JP6541843B1 - 縦ルーバ式風向制御機構 - Google Patents

Abstract

【課題】大型ファンによる縦ルーバ式送風ファンであってもファン自体の風圧に左右されずに縦ルーバの安定した左右往復揺動トルクが得られ、畜産、養鶏、その他の産業用動物の飼育分野にも汎用可能にした縦ルーバ式送風装置の風向制御機構を提供する。【解決手段】前面部に複数の縦ルーバ２を並設してなる送風用開口枠１を備える。送風用開口枠１は、縦ルーバ２駆動用のモータ５と、該モータ５の回転を往復運動に換えて各縦ルーバ２を所定のサイクルで左右方向に往復揺動させ、風を左右前方に振り分けるものとしたカム機構６と、を備えてなる。【選択図】図１

Description

本発明は、畜産、養鶏、その他の産業用動物の飼育分野にも使用できる縦ルーバ式風向制御機構に関する。

従来においては、家畜用のファン装置は多数あるが、小型の回転型ファンが多用されている。ただ、産業用動物における夏場対策としての送風は、牛・豚・鶏において人間と違い汗腺が極端に少ないため、馬以外は通常汗をかかない動物と言われている。従って体感温度を下げるために風速が大変重要視されてきている。そこで近年においては畜舎内の空気を入れ替えるために羽根径が８０ｃｍから１ｍの大型ファンが日常的に使われてきた。

大型ファンとしては、例えば、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、送風ファン用の電動シャッタ装置（パナソニックエコシステムズ株式会社製）が商品化されている。この装置は縦横サイズ９００ｍｍ、幅１１０ｍｍ、重量１１ｋｇの枠体１００で構成され、該枠体１００の前面側には横向きのシャッタブレード１１０を７枚有し、枠体１００の左右内側に配した縦リンク機構１２０によって全てのシャッタブレード１１０が連動して開閉する。また、枠体１００の内側下部には駆動モータ１３０が設置され、該駆動モータ１３０は縦向きのクランクアームによる駆動リンク１４０を介して前記縦リンク機構１２０の一部に連結バー１５０を介して連繋されている。なお、図１６（ｃ）は、本装置のシャッタ結線回路を示し、電磁接触機、電動シャッタ駆動部からなり、電源は単相２００Ｖ、消費電力４９〜３９Ｗ、仕様電源が単相２００Ｖとなっている。

また、小型ファンとしては、例えば特許文献１に開示されているように、表面が毛細管現象により水浸透性を有する通風性の冷却ファンを、各家庭の首振り機構を備えた小型扇風機のプロペラ保護枠前面に支持装置により直結若しくは別置した冷風ファンが存在する。

特開昭５８−１３８９３１号公報

しかしながら、動物にとって風が連続的に同じ方向から当たり続けることは疲弊してしまう要因となり、飼育成長上の問題となっている。これを解決するために、１分間に１回〜５回風が当たるように風が間欠的に一定のサイクルでしかも連続的に当たり続けることが大変重要なポイントとなる。

従来から、畜産用ファンの目的としては、畜舎内の空気を入れ換えるために陰圧用としてまたは陽圧用として使用されるケース、また動物に風を直接当てることを目的とした順風用ファンとして使用されてきた。小さな飼育成長の段階にあっては風を当てることが発育を阻害することさえある。大きく成長するにつれて必要換気量、体感温度を下げるために必要な風量および風速が大きくなってゆく。上記したように連続的に風を当て続けることは反面疲弊にもつながるため、風の当たらない場所を確保し、暑くなったら風の当たるところに出てくるような工夫が必要となる。

しかし、今まで、産業用動物の大型ファンにおいて首を振る送風機は使われておらず、４０ｃｍ〜５０ｃｍの工業用扇の首振りファンを畜産業界で使用した例はあるが、大面積の畜舎において空気の束を送り続けるために羽根径を８０ｃｍから１２０ｃｍにした大型ファンに対し全体的に首振り機能を持たせることは重量的にも畜舎内点検上においても安全性を損なうものとなる。しかも、大きなモータ駆動も必要になり価格的にもリスクが大きく、そのような大型ファンは開発されていないのが実状である。因みに、建物に設置されるファンで風向制御がほどこされたものはない。

