JP2008215248A

JP2008215248A - 天井扇

Info

Publication number: JP2008215248A
Application number: JP2007055594A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Osada; 篤長田; Masamitsu Morioka; 政光森岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: JP5082508B2

Abstract

【課題】天井との位置関係に影響を受けにくく、運転時の回転数上昇を抑制して広範囲に送風でき、効果的に室内の空気を循環できる天井扇を提供することを目的としている。
【解決手段】複数の羽根板４を備え、羽根板４が回転し送風を行う天井扇で、前記羽根板の内側領域２８で半径外側方向流れ２９を発生されるようにし、外側領域２６で床面側である軸方向流れ２７を発生されるようにし、軸方向流れ２７と半径外側方向流れ２９とから床面外側方向へ広がる合成流れ３０を発生することにより、天井１０６との位置関係に影響を受けにくく、運転時の回転数上昇を抑制して広範囲に送風でき、効果的に室内の空気を循環できる天井扇が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、天井に設置され、直接風による体感温度の減少や室内の空気の循環に使用される天井扇に関するものである。

従来、この種の天井扇は、長板状の羽根板の一端を支持する接続部材を介して、電動機により回転する回転体に固定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その天井扇について図１４を参照しながら説明する。

図に示すように、本体１０１は、外側を本体カバー１０２で覆われたアウターローター型の電動機１０３を内蔵し、電動機１０３のステータ（図示せず）の中心をシャフト１０４が貫通し、本体１０１はシャフト１０４の上端に固定されたジョイント１０５を介し取付具等により天井１０６に取り付けられ、電動機１０３のロータ１０７には羽根ボス１０８が設けられ、羽根ボス１０８に合成樹脂製の複数枚の板状の羽根板１０９が水平面で回転するように直に取り付けられている。

上記構成において、電動機１０３の駆動により羽根板１０９が回転すると、正回転時には羽根板１０９の外周から天井１０６と羽根板１０９の間を通った空気が下方へ、逆回転時には羽根板１０９の下方から天井１０６と羽根板１０９の間を通って羽根板１０９の外周方向へ送風され、羽根板形状の規定することによりこれらの作用を低騒音、小型でおこなっている。

また、上記技術の他に、半径方向に角度を設けた羽根板取り付け方法により風向を制御する技術が用いられる場合もある。
特開２００６−２２６１１８号公報（図１）

このような従来の天井扇では、受風感の向上が必要とされる正回転時の空気の流れが、天井近傍を通り天井扇に向かう内側成分の大きい吸込み流れにより、その送風方向も天井扇中心軸に向かう内側流れとなる。よって、送風範囲拡大のためには回転数を上昇させ風速、風量を増大させる方法しかないため、電動機の能力や羽根板の強度、また回転数増大による騒音増大のためにより送風範囲に制限ができ、広範囲に送風できないという課題があった。

また、送風範囲拡大のために半径方向に角度を設けた羽根板取り付け方法により風向を制御しても、天井と羽根板との距離が近い場合には、羽根の傾きにより天井との距離が近くなり吸込み流れを妨げるので十分な送風範囲を確保できず、天井との距離をあけると天井扇の床からの距離が小さくなるので居住空間を狭くし、天井との位置関係に影響を受けやすいという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、天井との位置関係に影響を受けにくく、運転時の回転数上昇を抑制して広範囲に送風でき、効果的に室内の空気を循環できる天井扇を提供することを目的としている。

本発明の天井扇は上記目的を達成するために、一端を天井面側に固定する取り付け手段を備えた本体と、前記本体に固定された電動機と、前記電動機の全部または一部を覆う回転部と、前記電動機または前記回転部へ固定される羽根板を複数備え、前記羽根板が回転し送風を行う天井扇であって、各前記羽根板は、回転軸を中心とした前記羽根板の内側領域で半径外側方向の流れが発生されるようにし、外側領域で天井と反対側の床面側回転軸方向への流れを発生することを特徴としたものである。

また他の手段は、前記羽根板が半径方向へ一体であることを特徴としたものである。

また他の手段は、逆回転により、内側領域で半径外側方向の流れが発生されるようにし、外側領域で天井面側回転軸方向への流れを発生することを特徴としたものである。

また他の手段は、半径方向への流れを発生する内側領域と回転軸方向への流れを発生する外側領域の境目が羽根板径の２０％以上かつ７０％以下の半径位置であることを特徴としたものである。

また他の手段は、回転軸を中心とした任意円筒面での羽根板断面形状の両端部を結ぶ直線と回転軸垂直面とがなす取り付け角Ａが０°より大きく３０°以内の羽根板を主羽根板とし、前記主羽根板内側領域に流れ方向を変えられる高さであり、かつ前記主羽根板と同等以下の厚みであるフィンを備えて半径外側方向の流れを発生することを特徴としたものである。

