(57)【要約】【課題】風量が大きいと共に、より均一な空気の流れを生じさせることができるシーリングファンを提供する。【解決手段】モータ６０により回転駆動される回転軸４０と、回転軸を回転自在に、天井に吊り下げ支持させている回転軸支持部７０と、長棒状で、回転軸に対して放射状に取り付けられて回転軸と一体回転する複数のブレード軸１１と、複数のブレード軸にそれぞれ支持されているブレード１０とを具備するシーリングファン１の構成を、ブレードの回転軌跡の外形である円の直径の１０％〜３０％の長さ分、回転軸を中心として、ブレード軸に沿ってブレードが存在していない無翼空間を有しており、ブレードの外側端部からブレード軸と交差する方向に外側ウィングレット２１が延出していると共に、ブレードの内側端部からブレード軸と交差する方向に内側ウィングレット２２が延出している構成とする。【選択図】図１
2019074029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより回転駆動される回転軸と、
該回転軸を回転自在に、天井に吊り下げ支持させている回転軸支持部と、
長棒状で、前記回転軸に対して放射状に取り付けられて前記回転軸と一体回転する複数のブレード軸と、
複数の該ブレード軸にそれぞれ支持されているブレードと、を具備するシーリングファンであり、
前記ブレードの回転軌跡の外形である円の直径の１０％〜３０％の長さ分、前記回転軸を中心として、前記ブレード軸に沿って前記ブレードが存在していない無翼空間を有しており、
前記ブレードの外側端部から前記ブレード軸と交差する方向に外側ウィングレットが延出していると共に、前記ブレードの内側端部から前記ブレード軸と交差する方向に内側ウィングレットが延出している
ことを特徴とするシーリングファン。
【請求項２】
前記回転軸は、前記モータにより回転駆動される円筒状の中空軸部、及び、前記ブレード軸を支持しており前記中空軸部に挿入されて一体回転すると共に、前記中空軸部の内部を軸方向にスライド可能な昇降軸部を具備しており、
前記回転軸支持部は、函状で、内部に前記中空軸部を回転自在に支持していると共に、前記昇降軸部の上方及び下方に、前記昇降軸部の軸方向のスライドを許容する空間を有している
ことを特徴とする請求項１に記載のシーリングファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーリングファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場、倉庫、スポーツ施設、大型商業施設など、大きな空間を有する施設では、シーリングファンが取り付けられていることが多い。シーリングファンによって空気の流れが生じることにより、気温が比較的高くても不快に感じにくい。また、空気が撹拌されることにより、空調設備による冷暖房や調湿の効率を高めることができる。大きな空間で空気の流れを生じさせるシーリングファンには、風量が大きいことが要請される。
【０００３】
風量を増大させるために、従前より、ブレードの長さが数メートルに及ぶ大型のシーリングファンが使用されている。しかしながら、従来の大型シーリングファンは、空気の流れが不均一であるという問題があった。例えば、シーリングファンの直下及び直上の空間は、ファン自体が空気の流れの妨げとなって空気が流通しにくい空間となるが、ファンが大型であるが故に、そのような空間が大きい。また、空気の対流による渦が高い位置に生じ易く、人に心地よさを体感させにくい。加えて、空気の流れが非常に高速である部分が局部的に生じやすく、物が吹き飛ばされたり、人を不快にさせたりすることがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、風量が大きいと共に、より均一な空気の流れを生じさせることができるシーリングファンの提供を、課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明にかかるシーリングファンは、
「モータにより回転駆動される回転軸と、
該回転軸を回転自在に、天井に吊り下げ支持させている回転軸支持部と、
長棒状で、前記回転軸に対して放射状に取り付けられて前記回転軸と一体回転する複数のブレード軸と、
複数の該ブレード軸にそれぞれ支持されているブレードと、を具備するシーリングファンであり、
