JP5306032B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

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Description

この発明は空気調和機の室内機、特に、吹出口に風向板を有する空気調和機の室内機に関するものである。
従来、空気調和機の室内機は、吹出口に一対の上下風向板を設置し、それぞれを別々のモータで回転させて、上下方向にきめ細かな風向制御している。このとき、上下風向板の基準位置の位置決めを行うためのストッパー部材を強固にする発明が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−103751(第4−5頁、図1)
特許文献1に開示された空気調和機の室内機は、一対の上下風向板が、それぞれ独立して回転した際、互いに干渉しないように離して設置されている。このため、運転停止(休止)時において、一対の上下風向板同士の間に広い隙間が生じ、吹出口が塞がれないため、室内機の意匠性を損なうという問題があった。
一方、室内機の意匠性を損なわないために、一対の上下風向板を近接して隙間を狭くしたのでは、互いに干渉して回転不能に陥るという問題があった。特に、運転停止中に清掃等によって上下風向板が回転した場合、すなわち、基準位置にない状態から回転を始めた場合、一方の上下風向板が他方の上下風向板のストッパーとなって他方の風向板をロックするおそれがあった。
この発明は、前記問題を解決するためになされたものであって、運転停止(休止)時における一対の上下風向板同士の隙間を狭めながらも、上下風向板が回転不能に陥ることがない空気調和機の室内機を得るものである。
本発明に係る空気調和機の室内機は、送風手段および熱交換手段が収納され、前面の下面寄りの範囲および下面の前面寄りの範囲に吹出口が形成された本体と、前記吹出口の前記本体の前面側に回転自在に配置された第1上下風向板と、前記吹出口の前記本体の後面側に回転自在に配置された第2上下風向板と、前記第1上下風向板の回転軸に設置され、径大部および径小部を具備する第1制動部材と、前記第2上下風向板の回転軸に設置され、径大部および径小部を具備する第2制動部材と、前記本体に揺動自在に設置されたシーソー部材と、を有し、前記第1上下風向板が略鉛直の姿勢で、前記第2上下風向板が略水平の姿勢のとき、前記シーソー部材の一方の先端が前記第2制動部材の径大部に当接して、前記第1上下風向板の前記本体の後面方向の回転が拘束され、一方、前記第1上下風向板が略鉛直の姿勢で、前記第2上下風向板が略鉛直の姿勢のときには、前記シーソー部材の他方の先端が前記第1制動部材の径大部に当接して、前記第1上下風向板は前記本体の後面方向に回転することができることを特徴とする。
本発明に係る空気調和機の室内機は前記構成であるから、運転停止(休止)時における一対の上下風向板同士の隙間を狭めながらも、上下風向板が干渉して回転不能に陥ることがない。すなわち、第1上下風向板に設置された第1制動部材の位相と、第2上下風向板に設置された第2制動部材の位相とが、所定の関係にあるとき、一方が他方の回転を拘束して一方の回転を不能にするから、不用意な回転が防止される。
本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内機を示す正面図。 図1に示す室内機を示す斜視図。 図1に示す室内機を示す側面視の断面図。 図1に示す室内機の一部を透過して示す斜視図。 図1に示す室内機の回転機構を構成する構成部材を分解して示す斜視図。 図5に示す回転機構の構成部材の動作を示す側面図。 図5に示す回転機構の構成部材の動作を示す側面図。 図5に示す回転機構の構成部材の動作を示す側面図。 図1に示す室内機の上下風向板の動作を示す側面視の断面図。 図1に示す室内機の上下風向板の動作を示す側面視の断面図。 本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内機の回転機構を構成する構成部材を分解して示す斜視図。 図11に示す回転機構の構成部材の動作を示す側面図。 図11に示す回転機構の構成部材の動作を示す側面図。 図11に示す回転機構の構成部材の動作を示す側面図。
[実施の形態1]
(空気調和機の室内機)
