JP2010221984A - 風向調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力を用いず風車の回転によってフィン群をスイングさせるとともに、エネルギーロスを小さくし、かつ風向調整のモードを増やす。
【解決手段】空調用空気によって回転するとともに空調用空気の入力方向に対して交差する方向に空調用空気を吹き出す風車装置３を用い、風車装置３の回転軸に減速装置４とスイング機構５とを連結した。風車装置３の回転軸は副流路２を流れる風の抵抗とならず、風車装置３から吹き出す排気をベントIIとして容易に利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両用空調装置に用いられるレジスタなどの風向調整装置に関し、詳しくは空調用空気の吹出し風向を連続的に可変できるスイング式の風向調整装置に関するものである。

自動車には、空調装置から供給される空調用空気の風向を調整する風向調整装置（レジスタ）が配設されている。一般的なレジスタは、水平フィン群と垂直フィン群を備え、各フィン群の角度を調整することで吹出し方向を変更することができる。この種のレジスタにおける空調用空気の吹出し方向は、レジスタの位置およびフィン群の揺動角度に応じた所定の方向に限られ、一般には乗員に向けて吹き出される。この場合は車室内の温度分布に偏りが生じ、他の乗員が不快に感じる場合がある。

そこで例えば実開昭63−155940号公報には、空気流路に風車を配置し、風車の回転によってフィン群をスイングさせるようにした風向調整装置が提案されている。また特開2005−003289号公報には、電動モータの回転によってフィン群をスイングさせるようにした風向調整装置が提案されている。これらの風向調整装置によれば、レジスタから吹き出す空調用空気の吹出し方向を連続的に変化させることができるので、車室内の温度分布の偏りを防止することができる。

また特開2003−127657号公報には、第２の風向調整装置（いわゆるベントII）を一体に形成した空調装置が提案されている。このようにしても、吹出し方向が多方向となるので、車室内の温度分布の偏りを防止することができる。

実開昭63−155940号公報 特開2005−003289号公報 特開2003−127657号公報

特許文献１に記載の風向調整装置は、空調装置から供給される空調用空気の流動エネルギーを動力としてフィン群をスイングさせている。この特許文献１には、風車の回転軸が空調用空気の流れ方向に対して平行である場合と、風車の回転軸が空調用空気の流れ方向に対して直交する場合とが記載されている。しかし風車の回転軸が空調用空気の流れ方向に対して平行である場合には、垂直フィン群を左右にスイングさせるためには、傘歯車など回転軸の回転方向を略直角方向に変換する機構が必要となる。また風車の回転軸が空調用空気の流れ方向に対して直交する場合でも、空調用空気の流路に風車の回転軸やスイング機構が存在するために、空調用空気の流動エネルギーのロスが大きくなって、空調用空気の流動エネルギーが小さい場合にはスイングが不安定となる場合がある。

また自動車の場合には、運転席用と助手席用の二つのレジスタが設けられるのが一般的である。しかし特許文献１に記載の風向調整装置を用いる場合には、二つのレジスタのそれぞれに風車とスイング機構を設けなければならず、部品点数が多くなるという問題があった。

一方、特許文献２に記載の風向調整装置は、フィン群をスイングさせる動力として電動モータを使用するものであり、電動モータの回転軸を空調用空気の流れ方向に対して垂直とすることができ、スイング機構を単純にできるという利点がある。しかしながら電力を必要とするため、省エネルギーの観点からは好ましくない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電力を用いず風車の回転によってフィン群をスイングさせるとともに、エネルギーロスを小さくして安定してスイングできるようにすることを解決すべき課題とする。また、風車からの風をベントIIとして利用できるようにし、一つの風車で二つのレジスタの風向を可変できるようにすることも解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の風向調整装置の特徴は、空調用空気の風向を調整するフィン群をもつとともにベントＩを構成するレジスタに連通しブロワから空調用空気が供給される主流路と、ベントIIを構成する開口に連通しブロワから空調用空気が供給される副流路と、主流路に配置され空調用空気の風向を調整するフィン群をもつレジスタと、副流路に配置され供給される空調用空気によって回転するとともに空調用空気の入力方向に対して交差する方向に空調用空気を吹き出す風車装置と、風車装置の回転軸に連結され回転軸の回転を減速して出力する減速装置と、減速装置の出力によってフィン群を揺動させるスイング機構と、からなることにある。

