JP2019132162A - ファン及びマスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクに好適な比較的大きな風量の排気を実現できるファン及びマスク装置を提供する。【解決手段】ファンＦＮは、人体の顔の少なくとも一部を覆うマスクに取り付けられる。ファンＦＮは、インペラＰＬと、モータＭＴと、ケーシングＣＳとを有する。インペラＰＬは、中心軸ＡＸを中心として周方向ＣＤに配置される複数の羽根１ａを有する。モータＭＴは、インペラＰＬを中心軸ＡＸの回りに回転させる。ケーシングＣＳは、インペラＰＬ及びモータＭＴを収容する。ケーシングＣＳは、空気を吸気する吸気口Ａ１と、空気を排気する複数の排気口Ｂ１とを有する。吸気口Ａ１は、インペラＰＬに対して軸方向ＡＤ一方側に開口している。複数の排気口Ｂ１の各々は、径方向ＲＤに開口する。【選択図】図１

Description

本発明は、ファン及びマスク装置に関する。

従来のファンを有するマスクは、外部からの空気を流入させる吸気ファンと、吸気ファンと連通した吸気口とを有する（例えば、特許文献１）。特許文献１に示すマスクでは、吸気口にフィルタが設けられ、外気からの粉塵をフィルタが除去する。

中国実用新案公告第２０５６７１５３１号明細書

しかしながら、マスクを使用する大気環境において、より集塵力を向上させたファンを搭載することが求められる。また、フィルタに粉塵が付着した場合、ファンによって吸気される風量を十分に得ることができない虞がある。このような状況において、従来のマスクの吸気ファンでは、マスクに好適な比較的大きな風量の排気を実現できない可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マスクに好適な比較的大きな風量の排気を実現できるファン及びマスク装置を提供することにある。

本発明の例示的なファンは、人体の顔の少なくとも一部を覆うマスクに取り付けられる。ファンは、インペラと、モータと、ケーシングとを有する。インペラは、中心軸を中心として周方向に配置される複数の羽根を有する。モータは、前記インペラを前記中心軸の回りに回転させる。ケーシングは、前記インペラ及び前記モータを収容する。前記ケーシングは、空気を吸気する吸気口と、空気を排気する複数の排気口とを有する。前記吸気口は、前記インペラに対して軸方向一方側に開口している。前記複数の排気口の各々は、径方向に開口する。

本発明の例示的なマスク装置は、人体の顔の少なくとも一部を覆うマスクと、前記マスクに取り付けられる上述した本発明の例示的なファンとを有する。

例示的な本発明によれば、マスクに好適な比較的大きな風量の排気を実現できるファン及びマスク装置を提供できる。

図１は、本発明の実施形態１に係るファンを示す斜視図である。 図２は、実施形態１に係るファンを示す横断面図である。 図３は、実施形態１に係るファンの一部を示す斜視図である。 図４は、実施形態１に係るファンを示す縦断面図である。 図５は、実施形態１に係るファンを有する吸気タイプのマスク装置を示す側面図である。 図６は、実施形態１に係るファンに連結するマスクフレームを示す斜視図である。 図７は、実施形態１に係るファンを有する排気タイプのマスク装置を示す側面図である。 図８は、実施形態１の第１変形例に係るファンを示す斜視図である。 図９は、第１変形例に係るファンを示す横断面図である。 図１０は、実施形態１の第２変形例に係るファンを示す斜視図である。 図１１は、本発明の実施形態２に係るファンを示す斜視図である。 図１２は、実施形態２に係るファンを示す横断面図である。 図１３は、実施形態２に係るファンを有する吸気タイプのマスク装置を示す側面図である。

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、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

本明細書では、マスク装置（図５、図７、図１３）の説明を除き、便宜上、ファンの有するモータの中心軸ＡＸ（図１参照）の方向を上下方向として説明する場合がある。図中、理解の容易のため、三次元直交座標系のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を適宜記載している。Ｚ軸の正方向は上方向を示し、Ｚ軸の負方向は下方向を示す。ただし、上下方向、上方向、および下方向は、説明の便宜上定められており、鉛直方向に一致する必要はない。例えば、上下方向は、鉛直方向に一致してもよいし、水平方向に一致してもよいし、水平方向に交差する方向に一致してもよい。例えば、上方向と下方向とは反対方向であればよい。また、あくまで説明の便宜のために上下方向を定義したに過ぎず、本発明に係るファン及びモータの使用時の向きを限定しない。

以下、図１に示すように、モータの中心軸ＡＸと平行な方向を単に「軸方向ＡＤ」と記載し、モータの中心軸ＡＸを中心とする径方向および周方向を単に「径方向ＲＤ」および「周方向ＣＤ」と記載する。

（実施形態１）
図１〜図４を参照して、本発明の実施形態１に係るファンＦＮを説明する。まず、図１及び図２を参照してファンＦＮを説明する。図１は、ファンＦＮを示す斜視図である。図１では、ファンＦＮを上方から見ている。ファンＦＮは、人体の顔の少なくとも一部を覆うマスクに取り付けられる。図２は、ファンＦＮを示す横断面図である。

