JP2008291554A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風向きや風速に拘わらず所望の換気量に調整でき、かつ、換気効率を向上させて換気量を増大できる換気装置を提供する。
【解決手段】住宅の屋内外に連通される開口部に設けられる本体枠２０と、本体枠２０に対して傾くように動いて開口部を開閉する遮風板３０と、遮風板３０の傾き量を調整するとともに、本体枠２０に対して遮風板３０が傾く向きを調整するアクチュエータ４０と、を備える。これによれば、本体枠２０に対する遮風板３０の傾く向きがアクチュエータ４０の調整により可変となる。よって、風向きや風速に応じた最適の向きに遮風板３０が傾くように調整できるので、風向きや風速に応じた好適な換気を行なうことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建物の屋内外に連通される開口部を開閉する開閉体を備えた換気装置に関する。

従来より、屋内外に連通される開口部を通じて屋内を自然換気させる換気装置が知られている。この種の換気装置では、開口部を開閉板で開閉させることにより換気の有無を切り換えており、特許文献１，２，３にて開閉板の各種開閉機構が開示されている。

特許文献１に記載の開閉機構では、開口部に設けられる本体枠を備え、開閉板に回転軸を形成し、回転軸を本体枠に回転可能に取り付けている。そして、開口部を閉鎖した状態の開閉板を、回転軸周りに回転して本体枠に対して傾くように動かすことで、開口部を開放する。また、特許文献２，３に記載の開閉機構では、開口部を閉鎖した状態の開閉板を、本体枠に対して平行に離れるように移動させることで、開口部を開放する。
特開平９−５３３０９号公報 特開２０００−２７４０２２号公報 特開２００６−１２５００５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の開閉機構では、開閉板が１つの回転軸周りに回転して傾動する構造であるため、開閉板の傾動向きは一方向のみとなる。すると、開閉板を開放位置に傾動させていても風向きや風速によっては換気効率が悪い。例えば、傾動した状態の開閉板の外面に風が吹き当たる風向きの場合には、開口部に風が流入しにくく換気効率が悪くなる場合がある。また、風向きや風速によっては、屋内に強い風が吹き込まれてしまい屋内の人が不快感を与えてしまう。例えば、傾動した状態の開閉板の内面に風が吹き当たる風向きの場合には、開口部に風が流入しやすく強い風が屋内に吹き込まれてしまう。

一方、特許文献２，３に記載の開閉機構では、開口部を開放した状態の開閉板は、本体枠に対して平行に離れて位置するため、風向きや風速に拘わらず所定の換気量を確保しやすいものの、上述の如く傾動した状態の開閉板の内面に風が吹き当たって開口部に流入する場合に比べれば換気効率が悪くなるため、所望の換気量を得ることができない場合がある。

本発明は、風向きや風速に拘わらず所望の換気量に調整でき、かつ、換気効率を向上させて換気量を増大できる換気装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

すなわち、第１の発明では、建物の屋内外に連通される開口部に設けられる本体枠と、前記本体枠に対して傾くように動いて前記開口部を開閉する開閉体と、前記開閉体の傾き量を調整するとともに、前記本体枠に対して前記開閉体が傾く向きを調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。

これによれば、本体枠に対する開閉体の傾く向きが調整手段の調整により可変となる。よって、風向きや風速に応じた最適の向きに開閉体が傾くように調整できるので、風向きや風速に応じた好適な換気を行なうことができる。例えば、換気量を微量に調整する場合には、図７（ａ）（ｂ）に例示されるように、開閉体の外面に風が吹き当たるように開閉体の傾く向きを調整して、開口部から排気されるようにすればよい。また、換気効率を向上させて換気量を多くしたい場合には、図７（ｃ）（ｄ）に例示されるように、開閉体の内面に風が吹き当たるように開閉体の傾く向きを調整して、開口部から吸気されるようにすればよい。

このように、本発明によれば、風向きや風速に拘わらず所望の換気量に調整でき、かつ、換気効率を向上させて換気量を増大できる。

また、第２の発明では、前記開閉体は、前記本体枠に対して傾動することに加え、前記本体枠に対して平行に離れるように動いて前記開口部を開閉することも可能に構成され、前記調整手段は、前記開閉体の平行移動量をも調整することを特徴とする。

これによれば、開口部を開放するにあたり、開閉体を傾動させて開放するのみならず、開閉体を平行移動させて開放することもできる。よって、所望の換気量に調整するにあたり、きめ細かい調整が可能となる。また、開閉体を平行移動させれば開閉体が受ける風圧を小さくできるので、強風時に換気させたい場合に好適である。

また、第３の発明では、前記調整手段は、前記本体枠に対する前記開閉体の傾く向きを全方向のいずれにも調整可能であることを特徴とする。そのため、所望の換気量に調整するにあたり、きめ細かい調整が可能となる。

また、第４の発明では、前記調整手段は、前記開閉体を移動させるアクチュエータ、及び前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有して構成されていることを特徴とする。このように調整手段がアクチュエータを有しているので、手動で開閉体を動かす調整手段に比べて、開閉体の傾き量及び傾く向きを調整する作業が容易である。また、アクチュエータの駆動を制御手段により制御するので、開閉体の傾き量及び傾く向きの調整を自動化できる。

また、第５の発明では、雨の有無及び風速の少なくとも１つを検知する外部環境センサを備え、前記制御手段は、前記外部環境センサによる検知結果に基づき前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。これによれば、開閉体の傾き量及び傾く向きを自動で調整するにあたり、外部環境に応じて自動調整でき、好適である。例えば、雨を検知した場合や、予め設定された風速以上の強風を検知した場合に、開閉体の傾き量をゼロにして開口部を自動で閉鎖するようにできる。

