JP4913696B2 - 風向変更装置及びこれを備えた空気調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気吹出口に設けられた複数の風向板を備える風向変更装置及びこれを備えた空気調節装置に関するものである。

従来、空気調和機の室内ユニットなどの空気通路の吹出口には、特許文献１に示すように、風向を左右に変更するための風向変更装置が設置されている。風向変更装置は、吹出口の左右横方向にほぼ直交する回動軸まわりに回動自在とされた複数の風向板と、各風向板の羽根部下端部に形成された連結部に連結して風向板を連動回転させる連動杆とを備えている。

上記風向変更装置においては、回動軸周りに平板状の風向板が回動するため、送風ファンから送り出された空気流は、風向板によって急激に方向を変更されることで空気流に乱れが生じるため、風向板の表面で結露しやすく、また、空気吹出口から遠方までスムーズに空気流を吹き出すことが困難になる場合があった。

さらに、上記風向変更装置においては、風向板の基部には回転軸が形成され、この回転軸を空気通路の通路壁に形成した軸孔に回転可能に係合させている。従って、風向板の基部は、回転軸が形成されるためにその分幅が広くなる。この基部により、空気通路に段差が形成されるため、空気抵抗が大きくなって結露しやすくなる。

風向板に生じた露は、水滴となって吹出口から室内に吹出される場合があり、衛生的ではない。また、埃を含む露が回転軸周りに付着し、これが繰り返される結果、回転軸に埃が堆積し、風向板がスムーズに回動しなくなるといった不都合が生じることもあった。

上記問題を解決する風向変更装置として、特許文献２に示すように、軟質部と硬質部とからなる風向板を用いたものが知られている。この風向板の羽根部は、中間部分が軟質材料で形成された軟質部とされ、その両端部分が硬質材料で形成された硬質部とされ、一方の硬質部が風向板基部として吹出口を構成する壁面に固定され、他方の硬質部の側端部には連動杆を連結するための係止部材が形成されている。
特開平８−２８５３６０号公報 特開平９−１９６４５７号公報

特許文献２記載の風向変更装置においては、連動杆によって風向板に対して左右方向に力が加わったときには、軟質部が撓むことにより、羽根部全体として滑らかな曲面を形成するため、風向板に接触した空気流は、羽根部の曲面に沿ってスムーズに風向きを変更することが可能となり、空気吹出口から遠方まで効率よく空気流を吹き出すことが可能となる。

しかしながら、上記構成の風向変更装置は、吹出口上壁と舌部との協調により空気調和機に直接風向板を取付ける構造となっており、組立作業に手間がかかっていた。また、空気通路に四角形の板状の座が露出するため、この部分で空気抵抗が大きくなり、結露しやすくなっていた。

そこで、本発明においては、上記課題を解決するため、組立作業が容易で、吹出口から遠方まで効率よく空気流を吹出すことができ、結露しにくい風向変更装置を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、本発明は風向変更装置を備えた空気調節装置であって、前記風向変更装置は、複数の風向板が基板に取り付けられ、各風向板を互いに連結して連動させる連動杆が設けられ、風向板は、羽根部と、該羽根部を支持して前記基板に固定される支持部とからなり、羽根部は、硬質部と、該硬質部の一側部に形成されて支持部に接続される軟質部とからなり、支持部の基部が、基板に対してスライド嵌合され、前記風向変更装置は吹出口近傍の空気通路の通路壁に取付けられたことを特徴とする。

上記構成によれば、風向板は羽根部が硬質部と軟質部とから構成されているため、連動杆によって風向板に対して左右方向に力が加わったときに軟質部が撓んで羽根部全体として滑らかな曲面を形成するため、風向板に接触した空気流は、羽根部の曲面に沿ってスムーズに風向きを変更することが可能となり、結露しにくく、空気吹出口から遠方まで効率よく空気流を吹き出すことが可能となる。

