JP2013117340A - 吹出口装置 - Google Patents

Abstract

【課題】居住者にとって快適な空気調和状態を簡単な機構で実現できる吹出口装置を提供すること。
【解決手段】吹出口装置１０は、基端側に供給された空気を先端側から吹き出し可能である。この吹出口装置１０は、筒状の筒部２１と、この筒部２１の中心軸に沿って延びる軸部３０と、この軸部３０の先端側に設けられたコーン４０と、軸部３０を進退させる進退装置５０と、を備える。筒部２１の中央部２１２の内径は、筒部２１の基端側開口２１３および先端側開口２１１よりも大きく、コーン４０は、筒部２１の先端側開口２１１に嵌合可能であり、進退装置５０は、ステッピングモータ５１と、このステッピングモータ５１の回転軸の回転運動を軸部の往復運動に変換する運動変換機構５２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、吹出口装置に関する。詳しくは、居室の天井面に設けられる吹出口装置に関する。

従来より、居室の天井面には、吹出口装置が設けられる場合がある。この吹出口装置には、ダクトが接続されており、ダクトを通して空気を供給すると、この空気は、吹出口装置の先端側から吹き出される。
このような吹出口装置としては、軸流とふく流とを切り替え可能なものが知られている。
例えば、筒状のノズル部と、このノズル部の内部に設けられた風量調整体と、を備える吹出口装置が知られている（特許文献１参照）。風量調整体は、ノズル部の内側に向かって細くなる円錐形状となっている。

この吹出口装置によれば、風量調整体をノズル部の基端側に位置させた状態で、空気をノズル部の基端側に供給する。すると、この空気は、風量調整体とノズル部との隙間を通って、ノズル部の内部に流入し、先端側から吹き出す。これにより、吹出口装置からの吹出し気流は、軸流となる。
一方、ノズル部を回転させて、風量調整体をノズル部の先端側に位置させた状態で、空気をノズル部の基端側に供給する。すると、この空気は、ノズル部の内部を流れた後、風量調整体の円錐部分の表面に沿って拡がって、先端側から吹き出す。これにより、吹出口装置からの吹出し気流は、ふく流となる。

また、多数のふく流用吹出口が外周面に設けられた筒状の外筒と、この外筒の先端側に設けられたパンカルーバと、を備える吹出口装置が知られている（特許文献２参照）。
この吹出口装置によれば、パンカルーバの摘みを手動で操作することで、パンカルーバの吹出口を開閉し、外筒を回転させることで、外筒の吹出口を開閉する。これにより、多数のふく流用吹出口からふく流として吹き出したり、パンカルーバから軸流として吹き出したりできる。

特開２０１０−１１７０６８号公報 特開平８−１２８７１５号公報

しかしながら、上述の特許文献１では、吹出し気流を切り替える際には、ノズル部を回転させるとともに風量調整体を進退させる必要があり、複雑な機構となっていた。また、特許文献２では、吹出し気流を切り替える際、パンカルーバの摘みを操作するとともに、外筒を回転させる必要があり、特許文献１と同様に、複雑な機構となっていた。

本発明は、居住者にとって快適な空気調和状態を簡単な機構で実現できる吹出口装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の吹出口装置は、基端側に供給された空気を先端側から吹き出し可能な吹出口装置であって、筒状の筒部と、当該筒部の中心軸に沿って延びる軸部と、当該軸部の先端側に設けられたコーンと、前記軸部を進退させる進退装置と、を備え、前記筒部の中央部の内径は、当該筒部の基端側開口および先端側開口よりも大きく、前記コーンは、前記筒部の先端側開口に嵌合可能であり、前記進退装置は、モータと、当該モータの回転軸の回転運動を軸部の往復運動に変換する運動変換機構と、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の吹出口装置は、前記運動変換機構は、前記モータにより回転駆動されて突起が形成されたクランクディスクと、前記軸部に設けられて前記クランクディスクの突起が係合する係合穴が形成されたスライダと、を備え、前記係合穴は、前記軸部の進退方向に交差する方向に延びており、前記突起は、前記クランクディスクの回転軸から離れた位置に形成され、前記係合穴の内部を前記軸部の進退方向に交差する方向に移動可能であることを特徴とする。

この発明によれば、例えば、進退装置を駆動することにより、コーンを筒部の先端側開口に嵌合させる。この状態では、筒部の基端側に供給された空気は、筒部の先端側開口から吹き出さない。

また、進退装置を駆動することにより、コーンを筒部の内部に位置させる。すると、筒部の基端側に供給された空気は、コーンと筒部の内面との隙間を通って、筒部の先端側に向かって流れる。筒部は筒状であるため、この空気は、筒部の軸方向に沿って指向性をもって吹き出される。

