JP4706620B2

JP4706620B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP4706620B2
Application number: JP2006307447A
Authority: JP
Inventors: 敦北井; 宜正石川; 裕介河野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2026-11-14
Also published as: JP2008122004A; CN101182952B; CN101182952A

Description

本発明は、空気調和機に関するものであり、室内機に設けた風向変更羽根を開閉する際の変動に関するものである。

従来より、使用者、いわゆる顧客からの要望として、空気調和機による快適性向上というものがある。

代表的なものとしては、暖房運転時において、使用者の足元へ如何に温風を届けるのか、という技術的課題につながっている。

また、冷房運転時には、人に直接冷風を当てることのない、いわゆる気流感のない空調が望まれている。

一般的に、空気調和機の室内機から吹出される風の流れ（いわゆる「気流」）を任意の方向に向けるためには、室内機の吹出口近傍に設ける風向変更羽根の大きさ、具体的には風の流れを方向付けるために吹出される風の流れに沿う風向変更羽根の面積を大きくすればよいことが知られている。

また、その目的を実現する手段として、風向変更羽根を複数枚設けるものや、標準的な風向変更羽根の面積よりも大きなものを用いるなどした空気調和機が種々提案されている。

近年、上記した課題を解決するものとして、室内機に設けた吹出口において、変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根を具備するものが提案されている（以下、「腕部を有する空気調和機」と記す）。

その結果、冷房運転時には気流感がなく、暖房運転時には頭寒足熱を実現することで快適な住環境を創り出す空気調和機が実現できるというものである。（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−３１４００号公報

ところで、広く従来から用いられている空気調和機では、風向変更羽根は室内機の吹出口、いわゆる筐体を構成する部材の一部に取付けられており、風向変更羽根を回動するだけで、所定の方向に対する気流を導くことが可能であった。

しかしながら、上記した腕部を有する空気調和機では、風向変更羽根の自転回転に加えて、この風向変更羽根を吹出口に対して前後、あるいは上下させる腕部の公転回動が加わるため、次のような困難さがあった。

つまり、モータなどを用いて可動する部分が複数となるため、所定位置に風向変更羽根を位置させる各部の動きが相互に影響を及ぼすことになってしまう。

その結果として、風向変更羽根の挙動が安定しない場合、使用者は違和感を持ち、場合によっては室内機に不具合が生じたと判断するという課題があった。

特に、快適な気流を実現するために、従来よりも大型の風向変更羽根を用いた場合、少しの不安定な挙動でも、使用者の目には大きく映るという傾向にあった。

また、リビングなど、人目につきやすい場所に設置される空気調和機はインテリアとしての要素も要求されることから、基本性能に加え、このような見た目の挙動に違和感を生じるということは、使用者が空気調和機を購入する際のマイナス要因となるため、解消しなければならない重要な課題であった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、空気調和機の使用時において、風向変更羽根が変動する際、その挙動を安定させることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、空気調和機の吹出口において、吹出口から吹出される風の上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、風向変更羽根を回動可能に支持するとともに吹出口からの一部回動を伴う突出が可能な腕部と、風向変更羽根を回動させる風向変更羽根駆動手段と、腕部を移動させる腕部駆動手段と、腕部の位置を検知する腕部位置検知手段と、風向変更羽根駆動手段による風向変更羽根の回動量および腕部位置検知手段による腕部の移動量を制御する制御手段とを有し、風向変更羽根駆動手段は、腕部の回動に伴う風向変更羽根の公転回動と、腕部に支持されて回動する風向変更羽根の自転回動を合わせた回動速度の変動が所定範囲内に収まるように、制御手段が腕部駆動手段と風向変更羽根駆動手段を制御するというものである。

本構成とすることで、風向変更羽根が変動する際、腕部と風向変更羽根とが同時に稼動する期間が生じても安定した動作を得ることができるので、腕部および風向変更羽根の変動動作全体を円滑に行うことが可能となる。

