JP2007120895A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根を具備した空気調和機において、吹出空気が吸込口から吸い込まれないようにして、ショートサーキットを防止すること。
【解決手段】吸込口５を開閉するパネル２０と、吹出口６に配置される風向変更羽根３０とを有し、風向変更羽根３０が変動可能な腕部３１を介して上下方向の風向を制御する空気調和機であって、吸込口５の吹出口６側に中羽根４０を設け、パネル２０周辺から吸込口５に流入する空気流れを中羽根４０の動作によって制御することを特徴とする空気調和機。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内の冷暖房を行う空気調和機に関する。

従来、上下風向制御板を上羽根と下羽根で構成し、上羽根と下羽根とをともに下方向に向けるとともに、上羽根を下羽根との平行位置より更に下方向に向け、下羽根を上羽根との平行位置より更に上方向に向けるようにした空気調和機がある（特許文献１）。
しかし、この空気調和機では、縮流効果により温風の風速を増し、速やかに床面付近の温度を上昇させることはできるが、冷房時には、冷風を部屋の遠方まで運びにくく、室内の居住者に冷風が直接あたって肌寒さを感じさせるという課題を有していた。
そこで本発明者らは、冷房時には気流感のない、暖房時には頭寒足熱の快適な住環境を創り出す空気調和機の風向制御装置を既に提案している（特許文献２）。
特許文献２で提案した空気調和機は、空気調和機の吹き出し口に、変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根を具備したものである。そしてこの構成によれば、変化に富んだ気流を生成することができる。
特開平５−６０３６５号公報 特開２００２−３１４００号公報

しかし、特許文献２で提案した空気調和機では、冷風を部屋の遠方まで運ぶことができる反面、空気調和機の吸込口の配置や構成によっては、ショートサーキットを生じてしまう可能性がある。

そこで本発明は、変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根を具備した空気調和機において、吹出空気が吸込口から吸い込まれないようにして、ショートサーキットを防止することを目的とする。

請求項１記載の本発明の空気調和機は、吸込口を開閉するパネルと、吹出口に配置される風向変更羽根とを有し、前記風向変更羽根が変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する空気調和機であって、前記吸込口の前記吹出口側に中羽根を設け、前記パネル周辺から前記吸込口に流入する空気流れを前記中羽根の動作によって制御することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の空気調和機において、前記中羽根に、前記吹出口から吹き出される空気が前記パネル周辺から前記吸込口に流入しない位置に動作させる中羽根駆動機構を備えたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の空気調和機において、前記パネルに、前記吸込口を開閉するように動作させるパネル駆動機構を備えたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の空気調和機において、前記中羽根駆動機構と前記パネル駆動機構との動作タイミングを制御する動作制御部を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の空気調和機において、前記パネルによって前記吸込口を閉塞した状態では、前記中羽根の少なくとも一部が前記パネルによって覆われることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の空気調和機において、前記腕部の一端側を空気調和機本体内に回動自在に保持し、前記腕部の他端側に前記風向変更羽根を回動自在に保持し、前記風向変更羽根が前記吹出口より外側で回動動作するように前記腕部が変動することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の空気調和機において、前記腕部を回動する腕部用モータと、前記風向変更羽根を回動する羽根用モータとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、変化に富んだ気流を生成することができるとともに、吹出空気が吸込口から流入することを中羽根によって防止できる。

