JP2014202403A - 通風口装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給や開閉制御のための配線を必要とせずに、外気の温湿度に応じて自動的に開閉することを可能にした通風口装置を提供する。【解決手段】建物の外部Ｔ１から内部Ｔ２に外気Ｇを導入するための通風口装置Ａであって、軸線Ｏ１周りに回転可能に軸支された軸部１６に一体に設けられ、且つ外気が流通する通風路Ｒ内に配設され、軸部の回転とともに通風路を開閉して外部と内部を連通／遮断する開閉部材と、外気の温度に応じて変形し、変形によって生じる力を軸部に伝達して軸部を回転させるバイメタルと、外気の湿度に応じて変形し、変形によって生じる力を軸部に伝達して軸部を回転させる湿度反応部材と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、建物の壁等に設置され、外気を室内に導入して換気を行うための通風口装置に関する。

従来、例えばマンションやオフィスビル、住宅などの建物は、壁などに形成した開口部に通風口（通風口装置）を設け、この通風口を通じて外気を室内に導入して換気を行うようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０００−１２１１３０号公報 特開２００３−１６１５００号公報

一方、従来、この種の通風口は、その開閉を手動で行う手動式通風口と電動で行う電動式通風口とに大別される。そして、電動式通風口は、例えば、外気温度をセンサーで検知し、この検知結果に基づいて、外気導入が省エネの観点で望ましい場合に、通風口（通風路）を「開」とし、そうでない場合に「閉」となるように、開閉制御する。

しかしながら、上記のような電動式通風口は、電動で開閉制御するため、電力供給用の配線や開閉制御用の配線が必要になり、通風口のコスト、さらに設備工事のコストが必要になって割高になるという欠点があった。ちなみに、手動式通風口は、低コストであるが、開閉が面倒であり、閉め忘れなどで省エネ効果が失われる。さらに、上述したように従来の電動式通風口では外気温度を検知して開閉させるものが一般的であり、温湿度に応じて通風口を開閉させるものは、設備工事のコストがさらに割高になるという欠点があり、実際の建物に採用するのが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑み、電力供給や開閉制御のための配線を必要とせずに、外気の温湿度に応じて自動的に開閉することを可能にした通風口装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の通風口装置は、建物の外部から内部に外気を導入するための通風口装置であって、軸線周りに回転可能に軸支された軸部に一体に設けられ、且つ前記外気が流通する通風路内に配設され、前記軸部の回転とともに前記通風路を開閉して前記外部と前記内部を連通／遮断する開閉部材と、前記外気の温度に応じて変形し、該変形によって生じる力を前記軸部に伝達して前記軸部を回転させるバイメタルと、前記外気の湿度に応じて変形し、該変形によって生じる力を前記軸部に伝達して前記軸部を回転させる湿度反応部材と、を備えていることを特徴とする。

この発明においては、バイメタルが外気の温度を検知し、この外気の温度の高低に応じて伸縮変形すると、この変形によって生じる力が軸部に伝達され、軸部を軸線周りに回転させることができ、軸部に一体に設けられた開閉部材を軸部とともに回動させることができる。そして、例えば、建物の内部に外気を取り込むことで省エネ効果が得られる外気温のときには、開閉部材が回動するとともに通風路が開くようにし、外気温が高くまたは低く、外気を取り込むことで暖房や冷房負荷が増大する外気温のときには、開閉部材が回動するとともに通風路が閉じるようにし、外気の温度に応じて自動的に通風路を開閉することができる。さらに、湿度反応部材が外気の湿度を検知し、この外気の湿度の高低に応じて伸縮変形すると、この変形によって生じる力が軸部に伝達され、軸部を軸線周りに回転させることができ、軸部に一体に設けられた開閉部材を軸部とともに回動させることができる。そして、例えば、建物の内部に外気を取り込むことで省エネ効果が得られる湿度のときには、開閉部材が回動するとともに通風路が開くようにし、湿度が高く、外気を取り込むことで除湿（冷房）負荷が増大する湿度のときには、開閉部材が回動するとともに通風路が閉じるようにし、外気の湿度に応じて自動的に通風路を開閉することができる。

