JP2009216366A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来は、定期的に清掃をおこなっていたファンやフフィルタの清掃作業を、自動的に清掃ができる換気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】室内から屋外に連通する風路４と、風路４に備えられるとともに室内から屋外に対して排気送風をおこなうファン５と、ファン５を駆動する駆動モータ６とを備えた換気装置において、ファンの固有振動数を駆動モータ６の回転数の可変領域内に設定し、ファン５の固有振動数にて共振するように駆動モータ６の回転数を制御することにより、ファンに付着した塵埃を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、居室等の室内環境の換気を行う換気装置に関するものである。

住宅の換気に利用される換気装置は、一般的には天井に設置される天井埋込換気扇または壁面の高い位置に設置されるパイプファンがある。これらの換気装置は、住宅設備として設置されて数十年程度使用されるが、フィルターが設置されていないものは、使用者が掃除をおこなわなければ、ファンに塵埃が付着して外観が汚くなっていたり、ファンの換気性能が著しく低下して必要な換気を満たさない場合も考えられる。またフィルターが設置されているものも、掃除や交換を怠ると目詰まりを発生してファンの換気性能が著しく低下することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。

上記従来の換気装置では、ファンの清掃を定期的に実施すれば上記の問題は発生しないが、換気装置は天井や壁の上方位置など使用者の手が届きにくいところに設置されており、換気装置の掃除や部品の交換などメンテナンスを実施することは一般の使用者にとっては困難な作業である。

以下、従来の換気装置の一例について図１１を参照しながら説明する。図１１において、 筐体１０１の内部に吸込口１０２と吹出口１０３を備えた風路１０４を備え、シロッコファンの形状をしたファン１０５を風路１０４の内部に備え、ファン１０５を駆動するための駆動モータ１０６を備え、ファン１０５は駆動モータ１０６に連結されている。筐体１０１の吸込口１０２付近にはフィルター１０７が備えられている。長時間使用した場合にはフィルター１０７が塵埃の付着により汚れて、目詰まりを発生するため、フィルター１０８を定期的に清掃もしくは交換ができるようになっている。
特開平４−２０３７２７号公報

このような従来の換気装置では、換気ファンに塵埃が付着することを防止するために換気ファンの風上側の風路にフィルターが設けられており、フィルターの定期的な清掃が必要であるという課題があり、自動的に清掃ができる換気扇が要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、フィルターを使用せず、定期的な清掃運転により換気ファンに付着した塵埃を送風空気とともに排出することにより自動的に清掃することができる換気装置を提供することを目的としている。

本発明の換気装置は、上記目的を達成するために、室内から屋外に連通する風路と、風路に備えられるとともに室内から屋外に対して排気送風をおこなうファンと、ファンを駆動する駆動モータとを備えた換気装置において、ファンの固有振動数を駆動モータの回転数の可変領域内に設定し、ファンの固有振動数にて共振するように駆動モータの回転数を制御することにより、ファンに付着した塵埃を除去するものである。この手段により、固有振動数に駆動モータの回転数が合致すると、共振による振動の増加が発生して、ファンに付着した塵埃を除去する力が発生するため、短い時間だけ定期的にファンまたは筐体を共振させることでファンを清掃することができる。そして、定期的な清掃運転により換気ファンに付着した塵埃を送風空気とともに排出することにより自動的に清掃することができる換気装置が得られる。

また他の手段は、ファンと駆動モータとの嵌合部分をばね部材で連結することにより、ファンの固有振動数を設定するものである。この手段により、ばねの形状や物性値によりファンの固有振動数を変更することができるので、駆動モータの回転数の可変領域内に容易に設定することができる。

また他の手段は、駆動モータは複数の回転出力を設定できる切替手段を備え、切替手段の回転出力の設定では、ファンの固有振動数にて共振しない設定とファンの固有振動数にて共振する設定とを備えるものである。この手段により、通常の換気運転時にはファンの固有振動数で共振しない回転出力の設定とすることにより、通常の換気運転時に騒音や振動の発生が少ない運転がとすることができる。

