JP4278841B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機における上下方向風向変更羽根の構造及び風向変更制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、家庭用空気調和機の風向制御装置の構成は、図13(a)または図14(a)に示すように上下方向風向変更羽根8をディフューザー付近に回動自在に配設するタイプと図13(b)または図14(b)に示すように水受け皿付近に回動自在に配設するタイプに大別される。図13(a)、図14(b)は、それぞれのタイプにおける冷房時、図13(b)、図14(a)は、それぞれのタイプにおける暖房時の上下方向風向変更羽根の回動停止位置(例)を示している。また、特開平5−60365号公報に記載されているように上下風向制御板の上羽根と下羽根を下方向に向けるとともに、前記上下風向制御板の上羽根を前記上下風向制御板の下羽根との平行位置より下方向に向け、前記上下風向制御板の下羽根を前記上下風向制御板の上羽根との平行位置より上方向に向けるようにした空気調和機(図15(a)〜(c))がある。
【0003】
さらに、空気調和機の停止時には、吹き出し口を上下風向変更羽根で覆い塞ぐため、美観上、上下風向変更羽根は軽く弧を描く形状となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成である図13(a)では、冷房運転時には上下風向変更羽根及びその羽根形状に沿って冷風11は水平方向ないし、上向き方向に送風され、図4の17のように部屋の遠くまで冷風を運ぶことができる。これによって、人に直接冷風を当てることなく、気流感の少ない快適な環境が創れる。しかしながら、図14(a)の温風10のように暖房運転時には周囲の空気より温度の高く軽くなった気流10’が生成され、上下風向変更羽根から剥離していく。これにより、図5の温風19のように床面方面への到達性が悪化するという課題を有していた。
【0005】
また、図13(b)の構成では、暖房運転時には周囲の空気より温度の高く軽くなった温風10は上下風向変更羽根及び羽根形状により抑えられることにより、図5の温風20のように床面への到達性が良くなる。しかしながら、図14(b)のように周囲の空気より温度が低い場合は、周囲の空気よりも重く、上下方向風向変更羽根からの剥離される冷風11’が生成され、図4のように冷風18を部屋の遠方までを運ぶことができなくなり、室内の居住者に冷風が直接あたって肌寒さを感じさせるという課題を有していた。
【0006】
特開平5−60365号公報に記載されている空気調和機においては、温風を縮流効果により風速を増し、速やかに床面付近の温度を上昇させることはできるが、冷房時には、図14(b)と同様の課題を有していた。
【0007】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、冷房時には気流感のない、暖房時には頭寒足熱の快適な住環境を創り出す空気調和機の風向制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、送風回路の出口側に形成された吹き出し口と、上下方向の風向を制御し横断面形状が湾曲状なる上下方向風向変更羽根と、前記上下方向風向変更羽根を先端に保持する腕部と、前記腕部を駆動する第一のモータと、前記上下方向風向変更羽根を駆動するとともに本体側に配設された第二のモータと、前記第二のモータの軸出力を前記上下方向風向変更羽根に伝達する軸出力伝達機構とを備え、前記軸出力伝達機構は前記腕部に内蔵され、前記腕部は他端を中心に変動自在で、かつ、前記上下方向風向変更羽根は前記腕部との結合部において回動自在に構成され、前記腕部と前記風向変更羽根とはそれぞれ独立に回動する空気調和機において、前記上下方向風向変更羽根と前記腕部との結合部を前記吹き出し口の外方に位置させ、かつ、前記上下方向風向変更羽根の湾曲凹部が上方向きなる状態において、前記上下方向風向変更羽根の上方側から吹き出す気流は水平方向に、前記上下方向風向変更羽根の下方側から吹き出す気流は床面方向に向かって送風する運転モードを有することを特徴とするものである。具体的には、熱交換器及び送風ファンを含む送風回路の出口側に形成された吹き出し口近傍に、第一のモータを配し、先端に上下方向の風向を制御する上下方向風向変更羽根を具備した腕部を前記第一のモータの出力軸に結合させて回動自在とするとともに、前記上下方向風向変更羽根を第二のモータにより回動自在とするものである。
