(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み開口を有するシュラウドと円弧状流路面を有するハブとの間に複数の翼を接合したターボファンと、
前記ハブの裏側に配置されて前記ターボファンを駆動するファンモータと、
前記ターボファンから送られる空気と内部を通る冷媒とを熱交換させる室内熱交換器と、
前記ターボファン、前記ファンモータ及び前記室内熱交換器を収納した筐体と、を備えて構成されており、
前記ハブの前記翼より吸込み側に位置する部分に当該ハブの裏側と連通する冷却穴を設けて構成されている空気調和機の室内機であって、
前記翼を嵌合する溝を内側に備えて前記ハブの円弧状流路面から裏側に突出する複数の突出部を形成しており、
前記複数の突出部の間に形成される隙間を塞ぐように閉塞部を設けたこと、
を特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機の室内機において、前記閉塞部は前記複数の突出部の間に形成される隙間の上面を塞ぐように設けたリング状円板で構成されていること、を特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項３】
請求項１に記載の空気調和機の室内機において、前記溝に嵌合される前記翼の端面と前記溝の底面とを互いに合致する平坦面としてレーザー溶着されていること、を特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項４】
請求項１に記載の空気調和機の室内機において、前記閉塞部は前記複数の突出部の間に形成される隙間の側面を塞ぐように設けられていること、を特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気調和機の室内機において、前記閉塞部は前記ハブから裏側に一体に突出して形成された仕切壁部で構成されていること、を特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項６】
請求項５に記載の空気調和機の室内機において、前記仕切壁部は、前記突出部のファン軸心側の端部とほぼ同じ高さを有してこれらの端部間を直線状に繋ぐように形成されていること、を特徴とする空気調和機の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室内機に係り、特にターボファンにより室内空気を吸込んで室内熱交換器に送風して空気を冷却または加熱し室内へ吹出す空気調和機の室内機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な空気調和機は、冷媒が封入された冷媒循環流路に、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器とを順次配設した冷凍サイクルを備えている。このうち室内熱交換器は、室内熱交換器に室内空気を送る送風機と共に室内機の筐体内に格納されている。このような室内機には様々な形態のものがあるが、近年、特に業務用の分野では、筐体を天井内に埋め込み、天井面に設置された化粧パネルを介して空気の吸込み、吹出しを行う、いわゆる天井埋込カセットタイプが主流となっている。
【０００３】
従来の空気調和機の室内機の一例を図６及び図７を参照しながら説明する。図６は従来の空気調和機の室内機の縦断面図、図７は図６に用いるターボファンの拡大図である。
【０００４】
この室内機３０は、吸込み開口２５を有するシュラウド２４と円弧状流路面を有するハブ１４との間に複数の翼１６を設けたターボファン７と、ハブ１４の裏側に配置してターボファン７を駆動するファンモータ６と、ターボファン７から送られる空気と内部を通る冷媒とを熱交換させる室内熱交換器１１と、ターボファン７、ファンモータ６及び室内熱交換器１１を収納した筐体２とを備えて構成されている。そして、ハブ１４における翼１６より吸込み側に位置する部分には、複数の冷却穴２０が設けられている。そして、ターボファン７は、ハブ１４と翼１６を一体で樹脂成型し、その後に翼１６をシュラウド２４と超音波溶着にて接合していた。
【０００５】
かかる室内機３０において、ターボファン７を運転すると、ファン吹出し側の圧力はファン吸込み側の圧力よりも高くなるため、ターボファン７から吹出された空気の一部は圧力差により図６の矢印１５に示すようにハブ裏面（図５ではターボファン７の上面）から冷却穴２０を通して翼１６の入口側に空気が逆流する。この逆流する空気がモータ６の周囲を通過することでファンモータ６の冷却を行っている。
【０００６】
なお、従来技術に係るものとして、例えば特開２００４−１５６８８６号公報（特許文献１）が挙げられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１５６８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したターボファン７は、ハブ１４と翼１６とが一体に製造できるために製造が簡単であり、広く用いられているが、必然的に翼１６には金型を抜くための制限が生じ、３次元の自由な形状とすることができなかった。このため、ターボファン７のファン性能を向上を図ることができず、静音性、省エネ性が十分に達成できないという問題があった。
【０００９】
近年、空気調和機への静音性、省エネ性へのニーズが特に高まってきており、これらに応えるファン性能を得るために翼形状を流体的に最適な３次元翼とすることが求められている。そこで、翼とハブとを別体に製作して両者をレーザー溶着で接合することにより、３次元翼を可能としつつ、ハブ及び翼の接合を簡単にすることが考えられる。
