JP5138717B2 - 送風機組立体 - Google Patents

Description

本発明は、送風機組立体に関する。好ましい実施形態において、本発明は、室内、事務所内、及び他の家庭内（屋内）環境において気流を生成するための、台座送風機などの屋内型送風機に関する。

従来の家庭用（屋内型）送風機またはファンは、典型的には、軸の周りを回転するように取り付けられた一組の羽根又はベーンと、羽根の組を回転させて空気流を生成するための駆動装置とを含む。空気流の動き及び循環により「風冷」又は微風が生成され、結果として、対流及び蒸発により熱が放散されるため、ユーザは冷却効果を体験する。

このようなファンは、種々のサイズ及び形状で入手可能である。例えば、天井ファンの直径は、少なくとも１ｍとすることができ、通常は天井から吊下げ式に取り付けられ、部屋を冷却するための下向きの気流を与える。一方、卓上ファンの直径は、多くの場合、約３０ｃｍであり、通常は自立型及び携帯型である。床置き型台座ファンは、一般に、駆動装置を支持する高さ調節可能な台座と、通常３００ｌ／ｓから５００ｌ／ｓまでの空気流を生成するための羽根の組とを含む。台座は、駆動装置を首振りさせるための機構及び空気流を弧状に吹かせるための羽根の組を支持することができる。

Ｒｅｂａ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ、第２１４巻、１９９６年６月、８４−９２ページ

このタイプの構成の不利な点は、ファンの回転羽根によって生成される空気流が、通常、均一でないことである。これは、羽根表面にわたる又はファンの外側面にわたるばらつきが原因である。このばらつきの程度は、製品ごとに異なり、個々のファン機械毎に異なることさえある。このばらつきは、結果として、一連の空気のパルスとして感じられ、ユーザにとっては不快なものであり得る、不均一な又は「不規則に変化する」空気流の生成をもたらす。

家庭環境では、電気器具の部品が外向きに突出していること、又は、ユーザが羽根のような可動部品に触れることができることは望ましくない。台座ファンは、回転羽根との接触による怪我を防止するために、羽根の周囲にケージを有する傾向があるが、そのようなケージに入れられた部品は、清掃が困難であり得る。さらに、台座の上に駆動装置及び回転羽根を取り付けるため、台座ファンの重心が、通常、台座の上の方に位置することになる。このことは、台座に比較的広い又は重い基部が設けられていない限り、誤ってぶつかった場合に、台座ファンが転倒しやすくなることがあり、このことは、ユーザにとって望ましくない。

本発明は、空気流を生成するための手段と、空気流を放出するための空気出口であって、空気流を空気出口に運ぶためのスタンド上に取り付けられた空気出口と、スタンドの少なくとも一部に対して空気出口を傾斜させるための傾斜機構であって、傾斜機構を通る通路を少なくとも部分的に定める可撓性ホースを含む傾斜機構と、を含む、ファン組立体を提供する。

従って、本発明においては、スタンドは、ファン組立体により生成された空気流を放出する空気出口を支持する役割、及び、生成された空気流を空気出口に運ぶ役割の両方を果たす。従って、空気流を生成するための手段は、ファン組立体の基部内に配置され、これにより、羽根付ファン及び羽根付ファンのための駆動装置が台座の上部に結合された従来技術の台座ファンと比較して、ファン組立体の重心が低くなり、それにより、ぶつかってもファン組立体が倒れにくくなる。傾斜機構を設けることにより、ユーザが、例えばユーザに向けて又はユーザから離れるように、ファン組立体から放出される空気流を配向することが可能になる。傾斜機構の可撓性ホースは、空気流が傾斜機構を通る際に、空気が傾斜機構から漏れるのを阻止することができる。

傾斜機構は、スタンドに結合された第１の部材と、空気出口に結合された第２の部材とを含み、可撓性ホースは、第１の部材と第２の部材との間に延びることが好ましい。第２の部材は、第１の部材に枢動可能に結合されることが好ましい。

第１の部材は、空気流を受け入れる空気管を含むことが好ましい。スタンドは、空気流を生成するための手段により生成された空気流を空気出口に向けて運ぶためのダクトを含むか、又はダクトの形態であることが好ましく、第1の部材は、ダクトに結合される。ダクトは、伸縮式であることが好ましく、高さ調節可能な台座の部分を形成することが好ましい。

ダクトは、空気流を生成するための手段を収容する基部に結合されることが好ましい。空気流を生成する手段は、インペラと、インペラを回転させるためのモータと、インペラの下流に配置されたディフューザとを含むことが好ましい。モータは、摩擦損失及び従来型のブラシ式モータで使用されるブラシからの炭素ごみを回避するために、ＤＣブラシレスモータであることが好ましい。炭素ごみ及び炭素放出の削減は、病院又はアレルギーを有する人の周囲など清浄な又は汚染に敏感な環境において有利である。一般的に台座ファンに使用される誘導モータもブラシがないが、ＤＣブラシレスモータは、誘導モータよりもかなり広い範囲の動作速度を提供できる。インペラは、混流インペラであることが好ましい。

