JP6618834B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、上下方向への首振りが可能な送風装置に関する。

サーキュレータとして利用される送風装置には、上下方向への首振り機構を備えたものがある。このような送風装置は、ファンと、ファンを回転駆動するファンモータとを含む送風部を、上限位置と下限位置との間を往復移動するように、回動軸を中心に所定の角度の範囲で回動させる。

また、このような送風装置は、送風部が水平方向を向いた状態での送風部の重心と上記回動軸とが同一の水平面上に存在する場合、送風部が回動する角度に応じて重心と回動軸との水平距離が変化することにより、送風部に作用する回転モーメントが変動する。このため、モータへの負荷量が変動する結果、送風部が滑らかに回転しないという問題が生じる。また、上記のような場合、送風部が仰角９０度を超えてさらに回動したとき、送風部の自重によるモーメントと、バネの付勢力による回転モーメントとが同じ方向に作用するため、送風部が仰角９０度付近で急激に動くという問題も生じる。

特許文献１には、このような問題を解決する送風装置が開示されている。当該送風装置では、回転モーメントを打ち消す方向に付勢力を付与するバネを送風部に設け、さらに、送風部が水平方向を向く状態（俯仰角０度）で、送風部の重心が、回動軸からファンに向かう方向に離間し、かつ、回動軸を通る水平面より下方に位置する。当該送風装置によれば、バネの付勢力による回転モーメントにより、送風部の自重による回転モーメントを打ち消すことができる。また、送風部が鉛直上方を向いた状態を超えてさらに回動したとき、送風部の自重によるモーメントと、バネの付勢力による回転モーメントとが逆方向に作用するので、仰角９０度付近での送風部の急激な動きを抑えることができる。

特開２０１４−２０６１０６号公報（２０１４年１０月３０日公開）

しかしながら、上記の送風装置では、送風部の重心が、上記のように、回動軸を通る水平面より下方に位置する上記の位置にあるために、水平方向を向く下限位置から上限位置に至る途中で必要な駆動トルクが最大となる。このため、駆動トルクを十分に確保するには、大きな駆動用モータを使用するか、あるいは減速ギヤ比を大きくする必要があった。大きな駆動用モータを使用する場合、送風装置が大きくならざるを得ず、送風部への空気の供給量が少なくなる。それゆえ、風量の損失が発生するとともに、消費電力も大きくなるという不都合が生じる。また、減速ギヤ比を大きくする場合、上下方向の駆動速度が低下するため、上下駆動に時間がかかりすぎて実用上支障を来すことになる。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、送風装置の小型化および省電力化と実用性の向上とを実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る送風装置は、ファンと、ファンを回転駆動するファン駆動モータとを含む送風部と、前記ファン駆動モータよりも後方に配置された回動軸を中心にして、上限位置と下限位置との間で前記送風部を回動させる回動機構と、前記回動機構に前記送風部を回動させる補助外力を与える外力発生部材とを備え、前記送風部の重心は、前記送風部が水平方向を向いた状態で前記回動軸を通る水平面上に存在し、前記外力発生部材は、前記送風部が前記上限位置あに状態で前記補助外力を発生せず、かつ前記送風部が前記下限位置にある状態で前記上限位置に向かう最大の前記補助外力を発生する。

本発明の一態様によれば、送風部を回動させるモータの負担を軽減することにより、送風装置の小型化および省電力化と実用性の向上とを実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１および３に係る送風装置の外観構成を示す側面図である。 実施形態１に係る送風装置の上下首振りのための回動機構における駆動力伝達部の構成を示す図であって、（ａ）は駆動力伝達部の正面図であり、（ｂ）は駆動力伝達部の上面図であり、（ｃ）は駆動力伝達部におけるギヤ群を示す正面図である。 実施形態１に係る送風装置の送風部が水平方向を向いた状態を示す側面図である。 実施形態１に係る送風装置の送風部が鉛直上方を向いた状態を示す側面図である。 本発明の実施形態２に係る送風装置の構成を示す図であって、（ａ）は送風装置の送風部が水平方向を向いた状態を示す側面図であり、（ｂ）は送風装置の送風部が鉛直上方を向いた状態を示す側面図であり、（ｃ）は送風装置の送風部が（ａ）とは反対の水平方向を向いた状態を示す側面図である。 本発明の実施形態３に係る送風装置の送風部が上限位置から下限位置に回動するときの送風部における遊星ギヤ機構のギヤ群の噛み合いの状態を示す図であって、（ａ）は遊星ギヤ機構を示す平面図であり、（ｂ）は遊星ギヤ機構を示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係る送風装置の送風部が下限位置から上限位置に回動するときの送風部における遊星ギヤ機構のギヤ群の噛み合いの状態を示す図であって、（ａ）は遊星ギヤ機構を示す平面図であり、（ｂ）は遊星ギヤ機構を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について図１〜図４を用いて説明すれば、以下のとおりである。

