JPH05180199A

JPH05180199A - 流体移送装置

Info

Publication number: JPH05180199A
Application number: JP14447592A
Authority: JP
Inventors: Michihisa Tsutahara; 道久蔦原; Yukichi Kimura; 雄吉木村; Yasunari Okamoto; 康令岡本; Toru Iwata; 透岩田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｗeis−Ｆoghメカニズムを機械的に簡単な機
構で疑似的に再現し、もって二次元的な流れを高効率で
且つ低騒音で達成し得るようにした流体移送装置を提供
する。【構成】流体が移送される流路２内に、板状の翼４を
少なくとも一つ以上装着したアーム５を、該翼４が上記
流路２を横切るようにして配置するとともに、該アーム
５をモータ１０によって回転駆動されるクランク６の回
転運動により、上記翼４が上記流路２の流れ方向に対す
る翼各を順次連続的に変化させながら該流路２を横切っ
て移動するように揺動させることで、該翼４に“蜂の羽
ばたき運動"に近似した動きを行わせ、もってＷeis−Ｆ
oghメカニズムを再現したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、流路内で翼を該流路
を横切る方向に往復動させることにより流体を移送し得
るようにした流体移送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より二次元的な流れを実現する流体
移送装置として、例えば空気調和機においてはクロスフ
ローファンが多用されている。ところが、このようなク
ロスフローファンにおいては、シロッコファンとかプロ
ペラファン等の三次元的な流れを実現するファンに比し
てその効率が悪い、低騒音化を図るにはファン径を大き
くすることが有効であるがこのようにした場合にはその
設置スペースが大きくなる、舌部とかスクロール部等の
ファン回りの形状がファン性能に大きく影響することか
らこれらが設計上の制約となる、等の諸問題があること
が予てより指摘されている。

【０００３】このようなことから、全く新しいタイプの
流体移送装置の開発が望まれており、これに応えるもの
として例えば、特開昭６４ー１０７０００号公報に開示
されるようにいわゆるＷeis−Ｆoghメカニズムにより二
次元的流れを高い効率で且つ低い騒音で実現するように
したものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このＷeis
−Ｆoghメカニズムは、蜂の羽ばたき機構の観察によっ
て発見された新しい推進方法であり、上掲公知例にも示
されるように、二枚の翼を流路内に配置するとともに、
これらを該流路に直交する方向に向けて相互に接離する
ように平行移動させるとともに、そのストロークの両端
部においてそれぞれその翼角を変更させるようにしたも
のである。

【０００５】ところが、このような翼の運動を厳密に機
械的に再現しようとするとその駆動機構が非常に複雑で
且つ高速運転が困難であることから、現在までのところ
実機への適用例は見当たらず、また上掲公知例において
もその具体的駆動機構については何等明示されていな
い。このようなことから、Ｗeis−Ｆoghメカニズムを簡
便な方法により実現し得るような技術の開発が要請され
ているところである。

【０００６】そこで本願発明は、構造が簡単で且つ高速
運転が可能な機構によってＷeis−Ｆoghメカニズムを再
現し、もって二次元的な流れを高効率で且つ低騒音で達
成し得るようにした流体移送装置を提供せんとしてなさ
れたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項１記載の発
明では、図１〜図２４に例示するように、流体が移送さ
れる流路２内に、板状の翼４を少なくとも一つ以上装着
したアーム５を、該翼４が上記流路２を横切るようにし
て配置するとともに、該アーム５をモータ１０によって
回転駆動されるクランク６の回転運動により、上記翼４
が上記流路２の流れ方向に対する翼角を順次連続的に変
化させながら該流路２を横切って移動するように揺動さ
せることを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明では、図１〜図１２に
例示するように、請求項１記載の流体移送装置におい
て、上記アーム５の一端を上記クランク６の揺動端に連
結する一方、他端を上記流路２の流れ方向に略直交する
方向にスライド可能とされたスライダー８に連結させた
ことを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明では、図８及び図９に
例示するように、請求項２記載の流体移送装置におい
て、上記流路２内にその流通方向に前後して複数のアー
ム５,５,・・を配置するとともに、該各アーム５,５,・
・をそれぞれ相互に回転位相の異なるクランク６,６,・
・によって揺動させる如く構成したことを特徴としてい
る。

【００１０】請求項４記載の発明では、図１０〜図１２
に例示するように、請求項２記載の流体移送装置におい
て、上記流路２内にその流通方向に略直交する方向に所
定間隔をもって二つのアーム５,５を配置するととも
に、該各アーム５,５をそれぞれ相互に逆位相のクラン
ク６,６によって揺動させる如く構成したことを特徴と
している。

【００１１】請求項５記載の発明では、図１２に例示す
るように、請求項４記載の流体移送装置において、複数
のアーム５,５,・・を上記流路２の流れ方向に略直交す
る方向に所定間隔をもって配置するとともに、該各アー
ム５,５,・・をそれぞれ駆動する各クランク６,６,・・
が隣合うもの相互間においてそれぞれ逆位相に設定した
ことを特徴としている。

【００１２】請求項６記載の発明では、図１３に例示す
るように、請求項１記載の流体移送装置において、上記
アーム５の一端を上記クランク６の揺動端に連結する一
方、他端を上記流路２側に枢支されたリンク１１の揺動
端に連結したことを特徴としている。

【００１３】請求項７記載の発明では、図１４〜図２３
に例示するように、請求項１記載の流体移送装置におい
て、上記アーム５を上記流路２の流れ方向に略直交する
方向に配置された支点ピン１７によって揺動可能に枢支
する一方、該アーム５の揺動端には上記翼４を装着する
とともに、該翼４の装着点を翼長方向における中心に対
してオフセットさせたことを特徴としている。

