JP5304879B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、斜流式又は遠心式の羽根車を備えた空気調和機に関する。

従来、空気調和機において遠心送風機や斜流送風機が用いられている。遠心送風機は、遠心式の羽根車を有しており、この羽根車内に軸方向に吸い込んだ空気を回転軸から遠ざかる方向（遠心方向）に吹き出す構造を有している。斜流送風機は、斜流式の羽根車を有しており、この羽根車内に軸方向に吸い込んだ空気を遠心方向に対して傾斜した方向に吹き出す構造を有している。

例えば特許文献１には、斜流式の羽根車を有する天井埋込型の空気調和機が開示されている。この特許文献１には、ハウジングの天板が斜流式の羽根車から吹き出された気流を案内路に円滑に導入するように形成されており、高効率、低騒音の天井埋込型の空気調和機を提供することができる、と記載されている。

一般に、天井埋込型の空気調和機では、熱交換器が羽根車の周囲全体を取り囲むように設けられており、羽根車から吹き出された気流は、その周囲に設けられた熱交換器をスムーズに吹き抜けた後、ケースの吹出口を通じて室内に供給される。

特開平１１−３３７１０８号公報

ところで、熱交換器が斜流式や遠心式の羽根車の周囲全体ではなく周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化を推し進めると、羽根車とケースの側板の内面とが近接する構造となることに起因して次のような問題が生じる。

すなわち、コンパクト化された空気調和機では、熱交換器が設けられている領域に向かって羽根車から吹き出された気流は、その熱交換器をスムーズに吹き抜けた後、ケースの吹出口を通じて室内に供給される一方で、熱交換器が設けられていない領域に向かって羽根車から吹き出された気流は、羽根車に近接する側板の内面に跳ね返された後、羽根車のハブと、モータを支持する背板との間の狭い隙間に勢いよく流れ込む。

ハブと背板との間の隙間に勢いよく流れ込んだ気流は、その隙間内においてモータやモータを背板に固定する支持部品などに衝突することによって騒音の原因となる。また、ハブと背板との間の隙間に勢いよく流れ込んだ気流は、モータの外周面やモータを背板に固定する支持部品の外面などに衝突すると、再び跳ね返されて当該隙間内において渦流となる。このような渦流は、当該隙間及びその近傍において旋回しながら滞留しやすいため、羽根車から吹き出される気流（主流）と干渉して主流を乱すとともに、ケース内における主流の流路（有効流路）の幅を狭めて主流が流れるときの抵抗を増大させる。その結果、空気調和機の騒音がさらに増大する。

本発明の目的は、熱交換器が羽根車の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することである。

(1)本発明の空気調和機は、互いに対向する前板（２５）及び背板（２６）を有するケース（２０）と、前記ケース（２０）内に設けられた熱交換器（１５）と、前記背板（２６）に支持され、回転軸（Ａ）が前記背板（２６）に交わる方向に延びるモータ（４９）と、前記ケース（２０）内に設けられ、前記モータ（４９）に取り付けられたハブ（５３）を有する斜流式又は遠心式の羽根車（５１）と、前記羽根車（５１）から吹き出されて前記ハブ（５３）と前記背板（２６）との間の空間に流れ込む気流を案内するための気流案内部（９０）と、を備える。前記ケース内における前記羽根車（５１）の径方向外側に位置し、前記羽根車（５１）の周りを囲む複数の内壁面には、前記羽根車（５１）との間に前記熱交換器（１５）が介在する第１内壁面と、前記羽根車（５１）との間に前記熱交換器（１５）が介在しない第２内壁面とが含まれている。前記第２内壁面と前記羽根車（５１）との距離は、前記第１内壁面と前記羽根車（５１）との距離よりも近い。前記気流案内部（９０）は、前記背板（２６）と前記ハブ（５３）との間でかつ前記モータ（４９）と少なくとも前記第２内壁面との間において前記羽根車（５１）の回転方向に沿って延びる外周面（９１）を有し、前記外周面（９１）は、前板（２５）側に向かうにつれて前記回転軸（Ａ）との距離が小さくなるように傾斜又は湾曲している。前記気流案内部（９０）は、前記羽根車（５１）から吹き出されて前記熱交換器（１５）に到達する前に前記第２内壁面に跳ね返されて前記背板（２６）と前記ハブ（５３）との間の隙間に流れ込んだ気流を、前記モータ（４９）に到達する前に前記気流案内部（９０）の外周面（９１）に到達させて前記外周面（９１）の略周方向に沿った流れにすることにより、前記背板（２６）と前記ハブ（５３）との間の隙間から前記外周面（９１）に沿わせて排出する。

