JP2001108280A - 空気調和機の風向制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、風向上下羽根が水平方向に３分割
された空気調和機において、自然な気流を形成するため
の風向制御を行うことを目的とする。 【解決手段】 空気吹出口に上下方向に回動可能に軸支
され、風向きを垂直方向に変化させる風向上下羽根と、
空気吹出口に左右方向に回動可能に軸支され、風向きを
左右方向に変化させる風向左右羽根を備え、風向上下羽
根は水平方向に３分割されており、中央の風向上下羽根
と左右の風向上下羽根が独立して回動可能な空気調和機
において、 中央の風向上下羽根と、左右の風向上下羽
根と、風向左右羽根の各々が相関的な揺動を行う風向制
御手段を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の制御
方法に関し、さらに詳細には、自然な気流を形成するた
めの空気調和機の風向制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】風向上下羽根が水平方向に３分割された
空気調和機により冷房等を行う場合、自然に近い気流を
再現することにより、居住空間の快適性を向上したい場
合がある。かかる場合に、従来は以下のような風向制御
方法が用いられていた。

【０００３】図１は、風向上下羽根が水平方向に３分割
された空気調和機の室内機を示す斜視図である。図２
は、そのII-II線断面図である。

【０００４】図１及び２において、１は前面カバー、２
は空気の吸込口、３は室内熱交換器、４は送風ファン、
５はリアガイダ、６はスタビライザ、８は空気の吹出口
である。

【０００５】送風ファン４により空気吸込口２から導入
された空気が、スタビライザ６とリアガイダ５により形
成された送風路７を介して、空気吹出口８から送出され
る。空気吹出口８近傍に、複数の風向左右羽根２０が左
右方向に回動自在に軸支されており、風の流れを略水平
方向に変化させる。また、空気吹出口８に、風向上下羽
根１９ａ及び１９ｂが上下方向に回動自在に軸支されて
おり、風の流れを垂直方向に変化させる。風向上下羽根
は、水平方向に３分割されており、中央の風向上下羽根
（中央風向上下羽根）１９ａと、左右の風向上下羽根
（左右風向上下羽根）１９ｂから成る。左右風向上下羽
根１９ｂは互いに連動する一方、中央風向上下羽根１９
ａは独立に回動可能である。これらの風向上下羽根１９
ａ及び１９ｂはステッピングモータ等の駆動手段にて回
動する。

【０００６】図３は風向左右羽根２０を示す概略図であ
る。風向左右羽根２０はステッピングモータ等の駆動手
段にて回動する。

【０００７】図４は、図１に示す空気調和機を用いて、
従来の風向制御方法により形成された吹出し流の様子を
示す模式図である。従来は、風向上下羽根１９ａ及び１
９ｂを上下に揺動させながら、風量、揺動振幅θ、揺動
速度ｖ等を時間と共に変化させることにより、自然気流
に似た気流を形成していた。例えば、特開平１１−２２
１０９２号公報には、風向上下羽根１９ａ及び１９ｂの
揺動振幅、揺動速度、上死点又は下死点における保持時
間等をカオスデータに基づいて時間と共に変化させるこ
とが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の風
向制御方法においては、風向上下羽根１９ａ及び１９ｂ
の揺動における相対的な位置関係が考慮されることな
く、風向左右羽根を揺動させていた。自然界において
は、複数の気流源から発生した気流が垂直方向に加え水
平方向にも複合されて全体の気流が立体的に形成されて
いる。このため、自然の気流を形成するには、気流の方
向を垂直成分と水平成分について両方を考慮して制御す
る必要がある。このことより、上記従来の技術によって
は、空気調和機により形成する室内気流を自然の気流に
近づけるのに限界があった。