【００１４】請求項８記載の発明では、図１４及び図１
５に例示するように、請求項７に記載の流体移送装置お
いて、上記翼４と上記アーム５の端部との間に、該アー
ム５に対する上記翼４の翼角を所定角度以下に規制する
規制部材３１,３２を設けたことを特徴としている。

【００１５】請求項９記載の発明では、図１６及び図１
７に例示するように、請求項７記載の流体移送装置にお
いて、上記翼４を可撓性材料で構成するとともに、上記
アーム５の端部に対して回動可能に支持せしめたことを
特徴としている。

【００１６】請求項１０記載の発明では、図１８及び図
１９に例示するように、請求項７記載の流体移送装置に
おいて、上記翼４を可撓性材料で構成するとともに、上
記アーム５の端部に対して固定せしめたことを特徴とし
ている。

【００１７】請求項１１記載の発明では、図２０〜図２
２に例示するように、請求項７記載の流体移送装置にお
いて、上記アーム５と上記クランク６とを、リンクバー
１５を介して連結したことを特徴としている。

【００１８】請求項１２記載の発明では、図２１に例示
するように、請求項１１記載の流体移送装置において、
上記アーム５に突起部２０を形成するとともに、該突起
部２０の先端部に上記リンクバー１５を連結したことを
特徴としている。

【００１９】請求項１３記載の発明では、図２２に例示
するように、請求項１１記載の流体移送装置において、
上記リンクバー１５の一端を上記アーム５の上記翼４を
装着した端部に連結したことを特徴としている。

【００２０】請求項１４記載の発明では、図２３に例示
するように、請求項７記載の流体移送装置において、上
記アーム５に、その軸方向にスライド可能なスライダー
２３を設けるとともに、該スライダー２３と上記クラン
ク６とを連結したことを特徴としている。

【００２１】請求項１５記載の発明では、図２４に例示
するように、請求項２記載の流体移送装置において、上
記アーム５に翼４を回転可能に支持せしめたことを特徴
としている。

【００２２】

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることによりそ
れぞれ次のような作用が得られる。

【００２３】(a) 請求項１記載の発明では、モーター
１０によりクランク６を回転させることにより、アーム
５はこれに取り付けられた翼４を流路２の流れ方向に対
する翼角を順次連続的に変化させながら該流路２を横切
って移動する如く揺動し、該翼４の“蜂の羽ばたき運
動"に近似した動きが実現され、これにより該翼４の翼
面においは流体の移送仕事(例えば、ファンにあっては
送風作用)が行なわれることになる。

【００２４】(b) 請求項２記載の発明では、翼４を備
えたアーム５は、その一端側がクランク６によって回転
せしめられるとともに、その他端がスライダー８によっ
て上記流路２の流れ方向に略直交する方向において往復
動せしめられることで、該アーム５はその翼角を連続的
に変化させながら上記流路２の流れに略直交する方向に
往復動し、これによって上記(a)記載の如き上記翼４の
“蜂の羽ばたき運動"に近似した動きが実現されるもの
である。

【００２５】(c) 請求項３記載の発明では、上記(b)記
載の作用に加えて、流路２の流れ方向に前後して複数の
アーム５,５,・・を配置するとともに、該各アーム５,
５,・・を駆動するクランク６,６,・・の回転位相を異
ならせていることから、流れ方向前方側のアーム５に設
けられた翼４と後方側のアーム５に設けられた翼４とに
よって流体の移送仕事が多段階に行なわれるものであ
る。

【００２６】(d) 請求項４及び５記載の発明では、上
記(b)記載の作用に加えて、翼４を備えた複数のアーム
５,５を流路２の流れ方向に略直交する方向に配置する
とともにこれらを駆動するクランク６,６を逆位相に設
定しているので、この各アーム５,５の間に壁がなくと
も“鏡像の原理"によって壁が存在すると同様の流体移
送仕事が実現されるものである。

【００２７】(e) 請求項６記載の発明では、翼４を備
えたアーム５は、その一端側がクランク６によって回転
せしめられるとともに、その他端がリンク１１の揺動作
用に伴って上記流路２の流れ方向に略直交する方向にお
いて弧状軌跡をもって往復動せしめられることで、該ア
ーム５はその翼角を連続的に変化させながら上記流路２
の流れに略直交する方向に往復動し、これによって上記
(a)記載の如き上記翼４の“蜂の羽ばたき運動"に近似し
た動きが実現されるものである。

【００２８】(f) 請求項７記載の発明では、アーム５
がクランク６の回転運動に伴って流路２を横切るように
して揺動すると、その揺動端に装着された翼４も上記流
路２を横切るように移動するが、この場合、該翼４は、
その装着点が翼長方向における中心(重心)に対してオフ
セットされていることから、その移動に伴って移動方向
前方側の翼面に作用する流体圧と、これと逆方向に作用
する慣性力との差分に対応した上記装着点回りのモーメ
ントを受ける。この結果、該翼４は、上記アーム５の流
路２内でこれを横切る方向に往復動する場合、その一方
側から他方側への移動の初期においては上記流体圧が慣
性力よりも大きいことから遅れ側に傾斜した翼角をとる
とともに移動の進行に伴って次第にその翼角が減少推移
するが、他方側寄りに移動した時点では逆に上記流体圧
よりも慣性力が大きくなることから今までとは逆に進み
側に傾斜した翼角をとることとなり、これによって該翼
４の“蜂の羽ばたき運動"に近似した動きが実現され、
所定の流体の移送仕事が行なわれるものである。

