(57)【要約】【課題】腕部を有する空気調和機の使用時において、風向変更羽根が変動する際、その挙動を安定させることを目的とするものである。【解決手段】腕部３１は、吹出口６近傍に設けた、吹出口６の上下方向に対して少なくとも１箇所以上の変極点Ａを有する溝部３１ａを変動することで風向変更羽根３０の吹出口６からの突出変動量を調整する構成とし、腕部３１が変極点Ａ近傍に到達したことを腕部位置検知手段５１が検出したときに、腕部３１の回動速度を所定範囲内に収まるように、制御手段が腕部駆動手段３４を制御するというものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和機の吹出口において、前記吹出口から吹出される風の上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、前記風向変更羽根を回動可能に支持するとともに前記吹出口からの一部回動を伴う突出変動が可能な腕部と、前記風向変更羽根を回動させる風向変更羽根駆動手段と、前記腕部を変動させる腕部駆動手段と、前記腕部の位置を検知する腕部位置検知手段と、前記風向変更羽根駆動手段による前記風向変更羽根の回動量および前記腕部位置検知手段による前記腕部の変動量を制御する制御手段とを具備し、前記腕部は、前記吹出口近傍に設けた、前記吹出口の上下方向に対して少なくとも１箇所以上の変極点を有する溝部を変動することで前記風向変更羽根の前記吹出口からの突出変動量を調整する構成とし、前記腕部が前記変極点近傍に到達したことを前記腕部位置検知手段が検出したときに、前記腕部の回動速度を所定範囲内に収まるように、前記制御手段が前記腕部駆動手段を制御する空気調和機。
【請求項２】
前記風向変更羽根が突出する方向に変動する突出速度が、前記風向変更羽根を引込む方向に変動する引込速度よりも遅くなるように、前記制御手段が前記腕部駆動手段を制御する空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関するものであり、室内機に設けた風向変更羽根を開閉する際の変動に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、使用者、いわゆる顧客からの要望として、空気調和機による快適性向上というものがある。
【０００３】
代表的なものとしては、暖房運転時において、使用者の足元へ如何に温風を届けるのか、という技術的課題につながっている。
【０００４】
また、冷房運転時には、人に直接冷風を当てることのない、いわゆる気流感のない空調が望まれている。
【０００５】
一般的に、空気調和機の室内機から吹出される風の流れ（いわゆる「気流」）を任意の方向に向けるためには、室内機の吹出口近傍に設ける風向変更羽根の大きさ、具体的には風の流れを方向付けるために吹出される風の流れに沿う風向変更羽根の面積を大きくすればよいことが知られている。
【０００６】
また、その目的を実現する手段として、風向変更羽根を複数枚設けるものや、標準的な風向変更羽根の面積よりも大きなものを用いるなどした空気調和機が種々提案されている。
【０００７】
近年、上記した課題を解決するものとして、室内機に設けた吹出口において、変動可能な腕部を介して上下方向の風向を制御する風向変更羽根を具備するものが提案されている（以下、「腕部を有する空気調和機」と記す）。
【０００８】
その結果、冷房運転時には気流感がなく、暖房運転時には頭寒足熱を実現することで快適な住環境を創り出す空気調和機が実現できるというものである。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、広く従来から用いられている空気調和機では、風向変更羽根は室内機の吹出口、いわゆる筐体を構成する部材の一部に取付けられており、風向変更羽根を回動するだけで、所定の方向に対する気流を導くことが可能であった。
【００１０】
しかしながら、上記した腕部を有する空気調和機では、風向変更羽根の回転動作に加えて、この風向変更羽根を吹出口に対して前後、あるいは上下させる腕部の動作が加わるため、次のような困難さがあった。
【００１１】
つまり、モータなどを用いて可動する部分が複数となるので、所定位置に風向変更羽根を位置させる各部の動きが相互に影響を及ぼし、その制御が複雑となる。
【００１２】
特に、風向変更羽根を出し入れする際に駆動する腕部が、直線運動にて動く場合には、制御も多少容易であるが、例えば、腕部の構成が複数部材を組み合わせるような場合、特
に折り畳み動作や、曲線動作を伴う場合には、部材の相互の動きが干渉し合い、非常に複雑な制御が要求されることになる。
【００１３】