【０００９】そこで本発明の風向制御方法は、水平方向
に３分割された風向上下羽根を有する単一の空気調和機
を用いて、より自然に近い気流を形成し、居住空間の快
適性を向上することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の風向制御方法は、室内機
内部に、室内熱交換器と、送風ファンと、空気吹出口に
上下方向に回動可能に軸支され、風向きを垂直方向に変
化させる風向上下羽根と、空気吹出口に左右方向に回動
可能に軸支され、風向きを左右方向に変化させる風向左
右羽根を備え、上記風向上下羽根は水平方向に３分割さ
れており、中央の風向上下羽根と左右の風向上下羽根が
独立して回動可能な空気調和機において、上記３分割さ
れた風向上下羽根の中央の風向上下羽根と、上記３分割
された風向上下羽根の左右の風向上下羽根と、上記風向
左右羽根の各々が相関的な揺動を行うことを特徴とす
る。

【００１１】また、請求項２に記載の発明は、上記中央
の風向上下羽根及び上記左右の風向上下羽根の揺動振
幅、上死点保持時間、下死点保持時間、揺動速度、 及
び、上記風向左右羽根の揺動振幅、左死点保持時間、右
死点保持時間、揺動速度の少なくとも１つを経時的に変
化させることを特徴とする。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明は、上記経
時的な変化を、カオスデータに基づいて制御することを
特徴とする。

【００１３】またさらに、請求項４に記載の発明は、上
記中央の風向上下羽根の制御に用いるカオスデータと、
上記左右の風向上下羽根の制御に用いるカオスデータが
異なり、上記風向上下羽根の制御に用いるカオスデータ
と、上記風向左右羽根の制御に用いるカオスデータが相
関性を持つことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
ながら説明する。

【００１５】本発明に係る空気調和機の室内機は、機構
的には従来と同様である。

【００１６】図１は、風向上下羽根が水平方向に３分割
された空気調和機の室内機を示す斜視図である。図２
は、そのII-II線断面図である。

【００１７】図１及び２において、１は前面カバー、２
は空気の吸込口、３は室内熱交換器、４は送風ファン、
５はリアガイダ、６はスタビライザ、８は空気の吹出口
である。

【００１８】送風ファン４により空気吸込口２から導入
された空気が、スタビライザ６とリアガイダ５により形
成された送風路７を介して、空気吹出口８から送出され
る。空気吹出口８近傍に、複数の風向左右羽根２０が左
右方向に回動自在に軸支されており、風の流れを略水平
方向に変化させる。また、空気吹出口８に、風向上下羽
根１９ａ及び１９ｂが上下方向に回動自在に軸支されて
おり、風の流れを垂直方向に変化させる。風向上下羽根
は、水平方向に３分割されており、中央の風向上下羽根
（中央風向上下羽根）１９ａと、左右の風向上下羽根
（左右風向上下羽根）１９ｂから成る。左右風向上下羽
根１９ｂは互いに連動する一方、中央風向上下羽根１９
ａは独立に回動可能である。これらの風向上下羽根１９
ａ及び１９ｂはステッピングモータ等の駆動手段にて回
動する。

【００１９】図３は風向左右羽根２０を示す概略図であ
る。風向左右羽根２０はステッピングモータ等の駆動手
段にて回動する。

【００２０】図５は、本発明に係る風向制御方法によ
り、自然に近い気流を形成する様子を示す模式図であ
る。本発明の風向制御方法においては、中央風向上下羽
根１９ａと左右風向上下羽根１９ｂを、互いに角度の位
相が異なるように、上下に揺動させる。

【００２１】また、風向左右羽根２０は上記中央風向上
下羽根と上記左右風向上下羽根の相対的な関係と相関性
を持った揺動が行われる。

【００２２】これにより、空気吹出口中央部から吹き出
される中央吹出し流２１ａと、空気吹出口左右部から吹
き出される左右吹出し流２１ｂの垂直方向の組み合わせ
に応じた水平方向の変化が行われるため、自然に近い気
流を実現することができる。

