JP5877924B1 - 扇風機およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】室内のホットスポットを迅速に解消する扇風機およびその制御方法を提供する。【解決手段】羽根と、羽根を回転させるための羽根用モータと、羽根を上下首振りさせるための上下首振りモータと、羽根を左右首振りさせるための左右首振りモータと、羽根が収容されたファンガードと、ファンガードに取り付けられる第１の温度センサ（８１）と、第２の温度センサ（８２）と、を有する扇風機（１００）の運転を制御する方法であって、上下首振りモータおよび左右首振りモータの両方が同時に運転するサーキュレータモードがユーザによって選択されると、第１の温度センサにより、天井面の温度および床面の温度を検出し、第２の温度センサにより、室温を検出し、天井面の温度と、床面の温度と、室温と、の比較により、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転する前に、羽根の上下方向の角度を設定し、左右首振り運転を行うか否かを決定する。【選択図】図４

Description

本発明は、上下首振り運転および左右首振り運転の両方を組み合わせたサーキュレータモードで動作する扇風機およびその制御方法に関するものである。

近年の扇風機は、上下首振り運転または左右首振り運転の一方による通常の扇風機モードの他に、上下首振り運転および左右首振り運転の両方を組み合わせたサーキュレータモードで動作することができる。サーキュレータモードでは、部屋の空気を撹拌（循環）し、夏の冷房効率および冬の暖房効率を向上させることができる。
例えば、特許文献１には、第１のステッピングモータ６の動作を制御する左右首振り制御部４５と、第２のステッピングモータ７の動作を制御する上下首振り制御部４６とをそれぞれ備え、上下方向に首振り可能かつ左右方向に首振り可能な扇風機が開示されている。

特開２０１２−２３７２３８号公報

一般に室内の温度は、天井付近の温度が高く、床面付近の温度が低い傾向にある。従来から、扇風機をエアコンと併用することにより、部屋の空気を撹拌（循環）することはできた。しかしながら、従来の扇風機のサーキュレータモードでは、上下首振り運転および左右首振り運転の両方をランダムに組み合わせるのみであったので、室内のホットスポットを迅速に解消することはできなかった。
そこで、本発明は、上下首振り運転および左右首振り運転の両方を組み合わせたサーキュレータモードにおけるより効率的な動作を実現し、室内のホットスポットを迅速に解消する扇風機およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
羽根と、
前記羽根を回転させるための羽根用モータと、
前記羽根を上下首振りさせるための上下首振りモータと、
前記羽根を左右首振りさせるための左右首振りモータと、
前記羽根が収容されたファンガードと、
前記ファンガードに取り付けられる第１の温度センサ（８１）と、
第２の温度センサ（８２）と、
を有する扇風機（１００）の運転を制御する方法であって、
前記上下首振りモータおよび前記左右首振りモータの両方が同時に運転するサーキュレータモードがユーザによって選択されると、
前記第１の温度センサにより、天井面の温度および床面の温度を検出し、
前記第２の温度センサにより、室温を検出し、
天井面の温度と、床面の温度と、室温と、の比較により、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転する前に、前記羽根の上下方向の角度を設定し、左右首振り運転を行うか否かを決定する、
ことを特徴とする。

上下首振り運転によって、
前記羽根が水平方向に対して上向きとなる所定の仰角で、天井面の温度を検出し、
前記羽根が水平方向に対して下向きとなる所定の俯角で、床面の温度を検出する、
ことが好ましい。

天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）が床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）より高く、かつ、天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度以上の場合、前記所定の仰角で左右首振り運転を行い、所定時間後、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転し、
天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）が床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）以下であり、かつ、床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度以上の場合、前記所定の俯角で左右首振り運転を行い、所定時間後、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転し、
上記以外の場合、直ちに、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転する、
ことが好ましい。

本発明の扇風機（１００）は、上記いずれかに記載の方法を実行することを特徴とする。

本発明の扇風機の斜視図である。 本発明の扇風機の上下首振り運転を示す図である。 ホットスポットを解消するための本発明の扇風機の制御方法を示すフローチャートである。 温度検出・ホットスポット解消ルーチンを示すフローチャートである。 上下首振り運転の首振り角度に応じて天井面および床面の温度を検出する方法を説明するための図である。 本発明の扇風機の操作パネルの一例を示す。 本発明の扇風機の制御回路のブロック図を示す。