【0009】
上記構成によって、熱交換器及び送風ファンを含む送風回路の出口側に形成された吹き出し口において、上下方向風向変更羽根は回転自在となり、冷房時には気流感のない、暖房時には頭寒足熱の快適な住環境を創り出すことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
第1の発明の実施の形態は、送風回路の出口側に形成された吹き出し口と、上下方向の風向を制御し横断面形状が湾曲状なる上下方向風向変更羽根と、前記上下方向風向変更羽根を先端に保持する腕部と、前記腕部を駆動する第一のモータと、前記上下方向風向変更羽根を駆動するとともに本体側に配設された第二のモータと、前記第二のモータの軸出力を前記上下方向風向変更羽根に伝達する軸出力伝達機構とを備え、前記軸出力伝達機構は前記腕部に内蔵され、前記腕部は他端を中心に変動自在で、かつ、前記上下方向風向変更羽根は前記腕部との結合部において回動自在に構成され、前記腕部と前記風向変更羽根とはそれぞれ独立に回動する空気調和機において、前記上下方向風向変更羽根と前記腕部との結合部を前記吹き出し口の外方に位置させ、かつ、前記上下方向風向変更羽根の湾曲凹部が上方向きなる状態において、前記上下方向風向変更羽根の上方側から吹き出す気流は水平方向に、前記上下方向風向変更羽根の下方側から吹き出す気流は床面方向に向かって送風する運転モードを有するものである。そしてこの構成によれば、変化に富んだ気流を生成することが可能となる。
【0011】
そしてこの構成によれば、冷房時には気流感のない、暖房時には頭寒足熱の快適な住環境を創り出すことができる。
【0012】
また、腕部先端に上下方向風向変更羽根の駆動源を配設する必要がなく簡単な構成で、しかも腕部を駆動させる第一のモータのトルク負荷を軽減させることができる。
【0013】
また、腕部と上下方向風向変更羽根をそれぞれ独立に回動することによって上下方向の風の流れや気流の速さを変化させるもので、室内の空気を効果的に攪拌することや、非定常的に人に風をあてることにより快適で健康的な住空間を創造することができる。
【0014】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【0015】
(実施例1)
図1は、空気調和機の横断面図を表している。同図において、空気調和機1は熱交換器3と室内に吹き出し風10、11を循環させる送風ファン4及び吹き出し口5までのディフューザー2と水受け皿12と上下方向風向変更羽根8と前記上下方向風向変更羽根を先端に保持する腕部6である。また、左右方向風向変更羽根や熱交換温度検出器、マイクロコンピュータなどにより空気調和機1が構成される。
【0016】
図2は上下方向風向変更羽根の分解斜視図を表している。
【0017】
ディフューザー2と水受け皿12の間に配設された腕部駆動装置である第一のモータ13は、この図の奥行き方向に配され、第一のモータ13の出力軸13’に結合された腕部6は、この出力軸13’を中心に吹き出し口5の前方を自在に回動7することができる。また、前記腕部6の先端には第2のモータ14の出力軸に機械的に結合される上下方向風向変更羽根8が自在に回動9し、空気調和機1の吹き出し口5から冷風や温風を上下方向に自在に吹きわけることができる。この場合、第2のモータ14は図2のように第一のモータ13の出力軸13’上に配してもよいし、腕部6の先端に配してもよい。
【0018】
さらに、図3のように上下風向変更羽根8は孤を描く横断面形状であり、腕部6と上下方向風向変更羽根8が同一位置でも上下方向風向変更羽根8の孤の向きにより微妙に風(15、15’)を吹き分けることもできる。
【0019】
これにより、従来の空気調和機の暖房時における床方面への温風の到達性あるいは冷房
時における室内の居住者に冷風が直接あたってしまうことなどの課題を解決することができる。
