JP2008045756A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外風圧の変化に拘わらず一定の総風量を確保することが可能な送風装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る送風装置１は、吸入された空気を屋外へと排気するための回転ファン４３と、回転ファン４３を回転駆動させるファンモータ４４と、ファンモータ４４の駆動制御を行う制御手段と、回転ファン４４の回転により排気される空気を屋外へと導くダクト接続部６とを有している。このダクト接続部６には排気される空気の風量に応じて開閉するシャッタ手段が設けられている。制御手段は、シャッタ手段の回動角度を検出することによってシャッタ手段の開閉度を判断し、シャッタ手段の開閉度に基づいてダクト接続部６における排気風量を算出し、算出された排気風量と所定の設定風量との差に基づいてファンモータ４４の駆動制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、吸入された空気を屋外へと排気するための回転ファンと、回転ファンを回転駆動させるファンモータと、ファンモータの駆動制御を行う制御手段と、回転ファンの回転により排気される空気を屋外へと導くダクト接続部とを有する送風装置に関する。

一般的な建築物には、建物内の空調を行うために多くの送風装置が設置されている。特に近年では、居室を有する建物に２４時間換気システムを設置することが義務付けられたことから、浴室空調装置等を室内換気用の送風装置として利用することが多くなっている。

屋内換気用の送風装置には、一般的にシロッコファン等の多翼ファンが用いられている。シロッコファンは、周縁部に複数の翼が配設された円盤状のファンを回転させることによって、回転中心から周方向へと空気を吸入・排出させる構造となっている。シロッコファンを使用した送風装置は、その構造から設備の厚み（高さ）を低くすることができるため、装置本体をコンパクトに設計することが容易である（例えば、特許文献１参照）。

このような送風装置を用いて屋内の換気を行う場合には、常に排気風量を一定に保つことが望ましいが、屋外の風圧等（外風圧）が高い場合には送風装置に接続される排気ダクトを通して外気が屋内へと入り込むおそれがあるため、空調装置のシロッコファン等への圧力損失が増大してシロッコファンの回転数が上がってしまう傾向があった。このようなファンの回転数変動による排気風量の変動を抑制するために、ファンの回転数を計測することによって外風圧の状態を検出し、ファンの回転風量を一定に保つ方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−３４０４０７号公報（第４−６頁、第１図） 特開２００４−３４０４９０号公報（第４−６頁、第３図）

しかしながら、ファンの回転数が変化する要因は、外風圧の状態だけに限定されるものではなく、モータ自身の温度（モータの構成素材の温度特性等による）、外気の温度、吸気ダクトや排気ダクトの長さ、ダクト内径およびダクトの曲げ状態等により変化するおそれがある。さらに、その変化量がモータ毎に異なる場合があるため、ファンの回転数変化のみで外風圧の状態を判断することは容易ではなかった。

このため、ファンの回転数変化に応じて外風圧状態を判断してファンの送風量制御を行うと、結果的に想定し得ない誤差を含んだ制御を行うおそれがあり、正確な風量の制御を行うことが困難になるおそれがあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、外風圧の変化に拘わらず一定の総風量を確保することが可能な送風装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る送風装置は、吸入された空気を屋外へと排気するための回転ファンと、該回転ファンを回転駆動させるファンモータと、該ファンモータの駆動制御を行う制御手段と、前記回転ファンの回転により排気される空気を屋外へと導くダクト接続部とを有し、該ダクト接続部には、排気される前記空気の風量に応じて開閉するシャッタ手段が設けられ、前記制御部は、前記シャッタ手段の回動角度を検出することによって当該シャッタ手段の開閉度を判断し、当該シャッタ手段の開閉度に基づいて前記ダクト接続部における排気風量を算出し、算出された排気風量と所定の設定風量との差に基づいて前記ファンモータの駆動制御を行うことを特徴とする。

また、上記送風装置は、前記シャッタ手段の回動角度を検出する角度検出手段と、該角度検出手段により検出される回動角度の原点検出を行う原点検出手段とを有するものであってもよい。

さらに、前記制御手段は、前記ファンモータを所定の駆動制御量で一定時間駆動させた後に、前記シャッタ手段の回動角度を検出するものであってもよい。

また、前記制御手段は、複数回前記回動角度を検出し、検出された回動角度の平均値を用いて前記シャッタ手段の開閉度を判断するものであってもよい。

本発明に係る送風装置によれば、制御手段が、シャッタ手段の開閉度に応じて排気風量の判断を行うので、回転ファンの回転数変動によって外風圧を算出してファンモータの駆動制御を行う場合に比べて外気温、モータ温度等の複数の要因に左右されることなく排気風量を直接的に求めることができ、所定の排気風量を維持することができるように精度良くファンモータの駆動制御を行うことができる。

特に、制御部が、シャッタ手段の開閉度に基づいてダクト接続部における排気風量を算出し、算出された排気風量と所定の設定風量との差に基づいてファンモータの駆動制御を行うことによって、より精度の高い駆動制御を行うことができる。

また、シャッタ手段の開閉度に基づいて排気風量を求めることができるので、回転ファンの回転数等を検出する必要が無く、構成の簡略化とコスト上昇の抑制を図ることが可能となる。

また、本発明に係る送風装置では、制御手段が、シャッタ手段の回動角度を検出することによってシャッタ手段の開閉度を判断するので、開閉状態を正確かつ定量的に測定することが可能となる。

特に、送風装置が、シャッタ手段の回動角度を検出する角度検出手段と、角度検出手段により検出される回動角度の原点検出を行う原点検出手段とを有する場合には、角度検出手段により簡易かつ高精度な角度検出を行うことができ、さらに、原点検出センサ部を用いることによって、ファンモータが駆動制御されてシャッタ手段が開閉される度に確実に原点検出を行うことができるので、角度検出の精度を高めることが可能となる。

また、制御手段が、ファンモータを所定の駆動制御量で一定時間駆動させた後に、前記シャッタ手段の回動角度を検出することによって、ファンモータの駆動状態、回転ファンの回転状態、およびシャッタ手段の回動角度状態等が安定した状態でシャッタ手段の回動角度を検出することができるので、設定したファンモータの駆動制御量に対応するシャッタ手段の回動角度を正確に検出することが可能となる。