図1〜図10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は正面図、図2は斜視図、図3は側面視の断面図、図4は一部を透過して示す斜視図、図5は回転機構を構成する構成部材を分解して示す斜視図、図6〜図8は回転機構の構成部材の動作を示す側面図、図9および図10は上下風向板の動作を示す側面視の断面図である。なお、図1〜図10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5において、空気調和機の室内機(以下「室内機」と称す)1は、函状の本体10と、本体10の内部に収納された送風ファン20と、送風ファン20の一部に対向して配置された熱交換器30と、本体10の前面(図3において左側)開口部を覆う前パネル(正確には、本体10の側面の一部も覆っている、意匠パネルに同じ)40と、を有している。
(吹出口)
本体10は、後面(図3において右側)が室内の壁等に設置されるものであって、上面(図3において上側)には、室内空気を吸引するための吸込口50と、内部には、送風ファン20からの風路を形成するためのファンケーシング60を有している。
ファンケーシング60は後面側に配置されたケーシング後部材(ケーシング後板に同じ)61と、前面開口部側に配置されたケーシング前部材62と、側面を形成する隔壁80(図5参照)とによって挟まれた所定幅の空間である。そして、ファンケーシング60の終端、すなわち、下面(図3において下側)の前面側の側縁と、前パネル40の下側の側縁との間に形成される隙間が、吹出口63になっている。
(上下風向板)
さらに、吹出口63には、前面寄りに第1上下風向板100と、後面寄りに第2上下風向板200と、が回転自在に設置されている。
第1上下風向板100の裏面100bには所定間隔で風向板フランジ101が設置され、風向板フランジ101には風向板回転軸102が設置されている。一方、ケーシング前部材62にはケーシングフランジ64が設置され、ケーシングフランジ64にはケーシング軸受65が設置されている。そして、風向板回転軸102がケーシング軸受65に回転自在に軸支されている。
同様に、第2上下風向板200の裏面200bには所定間隔で風向板フランジ201が設置され、風向板フランジ201には風向板回転軸202が設置されている。一方、吹出口63に図示しないケーシングフランジが設置され、該ケーシングフランジにケーシング軸受67が設置されている。そして、風向板回転軸202がケーシング軸受67に回転自在に軸支されている。
第1上下風向板100および第2上下風向板200は、それぞれ独立に回転されるものであって、第1上下風向板100を回転する第1ステッピングモータ190および第2上下風向板200を回転する第2ステッピングモータ290が、本体10の隔壁80に設置されたモータケース90に収納されている。以下、回転機構について詳細に説明する。
(第1制動部材)
第1上下風向板100に設置された風向板フランジ101のうち隔壁80に最も近い風向板フランジ101には、第1制動部材110が一体的に回転するように設置される。
第1制動部材110は、断面円形の軸部111と、軸部111に設置された円盤部112と、円盤部112に形成された円弧状凹部113と、第1ステッピングモータ190の回転軸に連結される端部114と、を有している。
(第2制動部材)
第2上下風向板200に設置された風向板フランジ201のうち隔壁80に最も近い風向板フランジ201には、第2駆動部材210が一体的に回転するように設置される。
第2駆動部材210は、断面円形の軸部211と、軸部211に設置された駆動フランジ212と、駆動フランジ212の先端に設置された駆動ピン213と、第2ステッピングモータ290の回転軸に連結される端部214と、を有している。
また、第2駆動部材210は、第2連結部材230を介して第2制動部材240に連結される。第2連結部材230は、連結アーム231と、連結アーム231の両端部にそれぞれ設置された連結ピン孔233、234を有している。
第2制動部材240は、軸部241と、軸部241の中心を中心とする扇形からなる扇状部242と、軸部241に設置された制動フランジ243と、制動フランジ243の先端に設置された制動ピン244と、を有している。
(隔壁軸受)
一方、隔壁80には、第1制動部材110の軸部111を回転自在に軸支する隔壁軸受81と、第2駆動部材210の軸部211の隔壁80側を回転自在に軸支する隔壁軸受82と、第2制動部材240の軸部241を回転自在に軸支する隔壁軸受84と、が設けられている。このとき、隔壁軸受84は、隔壁軸受81と隔壁軸受82との間にあって、三角形状に配置されている。
