JP5108674B2

JP5108674B2 - 空調装置

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Publication number: JP5108674B2
Application number: JP2008206702A
Authority: JP
Inventors: 秀則宇山
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-08-11
Also published as: JP2010043765A

Description

本発明は空調装置に係り、特に、吸込口から空気を吸い込み、吸込口の周囲に配置される吹出口から空調された空気を吹き出す空調設備に関する。

建物の天井等に設けられる空調装置は、天井面にパネルが設けられ、そのパネルの中央部に空気の吸込口が配置され、吸込口の周囲に空調された空気の吹出口が配置される。この構造においては、パネルの中央部の吸込口から室内の空気を取り込み、天井内、あるいは室外に配置される熱交換器を介して取り込まれた空気を適度の温度等に調整して、パネルの外周部に配置される吹出口から室内に吹き出させる。

例えば、特許文献１には、中央部に垂直軸線周りに回転するファンを備え、下面中央に吸込口を有し、その外側に複数個の吹出口を有する天井埋込型空気調和機において、複数個の吹出口が多角形状に配置された本体ケーシングと、吸込口を覆うと共に中央部に吸込グリルが形成されたパネルとを備えるとき、吸込グリルの形状を円形または八角形以上の多角形とすることが開示されている。これによって、従来技術の角型の吸込口においては、吸込口へ流れ込む空気が角型の４隅に集中し、ファンの回転数の４倍の騒音を発生することを防止することができる、と述べられている。

特開２００４−２９３８８８号公報

このように、天井等に取り付けられる空調装置においては、パネルに空気の吸込口と空調された空気の吹出口とが設けられるが、これらは空調装置が一旦設置されると、その配置状態で固定される。したがって、空調された空気は吹出口に設けられたルーバと呼ばれる風向翼の方向を変更することで多少その吹出方向が変更できるが、基本的な風向は固定されたままとなる。そのため、設置される部屋の内部構造等によっては、空調された空気が常に当る場所と、全く当らない場所のように、空調雰囲気あるいは空調環境の偏りが生じる。

本発明の目的は、設置される空間の内部構造に依存せずに、その空間における空調環境の偏りを抑制することを可能とする空調装置を提供することである。

本発明に係る空調装置は、吸込口から空気を吸い込み、吸込口の周囲に配置される吹出口から空調された空気を吹き出す空調装置において、吸込口の周りに回転可能に配置される円環状の吹出パネルであって、外周部に複数の吹出口を有する吹出パネルと、吹出パネルを回転駆動するパネル駆動部と、吹出パネルの各吹出口のルーバにそれぞれ設けられ、ルーバの姿勢を変更することで吹出口の空気の風向を変更する複数のルーバ駆動部と、吹出パネルの回転駆動に関わらず、固定位置に設けられる制御部と、ルーバ制御手段とルーバ駆動部との間を接続し、軸周りに回転可能で軸方向に撓みながら進退可能な可撓軸と、を備え、制御部は、吹出パネルの回転駆動を制御するパネル回転制御手段と、各ルーバの風向方向をそれぞれ変更させるように各ルーバ駆動部を制御するルーバ制御手段と、を含み、ルーバ制御手段は、進退軸を軸方向に移動駆動する進退軸移動機構と、進退軸の先端側と可撓軸の一方端との間を回転自在に接続する制御手段側接続手段と、を含み、ルーバ駆動部は、案内筒部に案内されて軸方向に移動可能なルーバ揺動軸であって、その一方側先端でルーバを揺動させてルーバの風向方向を変更させるルーバ揺動軸と、ルーバ揺動軸の他方端と可撓軸の他方端との間を回転自在に接続するルーバ側接続手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る空調装置において、パネル駆動部は、吹出パネルの外周を回転自在に支える回転支持体と、吹出パネルを回転させるアクチュエータと、を含むことが好ましい。

上記構成により、空調装置は、外周部に複数の吹出口を有する吹出パネルが吸込口の周りに回転駆動される。また、この回転可能な吹出パネルにルーバが設けられ、そのルーバの姿勢の変更で吹出口の風向も変更できる。このように、吹出口が吸込口の周りに回転するので、設置された空間に対し、空調された空気の吹出が回転しながら万遍に供給される。これによって、空調された空気が常に当る場所や全く当らない場所等のように極端な空調雰囲気あるいは空調環境の偏りが生じることを抑制できる。また、ルーバによって風向の変更を行えるので、さらに空調雰囲気あるいは空調環境の偏りを抑制できる。

また、空調装置において、吹出パネルの外周を回転支持体で回転自在に支え、アクチュエータによって吹出パネルを回転させるので、滑らかに吹出パネルを回転させることができる。

