JP4582122B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機における上下方向風向変更羽根の構造及び風向変更制御に関するものである。

従来、家庭用空気調和機の風向制御装置の構成は、図１３（ａ）または図１４（ａ）に示すように上下方向風向変更羽根８をディフューザー付近に回動自在に配設するタイプと図１３（ｂ）または図１４（ｂ）に示すように水受け皿付近に回動自在に配設するタイプに大別される。図１３（ａ）、図１４（ｂ）は、それぞれのタイプにおける冷房時、図１３（ｂ）、図１４（ａ）は、それぞれのタイプにおける暖房時の上下方向風向変更羽根の回動停止位置（例）を示している。また、下記特許文献１に記載されているように上下風向制御板の上羽根と下羽根を下方向に向けるとともに、前記上下風向制御板の上羽根を前記上下風向制御板の下羽根との平行位置より下方向に向け、前記上下風向制御板の下羽根を前記上下風向制御板の上羽根との平行位置より上方向に向けるようにした空気調和機（図１５（ａ）〜（ｃ））がある（例えば、特許文献１参照）。

さらに、空気調和機の停止時には、吹き出し口を上下風向変更羽根で覆い塞ぐため、美観上、上下風向変更羽根は軽く弧を描く形状となっている。
特開平５−６０３６５号公報

しかしながら、上記従来の構成である図１３（ａ）では、冷房運転時には上下風向変更羽根及びその羽根形状に沿って冷風１１は水平方向ないし、上向き方向に送風され、図４の１７のように部屋の遠くまで冷風を運ぶことができる。これによって、人に直接冷風を当てることなく、気流感の少ない快適な環境が創れる。しかしながら、図１４（ａ）の温風１０のように暖房運転時には周囲の空気より温度の高く軽くなった気流１０’が生成され、上下風向変更羽根から剥離していく。これにより、図５の温風１９のように床面方面への到達性が悪化するという課題を有していた。

また、図１３（ｂ）の構成では、暖房運転時には周囲の空気より温度の高く軽くなった温風１０は上下風向変更羽根及び羽根形状により抑えられることにより、図５の温風２０のように床面への到達性が良くなる。しかしながら、図１４（ｂ）のように周囲の空気より温度が低い場合は、周囲の空気よりも重く、上下方向風向変更羽根からの剥離される冷風１１’が生成され、図４のように冷風１８を部屋の遠方までを運ぶことができなくなり、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。

上記特許文献１に記載されている空気調和機においては、温風を縮流効果により風速を増し、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、図１４（ｂ）と同様の課題を有していた。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、快適な住環境を創り出す空気調和機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、送風回路の出口側に形成された吹き出し口に、上下方向の風向を制御する上下方向風向変更羽根と、前記上下方向風向変更羽根の両端で一箇所ずつの回動支点を回動自在に保持するとともに前記回動支点を移動するように駆動される２本の向かい合った腕部とを備え、前記２本の腕部を駆動する第一のモータと、前記上下方向風向変更羽根を駆動するとともに本体側に配設された第二のモータと、前記第二のモータの軸出力を前記上下方向風向変更羽根に伝達する軸出力伝達機構とを前記２本の
腕部のうち第一の腕部に設け、前記軸出力伝達機構は前記第一の腕部に内蔵され、前記２本の腕部と前記上下方向風向変更羽根とはそれぞれ独立に動作するとともに、前記上下方向風向変更羽根の回動支点を前記吹き出し口の前方に位置させた状態において、上下方向風向変更羽根の回動と前記２本の腕部の変動とにより、前記上下方向風向変更羽根を移動させる構成としたことを特徴とするものである。

上記構成によって、吹き出し口から冷風や温風を上下方向に自在に吹き分けることができ、快適な住環境を創り出す空気調和機を提供することができる。

本発明によれば、快適な住環境を創り出す空気調和機を提供できる。

第１の発明の空気調和機は、送風回路の出口側に形成された吹き出し口に、上下方向の風向を制御する上下方向風向変更羽根と、前記上下方向風向変更羽根の両端で一箇所ずつの回動支点を回動自在に保持するとともに前記回動支点を移動するように駆動される２本の向かい合った腕部とを備え、前記２本の腕部を駆動する第一のモータと、前記上下方向風向変更羽根を駆動するとともに本体側に配設された第二のモータと、前記第二のモータの軸出力を前記上下方向風向変更羽根に伝達する軸出力伝達機構とを前記２本の腕部のうち第一の腕部に設け、前記軸出力伝達機構は前記第一の腕部に内蔵され、前記２本の腕部と前記上下方向風向変更羽根とはそれぞれ独立に動作するとともに、前記上下方向風向変更羽根の回動支点を前記吹き出し口の前方に位置させた状態において、上下方向風向変更羽根の回動と前記２本の腕部の変動とにより、前記上下方向風向変更羽根を移動させる構成としたことを特徴とするものである。

