JP2020002888A

JP2020002888A - 扇風機

Info

Publication number: JP2020002888A
Application number: JP2018124068A
Authority: JP
Inventors: 有理田中; Yuri Tanaka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-01-09

Abstract

【課題】ファンにより送出される風の気流により涼感を得る場合や空気を攪拌する場合に使用される扇風機において、運転中の振動騒音の低減を目的とする。【解決手段】フロントガード５は、中心板７と、中心板７よりも内径の大きな外周リング８と、中心板７の外縁から外周リング８へ延び、等間隔に配置された複数枚の整流板９と、隣り合う複数の整流板９を連結する複数の連結板１０とを有している。複数の連結板１０は、モーター部２の回転軸中心からの距離が変化するように設けられた構成にしたことにより、各々の整流板９の固有振動数を変化させることで、フロントガード５が全体で振動して騒音が大きくなることを抑制した扇風機を得られる。【選択図】図１

Description

本発明は、ファンから送出される風を利用して、その風を直接浴びることで涼感を得る場合や、エアコンなどと併用して室内の空気を攪拌することで省エネ効果を得る場合に使用される扇風機に関するものである。

従来、扇風機は、モーター部に接続されたファンの回転により昇圧された空気が送出され、それにより発生した気流を利用して、その気流を直接浴びることで涼感を得たり、エアコンと併用して室内の気流を攪拌して温度差を抑制し、省エネに活用したりするものが知られている。

また、最近ではその気流を制御して、遠方まで風を到達させることで、広範囲に渡って涼感を得ることができる扇風機も知られている。

以下、その扇風機について図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、モーター部１０１と、モーター部１０１に回動可能に接続されたファン１０２と、回転しているファン１０２に誤って人体が接触することを抑制する目的で、ファン１０２を内包するガード１０３とを備えており、ガード１０３は、フロントガード１０５とリアガード１０６とから構成され、フロントガード１０５は、モーター部１０１の回転軸中心から等間隔で整流板１０４を備えている。

ファン１０２により送出された気流は、整流板１０４に沿うような流れに制御され、目的の気流となりフロントガード１０５から前方に送出されて目的の効果を達成する。

特開２０１７−６６９４８号公報（第８頁、第１図）

このような従来の扇風機においては、整流板の形状が複雑になり、金属材料による成形や溶接では製造が難しく、大量生産には向かないため、樹脂材料による射出成型などが選択される。

ここで、フロントガードはモーター部やファンの運転による振動にさらされている。

一般に、樹脂材料は金属材料に比べて、その固有振動数が低いため、扇風機の運転中にフロントガードの固有振動が励起され、振動騒音が増幅される可能性があるという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、運転中に樹脂製のフロントガードの固有振動が励起されることを低減し、振動騒音の増幅を抑制した扇風機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、モーター部と、前記モーター部に回動可能に接続されたファンと、前記ファンを内包するガードとを備えた扇風機であって、前記ガードは、フロントガードとリアガードとから構成され、前記フロントガードは、中心板と、前記中心板よりも内径の大きな外周リングと、前記中心板の外縁から前記外周リングへ延び、等間隔に配置された複数枚の整流板と、隣り合う複数の前記整流板を連結する複数の連結板とを有し、複数の前記連結板は、互いに前記モーター部の回転軸中心からの距離が異なるように設けられたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、フロントガードは、中心板と、中心板よりも内径の大きな外周リングと、中心板の外縁から前記外周リングへ延び、等間隔に配置された複数枚の整流板と、隣り合う複数の整流板を連結する複数の連結板とを有し、複数の前記連結板は、互いに前記モーター部の回転軸中心からの距離が異なるように設けられた構成にしたことにより、整流板を、中心板と外周リングとにより両端固定の板とみなしたとき、連結板により整流板は、中心板の外縁と外周リングとの間に固定端が設けられることになるが、連結板の位置が変わることで、それぞれの整流板は、固定端の位置が変化する。これにより、それぞれの整流板の固有振動数を変化させる。