また他の手段は、駆動モータの回転数を検知する検知手段を備え、ファンの固有振動数にて共振するように駆動モータの回転数を制御するものである。この手段により、換気経路に接続されるダクトの長短や室内の気密性能により機外圧力損失が変化する場合には、駆動モータの回転数を検知し、固有振動数に合致する回転数に制御することでファンを確実に清掃することができる。

また他の手段は、風路を開放／閉塞することができる風路閉塞手段を備え、風路閉塞手段の開放／閉塞により駆動モータの回転数を制御し、風路閉塞手段により風路を閉塞した場合にファンの固有振動数にて共振させることを特徴とするものである。この手段により、駆動モータで特別に回転数を制御させる機能を有せずとも回転数を制御することができ、駆動モータを安価にすることができる。

また他の手段は、風路閉塞手段をファンに対して室内へ連通する風路に備えたことを特徴とするものである。この手段により、風路を閉塞することで清掃運転にともなう室内に対する塵埃の飛散や騒音の伝播を防止することができる。

また他の手段は、駆動モータの駆動中に風路閉塞手段を開放する動作をおこなうことを特徴とするものである。この手段により、風路を閉塞して塵埃をファンから除去した後に塵埃を確実に屋外に排出することができる。

また他の手段は、ファンに接触する接触手段を備え、接触手段がファンに接触する摩擦抵抗によりファンの回転数を制御するものである。この手段により、接触手段をファンに直接接触させて塵埃を除去すると共に駆動モータが特別に回転数を制御できなくても接触手段の摩擦抵抗により回転数を制御することができ、ファンの接触による清掃のほかに駆動モータを安価にすることができる。

また他の手段は、接触手段をファンの羽根部分に接触する刷毛形状としたことを特徴とするものである。この手段により、接触手段を刷毛形状とすることで塵埃を確実に清掃することができる。

また他の手段は、居住者の操作でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものである。この手段により、清掃するタイミングを居住者の意思で決めることができる。

また他の手段は、ファンの換気運転時間を積算し、一定時間以上になった時点でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものである。この手段により、送風を一定時間実施したことを積算することにより塵埃の堆積量を推測し、清掃運転を自動的に動作させることができる。

また他の手段は、一定の時間間隔でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものである。この手段により、積算時間を記録するメモリ手段が必要なくなることにより、安価なコストで清掃運転を自動的に動作させることができる。

また他の手段は、ファンの換気運転を停止させる指示があった時点でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものである。この手段により、カレンダー手段やメモリ手段などのに対する常時通電をする必要がなくなり、待機電力の削減を図ることができる。

また他の手段は、ファンの塵埃を除去するための動作中に、居住者に対して清掃運転サインを表示できる構成としたものである。この手段により、塵埃を除去している最中は、通常の換気運転時よりも振動や騒音が大きくなり、使用者が異常を感じ運転を停止する可能性がある。従って、除塵動作の清掃サインを持って使用者が知ることにより、除塵動作を正しく実行させることができる。

本発明によればフィルターによる圧力損失がなく、ファンの固有振動数にて共振するように駆動モータの回転数を制御する清掃運転を定期的に実施することにより、ファンに付着した塵埃を自動的に清掃することができる換気装置が提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、室内から屋外に連通する風路と、風路に備えられるとともに室内から屋外に対して排気送風をおこなうファンと、ファンを駆動する駆動モータとを備えた換気装置において、ファンの固有振動数を駆動モータの回転数の可変領域内に設定し、ファンの固有振動数にて共振するように駆動モータの回転数を制御することにより、ファンに付着した塵埃を除去するものであり、固有振動数に駆動モータの回転数が合致すると、共振による振動の増加が発生して、ファンに付着した塵埃を除去する力が発生するため、短い時間だけ定期的にファンまたは筐体を共振させることでファンを清掃することができる。そして、定期的な清掃運転により換気ファンに付着した塵埃を送風空気とともに排出することにより自動的に清掃することができる換気装置が得られるという作用を有する。

また、本発明の請求項２記載の発明は、ファンと駆動モータとの嵌合部分をばね部材で連結することにより、ファンの固有振動数を設定するものであり、ばねの形状や物性値によりファンの固有振動数を変更することができるので、駆動モータの回転数の可変領域内に容易に設定することができるという作用を有する。

