JP5471016B2 - 扇風機の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は風量調節機能を備えた扇風機の制御装置に関する。

従来の扇風機は、ベースの上部に支柱を配置し、支柱の上部に設けた基部にモータケースを回動可能に取り付け、モータケース内に備えたファンモータの回転軸に送風ファンを取り付け、ファンモータによって送風ファンが回転して風を送るものである。また、モータケース内には首振り機構を備えており、モータケースと送風ファンが支柱に対して左右に首振り駆動して、送風方向を変化させることができるようになっている。

また、扇風機にはリズム風と呼ばれる運転パターンを備え、送風ファンの風量の強中弱と停止が一定の周期であらかじめ設定されたパターンで切り替わるように構成されたものがあり、体にあたる風量を変化させることで涼感を得ることができるようになっている（特許文献１参照）。

特開平６−１２９３８９

扇風機の使用時において、送風ファンの風が長時間連続して使用者の体にあたり続けると体温を低下させ、体調悪化など招くことがあり、風が連続してあたることを嫌う使用者は扇風機を一人で使用するときでも首振り運転を行なっている。扇風機を一人で使用するときに首振り運転を行なうと、使用者に風があたる時間は首振り周期の中で非常に少なく、大半は誰もいない場所に風を送ることになるため、無駄な電力を消費してしまうことになる。

一方、リズム風の運転パターンを備えたものは、それぞれの風量にあわせて運転パターンが設定されている。送風ファンの風量が「強」や「中」のときにリズム風を選択したときは、送風ファンが「弱」や「停止」に切り替わるので、消費電力が削減でき省エネルギー性能に優れた製品イメージを与えているが、送風ファンの風量が「弱」のときにリズム風を選択したときは「強」や「中」の風量に切り替わるため、「弱」の連続運転を選択したときよりも消費電力が多くなってしまうものであった。

この発明は上記の課題を解決するもので、床面に置かれるベース１の上部に配置した支柱２と、前記支柱２の上部に設けた基部３と、前記基部３の上部に回動可能に取り付けたモータケース４とを備え、前記モータケース４内に送風ファン５を駆動するファンモータ６と、前記モータケース４を前記基部３に対して左右に首振り駆動する首振りモータ７とを備え、前記ファンモータ６の回転数を設定する風量設定手段８と、前記風量設定手段８の信号に基づいて前記ファンモータ６の回転数を複数段に可変するファンモータ制御手段９とを備え、風量設定手段８で風量が変更されると前記ファンモータ制御手段９が前記ファンモータ６の回転数を変更し前記送風ファン５の送風量が可変する扇風機において、前記ファンモータ制御手段９には一定時間毎に通電と停止を繰り返し行なう間欠タイマ１０を備え、前記ファンモータ制御手段９は風量設定手段８で設定された回転数のまま、前記間欠タイマ１０の出力信号によって前記ファンモータ６の通電と停止を一定時間毎に繰り返し行なうと共に、前記間欠タイマ１０の通電と停止の設定時間は、前記首振りモータ７によって首振り駆動する前記モータケース４の往復時間とは異なる時間に設定されていることを特徴とする扇風機の制御装置である。

また、前記間欠タイマ１０の設定時間は、ファンモータ６の通電時間と停止時間が前記モータケース４の往復時間よりも短くなるように設定したことにより、モータケース４の往復時間よりも短い時間で送風ファン５の送風と停止が切り替わるので、送風ファン５の送風時間と停止時間が長くなりすぎることがない。

また、前記ファンモータ制御手段９は、前記ファンモータ６の回転数を複数段に可変して、その回転数で駆動できる通常運転ポジション９ａと、前記通常運転ポジション９ａよりも更に低い回転数で駆動する低消費電力ポジション９ｂとを備え、前記低消費電力ポジション９ｂで運転時は、前記通常運転ポジション９ａの回転数で所定時間駆動した後、前記低消費電力ポジション９ｂの回転数に変更することにより、通常の運転可能な電圧よりも低い電圧で運転することができるものである。

この発明は、間欠タイマ１０によってファンモータ制御手段９がファンモータ６への通電と停止を一定時間毎に繰り返し行なって、送風ファン５の風が一定時間毎に断続して送られる構成としたから、送風ファン５の風が連続して使用者にあたることがなくなったものであり、使用者が一人で使用するときに間欠タイマ１０を作動すれば首振りモータ７を駆動する必要がなく、人がいない場所に向かって無駄な送風をすることがなくなった。また、首振りモータ７への通電が不要になり、ファンモータ６の通電も一定時間毎に停止するので、消費電力が少なくなって省エネルギー性能が向上できるものとなった。