さらに、制御手段が、複数回回動角度を検出し、検出された回動角度の平均値を用いてシャッタ手段の開閉度を判断するので、回転ファンの回転に伴って回転されるシャッタ手段が一定の回動角度で停止せずに微妙に振動する場合（小刻みに動く状態）であっても、この回動角度の変動を考慮した回動角度を検出することができ、より正確な開閉度検出を行うことが可能となる。

以下、本発明に係る送風装置を浴室空調装置として使用する場合について説明を行う。

図１は、浴室空調装置１が浴室２に設置された状態を示した図である。浴室空調装置１は、本体ケース３とフロントパネル４とを有している。

本体ケース３は、図２に示すように、底面に開口部が形成された箱状体であって、金属等の不燃性の素材によって形成されている。この箱状体部分の内部には、次述する循環空調ユニットと換気空調ユニットとが収納されている。さらに、本体ケース３の側面には、排気ダクト５が接続されるとともに逆風防止用の排気シャッタが設けられる排気ダクト接続部６と、吸気ダクト７が接続される吸気ダクト接続部８とが設けられている。

浴室空調装置１は、浴室２の天井裏に設置されている。浴室２の天井を構成する天井パネル２ａには、本体ケース３に対応する開口が形成されており、浴室空調装置１は、この開口より本体ケース３の下部が露出するようにして、天井裏に固定されている。

フロントパネル４は、天井パネル２ａの開口より露出した本体ケース３下部を浴室側より覆うようにして設置される。フロントパネル４には、浴室２内の空気を吸い込むためのパネル吸込口４ａと、パネル吸込口４ａより吸い込まれた空気を浴室２に吹き出すためのパネル吹出口４ｂとが設けられている。

浴室空調装置１の吸気ダクト接続部８に接続される吸気ダクト７は、図１に示すように、洗面所（脱衣所）１０等の浴室２以外の天井等に設けられた吸気口１１に接続されている。また、洗面所１０には、浴室空調装置１の操作を行うための操作パネル１３が設けられている。

また、浴室空調装置１の排気ダクト接続部６に接続される排気ダクト５は、建物の外壁に取り付ける排気グリル１２に接続されている。浴室２や洗面所１０等において吸入された空気は、排気ダクト接続部６・排気ダクト５を介して排気グリル１２から屋外へと排気される。

一方で、浴室２には、洗面所１０と浴室２との出入りを行うための浴室ドア１４が設けられおり、この浴室ドア１４には、洗面所１０の空気を取り入れるためのガラリ１５が設けられている。このため、例えば、浴室空調装置１に吸気ダクト７が接続されていない場合であっても、浴室空調装置１で浴室２内の空気を吸入することによって、ガラリ１５を介して洗面所１０等の他室の空気を吸入し、排気ダクト接続部６・排気ダクト５を介して屋外に空気を排気することが可能である。

図３は、浴室空調装置１の底面図を示しており、図４は、図３のＡ−Ａ断面を矢印方向から示した側方断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ断面を矢印方向から示した側方断面図を示している。

本体ケース３には、図４、図５に示すように、循環空調ユニット２０と、換気空調ユニット４０とが設けられている。

循環空調ユニット２０は、本体ケース３の下部に設置されており、図３に示すように、循環ファン部２１と、換気用通路部２２とを有している。

換気用通路部２２は、循環ファン部２１に隣接して設けられる筒状部材であり、上面と底面が開放された状態となっている。この換気用通路部２２の下面開口２２ａは、フロントパネル４のパネル吸込口４ａを介して浴室２を臨み、上面開口２２ｂは、換気空調ユニット４０の換気吸込口４６を臨んでいる。

循環ファン部２１は、循環シロッコファン２３と、循環ファンモータ２４と、循環ファンケース２５と、ヒータ部２６とを有している。循環シロッコファン２３は、主板２３ａの周縁部に多数の翼２３ｂが設けられる多翼ファンであり、この循環シロッコファン２３の回転によって、多数の翼２３ｂ部分を介して主板２３ａ正面前方より循環ファン部２１の内部へと空気を導くことが可能となっている。

循環ファンモータ２４は、循環シロッコファン２３を回転駆動させるためのモータであり、図４、図５に示すように、循環シロッコファン２３の上方に設置されており、この循環ファンモータ２４より真下方向へと垂設される回転軸を回転させることによって、この回転軸に固定される循環シロッコファン２３の回転が行われる。

循環ファンケース２５は、循環シロッコファン２３を収納するケースであって、循環シロッコファン２３により吸い込まれた空気を浴室２へと循環させるための案内風路を形成する役割を有している。循環ファンケース２５の底面であって循環シロッコファン２３の主板２３ａを臨む位置には、図４、図５に示すように、浴室内の空気を吸入するための循環吸込口２７が、循環シロッコファン２３に対応する円形状に形成されている。さらに、循環ファンケース２５の底面端部には、循環シロッコファン２３により吸入された空気を浴室２へと吹き出すための循環吹出口２８が形成されている。

ヒータ部２６は、循環ファンケース２５の内部通路であって、循環吹出口２８近傍位置に設けられている。ヒータ部２６にはＰＴＣヒータが用いられており、後述する制御部の制御に応じてＰＴＣヒータのＯＮ／ＯＦＦが行われる。

換気空調ユニット４０は、図４、図５に示すように、本体ケース３の上部に設置される換気ファン部４１と、回路基盤部４２とにより構成されている。

換気ファン部４１は、換気シロッコファン４３と、換気ファンモータ４４と、換気ファンケース４５とを有している。換気シロッコファン４３は、循環シロッコファン２３と同様に、主板４３ａの周縁部に多数の翼４３ｂが設けられる多翼ファンであり、この換気シロッコファン４３の回転によって、吸気ダクト７や換気用通路部２２を介して導かれた空気を、換気ファン部４１の内部へと導くことが可能となっている。

換気ファンモータ４４は、換気シロッコファン４３を回転駆動させるためのモータであり、図４に示すように、換気シロッコファン４３の上方に設置されている。この換気ファンモータ４４より真下方向へと垂設される回転軸を回転させることによって、この回転軸に固定される換気シロッコファン４３の回転が行われる。