また、本発明の請求項３記載の発明は、駆動モータは複数の回転出力を設定できる切替手段を備え、切替手段の回転出力の設定では、ファンの固有振動数にて共振しない設定とファンの固有振動数にて共振する設定とを備えるものであり、通常の換気運転時にはファンの固有振動数で共振しない回転出力の設定とすることにより、通常の換気運転時に騒音や振動の発生が少ない運転にすることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項４記載の発明は、また他の手段は、駆動モータの回転数を検知する検知手段を備え、ファンの固有振動数にて共振するように駆動モータの回転数を制御するものであり、換気経路に接続されるダクトの長短や室内の気密性能により機外圧力損失が変化する場合には、駆動モータの回転数を検知し、固有振動数に合致する回転数に制御することでファンを確実に清掃することができるという作用を有する。

また、本発明の請求項５記載の発明は、風路を開放／閉塞することができる風路閉塞手段を備え、風路閉塞手段の開放／閉塞により駆動モータの回転数を制御し、風路閉塞手段により風路を閉塞した場合にファンの固有振動数にて共振させることを特徴とするものであり、駆動モータで特別に回転数を制御させる機能を有せずとも回転数を制御することができ、駆動モータを安価にすることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項６記載の発明は、風路閉塞手段をファンに対して室内へ連通する風路に備えたことを特徴とするものであり、風路を閉塞することで清掃運転にともなう室内に対する塵埃の飛散や騒音の伝播を防止することができるという作用を有する。

また、本発明の請求項７記載の発明は、駆動モータの駆動中に風路閉塞手段を開放する動作をおこなうことを特徴とするものであり、風路を閉塞して塵埃をファンから除去した後に塵埃を確実に屋外に排出することができるという作用を有する。

また、本発明の請求項８記載の発明は、ファンに接触する接触手段を備え、接触手段がファンに接触する摩擦抵抗によりファンの回転数を制御するものであり、接触手段をファンに直接接触させて塵埃を除去すると共に駆動モータが特別に回転数を制御できなくても接触手段の摩擦抵抗により回転数を制御することができ、ファンの接触による清掃のほかに駆動モータを安価にすることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項９記載の発明は、接触手段をファンの羽根部分に接触する刷毛形状としたことを特徴とするものであり、接触手段を刷毛形状とすることで塵埃を確実に清掃することができるという作用を有する。

また、本発明の請求項１０記載の発明は、居住者の操作でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものであり、清掃するタイミングを居住者の意思で決めることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項１１記載の発明は、ファンの換気運転時間を積算し、一定時間以上になった時点でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものであり、送風を一定時間実施したことを積算することにより塵埃の堆積量を推測し、清掃運転を自動的に動作させることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項１２記載の発明は、一定の時間間隔でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものであり、積算時間を記録するメモリ手段が必要なくなることにより、安価なコストで清掃運転を自動的に動作させることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項１３記載の発明は、ファンの換気運転を停止させる指示があった時点でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とするものであり、カレンダー手段やメモリ手段などのに対する常時通電をする必要がなくなり、待機電力の削減を図ることができるとともに、清掃運転を自動的に動作させることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項１４記載の発明は、ファンの塵埃を除去するための動作中に、居住者に対して清掃運転サインを表示できる構成としたものであり、塵埃を除去している最中は、通常の換気運転時よりも振動や騒音が大きくなり、使用者が異常を感じ運転を停止する可能性がある。従って、除塵動作の清掃運転サインを持って使用者が知ることにより、除塵動作を正しく実行させることができるという作用を有する。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における換気装置の構成を示す断面図、図２は本発明の実施の形態１における換気装置のファンの回転数と軸トルクの関係とファンの振動と回転数との関係の一例を示した図である。

