JP2015021411A - 扇風機の首振り装置及びこれを用いた扇風機 - Google Patents

Abstract

【課題】扇風機本体の最大首振り角度が首振り機構の大きさに制限されないデザイン性の良い扇風機の首振り機構を提供する。【解決手段】ファン用モータ１０及び送風ファン１２からなる扇風機本体の首振り回転の回転軸と同軸にはす歯歯車２０を設け、はす歯歯車２０に、首振り用モータ２４の回転軸に取り付けたねじ歯車２２を噛合させ、該扇風機本体に首振り用モータ２４を連結部材１４を介して連結し、首振り用モータ２４を正転、逆転させることによってねじ歯車２２を首振り用モータ２４とともにはす歯歯車２０の周囲を行きつ戻りつ旋回させ、首振り用モータ２４に連結されている該扇風機本体を首振り回転させる。【選択図】図１

Description

本発明は、扇風機の首振り装置及びこれを用いた扇風機に関するものである。

図５は従来の扇風機の一例を示す説明図である。同図において、１００はファン用モータであり、ファン用モータ１００の回転軸には送風ファン１０２が同軸に取り付けられている。ファン用モータ１００の後ろにはファン用モータ１００及び送風ファン１０２を首振り回転させる首振り構造体１０４が取り付けられている。首振り構造体１０４は内部にクランク機構１０６と、クランク機構１０６を動かす首振り用モータ１０８を備えている。

首振り構造体１０４の下方には首振り構造体１０４を支持する支持体１１０が設けられている。支持体１１０は上部支持体１１０ａと、上部支持体１１０ａを下方から支える下部支持体１１０ｂとからなる。上部支持体１１０ａは略垂直に設けられた回転軸１１２を備え、回転軸１１２には首振り構造体１０４が略水平方向に首振り回転可能に取り付けられている。上部支持体１１０ａの下端部は下部支持体１１０ｂの上端部に回転軸１１４により上下方向に首振り回転可能に連結されている。

この従来の扇風機は、まず電源を入れ、ファン用モータ１００を回転させた状態で首振り用モータ１０８を回転させると、クランク機構１０６が首振り用モータ１０８によって動き出し、首振り構造体１０４が略水平方向に首振り回転を始め、首振り構造体１０４に連結されているファン用モータ１００及び送風ファン１０２が略水平方向に首振り回転を始める。

図６は振り切り状態にある従来の扇風機の首振り機構の説明図である。図６（ａ）に示すようにクランク機構１０６が下死点に到達すると、送風ファン１０２は左端まで首を振り切り、反転して逆方向に首を振り出す。そして、図６（ｂ）に示すようにクランク機構１０６が上死点に到達すると、送風ファン１０２は右端まで首を振り切り、反転して逆方向に首を振り出す。送風ファン１０２はこのようにして首振り回転を繰り返す。

従来の扇風機の首振り装置は上述した通りのものであるが、扇風機の首振り装置の最大首振り角度はクランク機構１０６のクランクの上下死点の位置によって制約され、この上下死点の位置は首振り用モータ１０８のサイズ、クランク機構１０６のクランクの腕の長さ、クランク機構１０６のクランクの取り付け位置等に依存し、クランク機構１０６の内部のスペースに制約される。

このため、扇風機の首振り装置の最大首振り角度を大きくしようとすると、クランク機構１０６の大きさを大きく設計しなければならず、クランク機構１０６の大きさを大きく設計するとクランク機構１０６を収納する首振り構造体１０４を大きく設計せざるを得ず、首振り構造体１０４を大きく設計すると扇風機をデザインする上での制約が増え、扇風機のデザイン性が悪くなるおそれがあるという問題がある。

特開２０１１−０６４１９９号公報 特開２０１０−２４８９６１号公報 特開平０５−２８８１８９号公報

本発明が解決しようとする課題は、扇風機の首振り装置の最大首振り角度を大きくしようとすると、首振り構造体を大きく設計しなければならない点である。

本発明は、首振り装置の最大首振り角度が首振り機構の大きさに制限されない扇風機を提供するため、首振り回転の中心にはす歯歯車を同軸に設け、該はす歯歯車に噛合しているねじ歯車を首振り用モータを用いて正転、逆転させることによって該首振り用モータを該ねじ歯車とともに該はす歯歯車の周囲を行きつ戻りつ旋回させ、該首振り用モータに連結部材を介して連結されているファン用モータ及び送風ファンを首振り回転させることを最も主要な特徴とする。