また他の手段は、流れ方向を変えるフィンの高さ寸法が主羽根板肉厚よりも大きく、前記主羽根板弦長よりも小さいことを特徴としたものである。

また他の手段は、フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィン回転方向端部が同半径位置の主羽根板回転方向端部よりも回転逆方向へ位置することを特徴としたものである。

また他の手段は、フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転方向端部から延長される前記中心線の接線と、前記回転方向端部と回転軸とを結ぶ直線とのなす角Ｂが０°より大きく９０°以内であることを特徴としたものである。

また他の手段は、フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転逆方向端部から延長される前記中心線の接線が、周接線方向よりも外側へ向くことを特徴としたものである。

また他の手段は、フィンを複数備えたことを特徴としたものである。

また他の手段は、各フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転方向端部から延長される前記中心線の接線と、前記回転方向端部と回転軸とを結ぶ直線とのなす角Ｂが、外側に備えられたどのフィンの角Ｂよりも小さいことを特徴としたものである。

また他の手段は、主羽根板とフィンを結合して一体化した羽根板を構成することを特徴としたものである。

また他の手段は、主羽根板とフィンが一体である合成樹脂性の羽根板であり、前記主羽根板を貫通する任意の軸を基準軸として、全ての前記フィンが前記基準軸方向に形を変えないか、もしくは全ての範囲の前記基準軸に垂直なフィン断面形状が前記主羽根板との接続部側の形状に含まれる先細り形状であることを特徴としたものである。

また他の手段は、フィンが主羽根板の床側の面のみに備えられたことを特徴としたものである。

また他の手段は、フィンの回転軸方向の先端稜線が、主羽根板の床側の面と同距離な平行面上に位置することを特徴としたものである。

また他の手段は、半径外側方向の流れを発生する羽根板内側領域では７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａであり、回転軸方向の流れを発生する羽根板外側領域では０°より大きく３０°以内の取り付け角Ａであることを特徴としたものである。

また他の手段は、任意回転軸垂直断面形状での７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａとなる羽根板内側領域の羽根板中心線の内側領域内端部から延長される前記中心線の接線と、前記内側領域内端部と回転軸とを結ぶ直線との回転方向へのなす角Ｃが０°より大きく９０°より小さいことを特徴としたものである。

また他の手段は、任意回転軸垂直断面形状での７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａとなる羽根板内側領域の中心線の内側領域外端部から外側へ延長される前記中心線の接線が、半径方向に対して回転逆方向を向いていることを特徴としたものである。

また他の手段は、羽根板外側領域が回転軸垂直面に対して半径方向への傾きをもつことを特徴としたものである。

本発明によれば、天井との位置関係に影響を受けにくく、運転時の回転数上昇を抑制して広範囲に送風でき、効果的に室内の空気を循環できる天井扇を提供することを目的としている。

本発明の請求項１記載の天井扇は、本発明の天井扇は上記目的を達成するために、一端を天井面側に固定する取り付け手段を備えた本体と、前記本体に固定された電動機と、前記電動機の全部または一部を覆う回転部と、前記電動機または前記回転部へ固定される羽根板を複数備え、前記羽根板が回転し送風を行う天井扇であって、各前記羽根板は、回転軸を中心とした前記羽根板の内側領域で半径外側方向の流れが発生されるようにし、外側領域で天井と反対側の床面側回転軸方向への流れを発生することを特徴としたものであり、回転軸近傍で風速の大きい分布となる床面側回転軸方向への偏った流れに対して、半径外側方向への流れが発生されるようにして合成し、風向を床面外側の斜め方向とすることで、回転数を抑制しても広範囲への送風が可能となり、また半径外側方向への流れのために床面側の空気も流入させるので天井近傍からの必要流量が減り、天井との位置関係の影響を受けにくくすることが可能となる。

また請求項２記載の発明は、前記羽根板が半径方向へ一体であることを特徴としたものであり、一体の羽根により部品点数を減らして組み立てを容易にすることが可能となる。

また請求項３記載の発明は、逆回転により、内側領域で半径外側方向の流れが発生されるようにし、外側領域で天井面側回転軸方向への流れを発生することを特徴としたものであり、空気が天井扇床面側から流入して天井扇外側へと向かい、天井近傍で外周方向に拡散して緩やかな気流を発生する為、居住空間において直接天井扇の風を受けることが無いので寒さを感じることが無く、例えば冬季時の暖房機器との併用で温度むらの無い快適な室内環境づくりが可能となる。

また請求項４記載の発明は、半径方向への流れを発生する内側領域と回転軸方向への流れを発生する外側領域の境目が羽根板径の２０％以上かつ７０％以下の半径位置であることを特徴としたものであり、床面側からの内側領域への流入面積と天井面側からの外側領域への流入面積が等しくなる半径位置以下とし、内側領域の効果も現れる半径位置２０％以上とすることで、内側領域の風量が過剰になることから起こる風向の外側への広がりすぎを抑えて天井扇近傍床面へも十分に送風をおこなうことが可能となる。