風車装置は、複数の羽体が円周方向に列設されて中央部に中空部をもつ円盤状の回転部と、回転部の接線方向に空調用空気を供給する供給部とからなることが好ましい。

本発明の風向調整装置によれば、空調用空気によって回転する風車装置を駆動源としてフィン群を揺動させるため、モータなどが不要となり電力の消費量を低減することができる。そして主流路と副流路とにそれぞれブロワから空調用空気を供給しているので、主流路及び副流路共に空気の流動エネルギーが大きい。したがって副流路に配置された風車を十分に回転させることができ、スイング機構の駆動源として十分な力を発揮できる。そしてベントＩを構成するレジスタから吹き出す空調用空気と、ベントIIを構成する開口から吹き出す空調用空気とによって空調を良好に行うことができる。

さらに、主流路と副流路とを分離して構成し、副流路に風車を配置している。したがって風車に連結された減速装置とスイング機構を主流路の外部に配置することができるので、主流路を流れる空調用空気に影響を及ぼすのが防止できる。また二つのレジスタを用いる場合には、主流路を二つ設けてその間に副流路を設けることができ、一つの風車で二つのレジスタのフィン群を同時にスイングさせることができるので、部品点数を少なくすることができる。

本発明の一実施例に係る風向調整装置の斜視図である。 本発明の一実施例に係る風向調整装置の断面図である。 本発明の一実施例に係る風向調整装置の要部分解斜視図である。 本発明の一実施例に係る風向調整装置に用いた風車装置の平面図である。 本発明の一実施例に係る風向調整装置に用いた風車装置の断面図である。 本発明の一実施例に係る風向調整装置に用いたスイング機構の要部平面図である。 本発明の一実施例に係る風向調整装置に用いたスイング機構の要部平面図である。 本発明の一実施例に係る風向調整装置に用いたスイング機構の要部平面図である。

本発明の風向調整装置は、ブロワから空調用空気が供給される主流路及び副流路を備えている。主流路の下流にはベントＩを構成するレジスタが配置され空調用空気はレジスタから吹き出される。レジスタには、風向を調整可能なフィン群が設けられている。このフィン群は、風向を上下方向に可変するための横フィン群と、風向を左右方向に可変するための縦フィン群とを有することが望ましい。

一方、副流路の下流にはベントIIを構成する開口が配置され、副流路内には副流路を流れる空調用空気によって回転する風車装置が配置されている。この風車装置は、空調用空気の入力方向に対して交差する方向に空調用空気を排出するものである。このような風車装置としては、例えば遠心式送風機からモータなどの駆動手段を除去したものを用いることができる。中でも、コンパクトで回転時に静粛なシロッコファンを利用するのが望ましい。

遠心式送風機は、ファンの回転軸に平行な方向から吸気し、ファンの接線方向に排気するのが一般的である。本発明に係る風車装置として用いる場合は、回転軸の回転を利用するものであるので、ファンの接線方向に空調用空気を供給し、その風力によってファンを回転させる。したがって遠心式送風機とは空気の流れが逆方向となり、ファンの回転軸に平行な方向へ空調用空気を送風することができる。これにより入力方向に対して交差する方向に空調用空気を容易に送風することができる。

そして主流路と副流路を略平行に設けたとしても、風車装置からの送風方向をレジスタからの送風方向と交差する方向とするのが容易である。したがって主流路と副流路とがほぼ同等の圧損となるように設計することが容易であり、かつ風車装置からの送風をベントIIとして利用することができる。