本発明の扇風機の首振り機構は、首振り回転の中心にはす歯歯車を同軸に設け、該はす歯歯車に噛合しているねじ歯車を首振り用モータを用いて正転、逆転させることによって該首振り用モータを該ねじ歯車とともに該はす歯歯車の周囲を行きつ戻りつ旋回させ、該首振り用モータに連結部材を介して連結されているファン用モータ及び送風ファンを首振り回転させるので、最大首振り角度が首振り機構の大きさに制限されなくなり、従って、送風ファンの最大首振り角度を大きくした扇風機を、デザイン性を悪化させることなく提供することができるという利点がある。

また、本発明の扇風機の首振り機構は、首振り回転の中心にはす歯歯車を同軸に設け、該はす歯歯車に噛合しているねじ歯車を首振り用モータを用いて正転、逆転させることによって該首振り用モータを該ねじ歯車とともに該はす歯歯車の周囲を行きつ戻りつ旋回させ、該首振り用モータに連結部材を介して連結されているファン用モータ及び送風ファンを首振り回転させるので、任意の角度位置を首振り回転の中心にすることが可能であり、従って、扇風機の使用者は送風ファンを任意の角度位置を中心にして首振り運動させることができるという利点がある。

また、本発明の扇風機の首振り機構は、首振り回転の中心にはす歯歯車を同軸に設け、該はす歯歯車に噛合しているねじ歯車を首振り用モータを用いて正転、逆転させることによって該首振り用モータを該ねじ歯車とともに該はす歯歯車の周囲を行きつ戻りつ旋回させ、該首振り用モータに連結部材を介して連結されているファン用モータ及び送風ファンを首振り回転させるので、送風ファンの首振り角度を広い範囲で自由に設定することができ、従って、扇風機の使用者は送風ファンの首振り角度を広い範囲で自由に選択することができるという利点がある。

また、本発明の扇風機の首振り機構は、水平に首振り回転可能に設けられた下部連結部材に上部連結部材が上下方向に首振り可能に連結され、該上部連結部材に前記扇風機本体が連結されているので、扇風機本体を略水平方向に首振り回転させた場合、図７（ａ）に示すように、扇風機本体の重心の高さ位置は変わらず、首振り用モータにかかるトルクは変わらず、首振りモータの大きを最大トルクに対応した大きさのものとする必要がなく、従って、首振り用モータを小型化することができるという利点がある。

ちなみに、従来の扇風機の首振り機構は、図７（ｂ）に示すように、扇風機本体を左右に首振り回転させた場合、扇風機本体の重心が首振りの回転角度位置によって上下に変化する（中央付近では高くなり、左右の端では低くなる）ので、重心が高くなる回転角度位置では首振り用モータに余分なトルクがかかり、従って、首振り用モータは余分なトルクに対応した大きさのモータが必要となる。

また、本発明の扇風機の首振り機構は、送風ファンの角度位置を角度位置検出装置で検出し、得られた角度位置の情報に基づいて首振り用モータの回転を制御するようにした場合は、予め定めた角度位置で送風ファンの首振り方向を自動的に反転させたり、予め定めた角度位置を中心にして送風ファンを自動的に首振り回転させることができるという利点がある。

また、本発明の扇風機の首振り機構は、送風ファンの角度位置を角度位置検出装置で検出し、得られた角度位置の情報に基づいて首振り用モータの回転を制御するようにした場合は、電源をオフにした際に送風ファンの向きを基本方向（工場出荷したときの方向）に自動的に戻すように設定することができるという利点がある。

図１は本発明に係る扇風機の第一実施例の説明図である。 図２は本発明に係る扇風機の第一実施例の分解説明図である。 図３は本発明に係る扇風機の第二実施例の分解説明図である。 図４は本発明に係る扇風機の第三実施例の分解説明図である。 図５は従来の扇風機の一例を示す説明図である。 図６は振り切り状態にある従来の扇風機の首振り機構の説明図である。 図７は首振り動作における扇風機本体の上下の動きを示す説明図であり、（ａ）は本発明に係る扇風機、（ｂ）は従来の扇風機である。

送風ファンの最大首振り角度が首振り機構の大きさに依存しない扇風機を提供するという目的を、最小の部品点数で、デザイン性を悪化させることなく実現した。

図１は本発明に係る扇風機の第一実施例の説明図、図２は本発明に係る扇風機の第一実施例の分解説明図である。これらの図において、１０はファン用モータであり、ファン用モータ１０の回転軸には送風ファン１２が同軸に取り付けられている。ファン用モータ１０と送風ファン１２とファンガード（図示せず）を主要な構成要素として扇風機本体が構成される。