また、暖房運転時において、温風を使用者の足元に届けるために、風向変更羽根を大型化した場合、次のような課題があった。
【００１４】
まずひとつは、風向変更羽根の大型化に伴い、その自重が無視できない重量となってくるという課題があった。
【００１５】
具体的には、一定の速度で風向変更羽根が変動しているときに、風向変動羽根の変動に曲線動作が加わると、その変極点を境に、自重が加わる方向に対して重力による加速が加わるため、変極点以降の変動速度が速くなることがあった。
【００１６】
このような変動速度の変化に対して使用者は違和感を持ち、場合によっては室内機に不具合が生じたと判断するという課題があった。
【００１７】
特に、リビングなど、人目につきやすい場所に設置される空気調和機はインテリアとしての要素も要求されることから、基本性能に加え、このような見た目の挙動に違和感を生じるということは、使用者が空気調和機を購入する際のマイナス要因となるため、解消しなければならない重要な課題であった。
【００１８】
また、吹出口から吹出される風の影響も大きく、一定の速度で風向変更羽根を出し入れした場合、吹出される風が追い風となる突出時と、吹出される風が向かい風となる引き込み時で、変動速度が異なるという課題を有していた。
【００１９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、空気調和機の使用時において、風向変更羽根が変動する際、その挙動を安定させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、
空気調和機の吹出口において、吹出口から吹出される風の上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、風向変更羽根を回動可能に支持するとともに吹出口からの一部回動を伴う突出変動が可能な腕部と、風向変更羽根を回動させる風向変更羽根駆動手段と、腕部を変動させる腕部駆動手段と、腕部の位置を検知する腕部位置検知手段と、風向変更羽根駆動手段による風向変更羽根の回動量および腕部位置検知手段による腕部の変動量を制御する制御手段とを具備し、腕部は、吹出口近傍に設けた、吹出口の上下方向に対して少なくとも１箇所以上の変極点を有する溝部を変動することで風向変更羽根の吹出口からの突出変動量を調整する構成とし、腕部が変極点近傍に到達したことを腕部位置検知手段が検出したときに、腕部の回動速度を所定範囲内に収まるように、制御手段が前記腕部駆動手段を制御するというものである。
【００２１】
本構成とすることで、風向変更羽根が変動する際、変極点を通過する構造を有していても、風向変更羽根の変動速度を所定範囲内に収めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の空気調和機は、上記した構成により、風向変更羽根の変動速度を所定範囲内に収めることができ、自重の考慮が必要となる大型の風向変更羽根を有する空気調和機においても、風向変更羽根の変動を安定して行うことが可能となる。
【００２３】
その結果、空気調和機に大型の風向変更羽根を用いることが可能となり、快適な気流、
特に暖房運転時に、使用者の足元に対して、より温風が届くような快適気流を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
第１の発明は、空気調和機の吹出口において、吹出口から吹出される風の上下方向の風向を制御する風向変更羽根と、風向変更羽根を回動可能に支持するとともに吹出口からの一部回動を伴う突出変動が可能な腕部と、風向変更羽根を回動させる風向変更羽根駆動手段と、腕部を変動させる腕部駆動手段と、腕部の位置を検知する腕部位置検知手段と、風向変更羽根駆動手段による風向変更羽根の回動量および腕部位置検知手段による腕部の変動量を制御する制御手段とを具備し、腕部は、吹出口近傍に設けた、吹出口の上下方向に対して少なくとも１箇所以上の変極点を有する溝部を変動することで風向変更羽根の吹出口からの突出変動量を調整する構成とし、腕部が変極点近傍に到達したことを腕部位置検知手段が検出したときに、腕部の回動速度を所定範囲内に収まるように、制御手段が腕部駆動手段を制御することとしたので、風向変更羽根が変動する際、変極点を通過する構造を有していても、風向変更羽根の変動速度を所定範囲内に収めることが可能となる。
【００２５】
その結果、風向変更羽根の変動動作が安定するため、空気調和機に大型の風向変更羽根を用いることが可能となる。
【００２６】
よって、この空気調和機を用いることで、快適な気流、特に暖房運転時に、使用者の足元に対して、より温風が届くような快適気流を実現することが可能となる。
【００２７】