ディフューザは、該ディフューザから渦を巻く空気流の放出を結果としてもたらす複数の渦巻きベーンを含むことができる。ダクトを通る空気流は、通常、軸方向又は長手方向のものであるため、ファン組立体は、ディフューザから放出される空気流をダクトへ案内する手段を含むことが好ましい。これにより、ファン組立体内の伝導損失を削減できる。空気流案内手段は、ディフューザから放出された空気流のそれぞれの部分をダクトに案内するための複数のベーンを含むことが好ましい。これらのベーンは、ディフューザの上に取り付けられた空気流案内部材の内面に配置され、ほぼ等間隔で配置されることが好ましい。空気流案内手段はまた、少なくとも部分的にダクト内に配置された複数の半径方向のベーンを含み、半径方向ベーンの各々は、複数のベーンのそれぞれのものに隣接していることが好ましい。半径方向ベーンは、各々が、複数のベーンにより定められるチャネルから空気流のそれぞれの部分を受け入れる、ダクト内の軸方向又は長手方向の複数のチャネルを定めることができる。この空気流の部分は、ダクト内で合流することが好ましい。

ダクトは、ファン組立体の基部に取り付けられた基部と、ダクトの基部に取り付けられた複数の管状部材とを含む。湾曲したベーンは、少なくとも部分的にダクトの基部内に配置することができる。軸方向ベーンは、少なくとも部分的に、管状部材の１つをダクトの基部に結合する手段内に配置することができる。結合手段は、空気管又は管状部材の１つを受け入れるための他の管状部材を含むことができる。

ファン組立体は、羽根なしファン組立体の形態であることが好ましい。羽根なしファン組立体を使用することにより、羽根付ファンを使用せずに、空気流を発生させることができる。羽根付ファン組立体と比較すると、羽根なしファン組立体は、可動部品及び複雑さの両方の低減をもたらす。さらに、ファン組立体から空気流を射出するために羽根付ファンを使用しない場合、比較的一様な空気流を生成し、室内に又はユーザに向けて案内することができる。空気流は、ノズルから効果的に移動することができ、乱流によるエネルギー及び速度の損失がほとんどない。

「羽根なし」という用語は、可動羽根を使用せずに、空気流がファン組立体から前方に放出又は射出されるファン組立体を説明するために使用される。従って、羽根なしファン組立体は、出力領域又は放出区域を有し、そこから空気流がユーザ又は室内に向けられる可動羽根は存在しないと考えることができる。羽根なしファン組立体の出力領域には、ポンプ、発電機、モータ、又は他の流体搬送装置などの種々の異なる源の１つにより生成される一次空気流を供給することができ、種々の異なる源は、空気流を生成するためのモータ回転子及び／又は羽根付インペラなどの回転装置を含むことができる。生成された一次空気流は、室内空間又はファン組立体外部の他の環境からダクトを通って空気出口に向かい、次に空気出口を通って再び室内に戻ることができる。

従って、羽根なしとしてのファンの説明は、二次的ファン機能に必要なモータなどの電源及び部品の説明まで及ぶことを意図していない。二次的ファン機能の例は、ファン組立体の照明、調整及び首振りを含むことができる。

ファン組立体の空気出口の形状は、羽根付ファン用の空間を含むという要件に制約されない。例えば空気出口は、環状とすることができ、好ましくは２００ｍｍから６００ｍｍまでの範囲、より好ましくは２５０ｍｍから５００ｍｍまでの範囲の高さを有する。

空気出口は、該空気出口から放出される空気流によってノズルの外部からの空気が引き込まれる開口部の周りに延びることが好ましい。この開口部は、空気出口が非傾斜位置にあるときに水平であることが好ましい軸の周りに延びる。空気出口が完全傾斜位置にあるとき、軸は、好ましくは５°から１５°までの範囲の角度だけ傾斜される。空気出口は、空気流を放出するための口と、空気流を受けるための内部通路とを含むノズルの形態であることが好ましい。

空気出口は開口部の周りに延び、かつ、環状であることが好ましい。ノズルは、ノズルの口を定める内側ケーシング区分及び外側ケーシング区分を含むことが好ましい。傾斜機構の第２の部材は、ノズルの外側ケーシング区分に結合されることが好ましい。各区分は、それぞれの環状部材から形成されることが好ましいが、その区分を形成するために互いに結合された、又は組み立てられた複数の部材により、各区分を設けることもできる。外側ケーシング区分は、内側ケーシング区分と部分的に重なるように形成されることが好ましい。これにより、口の出口をノズルの内側ケーシング区分の外面と外側ケーシング区分の内面の重複部分の間に定めることが可能になる。出口は、スロットの形態であることが好ましく、０．５ｍｍから５ｍｍまでの範囲、より好ましくは、０．５ｍｍから１．５ｍｍまでの範囲の幅を有することが好ましい。ノズルは、ノズルの内側ケーシング区分及び外側ケーシング区分の重複部分を離間させるための複数のスペーサを含むことができる。これは、開口部の周りに実質的に均一な出口幅を維持するのに役立ち得る。スペーサは、出口に沿って等間隔に配置されることが好ましい。

内部通路は、好ましくは環状であり、かつ、空気流を、開口部の周りで反対方向に流れる２つの空気流に分割するように形成されることが好ましい。内部通路はまた、ノズルの内側ケーシング部分及び外側ケーシング部分によって定められることが好ましい。

ファン組立体は、空気流が好ましくは６０°から１２０°までの範囲で弧を描いて吹かれるように、ノズルの首振り手段を含むことが好ましい。例えば、台座の基部は、基部の下部に対して、スタンドが結合される基部の上部の首振り手段を含むことができる。

ファン組立体により生成された空気流の最大空気流量は、好ましくは毎秒３００リットルから８００リットルまでの範囲、より好ましくは毎秒５００リットルから８００リットルまでの範囲にある。