前記ブレードの回転軌跡の外形である円の直径の１０％〜３０％の長さ分、前記回転軸を中心として、前記ブレード軸に沿って前記ブレードが存在していない無翼空間を有しており、
前記ブレードの外側端部から前記ブレード軸と交差する方向に外側ウィングレットが延出していると共に、前記ブレードの内側端部から前記ブレード軸と交差する方向に内側ウィングレットが延出している」ものである。
【０００６】
本構成のシーリングファンは、モータに回転駆動される回転軸に、ブレード軸を介して複数のブレードが放射状に取り付けられているが、回転軸の周囲にブレード軸に沿ってブレードが存在していない無翼空間を有している。すなわち、回転軸を回転させたとき、ブレードの軌跡を直上または直下から見るとドーナツ状であり、ドーナツの穴が無翼空間に相当する。このような無翼空間を有していることにより、ブレードの回転によって生じた空気の流れが、無翼空間に回り込むことができ、無翼空間を介して空気が上下方向に流通する。従って、従来のシーリングファンでは、ファン自体が空気の流れの妨げとなって、ファンの直下及び直上に空気が流通しにくい空間が生じていたところ、本構成のシーリングファンでは、ファンの直下及び直上の空間にも空気を流通させることができ、空気の流れを均一なものに近づけることができる。
【０００７】
更に、回転軸の周囲に無翼空間を有していることにより、ブレードの外側端部に外側ウィングレットを設けることに加えて、内側端部にも内側ウィングレットを設けることが可能である。以下では、「外側ウィングレット」と「内側ウィングレット」を区別しない場合、単に「ウィングレット」と称する。
【０００８】
ブレードが回転しているときは、その上面側の気圧が下面側の気圧より低いため、ブレードの端部では下面側から上面側に空気が回り込もうとして翼端渦が生じる。ブレードの端部から、ブレードの軸方向に交差する方向にウィングレットを延出させることにより、このような空気の回り込みを抑制することができる。翼端渦が発生すると、ブレードの運動エネルギーが変換された送風エネルギーが消費されてしまうため、翼端渦の発生を抑制することにより、風量を増大させることができる。このような作用を有するウィングレットを、本構成ではブレードの外側端部と内側端部の双方に備えているため、その作用効果が非常に大きく、風量を大きく増大させることができる。
【０００９】
ここで、「外側ウィングレット」及び「内側ウィングレット」は、ブレードに対して、上方に延出しているものであっても、下方に延出しているものであっても、上方及び下方の双方に延出しているものであっても良い。
【００１０】
また、詳細は後述するように、本構成のシーリングファンを設置した室内空間では、比較例のシーリングファンを設置した場合に比べて風速分布の偏りが小さい。つまり、本構成のシーリングファンによれば、より均一に近い空気の流れを生じさせることができる。
【００１１】
本発明にかかるシーリングファンは、上記構成に加え、
「前記回転軸は、前記モータにより回転駆動される円筒状の中空軸部、及び、前記ブレード軸を支持しており前記中空軸部に挿入されて一体回転すると共に、前記中空軸部の内部を軸方向にスライド可能な昇降軸部を具備しており、
前記回転軸支持部は、函状で、内部に前記中空軸部を回転自在に支持していると共に、前記昇降軸部の上方及び下方に、前記昇降軸部の軸方向のスライドを許容する空間を有している」ものとすることができる。
【００１２】
ブレードを回転させることによりブレードに働く揚力によって、回転軸の軸方向に押し上げるような推力が作用する。従来のシーリングファンでは、この推力は回転軸を介してモータや減速機に作用していたため、これらにおいて噛み合っているギア等に負荷がかかるものであった。
【００１３】
これに対し、本構成では回転軸が、円筒状の中空軸部とその内部に挿入される昇降軸部との二重構造である。そして、昇降軸部は中空軸部と一体回転すると共に、中空軸部の内部を軸方向にスライドすること、すなわち、上下方向に昇降することが可能であり、且つ、中空軸部を回転自在に支持している回転軸支持部の内部には、昇降軸部の昇降を許容する空間が設けられている。従って、ブレードに働く揚力によって、回転軸の軸方向に押し上げる推力が作用したとしても、昇降軸部が上方にスライドすることでこの力を受け、中空軸部及びこれを回転駆動しているモータやその歯車には、推力は作用しない。これにより、ブレードに働く揚力に起因して、モータの構成要素等に負荷がかかっていたという従来のシーリングファンの問題を、解消することができる。
