JP2010054143A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、簡易な装置により在室者の位置を推定すること、具体的には、従来よりも少ないセンサで在室者の位置を推定することができる空気調和機を提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明に係る空気調和機は、空気吸込口と、空気吹出口と、室内熱交換器と、空気吸込口より吸い込んだ室内空気を室内熱交換器を通して空気吹出口より吹き出す送風ファンと、在室者の存在を検知する赤外線センサと、空気吹出口に配置された左右風向板及び上下風向板と、を有する室内機を備え、段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、在室者の位置を推定する。本発明によれば、従来よりも少ないセンサで在室者の位置を推定することができる。
【選択図】図１６

Description

本発明は、在室者の位置を推定するためのセンサを備えた空気調和機に関する。

従来の空気調和機として、室内機に在室者の存在を検知するセンサを備え、このセンサにより在室者が存在すると推定された領域に対して空気調和を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１に開示された空気調和機においては、遠近方向及び左右方向に区画された検知領域のそれぞれを検知するセンサユニットを用いて人体の位置を推定するので、検知領域を細分化すると多数のセンサユニットが必要となる可能性がある。

特許第４００１６１３号

本発明は、簡易な装置により在室者の位置を推定すること、具体的には、従来よりも少ないセンサで在室者の位置を推定することができる空気調和機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明に係る空気調和機は、空気吸込口と、空気吹出口と、室内熱交換器と、空気吸込口より吸い込んだ室内空気を室内熱交換器を通して空気吹出口より吹き出す送風ファンと、在室者の存在を検知する赤外線センサと、空気吹出口に配置された左右風向板及び上下風向板と、を有する室内機を備え、段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、在室者の位置を推定する。

本発明によれば、従来よりも少ないセンサで在室者の位置を推定することができる。

本発明に係る空気調和機は、空気吸込口と、空気吹出口と、室内熱交換器と、空気吸込口より吸い込んだ室内空気を室内熱交換器を通して空気吹出口より吹き出す送風ファンと、在室者の存在を検知する赤外線センサと、空気吹出口に配置された左右風向板及び上下風向板と、を有する室内機を備え、段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、在室者の位置を推定する。これにより、従来よりも少ないセンサで在室者の位置を推定することができる。以下、本発明における空気調和機の実施例について説明する。

本発明に係る第１の実施例を図１〜図２５により説明する。まず、空気調和機の全体構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は空気調和機の構成図であり、図２は空気調和機の室内機の側断面図である。

空気調和機１は、室内機２と室外機６とを接続配管８で繋ぎ、室内を空気調和する。室内機２は、室内熱交換器３３，室内熱交換器３３の下流側に配置され室内熱交換器３３の幅と略等しい長さの横流ファン方式の送風ファン３１１，露受皿３５，フィルター２３１，２３１′，上側上下風向板２９１，左右風向板２９５等の基本的な内部構造体を備える。これらの内部構造体は、筐体ベース２１に取り付けられるとともに、この筐体ベース２１，化粧枠２３、及び化粧枠２３の前面に取り付けられた前面パネル２５からなる筐体２０に内包される。化粧枠２３の上部には室内空気を吸い込む空気吸込口２７が設けられ、化粧枠２３の下部には温湿度が調整された空気を吹き出す空気吹出口２９が設けられている。また、前面パネル２５の下部には、運転状況を表示する表示部３９７と、リモコン５からの赤外線の操作信号を受ける受光部３９６とが配置されている。

送風ファン３１１が回転すると、室内空気が空気吸込口２７から室内熱交換器３３及び送風ファン３１１を通って空気吹出口２９から吹き出される。具体的には、送風ファン３１１からの吹き出し気流は、送風ファン３１１の長さに略等しい幅の吹出風路２９０に流れる。その後、吹出風路２９０途中に配置された左右風向板２９５により気流の左右方向が偏向されるとともに、空気吹出口２９に配置された上側上下風向板２９１により気流の上下方向が偏向され、空気吹出口２９から室内に吹き出される。

化粧枠２３の下面に形成される空気吹出口２９は、前面パネル２５との分割部に隣接して配置され、吹出風路２９０に連通している。上側上下風向板２９１及び下側上下風向板２９２は、閉じた状態で、吹出風路２９０をほぼ遮蔽して室内機２の底面に連続する曲面を構成する。上側上下風向板２９１及び下側上下風向板２９２は、リモコン５からの指示に応じて、両端部に設けた回動軸を支点にして、空気調和機１の運転時に、駆動モータにより所要の角度回動して空気吹出口２９を開き、その状態を保持する。空気調和機１の運転停止時には、空気吹出口２９が閉じるように、上側上下風向板２９１及び下側上下風向板２９２が制御される。一方、左右風向板２９５は、リモコン５からの指示に応じて、下端部に設けた回動軸を支点にして駆動モータにより回動され、その状態が保持される。これにより、吹き出し空気が左右の所望の方向に吹き出される。なお、空気調和機１の運転中に上側上下風向板２９１，下側上下風向板２９２、及び左右風向板２９５を周期的に揺動させ、室内の広範囲に周期的に吹き出し空気を送ることもできる。

可動パネル２５１は、下部に設けた回動軸を支点として駆動モータにより回動され、空気調和機１の運転時に、前側空気吸込み部２３０′を開くように構成される。これにより、運転時に、前側空気吸込み部２３０′からも、室内空気が室内機２内に吸引される。空気調和機１の停止時には、前側空気吸込み部２３０′を閉じるように制御される。

室内機２は、内部の電装品ボックスに制御基板を備え、この制御基板にマイコンが設けられる。このマイコンは、室内温度センサ，室内湿度センサ等の各種のセンサからの信号を受信するとともに、受光部３９６を介してリモコン５からの操作信号を受信する。このマイコンは、これらの信号に基づいて、室内送風ファン３１１，可動パネル駆動モータ，上下風向板駆動モータ，左右風向板駆動モータ等を制御すると共に、室外機６との通信を司り、室内機２を統括して制御する。