また、空調装置において、回転する吹出パネルに設けられる複数のルーバ制御手段と固定位置に設けられる複数のルーバ駆動部とはそれぞれ信号ケーブルで接続され、この各信号ケーブルが過度に捩れない条件の下で予め定めた回転角度範囲内で吹出パネルが往復回転駆動される。例えば、４つの吹出口が吸込口の周り回転する場合では、吸込口の回転角度を±９０度程度とすれば、信号ケーブルがほとんど捩れないようにできる。

また、空調装置において、ルーバ制御手段とルーバ駆動部との間を接続し、軸周りに回転可能で軸方向に撓みながら進退可能な可撓軸を備える。そして、ルーバ制御手段側には、進退軸を軸方向に移動駆動する進退軸移動機構が備えられ、ルーバ駆動部側には、案内筒部に案内されて軸方向に移動可能で、その一方側先端でルーバを揺動させてルーバの風向方向を変更させるルーバ揺動軸が備えられる。ルーバ制御手段側では、進退軸の先端側と可撓軸の一方端との間が回転自在に接続され、ルーバ駆動部側では、ルーバ揺動軸の他方端と可撓軸の他方端との間を回転自在に接続される。

ルーバ制御手段とルーバ駆動部との間を接続する可撓軸は、軸方向に進退可能であるので、ルーバ制御手段の進退軸の動きをルーバ駆動部へ軸方向の移動として伝達する。そして、位置が固定のルーバ制御手段に対し、ルーバ駆動部の位置が相対的に変化しても、可撓軸は、ルーバ制御手段側の一方端で進退軸に対し回転可能で、ルーバ駆動部側の他方端でルーバ揺動軸に対し回転可能で、軸方向に進退可能であるので、位置が固定のルーバ制御手段に対し、ルーバ駆動部の位置が相対的に変化しても、可撓軸が捩れることがない。

また、空調装置において、ルーバ制御手段側からは、制御信号を駆動無線信号に変調してルーバ駆動部に駆動無線信号を送信し、ルーバ駆動部側では、受信した駆動無線信号から駆動電力を生成し、駆動信号を復調する。このように、無線手段を用いることで、ルーバ制御手段とルーバ駆動部との間に有線の信号線を無くすことができ、位置が固定のルーバ制御手段に対し、ルーバ駆動部の位置が相対的に変化しても信号線の捩れの問題が生じない。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、空調装置として、建物の天井に配置される室内用の空調装置を説明するが、これは説明のための例示であって、空調された空気を吹き出す吹出口を有するものであれば、天井以外のところに配置される空調装置であってもよい。例えば、建物の内部側壁に設けられる壁掛型空調装置であってもよく、室内床に置かれ、床面に垂直な方向に吸込口と吹出口を有する床置型空調装置であってもよい。また、室内に吸込口と吹出口とを備えるグリルを配置し、熱交換器部分をグリルとは別のところに配置する分離型空調装置であってもよい。また、空調装置としては、空気の温度を調整する空調設備以外に用いられるものであってもよい。例えば、フィルタを通すことで塵埃、細菌等の少ない空気に調整された空調空気を送風する送風設備であってもよい。

また、吸込口を円形形状、吹出口を吸込口の周囲に４つ配置される矩形形状の開口部として説明するが、吹出口の数は４以外の数であってもよい。また、吹出口を備えるパネルの外形を円形として説明するが、吸込口の周りに回転できればよいので、回転支持部が円形であって、パネル自体の外形は円形でなくてもよい。例えば、意匠面を考慮して、多角形その他の外形を有するパネルが吸込口の周りに回転するものとしてもよい。また、吸込口は円形形状以外の形状であってもよい。例えば楕円形状、あるいは４角形を含む多角形状としてもよい。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、建物の天井に配置される室内用の空調装置１０の構造を分解図として説明する図である。図２は、空調装置１０の断面図であり、図３は、空調装置１０において空気の吸込口と吹出口が設けられる化粧パネル３０を床面側から見上げた様子を示す図であり、図４は、化粧パネル３０の周りの詳細断面図である。

室内用の空調装置１０は、円筒形の装置本体１２と、装置本体１２内に配置される円筒状のターボファン１４と、ターボファン１４の周囲に配置される熱交換器１６と、熱交換器１６に接続される冷媒配管１８と、熱交換器１６の底面を受けるように配置される円環状のドレンパン２０と、これらを意匠状の面から覆い天井面に設けられる化粧パネル３０と、化粧パネル３０を装置本体１２の中心軸周りに回転駆動するパネル駆動部４０とを含んで構成される。化粧パネル３０の中央部には吸込口２２が設けられ、吸込口２２の周囲には４つの吹出口２４が設けられる。