換気ファンケース４５は、換気シロッコファン４３を収納するケースであって、換気シロッコファン４３により吸い込まれた空気を、排気ダクト接続部６・排気ダクト５を介して屋外へと排出させるための案内風路を形成する役割を有している。換気ファンケース４５の底面であって、換気シロッコファン４３の主板４３ａを臨む位置には、図４に示すように、空気を吸入するための円形状の換気吸込口４６が形成されている。なお、換気吸込口４６は、換気用通路部２２の上面開口２２ｂを正面に臨む位置に設けられており、換気用通路部２２を介して浴室２の空気を換気ファン部４１へと円滑に導くことが可能となっている。また、換気ファンケース４５の側部には排気ダクト接続部６へと連通する換気排気口４７が設けられており、換気シロッコファン４３により吸入された空気は、換気排気口４７から排気ダクト接続部６・排気ダクト５を介して屋外へと排気される構造となっている。

回路基盤部４２は、換気ファン部４１の吸気ダクト接続部８側に隣接設置されている。回路基盤部４２には、浴室空調装置１の循環ファンモータ２４、ヒータ部２６、換気ファンモータ４４の制御を行うための制御部５０（図８参照）等が設けられている。

換気空調ユニット４０と循環空調ユニット２０とが本体ケース３に収納設置されると、図４に示すように、換気ファン部４１が換気用通路部２２の上方に位置するように設けられると共に、循環ファン部２１が換気ファン部４１との間に高さＬの隙間ができるようにして設置されるので、換気ファン部４１は、吸気ダクト７・吸気ダクト接続部８を介して本体ケース３へと導かれた空気と、浴室２より換気用通路部２２を介して導かれる空気とを吸入することが可能となっている（図４に示す鎖線矢印参照）。

図６は、排気ダクト接続部６を示した展開斜視図である。排気ダクト接続部６は、連結本体部５５と、エンコーダボックス部６０と、排気シャッタ部７０とを有している。

連結本体部５５は、排気シャッタ部７０を収納する連結本体ケース５６と、排気ダクト５との連結を行う連結ジョイント部５７とを有している。連結本体ケース５６は一側面が解放された箱体であって、解放された側面の周縁には本体ケース３と接続を行うための接続縁部５８が形成されている。連結本体ケース５６の解放された側面に対向する側面には、円形孔が設けられており、この円形孔の周縁部に連結ジョイント部５７が接続されている。

排気シャッタ部７０は、連結本体部５５内に収納可能に設けられており、排気シャッタ７１と、排気シャッタ７１が取り付けられる排気シャッタ枠７２と、排気シャッタ７１と排気シャッタ枠７２との隙間を埋めるようにして排気シャッタ枠７２に取り付けられるシャッタクッション７３とを有している。

排気シャッタ枠７２の外枠寸法は、連結本体ケース５６内に収納された場合に、排気シャッタ枠７２と連結本体ケース５６の内壁との間に隙間が生じないように規定されている。また、排気シャッタ枠７２の中心には、排気シャッタ７１に対応する大きさの開口部７２ａが形成されている。この開口部７２ａの左右側壁上部には、ベアリング部材７４を収納するための収納孔７５が左右対称に設けられている。

排気シャッタ７１は、排気シャッタ枠７２の開口部７２ａに対応する大きさの板状体であり、屋外より排気ダクト５を介して換気空調ユニット４０へと屋外の空気が逆流することを防止するために設けられる。排気シャッタ７１の左右側面には、ベアリング部材７４にて回動自在に軸支される軸部７１ａが設けられており、この軸部７１ａを排気シャッタ枠７２に設置されるベアリング部材７４で軸支させることによって、排気ダクト接続部６を通過する風量に応じて排気シャッタ７１の開閉度（回動角度）が変更する構造となっている。

なお、シャッタクッション７３は、排気シャッタ７１が回動されていない停止位置（排気シャッタ枠７２の開口部７２ａを閉塞する位置）にある場合に排気シャッタ７１と排気シャッタ枠７２との隙間から空気が通過しないように、排気シャッタ枠７２の内側面に取り付けられている。

エンコーダボックス部６０には、エンコーダシャフト６１と、このエンコーダシャフト６１に連結される第１スリット部６２および第２スリット部６３と、エンコーダシャフト６１の回転角度・原点検出を行うセンサが設置されたエンコーダ基盤６４と、これらを収納するエンコーダボックス６５とを有している。

エンコーダボックス６５は、対向する一対の側面が解放されたボックス本体部６５ａと、解放された側面を覆うようにしてボックス本体部６５ａに取り付けられるボックスカバー６５ｂとを有している。

エンコーダシャフト６１は、排気シャッタ７１の軸部７１ａ端部に連結されて排気シャッタ７１の回動に応じて回転する構造となっている。エンコーダ基盤６４には、第１スリット部６２を用いて排気シャッタ７１の回動角度を検出する角度検出用フォトインタラプタ部６６と、第２スリット部６３を用いて排気シャッタ７１の原点検出を行う原点検出センサ部６７とを備えている。

角度検出用フォトインタラプタ部６６は、発光素子部と受光素子部とが設けられており、発光素子より発せられる光の透光状態に応じて受光素子により受光される受光パルスをカウントして排気シャッタ７１の回転状態を検出する。また、原点検出センサ部６７も同様に、発光素子部と受光素子部とが設けられており、発光素子より発せられた光が受光素子で受光できなくなったタイミングを基準として、排気シャッタ７１の回転角度検出における原点設定を行う。

第１スリット部６２および第２スリット部６３は、スペーサ部材６８により所定の間隔を保った状態でエンコーダシャフト６１に固定される。第１スリット部６２および第２スリット部６３は、円弧状に設けられるスリット円周部６２ａ、６３ａを有している。第１スリット部６２のスリット円周部６２ａには、発光素子部より発せられる光を透過する光学窓が一定間隔で設けられており、角度検出用フォトインタラプタ部６６の発光素子部より発せられた光が光学窓を通過して受光素子部で受光された場合に、角度検出用フォトインタラプタ部６６が光の受光パルスをカウントして排気シャッタ７１の回動状態を判断する。一方で、第２スリット部６３のスリット円周部６３ａには、原点検出センサ部６７の発光素子部より発せられる光を遮蔽する遮蔽部が設けられている。