風車装置の回転軸には、減速装置が連結される。この減速装置としては公知の歯車装置などを用いることができる。遠心式送風機などを利用した風車装置では、回転軸が空調用空気の流路に存在しないようにすることが容易であるので、減速装置が比較的大きくても流通抵抗となることがない。しかしコンパクトで精度の高い遊星歯車式の減速装置を用いることが望ましい。

例えばシロッコファンを利用した風車装置とした場合には、複数の羽体が円周方向に列設されて中央部に中空部をもつ円盤状の回転部が形成される。したがってこの中空部に遊星歯車式の減速装置を収納することができるため、スペースを有効に利用することができコンパクトな風向調整装置とすることができる。

減速装置の出力軸には、フィン群を揺動させるスイング機構が連結されている。このスイング機構は、回転運動を往復運動に変換するものであり、クランク機構、カム機構、歯車機構など公知のものを利用することができる。

以下、図面を参照しながら実施例により本発明を具体的に説明する。

図１に本発明の風向調整装置の全体斜視図を、図２にその要部断面図を、図３にその要部分解斜視図を示す。この風向装置は、カーエアコンのブロワからの空調用空気が供給される二つの主流路１、１’と、同じくブロワからの空調用空気が供給される副流路２とを備えている。主流路１、１’と副流路２とは互いに平行に延びているので、組付けが容易であり圧損もほぼ同等となっている。

主流路１は、ベントＩを構成する運転席用の右レジスタ10に連結され、主流路１’は同じくベントＩを構成する助手席用の左レジスタ11に連結されている。右レジスタ10及び左レジスタ11には、横フィン群12、12’と、縦フィン群13、13’とがそれぞれ揺動可能に配置されている。縦フィン群13、13’は横フィン群12、12’の後方にそれぞれ配置されている。

横フィン群12、12’のうち各１枚のフィンには、横フィン群12、12’を上下に手動で揺動させるとともに縦フィン群13、13’を左右に手動で揺動させるノブ14、14’がそれぞれ取り付けられている。また右レジスタ10及び左レジスタ11のベゼルには、図示されないダンパを開閉するためのダイヤル15、15’がそれぞれ設けられている。右レジスタ10及び左レジスタ11の後方には、後述のスイング機構５を内蔵するケーシング16が形成されている。

副流路２は、ベントIIを構成する開口20に連結されている。副流路２には、シロッコファンからモータを除去した構造の風車装置３が配置されている。この風車装置３は、図４及び図５に示すように、ケース30と、複数の羽体が円周方向に列設されケース30に回転自在に取り付けられたファン31とからなる。ケース30のファン31と反対側には、副流路２に連結される開口32が形成され、ケース30の内部には、開口32から供給された空調用空気をファン31の接線方向へ案内する送風路33が形成されている。

開口32から供給された空調用空気は、送風路33に案内されてファン31に供給され、その風力によってファン31が回転駆動される。そしてファン31を回転駆動した空調用空気は、ファン31の回転軸と平行に上方へ向かった後、開口20から斜め上方へ向かって吹き出される。

ファン31の中心部には中空部34が形成され、その中空部34に遊星歯車装置を用いた減速装置４が固定されている。そしてファン31の回転軸35が、減速装置４に内蔵された図示しない太陽歯車の入力軸に連結されている。減速装置４の出力軸40には、右レジスタ10及び左レジスタ11に配置された縦フィン群13、13’を左右に揺動させるためのスイング機構５が連結されている。

以下、このスイング機構５について説明する。

このスイング機構５は、減速装置４の出力軸40に固定された円板50と、縦フィン群13、13’を連結する連結ロッド52と、から主として構成されている。円板50は、その軸中心が出力軸40に固定され、その裏面側には中心軸から偏芯した位置に駆動ピン51が突出形成されている。

縦フィン群13、13’は、上下に延びる揺動軸17をもち、上下の揺動軸17がそれぞれケーシング16に枢支されることで、縦フィン群13、13’はケーシング16に揺動自在に保持されている。上側の揺動軸17には、小判状のピン部材54の一端がそれぞれ固定されている。このピン部材54の他端には上方へ突出するガイドピン55がそれぞれ形成されている。