ファン用モータ１０の後部には上部連結部材１４ａが取り付けられ、上部連結部材１４ａは下方の下部連結部材１４ｂの上部に回転軸１４ｃを用いて前後に首振り可能に連結されている。下部連結部材１４ｂは下方に延びる回転シャフト１６を有しており、回転シャフト１６は下方の支持体１８の柱状の部分の中心に形成された垂直穴１８ａに回転可能に挿入されている。上部連結部材１４ａと下部連結部材１４ｂにより連結部材１４が構成される。

回転シャフト１６には中心部材としてのはす歯歯車２０が下部連結部材１４ｂと支持体１８の間に挟まれた状態で同軸に取り付けられている。はす歯歯車２０には衛星部材としてのねじ歯車（ウォーム歯車）２２が連結され、ねじ歯車２２には首振り用モータ２４の回転軸に同軸に取り付けられている。下部連結部材１４ｂの下側で回転シャフト１６から離れた部位には取付片２６が設けられ、取付片２６には首振り用モータ２４が取り付けられている。

なお、この例では、はす歯歯車２０、ねじ歯車２２及び首振り用モータ２４により連結部材１４を扇風機本体とともに首振り回転させる首振り装置が構成されているが、首振り装置はこの例に限定されず、中心部材の周囲を衛星部材が回転しながら周回するようなものであれば如何なる機構の首振り装置を採用してもよい。

回転シャフト１６には回転シャフト１６の回転角度位置を検出して制御装置（図示せず）に回転角度位置情報を出力する角度位置検出装置２８が取り付けられている。制御装置（図示せず）は角度位置検出装置２８によって検出された回転シャフト１６の回転角度位置の情報に基づいて首振り用モータ２４の回転方向を制御して送風ファン１２の首振り回転角度幅を制御するように構成されている。

はす歯歯車２０の下面は支持体１８の上端面に面接触している。「はす歯歯車２０とねじ歯車２２との噛み合い力」と「はす歯歯車２０と支持体１８との間の摩擦力」と「連結部材１４とはす歯歯車２０との間の摩擦力」の大小は、「はす歯歯車２０とねじ歯車２２との噛み合い力」＞「はす歯歯車２０と支持体１８との間の摩擦力」＞「連結部材１４とはす歯歯車２０との間の摩擦力」の関係にある。すなわち、「中心部材と衛星部材との噛み合い力」＞「中心部材と支持体１８との間の摩擦力」＞「連結部材１４と中心部材との間の摩擦力」の関係にある。

この関係により、首振り用モータ２４で連結部材１４を扇風機本体とともに首振り回転させた場合、連結部材１４ははす歯歯車２０の上でのみ首振り回転をし、扇風機本体を連結部材１４とともに手で回転させて扇風機本体の向きを変えた場合、はす歯歯車２０は連結部材１４と一体となった状態で、支持体１８の上端面の上を摺動回転することになる。

次に、本発明に係る扇風機の首振り機構の動作について説明する。

まず、コントローラを操作し、扇風機の電源を入れ、首振り動作をオンにする。ファン用モータ１０が回転を始めるとともに、首振り用モータ２４もねじ歯車２２とともに回転を始める。ねじ歯車２２が回転を始めると、はす歯歯車２０に対するねじ歯車２２の反作用で、首振り用モータ２４がはす歯歯車２０の周囲を旋回し、首振り用モータ２４が連結されている連結部材１４は首振り用モータ２４とともに首振り回転を開始し、扇風機本体も連結部材１４とともに首振り回転を開始する。

下部連結部材１４ｂの回転シャフト１６には角度位置検出装置２８が接続され、角度位置検出装置２８から角度位置情報が制御装置（図示せず）に出力されるようになっている。回転シャフト１６があらかじめ設定された一方の限界角度位置に到達すると、角度位置検出装置２８から送られた一方の限界角度位置情報により制御装置（図示せず）が首振り用モータ２４の回転方向を逆転させ、ねじ歯車２２が逆方向に回転し、連結部材１４が逆方向に回転し、扇風機本体が連結部材１４とともに逆方向に首振りを開始する。

回転シャフト１６があらかじめ設定された他方の限界角度位置に到達すると、角度位置検出装置２８から送られた他方の限界角度位置情報により制御装置（図示せず）が首振り用モータ２４の回転方向を逆転させ、ねじ歯車２２が逆方向に回転し、連結部材１４が逆方向に回転し、扇風機本体が連結部材１４とともに逆方向に首振りを開始する。以上のようにして、扇風機本体の首振り回転が繰り返される。

図３は本発明に係る扇風機の第二実施例の分解説明図である。連結部材１４を扇風機本体とともに首振り回転させる首振り装置としては、第一実施例のものに限定されず、図３に示すように、中心部材として第一平歯車を使用し、衛星部材として第二平歯車を使用し、第二平歯車の直径を第一平歯車の直径より小さくし、第一平歯車に第二平歯車を噛合させ、第二平歯車に首振り用モータ２４の回転軸を同軸に取り付けて第二平歯車が第一平歯車の周囲を周回するようにした機構の首振り装置を採用してもよい。

