高剛性板材および空気調和機

本発明の実施形態は、高剛性板材および空気調和機に関する。

従来、筐体の内部にモータ等の構成部品が収容された空気調和機が知られている。

特開2000−46366号公報

この種の空気調和機では、振動源であるターボファンと振動伝達部材であるモータとで構成される振動部材を支持する筐体の壁の剛性が低いと、ターボファンの振動に起因した壁の振動が大きくなることがある。そこで、振動部材を支持する高剛性板材であって剛性の向上が図られた高剛性板材および当該高剛性板材を備えた空気調和機が得られれば、好ましい。

実施形態の高剛性板材は、第1の突出部と、介在部と、第2の突出部と、を有している。前記第1の突出部は、振動部材を支持する第1の頂壁と、前記第1の頂壁の外周縁部に接続された第1の周壁と、を有し、筐体の内側または前記筐体の外側に向けて突出している。前記介在部は、第1の方向に沿って見た場合に前記第1の頂壁を囲む位置に設けられ、前記第1の周壁に第1の曲部を介して接続されている。前記第2の突出部は、環状である。前記第2の突出部は、第1の方向に沿って見た場合に前記第1の頂壁を囲む位置に設けられた第2の頂壁と、前記介在部と第2の曲部を介して接続され前記第2の頂壁の内周縁部に接続された第2の周壁と、を有し、前記筐体の内側または前記筐体の外側に突出している。

図1は、実施形態の空気調和機の例示的かつ模式的な斜視図である。

図2は、実施形態の空気調和機の例示的かつ模式的な断面図である。

図3は、実施形態の空気調和機の天壁の例示的かつ模式的な斜視図である。

図4は、実施形態の空気調和機の天壁の例示的かつ模式的な底面図である。

図5は、図4のV-V断面図である。

図6は、図4のVI-VI断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

また、各図では、便宜上、方向が規定されている。X方向、Y方向、およびZ方向は、互いに直交している。また、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するために用いられており、順番や優先度を示すものではない。

図1は、本実施形態の空気調和機10の例示的かつ模式的な斜視図である。図2は、本実施形態の空気調和機10の例示的かつ模式的な断面図である。

図1,2に示される空気調和機10は、建物の天井(不図示)に配置される所謂カセット型の室内機として構成されている。空気調和機10は、建物の外部に配置される室外機(不図示)とによって、冷房および暖房を行う空気調和システムを構成している。

空気調和機10は、筐体11と、熱交換器12(図2)と、送風機13(図2)と、を備えている。筐体11の内部に、熱交換器12および送風機13が収容されている。なお、以下の説明における上下方向は、筐体11(空気調和機10)の上下方向(Z方向およびZ方向の反対方向)である。

筐体11は、略方形状に構成されている。筐体11は、ベース部20と、化粧パネル21と、を有している。ベース部20は、天壁22と、筒部23と、を有している。ベース部20は、例えば鉄やステンレス等の金属材料によって構成されている。なお、図2では、筐体11は概略的に示されている。

天壁22は、XY平面に広がっている。すなわち、天壁22は、Z方向(第1の方向)と交差する方向に延びている。天壁22は、例えば、一枚の板素材をプレス加工することによって製造される。なお、天壁22の詳細は後述する。天壁22は、板や天板とも称される。天壁22は、高剛性板材の一例である。Z方向は、第1の方向の一例である。

筒部23は、天壁22の外縁部22aから下方(Z方向の反対方向)に延びている。筒部23は、建物の躯体に固定されている。これにより、筐体11が建物の躯体に固定されている。筒部23は、板部や周部とも称される。

化粧パネル21は、筒部23の下端部の開口部を覆った状態で、筒部23に固定されている。化粧パネル21には、吸込口21a(図1)および吹出口21b(図1)が設けられている。吸込口21aは、化粧パネル21の中央部に設けられている。吸込口21aは、複数のスリットによって構成され、全体的に四角形状をなしている。吸込口21aの周囲に、当該吸込口21aを囲むように細長い四角形状の複数の吹出口21bが設けられている。吸込口21aおよび吹出口21bは、化粧パネル21を貫通しており、筐体11の内外を連通している。すなわち、筐体11は、吸込口21aおよび吹出口21bを介して空気の出入りが可能な構成となっている。化粧パネル21は、底壁や、底板とも称される。

