WO2006090564A1

WO2006090564A1 - 天井埋込型空気調和機

Info

Publication number: WO2006090564A1
Application number: PCT/JP2006/301829
Authority: WO
Inventors: Takashi Ikeda; Atsushi Edayoshi; Kazutaka Suzuki
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2006-08-31
Also published as: JP2006266664A; EP2390590A2; EP2273207A3; CN1942716A; EP1873461B1; ES2623606T3; CN1942716B; EP2390590B1; ES2623875T3; EP2273207A2; JP4684085B2; EP1873461A1; CN101907325A; EP2390590A3; EP1873461A4; EP2273207B1; CN101907325B

Abstract

　モータ冷却効率向上によりモータの故障を防止することできて信頼性が高く、また、低騒音の天井埋込型空気調和機を得る。モータ４を覆いモータ４の回転軸４ａを固定する下に凸形状のハブ３ｃのモータ側に、モータ４との間にモータ側風路３ｆを形成し、筐体天板１ｂと主板３ｂとの間に形成された隙間からモータ側風路３ｆに流れ込んだ空気を、モータ４に向けて導風する導風カバー１８を設ける。導風カバー１８は、主板３ｂ側から下方に向かって延出された周面部１８ｃを備え、周面部１８ｃの下端開口１８ｂの高さ位置がモータ４の下端表面４ｂよりも下方に位置するように形成されており、ハブ３ｃは、隙間からモータ側風路３ｆに流れ込み、導風カバー１８の下端開口１８ｂから流れ出て導風カバー１８とハブ３ｃとの隙間に流入した空気をファン内部風路３ｅに流出させる開口穴３ｄを複数有する。

Description

明細書

天井埋込型空気調和機

技術分野

[0001] 本発明は、天井埋込型空気調和機に関し、特に、モータ冷却性能向上、低騒音化を図るための装置構造に関する。

背景技術

[0002] 従来の天井埋込型空気調和機は、筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、天井坦込型空気調和機本体内に筐体天板に回転軸が直交するように配置されるモータと、モータを覆い前記モータの回転軸を固定する下に凸形状のハブと、ハブの上部開口面周囲から天板に対向するように延出され、筐体天板と対向する面とは反対側の面に複数枚の翼が取り付けられた主板と、主板に対向し前記翼の案内流路を構成するシユラウドと、前記ハブ、前記主板及び前記シュラウドによって構成され、前記ハブの前記モータ側に形成されたモータ側風路と、その反対側に形成されたファン内部風路とを有し、前記シュラウド側から吸い込んだ空気を、前記ファン内部風路を介して吹き出すターボファンとを備えたものがある（従来技術 1)。この天井坦込型空気調和機では、ターボファンから吹き出した空気の一部を、筐体天板と主板との隙間を介してハブ内側のモータ側風路に導入してモータを冷却し、その冷却後の空気を、ハブのモータ側面近傍に設けた開口穴からハブ外側のファン内部風路に放出するようにしている。

[0003] また、上記の天井坦込型空気調和機の構成において、ハブの開口穴の位置をモータ側面近傍に代えてハブの下側（モータ回転軸とハブとの固定部近傍）にするとともに、複数の羽根を備えた補助ファンをハブの外側に下側開口穴を覆うように設けたものがある (従来技術 2) (特許文献 1参照)。この天井埋込型空気調和機では、補助ファンを設けることで、モータの周囲を流れる空気量を増大させてモータの冷却率を高めるとともに、補助ファンで下側開口穴を覆うことで下側開口穴から漏れるモータの運転音を低減するようにしてレ、る。

[0004] また、上記の従来技術 2の構成において、ハブに設ける開口穴を、下側開口穴に代えてモータの側面近傍の側面開口穴とするとともに、前記補助ファンに代えて、ハブに略沿うように下に凸形状に形成された補助ハブをハブの外側に側面開口穴を覆うように設けたものがある (従来技術 3) (特許文献 2参照)。

特許文献 1 :特許第 3270567号公報

特許文献 2：特許第 3275474号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上記従来技術 1では、モータを冷却後の空気がハブの側面開口穴からファン内部風路に流出するが、このとき、側面開口穴から噴流状にファン内部風路に放出される。そのため、翼が噴流乱れの中を通過することになり圧力変動を受けて騒音が悪化するという問題があった。また、側面開口穴から放出する噴流状の流れが、ターボフアンの吸込流れと干渉してしまう。その結果、ターボファンからの実際の吹出流れの流量が減って送風効率が悪化し、風量に対する騒音値が悪化してしまうという問題点があった。また、開口穴がハブの側面に設けられているため、モータの下端表面まで十分に風が流れず、有効にモータ冷却できずに発熱によるモータの破損が発生する可能 '性があった。

[0006] また、従来技術 2及び従来技術 3では、ハブに設けた開口穴を補助ファン又は補助ハブで覆っている力ハブの全体を覆うものではなく一部しか覆っていなレ、。そのため上記従来技術 1と同様に開口穴からの放出流れがターボファンの吸込流れと干渉して騒音悪化の可能性があった。

[0007] また、空気調和機本体をトラック等で輸送時、この輸送時の振動でターボファンが振れ、ターボファンの外周端が空気調和機本体の筐体天板に点接触で衝突し、応力集中した衝撃で最悪ターボファンが破壊されてしまう恐れがあり信頼性が低下するという問題点があった。

[0008] 本発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、モータ冷却効率向上によりモータの故障を防止することできて信頼性が高ぐまた、低騒音の天井坦込型空気調和機を得ることを第 1の目的とする。

[0009] また、第 2の目的は、製品輸送時のファンの破損を防止することができ、製品信頼性の高い天井坦込型空気調和機を得るものである。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明に係る天井坦込型空気調和機は、（a)筐体天板を有する天井埋込型空気調和機本体と、（b)天井坦込型空気調和機本体内に筐体天板に回転軸が直交するように配置されるモータと、（c)モータを覆いモータの回転軸を固定する下に凸形状のハブと、ハブの上部開口面周囲から天板に対向するように延出され、筐体天板と対向する面とは反対側の面に複数枚の翼が取り付けられた主板と、主板に対向し翼の案内流路を構成するシユラウドとを有し、シュラウド側から吸い込んだ空気を、ハブのモータ側と反対側に形成されたファン内部風路を介して吹き出すターボファンと、 ( d)ハブのモータ側に設けられ、モータとの間にモータ側風路を形成し、筐体天板と主板との間に形成された隙間からモータ側風路に流れ込んだ空気を、モータに向けて導風する導風力バーとを備え、導風力バーは、主板側から下方に向かって延出された周面部を備え、周面部の下端開口の高さ位置がモータの下端表面よりも下方に位置するように形成されており、ハブは、隙間からモータ側風路に流れ込み、導風力バーの下端開口から流れ出て導風力バーとハブとの隙間に流入した空気をファン内部風路に流出させる開口穴を複数有するものである。

[0011] また、本発明に係る天井坦込型空気調和機は、（a)筐体天板を有する天井坦込型空気調和機本体と、（b)天井坦込型空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、（c)天井坦込型空気調和機本体内に筐体天板に回転軸が直交するように配置され、ターボファンを駆動するモータと、（d)ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、（e)筐体天板において熱交換器の内側に相当する領域内に、モータと対向する領域の外周部分力放射状にかつ本体内部側へ突出して形成された複数の補強リブと、（f)筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材とを備え、天板側断熱材は、略全体が各補強リブの突出面に沿うよう形成され、かつ筐体天板の各補強リブ以外の各放射配置領域に対しては一部又は全部に沿うように形成され、放射配置領域に沿うように構成された部分によって、ターボファンからの吹き出し流れの一部をモータへ導風する放射配置導風路を構成したものである。

[0012] また、本発明に係る天井坦込型空気調和機は、（a)筐体天板を有する天井坦込型空気調和機本体と、（b)天井坦込型空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、（C)ターボファンを駆動するモータと、（d)ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、（e)筐体天板において熱交換器の内側に相当する領域内に、モータと対向する領域の外周部分力放射状にかつ本体外部側へ突出して形成された複数の補強リブと、（f)筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材とを備え、天板側断熱材は、略全体が各補強リブ以外の面に沿うよう形成され、かつ筐体天板の各補強リブ部分に対しては一部又は全部に沿うように形成され、各補強リブ部分に沿うように形成された部分によって、ターボファンからの吹き出し流れの一部をモータへ導風する放射配置導風路を構成したものである。

