JP2018204801A - 換気扇用シャッターおよび換気扇 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッターブレードの変形を低減可能とする換気扇用シャッターを得ること。【解決手段】換気扇用シャッターであるシャッター１は、換気扇本体の運転により発生させた空気流が通過する開口１３が設けられたシャッターフレーム１０と、シャッターフレーム１０に回転可能に支持され、回転により開口１３を開閉する複数のシャッターブレード１１とを備える。複数のシャッターブレード１１は、鉛直方向において並べられている。シャッター１は、複数のシャッターブレード１１に連結され、複数のシャッターブレード１１を回転させる複数の連結部材である連結板１２と、複数の連結部材に接続された補強部材である補強板２０とを備える。複数の連結部材は、鉛直方向に垂直な方向において互いに間隔を設けて配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のシャッターブレードを備える換気扇用シャッターおよび換気扇に関する。

従来、換気扇本体の運転に連動して開閉するシャッターを備える換気扇が知られている。換気扇は、換気扇本体の運転開始時にシャッターを開き、屋外から室内への給気あるいは室内から屋外への排気を行う。換気扇は、換気扇本体の運転終了時にシャッターを閉じることで、運転を停止している間における室内への外気の侵入を防ぐ。

特許文献１には、シャッターフレームに設けられた複数のシャッターブレードを連結部材に連結させて、連結部材の動作により複数のシャッターブレードを回転させてシャッターフレームの開口を開閉する換気扇用シャッターが開示されている。

特開平４−３８３８号公報

シャッターがシャッターフレームの開口を開いているときに、開口を通過する空気流による風圧をシャッターブレードが受けることにより、シャッターブレードが変形する場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シャッターブレードの変形を低減可能とする換気扇用シャッターを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる換気扇用シャッターは、換気扇本体の運転により発生させた空気流が通過する開口が設けられたシャッターフレームと、シャッターフレームに回転可能に支持され、回転により開口を開閉する複数のシャッターブレードとを備える。複数のシャッターブレードは、鉛直方向において並べられている。本発明にかかる換気扇用シャッターは、複数のシャッターブレードに連結され、複数のシャッターブレードを回転させる複数の連結部材と、複数の連結部材に接続された補強部材とを備える。複数の連結部材は、鉛直方向に垂直な方向において互いに間隔を設けて配置されている。

本発明によれば、シャッターブレードの変形を低減できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかるシャッターを示す図 実施の形態にかかるシャッターを含む換気扇の斜視図 図１に示すシャッターブレードが開口を開いているときにおけるシャッターフレームと、シャッターブレードと、連結板との連結部分を示す側面図 図１に示すシャッターブレードが開口を閉じているときにおけるシャッターフレームと、シャッターブレードと、連結板との連結部分を示す側面図 図１に示す連結板を動作させる機構部分を示す側面図 図１に示す補強板と連結板との接続の一例を示す図 図１に示す補強板の変形例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる換気扇用シャッターおよび換気扇を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかるシャッター１を示す図である。シャッター１は、換気扇本体の運転に連動して開閉する換気扇用シャッターである。図１には、換気扇本体側から見たシャッター１の平面構成を示している。

シャッター１は、開口１３が設けられたシャッターフレーム１０と、シャッターフレーム１０に回転可能に支持され、回転により開口１３を開閉する複数のシャッターブレード１１とを備える。複数のシャッターブレード１１は、鉛直方向において並べられている。換気扇本体の運転により発生させた空気流は、開口１３を通過する。

また、シャッター１は、複数のシャッターブレード１１に連結され、複数のシャッターブレード１１を回転させる連結部材である複数の連結板１２と、複数の連結板１２に接続された補強部材である補強板２０とを備える。複数の連結板１２は、鉛直方向に垂直な方向である水平方向において互いに間隔を設けて配置されている。シャッターフレーム１０は、矩形の開口１３を囲う枠部材である。シャッターフレーム１０の外縁にはフランジ１９が設けられている。

