首振り装置
【課題】上下左右方向等立体方向に均等に首振り運動ができる首振り装置を提供する。
【解決手段】固定枠部１１に、第一揺動軸２１，２２を介して可動枠部１６を軸支すると共に、第三揺動軸３２，３３を介してガイド部３４を有するカムガイド２４を軸支する。また、前記可動枠部１６に、第二揺動軸３０，３１を介して、首振り可動部９を軸支すると共に、この首振り可動部９に、前記ガイド部３４に案内されて摺動するカム２５を設ける。また、首振り用電動機３６により駆動される第一ギア３９及びこれと噛合する第二ギア４０を設け、これらと第一リンク機構４２及び第二リンク機構４３によって、前記可動枠部１６及びカムガイド２４を正確に同期させて揺動させる。これによって、前記第一揺動軸２１，２２を中心とした揺動と、前記第二揺動軸３０，３１を中心とした揺動とが合成され、前記首振り可動部９が立体的に且つ均等に揺動する。
【解決手段】固定枠部１１に、第一揺動軸２１，２２を介して可動枠部１６を軸支すると共に、第三揺動軸３２，３３を介してガイド部３４を有するカムガイド２４を軸支する。また、前記可動枠部１６に、第二揺動軸３０，３１を介して、首振り可動部９を軸支すると共に、この首振り可動部９に、前記ガイド部３４に案内されて摺動するカム２５を設ける。また、首振り用電動機３６により駆動される第一ギア３９及びこれと噛合する第二ギア４０を設け、これらと第一リンク機構４２及び第二リンク機構４３によって、前記可動枠部１６及びカムガイド２４を正確に同期させて揺動させる。これによって、前記第一揺動軸２１，２２を中心とした揺動と、前記第二揺動軸３０，３１を中心とした揺動とが合成され、前記首振り可動部９が立体的に且つ均等に揺動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扇風機、サーキュレータ等の送風機、赤外線ヒータ等の電気ヒータなどに用いられる首振り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上下方向及び左右方向の首振りを同時に行う首振り装置を用いた装置として、首振り用の電動機の回転力を平歯車に伝え、この平歯車の回転をロッドによって往復運動に変換することで、主電動機を左右方向に首振り運動させると共に、前記首振り用の電動機の回転を、傘歯車を用いて前記平歯車の回転軸と直交する回転軸回りに回転するようにさせ、この傘歯車の回転をロッドによって往復運動に変換することで、主電動機を上下方向に首振り運動させる扇風機が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、左右方向用首振りモータの回転力により、主電動機を左右方向に首振り運動させると共に、上下方向用首振りモータの回転力により、主電動機を上下方向に首振り運動させるものも知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−６５５９３号公報
【特許文献２】特開昭５９−６５５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
両者の従来技術は、左右方向と上下方向の首振り運動を個別に見れば、それぞれ均等に働くため、一見、合成された首振り運動も上下左右方向に均等となるように見える。しかしながら、実際には、両者とも例えば「８」の字状に首振りさせようとしても、歪んだ軌道を描き、上下及び左右に不均等に動くという問題があった。特に、後者の従来技術では、左右方向用首振りモータの回転数と上下方向用首振りモータの回転数が完全に一致しなければ、「８」の字状の首振り運動の軌道が徐々にずれる虞がある。
【０００６】
このように、従来技術において、首振りを正確な「８」の字状の軌道にすることができないのは、左右方向の首振り運動と上下方向の首振り運動との同期が正確でないことに起因する。
【０００７】
本発明は以上の問題点を解決し、上下左右方向等、立体方向に均等に首振り運動ができる首振り装置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】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の首振り装置は、固定枠部と、この固定枠部に対して第一揺動軸回りに揺動可能に軸支される可動枠部と、この可動枠部に対し、前記第一揺動軸と直交する第二揺動軸回りに揺動可能に軸支される首振り可動部と、電動機等の駆動源と、この駆動源によって前記第一回転軸回りに回転させられる第一回動部材と、前記第一回動部材の回転に伴って前記第一回転軸と直交する第二回転軸回りに回転する第二回動部材と、前記第一回動部材に一端が接続された第一リンク機構と、前記第二回動部材に一端が接続された第二リンク機構とを有して構成される首振り装置であって、前記第一揺動軸と直交する第三揺動軸回りに揺動可能であると共に、ガイド部を有するカムガイドを前記固定枠部に軸支し、前記ガイド部に案内されて摺動するカムを前記首振り可動部に設けると共に、前記第一リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか一方に接続し、前記第二リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか他方に接続したものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の首振り装置は、請求項１において、前記ガイド部が、前記第一揺動軸と前記第三揺動軸の交点を中心とする円弧状に形成されるものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載の首振り装置は、請求項１又は２において、前記第一回動部材及び前記第二回動部材が、それぞれギアによって形成されるものである。
【００１１】
更に、本発明の請求項４に記載の首振り装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記第一回動部材と前記第二回動部材間の回転比が整数であるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、前記駆動源によって、前記可動枠部が前記第一揺動軸を回動中心として揺動すると、前記首振り可動部も、前記第一揺動軸回りに揺動する。この際、前記首振り可動部に設けられた前記カムは、前記カムガイドのガイド部に案内されて摺動する。同時に、前記カムガイドは、前記第三揺動軸を回動中心として揺動する。この際、前記カムが設けられた前記首振り可動部は、揺動する前記カムガイドによって、前記第二揺動軸を回動中心として揺動する。このように、第一揺動軸回りの揺動と第二揺動軸回りの揺動とが合成されることで、前記首振り可動部は立体的に首振りする。この際、前記可動枠部とカムガイドの揺動が、互いに悪影響を与え合わないので、前記首振り可動部を正確且つ均等に首振りさせることができる。
【００１３】
なお、前記ガイド部を、前記第一揺動軸と第三揺動軸の交点を中心とする円弧状に形成することで、前記カムとガイド部との当接位置から前記首振り可動部の揺動中心までの距離が変化しないので、前記首振り可動部を揺動させる際の負荷が変化せず、この首振り可動部をスムーズに揺動させることができる。
【００１４】
また、前記第一回動部材及び第二回動部材をそれぞれギアによって形成することで、両者間の回転力の伝動をタイミング良く伝えることができる。
【００１５】
更に、前記第一回動部材と第二回動部材間の回転比を整数とすることで、前記首振り可動部の軌道をずらさず、前記第一回動部材又は第二回転部材の１回転で「８」の字状等の１サイクルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１を示す首振り装置を用いたサーキュレータの全体斜視図である。
【図２】同、首振り装置の第一行程における一部分解斜視図である。
【図３】同、首振り装置の他の方向から見た第一行程における斜視図である。
【図４】同、首振り装置の平面図である。
【図５】同、図４のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】同、図４のＹ−Ｙ線断面図である。
【図７】同、首振り装置の分解斜視図である。
【図８】同、首振り装置の第二行程における斜視図である。
【図９】同、首振り装置の第三行程における斜視図である。
【図１０】同、首振り装置の第四行程における斜視図である。
【図１１】同、首振り装置の第五行程における斜視図である。
【図１２】同、首振り装置の第六行程における斜視図である。
【図１３】同、首振り装置の第七行程における斜視図である。
【図１４】同、首振り装置の第八行程における斜視図である。
【図１５】本発明の実施例２を示す首振り装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例１について、図１〜図１４に基づいて説明する。なお、この実施例１は、サーキュレータの場合を示している。図１に示すように、このサーキュレータ１は、設置用の台２の上方に図示しない支持ケースを介して設けられた送風装置３と、この送風装置３の周囲及び先方を保護する保護枠４とを備える。この保護枠４には貫通部５が形成される。また、前記支持ケース内には、送風用電動機６が設けられる。そして、この送風用電動機６の回転軸７は、前記貫通部５を通って前記保護枠４内に突出すると共に、その先端に羽根８が固定される。そして、前記送風用電動機６と羽根８によって、前記送風装置３が構成される。
