JP6528111B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、左右方向の風向変更性能を向上させることができる左右羽根を備えた空気調和機に関するものである。

空気調和機の室内ユニットでは、吸込み口から室内空気を吸込み、これを熱交換器での熱交換によって温度調節をした後、上下羽根および左右羽根にて風向を変更して、空調風として吹き出し口から室内へ吹き出すようになっている。

従来、この種の左右羽根の回転軸は、吹き出し口の上流側に形成された通風路の上面に対し略直角に設けられていた（例えば、特許文献１）。

特開平１０−１４８３４８号公報

しかしながら、従来の左右羽根の構成では、左右方向に風向を変更する効果が不十分であった。特に、上下羽根が下向きとなった場合には、その効果は十分ではなかった。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機の左右羽根は、通風路の上面側に設けられた軸で１つの縁の上流側を支持され、通風路の下面側に設けられた軸で前記縁と対向する縁の下流側を支持されるものである。

これによって、左右羽根の回転軸は、通風路の上面と上流側からみて鋭角に交差するように設けられる。

本発明の空気調和機は、左右方向の風向変更性能を向上させることができる。このため、特に暖房運転時の床面の快適居住空間を広げることが可能となる。

本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機の正面図 本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機の断面図 本発明の実施形態に係る空気調和機の要部拡大断面図 本発明の実施形態に係る空気調和機の左右羽根の拡大図 本発明の実施形態に係る左右羽根の上面側取り付け部の分解断面図 本発明の実施形態に係る左右羽根の下面側取り付け部の分解断面図 本発明の実施の形態に係る上下羽根の最大風量時の状態を説明する要部拡大断面図 本発明の実施の形態に係る上下羽根の最大下向き時の状態を説明する要部拡大断面図

第１の発明は、吹き出し口と、前記吹き出し口の上流側に設けられた通風路と、前記吹
き出し口から吹き出される空気の向きを左右方向に変更する左右羽根とを備え、前記左右羽根は、前記通風路の上面側に設けられた軸で１つの縁の上流側を支持され、前記通風路の下面側に設けられた軸で前記縁と対向する縁の下流側を支持されるものである。これにより、左右方向の風向変更性能を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、吹き出し口から吹出される空気の向きを上下方向に変更する上下羽根を備え、前記左右羽根の回動中心軸は、前記上下羽根が最も下向きに位置する場合の前記上下羽根の短手方向と、略直交するものである。これにより、上下羽根が下向き時の左右方向の風向性能が向上するため、特に暖房運転時において床面の快適居住空間を広げることが可能となる。

第３の発明は、第１の発明において、通風路は、上面に略垂直に設けられた突出部を備え、前記通風路の上面側に設けられた軸は、前記突出部に接続されたものである。このように左右羽根の上側の軸を曲げることにより、吹き出し口の形状や上下羽根の最大下向き角度に依存することなく、左右羽根の回動中心軸を上下羽根の最大下向き角度に対して略直角に設けることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
実施の形態１の空気調和機は、室内機と室外機が冷媒配管及び制御用配線等により互いに接続された、所謂セパレータ型の空気調和機である。室内機と室外機によりヒートポンプが構成されており、室外機にはコンプレッサが設けられている。実施の形態１の空気調和機における室内機は、室内の壁面に取り付ける壁掛け式室内機である。なお、以下の説明では、室内機において、室内の壁にとりつける側を背面とし、背面に対向する側を前面として説明する。

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正面図であり、図２はその縦断面図である。図１、図２は空気調和機の運転停止時の状態を示している。

図１、図２において、室内機の本体１は、空気を吸い込む吸い込み口２と、熱交換された空気を吹き出す吹き出し口３とを備えている。本体１は、本体１の前面を覆うように構成される前面パネル２１を備えている。本体１の内部には、室内空気に含まれる塵埃を除去するためのフィルタ２２と、取り入れた室内空気を熱交換する熱交換器２３と、吸い込み口２からフィルタ２２を通して取り入れた室内空気を熱交換器２３で熱交換して吹き出し口３から室内に吹き出すための気流を発生させる貫流ファンであるファン６とが設けられている。ファン６は、左右両端のいずれかの回転軸において、送風用ファンモータの回転軸に連結されている（図示せず）。