図１に示すように、ファンＦＮは、インペラＰＬと、モータＭＴと、ケーシングＣＳとを有する。ファンＦＮは、インペラＰＬの回転によって、空気を遠心力により径方向ＲＤ外側に送り出す遠心ファンである。ケーシングＣＳは、インペラＰＬ及びモータＭＴを収容する。インペラＰＬは、中心軸ＡＸを中心として周方向ＣＤに配置される複数の羽根１ａを有する。そして、モータＭＴは、中心軸ＡＸの回りにインペラＰＬを回転させる。その結果、インペラＰＬは、径方向ＲＤ外側に向けて空気を送り出す。実施形態１では、中心軸ＡＸは上下に延びている。

ケーシングＣＳは、空気を吸気する吸気口Ａ１を有する。吸気口Ａ１は、インペラＰＬに対して軸方向ＡＤ一方側に開口している。実施形態１では、吸気口Ａ１は、インペラＰＬに対して軸方向ＡＤ上側に向けて開口している。吸気口Ａ１は、中心軸ＡＸの回りに円形に開口している。吸気口Ａ１は、モータＭＴと軸方向ＡＤに対向している。なお、吸気口Ａ１の開口形状は円形に限らず、楕円形、四角形状などであってもよい。

図１及び図２に示すように、ケーシングＣＳは複数の排気口Ｂ１を有する。複数の排気口Ｂ１の各々は空気を排気する。なお、図２では、軸方向ＡＤに直交する平面によって、排気口Ｂ１の上端近傍からファンＦＮを切断したときのファンＦＮの断面が示される。

複数の排気口Ｂ１の各々は径方向ＲＤに開口する。従って、インペラＰＬの回転によって吸気口Ａ１から流入した空気ＡＲ１は、複数の排気口Ｂ１のそれぞれから径方向ＲＤ外側に向かって排気される。その結果、ファンＦＮの風量発生能力と１つの排気口を有するファンｆｎの風量発生能力とが同一である場合に、１つの排気口を有するファンｆｎと比較して、ファンＦＮから径方向ＲＤ外側に向けて排気される空気ＡＲ１の風量を増大できる。よって、マスクに好適な比較的大きな風量の排気を実現できる。すなわち、比較的大きな風量の排気を実現することができる。

さらに、本実施形態に係るファンＦＮは、従来のファンと比べて大きな風量を得ることができるため、従来のファンと同じ風量をファンＦＮに設定した場合、モータＭＴの回転数を低くすることができ、ファンＦＮの音を低減することができる。さらに、本実施形態に係るファンＦＮは、従来のファンと比べて大きな風量を得ることができるため、ファンＦＮをマスクに取り付けたときに、従来のファンを取り付けたマスクよりも、マスクのフィルタによる集塵力を向上できる。また、ファンＦＮは、従来のファンと比べて大きな風量を得ることができるため、ファンＦＮを取り付けたマスクのフィルタに粉塵が付着した場合でも、ファンＦＮによって吸気される風量を十分に得ることができる。なお、風量は単位時間当たりの空気の量を示す。

具体的には、実施形態１では、排気口Ｂ１の数は２つである。その結果、実施形態１によれば、３以上の排気口を有する場合と比較して、ケーシングＣＳの強度を高くすることができる。また、例えば、ファンＦＮが２つの排気口Ｂ１を有することで、１つの排気口を有するファンｆｎと比較して、約１．５倍の風量の排気を実現できる。２つの排気口Ｂ１は径方向ＲＤに対向している。

また、実施形態１によれば、ファンＦＮが複数の排気口Ｂ１を有するため、１つの排気口を有するファンｆｎと比較して、ファンＦＮは空気を周方向ＣＤに分散させて排気できる。その結果、ファンＦＮをマスクに取り付けたときに、人の肌に当る風が分散されることで、マスクの装着者に対して更なる装着の心地良さを提供できる。例えば、ＰＭ２．５（微小粒子状物質）の増大し得る冬場において、１つの排気口を有するファンｆｎと比較して、マスクの装着者の寒さを低減できる。なお、ファンｆｎが１つの排気口を有すると、人の肌に向かって１方向に風が集中するため、ファンｆｎをマスクに取り付けたときに、マスクの装着者が不快に感じる可能性がある。例えば、ＰＭ２．５の増大し得る冬場において、マスクの装着者の寒さが増大する可能性がある。

特に、実施形態１では、複数の排気口Ｂ１が周方向ＣＤに等間隔に配置される。従って、ファンＦＮは空気を周方向ＣＤに略均等に分散させて排気できる。その結果、ファンＦＮをマスクに取り付けたときに、人の肌に当る風が分散されることで、マスクの装着者に対して更なる装着の心地良さを提供できる。

さらに、実施形態１によれば、ファンＦＮの風量発生能力と１つの排気口を有するファンの風量発生能力とが同一である場合に、ファンＦＮが複数の排気口Ｂ１を有することで、ファンが１つの排気口を有する場合と比較して、ファンＦＮの風量発生能力を十分に引き出すことができる。例えば、１つの排気口を有するファンｆｎが風量Ｑ（ｍ³／時間）の風量発生能力を有する場合であっても、排気口が１つであるため、実際には、風量Ｑよりも少ない風量Ｐ（ｍ³／時間）の排気しか実現できない可能性がある。しかしながら、実施形態１によれば、複数の排気口Ｂ１によって風量を増大しているため、風量Ｑの風量発生能力を有するファンＦＮが、風量Ｐよりも大きい風量Ｒ（ｍ³／時間）の排気を実現できる。引き続き以下の説明において、風量Ｑ（ｍ³／分）が風量Ｒ（ｍ³／分）よりも大きく、風量Ｒ（ｍ³／分）が風量Ｐ（ｍ³／分）よりも大きい場合を説明する（Ｑ＞Ｒ＞Ｐ）。