本発明の空気調和機は、上記した構成により、快適性を向上するために大型の風向変更羽根を用いても、その回動速度を所定範囲内に収めることで、腕部および風向変更羽根の見かけ上の動きを安定させることができる。

その結果、使用者の見た目にも違和感がなくなる。

従って、空気調和機に大型の風向変更羽根を用いた、快適な気流創造が可能となる。

第１の発明は、空気調和機の吹出口において、吹出口から吹出される風の上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、風向変更羽根を回動可能に支持するとともに吹出口からの一部回動を伴う突出が可能な腕部と、風向変更羽根を回動させる風向変更羽根駆動手段と、腕部を移動させる腕部駆動手段と、腕部の位置を検知する腕部位置検知手段と、風向変更羽根駆動手段による風向変更羽根の回動量および腕部位置検知手段による腕部の移動量を制御する制御手段とを有し、風向変更羽根駆動手段は、腕部の回動に伴う風向変更羽根の公転回動と、腕部に支持されて回動する風向変更羽根の自転回動を合わせた回動速度の変動が所定範囲内に収まるように、制御手段が腕部駆動手段と風向変更羽根駆動手段を制御することとしたので、腕部と風向変更羽根とを同時に稼動させても、その回動速度を所定範囲内に収めることが可能となる。

その結果、風向変更羽根の変動動作が安定するため、空気調和機に大型の風向変更羽根を用いることが可能となる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の横断面図、図２は同空気調和機の室内機の正面図である。

空気調和機の室内機１０は、その本体内部に熱交換器１と、送風ファン２と、水受け皿３と、ディフューザー４とを有している。熱交換器１は、後述する風回路において、送風ファン２の上流側に配置され、水受け皿３は、熱交換器１の下端部側に配置している。ディフューザー４は、後述する風回路において、送風ファン２の下流側の通風路を形成している。

空気調和機の室内機１０は、その本体の前面上部と上面に吸込口５を形成し、その本体の前面下部から下面にかけて吹出口６を形成している。熱交換器１は、吸込口５に対向する位置に配置され、ディフューザー４の下流側端部によって囲まれる仮想面が吹出口６を構成する。

ここで吹出口６は、その上端６ｈが下端６ｂよりも前方側に位置するように構成されている。

空気調和機の室内機１０は、前面の吸込口５を開閉するパネル２０と、吹出口６を開閉する風向変更羽根３０と、前面の吸込口５の吹出口６側で開閉する中羽根４０とを備えている。

風向変更羽根３０は１枚で構成されており、一端部３０ａから他端部３０ｂにかけて孤を描く横断面形状で湾曲形状あるいは略湾曲形状であり、一方の面は湾曲凹面が形成され、他方の面は湾曲凸面が形成されている。

パネル２０、風向変更羽根３０、及び中羽根４０が全て閉塞した状態では、中羽根４０の少なくとも上端側はパネル２０によって覆われ、中羽根４０の少なくとも下端側は風向変更羽根３０によって覆われる。

また、中羽根４０は、開状態では、パネル２０の下端側から吸込口５に流入する空気を阻止する。風向変更羽根３０が閉塞した状態では、風向変更羽根３０の一端部３０ａは、吹出口６の下端６ｂと当接または略当接する。

腕部３１は、その一端側を空気調和機の室内機１０の本体内に回動自在に保持され、その他端側に風向変更羽根３０を回動自在に保持している。

なお、腕部３１は、図１に示すように、溝部３１ａと腕部材３１ｂとで構成することが望ましい。

腕部材３１ｂの一端側は、空気調和機の室内機１０の吹出口６近傍に設けた溝部３１ａ内で摺動自在に保持されている。そして腕部材３１ｂの他端側は、風向変更羽根３０を回動自在に保持している。

風向変更羽根３０は、閉塞時に空気調和機の室内機１０の本体側となる裏面に回転支持部３２を形成している。腕部材３１ｂの他端側とこの回転支持部３２とが回動自在に連結されている。