実施の形態１の構成について説明する。

図１に示すように、筐体１の内部に吸込口２と吹出口３を備えた風路４を備え、シロッコファンの形状をしたファン５を風路４の内部に備え、ファン５を駆動するための駆動モータ６を備え、ファン５と駆動モータ６の嵌合部分にばね部材７を備え、ファン５とばね部材７は接触して駆動モータ６に連結されている。駆動モータ６は、図２に示すように複数のトルクカーブＡ１、Ａ２を特性として有するＡＣモータ（インダクションモータ）で構成されている。また、ファン５とばね部材７の持つ固有振動数としては図２に示すように、ある回転数にて極大的に振動が増加する固有振動数ｗを有し、一般的に固有振動数ｗは重量ｍと剛性（ばね定数）ｋで決定され ｗ＝１／（２π）×（ｋ／ｍ）^0.5の関係となる。すなわち、ばね部材７の剛性を小さく設定することによりファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗを小さくすることができ、ファン５の重量や剛性を変化させなくても容易にファン５とばね部材７の持つ固有振動数を変化させることができる。

駆動モータ６が一例としてＡＣモータの場合は、駆動モータ６の同期回転数（理論上の最大回転数）は駆動モータ６の極数と駆動モータ６に供給される電源周波数で決まる固有値があり、ファン５とばね部材７の形状による剛性と重量を適正に設計することにより、ばね部材７の形状や物性値によりファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗを変更することができるので、ファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗを駆動モータ６の同期回転数の範囲内に設定することができる。

ファン５の清掃運転に用いる清掃トルクカーブがＡ１、換気運転に用いる換気トルクカーブがＡ２であり、ファン５に加わる負荷トルクカーブをＢと想定すると、トルクカーブと負荷トルクカーブとの交点が動作点となるので、清掃運転の動作点がＰ１で駆動モータの回転数がＲ１となる。一方、換気運転の動作点はＰ２で、駆動モータ６の回転数がｒ２となる。そして、清掃運転における駆動モータ６の回転数ｒ１に、ファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗが一致するように、ばね部材７の太さや硬さなどばね部材７の仕様を設定する。一方、清掃運転における駆動モータ６の回転数ｒ２には、ファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗと一致しないようにする。これにより、通常の換気運転時にはファンの固有振動数ｗで共振しない回転出力の設定とすることにより、通常の換気運転時に騒音や振動の発生が少ない運転にすることができる。

また、清掃運転と換気運転とを任意に切替えることができるスイッチ８が、例えば換気装置が備えられている部屋の壁に備えられている。スイッチ８で選択された運転指示は信号線９を通じ制御手段１０に伝達される。制御手段１０は駆動モータ６に対し換気運転もしくは清掃運転の運転判断がなされ、清掃トルクカーブＡ１の動作または換気トルクカーブＡ２の動作を切替えるよう、信号線１１を介し動作信号が送信できるようになっている。これにより、清掃運転または換気運転を使用者が任意に選択実施することができ、清掃するタイミングを居住者の意思で決め清掃を実施することができる。

また、換気装置の室内に面する位置に、清掃運転サイン１２（例えばＬＥＤが点滅する構成）が備えられ、ファン５の塵埃を除去するため清掃運転中に居住者に対して清掃運転サイン１２を表示することにより、塵埃を除去している掃除運転中は、通常の換気運転よりも振動や騒音が大きくなり、使用者が異常を感じ運転を停止する可能性があるが、除塵動作の清掃運転サイン１２を持って使用者が知ることにより、除塵動作を正しく実行させることができる。

実施の形態１の動作について説明する。

駆動モータ６に電源が投入されると、駆動モータ６は回転を開始し、駆動モータ６に連結されているファン５とばね部材７が回転を始める。まず換気に必要な風量を確保するため、駆動モータ６は換気運転を目的に設定された換気トルクカーブＡ２の特性を有する動作ノッチで回転し、ファン５の送風動作に伴い吸込口２から室内の空気を吸い込んで吹出口３から室外へ排出する排気運転が実施される。

