段部４２ｘが形成されている。

センサケース３１が下方へ駆動され、載置プレート４１から突出しているとき、レールカバー３２の側面カバー３２ｃの上端部は、壁部４２ａの下端部、壁部４２ｂの下端部、段部４２ｘよりも上方に位置している。換言すると、センサケース３１が載置プレート４１から突出しているとき、側面カバー３２ｃの側壁部３２１の上縁部と上部カバー４２の壁部４２ａの下縁部、側面カバー３２ｃの側壁部３２２の上縁部と上部カバー４２の側面４２ｓ１の下縁部、および、側面カバー３２ｃの接続部３２４の上縁部と上部カバー４２の壁部４２ｂの下縁部は、側面視で重なり合っている。

すなわち、図１２に示されるように、側面カバー３２ｃの上端部の上下方向における高さと、上部カバー４２の壁部４２ａの下端部の上下方向における高さとの差分Ａは０よりも大きい。また、側面カバー３２ｃの上端部の上下方向における高さと、上部カバー４２の側面の段部４２ｘの上下方向における高さとの差分Ｂは０よりも大きい。また、図１５に示されるように、側面カバー３２ｃの上端部の上下方向における高さと上部カバー４２の壁部４２ｂの下端部の上下方向における高さとの差分Ｃは０よりも大きい。

このように、センサケース３１が下方向へ駆動され、上部カバー４２から最も離れた位置に位置決めされた状態においても、レールカバー３２の側面カバー３２ｃの上端部は、壁部４２ａの下端部、壁部４２ｂの下端部、段部４２ｘよりも上方に位置するよう、側面カバー３２ｃの上下方向の高さは設定されている。換言すると、センサケース３１が上下方向のいずれの位置に駆動されても、側面カバー３２ｃと壁部４２ａとの間、側面カバー３２ｃと壁部４２ｂとの間、および側面カバー３２ｃと段部４２ｘとの間には、上下方向において隙間が生じることがないよう、側面カバー３２ｃの上下方向の高さは設定されている。この構成により、センサケース３１が上下方向のいずれの位置に駆動されても、通信線４３は常時、側面カバー３２ｃの側壁部３２１と上部カバー４２の壁部４２ａ、側面カバー３２ｃの側壁部３２２、上部カバー４２の側面４２ｓ１の下縁部、および側面カバー３２ｃの接続部３２４と上部カバー４２の壁部４２ｂで囲まれている。従って、仮に通信線４３がセンサユニットの内方へ倒れ込みかけても、側面カバー３２ｃの開口部３３１ａから側面カバー３２ｃの外方に変位することがなく、センサユニット２００に搭載されている他部品の挟み込まれることが防止される。

１ 背面筐体、２ 吹出口、３ 前面パネル、４ 上下風向調整板、３０ 非接触センサアセンブリ、３１ センサケース、３１ａ センサ窓、３２ レールカバー、３２ａ 基部、３２ｂ 駆動案内部材、３２ｃ 側面カバー、３３ 取付部材、３４ 駆動ギア、３５ 保持部材、４１ 載置プレート（センサケース保持部材）、４２ 上部カバー、４２ａ 壁部、４２ｂ 壁部、４２ｓ１ 側面、４２ｓ２ 側面、４２ｘ 段部、４３ 通信線、４３ｃ 通信固定部、５０ 非接触センサ、５１ センサベース、５１ａ 開口部、１００ 室内機、２００ センサユニット、３２０ 穴、３２１ 側壁部、３２２ 側壁部、３２３ 接続部、３２３ａ 通信線案内部、３２４ 接続部、３３１ａ 開口部、３３１ｂ 開口部、３３１ｃ 開口部。

Claims (2)

1. 非接触で検出対象の情報を検出する非接触センサと、
   前記非接触センサに接続される通信線と、
   前記非接触センサが収納される円筒状の部材であって、一方の端部側に前記非接触センサが露出するセンサ窓が形成され、前記通信線が他方の端部側から外部に導かれるセンサケースと、
   前記センサケースを前記センサケースの軸方向を中心に回転自在にかつ前記センサケースの軸方向に沿って移動自在に保持するセンサケース保持部材と、
   前記センサケースの前記他方の端部側に設けられ、前記センサケースの軸方向に沿った移動を案内する案内部材と、
   前記センサケースの動きに伴う前記通信線の動きを規制する規制部材と
   を備えたセンサユニットであって、
   前記センサユニットに搭載される部品を部分的に覆う内壁面と、前記内壁面から下方向に向かって延びる壁部とを有する上部カバーを備え、
   前記規制部材は、対向する一対の側壁部と、前記一対の側壁部の一方の側端部同士を接続する第１の接続部と、他方の側端部同士を接続する第２の接続部とを有し、
   前記通信線は、前記一対の側壁部の下端部で開口する開口部と、前記第１の接続部の下方で開口する開口部とを通されており、
   前記規制部材は、前記通信線が前記上部カバーの前記壁部と前記規制部材の前記一対の側壁部とで規定される空間内に常時位置するよう、設けられており、
   前記センサケースが前記センサユニットに収納されているとき、前記一対の側壁部によって前記通信線の動きが規制され、
   前記センサケースが前記センサユニットから突出しているとき、前記一対の側壁部と前記壁部とにより前記通信線の動きが規制されるセンサユニット。
2. 請求項１に記載のセンサユニットを有する空気調和機の室内機。

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