第２の発明は、風向変更羽根が突出する方向に変動する突出速度が、風向変更羽根を引込む方向に変動する引込速度よりも遅くなるように、制御手段が前記腕部駆動手段を制御するというものである。
【００２８】
本構成により、快適性を実現する手段として風向変更羽根を大型化することで課題となっていた、室内機の吹出口から吹出される風の影響を受けたとしても、風向変更羽根の出し入れ時の速度がほぼ等しくなるように制御できる。
【００２９】
その結果、空気調和機としての挙動に違和感がなくなり、使用者に不具合を想起させることがなくなる。
【００３０】
（実施の形態１）
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横断面図、図２は同空気調和機の室内機の正面図である。
【００３１】
空気調和機の室内機１０は、その本体内部に熱交換器１と、送風ファン２と、水受け皿３と、ディフューザー４とを有している。熱交換器１は、後述する風回路において、送風ファン２の上流側に配置され、水受け皿３は、熱交換器１の下端部側に配置している。ディフューザー４は、後述する風回路において、送風ファン２の下流側の通風路を形成している。
【００３２】
空気調和機の室内機１０は、その本体の前面上部と上面に吸込口５を形成し、その本体の前面下部から下面にかけて吹出口６を形成している。熱交換器１は、吸込口５に対向する位置に配置され、ディフューザー４の下流側端部によって囲まれる仮想面が吹出口６を構成する。
【００３３】
ここで吹出口６は、その上端６ｈが下端６ｂよりも前方側に位置するように構成されている。
【００３４】
空気調和機の室内機１０は、前面の吸込口５を開閉するパネル２０と、吹出口６を開閉する風向変更羽根３０と、前面の吸込口５の吹出口６側で開閉する中羽根４０とを備えている。
【００３５】
風向変更羽根３０は１枚で構成されており、一端部３０ａから他端部３０ｂにかけて孤を描く横断面形状で湾曲形状あるいは略湾曲形状であり、一方の面は湾曲凹面が形成され、他方の面は湾曲凸面が形成されている。
【００３６】
パネル２０、風向変更羽根３０、及び中羽根４０が全て閉塞した状態では、中羽根４０の少なくとも上端側はパネル２０によって覆われ、中羽根４０の少なくとも下端側は風向変更羽根３０によって覆われる。
【００３７】
また、中羽根４０は、開状態では、パネル２０の下端側から吸込口５に流入する空気を阻止する。風向変更羽根３０が閉塞した状態では、風向変更羽根３０の一端部３０ａは、吹出口６の下端６ｂと当接または略当接する。
【００３８】
腕部３１は、その一端側を空気調和機の室内機１０の本体内に回動自在に保持され、その他端側に風向変更羽根３０を回動自在に保持している。
【００３９】
なお、腕部３１は、図１に示すように、溝部３１ａと腕部材３１ｂとで構成することが望ましい。
【００４０】
腕部材３１ｂの一端側は、空気調和機の室内機１０の吹出口６近傍に設けた溝部３１ａ内で摺動自在に保持されている。そして腕部材３１ｂの他端側は、風向変更羽根３０を回動自在に保持している。
【００４１】
風向変更羽根３０は、閉塞時に空気調和機の室内機１０の本体側となる裏面に回転支持部３２を形成している。腕部材３１ｂの他端側とこの回転支持部３２とが回動自在に連結されている。
【００４２】
腕部３１は、図２に示すように、空気調和機の室内機１０の本体の両側部に設けられ、それぞれの腕部３１は、連結棒３３によって連結されている。また、一方の腕部３１の側部には第１の駆動手段である腕部用モータ３４が配置されている。
【００４３】
腕部用モータ３４の回動は、一方の腕部３１だけでなく、連結棒３３によって他方に配置された腕部３１にも伝達される。一方の腕部３１の側部には第２の駆動手段である羽根用モータ３５も配置されている。羽根用モータ３５は、駆動伝達機構（図示せず）によって、その回転を腕部材３１ｂの他端側と回転支持部３２との回動支点に伝達し、腕部３１に対して風向変更羽根３０を回動させる。
【００４４】
なお、風向変更羽根３０の回動は、吹出口６の外側、いわゆる前方に腕部材３１ｂの他端側と回転支持部３２との回動支点を配置させた状態で、前記風向変更羽根３０を回動させる。
【００４５】
回転支持部３２は、図２に示すように、風向変更羽根３０の両端部から所定寸法を有して風向変更羽根３０の裏面の両側部に設けられている。なお、図２では、一対の回転支持部３２を示しているが、風向変更羽根３０の長さに応じて一対の回転支持部３２の間に更に他の回転支持部３２を設けてもよい。
【００４６】
