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【発明の名称】 空気調和機
【発明者】 【氏名】高橋 正敏

【要約】 【課題】上部の吹き出し口から吐出される空気と、下部の吹き出し口から吐出される空気との温度調節の範囲を拡大し、室内の温度分布を最適に調整して快適性を向上する。

【構成】筐体10の前面に吸い込み口11と、吸い込み口11の内側に熱交換器12と、吸い込み口11の両側に吹き出し口15と、熱交換器12と吹き出し口15との間にクロスフローファン14とを備えて、吸い込み口11から吹き出し口15に通じる複数の空気流路18を構成し、空気流路18ごとの空気が熱交換器12を通過する面積を調節する伸縮自在で前端に電圧を印加することによって反り変形をする高分子シート111からなる変形シート109を伸縮部24として備えた仕切部材21を熱交換器12の後部に設けたもので、上下それぞれの吹き出し口15から吐出する空気を熱交換器12に通過させる面積を自由に変化して上下の吹き出し空気の温度を調整する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体の前面に吸い込み口と、前記吸い込み口の内側に熱交換器と、前記吸い込み口の両側に吹き出し口と、前記熱交換器と前記吹き出し口との間に送風機とを備えて、前記吸い込み口から前記吹き出し口に通じる複数の空気流路を構成し、前記空気流路ごとの空気が前記熱交換器を通過する面積を調節する伸縮自在の仕切部材に、電圧を印加することによって反り変形をする変形シートを備えて前記熱交換器の後部に設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項2】
前記変形シートは高分子シートからなり、前記高分子シートは、電圧を印加することで反り変形をする性状をもつイオン伝導性高分子素子で構成されていることを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
【請求項3】
前記変形シートは、高分子シートを薄板状の弾性樹脂材で被包して構成したことを特徴とする請求項1又は2記載の空気調和機。
【請求項4】
前記変形シートを反り変形させる時のみ前記高分子シートに電圧が印加される構成であることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項記載の空気調和機。
【請求項5】
仕切部材は後端を支点として回動するように構成し、前端の両端部が摺動自在に係止されるガイダーを熱交換器の両端部近傍に設けたことを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項記載の空気調和機。
【請求項6】
熱交換器を筐体に固定するための保持板を前記熱交換器の両端に設け、前記保持板にガイダーを一体に形成したことを特徴とする請求項5記載の空気調和機。
【請求項7】
仕切部材に、仕切部材の伸縮動作に付勢する弾性体を設けたことを特徴とする請求項1から6のうちいずれか一項記載の空気調和機。
【請求項8】
筐体の背面内側に仕切部材から滴下する露を受ける水受け皿を設けたことを特徴とする請求項1から7のうちいずれか一項記載の空気調和機。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、室内の冷房または暖房を行う空気調和機の室内機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の空気調和機は複数の吹き出し口を有し、それぞれの吹き出し口において、吸込まれた空気が熱交換器を通過する面積をダンパーで変化させる機能を有するものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図5は、特許文献1に記載された従来の空気調和機の室内ユニットの断面図である。図5に示すように、筐体10の前面に吸い込み口11と吸い込み口11の上下に吹き出し口15が形成され、筐体10の内部には熱交換器12と、熱交換器12で凝縮した凝縮水を排水するドレンパン13と、吸い込み熱交換器12の上下方向にモータ(図示せず)と接続されたクロスフローファン14がそれぞれ配置され、また、筐体10の後内部には上下それぞれの吹き出し口14へ吐出される空気が熱交換器12を通過する面積を変化させるダンパー16と、熱交換器12の裏側で高さ方向にほぼ3等分した位置に設けられてダンパー16の先端と接触する上下2本のリブ17とから構成されている。
【特許文献1】実開平2−147721号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前記従来の構成では熱交換器を通過した空気は必ず上下2箇所の吹き出し口から吐出されるもので、熱交換器を通過した空気の全てを上部の吹き出し口のみから吐出させること、または下部の吹き出し口のみから吐出させることができない構成であるため、空気調和機の運転状態によって室内の温度分布を最適に調整することができずに不快感が大きくなってしまうことがあるという課題を有するなど、吹き出し方法の選択範囲が狭いものであった。