【００１４】
特に、本発明のシーリングファンは、上記のように従来のシーリングファンに比べて、風量が大きく増大していることにより、その分だけ回転軸を押し上げるように作用する推力も大きくなるため、その推力がモータの構成要素等に伝達されない利点は大きなものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、風量が大きいと共に、より均一な空気の流れを生じさせることができるシーリングファンを、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態のシーリングファンの（ａ）上方から見た斜視図、及び、（ｂ）下方から見た斜視図である。
【図２】（ａ）図１のシーリングファンにおけるブレード軸、ブレード及びウィングレットの平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線拡大断面図、及び（ｃ）無翼空間の説明図である。
【図３】図１のシーリングファンにおける回転軸近傍の構成の分解図である。
【図４】（ａ）中空軸部の上面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図、（ｃ）、昇降軸部及び軸受けの分解側面図、及び、（ｄ）中空軸部及び昇降軸部を一体化した状態のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）図１のシーリングファンにおける昇降軸部の昇降を説明する図である。
【図６】実施例のシーリングファンを設置した室内空間の風速分布図である。
【図７】比較例のシーリングファンを設置した室内空間の風速分布図である。
【図８】本発明の第二実施形態のシーリングファンの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態であるシーリングファンについて、図面を用いて説明する。まず、第一実施形態であるシーリングファン１について、図１乃至図６を用いて説明する。
【００１８】
第一実施形態のシーリングファン１は、モータ６０と、モータ６０により回転駆動される回転軸４０と、回転軸４０を支持する回転軸支持部７０と、回転軸支持部７０を天井に取り付けるための天井取付具８０と、回転軸４０と一体回転するブレード軸１１と、ブレード軸１１を回転軸４０に接続しているハブ３０と、複数のブレード軸１１それぞれに支持されているブレード１０と、ブレード１０から延出している外側ウィングレット２１及び内側ウィングレット２２と、を具備している。
【００１９】
より詳細に説明すると、ブレード１０は長尺で、中空角棒状で中空のブレード軸１１によって支持されている。ブレード１０の翼型は特に限定されるものではないが、本実施形態では前端が丸みを帯びており後端に向かって先細りしている翼型（ＮＡＣＡ翼型）である。ブレード１０及びブレード軸１１は複数あり、ブレード軸１１はハブ３０を介して回転軸４０に対して放射状に固定されている。すなわち、複数のブレード１０は、回転軸４０周りに等角度間隔で設けられている。ブレード１０の数は３枚〜１０枚とすることができ、４枚〜６枚とすれば重量と送風効果のバランスが良く、好適である。
【００２０】
ブレード１０を支持しているブレード軸１１には、回転軸４０に近い側の所定長さ分、ブレード１０が無く、ブレード軸１１が露出している部分がある（図２（ａ）参照）。そのため、回転軸４０を回転させた状態で直上または直下から見ると、ブレード１０の軌跡によって形成される面Ｄはドーナツ状である（図２（ｃ）のハッチング部分を参照）。そして、このドーナツ状の面Ｄにおいてドーナツの穴に相当する中心部の空間が、無翼空間Ｓである。無翼空間Ｓの直径Ｒ２（ブレード１０の内側端部の回転軌跡によって形成される円の直径Ｒ２）は、ブレード１０の回転軌跡によって形成される面Ｄの外形である円の直径Ｒ１（ブレード１０の外側端部の回転軌跡によって形成される円の直径Ｒ１）の１０％〜３０％である。大きな空間に取り付けるシーリングファンとする場合、直径Ｒ１の長さは３ｍ〜６ｍとすることができる。
【００２１】
