(57)【要約】【課題】使用者の体感温度にもとづいた風量制御を行う扇風機を提供する。【解決手段】室内の温度を検知する温度センサ７と、使用者が扇風機の運転を設定する操作部６と、操作部６に設けられ、使用者が設定体感温度を入力する体感温度設定部９と、ファン２を回転させるモータ３と、モータ３の回転数を制御する制御部８を備え、制御部８は、一定時間毎に前記温度センサ７で検知した室温と前記設定体感温度にもとづいて、ファン２の正面から所定距離の場所の風速が前記設定体感温度となるようにモータ３の回転数を制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の温度を検知する温度センサと、
使用者が扇風機の運転を設定する操作部と、
前記操作部に設けられ、使用者が設定体感温度を入力する体感温度設定部と、
ファンを回転させるモータと、
前記モータの回転数を制御する制御部を備え、
前記制御部は、一定時間毎に前記温度センサで検知した室温と前記設定体感温度にもとづいて、前記ファンの正面から所定距離における体感温度が前記設定体感温度となるように前記モータの回転数を制御する扇風機。
【請求項２】
前記操作部には、使用者が風を受ける場所と扇風機との距離を設定する距離設定部を備え、
前記距離設定部で設定された距離と前記温度センサで検知した室温と前記設定体感温度にもとづいて、前記ファンの正面から所定距離における体感温度が前記設定体感温度となるように前記モータの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の扇風機。
【請求項３】
前記体感温度設定部は、使用者の体感を入力し、入力された体感と前記温度センサで検知した室温をもとに設定体感温度を算出する請求項１または２記載の扇風機。
【請求項４】
前記操作部には、風量設定部を備え、
前記体感温度設定部は、前記風量設定部に使用者が入力した風量設定の変化量と前記温度センサで検知した室温をもとに設定体感温度を算出する請求項１または２記載の扇風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体感温度により風量を制御す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、ファンを取り付けた電動機と放熱板を設けた加熱器と放熱板に固着した温度センサからなる温度検知装置をファンの前面に配置し、この温度検知装置により気温と風速で変化する温度を検知し、この検知した温度と加熱器の消費電力から体感温度を擬似的に検出して、ファンの回転を制御する機能を有したものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−４８９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の扇風機は、放熱器を設けた加熱器と温度センサで構成される温度検知装置でファンの風速による冷却効果の温度を検知し、この検知した冷却効果の温度と加熱器の消費電力から体感温度を擬似的に検知する。そして、快適な体感温度になるようにファンの回転数を制御するものである。
【０００５】
このような構成によれば、扇風機の前面に置かれている温度検知装置の位置の冷却効果が、予め扇風機に設定されている目標の冷却効果となるようにファンの回転数を制御する。しかし、使用者が受ける風速を把握する手段が無く、使用者の望む体感温度の設定手段も無い。そのため、得られた冷却効果になるようにファンの回転数を制御しただけでは、使用者が望む体感温度とはならないことがあると言う課題を有していた。
【０００６】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、使用者が受ける風速を想定し、使用者が感じる体感温度を、使用者の望む体感温度となるようにファンの回転を制御する扇風機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明は、室内の温度を検知する温度センサと、
使用者が扇風機の運転を設定する操作部と、
前記操作部に設けられ、使用者が設定体感温度を入力する体感温度設定部と、
ファンを回転させるモータと、
前記モータの回転数を制御する制御部を備え、
前記制御部は、一定時間毎に前記温度センサで検知した室温と前記設定体感温度にもとづいて、前記ファンの正面から所定距離における体感温度が前記設定体感温度となるように前記モータの回転数を制御する機能を有したものであり、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】
