JP2001116326A - 空気調和機の風向制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和器を用いて自然に近い室内気流を形
成し、居住空間の快適性を向上する。 【解決手段】 風向上下羽根が、水平方向に３分割され
て、中央の風向上下羽根と左右の風向上下羽根からな空
気調和器において、中央の風向上下羽根と左右の風向上
下羽根との角度の位相が異なり、揺動角度が除湿運転時
に冷房運転時より上向きるよう、上下に揺動させる。

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】空気調和機により冷房、除湿等を行う場
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７は、従来の空気調和機の室内機を示す
断面図である。図７において、１は前面カバー、２は空
気の吸込口、３は熱交換器、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。
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には、風の流れを水平に変化させる複数の風向左
右羽根１０と、風の流れを垂直に変化させる風向上下羽
根９が設けられている。

【０００４】図８は、図７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９を上下に揺
動させながら、風量、揺動振幅μ、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８−３１３０３２号公報に
は、風向上下羽根の揺動振幅、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。

【０００５】

【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、気流が同一の空気吹出口８から
送出されるため、空気調和機から送出される気流の上下
角度を同一の位相でしか変化することができない。一
方、自然界においては、複数の気流源から発生した気流
が互いに異なる位相で変化しており、これらが複合され
て全体の気流が形成されている。このため、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
に近づけるのに限界があった。また、複数台の空気調和
機を室内に配置すれば、より自然に近い気流の形成が可
能であるが、経済性が悪く、制御も複雑となる。さらに
除湿運転時は、気流が直接身体に当たると不快と感じる
事がある。

【０００６】そこで本発明の風向制御方法は、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、さら
に除湿運転時には冷房運転時より気流を上向きにするこ
とにより気流が、直接身体に当たりにくくし、不快感を
抑制することにより、居住空間の快適性を向上すること
を目的とする。

【０００７】

【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を備え、上記風向上下羽根が、水
平方向に３分割された空気調和器において、上記３分割
された風向上下羽根を、中央の風向上下羽根と左右の風
向上下羽根との角度の位相が異なり、揺動角度が除湿運
転時に冷房運転時より上向きになるように、上下に揺動
させることを特徴とする。

【０００８】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、揺動速度のうち
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。

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明は、上記経
時的な変化を、冷房運転時は冷房用カオスデータに基づ
き、除湿運転時には除湿用カオスデータに基づいて制御
することを特徴とする。

【００１０】またさらに、請求項４に記載の発明は、冷
房運転時に上記中央風向上下羽根の制御に用いる冷房用
カオスデータと、上記左右風向上下羽根の制御に用いる
冷房用カオスデータが異なり、除湿運転時に上記中央風
向上下羽根の制御に用いる除湿用カオスデータと、上記
左右風向上下羽根の制御に用いる除湿用カオスデータが
異なることを特徴とする。

【００１１】加えて、請求項５に記載の発明は、冷房運
転時に上記中央風向上下羽根の制御に用いる冷房用カオ
スデータが、上記左右風向上下羽根の制御に用いる冷房
用カオスデータのデータ系列を所定のデータ数ずらして
成り、除湿運転時に上記中央風向上下羽根の制御に用い
る除湿用カオスデータが、上記左右風向上下羽根の制御
に用いる除湿用カオスデータのデータ系列を所定のデー
タ数ずらして成ることを特徴とする。

【００１２】

【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。

【００１３】図１は、本発明の制御方法に係る空気調和
機の室内機を示す斜視図であり、図２は、そのII-II線
断面図である。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。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。

【００１４】図３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。これにより、空
気吹出口中央部の吹出し流２１ａと空気吹出口左右部の
吹出し流２１ｂが互いに異なる位相で変化し、これらの
吹出し流が複合されて室内全体の気流が形成されるた
め、自然に近い気流を実現することができる。

【００１５】さらに除湿運転時には、身体に直接あたら
無いようするために、冷房運転時の揺動角度より上向
き、すなわち冷房時揺動上限θa１＞除湿時揺動上限θa
２かつ冷房時揺動下限θb１＞除湿時揺動上限θb２とす
ることにより気流が、直接身体に当たりにくくし、不快
感を抑制することができる。 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１
９ａ及び左右風向上下羽根１９ｂの揺動条件（揺動振幅
μ（度）、下死点保持時間Ｔ１（秒）、上死点保持時間
Ｔ２（秒）、揺動速度ｖ（度／秒））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。