【００２３】また、室内の気流に自然気流に似た変化を
持たせるために、中央風向上下羽根１９ａ及び左右風向
上下羽根１９ｂの揺動条件（揺動振幅θ１（度）、下死
点保持時間Ｔ１（秒）、上死点保持時間Ｔ２（秒）、揺
動速度ｖ１（度／秒））と、風向左右羽根２０の揺動条
件（揺動振幅θ２（度）、左死点保持時間Ｔ３（秒）、
右死点保持時間Ｔ４（秒）、揺動速度ｖ２（度／秒））
とのうち少なくとも１つを経時的に変化させることが好
ましい。これにより、吹出し流２１a及び２１ｂの各々
に、自然気流に似たゆらぎを持たせることができる。例
えば、上記揺動条件を一定の時間毎にカオスデータに基
づいて変化させる。カオスデータとは、カオス理論に基
づいて算出された離散的なデータ系列であり、一見乱雑
ながら、自然界に類似した一定の秩序に基づいてデータ
が配列されている。

【００２４】揺動条件の算出に用いるカオスデータは、
ローレンツ方程式等から計算される。例えば、カオスデ
ータを生成可能なマイコンチップ等を空気調和機に組み
込むことにより、揺動動作と平行してカオスデータを生
成させることができる。また、予め計算された所定の長
さのカオスデータをリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）
等に記録して空気調和機に組み込んでも良い。その場
合、所定の長さのカオスデータを繰り返し使用すること
となるが、カオスデータが適当な長さであれば、自然な
もしくは自然に近い気流変化とすることができる。

【００２５】また、さらに自然に近い気流を形成するた
めに、中央風向上下羽根１９ａと左右風向上下羽根１９
ｂの揺動条件を、異なるカオスデータに基づいて変化さ
せ、風向上下羽根１９ａ及び１９ｂのカオスデータと風
向左右羽根２０のカオスデータに相関性を持たせること
が好ましい。これにより、中央吹き出し流２１ａと左右
吹き出し流２１ｂの垂直方向の相対的関係に適した水平
方向ゆらぎを持つこととなり、さらに自然に近い気流変
化とすることができる。

【００２６】次に、風向制御の詳細について説明する。

【００２７】図６は、中央風向上下羽根１９ａ及び左右
風向上下羽根１９ｂの揺動動作の一例を示す側面図であ
る。ここでは、揺動１往復毎に、揺動条件のうち、揺動
振幅θ１（度）、下死点保持時間Ｔ１（秒）、揺動速度
ｖ１（度/秒）を、カオスデータに基づいて変化させ
る。尚、中央風向上下羽根１９ａと左右風向上下羽根１
９ｂは、互いに角度の位相が異なるように同様の動作を
行う。中央風向上下羽根１９ａと左右風向上下羽根１９
ｂの角度位相が異なるように制御するためには、各々の
羽根の初期角度を異ならせる等の種々の方法が可能であ
るが、異なるカオスデータを用いて各々の風向上下羽根
を制御する方法が好ましい。

【００２８】図７は、風向左右羽根２０の揺動動作の一
例を示す概略図である。ここでは、揺動１往復毎に、揺
動条件のうち、揺動振幅θ２（度）、左死点保持時間Ｔ
３（秒）、揺動速度ｖ２（度/秒）を、カオスデータに
基づいて変化させる。この風向左右羽根２０のカオスデ
ータは風向上下羽根のカオスデータと相関を持ってお
り、上記中央風向上下羽根１９ａと上記左右風向上下羽
根１９ｂの揺動の相対的関係によって異なるカオスデー
タが用いられる。

