JP2017511438A - 学習モードを備えたファン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、天井ファンなどのファンが、学習モードの動作を行う。この学習モードの場合、ユーザーが周囲環境温度などの所定の条件に応じてファンの目的速度を入力する。このユーザー入力に基づいて他の条件についても自動的に調節を行う。次に、（例えば異なるユーザーなどの）上記条件でファン速度を選択するか、あるいは初期化時またはその後のいずれかにおいて、異なる条件設定を行い、この条件に応じた目的のファン速度の更新目安としてこれを使用する。本発明は、ファンの動作を制御する方法にも関する。
【選択図】図１

Description

本出願は、米国仮特許出願第６１/９７２，６１９号の優先権を主張する出願であり、この出願の開示はここに援用するものとする。

本発明は全体としてはエアハンドリング技術に関し、具体的には、学習モードの動作機能を備えたファン装置に関する。

ファン装置の場合、例えばファン装置を設置する空間の温度などの周囲環境条件の一つの尺度を与える温度センサーを組み込んで、ファン装置の動作を制御している。温度は様々な条件によって変化することは無論であるが、ファン装置速度を自動調節し、広い範囲の条件にわたって最大の快適さを確保することが望ましい。ところが、検出された温度やその他の条件に基づくファン装置速度の単なる調節は、温度に基づく特定のファン装置速度に対するユーザーの好みを動作中考慮に入れていない。例えば、あるユーザーがある温度で快適と感じるファン装置速度が同じユーザーにとって不快になる時がある。即ち、ロックステップ式（a ｌｏｃｋ−ｓｔｅｐ ｆａｓｈｉｏｎ）で異なる温度、あるいは異なるユーザー用に調節された時である。

ＰＣＴ/ＵＳ２０１５/２０９９８

このように、上記問題のいずれか、あるいはすべてに対処できるだけでなく、これまで認識されていない問題に対処できる解決策が求められている。

本発明の一つの態様では、ファン装置は学習モードの動作機能を有する。この学習モードによって、ユーザーが所定の環境条件（例えば温度など）に応じてファン装置の速度などの所望の動作パラメーターを入力でき、条件変更に応じた調節をユーザー入力に基づいて自動的に決定することができる。次に、この条件（例えば異なるユーザーに対する条件など）におけるファン装置パラメーターを初期化中かその後に選択することができ、この条件に対応する所望のファン装置パラメーターを更新することができる。本発明は、ファン装置の動作を制御する制御方法にも関する。

一つの具体的な実施態様では、ファン装置は、ファンおよびこのファンを制御する制御装置を有する。この制御装置については、第１の周囲環境条件に応じてユーザーが選択した第１の目的ファン速度において実質的に動作するようにファン装置を制御し、そしてさらに、第２の周囲環境条件に対応して第１の上記ファン速度において実質的に動作するようにファンを制御するように構成する。

この実施態様において、あるいは他の実施態様においも、制御装置は、それぞれが実質的に異なる周囲環境条件に対応する複数の速度でファンを回すように動作するようになっている。また、ユーザー入力装置については、第２の目的ファン速度を入力し、この場合制御装置は、（ａ）ファンが実質的に第２の目的ファン速度で動作するようにファンを制御し、そして（ｂ）ファンが異なる周囲環境条件において第１設定速度とは異なる第２の設定速度で動作するようにファンを調整する。

制御装置は、第１の目的ファン速度に基づいて複数の周囲環境条件で複数のファン速度を与えることができる。周囲環境条件は、温度および／または湿度であればよい。この場合制御装置については、特定の周囲環境条件においてファンを自動的に付勢かつ脱付勢するように（活性化させたり不活性化させたりするように）構成することができる。

ファン装置は、空気流が発生する室内に設置することができ、周囲環境条件は室内で検知される温度である。周囲環境条件を検知するために、ファン装置から離間した位置（例えば室内の壁、床などの位置）を始めとする位置にセンサーを設置することができる。ファンと無線連絡する遠隔制御装置によって、ユーザーは制御装置に入力してファンを制御することができる。

