JP5042281B2 - 風向調整装置および空気調和機の室内機 - Google Patents
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Description
また、互いに平行に配置された駆動アームおよび従動アームと、駆動アームおよび従動アームに両端部が回動自在に接続された第一列の複数枚の風向板と、駆動アームおよび従動アームに両端部が回動自在に接続された第二列の複数枚の風向板と、を有し、駆動アーム、従動アームおよび第一列の複数枚の風向板によって形成される平行四辺形の傾斜角(底辺と斜辺とがなす角度)と、駆動アーム、従動アームおよび第二列の複数枚の風向板によって形成される平行四辺形の傾斜角とを相違させることによって、吹き出し方向を調整するものが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
一方、特許文献2に開示された第一列の風向板および第一列の風向板は、何れも一体的に成形されるため、前記問題は解消される。しかしながら、第一列の風向板と第二列の風向板とが、互いに千鳥状に配置、すなわち、吹き出し方向に垂直な面において、所定の間隔を空けて配置されている。このため、空気流が、第一列の風向板の風上側の端面と第二列の風向板の風上側の端面との両方に衝突し、通風抵抗が大きくなって、エネルギー損失が生じるという問題があった。
該基台に基準回転中心において回転自在に設置された第1風向板と、
該第1風向板に連結回転中心において回転自在に設置された第2風向板と、
前記第1風向板が第1回転中心において、且つ、前記第2風向板が第2回転中心において、それぞれ回転自在に設置された移動部材と、
該移動部材を前記基台に対して相対移動させる駆動手段と、
を有し、
前記基準回転中心と前記連結回転中心との距離が、前記基準回転中心と前記第1回転中心との距離よりも大きく、
前記移動部材が相対移動する量に応じて、前記基準回転中心と前記連結回転中心とを結ぶ第1仮想線と、前記連結回転中心と前記第2回転中心とを結ぶ第2仮想線と、がなす角度が変動することを特徴とする。
このとき、第1風向板と第2風向板とが共に連結回転中心において回転自在に連結されているため、第1風向板と第2風向板とは、あたかも一枚の板であるかのように挙動する。特に、正面方向に吹き出す際、第1風向板と第2風向板とが重なって1枚の平板状を呈するから、空気は第1風向板または第2風向板の一方の端面に衝突するだけであって、従来の千鳥配置の場合のように、第1風向板および第2風向板の双方の端面に衝突するようなことがない。したがって、空気流は滑らかとなって、通風抵抗の上昇が抑えられ、省エネ効果が得られる。
なお、前記では、第2風向板は、連結回転中心を支点にして第2回転中心を力点にして回転されるとしているが、連結回転中心を力点にして第2回転中心を支点にして回転されるとみなしてもよい。
(空気調和機の室内機)
図1〜図3は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内機を説明するものであって、図1の(a)は略正面から見た外観図、(b)は真下から真上に向かって見た外観図、図2は構成部材を分解して示す斜視図、図3は側面視の断面図である。なお、各図は模式的に描いたものであって、本発明は図示された形態に限定するものではない。
図1〜図3において、空気調和機の室内機(以下「室内機」と称す)100は、吸引口111および吹出口112を具備する本体110と、吸引口111から吹出口112に至る風路113を形成する送風手段120と、風路113内に配置された熱交換手段130と、風路113内に配置された左右風向調整装置(以下、「風向調整装置」と称す)200と、を有している。
また、吹出口112には、前面上下風向板301と底面上下風向板302とを具備する上下風向調整装置300が設置されている。
そして、熱交換手段130の前面側部分の下方には、ドレンパンユニット140が設置されている。ドレンパンユニット140は熱交換手段130から滴下したドレンを受け止めるドレンパン上面141と、風路113の一部(前面ないし下面側)を形成するドレンパン下面142と、を具備している。
このとき、風路113に対してなす第1部材10の角度と、風路113に対してなす第2部材20の角度とが相違しているから、たとえば、上流側に配置された第2部材20の角度は小さく、下流側に配置された第1部材10の角度を大きくすることができ、空気流れを左右方向の所望の方向に滑らかに変更することができる。したがって、通風抵抗の上昇が抑えられ、省エネ効果が得られる(これについては、実施の形態2において詳細に説明する)
また、室内機100には、運転状況等を前面意匠パネル116に表示する表示装置161と、室内に居る人間の位置(人間の不在を含む)を検知する赤外線センサー162と、が幅方向の略中央に設置されている。