発明の効果

[0013] 本発明は、ハブの内側に導風力バーを設け、この導風力バーを、周面部の下端開口の高さ位置がモータの下端表面よりも下方に位置するように形成したので、モータ側風路に流入した空気を、モータの下端表面まで確実に導風することができる。これにより、モータの全体表面を冷却することができる。その結果、モータ冷却効率が向上し、発熱によるモータの故障を防止することできて信頼性の高レ、天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0014] また、ファン内部風路に空気を放出する開口穴を、ハブの周面部の主板近傍に設けたため、開口穴からファン内部風路に流出する空気力ファン吸込流れと干渉するのを防止できる。このため、ファン吸込流れのせん断乱れが抑制され、乱流中を翼が通過することによる騒音を低減できる。また、ファン吸込流れと干渉することに起因した送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。

[0015] また、ハブは、実質、全体的に 2重構造で、し力、も、開口穴はハブの周面部の主板近傍に設けられているため、上述したようにハブのモータ側風路からファン内部風路までの距離が延長され、騒音が減衰する。その結果、モータから発せられる電磁異常音ゃ軸受回転音等のモータ運転音が外部に漏れるのを低減できる。また、低騒音で居住者が快適な環境を得られる天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0016] また、騒音の減衰と同様、開口穴からファン内部風路に流出する空気の流速も減衰するので、ファン吹出流れの流量低減を確実に防止でき、送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。また、ファン吹出流れの流量低減防止効果により、モータ冷却用空気量を十分に確保でき効果的にモータを冷却することも可能となる。

[0017] また、本発明は、筐体天板に補強リブを設けるとともに、筐体天板の内側に設けた天板側断熱材と補強リブとによって、ターボファンからの吹き出し流れの一部をモータへ導風する放射配置導風路を形成したので、まず、補強リブにより筐体天板を強度増加できて筐体天板 lbの薄肉化'軽量化が可能となり、また、放射配置導風路によりモータへの空気の流量を増加でき、冷却効率の向上が可能となってモータの破損を防止することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る天井坦込型空気調和機の外観斜視図である。

[図 2]図 1の空気調和機の内部を示す縦断面図である。

[図 3]図 1の空気調和機の内部を示し天板側から見た図 2の X— Xでの水平断面図である。

[図 4]図 2のターボファン 3付近での断面拡大図である。

[図 5]ターボファン 3の斜視図（その 1)である。

[図 6]ターボファン 3の斜視図（その 2)である。

[図 7]導風力バー 18の斜視図である。

[図 8]導風力バー 18とモータ 4の最小隙間間隔 kとモータ冷却効率の関係を示す図である。

[図 9]G4/G1 (全開口面積 G4と周状開口面積 G1との比率）とモータ冷却効率との関係を示す図である。

[図 10]G4/G5 (ターボファン吹出口面積 G5と全開口面積 G4との比率）と騒音値及びータ冷却効率との関係を示す図である。

[図 11]本発明における空気調和機運転時の周波数特性図である。

[図 12]本発明における空気調和機運転時の送風量と騒音の関係図である。

[図 13]導風力バー 18の他の例を示すターボファン 3付近での断面拡大図である。

[図 14]本発明の実施の形態 2に係る天井坦込型空気調和機の内部を示す縦断面図である。園 15]図 14の空気調和機本体 1の内部を示し天板側から見た水平断面図である。

[図 16]図 14のターボファン 3付近の拡大図である。

[図 17]ターボファン 3が輸送時等にハブ 3cとモータ回転軸 4aの固定部 3hを支点にフアン 3が振れ天板側断熱材 1 eと接触する時の概要図である。

園 18]断熱材 lcのファン側相当部から見た斜視図である。

園 19B1/D1 (整流部 lgと主板 3bとの間の最小隙間 E1と、天板側断熱材 leと主板 3bとの高さ方向の隙間 D1との比率）に対する同一送風量時での騒音値の変化及びモータ冷却効率を示した図である。

園 20]整流部 lgの別の形状例を示した斜視図である。

園 21]整流部 lgの別の構成例を示した縦断面図である。

[図 22]本発明の実施の形態 3に係る天井坦込型空気調和機の内部を示す縦断面図である。

園 23]側面 lhの傾斜形状が多角形状である整流板 19の斜視図である。

園 24]側面 lhの傾斜形状が円錐台状である整流板 19の斜視図である。

[図 25]本発明の実施の形態 4に係る天井坦込型空気調和機の内部を示す縦断面図である。

[図 26]図 25の Z— Zにおける水平断面図である。

園 27]図 25の矢視 Sの天板外観図である。

[図 28]図 25のターボファン 3近傍の部分拡大図である。

[図 29]図 26の V—Vにおける断面斜視図である。

[図 30]モータ 4の部分断面側面図である。

園 31]モータ 4に内蔵される駆動用基板概略図である。

[図 32]図 25の放射配置導風路 lkとターボファン 3との位置関係に応じたモータ表面温度及び騒音値の計測実験結果を示す図である。

園 33]本発明の実施の形態 5に係る天井坦込型空気調和機において筐体天板 lbを天板側断熱材 leb側から見た図である。

[図 34]本発明の実施の形態 5に係る天井坦込型空気調和機の筐体天板 lbの外観平面図である。 [図 35]図 33の V—Vにおける断面斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 実施の形態 1.

以下、本発明に係る実施の形態 1における天井埋込型空気調和機を図 1〜図 7を用いて説明する。

図 1は本発明の空気調和機の外観斜視図、図 2は図 1の空気調和機の内部を示す縦断面図、図 3は図 1の空気調和機本体 1の内部を示し天板側から見た時の図 2の X Xにおける水平断面図、図 4は図 2のターボファン 3付近での断面拡大図、図 5は本発明の天井埋込型空気調和機 1に搭載されるターボファン 3の斜視図、図 6は図 5 のターボファン 3を上下逆にした状態の斜視図、図 7はターボファン 3に配設される導風力バー 18の斜視図である。

[0020] 図 1において、天井埋込型空気調和機本体 1は、部屋 15の天井に、天井埋込型空気調和機本体 1の下方に設けられた略四角形状の化粧パネル 2が見える状態で埋設されている。化粧パネル 2の中央付近には天井埋込型空気調和機本体 1への空気の吸込口 1 la (図 2参照）へ連通する略四角形の吸込グリル 2aと、化粧パネル 2の各辺に沿って形成された本体吹出口 16a (図 2参照）と連通するパネル吹出口 2bを有し、さらに各パネル吹出口 2bには風向べーン 2cを備えて天井坦込型空気調和機を成している。

[0021] また、図 2、図 3に示すように、空気調和機本体 1の筐体は、筐体側板 laと筐体側板 laで囲まれた部分に取り付けられた筐体天板 lbとから形成され、筐体側板 la及び筐体天板 lbは板金部材で構成されている。また、筐体側板 laおよび筐体天板 lb の少なくとも一部の空気調和機本体 1内側の面には断熱材 lcが貼り付けられており、風路壁面を構成している。空気調和機本体 1の内部には、筐体天板 lbに回転軸 4 aが直交するように配置されるモータ 4と、モータ 4により回転駆動されるターボファン 3 を備えた遠心送風機と、ターボファン 3を囲むように立設された略 C字形状の熱交換器 6とを備えている。

[0022] 熱交換器 6の下部には発泡材で形成されたドレンパン 12と制御基板等の電子部品を収納する電気品箱 13とが配設されている。また、略 C字形状の熱交換器 6の 2つの端部 6aは熱交換器連結板 7で連結され全体として略四角形状に形成されている。熱交換器連結板 7の外側（筐体側板 la側）には、図 3に示すように側板側断熱材 Idとの間に隙間が形成されており、その隙間の上下が筐体天板 lbとドレンパン 12とによつて塞がれて配管収納スペース 10が構成されてレ、る。この配管収納スペース 10内には、 2つの端部 6aのうちの一方の端部 6aから伸びた伝熱管 6bに接続されたヘッダ一 8と分配器 9とが配置されてレ、る。

