JPH0792270B2 - 空気調和機の風向変更装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和機の空気吹出口に配置される風向変
更羽根により風向きを変更させる風向変更装置の改良に
関する。

（従来の技術） 一般に、空気調和機の風向変更装置は、空気吹出口に配
置された風向変更羽根を手動により回転させることによ
り送風方向を設定するものである。このため、例えば暖
房運転時において、強風量、下向吹出の状態では居住者
に不快感（ドラフト感）を与え、弱風量では温風が床面
付近まで達することができず、効率的な暖房ができない
という問題点がある。

上記のような問題点を改善するものとして、特公昭60−
40776号公報に開示されるごとく、空気吹出口におい
て、流れ方向に向って拡大する形状を有する１対の案内
壁の中間にモータ等の駆動装置で回動される風向変更羽
根を配置し、かつ上記案内壁の一方に上記風向変更羽根
とは逆方向に回動される補助羽根を設けて、上記風向変
更羽根と補助羽根の回動により、上記一対の案内壁への
流れの付着作用を変化させて風向きと風速の変化を得よ
うとするものがある。また「ヒートポンプエアコンの送
風技術」（ナショナル・テクニカル・レポート 第30巻
５号 1984年10月）に開示される如く、吹出し風速を、
弱風、微風、微弱風、超微風、の４種類に設定し各風速
の組合せおよび送風時間をランダムに制御するプログラ
ムを組み込んで自然に近い送風を得ようとするものがあ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のものでは、前者の場合にはヒ
ータや駆動機構が必要で構造が複雑になり、後者の場合
には、送風機自体を直接制御しているために、大きな周
期での風速の変化はあっても微妙なゆらぎを作りにく
く、またコストもかかるという欠点がある。

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、２枚の羽根を開閉することにより推進力を得
るバイスホッフメカニズムと呼ばれる揚力原理に基づく
開閉振動時に、２枚の羽根の外側にも空気の流れが生ず
ることに着目し、これを風向変更羽根に応用することに
より簡単な構成でもって室内環境に応じたゆらぎのある
風を良好に生成し、居住者に快適な空調空間を創り出す
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、空気調和機に、空気吹出口（５）に配置
され、一端が相互に連結されてバイスホッフメカニズム
に基づく開閉動作が可能な２枚の羽根（７），（８）に
より構成される風向変更羽根（６）と、該風向変更羽根
（６）にバイスホッフメカニズムに基づく開閉振動を生
ぜしめて、送風ファン（３）からの送風の方向を変動さ
せるよう制御する振動制御手段（16）と設ける構成とし
たものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、空気調和機の空気吹出
口（５）に配置された風向変更羽根（６）が、振動制御
手段（16）によってバイスホッフメカニズムに基づく開
閉振動を行い、その外側に開動作時と閉動作時とでは逆
の空気の流れを作るので送風に微小なゆらぎを生ぜし
め、居住者に快適感を与える。また振動制御手段（16）
によって、上記風向変更羽根（６）の振動速度、角度を
任意に換えることができ、室温や風速、プログラムなど
に応じた送風のゆらぎを作り出し、きめの細かい快適な
空調空間を作り出すことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図〜第６図に基づいて詳細
に説明する。

第１図に本発明の風向変更装置を備えた壁掛形空気調和
機の側面構成図を示す。第１図において、（１）は本体
ケーシング（４）の前面に設けられた空気吸込口、
（２）は送風の熱交換を行う熱交換器、（３）は送風用
のファン、（５）は本体ケーシング（４）の下部に設け
られた空気吹出口であって、上記ファン（３）の作動に
より空気吸入口（１）から取入れた空気を熱交換器
（２）で熱交換したのち、空気吹出口（５）から吹出す
ようになされている。

