JP3947804B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に関し、具体的には吹出し風向を調整する風向板の駆動機構に関する。

室内に配設されるエアコンなどの空気調和機は、空調機器を収納する筐体と、その筐体の壁面に設けられた化粧カバーと、化粧カバーに形成された空気の吸込み口及び吹出し口などを備えている。吸込み口からファンにより吸込まれた室内空気は、冷却又は加熱された後、吹出し口から室内に吹出される。

このような空気調和機において、吹出し空気の風向を利用者の要望に則して調整するために、吹出し口には風向板を回転可能に支持し、その風向板の回転角度を駆動機構（例えば、駆動モータ）により調整することが行われる。さらに、１つの吹出し口に２枚の風向板を配設するときには、その２枚の風向板を連結する帯状の連結部材を設け、その連結部材を駆動することによって各風向板を連動させることが行われる（例えば、特許文献１）。

特開平７−１３９８００号公報（図９）

ところで、空気調和機は、室内に例えば冷却空気を効率よく循環させるために、吹出し口を複数備えているものが一般的である。例えば２つの吹出し口が吸込み口を挟んで両側に形成される場合、それら２つの吹出し口が離れて配設されることになるから、各吹出し口の風向板を連動させるためには、特許文献１のような連結部材が長くなる。しかし、連結部材が長くなると、比較的柔らかい樹脂系の帯材から形成される連結部材に撓みが発生することがある。したがって、発生する撓みの大きさによって各風向板と連結部材との連結点間の間隔が変化するため、連動させた風向板間に回転角度のズレが生じることがある。その結果、１つの風向板を適正な方向に向けたとしても、他の風向板を適正な方向に調整できない場合がある。

本発明の課題は、複数の吹出し口に取り付けられた各風向板を連動させるとき、風向板間に生じる回転角度のズレを低減した空気調和機を実現することにある。

空調機器が収納された筐体と、該筐体の壁面に設けられた化粧カバーと、該化粧カバーに形成された空気の吸込み口及び吹出し口とを備えてなる空気調和機において、前記吹出し口は、前記吸込み口を挟んで両側に配置され、前記両側の吹出し口には、それぞれ吹出し空気の風向を調整する風向板が回転可能に支持され、前記両側の吹出し口の風向板は、回転継手である第１アームを介して帯状の連結板に連結され、前記連結板を長手方向に移動させることにより前記風向板の角度を同一方向に回転させる回転させる駆動手段が設けられ、前記連結板の撓みを規制する規制部材が前記化粧カバーの固定部に設けられ、前記駆動手段は、前記吸込み口と前記吹き出し口の境界部に位置させて設けられた駆動モータと、該駆動モータと前記連結板に連結する回転継手である第２アームとを備えてなり、前記規制部材は、前記連結板の長手方向に間隔をあけて、前記化粧カバーの固定部と前記連結板を連結して設けられた複数の回転継手である第３アームであり、回転継手である前記第１乃至第３アームは、同じ形態に形成されていることを特徴とする。

このようにすれば、連結板に生じる撓みが規制部材により低減されることから、各風向板と連結板との連結点間の間隔をほぼ一定にすることができる。したがって、連結板を長手方向に移動させることによって、複数の風向板が吸込み口の両側に離れて配設されても、各風向板の回転角度をほぼ同じにすることができる。

また、空気調和機では、吹出し空気がそのまま吸込み口から吸い込まれないように、吹出し口は、吸込み口から間隔を介して配設されるのが一般的である。そこで、その間隔つまり吸込み口と吹き出し口の境界部に、駆動手段の駆動モータを位置させる。これにより、駆動モータ用の設置スペースを別途設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。しかも、駆動モータは吸込み口及び吹出し口を避けて設けられるため、吸込み空気や吹出し空気の流れが阻害されず、装置の性能低下を回避することができる。

