JP5717703B2 - 空調室内機の風向調整羽根 - Google Patents

Description

本発明は、空調室内機の吹出口近傍に設置されている風向調整羽根に関する。

空調室内機の吹出口近傍に設置される風向調整羽根は、冷風によって全体が冷却される。そのため、風向調整羽根の表面温度が露点を下回ると、冷風の当たらない面には結露が生じる。

従来、この結露を防止するため風向調整羽根の所定箇所に断熱材が貼り付けられていたが、近年では、断熱材貼り付けによる見栄えの低下を避けるため、例えば、特許文献１（特開２００９−１４２８９号公報）に記載されているように、風向調整羽根を中空構造にすることによって、見栄えを損なうことなく、断熱材貼り付けと同等の断熱性能が維持されるようになっている。

他方、出願人の研究によれば、内部が中空構造となるように重ね合わされた２枚の板の周縁間に形成される溝に溶融樹脂が流し込まれたとき、その樹脂が硬化することによって、気密性が確保されることが確認されている。

しかしながら、溝の断面積が所定値以下になると、溶融樹脂が全周にまわり難くなり、中空構造の気密性を確保することが困難になることも確認されている。

本発明の課題は、２枚の板の周縁間に形成される溝の断面積が所定値以下であっても中空構造の気密性を確保できる、空調室内機の風向調整羽根を提供することにある。

本発明の第１観点に係る空調室内機の風向調整羽根は、吹出口から吹き出される空気の風向を調整する空調室内機の風向調整羽根であって、通気孔と、第１板部材と、第１板部材に重ね合わされる第２板部材と、第１板部材と第２板部材とで囲まれる中空部と、シール樹脂部材とを備えている。通気孔は、吹出口から吹き出される空気の流れから外れた部分に設けられる。中空部は、内部と外部との間の空気移動を通気孔を介してのみ許容する。シール樹脂部材は、第１板部材の周縁部と第２板部材の周縁部との間に形成される周縁溝に流し込まれて中空部を密閉構造にする。周縁溝の断面積は１０平方ミリメートル以下である。シール樹脂部材は、第１板部材と第２板部材とが重ね合わされた状態で成形金型内にセットされ、その成形金型内において溶融樹脂が多点ゲートを介して周縁溝に流し込まれることによって成形される。

この風向調整羽根では、多点ゲートの各ゲートから溶融樹脂が等距離を移動して溝への充填が完了する。このため、射出圧力および溶融樹脂温度を特別に高めなくても、溶融樹脂が全周にわたって途切れることなく行き渡る。

本発明の第２観点に係る空調室内機の風向調整羽根は、第１観点に係る空調室内機の風向調整羽根であって、シール樹脂部材がホットランナ方式の金型で成形される。ホットランナ方式とは、溶融樹脂を多点ゲートまで導くランナが溶融樹脂を常に溶融状態のままに維持する方式である。この風向調整羽根では、シール樹脂部材成形後のランナ内に残った樹脂が硬化しないので、それらを廃棄することなく使用することができ経済的である。

本発明の第３観点に係る空調室内機の風向調整羽根は、第２観点に係る空調室内機の風向調整羽根であって、多点ゲートの各ゲートが温度調節されている。この風向調整羽根では、シール樹脂部材成形前後のランナ内の溶融樹脂温度を適正に維持することができるので、ランナを流れる溶融樹脂の流動性も適正に維持される。

本発明の第４観点に係る空調室内機の風向調整羽根は、第２観点に係る空調室内機の風向調整羽根であって、溶融樹脂がランナ内に流動することなく所定時間以上滞留したとき、排出される。

この風向調整羽根では、万が一、トラブルによってランナ内に溶融樹脂が所定時間以上滞留し、その樹脂本来の物性が劣化するようなことになっても、所定時間以上滞留した溶融樹脂を強制的に排出することによって、物性値の低下を抑制することができる。

本発明の第５観点に係る空調室内機の風向調整羽根は、第４観点に係る空調室内機の風向調整羽根であって、所定時間が３０〜６０分間である。

本発明の第１観点に係る空調室内機の風向調整羽根では、多点ゲートの各ゲートから溶融樹脂が等距離を移動して溝への充填が完了する。このため、射出圧力および溶融樹脂温度を特別に高めなくても、溶融樹脂が全周にわたって途切れることなく行き渡る。