また、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示す送風ファン用の電動シャッタ装置（パナソニックエコシステムズ株式会社製）の如く重量性のある大型ファンの場合は、不使用の場合にはシャッタブレード１１０を閉鎖し、使用時においてのみ開くものであって、連続的に風向を変えるものではない。しかも、全てのシャッタブレード１１０が横向きとなって並設されているため、これらを連動して開閉駆動するためには十分な揺動トルクを必要とし、上記した縦向きのクランクアームによる駆動リンク１４０のみでは連動開閉が非常に困難となる虞がある。

しかも、その他の殆どの電動シャッタでは、通常は送風しないときに隙間風を入れないようにするためのシャッタを風圧シャッタではある一定の風圧がかからないと開かないために、ファンとシャッタを連動させずに入気量（入気インレット）を計画的に入れるための上記した図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示す電動シャッタ装置とは形状的にも目的機能的にも違うものとなる。

また、上記した特許文献１に記載の冷却ファンでは、これを大型化にするには、大容量の給水機構を要し、工費が嵩む。

そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、大型ファンによる縦ルーバ式送風ファンであってもファン自体の風圧に左右されずに縦ルーバの安定した左右往復揺動トルクが得られ、畜産、養鶏、その他の分野にも汎用可能にした縦ルーバ式風向制御機構を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る縦ルーバ式風向制御機構の構成は、
前面部に複数の縦ルーバを並設してなる送風用開口枠を備え、
前記送風用開口枠は、
縦ルーバ駆動用のモータと、
該モータの回転を往復運動に換えて各縦ルーバを所定のサイクルで左右方向に往復揺動させ、風を左右方向に振り分けるものとしたカム機構と、
を備え、
前記縦ルーバは、それぞれの上下両端部の略中央部分が前記送風用開口枠の上下枠部に回動自在に各枢支されていると共に、前記縦ルーバそれぞれの各上部後端側同士が可動バーに回動自在に枢着され、
前記可動バーを前記モータの駆動によって左右方向に往復揺動させて全ての縦ルーバが同一位相サイクルで方向変換されるよう前記可動バーの上部に、前記モータに連繋する前記カム機構が配されてなる縦ルーバ式風向制御機構であって、
前記カム機構は、
前記可動バーの上部にて一部を前方に向けて突出させた状態で固定した上向コ字枠状の固定側作動ブラケットと、
該固定側作動ブラケットのコ字枠内壁に摺接するローラを下面に設けた上向コ字枠状の回動側作動ブラケットと、
該回動側作動ブラケットのコ字枠内一端側に固定され且つ前記送風用開口枠の上枠部に回動自在に貫挿された回転軸と、
該回転軸上端に前記モータの出力ギアに噛合した駆動ギアと、
を備えてなることを特徴とする。

脚部が、二股の左側枠と二股の右側枠との各下端部同士を前後一対の連結バー及び左右一対の連結板で連繋してなり、前記送風用開口枠の左右側面上部側が前記左右枠の各上端側に回動自在に支持され、前記脚部に対して送風用開口枠自体の俯仰角度を自在に変えられるよう当該送風用開口枠の左右側面下部側が前記連結板に俯仰角度変更機構を介して保持され、該俯仰角度変更機構は、前記送風用開口枠の左右両側面に突設した係合突起と、該係合突起をスライド自在に係合させるよう前記連結板に設けた上向凹状に湾曲した円弧開口部とからなることを特徴とする。

本発明によれば、大型ファンによる縦ルーバ式送風ファンであってもファン自体の風圧に左右されずに縦ルーバの安定した左右往復揺動トルクが得られ、畜産、養鶏、その他の産業用動物の飼育分野にも汎用可能にした縦ルーバ式風向制御機構を提供することができる。

