(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱体内に熱交換器と送風機を具備した送風ユニットで、空気吹き出し口に配設され、上下方向に動作することにより空気の吹き出し流れを変える風向変更羽根を有した室内機において、前記風向変更羽根を駆動する駆動装置はトルク可変手段を介して動作するようにし、前記風向変更羽根が下方向に動作する時は駆動装置のトルクを低減することを特徴とする空気調和機の風向制御装置。
【請求項２】
トルク可変手段は、駆動装置の電源回路に直列接続した電圧降下手段と、これに並列接続したスイッチで電圧切替回路を構成し、風向変更羽根が上方向の動作時は前記スイッチを閉動作とし、下方向の動作時は前記スイッチを開動作とすることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の風向制御装置。
【請求項３】
風向変更羽根を下方向に動作する時は、駆動装置の印加電圧を所定時間高く設定して起動を行い、その後は印加電圧を低く設定するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機の風向制御装置。
【請求項４】
トルク可変手段は電圧切替回路のスイッチに駆動装置の励磁検知回路と前記駆動装置の励磁方向検知回路と前記励磁方向検知回路の遅延回路を接続して構成し、前記励磁検知回路の動作により前記スイッチを閉動作とし、前記励磁方向検知回路の動作時は遅延回路を介して前記スイッチを開動作とするようにした請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機の風向制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の室内機の風向制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機の風向制御装置は、図８の概略回路図のような構成となっている。空気調和機の空気吹き出し口に配設されている風向変更羽根１０７を駆動する駆動装置（以下ステッピングモータと呼ぶ）１０８は、その複数巻線（通常は４相）を順次励磁する駆動回路１０と定電圧の直流電源１１１に接続されている。
【０００３】
そして風向変更羽根１０７の駆動は、駆動回路１１０によりステッピングモータ１０８の巻線を所定の励磁方向に順次駆動することにより回転動作を行い、また風向変更羽根７の開閉方向の切替動作は、ステッピングモータ８の励磁方向の順序を逆方向に変えることにより行っている。
【０００４】
この風向変更羽根１０７を開閉することにより、空気の吹き出し流れを上方向や下方向に吹き分けるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記構成では、ステッピングモータ１０８は、直流電源１１１を風向変更羽根１０７の上方向の最大所要トルクに対応した電圧に設定して駆動するため、負荷変動の大きい風向変更羽根１０７の上下動作には最適な制御ではなかった。
【０００６】
即ち、風向変更羽根１０７は、上方向の動作には大きなトルクを必要とするが、下方向の動作時は、風向変更装置の自重が駆動負荷を軽減することにより所要トルクが低下するため、ステッピングモータ１０８のトルクが過剰となって駆動機構部の振動や騒音の原因になっていた。また下方向の動作時には必要以上の駆動電力が消費されて電力の無駄がある等の課題を有してしいた。
【０００７】
そこで本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、風向変更羽根１０７動作時の駆動音や振動等を防止すると共に、ステッピングモータ１０８の駆動電力を低減した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】
そこで本発明の空気調和機の風向制御装置は、風向変更羽根の上下動作の駆動負荷に対応してステッピングモータのトルク可変手段を設け、所要負荷の大きい上昇時はステッピングモータの発生トルクを大きくし、下降時の軽負荷条件ではトルクを低減するようにしたものである。
【０００９】
そしてこのトルク可変手段は、ステッピングモータの電源回路に電圧降下手段（たとえば抵抗）を直列に介し、これをスイッチ（たとえばトランジスタ）で切替選択して電圧切替回路を構成したものである。
【００１０】