【００１９】
次に、前記送風用電動機６を含む首振り可動部９を、「８」の字型の軌道Ｌとなるように揺動させる首振り装置１０の構造について、図２〜図７を参照して説明する。前記支持ケース内に前記首振り装置１０の固定枠部１１が固定される。この固定枠部１１は、一対の第一長辺部１２，１３と、これら一対の第一長辺部１２，１３と直交する一対の第一短辺部１４，１５とを有する矩形の枠形状であって、前記支持ケースに固定される。
【００２０】
そして、前記固定枠部１１の内側に、所定の間隔を空けて、可動枠部１６が揺動自在に設けられる。この可動枠部１６は、一対の第二長辺部１７，１８と、これら一対の第二長辺部１７，１８と直交する一対の第二短辺部１９，２０を有する矩形の枠形状である。そして、前記可動枠部１６は、図２乃至図４の姿勢において、前記各第二長辺部１７，１８が前記各第一長辺部１２，１３と平行になるように、且つ、前記各第二短辺部１９，２０が前記各第一短辺部１４，１５と平行になるように、前記固定枠部１１の内側に間隔を空けて配置される。そして、対向する前記第一短辺部１４と第二短辺部１９は、一方の第一揺動軸２１を介して接続される。同様に、前記第一短辺部１５と第二短辺部２０は、他方の第一揺動軸２２を介して接続される。前記第一揺動軸２１は、前記第一短辺部１４の略中央と第二短辺部１９の略中央とを回動自在に接続する短軸により形成される。同様に、前記第一揺動軸２２は、前記第一短辺部１５の略中央と第二短辺部２０の略中央とを回動自在に接続する短軸により形成される。そして、前記各第一揺動軸２１，２２は、同軸に配置される。これによって、前記可動枠部１６は、前記固定枠部１１に対し、前記各第一揺動軸２１，２２を揺動中心として揺動可能となる。
【００２１】
前記可動枠部１６の内側には、前記首振り可動部９を構成する取付枠２３が設けられ、この取付枠２３に前記送風用電動機６が取り付けられる。また、前記取付枠２３には、カムガイド２４の動きに従動するカム２５が突設される。そして、前記取付枠２３は、前記送風用電動機６を固定するための一対の台座部２６と、これらの台座部２６を一端に有する一対の支持用腕部２７，２８と、これらの支持用腕部２７，２８の他端同士を接続する底部２９とで一体に形成される。そして、対向する前記第二長辺部１７と支持用腕部２７は、一方の第二揺動軸３０を介して接続される。同様に、対向する前記第二長辺部１８と支持用腕部２８は、他方の第二揺動軸３１を介して接続される。前記第二揺動軸３０は、前記第二長辺部１７の略中央と支持用腕部２７の略中央とを回動自在に接続する短軸により形成される。同様に、前記第二揺動軸３１は、前記第二長辺部１８の略中央と支持用腕部２８の略中央とをそれぞれ回動自在に接続する短軸により形成される。そして、前記各第二揺動軸３０，３１は、同軸に配置される。なお、前記各第二揺動軸３０，３１の軸心は、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心と直交する。これによって、前記取付枠２３、ひいては前記首振り可動部９は、前記可動枠部１６に対し、前記各第二揺動軸３０，３１を揺動中心として揺動可能となる。また、前記カム２５は、前記底部２９の略中央に固定される。
【００２２】
前記カムガイド２４は、一対の基端部２４Ａ，２４Ｂと、これらの基端部２４Ａ，２４Ｂを接続する円弧状部２４Ｃとを有して一体に形成される。前記基端部２４Ａは、前記固定枠部１１の第一長辺部１２の略中央に対し、外側から対向する。また、前記基端部２４Ｂは、前記固定枠部１１の第一長辺部１３の略中央に対し、外側から対向する。更に、前記円弧状部２４Ｃは、前記取付枠２３の底部２９に対し、外側から対向する。そして、対向する前記第一長辺部１２と基端部２４Ａは、一方の第三揺動軸３２を介して回動自在に接続される。同様に、対向する前記第一長辺部１３と基端部２４Ｂは、他方の第三揺動軸３３を介して回動自在に接続される。そして、前記各第三揺動軸３２，３３は、それぞれ短軸により形成されると共に、同軸に配置される。なお、これらの第三揺動軸３２，３３の軸心は、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心と直交する。本実施例では、図２乃至図４の姿勢において、前記各第二揺動軸３０，３１の軸心と前記各第三揺動軸３２，３３の軸心が一致する（Ｘ−Ｘ線）と共に、これらの揺動軸３０，３１，３２，３３の軸心が、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心（Ｙ−Ｙ線）と直交する。なお、前記各第二揺動軸３０，３１の軸心と、前記各第三揺動軸３２，３３の軸心は、前記可動枠部１６が前記各第一揺動軸２１，２２回りに揺動することで、同軸からずれる。また、前記円弧状部２４Ｃには、この円弧状部２４Ｃの長さ方向に沿って溝状のガイド部３４が形成される。このガイド部３４は、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心と前記各第三揺動軸３２，３３の軸心との交点３５を中心とした円弧状に形成される。前記ガイド部３４は、前記カム２５と遊嵌すると共に、その溝の長さ方向にのみ前記カム２５が摺動することを許容する。そして、前記可動枠部１６に軸支された前記首振り可動部９のカム２５は、前記可動枠部１６が前記各第一揺動軸２１，２２回りに揺動することで、前記ガイド部３４に案内されて、その溝の長さ方向に沿って摺動するように構成される。一方、前記カム２５は、前記カムガイド２４が前記第三揺動軸３２，３３回りに揺動することで、前記カムガイド２４に従動して、摺動方向と直交する方向に揺動するように構成される。この際、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１回りに揺動する。
【００２３】
前記固定枠部１１には、前記首振り装置１０の駆動源となる首振り用電動機３６が固定される。この首振り用電動機３６は、前記固定枠部１１の第一短辺部１４から延在して設けられた第一取付部３７に装着される。なお、前記首振り用電動機３６は、その回転軸３８が前記第一揺動軸２１，２２の軸心と平行となるように配置される。そして、前記回転軸３８には、伝動用の第一回動部材である第一ギア３９が固定される。このため、この第一ギア３９の回転中心は、前記第一揺動軸２１，２２と平行になる。また、前記第一ギア３９と噛合うように、伝動用の第二回動部材である第二ギア４０が設けられる。この第二ギア４０は、前記第一長辺部１２の下方に設けられた第二取付部４１に対し回転可能に保持される。そして、前記第二ギア４０の回転軸４０Ａは、前記第一ギア３９の回転軸３９Ａ、即ち前記首振り用電動機３６の回転軸３８と直交する。なお、前記第一ギア３９の歯数は、前記第二ギア４０の歯数の整数倍に設定される。本実施例では、前記第一ギア３９の歯数と前記第二ギア４０の歯数との比を２：１とすることで、前記第一ギア３９の回転数と前記第二ギア４０の回転数との比は１：２となる。
【００２４】
そして、前記第一ギア３９と前記可動枠部１６との間には、第一リンク機構４２が介在する。また、前記第二ギア４０と前記カムガイド２４との間には、第二リンク機構４３が介在する。前記第一リンク機構４２を構成する第一リンクアーム４４は、その一端４４Ａを前記回転軸３９Ａから偏心させて、前記第一ギア３９に対し揺動可能に接続すると共に、その他端４４Ｂを前記第一揺動軸２１から偏心させて、前記第二短辺部１９に対し揺動可能に接続する。また、前記第二リンク機構４３を構成する第二リンクアーム４５は、その一端４５Ａを前記回転軸４０Ａから偏心させて、前記第二ギア４０に接続された偏心アーム４６に対し揺動可能に接続すると共に、その他端４５Ｂを、前記第三揺動軸３２，３３から偏心させて前記カムガイド２４と一体に設けられた中継部４７に対し、揺動可能に接続される。
【００２５】
次に前記構成について、作用を説明する。前記首振り用電動機３６が回転すると、前記電動機３６の回転軸３８、即ち前記第一ギア３９の回転軸３９Ａ回りに、前記第一ギア３９が回転する。そして、前記第一ギア３９が回転することで、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６が前記第一揺動軸２１，２２を中心として揺動する。同時に、前記第一ギア３９に従動して、この第一ギア３９と噛合する第二ギア４０も回転する。そして、前記第二ギア４０が回転することで、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４が前記第三揺動軸３２，３３を中心として揺動する。この際、従来の構造と異なり、前記可動枠部１６の揺動姿勢によらず、前記第二ギア４０の回転軸４０Ａから前記各第三揺動軸３２，３３の軸心までの距離が変化せず、また、前記カムガイド２４の揺動姿勢によらず、前記第一ギア３９の回転軸３９Ａから前記各第一揺動軸２１，２２の軸心までの距離が変化しない。このため、前記可動枠部１６の揺動が前記カムガイド２４の揺動に影響を与えず、逆に、前記カムガイド２４の揺動も前記可動枠１６の揺動に影響を与えない。一方、前記首振り可動部９は、前記可動枠部１６の揺動に伴って、前記各第一揺動軸２１，２２を中心に揺動すると共に、前記カムガイド２４の揺動に伴って、前記各第二揺動軸３０，３１を中心に揺動する。即ち、前記首振り可動部９は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心とした揺動と、前記各第二揺動軸３０，３１を中心とした揺動とを合成した、三次元的な首振り運動をする。そして、前記可動枠部１６とカムガイド２４が、互いの揺動に影響を与え合わないことで、正確に同期されるので、これらの可動枠部１６とカムガイド２４に従動する前記首振り可動部９は、均等且つ正確な軌道Ｌを描く。なお、前述した通り、前記第一ギア３９と第二ギア４０の歯数の比が２：１であるため、前記第一ギア３９が一回転（回転角度α＝２π）する間に、前記第二ギア４０は二回転（回転角度β＝４π）する。即ち、図２の姿勢から図８〜図１４の姿勢を経て図２の姿勢に戻る１サイクルの間に、前記可動枠部１６が一往復するのに対し、前記カムガイド２４は二往復する。このため、前記首振り可動部９の軌道Ｌは、正確な「８」の字を描く。