図2に示されるように、熱交換器12は、四角筒状に構成されて上下方向に延び、送風機13を囲んでいる。熱交換器12は、室外機に設けられた圧縮機や室外熱交換器等と冷媒管を介して接続され、これら圧縮機や室外熱交換器とともに冷凍サイクルを構成している。熱交換器12では、送風機13によって送られる室内の空気と、当該熱交換器12内を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。

図2に示されるように、送風機13は、モータ30と、ファン31と、を有している。モータ30は、ケース30aと、回転軸30bと、を有している。ケース30aは、天壁22に固定されている。回転軸30bは、中心軸Ax周りに回転可能にケース30aに支持され、ケース30aから下方に延びている。中心軸Axは、上下方向に沿っている。モータ30に通電がされると、回転軸30bが回転する。モータ30は、ファン31により生じる振動を伝達する振動伝達部材の一例である。

ファン31は、モータ30の回転軸30bに固定され、回転軸30bと一体に中心軸Ax周りに回転する。ファン31は、振動を生じる振動源の一例である。また、振動伝達部材であるモータ30と振動を生じる振動源であるファン31を総じて振動部材と称される。ファン31は、中心軸Axの軸方向から吸い込んだ空気を中心軸Axの径方向に吹き出すターボファンとして構成されている。ファン31の中心軸Axの径方向外側に熱交換器12が配置されており、ファン31は、熱交換器12に囲まれている。ファン31は、モータ30に駆動されることにより、吸込口21aから筐体11の内部に吸い込んだ空気を熱交換器12を介して筐体11の外部へ送風する。

上記構成では、冷凍サイクル運転中に、送風機13により、室内の空気が吸込口21aから筐体11の内部に吸い込まれる。筐体11に吸い込まれた空気は、熱交換器12を通過する。そして、熱交換器12内の冷媒と熱交換器12を通過する空気との間で熱交換がされる。冷房運転の場合には、空気は冷やされて吹出口21bから吹き出される。暖房運転の場合には、空気は暖められて吹出口21bから吹き出される。

次に、天壁22について詳細に説明する。図3は、本実施形態の空気調和機10の天壁22の例示的かつ模式的な斜視図である。図4は、本実施形態の空気調和機10の天壁22の例示的かつ模式的な底面図である。図5は、図4のV-V断面図である。図6は、図4のVI-VI断面図である。

図3,4に示されるように、天壁22は、外面22bと、内面22cと、を有している。また、天壁22の外縁部22aは、四つの辺部22aa〜22adと、四つの接続部22ae〜22ahと、を有している。外面22bは、上面とも称され、内面22cは、下面とも称される。

辺部22aa,22acは、X方向に沿って直線状に延びている。辺部22aa,22acは、ベース部20の中央部が互いの間に位置するようにY方向に互いに間隔を空けて設けられている。辺部22aa,22acは、互いに略平行である。

辺部22ab,22adは、Y方向に沿って直線状に延びている。辺部22ab,22adは、ベース部20の中央部が互いの間に位置するようにX方向に互いに間隔を空けて設けられている。辺部22ab,22adは、互いに略平行である。

四つの接続部22ae〜22ahは、四つの辺部22aa〜22adを接続している。接続部22aeは、辺部22aaのX方向の端部と辺部22abのY方向の端部とに渡って直線状に設けられ、X方向およびY方向に対して傾斜している。

接続部22afは、辺部22abのY方向の反対方向の端部と辺部22acのX方向の端部とに渡って直線状に設けられ、X方向およびY方向に対して傾斜している。

接続部22agは、辺部22acにおけるX方向の反対方向の端部と、辺部22adにおけるY方向の反対方向の端部とに渡って直線状に設けられ、X方向およびY方向に対して傾斜している。