シャッターブレード１１は、水平方向を長手方向とする羽根状の部品である。シャッターブレード１１の長手方向における長さは、開口１３の横幅に相当する。開口１３を開いたとき、シャッターブレード１１のうち長手方向に直交する方向における一端側の部分がシャッターフレーム１０から屋外側へ差し出される。シャッターブレード１１のうち長手方向に直交する方向への幅が短くされていることで、シャッター１は、開口１３を開いたときにおけるシャッターブレード１１とシャッター１の屋外側にある物との干渉を低減可能とされている。図１には、開口１３を閉じている状態のシャッター１を示している。図１に示すシャッター１は、８枚のシャッターブレード１１を備える。シャッター１に設けられるシャッターブレード１１は８枚に限られず、複数であれば良いものとする。

図１に示すシャッター１は、３つの連結板１２を備える。３つの連結板１２は、鉛直方向を長手方向とする長尺の部材である。各連結板１２は、長手方向に垂直な断面においてＬ字型の断面形状をなすＬ字鋼である。３つの連結板１２のうち、第１の連結部材である２つの連結板１２は、各シャッターブレード１１のうち長手方向における端部に連結されている。第２の連結部材である１つの連結板１２は、各シャッターブレード１１のうち長手方向における中央部に連結されている。連結板１２は、鉛直方向を上下に移動可能に設けられている。なお、シャッター１に設けられる連結板１２は３つに限られず、複数であれば良いものとする。第１の連結部材である２つの連結板１２の間に、第２の連結部材である２つ以上の連結板１２が設けられていても良い。

補強板２０は、水平方向を長手方向とする長尺の平板をなした鋼材である。補強板２０は、３つの連結板１２に直交させて配置されている。補強板２０は、シャッター１から見て屋外側への連結板１２の動きと、室内側への連結板１２の動きとを抑制させる。補強板２０は、連結板１２の動きを抑制可能な剛性を持つ部材であれば良く、鋼材以外の部材であっても良い。

さらに、シャッター１は、動力源であるギヤードモータ１４を備える。ギヤードモータ１４は、シャッターフレーム１０のうち開口１３の下側縁部分に配置されている。ギヤードモータ１４は、第２の連結部材である１つの連結板１２を駆動する。ギヤードモータ１４が連結板１２を駆動することで、シャッター１は、連結板１２に連結されている複数のシャッターブレード１１を一括して回転動作させる。

図２は、実施の形態にかかるシャッター１を含む換気扇３の斜視図である。換気扇３は、シャッター１と、換気扇本体２とを備える。換気扇本体２は、ファン２１と換気扇フレーム２２とを備える。ファン２１は、羽根２３と、羽根２３の駆動源であるファンモータ２４とを備える。ファンモータ２４は、４つの支持脚２６により換気扇フレーム２２に支持されている。４つの支持脚２６は、ファンモータ２４から換気扇フレーム２２へ放射状に延ばされた部材である。換気扇フレーム２２の中央には、換気扇本体２の通風路である風洞部２５が設けられている。換気扇フレーム２２とシャッターフレーム１０のフランジ１９とは、互いに重ね合わせられて、建物の壁に固定される。羽根２３は、ファンモータ２４の駆動に伴って風洞部２５内にて回転し、風洞部２５と開口１３とを通る空気流を発生させる。

図３は、図１に示すシャッターブレード１１が開口１３を開いているときにおけるシャッターフレーム１０と、シャッターブレード１１と、連結板１２との連結部分を示す側面図である。開口１３を開いているときのシャッターブレード１１の状態を、第１の状態とする。シャッターブレード１１のうち、シャッターブレード１１が第１の状態であるときに上へ向けられる面をおもて面、下へ向けられる面を裏面とする。図３には、シャッターブレード１１のうち長手方向の端部における連結部分を示している。図３に示す連結板１２は、複数のシャッターブレード１１の端部に連結された第１の連結部材である。

