JP5949752B2 - 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を備え、前記風向変更板は、前記駆動モータの側部に駆動軸を嵌合するボス部を有し、前記ボス部は、前記風向変更板の側端部から前記吹出口を構成する風路形成壁の方向に突出する柱状突出部と、この柱状突出部内に形成された前記駆動軸を嵌合する駆動軸嵌合穴とを有し、前記風路形成壁は、前記ボス部と前記駆動軸との結合部を貫通させる貫通部を有し、前記貫通部は、前記柱状突出部の外周側面を囲うように前記風路形成壁の平面部から前記駆動モータ側に突出して形成された円筒状突出部と、前記柱状突出部の外周面と前記円筒状突出部の内周面との間に形成される円筒状隙間の前記駆動モータ側を覆う、前記円筒状突出部の先端に形成された内鍔部とを有し、前記内鍔部は、前記駆動モータから突出する前記駆動軸の軸受部を貫通させる貫通孔を有し、前記駆動モータは、前記軸受部が前記貫通孔内に位置するように風路形成壁に固定され、前記貫通孔の内周面と前記軸受部の外周面との隙間は、前記円筒状隙間より小さくなるように構成されているものである。

このような構成によれば、風路形成壁の貫通部において、ボス部の柱状突出部の外周面と円筒状突出部の内周面との間に円筒状隙間が形成されるが、この円筒状隙間は円筒状突出部の先端に形成された内鍔部により覆われる。したがって、風向変更板と吹出口側方の駆動モータとを接続するために風路形成壁に貫通部が設けられるが、この貫通部における吹出口内から吹出口側方の駆動モータへの冷気の漏れは、この内鍔部により遮蔽され、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、駆動モータの軸心位置と風路形成壁に形成される貫通部の軸心位置との公差を小さくすることができる。これにより、貫通孔の内周面と前記駆動軸の外周面との隙間を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部における駆動モータへの冷気の流れは、前記の内鍔部の表面部による遮蔽効果に加え、この内鍔部の貫通孔における冷気漏れに対する抵抗を大きくすることができるため、より一層冷気の漏れを緩和することができる。

前記駆動モータは、風路形成壁の側面に固定され、前記駆動モータの前記駆動軸側の側面は、前記内鍔部の表面部に対し当接又は製作公差程度の隙間を残して取り付けられていることが好ましい。

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側の側面と内鍔部の平面部との間隔公差を小さくすることができる。したがって、駆動モータの駆動軸側の側面を内鍔部の表面部に対し当接又は製作公差程度の隙間を残して取り付けることができ、これにより冷気の駆動モータ側への漏れをさらに少なくすることができる。

前記ボス部の円筒状突出部に形成された駆動軸嵌合穴と前記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、ボス部の円筒状突出部に形成された駆動軸嵌合穴に対し駆動モータの駆動軸を挿入することのみにより、駆動モータと風向変更板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、駆動モータと風向変更板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を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。 同水平羽根の駆動モータ側から見た側面図である。 同水平羽根を駆動する駆動モータの斜視図である。 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。

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Ｖ字状を成すように連結されている。この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、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。
図３及び図４に示すように、水平羽根７は、右端部においてボス部２０を支持する支持壁２１が水平羽根７に対し略垂直方向に立ち上げられている。そして、このボス部２０は、水平羽根７から所定寸法離れた位置で駆動モータ９の駆動軸９２を嵌合するように形成されている。

図２、図４に示すように、吹出口６の右側壁を形成する風路形成壁１０は、ボス部２０を支持する支持壁２１と小さな間隔をあけて設けられている。
図３に示すように、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、風路形成壁１０の前面側から見て吹出口６の右側の冷却されない空気が漂う雰囲気中に取り付けられている。

図３に示すように、ボス部２０は、支持壁２１の一面、この場合前方から見て右面から吹出口６を構成する風路形成壁１０の方向に柱状突出部２２を突出している。この柱状突出部２２は、軸心部に駆動モータ９の駆動軸９２を嵌合する駆動軸嵌合穴２３が形成されている。