【0020】
図4、5は、本実施例と従来例の空気調和機の風向制御装置による居室内の空気の流れを示した図である。図4の実線17は、冷房時における本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根8による居室内の気流であり、点線18は従来の空気調和機(図14(b))による居室内の気流である。図13(a)と同様の上下方向風向羽根の制御とすることで、上下風向変更羽根8及びその羽根形状に沿って冷風は水平方向ないし、上向き方向に送風され、居室の奥行き方向遠くまで冷風を運ぶことができ、居室にいる人が直接冷風にあたるのを防ぐことができる。また、図5の実線20は暖房時における本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根8による居室内の気流であり、点線19は従来の空気調和機(図13(a))による居室内の気流である。周囲の空気より温度の高く軽くなった温風は上下風向変更羽根8及び羽根形状により抑えられ、床面への到達性が良くなる。さらに、図6のように吹き出し口5を上下方向風向変更羽根8で塞いで狭口とし、特開平5−60365号公報と同様に縮流効果により風速を増し、速やかに床面付近の温度を上昇させることもできる。
【0021】
上記空気調和機において、従来の空気調和機がもつ冷暖房時の風向制御における課題を解決でき、快適な住環境を創ることができる。
【0022】
(実施例2)
図2は、腕部6に上下方向風向変更羽根8の駆動を行う第2のモータ14の軸出力伝達機構を内蔵した腕部6の実施例である。第2のモータ軸出力14’は腕部6に内蔵されたプーリ23に連結され、その腕部6の内部にタイミングベルト24、プーリ22を配し、前記プーリー22、23やタイミングベルト24を介して上下方向風向変更羽根8を自在に回動9させることができる。また、腕部6のボス21は空気調和機1に配設された穴に支持され、他方の腕部6のボスは第1のモータ13の軸出力に連結され、自在に回動7させることができる。
【0023】
そして、この実施例によれば、第2のモータ14を空気調和機の本体側に配設することができ、腕部6の重量が軽減されることにより、腕部先端に第2のモータ14を配する場合に比べ、腕部6の回動に対し第1のモータ13のトルクが低減されるため、第1のモータ13の小型化ができる。
【0024】
なお、上記上下方向風向変更羽根8の駆動を行う第2のモータの軸出力伝達機構をタイミングベルトとプーリの代わりに、ギヤの組み合わせによる駆動力伝達機構を用いても同様の効果を得ることができる。
【0025】
(実施例3)
図7は、第1のモータ13による回動に応じて関節部で2つに屈曲した腕部6−1、6−2が一体の腕部になる構造(図7(a))とその状態変化(図7(b))を示したものである。第1のモータ13の回動にしたがって、腕部6−1は7のように回動するとともにディフューザー2に接して動くため、関節部25を支点に腕が伸びるように腕部6−1と6−2の角度が広がり、ストッパ26によって最終的には一体の腕部となる。また、第1のモータ13を逆方向に回転駆動させることにより腕部6−1、6−2は縮みもとの状態に戻る。
【0026】
そして、この実施例によれば、空気調和機1の上下方向風向変更羽根8を吹き出し口5(図3)に対して閉塞させることができる。
【0027】
(実施例4)
図8は、腕部6を自在に回動させる第1のモータ13と上下方向風向変更羽根8を自在に回動させる第2のモータ14を一体とした本発明の一実施例である。腕部6を自在に回動させる第1のモータ13は、ロータ27をステータ28の外側に配するいわゆるアウターロータの構造を有する。これに対し、上下風向羽根8を自在に回動させる第2のモータ14は、出力軸14’を第1のモータ13と同軸上に有し、第一のモータの回転外郭により囲まれる構造とすることにより、モータを独立に駆動させることができる。
【0028】