すなわち、本発明は、前面部に複数の縦ルーバを並設してなる送風用開口枠を備え、前記送風用開口枠は、縦ルーバ駆動用のモータと、該モータの回転を往復運動に換えて各縦ルーバを所定のサイクルで左右方向に往復揺動させ、風を左右前方に振り分けるものとしたカム機構と、を備えてなるので、縦ルーバの安定した左右往復揺動が得られることで、従来のように風が連続的に同じ方向から当たり続けることで動物が疲弊してしまうという飼育成長上の問題を解消することができる。

前記縦ルーバは、それぞれの上下両端部の略中央部分が前記送風用開口枠の上下枠部に回動自在に各枢支されていると共に、前記縦ルーバそれぞれの各上部後端側同士が可動バーに回動自在に枢着され、前記縦ルーバ式風向制御機構は、前記可動バーを前記モータの駆動によって左右方向に往復揺動させて全ての縦ルーバが同一位相サイクルで方向変換されるよう前記可動バーの上部に、前記モータに連繋する前記カム機構が配されてなるので、縦ルーバを自動的に左右に振ることができ、大型ファンによる大きな送風の空気の束を広い面積に半円から扇状に空気を送ることで産業用動物にとって間欠的サイクルで且つ連続的に風を送ることができる。

前記カム機構は、前記可動バーの上部にて一部を前方に向けて突出させた状態で固定した上向コ字枠状の固定側作動ブラケットと、該固定側作動ブラケットのコ字枠内壁に摺接するローラを下面に設けた上向コ字枠状の回動側作動ブラケットと、該回動側作動ブラケットのコ字枠内一端側に固定され且つ前記送風用開口枠の上枠部に回転自在に貫挿された回転軸と、該回転軸上端に前記モータの出力ギアに噛合した駆動ギアを備えてなるので、大型ファンによる縦ルーバ式送風ファンであってもファン自体の風圧に左右されずに縦ルーバの安定した左右往復揺動トルクが得られる。

前記脚部は、二股の左側枠と二股の右側枠との各下端部同士を前後一対の連結バー及び左右一対の連結板で連繋してなり、前記送風用開口枠の左右側面上部側が前記左右枠の各上端側に回動自在に支持され、前記脚部に対して送風用開口枠自体の俯仰角度を自在に変えられるよう当該送風用開口枠の左右側面下部側が前記連結板に俯仰角度変更機構を介して保持されてなるので、送風用開口枠の俯仰角度を適宜変えることで大型ファンによる送風方向を上下方向に容易に変更することができる。

前記俯仰角度変更機構は、前記送風用開口枠の左右両側面に突設した係合突起と、該係合突起をスライド自在に係合させるよう前記連結板に設けた上向凹状に湾曲した円弧開口部とからなるので、円弧開口部に沿って係合突起をスライドさせることで送風用開口枠の俯仰角度を容易に変えることができる。

前記大型ファンの羽根径は略１００ｃｍ〜２００ｃｍであるので、産業用動物の畜産飼育分野等での畜舎面積の広い場所においても大型ファンからの風を効率よく室内に送ることができ、室内の広範囲にわたり温度分布が均一となり、快適性が向上する。

前記脚部の下端には、移動可能なキャスタを備えたので、大型ファンを備えた重量性のある縦ルーバ式送風ファンを所定の場所に容易に搬送することができる。

前記縦ルーバの両端は、所定の角度を付けて開口する固定板が取り付けられているので、室内の広範囲にわたり風を送ることができ、しかも送風用開口枠自体の強度耐久性を高めることができる。