腕部３１は、図２に示すように、空気調和機の室内機１０の本体の両側部に設けられ、
それぞれの腕部３１は、連結棒３３によって連結されている。また、一方の腕部３１の側部には第１の駆動手段である腕部用モータ３４が配置されている。

腕部用モータ３４の回動は、一方の腕部３１だけでなく、連結棒３３によって他方に配置された腕部３１にも伝達される。一方の腕部３１の側部には第２の駆動手段である羽根用モータ３５も配置されている。羽根用モータ３５は、駆動伝達機構（図示せず）によって、その回転を腕部材３１ｂの他端側と回転支持部３２との回動支点に伝達し、腕部３１に対して風向変更羽根３０を回動させる。

なお、風向変更羽根３０の回動は、吹出口６の外側、いわゆる前方に腕部材３１ｂの他端側と回転支持部３２との回動支点を配置させた状態で、前記風向変更羽根３０を回動させる。

回転支持部３２は、図２に示すように、風向変更羽根３０の両端部から所定寸法を有して風向変更羽根３０の裏面の両側部に設けられている。なお、図２では、一対の回転支持部３２を示しているが、風向変更羽根３０の長さに応じて一対の回転支持部３２の間に更に他の回転支持部３２を設けてもよい。

中羽根駆動機構４１は、中羽根４０の背面側に設けられ、吸込口５を開閉するように中羽根４０を動作する。中羽根駆動機構４１とパネル駆動機構２１との動作タイミングは、制御手段（図示せず）によって制御される。また、この制御手段は駆動手段制御部も含んでおり、腕部用モータ３４及び羽根用モータ３５の駆動も行う。

また、腕部材３１ｂの位置を測定するために、腕部位置検知手段５１が、腕部３１の近傍に設けてあり、本実施の形態としては、腕部３１の位置を検知するために腕部材３１ｂの所在を検知している。

この腕部位置検知手段としては、フォトセンサや、ロータリエンコーダを用いればよい。

以上の構成をした空気調和機の室内機１０に対する制御について図３から図７を用いて説明する。

図３は、腕部３１を構成する腕部材３１ｂ、および風向変更羽根３０が回動するときの時間と各々の速度の関係を示した特性図である。

本実施の形態で具体例として取り上げたものは、図５中、矢印Ａで示した腕部材３１ｂの公転回動における公転速度と、図７中、矢印Ｂで示した風向変更羽根３０の自転回動における自転速度である。

さらに、本願発明の特徴である、自転回動と公転回動とを合成した合成動作と、その回動速度も記載している。

各々の特性に対して６０、６１、６２の符号を付与する。

図４から図７は、上記図１、図２を用いて説明した空気調和機の室内機１０の吹出口６近傍の要部拡大図を示しており、具体的には、停止状態から暖房運転時に用いる下吹出し時の風向変更羽根３０の動きを示している。

以下、暖房運転時を例に取り、各図面とともに本実施の形態の詳細について説明する。

図４は、室内機１０の停止状態を表している。

図に示すように、吹出口６の下端６ｂ近傍には当てリブ５０が設けてあり、この当てリブ５０と風向変更羽根３０の一端部３０ａが当接することにより、風向変更羽根３０の位置決めがなされた状態で、吹出口６を閉じている。

