JP2707802B2 - 換気扇 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、天井面等に取付け、換気ダクトにより換気
を行うダクト用換気扇に関し、特にその吸音構造に関す
るものである。

［従来の技術］ 第11図は例えば実開昭63−152000号公報に示された従
来の吸音構造を有する換気扇を示す縦断面図、第12図は
同その要部を拡大して示す分解斜視図である。図におい
て、（１）は箱形の筐体、（２）は昇圧・送風作用を行
う遠心羽根車、（３）はこの遠心羽根車（２）を駆動す
る電動機、（４）は遠心羽根車（２）の周りを囲んで渦
巻状風路（５）を形成する柔軟性のある発泡材で構成さ
れた柔軟性多孔質外周壁、（６）はこの柔軟性多孔質外
周壁（４）の外側に設けられた背面空気層、（７）はフ
ァン吹き出し口、（８）は換気ダクト（図示せず）と接
続するためのダクトフランジ、（９）は遠心羽根車
（２）の吸い込み側に設けられたベルマウス状のファン
吸い込み口（10）を有するベルマウス付側板、（11）は
柔軟性多孔質外周壁（４）を固定するためのチャンネル
（12）を形成するリブ状突起、（13）は柔軟性多孔質外
周壁（４）の巻初めの曲線形状を形成するプラスチック
等からなる舌部である。

従来の吸音構造を有する換気扇は上記のように構成さ
れ、電動機（３）により回転駆動された遠心羽根車
（２）の作用により室内側の空気がベルマウス付側板に
設けられたファン吸い込み口（10）により流入し、遠心
羽根車（２）と柔軟性多孔質外周壁（４）により形成さ
れる渦巻状風路（５）を通る間に昇圧されてファン吹き
出し口（７）に集められ、ダクトフランジ（８）に接続
される換気ダクト（図示せず）を経て室外に排出され
る。この過程において、遠心羽根車（２）より発生した
送風機騒音が柔軟性多孔質外周壁（４）と背面空気層
（６）とにより構成される吸音部の吸音効果により吸収
減衰されるため、ファン吸い込み口（10）より室内に伝
播される騒音を抑制することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の吸音構造を有する換気扇では、多
孔質外周壁（４）が柔軟性のある発泡材で構成されてい
るから、これを位置決めして固定するためのチャンネル
（12）を形成するリブ状突起（11）や曲線形状の舌部
（13）が別に必要となって、構造が複雑で組み立て性も
悪いことや、実質的な吸音部表面積が制限された分だけ
吸音効果も少ないこと、柔軟性多孔質外周壁（４）の寸
法精度を良くできないため性能のばらつきも大きいこと
などの問題点があった。また、リブ状突起（11）を設け
るためのスペースが余分に必要になることや、多孔質外
周壁（４）を柔軟性を有する発泡材で構成しているた
め、吸音性能を向上させるにはある程度厚くすることが
必要になることなどにより、筐体（１）の内側寸法に比
べて渦巻状風路を形成する柔軟性多孔質外周壁（４）の
内側寸法がかなり小さくなるため、風量や圧力などの空
力性能が相当低くなってしまうという問題点があった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、従来例のようなリブ状突起や舌部等を別に設
ける必要がない簡単な構造で、組み立て性や寸法精度が
良く、渦巻状風路の内側表面の吸音部を無駄なく利用し
て十分な吸音効果を確保した吸音構造を有する換気扇を
得ることを目的とする。

また本発明は、筐体の内側寸法と比べた多孔質外周壁
の内側寸法の減少が僅かで、ファン空力性能の低下が殆
ど無いにもかかわらず、十分な吸音効果を確保した吸音
構造を有する換気扇を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の換気扇は、渦巻状風路を形成する外周壁（舌
部も含む）全体を硬質の単一多孔質構造体で一部上記筐
体内面に当接するように形成し、ファン吹き出し口に形
成した外周壁終端係合部に係合させるとともに筐体内面
に当接させることにより位置決めし、上記筐体に一体に
締結されるベルマウス付側板で押さえ付け固定するよう
にしたものである。

