JP2019124195A - 送風装置および衣服 - Google Patents

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Abstract

【課題】衣服に着脱可能な送風装置において、騒音の低減に資する技術を提供する。【解決手段】送風装置1は、モータ33と、モータ33によって回転軸A1回りに回転駆動されるファン36と、吸気口447と排気口とを有し、モータ33とファン36を収容するハウジング4とを備える。ハウジング4は、筒状部40と吸気側カバー部44とを含む。筒状部40は、回転軸A1と同軸状に、ファン36の少なくとも一部を囲むように配置されている。吸気側カバー部44は、筒状部40の吸気側の端部である後端部401の開口を覆うように配置され、吸気口447を有する。後端部401の内周面は、吸気口447の一部を規定している。後端部401は、回転軸A1方向において、後端部401の開口端(後端)に向かって内径が大きくなるように構成されている【選択図】 図6

Description

本発明は、衣服に着脱可能な送風装置、および送風装置が装着された衣服に関する。
高温環境下で着用される衣服に装着され、衣服内に送風することにより衣服内を通気する送風装置が知られている。例えば、特許文献1には、ファンと、モータと、これらを収容するハウジングとを備えた送風装置が開示されている。ハウジングは、空気取込口(吸気口)を有する外側ファンガードと、空気排出口(排気口)を有し、外側ファンガードに嵌め合わされた内側ファンガードとで構成されている。この送風装置は、吸気口が衣服の外側に配置され、排気口が衣服の内側に配置された状態で、環状の取付けリングを使用して、衣服の取付け孔に装着される。
特開2017―78235号公報
上述の送風装置では、有底円筒状の外側ファンガードの前面(底面部)に直線状に形成された吸気口を介して空気が吸い込まれる。ファンの駆動に伴ってハウジングに吸い込まれる外気の流れには、吸気口付近で乱流が生じ、乱流に起因した騒音が発生しやすい。
本発明は、かかる状況に鑑み、衣服に着脱可能な送風装置において、騒音の低減に資する技術を提供することを目的とするものである。
本発明の一態様によれば、衣服に着脱可能に構成された送風装置が提供される。この送風装置は、モータと、ファンと、ハウジングとを備えている。
ファンは、モータによって所定の回転軸回りに回転駆動されるように構成されている。ハウジングは、吸気口と排気口とを有し、モータおよびファンを収容する。また、ハウジングは、筒状部と、吸気側カバー部とを含む。筒状部は、ファンの回転軸と同軸状に、ファンの少なくとも一部を囲むように配置されている。また、筒状部は、ファンの回転軸方向において、ファンの吸気側に位置する端部である吸気側端部を有する。吸気側カバー部は、筒状部の吸気側端部の開口を覆うように配置されており、吸気口を有する。吸気側端部の内周面は、吸気口の一部を規定している。更に、吸気側端部は、回転軸方向において、吸気側端部の開口端に向かって内径が大きくなるように構成されている。
本態様の送風装置では、吸気口の一部を規定する筒状部の吸気側端部が、吸気側端部の開口端に向かって内径が大きくなるように構成されている。よって、吸気側端部が均一の内径を有する場合に比べ、吸気口から筒状部へ空気をスムーズに流入させ、空気の流れに剥離(渦)が生じることを抑制することができる。これにより、騒音を低減することができる。
本発明の一態様において、吸気側端部の内周面は、開口端に向かって径方向外側に湾曲する湾曲面として構成されていてもよい。言い換えると、回転軸を含む平面で吸気側端部を切った場合、吸気側端部の内周面を表す線は、開口端に向かって回転軸から離れる弧を描く。この場合、吸気側端部の内周面を表す線が直線状である場合(内周面が単なる傾斜面である場合)に比べ、より効果的に剥離の発生を抑制し、騒音を低減することができる。
本発明の一態様において、湾曲面は、少なくとも2ミリメートルの曲率半径を有していると好ましく、少なくとも3ミリメートルの曲率半径を有することが更に好ましい。本態様によれば、吸気口近傍における流れの剥離を効果的に抑制可能な湾曲面を実現することができる。なお、本態様は、湾曲面の全体が同一の曲率半径を有することを要するものではなく、湾曲面は、異なる曲率半径を有する複数の部分を含んでいてもよい。この場合、最小の曲率半径が少なくとも2ミリメートル(3ミリメートル)であればよい。なお、曲率半径が大きくなるほど騒音の低減効果は上がるものの、衣服に着脱可能な送風装置の大きさに関する現実的な制約を考慮すると、曲率半径は、14.5ミリメートル以下であることが好ましい。
本発明の一態様において、モータの最高回転数は、少なくとも毎分4,500回転であってもよい。本態様によれば、モータの回転数が比較的高く、風量が大きい送風装置において、効果的に騒音を低減することができる。
本発明の一態様において、ファンは、少なくとも70ミリメートルの直径を有してもよい。本態様によれば、ファンの直径が比較的大きく、風量が大きい送風装置において、効果的に騒音を低減することができる。なお、衣服に着脱可能な送風装置の大きさに関する現実的な制約を考慮すると、ファンの直径は、100ミリメートル以下であることが好ましい。
本発明の一態様によれば、吸気側カバー部のうち、回転軸方向において排気口からより離間した位置にある端面は、吸気側端部の端面と略同一位置に配置されていてもよい。つまり、吸気側カバー部の端面と吸気側端部の端面は、概ね同一の平面上にあってもよい。この場合、衣服の外部に配置される吸気側カバー部や吸気側端部が周囲の物に引っかかる可能性を低減することができる。
上着の背面図である。 上着のファン取付け部の説明図である。 送風装置の斜視図である。 本体部からリング部材が取り外された状態の送風装置の斜視図である。 送風装置の斜視図である。 図5のVI―VI線における断面図である。 バッテリホルダの説明図である。 図5のVIII―VIII線における断面図である。 本体部の側面図である。 図8のX―X線における断面図である(但し、ハウジングの筒状部とリング部材のみを図示)。 本体部にリング部材が装着された状態の送風装置の側面図である。 図6の部分拡大図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、本発明に係る送風装置の一例として、送風装置1を例示する。また、送風装置を着脱可能な衣服として、上着9を例示する。