風向板の基部は基板に対してスライド嵌合するように形成すればよく、組立作業が容易となる上に、回転軸を形成する必要がなくなるため、基部の幅を狭くすることが可能となり、風向板基部における結露を抑制することができる。
前記風向変更装置は、前記通路壁に対して、前記基板の表面と通路壁の表面とが連続した面を形成するように取付けられ、前記基板に嵌合された前記支持部のスライド移動が前記通路壁によって規制されるようにするのが好ましい。
たとえば、吹出口近傍の空気通路の通路壁に凹部が形成され、前記凹部に前記基板が嵌め込まれた構成とすることができる。

風向板の基部を基板に対してスライド嵌合可能にするためには、具体的に、風向板が、平面状に形成された前記基板の本体部に取付けられ、該本体部の一端部に、複数の切込部が形成され、前記基部を前記本体部の一端部側から切込部にスライド嵌入させるような構成とすることができる。

風向板の基部を切込部にスライド嵌入させるには、切込部の側壁に凸部を、基部に溝部を形成するか、あるいは、切込部の側壁に溝部を、基部に凸部を形成すればよい。

また、切込部の側壁をそのまま凸部として利用すれば、構造が簡単で加工が容易な風向変更装置を得ることができる。すなわち、基部を切込部の長さと略同じ長さの細長いブロック状に形成し、かつ基部の長さ方向両側部に、切込部の側壁をスライド可能に嵌入する溝部を形成すればよい。

本発明に係る風向変更装置によれば、吹出口の左右方向に風向きを変更することが可能となるが、このほかに、回転軸方向が吹出口の左右横方向と平行になるように回転自在に枢支された横風向板を設けることもでき、これにより、空気流の風向きを上下方向に変更することが可能となる。

本発明の風向変更装置は、各種の空気調節装置、例えば、空気調和機、空気清浄機、除湿機、加湿器、電気ヒータ、石油ストーブ、ガスヒータ及び冷蔵庫等、送風ファンから送り出された空気を吹出す吹出口近傍の空気通路の壁面に取付けることができる。

特に、送風ファンから送り出された空気は、ファンの遠心力により空気通路を構成する後ろ側の通路壁に沿って吹出口に向かうため、前側の通路壁よりも後ろ側の通路壁に近づくほど空気流の流速が速くなる。したがって、風向変更装置を後ろ側の通路壁に取付けることにより、空気流の流速を利用して、より遠方まで効率良く空気流を吹き出すことが可能となる上に、結露をも効果的に抑制することができる。

以上のように、本発明によれば、複数の風向板が基板に取り付けられ、前記各風向板を互いに連結して連動させる連動杆が設けられた風向変更装置において、硬質部と、硬質部の一側部に形成されて支持部に接続される軟質部とからなる羽根部を備えた風向板を使用し、支持部の基部を基板に対してスライド嵌合可能に設けたため、組立作業が容易で、吹出口から遠方まで効率よく空気流を吹出すことができ、風向板表面での結露を抑制することができる。

本発明に係る実施形態を図面を基に説明する。本実施形態では、空気調節装置として空気調和機を用い、これに風向変更装置を搭載している。

空気調和機の室内ユニットを図１〜４に示す。室内ユニットは、熱交換器１および室内ファン２を備え、これらがキャビネット３に内装されている。キャビネット３は、高さよりも奥行きが長い箱状に形成され、前面から底面にかけて湾曲面とされる。キャビネット３の上面に吸込口４が形成され、湾曲面に吹出口５が形成される。

キャビネット３の内部には、吸込口４から吹出口５に至る空気通路６が形成され、この空気通路６に熱交換器１と室内ファン２とが配設される。吸込口５と、熱交換器１との間にフィルタ７が配され、吸込口４から吸込んだ室内の空気から塵埃を除去する。このフィルタ７を清掃する清掃装置８が設けられる。