また、進退装置を駆動することにより、コーンを筒部の先端側開口の外側に位置させる。すると、筒部の基端側に供給された空気は、筒部の先端側に流れる。筒部の先端側開口の外側にはコーンが位置しているので、筒部の先端側に流れた空気は、コーンに当たって、拡散して吹き出される。

以上より、進退装置により軸部を進退させるだけで、吹出し気流の特性を軸流からふく流までの広い範囲で自在に微調整できる。また、例えば居住者の遠隔操作により進退装置を駆動することにより、居住者の好みに応じて吹出し気流の特性を調整できる。したがって、居住者にとって快適な空気調和状態を容易に実現できる。

このとき、モータおよび運動変換機構を含んで進退装置を構成したので、モータを駆動するだけでコーンが進退するので、簡単な機構で吹出し気流の特性を調整できる。

請求項２に記載の吹出口装置は、前記コーンの基端側には、前記軸部から周縁に向かって放射状に延びてかつ前記軸部から周縁に向かうに従って深くなる溝が形成されることを特徴とする。

また、特許文献１、２に示された構成では、吹出し気流をふく流とした場合の拡散範囲が広くなってしまうため、軸流とふく流との切り替えだけでは、必ずしも居住者の好む温熱環境とはならず、快適な空気調和状態を容易に実現できなかった。

そこで、この発明によれば、コーンの基端側に、軸部から周縁に向かって放射状に延びてかつ軸部から周縁に向かうに従って深くなる溝を形成したので、筒部内の空気がコーンの溝に沿って流れて周囲に均一に拡散するため、居住者を包み込むような吹出し気流を実現でき、居住者の好む温熱環境とすることができる。
また、コーンを複数の羽根を有するプロペラ状とした場合には、羽根の角度の設定が難しく、吹出し気流の特性が安定しないが、本発明によれば、コーンに形成する溝の深さを調整するだけでよいので、吹出し気流の特性を微調整できる。

本発明によれば、進退装置により軸部を進退させるだけで、吹出し気流の特性を軸流からふく流までの広い範囲で自在に微調整できる。また、例えば居住者の遠隔操作により進退装置を駆動することにより、居住者の好みに応じて吹出し気流の特性を調整できる。したがって、居住者にとって快適な空気調和状態を容易に実現できる。このとき、モータおよび運動変換機構を含んで進退装置を構成したので、モータを駆動するだけでコーンが進退するので、簡単な機構で吹出し気流の特性を調整できる。

本発明の一実施形態に係る吹出口装置の断面図である。 前記実施形態に係る吹出口装置のコーンの斜視図である。 前記実施形態に係る吹出口装置の拡散性気流吹出状態を示す断面図である。 前記実施形態に係る吹出口装置の停止状態を示す断面図である。 前記実施形態に係る吹出口装置の指向性気流吹出状態を示す断面図である。 前記実施形態に係る吹出口装置の制御装置の構成を示す図である。 前記実施形態に係る制御装置のフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態に係る吹出口装置１０の断面図である。
吹出口装置１０は、居室の天井面２に設けられており、居住者の頭上に位置している。具体的には、居室の天井裏空間には、箱状のチャンバ３が設けられており、吹出口装置１０は、このチャンバ３の下面に取り付けられている。また、このチャンバ３の上面には、ダクト５が接続される。

ダクト５を通してチャンバ３に空気を供給すると、この空気は、吹出口装置１０の基端側から内部を通り、吹出口装置１０の先端側から居室内に吹き出される。このとき、吹出し気流の特性は、制御装置７０（図６参照）により制御される。

吹出口装置１０は、筒状の吹出部２０と、吹出部２０の中心軸に沿って延びる軸部３０と、この軸部３０の先端側に設けられたコーン４０と、軸部３０を進退させる進退装置５０と、吹出部２０に設けられて軸部３０の位置を検出するリミットスイッチ６０と、を備える。

吹出部２０は、筒状の筒部２１と、チャンバ３に固定されてこの筒部２１を支持する支持部２２と、筒部２１の先端側に取り付けられるカバー２３と、を備える。

筒部２１の中央部２１２は、外側に向かって膨出しており、筒部２１の内面は、略球面形状となっている。また、筒部２１の基端側開口２１３および先端側開口２１１は、円形状である。これにより、筒部２１の中央部２１２の内径は、筒部２１の基端側開口２１３および先端側開口２１１よりも大きくなっている。