本発明の第１の実施の形態は、吸込口の吹出口側に中羽根を設け、パネル周辺から吸込口に流入する空気流れを中羽根の動作によって制御するものである。本実施の形態によれば、風向変更羽根が変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御することで変化に富んだ気流を生成することができるとともに、例えば冷風を部屋の遠方まで運ぶ吹出においても、吹出空気が吸込口から流入することを中羽根によって防止することができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、中羽根に、吹出口から吹き出される空気がパネル周辺から吸込口に流入しない位置に動作させる中羽根駆動機構を備えたものである。本実施の形態によれば、中羽根駆動機構によって中羽根を駆動して、吹出空気が吸込口から流入することを防止することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態において、パネルに、吸込口を開閉するように動作させるパネル駆動機構を備えたものである。本実施の形態によれば、パネル駆動機構によってパネルを駆動して、吸込口から流入する吸入空気を制御することができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態において、中羽根駆動機構とパネル駆動機構との動作タイミングを制御する動作制御部を備えたものである。本実施の形態によれば、パネルと中羽根との動作を連動させて行うことができる。
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態において、パネルによって吸込口を閉塞した状態では、中羽根の少なくとも一部がパネルによって覆われるものである。本実施の形態によれば、閉塞時にパネルによって中羽根の一部を覆うために、本体内への埃の侵入を防ぐことができる。またパネルと中羽根との動作を連動して行うために、パネルと中羽根との干渉を防止できる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態において、腕部の一端側を空気調和機本体内に回動自在に保持し、腕部の他端側に風向変更羽根を回動自在に保持し、風向変更羽根が吹出口より外側で回動動作するように腕部が変動するものである。本実施の形態によれば、風向変更羽根を自由に回動させることができるとともに、風向変更羽根によって閉塞時には吹出口を覆うことができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態において、腕部を回動する腕部用モータと、風向変更羽根を回動する羽根用モータとを備えたものである。本実施の形態によれば、腕部の動作と風向変更羽根の動作を独立して行えるため、短時間に動作変更を行うことができる。

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例による空気調和機の横断面図、図２は同空気調和機の正面図である。
空気調和機１０は、その本体内部に熱交換器１と、送風ファン２と、水受け皿３と、ディフューザー４とを有している。熱交換器１は、送風ファン２の上流側に配置され、水受け皿３は、熱交換器１の下端部側に配置されている。ディフューザー４は、送風ファン２の下流側の通風路を形成している。
空気調和機１０は、その本体の前面上部と上面に吸込口５を形成し、その本体の前面下部から下面にかけて吹出口６を形成している。
熱交換器１は、吸込口５に対向する位置に配置され、ディフューザー４の下流側端部６ａによって囲まれる仮想面が吹出口６を構成する。
空気調和機１０は、前面の吸込口５を開閉するパネル２０と、吹出口６を開閉する風向変更羽根３０と、前面の吸込口５の吹出口６側で開閉する中羽根４０とを備えている。風向変更羽根３０は、孤を描く横断面形状であり、一方の面は湾曲凹面が形成され、他方の面は湾曲凸面が形成されている。パネル２０、風向変更羽根３０、及び中羽根４０が全て閉塞した状態では、中羽根４０の少なくとも上端側はパネル２０によって覆われ、中羽根４０の少なくとも下端側は風向変更羽根３０によって覆われる。また、中羽根４０は、開状態では、パネル２０の下端側から吸込口５に流入する空気を阻止する。
パネル駆動機構２１は、パネル２０の背面側に設けられ、吸込口５を開閉するようにパネル２０を動作する。パネル２０が吸込口５に最も近接した状態では、吸込口５を閉塞し、パネル２０が吸込口５から離間した状態では、パネル２０の外周部から吸込口５に空気が流入する。

腕部３１は、その一端側を空気調和機１０の本体内に回動自在に保持され、その他端側に風向変更羽根３０を回動自在に保持している。
腕部３１は、図１に示すように、第１の腕部３１ａと第２の腕部３１ｂで構成することが好ましい。第１の腕部３１ａの一端側は空気調和機１０の本体内で回動自在に保持されている。第１の腕部３１ａの他端側は第２の腕部３１ｂの一端側と回動自在に連結されている。そして第２の腕部３１ｂの他端側に、風向変更羽根３０を回動自在に保持している。風向変更羽根３０は、閉塞時に空気調和機１０の本体側となる裏面に回転支持部３２を形成している。第２の腕部３１ｂの他端側とこの回転支持部３２とが回動自在に連結されている。
腕部３１は、図２に示すように、空気調和機１０の本体の両側部に設けられ、それぞれの腕部３１は、連結棒３３によって連結されている。また、一方の腕部３１の側部には腕部用モータ３４が配置されている。腕部用モータ３４の回動は、一方の腕部３１だけでなく、連結棒３３によって他方に配置された腕部３１にも伝達される。一方の腕部３１の側部には羽根用モータ３５も配置されている。羽根用モータ３５は、駆動伝達機構（図示せず）によって、その回転を第２の腕部３１ｂの他端側と回転支持部３２との回動支点に伝達し、腕部３１に対して風向変更羽根３０を回動させる。