空気出口は、口に隣接して配置され、かつ、その上で口がノズルから放出された空気流を差し向けるように構成された面を含むことが好ましい。この面は、コアンダ面であることが好ましい。内側ケーシング部分の外面は、コアンダ面を定めるように形成されることが好ましい。コアンダ面は、開口部の周りに延びることが好ましい。コアンダ面とは、その上で表面に近い出力オリフィスを出る流体流がコアンダ効果を示すタイプの面である。流体は、面の上に接近し、ほとんど面に「へばりつくように」又は面を「抱きこむようにして」流れる傾向がある。コアンダ効果は、一次空気流がコアンダ面の上に差し向けられる、既に証明され多く文書化された同伴方法である。コアンダ面の特徴及びコアンダ面の上の流体流の効果の説明は、Ｒｅｂａ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ、第２１４巻、１９９６年６月、８４−９２ページなどの論文に見出すことができる。コアンダ面を用いて、口から放出された空気によって、ファン組立体外部から、より多くの量の空気が開口部を通って引き込まれる。

下記に説明する通り、空気流は、スタンドから空気出口に入る。以下の説明においては、この空気流を一次気流と呼ぶ。一次空気流は、空気出口から放出され、コアンダ面の上を通ることが好ましい。一次空気流は、空気出口周辺の空気を同伴し、一次空気流及び同伴された空気の両方をユーザに供給する空気増幅器としての機能を果たす。同伴された空気は、本明細書では二次空気流と呼ぶ。二次空気流は、空気出口囲む室内空間、領域、及び外部環境から引き込まれ、移動により、ファンの周りの他の領域からも引き込まれ、主として空気出口により定められる開口部を通過する。同伴された二次空気流と組み合わされた、コアンダ面の上に向けられた一次空気流は、空気出口から前方に放出又は射出された合計空気流量と等しい。空気出口を囲む空気の同伴により、スムーズな全体出力を維持しながら、一次空気流が少なくとも５倍に、より好ましくは少なくとも１０倍に増幅されることが好ましい。

空気出口は、コアンダ面の下流に配置されたディフューザ面を含むことが好ましい。ノズルの内側ケーシング部分の外面は、ディフューザ面を定めるように形成されることが好ましい。

ここで、添付する図面を参照しながら、本発明の実施形態をほんの一例として説明する。

ファン組立体の伸縮式ダクトが完全に伸長した構成にある、ファン組立体の斜視図である。 ファン組立体の伸縮式ダクトが収縮位置にある、図１のファン組立体の別の斜視図である。 図１のファン組立体の台座の基部の断面図である。 図１のファン組立体の伸縮式ダクトの分解図である。 完全に伸長した構成にある、図４のダクトの側面図である。 図５の線Ａ−Ａに沿って取ったダクトの断面図である。 図５の線Ｂ−Ｂに沿って取ったダクトの断面図である。 下部管状部材の一部が切り取られた、完全に伸長した構成にある、図４のダクトの斜視図である。 ダクトの各種部品を取り除いた、図８の部分の拡大図である。 収縮した構成にある、図４のダクトの側面図である。 図１０の線Ｃ−Ｃに沿って取ったダクトの断面図である。 図１のファン組立体のノズルの分解図である。 図１２のノズルの正面図である。 図１３の線Ｐ−Ｐに沿って取ったノズルの断面図である。 図１４に示す領域Ｒの拡大図である。

図１及び図２は、ファン組立体１０の実施形態の斜視図を示す。この実施形態では、ファン組立体１０は羽根なしファン組立体であり、高さ調節可能な台座１２と、ファン組立体１０から空気を放出するための台座１２に取り付けられたノズル１４とを含む家庭用（屋内型）台座ファンの形態である。台座１２は、床置き型基部１６と、一次空気流を基部１６からノズル１４に運ぶための、該基部１６から上向きに延びる伸縮式ダクト１８の形態の高さ調節可能なスタンドとを含む。

台座１２の基部１６は、ほぼ円筒形の下部ケーシング部２２に取り付けられたほぼ円筒形のモータ・ケーシング部２０を含む。モータ・ケーシング部２０及び下部ケーシング部２２は、モータ・ケーシング部２０の外面が、下部ケーシング部２２の外面とほぼ同一平面上にあるように、ほぼ同一の外径を有することが好ましい。下部ケーシング部２２は、随意的に、床置き型円盤状基部プレート２４に取り付けられ、ファン組立体１０の動作を制御するための複数のユーザ操作可能ボタン２６及びユーザ操作可能ダイヤル２８を含む。基部１６は、複数の吸気口をさらに含み、これらの吸気口は、本実施形態では、モータ・ケーシング部２０内に形成された孔の形態であり、これらを通して一次空気流が外部環境から基部１６内に引き込まれる。本実施形態では、台座１２の基部１６は、２００ｍｍから３００ｍｍまでの範囲の高さを有し、モータ・ケーシング部２０は、１００ｍｍから２００ｍｍまでの範囲の直径を有する。基部プレート２４は、２００ｍｍから３００ｍｍまでの範囲の直径を有することが好ましい。