清掃装置８は、キャビネット３内でフィルタ７を移動させて、塵埃除去部９を通過させ、塵埃除去部９において、フィルタ７に付着した塵埃を除去する。キャビネット３内の前側に、側面視でＵ字形に湾曲した案内路１０が形成され、モータ、ギアからなる移動部が、フィルタ７を案内路１０に沿って往復移動させる。塵埃除去部９において、回転ブラシ１１により、通過するフィルタ７から塵埃を掻き取り、吸引ファンにより、フィルタ７と略平行方向（左右方向）に空気を流して、掻き取った塵埃を吸引して排出する。

キャビネット３の湾曲面には、吹出口５を開閉する導風パネル２０が設けられる。図２〜４に示すように、導風パネル２０は、上下両開き可能とされ、導風パネル２０を移動させて開閉する開閉機構が設けられる。

導風パネル２０は、湾曲した１枚のパネルによって形成され、キャビネット３の前面を覆う。導風パネル２０の幅は、キャビネット３の幅と同寸とされ、吹出口５の幅より大とされる。そして、キャビネット３の前面には、前面の中段部分から底面にかけて、一段低くなるように前パネル２１が形成される。これによって、幅方向全体に凹部が形成され、凹部に導風パネル２０が嵌るようになっている。凹部を形成する前パネル２１に開口が形成され、この開口が吹出口５である。そのため、導風パネル２０は、吹出口５よりも前方に位置することになり、吹出口５および吹出口５の周囲の前パネル２１を覆う。このとき、導風パネル２０は図２に示す閉姿勢となる。

閉姿勢のとき、導風パネル２０の前端および後端とキャビネット３との間に隙間が形成される。図３，４に示すように、導風パネル２０が開閉するとき、導風パネル２０の端部がこの隙間に入り込む。導風パネル２０は、キャビネット３に当たらずにスムーズに回動できる。また、上開きあるいは下開きにおいて、導風パネル２０が最大に開いたとき、導風パネル２０がキャビネット３に接触するように、導風パネル２０の前後の端部を形成することにより、吹き出した風が漏れることを防げる。特に、冷風の場合には、キャビネット３の底面側での結露を防止できる。

このように、導風パネル２０の外面がキャビネット３の前面から底面に至る滑らかな湾曲面を構成する。すなわち、導風パネル２０が、キャビネット３の前面の一部を構成する部材となる。言い換えれば、キャビネット３のパネルの一部を導風パネル２０として利用する。これによって、導風パネル２０は、従来の空気調和機に採用されているルーバに比べて全長が長いロングパネルとなる。

導風パネル２０は、上下の軸を中心にして、異なる方向に回動することにより、上下いずれかの方向に開く。図４に示すように、導風パネル２０は、冷房運転時には下軸２２周りに下開きする。この下開き姿勢のとき、導風パネル２０は、吹出口５の下壁とつながり、導風パネル２０と吹出口５の上壁とによってロングノズルが形成される。導風パネル２０は、冷風を斜め上方向に導き、冷風が天井に沿って吹き出す。

図３に示すように、暖房運転時には上軸２３周りに上開きする。この上開き姿勢のとき、導風パネル２０は、吹出口５の前方を遮蔽し、前方に向かって吹き出される温風を押さえ込み、温風を床面方向に導く。なお、冷房運転の初期時にも、導風パネル２０は上開き姿勢とされ、冷風が床面方向に吹き出され、急速冷房が行われる。導風パネル２０は、図２に示すように、運転停止時には閉姿勢となり、吹出口５を覆って、キャビネット３と一体化する。

なお、吹出口５には、風向変更装置１２および図示しない補助ルーバが設けられる。風向変更装置１２は、左右方向に風向板２４の角度を変えて、左右方向の風向きを変える。補助ルーバは、導風パネル２０の姿勢に応じて上下方向の角度を変え、吹き出される風を整流しながら上下方向の風向きを変える。

風向変更装置１２は、図５〜８に示すように、複数の風向板２４と、風向板２４が取り付けられる基板１３と、風向板２４を互いに連結して連動させる連動杆１４とを備えている。