この構成では、上記のような外周面（９１）を有する気流案内部（９０）を備えるので、熱交換器（１５）が羽根車（５１）の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することができる。具体的に、この構成では、熱交換器（１５）が設けられていない領域である第２内壁面側の領域に向かって羽根車（５１）から吹き出された気流は、羽根車（５１）との距離が近い第２内壁面に跳ね返された後、羽根車（５１）のハブ（５３）と、モータ（４９）を支持する背板（２６）との間の狭い隙間に勢いよく流れ込む。そして、この隙間に勢いよく流れ込んだ気流の一部は、モータ（４９）に到達する前に、気流案内部（９０）の外周面（９１）に到達し、この外周面（９１）に案内されて外周面（９１）の略周方向に沿った流れとなるので、前記隙間からスムーズに排出される。すなわち、気流案内部（９０）の外周面（９１）は、前板（２５）側に向かうにつれて前記回転軸（Ａ）との距離が小さくなるように傾斜又は湾曲しているので、この外周面（９１）に到達した気流は、外周面（９１）に跳ね返されずに外周面（９１）の傾斜形状又は湾曲形状に沿って略周方向に流れやすくなる。つまり、前記隙間においては、羽根車（５１）の回転によって回転方向の空気の流れが形成されているので、気流案内部（９０）の外周面（９１）に到達した気流は、羽根車（５１）の回転による空気の流れの影響を受けて気流案内部（９０）の外周面（９１）の略周方向に沿った流れとなり、その後、前記隙間からスムーズに排出される。したがって、ハブ（５３）と背板（２６）との隙間において渦流の発生が抑制されるので、騒音の増大を抑制することができる。

(2)前記空気調和機において、前記気流案内部（９０）の前記外周面（９１）は、前記回転方向に連続する環形状を有することが好ましく、この場合には、外周面（９１）が前記回転方向において不連続で切れ目や段差を有する場合と比較して、気流の乱れがさらに抑制されるので、騒音をさらに低減できる。

(3)前記空気調和機において、前記気流案内部（９０）における径方向外側の端部は、前記ハブ（５３）における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置しているのが好ましく、この場合には、ケース（２０）内における主流の流路（有効流路）の幅が狭められるのをさらに抑制できる。これにより、主流が流れるときの抵抗が増加するのをさらに抑制できる。

(4)前記空気調和機において、前記モータ（４９）は、アウターロータ型のモータ（４９）であり、前記気流案内部（９０）は、前記モータ（４９）のロータ（４５）よりも径方向外側に位置しているのが好ましく、この場合には、ロータ（４５）と気流案内部（９０）との接触を確実に防止できる。

本発明によれば、熱交換器が羽根車の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機を示す斜視図である。 前記空気調和機の内部構造を示す斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 前記空気調和機における送風機を示す軸方向断面図である。 （Ａ）は、前記空気調和機におけるケースとモータと気流案内部との位置関係を示す斜視図であり、（Ｂ）は、前記気流案内部を示す斜視図である。 （Ａ）は、前記空気調和機における羽根車のハブとモータと気流案内部との位置関係を示す斜視図であり、この斜視図には軸方向に切断した断面が描かれている。（Ｂ）は、前記気流案内部及び背板の一部を示す軸方向断面図である。 （Ａ）は、前記気流案内部の変形例１を示す軸方向断面図であり、（Ｂ）は、前記気流案内部の変形例２を示す軸方向断面図であり、（Ｃ）は、前記気流案内部の変形例３を概略的に示す正面図であり、（Ｄ）は、前記気流案内部の変形例４を概略的に示す正面図である。 （Ａ）は、前記空気調和機において、羽根車から吹き出されてハブと背板との間の空間に流れ込む空気の流れを概略的に示す斜視図であり、（Ｂ）は、前記空気の流れを概略的に示す平面図であり、（Ｃ）は、前記空気の流れを概略的に示す軸方向断面図である。 変形例５の空気調和機における羽根車のハブとモータと固定部材との位置関係を示す斜視図であり、この斜視図には軸方向に切断した断面が描かれている。 （Ａ）は、変形例５に係る空気調和機におけるモータと固定部材との位置関係を概略的に示す平面図であり、（Ｂ）は、変形例５に係る空気調和機において、羽根車から吹き出されてハブと背板との間の空間に流れ込む空気の流れを概略的に示す断面図である。 （Ａ）は、参考例の空気調和機において、羽根車から吹き出されてハブと背板との間の空間に流れ込む空気の流れを概略的に示す斜視図であり、（Ｂ）は、前記空気の流れを概略的に示す平面図であり、（Ｃ）は、前記空気の流れを概略的に示す軸方向断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機１１について図面を参照して説明する。

＜室内機の全体構造＞
図１〜図３に示すように、本実施形態の室内機１１は、斜流式又は遠心式の羽根車５１と、この羽根車５１を回転させるモータ４９と、羽根車５１の両サイドに配置された一対の熱交換器１５，１５と、これらの熱交換器１５，１５において生じる結露水を収容するドレンパン３０と、気流案内部９０と、これらを収容するケース２０とを備える。羽根車５１とモータ４９は、送風機１３を構成している。気流案内部９０は、羽根車５１から吹き出されて後述するハブ５３と背板２６との間の空間に流れ込む気流を案内するためのものである。気流案内部９０の構造については後述する。なお、以下の説明では、室内機１１の上方Ｕ、下方Ｄ、右方Ｒ、左方Ｌ、前方Ｆ及び後方Ｂを、図１及び図２において矢印で示す方向とする。

室内機１１のケース２０は、前後方向の厚みが薄く、上下方向の高さよりも左右方向の幅の方が大きな直方体形状を有している。室内機１１は、モータ４９の回転軸Ａの軸方向が前後方向に向いた姿勢で送風機１３（斜流送風機又は遠心送風機）をケース２０内に配置することにより、クロスフローファンを用いる場合に比べて前後方向に薄型化されている。また、室内機１１は、熱交換器１５を前後方向に対して傾斜させてケース２０内に配置することにより、前後方向に薄型化されている。さらに、室内機１１は、送風機１３の両サイドに熱交換器１５を配置することにより、上下方向に小型化されている。