図2のような別体のモータ2個を用いる上下方向風向変更羽根8と腕部6の回動においては、第1のモータの出力軸13’に対して、プーリー22、23とタイミングベルト24により上下方向風向変更羽根が連結しており、腕部6が回動することにより上下方向風向変更羽根が回動する。これに対し、図9の構成では、図8の一体型モータを用いることにより、第1のモータ13’の回転トルクは、直接腕部6−1に働き、図7のように腕部を伸縮させることができる。これに対し、第2のモータ14’の回転トルクは第一のモータの回転に全く独立に働き、プーリ22、22’、23、23’とタイミングベルト24、24’を介して、上下方向風向変更羽根8に作用する。
【0029】
そして、この実施例によれば、2つのモータを一体とすることでエアコン搭載時には、スペース効率が図れるとともに、モータの出力軸が干渉することを防ぎ、上下方向風向変更羽根の位置的な制御性を得ることができる。
【0030】
(実施例5)
図10は、上下方向風向変更羽根8の位置により、上下方向の気流の速さや方向を制御できる例を示したものである。図10において、破線のように上下方向風向変更羽根8を配した場合には、空気調和機の吹出し口5から気流を分散させることができる。また、実線のように上下方向風向変更羽根8を配した場合には、水平方向にゆっくり吹き出す気流と、床面方向に速く吹き出す気流を生成することができる。図12は、図10の実線のように上下方向変更羽根を配した場合における居室内の気流の状態を示したもので、居室内の人を包みこみ、気流感のない快適な環境が創造できる。
【0031】
さらに図6のように腕部6と上下方向風向変更羽根8により吹出し口5を閉塞することにより、縮流効果により風速を増し、速やかに床面付近の温度を上昇させることができ。加えて、図11のように上下方向風向変更羽根8を配設した場合には、除湿制御時において、空気調和機から吹き出した風を直接吸い込み側へ送り込むというショートサーキットにより除湿効果を生成するともできる。
【0032】
これらの実施例によれば、上下方向風向変更羽根8と吹出し口5の位置関係により空気調和機の運転モード(暖房、冷房、除湿)に適した風向制御を実現できる。また、空気調和機の吹き出し口からの気流の風向、速度を自在に変更できるにより室内にいる人の好みの気流や快適性を実現できる。
【0033】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項1に記載の発明は、送風回路の出口側に形成された吹き出し口と、上下方向の風向を制御し横断面形状が湾曲状なる上下方向風向変更羽根と、前記上下方向風向変更羽根を先端に保持する腕部と、前記腕部を駆動する第一のモータと、前記上下方向風向変更羽根を駆動するとともに本体側に配設された第二のモータと、前記第二のモータの軸出力を前記上下方向風向変更羽根に伝達する軸出力伝達機構とを備え、前記軸出力伝達機構は前記腕部に内蔵され、前記腕部は他端を中心に変動自在で、かつ、前記上下方向風向変更羽根は前記腕部との結合部において回動自在に構成され、前記腕部と前記風向変更羽根とはそれぞれ独立に回動する空気調和機において、前記上下
方向風向変更羽根と前記腕部との結合部を前記吹き出し口の外方に位置させ、かつ、前記上下方向風向変更羽根の湾曲凹部が上方向きなる状態において、前記上下方向風向変更羽根の上方側から吹き出す気流は水平方向に、前記上下方向風向変更羽根の下方側から吹き出す気流は床面方向に向かって送風する運転モードを有するもので、気流を多様に生成することを可能にしたものである。
【0034】
この構成によれば、暖房時における床方面への温風の到達性あるいは冷房時における室内の居住者に冷風が直接あたってしまうことなどの従来の空気調和機の課題を解決することができ、冷房時には気流感のない、暖房時には頭寒足熱の快適な住環境を創り出すことができるという効果を奏する。
【0035】
この構成によれば、簡単な構成部品の組み合わせにより上下方向風向変更羽根を自在に回動させる空気調和機を提供できるという効果を奏する。
【0036】
また、回転自在の腕部と上下方向風向変更羽根をそれぞれ独立に回動することによって上下方向の風の流れや気流の速さを変化させる空気調和機の風向制御を具備することにより上下方向風向変更羽根と吹き出し口の位置関係により空気調和機の運転モード(暖房、冷房、除湿)に適した風向制御を提供できるという効果を奏する。また、空気調和機の吹出し口からの気流の風向、速度を自在に制御できることにより居室にいる人の好みの気流や快適性を提供できるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す空気調和機の横断面図