室内用の空調装置１０は、冷媒配管１８から図示されていない室外熱交換装置に接続される。室外熱交換装置には、冷媒を膨張圧縮することで外気との間で熱交換を行う圧縮機等が配置され、これによって、熱交換器１６を流れる冷媒の温度を調整することができる。そして、室内用の空調装置１０は、ターボファン１４の運転によって吸込口２２から室内空気を吸い込み、熱交換器１６によって冷媒と吸い込んだ空気との間の熱交換を行い、適度の温度に調整された空気をターボファン１４によって吹出口２４から室内に戻し、これにより室内の空気の温度を調整する機能を有する。

ここで、吸込口２２が中心に配置され、その吸込口２２の周囲に４つの吹出口２４が配置される化粧パネル３０は、パネル駆動部４０によって吸込口２２の周りに回転する。すなわち、装置本体１２の軸方向周りに回転する。このように、この空調装置１０は、空調された空気が吸込口２２の周りに回転する４つの吹出口２４から室内に吹き出すので、空調された空気の流れを固定せず、つまり室内に空気の流れの偏りを作らずに、万遍なく供給する機能を有する。これによって、空調された空気が常に当る場所ができたり、空調された空気が全く当らない場所ができたりするような、空調雰囲気の偏りあるいは空調環境の偏りを抑制する機能を有する。

室内用の空調装置１０の各要素のうち、装置本体１２、ターボファン１４、熱交換器１６、冷媒配管１８、ドレンパン２０の内容は、従来から天井設置型の室内空調装置に用いられているものと同様であるので詳細な説明を省略する。ここで、ターボファン１４が円筒状形状であるので、装置本体１２の中において、空気の流れとしては基本的に、ターボファン１４の軸線に平行な方向に空気が吸い込まれ、ターボファン１４の円筒形外周から全方位的に空気が流れ出すことになる。

化粧パネル３０は、図３に示されるように、平面形状において、外形が円形で、その中央に円形開口部を有する円環状のパネル体に、中央の円形開口部と外形の円形との間に４つの矩形形状開口部が配置される部材である。外形の円形は、図３で概略的に示され、詳細な構造は図４に示されるように、パネル駆動部４０によって回転駆動される駆動外周に相当する。中央の円形開口部は、空気の吸込口２２に相当する。４つの矩形形状開口部は、空調された空気が吹き出す吹出口２４に相当する。吸込口２２は、単なる開口部として示されているが、これを吹出グリルのように、独立の部材をさらに加えて構成するものとしてもよい。化粧パネル３０は、自身が回転することで吹出口２４を回転させ空気の吹き出す流れを回転させる機能を有するものであるので、これを回転吹出パネル、あるいは単に吹出パネルと呼ぶことが出来る。

各吹出口２４にそれぞれ配置されるルーバ３２は、図４に示される支軸３６の周りに回転または揺動することで吹出口２４から吹き出す空気の風向を変更し、あるいは、空気の流量を制限する機能を有する可動翼である。

ルーバ駆動部３４は、各ルーバ３２にそれぞれ設けられ、ルーバ３２の支軸３６周りの姿勢、つまり回転角度を変更する機能を有するアクチュエータである。アクチュエータとしては、支軸３６周りにルーバ３２を回転させる小型モータを用いることができる。あるいは、ルーバ３２の翼面を支軸３６周りに上下させるプランジャをアクチュエータとして用いてルーバ３２を支軸３６周りに揺動させるものとしてもよい。

パネル駆動部４０は、図１から図３に模式的に示されるように、化粧パネル３０の外周側面を駆動外周として、化粧パネル３０を吸込口２２の周りに回転駆動する機能を有する。パネル駆動部４０は、化粧パネル３０の外側に設けられる外枠パネル２８に設けられる。外枠パネル２８は、化粧パネル３０と異なり、装置本体１２と同様に、建物の天井に固定して取り付けられる固定部材である。外枠パネル２８におけるパネル駆動部４０の詳細構造は図４に示されている。

パネル駆動部４０は、駆動モータ４２と、駆動モータ４２の出力軸に接続される駆動歯車４４と、外枠パネル２８の上面に配置され、化粧パネル３０の下面を支えるコロ４８を含んで構成される。ここで、駆動歯車４４に対応して、化粧パネル３０の駆動外周には大歯車が設けられ、駆動歯車４４と噛み合わされる。したがって、駆動モータ４２が駆動されてその出力軸が回転し、駆動歯車４４が回転すると、これに噛み合う化粧パネル３０がその中心軸周りに回転する。このように、駆動モータ４２は、化粧パネル３０を回転させるアクチュエータである。なお、化粧パネル３０が偏心回転しないように、外枠パネル２８に適当な回転案内を設けることが好ましい。

コロ４８は、化粧パネル３０の中心軸方向を向く回転軸を有する円筒形部材で、その円筒形外形で化粧パネル３０の下面を転がりによって支持し、化粧パネル３０をその中心軸周りに回転自在に支持する機能を有する回転支持体である。化粧パネル３０の中心軸とは、化粧パネル３０がその軸周りに回転する軸のことで、円形開口部である吸込口２２の中心軸、円筒形の装置本体１２の中心軸と同じである。コロ４８は、化粧パネル３０の周方向に沿って、複数個設けられる。コロ４８を設けることで化粧パネル３０の回転駆動力が小さくて済み、駆動モータ４２をより小型のものとすることができる。