台座１２の伸縮式ダクト１８は、図１に示す完全に伸長した構成と図２に示す収縮した（引っ込められた）構成との間で移動可能である。ダクト１８は、ファン組立体１０の基部１２上に取り付けられたほぼ円筒形の基部３２と、基部３２に結合され、そこから上向きに延びる外側管状部材３４と、部分的に外側管状部材３４内に配置された内側管状部材３６とを含む。コネクタ３７が、ノズル１４をダクト１８の内側管状部材３６の開放上端部に結合する。内側管状部材３６は、図１に示す完全伸長位置と図２に示す収縮位置との間で、外側管状部材３４に対して、かつ、その中で摺動可能である。内側管状部材３６が完全伸長位置にあるとき、ファン組立体１０は、１２００ｍｍから１６００ｍｍまでの範囲の高さを有することが好ましく、内側管状部材３６が収縮位置にあるとき、ファン組立体１０は、９００ｍｍから１３００ｍｍまでの範囲の高さを有することが好ましい。ファン組立体１０の高さを調整するために、ユーザは、内側管状部材３６の露出部分を握り、内側管状部材３６を所望の通りに上下方向に摺動させて、ノズル１４が所望する垂直方向位置になるようにする。内側管状部材３６が収縮位置にあるとき、ユーザは、コネクタ３７を握って内側管状部材３６を上向きに引くことができる。

ノズル１４は環形状を有し、中心軸Ｘを中心として延びて開口部３８を定める。ノズル１４は、ファン組立体１０から及び開口部３８を通って一次空気流を放出するための、ノズル１４の後ろの方に位置している口４０を含む。口４０は、開口部３８の周囲に延び、同じく環状であることが好ましい。ノズル１４の内周部は、口４０に隣接して配置され、且つこの上に口４０がファン組立体１０から放出された空気を向けるコアンダ面４２と、コアンダ面４２の下流に位置するディフューザ面４４と、ディフューザ面４４の下流に位置する案内面４６とを含む。ディフューザ面４４は、ファン組立体１０から放出された空気の流れを助けるような方法で、開口部３８の中心軸Ｘから遠ざかるようにテーパするように配置される。ディフューザ面４４と開口部３８の中心軸Ｘとの間に定められた角度は、５°から２５°までの範囲であり、この例においては約７°である。案内面４６は、ファン組立体１０からの冷却空気流の効率的な送出をさらに助けるように、ディフューザ面４４に対してある角度をなして配置される。案内面４６は、口４０から放出された空気流に対してほぼ平坦かつほぼ平滑な面を呈するように、開口部３８の中心軸Ｘに対してほぼ平行に配置されることが好ましい。視覚に訴えるテーパ面４８が、案内面４６の下流に配置され、開口部３８の中心軸Ｘに対してほぼ垂直に位置する先端面５０で終了する。テーパ面４８と開口部３８の中心軸Ｘとの間に定められた角度は、約４５°であることが好ましい。本実施形態においては、ノズル１４は、４００ｍｍから６００ｍｍまでの範囲の高さを有する。

図３は、台座１２の基部１６の断面図である。基部１６の下部ケーシング部２２は、図１及び図２に示すユーザ操作可能ボタン２６の押下げ、及び／又はユーザ操作可能ダイヤル２８の操作に応答してファン組立体１０の動作を制御するための、全体的に５２で示す、コントローラを収容する。下部ケーシング部２２は、随意的に、遠隔制御装置（図示せず）から制御信号を受信し、かつ、これら制御信号をコントローラ５２に搬送するセンサ５４を含むことができる。これら制御信号は、赤外線信号であることが好ましい。センサ５４は、窓５５の後ろに配置され、これを通って制御信号が基部１６の下部ケーシング部２２に入る。ファン組立体１０が待機モードであるかどうかを示すための発光ダイオード（図示せず）を設けることもできる。下部ケーシング部２２はまた、基部１６の下部ケーシング部２２に対して基部１６のモータ・ケーシング部２０の首振りのための、全体的に５６で示す機構を収容する。首振り機構５６は、下部ケーシング部２２からモータ・ケーシング部２０内に延びる回転可能シャフト５６ａを含む。シャフト５６ａは、軸受により下部ケーシング部２２に結合されたスリーブ５６ｂ内に支持され、該シャフト５６ａがスリーブ５６ｂに対して回転することを可能にする。シャフト５６ａの一端は、環状結合プレート５６ｃの中央部分に結合され、結合プレート５６ｃの外側部分は、モータ・ケーシング部２０の基部に結合される。これにより、モータ・ケーシング部２０を下部ケーシング部２２に対して回転させることが可能になる。また、首振り機構５６は、全体的に５６ｄで示すクランクアーム機構を動作させる、下部ケーシング部２２内に配置されたモータ（図示せず）も含み、クランクアーム機構５６ｄは、下部ケーシング部２２の上部に対してモータ・ケーシング部２０の基部を首振りさせる。ある部分を他の部分に対して首振りさせるためのクランクアーム機構は、一般的に周知であるので、ここでは説明しない。下部ケーシング部２２に対するモータ・ケーシング部２０の各首振り周期の範囲は、６０°から１２０°までの間であることが好ましく、本実施形態では約９０°である。本実施形態では、首振り機構５６は、毎分約３回から５回までの首振り周期を実行するよう配置される。主電源ケーブル５８が、電力をファン組立体１０に供給するために、下部ケーシング部２２内に形成された孔を通って延びる。

