扇風機

【課題】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おいて、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扇風機を提供することを目的とする。
【解決手段】羽根車ガードに支持された対向する一対の曲板を羽根車の外周側に備えることにより、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曲板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、曲板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ことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
以下、その扇風機について図１３および図１４を参照しながら説明する。
【０００４】
図１３および図１４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。
【０００５】
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）。
【０００６】
以下、その扇風機について図１５を参照しながら説明する。
【０００７】
図１５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。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１２１３９２号公報
【特許文献２】特開昭６２−２０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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を備えた扇風機で、前記羽根車ガードに支持された対向する一対の曲板を前記羽根車の外周側に備えるようにしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
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を備えた扇風機で、前記羽根車ガードに支持された対向する一対の曲板を前記羽根車の外周側に備えるという構成にしたことにより、羽根車が回転して曲板を横切る際、羽根車の外周側で昇圧した気流は曲板に衝突し、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曲板で切り離されるため、扇風機の吹出し気流は、曲板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。さらに、曲板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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の扇風機を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１の扇風機を示す上面図
【図３】本発明の実施の形態１の曲板を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態１の扇風機を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態１の扇風機を示す斜視図
【図６】（ａ）は曲板のない扇風機の気流の流れを示す斜視図、（ｂ）は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
【図７】本発明の実施の形態２の扇風機を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態２の扇風機を示す側面図
【図９】本発明の実施の形態２の支持装置を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態２の扇風機を示す断面図
【図１１】本発明の実施の形態２の扇風機を示す上面図
【図１２】本発明の実施の形態１の扇風機と曲板なしの扇風機の風速分布を示すグラフ
【図１３】従来の扇風機の羽根を示す正面図
【図１４】図１３に示す同羽根のＡ−Ａ断面図
【図１５】従来の扇風機を示す要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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を備えた扇風機で、前記羽根車ガードに支持された対向する一対の曲板を前記羽根車の外周側に備えるという構成となる。これにより、羽根車が回転して曲板を横切る際、羽根車の外周側で昇圧した気流が曲板に衝突し、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曲板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、曲板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。
【００１７】
また、前記曲板が、前記羽根車の同心円上に配置されるという構成にしてもよい。これにより、羽根車が曲板に沿って回転するため、曲板を含む扇風機頭部を正面から見た時の面積を最小とすることができ、頭部をコンパクト化できるという効果を奏する。
【００１８】
また、前記曲板の短手方向の形状が、前記羽根車の回転方向に対して傾斜しているという構成にしてもよい。これにより、羽根車の外周側で昇圧した気流が曲板に衝突するタイミングに時間差をつけることで、気流が曲板に衝突する際に生じる渦を細かくすることができ、騒音を低減することができるので、送風範囲を拡大し、かつ低騒音となるという効果を奏する。
【００１９】
また、前記曲板が、前記羽根車ガードに着脱できる着脱部を備えるという構成にしてもよい。これにより、ワイド気流の方向を自在に切り替えることができるという効果を奏する。
【００２０】
また、前記曲板を収納する収納部を備えるという構成にしてもよい。これにより、曲板の保管を可能にするという効果を奏する。
【００２１】
また、前記曲板の配置を切り替える切替手段を備えるという構成にしてもよい。これにより、生活シーンに応じて、ワイド気流のワイド方向を短時間で切り替えることができるという効果を奏する。
【００２２】
また、前記切替手段は、１対の前記曲板を回転可能に支持する支持装置と、前記支持装置を駆動する駆動手段とを備えるという構成にしてもよい。これにより、生活シーンに応じて、ワイド気流のワイド方向を自動で切り替えるという効果を奏する。
【００２３】
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。
【００２４】
（実施の形態１）
まず実施の形態１の構成について説明する。
【００２５】
図１、図２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を有し、羽根車ガード３に支持された対向する一対の曲板４を羽根車１の外周側に備えている。曲板４は羽根車１の同心円上に配置されており、羽根車ガード３の外周に沿うような形状となっている。すなわち、曲板４の曲率と羽根車ガード３の外周の曲率を同じにしている。このため、曲板４の両端が羽根車ガード３の外縁から飛び出さず、曲板４を含む扇風機の頭部５を正面から見た時の面積を最小とすることができ、頭部５をコンパクト化している。
【００２６】
図１、図２では曲板４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、羽根車ガード３は金属製とし、羽根車ガード３の外周径は３７ｃｍとしている。
【００２７】
図３に、本実施の形態の曲板４を示す。曲板４の内周側には、羽根車ガード３への着脱を可能にする着脱部６を備えている。本実施の形態では一例として、曲板４の内周径を羽根車ガード３に沿うよう３２ｃｍとしている。また、曲板４で覆う羽根車ガード３の割合は、羽根車ガード３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。さらに曲板４の短手方向の長さは、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。