まず、図1および図2を参照して、本実施形態の送風装置1の使用態様について簡単に説明する。
図1に示すように、本実施形態の送風装置1は、例えば、上着9に装着されて使用される。図2に示すように、上着9は、前開きで長袖の上衣であって、一般的には、下着やTシャツ等の上に着用される。上着9は、背面部の下方(詳細には、着用時に使用者の腰周りの背中側を覆う部分)の2箇所に、送風装置1を取り付けるための取付け開口91を有する。つまり、上着9には、2つの送風装置1が取り付け可能である。なお、取付け開口91は、送風装置1のハウジング4の筒状部40(図4参照)の径と概ね同径に形成されている。以下、取付け開口91の周縁部を、ファン取付け部93ともいう。なお、ファン取付け部93は、送風装置1を安定して取り付け可能とするために、補強材によって補強されていることが好ましい。また、上着9(例えば、前面部(前身頃)の内側には、送風装置1の電源としてのバッテリ95が装着されたバッテリホルダ96を収容可能なポケット94が設けられている。バッテリホルダ96と2つの送風装置1は、二股状の接続ケーブル97によって電気的に接続される。
送風装置1は、取付け開口91に一部が挿入され、図1に示すように、吸気口447が上着9の外部を臨む状態で、上着9に装着される。送風装置1は、吸気口447を介して上着9の外部から空気を吸い込み、上着9の内部(使用者の側)へ向けて送出する。上着9の内部へ送出された空気は、使用者の身体を冷却しつつ上着9の内部を流れ、襟元や袖口から上着9の外部へ流出する。送風装置1の装着によって上着9内を通気可能とすることで、使用者は、快適な作業環境を得ることができる。
次に、送風装置1の概略構成について説明する。図3〜図5に示すように、送風装置1は、本体部3と、リング部材5とを備えている。本体部3は、ハウジング4と、ハウジング4に収容されたモータ33およびファン36(図6参照)とを主体として構成されている。ハウジング4は、ファン36の形状に対応して、ファン36の回転軸A1方向にみて概ね円形の収容体として構成されている。ハウジング4の回転軸A1方向における一端部には、径方向外側に突出するフランジ43が形成されている。リング部材5は、全体としては、ハウジング4の外周部に着脱可能な短尺の円筒体として形成されている。リング部材5(より詳細には、後述の筒状部51)の中心軸A2方向における一端部には、径方向外側に突出する六角形状のフランジ53が形成されている。
本実施形態では、送風装置1は、フランジ43が上着9の外側に配置された状態で、本体部3のフランジ43以外の部分が取付け開口91から上着9の内部(つまり、使用者の背中に対向する側)に挿入される。そして、所定の動作線に沿って、リング部材5が上着9の内部から本体部3の外周部に同軸状に嵌め込まれる。これにより、ハウジング4のフランジ43とリング部材5のフランジ53とによって上着9の服地(詳細には、取付け開口91のファン取付け部93)が挟持された状態で、送風装置1が上着9に対して装着される。
なお、以下の説明では、便宜上、送風装置1の方向に関しては、送風装置1が上着9に装着され、更に上着9が着用されたときの使用者の向きを基準として定義する。具体的には、ファン36の回転軸A1およびリング部材5の中心軸A2の延在方向を前後方向、上着9の外側方向(つまり、ハウジング4のフランジ43側)を後側、上着9の内側方向(つまり、リング部材5のフランジ53側)を前側とする。このことから、以下では、ハウジング4のフランジ43を後側フランジ43ともいい、リング部材5のフランジ53を前側フランジ53ともいう。また、回転軸A1および中心軸A2周りの周方向に関しては、送風装置1を前側からみた場合を基準として、時計回り方向CWおよび反時計回り方向CCWを規定する。
以下、送風装置1の本体部3およびリング部材5の詳細な構成について、順に説明する。
まず、本体部3について説明する。上述のように、本体部3は、モータ33と、ファン36と、モータ33およびファン36を収容するハウジング4とを主体として構成されている。
図6に示すように、モータ33およびファン36は、ハウジング4内に、同軸状に配置されている。本実施形態では、モータ33として、比較的小型で高出力なブラシレスモータが採用されている。また、ファン36として、複数の羽根を備えた軸流ファンが採用されている。ファン36は、モータ33のロータと共に回転するモータシャフト331に取り付けられている。なお、本実施形態のファン36の直径D1は、79.0ミリメートル(mm)である。ファン36は、モータ33の駆動に伴って、回転軸A1周りにモータシャフト331と一体的に回転される。本実施形態では、ファン36の回転数、つまりモータ33の回転数は、バッテリホルダ96の操作ボタン964(図7参照)を介して、4段階の回転数のうち何れか1つを設定可能とされている。なお、モータ33の回転数の設定可能範囲は、毎分4,000回転(4,000rpm)から毎分5,800回転(5,800rpm)までとされている。つまり、本実施形態のモータ33の最高回転数は、5,800rpmである。
ここで、図7を参照して、バッテリホルダ96について簡単に説明する。バッテリホルダ96の構成は周知であるため、ここでは一部の構成については図示を省略しつつ、簡単に説明する。また、便宜上、図7の上下方向をバッテリホルダ96の上下方向とし、矢印が指す方向を後側、反対側を前側とする。バッテリホルダ96は、概ね直方体状に形成され、バッテリ95がスライド係合可能、且つ、電気的に接続可能に構成されている。
本実施形態では、バッテリホルダ96の前面には、送風装置9(詳細には、モータ33)の駆動開始および停止の指示を入力するための操作ボタン964が設けられている。また、操作ボタン964は、モータ33の回転数の設定のための指示も入力可能とされている。本実施形態では、設定された回転数に応じてモータ33の駆動を制御するコントローラ(例えば、CPUを備えたマイクロコンピュータ)は、バッテリホルダ96に搭載されている。バッテリホルダ96は、ケーブル966のコネクタ967に接続された接続ケーブル97を介して送風装置1に電気的に接続される(図1参照)。