フィルター２３１，２３１′は、吸い込まれた室内空気中に含まれる塵埃を取り除くものであり、室内熱交換器３３の吸込側を覆うように配置されている。露受皿３５は、室内熱交換器３３の前後両側の下端部下方に配置され、冷房運転時や除湿運転時に室内熱交換器３３に発生する凝縮水を受ける。露受皿３５に集められた凝縮水は、ドレン配管３７を通して室外に排出される。

次に、上下風向板について図３及び図４を用いて説明する。図３は室内機の冷房・除湿運転時の側断面図である。図４は室内機の暖房運転時の側断面図である。上下風向板は前述のように上側上下風向板２９１及び下側上下風向板２９２から構成される。本明細書では主に上側上下風向板２９１について述べるので、単に上下風向板と記した場合は上側上下風向板を表し、下側上下風向板と記した場合は下側上下風向板を表す。上側上下風向板２９１は空気吹出口２９に設けられ、上下風向板駆動モータ（図示せず）により、吹き出し空気を下吹出し、または水平吹出しなどに偏向する。

図２に示すように、運転停止時は、制御装置により、上側上下風向板２９１，下側上下風向板２９２，可動パネル２５１が、空気吹出口２９を閉じるように制御される。これにより、上側上下風向板２９１は、吹出風路２９０の上方拡大部２９０ｅの前方に回動して収納され、吹出風路上方拡大部２９０ｅを遮蔽し、下側上下風向板２９２と協働して空気吹出口２９を閉じる。吹出風路上方拡大部２９０ｅのほぼ中央に、後述する赤外線検知装置４１０が設けられる。運転停止時には、上側上下風向板２９１は空気調和機の前面と底面の交差部に配置され、滑らで曲率の大きい曲面である外側風向面２９１ａが空気調和機の外形に合致するように位置する。これにより、上側上下風向板２９１及び下側上下風向板２９２は外面となる風向面により、空気調和機の前面から底面にかけての外形を連続的に形成する。このため、運転停止時には、赤外線検知装置４１０は上側上下風向板２９１により遮蔽され、空気調和機の外観は不必要な凹凸の無い柔らかな落ち着いた形状となり、室内の雰囲気を乱すことがない。

図３に示すように、空気調和機を冷房運転する際には、上側上下風向板２９１及び下側上下風向板２９２は、吹出風路２９０の上壁２９０ａ，下壁２９０ｂと略平行な姿勢または水平な向きにして使用される。これにより、吹き出された冷風が直接、在室者に当って不快感を生じさせないように、適宜、上下風向板の方向が調整され、在室者の周囲を快適な温湿度に保つ。

極弱い冷房または暖房運転を行う際には、後述する図１７に示すように、上側上下風向板２９１をやや上向きにし、下側上下風向板２９２をほぼ閉じる姿勢にして、吹出風路２９０の下流に設けた上方に拡大する吹出風路上方拡大部２９０ｅに吹き出し気流を流す。これにより、吹き出し空気の一部が極弱い風となって吹出風路上方拡大部２９０ｅを通って室内に拡散し、微弱な冷房または暖房が行われる。

更に、吹出風路上方拡大部２９０ｅを利用して、吹き出した風をすぐさま、空気吸込口２７から吸い込ませるショートサーキット運転を行うことで、室内熱交換器の乾燥運転や空気調和機内部の脱臭運転などの空気調和機のメンテナンス動作を行わせることもできる。

図４に示すように、空気調和機を暖房運転する際には、上側上下風向板２９１，２９２をほぼ垂直に近い姿勢にする。これにより、吹出風路２９０を流れる温風は空気調和機から下方に向かって吹き出し、床面近くまで到達して、足もと近くを暖め、室内を快適な環境にする。

次に、本実施例の空気調和機が備える静電霧化装置について図２，図５及び図６を用いて説明する。図５は静電霧化装置の霧化ユニットの吹出風路への取付部斜視図である。図６は静電霧化装置の水生成部を正面から見た部分断面図である。静電霧化装置は、鋭利な形状を持つ電極の先端に液体を供給し、この液体に高電圧を印加して電極の先端から帯電した液体の微細粒を放出させ、脱臭，殺菌等の効果を得るものである。本実施例の空気調和機は静電霧化装置と人検知装置と組合わせ、人検知装置により在室者の存在が推定されるエリアに、静電霧化方式により帯電した微細粒の水を放出し、在室者の周囲環境を向上させるものである。

静電霧化装置４２は、高電圧発生装置と、高電圧発生装置の高電圧端子から伸びる導電体４２９と、導電体４２９に霧化接続部４２４で吸水時に電気的に接触する霧化電極４２２及びイオン電極４２８と、霧化電極４２２に供給する水の水生成部４４０等を備える。高電圧発生装置で発生させた−３ｋＶ〜−６ｋＶの高電圧を霧化電極４２２及びイオン電極４２８に印加し、霧化電極４２２に水生成部４４０から水分を供給することで、霧化電極４２２先端から帯電した微細粒の水を放出させ、また、イオン電極４２８からイオンを放出させる。静電霧化装置４２は帯電した微細粒の水及びイオンの放出部４３０を室内機２の吹出風路２９０に臨むように吹出風路側壁２９０ｃから突出させ、帯電した微細粒の水を吹出風路に流れる吹き出し空気の中に放出する。その後、帯電した微細粒の水は吹き出し気流に乗り、上側上下風向板２９１，下側上下風向板２９２、及び左右風向板２９５で室内の所要の方向に風向が調整されて室内機２から吹き出される。