室内機１１では、ケース２０の前部から吸い込まれた空気は、羽根車５１の遠心方向又は遠心方向に対して後方Ｂ（背板２６側）に傾斜した方向に流れ、右方Ｒ又は左方Ｌの熱交換器１５において熱交換された後、ケース２０の前面両サイドから室内に吹き出される（図４参照）。

図１、図３及び図４に示すように、ケース２０は、底板２１、天板２２、右側板２３、左側板２４、前板（化粧前板）２５、背板２６及びベルマウス２８を有している。前板２５は、吸込口開閉板２５１と、この吸込口開閉板２５１の両サイドに配置された一対の吹出口開閉板２５２，２５２とを含む。

吸込口開閉板２５１は、羽根車５１の前方Ｆに配置されており、前板２５の大半の領域を占める矩形状を有している。右側の吹出口開閉板２５２は、右側の熱交換器１５の前方Ｆに配置されており、上下方向に長い矩形状を有している。左側の吹出口開閉板２５２は、左側の熱交換器１５の前方Ｆに配置されており、上下方向に長い矩形状を有している。ケース２０には、ケース２０内の空気を室内に吹き出すための一対の吹出口２５ｂが設けられている。一対の吹出口２５ｂは、正面視で吸込口２５ａの右方Ｒと左方Ｌに設けられており、吹出口開閉板２５２，２５２の真後ろに位置している。

吸込口開閉板２５１は、底板２１及び天板２２に対して前後方向に進退移動可能に図略の支持部材を介して底板２１及び天板２２に支持されている。吸込口開閉板２５１は、室内機１１の未使用時には、図１において実線で示すように吸込口２５ａを閉じた閉状態にある。一方、室内機１１の使用時には、図１において二点鎖線で示すように吸込口開閉板２５１が前方Ｆに移動し、吸込口開閉板２５１の上縁部２５１ａ、下縁部２５１ｂ及び側縁部と、底板２１の前縁部２１ａ、天板２２の前縁部２２ａ及び吹出口開閉板２５２，２５２の側縁部との間に隙間が形成され、これらの隙間から空気がケース２０内に流入する。

右側の吹出口開閉板２５２は、その左縁部２５２ａを中心に回動可能に底板２１の前縁部２１ａ及び天板２２の前縁部２２ａに支持されている。室内機１１の未使用時には、図１において実線で示すように吹出口２５ｂが吹出口開閉板２５２によって閉じられた状態である。一方、室内機１１の使用時には、左縁部２５２ａを中心に吹出口開閉板２５２が前方Ｆに回動し、図１において二点鎖線で示すように吹出口開閉板２５２の右縁部２５２ｂと右側板２３の前縁部２３ａとの間に隙間が形成され、この隙間からケース２０内の空気が室内に流出する。左側の吹出口開閉板２５２の動作もこれと同様である。

背板２６の右サイドには、右方Ｒにいくにつれて前方Ｆに位置するように傾斜した傾斜壁２６Ｒ（図４参照）が設けられており、右側の熱交換器１５は、その側部が傾斜壁２６Ｒに隣接するように配置されている。背板２６の左サイドには、左方Ｌにいくにつれて前方Ｆに位置するように傾斜した傾斜壁２６Ｌ（図４参照）が設けられており、左側の熱交換器１５は、その側部が傾斜壁２６Ｌに隣接するように配置されている。

ベルマウス２８は、前後方向に円形に開口する吸込口２５ａを有しており、前板２５と羽根車５１の間に配置されており、空気を羽根車５１に案内する。

図２〜図４に示すように、室内機１１は、羽根車５１から各熱交換器１５までの空気流路とドレンパン３０の水収容空間とを仕切る板状の仕切り部材４１をさらに備える。この仕切り部材４１は、底板２１に平行な姿勢で羽根車５１の下方に配置されている。仕切り部材４１は、ドレンパン３０の前壁３０Ｆと後壁３０Ｂとの間に架け渡されている。

羽根車５１は、その径方向外側に位置する複数の内壁面Ｓに囲まれている。複数の内壁面Ｓは、右側板２３の内面である第１内壁面Ｓ１（右側第１内壁面Ｓ１）と、左側板２４の内面である第１内壁面Ｓ１（左側第１内壁面Ｓ１）と、天板２２の下面である第２内壁面Ｓ２（上側第２内壁面Ｓ２）と、仕切り部材４１の上面である第２内壁面Ｓ２（下側第２内壁面Ｓ２）とを含む。

右側第１内壁面Ｓ１と羽根車５１との間、及び左側第１内壁面Ｓ１と羽根車５１との間には熱交換器１５が介在している。一方、上側第２内壁面Ｓ２と羽根車５１との間、及び下側第２内壁面Ｓ２と羽根車５１との間には熱交換器１５が介在していない。上側第２内壁面Ｓ２と羽根車５１との距離及び下側第２内壁面Ｓ２と羽根車５１との距離は、右側第１内壁面Ｓ１と羽根車５１との距離及び左側第１内壁面Ｓ１と羽根車５１との距離よりも近い。

