JP2023123976A

JP2023123976A - 換気扇

Info

Publication number: JP2023123976A
Application number: JP2022027492A
Authority: JP
Inventors: 雄嵩川崎; Yutaka Kawasaki
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2022-02-25
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2023-09-06

Abstract

【課題】風量を増加する技術を提供する。【解決手段】換気扇は、フレームと、羽根車２００を含む。フレームは、箱状の形状を有するとともに、風上側と風下側とにおいて開口する。羽根車２００は、フレームの内部に配置される。羽根車２００の中心部分にはボス部２３０が配置される。羽根車２００は、ボス部２３０の外周に複数枚の翼２４０を固定する。翼２４０は、風上側に向かって突出するとともに、部分的に風下側に向かって沈下する。【選択図】図４

Description

本開示は、羽根車の回転により気流を生成する換気扇に関する。

換気扇に使用される羽根では、気流の流入をスムーズにして騒音を低減させるために、翼外縁部の前縁が先細形状とされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－１８３６０４号公報

換気扇に使用される羽根において、翼の大きさが同一であっても風量を増加することが求められる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、風量を増加する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の換気扇は、風上側と風下側とにおいて開口した箱状のフレームと、フレームの内部に配置され、ボス部の外周に複数枚の翼を固定した羽根車とを備える。翼は、風上側に向かって突出するとともに、部分的に風下側に向かって沈下する。

本開示によれば、風量を増加できる。

図１（ａ）－（ｄ）は、実施例に係る換気扇の外観の構造を示す図である。換気扇の構造を示す分解斜視図である。図３（ａ）－（ｂ）は、換気扇の構造を示す断面図である。図４（ａ）－（ｂ）は、羽根車の構造を示す図である。図５（ａ）－（ｃ）は、羽根車の構造を示す図である。羽根車のサイズを示す図である。図７（ａ）－（ｂ）は、羽根車の構造を示す断面図である。図８（ａ）－（ｂ）は、羽根車における翼の形状を示す図である。

以下、本開示を実施するための形態について、（１）基本構造、（２）羽根車の構造の順に添付図面を参照して説明する。
（１）基本構造
図１（ａ）－（ｄ）は、換気扇１０００の外観の構造を示す。図１（ａ）－（ｂ）は、シャッター４１０が閉じている場合の換気扇１０００の構造を示し、図１（ｃ）－（ｄ）は、シャッター４１０が開いている場合の換気扇１０００の構造を示す。図２は、換気扇１０００の構造を示す分解斜視図である。フレーム１００は箱状の形状を有するとともに、前側に開口した風上側開口１０２と、後側に開口した風下側開口１０４とを有する。前側は、図２の左側であり、室内側、風上側に相当する。後側は、図２の右側であり、室外側、風下側に相当する。

フレーム１００の内部には、風上側にスピンナー２１０を装着した羽根車２００と、羽根車２００に風下側から接続されて羽根車２００を駆動するモータ２２０と、モータ２２０を風下側から支持するモータサポート２２２が設けられる。つまり、羽根車２００とモータ２２０は、モータサポート２２２によりフレーム１００に固定される。

フレーム１００には、風上側開口１０２の周囲を囲む枠形形状のフランジ１１０が設けられる。フランジ１１０には風上側から、羽根車２００の風胴となるオリフィス３００が装着される。オリフィス３００は、中央部分に円形の開口３１０を有する。オリフィス３００がフランジ１１０に装着された状態において、開口３１０から羽根車２００とスピンナー２１０が露出する。

フレーム１００の風下側開口１０４には、開閉可能な第１シャッター４１０ａから第３シャッター４１０ｃが配置される。第１シャッター４１０ａは最も下側に配置され、第２シャッター４１０ｂは第１シャッター４１０ａの上側に配置され、第３シャッター４１０ｃは第２シャッター４１０ｂの上側に配置される。第１シャッター４１０ａから第３シャッター４１０ｃはシャッター４１０と総称される。シャッター４１０は、第１シャッター支持板４００ａ、第２シャッター支持板４００ｂにより両側から支持され、カップリングロッド５００の上下移動により開閉される。カップリングロッド５００の上下移動はスイッチ４２０によりなされる。第１シャッター支持板４００ａと第２シャッター支持板４００ｂはシャッター支持板４００と総称される。シャッター支持板４００、シャッター４１０、リベット５２０、カップリングロッド５００の構造、およびシャッター４１０の開閉動作については後述する。