また、第６の発明では、前記開口部近傍に人が存在するか否かを検知する人感センサを備え、前記制御手段は、前記人感センサによる検知結果に基づき前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。これによれば、例えば建物内に外部から侵入しようとしている不審者を検知した場合に、開閉体の傾き量をゼロにして開口部を自動で閉鎖するようにできる。因みに、建物の住人等、不審者以外の人と不審者とを判別して不審者以外を検知した場合には上記自動閉鎖を禁止するようにして好適である。

例えば、建物の住人に携帯型送信機を常時携帯させるとともに、携帯型送信機から送信される個人識別情報を含むユーザ信号を受信可能な受信機を開口部近傍に設置する。そして、携帯型送信機から送信される個人識別情報を含むユーザ信号を受信機が受信し、かつ、受信した個人識別情報が予め登録された個人識別情報であることを条件として、不審者でないと判別するように構成することが具体例として挙げられる。

また、第７の発明では、地震の有無を検知する地震センサを備え、前記制御手段は、前記地震センサにより地震が検知された場合に、前記建物内の人が屋外に脱出可能な状態に前記開閉体を移動させるよう、前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。これによれば、自身を検知した場合に開閉体の傾き量を最大にして開口部を自動で最大開放するようにでき、ひいては開口部を緊急避難口として利用しやすくなり、好適である。

また、第８の発明では、前記調整手段は前記アクチュエータを複数有しており、前記アクチュエータは、前記開閉体に連結され、前記開閉体への連結箇所が前記本体枠に対して離れるように駆動し、前記制御手段は、前記複数のアクチュエータについて前記連結箇所の離間量を個別に制御することにより、前記開閉体の傾き量、平行移動量及び傾く向きを調整することを特徴とする。これによれば、開閉体の傾き量及び傾く向きを調整することを簡素な構成で実現でき、好適である。

また、第９の発明では、前記アクチュエータは、一端が前記連結箇所に回転可能に取り付けられ、他端が直線移動するように駆動されるリンク部材を有することを特徴とする。これによれば、開閉体への連結箇所が本体枠に対して離れるように駆動させることを、好適に実現できる。

また、第１０の発明では、前記リンク部材の一端及び他端のうちいずれか一方の連結を解除する連結解除装置を備えることを特徴とする。これによれば、連結解除装置によりリンク部材の連結を解除させて、開閉体を本体枠から取り外すことができる。よって、火災や地震発生時に開閉体を取り外して開口部を緊急避難口として利用しやすくなり、好適である。

そして、上記連結解除装置の具体的な構造として、以下に列挙する発明の構造を採用すれば、リンク部材の他端と支持部材との連結、解除の切り換えを、簡素な構成で実現できる。

・第１１の発明では、前記アクチュエータは、前記リンク部材の他端に直線移動力を伝達する動力伝達部材と、前記リンク部材と前記動力伝達部材とを連結する連結部材と、を有しており、前記連結解除装置は、前記連結部材による連結を解除することを特徴とする。

・第１２の発明では、前記連結部材は、前記動力伝達部材及び前記リンク部材の両部材に形成された軸挿入穴に挿入される回転軸であり、前記連結解除装置は、前記回転軸を前記軸挿入穴から抜き出すことにより前記連結を解除することを特徴とする。

・第１３の発明では、前記軸挿入穴から抜き出す向きに前記回転軸に弾性力を付与する連結解除用弾性部材と、前記弾性力に抗して前記軸挿入穴内に前記回転軸を保持させるストッパと、を備え、前記連結解除装置は、前記ストッパを移動させて前記保持を解除することにより、前記弾性力で前記連結を解除させることを特徴とする。

また、第１４の発明では、前記アクチュエータは前記リンク部材を３つ以上有していることを特徴とする。これによれば、開閉体の傾く向きを全方向のいずれにも調整可能に構成することを容易に実現できる。

ここで、他端が直線移動するリンク部材を有する場合に、開閉体の傾く向きを全方向のいずれにも調整可能に構成すると、リンク部材の一端と開閉体との連結箇所は、直線移動する方向と直交する方向に移動することを余儀なくされる。この点に鑑み、第１５の発明では、前記リンク部材の一端は、前記リンク部材の他端が直線移動する方向と直交する方向に移動可能な状態で前記連結箇所に連結されていることを特徴とする。

また、第１６の発明では、開口部を開閉体が閉塞している状態における、リンク部材の一端の前記直行する方向の位置を閉塞位置と定義した場合において、リンク部材の一端を閉塞位置に向けて弾性力を付与する閉塞用弾性部材を備えることを特徴とする。これによれば、開閉体を閉塞作動させるにあたり、開閉体が開口部に近づくにつれリンク部材の一端が閉塞位置に近づくこととなるので、開閉体を閉塞させることを確実にできる。

また、第１７の発明では、前記リンク部材の一端は、球面軸受け部材を介して３自由度で回転可能な状態で前記連結箇所に連結されていることを特徴とする。そのため、開閉体に対するリンク部材の回転が全ての向きに可能となるので、開閉体の傾く向きを全方向のいずれにも調整可能に構成することを容易に実現できる。

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る換気装置は、図７に示すように住宅１０（建物）の屋根１１に形成された開口部１１ａに取り付けられている。開口部１１ａは、屋内１０ａと屋外に連通されるものであり、ファンを用いない自然換気用の換気口として機能する。因みに、住宅１０の壁体１２にも屋内１０ａと屋外に連通される開口部１２ａが形成されており、両開口部１１ａ，１２ａのいずれか一方から吸気され、他方から排気されることで、屋内１０ａ全体が換気されるように構成されている。なお、開口部１２ａは開閉板１３により開閉可能となっている。

