JP2016084746A - シーリングファン用の羽根 - Google Patents

Abstract

【課題】シーリングファン用の羽根を安価に製造でき、かつ、風量を増加することができる構造を提供する。【解決手段】上下方向に伸びる中心軸を備えたモータによって回転するシーリングファン用の羽根２において、径方向に伸びる羽根本体２Ａに、回転方向後縁４Ａに開口する少なくとも一つのスリット５を有している。スリットの回転方向前端５Ｂを含む周方向断面において、羽根本体の回転方向前縁における下端は、スリットの回転方向前端における下端よりも中心軸方向上側に位置する。さらに、スリットの径方向外側の縁６Ａにおける開口端の下端は、スリットの回転方向前端における下端よりも軸方向下側に位置し、かつ、スリットの径方向内側の縁における開口端の下端よりも軸方向上側に位置する。【選択図】図２

Description

本発明は、シーリングファンの羽根に関し、特に風量改善形状を提供するものである。

シーリングファンは、風を発生させるための羽根を有している。従来の、シーリングファン用の羽根については、例えば、米国公開公報２００４−００９０６９号公報に、記載されている。米国公開公報２００４−００９０６９号公報に記載されているシーリングファン用の羽根においては、羽根の根本から先端に向かうにつれて、空気と羽根が衝突する角度が、連続的に減少する構造を採用している。上記構造によって、シーリングファンのエネルギー効率が向上する。
米国公開特許公報２００４−００９０６９号公報

しかしながら、近年では、より安価にシーリングファンの風量を改善することが求められ。米国公開特許公報２００４−００９０６９号公報に記載されているシーリングファン用の羽根においては、安価な構造によって、シーリングファンの風量を改善することが困難であった。

本発明の目的は、シーリングファン用の羽根を安価に製造でき、かつ、風量を増加することができる構造を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、上下方向に伸びる中心軸を備えたモータによって回転するシーリングファン用の羽根であって、径方向に伸びる羽根本体に、回転方向後縁に開口する少なくとも一つのスリットを有し、前記羽根本体における前記スリットの回転方向前端を含む周方向断面において、前記羽根本体の回転方向前縁における下端は、前記スリットの回転方向前端における下端よりも中心軸方向上側に位置し、前記スリットの径方向外側の縁における開口端の下端は、前記スリットの回転方向前端における下端よりも軸方向下側に位置し、前記スリットの径方向内側の縁における開口端の下端よりも軸方向上側に位置する、シーリングファン用の羽根である。

本願の例示的な第１発明によれば、シーリングファン用の羽根を安価に製造でき、かつ、風量を増加することができる。

本発明の実施形態によるシーリングファン用の羽根を搭載したシールリングファンの斜視図である。 図1における羽根を示す上面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明の他の実施形態に係るシーリングファン用の羽根を示す上面図である。 図4におけるＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

また、特に断りのない限り、以下の説明においては、中心軸Ｊに沿う方向を上下方向とし、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。なお、後述するモータのロータ部１Ａが回転する方向を単に「回転方向Ｒ」と呼ぶ。

なお、本明細書において、上下方向に延びる、とは、厳密に上下方向に延びる場合に加えて、上下方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、上下方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

＜１．一実施形態に係るシーリングファン用の羽根＞
図１は、本発明の一実施形態に係るシーリングファン用の羽根２と、当該羽根２を有するシーリングファン１の斜視図である。本発明の構成によって、シーリングファン用の羽根２を安価に製造でき、かつ、風量を増加することができる。

図１に示すように、シーリングファン１は、モータ部１Ａと、複数の羽根２を有する。モータ部１Ａは、中心軸Ｊを中心として回転するロータ部１Ｂを有する。複数の羽根２は、連結部１Ｃにおいて、ネジ止めや、溶接等によってロータ部１Ｂに連結され、ロータ部１Ｂと一体となって、中心軸Ｊを中心として回転する。

図２は、ロータ部１Ｂに連結されている複数の羽根２のうちの一枚を、中心軸方向上側から見た上面図である。図２で示されているように、羽根２は径方向に伸びる羽根本体２Ａを有している。羽根本体２Ａは、金属製の一枚板を、後述する曲げ部８で曲げることによって形成されている。なお、羽根本体２Ａは、金属以外の材料によって形成されていても良い。