[0023] 遠心送風機は、ターボファン 3と、ターボファン 3への吸込風路 23aを形成するベルマウス 5とにより構成される。ターボファン 3は、モータ 4を覆いモータ 4の回転軸 4aを固定する下に凸形状のハブ 3cと、ハブ 3cの上部開口面周囲から筐体天板 lbに対向するように延出され、筐体天板 lbと対向する面とは反対側の面に複数枚の翼 3aが取り付けられた略リング状の主板 3bと、主板 3bに対向し前記翼 3aへの案内流路を構成するシユラウド 3gとを備えている。ハブ 3cは、上端が主板 3bと一体に形成され、下端がモータ 4の回転軸 4aに固定されている。ここで、ハブ 3cは、主板 3bの内周部から下方に向力うに従って縮径された中空の円錐筒状の周面部 3caと、周面部 3caの下端開口力モータ軸 4aに向かって延びる平面部 3cbと、平面部 3cbの内周からモータ軸 4a方向に延びる円筒部 3ccとが一体に形成された構成となっている。また、周面部 3caには、主板 3b近傍の同心円上の位置に複数の開口穴 3dが形成されている。かかる構成のハブ 3cは、円筒部 3ccでモータ回転軸 4aに固定されており、この固定状態において、ハブ 3cに一体形成された主板 3bと天板側断熱材 leとの隙間 E1 が所定の間隔となるように寸法設計されてレ、る。

[0024] さらに、ターボファン 3のハブ 3cの内側（モータ 4側）には導風力バー 18が設けられている。導風力バー 18は、モータ 4との間にモータ側風路 3fを形成し、筐体天板 lbと主板 3bとの間に形成された隙間 E1からモータ側風路 fに流れ込んだ空気を、モータ 4に向けて導風するものであり、図 7に示すように、リング状の鍔部 18aと、鍔部 18aの内周部から下端の開口 18bに向力、うに従ってモータ側風路 3fの断面積が小さくなるように縮径された中空の円錐筒状の周面部 18cとから構成されている。周面部 18cは、ハブ 3cの周面部 3caとほぼ同じ傾斜に形成されており、ハブ 3cの周面部 3caとの間の隙間 E2が、所定の間隔となるように配置されている。また、導風力バー 18は、周面部 18cの下端開口 18bの高さ位置がモータ 4の下端表面 4bよりも下方に位置するように形成されており、モータ側風路 3fに流入した空気を、モータ 4全体に導風する構成となっている。力かる構成の導風力バー 18は、アルミニウムゃメツキ鋼板等の熱伝導性の高い金属部材にて構成されており、また、鍔部 18aで主板 3bに溶着等により吊設固着されており、モータ 4の回転によりターボファン 3と共に一体的に回転するようになつている。

[0025] 次に、以上のように構成された天井坦込型空気調和機の運転時の動作について説明する。

空気調和機運転時、モータ 4が駆動されてターボファン 3が矢印 A (図 3、 5、 6参照 )に回転すると、部屋 15の空気が吸込グリル 2aから矢印 Bのように吸い込まれ、フィルタ 14でホコリ等除去された後、ベルマウス 5を通りターボファン 3へ吸い込まれる。その後、ターボファン 3の吹出口 3iから吹出された空気 C1は熱交換器 6を通過しな力 Sら加熱または冷却され、図示しないべーンモータにより回動される風向べーン 2cにより空気の流れ方向を制御されつつパネル吹出口 2bから部屋 15へ吹出し空調される。冷房時には、熱交換器 6にて部屋 15の空気が凝縮し生成された凝縮水はドレンポンプ 17にて空気調和機本体 1の外部へ排出される。

[0026] また、図 4のターボファン 3付近の拡大図において、ターボファン 3に吸込まれた流れ Bは、ターボファン 3から熱交換器 6へ向け流れる流れ C1と、主板 3bと天板側断熱材 leとの隙間 E1を通り、モータ側風路 3fに流入してモータ 4の周囲を流れ、導風力バー 18の下端開口 18bを通過後、ハブ 3cと導風力バー 18との隙間 E2を通り開口穴 3dからファン内部風路 3eへ向け放出され、ファン吸込流れ Bと合流する流れ C2となる。

[0027] この流れ C2において、まず、隙間 E1を通過して導風力バー 18内側のモータ側風路 3f (モータ 4側）に流入した空気は、下端開口 18bに向力気流となる。ここで、導風力バー 18は、周面部 18cの下端開口 18bの高さ位置がモータ 4の下端表面よりも下方に位置するように形成されているため、モータ側風路 3fに流入した空気を、モータ 4の下端表面 4bまで確実に導風することができる。これにより、モータ 4の全体表面を冷却することができ、モータ 4内部の卷線温度や素子の熱を放熱することができる。 [0028] そして、モータ 4表面を冷却した空気は、導風力バー 18の下端開口 18bから流出し、ハブ 3cの平面部 3cbに接触した後、隙間 E2を通って上方へと導かれ、開口穴 3d 力ファン内部風路 3eへ向けて放出される。ここで、開口穴 3dは、ハブ 3cの周面部 3 caの主板 3b側（主板 3b近傍）に設けられているため、開口穴 3dからファン内部風路 3eに流出する空気が、ファン吸込流れ Bと干渉するのを防止できる。このため、ファン吸込流れ Bのせん断乱れが抑制され、乱流中を翼 3aが通過することによる騒音を低減できる。また、ファン吸込流れ Bと干渉することに起因した送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。

[0029] また、ハブ 3cは、実質、全体的に 2重構造であり、し力、も開口穴 3dはハブ 3cの周面部 3caの主板 3b側に設けられているため、ハブが 1重でハブ内側の空気を外部に放出する開口穴がモータの側面近傍に設けられていたり、ハブがー部 2重構造で開口穴を設ける高さ位置が低い場合に比べて、ハブ 3cのモータ側風路 3fからファン内部風路 3eまでの風路が長レ、。このため、騒音が減衰し、モータ 4から発せられる電磁異常音ゃ軸受回転音等の運転音を低減できる。

[0030] また、騒音の減衰と同様、開口穴 3dからファン内部風路 3eに流出する空気の流速も減衰する。よって、開口穴 3dからファン内部風路 3eに流出する空気がファン吸入流れ Bに干渉することに起因するファン吹出流れ C1の流量低減を確実に防止でき、送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。また、ファン吹出流れ C1の流量低減防止効果により、モータ冷却用空気量を十分に確保でき効果的にモータ 4を冷却することち可肯となる。

[0031] 次に、モータ 4の冷却効果や騒音低減効果を十分に発揮できる、ターボファン 3の各部の寸法設計について次の図 8〜図 12を用いて説明する。なお、導風力バー 18 とモータ 4下端との最小隙間間隔（モータ 4の下端から導風力バー 18の周面部 18c の表面向かって下ろした垂線においてモータ 4の下端と周面部 18cの表面との距離） k、ターボファン 3の吹出口 3iの面積 G5、導風力バー 18とハブ 3cとの間隔 E2での周状開口面積 G1 (導風力バー 18及びハブ 3cを周面部 3caに垂直な平面で周状に切つたときの開口面積）、開口穴 3dの全開口面積 G4 (各開口穴 3dの合計面積）とする [0032] 図 8は、導風力バー 18とモータ 4下端との最小隙間間隔 kとモータ冷却効率との関係を示す図である。なお、モータ冷却効率は、開口穴 3dが有る場合のモータ温度 hi 、開口穴 3dが無い場合のモータ温度 h2とするとき、（hi— h2)と hiとの比率である。図 8より、最小隙間間隔 kを、輸送時等でモータ回転軸 4aを始点に横揺れしたときに導風力バー 18がモータ 4と衝突しない 8mm以上で、かつモータ冷却効率が急激に悪化傾向となる 25mm以下とすることが好ましいことがわかる。この寸法とすることにより、モータ表面に十分空気が流れ、安定したモータ冷却効率を得ることができ、モータ発熱による破損も防止することが可能となる。

[0033] 図 9は、 G4/G1 (全開口面積 G4と周状開口面積 G1との比率）とモータ冷却効率との関係を示す図である。

図 9より、 G4ZG1が 40%以上であれば、導風力バー 18とハブ 3cとの隙間 E2からハブ 3cの開口穴 3dへの流路での通風抵抗が大きすぎず空気が最低限流れ、モータ冷却効率が安定して高く得られ、モータ 4の発熱による破損を防止できる。

