JP6007400B2

JP6007400B2 - 扇風機

Info

Publication number: JP6007400B2
Application number: JP2012052677A
Authority: JP
Inventors: 崇藤園; 拓也小棚木; 長田　篤; 篤長田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: JP2013185533A

Description

本発明は、直接風による体感温度の減少や室内空気の循環に使用される扇風機に関するものである。

従来、この種の扇風機は、特徴的な羽根形状により、気流をワイドに広げる構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、その扇風機について図９および図１０を参照しながら説明する。

図９および図１０に示すように、羽根支持軸筒１０１から放射状に、かつ羽根１０２の回転方向に対して後方側で羽根の前面外周部に、任意の大きさや緩やかな曲面を持った煽り板１０３を設けている。羽根１０２の回転により起こされた気流が煽り板１０３に衝突することにより、羽根１０２の回転方向に大きく回転しながら進むことで、より広範囲に変化のある気流を送ることができる。

また、この種の扇風機には、羽根の後段に案内翼を設けて気流をワイドに広げるものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その扇風機について図１１を参照しながら説明する。

図１１に示すように、扇風機の羽根１０２を回転させるモータ１０４と、モータ１０４の動力を羽根に伝達する回転軸１０５と、羽根を覆う後ガード１０６と、前ガード１０７とに分割し、前ガード１０７には、送風方向を変更せしめる案内翼１０８とを備え、前ガードは小型モータ１０９により回転される。また、扇風機の前ガード１０７を支える支持柱１１０と、扇風機の送風部１１１を支える支持台１１２から構成される。

この構成により、案内翼１０８を備えた前ガード１０７を回転させることにより、風は左右上下広範囲に変更することができる。

特開平８−１２１３９２号公報特開昭６２−２０６９６号公報

特許文献１のような従来の扇風機においては、煽り板１０３が圧力面側に大きく傾いているため、羽根１０２を回転させるのに必要な軸動力が増大し、消費電力が高くなるという課題があった。

また、特許文献２のような従来の扇風機においては、羽根１０２後段に案内翼１０８を設置すると、羽根１０２にかかる静圧が上昇する。扇風機に用いられている軸流型の羽根１０２は、一般に静圧を大きくとることができないため、羽根１０２の静圧を上昇させるような案内翼１０８の設置は風速の低下を招き、羽根１０２の効率を低下させて消費電力が高くなるという課題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、消費電力を増加させず、送風範囲を拡大させる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、羽根車と、前記羽根車を駆動する電動機と、前記羽根車を覆う羽根車ガードと、前記羽根車ガードの前記羽根車の外周部分に開口を有する環状の遮蔽部を備え、前記遮蔽部の対向する一部が他の部分よりも開口率が小さくなっている扇風機であって、前記羽根車ガードは前面ガード、側面ガード、背面ガードを接合して構成され、前記背面ガードと前記側面ガードから空気が流入し、前記前面ガードから空気が流出するもので、前記側面ガードが開口を有する環状の遮蔽部を備えたものであり、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、羽根車と、前記羽根車を駆動する電動機と、前記羽根車を覆う羽根車ガードと、前記羽根車ガードの前記羽根車の外周部分に開口を有する環状の遮蔽部を備え、前記遮蔽部の対向する一部が他の部分よりも開口率が小さくなっている扇風機であって、
前記羽根車ガードは前面ガード、側面ガード、背面ガードを接合して構成され、前記背面ガードと前記側面ガードから空気が流入し、前記前面ガードから空気が流出するもので、前記側面ガードが開口を有する環状の遮蔽部を備えるという構成にしたことにより、羽根車が回転して開口率の小さい部分を横切る際、羽根車の外周側で昇圧した気流は開口率の小さい部分に衝突し、気流の旋回成分が減少することで、回転軸を中心とした旋回流れが崩壊し、気流は回転軸から離れた位置に放り出される。これにより、羽根車から生じる旋回流れが開口率の小さい部分で切り離されるため、扇風機の吹出し気流は、開口率の小さい部分の位置を短径とした楕円状のワイド気流となり、送風範囲を拡大させるという効果を得ることができる。

また、開口率の小さい部分で旋回流れが切り離されることで羽根車の回転に必要な軸動力が低下するため、消費電力を低減して省エネ性を向上させるという効果を得ることができる。