図２において、羽根本体２Ａは、ロータ部１Ｂと一体となって、図中に示された回転方向Ｒに回転する。羽根本体２Ａは、回転方向Ｒの前方側に位置する前方領域３と、回転方向Ｒの後方側に位置する後方領域４を有する。

本実施形態の羽根本体２Ａは、後方領域４において、回転方向後縁４Ａに開口するスリット５を有する。後方領域４は、スリット５によって、径方向内側に位置する第一領域６と、径方向外側に位置する第二領域７に分けられる。第一領域６の径方向外側の縁は、スリット５の径方向内側の縁６Ａであり、第二領域７の径方向内側の縁は、スリット５の径方向外側の縁７Ａである。

スリット５の回転方向前端５Ｂは、羽根本体２Ａの周方向幅中心よりも、回転方向後方に位置する。この構成によって、羽根本体２Ａが回転して後方領域４と空気が衝突する際に、中心軸方向下側へ送られる空気の風量を増加させつつ、羽根本体２Ａが空気から受ける、羽根本体２Ａの周方向幅中心を基準としたモーメントを低減することができる。

本実施形態においては、スリット５の本数は一本であり、羽根本体２Ａの径方向幅中心よりも径方向外側に形成されている。この構成によって、羽根本体２Ａの後方領域４と空気が衝突する際に、中心軸方向下側へ送られる空気の風量を増加させつつ、羽根本体２Ａが風から受ける、連結部１Ｃを基準としたモーメントを低減することができる。なお、スリット５は、必ずしも羽根本体２Ａの径方向中心よりも径方向外側に形成されている必要はなく、径方向中心、又は径方向中心よりも径方向内側に形成されても良い。

スリット５は、回転方向前端５Ｂにおいて、スリット５の径方向幅が広くなる拡大部５Ａを有する。この構成によって、空気がスリット５を通過する際に、羽根本体２Ａが空気から受ける抵抗を減少させることができる。

図２で示されているスリット５では、拡大部５Ａは、中心軸方向上側から見た際に略円形である。この構成によって、羽根本体２Ａが空気から受ける抵抗を減少させつつ、羽根本体２Ａの拡大部５Ａ付近にかかる力を効率よく分散することができる。なお、拡大部５Ａの形状は略円形に限られることはなく、略楕円形や、略長方形等でも良い。

図２で示しているように、羽根本体２Ａの前方領域３は、径方向に長い補強部９を有する。この構成によって、羽根本体２Ａの剛性を向上させることができる。よって、後方領域４に、周方向に沿う方向のスリット５を設けた場合においても、羽根本体２Ａの、径方向における変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、曲げ部８と補強部９の径方向間隙８Ａは、径方向外側から径方向内側になるにつれて、大きくなるように形成されている。この構成によって、羽根本体２Ａを容易に成形し、羽根本体２Ａの剛性を増加させることができる。

図３は、本実施形態の羽根本体２Ａを、図２の仮想線Ａ−Ａで切断した周方向断面であり、スリット５の回転方向前端５Ｂを含む周方向断面を径方向外側から見た図である。図３で示されているように、羽根本体２Ａにおけるスリット５の回転方向前端５Ｂを含む周方向断面において、羽根本体２Ａの回転方向前縁３Ａにおける下端は、スリットの回転方向前端５Ｂにおける下端５Ｃよりも中心軸方向上側に位置する。さらに、スリットの径方向外側の縁７Ａにおける開口端の下端７Ｂは、スリットの回転方向前端５Ｂにおける下端５Ｃよりも軸方向下側に位置し、スリットの径方向内側の縁６Ａにおける開口端の下端６Ｂよりも軸方向上側に位置する。この構成によって、羽根本体２Ａを安価に製造でき、かつ、風量を増加することができる。

また、この構成によると、羽根本体２Ａの下面において、第一領域６の、スリット５の径方向内側の縁６Ａ付近が、羽根本体２Ａが回転する際により多くの空気と衝突し、中心軸方向下側への風量を増加させることができる。さらに、第一領域６の、スリット５の径方向内側の縁６Ａ付近が、第二領域７の、スリット５の径方向外側の縁７Ａ付近の中心軸方向上側、又は同程度の高さに位置する場合に比べて、羽根本体２Ａの第二領域７と空気が衝突する量を低減させることができる。よって、羽根本体２Ａ全体が発生させる風量は増加させつつ、第二領域７が空気から受けるモーメントを低減することができる。