【００１６】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。

【００１７】また、冷房運転時と除湿運転時に異なるカ
オスデータを用いることで、より自然に近い気流を形成
できる。

【００１８】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
せることが好ましい。これにより、空気吹出口中央部の
吹出し流２１ａと空気吹出口左右部の吹出し流２１ｂが
異なる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。

【００１９】中央風向上下羽根１９ａと左右風向上下羽
根１９ｂとを、異なるカオスデータに基づいて変化させ
るには、全く独立に計算された２つのカオスデータを用
いても良いが、一方の風向上下羽根の揺動条件の算出に
用いるカオスデータのデータ系列を、所定のデータ数ず
らして、他方の風向上下羽根の揺動条件の算出に用いる
ことが好ましい。図４（ａ）及び（ｂ）は、中央風向上
下羽根１９ａ及び左右風向上下羽根１９ｂの制御に用い
るカオスデータを示す。図４に示すように、中央の風向
上下羽根１９ａの制御に用いるカオスデータを、例えば
ＲＯＭに記録した１周期に対して半周期ずらして、左右
の風向上下羽根１９ｂの制御に用いる。これにより、カ
オスデータの生成に必要なＲＯＭ等が１つで済み、簡易
な回路構成による風向制御が可能となる。

【００２０】次に、風向制御の詳細について説明する。
図５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μ
（度）、下死点保持時間Ｔ１（秒）、揺動速度ｖ（度/
秒）を、カオスデータに基づいて変化させる。中央風向
上下羽根１９ａ及び左右風向上下羽根１９ｂは、揺動上
限θa（度）と揺動下限θb（度）の範囲内で変化する。
尚、中央風向上下羽根１９ａと左右風向上下羽根１９ｂ
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１９ｂ
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。かかる方法によれば、風向上
下羽根の互いの角度位相を異ならせると同時に、互いの
吹出し流のゆらぎ状態も異ならせることができるからで
ある。

【００２１】中央風向上下羽根１９ａ及び左右風向上下
羽根１９ｂの具体的な動作内容は、次の通りである。 （１）運転状態（冷房もしくは除湿）に応じ、あらかじ
め記憶された揺動上限θa（度）、揺動下限θb（度）が
設定される。 （２）揺動振幅μ（度）、下死点保持時間Ｔ１（秒）、
揺動速度ｖ（度/秒）が、カオスデータに基づいて算出
される。 （３）風向上下羽根が、上死点から下方に向かって速度
ｖ（度/秒）で揺動振幅μ（度）だけ回転する。 （４）下死点でＴ１（秒）停止する。 （５）下死点から上死点に向かって速度ｖ（度／秒）で
揺動振幅μ(度）だけ回転する。 （６）上死点で上死点保持時間Ｔ２（秒）停止する。 （７）上記（２）から（６）を繰り返す。

【００２２】図６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。中央の風向上下羽根と左
右の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。まず、ステップＳ１
において、運転状態が冷房運転もしくは除湿運転かを検
知し、運転状態に応じて、揺動上限θa（度）、揺動下
限θb(度)を表１に従って決定する。次にステップＳ２
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Ｓ３において、風向上下羽根
の揺動振幅パラメータＸμ（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Ｓ４及びステップＳ
５において、下死点保持時間パラメータＸT1（０から３
の整数）及び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。

【００２３】

【表１】

【００２４】次に、ステップＳ６において、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）から表２に従って決定さ
れ、ステップＳ７において、揺動振幅μ（度）が、振幅
領域α及び揺動振幅パラメータＸμから表３に従って決
定される。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】次に、ステップＳ８において、下死点保持
時間Ｔ１（秒）が、下死点保持時間パラメータＸT1から
表４に従って決定され、ステップＳ９において、揺動速
度ｖ（度／秒）が、揺動速度パラメータＸvから表５に
従って決定される。

【００２８】

【表４】

【００２９】

【表５】

【００３０】次に、ステップＳ１０において、風向上下
羽根を１往復させる制御信号が、揺動振幅μ（度）、下
死点保持時間Ｔ１（秒）、揺動速度ｖ（度／秒）に基づ
いて出力される。尚、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、揺動速度ｖ
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。ステップＳ１１において、制御信号に基づいて風
向上下羽根が１往復した後、ステップＳ１に回帰する。