図１は本実施形態に係る換気装置を示す模式図であり、この換気装置は、開口部１１ａに設けられる本体枠２０、開口部１１ａを開閉する遮風板３０（開閉体）、遮風板３０を移動させるアクチュエータ４０（調整手段）、アクチュエータの駆動を制御するコントローラ（制御手段）５０、及び各種センサ６１〜６６を備えている。

本体枠２０はフレーム２１を四角形に組み付けて構成された額縁形状であり、開口部１１ａ内に嵌め込まれている（図７参照）。また、フレーム２１は、アクチュエータ４０を内部に収容する収容スペース２１ａを形成している。アクチュエータ４０はフレーム２１の４隅に各々配置されている。因みに、フレーム２１は金属製である。

図２は図１のＩ−Ｉ断面図であり、アクチュエータ４０は、電動モータ４１、電動モータ４１により回転するスクリュ部材４２、スクリュ部材４２と螺子結合しているナット部材４３（動力伝達部材）、及びナット部材４３と連結したリンク部材４４を備えて構成されている。

電動モータ４１は、フレーム２１に固定されたブラケット２１ｂに係止されており、モータ内部に回転速度検出センサ（図示せず）を有している。回転速度検出センサの具体例としてはホールＩＣやエンコーダが挙げられる。

スクリュ部材４２はフレーム２１の長手方向に沿って配置されている。スクリュ部材４２の一端は電動モータ４１の回転軸（図示せず）に締結され、スクリュ部材４２の他端４２ａは、フレーム２１の貫通穴２１ｃに挿入されて回転可能に支持されている。よって、スクリュ部材４２は電動モータ４１の回転軸とともに回転する。

図３は図２のII−II断面図であり、ナット部材４３は、スクリュ部材４２の雄ねじ部４２ｂと螺子結合する雌ねじ部４３ａを形成している。因みに、スクリュ部材４２及びナット部材４３は樹脂製である。また、ナット部材４３は、リンク部材４４のフランジ面４４ａの間に配置されており、対向するフランジ面４４ａにより回転することが規制されている。そのため、スクリュ部材４２が回転すると、回転が規制されたナット部材４３は雄ねじ４２ｂに沿って矢印Ｙ１に示す方向にスライド移動することとなる。

リンク部材４４は、断面Ｕ字形状に形成された溝形鋼にて形成されており、リンク部材４４の一端は遮風板３０に連結され、他端はナット部材４３に連結されている。なお、リンク部材４４の他端部分には上述したフランジ面４４ａが形成されている。そして、フランジ面４４ａに形成されたリンク側軸挿入穴４４ｂとナット部材４３に形成されたナット側軸挿入穴４３ｂとには、回転軸４５（連結部材）が挿入配置されている。なお、回転軸４５の回転中心方向は、ナット部材４３のスライド移動方向に対して直交する向きである。

図４は図３の分解斜視図であり、一対の回転軸４５は、ナット部材４３内部に形成された収容空間４３ｃに収容されている。また、収容空間４３ｃ内には、回転軸４５の各々に取り付けられた連結解除用弾性部材としてのコイルばね４５ａと、一対の回転軸４５の間に位置する弾性部材としての板ばね４５ｂとが収容されている。

コイルばね４５ａは、リンク側軸挿入穴４４ｂから収容空間４３ｃ内部に回転軸４５を引き抜く向きに弾性力を付与する。板ばね４５ａは、収容空間４３ｃ内部からリンク側軸挿入穴４４ｂに回転軸４５を挿入させる向きに弾性力を付与する。そして、板ばね４５ａによる弾性力の方がコイルばね４５ａによる弾性力よりも大きい力となるように設定されているため、通常使用時にはリンク側軸挿入穴４４ｂ及びナット側軸挿入穴４３ｂに回転軸４５が挿入された状態（図３に示す状態）となる。

また、回転軸４５の根元部分４５ｃは２面幅を有する形状に形成され、回転軸４５の先端部分４５ｄは円柱形状に形成されている。そして、リンク側軸挿入穴４４ｂ及びナット側軸挿入穴４３ｂに回転軸４５が挿入された状態において、根元部分４５ｃはナット側軸挿入穴４３ｂに位置し、先端部分４５ｄはリンク側軸挿入穴４４ｂに位置する。そのため、ナット部材４３は回転軸４５に対して回転が規制され、リンク部材４４は回転軸４５に対して回転自在に支持される。したがって、リンク部材４４はナット部材４３に対して回転可能に連結されることとなる。

収容空間４３ｃの開口部４３ｄには、スナップフィット４６ａ等の係合手段により樹脂製の蓋４６が取り付けられている。また、蓋４６には貫通穴４６ｂが形成されており、板ばね４５ｂの端部４５ｐが貫通穴４６ｂを介して収容空間４３ｃの外部に延出している。

図５は、リンク部材４４の一端と遮風板３０との連結構造を説明する分解斜視図であり、遮風板３０に取り付けられた球状ピン３１と、リンク部材４４の一端に取り付けられた係止部材４４ｃとから球面軸受け部材を構成している。係止部材４４ｃは２分割されており、ねじＮ１により締結されている。また、係止部材４４ｃはねじＮ２によりリンク部材４４の一端に締結されている。

球状ピン３１は、係止部材４４ｃにより３自由度で回転可能な状態で係止されるとともに、可動部材３２に締結されている。遮風板３０の屋内側の面にはガイドレール３３が取り付けられており、可動部材３２は、ガイドレール３３にスライド移動可能な状態で保持されている。なお、可動部材３２のスライド移動方向は、ナット部材４３のスライド移動方向Ｙ１と直交する方向（図５中の符号Ｙ２に示す方向）である。

また、可動部材３２には閉塞用弾性部材３４が備えられており、弾性部材３４の弾性力により、スライド移動方向Ｙ２における所定の閉塞位置に向けて可動部材３２は付勢されている。この閉塞位置は、遮風板３０が開口部１１ａを閉鎖する位置に移動した状態における可動部材３２の位置に設定されている。