本発明によれば、複数の吹出し口に取り付けられた各風向板を連動させるとき、風向板間に生じる回転角度のズレを低減した空気調和機を実現することができる。

（第１の実施形態） 本発明を適用した空気調和機の第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本実施形態の空気調和機の斜視図と構成図である。本実施形態は、室内の側壁に設置される室内エアコンの空気調和機に本発明を適用した例である。

図１（ａ）に示すように、空気調和機は、空調機器が収納される筐体１０と、筐体１０の壁面に設けられた化粧カバー１２を備えて構成されている。化粧カバー１２は、室内側に臨んで配設される。なお、筐体１０および化粧カバー１２は、例えばポリスチレンなどの樹脂材から形成されている。

化粧カバー１２の中央に空気の吸込み口１４が形成されている。吸込み口１４を挟んだ両側に吹出し口１６ａ、１６ｂが形成されている。吹出し口１６ａの短手方向のほぼ中央に、吹出し空気の風向を調整する風向板１８ａが回転可能に支持されている。風向板１８ａは、吹出し口１６ａの長手方向（上下方向）に延在して形成されており、長手方向を軸に回動する。同様に、吹出し口１６ｂに風向板１８ｂが支持されている。吸込み口１４には、筐体１０側から順にフィルタ１９と、格子グリル２０が取り付けられている。なお、フィルタ１９は、吸込み空気に含まれる塵や埃を取り除くものである。また、化粧カバー１２の下側に操作部１５が設けられている。操作部１５のパネルから入力された指令は、風向板１８ａ、１８ｂの回転角度を制御する制御装置に入力される。

図１（ｂ）は、筐体１０を下側から見た空調機器の構成を示す図である。図１（ｂ）に示すように、空気調和機は、仕切り板２１を介して室外側と室内側に大別される。室外側には、ガス冷媒を圧縮する圧縮機２２と、圧縮機２２から吐出される冷媒を凝縮する熱交換器２４と、熱交換器２４に外気を送風するファン２６が設けられている。室内側には、熱交換器２４により凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段と、膨張した冷媒を室内空気により蒸発させる熱交換器３０が設けられている。なお、ファン２６とファン２８を駆動する電動機３２を有している。このように構成される空気調和機では、室内空気は、ファン２８により吸込み口１４から吸込まれることによって熱交換器３０を通過する。その室内空気は、熱交換器３０を通過する過程で、冷媒の蒸発熱により冷却される。冷却された室内空気は、ファン２８により吹出し口１６ａ、１６ｂから室内に吹出される。また、室内空気を冷却する冷房モードを一例として説明したが、四方切換弁により冷媒の流れを必要に応じて逆向きにすることにより室内空気を暖める暖房モードに切り替えることもできる。

図２は、本実施形態の空気調和機の化粧カバーの斜視図である。図３は、本実施形態の空気調和機の化粧カバーの構成図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は上面図である。図に示すように、風向板１８ａの上辺は、回転継手であるアーム３４ａを介して連結部材である連結板３６に連結している。同様に、風向板１８ｂも回転継手であるアーム３４ｂを介して連結板３６に連結している。ここで、連結板３６は、例えばＡＢＳなどの樹脂材から形成される帯状のものある。また、アーム３４ａ、３４ｂは、例えばポリオレフィン系の樹脂材から形成されている。要は、連結板３６とアーム３４ａ、３４ｂとの接触により発生する磨耗を防止するため、連結板３６の材料として、アーム３４ａ、３４ｂとは異なる剛性の高いものが用いられる。

また、連結板３６を長手方向に移動させる駆動モータ３８を有してなる駆動手段が設けられている。駆動モータ３８は、吸込み口１４と吹出し口１６ｂとの間に形成される隙間、つまり境界部に配設されている。また、駆動モータ３８は、アーム３４ｃを介して連結板３６に連結されている。なお、本実施形態では、駆動モータ３８を連結板３６の近傍に位置させることによって動作の誤差を低減するようにしている。また、駆動モータ３８として、ステップモータが用いられる。ステップモータは、外部から与えられたパルス信号に応じ、所定角度だけモータ軸が回転するものである。