以下、図面を参照しながら本発明の扇風機の制御方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の扇風機の斜視図である。
本発明の扇風機１００は、羽根が収容されたファンガード１０と、ファンガード１０が取り付けられたモータケース部３０と、モータケース部３０を挟持する支持部４０と、支持部４０を上下にスライドするスライドパイプ５０と、スライドパイプ５０に接続された支柱５１と、支柱５１に接続されたベース６０と、ベース６０に設けられ、装置１００の動作を制御するための表示・操作パネル７０と、を有する。
図示を省略するが、モータケース部３０には、回転軸を中心に羽根を回転させるための羽根用モータと、羽根を上下首振りさせるための上下首振りモータと、が収容されている。モータケース部３０は、支持部４０の両側に配置された回動軸によって回動自在に支持され、上下首振り運転を行う。支持部４０は、スライドパイプ５０によって回動自在に支持され、支持部４０に収容された左右首振りモータにより左右首振り運転を行う。上下首振りモータおよび左右首振りモータは、例えば、ステッピングモータであり、一定角度（時間）回転したら、印加する電圧の極性を反転することで回転方向を反転する。
図２に示すように、扇風機１００は、水平方向に対して上方向に約９０°（仰角約９０°）と、下方向に約１０°（俯角約１０°）と、の間で上下首振りモータにより上下首振り運転をすることができる。また、左右に約７０°（−７０°から＋７０°の間）で左右首振りモータにより左右首振り運転をすることができる。なお、上下方向および左右方向の首振り運転の角度は、この角度に限定されるものではない。

扇風機１００は、さらに、ファンガード１０に取り付けられた第１の温度センサ８１と、モータケース部３０に取り付けられた第２の温度センサ８２と、を有する。第１の温度センサ８１は、例えば赤外線温度センサ（サーモパイルセンサ）であり、上下首振り運転によって、羽根が水平方向に対して上向きとなる所定の仰角で天井面の温度を検出し、羽根が水平方向に対して下向きとなる所定の俯角で床面の温度を検出する。また、第１の温度センサ８１は、壁面の温度を検出することもできる。第２の温度センサ８２は、例えば、サーミスタであり、扇風機１００の付近の室温を検出する。
図２（ａ）に示すように、第１の温度センサ８１は、羽根が仰角約９０°を向いた状態で天井面の温度を検出し、羽根が俯角約１０°を向いた状態で床面の温度を検出することができる。なお、天井面の温度を検出する角度は、仰角約９０°に限定されるものではない。例えば、部屋の一方の壁にエアコンが設置されている場合、扇風機１００は、エアコンの反対側の壁際（部屋の隅）に置かれていることが多いが、この場合は、仰角約６０°で天井の温度を検出することが有利である。同様に、床面の温度を検出する角度は、俯角約１０°に限定されるものではない。
図２（ａ）の例では、第１の温度センサ８１は、ファンガード１０の上部に取り付けられ、第２の温度センサ８２は、モータケース部３０の上部に取り付けられているが、第１の温度センサ８１および第２の温度センサ８２の取り付け位置はこの位置に限定されるものではない。例えば、図２（ｂ）に示すように、第１の温度センサ８１をファンガード１０の下部に取り付け、第２の温度センサ８２を支持部４０の上部に取り付けることもできるし、図示を省略するが、第１の温度センサ８１をファンガード１０の中央部に取り付けることもできる。

図３は、ホットスポットを解消するための本発明の扇風機の制御方法を示すフローチャートである。なお、操作パネル７０のボタンの説明は、図６を用いて後述する。
ステップＳ１において、扇風機１００をサーキュレータモードで動作させるために、ユーザによってサーキュレータモード入／切ボタン（Ａ２）および攪拌ボタン（Ｄ２）が押されると、「入」信号を認識し、ステップＳ２において、羽根用モータをＯＮにする。なお、攪拌ボタン（Ｄ２）の代わりに上下首振りボタン（Ｂ２）および左右首振りボタン（Ｃ２）の両方が押されてもよい。
ステップＳ３における、温度検出・ホットスポット解消ルーチン（図４にて詳述）の後、ステップＳ４において、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転する（３Ｄ首振り運転を行う）。

図４は、温度検出・ホットスポット解消ルーチンを示すフローチャートである。
ステップＳ１において、上下首振りモータをＯＮにする。
ステップＳ２において、第１の温度センサ８１により、所定の俯角（図示例では俯角１０°）の状態で床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）を検出し、また、所定の仰角（図示例では仰角６０°）の状態で天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）を検出する（図５にて詳述）。
ステップＳ３において、第２の温度センサ８２により、室温（ｔｅｍｐ＿室）を検出する。
ステップＳ４において、床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）と天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）とを比較し、天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）が床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）より高い場合（Ｙ）、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度（図示例では３℃、この温度に限定されるものではなく任意に設定可能）以上の場合（Ｙ）、天井面付近にホットスポットが存在すると判断してステップＳ６に進む。
ステップＳ６において、上下首振りモータの首振り角度を所定の仰角（図示例では仰角６０°）に設定し、上下首振りモータをＯＦＦする。
ステップＳ７において、左右首振りモータをＯＮにして、ステップＳ８において、所定の時間（図示例では３分間、この時間に限定されるものではなく任意に設定可能）左右首振り運転を行う。これにより、天井面付近のホットスポットが解消される。なお、ここで、羽根用モータを高速回転させて、風量を強風にしてもよい。
ステップＳ９において、上下首振りモータを再びＯＮにして、温度検出・ホットスポット解消ルーチンは終了する。