【００２６】
更に、本実施例の作用を第一行程〜第八行程に従って詳述する。なお、これらの行程は便宜上付けた名称である。また、以下の説明において、前記固定枠部１１の第一短辺部１４側を前、前記第一短辺部１５側を後、前記第一長辺部１２側を左、前記第一長辺部１３側を右と規定する。また、図２及び図８〜図１４の姿勢における上方を上、下方を下と規定する。
【００２７】
第一行程（図２）
この第一行程は、前記第一ギア３９が初期位置、即ち回転角度αが０の状態である。この状態では、前記可動枠部１６は、前記固定枠部１１に対して傾斜せず、水平となる。また、前記第二ギア４０も初期位置、即ち回転角度βが０の状態である。この状態では、前記カムガイド２４は前記固定枠部１１に対して傾斜せず、垂直となる。このため、前記カム２５は、垂直姿勢となった前記カムガイド２４のガイド部３４の中央に位置する。従って、前記首振り可動部９は、前記各第一揺動軸２１，２２回りにも、前記各第二揺動軸３０，３１回りにも傾斜していない姿勢となる。この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は垂直となり、軌道Ｌの中心である垂直なＡ位置となる。
【００２８】
第二行程（図８）
この第二行程は、前記第一ギア３９の回転角度αがπ／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側（前記第一長辺部１２側）が高く、右側（前記第一長辺部１３側）が低くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で右回りに回動して傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で右回りに回動して傾斜すると共に、前記カム２５が前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の左側へ摺動する。
【００２９】
一方、この第二行程は、前記第二ギア４０の回転角度βがπ／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも前方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、後方へ傾斜する。
【００３０】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、右後方に傾斜したＢ位置となる。
【００３１】
第三行程（図９）
この第三行程は、前記第一ギア３９の回転角度αがπ／２の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側が最も高く、右側が最も低くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で右回りに更に回動して最大限傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で右回りに更に回動して最大限傾斜すると共に、前記カム２５は、前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の最大限左側へ摺動する。
【００３２】
一方、この第三行程は、前記第二ギア４０の回転角度βがπの状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記固定枠部１１に対して垂直な状態に戻る。そして、このように前記カムガイド２４が垂直に戻ると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前後方向の中央に戻る。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前後方向の中央に戻る。
【００３３】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、右に最大限傾斜したＣ位置となる。
【００３４】
第四行程（図１０）
この第四行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが３π／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、水平に近付くように正面視で左回りに回動する。しかしながら、前記可動枠部１６は、未だ左側が高く、右側が低くなるように、前記固定枠部１１に対して傾斜している。そして、前記可動枠部１６の回動によって、前記首振り可動部９も正面視で左回りに回動するものの、未だ右側へ傾斜している。また、前記カム２５は前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の右側に向かって摺動するものの、未だ前記ガイド部３４の左側に位置する。
【００３５】
一方、この第四行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが３π／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも後方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に後方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前方へ傾斜する。
【００３６】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、右前方に傾斜したＤ位置となる。
【００３７】
第五行程（図１１（なお、図１１は、実際には、第五行程の寸前の状態である。））
この第五行程は、前記第一ギア３９の回転角度αがπの状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、正面視で左回りに回動し、水平に戻る。そして、前記可動枠部１６の回動によって、前記首振り可動部９も垂直に戻る。また、前記カム２５は前記ガイド部３４に案内されて摺動し、このガイド部３４の中央に位置する。
【００３８】
一方、この第五行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが２πの状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記固定枠部１１に対して垂直な状態に戻る。そして、このように前記カムガイド２４が垂直に戻ると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前後方向の中央に戻る。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前後方向の中央に戻る。
【００３９】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、軌道Ｌの中心である垂直なＡ位置と同じＥ位置となる。
【００４０】
第六行程（図１２）
この第六行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが５π／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側が低く、右側が高くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で左回りに回動して傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で左回りに回動して傾斜すると共に、前記カム２５が前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の右側へ摺動する。
【００４１】
一方、この第六行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが５π／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも前方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、後方へ傾斜する。
【００４２】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、左後方に傾斜したＦ位置となる。
【００４３】
第七行程（図１３）