【０００８】
本発明によれば、室内の温度を検知する温度センサと、
使用者が扇風機の運転を設定する操作部と、
前記操作部に設けられ、使用者が設定体感温度を入力する体感温度設定部と、
ファンを回転させるモータと、
前記モータの回転数を制御する制御部を備え、
前記制御部は、一定時間毎に前記温度センサで検知した室温と前記設定体感温度にもとづいて、前記ファンの正面から所定距離における体感温度が前記設定体感温度となるように前記モータの回転数を制御する機能を有した構成にしたことにより、使用者の望む体感温度の設定と使用者が風を受ける場所の風速を想定することが可能となるので、扇風機から所定距離の場所における体感温度を使用者の望む体感温度となるようにファンの回転を制御することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の扇風機を示す外観図
【図２】同制御部の構成を示すブロック図
【図３】同操作部の一部分である体感温度設定部の図
【図４】同所定距離における回転数と風速との相関図
【図５】同制御部のフローチャート図
【図６】本発明の実施の形態２の扇風機の制御部の構成を示すブロック図
【図７】同距離（ａ）９０ｃｍ、（ｂ）１４０ｃｍ、（ｃ）１９０ｃｍにおける回転数と風速との相関図
【図８】同制御部のフローチャート図
【図９】本発明の実施の形態３における操作部の一部分を示す概観図
【図１０】本発明の実施の形態４における操作部の一部分を示す概観図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の請求項１記載の発明は、室内の温度を検知する温度センサと、使用者が扇風機の運転を設定する操作部と、前記操作部に設けられ、使用者が設定体感温度を入力する体感温度設定部と、ファンを回転させるモータと、前記モータの回転数を制御する制御部を備え、前記制御部は、一定時間毎に前記温度センサで検知した室温と前記設定体感温度にもとづいて、前記ファンの正面から所定距離における体感温度が前記設定体感温度となるように前記モータの回転数を制御する構成を有する。これにより、使用者の望む体感温度を設定し、扇風機から所定距離の場所の風速を使用者の望む体感温度となるようにファンの回転数を制御して、使用者の体感に適した風速の制御をすることができるという効果を奏する。
【００１１】
また、前記操作部には、使用者が風を受ける場所と扇風機との距離を設定する距離設定部を備え、前記距離設定部で設定された距離と前記温度センサで検知した室温と前記設定体感温度にもとづいて、前記距離における体感温度が前記設定体感温度となるように前記モータの回転数を制御する構成を有する。これにより、使用者が風を受ける場所と扇風機との距離が明確になるので、使用者が風を受ける場所で必要となる風速を発生させるためのモータの回転数の精度を高めることができるという効果を奏する。
【００１２】
また、前記体感温度設定部は、使用者の体感を入力し、入力された体感と前記温度センサで検知した室温をもとに設定体感温度を算出する構成を有する。これにより、使用者が感じる体感をもとに相対的に使用者の望む設定体感温度を算出することができる。そして、設定体感温度を大きく変化させることがなく、定義のわかりにくい体感温度についての知識がなくても操作が可能という効果を奏する。
【００１３】
また、前記操作部には、風量設定部を備え、前記体感温度設定部は、前記風量設定部に使用者が入力した風量設定の変化量と前記温度センサで検知した室温をもとに設定体感温度を算出するという構成を有する。これにより、使用者が感じる体感を、風量の変更操作によって判断し、使用者にとって使いやすい操作であると共に、相対的に使用者の望む設定体感温度を算出することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態による扇風機本体１の主要部は、ファン２とファン２を回転させるモータ３とファン２とモータ３を支える支柱４と支柱４を固定する基台５を有している。基台５は前面側に扇風機本体１を操作する操作部６と背面側には部屋の温度を検知する温度センサ７と内部にはモータ３の回転数を制御する制御部８を備えた構成となっている。
【００１６】
