JPS5946396A - 送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は送風機に関するものであり、特にその風向又は
風量の変更装置に関するものである。 例えば、送風機の一種である扇風機の多くには風向変更
装置としての首振り装置が設けられている。かかる扇風
機の首振装置によれば、首振９角度が小さくてよい場合
であっても常に一定角度１で首を振る結果余分な角度ま
で送風することになって無駄が多く、ぼた、一定の場所
に対する送風があ１シにも断続的になりすぎ、かといラ
ヘて首振シを停止させると風量が強すぎる場合もあって
、はなはだ使い勝手が悪かった。そこで、首振角度を変
更できるようにしだものもあるが、従来の首振角度変更
手段は機構的に首振角度を制御するものであって、精度
や信頼性の面で問題点が多く、また、タッチスイッチ等
を用いて電子的に制御することができないという問題点
もあった。 本発明の目的は、風向又は風畢を自由１Ｃ設定司能であ
シ、精度及び信頼性に優れ、″また、劃−御手段の電子
化に対応できる送風機を提供することにある。 以下、扇風機の首振装置について開示した図示の実施例
を参照しながら本発明を説、明する。 第１図において、扇風機頭部１け送風発生手段たるファ
ンモータを内蔵していて、扇風機頭部ｊから突出したフ
ァンモータ軸２には送風ファンが嵌合固着されるように
なっている。扇風機頭部１は不動の支柱ＩＩ　３に対し
て第１図において紙面と平行な面内で回動司能に支持さ
れている。扇風機頭部２内にはまた首振モータ４が取り
例けらね、モータ４の減速出力１１１４ａにはクランク
５が嵌合固着されている。モータ４は両方向回転用能に
なっていて、モータ４の両方向回転によりクランク５は
モータ出力軸４ａを中心に第１図において紙面と平行な
面内で往復回動するようになっている。上記支柱軸３［
はクランク６が嵌合固着されていて、このクランク６に
はロンドアの一端が枢着され、ロッド７の他端はクラン
ク５に枢着されている。 従って、モータ４を起動してクランク５を時計方向又は
反時計方向に回動させると、ロッド７を突張る向き又は
引張る向きの力が作用し、その結果モータ出力ＩＪ卸４
ａを支柱軸３を中心として反時計万。 向又は時計方向に回動させる力が生じ、扇風機頭部１が
支柱軸３を中心に首振シ動作をし、風向きが変えられる
ことになる。上記クランク、ロッドでなる部分は特許請
求の範囲にいう送風変更手段に相当する。 第１図乃至第３図に示されているように、首振モータ４
の出力＠　４　ａ　Ｋは円板状の基準点検出板８が嵌合
固着されていて、前記クランク５０回動ｒ連動して基準
点検出板８が回動するようになっている。基準点検出板
８は回転中心を西る線を境ｆして半面がＮ極、他の半面
がＳ極に着磁されている。この基準点検出板８に対向し
てホール素子でなる基準点センサ９が設けられており、
このセンサ９によシ首振の中心を検出するようになって
いる。センサ９は位置検出手段をなし、セッサ９と基準
点検出板８とによって基進位置手段をなしている。 首振モータ４は第４図乃至第６（支）に示されているよ
うな単相コイルの同期モータになっている。 第４図乃至第６図において、モータの固定子は、外周形
状が円筒状でヨークを兼ねた！”、１０ケース１１と、
このケースニ破せるようにして固定さハだ第２のケース
１２と、ケース１３　、１２によって形成これだ円環状
空・間に嵌められた単相コイル１３とからなり、ケース
１１．１２の内周縁部は所定ＩＩ　ｌ癌ごとに切除され
、残りの部分が上方及び下方に折シ曲げられて固定子極
１１ａ、　　１２ａが形成され、これら固定子ｖｉ！は
交互に所定の間隙を存してかみ合うように配置されて固
定子の内周に円筒状の空間１４を形成している。空間１
４内には、回転周方向にＮ極とＳ極を交互に着磁してな
る円柱状の回転子Ｊ５が配設され、回転子Ｊ５は、その
回転用ＩＪ１６が図示されない軸受によシ回転可能に支
持されている。回転子１５の上方には、ホール素子など
でなる回転子極セッサ１８が設けられている。単相コイ
ル】３には交流電源が供給されるが、第３図に示されて
いるように、コイル１３に正の半サイクルの電流！＋が
