JP2019117025A - 換気扇 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で換気扇の電動機の温度上昇を抑制可能な換気扇を得ること。【解決手段】換気扇１００は、風洞部２を有する本体枠１と、本体枠１に取り付けられた複数の電動機支持脚３と、電動機支持脚３により支持された電動機４と、電動機４の駆動により回転して空気流を発生させる羽根車５と、電動機支持脚３に固定される放熱部品である放熱フィン１１と、を備える。換気扇１００は、放熱フィン１１を備えることにより、換気扇１００の電動機４の温度上昇を簡単な構造で抑制可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、羽根を回転させて空気流を発生させる換気扇に関する。

建物の壁面に設置され、室内の空気を排気して室内を換気する換気扇が知られている。この種の換気扇には、羽根が取り付けられた電動機と、電動機に共締めされて電動機を支持する支持脚と、支持脚と壁面とに共締めされて中央が開口された本体枠とを備えて構成されるものがある。

産業用途で用いられる換気扇の電動機は、高い空気出力を生み出すために高回転数で使用されるため、発熱量が大きく、温度が高くなる。従来、換気扇の電動機の温度上昇に対する対策は、電動機の構造または電動機の巻線の仕様の変更によって行われてきた。

しかしながら、これらの対策は、電動機の形状に制限が生じる場合があり、また電動機の温度上昇の抑制効果に限界があるため、電動機にかかる負荷を抑えるために電動機の大型化または生み出す空気出力の低減を行わざるを得ないこともある。

このため、換気扇の電動機の温度上昇に対する対策として、換気扇の電動機の周囲に放熱板を設けることが行われている。特許文献１には、モータのハウジングの軸方向の周囲を覆うような筒状の放熱板を備える換気装置が開示されている。放熱板は、径方向に放射状に伸びた固定脚を介してフレームに固定されている。固定脚は、放熱板から均等に放射状に伸ばして設けられて、固定脚の先端にてフレームに固定されている。また、放熱板は、一枚の金属板に回転軸を中心とするような放射状の切り込み、あるいは星型の切り込みを設け、この切り込みを筒状に切り起こすことによって形成される。

特許第５５７３３７１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された換気装置の放熱板は、形状が複雑であるため製造工程が複雑になる。また、特許文献１に記載された換気装置は、放熱板の固定脚がフレームに固定されるため、放熱板に合わせてフレームの形状も設計する必要があり、フレームの構造および製造工程が複雑になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構造で換気扇の電動機の温度上昇を抑制可能な換気扇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は、風洞部を有する本体枠と、本体枠に取り付けられた複数の電動機支持脚と、電動機支持脚により支持された電動機と、電動機の駆動により回転して空気流を発生させる羽根車と、電動機支持脚に固定される放熱部品と、を備える。

本発明によれば、簡単な構造で換気扇の電動機の温度上昇を抑制可能な換気扇が得られる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる換気扇の正面図 本発明の実施の形態１にかかる換気扇の側面図であり、図１における矢視Ａの方向から見た図 本発明の実施の形態１にかかる換気扇の電動機支持脚を示す側面図 本発明の実施の形態１にかかる換気扇の放熱フィンを示す斜視図 本発明の実施の形態２にかかる換気扇の正面図 本発明の実施の形態２にかかる換気扇の側面図であり、図５における矢視Ｂの方向から見た図 本発明の実施の形態２にかかる換気扇の電動機支持脚を示す側面図 本発明の実施の形態２にかかる他の換気扇の正面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる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１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる換気扇１００の正面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる換気扇１００の側面図であり、図１における矢視Ａの方向から見た図である。なお、図２においては、一部において換気扇１００の断面を示している。図３は、本発明の実施の形態１にかかる換気扇１００の電動機支持脚３を示す側面図である。図４は、本発明の実施の形態１にかかる換気扇１００の放熱フィン１１を示す斜視図である。換気扇１００は、工場、倉庫、店舗あるいは住宅において、壁に形成された開口に取り付けられる。換気扇１００は、室内から室外への排気あるいは室外から室内への給気により、室内の換気を行う。