また、間欠タイマ１０によるファンモータ６の運転と停止の時間を、首振りモータ７によって首振り動作するモータケース４の往復時間とは異なる時間に設定することで、間欠タイマ１０と首振りモータ７を一緒に作動したときは、同じ場所でも送風ファン５の風のあたり方を変化させることができるから、複雑な制御を行うことなく簡単な構成でリズム風のような送風が実現できるものとなり、使用者が涼感を得ることができる。

また、ファンモータ６が間欠タイマ１０によって一定時間毎に通電と停止を行なうときにおいて、ファンモータ６の１回の通電時間と停止時間はモータケース４の往復時間より短く設定したから、モータケース４が１往復する時間よりも短い時間で送風ファン５の送風と停止が切り替わるので、送風ファン５の送風時間と停止時間が長くなりすぎることがなく、使用感に大きな差を感じることなく使用することができる。

また、ファンモータ制御手段９には、ファンモータ６の回転数を複数段に可変する通常運転ポジション９ａと、通常運転ポジション９ａよりも更に低い回転数で駆動する低消費電力ポジション９ｂを備え、低消費電力ポジション９ｂで運転するときは、通常運転ポジション９ａの回転数で所定時間駆動した後、低消費電力ポジション９ｂの回転数に変更するものである。通常運転ポジション９ａの回転数でファンモータ６を駆動させれば、通常の運転可能な電圧よりも低い低消費電力ポジション９ｂの電圧に変更してもファンモータ６は駆動を続けることができるので、消費電力が節約でき、更なる省エネルギー性能の向上が実現できるものとなった。

この発明の実施例の扇風機の構成を示すブロック図である。 この発明の実施例を示す扇風機の要部の断面図である。 この発明の実施例を示す扇風機の斜視図である。 この発明の実施例を示す扇風機の運転時のタイムチャートである。

図に示す実施例によってこの発明を説明すると、１は扇風機のベース、２ａはベース１の上面の中央部から立設した筒状の下部支柱、２ｂは下部支柱２ａ内に上下動可能に取り付けられた上部支柱、２は上部支柱２ａと下部支柱２ｂで伸縮可能に構成した支柱であり、上部支柱２ｂが上下動することで扇風機の高さ位置が調整できる。

３は支柱２を構成する上部支柱２ｂの上端に設けた基部、１１は基部３の上部に回動可能に取り付けたモータベース、１１ａはモータベース１１に設けた軸部であり、軸部１１ａによってモータベース１１が基部３に回動可能に取り付けられている。６はモータベース１１に取り付けたファンモータ、６ａはファンモータ６の回転軸、５は回転軸６ａに取り付けた送風ファンであり、ファンモータ６が駆動すると回転軸６ａに取り付けられた送風ファン５が回転する。４ａはファンモータ６と送風ファン５との間に取り付けた固定板、４は固定板４ａによって固定されたファンモータ４を覆うモータケース、１２は固定板４ａに取り付けた送風ファン５の前後を囲むガードである。

１４はベース１に設けた操作部、８は操作部１４に配置したスイッチで構成する風量設定手段であり、実施例の風量設定手段８は１つのスイッチで構成されており、風量設定手段８を押すと電源が入って「微弱」で運転開始し、風量設定手段８を押す度に「弱」「中」「強」「停止」の順番で切り替わるようになっている。このため、扇風機の運転・停止と風量の切り替えを１つのスイッチで行うことができる。

１５はベース１内に配置した扇風機の運転を制御するマイクロコンピュータを内装した制御装置、９は制御装置１５に備えたファンモータ６の回転数を制御するファンモータ制御手段であり、風量設定手段８で風量を選択すると制御装置１５からファンモータ制御手段９に出力信号が送られ、ファンモータ制御手段９はこの出力信号に基づいて予め設定された電圧をファンモータ６に通電し、送風ファン５が設定された回転数で回転する。風量設定手段８によって風量を変更すると、ファンモータ６に通電する電圧が変更されてファンモータ６の回転数が変更され、送風ファン５の送風量が可変できる。

７はモータケース４内のモータベース１１に取り付けた首振りモータ、７ａは首振りモータ７に取り付けた偏心カム、１３は偏心カム７ａと基部３との間に連結する駆動リンクであり、首振りモータ７が駆動すると偏心カム７ａが回転し、偏心カム７ａに連結した駆動リンク１３が往復運動してモータベース１１が軸部１１ａを中心に揺動するので、モータケース４が基部３に対して左右に首振りする。１６は操作部１４に設けた首振りスイッチであり、首振りスイッチ１６を押すと首振りモータ７が駆動してファンケース４が首振り運転を行なうものであり、扇風機の周囲にいる複数の人に風を送ることができる。