水生成部４４０は、ペルチェ効果を利用して空気から水分を凝縮させる。ペルチェ素子４４１の低温部４４２に周囲の空気中の水分を凝縮させる冷却板４２５を、高温部４４４に周囲の空気で冷却される放熱板３３８を備える。冷却板４２５はペルチェ素子４４１の低温部４４２に電気絶縁シート４４３を挟んで密着させ、周囲の空気中の水分を凝縮させる。冷却板４２５に結露した水は次第に大きくなり、垂直に立てた冷却板４２５上を流下し、下端の屈曲部４２５ａでペルチェ素子４４１の低温部４４２を離れ、下方に設けた保水部材４２３に向けて落下する。落下した水滴は保水部材４２３により保持される。保水部材４２３は毛管現象で結露した水が移動できるように多孔質や繊維質の素材で構成され、保水部材４２３の適所に霧化電極４２２の導水部４２２ｂが挿入され、保水部材４２３に保持された水分が毛管現象で導水部４２２ｂを通して霧化部４２２ａに供給される。

送風ファン３１１を駆動し、静電霧化装置４２を運転して、高電圧発生装置４５０からの負の高電圧を霧化電極４２２及びイオン電極４２８に印加する。このとき、イオン電極４２８から周辺の大気に向けてコロナ放電が起こり、電子が放出され、イオンが発生する。また、霧化電極４２２からは帯電した微細粒の水が放出され、このイオン及び帯電した微細粒の水は吹出風路２９０から吹き出し気流に乗って室内に吹き出される。なお、静電霧化装置の放出部は吹出風路側壁から突出するものに限定されるものではない。吹出風路の上壁や吹出風路の下壁から突出するものや吹出風路に設置されるものであっても同様の効果を奏することができる。

次に、本実施例の空気調和機が備える赤外線センサについて図７〜図１２を用いて説明する。図７は室内機の外観斜視図である。図８は室内機の上下風向板を開いた外観斜視図である。図９は室内機の赤外線センサの水平配置図である。図１０は赤外線センサの検知領域区分図である。図１１は赤外線センサの構成図である。図１２は赤外線センサの他の構成例である。

図８に示すように、本実施例では、赤外線検知装置４１０を空気吹出口から室内を臨むように配置する。具体的には、吹出風路上方拡大部２９０ｅの長手方向の中央部に設けられ、運転停止時には図７のように上側上下風向板２９１で室内から遮蔽され、室内に違和感を与えないようにされている。

図９に示すように、赤外線検知装置４１０は、一例として、３個の赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃを台座４１５を介して、基板４１６に搭載する。各赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃは台座４１５により検知する方向が異なるため、より広角な検知範囲が構成される。さらに各赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃを俯角をもって実装することにより、室内床面の大半を視野に収めることができる。尚、本実施例においては、複数の赤外線センサの左右方向の光軸が同一方向とならないように配置する。これにより、左右方向に展開して配置した複数の赤外線センサにより、室内を左右方向に複数に区分できる。

図１０に示す検知領域区分図は、空調空間を上方から見た図であり、室９０２内に室内機２が設置されている。室内は赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃが検知する検知エリア６１０Ａ，Ｂ，Ｃ、赤外線センサ４１０ａ，ｂが重複して検知する検知エリア６１０ＡＢ，赤外線センサ４１０ｂ，ｃが重複して検知する検知エリア６１０ＢＣに区分される。赤外線センサ４１０ａのみが検知した場合は、検知エリア６１０Ａに人体が存在すると推定する。赤外線センサ４１０ｂのみが検知した場合は、検知エリア６１０Ｂに人体が存在すると推定する。赤外線センサ４１０ｃのみが検知した場合は、検知エリア６１０Ｃに人体が存在すると推定する。赤外線センサ４１０ａと赤外線センサ４１０ｂの両方が検知した場合は、検知エリア６１０ＡＢに人体が存在すると推定する。赤外線センサ４１０ｂと赤外線センサ４１０ｃの両方が検知した場合は、検知エリア６１０ＢＣに人体が存在すると推定する。

本実施例では赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃとして、焦電型の赤外線センサを用いる。図１１に示す赤外線検知装置４１０は、焦電型の赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃ、焦電型の赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃの出力を増幅する増幅器１３０，出力をデジタル信号へと変換するコンパレータ１３１，出力を読み込み演算処理を行うマイコン１３２を備える。この構成によれば、マイコン１３２は複数の赤外線センサからの信号を同時に受けて、その組合わせからどのエリアに人が存在するかを信号を受けた時点で判断できるので、室内状況の変化を正確に捉えることができる。この場合、焦電型赤外線センサを複数個備えると、それに伴い同数の増幅器１３０とコンパレータ１３１，マイコン１３２の読み込みポートが必要となる。

また、他の構成例として、図１２に示すような構成としてもよい。図１２に示す赤外線検知装置４１０は、切換装置１３３を用い、増幅器１３０と、コンパレータ１３１とを、切換装置１３３の後段に備える。これにより、切換装置１３３により出力を一系統に集約できるため、増幅器１３０，コンパレータ１３１、及びマイコン１３２の読み込みポートを少なくすることができ、その結果、部品点数を削減し、回路規模を縮小することができる。この場合、マイコン１３２は複数の赤外線センサからの信号を順次受け、全部の信号を受けた後に、その組合わせからどのエリアに人が存在するかを判断するので、信号を順次受けている間の室内状況の変化には対応できない場合がある。検知エリアの区分の細かさや、人の動きの早さ、空気調和機の制御目的などにより、回路を選択することができる。