なお、本発明は、フィルター自動清掃装置ユニット150、表示装置161、あるいは赤外線センサー162の設置を必須とするものではないから、これらの設置を省略してもよい。
(風向調整装置)
図4〜図7本発明の実施の形態2に係る風向調整装置を説明するものであって、図4は模式的に示す側面図、図5は構成部材を分解して示す斜視図、図6は組立状況を示す斜視図(正面吹き、および斜め吹き)、図7はリンク機構を説明する平面図(正面吹き、および斜め吹き)である。なお、各図は模式的に描いたものであって、本発明は図示された形態に限定するものではない。
図4〜図7において、風向調整装置200は、第1部材10と、第2部材20と、移動部材30と、基台40と、駆動手段50と、を組み立てたものである。基台40は、室内機100(実施の形態1)のドレンパン下面142に設置されるものである。
第1部材10は、基準軸11と、基準軸11の中心線(以下、「基準回転中心A」と称す)を含む平面で、板状の第1風向板12と、を有している。第1風向板12には、一方の側縁13から基準回転中心Aに向かって陥入する切欠部14が形成されている。
また、切欠部14の下端縁14aで一方の側縁13の近くに上端縁14bに向かって突出して形成され、基準回転中心Aと平行な中心線(以下、「連結回転中心B」と称す)を具備する下連結軸15aと、切欠部14の上端縁14bで一方の側縁13の近くに下端縁14aに向かって突出して形成され、下連結軸と同一の中心線(連結回転中心B)を具備する上連結軸15bが設けられている。なお、下連結軸15aおよび上連結軸15bをまとめて「連結軸15」と称す場合がある。
なお、第1風向板12の板厚は全域で均一ではなく、切欠部14の周囲において厚く、特に、切欠部14の上端縁14bにおいては第1風向板12の面に垂直方向にフランジ状に突出したテーブル状を呈している。このとき、本発明は第1部材10の形態を図示するものに限定するものではなく、組み立てられて使用される際の、第1部材10の各部に作用する力や空気流との関係において決定される設計的事項である。また、第1部材10の数量は限定するものではない。
第2部材20は、下連結軸15aおよび上連結軸15bを回転自在に支持する同一の中心線(組立状態において連結回転中心Bに一致する)を具備する下連結軸受25aおよび上連結軸受25bと、下連結軸受25aおよび上連結軸受25bの中心線を含む平面で、下連結軸受25aおよび上連結軸受25bの側面の一方側に突出して形成された第2風向板22とを有している。なお、下連結軸受25aおよび上連結軸受25bをまとめて「連結軸受25」と称す場合がある。
また、下連結軸受25aおよび上連結軸受25bの側面の他方側(第2風向板22とは反対の方向)に突出する突出部24が設けられ、突出部24の下面には第2移動軸26(以下、第2移動軸26の軸心を「第2回転中心D」と称す)が、突出部24の上面には当接突起27が、それぞれ設けられている。
したがって、組立状態において、第1部材10の下連結座15cの上端面および上連結座15dの下端面は、それぞれ第2部材20の下連結軸受25aの上端面および上連結軸受25bの下端面に当接する(なお、図4においては、各部の組立状態の理解を容易にするため、かかる当接する部材間に隙間を設けて描いている)。
移動部材30は、長手方向が組立状態においてX方向に一致する移動本体部33と、移動本体部33に対して垂直方向(組立状態においてY方向)に突出した移動腕部34と、を有している。そして、移動本体部33には第1移動軸受31が、移動腕部34には第2移動軸受32が、それぞれ形成されている。
第1移動軸受31は、組立状態において、第1部材10の第1移動軸16を回転自在に支持するものであって、移動本体部33の下面は、少なくとも第1移動座16cの上端面が当接する範囲が第1移動軸受31の軸心に垂直な平面に形成されている。したがって、組立状態において、第1部材10の第1移動座16cの上端面は移動本体部33の下面に当接する(なお、図4においては、各部の組立状態の理解を容易にするため、かかる当接する部材間に隙間を設けて描いている)。
また、第1移動軸受31の長手方向の両側には、貫通するスリット状の移動溝31aが形成され、第1移動軸受31への第1移動軸16の設置(陥入)を容易にしている。
このとき、組立状態において、移動腕部34の上面は、第2部材20の突出部24の下面が当接する(なお、図4においては、各部の組立状態の理解を容易にするため、かかる当接する部材間に隙間を設けて描いている)。
さらに、移動本体部33の一方の端部には、連結棒51の一方の端部が回転自在に接続され、連結棒51の他方の端部には、モーター連結部材52が回転自在に接続されている。
モーター連結部材52は、モーター53の出力軸に接続されるモーター接続部52aと、モーター接続部52aに固定され、先端が連結棒51に接続されるモーター連結アーム52bと、を有している。