以上により、リンク部材４４の一端は、遮風板３０に対して、Ｙ２に示す方向にスライド移動可能、かつ、３自由度で回転可能な状態で連結されている。また、リンク部材４４の他端は、本体枠２０に対して、Ｙ１に示す方向にスライド移動可能、かつ、１自由度で回転可能な状態で連結されている。そのため、電動モータ４１を駆動させてスクリュ部材４２を回転させると、ナット部材４３がＹ１方向にスライド移動するとともに、リンク部材４４が回転軸４５を中心に回動する（図２中の矢印Ｙ３参照）。

その結果、遮風板３０のうち球状ピン３１が取り付けられている連結箇所は、リンク部材４４が収容スペース２１ａに収容される向きに回動した場合には本体枠２０に近づくように移動し、リンク部材４４が収容スペース２１ａから出る向きに回動した場合には本体枠２０から離れるように移動する。そして、このように作動するアクチュエータ４０がフレーム２１の４隅に各々配置されているので、遮風板３０の４隅の各々と本体枠２０の４隅の各々との離間を、４つのアクチュエータ４０により独立して調整することができる。

したがって、４つのアクチュエータ４０の電動モータ４１の駆動をコントローラ５０により各々制御すれば、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように遮風板３０を本体枠２０に対して傾くように動かすことができ、かつ、図７（ｅ）に示すように遮風板３０を本体枠２０に対して平行に離れるように動かすこともできる。

しかも、遮風板３０の傾く向きを全方向のいずれにも調整可能であり、さらには、電動モータ４１が有する前記回転速度検出センサの検出信号に基づき４つの電動モータ４１を制御すれば、遮風板３０の傾き角度及びリフト量（平行移動して離間する量）をも調整できる。

ここで、リンク部材４４の他端は直線移動のみが許容されているため、遮風板３０の傾く向きを全方向のいずれにも調整可能にした上記構成によれば、リンク部材４４の一端と遮風板３０との連結箇所、つまり球状ピン３１は、直線移動する方向Ｙ１と直交する方向Ｙ２に移動することを余儀なくされる。これに対し、球状ピン３１は、ガイドレール３３に沿って前記直交する方向Ｙ２にスライド移動可能であるため、４本のリンク部材４４が自由に回動することを可能にしている。

しかも、球状ピン３１は、弾性部材３４により直交方向Ｙ２のうち所定の閉塞位置に向けて付勢されるので、遮風板３０を閉塞作動させるにあたり、遮風板３０が開口部１１ａに近づくにつれつまり球状ピン３１が閉塞位置に近づくこととなるので、リンク部材４４の一端が閉塞位置からずれた位置となったまま閉塞作動させてしまうことにより、遮風板３０と本体枠２０とが干渉してしまうことを回避でき、遮風板３０を閉塞させることを確実にできる。

図６は、リンク部材４４の他端と本体枠２０との連結を解除する連結解除装置を示す分解斜視図であり、連結解除装置は、解除プレート４７、作動プレート４８及びワイヤケーブル４９を備えて構成されている。

解除プレート４７は、フレーム２１の収容スペース２１ａ内に配置されており、貫通穴４６ｂから延出している板ばね４５ｂの端部４５ｐと対向する、当接部４７ａを有している。当接部４７ａは、ナット部材４３のスライド移動方向Ｙ１に延びる形状であり、板ばね４５ｂの端部４５ｐが移動する範囲に亘って延びている。

一対の作動プレート４８の一端は、ピンＮ３によりフレーム２１に回転可能に連結され、一対の作動プレート４８の他端は、ピンＮ４により解除プレート４７に回転可能に連結されている。したがって、一対の作動プレート４８、解除プレート４７及びフレーム２１によりリンク機構が構成される。

ワイヤケーブル４９の先端には、ダイキャスト等により形成された係合突部４９ａが形成されており、この係合突部４９ａは、解除プレート４７の端部に形成された係合穴部４７ｂに係合している（図２参照）。なお、ワイヤケーブル４９は被覆チューブ４９ｂにより被覆されている。

このように構成された連結解除装置は、手動によりワイヤケーブル４９を引っ張ることで次のように作動する。すなわち、ワイヤケーブル４９により解除プレート４７の係合穴部４７ｂが引っ張られることとなり、その結果、リンク機構を構成する一対の作動プレート４８及び解除プレート４７が図２の時計回りに回動する。すると、解除プレート４７の当接部４７ａが板ばね４５ｂの端部４５ｐに当接し、端部４５ｐを押し上げる。

端部４５ｐが押し上げられていない状態の板ばね４５ｂは、図３に示すように、回転軸４５と係合している。具体的には、板ばね４５ｐの凸部４５ｑと回転軸４５の凹部４５ｒとが係合している。これにより、Ｕ字形状の板ばね４５ｂの弾性力が回転軸４５に付与され、コイルばね４５ａの弾性力に抗してリンク側軸挿入穴４４ｂに回転軸４５を保持させる。つまり、板ばね４５ｂが回転軸４５の抜け止めとしてのストッパとして機能している。

このように回転軸４５を保持させている状態の板ばね４５ｂは、端部４５ｐを押し上げられることにともない、弾性変形しながら板ばね４５ｐの凸部４５ｑと回転軸４５の凹部４５ｒとの係合が解除され、図３の２点鎖線位置に移動する。つまり、ストッパとしての機能を失う。その結果、コイルばね４５ａの弾性力によりリンク側軸挿入穴４４ｂから回転軸４５が抜け出る。これにより、リンク部材４４とナット部材４３との連結が解除される。