また、外形寸法が上記外周壁寸法以上で上記ファン吸
い込み口を嵌挿する孔を有し、硬質の単一多孔質構造体
からなる多孔質側壁を、上記ファン吸い込み口を上記孔
にはめ込み位置決めするとともに、上記筐体に一体に締
結される上記ベルマウス付側板でスペーサを介して上記
多孔質側壁を押さえ付け上記外周壁端面と当接させ固定
することにより、上記多孔質側壁を上記ベルマウス付側
板とは上記スペーサにより離隔して並行に設けたもので
ある。

さらに、外周壁を上記の如く硬質の単一多孔質構造体
で形成して設けるとともに、上記の如く硬質の多孔質構
造体からなる単一多孔質側壁を設けたものである。

［作用］ 本発明の換気扇は、外周壁を硬質の単一多孔質構造体
で一部筐体内面に当接するように形成しているので、フ
ァン吹き出し口に形成した外周壁終端係合部に係合させ
るとともに上記筐体内面に当接させることにより簡単に
位置決めでき、固定もベルマウス付側板で押さえ付ける
だけでよく、構造が簡単で組み立て性や寸法精度もよい
ものにできる。また、舌部も含んだ多孔質外周壁全体を
吸音部として利用できるため吸音効果も十分確保でき、
さらに多孔質外周壁の内側寸法も相当大きくできるため
空力性能も殆ど低下しない。

また、外周壁を例えば薄い鉄板や樹脂板などで形成
し、外周壁の代わりに寸法的に余裕がある吸い込み側に
硬質の単一多孔質構造体からなる多孔質側壁を設けて吸
音部を確保した構造にすることによっても、組み立て性
や寸法精度をよくできると同時に吸音効果や空力性能も
十分に確保できる。

さらに、外周壁と側壁の両方を硬質の単一多孔質構造
体で形成することにより、吸音効果をさらに向上させる
ことができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の換気扇を示す横断面図、
第２図は第１図のII−II線断面図である。（１）〜
（３）及び（５）〜（10）は上記従来例と同様のもので
ある。（14）は上記従来例の柔軟性多孔質外周壁（４）
の代わりに設けた硬質の多孔質外周壁であり、筐体
（１）の内面に一部が当接する大きさで舌部も一体に硬
質の単一多孔質構造体で成形されたものである。（15）
は筐体（１）のファン吹き出し口（７）位置に設けた外
周壁終端押えのための外周壁終端係合部で、硬質の多孔
質外周壁（14）の吹き出し口位置の位置決めに使われ
る。この外周壁終端係合部（15）と筐体（１）内面の一
部に当接することにより位置決めされた硬質の多孔質外
周壁（14）が、筐体（１）にネジ等で締結されるベルマ
ウス付側板（９）で押さえつけられることにより固定さ
れている。この場合、上記硬質の多孔質外周壁（14）の
吹き出し口位置の間隔を少し小さ目に成形しておくと、
これを多少広げながら上記外周壁終端係合部（15）にセ
ットすることによって挟み込む力が働き、ファン吹き出
し口（７）位置にさらに正確に位置決めすることが可能
となる。

上記のように構成された換気扇においては、従来例の
ようなリブ状突起（11）やチャンネル（12）が不用とな
って筐体（１）のファン吹き出し口（７）位置に設けた
外周壁終端係合部（15）と筐体（１）の内面の一部だけ
で容易に位置決めでき、固定もベルマウス付側板（９）
で押さえつけるだけで良いため、構造が非常に簡単で組
み立て性や寸法精度が格段に向上している。また、リブ
状突起（11）が不必要となるため筐体（１）の内側寸法
まで多孔質外周壁（14）を大きくでき（一部当接させて
いる）、空力性能が向上している。さらにリブ状突起
（11）や舌部（13）の部分の表面積も吸音部として利用
できるものになっているため、吸音効果も向上してい
る。

また、外周壁の代わりに寸法的に余裕がある吸い込み
側に吸音部を確保した吸音構造の換気扇でも同様の効果
が期待できる。第３図はこの場合の他の実施例を示す縦
断面図で、薄い鉄板や樹脂板等で成形された外周壁（1
6）とベルマウス付側板（９）との間に、ファン吸い込
み口（10）が嵌挿する孔、即ちファン吸い込み口（10）
の形状の丸穴を有する硬質の単一多孔質構造体からなる
多孔質側壁（17）を、ベルマウス付側板（９）に取り付
けたスペーサ（18）によりベルマウス付側板（９）と並
行に背面空気層（６）を確保した配置で、ファン吸い込
み口（10）を丸穴にはめ込むことにより位置決めし、ベ
ルマウス付側板（９）でスペーサ（18）を介して押さえ
つけることにより固定してある。