図７は、排気シャッタ７１の回動に応じた第１スリット部６２と第２スリット部６３の回動状態を示している。まず、排気シャッタ７１が回動されていない状態（停止位置状態）では、図７（ｂ１）に示すように、第１スリット部６２のスリット円周部６２ａが、角度検出用フォトインタラプタ部６６の発光素子と受光素子との間を通過する。一方で、第２スリット部６３のスリット円周部６３ａは、図７（ａ１）に示すように、原点検出センサ部６７の発光素子と受光素子との間を通過していない状態にあり、この状態においては、原点検出センサ部６７の発光素子より発せられた光がスリット円周部６３ａで遮られることなく受光素子で受光されるため、原点の検出は行われない。

次に、排気シャッタ７１が１５度まで回動された場合、第１スリット部６２のスリット円周部６２ａは、図７（ｂ２）に示すように、角度検出用フォトインタラプタ部６６の発光素子と受光素子との間を通過する状態で回動される。一方で、第２スリット部６３のスリット円周部６３ａは、図７（ａ２）に示すように、スリット円周部６３ａの端部が原点検出センサ部６７の発光素子と受光素子との間に進入した状態となるため、原点検出センサ部６７の発光素子より発せられた光がスリット円周部６３ａで遮られた状態となり、このタイミングにおいて制御部５０は排気シャッタ７１の原点検出を行う。つまり、排気シャッタ７１が１５度に回動された時点を基準（原点）として、制御部５０は、角度検出用フォトインタラプタ部６６により検出される受光パルスをカウントし、排気シャッタ７１の角度検出を行う。

図７（ａ３）および図７（ｂ３）は、排気シャッタ７１が全開位置（９０度の回動位置、排気シャッタ７１が水平となる位置）まで回動された状態を示している。排気シャッタ７１が全開位置まで回動された状態において、第１スリット部６２のスリット円周部６２ａは、図７（ｂ３）に示すように、角度検出用フォトインタラプタ部６６の発光素子と受光素子との間を通過する状態で回動される。また、第２スリット部６３のスリット円周部６３ａも、図７（ａ３）に示すように、スリット円周部６３ａが原点検出センサ部６７の発光素子と受光素子との間を通過した状態となる。このように、排気シャッタが１５度〜９０度まで回動される間、第２スリット部６３のスリット円周部６３ａが原点検出センサ部６７の発光素子より発せられた光を遮断し続けるので、排気シャッタ７１が所定角度（例えば、１５度）以下まで回動されない限り原点検出を行うことがない。

上述したように、制御部５０は、原点検出センサ部６７における受光状態に基づいて原点検出を行い、角度検出用フォトインタラプタ部６６で検出する受光パルスに基づいて排気シャッタ７１の回転角度を検出する。

図８は、回路基盤部４２に設けられる制御部５０の制御構成を示したブロック図である。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等で構成されており、制御部５０には、操作パネル１３で設定された設定情報が伝達されると共に、角度検出用フォトインタラプタ部６６により検出された排気シャッタ７１の回転角度がパルス数として伝達され、また原点検出センサ部６７により検出された原点情報が伝達される。また、制御部５０には、循環ファンモータ２４、換気ファンモータ４４、ヒータ部２６等が接続されており、制御部５０により循環ファンモータ２４、換気ファンモータ４４、ヒータ部２６の制御が行われる。さらに、制御部５０には、排気シャッタ７１の回動角度に応じて循環ファンモータ２４や換気ファンモータ４４等の制御を行うために必要な制御データが記録される記録部５１が接続されており、制御部５０は、循環ファンモータ２４や換気ファンモータ４４の制御を行う場合に、必要に応じて記録部５１の制御データを利用する。

図９は、操作パネル１３の一例を示した図である。操作パネル１３は、ＬＣＤなどの表示部８０と、各種操作ボタン等とを備えている。操作ボタンとして、例えば、浴室空調装置１における２４時間換気のＯＮ・ＯＦＦを行う２４時間換気モードボタン８１、暖房運転モードを選択する暖房モードボタン８２、涼風運転モードを選択する涼風モードボタン８３と、換気運転モードを選択する換気モードボタン８４、乾燥運転モードを選択する乾燥モードボタン８５が設けられる。

ユーザが各ボタンを押下することによって、上述した各種運転モードの選択を行うことが可能となる。

ユーザが暖房モードボタン８２を押下して、暖房運転モードを選択すると、制御部５０では暖房運転モードの運転モード情報を取得し、循環ファンモータ２４とヒータ部２６とに対して制御信号を送出する。制御部５０の制御信号に基づいて循環ファンモータ２４の駆動が開始されると、フロントパネル４のパネル吸込口４ａを通して、循環ファン部２１の循環吸込口２７から浴室２内の空気が循環ファンケース２５内に吸い込まれ、循環ファンケース２５のヒータ部２６へと案内される。

ヒータ部２６では、制御部５０の制御信号に基づいてヒータ部２６のＰＣＴヒータが通電されるため、ヒータ部２６へと導かれた循環ファンケース２５内の空気が、ヒータ部２６で暖められてから循環吹出口２８およびパネル吹出口４ｂを介して浴室２内に吹き出される。この温風の吹き出しにより浴室２内の暖房が行われることとなる。

このように、暖房運転モードで浴室空調装置１が駆動されることによって、入浴前に浴室を暖めておくことができ、また入浴中においても浴室２を暖かく保つことができる。

なお、暖房運転モードでは、制御部５０より換気ファンモータ４４に対して制御信号が送出されない。このため、暖房運転モードでは換気ファンモータ４４が駆動されず、浴室２内の空気が屋外へと換気されることがないので、循環ファン部２１のヒータ部２６により暖められた空気を浴室２内に維持することが可能となる。

また、操作パネル１３には、選択した運転モードをユーザが確認できるように、例えば各ボタンに対応してランプ８６が設けられており、例えば、暖房モードボタン８２が押下された場合には、暖房モードボタン８２の上部のランプ８６が点灯することとなる。