次に、ハウジング4について説明する。図6に示すように、本実施形態では、ハウジング4は、後側ハウジング41と前側ハウジング46とによって形成されている。後側ハウジング41と前側ハウジング46は、何れも樹脂製である。後側ハウジング41は、円筒状の内側筒状部42と、内側筒状部42の後端部に設けられた上述の後側フランジ43および吸気側カバー部44とを含む。前側ハウジング46は、円筒状の外側筒状部47と、外側筒状部47の前端部から前方へ突出する排気側カバー部48とを含む。モータ33やファン36を含む内部部品が収容された状態で、後側ハウジング41の内側筒状部42の外周に前側ハウジング46の外側筒状部47が嵌合されることで、後側ハウジング41と前側ハウジング46とが一体化され、ハウジング4が形成されている。全体としてみると、ハウジング4は、内側筒状部42および外側筒状部47が一体化された筒状部40と、後側フランジ43と、吸気側カバー部44と、排気側カバー部48とを含む。
筒状部40は、円筒状に形成されており、ファン36の回転軸A1と同軸状に、ファン36の一部を囲むように配置されている。なお、筒状部40(詳細には、外側筒状部47)の外周面には、リング部材5を回転軸A1方向および回転軸A1周りの周方向において係止するための構成が設けられているが、この点については、後で詳述する。
後側フランジ43は、筒状部40のうち、回転軸A1方向においてファン36の吸気側に位置する一端部(つまり、後端部401)から径方向外側に突出する部分である。図5に示すように、本実施形態では、後側フランジ43は、後側からみて六角形状に形成されている。六角形の辺に相当する部分は、使用者が指を掛けてハウジング4を把持したり、回転軸A1周りに回転させたり、回転しないように押えたりするのを容易とすることができる。
吸気側カバー部44は、筒状部40の後端部401の開口を覆うように配置されている。吸気側カバー部44は、閉塞部441と、第1リブ443と、第2リブ445とを含む。閉塞部441は、吸気側カバー部44の中心部に、回転軸A1に概ね直交するように配置された板状部である。閉塞部441は、図1に示すように、上着9の外側に配置される面部であって、本実施形態では、六角形状にデザインされている。第1リブ443は、直線状のリブであって、閉塞部441から放射状に延びて、後端部401の内周面に接続している。第2リブ445は、閉塞部441の最大径よりも大径の環状のリブであって、第1リブ443を接続している。
なお、図6および図8に示すように、本実施形態では、吸気側カバー部44の後端面(閉塞部441の後面と、第1リブ443および第2リブ445の後端面)は、回転軸A1の延在方向(前後方向)において、概ね同じ面上に配置されている(実質的に凹凸がない)。第1リブ443の後端面は、筒状部40の後端面と滑らかに接続している。これにより、送風装置1が上着9に装着され、吸気側カバー部44が上着9の着用者の背中側で外部に露出していても、第1リブ443や第2リブ445が周囲の物に引っかかる可能性を低減することができる。
本実施形態では、後端部401の内周面、閉塞部441の外周面、第1リブ443、および第2リブ445の側面によって規定される開口が、吸気口447を構成する。各吸気口447は、回転軸A1方向に吸気側カバー部44を貫通しており、ファン36が回転されると、吸引された空気は、吸気口447を通ってハウジング4内へ後方から前方へ向けて流入する。
図3および図9に示すように、排気側カバー部48は、筒状部40に対し、回転軸A1方向においてファン36の排気側に位置する端部(つまり、前端部)を覆うように配置されている。本実施形態では、排気側カバー部48は、全体としては、回転軸A1方向において筒状部40の前端部から離れる方向(前方)に突出する円形ドーム状に形成されており、閉塞部481と、第1リブ483と、第2リブ484と、第3リブ485とを含む。
閉塞部481は、回転軸A1に概ね直交するように、前端部の中心に配置された円形の板状部である。閉塞部481の径は、筒状部40の内径の半分程度とされている。第1リブ483は、閉塞部481から放射状に延びている。第2リブ484は、環状に形成され、第1リブ483の径方向外側の端部を接続する。第3リブ485は、周方向に等間隔で配置され、第2リブ484と筒状部40(詳細には、外側筒状部47)の前端部を円弧状に接続する。
本実施形態では、閉塞部481の外周面と、第1リブ483、第2リブ484、および第3リブ485の側面によって規定される開口が、排気口487を構成する。各排気口487は、回転軸A1方向に排気側カバー部48を貫通している。ファン36が回転されると、吸気口447からハウジング4内へ流入した空気は、排気口487を通って後方から前方へ向けて、および回転軸A1に交差する方向に流出する。
図4および図8に示すように、排気側カバー部48の周方向における一部には、凹部489が設けられている。凹部489に対して回転軸A1側には、モータ33に電気的に接続されたコネクタ37が配置されている。上述のようにバッテリホルダ96に接続された接続ケーブル97のコネクタ973(図1参照)が凹部489に配置され、コネクタ37に接続されることで、バッテリホルダ96と送風装置1とが電気的に接続される。
更に、ハウジング4には、ファン36の回転駆動時の騒音低減のための構成が設けられているが、この点については後で詳述する。
以下、リング部材5について説明する。図3および図4に示すように、リング部材5は、筒状部51と、上述の前側フランジ53とを含む。なお、本実施形態では、筒状部51および前側フランジ53は、樹脂によって一体的に形成されている。筒状部51は、ハウジング4の筒状部40に外嵌される部位である。そこで、筒状部51は、ハウジング4の筒状部40の外径よりも僅かに大きい内径を有する短尺状の円筒体として形成されている。なお、筒状部51の外周面には、略三角形状のリブが複数配置されている。これらの三角リブは、使用者が指を掛けてリング部材5を把持したり、中心軸A2周りに回転させたり、回転しないように押えたりすることを容易にするための指掛け部として構成されている。