室内で発生する塵埃の発生源としては、喫煙にや調理による油煙発生、居住者の活動に伴う落下粉塵の巻上げなどが考えられるが、本発明の換気装置が設置されている部屋としては住宅のトイレや脱衣洗面室やウォークインクロゼットなどを主に想定しており、衣類の着脱時に飛散する繊維トイレットペーパーなど繊維状の塵埃が多く発生するものと考えられる。したがって、排気運転の実施に伴いこれらの大小さまざまな塵埃が空気中に浮遊し室内の空気と一緒に吸込み口２へ吸込まれるが、タバコの煙などの比較的小さな塵埃は排気空気と一緒に屋外へ排出されるが、繊維状の比較的大きな塵埃はファン５に付着し堆積していくこととなる。

ある一定期間換気運転を実施させた後に、ファン５に付着した塵埃を除去する目的として清掃運転をおこなう場合には、ファン５を駆動モータ６の清掃トルクカーブＡ１の特性を有する動作ノッチで回転させる。このときファン５とばね部材７の持つ固有振動数が共振回転数に設定されているため、ファン５とばね部材７が振動を始め、ファン５に堆積している塵埃がファン５から離脱するとともに、空気流動により屋外へ排出されることとなる。

その後、塵埃がファン５から分離できた後に、駆動モータ６を設計した換気トルクカーブＡ２に変更して、ファン５の回転数を通常の換気に必要な状況にする。この清掃運転を定期的に実施することによりファン５は清掃が不要であり、長時間清潔な状態を保つことができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

図３は、本発明の実施の形態１における換気装置の構成を示す断面図、図４は、本発明の実施の形態２における換気装置のファンの回転数と軸トルクの関係とファンの振動と回転数との関係の一例を示した図である。

実施の形態２の構成について説明する。

図３に示すように、駆動モータ６は回転数および軸トルクを任意に制御できるＤＣブラシレスモータで構成されている。駆動モータ６としてのＤＣブラシレスモータは内部に駆動モータ６の回転数を検知する検知手段としての回転数検知手段１３が備えられ、回転数検知手段１３で駆動モータ６の回転数を検知することにより駆動モータ６の回転数を一定の範囲内で任意に制御することができる。一例としては図４に示すように、一定の領域Ｓで任意に回転数と軸トルクを制御することができる。

また、ファン５とばね部材７の持つ固有振動数としては、図４に示すように、ある回転数にて極大的に振動が増加する固有振動数ｗを有する。そして、固有振動数ｗは駆動モータ６が制御できる領域Ｓの回転数に納まるように、ばね部材７の太さや硬さなどばね部材７の仕様が設定されている。

実施の形態２の動作について説明する。

駆動モータ６に電源が投入されると、駆動モータ６は回転を開始し、駆動モータ６に連結されているファン５とばね部材７が回転を始める。まず換気に必要な風量を確保するため、駆動モータ６は換気運転を目的に設計された換気回転数（例えば図４中のｒ４）で動作し、ファン５の送風動作に伴い吸込口２から室内の空気を吸い込んで吹出口３から室外へ排出する排気運転が実施される。そして、換気運転に伴い繊維状の比較的大きな塵埃はファン５に付着し堆積していくこととなる。言うまでもなく、通常の換気運転に対しては、ファン５とばね部材７が持つ固有振動数ｗに共振しないように駆動モータ６の回転数の制御をおこなう。

ある一定期間換気運転を実施させた後に、ファン５に付着した塵埃を除去する目的として清掃運転をおこなう場合には、駆動モータ６をファン５とばね部材７が持つ固有振動数ｗに共振する清掃回転数ｒ３で駆動モータ６の回転数制御をおこなう。このとき、ファン５とばね部材７が振動を始め、ファン５に堆積している塵埃がファン５から離脱するとともに、空気流動により屋外へ排出されることとなる。その後、塵埃がファン５から分離できた後に、清掃回転数ｒ３から換気回転数ｒ４へ変更して、ファン５の回転数を換気に必要な状況にする。これを定期的に実施することによりファン５は清掃が不要であり、長時間清潔な状態を保つことができる。

