(57)【要約】【課題】通常の冷暖房運転時の特性を損ねることなく、また誤動作する可能性の小さい手段にて、台風などの外風が室外機正面から吹付けたときの送風ファンの破壊、駆動回路の破損を防止することを目的とする。【解決手段】この発明に係る空気調和機の室外機は、外郭を形成する筐体と、この筐体内に設けられ、ボス部と、このボス部の周囲に取り付けられる翼部とを有する送風ファンと、この送風ファンを駆動する駆動モータと、送風ファンの吹出し側の筐体の下流側開口部を覆うように設けられたファングリルと、送風ファンの吸い込み側の筐体の上流側開口部に設けられた熱交換器と、ファングリルに設けられ、送風ファンのボス部の吹出し側部に対向し、筐体の下流側開口部に所定の閾値以上の風速の外風が吹付けたときに送風ファンのボス部に接し、送風ファンの回転を抑制する回転抑制部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭を形成する筐体と、
この筐体内に設けられ、ボス部と、このボス部の周囲に取り付けられる翼部とを有する送風ファンと、
この送風ファンを駆動する駆動モータと、
前記送風ファンの吹出し側の前記筐体の下流側開口部を覆うように設けられたファングリルと、
前記送風ファンの吸い込み側の前記筐体の上流側開口部に設けられた熱交換器と、
前記ファングリルに設けられ、前記送風ファンのボス部の吹出し側部に対向し、前記筐体の下流側開口部に所定の閾値以上の風速の外風が吹付けたときに前記送風ファンのボス部に接し、該送風ファンの回転を抑制する回転抑制部と、
を備えたことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項２】
前記筐体の下流側開口部に所定の閾値以上の風速の外風が吹付けたときに、前記ファングリルの弾性変形により、前記回転抑制部と前記送風ファンのボス部の吹出し側が接する構造としたこと特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。
【請求項３】
前記回転抑制部の前記送風ファン側が面状であり、かつ前記送風ファンのボス部の吹出し側が面状であり、前記筐体の下流側開口部に所定の閾値以上の風速の外風が吹付けたときに、その両面が接する構造としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機の室外機。
【請求項４】
両面が接する面の面積が、前記送風ファンのボス部の吹出し側の前記送風ファン回転軸に垂直な面への投影面積よりも大きい曲面であることを特徴とする請求項３記載の空気調和機の室外機。
【請求項５】
前記回転抑制部の前記送風ファン側の面の送風ファン回転軸に垂直な面への投影面積よりも、前記回転抑制部の反送風ファン側の面の送風ファン回転軸に垂直な面への投影面積を大きくしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和機の室外機。
【請求項６】
前記送風ファンを駆動する前記駆動モータをＤＣブラシレスモータで構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空気調和機の室外機。
【請求項７】
前記ファングリルは桟を有し、この桟断面の長軸が前記送風ファンの回転方向と逆方向に傾いていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の空気調和機の室外機。
【請求項８】
内部に熱交換器と、ボス部とこのボス部の周囲に取り付けられる翼部とを有する送風ファンとを収容する筐体の、前記送風ファンの吹き出し側の下流側開口部に設けられる空気調和機の室外機のファングリルにおいて、
前記送風ファンのボス部の吹出し側部に対向し、前記筐体の下流側開口部に所定の閾値以上の風速の外風が吹付けたときに前記送風ファンのボス部に接し、該送風ファンの回転を抑制する回転抑制部を備えたことを特徴とする空気調和機の室外機のファングリル。
【請求項９】
外郭を形成する筐体内に設けられ、ボス部と、このボス部の周囲に取り付けられる翼部とを有する送風ファンと、この送風ファンの吸い込み側の前記筐体の上流側開口部に設けられた熱交換器と、前記送風ファンの吹出し側の前記筐体の下流側開口部を覆うように設けられたファングリルとを有する空気調和機の室外機の保護方法において、