（６）は上記空気吹出口（５）に配置されて送風の風向
きと共に風速をも変更する風向変更羽根であって、その
構造を第３図に示す。第３図において、（Ａ），
（Ａ′），（Ｂ），および（Ｂ′）はセラミック圧電材
料の微細な粒子をフッ素系高分子中に分散させた面内異
方性のない圧電シートである。上記風向変更羽根（６）
は上記圧電シート（Ａ）と（Ａ′）、（Ｂ）と（Ｂ′）
をそれぞれ金属（Ｃ）および（Ｄ）に貼合わせて、それ
ぞれ両面に電極を設けて構成されるバイモルフ素子より
なる２枚の羽根（７）と（８）をそれぞれ一端にて絶縁
体（Ｅ）により連結して作られている。ここに上記風向
変更羽根（６）は例えば幅＝60mmに設定されている。
以上の構成よりなる風向変更羽根（６）の特性を第４図
に示す。バイモルフ素子はその両面の電極に印加される
電圧の極性により、２枚の圧電シートの伸縮差が生じ湾
曲するものであり、負の電圧が印加された側が凸になる
ように湾曲する。したがって、第３図（イ）に示すよう
な極性に電圧が印加されると、風向変更羽根（６）の２
枚の羽根（７）および（８）は内側に閉じる運動を行
い、羽根のまわりの空気は外向きに循環する。又、第３
図（ロ）のような極性に電圧が印加されると、上記２枚
の羽根（７）および（８）は外側に開く運動を行い、羽
根のまわりの空気は内向きに循環し、いわゆるバイスホ
ッフメカニズムを発揮する。このバイスホッフメカニズ
ムとは、時に開閉する２枚の羽根（７）および（８）の
内側の空気の流れに着目し、推進力を得ようとする揚力
原理であるが、２枚の羽根（７）および（８）に付着す
る流れも同時に生じ、第２図に示すように、２枚の羽根
（７）および（８）の外側に、開動作と閉動作とで逆の
流れを作り出すものである。

さらに、第１図において、（11）は上記風向変更羽根
（６）の２枚の羽根（７）および（８）に可変電圧を印
加する２組の規格電圧200Vの交流電源を備えた可変電
源、（12）は上記可変電源を制御する制御回路、（13）
は室内に配置される温度センサー、（14）は空気吹出口
付近に配置される風速センサー、（15）はプログラム設
定器である。ここで、上記制御回路（12）は温度センサ
ー（13）、風速センサー（14）、およびプログラム設定
器（15）の信号に応じて上記可変電源（11）の電圧を制
御し、上記風向変更羽根（６）の２枚の羽根（７）およ
び（８）に印加する電圧の大きさと周波数とを同時にか
つ任意に変化させるものである。

以上の構成により、上記風向変更羽根（６）は上記制御
回路（12）の制御信号にしたがって作動する上記可変電
源（11）の変化する印加電圧に応じて、第３図に示され
るようなバイスホッフメカニズムに基づく開閉振動を行
う。例えば上記風向変更羽根（６）は周期10秒程度の20
0Vの規格交流電圧を印加された場合、振幅16.5mmの開閉
振動を生じ、開動作時には風向変更羽根の外側に送風方
向とは逆の空気の流れを生ぜしめ、風速を弱める一方、
閉動作時には逆の作用で風速を強める。したがって、空
気吹出口（５）より吹出される空調空気には微妙なゆら
ぎが生ずる。また上記風向変更羽根（６）の２枚の羽根
（７）および（８）に印加される電圧の大きさを相互に
変えることにより、それぞれの振幅を相互に変えること
ができ、風向きの変化をも生ぜしめる。

以上の可変電源（11）、制御回路（12）、温度センサー
（13）、風速センサー（14）、およびプログラム設定器
（15）によって風向変更羽根（６）にバイスホッフメカ
ニズムに基づく振動を行わせる振動制御手段（16）を構
成している。

第５図に、上記風向変更装置を備えた壁掛形空気調和機
による室内の空調空気の流れを示す。第５図で、空気吹
出口（５）に配置された風向変更羽根（６）は、振動制
御手段（16）により、冷暖房時、室温、風速あるいはプ
ログラムに応じて、任意の周期や振幅で振動し、送風の
風速や風向きに微妙なゆらぎを生ぜしめて居住者にドラ
フト感のない快適な空調感を与える。また、上記風向変
更羽根（６）の振動によって送風範囲が拡散するため
に、室内に均一に空調空気が循環し、上記ゆらぎの効果
と相俟って非常にきめの細かい空調空間を作り出してい
る。

本発明の風向変更装置は、各種の空気調和機に適用でき
るものであって、第５図に、天井埋込形空気調和機に上
記風向変更装置を備えた例を示す（この図で振動制御手
段は省略されている）。第５図において、空気吸込口
（１′）から取入れられた空気は、ファン（３′），
（３′）により２方向に分かれて送られ、熱交換器
（２′ａ），（２′ｂ）によりそれぞれ熱交換され、２
ケ所に設けられた空気吹出口（５′ａ），（５′ｂ）か
らそれぞれ室内に送風される。このとき、第５図におい
て左右の風向変更羽根（６′ａ）および（６′ｂ）のバ
イスホッフメカニズムによる振動で微妙なゆらぎを与え
られ、室内に拡散されるが、上記２組の風向変更羽根
（６′ａ）および（６′ｂ）の振動状態を同期させる、
あるいは逆位相にする、あるいは周期を異ならせる等の
複雑な制御を行うことで、一層きめの細かい快適な空調
空間を作り出すことができる。