図５に示すように、基板１３は、細長いプレート状に形成されており、吹出口５に設置する際には、基板１３の長さ方向を吹出口５の左右方向Ａに合せるように、すなわち、基板１３の幅方向Ｂが吹出口５を流れる空気の流れ方向Ｃに対して平行になるようにセットされる。

本実施形態では、風向板２４を、基板１３の右半分に位置する右側風向板群２５と、基板１３の左側半分に位置する左側風向板群２６とに区分し、各風向板群２５，２６に、風向板２４に連結して連動させる連動杆１４をそれぞれ別個に設けるようにしている。これにより、各風向板群２５，２６は、それぞれ独立して風向板２４の角度を調節して風向きを左右に変更可能とされている。

基板１３の左右方向両端部の裏面には、モータ２７，２７が設置されている。モータ２７には図示しない減速装置を介して駆動アーム２８が接続されており、駆動アーム２８の回転軸２８ｂ周りに揺動可能とされている。駆動アーム２８の先端部には、ピン２８ａが立設されており、このピン２８ａが連動杆１４に回転自在に連結され、駆動アーム２８の揺動により連動杆１４が左右方向に移動する。

なお、ピン２８ａの基端部にはフランジ部２８ｃが形成されており（図８参照）、フランジ部２８ｃによってピン２８ａと、駆動アームとの間に段差部が形成される。連動杆１４は、フランジ部２８ｃによって支持されるため、連動杆１４と駆動アーム２８とが直接的に接触することを防止するようになっている。

図８及び図９に示すように、風向板２４は、羽根部１５と、羽根部１５を支持して基板１３に固定される支持部１６とからなり、羽根部１５は、硬質部１５ａと、硬質部１５ａの一側部に形成されて支持部１６に接続される軟質部１５ｂとからなる。羽根部１５は、硬質部１５ａも軟質部１５ｂも同じ合成樹脂（例えば、軟質樹脂であるポリプロピレンやポリエチレン等）によって一体的に形成されており、硬質部１５ａの厚みｔ１が１．０ｍｍ、軟質部１５ｂの厚みｔ２が０．３ｍｍになるように形成されている。

なお、上述した硬質部１５ａの厚みｔ１の数値や軟質部１５ｂの厚みｔ２の数値は一例であって上述した値に限られるものではなく、例えば、硬質部１５ａの厚みt1を１〜２ｍｍ、軟質部１５ｂの厚みt2は０．５ｍｍとしてもよいし、これ以外の値であってもよい。言い換えれば、軟質部１５ｂは、硬質部１５ａよりも薄肉状に形成して、可撓性を持たせることができればよい。

このように、軟質部１５ｂは、硬質部１５ａよりも薄肉状に形成することにより、可撓性を備えている。風向板２４は、空気の流れ方向Ｃに沿って、支持部１６が上流側に、硬質部１５ａが下流側に配向するように、基板３上に支持部１６により固定される。なお、支持部１６も硬質部１５ａと同じ程度の厚みがあり、軟質部１５ｂのように撓むことがない。

また、支持部１６は基板３上に空気の流れ方向Ｃと平行に固定され撓むことがなく、支持部１６の端面（空気の流れ方向Ｃの最上流側に位置して空気流に対向する面）は丸みをおびることにより、室内ファン２によって送られてくる空気流をなるべく乱さない構造となっている。このようにすることで、空気流は、支持部１６から軟質部１５ｂに達するまでは支持部１６の表面に沿って流れ、軟質部１５ｂに達すると、軟質部１５ｂの表面に沿って流れ、硬質部１５ａを経て吹出口５から吹き出される。左右いずれかの方向に風を送るとき、軟質部１５ｂは曲面を描くので、空気流が乱れることなく、軟質部１５ｂに沿って流れる。

風向板２４において、硬質部１５ａの中央部やや下側には、長方形状の貫通孔２９が形成されており、貫通孔２９内の支持部１６寄りの位置には、連動杆１４を係止する係止部として支軸２９ａが形成されている。支軸２９ａは、その軸線方向Ｄが硬質部１５ａと軟質部１５ｂの境界線Ｅに沿って平行になるように形成されている。