そのため、フロントガードが、ファンやモーター部の振動を受けた場合であっても、整流板はそれぞれ固有振動数が異なるため、フロントガードの振動が抑制され、扇風機の振動騒音が低減されるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の扇風機の構成要素を示す斜視図同扇風機のフロントガードの構成要素の詳細を示す正面図本発明の実施の形態２の扇風機のフロントガードの連結板の形状を示す正面図本発明の実施の形態３の扇風機のフロントガードの連結板の形状を示す正面図従来の扇風機の構成要素を示す斜視図

本発明の請求項１記載の扇風機は、モーター部と、前記モーター部に回動可能に接続されたファンと、前記ファンを内包するガードとを備えた扇風機であって、前記ガードは、フロントガードとリアガードとから構成され、前記フロントガードは、中心板と、前記中心板よりも内径の大きな外周リングと、前記中心板の外縁から前記外周リングへ延び、等間隔に配置された複数枚の整流板と、隣り合う複数の前記整流板を連結する複数の連結板とを有し、複数の前記連結板は、互いに前記モーター部の回転軸中心からの距離が異なるように設けられた構成を有する。これにより、前記整流板を、前記中心板と前記外周リングとにより両端固定の板とみなしたとき、前記連結板により前記整流板は、前記中心板の外縁と前記外周リングとの間に固定端が設けられることになるが、前記連結板の位置が変わることで、それぞれの前記整流板は、前記固定端の位置が変化する。これにより、それぞれの前記整流板の固有振動数を変化させるので、前記フロントガードが、前記ファンや前記モーター部の振動を受けた場合であっても、前記整流板はそれぞれ固有振動数が異なるため、前記フロントガードの振動を抑制し、扇風機の振動騒音を低減するという効果を奏する。

また、前記連結板を不連続に複数設けた構成にしてもよい。これにより、複数の前記連結板の位置を任意に変えることで、それぞれの前記整流板の固有振動も任意に変化させるので、それぞれの前記整流板の固有振動を大きくずらすことも可能となり、前記フロントガードの振動をより効果的に抑制するという効果を奏する。

また、モーター部と、前記モーター部に回動可能に接続されたファンと、前記ファンを内包するガードとを備えた扇風機であって、前記ガードは、フロントガードとリアガードとから構成され、前記フロントガードは、中心板と、前記中心板よりも内径の大きな外周リングと、前記中心板の外縁から前記外周リングへ延び、等間隔に配置された複数枚の整流板と、隣り合う複数の前記整流板を連結する連結板とを有し、前記連結板は、前記モーター部の回転軸中心からの距離が変化するように設けられた構成を有する。これにより、前記整流板を、前記中心板と前記外周リングとにより両端固定の板とみなしたとき、前記連結板により前記整流板は、前記中心板の外縁と前記外周リングとの間に固定端が設けられることになるが、前記連結板の位置が変わることで、それぞれの前記整流板は、前記固定端の位置が変化する。これにより、それぞれの前記整流板の固有振動数を変化させるので、前記フロントガードが、前記ファンや前記モーター部の振動を受けた場合であっても、前記整流板はそれぞれ固有振動数が異なるため、前記フロントガードの振動を抑制し、扇風機の振動騒音を低減するという効果を奏する。また、前記整流板を連続して連結することにより、前記フロントガードの強度を向上させるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、扇風機１は、モーター部２と、軸流ファン３と、ガード部４とを備えている。

モーター部２は、通電により回動する回転軸（図示せず）を備えており、軸流ファン３は回転軸に固定されている。

ガード部４は、フロントガード５と、リアガード６とを備え、リアガード６は、フロントガード５に設けたツメ（図示せず）に嵌合して、軸流ファン３を内包する。

リアガード６は、金属製の線材に対して曲げるなどの加工を施したあと、溶接などにより構成され、モーター部２の前面に、ネジ（図示せず）などによって固定される。

図２に示すように、フロントガード５は、樹脂材料（たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ））であり、中心板７と、外周リング８と、整流板９と、連結板１０とを備えている。