(モータケース)
また、モータケース90には、第2制動部材240の軸部241の第1ステッピングモータ190側を回転自在に軸支する軸受(図示しない)が設けられているが、当該軸受または隔壁軸受84の一方を省略してもよい。
さらに、モータケース90には、これを隔壁80に設置するためナット(図示しない)が貫通する貫通孔98が形成され、隔壁80には、貫通孔98に対応した位置に隔壁雌ネジ89が形成されている。なお、第1ステッピングモータ190および第2ステッピングモータ290は、公知の手段によってモータケース90に設置されている。
そして、第1上下風向板100に接続された第1制動部材110の軸部111は隔壁軸受81によって、第2上下風向板200に接続された第2駆動部材210の軸部211は隔壁軸受82によって、第2制動部材240の軸部241は隔壁軸受84およびモータケース90に設けられた軸受(図示しない)によって、それぞれ回転自在に軸支される。
また、第2連結部材230の連結ピン233および連結ピン234は、それぞれ、第2駆動部材210の駆動ピン213および第2制動部材240の制動ピン244に回転自在に係止する。
(運転停止時における回転機構)
図6に示す運転停止(休止)時において、第1上下風向板100は略鉛直に起立し、第2上下風向板200は略水平に倒伏している。
このとき、第1上下風向板100の第1制動部材110の円弧状凹部113は略鉛直に起立している。また、第2駆動部材210の駆動フランジ212は起立し、第2連結部材230を上方に押し上げている。そのため、第2制動部材240の扇状部242は略水平に倒伏している。
そして、円弧状凹部113の円弧面(凹面)と扇状部242の円弧面(凸面)とが当接している。したがって、第1上下風向板100を回転しようとしても、前記当接が回転を阻止するから、第1上下風向板100を回転させることができない。すなわち、第1上下風向板100はロックされた状態にある。
(運転開始時における回転機構)
図7に示す運転開始時において、第2ステッピングモータ290が第2駆動部材210を時計回りに回転している(紙面の裏から見れば、反時計回りに回転している)から、駆動フランジ212は倒伏している。このため、第2連結部材230は引き下げられ、第2制動部材240も時計回りに回転している。すなわち、扇状部242は倒立し、その円弧部は第1制動部材の円弧状凹部113から離れているから、第1上下風向板100は回転自在になっている。すなわち、第1上下風向板100のロックが外れた状態(以下「アンロック」と称す場合がある)になる。
図8に示す前記アンロック状態で、第1ステッピングモータ190を起動して、第1上下風向板100を半時計回りに回転すれば、第1上下風向板100を略水平に倒伏することができる。そして、この状態で、今度は、第2上下風向板200を反時計回りに回転しようとすると、第2制動部材240の扇状部242の先端が、第1制動部材110の円盤部112に当接するから、回転することができない。なお、図には両者の間に隙間を設けているから、正確には該隙間分だけ回転する。
(運転開始時の動作)
第1ステッピングモータ190および第2ステッピングモータ290の回転を制御する図示しない制御部は、以下の制御をする。
図9の(a)において、運転停止中は、第1上下風向板100は略鉛直の姿勢、第2上下風向板200は略水平の姿勢で静止し、吹出口63を覆っている。このとき、回転機構は図6に示すように、第1制動部材110と第2制動部材240とがロックした状態になっている。
図9の(b)において、運転開始時には、まず、第2上下風向板200が時計回りに回転する(第2ステッピングモータ290が先行して回転する)。そうすると、図7に示すように、第1制動部材110と第2制動部材240とのロックが外れた状態になる。
図9の(c)において、前記ロックが外れた状態になった後、今度は、第1上下風向板100が反時計回りに回転する(第1ステッピングモータ190が回転する)。そうすると、図8に示すように、第1制動部材110が第2制動部材240の反時計回りの回転を拘束するから、第2上下風向板200は反時計回りに回転することができない。
(運転停止時の動作)
図10の(a)において、運転停止時には、図9の(c)に示す状態から、まず、第1上下風向板100が時計回りに回転(第1ステッピングモータ190が先行して回転)して、略鉛直の姿勢で停止する。そうすると、図7に示すように、第1制動部材110と第2制動部材240とのロックが外れた状態になる。