また、換気装置に吸込口２や吹出口３を介して換気装置の本体外に接続されるダクトや換気部材などの機外圧力損失は設置される状況や使用される状況により変動する要素である。例えば負荷トルクカーブＢ３からＢ４に変化した場合であっても、清掃回転数ｒ３を維持することが可能である。したがって、換気経路に接続されるダクトの長短や室内の気密性能により機外圧力損失が変化する場合には、駆動モータ６の回転数を回転数検知手段１３により検知し一定に制御できるので、ファン５とばね部材７が持つ固有振動数ｗに合致する回転数に合うように制御することとなりファンを確実に清掃することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、実施の形態１および実施の形態２同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

図５は本発明の実施の形態３における換気装置の構成および動作を示す断面図である。図６は、本発明の実施の形態３における換気装置のファンの回転数と軸トルクの関係とファンの振動と回転数との関係の一例を示した図である。

実施の形態３の構成について説明する。

図５に示すように、風路閉塞手段は一例として蓋１４とクランク１５ａ、１５ｂとギヤードモータ１６で構成され吸込口２の近傍に備えられている。蓋１４は吸込口２を覆い塞ぐことで吸込口２の開口面を閉塞できるような形状をしている。また、蓋１４は平行なる二本のクランク１５ａ、１５ｂで支持されており、クランク１５ａを回転動作できるようにギヤードモータ１６が備えられ、ギヤードモータ１６を正回転の動作をさせることにより蓋１４が平行移動し吸込み口２を覆い塞ぐ動作ができる構成となっており、ギヤードモータ１６を動作させることにより、風路閉塞手段の開放／閉鎖ができることとなる。

駆動モータ６は、一例として図６に示すようにファンの回転数と軸トルクの関係を示すトルクカーブＡを特性として有するＡＣモータ（インダクションモータ）で構成されている。また、風路閉塞手段が閉鎖された清掃運転の状態におけるファン５に加わる負荷トルクカーブがＢ５、風路閉塞手段が開放された換気運転時におけるファン５に加わる負荷トルクカーブがＢ６であり、トルクカーブＡと負荷トルクカーブＢ５との交点Ｐ６と、トルクカーブＡと負荷トルクカーブＢ６との交点Ｐ６とが、清掃運転時および換気運転時の動作点となる。したがって、清掃運転時の動作点Ｐ５における駆動モータ６の回転数ｒ５をファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗに一致するように、ばね部材７の太さや硬さなどばね部材７の仕様を設定する。

実施の形態３の動作について、一定期間排気運転を実施させることによりファン５に塵埃が堆積した状態において、ファン５の塵埃を清掃させる清掃運転の動作について説明する。ファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗに一致する。

図５に示すように、清掃運転時には風路閉塞手段に備えられたギヤードモータ１６を正回転の動作をさせることにより、風路閉塞手段の蓋１４が吸込み口２を閉塞する。続いて、駆動モータ６を動作させファン５を回転させる。

このように、風路閉塞手段の蓋１４で吸込み口２を閉塞させた状態で駆動モータ６を動作させると、駆動モータ６の回転数ｒ５となり、ファン５とばね部材７の持つ固有振動数ｗに一致することによりファン５とばね部材７が振動をはじめることとなり、ファン５に堆積している塵埃がファン５から離脱するとともに、空気流動により屋外へ排出されることとなる。また、風路閉塞手段の蓋１４で吸込み口２を閉塞させた状態ではファン５に加わる圧力損失が一定となり、送風機に接続されるダクト配管の状態や住宅気密性能や屋外風圧など換気装置が設置される場所の状況に関わらず、駆動モータ６の回転数は一定となり、確実にファン５の固有振動数と一致する回転数を確保でき、ファンの清掃を確実におこなえることとなる。また、駆動モータで特別に回転数を制御させる機能を有せずとも回転数を制御することができ、駆動モータを安価にすることができる。

また、一定時間（一例として１分程度）風路閉塞手段の蓋１４で吸込み口２を閉塞し後には、ギヤードモータ１６を逆回転の動作をさせ図４に示すように再び吸込み口２を開放させる。ギヤードモータ１６の動作中は、駆動モータ６は少なくとも排気が継続されるように動作を維持する。これにより、風路閉塞手段の蓋１４で風路４を閉塞して塵埃をファン５から除去した後に塵埃を確実に屋外に排出することで、室内への塵埃の飛散を防止することができる。