また請求項５記載の発明は、回転軸を中心とした任意円筒面での羽根板断面形状の両端部を結ぶ直線と回転軸垂直面とがなす取り付け角Ａが０°より大きく３０°以内のほぼ水平の羽根板を主羽根板とし、前記主羽根板内側領域に流れ方向をかえられる高さであり、かつ前記主羽根板と同等以下の厚みであるフィンを備えて半径外側方向の流れを発生することを特徴としたものであり、主羽根板外側領域での取り付け角Ａが水平に近いことによる軸方向床面側へ流れ発生と、空気抵抗の少ない薄板のフィンを備えた内側領域での半径外側方向流れの発生が可能となる。

また請求項６記載の発明は、流れ方向を変えるフィンの高さ寸法が主羽根板肉厚よりも大きく、前記主羽根板弦長よりも小さいことを特徴としたものであり、流れ方向を変える変流効果を十分にもち、かつ過剰な変流効果で天井扇自体に大きな負荷がかからない大きさとすることで、内側輪領域の半径外側方向流れを効率良く発生することが可能となる。

また請求項７記載の発明は、フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィン回転方向端部が同半径位置の主羽根板回転方向端部よりも回転逆方向へ位置することを特徴としたものであり、主羽根板の補助作用となるフィンが流れに対して主羽根板よりも前方に位置すると安定しない流れにフィンが衝突し乱れを生じるが、この乱れによる主羽根の効率低下を防いで効率良く送風することが可能となる。

また請求項８記載の発明は、フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転方向端部から延長される前記中心線の接線と、前記回転方向端部と回転軸とを結ぶ直線とのなす角Ｂが０°より大きく９０°以内であることを特徴としたものであり、天井扇に流入してくる風速と比較して天井扇の回転速度が速いため、主羽根板上に備えられた内側領域のフィンへの流れはほぼ周接線方向となり、角Ｂが０°より小さいか９０°以上の場合に起こる無駄な内側流れの発生を抑え、角Ｂが０°より大きく９０°以内であることにより流入風を常にフィンの片面で受けて外側流れのみを発生できるので、効率良く送風することが可能となる。

また請求項９記載の発明は、フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転逆方向端部から延長される前記中心線の接線が、周接線方向よりも外側へ向くことを特徴としたものであり、羽根板内側領域でフィンに流入した流れを確実に半径外側方向へ流れ方向を変えることが可能となる。

また請求項１０記載の発明は、フィンを複数備えたことを特徴としたものであり、複数のフィンにより羽根板内側領域での半径外側方向への整流効果を向上して乱れを抑えたり、変流作用を大きくすることで内側領域と外側領域の境目の半径位置を小さくしても半径外側方向と回転軸床面側の両方ともの流量を増やしたりでき、天井扇の大風量化や低回転数化が可能となる。

また請求項１１記載の発明は、各フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転方向端部から延長される前記中心線の接線と、前記回転方向端部と回転軸とを結ぶ直線とのなす角Ｂが、外側に備えられたどのフィンの角Ｂよりも小さいことを特徴としたものであり、天井扇に流入してくる風速と比較して天井扇の回転速度は早く、またその回転速度は羽根板外側においてより速くなるので、フィンの回転方向端部の向きを流れにあわせた角Ｂとすることで、効率良く送風することが可能となる。

また請求項１２記載の発明は、主羽根板とフィンを結合して一体化した羽根板を構成することを特徴としたものであり、フィンを備えた複雑な羽根板全体の製造方法を考慮することなく、主羽根板とフィンそれぞれの考慮をするだけでよく、これらをネジや接着、溶接などで結合して一体化することにより、複雑な形状を容易に形成することが可能となる。

また請求項１３記載の発明は、主羽根板とフィンが一体である合成樹脂性の羽根板であり、前記主羽根板を貫通する任意の軸を基準軸として、全ての前記フィンが前記基準軸方向に形を変えないか、もしくは全ての範囲の前記基準軸に垂直なフィン断面形状が前記主羽根板との接続部側の形状に含まれる先細り形状であることを特徴としたものであり、ＡＢＳやＰＰなどの合成樹脂を材料としてアンダーカットの無い形状とすることで、射出成型が容易になり、製造工程を簡略化でき部品点数を減らすことが可能となる。

また請求項１４記載の発明は、フィンが主羽根板の床側の面のみに備えられたことを特徴としたものであり、居住空間に十分な送風をおこなうためには羽根板外側領域の回転軸床側方向の流れが必要であるが、内側領域の床面側のみのフィン設置により内側領域の吸込み箇所は床面側となり、天井側が流入箇所となる外側領域の流入を阻害することを防ぐので、特に天井扇と天井面が近接する場合に流量低下を防ぎ、天井扇の大風量化や低回転数化が可能となる。