図２に示されるように、ドレンパン２０の下側で、化粧パネル３０との間に設けられる基板５０，５２は、空調装置１０の制御回路等が搭載される制御部回路基板である。図２、図３に示される例では、制御部回路基板は、２つの分離した基板５０，５２として示されているが、勿論、全体を１つの回路基板で構成してもよく、３以上の回路基板で構成するものとしてもよい。制御部回路基板を複数の回路基板で構成するときは、これらの間は適当な信号線等で接続が行われる。

なお、以下では、化粧パネル３０を回転駆動するパネル駆動部４０の制御を行うパネル制御手段であるパネル制御回路が基板５０に搭載されているものとし、化粧パネル３０の４つの吹出口２４のそれぞれのルーバ３２に設けられるルーバ駆動部３４の制御を行うルーバ制御手段であるルーバ制御回路が基板５２に搭載されているものとして説明を進める。

この場合において、基板５０に搭載されるパネル制御回路からの制御信号はパネル駆動部４０に伝送され、基板５２に搭載されるルーバ制御回路からの制御信号はルーバ駆動部３４に伝送される。ここで、基板５０，５２は、図２で説明したように、ドレンパン２０の下部の固定部に設けられ、化粧パネル３０の回転に関わらず固定位置である。

パネル駆動部４０は、図４で説明したように、固定部である外枠パネル２８に設けられる。したがって、パネル制御回路が搭載される基板５０とパネル駆動部４０とはともに固定位置をとるので、その間の信号の伝送は、信号線の配置の工夫によって、位置が固定された信号線によって行うことができる。例えば、図２で説明すれば、基板５０から装置本体１２に沿って、化粧パネル３０を経由しないように、パネル駆動部４０に信号線を配置することができる。

これに対し、ルーバ駆動部３４は、回転部材である化粧パネル３０にルーバ３２の数だけ設けられる。これに対し、ルーバ制御回路が搭載される基板５２は固定位置を取るので、基板５２から各ルーバ駆動部３４にそれぞれ信号線を接続すると、化粧パネル３０の回転により、各信号線が変形し、捩れる問題が生じえる。以下に、基板５２とルーバ駆動部３４との間の信号伝送を、信号線の捩れを回避して行う３つの例を説明する。

第１の方法（参考の形態）は、基板５２と各ルーバ駆動部３４とがそれぞれ信号線、あるいは信号ケーブルで接続されるが、化粧パネル３０の回転角度を予め所定の回転角度範囲内に制限し、各信号ケーブルが捩れないように、また各信号ケーブルが互いにもつれて絡まないようにするものである。その様子を図５から図７を用いて説明する。

図５は、図３と同様に化粧パネル３０の平面図である。ここでは、基板５０とパネル駆動部４０とが固定信号線５４で接続される様子と共に、基板５２と各ルーバ駆動部３４との間が、それぞれ信号ケーブル６０，６２，６４，６６で接続される様子が示されている。

信号ケーブル６０，６２，６４，６６としては、基板５２における接続点と各ルーバ駆動部３４との間を最短距離で接続できるように、弾力性を有する構造を有するものを用いることが好ましい。かかる弾力性を有する信号ケーブル６０，６２，６４，６６としては、らせんコイル状に巻きながら長く信号ケーブルを形成し、らせん形状の弾力性を利用して、長さ方向に伸縮性を有するものとしたコイル状信号ケーブルを用いることができる。

図６と図７は、図５において４つ示されているルーバ３２とそのルーバ駆動部３４のうちの１つに注目して、パネル駆動部４０によって化粧パネル３０が±９０度の回転角度範囲で回転したときの様子を説明する図である。ここでは、他の３つのルーバ駆動部３４の図示が対応するルーバ３２と共にその図示が省略されている。

図６は、化粧パネル３０を、ある回転位置を基準として＋９０度回転したときのルーバ３２とルーバ駆動部３４の位置を示している。ここでは、紙面上で、ルーバ３２がパネル駆動部４０の側に最も近接した状態に来ている状態が示されている。信号ケーブル６０は、最も長い長さとなって、基板５２の接続点とルーバ駆動部３４とを接続している。

図７は、化粧パネル３０を、ある回転位置を基準として−９０度回転したときのルーバ３２とルーバ駆動部３４の位置を示している。すなわち、図６の状態に比べ、紙面上で、ルーバ３２とルーバ駆動部３４は、反時計方向に１８０度回転している。ここでは、紙面上で、ルーバ３２がパネル駆動部４０から最も遠くの位置となる状態に来ている状態が示されている。信号ケーブル６０は、最も短い長さに近い長さとなって、基板５２の接続点とルーバ駆動部３４とを接続している。