図１は、実施形態１に係る送風装置１０１の外観構成を示す側面図である。図２は、送風装置１０１の上下首振りのための回動機構における駆動力伝達部４の構成を示す図であって、図２の（ａ）は駆動力伝達部４の正面図であり、図２の（ｂ）は駆動力伝達部４の上面図であり、図２の（ｃ）は駆動力伝達部４におけるギヤ群を示す正面図である。

図１に示すように、サーキュレータとして構成される送風装置１０１は、送風部１と、回動機構２とを備えている。送風部１は、回動機構２の回動軸２ａを中心に上限位置と下限位置との間で、回動機構２における後述する回動支持部３に対して回動する。送風部１の重心Ｇは、回動軸２ａと離間しており、かつ、送風部１が水平方向を向いた状態で回動軸２ａを通る水平面上に存在する。この重心Ｇの配置は、後述する実施形態２および３の送風装置１０２，１０３でも同様である。

送風部１は、ファン１１と、ファンガード１２と、ファン駆動モータ１３とを備えている。ファン１１は、例えば、３枚の羽根部材を有し、ファン駆動モータ１３の出力軸（図示せず）に取り付けられている。ファン１１は、ファン駆動モータ１３に駆動されることによって、所定方向に回転し、ファン駆動モータ１３とは反対側への空気流を発生させる。すなわち、送風部１は、図１において、ファン１１により発生する空気流が、ファン１１よりも右側へ送出されるように構成されている。

以降の説明では、送風方向の下流側を送風装置１０１の前方、送風方向の上流側を送風装置１０１の後方とする。

ファンガード１２は、ファン１１を取り囲むように形成されている。また、ファンガード１２は、送風装置１０１の後方からの空気を取り込み、かつ、取り込んだ空気を送風装置１０１の前方へ送り出すように、多数の開口を有している。

ファン駆動モータ１３は、ファン１１を回転駆動するモータである。ファン駆動モータ１３は、ファンガード１２の後背部に設けられたモータ取付部１４に取り付けられている。また、ファン駆動モータ１３は、上記の回動軸２ａよりも前方に配置されている。

回動機構２は、回動支持部３と、駆動力伝達部４とを備えている。回動支持部３は、駆動力伝達部４を回動軸２ａによって回動自在に支持する。駆動力伝達部４は、回動モータ４４の駆動力を回動軸２ａに伝達する。

図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、回動支持部３は、支持フレーム３１と、支持軸部３２とを有している。支持フレーム３１は、板状の部材であり、底板部３１ａと、底板部３１ａの両端から互いに平行となるように立ち上がる一対の側板部３１ｂ，３１ｃとを有することでＵ字形状を成すように形成されている。支持軸部３２は、支持軸３２ａと、フランジ３２ｂと、ナット３２ｃとを含んでいる。支持軸３２ａは、先端付近にフランジ３２ｂが設けられており、フランジ３２ｂを底板部３１ａの底面に当接させた状態で、底板部３１ａの中央に設けられた穴（図示せず）に、その先端が貫通するように配置される。また、支持軸３２ａは、当該先端をナット３２ｃで締め付けることにより、フランジ３２ｂとナット３２ｃとで底板部３１ａを挟持する。このようにして、支持フレーム３１と支持軸部３２とが固定される。支持軸３２ａは、図示しない支柱や台座などに取り付けられる。

図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように、駆動力伝達部４は、フレーム４１と、ギヤプレート４２と、第１スペーサ４３ａ〜第４スペーサ４３ｄと、回動モータ４４と、モータギヤ４５と、中間ギヤ４６と、出力ギヤ４７と、ねじりバネ４８と、スリーブ４９ａ，４９ｂとを有している。

フレーム４１（支持部材）は、駆動力伝達部４を構成する上記の各部材を保持する枠体である。フレーム４１は、底板部４１ａと、底板部４１ａの両端から互いに平行となるように立ち上がる一対の側板部４１ｂ，４１ｃとを有している。