【図2】 本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根を用いた気流制御の説明図
【図3】 本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根の分解斜視図
【図4】 本発明の一実施例と従来例である空気調和機の冷房時における居室内の気流の状態図
【図5】 本発明の一実施例と従来例である空気調和機の暖房時における居室内の気流の状態図
【図6】 本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根により縮流生成方法の説明図
【図7】 (a)本発明の他の実施例である上下方向風向変更羽根と屈曲腕部の構成図
(b)吹出し口閉塞状態から風向変更可能状態に移行する上下方向風向変更羽根と腕部の状態変化の説明図
【図8】 本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根駆動及び腕部駆動の一体型モータの横断面図
【図9】 本発明の一実施例である一体型モータによる腕部及び上下方向風向羽根駆動機構の説明図
【図10】 本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根による気流制御の説明図
【図11】 本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根による除湿制御の説明図
【図12】 本発明の一実施例である上下方向風向変更羽根制御による居室内の気流の状態図
【図13】 (a)従来例である空気調和機の冷房時における風向制御の説明図(長所)
(b)他の従来例である空気調和機の暖房時における風向制御の説明図(長所)
【図14】 (a)従来例である空気調和機の暖房時における風向制御の説明図(短所)
(b)他の従来例である空気調和機の冷房時における風向制御の説明図(短所)
【図15】 従来例である空気調和機の縮流生成方法の説明図
【符号の説明】
1 空気調和機
2 ディフューザ
3 室内熱交換器
4 クロスフローファン
5 吹出し口
6 腕部
7 腕部回動範囲
8 上下方向風向変更羽根
9 上下方向風向変更羽根回動範囲
10 暖房時の気流
11 冷房時の気流
12 水受け皿
13 腕部駆動の第1のモータ
14 上下方向風向変更羽根駆動の第2のモータ
15 空気調和機の吹出し口からの気流
17 本発明の一実施例による冷房時の居室内の気流
18 従来例による冷房時の居室内の気流
19 本発明の一実施例による暖房時の居室内の気流
20 従来例による暖房時の居室内の気流
21 腕部回転ボス
22 上下方向風向変更羽根駆動プーリ
23 第二の駆動モータ連結プーリ
24 タイミングベルト
25 関節部
26 ストッパ
27 ロータ
28 ステータ

Claims (1)

  1. 送風回路の出口側に形成された吹き出し口と、上下方向の風向を制御し横断面形状が湾曲状なる上下方向風向変更羽根と、前記上下方向風向変更羽根を先端に保持する腕部と、前記腕部を駆動する第一のモータと、前記上下方向風向変更羽根を駆動するとともに本体側に配設された第二のモータと、前記第二のモータの軸出力を前記上下方向風向変更羽根に伝達する軸出力伝達機構とを備え、前記軸出力伝達機構は前記腕部に内蔵され、前記腕部は他端を中心に変動自在で、かつ、前記上下方向風向変更羽根は前記腕部との結合部において回動自在に構成され、前記腕部と前記風向変更羽根とはそれぞれ独立に回動する空気調和機において、前記上下方向風向変更羽根と前記腕部との結合部を前記吹き出し口の外方に位置させ、かつ、前記上下方向風向変更羽根の湾曲凹部が上方向きなる状態において、前記上下方向風向変更羽根の上方側から吹き出す気流は水平方向に、前記上下方向風向変更羽根の下方側から吹き出す気流は床面方向に向かって送風する運転モードを有することを特徴とする空気調和機。
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