【００２９】(g) 請求項８記載の発明では、上記(f)に
記載した作用が行なわれる場合、上記翼４の翼角によっ
て移送仕事の効率が変動するが、この時、上記アーム５
に対する翼４の翼角を規制部材３１,３２によって所定
値(例えば、最も効率的な移送仕事が実現できる値)以下
に規制することで、該翼４による移送能力を最大限引き
出すことが可能ならしめられるものである。

【００３０】(h) 請求項９記載の発明では翼４そのも
のを可撓性材料で形成したことによる該翼４の撓曲作用
と該翼４をアーム５の揺動端に回動可能に装着したこと
による回動作用との組み合わせによって、また請求項１
０記載の発明では翼４そのものを可撓性材料で形成した
ことによる該翼４の撓曲作用によって、ともに該翼４の
翼角を上記流体圧と慣性力との相対関係により一層容易
に対応させることが可能となり、上記(g)記載の作用が
より確実に実現されるものである。

【００３１】さらに、このように翼４が撓曲変形する
と、その翼後縁においては翼角が流体の流れ方向に可及
的に近似し、該翼後縁部分での流体の剥離が効果的に抑
制されるものである。

【００３２】(i) 請求項１１記載の発明では、上記(f)
記載の作用に加えて、アーム５をリンクバー１５を介し
てクランク６に連結しているため、該リンクバー１５の
アーム５への取付位置あるいは長さを変化させることで
上記アーム５の揺動形態を種々設定することができるも
のである。

【００３３】(j) 請求項１２記載の発明では、アーム
５に設けた突起部２０とクランク６とをリンクバー１５
を介して連結しているため、上記突起部２０の長さある
いは形成位置を変化させることで、上記(i)に記載した
と同様に、上記アーム５の作動形態を種々設定すること
ができるものである。

【００３４】(k) 請求項１３記載の発明では、上記(i)
記載の作用に加えて、上記リンクバー１５がアーム５の
翼４を装着した部位に直接連結されていることから、上
記クランク６の回転運動が直接的に翼４部分に伝達され
ることとなり、例えばこの回転運動を揺動するアーム５
を介して翼４に伝達する場合に比して、該翼４の振動が
抑制されるものである。

【００３５】(l) 請求項１４記載の発明では、上記(f)
記載の作用に加えて、上記アーム５に設けたスライダー
２３を介して該アーム５とクランク６とを連結している
ので、例えばリンクを介する場合に比して、揺動部分を
よりコンパクトに形成することが可能となるものであ
る。

【００３６】(m) 請求項１５記載の発明では、上記(b)
記載の作用に加えて、アーム５に対して翼４が回転可能
に支持されているため、該翼４はアーム５の揺動変位の
みならずこれに作用する流体圧と慣性力によってもその
翼角が変化せしめられることとなり、例えば該翼４をア
ーム５に介して固定した場合のように該翼４の翼角がア
ーム５の行程によって一義的に設定される場合に比し
て、該翼４による流体移送仕事がより促進されることに
なるものである。

【００３７】

【発明の効果】従って、本願各発明の流体移送装置によ
れば、翼４を取り付けたアーム５を流路２内で揺動させ
るという簡単な構成で該翼４に“蜂の羽ばたき運動"に
近似した動きを確実に行わしめ、これによってＷeis−
Ｆoghメカニズムを再現するようにしているので、流路
２内に二次元的な流れを高効率で且つ低騒音で実現する
ことができ、結果的に流体移送の能率向上に寄与できる
ものである。

【００３８】さらに、請求項２〜１５記載の発明では、
このような基本的効果に加えてそれぞれ下記する如き特
有の効果も得られるものである。

【００３９】(ア) 請求項２記載の流体移送装置によれ
ば、翼４が設けられたアーム５の一端をクランク６に、
他端をスライダー８に、それぞれ連結し、該クランク６
の回転運動によって上記アーム５を揺動させて上記翼４
に“蜂の羽ばたき運動"に近似した動きを起こさせるよ
うにしているので、該クランク６の回転半径の選択によ
って上記翼４の作動形態を容易に変更設定することがで
き、被移送流体の移送条件に応じて最適な作動形態を得
ることができ、その汎用性が高められるという効果が得
られる。

【００４０】(イ) 請求項３記載の流体移送装置によれ
ば、流体の移送仕事を流路２の流れ方向に前後して配置
した複数の翼４によって多段階に行うようにしているの
で、例えばこれを単一とした場合に比して、移送流体の
脈動が抑制され安定した移送作用が確保されるととも
に、より高い静圧を得て移送能力の向上を図ることが可
能ならしめられるものである。

【００４１】(ウ) 請求項４及び５記載の流体移送装置
によれば、翼４を備えた複数のアーム５,５,・・を流路
２の流れ方向に直交する方向に配置するとともにこれら
を逆位相とされたクランク６,６,・・によって駆動する
ことで、該各翼４,４,・・相互間に“鏡像の原理"に基
づく流体特性、即ちこれらの間に壁がなくても壁がある
と同様の流れ状態を現出させるようにしているので、流
路２の通路面積の大小に影響されることなく常に良好な
流体移送性能を確保することができるものである。

【００４２】(エ) 請求項６記載の流体移送装置によれ
ば、アーム５を支点ピン１７回りに揺回動させることで
翼４の“蜂の羽ばたき運動"に近似した動きを実現する
ようにしているので、例えば該アーム５を全体的に揺動
させる場合に比して、該アーム５の支持構造が簡単とな
り、それだけ装置のコンパクト化あるいは低コスト化が
図れるものである。