図３に示されている羽根本体２Ａは、金属製の一枚板を、曲げ部８において、前記スリットを起点に中心軸方向下側に折り曲げられることによって形成されている。また、第一領域６の下面が、前方領域３の下面よりも軸方向下側に位置している。従って、第一領域６と第二領域７の下面は、略平坦であり、第一領域６が含まれる仮想面と、前記第二領域７が含まれる仮想面は、０度よりも大きな角度で交わる。換言すると、前方領域３の下面と、第一領域６の下面が成す角θ１は、１８０度よりも小さく、かつ、前方領域３の下面と、第二領域７の下面が成す角θ２よりも小さい。

この構成によって、羽根本体２Ａを安価に加工することができ、さらに、羽根本体２Ａによって生み出される風量を増加させることができる。なお、本実施形態においては、第二領域７は、前方領域３の下面と、第二領域７の下面が成す角θ２が１８０度よりも小さくなるように形成されているが、必ずしもθ２を１８０度よりも小さくする必要はなく、１８０度であっても良い。

補強部９は、プレス加工によって形成され、補強部９の下面９Ａは、前方領域３の下面に対して、凹部となっている。この構成によって、補強部９の下面が、前方領域３の下面に対して凸部となっている場合に比べて、羽根本体２Ａの送風効率を向上することができる。その理由は、補強部９の下面が凸部となっている際には、羽根本体２Ａが回転する際に、羽根本体２Ａの下面において、空気が凸部に衝突することによって、凸部よりも回転方向後方側に空気の乱流が発生するためである。一方、補強部９の下面が凹部を有している場合は、凸部を有する場合よりも、凹部よりも回転方向後方側で乱流が発生することが抑制される。なお、本実施形態では、補強部９の上面９Ｂは前方領域３の上面に対して、凸部となっている。

＜２．他の一実施形態に係るシーリングファン用の羽根＞
図４は、本発明の他の一実施形態に係るシーリングファン用の羽根２０の上面図である。本実施形態の羽根２０における羽根本体２０Ａの構成は、技術的、構造的に矛盾がない範囲で、図２で説明した羽根本体２Ａに対応しており、両者の対応から、その構造や技術内容が自明な点については、適宜対応箇所を読み替えることが可能である。羽根本体２０Ａは、図中に示された回転方向Ｒの向きに回転する。羽根本体２０Ａは、回転方向前方に位置する前方領域３０と、後方に位置する後方領域４０を有する。羽根本体２０Ａは、後方領域４０において、回転方向後縁４０Ａに開口する第一スリット５０を有する。羽根本体２０Ａは、第一スリット５０によって、径方向内側に位置する第一領域６０と、径方向外側に位置する第二領域７０に分けられる。

羽根本体２０Ａは、第一スリット５０に加えて、第二領域７０において、回転方向後縁４０Ａに開口する第二スリット５１をさらに有する。そして、第二領域７０は、第二スリット５１によって、径方向内側に位置する第二内側領域７１と、径方向外側に位置する第二外側領域７２とに分けられる。第二内側領域７１の径方向外側の縁は、第二スリット５１の径方向内側の縁７１Ａであり、第二外側領域７２の径方向内側の縁は、第二スリット５１の径方向外側の縁７２Ａである。

第二スリット５１の回転方向前方は、第二スリット５１の径方向幅が広くなる拡大部５１Ａと、第二スリット５１の回転方向前端５１Ｂを有する。本実施形態では、拡大部５１Ａは、中心軸方向上側から見た際に略円形となっている。ただし、拡大部５１Ａは略円形である必要はなく、他の形状でも良い。

本実施形態では、羽根本体２０Ａは、金属の一枚板を曲げ部８０で曲げることによって形成されている。曲げ部８０は、スリット５０の回転方向前方に位置する拡大部５０Ａと、第二スリット５１の拡大部５１Ａとを結ぶ仮想直線に沿うように形成されている。また、羽根本体２０Ａは、前方領域３０に位置する補強部９０を有する。

図５は、本実施形態の羽根本体２０Ａを、図４に示されている仮想線Ｂ−Ｂで切断した周方向断面であり、第二スリット５１の回転方向前端５１Ｂを含む周方向断面を径方向外側から見た図である。図５に示されている通り、羽根本体２０Ａの回転方向前縁における下端３０Ａは、第二スリット５１の回転方向前端における下端５１Ｃよりも中心軸方向上側に位置する。