＜送風機の構造＞
図５に示すように、送風機１３は、斜流式の羽根車５１を備える斜流送風機である。羽根車５１は、モータ４９に固定された正面視で円形のハブ５３と、ベルマウス２８の後端が挿入された開口部を有するシュラウド５４と（図３参照）、このシュラウド５４とハブ５３との間に周方向に沿って配列された複数の羽根５５とを含む。

モータ４９は、ステータ４３、ロータ４５及び非回転軸８０を有するアウターロータ型モータである。モータ４９は、ケース２０の背板２６の内面に固定されており、上述したように、羽根車５１及びモータ４９は、回転軸Ａの軸方向が前後方向（本実施形態では、背板２６に直交する方向）に向く姿勢でケース２０内に配置されている。

ステータ４３は、直径よりも前後方向の厚みの方が小さい扁平な略円柱形状を有している。ステータ４３は、その背面がケース２０の背板２６の内面に対向するように配置されている。ステータ４３の後端部には半径方向外側に延びるフランジ部４８が設けられている。フランジ部４８に取り付けられる後述の気流案内部９０によってモータ４９は背板２６に固定されている。ステータ４３の内部にはコイル４４が配置されている。ステータ４３の中心部には前後方向に貫通する貫通孔４６が形成されている。

非回転軸８０は、回転軸Ａの方向に延びる柱状の部材である。非回転軸８０の後方Ｂ側の部位（後方軸部）がステータ４３の貫通孔４６内に配置されることにより、非回転軸８０は、ステータ４３に支持されている。非回転軸８０の前方Ｆ側の部位（前方軸部）は、ステータ４３よりも前方Ｆに突出している。非回転軸８０は、ボルトＢ１によってステータ４３に固定されている。

ロータ４５は、前後方向に貫通する挿通孔を中央に有する正面視で円環状の固定部４５ａと、この固定部４５ａの周縁から後方Ｂに円筒状に延びるロータ本体４５ｂとを含む。ロータ４５は、固定部４５ａの前面が羽根車５１のハブ５３の背面に当接した状態でハブ５３に固定されている。固定部４５ａの挿通孔には非回転軸８０の前方軸部が挿通されている。ロータ本体４５ｂは、ステータ４３の外周面を覆うようにステータ４３の半径方向外側に配置されている。ロータ４５とステータ４３との間には、ロータ４５の回転時に両者が接触しないように所定の隙間が設けられている。

ハブ５３は、回転軸Ａの方向における前端に位置する前端面５３Ｆと、後端に位置する後縁５３Ｂと、前端面５３Ｆと後縁５３Ｂとの間に位置する傾斜面５３Ｋと、前端面５３Ｆ及び傾斜面５３Ｋの背面側に位置し、ロータ４５の固定部４５ａが固定される前述の背面とを有している。ハブ５３の後縁５３Ｂは、傾斜面５３Ｋの後端でもある。傾斜面５３Ｋは、後方Ｂに向かうにつれて外径が大きくなる。各羽根５５の後端部は傾斜面５３Ｋに接合されている。後縁５３Ｂは、ステータ４３及びロータ本体４５ｂよりも半径方向外側に位置している。

ハブ５３は、前後方向に貫通する貫通孔を中央に有している。この貫通孔には非回転軸８０の前方軸部と、軸受け部６０とが配置されている。軸受け部６０は、非回転軸８０の前方軸部と羽根車５１との間に設けられており、羽根車５１が非回転軸８０の回りに回転可能なように羽根車５１を支持している。

右側の熱交換器１５は、羽根車５１の右方Ｒに配置され、左側の熱交換器１５は、羽根車５１の左方Ｌに配置されている。各熱交換器１５は、羽根車５１よりも空気の流れ方向の下流側に位置している。各熱交換器１５は、上下方向に長い直方体形状を有しており、下端部が後述するドレンパン３０内に位置し、上端部が天板２２に近接又は当接している。図４に示すように、右側の熱交換器１５は、前面部１５Ｆが後面部１５Ｂよりも左方Ｌに位置するように前後方向に対して傾斜して配置されている。同様に、左側の熱交換器１５は、前面部１５Ｆが後面部１５Ｂよりも右方Ｒに位置するように前後方向に対して傾斜して配置されている。

各熱交換器１５は、扁平な形状を有する複数の金属管と、複数の伝熱フィンとを備える。本実施形態の熱交換器１５は、小型で熱交換の効率が高いマイクロチャネル式などの熱交換器（例えばアルミニウム製積層型熱交換器）である。金属管としては、例えば複数の冷媒流路が形成された多穴管を用いることができ、伝熱フィンとしては、例えばコルゲートフィンを用いることができる。

ドレンパン３０は、羽根車５１及び一対の熱交換器１５，１５の下方に配置されている。ドレンパン３０は、上部が開口し、水を収容する水収容空間を有している。水収容空間は、右側の熱交換器１５と、左側の熱交換器１５とにまたがる範囲に設けられている。ドレンパン３０は、一対の熱交換器１５，１５の下端部に対向する底部と、この底部の周縁から上方に起立する壁部とを有している。水収容空間は、底部と壁部とによって区画される空間である。