本発明の第２観点に係る空調室内機の風向調整羽根では、シール樹脂部材成形後のランナ内の樹脂が硬化しないので、それらを廃棄することなく使用することができ経済的である。

本発明の第３観点に係る空調室内機の風向調整羽根では、シール樹脂部材成形前後のランナ内の溶融樹脂温度を適正に維持することができるので、ランナを流れる溶融樹脂の流動性も適正に維持される。

本発明の第４観点又は第５観点に係る空調室内機の風向調整羽根では、万が一、トラブルによってランナ内に溶融樹脂が所定時間以上滞留し、その樹脂本来の物性が劣化するようなことになっても、所定時間以上滞留した溶融樹脂を強制的に排出することによって、物性値の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る運転停止時の空調室内機の断面図。 運転時の空調室内機の正面図。 風向調整羽根の斜視図。 風向調整羽根の分解斜視図。 軸壁周辺の拡大斜視図。 外板と内板とが重ね合わされたときの軸壁周辺の拡大斜視図。 溝にシール用部材が充填されたときの軸壁周辺の拡大斜視図。 吹出空気が通常前吹き時の風向調整羽根の側面図。 吹出空気が通常前方下吹き時の風向調整羽根の側面図。 上型と下型とが上下に開かれたＷＩＭ成形金型の断面図。 上型と下型とが閉じられたＷＩＭ成形金型の断面図。 シール用部材が成形された直後のランナと風向調整羽根との斜視図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）空調室内機１０の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る運転停止時の空調室内機１０の断面図である。図１において、空調室内機１０は壁掛けタイプであり、本体ケーシング１１、室内熱交換器１３、室内ファン１４、底フレーム１６、及び制御部４０が搭載されている。

本体ケーシング１１は、天面部１１ａ、前面パネル１１ｂ、背面板１１ｃ及び下部水平板１１ｄを有し、内部に室内熱交換器１３、室内ファン１４、底フレーム１６、及び制御部４０を収納している。

天面部１１ａは、本体ケーシング１１の上部に位置し、天面部１１ａの前部には、吸込口（図示せず）が設けられている。

前面パネル１１ｂは室内機の前面部を構成しており、吸込口がないフラットな形状を成している。また、前面パネル１１ｂは、その上端が天面部１１ａに回動自在に支持され、ヒンジ式に動作することができる。

室内熱交換器１３及び室内ファン１４は、底フレーム１６に取り付けられている。室内熱交換器１３は、通過する空気との間で熱交換を行う。また、室内熱交換器１３は、側面視において両端が下方に向いて屈曲する逆Ｖ字状の形状を成し、その下方に室内ファン１４が位置する。室内ファン１４は、クロスフローファンであり、室内から取り込んだ空気を、室内熱交換器１３に当てて通過させた後、室内に吹き出す。

本体ケーシング１１の下部には、吹出口１５が設けられている。吹出口１５には、吹出口１５から吹き出される吹出空気の方向を変更する風向調整羽根３１が回動自在に取り付けられている。風向調整羽根３１は、モータ（図示せず）によって駆動し、吹出空気の方向を変更するだけでなく、吹出口１５を開閉することもできる。風向調整羽根３１は、傾斜角が異なる複数の姿勢をとることが可能である。

また、吹出口１５は、吹出流路１８によって本体ケーシング１１の内部と繋がっている。吹出流路１８は、吹出口１５から底フレーム１６のスクロール１７に沿って形成されている。

室内空気は、室内ファン１４の稼動によって吸込口、室内熱交換器１３を経て室内ファン１４に吸い込まれ、室内ファン１４から吹出流路１８を経て吹出口１５から吹き出される。

制御部４０は、本体ケーシング１１を前面パネル１１ｂから視て室内熱交換器１３及び室内ファン１４の右側方に位置しており、室内ファン１４の回転数制御、風向調整羽根３１の動作制御を行う。