ブレード１０の外側端部からは、ブレード軸１１に交差する方向に外側ウィングレット２１が延出していると共に、ブレード１０の内側端部からは、ブレード軸１１に交差する方向に内側ウィングレット２２が延出している。本実施形態の外側ウィングレット２１及び内側ウィングレット２２は同一形状で、ブレード１０の断面より面積の大きい平板である。外側ウィングレット２１及び内側ウィングレット２２は、ブレード軸１１に対して直交する方向に、ブレード１０の上方及び下方に向かって延出している。ここでは、外側ウィングレット２１及び内側ウィングレット２２の外形が、半円弧状の前端辺の両端と、半円弧状の後端辺の両端を、それぞれ同じ側で直線によって結んだ形状であり、前端の半円弧が後端の半円弧より大径である場合を例示している。外側ウィングレット及び内側ウィングレットの形状はこれに限定されず、例えば、ブレード１０の断面の相似形、円形、楕円形、或いは多角形とすることができる。外側ウィングレット及び内側ウィングレットの面積は、ブレード１０の断面の５倍〜１０倍とすることができる。外側ウィングレット２１及び内側ウィングレット２２の厚さは１ｍｍ〜５ｍｍとすることができ、２ｍｍ〜３ｍｍとすると好適である。
【００２２】
モータ６０は直交軸型であり、そのケーシング６５が回転軸支持部７０の側面に固定されている（図３参照）。回転軸支持部７０は、函状の外郭７５を有しており、その内部空間にモータ６０の駆動軸６１を水平に挿入した状態で、モータ６０を支持している。モータ６０の駆動軸６１の先端にはかさ歯車６２が形成されており、これと噛み合うかさ歯車４１ｇが、回転軸４０と同軸に一体化されている。これにより、回転軸４０は、モータ６０の駆動軸６１と直交する方向を軸方向として、モータ６０によって回転駆動される。なお、ここでは駆動軸６１の回転が二つのかさ歯車６２，４１ｇを介して回転軸４０に伝達される場合を例示しているが、駆動軸６１の回転を三以上の歯車を介して回転軸４０に伝達しても良い。
【００２３】
回転軸４０は、中空軸部４１と昇降軸部４２の二重構造である。中空軸部４１は円筒状であり、その内部に昇降軸部４２が挿入される。前述のかさ歯車４１ｇが一体化されているのは、中空軸部４１の方である。回転軸支持部７０の外郭７５からは、内部空間に向かって支持固定部７３が突出しており、中空軸部４１の上部及び下部がそれぞれ軸受け５１を介して支持固定部７３に固定されている。これらの軸受け５１は、回転軸４０の径方向に離隔した外輪と内輪との間に転動体が保持されたラジアル軸受けであり、中空軸部４１の回転が径方向に回転軸支持部７０に伝わることを防止している（図３，図５参照）。中空軸部４１の内周面には、軸方向の全長にわたり、断面コ字形のキー溝４１ｒが形成されている（図４（ａ），（ｂ）参照）。
【００２４】
昇降軸部４２は、中空軸部４１の内径より僅かに小さい外径を有する主軸部４２ｍと、主軸部４２ｍより小さい外径で主軸部４２ｍから上方に向かって同軸に延出している上軸部４２ｂと、主軸部４２ｍより小さい外径で主軸部４２ｍから下方に向かって同軸に延出している下軸部４２ｃとを有している（図４（ｃ）参照）。上軸部４２ｂの周囲には軸受け５２が固定されており、上軸部４２ｂの上端は軸受け５２より上方には突出していない。下軸部４２ｃの周囲にも、主軸部４２ｍとの境界で同じく軸受け５２が固定されているが、下軸部４２ｃはこの軸受け５２より下方まで延出している。これらの軸受け５２は、回転軸４０の軸方向に離隔した外輪と内輪との間に転動体が保持されたスラスト軸受けであり、昇降軸部４２の回転が軸方向に回転軸支持部７０に伝わることを防止している（図３，図５参照）。
【００２５】
主軸部４２ｍは軸方向の長さが中空軸部４１より長い。また、主軸部４２ｍの外周面には、断面コ字形のキー溝４２ｒが形成されている。昇降軸部４２のキー溝４２ｒは、中空軸部４１のキー溝４１ｒより軸方向の長さが短い。これらのキー溝４１ｒ，４２ｒは、中空軸部４１と昇降軸部４２とを、キー４０ｋを用いて一体回転させるための構成である。キーは４０ｋ、中空軸部４１のキー溝４１ｒと昇降軸部４２のキー溝４２ｒとを向かい合わせたときに間に形成される空間に、ちょうど嵌め込まれる大きさの断面を有する四角柱状であり、長さは昇降軸部４２のキー溝４２ｒの軸方向の長さと等しい。これにより、キー溝４２ｒにキー４０ｋを嵌め込んだ状態で昇降軸部４２を中空軸部４１に挿入すると、中空軸部４１に対して昇降軸部４２が空転することなく、昇降軸部４２が中空軸部４１と一体回転する（図４（ｄ）参照）。上述したように、昇降軸部４２のキー溝４２ｒと長さが等しいキー４０ｋは、中空軸部４１のキー溝４１ｒより軸方向の長さが短いため、キー４０ｋをキー溝４１ｒに沿ってスライドさせながら、昇降軸部４２は中空軸部４１の内部で軸方向にスライドすることができる。