図２に示す換気扇本体２は、図３に示すシャッターフレーム１０の左側の位置に設けられる。図３において、シャッターフレーム１０より左側が室内側であって、シャッターフレーム１０より右側が屋外側となる。シャッターブレード１１の長手方向は、図３の紙面に垂直な方向である奥行き方向である。シャッターブレード１１のうち長手方向に直交する方向における端部には、ヘミング曲げが施されている。また、シャッターブレード１１には、おもて面が山になるような折り曲げが施されている。

ブレードピース１５は、シャッターブレード１１の裏面に垂直に取り付けられた板部材である。ブレードピース１５は、シャッターブレード１１と連結板１２との各連結部分に設けられている。３つの連結板１２を備えるシャッター１では、各シャッターブレード１１には、３つのブレードピース１５が取り付けられている。剛性を持たせたブレードピース１５がシャッターブレード１１の裏面に取り付けられていることで、シャッターブレード１１の強度が補強されている、また、シャッターブレード１１は、ヘミング曲げが施されるとともに、おもて面が山となる折り曲げが施されていることによっても強度が高められている。

摺動部１６は、シャッターフレーム１０を構成する柱部１８にブレードピース１５を回転摺動可能に連結している。柱部１８は、摺動部１６において、シャッターブレード１１の荷重を支える。摺動部１７は、連結板１２にブレードピース１５を回転摺動可能に連結している。シャッターブレード１１は、ブレードピース１５を介して、柱部１８と連結板１２とに連結されている。ブレードピース１５と摺動部１６，１７とは、シャッターフレーム１０と、シャッターブレード１１と、連結板１２との連結部分を構成する。

１つの例では、摺動部１６，１７は、ブレードピース１５を貫かせたピンを備える。ピンは、金属部材で形成されている。摺動部１６，１７は、ピンに代えて、樹脂部材で形成されたブッシュを備えるものであっても良い。摺動部１６，１７は、ピンとブッシュとの双方を備えていても良い。摺動部１６，１７には、ベアリングが取り付けられていても良い。シャッターブレード１１が第１の状態であるとき、摺動部１７は、摺動部１６より鉛直方向において下方に位置している。

図４は、図１に示すシャッターブレード１１が開口１３を閉じているときにおけるシャッターフレーム１０と、シャッターブレード１１と、連結板１２との連結部分を示す側面図である。開口１３を閉じているときのシャッターブレード１１の状態を、第２の状態とする。シャッターブレード１１が第２の状態であるとき、シャッターブレード１１のおもて面は、屋外側へ向けられている。シャッターブレード１１の裏面は、室内側へ向けられている。また、シャッターブレード１１が第２の状態であるとき、摺動部１７は、摺動部１６より鉛直方向において上方に位置している。

図３に示す状態から連結板１２を鉛直上方向へ動かすことにより、ブレードピース１５は、摺動部１６を中心に回転する。図３に示す側面では、ブレードピース１５は時計回りに回転する。シャッターブレード１１は、ブレードピース１５の回転とともに、第１の状態から第２の状態となるまで回転する。これにより、図１に示すシャッター１は、開かれていた開口１３を閉じる。

また、図４に示す状態から連結板１２を鉛直下方向へ動かすことにより、ブレードピース１５は、摺動部１６を中心に回転する。図４に示す側面では、ブレードピース１５は反時計回りに回転する。シャッターブレード１１は、ブレードピース１５の回転とともに、第２の状態から第１の状態となるまで回転する。これにより、図１に示すシャッター１は、閉じられていた開口１３を開く。

図５は、図１に示す連結板１２を動作させる機構部分を示す側面図である。図５に示す連結板１２は、複数のシャッターブレード１１の中央部に連結された第２の連結部材である。連結板１２を動作させる機構部分は、ギヤードモータ１４と、円板２７と、棒部材であるクランク２８と、介在部材２９とを含む。ギヤードモータ１４は、円板２７を回転させる。クランク２８の下端は、円板２７の表面に接続されている。クランク２８の上端は、連結板１２に取り付けられた介在部材２９に接続されている。クランク２８は、円板２７の回転動作を受けて、上下の直線動作を行う。連結板１２は、クランク２８の動作により上下に移動する。