【００１０】
翼とハブを別々に成型して両者をレーザー溶着する場合、翼とハブの接合面を精度よく密着させる必要がある。しかしながら、ターボファンの性能を追求する上で、ハブによって形成される子午面形状は流線に沿った円弧状とすることが望ましいが、翼とハブの接合面を円弧状にして精度よく密着させることは実用上極めて困難で、信頼性の高い接合を得ることが困難であった。
【００１１】
そこで、図８から図１０に示すように、翼１６を嵌合する溝２６を内側に備えてハブ１４の円弧状流路面から裏側に突出する複数の突出部１８を形成すると共に、溝２６に嵌合される翼１６の端面と溝２６の底面とを互いに合致する平坦面としてレーザー溶着することが考えられる。しかしながら、モータ６でターボファン７を回転させたとき、ハブ１４の裏側は前述のようにモータ６の冷却のための空気の流れ１５がある。一方で、突出部１８による外方への空気の流れが生ずる。この突出部１８による空気の流れがモータ６の冷却のための空気の流れ１５に干渉し、空気の乱れ１９が生ずる。これによって、騒音が発生するほか、モータ６の冷却のための空気の流れ１５の抵抗となり、余分な動力が必要になってモータ６の冷却効率を下げてしまうという問題が生じていた。
【００１２】
本発明の目的は、信頼性、静音性及び省エネ性に優れた空気調和機の室内機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するために、本発明は、吸込み開口を有するシュラウドと円弧状流路面を有するハブとの間に複数の翼を接合したターボファンと、前記ハブの裏側に配置されて前記ターボファンを駆動するファンモータと、前記ターボファンから送られる空気と内部を通る冷媒とを熱交換させる室内熱交換器と、前記ターボファン、前記ファンモータ及び前記室内熱交換器を収納した筐体と、を備えて構成されており、前記ハブの前記翼より吸込み側に位置する部分に当該ハブの裏側と連通する冷却穴を設けて構成されている空気調和機の室内機であって、前記翼を嵌合する溝を内側に備えて前記ハブの円弧状流路面から裏側に突出する複数の突出部を形成しており、前記複数の突出部の間に形成される隙間を塞ぐように閉塞部を設けた構成にしたことにある。
【００１４】
係る本発明の好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記閉塞部は前記複数の突出部の間に形成される隙間の上面を塞ぐように設けたリング状円板で構成されていること。
（２）前記溝に嵌合される前記翼の端面と前記溝の底面とを互いに合致する平坦面としてレーザー溶着されていること。
（３）前記閉塞部は前記複数の突出部の間に形成される隙間の側面を塞ぐように設けられていること。
（４）前記閉塞部は前記ハブから裏側に一体に突出して形成された仕切壁部で構成されていること。
（５）前記仕切壁部は、前記突出部のファン軸心側の端部とほぼ同じ高さを有してこれらの端部間を直線状に繋ぐように形成されていること。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、信頼性、静音性及び省エネ性に優れた空気調和機の室内機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。なお、図１から図１０における同一符号は同一物または相当物を示す。以下の各実施形態では天井埋込カセットタイプ空気調和機の室内機の例で説明するが、本発明はターボファンを用いた空気調和機の室内機全般に適用可能である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室内機を図１から図３を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図、図２は図１のターボファンの拡大図、図３は図１のターボファンの平面図である。
【００１７】
本実施形態の空気調和機は、室内機３０と室外機とこれらを接続する配管や配線とからなっており、室内機３０の筐体を天井内に埋め込み、天井面に設置された化粧パネル１を介して空気の吸込み、冷却または加熱して室内に吹出す天井埋込カセットタイプである。この空気調和機は、冷媒が封入された冷媒循環流路に、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器１１と、冷媒を減圧する膨張弁と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器とを順次配設した冷凍サイクルを備えている。
【００１８】
室内機３０は、図１に示すように、化粧パネル１、筐体２、吸込みグリル３、吹出しルーバ４、ファンモータ６、ターボファン７、フィルタ９、ベルマウス１０、室内熱交換器１１、ドレンパン１２、電気品箱１３を備えて構成されている。
【００１９】
化粧パネル１は、全体が概略平板状四角形に形成されており、その中央に吸込み口２７が設けられ、その周囲に吹出し口５が設けられている。化粧パネル１の吸込み口２７には吸込みグリル３が着脱可能に装着されている。吸込みグリル３の内側にはフィルタ９が着脱可能に装着されている。フィルタ１０の内側上方には、ベルマウス１０が設置されている。また、化粧パネル１の吹出し口５には吹出しルーバ４が設置されている。
【００２０】
