JP5293362B2

JP5293362B2 - 首振装置およびこれを用いた扇風機

Info

Publication number: JP5293362B2
Application number: JP2009097846A
Authority: JP
Inventors: 篤長田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-04-14
Also published as: JP2010248961A

Description

本発明は、首振角度と首振方向を遠隔操作できる首振装置と扇風機に関するものである。

従来、この種の扇風機は、ファンとファンモータを含む首振部を薄型化するために、首振モータが搭載され、モータの回転運動を首振運動に変えるためのカム（リンクアーム）の長さを変えることによって首振角度を変更できる首振装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その扇風機について図９を参照しながら説明する。

図９に示すように、送風体１０２は、支柱１０１の上端部に俯仰回転可能に設けられた支持台１０３上に首振調節部１０４および首振機構部１０５を介して支持されている。ここで、支持台１０３には受け台１３２が揺動自在に支持されており、受け台１３２上には、軸部１３４により角度調節用のレバー１３５が水平に揺動可能に支持されており、これら受け台１３２およびレバー１３５により角度調節機構を有する首振調節部１０４が構成されている。このレバー１３５は、受け台１３２に対して所定の揺動位置に保持されるようになっている。また、レバー１３５の前端部には連結体としての第１のリンクアーム１３６の前端部が軸部１３７により水平に揺動自在に連結されている。また、モータ１０６を支持するモータ支持板１１１の折り曲げ部である基片部１１３の後部上には、電動モータなどからなる首振駆動部１３８が支持されている。この首振駆動部１３８は、下方へ突出した回転出力軸１３９を有しており、この回転出力軸１３９に連結体としての第２のリンクアーム１４０の一端部が固定されている。そして、この第２のリンクアーム１４０の他端部に第１のリンクアーム１３６の後端部が軸部１４１により水平に揺動自在に連結されている。

特開２００１−２７１９７号公報（第１図）

このような従来の扇風機においては、安価で十分な首振トルクを確保する為に一方向回転の首振モータが利用され、この首振モータの回転運動を往復運動に換えるためにカムの長さを調整することで首振角度の調整を行なう構成となっていたので、カムの長さの調整にモータを用いた場合でも、首振方向となる中心位置は遠隔操作できない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、首振角度と首振方向を遠隔操作できるようにした首振装置およびこれを用い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、首振機器の静止部と首振部を連結して１つの回転軸を中心に角度を変化させる首振装置であって、静止部に固定される第１の首振モータと、前記第１の首振モータの軸に固定されて回転する第１の偏心カムと、首振部に固定される第２の首振モータと、前記第２の首振モータの軸に固定されて回転する第２の偏心カムと、前記回転軸に一端を回転可能に固定されて直線状の案内溝を２面備えて前記第１の偏心カムと第２の偏心カムがスライド可能に接続される首振クランクを有する首振装置とした。

本発明によれば、首振機器の静止部と首振部を連結して１つの回転軸を中心に角度を変化させる首振装置であって、静止部に固定される第１の首振モータと、前記第１の首振モータの軸に固定されて回転する第１の偏心カムと、首振部に固定される第２の首振モータと、前記第２の首振モータの軸に固定されて回転する第２の偏心カムと、前記回転軸に一端を回転可能に固定されて直線状の案内溝を２面備えて前記第１の偏心カムと第２の偏心カムがスライド可能に接続される首振クランクを有する首振装置としたことにより、固定された第１の首振モータが首振クランクを稼動し、この首振クランクに接続されて首振部に固定されたモータが回転して首振を行なう機構となり、一方向回転のモータのみを用いても首振の自由度を増やすことができるので、首振装置としての十分なトルクを確保でき、さらに電気的な制御が可能となるので、首振角度と首振方向の遠隔操作が可能となる効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の首振装置の側面図（ａ）同首振装置の首振側投影図、（ｂ）同首振装置の静止側投影図（ａ）同首振装置の首振機構部の首振左端時可動概要図、（ｂ）同首振装置の首振機構部の首振右端時可動概要図（ａ）同首振装置の首振パターンのクランク左端時補足図、（ｂ）同首振装置の首振パターンのクランク中央時補足図、（ｃ）同首振装置の首振パターンのクランク右端時補足図（ａ）同首振装置の首振パターンの首振部左端時補足図、（ｂ）同首振装置の首振パターンの首振部中央時補足図、（ｃ）同首振装置の首振パターンの首振部右端時補足図本発明の実施の形態２の首振装置の側面図（ａ）同首振装置の首振側投影図、（ｂ）同首振装置の静止側投影図本発明の参考例１の扇風機の概略図従来の扇風機の側面図