上記のように、赤外線検知装置４１０を構成すれば、焦電型赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃから環境や人体の存在，人体の活動に伴ったアナログ信号が出力され、増幅器１３０にて増幅し、コンパレータ１３１により、微小な信号やノイズを除去し、またデジタル信号に変換し、マイコン１３２の読み込みポートに入力され、マイコン１３２で演算処理される。その結果により、人体が存在すると判断したエリアに対し、上側上下風向板２９１，２９２，左右風向板２９５が向けられ、送風ファン３１１によって、調和された空気が送風される。

次に、赤外線センサからの信号により、存在エリアを推定する方法について図１３〜図１５を用いて説明する。図１３〜図１５は赤外線センサの検知推定方法説明図である。図１３は検知エリア６１０Ａから検知エリア６１０Ｂに人が移動した場合に、赤外線検知装置４１０からの信号に応じて人の存在エリアを推定する方法を示している。赤外線検知装置４１０からの信号は、マイコン１３２に入力される信号であり、環境や人体の存在，人体の活動に伴ったデジタル信号である。赤外線センサ４１０ａからの出力があり、赤外線センサ４１０ｂからの出力が無ければ、検知エリア６１０Ａに人体が存在すると推定する。次に、赤外線センサ４１０ａからの出力があり、赤外線センサ４１０ｂからの出力があれば、検知エリア６１０ＡＢに人体が移動したことが分かる。赤外線センサ４１０ａからの出力が無く、赤外線センサ４１０ｂからの出力があれば検知エリア６１０Ｂに人体が移動したことがわかる。ある単位時間あたりの中で数回のみ検知され、次に隣の検知エリアでまた数回検知されるような場合、人体が一時的に通過したと推定する。

また、図１４は検知エリア６１０Ｂ内で人が動いている場合に、赤外線検知装置４１０からの信号に応じて人の存在エリアを推定する方法を示している。赤外線センサ４１０ｂからの出力があり、赤外線センサ４１０ａ，ｃからの出力が無ければ、検知エリア６１０Ｂに人体が存在すると推定する。次のサンプリングにおいても赤外線センサ４１０ｂからの出力があり、赤外線センサ４１０ａ，ｃからの出力がないことが継続していれば、人体が検知エリア４１０Ｂに存在し続けていることがわかる。サンプリング毎に赤外線センサ４１０ｂからの出力があれば、人が継続的に活動していると判断する。

図１５は検知エリア６１０Ｂから検知エリア６１０ＢＣに人が移動した場合に、赤外線検知装置４１０からの信号に応じて人の存在エリアを推定する方法を示している。赤外線センサ４１０ｂからの出力があり、赤外線センサ４１０ａからの出力が無ければ、検知エリア６１０Ｂに人体が存在すると推定する。次に、赤外線センサ４１０ｂ，ｃからの出力があり、赤外線センサ４１０ａからの出力が無ければ、検知エリア６１０ＢＣに人体が移動したことがわかる。赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃからの出力が無ければ、人体はどの検知エリアにも移動していないことがわかるため、検知エリア６１０ＢＣに引続き存在していることがわかる。また、その後も赤外線センサ４１０ａ，ｂ，ｃからの出力が無ければ、人体は検知エリア６１０ＢＣで静止中であると判断する。以上のように、パルスの回数や周期から人体の位置や活動状態を推定することができるため、無駄が無く、効率の良い空調を使用者に提供することができる。

次に、上下風向板による垂直方向の室内領域の区分について図１６〜図２０を用いて説明する。図１６（ａ）は室内機の上下風向板による検知領域説明図、図１６（ｂ）は上下風向板部拡大断面図である。図１７（ａ）は上下風向板による遠方領域検知説明図、図１７（ｂ）は上下風向板部拡大断面図である。図１８（ａ）は上下風向板による遠方〜中間領域検知説明図、図１８（ｂ）は上下風向板部拡大断面図である。図１９（ａ）は上下風向板による遠方〜近接領域検知説明図、図１９（ｂ）は上下風向板部拡大断面図である。図２０（ａ）は上下風向板による遠方〜直下領域検知説明図、図２０（ｂ）は上下風向板部拡大断面図である。

本発明では、左右方向の検知エリアの区分に加えて、奥行き方向についても上下風向板を用いて検知エリアを区分する。前述のように、上側上下風向板２９１は、吹出風路２９０の下流に設けた上方に拡大する吹出風路上方拡大部２９０ｅに吹き出し気流を導く。在室者の有無を検知するときに、上側上下風向板２９１を図１６に示すように、赤外線検知装置４１０の視野を部分的に遮るような位置に回動させる。上側上下風向板２９１を停止させる位置は図１６（ｂ）の拡大図に示すように、上側上下風向板２９１の図象の先端に付けた符号ｉ，ｊ，ｋ，ｍ，ｎの位置とする（以下、これらの位置をそれぞれ「上側上下風向板位置４９１ｉ，ｊ，ｋ，ｍ，ｎ」という。）。ここで、上側上下風向板位置４９１ｉでは赤外線検知装置４１０の全視野が上側上下風向板２９１に隠され、在室者の有無を検知することはできない。上側上下風向板位置４９１ｊでは赤外線検知装置４１０の視野のうち、検知範囲５９１ｊのみが検知可能である。上側上下風向板位置４９１ｋでは検知範囲５９１ｋのみが検知可能である。上側上下風向板位置４９１ｍでは検知範囲５９１ｍのみが検知可能である。上側上下風向板位置４９１ｎでは検知範囲５９１ｎ＝全視野が検知可能である。

上側上下風向板２９１を使用して在室者の位置を検知する場合は、まず、図１７のように上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｊで停止させ、赤外線検知装置４１０で在室者の有無を検知する。このとき在室者が検知されると、在室者は検知範囲５９１ｊに存在することがわかる。