ファンＦＮの風量発生能力を十分に引き出すことができると、ファンＦＮの小型化及び軽量化を実現できる。

例えば、風量Ｒの排気が要求される場合に、１つの排気口を有するファンｆｎでは、風量発生能力を風量Ｑよりも大きくする必要があるため、ファンのモータを大きくするか、又は、ファンのインペラの回転数を大きくする。しかしながら、実施形態１では、風量Ｒの排気が要求される場合に、風量Ｑの風量発生能力を有するファンＦＮが適用できる。従って、モータＭＴが大きくなることを抑制でき、又は、インペラＰＬの回転数が大きくなることを抑制できる。換言すれば、１つの排気口を有するファンｆｎと比較して、ファンＦＮを小型化でき、又は、インペラＰＬの回転数を小さくできる。ファンＦＮを小型化できると、ファンＦＮを軽量化できる。インペラＰＬの回転数を小さくできると、モータＭＴに電力を供給するバッテリの寿命を長くできる。また、インペラＰＬの回転数を小さくできると、バッテリの容量を少量化できる。

次に、図１〜図４を参照してファンＦＮのケーシングＣＳを説明する。図３は、ファンＦＮの一部を示す斜視図である。図４は、ファンＦＮを示す縦断面図である。図１〜図４に示すように、ケーシングＣＳは、第１ケーシングＣＳ１と、第２ケーシングＣＳ２とを有する。ケーシングＣＳはキャップＣＳ３を有していてもよい。なお、図１では、第２ケーシングＣＳ２は、第１ケーシングＣＳ１とキャップＣＳ３との間に隠れている。図３では、キャップＣＳ３が取り外されたファンＦＮを下方から見ている。

第１ケーシングＣＳ１は吸気口Ａ１を有する。具体的には、第１ケーシングＣＳ１は、筒状の筒部１１と、環状の鍔部１２とを有する。実施形態１では、第１ケーシングＣＳ１は、円筒状の筒部１１と、円環状の鍔部１２とを有する。筒部１１は、インペラＰＬから離れる側に軸方向ＡＤに延びる。実施形態１では、筒部１１は鍔部１２から軸方向ＡＤ上側に延びる。吸気口Ａ１は、筒部１１の径方向ＲＤ内側の空間である。鍔部１２は、板状であり、筒部１１の軸方向ＡＤ下端から径方向ＲＤに広がる。

第２ケーシングＣＳ２はモータＭＴの少なくとも一部を支持する。第１ケーシングＣＳ１及び第２ケーシングＣＳ２のうちの少なくとも一方は側壁部１０を有する。実施形態１では、第１ケーシングＣＳ１が側壁部１０を有する。側壁部１０は、中心軸ＡＸを中心として周方向ＣＤに配置される。側壁部１０は複数の排気口Ｂ１を有する。

図２及び図３に示すように、ファンＦＮは少なくとも１つの結合部ＳＷを有する。実施形態１では、ファンＦＮは複数の結合部ＳＷを有する。複数の結合部ＳＷは周方向ＣＤに配置される。複数の結合部ＳＷの各々は、第１ケーシングＣＳ１と第２ケーシングＣＳ２とを軸方向ＡＤに結合する。そして、少なくとも１つの結合部ＳＷは、複数の羽根１ａと径方向ＲＤに対向する側壁部１０の内周面１０ａよりも径方向ＲＤ外側に配置される。その結果、実施形態１によれば、所望の風量を得るために好適な風洞空間２をケーシングＣＳに形成できる。

すなわち、複数の羽根１ａは、側壁部１０の内周面１０ａと径方向ＲＤに対向する。従って、空気は、複数の羽根１ａの回転によって、側壁部１０の内周面１０ａに沿って流れる。その結果、側壁部１０の内周面１０ａは、空気の流れを形成する風洞部として機能する。そこで、側壁部１０の内周面１０ａよりも径方向ＲＤ外側に結合部ＳＷを配置することで、結合部ＳＷが空気の流れを阻害することを抑制できる。従って、ファンＦＮを小型化する場合であっても、所望の風量を得るために十分な風洞空間２を、風洞部として機能する側壁部１０の内周面１０ａによって形成できる。特に、実施形態１では、複数の結合部ＳＷが側壁部１０の内周面１０ａよりも径方向ＲＤ外側に配置される。その結果、所望の風量を得るために更に好適な風洞空間２を形成できる。

実施形態１では、結合部ＳＷはネジである。ネジは、例えば、ビスである。結合部ＳＷとしてのネジが、第２ケーシングＣＳ２から第１ケーシングＣＳ１に捻じ込まれて、第１ケーシングＣＳ１と第２ケーシングＣＳ２とが結合されている。従って、第１ケーシングＣＳ１と第２ケーシングＣＳ２とがネジによって締め付けられる。その結果、人体にマスクを装着したときのマスク又はファンＦＮの揺れによるケーシングＣＳのガタツキを抑制することができる。