操作パネル１３には、タイマボタン８７が設けられており、操作パネル１３によって運転モードが選択・実行された後に、タイマボタン８７を押下することによって、所定時間後（タイマ時間後）に選択・実行された運転モードを終了させることができる。

ユーザが涼風モードボタン８３を押下して、涼風運転モードを選択すると、制御部５０では涼風運転モードの運転モード情報を取得し、循環ファンモータ２４に対して制御信号を送出する。制御部５０の制御信号に基づいて循環ファンモータ２４の駆動が開始されると、フロントパネル４のパネル吸込口４ａを通して、循環ファン部２１の循環吸込口２７から浴室２内の空気が循環ファンケース２５内に吸い込まれ、循環ファンケース２５のヒータ部２６へと案内される。

ここで、涼風運転モードにおいては、制御部５０よりヒータ部２６に対して制御信号が送出されないので、ＰＣＴヒータの通電は行われない。このため、ヒータ部２６へと導かれた循環ファンケース２５内の空気は、ヒータ部２６で暖められることなく、循環吹出口２８およびパネル吹出口４ｂを介して浴室２内に吹き出される。

一方で、制御部５０は、換気ファンモータ４４に対して制御信号を送出する。このため換気ファンモータ４４が駆動されて換気シロッコファンが回転されるので、浴室２の空気が換気吸込口４６を介して換気ファンケース４５内に吸い込まれ、排気ダクト接続部６・排気ダクト５を介して屋外へと空気が排出される。

このように、循環空調ユニット２０により吸入された空気が暖められることなく浴室２内に吹き出されるので、夏場等に浴室空調装置１を扇風機のように使用することができる。また、換気空調ユニット４０により浴室２内の空気が屋外に排気されることとなるので、涼風運転モードでは、循環換気運転が行われることとなる。

ユーザが換気モードボタン８４を押下して、換気運転モードを選択すると、制御部５０では換気運転モードの運転モード情報を取得し、換気ファンモータ４４に対して制御信号を送出する。制御部５０の制御信号に基づいて換気ファンモータ４４の駆動が開始されると、吸気ダクト７および換気用通路部２２を介して吸入される浴室２および洗面所１０の空気が換気ファンケース４５内に吸い込まれ、排気ダクト接続部６・排気ダクト５を介して屋外へと空気が排出される。

このように、換気運転モードが選択された場合には、浴室２および洗面所１０の空気が屋外へと排出されるので、浴室および洗面所の換気を積極的に行うことができる。なお、換気運転モードにおいては、浴室２内の空気を循環させる必要性に乏しいので、制御部５０は、循環ファンモータ２４およびヒータ部２６に対する制御信号を送出せず、循環ファンモータ２４およびヒータ部２６は停止された状態となる。

なお、今日の住宅においては法規上、屋内の空気を所定の換気回数（例えば０．５回／時）だけ換気する２４時間換気が義務付けられている。このため、ユーザが２４時間換気モードボタン８１を押下して２４時間換気モードが選択された場合には、上述した換気運転モードと同様にして、換気ファンモータ４４が連続的または断続的に駆動され、浴室２および他室の空気が屋外へと排出されることとなる。

ユーザが乾燥モードボタン８５を押下して、乾燥運転モードを選択すると、制御部５０では乾燥運転モードの運転モード情報を取得し、循環ファンモータ２４とヒータ部２６とに対して制御信号を送出する。制御部５０の制御信号に基づいて循環ファンモータ２４の駆動が開始されると、パネル吸込口４ａ・循環吸込口２７を介して浴室２内の空気が循環ファンケース２５内に吸い込まれ、循環ファンケース２５のヒータ部２６へと案内される。

ヒータ部２６では、制御部５０の制御信号に基づいてＰＣＴヒータの通電が行われるため、ヒータ部２６へと導かれた循環ファンケース２５内の空気はヒータ部２６で暖められ、循環吹出口２８およびパネル吹出口４ｂを介して浴室２内に吹き出される。この温風の吹き出しにより浴室２内の暖房が行われることとなる。

さらに、乾燥運転モードにおいては、制御部５０が換気ファンモータ４４に対して制御信号を送出する。制御部５０の制御信号に基づいて換気ファンモータ４４の駆動が開始されると、パネル吸込口４ａ・換気用通路部２２を通して浴室２内の空気が換気ファンケース４５内へと吸い込まれると共に、吸気ダクト７・吸気ダクト接続部８を介して洗面所の空気が換気ファンケース４５内に吸い込まれ、その後、排気ダクト接続部６・排気ダクト５を通って屋外へと空気が排出される。

このように、循環空調ユニット２０によって浴室２内の空気を暖めることができると共に、換気空調ユニット４０により浴室２内の空気が屋外へ排出されて浴室２内の換気が行われるので、浴室２内に設置されるランドリーパイプ１６に対して洗濯物１７を吊して、洗濯物１７の乾燥を浴室２で行うことが可能となる。

上述したようにして、ユーザにより運転モードが選択されることによって、循環ファンモータ２４、換気ファンモータ４４、ヒータ部２６等が駆動されて、浴室２および洗面所１０の換気等が行われる。

なお、制御部５０により換気空調ユニット４０の換気ファンモータ４４を駆動する場合、「背景技術」において既に説明したように、屋外からの外風圧によって換気シロッコファン４３の回転数が変動してしまうため、屋外に排気する風量を一定に保つことが困難となるおそれがある。このため、制御部５０では、角度検出用フォトインタラプタ部６６で排気シャッタ７１の回動角度を検出することによって、現実に排気される風量を検出する。これは、排気シャッタ７１が排気風量に応じて開閉（回動）されるからであり、回動角度と排気風量との関係が、排気ダクト５による圧力損失等に関わりなく一定の関係を保つためである。

従って、排気シャッタ７１の回動角度を検出することによって正確に排気風量を判断することができ、この排気風量に基づいて、制御部５０が換気シロッコファン４３の駆動量（モータ出力量、デューティ量）の制御を行うことによって、浴室空調装置１全体として排出される排気風量を一定に保つことが容易となる。

図１０は、制御部５０において、角度検出用フォトインタラプタ部６６で排気シャッタ７１の回動角度を検出して換気ファンモータ４４の駆動制御を行う処理を示したフローチャートである。