【００４３】(オ) 請求項７記載の流体移送装置によれ
ば、アーム５の端部に装着された翼４をその翼面に作用
する流体圧とアーム５の揺動に伴う慣性力との差分に応
じて発生するモーメントの大きさに対応して自動的にそ
の翼角が変更されるように構成しているので、移送流体
の移送条件に対応した効率的に移送作業が可能となり、
移送能力のより一層の向上が図れるという効果が得られ
る。

【００４４】(カ) 請求項８記載の流体移送装置によれ
ば、上記翼４の翼角を適宜に規制し得るようにしている
ことから、この規制値を適正に設定することで上記(オ)
記載の効果がより一層確実に得られることになるもので
ある。

【００４５】(キ) 請求項９及び１０記載の流体移送装
置によれば、上記翼４を可撓性材料で構成しその撓曲変
形作用を利用して該翼４の翼角を変化させるようにして
いるので、上記(カ)記載の場合よりもさらに高い移送能
力が確保されることとなる。また、翼４の撓曲変形によ
り翼後縁部分での流体の剥離が抑制されることから、騒
音の発生が少なくなり、それだけ装置の静粛運転が可能
ならしめられるものである。

【００４６】(ク) 請求項１１〜１４記載の流体移送装
置によれば、アーム５をリンクバー１５あるいはスライ
ダー２３を介してアーム５に連結することで、アーム５
の作動態様、即ち、翼４の作動態様を容易に選択して移
送流体の性状に対応した移送作業を実現することができ
るとともに、そのコンパクト化が促進されるものであ
る。

【００４７】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて本願
発明を具体的に説明する。

【００４８】第１実施例図１及び図２には、本願の請求項１及び２記載の発明の
実施例にかかる流体移送装置としてのファン１が示され
ている。このファン１は、簡単で且つ高速運転が可能な
機構によって“蜂の羽ばたき運動"に近似した所謂Ｗeis
−Ｆoghメカニズムを再現して二次的な流れを高効率で
且つ低騒音のもとで実現しようとするものであって、流
路２内に配置される後述の翼ユニットＸと、該翼ユニッ
トＸの各翼４,４,・・をその翼角を連続的に変化させな
がら流路２を横切って往復動させるための後述の駆動機
構Ｙとを備えて構成されている。

【００４９】上記翼ユニットＸは、図２に示すように、
所定の翼弦長をもち且つ流線形断面を有する所定長さの
三枚の翼４,４,・・を、所定長さをもつ一対のアーム
５,５に対して、その厚さ方向に所定間隔をもって平行
に装着して構成される。そして、この翼ユニットＸの各
翼４,４,・・は、上記アーム５,５を後述の駆動機構Ｙ
に連結せしめた状態で、上記流路２内にこれを通路幅方
向に横切るようにして取り付けられる。尚、この各翼
４,４,・・は、後述のようにその厚さ方向に往復運動を
することによりその両面がそれぞれ選択的に正圧面とな
ることから、その軸線に対して対称な断面形状をもつ対
称翼とされている。

【００５０】上記駆動機構Ｙは、上記流路２の流路側壁
３の下部位置に回転可能に支持され且つモーター１０に
よって回転駆動されるとともにその回転中心から所定量
偏心して配置されたクランクピン７を介して上記アーム
５の一端を回動可能に連結せしめる円板状のクランク６
と、該流路側壁３の上部位置で且つ上記クランク６と上
下方向において重合する位置に上下方向に向けて配置さ
れたガイドレール９に対して摺動可能に嵌合装着される
とともに上記アーム５の他端を回転可能に連結せしめた
スライダー８とを有し、これらクランク６とスライダー
８及び上記アーム５の三者でクランク機構を構成してい
る。

【００５１】そして、この駆動機構Ｙは、上記クランク
６の回転運動をアーム５を介してスライダー８にその上
下方向への往復運動として伝達し、該アーム５をその傾
斜角を変化させながら上下方向に往復動させることで所
定の揺動運動を実現するようになっている。従って、こ
の揺動するアーム５に装着された上記各翼４,４,・・
は、該アーム５の揺動に伴なう機械的作用によりその翼
角を連続的に変化させながら上記流路２を上下方向に往
復動し、これにより“蜂の羽ばたき運動"に近似した動
きを実現するものである。

【００５２】尚、この実施例においては、上記アーム５
と各翼４,４,・・との取付角をほぼ９０°に設定してい
るが、これは上記クランクピン７が上死点から下死点側
に移動する場合と、逆に下死点から上死点側に移動する
場合の双方において該各翼４,４,・・の流路２の流れに
対する翼角(換言すれば、各翼４,４,・・の送風能力)が
同じになるようにするためである。

【００５３】また、この実施例においては、図１に示す
ように、上記翼ユニットＸの両側にそれぞれ配置される
二つの駆動機構Ｙ,Ｙのうち、その一方の駆動機構Ｙの
みをモーター１０によって直接駆動し、他方の駆動機構
Ｙはこれを上記翼ユニットＸを介して上記一方の駆動機
構Ｙにより駆動するようにしているが、他の実施例にお
いては、例えば上記翼ユニットＸの長さが比較的長いよ
うな場合には、各翼４,４,・・にかかる力(ねじり力)を
軽減するとい観点から、両方の駆動機構Ｙ,Ｙをそれぞ
れ専用のモーター１０,１０によって同期駆動させるこ
ともできる。

【００５４】続いて図３〜図６を参照してこのファン１
の作動状態を説明する。先ず、図３に示す第１の行程で
は、クランクピン７が下死点位置にあり、この状態にお
いては翼ユニットＸの各翼４,４,・・は流路２の下部位
置においてその流れに平行な状態にあり、従って該各翼
４,４,・・による流通抵抗は可及的に少ならしめられて
いる。