本発明のさらに別な態様は、ファン、およびユーザーが設定する第１の目的ファン速度に基づいて複数の異なる周囲環境条件それぞれに対応する設定値に従ってファン速度を調節するようになった制御装置を有するファン装置に関する。ユーザーは、第２の目的ファン速度を入力するように構成されたユーザー入力装置によって目的にファン速度を設定することができ、制御装置は（ａ）ファンが実質的に第２の目的ファン速度で動作するようにファンを制御し、そして（ｂ）ファンが異なる周囲環境条件において第１設定速度とは異なる第２の設定速度で実質的に動作するようにファンを調整する。

周囲環境条件は温度および／または湿度とすることができる。制御装置については、特定の検出周囲環境条件でファンを自動的に付勢/脱付勢（活性化・不活性化）するように構成してもよい。ファンは、空気の流れを作り出す室内に設置してもよく、周囲環境条件は室内で検知された温度である。センサーはファンから離間設置でき、ファンと無線交信する遠隔制御装置を使用して、制御装置にユーザーが入力することができる。

また、本発明はファンの動作方法にも関する。この方法の場合、第１周囲環境条件に応じた第１の目的ファン速度を設定し、この第１周囲環境条件に応じた第１の目的ファン速度に基づいて第２周囲環境条件に対応する第２ファン速度を設定する。この方法は、さらに、第２周囲環境条件が存在する場合にファンを実質的に第２速度で動作させるステップを有する。

本発明方法は、（ａ）第１周囲環境条件においてファンが第１の目的ファン速度で動作するように制御を行うステップ、そして（ｂ）第２周囲環境条件においてファンが第２ファン速度で動作するように制御を行うステップを有するものでもある。さらに、この方法では、ユーザー入力装置によって第３の目的ファン速度を設定、そして（ａ）実質的にこの第３の目的ファン速度においてファンが動作するように制御を行うとともに、（ｂ）第３の目的ファン速度に基づいて、第２の周囲環境条件において第４の設定速度でファンが動作するように調節を行う。上記周囲環境条件は温度および/または湿度とすることができ、この場合本発明方法は、特定の周囲環境条件でファンを付勢または脱付勢（活性化又は不活性化）（ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ ｏｒ ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｎｇ）するステップを有する。

本発明のさらに別な態様は、ファンの制御方法に関する。この本発明方法では、第１ユーザーが設定する第１の目的のファン速度に基づいて、複数の異なる周囲環境条件のそれぞれに応じた第１の所定値に従ってファン速度を調整する。この方法は、さらに、第１ユーザーが設定する第２の目的のファン速度に基づいて、複数の異なる周囲環境条件のそれぞれに応じた第２の所定値に従ってファン速度を調整するステップを有する。さらに、本発明方法は、第２ユーザーが設定する第２の目的のファン速度に基づいて、複数の異なる周囲環境条件のそれぞれに応じた第２の所定値に従ってファン速度を調整するステップを有する。

本発明のさらに別な態様は、ファンの制御方法に関する。この方法は、ユーザー入力装置を使用して、第１周囲環境条件に基づいてファンの第１の目的速度を入力し、ユーザー入力装置を使用して、第２周囲環境条件に基づいてファンの第２の目的速度を入力し、そして第１および第２の周囲環境条件における第１および第２の目的速度に基づくなどの第３の周囲環境条件に応じてファン速度を設定する。

上記方法では、さらに、第１ユーザー装置によってユーザー入力を設定して、ファンを使用する。この方法は、さらに、ファンを使用する第１ユーザーまたはファンを使用する第２ユーザーによってユーザー入力を設定するステップを有する。