本発明の通風口装置においては、外気の温度に応じてバイメタルが変形することによって、外気の温度に応じて自動的に開閉部材を開閉駆動させることができる。また、外気の湿度に応じて湿度反応部材が変形することによって、外気の湿度に応じて自動的に開閉部材を開閉駆動させることができる。よって、従来のように電力供給のための配線や駆動制御のための配線を設けることなく、所望の外気の温湿度に応じて開閉部材を自動的に開閉させることができ、安価で、確実に省エネ効果を得ることが可能な通風口装置を提供することが可能になる。

本発明の実施形態に係る通風口装置を示す斜視図である。 図１のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図（概念図）であり、本発明の実施形態に係る通風口装置を示す図である。 図１のＸ２−Ｘ２線に沿う断面図であり、本発明の実施形態に係る通風口装置を示す図（（ａ）は開状態、（ｂ）は閉状態）である。 本発明の実施形態に係る通風口装置の温度による開閉機構を示す図である。 本発明の実施形態に係る通風口装置の湿度による開閉機構の動作を示す図である。 本発明の実施形態に係る通風口装置に加え、排気用ファンの稼働によって外気の取り込みを制御する構成の一例を示す図である。

以下、図１から図６を参照し、本発明の実施形態に係る通風口装置について説明する。本実施形態は、外気を室内に導入して換気を行うための通風口装置に関するものである。

本実施形態の通風口装置Ａは、図１及び図２に示すように、建物の壁などに形成した開口部に設置され、建物の外部（室外）Ｔ１と内部（室内）Ｔ２を連通させる通風路Ｒを形成するケーシング１と、建物の外部Ｔ１と内部Ｔ２との間を連通／遮断するようにケーシング１の通風路Ｒを開閉する開閉機構２と、を備えている。

ケーシング１は、建物の外部Ｔ１側の壁面（壁、窓）３に沿う前壁部１ａに通風路Ｒの開口である外気導入口４が形成され、内部Ｔ２側の天板部１ｂに開口して外気給気口５が形成され、これら外気導入口４から外気給気口５に連通する内部空間が通風路Ｒとされている。なお、外気導入口４には、通風路Ｒに導入する外気Ｇを整流したり、雨水の浸入を防止したり、通風路Ｒの内部を隠しつつ、外気導入口４の美観を向上させるなどを目的とした部材を設けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ケーシング１の天板部１ｂが水平面状の上面と下面（ケーシング１の内面）を備えて平板状に形成され、外気給気口５が、この天板部１ｂの上面から下面に貫通する複数のスリット孔として形成されている。

さらに、本実施形態の通風口装置Ａにおいては、通風路Ｒに隣接し、且つ通風路Ｒと区画した開閉機構収容部（開閉機構収容室）６がケーシング１によって形成されている。この開閉機構収容部６は、外部Ｔ１側の前壁部１ｃに外気の温湿度感知用開口７を設け、温湿度感知用開口７によって外気Ｇを内部に導入し、内部温湿度を外気Ｇの温湿度と略同等にすることができるように構成されている。ここで、開閉機構収容部６は、確実に内部温湿度が温湿度感知用開口７から導入した外気Ｇの温湿度と略同等になるように、側壁部１ｄ、１ｅや後壁部１ｆ、天板部１ｇの内面に断熱材（不図示）を設置するなどして形成されていることが望ましい。

図１〜図３に示すように、本実施形態の開閉機構２は、外気導入口４から外気給気口５に向けて通風路Ｒを流通する外気Ｇの流通方向に略直交する横方向の前後方向Ｓ１に延びて通風路Ｒ内に配設されるとともに、前後方向Ｓ１に延びる軸線Ｏ１周りに回転可能に軸支された軸部１６と、上下方向Ｓ２略中央を軸部１６に接続して支持された開閉板（開閉部材、流量調整板）１７と、ケーシング１の内面に一端１８ａを、開閉板１７の上端部側に他端１８ｂをそれぞれ接続して設けられたバネなどの弾性体１８と、を備えている。なお、本実施形態では、弾性体１８に負荷がかかっていないときは、図３（ａ）のように開閉板１７が開状態になるように構成されている。