【００２６】
中空軸部４１と一体化した昇降軸部４２において、上軸部４２ｂ及び主軸部４２ｍは回転軸支持部７０の内部空間に収容されている。回転軸支持部７０の外郭７５において、底面７５ｃには孔部７５ｈが貫設されており、下軸部４２ｃにおける軸受け５２より下側の部分が、孔部７５ｈを介して下方に延び出している。この孔部７５ｈは、下軸部４２ｃの外径より大きく、軸受け５２の外径より小さい大きさである。下軸部４２ｃの下端は、ハブ３０の中心から上方に突出しているハブ中心軸３１に、同軸に固定されている（図５参照）。
【００２７】
天井取付具８０は支柱８１を有しており、回転軸支持部７０の外郭７５の天面７５ｂに、上方に向かって突出するように支柱８１が固定されている。天井取付具８０を天井に固定することにより、回転軸支持部７０を介して、回転軸４０が天井に吊り下げ支持される。同時に、回転軸支持部７０にケーシング６５が固定されているモータ６０も、回転軸支持部７０を介して、天井に吊り下げ支持される。
【００２８】
次に、上記構成のシーリングファン１の動作を説明する。シーリングファン１の停止時、すなわち、モータ６０が稼働していない状態では、回転軸４０において昇降軸部４２は下方にスライドしており、下軸部４２ｃに取り付けられた軸受け５２が回転軸支持部７０の外郭７５の底面７５ｃに当接している（図５（ａ）参照）。この状態で、回転軸支持部７０の内部空間において、昇降軸部４２の上端と外郭７５の天面７５ｂとの間、すなわち、上軸部４２ｂに取り付けられた軸受け５２の外輪と天面７５ｂとの間には、空間Ｅｓが存在している。
【００２９】
モータ６０を稼働させると、駆動軸６１の回転に伴い、かさ歯車６２，４１ｇを介して回転軸４０の中空軸部４１が回転する。中空軸部４１の内部には昇降軸部４２が挿入されており、キー溝４１ｒ，４２ｒとキー４０ｋとの係合によって中空軸部４１に対する回り止めがなされていることにより、昇降軸部４２が中空軸部４１と一体回転する。昇降軸部４２の下軸部４２ｃは軸受け５２を介して回転軸支持部７０の底面７５ｃに当接しているため、昇降軸部４２の回転は回転軸支持部７０には伝達されない。昇降軸部４２が回転すると、その下軸部４２ｃが固定されているハブ３０が回転し、ハブ３０に固定されているブレード軸１１と共にブレード１０が回転する。
【００３０】
ブレード１０の回転により、空気の流れが生じると共に、ブレード１０に揚力が作用する。揚力はブレード１０、ブレード軸１１、及びハブ３０を、回転軸４０の軸方向に押し上げる推力となる。上述したように、昇降軸部４２のキー溝４２ｒに嵌め込まれたキー４０ｋは中空軸部４１のキー溝４１ｒより短いため、昇降軸部４２は中空軸部４１の内部で軸方向にスライドすることが可能であり、且つ、昇降軸部４２の上端と回転軸支持部７０の天面７５ｂとの間には余剰の空間Ｅｓが存在している。そのため、昇降軸部４２は推力によって中空軸部４１の内部を上方に向かってスライドする。すなわち、昇降軸部４２が上昇する（図５（ｂ）参照）。ここでは、昇降軸部４２が高さｈだけ上昇し、下軸部４２ｃに取り付けられた軸受け５２の外輪と底面７５ｃとの間に、空隙Ｅ’ｓが生じている様子を図示している。
【００３１】
この上昇によって昇降軸部４２の上端が回転軸支持部７０の天面７５ｂに当接したとしても、昇降軸部４２の上端には軸方向の軸受け５２が固定されている。従って、昇降軸部４２の回転が回転軸支持部７０に伝わることはなく、回転軸４０の軸方向に作用している推力は、回転軸支持部７０を天井取付具８０を介して天井に押し付ける力として作用する。従って、回転軸４０の軸方向に作用する推力が、中空軸部４１を介してモータ６０や、モータ６０による駆動力を回転軸４０に伝達するかさ歯車６２，４１ｇに作用することを防止して、回転軸支持部７０及び天井取付具８０を介して天井で推力を受けることができる。函状の回転軸支持部７０や支柱８１を有する天井取付具８０は、シンプルな構成で剛性が高いため、推力に対して高い耐性を有している。
【００３２】