【００５５】この第１の行程から、クランク６がモータ
ー１０によって矢印方向に回転駆動されて図４に示す第
２の行程に移行すると、アーム５が送風方向前方に向っ
て上向きに傾斜変位するとともにその傾斜角が連続的に
変化することから、このアーム５に支持された各翼４,
４,・・は、その上面における翼角を「小→大→小」へと
連続的に変化させながら流路２を横切って上方側へ移動
せしめられ、この間に所定の送風作用を行う。そして、
この送風作用は、上記クランクピン７が上死点に達する
第３の行程(図５参照)まで継続される。

【００５６】また、この第３の行程に達した時点におい
ては、各翼４,４,・・による送風作用は消滅するが、該
各翼４,４,・・は再び流路２の流れに対して平行とされ
ることから、これらが先の送風作用によって発生した空
気流の流通抵抗となることが少なく、このため送風脈動
が可及的に防止されるものである。

【００５７】さらにクランク６が回転し、クランクピン
７が上死点から下死点側に移行する第４の行程(図６参
照)においては、上記アーム５が流路２の流れ方向前方
に向って下向き傾斜し且つその傾斜角が連続的に変化す
ることから、該アーム５に装着された上記各翼４,４,・
・は、その下面における翼角を「小→大→小」と連続的に
変化させながら下方に移動し、この間に所定の送風作用
を行う。そして、この送風作用は、上記クランクピン７
が再び下死点に達するまで継続される(図３参照)。

【００５８】このようにアーム５の揺動に伴ってこれに
装着された各翼４,４,・・がその翼角を連続的に変化さ
せながら流路２内で上下方向に往復動せしめられること
により、連続的な送風作用が実現されるものである。

【００５９】尚、図７には上記実施例の変形例を示して
いる。即ち、このファン１は、上記実施例のものがクラ
ンクピン７をアーム５の一端側に配置していたのに対し
て、このクランクピン７をアーム５の中間位置に配置し
たものである。このようにした場合には、アーム５の揺
動角を同じとする時にはクランク６の径寸法を小さくで
きることから、ファン１のコンパクト化の促進という点
において特に有利である。

【００６０】第２実施例図８には本願の請求項１,２及び３記載の発明の実施例
にかかるファン１が示されている。この実施例のもの
は、上記第１実施例のものが流路２内に翼ユニットＸ及
びこれに連結される駆動機構Ｙ(以下、この一組のユニ
ットをファンユニットという)を一組だけ配置していた
のに対して、流路２内にその流れ方向に前後して二つの
ファンユニットＺ₁,Ｚ₂を配置したものである。そし
て、この場合、この二つのファンユニットＺ₁,Ｚ₂の取
付方向を上下反対とするとともに、これらを相互に逆位
相で回転させるようにしている。

【００６１】このように構成した場合には、二つのファ
ンユニットＺ₁,Ｚ₂においてそれぞれ所定の送風作用が
なされることから、単一のファンユニットを設けたもの
に比してより大きな静圧が得られるとともに、これらが
逆位相で回転することから送風脈動がより一層抑制され
安定した送風作用が実現されるものである。

【００６２】尚、この実施例においては二つのファンユ
ニットＺ₁,Ｚ₂を上下逆方向に配置しているが、他の実
施例においては、図９に示すように、これらを同方向に
配置し、且つ同方向において所定の回転位相をもって揺
動させるようにすることもできるものであり、この場合
にもより大きな静圧で且つ送風脈動を抑制した安定的な
送風作用が実現できるものである。

【００６３】また、上記第１及び第２実施例においては
翼ユニットＸをアーム５に三枚の翼４,４,・・を装着し
て構成しているが、本願発明はこれに限定されるもので
はなく、要求される送風量あるいは静圧等に応じて適宜
に設定し得るものであって、例えば翼の枚数については
翼ユニットＸを一枚の翼４で構成したり、あるいは４枚
以上の翼４,４,・・で構成したりすることもできること
は勿論である。また、翼４の翼弦長についても同様であ
る。

【００６４】第３実施例図１０には本願の請求項１,２及び４記載の発明の実施
例にかかるファン１が示されている。この実施例のファ
ン１は、上記第１実施例において説明したと同様の構成
をもつ翼ユニットＸで構成される一対のフアンユニット
Ｚ₁,Ｚ₂を、流路２内にその流れ方向に直交する方向に
所定間隔をもって配置するとともに、その揺動方向を相
互に逆方向にし且つ回転位相を同位相に設定したもので
ある。

【００６５】このようにした場合には、“鏡像の原理"
によって各フアンユニットＺ₁,Ｚ₂の間に壁がなくても
壁が有ると同様の流体移送特性が得られることから、特
に流路２の通路面積が大きくて単一のファン１のみでは
対応し切れないような場合に好適である。

【００６６】また、図１１に示すものは上記実施例の変
形例であって、各フアンユニットＺ ₁,Ｚ₂の取付方向を
上下反対にしたものであり、これにより得られる作用効
果は上記実施例のものと同様である。

【００６７】第４実施例図１２には、本願の請求項１,２,４及び５記載の発明の
実施例にかかるファン１が示されている。この実施例の
ものは、上記第３実施例の場合よりもさらに流路２の通
路面積が大きい場合に対処するためのものであって、こ
の点からして該第３実施例の発展例ともいうべきもので
ある。具体的には、流路２内に、上記各実施例と同様構
造の六つのフアンユニットＺ₁〜Ｚ₆を該流路２の流れ方
向に直交する方向にそれぞれ所定間隔をもって配置した
ものである。従って、上記第３実施例のものと同様の作
用効果が期待できるものである。