図６、図７から理解されるように、４つのルーバ３２が吸込口２２の周りに等間隔で配置される場合には、少なくとも、±９０度の回転角度範囲に化粧パネル３０の回転角度を制限することがよい。このように化粧パネル３０の回転角度の範囲を制限することで、各信号ケーブル６０，６２，６４，６６の捩れ、相互間の絡みあいの発生をなくすことができる。そして、４つのルーバ３２が吸込口２２の周りに等間隔で配置される場合には、少なくとも、±９０度の回転角度があれば、吹出口２４から吹き出す空気の流れは、化粧パネル３０が回転角度で３６０度回転したものと実質的に同じとなる。

信号ケーブル６０，６２，６４，６６の配置は、実際には、図６、図７のような理想的とならないこともあるので、具体的な接続点の配置関係を考慮して、各信号ケーブル６０，６２，６４，６６が捩れない条件の下で、化粧パネル３０の回転角度の制限を行うことが好ましい。このときに、吹出口２４から吹き出す空気の流れが、化粧パネル３０の回転角度で３６０度回転したものと実質的に同じとなるように回転角度の制限の下限を設定することがよい。例えば、３つのルーバ３２が吸込口２２の周りに等間隔で配置される場合には、少なくとも、±１２０度の回転角度範囲に化粧パネル３０の回転角度を制限することがよく、６つのルーバ３２が吸込口２２の周りに等間隔で配置される場合には、少なくとも、±６０度の回転角度範囲に化粧パネル３０の回転角度を制限することがよい。

第２の方法は、基板５２とルーバ駆動部３４との間を、軸周りに回転可能で軸方向に撓みながら進退可能な可撓軸で接続するものである。図８を用いてその様子を説明する。図８において、基板５２に設けられるルーバ制御手段５３は、図６では図示を省略されているルーバ制御回路と、ルーバ制御回路によって駆動制御されるプランジャ機構７０として示されている。また、ルーバ３２に設けられるルーバ駆動部３５としては、ルーバ３２を支軸３６の周りに揺動させる揺動軸８６として示されている。そして、プランジャ機構７０の動きを揺動軸８６に機械的に伝達するものとして、可撓軸９０が設けられる。

プランジャ機構７０は、プランジャ側案内筒部７２に案内されて、進退軸７４を軸方向に移動駆動する進退軸移動機構である。かかるプランジャ機構７０は、図示されていないルーバ制御回路によって駆動制御される電磁コイルと、電磁コイルの中に挿通された進退軸とを有する一般的な電磁プランジャを用いることができる。

揺動軸８６は、ルーバ側案内筒部８２に案内され、その軸方向に移動可能な軸で、その一方側先端でルーバ３２をその支軸３６の周りに揺動させてルーバの風向方向を変更させる機能を有する軸である。揺動軸８６の駆動は、可撓軸９０によって伝達されるプランジャ機構７０の進退軸７４の軸方向移動によって行われる。

可撓軸９０は、上記のように、軸周りに回転可能で軸方向に撓みながら進退可能な柔軟な軸である。かかる可撓軸９０としては、金属線をらせんコイル状に密なピッチで長く巻いたものを用いることができる。金属線で構成されているので、その剛性が高く、軸方向に沿って撓むことは比較的自由度が高いが、軸方向に沿った伸縮の自由度は余りない。このように、可撓軸９０は、撓むことができる回転軸であり、撓みに関連して軸方向に若干伸縮することができるものである。これに対し図５で説明したらせんコイル状に長く巻かれた信号ケーブル６０，６２，６４，６６は、軸周りに回転可能ではなく、また、軸方向に進退可能でなく、単に軸方向に伸縮自在であることである。

可撓軸９０は、軸方向の進退、すなわち、軸方向の移動を伝達できる。したがって、プランジャ機構７０の進退軸７４と、ルーバ３２側の揺動軸８６とを可撓軸９０で接続することで、プランジャ機構７０の進退軸７４の軸方向の移動をルーバ３２側の揺動軸８６に伝達できる。

すなわち、プランジャ機構７０において進退軸７４が突き出されると、ルーバ３２側で、ルーバ側案内筒部８２から揺動軸８６が突き出て、ルーバ３２を支軸３６の周りの一方向に回転させる。逆に、プランジャ機構７０において進退軸７４が引き込まれると、ルーバ３２側で、ルーバ側案内筒部８２に揺動軸８６が引き込まれ、支軸３６に設けられる付勢バネ８８の作用によってルーバ３２を支軸３６の周りの他方向に回転させる。このようにして、プランジャ機構７０の駆動制御によって、ルーバ３２側の揺動軸８６の進退を制御でき、これによって、ルーバ３２を揺動させることができる。