また、図２に示すように、操作部６は、使用者が扇風機本体１の運転を操作するスイッチ等と同じように使用者が体感温度を設定する体感温度設定部９を有している。制御部８は操作部６のスイッチ等の操作の情報と温度センサ７の部屋の温度の情報を受信し、モータ３の回転数の情報を送信する構成となっている。例えば、体感温度設定部９は、図３に示すように、体感温度設定スイッチと、設定された設定体感温度を示すＬＥＤとで構成されている。体感温度設定スイッチを押すと、設定無し、２０℃、２１℃、２２℃、２３℃、２４℃、２５℃、設定無しと順番に切り替わるようにしておき、使用者が体感温度を選択する。体感温度設定部９の形態としては、図３のような構成に限定されるものではなく、ダイヤル式のボリュームで設定するもの、設定体感温度をキー入力するもの、あるいは、設定体感温度を液晶表示するものなどがある。
【００１７】
また、制御部８は、モータ３の回転数Ｒと、その回転数Ｒによる扇風機本体１から所定の距離における風速Ｖの相関関係を記憶している。その回転数Ｒと風速Ｖの相関関係の一例を図４に示す。
【００１８】
そして、制御部８は、温度センサ７で検知した部屋の温度Ｔと使用者が体感温度設定部９で設定した体感温度Ｌの値より、体感温度Ｌを得るために必要な扇風機本体１から一定の距離の風速Ｖを下の式１から計算する。この風速Ｖの計算式（式１）は、一般的に知られているリンケの体感温度式（式２）にもとづいている。
Ｖ＝（Ｔ−Ｌ）2／１６              ・・・・・・・・・・式１
Ｌ＝Ｔ−４√Ｖ                      ・・・・・・・・・・式２
Ｔ：室温（℃）、Ｖ：風速（ｍ／ｓ）
そして、制御部８は、図４に示した回転数Ｒと風速Ｖの相関関係を用いて、モータ３（およびファン２）の回転数を決定し、その回転数でモータ３を駆動する。
【００１９】
ここで、図４に示した回転数Ｒと風速Ｖの相関関係は、扇風機本体１から所定の距離におけるものであることは、前述したとおりである。すなわち、実際の使用者と扇風機本体１との距離とは異なる可能性がある。しかしながら、体感温度とは、使用者の感じる、いわば主観を数値化したものなので、正確な絶対値が求められるものでもない。よって、正確に体感温度どおりに制御することよりも、体感温度にもとづいて適切な風量の上げ下げを行うことが重要となる。
【００２０】
上記の方法では、回転数Ｒ（言い換えれば、所定距離における風速Ｖ）を決定することによって、所定距離における体感温度を設定された体感温度に制御する。
【００２１】
一方、所定距離から離れた位置に使用者がいるときには、設定された体感温度とは異なることになる。使用者は、その状態での体感によって、暑ければ設定体感温度を下げ、涼し過ぎれば設定体感温度を上げる操作を行うことになる。設定体感温度を調節したときには、その変化量に従って、回転数Ｒ（風速Ｖ）が制御される。そして、扇風機の一般的な使用形態において、想定される風速、距離の範囲内で、回転数Ｒの変化に対して式２の体感温度の変化は一次線形であるとしても大きな影響はない。
【００２２】
従って、所定距離における体感温度の変化は、使用者の位置における体感温度の変化にほぼ等しくなるので、所定距離とは異なる距離の位置においても、設定体感温度の変化量に適合したものとなる。
【００２３】
なお、図４に示す回転数Ｒと風速Ｖの相関関係は、代表として、ファン２の直径の３倍程度の距離における関係を記憶させている。例えば、扇風機のファンの直径が３０ｃｍであれば、扇風機からの一定距離は９０ｃｍ程度となる。
【００２４】
上記構成において、本実施の形態による扇風機の運転について説明する。
【００２５】
図５は、体感温度設定部９に体感温度の設定入力があった場合の風量制御フローチャートである。図５に示すように、扇風機本体１の操作部６で使用者の操作が発生したことを検知したら（Ｓ５０１）、操作された内容に体感温度設定部９で体感温度Ｌが設定されたかどうかを確認する（Ｓ５０２）。体感温度Ｌの設定が無い場合は、操作部６で次の操作が発生するのを待つ。もし、操作部６で操作された内容に体感温度Ｌの設定があれば、制御部８は設定体感温度ＬSを記憶し（Ｓ５０３）、温度センサ７から部屋の温度Ｔを検知して（Ｓ５０４）、設定体感温度ＬSと温度Ｔと式１を用いて風速Ｖを算出する（Ｓ５０５）。次に、図４の回転数−風速テーブルを用いて、算出した風速Ｖに対応する回転数Ｒを選択する（Ｓ５０７）。そして、選択した回転数Ｒをモータ３に送信してモータ３の回転数を制御するのである（Ｓ５０８）。一定時間Ｗが経過したら（Ｓ５０９）、温度センサ７から部屋の温度Ｔを検知して、回転数Ｒをモータ３に送信するまでの制御を、次に操作部６での操作が発生するまで繰り返す。例えば、設定された体感温度が２１℃、部屋の温度を２５℃で検知した場合は、式１により、扇風機の一定距離の場所の体感温度を２１℃にする風速は１．０ｍ／ｓとなる。そして、図４の回転数−風速テーブルを用いて、回転数４３０［ｒｐｍ］を選択することになり、モータ３に回転数４３０［ｒｐｍ］を送信してモータ３の回転数を４３０［ｒｐｍ］に制御する。また、制御周期となる一定時間Ｗを５分とした場合、５分毎に温度センサ７で部屋の温度Ｔを検知し、体感温度を２１℃にする温度Ｔのときの風速Ｖを算出する。そして、図４の回転数−風速テーブルを用いて、モータ３の回転数Ｒを選択してモータ３に回転数Ｒを送信して、モータ３の回転数を調整することを繰り返す。