【0005】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換器を通過した空気を上下の吹き出し口へ分流する調節を広範囲に行うことができる仕切部材の構成とともに、運転状態に関わらず室内の温度分布を大幅に改善できる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、筐体内部の熱交換器の後部に、後端を支点に回転運動をさせ、伸縮自在で前端に電圧を印加することによって反り変形をする変形シートを備え、熱交換器に近接して摺動させる仕切部材を設けることで、熱交換器を通過した空気を筐体吸い込み口の両側に設けた吹き出し口に吐出するように設置された複数の送風機のそれぞれの風路に広範囲な比率で分流するように仕切ることを可能としたものである。
【0007】
これによって、それぞれの吹き出し口に吐出する空気を熱交換器に通過させる面積が自由に変化できることで、吹き出し口ごとに吹き出し空気の温度を調整することができ、室内の温度分布を改善することが可能となる。また、仕切部材の反り変形によって熱交換器を通過した空気の流れをスムーズに導くことができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明の空気調和機は運転状態に応じて上下それぞれの吹き出し口に吐出する空気を熱交換器に通過させる面積を自由に変化して吹き出し空気の温度を調節するとともに吹き出
し方法の選択範囲を広げ、室内の温度分布を最適に調整して快適性を改善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】
【0009】
第1の発明の空気調和機は、筐体の前面に吸い込み口と、前記吸い込み口の内側に熱交換器と、前記吸い込み口の両側に吹き出し口と、前記熱交換器と前記吹き出し口との間に送風機とを備えて、前記吸い込み口から前記吹き出し口に通じる複数の空気流路を構成し、前記空気流路ごとの空気が前記熱交換器を通過する面積を調節する伸縮自在で、かつ、電圧を印加することによって反り変形をする変形シートを備えた仕切部材を前記熱交換器の後部に設けたもので、上下それぞれの吹き出し口から吐出する空気を熱交換器に通過させる面積を自由に変化して吹き出し空気の温度を調整するとともに吹き出し方法の選択範囲を広げことができることで、室内の温度分布を最適に調整して快適性の改善できるとともに、仕切部材の反り変形による通風抵抗の低減により騒音低減および省エネルギーが可能となる。
【0010】
第2の発明は、第1の発明における変形シートが高分子シートからなり、高分子シートが電圧を印加することで反り変形をする性状をもつイオン伝導性高分子素子で構成されたことを特徴とするもので、電圧を印加するだけで反り変形を起すことができ、制御が容易である。
【0011】
第3の発明は、変形シートが高分子シートを薄板状の弾性樹脂材で被包して構成したことを特徴とするもので、弾性樹脂材によって高分子シート及びその電極が外部へ露出しないようにして、高分子シートおよび電極の損傷の発生が防止されることで耐久性の向上が可能となる。
【0012】
第4の発明は、変形シートを反り変形させる時のみ高分子シートに電圧が印加される構成であることを特徴とするもので、変形後の保持期間は電圧を印加する必要がなく、常時電圧印加を必要とするような場合に比して消費電力が少なくてすみ、省エネ性に優れた運転が可能である。
【0013】
第5の発明は、特に第1から4の発明において、仕切部材は後端を支点として回動するように構成し、前端の両端部が摺動自在に係止されるガイダーを熱交換器の端部近傍に設けたもので、熱交換器のフィン部分に仕切部材が近接しつつも接触することがない。これにより、輸送時などに発生する激しい衝撃を受けてもフィンを傷つけることがないとともに、熱交換器と仕切部材との隙間を小さくできることで、それぞれの吹き出し口から吐出する空気を正確に制御することが可能となる。
【0014】
第6の発明は、特に第5の発明において、熱交換器を筐体に固定するための保持板を前記熱交換器の両端に設け、前記保持板にガイダーを一体に形成したもので、保持板の形状を変更して一体成形としたものであるため、部品点数の削減による低コストが可能となる。
【0015】
第7の発明は、特に第1から6の発明において、仕切部材に、仕切部材の伸縮動作に付勢する弾性体を設けたもので、仕切部材の回動に伴う伸縮を滑らかにして信頼性を向上することが可能となる。
【0016】
第8の発明は、特に第1から7の発明において、筐体の背面内側に仕切部材から滴下する露を受ける水受け皿を設けたもので、仕切部材に付着した水滴が滴下して室内へ漏れ出ることを防止することで品質向上を図ることが可能となる。