図３（ａ）－（ｂ）は、換気扇１０００の構造を示す断面図である。これらは、図１（ａ）、（ｃ）のＡ－Ａ’断面図である。図３（ａ）は、シャッター４１０が閉じている状態を示す。フレーム１００の内部における風下側開口１０４の近傍には、帯状のシャッター支持板４００が上下方向に設けられる。シャッター支持板４００には、第１支持軸４１２ａから第３支持軸４１２ｃが下側から上側の順番に並べられる。また、風下側開口１０４において、外気の流入を防止するための第１シャッター４１０ａから第３シャッター４１０ｃが下側から上側の順番に並べられる。第１シャッター４１０ａの両端部のアーム部が第１支持軸４１２ａに連結されることによって、第１支持軸４１２ａは、第１シャッター４１０ａを回動自在に支持する。また、第２支持軸４１２ｂは第２シャッター４１０ｂを回動自在に支持し、第３支持軸４１２ｃは第３シャッター４１０ｃを回動自在に支持する。

カップリングロッド５００は、フレーム１００の内部において上下方向に延びる第１片５１０と、第１片５１０の下端部分から風上側に延びる第２片５１２とを有する。第１片５１０と第２片５１２は屈曲部５１４において接続され、第１片５１０と第２片５１２はと屈曲部５１４は１つの部品として一体的に製造される。

第１片５１０は、第１シャッター４１０ａのアーム部に第１リベット５２０ａを介して上下方向に移動可能に連結される。また、第１片５１０は、第２シャッター４１０ｂのアーム部に第２リベット５２０ｂを介して上下方向に移動可能に連結される。さらに、第１片５１０は、第３シャッター４１０ｃのアーム部に第３リベット５２０ｃを介して上下方向に移動可能に連結される。第１リベット５２０ａから第３リベット５２０ｃはリベット５２０と総称される。

第２片５１２は、風下側の屈曲部５１４と風上側の前端部分５４２との間を延びる。前端部分５４２はスイッチ４２０に接続される。スイッチ４２０は、カップリングロッド５００における第２片５１２の前端部分５４２を上下方向に移動させる。図３（ａ）の状態において換気扇１０００の電源はオフされており、モータ２２０は停止している。

図３（ｂ）は、シャッター４１０が開いている状態を示す。図３（ａ）におけるスイッチ４２０が下側に向いて引かれることによって、第２片５１２が下側に向かって移動する。第２片５１２の移動とともに第１片５１０も下側に向かって引き下げられる。各シャッター４１０は、支持軸４１２を支点に回動して開放し、保持される。また、図３（ｂ）の状態において換気扇１０００の電源がオンされ、モータ２２０が動作する。その結果、羽根車２００が回転する。

（２）羽根車の構造
図４（ａ）－（ｂ）は、羽根車２００の構造を示す。図４（ａ）は、羽根車２００を風上側から見た場合の平面図を示し、図４（ｂ）は、羽根車２００を風上側から見た場合の斜視図を示す。羽根車２００の中心部分には、円柱形状のボス部２３０が配置され、ボス部２３０の外周には複数枚の翼２４０が固定される。ここでは、翼２４０の数を「５」とするが、翼２４０の数は「５」に限定されない。翼２４０において、ボス部２３０側が内周であり、内周の反対側が外周である。そのため、翼２４０において、ボス部２３０に接続される縁、つまり内周側の縁が内周縁２５０であり、外周側の縁が外周縁２５２である。羽根車２００が図５（ｃ）に示される回転方向に回転可能である場合、翼２４０における回転方向側の縁が前縁２６０であり、前縁２６０の反対側の縁が後縁２６２である。