（２）詳細構成
（２−１）吹出口１５
図１に示すように、吹出口１５は、本体ケーシング１１の下部に形成されており、横方向（図１紙面と直交する方向）を長辺とする長方形の開口である。吹出口１５の下端は下部水平板１１ｄの前方エッジに接しており、吹出口１５の下端と上端とを結ぶ仮想面は前方上向きに傾斜している。

（２−２）スクロール１７
スクロール１７は、室内ファン１４に対峙するように湾曲した隔壁であり、底フレーム１６の一部である。スクロール１７の終端は、吹出口１５の周縁近傍まで到達している。吹出流路１８を通る空気は、スクロール１７に沿って進み、スクロール１７の終端の接線方向に送られる。したがって、吹出口１５に風向調整羽根３１がなければ、吹出口１５から吹き出される吹出空気の風向は、スクロール１７の終端の接線に概ね沿った方向である。

（２−３）垂直風向調整羽根２０
垂直風向調整羽根２０は、図１に示すように、複数の羽根片２０１と、複数の羽根片２０１を連結する連結棒２０３を有している。また、垂直風向調整羽根２０は、吹出流路１８において、風向調整羽根３１よりも室内ファン１４近傍に配置されている。

複数枚の羽根片２０１は、連結棒２０３が吹出口１５の長手方向に沿って水平往復移動することによって、その長手方向に対して垂直な状態を中心に左右に揺動する。なお、連結棒２０３は、モータ（図示せず）によって水平往復移動する。

（２−４）風向調整羽根３１
図２は、運転時の空調室内機の正面図である。図２において、風向調整羽根３１は、回動軸３１１を介して本体ケーシング１１に回動可能に支持されており、回動軸３１１を中心に回動し、水平面に対する傾斜角度を変更する。風向調整羽根３１は、吹出口１５を塞ぐことができる程度の面積を有している。

風向調整羽根３１が吹出口１５を閉じた状態において（図１参照）、外側面を構成する外板３１ａは前面パネル１１ｂの曲面の延長上にあるような外側に凸のなだらかな円弧曲面に仕上げられている。また、風向調整羽根３１の内側面を構成する内板３１ｂも、外板３１ａにほぼ平行な円弧曲面を成している。

また、回動軸３１１は、吹出流路１８を形成する側壁部を貫通して本体ケーシング１１の内部に入っており、少なくとも一方の回動軸３１１が、本体ケーシング１１に固定されているステッピングモータ（図示せず）の回転軸に連結されている。

回動軸３１１が図１正面視反時計方向に回動することによって、風向調整羽根３１の上端が吹出口１５の上端側から遠ざかるように動作して吹出口１５を開ける。逆に、回動軸３１１が図１正面視時計方向に回動することによって、風向調整羽根３１の上端が吹出口１５の上端側へ近づくように動作して吹出口１５を閉じる。

風向調整羽根３１が吹出口１５を開けている状態において、吹出口１５から吹き出された吹出空気は、風向調整羽根３１の内板３１ｂに概ね沿って流れる。すなわち、スクロール１７の終端の接線方向に概ね沿って吹き出された吹出空気は、その風向が風向調整羽根３１によってやや上向きに変更される。

（３）風向調整羽根３１の詳細構造
図３は、風向調整羽根３１の斜視図である。図４は、風向調整羽根３１の分解斜視図である。図１〜図４において、風向調整羽根３１は、外板３１ａと内板３１ｂとが中空部３１ｃを形成するように重ね合わされた中空構造である。

また、風向調整羽根３１は、平面視において、長方形の四隅のうち同一長辺の両端部に位置する２隅が矩形状に切り欠かかれた形状を成している。説明の便宜上、最長の辺を有する領域を第１領域Ｒ１、次に長い辺を有する領域を第２領域Ｒ２とよぶ。回動軸３１１は、第２領域Ｒ２の長手方向の両端に設けられている。

（３−１）外板３１ａ
外板３１ａの周縁は隆起して壁３１ａａを形成しており、壁３１ａａの高さは内板３１ｂの厚みよりも大きい寸法に設定されている。特に、第２領域Ｒ２に相当する部分の両端の軸壁３１ａｂは、他の壁３１ａａよりも高く形成されており、壁３ａｂから外側に向って回動軸３１１が突出している。