なお、結合部ＳＷが第１ケーシングＣＳ１と第２ケーシングＣＳ２とを軸方向ＡＤに結合する限りにおいては、結合部ＳＷはネジに限定されない。例えば、結合部ＳＷはスナップフィットであってもよい。例えば、結合部ＳＷは、合成樹脂製の突起であり、突起の熱溶着によって、第１ケーシングＣＳ１と第２ケーシングＣＳ２とを結合してもよい。

次に、図３及び図４を参照して、第２ケーシングＣＳ２を説明する。図３及び図４に示すように、第２ケーシングＣＳ２は、板状の内側部２０と、板状の外側部２１と、屈曲部２２とを有する。内側部２０は、モータＭＴの少なくとも一部を支持し、径方向ＲＤに広がる。内側部２０は円板状である。外側部２１は、内側部２０の径方向ＲＤ外側に位置し、径方向ＲＤに広がる。外側部２１は、内側部２０を囲んでおり、円環状である。屈曲部２２は、内側部２０に対して軸方向ＡＤに屈曲して、内側部２０と外側部２１とを接続する。

従って、実施形態１によれば、第２ケーシングＣＳ２が屈曲部２２を有することで、モータＭＴを支持する第２ケーシングＣＳ２の剛性を高めることができる。その結果、人体にマスクを装着してマスク又はファンＦＮに振動又は揺れが発生した場合でも、モータＭＴの振動を抑制することができる。特に、ケーシングＣＳが複数の排気口Ｂ１を有することで、１つの排気口を有する場合と比較して、側壁部１０における第１ケーシングＣＳ１による第２ケーシングＣＳ２の補強の程度が弱くなる可能性がある。従って、第２ケーシングＣＳ２が屈曲部２２を有し、第２ケーシングＣＳ２の剛性を高めることは、ケーシングＣＳが複数の排気口Ｂ１を有する場合に特に有効である。

実施形態１では、屈曲部２２は円環状である。そして、屈曲部２２は、内側部２０に対して軸方向ＡＤ上側に屈曲している。なお、屈曲部２２は、内側部２０に対して軸方向ＡＤ下側に屈曲していてもよい。また、第２ケーシングＣＳ２は複数の屈曲部２２を有していてもよい。

次に、図４を参照して、ファンＦＮの詳細を説明する。図４に示すように、ファンＦＮの吸気口Ａ１は、モータＭＴの上方に位置している。モータＭＴは、ロータ３０と、ステータ４０とを有する。ロータ３０は、ステータ４０に対して、中心軸ＡＸの回りに回転する。ロータ３０は、ロータヨーク３００と、マグネット３０１とを有する。ロータヨーク３００は有蓋円筒状である。ロータヨーク３００の径方向ＲＤ内面には、マグネット３０１が固定される。ロータヨーク３００は、例えば、電磁鋼板が軸方向ＡＤに積層した積層鋼板によって構成される。マグネット３０１は、例えば、永久磁石である。例えば、ロータ３０は、円環状の単数のマグネット３０１を有していてもよいし、周方向ＣＤに配列された複数のマグネット３０１を有していてもよい。

ステータ４０は、ロータ３０のマグネット３０１と径方向ＲＤに対向する。具体的には、ロータ３０のマグネット３０１は、ステータ４０に対して径方向ＲＤ外側に配置される。つまり、モータＭＴは、アウターロータ型のモータである。ステータ４０は、中心軸ＡＸを中心として配置される。具体的には、ステータ４０は、ステータコア４００と、複数のコイル４０１とを有する。複数のコイル４０１は、それぞれ、複数のインシュレータ（不図示）を介して、ステータコア４００に固定される。複数のコイル４０１は周方向ＣＤに沿って配置される。ステータコア４００は、例えば、電磁鋼板が軸方向ＡＤに積層した積層鋼板によって構成される。

インペラＰＬは、複数の羽根１ａに加えて、略円環状のハブ１ｂをさらに有する。複数の羽根１ａは、周方向ＣＤに沿ってハブ１ｂに固定される。排気口Ｂ１は、羽根１ａの径方向ＲＤ外側に位置している。ハブ１ｂは、モータＭＴのロータ３０に固定される。具体的には、ハブ１ｂは、ロータヨーク３００の外周面に固定される。従って、複数の羽根１ａは、中心軸ＡＸの回りに、ロータ３０とともに回転する。なお、本実施形態において、排気口Ｂ１に関し、羽根１ａの径方向ＲＤ外側において、排気口Ｂ１と羽根１ａとは軸方向ＡＤにおいて同じ位置にある。つまり、排気口Ｂ１と羽根１ａとは径方向ＲＤに重なって配置される。排気口Ｂ１と羽根１ａとの位置はこの限りではなく、たとえば、排気口Ｂ１の軸方向ＡＤの位置は、羽根１ａの軸方向ＡＤの位置よりも下側に配置されてもよい。

複数の羽根１ａは、第１ケーシングＣＳ１の鍔部１２と第２ケーシングＣＳ２との間に配置される。実施形態１では、複数の羽根１ａは、鍔部１２と第２ケーシングＣＳ２の外側部２１との間に配置される。そして、複数の羽根１ａの各々の径方向ＲＤの内端１ａａは、筒部１１の内周面１１ａよりも径方向ＲＤ外側に位置する。従って、実施形態１によれば、羽根の径方向の内端が筒部の内周面よりも径方向内側に位置する場合と比較して、吸気口Ａ１を形成する筒部１１の内周面１１ａと、羽根１ａの径方向ＲＤ内側の部分との間の空間において、空気の乱れが低減される。その結果、ファンＦＮの発生する音を低減できる。