次に、図１８のように上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｋで停止させ、赤外線検知装置４１０で在室者の有無を検知する。このとき在室者が検知されると、在室者は検知範囲５９１ｊを含む検知範囲５９１ｋに存在することがわかる。

次に、図１９のように上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｍで停止させ、赤外線検知装置４１０で在室者の有無を検知する。このとき在室者が検知されると、在室者は検知範囲５９１ｋを含む検知範囲５９１ｍに存在することがわかる。

次に、図２０のように上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｎで停止させ、赤外線検知装置４１０で在室者の有無を検知する。このとき在室者が検知されると、在室者は検知範囲５９１ｍを含む検知範囲５９１ｎに存在することがわかる。

赤外線検知装置で検知した在室者の有無から、奥行き方向の存在エリアを推定する方法について図２１〜図２５を用いて説明する。図２１は上下風向板による垂直方向の検知領域区分図である。図２２は上下風向板による床面の検知領域区分図である。図２３は存在エリアと赤外線センサの検知反応を示す表である。図２４は赤外線センサの検知反応パターンと存在エリアの推定表である。図２５は赤外線センサと上下風向板による床面の検知領域区分図である。

図１７〜図２０に示す４つの検知動作によって得られた結果を、空気調和機から見て室内の奥行き方向の区分に対応させると、図２１のようになる。上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｊで停止させて在室者の有無を検知する場合は、赤外線検知装置４１０の視野が検知範囲５９１ｊに限られるので、概略、検知エリア６９１Ｊの在室者を検知することになる。また、上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｋで停止させて在室者の有無を検知する場合は、赤外線検知装置４１０の視野が検知範囲５９１ｋに広がるので、概略、検知エリア６９１Ｊ，Ｋの在室者を検知することになる。上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｍで停止させて在室者の有無を検知する場合は、赤外線検知装置４１０の視野が検知範囲５９１ｍに広がるので、概略、検知エリア６９１Ｊ，Ｋ，Ｍの在室者を検知することになる。上側上下風向板２９１を上側上下風向板位置４９１ｎで停止させて在室者の有無を検知する場合は、赤外線検知装置４１０の視野が遮られることなく、検知範囲５９１ｎに広がるので、全ての検知エリア６９１Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｎの在室者を検知することになる。

上述の検知エリアを床面での広がりで見ると図２２のようになり、室内の奥行き方向に検知エリアを区分することができる。上述の説明では、説明を簡単にするため、検知エリアの境界を検知範囲の境界が床面に達する位置としたが、実際に、赤外線検知装置４１０が検知しやすい、人の顔，首筋の位置や人が立上がっているのか，椅子に座っているのか，床に座っているのか，寝ているのかなどの違いにより、検知エリアの境界線を厳密に求めるのは難しい。しかし、大まかには人が室内の遠いところに存在する，中位のところに存在する，近くに存在する，すぐ下に存在するのような区分けは十分可能である。空気調和機の空気調和範囲も目的とした場所を中心とした広がりを持つので、前述のような区分けに応じた空気調和でも十分な効果を奏する。

図２３は、図１７〜図２０の４つの検知動作から得られる在室者有無の検知反応を示した表である。人のいるエリアが１つの場合、検知エリア６９１Ｊに人がいると、上側上下風向板２９１が上側上下風向板位置４９１ｊ，ｋ，ｍ，ｎにあるときに在室者「有」の反応が現われる。同様に、検知エリア６９１Ｋに人がいると、上側上下風向板２９１が上側上下風向板位置４９１ｋ，ｍ，ｎにあるときに在室者「有」の反応が現われる。また、人のいるエリアが２つの場合、検知エリア６９１Ｊと検知エリア６９１Ｋに人がいると、上側上下風向板２９１が上側上下風向板位置４９１ｊ，ｋ，ｍ，ｎにあるときに在室者「有」の反応が現われる。この様子を図２３の検知反応の欄に風向板の位置毎に○印で表した。図２３には各エリア毎の人の「有」「無」を組合わせた全ての組合わせ１６通りの検知反応を纏め、同じ風向板の位置で「有」の反応になる存在エリアの組合わせに同じ検知反応パターンの名称を付した。この検知反応パターンの名称はａ〜ｅの５種類になり、在室者の位置は５種類のパターンの中の１つとして識別される。

上記の検知反応パターン毎の人の存在エリアを図２４の表に纏めた。図２４に示すように、１つの検知反応パターンに対して人の存在エリアの複数の組合わせがあり、厳密には人の存在エリアを特定することは難しい。本実施例においては、同じ検知反応パターンを示す人の存在エリアの組合わせを、１つのグループにして推定存在エリアとした。これによれば、赤外線検知装置が検知したもっとも遠方のエリアから空気調和機の直下のエリアまでのすべてのエリアに人が存在するとみなし、空気調和機を制御する。これは、空気調和機は室内の空気を吸い込んで、調整した空気を再び室内に送風することにより室内を空気調和するものであるが、空気調和機から目的位置に向けて吹き出した風は目的位置を空気調和すると共に、循環して空気調和機に吸い込まれる間に、目的位置から空気調和機までの室内を結果として空気調和することとなる。従って、赤外線検知装置により検知した最も遠方のエリアにいる人に向けて空気調和機を制御することで、室内を在室者の存在エリアに適合した空気調和状態にすることができる。

これにより、推定存在エリアは検知反応パターンａの場合は、室内に在室者が無しと推定する（推定存在エリア；無）、検知反応パターンｂの場合は、全ての検知エリアに在室者が存在すると推定する（推定存在エリア；ＪＫＭＮ）、検知反応パターンｃの場合は、室内の中央部から空気調和機側に在室者が存在すると推定する（推定存在エリア；ＫＭＮ）、検知反応パターンｄの場合は、空気調和機に近い所と空気調和機の直下に在室者が存在すると推定する（推定存在エリア；ＭＮ）、検知反応パターンｅの場合は、空気調和機直下にのみ在室者が存在すると推定する（推定存在エリア；Ｎ）、とみなして空気調和機を制御する。