ギヤプレート４２（支持部材）は、一対の側板部４１ｂ，４１ｃの間に、側板部４１ｃと平行に対向するように配置されている。また、ギヤプレート４２は、４つの第１スペーサ４３ａ〜第４スペーサ４３ｄによって、所定の間隔をおいて、一方の側板部４１ｂに固定されている。

第１スペーサ４３ａ〜第４スペーサ４３ｄ（支持部材）は、同じ長さを有する棒状の部材であり、一端でギヤプレート４２に固着される一方、他端でネジ締結によって側板部４１ｃに固定されている。ギヤプレート４２が図２の（ｃ）に示す位置にある状態では、第１スペーサ４３ａは、送風装置１０１の前方側における上方に配置され、第２スペーサ４３ｂは、送風装置１０１の後方側における上方に配置され、第３スペーサ４３ｃは、第１スペーサ４３ａの下方に配置され、第４スペーサ４３ｄは、第２スペーサ４３ｂの下方に配置されている。

回動モータ４４は、側板部４１ｂとギヤプレート４２との間に配置されている。回動モータ４４の後端部は、側板部４１ｂに形成された図示しない穴に嵌め込まれている。また、回動モータ４４の出力軸は、ギヤプレート４２から側板部４１ｂ側に突出するように設けられたモータギヤ４５の軸と直結するように接続されている。

モータギヤ４５および中間ギヤ４６は、側板部４１ｃとギヤプレート４２とに回転自在となるように配置されている。中間ギヤ４６は、大きい径を有する大径ギヤ４６ａと、大径ギヤ４６ａより小さい径を有する小径ギヤ４６ｂとを有している。大径ギヤ４６ａおよび小径ギヤ４６ｂは同軸に設けられている。また、大径ギヤ４６ａは、モータギヤ４５と噛み合っている。

出力ギヤ４７は、側板部４１ｃとギヤプレート４２とに回転自在となるように配置されている。出力ギヤ４７は、円板部４７ａと、ギヤ部４７ｂと、第１突起部４７ｃと、第２突起部４７ｄと、第１軸部４７ｅと、第２軸部４７ｆとを有している。

円板部４７ａは、その外周の一部に、送風部１が回動する角度の範囲に形成されたギヤ部４７ｂを有するとともに、外周のギヤ部４７ｂが形成されていない領域に、第１突起部４７ｃおよび第２突起部４７ｄを有している。ギヤ部４７ｂは、中間ギヤ４６の小径ギヤ４６ｂと噛み合っている。

第１軸部４７ｅは、円板部４７ａからギヤプレート４２側まで伸びるように形成されており、その端部でギヤプレート４２に回転自在に支持されている。また、第１軸部４７ｅは、中間ギヤ４６の大径ギヤ４６ａの歯面と対向する位置に配されている。

第２軸部４７ｆは、円板部４７ａから支持フレーム３１の側板部３１ｃ側まで伸びるように形成されており、側板部４１ｃを貫通している。第２軸部４７ｆは、貫通する部分で側板部４１ｃに回転自在に支持されている。また、第２軸部４７ｆの端部は側板部３１ｃに固定されている。

第１軸部４７ｅおよび第２軸部４７ｆは、回動機構２の回動軸２ａを形成している。

ねじりバネ４８（外力発生部材）は、トーションバネと呼ばれるバネであり、コイル軸の周りにねじりモーメント（トルク）を受けることで、エネルギーを蓄える。ねじりバネ４８は、出力ギヤ４７の第１軸部４７ｅに巻き付けられている。また、ねじりバネ４８の一端は、折り曲げられて出力ギヤ４７の第１突起部４７ｃに係止される一方、ねじりバネ４８の他端は第３スペーサ４３ｃに係止されるように第３スペーサ４３ｃ側に伸びている。

スリーブ４９ａ，４９ｂは両端に開口を有する筒状の部材である。スリーブ４９ａの一端は支持フレーム３１の側板部３１ｂに固定され、スリーブ４９ａの他端はフレーム４１の側板部４１ｂを貫通しており側板部４１ｂには固定されていない。一方、スリーブ４９ｂの一端は支持フレーム３１の側板部３１ｃに固定され、スリーブ４９ｂの他端はフレーム４１の側板部４１ｃを貫通しており側板部４１ｃには固定されていない。これにより、フレーム４１は、支持フレーム３１に対して回動自在となるように支持されている。また、スリーブ４９ｂの内部には、出力ギヤ４７の第２軸部４７ｆが通されている。