上記構成によって、吹き出し口から冷風や温風を上下方向に自在に吹き分けることができ、快適な住環境を創り出すことができる。

第２の発明の空気調和機は、第一のモータ及び第二のモータは一体構造で、かつ、前記第一のモータ出力軸を前記第二のモータの出力軸と同心とし、それぞれのモータを独立制御可能としたことを特徴とするもので、上下方向風向変更羽根駆動のモータの回動を防ぎ、スペース効率よく空気調和機の風向制御装置を構成することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、空気調和機の横断面図を表している。同図において、空気調和機１は熱交換器３と室内に吹き出し風１０、１１を循環させる送風ファン４及び吹き出し口５までのディフューザー２と水受け皿１２と上下方向風向変更羽根８と前記上下方向風向変更羽根を先端に保持する腕部６（第一の腕部６ａ、第二の腕部６ｂ）である。また、左右方向風向変更羽根や熱交換温度検出器、マイクロコンピュータなどにより空気調和機１が構成される。

図２は上下方向風向変更羽根の分解斜視図を表している。

ディフューザー２と水受け皿１２の間に配設された腕部駆動装置である第一のモータ１
３は、この図の奥行き方向に配され、第一のモータ１３の出力軸１３’に結合された腕部６（第一の腕部６ａ）は、この出力軸１３’を中心に吹き出し口５の前方を自在に回動７することができる。また、前記腕部６（第一の腕部６ａ、第二の腕部６ｂ）の先端には第二のモータ１４の出力軸に機械的に結合される上下方向風向変更羽根８が自在に回動９し、空気調和機１の吹き出し口５から冷風や温風を上下方向に自在に吹きわけることができる。この場合、第二のモータ１４は図２のように第一のモータ１３の出力軸１３’上に配してもよいし、腕部６（第一の腕部６ａ又は第二の腕部６ｂ）の先端に配してもよい。

さらに、図３のように上下風向変更羽根８は孤を描く横断面形状であり、腕部６と上下方向風向変更羽根８が同一位置でも上下方向風向変更羽根８の孤の向きにより微妙に風（１５、１５’）を吹き分けることもできる。

これにより、従来の空気調和機の暖房時における床方面への温風の到達性あるいは冷房時における室内の居住者に冷風が直接あたってしまうことなどの課題を解決することができる。

図４、５は、本実施の形態と従来例の空気調和機の風向制御装置による居室内の空気の流れを示した図である。図４の実線１７は、冷房時における本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根８による居室内の気流であり、点線１８は従来の空気調和機（図１４（ｂ））による居室内の気流である。図１３（ａ）と同様の上下方向風向羽根の制御とすることで、上下風向変更羽根８及びその羽根形状に沿って冷風は水平方向ないし、上向き方向に送風され、居室の奥行き方向遠くまで冷風を運ぶことができ、居室にいる人が直接冷風にあたるのを防ぐことができる。また、図５の実線２０は暖房時における本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根８による居室内の気流であり、点線１９は従来の空気調和機（図１３（ａ））による居室内の気流である。周囲の空気より温度の高く軽くなった温風は上下風向変更羽根８及び羽根形状により抑えられ、床面への到達性が良くなる。さらに、図６のように吹き出し口５を上下方向風向変更羽根８で塞いで狭口とし、特開平５−６０３６５号公報と同様に縮流効果により風速を増し、速やかに床面付近の温度を上昇させることもできる。