前側フランジ53は、上述のように、前後方向(回転軸A1方向)においてハウジング4の後側フランジ43に対向し、後側フランジ43との間で上着9の取付け開口91のファン取付け部93を挟持する部位である。前側フランジ53は、筒状部51の中心軸A2方向における一端部(具体的には、後端部)から径方向外側に突出するように設けられている。なお、本実施形態では、前側フランジ53の外径は、ハウジング4の後側フランジ43の最大径よりも若干小さく設定されている。
上述のように構成された送風装置1は、更に、係止機構と、回転規制機構とを備えている。係止機構は、リング部材5をハウジング4に対して回転軸A1方向(中心軸A2方向)に係止することで、ハウジング4に対するリング部材5の回転軸A1方向の移動を規制するように構成された機構である。回転規制機構は、リング部材5をハウジング4に対して回転軸A1周りの周方向に係止することで、ハウジング4に対するリング部材5の回転を規制するように構成された機構である。以下、これらの機構の構成について、順に説明する。
まず、係止機構の構成について説明する。図4に示すように、本実施形態では、係止機構は、ハウジング4の筒状部40に設けられたガイド溝61と、リング部材5の筒状部51に設けられた係止突起66とを含む。
図4および図9に示すように、ガイド溝61は、筒状部40の外周面から径方向内側に凹むように形成された溝である。ガイド溝61は、全体としては略L字状に形成されており、第1部分611と第2部分614とを含む。第1部分611は、ガイド溝61のうち、筒状部40の前端(回転軸A1方向において、排気側カバー部48側)から回転軸A1方向に延びる部分である。第2部分614は、ガイド溝61のうち、第1部分611の後側部分から連続して周方向に(詳細には、時計回り方向CWに)延びる部分である。本実施形態では、ガイド溝61は、リング部材5がハウジング4に対して着脱される過程で、後述するリング部材5の係止突起66(図4参照)が通過可能な経路を規定する溝として構成されている。具体的には、リング部材5がハウジング4に対して着脱される過程で、係止突起66は、ガイド溝61内に挿入され、ガイド溝61に沿って案内される。
第1部分611の前端は、リング部材5の係止突起66をガイド溝61へ受け入れる受入口を構成する。第2部分614の前端を規定する壁面(つまり、筒状部40の外周面から溝の底まで径方向内側に伸展する面部)は、周方向に(詳細には、時計回り方向CWに)延在しつつ、後側フランジ43に向けて後方に僅かに傾斜している。この壁面を、ガイド面615という。ガイド面615の周方向における中間部には、回転軸A1に概ね直交する面である第1係止部616が形成されている。時計回り方向CWにおいて、第1係止部616の下流側の端(図9の下端)には、後方(図9の右方)への僅かな段差618が設けられている。ガイド面615は、段差618から更に下流側へ僅かに傾斜しつつ延びている。
ガイド面615の終端部(つまり、第1部分611から最も離れた端部)には、回転軸A1に概ね直交する面である第2係止部617が形成されている。つまり、第2係止部617は、第1係止部616よりも時計回り方向CWにおいて下流側に配置されている。また、回転軸A1方向(つまり、前側フランジ53と後側フランジ43の対向方向、前後方向)において、第2係止部617は、第1係止部616に対して異なる位置にある。より詳細には、回転軸A1方向において、第2係止部617は、第1係止部616よりも後側フランジ43に近い位置(より後方)にある。つまり、回転軸A1方向における第2係止部617と後側フランジ43との間の距離は、第1係止部616と後側フランジ43との間の距離よりも短い。
図4に示すように、係止突起66は、リング部材5の筒状部51の内周面から径方向内側に突出するように設けられている。本実施形態では、係止突起66は、直方体状の突起として、筒状部51の後端に、筒状部51と一体的に形成されている。上述のように、係止突起66はガイド溝61内を案内されるため、係止突起66は、ガイド溝61内に挿入可能なサイズに設定されている。
なお、図10に示すように、本実施形態では、3つのガイド溝61が、筒状部40の周方向において3箇所に等間隔で設けられている。また、3つの係止突起66が、筒状部51の周方向において3箇所に等間隔で設けられている。
次に、回転規制機構の構成について説明する。図4に示すように、本実施形態では、回転規制機構は、ハウジング4の筒状部40に設けられた回転係止部71と、リング部材5の筒状部51に設けられた係止片75とを含む。
本実施形態では、回転係止部71は、第1凹部711および第2凹部716を含む。第1凹部711および第2凹部716は、いずれも筒状部40の外周面から径方向内側に凹むように形成された凹部であって、後述する係止片75を周方向に係止するように構成されている。
図4および図9に示すように、第1凹部711は、後側フランジ43から前方へ向けて筒状部40の前端の近傍まで延在する凹部として設けられている。また、図10に示すように、第1凹部711は、回転軸A1に直交する断面がV字状に形成されている。第1凹部711を規定する2面のうち、時計回り方向CWにおいて上流側の面712は、概ね径方向に延在する一方、下流側の面713は、面712と筒状部40の外周面とを緩やかに傾斜しながら接続する。面712は、後述する係止片75の爪751と係合する係合面として機能する。また、面713は、第1凹部711内に配置された爪751の時計回り方向CWへの離脱を案内するガイド面として機能する。
図4に示すように、第2凹部716は、時計回り方向CWにおいて第1凹部711の下流側、且つ、回転軸A1方向において筒状部40の概ね中央部に、側面視矩形状の凹部として設けられている。また、図10に示すように、第2凹部716は、回転軸A1に直交する断面も矩形状に形成されている。第2凹部716を規定する3面のうち、時計回り方向において最上流側の面717は、概ね径方向に延在し、係止片75の爪751と係合する係合面として機能する。更に、図9に示すように、第2凹部716の前端部は、第1凹部711の前端部よりも筒状部40の前端から離間した位置にある。