また、可撓軸９０は、軸周りに回転可能であるので、軸周りに回転しても、軸方向の進退、すなわち、軸方向の移動を伝達できる。そこで、プランジャ機構７０の側で、可撓軸９０の一方端を円板７６として、プランジャ側案内筒部７２に回転自在に案内されながら、進退軸７４の軸方向の移動を受けとめるように接続する。具体的には、円板７６が進退軸７４の先端部に押し付けられるような付勢バネを設けることがよい。

このようにすることで、プランジャ機構７０側では、可撓軸９０の一方端である円板７６が軸周りに回転しても、進退軸７４の軸方向移動を円板７６の軸方向移動として伝達することができる。したがって、ここでは、プランジャ側案内筒部７２と円板７６と付勢バネとが、進退軸７４の先端側と可撓軸９０の一方端との間を回転自在に接続する制御手段側接続手段に相当する。

同様に、プランジャ機構７０の側で、可撓軸９０の他方端８４をルーバ側案内筒部８２に回転自在に案内させながら、揺動軸８６の他方端の円板に軸方向の移動を受けとめさせるように接続する。具体的には、揺動軸８６の他方端の円板が可撓軸９０の他方端に押し付けられるような付勢バネを設けることがよい。

このようにすることで、ルーバ側でも、可撓軸９０の他方端が軸周りに回転しても、可撓軸９０の軸方向移動を揺動軸８６の軸方向移動として伝達することができる。したがって、ここでは、ルーバ側案内筒部８２と揺動軸８６の他方端の円板と付勢バネとが、ルーバ３２側の揺動軸８６の他方端と可撓軸９０の他方端との間を回転自在に接続するルーバ側接続手段に相当する。

このように、基板５２とルーバ駆動部３４との間を、軸周りに回転可能で軸方向に撓みながら進退可能な可撓軸９０で接続し、基板５２側と可撓軸９０との間と、可撓軸９０とルーバ駆動部３４側との間を、それぞれ回転自在で軸方向移動可能に接続することで、化粧パネル３０が中心軸周りに任意の角度で回転しても、各可撓軸９０が捩れることがない。その様子を図９から図１１を用いて説明する。

図９は、図３、図５と同様に化粧パネル３０の平面図である。ここでは、基板５０とパネル駆動部４０とが固定信号線５４で接続される様子と共に、基板５２と各ルーバ駆動部３４との間が、それぞれ可撓軸９０，９２，９４，９６で接続される様子が示されている。

図１０と図１１は、図９において４つ示されているルーバ３２とそのルーバ駆動部３４のうちの１つに注目して、パネル駆動部４０によって化粧パネル３０が１８０度回転したときの様子を説明する図である。ここでは、他の３つのルーバ駆動部３４の図示が対応するルーバ３２と共にその図示が省略されている。

図１０は、化粧パネル３０について、ある状態を基準として初期状態としたときのルーバ３２とルーバ駆動部３４の位置を示している。ここでは、紙面上で、ルーバ３２がパネル駆動部４０の側に最も近接した状態に来ている状態が示されている。可撓軸９０は、初期状態の長さで、基板５２の接続点とルーバ駆動部３４とを接続している。ここで、図１１の状態と比較できるように、基板５２における進退軸７４の角度関係を○に半分黒塗りとして示してある。同様に、ルーバ３２における揺動軸８６の角度関係を○に半分黒塗りとして示してある。

図１１は、化粧パネル３０を、初期状態から−１８０度回転したときのルーバ３２とルーバ駆動部３４の位置を示している。すなわち、図１０の状態に比べ、紙面上で、ルーバ３２とルーバ駆動部３４は、反時計方向に１８０度回転している。ここでは、紙面上で、ルーバ３２がパネル駆動部４０から最も遠くの位置となる状態に来ている状態が示されている。可撓軸９０は、その長さを初期状態の長さからほとんど変えずに、撓むことで基板５２の接続点とルーバ駆動部３４とを接続している。

ここでも、基板５２における進退軸７４の角度関係を○に半分黒塗りとして示してある。同様に、ルーバ３２における揺動軸８６の角度関係を○に半分黒塗りとして示してある。基板５２と進退軸７４は共に固定位置にあるので、基板５２における進退軸７４の角度関係は、図１０と変化がない。ルーバ３２と揺動軸８６との間の相対的な角度関係は、ルーバ３２の回転によっても変化しないが、ルーバ３２は図１０に比べて−１８０回転しているので、紙面上における揺動軸８６の角度関係は、図１０に比べ１８０度変化している。

ここで、可撓軸９０と進退軸７４との間の角度関係は、図１０と図１１とで相違する。また、可撓軸９０と揺動軸８６との間の角度関係も図１０と図１１とで相違する。しかしながら、ここで、可撓軸９０と進退軸７４との間は、上記のように、互いに回転可能に接続されているので、可撓軸９０と進退軸７４との間で捩れが発生することがない。同様に、可撓軸９０と揺動軸８６との間も、互いに回転可能に接続されているので、可撓軸９０と揺動軸８６との間で捩れが発生することがない。