図１に示す日射センサ６１、雨滴センサ６２、人感センサ６３及び風向、風速センサ６４は、開口部１１ａの屋外側に配置されている。日射センサ６１は開口部１１ａに照射される外光の照射量を検出する。雨滴センサ６２は雨の有無を検出する。人感センサ６３は、開口部１１ａの近傍かつ屋外側に人が存在するか否かを検知するセンサであり、遮風板３０に接触したことを検出する接触式や、赤外線センサ等の非接触式が具体例として挙げられる。風向、風速センサ６４は、開口部１１ａ近傍かつ屋外側の風向き及び風速を検出する。また、非常時センサ６５は火災及び地震の有無を検出する。室内外温度センサ６６は、屋内１０ａの温度及び屋外の温度を検出する。

そして、これら各種センサ６１〜６６にて検出された信号はコントローラ５０に出力され、これらの信号に基づき、コントローラ５０は４つの電動モータ４１の駆動を制御する。したがって、各種センサ６１〜６６による検出結果に応じて、遮風板３０による開口部１１ａの開閉、遮風板３０の傾き角度及びリフト量が自動で調整されることとなる。

以下に、自動調整の一具体例を説明する。

図７（ａ）（ｂ）は、排気型換気となるように遮風板３０が自動調整された状態を示す模式図であり、風速センサ６４により検出された風速値が予め設定された第１閾値よりも大きい場合には、遮風板３０の外面に風が吹き当たるように、風向センサ６４の検出値に基づき遮風板３０の傾く向きを自動調整する。その結果、開口部１１ａから屋内１０ａの空気が排出される。この場合、開閉板１３が開口部１２ａを解放するようにコントローラ５０が開閉板１３の駆動を自動制御すれば、開口部１２ａから屋内１０ａに空気が吸入されることとなるため、開口部１１ａからの排気量を増大でき、屋内１０ａ全体が好適に換気される。

図７（ｃ）（ｄ）は、吸気型換気となるように遮風板３０が自動調整された状態を示す模式図であり、風速値が第１閾値よりも小さい場合には、遮風板３０の内面に風が吹き当たるように遮風板３０の傾く向きを自動調整する。その結果、開口部１１ａから屋外の空気が吸入される。このような吸気型換気によれば、上述の排気型換気に比べて換気効率を高めることができるので、風速値が小さい場合であっても十分な換気量を確保できる。なお、この場合においても、開閉板１３が開口部１２ａを解放するように自動制御すれば、開口部１２ａから屋外に空気が排出されることとなるため、開口部１１ａからの吸気量を増大でき、屋内１０ａ全体が好適に換気される。

図７（ｅ）は、強風対応型換気となるように遮風板３０が自動調整された状態を示す模式図であり、第１閾値よりも大きい値である第２閾値を予め設定しておき、風速値が第２閾値よりも大きい場合には、遮風板３０の内面及び外面のいずれにも風が吹き当たりにくくなるように、遮風板３０の傾き量をゼロにしつつも開口部１１ａを解放する。

つまり、遮風板３０を平行に移動させるように自動調整する。このような強風対応型換気によれば、遮風板３０が受ける風圧を小さくできるので、強風時に換気させたい場合に好適である。なお、強風対応型換気において、開口部１２ａを解放させた場合には、開口部１２ａでは吸気され、開口部１１ａでは排気されることとなり、屋内１０ａ全体が好適に換気される。但し、図７（ｅ）に示すように開口部１２ａを閉鎖した場合であっても、開口部１１ａにて吸気及び排気の両方が行なわれるので、ある程度の換気はなされる。

さらに、第２閾値よりも大きい値である第３閾値を予め設定しておき、風速値が第３閾値よりも大きい場合には、遮風板３０の開作動を禁止して、開口部１１ａの解放を禁止する。

ここで、遮風板３０は透光性を有しない樹脂製又は金属製である。そして、屋内１０ａに採光するための採光窓（図示せず）が開口部１１ａとは別の部位に設けられており、この採光窓は遮光板としてのサンシェード（図示せず）により開閉される。また、コントローラ５０にはユーザにより操作される換気用操作スイッチ７１及び採光用操作スイッチ７２からの信号が入力され、換気用操作スイッチ７１により遮風板３０の開閉が操作され、採光用操作スイッチ７２によりサンシェードを駆動させる電動モータ７３の駆動が制御され、サンシェードの開閉が操作される。

次に、コントローラ５０が有するマイクロコンピュータ５１により遮風板３０が自動制御される流れを、図８のフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳ１０では採光用操作スイッチ７２がオン操作されたか否かを判定し、オン操作されていれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、サンシェードを開動作させるように電動モータ７３の駆動を制御する。サンシェード開動作が完了すれば（Ｓ１２：ＹＥＳ）次のステップＳ１４に進み、完了していなければ（Ｓ１２：ＮＯ）ステップＳ１３に進み、サンシェードの開動作開始から所定時間が経過したか否かを判定する。経過していなければ（Ｓ１３：ＮＯ）ステップＳ１１に戻りサンシェード開動作を継続し、経過していれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）異常状態であるとみなし、図９に示す異常処理を行なう。なお、異常の具体例としては、地震及び火災によりサンシェードが破損している場合や、電動モータ７３等が機械的又は電気的に故障した場合が挙げられる。

続くステップＳ１４では換気用操作スイッチ７１がオン操作されたか否かを判定し、オン操作されていれば（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、雨滴センサ６２、人感センサ６３及び風向、風速センサ６４及び室内外温度センサ６６からの検出信号を収集し、ステップＳ１６においてこれらの検出信号に基づき換気の可否を判断する。例えば、雨滴が検出されず、風速が第３閾値を超えておらず、室外温度が所定温度以上である等の条件を満たす場合に、換気可と判断する。