実際に、第一実施形態の実施例のシーリングファンＥＸを建築物の天井に取り付け、風量を測定した。シーリングファンＥＸの直径、すなわち、ブレードの回転軌跡である円の直径Ｒ１は５ｍとし、直径Ｒ１に対する無翼空間Ｓの直径Ｒ２の割合を２５％とした。ブレード及びブレード軸はアルミニウム製とし、ブレードの翼弦長は２００ｍｍとした。ブレードの数は５枚とし、ブレードそれぞれの外側端部に、図２（ｂ）に示した形状及び翼断面に対する面積割合の外側ウィングレットを固定すると共に、ブレードそれぞれの内側端部に、外側ウィングレットと同一の形状及び大きさの内側ウィングレットを固定した。
【００３３】
比較のために、無翼空間Ｓを有しておらずブレード軸の基端（回転軸側の端部）までブレードが連続しており、ブレードの外側端部のみに実施例と同一の外側ウィングレットを備えており、その他は実施例のシーリングファンＥＸと同一である比較例のシーリングファンＲＥ１を作製した。また、同じく比較のために、実施例と同様に無翼空間Ｓを有しているが、外側ウィングレット及び内側ウィングレットを備えておらず、その他は実施例のシーリングファンＥＸと同一である比較例のシーリングファンＲＥ２を作製した。
【００３４】
実施例のシーリングファンＥＸ、及び、比較例のシーリングファンＲＥ１，ＲＥ２を、それぞれ室内空間の大きさが異なる部屋Ａ，Ｂの天井に、天井から１ｍの高さ位置に取り付け、回転速度１５０ｒｐｍで回転させた。部屋Ａの大きさは、１５ｍ×１５ｍ×高さ７．５ｍとし、部屋Ｂの大きさは、３０ｍ×３０ｍ×高さ７．５ｍとした。何れの部屋Ａ，Ｂも、温度２０℃、相対湿度５０％に調整し、気体密度は１．２６ｋｇ／ｍ３であった。測定された風量、及び、モータの軸動力に基づいて算出したファン効率を、表１に示す。
【００３５】
【表１】
2019074029.tif 000003
【００３６】
表１に示したように、実施例のシーリングファンＥＸは、比較例のシーリングファンＲＥ１，ＲＥ２の何れと対比しても、風量が１２％〜１３％増加しており、ファン効率は約１６％上昇していた。無翼空間Ｓが無く、それ故に外側ウィングレット２１しか取り付けられない比較例のシーリングファンＲＥ１と、無翼空間Ｓを設けたもののウィングレットを有していない比較例のシーリングファンＲＥ２とは、風量及びファン効率は同程度であった。これらのことから、無翼空間を設けること、及び、ウィングレットをブレードの外側端部と内側端部の双方に取り付けることとの両方が、シーリングファンの風量を増加させファン効率を高めることに寄与していることが分かる。
【００３７】
実施例のシーリングファンＥＸ、及び、比較例のシーリングファンＲＥ１を、それぞれ部屋Ａで稼働させた場合のＣＦＤ解析による風速分布図を、それぞれ図６及び図７に示す。
【００３８】
図６と図７とを対比すると、比較例のシーリングファンＲＥ１では、ブレードの直下及び直上の空間にはほとんど空気の流れがなく、ブレード自体が上下方向の空気の流れの妨げとなっていると考えられる。これに対し、実施例のシーリングファンＥＸでは、ファンの中心部分を通過するような上下方向の空気の流れが生じている。これは、ブレードの回転によって生じた空気の流れが、無翼空間に回り込むことにより、無翼空間を介して空気が上下方向に流通しているためと考えられた。
【００３９】
また、比較例のシーリングファンＲＥ１では、空気の対流による渦が、天井と側壁との境界近くの角部という高い位置に形成されている。これに対し、実施例のシーリングファンＥＸでは、床上２ｍ付近の低い位置に空気の渦が形成されており、人が心地よさを体感し易い高さに、空気の流れが生じていることが分かる。
【００４０】
加えて、比較例のシーリングファンＲＥ１では、床面にごく近い高さに、非常に風速の大きい流れがあり、床に置かれた物が吹き飛ばされたり、低い位置にいる人の作業が妨げられたりするおそれがある。これに対し、実施例のシーリングファンＥＸでは、風速の大きな流れが局部的に存在することがなく、空気の渦の形も円形に近い。つまり、実施例のシーリングファンＥＸでは、比較例のシーリングファンＲＥ１に比べ、空気の流れが全体的に均一である。
【００４１】
以上のように、本実施形態のシーリングファン１によれば、無翼空間Ｓを有していることにより、ブレード１０自体が空気の流れの妨げになりにくく、ファンの中心部分を上下方向に流通する空気の流れが生じる。また、外側ウィングレット２１と内側ウィングレット２２の双方を有していることにより、ブレード１０の外側端部と内側端部の双方で翼端渦の生成が抑制される。そして、これらの相乗効果により、従来のシーリングファンに比べて風量が大きくファン効率が高いと共に、より均一な空気の流れを生じさせることができる。