ところで、送風ファン５の風に長時間連続してあたり続けると体温が低下し、体調の悪化を招くことがある。このため、風が連続してあたることを嫌う使用者もおり、一人で使用する場合でも首振り運転を行うことがあるが、この場合は使用者に風があたるのはわずかな時間となり、大部分は誰もいない場所に向かって送風するため、風を無駄に捨てることになり、無駄な電力を消費していた。

また、最近の扇風機はリズム風などとよばれる運転モードを備えているものがあり、この運転モードは送風ファンの風量の強中弱と停止があらかじめ設定されたパターンで可変するものであり、リズム風を選択したときは自然の風に近い送風となり、通常の連続運転よりも涼感が得られやすいという効果があるが、プログラムが複雑となってコストの上昇につながるものであった。
また、リズム風のパターンは送風ファンの風量毎にそれぞれ設定されており、風量が「強」に設定されているときにリズム風を選択したときは、送風ファンが「中」「弱」「停止」にも切り替わるので、「強」で連続運転しているときよりも消費電力は少なくなる。しかし、風量が「弱」に設定されているときにリズム風を選択したときは、風量が「強」や「中」にも切り替わるため、「弱」で連続運転しているときよりも消費電力が多くなる課題があった。

この発明は簡単なプログラム構成で従来のリズム風のような涼感を得ることができ、消費電力の削減による省エネルギー性能の向上が期待できる扇風機を提案するものであり、１０はファンモータ制御手段９に備えた間欠タイマ、１７は操作部１４に備えた間欠運転スイッチであり、間欠運転スイッチ１７を操作して間欠運転を選択すると制御装置１５が間欠タイマ１０を作動し、間欠タイマ１０は一定時間毎にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。図４のタイムチャートに示す実施例では、間欠タイマ１０は６秒ＯＮ・４秒ＯＦＦを繰り返すように設定されている。ファンモータ制御手段９は間欠タイマ１０がＯＮのときにファンモータ６に通電し、間欠タイマ１０がＯＦＦのときにファンモータ６の通電を停止する。このため、ファンモータ６が断続運転しており、ファンモータ６によって駆動する送風ファン５は一定時間送風すると一定時間停止する運転動作を繰り返すから、送風ファン５が連続して送風を続けることがなくなったものである。

このため、扇風機を一人で使用するときに間欠運転を選択すれば、送風ファン５の風が使用者の体に連続してあたり続けることがないから、首振り運転を行なう必要がなくなった。そして、間欠運転を行なうときは、首振り運転のように人がいない場所に送風することがなくなり、送風ファン５の風は全て使用者に届くものとなり、無駄な送風を行なうことがなくなった。また、首振りモータ７の通電がなくなると共に、ファンモータ６が一定時間停止するから、消費電力が削減でき、省エネルギー性能が向上できるものとなった。

また、この発明では間欠タイマ１０のＯＮ・ＯＦＦの設定時間を、モータケース４が首振りするときの１回の往復時間と異なる時間となるように設定しており、間欠タイマ１０による間欠運転と首振りモータ７による首振り運転を同時に行なうと、モータケース４が首振りを行いながら送風ファン５が送風と停止を繰り返すときに、送風ファン５の送風範囲と停止範囲を少しずつ変化させることができる。このため、使用者が同じ場所にいても送風ファン５の風のあたり方が変化するので、従来のリズム風のような涼感を得ることができ、複雑なプログラムは必要なく簡単な構成で実現できるものとなった。

間欠運転を行なうときにおいて、ファンモータ６の停止時間を長く設定すれば消費電力の削減が期待できるが、送風ファン５の停止時間が長くなりすぎると使用者が涼感を得にくくなる。一方、ファンモータ６の通電時間を長くしすぎると、送風ファン５の風が連続して使用者の体にあたる時間が長くなるから、送風ファン５の風で体温を低下させてしまう恐れがある。

このため、間欠タイマ１０のＯＮ時間とＯＦＦ時間がモータケース４の首振り時の往復時間よりも短くなるように設定している。間欠タイマ１０の設定時間をモータケース４の往復時間よりも長くした場合でも、送風ファン５の送風時間と停止時間が長くなりすぎることはないから、涼感を損なったり、体温を低下させたりすることがない。

図４の実施例は、モータケース４の１回の往復時間が１２秒で、間欠タイマ１０のＯＮ・ＯＦＦの設定時間が１０秒に設定されたものであり、間欠タイマ１０の設定時間が首振り時間より短く設定されている。この構成では、モータケース４が１往復するよりも短い時間で送風ファン５の送風と停止が行われるから、首振り運転に近い送風を得ることができ、使用感に大きな差を感じることなく使用できるものとなった。