また請求項１５記載の発明は、フィンの回転軸方向の先端稜線が、主羽根板の床側の面と同距離な平行面上に位置することを特徴としたものであり、天井扇の送風作用においては空気が圧縮性質をもつことは無いので、羽根と平行な稜線が流れに沿った十分な変流作用を有し、余分な形状を排除することで乱れの発生を抑えて効率良く送風することが可能となる。

また請求項１６記載の発明は、半径外側方向の流れを発生する羽根板内側領域では７０°以上かつ１１０°以下のほぼ垂直の取り付け角Ａであり、回転軸方向の流れを発生する羽根板外側領域では０°より大きく３０°以内のほぼ水平の取り付け角Ａであることを特徴としたものであり、外側領域での軸方向床面側へ流れ発生と、内側領域でのほぼ垂直の羽根板が引き起こす回転方向への空気の昇圧作用による半径外側方向流れの発生が可能となる。

また請求項１７記載の発明は、任意回転軸垂直断面形状での７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａとなる羽根板内側領域の羽根板中心線の内側領域内端部から延長される前記中心線の接線と、前記内側領域内端部と回転軸とを結ぶ直線とのなす角Ｃが０°より大きく９０°より小さいことを特徴としたものであり、天井扇に流入してくる風速と比較して天井扇の回転速度が速いため、羽根板内側領域への流れはほぼ周接線方向となり、角Ｃが９０°より大きい場合に起こる無駄な内側流れの発生を抑え、角Ｃが０°より大きく９０°より小さいことにより流入風を常にフィンの片面で受けて外側流れのみを発生できるので、効率良く送風することが可能となる。

また請求項１８記載の発明は、任意回転軸垂直断面形状での７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａとなる羽根板内側領域の羽根板中心線の内側領域外端部から外側へ延長される前記中心線の接線が、半径方向に対して回転逆方向を向いていることを特徴としたものであり、内側領域に流入した回転方向からの流れを確実に外側方向へ導くこととなるので、内側領域での効率の良い半径外側方向流れの発生が可能となる。

また請求項１９記載の発明は、羽根板外側領域が回転軸垂直面に対して半径方向への傾きをもつことを特徴としたものであり、天井側からの流入量確保の為に羽根板外周部を天井面から離したり、回転軸床面側流れの半径外側成分を大きくする為に外周部を天井面に近づけたりと、流れ方向を調整することで広範囲への送風と効率の良い送風が可能となる。

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。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１における天井扇の一部断面図を含んだ側面図であり、図２は回転軸を中心とした任意円筒面の断面図である。また図３は天井扇の回転軸垂直方向下面図である。

図１に示すように、本発明の天井扇１は、一端を天井１０６の面に固定する取り付け手段２を備えた本体３と、本体３に固定された電動機１０３と、電動機１０３を覆い２組の羽根板４を固定する回転部５とから構成され、羽根板４は合成樹脂製であり、厚み３ｍｍの主羽根板６と厚み２ｍｍの複数のフィン７とで構成されて、回転軸８を中心とした半径６００ｍｍを可動範囲としたものである。

また図２に示すように、主羽根板６の回転軸８を中心とした任意円筒断面上での、主羽根板回転方向端部９と主羽根板回転逆方向端部１０を結んだ取り付け角線１１と、回転軸８に垂直な回転軸垂直面１２とのなす取り付け角Ａが５°〜３０°となっている。

また図３に示すように、フィン７は各主羽根板４の内側領域に３枚ずつ固定され、フィン最大外周位置１３の半径は３３０ｍｍであり羽根板半径の５５％以内の領域にフィンを備えている。また回転軸垂直面１２の断面形状でフィン回転方向端部１４が同半径位置の主羽根板回転方向端部９よりも回転逆方向に位置しており、さらにフィン７の回転軸垂直面１２上の中心線１５のフィン回転方向端部１４から延長される中心線１５の接線を回転方向中心線接線１６とし、フィン回転方向端部と回転軸とを結ぶ線を中心方向直線１７とした、回転方向中心接線と中心方向直線がなす角Ｂが０°より大きく９０°以内であり、かつ内側のフィンの角Ｂから６２°６６°７０°と外側に配置されるにつれ大きくなっており、また、フィン回転逆方向端部１８から延長される中心線１５の接線である回転逆方向中心線接線１９が、周接線方向よりも外側へむいている。

さらに図４はフィン７の側面図であり、弦長２０が１１０ｍｍである主羽根板６に対して、フィン先端稜線２１は、主羽根板６の天井１０６側と反対の床面側となる主羽根板床側面２２と２０ｍｍの平行な稜線距離２３を保つような主羽根板と平行面上に位置している。