本発明の請求項１記載の首振装置は、首振機器の静止部と首振部を連結して１つの回転軸を中心に角度を変化させる首振装置であって、静止部に固定される第１の首振モータと、前記第１の首振モータの軸に固定されて回転する第１の偏心カムと、首振部に固定される第２の首振モータと、前記第２の首振モータの軸に固定されて回転する第２の偏心カムと、前記回転軸に一端を回転可能に固定されて直線状の案内溝を２面備えて前記第１の偏心カムと第２の偏心カムがスライド可能に接続される首振クランクを有する。これにより、固定された第１の首振モータが首振クランクを稼動し、この首振クランクに接続されて首振部に固定された首振モータが回転して首振を行なう機構となり、一方向回転の首振モータのみを用いても首振の自由度を増やすことができるので、首振装置としての十分なトルクを確保でき、さらに電気的な制御が可能となるので、首振角度と首振方向の遠隔操作が可能となる効果を奏する。

また、前記第１か第２のいずれかの偏心カムのカム半径を他方の偏心カムのカム半径よりも大きくして、カム半径を大きくした側の首振モータで通常首振を、他方の首振モータで狭角首振を行い、カム半径を大きくした側の首振モータを任意の位置で停止させることで狭角首振方向を変更する構成を有する。これにより、一方向回転のモータのみを用いても２種類の首振角度を組み合わせることでコンパクトな配置で首振角度と首振方向の制御が可能となる効果が得られる。

また、前記第１の首振モータまたは前記第２の首振モータのみの回転で通常首振とし、前記第１の首振モータと前記第２の首振モータの回転周期を同一にし、かつ前記第１の首振モータが最端部となるタイミングと、前記第２の首振モータが最短部となるタイミングを同一にして広角首振を行なう構成を有する。これにより、一方向回転のモータのみを用いても２つのモータの回転を同期させることで大きな首振角度の制御が可能となる効果が得られる。

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は実施の形態１の首振装置の側面図であり、図２（ａ）は図１の基準面Ａから上方への首振部の投影図を、（ｂ）は基準面Ａから下方への静止部の投影図を示している。

図１、図２に示すように首振装置１は、固定設置された任意の首振機器本体につながる静止部２と首振運動を行なう首振部３を連結して回転軸４を中心に角度を変化させるものであり、静止部２に固定されて一方向のみ回転する第１の首振モータ５と、第１の首振モータ５の軸に固定されて第１の偏心カム６と、前記第１の偏心カム６に回転可能に一端を接続された第１の首振ロッド７と、首振部３に固定されて一方向のみ回転する第２の首振モータ８と、前記第２の首振モータ８の軸に固定されて回転する第２の偏心カム９と、前記第２の偏心カム９に回転可能に一端を接続された第２の首振ロッド１０と、一端を回転軸４周りに回転可能に固定されて前記第１の首振ロッド７と第２の首振ロッド１０が回転可能に接続される首振クランク１１から構成される首振機構部１２を有している。ここで、首振クランク１１上での回転軸４から第１の首振ロッド７との接続点までの第１のクランク距離１４は、回転軸４から第２の首振ロッド１０との接続点までの第２のクランク距離１５よりも短くなるように接続されている。また、第１の首振モータ５と第２の首振モータ８は首振部の重量部を回転できる程度の強いトルクを持つ、逆回転防止機構のついた一方向回転のタイミングモータを用いている。

また、首振機構部１２下方の静止部２には人の位置を検出する人感センサ１３を備えており、この信号を利用して首振機構部１２の駆動を制御できる構成となっている。

また、図３は首振機構部１２の可動概要図であり、上方を前方として矢印に示すように、図３（ａ）は首振左端時の配置であり、図３（ａ）は首振右端時の配置である。ここで第１の首振モータ５の位相検出として第１の首振モータ５と同期する首振クランク１１が接触することで信号を発する第１のリミットスイッチ１６を静止部２に備え、第２の首振モータ８の位相検出として第２の首振モータ８と同期する第２の首振ロッド１０が接触することで信号を発する第２のリミットスイッチ１７を首振部３に備え、それぞれのリミットスイッチは首振範囲で首振部３が左端位置になるときに信号を発する箇所に配置した構成となっている。