この第七行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが３π／２の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側が最も低く、右側が最も高くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で左回りに更に回動して最大限傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で左回りに更に回動して最大限傾斜すると共に、前記カム２５は、前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の最大限右側へ摺動する。
【００４４】
一方、この第七行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが３πの状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記固定枠部１１に対して垂直な状態に戻る。そして、このように前記カムガイド２４が垂直に戻ると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前後方向の中央に戻る。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前後方向の中央に戻る。
【００４５】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、左に最大限傾斜したＧ位置となる。
【００４６】
第八行程（図１４）
この第八行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが７π／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、水平に近付くように正面視で右回りに回動する。しかしながら、前記可動枠部１６は、未だ左側が低く、右側が高くなるように、前記固定枠部１１に対して傾斜している。そして、前記可動枠部１６の回動によって、前記首振り可動部９も正面視で右回りに回動するものの、未だ左側へ傾斜している。また、前記カム２５は前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の左側に向かって摺動するものの、未だ前記ガイド部３４の右側に位置する。
【００４７】
一方、この第八行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが７π／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも後方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に後方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前方へ傾斜する。
【００４８】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、左前方に傾斜したＨ位置となる。
【００４９】
そして、前記第一ギア３９の回転角度αが２π、即ち１回転、前記第二ギア４０の回転角度βが４π、即ち２回転することで、第一行程に戻る。このように、前記首振り可動部９は、Ａ位置からＨ位置を順に経てＡ位置に戻る「８」の字軌道Ｌを正確に描くことができる。このため、前記首振り可動部９の送風用電動機６によって構成される前記送風機３の送風方向を正確な「８」の字形状とし、室内に上下左右均等に繰り返し送風することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態は、固定枠部１１と、この固定枠部１１に対して第一揺動軸２１，２２回りに揺動可能に軸支される可動枠部１６と、この可動枠部１６に対して前記各第一揺動軸２１，２２と軸方向が直交する第二揺動軸３０，３１回りに揺動可能に軸支される首振り可動部９と、首振り用電動機３６と、この首振り用電動機３６によって第一回転軸３９Ａ回りに回転させられる第一回転部材としての第一ギア３９と、この第一ギア３９の回転に伴って第一回転軸３９Ａと直交する第二回転軸４０Ａ回りに回転する第二回転部材としての第二ギア４０と、前記第一ギア３９に一端４４Ａが接続された第一リンク機構４２と、前記第二ギア４０に一端４５Ａが接続された第二リンク機構４３とを有し、前記各第一揺動軸２１，２２と軸方向が直交する第三揺動軸３２，３３回りに揺動可能であると共に、ガイド部３４を有するカムガイド２４を前記固定枠部１１に軸支し、前記ガイド部３４に案内されて摺動するカム２５を前記首振り可動部９に設けると共に、前記第一リンク機構４２を構成する第一リンクアーム４４の他端４４Ｂを前記可動枠部１６に接続し、第二リンク機構４３を構成する第二リンクアーム４５の他端４５Ｂを前記カムガイド２４に接続したことにより、前記可動枠１６とカムガイド２４の揺動が、互いに悪影響を与え合わないので、前記可動枠部１６の揺動に伴う前記各第一揺動軸２１，２２回りの揺動と、前記カムガイド２４の揺動に伴う前記各第二揺動軸３０，３１回りの揺動とを正確に同期させ、合成された前記首振り可動部９の立体的な首振り運動を正確且つ均等に行わせることができる。
【００５１】
また、前記ガイド部３４を、前記各第一揺動軸２１，２２と第三揺動軸３２，３３の交点３５を中心とする円弧状に形成することで、前記カム２５とガイド部３４との当接位置から前記首振り可動部９の揺動中心となる交点３５までの距離が変化しないので、前記首振り可動部９を揺動させる際の負荷が変化せず、この首振り可動部９をスムーズに揺動させることができる。
【００５２】
また、前記第一回動部材及び第二回動部材をそれぞれ前記第一ギア３９及び第二ギア４０によって形成することで、前記首振り用電動機２６の回転力を前記第一ギア３９から第二ギア４０に確実に伝達して、両者を正確に同期させることができる。
【００５３】
更に、前記第一ギア３９と第二ギア４０のギア比を整数、例えば２：１とすることで、前記首振り可動部９の軌道Ｌをずらさず、前記第一ギア３９の１回転で「８」の字状等の軌道Ｌを描かせるようにすることができる。
【実施例２】
【００５４】
図１５に示す実施例２では、カムガイド２４に一対の第三揺動軸３２，３３間を結ぶように細長な貫通部からなるガイド部５１を設け、そして、首振り可動部９を回動自在に支持する第三揺動軸３２，３３から直交して突設したアーム部５２の先端にカム２５´を設け、このカム２５´を前記ガイド部５１に挿入することで、前記カムガイド２４の揺動に応動して、前記首振り可動部９を揺動できるようになっている。この場合、前記ガイド部５１は、必ずしも第一揺動軸２１と前記各第三揺動軸３２，３３との交点３５を中心とした円弧でなくてもよい。
【００５５】
なお、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、回動部材は、スプロケットとチェーン、歯付きローラと歯付きベルトのような組み合わせでもよい。また、上記実施例１において、第一ギアを主動ギア、第二ギアを従動ギアとしたが、第一ギアを従動ギア、第二ギアを主動ギアとしてもよい。更に、上記実施例１において、前記第一ギアと第二ギアのギア比を２：１としたが、一方が他方の倍数となる値であれば、他のギア比、例えば３：１、或いは１：２であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明に係る首振り装置は、扇風機等の送風機、赤外線ヒータ等の電気ヒータなど各種の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５７】
９ 首振り可動部
１０ 立体首振り装置
１１ 固定枠部
１６ 可動枠部
２１，２２ 第一揺動軸
２４ カムガイド
２５ ２５´ カム
３０，３１ 第二揺動軸
３２，３３ 第三揺動軸
３４ ガイド部
３５ 交点
３６ 首振り用電動機（駆動源）
３９ 第一ギア（第一回動部材）
４０ 第二ギア（第二回動部材）
４２ 第一リンク機構
４３ 第二リンク機構
４４Ａ 一端
４４Ｂ ４４Ｂ´ 他端
４５Ａ 一端
４５Ｂ ４５Ｂ´ 他端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扇風機、サーキュレータ等の送風機、赤外線ヒータ等の電気ヒータなどに用いられる首振り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上下方向及び左右方向の首振りを同時に行う首振り装置を用いた装置として、首振り用の電動機の回転力を平歯車に伝え、この平歯車の回転をロッドによって往復運動に変換することで、主電動機を左右方向に首振り運動させると共に、前記首振り用の電動機の回転を、傘歯車を用いて前記平歯車の回転軸と直交する回転軸回りに回転するようにさせ、この傘歯車の回転をロッドによって往復運動に変換することで、主電動機を上下方向に首振り運動させる扇風機が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、左右方向用首振りモータの回転力により、主電動機を左右方向に首振り運動させると共に、上下方向用首振りモータの回転力により、主電動機を上下方向に首振り運動させるものも知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−６５５９３号公報