本発明は、ファン速度の制御方法にも関する。この方法では、ユーザー入力装置を使用して、第１ユーザーが、第１周囲環境条件に基づいて、ファンの第１の目的速度を入力し、ユーザー入力装置を使用して、第２ユーザーが、第２の周囲環境条件においてファンの第２の目的速度を入力し、そして第１および第２の周囲環境条件（実質的に同じ条件であってもよい）において第１および第２の目的の速度に基づくなどの第３の周囲環境条件に応じたファン速度を設定する。第１ユーザーは、時間的に第２ユーザーが第２の目的速度を入力する前に第１の目的速度を入力する。

本発明は、ある空間におけるファンの動作を制御する方法にも関する。この方法では、ファンが設置された空間の第１温度に応じたユーザー選択第１速度およびこの空間の第２温度に応じたユーザー選択第２速度を設定する。この方法では、さらに、第１温度における第１速度および第２温度における第２速度でファン速度を操作する。この方法は、さらに、ユーザー選択第１および第２の速度に基づいて第３温度における第３速度を設定するステップを有していてもよい。

学習モードの動作機能を実施する制御装置を備えたファン装置を示す概略図である。 学習モードの動作機能の一態様を示す特性図である。 学習モードの動作機能の他の一態様を示す特性図である。

本発明のファン装置１０の一つの想定される実施例を示す概略図である図１を参照して説明する。ファン装置１０は、対応するモーターによって動作する複数のブレードを有する天井用ファンなどのファンを有し、このファンとして任意のファンを使用することができる。

ファン装置１０は、ファン位置か、あるいはファンそれ自体から離間した位置（即ち、ファンが位置している正確な位置ではない位置、あるいはファンそれ自体１０の一部内の位置ではない位置）のいずれかにおいて周囲環境状態を検出する少なくとも一つのセンサー１２を有する。例えばセンサー１２としては、ファン１０の一部を構成する温度センサーであればよく、あるいは遠隔温度を検出するセンサー（例えばＰＩＲセンサー；国際特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ/ＵＳ２０１５/２０９９８に記載のセンサー、この公報の開示は本明細書に援用するものとする）を有するものでもよい。検出された温度を制御装置１４が使用して、ファン１０を制御すればよい。例えば、ファン１０を付勢（活性化）あるいは脱付勢（不活性化）してもよく、あるいはファン１０の方向を変更してもよく、もしくはファン１０の動作速度を調節してもよい。

本発明の一つの態様では、学習モード動作時にユーザーがファン速度を入力するためにユーザー入力装置１６を設ける（これは、ユーザー入力とは無関係に目的速度に対してファン速度を調節する自動モードとは対照的である）。入力装置１６としては、有線式または無線式の遠隔装置であればよい。一例として、入力装置１６にはユーザー専用入力装置の形態を取る、スマートフォンやコンピュータなどの遠隔入力装置を挙げることができ、これは対応するソフトで動作し、目的値を認識可能な形でファン制御装置１４に交信する。

学習モードの場合、ユーザーが入力した速度（例えば、図２における速度Ａ）は、ユーザー入力装置に対応する検出された温度（例えば７２゜Ｆ）とともに、メモリ１８に記録され、かつ記憶される。この記録は、インストール後のファン１０の初期化時に行ってもよく、あるいは入力装置１６を介してユーザーが学習モード動作を選択する時点で行ってもよい。

所定の温度に対応してユーザー選択速度に基づいて、制御装置１４が、初期値からの温度の増減に基づいてファン１０の動作を調節する。例えば、温度が増減した場合、これに応じてファン１０を制御すればよい（上昇温度７６゜Ｆおよび対応する速度上昇については点Ｂを参照）。この調節は、図２に直線２０で示すように、予めプログラミングされた範囲の数値に従って行えばよい。予めプログラミングされた数値は、任意の形態（表、式など）でメモリ１８に記憶されているＡＳＨＲＡＥ５５基準に従って、あるいは以前に得られたデータ、例えば具体的なファンまたは周囲環境において得られた想定経験値データを使用して得られた値に基づいて得たものであればよい。理解しやすくするために、図２においてこれら数値を線形的に示すが、採用するアプローチに応じて非線形であってもよい。ファン速度値についても、予め設定された速度に相関する整数として（例えば、速度１は１０ｒｐｍ、速度２は３０ｒｐｍなど）示すが、これは例示のみを目的とするもので、速度は、使用するファンモーターの感度に応じて、所定の範囲内で任意に調節可能である。