ファンＦＮは、モータＭＴに電力を供給するバッテリＢＴをさらに有する。実施形態１によれば、ファンＦＮがバッテリＢＴを搭載しているため、ファンの外部にバッテリを配置する場合と比較して、ファンＦＮを取り付けたマスクの可搬性を向上できる。バッテリＢＴとモータＭＴとは、第２ケーシングＣＳ２を介して軸方向ＡＤに対向している。具体的には、第２ケーシングＣＳ２の軸方向ＡＤ一方側の面２３ａには、モータＭＴが配置される。一方、第２ケーシングＣＳ２の軸方向ＡＤ他方側の面２３ｂに対向して、バッテリＢＴが配置される。そして、キャップＣＳ３は、第２ケーシングＣＳ２の軸方向ＡＤ他方側からバッテリＢＴを覆う。実施形態１では、キャップＣＳ３は、第２ケーシングＣＳ２の軸方向ＡＤ下側からバッテリＢＴを覆う。バッテリＢＴはキャップＣＳ３に固定される。

次に、図５を参照して、ファンＦＮを有する吸気タイプのマスク装置１００を説明する。図５は、吸気タイプのマスク装置１００を示す側面図である。図５に示すように、マスク装置１００は人体の顔ＦＣに装着される。具体的には、マスク装置１００は、マスクＭＫと、図１〜図４を参照して説明したファンＦＮとを有する。マスクＭＫは、人体の顔ＦＣの少なくとも一部を覆う。なお、図５では、図面の簡略化のため、マスクＭＫの一部を二点鎖線で示している。

ファンＦＮはマスクＭＫに取り付けられる。つまり、比較的大きな風量の排気を実現できるファンＦＮがマスクＭＫに取り付けられる。その結果、実施形態１によれば、ファンＦＮの小型化及び軽量化を実現できるため、マスク装置１００を軽量化できる。また、ファンＦＮが比較的大きな風量の排気を実現できるため、マスク装置１００の装着者に対して装着の心地良さを提供できる。

マスクＭＫは、マスクフレーム５０と、第１カバー５１と、第２カバー５２と、一対の耳掛け部５３とを有する。マスクフレーム５０はファンＦＮを支持する。マスクフレーム５０がファンＦＮを支持する限りにおいては、マスクフレーム５０の形状は特に限定されない。マスクフレーム５０は、例えば、合成樹脂製である。

マスクフレーム５０には、第１カバー５１と第２カバー５２とが取り付けられる。第１カバー５１は顔ＦＣの一部を覆う。第１カバー５１は、例えば、ガーゼ又は不織布によって構成される。第２カバー５２は、マスクフレーム５０を覆う。第２カバー５２は、粉塵などの塵を除去するフィルタとして機能する。第２カバー５２は、マスクフレーム５０を介して吸気口Ａ１を覆う。第２カバー５２は、例えば、ガーゼ又は不織布によって構成される。本実施形態によれば、ファンＦＮが比較的大きな風量の排気を実現できるため、フィルタとして機能する第２カバー５２による集塵力を向上できる。また、ファンＦＮが比較的大きな風量の排気を実現できるため、第２カバー５２に粉塵が付着した場合でも、ファンＦＮによって吸気される空気ＡＲ２の風量を十分に得ることができる。

一対の耳掛け部５３は第１カバー５１に取り付けられる。耳掛け部５３は紐状である。そして、一対の耳掛け部５３が人体の左右の耳に掛けられる。その結果、マスク装置１００が顔ＦＣに装着される。

ファンＦＮの吸気口Ａ１はマスクＭＫの外気側を向いている。つまり、吸気口Ａ１は方向Ｋ１を向いている。方向Ｋ１は、マスクＭＫの内部から外部に向かう方向である。インペラＰＬは、吸気口Ａ１を通してマスクＭＫの外気側から空気ＡＲ２を吸気して、空気ＡＲ２を複数の排気口Ｂ１からマスクＭＫの内部に排気する。実施形態１では、インペラＰＬは、吸気口Ａ１を通してマスクＭＫの外気側から空気ＡＲ２を吸気して、空気ＡＲ２を２つの排気口Ｂ１からマスクＭＫの内部に排気する。従って、マスク装置１００は、吸気口Ａ１を覆うように装着された第２カバー５２を通して、マスクＭＫの内部に空気ＡＲ２を送り込むことができる。その結果、実施形態１によれば、フィルタとして機能する第２カバー５２によってマスクＭＫ外部の粉塵などの塵を除去した快適な空気ＡＲ２をマスクＭＫの内部に送ることができる。また、第２カバー５２を適宜交換することによって、粉塵などの塵の除去機能を容易に回復できる。

また、実施形態１によれば、ファンＦＮの２つの排気口Ｂ１は、マスクＭＫが人体に装着されるときのファンＦＮの姿勢において、上下方向ＵＤに１８０度対向している。従って、実施形態１によれば、人体の口及び鼻に向けて、空気ＡＲ３を送ることができる。その結果、マスク装置１００の装着者は、快適に呼吸を行うことができる。