図10の(b)において、次に、第2上下風向板200が反時計回りに回転(第2ステッピングモータ290が回転)して、略水平の状態で停止する。そうすると、第1上下風向板100と第2上下風向板200とによって、吹出口63が覆われる。
以上のように、室内機1では、第1制動部材110と第2制動部材240とのロックまたはアンロックによって、第1上下風向板100または第2上下風向板200が不用意な回転をしないから、第1上下風向板100と第2上下風向板200とを近接して配置しても、両者が回転の際に、干渉することがない。
よって、第1上下風向板100と第2上下風向板200とによって吹出口63を、隙間を比較的狭くして覆うことが可能になる。すなわち、吹出口63は、第1上下風向板100の表面100aと第2上下風向板200の表面とによって意匠性が担保される。
なお、以上の各図は、模式的に描くものであって、相互の位置や大小関係は図示するものに限定するものではない。また、第1制動部材110と第2制動部材240とは円弧状の当接面の広い範囲において当接しているが、第1制動部材110の円弧状凹部113を平面にして、第1制動部材110が所定の角度だけ回転したときにのみ、第2制動部材240に部分的に当接するようにしてもよい。また、円盤部112は第2制動部材240との当接面が形成されればよいから、円形である必要はない。
[実施の形態2]
(空気調和機の室内機)
図11〜図14は本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内機を説明するものであって、図11は回転機構を構成する構成部材を分解して示す斜視図、図12〜図14は回転機構の構成部材の動作を示す側面図である。
図11〜図14において、空気調和機の室内機(以下「室内機」と称す)2は、回転機構が室内機1(実施の形態1)と相違するだけで、その他の構成は室内機1に同じである。したがって、室内機1と同じ部分または相等する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
(第1制動部材)
第1上下風向板100に設置された風向板フランジ101のうち隔壁80に最も近い風向板フランジ101には、第1制動部材120が一体的に回転するように設置される。
第1制動部材120は、断面円形の軸部121と、軸部121に設置されたカム部122と、第1ステッピングモータ190の回転軸に連結される端部124と、を有している。
このとき、カム部122は段差部123が形成された端面カムであって、段差部123を境に、径大部122aと、径大部122aより軸部121の中心からの距離が小さい径小部122bとを、有している。
(第2制動部材)
第2上下風向板200に設置された風向板フランジ201のうち隔壁80に最も近い風向板フランジ201には、第2制動部材220が一体的に回転するように設置される。
第2制動部材220は、断面円形の軸部221と、軸部221に設置されたカム部222と、第2ステッピングモータ290の回転軸に連結される端部224と、を有している。
このとき、カム部222は段差部223が形成された端面カムであって、段差部223を境に、径大部222aと、径大部222aより軸部221の中心からの距離が小さい径小部222bとを、有している。
(シーソー部材)
シーソー部材300は、アーム部304と、アーム部304の中央に設けられた揺動軸303とを有している。以下、アーム部304の一方の先端を第1先端301、他方の先端を第2先端302と称す。
(隔壁軸受)
一方、隔壁80には、第1制動部材120の軸部121を回転自在に軸支する隔壁軸受81と、第2制動部材220の軸部221を回転自在に軸支する隔壁軸受82と、シーソー部材300の揺動軸303の隔壁80側を回転自在に軸支する隔壁軸受83が、設置されている。
なお、シーソー部材300の揺動軸303のモータケース90側は、モータケース90に設けられた軸受(図示しない)によって回転自在に軸支されているが、該軸受または隔壁軸受83の一方を省略してもよい。
(運転停止時における回転機構)
図12に示す運転停止(休止)時において、第1上下風向板100は略鉛直に起立し、一方、第2上下風向板200は略水平に倒伏している。
このとき、第1上下風向板100に一体的に接続された第1制動部材120の径小部122bは上方に位置し、一方、第2上下風向板100に一体的に接続された第2制動部材220の径大部222aは上方に位置し、径大部222aにシーソー部材300の第2先端302が当接している。また、シーソー部材300の第1先端301は、第1制動部材120の径小部122bに当接または僅かな隙間を空けて対向している。