[0034] 図 10 (a)は、 G4/G5 (ターボファン吹出口面積 G5と全開口面積 G4との比率）と騒音値との関係を示す図、図 10 (b)は、 G4/G5 (ターボファン吹出口面積 G5と全開口穴面積 G4との比率）とモータ冷却効率との関係を示す図である。

図 10 (a)より、 G4/G5が 10%以下であれば、開口穴 3dからの放出流れが吸込流れ Bと干渉せず騒音値が低いことがわかる。また、図 10 (b)より、 G4/G5が 0. 5% 以上であればモータ冷却効率が安定して得られることがわかる。これにより、 G4/G 5を 0. 5%以上 10%以下に設定すれば、低騒音でモータ冷却効率も安定して得られることになる。

[0035] 以上のように該当の各構成部間（導風力バー 18とモータ 4、導風力バー 18とハブ 3 c、開口穴 3dとファン吹出口 3i)の関係を保つ寸法設計とすることにより、低騒音でモータ 4の発熱による破損を防止でき、静粛で高品質な天井埋込型空気調和機を得ることが可能となる。

[0036] 図 11は本発明の空気調和機の運転時における周波数特性図で、従来との比較結果を示している。横軸に周波数、縦軸に騒音値 SPLを取って示している。実験結果は、本発明の構成と、従来の構成 (ハブが 1重構造で、ハブ内側の空気をハブ外側に放出する開口穴をハブのモータ側面近傍に設けたもの）と比較した結果である。図

11より、モータ 4から発せられる電磁異常音ゃ軸受回転音等を低減できることが確認できる。

[0037] 図 12は、本発明の空気調和機の運転時における送風量と騒音との関係図で、従来との比較結果を示している。横軸に送風量、縦軸に騒音値を取って示している。図 12より、同じ送風量であるとき、本発明の構成の方が従来の構成 (ハブカ^重構造で、ハブ内側の空気をハブ外側に放出する開口穴をハブのモータ側面近傍に設けたもの）に比べて騒音を低減できることが確認できた。

[0038] このように本実施の形態 1によれば、ハブ 3cの内側（モータ 4側）に導風力バー 18を設け、この導風力バー 18を、周面部 18cの下端開口 18bの高さ位置がモータ 4の下端表面 4bよりも下方に位置するように形成したので、モータ側風路 3fに流入した空気を、モータ 4の下端表面 4bまで確実に導風することができる。これにより、モータ 4 の全体表面を冷却することができ、モータ 4内部の卷線温度や素子の熱を放熱すること力 Sできる。その結果、モータ冷却効率が向上し、発熱によるモータの故障を防止することできて信頼性の高い天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0039] また、ファン内部風路 3eに空気を放出する開口穴 3dを、ハブ 3cの周面部 3caの主板 3b側に設けたため、開口穴 3dからファン内部風路 3eに流出する空気力ファン吸込流れ Bと干渉するのを防止できる。このため、ファン吸込流れ Bのせん断乱れが抑制され、乱流中を翼 3aが通過することによる騒音を低減できる。また、ファン吸込流れ Bと干渉することに起因した送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。

[0040] また、ハブ 3cは、実質、全体的に 2重構造で、しかも、開口穴 3dはハブ 3cの周面部 3caの主板 3b側に設けられているため、上述したようにハブ 3cのモータ側風路 3fからファン内部風路 3eまでの距離が延長され、騒音が減衰する。その結果、ハブが 1重構造のものや、一部 2重構造のものと比べてモータ 4から発せられる電磁異常音や軸受回転音等のモータ運転音が外部に漏れるのを低減できる。その結果、低騒音で居住者が快適な環境を得られる天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0041] また、騒音の減衰と同様、開口穴 3dからファン内部風路 3eに流出する空気の流速も減衰する。よって、開口穴 3dからファン内部風路 3eに流出する空気がファン吸入流れ Bに干渉することに起因するファン吹出流れ CIの流量低減を確実に防止でき、送風効率の悪化に伴う騒音増大を防止できる。また、ファン吹出流れ C1の流量低減防止効果により、モータ冷却用空気量を十分に確保でき効果的にモータ 4を冷却することち可肯となる。

[0042] また、導風力バー 18の周面部 18cを、下端の開口 18bに向力に従ってモータ側風路 3fの断面積が小さくなるように縮径された中空の円錐筒状としたので、モータ側風路 3f内の空気流は、下端開口 18bに向力にしたがって上昇する。この結果、モータ 4の上部から、従来冷却が不十分であったモータ 4の下端表面 4bに至るまで全体的に効果的に冷却することが可能となる。

[0043] また、最小隙間間隔 kが 8mm以上 25mm以下で、かつ G4ZG1が 40%以上で、さらに G4ZG5が 0. 5%以上 10%以下となるように該当の各構成部を設計することにより、低騒音でモータ 4の発熱による破損が防止でき、静粛で高品質な天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0044] さらに、導風力バー 18がアルミニウムゃメツキ鋼板等の熱伝導性の高い金属部材で構成されているため、モータ周囲の発熱空気の熱が導風力バー 18へと伝達され、また、導風力バー 18はターボファン 3と一体に回転するため、仮に導風力バー 18を回転しないように設けた場合に比べて導風力バー 18表面に接触しながら通過する空気量が増し、放熱が促進される。よって、モータ 4の高い冷却効果を得ることができる。その結果、モータ 4の発熱による故障を更に防止でき、信頼性の高い天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0045] また、モータ 4との固定部材に設けられる開口穴、すなわちハブ 3cの開口穴 3dを円錐台状の頂点側ではなく底辺側（すなわち主板 3b側）に配設しているので、同一開口面積の開口穴 3dを従来のハブの下方側面や下端近傍で確保しょうとする場合に比べ、隣接する開口穴 3d間の部材 (ハブ 3c)の面積が大きく取れるのでモータ 4の回転トルクに対する高い強度を得ることができる。

[0046] なお、本実施の形態 1では、導風力バー 18の周面部 18cとハブ 3cの周面部 3caとが略平行な場合を例示したが、図 13に示すように、導風力バー 18の周面部 18cをモータ 4側の外周面に沿うように屈曲させて円筒状部 18dを設けた構成としてもよい。この形状の場合、導風力バー 18のモータ 4側に流入した空気をモータ 4の表面に確実に沿わせることができるため、モータ冷却効率を更に向上させることができる。また、上記と同様に、電磁異常音ゃ軸受回転音等を低減でき静粛で、モータ 4の破損を防止できる信頼性の高い天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0047] 実施の形態 2.

以下、本発明に係る実施の形態 2における天井埋込型空気調和機を図 14〜図 19 を用いて説明する。

図 14は本発明の実施の形態 2の空気調和機の内部を示す縦断面図、図 15は図 1 4の空気調和機本体 1の内部を示し天板側から見た水平断面図、図 16は図 14のターボファン 3付近の拡大図、図 17はターボファン 3が輸送時等にハブ 3cとモータ回転軸 4aの固定点を支点にファンが振れ天板側断熱材 leと接触する時の概要図である。なお、これらの図において図 1〜図 4に示した実施の形態 1と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

[0048] 実施の形態 2は、図 2に示した実施の形態 1の天板側断熱材 leのうち、主板 3bに対向するリング状のファン主板相当領域 Ifに、隙間 E1からモータ 4側へと流れ込む流量を制限する整流部 lgを形成し、これにより開口穴 3dからファン内部風路 3eへ向けて放出される流量を低減して低騒音化を図るものである。なお、この整流部 lgは、天板側断熱材 1 eによつて一体的に形成されたものである。