その後、（初期設定を行ったユーザーとは異なるユーザーであってもよい）ユーザーが、例えば入力装置１６などを使用して、ファン速度を変更された速度（例えば点Ｃ）に調節することができる。この初期設定後の選択を行う場合には、制御装置１４が変更された速度（例えば点Ｃ）を検知された温度（例えば７６゜F）などの条件に対応付ける。変更された速度および既知の動作条件に基づいて、制御装置１４が、ユーザーが予めプログラミングされた値とは異なる特に好ましい値をもっているかを判定すればよい。即ち、制御装置１４は対応する条件に応じて速度値を調節でき、従って図２の破線２２で示すように、新しいモードの動作を生成することができる。

同様に、前回の調節とは異なり、かつその後で調節をユーザーが行う場合には、これに応じて制御装置１４が応答すればよい。例えば、検出された温度に応じて異なる速度が選択された場合（７６゜Fに対する点Ｄ）には、（この場合、直線２０によって示される元の速度値に対応するように）速度値を調節すればよい。但し、理解できるように、この場合にも、所定の温度に応じて前回使用された速度選択とは異なる速度選択に応じて新しいセットの値を生成できる。

さらに理解できるように、上記の調節は、ファン装置１０の特定のユーザーあるいは異なるユーザーによって行うことができる。異なるユーザーが後の時期に調節を行い、初期のユーザーに戻って異なる調節を行う場合、ファン装置１０は制御装置１４によって再度この違いを学習し、対応する調節を行えばよい。このように、温度に対するファン速度は、学習モードの動作時にユーザーに固有な好みに基づいて連続的に調節かつ更新することができる。

初期設定時、ユーザーに所定温度に応じて目的の速度を設定し、次に異なる温度（例えば図２の値Ａ）に基づいて異なる速度を設定するように指示することも可能である。例えば、ユーザーを促して、ファンが設置されちる空間の温度を調節し、次にこの調節された温度（例えば図２の値Ｄ）に基づいて目的のレベルにファン速度を調節することが可能である。この場合、制御装置１４は、入力されたデータを使用して補間を行い、温度値（例えば、７４゜Ｆに対応する直線２０および値Ｂ）に基づいて所定範囲の速度を与えればよく、次に学習モード動作が選択されている間、検出された温度に基づくファン速度に以降の調節を通して変更することができる。初期設定時の代わりに、この第２の値は、検出された温度がユーザーによって確認された時点で検知された温度とは異なる時点での動作時の目的の速度に関して促すだけで得ることができる。

図３を参照して、本発明のさらに別な態様を説明する。この態様では、ユーザーは、周囲環境条件（例えば図３の点Ａ）などの所定条件に応じて初期設定点の速度を選択する。次に、ファン装置１０が上記実施態様に従って動作し、検出された条件変化に基づいて速度を調節する。ユーザーが選択した第２速度を入力した時点では、この初期条件に変化はなく、むしろ新しい条件におけるユーザー選択を認識できるに過ぎない（例えば図３の点Ｂ）。次に、（補間などの）計算を行って、条件に基づく速度の付加的な値を決定することができる。さらに調節を行うと（例えば点ＣおよびＤ）、同じように計算を調節することができる。