このような空気調和機においては、２つの吹出し口１６ａ、１６ｂが吸込み口１４を挟んで両側に形成されているから、吹出し口１６ａと吹出し口１６ｂが離れて配置されることになる。したがって、風向板１８ａと風向板１８ｂを連結する連結板３６が長くなることから、その連結板３６の長手方向又は短手方向に撓みが発生することがある。撓みが発生すると、風向板１８ａと連結板３６の連結点と、風向板１８ｂと連結板３６の連結点との間の間隔が変化するから、風向板１８ａ、１８ｂ間に回転角度のズレが生じる場合がある。この点、本実施形態では、連結板３６の撓みを規制する規制部材を化粧カバー１２の固定部に設けることにより、風向板１８ａ、１８ｂ間に生じる回転角度のズレが低減される。

ここで、本発明の特徴である規制部材について説明する。図２及び図３に示すように、規制部材である例えば３つのアーム３４ｅ、３４ｆ、３４ｇが、風向板１８ａと連結板３６の連結点と、風向板１８ｂと連結板３６の連結点との間の間隔に配設されている。なお、アーム３４ｅ〜３４ｇは、アーム３４ａ〜３４ｃと同じ形態のものである。また、各アーム（例えば、アーム３４ｅ）は、アーム固定軸４２ｅと、アーム固定軸４２ｅを中心に回動する回動部４３ｅなどから構成されている。アーム固定軸４２ｅは、化粧カバー１２の固定部４０ｅに支持されている。回動部４３ｂの自由端は、連結板固定軸４４ｅを介して連結板３６に加締められて連結している。アーム３４ｆ、３４ｇも同様である。なお、アーム３４ｅ〜３４ｇの数は、製品の形態によって適宜変更すればよい。要は、連結板固定軸４４ａと連結板固定軸４４ｃとの間に少なくとも１つのアームを設けるようにすればよい。

図４は、風向板１８ａと風向板１８ｂを連動させる動作を説明する図であり、（ａ）は正面から見た図、（ｂ）は上面から見た図である。まず、吹出し空気の設定風向に基づいて、制御装置から駆動パルスが出力される。そして、駆動パルスが駆動モータ３８に入力されると、駆動モータ３８のモータ軸が所定角度だけ回転する。これによって、図４に示すように、アーム３４ｃの回動部４３ｃの端部が連結板３６の長手方向に所定変位だけ移動することに伴い、連結板３６が長手方向に所定変位だけ動かされる。このとき、他のアーム（例えば、アーム３４ｂ、３４ｅ）の回動部４３ｂ、４３ｅも回動する。したがって、連結板３６にアーム３４ｂを介して連結した風向板１８ｂが所定角度だけ回転することになる。風向板１８ａについても同様である。

本実施形態によれば、連結板３６に生じる撓みがアーム３４ｅ〜３４ｇにより低減されるから、風向板１８ａと連結板３６の連結点（連結板固定軸４４ａ）と、風向板１８ｂと連結板３６の連結点（連結板固定軸４４ｂ）との間隔をほぼ一定にすることができる。したがって、連結板３６を長手方向に移動させることにより、２つの風向板１８ａ、１８ｂの回転角度を同じにすることができる。すなわち、２つの風向板１８ａ、１８ｂを同期して連動させることができる。

この場合において、風向板にロッドを介して連結されるアームと、アームに回転動力を伝達する駆動モータを有する駆動機構を吹出し口ごとに設ける方法も考えられる。この点、本実施形態では、単一の駆動モータ３８により連結板３６を移動させることにより、各風向板１８ａ、１８ｂを連動させるようにしている。したがって、複数の駆動モータの各抵抗値の違いに起因してモータの回転速度や回転角度にズレが生じることがない。その結果、各風向板１８ａ、１８ｂを同期させて連動することができるため、動作時の美観を向上させることができる。また、駆動モータなどの部品数が減少するため、必要なコストが低減するとともに装置の構造が簡素になるから、装置の組立てや取り付けが容易になる。