また、図３に示すように、開閉板１７は軸部１６を中心にＰ２方向（時計回り方向）に回動することにより通風路Ｒを開状態に保持し、Ｐ１方向（反時計回り方向）に回動し、開閉板１７の端部が、ケーシング１に形成された係止片２２に係止（当接）することにより通風路Ｒを閉状態に保持するように構成されている。

さらに、本実施形態の開閉機構２は、外気の温度によって軸部１６を軸線Ｏ１周りに正逆回転させて通風路Ｒを開閉するように開閉板１７を回動させるバイメタル１９、２０（図４参照）と、外気の湿度によって軸部１６を軸線Ｏ１周りに正逆回転させて通風路Ｒを開閉するように開閉板１７を回動させる湿度反応伸縮テープ（湿度反応部材、図５参照。）３０と、を備えている。このバイメタル１９，２０および湿度反応伸縮テープ３０は、開閉機構収容部６内に配されている。

また、軸部１６は、図２に示すように、軸線Ｏ１方向一端部１６ａ側と他端部１６ｂ側をそれぞれケーシング１あるいは軸受２１に軸支して回転可能に配設されている。そして、開閉板１７は、図３に示すように、上端部側を通風路Ｒの外気給気口５側の近傍に、下端部側を通風路Ｒの外気導入口４側の近傍にそれぞれ配設し、且つ下端部側の一面が外気導入口４側を向くように設けられている。

さらに、軸部１６は、その軸線Ｏ１方向他端部１６ｂ側がケーシング１の一側壁部１ｄから軸線Ｏ１方向外側に延出して開閉機構収容部（開閉機構収容室）６内に配され、この他端部１６ｂ側を軸受２１で回転可能に軸支して設けられている。本実施形態では、開閉機構収容部６内の側壁部１ｄ、１ｅに軸受２１を設けて、軸部１６の他端部１６ｂ側を回転可能に軸支している。

次に、バイメタル１９，２０により開閉板１７を開閉させる機構について図４を用いて説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、外気Ｇの温度変化によるバイメタル１９，２０の変形状態を説明する図であり、軸部１６の他端部１６ｂ側から一端部１６ａ側方向に向かって矢視した図である。本実施形態では、外気Ｇの温度によって開閉板１７を開閉させるバイメタル１９，２０が開閉機構収容部６内に設けられている。例えば、バイメタル１９，２０は開閉機構収容部６内の側壁部１ｄ側に設けられている。

図４に示すように、軸部１６の他端部１６ｂ側で、開閉機構収容部６内にはバイメタル１９，２０の動きによって開閉板１７（軸部１６）を回動させるためのフラップ弁３１が配されている。このフラップ弁３１には軸線Ｏ１方向に突出した押圧棒３２が一体的に形成されている。この押圧棒３２をバイメタル１９，２０の変形に応じて押圧することによりフラップ弁３１とともに軸部１６が回動し、開閉板１７を開閉するように構成されている。

具体的には、図４（ａ）に示すように、フラップ弁３１を挟んで上下にバイメタル１９，２０が配されている。フラップ弁３１の下側に配されたバイメタル１９が高温動作用バイメタルで構成され、フラップ弁３１の上側に配されたバイメタル２０が低温動作用バイメタルで構成されている。例えば、バイメタル１９は２５℃以上になった場合にはバイメタルが伸びる方向に変形するものであり、バイメタル２０は５℃以下になった場合にはバイメタルが縮む方向に変形するものである。そして、バイメタル１９，２０の先端部１９ａ，２０ａはともに押圧棒３２の下側に位置するように配されている。なお、バイメタル１９，２０の反応温度は任意に設定することができる。