筐体２は、下面が開口された四角の箱状に形成されており、下面の開口を覆うように化粧パネル１を取付けている。この筐体２は、ファンモータ６、ターボファン７、ベルマウス１０、室内熱交換器１１、ドレンパン１２、電気品箱１３を内部に収納しており、室内空気を下面中央部から吸込み、下面周縁部から吹出す通風路を有している。
【００２１】
ターボファン７は、図１から図３に示すように、シュラウド２４、翼１６、ハブ１４、リング状円板２１を備えて構成されている。このターボファン７は、吸込み開口２５を有するシュラウド２４と、円弧状流路面１４ａを有するハブ１４と、この両者２４、１４間に接合された複数の翼１６とを備えている。また、このターボファン７は，室内空気を下面中央から吸込んで側面外周から吹出すように、筐体２内の中央部に設置されている。
【００２２】
シュラウド２４は、基本形状が円板リング状であり、ベルマウス１０の上方に対向して配置され、ベルマウス１０の中央開口２８に対応する吸込み開口２５を有している。このシュラウド２４は樹脂で形成されている。
【００２３】
ハブ１４は、基本形状が円板状であり、中心部に設けられたボス１７と、室内空気の流線に沿って円弧状とした円弧状流路面１４ａを有する流路部とを備えている。このハブ１４は樹脂で形成されている。ハブ１４における翼１６より吸込み側に位置する部分には、ハブ１４の裏側と連通する複数の冷却穴２０が設けられている。この冷却穴２０は、ファンモータ６を冷却するためのものであり、ボス１７の周囲に等間隔に設けられている。
【００２４】
ハブ１４の円弧状流路面１４ａを構成する流路部には、裏側に突出する複数の突出部１８が形成されている。この突出部１８の内側には、翼１６を嵌合する溝２６が備えられている。溝２６に嵌合される翼１６の端面と溝２６の底面は、互いに合致する平坦面で形成され、レーザー溶着により接合されている。
【００２５】
ハブ１４の裏側には、複数の突出部１８の間に形成される隙間を塞ぐようにリング状円板２１が設けられている。リング状円板２１は、複数の突出部１８の間に形成される隙間の上面を塞ぐ閉塞部を構成している。なお、このリング状円板２１は、ハブ１４と接着また溶着されており、ハブ１４および突出部１８と一体で回転するように接合されていればよい。
【００２６】
翼１６は、静音性、省エネ性に応えるファン性能を得るために、流体的に最適な３次元翼形状で形成されている。この翼１６は樹脂で形成されている。
【００２７】
ターボファン７を駆動するファンモータ６は、ハブ１４と筐体２の上壁との間に配置されている。ファンモータ６から下方に延びる回転軸の下端部には、ハブ１４のボス１７が固定されている。ファンモータ６の回転軸の回転に伴ってハブ１４が回転され、ターボファン７が回転される。
【００２８】
室内熱交換器１１は、ターボファン７を取り囲むように配置され、ターボファンから送られる空気と内部を通る冷媒とを熱交換させるように構成されている。室内熱交換器１１の下方にはドレンパン１２が設置され、冷房時に室内熱交換器１１に生じる結露水を受けるようになっている。集められた結露水は配水管を通して外部に排出される。
【００２９】
ベルマウス１０の下面の一部には、空気調和機の運転の制御を行う制御基板などを収めた電気品箱１３が設置されている。
【００３０】
次に、室内機３０の動作について説明する。空気調和機を運転し、筐体２内に設置されたモータ６を駆動させてモータ６の軸に接続されたターボファン７を回転させることにより、室内空気は、図１の矢印８に示すように、吸込みグリル３、フィルタ９、ベルマウス１０を通して筐体２内のターボファン２４に吸い込まれる。ターボファン７に吸込まれた室内空気は、ターボファン７で昇圧された後、ターボファン７の外周外方に吹出される。
【００３１】
ターボファン７から吹出された室内空気の大部分は、図１の矢印１６に示すように、室内熱交換器１１を通って、冷房運転時には冷却され、暖房運転時には加熱された後、化粧パネル１の吹出し口５より室内に吹出される。これによって、室内の空調が行われる。
【００３２】
また、ターボファン７から吹出された室内空気の一部は、図１及び図３の矢印１５に示すように、ターボファン７の裏側、即ち、ターボファン７と筐体２との間を通り、ファンモータ６を冷却して冷却穴２０を介して翼１６の入口側に逆流される。即ち、ターボファン７を運転すると、ファン吹出し側の圧力はファン吸込み側の圧力よりも高くなるため、ターボファン７から吹出された空気の一部は、その圧力差により、ハブ裏側（ターボファン７の上方）を通って、冷却穴２０から翼１６の入口側に逆流される。
【００３３】
このモータ冷却空気の流れ１５は、リング状円板２１に案内されてファンモータ６の周囲に導かれるので、ファンモータ６を効率よく冷却することができる。また、複数の突出部１８の間に形成される隙間の上面を塞ぐようにリング状円板２１が設けられているので、突出部１８の回転による外周外方への空気の流れが発生せず、モータ冷却空気の流れ１５を乱すことがない。これによって、モータ冷却空気の流れ１５による騒音の発生を防ぐことができ、さらにファン効率が向上すると共に、ファンモータ６を効率よく冷却することができる。
【００３４】
本実施形態によれば、円弧状流路面４ａを有するハブ１４としているので、ターボファン７に吸込まれた室内空気の流線が円弧状流路面４ａに沿うものとなる。これによって、単なる平坦流路面で形成されるハブの場合と比較してファン性能を向上させることができる。
【００３５】
また、突出部１８の内側に備えられた溝２６の底面とこの溝２６に嵌合される翼１６の端面とは、互いに合致する平坦面で形成され、レーザー溶着により接合されているので、翼１６を３次元形状としてファン性能を向上を図りつつ、信頼性の高い接合を容易に得ることができる。