図５に示すように、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、駆動軸９２を軸支する軸受部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となっている。

図３に示すように、ボス部２０の柱状突出部２２に形成される駆動軸嵌合穴２３は、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２３ａが柱状突出部２２の先端側に形成され、駆動モータ９の小径軸部９２ｂに嵌合する小径嵌合穴２３ｂが大径嵌合穴２３ａの奥側に形成されている。

図３及び図６に示すように、ボス部２０における柱状突出部２２の大径嵌合穴２３ａ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２３ａも断面長円形の穴であって、大径軸部９２ａが大径嵌合穴２３ａに嵌合されている。

図３及び図７に示すように、ボス部における柱状突出部２２の小径嵌合穴２３ｂ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２３ｂも断面円形の穴であって、小径軸部９２ｂが小径嵌合穴２３ｂに嵌合されている。

図５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。
この駆動モータ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、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、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。

そして、風路形成壁１０には、ボス部２０と駆動軸９２との結合部を貫通させる貫通部３０が形成されている。
貫通部３０は、ボス部２０の柱状突出部２２の外周側面を囲むように、風路形成壁１０の平面部から駆動モータ９側に突出して形成された円筒状突出部３１を有している。また、柱状突出部２２の外周面と円筒状突出部３１の内周面との間には水平羽根７を回転可能とするために隙間が円筒状に形成されている。本明細書においては、この隙間を円筒状隙間Ｓ１と称する。また、この円筒状隙間Ｓ１の駆動モータ９側の端面から漏れる冷気の通路を遮断するように、円筒状突出部３１の先端を内鍔部３２に形成している。

すなわち、内鍔部３２の中心部には、駆動モータ９の駆動軸側の側面９６から突出する軸受部９１を貫通させる貫通孔３３が形成されているが、この貫通孔３３の内周面と軸受部９１の外周面との隙間Ｓ２が、円筒状突出部３１の内周面と柱状突出部２２の外周面との間に形成される円筒状隙間Ｓ１より小さくなるように構成されている。また、駆動モータ９の駆動軸側の側面９６が、内鍔部３２の表面部に対し当接して、又は製作公差程度の隙間を残して取り付けられている。

［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、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から白抜き矢印Ｇのように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、ボス部２０の柱状突出部２２の外周面と円筒状突出部３１の内周面との間に形成される円筒状隙間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、この円筒状隙間Ｓ１の駆動モータ側の端面から漏れる冷気を遮蔽するように、円筒状突出部３１の先端に内鍔部３２が形成されている。すなわち、内鍔部３２の貫通孔３３の内周面と、貫通孔３３に挿入される駆動モータ９の軸受部９１の外周面との隙間Ｓ２が、前記Ｓ１より小さくなるように形成されている。したがって、柱状突出部２２の外周面と円筒状突出部３１の内周面との間に形成される円筒状隙間Ｓ１は、貫通孔３３の内周面と軸受部９１の外周面との隙間Ｓ２が小さいため行き止まり状態となる。

さらに、駆動モータ９の側面９６が内鍔部３２の表面部に対し当接して、又は製作公差程度の隙間を残して取り付けられている。このため、柱状突出部２２の外周面と円筒状突出部３１の内周面との間に形成される円筒状隙間Ｓ１が、この構成によってもより一層厳しい行き止まり状態となる。このように、冷気漏れ通路を遮断する構成が２段階に構成されているため、円筒状隙間Ｓ１から駆動モータ９の設置空間への流れが殆ど絶たれる。これにより、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）風路形成壁１０の貫通部３０において、ボス部２０の柱状突出部２２の外周面と円筒状突出部３１の内周面との間に形成される円筒状隙間Ｓ１が円筒状突出部３１の先端に形成された内鍔部３２により覆われる。したがって、風路形成壁１０の貫通部３０における吹出口６から駆動モータ９への冷気の漏れは、この内鍔部３２により遮蔽され、緩和される。