接続部22ahは、辺部22adのY方向の端部と、辺部22aaにおけるX方向の反対方向の端部とに渡って段差状に設けられている。接続部22ahは、三つの直線部22ai〜22akを有している。直線部22aiは、辺部22adのY方向の端部から直線状に延びており、X方向およびY方向に対して傾斜している。直線部22ajは、直線部22aiのX方向の端部からY方向に直線状に延びている。直線部22akは、直線部22ajのY方向の端部と、辺部22aaにおけるX方向の反対方向の端部とに渡って直線状に設けられ、X方向およびY方向に対して傾斜している。なお、本実施形態では、接続部22ahは段差状に設けられているが、この形状に限られず、辺部22adのY方向の端部と、辺部22aaにおけるX方向の反対方向の端部とを接続する構成であればどの様な形状であってもよい。

また、図3〜5に示されるように、天壁22は、第1の突出部22dと、第2の突出部22fと、第1の曲部22gと、第2の曲部22hと、介在部22iと、を有している。第1の突出部22dは、天壁22の中央部に設けられ、第2の突出部22fは、第1の突出部22dの周囲に設けられている。また、第1の曲部22g、第2の曲部22h、および介在部22iは、第1の突出部22dと第2の突出部22fとの間に設けられている。第1の曲部22g、第2の曲部22h、および介在部22iは、第1の突出部22dと第2の突出部22fとの間に介在した介在部22kを構成している。第1の突出部22dは、内側突出部やビードとも称され、第2の突出部22fは、外側突出部やビードとも称される。

第1の突出部22dは、筐体11の内側に向けて突出している。詳細には、第1の突出部22dは、介在部22kから筐体11の内側に向けて突出している。第1の突出部22dにおける外面22bには、凹部22m(開口部)が設けられている。第1の突出部22dは、第1の頂壁22daと、第1の周壁22dbと、を有している。第1の頂壁22daは、XY平面に沿って広がっている。

第1の周壁22dbは、第1の頂壁22da周りに環状に構成され、第1の頂壁22daの外周縁部22dcに接続されている。第1の頂壁22daは、モータ30を支持している。第1の頂壁22daは、モータ30を介してファン31を支持している。言い換えると、第1の頂壁22daは、振動部材を支持している。詳細には、第1の頂壁22daには、Z方向に沿って見た場合にモータ30の中心軸Ax周りに位置された複数(一例として三つ)の支持部22jが設けられている。支持部22jは、Z方向の反対方向に凸状に形成されている。支持部22jには、スタッドボルト等の結合具が固定され、当該結合具を介して支持部22jにモータ30のケース30aが固定されている。すなわち、支持部22jは、モータ30を支持している。支持部22jは、モータ30を介してファン31を支持している。言い換えると、支持部22jは、振動部材を支持している。そして、第1の頂壁22daは、支持部22j毎に設けられた角部22jaを有しZ方向に沿って見た場合に多角形状(一例として三角形状)に構成されている。なお、角部22jaは、湾曲していてもよいし直角であってもよい。

第2の突出部22fは、円環状に構成され、筐体11の外側に向けて突出している。詳細には、第2の突出部22fは、介在部22kから筐体11の外側に向けて突出している。第2の突出部22fにおける内面22cには、凹部22n(開口部)が設けられている。第2の突出部22fは、Z方向に沿って見た場合に第1の頂壁22daを囲む位置に設けられている(図4)。また、第2の突出部22fは、第1の周壁22dbの第1の頂壁22daとは反対側の端部を含む第1の曲部22gおよび介在部22iの第1の曲部22gとは反対側の端部を含む第2の曲部22hを介して、第1の突出部22dと接続されている。第2の突出部22fは、第2の頂壁22faと、第2の周壁22fbと、第3の周壁22fcと、を有している。第2の頂壁22faは、XY平面に沿って広がっている。第2の頂壁22faは、Z方向に沿って見た場合に第1の頂壁22daを囲む位置に設けられている。第2の周壁22fbは、第2の頂壁22faの内周側において環状に構成され、第2の頂壁22faの内周縁部22fd(図5)と第2の曲部22hとに接続されている。第3の周壁22fcは、第2の頂壁22faの外周側において環状に構成され、第2の頂壁22faの外周縁部22fe(図5)に接続されている。第2の周壁22fbは、内周壁とも称され、第3の周壁22fcは、外周壁とも称される。