まず、制御部５０は、換気ファンモータ４４を駆動させて換気シロッコファン４３を回転させ、換気ファンモータ４４のデューティ値（モータ出力値、ＰＷＭ値）とこのデューティ値に応じて回動される排気シャッタ７１の回動角度との関係を検出する（ステップＳ．１）。

図１１（ａ）は、この処理により検出された換気ファンモータ４４のデューティ値と排気シャッタ７１の回動角度との関係を示したグラフである。制御部５０は、デューティ値がＤ０、Ｄ１、Ｄ２における排気シャッタ７１の回動角度Ａ０、Ａ１、Ａ２を検出することにより、図１１（ａ）に示すグラフＲの曲線を求める。

ステップＳ．１に示す排気シャッタ７１の回動角度検出を行う場合、制御部５０は、原点検出センサ部６７における透過状態に基づいて原点検出を行い、その後、角度検出用フォトインタラプタ部６６で検出される受光パルスに基づいて、排気シャッタ７１の回転角度を検出する。

具体的に、制御部５０は、まず換気ファンモータ４４のデューティ値をＤ２に設定して換気ファンモータ４４を駆動させる。なお、制御部５０は、デューティ値Ｄ２として排気シャッタの回動角度が１５度以上の角度となるような値を設定する。

換気ファンモータ４４がデューティ値Ｄ２で駆動されることによって換気シロッコファン４３が回転され、排気ダクト接続部６を空気が通過することとなるため、排気シャッタ７１が回動されることとなる。このとき、排気シャッタ７１が１５度回動された状態を原点検出センサ部６７で検出することによって、制御部５０は排気シャッタ７１の原点検出を行い、排気シャッタ７１の回動角度を１５度で初期化する。

その後、制御部５０は、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ２を第１の所定時間（数秒）維持し続けた後に、角度検出用フォトインタラプタ部６６を用いて排気シャッタ７１の回動角度の検出を開始し、さらに、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ２を第２の所定時間（第1の所定時間よりも短い時間）維持し続けて排気シャッタ７１の回動角度検出を複数回行い、排気シャッタ７１の回動角度の平均を排気シャッタ７１の回動角度Ａ２として求める。

なお、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ２を第１の所定時間維持するのは、換気ファンモータ４４をデューティ値Ｄ２で駆動し始めてから換気シロッコファン４３が回転して換気ファンモータ４４の駆動状態、換気シロッコファン４３の回転状態、および排気シャッタ７１の回動角度状態が安定するまでの時間を考慮したものである。また、第２の所定時間における排気シャッタ７１の回動角度の平均を排気シャッタ７１の回動角度Ａ２として求めるのは、排気シャッタ７１は一定の回動角度で停止するのではなく、微妙に振動する状態を維持する傾向が高いため、この振動に伴う回動角度の変動を考慮した回動角度Ａ２を検出するためである。

その後、制御部５０は、同様にして、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ１を第１の所定時間維持し続けた後に排気シャッタ７１の回動角度の検出を開始し、さらに、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ１を第２の所定時間維持し続けて、排気シャッタ７１の回動角度検出を複数回行い、検出された回動角度の平均を排気シャッタ７１の回動角度Ａ１として求める。そして、制御部５０は、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ０を第１の所定時間維持し続けた後に排気シャッタ７１の回動角度の検出を開始し、さらに、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ０を第２の所定時間維持し続けて、排気シャッタ７１の回動角度検出を複数回行い、検出された回動角度の平均を排気シャッタ７１の回動角度Ａ０として求める。

そして、制御部５０は、求められた換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に対応する排気シャッタ７１の回動角度Ａ２、Ａ１、Ａ０からグラフＲを算出する。

次に、制御部５０は、操作パネル１３より運転モード情報を取得し、取得した運転モードに応じた換気シロッコファン４３の設定風量を、記録部５１に記録される情報または制御部５０においてあらかじめ設定記録される情報に基づいて求める（ステップＳ．２）。そして、制御部５０は、求められた設定風量に対応する排気シャッタ７１の角度Ａｔを、記録部５１に記録される排気シャッタの風量と角度との対応を表すグラフ（又は変換テーブル等）より求める（ステップＳ．３）。

図１１（ｂ）は、排気シャッタ７１の風量と角度との対応を表したグラフを示している。制御部５０は、例えば、設定風量Ｑとして１００ｍ^３／ｈが設定されている場合に、図１１（ｂ）に示すグラフより、対応する排気シャッタ７１の角度（より詳細には、受光したパルス数）Ａｔを求める。

そして、制御部５０は、ステップＳ．１の処理により求めたグラフＲ（図１１（ａ）参照）に基づいて、ステップＳ．３の処理により求めた排気シャッタ７１の角度Ａｔに相当するデューティ値Ｄｓを求める（図１１（ｂ）参照、ステップＳ．４）。

その後、制御部５０は、換気ファンモータ４４のデューティ値を、ステップＳ．４の処理において求められたＤｓに設定して換気ファンモータ４４を駆動させる（ステップＳ．５）。なお、このとき制御部５０は、換気ファンモータ４４のデューティ値Ｄｓをデューティ値Ｄｍとして記憶（代入して記録）する。

そして、制御部５０は、換気ファンモータ４４をデューティ値Ｄｓ（＝Ｄｍ）で駆動開始した後であって第１の所定時間後に、角度検出用フォトインタラプタ部６６により検出される排気シャッタ７１の回動角度を第２の所定時間検出して、検出された平均回動角度を排気シャッタ７１の回動角度Ａｋとして求める（ステップＳ．６）。

換気ファンモータ４４をデューティ値Ｄｓ（＝Ｄｍ）で駆動を開始した後であって第１の所定時間後に排気シャッタ７１の回動角度を求めるのは、換気ファンモータ４４の駆動状態、換気シロッコファン４３の回転状態、および排気シャッタ７１の回動角度状態が安定するまでの時間を考慮したものである。また、第２の所定時間における排気シャッタの回動角度の平均を排気シャッタ７１の回動角度Ａｋとして求めるのは、排気シャッタ７１が一定の回動角度で停止するのではなく、微妙に振動した状態を維持する傾向が高いため、この振動に伴う回動角度の変動を考慮した回動角度Ａｋを検出するためである。