【００４２】
また、従来、ブレードが４ｍ以上の大型のシーリングファンでは、ブレードの風切り音が騒音となるため、それを抑制するために、２５ｒｐｍ〜５０ｒｐｍの低い回転速度でブレードを回転させるのが通常であった。これに対し、本実施形態のシーリングファン１は、１５０ｒｐｍという高速でブレード１０を回転させても、低速で回転させていた従来のシーリングファンと風切り音は同程度であった。
【００４３】
更に、ブレード１０の回転軸４０に対してモータ６０の駆動軸６１が直交しているため、ブレードの回転軸とモータの駆動軸が同軸である場合に比べて、天井からシーリングファン１までの距離を短く設定することが可能である。
【００４４】
加えて、回転軸４０が中空軸部４１と昇降軸部４２の二重構造であって、昇降軸部４２が中空軸部４１内を軸方向にスライド可能な構成であり、函状の回転軸支持部７０の内部には、昇降軸部４２の昇降を許容する空間Ｅｓ，Ｅ’ｓが設けられていると共に、昇降により昇降軸部４２が回転軸支持部７０に当接しても、その回転を回転軸支持部７０に伝えない軸方向の軸受け５２が昇降軸部４２に取り付けられている。これにより、ブレード１０の回転によって揚力が発生し、回転軸４０に軸方向の推力が作用しても、その推力は回転軸支持部７０及び天井取付具８０を介して天井が受けることとなり、推力がモータ６０やモータ６０の駆動力を回転軸４０に伝えるかさ歯車６２，４１ｇ等の負荷となることを回避することができる。
【００４５】
次に、第二実施形態のシーリングファン２について、図８を用いて説明する。図８では、第一実施形態のシーリングファン１と同様の構成については同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００４６】
シーリングファン２がシーリングファン１と相違している点は、外側ウィングレット及び内側ウィングレットの形態である。シーリングファン１では、複数のブレード１０のそれぞれに、一つの外側ウィングレット２１と一つの内側ウィングレット２２が取り付けられていた。これに対し、シーリングファン２では、複数のブレード１０が一つの外側ウィングレット２５を共有していると共に、一つの内側ウィングレット２６を共有している。外側ウィングレット２５は、複数のブレード１０それぞれの外側端部を連結する円環状の平板材であり、内側ウィングレット２６は、複数のブレード１０それぞれの内側端部を連結する円環状の平板材である。外側ウィングレット２５及び内側ウィングレット２６は、ブレード軸１１に対して直交する方向に、ブレード１０の上方及び下方に向かって延出している。このような構成のシーリングファン２によっても、シーリングファン１と同様の作用効果が発揮される。
【００４７】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００４８】
例えば、上記の実施形態では、外側ウィングレット及び内側ウィングレットが、ブレード軸に対して直交する方向に延出している場合を例示した。これに限定されず、外側ウィングレット及び内側ウィングレットがブレード軸と交差する角度は、直角以外の角度とすることができる。
【００４９】
また、上記の実施形態では、外側ウィングレット及び内側ウィングレットが、ブレードの上方及び下方の双方に延出している場合を例示した。これに限定されず、ブレードの上方のみに向かって延出しているウィングレット、或いは、ブレードの下方のみに向かって延出しているウィングレットであっても、翼端渦の発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１，２  シーリングファン
１０  ブレード
１１  ブレード軸
２１，２５  外側ウィングレット
２２，２６  内側ウィングレット
４０  回転軸
４１  中空軸部（回転軸）
４２  昇降軸部（回転軸）
６０  モータ
７０  回転軸支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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