なお、回転軸A1方向(前後方向)において、第1凹部711の前端と第2凹部716の前端の間の距離は、ガイド溝61の第1係止部616と第2係止部617の間の距離に対応している。また、時計回り方向CWにおいて、第1凹部711の上流側の端と第2凹部716の上流側の端の間の距離は、ガイド溝61の第1係止部616の下流側の端と第2係止部617の下流側の端の間の距離に対応している。
図4および図9に示すように、筒状部40の前端部には、時計回り方向CWにおいて第1凹部711の上流側に、ガイド凹部73が設けられている。ガイド凹部73は、第1凹部711および第2凹部716と比べて浅い凹部であって、前端の中央部が最も深くなるように、全体が湾曲面によって規定されている。ガイド凹部73は、後述する係止片75(詳細には、爪751)を受け入れ、筒状部40の外周面へと案内する。
なお、本実施形態では、時計回り方向CWにおいて、上流側から順に、ガイド凹部73、第1凹部711、第2凹部716が配置されている。更に、ガイド凹部73、第1凹部711、第2凹部716を1組として、3組のガイド凹部73、第1凹部711、第2凹部716が、夫々、上述の3つのガイド溝61の間に配置されている。
図4に示すように、係止片75は、可撓性を有する帯状部材として、リング部材5の筒状部51の周方向に延在するように、筒状部51と一体的に形成されている。係止片75は、時計回り方向CWにおける上流側端部が筒状部51に接続されており、筒状部51に対して径方向に撓むことができる。図10に示すように、係止片75の時計回り方向CWにおける下流側端部(先端部)の内面(中心軸A2側の面)には、径方向内側に突出する爪751が設けられている。係止片75は、爪751を介して上述の第1凹部711および第2凹部716に係止可能に構成されている。また、係止片75の先端部には、径方向外側へ突出するタブ756が設けられている。タブ756は、使用者が、反時計回り方向CCWに指で押圧操作すること、または、指で摘んで操作することができるように構成されており、爪751の第1凹部711(面712)または第2凹部716(面717)に対する係合を解除するのに使用される。
以上の構成を有する送風装置1は、使用者によって、上着9(図1および図2参照)に取り付けられて使用される。なお、送風装置1は、上着9以外にも、ファン取付け部93(図2参照)を有する衣服に着脱可能である。本実施形態の送風装置1は、上述の係止機構および回転規制機構によって、様々な厚みの衣服に対応可能とされている。以下に、衣服(例えば、上着9)への着脱時の係止機構および回転規制機構の作用について説明する。
送風装置1を上着9に装着する場合には、使用者はまず、図4に示すようにリング部材5が取り外された状態の本体部3の一部を、上着9の取付け開口91(図2参照)に挿入する。具体的には、後側フランジ43を後身頃(ファン取付け部93)の外側に配置し、筒状部40と排気側カバー部48を取付け開口91から上着9の内側へ挿入する。これにより、後側フランジ43の前面には、ファン取付け部93(服地)が配置された状態となる。
本実施形態の送風装置1は、リング部材5がハウジング4に対して所定の動作線に沿って装着されるように構成されている。なお、「動作線」とは、リング部材5がハウジング4に対して装着されるときに辿る動線、または操作線のことをいう。あるいは、リング部材5がハウジング4に対して装着されるときの装着方向と言い換えることもできる。動作線は、典型的には、所定方向への直線状または曲線状の動作、あるいは、かかる動作が複数組み合わされたものとして表される。
本実施形態では、リング部材5は、回転軸A1方向にハウジング4に対して近接する方向(言い換えると、前側フランジ53が後側フランジ43に近づく方向)に相対移動され、その後、時計回り方向CWに相対移動されることで、ハウジング4に装着される。
より具体的には、図4に示すように、使用者は、係止突起66がガイド溝61の受入口に夫々対向し、且つ、係止片75の爪751がガイド凹部73に対向するように、リング部材5をハウジング4に対して位置合わせする。そして、使用者は、リング部材5をハウジング4に対して後方へ移動する。係止突起66がガイド溝61のうち第1部分611に沿って案内されることで、リング部材5は、ハウジング4に対して回転軸A1方向に後方へ装着案内される。係止突起66が第2部分614の位置に達すると、使用者は、リング部材5をハウジング4に対して時計回り方向CWに回転させ、係止突起66を第2部分614に進入させる。なお、これに伴い、係止片75の爪751は、ガイド凹部73を規定する湾曲面に沿ってガイド凹部73から離脱する。係止片75が径方向外側に撓んだ状態で、爪751は、筒状部40の外周面に沿って時計回り方向CWに移動する。
係止突起66が第2部分614内に配置されている場合、係止突起66は、ガイド面615によって回転軸A1方向において前方への移動が規制される。使用者は、上着9のファン取付け部93の厚みに応じて、図11に示すように、係止突起66の前端が、第1係止部616に当接する第1位置、または、第2係止部617に当接する第2位置に配置されるまで、リング部材5を時計回り方向CWに回動させる。なお、図11では、リング部材5は、係止突起66が第2位置に配置されたときの位置に図示されている。係止突起66は、第1位置において、時計回り方向CWにおける下流側の端が、第1係止部616の下流側に形成された段差618に当接する。係止突起66は、第2係止位置において、時計回り方向CWにおける下流側の端が、第2部分614の下流側の端に当接する。よって、使用者は、係止突起66の前端面がガイド面615に沿って時計回り方向CWに移動するようにリング部材5を回動させることで、係止突起66を第1位置または第2位置まで容易且つスムーズに移動させることができる。
係止突起66が第1位置に配置されたときの前側フランジ53と後側フランジ43との間の対向方向(つまり、回転軸A1方向、前後方向)における距離は、係止突起66が第2位置に配置されたときの前側フランジ53と後側フランジ43との間の距離よりも大きい。前側フランジ53と後側フランジ43との間の距離は、前側フランジ53と後側フランジ43とで挟持可能なファン取付け部93(服地)の厚みに対応する。よって、使用者は、ファン取付け部93の厚みに応じて、係止突起66を第1位置と第2位置のどちらに係止させればよい。何れの場合も、係止突起66が前方でガイド面615の第1係止部616または第2係止部617に係止されることで、回転軸A1方向において、リング部材5がハウジング4から離れる方向(前方)に移動することが規制される。