【0017】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0018】
(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断面図である。図1において、筐体10の前面に吸い込み口11と、吸い込み口11の上下両側に吹き出し口15が形成され、吸い込み口11の内側にはフィルター11aと熱交換器12が配設されている。吹き出し口15には吹き出し空気の向きを調節するルーバー15aが設けられ、熱交換器12の下部には熱交換器12で凝縮した凝縮水を受けて排水するドレンパン13が設けられている。吹き出し口15の奥にはモータ(図示せず)と接続されたクロスフローファン14が上下それぞれに配置され、吸い込み口11から熱交換器12を通過して上下の吹き出し口15に通じる空気流路18が形成されている。
【0019】
熱交換器12の後部には空気流路18を上下に分割する仕切部材21が設けられ、仕切部材21は伸縮、回動してそれぞれの空気流路18を通って上下の吹き出し口15から吐出される空気が通過する熱交換器12の面積を調整する。仕切部材21は幅を空気流路18とほぼ同一とし、後述するように前後に伸縮する構成だけでなく、電圧を印加することによって反り変形をする高分子シートを備えたものであり、後端21aを筐体10の背面内部の中央付近で回動時の支点となるように駆動装置22に固定され、前端21bの両端は熱交換器12を筐体に固定する保持板12aを延長して形成したガイダー23に摺動可能に係止されている。
【0020】
ここで、仕切部材21について詳細に説明する。図2は、本発明の実施の形態1における空気調和機の仕切部材の断面図である。図2において、仕切部材21は、変形シートからなる伸縮部24と、伸縮手段であるバネ25と、バネ25を挟んで伸縮部24を伸縮自在に収納し、駆動装置22との連結部26を有する回転運動部27とにより構成される。伸縮部24の前端21bの両側には、ガイダー23に摺動可能に係止する係止部28が形成されている。ガイダー23には溝が形成されており、係止部28を嵌め込むことにより、仕切部材21の前端21bが熱交換器12のフィンに近接したまま沿うように移動することが可能となる。この係止部28を回転自在のものとしておけば、より滑らかな摺動が可能である。
【0021】
図3は本発明の実施の形態1における仕切部材に用いた変形シートの断面図で、図4は同じく変形シートを構成する高分子シートの構造及び動作説明図である。図3において、変形シート109は、電圧の印加によって反り変形を発生する高分子シート111を複数枚積層し、且つ、これを弾性樹脂材118で被包することによって形成される。この高分子シート111は図4(b)に示すように、水分を含むイオン伝導性高分子素子112の両面にそれぞれ電極113(a),(b)を配置して構成された板状部材であって、電極113(a)と電極113(b)とを、極性切り替えスイッチ114を介して直流電源115に接続し、極性切り替えスイッチ114の切り替え操作によって、電極113(a),(b)の極性を適宣変更することで図4(a),(c)に示すように反対方向に反り変形を生じるものである。弾性樹脂材118で被包することによって、高分子シートおよび電極の損傷の発生が防止されることで耐久性の向上が可能となる。
【0022】
具体的には、図4(a)に示す様に、電極113(a)を「陽極」に、電極113(b)を「陰極」に設定すると、イオン伝導性高分子素子112内の「陽イオン116」が水を伴って「陰極」側へ移動し、含水量が「陰極」側に偏在し、「陰極」側と「陽極」側との間に膨潤差が生じて高分子シート111が「陰極」側、即ち、電極113(b)側へ凸状に反り変形するものである。逆に図4(c)に示すように電極113(a)を「陰極」に、電極113(b)を「陽極」に設定すると、「陰極」である電極113(a)側へ凸
状に反り変形するものである。この様に電圧印加の極性を変更することで高分子シート111を反り変形させることができるものである。
【0023】
尚、イオン伝導性高分子素子112には、電圧印加によって反り変形させた後、電圧印加をなくしても、電圧印加停止前の反り変形状態をそのまま維持するという性状をもっている。したがって、このイオン伝導性高分子素子112はこれを反り変形させる時にのみ電圧印加を行えば良いものである。元通りに戻すには両電極113(a),(b)を短絡すれば良い。
【0024】
以上のように構成された空気調和機について、その動作、作用を説明する。まず、仕切部材12は、後端21aの連結部26に連結された駆動装置22により上下に回転往復運動が行われる。その回動範囲Aは前端21bが熱交換器12の両端に形成されたガイダー23の上下端によるが、さらに伸縮部24が反り変形する分だけ回動範囲Aは広がる。仕切部材21としては、水平向きとなる時が最も短縮している状態となり、バネ25は圧縮された状態である。そして、前端21bがガイダー23の上下端にある時が最も延長している状態であり、そこまで回動するに従ってバネ25が仕切部材21を伸長させるように付勢する。これにより、より滑らかな回動を可能としている。そして、仕切部材21がガイダー23の上端にあるときに伸縮部24は上面を凸にして反り変形し、ガイダー23の下端にあるときに伸縮部24は下面を凸にして反り変形する。