また、図５に示すように、風路閉塞手段をファン５に対して室内側に備え、風路閉塞手段としてギヤードモータ１６を駆動させることにより蓋１４が吸込を覆い塞ぐことで吸込口２の開口面を閉塞できる構成となっている。清掃運転時に吸込口２の開口面の風路を閉塞することで塵埃が室内に飛散することを防止することができ、清掃運転時に発生する共振にともなう騒音を室内へ伝え難くすることができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１から実施の形態３と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

図７は本発明の実施の形態４における換気装置の構成および動作を示す断面図である。

実施の形態４の構成について説明する。

図７に示すように、接触手段としての刷毛１７が、ファン５に接触できるように備えられており、ギヤードモータ１８を動作することにより、接触手段としての刷毛１７に植毛されている毛をファンに接触させることができる。刷毛１７にはファン５と接触させることでファン５の回転数を制御できるように、例えばナイロン素材の毛が植毛されている。

清掃運転における駆動モータ８としては、刷毛１７に植毛された毛がファン５に接触した状態で、駆動モータ６の回転数がファン５の固有振動数が合致するように設定されている。これにより、接触手段としての刷毛１７をファン５に直接接触させて塵埃を除去すると共に、駆動モータ６の回転数を特別に制御しなくても接触手段としての刷毛１７の摩擦抵抗により駆動モータ６の回転数を制御することができ、ファン５の接触による清掃のほかに駆動モータ６を安価にすることができる。

実施の形態４の動作について、一定期間排気運転を実施させることによりファン５に塵埃が堆積した状態において、ファン５の塵埃を清掃させる清掃運転の動作について説明する。

図７に示すように、清掃運転時には風路閉塞手段に備えられたギヤードモータ１８を正回転の動作をさせることにより刷毛１７平行移動し、刷毛１７に植毛された毛がファン５に接触する。続いて、駆動モータ６を動作させファン５を回転させる。

このように、ファン５に接触する接触手段としての刷毛１７を備え、刷毛１７がファン５に接触する摩擦抵抗によりファン５の回転数を制御するものであり、ファンの接触による清掃のほかに駆動モータを安価にすることができる、また、接触手段を刷毛形状とすることで塵埃を確実に清掃することができる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、実施の形態１から実施の形態４と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

図８は、本発明の実施の形態２における換気装置の制御手段におけるブロック図である。

図８に示すように、制御手段１０には、駆動モータ６に対し換気運転と清掃運転の運転指示を出力する指示手段が備えられている。スイッチ８より換気運転の要求があり、その後スイッチ８より換気停止させる要求があった時点で、駆動モータ６に対して清掃運転の指示を出力する。これにより、カレンダー手段やメモリ手段などのに対する常時通電をする必要がなくなり、待機電力の削減を図ることができる。例えば、間欠的に換気運転の要求が発生し、かつ換気運転時に定常的に塵や埃の発生が多くなるトイレに設置する場合に効果を発揮するものである。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６は、実施の形態１から実施の形態４と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

図９は、本発明の実施の形態２における換気装置の制御手段におけるブロック図である。

図９に示すように、制御手段１０にはファン５の換気運転時間を積算するメモリ手段と、駆動モータ６に対し換気運転と清掃運転の運転指示を出力する指示手段が備えられている。判断基準で換気運転／停止の指示を駆動モータ６やステッピングモータに対して出力するとともに、メモリ手段に対しても換気運転／停止の信号を出力する。メモリ手段では換気運転がなされている時間を積算し、積算されたファン５の換気運転時間が一定の時間（例えば１００時間）となった時点で、駆動モータに対して清掃運転の指示を出力する。これにより、換気運転を一定時間実施したことを積算することによりファン５に堆積する塵埃の堆積量を推測することができ、ファン５に堆積した塵埃量に応じ清掃運転を自動的には塵や埃の発生が多くならない浴室に設置する場合に効果を発揮するものである。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７は、実施の形態１から実施の形態４と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