このように、本実施例においては、図９に示した複数の赤外線センサを用いて室内を左右方向に区分し、上側上下風向板を用いて赤外線センサを段階的に遮蔽することにより室内を前後方向（遠近方向）に区分することにより、図２５に示すように室内を前後左右に交差検知エリア７１０ＪＡＢ〜ＮＣの１８領域に区分する。つまり、予め用意された赤外線センサの遮蔽度合いと在室者が存在する位置との関係から、段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報（図１７〜図２０に示す４つの検知動作によって得られた結果）に基づいて、在室者の位置を推定する。これにより、在室者の存在する位置を推定でき、その結果、空気調和機を適切に制御することができる。具体的には、在室者が存在する空間に対して空調するに際して、空気調和機の能力，風量，風向を制御する。これにより、在室者に快適な気流を送風する空気調和機を提供することができる。

なお、本実施例においては、図１７〜図２０に示すように、在室者の位置を推定する人検知モードのときには、まず、上側上下風向板により赤外線センサを遮蔽し、その後、段階的に遮蔽度合いを減少させるようにしたが、まず、上側上下風向板が赤外線センサを遮蔽しない位置とし、その後、段階的に遮蔽度合いを増大させるようにしてもよい。段階的に遮蔽度合いを減少させるようにしても、段階的に遮蔽度合いを増大させるようにしても、またはランダムに遮蔽度合いを変化させるようにしても、異なる遮蔽度合いにおける赤外線センサからの情報を得ることにより、在室者の位置を推定することができる。本実施例においては、段階的に遮蔽度合いを減少させること、段階的に遮蔽度合いを増大させること、及びランダムに遮蔽度合いを変化させること等を含め、赤外線センサの視野を異なる遮蔽度合いとすることを、「赤外線センサの視野を段階的に遮蔽する」という。

また、本実施例においては、赤外線センサにより在室者が存在する位置を検知する際（人検知モード）、空気調和機の風量を通常運転時より弱めることもできる。これにより、人検知モードの際に上側上下風向板が動いて風向が変わっても、風量を弱めているため、意図にそぐわない気流が在室者に到達するのことを抑制することができる。

また、本実施例においては、赤外線センサとして焦電型赤外線センサを用いることができる。これにより、安価なセンサと安価な構成で、在室者の位置を検知することができる。また、本実施例においては、赤外線センサをサーモパイルとすることができる。これにより、静止状態の在室者でも正確に検知できるので、在室者の位置に応じて空気調和機を適正に制御することができる。

また、本実施例においては、上側上下風向板を、在室者の位置を検知するために赤外線センサの視野を段階的に遮蔽するシャッターの代わりに使用することで、専用のシャッター機構等を不要とすることができる。

本発明に係る第２の実施例について図２６〜図２８を用いて説明する。本実施例は、赤外線センサの数を２つにしたものである。図２６は実施例２の室内機の赤外線センサの水平配置図である。図２７は実施例２の赤外線センサの検知領域区分図である。図２８は実施例２の赤外線センサと上下風向板による床面の検知領域区分図である。

赤外線検知装置４１０は、図２６に示すように２個の赤外線センサ４１０ａ，ｃを台座４１５を介して、基板４１６に搭載する。各赤外線センサ４１０ａ，ｃは台座４１５により検知する方向を異ならせ、広角に検知範囲を構成し、さらに各赤外線センサ４１０ａ，ｃを俯角をもって実装するのは実施例１と同様である。これにより、室内床面の大半をその視野内に収め、室内を簡略に区分することができる。

図２７は検知領域区分図であり、赤外線センサ４１０ａ，ｃが検知する検知エリア６１０Ａ，Ｃ，赤外線センサ４１０ａ，ｃが重複して検知する検知エリア６１０ＡＣに区分される。赤外線センサ４１０ａのみが検知した場合は、検知エリア６１０Ａに人体が存在すると推定する。赤外線センサ４１０ｃのみが検知した場合は、検知エリア６１０Ｃに人体が存在すると推定する。赤外線センサ４１０ａ及び赤外線センサ４１０ｃが検知した場合は、検知エリア６１０ＡＣに人体が存在していると推定する。

このように、本実施例においては、図２６に示した複数の赤外線センサを用いて室内を左右方向に区分し、上側上下風向板を用いて室内を前後方向に区分することにより、図２８に示すように室内を前後左右に交差検知エリア７１０ＪＡＢ〜ＮＣの１２領域に区分する。これにより、在室者の存在する位置を推定でき、赤外線センサの数を２個に減じても、空気調和機を適切に制御することができる。

本発明に係る第３の実施例を図２９〜図３１を用いて説明する。本実施例は、人の存在するエリアの前後方向（遠近方向）の識別を細分化したものである。図２９は実施例３の室内機の上下風向板による検知領域説明図である。図３０は実施例３の存在エリアと赤外線センサの検知反応を示す表である。図３１は実施例３の赤外線センサの検知反応パターンと存在エリアの推定表である。

本実施例では、実施例１の上側上下風向板の翼長を短くし、図２９に示すように、上側上下風向板位置４９１ｉにおいて、空気調和機の直下の検知エリア６９１Ｎを赤外線検知装置４１０の視野に開放した。これにより、上側上下風向板位置４９１ｉ〜ｎにおける赤外線検知装置４１０の検知反応は図３０のようになり、検知反応パターンはａ〜ｄ，ｂ′〜ｅ′の８パターンになる。この８パターンに対する推定存在エリアを、図３１に示すように、推定存在エリア無から推定存在エリアＪＫＭＮと推定することにより、実施例１より存在エリアを細分化することができる。