また、腕部３１は、腕部材３１ｂの反風向羽根側端部に設けてある凸部３１ｃが、吹出口６内壁に設けた溝部３１ａを摺動する構成としている。

この状態で、図示しない遠隔操作装置などにより、使用者から空気調和機に対して暖房運転を行うよう指示される。

空気調和機は、この運転指令を受け、室内機１０に設けた制御手段からの指示により、暖房運転に応じた位置に向けて風向変更羽根３０を移動させる。

すなわち、図４の停止状態から図５、図６を経て、図７に至る。

このとき、風向変更羽根３０を突出回動させる腕部３１は、図３に示す特性６０を示す。

まず、停止状態（図４）から図５に示すように、腕部材３１ｂが公転回動を始める（図３中、ｔ１領域）。その速度は、所定の公転速度で推移している。

一方、風向変更羽根３０は、図６に示すように、腕部材３１ｂが所定位置に来たことを腕部位置検知手段（図示せず）からの出力で検知し、自転回動を開始する。

このときは、暖房運転の下吹出し状態を実現するために、図６中、反時計回りの方向Ｂへの回動を始める（図３中、ｔ２領域）。

その後、腕部材３１ｂが、暖房運転の下吹出し運転を行うための所定位置に達したときに、公転回動は停止する。

一方、風向変更羽根３０は、暖房運転の下吹出し運転を行うに相応しい位置まで、自転回動を続け、所定位置に達したときに自転回動を停止する（図３中、ｔ３領域）。

上記変動において、腕部材３１ｂが公転回動のみする場合、風向変更羽根３０が自転回動のみする場合の制御は、各々を制御するだけでよい。

しかしながら、図３中、ｔ２領域においては、つぎのような調整が必要となる。

すなわち、見た目の指標となる回動速度を所定範囲ｈに収めるために、腕部材３１ｂの公転速度と風向変更羽根３０の自転速度の合計が、所定範囲ｈとなるように各駆動手段を制御手段にて調整する必要がある。

その実現方法はさまざまである。

例えば、ｔ２領域において、公転速度と自転速度を一律に所定割合減衰して動作させる方法や、一方を主動作、他方を従動作とし、従動作は、所定範囲ｈに収まるようにｈｍａｘから主動作の公転速度を引いた範囲でのみ自転動作を行う方法、または、ｔ２領域をで
きるだけ短くし、公転速度と自転速度を単純に合成しても所定範囲ｈ内に収まる期間のみとする方法などがある。

詳細は、室内機１０の吹出口６近傍の構造や、それぞれの運転状況により異なるため、実験などを繰り返し、検証を繰り返すことで最適な値を導き出すことが可能である。

また、風向変更羽根３０の自転方向は、冷房運転時と暖房運転時で異なることなどから、公転回動と自転回動を合成する際は、各々の回動方向を考慮してもよいし、その絶対量のみを考慮してもよい。

重要なのは、その合成動作の結果である回動速度が所定範囲ｈに収まるということである。

以上のように、腕部材３１ｂと風向変更羽根３０の公転回動と自転回動とを合成し、得られた合成動作の回動速度を所定範囲に収めることで、従来よりも大型の風向変更羽根３０を用いた空気調和機の挙動を安定させることができる。

その結果、見た目に違和感を持つことがなくなる。

従って、気流を向上させるために大型の風向変更羽根を有する空気調和機を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は壁掛け用の空気調和機だけでなく、天井埋め込み型の空気調和機でも同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の断面図本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の正面図本発明の実施の形態１における公転速度、自転速度、これらを合成した回動速度と時間との特性図本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図

符号の説明

６吹出口
３０風向変更羽根
３１腕部
３１ａ溝部
３１ｂ腕部材
３１ｃ凸部
３４腕部用モータ（腕部駆動手段）
３５羽根用モータ（風向変更羽根駆動手段）
５０当てリブ（第１の当て部）
５１腕部位置検知手段

Claims

空気調和機の吹出口において、前記吹出口から吹出される風の上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、前記風向変更羽根を回動可能に支持するとともに前記吹出口からの一部回動を伴う突出が可能な腕部と、前記風向変更羽根を回動させる風向変更羽根駆動手段と、前記腕部を移動させる腕部駆動手段と、前記腕部の位置を検知する腕部位置検知手段と、前記風向変更羽根駆動手段による前記風向変更羽根の回動量および前記腕部位置検知手段による前記腕部の移動量を制御する制御手段とを有し、前記風向変更羽根駆動手段は、前記腕部の回動に伴う前記風向変更羽根の公転回動と、前記腕部に支持されて回動する前記風向変更羽根の自転回動を合わせた回動速度の変動が所定範囲内に収まるように、前記制御手段が前記腕部駆動手段と前記風向変更羽根駆動手段を制御する空気調和機。