上記空気調和機において、従来の空気調和機がもつ冷暖房時の風向制御における課題を解決でき、快適な住環境を創ることができる。

（実施の形態２）
図２は、腕部６（第二の腕部６ｂ）に上下方向風向変更羽根８の駆動を行う第二のモータ１４の軸出力伝達機構を内蔵した腕部６（第二の腕部６ｂ）の実施の形態である。第二のモータ軸出力１４’は腕部６に内蔵されたプーリ２３に連結され、その腕部６（第二の腕部６ｂ）の内部にタイミングベルト２４、プーリ２２を配し、前記プーリー２２、２３やタイミングベルト２４を介して上下方向風向変更羽根８を自在に回動９させることができる。また、腕部６（第二の腕部６ｂ）のボス２１は空気調和機１に配設された穴に支持され、他方の腕部６（第一の腕部６ａ）のボスは第一のモータ１３の軸出力に連結され、自在に回動７させることができる。

そして、この実施の形態によれば、第二のモータ１４を空気調和機の本体側に配設することができ、腕部６（第二の腕部６ｂ）の重量が軽減されることにより、腕部先端に第二のモータを配する場合に比べ、腕部６（第二の腕部６ｂ）の回動に対し第一のモータ１３のトルクが低減されるため、第一のモータ１３の小型化ができる。

なお、上記上下方向風向変更羽根８の駆動を行う第二のモータの軸出力伝達機構をタイミングベルトとプーリの代わりに、ギヤの組み合わせによる駆動力伝達機構を用いても同
様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図７は、第一のモータ１３による回動に応じて関節部で２つに屈曲した腕部６−１、６−２が一体の腕部になる構造（図７（ａ））とその状態変化（図７（ｂ））を示したものである。第一のモータ１３の回動にしたがって、腕部６−１は７のように回動するとともにディフューザー２に接して動くため、関節部２５を支点に腕が伸びるように腕部６−１と６−２の角度が広がり、ストッパ２６によって最終的には一体の腕部となる。また、第一のモータ１３を逆方向に回転駆動させることにより腕部６−１、６−２は縮みもとの状態に戻る。

そして、この実施の形態によれば、空気調和機１の上下方向風向変更羽根８を吹き出し口５（図３）に対して閉塞させることができる。

（実施の形態４）
図８は、腕部６を自在に回動させる第一のモータ１３と上下方向風向変更羽根８を自在に回動させる第二のモータ１４を一体とした本発明の一実施の形態である。腕部６を自在に回動させる第一のモータ１３は、ロータ２７をステータ２８の外側に配するいわゆるアウターロータの構造を有する。これに対し、上下風向羽根８を自在に回動させる第二のモータ１４は、出力軸１４’を第一のモータ１３と同軸上に有し、第一のモータの回転外郭により囲まれる構造とすることにより、モータを独立に駆動させることができる。

図２のような別体のモータ２個を用いる上下方向風向変更羽根８と腕部６の回動においては、第一のモータの出力軸１３’に対して、プーリー２２、２３とタイミングベルト２４により上下方向風向変更羽根が連結しており、腕部６が回動することにより上下方向風向変更羽根が回動する。これに対し、図９の構成では、図８の一体型モータを用いることにより、第一のモータ１３’の回転トルクは、直接腕部６−１に働き、図７のように腕部を伸縮させることができる。これに対し、第二のモータ１４’の回転トルクは第一のモータの回転に全く独立に働き、プーリ２２、２２’、２３、２３’とタイミングベルト２４、２４’を介して、上下方向風向変更羽根８に作用する。

そして、この実施の形態によれば、２つのモータを一体とすることでエアコン搭載時には、スペース効率が図れるとともに、モータの出力軸が干渉することを防ぎ、上下方向風向変更羽根の位置的な制御性を得ることができる。

（実施の形態５）
図１０は、上下方向風向変更羽根８の位置により、上下方向の気流の速さや方向を制御できる例を示したものである。図１０において、破線のように上下方向風向変更羽根８を配した場合には、空気調和機の吹出し口５から気流を分散させることができる。また、実線のように上下方向風向変更羽根８を配した場合には、水平方向にゆっくり吹き出す気流と、床面方向に速く吹き出す気流を生成することができる。図１２は、図１０の実線のように上下方向変更羽根を配した場合における居室内の気流の状態を示したもので、居室内の人を包みこみ、気流感のない快適な環境が創造できる。