また、本体１において、ファン６の下流側から吹き出し口３の上流側に至る通風路２４は、ファン６の下流側に配置されて空気の流れを案内するリアガイダ７と、このリアガイダ７に対向して配置されたスタビライザ８と、本体１の両側壁（図示せず）とで形成されている。つまり、通風路２４の上面はスタビライザ８であり、通風路２４の下面はリアガイダ７である。

本実施の形態では、リアガイダ７の下流部分とスタビライザ８の下流部分とによりディフューザが構成されており、ファン６から吹き出し口３への通風路２４における流路断面積が徐々に拡大するよう構成されている。

なお、上述した用語「スタビライザ」は、ファン６の下流近傍に位置し、ファン６の前部付近に発生する渦を安定化させるための湾曲面形状を有する舌部近傍のみを、スタビライザと称することもあるが、ここでは、この舌部の下流側に位置し、ファン６により搬送される空気の圧力回復を担うディフューザの上側を構成する壁部分（平坦部）も含めて「スタビライザ」という。

また、リアガイダ７は、ファン６の外側外周に設けられた曲面部と、曲面部の下流側に位置し、後述するように左右羽根を保持するために設けられた平面部である左右羽根保持面とを備えている。

吹き出し口３には、当該吹き出し口３を開閉するとともに、空気の吹き出し方向を上下方向に変更することができる上下風向変更部である上下羽根９が設けられている。上下羽根９は、上羽根９ａと、この上羽根９ａの背面側の下方に設けられた下羽根９ｂとを備えている。上羽根９ａ、下羽根９ｂはそれぞれ、左右両端のいずれかの回転軸において、ステッピングモータ等からなる駆動モータの回転軸に連結されている（図示せず）。そして、この駆動モータの動作により、上羽根９ａ、下羽根９ｂは、それぞれ上下方向に回動する。

また、通風路２４には空気の吹き出し方向を左右に変更することができる左右風向変更部である複数枚の左右羽根４が設けられている。複数枚の左右羽根４は、羽根の動きを連動させる連結桟（図示せず）により連結されている。

左右羽根４について、図３〜図６を用いてさらに詳しく説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の室内機の吹き出し口付近の要部拡大断面図である。図４は、左右羽根の拡大図であり、図５は、左右羽根の上面側取り付け部（図４中のＡ部）の分解断面図であり、図６は、左右羽根の下面側取り付け部（図４中のＢ部）の分解断面図である。

左右羽根４の１枚は、本体１の前面側に位置する前面側の縁４ａと、本体１の背面側に位置する背面側の縁４ｂと、通風路２４の上流側（ファン６側）に位置する上流側の縁４ｃと、通風路２４の下流側（吹き出し口３側）に位置する下流側の縁４ｄとを主な四辺とする平行四辺形状の平板である。つまり、前面側の縁４ａと背面側の縁４ｂ、上流側の縁４ｃと下流側の縁４ｄは、それぞれ対向する縁である。

前面側の縁４ａは、スタビライザ８の平坦部に対して下流側からみて鋭角に交差する角度を有している。このため、前面側の縁４ａとスタビライザ８の平坦面との間には、くさび状の空間が生じる。上流側の縁４ｃは、対向するファン６の外周面に沿うように下流側に向かって凸となる円弧状となっている。上流側の縁４ｃのスタビライザ８側の端は、スタビライザ８の舌部と平坦部との接合部の近傍に位置している。

スタビライザ８の平坦部の上流側、つまり舌部の下方には、複数枚の左右羽根４をそれぞれ取り付けるための複数のスタビライザ突起１０が設けられている。スタビライザ突起１０には、左右羽根４を保持するための上部軸１０ａが設けられている。

スタビライザ突起１０は、スタビライザ８の平坦部に略垂直に設けられた突起部である。上部軸１０ａは、スタビライザ突起１０の先端に設けられており、スタビライザ突起１０の中心軸に対して上流側に傾斜して設けられている（図５参照）。つまり、スタビライザ突起１０と上部軸１０ａとで、略くの字、または、略Ｌ型の軸を形成している。

また、リアガイダ７の下流端に位置する左右羽根保持面７１には、複数枚の左右羽根４
をそれぞれ取り付けるための複数の穴である下部軸受１１が設けられている。

一方、左右羽根４のそれぞれは、左右羽根４の前面側の縁４ａの上流側に、上部軸１０ａを挿入するための穴形状をした上部軸受１３と、背面側の縁４ｂの下流側に、下部軸受１１に挿入するための突起形状をした下部軸１４を備えている。