図４（ａ）および図４（ｃ）は、例えば、外気温が５℃〜２５℃の間で、外気Ｇを建物の内部Ｔ２に導入している状態（開閉板１７が開状態）を示している。このように、バイメタル１９，２０が温度に反応していない状態では、押圧棒３２を押圧する力が働かないため、弾性体１８の付勢力により開閉板１７は開状態（図３（ａ）の状態）を保持する。

図４（ｂ）は、例えば、外気温が２５℃以上になった場合を示している。外気Ｇが高温になり、バイメタル１９が反応する所定温度以上になると、バイメタル１９が伸びる方向に変形する。すると、バイメタル１９の先端部１９ａがフラップ弁３１の押圧棒３２を押圧し、フラップ弁３１とともに軸部１６を回動（図では反時計回り）させることにより開閉板１７を閉状態（図３（ｂ）の状態）に保持させる。つまり、外気Ｇが高温になり、外気Ｇを建物の内部Ｔ２に導入すると冷房負荷が増加するような場合には、外気Ｇの導入を取り止めることが可能となる。

図４（ｄ）は、例えば、外気温が５℃以下になった場合を示している。外気Ｇが低温になり、バイメタル２０が反応する所定温度以下になると、バイメタル２０が縮む方向に変形する。すると、バイメタル２０の先端部２０ａがフラップ弁３１の押圧棒３２を押圧し、フラップ弁３１とともに軸部１６を回動（図では反時計回り）させることにより開閉板１７を閉状態（図３（ｂ）の状態）に保持させる。つまり、外気Ｇが低温になり、外気Ｇを建物の内部Ｔ２に導入すると暖房負荷が増加するような場合には、外気Ｇの導入を取り止めることが可能となる。

次に、湿度反応伸縮テープ３０により開閉板１７を開閉させる機構について図５を用いて説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、外気Ｇの湿度変化による湿度反応伸縮テープ３０の変形状態を説明する図であり、軸部１６の他端部１６ｂ側から一端部１６ａ側方向に向かって矢視した図である。本実施形態では、外気Ｇの湿度によって開閉板１７を開閉させる湿度反応伸縮テープ３０が開閉機構収容部６内に設けられている。例えば、湿度反応伸縮テープ３０は開閉機構収容部６内の側壁部１ｅ側に設けられている。

図５に示すように、軸部１６の他端部１６ｂ側で、開閉機構収容部６内には湿度反応伸縮テープ３０の動きによって開閉板１７（軸部１６）を回動させるためのフラップ弁３５が配されている。このフラップ弁３５には軸線Ｏ１方向に突出した押圧棒３６が一体的に形成されている。また、一端側にフラップ弁３５の押圧棒３６を押圧する押圧端部３７ａが形成されているとともに、他端３７ｂ側に湿度反応伸縮テープ３０が接続された開閉スイングバー３７が配されている。この開閉スイングバー３７は、例えば、ケーシング１の側壁部１ｅから軸線Ｏ１と平行するように突出された軸部３８に連結されており、この軸部３８を中心に回動可能に構成されている。また、ケーシング１の側壁部１ｅと、開閉スイングバー３７における押圧端部３７ａと軸部３８が連結された箇所との間と、を連結する引張バネ４０が設けられている。湿度反応伸縮テープ３０は、一端がケーシング１の側壁部１ｅに支持固定され、他端が開閉スイングバー３７の他端３７ｂに支持固定されている。また、湿度反応伸縮テープ３０が張架された略中間部にケーシング１の側壁部１ｅから軸線Ｏ１方向に突出するように設けられたテンション調整ローラ４１が設けられており、湿度反応伸縮テープ３０が伸縮する際には、このテンション調整ローラ４１により常に該湿度反応伸縮テープ３０の張力が適正になるように構成されている。そして、押圧棒３６を湿度反応伸縮テープ３０の変形に応じて押すことによりフラップ弁３５とともに軸部１６が回動し、開閉板１７を開閉するように構成されている。