モータ・ケーシング部２０は、台座１２の基部１６の吸気口３０を提供するように、多くの孔６２が形成された、円筒形グリル６０を含む。モータ・ケーシング部２０は、一次空気流を孔６２を通して基部１６内に引き込むためのインペラ６４を収容する。インペラ６４は、混流インペラの形態であることが好ましい。インペラ６４は、モータ６８から外向きに延びる回転シャフト６６に結合される。本実施形態では、モータ６８は、ダイヤル２８のユーザ操作及び／又は遠隔制御装置から受信した信号に応答して、コントローラ５２によって可変な速度を有するＤＣブラシレスモータである。モータ６８の最大速度は、５，０００ｒｐｍから１０，０００ｒｐｍまでの範囲であることが好ましい。モータ６８は、下部７２に結合された上部７０を含むモータバケット内に収容される。モータバケットの上部７０は、渦巻き型羽根を有する固定ディスクの形態のディフューザ７４を含む。モータバケットは、モータ・ケーシング部２０に結合された概ね切頭円錐形のインペラ・ハウジング７６内に配置され、これに取り付けられる。インペラ６４及びインペラ・ハウジング７６は、インペラ６４がインペラ・ハウジング７６の内面にごく接近するが、接触しないように形成される。ほぼ環状の吸入口部材７８が、一次空気流をインペラ・ハウジング７６内に案内するために、インペラ・ハウジング７６の底部に結合される。

台座１２の基部１６は、基部１６からの騒音放出を低減させるための消音発泡材をさらに含むことが好ましい。本実施形態では、基部１６のモータ・ケーシング部２０は、グリル６０の下方に配置された第１の環状発泡材部材８０と、インペラ・ハウジング７６と吸入口部材７８との間に配置された第２の環状発泡材部材８２とを含む。

ここで、図４乃至図１１を参照しながら、台座１２の伸縮式ダクト１８をより詳細に説明する。ダクト１８の基部３２は、ほぼ円筒形の側壁１０２と、該側壁１０２に概ね直交し、好ましくはこれと一体の環状上面１０４とを含む。側壁１０２は、基部１６のモータ・ケーシング部２０とほぼ同じ外径を有し、かつ、ダクト１８が基部１６に結合されたとき、側壁１０２の外面が、基部１６のモータ・ケーシング部２０の外面とほぼ同一平面上になるような形状にされることが好ましい。基部３２は、一次空気流をダクト１８の外側管状部材３４に運ぶための、外面１０４から上向きに延びる比較的短い空気管１０６をさらに含む。この空気管１０６は、側壁１０２とほぼ同軸であることが好ましく、かつ、空気管１０６をダクト１８の外側管状部材３４に完全に挿入するのを可能にするように、ダクト１８の外側管状部材３４の内径より僅かに小さい外形を有する。ダクト１８の外側管状部材３４との締まりばめを形成し、それにより外側管状部材３４を基部３２に固定するために、複数の軸方向に延びるリブ１０８を空気管１０６の外面上に配置することができる。環状シール部材１１０を空気管１０６の上端部に配置して、外側管状部材３４と空気管１０６との間に気密シールを形成する。

ダクト１８は、ディフューザ７４から放出された一次空気流を空気管１０６内に案内するためのドーム型空気案内部材１１４を含む。空気案内部材１１４は、基部１６から一次空気流を受けるための開放下端部１１６と、一次空気流を空気管１１６に運ぶための開放上端部１１８とを有する。空気案内部材１１４は、ダクト１８の基部３２内に収容される。空気案内部材１１４は、基部３２及び空気案内部材１１４上に配置された協働式スナップ嵌めコネクタ１２０によって、基部３２に結合される。基部３２と空気案内部材１１４との間に気密シールを形成するために、第２の環状シール部材１２１が、開放上端部１１８の周りに配置される。図３に示すように、空気案内部材１１４は、例えば空気案内部材１１４及び基部１６のモータ・ケーシング部２０上に配置された協働式スナップ嵌めコネクタ１２３又はねじ切り式コネクタの手段により、基部１６のモータ・ケーシング部２０の開放上端部に結合される。従って、空気案内部材１１４は、ダクト１８を台座１２の基部１６に結合する役割をする。

複数の空気案内ベーン１２２が、ディフューザ７４から空気管１０６内に放出される渦巻き状空気流を案内するために、空気案内部材１１４の内面上に配置される。この例では、空気案内部材１１４は、該空気案内部材１１４の内面の周りに等間隔に配置された７枚の空気案内ベーン１２２を含む。空気案内ベーン１２２は、空気案内部材１１４の開放上端部１１８の中央に集まり、従って、各々が一次空気流のそれぞれの部分を空気管１０６に案内するための複数の空気チャネル１２４を、空気案内部材１１４内に定める。特に図４を参照すると、７枚の半径方向の空気案内ベーン１２６が、空気管１０６内に配置されている。これら半径方向空気案内ベーン１２６の各々は、空気管１０６のほぼ全長に沿って延び、かつ、空気案内部材１１４が基部３２に結合されると、空気案内ベーン１２２のそれぞれに隣接する。半径方向空気案内ベーン１２６は、このように空気管１０６内に複数の軸方向に延びる空気チャネル１２８を定め、その各々が、空気案内部材１１４内の空気チャネル１２４のそれぞれから一次空気流のそれぞれの部分を受け、かつ、一次空気流のその部分を空気管１０６を通ってダクト１８の外側管状部材３４内に軸方向に運ぶ。従って、基部３２及びダクト１８の空気案内部材１１４は、ディフューザ７４から放出された渦巻き空気流を、外側管状部材３４及び内側管状部材３６を通ってノズル１４に向かう軸方向の空気流に変換する役割をする。空気案内部材１１４とダクト１８の基部３２との間に気密シールを形成するために、第３の環状シール部材１２９を設けることができる。