換気扇１００は、外形が方形状の本体枠１と、本体枠１に取り付けられた４つの電動機支持脚３と、４つの電動機支持脚３により支持された電動機４と、電動機４の駆動により回転して空気流を発生させる羽根車５と、電動機支持脚３に取り付け部品によって固定される放熱部品である放熱フィン１１と、を備える。図１において、本体枠１の外縁は矩形をなしている。本体枠１の中央には、換気扇１００の通風路である風洞部２が設けられている。

電動機４は、風洞部２の中心位置に電動機４の回転軸が一致するように配置されている。プロペラファンである羽根車５は、電動機４の回転軸に連結されている。羽根車５は、電動機４による回転軸の駆動に伴って風洞部２内にて回転し、風洞部２を通る空気流を発生させる。なお、図１では電動機４の回転軸の図示を省略している。

４つの電動機支持脚３は、電動機４から本体枠１の各角部へ向けて放射状に伸ばされた棒状の部材である。各電動機支持脚３は、鋼材からなるパイプ材からなる。各電動機支持脚３は、本体枠１側の端に設けられた板状の取付板６を含む。取付板６は、ボルト８により本体枠１に固定されている。取付板６が本体枠１に固定されていることで、電動機支持脚３は本体枠１に取り付けられている。各電動機支持脚３は、電動機４側の端に設けられた板状の取付板７を含む。取付板７は、ボルト９により電動機４の側面に固定されている。取付板７が電動機４に固定されていることで、電動機支持脚３は電動機４に取り付けられている。

各電動機支持脚３には、電動機４を支持可能に折り曲げが施されている。電動機支持脚３の材料は、電動機４を支持可能な剛性を持つ鋼材以外の材料であっても良く、鋼材以外の金属材料であっても良い。

また、換気扇１００は、電動機４への電力供給のための電源コード１０を備える。電源コード１０は、４つの電動機支持脚３のうちの１つに沿って配線されており、換気扇１００外の商用電源へ接続される。電源コード１０は、結束バンドによって電動機支持脚３と結束されることで、電動機支持脚３に固定されている。電源コード１０は、任意の数の結束バンドにより電動機支持脚３に固定されている。結束バンドは、結束状態とされてからの結束を緩ませる変形が制限されており、結束状態を維持可能とする。１つの例では、結束バンドは、合成樹脂材料を用いて形成されている。結束バンドは、合成樹脂材料以外の材料を用いて形成されたものであっても良い。

電動機支持脚３への電源コード１０の固定には、結束バンド以外の固定部材が使用されてもよい。１つの例では、固定部材には、電源コード１０を把持するクリップと、電動機支持脚３にクリップを固定するネジとが用いられてもよい。

また、電動機支持脚３には、電動機支持脚３とは別体部品である放熱フィン１１が、取り付け部品であるねじ１２によって固定されて取り付けられている。放熱フィン１１は、電動機支持脚３を介して電動機４から伝わった熱を放熱して、電動機４の熱の放熱効果を向上させるための放熱部品である。放熱フィン１１は、たとえば鋼材からなる放熱フィンである。放熱フィン１１は、直線フィン、直線フィンを変形させた形状を有する放熱フィンおよび突起フィンなど、各種の形状のフィンを用いることができる。

電動機支持脚３は、取付板７が電動機４の側面に直接接触している。このため、電動機４で生じた熱の一部は、電動機４から直接空気中に放熱される。また、電動機４で生じた熱の他の一部は、電動機４から電動機支持脚３に伝熱されて、電動機支持脚３から空気中に放熱される。そして、電動機４で生じた熱の他の一部は、電動機４から電動機支持脚３を介して放熱フィン１１に伝熱されて、放熱フィン１１から空気中に放熱される。

すなわち、電動機支持脚３に放熱フィン１１を設けることにより、換気扇１００において、電動機４で生じた熱を放熱する面積が増加し、より多くの熱を放熱することができる。換言すると、電動機支持脚３の表面積が増加するともいえる。このため、電動機支持脚３における放熱効果が向上し、電動機支持脚３からより多くの熱を放熱することができる。したがって、電動機支持脚３に放熱フィン１１を設けることにより、電動機４で生じた熱を、より効率的に且つ大量の熱を空気中に逃がすことができ、電動機４の温度上昇を抑制することができる。