【特許文献２】特開昭５９−６５５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
両者の従来技術は、左右方向と上下方向の首振り運動を個別に見れば、それぞれ均等に働くため、一見、合成された首振り運動も上下左右方向に均等となるように見える。しかしながら、実際には、両者とも例えば「８」の字状に首振りさせようとしても、歪んだ軌道を描き、上下及び左右に不均等に動くという問題があった。特に、後者の従来技術では、左右方向用首振りモータの回転数と上下方向用首振りモータの回転数が完全に一致しなければ、「８」の字状の首振り運動の軌道が徐々にずれる虞がある。
【０００６】
このように、従来技術において、首振りを正確な「８」の字状の軌道にすることができないのは、左右方向の首振り運動と上下方向の首振り運動との同期が正確でないことに起因する。
【０００７】
本発明は以上の問題点を解決し、上下左右方向等、立体方向に均等に首振り運動ができる首振り装置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】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の首振り装置は、固定枠部と、この固定枠部に対して第一揺動軸回りに揺動可能に軸支される可動枠部と、この可動枠部に対し、前記第一揺動軸と直交する第二揺動軸回りに揺動可能に軸支される首振り可動部と、電動機等の駆動源と、この駆動源によって前記第一回転軸回りに回転させられる第一回動部材と、前記第一回動部材の回転に伴って前記第一回転軸と直交する第二回転軸回りに回転する第二回動部材と、前記第一回動部材に一端が接続された第一リンク機構と、前記第二回動部材に一端が接続された第二リンク機構とを有して構成される首振り装置であって、前記第一揺動軸と直交する第三揺動軸回りに揺動可能であると共に、ガイド部を有するカムガイドを前記固定枠部に軸支し、前記ガイド部に案内されて摺動するカムを前記首振り可動部に設けると共に、前記第一リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか一方に接続し、前記第二リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか他方に接続したものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の首振り装置は、請求項１において、前記ガイド部が、前記第一揺動軸と前記第三揺動軸の交点を中心とする円弧状に形成されるものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載の首振り装置は、請求項１又は２において、前記第一回動部材及び前記第二回動部材が、それぞれギアによって形成されるものである。
【００１１】
更に、本発明の請求項４に記載の首振り装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記第一回動部材と前記第二回動部材間の回転比が整数であるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、前記駆動源によって、前記可動枠部が前記第一揺動軸を回動中心として揺動すると、前記首振り可動部も、前記第一揺動軸回りに揺動する。この際、前記首振り可動部に設けられた前記カムは、前記カムガイドのガイド部に案内されて摺動する。同時に、前記カムガイドは、前記第三揺動軸を回動中心として揺動する。この際、前記カムが設けられた前記首振り可動部は、揺動する前記カムガイドによって、前記第二揺動軸を回動中心として揺動する。このように、第一揺動軸回りの揺動と第二揺動軸回りの揺動とが合成されることで、前記首振り可動部は立体的に首振りする。この際、前記可動枠部とカムガイドの揺動が、互いに悪影響を与え合わないので、前記首振り可動部を正確且つ均等に首振りさせることができる。
【００１３】
なお、前記ガイド部を、前記第一揺動軸と第三揺動軸の交点を中心とする円弧状に形成することで、前記カムとガイド部との当接位置から前記首振り可動部の揺動中心までの距離が変化しないので、前記首振り可動部を揺動させる際の負荷が変化せず、この首振り可動部をスムーズに揺動させることができる。
【００１４】
また、前記第一回動部材及び第二回動部材をそれぞれギアによって形成することで、両者間の回転力の伝動をタイミング良く伝えることができる。
【００１５】
更に、前記第一回動部材と第二回動部材間の回転比を整数とすることで、前記首振り可動部の軌道をずらさず、前記第一回動部材又は第二回転部材の１回転で「８」の字状等の１サイクルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１を示す首振り装置を用いたサーキュレータの全体斜視図である。
【図２】同、首振り装置の第一行程における一部分解斜視図である。
【図３】同、首振り装置の他の方向から見た第一行程における斜視図である。
【図４】同、首振り装置の平面図である。
【図５】同、図４のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】同、図４のＹ−Ｙ線断面図である。
【図７】同、首振り装置の分解斜視図である。
【図８】同、首振り装置の第二行程における斜視図である。
【図９】同、首振り装置の第三行程における斜視図である。
【図１０】同、首振り装置の第四行程における斜視図である。
【図１１】同、首振り装置の第五行程における斜視図である。
【図１２】同、首振り装置の第六行程における斜視図である。
【図１３】同、首振り装置の第七行程における斜視図である。
【図１４】同、首振り装置の第八行程における斜視図である。
【図１５】本発明の実施例２を示す首振り装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例１について、図１〜図１４に基づいて説明する。なお、この実施例１は、サーキュレータの場合を示している。図１に示すように、このサーキュレータ１は、設置用の台２の上方に図示しない支持ケースを介して設けられた送風装置３と、この送風装置３の周囲及び先方を保護する保護枠４とを備える。この保護枠４には貫通部５が形成される。また、前記支持ケース内には、送風用電動機６が設けられる。そして、この送風用電動機６の回転軸７は、前記貫通部５を通って前記保護枠４内に突出すると共に、その先端に羽根８が固定される。そして、前記送風用電動機６と羽根８によって、前記送風装置３が構成される。
【００１９】
次に、前記送風用電動機６を含む首振り可動部９を、「８」の字型の軌道Ｌとなるように揺動させる首振り装置１０の構造について、図２〜図７を参照して説明する。前記支持ケース内に前記首振り装置１０の固定枠部１１が固定される。この固定枠部１１は、一対の第一長辺部１２，１３と、これら一対の第一長辺部１２，１３と直交する一対の第一短辺部１４，１５とを有する矩形の枠形状であって、前記支持ケースに固定される。
【００２０】
そして、前記固定枠部１１の内側に、所定の間隔を空けて、可動枠部１６が揺動自在に設けられる。この可動枠部１６は、一対の第二長辺部１７，１８と、これら一対の第二長辺部１７，１８と直交する一対の第二短辺部１９，２０を有する矩形の枠形状である。そして、前記可動枠部１６は、図２乃至図４の姿勢において、前記各第二長辺部１７，１８が前記各第一長辺部１２，１３と平行になるように、且つ、前記各第二短辺部１９，２０が前記各第一短辺部１４，１５と平行になるように、前記固定枠部１１の内側に間隔を空けて配置される。そして、対向する前記第一短辺部１４と第二短辺部１９は、一方の第一揺動軸２１を介して接続される。同様に、前記第一短辺部１５と第二短辺部２０は、他方の第一揺動軸２２を介して接続される。前記第一揺動軸２１は、前記第一短辺部１４の略中央と第二短辺部１９の略中央とを回動自在に接続する短軸により形成される。同様に、前記第一揺動軸２２は、前記第一短辺部１５の略中央と第二短辺部２０の略中央とを回動自在に接続する短軸により形成される。そして、前記各第一揺動軸２１，２２は、同軸に配置される。これによって、前記可動枠部１６は、前記固定枠部１１に対し、前記各第一揺動軸２１，２２を揺動中心として揺動可能となる。
【００２１】
前記可動枠部１６の内側には、前記首振り可動部９を構成する取付枠２３が設けられ、この取付枠２３に前記送風用電動機６が取り付けられる。また、前記取付枠２３には、カムガイド２４の動きに従動するカム２５が突設される。そして、前記取付枠２３は、前記送風用電動機６を固定するための一対の台座部２６と、これらの台座部２６を一端に有する一対の支持用腕部２７，２８と、これらの支持用腕部２７，２８の他端同士を接続する底部２９とで一体に形成される。そして、対向する前記第二長辺部１７と支持用腕部２７は、一方の第二揺動軸３０を介して接続される。同様に、対向する前記第二長辺部１８と支持用腕部２８は、他方の第二揺動軸３１を介して接続される。前記第二揺動軸３０は、前記第二長辺部１７の略中央と支持用腕部２７の略中央とを回動自在に接続する短軸により形成される。同様に、前記第二揺動軸３１は、前記第二長辺部１８の略中央と支持用腕部２８の略中央とをそれぞれ回動自在に接続する短軸により形成される。そして、前記各第二揺動軸３０，３１は、同軸に配置される。なお、前記各第二揺動軸３０，３１の軸心は、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心と直交する。これによって、前記取付枠２３、ひいては前記首振り可動部９は、前記可動枠部１６に対し、前記各第二揺動軸３０，３１を揺動中心として揺動可能となる。また、前記カム２５は、前記底部２９の略中央に固定される。