第1の曲部22gは、第1の突出部22d周りに環状に構成され、第1の突出部22dの第1の周壁22dbと接続されている。第2の曲部22hは、第1の曲部22g周りに環状に構成され、第2の突出部22fと接続されている。

介在部22iは、第1の曲部22gと第2の曲部22hとの間に介在している。介在部22iは、XY平面に沿った環状に構成されている。介在部22iは、Z方向に沿って見た場合に第1の突出部22dの第1の頂壁22daを囲む位置に設けられ、第1の頂壁22daに第1の曲部22gを介して接続されている。介在部22iにおける外面22bには、第1の突出部22dと第2の突出部22fとに囲まれた凹部22p(開口部、図5)が設けられている。凹部22pは、凹部22mと接続されている。言い換えると、凹部22pは凹部22mと比べて大きな開口が形成される。更に言い換えると、凹部22pは第1の突出部22dの第1の頂壁22daからZ方向に向かって介在部22kを介して開口部が大きくなるように設けられている。

介在部22iは、Z方向と交差する方向(例えば、X方向、Y方向)に突出した複数の第3の突出部22ia〜22idを有している。第3の突出部22iaおよび第3の突出部22icは、互いに反対方向に突出している。詳細には、第3の突出部22iaは、Y方向に突出し、第3の突出部22icは、Y方向の反対方向に突出している。これら第3の突出部22iaおよび第3の突出部22icは、一つの組P1を構成している。また、第3の突出部22ibおよび第3の突出部22idは、互いに反対方向に突出している。詳細には、第3の突出部22ibは、X方向に突出し、第3の突出部22idは、X方向の反対方向に突出している。これら第3の突出部22ibおよび第3の突出部22idは、一つの組P2を構成している。

上記のように、本実施形態では、互いに反対方向に突出する二つの第3の突出部22ia〜22idの組P1,P2が一つ以上(一例として、二つ)設けられている。組P1の第3の突出部22ia,22icの突出方向は、Y方向またはY方向の反対方向であり、組P2の第3の突出部22ib,22idの突出方向は、X方向またはX方向の反対方向である。すなわち、二つの組P1,P2は、互いの第3の突出部22ia〜22idの突出方向が交差している。

また、図3,4,6に示されるように、天壁22は、複数の第4の突出部22qを有している。第4の突出部22qは、筐体11の外側に向けて突出している。詳細には、第4の突出部22qは、当該第4の突出部22qの周囲の外面22bから筐体11の外側に向けて突出している。第4の突出部22qの高さは、第2の突出部22fの高さと同じ若しくは低い。なお、第4の突出部22qの高さは、上記に限定されるものではなく、第2の突出部22fの高さを超えてもよい。すなわち、第4の突出部22qの高さは、どの様な高さであってもよい。また、第4の突出部22qにおける内面22cには、凹部22r(開口部)が設けられている。複数の第4の突出部22qは、Z方向(第1の方向)に沿って見た場合に第2の突出部22fを囲む位置に設けられている(図4)。また、複数の第4の突出部22qは、互いに間隔をあけて設けられている。これにより、天壁22の外面22bに、複数の第4の突出部22qの間に、複数の溝部22s(図3)が設けられている。複数の溝部22sは、天壁22の中心部周りに放射状に設けられている。溝部22sにおける天壁22の中心部(中心軸Ax)周り幅は、第4の突出部22qにおける天壁22の中心部(中心軸Ax)周り幅よりも小さい。なお、溝部22sにおける天壁22の中心部(中心軸Ax)周り幅は、第4の突出部22qにおける天壁22の中心部(中心軸Ax)周り幅以上であってもよい。第4の突出部22qは、ビードとも称される。