また、空気調和機では、吹出された空気がそのまま吸込み口１４から吸込まれることを防ぐために、各吹出し口１６ａ、１６ｂは、それぞれ吸込み口１４から間隔を介して形成される。そこで、本実施形態では、吸込み口１４と吹出し口１６ｂとの間に形成された隙間、つまり境界部に駆動モータ３８を位置させるようにしている。これにより、駆動モータ３８の設置スペースを別途設ける必要がなくなり、装置が小型化される。しかも、駆動モータ３８は、吸込み口１４及び吹出し口１６ａ、１６ｂを避けて配設されるため、吸込み空気や吹出し空気の流れが阻害されることを回避できる。

なお、本実施形態では、各風向板１８ａ、１８ｂを連動させる駆動手段を化粧カバー１２の上側に設けるようにしたが、下側に設けることもできる。例えば、風向板１８ａの下辺と風向板１８ｂの下辺を連結板３６により連結するようにしてもよい。ただし、下側に設ける場合、駆動モータや各アームに防水処理を施すようにする。

（実施例１）本実施例は、駆動モータ３８の配設位置について図３（ｂ）を参照して説明するものである。風向板１８ａ、１８ｂを同期して連動させるためには、吸込み口１４の中央に駆動モータ３８を位置させるのがよいが、吸込み空気の流れが駆動モータ３８により阻害される場合もある。したがって、吸込み空気の流れを考慮しながら、駆動モータ３８は、吸込み口１４の中央から、吸込み口１４と吹出し口１６ａ又は１６ｂとの隙間までの間に配設される。特に、吸込み口１４と吹出し口１６ａ又は１６ｂとの間に形成される隙間に駆動モータ３８を配設するのがよい。

具体的には、図３（ｂ）に示すように、駆動モータ３８は、風向板１８ａ又は１８ｂから、（０．５×ＸＷ／２）〜（０．５Ｌ×１）の寸法だけ離された位置に設置される。ここで、Ｌは、風向板１８ａ、１８ｂ間の距離（例えば、４７１ｍｍ）である。Ｗは、吹出し口１６ａ又は１６ｂの幅（例えば、４９ｍｍ）である。Ｘは、吹出し口１６ａ、１６ｂの数（例えば、２個）である。

（実施例２）本実施例は、アーム３４ａ〜３４ｇの構造について図５を参照して説明するものである。空気調和機では、空気の吹出し方向によって装置の性能が低下することがあるから、風向板１８ａ、１８ｂの回転角度（スイング角度）を適切に制御することが望まれる。例えば、空気の吹出し方向が吸込み口１４側に向いていると、吹き出し空気がそのまま吸い込み口１４から吸込まれるというショートサーキットが発生することがある。

そこで、本実施例では、図５に示すように、例えばアーム３４ａに着目すると、アーム固定軸４２ａと連動板固定軸４４ａとの間の距離が大きくなるように構成されている（例えば、１５ｍｍ以上）。ただし、筐体１０に収納可能な大きさにする（例えば、１５０ｍｍ以下）。他のアーム３４ｂ〜３４ｇについても同様である。

すなわち、アーム固定軸４２ａと連動板固定軸４４ａとの間の距離を大きくすると、梃子（てこ）の原理から分かるように、例えば風向板１８ａを回転させる動力を小さくすることができる。したがって、風向板１８ａを円滑かつ安定に回転させ易くなり、風向板１８ａの回転角度を微調整し易くなる。また、駆動モータ３８の負荷を低減することができるから、駆動モータ３８の製品寿命が長くなる。

また、部品交差や誤差の影響に起因して、風向板１８ａ、１８ｂ間に角度差が生じることがある。例えば、風向板１８ａ、１８ｂ間にマイナスの角度差が生じた場合、ショートサーキットが発生するおそれがある。したがって、風向板１８ａ、１８ｂ間の角度差を設計上の角度（例えば、０°）に近づけることが必要になる。なお、風向板１８ａ、１８ｂ間の角度の範囲は、例えば−４５°〜１８０°である。