さらに、羽根車ガード自体が遮蔽機能を果たすため遮蔽部として別部材を設ける必要がなく、構造が簡略化できるという効果を得ることができる。

（ａ）本発明の実施の形態１の扇風機を示す斜視図、（ｂ）同扇風機の一部を拡大した斜視図本発明の実施の形態１の羽根車ガードを示す分解斜視図本発明の実施の形態１の扇風機を示す上面図本発明の実施の形態１の扇風機を示す斜視図（ａ）側面ガードの開口率が全周で均一な扇風機の気流の流れを示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の扇風機の気流の流れを示す斜視図（ａ）本発明の実施の形態１の扇風機を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の扇風機を拡大した斜視図（ａ）本発明の実施の形態２の扇風機を示す斜視図、（ｂ）同扇風機の一部を拡大した斜視図同側面ガードの固定部、可動部を示す断面図（ａ）可動部で固定部の開口部を塞いだ状態を示す斜視図、（ｂ）側面ガードの開口率が全周で均一になっている状態を示す斜視図従来の扇風機の羽根を示す正面図図１０に示す同羽根のＡ−Ａ断面図従来の扇風機を示す要部断面図

本発明の請求項１に記載の扇風機は、羽根車と、前記羽根車を駆動する電動機と、前記羽根車を覆う羽根車ガードと、前記羽根車ガードの前記羽根車の外周部分に開口を有する環状の遮蔽部を備え、前記遮蔽部の対向する一部が他の部分よりも開口率が小さくなっている扇風機であって、前記羽根車ガードは前面ガード、側面ガード、背面ガードを接合して構成され、前記背面ガードと前記側面ガードから空気が流入し、前記前面ガードから空気が流出するもので、前記側面ガードが開口を有する環状の遮蔽部を備えるという構成を有する。

これにより、羽根車が回転して開口率が小さい部分を横切る際、羽根車の外周側で昇圧した気流が開口率の小さい部分に衝突し、気流の旋回成分が減少することで、回転軸を中心とした旋回流れが崩壊し、気流は回転軸から離れた位置に放り出されるので、羽根車から生じる旋回流れが開口率の小さい部分で切り離されるため、羽根車に必要な軸動力は低下する一方、扇風機の吹出し気流は、開口率が小さい部分の位置を短径とした楕円状のワイド気流となるので、消費電力を低減して省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させるという効果を奏する。

特に、羽根車が回転して開口率が小さい部分を横切る際、羽根車の外周側で昇圧した気流が開口率の小さい部分に衝突し、気流の旋回成分が減少することで、回転軸を中心とした旋回流れが崩壊し、気流は回転軸から離れた位置に放り出されるので、羽根車から生じる旋回流れが開口率の小さい部分で切り離されるため、羽根車に必要な軸動力は低下する一方、扇風機の吹出し気流は、開口率が小さい部分の位置を短径とした楕円状のワイド気流となるので、消費電力を低減して省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させるという効果を奏する。

また、前記側面ガードは、固定部と円周方向に動く可動部から構成され、前記固定部と前記可動部が開口を有する環状の遮蔽部を備えるという構成にしてもよい。これにより、可動部が備えた遮蔽部が固定部の開口部を塞ぐことで側面ガードの開口率およびまたは開口率の小さな場所を変更することができ、ワイド気流の拡大範囲およびまたは拡大方向を変更することが可能になるという効果を奏する。

また、前記可動部の位置によって前記側面ガードの開口率が全周で均一になるという構成にしてもよい。これにより、側面ガードの開口率が全周で均一にすることができるためワイド気流と標準気流の切り替えをすることが可能になるという効果を奏する。

また、前記可動部を複数段重ねて備えるという構成にしてもよい。これにより、固定部および可動部の各段での遮蔽部の面積を小さくすることができ、側面ガード全周で開口率を均一にした時に開口率を大きくすることができるので、標準気流時の効率の悪化を防ぐことが可能にな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、図２、図３に示すように、本実施の形態の扇風機は、羽根車１と、羽根車１を駆動する電動機２と、羽根車１を覆う羽根車ガード３を備え、羽根車ガード３は前面ガード４と側面ガード５と背面ガード６をそれぞれ接合部７を介し接合して構成され、側面ガード５は開口を有する環状の遮蔽部８を備え、前記遮蔽部８の対向する一部が他の部分よりも開口率が小さくなっている。