このような構成によれば、静止部２に固定された第１の首振モータ５により第１の偏心カム６が回転され、第１の偏心カム６の回転運動は第１の首振ロッド７を介して首振クランク１１を回転軸４周りに回転往復運動させる。次に、首振部３に固定された第２の首振モータ８により第２の偏心カム９が回転され、第２の偏心カム９の回転運動は第１の首振ロッド７を介して首振クランク１１に接続されて回転往復運動するが、ここでは首振部３の回転軸４周りの動きが拘束されていない為に首振クランク１１に対して首振部３が回転軸４周りに相対的に回転往復運動することとなる。よって第１の首振モータ５が首振クランク１１を可動し、この首振クランク１１に接続された第２の首振モータ８が回転することで首振部３が可動する機構となり、一方向回転のモータのみを用いても首振の自由度を増やすことができるので、首振装置としての十分なトルクを確保でき、さらに電気的な制御が可能となるので、首振角度と首振方向の遠隔操作が可能となる。

また、第１のクランク距離１４を第２のクランク距離１５よりも短くしているので、静止部２と首振部３にそれぞれ同じ首振モータ、偏心カム、首振ロッドを用いて第１の首振ロッド７による往復運動の距離と第２の首振クランクによる往復運動の距離が等しくなっても、それぞれが首振クランクに伝達する回転往復運動の角度を異なるものとすることができ、距離の長い第２のクランク距離１５に接続する第２の首振モータ８により、第１の首振モータ５による通常首振の角度に比べて範囲の小さい狭角首振を行なうことができ、また第１の首振モータ５が首振クランク１１を任意の位置で停止させることで、狭角首振方向を変更することが可能となる。

また、第１の首振モータ５と第２の首振モータ８の回転周期を同一にし、かつ第１の首振モータ５が回転して首振クランク１１が上方を前方とした左端を向くとなるタイミングと、前記第２の首振モータ８が回転して首振部３が左端を向くタイミングをリミットスイッチにより検知して同一なるように調整することで、第１の首振モータ５による左端位置＋第２の首振モータ８による左端位置と第１の首振モータ５による右端位置＋第２の首振モータ８による右端位置が常に同時に現れるので、第１の首振モータによる通常首振の角度に比べて範囲の大きい広角首振を行なうことができ、一方向回転のモータのみを用いても２つのモータの回転を同期させることで大きな首振角度の制御が可能となる。

なお、第１の首振モータ５と第２の首振モータ８の位相検出としてリミットスイッチを用いているので、首振モータそのものに位相検出の手段が無い場合でも、第１の首振モータ５と第２の首振モータ８のタイミング調整や自動制御時の位相調整が容易に実現できる効果が得られる。

ここで、図４、図５に首振機構部１２の首振パターンの補足図であり、図４（ａ）は首振クランク１１が左端を向くクランク左端時、図４（ｂ）は首振クランク１１が中央を向くクランク中央時、図４（ｃ）は首振クランク１１が右端を向くクランク時、図５（ａ）は首振部３が左端を向く首振部左端時、図５（ｂ）は首振部３が中央を向く首振中央時、図５（ｃ）は首振部３が右端を向く首振右端時の首振範囲を示している。図４では、第１の第１の首振モータ５により動かされる首振クランク可動範囲１８の中の、主要な首振クランク位置１９を中心に、第２の首振モータ８が回転しての首振部３が狭角首振の範囲２０で可動する様子であり、任意の位置での狭角首振が可能となっている。また、図５では、第２の首振モータ８により動かされる首振部可動範囲２１の中の、主要な首振部位置２２を中心に、第１の首振モータ５が回転して首振クランク１１が動かされることで首振部３が通常首振の範囲２３で可動する様子であり、任意の位置での通常首振が可能となっている。なお、図４、図５での可動最端部２４は同一となり、第１の首振モータ５と第２の首振モータ８の同期させることで広角首振の範囲２５の中で広角首振が可能となっている。

また、首振機構部１２と共に人感センサ１３を備え、前記人感センサにより１人の位置を特定し、自動で人の方向に向く制御をおこなうことで、人間に向けて機能を発揮する機器において、機器の方向制御の手間が省く事ができる。

また、人感センサ１３により複数人の位置と間隔を特定し、前記間隔が前記狭角首振の範囲内であれば、複数人の中央の位置を中心にしてに自動で狭角首振を行なうことで、人間による機器の方向制御の手間が省け、狭い領域に位置する複数人に首振機器のもつ機能を提供することができる。