ステップＳ４において、床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）が天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）以上の場合（Ｎ）、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０において、床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度（図示例では３℃）以上の場合（Ｙ）、床面付近にホットスポットが存在すると判断してステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１において、上下首振りモータの首振り角度を所定の俯角（図示例では俯角１０°）に設定し、上下首振りモータをＯＦＦする。
ステップＳ７において、左右首振りモータをＯＮにして、ステップＳ８において、所定の時間（図示例では３分間、この時間に限定されるものではなく任意に設定可能）左右首振り運転を行う。これにより、床面付近のホットスポットが解消される。なお、ここで、羽根用モータを高速回転させて、風量を強風にしてもよい。
ステップＳ９において、上下首振りモータを再びＯＮにして、温度検出・ホットスポット解消ルーチンは終了する。

ステップＳ５において、天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度（図示例では３℃）未満の場合（Ｎ）、および、ステップＳ１０において、床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度（図示例では３℃）未満の場合（Ｎ）、天井面付近および床面付近のいずれにもホットスポットは存在しないと判断し、ステップＳ１２において左右首振りモータをＯＮにして、温度検出・ホットスポット解消ルーチンは終了する。

図５は、上下首振り運転の首振り角度に応じて天井面および床面の温度を検出する方法を説明するための図である。首振り制限位置（上）と首振り制限位置（下）との間が、羽根の上下首振り可動域である。中心から首振り制限位置（上）および首振り制限位置（下）までのそれぞれの運転時間を基準時間ｔ０とする。なお、上下首振り運転の方法は、本出願人による特許第５７０２０２０号公報に開示された方法に従うものである。

図５（ａ）に示すように、羽根が、中心より上方向を向いた状態にあると仮定する。
時点ｐ０において、扇風機１００は上下首振り運転を開始し、羽根は上方向に首振り運転を行う。時点ｐ０から所定の基準時間ｔ０が経過する前に、上下首振りモータが首振り制限位置（上）に到達するので、その場で上下首振りモータは空転をロック（拘束）する（ブロッキングされる）。その後、時点ｐ０から所定の基準時間ｔ０が経過した時点ｐ１において、上下首振りモータは反転し、羽根は下方向に首振り運転を行う。時点ｐ１から所定の基準時間２ｔ０が経過した時点ｐ２において、羽根は首振り制限位置（下）に到達する。この時点ｐ２において、第１の温度センサ８１により床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）を検出する。
時点ｐ２から２ｔ０×（（１０＋６０）／（１０＋９０））＝２ｔ０×（７０／１００）だけの時間が経過した時点ｐ３において、羽根が仰角６０°を向いた状態で、第１の温度センサ８１により天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）を検出する。

図５（ｂ）に示すように、羽根が、中心より下方向を向いた状態にあると仮定する。
時点ｐ０において、扇風機１００は上下首振り運転を開始し、羽根が上方向に首振り運転を行う。時点ｐ０から所定の基準時間ｔ０が経過してもまだ、上下首振りモータは、首振り制限位置（上）に到達しない。すると、時点ｐ０から所定の基準時間ｔ０が経過した時点ｐ１において、上下首振りモータは反転し、羽根は下方向に首振り運転を行う。時点ｐ１から所定の基準時間２ｔ０が経過する前に、上下首振りモータが首振り制限位置（下）に到達するので、その場で上下首振りモータは空転をロック（拘束）する（ブロッキングされる）。その後、時点ｐ１から所定の基準時間２ｔ０が経過した時点ｐ２において、上下首振りモータは反転し、第１の温度センサ８１により床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）を検出する。
その後、図５（ａ）の場合と同様に、時点ｐ２から２ｔ０×（（１０＋６０）／（１０＋９０））＝２ｔ０×（７０／１００）だけの時間が経過した時点ｐ３において、羽根が仰角６０°を向いた状態で、第１の温度センサ８１により天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）を検出する。
なお、上述したとおり、床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）を検出する所定の俯角および天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）を検出する所定の仰角は、俯角１０°および仰角６０°に限定されるものではなく、任意の仰角に設定可能である。