ここで、風向板１８ａ、１８ｂ間の角度を補正することについて説明する。まず、風向板１８ａ、１８ｂ間の角度は、２つの距離α、βにより制御される。距離αは、アーム固定軸４２ａとアーム固定軸４２ｂ間の距離と、連結板固定軸４４ａと連結板固定軸４４ｂ間の距離との偏差である。距離βは、アーム固定軸４２ａと連動板固定軸４４ａ間の距離である。このとき、距離差αをゼロに近づけるようにしても、距離βの距離が小さいときには、風向板１８ａ、１８ｂ間の角度は、設計上の角度から大きくずれることがある。この点、本実施例では、アーム固定軸４２ｅと連動板固定軸４４ａとの間の距離が比較的大きい（例えば、１５ｍｍ以上）。これにより、風向板１８ａ、１８ｂ間の角度を設計上の角度に補正することが容易になる。したがって、風向板１８ａ、１８ｂ間の角度を例えば０°に保ちながら、風向板１８ａ、１８ｂを並列に回転させることができるようになる。その結果、製品性能の低下を回避しつつ、装置動作時の美観が向上する。

（第２の実施形態）
本発明を適用した空気調和機の第２の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。本実施形態は、格子グリルの好適な一例を示すものである。図６は、本実施形態の格子グリルの斜視図である。図７は、図６の格子グリルのＡに示す部分を拡大したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。

図６及び図７に示すように、格子グリル２０は、鉛直方向に延在する複数の縦格子５０ａ、５０ｂ、…がそれぞれスリット５２ａ、５２ｂ、…を介して配列して形成されている。各縦格子５０ａ、５０ｂ、…は、上端が支持部５４に支持されると共に、下端が支持部５６に支持されている。そして、各縦格子５０ａ、５０ｂ、…は、上端と下端の間の部分が室内側に突出して形成されている。つまり、例えば縦格子５０ａは、上側の部分が吸込み口１４に向かって屈曲して形成されて支持部５４に支持されると共に、下側の部分が吸込み口１４に向かって屈曲して形成されて支持部５６に支持されている。したがって、例えばスリット５２ａは、上下方向に貫通した空間になる。つまり、スリット５２ａは、吸込み空気の流れに対し直交する方向に開放された空間になる。

また、支持部５４に差込部５８ａ、５８ｂが形成されている。差込部５８ａ、５８ｂは、支持部５４の上面における吸込み口１４側の２つの隅に突起して形成されている。また、縦格子５０ａ、５０ｂ、…を挟んだ左右の両側に枠体６０ａ、６０ｂが配設されている。なお、枠体６０ａは支持部５４に連結すると共に、支持部５６にも連結している。枠体６０ｂについても同様である。枠体６０ａ、６０ｂの背面の下側にそれぞれ係止部６２ａ、６２ｂが形成されている。このような格子グリル２０は、支持部５４、５６が化粧カバー１２に形成された凹部に差し込まれると共に、係止部６２ａ、６２ｂが化粧カバー１２に係止されることによって固定される。

従来の空気調和機においては、格子グリルは、水平方向に延在する複数の横格子がそれぞれスリットを介して配列して形成される。したがって、運転時において、格子グリルを通過する空気中の塵や埃が複数の横格子に付着し、付着した塵や埃が各横格子に徐々に積もることがある。その結果、積もった塵や埃によって吸込み空気の流れが阻害され、吸込み空気の流量が減少する場合がある。

この点、本実施形態では、鉛直方向に延在する複数の縦格子５０ａ、５０ｂ、…を配列して格子グリル２０を構成するようにしている。したがって、吸込み空気に含まれる塵や埃は、重力によりスリット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、…を通って落下するから、各縦格子５０ａ、５０ｂ、…に付着し難い。しかも、スリット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、…は、下方に貫かれた空間に形成されているから、落下する塵や埃が格子グリル２０に堆積することがない。したがって、吸込み空気の流量を確保することができる。