また図５はフィン７の回転軸８に垂直な投影図であり、合成樹脂製の羽根板４に備えられたフィン７は、主羽根板６とのフィン接続線２４からフィン先端形状２５につれてアンダーカット形状とならないように先細り形状となっている。

上記構成において、電動機１０３により羽根板４が回転されると、フィン最大外周位置１３を境としたフィンのない外側領域２６では取り付け角Ａが小さいことによる回転軸４方向への昇圧効果で羽根板４の天井１０６近傍の外周側より吸い込む軸方向流れ２７を発生されるようにし、フィン７備えた内側領域２８では遠心力による半径方向への昇圧効果で回転軸床面方向より吸い込む半径外側方向流れ２９を発生されるようにすると、軸方向流れ２７と半径外側方向流れ２９から外側方向へ広がる斜め方向の合成流れ３０が発生して羽根板４の回転数を上昇させなくても広範囲に送風でき効果的に室内の空気を循環でき、また半径外側方向への流れのために床面側の空気も流入させるので天井との位置関係の影響を受けにくくすることができる。

ここで、フィン７は主羽根板床側面２２のみに取り付けられてり、内側領域２８の流れが天井近傍外周部からの流れも吸い込み外側領域２６の流れを阻害することを防いで、内側領域２８は床面側からの吸い込みとし外側領域２６は天井側からの吸い込みとして、吸込み置を区別する作用を有する。さらに軸方向流れ２７と半径外側方向流れ２９とへの吸い込み風量を決定するフィン最大外周位置１３は、軸方向流れ２７への風量が多くなるように決定されているため、天井扇直下へも空気の流れが起こりよどみのない循環となる。

また、フィン回転方向端部１４での角Ｂが流入方向に合わせて調節され、フィン回転逆方向端部１８におけるフィン７の向きが確実に半径外側方向の流れを発生するように調節されているため、フィン７面近傍での乱れを押さえ、効率よく送風することが可能である。

また、複数のフィン７により、羽根板４の内側領域２８での半径外側方向への整流効果を向上して乱れを抑えたり、流れ方向を変える変流作用を大きくすることで内側領域２８と外側領域２６の境目の半径位置を小さくしても半径外側方向と回転軸床面側の両方ともの流量を増やすこともでき、さらにそれぞれの角Ｂをそれぞれの半径位置で変化する流入方向に合わせて調節されているので、効率よく送風することができる。

また、フィン７の稜線距離２３が変流効果を十分に有しながらも大きすぎない一定距離であることで、負荷を低減して乱れを抑え、効率よく送風することができる。

また、ＡＢＳやＰＰなどの合成樹脂製でアンダーカットの無い形状とすることで射出成型が容易になり、羽根板４を１つの部品で形成でき、フィン７は回転軸８の方向へアンダーカットの無い形状としているが、回転軸８方向でなくても羽根板４の１枚を対象としたときにアンダーカットの無い形状であればいずれの方向でもよい。

さらに、上記構成の天井扇１を逆回転することにより、内側領域２８では正回転時と同様の空気の流れが発生されるようにし、外側領域２６では正回転時とは反対向きの昇圧効果で天井１０６に衝突する流れが発生されるようにし、これらが合成された天井扇１の床面から天井外側方向への流れとなるので、天井扇の風を直接受けずに人の活動領域である居住空間の空気を循環することができ、例えば冬季時の暖房機器との併用で温度むらの無い快適な室内環境づくりが可能となる。

なお、実施の形態１では羽根枚数を２枚としているが、羽根枚数により風量と負荷が変化するので仕様によって変更することができ、複数枚であれば、回転体のバランス調整を容易にするために等間隔に羽根板４を配置することが望ましい。

また、フィン回転方向端部１４とフィン先端稜線２１とフィン回転逆方向端部１８は角ができるように接続されているが、これらを円弧状などの滑らかな接続方法でもよい。

また、羽根板４の材質を合成樹脂としているが、板金等で主羽根板６とフィン７を別部品として作成し、図６のフィン斜視図に示すようなフランジ３１を設けたねじ３２による固定や、溶接による固定により一体とすることができ、この場合はフィン７を３次元曲面で構成して小さな負荷で大きな整流効果を生むことも可能である。

（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図７は実施の形態２における天井扇の側面図であり、図８は天井扇の回転軸垂直方向下面図である。

これらの図に示すように、本発明の天井扇１は、棒状である取り付け手段２を介して天井１０６の面に固定された本体３と、本体３に固定された電動機を覆い羽根板４を固定するする回転部５とから構成され、羽根板４は主羽根板６とフィン７とで構成されて回転軸８を中心とした半径５００ｍｍを可動範囲としている。

主羽根板６は、取り付け角Ａが５°〜３０°の角度となっており、フィン最大外周位置１３を境としたフィンの無い外側領域２６で回転軸垂直面１２に対して天井側への半径方向傾き３３となり、羽根板４と天井１０６の最小隙間が２４０ｍｍとなって取り付けられている。