そして、支軸２９ａの両端部にはフランジ部２９ｂが形成されている。すなわち、フランジ部２９ｂにより、貫通孔２９の内壁と、支軸２９ａとの間に段差部が形成される。これにより、連動杆１４と、貫通孔壁とが直接的に接触することを防止するとともに、前述のごとく、連動杆１４と駆動アーム２８とが直接的に接触することも防止することで、スムーズな風向変更を可能としている。

風向板２４の支軸２９ａに連結された連動杆１４が左右方向に移動すると、図１０に示すように、軟質部１５ｂが左右方向に湾曲して支持部１６及び羽根部１５全体として連続する緩やかな曲面を形成し、これによって空気流の方向をスムーズに変更することができる。

図１１及び図１２に示すように、支持部１６の基部１６ａは、基板１３に対して一方向にスライドして嵌合するように形成されている。具体的に、基板１３は、長さ方向両側部に形成される取付部１３ｂ，１３ｃと、取付部１３ｂ，１３ｃの間で風向板２４が取付けられる平面状の本体部１３ａとから構成されている。取付部１３ｂ，１３ｃは、本体部１３ａに対して折曲した状態に形成される。

本体部１３ａにおいて、基板の幅方向Ｂの一端部には、風向板２４を固定するための切込部１７が複数形成されており、この切込部１７が形成された側が空気流れ方向Ｃの上流側になるようにして基板１３が吹出口５にセットされる。なお、切込部１７は、取付部１３ｂの一部にまで形成されている。

一方、支持部１６の基部１６ａは、切込部１７の長さと略同じ長さの細長いブロック状で、その両側部に、切込部１７の側壁１７ａをスライド可能に嵌入する溝部１９が形成された形状とされる。基部１６ａは、基板１３の側方から切込部１７に挿入してスライドさせることで基板１３に嵌合される。

図１３に示すように、連動杆１４は、細長い扁平棒状に形成されており、長さ方向一端部を幅方向に折り曲げた略Ｌ字形状とされている。連動杆１４において、折り曲げた先端部及び幅方向の一端部には、複数のＣ字状の軸受部１４ａ及び１４ｂが形成されている。連動杆１４の先端部に形成された軸受部１４ａには、駆動アーム２８の先端に形成されたピン２８ａが連結され、連動杆１４の幅方向の一端部に形成された複数の軸受部１４ｂには、各風向板２４の支軸２９ａが連結される。

連動杆１４を駆動アーム２８及び支軸２９ａに連結する際には、連動杆１４を各風向板２４の貫通孔２９に挿通した状態で、軸受部１４ａ及び１４ｂをピン２８ａ及び支軸２９ａに向けて押し込めばよい。これにより、容易に連動杆１４を駆動アーム２８及び支軸２９ａに連結することができる。

なお、本実施形態においては、軸受部１４ａ及び１４ｂはＣ字状に形成されているが、連動杆１４は硬質部１５ａの中間部において支軸２９ａに連結されているため、風向板２４を左右方向に傾ける場合のモータ２７の回転角度が小さくて済む（連動杆１４の移動量が少なくて済む）。したがって、ピン２８ａ及び支軸２９ａから軸受部１４ａ及び１４ｂが脱落するおそれがない。

また、連動杆１４は硬質部１５ａの下部よりも中間部に近い位置で支軸２９ａに連結されていることから、風向板２４を左右方向に傾ける場合でも羽根部１５の上部と下部とでねじれが発生する可能性を低減することができる。

上述のようにして組立てられた風向変更装置１２は、室内ユニットに組み込まれる。空気調和機の室内ユニットの後ろ側の通路壁１８（言い換えれば、吹出口５の下壁）には、図１４に示すように、基板１３を取付けるための凹部１８ａが形成されている。基板１３は、凹部１８ａに対して、取付部１３ｂが空気流れ方向Ｃの上流側に、取付部１３ｃが下流側になるようにして取り付けられる。