中羽根駆動機構４１は、中羽根４０の背面側に設けられ、吸込口５を開閉するように中羽根４０を動作する。中羽根駆動機構４１とパネル駆動機構２１との動作タイミングは、制御手段（図示せず）によって制御される。また、この制御手段は駆動手段制御部も含んでおり、腕部用モータ３４及び羽根用モータ３５の駆動も行う。
【００４７】
また、腕部材３１ｂの位置を測定するために、腕部位置検知手段５１が、腕部３１の近傍に設けてあり、本実施の形態としては、腕部３１の位置を検知するために腕部材３１ｂの所在を検知している。
【００４８】
この腕部位置検知手段としては、フォトセンサや、ロータリエンコーダを用いればよい。
【００４９】
以上の構成をした空気調和機の室内機１０に対する制御について図３から図７を用いて説明する。
【００５０】
図３は、腕部３１を変動させる場合における、腕部変動速度を制御する概念フロー図である。
【００５１】
図４から図７は、上記図１、図２を用いて説明した空気調和機の室内機１０の吹出口６近傍の要部拡大図を示しており、具体的には、停止状態から暖房運転時に用いる下吹出し時の風向変更羽根３０の動きを示している。
【００５２】
以下、暖房運転時を例に取り、各図面とともに本実施の形態の詳細について説明する。
【００５３】
図４は、室内機１０の停止状態を表している。
【００５４】
図に示すように、吹出口６の下端６ｂ近傍には当てリブ５０が設けてあり、この当てリブ５０と風向変更羽根３０の一端部３０ａが当接することにより、風向変更羽根３０の位置決めがなされた状態で、吹出口６を閉じている。
【００５５】
また、腕部３１は、腕部材３１ｂの反風向羽根側端部に設けてある凸部３１ｃが、吹出口６内壁に設けた溝部３１ａを摺動する構成としている。
【００５６】
また、溝部３１ａが有する変極点には、符号Ａを付与している。
【００５７】
この状態で、図示しない遠隔操作装置などにより、使用者から空気調和機に対して暖房運転を行うよう指示される（図３中、「運転開始」）。
【００５８】
空気調和機は、この運転指令を受け、室内機１０に設けた制御手段からの指示により、暖房運転に応じた位置に向けて風向変更羽根３０を移動させる。
【００５９】
すなわち、図４の停止状態から図５を経て、図６に至る。
【００６０】
このとき、腕部位置検知手段と制御手段（いずれも図示せず）では、図３に示す、次のようなやり取りが行われている。
【００６１】
すなわち、腕部位置検知手段は凸部３１ｃの位置を検知しており、その位置が変極点Ａに達したか、否かを検知している（図３中、Ｓ１）。
【００６２】
図４から図６までは、変極点Ａに達していないため、変動速度をｓ１として腕部３１を
変動させる（図３中、Ｓ２）。
【００６３】
そして、図６に示すように、凸部３１ｃが変極点Ａに達したことを腕部位置検知手段が検知すると、腕部３１が変動する速度をｓ１よりも遅いｓ２に切替える（図３中、Ｓ３）。
【００６４】
これは、図から明らかなように、溝部３１ａの傾斜が、変極点Ａを境に急勾配となることによる影響を低減するためである。
【００６５】
すなわち、停止状態から変極点Ａまではいわゆる登り動作のため、腕部３１が変動する速度を所定速度に調整できるが、変極点Ａを超えると下り動作となり、風向変更羽根３０を大型化したことによる自重、つまり重力の影響を受けることになるためである。
【００６６】
よって、使用者が、風向変更羽根３０の変動動作に対して違和感を持たないように、変極点Ａに達するまでの“速度ｓ１”と“風向変更羽根３０の自重による加速＋速度ｓ２”がほぼ等しくなるようにする必要がある。
【００６７】
具体的な数値については、風向変更羽根３０の重量から計算する方法や、実験を行い、視覚による検証を繰り返す方法などがある。
【００６８】
また、風向変更羽根３０の大きさや形状にも左右されるため、個別に最適値を設定すればよい。
【００６９】
その後、図３中、Ｓ４に示すように所定の停止位置Ｓに達したことを確認して、腕部３１の変動を停止する（図３中、Ｓ５）。
【００７０】
なお、この停止位置は、空気調和機の各運転動作に応じて定められた位置でよい。
【００７１】
そして、図７に示すように、腕部材３１ｂが所定位置に達したところで、暖房運転の下吹出しを行うために風向変更羽根３０が、羽根用モータ３５によって、図面上反時計回りの方向へ回動され、暖房運転を行う。
【００７２】
また、腕部位置検知手段にフォトセンサを用いた場合、上述した変極点Ａの検知は、フォトセンサの出力がＨｉかＬｏを検知すればよい。
【００７３】
以上のように、腕部３１を構成する溝部３１ａを湾曲状に構成することで生じる変極点Ａに対して、溝部３１ａを摺動する凸部３１ｃがどの位置に存在するかを検知し、変極点Ａの前後、すなわち、風向変更羽根３０の自重を考慮する必要が発生したか否かを検知し、自重の考慮が必要となった場合に、腕部３１の変動速度を調整することにより、変極点Ａ前後の変動速度をほぼ等しくすることが可能となる。