【0025】
空気調和機として、上下に設けたクロスフローファン14が運転することで室内の空気が吸い込み口11から筐体内に流入する。そこで熱交換器12によって空気の温度が調整され、さらに、任意位置に固定された仕切部材21によって、上下それぞれの空気流路18を通って吹き出し口15から吐出される。この時、仕切部材21の位置によって上下を通過する空気の単位風量に対する熱交換量が変化し、空気の温度を任意に調整することができる。すなわち、上下の風量が同じで熱交換器を通る面積が異なる場合、広い面積ほど熱交換量が多く、空気の温度の変化が大きくなり、狭い面積では変化が小さくなる。また、通過する熱交換器の面積が同じで上下の風量が異なる場合、風量が少ないほど空気の温度の変化が大きくなり、多いほど変化が小さくなる。これらを組み合せることで上下の吹き出し口15から吐出する空気の温度を任意に調整できる。
【0026】
以上のように、本実施の形態においては伸縮自在の仕切部材21により、運転状態によって、上下それぞれの吹き出し口15から吐出する空気が熱交換器12を通過する面積を自由に変化できることで、吹き出し空気の温度を調節するとともに吹き出し方法の選択範囲を広げて室内の温度分布を最適に調整して改善でき、快適性を向上することが可能となる。
【0027】
そして、仕切部材21がガイダー23の上端にあるときに伸縮部24は上面を凸にして反り変形し、ガイダー23の下端にあるときに伸縮部24は下面を凸にして反り変形することによって、熱交換器12を通過した空気は徐々に方向を変えることになり、通風抵抗の低減、騒音の低減、ひいては省エネルギー化、すなわち空気調和機の消費電力の低減を図ることができる。
【0028】
また、仕切部材21の伸縮長さや前端部の軌跡を制御するガイダー23を熱交換器12の両端に設けたため、熱交換器12のフィン部分に仕切部材21が接触することもなく、輸送時などに発生する激しい衝撃を受けた時にフィンを傷つけることを防止できる。さらに、熱交換器12と仕切部材21との隙間を小さくできることで、上下それぞれの吹き出し口15に吐出する空気を正確に制御することが可能となる。
【0029】
さらに、筐体10の背面内側下部下部には左右全長にわたり水受け皿29を設けたもの
で、熱交換器12で凝縮される水滴が飛び散って仕切部材21に付着したり、温度が変化して相対湿度が高くなった空気が触れることで水滴が付着したりした場合にも、その水滴を受け止めて室内へ出ることを防止でき、品質の向上を図ることが可能となる。
【0030】
なお、本発明について、本実施の形態では吹き出し口が吸い込み口の上下両側に形成された空気調和機を示したが、吹き出し口が吸い込み口の左右両側に形成されたような構成の空気調和機でも同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明の空気調和機は、吸い込み口の両側に吹き出し口を有する構成のものの快適性を向上するものであり、能力の大きさに限らず、床置き型や壁掛け型など、色々な形態の空気調和機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の実施の形態1における空気調和機の断面図
【図2】本発明の実施の形態1における空気調和機の仕切部材の断面図
【図3】本発明の実施の形態1における変形シートの断面図
【図4】本発明の実施の形態1における高分子シートの構造及び動作説明図
【図5】従来の空気調和機の断面図
【符号の説明】
【0033】
10 筐体
11 吸い込み口
12 熱交換器
12a 保持板
14 クロスフローファン
15 吹き出し口
18 空気流路
21 仕切部材
21a 後端
21b 前端
23 ガイダー
25 バネ
29 水受け皿
109 変形シート
111 高分子シート
118 弾性樹脂材

【出願人】 【識別番号】000005821
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成18年6月23日(2006.6.23)
【代理人】 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄

【識別番号】100109667
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 浩樹

【識別番号】100109151
【弁理士】
【氏名又は名称】永野 大介


【公開番号】 特開2008−2757(P2008−2757A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−173341(P2006−173341)