そして、複数の左右羽根４は、それぞれ、上部軸受１３に上部軸１０ａを挿入し、下部軸受１１に下部軸１４を挿入することで、左右方向に回動可能に設けられている。

換言すると、左右羽根４は、左右羽根４とスタビライザ８の平坦部との間に設けられた上部軸１０ａと、左右羽根４とリアガイダ７の左右羽根保持面７１との間に設けられた下部軸１４とにより、回動可能に保持されている。

そして、上部軸１０ａまたは上部軸受１３と、下部軸１４または下部軸受１１とを結ぶ直線が、左右羽根４の回動中心軸となる。

また、複数枚の左右羽根４のそれぞれは、前面側の縁４ａの下流側には連結桟５と連結される連結軸としての連結突起１２をさらに備えている。連結突起１２は、左右羽根４のそれぞれの回動中心軸より下流側に設けられている。

連結桟５は、左右両端のいずれかにおいて、モータとギア等で構成された駆動装置に連結されている（図示せず）。そして、この駆動装置の動作により、連結桟５を、左右方向に動かすことができる。複数枚の左右羽根４の連結突起１２を、連結桟５に設けられた連結穴（図示せず）に挿入することで、連結桟５を左右方向に移動させると、連結突起１２を介して、複数枚の左右羽根４のすべてが連動し、回動中心軸を支点に回動する。

このため、複数枚の左右羽根４のすべてを同一方向に向けることができる。つまり、連結突起１２の中心軸が、左右羽根４を連結桟５に回転支持させる中心軸となる。なお、連結桟５を本体１の右側と左側とで独立して設けて、複数枚の左右羽根４のうち本体１の右側に位置する複数の羽根と、本体１の左側に位置する複数の羽根とをそれぞれ独立に同一方向に向けることができるようにしてもよい。

以上のように構成された空気調和機について、以下その動作、作用を説明する。

空気調和機の運転が開始されると、上下羽根９が開動作を行い、吹き出し口３が開放される。そして、ファン６が回転駆動される。ファン６が回転すると吸い込み口２から吸い込まれた空気は、フィルタ２２を通り、熱交換器２３で熱交換されて、ファン６に吸い込まれる。その後、ファン６から吹き出される空気は、スタビライザ８によって安定した風として、リアガイダ７とスタビライザ８の間を通って、吹き出し口３から本体１外側へと吹き出される。

吹き出し口３から吹き出される空気の吹き出し方向は、上下羽根９及び左右羽根４により制御されている。上下羽根９及び左右羽根４の角度調整等の動作は、当該空気調和機を制御する制御装置（図示省略）により制御されている。

上下羽根９は、使用者がリモコン等で設定した運転状態（冷房運転や暖房運転）、吹き出し方向や風量等に応じて、駆動モータの動作により、上下方向に回動する。

上下羽根９は、リアガイダ７の下流側端部（下流端）の吹き出し口３に設けられているため、吹き出し口３から吹き出される空気をスムーズに所望の領域に到達させることがで
きる。特に、下羽根９ｂはリアガイダ７を延長した位置にあり、吹き出し口３からの空気に対して高い整流効果を有するディフューザとしての機能を発揮する。

図７は、最大風量時の上下羽根９の状態を説明するための図であり、図８は、最大下向き時の状態を説明するための図である。

図７に示すように、空気調和機が冷房運転を行う場合など、吹き出し口３から吹き出させる風量を最大とする設定時（最大風量時）では、上羽根９ａは、上羽根９ａの上面、または、下面が、スタビライザ８の平坦部と実質的に平行となるように配置される。また、下羽根９ｂは、下羽根９ｂの上面が、リアガイダ７の左右羽根保持面７１と、実質的に連続するように直線的に配置される。このときの下羽根９ｂがディフューザとしての機能を最大に発揮している。なお、下羽根９ｂの上面とは、吹き出し口３から吹き出される空気の主流が沿って流れる面である。