上記のように構成される送風装置１０１の上下方向の首振り動作について説明する。図３は、送風装置１０１の送風部１が水平方向を向いた状態を示す側面図である。図４は、送風装置１０１の送風部１が鉛直上方を向いた状態を示す側面図である。

図３に示すように、送風部１が水平方向を向いた状態、すなわち送風部１が下限位置にある状態では、第３スペーサ４３ｃが第２突起部４７ｄに当接することにより、送風部１が下限位置を超えてさらに回動しないように、駆動力伝達部４の動きが規制されている。また、この状態では、ねじりバネ４８が、規定の範囲内で最も強く巻き締められおり、最大の付勢力を発生する。この状態から、回動モータ４４がＡ方向に回転することにより、その回転駆動力がモータギヤ４５から中間ギヤ４６を介して出力ギヤ４７に伝えられる。

出力ギヤ４７は、第２軸部４７ｆにより回動支持部３（支持フレーム３１）に固定される一方、フレーム４１およびギヤプレート４２に対して回動自在となっている。これにより、出力ギヤ４７は、回動支持部３とともに動かないが、中間ギヤ４６は小径ギヤ４６ｂが出力ギヤ４７のギヤ部４７ｂに噛み合いながら下降していく。これにより、送風部１は、上向きに角度を変えていくと、図４に示すように鉛直上方を向いた状態、すなわち上限位置に達する。また、送風部１が上向きに回動する過程では、ねじりバネ４８に蓄えられた付勢力が送風部１を回動させる補助外力として送風部１に作用する。

図４に示すように、送風部１が鉛直上方を向いた状態、すなわち送風部１が上限位置にある状態では、第３スペーサ４３ｃが第１突起部４７ｃに当接しており、送風部１が上限位置を超えてさらに回動しないように、駆動力伝達部４の動きが規制されている。また、この状態では、ねじりバネ４８は、全く巻き締められず、付勢力を発生していない。あるいは、ねじりバネ４８の一端が第１突起部４７ｃから若干離れ、かつ、ねじりバネ４８の他端が第３スペーサ４３ｃから若干離れていてもよい。これにより、ねじりバネ４８の付勢力が、鉛直上方を向いた状態の送風部１に作用することがなく、送風部１の姿勢が不安定になることはない。

この状態から、回動モータ４４がＢ方向（Ａ方向の逆方向）に回転することにより、その回転駆動力がモータギヤ４５から中間ギヤ４６を介して出力ギヤ４７に伝えられる。中間ギヤ４６は小径ギヤ４６ｂが出力ギヤ４７のギヤ部４７ｂに噛み合いながら上昇していく。これにより、送風部１は、上向きに角度を変えていくと、図３に示すように水平方向を向いた下限位置に達する。また、送風部１が下向きに回動する過程では、ねじりバネ４８が次第に巻き締められていき、ねじりバネ４８に付勢力が蓄えられていく。そして、送風部１が水平方向を向いた状態では、前述のように、ねじりバネ４８の付勢力が最大になる。

以上のように、送風装置１０１は、送風部１の重心Ｇは、送風部１が水平方向を向いた状態で回動軸２ａを通る水平面上に存在するので、小型化が可能である。これに対し、送風部の重心が回動軸を通る水平面より下方に位置する従来の送風装置は、上下方向の寸法が大きくなる。また、ねじりバネ４８の付勢力は、送風部１が水平方向を向いた状態で最大となるので、送風部１を上向きに回動させる場合の補助外力として利用できる。送風部１を下向きに回動させる過程では、送風部１の自重によるトルクが発生することから、駆動トルクが上向きの回動時と比べて軽減されるので、その軽減された駆動トルクをねじりバネ４８を巻き締める力に割り当てることができる。

それゆえ、回動モータ４４の負担が軽減されるので、回動モータ４４に小さいモータを使用することができる。したがって、送風装置１０１の小型化を図ることができるだけでなく、送風部１への空気の供給量を多くして風量の損失を抑えるとともに、消費電力を低減することができる。また、送風部１の回動に必要な十分な駆動トルクを確保するために減速ギヤ比を大きくする必要がない。したがって、送風部１の上下方向の駆動速度が低下することがない。よって、実用上問題のない時間で送風部１を上下方向に駆動することができる。