図３に示すように、ドレンパン３０は、ケース２０の底板２１よりも高い位置に配置されており、ドレンパン３０の下面とケース２０の底板２１の上面との間には収容空間５８が形成されている。収容空間５８には、電装品ケース１００、ドレンホース５６などが収容される。

＜気流案内部材の構造＞
気流案内部９０は、羽根車５１から吹き出されてハブ５３と背板２６との間の空間に流れ込む気流を案内するためのものである。図３及び図４に示すように、気流案内部９０は、背板２６とハブ５３との間に設けられている。また、気流案内部９０は、モータ４９のステータ４３の周囲に配置されている。言い換えると、気流案内部９０は、モータ４９のステータ４３と、複数の内壁面Ｓ１，Ｓ２との間に設けられている。

図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、気流案内部９０は、回転軸Ａの周りを囲む環状の部材である。気流案内部９０は、ほぼ同形状の複数の円弧状部材９３（本実施形態では４つの円弧状部材９３）により構成されており、これらの円弧状部材９３は、回転軸Ａの周りにおいて連続する一つの環となるように配置される。このように複数の円弧状部材９３によって気流案内部９０が構成されることにより、成形性及び組立性（作業性）を向上させることができる。

気流案内部９０は、羽根車５１の回転方向に沿って延びる外周面９１と、外周面９１よりもハブ５３側に位置し、回転方向に沿って延びる前面９４とを有している。外周面９１及び前面９４は、回転方向に連続し、回転軸Ａの周りを囲む環形状（円形状）を有している。前面９４は、外周面９１と滑らかに連続する面である。前面９４は、ハブ５３に対向する面であって背板２６と平行な平面又はハブ５３側に凸の凸曲面である。本実施形態では、外周面９１は、図７（Ｂ）に示す気流案内部９０の軸方向断面図において、背板２６の内面に対して角度θ１で傾斜した直線の部位である。

外周面９１の背板２６側の端部（径方向外側の端部）は、背板２６に近接した位置に設けられている。具体的に、図７（Ａ）に示すように、気流案内部９０の径方向外側の端部（角部）には、面取り部９８が設けられている。外周面９１と背板２６の内面との間には、この面取り部９８が介在している。

外周面９１は、前板２５側に向かうにつれて回転軸Ａとの距離が小さくなるように傾斜している。図７（Ｂ）に示すように、外周面９１と背板２６の内面とのなす角度θ１は、鈍角である。外周面９１の傾斜角度θ１は、羽根車５１、モータ４９などとの位置関係に応じて変わる気流案内効果を考慮して適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。

気流案内部９０は、さらに、前面９４の径方向内側の縁から下方に延びる内周面９５（図６（Ｂ）参照）と、内周面９５から径方向外側に凹む複数の凹部９２と、背面９７（図７（Ｂ）参照）とを有している。内周面９５は、モータ４９のステータ４３及びロータ４５よりも径方向外側に位置している。

複数の凹部９２（本実施形態では、４つの凹部９２）は、周方向にほぼ等間隔に配置されている。各凹部９２には、合成ゴムなどにより形成された略Ｃ字形状の弾性部材９６及びステータ４３のフランジ部４８が嵌め込まれている。このようにフランジ部４８が凹部９２に嵌め込まれた状態で、背板２６に設けられた貫通孔２６ａに図略のボルトが挿通されて背面９７に設けられたねじ孔９０ａに螺合されている。これにより、モータ４９が背板２６に固定されている。したがって、気流案内部９０は、モータ４９を背板２６に固定するための固定部材としての機能も兼ね備えている。したがって、固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。

気流案内部９０における径方向外側の端部（外周面９１の径方向外側の端部）は、ハブ５３における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置している。また、気流案内部９０は、ロータ本体４５ｂよりも径方向外側に位置している。気流案内部９０における前板２５側の端部は、ハブ５３よりも背板２６側に位置しているが、ハブ５３よりも前板２５側に位置していてもよい。

なお、図８（Ａ），（Ｂ）に示す変形例１，２ように、外周面９１は、前板２５側に向かうにつれて回転軸Ａとの距離が小さくなるように凹状又は凸状に湾曲した形態であってもよい。図８（Ａ）に示す変形例１では、外周面９１は凸曲面であり、図８（Ｂ）に示す変形例２では、外周面９１は凹曲面である。

変形例１のように外周面９１が凸曲面である場合には、凹曲面である場合（変形例２）に比べて、外周面９１に到達した気流が外周面９１にさらに跳ね返されにくくなる。

変形例２のように外周面９１が凹曲面である場合、外周面９１のハブ５３側の端部における接線Ｌ１は、回転軸Ａ側に傾斜しているのが好ましい。これにより、この外周面９１に到達した気流が外周面９１により跳ね返されにくくなり、その結果、外周面９１の湾曲形状に沿って略周方向に流れやすくなる。

また、図８（Ｃ）は、気流案内部９０の変形例３を概略的に示す正面図である。図８（Ｃ）に示すように、この変形例３では、気流案内部９０は、回転軸Ａの周りの一部に配置された複数の円弧状部材９３（本実施形態では２つの円弧状部材９３）により構成されている。各円弧状部材９３は、第２内壁面Ｓ２と羽根車５１との間に配置されている。この変形例３では、各円弧状部材９３の中心角θ２が９０度である場合を例示しているが、これに限定されない。