更に風向変更羽根を下方向に動作する時は、ステッピングモータの初期電圧を所定時間のみ高く設定するようにしたものである。
【００１１】
またトルク可変手段は電圧切替回路のスイッチにステッピングモータの励磁検知回路を接続してこの動作により前記スイッチを閉動作にすると共に、励磁方向検知回路の動作時は遅延回路を介して前記スイッチを開動作とするようにしたものである。
【００１２】
本発明は上記手段により、風向変更羽根の上下動作に伴う負荷変動に対応してステッピングモータの発生トルクを可変制御するため、特に風向変更羽根が下方向の動作時に発生することがある微振動の抑制や耳障りな騒音を低減できるようになると共に、トルク低減に伴いステッピングモータの駆動電力も削減が可能になる。
【００１３】
そしてトルク可変手段は、ステッピングモータの印加電圧を切替選択するようにしたため、簡単な構成でトルクの設定や変更を容易に行うことができる。
【００１４】
更に風向変更羽根を下方向に動作する時は、ステッピングモータの起動電圧を高く設定するようにしたため確実な運転を行うことができる。
【００１５】
またトルク可変手段は、ステッピングモータの励磁検知回路と励磁方向検知回路および遅延回路で構成したため、ステッピングモータに接続すれば容易に電圧切替回路を実現できる等、汎用性のあるトルク可変手段を提供できるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気調和機の風向制御装置の第１の実施形態について図１から図７に基づいて説明する。
【００１７】
まず室内機の構成についてその説明を行う。図１は、空気調和機本体を居室内（この場合本体は部屋のコーナーに設置される）に設置した場合の斜視図である。図２は図１をＡ方向から見た平面図である。図３は図２のＢ−Ｂ断面図の前方部分であり風向変更羽根の位置と送風空気の吹き出し流れを示すものである。
【００１８】
１は居室内の天井と２方向の壁のコーナーに密着して取り付けられ、下方に吸い込み口５を有し、円弧の部分に吹き出し口２を有する４分の１円弧の扇形台状をした空気調和機本体である。送風機４でクロスフローファン３が回転し送風すると、下方の吸い込み口５から空気を吸入し、熱交換器６を経由して、円弧状の吹き出し口２から空気が送出される。７は風向変更羽根で４分の１円弧状で吹き出し口２を覆うように外周側に配設されており、停止時は図３（Ａ）に示すような位置で吹き出し口２を覆い、運転時は図３（Ｂ）に示すような位置まで上昇して空気を略水平に吹き出す。８はステッピングモータで前記風向変更羽根７を上下に移動させる。なお９は水受け皿を示す。
【００１９】
次に風向変更羽根７の制御構成の説明を行う。図４は風向制御装置の電子回路図であり、ステッピングモータ８は、巻線端子ａ，ｂ，ｃ，ｄをドライバ内蔵の駆動回路１０に接続し、巻線の電源端子ｅは電圧切替回路１２の抵抗１３とトランジスタ１４の回路を介して直流電源１１に接続されている。
【００２０】
そして前記電圧切替回路１２のトランジスタ１４のベース端子は、ステッピングモータ８の巻線端子ａ，ｂ，ｃ，ｄを入力とする励磁検知回路（ＡＮＤゲート）１５の出力端子に接続し、この巻線端子ａ，ｂ，ｃ，ｄの何れかが励磁されるとトランジスタ１４が動作（ＯＮ）するようにしている。
【００２１】
更にステッピングモータ８の巻線端子ａ，ｂの２信号を入力とする励磁方向検知回路（位相検知）１６の出力は、動作の遅延回路１７を介して前記励磁検知回路（ＡＮＤゲート）１５の動作禁止端子に接続している。
【００２２】
なお前記励磁方向検知回路（位相検知）１６は、ステッピングモータ８の巻線端子ａの動作（ＯＮ）がｂの動作より先行したことを検知して出力ラッチするようにしている。
【００２３】
上記構成において空気調和機１を運転すると、送風機４でクロスフローファン３を回転して送風を開始する。同時に駆動回路１０をステッピングモータ８の巻線端子ａ，ｂ，ｃ，ｄを上方向に励磁するため、励磁検知回路（ＡＮＤゲート）１５が出力してトランジスタ１４をＯＮし抵抗１３をショートする。この動作によりステッピングモータ８は、電圧切替回路１２を介して直流電源１１を印加されるため定格電圧で風向変更羽根７を上方向に駆動し図３（Ａ）から（Ｂ）の位置まで移動する。
【００２４】
この時はステッピングモータ８の巻線端子ｂのＯＮ動作がａの動作より先行しているため励磁方向検知回路１６は出力しない。この状態を図５のタイムチャートの（イ）域に示す。
【００２５】