図１０は、本発明の実施の形態３における換気装置の制御手段におけるブロック図である。

図１０に示すように、制御手段１０には一定の時間間隔で信号を出力するタイマー手段と、駆動モータ６に対し換気運転と清掃運転の運転指示を出力する指示手段が備えられている。タイマー手段で一定間隔（例えば２４０時間）毎に、駆動モータに対して清掃運転の指示を出力する。これにより、積算時間を記録するメモリ手段が必要なくなることにより、安価なコストで清掃運転を自動的に動作させることができる。例えば、使用者が常時運転する２４時間常時換気を目的とした換気装置の場合に効果を発揮するものである。

本発明の換気装置におけるファンに付着した塵埃の除去ができる構成は、ファンにプロペラファンを用いることにより壁取付け型の換気扇の用途や、台所用の換気扇やの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における換気装置の構成を示す断面図 本発明の実施の形態１における換気装置のファンの回転数と軸トルクの関係とファンの振動と回転数との関係の一例を示したグラフ 本発明の実施の形態１における換気装置の構成を示す断面図 本発明の実施の形態２における換気装置のファンの回転数と軸トルクの関係とファンの振動と回転数との関係の一例を示したグラフ 本発明の実施の形態３における換気装置の構成および動作を示す断面図 本発明の実施の形態３における換気装置のファンの回転数と軸トルクの関係とファンの振動と回転数との関係の一例を示したグラフ 本発明の実施の形態４における換気装置の構成および動作を示す断面図 本発明の実施の形態２における換気装置の制御手段におけるブロック図 本発明の実施の形態２における換気装置の制御手段におけるブロック図 本発明の実施の形態３における換気装置の制御手段におけるブロック図 従来の換気装置の構成を示す断面図

符号の説明

４ 風路
５ ファン
６ 駆動モータ
７ ばね部材
８ スイッチ
１２ 清掃運転サイン
１３ 回転数検知手段
１４ 蓋
１５ クランク
１６ ギヤードモータ
１７ 刷毛

Claims (14)

1. 室内から屋外に連通する風路と、前記風路に備えられるとともに室内から屋外に対して排気送風をおこなうファンと、前記ファンを駆動する駆動モータとを備えた換気装置において、前記ファンの固有振動数を前記駆動モータの回転数の可変領域内に設定し、前記ファンの固有振動数にて共振するように前記駆動モータの回転数を制御することにより、前記ファンに付着した塵埃を除去する換気装置。
2. ファンと駆動モータとの嵌合部分をばね部材で連結することにより、前記ファンの固有振動数を設定することを特徴とする請求項１記載の換気装置。
3. 駆動モータは複数の回転出力を設定できる切替手段を備え、前記切替手段の回転出力の設定では、ファンの固有振動数にて共振しない設定と前記ファンの固有振動数にて共振する設定とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の換気装置。
4. 駆動モータの回転数を検知する検知手段を備え、ファンの固有振動数にて共振するように前記駆動モータの回転数を制御する請求項１または２に記載の換気装置。
5. 風路を開放／閉塞することができる風路閉塞手段を備え、前記風路閉塞手段の開放／閉塞により駆動モータの回転数を制御し、前記風路閉塞手段により風路を閉塞した場合に前記ファンの固有振動数にて共振させることを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。
6. 風路閉塞手段をファンに対して室内へ連通する風路に備えたことを特徴とする請求項５に記載の換気装置。
7. 駆動モータの駆動中に風路閉塞手段を開放する動作をおこなうことを特徴とする請求項５または請求項６記載の換気装置。
8. ファンに接触する接触手段を備え、前記接触手段がファンに接触する摩擦抵抗によりファンの回転数を制御する請求項１または２に記載の換気装置。
9. 接触手段をファンの羽根部分に接触する刷毛形状としたことを特徴とする請求項８記載の換気装置。
10. 居住者の操作でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の換気装置。
11. ファンの換気運転時間を積算し、一定時間以上になった時点でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の換気装置。
12. 一定の時間間隔でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の換気装置。
13. ファンの換気運転を停止させる指示があった時点でファンの塵埃を除去する運転を実施することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の換気装置。
14. ファンの塵埃を除去するための動作中に、居住者に対して清掃運転サインを表示できる構成とした請求項１から１３のいずれかに記載の換気装置。

Images