【００２２】
前記カムガイド２４は、一対の基端部２４Ａ，２４Ｂと、これらの基端部２４Ａ，２４Ｂを接続する円弧状部２４Ｃとを有して一体に形成される。前記基端部２４Ａは、前記固定枠部１１の第一長辺部１２の略中央に対し、外側から対向する。また、前記基端部２４Ｂは、前記固定枠部１１の第一長辺部１３の略中央に対し、外側から対向する。更に、前記円弧状部２４Ｃは、前記取付枠２３の底部２９に対し、外側から対向する。そして、対向する前記第一長辺部１２と基端部２４Ａは、一方の第三揺動軸３２を介して回動自在に接続される。同様に、対向する前記第一長辺部１３と基端部２４Ｂは、他方の第三揺動軸３３を介して回動自在に接続される。そして、前記各第三揺動軸３２，３３は、それぞれ短軸により形成されると共に、同軸に配置される。なお、これらの第三揺動軸３２，３３の軸心は、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心と直交する。本実施例では、図２乃至図４の姿勢において、前記各第二揺動軸３０，３１の軸心と前記各第三揺動軸３２，３３の軸心が一致する（Ｘ−Ｘ線）と共に、これらの揺動軸３０，３１，３２，３３の軸心が、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心（Ｙ−Ｙ線）と直交する。なお、前記各第二揺動軸３０，３１の軸心と、前記各第三揺動軸３２，３３の軸心は、前記可動枠部１６が前記各第一揺動軸２１，２２回りに揺動することで、同軸からずれる。また、前記円弧状部２４Ｃには、この円弧状部２４Ｃの長さ方向に沿って溝状のガイド部３４が形成される。このガイド部３４は、前記各第一揺動軸２１，２２の軸心と前記各第三揺動軸３２，３３の軸心との交点３５を中心とした円弧状に形成される。前記ガイド部３４は、前記カム２５と遊嵌すると共に、その溝の長さ方向にのみ前記カム２５が摺動することを許容する。そして、前記可動枠部１６に軸支された前記首振り可動部９のカム２５は、前記可動枠部１６が前記各第一揺動軸２１，２２回りに揺動することで、前記ガイド部３４に案内されて、その溝の長さ方向に沿って摺動するように構成される。一方、前記カム２５は、前記カムガイド２４が前記第三揺動軸３２，３３回りに揺動することで、前記カムガイド２４に従動して、摺動方向と直交する方向に揺動するように構成される。この際、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１回りに揺動する。
【００２３】
前記固定枠部１１には、前記首振り装置１０の駆動源となる首振り用電動機３６が固定される。この首振り用電動機３６は、前記固定枠部１１の第一短辺部１４から延在して設けられた第一取付部３７に装着される。なお、前記首振り用電動機３６は、その回転軸３８が前記第一揺動軸２１，２２の軸心と平行となるように配置される。そして、前記回転軸３８には、伝動用の第一回動部材である第一ギア３９が固定される。このため、この第一ギア３９の回転中心は、前記第一揺動軸２１，２２と平行になる。また、前記第一ギア３９と噛合うように、伝動用の第二回動部材である第二ギア４０が設けられる。この第二ギア４０は、前記第一長辺部１２の下方に設けられた第二取付部４１に対し回転可能に保持される。そして、前記第二ギア４０の回転軸４０Ａは、前記第一ギア３９の回転軸３９Ａ、即ち前記首振り用電動機３６の回転軸３８と直交する。なお、前記第一ギア３９の歯数は、前記第二ギア４０の歯数の整数倍に設定される。本実施例では、前記第一ギア３９の歯数と前記第二ギア４０の歯数との比を２：１とすることで、前記第一ギア３９の回転数と前記第二ギア４０の回転数との比は１：２となる。
【００２４】
そして、前記第一ギア３９と前記可動枠部１６との間には、第一リンク機構４２が介在する。また、前記第二ギア４０と前記カムガイド２４との間には、第二リンク機構４３が介在する。前記第一リンク機構４２を構成する第一リンクアーム４４は、その一端４４Ａを前記回転軸３９Ａから偏心させて、前記第一ギア３９に対し揺動可能に接続すると共に、その他端４４Ｂを前記第一揺動軸２１から偏心させて、前記第二短辺部１９に対し揺動可能に接続する。また、前記第二リンク機構４３を構成する第二リンクアーム４５は、その一端４５Ａを前記回転軸４０Ａから偏心させて、前記第二ギア４０に接続された偏心アーム４６に対し揺動可能に接続すると共に、その他端４５Ｂを、前記第三揺動軸３２，３３から偏心させて前記カムガイド２４と一体に設けられた中継部４７に対し、揺動可能に接続される。
【００２５】
次に前記構成について、作用を説明する。前記首振り用電動機３６が回転すると、前記電動機３６の回転軸３８、即ち前記第一ギア３９の回転軸３９Ａ回りに、前記第一ギア３９が回転する。そして、前記第一ギア３９が回転することで、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６が前記第一揺動軸２１，２２を中心として揺動する。同時に、前記第一ギア３９に従動して、この第一ギア３９と噛合する第二ギア４０も回転する。そして、前記第二ギア４０が回転することで、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４が前記第三揺動軸３２，３３を中心として揺動する。この際、従来の構造と異なり、前記可動枠部１６の揺動姿勢によらず、前記第二ギア４０の回転軸４０Ａから前記各第三揺動軸３２，３３の軸心までの距離が変化せず、また、前記カムガイド２４の揺動姿勢によらず、前記第一ギア３９の回転軸３９Ａから前記各第一揺動軸２１，２２の軸心までの距離が変化しない。このため、前記可動枠部１６の揺動が前記カムガイド２４の揺動に影響を与えず、逆に、前記カムガイド２４の揺動も前記可動枠１６の揺動に影響を与えない。一方、前記首振り可動部９は、前記可動枠部１６の揺動に伴って、前記各第一揺動軸２１，２２を中心に揺動すると共に、前記カムガイド２４の揺動に伴って、前記各第二揺動軸３０，３１を中心に揺動する。即ち、前記首振り可動部９は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心とした揺動と、前記各第二揺動軸３０，３１を中心とした揺動とを合成した、三次元的な首振り運動をする。そして、前記可動枠部１６とカムガイド２４が、互いの揺動に影響を与え合わないことで、正確に同期されるので、これらの可動枠部１６とカムガイド２４に従動する前記首振り可動部９は、均等且つ正確な軌道Ｌを描く。なお、前述した通り、前記第一ギア３９と第二ギア４０の歯数の比が２：１であるため、前記第一ギア３９が一回転（回転角度α＝２π）する間に、前記第二ギア４０は二回転（回転角度β＝４π）する。即ち、図２の姿勢から図８〜図１４の姿勢を経て図２の姿勢に戻る１サイクルの間に、前記可動枠部１６が一往復するのに対し、前記カムガイド２４は二往復する。このため、前記首振り可動部９の軌道Ｌは、正確な「８」の字を描く。
【００２６】
更に、本実施例の作用を第一行程〜第八行程に従って詳述する。なお、これらの行程は便宜上付けた名称である。また、以下の説明において、前記固定枠部１１の第一短辺部１４側を前、前記第一短辺部１５側を後、前記第一長辺部１２側を左、前記第一長辺部１３側を右と規定する。また、図２及び図８〜図１４の姿勢における上方を上、下方を下と規定する。
【００２７】
第一行程（図２）
この第一行程は、前記第一ギア３９が初期位置、即ち回転角度αが０の状態である。この状態では、前記可動枠部１６は、前記固定枠部１１に対して傾斜せず、水平となる。また、前記第二ギア４０も初期位置、即ち回転角度βが０の状態である。この状態では、前記カムガイド２４は前記固定枠部１１に対して傾斜せず、垂直となる。このため、前記カム２５は、垂直姿勢となった前記カムガイド２４のガイド部３４の中央に位置する。従って、前記首振り可動部９は、前記各第一揺動軸２１，２２回りにも、前記各第二揺動軸３０，３１回りにも傾斜していない姿勢となる。この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は垂直となり、軌道Ｌの中心である垂直なＡ位置となる。
【００２８】
第二行程（図８）
この第二行程は、前記第一ギア３９の回転角度αがπ／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側（前記第一長辺部１２側）が高く、右側（前記第一長辺部１３側）が低くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で右回りに回動して傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で右回りに回動して傾斜すると共に、前記カム２５が前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の左側へ摺動する。
【００２９】