また、主羽根板６が中央を貫くように平面のフィン７が一枚備えられており、フィン回転方向端部１４がフィン回転逆方向端部１８に対して回転方向に位置している。

上記構成において、回転部５と共に羽根板４が回転されると、フィン最大外周位置１３を境としたフィンのない外側領域２６では取り付け角Ａが小さいことによる回転軸８方向への昇圧効果で羽根板４天井近傍の外周側より吸い込み天井１０６と反対側の軸方向流れ２７を発生されるようにし、フィン７を備えた内側領域２８では遠心力による半径方向への昇圧効果で回転軸床面方向から吸い込む半径外側方向流れ２９と回転天井面方向から吸込む半径外側方向流れを発生されるようにすると、軸方向流れ２７と半径外側方向流れ２９、３４とから外側方向へ広がる斜め方向の合成流れ３０が発生して羽根板４の回転数を上昇させなくても広範囲に送風でき効果的に室内の空気を循環できる。

ここで、天井１０６側の空気の流れは、天井扇１羽根板４の外周端部との隙間を通って内側へと向かうが、この流入箇所面積が流出箇所となる羽根板４の可動面積よりも十分広く、吸込み流れの不足で天井１０６側の流れが阻害されることはない。よって軸方向流れ２７の流量も増大し、これに合わせた半径外側方向流れ２９、３４を発生させる為に、主羽根板６の両面にフィン７を設け、さらにフィン７の外枠が主羽根板６よりも大きくして、内側領域２８における半径方向への昇圧効果を大きくしている。

また、十分な吸込み量に対して主羽根板６の外側領域で天井側への半径方向傾き３３をもたせることで、合成流れ３０の半径外側成分を大きくし、広範囲の送風範囲とすることができる。

なお、実施の形態２のフィン７の大きさは、フィン７の外枠が主羽根板６よりも大きくなくてもよく、フィン７も１枚ではなく複数でもよく、これらフィン７の外枠の大きさと枚数によって、合成流れ３０の半径外側成分の大きさを調節できる。

（実施の形態３）
実施の形態１、２と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図９は実施の形態３における天井扇の側面図であり、図１０は円筒断面図である。

これらの図に示すように、本発明の天井扇１は、一端を天井１０６の面に固定された本体３と、本体３に固定された電動機を覆い羽根板４を固定する回転部５とから構成され、羽根板４は回転軸８を中心とした半径６００ｍｍを可動範囲している。

また、羽根板４は、取り付け角が本体取り付け箇所から外周側に向かって９０°から１０度まで変化し、円筒断面上で７０°以上かつ１１０°以下のほぼ垂直の取り付け角Ｄを内側領域断面形状３６とする内側領域２８と、０°より大きく３０°以内のほぼ水平の取り付け角Ｅを外側領域断面形状３７とする外側領域２６と、内側領域２８の天井側稜線３８が外側領域２６の回転方向稜線３９となるように中間領域稜線４０をもち急激な角度変化で内側領域２８と外側領域２６とを接続する中間領域３５とから構成されており、中間領域３５は羽根径の５０％から６０％の半径位置にあり内側領域２８と外側領域２６をわけている。

また、羽根板４は、外側領域２６で回転軸垂直面１２に対して半径方向への天井１０６と反対側となる床面側への半径方向傾き４７をもち、羽根板４と天井１０６の最小隙間が１４０ｍｍとなって取り付けられている。

上記構成において、回転部５と共に羽根板４が回転されると、外側領域２６では取り付け角Ａが小さいことによる回転軸８方向への昇圧効果で羽根板４の天井１０６近傍の外周側より吸い込む軸方向流れ２７を発生されるようにし、内側領域２８では遠心力による半径方向への昇圧効果で回転軸床面方向より吸い込む半径外側方向流れ２９が発生されるようにすると、軸方向流れ２７と半径外側方向流れ２９から外側方向へ広がる斜め方向の合成流れ３０が発生して羽根板４の回転数を上昇させなくても広範囲に送風でき効果的に室内の空気を循環でき、また半径外側方向への流れのために床面側の空気も流入させるので天井との位置関係の影響を受けにくくすることができる。

ここで、天井１０６側の空気の流れは、天井扇１と羽根板４の外周端部との隙間を通って内側へと向かうが、この流入箇所面積が流出箇所となる羽根板４の可動面積と比較して小さいので、床面方向に送風をおこなう為の軸方向流れ２７が不十分となる。そこで外側領域の床面側への半径方向傾き４７をつけることにより外周部端の天井１０６との隙間を確保して、羽根板４の取り付け位置を変更することなく流入箇所を増やし十分な軸方向流れ２７を発生されるようにしている。

なお、実施の形態３では、外側領域２６が床面側への半径方向傾き４７であるが、羽根板４と天井１０６との距離に応じて、回転軸垂直面１２と平行でも良く、天井側への傾きとすることもできる。