更に、係止突起66が第1位置に配置されると、図10に示すように、爪751は、係止片75の復元力で第1凹部711内に入り込み、面712に係合する。同様に、係止突起66が第2位置に配置されると、爪751は、係止片75の復元力で第2凹部716内に入り込み、面717に係合する。何れの場合も、係止片75が第1凹部711または第2凹部716に周方向に係止されることで、リング部材5が周方向(特に、反時計回り方向CCW)に回転することが規制される。
取り外し時には、リング部材5は、動作線を装着時とは反対方向に辿ることになる。つまり、リング部材5は、反時計回り方向CCWに相対移動され、その後、回転軸A1方向にハウジング4から離れる方向(言い換えると、前側フランジ53が後側フランジ43から離れる方向)に相対移動されることで、ハウジング4から取り外される。
より具体的には、使用者は、第1凹部711または第2凹部716に係止された係止片75のタブ756を反時計回り方向CCWに押圧することで(または指で摘んで径方向外側へ引っ張ることで)係止片75を撓ませ、係止を解除する。これにより、リング部材5のハウジング4に対する周方向の移動が許容される。使用者は、リング部材5をハウジング4に対して反時計回り方向CCWに回動させ、係止突起66を、第2部分614から第1部分611内へ移動させる。そして、リング部材5をハウジング4に対して前方へ相対移動させ、係止突起66を第1部分611から離脱させる。使用者は、リング部材5をハウジング4から取り外した後、本体部3を上着9から取り外すことができる。
以下、ハウジング4に設けられたファン36の回転駆動時の騒音低減のための構成について説明する。
まず、図6に示すように、筒状部40の後端部401(つまり、回転軸A1方向において吸気側の端部)には、吸気口447の近傍における乱流の発生を抑制するための構成が設けられている。具体的には、後端部401以外の部分は、概ね均一の内径D2(筒状部40の内径の最小値ともいえる)を有する。本実施形態では、内径D2は、81.0mmである。これに対し、後端部401は、開口端(つまり、後端)に向けて内径が大きくなる拡径部として構成されている。開口端における筒状部40の内径D3(筒状部40の内径の最大値ともいえる)は、87mmである。上述のように、後端部401の内周面は、吸気口447の一部を規定する面部である。よって、後端部401を拡径部として構成することで、筒状部40全体が均一径を有する場合(つまり、後端部401の内周面と後端面が直角をなす場合)に比べ、吸気口447から筒状部40内に空気をスムーズに流入させ、空気の流れに剥離(渦)が生じることを抑制することができる。
更に、図12に示すように、本実施形態では、後端部(拡径部)401の内周面は、筒状部40の後端に向かって径方向外側に湾曲する湾曲面403として構成されている。つまり、回転軸A1を含む平面で後端部401を切った場合、湾曲面403を表す線は、回転軸A1側に膨らむ弧を描く。なお、本実施形態の湾曲面403は、3mmの曲率半径を有する。内周面をこのような湾曲面403として構成することで、湾曲面403に沿って空気をよりスムーズに流入させ、空気の流れに剥離(渦)が生じることを更に抑制することができる。
また、本実施形態では、後端部(拡径部)401の開口端における筒状部40の内径D3(筒状部40の内径の最大値ともいえる)は、87mmであって、後端部401以外の部分の内径D2(81.0mm)の約1.074倍である。また、湾曲面403の径方向の長さ(つまり、湾曲面403の内周側の端、つまり前端位置P1と、外周側の端、つまり後端位置P2との間の径方向の距離d1、内径D3と内径D2との差の二分の一)は、3mmである。湾曲面403の前後方向の長さ(つまり、湾曲面403の前端位置と後端位置との間の前後方向の距離d2)は、3mmである。よって、距離d1と距離d2との比は、1対1である。このような寸法設定により、湾曲面403の曲率半径(3mm)に応じた効果的な乱流の抑制構造が実現されている。
更に、本実施形態では、筒状部40の内径D2(81.0mm)は、ファン36の直径D1(79.0mm)の約1.025倍である。このため、ファン36の直径D1と筒状部40の内径D2との差が比較的小さく、回転軸A1の径方向において、ファン36の羽根の先端と筒状部40の内周面との間のクリアランスは1mmである。このように、クリアランスを小さくすることで、ファン36の排気側から吸気側へ戻る空気の流れを妨げ、これによっても騒音を低減することができる。
なお、上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る送風装置および衣服は、例示された送風装置1および上着9の構成に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか1つのみ、あるいは複数が、上記実施形態および変形例に示す送風装置1および上着9、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。
例えば、筒状部40の後端部401は、後端に向けて内径が大きくなるように構成されていればよく、内周面は湾曲面403である必要はない。つまり、回転軸A1を含む平面で後端部401を切った場合、内周面を表す線が、全体として、後端に向かって回転軸A1から離れる方向に延びていればよい。よって、例えば、湾曲面403の曲率半径は3mmでなくてもよい。但し、乱流の効果的な抑制という観点からは、曲率半径は、少なくとも2mmであることが好ましく、少なくとも3mmあることがより好ましい。また、湾曲面は、異なる曲率半径を有する複数の部分を含んでいてもよい。なお、曲率半径が大きくなるほど騒音の低減効果は上がるものの、衣服に着脱可能な送風装置1の大きさに関する現実的な制約を考慮すると、曲率半径は、14.5ミリメートル以下であることが好ましい。また、曲率半径は、ハウジング4の内径D2(またはファン36の直径D1)の0.025倍〜0.18倍であることが好ましい。