また、ねじりバネ４８の一端が第１突起部４７ｃに係止され、ねじりバネ４８の他端が一定の位置となる第３スペーサ４３ｃに係止されている。これにより、ねじりバネ４８が送風部１の回動方向と逆方向の力を発生させる場合でも、ねじりバネ４８の両端部が第１突起部４７ｃおよび第３スペーサ４３ｃから離れることにより、送風部１に引き戻す力を作用させることがない。

さらに、ねじりバネ４８は、複数のギヤ（モータギヤ４５，中間ギヤ４６，出力ギヤ４７）を配置するために所定の間隔で、ギヤプレート４２と側板部４１ｃとの間の空間におけるギヤが存在しない領域に配置されている。これにより、限られた空間にねじりバネ４８を効率的に配置することができる。それゆえ、送風装置１０１の小型化を図ることができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。

図５は、実施形態２に係る送風装置１０２の構成を示す図である。図５の（ａ）は送風装置１０２の送風部１が水平方向を向いた状態を示す側面図であり、図５の（ｂ）は送風部１が鉛直上方を向いた状態を示す側面図であり、図５の（ｃ）は送風部１が図５の（ａ）とは反対の水平方向を向いた状態を示す側面図である。

図５の（ａ）に示すように、サーキュレータとして構成される送風装置１０２は、前述の送風装置１０１と同様、送風部１を備えており、回動機構２の代わりに回動機構２Ａを備えている。回動機構２Ａは、回動支持部３Ａと、駆動力伝達部４Ａと、引張コイルバネ５（外力発生部材）とを備えている。

回動支持部３Ａは、送風装置１０１における回動支持部３が駆動力伝達部４を回動自在に支持するのと同様、駆動力伝達部４Ａを回動自在に支持するものである。また、回動支持部３Ａは、回動支持部３と比べて回動軸２ａの付近からさらに伸びた部分を有している。引張コイルバネ５の一端は当該部分に固定されている。また、引張コイルバネ５の他端は、駆動力伝達部４Ａの側面における、ファンガード１２の後端部と回動軸２ａとの中間位置に固定されている。

駆動力伝達部４Ａは、送風装置１０１における駆動力伝達部４からねじりバネ４８を除いた構成である。

上記のように構成される送風装置１０２では、図５の（ａ）に示すように、送風部１が水平方向を向いた状態、すなわち送風部１が下限位置にある状態では、引張コイルバネ５が規定の範囲内で最も引っ張られており、最大の付勢力を発生する。この状態から、駆動力伝達部４が送風部１を上向きに回動させる過程では、引張コイルバネ５に蓄えられた付勢力が送風部１を回動させる補助外力として送風部１に作用する。

図５の（ｂ）に示すように、送風部１が鉛直上方を向いた状態、すなわち送風部１が上限位置にある状態では、引張コイルバネ５は、全く引っ張られておらず、付勢力すなわち補助外力を発生していない。これにより、引張コイルバネ５の付勢力が、鉛直上方を向いた状態の送風部１に作用することがなく、送風部１の姿勢が不安定になることはない。

このように、送風装置１０２では、引張コイルバネ５を用いることにより、送風装置１０１と同様、送風部１が水平方向を向く下限位置から上限位置に至る途中で必要な駆動トルクを小さくすることができる。また、引張コイルバネ５の付勢力は、送風部１が水平方向を向いた状態で最大となるので、送風部１を上向きに回動させる場合の補助外力として利用できる。それゆえ、送風装置１０１と同様、送風装置１０２の小型化および低消費電力化を図ることができるとともに、実用上問題のない時間で送風部１を上下方向に駆動することができる。

送風装置１０２では、引張コイルバネ５を用いていることにより、図５の（ｃ）に示すように、送風部１を、鉛直上方を向いた状態から、図５の（ａ）に示す水平方向に向いた状態に対して反対側の水平方向に向くようにさらに回動させることができる。これにより、送風部１の回動範囲を拡大することができ、サーキュレータとしての性能を向上させることができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図１、図６および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。