次に、図１及び図６を参照して、マスクフレーム５０とファンＦＮとの連結を説明する。図１に示すように、ファンＦＮの第１ケーシングＣＳ１の筒部１１は少なくとも１つの連結部１１ｂを有する。実施形態１では、筒部１１は複数の連結部１１ｂを有する。連結部１１ｂは、マスクＭＫの有するマスクフレーム５０（図５）と連結する。従って、実施形態１によれば、第１ケーシングＣＳ１の筒部１１に連結部１１ｂを形成することで、簡易な構成で容易にマスクＭＫとファンＦＮとを連結することができる。

具体的には、連結部１１ｂは、筒部１１の内周面１１ａから径方向ＲＤ内側に突出している。一方、図５に示すマスクフレーム５０は図６に示す構造を有する。図６は、マスクフレーム５０を示す斜視図である。図６に示すように、マスクフレーム５０は少なくとも１つの連結部５００を有する。実施形態１では、マスクフレーム５０は、第１ケーシングＣＳ１の筒部１１の複数の連結部１１ｂに一対一に対応して、複数の連結部５００を有する。なお、図６では、１つの連結部５００だけが表れている。

図１及び図６に示すように、マスクフレーム５０の連結部５００は、第１ケーシングＣＳ１の連結部１１ｂに連結される。具体的には、マスクフレーム５０は筒状の筒部５０１を有する。連結部５００は、筒部５０１の外周面５０１ａに対して凹んでいる。そして、マスクフレーム５０の筒部５０１が第１ケーシングＣＳ１の吸気口Ａ１に収容され、第１ケーシングＣＳ１が中心軸ＡＸの回りに回転されることで、第１ケーシングＣＳ１の連結部１１ｂがマスクフレーム５０の連結部５００に嵌まる。その結果、マスクフレーム５０とファンＦＮとが連結される。

次に、図７を参照して、ファンＦＮを有する排気タイプのマスク装置１００Ａを説明する。図７は、排気タイプのマスク装置１００Ａを示す側面図である。図７に示すように、マスク装置１００Ａは人体の顔ＦＣに装着される。マスク装置１００は、マスクＭＫと、図１〜図４を参照して説明したファンＦＮとを有する。マスク装置１００Ａは、排気タイプである点で図５を参照して説明したマスク装置１００と異なる。以下、マスク装置１００Ａがマスク装置１００と異なる点を主に説明する。なお、図７では、図面の簡略化のため、マスクＭＫの一部を二点鎖線で示している。

ファンＦＮの吸気口Ａ１は人体の顔ＦＣ側を向いている。つまり、吸気口Ａ１は方向Ｋ２を向いている。方向Ｋ２は、マスクＭＫの外部から内部に向かう方向である。インペラＰＬは、吸気口Ａ１を通して人体の顔ＦＣ側から空気ＡＲ４を吸気して、空気ＡＲ４を複数の排気口Ｂ１からマスクＭＫの外部に排気する。従って、マスクＭＫの外部の空気ＡＲ５が、第１カバー５１を通ってマスクＭＫの内部に強制的に吸気される。その結果、フィルタとして機能する第１カバー５１によってマスクＭＫの外部の粉塵などの塵が除去され、快適な空気をマスクＭＫの内部に送ることができる。

また、本実施形態によれば、ファンＦＮが比較的大きな風量の排気を実現できるため、フィルタとして機能する第１カバー５１による集塵力を向上できる。また、ファンＦＮが比較的大きな風量の排気を実現できるため、第１カバー５１に粉塵が付着した場合でも、ファンＦＮによって外部から吸気される空気ＡＲ５の風量を十分に得ることができる。

（第１変形例）
図８及び図９を参照して、実施形態１の第１変形例に係るファンＦＮ１を説明する。第１変形例に係るファンＦＮ１が、排気口Ｂ１に軸方向ＡＤに延びる板部１３ａを有する点で、第１変形例は図１〜図７を参照して説明した実施形態１と主に異なる。以下、第１変形例が実施形態１と異なる点を主に説明する。

図８は、第１変形例に係るファンＦＮ１を示す斜視図である。図９は、第１変形例に係るファンＦＮ１を示す横断面図である。なお、図９では、軸方向ＡＤに直交する平面によって、排気口Ｂ１の上端近傍からファンＦＮ１を切断したときのファンＦＮ１の断面が示される。

図８及び図９に示すように、ファンＦＮ１のケーシングＣＳは、排気口Ｂ１に配置される少なくとも１つの板状の板部１３ａをさらに有する。従って、第１変形例によれば、人の指又は物体が排気口Ｂ１に侵入することを抑制できる。例えば、板部１３ａはフィンガーガードとして機能する。

第１変形例では、ケーシングＣＳは複数の板部１３ａを有する。具体的には、第１ケーシングＣＳ１が複数の板部１３ａを有する。複数の板部１３ａの各々は、軸方向ＡＤに延びる。そして、板部１３ａの軸方向ＡＤの上端及び下端は、それぞれ、排気口Ｂ１の軸方向ＡＤの上端及び下端に接続される。また、第１変形例では、複数の板部１３ａは、周方向ＣＤに等間隔で配置される。