[0049] 以下、整流部 lgの形状について図 16〜図 18を参照して具体的に説明する。図 18 は、断熱材 lcのファン側相当部から見た斜視図である。

整流部 lgは、略リング状に形成されており、外周部から内周部側に向かうに従って主板 3bとの高さ方向の距離が短くなるように構成されている。また、整流部 lgと主板 3bとの最小隙間 E1と、主板 3bと天板側断熱材 leとの高さ方向の隙間 D1とは、所定の関係になるように形成されている。また、整流部 lgの側面 lhは、図 17に示すように輸送時等にハブ 3cとモータ回転軸 4aとの固定部 3hを支点にターボファン 3が振れて整流部 lgと接触する際に、ターボファン 3の外周縁と点接触しない傾斜に形成されている。また、その傾斜側面 lhの形状は、具体的には、図 18に示すようにターボファン 3の外周縁と線または面接触するような多角形状となっている。 [0050] 力かる構成の整流部 lgを設けたことにより、ターボファン 3の吹出口 3iから吹出され、主板 3bと天板側断熱材との間の隙間 E 1方向へ反転する流れ C2が過剰にモータ側風路 3fへ向力うのを抑制できる。このため、開口穴 3dからファン内部風路 3eへと流出する空気の流量を低減でき、ファン吸込流れ Bへの干渉及びせん断乱れ発生が抑制され、低騒音化を図ることができる。

[0051] 次に、モータ 4の冷却効果や騒音低減効果を十分に発揮できる整流部 lgの寸法設計について次の図 19を用いて説明する。

図 19 (a)は、 E1ZD1 (整流部 lgと主板 3bとの間の最小隙間 Elと、天板側断熱材 leと主板 3bとの高さ方向の隙間 D1との比率）に対する同一送風量時での騒音値の変化を示した図、図 19 (b)は E1/D1に対する同一送風量時でのモータ冷却効率を示した図である。

[0052] E1/D1が小さすぎると、隙間 D1の通風抵抗が大きいため、空気が流れなくなり図 19 (a)に示すように低騒音になる力一方、モータ 4表面への流入量が減少するためにモータ 4を十分に冷却できなくなり、図 19 (b)に示すようにモータ冷却効率が悪くなつてしまう。また、逆に E1/D1が大きすぎると、隙間 D1に空気が過剰に流れ、図 19 (a)に示すように騒音が大きくなつてしまうが、一方、モータ 4表面へ十分に空気が流れることから、モータ 4の冷却効率を高くすることができる。よって、モータ 4の冷却効果と騒音低減効果との兼ね合いから、本例では E1/D1を 0. 3〜0. 7に設定している。これによりモータ冷却効率が向上しモータ 4の発熱による故障を防止でき、さらに騒音値も低減することが可能となる。

[0053] このように実施の形態 2によれば、上記実施の形態 1と同様の作用効果が得られるとともに、上記形状の整流部 lgを設けたため、ターボファン 3の吹出口 3iから吹出され、主板 3bと天板側断熱材 leとの間の隙間 E1方向へ反転する流れ C2が過剰にモータ 4側へ向かうのを抑制できる。このため、開口穴 3dからファン内部風路 3eへと流出する空気の流量を低減でき、ファン吸込流れ Bへの干渉及びせん断乱れ発生が抑制され、低騒音化を図ることができる。

[0054] また、輸送時等で万一天板側断熱材 leにターボファン 3の主板 3bが接触しても従来のような点接触でなく図 17の Jに示すように線または面接触なので、衝撃によるファン主板 3bへの応力集中を回避でき、ターボファン 3の破損を防止できる。また風路を構成する断熱材 lcを流用し、断熱材 lcの成形時に整流部 lgを一体形成できるため、別途部品を構成する必要がなく組立て工程を省略できる利点もある。これらの結果、モータ冷却効率向上によりモータ故障を防止することできて信頼性が高ぐまた、低騒音で居住者が快適な環境を得られる天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0055] また、 E1ZD1を 0. 3〜0. 7に設定したので、モータ 4の冷却効果と騒音低減効果を兼ね備えた天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0056] なお、整流部 lgを、本例では側面形状を多角形状にした場合を例示して説明した力これに限られたものではなぐ要はターボファン 3の外周縁と線又は面接触する形状に形成されてレ、ればよぐ次の図 20のように形成してもよレ、。

[0057] 図 20は整流部 lgの別の形状例を示した斜視図で、この例では、整流部 lgの側面 lhを、円錐台状の傾斜形状に構成した場合を示している。この場合でも、少なくとも主板 3bと側面 lhで線接触となるので、衝撃による主板 3bへの応力集中を回避でき、ターボファン 3の破損を防止できる。また、この形状とした場合も上記と同様に E1/D 1 = 0. 3〜0. 7とすれば、モータ 4の冷却効果と騒音低減効果を兼ね備えた天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0058] また、整流部 lgを、本例では天板側断熱材 leで構成する場合を例示して説明した力他に例えば図 21に示すように、筐体天板 lbのファン主板相当領域 Π部分を変形して整流部 lgを構成するようにしてもよい。この場合、天板 lbの風路内部に天板側断熱材 leが無くても筐体天板 lbと一体に成型できるためコストを低減することが可能である。

[0059] 実施の形態 3.

以下、本発明に係る実施の形態 3における天井埋込型空気調和機を図 22及び図 23を用いて説明する。

図 22は本発明の実施の形態 3の空気調和機の内部を示す縦断面図、図 23は図 2 2の整流板 19の斜視図である。なお、これらの図において図 1〜図 4に示した実施の形態 1と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

[0060] 実施の形態 3は、図 14に示した実施の形態 2において、天板側断熱材 leに整流部 lgを形成するようにしていたのに代えて、整流部 lgに相当する形状を有し、整流部 1 gと同様の機能を有する整流板 19を交換自在に装着するようにしたもので、その他の構成は実施の形態 2と同様である。なお、整流板 19は板金部材ゃプラスチック部材により構成され、天板側断熱材 leや筐体天板 lbに対してネジ止め等により固着される。

[0061] このように構成することにより、実施の形態 1及び実施の形態 2と同様の作用効果が得られるとともに、整流板 19を交換可能としたので、熱交換器 6やフィルタ 14等構成部品の仕様が一部異なり通風抵抗が変化する場合に、整流板 19を交換するだけで、主板 3bと整流板 19の隙間 E2の流れの量をその機種にあった流量に調整できる。

[0062] なお、整流板 19は、上記整流部 lgの場合と同様に、図示の形状に限られたものではなぐ次の図 24のように形成してもよい。

[0063] この例では、整流板 19の側面 lhを、円錐台状の傾斜形状に構成した場合を示している。この場合でも、少なくとも主板 3bと側面 lhで線接触となるので、衝撃による主板 3bへの応力集中を回避でき、ターボファン 3の破損を防止できる。また、上述したように E1/D1 = 0. 3〜0· 7とすれば、モータ 4の冷却効果と騒音低減効果を兼ね備えた天井坦込型空気調和機を得ることができる。

[0064] 実施の形態 4.

以下、本発明に係る実施の形態 4における天井埋込型空気調和機を図 25〜図 32 を用いて説明する。

図 25は本発明の実施の形態 4の空気調和機の内部を示す縦断面図で、図 26の Υ —Υ断面図である。図 26は図 25の Ζ—Ζ断面図である。図 27は図 25の矢視 Sの天板外観図、図 28は図 25のターボファン 3近傍の部分拡大図、図 29は図 26の V—V における断面斜視図である。図 30はモータ 4の部分断面側面図、図 31はモータ 4に内蔵される駆動用基板概略図である。図 32は、図 25の放射配置導風路 lkとターボファン 3との位置関係に応じたモータ表面温度及び騒音値の計測実験結果を示す図である。なお、これらの図において図 1〜図 4に示した実施の形態 1と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

[0065] 実施の形態 4は、図 1に示した実施の形態 1の筐体天板 lbに、複数の補強リブ liを設けて筐体天板 lbの強度向上を図り、また、補強リブ liと筐体天板 lbに設けた天板側断熱材 leaとにより、流れ C2をモータ 4へ導く放射配置導風路 lkを形成してモータ 4の冷却効率の向上を図ったものである。

[0066] 補強リブ liは、筐体天板 lbにおいて熱交換器 6の内側に相当する領域内に、モータ 4と対向する領域の外周部分から筐体側板 la方向に放射状にかつ本体内部側へ突出して複数形成されている。このような補強リブ liが形成された筐体天板 lbと筐体側板 laの内面側には、全体略箱状に形成された断熱材 leaが配設され風路壁面を構成している。断熱材 leaは、筐体天板 lb内面の一部又は全部に沿う天板側断熱材 leaと上記と同様の側板側断熱材 Idとから構成されている。本実施の形態 4では、天板側断熱材 leaに特徴の一つを有しており、天板側断熱材 leaの形状について以下に詳細に説明する。