軸部３０は、棒状であり、吹出部２０の中心軸上に配置されている。この軸部３０は、吹出部２０の軸方向（つまり図１中上下方向）に移動可能に保持されている。

図２は、吹出口装置１０のコーン４０の斜視図である。
コーン４０の基端側である基端部４１には、軸部３０から周縁に向かって放射状に延びてかつ軸部３０から周縁に向かうに従って深くなる３つの溝４１１が形成されている。一方、コーン４０の先端側である先端部４２は、滑らかな曲面となっている。
また、このコーン４０の外径は、筒部の先端側開口２１１の内径より僅かに小さくなっている。

進退装置５０は、図３〜図５にも示すように、パルス信号により回転軸の回転角を制御可能なステッピングモータ５１と、このステッピングモータ５１の回転運動を軸部３０の進退運動に変換する運動変換機構５２と、を備える。
運動変換機構５２は、スコッチ・ヨーク機構であり、ステッピングモータ５１により回転駆動されて突起５３１が形成されたクランクディスク５３と、軸部３０に設けられてクランクディスク５３の突起５３１が係合する係合穴５４１が形成されたスライダ５４と、を備える。

係合穴５４１は、軸部３０の進退方向に交差する方向（つまり図１、図３〜図５中水平方向）に延びている。
突起５３１は、クランクディスク５３の回転軸から離れた位置に形成され、係合穴５４１の内部を移動可能である。

ステッピングモータ５１を駆動することにより、クランクディスク５３が回転し、このクランクディスク５３の突起５３１により、スライダ５４の係合穴５４１が軸部３０の進退方向に押圧される。これにより、軸部３０がスライダ５４とともに往復動する。

リミットスイッチ６０は、クランクディスク５３の突起５３１が吹出口装置１０の最も先端側（つまり、図１、図３〜図５中下端側）に位置したことを検出し、制御装置７０に出力する。

以上の吹出口装置１０では、コーン４０の位置に応じて、拡散性気流を吹き出す拡散性気流吹出状態、停止状態、指向性気流を吹き出す指向性気流吹出状態、のうちのいずれかの状態となる。

図３は、吹出口装置１０の拡散性気流吹出状態を示す断面図である。
拡散性気流吹出状態では、コーン４０は筒部２１の先端側開口２１１の外側に位置しており、クランクディスク５３の突起５３１は吹出口装置１０の最も先端側に位置している。リミットスイッチ６０は、この状態でのクランクディスク５３の突起５３１を検出するので、このクランクディスク５３の回転角を０°とする。

この状態では、筒部２１の基端側に供給された空気は、図３中破線矢印で示すように、筒部２１の先端側から吹き出される。このとき、筒部２１の先端側開口２１１の外側にコーン４０が位置しているので、筒部２１の先端側に流れた空気は、コーン４０に当たって、拡散して吹き出される。したがって、吹出し気流はふく流となる。
ここで、コーン４０に溝４１１が形成されているため、吹き出された気流はこれら溝４１１に沿って流れて放射線状に吹出し、吹出口装置１０の直下の居住者を包み込むように流れる。

図４は、吹出口装置１０の停止状態を示す断面図である。
停止状態では、コーン４０が筒部２１の先端側開口２１１に嵌合しており、クランクディスク５３の突起５３１は、中間位置に位置している。このとき、クランクディスク５３の回転角は９０°である。
この状態では、筒部２１の基端側に供給された空気は、筒部２１から吹き出ることはなく、吹出しが停止する。

図５は、吹出口装置１０の指向性気流吹出状態を示す断面図である。
指向性気流吹出状態では、コーン４０は筒部２１の基端側開口２１３の内側に位置しており、クランクディスク５３の突起５３１は吹出口装置１０の最も基端側に位置している。このとき、クランクディスク５３の回転角は１８０°である。

この状態では、筒部２１の基端側に供給された空気は、図５中破線矢印で示すように、コーン４０と筒部２１の内面との隙間を通って、筒部２１の先端側に向かって流れる。筒部２１は筒状であるため、この空気は、筒部２１の軸方向に沿って吹き出されて、吹出し気流は軸流となる。

図６は、制御装置７０の構成を示す図である。
制御装置７０は、リモコン受信部７１と、モータ駆動部７２と、を備える。
リモコン７３は、例えば居住者により操作されて、拡散性気流吹出状態、指向性気流吹出状態、または吹出停止状態の３つの状態の中の１つが選択されると、この選択された状態を目標状態信号として出力する。
リモコン受信部７１は、リモコン７３から出力された目標状態信号を受信する。

モータ駆動部７２は、リミットスイッチ６０で検出した位置およびリモコン受信部７１で受信した目標状態信号に基づいて、ステッピングモータ５１を駆動して、コーン４０を移動させる。