図２に示す換気扇３は、換気扇本体２の運転開始時にギヤードモータ１４を作動させてシャッター１を開く。また、換気扇３は、換気扇本体２の運転終了時にギヤードモータ１４を作動させてシャッター１を閉じる。このように、換気扇３は、換気扇本体２の運転に連動してシャッター１を開閉する。

シャッター１は、開口１３を開いている間、換気扇本体２側から屋外側へ向かって下り勾配となるように各シャッターブレード１１の傾斜を維持する。このように各シャッターブレード１１を傾斜させておくことにより、屋外にてシャッターブレード１１へ向かって落下する異物があった場合において、異物はシャッターブレード１１から屋外へ弾き出される。これにより、シャッター１は、室内への異物の侵入を防ぐことができる。

図２に示す換気扇３は、排気に使用される場合には室内から屋外へ空気を送り出し、給気に使用される場合には屋外から室内へ空気を取り入れる。排気運転において、開口１３を直進した空気は、シャッターブレード１１同士の間を通過して屋外へ進行する。給気運転において、シャッターブレード１１同士の間を通過した空気は、開口１３を直進して室内へ進行する。シャッターブレード１１を傾斜させていることで、シャッターブレード１１は、水平状態とされる場合と比較して、シャッターブレード１１同士の間を通過する空気による風圧の影響を大きく受けることになる。排気運転では、複数のシャッターブレード１１は、第１の状態よりさらに開く方向への風圧を受ける。給気運転では、複数のシャッターブレード１１は、第１の状態から閉じる方向の風圧を受ける。

ここで、シャッター１から見て屋外側の向きが前方、室内側の向きが後方であるものとする。シャッターブレード１１は、排気運転においては空気流によって前方へ押圧され、給気運転においては空気流によって後方へ押圧される。シャッターブレード１１のうち長手方向における端部は、シャッターフレーム１０に支持されていることで、前後方向の動きが拘束されている。シャッターブレード１１のうち長手方向における中央部は、連結板１２とクランク２８とを介してギヤードモータ１４に接続されているがシャッターフレーム１０には支持されていない。このため、シャッターブレード１１の中央部と、シャッターブレード１１の中央部に連結された連結板１２とは、前後方向のブレを生じさせることがある。前後方向における動きが端部で拘束される一方で、前後方向のブレが中央部にて生じ得ることで、シャッターブレード１１の中央部が撓むようにシャッターブレード１１が変形することがある。

また、換気扇３が設置された場所の状態によって、水平方向において、シャッター１を通過する空気流の風速に差が生じることがある。シャッターブレード１１のうち、高速な空気流が通過する部分ほど、強い風圧を受けることになる。シャッターブレード１１のうち強い風圧を受けた部分が、他の部分よりも押し上げられるか他の部分よりも押し下げられることで、シャッターブレード１１の長手方向において、シャッターブレード１１の開度にばらつきが生じ得る。強い風圧を受けた部分に近い連結板１２が、他の連結板１２に比べて上方あるいは下方へ動くことで、鉛直方向における各連結板１２の位置が不揃いとなる。シャッターブレード１１の部分的な押し上げあるいは押し下げにより、シャッターブレード１１には捻じれが生じ得る。

このようなシャッターブレード１１の変形への対策として、シャッターブレード１１の厚みを増大させることで、シャッターブレード１１自体の強度を向上させることが考えられる。この場合、従来に比べて厚みが増大されたシャッターブレード１１を製造するための製造設備を要することで、設備コストの増大を招来することがある。また、シャッターブレード１１の変形への対策として、補強のための部材をシャッターブレード１１に設けることで、シャッターブレード１１自体の強度を向上させることが考えられる。この場合、補強のための部材がシャッターブレード１１に追加されたことで、シャッター１の意匠性が損なわれることがある。また、補強のための部材がシャッターブレード１１に追加されたことで、シャッター１の圧力損失が増加する場合がある。圧力損失の増加により、シャッター１を通過する風量の低下、騒音の増大といった換気扇３の性能低下が生じ得る。