[0067] 天板側断熱材 leaは、筐体天板 lb内面の一部又は全部に沿うとした力本例では、筐体天板 lbの一部に沿うように形成している。すなわち、筐体天板 lbには、補強リブ liが本体内部側へ突出して形成されており、その突出面 lia (図 29参照）を基準として突出面 lia全体に沿うように天板側断熱材 leaが形成されている。そして、その突出面 liaよりも外側に突出した複数の放射配置領域 (すなわち、筐体天板 lbにおいて隣り合う補強リブ li間に挟まれた三角形領域 (一ヶ所だけ長穴状領域)） libのうち、一部 (数ケ所）の放射配置領域 libに対し、天板側断熱材 leaが沿うように突出して形成する。本例では、図 26に示すように 4個の放射配置領域 libに対して沿うように形成し、その他の部分は放射配置領域 libに沿うことなく平坦に形成する。したがつて、図 26及び図 29に示すように、前記 4個分の放射配置領域 lib以外の放射配置領域 libは、天板側断熱材 leaの平坦部分で覆われて隠れた状態となることになる。

[0068] このように構成された天板側断熱材 leaにより、放射配置領域 lib (図 29参照）に対応する部分は、ターボファン主板 3bとの隙間距離力補強リブ liとターボファン主板 3bとの隙間距離に比べて大きい放射配置導風路 lkを形成している。

[0069] 次に、冷却対象であるモータ 4の構成と、モータ 4の実装について図 30及び図 31 を参照して説明する。

モータ 4は、駆動回路 4dと制御回路 4eが実装されたモータ内蔵基板 4hがモータ内部の筐体天板側（ターボファンと逆側）に実装された構成のもので、具体的には DC モータで構成されている。モータ 4の内部にはモータ内蔵基板 4h、回転軸 4aには口一ター 4gが固着され、ローター 4gの周囲には卷線とコア等よりなるステータ 4fが配設される。ステータ 4fはモールド材 4kによりモールドされ一体化されており、前記ステータ 4fが形成する中空部にローター 4gを配置するとともに、前記中空部の端部およびブラケット 4Lに圧入した軸受 4iによりローター 4gを回転自在に保持し、 DCモーターを構成してレ、る。またローター 4gはプラスチックマグネット材をシリンダー状に成形し構成され外周に Nと S極の磁界を有する。

[0070] さらに、モータ内蔵基板 4hは、ローター 4gの磁界検知を行い回転数信号を発生するホール素子 ₄j、回転数信号を受け回転数指令電圧を伝達する制御回路 4e、回転数指令電圧よりステータ 4fの磁界の通電制御する駆動回路 4dが実装されてレ、る。そしてモータ内蔵基板 4hの駆動回路 4dにはパワー素子 4Mが実装され、絶縁板、放熱シリコーンを介しブラケット 4Lに接触してレ、る。

[0071] そしてモータ内蔵基板 4hは配線を介し図 25の電気品箱 24内の電子基板 25と接続されている。電子基板 25には、図 31に示すように、 AC電源 26の電圧（ex200V)を DC電圧へ変換 ·昇圧し駆動回路 4dへ電源を供給する AC/DC変換部 25aと制御回路 4eの電源である制御回路用電源 25bとが実装されている。

[0072] このような構成のモータ 4は、運転時に、パワー素子 4Mの発熱温度がステータ 4f の卷線など他の部分よりも高くなり、放熱シリコーンを介して熱伝達されてブラケット 4 Lの温度およびモータ 4の筐体天板側の側面 4cの温度が高くなる。そのためブラケット 4Lおよびモータ 4の筐体天板側の側面 4cを放熱できないとパワー素子 4Mが発熱により破損し、モータ 4が故障する。つまりモータ 4の故障防止には主にブラケット 4L およびモータの筐体天板側の側面 4cの冷却が必要である。

[0073] またモータ 4の別の例として、駆動回路 4dと制御回路 4eとをモータ外部の電気品箱 24の電子基板 25に実装した DCモータとした場合、モータ 4において最も温度が高レ、ステータ 4fからの伝熱により回転軸 4aが熱せられ、軸受 4iの潤滑油が高温により劣化し、軸受 4iが焼付き停止し、故障する。つまりこの場合も、モータ 4の故障防止には主にモータ表面の軸受け相当部 4P (図 28参照）および軸受 4iが接するブラケット 4Lの冷却が必要である。なお、軸受け相当部 4Pは、モータ 4の軸受 4iの外郭表面に相当する部分を指している。

[0074] 次に、放射配置導風路 lkを設けたことによるモータ 4の冷却効果について説明する。

天板側断熱材 leaにおいて放射配置領域 libに沿うように形成されて各放射配置導風路 lkを構成する部分は、その他の部分 (すなわち補強リブ liの突出面 liaに合わせて平坦に形成した部分）に比べて隙間距離 E1が大きい。このため、ターボファン 3の吹出流れの一部 C2がモータ 4へ誘引される際の流量を増加させることができ、また、流速も上昇させること力 Sできる。よって、モータ 4の冷却効果を高めることができる

[0075] また主板 3bと天板側断熱材 leaの間を旋回しながらモータ 4の方向へ誘引される流れ C2は、図 29に示すように放射配置導風路 lkの側面 lkaに当接してさらにモータ 4へ向けて変向されるので、モータ 4の筐体天板側の側面 4cおよびモータ 4の筐体天板側天面のブラケット 4Lを冷却できる。

[0076] ここで、本例では天板側断熱材 leaを、筐体天板 lbの各放射配置領域 libのうち、一部の放射配置領域 libだけに沿うようにし、全部の放射配置領域 libに沿わないようにしたのは、全部に沿うように形成した場合、騒音増大を招く可能性があるためである。

[0077] また図 28に示すように、主板 3bと天板側断熱材 lebとの隙間 E1を通りモータ側風路 3fに流入した空気 C2は、モータ 4の周囲を流れた後、開口穴 3dからファン内部風路 3eへ向け放出される。このとき、空気の流れがモータ表面の軸受け相当部 4Pを通過するため、軸受け相当部 4Pを冷却することができ、モータ 4を十分冷却できて破損防止が可能である。また、このようにモータ 4の十分な冷却が可能であるため、パワー素子 4Mの限界設定温度までターボファン 3を回転することが可能となる。これにより送風量を増加することが可能となり、熱交換器 6での熱交換性能を向上することができる。さらに、パワー素子 4Mの内部回路損失が低減できることからモータ効率が向上し省エネも可能である。

[0078] 次に、モータ 4の高い冷却効果と騒音低減効果が得られる、放射配置導風路 lkとターボファン 3との位置関係について述べる。

放射配置導風路 lkの内周端 lkbがモータ 4から離れていると、モータ 4の筐体天板側側面 4cやブラケット 4Lへ流れを誘引しづらくなり十分に冷却できなレ、。また放射配置導風路 lkの外周端 lkcがターボファン 3の外周よりも外側すぎると、隙間 E1を通過してモータ側風路 3fに向力流れ C2ではなく吹出流れ C1自体が直接、放射配置導風路 lkの側面 lkaへ衝突し、騒音増大を招いてしまう。また、吹出流れ C1が直接、放射配置導風路 lkの側面 lkaへ衝突して空気の流れがモータ 4へ向けて変向されると、モータ 4側への流入量が多くなり、逆に熱交換器 6への流入量が減少するため、熱交換能力上昇のための風量増加が必要となり結果として騒音悪化を招く。

[0079] 以上を鑑み、冷却効果と騒音低減効果の両方を発揮できる、放射配置導風路 lk の内周端 lkbおよび外周端 lkcの最適位置範囲について検討する。

[0080] 図 32 (a)は放射配置導風路 lkの内周端 lkbの位置と同一時間運転後のモータ 4 の筐体天板側に配設されるブラケット 4Lの表面温度 T1との関係を示した図である。図 32 (b)は放射配置導風路 lkの外周端 lkcの位置と同一風量時における騒音値 S PL1の関係を示した図である。図 32 (c)は放射配置導風路 lkの外周端 lkcの位置と同一時間運転後でのモータ 4の筐体天板側に配設されるブラケット 4Lの表面温度 T1との関係を示した図である。