前記ファングリルに設けられ、前記送風ファンのボス部の吹出し側部に対向する回転抑制部が、前記筐体の下流側開口部に所定の閾値以上の風速の外風が吹付けたときに、前記送風ファンのボス部に接して該送風ファンの回転を抑制することを特徴とする空気調和機の室外機の保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和機の室外機及びそのファングリル及び空気調和機の室外機の保護方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の台風などにより強い室外機外部で発生する風（以降外風と表記）が室外機の吹出し側前方から吹付けた場合に、送風ファンが逆回転し、ファンの破損、モータ駆動回路の破壊が起こる事を防止するために、ファングリルをブラインド状にしているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ファングリルにファンからの吹出し気流や外風による風圧で回転するストッパを設けているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、一般的には回転数を抑えるように翼の形状を工夫したり、翼の強度を高めるために厚みを大きくしたり、駆動回路に保護回路を加えるなどして対応している。
【特許文献１】特開２０００−１６１７１５号公報（第２〜３頁、第４図）
【特許文献２】特開２００２−２３５９３４号公報（第２〜３頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の、例えば特許文献１の空気調和機の室外機は、部品点数が増加するとともにブラインドを駆動する機構、制御装置が必要であり製品コストが上昇する。また通常運転時の気流の抵抗が大きくなるという等の問題点があった。
【０００６】
また特許文献２の空気調和機の室外機は、ごみや砂の詰まりなどにより回転機構部分の摩擦が大きくなり、正常に作動しなくなる（誤動作を起こす）等の問題点があった。
【０００７】
また翼の形状を工夫したり、翼の強度を高めるために厚みを大きくしたり、駆動回路に保護回路を加えるなどの対応では通常運転時の送風ファンの特性が犠牲になったり、駆動回路の追加のために製造コストが高くなるなどの問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のよう問題点を解決するためになされたもので、第１の目的は外風によりファンの破損、モータ駆動回路の破壊が起こる事を防止することができる空気調和機の室外機及び空気調和機の室外機のファングリル及び空気調和機の室外機の保護方法を得るものである。
【０００９】
また、第２の目的は第１の目的を誤動作が起きにくいシステムで、かつ安価に実現できる空気調和機の室外機及び空気調和機の室外機のファングリル及び空気調和機の室外機の保護方法を得るものである。
【００１０】
また、第３の目的は第１、第２の目的を外観性を損なわずに実現する空気調和機の室外機及び空気調和機の室外機のファングリル及び空気調和機の室外機の保護方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る空気調和機の室外機は、外郭を形成する筐体と、この筐体内に設けられ、ボス部と、このボス部の周囲に取り付けられる翼部とを有する送風ファンと、この送風ファンを駆動する駆動モータと、送風ファンの吹出し側の筐体の下流側開口部を覆うように設けられたファングリルと、送風ファンの吸い込み側の筐体の上流側開口部に設けられた熱交換器と、ファングリルに設けられ、送風ファンのボス部の吹出し側部に対向し、筐体の下流側開口部に所定の閾値以上の風速の外風が吹付けたときに送風ファンのボス部に接し、送風ファンの回転を抑制する回転抑制部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る空気調和機の室外機は、上記構成により、ファンが逆回転する回転数が抑制されて、高回転からなる遠心力により送風ファンの破損、駆動モータの駆動回路の破壊を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１〜８は実施の形態１を示す図で、図１は壁掛け型空気調和機の構成を示す図、図２は室外機の吹出し側から見た正面図、図３、図４は空気調和機を示し、図２のＡ−Ａ断面における断面図、図５はＤＣブラシレスモータの構成を示す断面図、図６はＤＣブラシレスモータの駆動回路の構成を示す回路図、図７は動作のフローを示す図、図８は空気調和機の室外機を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、壁掛け型空気調和機（空気調和機の一例）は、部屋に据え付けられて部屋の空調を行う室内機１０と、この室内機１０に接続し、室外に設置される室外機１とを備える。本実施の形態は、室外機１が対象となる。
【００１５】
図２、３に示すように、室外機１の外郭を構成する筐体１ａの内部には、駆動モータ４によって回転する送風ファン２が設けられている。送風ファン２は、ボス部２ａとその周囲に取り付けられた複数の翼部２ｂとを有する。駆動モータ４は、回転子に永久磁石を用いた同期電動機であるＤＣブラシレスモータで構成される。
【００１６】