具体的には、図５（ａ）に示すように、例えば、外気Ｇの湿度が６０％以下で、外気Ｇを建物の内部Ｔ２に導入している状態（開閉板１７が開状態）を示している。このように、湿度が所定湿度よりも低い場合は、湿度反応伸縮テープ３０は縮んだ状態を保持している。つまり、開閉スイングバー３７は他端３７ｂ側において引張り上げられる方向（軸部３８を中心に反時計回りに移動する方向）に力がかかる。そのため、開閉スイングバー３７の押圧端部３７ａは押圧棒３６を押圧することなく、結果として、開閉板１７は開状態（図３（ａ）の状態）が保持される。

図５（ｂ）は、例えば、外気Ｇの湿度が６０％を越えた場合を示している。外気Ｇが高湿度になると、湿度反応伸縮テープ３０は伸びる方向に変形するように構成されている。すると、開閉スイングバー３７は、他端３７ｂ側において引張り上げられる方向（軸部３８を中心に反時計回りに移動する方向）にかかっていた力が小さくなっていき、かつ、引張バネ４０の付勢力により、軸部３８を中心に時計回りに回動する。その結果、開閉スイングバー３７の押圧端部３７ａが押圧棒３６を押圧し、フラップ弁３５とともに軸部１６を回動（図では反時計回り）させることにより開閉板１７を閉状態（図３（ｂ）の状態）に保持させる。つまり、外気Ｇが高湿度になり、外気Ｇを建物の内部Ｔ２に導入すると除湿（冷房）負荷が増加するような場合には、外気Ｇの導入を取り止めることが可能となる。なお、湿度反応伸縮テープ３０の反応湿度は任意に設定することができる。

本実施形態の通風口装置Ａによれば、外気Ｇの温度をバイメタル１９、２０が感知し、この外気Ｇの温度に応じてバイメタル１９、２０が変形することで、開閉板１７による通風路Ｒの開閉駆動が自動的に行われ、それに応じて外気Ｇの供給量が自動的に調節される。また、外気Ｇの湿度を湿度反応伸縮テープ３０が感知し、この外気Ｇの湿度に応じて湿度反応伸縮テープ３０が変形することで、開閉板１７による通風路Ｒの開閉駆動が自動的に行われ、それに応じて外気Ｇの供給量が自動的に調節される。なお、本実施形態では、このバイメタル１９、２０による開閉板１７の開閉と、湿度反応伸縮テープ３０による開閉板１７の開閉とは、それぞれ独立して動作できるように構成されている。

したがって、本実施形態の通風口装置Ａにおいては、バイメタル１９、２０が外気Ｇの温度を検知し、この外気Ｇの温度の高低に応じて伸縮変形すると、この変形によって生じる力が軸部１６に伝達され、軸部１６を軸線Ｏ１周りに回転させることができ、軸部１６に一体に設けられた開閉板（開閉部材）１７を軸部１６とともに回動させることができる。そして、建物の内部Ｔ２に外気Ｇを取り込むことで省エネ効果が得られる外気温のときには、開閉板１７が回動するとともに通風路Ｒが開くようにし、外気温が高くまたは低く、外気Ｇを取り込むことで暖房や冷房負荷が増大する外気温のときには、開閉板１７が回動するとともに通風路Ｒが閉じるようにし、外気Ｇの温度に応じて自動的に通風路Ｒを開閉することができる。

同様に、本実施形態の通風口装置Ａにおいては、湿度反応伸縮テープ３０が外気Ｇの湿度を検知し、この外気Ｇの湿度の高低に応じて伸縮変形すると、この変形によって生じる力が軸部１６に伝達され、軸部１６を軸線Ｏ１周りに回転させることができ、軸部１６に一体に設けられた開閉板（開閉部材）１７を軸部１６とともに回動させることができる。そして、建物の内部Ｔ２に外気Ｇを取り込むことで省エネ効果が得られる湿度のときには、開閉板１７が回動するとともに通風路Ｒが開くようにし、外気Ｇの湿度が高く、外気Ｇを取り込むことで除湿（冷房）負荷が増大する湿度のときには、開閉板１７が回動するとともに通風路Ｒが閉じるようにし、外気Ｇの湿度に応じて自動的に通風路Ｒを開閉することができる。