また、例えば、スリットが、吸込み空気の流れに対し直交する方向の両側が閉止された空間に形成される場合、そのスリットは吹溜りの場所となる。したがって、各格子に汚れが付着し易くなったり、付着した汚れを拭き取ることが困難になったりする。この点、本実施形態では、スリット５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、…は、上下方向に貫通して開放された空間に形成されている。これにより、スリットが閉塞された空間に形成される場合に比べ、縦格子５０ａ、５０ｂ、…に汚れ（例えば、細かい積もりカス）が付着し難くなる。さらに、汚れが付着したときでも、付着した汚れを簡単に除去することができるから、格子グリル２０の掃除が簡単になる。

また、本実施形態では、差込部５８ａ、５８ｂが支持部５４の上面に形成されていることから、差込部５８ａ、５８ｂを格子グリル２０の背面などに設ける場合に比べて、吸込み空気が阻害されることを回避できる。しかも、格子グリル２０を化粧カバー１２に簡素な構造によって固定することができるため、固定用の部品の数を減らすことができる。したがって、駆動モータ及び他の構造部品の配置スペースを確保することが容易になるという効果もある。

以上、第１及び第２の実施形態に基づいて本発明を説明したが、これに限られるものではない。例えば、本実施形態では、一体型の空気調和機に本発明を適用した例を説明したが、室内機と室外機が分離したセパレート型のものにも適用することができる。要するに、複数の吹出し口が離れて配置される空気調和機であれば、いずれの形態のものにも本発明を適用することができる。

本発明を適用した第１の実施形態の空気調和機の斜視図と構成図である。 本発明を適用した第１の実施形態の空気調和機の化粧カバーの斜視図である。 本発明を適用した第１の実施形態の空気調和機の化粧カバーの背面図と上面図である。 本発明を適用した第１の実施形態の空気調和機の各風向板を連動させる動作の説明図である。 アームの構造を示す図である。 本発明を適用した第２の実施形態の格子グリルの斜視図である。 図６の格子グリルの部分Ａを拡大した斜視図と上面図である。

符号の説明

１０ 筐体
１２ 化粧カバー
１４ 吸込み口
１６ａ、１６ｂ 吹出し口
１８ａ、１８ｂ 風向板
２０ 格子グリル
３４ａ〜３４ｇ アーム
３６ 連結板
３８ 駆動モータ
５０ａ 縦格子
５２ａ スリット

Claims (2)

1. 空調機器が収納された筐体と、該筐体の壁面に設けられた化粧カバーと、該化粧カバーに形成された空気の吸込み口及び吹出し口とを備えてなる空気調和機において、前記吹出し口は、前記吸込み口を挟んで両側に配置され、前記両側の吹出し口には、それぞれ吹出し空気の風向を調整する風向板が回転可能に支持され、前記両側の吹出し口の風向板は、回転継手である第１アームを介して帯状の連結板に連結され、前記連結板を長手方向に移動させることにより前記風向板の角度を同一方向に回転させる駆動手段が設けられ、前記連結板の撓みを規制する規制部材が前記化粧カバーの固定部に設けられ、
   前記駆動手段は、前記吸込み口と前記吹き出し口の境界部に位置させて設けられた駆動モータと、該駆動モータと前記連結板に連結する回転継手である第２アームとを備えてなり、
   前記規制部材は、前記連結板の長手方向に間隔をあけて、前記化粧カバーの固定部と前記連結板を連結して設けられた複数の回転継手である第３アームであり、回転継手である前記第１乃至第３アームは、同じ形態に形成されていることを特徴とする空気調和機。
2. 前記吸込み口は、鉛直方向に延在する複数の縦格子がそれぞれスリットを介して配列して支持される格子グリルを有し、前記各縦格子は、各上端及び下端が支持されると共に、前記上端と下端の間が室内側に突出して形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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