第４の実施例を図３２〜図３５を用いて説明する。本実施例は、赤外線センサを左右風向板により遮蔽することにより、左右方向の在室者の存在領域を推定するものである。図３２は実施例４の空気調和機の室内機の側断面図である。図３３は実施例４の左右風向板による検知領域説明図であり、（ａ）は最左方領域検知位置を示す図、（ｂ）は左方領域検知位置を示す図、（ｃ）は中央領域検知位置を示す図、（ｄ）は右方領域検知位置を示す図、（ｅ）は最右方領域検知位置を示す図である。図３４は実施例４の左右風向板による床面の検知領域区分図である。図３５は実施例４の上下及び左右風向板による床面の検知領域区分図である。

図３２に示すように、本実施例は、実施例１の赤外線検知装置の赤外線センサを単一の広角赤外線センサにし、左右風向板の中央部の羽根の吹き出し側先端を赤外線センサの視野を遮蔽するように吹出風路上方拡大部まで延伸したものである。左右風向板２９５を正面にむけた左右風向板位置４９５ｒにしたときには、図３３（ｃ）のように、赤外線検知装置４１０の視野は左右風向板２９５に遮られて、検知範囲５９５ｒとなる。同様に、左右風向板２９５を左右風向板位置４９５ｐ，ｑ，ｓ，ｔにしたときには、図３３（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）のように、赤外線検知装置４１０の視野は左右風向板２９５に遮られて、検知範囲５９５ｐ，ｑ，ｓ，ｔとなる。

図３４に示すように、これらの範囲を室内の床面で表すと、左右風向板位置４９５ｐで検知される検知エリア６９５Ｐ，左右風向板位置４９５ｐ，ｑの両方で検知される検知エリア６９５ＰＱ，左右風向板位置４９５ｑで検知される検知エリア６９５Ｑ，左右風向板位置４９５ｑ，ｒの両方で検知される検知エリア６９５ＱＲ，左右風向板位置４９５ｒ，ｓの両方で検知される検知エリア６９５ＲＳ，左右風向板位置４９５ｓで検知される検知エリア６９５Ｓ，左右風向板位置４９５ｓ，ｔの両方で検知される検知エリア６９５ＳＴ，左右風向板位置４９５ｔで検知される検知エリア６９５Ｔの８エリアになる。図２２に示す前後方向（遠近方向）のエリア区分と上述の左右方向のエリア区分により、室内を図３５に示す交差検知エリア７３０ＪＰＱ〜ＮＴの３０エリアに区分することができる。

本実施例では、左右風向板により赤外線センサを遮蔽する。これにより、専用のシャッター機構等が不要となり、左右風向板の駆動機構を利用し安価に検知領域を区分することができる。

尚、本実施例において、垂直方向に配置された複数の赤外線センサを空気調和機に搭載し、この垂直方向に配置された複数の赤外線センサにより遠近方向のエリアを区分してもよい。つまり、図２２に示す遠近方向のエリア区分を用いずに、垂直方向に展開した複数の赤外線センサにより室内の遠近方向のエリアを区分し、左右風向板により赤外線センサを段階的に遮蔽して左右方向のエリアを区分することにより、在室者の位置を推定することもできる。

空気調和機の構成図。 空気調和機の室内機の側断面図。 室内機の冷房・除湿運転時の側断面図。 室内機の暖房運転時の側断面図。 静電霧化装置の霧化ユニットの吹出風路への取付部斜視図。 静電霧化装置の水生成部を正面から見た部分断面図。 同室内機の外観斜視図。 同室内機の上下風向板を開いた外観斜視図。 同室内機の赤外線センサの水平配置図。 同赤外線センサの検知領域区分図。 同赤外線センサの構成図。 同赤外線センサの他の構成例。 実施例の赤外線センサの検知推定方法説明図。 同赤外線センサの検知推定方法説明図。 同赤外線センサの検知推定方法説明図。 同室内機の上下風向板による検知領域説明図。 同上下風向板による遠方領域検知説明図。 同上下風向板による遠方〜中間領域検知説明図。 同上下風向板による遠方〜近接領域検知説明図。 同上下風向板による遠方〜直下領域検知説明図。 同上下風向板による垂直方向の検知領域区分図。 同上下風向板による床面の検知領域区分図。 存在エリアと赤外線センサの検知反応を示す表。 赤外線センサの検知反応パターンと存在エリアの推定表。 赤外線センサと上下風向板による床面の検知領域区分図。 実施例２の室内機の赤外線センサの水平配置図。 実施例２の赤外線センサの検知領域区分図。 実施例２の赤外線センサと上下風向板による床面の検知領域区分図。 実施例３の室内機の上下風向板による検知領域説明図。 実施例３の存在エリアと赤外線センサの検知反応を示す表。 実施例３の赤外線センサの検知反応パターンと存在エリアの推定表。 実施例４の空気調和機の室内機の側断面図。 実施例４の左右風向板による検知領域説明図。 実施例４の左右風向板による床面の検知領域区分図。 実施例４の上下及び左右風向板による床面の検知領域区分図。