換気否と判断された場合（Ｓ１６：ＮＯ）には、ステップＳ１５による情報収集開始から所定時間が経過したか否かを判定する。経過していなければ（Ｓ１７：ＮＯ）ステップＳ１５に戻り情報収集を継続し、経過していれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）異常状態であるとみなし、図９に示す異常処理を行なう。なお、異常の具体例としては、各種センサ６２，６３，６４，６６が地震及び火災により故障した場合や経時劣化した場合が挙げられる。

換気可と判断された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）には、ステップＳ１８において、風向き及び風速に基づき前述した図７（ａ）〜（ｅ）の状態のいずれが最適換気状態であるかを判断し、その最適換気状態となるよう電動モータ４１の駆動を制御して、遮風板３０を作動させ、ステップＳ１９に進む。

遮風板３０の開放作動が完了すれば（Ｓ１９：ＹＥＳ）次のステップＳ２１に進み、完了していなければ（Ｓ１９：ＮＯ）ステップＳ２０に進み、遮風板３０の開動作開始から所定時間が経過したか否かを判定する。経過していなければ（Ｓ２０：ＮＯ）ステップＳ１８に戻り遮風板３０の開動作を継続し、経過していれば（Ｓ２０：ＹＥＳ）異常状態であるとみなし、図９に示す異常処理を行なう。なお、異常の具体例としては、地震及び火災により遮風板３０が破損している場合や、アクチュエータ４０等が機械的又は電気的に故障した場合が挙げられる。

続くステップＳ２１では、雨滴センサ６２、人感センサ６３及び風向、風速センサ６４、室内外温度センサ６６及び日射センサ６１からの検出信号を収集し、ステップＳ２２においてこれらの検出信号に基づき異常状態が発生していないかを判断する。なお、異常の具体例としては、遮風板３０により開口部１１ａを開放させているにも拘わらず屋内１０ａと屋外との温度差が異常に大きい場合等が挙げられる。そして、異常状態である（Ｓ２１：ＹＥＳ）と判断した場合には図９に示す異常処理を行ない、正常であると判断した場合には処理を終了する。

次に、図９のフローチャートに示す異常処理の流れを説明する。

先ず、ステップＳ３０において、防犯上の異常及び各種機器の異常であるか否かを判定し、防犯・機器の異常であると判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、ステップＳ３１に進み、異常である旨を記憶するとともに、音や表示により異常である旨を報知する。そして、異常リセットがユーザ等により操作されなければ（Ｓ３２：ＮＯ）、ステップＳ３１による異常記憶及び報知を継続し、異常リセットが操作されれば（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３３に進み、異常記憶を消去するとともに異常放置を終了する。

一方、防犯・機器の異常でないと判定された場合（Ｓ３０：ＮＯ）には、ステップＳ３４に進み、ステップＳ１８と同様にして最適換気状態を判断し、その最適換気状態となるよう遮風板３０を作動させる。ここでの最適換気状態の判断では、ステップＳ１８の判断とは異なり、例えば人感センサ６３により開口部１１ａ近傍にて人の存在を検知した場合には開口部１１ａを閉塞させた状態が最適換気状態であると判断する。また、非常時センサ６５により火災又は地震を検知した場合には開口部１１ａを全開に開放させた状態が最適換気状態であると判断する。

その後、ステップＳ３５にて換気用操作スイッチ７１がオフ操作されたか否かを判定する。オフ操作されていないと判定された場合（Ｓ３５：ＮＯ）には図８に示すステップＳ２１の処理に戻り、オフ操作されたと判定された場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）には、ステップＳ３６に進み、遮風板３０により開口部１１ａを閉塞するよう、電動モータ４１の駆動を制御させ、ステップＳ３７に進む。

遮風板３０の閉塞作動が完了すれば（Ｓ３７：ＹＥＳ）処理を終了し、完了していなければ（Ｓ３７：ＮＯ）ステップＳ３８に進み、遮風板３０の閉塞動作開始から所定時間が経過したか否かを判定する。経過していなければ（Ｓ３８：ＮＯ）ステップＳ３６に戻り遮風板３０の閉塞動作を継続し、経過していれば（Ｓ３８：ＹＥＳ）異常状態であるとみなし、ステップＳ３０の処理に戻る。なお、異常の具体例としては、地震及び火災により遮風板３０が破損している場合や、アクチュエータ４０等が機械的又は電気的に故障した場合が挙げられる。

以上により、本実施形態によれば、遮風板３０の傾く向きが４つのアクチュエータ４０により全方向のいずれにも調整可変となり、風向きや風速に応じて図７（ａ）〜（ｅ）に例示される最適換気状態となる向きに遮風板３０の傾き量及びリフト量を調整できる。よって、風向きや風速に拘わらず所望の換気量に調整でき、かつ、換気効率を向上させて換気量を増大できる。しかも、遮風板３０の開閉作動は電動モータ４１により行われ、この電動モータ４１はコントローラ５０により自動制御されるので、手動で遮風板３０を開閉作動させる場合に比べてユーザの手間を軽減できる。

また、図７（ｅ）に示すように遮風板３０を平行にも移動できるので、遮風板３０が受ける風圧を小さくでき、強風時に換気させたい場合に好適である。また、第３閾値以上の強風を検知した場合には自動で遮風板３０を閉塞作動させるので、台風接近時等における遮風板３０の閉塞作業の手間を無くすことができる。

また、人感センサ６３により、開口部１１ａの近傍かつ屋外側にて人の存在が検知されると、ステップＳ３４にて開口部１１ａが自動で閉塞されるので、不審者の侵入を困難にできる。また、非常時センサ６５により火災又は地震が検知されると、ステップＳ３４にて遮風板３０が自動で全開状態に作動するので、非常時の避難路として開口部１１ａを利用するにあたり、その利便性を向上できる。