換気扇１００においては、４つの電動機支持脚３の全てに放熱フィン１１が取り付けられているが、少なくとも１つの電動機支持脚３に放熱フィン１１が取り付けられていれば、上述した電動機４の温度上昇を抑制する効果が得られる。ただし、電動機４の温度上昇を抑制する効果を高める観点からは、４つの電動機支持脚３の全てに放熱フィン１１が取り付けられていることが好ましい。４つの電動機支持脚３の全てに放熱フィン１１が取り付けられていることで、電動機４の温度上昇の抑制効果がより向上する。

図１においては、放熱フィン１１は、電動機支持脚３において、電動機４の回転軸に垂直な面に沿った方向において電動機支持脚３に重なる位置に配置されており、すなわち、電動機４の回転軸に沿った方向から見た場合に、電動機支持脚３に重なる位置に配置されている。換言すると、放熱フィン１１は、電動機支持脚３において、電動機４の駆動により羽根車５が回転することで発生した空気流の流れに沿った方向に取り付けられている。これにより、羽根車５が回転することで発生した空気流の風路を妨げることなく、すなわち換気扇１００の風量を低下させることなく、上述した電動機４の温度上昇を抑制する効果が得られる。換気扇１００においては、電動機支持脚３における、電動機４の側面から電動機４の回転軸に垂直な面に沿って伸びた部分において、電動機４の軸方向における本体枠１側および本体枠１側と反対側の２箇所に放熱フィン１１が配置されている。

なお、換気扇１００の風量の低下が問題にならない場合には、放熱フィン１１は、電動機４の回転軸に垂直な面に沿った方向におけるどの側面に配置されてもかまわない。すなわち、放熱フィン１１は、電動機支持脚３における電動機支持脚３の伸長方向に垂直な断面の外形に沿った外形方向において、電動機支持脚３の外周面の少なくとも一部の領域に配置されればよい。この場合も、上述した電動機４の温度上昇を抑制する効果が得られる。

放熱フィン１１における電動機支持脚３との対向面の形状は、電動機支持脚３における放熱フィン１１との対向面の表面形状に沿った形状とされる。すなわち、放熱フィン１１における電動機支持脚３への取り付け面の表面形状は、電動機支持脚３における放熱フィン１１の取り付け面の表面形状に沿った形状とされる。これにより、放熱フィン１１と電動機支持脚３とを密着させることができ、放熱フィン１１における放熱性が向上する。

たとえば電動機支持脚３が、伸長方向に垂直な断面形状が円形状である円筒形状に形成されている場合には、放熱フィン１１における電動機支持脚３との対向面の形状は、電動機支持脚３における放熱フィン１１の取り付け面の表面形状に沿った円弧状の表面形状とされる。また、電動機支持脚３が、伸長方向に垂直な断面形状が四角形状である角筒形状に形成されている場合には、放熱フィン１１における電動機支持脚３との対向面の形状は、電動機支持脚３における放熱フィン１１の取り付け面の表面形状に沿った平面状の表面形状とされる。換気扇１００においては、電動機支持脚３が、伸長方向に垂直な断面形状が四角形状である角筒形状に形成されている。そして、放熱フィン１１における電動機支持脚３との対向面の形状は、平面状の表面形状とされる。

換気扇１００においては、放熱フィン１１は、ねじ１２によって電動機支持脚３に後付けされる。ねじ１２は、電動機支持脚３に放熱フィン１１を取り付けるための取り付け部品である。このため、放熱フィン１１は、ねじ１２が取り付けられるねじ孔を電動機支持脚３に形成するだけで、電動機支持脚３に容易に取り付けることが可能になる。また、既に使用されている既成の電動機支持脚３に、ねじ孔を追加加工するだけで、放熱フィン１１を取り付けることが可能になる。

また、電動機支持脚３を取り付けるために本体枠１を特別な専用形状に形成する必要がなく、本体枠１の構造が複雑になることもない。したがって、本体枠１と電動機支持脚３と電動機４とは、従来通りの構造から変更する必要がなく、既成の構造を維持できる。したがって、本体枠１および電動機４への電動機支持脚３の取り付け方法も既製品の場合から変更する必要がなく、従来通りに行うことができる。したがって、換気扇１００においては、放熱フィン１１を設けることにより、換気扇１００の製造が複雑になったり組み立てが困難になるといった支障を来すことがない。