以上のように、本実施形態では、例えば、筐体11の天壁22(高剛性板材)は、第1の突出部22dと、介在部22iと、第2の突出部22fと、を有している。第1の突出部22dは、振動を生じるファン31(振動源)を取り付けるモータ30(振動伝達部材)を支持する第1の頂壁22daと、第1の頂壁22daの外周縁部22dcに接続された第1の周壁22dbと、を有し、筐体11の内側に向けて突出している。介在部22iは、Z方向(第1の方向)に沿って見た場合に第1の頂壁22daを囲む位置に設けられ、第1の周壁22dbに第1の曲部22gを介して接続されている。第2の突出部22fは、環状である。第2の突出部22fは、Z方向に沿って見た場合に第1の頂壁22daを囲む位置に設けられた第2の頂壁22faと、介在部22iと第2の曲部22hを介して接続され第2の頂壁22faの内周縁部22fdに接続された第2の周壁22fbと、を有し、筐体11の外側に突出している。よって、本実施形態によれば、例えば、突出部が一つしか設けられていない構成に比べて、天壁22の剛性が高い。したがって、ファン31の振動(動作)に起因する天壁22の振動(下方向の振動)を小さく抑えることができる。また、これにより、例えば、天壁22の共振のピークの回転数を高くしやすいので、当該ピークを動作中のモータ30の運転回転数範囲外にしやすい。

また、本実施形態では、例えば、天壁22は、第1の突出部22dと接続された第1の曲部22gと、第2の突出部22fと接続された第2の曲部22hと、第1の曲部22gと第2の曲部22hとの間に介在した介在部22iと、を有している。よって、本実施形態によれば、例えば、二つの曲部(第1の曲部22g、第2の曲部22h)によって天壁22の剛性の向上が図られている。

また、本実施形態では、例えば、介在部22iは、Z方向と交差する方向に突出した複数の第3の突出部22ia〜22idを有している。よって、本実施形態によれば、例えば、複数の第3の突出部22ia〜22idによって天壁22の剛性の向上が図られている。

また、本実施形態によれば、例えば、互いに反対方向に突出する二つの第3の突出部22ia〜22idの組P1,P2が一つ以上設けられている。よって、本実施形態によれば、例えば、一つ以上の第3の突出部22ia〜22idの組P1,P2によって天壁22の剛性の向上が図られている。

また、本実施形態によれば、例えば、互いの第3の突出部22ia〜22idの突出方向が交差する二つの組P1,P2が設けられている。よって、本実施形態によれば、例えば、互いの第3の突出部22ia〜22idの突出方向が交差する二つの組P1,P2によって天壁22の剛性の向上が図られている。

また、本実施形態では、第1の頂壁22daは、Z方向に沿って見た場合にモータ30の中心軸Ax周りに位置されファン31を支持するための複数の支持部22jを有している。また、第1の頂壁22daは、支持部22j毎に設けられた角部22jaを有しZ方向に沿って見た場合に多角形状に構成されている。よって、本実施形態によれば、例えば、多角形状の第1の頂壁22daによって壁の剛性の向上が図られている。

なお、本実施形態では、第1の突出部22dが、筐体11の内側に向けて突出した例を説明したが、第1の突出部22dは、筐体11の外側に向けて突出していてもよい。また、本実施形態では、第2の突出部22fが、筐体11の外側に向けて突出した例を説明したが、第2の突出部22fは、筐体11の内側に向けて突出していてもよい。また、本実施形態では、第4の突出部22qが、筐体11の外側に向けて突出した例を説明したが、第4の突出部22qは、筐体11の内側に向けて突出していてもよい。また、本実施形態では、複数の第4の突出部22qが、互いに間隔を空けて設けられた例を説明したが、一つの第4の突出部22qが、第2の突出部22fを囲む環状に構成されていてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10…空気調和機、11…筐体、12…熱交換器、22…天壁(高剛性板材)、22d…第1の突出部、22da…第1の頂壁、22db…第1の周壁、22dc…外周縁部、22f…第2の突出部、22fa…第2の頂壁、22fb…第2の周壁、22fd…内周縁部、22g…第1の曲部、22h…第2の曲部、22i…介在部、22ia〜22id…第3の突出部、22j…支持部、22ja…角部、30…モータ、31…ファン(振動源)、Ax…中心軸、P1,P2…組。