したがって、第1上下風向板100を反時計回りに回転しようとすると、シーソー部材300の第1先端301に第1制動部材120の段差部123が当接して、シーソー部材300を時計回りに回転させようとするものの、シーソー部材300の第2先端302は第2制動部材220の径大部222aに当接しているから、第1上下風向板100を反時計回りに回転させることができない。すなわち、第1上下風向板100はロックされた状態にある。
(運転開始時における回転機構)
図13に示す運転開始時において、第2ステッピングモータ290が第2駆動部材210を時計回りに回転している(紙面の裏から見れば、反時計回りに回転している)から、第2制動部材220の径小部222bが上方に位置している。
そうすると、シーソー部材300の第2先端302は第2制動部材220の径小部222bに当接するまで、回転(揺動)することができる。
図14において、図13に示す状態において、第1ステッピングモータ190を起動して、第1上下風向板100を半時計回りに回転すれば、第1上下風向板100を略水平に倒伏させている。
すなわち、シーソー部材300は、前記のように回転(揺動)することができるから、 第1制動部材120が反時計回りに回転すると、カム部122の径大部122aはシーソー部材300の第2先端302に当接してシーソー部材300を回転させる。すなわち、第1上下風向板100の回転はロックが外れた状態(アンロックに同じ)になる。このとき、シーソー部材300の第2先端302は第2制動部材220の径小部222bに当接または僅かな間隔を空けて対向している。
また、第2上下風向板200を反時計回りに回転しようとすると、シーソー部材300の第2先端302が第2制動部材220の段差部223に当接して、シーソー部材300を反時計回りに回転させようとするものの、シーソー部材300の第1先端301は第1制動部材120の径大部122aに当接しているから、第2上下風向板200を反時計回りに回転させることができない。すなわち、第2上下風向板200はロックされた状態にある。
(動作)
室内機2における運転開始時の動作および運転停止時の動作は、室内機1(実施の形態1)に同じであるから、説明を省略する。また、室内機2の回転機構は、前記のようなロックおよびアンロックの機能を有するから、室内機1と同様の作用効果を奏する。
なお、以上の各図は、模式的に描くものであって、相互の位置や大小関係は図示するものに限定するものではない。シーソー部材300はV字状に限定するものではなく、矩形状(棒状)であってもよい。
また、カム部122、222の形状は図示する形状に限定するものではない。すなわち、運転停止中において、シーソー部材300の第2先端302が当接するだけの凸部が、第2制動部材220のカム部222に設けられ、且つ、シーソー部材300に第1先端301が侵入するだけの凹部が、第1制動部材120のカム部122に設けられ、さらに、運転中において、シーソー部材300の第1先端301が当接するだけの凸部が、第1制動部材120のカム部122に設けられ、且つ、シーソー部材300の第2先端301が侵入するだけの凹部が、第2制動部材220のカム部222に設けられればよい。
つまり、シーソー部材300に第1先端301および第2先端302が、同時に第1制動部材120のカム部122および第2制動部材220のカム部222に当接したのでは、前記ロックおよびアンロックを実行することができない。
本発明によれば、運転停止(休止)時における上下風向板同士の隙間を狭めながらも、上下風向板が回転不能に陥ることがなく、意匠性および運転信頼性に優れているから、家庭用および事業用の各種空気調和機の室内機として広く利用することができる。