円弧状部材９３の中心角θ２は、例えば、円弧状部材９３を平面視したときの長さ（円弧状部材９３を天板２２側から見たときの左右方向の長さ）が例えばロータ４５の直径以上となるように設定することができる。これにより、円弧状部材９３は、第２内壁面Ｓ２に跳ね返されてハブ５３と背板２６との間の隙間に流れ込む気流の経路のうちの多くの割合をカバーすることができる。このように当該隙間に流れ込む気流の経路のうちの多くの割合がカバーされると、次のようなメリットがある。すなわち、当該隙間に流れ込む気流のうちのより多くの気流を、熱交換器１５の方向に、よりスムーズに案内できるようになるため、気流は当該隙間から速やかに流出し、主流との干渉が低減され、主流の乱れを小さくすることができる。また、気流が当該隙間から速やかに流出することにより、ケース２０内における気流の流路（有効流路）が狭められるのが抑制されるので、羽根車５１から吹き出されて熱交換器１５に到達する気流全体で見た場合の流れの抵抗が小さくなる。以上のように、主流の乱れが抑制されること、及び気流の有効流路が狭められるのが抑制されることから、大幅に騒音を低減することができる。

図８（Ｄ）は、気流案内部９０の変形例４を概略的に示す正面図である。この変形例４では、２つの円弧状部材９３が回転軸Ａに対して点対称の位置にある点で変形例３と同様であるが、次の点で変形例３と異なっている。すなわち、この変形例４は、図８（Ｃ）のように２つの円弧状部材９３が上下に対称な位置に設けられている形態ではなく、図８（Ｄ）に示すように、２つの円弧状部材９３が回転軸Ａを中心にして羽根車５１の回転方向Ｃにずれた位置に設けられている。

変形例４では、各円弧状部材９３は、回転軸Ａを通る上下方向の直線Ｖに交わる位置に設けられている。各円弧状部材９３では、直線Ｖよりも回転方向Ｃ側の領域における周方向の長さは、直線Ｖよりも回転方向Ｃの反対方向側の領域における周方向の長さよりも大きい。

また、変形例４における各円弧状部材９３の中心角については、変形例３の中心角θ２と同程度の範囲に調整されるのが好ましい。

この変形例４では、第２内壁面Ｓ２に跳ね返されてハブ５３と背板２６との間の隙間に流れ込む気流の経路が回転方向Ｃにずれている場合に有効である。この場合、各円弧状部材９３も回転方向Ｃにずれた位置に配置されているので、各円弧状部材９３は、第２内壁面Ｓ２に跳ね返されてハブ５３と背板２６との間の隙間に流れ込む気流の経路のうちの多くの割合をカバーすることができる。

＜空気の流れ＞
次に、室内機１１における空気の流れについて説明する。モータ４９によって羽根車５１が回転すると、吸込口２５ａからケース２０内に吸い込まれた空気は、図４に二点鎖線で示すように後方Ｂに向かって羽根車５１に流入し、羽根車５１内を斜め後方に進み、羽根車５１から遠心方向又は遠心方向に対して後方Ｂに傾斜した方向に流出する。そして、この流出した空気は、右側の熱交換器１５又は左側の熱交換器１５を通過して右側の吹出口２５ｂ又は左側の吹出口２５ｂから室内に吹き出される。

羽根車５１から流出した空気の速度は、後方Ｂ寄りの領域を流れる気流の方が大きくなる傾向にある。特に、送風機１３が斜流送風機である場合には、羽根車５１から空気が斜め後方に流出するので、熱交換器１５を通過する気流の速度は、前方Ｆ寄りの気流Ｆ３よりも後方Ｂ寄りの気流Ｆ１の方が大きくなる。すなわち、気流Ｆ１、気流Ｆ２及び気流Ｆ３の速度を比較すると、気流Ｆ１の速度が最も大きく、気流Ｆ３の速度が最も小さい。したがって、羽根車５１に近接する内壁面が存在する場合、羽根車５１から吹き出された気流は、ハブ５３と背板２６との間の隙間に流れ込みやすくなり、騒音の原因となる。

本実施形態では、上述した気流案内部９０を設けているので、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、熱交換器１５が設けられていない領域である第２内壁面Ｓ２側の領域に向かって羽根車５１から吹き出された気流は、第２内壁面Ｓ２に跳ね返された後、ハブ５３と背板２６との間の狭い隙間に勢いよく流れ込む。そして、この隙間に勢いよく流れ込んだ気流の一部は、モータ４９に到達する前に、気流案内部９０の外周面９１に到達し、この外周面９１に案内されて外周面９１の略周方向に沿った流れとなるので、前記隙間からスムーズに排出される（図９（Ｂ）参照）。

すなわち、気流案内部９０の外周面９１は、ハブ５３側（前板２５側）に向かうにつれて回転軸Ａとの距離が小さくなるように傾斜しているので、この外周面９１に到達した気流は、外周面９１に跳ね返されずに外周面９１の傾斜形状に沿って略周方向に流れやすくなる（外周面９１における気流の衝突が緩和され、外周面９１が気流を受け流す）。つまり、前記隙間においては、羽根車５１の回転によって回転方向の空気の流れが形成されているので、気流案内部９０の外周面９１に到達した気流は、羽根車５１の回転による空気の流れの影響を受けて気流案内部９０の外周面９１の略周方向に沿った流れとなり、その後、前記隙間からスムーズに排出される。したがって、ハブ５３と背板２６との隙間において渦流の発生が抑制されるので、騒音の増大を抑制することができる。