図６に、本発明の扇風機１００の操作パネル７０の一例を示す。なお、図示例では、ベース６０に設けられた操作パネル７０について説明するが、操作パネルは、リモコンに設けることもできる。
操作パネル７０は、扇風機機能部とサーキュレータ機能部と共通機能部とに分かれている。
扇風機機能部には、扇風機モード用の操作ボタンとして、扇風機１００の電源をＯＮ／ＯＦＦするための入／切ボタン（Ａ１）、羽根を上下方向に首振り運転させる上下首振りボタン（Ｂ１）、羽根を左右方向に首振り運転させる左右首振りボタン（Ｃ１）、風量をランダムに変更するリズム風ボタン（Ｅ１）が配置されている。また、扇風機機能部には、羽根が上下方向に首振り運転中であることを示すＬＥＤ（ＬＥＤ＿Ｂ１）および羽根が左右方向に首振り運転中であることを示すＬＥＤ（ＬＥＤ＿Ｃ１）が配置されている。扇風機モードでは、上下首振りモータおよび左右首振りモータの一方が動作し、扇風機１００は通常の扇風機として動作する。
サーキュレータ機能部には、サーキュレータモード用の操作ボタンとして、扇風機１００の電源をＯＮ／ＯＦＦするための入／切ボタン（Ａ２）、羽根を上下方向に首振り運転させる上下首振りボタン（Ｂ２）、羽根を左右方向に首振り運転させる左右首振りボタン（Ｃ２）、羽根を上下方向および左右方向に同時に首振り運転させる攪拌ボタン（Ｄ２）が配置されている。また、サーキュレータ機能部には、羽根が上下方向に首振り運転中であることを示すＬＥＤ（ＬＥＤ＿Ｂ２）、羽根が左右方向に首振り運転中であることを示すＬＥＤ（ＬＥＤ＿Ｃ２）、羽根が上下方向および左右方向に同時に首振り運転中であることを示すＬＥＤ（ＬＥＤ＿Ｄ２）が配置されている。サーキュレータモードでは、主に部屋の空気を撹拌するために、上下首振りモータおよび左右首振りモータの両方が動作し、扇風機１００はサーキュレータとして動作する。サーキュレータモードでは、扇風機１００の首振り運転を、扇風機モードにおける扇風機１００の首振り運転より高速にすることにより、攪拌効果を高めることもできる。
共通機能部には、扇風機モードおよびサーキュレータモードに共通の機能のための操作ボタンとして、タイマー調節のための入タイマーボタン（Ｆ）および切タイマーボタン（Ｇ）、風量を段階的に調節するための風量ボタン（Ｈ）が配置されている。

図７に、本発明の扇風機１００の制御回路のブロック図を示す。
コントローラは、羽根用モータの制御部、上下首振りモータの制御部、左右首振りモータの制御部、記憶部および温度演算部を有する。温度演算部は、第１の温度センサ８１および第２の温度センサ８２からの信号を比較・演算する。また、コントローラには、表示・操作部および電源供給部が接続されている。表示・操作部には、操作パネル７０のボタン（Ａ１〜Ｉ）が配置されている。

１０ ファンガード
３０ モータケース部
４０ 支持部
５０ スライドパイプ
５１ 支柱
６０ ベース
７０ 表示・操作パネル
８１ 第１の温度センサ
８２ 第２の温度センサ
１００ 扇風機

Claims (2)

1. 羽根と、
   前記羽根を回転させるための羽根用モータと、
   前記羽根を上下首振りさせるための上下首振りモータと、
   前記羽根を左右首振りさせるための左右首振りモータと、
   前記羽根が収容されたファンガードと、
   前記ファンガードに取り付けられる第１の温度センサ（８１）と、
   第２の温度センサ（８２）と、
   を有する扇風機（１００）の運転を制御する方法であって、
   前記上下首振りモータおよび前記左右首振りモータの両方が同時に運転するサーキュレータモードがユーザによって選択されると、
   前記第１の温度センサにより、上下首振り運転によって、前記羽根が水平方向に対して上向きとなる所定の仰角で、天井面の温度を検出するとともに、前記羽根が水平方向に対して下向きとなる所定の俯角で、床面の温度を検出し、
   前記第２の温度センサにより、室温を検出し、
   天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）が床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）より高く、かつ、天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度以上の場合、前記所定の仰角で左右首振り運転を行い、所定時間後、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転し、
   天井面の温度（ｔｅｍｐ＿天）が床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）以下であり、かつ、床面の温度（ｔｅｍｐ＿床）と室温（ｔｅｍｐ＿室）との差が所定の温度以上の場合、前記所定の俯角で左右首振り運転を行い、所定時間後、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転し、
   上記以外の場合、直ちに、ユーザによって選択されたサーキュレータモードで運転する、
   方法。
2. 請求項１に記載の方法を実行する扇風機（１００）。

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