供給されているときは、上部の固定子極１２ａがＮ極に
、下部の固定子極がＳ極に磁化され、また、負の半サイ
クルの電流五−が供給されているときはその逆に磁化さ
れるようになっている。 このように構成された首振モータ４の回転方向制御は、
始動時の回転子ｊ５の位置、即ち、回転子極センサＪ８
の出力に応じて交流電源の正の半サイクルからコイルＪ
３に供給するか又は負の半サイクルからコイル１３に供
給するかによって行なわれる。 １ず、モータを反時計方向ＣＣＷに回転駆動しようとす
る場合について考える。いま、第７図に示されているよ
うに、回転磁極セッサＪ８が回転子１５のＳ極に対向し
ている場合は、センサ１８の出力に基づきコイル】３に
交流の正の半サイクルから供給する。これよシ固定子極
１１ａはＳ極、他方の固定子極１２ａｉｄＮ極に磁ｆヒ
されるから、回転子１５には第７図（おいて左がわに向
うトルクが作用し、回転子１５は反時削方向ＣＣＷ　［
回転する。回転子１５が正の半サイクルにより所定角度
（文示の例では４５°）回転すると、第８図に示されて
いるようにセ／すＪ８は回転子Ｊ５のＮ極を検知し、こ
の検知信号に基づきコイル１３には交流の負の半サイク
ルが１．ｌｔ給されて固定磁極］１ａばＮ極、他方の固
定子極１２ａは８極に磁ｆヒされ、引き続き回転子１．
５［は図において左方に向うトルクが作用し、［目１転
子１５は反時計方向ＣＣＷに回転する。以後同様の動作
を繰り返し、回転子１５はコイル１３に供給をｒＬる父
流電縣π同期して回転する。次に、モータを反時割力向
ＣＷに回転駆動しよりとする場合は、第９図及び第１０
図に示されている」：うに、コイ′ル１３ＬＦ（、ＩＩ
給する交流の正の半サイクルと負の半サイクルのタイミ
ングを反時計方向ＣＣＷの回転駆動の場合と逆にすれば
よいことになる。モータ４は特許請求の範囲ｆいう両回
転モータに相当する。 次π、本発明に用いられる制御回路の例を説明する。 第１１図において、前記基漁点検出板８に対向して設け
られた基進点センサ９の出力信号は駆動回路２１を介し
てＭＰＵ２２　［入力されるようになっている。スイッ
チＳＷ＋　、　ＳＷ２　、　ＳＷ３は首振角度を設定す
るスイッチであって、特許請求の範囲にいう範囲設定手
段［相当し、これらのスイッチの一つを選択操作するこ
とによりそのスイッチに応じたレベルの電気信号がＭＰ
Ｕ２２　ｆ人力されるようになっている。交流電源ＡＣ
は分圧されてトランジスタＴｒｘのベースｆ入力され、
トランジスタＴｒＩｉ’ｌ：、交流電源の正の半サイク
ルのときｒＬＪの信号を、負の半サイクルのときｒＨＪ
の信号をＭＰＵ２２に入力するようになっている。首振
モータの回転子Ｊ５の椋セッサＪ８の出力信号は駆ｉｌ
［１１回路２３を介

【−てＭＰＵ２２　Ｋ人力されるよ
うになっている。ＭＰＵ２２は上記各入力信号に基づい
て信号を処理し、信号処理に基づく出力信号をトランジ
スタＴｒ２のベースπ加えるようになっている。トラン
ジスタＴｒ２は、オンに転換したときトライアック２４
をターンオンさせ、交流電＃ＡＣを首振モータの単相コ
イル１３に供給するようになっている。 ＭＰＵ２２は、第１２図に示されているようなフローチ
ャートニ従って動作するようにプログラムが組まれてい
る。寸ず、スイッチＳＷ１．　ＳＷ２　、　ＳＷ３のう
ちの一つをオフにして首振角度を選定したとすると、基
進点セッサ９がＮ極を検知しているか８４ｉを検知して
いるかを判断し、第３”１１（ａｎｒｒ示されているよ
うにＳ極を検知しているときは首振モータ４を時計方向
ＣＷＫ回転駆動する。このＣＷ力方向回転駆動は、トラ
ンジスタＴｒｌのオン・オフによる交流電源ＡＣの正又
は負の半サイクルの検知倍長と、回転子磁極セッサ１８
からの信号との関係から、トライアック２４をターンオ
ンさせるタイミングを制御することによって行なわれる
。モータ４の０ｗ方向の回転により、第３図（ｂｌに示
されているようにセンサ９の検知動作が検出板８ｆおけ
るＳ極がらＮ極に切り替わる。この切り替わる点が首振
の基漁点であり、この切り替った時点においてＭＰＵ２
２内に組み込ま力、でいるカウンタをリセッ）・スると
共に、再び首振モータ４の回転数に応じたパルス信号を