円筒形の上部スリーブ１３０が、上部スリーブ１３０の上端部１３２が外側管状部材３４の上端部１３４と同じ高さになるように、例えば接着剤又は締まりばめを用いて、外側管状部材３４の上部の内面に結合される。上部スリーブ１３０は、内側管状部材３６が上部スリーブ１３０を通り抜けるのを可能にするように、内側管状部材３６の外径よりも僅かに大きい内径を有する。内側管状部材３６と気密シールを形成するように、第３の環状シール部材１３６が、上部スリーブ１３０上に配置される。第３の環状シール部材１３６は、外側管状部材３４の上端部１３２に係合して上部スリーブ１３０と外側管状部材３４との間に気密シールを形成する環状リップ１３８を含む。

円筒形の下部スリーブ１４０が、内側管状部材３６の下端部１４２が下部スリーブ１４０の上端部１４４と下端部１４６との間に配置されるように、例えば接着剤又は締まりばめを用いて、内側管状部材３６の下部の外面に結合される。下部スリーブ１４０の下端部１４４は、上部スリーブ１３０の下端部１４８とほぼ同じ外径を有する。従って、内側管状部材３６の完全伸長位置においては、下部スリーブ１４０の上端部１４４は、上部スリーブ１３０の下端部１４８に当接し、これにより、内側管状部材３６が外側管状部材３４から完全に引き抜かれることが防止される。内側管状部材３６の収縮位置においては、下部スリーブ１４０の下端部１４６は、空気管１０６の上端部に当接する。

図７に示すように、ダクト１８の下部スリーブ１４０の内向きに延びるアーム１５４の間に回転可能に支持される軸１５２の周りに、主ばね１５０が巻き付けられる。図８を参照すると、主ばね１５０は、上部スリーブ１３０の外面と外側管状部材３４の内面との間に固定的に配置される自由端１５６を有する鋼帯を含む。結果的に、主ばね１５０は、図５及び図６に示す完全伸長位置から、図１０及び図１１に示す収縮位置まで内側管状部材３６が下げられるのに伴って、軸１５２から巻き戻される。主ばね１５０に貯えられた弾性エネルギーは、外側管状部材３４に対して内側管状部材２６のユーザ選択位置を維持するための釣合い重り（カウンターウェイト）として機能する。

好ましくはプラスチック材料から形成され、下部スリーブ１４０の周りに周方向に延びる環状溝１６０内に配置される、ばね荷重式アーチ状バンド１５８によって、外側管状部材３４に対する内側管状部材３６の動きへの付加的な抵抗が与えられる。図７及び図９を参照すると、バンド１５８は下部スリーブ１４０の周りに完全には延びていず、よって、２つの対向する端部１６１を含む。バンド１５８の各端部１６１は、下部スリーブ１４０内に形成された孔１６２内で受け入れられる半径方向の内部１６１ａを含む。バンド１５８の外面を外側管状部材３４の内面に押し当てて付勢するために、圧縮ばね１６４がバンド１５８の端部１６１の半径方向の内部１６１ａの間に配置され、これにより、外側管状部材３４に対する内側管状部材３６の動きに抵抗する摩擦力が増大する。

バンド１５８は、本実施形態では圧縮ばね１６４の反対側に配置され、バンド１５８の外面上に軸方向に延びる溝１６７を定める、溝付き部分１６６をさらに含む。バンド１５８の溝１６７は、外側管状部材３４の内面の長さに沿って軸方向に延びる隆起リブ１６８の上に配置される。溝１６７は、内側管状部材３６と外側管状部材３４との間の相対的回転を阻止するように、隆起リブ１６８とほぼ同じ角度幅及び半径方向深さを有する。

ここで、図１２乃至図１５を参照して、ファン組立体１０のノズル１４を説明する。ノズル１４は、環状内側ケーシング区分２０２に結合され、かつ、その周りに延びる環状外側ケーシング区分２００を含む。これらの区分の各々は、複数の結合された部品から形成することができるが、本実施形態では、外側ケーシング区分２００及び内側ケーシング区分２０２の各々は、それぞれ単一の成形品から形成される。内側ケーシング区分２０２は、ノズル１４の中央開口部３８を定め、かつ、コアンダ面４２、ディフューザ面４４、案内面４６及びテーパ面４８を定めるような形状にされた外周面２０３を有する。

外側ケーシング区分２００及び内側ケーシング区分２０２は協働して、ノズル１４の環状内部通路２０４を定める。従って、内部通路２０４は、開口部３８の周りに延びる。内部通路２０４は、外側ケーシング区分２００の内周面２０６及び内側ケーシング区分２０２の内周面２０８によって境界付けられる。外部ケーシング区分２００の基部は、開口部２１０を含む。