【００６８】尚、この実施例においては、特に第１フア
ンユニットＺ₁と第２フアンユニットＺ₂の間、第３フア
ンユニットＺ₃と第４フアンユニットＺ₄の間、及び第５
フアンユニットＺ₅と第６フアンユニットＺ₆の間にそれ
ぞれ仕切壁１２Ａ〜１２Ｃを配置しているが、この各仕
切壁１２Ａ〜１２Ｃは上述のように“鏡像の原理"から
して設けなくとも設けたと同様の作用効果が得られるこ
とは勿論である。また、同様の理由から、第２フアンユ
ニットＺ₂と第３フアンユニットＺ₃の間、及び第４フア
ンユニットＺ₄と第５フアンユニットＺ₅の間にもそれぞ
れ仕切壁１３Ａ,１３Ｂを設けても良い。

【００６９】第５実施例図１３には、本願の請求項１及び６記載の発明の実施例
にかかるファン１が示されている。この実施例のファン
１は、上記第１実施例のファン１がアーム５の一端をス
ライダー８に連結して流路２の流れ方向に直交する方向
へ移動させるようにしていたのに対して、該アーム５の
一端を、その一端が流路２の流路側壁３に枢支されたリ
ンク１１の他端に連結し、該アーム５の一端をリンク１
１の揺動に伴って円弧状軌跡を描きながら上下方向へ移
動するようにしたものである。

【００７０】従って、この実施例のものにおいても、上
記第１実施例のものと同様の作用効果が期待できること
は勿論であるが、それに加えて、リンク構造としたこと
によりこれをスライダー構造とする場合に比して構造が
簡単となり、それだけコストダウンに寄与できるという
効果が得られるものである。

【００７１】第６実施例図１４には、本願の請求項１,７及び８記載の発明の実
施例にかかるファン１が示されている。この実施例のフ
ァン１は、翼４に“蜂の羽ばたき運動"に近似した動き
を与えることで送風作用を得るという基本的構成は上記
各実施例のものと同様であるが、該翼４に“蜂の羽ばた
き運動"を与えるための具体的構成において上記各実施
例のものとは大きく異なっている。

【００７２】即ち、この実施例のファン１は、流路２の
流れに直交する方向に向けて取付けられた支点ピン１７
に対して所定長さのアーム５の中間部を回転可能に枢支
せしめるとともに、該アーム５の両揺動端にそれぞれ翼
支持ピン１８を介して後述する翼４を回転可能に装着し
て構成されている。また、上記アーム５は、上記支点ピ
ン１７に取り付けたリンクレバー１６及びこれに連結さ
れたリンクバー１５を介してクランク６に連結され、該
クランク６の回転運動に伴って同図に実線図示する位置
と鎖線図示する位置の間で揺動せしめられるようになっ
ている。

【００７３】上記翼４は、図１５に示すように、その一
端４a側から他端４b側に向けて翼厚が漸減するような流
線状断面形状を有している。そして、この翼４は、その
翼長方向における重心位置Ｇよりも一端４aにオフセッ
トした位置を上記アーム５の揺動端に対する装着点とし
ている。

【００７４】このように構成されたファン１において
は、上記アーム５が上記支点ピン１７を中心として上下
方向に揺動すると、その両揺動端にそれぞれ設けられた
上記各翼４,４がそれぞれ“蜂の羽ばたき運動"に近似し
た動きをし、これによって所定の送風作用が行なわれる
ものである。

【００７５】即ち、上記アーム５が揺動すると、その両
揺動端はそれぞれ上記流路２内において上下方向に往復
動し、これに伴って該揺動端に装着された翼４は上記流
路２を横切る方向に移動する。この場合、この翼４は、
その重心に慣性力が作用する他に、上記流路２内の空気
圧をその翼面に受け、しかもこの慣性力と翼面に作用す
る空気圧の方向は逆方向となる。従って、上述のよう
に、該翼４の上記アーム５に対する装着点がその重心位
置からオフセットされていると、該翼４には、上記支点
ピン１７回りに上記慣性力と翼面圧との差分の大きさに
対応したモーメントが生じることとなる。

【００７６】そして、このモーメントは、例えばアーム
５の揺動位置が図１４に実線図示する位置から鎖線図示
する位置側に移動する場合、その移動の初期においては
紙面下方側に向って作用する慣性力が翼４の下面側に紙
面上方側に向って作用する空気圧よりも小さいことか
ら、該翼４は上記支点ピン１７を中心として反時計回り
のモーメントを受け、同図に実線図示するように上方向
きに大きな翼角をもつこととなる。

【００７７】この状態からアーム５の揺動が進行する
と、上記空気圧の大きさはほとんど変化しないが慣性力
は次第に大きくなるため、上記モーメントが次第に減少
し上記翼４の翼角が次第に小さくなる。そして、中間位
置を過ぎるころから上記空気圧と慣性力の関係が反転
し、上記モーメントの方向が逆方向に変化し、上記翼４
は下方向きの翼角をとることになる。このようにアーム
５の揺動に伴って翼４の翼角が連続的に変化することに
より、該翼４の“蜂の羽ばたき運動"に近似した動きが
実現され、所定の送風作用が行なわれるものである。

【００７８】尚、上述のように、上記翼４をアーム５の
揺動端に対して回動可能に装着することで“蜂の羽ばた
き運動"に近似した動きによる送風作用が得られる訳で
あるが、この翼４による送風作用(即ち、静圧上昇能力)
は、流路２の流れ方向に対する翼４の翼角αが余り大き
くなると低下するということが本願発明者らの実験によ
って確認された。そして、効率的な静圧上昇能力が得ら
れる翼角は最大４５°程度であり、望ましくは３０°程
度であることも知見された。従って、上記ファン１にお
ける送風能力を高めるためには、図１５に鎖線図示する
ように、請求項８記載の発明を適用して、上記アーム５
と翼４の間に、上記翼角αを適正角に規制するスプリン
グ３１あるいは索３２(特許請求の範囲中の規制部材に
該当する)を設ければ良い。