そして、制御部５０は、図１１（ａ）に示すグラフＲから、排気シャッタ７１の回動角度Ａｔに対応するデューティ値と、排気シャッタ７１の回動角度Ａｋに対応するデューティ値とのデューティ差ΔＤを算出する（ステップＳ．７）。

制御部５０は、求められた排気シャッタ７１の回動角度Ａｋが設定風量に応じた排気シャッタ７１の回動角度Ａｔよりも大きいか否かを判断し（ステップＳ．８）、大きい場合（ステップＳ．８においてＹｅｓの場合）には、制御部５０において記憶するデューティ値ＤｍをΔＤだけ減算補正し（ステップＳ．９）、小さい場合（ステップＳ．８においてＮｏの場合）には、制御部５０において記憶するデューティ値ＤｍをΔＤだけ加算補正して（ステップＳ．１０）、新たに算出されたデューティ値Ｄｍで換気ファンモータ４４を駆動させる（ステップＳ．１１）。

そして、制御部５０は、換気ファンモータ４４の駆動状態、換気シロッコファン４３の回転状態、および排気シャッタ７１の回動角度状態が安定するまでの時間を考慮して、換気ファンモータ４４を数秒間駆動させた後に、処理をステップＳ．７に戻して、角度検出用フォトインタラプタ部６６により検出される排気シャッタの回動角度を第２の所定時間の間に複数回検出し、検出された平均回動角度を排気シャッタ７１の回動角度Ａｋとして求める（ステップＳ．６）。以降、制御部５０は、この処理を繰り返し実行する。

上述したように、ステップＳ．５において換気ファンモータを第１の所定時間だけ駆動させることによって、排気シャッタの回動角度がだんだんと安定した状態となり、第１の駆動時間後に第２の所定時間における平均回動角度を排気シャッタ７１の回動角度と検出することによって、排気シャッタ７１が安定した状態における回動角度を検出することが可能となるので、設定した換気ファンモータ４４のデューティ値に対応する排気シャッタ７１の回動角度を正確に検出することが可能となる。

また、検出された排気シャッタ７１の回動角度に基づいて換気ファンモータ４４のデューティ値を新たに算出（加算補正・減算補正）して（ステップＳ．８〜ステップＳ．１０）、算出されたデューティ値で換気ファンモータ４４を駆動させる（ステップＳ．１１）場合においても、換気ファンモータ４４を数秒間駆動させた後に、排気シャッタ７１の回動角度を第２の所定時間の間に複数回検出することによって、新たに設定されたデューティ値に対して排気シャッタ７１が安定した状態において、排気シャッタ７１の回動角度を検出することができ、排気シャッタ７１の回動角度を正確に検出することが可能となる。

さらに、上述した減算補正処理（ステップＳ．９）、加算補正処理（ステップＳ．１０）を繰り返し行うことによって、徐々に排気シャッタ７１の回動角度を設定風量に対応する角度へ近づける（収束させる）ことができるので、最終的には、換気ファン部４１における排出風量を設定風量に制御することができる。このため、本実施形態に係る浴室空調装置１を用いることによって、排気ダクト５を通して外気が屋内へと入り込んでしまい、外風圧の影響によって換気ファン部４１の排気風量を一定に確保しにくい場合であっても、換気ファン部４１における排気風量が設定風量となるように、換気ファンモータ４４を制御することが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る浴室空調装置では、排気シャッタ７１の回動角度を検出することによって換気ファン部４１における排気風量を求めるので、換気ファンの回転数を変化させる外気温、外風圧、モータ温度等の複数の要因に左右されることなく、現実の排気風量を精度良く直接的に求めることができる。

また、排気シャッタ７１の回動角度に基づいて排気風量を求めることができるので、換気シロッコファンの回転数等を検出する必要が無く、この構成によるコスト上昇を最小限に抑えることが可能となる。

特に、排気シャッタ７１の回動角度検出を行う場合には、換気ファンモータ４４を所定のデューティ値で駆動させてから所定時間後であって、換気ファンモータ４４の駆動状態、換気シロッコファン４３の回転状態、および排気シャッタ７１の回動角度状態等が安定してから、排気シャッタ７１の回動角度を検出するので、設定した換気ファンモータ４４のデューティ値に対応する排気シャッタ７１の回動角度を正確に検出することが可能となる。

さらに、制御部５０が、排気シャッタ７１の回動角度検出を第２の所定時間の間に複数回行った後に、検出された回動角度検出値の平均を求めることによって、所定デューティ値で駆動された換気ファンモータ４４の排気風量に対応する排気シャッタ７１の回動角度を求めるので、排気シャッタ７１が一定の回動角度で停止せずに微妙に振動する状態（小刻みに動く状態）であっても、この回動角度の変動を考慮した回動角度を検出することができる。

また、排気シャッタ７１の回動角度検出には、角度検出用フォトインタラプタ部６６が用いられているので、簡易な構成でありながら高精度な角度検出を行うことができる。さらに、排気シャッタ７１の回動角度検出の原点検出処理において、原点検出センサ部を用いているので、換気ファンモータ４４が駆動されて排気シャッタ７１が回動されるたびに確実に原点検出を行うことができ、回動角度検出の精度を高めることが可能となる。

以上、本発明に係る送風装置を浴室空調装置１として使用した例を用いて詳細に説明を行ったが、本発明に係る送風装置は上述した実施形態に限定されるものではない。いわゆる当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施形態では、排気シャッタの回動角度を検出するために、角度検出用フォトインタラプタ部６６や原点検出センサ部６７等のエンコーダ手段を用いたが、角度検出手段はこれらに限定されるものではなく、ポテンショメータやジャイロセンサ等を用いてもよい。

また、上述した浴室空調装置では、循環ファン部２１と換気ファン部４１とを独立して設けたが、循環用のファンと換気用のファンとを単一のファンで構成し、風路切換手段であるダンパにより、循環風路と換気風路とを切り換え、または双方の風路に空気を送風できるように切り換える構造であってよい。