実施の形態において、補強板２０は、シャッターブレード１１の端部に連結された連結板１２とシャッターブレード１１の中央部に連結された連結板１２とを接続することで、シャッターブレード１１の中央部と連結板１２との前後方向へのブレを低減可能とする。また、各連結板１２が補強板２０で繋がれていることで、シャッターブレード１１が部分的に強い風圧を受けた場合であっても、鉛直方向における各連結板１２の位置が揃えられた状態を維持可能とする。各連結板１２の位置が揃えられることで、シャッターブレード１１の部分的な押し上げあるいは押し下げによるシャッターブレード１１の開度のばらつきが抑制される。これにより、シャッター１は、シャッターブレード１１を撓ませる変形とシャッターブレード１１を捻じれさせる変形とを低減できる。シャッター１は、補強板２０により連結板１２を接続することで、コスト、意匠性、性能面への影響が比較的少ない態様で、シャッターブレード１１の変形を低減可能とする。

図６は、図１に示す補強板２０と連結板１２との接続の一例を示す図である。ネジ３１は、補強板２０と連結板１２とが交差する位置において、連結板１２に補強板２０を固定する。補強板２０は、ネジ３１が用いられた固定によって、各連結板１２に接続されている。ネジ３１が用いられることで、連結板１２への補強板２０の取り付けと、連結板１２からの補強板２０の取り外しとを比較的容易に行うことができ、シャッター１の組み立ておよびメンテナンスにおける作業性を向上できる。なお、補強板２０は、ネジ３１以外の固定部材を用いて連結板１２に固定されても良い。補強板２０は、リベットを用いて連結板１２に固定されても良い。補強板２０は、溶接により連結板１２に固定されても良い。ネジ３１による固定は、リベットあるいは溶接による固定の場合に比べて、連結板１２からの補強板２０の取り外しが容易である点で有利である。

補強板２０は、長尺の平板以外の部材であっても良い。図７は、図１に示す補強板２０の変形例を示す図である。変形例にかかる補強板２０は、Ｌ字型の断面形状の部材であるＬ字鋼である。補強板２０は、互いに垂直な２つの平板部分を備える。補強板２０は、長手方向に垂直な断面においてＬ字型の断面形状をなす。補強板２０は、Ｌ字型の断面形状とすることで、平板である場合に比べて強度を高めることができる。また、Ｌ字型の断面形状の補強板２０は、比較的安価な加工によって得ることができる。シャッター１は、Ｌ字型の断面形状の補強板２０を備えることで、風圧への耐性を高めることができる。なお、補強部材には、平板あるいはＬ字型の部材である補強板２０に代えて、コの字型、Ｔ字型、あるいはＨ字型の部材である補強板２０が用いられても良く、丸型、角型、あるいは三角型のパイプ材が用いられても良い。

シャッター１では、開口１３のうち鉛直方向における中心に、１つの補強板２０が配置されている。開口１３のうち鉛直方向における中心にて連結板１２に補強板２０を接続することで、開口１３のうち中心から上側部分と下側部分とについて連結板１２のブレをバランス良く低減させることができる。連結板１２は、補強板２０が接続された部分が支点となって、空気流による押圧を受ける。開口１３のうち鉛直方向における中心に支点があることで、押圧を受ける力点と支点との間の長さが、鉛直方向における開口１３の端部から中心までの長さ以下となる。力点と支点との間の長さを短くできることで、連結板１２に作用する最大荷重を小さくすることができるため、シャッター１は、連結板１２とシャッターブレード１１とのブレと、シャッターブレード１１の変形とを低減できる。