図１は、送風装置１０３の外観構成を示す側面図である。図６は、送風装置１０３の送風部１が上限位置から下限位置に回動するときの送風部１における遊星ギヤ機構６のギヤ群の噛み合いの状態を示す図である。図６の（ａ）は遊星ギヤ機構６を示す平面図であり、図６の（ｂ）は遊星ギヤ機構６を示す斜視図である。図７は、送風装置１０３の送風部１が下限位置から上限位置に回動するときの送風部１における遊星ギヤ機構６のギヤ群の噛み合いの状態を示す図である。図７の（ａ）は遊星ギヤ機構６を示す平面図であり、図７の（ｂ）は遊星ギヤ機構６を示す斜視図である。

図１に示すように、サーキュレータとして構成される送風装置１０３は、前述の実施形態２に係る送風装置１０１と同様、送風部１を備えており、回動機構２に代えて回動機構２Ｂを備えている。回動機構２Ｂは、駆動力伝達部４Ｂと、回動支持部３とを備えている。駆動力伝達部４Ｂは、前述の実施形態２に係る送風装置１０２の駆動力伝達部４Ａと同様、送風装置１０１における駆動力伝達部４からねじりバネ４８を除いた構成である。ただし、駆動力伝達部４Ｂは、図２の（ａ）〜（ｃ）に示す、中間ギヤ４６および出力ギヤ４７に代えて、図６の（ａ）に示す遊星ギヤ機構６を有している。

遊星ギヤ機構６は、太陽ギヤ６１と、第１遊星ギヤ６２と、第２遊星ギヤ６３と、Ｖアーム６４と、出力ギヤ６５とをギヤ群として有している。

太陽ギヤ６１は、前述の回動モータ４４（図２の（ａ）または（ｂ）参照）の回転駆動力を直接または間接的に受けるギヤである。第１遊星ギヤ６２および第２遊星ギヤ６３は、Ｖアーム６４によって太陽ギヤ６１と噛み合うように配置されている。

Ｖアーム６４は、鋭角を成すように配置された第１アーム部６４ａと第２アーム部６４ｂとを有している。Ｖアーム６４は、第１アーム部６４ａと第２アーム部６４ｂとが結合する部分で、太陽ギヤ６１の中心軸６１ａに回動自在となるように支持されている。第１アーム部６４ａの端部は、第１遊星ギヤ６２の中心軸６２ａを回動自在に支持している。第２アーム部６４ｂの端部は、第２遊星ギヤ６３の中心軸６３ａを回動自在に支持している。Ｖアーム６４によって第１遊星ギヤ６２および第２遊星ギヤ６３を太陽ギヤ６１の中心軸６１ａに対して支持することにより、第１遊星ギヤ６２および第２遊星ギヤ６３は、太陽ギヤ６１の回転方向と同じ方向に太陽ギヤ６１の周りを移動する。

第２遊星ギヤ６３は、第１遊星ギヤ６２より大きい径を有する大径ギヤ６３ａと、大径ギヤ６３ａより小さい径を有する小径ギヤ６３ｂとを有している。大径ギヤ６３ａおよび小径ギヤ６３ｂは同軸に設けられている。これにより、第２遊星ギヤ６３は、減速ギヤとして機能する。また、小径ギヤ６３ｂは、第１遊星ギヤ６２と同じ径を有している。

出力ギヤ６５は、前述の出力ギヤ４７に代わるギヤであり、太陽ギヤ６１の周りを移動する第１遊星ギヤ６２および第２遊星ギヤ６３のいずれか一方と噛み合う位置に配置されている。なお、出力ギヤ６５は、出力ギヤ４７に回転駆動力を伝えるギヤであってもよい。

以上のように構成される遊星ギヤ機構６を用いて送風部１を回動させるときの遊星ギヤ機構６の動作を説明する。

送風部１が鉛直上方を向いた状態、すなわち送風部１が上限位置にある状態から送風部１を下向きに回動させる場合、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、太陽ギヤ６１をＭ方向に回転させる。この状態では、第１遊星ギヤ６２は、太陽ギヤ６１と噛み合いながら、太陽ギヤ６１の周りをＭ方向に移動することで出力ギヤ６５と噛み合うので、出力ギヤ６５に太陽ギヤ６１の回転駆動力を伝える。これにより、出力ギヤ６５がＭ方向に回転するので、送風部１は下向きに回動する。