図８に示すように、空気調和機が暖房運転を行う場合など、吹き出し口３から吹き出させる風向を最も下向きとする設定時（最大下向き時）、つまり、上下羽根９を最も下向きにした状態では、上羽根９ａは、上羽根９ａの下面とスタビライザ８の平坦部との間に形成される角度のうち上流側の角度が鈍角となるように配置される。また、下羽根９ｂは、下羽根９ｂの上面が、リアガイダ７の左右羽根保持面７１を延長した面と鋭角に交差するように配置される。また、上羽根９ａの下面と下羽根９ｂの上面との間隔を下流側にいくにしたがって小さくなっている。このように、吹き出し口３から吹出される空気を絞ることで、吹き出し空気を空気調和機から離れた場所、例えば、床面に、より到達させることができる。

左右羽根４は、使用者がリモコン等で設定した吹き出し方向等に応じて、駆動装置の動作により、左右方向に回動する。複数の左右羽根４と連結桟５を締結することで、１枚の左右羽根４が回動すると、連結桟５の働きによって他の左右羽根４が連動して回動し、その回動する角度に応じて吹き出し口３から吹き出される風の向きを左右方向に曲げて吹き出すことが可能となる。

以上のように、上下羽根９および左右羽根４によって、吹き出し口３から吹き出される方向が決められる。本実施の形態では、左右羽根４の回動中心軸を、上下羽根９の最大下向き角度に対して略直角に設けた構成としている。

具体的には、左右羽根４は、前面側の縁４ａの中央より上流側で、上部軸１０ａにより保持され、背面側の縁４ｂの中央より下流側で、下部軸１４により保持されている。

また、図８のように、左右羽根４の回動中心軸を、上羽根９ａの下面と下羽根９ｂの上面をそれぞれ延長した線の交点Ｃから、回動中心軸が設けられた位置での通風路２４の高さ（短手方向の距離）の中点Ｄとを結ぶ線ＣＤに対して略垂直とすることで、吹き出し風の主流に略垂直な角度とすることが可能となる。

なお、図８の説明では、本体１の縦断面での配置を説明したが、本体１の左右方向を考慮すると、左右羽根４の回動中心軸を、上羽根９ａの下面と下羽根９ｂの上面をそれぞれ延長した面の交線Ｃと、回動中心軸が設けられた位置での通風路２４の高さの中心線Ｄとを含む面ＣＤに略垂直とすることで、吹き出し風の主流に略垂直な角度とすることとなる。

あるいは、左右羽根４の回動中心軸の角度を、上羽根９ａの下面、または、短手方向（空気の流れ方向）の中心方向と、下羽根９ｂの上面、または、短手方向の中心方向の、平
均の角度に対して略直角としてもよい。

これにより、左右羽根４による左右方向に風向を変更する性能が向上する。特に、上下羽根９が下向きの時の性能が向上する。暖気は上昇することから、暖房運転では、上下羽根９を最も下向きにした状態にして、床方向に暖気を吹き出す。このために、使用者に不快感を与えないようにするためにも、下向き吹出し時の左右方向の風向制御は特に重要となる。したがって、本実施の形態のように左右羽根４の回動中心軸の角度を上下羽根９の最大下向き角度に対して略直角に設けて左右方向の風向の制御性を高めることは非常に有用である。さらに、上下羽根９の下向き時の左右羽根４の風向変更効果を十分得ることができるため、特に暖房運転時の床面の快適居住空間を広げることも可能となる。

また、本実施の形態では、左右羽根４は、前面側と背面側の２点で支持されている。このように前後で左右羽根４を支持することにより、左右羽根４を確実に保持でき、吹き出す風量が大きくなった場合でも、その風圧によって左右羽根４が振動するのを抑えることができる。

また、本実施の形態では、スタビライザ８から略垂直に突出するスタビライザ突起１０に、上部軸１０ａを、略くの字、または、略Ｌ型となるように接続している。このように前面側の軸を曲げた構成とすることにより、左右羽根４の回動中心軸の角度を自由に決めることができるようになる。このため、吹き出し口３の形状や上下羽根９の最大下向き角度にかかわらず左右羽根４の回動中心軸を、上下羽根９の最大下向き角度に対して略直角に設けることが可能となる。

さらに、スタビライザ８に上部軸１０ａを射出成型で一体に成型する際に、スタビライザ突起１０を設けてあると、金型のスタビライザ８を成型する箇所と、上部軸１０ａとを成型する箇所との間に、エッジができることがない。つまり、スタビライザ８を成型する箇所と上部軸１０ａとを成型する箇所との間に、鋭角な部分ができない。このため、スタビライザ８を成型する箇所から、スタビライザ突起１０を成型する箇所を介して、上部軸１０ａを成型する箇所に、良好に樹脂を流動させることができる。