【００２９】かかる方法によれば、吹出し流２１ａ及び
２１ｂのそれぞれに互いに異なった最適なゆらぎ状態を
持たせることができる。

【００３０】中央風向上下羽根１９ａ及び左右風向上下
羽根１９ｂ及び左風向左右羽根２０の具体的な動作内容
は、次の通りである。 （１）風向上下羽根の揺動振幅θ１（度）、下死点保持
時間Ｔ１（秒）、揺動速度ｖ１（度/秒）が、カオスデ
ータに基づいて決定される。 （２）風向左右羽根の揺動振幅θ２（度）、左死点保持
時間Ｔ３（秒）、揺動速度ｖ２（度/秒）が、決定され
た風向上下羽根の揺動データに応じたカオスデータに基
づいて決定される。 （３）風向上下羽根と風向左右羽根がそれぞれ揺動す
る。風向上下羽根は次の様に揺動する。 （４）風向上下羽根が、上死点から下方に向かって速度
ｖ１（度/秒）で揺動振幅θ１（度）だけ回転する。 （５）下死点でＴ１（秒）停止する。 （６）下死点から上死点に向かって速度ｖ１（度／秒）
で揺動振幅θ１(度）だけ回転する。 （７）上死点で上死点保持時間Ｔ２（秒）停止する。 （８）上記（１）（４）（５）（６）（７）を繰り返
す。風向左右羽根は次の様に揺動する。 （９）風向左右羽根が、右死点から左方に向かって速度
ｖ２（度/秒）で揺動振幅θ２（度）だけ回転する。 （10）左死点でＴ３（秒）停止する。 （11）左死点から右死点に向かって速度ｖ２（度／秒）
で揺動振幅θ２(度）だけ回転する。 （12）右死点で右死点保持時間Ｔ４（秒）停止する。 （13）上記（１）（２）（９）（10）（11）（12）を繰
り返す。

【００３１】図８に、風向上下羽根の揺動動作を制御す
る制御フロー図の一例を示す。中央風向上下羽根と左右
風向上下羽根の制御フローは、用いるカオスデータが異
なる点を除いて、同様である。

【００３２】まず、ステップＳ１において、室内温度設
定値ｔr0（℃）の更新、室内熱交換器温度ｔh（℃）の
検知、風量ＯＡ（単位）の検知が行われる。次に、ステ
ップＳ２において、風向上下羽根の揺動振幅パラメータ
Ｘθ（０から７の整数）が、あらかじめＲＯＭ等に記録
されたカオスデータ表を参照して決定される。同様にし
て、ステップＳ３及びステップＳ４において、風向上下
羽根下死点保持時間パラメータＸT1（０から３の整数）
及び風向上下羽根揺動速度パラメータＸｖ（０から３の
整数）が、ＲＯＭ等に記録されたカオスデータ表を参照
して決定される。

【００３３】次に、ステップＳ５において、風向上下羽
根振幅領域αが、室内温度設定値ｔr0（℃）、室内熱交
換器温度ｔh（℃）及び風量ＯＡ（単位）からＲＯＭ等
に記録された風向上下羽根振幅領域データ表に従って決
定され、ステップＳ６において、風向上下羽根揺動振幅
θ１（度）が、風向上下羽根振幅領域α及び風向上下羽
根揺動振幅パラメータＸθからＲＯＭ等に記録された風
向上下羽根揺動振幅データ表に従って決定される。

【００３４】次に、ステップＳ７において、風向上下羽
根下死点保持時間Ｔ１（秒）が、風向上下羽根下死点保
持時間パラメータＸT1からＲＯＭ等に記録された風向上
下羽根下死点保持時間データ表に従って決定され、ステ
ップＳ８において、風向上下羽根揺動速度ｖ１（度／
秒）が、風向上下羽根揺動速度パラメータＸvからＲＯ
Ｍ等に記録された風向上下羽根揺動速度データ表に従っ
て決定される。

【００３５】次に、ステップＳ９において、風向左右羽
根の揺動振幅パラメータＹθ（０から７の整数）が、あ
らかじめＲＯＭ等に記録されたカオスデータ表を参照し
て決定される。このカオスデータ表は、先に決定された
Ｘθ、ＸT1、Ｘｖの組み合わせによって場合分けされて
いる。同様にして、ステップＳ１０及びステップＳ１１
において、風向左右羽根左死点保持時間パラメータＹT3
（０から３の整数）及び風向左右羽根揺動速度パラメー
タＹｖ（０から３の整数）が、ＲＯＭ等に記録されてい
る場合分けされたカオスデータ表を参照して決定され
る。