本発明を実施するための一形態における縦ルーバ式送風装置を左斜め前方から視た斜視図である。 同じく縦ルーバ式送風装置を斜め後方から視た斜視図である。 同じく縦ルーバ式送風装置を右斜め前方から視た斜視図である。 同じく縦ルーバ式送風装置を斜め後方から視た斜視図である。 縦ルーバの下端部分を示す斜視図である。 縦ルーバ式送風装置から大型ファンを取外した状態の送風用開口枠の正面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 縦ルーバ式送風装置のカム機構の要部を示す斜視図である。 同じくカム機構の要部を示す正面図及び平面図である。 カム機構による縦ルーバの左方向への揺動を説明するもので（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 カム機構による縦ルーバの右方向への揺動を説明するもので（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 羽毛状態が普通の成鶏での体感温度の風速の影響を数表で示す説明図である。 羽毛状態が少ない鶏での体感温度の風速の影響を数表で示す説明図である。 豚の体感温度の風速の影響を数表で示す説明図である。 牛の体感温度の風速の影響を数表で示す説明図である。 従来例における送風ファン用の電動シャッタ装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）はシャッタ結線回路図である。

以下、図面を参照して本発明に係る大型ファンを備えた縦ルーバ式送風ファンの風向制御機構の実施の一形態を詳細に説明する。

本実施形態に係る縦ルーバ式送風ファンは、図１、図２、図３、図４に示すように、ファンモータＭによって回転駆動される、羽根径が略８０ｃｍ〜１５０ｃｍである大型ファンＦを後面部に備え且つ複数の縦ルーバ２を前面部に並設してなる大型矩形状の送風用開口枠１（図６、図７参照）と、移動可能なキャスタＫを下端に備え、前記送風用開口枠１を衝立状に設置可能とした脚部３とを有してなる。

図２、図４に示すように、ファンモータＭは、クロス状に交叉した４本のアームＬによって、送風用開口枠１の中央に形成されている大径の円形開口部１Ａの背面側に位置するように支持され、ファンモータＭの大型ファンＦはこの円形開口部１Ａに向けて、若しくは、円形開口部１Ａの内側に配されている。

図１、図５、図８に示すように、前記縦ルーバ２は、縦長矩形状の薄板状に形成されており、それぞれの上下両端部の略中央部分が前記送風用開口枠１の上下枠内側に支軸部２Ａによって回動自在に各枢支されていると共に、縦ルーバ２それぞれの各上部後端側同士が可動バー４に回動自在に枢着され、該可動バー４を左右水平方向に往復揺動させることで、全ての縦ルーバ２が互いに連動して左右方向に向きが変えられるようにしている。

前記送風用開口枠１の一端側には、上記した各縦ルーバ２の向きを同一位相で且つ所定のサイクルで左右方向に往復揺動させるための風向制御機構Ｐを備えている。すなわち、この風向制御機構Ｐは、図８乃至図１１に示すように、縦ルーバ２駆動用のモータ５とカム機構６からなり、該カム機構６によって、モータ５の回転を往復運動に換えて各縦ルーバ２を所定のサイクルで左右方向に往復揺動させ、前記大型ファンＦからの風を左右前方に振り分けるものとしている。

具体的には、図８、図９に示すように、前記カム機構６は、前記可動バー４の上部に、上向コ字枠状の固定側作動ブラケット７がその先端側一部を前方に向けて突出させた状態で固定され、該固定側作動ブラケット７のコ字枠内部には、上向コ字枠状の回動側作動ブラケット８の下面に設けた摺動ローラ８Ａが収容されて固定側作動ブラケット７の内壁に摺接してなる。また、回動側作動ブラケット８のコ字枠内一端側には回転軸８Ｂが固定され、該回転軸８Ｂは前記送風用開口枠１の上枠に回転自在に貫挿され、該回転軸８Ｂの上端には前記モータ５の出力ギア５Ａに噛合する駆動ギア８Ｃを備えている。

前記脚部３は、図１、図２、図３、図４に示すように、二股の左側枠と二股の右側枠とからなり、これらの各下端部同士を前後一対の連結バー３Ａ及び左右一対の連結板３Ｂで連繋してなる。前記送風用開口枠１の左右側面上部側は前記左右枠の各上端側に回動自在に支持されており、当該送風用開口枠１の左右側面下部側は前記左右一対の連結板３Ｂに形成した俯仰角度変更機構Ｑを介して保持されている。