送風部１が下向きに回動する場合、送風部１の自重による下向きの力が働くので、大きな駆動力を必要としない。

一方、送風部１が水平方向を向いた状態、すなわち送風部１が下限位置にある状態から送風部１を上向きに回動させる場合、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、太陽ギヤ６１をＮ方向（Ｍ方向の逆方向）に回転させる。この状態では、第２遊星ギヤ６３は、大径ギヤ６３ａが太陽ギヤ６１と噛み合うことにより、太陽ギヤ６１の周りをＮ方向に移動する。これにより、第２遊星ギヤ６３は、第２遊星ギヤ６３の小径ギヤ６３ｂが出力ギヤ６５と噛み合うので、出力ギヤ６５に太陽ギヤ６１の回転駆動力を伝える。これにより、出力ギヤ６５がＮ方向に回転するので、送風部１は上向きに回動する。

送風部１が上向きに回動する場合、送風部１の自重が負荷となるので、送風部１が下向きに回動する場合と比べて大きな駆動力を必要とする。これに対し、第２遊星ギヤ６３が、減速ギヤとして機能するので、出力ギヤ６５から出力される駆動トルクを、送風部１を下向きに回動させる場合よりも大きくすることができる。

ただし、第２遊星ギヤ６３が減速ギヤとしての機能を有することにより、送風部１が上向きに回動する場合の回動速度は、送風部１が下向きに回動する場合の回動速度よりも遅い。このため、上向き回動時の回動速度を下向き回動時の回動速度と同じにする必要がある場合、駆動源（回動モータ４４）の出力トルク、首振り負荷、回動速度、その他の回動動作に関連する駆動力などを考慮した上で、駆動源の回転数や第２遊星ギヤ６３の減速率を設定する必要がある。

なお、送風装置１０３は、送風装置１０１が備えるねじりバネ４８または送風装置１０２が備える引張コイルバネ５を備えていないが、これらのいずれかを備えることにより、さらに駆動源の負担を軽減することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る送風装置は、ファン１１と、ファン１１を回転駆動するファン駆動モータ１３とを含む送風部１と、前記ファン駆動モータ１３よりも後方に配置された回動軸２ａを中心にして、上限位置と下限位置との間で前記送風部１を回動させる回動機構２，２Ａと、前記回動機構２，２Ａに前記送風部１を回動させる補助外力を与える外力発生部材（引っ張りコイルバネ５，ねじりバネ４８）とを備え、前記送風部１の重心は、前記送風部１が水平方向を向いた状態で前記回動軸２ａを通る水平面上に存在し、前記外力発生部材は、前記送風部１が前記上限位置にある状態で前記補助外力を発生せず、かつ前記送風部１が前記下限位置にある状態で前記上限位置に向かう最大の前記補助外力を発生する。

上記の構成によれば、外力発生部材による補助外力は、送風部１が水平方向を向いた状態で最大となるので、送風部１を下限位置から上限位置に上向きに回動させる場合に利用できる。それゆえ、送風部１を回動させる駆動源（回動モータ４４）の負担が軽減されるので、駆動源に小さいモータを使用することができる。したがって、送風装置の小型化を図ることができるだけでなく、消費電力を低減することができる。また、送風部１の回動に必要な十分な駆動トルクを確保するために減速ギヤ比を大きくする必要がない。したがって、実用上問題のない時間で送風部１を上下方向に駆動することができる。

本発明の態様２に係る送風装置は、上記態様１において、前記回動機構２，２Ａは、前記回動軸２ａを回動させる駆動力を発生させる回動モータ４４を有し、前記外力発生部材は、前記回動軸２ａに巻き付けられたねじりバネ４８であり、前記ねじりバネ４８の一端は前記回動軸２ａとともに回動し、前記ねじりバネ４８の他端は一定の位置に規制されていてもよい。

上記の構成によれば、ねじりバネ４８は、回動軸２ａを一方向に回動させることにより巻き締められる一方、回動軸２ａを他方向に回動させるときにねじりバネ４８の付勢力をその回動に利用することができる。これにより、送風部１が上限位置から下限位置に回動するときに、ねじりバネ４８を巻き締める一方、送風部１が下限位置から上限位置に回動するときに、ねじりバネの付勢力を補助外力として送風部１に作用させることができる。

本発明の態様３に係る送風装置は、上記態様２において、前記ねじりバネ４８の一端は前記回動軸２ａの一部に係止され、前記ねじりバネ４８の他端は前記回動軸２ａを回動自在に支持する支持部材の一部（第３スペーサ４３ｃ）に係止されていてもよい。