ノズル１４をダクト１８の内側管状部材３６の開放上端部１７０に結合するコネクタ３７は、台座１２に対するノズル１４の傾斜のための傾斜機構を含む。この傾斜機構は、開口部２１０内に固定的に配置されたプレート３００の形態である上部部材を含む。随意的に、プレート３００は、外側ケーシング区分２００と一体であってもよい。プレート３００は、一次空気流が伸縮式ダクト１８から内部通路２０４に入る円形の孔３０２を含む。コネクタ３７は、内側管状部材３６の開放上端部１７０を通って少なくとも部分的に挿入された空気管３０４の形態の下部部材をさらに含む。この空気管３０４は、コネクタ３７の上部プレート３００内に形成された円形の孔３０２とほぼ同じ内径を有する。必要に応じて、内側管状部材３６の内面と空気管３０４の外面との間に気密シールを形成し、空気管３０４が内側管状部材３６から引き抜けるのを阻止するために、環状シール部材を設けることができる。プレート３００は、図１２に全体的に３０６で示され、かつ、端部キャップ３０８により覆われる一連のコネクタを用いて、空気管３０４に枢動可能に結合される。可撓性ホース３１０が、空気管３０４とプレート３００との間に延びて、これらの間で空気を運ぶ。可撓性ホース３１０は、環状蛇腹シール要素の形態とすることもできる。第１の環状シール部材３１２は、ホース３１０と空気管３０４との間に気密シールを形成し、第２の環状シール部材３１４は、ホース３１０とプレート３００との間に気密シールを形成する。台座１２に対してノズル１４を傾斜させるために、ユーザは、単にノズル１４を押したり引いたりしてホース３１０を曲げ、プレート３００を、空気管３０４に対して動かす。ノズル１４を動かすために必要な力は、プレート３００と空気管３０４との間の結合のきつさによって決まり、２Ｎから４Ｎまでの範囲にあることが好ましい。ノズル１４は、軸Ｘが実質的に水平である非傾斜位置から、完全傾斜位置まで±１０°の範囲内で移動可能であることが好ましい。ノズル１４が台座１２に対して傾斜するに従い、軸Ｘは、ほぼ鉛直な面に沿って移動する。

ノズル１４の口４０は、ノズル１４の後方に配置される。口４０は、外側ケーシング区分２００の内周面２０６及び内側ケーシング区分２０２の外周面２０３のそれぞれ重複した部分又は対向した部分２１２，２１４によって定められる。本例では、口４０は、実質的に環状であり、図１５に示すように、ノズル１４を通って直径方向に通る線に沿って切ったとき、実質的にＵ形状の断面を有する。本例では、外側ケーシング区分２００の内周面２０６及び内側ケーシング区分２０２の外周面２０３の重複部分２１２，２１４は、口４０が、一次空気流をコアンダ面４２の上に差し向けるように配置された出口２１６に向けてテーパするような形状にされる。出口２１６は、好ましくは、０．５ｍｍから５ｍｍまでの範囲の比較的一定の幅を有する、環状スロットの形態である。本例では、出口２１６は、０．５ｍｍから１．５ｍｍまでの範囲の幅を有する。外側ケーシング区分２００の内周面２０６及び内側ケーシング区分２０２の外周面２０３の重複部分２１２，２１４を引き離し、出口２１６の幅を所望のレベルに維持するように、口４０の周りにスペーサを離間配置することができる。これらのスペーサは、外側ケーシング区分２００の内周面２０６又は内側ケーシング区分２０２の外周面２０３と一体であってもよい。

ファン組立体１０を動作させるために、ユーザは、台座１２の基部１６上のボタン２６のうち適切なものを押下げ、これに応答してコントローラ５２がモータ６８を起動し、インペラ６４を回転させる。インペラ６４の回転により、一次空気流が、グリル６０の孔６２を通って台座１２の基部１６に引き込まれる。モータ６８の速度によって、一次空気流は、毎秒２０リットルから４０リットルまでの間となる。一次空気流は、インペラ・ハウジング７６及びディフューザ７４を連続して通過する。ディフューザ７４の羽根の渦巻き形態により、一次空気流は、渦巻き空気流の形態でディフューザ７４から排出される。一次空気流は、空気案内部材１１４に入り、ここで湾曲した空気案内ベーン１２２が、一次空気流を複数の部分に分け、一次空気流の各部分を、伸縮式ダクト１８の基部３２の空気管１０６内にある軸方向に延びる空気チャネル１２８のそれぞれに案内する。一次空気流の部分は、これらが空気管１０６から放出されるときに軸方向の空気流に合流する。一次空気流は、ダクト１８の外側管状部材３４及び内側管状部材３６を通って上向きに通り、コネクタ３７を通って、ノズル１４の内部通路８６に入る。

ノズル１４内で、一次空気流は、ノズル１４の中央開口部３８の周りを反対方向に通る２つの空気流に分割される。空気流が内部通路２０４を通過すると、空気はノズル１４の口４０に入る。口４０に流入する空気流は、ノズル１４の開口部３８の周りでほぼ均等であることが好ましい。口４０の中で、空気流の流れ方向は、実質的に逆にされる。空気流は、口４０のテーパ部分で絞られ、出口２１６を通って放出される。

口４０から放出された一次空気流は、ノズル１４のコアンダ面４２の上に向けられ、外部環境、特に口４０の出口２１６の周辺領域及びノズル１４の後部付近からの空気を同伴することにより、二次空気流を生成する。この二次空気流は、ノズル１４の中央開口部３８を通過し、そこで一次空気流と組み合わせられて、ノズル１４から前方に射出される全体的な空気流、又は、空気流を生成する。モータ６８の速度により、ファン組立体１０から前方に射出される空気流の質量流量は、毎秒４００リットルまで、好ましくは毎秒６００リットルまで、より好ましくは毎秒８００リットルまでとすることができ、空気流の最大速度は、２．５ｍ／ｓから４．５ｍ／ｓまでの範囲とすることができる。