連結ロッド52は、左右に移動自在にケーシング16に保持されている。連結ロッド52の中央部には、後方へ延びる一対の後腕部53が形成され、一対の後腕部53の間に形成された溝53aに円板50の駆動ピン51が移動自在に係合している。また連結ロッド52には、前方へ延びる前腕部56が縦フィンの数だけ形成されている。前腕部56には、前後に延びる溝57がそれぞれ形成され、ガイドピン55は溝57に係合し溝57によって案内されることで溝57内を前後に移動可能となっている。

図６に示す基準位置では、円板50の軸中心と駆動ピン51とを結ぶ直線が後腕部53及び前腕部56と平行であり、この状態では縦フィン群13、13’は連結ロッド52に対して略垂直な位置にあって、右レジスタ10及び左レジスタ11からは空調用空気がまっすぐに吹き出す。そしてファン31の回転によって円板50が矢印方向へ回動すると、駆動ピン51が溝53a内を移動し連結ロッド52は図の左方向へ移動する。

するとガイドピン55が溝57に係合して押圧される結果、ピン部材54及び縦フィン群13、13’が図の時計回り方向へ揺動し、図７に示すように右レジスタ10及び左レジスタ11からの風向は右方向となる。

円板50がさらに矢印方向へ回動すると、ガイドピン55が溝57に係合して押圧され連結ロッド52は図６の右方向へ移動する。するとガイドピン55が溝57に係合して押圧される結果、ピン部材54及び縦フィン群13、13’が反時計回り方向へ揺動し、図８に示すように右レジスタ10及び左レジスタ11からの風向は左方向となる。

したがって円板50が回動している間は、縦フィン群13、13’のスイング動作が連続される。またベントIIとしての送風も連続される。これにより車室内を効率よく空調することができる。

すなわち本実施例の風向調整装置によれば、二つの主流路１、１’と副流路２とをそれぞれ形成し、共にブロワからの空調用空気を供給しているので、主流路１、１’及び副流路２を流れる空気のエネルギーが大きい。したがってベントＩを構成する左右レジスタ10、11及びベントIIを構成する開口20から高エネルギーで空調用空気を吹き出すことができ、空調を効率よく行うことができる。

また副流路２に配置されたファン31を高いエネルギーで回転駆動できるので、スイング機構５を十分な駆動力で駆動することができる。したがって一つのファン31で右レジスタ10及び左レジスタ11のフィン群を同時にスイングさせることができ、スペース面で有利であるとともに部品点数を大きく低減することができる。

本発明の風向調整装置は、自動車に限らず家庭用、業務用、船舶、航空機、列車などの各種エアコンに用いることができる。また実施例では縦フィンをスイングさせる例を示したが、スイング機構を変更するだけで横フィンをスイングさせることもできる。

１，１’：主流路
２：副流路
３：風車装置
４：減速装置
５：スイング機構

Claims (3)

1. 空調用空気の風向を調整するフィン群をもつとともにベントＩを構成するレジスタに連通しブロワから空調用空気が供給される主流路と、
   ベントIIを構成する開口に連通しブロワから空調用空気が供給される副流路と、
   該副流路に配置され供給される該空調用空気によって回転するとともに該空調用空気の入力方向に対して交差する方向に該空調用空気を吹き出す風車装置と、
   該風車装置の回転軸に連結され該回転軸の回転を減速して出力する減速装置と、
   該減速装置の出力によって該フィン群を揺動させるスイング機構と、からなることを特徴とする風向調整装置。
2. 前記風車装置は、複数の羽体が円周方向に列設されて中央部に中空部をもつ円盤状の回転部と、該回転部の接線方向に前記空調用空気を供給する供給部とからなる請求項１に記載の風向調整装置。
3. 前記減速装置は遊星歯車装置であり前記中空部に収納されている請求項２に記載の風向調整装置。

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