また、第二スリット５１の径方向外側の縁７２Ａにおける開口端の下端７２Ｂは、第二スリット５１の回転方向前端における下端５１Ｃよりも軸方向下側に位置し、第二スリット５１の径方向内側の縁７１Ａにおける開口端の下端７１Ｂよりも軸方向上側に位置する。この構成によって、羽根本体２０Ａを安価に製造でき、かつ、風量を増加することができる。つまり、羽根本体２０Ａの下面において、第二内側領域７１の、第二スリット５１の径方向内側の縁７１Ａ付近が、羽根本体２０Ａが回転する際により多くの空気と衝突し、中心軸方向下側への風量を増加させることができる。さらに、第二内側領域７１の、第二スリット５１の径方向内側の縁７１Ａ付近が、第二外側領域７２の、第二スリット５１の径方向外側の縁７２Ａ付近が、中心軸方向上側、又は同程度の高さに位置する場合に比べて、羽根本体２０Ａの第二外側領域７２と空気が衝突する量を低減させることができる。よって、羽根本体２０Ａ全体が発生させる風量は増加させつつ、第二外側領域７２が空気から受ける、羽根本体２０Ａの径方向内端を基準とするモーメントを低減することができる。

また、本実施形態においては、羽根本体２０Ａは金属の一枚板を、曲げ部８０で曲げることによって形成されている。よって、第二内側領域７１の下面と、第二外側領域７２の下面は略平坦であり、第二内側領域７１が含まれる仮想面と、第二外側領域７２が含まれる仮想面は、０度よりも大きな角度で交わる。換言すると、羽根本体２０Ａの前方領域３０の下面と第二内側領域７１の下面が成す角θ２０は、１８０度よりも小さく、かつ、前方領域３０の下面と第二外側領域７２の下面がなす角θ３０よりも小さい。この構成によって、羽根本体２０Ａを安価に加工することができ、さらに、羽根本体２０Ａによって生み出される風量を増加させることができる。また、第二外側領域７２が空気から受ける、羽根本体２０Ａの内端を基準とするモーメントを低減することができる。

本実施形態においては、前方領域３０の下面と第二外側領域７２の下面が成す角θ３０は１８０度よりも小さいが、必ずしも１８０度よりも小さくする必要はなく、１８０度であっても良い。また、上記実施形態では、スリットの数を１の場合、２の場合について説明したが、これ以上の複数のスリットが形成されていてもよい。

本発明は、シーリングファンに利用できる。

Ｊ 中心軸
Ｒ 回転方向
Ａ−Ａ スリットの回転方向前端を含む周方向断面
Ｂ−Ｂ 第二スリットの回転方向前端を含む周方向断面
θ１，θ１０ 前方領域の下面と、第一領域の下面が成す角
θ２ 前方領域の下面と、第二領域の下面が成す角
θ２０ 前方領域の下面と第二内側領域の下面が成す角
θ３０ 前方領域の下面と第二外側領域の下面が成す角
１ シーリングファン
１Ａ モータ部
１Ｂ ロータ部
１Ｃ 連結部
２，２０ シーリングファン用の羽根
２Ａ，２０Ａ 羽根本体
３，３０ 前方領域
３Ａ，３０Ａ 羽根本体の回転方向前縁における下端
４，４０ 後方領域
４Ａ，４０Ａ 回転方向後縁
５ スリット
５０ 第一スリット
５１ 第二のスリット
５Ａ，５０Ａ 拡大部
５Ｂ スリットの回転方向前端
５Ｃ スリットの回転方向前端における下端
５１Ａ 第二スリットの拡大部
５１Ｂ 第二スリットの回転方向前端
５１Ｃ 第二スリットの回転方向前端における下端
６，６０ 第一領域
６Ａ スリットの径方向外側の縁
６Ｂ 径方向内側の縁における開口端の下端
７，７０ 第二領域
７Ａ スリットの径方向外側の縁
７Ｂ 径方向外側の縁における開口端の下端
７１ 第二内側領域
７１Ａ 第二スリットの径方向内側の縁
７１Ｂ 第二スリットの径方向内側の縁における開口端の下端
７２ 第二外側領域
７２Ａ 第二スリットの径方向外側の縁
７２Ｂ 第二スリットの径方向外側の縁における開口端の下端
８，８０ 曲げ部
８Ａ 曲げ部と補強部の径方向間隙
９，９０ 補強部
９Ａ，９０Ａ 補強部の下面
９Ｂ，９０Ｂ 補強部の上面