以上温度のみを使用する態様を説明してきたが、湿度などの別な周囲環境条件を使用して同じアプローチを取ることも可能である。即ち、湿度センサーによって検知した湿度に基づいてファンの速度を制御することも可能である。また、温度および湿度の両方に基づいて速度を調節すること可能であることは無論である。実際、以下の式によって求められる熱指数に基づいて調節を行ってもよい。
熱指数＝−４２．３７９＋２．０４９０１５２３Ｔ＋１０．１４３３３１２７Ｒ−０．２２４７５５４１ＴＲ−６．８３７８３×１０^−３Ｔ^２−５．４８１７１７×１０^−２Ｒ^２＋１・２２８７４×１０^−３Ｔ^２Ｒ＋８．５２８２×１０^−４ＴＲ^２−１．９９×１０^−６Ｔ^２Ｒ^２（式中Ｔは空気温度（゜F）、そしてＲは相対湿度（％）である）。
従って、ファン速度のユーザーの初期調節またはその後の調節を、温度測定および湿度測定に基づく具体的な熱指数に対応付けることが可能になる。

検出された条件に基づくファン速度という条件は厳密ではなく、実質的に具体的な値と同様な温度を使用して、ファンを実質的に具体的な速度を調節することが可能であるが、必ずしも正確な速度は必要ない。摩擦、電力、摩耗などの変数に基づいてバラツキは１０％かそれ以上と考えられ、いずれも所定状況下における正確な動作条件に依存する。

以上いくつかの実施態様を図示し、かつ説明してきたが、当業者ならば、本発明の範囲から逸脱することなく一部を適正に変更することによって本発明装置、本発明方法および本発明システムをさらに応用することができるはずである。このような考えられる変更などのいくつかについては、既に説明してきたが、これ以外についても当業者にとって明らかなはずである。例えば、明細書本文に記載した実施例、実施態様、形状構成、材料、寸法、比、工程などは例示であり、必ずしも必要ないものである。従って、本発明の範囲については、特許請求の範囲の記載から判断すべきであり、添付図面に示し、かつ明細書本文に記載した構造および動作の細部に制限されるものではない。

１０：ファン装置
１４：制御装置
１６：入力装置
１８：メモリ

Claims (30)

1. ファン、および
   実質的に第１の周囲環境条件でユーザーが設定する第１の目的ファン速度で動作するようにこのファンを制御し、かつ実質的に第２の周囲環境条件において第１の設定速度で動作するように前記ファンを制御する制御装置を有することを特徴とする装置。
   
2. 前記制御装置が、それぞれが実質的に異なる周囲環境条件に対応する複数の異なる速度で前記ファンを動作させる請求項１に記載の装置。
   
3. さらに、ユーザーによって設定される第２の目的ファン速度を有し、前記制御装置が、
   （ａ）前記ファンが実質的に第２の目的ファン速度で動作するように前記ファンを制御し、そして
   （ｂ）前記ファンが第２の周囲環境条件において第１設定速度とは異なる第２の設定速度で動作するようにファンを調整する請求項１に記載の装置。
   
4. 前記制御装置が、前記第１の目的ファン速度に基づいて複数の周囲環境条件で複数のファン速度を与える請求項１に記載の装置。
   
5. ファン、および
   ユーザーによって設定される第１の目的ファン速度に基づいて、複数の異なる周囲環境条件のそれぞれに対応する予め設定された値に従ってファン速度を調節する制御装置を有することを特徴とする装置。
   
6. さらに、ユーザーによって設定される第２の目的ファン速度を有し、前記制御装置が、
   （ａ）前記ファンが実質的に第２の目的ファン速度で動作するように前記ファンを制御し、そして
   （ｂ）前記ファンが異なる周囲環境条件において第１設定速度とは異なる第２の設定速度で動作するようにファンを調整する請求項５に記載の装置。
   
7. 前記周囲環境条件が温度および／または湿度を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
   
8. 前記制御装置が、特定の周囲環境条件で前記ファンを自動的に付勢および脱付勢する請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
   
9. 前記ファンを室内に設置し、室内に空気の流れを作り出し、前記周囲環境条件がこの室内の温度である請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
   
10. さらに、前記の一つかそれ以上の周囲環境条件を検知するセンサーを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
    
11. 前記センサーが前記ファンから離間している請求項１０に記載の装置。
    
12. さらに、前記ファンと無線交信する遠隔制御装置を有し、この遠隔制御装置が前記第１目的ファン速度を設定する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
    