【００３６】次に、ステップＳ１２において、風向左右
羽根振幅領域βが、室内温度設定値ｔr0（℃）、室内熱
交換器温度ｔh（℃）及び風量ＯＡ（単位）からＲＯＭ
等に記録された風向左右羽根振幅領域データ表に従って
決定され、ステップＳ１３において、風向左右羽根揺動
振幅θ２（度）が、風向左右羽根振幅領域β及び風向上
下羽根揺動振幅パラメータＹθからＲＯＭ等に記録され
た風向左右羽根揺動振幅データ表に従って決定される。

【００３７】次に、ステップＳ１４において、風向左右
羽根左死点保持時間Ｔ３（秒）が、風向左右羽根左死点
保持時間パラメータＹT3からＲＯＭ等に記録された風向
左右羽根左死点保持時間データ表に従って決定され、ス
テップＳ１５において、風向左右羽根揺動速度ｖ２（度
／秒）が、風向左右羽根揺動速度パラメータＹvからＲ
ＯＭ等に記録された風向左右羽根揺動速度データ表に従
って決定される。

【００３８】次に、ステップＳ１６において、風向上下
羽根を１往復させる制御信号が、風向上下羽根揺動振幅
θ１（度）、風向上下羽根下死点保持時間Ｔ１（秒）、
風向上下羽根揺動速度ｖ１（ｍｓ）に基づいて出力され
る。尚、風向上下羽根上死点保持時間Ｔ２(秒）は０秒
とする。但し、風向上下羽根の揺動にステッピングモー
タを用いる場合には、ステッピングモータの励磁パルス
発生時間が、Ｔ１及びＴ２に加わる。また、風向上下羽
根揺動速度ｖ１は、ステッピングモータの場合の駆動信
号の印加間隔を示す。

【００３９】同様に、風向上下羽根を１往復させる制御
信号が、風向上下羽根揺動振幅θ１（度）、風向上下羽
根下死点保持時間Ｔ１（秒）、風向上下羽根揺動速度ｖ
１（ｍｓ）に基づいて出力される。尚、風向上下羽根上
死点保持時間Ｔ２(秒）は０秒とする。但し、風向上下
羽根の揺動にステッピングモータを用いる場合には、ス
テッピングモータの励磁パルス発生時間が、Ｔ１及びＴ
２に加わる。また、風向上下羽根揺動速度ｖ１は、ステ
ッピングモータの場合の駆動信号の印加間隔を示す。

【００４０】ステップＳ１７において、風向制御が制御
信号に基づいて行われ、揺動が１往復した後、ステップ
Ｓ１に回帰する。

【００４１】以上の風向制御を、中央風向上下羽根１９
ａ及び左右風向上下羽根１９ｂ及び風向左右羽根２０に
対して行うことにより、空気吹出口中央部と空気吹出口
左右部の吹出し流の垂直方向の相対的関係に適した水平
方向のゆらぎが行われ、吹き出し流が自然なゆらぎを持
つ。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、下記の効果を奏する。

【００４３】本発明の請求項１に記載の風向制御方法に
よれば、上記３分割された風向上下羽根の中央の風向上
下羽根と、上記３分割された風向上下羽根の左右の風向
上下羽根と、上記風向左右羽根の各々に相関的な揺動を
させるため、空気吹出口中央部の吹出し流と空気吹出口
左右部の吹出し流が立体的に自然に近い吹出し流とな
り、居住空間の快適性を向上することができる。