Claims (12)

1. 上下方向に伸びる中心軸を備えたモータによって回転するシーリングファン用の羽根であって、
   径方向に伸びる羽根本体に、回転方向後縁に開口する少なくとも一つのスリットを有し、
   前記羽根本体における前記スリットの回転方向前端を含む周方向断面において、前記羽根本体の回転方向前縁における下端は、前記スリットの回転方向前端における下端よりも中心軸方向上側に位置し、
   前記スリットの径方向外側の縁における開口端の下端は、前記スリットの回転方向前端における下端よりも軸方向下側に位置し、前記スリットの径方向内側の縁における開口端の下端よりも軸方向上側に位置する、シーリングファン用の羽根。
2. 前記スリットの回転方向前端は、前記周方向断面における前記羽根本体の前記周方向幅中心よりも、回転方向後方に位置する、請求項１に記載のシーリングファン用の羽根。
3. 前記スリットの開口端は、径方向において、前記羽根本体の径方向幅中心よりも径方向外側に位置する、請求項１と２のいずれかに記載のシーリングファン用の羽根。
4. 前記スリットは、前記回転方向前方において、前記スリットの径方向幅が広くなる拡大部を有する、請求項１乃至３のいずれかに記載のシーリングファン用の羽根。
5. 中心軸方向上側から見た際に、前記拡大部は、略円形である、請求項４に記載のシーリングファン用の羽根。
6. 前記羽根本体は、前記スリットを起点に中心軸方向下側に折り曲げられる後方領域を有し、
   前記後方領域は、前記スリットよりも径方向内側に位置する第一領域と、前記スリットよりも径方向外側に位置する第二領域とに分けられ、
   前記第一領域と前記第二領域の下面は、略平坦であり、
   前記第一領域が含まれる仮想面と、前記第二領域が含まれる仮想面とが、０度よりも大きな角度で交わる、請求項１乃至５のいずれかに記載のシーリングファン用の羽根。
7. 前記羽根本体は、前記スリットよりも径方向外側に位置し、回転方向後縁に開口する第二スリットをさらに有し、
   前記羽根本体における前記第二スリットの回転方向前端を含む周方向断面において、前記羽根本体の回転方向前縁における下端は、前記第二スリットの回転方向前端における下端よりも中心軸方向上側に位置し、
   前記第二スリットの径方向外側の縁における開口端の下端は、前記第二スリットの回転方向前端における下端よりも軸方向下側に位置し、前記第二スリットの径方向内側の縁における開口端の下端よりも軸方向上側に位置する、請求項１乃至５のいずれかに記載のシーリングファン用の羽根。
8. 前記羽根本体は、回転方向後方に位置する後方領域を有し、
   前記後方領域は、前記第二スリットによって、前記スリットより外側、かつ前記第二スリットよりも径方向内側に位置する第二内側領域と、前記第二スリットよりも径方向外側に位置する第二外側領域とに分けられ、
   前記第二内側領域と、前記第二外側領域の下面は、略平坦であり、
   前記第二内側領域が含まれる仮想面と、前記第二外側領域が含まれる仮想面とが、０度よりも大きな角度で交わる、請求項７に記載のシーリングファン用の羽根。
9. 前記羽根本体は、回転方向前方に位置する前方領域を有し、
   前記前方領域は、径方向に伸びる補強部を有する、請求項１乃至８のいずれかに記載のシーリングファン用の羽根。
10. 前記羽根本体は、前記回転方向前方において、前記スリットの径方向幅が広くなる拡大部を有し、
    前記拡大部を含んで径方向に伸び、前記羽根本体が曲げられる曲げ部を有し、
    前記曲げ部と前記補強部の径方向間隙は、径方向外側から径方向内側になるにつれて、大きくなるように形成されている、請求項９に記載のシーリングファン用の羽根。
11. 前記補強部は、プレス加工によって形成され、
    前記補強部の下面は、凹部を有する、請求項９または１０に記載のシーリングファン用の羽根。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載のシーリングファン用の羽根を有する、シーリングファン。

Images