（第２変形例）
図１０を参照して、実施形態１の第２変形例に係るファンＦＮ２を説明する。第２変形例に係るファンＦＮ２が、排気口Ｂ１に周方向ＣＤに延びる板部１３ｂを有する点で、第２変形例は第１変形例と主に異なる。以下、第２変形例が第１変形例と異なる点を主に説明する。

図１０は、第２変形例に係るファンＦＮ２を示す斜視図である。図１０に示すように、ファンＦＮ２のケーシングＣＳは、排気口Ｂ１に配置される少なくとも１つの板状の板部１３ｂをさらに有する。従って、第２変形例によれば、人の指又は物体が排気口Ｂ１に侵入することを抑制できる。例えば、板部１３ｂはフィンガーガードとして機能する。

第２変形例では、ケーシングＣＳは１つの板部１３ｂを有する。具体的には、第１ケーシングＣＳ１が１つの板部１３ｂを有する。板部１３ｂは周方向ＣＤに延びる。そして、板部１３ｂの周方向ＣＤの一端及び他端は、それぞれ、排気口Ｂ１の周方向ＣＤの一端及び他端に接続される。

（実施形態２）
図１１及び図１２を参照して、本発明の実施形態２に係るファンＦＮＡを説明する。実施形態２に係るファンＦＮＡが３つの排気口Ｂ１を有する点で、実施形態２は実施形態１と主に異なる。以下、実施形態２が実施形態１と異なる点を主に説明する。

図１１は、実施形態２に係るファンＦＮＡを示す斜視図である。図１２は、ファンＦＮＢを示す横断面図である。なお、図１２では、軸方向ＡＤに直交する平面によって、排気口Ｂ１の上端近傍からファンＦＮＡを切断したときのファンＦＮＡの断面が示される。

図１１及び図１２に示すように、ファンＦＮＡの排気口Ｂ１の数は３つである。つまり、ファンＦＮＡのケーシングＣＳは３つの排気口Ｂ１を有する。具体的には、第１ケーシングＣＳ１は３つの排気口Ｂ１を有する。従って、３つの排気口Ｂ１のそれぞれから、空気ＡＲ６が径方向ＲＤ外側に向かって排気される。その結果、実施形態２によれば、排気口Ｂ１の数が２つの場合と比較して、ファンＦＮから径方向ＲＤ外側に向けて排気される空気ＡＲ６の風量を更に増大できる。よって、マスクに更に好適な比較的大きな風量の排気を実現できる。すなわち、ファンＦＮＡをマスクに取り付けたときに、マスクの装着者に対して更なる装着の心地良さを提供できる。また、ファンＦＮＡの更なる小型化及び軽量化を実現できる。

特に、実施形態２では、３つの排気口Ｂ１が周方向ＣＤに等間隔に配置される。従って、ファンＦＮＡは空気ＡＲ６を周方向ＣＤに略均等に分散させて排気できる。

次に、図１３を参照して、ファンＦＮＡを有する吸気タイプのマスク装置１００Ｂを説明する。マスク装置１００ＢがファンＦＮＡを有する点で、マスク装置１００Ｂは図５を参照して説明したマスク装置１００と異なる。以下、マスク装置１００Ｂがマスク装置１００と異なる点を主に説明する。

図１３は、吸気タイプのマスク装置１００Ｂを示す側面図である。図１３に示すように、マスク装置１００Ｂは、マスクＭＫと、図１１及び図１２を参照して説明したファンＦＮＡとを有する。なお、図１３では、図面の簡略化のため、マスクＭＫの一部を二点鎖線で示している。

図１３に示すように、ファンＦＮＡの吸気口Ａ１はマスクＭＫの外気側を向いている。インペラＰＬは、吸気口Ａ１を通してマスクＭＫの外気側から空気を吸気して、空気を３つの排気口Ｂ１からマスクＭＫの内部に排気する。３つの排気口Ｂ１のうち少なくとも１つの排気口Ｂ１は、マスクＭＫが人体に装着されるときのファンＦＮＡの姿勢において、上方向ＵＷ及び下方向ＤＷのうちのいずれかの方向を向いている。従って、少なくとも１つの排気口Ｂ１が上方向ＵＷ及び下方向ＤＷのうちのいずれかの方向を向いているため、口及び鼻のうちのいずれかに向けて、空気を送ることができる。その結果、実施形態２によれば、マスク装置１００Ｂの装着者は、快適に呼吸を行うことができる。

実施形態２では、３つの排気口Ｂ１のうち１つの排気口Ｂ１が上方向ＵＷを向いている。従って、鼻に向けて、空気ＡＲ７を送ることができる。また、３つの排気口Ｂ１のうち１つの排気口Ｂ１が下方向ＤＷを向いていると、口に向けて、空気を送ることができる。

なお、図７を参照して説明した排気タイプのマスク装置１００Ａは、ファンＦＮに代えて、実施形態２に係るファンＦＮＡを有していてもよい。また、ファンＦＮＡは、図８〜図１０を参照して説明した第１変形例又は第２変形例に係る少なくとも１つの板部１３ａ又は少なくとも１つの板部１３ｂを有していてもよい。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。例えば、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、例えば、ファン及びマスク装置に利用できる。