中心板７は、円板形状であり、扇風機１を正面から見ると、フロントガード５の中央部に配置されている。中心板７の中心軸が、モーター部２の回転軸と同軸上に配置されている。

整流板９は、細長板形状であり、中心板７の外縁から等間隔に外方へ延びている。中心板７の外縁から外方へ延びた方向が、整流板９の長辺方向である。中心板７の外縁から外方へ延びた整流板９の先端は、外周リング８に固定されている。

外周リング８は、円環形状であり、外周リング８の内径は、中心板７の外径よりも大きい。中心板７の外縁から延びた整流板９の先端は、外周リング８の内面に固定されている。

連結板１０は、細長板形状であり、整流板９と交差するように延び、隣り合う複数の整流板９を連結している。細長板形状の連結板１０における短辺方向は、モーター部２の回転軸方向である。なお、中心板７と、外周リング８と、整流板９と、連結板１０とは、一体で形成している（たとえば、射出成型など）。

以上のように、フロントガード５は、中心板７と、中心板７よりも外径の大きな外周リング８と、中心板７の外縁から外周リング８へ向けて、等間隔に、板状の複数枚の整流板９が外周リング８に接続され、隣り合う複数の整流板９に連結する連結板１０が、互いにモーター部２の回転軸中心からの距離が異なるように設けられている。

具体的には、連結板１０は、モーター部２の回転軸を中心点とした円弧状の板であり、ここでは５枚を配設している。それぞれの連結板１０の位置は、モーター部２の回転軸から半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５として表される。ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はいずれも異なる値とする。また、それぞれの連結板１０の円弧の長さは、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５として表される。ここで、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５はいずれも異なる値とする。また、５枚のそれぞれの連結板１０は、互いが隣り合わないように、整流板９に設けられている。なお、モーター部２の回転軸から複数の連結板１０までの距離が半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５のように、それぞれの距離が異なり、５枚のそれぞれの連結板１０は、互いが隣り合わないように配置された場合は、連結板１０を不連続に複数設けた構成である。

連結板１０を配設したことにより、整流板９は、中心板７と連結板１０に支持される部分と、連結板１０と外周リング８に支持される部分とに分けることができる。連結板１０により分けられていない整流板９の長さをＬ０、連結板１０により分けられた整流板９の長さをＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９、Ｌ１０としたとき、いずれも異なる値となる。

このような構成によれば、軸流ファン３の回転により昇圧された空気は気流となって、モーター部２より前方に送出される。ガード部４は、軸流ファン３を内包しているため、ユーザーが回転している軸流ファン３に誤って接触することを抑制する。

気流は、フロントガード５に備わる整流板９を通過して、所望の気流へと変化したあと、フロントガード５より前方へ送出される。

このとき、モーター部２や、軸流ファン３は振動しており、その振動はフロントガード５にも伝播する。整流板９は、中心板７と外周リング８とに接続されているので、両端固定の状態となっている。一般的にポリプロピレンのような樹脂材料は固有振動数が低いところに存在する。このため、モーター部２や、軸流ファン３の振動に励起されて、中心板７と外周リング８との間で、整流板９が固有振動することが考えられる。とくに、モーター部２の出力を制御して、軸流ファン３の回転数を変化させることで気流の量を調整できる場合には、その調整中や調整後に整流板９の固有値に合致して固有振動が励起される可能性もある。

ここで、整流板９については両端固定の板と見立てることができる。そのとき、固有振動数ｆは、ｆ＝λ／（２・π・Ｌ）・√（Ｅ／ρ）と表すことができる。Ｅは整流板９の材料の縦弾性係数（ヤング率）、ρは整流板９の材料の密度、Ｌは整流板９の弦の長さ、λは固有振動のモードによって決まる定数である。

連結板１０により、整流板９は各々長さの異なる板であることから、固有振動も各々に異なる数値となる。このため、モーター部２や軸流ファン３の振動がフロントガード５に伝播した場合でも、整流板９は連結板１０により固有振動数を変えることができるので、フロントガード５が全体で固有振動することを低減することができる。