回転支持部３２は、図２に示すように、風向変更羽根３０の両端部から所定寸法を有して風向変更羽根３０の裏面の両側部に設けられている。なお、図２では、一対の回転支持部３２を示しているが、風向変更羽根３０の長さに応じて一対の回転支持部３２の間に更に他の回転支持部３２を設けてもよい。
中羽根駆動機構４１は、中羽根４０の背面側に設けられ、吸込口５を開閉するように中羽根４０を動作する。
中羽根駆動機構４１とパネル駆動機構２１との動作タイミングは、動作制御部（図示せず）によって制御される。また、この動作制御部によって、腕部用モータ３４及び羽根用モータ３５の駆動も制御する。
なお、図示はしないが、空気調和機１には、左右方向風向変更羽根や熱交換温度検出器を有するとともに、圧縮機、膨張機、及び室外側熱交換器などを備えた室外ユニットを備えている。

次に図３から図１１を用いて動作を説明する。図３から図１１は、本実施例における空気調和機の吹出動作を示す横断面図である。
まず、水平吹出に至る動作について説明する。本実施例における水平吹出とは、吹出空気を部屋の遠方まで運ぶ吹出であり、主に冷風吹出（冷房運転モード）に利用する。
図３は空気調和装置の停止状態を示し、図６は水平吹出状態を示す。
水平吹出動作は、図３に示す状態から、図４に示す状態、図５に示す状態を経て、図６に示す状態に至る。
図３に示すように、空気調和装置の停止状態では、パネル２０、風向変更羽根３０、及び中羽根４０は全て閉塞した状態にある。
吹出方向モードを水平吹出（例えば冷房運転）に設定して空気調和機の運転をスタートさせると、図４に示すように、パネル駆動機構２１の動作によってパネル２０が吸込口５から離間する方向に動作する。また、パネル駆動機構２１とともに腕部用モータ３４によって腕部３１が動作し、風向変更羽根３０が吹出口６から離間する方向に動作する。
次に、図５に示すように、パネル駆動機構２１の動作によってパネル２０は、吸込口５から最も離間する位置まで動作するとともに、中羽根駆動機構４１の動作によって中羽根４０は、その上端部が吸込口５から離間する方向に動作する。
そして、図６に示すように、中羽根駆動機構４１の動作によって中羽根４０は、その上端部がパネル２０と当接する位置まで動作する。一方、羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０が回動し、空気調和機１０本体側の風向変更羽根３０端部が吹出口６の下流側端部６ａの下端に当接する。

図６に示す状態で、水平方向あるいは斜め上方への吹出が行われる。
吹出口６から吹き出される空気は、風向変更羽根３０によって水平方向に導かれるとともに、風向変更羽根３０の下流側端部が上方へ湾曲しているため、斜め下方向へは流れないので、効果的に部屋の遠方まで空気を送ることができる。
従って部屋の下方に溜まりやすい冷たい空気が、部屋の水平方向あるいは斜め上方向へ送られるため、使用者に冷風感を与えることなく、効果的に冷房運転ができ、部屋を効率的に冷やすことができる。
また、吹出口６の上方、すなわちパネル２０の下方は、中羽根４０によって閉塞されているため、吹出口６から吹き出した空気の一部が、吸込口５に導かれることを防止することができ、ショートサーキットを無くすことができる。
なお、空気調和機１０の本体への吸い込み空気は、空気調和機１０の本体上面の吸込口５から導入されるとともに、パネル２０の上部と両側部の空間を通って本体前面の吸込口５から導入される。
なお、水平吹出状態から停止状態への動作は、図６に示す水平吹出状態から、図５に示す状態、図４に示す状態を経て、図３に示す停止状態に至る。それぞれの動作は、停止状態から水平吹出状態への動作と逆の動作であるので説明を省略する。