図４は本発明に係る扇風機の第三実施例の分解説明図である。連結部材１４を扇風機本体とともに首振り回転させる首振り装置としては、第一実施例又は第二実施例のものに限定されず、図４に示すように、中心部材として第一プーリーを使用し、衛星部材として第二プーリーを使用し、第二プーリーの直径を第一プーリーの直径より小さくし、第一プーリーに第二プーリーをベルトを介して連結させ、第二プーリーに首振り用モータ２４の回転軸を同軸に取り付けて第二プーリーが第一プーリーの周回するようにした機構の首振り装置を採用してもよい。

また、連結部材１４を扇風機本体とともに首振り回転させる首振り装置としては、第一実施例〜第三実施例のものに限定されず、図示しないが、中心部材として第一平歯車を使用し、衛星部材として第二平歯車を使用し、第二平歯車の直径を第一平歯車の直径より小さくし、第一平歯車に第二平歯車をチェーンを介して連結させ、第二平歯車に首振り用モータ２４の回転軸を同軸に取り付けて第二平歯車が第一平歯車の周囲を周回するようにした機構の首振り装置を採用してもよい。

１０ ファン用モータ
１２ 送風ファン
１４ 連結部材
１４ａ 上部連結部材
１４ｂ 下部連結部材
１４ｃ 回転軸
１６ 回転シャフト
１８ 支持体
１８ａ 垂直穴
２０ はす歯歯車
２２ ねじ歯車
２４ 首振り用モータ
２６ 取付片
２８ 角度位置検出装置
３０ 第一平歯車
３２ 第二平歯車
３４ 第一プーリー
３６ 第二プーリー
３８ ベルト

Claims (11)

1. 扇風機本体を支持する支持体と、該扇風機本体を該支持体に首振り回転可能に連結する連結部材と、該連結部材を該扇風機本体とともに首振り回転させる首振り装置とを備え、該首振り装置は、該支持体と該連結部材との間に該連結部材の回転軸と同軸に設けられた中心部材と、該中心部材に連結されて該中心部材の周囲を自転しながら公転する衛星部材と、該衛星部材を回転させる首振り用モータとを備え、該首振り用モータは該連結部材の回転中心から離れた部位に連結されていることを特徴とする扇風機の首振り機構。
2. 前記中心部材がはす歯歯車からなり、前記衛星部材がねじ歯車からなり、該衛星部材が該中心部材に噛合していることを特徴とする請求項１に記載の首振り機構。
3. 前記中心部材が第一平歯車からなり、前記衛星部材が第二平歯車からなり、第二平歯車の直径は第一平歯車の直径より小さく、該衛星部材は該中心部材の周囲に噛合していることを特徴とする請求項１に記載の首振り機構。
4. 前記中心部材が第一プーリーからなり、前記衛星歯車が第二プーリーからなり、第二プーリーの直径は第一プーリーの直径より小さく、該衛星部材は該中心部材にベルトを介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載の首振り機構。
5. 前記中心部材が第一平歯車からなり、前記衛星部材が第二平歯車からなり、第二平歯車の直径は第一平歯車の直径より小さく、該衛星部材は該中心部材にチェーンを介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載の首振り機構。
6. 前記連結部材の回転角度位置を検出する角度位置検出装置と、該角度位置検出装置によって検出された該連結部材の角度位置の情報と予め定めた反転角度位置の情報とに基づいて前記首振り用モータの回転方向を逆転させる制御装置とを備えてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の首振り機構。
7. 前記支持体は前記扇風機本体を下方又は上方から支持していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の首振り機構。
8. 前記中心部材と前記衛星部材との噛み合い力と、該中心部材と前記支持体との間の摩擦力と、前記連結部材と該中心部材との間の摩擦力の大小は、該中心部材と該衛星部材との噛み合い力＞該中心部材と該支持体との間の摩擦力＞該連結部材と該中心部材との間の摩擦力の関係にあることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の首振り機構。
9. 前記連結部材は、前記支持体に水平方向に回転可能に支持された下部連結部材と、該下部連結部材に上下方向に首振り可能に連結された上部連結部材とからなり、該上部連結部材が前記扇風機本体を支持していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の首振り機構。
10. 前記連結部材は前記支持体に回転可能に挿入された回転シャフトを備え、該回転シャフトには前記角度位置検出装置が接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の首振り機構。
11. 前記請求項１〜１０のいずれかに記載の首振り機構を備えたことを特徴とする扇風機。

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