図１０と図１１は、回転角度が１８０度の間での関係を説明したが、可撓軸９０と進退軸７４との間の回転可能の接続、可撓軸９０と揺動軸８６との間の回転可能の接続は、回転角度がどのようであっても維持される。例えば、初期状態から、化粧パネル３０を何回転しても、可撓軸９０と進退軸７４との間で捩れが発生することがなく、可撓軸９０と揺動軸８６との間で捩れが発生することもない。

第３の方法（参考の形態）は、基板５２とルーバ駆動部３４との間を、無線手段によって接続するものである。図１２は、その様子を示す図で、図３、図５と同様に化粧パネル３０の平面図である。ここでは、基板５０とパネル駆動部４０とが無線信号１００，１０２，１０４，１０６で交信している様子が示されている。

図１３は、無線手段を用いる場合の基板５２とルーバ駆動部３４の内部構成を示す図である。この場合、基板５２は制御信号を駆動無線信号に変調してルーバ駆動部に送信する機能を有し、ルーバ駆動部３４は、基板５２側から送信された駆動無線信号を受信し、受信した駆動無線信号から駆動電力を生成し、また受信した駆動無線信号から駆動信号を復調して、生成された電力を用いてモータ１２４を駆動する機能を有する。

基板５２においては、ルーバ駆動部３４を制御する制御信号を生成する本体制御回路１０２と、生成された制御信号を無線送信に適するように変調する変調回路１０４と、送信強度を電力も送信できる程度の適当な大きさとするドライバ１０６と、送受信アンテナ１０８を含んで構成される。なお、ルーバ駆動部３４の状態を監視するために、送受信アンテナ１０８によってルーバ駆動部３４から受信した信号を増幅する増幅器１１０と、増幅後の受信信号を復調する復調回路１１２も基板５２に含むことが好ましい。

ルーバ駆動部３４においては、送受信アンテナ１１４から受信した信号を同調検波する並列同調回路１１６と、同調検波された信号から駆動電力を生成する電源生成回路１１８と、同調検波された信号を復調して駆動信号に変換する復調回路１２０と、駆動信号によってモータ１２４を駆動するルーバ駆動回路１２２とを含んで構成される。

モータ１２４は、図２から図４に関連して説明したルーバ３２の揺動用のアクチュエータとしての小型モータに相当する。なお、ルーバ３２の駆動状態等を検出するために適当なセンサ１２６が設けられるときは、その検出値はルーバ駆動回路１２２を経由して無線信号に適するように変調する変調回路１２８を経て、並列同調回路１１６から送受信アンテナ１１４を介して、基板５２側に送信される。

このように、基板５２とルーバ駆動部３４との間を無線手段によって接続する場合には、有線の信号線を用いないので、化粧パネル３０の回転によって信号線が捩れる等のことが本質的に生じ得ない。

上記では、吹出口を矩形形状の開口部として説明したが、これを化粧パネル３０の円形外形に合わせて、部分円環状の開口部とすることもできる。その様子を図１４に示す。ここでは、４つの吹出口１３０が、部分円環状の開口部として示され、ルーバ１３２もこの部分円環状形状に沿った形状として示されている。

図１５は、図１４における１つの吹出口１３０とそのルーバ１３２の詳細を示す図である。ここでは、部分円環状の開口部である吹出口１３０の形状に合わせるルーバ１３２として、矩形形状の部分翼部１３４，１３５，１３６，１３７と、これらの間を接続する蛇腹部１３８，１３９，１４０が示されている。部分翼部１３４と部分翼部１３５とは、それらの一方端において回転ピン１４２で接続され、その回転ピン１４２のところから、部分翼部１３４と部分翼部１３５の他方端が開くところを塞ぐように、伸縮自在の蛇腹部１３８が配置される。同様に、部分翼部１３５と部分翼部１３６とは、それらの一方端において回転ピン１４２で接続され、その回転ピン１４２のところから、部分翼部１３５と部分翼部１３６の他方端が開くところを塞ぐように、伸縮自在の蛇腹部１３９が配置される。また、部分翼部１３６と部分翼部１３７とは、それらの一方端において回転ピン１４２で接続され、その回転ピン１４２のところから、部分翼部１３６と部分翼部１３７の他方端が開くところを塞ぐように、伸縮自在の蛇腹部１３９が配置される。