図１０は、変形例５に係る空気調和機における羽根車５１のハブ５３とモータ４９と気流案内部９０との位置関係を示す斜視図であり、この斜視図には軸方向に切断した断面が描かれている。図１１（Ａ）は、変形例５に係る空気調和機におけるモータ４９と気流案内部９０との位置関係を概略的に示す平面図であり、図１１（Ｂ）は、変形例５に係る空気調和機において、羽根車５１から吹き出されてハブと背板との間の空間に流れ込む空気の流れを概略的に示す断面図である。

この変形例５では、図１１（Ｂ）に示すように、気流案内部９０の外周面９１は、背板２６の内面側に位置する湾曲面（凹曲面）９１１と、この湾曲面９１１よりも前板２５側（ハブ５３側）に位置する垂直面（回転軸Ａに平行な面）９１２とからなる。

この変形例５では、外周面９１において垂直面９１２が占める領域はごく一部であるので、外周面９１に到達した気流を湾曲面９１１の形状に沿って略周方向に案内する効果が得られるので、外周面の全体が垂直面である後述の参考例と比較すると、騒音を低減できる。

また、この変形例５では、気流案内部９０は、ほぼ同形状の複数の部材９９（本実施形態では４つの部材９９）により構成されている。これらの部材９９は、周方向に等間隔に配置されている。この変形例５では、モータ４９の周囲において部材９９を設けている領域は、部材９９を設けていない領域よりも少ない。気流案内効果を高める点では、モータ４９の周囲において部材９９を設ける領域は、部材９９を設けない領域よりも多くするのが好ましい。なお、変形例５の気流案内部９０は、モータ４９を固定する機能を兼ね備えている。

このように変形例５の気流案内部９０は、外周面９１の一部に垂直面９１２を有し、モータ４９の周囲において部材９９を設けている領域が部材９９を設けていない領域よりも少ない。したがって、気流案内効果は、この変形例５よりも上述した図７（Ａ），（Ｂ）及び図８（Ａ），（Ｂ）に示す気流案内部９０の方が高い。

図１２（Ａ）は、参考例の空気調和機において、羽根車から吹き出されてハブと背板との間の空間に流れ込む空気の流れを概略的に示す斜視図であり、図１２（Ｂ）は、前記空気の流れを概略的に示す平面図であり、図１２（Ｃ）は、前記空気の流れを概略的に示す軸方向断面図である。

図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、参考例の空気調和機では、モータ取付部材１９０の外周面１９１は、その全体が回転軸Ａに平行な面である。したがって、この参考例では、ハブ５３と背板２６との間の隙間に勢いよく流れ込んだ気流は、その隙間内においてモータを背板に固定する固定部材（支持部品）１９０の外周面１９１やロータ本体４５ｂの外周面に衝突すると、跳ね返されて当該隙間内において渦流となる。このような渦流は、当該隙間及びその近傍において旋回しながら滞留しやすいため、羽根車５１から吹き出される気流（主流）と干渉して主流を乱すとともに、ケース２０内における主流の流路（有効流路）の幅を狭めて主流が流れるときの抵抗を増大させる。その結果、空気調和機の騒音がさらに増大する。

以上説明したように、本実施形態では、上記のような外周面９１を有する気流案内部９０を備えるので、熱交換器１５が羽根車５１の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することができる。

また、本実施形態では、気流案内部９０の外周面９１が、回転方向に連続する環形状を有するので、外周面９１が回転方向において不連続で切れ目や段差を有する場合と比較して、気流の乱れがさらに抑制されるので、騒音をさらに低減できる。

また、本実施形態では、気流案内部９０における径方向外側の端部がハブ５３における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置しているので、ケース２０内における主流の流路（有効流路）の幅が狭められるのをさらに抑制できる。これにより、主流が流れるときの抵抗が増加するのをさらに抑制できる。

また、本実施形態では、モータ４９は、アウターロータ型のモータ４９である。アウターロータ型のモータは、一般に直径が大きくなるので、斜流送風機又は遠心送風機と組み合わせて用いる場合、ハブ５３と背板２６との隙間に流れ込む気流がロータ４５の外周面（ロータ本体４５ｂの外周面）に到達しやすい。気流がこの外周面に到達すると当該隙間及びその近傍において渦流が生じやすい。当該隙間及びその近傍において渦流が生じると、主流との干渉が生じやすい。よって、アウターロータ型のモータと斜流送風機又は遠心送風機と組み合わせて用いる場合には、気流案内部９０を備えることが騒音低減の点で特に有効である。

また、本実施形態では、気流案内部９０は、モータ４９のロータ４５よりも径方向外側に位置しているので、ロータ４５と気流案内部９０との接触を確実に防止できる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

例えば、前記実施形態では、気流案内部９０がケース２０とは別体の部材である場合を例示したが、これに限定されない。気流案内部９０は、例えば背板２６と一体に形成されてケース２０の一部を構成する形態であってもよい。