また、人感センサ１３により複数人の位置と間隔を特定し、前記間隔が前記狭角首振の範囲外かつ通常首振の範囲内であれば、複数人の中央の位置を中心にして自動で通常首振を行なうことで、人間による機器の方向制御の手間が省くことができる。

また、人感センサ１３により複数人の位置と間隔を特定し、前記間隔が前記通常首振の範囲外であれば、複数人の中心の位置を基準に自動で広角首振を行なうことができ、人間による機器の方向制御の手間が、広い領域に位置する複数人に首振機器のもつ機能を提供することができる。

なお、実施の形態１の首振装置では、第１のクランク距離１４を第２のクランク距離１５よりも短くしているが、逆でも同様に、方向回転のモータのみで２種類の首振角度を組み合わせることができ、コンパクトな配置で首振角度と首振方向の制御が可能となる効果が得られる。

また、第１の首振モータ５と第２の首振モータ８の位相検出としてリミットスイッチを用いているが、磁力で物体の接近を感知するホールセンサでもよく、この場合は、首振モータそのものに位相検出の手段が無い場合に、第１の首振モータと第２の首振モータのタイミング調整や自動制御時の位相調整が容易に実現でき、かつ非接触のために耐久性にも優れる効果が得られる。

（実施の形態２）
図６は実施の形態２の首振装置の側面図であり、図７（ａ）は図６基準面Ｂから下方への首振部の投影図を、（ｂ）は基準面Ｂから上方への静止部の投影図を示している。

図６に示すように首振装置１は、固定設置された任意の首振機器本体につながる静止部２と首振運動を行なう首振部３を連結して回転軸４を中心に角度を変化させるものであり、静止部２に固定されて一方向のみ回転する第１の首振モータ５と、第１の首振モータ５の軸に固定されて一方向のみ回転する第１の偏心カム６と、首振部に固定されて一方向のみ回転する第２の首振モータ８と、前記第２の首振モータ８の軸に固定されて回転する第２の偏心カム９と、回転軸４に一端を回転可能に固定されて直線状の案内溝２６を２面備えて第１の偏心カム６と第２の偏心カム９がスライド可能に接続される首振クランク２７を有している。ここで、第２の偏心カムの半径２９を第１の偏心カムの半径２８よりも大きくして首振クランク２７に接続されている。また。第１の首振モータ５と第２の首振モータ８は首振部の重量部を回転できる程度の強いトルクを持つ、逆回転防止機構のついた一方向回転のタイミングモータを用いている。

このような構成によれば、静止部２に固定された第１の首振モータ５により第１の偏心カム６が回転され、第１の偏心カム６の回転運動は案内溝２６に沿ってスライドしながら往復運動に換えられて首振クランク２７を回転軸４周りに回転往復運動させる。次に、首振部３に固定された第２の首振モータ８により第２の偏心カム９が回転され、第２の偏心カム９の回転運動は案内溝２６に沿ってスライドしながら往復運動に換えられて首振クランク２７に接続されて回転往復運動するが、ここでは首振部３の回転軸４周りの動きが拘束されていない為に首振クランク２７に対して首振部３が回転軸４周りに相対的に回転往復運動することとなる。よって第１の首振モータ５が首振クランク２７を可動し、この首振クランク２７に接続された第２の首振モータ８が回転することで首振部３が可動する機構となり、一方向回転のモータのみを用いても首振の自由度を増やすことができるので、首振装置としての十分なトルクを確保でき、さらに電気的な制御が可能となるので、首振角度と首振方向の遠隔操作が可能となる。

また、第２の偏心カムの半径２９を第１の偏心カムの半径２８よりも短くしているので、それぞれが首振クランクに伝達する回転往復運動の角度を異なるものとすることができ、半径の小さい第２の偏心カムの半径２９に接続する第２の首振モータ８により、第１の首振モータ５による通常首振の角度に比べて範囲の小さい狭角首振を行なうことができ、また第１の首振モータ５が首振クランク２７を任意の位置で停止させることで、狭角首振方向を変更することが可能となる。

なお、実施の形態２では首振機構部のみの搭載であるが、実施の形態１と同様に人感センサを備えて自動で人の方向に向く構成としてもよく、この場合は人間に向けて機能を発揮する機器において、機器の方向制御の手間が省ける効果が得られる。