このようにして、図１５の例では５つの矩形形状の部分翼部の１３４，１３５，１３６，１３７と、これらの間を接続する３つの蛇腹部１３８，１３９，１４０とで、部分円環状の開口部である吹出口１３０の形状に沿ったルーバ１３２が形成される。このようにして形成されたルーバ１３２に、円弧状の支持軸１４４が設けられ、この支持軸１４４の両端が支軸３６によって吹出口１３０の両端部に回転自在に取り付けられる。この支軸３６を小型モータで回転させることで、ルーバ１３２が部分円環状の形状のまま、その姿勢を変更でき、これによって、吹出口１３０からの風向を変更することができる。

本発明に係る実施の形態における空調装置の構造を分解図として説明する図である。本発明に係る実施の形態における空調装置の断面図である。本発明に係る実施の形態において、化粧パネルを床面側から見上げた様子を示す図である。本発明に係る実施の形態において、化粧パネルの周りの詳細断面図である。本発明に係る実施の形態（参考の形態）において、基板と各ルーバ駆動部との間が、それぞれ信号ケーブルで接続される様子を示す図である。図５の構成において、化粧パネルを＋９０度回転したときのルーバとルーバ駆動部の位置関係を示す図である。図５の構成において、化粧パネルを−９０度回転したときのルーバとルーバ駆動部の位置関係を示す図である。本発明に係る実施の形態において、可撓軸による接続方法を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、基板と各ルーバ駆動部との間が、それぞれ可撓軸で接続される様子を示す図である。図９の構成において、化粧パネルの回転について初期状態のときのルーバ駆動部の位置関係を示す図である。図９の構成において、化粧パネルを初期状態から−１８０度回転したときのルーバとルーバ駆動部の位置関係を示す図である。本発明に係る実施の形態（参考の形態）において、基板と各ルーバ駆動部との間が、それぞれ無線信号で交信している様子を示す図である。図１２における基板とルーバ駆動部の内部構成を示す図である。本発明に係る実施の形態において、化粧パネルの円形外形に合わせて、吹出口を部分円環状の開口部とする様子を示す図である。図１４における１つの吹出口とそのルーバの詳細を示す図である。

符号の説明

１０空調装置、１２装置本体、１４ターボファン、１６熱交換器、１８冷媒配管、２０ドレンパン、２２吸込口、２４，１３０吹出口、２８外枠パネル、３０化粧パネル、３２，１３２ルーバ、３４，３５ルーバ駆動部、３６支軸、４０パネル駆動部、４２駆動モータ、４４駆動歯車、４８コロ、５０，５２基板、５３ルーバ制御手段、５４固定信号線、６０，６２，６４，６６信号ケーブル、７０プランジャ機構、７２プランジャ側案内筒部、７４進退軸、７６円板、８２ルーバ側案内筒部、８４可撓軸の他方端、８６揺動軸、８８付勢バネ、９０，９２，９４，９６可撓軸、１００，１０２，１０４，１０６無線信号、１０２本体制御回路、１０４，１２８変調回路、１０６ドライバ、１０８，１１４送受信アンテナ、１１０増幅器、１１２，１２０復調回路、１１６並列同調回路、１１８電源生成回路、１２２ルーバ駆動回路、１２４モータ、１３４，１３５，１３６，１３７部分翼部、１３８，１３９，１４０蛇腹部、１４２回転ピン、１４４支持軸。

Claims

吸込口から空気を吸い込み、吸込口の周囲に配置される吹出口から空調された空気を吹き出す空調装置において、
吸込口の周りに回転可能に配置される円環状の吹出パネルであって、外周部に複数の吹出口を有する吹出パネルと、
吹出パネルを回転駆動するパネル駆動部と、
吹出パネルの各吹出口のルーバにそれぞれ設けられ、ルーバの姿勢を変更することで吹出口の空気の風向を変更する複数のルーバ駆動部と、
吹出パネルの回転駆動に関わらず、固定位置に設けられる制御部と、
ルーバ制御手段とルーバ駆動部との間を接続し、軸周りに回転可能で軸方向に撓みながら進退可能な可撓軸と、
を備え、
制御部は、
吹出パネルの回転駆動を制御するパネル回転制御手段と、
各ルーバの風向方向をそれぞれ変更させるように各ルーバ駆動部を制御するルーバ制御手段と、
を含み、
ルーバ制御手段は、
進退軸を軸方向に移動駆動する進退軸移動機構と、
進退軸の先端側と可撓軸の一方端との間を回転自在に接続する制御手段側接続手段と、
を含み、
ルーバ駆動部は、
案内筒部に案内されて軸方向に移動可能なルーバ揺動軸であって、その一方側先端でルーバを揺動させてルーバの風向方向を変更させるルーバ揺動軸と、
ルーバ揺動軸の他方端と可撓軸の他方端との間を回転自在に接続するルーバ側接続手段と、
を含むことを特徴とする空調装置。
請求項１に記載の空調装置において、
パネル駆動部は、
吹出パネルの外周を回転自在に支える回転支持体と、
吹出パネルを回転させるアクチュエータと、
を含むことを特徴とする空調装置。