[0081] ターボファン 3の外径 Ll、モータ 4の回転軸中心 4acと放射配置導風路 lkの外周端 lkcとの距離 L0、モータ 4の回転軸中心 4acと放射配置導風路 lkの内周端 lkbとの距離 L2とするとき、図 32 (a)のように 0≤L2≤0. 3 X L1であれば、放射配置導風路 lkを設けないとき（L2 = 0. 5 X L1)に比べ、十分モータ 4が冷却される。これは、放射配置導風路 lkの側面 lkaの面積を広く確保できてモータ 4に向力空気の流量を多くすることができるためと考えられる。

[0082] また図 32 (b)のように L0≤0. 6 X L1であれば騒音値がほぼ悪化しなレ、。また図 32

(c)のように 0. 5 X L1≤L0つまり放射配置導風路 lkの外周端 lkcがターボファンの主板 3bより外部であればモータ 4が十分冷却される。

[0083] よって、 0. 5 X L1≤L0≤0. 6 X L1で、かつ 0≤L2≤0. 3 X L1の範囲となるように寸法設計を行うことにより、モータ 4が十分冷却され、また騒音値も悪化せず高品質な天井坦込型空気調和機が得られる。

[0084] 以上説明したように、本実施の形態 4によれば、補強リブ liを筐体天板 lbに本体内部側に突出するように形成したので、本体の高さ寸法を大きくすることなく強度増加でき、これにより筐体天板 lbの薄肉化が可能となり、軽量ィ匕を図ることが可能となる。また、筐体天板 lbの内面側に設けた天板側断熱材 leaにより、流れ C2をモータ 4へ向けて変向する機能を有する放射配置導風路 lkを形成したので、モータ 4を効果的に冷却することが可能となり、モータ破損防止が可能となる。

[0085] また、筐体天板 lbの内面側に断熱材 (天板側断熱材 lea)を設けてレ、るので、冷房運転時に熱交換器 6が冷え、本体内部雰囲気も冷却状態で、空気調和機本体 1が設置される天井裏の温湿度が高い場合でも、筐体天板 lbの表面での結露が防止でき、部屋の床等へ結露水が滴下して汚すといった不都合なぐ床面をきれいに保ったまま使用できる。

[0086] また、 0· 5 X L1≤L0≤0. 6 X L1で、力つ 0≤L2≤0. 3 X L1を満足する設計とすることにより、モータ 4の冷却効率向上と騒音値悪化抑制とを両立でき、モータ 4の発熱による破損防止と低騒音化が可能な、高品質な天井坦込型空気調和機が得られる。

[0087] また、駆動回路 4dと制御回路 4eとが実装されたモータ内蔵基板 4hをモータ 4の内部に収納したので、電気品箱 24内に駆動回路 4dと制御回路 4eを収納する場合に比べて電気品箱 24を小さくでき、ベルマウス 5および本体吸込風路 11を一部封鎖することがなレ、。よって、通風抵抗の低減と吸込偏流の防止が可能となり、低騒音化が可能である。

[0088] なお、モータ 4の筐体天板 lb側の天面（モータ 4のブラケット 4Lの表面）の高さ位置が、図 28中の破線の天板側断熱材 lea表面の高さ位置よりも下方 (ターボファン 3側 )であれば、ブラケット 4L近傍で空間ができ、流れ C2がブラケット 4Lまで流入しやすくなる。したがって、さらに冷却効果を高めることができ、その結果、モータ効率が向上し省エネに優れた天井坦込型空気調和機を得ることが可能となる。

[0089] 実施の形態 5.

以下、本発明に係る実施の形態 5における天井埋込型空気調和機を図 33〜図 35 を用いて説明する。

[0090] 図 33、図 34は実施の形態 4において放射状に配置した補強リブ liを本体外部方向へ突出した場合の例を示しており、図 33は、筐体天板 lbを天板側断熱材 leb側から見た図である。図 33の Y—Y縦断面図は図 28と略同等形状である。また図 34は、筐体天板 lbの外観平面図である。また図 35は、図 33の V—Vにおける断面斜視図である。なお、これらの図において図 1〜図 4に示した実施の形態 1及び図 25〜図 32に示した実施の形態 4と同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

[0091] 実施の形態 5は、実施の形態 4において放射配置した補強リブ liを、本体内部方向ではなく本体外部方向へ突出させたものである。このような外部に突出した補強リブ 1 iが形成された筐体天板 1 bと筐体側板 1 aの内面側には、全体略箱状に形成された断熱材 lebが配設され風路壁面を構成している。断熱材 lebは、筐体天板 lb内面の一部又は全部に沿う天板側断熱材 leaと上記と同様の側板側断熱材 Idとから構成されている。本実施の形態 5では、天板側断熱材 lebに特徴の一つを有しており、天板側断熱材 lebの形状について以下に詳細に説明する。

[0092] 天板側断熱材 lebは、実施の形態 4と同様に、筐体天板 lbの全体ではなく筐体天板 lbの一部に沿うように形成している。すなわち、筐体天板 lbには、図 34に示すように補強リブ liが本体外部側へ突出して形成されており、補強リブ li形成部分以外の面 lie (図 35参照）を基準として面 lie全体に沿うように天板側断熱材 lebが形成されている。そして、その面 lieよりも外側に突出した複数の補強リブ liのうち、一部（数ケ所のみ）の補強リブ liに対し、天板側断熱材 lebが沿うよう突出して形成する。本例では、図 33に示すように、 4個分の補強リブ liに対して沿うように形成し、その他の部分は補強リブ liに沿うことなく平坦に形成する。したがって、図 33に示すように、前記 4個分の補強リブ li以外の補強リブ liは、天板側断熱材 lebの平坦部分で覆われて隠れた状態となることになる。

[0093] このように構成された断熱材 lebにおいて、補強リブ liに沿って形成された部分は、補強リブ liに沿わず平坦に形成された部分と比べてターボファン主板 3bとの隙間距離が大きい放射配置導風路 lk'を形成している。

[0094] このように構成することにより、実施の形態 4の放射配置導風路 lkを設けた場合と同様に、強度増加による軽量化と放射配置導風路 lk'によるターボファン 3の吹出流れの一部 C2のモータ 4への導風が可能となり、モータ 4の筐体天板側の側面 4cおよびブラケット 4Lを効果的に冷却することが可能となる。

[0095] また、主板 3bと天板側断熱材 lebとの隙間 E1を通りモータ側風路 3fに流入した空気は、モータ 4の周囲を流れた後、開口穴 3dからファン内部風路 3eへ向け放出される。このとき、空気の流れがモータ表面の軸受け相当部 4Pを通過するため、軸受け相当部 4Pを冷却することができ、モータ 4を十分冷却できて破損防止が可能である。また、このようにモータ 4の十分な冷却が可能であるため、パワー素子 4Mの限界設定温度までファン 3を回転することができる。これにより送風量を増加することが可能となり、熱交換器 6での熱交換性能を向上することができる。さらに、パワー素子 4Mの内部回路損失が低減できることからモータ効率が向上し省エネ可能である。

[0096] また、筐体天板 lbの内面側は天板側断熱材 lebにて覆われるため、熱交換器 6で冷却された一部の空気がモータ 4へ流入しても結露を防止でき、高品質な天井埋込型空気調和機が得られる。

[0097] なお、上記実施の形態 4において、図 32により、 0. 5 X L1≤L0≤0. 6 X L1、かつ 0≤L2≤0. 3 X L1を満たす寸法設計が、モータ 4の冷却及び騒音低減に効果があることについて説明した力本実施の形態 5の場合も同様に効果がある。