本発明の風向変更装置に備えられる風向変更羽根の構造
は、上記実施例のバイモルフ圧電素子により構成される
ものとは限定されず、２枚の羽根を開閉させる機械的，
あるいは電気的駆動機構を振動制御手段に備えた種々の
構造をものを適宜採用することができる。その例として
第６図に、形状記憶合金を利用したものを示す。第６図
において、（７″）および（８″）は端部を回動自在に
固定された２枚の羽根で風向変更羽根（６″）を構成す
る板状部材、（20a）および（20b）はTi−Ni系合金等よ
りなる形状記憶合金で形成された形状記憶バネ、（21
a）および（21b）は上記形状記憶バネ（20a）および（2
0b）をそれぞれ加熱するヒータ、（22a）および（22b）
はバイアスバネであり端部を共通に固定されている。
（23）は上記ヒータ（21a）および（21b）に可変電圧を
印加する制御装置で各種センサーやタイマー等を備えて
いる。上記ヒータ（21a）および（21b）に電圧が印加さ
れると、上記形状記憶バネ（20a）および（20b）を加熱
する。上記形状記憶バネ（20a）および（20b）は、常温
では変形し易い性質を持ち、上記バイアスバネ（22a）
および（22b）に引張られ、上記風向変更羽根（６″）
の２枚の羽根（７″）および（８″）を閉じた状態にし
ているが、加熱されると形状記憶効果を生じて縮むの
で、上記２枚の羽根（７″）および（８″）を開いた状
態にするものである。したがって、上記制御装置（23）
から変化する電圧を並列に印加し、上記ヒータ（21a）
および（21b）を同時に加熱、冷却をくり返させるよう
に制御することによって、上記２枚の羽根（７″）およ
び（８″）にバイスホッフメカニズムに基づく開閉振動
を生ぜしめることができる。以上において、上記形状記
憶バネ（20a）および（20b）、上記ヒータ（21a）およ
び（21b）、上記バイアスバネ（22a）および（22b）、
および上記制御装置（23）によって、上記風向変更羽根
（６″）の振動を制御する振動制御手段（16″）を構成
している。上記構成よりなる風向変更装置を各種空気調
和機に備えても、上記実施例と同様に、室内環境に応じ
て任意のゆらぎのある風を室内に吹き出し、快適な空調
空間を作り出すことができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、空気吹出口にバ
イスホッフメカニズムによる振動を行う風向変更羽根を
設けたので、簡易な構造で、空気調和機の送風に風速、
風向きのゆらぎを任意に作り出すことができ、快適な送
風を行うことができる。

また、風速センサーや室温センサー、プログラム設定器
などを振動制御手段に備えると、一層きめの細かい快適
な空調空間を作り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図は壁掛
形空気調和機に適用した場合の概略縦断側面図、第２図
は２枚のバルモルフ素子で構成した風向変更羽根の概略
断面図、第３図（イ）および（ロ）は上記風向変更羽根
のバイスホッフメカニズムの説明図で、第３図（イ）は
２枚の羽根が閉じるときの状態、第３図（ロ）は開くと
きの状態を示す。第４図は室内の空調空気の循環を示す
説明図である。第５図は天井埋込形空気調和機に適用し
た場合の縦断側面図、第６図は風向変更装置の変形例を
示す概略図である。 （５）……空気吹出口、（６），（６′），（６″）…
…風向変更羽根、（７），（７′），（７″），
（８），（８′），（８″）……羽根、（16）……振動
制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気吹出口（５）に配置され、一端が相互
   に連結されてバイスホッフメカニズムに基づく開閉動作
   が可能な２枚の羽根（７），（８）により構成される風
   向変更羽根（６）と、 該風向変更羽根（６）にバイスホッフメカニズムに基づ
   く開閉振動を生ぜしめて、送風ファン（３）からの送風
   の方向を変動させるよう制御する振動制御手段（16）と
   を備えたことを特徴とする空気調和機の風向変更装置。