また、火災や地震等の非常時に屋内１０ａの人が開口部１１ａから屋外に脱出したい場合において、屋内１０ａの人がワイヤケーブル４９を引っ張れば、リンク部材４４とナット部材４３との連結が解除される。よって、遮風板３０を屋内１０ａ側から押せば遮風板３０を本体枠２０から取り外すことができる。よって、開口部１１ａから脱出する人の邪魔にならないように遮風板３０を取り外すことができ、好適である。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、連結解除装置は手動作動でありワイヤケーブル４９をユーザが引っ張ることを必要としているのに対し、本実施形態では、板ばね４５ｂを移動させる図示しない連結解除用電動モータを備えている。そして、この連結解除用電動モータを作動させることにより、板ばね４５ｂが移動して、板ばね４５ｐの凸部４５ｑと回転軸４５の凹部４５ｒとの係合が解除される。なお、他のハード構成は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

次に、コントローラ５０が有するマイクロコンピュータ５１によりリンク部材４４の他端と本体枠２０との連結が自動で解除される流れを、図１０のフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳ４０において、遮風板３０の作動状態等、各種機器の作動状態を関しするとともに、各種センサ６１〜６６からの検出信号の変化を監視する。次に、ステップＳ４１において非常時センサ６５から出力される災害信号の有無を判定し、災害信号有りと判定された場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）には、緊急脱出モードとして換気装置を作動させる。

具体的には、連結解除用電動モータを作動させることにより、板ばね４５ｐと回転軸４５との係合を解除して、リンク部材４４とナット部材４３との連結を解除し、遮風板３０を屋内１０ａ側から押せば遮風板３０を本体枠２０から取り外すことができる状態にする。なお、連結解除用電動モータを作動させる前に、遮風板３０を閉塞位置に作動させておけば、連結解除した時に開状態の遮風板３０が自重で本体枠２０に向けて落下衝突することを回避できる。

次に、ステップＳ４３に進み、リンク部材４４とナット部材４３との連結解除作動が完了していると判定されれば（Ｓ４３：ＹＥＳ）処理を終了し、完了していないと判定されれば（Ｓ４３：ＮＯ）ステップＳ４４に進み、連結解除動作開始から所定時間が経過したか否かを判定する。経過していなければ（Ｓ４４：ＮＯ）ステップＳ４２に戻り連結解除動作を継続し、経過していれば（Ｓ４４：ＹＥＳ）そのまま処理を終了する。

以上により、本実施形態によれば、地震や火災が発生した場合には遮風板３０と本体枠２０との連結が自動で解除されるので、開口部１１ａを脱出口として利用するにあたりその利便性を向上できる。なお、本実施形態において、第１の実施形態に係るワイヤケーブル４９等の手動連結解除機構を連結解除用電動モータと併用して備えるようにして好適である。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、採光窓が開口部１１ａとは別の部位に設けられているのに対し、図１１に示す本実施形態では、透光性を有する樹脂又はガラスにより形成された透光板３５を遮風板３０の一部に形成することで、開口部１１ａを採光窓としても利用できるように構成されている。また、遮風板３０のうち透光板３５を除く部分は、太陽光発電装置３７により構成されている。太陽光発電装置３７は、コンデンサ等の蓄電素子からなる蓄電手段を有している。

また、太陽光発電装置３７の屋内１０ａ側にはサンシェード３６が積層配置されており、サンシェード３６が太陽光発電装置３７に対向する位置にスライド移動すると透光板３５から採光され、サンシェード３６が透光板３５に対向する位置にスライド移動すると採光が遮断される。なお、サンシェード３６は、太陽光発電装置３７にて蓄電された電力により駆動されている。また、電動モータ４１を廃止して、リンク部材４４の回動をも太陽光発電装置３７による電力で駆動させてもよい。

［第４の実施形態］
上記第１の実施形態では、風速値が第３閾値よりも大きい場合には、遮風板３０の開作動を禁止して、開口部１１ａの解放を禁止するようにしているのに対し、本実施形態では、遮風板３０が受ける風圧を計測し、計測値が予め設定した値を超えた場合に遮風板３０の開作動を禁止しするようにしている。また、図７（ｅ）に示す強風対応型換気に設定するか否かの判断を、風速値が第２閾値を超えたか否かにより判断することに替えて、前記風圧の計測値に基づき判断するようにしてもよい。

遮風板３０が受ける風圧を計測する構成例としては、リンク部材４４の変形量を検出することが挙げられる。具体的には、リンク部材４４に歪ゲージ６７（図５中の２点鎖線参照）を取り付け、歪ゲージ６７の検出値に基づき遮風板３０が受ける風圧を算出するようにして好適である。なお、歪ゲージ６７のリンク部材４４への取り付け位置を、リンク部材４４の長手方向中央部分にすれば、大きな歪量を計測できるので、算出される風圧の精度を向上できる。また、歪ゲージ６７をリンク部材４４の板面の表裏両面に取り付ければ、より一層算出される風圧の精度を向上でき、望ましい。

［他の実施形態］
本発明は以上説明した実施の形態に限らず、例えば以下に別例として示した形態で実施することもできる。そして、以下に説明する各実施形態の特徴的制御内容及び構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記各実施形態ではリンク部材４４を遮風板３０の４箇所に設けているが、リンク部材４４の数を減らして３箇所に設けてもよい。この場合であっても、遮風板３０の傾く向きを全方向のいずれにも調整きるとともに、リフト量をも調整できる。また、リンク部材４４を２箇所のみに設けるようにしてもよい。この場合には、２つのリンク部材を遮風板３０の対向する辺に設けるようにすれば、遮風板３０の傾く向きを一方向に調整きるとともに、リフト量をも調整できる。