（実施の形態４）
実施の形態１乃至３と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。図１１は実施の形態４における天井扇の側面図であり、図１２は回転軸垂直方向下面図である。

これらの図に示すように、本発明の天井扇１は、一端を天井１０６の面に固定された本体３と、本体３に固定された電動機を覆い羽根板４を固定する回転部５と、回転軸８を中心として２組の羽根板４とを備えている。

羽根板４は、実施の形態３と同様に内側領域２８と中間領域３５と外側領域２６から構成される。さらに図１３に示す任意の回転軸垂直面１２での内側領域２８の羽根板中心線４１の回転部５との取り付け箇所である内側領域内端部４２から延長される接線を内側中心線接線４３とし、前記内側領域内端部４２と回転軸８とを結ぶ線を内側領域の中心方向直線４４とした、内側中心線接線と内側領域の中心方向直線のなす角Ｃが４０°となり、かつ羽根板中心線４１の内側領域外端部４５から外側へ延長される前記中心線の外側中心線接線４６が、半径方向に対して回転逆方向を向いている。

上記構成において、回転部５と共に羽根板４が回転されると、外側領域２６では羽根板４の天井近傍の外周側より吸い込み天井面と反対側への軸方向流れ２７を発生されるようにし、内側領域２８では回転軸床面方向より吸い込む半径外側方向流れ２９が発生されるようにすると、軸方向流れ２７と半径外側方向流れ２９から外側方向へ広がる斜め方向の合成流れ３０が発生して羽根板４の回転数を上昇させなくても広範囲に送風でき効果的に室内の空気を循環でき、また半径外側方向への流れのために床面側の空気も流入させるので天井との位置関係の影響を受けにくくすることができる。

ここで、天井扇１に流入してくる風速と比較して天井扇の回転速度が早く、内側領域２８への流れはほぼ周接線方向となるので、０°より大きく９０°より小さい角Ｃにより、無駄な内側流れの発生を抑えて外側流れのみを発生されるようにし効率良く送風できる。

また、回転逆方向を向いている外側中心接線４６により、内側領域に流入した回転方向からの流れを確実に外側方向へ導くこととなるので、内側領域で効率の良く半径外側方向流れの発生が可能となる。

なお、実施の形態４での半径外側方向流れは、床面方向からのみの吸込みとしているが、羽根板４と天井１０６との距離が広くなると、回転天井面方向からの半径外側方向流れも起こり、合成流れ３０の半径外側向きの成分が大きくなるので、より送風範囲をより広範囲にしたり、外側領域２６を内側領域２８に対して広範囲に構成して軸方向流れ２７を増大させ羽根板４全体としての風量を増加したりできる。

本発明は、天井との位置関係に影響を受けにくく、運転時の回転数上昇を抑制して広範囲に送風でき、効果的に室内の空気を循環できる天井扇など、室内空気循環機器などの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１の天井扇の側面図本発明の実施の形態１の天井扇の任意円筒面断面図本発明の実施の形態１の天井扇の回転軸垂直方向下面図本発明の実施の形態１のフィンの側面図本発明の実施の形態１のフィンの下面投影図本発明の実施の形態１のフィンの斜視図本発明の実施の形態２の天井扇の側面図本発明の実施の形態２の天井扇の回転軸垂直方向下面図本発明の実施の形態３の天井扇の側面図本発明の実施の形態３の天井扇の円筒断面図本発明の実施の形態４の天井扇の側面図本発明の実施の形態４の天井扇の回転軸垂直方向下面図本発明の実施の形態４の天井扇の任意軸垂直断面図従来の天井扇を示す側面図

符号の説明

１天井扇
２取り付け手段
３本体
４羽根板
５回転部
６主羽根板
７フィン
８回転軸
９主羽根板回転方向端部
１０主羽根板回転逆方向端部
１１取り付け角線
１２回転軸垂直面
１３フィン最大外周位置
１４フィン回転方向端部
１５中心線
１６回転方向中心線接線
１７中心方向直線
１８フィン回転逆方向端部
１９回転逆方向中心線接線
２０弦長
２１フィン先端稜線
２２主羽根板床側面
２３稜線距離
２４フィン接続線
２５フィン先端形状
２６外側領域
２７軸方向流れ
２８内側領域
２９半径外側方向流れ
３０合成流れ
３１フランジ
３２ねじ
３３天井側への半径方向傾き
３４半径外側方向流れ
３５中間領域
３６内側領域断面形状
３７外側領域断面形状
３８天井側稜線
３９回転方向稜線
４０中間領域稜線
４１羽根板中心線
４２内側領域内端部
４３内側中心線接線
４４内側領域の中心方向直線
４５内側領域外端部
４６外側中心線接線
４７床面側への半径方向傾き
Ａ取り付け角
Ｂ回転方向中心接線と中心方向直線がなす角
Ｃ内側中心線接線と内側領域の中心方向直線のなす角
Ｄほぼ垂直の取り付け角
Ｅほぼ水平の取り付け角
１０１本体
１０２本体カバー
１０３電動機
１０４シャフト
１０５ジョイント
１０６天井
１０７ロータ
１０８羽根ボス
１０９羽根板