【００４４】また、請求項２に記載の発明によれば、中
央風向上下羽根及び左右風向上下羽根の揺動振幅、上死
点保持時間、下死点保持時間、揺動速度に加え、風向左
右羽根の揺動振幅、左死点保持時間、右死点保持時間、
揺動速度のうち少なくとも１つを経時的に変化させるた
め、吹出し流の各々にゆらぎを持たせ、室内の気流に一
層自然に近い変化を与えることができる。

【００４５】さらに、請求項３に記載の発明は、上記経
時的な変化を、カオスデータに基づいて制御するため、
さらに自然に近い気流変化を与えることができる。

【００４６】またさらに、請求項４に記載の発明は、上
記中央風向上下羽根の制御に用いるカオスデータと、上
記風向上下羽根の制御に用いるカオスデータを異なら
せ、なおかつ上記風向上下羽根の制御に用いるカオスデ
ータと、上記風向左右羽根の制御に用いるカオスデータ
に相関性があるため、中央吹き出し流と左右吹き出し流
の垂直方向の相対的関係に適した水平方向ゆらぎを持つ
こととなり、より一層、自然に近い気流を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、風向上下羽根が水平方向に３分割され
た空気調和機を示す断面図

【図２】図２は、図１に示す空気調和機のII−II線断面
図

【図３】図３は風向左右羽根２０を示す概略図

【図４】図４は、図１に示す空気調和機を用いて、従来
の風向制御方法により形成される気流を示す模式図

【図５】図５は、本発明の風向制御方法により形成され
る気流を示す模式図

【図６】図６は、中央風向上下羽根１９ａ及び左右風向
上下羽根１９ｂの揺動動作の一例を示す側面図

【図７】図７は、左風向左右羽根２０の揺動動作の一例
を示す概略図

【図８】図８は、本発明の風向制御方法における風向制
御の概略を示す制御フロー図

【符号の説明】

１ 前面カバー、 ２ 空気吸込口、 ３ 室内熱交換器、 ４ 送風ファン、 ５ リアガイダ、 ６ スタビライザ、 ７ 送風路、 ８ 空気吹出口、 １９ａ 中央風向上下羽根、 １９ｂ 左右風向上下羽根、 ２０ 風向左右羽根、 ２１ａ 空気吹出口中央部の吹出し流 ２１ｂ 空気吹出口左右部の吹出し流

フロントページの続き (72)発明者 藤社 輝夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L060 AA05 CC08 DD07 EE01 EE45 3L081 AA02 AB05 FA06 HA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内機内部に、室内熱交換器と、送風フ
   ァンと、空気吹出口に上下方向に回動可能に軸支され、
   風向きを垂直方向に変化させる風向上下羽根と、空気吹
   出口に左右方向に回動可能に軸支され、風向きを左右方
   向に変化させる風向左右羽根を備え、 上記風向上下羽根は水平方向に３分割されており、中央
   の風向上下羽根と左右の風向上下羽根が独立して回動可
   能な空気調和機において、 上記３分割された風向上下羽根の中央の風向上下羽根
   と、上記３分割された風向上下羽根の左右の風向上下羽
   根と、上記風向左右羽根の各々が相関的な揺動を行うこ
   とを特徴とする空気調和機の風向制御方法。
2. 【請求項２】 上記中央の風向上下羽根及び上記左右の
   風向上下羽根の揺動振幅、上死点保持時間、下死点保持
   時間、揺動速度、 及び、上記風向左右羽根の揺動振幅、左死点保持時間、
   右死点保持時間、揺動速度の少なくとも１つを経時的に
   変化させる請求項１記載の風向制御方法。
3. 【請求項３】 上記経時的な変化を、カオスデータに基
   づいて制御する請求項２記載の風向制御方法。
4. 【請求項４】 上記中央の風向上下羽根の制御に用いる
   カオスデータと、上記左右の風向上下羽根の制御に用い
   るカオスデータが異なり、 上記風向上下羽根の制御に用いるカオスデータと、上記
   風向左右羽根の制御に用いるカオスデータが相関性を持
   つことを特徴とする請求項３記載の風向制御方法。