送風ファン２の下流側（吹出し側）の下流側開口部５を覆うようにファングリル３が設置される。ファングリル３は桟３ａと回転抑制部３ｂとを有する。桟３ａは格子状に組み合わされる（横桟は図示せず）。下流側開口部５と対向する位置の送風ファン２の上流側開口部６と側面開口部７を覆うように断面Ｌ形の熱交換器８が設置される。
【００１７】
ファングリル３の材質は、通常ポリプロピレン等の樹脂であり、ファングリル３の桟３ａは弾性を有し、室外機１の正面（吹出し側）から外風が吹付けた場合にはその風圧により中央部が送風ファン２の方向に移動し、外風の風速が閾値よりも大きい場合には図４に示すように回転抑制部３ｂが送風ファン２のボス部２ａと接触する構造となっている。
【００１８】
図５は駆動モータ４の一例であるＤＣＤＣブラシレスモータの構成を示す断面図であり、図に示すように、ＤＣブラシレスモータ２０は、絶縁が施された固定子鉄心に巻線が巻回され、回転子位置検出素子等を取り付けた基板とともにモールドされた固定子と、永久磁石２３が表面又は内部に設けられた（図では内部に埋め込まれるもの）回転子２２とを有し、これらを軸受やブラケットを用いて組立るものである。
【００１９】
図６はＤＣブラシレスモータの駆動回路の構成を示す回路図で、ＤＣブラシレスモータ２０は、例えばホールセンサ３１等の位置検出素子の信号に基づいて、インバータ回路３０（駆動回路）をマイクロコンピュータ３２で制御する。インバータ回路３０は、コンデンサ３３で平滑された直流電圧をスイッチング素子により疑似三相交流電圧に変換して、ＤＣブラシレスモータ２０を駆動する。
【００２０】
次に、動作について説明する。
先ず、外風が正面（吹出し側）から衝突する場合について説明する。上記のように構成された空気調和機の室外機１においては、図４に示したように外風が機外からファングリル３に向かって吹付けると、その一部がファングリル３を通って機内へ突入する。機内に突入した気流は送風ファン２に衝突した後に熱交換器８などを介して機外へ出る。
【００２１】
送風ファン２の翼部２ｂを気流が通過する際には、送風ファン２は気流が衝突する力を受けないように通常の冷房や暖房運転とは逆の回転方向へ回転する。駆動モータ４は回転する際に極力摩擦がないように設計されているので殆ど抵抗とならない。送風ファン２が回転すると翼部２ｂには遠心力が加わり送風ファン２にはその構造により部分的に応力が集中して発生する。
【００２２】
さらに、図５に示したように駆動モータ４はＤＣブラシレスモータ２０で、回転子２２に永久磁石２３を有するので、外力により回転すると発電機となり高電圧を発生する。
【００２３】
また、ファングリル３は、衝突する気流により送風ファン２へ向いた力を受ける。桟３ａの弾性特性により回転抑制部３ｂは送風ファン２のボス部２ａに近づく。
【００２４】
外風が強くなると送風ファン２の回転数は増加し、更に回転抑制部３ｂは送風ファン２のボス部２ａへ近づく。更に設計の閾値を超えた外風になると回転抑制部３ｂは送風ファン２のボス部２ａと接する。回転抑制部３ｂと送風ファン２のボス部２ａとの間に発生する摩擦力により送風ファン２の回転数の上昇は抑制され、送風ファン２に発生する応力の上昇も抑制され、また、駆動モータ４（ＤＣブラシレスモータ２０）で発生する逆起電圧を抑制し、逆起電圧によるインバータ回路３０（駆動回路）の破損を防止することができる。
【００２５】
次に通常の冷房や暖房運転の場合について説明する。駆動モータ４によって回転する送風ファン２の作用により熱交換器８を介して室外機１の中に外気を吸引する。熱交換器８は冷媒回路中において凝縮器または蒸発器として機能し、吸入した外気と流通する冷媒との間で熱交換を行う。吸引された外気は送風ファン２の下流にあるファングリル３を介して機外に放出される。この時にファングリル３では、機内から機外への方向に気流が動き桟３ａや回転抑制部３ｂにはその気流が衝突することにより、送風ファン２から離れる方向の力がかかる。また、回転抑制部３ｂはボス部２ａに対向する位置にあるので、翼部２ｂに対向する桟３ａよりも送風ファン２からの吹出し気流の速度が小さいので、回転抑制部３ｂの抵抗は通常の運転に対して殆ど妨げにならない。
【００２６】
室外機１は一般的には風速４０ｍ／ｓ前後の外風にも対応できるように対策がとられている。台風時の外風の風速が２０ｍ／ｓ以上になる場合があることから、回転抑制部３ｂが送風ファン２のボス部２ａに接する閾値を風速２０ｍ／ｓ程度として設計することが望ましい。
【００２７】
ファングリル３の素材、断面の形状、格子の組み方により外風に対するファングリル３の変形量つまり回転抑制部３ｂが送風ファン２のボス部２ａ側へ移動する距離が決定される。よって、設定する外風の風速閾値にて送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂとの距離がゼロになるように、ファングリル３の素材、断面の形状、格子の組み方、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂとの距離を決める必要がある。