【００７４】
その結果、使用者に対して風向変更羽根３１の変動に対する違和感を与えることはない。
【００７５】
従って、風向変更羽根３０を大型化したことによる影響を低減することが可能となり、暖房運転時に、使用者の足元に温風が届くという快適な気流を実現することができる。
（実施の形態２）
次に、図４から図８を用いて、実施の形態２について説明する。
【００７６】
なお、風向変更羽根３１の動作（図４〜図７）については、実施の形態１にて説明した
動作を援用する。
【００７７】
すなわち、図４から図７へと向かう、風向変更羽根３０が突出する方向へと変動する場合、室内機１０が吹出される風は風向変更羽根３０にとって追い風となる。
【００７８】
特に、本実施の形態のように、風向変更羽根３０が外部に対して張り出すように湾曲している場合、室内機１０が吹出される風は、あたかもヨットの帆が風を受けるように作用する。
【００７９】
逆に、風向変更羽根３０が、図７から図４へと引き込まれる方向へと移動する場合、室内機１０から吹出される風は、風向変更羽根３０を押し戻す方向へと作用する。
【００８０】
そこで、この風向変更羽根３０の出し入れ動作を一定速度で行うためには、風向変更羽根３０の移動方向に応じた速度が必要となる。
【００８１】
具体的には、図８に示すように、腕部３１の移動指示がなされた場合（図８中、「腕部移動開始」）、腕部３１が変動する方向を制御手段にて判定し、最適な速度を選択するというものである（図８中、Ｓ１１）。
【００８２】
当然のことながら、ｓ３よりもｓ４の方が早くなるように設定される。
【００８３】
具体的な値は、流体工学を駆使して計算することも可能であり、実験を繰り返して、違和感のない速度を検証して決めることも可能である。
【００８４】
その結果、室内機１０から吹出される風が、風向変更羽根３０に対して追い風となる場合と、向かい風となる場合の風向変更羽根３０の移動速度をほぼ等しく制御することが可能となり、使用者に対して違和感を与えることはない。
【００８５】
以上のように、従来よりも大型の風向変更羽根を用いても、空気調和機としての挙動を安定させることができるため、より快適性を向上した気流、具遺体的には、暖房運転時において、使用者の足元まで温風を届けることによる暖房感の向上を実現する気流を創造することができる。
【００８６】
ひいては、暖房性能の向上による省エネルギー化をも実現できる。
【００８７】
なお、上記説明は、暖房運転時を用いて行ったが、大型の風向変更羽根を用いる効果は冷房運転時にも同様に発生することは、いうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は壁掛け用の空気調和機だけでなく、天井埋め込み型の空気調和機でも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の断面図
【図２】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
【図３】本発明の実施の形態１における風向変更羽根の制御概念を表す制御フローチャート
【図４】本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図
【図５】本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図
【図６】本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図
【図７】本発明の実施の形態１の吹出口近傍の要部を拡大した断面図
【図８】本発明の実施の形態２における風向変更羽根の制御概念を表す制御フローチャート
【符号の説明】
【００９０】
６    吹出口
３０    風向変更羽根
３１    腕部
３１ａ    溝部
３１ｂ    腕部材
３１ｃ    凸部
３４    腕部用モータ（腕部駆動手段）
３５    羽根用モータ（風向変更羽根駆動手段）
５０    当てリブ（第１の当て部）
５１    腕部位置検知手段
【図１】
2008122001.tif 000003
【図２】
2008122001.tif 000004
【図３】
2008122001.tif 000005
【図４】
2008122001.tif 000006
【図５】
2008122001.tif 000007
【図６】
2008122001.tif 000008
【図７】
2008122001.tif 000009
【図８】
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