・電動モータ４１を廃止して、遮風板３０を手動で作動させるようにしてもよい。

・開口部１１ａに送風ファンを設置して強制換気するようにしてもよい。

・壁体１２の開口部１２ａを開閉する開閉板１３を、遮風板３０の開閉作動に連動させて自動で開閉させるようにして好適である。また、この場合、壁体１２の開口部１２ａを複数方位に形成し、遮風板３０の傾く向きに応じて開作動させる壁体１２の開口部１２ａを切り換え開閉させるようにすれば、所望の換気量に調整するにあたり、より一層きめ細かい調整が可能となり、さらには屋内１０ａの空気流れをも制御でき、好適である。

本発明の第１の実施形態に係る換気装置を示す模式図。 図１のＩ−Ｉ断面図。 図２のII−II断面図。 図３の分解斜視図。 図１に示すリンク部材の一端と遮風板との連結構造を説明する分解斜視図。 図２の連結解除装置を示す分解斜視図。 風向き及び風速に基づき遮風板の傾き角度及びリフト量が自動で調整されている状態を示す模式図であり、（ａ）（ｂ）は排気型換気の状態、（ｃ）（ｄ）は吸気型換気の状態、（ｅ）は強風対応型換気の状態を示す。 図１のコントローラにより遮風板が自動制御される流れを説明するフローチャート。 図８のフローチャートにおける異常処理の流れを説明するフローチャート。 第２の実施形態において、連結解除装置が自動制御される流れを説明するフローチャート。 第３の実施形態に係る換気装置を示す模式図。

符号の説明

１０…住宅（建物）、１１ａ…開口部、２０…本体枠、３０…遮風板（開閉体）、３４…閉塞用弾性部材、４０…アクチュエータ（調整手段）、４１…電動モータ（アクチュエータ）、４２…スクリュ部材（アクチュエータ）、４３…ナット部材（アクチュエータ、動力伝達部材）、４５ａ…コイルばね（連結解除用弾性部材）、４５ｂ…板ばね（ストッパ）、５０…コントローラ（制御手段）。

Claims (17)

1. 建物の屋内外に連通される開口部に設けられる本体枠と、
   前記本体枠に対して傾くように動いて前記開口部を開閉する開閉体と、
   前記開閉体の傾き量を調整するとともに、前記本体枠に対して前記開閉体が傾く向きを調整する調整手段と、
   を備えることを特徴とする換気装置。
2. 前記開閉体は、前記本体枠に対して傾動することに加え、前記本体枠に対して平行に離れるように動いて前記開口部を開閉することも可能に構成され、
   前記調整手段は、前記開閉体の平行移動量をも調整することを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
3. 前記調整手段は、前記本体枠に対する前記開閉体の傾く向きを全方向のいずれにも調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の換気装置。
4. 前記調整手段は、前記開閉体を移動させるアクチュエータ、及び前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有して構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の換気装置。
5. 雨の有無及び風速の少なくとも１つを検知する外部環境センサを備え、
   前記制御手段は、前記外部環境センサによる検知結果に基づき前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項４に記載の換気装置。
6. 前記開口部近傍に人が存在するか否かを検知する人感センサを備え、
   前記制御手段は、前記人感センサによる検知結果に基づき前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の換気装置。
7. 地震の有無を検知する地震センサを備え、
   前記制御手段は、前記地震センサにより地震が検知された場合に、前記建物内の人が屋外に脱出可能な状態に前記開閉体を移動させるよう、前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の換気装置。
8. 前記調整手段は前記アクチュエータを複数有しており、
   前記アクチュエータは、前記開閉体に連結され、前記開閉体への連結箇所が前記本体枠に対して離れるように駆動し、
   前記制御手段は、前記複数のアクチュエータについて前記連結箇所の離間量を個別に制御することにより、前記開閉体の傾き量、平行移動量及び傾く向きを調整することを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の換気装置。
9. 前記アクチュエータは、一端が前記連結箇所に回転可能に取り付けられ、他端が直線移動するように駆動されるリンク部材を有することを特徴とする請求項８に記載の換気装置。
10. 前記リンク部材の一端及び他端のうちいずれか一方の連結を解除する連結解除装置を備えることを特徴とする請求項９に記載の換気装置。
11. 前記アクチュエータは、前記リンク部材の他端に直線移動力を伝達する動力伝達部材と、前記リンク部材と前記動力伝達部材とを連結する連結部材と、を有しており、
    前記連結解除装置は、前記連結部材による連結を解除することを特徴とする請求項１０に記載の換気装置。
12. 前記連結部材は、前記動力伝達部材及び前記リンク部材の両部材に形成された軸挿入穴に挿入される回転軸であり、
    前記連結解除装置は、前記回転軸を前記軸挿入穴から抜き出すことにより前記連結を解除することを特徴とする請求項１１に記載の換気装置。
13. 前記軸挿入穴から抜き出す向きに前記回転軸に弾性力を付与する連結解除用弾性部材と、
    前記弾性力に抗して前記軸挿入穴内に前記回転軸を保持させるストッパと、
    を備え、
    前記連結解除装置は、前記ストッパを移動させて前記保持を解除することにより、前記弾性力で前記連結を解除させることを特徴とする請求項１２に記載の換気装置。
14. 前記アクチュエータは前記リンク部材を３つ以上有していることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の換気装置。
15. 前記リンク部材の一端は、前記リンク部材の他端が直線移動する方向と直交する方向に移動可能な状態で前記連結箇所に連結されていることを特徴とする請求項１４に記載の換気装置。
16. 前記開口部を前記開閉体が閉塞している状態における、前記リンク部材の一端の前記直行する方向の位置を閉塞位置と定義した場合において、
    前記リンク部材の一端を前記閉塞位置に向けて弾性力を付与する閉塞用弾性部材を備えることを特徴とする請求項１５に記載の換気装置。
17. 前記リンク部材の一端は、球面軸受け部材を介して３自由度で回転可能な状態で前記連結箇所に連結されていることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の換気装置。

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