【００３６】
さらには、ハブ１４の翼吸込み側に冷却穴２０を設け、複数の突出部１８の間に形成される隙間の上面を塞ぐようにリング状円板２１を設けているので、モータ冷却空気による騒音を抑制しつつ、ファンモータ６を効率よく冷却することができる。
【００３７】
本実施形態では、これらによって、信頼性、静音性及び省エネ性に優れた空気調和機の室内機を得ることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機について図４を用いて説明する。図４は本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機に用いるターボファンの平面図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００３８】
この第２実施形態では、ターボファン７のハブ１４裏面の突出部１８のファン軸心側に、突出部１８と略同じ高さの円筒壁部２２が突出部１８の内周側に接するように配置されている。円筒壁部２２は、複数の突出部１８の間に形成される隙間のファン軸心側の側面を塞ぐ閉塞部を構成するものである。この円筒壁部２２は、ハブ１４から裏側に一体に突出して形成された仕切壁部で構成されている。
【００３９】
この空気調和機を運転し、ターボファン７を回転させると、ターボファン７から吹出された空気の一部は、ハブ１４の裏面を通り、ファンモータ６を冷却して冷却穴２０を介して翼入口側に逆流する。ここで、突出部１８の内側に円筒壁部２２があることで、突出部１８の回転による外周外方への空気の流れが発生せず、モータ冷却空気の流れ１５を乱すことがない。これによって、モータ冷却空気の流れ１５による騒音の発生を防ぐことができる、さらにファン効率が向上すと共に、ファンモータ６を効率よく冷却することができる。
【００４０】
また、この円筒壁部２２はハブ１４の成型時にハブ１４と一体で成型すればよく、第１実施形態のように、新たな部品であるリング状円板２１を追加する必要がなく、またハブ１４に付加する材料の重量も低減できるため、コストが低くできる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の空気調和機の室内機について図５を用いて説明する。図５は本発明の第３実施形態の空気調和機の室内機に用いるターボファン７の平面図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第２実施形態と相違するものであり、その他の点については第２実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４１】
この第３実施形態では、突出部１８のファン軸心側の端部とほぼ同じ高さを有してこれらの端部間を直線状に繋ぐように仕切壁部２３が形成されている。かかる構成によっても、第２実施形態と同様な効果を有すると共に、突出部１８を直線状に繋いでいるため、第２実施形態と比べてターボファン７の重量をさらに低減することができる。
【００４２】
なお、騒音および動力を低減するには、第３実施形態のように突出部１８のファン軸心側の端部を繋ぐ仕切壁部２３とすることが好ましいが、突出部１８の端部以外の突出部の間に設け、複数の突出部１８の間に形成される隙間の中間の側面を塞ぐようにしても、ある程度の効果は望める。その場合には、仕切壁部２３の長さを短くすることができ、第３実施形態と比べてターボファン７の重量をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図である。
【図２】図１のターボファンの拡大図である。
【図３】図１のターボファンの平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機に用いるターボファンの平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の空気調和機の室内機に用いるターボファンの平面図である。
【図６】従来の空気調和機の室内機の縦断面図である。
【図７】図６に用いるターボファンの拡大図である。
【図８】本発明の比較例に係る空気調和機の室内機の縦断面図である。
【図９】図８のターボファンの拡大図である。
【図１０】図８のターボファンの平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…化粧パネル、２…筐体、３…吸込みグリル、４…ルーバ、５…吹出し口、６…モータ、７…ターボファン、８…吸込み空気の流れ、９…フィルタ、１０…ベルマウス、１１…室内熱交換器、１２…ドレンパン、１３…電気品箱、１４…ハブ、１４ａ…円弧状流路面、１５…モータ冷却空気の流れ、１６…翼、１７…ボス、１８…突出部、１９…空気の乱れ、２０…冷却穴、２１…リング状円板（閉塞部）、２２…円筒壁部（閉塞部）、２３…仕切壁部（閉塞部）、２４…シュラウド、２５…吸込み開口、２６…溝、２７…吸込み口、２８…中央開口、３０…室内機。
【図１】
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【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】
0004570048.tif 000010
【図１０】
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