また、回転軸A1を含む平面で後端部401を切った場合に、内周面を表す線は、曲線に限らず、直線であってもよい。内周面を表す線が直線の場合、内周面は、例えば円錐面のような傾斜面となる。なお、内周面を表す線が直線の場合、乱流の効果的な抑制という観点からは、この直線と回転軸A1とがなす角は、10度〜70度の範囲内にあることが好ましい。また、このような傾斜面と、湾曲面とが組み合わせられていてもよい。内周面を表す曲線または直線は、途中で回転軸A1に対する角度が変化してもよい。なお、内周面を表す線が直線であって、回転軸A1に対する角度が一定の場合には、この直線と回転軸A1とがなす角は、概ね25度〜35度の範囲内にあることが更に好ましい。
また、ファン36やハウジング4の各部分の寸法は、適宜、変更が可能である。但し、ファン36の直径D1は、着用者の身体を冷却するために十分な風量を確保するために、少なくとも70mmであることが好ましい。なお、上着9に着脱して使用される送風装置1の現実的な大きさを考慮すると、直径D1は、100mm以下であることが好ましい。
内径D2(筒状部40の内径の最小値)は、ファン36の排気側から吸気側へ戻る空気の流れを効果的に妨げ、騒音を低減するとの観点から、直径D1の1.04倍以下であることが好ましい。また、乱流を効果的に抑制可能な拡径部を形成するという観点から、内径D3(筒状部40の内径の最大値)は、内径D2(筒状部40の内径の最小値)の1.05倍以上であることが好ましい。また、後側フランジ43の大きさと乱流の抑制効果とのバランスを考慮すると、内径D3(筒状部40の内径の最大値)は、内径D2(筒状部40の内径の最小値)の1.36倍以下であることが好ましい。更に、乱流を効果的に抑制可能な拡径部を形成するという観点から、内周面の前端位置P1と後端位置P2との間の前後方向の距離d2は、内径方向の距離d1の0.5倍以上であることが好ましい。また、筒状部40の長さと乱流の抑制効果とのバランスを考慮すると、距離d2は、距離d1の3.0倍以下であることが好ましい。
吸気側カバー部44の閉塞部441、第1リブ443、第2リブ445の構成、つまり、吸気口447の形状や数は、適宜変更されてもよい。なお、吸気口447の近傍における乱流の発生を抑制するためには、第1リブ443および第2リブ445は、できるだけ細いことが好ましい。排気側カバー部48の構成についても同様に変更が可能である。
また、モータ33については、ブラシレスモータに代えて、ブラシ付きのモータが採用されてもよい。但し、モータ33の最高回転数は、着用者の身体を冷却するために十分な風量を確保するために、少なくとも4,500rpmであることが好ましく、5,500rpm以上であることが更に好ましい。なお、モータ33の回転数は、一定であってもよいし、複数段階で調節可能であっても、無段階で調節可能であってもよい。なお、モータ33の回転数の設定は、操作ボタン964以外の操作部材(ダイアル等)を介して行われてもよい。操作ボタン964は、バッテリホルダ96とは別体として設けられた操作ユニットに配置されていてもよい。また、モータ33の駆動制御(ファン36の風量制御)を行うコントローラは、バッテリホルダ96ではなく、送風装置1のハウジング4内に配置されていてもよい。
送風装置1は、1つのハウジング4内に複数のファン36が収容された構成であってもよい。この場合、ファン36の数に対応して、モータ33も複数設けられていてもよい。
送風装置1を上着9(ファン取付け部93)に着脱可能とするための構成は、上記実施形態の例に限られない。例えば、ハウジング4(筒状部40)およびリング部材5の一方に可撓性を有する係止片が設けられ、他方に係止片が係止可能な凹部が設けられていてもよい。この場合、リング部材5がハウジング4に対して回転軸A1方向に嵌め込まれ、係止片が凹部に係止することで、送風装置1が上着9に取り付けられる。あるいは、筒状部40の外周面に雄ネジ部が形成され、リング部材5の内周面に雌ネジ部が形成されていてもよい。この場合、リング部材5が筒状部40に螺合されることで、送風装置1が上着9に取り付けられる。
送風装置1を着脱可能な衣服は、上着9のような長袖の上衣である必要はなく、例えば、ズボンのような下衣であってもよい。また、衣服が表地と裏地の2層構造を有する場合には、ファン取付け部93が表地に設けられ、送風装置1の装着時には、排気側カバー部48が表地と裏地の間の内部空間に配置されてもよい。この場合、冷却の必要性が高い襟元や脇等に、適宜、通気度が比較的高い領域(開口を含む)が設けられ、ここから流出する空気によって着用者の身体が冷却されてもよい。また、衣服におけるファン取付け部93の位置や数(つまり、取付け可能な送風装置1の数)は、適宜変更することができる。
上記実施形態および変形例の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。上着9は、本発明の「衣服」の一例である。送風装置1は、本発明の「送風装置」の一例である。モータ33は、本発明の「モータ」の一例である。ファン36および回転軸A1は、本発明の「ファン」および「回転軸」の一例である。ハウジング4、吸気口447、および排気口487は、夫々、本発明の「ハウジング」、「吸気口」および「排気口」の一例である。筒状部40および後端部401は、本発明の「筒状部」および「吸気側端部」の一例である。吸気側カバー部44は、本発明の「吸気側カバー部」の一例である。湾曲面403は、本発明の「吸気側端部の内周面」および「湾曲面」の一例である。
本発明および上記実施形態の趣旨に鑑み、以下の態様が構築される。以下の態様のうち少なくとも1つが、上述の実施形態、変形例、もしくは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されてもよい。
[態様1]
前記筒状部の最小内径は、前記ファンの直径よりも大きく、且つ、前記直径の1.04倍以下であってもよい。
[態様2]
前記吸気側端部の前記開口端における内径は、前記筒状部の最小内径の1.05倍以上、且つ、1.36倍以下であってもよい。
[態様3]
前記内周面の内周側の端と外周側の端との間の前記回転軸方向における距離を第1距離、前記内周側の端と前記外周側の端との間の前記回転軸の径方向における距離を第2距離と定義した場合、前記第1距離は、前記第2距離の0.5倍以上、且つ、3.0倍以下であってもよい