さらに図６のように腕部６と上下方向風向変更羽根８により吹出し口５を閉塞することにより、縮流効果により風速を増し、速やかに床面付近の温度を上昇させることができ。加えて、図１１のように上下方向風向変更羽根８を配設した場合には、除湿制御時において、空気調和機から吹き出した風を直接吸い込み側へ送り込むというショートサーキットにより除湿効果を生成するともできる。

これらの実施の形態によれば、上下方向風向変更羽根８と吹出し口５の位置関係により空気調和機の運転モード（暖房、冷房、除湿）に適した風向制御を実現できる。また、空気調和機の吹き出し口からの気流の風向、速度を自在に変更できるにより室内にいる人の好みの気流や快適性を実現できる。

本発明の一実施の形態を示す空気調和機の横断面図 本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根を用いた気流制御の説明図 本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根の分解斜視図 本発明の一実施の形態と従来例である空気調和機の冷房時における居室内の気流の状態図 本発明の一実施の形態と従来例である空気調和機の暖房時における居室内の気流の状態図 本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根により縮流生成方法の説明図 （ａ）本発明の他の実施の形態である上下方向風向変更羽根と屈曲腕部の構成図（ｂ）吹出し口閉塞状態から風向変更可能状態に移行する上下方向風向変更羽根と腕部の状態変化の説明図 本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根駆動及び腕部駆動の一体型モータの横断面図 本発明の一実施の形態である一体型モータによる腕部及び上下方向風向羽根駆動機構の説明図 本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根による気流制御の説明図 本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根による除湿制御の説明図 本発明の一実施の形態である上下方向風向変更羽根制御による居室内の気流の状態図 （ａ）従来例である空気調和機の冷房時における風向制御の説明図（長所）（ｂ）他の従来例である空気調和機の暖房時における風向制御の説明図（長所） （ａ）従来例である空気調和機の暖房時における風向制御の説明図（短所）（ｂ）他の従来例である空気調和機の冷房時における風向制御の説明図（短所） 従来例である空気調和機の縮流生成方法の説明図

符号の説明

１ 空気調和機
２ ディフューザ
３ 室内熱交換器
４ クロスフローファン
５ 吹出し口
６ 腕部
６ａ 第一の腕部
６ｂ 第二の腕部
７ 腕部回動範囲
８ 上下方向風向変更羽根
９ 上下方向風向変更羽根回動範囲
９ａ 回動支点
１０ 暖房時の気流
１１ 冷房時の気流
１２ 水受け皿
１３ 腕部駆動の第一のモータ
１４ 上下方向風向変更羽根駆動の第二のモータ
１５ 空気調和機の吹出し口からの気流
１７ 本発明の一実施の形態による冷房時の居室内の気流
１８ 従来例による冷房時の居室内の気流
１９ 本発明の一実施の形態による暖房時の居室内の気流
２０ 従来例による暖房時の居室内の気流
２１ 腕部回転ボス
２２ 上下方向風向変更羽根駆動プーリ
２３ 第二の駆動モータ連結プーリ
２４ タイミングベルト
２５ 関節部
２６ ストッパ
２７ ロータ
２８ ステータ

Claims (2)

1. 送風回路の出口側に形成された吹き出し口に、上下方向の風向を制御する上下方向風向変更羽根と、前記上下方向風向変更羽根の両端で一箇所ずつの回動支点を回動自在に保持するとともに前記回動支点を移動するように駆動される２本の向かい合った腕部とを備え、前記２本の腕部を駆動する第一のモータと、
   前記上下方向風向変更羽根を駆動するとともに前記腕部の本体側に配設された第二のモータと、
   前記第二のモータの軸出力を前記上下方向風向変更羽根に伝達する軸出力伝達機構と、
   を前記２本の腕部のうち第一の腕部に設け、
   前記軸出力伝達機構は前記第一の腕部に内蔵され、
   前記２本の腕部と前記上下方向風向変更羽根とはそれぞれ独立に動作するとともに、前記上下方向風向変更羽根の回動支点を前記吹き出し口の前方に位置させた状態において、上下方向風向変更羽根の回動と前記２本の腕部の変動とにより、前記上下方向風向変更羽根を移動させる構成としたことを特徴とする空気調和機。
2. 第一のモータ及び第二のモータは一体構造で、かつ、前記第一のモータの出力軸を前記第二のモータの出力軸と同心とし、それぞれのモータを独立制御可能としたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。