符号の説明

１ 空気調和機
２ 室内機
５ リモコン
６ 室外機
８ 接続配管
１０ 制御装置
１４ 赤外線センサブロック
２０ 筐体
２１ 筐体ベース
２３ 化粧枠
２５ 前面パネル
２７ 空気吸込口
２９ 空気吹出口
３３ 室内熱交換器
３５ 露受皿
３７ ドレン配管
１３０ 増幅器
１３１ コンパレータ
１３２ マイコン
１３３ 切換装置
１９０ 上下風向板制御部
１９１ 上側上下風向板モータ
１９２ 下側上下風向板モータ
１９４ 左右風向板制御部
１９５ 左右風向板モータ
２３０，２３０′ 空気吸込み部
２３１，２３１′ フィルター
２５１ 可動パネル
２９０ 吹出風路
２９０ａ 吹出風路上壁
２９０ｂ 吹出風路下壁
２９０ｃ 吹出風路側壁
２９０ｅ 吹出風路上方拡大部
２９１ 上側上下風向板
２９２ 下側上下風向板
２９５ 左右風向板
２９５ｄ 遮光部
３１１ 送風ファン
３３８ 放熱板
３９６ 受光部
３９７ 表示部
４１０ 赤外線検知装置
４１０ａ〜ｃ 赤外線センサａ〜ｃ
４１５ 台座
４１６ 基板
４２２ 霧化電極
４２２ａ 霧化部
４２２ｂ 導水部
４２３ 保水部材
４２４ 霧化接続部
４２５ 冷却板
４２８ イオン電極
４２９ 導電体
４３０ 放出部
４３１ 霧化ハウジング
４４０ 水生成部
４４１ ペルチェ素子
４４２ 低温部
４４３ 絶縁シート
４４４ 高温部
４４７ 霧化ドレン皿
４９１ｉ〜ｎ 上側上下風向板位置ｉ〜ｎ
４９５ｐ〜ｔ 左右風向板位置ｐ〜ｔ
５１０ａ〜ｃ 検知範囲ａ〜ｃ
５９１ｊ〜ｎ 検知範囲ｊ〜ｎ
５９５ｐ〜ｔ 検知範囲ｐ〜ｔ
６１０Ａ〜Ｃ 検知エリアＡ〜Ｃ
６９１Ｊ〜Ｎ 検知エリアＪ〜Ｎ
６９５Ｐ〜Ｔ 検知エリアＰ〜Ｔ
７１０ＪＡＢ〜ＮＣ 交差検知エリアＪＡＢ〜ＮＣ
７３０ＪＰＱ〜ＮＴ 交差検知エリアＪＰＱ〜ＮＴ
９０２ 室

Claims (14)

1. 空気吸込口と、空気吹出口と、室内熱交換器と、前記空気吸込口より吸い込んだ室内空気を前記室内熱交換器を通して前記空気吹出口より吹き出す送風ファンと、在室者の存在を検知する赤外線センサと、前記空気吹出口に配置された左右風向板及び上下風向板と、を有する室内機を備えた空気調和機において、
   段階的に遮蔽された前記赤外線センサからの情報に基づいて、前記在室者の位置を推定することを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、前記赤外線センサの遮蔽度合いと前記在室者が存在する位置との関係から、前記段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、前記在室者の位置を推定することを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１又は２において、前記上下風向板により前記赤外線センサを段階的に遮蔽し、前記段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、前記在室者の遠近方向の位置を推定することを特徴とする空気調和機。
4. 請求項３において、前記上下風向板の位置と前記在室者が存在する位置との関係から、前記段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、前記在室者の遠近方向の位置を推定することを特徴とする空気調和機。
5. 請求項３又は４において、前記上下風向板が閉じた状態で、前記赤外線センサが検知可能な領域のうち、前記空気調和機に対して遠近方向で最も近い区分に、前記赤外線センサの視野が開放し、
   前記赤外線センサの視野が開放されるように前記上下風向板が回動すると、前記赤外線センサが検知可能な領域のうち前記空気調和機に対して遠近方向で最も近い区分が前記上下風向板により遮蔽されるとともに、前記赤外線センサが検知可能な領域のうち前記空気調和機に対して遠近方向で最も遠い区分から順に前記赤外線センサの視野が開放されることを特徴とする空気調和機。
6. 請求項３乃至５の何れかにおいて、前記赤外線センサを複数個備え、隣り合う前記赤外線センサが検知する領域が、左右方向で一部重複することを特徴とする空気調和機。
7. 請求項１乃至６の何れかにおいて、前記左右風向板により前記赤外線センサを段階的に遮蔽し、前記段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、前記在室者の左右方向の位置を推定することを特徴とする空気調和機。
8. 請求項７において、前記左右風向板の位置と前記在室者が存在する位置との関係から、前記段階的に遮蔽された赤外線センサからの情報に基づいて、前記在室者の左右方向の位置を推定することを特徴とする空気調和機。
9. 請求項１乃至８の何れかにおいて、前記空気吹出口から室内を臨むように前記赤外線センサが配置されたことを特徴とする空気調和機。
10. 請求項１乃至９の何れかにおいて、推定された前記在室者の位置情報に基づいて空調を制御することを特徴とする空気調和機。
11. 請求項１乃至１０の何れかにおいて、帯電した微細粒の液体を放出する静電霧化装置を備え、前記在室者が存在すると推定される位置に向けて、前記静電霧化装置から帯電した微細粒の液体を放出することを特徴とする空気調和機。
12. 請求項１乃至１１の何れかにおいて、前記赤外線センサが焦電型赤外線センサ又はサーモパイルの何れかであることを特徴とする空気調和機。
13. 請求項１乃至１２の何れかにおいて、段階的に遮蔽された前記赤外線センサからの情報に基づいて前記在室者の位置を推定する際に、前記空気吹出口より吹き出される風量を通常運転時より減じることを特徴とする空気調和機。
14. 請求項１乃至３の何れかにおいて、前記赤外線センサは単一の赤外線センサであり、
    前記上下風向板により前記赤外線センサを段階的に遮蔽して、前記在室者の遠近方向の位置を推定し、
    前記左右風向板により前記赤外線センサを段階的に遮蔽して、前記在室者の左右方向の位置を推定することを特徴とする空気調和機。

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