そして空気調和機１を運転から停止にすると、送風機４とクロスフローファン３の回転が停止して送風を止めると共に、駆動回路１０がステッピングモータ８の巻線端子ａ，ｂ，ｃ，ｄを下方向に励磁するため励磁検知回路（ＡＮＤゲート）１５が出力してトランジスタ１４をＯＮし抵抗１３をショートすることにより、電圧切替回路１２は、ステッピングモータ８に定格電圧を印加する。
【００２６】
この動作によりステッピングモータ８は、定格電圧で起動して風向変更羽根７を下方向に駆動を開始する。更に励磁方向検知回路１６は、ステッピングモータ８の巻線端子ａのＯＮ動作がｂの動作ＯＮより先行したことを検知してその出力をラッチし、遅延回路１７の設定時間（ｔ）後に励磁検知回路（ＡＮＤゲート）１５の出力を禁止（停止）することにより、電圧切替回路１２のトランジスタ１４がＯＦＦし抵抗１３がステッピングモータ８と直列接続される。
【００２７】
これによりステッピングモータ８は、直流電源１１から抵抗１３の電圧降下分を差し引いた電圧低減状態で運転し、風向変更羽根７を上限位置から下方に駆動し図３（Ｂ）から（Ａ）の位置まで移動させて停止する。この際ステッピングモータ８の駆動負荷は、風向変更羽根７が４分の１円弧状の形状で自重が重いため、下方向の負荷が減少し所要トルクは低減しても問題はない。
【００２８】
なお励磁方向検知回路１６の検知動作は、駆動初期に短時間で完了するため遅延回路１７の設定時間（ｔ）と電圧切替の遅延時間（Ｔ）は同程度になる。この状態を図５のタイムチャートの（ロ）域に示す。
【００２９】
また、図６は第２の実施形態を示すものであり、図４の第１実施形態と相違する点は、電圧切替回路１２のトランジスタ１４の制御を駆動回路１０で行うようにしたものである。
【００３０】
電圧切替回路１２は抵抗１３とトランジスタ１４で構成してステッピングモータ８の電源に直列接続し、このトランジスタ１４のベース端子を駆動回路１０の出力端子ｆで制御するようにしたものである。出力端子ｆは、通常ＯＮとしてトランジスタ１４をＯＮしステッピングモータ８に定格電圧を印加する。
【００３１】
そして出力端子ｆは、風向変更羽根７を下方向に駆動する際に起動時所定時間（Ｔ）後に出力をＯＦＦしてトランジスタ１４をＯＦＦすることにより、ステッピングモータ８は、起動時は定格電圧で運転を行いその後は電圧低減状態で風向変更羽根７を駆動する。この状態を図７のタイムチャート（ハ）及び（ニ）に示す。
【００３２】
【発明の効果】
上記より明らかなように本発明は、自重の重い風向変更羽根の上下動作に伴う負荷変更に対応して駆動装置８の発生トルクを可変するようにしたため、特に風向変更羽根が下方向の動作時はトルクを低減して微振動の抑制や耳障りな騒音を低減できるようになると共に、駆動装置の駆動電力も削減が可能になる。
【００３３】
そしてトルク可変手段は、電圧降下手段と並列のスイッチで電圧切替回路１２を構成したため、簡単な構成でトルクの設定や変更を容易に行うことができる。
【００３４】
更に風向変更羽根を下方向に動作する時は、駆動装置の起動電圧は定格電圧にしたため確実な運転を行うことができる。
【００３５】
また駆動装置の励磁検知回路と励磁方向検知回路および遅延回路で電圧切替回路を構成し、駆動装置に追加接続すればトルク可変手段を容易に実現できるようにしたため汎用性がある等、多くの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気調和機本体を居室内に設置した場合の斜視図
【図２】図１をＡ方向から見た平面図
【図３】風向変更装置の位置と送風空気の吹き出し流れを示す動作図
【図４】本発明の第１の一実施形態を示す空気調和機の風向制御装置の電子回路図
【図５】同風向制御装置のタイミングチャート
【図６】本発明の第２の実施形態を示す空気調和機の風向制御装置の電子回路図
【図７】同風向制御装置のタイミングチャート
【図８】従来の空気調和機の風向制御装置の概略電気回路図
【符号の説明】
７  風向変更装置
８  ステッピングモータ
１０  駆動回路
１１  直流電源
１２  電圧切替回路
１３  電圧降下手段
１４  スイッチ
１５  励磁検知回路
１６  励磁方向検知回路
１７  遅延回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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