また、風量設定手段８によって送風ファン５の風量を変更しても、間欠タイマ１０の設定時間は変更しない構成になっており、間欠運転を行っているときは、送風ファン５の送風時間と停止時間は維持したまま送風ファン５の風量だけが変更される。また、送風ファン５の風量が変更されても首振りモータ７の回転数が変更しないから、送風ファン５の送風のタイミングとモータケース４の首振り時間の関係が維持でき、送風ファン５の風量毎に複数の設定時間を用意する必要はなく、簡単な構成で安価に実現できるものとなった。

ファンモータ制御手段９には、ファンモータ６が「強中弱」の回転数で駆動する通常運転ポジション９ａと、通常運転ポジション９ａの弱運転よりも低い回転数で駆動する低消費電力ポジション９ｂを備えており、実施例では風量を「微弱」に設定したときに低消費電力ポジション９ｂで運転する構成となっている。

停止している状態のファンモータ６の駆動を開始するために必要な最低電圧があるため、ファンモータ６を駆動させるときはこの最低電圧よりも高い電圧を出力する必要があるが、ファンモータ６が駆動した後であれば、最低電圧より更に低い電圧に変更してもファンモータ６はそのまま継続して駆動できる。
このため、低消費電力ポジション９ｂを選択したときは、最初に通常運転ポジション９ａの弱運転時の駆動電圧を出力してファンモータ６を駆動させ、ファンモータ６が駆動した後にファンモータ６が駆動開始可能な電圧よりも低い駆動電圧に変更する構成としており、非常に低い電圧でファンモータ６を駆動できるので、消費電力が削減でき、省エネルギー性能が向上できるものとなった。

また、低消費電力ポジション９ｂのときに間欠運転を選択したときは、間欠タイマ１０がＯＮ時間になったときに、最初は通常運転ポジション９ａの弱運転時の駆動電圧を出力するが、ファンモータ６を駆動した後に低消費電力ポジション９ｂの駆動電圧に変更する構成であるから、更に消費電力が削減でき、省エネルギー性能が向上できるものとなった。

１ ベース
２ 支柱
３ 基部
４ モータケース
５ 送風ファン
６ ファンモータ
７ 首振りモータ
８ 風量設定手段
９ ファンモータ制御手段
１０ 間欠タイマ

Claims (3)

1. 床面に置かれるベース（１）の上部に配置した支柱（２）と、前記支柱（２）の上部に設けた基部（３）と、前記基部（３）の上部に回動可能に取り付けたモータケース（４）とを備え、
   前記モータケース（４）内に送風ファン（５）を駆動するファンモータ（６）と、
   前記モータケース（４）を前記基部（３）に対して左右に首振り駆動する首振りモータ（７）とを備え、
   前記ファンモータ（６）の回転数を設定する風量設定手段（８）と、前記風量設定手段（８）の信号に基づいて前記ファンモータ（６）の回転数を複数段に可変するファンモータ制御手段（９）とを備え、
   風量設定手段（８）で風量が変更されると前記ファンモータ制御手段（９）が前記ファンモータ（６）の回転数を変更し前記送風ファン（５）の送風量が可変する扇風機において、
   前記ファンモータ制御手段（９）には一定時間毎に通電と停止を繰り返し行なう間欠タイマ（１０）を備え、
   前記ファンモータ制御手段（９）は風量設定手段（８）で設定された回転数のまま、前記間欠タイマ（１０）の出力信号によって前記ファンモータ（６）の通電と停止を一定時間毎に繰り返し行なうと共に、
   前記間欠タイマ（１０）の通電と停止の設定時間は、前記首振りモータ（７）によって首振り駆動する前記モータケース（４）の往復時間とは異なる時間に設定されていることを特徴とする扇風機の制御装置。
2. 前記間欠タイマ（１０）の設定時間は、前記ファンモータ（６）の通電時間と停止時間が前記モータケース（４）の往復時間よりも短くなるように設定したことを特徴とする請求項１記載の扇風機の制御装置。
3. 前記ファンモータ制御手段（９）は、前記ファンモータ（６）の回転数を複数段に可変して、その回転数で駆動できる通常運転ポジション（９ａ）と、前記通常運転ポジション（９ａ）よりも更に低い回転数で駆動する低消費電力ポジション（９ｂ）とを備え、
   前記低消費電力ポジション（９ｂ）で運転時は、前記通常運転ポジション（９ａ）の回転数で所定時間駆動した後、前記低消費電力ポジション（９ｂ）の回転数に変更することを特徴とする請求項１または２に記載の扇風機の制御装置。

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