この俯仰角度変更機構Ｑは、図１、図２、図３、図４に示すように、前記送風用開口枠１の左右両側面に突設した先端にネジ部を有する係合突起９を、前記連結板３Ｂに設けた上向凹状に湾曲した円弧開口部１０にスライド自在に係合させ、前記送風用開口枠１は所望の俯仰角度位置で前記ネジ部に蝶ナットを捻じ込むことで連結板３Ｂに固定されるようにしてなる。これにより、前記脚部３に対して送風用開口枠１自体の俯仰角度を自在に変えられるようにしている。

また、図７に示すように、前記縦ルーバ２の両端は、所定の角度を付けて開口する固定板１１が取り付けられている。

次に、以上のように構成された形態についての使用（風向制御機構Ｐにおけるカム機構６の動作）について図１０、図１１を参照して説明する。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、モータ５の駆動によって回転軸８Ｂを中心に回動側作動ブラケット８が右回転（時計廻り）すると、回動側作動ブラケット８の下面に設けた摺動ローラ８Ａが固定側作動ブラケット７の内壁に摺接しつつ前方に向けてスライドし、摺動ローラ８Ａは固定側作動ブラケット７の中央位置まで移動する。このとき固定側作動ブラケット７は摺動ローラ８Ａによって右方向に押圧されて可動バー４は右方向に移動している。これによって縦ルーバ２は左方向に向けられる（図中、矢印方向で示す）。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、さらにモータ５の駆動によって回転軸８Ｂを中心に回動側作動ブラケット８が右回転（時計廻り）すると、回動側作動ブラケット８の下面に設けた摺動ローラ８Ａが固定側作動ブラケット７の内壁に摺接しつつさらに前方に向けてスライドし、摺動ローラ８Ａは固定側作動ブラケット７の先端位置まで移動する。このとき固定側作動ブラケット７は摺動ローラ８Ａによって左方向に押圧されて可動バー４は左方向に移動している。これによって縦ルーバ２は右方向に向けられる（図中、矢印方向で示す）。

図１２は、羽毛状態が普通の成鶏の体感温度（℃）の風速（ｍ／秒）に対する影響が示されている（日本畜産学会報５４、１９８３、山本より）。係数は平均値３．８で計算されている。例えば、風速２．５（ｍ／秒）の風に当たると、体感温度は乾球温度３０（℃）で２１（℃）にまで下がる。なお、塗潰した部分は体感温度が氷点下となる部分である。

図１３は、係数は５．２で計算した場合の羽毛状態が少ない鶏の体感温度（℃）の風速（ｍ／秒）に対する影響が示されている。この場合、例えば、風速２．５（ｍ／秒）の風に当たると、体感温度は乾球温度３０（℃）で１７（℃）にまで下がる。なお、塗潰した部分は体感温度が氷点下となる部分である。

図１４は、豚の体感温度（℃）の風速（ｍ／秒）に対する影響が示されている（Ｉｎｇｒａｍ，Ｄ．Ｌ，Ｒｅｖ．ｓｃｉ，ｖｏｌ６，１９６５より）。豚の体感温度（℃）は、乾球温度（℃）−４×風速（ｍ／秒）で計算されている。この場合、例えば、風速２．０（ｍ／秒）の風に当たると、体感温度は乾球温度３０（℃）で２２（℃）にまで下がる。なお、塗潰した部分は体感温度が氷点下となる部分である。

図１５は、牛の体感温度（℃）の風速（ｍ／秒）に対する影響が示されている（日畜会報Ｖｏｌ５５，１９４８，山本らより）。牛の体感温度（℃）は、乾球温度（℃）−１０×風速（ｍ／秒）で計算されている。この場合、例えば、風速２．０（ｍ／秒）の風に当たると、体感温度は乾球温度３０（℃）で１０（℃）にまで下がる。なお、塗潰した部分は体感温度が氷点下となる部分である。