13. 前記ファンがオーバーヘッド型ファンを有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
    
14. 前記ファンが複数のファンブレードを有する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
    
15. 第１の周囲環境条件でユーザーが目的とする第１ファン速度においてファンを制御し、そして
    前記第１の周囲環境に応じた前記第１の目的ファン速度に基づいて第２の周囲環
    境条件に対応する第２ファン速度で前記ファンを制御することを特徴とするファンの動作方法。
    
16. さらに、前記の第２周囲環境条件が存在する時に、実質的に前記第２速度でファンを動作させるステップを有する請求項１５に記載の方法。
    
17. さらに、前記の第１周囲環境条件で前記第１の目的ファン速度で前記ファンが動作するように制御するステップ、
    および前記の第２周囲環境条件で前記ファンが前記の第２ファン速度で動作するように制御するステップを有する請求項１５に記載の方法。
    
18. さらに、ユーザー入力装置によって実質的に第３の目的ファン速度を設定し、そして
    （ａ）前記ファンが実質的にこの第３の目的ファン速度で動作するように前記ファンを制御するとともに、
    （ｂ）前記第３の目的ファン速度に基づいて前記第２の周囲環境条件で第４の設定ファン速度で前記ファンが動作するように前記ファンを制御する請求項１５に記載の方法。
    
19. 前記環境が、温度および／または湿度である請求項１８に記載の方法。
    
20. さらに、前記ファンを特定の周囲環境条件で付勢または脱付勢するステップを有する請求項１８に記載の方法。
    
21. 第１ユーザーが設定する第１の目的ファン速度に基づいて複数の周囲環境条件のそれぞれに応じて第１の予め設定された値に従ってファン速度を調節することを特徴とするファン制御方法。
    
22. 第１ユーザーによって設定された第１の目的ファン速度に基づいて複数の周囲環境条件のそれぞれに応じた第２の予め設定された値に従って前記ファン速度を調節する請求項２１に記載の方法。
    
23. さらに、第２ユーザーによって設定された第２の目的ファン速度に基づいて複数の周囲環境条件のそれぞれに応じた第２の予め設定された値に従って前記ファン速度を調節するステップを有する請求項２１に記載の方法。
    
24. 第１の周囲環境条件に基づいて前記ファンに応じた第１の目的速度を設定し、
    第２の周囲環境条件に基づいて前記ファンに応じた第２の目的速度を設定し、そして
    前記第１および第２の周囲環境条件で前記第１および第２の目的速度に基づくことを含む、第３の周囲環境条件に応じたファン速度を設定することを特徴とするファンの制御方法。
    
25. さらに、第１ユーザー入力装置によって前記第１または第２の目的ファン速度のユーザー入力を行うステップを有する請求項２４に記載の方法。
    
26. さらに、前記第１ユーザーまたは第２ユーザーによって前記ユーザー入力を設定するステップを有する請求項２５に記載の方法。
    
27. 第１周囲環境条件に基づくファンの第１のユーザー目的速度および第２周囲環境条件に基づくファンの第２のユーザー目的速度に基づいてファン速度を制御し、そして
    前記第１および第２の周囲環境条件での前記第１および第２のユーザー目的速度に基づくことを含む第３の周囲環境条件に応じたファン速度を決定することを特徴とする方法。
    
28. 前記第１および第２の周囲環境条件が実質的に同じである請求項２７に記載の方法。
    
29. 室内におけるオーバーヘッド型ファンの動作を制御する方法において、
    前記ファンが設置されている前記室内の第１温度に応じたユーザー選択第１速度および前記室内の第２温度に応じたユーザー選択第２速度を設定し、そして
    前記第１温度において前記第１速度で、かつ前記第２温度において前記第２速度で前記ファンの動作を行うことを特徴とする制御方法。
    
30. さらに、前記ユーザー選択第１および第２速度に基づく第３温度において第３速度を決定するステップを有する請求項２９に記載の制御方法。

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