１ 羽根
１０ 側壁部
１１ 筒部
１１ａ 連結部
１３ａ、１３ｂ 板部
２０ 内側部
２１ 外側部
２２ 屈曲部
１００、１００Ａ、１００Ｂ マスク装置
Ａ１ 吸気口
Ｂ１ 排気口
ＦＮ、ＦＮＡ、ＦＮ１、ＦＮ２ ファン
ＰＬ インペラ
ＭＴ モータ
ＣＳ ケーシング
ＣＳ１ 第１ケーシング
ＣＳ２ 第２ケーシング
ＣＳ３ キャップ
ＳＷ 結合部
ＢＴ バッテリ
ＭＫ マスク
ＡＸ 中心軸
ＡＤ 軸方向
ＣＤ 周方向
ＲＤ 径方向

Claims (15)

1. 人体の顔の少なくとも一部を覆うマスクに取り付けられるファンであって、
   中心軸を中心として周方向に配置される複数の羽根を有するインペラと、
   前記インペラを前記中心軸の回りに回転させるモータと、
   前記インペラ及び前記モータを収容するケーシングと
   を有し、
   前記ケーシングは、空気を吸気する吸気口と、空気を排気する複数の排気口とを有し、
   前記吸気口は、前記インペラに対して軸方向一方側に開口し、
   前記複数の排気口の各々は、径方向に開口する、ファン。
2. 前記ケーシングは、
   前記吸気口を有する第１ケーシングと、
   前記モータの少なくとも一部を支持する第２ケーシングと
   を有し、
   前記ファンは、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとを軸方向に結合する結合部をさらに有し、
   前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングのうちの少なくとも一方は、前記中心軸を中心として周方向に配置される側壁部を有し、
   前記側壁部は、前記複数の排気口を有し、
   前記結合部は、前記複数の羽根と径方向に対向する前記側壁部の内周面よりも径方向外側に配置される、請求項１に記載のファン。
3. 前記結合部は、ネジであり、
   前記ネジが、前記第２ケーシングから前記第１ケーシングに捻じ込まれて、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとが結合されている、請求項２に記載のファン。
4. 前記ケーシングは、前記モータの少なくとも一部を支持する第２ケーシングを有し、
   前記第２ケーシングは、
   前記モータの少なくとも一部を支持し、径方向に広がる板状の内側部と、
   前記内側部の径方向外側に位置し、径方向に広がる板状の外側部と、
   前記内側部に対して軸方向に屈曲して、前記内側部と前記外側部とを接続する屈曲部と
   を有する、請求項１に記載のファン。
5. 前記モータに電力を供給するバッテリをさらに有し、
   前記ケーシングは、前記モータの少なくとも一部を支持する第２ケーシングを有し、
   前記第２ケーシングの軸方向一方側の面には、前記モータが配置され、
   前記第２ケーシングの軸方向他方側の面に対向して、前記バッテリが配置され、
   前記ケーシングは、前記第２ケーシングの軸方向他方側から前記バッテリを覆うキャップをさらに有する、請求項１に記載のファン。
6. 前記ケーシングは、前記吸気口を有する第１ケーシングを有し、
   前記第１ケーシングは、前記インペラから離れる側に軸方向に延びる筒状の筒部を有し、
   前記吸気口は、前記筒部の径方向内側の空間であり、
   前記複数の羽根の各々の径方向の内端は、前記筒部の内周面よりも径方向外側に位置する、請求項１に記載のファン。
7. 前記ケーシングは、前記吸気口を有する第１ケーシングを有し、
   前記第１ケーシングは、前記インペラから離れる側に軸方向に延びる筒状の筒部を有し、
   前記吸気口は、前記筒部の径方向内側の空間であり、
   前記筒部は、前記マスクの有するマスクフレームと連結する連結部を有する、請求項１に記載のファン。
8. 前記排気口の数は、２つである、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のファン。
9. 前記排気口の数は、３つである、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のファン。
10. 前記吸気口は、前記マスクの外気側を向いており、
    前記インペラは、前記吸気口を通して前記マスクの外気側から空気を吸気して、空気を前記複数の排気口から前記マスクの内部に排気する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のファン。
11. 前記吸気口は、前記人体の顔側を向いており、
    前記インペラは、前記吸気口を通して前記人体の顔側から空気を吸気して、空気を前記複数の排気口から前記マスクの外部に排気する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のファン。
12. 前記吸気口は、前記マスクの外気側を向いており、
    前記インペラは、前記吸気口を通して前記マスクの外気側から空気を吸気して、空気を２つの前記排気口から前記マスクの内部に排気し、
    前記２つの排気口は、前記マスクが前記人体に装着されるときの前記ファンの姿勢において、上下方向に１８０度対向している、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のファン。
13. 前記吸気口は、前記マスクの外気側を向いており、
    前記インペラは、前記吸気口を通して前記マスクの外気側から空気を吸気して、空気を３つの前記排気口から前記マスクの内部に排気し、
    前記３つの排気口のうち少なくとも１つの排気口は、前記マスクが前記人体に装着されるときの前記ファンの姿勢において、上方向及び下方向のうちのいずれかの方向を向いている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のファン。
14. 前記ケーシングは、前記排気口に配置される少なくとも１つの板状の板部をさらに有する、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のファン。
15. 人体の顔の少なくとも一部を覆うマスクと、
    前記マスクに取り付けられる請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のファンと
    を有する、マスク装置。

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