そのため、軸流ファン３を一定の回転数で運転させるときや、風量を調節するために軸流ファン３の回転数を変化させたとき、いずれかの整流板９の固有振動数に合致したとしても、フロントガード５が全体で固有振動することを低減することができるので、扇風機１の運転中の振動騒音を抑制することができる。

（実施の形態２）
図３において、図１および図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図３に示す連結板１０は、隣り合う複数の整流板９に連結する連結板１０が、モーター部の回転軸中心からの距離が変化するように設けられた構成である。具体的には、連結板１０は、アルキメデス螺旋を参考にした渦巻き状で、中心軸からの半径が連続的に変化する形状である。

整流板９は、中心板７と連結板１０とに支持される部分と、連結板１０の間で支持される部分と、連結板１０と外周リング８とに支持される部分に分けられる。

このような構成において、整流板９の弦の長さＬは連続的に変化するため、各々の整流板９の固有振動数も連続的に変化させることができる。そのため、軸流ファン３を一定の回転数で運転させるときや、風量を調節するために軸流ファン３の回転数を変化させたとき、いずれかの整流板９の固有振動数に合致したとしても、フロントガード５が全体で固有振動することを低減することができるので、扇風機１の運転中の振動騒音を抑制することができる。また、整流板９は連続して連結されているため、フロントガード５の強度を向上させる効果がある。

（実施の形態３）
図４において、図１から図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４に示す連結板１０は、実施の形態２において示した渦巻き状の一部を省き、不連続に設けた構成とした形状である。

このような構成においても、連結板１０が配置されている部分の整流板９の弦の長さＬは連続的に変化するため、各々の整流板９の固有振動数も連続的に変化させることができる。そのため、軸流ファン３を一定の回転数で運転させるときや、風量を調節するために軸流ファン３の回転数を変化させたとき、いずれかの整流板９の固有振動数に合致したとしても、フロントガード５が全体で固有振動することを低減することができるので、扇風機１の運転中の振動騒音を抑制することができる。

なお、実施の形態２および実施の形態３では、連結板１０について、モーター部２の回転軸からの距離の変化の説明について、アルキメデス螺旋を参考として表現しているが、この例に限らず任意の曲線を用いて、整流板９の固有振動数を変化させてもよく、その作用効果に差異を生じない。

本発明にかかる扇風機は、運転中の振動がフロントガードに伝播して、その振動に固有振動が励起されて、振動騒音が大きくなることを抑制することを可能とするものであるので、一般的な家屋やフードコートなどに設置され、直接に気流を浴びて涼感を得る場合や、空気を攪拌して温度差を抑制する場合に使用される扇風機等として有用である。

１扇風機
２モーター部
３軸流ファン
４ガード部
５フロントガード
６リアガード
７中心板
８外周リング
９整流板
１０連結板

Claims

モーター部と、
前記モーター部に回動可能に接続されたファンと、
前記ファンを内包するガードとを備えた扇風機であって、
前記ガードは、
フロントガードとリアガードとから構成され、
前記フロントガードは、
中心板と、
前記中心板よりも内径の大きな外周リングと、
前記中心板の外縁から前記外周リングへ延び、等間隔に配置された複数枚の整流板と、
隣り合う複数の前記整流板を連結する複数の連結板とを有し、
複数の前記連結板は、互いに前記モーター部の回転軸中心からの距離が異なるように設けられたことを特徴とする扇風機。
前記連結板を不連続に複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の扇風機。
モーター部と、
前記モーター部に回動可能に接続されたファンと、
前記ファンを内包するガードとを備えた扇風機であって、
前記ガードは、
フロントガードとリアガードとから構成され、
前記フロントガードは、
中心板と、
前記中心板よりも内径の大きな外周リングと、
前記中心板の外縁から前記外周リングへ延び、等間隔に配置された複数枚の整流板と、
隣り合う複数の前記整流板を連結する連結板とを有し、
前記連結板は、前記モーター部の回転軸中心からの距離が変化するように設けられたことを特徴とする扇風機。
前記連結板を不連続に複数設けたことを特徴とする請求項３に記載の扇風機。