【００２６】
このようにすることで、使用者の望む体感温度の設定が可能になる。
【００２７】
また、設定された体感温度にもとづいて風速の変更を行うので、使用者が闇雲に風量の上げ下げを行うことなく、使用者の望む体感にあわせて適切な風量で運転することが出来る。
【００２８】
なお、実施の形態１では、温度と使用者が設定した体感温度を用いて、扇風機本体１から一定距離の場所の体感温度を使用者が設定した体感温度にする風速を求めたが、湿度センサなどから部屋の湿度を検知し、体感温度と部屋の温度と湿度と一般的に知られているミスナールの体感温度の式などを用いて風速を算出してもよく、体感温度と温度や湿度などの条件から風速を計算する方法であれば、その作用効果に差異は生じない。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図６に示すように、操作部６に使用者が扇風機本体１の運転を操作するスイッチ等と同じように使用者が風を受ける場所と扇風機との距離を設定する距離設定部１０を設けた構成とする。
【００３１】
また、図７に示すように、制御部８は、扇風機本体１からの距離が９０ｃｍと１４０ｃｍと１９０ｃｍの場所にモータ３の回転で発生させることのできる風速Ｖと回転数Ｒの相関関係が記憶してある。
【００３２】
上記構成において、本実施の形態による扇風機の運転について説明する。
【００３３】
図８に示すように、扇風機本体１の操作部６で使用者の操作が発生したことを検知したら、操作された内容に体感温度設定部９で体感温度Ｌが設定されたかどうかを確認する。体感温度Ｌの設定が無い場合は、操作部６で次の操作が発生するのを待つ。もし、操作部６で操作された内容に体感温度Ｌの設定があれば、制御部８は設定体感温度ＬSを記憶し、温度センサ７から部屋の温度Ｔを検知して、設定体感温度ＬSと温度Ｔと実施の形態１で用いた式１を用いて風速Ｖを算出する。次に、操作部６の距離設定部１０で設定距離Ｘが設定されたかどうかを確認し、設定距離Ｘが設定されていなければ、設定距離Ｘを９０ｃｍとして記憶し、設定距離Ｘが９０ｃｍと１４０ｃｍと１９０ｃｍのいずれかに設定されていれば、設定された設定距離Ｘを記憶する。そして、算出した風速Ｖと記憶した設定距離Ｘと図７に示す回転数Ｒと風速Ｖの相関関係テーブルとを比較して、風速Ｖに対応する回転数Ｒを選択する。選択した回転数Ｒをモータ３に送信してモータ３の回転数を制御する。そして、一定時間Ｗが経過したら、温度センサ７から部屋の温度Ｔを検知して、回転数Ｒをモータ３に送信するまでの制御を、次に操作部６での操作が発生するまで繰り返す。例えば、設定された体感温度が２１℃、設定された設定距離が１４０ｃｍ、部屋の温度を２５℃で検知した場合は、式１を用いて、風速は１．０ｍ／ｓを算出する。そして、図７を用いて回転数５００［ｒｐｍ］を選択することになり、モータ３に回転数５００［ｒｐｍ］を送信してモータ３の回転数を５００［ｒｐｍ］に制御する。
【００３４】
このようにすることで、使用者が風を受ける場所と扇風機との距離が明確になるので、使用者が風を受ける場所で必要となる風速を発生させるためのモータの回転数の精度を高めることができる扇風機を得ることができる。
【００３５】
なお、実施の形態２では、距離設定部１０として使用者が直接距離を入力する方法を用いたが、超音波やレーザーや赤外線等を用いた距離センサを用いて、自動的に扇風機と使用者の距離を測定する方法でもよく、扇風機と使用者の距離を検知する方法であれば、その作用効果に差異は生じない。
【００３６】
（実施の形態３）
第３の実施の形態について、図９を用いて説明する。なお、図１に示すような扇風機の構成、図２に示す制御部８の構成については、実施の形態１と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態における操作部６の一部分を図９に示す。図９に示すように、操作部６には、体感設定部として体感スイッチ１１ａ、１１ｂが設けられている。体感スイッチ１１ａは、その表面に「暑い」などと表記されており、使用者が体感として「暑い」と感じたときに押すものである。一方、体感スイッチ１１ｂは、その表面に「涼しい」などと表記されており、使用者が体感として「涼しい」と感じたときに押すものである。以降では、使用者が体感スイッチ１１ａを押したときの動作について説明する。