図７は、制御装置７０のフローチャートである。
制御装置７０の動作は、以下のようになる。
まず、ステップＳ１では、クランクディスク５３の位置の初期設定を行う。すなわち、モータ駆動部７２により、リミットスイッチ６０が作動するまでステッピングモータ５１を回転させて、吹出口装置１０を拡散性気流状態とする。さらに、このときのクランクディスク５３の位置を回転角０°とし、この回転角０°を現在位置として記憶する。

ステップＳ２では、リモコン受信部７１により、リモコン７３からの目標状態信号を検出する。

ステップＳ３では、モータ駆動部７２により、検出した目標状態信号が拡散性気流状態、指向性気流状態、または停止状態のいずれであるか判定し、この判定に基づいて、クランクディスク５３の目標位置を決定する。
すなわち、目標状態信号が拡散性気流状態である場合には、クランクディスク５３の目標位置を回転角０°とし、目標状態信号が指向性気流状態である場合には、クランクディスク５３の目標位置を回転角１８０°とし、目標状態信号が停止状態である場合には、クランクディスク５３の目標位置を回転角９０°とする。

ステップＳ４では、モータ駆動部７２により、クランクディスク５３の現在位置を読み出す。この読み出した現在位置は、回転角０°、９０°１８０°のいずれかである。

ステップＳ５では、モータ駆動部７２により、目標位置と現在位置との差分を算出し、ステッピングモータ５１を駆動して、この差分の回転角だけクランクディスク５３を回転させる。

ステップＳ６では、このクランクディスク５３の回転後の位置を現在位置として上書き記憶する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）居住者がリモコン７３を操作するだけで、進退装置５０により軸部３０を進退させて、吹出し気流の特性を３段階で選択できる。よって、居住者の好みに応じて吹出し気流の特性を調整できるので、居住者にとって快適な空気調和状態を容易に実現できる。
このとき、ステッピングモータ５１および運動変換機構５２を含んで進退装置５０を構成したので、ステッピングモータ５１を駆動するだけでコーン４０が進退するので、簡単な機構で吹出し気流の特性を調整できる。

（２）コーン４０の基端部４１に、軸部３０から周縁に向かって放射状に延びてかつ軸部３０から周縁に向かうに従って深くなる溝４１１を形成したので、筒部２１内の空気がコーン４０の溝４１１に沿って流れて周囲に均一に拡散するため、居住者を包み込むような吹出し気流を実現でき、居住者の好む温熱環境とすることができる。
また、コーンを複数の羽根を有するプロペラ状とした場合には、羽根の角度の設定が難しく、吹出し気流の特性が安定しないが、本発明によれば、コーン４０に形成する溝４１１の深さを調整するだけでよいので、吹出し気流の特性を微調整できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、コーンの位置をさらに多段階で選択できるようにしたり、コーンを任意の位置に設定できるようにしたりすることで、吹出し気流の特性をより微調整することも可能である。

２…天井面
３…チャンバ
５…ダクト
１０…吹出口装置
２０…吹出部
２１…筒部
２２…支持部
２３…カバー
３０…軸部
４０…コーン
４１…基端部
４２…先端部
５０…進退装置
５１…ステッピングモータ
５２…運動変換機構
５３…クランクディスク
５４…スライダ
６０…リミットスイッチ
７０…制御装置
７１…リモコン受信部
７２…モータ駆動部
７３…リモコン
２１１…先端側開口
２１２…中央部
２１３…基端側開口
５３１…突起
５４１…係合穴
４１１…溝

Claims (3)

1. 基端側に供給された空気を先端側から吹き出し可能な吹出口装置であって、
   筒状の筒部と、当該筒部の中心軸に沿って延びる軸部と、当該軸部の先端側に設けられたコーンと、前記軸部を進退させる進退装置と、を備え、
   前記筒部の中央部の内径は、当該筒部の基端側開口および先端側開口よりも大きく、
   前記コーンは、前記筒部の先端側開口に嵌合可能であり、
   前記進退装置は、モータと、当該モータの回転軸の回転運動を軸部の往復運動に変換する運動変換機構と、を備えることを特徴とする吹出口装置。
2. 前記コーンの基端側には、前記軸部から周縁に向かって放射状に延びてかつ前記軸部から周縁に向かうに従って深くなる溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の吹出口装置。
3. 前記運動変換機構は、前記モータにより回転駆動されて突起が形成されたクランクディスクと、前記軸部に設けられて前記クランクディスクの突起が係合する係合穴が形成されたスライダと、を備え、
   前記係合穴は、前記軸部の進退方向に交差する方向に延びており、
   前記突起は、前記クランクディスクの回転軸から離れた位置に形成され、前記係合穴の内部を前記軸部の進退方向に交差する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の吹出口装置。

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