また、左右羽根保持面７１は、リアガイダ７の主要部である曲面部とは、別体の部品で構成されている。このため、左右羽根４の下部軸１４を挿入するための複数の下部軸受１１を成型することが容易となる。

また、左右羽根４の上流側の縁４ｃは、対向するファン６の外周面に沿うような円弧状であるため、上流側の縁４ｃとファン６の外周面との間隔が略一定となるとともに、その距離も確保できる。このため、ファン６から吹き出される空気が左右羽根４の上流側の縁４ｃと衝突する際の速度は、略均一に低下しているので、左右羽根４によって通風性能を低下させたり、騒音を発生させたりすることを抑制できる。

なお、本実施の形態では、上下羽根９は上羽根９ａと下羽根９ｂとの上下２枚の構成とし、その２枚の平均の角度に対して略直角とした角度に、左右羽根４の回動中心軸を配置しているが、上下羽根が複数枚で構成されている場合、左右羽根４の中心回転軸を、そのいずれか１枚のみに対して略直角でも、または、そのうちの一部の羽根の角度の平均角度に対して略直角でも、概ね同様の効果が得られる。または、上下羽根が１枚で構成されている場合には、その１枚の上面、短手方向の中心方向、下面のいずれかに対して、左右羽根４の回動中心軸を、略直角にすれば、同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、左右羽根４の前面側の縁４ａに設けられた上部軸受１３に、スタビライザ８に設けられた上部軸１０ａを挿入し、背面側の縁４ｂに設けられた下部軸
１４を、リアガイダ７に設けられた下部軸受１１に挿入するものとしたが、これに限ることなく、例えば、左右羽根４の前面側の縁４ａに設けられた上部軸を、スタビライザ８に設けた上部軸受に挿入し、背面側の縁４ｂに設けられた下部軸受に、リアガイダ７に設けられた下部軸を挿入するような構成でもよい。

また、左右羽根４の回動は、連結桟５に連結された駆動装置により、使用者がリモコン等で設定した方向に、電動で回動させるものとしたが、これに限ることなく、左右羽根４の回動は、使用者が手で左右羽根４または連結桟５をつまんで力を加えることで、任意の角度に回動させるという方法であってもよい。

以上のように、本発明にかかる送風機は、下向き気流の左右風向性能を向上することができるため、一般家庭で使用される空気調和機を含む様々な空気調和機に有用である。

１ 本体
２ 吸い込み口
３ 吹き出し口
４ 左右羽根
４ａ 前面側の縁
４ｂ 背面側の縁
４ｃ 上流側の縁
４ｄ 下流側の縁
５ 連結桟
６ ファン
７ リアガイダ
８ スタビライザ
９ 上下羽根
９ａ 上羽根
９ｂ 下羽根
１０ スタビライザ突起
１０ａ 上部軸
１１ 下部軸受
１２ 連結突起
１３ 上部軸受
１４ 下部軸
２１ 前面パネル
２２ フィルタ
２３ 熱交換器
２４ 通風路
７１ 左右羽根保持面

Claims (3)

1. 吹き出し口と、前記吹き出し口の上流側に設けられた通風路と、前記通風路の上面を形成するスタビライザと、前記吹き出し口から吹き出される空気の向きを左右方向に変更する左右羽根と、前記通風路の上面側にスタビライザ突起と、前記スタビライザ突起の先端に設けられた上部軸と、を備え、
   前記左右羽根は、前記スタビライザの平坦部から略垂直に設けられた前記スタビライザ突起の中心軸に対して上流側に傾斜して設けられた前記上部軸で上流側を支持され、前記通風路の下面側に設けられた軸で前記スタビライザ突起と対向する縁の下流側を支持されることを特徴とする壁掛け式の空気調和機。
2. 前記吹き出し口から吹出される空気の向きを上下方向に変更する上下羽根を備え、
   前記左右羽根の回動中心軸は、前記上下羽根が最も下向きに位置する場合の前記上下羽根の短手方向と、略直交することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記通風路は、上面に略垂直に設けられた突出部を備え、
   前記通風路の上面側に設けられた軸は、前記突出部に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。