符号の説明

[0098] 1 天井埋込型空気調和機本体、 la 筐体側板、 lb 筐体天板、 lc, lea, leb 断熱材、 le, lea, leb 天板側断熱材、 If ファン主板相当領域、 lg 整流部、 lh 側面、 li 補強リブ、 lia 突出面、 lib 放射配置領域、 lk 放射配置導風路、 lk b 内周端、 lkc 外周端、 3 ターボファン、 3a 翼、 3b 主板、 3c ハブ、 3ca 周面部、 3cb 平面部、 3cc 円筒部、 3d 開口穴、 3e ファン内部風路、 3f モータ側風路、 3g シュラウド、 3h 固定部、 3i 吹出口、 4 モータ、 4a 回転軸、 4ac 回転軸中心、 4b モータの下端表面、 4d 駆動回路、 4e 制御回路、 4h モータ内蔵基板、 5 ベルマウス、 6 熱交換器、 18 導風力バー、 18a 鍔部、 18b 下端開口、 18c 周面部、 19 整流板、 23a 吸込風路、 23b ファン吹出風路。

Claims

請求の範囲

[1] (a)筐体天板を有する天井坦込型空気調和機本体と、

(b)前記天井坦込型空気調和機本体内に前記筐体天板に回転軸が直交するように配置されるモータと、

(c)該モータを覆い前記モータの回転軸を固定する下に凸形状のハブと、該ハブの上部開口面周囲から天板に対向するように延出され、前記筐体天板と対向する面とは反対側の面に複数枚の翼が取り付けられた主板と、該主板に対向し前記翼の案内流路を構成するシユラウドとを有し、前記シュラウド側から吸い込んだ空気を、前記ハブのモータ側と反対側に形成されたファン内部風路を介して吹き出すターボファンと、

(d)前記ハブのモータ側に設けられ、前記モータとの間にモータ側風路を形成し、前記筐体天板と前記主板との間に形成された隙間から前記モータ側風路に流れ込んだ空気を、前記モータに向けて導風する導風力バーと

を備え、

前記導風力バーは、前記主板側から下方に向かって延出された周面部を備え、該周面部の下端開口の高さ位置が前記モータの下端表面よりも下方に位置するように形成されており、前記ハブは、前記隙間から前記モータ側風路に流れ込み、前記導風力バーの下端開口から流れ出て前記導風力バーと前記ハブとの隙間に流入した空気を前記ファン内部風路に流出させる開口穴を複数有することを特徴とする天井坦込型空気調和機。

[2] 前記ハブには、複数の前記開口穴が前記主板近傍に形成されてレ、ることを特徴とする請求項 1記載の天井坦込型空気調和機。

[3] 前記導風力バーの前記周面部は、前記下端開口に向力、うに従って前記モータ側風路の断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項 1又は請求項 2記載の天井埋込型空気調和機。

[4] 前記ハブと前記導風力バーの前記周面部とは、それぞれ円錐台状に形成され、傾斜がほぼ同じに形成されていることを特徴とする請求項 1乃至請求項 3の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。

[5] 前記導風力バーの周面部は、前記モータの外周面に沿う円筒状部を有することを特徴とする請求項 1乃至請求項 3の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。

[6] 前記導風力バーと前記モータの下端との最小隙間間隔 k、前記ターボファンの吹出口面積 G5、前記導風力バーと前記ハブとの最小隙間間隔 E2での周状開口面積 G1 、前記開口穴の全開口面積 G4とするとき、前記最小隙間間隔 kが 8mm以上 25mm 以下で、かつ G4ZG1が 40°/ο以上で、さらに G4ZG5力 SO. 5%以上 10%以下となるように該当の各構成部間の関係を保つように形成されてなることを特徴とする請求項 1乃至請求項 5の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。

[7] 前記導風力バーは、熱伝導性の高い金属部材で構成され、且つ前記ターボファンと一体に回転するように固着されていることを特徴とする請求項 1乃至請求項 6の何れかに記載の天井坦込型空気調和機。

[8] 前記金属部材は、アルミニウム又はメツキ鋼板であることを特徴とする請求項 7記載の天井埋込型空気調和機。

[9] 前記筐体天板の前記主板に対向するファン主板相当領域と前記主板との隙間に、前記主板との隙間が前記主板の中心方向に向力うに従って短くなるように形成された整流部を設けたことを特徴とする請求項 1乃至請求項 8の何れかに記載の天井坦込型空気調和機。

[10] 前記整流部の側面は、輸送時等に前記ハブと前記モータ回転軸との固定部を支点に前記ターボファンが振れて前記整流部と接触する際に、ターボファンの外周縁と点接触しない傾斜に形成されていることを特徴とする請求項 9記載の天井坦込型空気調和機。

[11] 前記整流部は、輸送時等に前記ハブと前記モータ回転軸との固定部を支点に前記ターボファンが振れて前記整流部と接触する際に、線または面接触するような多角形状に形成されていることを特徴とする請求項 10記載の天井埋込型空気調和機。

[12] 前記整流部は、輸送時等に前記ハブと前記モータ回転軸との固定部を支点に前記ターボファンが振れて前記整流部と接触する際に、線接触するような円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項 10記載の天井埋込型空気調和機。

[13] 前記筐体天板の前記主板側には、前記筐体天板の内側の風路を構成する天板側断熱材が設けられており、前記整流部は、前記天板側断熱材により一体形成されてレ、ることを特徴とする請求項 9乃至請求項 12の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。

[14] 前記整流部は、前記筐体天板のファン主板相当領域部分を変形することにより構成されていることを特徴とする請求項 9乃至請求項 12の何れかに記載の天井坦込型空気調和機。

[15] 前記整流部は、前記筐体天板に直接的又は間接的に交換自在に固着された整流板であることを特徴とする請求項 9乃至請求項 12の何れかに記載の天井坦込型空気調和機。

[16] 前記整流部と前記主板との間の最小隙間 E1と、前記天板側断熱材と前記主板との高さ方向の隙間 D1との比率 E1ZD1が 0. 3〜0. 7となるように形成したことを特徴とする請求項 9乃至請求項 15の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。

[17] (a)筐体天板を有する天井坦込型空気調和機本体と、

(b)前記天井坦込型空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと

(c)前記天井埋込型空気調和機本体内に前記筐体天板に回転軸が直交するように配置され、前記ターボファンを駆動するモータと、

(d)前記ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、

(e)前記筐体天板において前記熱交換器の内側に相当する領域内に、前記モータと対向する領域の外周部分から放射状にかつ本体内部側へ突出して形成された複数の補強リブと、

(f)前記筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材と

を備え、

前記天板側断熱材は、略全体が前記各補強リブの突出面に沿うよう形成され、かつ前記筐体天板の各補強リブ以外の各放射配置領域に対しては一部又は全部に沿うように形成され、

前記放射配置領域に沿うように形成された部分によって、ターボファンからの吹き出し流れの一部を前記モータへ導風する放射配置導風路を構成したことを特徴とする天井埋込型空気調和機。

[18] (a)筐体天板を有する天井坦込型空気調和機本体と、

(c)前記ターボファンを駆動するモータと、

(d)前記ターボファンを囲むように立設された熱交換器と、

(e)前記筐体天板において前記熱交換器の内側に相当する領域内に、前記モータと対向する領域の外周部分力放射状にかつ本体外部側へ突出して形成された複数の補強リブと、

(f)前記筐体天板の内側に設けられた天板側断熱材と

を備え、

前記天板側断熱材は、略全体が前記各補強リブ以外の面に沿うよう形成され、かつ前記筐体天板の前記各補強リブ部分に対しては一部又は全部に沿うように形成され、

前記各補強リブ部分に沿うように形成された部分によって、ターボファンからの吹き出し流れの一部を前記モータへ導風する放射配置導風路を構成したことを特徴とする天井埋込型空気調和機。

[19] 前記モータの回転軸中心から放射配置導風路の外周端までの距離 L0、前記モータの回転軸中心から放射配置導風路の内周端までの距離 L2、ターボファンの直径 L 1とするとき、 0. 5 X L1≤L0≤0. 6 X L1で、力つ 0≤L2≤0. 3 X L1の範囲となるように形成したことを特徴とする請求項 17又は請求項 18記載の天井埋込型空気調和機。

[20] 前記モータは、内部に、駆動回路と制御回路とが実装されたモータ内蔵基板を収納してなることを特徴とする請求項 17乃至請求項 19の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。

[21] 前記モータの筐体天板側の天面の高さ位置が、天板側断熱材の表面の高さ位置よりも下方となるように前記モータを配設したことを特徴とする請求項 17乃至請求項 2 0の何れかに記載の天井埋込型空気調和機。