【００７９】第７実施例図１６には、本願の請求項１,７及び９記載の発明の実
施例にかかるファン１が示されている。この実施例のフ
ァン１は、上記６実施例のファン１の変形例の一つであ
って、上記翼４の構成が異なる以外は、該第６実施例の
ものと同様の構成である。即ち、この実施例において
は、上記翼４を剛体ではなく適度の可撓性をもつ可撓性
材料で構成し、これを上記アーム５の揺動端に対して回
動可能に装着したものである。

【００８０】このようにすると、図１６及び図１７に示
すように、上記アーム５の揺動に伴って上記翼４が上下
方向に移動する場合、該翼４は単に支点ピン１７を中心
として回動するのみではなく上記モーメントの大きさに
応じて湾曲状に撓みを生じる。従って、翼後縁における
翼角は、例えばこれが上記第６実施例のもののように剛
体構造である場合に比して、送風方向に可及的に近付く
ことから、該翼後縁における空気の剥離現象が可及的に
抑制され、それだけ静粛運転が実現されるものである。
尚、この実施例においても、上記アーム５と翼４の間に
スプリング３１あるいは索３２を設けて最大翼角を規制
するようにしても良いことは勿論である。

【００８１】第８実施例図１８及び図１９には、本願の請求項１,７及び１０記
載の発明の実施例にかかるファン１が示されている。こ
の実施例のファン１は、上記第７実施例の変形例の一つ
であって、該第７実施例のものが可撓性で構成された翼
４を回転可能にアーム５の揺動端に装着していたのに対
して、この実施例では該翼４をアーム５の揺動端に対し
て固定的に装着したものである。従って、この実施例の
ものにおいては、上記支点ピン１７部分における回転作
用がないことから、例えば翼４にかかるモーメントが同
じとした場合には上記第７実施例のものよりは大きく撓
曲変形することとなるが、これによって得られる作用効
果は第７実施例のものとほぼ同様である。

【００８２】第９実施例図２０には、本願の請求項１,７及び１１記載の発明の
実施例にかかるファン１が示されている。この実施例の
ファン１は、上記第６実施例のファン１におけるアーム
５の駆動機構の変形例を示すものであって、上記第６実
施例のものがリンクレバー１６とリンクバー１５を介し
て直接支点ピン１７を回転させるようにしていたのに対
して、レバー状のクランク６の先端とアーム５の中間位
置とをリンクバー１５によって連結したものである。こ
のようにした場合には、駆動力伝達部材の点数減少及び
連結部の数の減少とによって、上記翼４の振動を低減さ
せることができ、延いては静粛運転に寄与し得るもので
ある。

【００８３】第１０実施例図２１には、本願の請求項１,７,１１及び１２記載の発
明の実施例にかかるファン１が示されている。この実施
例のファン１は、上記第９実施例のファン１の変形例の
一つであって、アーム５の中間部に側方へ突出する突起
部２０を一体形成し、該突起部２０の先端部とクランク
６とをリンクバー１５によって連結したものである。

【００８４】このようにした場合には、上記第９実施例
と同様に、上記第８実施例のものよりも駆動力伝達部材
の点数及び連結部の数を減少させることができ、それだ
け静粛運転の実現に寄与できるものである。

【００８５】第１１実施例図２２には、本願の請求項１,７,１１及び１２記載の発
明の実施例にかかるファン１が示されている。この実施
例のファン１も、上記第９実施例のファン１の変形例の
一つであって、上記リンクバー１５をアーム５の揺動端
の翼装着部に直接連結したものである。

【００８６】このようにした場合には、上記第９及び１
０実施例のものよりも連結部の数をさらに減少させるこ
とができ、より一層高い静粛性を実現することが可能と
なるものである。

【００８７】第１２実施例図２３には、本願の請求項１,７及び１４記載の発明の
実施例にかかるファン１が示されている。この実施例の
ものは、上記第９〜第１１実施例のものとは異なり、ク
ランク６の先端に形成したスライダー２３を、上記アー
ム５に形成したガイド溝２２内に摺動可能に係入させ、
該クランク６の回転に伴って上記スライダー２３を上記
ガイド溝２２内で摺動変位させることで上記アーム５を
揺動させるようにしたものである。

【００８８】このようにした場合には、上記第９〜第１
１実施例のようにリンクバー１５が不要である分だけ駆
動部分の形状をよりコンパクトに形成することができ、
特に通路面積が小さい流路２に適用する場合に好適な構
造となる。

【００８９】第１３実施例図２４には、本願の請求項１及び１５記載の発明の実施
例にかかるファン１が示されている。この実施例のもの
は、上記第１実施例におけるアーム５に、上記第６実施
例における翼４を適用したものである。即ち、スライダ
ー８に沿って流路２の流れ方向に直交する方向へ移動す
るアーム５に、翼４,４,・を回動可能に装着したもので
ある。

【００９０】従って、この実施例のファン１において
は、上記第６実施例のファン１におけると同様の作用効
果が期待できるものである。また、この実施例の変形例
として、例えば図２４の翼４に変えて、第７あるいは第
８実施例の如き可撓性材料からなる翼４を装着したもの
も考えられる。

【００９１】尚、上記各実施例においては流体移送装置
としてファンを例にとって説明したが、本願発明はこれ
に限定されるものではなく、例えばこれをポンプ等にも
適用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１実施例にかかるファンの正面図
である。