開口率は側面ガード５の接合部７を除いた面積に対してガードで塞がれていない部分の面積の比率であり、本実施の形態では、ガード１本の幅と間隔で決定される。

図１、図２、図３では対向する開口率の小さい部分である小開口率部８ａ、８ｂを羽根車１の外周の上側と下側に対向して配置している。本実施の形態では一例として、羽根車１の直径は３０ｃｍ、側面ガード５の外周径は３７ｃｍとしている。本実施の形態では一例として、一つの小開口率部８ａ、８ｂの長さを側面ガード５に沿うよう３２ｃｍとしている。

また、一つの小開口率部８ａ、８ｂが側面ガード５に占める割合は、例えば側面ガード５の円周の長さの３４％としているが、２０〜４５％の範囲内にあることが望ましく、この割合の数値は気流を広げる範囲との関係で決められる。さらに小開口率部８ａ、８ｂの短手方向の長さは、本実施の形態では羽根車１の厚み方向の長さに対し１．９倍としているが、１〜３倍の範囲内であることが望ましい。これは、羽根車１の厚みより短いと旋回流れを切り離す効果が弱まりワイド気流にする効果が弱まるためであり、３倍以上の長さでは圧力損失が増え風量が極端に減少するためである。

また、本実施の形態では小開口率部８ａ、８ｂのその他の部分に対する開口率の比率は７５％としているが、０〜９０％の範囲内で効果を得ることができ、より望ましくは０〜５０％の範囲内である。これは、開口率の比率が５０％以上であると、気流の旋回流れの切り離れ方が、小開口率部８ａ、８ｂとその他の部分で差がつきにくくなり、ワイド気流にする効果が弱まるためである。

また、小開口率部８ａ、８ｂの形状は、図１では一例として、棒形状を密に並べた形状としているが、板を複数並べる、板を任意形状に開口したものなどでも、同様の効果が得られる。

図４は、図１、図２に示す羽根車１外周の上側と下側に対向して配置した小開口率部８ａ、８ｂを羽根車１外周の左側と右側に対向して配置した扇風機を示しており、側面ガード５は接合部７において回転可能に接合されているため、側面ガード５を円周方向に回転させることで取付ける角度を変更することができる。

次に実施の形態１の作用について説明する。

図５に、側面ガード５の全周で開口率が均一な扇風機と本実施の形態の扇風機の気流の流れを比較した図を示す。図中の矢印は気流の流れを示している。

図５（ａ）に示すように、全周で開口率が均一な扇風機の気流は、電動機２の回転軸を中心に旋回しながら直線的に流れる。一方、図５（ｂ）に示すように、小開口率部８ａ、８ｂを上側と下側に対向して配置した本実施の形態の扇風機では、羽根車１が回転して小開口率部８ａ、８ｂを横切る際、羽根車１の外周側で昇圧した気流が小開口率部８ａ、８ｂに衝突し、気流の旋回成分が減少することで、回転軸を中心とした旋回流れが崩壊し、気流は回転軸から離れた位置に放り出される。これにより、羽根車１から生じる旋回流れが小開口率部８ａ、８ｂで切り離されるため、羽根車１に必要な軸動力は低下する一方、扇風機の吹出し気流は、小開口率部の位置を短径とした楕円状のワイド気流となる。

このように本発明の実施の形態１の扇風機によれば、軸動力が低下することにより消費電力が低減するため、省エネ性を確保しつつ、送風範囲を拡大させることができる。図５（ｂ）では小開口率部８ａ、８ｂが上側と下側に対向しているため、水平方向にワイド気流となり、例えば複数の人が並んでいる際に、複数の人に対して同時に気流を送風できる。

また、図４で示した小開口率部８ａ、８ｂが左側と右側に対向している場合は垂直方向にワイド気流となるため、頭から足元まで均一に送風することができる。一般に、体の各部に偏った風速をあてるよりも、均一な風速をあてた場合の方が、快適性が向上することが知られており、垂直方向にワイド気流とすることで、使用者の快適性を向上することができる。

また、本実施の形態では、羽根車ガード３が前面ガード４と側面ガード５と背面ガード６を接合して構成されるとしたが、図５に示すように、羽根車ガード３の羽根車１の外周部分に開口を有する環状の遮蔽部８を備え、対向する一部が他の部分よりも開口率が小さいとしてもよく、効果に差はない。