図５は、軸壁３１ａｂ周辺の拡大斜視図である。図５において、外板３１ａの内側面には、壁３１ａａ及び軸壁３１ａｂに隣接するリブ３１ａｃが形成されている。リブ３１ａｃの高さは、内板３１ｂがリブ３１ａｃ上に載っても内板３１ｂが壁３１ａａの上端より上にはみ出ない高さに設定されている。

外板３１ａは、軸壁３１ａｂ及び回動軸３１１を貫通する通気孔３１２を有している。通気孔３１２の高さ位置は、外板３１ａの内側面を基準にしたとき回動軸３１１の中心高さよりも低い。より具体的には、内板３１ｂがリブ３１ａｃ上に載ったときに内板３１ｂと外板３１ａとの間に形成される中空部３１ｃ（図１参照）と対峙する位置に設定されている。

（３−２）内板３１ｂ
内板３１ｂは、その周縁３１ｂａが外板３１ａの壁３１ａａおよび軸壁３１ａｂの内側に嵌り込む。内板３１ｂは、周縁３１ｂａから所定距離だけ内側に入り込んだ位置に、周縁３１ｂａに並行する対向壁３１ｂｂが形成されている。

図６は、外板３１ａと内板３１ｂとが重ね合わされたときの軸壁３１ａｂ周辺の拡大斜視図である。図６において、内板３１ｂの対向壁３１ｂｂが外板３１ａの壁３１ａａ及び軸壁３１ａｂに対向することによって、対向壁３１ｂｂを囲む溝３１３が形成される。

（３−３）中空部３１ｃ
図１の風向調整羽根３１に示すように、中空部３１ｃは、外板３１ａと内板３１ｂとが重ね合わされ、内板３１ｂがリブ３１ａｃ上に載ったときに内板３１ｂと外板３１ａとの間に形成される。

吹出口１５からの吹出空気は内板３１ｂ上を流れるので、仮に中空部３１ｃを設けなかった場合、吹出空気が冷風のとき風向調整羽根３１は内板３１ｂ側から外板３１ａに向って冷却され、冷風が当たらない外板３１ａも温度低下し、露点温度以下まで低下したとき結露する。

しかし、中空部３１ｃが存在することによって、内板３１ｂ側からの熱移動が遮断される（断熱される）ので、外板３１ａは冷却されることが抑制され、結果的に結露が防止される。

（３−４）シール用部材３１ｄ
図７は、溝３１３にシール用部材３１ｄが充填されたときの軸壁３１ａｂ周辺の拡大斜視図である。図７において、溝３１３は、外板３１ａと内板３１ｂとの境界であり、シール用部材３１ｄで封止されることによって中空部３１ｃは密閉構造となる。シール用部材３１ｄは、外板３１ａ及び内板３１ｂと同じ材料であって、溶融した状態で溝３１３に充填される。

溝３１３に充填されたシール用部材３１ｄが冷却され硬化することによって、外板３１ａと内板３１ｂとの境界のシールが完了する。このとき、風向調整羽根３１は、内部と外部との間の空気移動を通気孔３１２のみを介して許容する中空密閉構造となる。

（４）吹出空気の方向制御
本実施形態の空調室内機は、吹出空気の方向を制御する手段として、風向調整羽根３１を回動させて吹出空気の方向を調整する。

（４−１）通常吹出モード
通常吹出モードは、風向調整羽根３１を回動させて吹出空気の方向を調整するモードであり、「通常前吹き」と「通常前方下吹き」とを含む。

（４−１−１）通常前吹き
図８は、吹出空気が通常前吹き時の風向調整羽根３１の側面図である。図８において、ユーザーが「通常前吹き」を選択したとき、制御部４０は風向調整羽根３１の内板３１ｂが略水平になる位置まで風向調整羽根３１を回動させる。なお、本願実施形態のように風向調整羽根３１の内板３１ｂが円弧曲面をなしている場合は、内板３１ｂの前方端における接線が略水平になるまで風向調整羽根３１を回動させる。その結果、吹出空気は、前吹き状態となる。

（４−１−２）通常前方下吹き
図９は、吹出空気が通常前方下吹き時の風向調整羽根３１の側面図である。図９において、ユーザーは吹出方向を「通常前吹き」よりも下方に向けたいとき、「通常前方下吹き」を選択すればよい。