【００２８】
また着脱部６は、金属製の羽根車ガード３に磁力で固定し着脱可能な磁石である。他の固定方法としては、樹脂製のツメを着脱部６に設け、羽根車ガード３に着脱してもよい。
【００２９】
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曲板４を、着脱部６により曲板４を着脱して、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いる。
【００３０】
また図５は、曲板４を使用しない場合に曲板４の保管場所となる収納部７に曲板４を収納した図を示す。本実施の形態では一例として、扇風機の台座８の内側に磁石を備え、曲板４を扇風機の台座８に磁力で固定し、収納するようにしているが、台座８内に収納スペースを確保し、保管してもよい。
【００３１】
次に実施の形態１の作用について説明する。
【００３２】
図６に、曲板４のない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。
【００３３】
曲板４のない扇風機の気流は、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、曲板４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が回転して曲板４を横切る際、羽根車１の外周側で昇圧した気流が曲板４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曲板４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、曲板４位置を短径とした楕円状のワイド気流となる。
【００３４】
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６（ｂ）では曲板４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。
【００３５】
また、曲板４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。
【００３６】
（実施の形態２）
図７に示すように、本実施の形態の扇風機は曲板４の配置を切り替える切替手段９を備えている。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。
【００３７】
図８に切替手段９の斜視図、図９に支持装置１４の断面図を示す。図９に示すように、切替手段９は、羽根車ガード３と一体化した２本の固定レール１２と、固定レール１２上を回転可能に支持し、曲板４と一体化した可動レール１０とからなる支持装置１４を備えている。可動レール１０は車輪１３によって固定レール１２に据付けられている。
【００３８】
図８の左側の可動レール１０は、曲板４と一体となった可動レール１０を駆動する駆動装置１５と嵌合するように溝１１を備えている。図１０は切替手段９の断面図を示している。駆動装置１５は可動レール１０と嵌合し、曲板４の駆動、停止を制御することができる。本実施の形態では一例として、駆動装置１５にステッピングモーターを使用している。
【００３９】
上記構成において、曲板４を羽根車１の上下方向に配置した場合には、水平方向に広がるワイド気流となるため、複数人同時に直接風による涼を得たい時に有効である。また、曲板４を羽根車１の左右方向に配置した場合には、垂直方向に広がるワイド気流となるため、風呂上り等、体全体に風を浴びたい場合に有効である。
【００４０】
このように本発明の実施の形態２の扇風機によれば、切替手段９に駆動装置１５を備えたことにより生活シーンに応じて、ワイド気流のワイド方向を自動で切り替えることができる。
【００４１】
また図１１に示すように、曲板４の短手方向の形状が羽根車１の回転方向に対して傾斜している。これにより、羽根車１の外周側で昇圧した気流が曲板４に衝突するタイミングに時間差をつけることで、気流が曲板４に衝突する際に生じる渦を小さくすることができ、騒音を低減することができるので、送風範囲を拡大し、かつ低騒音とすることができる。
【実施例】
【００４２】
実施の形態１に示した扇風機（改善モデル）について、その性能を実測した。羽根車１は当社製扇風機（Ｆ−ＣＤ３２５）のものを利用し、モータは当社製ＤＣモータを使用した。比較対象は改善モデルの曲板４なしのものとし、これを比較モデルとする。
【００４３】
評価方法は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ９６０１「扇風機」に記載の風量測定方法に準じて送風性能を評価した。評価結果を図１２に示す。
【００４４】
図１２は、電動機２の回転軸を中心とした水平方向の各位置における風速値を示している。比較モデルでは中心から２０ｃｍの地点で風速の減衰が始まるが、改善モデルでは中心から３５ｃｍの地点まで風速が減衰せず、比較モデルに対して気流の広がりが格段に向上している。
【００４５】
また、表１に各モデルの性能一覧を示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
表１に示すように、比較モデルに曲板４を取り付けた改善モデルの方が、軸動力及び消費電力が低下するという新たな知見を得た。
【００４８】
この軸動力の低下の要因としては、羽根車１が曲板４近傍を通過する時、羽根車１の吸込みが曲板４によって阻害されるため、羽根車１の回転に伴う昇圧作用が制限されることに起因する。また、本実施例で示された消費電力の低減は、軸動力の低下に伴って電動機２の仕様点が変化し、電動機の効率が向上したことによる。つまり、本実施例における消費電力の低下は電動機の特性に起因するものであるが、一般に軸動力の低下は電動機２の出力低減につながるため、電動機２の効率が大幅に低下しない限りは、曲板４により消費電力が低下するという効果を得ることができる。
【００４９】
また、風量も増えており、ワイド気流とすることで風量を向上することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる扇風機は、羽根車ガード３に支持された対向する一対の曲板４を羽根車１の外周側に備えることで、羽根車１から生じる旋回流れが曲板４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曲板４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。
【符号の説明】
【００５１】
１羽根車
２電動機
３羽根車ガード
４曲板
５頭部
６着脱部
７収納部
８台座
９切替手段
１０可動レール
１１溝
１２固定レール
１３車輪
１４支持装置
１５駆動装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を備えた扇風機で、
前記羽根車ガードに支持された対向する一対の曲板を前記羽根車の外周側に備えることを特徴とする扇風機。
【請求項２】
前記曲板が、前記羽根車の同心円上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の扇風機。
【請求項３】
前記曲板の短手方向の形状が、前記羽根車の回転方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の扇風機。
【請求項４】
前記曲板が、前記羽根車ガードに着脱できる着脱部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の扇風機。
【請求項５】
前記曲板を収納する収納部を備えることを特徴とする請求項４に記載の扇風機。
【請求項６】
前記曲板の配置を切り替える切替手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の扇風機。
【請求項７】
前記切替手段は、
１対の前記曲板を回転可能に支持する支持装置と、前記支持装置を駆動する駆動部とを備えることを特徴とする請求項６に記載の扇風機。

【図１】