次に、下方吹出に至る動作について説明する。本実施例における下方吹出とは、吹出空気を足下に運ぶ吹出であり、主に温風吹出（暖房運転モード）に利用する。
図３は空気調和装置の停止状態を示し、図８は下方吹出状態を示す。
下方吹出動作は、図３に示す状態から、図４に示す状態、図７に示す状態を経て、図８に示す状態に至る。
図３及び図４に示す状態に至る動作は、上記水平吹出と同様であるので説明を省略する。
図４の状態の後に、図７に示すように、パネル駆動機構２１の動作によってパネル２０は、吸込口５から最も離間する位置まで動作する。一方、腕部用モータ３４によって腕部３１を更に動作し、風向変更羽根３０を吹出口６から最も離間する位置に動作させ、この位置にて羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０を回動し、空気調和機１０本体側の風向変更羽根３０端部を吹出口６の下流側端部６ａの上端に近接または当接させる。なお、中羽根駆動機構４１は動作しない。
そして、図８に示すように、腕部用モータ３４によって腕部３１を動作し、風向変更羽根３０を吹出口６に近接する方向に動作させることで、空気調和機１０本体側の風向変更羽根３０端部を吹出口６の下流側端部６ａの上端に当接または押圧する。

図８に示す状態で、下方向への吹出が行われる。
吹出口６から吹き出される空気は、風向変更羽根３０によって下方向に導かれるとともに、風向変更羽根３０の下流側端部が本体側へ湾曲しているため、斜め下方向へは流れないので、効果的に部屋の下方向に空気を送ることができる。
従って、部屋の上方に溜まりやすい暖かい空気が、部屋の下方向へ送られるため、効果的に暖房運転ができ、部屋を効率的に暖めることができる。
また、吹出口６の上方、すなわちパネル２０の下方は、中羽根４０によって閉塞されないため、空気調和機１０の本体への吸い込み空気は、パネル２０の上部及び両側部だけでなく下部の空間を通って本体前面の吸込口５から導入される。なお、吹出口６から吹き出される空気は、風向変更羽根３０によって下方向に導かれるため、中羽根４０によって閉塞しなくても、吹出口６から吹き出した空気の一部が、吸込口５に導かれることはない。
なお、下方吹出状態から停止状態への動作は、図８に示す水平吹出状態から、図７に示す状態、図４に示す状態を経て、図３に示す停止状態に至る。それぞれの動作は、停止状態から下方吹出状態への動作と逆の動作であるので説明を省略する。

次に、斜め吹出に至る動作について説明する。本実施例における斜め吹出とは、吹出空気を人体に向ける吹出であり、例えば室温と温風温度差が少ない場合に利用する。
図３は空気調和装置の停止状態を示し、図１０は斜め吹出状態を示す。
斜め吹出動作は、図３に示す状態から、図４に示す状態、図９に示す状態を経て、図１０に示す状態に至る。
図３及び図４に示す状態に至る動作は、上記水平吹出や下方吹出と同様であるので説明を省略する。
図４の状態の後に、図９に示すように、パネル駆動機構２１の動作によってパネル２０は、吸込口５から最も離間する位置まで動作する。一方、腕部用モータ３４によって腕部３１を更に動作し、風向変更羽根３０を吹出口６から最も離間する位置に動作させ、この位置にて羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０を回動し、風向変更羽根３０を斜め吹出方向とする。なお、中羽根駆動機構４１は動作しない。
そして、図１０に示すように、羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０を所定角度でスウィング動作させながら、斜め方向への吹出が行われる。