前記実施形態では、モータ４９としてアウターロータ型モータを用いた場合を例示したが、これに限定されない。モータ４９としては、ロータがステータよりも内側に配置されるタイプのモータを用いることもできる。

前記実施形態では、気流案内部９０が環形状である場合を例示したが、これに限定されない。気流案内部９０は、モータ４９と第２内壁面Ｓ２との間のみに設けられる形態であってもよい。また、気流案内部９０は、楕円形状、多角形状などの非円形状であってもよい。

前記実施形態では、気流案内部９０における径方向外側の端部がハブ５３における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置している場合を例示したが、気流案内部９０における径方向外側の端部は、ハブ５３における径方向外側の端部よりも径方向外側に位置していてもよい。

前記実施形態では、一方の第２内壁面Ｓ２が仕切り部材４１の上面である場合を例示したが、仕切り部材４１を備えていない室内機の場合には、例えば底板２１の上面などであってもよい。

前記実施形態では、一対の熱交換器１５，１５を備え、羽根車５１の径方向外側に、互いに対向する一対の第１内壁面Ｓ１と、互いに対向する一対の第２内壁面Ｓ２とが設けられている場合を例示したが、これに限定されない。例えば、羽根車５１の周囲に熱交換器１５を略Ｕ字状に配置した形態であってもよい。この形態の場合、例えば、複数の内壁面Ｓは、羽根車５１との間に熱交換器１５が介在する３つの第１内壁面Ｓ１と、羽根車５１との間に熱交換器１５が介在しない１つの第２内壁面Ｓ２とからなる構成が挙げられる。

また、複数の内壁面Ｓが、羽根車５１との間に熱交換器１５が介在する１つの第１内壁面Ｓ１と、羽根車５１との間に熱交換器１５が介在しない複数の第２内壁面Ｓ２とからなる構成であってもよい。

また、前記実施形態では、気流案内部９０がモータ４９を固定する機能も併せ持つ場合を例示したが、これに限定されない。モータ４９を固定する固定部材は、気流案内部９０とは別に設けられていてもよい。

１１ 室内機
１３ 送風機
１５ 熱交換器
２０ ケース
２１ 底板
２２ 天板
２３ 右側板
２４ 左側板
２５ 前板（化粧前板）
２５ａ 吸込口
２５ｂ 吹出口
２６ 背板
３０ ドレンパン
４３ ステータ
４５ ロータ
４９ モータ
５１ 羽根車
５３ ハブ
５４ シュラウド
５５ 羽根
８０ 非回転軸
９０ 気流案内部
９１ 外周面
９３ 円弧状部材
９４ 前面
Ａ モータの回転軸
Ｂ 後方
Ｄ 下方
Ｆ 前方
Ｌ 左方
Ｒ 右方
Ｕ 上方
Ｓ 内壁面
Ｓ１ 第１内壁面
Ｓ２ 第２内壁面

Claims (4)

1. 互いに対向する前板（２５）及び背板（２６）を有するケース（２０）と、
   前記ケース（２０）内に設けられた熱交換器（１５）と、
   前記背板（２６）に支持され、回転軸（Ａ）が前記背板（２６）に交わる方向に延びるモータ（４９）と、
   前記ケース（２０）内に設けられ、前記モータ（４９）に取り付けられたハブ（５３）を有する斜流式又は遠心式の羽根車（５１）と、
   前記羽根車（５１）から吹き出されて前記ハブ（５３）と前記背板（２６）との間の空間に流れ込む気流を案内するための気流案内部（９０）と、を備え、
   前記ケース内における前記羽根車（５１）の径方向外側に位置し、かつ前記羽根車（５１）の周りを囲む複数の内壁面には、前記羽根車（５１）との間に前記熱交換器（１５）が介在する第１内壁面と、前記羽根車（５１）との間に前記熱交換器（１５）が介在しない第２内壁面とが含まれており、前記第２内壁面と前記羽根車（５１）との距離は、前記第１内壁面と前記羽根車（５１）との距離よりも近く、
   前記気流案内部（９０）は、前記背板（２６）と前記ハブ（５３）との間でかつ前記モータ（４９）と少なくとも前記第２内壁面との間において前記羽根車（５１）の回転方向に沿って延びる外周面（９１）を有し、前記外周面（９１）は、前板（２５）側に向かうにつれて前記回転軸（Ａ）との距離が小さくなるように傾斜又は湾曲しており、
   前記気流案内部（９０）は、前記羽根車（５１）から吹き出されて前記熱交換器（１５）に到達する前に前記第２内壁面に跳ね返されて前記背板（２６）と前記ハブ（５３）との間の隙間に流れ込んだ気流を、前記モータ（４９）に到達する前に前記気流案内部（９０）の外周面（９１）に到達させて前記外周面（９１）の略周方向に沿った流れにすることにより、前記背板（２６）と前記ハブ（５３）との間の隙間から前記外周面（９１）に沿わせて排出する空気調和機。
   
2. 前記気流案内部（９０）の前記外周面（９１）は、前記回転方向に連続する環形状を有する、請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記気流案内部（９０）における径方向外側の端部は、前記ハブ（５３）における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置している、請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記モータ（４９）は、アウターロータ型のモータ（４９）であり、
   前記気流案内部（９０）は、前記モータ（４９）のロータ（４５）よりも径方向外側に位置している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。

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