カウントする。このパルス信号は、回転子磁極センサ１
８からの信号、即ち、回転子Ｊ５の磁極がＮ、８間で転
換するたびに出力される信号から取り出すことができる
。即ち、センサ１８はモータ回転検出手段を兼ねている
。次に前記スイッチＳＷ１．　ＳＷ２　、　ＳＷａのう
ちの何れがかオフが否かを判別し、そのうちの一つがオ
ンであるときはそのスイッチに対応した設定値にカウン
ト値が達冗たか否かを判断し、カウント値が所定の設定
値に達すると首振モータを停止させる。この状傅では選
択操作されたスイッチに対応した角度だけ基進位置から
首を振った状態にある。この桶振状態は一定時間維持さ
れ、この一定時間が経過すると、今度は首振モータが反
時計方向ＣＣＷ　［回転駆動され、逆向きに首振シが行
なわれる。この過程でセンサ９に対し検出板８の磁極が
ＮがらＳＫ転換しタカ否かを判断し、Ｓ極に転換したと
きカウントをリセットし、さらに、再び首振モータの回
転数に応じたパルス信舛をカウントする。このカウント
値がスイッチによって選択された所定値に達すると首振
モータを停止ζせ、所定の停止ｔ時間が経過すると再び
首振モータが時泪方向ＣＷＶＣ回転駆動され、以下同様
の動作が繰り返されて首振り動作が行なわれる。また、
このような首振動作の途中でスイッチｓｗｌ　、　ｓｗ
２．　ＳＷ３の何れもがオフにさね。 ると、その場で首振動作が停止Ｊ二する。さらに、スイ
ッチＳＷ、　、　’ｓｗ２　、　ｓＷ３のつちの−っを
選択操作してオフにした時点で基準点セッサ９が基準、
つ検出板８のＮ砂を検出している場合は、第１２図の右
半部にあるように、まず首振モータの反時計方向の回転
駆動が新なわれ、基準点を過きるとカウノＩ・リセット
のあと再びカウントさハ、カウノトイ直が所定の設定値
に達すると首振モータが時計方向ＣＷに回転駆動される
というように、ｉ；４７　Ｋ述べ／こ動作と同様の動作
が行なわれることになる。 首振モータから回転数に応じて発せられるパルスはモー
タの１回転につき１個でもよいが、図示の例では１回転
につき複数個のパルスが発せられるようになっており、
よって、首振角度の設定範囲をモータの回転数でいえば
、例えば６０５回とか９８５回というような半端な値に
なることもありうる。 以上述べた首振モータの回転方向動作は、回転子磁極セ
ンサ】８の位置によって異なる。例えば、センサＪ８を
第６図でＧ　（７＞　（ｉ７置から電気角で１８０゜ず
らした位置■（の位置に変えた場合は、モータの回転方
向は逆になる。 この首振モータの回転方向制御は、第１３図に示されて
いるような手順で行なわれる。第１３１Ｈａｌは時計方
向ＣＷＶｃ回転駆動する場合であって、センサｊ８が回
転子磁極のＮ極を検知しているか否かを判断し、Ｎ極で
ある場合は、交流電源ＡＣが負の中サイクルに転換した
時点でモータに給電し、回転子磁極のＳ極を検知してい
Ａときは交流電源ＡＣが正の半サイクルに転換した時点
でモータに給電するようになっている０第Ｊ３図（１）
）は反時計方向ＣＣｗに回転駆動する場合であって、交
流電源ＡＣが正の中サイクルに転換した時ｐで給電する
か又（ｄ負の中サイクルに転換した時点で給電するかの
判、析が時計方向ＣＷに回転部ｍＪ１する場合の逆にな
っている。 次に、本発明の各種変更例を挙げておく。 図示の実施例でｌ−Ｊ：首振モータが学コイル同期モー
タであったが、首振モータは回転の向きを制御できるも
のであれば何でもよい。 セッサは、図示の実施例ではホール素子に汽っていたが
、要はロータの極性を検出できる七／→）、丑だ、基準
点を検出できるセッサであね、ばよく、例えば光検知素
子を利用してもよい。 図示の例では、扇風機の首振装置として説明しだが、ル
ーバ回転型の送風機におけるルーバの回転制御による風
向の変更、あるいはエヤコノ等のダ７バの制御による風
量の制御πｌＩ＆？７も用いることができる。 首振角度の設定は、スイッチＶよる段階的なｉｌ制御に
よることなく、例えば可変抵抗を用いて連続的に設定す
るようｒしてもよいし、また、デフタルスイッチを用い
てもよく、その場合、首振角を左右等角でなく、不等角
にするようにしてもよい。 本発明は扇風機、エアコン等の送風機における風向の変