吹出口６から吹き出される空気は、風向変更羽根３０によって斜め方向に導かれるとともに、風向変更羽根３０の下流側端部が下方向へ湾曲しているため、水平方向へは流れないので、効果的に人体に向けて空気を送ることができる。
また、吹出口６の上方、すなわちパネル２０の下方は、中羽根４０によって閉塞されないため、空気調和機１０の本体への吸い込み空気は、パネル２０の上部及び両側部だけでなく下部の空間を通って本体前面の吸込口５から導入される。なお、吹出口６から吹き出される空気は、風向変更羽根３０によって斜め下方向に導かれるため、中羽根４０によって閉塞しなくても、吹出口６から吹き出した空気の一部が、吸込口５に導かれることはない。
なお、斜め吹出状態から停止状態への動作は、図１０に示す水平吹出状態から、図９に示す状態、図４に示す状態を経て、図３に示す停止状態に至る。それぞれの動作は、停止状態から斜め吹出状態への動作と逆の動作であるので説明を省略する。

次に、各吹出状態を変更する場合の動作について説明する。
水平吹出状態から下方吹出状態への動作は、図６に示す水平吹出状態から、図１１に示す状態、図７に示す状態を経て、図８に示す下方吹出状態に至る。
図６に示すように、水平吹出状態では、パネル２０は、吸込口５から最も離間する位置にあり、中羽根４０は、その上端部がパネル２０と当接する位置に動作している。また、風向変更羽根３０は、空気調和機１０本体側の風向変更羽根３０端部が吹出口６の下流側端部６ａの下端に当接する位置に保持されている。
図６に示す状態で、下方吹出の動作が指示されると、図１１に示すように、中羽根駆動機構４１の動作によって中羽根４０は、その上端部が吸込口５に近接する方向に動作する。一方、腕部用モータ３４によって腕部３１が動作し、風向変更羽根３０が吹出口６から最も離間する位置に動作する。
次に、図７に示すように、中羽根駆動機構４１の動作によって中羽根４０は、その上端部が吸込口５に最も近接する位置、すなわち全閉状態まで動作する。一方、風向変更羽根３０が吹出口６から最も離間する位置にて、羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０を回動し、空気調和機１０本体側の風向変更羽根３０端部を吹出口６の下流側端部６ａの上端に近接または当接させる。
図７に示す状態から図８に示す状態に至る動作は、下方吹出と同様であるので説明を省略する。
なお、下方吹出状態から水平吹出状態への動作は、図８に示す下方吹出状態から、図７に示す状態、図１１に示す状態を経て、図６に示す下方吹出状態に至る。それぞれの動作は、水平吹出状態から下方吹出状態への動作と逆の動作であるので説明を省略する。

水平吹出状態から斜め吹出状態への動作は、図６に示す水平吹出状態から、図１１に示す状態、図９に示す状態を経て、図１０に示す斜め吹出状態に至る。
図６に示す状態で、斜め吹出の動作が指示されると、図１１に示すように、中羽根駆動機構４１の動作によって中羽根４０は、その上端部が吸込口５に近接する方向に動作する。一方、腕部用モータ３４によって腕部３１が動作し、風向変更羽根３０が吹出口６から最も離間する位置に動作する。
次に、図９に示すように、中羽根駆動機構４１の動作によって中羽根４０は、その上端部が吸込口５に最も近接する位置、すなわち全閉状態まで動作する。一方、風向変更羽根３０が吹出口６から最も離間する位置にて、羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０を回動し、風向変更羽根３０の角度を斜め方向とする。
図９に示す状態から図１０に示す状態に至る動作は、斜め吹出と同様であるので説明を省略する。
なお、斜め吹出状態から水平吹出状態への動作は、図１０に示す斜め吹出状態から、図９に示す状態、図１１に示す状態を経て、図６に示す下方吹出状態に至る。それぞれの動作は、水平吹出状態から斜め吹出状態への動作と逆の動作であるので説明を省略する。