また、本実施の形態では、羽根車ガード３が前面ガード４と側面ガード５と背面ガード６を接合して構成されるとしたが、図６に示すように、羽根車ガード３が前面ガード４と背面ガード６を接合して構成され、前面ガード４の接合部７側およびまたは背面ガード６の接合部７側に、開口を有する環状の遮蔽部８を備え、対向する一部が他の部分よりも開口率が小さいとしてもよく、同様の効果が得られる。

このように、羽根車ガード３が遮蔽機能を果たすため遮蔽部８として別部材が不要であり、構造を簡略化できるという効果が得られる。

（実施の形態２）
図７、図８に示すように、本実施の形態の扇風機は羽根車ガード３を前面ガード２３と側面ガード２４と背面ガード２５を接合して構成しており、側面ガード２４は固定部２６と円周方向に移動可能な可動部２７から構成されている。固定部２６と可動部２７はそれぞれ開口を有する環状の遮蔽部２８を備えており、可動部２７は対向する一部にのみ遮蔽部２８を備えている。側面ガード２４の一定範囲の面積に対する固定部２６と可動部２７に塞がれていない部分の面積の比率を開口率とする。図７では、側面ガード２４は固定部２６と固定部２６の外周に可動部２７を２段備えている。実施の形態１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。

上記構成において、図９（ａ）に示すように、固定部２６の遮蔽部２８の開口を塞ぐように可動部２７を配置することで、側面ガード２４の対向する一部の開口率を他の部分よりも小さくすることができるので、任意方向へ拡大するワイド気流にすることが可能となる。また、可動部２７を移動させることで、側面ガード２４の対向する一部の開口率を調整することができるので、ワイド気流の拡大範囲を調整することができる。

また、図９（ｂ）に示すように、固定部２６と可動部２７の遮蔽部２８の形状を、可動部２７の位置を変更することによって、側面ガード２４の開口率が全周で均一できるような形状にすることで、全周で開口率が均一になるため標準気流にすることができ、ワイド気流と標準気流を切り替えることが可能となる。

また、図７、図８、図９に示すように可動部２７を複数段備えることにより１段ごとの遮蔽部２８の面積を小さくすることができるので、標準気流にするために可動部２７の遮蔽部２８が固定部２６の遮蔽部２８の開口を塞がないように可動部２７を配置した際、羽根車１に流入する気流を妨げにくくなるので効率が悪化するのを防ぐことが可能になる。

本発明にかかる扇風機は、羽根車ガードの羽根車の外周部分に開口を有する環状の遮蔽部を備え、遮蔽部の対向する一部が他の部分よりも開口率を小さくすることで、羽根車から生じる旋回流れが開口率の小さい部分で切り離されるようになる。このため、羽根車１に必要な軸動力は低下する一方、扇風機の吹出し気流は開口率の小さい部分の位置を短径とした楕円状のワイド気流となるので、消費電力を低減して省エネ性を確保しつつ、送風範囲を任意の範囲に拡大させることができ、家庭用や事務所用などの扇風機としての活用が期待されるものである。

１羽根車
２電動機
３羽根車ガード
４前面ガード
５側面ガード
６背面ガード
７接合部
８遮蔽部
８ａ小開口率部
８ｂ小開口率部
２３前面ガード
２４側面ガード
２５背面ガード
２６固定部
２７可動部
２８遮蔽部

Claims

羽根車と、前記羽根車を駆動する電動機と、前記羽根車を覆う羽根車ガードと、前記羽根車ガードの前記羽根車の外周部分に開口を有する環状の遮蔽部を備え、前記遮蔽部の対向する一部が他の部分よりも開口率が小さくなっている扇風機であって、
前記羽根車ガードは前面ガード、側面ガード、背面ガードを接合して構成され、前記背面ガードと前記側面ガードから空気が流入し、前記前面ガードから空気が流出するもので、前記側面ガードが開口を有する環状の遮蔽部を備えることを特徴とする扇風機。
前記側面ガードは、固定部と円周方向に動く可動部から構成され、前記固定部と前記可動部が開口を有する環状の遮蔽部を備えることを特徴とする請求項１に記載の扇風機。
前記可動部の位置によって前記側面ガードの開口率が全周で均一になることを特徴とする請求項２に記載の扇風機。
前記可動部を複数段重ねて備えることを特徴とした請求項２または３に記載の扇風機。