このとき、制御部４０は、風向調整羽根３１の内板３１ｂの前方端における接線が水平よりも前下がりになるまで風向調整羽根３１を回動させる。その結果、吹出空気は、下吹き状態となる。

（５）通気孔３１２を介した空気移動について
「通常前吹き」及び「通常前方下吹き」のいずれの場合であっても、風向調整羽根３１は暖房時には温風によって加熱され、冷房時には冷風によって冷却される。このため、中空部３１ｃ内の空気も加熱又は冷却されるので空気の膨張または収縮が起こる。

仮に、完全密閉構造ならば中空部３１ｃの膨張・収縮に応じて風向調整羽根３１も膨張・収縮する。しかし、この風向調整羽根３１は、内部と外部との間の空気移動を通気孔３１２のみを介して許容する中空構造であるので、風向調整羽根３１の膨張・収縮は防止される。

また、回動軸３１１は、吹出流路１８を形成する側壁部を貫通して本体ケーシング１１の内部に入っているので、回動軸３１１を貫通する通気孔３１２自体は吹出空気の通り道に存在しない。したがって、風向調整羽根３１内の空気の膨張・収縮によって空気が通気孔３１２を移動したとしても、吹出空気が通気孔３１２を介して風向調整羽根３１内に入り込むことは防止される。

それゆえ、冷房運転時に吹き出された冷気が通気孔を介して風向調整羽根３１内に入り込み、風向調整羽根３１を内側から冷却してしまうような事態は回避される。

また、吹出空気に水分を含ませるような加湿運転が行われても、水分を含んだ空気が通気孔３１２を介して風向調整羽根３１内に進入するようなことは防止される。その結果、風向調整羽根３１の内部で結露するような事態が発生する可能性は低い。

（６）シール用部材３１ｄの製造方法
溝３１３の断面積は１０平方ミリメートル若しくはそれ以下であるので、溶融したシール用部材３１ｄを充填することは容易ではない。本実施形態では、溶融樹脂の充填方法として、ＷＩＭ（Ｗｅｌｄｉｎｇ・Ｉｎ・Ｍｏｌｄ）成形法を採用している。

図１０は、上型７１と下型８１とが上下に開かれたＷＩＭ成形金型７０の断面図である。また、図１１は、上型７１と下型８１とが閉じられたＷＩＭ成形金型７０の断面図である。図１０および図１１において、例えば、図６に示したような外板３１ａと内板３１ｂとを重ね合わせたアセンブリを上型にセットし、上型と下型とを閉じる。

なお、図１０及び図１１は、細い溝に多点ゲートを介して溶融樹脂を射出成形する事例を図解するための図面であるので、型内にセットされている部品は単なる溝Ｇを有する部品Ｐのみで表示している。

上型７１には多点ゲート７７が設けられており、射出成形機からノズル７３を介して射出された溶融樹脂は多点ゲート７７を介して溝Ｇに流し込まれる。このため、各ゲートからの溶融樹脂はほぼ等距離を移動して溝Ｇへの充填が完了するので、射出圧力および溶融樹脂温度を特別に高めなくても、溶融樹脂が溝Ｇ全体に途切れることなく行き渡る。

なお、溶融樹脂を多点ゲート７７まで導くランナ７５には、溝Ｇに充填される樹脂量の約５０倍以上の量が残留するので、樹脂の廃棄量を低減するために、ホットランナ方式の金型を用いている。ホットランナ方式とは、ランナ７５の回りをヒータ７８，７９で加熱し溶融樹脂を常に溶融状態のまま維持する方式である。つまり、ランナ７５内の樹脂が硬化しないので、それらを廃棄することなく使用することができ経済的である。

また、多点ゲート７７の各ゲートが温度調節されるので、ランナ７５内の溶融樹脂温度を適正に維持することができ、ランナ７５を流れる溶融樹脂の流動性も適正に維持される。

なお、トラブル等によってランナ７５内に溶融樹脂が所定時間以上滞留し、その樹脂本来の物性が劣化するようなことがないように、所定時間以上滞留した溶融樹脂については強制的に排出するようにしている。なお、実施形態に係るシール用部材３１ｄの製造においては、所定時間は、３０〜６０分間が好ましい。