（参考例１）
図８は参考例１の扇風機の概略図である。

図８に示すように扇風機３０は、全体を支えて内部に制御基盤（図示せず）を備える台座部３１と、台座部３１から上方へ向かう支柱３２と、ファン３３とファン３３を囲むガード４４とファン３３を回転させるファンモータ（図示せず）を内包するモータカバー３４から構成される送風部３５を有し、支柱３２以下の箇所と送風部３５との連結部を実施の形態１の首振装置４５とし、第１の首振モータを含む首振機構部を内包する下カバー３８と第２の首振モータを含む首振機構部を内包する上カバー３９と支柱３２の一部に人感センサ４０を備えた構成となっている。

また台座部３１にはファン３３の回転数や実施の形態１の首振装置４５内の第１の首振モータと第２の首振モータの運転を、台座部に備えたスイッチ類４１により正面から操作可能な構成となっており、リモコン４２の信号を受信する受信部４３を備えることで首振部装置４５内の第１の首振モータと前記第２の首振モータの運転をリモコン４２により遠隔操作できる構成となっている。

このような構成によれば、実施の形態１の首振装置を備えているので、首振角度と首振方向を電気的にコントロールでき、電気信号を利用して首振部とは異なる箇所での遠隔首振操作が可能になる。

また、台座部３１に備えたスイッチ類４１で正面から操作可能な構成となっているので、ファンとモータの背面となる送風部での操作ではなく、操作しやすい正面での操作を可能とする効果が得られる。

また、リモコンに４２より遠隔操作が可能な構成となっているので、ファンとモータの背面となる送風部での操作ではなく、扇風機からも離れた任意の場所での操作を可能とする効果が得られる。

なお、参考例１では、実施の形態１の首振装置４５を備えているので、狭角首振、通常首振、広角首振の運転も可能であり、また人感センサ４０を備えているので人の位置に応じた自動首振運転も可能である。また、首振装置として実施の形態２の案内溝を有するクランクによる首振装置を備えても良く、参考例１と同様に首振角度と首振方向を電気的にコントロールでき、電気信号を利用して首振部とは異なる箇所での遠隔首振操作が可能になる。

本発明にかかる首振装置は、首振角度と首振方向の遠隔操作を可能とするものであるので、台座型のサーキュレータやヒータに使用される首振装置等として有用である。

１首振装置
２静止部
３首振部
４回転軸
５第１の首振モータ
６第１の偏心カム
７第１の首振ロッド
８第２の首振モータ
９第２の偏心カム
１０第２の首振ロッド
１１首振クランク
１２首振機構部
１３人感センサ
１４第１のクランク距離
１５第２のクランク距離
１６第１のリミットスイッチ
１７第２のリミットスイッチ
１８首振クランク可動範囲
１９首振クランク位置
２０狭角首振の範囲
２１首振部可動範囲
２２首振部位置
２３通常首振の範囲
２４可動最端部
２５広角首振の範囲
２６案内溝
２７首振クランク
２８第１の偏心カムの半径
２９第２の偏心カムの半径
３０扇風機
３１台座部
３２支柱
３３ファン
３４モータカバー
３５送風部
３８下カバー
３９上カバー
４０人感センサ
４１スイッチ類
４２リモコン
４３受信部
４４ガード
４５実施の形態１の首振装置

Claims

首振機器の静止部と首振部を連結して１つの回転軸を中心に角度を変化させる首振装置であって、静止部に固定される第１の首振モータと、前記第１の首振モータの軸に固定されて回転する第１の偏心カムと、首振部に固定される第２の首振モータと、前記第２の首振モータの軸に固定されて回転する第２の偏心カムと、前記回転軸に一端を回転可能に固定されて直線状の案内溝を２面備えて前記第１の偏心カムと第２の偏心カムがスライド可能に接続される首振クランクを有する首振装置。
前記第１か第２のいずれかの偏心カムのカム半径を他方の偏心カムのカム半径よりも大きくして、カム半径を大きくした側の首振モータで通常首振を、他方の首振モータで狭角首振を行い、カム半径を大きくした側の首振モータを任意の位置で停止させることで狭角首振方向を変更する請求項１に記載の首振装置。
前記第１の首振モータまたは前記第２の首振モータのみの回転で通常首振とし、前記第１の首振モータと前記第２の首振モータの回転周期を同一にし、かつ前記第１の首振モータが最端部となるタイミングと、前記第２の首振モータが最端部となるタイミングを同一にして広角首振を行なう請求項１に記載の首振装置。