一方、この第二行程は、前記第二ギア４０の回転角度βがπ／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも前方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、後方へ傾斜する。
【００３０】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、右後方に傾斜したＢ位置となる。
【００３１】
第三行程（図９）
この第三行程は、前記第一ギア３９の回転角度αがπ／２の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側が最も高く、右側が最も低くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で右回りに更に回動して最大限傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で右回りに更に回動して最大限傾斜すると共に、前記カム２５は、前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の最大限左側へ摺動する。
【００３２】
一方、この第三行程は、前記第二ギア４０の回転角度βがπの状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記固定枠部１１に対して垂直な状態に戻る。そして、このように前記カムガイド２４が垂直に戻ると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前後方向の中央に戻る。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前後方向の中央に戻る。
【００３３】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、右に最大限傾斜したＣ位置となる。
【００３４】
第四行程（図１０）
この第四行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが３π／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、水平に近付くように正面視で左回りに回動する。しかしながら、前記可動枠部１６は、未だ左側が高く、右側が低くなるように、前記固定枠部１１に対して傾斜している。そして、前記可動枠部１６の回動によって、前記首振り可動部９も正面視で左回りに回動するものの、未だ右側へ傾斜している。また、前記カム２５は前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の右側に向かって摺動するものの、未だ前記ガイド部３４の左側に位置する。
【００３５】
一方、この第四行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが３π／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも後方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に後方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前方へ傾斜する。
【００３６】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、右前方に傾斜したＤ位置となる。
【００３７】
第五行程（図１１（なお、図１１は、実際には、第五行程の寸前の状態である。））
この第五行程は、前記第一ギア３９の回転角度αがπの状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、正面視で左回りに回動し、水平に戻る。そして、前記可動枠部１６の回動によって、前記首振り可動部９も垂直に戻る。また、前記カム２５は前記ガイド部３４に案内されて摺動し、このガイド部３４の中央に位置する。
【００３８】
一方、この第五行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが２πの状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記固定枠部１１に対して垂直な状態に戻る。そして、このように前記カムガイド２４が垂直に戻ると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前後方向の中央に戻る。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前後方向の中央に戻る。
【００３９】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、軌道Ｌの中心である垂直なＡ位置と同じＥ位置となる。
【００４０】
第六行程（図１２）
この第六行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが５π／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側が低く、右側が高くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で左回りに回動して傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で左回りに回動して傾斜すると共に、前記カム２５が前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の右側へ摺動する。
【００４１】
一方、この第六行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが５π／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも前方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、後方へ傾斜する。
【００４２】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、左後方に傾斜したＦ位置となる。
【００４３】
第七行程（図１３）
この第七行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが３π／２の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、左側が最も低く、右側が最も高くなるように、前記固定枠部１１に対して正面視で左回りに更に回動して最大限傾斜する。そして、前記可動枠部１６の傾斜によって、前記首振り可動部９も正面視で左回りに更に回動して最大限傾斜すると共に、前記カム２５は、前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の最大限右側へ摺動する。
【００４４】
一方、この第七行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが３πの状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記固定枠部１１に対して垂直な状態に戻る。そして、このように前記カムガイド２４が垂直に戻ると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に前後方向の中央に戻る。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前後方向の中央に戻る。
【００４５】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、左に最大限傾斜したＧ位置となる。
【００４６】
第八行程（図１４）
この第八行程は、前記第一ギア３９の回転角度αが７π／４の状態である。この状態では、前記第一リンク機構４２によって、前記可動枠部１６は、前記各第一揺動軸２１，２２を中心として、水平に近付くように正面視で右回りに回動する。しかしながら、前記可動枠部１６は、未だ左側が低く、右側が高くなるように、前記固定枠部１１に対して傾斜している。そして、前記可動枠部１６の回動によって、前記首振り可動部９も正面視で右回りに回動するものの、未だ左側へ傾斜している。また、前記カム２５は前記ガイド部３４に案内されて、このガイド部３４の左側に向かって摺動するものの、未だ前記ガイド部３４の右側に位置する。
【００４７】
一方、この第八行程は、前記第二ギア４０の回転角度βが７π／２の状態である。この状態では、前記第二リンク機構４３によって、前記カムガイド２４は、前記各第三揺動軸３２，３３を中心として、前記円弧状部２４Ｃが前記各基端部２４Ａ、２４Ｂよりも後方となるように、前記固定枠部１１に対して傾斜する。そして、このように前記カムガイド２４が傾斜すると、前記カムガイド２４のガイド部３４に挟まれた前記カム２５も、前記カムガイド２４と共に後方に移動する。これによって、前記首振り可動部９は、前記第二揺動軸３０，３１を中心として、前方へ傾斜する。
【００４８】
この結果、前記首振り可動部９を構成する前記送風用電動機６の回転軸７の軸線は、左前方に傾斜したＨ位置となる。
【００４９】