図１２は、シール用部材３１ｄが成形された直後のランナ７５と風向調整羽根３１との斜視図である。なお、ランナ７５の形状は一例であり図１２の形状に限定されるものではない。図１２において、黒塗りで表示した環状部分がシール用部材３１ｄであり、このシール用部材３１ｄに多点ゲート７７の各ゲートが対峙している。このように、シール用部材３１ｄが断面積の小さく、且つ長い環状であっても多点ゲート７７を採用することにより成形が可能となる。

（７）特徴
（７−１）
この空調室内機１０の風向調整羽根３１では、多点ゲート７７の各ゲートから溶融樹脂が等距離を移動して溝３１３への充填が完了する。このため、射出圧力および溶融樹脂温度を特別に高めなくても、溶融樹脂が溝３１３の全周にわたって途切れることなく行き渡る。

（７−２）
ホットランナ方式の成形金型を採用することによって、シール用部材３１ｄの成形前後のランナ７５内の溶融樹脂温度を適正に維持することができるので、ランナ７５を流れる溶融樹脂の流動性も適正に維持される。また、ランナ７５内の樹脂が硬化しないので、それらを廃棄することなく使用することができ経済的である。

（７−３）
また、ランナ７５内に溶融樹脂が所定時間以上滞留し、その樹脂本来の物性が劣化するようなことになっても、所定時間以上滞留した溶融樹脂を強制的に排出することによって、物性値の低下を抑制することができる。

以上のように、本発明によれば、風向調整羽根のシール用部材に限らず、断面積の小さく且つ長い環状の樹脂部材を採用する製品に有用である。

１０ 空調室内機
１１ 本体ケーシング
１５ 吹出口
３１ 風向調整羽根
３１ａ 外板（第１板部材）
３１ｂ 内板（第２板部材）
３１ｃ 中空部
３１ｄ シール用部材（シール樹脂部材）
３１３ 溝（周縁溝）

特開２００９−１４２８９号公報

Claims (5)

1. 吹出口（１５）から吹き出される空気の風向を調整する空調室内機の風向調整羽根であって、
   前記吹出口（１５）から吹き出される空気の流れから外れた部分に設けられる通気孔（３１２）と、
   第１板部材（３１ａ）と、
   前記第１板部材（３１ａ）に重ね合わされる第２板部材（３１ｂ）と、
   前記第１板部材（３１ａ）と前記第２板部材（３１ｂ）とで囲まれ、内部と外部との間の空気移動を前記通気孔（３１２）を介してのみ許容する中空部（３１ｃ）と、
   前記第１板部材（３１ａ）の周縁部と前記第２板部材（３１ｂ）の周縁部との間に形成される周縁溝（３１３）に流し込まれて前記中空部（３１ｃ）を密閉構造にするシール樹脂部材（３１ｄ）と、
   を備え、
   前記周縁溝（３１３）の断面積は１０平方ミリメートル以下であり、
   前記シール樹脂部材（３１ｄ）は、前記第１板部材（３１ａ）と前記第２板部材（３１ｂ）とが重ね合わされた状態で成形金型内にセットされ、前記成形金型内において溶融樹脂が多点ゲートを介して前記周縁溝（３１３）に流し込まれることによって成形される、
   空調室内機の風向調整羽根（３１）。
2. 前記シール樹脂部材（３１ｄ）は、前記溶融樹脂を前記多点ゲートまで導くランナが前記溶融樹脂を常に溶融状態のまま維持するホットランナ方式の金型で成形される、
   請求項１に記載の空調室内機の風向調整羽根（３１）。
3. 前記多点ゲートの各ゲートが温度調節されている、
   請求項２に記載の空調室内機の風向調整羽根（３１）。
4. 前記溶融樹脂は、前記ランナ内に流動することなく所定時間以上滞留したとき、排出される、
   請求項２に記載の空調室内機の風向調整羽根（３１）。
5. 前記所定時間は、３０〜６０分間である、
   請求項４に記載の空調室内機の風向調整羽根（３１）。

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