更装置、風量変更装置として利用することができる。 基準位置セッサを５′Ｊ変とすることにより基準６γ置
を可変とし、もって、首振の中心などを変更できるよう
にしてもよい。 首振停止位置を次回の首振の中心位置にするようにして
もよい。具体的には、一つのスリットを設けた基向点（
灸出板の上側に発光素子、下側に受光素子を配置（−、
スタート釦を押したときすべての発光素子を発光させ、
そのとき受光した素子の位置を基準位置とし、その後は
その受光素子に対応する発光素子のみを発光さぞておき
、これによってｊｔ漁点を検出するようにするのである
。これよりもさらに−歩進んで、現在位置が常に検出で
きるようにすれば、首振範囲をモータの回転回数に対応
させる必要はなく、基準点検出板の移動角度等を首振範
囲とすることができる。この現在位置検出には、上記の
ような光の利用のほか、′磁気抵抗素子と磁石を使う方
法など各種ある。 以上の説明で明らかな通シ、本発明によれば、風向又は
に％を自由に設定することが用１詣であり、また、この
ような送風変更手段の割病１を純電気的に行なうように
したから、制御の精度が高く、耐久性に優れ、信頼性の
高い送風機を提供することができ、葦た、タッチスイッ
チによる送、虱の変更など、電子化に対応した送風機を
提供することができる。さらに、扇風機の場合、首振モ
ータとして左右方向首振用と上下方向首糸用とを用いる
ことにより、両刀向の首振を組み合わじて行なわぜるこ
ともできる。こね、により円を描くパターン、長円を描
くバター７．８の字を描くパターンその他各種の複雑な
バター７を描くように首振を行わぜることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用した扇風機の首振機構の例を示す
平面図、第２図は同上首振機構に用いられている首振モ
ーフ部の側面図、第３図は口上首振モータ部の基漁位置
手段を示す平面図、第４１ゾは首振モータの例を示す断
面図、第５図は同上平面図、第６図は上記モータのコイ
ルに供給される電流と固定子極の磁化作用との関係を示
す展開図、第７図乃至第１０叉は上記モータの動作を説
明するために回転子とセ／ザと固定子極の関係を簡略比
して示す展開図、第月図は本発明に用いられる制御回路
の例を示す線図、第１２図は上記制御回路の制御動作を
示すフローチャート、第］３町は同じく首振モータの回
転方向制御動作を示すフローチャートである。 ４・・・首振モータ、８・・・基池点検出板、９山基漁
点センザ、１１　ａ　ｅ　　１２ａ・・・固定子極、１
３・・コイル、Ｊ５・・・回転子、】８・・回転子極セ
ッサ、２２・・・ＭＰＵ　。 ２４・・・トライアック、ｓｗ、　、　ｓｗ２．　ｓｗ
３・・・首振角度設定スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　送風発生手段と、この送風発生手段により発生す
   る風流の方向又は量を変更する送風変更手段と、この送
   風変更手段を駆動する両回転モータと、上記送風変更手
   段の動作の基章位置を設定する基進位置手段と、上記送
   風変更手段の動作を検知する位置検知手段と、上記モー
   タの回転回数を検出するモータ回転検出手段と、上記送
   風変更手段の動作が上計基准位置にあるときを基漁とし
   て上記モータの回転回数に対応した上記送風変更手段の
   、駆動範囲を設定する範囲設定手段と、上記位置検知手
   段からの信号を受は上記モータの回転を制御する制御回
   路とを備え、上記位置検知手段は、上記送風変更手段の
   動作が上記基漁位置に来たとき検知信号を発生し、制御
   回路は、この検知信号発生時から上記モータの回転回数
   が上前ｅ範囲設定手段により設定された値に対応する回
   転回数となったとき上記モータを停止させ、所定時間後
   逆転せしめる制御を行なうことを特徴とする送風機。 ２、　位置検知手段は、送風変更手段の動作停止位置が
   基漁位置より進んでいるか否かの検知信号を発生し、制
   御回路はこの検知信号により両回転モータの起動回転方
   向を制御せしめるようにした特許請求の範囲第１項記載
   の送風機。