斜め吹出状態から下方吹出状態への動作は、図１０に示す斜め吹出状態から、図９に示す状態、図７に示す状態を経て、図８に示す下方吹出状態に至る。
図１０に示すように、斜め吹出状態では、パネル２０は、吸込口５から最も離間する位置にあり、中羽根４０は全閉状態のままである。また、風向変更羽根３０は、羽根用モータ３５によって所定角度でスウィング動作しながら、斜め方向への吹出が行われている。
図１０に示す状態で、下方吹出の動作が指示されると、図９に示すように、羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０を回動する。
次に、図７に示すように、羽根用モータ３５によって風向変更羽根３０を更に回動し、空気調和機１０本体側の風向変更羽根３０端部を吹出口６の下流側端部６ａの上端に近接または当接させる。
図７に示す状態から図８に示す状態に至る動作は、下方吹出と同様であるので説明を省略する。
なお、下方吹出状態から斜め吹出状態への動作は、図８に示す下方吹出状態から、図７に示す状態、図９に示す状態を経て、図１０に示す斜め吹出状態に至る。それぞれの動作は、斜め吹出状態から下方吹出状態への動作と逆の動作であるので説明を省略する。

上記実施例によれば、風向変更羽根３０と吹出口６の位置関係により空気調和機の運転モードに適した風向制御を実現できるとともに、吹出空気が吸込口から吸い込まれないようにして、ショートサーキットを防止することができる。

本発明の空気調和機は、室内の冷暖房の他、除湿や除塵機能を有する空気清浄装置にも適用できる。

本発明の一実施例による空気調和機の横断面図 同空気調和機の正面図 本実施例における空気調和機の停止状態を示す横断面図 本実施例における空気調和機の吹出動作を示す横断面図 本実施例における空気調和機の吹出動作を示す横断面図 本実施例における空気調和機の水平吹出状態を示す横断面図 本実施例における空気調和機の吹出動作を示す横断面図 本実施例における空気調和機の下方吹出状態を示す横断面図 本実施例における空気調和機の吹出動作を示す横断面図 本実施例における空気調和機の斜め吹出状態を示す横断面図 本実施例における空気調和機の吹出動作を示す横断面図

符号の説明

１ 熱交換器
２ 送風ファン
５ 吸込口
６ 吹出口
２０ パネル
２１ パネル駆動機構
３０ 風向変更羽根
３１ 腕部
３２ 回転支持部
３３ 連結棒
３４ 腕部用モータ
４０ 中羽根
４１ 中羽根駆動機構

Claims (7)

1. 吸込口を開閉するパネルと、吹出口に配置される風向変更羽根とを有し、前記風向変更羽根が変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する空気調和機であって、前記吸込口の前記吹出口側に中羽根を設け、前記パネル周辺から前記吸込口に流入する空気流れを前記中羽根の動作によって制御することを特徴とする空気調和機。
2. 前記中羽根に、前記吹出口から吹き出される空気が前記パネル周辺から前記吸込口に流入しない位置に動作させる中羽根駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記パネルに、前記吸込口を開閉するように動作させるパネル駆動機構を備えたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記中羽根駆動機構と前記パネル駆動機構との動作タイミングを制御する動作制御部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記パネルによって前記吸込口を閉塞した状態では、前記中羽根の少なくとも一部が前記パネルによって覆われることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記腕部の一端側を空気調和機本体内に回動自在に保持し、前記腕部の他端側に前記風向変更羽根を回動自在に保持し、前記風向変更羽根が前記吹出口より外側で回動動作するように前記腕部が変動することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
7. 前記腕部を回動する腕部用モータと、前記風向変更羽根を回動する羽根用モータとを備えたことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
   

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