したがって、モーター53が回転すると、モーター連結棒は並進運動をすることになる。なお、モーター連結部材52は前記構成に限定するものではなく、ラック/ピニオン構造でもよい。また、モーター53に替えて、ソレノイド等のアクチュエータを設置してもよい。
基台40は、組立状態において、基準軸11の端面を基準回転中心Aに対して垂直に支持する支持面41と、基準軸11が基台40から離脱しないように、且つ、基準軸11を基準回転中心Aを中心に回転自在に保持する保持手段(基準軸11の側面に突出して形成された円盤状の基準軸フランジ11aを包囲する爪)42とを有している。
また、基台40の一方の端部には、ドレンパン下面142に回転自在に係止する回転係止部43が、他方の端部には、ドレンパン下面142に設置された基台40が回転しないように固定するための固定係止部44が、設けられている。
すなわち、後記するように、室内機100の運転中は、基台40は風路113に対して垂直方向(X方向)に設置され、室内機100を清掃する際には、風路113に対して平行に設置され、一部は、吹出口112から本体110の外部に突き出すようにすることが可能になっている。
以上は、基台40はPP樹脂、第1部材10はABS樹脂、第2部材20はPOM樹脂、移動部材30はPP樹脂によって、それぞれ形成し、連結される樹脂同士を異種材料としている。本発明はこれらの部材を形成する素材を前記組み合わせに限定するものではなく、他の組み合わせでもよい。また、同一材料同士が連結される(当接する)ようにして、転結部(当接部)に潤滑手段を設置する(潤滑材の塗布する)等をしてもよい。
図6の(a)および(b)において、風向調整装置200は、第1部材10の基準軸11(基準回転中心A)、第1移動軸16(第1回転中心C)および連結軸15(連結回転中心B)がY方向で一直線上に位置している。また、第1部材20の、第2移動軸26(第2回転中心D)および連結軸受25(連結回転中心B)がY方向で一直線上に位置している。
したがって、第1風向板12と第2風向板22とは、Y方向で一直線上に並んでいる。このとき、第1風向板12の一方の側縁13と第2風向板22の他方の側縁23とは近接しているから、両者はあたかも一枚の平板のような形態を呈している。
したがって、空気は第2風向板22の風上側の端面に衝突するだけであって、従来の千鳥配置(所定の間隔を空けて平行に配置されている)の場合のように第1風向板12および第2風向板22の双方の端面に衝突するようなことがない。したがって、空気流は滑らかとなって、通風抵抗の上昇が抑えられ、省エネ効果が得られる。
このとき、第1風向板12および第2風向板22は何れも、一方の面(たとえば、+X方向側の面)が正圧面(流速が速い)に、他方の面(たとえば、−X方向側の面)が負圧面(流速が遅い)に、明りょうになるものではないため、流れのバラツキによって、第1風向板12または第2風向板22の一方または両方に振動が生じる場合がある。しかしながら、風向調整装置200は、正面吹きのとき、第2部材20の当接突起27が、第1部材10の切欠部14の上端縁14bに当接しているから、かかる振動が抑えられている。
図7の(a)および(b)において、風向調整装置200の第1部材10は、移動部材30(第1移動軸受31)が−X方向に移動させられているから、第1移動軸16(第1回転中心C)および連結軸15(連結回転中心B)は、固定点である基準軸11(基準回転中心A)に対してそれぞれ円弧状の軌跡を描いて、主に−X方向に移動している。そして、基準軸11(基準回転中心A)、第1移動軸16(第1回転中心C)および連結軸15(連結回転中心B)を結ぶ第1仮想線L1が、Y方向に対して「角度(以下、「第1傾斜角度」と称す)φ」傾斜している。
一方、第2部材20は、連結軸受25が連結軸15と同様に移動する。また、第2移動軸26(第2回転中心D)は第1移動軸16と同じ距離だけ−X方向に移動すると共に、第2移動軸受32内を−Y方向に移動している。したがって、連結軸受25(第2連結回転中心B)と第2移動軸26(第2回転中心D)とを結ぶ第2仮想線L2は、Y方向に対して「角度(以下、「第2傾斜角度」と称す)θ」傾斜している。
すなわち、正面吹き同様に、第2風向板22を風路113の上流側に、第1風向板12を風路113の下流側に配置すれば、空気流は両者の側縁に衝突したり、両者の側縁から剥離したりすることがないから、通風抵抗の上昇が抑えられ、省エネ効果が得られる。
このとき、第2部材20の当接突起27が、第1部材10の切欠部14の上端縁14bから離れているが、第1風向板12および第2風向板22は何れも、一方の面(たとえば、+X方向側の面)が正圧面(流速が速い)に、他方の面(たとえば、−X方向側の面)が負圧面(流速が遅い)に、明りょうになるため、空気流にバラツキが生じても、第1風向板12または第2風向板22の一方または両方に振動が生じることはない(少ない)。