【００２８】
以上のように、閾値を超える強い外風が室外機正面から吹付けた場合に送風ファン２の回転数を抑制して発生する応力を抑制することができるので、外風により送風ファン２の破壊を防止することができる。また、回転数の抑制は駆動モータ４の逆起電圧を抑制することになるので、逆起電圧によるインバータ回路３０（駆動回路）の破損を防止することができる。また、通常の運転には殆ど影響を及ぼすことなくこれらを実現できる。更に外観上の変化が殆どないので外観を損ねることもない。
以上の動作のフローの要点を、図７に示す。
【００２９】
また回転抑制部３ｂと送風ファン２のボス部２ａとの接触部分の表面部は室外機１の空力性能への寄与が小さく、また室外機１の外側からは見えない部分なので外観状も影響がない。そのために、送風ファン２の回転抑制効果を優先に考え、表面形状を荒くするなどして摩擦係数を高める工夫をすることが望ましい。
【００３０】
例えば、図８に示すように、回転抑制部３ｂの送風ファン２のボス部２ａとの接触部分の表面形状を、鑢形状部１１とする。
【００３１】
実施の形態２．
次に実施の形態１で説明した効果を高めるための回転抑制部の形状について説明する。
図９は実施の形態２を示す図で、図３と同じ視点の回転抑制部３ｂ付近の拡大図である。送風ファン２のボス部２ａは吹出し側が閉じた形状となり吹出し側が面形状としている。この吹出し側の面Ｓ１と対向する回転抑制部３ｂの面Ｓ２とが接する構造となっている。
【００３２】
このように面と面が接する構造とすることにより、送風ファン２の回転を抑制する能力を高めることができ、外風吹付け時の送風ファン２の破壊、駆動モータ４の駆動回路の破損を防止する効果を高めることができる。
【００３３】
図９を用いて更に説明を加える。回転抑制部３ｂのファン側の面Ｓ２と機外側の面Ｓ３とでは、面積がＳ３の方を大きくしている。Ｓ２とＳ３をつなぐ面は、Ｓ２からＳ３へ向かって広がる面となる。通常運転では送風ファン２からの吹出し気流も径方向外側へ向いた流れと成っているので、気流は図に示すように回転抑制部３ｂに沿って流れて、通常運転特性を低下させる要因にはならない。外風吹付け時には、Ｓ３の面が大きいので回転抑制部３ｂを送風ファン２のボス部２ａａに押し付ける力が大きくなり、送風ファン２の回転数を抑制する能力を高めることができ、外風吹付け時の送風ファン２の破壊、駆動モータ４の駆動回路の破損を防止する効果を高めることができる。なお面Ｓ１からＳ２までの傾斜角度αは経験的には３０度程度までが適当である。
【００３４】
実施の形態３．
図１０は実施の形態３を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂとの互いに接する面Ｓ１、Ｓ２を曲面とし、回転抑制部３ｂ側が突出し、ボス部２ａ側が凹んでいる。
【００３５】
こうような構成とすることにより、接触面積が更に広くなり送風ファン２の回転を抑制する能力を高めることができ、外風吹付け時の送風ファン２の破壊、駆動モータ４の駆動回路の破損を防止する効果を高めることができる。
【００３６】
実施の形態４．
図１１は実施の形態４を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂとの互いに接する面Ｓ１、Ｓ２を曲面とし、ボス部２ａ側が突出し、回転抑制部３ｂ側が凹んでいる。
【００３７】
こうような構成とすることにより、実施の形態３と同様接触面積が更に広くなり送風ファン２の回転を抑制する能力を高めることができ、外風吹付け時の送風ファン２の破壊、駆動モータ４の駆動回路の破損を防止する効果を高めることができる。
【００３８】
実施の形態５．
図１２は実施の形態５を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂとの互いに接する面Ｓ１、Ｓ２を、軸の外側の面を円環状の曲面とし、回転抑制部３ｂ側が突出し、ボス部２ａ側が凹んでいる。
【００３９】
こうような構成とすることにより、実施の形態３、４より接触面積が更に広くなり送風ファン２の回転を抑制する能力を高めることができ、外風吹付け時の送風ファン２の破壊、駆動モータ４の駆動回路の破損を防止する効果を高めることができる。
【００４０】
実施の形態６．
図１３は実施の形態６を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂとの互いに接する面Ｓ１、Ｓ２を、軸の外側の面を円環状の曲面とし、ボス部２ａ側が突出し、回転抑制部３ｂ側が凹んでいる。
【００４１】
こうような構成とすることにより、実施の形態３、４より接触面積が更に広くなり送風ファン２の回転を抑制する能力を高めることができ、外風吹付け時の送風ファン２の破壊、駆動モータ４の駆動回路の破損を防止する効果を高めることができる。
【００４２】
実施の形態７．