そして、前記第一ギア３９の回転角度αが２π、即ち１回転、前記第二ギア４０の回転角度βが４π、即ち２回転することで、第一行程に戻る。このように、前記首振り可動部９は、Ａ位置からＨ位置を順に経てＡ位置に戻る「８」の字軌道Ｌを正確に描くことができる。このため、前記首振り可動部９の送風用電動機６によって構成される前記送風機３の送風方向を正確な「８」の字形状とし、室内に上下左右均等に繰り返し送風することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態は、固定枠部１１と、この固定枠部１１に対して第一揺動軸２１，２２回りに揺動可能に軸支される可動枠部１６と、この可動枠部１６に対して前記各第一揺動軸２１，２２と軸方向が直交する第二揺動軸３０，３１回りに揺動可能に軸支される首振り可動部９と、首振り用電動機３６と、この首振り用電動機３６によって第一回転軸３９Ａ回りに回転させられる第一回転部材としての第一ギア３９と、この第一ギア３９の回転に伴って第一回転軸３９Ａと直交する第二回転軸４０Ａ回りに回転する第二回転部材としての第二ギア４０と、前記第一ギア３９に一端４４Ａが接続された第一リンク機構４２と、前記第二ギア４０に一端４５Ａが接続された第二リンク機構４３とを有し、前記各第一揺動軸２１，２２と軸方向が直交する第三揺動軸３２，３３回りに揺動可能であると共に、ガイド部３４を有するカムガイド２４を前記固定枠部１１に軸支し、前記ガイド部３４に案内されて摺動するカム２５を前記首振り可動部９に設けると共に、前記第一リンク機構４２を構成する第一リンクアーム４４の他端４４Ｂを前記可動枠部１６に接続し、第二リンク機構４３を構成する第二リンクアーム４５の他端４５Ｂを前記カムガイド２４に接続したことにより、前記可動枠１６とカムガイド２４の揺動が、互いに悪影響を与え合わないので、前記可動枠部１６の揺動に伴う前記各第一揺動軸２１，２２回りの揺動と、前記カムガイド２４の揺動に伴う前記各第二揺動軸３０，３１回りの揺動とを正確に同期させ、合成された前記首振り可動部９の立体的な首振り運動を正確且つ均等に行わせることができる。
【００５１】
また、前記ガイド部３４を、前記各第一揺動軸２１，２２と第三揺動軸３２，３３の交点３５を中心とする円弧状に形成することで、前記カム２５とガイド部３４との当接位置から前記首振り可動部９の揺動中心となる交点３５までの距離が変化しないので、前記首振り可動部９を揺動させる際の負荷が変化せず、この首振り可動部９をスムーズに揺動させることができる。
【００５２】
また、前記第一回動部材及び第二回動部材をそれぞれ前記第一ギア３９及び第二ギア４０によって形成することで、前記首振り用電動機２６の回転力を前記第一ギア３９から第二ギア４０に確実に伝達して、両者を正確に同期させることができる。
【００５３】
更に、前記第一ギア３９と第二ギア４０のギア比を整数、例えば２：１とすることで、前記首振り可動部９の軌道Ｌをずらさず、前記第一ギア３９の１回転で「８」の字状等の軌道Ｌを描かせるようにすることができる。
【実施例２】
【００５４】
図１５に示す実施例２では、カムガイド２４に一対の第三揺動軸３２，３３間を結ぶように細長な貫通部からなるガイド部５１を設け、そして、首振り可動部９を回動自在に支持する第三揺動軸３２，３３から直交して突設したアーム部５２の先端にカム２５´を設け、このカム２５´を前記ガイド部５１に挿入することで、前記カムガイド２４の揺動に応動して、前記首振り可動部９を揺動できるようになっている。この場合、前記ガイド部５１は、必ずしも第一揺動軸２１と前記各第三揺動軸３２，３３との交点３５を中心とした円弧でなくてもよい。
【００５５】
なお、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、回動部材は、スプロケットとチェーン、歯付きローラと歯付きベルトのような組み合わせでもよい。また、上記実施例１において、第一ギアを主動ギア、第二ギアを従動ギアとしたが、第一ギアを従動ギア、第二ギアを主動ギアとしてもよい。更に、上記実施例１において、前記第一ギアと第二ギアのギア比を２：１としたが、一方が他方の倍数となる値であれば、他のギア比、例えば３：１、或いは１：２であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明に係る首振り装置は、扇風機等の送風機、赤外線ヒータ等の電気ヒータなど各種の用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５７】
９ 首振り可動部
１０ 立体首振り装置
１１ 固定枠部
１６ 可動枠部
２１，２２ 第一揺動軸
２４ カムガイド
２５ ２５´ カム
３０，３１ 第二揺動軸
３２，３３ 第三揺動軸
３４ ガイド部
３５ 交点
３６ 首振り用電動機（駆動源）
３９ 第一ギア（第一回動部材）
４０ 第二ギア（第二回動部材）
４２ 第一リンク機構
４３ 第二リンク機構
４４Ａ 一端
４４Ｂ ４４Ｂ´ 他端
４５Ａ 一端
４５Ｂ ４５Ｂ´ 他端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定枠部と、
この固定枠部に対して第一揺動軸回りに揺動可能に軸支される可動枠部と、
この可動枠部に対し、前記第一揺動軸と直交する第二揺動軸回りに揺動可能に軸支される首振り可動部と、
電動機等の駆動源と、
この駆動源によって前記第一回転軸回りに回転させられる第一回動部材と、
前記第一回動部材の回転に伴って前記第一回転軸と直交する第二回転軸回りに回転する第二回動部材と、
前記第一回動部材に一端が接続された第一リンク機構と、
前記第二回動部材に一端が接続された第二リンク機構とを有して構成される首振り装置であって、
前記第一揺動軸と直交する第三揺動軸回りに揺動可能であると共に、ガイド部を有するカムガイドを前記固定枠部に軸支し、
前記ガイド部に案内されて摺動するカムを前記首振り可動部に設けると共に、
前記第一リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか一方に接続し、
前記第二リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか他方に接続したことを特徴とする首振り装置。
【請求項２】
前記ガイド部が、前記第一揺動軸と前記第三揺動軸の交点を中心とする円弧状に形成されることを特徴とする請求項１記載の首振り装置。
【請求項３】
前記第一回動部材及び前記第二回動部材が、それぞれギアによって形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の首振り装置。
【請求項４】
前記第一回動部材と前記第二回動部材間の回転比が整数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の首振り装置。
【請求項１】
固定枠部と、
この固定枠部に対して第一揺動軸回りに揺動可能に軸支される可動枠部と、
この可動枠部に対し、前記第一揺動軸と直交する第二揺動軸回りに揺動可能に軸支される首振り可動部と、
電動機等の駆動源と、
この駆動源によって前記第一回転軸回りに回転させられる第一回動部材と、
前記第一回動部材の回転に伴って前記第一回転軸と直交する第二回転軸回りに回転する第二回動部材と、
前記第一回動部材に一端が接続された第一リンク機構と、
前記第二回動部材に一端が接続された第二リンク機構とを有して構成される首振り装置であって、
前記第一揺動軸と直交する第三揺動軸回りに揺動可能であると共に、ガイド部を有するカムガイドを前記固定枠部に軸支し、
前記ガイド部に案内されて摺動するカムを前記首振り可動部に設けると共に、
前記第一リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか一方に接続し、
前記第二リンク機構の他端を前記可動枠部又はカムガイドの何れか他方に接続したことを特徴とする首振り装置。
【請求項２】
前記ガイド部が、前記第一揺動軸と前記第三揺動軸の交点を中心とする円弧状に形成されることを特徴とする請求項１記載の首振り装置。
【請求項３】
前記第一回動部材及び前記第二回動部材が、それぞれギアによって形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の首振り装置。
【請求項４】
前記第一回動部材と前記第二回動部材間の回転比が整数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の首振り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１６３１６３（Ｐ２０１２−１６３１６３Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３５４（Ｐ２０１１−２４３５４）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００１０９３２５）ツインバード工業株式会社 (176)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【出願人】（０００１０９３２５）ツインバード工業株式会社 (176)
【Ｆターム（参考）】
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