m・sin(φ)=n・sin(θ)・・・・・・式(1)
の関係がある。
したがって、たとえば、下流側の配置される第1風向板12の風路113に対する第1傾斜角度φを、上流側の配置される第2風向板12の風路113に対する第2傾斜角度θの「2倍」にするには、
m・sin(2・θ)=n・sin(θ)・・・・・・式(2)
n/m=2・cos(θ) ・・・・・・式(3)
の関係があればよい。
n/m=1.88 ・・・・・・式(4)
となる。
また、第2移動軸受26のY方向の長さ「p」は、
p=n・(cos(0°)−cos(30°)) ・・・・・・式(5)
p=n・(1−0.866)=0.13・n ・・・・・・式(6)
となる(なお、n/mを固定すると、φ/θの値が僅かに変動するから、式(6)は厳密には正確でない)。
また、軸と該軸を支持する軸受との設置場所については、設置位置を入れ替えてもよい。たとえば、第1部材に連結軸15を設けて第2部材に連結軸受25を設けているのに替えて、第2部材に連結軸を設けて第2部材に該連結軸を支持する連結軸受を設けてもよい。
さらに、第1移動軸16を切欠部14の上端縁14bに設置して、移動部材30を第2部材20の突出部24の上方に配置してもよい。このとき、第2移動軸26は突出部24の上面に設けられる。
Claims (7)
- 基台と、
該基台に基準回転中心において回転自在に設置された第1風向板と、
該第1風向板に連結回転中心において回転自在に設置された第2風向板と、
前記第1風向板が第1回転中心において、且つ、前記第2風向板が第2回転中心において、それぞれ回転自在に設置された移動部材と、
該移動部材を前記基台に対して相対移動させる駆動手段と、
を有し、
前記基準回転中心と前記連結回転中心との距離が、前記基準回転中心と前記第1回転中心との距離よりも大きく、
前記移動部材が相対移動する量に応じて、前記基準回転中心と前記連結回転中心とを結ぶ第1仮想線と、前記連結回転中心と前記第2回転中心とを結ぶ第2仮想線と、がなす角度が変動することを特徴とする風向調整装置。 - 前記移動部材が相対移動した際、前記基準回転中心と前記連結回転中心とを結ぶ第1仮想線と前記第1回転中心と前記第2回転中心を結ぶ線とがなす角度(φ)が、前記連結回転中心と前記第2回転中心とを結ぶ第2仮想線と前記第1回転中心と前記第2回転中心を結ぶ線とがなす角度(θ)よりも、大きく変動することを特徴とする請求項1記載の風向調整装置。
- 基準軸と、該基準軸の中心線を含む平面で、一方の側縁から前記中心線に向かって陥入する切欠部を具備する第1風向板と、前記切欠部で前記一方の側縁の近くに突出して形成され、前記基準軸の中心線と平行な中心線を具備する一対の連結軸と、前記切欠部に突出して形成され、前記基準軸と前記連結軸との間に配置された第1移動軸と、を有する第1部材と、
前記基準軸を回転自在に支持する基台と、
前記一対の連結軸を回転自在に支持する一対の連結軸受と、該連結軸受の中心線を含む平面で、前記連結軸受の側面の一方側に突出して形成された第2風向板と、前記連結軸受の側面の他方側に突出して形成された突出部と、該突出部に形成された第2移動軸と、を有する第2部材と、
前記基台に対して相対移動自在で、前記第1移動軸を回転自在に支持する第1移動軸受と、前記第2移動軸を回転自在に支持する第2移動軸受と、を有する移動部材と、
前記移動部材を前記基台に対して相対移動させる駆動手段と、
を有し、
前記第1移動軸受と前記第2移動軸受とが、前記移動部材の前記基台に対する相対移動の方向に垂直方向で所定の距離だけ離れていることを特徴とする風向調整装置。 - 前記移動部材が相対移動した際、前記基準軸と前記連結軸とを結ぶ第1仮想線と前記第1移動軸と前記第2移動軸とを結ぶ線とがなす角度(φ)が、前記連結軸と前記第2移動軸とを結ぶ第2仮想線と前記第1移動軸と前記第2移動軸を結ぶ線とがなす角度(θ)よりも、大きく変動することを特徴とする請求項3記載の風向調整装置。
- 前記第2移動軸受が、前記移動部材の前記基台に対する相対移動の方向に垂直方向に延長された長孔であることを特徴とする請求項3又は4記載の風向調整装置。
- 前記突出部に当接突起が形成され、前記第1風向板と前記第2風向板とが略同一面に位置するとき、前記当接突起が前記切欠部に当接すること特徴とする請求項3乃至5の何れか一項に記載の風向調整装置。
- 吸引口および吹出口を具備する本体と、
前記吸引口から前記吹出口に至る風路を形成する送風手段と、
前記風路内に配置された熱交換手段と、
前記風路内に配置された請求項1乃至6の何れか一項に記載の風向調整装置と、
を有することを特徴とする空気調和機の室内機。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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