次にファングリルの桟について述べる。
図１４〜１６は実施の形態７を示す図で、図１４は空気調和機の室外機の正面図、図１５、１６は図１４におけるファングリル３の桟３ａの断面図である。図において、ファングリル３の桟３ａは、断面形状が桟断面の長軸９とする略楕円形状である。
【００４３】
桟断面の長軸９はファン側が送風ファン２の回転方向と逆方向に傾いている。つまり図１４で示すように送風ファン２が正面から見て時計回りで回転する場合には、図１５に示すように、Ｂ−Ｂ断面では桟断面の長軸９はファン側が図面上左側に傾き、Ｃ−Ｃ断面では桟断面の長軸９はファン側が図面上右側に傾く。
【００４４】
このような構成にすることにより、外風に対しては、ファングリル３の桟３ａの間の隙間が狭くなるのでファングリル３への風圧が高く回転抑制部３ｂを送風ファン２のボス部２ａに押し付ける力が大きくなり、送風ファン２の回転数を抑制する能力を高めることがでる。また、機内へ突入する外風を抑制するので送風ファン２の回転数を抑制する能力を高めることがでる。
【００４５】
次に通常運転時の説明をする。図１６は図１５と同様の図１４におけるファングリル３の桟３ａの断面図である。ファン吹出し気流は送風ファン２の回転方向に沿った旋回成分を含み、ファングリル３に対して図示する向きに角度を持って突入する。本実施の形態では桟断面の長軸９はファン側が送風ファン２の回転方向と逆方向に傾けているので、送風ファン２の吹出し気流のファングリル３の桟３ａへの入射する角度は小さくなる。その結果、通常運転時にはファングリル３の通風抵抗が小さくなり、空力特性は向上する。
【００４６】
よって、本実施の形態では、外風吹付け時の送風ファン２の破壊、駆動モータ４の駆動回路の破損を防止し、通常運転時の空力特性を向上できる空気調和機の室外機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態１を示す図で、壁掛け型空気調和機の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１を示す図で、室外機の吹出し側から見た正面図である。
【図３】実施の形態１を示す図で、図２のＡ−Ａ断面における側面図である。
【図４】実施の形態１を示す図で、空気調和機の室外機を示す断面図である。
【図５】実施の形態１を示す図で、ＤＣブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態１を示す図で、ＤＣブラシレスモータの駆動回路の構成を示す回路図である。
【図７】実施の形態１を示す図で、動作のフローを示す図である。
【図８】実施の形態１を示す図で、空気調和機の室外機を示す断面図である。
【図９】実施の形態２を示す図で、図３と同じ視点の回転抑制部３ｂ付近の拡大図である。
【図１０】実施の形態３を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。
【図１１】実施の形態４を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。
【図１２】実施の形態５を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。
【図１３】実施の形態６を示す図で、送風ファン２のボス部２ａと回転抑制部３ｂの形状の別の例を説明するもので、図９と同じ視点の拡大図である。
【図１４】実施の形態７を示す図で、空気調和機の室外機の正面図である。
【図１５】実施の形態７を示す図で、図１４におけるファングリル３の桟３ａの断面図である。
【図１６】実施の形態７を示す図で、図１４におけるファングリル３の桟３ａの断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  室外機、２  送風ファン、２ａ  ボス部、２ｂ  翼部、３  ファングリル、３ａ  桟、３ｂ  回転抑制部、４  駆動モータ、５  下流側開口部、６  上流側開口部、７  側面開口部、８  熱交換器、９  桟断面の長軸、１０  室内機、１１  鑢形状部、２０  ＤＣブラシレスモータ、２１  固定子、２２  回転子、２３  永久磁石、３０  インバータ回路、３１  ホールセンサ、３２  マイクロコンピュータ、３３  コンデンサ。
【図１】
2005249346.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005249346.tif 000013
【図１２】
2005249346.tif 000014
【図１３】
2005249346.tif 000015
【図１４】
2005249346.tif 000016
【図１５】
2005249346.tif 000017
【図１６】
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