ノズル１４の口４０に沿った一次空気流の均一な分布は、空気流がディフューザ面４４の上を均一に通ることを保証する。ディフューザ面４４は、制御された拡張領域を通って空気流を移動させることにより、空気流の平均速度を減少させる。開口部３８の中心軸Ｘに対するディフューザ面４４の比較的浅い角度により、空気流の拡張が緩やかに行われることが可能になる。さもなければ、激しい又は急激な発散により、空気流が分裂し、拡張領域で渦を発生させる。このような渦は、空気流における乱流及び関連したノイズの増大をもたらすことがあり、そのことは、特にファンのような家庭用製品において望ましくないものである。ディフューザ面４４を超えて前方に射出された空気流は、発散し続ける傾向を有する。開口部３８の中心軸Ｘに対してほぼ平行に延びる案内面４６の存在が、空気流をさらに収束させる。結果として、空気流はノズル１４から効果的に移動することができ、ファン組立体１０から数メートルの距離で速やかに空気流を感じることが可能である。

１０：ファン組立体
１２：台座
１４：ノズル
１６、３２：基部
１８：ダクト
３８：開口部
４０：口
４２：コアンダ面
４４：ディフューザ面
４６：案内面
５４：センサ
６４：インペラ
６８：モータ
７４：ディフューザ
１０６、３０４：空気管
１１４：空気案内部材
１２２、１２６：空気案内ベーン
１２８：空気チャネル
２００：外側ケーシング区分
２０２：内側ケーシング区分
２０４：内部通路
２１６：出口

Claims (23)

1. 空気流を生成するための手段と、空気流を放出するための空気出口であって、前記空気流を空気出口に運ぶためのスタンド上に取り付けられた空気出口と、前記スタンドの少なくとも一部に対して前記空気出口を傾斜させるための傾斜機構であって、傾斜機構を通る空気流を少なくとも部分的に定める可撓性ホースを含む傾斜機構と、を含むことを特徴とする送風機組立体。
2. 前記傾斜機構は、前記スタンドに結合された第１の部材と、前記空気出口に結合された第２の部材とを含み、前記可撓性ホースは、前記第１の部材と前記第２の部材との間に延びることを特徴とする、請求項１に記載の送風機組立体。
3. 前記第２の部材は、前記第１の部材に枢動可能に結合されることを特徴とする、請求項２に記載の送風機組立体。
4. 前記第１の部材は、前記空気流を受け入れるための空気管を含むことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の送風機組立体。
5. 前記スタンドは、前記空気流を前記空気出口に運ぶためのダクトを含み、前記第１の部材は前記ダクトに結合されることを特徴とする、請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の送風機組立体。
6. 前記ダクトは伸縮式であることを特徴とする、請求項５に記載の送風機組立体。
7. 前記ダクトは、空気流を生成するための前記手段を収容する基部に結合されることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の送風機組立体。
8. 空気流を生成するための前記手段は、インペラと、前記インペラを回転させるモータと、該インペラの下流に配置されたディフューザとを含むことを特徴とする、請求項７に記載の送風機組立体。
9. 前記ディフューザから放出された前記空気流を前記ダクト内に案内するための空気流案内手段を含むことを特徴とする、請求項８に記載の送風機組立体。
10. 前記空気流案内手段は、各々が、前記ディフューザから放出された前記空気流のそれぞれの部分を前記ダクトに向けて案内するための複数の案内ベーンを含むことを特徴とする、請求項９に記載の送風機組立体。
11. 前記空気流案内手段は、少なくとも部分的に前記ダクト内に配置された複数の半径方向のベーンを含み、前記半径方向のベーンの各々は、前記複数の案内ベーンのそれぞれに隣接していることを特徴とする、請求項１０に記載の送風機組立体。
12. 前記空気出口は、協働して前記空気流を放出するための口を定める、内側ケーシング区分及び外側ケーシング区分を含み、前記傾斜機構の前記第２の部材は、前記空気出口の前記外側ケーシング区分に結合されることを特徴とする、請求項２から請求項１１までのいずれか１項に記載の送風機組立体。
13. 前記内側ケーシング区分は、前記口から放出される空気流によって前記送風機組立体の外部からの空気が引き込まれる開口部を定め、かつ、その周りに延びることを特徴とする、請求項１２に記載の送風機組立体。
14. 前記開口部は軸の周りに延び、前記空気出口が非傾斜位置にあるとき、前記軸は、好ましくは実質的に水平であることを特徴とする、請求項１３に記載の送風機組立体。
15. 前記空気出口が非傾斜位置から完全傾斜位置まで動かされたとき、前記軸は、５°から１５°までの範囲の角度だけ傾斜されることを特徴とする、請求項１４に記載の送風機組立体。
16. 前記内側ケーシング区分及び前記外側ケーシング区分は、前記空気流を受けるための内部通路を定めることを特徴とする、請求項１２から請求項１５までのいずれか１項に記載の送風機組立体。
17. 前記内部通路は、受け入れた前記空気流を、各々が前記開口部のそれぞれの側に沿って流れる２つの気流に分割するように形成されることを特徴とする、請求項１６に記載の送風機組立体。
18. 前記内部通路は実質的に環状であることを特徴とする、請求項１６又は請求項１７に記載の送風機組立体。
19. 前記空気出口は、前記口に隣接して配置され、且つその上で前記口が空気流を差し向けるように構成された面を含むことを特徴とする、請求項９から請求項１８までのいずれか１項に記載の送風機組立体。
20. 前記面はコアンダ面であることを特徴とする、請求項１９に記載の送風機組立体。
21. 前記コアンダ面は前記開口部の周りに延びることを特徴とする、請求項２０に記載の送風機組立体。
22. 前記空気出口は、前記コアンダ面の下流に配置されたディフューザを含むことを特徴とする、請求項２０又は請求項２１に記載の送風機組立体。
23. 前記送風機組立体は、羽根なし送風機組立体であることを特徴とする、請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の送風機組立体。

Images