【図２】図１のII−II縦断面図である。

【図３】図１に示したファンの作動説明図である。

【図４】図１に示したファンの作動説明図である。

【図５】図１に示したファンの作動説明図である。

【図６】図１に示したファンの作動説明図である。

【図７】図１に示したファンの変形例を示す断面図であ
る。

【図８】本願発明の第２実施例にかかるファンの断面図
である。

【図９】図８に示したファンの変形例を示す断面図であ
る。

【図１０】本願発明の第３実施例にかかるファンの断面
図である。

【図１１】図１０に示したファンの変形例を示す断面図
である。

【図１２】本願発明の第４実施例にかかるファンの断面
図である。

【図１３】本願発明の第５実施例にかかるファンの断面
図である。

【図１４】本願発明の第６実施例にかかるファンの断面
図である。

【図１５】図１４の要部拡大図である。

【図１６】本願発明の第７実施例にかかるファンの断面
図である。

【図１７】図１６の要部拡大図である。

【図１８】本願発明の第８実施例にかかるファンの断面
図である。

【図１９】図１８の要部拡大図である。

【図２０】本願発明の第９実施例にかかるファンの断面
図である。

【図２１】本願発明の第１０実施例にかかるファンの断
面図である。

【図２２】本願発明の第１１実施例にかかるファンの断
面図である。

【図２３】本願発明の第１２実施例にかかるファンの断
面図である。

【図２４】本願発明の第１３実施例にかかるファンの断
面図である。

【符号の説明】

１はファン(流体移送装置)、２は流路、３は流路側壁、
４は翼、５はアーム、６はクランク、７はクランクピ
ン、８はスライダー、９はガイドレール、１０はモータ
ー、Ｘは翼ユニット、Ｙは駆動機構、Ｚ₁及びＺ₂はファ
ンユニットである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田透大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が移送される流路(２)内に、板状の
翼(４)を少なくとも一つ以上装着したアーム(５)を、該
翼(４)が上記流路(２)を横切るようにして配置するとと
もに、該アーム(５)をモータ(１０)によって回転駆動さ
れるクランク(６)の回転運動により、上記翼(４)が上記
流路(２)の流れ方向に対する翼角を順次連続的に変化さ
せながら該流路(２)を横切って移動するように揺動させ
ることを特徴とする流体移送装置。
【請求項２】請求項１において、上記アーム(５)は、
その一端が上記クランク(６)の揺動端に連結される一
方、他端が上記流路(２)の流れ方向に略直交する方向に
スライド可能とされたスライダー(８)に連結されている
ことを特徴とする流体移送装置。
【請求項３】請求項２において、上記流路(２)内にそ
の流通方向に前後して複数のアーム(５),(５),・・を配
置するとともに、該各アーム(５),(５),・・をそれぞれ
相互に回転位相の異なるクランク(６),(６),・・によっ
て揺動させる如く構成したことを特徴とする流体移送装
置。
【請求項４】請求項２において、上記流路(２)内にそ
の流通方向に略直交する方向に所定間隔をもって二つの
アーム(５),(５)を配置するとともに、該各アーム(５),
(５)をそれぞれ相互に逆位相のクランク(６),(６)によ
って揺動させる如く構成したことを特徴とする流体移送
装置。
【請求項５】請求項４において、複数のアーム(５),
(５),・・が上記流路(２)の流れ方向に略直交する方向
に所定間隔をもって配置されるとともに、該各アーム
(５),(５),・・をそれぞれ駆動する各クランク(６),
(６),・・が隣合うもの相互間においてそれぞれ逆位相
に設定されていることを特徴とする流体移送装置。
【請求項６】請求項１において、上記アーム(５)は、
その一端が上記クランク(６)の揺動端に連結される一
方、他端が上記流路(２)側に枢支されたリンク(１１)の
揺動端に連結されていることを特徴とする流体移送装
置。
【請求項７】請求項１において、上記アーム(５)は上
記流路(２)の流れ方向に略直交する方向に配置された支
点ピン(１７)によって揺動可能に枢支される一方、該ア
ーム(５)の揺動端には上記翼(４)が装着されるととも
に、該翼(４)の装着点が翼長方向における中心に対して
オフセットされていることを特徴とする流体移送装置。
【請求項８】請求項７において、上記翼(４)と上記ア
ーム(５)の端部との間に、該アーム(５)に対する上記翼
(４)の翼角を所定角度以下に規制する規制部材(３１,３
２)が設けられていることを特徴とする流体移送装置。
【請求項９】請求項７において、上記翼(４)が可撓性
材料で構成されるとともに、上記アーム(５)の端部に対
して回動可能に支持されていることを特徴とする流体移
送装置。
【請求項１０】請求項７において、上記翼(４)が可撓
性材料で構成されるとともに、上記アーム(５)の端部に
対して固定されていることを特徴とする流体移送装置。
【請求項１１】請求項７において、上記アーム(５)と
上記クランク(６)とが、リンクバー(１５)を介して連結
されていることを特徴とする流体移送装置。
【請求項１２】請求項１１において、上記アーム(５)
に突起部(２０)が形成されるとともに、該突起部(２０)
の先端部に上記リンクバー(１５)が連結されていること
を特徴とする流体移送装置。
【請求項１３】請求項１１において、上記リンクバー
(１５)の一端が上記アーム(５)の上記翼(４)を装着した
端部に連結されていることを特徴とする流体移送装置。
【請求項１４】請求項７において、上記アーム(５)
に、その軸方向にスライド可能なスライダー(２３)が設
けられるとともに、該スライダー(２３)と上記クランク
(６)とが連結されていることを特徴とする流体移送装
置。
【請求項１５】請求項２において、上記アーム(５)に
翼(４)が回転可能に支持されていることを特徴とする流
体移送装置。