図５（ａ）－（ｃ）は、羽根車２００の構造を示す。図５（ａ）は、羽根車２００の側面図であり、上側が風上側に相当し、下側が風下側に相当する。羽根車２００における翼２４０では、前縁２６０が後縁２６２よりも風上側に配置される。図５（ｂ）は、図５（ａ）における１つの翼２４０の断面図である。図５（ｂ）には、内周縁２５０から外周縁２５２に至る弧形状２７０が示される。具体的に説明すると、弧形状２７０は、内周縁２５０から風上側に向かって突出してから、風下側に向かって外周縁２５２に到達する。このような弧形状２７０は、一般的な翼の形状である。

一方、本実施例に係る翼２４０は、内周縁２５０から外周縁２５２に向かって進む場合に、内周縁２５０から風上側に向かって突出し、開始位置２８０において風下側に向かって沈下を開始する。また、翼２４０は、開始位置２８０から最大沈下位置２８２まで風下側に向かった沈下を続け、最大沈下位置２８２から風上側に向かって戻り始める。さらに、翼２４０は、終了位置２８４まで風上側に向かって戻り、終了位置２８４から風下側に向かって外周縁２５２に到達する。つまり、翼２４０は、開始位置２８０から終了位置２８４の間において、部分的に風下側に向かって沈下する。そのため、開始位置２８０は、風下側に向かって沈下を開始する位置であり、最大沈下位置２８２は、沈下量が最大になる位置であり、終了位置２８４は、風下側に向かった沈下が終了する位置である。ここで、内周縁２５０から開始位置２８０の間と、終了位置２８４から外周縁２５２との間は、弧形状２７０に近い形状になる。

図５（ｃ）は、羽根車２００の一部分を風下側から見た場合の平面図を示す。翼２４０における内周縁２５０と外周縁２５２との間には、前縁２６０から後縁２６２に向かって、開始位置２８０に沿った曲線（以下、この曲線も「開始位置２８０」という）と、最大沈下位置２８２に沿った曲線（以下、この曲線も「最大沈下位置２８２」という）と、終了位置２８４に沿った曲線（以下、この曲線も「終了位置２８４」という）とが並んで配置される。沈下量が最大となる最大沈下位置２８２が風下側に向いた立壁の役割を有することによって、内周縁２５０と終了位置２８４との間の第１領域２９０と、終了位置２８４と外周縁２５２との間の第２領域２９２とが形成される。そのため、気流は、第１領域２９０を流れる気流と、第２領域２９２を流れる気流とに分離される。気流が２つに分離することによって、１つの気流の流れがスムーズになる。その結果、翼２４０全体としての風量が増加する。

図６は、羽根車２００のサイズを示す。これは、羽根車２００の一部分を風上側から見た場合の平面図を示す。ボス部２３０の中心から外周縁２５２までの長さが羽根径である。ここでは、羽根径を「１」と仮定する。ボス部２３０の半径が０．２５から０．４であり、ボス部２３０の中心から開始位置２８０までの長さ「Ａ」が０．４９から０．５５である。また、ボス部２３０の中心から終了位置２８４までの長さ「Ｂ」が０．７９から０．８１であり、ボス部２３０の中心から最大沈下位置２８２までの長さが０．６５から０．６７である。

図７（ａ）－（ｂ）は、羽根車２００の構造を示す断面図である。図７（ａ）は、前縁２６０の近傍における翼２４０の断面図であり、図７（ｂ）は、後縁２６２の近傍における翼２４０の断面図である。図７（ａ）における弧形状２７０と最大沈下位置２８２との差は、図７（ｂ）における弧形状２７０と最大沈下位置２８２との差よりも大きい。つまり、羽根車２００の回転方向における翼２４０の前縁２６０側よりも翼２４０の後縁２６２側において沈下量が小さい。以下では、このことを図８（ａ）－（ｂ）も使用して説明する。