【００３１】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を駆動するステッピング
モータの制御データとして、各々に対して異なるカオス
データを用いて行うことにより、空気吹出口中央部と空
気吹出口左右部の吹出し流の風向が異なる角度位相で上
下し、かつ各々の吹出し流が自然なゆらぎを持つ。

【００３２】

【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。

【００３３】本発明の請求項１に記載の風向制御方法に
よれば、中央風向上下羽根と左右風向上下羽根との角度
の位相が異なるように、上下に揺動させるため、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
互いに異なる位相で変化し、これらの吹出し流が複合さ
れて室内全体の気流が形成されるため、自然に近い気流
を実現し、さらに中央の風向上下羽根と左右の風向上下
羽根の揺動角度を除湿運転時に、冷房運転時より上向き
に気流が直接身体に当たりにくくすることにより、居住
空間の快適性を向上することができる。

【００３４】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。 さらに、請求項３に記載の発明は、
冷房運転時には上記経時的な変化を、冷房用カオスデー
タに基づいて制御し、除湿運転時には上記経時的な変化
を、除湿用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。

【００３５】またさらに、請求項４に記載の発明は、冷
房運転時には上記中央風向上下羽根の制御に用いる冷房
用カオスデータと、上記左右風向上下羽根の制御に用い
る冷房用カオスデータを異ならせ、除湿運転時には上記
中央風向上下羽根の制御に用いる除湿用カオスデータ
と、上記左右風向上下羽根の制御に用いる除湿用カオス
データを異ならせるため、異なるゆらぎを持つ吹出し流
の複合により室内気流を形成し、より一層自然に近い気
流を実現することができる。

【００３６】加えて、請求項５に記載の発明によれば、
冷房運転時には中央風向上下羽根の制御に用いる冷房用
カオスデータが、左右風向上下羽根の制御に用いる冷房
用カオスデータのデータ系列を所定のデータ数ずらして
成り、除湿運転時には中央風向上下羽根の制御に用いる
除湿用カオスデータが、左右風向上下羽根の制御に用い
る除湿用カオスデータのデータ系列を所定のデータ数ず
らして成るため、簡易な回路構成によって風向上下羽根
の制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の風向制御方法に係る空気調和機の室内
機を示す斜視図

【図２】図１に示す空気調和機のII−II線断面図

【図３】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４】（ａ）及び（ｂ）は、中央風向上下羽根及び左
右風向上下羽根の制御に用いるカオスデータの関係を示
す概略図

【図５】本発明の制御方法における風向上下羽根の揺動
動作を示す模式図

【図６】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

【図７】従来の空気調和機を示す断面図

【図８】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

【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 吉椿 紀史 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 DD05 DD07 EE01

Claims (5)

【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を備え、上
   記風向上下羽根が、水平方向に３分割された空気調和器
   において、 上記３分割された風向上下羽根を、中央の風向上下羽根
   と左右の風向上下羽根との角度の位相が異なり、揺動角
   度が除湿運転時に冷房運転時より上向きになるように、
   上下に揺動させることを特徴とする空気調和器の風向制
   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、揺動速度のうち少なくとも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、冷房運転時は冷房
   用カオスデータに基づき、除湿運転時は除湿用カオスデ
   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】 冷房運転時に上記中央風向上下羽根の制
   御に用いる冷房用カオスデータと、上記左右風向上下羽
   根の制御に用いる冷房用カオスデータが異なり、除湿運
   転時に上記中央風向上下羽根の制御に用いる除湿用カオ
   スデータと、上記左右風向上下羽根の制御に用いる除湿
   用カオスデータが異なることを特徴とする請求項３記載
   の風向制御方法。
5. 【請求項５】 冷房運転時に上記中央風向上下羽根の制
   御に用いる冷房用カオスデータが、上記左右風向上下羽
   根の制御に用いる冷房用カオスデータのデータ系列を所
   定のデータ数ずらして成り、除湿運転時に上記中央風向
   上下羽根の制御に用いる除湿用カオスデータが、上記左
   右風向上下羽根の制御に用いる除湿用カオスデータのデ
   ータ系列を所定のデータ数ずらして成ることを特徴とす
   る請求項４記載の風向制御方法。