【００３８】
扇風機の運転中に、使用者が「暑い」と感じたら、体感スイッチ１１ａを押して、制御部８に伝える。制御部８では、体感スイッチ１１ａ（暑い）が押されたことを受けて、設定体感温度を変更する処理を行う。例えば、設定体感温度を、０．５℃下げる処理を行う。そして、式１を用いて、下げた設定体感温度に対応する風速を求め、図４の回転数Ｒと風速Ｖの相関関係から、モータ３の運転する回転数Ｒを決定するのである。
【００３９】
以上では、使用者が「暑い」と感じたときの動作について説明したが、使用者が「涼しい」と感じたときには、体感スイッチ１１ｂを押し、設定体感温度を上げる処理を行い、「暑い」場合の処理と同様にして、モータ３の運転する回転数Ｒを決定する。
【００４０】
このような構成によれば、使用者は、理解しにくい体感温度についての知識がなくとも、使用者の望む体感にあわせて適切な風量で運転することが出来る。また、そのときの周囲の温度に応じて風量の増減幅が変化し、設定された体感にあわせて適切な風量で運転することが出来る。
【００４１】
また、操作部６の構成は、誰にでもわかりやすく、簡単に操作できるものとなっている。
【００４２】
なお、誤操作を防止するために、体感スイッチ１１ａ、１１ｂを操作した後、所定の時間、体感スイッチ１１ａ、１１ｂの入力を拒否する制御を設けてもよい。
【００４３】
（実施の形態４）
第４の実施の形態について、図１０を用いて説明する。なお、図１に示すような扇風機の構成、図２に示す制御部８の構成については、実施の形態１と同じであり、詳細な説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態における操作部６の一部分を図１０に示す。図１０に示すように、操作部６には、風量を上げ下げする風量設定スイッチ１２ａ、１２ｂが設けられている。風量設定スイッチ１２ａは、その表面に「風量＋」あるいは、「風量ＵＰ」などと表記されており、使用者が体感として「暑い」と感じ、運転風量を上げたいと思ったときに押すものである。一方、風量設定スイッチ１２ｂは、その表面に「風量−」あるいは、「風量ＤＯＷＮ」などと表記されており、使用者が体感として「涼しい」と感じ、運転風量を下げたいと思ったときに押すものである。以降では、風量設定スイッチ１２ａを押したときの動作について説明する。
【００４５】
扇風機の運転中に、使用者が「暑い」と感じたら、風量設定スイッチ１２ａを押して、制御部８に伝える。制御部８では、風量設定スイッチ１２ａ（風量上げる）が押されたことを受けて、設定体感温度を変更する処理を行う。例えば、使用者が風量設定スイッチ１２ａを押して実際に風量すなわちモータ３の回転数を調節して心地良いと感じた体感温度にする処理を行う。つまり、図４の回転数Ｒと風速Ｖの相関関係と設定されたモータ３の回転数Ｒから風速Ｖを決定し、このときの部屋の温度と式２を用いて、使用者が心地良いと感じた風量すなわちモータ３の回転数Ｒのときの体感温度を設定体感温度とする。
【００４６】
このような構成によれば、風量の上げ下げを体感温度にもとづいて決定することが出来る。また、そのときの周囲の温度に応じて風量の増減幅が変化し、設定された体感にあわせて適切な風量で運転することが出来る。
【００４７】
また、操作部６の構成は、使用者には体感温度を意識せずに使うことができ、誰にでもわかりやすく、簡単に操作できるものとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明にかかる扇風機は、使用者が風を受ける場所の体感温度を使用者の望む体感温度となるようにファンの回転を制御するものであるので、温度変化により風量や風速を制御する機器に用いる技術としても有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１  扇風機本体
２  ファン
３  モータ
４  支柱
５  基台
６  操作部
７  温度センサ
８  制御部
９  体感温度設定部
１０  距離設定部
１１ａ，１１ｂ  体感スイッチ
１２ａ、１２ｂ  風量設定スイッチ
【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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【図９】
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【図１０】
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