1:室内機(実施の形態1)、2:室内機(実施の形態2)、10:本体、20:送風ファン、22:連結部材、30:熱交換器、40:前パネル、50:吸込口、60:ファンケーシング、61:ケーシング後部材、62:ケーシング前部材、63:吹出口、64:ケーシングフランジ、65:ケーシング軸受、67:ケーシング軸受、80:隔壁、81:隔壁軸受、82:隔壁軸受、83:隔壁軸受、84:隔壁軸受、89:隔壁雌ネジ、90:モータケース、98:貫通孔、100:第1上下風向板、100a:表面、100b:裏面、101:風向板フランジ、102:風向板回転軸、110:第1制動部材(実施の形態1)、111:軸部、112:円盤部、113:円弧状凹部、114:端部、120:第1制動部材(実施の形態2)、121:軸部、122:カム部、122a:径大部、122b:径小部、123:段差部、124:端部、190:ステッピングモータ、200:第2上下風向板、200a:表面、200b:裏面、201:風向板フランジ、202:風向板回転軸、210:第2駆動部材(実施の形態1)、211:軸部、212:駆動フランジ、213:駆動ピン、214:端部、220:第2制動部材(実施の形態2)、221:軸部、222:カム部、222a:径大部、222b:径小部、223:段差部、224:端部、230:第2連結部材(実施の形態1)、231:連結アーム、233:連結ピン、234:連結ピン、240:第2制動部材(実施の形態1)、241:軸部、242:扇状部、243:制動フランジ、244:制動ピン、290:ステッピングモータ、300:シーソー部材(実施の形態2)、301:第1先端、302:第2先端、303:揺動軸、304:アーム部。

Claims (3)

  1. 送風手段および熱交換手段が収納され、前面の下面寄りの範囲および下面の前面寄りの範囲に吹出口が形成された本体と、
    前記吹出口の前記本体の前面側に回転自在に配置された第1上下風向板と、
    前記吹出口の前記本体の後面側に回転自在に配置された第2上下風向板と、
    前記第1上下風向板の回転軸に設置され、径大部および径小部を具備する第1制動部材と、
    前記第2上下風向板の回転軸に設置され、径大部および径小部を具備する第2制動部材と、
    前記本体に揺動自在に設置されたシーソー部材と、を有し、
    前記第1上下風向板が略鉛直の姿勢で、前記第2上下風向板が略水平の姿勢のとき、前記シーソー部材の一方の先端が前記第2制動部材の径大部に当接して、前記第1上下風向板の前記本体の後面方向の回転が拘束され、一方、前記第1上下風向板が略鉛直の姿勢で、前記第2上下風向板が略鉛直の姿勢のときには、前記シーソー部材の他方の先端が前記第1制動部材の径大部に当接して、前記第1上下風向板は前記本体の後面方向に回転することができることを特徴とする空気調和機の室内機。
  2. 送風手段および熱交換手段が収納され、前面の下面寄りの範囲および下面の前面寄りの範囲に吹出口が形成された本体と、
    前記吹出口の前記本体の前面側に回転自在に配置された第1上下風向板と、
    前記吹出口の前記本体の後面側に回転自在に配置された第2上下風向板と、
    前記第1上下風向板の回転軸に設置され、円弧状凹部を具備する第1制動部材と、
    前記第2上下風向板の回転軸に設置された第2駆動部材と、
    前記本体に揺動自在に設置され、扇状部を具備する第2制動部材と、
    前記第2駆動部材と前記第2制動部材とを連結する連結部材と、
    を有し、
    前記第1上下風向板が略鉛直の姿勢で、前記第2上下風向板が前記本体の下面方向に回転した姿勢のとき、前記連結部材は、前記第1制動部材の円弧状凹部に前記第2制動部材の扇状部を当接させ、一方、前記第1上下風向板が略鉛直の姿勢で、前記第2上下風向板が前記本体の上面方向に回転した姿勢のときには、前記連結部材は、前記第1制動部材の円弧状凹部から前記第2制動部材の扇状部を離脱させることを特徴とする空気調和機の室内機。
  3. 前記第1制動部材を回転する第1ステッピングモータと、
    前記第2制動部材を回転する第2ステッピングモータと、
    前記第1ステッピングモータおよび前記第2ステッピングモータの回転を制御する制御部と、を有し、
    該制御部が、前記第1上下風向板が略鉛直の姿勢で、前記第2上下風向板が略水平の姿勢のとき、前記第2ステッピングモータを回転して前記第2上下風向板を略鉛直の姿勢にすると同時に、前記第2制動部材の径大部が前記シーソー部材の他方の先端に当接しない位相にした後、前記第1ステッピングモータを回転して前記第1上下風向板を略水平の姿勢にし、
    一方、前記第1上下風向板が略水平の姿勢で、前記第2上下風向板が略鉛直の姿勢のとき、前記第1ステッピングモータを回転して前記第1上下風向板を略鉛直の姿勢にすると同時に、前記第1制動部材の径大部が前記シーソー部材の一方の先端に当接しない位相にした後、前記第2ステッピングモータを回転して前記第2上下風向板を略水平の姿勢にすることを特徴とする請求項記載の空気調和機の室内機。
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