仮に、鉛直方向において間隔を設けて配置された複数の補強板２０が各連結板１２に接続されているとする、この場合において、連結板１２には若干の反りが生じていると、連結板１２に複数の補強板２０が接続されることで、摺動部１６におけるシャッターフレーム１０とブレードピース１５との摩擦、あるいは摺動部１７における連結板１２とブレードピース１５との摩擦が増大することがある。また、Ｌ字鋼である各連結板１２の曲げが直角から若干ずれていることによっても、複数の補強板２０が接続されることによる摩擦が生じ得る。実施の形態では、補強板２０を１つとしたことで、このようなシャッターフレーム１０、ブレードピース１５および連結板１２での摩擦を少なくできる。これにより、シャッター１は、複数の補強板２０が各連結板１２に接続される場合に比べて、シャッターブレード１１の円滑な開閉が可能となる。また、補強板２０が１つであることで、補強板２０が複数である場合に比べて、材料コストと加工コストとを低減することもできる。

ギヤードモータ１４によってシャッターブレード１１を動作させるシャッター１では、シャッターフレーム１０、ブレードピース１５および連結板１２での摩擦が若干大きくても、ギヤードモータ１４の駆動によりシャッターブレード１１を円滑に開閉できる。このようにシャッターブレード１１の円滑な開閉が可能である場合は、シャッター１には複数の補強板２０が設けられても良い。補強板２０を複数とすることで、風圧への耐性を高めることができる。

シャッター１は、ギヤードモータ１４の駆動によりシャッターブレード１１を開閉させるものに限られない。シャッター１は、風圧によりシャッターブレード１１を開閉させるものであっても良い。風圧によりシャッターブレード１１を開閉させる場合も、シャッター１は、シャッターブレード１１の変形を低減させる効果を得ることができる。

実施の形態によると、シャッター１は、複数の連結板１２に接続された補強板２０が設けられることで、連結板１２とシャッターブレード１１とのブレを低減させる。これにより、シャッター１は、シャッターブレード１１の変形を低減できるという効果を奏する。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ シャッター、２ 換気扇本体、３ 換気扇、１０ シャッターフレーム、１１ シャッターブレード、１２ 連結板、１３ 開口、１４ ギヤードモータ、１５ ブレードピース、１６，１７ 摺動部、１８ 柱部、１９ フランジ、２０ 補強板、２１ ファン、２２ 換気扇フレーム、２３ 羽根、２４ ファンモータ、２５ 風洞部、２６ 支持脚、２７ 円板、２８ クランク、２９ 介在部材、３１ ネジ。

Claims (6)

1. 換気扇本体の運転により発生させた空気流が通過する開口が設けられたシャッターフレームと、
   鉛直方向において並べられており、かつ前記シャッターフレームに回転可能に支持され、回転により前記開口を開閉する複数のシャッターブレードと、
   鉛直方向に垂直な方向において互いに間隔を設けて配置されており、かつ前記複数のシャッターブレードに連結され、前記複数のシャッターブレードを回転させる複数の連結部材と、
   前記複数の連結部材に接続された補強部材と
   を備えることを特徴とする換気扇用シャッター。
2. 前記複数の連結部材は、前記複数のシャッターブレードの端部に連結された第１の連結部材と、前記複数のシャッターブレードの中央部に連結された第２の連結部材とを含み、
   前記補強部材は、前記第１の連結部材と前記第２の連結部材とに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の換気扇用シャッター。
3. 前記補強部材は、前記開口のうち鉛直方向における中心に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の換気扇用シャッター。
4. 前記連結部材に前記補強部材を固定するネジを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の換気扇用シャッター。
5. 前記補強部材は、Ｌ字型の断面形状の部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の換気扇用シャッター。
6. 換気扇本体と、
   前記換気扇本体の運転に連動して開閉するシャッターと
   を備え、
   前記シャッターは、
   前記換気扇本体に対向する開口を備えるシャッターフレームと、
   鉛直方向において並べられており、かつ前記シャッターフレームに回転可能に支持され、回転により前記開口を開閉する複数のシャッターブレードと、
   鉛直方向に垂直な方向において互いに間隔を設けて配置されており、かつ前記複数のシャッターブレードに連結され、前記複数のシャッターブレードを回転させる複数の連結部材と、
   前記複数の連結部材に接続された補強部材と
   を備えることを特徴とする換気扇。

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