上記においては、電動機支持脚３に放熱フィン１１を取り付ける取り付け部品として、ねじ１２による固定を例に挙げたが、取り付け部品はこれに限定されない。電動機支持脚３に放熱フィン１１を後付けすることができるものであれば、材質、形状に制約はなく、例えばボルトを用いてもよい。また、電動機支持脚３に放熱フィン１１を固定できれば、電動機支持脚３におけるねじ１２による放熱フィン１１の固定位置に制約はない。

また、電動機支持脚３について、中実品および中空品の制約はない。

上述した本実施の形態１にかかる換気扇１００は、電動機支持脚３に放熱フィン１１を取り付けることにより、電動機４から電動機支持脚３に伝わった電動機４の熱の放熱効果を向上させることができる。これにより、電動機４で発生した熱を電動機４、電動機支持脚３および放熱フィン１１の３部品から放熱することが可能となり、電動機４の温度上昇を抑制する効果を向上させることができる。

また、放熱フィン１１は、ねじ１２によって電動機支持脚３に固定されるため、換気扇１００の構造が複雑になることがなく、簡単な構造で電動機４の温度上昇を抑制する効果を向上させることができる。

したがって、本実施の形態１にかかる換気扇１００は、簡単な構造で換気扇１００の電動機４の温度上昇を抑制可能な換気扇を実現できる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかる換気扇２００の正面図である。図６は、本発明の実施の形態２にかかる換気扇２００の側面図であり、図５における矢視Ｂの方向から見た図である。なお、図５においては、一部において換気扇２００の断面を示している。図７は、本発明の実施の形態２にかかる換気扇２００の電動機支持脚３を示す側面図である。図５から図７においては、前述の実施の形態１にかかる換気扇１００に相当する部分には同一符号を付してある。

本実施の形態２にかかる換気扇２００は、電動機支持脚３における放熱フィン１１の取り付け面および１本の電動機支持脚３に取り付けられる放熱フィン１１の数量が、上述した実施の形態１にかかる換気扇１００と異なる。本実施の形態２にかかる換気扇２００における放熱フィン１１以外の構成は、実施の形態１にかかる換気扇１００と同じである。

換気扇２００においては、電動機支持脚３１、電動機支持脚３２および電動機支持脚３３の３本の電動機支持脚３では、電動機支持脚３における電動機４の側面から電動機４の回転軸に垂直な面に沿って延びた部分の全ての側面に放熱フィン１１が配置されている。すなわち、電動機支持脚３１、電動機支持脚３２および電動機支持脚３３では、電動機支持脚３における電動機支持脚３の伸長方向に垂直な断面の外形に沿った外形方向において、全ての外周面を覆って放熱フィン１１が配置されている。

また、電源コード１０が固定された電動機支持脚３である電動機支持脚３４では、電動機支持脚３における電動機４の側面から電動機４の回転軸に垂直な面に沿って延びた部分において、電源コード１０が配置された側面以外の側面に放熱フィン１１が配置されている。すなわち、電動機支持脚３４では、電動機支持脚３における電動機支持脚３の伸長方向に垂直な断面の外形に沿った外形方向において、電源コード１０が配置された面以外の外周面に放熱フィン１１が配置されている。換言すると、電動機支持脚３４では、電動機支持脚３における上記外形方向において、電源コード１０が配置された領域以外の外周面に放熱フィン１１が配置されている。

換気扇２００においては、電動機支持脚３における放熱フィン１１の取り付け面が換気扇１００よりも多く、１本の電動機支持脚３に取り付けられる放熱フィン１１の本数が換気扇１００よりも多い。これにより、換気扇２００においては、電動機４で生じた熱を放熱する面積が換気扇１００よりもさらに増加し、換気扇１００よりもさらに多くの熱を放熱することができる。換言すると、電動機支持脚３の表面積が換気扇１００よりもさらに増加するともいえる。このため、電動機支持脚３における放熱効果がさらに向上し、電動機支持脚３からさらに多くの熱を放熱することができる。したがって、換気扇２００は、電動機支持脚３に放熱フィン１１を設けることにより、電動機４で生じた熱を、換気扇１００よりもさらに効率的に且つ換気扇１００よりもさらに大量の熱を空気中に逃がすことができ、電動機４の温度上昇の抑制効果がさらに大きい。