Claims

一端を天井面側に固定する取り付け手段を備えた本体と、前記本体に固定された電動機と、前記電動機の全部または一部を覆う回転部と、前記電動機または前記回転部へ固定される羽根板を複数備え、前記羽根板が回転し送風を行う天井扇であって、各前記羽根板は、回転軸を中心とした前記羽根板の内側領域で半径外側方向の流れが発生されるようにし、外側領域で天井と反対側の床面側回転軸方向への流れを発生することを特徴とした天井扇。
前記羽根板が半径方向へ一体であることを特徴とした請求項１に記載の天井扇。
逆回転により、内側領域で半径外側方向の流れが発生されるようにし、外側領域で天井面側回転軸方向への流れを発生することを特徴とした請求項１または２に記載の天井扇。
半径方向への流れを発生する内側領域と回転軸方向への流れを発生する外側領域の境目が羽根板径の２０％以上かつ７０％以下の半径位置であることを特徴とした請求項１から３のいずれかに記載の天井扇。
回転軸を中心とした任意円筒面での羽根板断面形状の両端部を結ぶ直線と回転軸垂直面とがなす取り付け角Ａが０°より大きく３０°以内である羽根板を主羽根板とし、前記主羽根板内側領域に流れ方向を変えられる高さであり、かつ前記主羽根板と同等以下の厚みであるフィンを備えて半径外側方向の流れを発生することを特徴とした請求項１から４のいずれかに記載の天井扇。
流れ方向を変えるフィンの高さ寸法が主羽根板肉厚よりも大きく、前記主羽根板弦長よりも小さいことを特徴とした請求項５記載の天井扇。
フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィン回転方向端部が同半径位置の主羽根板回転方向端部よりも回転逆方向へ位置することを特徴とした請求項５または６に記載の天井扇。
フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転方向端部から延長される前記中心線の接線と、前記回転方向端部と回転軸とを結ぶ直線とのなす角Ｂが０°より大きく９０°以内であることを特徴とした請求項５から７のいずれかに記載の天井扇。
フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転逆方向端部から延長される前記中心線の接線が、周接線方向よりも外側へ向くことを特徴とした請求項５から８のいずれかに記載の天井扇。
フィンを複数備えたことを特徴とした請求項５から１０のいずれかに記載の天井扇。
各フィンの任意回転軸垂直断面形状の、前記フィンの中心線の回転方向端部から延長される前記中心線の接線と、前記回転方向端部と回転軸とを結ぶ直線とのなす角Ｂが、外側に備えられたどのフィンの角Ｂよりも小さいことを特徴とした請求項１０の天井扇。
主羽根板とフィンを結合して一体化した羽根板を構成することを特徴とした請求項５から１１のいずれかに記載の天井扇。
主羽根板とフィンが一体である合成樹脂性の羽根板であり、前記主羽根板を貫通する任意の軸を基準軸として、全ての前記フィンが前記基準軸方向に形を変えないか、もしくは全ての範囲の前記基準軸に垂直なフィン断面形状が前記主羽根板との接続部側の形状に含まれる先細り形状であることを特徴とした請求項５から１１のいずれかに記載の天井扇。
フィンが主羽根板の床側の面のみに備えられたことを特徴とした請求項５から１３のいずれかに記載の天井扇。
フィンの回転軸方向の先端稜線が、主羽根板の床側の面と同距離な平行面上に位置することを特徴とした請求項１４記載の天井扇。
半径外側方向の流れを発生する羽根板内側領域では７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａであり、回転軸方向の流れを発生する羽根板外側領域では０°より大きく３０°以内の取り付け角Ａであることを特徴とした請求項１から４いずれかに記載の天井扇。
任意回転軸垂直断面形状での７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａとなる羽根板内側領域の羽根板中心線の内側領域内端部から延長される前記中心線の接線と、前記内側領域内端部と回転軸とを結ぶ直線との回転方向へのなす角Ｃが０°より大きく９０°より小さいことを特徴とした請求項１６記載の天井扇。
任意回転軸垂直断面形状での７０°以上かつ１１０°以下の取り付け角Ａとなる羽根板内側領域の羽根板中心線の内側領域外端部から外側へ延長される前記中心線の接線が、半径方向に対して回転逆方向を向いていることを特徴とした請求項１６または１７に記載の天井扇。
羽根板外側領域が回転軸垂直面に対して半径方向への傾きをもつことを特徴とした請求項１から１８のいずれかに記載の天井扇。