[態様4]
前記筒状部の外周部に嵌合可能に構成され、第1フランジを有するリング部材を更に備え、
前記筒状部は、
前記リング部材が嵌合された場合に前記第1フランジと対向するように設けられた第2フランジと、
前記外周部に形成されたL字状の溝であって、前記回転軸方向に延在する第1部分と、前記第1部分から連続して前記回転軸周りの周方向に延在する第2部分とを含むガイド溝とを有し、
前記リング部材は、内周部から突出する突起であって、前記ガイド溝内に配置可能に構成された突起を有し、
前記第2部分は、前記突起に当接することで、前記筒状部と前記リング部材とが前記回転軸方向において互いに離れる方向に移動することを規制するように構成された規制面を有してもよい。
本態様によれば、使用者は、突起がガイド溝に沿って回転軸方向、周方向の順に移動するようにリング部材を筒状部に嵌め込むだけで、第1フランジと第2フランジの間で服地を挟み込み、送風装置を衣服に取り付けることができる。そして、ガイド溝の第2部分の規制面が突起に当接し、移動を規制することで、リング部材がハウジングから外れる可能性を抑制することができる。なお、上記実施形態のリング部材5、前側フランジ53、係止突起66は、夫々、本態様の「リング部材」、「第1フランジ」、「突起」の一例である。後側フランジ43は、本態様の「第2フランジ」の一例である。ガイド溝61、第1部分611、第2部分614、およびガイド面615は、夫々、本態様の「ガイド溝」、「第1部分」、「第2部分」および「規制面」の一例である。係止突起66は、本態様の「突起」の一例である。
[態様5]
前記第2部分は、前記周方向のうち所定方向に向けて前記第1部分から延びるとともに、前記所定方向に向かうにつれて、前記回転軸方向において前記第2フランジ側に僅かに傾斜しており、
前記規制面は、前記突起を係止可能な複数の係止部を有してもよい。
本実施形態によれば、服地の厚みに応じて複数の係止部のうち適切な係止部に突起を係止させることができる。なお、上記実施形態の第1係止部616および第2係止部617は、本態様の「複数の係止部」の例である。
[態様6]
前記送風装置は、
前記筒状部および前記リング部材のうち一方に設けられた凹部と、
前記筒状部および前記リング部材のうち他方に設けられ、前記回転軸の径方向に移動可能に設けられ、前記凹部に係止可能に構成された係止片とを更に備えていてもよい。
本態様によれば、リング部材がハウジングに対して周方向に回転することが規制されるため、リング部材がハウジングから外れる可能性を更に確実に抑制することができる。
なお、上記実施形態の第1凹部711、第2凹部716の各々が本態様の「凹部」の一例であって、係止片75が「係止片」の一例である。
1:送風装置
3:本体部
33:モータ
331:モータシャフト
36:ファン
37:コネクタ
4:ハウジング
40:筒状部
401:後端部
403:湾曲面
41:後側ハウジング
42:内側筒状部
43:フランジ(後側フランジ)
44:吸気側カバー部
441:閉塞部
443:第1リブ
445:第2リブ
447:吸気口
46:前側ハウジング
47:外側筒状部
48:排気側カバー部
481:閉塞部
483:第1リブ
484:第2リブ
485:第3リブ
487:排気口
489:凹部
5:リング部材
51:筒状部
53:フランジ(前側フランジ)
61:ガイド溝
611:第1部分
614:第2部分
615:ガイド面
616:第1係止部
617:第2係止部
618:段差
66:係止突起
71:回転係止部
711:第1凹部
712:面
713:面
716:第2凹部
717:面
73:ガイド凹部
75:係止片
751:爪
756:タブ
9:上着
91:取付け開口
93:ファン取付け部
94:ポケット
95:バッテリ
96:バッテリホルダ
964:操作ボタン
966:ケーブル
967:コネクタ
97:接続ケーブル
973:コネクタ
A1:回転軸
A2:中心軸

Claims (8)

  1. 衣服に着脱可能に構成された送風装置であって、
    モータと、
    前記モータによって所定の回転軸回りに回転駆動されるファンと、
    吸気口と排気口とを有し、前記モータおよび前記ファンを収容するハウジングとを備え、
    前記ハウジングは、
    前記回転軸と同軸状に、前記ファンの少なくとも一部を囲むように配置され、前記回転軸方向において前記ファンの吸気側に位置する吸気側端部を有する筒状部と、
    前記吸気側端部の開口を覆うように配置され、前記吸気口を有する吸気側カバー部とを含み、
    前記吸気側端部の内周面は、前記吸気口の一部を規定しており、
    前記吸気側端部は、前記回転軸方向において、前記吸気側端部の開口端に向かって内径が大きくなるように構成されていることを特徴とする送風装置。
  2. 請求項1に記載の送風装置であって、
    前記吸気側端部の前記内周面は、前記開口端に向かって径方向外側に湾曲する湾曲面として構成されていることを特徴とする送風装置。
  3. 請求項2に記載の送風装置であって、
    前記湾曲面は、少なくとも2ミリメートルの曲率半径を有することを特徴とする送風装置。
  4. 請求項3に記載の送風装置であって、
    前記曲率半径が、少なくとも3ミリメートルであることを特徴とする送風装置。
  5. 請求項1〜4の何れか1つに記載の送風装置であって、
    前記モータの最高回転数が、少なくとも毎分4,500回転であることを特徴とする送風装置。
  6. 請求項1〜5の何れか1つに記載の送風装置であって、
    前記ファンは、少なくとも70ミリメートルの直径を有することを特徴とする送風装置。
  7. 請求項1〜6の何れか1つに記載の送風装置であって、
    前記吸気側カバー部のうち、前記回転軸方向において前記排気口からより離間した位置にある端面は、前記吸気側端部の端面と概ね同一の面上に配置されていることを特徴とする送風装置。
  8. 請求項1〜7の何れか1つに記載の送風装置が取り外し可能に装着された衣服。
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