さらに、上述した実施形態では、シロッコファンがファンモータとともにユニット化されたファンユニット（循環ファン部２１および換気ファン部４１）を用いた場合について説明を行ったが、ファンは必ずしもユニット化されたものに限定されるものではなく、ファン、モータ等が別体に構成されるものであってもよい。また、実施形態では、送風用のファンとしてシロッコファンを用いた場合について説明を行ったが、ファンは必ずしもシロッコファンに限定されるものではなく、ラジアルファンのような多翼ファンを用いるものであってもよい。

上記実施形態では、洗面所１０の天井に設置された吸気口１１に吸気ダクト７が連結される構成を示して説明を行ったが、この吸気口１１は必ずしも洗面所１０に設置されるものに限定されるのではなく、他室等に設けられるものであってよい。

また、上記実施形態においては、吸気ダクト７が本体ケース３に１本だけ連結された構成を示して説明を行ったが、吸気ダクト７は１本だけに限られるものではなく、本体ケース３の他の側面等に連結されて複数本設けられるものであってもよい。

実施形態に係る浴室空調装置が浴室に設置される様子を示す側面図である。 実施形態に係る浴室空調装置を示す斜視図である。 実施形態に係る浴室空調装置の本体ケースおよび循環空調ユニットとを示す底面図である。 図３におけるＡ−Ａ断面を示す側面図である。 図３におけるＢ−Ｂ断面を示す側面図である。 実施形態に係る排気ダクト接続部の構成を示す分解斜視図である。 実施形態に係る排気ダクト接続部において、排気シャッタが回動された状態を示す側面図である。 実施形態に係る制御部の制御構成を示したブロック図である。 実施形態に係る操作パネルを示した図である。 実施形態に係る制御部の処理を示したフローチャートである。 （ａ）は、排気ファンモータのデューティ値と排気シャッタの回動角度との関係を示したグラフであり、（ｂ）は、設定風量と排気ファンモータのデューティ値との関係を示したグラフである。

符号の説明

１ …浴室空調装置（送風装置）
２ …浴室
２ａ …天井パネル
３ …本体ケース
４ …フロントパネル
４ａ …（フロントパネルの）パネル吸込口
４ｂ …（フロントパネルの）パネル吹出口
５ …排気ダクト
６ …排気ダクト接続部（ダクト接続部）
７ …吸気ダクト
８ …吸気ダクト接続部
１０ …洗面所
１１ …吸気口
１２ …排気グリル
１３ …操作パネル
１４ …浴室ドア
１５ …（浴室ドアの）ガラリ
１６ …ランドリーパイプ
１７ …洗濯物
２０ …循環空調ユニット
２１ …循環ファン部
２２ …換気用通路部
２２ａ …（換気用通路部の）下面開口
２２ｂ …（換気用通路部の）上面開口
２３ …循環シロッコファン
２３ａ …（循環シロッコファンの）主板
２３ｂ …（循環シロッコファンの）翼
２４ …循環ファンモータ
２５ …循環ファンケース
２６ …ヒータ部
２７ …（循環ファンケースの）循環吸込口
２８ …（循環ファンケースの）循環吹出口
４０ …換気空調ユニット
４１ …換気ファン部
４２ …回路基盤部
４３ …換気シロッコファン（回転ファン）
４３ａ …（換気シロッコファンの）主板
４３ｂ …（換気シロッコファンの）翼
４４ …換気ファンモータ（ファンモータ）
４５ …換気ファンケース
４６ …（換気ファンケースの）換気吸込口
４７ …（換気ファンケースの）換気排気口
５０ …（回路基盤部の）制御部
５１ …（回路基盤部の）記録部
５５ …連結本体部
５６ …連結本体ケース
５７ …連結ジョイント部
５８ …接続縁部
６０ …エンコーダボックス部（エンコーダ手段）
６１ …エンコーダシャフト
６２ …第１スリット部
６２ａ …（第１スリット部の）スリット円周部
６３ …第２スリット部
６３ａ …（第２スリット部の）スリット円周部
６４ …エンコーダ基盤
６５ …エンコーダボックス
６５ａ …ボックス本体部
６５ｂ …ボックスカバー
６６ …角度検出用フォトインタラプタ部（角度検出手段）
６７ …原点検出センサ部（原点検出手段）
６８ …スペーサ部材
７０ …排気シャッタ部
７１ …排気シャッタ（シャッタ手段）
７１ａ …（排気シャッタの）軸部
７２ …排気シャッタ枠
７２ａ …（排気シャッタ枠の）開口部
７３ …シャッタクッション
７４ …ベアリング部材
７５ …収納孔
８０ …（操作パネルの）表示部
８１ …（操作パネルの）２４時間換気モードボタン
８２ …（操作パネルの）暖房モードボタン
８３ …（操作パネルの）涼風モードボタン
８４ …（操作パネルの）換気モードボタン
８５ …（操作パネルの）乾燥モードボタン
８６ …（操作パネルの）ランプ
８７ …（操作パネルの）タイマボタン

Claims (4)

1. 吸入された空気を屋外へと排気するための回転ファンと、
   該回転ファンを回転駆動させるファンモータと、
   該ファンモータの駆動制御を行う制御手段と、
   前記回転ファンの回転により排気される空気を屋外へと導くダクト接続部とを有し、
   該ダクト接続部には、排気される前記空気の風量に応じて開閉するシャッタ手段が設けられ、
   前記制御部は、前記シャッタ手段の回動角度を検出することによって当該シャッタ手段の開閉度を判断し、当該シャッタ手段の開閉度に基づいて前記ダクト接続部における排気風量を算出し、算出された排気風量と所定の設定風量との差に基づいて前記ファンモータの駆動制御を行うこと
   を特徴とする送風装置。
2. 前記シャッタ手段の回動角度を検出する角度検出手段と、
   該角度検出手段により検出される回動角度の原点検出を行う原点検出手段と
   を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記制御手段は、前記ファンモータを所定の駆動制御量で一定時間駆動させた後に、前記シャッタ手段の回動角度を検出すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送風装置。
4. 前記制御手段は、複数回前記回動角度を検出し、検出された回動角度の平均値を用いて前記シャッタ手段の開閉度を判断すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の送風装置。

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