上述した本実施の形態２にかかる換気扇２００は、実施の形態１にかかる換気扇１００よりも多くの放熱フィン１１を備えるため、換気扇１００よりもさらに効率的に且つ換気扇１００よりもさらに大量の熱を空気中に逃がすことができ、電動機４の温度上昇の抑制効果をさらに向上させることができる。

なお、上述した実施の形態１および実施の形態２において、電動機支持脚３における放熱フィン１１の配置および数量の例を示したが、電動機支持脚３における放熱フィン１１の数量および配置位置は任意であり、電動機４に必要な放熱量に応じて決定することができる。

また、電源コード１０が配線されている電動機支持脚３においては実施の形態２に示したように電動機支持脚３における電源コード１０の配線面においては放熱フィン１１が妨げとなるので、電源コード１０の配線面を除く３面に取り付けることが可能である。この場合も、上記と同様に、電動機４の熱を効率的に且つ大量に空気中に逃がすことができ、電動機４の温度上昇の抑制効果を向上させることができる。

図８は、本発明の実施の形態２にかかる他の換気扇の正面図である。図８に示すように、電源コード１０が配線された電動機支持脚３を除く全ての電動機支持脚３に放熱フィン１１が取り付けられた他の換気扇を構成することも可能である。この場合も、上記と同様に、電動機４の熱を効率的に且つ大量に空気中に逃がすことができ、電動機４の温度上昇の抑制効果を向上させることができる。この場合は、１本の電動機支持脚３に取り付けられる放熱フィン１１の数量を多くすることが好ましい。

また、上述した実施の形態１および実施の形態２においては、電動機支持脚３が角筒形状に形成されている場合を例に示したが、電動機支持脚３が円筒形状に形成されている場合も、上記と同様に放熱フィン１１を設けることで、上述した電動機４の温度上昇を抑制する効果が得られる。

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、上述した実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、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 本体枠、２ 風洞部、３，３１，３２，３３，３４ 電動機支持脚、４ 電動機、５ 羽根車、６，７ 取付板、８，９ ボルト、１０ 電源コード、１１ 放熱フィン、１２ ねじ、１００，２００ 換気扇。

Claims (8)

1. 風洞部を有する本体枠と、
   前記本体枠に取り付けられた複数の電動機支持脚と、
   前記電動機支持脚により支持された電動機と、
   前記電動機の駆動により回転して空気流を発生させる羽根車と、
   前記電動機支持脚に固定される放熱部品と、
   を備えること、
   を特徴とする換気扇。
2. 前記複数の電動機支持脚のうち、少なくとも１つの電動機支持脚に前記放熱部品が固定されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の換気扇。
3. 前記電動機へ電力を供給するための電源コードを備え、
   前記複数の電動機支持脚のうち、前記電源コードが固定された前記電動機支持脚を除く全ての前記電動機支持脚に前記放熱部品が取り付けられていること、
   を特徴とする請求項２に記載の換気扇。
4. 全ての前記電動機支持脚に前記放熱部品が取り付けられていること、
   を特徴とする請求項２に記載の換気扇。
5. 前記放熱部品は、前記電動機支持脚における前記電動機支持脚の伸長方向に垂直な断面の外形に沿った外形方向において、前記電動機支持脚の外周面の少なくとも一部の領域に配置されていること、
   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。
6. 前記電動機へ電力を供給するための電源コードを備え、
   前記放熱部品は、前記電動機へ電力を供給するための電源コードが固定された前記電動機支持脚の前記外形方向において、前記電源コードが配置された面以外の前記外周面に配置されていること、
   を特徴とする請求項５に記載の換気扇。
7. 前記放熱部品は、前記電動機支持脚において、前記電動機の回転軸に沿った方向から見た場合に前記電動機支持脚に重なる位置に配置されていること、
   を特徴とする請求項５に記載の換気扇。
8. 前記放熱部品は、前記外形方向において、全ての前記外周面を覆って配置されていること、
   を特徴とする請求項５に記載の換気扇。