以上説明したように、本実施形態では、大型ファンによる縦ルーバ式送風ファンであってもファン自体の風圧に左右されずに縦ルーバの安定した左右往復揺動トルクが得られ、畜産、養鶏、その他の産業用動物の飼育分野にも汎用可能にした大型ファンを備えた縦ルーバ式送風装置の風向制御機構を提供することができる。

また、本実施形態では、縦ルーバの安定した左右往復揺動が得られることで、従来のように風が連続的に同じ方向から当たり続けることで動物が疲弊してしまうという飼育成長上の問題を解消することができる。

また、本実施形態では、縦ルーバを自動的に左右に振ることができ、大型ファンによる大きな送風の空気の束を広い面積に半円から扇状に空気を送ることで産業用動物にとって間欠的サイクルで且つ連続的に風を送ることができる。

なお、本実施形態では、送風用開口枠１の後面部に大型ファンＦが予め取り付けられた縦ルーバ式風向制御機構Ｐ（縦ルーバ式送風ファン）を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。縦ルーバ式風向制御機構は、工場や畜舎等に予め設置されたファンの前面に後付けするようにしてもよい。

Ｐ…縦ルーバ式風向制御機構
Ｑ…俯仰角度変更機構
Ｆ…大型ファン
Ｍ…ファンモータ
１…送風用開口枠
２…縦ルーバ
３…脚部
３Ａ…連結バー
３Ｂ…連結板
４…可動バー
５…モータ
５Ａ…出力ギア
６…カム機構
７…固定側作動ブラケット
８…回動側作動ブラケット
８Ａ…摺動ローラ
８Ｂ…回転軸
８Ｃ…駆動ギア
９…係合突起
１０…円弧開口部
１１…固定板
１００…枠体
１１０…シャッタブレード
１２０…縦リンク機構
１３０…駆動モータ
１４０…駆動リンク
１５０…連結バー

Claims (2)

1. 前面部に複数の縦ルーバを並設してなる送風用開口枠を備え、
   前記送風用開口枠は、
   縦ルーバ駆動用のモータと、
   該モータの回転を往復運動に換えて各縦ルーバを所定のサイクルで左右方向に往復揺動させ、風を左右方向に振り分けるものとしたカム機構と、
   を備え、
   前記縦ルーバは、それぞれの上下両端部の略中央部分が前記送風用開口枠の上下枠部に回動自在に各枢支されていると共に、前記縦ルーバそれぞれの各上部後端側同士が可動バーに回動自在に枢着され、
   前記可動バーを前記モータの駆動によって左右方向に往復揺動させて全ての縦ルーバが同一位相サイクルで方向変換されるよう前記可動バーの上部に、前記モータに連繋する前記カム機構が配されてなる縦ルーバ式風向制御機構であって、
   前記カム機構は、
   前記可動バーの上部にて一部を前方に向けて突出させた状態で固定した上向コ字枠状の固定側作動ブラケットと、
   該固定側作動ブラケットのコ字枠内壁に摺接するローラを下面に設けた上向コ字枠状の回動側作動ブラケットと、
   該回動側作動ブラケットのコ字枠内一端側に固定され且つ前記送風用開口枠の上枠部に回動自在に貫挿された回転軸と、
   該回転軸上端に前記モータの出力ギアに噛合した駆動ギアと、
   を備えてなることを特徴とする縦ルーバ式風向制御機構。
2. 脚部が、二股の左側枠と二股の右側枠との各下端部同士を前後一対の連結バー及び左右一対の連結板で連繋してなり、前記送風用開口枠の左右側面上部側が前記左右枠の各上端側に回動自在に支持され、前記脚部に対して送風用開口枠自体の俯仰角度を自在に変えられるよう当該送風用開口枠の左右側面下部側が前記連結板に俯仰角度変更機構を介して保持され、該俯仰角度変更機構は、前記送風用開口枠の左右両側面に突設した係合突起と、該係合突起をスライド自在に係合させるよう前記連結板に設けた上向凹状に湾曲した円弧開口部とからなることを特徴とする請求項１に記載の縦ルーバ式風向制御機構。
   

Images