（２）駆動モータ９が風路形成壁１０の側面に固定されているので、駆動モータ９の軸心位置と風路形成壁１０に形成される貫通部３０の軸心位置との公差を小さくすることができ、これにより貫通孔３３の内周面と駆動軸９２の外周面との隙間Ｓ２を小さくすることができる。したがって、風路形成壁１０の貫通部３０における駆動モータ９への冷気の流れは、内鍔部３２の表面部による遮蔽効果に加え、内鍔部３２の貫通孔３３における冷気漏れに対する抵抗を大きくすることができるため、より一層冷気の漏れを緩和することができる。

（３）駆動モータ９が風路形成壁１０の側面に固定されているので、駆動モータ９の駆動軸側の側面９６と内鍔部３２の平面部との間隔公差を小さくすることができる。したがって、駆動モータ９の駆動軸側の側面９６を内鍔部３２の表面部に対し当接又は製作公差程度の隙間を残して取り付けることができ、これにより冷気の駆動モータ９側への漏れをさらに少なくすることができる。

（４）ボス部２０の柱状突出部２２に形成された駆動軸嵌合穴２３と駆動モータ９の駆動軸９２とは断面長円形の部分で嵌合されているので、駆動モータ９の駆動軸９２を駆動軸嵌合穴２３に挿入することのみにより、駆動モータ９と風向変更板としての水平羽根７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と風向変更板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。

・前記実施の形態においては、駆動モータ９の駆動軸側の側面９６を内鍔部３２の表面部に対し当接又は製作公差程度の隙間を残して取り付けるようにしていたが、これに限定されるものではない。前記実施の形態の場合に比し冷気漏れ抑制効果は減少するが、駆動モータ９の駆動軸側の側面９６が内鍔部３２の表面部から離れているものでも、冷気漏れ抑制効果を発揮することができる。

・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 円筒状隙間
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 支持壁
２２ 柱状突出部
２３ 駆動軸嵌合穴
２３ａ 大径嵌合穴
２３ｂ 小径嵌合穴
３０ 貫通部
３１ 円筒状突出部
３２ 内鍔部
３３ 貫通孔
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
９６ 側面

Claims (3)

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）とを備え、
   前記風向変更板は、前記駆動モータ（９）の側部に駆動軸（９２）を嵌合するボス部（２０）を有し、
   前記ボス部（２０）は、前記風向変更板の側端部から前記吹出口（６）を構成する風路形成壁（１０）の方向に突出する柱状突出部（２２）と、この柱状突出部（２２）内に形成された前記駆動軸（９２）を嵌合する駆動軸嵌合穴（２３）とを有し、
   前記風路形成壁（１０）は、前記ボス部（２０）と前記駆動軸（９２）との結合部を貫通させる貫通部（３０）を有し、
   前記貫通部（３０）は、前記柱状突出部（２２）の外周側面を囲うように前記風路形成壁（１０）の平面部から前記駆動モータ（９）側に突出して形成された円筒状突出部（３１）と、前記柱状突出部（２２）の外周面と前記円筒状突出部（３１）の内周面との間に形成される円筒状隙間（Ｓ１）の前記駆動モータ（９）側を覆う、前記円筒状突出部（３１）の先端に形成された内鍔部（３２）とを有し、
   前記内鍔部（３２）は、前記駆動モータ（９）から突出する前記駆動軸（９２）の軸受部（９１）を貫通させる貫通孔（３３）を有し、
   前記駆動モータ（９）は、前記軸受部（９１）が前記貫通孔（３３）内に位置するように風路形成壁（１０）に固定され、
   前記貫通孔（３３）の内周面と前記軸受部（９１）の外周面との隙間（Ｓ２）は、前記円筒状隙間（Ｓ１）より小さくなるように構成されている
   空気調和機。
2. 前記駆動モータ（９）は、風路形成壁（１０）の側面に固定され、
   前記駆動モータ（９）の前記駆動軸（９２）側の側面（９６）は、前記内鍔部（３２）の表面部に対し当接して、又は製作公差程度の隙間を残して取り付けられている
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記ボス部（２０）の柱状突出部（２２）に形成された駆動軸嵌合穴（２３）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。