このとき、取付部１３ｂに形成された突部１３ｄを、凹部１８ａに形成された係合孔１８ｂに係合し、後ろ側通路壁１８の端面に取付部１３ｃをネジ止めしている。これによって風向変更装置が後通路壁１８に確実に固定される。本体部１３ａと、後通路壁１８とは連続した面を形成するようになっている。なお、基部１６ａが後通路壁１８から若干露出した状態となるが、風向板２４を支持部１６側を正面にしてみたときに、基部１６ａの幅は支持部１６の幅よりもやや広くなるように形成されている程度であることと、その露出した部分に丸みを持たせているため、大きな空気抵抗を受けることがなく、結露を効果的に抑制することができる。

本発明に係る空気調和機の室内ユニットを示す外観斜視図 図１の室内ユニットの側面断面図 図２において導風パネルが下開きした状態を示す側面断面図 図２において導風パネルが上開きした状態を示す側面断面図 本発明に係る風向変更装置を示す斜視図 図５の部分拡大図 図６の分解斜視図 図７の部分拡大図 図９（ａ）は風向板の平面図を、図９（ｂ）は風向板の側面図を示す。 風向板が湾曲した状態を示す平面図 風向板と基板とを分解した状態を示す斜視図 風向板を基板に嵌合した状態を示す斜視図 連動杆を示す平面図 図２の部分拡大図

符号の説明

１ 熱交換器
２ 室内ファン
３ キャビネット
４ 吸込口
５ 吹出口
６ 空気通路
７ フィルタ
８ 清掃装置
９ 塵埃除去部
１０ 案内路
１１ 回転ブラシ
１２ 風向変更装置
１３ 基板
１４ 連動杆
１４ａ 軸受部
１５ 羽根部
１５ａ 硬質部
１５ｂ 軟質部
１６ 支持部
１６ａ 基部
１７ 切込部
１８ 後通路壁
１９ 溝部
２０ 導風パネル
２１ 前パネル
２２ 下軸
２３ 上軸
２４ 風向板
２５ 右側風向板群
２６ 左側風向板群
２７ モータ
２８ 駆動アーム
２９ 貫通孔
２９ａ 支軸
Ａ 吹出口の左右方向
Ｂ 基板の幅方向
Ｃ 空気の流れ方向

Claims (6)

1. 風向変更装置を備えた空気調節装置であって、前記風向変更装置は、複数の風向板が基板に取り付けられ、前記各風向板を互いに連結して連動させる連動杆が設けられ、前記風向板は、羽根部と、該羽根部を支持して前記基板に固定される支持部とからなり、前記羽根部は、硬質部と、該硬質部の一側部に形成されて前記支持部に接続される軟質部とからなり、前記支持部の基部が、前記基板にスライド嵌合され、前記風向変更装置は吹出口近傍の空気通路の通路壁に取付けられたことを特徴とする空気調節装置。
2. 前記風向変更装置は、前記通路壁に対して、前記基板の表面と通路壁の表面とが連続した面を形成するように取付けられ、前記基板に嵌合された前記支持部のスライド移動が前記通路壁によって規制されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の空気調節装置。
3. 前記吹出口近傍の空気通路の通路壁に凹部が形成され、前記凹部に前記基板が嵌め込まれたことを特徴とする請求項２記載の空気調節装置。
4. 前記風向板が、平面状に形成された前記基板の本体部に取付けられ、該本体部の一端部に、複数の切込部が形成され、前記基部を前記本体部の一端部側から前記切込部にスライド嵌入させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調節装置。
5. 前記基部は、前記切込部の長さと略同じ長さの細長いブロック状に形成され、かつ前記基部の長さ方向両側部に、前記切込部の側壁をスライド可能に嵌入する溝部が形成されたことを特徴とする請求項４記載の空気調節装置。
6. 前記壁面が、前記空気通路を構成する後ろ側の通路壁であることを特徴とする請求項５記載の空気調節装置。