図８（ａ）－（ｂ）は、羽根車２００における翼の形状を示す。図８（ａ）は、羽根車２００の一部分を風下側から見た場合の平面図であり、図５（ｃ）と同様に、翼２４０は、内周縁２５０、外周縁２５２、前縁２６０、後縁２６２を有する。ここでは、内周縁２５０と外周縁２５２とを結ぶ線（ｉ）から線（ｖ）を規定する。線（ｉ）が最も後縁２６２に近く、線（ｖ）が最も前縁２６０に近く、線（ｉｉ）から線（ｉｖ）はこれらの間に配置される。図８（ｂ）は、線（ｉ）から線（ｖ）のそれぞれに対する弧形状２７０と最大沈下位置２８２とを示す。図示のごとく、線（ｉ）において弧形状２７０と最大沈下位置２８２が最も近くなる。

本実施例によれば、翼２４０は、風上側に向かって突出するとともに、部分的に風下側に向かって沈下するので、気流の流れを２つに分けることができる。また、気流の流れが２つに分かれるので、風量を増加できる。また、翼２４０の前縁２６０側よりも翼の後縁２６２側において沈下量が小さいので、２つに分かれた気流を１つにまとめて押し出すことができる。また、２つに分かれた気流が１つにまとめて押し出されるので、風量を増加できる。

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の換気扇（１０００）は、風上側と風下側とにおいて開口した箱状のフレーム（１００）と、フレーム（１００）の内部に配置され、ボス部（２３０）の外周に複数枚の翼（２４０）を固定した羽根車（２００）とを備える。翼（２４０）は、風上側に向かって突出するとともに、部分的に風下側に向かって沈下する。

翼（２４０）は、ボス部（２３０）側の内周縁（２５０）と、内周縁（２５０）とは反対側の外周縁（２５２）とを有してもよい。翼（２４０）を内周縁（２５０）から外周縁（２５２）に向かって進む場合に、風下側に向かって沈下を開始する位置を開始位置（２８０）と呼ぶ場合、風下側に向かった沈下が終了する位置は終了位置（２８４）と呼ばれ、羽根径を１とした場合に、ボス部（２３０）の半径が０．２５から０．４であり、ボス部（２３０）の中心から開始位置（２８０）までの長さが０．４９から０．５５であり、ボス部（２３０）の中心から終了位置（２８４）までの長さが０．７９から０．８１であり、ボス部（２３０）の中心から沈下量の最大位置（２８２）までの長さが０．６５から０．６７であってもよい。

羽根車（２００）の回転方向における翼（２４０）の前縁（２６０）側よりも翼の後縁（２６２）側において沈下量が小さい。

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００フレーム、１０２風上側開口、１０４風下側開口、１１０フランジ、２００羽根車、２１０スピンナー、２２０モータ、２２２モータサポート、２３０ボス部、２４０翼、２５０内周縁、２５２外周縁、２６０前縁、２６２後縁、２７０弧形状、２８０開始位置、２８２最大沈下位置、２８４終了位置、２９０第１領域、２９２第２領域、３００オリフィス、３１０開口、４００シャッター支持板、４１０シャッター、４１２支持軸、４２０スイッチ、５００カップリングロッド、５１０第１片、５１２第２片、５１４屈曲部、５２０リベット、１０００換気扇。

Claims

風上側と風下側とにおいて開口した箱状のフレームと、
前記フレームの内部に配置され、ボス部の外周に複数枚の翼を固定した羽根車とを備え、
前記翼は、前記風上側に向かって突出するとともに、部分的に前記風下側に向かって沈下する換気扇。
前記翼は、前記ボス部側の内周縁と、前記内周縁とは反対側の外周縁とを有し、
前記翼を前記内周縁から前記外周縁に向かって進む場合に、前記風下側に向かって沈下を開始する位置を開始位置と呼ぶ場合、前記風下側に向かった沈下が終了する位置は終了位置と呼ばれ、
羽根径を１とした場合に、前記ボス部の半径が０．２５から０．４であり、前記ボス部の中心から前記開始位置までの長さが０．４９から０．５５であり、前記ボス部の中心から前記終了位置までの長さが０．７９から０．８１であり、前記ボス部の中心から沈下量の最大位置までの長さが０．６５から０．６７である請求項１に記載の換気扇。
前記羽根車の回転方向における前記翼の前縁側よりも前記翼の後縁側において前記沈下量が小さい請求項２に記載の換気扇。