よって、本実施形態の通風口装置Ａは、外気Ｇの温湿度に応じてバイメタル１９、２０や湿度反応伸縮テープ３０が変形することによって、外気Ｇの温湿度に応じて自動的に開閉板１７を開閉駆動させることができる。これにより、従来のように電力供給のための配線や駆動制御のための配線を設けることなく、所望の外気の温湿度に応じて開閉板１７を自動的に開閉させることができ、安価で、確実に省エネ効果を得ることが可能な通風口装置Ａを提供することが可能になる。

また、図３に示すように、ケーシング１内に吸音材２４を設け、通風路Ｒを外気Ｇが流通することによって発生する音を吸音材２４によって吸収して減衰させるように構成されている。これにより、外気Ｇを内部Ｔ２に取り込むことによって、異音が発生することを抑止でき、住環境などを乱すことなく、好適に換気を行うことができる。

さらに、ケーシング１内にフィルター２３を設け、外気給気口５から内部Ｔ２に給気される前に、通風路Ｒを流通する外気Ｇがフィルター２３を通過するように構成されている。これにより、外気Ｇに虫や花粉、粉塵などの異物が含まれている場合であっても、これら異物をフィルター２３によって捕捉して除去することができ、住環境などを乱すことなく、好適に換気を行うことが可能になる。

以上、本発明に係る通風口装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば図６に示すように、内部Ｔ２側に排気用ファン２５を設け、この排気用ファン２５を外気導入に適した外気条件であると判断された場合に稼働させるようにしてもよい。この場合には、外気Ｇの温湿度に応じて開閉板１７が開閉することによって外気Ｇの供給量を自動的に調節することに加え、排気用ファン２５の稼働によって外気Ｇの供給量（内部Ｔ２への取り込み）を調節することができる。これにより、外気Ｇの取り込みをさらに効率的に行なうことが可能になる。

また、本実施形態では、開閉板１７に弾性体１８を連結して、バイメタル１９，２０や湿度反応伸縮テープ３０が変形しない状態では、強制的に開状態を保持するように構成したが、弾性体１８に代えて錘などを用いて開状態を保持してもよい。

また、本実施形態では、湿度反応伸縮テープ３０を用いて、外気Ｇの湿度が所定湿度よりも高い場合は開閉板１７を閉状態にして除湿（冷房）負荷の増大を防ぐ構成を説明したが、さらに、外気Ｇの湿度が所定湿度（例えば、２０％）以下の場合に開閉板１７を閉状態にして加湿負荷の増大を防ぐ構成を採用してもよい。

１ ケーシング
２ 開閉機構
３ 壁面（壁、窓）
４ 外気導入口
５ 外気給気口
６ 開閉機構収容部
７ 温湿度感知用開口
１６ 軸部
１７ 開閉板（開閉部材、流量調整板）
１８ 弾性体
１９ バイメタル
２０ バイメタル
３０ 湿度反応伸縮テープ（湿度反応部材）
Ａ 通風口装置
Ｇ 外気
Ｏ１ 軸線
Ｒ 通風路
Ｓ１ 前後方向（横方向）
Ｓ２ 上下方向
Ｔ１ 外部（室外）
Ｔ２ 内部（室内）

Claims (1)

1. 建物の外部から内部に外気を導入するための通風口装置であって、
   軸線周りに回転可能に軸支された軸部に一体に設けられ、且つ前記外気が流通する通風路内に配設され、前記軸部の回転とともに前記通風路を開閉して前記外部と前記内部を連通／遮断する開閉部材と、
   前記外気の温度に応じて変形し、該変形によって生じる力を前記軸部に伝達して前記軸部を回転させるバイメタルと、
   前記外気の湿度に応じて変形し、該変形によって生じる力を前記軸部に伝達して前記軸部を回転させる湿度反応部材と、を備えていることを特徴とする通風口装置。

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