上記の構成によれば、ねじりバネ４８が送風部１の回動方向と逆方向の力を発生させる場合でも、ねじりバネ４８の両端部が係止されている部分から離れることにより、送風部１に引き戻す力を作用させることがない。

本発明の態様４に係る送風装置は、上記態様２または３において、前記回動モータ４４の駆動力を前記回動軸２ａに伝達する複数のギヤ（モータギヤ４５，中間ギヤ４６，出力ギヤ４７）を備え、前記ねじりバネ４８は、前記ギヤを配置するために所定の間隔で設けられた空間における前記ギヤが存在しない領域に配置されていてもよい。

上記の構成によれば、限られた空間にねじりバネ４８を効率的に配置することができる。それゆえ、送風装置の小型化を図ることができる。

本発明の態様５に係る送風装置は、上記態様１において、前記回動機構２Ａが、前記回動軸２ａを回動させる駆動力を発生させる回動モータ４４の駆動力を前記回動軸２ａに伝達する駆動力伝達部４Ａと、前記回動軸２ａが固定され、かつ前記駆動力伝達部４Ａを回動自在に支持する回動支持部３Ａとを有し、前記外力発生部材は引張コイルバネ５であり、前記引張コイルバネ５の一端は駆動力伝達部４Ａに接続され、前記引張コイルバネ５の他端は前記回動支持部３Ａに接続されていてもよい。

上記の構成によれば、送風部１が上限位置から下限位置に回動するときに、回動軸２ａが駆動力伝達部４Ａによって伝達される駆動力によって回動する。回動軸２ａが回動支持部３Ａに固定されているので、回動支持部３に対して駆動力伝達部４が回動することになる。これにより、回動支持部３Ａと駆動力伝達部４Ａとの間が広がるので、引張コイルバネ５が引っ張られる。この状態では、引張コイルバネ５に付勢力が蓄えられる。

送風部１が下限位置から上限位置に回動するときに、送風部１が上限位置から下限位置に回動する場合とは逆の方向に回動軸２ａを回動させる。このとき、引張コイルバネ５の付勢力を、回動軸２ａを回動させるためのトルクを補うための補助外力として利用することができる。それゆえ、送風部１を回動させる駆動源（回動モータ４４）の負担を軽減することができる。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 送風部
２ 回動機構
２Ａ 回動機構
２ａ 回動軸
３ 回動支持部
５ 引張コイルバネ（外力発生部材）
１１ ファン
１３ ファン駆動モータ
４１ フレーム（支持部材）
４２ ギヤプレート（支持部材）
４３ａ 第１スペーサ（支持部材）
４３ｂ 第２スペーサ（支持部材）
４３ｃ 第３スペーサ（支持部材）
４３ｄ 第４スペーサ（支持部材）
４４ 回動モータ
４５ モータギヤ（ギヤ）
４６ 中間ギヤ（ギヤ）
４７ 出力ギヤ（ギヤ）
４８ ねじりバネ（外力発生部材）
１０１ 送風装置
１０２ 送風装置
Ｇ 重心

Claims (3)

1. ファンと、ファンを回転駆動するファン駆動モータとを含む送風部と、
   前記ファン駆動モータよりも後方に配置された回動軸を中心にして、上限位置と下限位置との間で前記送風部を回動させる回動機構と、
   前記回動機構に前記送風部を回動させる補助外力を与える外力発生部材とを備え、
   前記送風部の重心は、前記送風部が水平方向を向いた状態で前記回動軸を通る水平面上に存在し、
   前記外力発生部材は、前記送風部が前記上限位置にある状態で前記補助外力を発生せず、かつ前記送風部が前記下限位置にある状態で前記上限位置に向かう最大の前記補助外力を発生し、
   前記回動機構は、前記回動軸を回動させる駆動力を発生させる回動モータを有し、
   前記外力発生部材は、前記回動軸に巻き付けられたねじりバネであり、
   前記ねじりバネの一端は前記回動軸とともに回動し、前記ねじりバネの他端は一定の位置に規制されることを特徴とする送風装置。
2. 前記ねじりバネの一端は前記回動軸の一部に係止され、前記ねじりバネの他端は前記回動軸を回動自在に支持する支持部材の一部に係止されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記回動モータの駆動力を前記回動軸に伝達する複数のギヤを備え、
   前記ねじりバネは、前記ギヤを配置するために所定の間隔で設けられた空間における前記ギヤが存在しない領域に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風装置。

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