この場合には吸音部の表面積が上記一実施例より小さ
くなっているが、ファン吸い込み口（10）側に放射伝播
される騒音に対してはより効果的な配置であるため実質
的な吸音効果は殆ど差がない。しかも、外周壁（16）の
厚さが薄くなっているため内側寸法をさらに大きくでき
ることにより、空力性能もさらに向上している。なお、
第３図の実施例では硬質の多孔質側壁（17）の外形形状
を筐体（１）の開口面とほぼ同じ形状としているが、外
周壁（16）の寸法以上にすればほぼ同様の効果が期待で
きる。

さらに上記両実施例を組み合わせた外周壁と側壁の両
方を硬質の単一多孔質構造体で成形したものにすること
により、吸音効果を倍増することが可能となる。この場
合、硬質の多孔質外周壁（14）と多孔質側壁（17）を別
々の部品として成形し、組み立てたものでも良いが、硬
質の多孔質側壁（17）の外形形状を硬質の多孔質外周壁
（14）と同一形状にして一体に成形したものにすること
により、組み立てをさらに容易にすることができ、強度
も向上する。なお、背面側の側壁も硬質の多孔質側壁に
することも考えられるが、ファン吸い込み口（10）側に
放射伝播される騒音に対しては、吸音効果がそれほど期
待できないため、大きさやコストが増大し、組み立て性
が悪化することを考えれば得策とは言えない。

ところで、硬質の多孔質側壁（17）を設ける場合には
背面空気層を確保するためにスペーサ（18）が必要とな
るが、これを硬質の多孔質側壁（17）と一体で成形した
一つ以上の線状または点状突起とすることにより、組み
立て性をさらに向上させることができる。

第４図の縦断面図に、この場合のさらに他の実施例の
換気扇を示す。この実施例では、硬質の多孔質外周壁
（14）を押さえる付近の硬質の側壁（17）の背面空気層
（６）側に複数の点状突起（19）を一体で成形した場合
を示しているが、このように外周壁を押さえる位置付近
に点状突起（19）や線状突起を設けることによって硬質
の多孔質側壁（17）に余分な曲げ力が加わらないように
することができるため強度上有利となっている。

さて、以上の実施例では、硬質の多孔質外周壁（14）
と多孔質側壁（17）を構成する単一多孔質構造体の内部
構造については特に規定していなかったが、これを同一
出願人により平成１年４月28日に出願された特願平１−
110996号明細書の「多孔質構造体」に述べられた特殊な
内部構造の多孔質構造体にすることにより、吸音性能を
さらに向上させることが可能となる。即ち、多孔質層の
比重を層の厚さ方向もしくは面方向に連続的に変化させ
たものにすることによって要求される吸音性能上最適な
比重分布にすることができ、また風路側の壁面に厚さ10
0μｍ以下のスキン層を一体で設けることにより、低周
波での吸音効果をさらに向上させることができる。

以下に、この先行出願の明細書の内容から関連する部
分を引用することにより、吸音性能の向上効果について
説明する。

第６図は第５図の特性図に示す三種類の厚さ方向の空
孔率（即ち比重）分布をもった厚さ10mmの多孔質層の垂
直入射吸音率特性を示した図である。曲線A,Cは空孔率
が厚さ方向にほぼ一様で、それぞれ約25％，約10％のも
のであり、曲線Ｂは空孔率が厚さ方向に10〜25％の範囲
で連続的に変化しているものである。図から判るよう
に、空孔率分布を有するサンプル（曲線Ｂ）が最も吸音
率特性が良いことがわかる。

次に、多孔質層の面方向に空孔率（比重）を変化させ
ることによる吸音特性の改善効果について説明する。第
７図の特性図は厚さ10mmの三種類のサンプルの空孔率の
変化を示し、曲線Ａ→Ｂ→Ｃの順で空孔率が小さくなっ
ている。このときの吸音率特性を第８図に示す。この図
より、特に音波入射面側の空孔率を小さくすれば（曲線
Ｃに相当）、低周波域の吸音率が向上する。従って、多
孔質層の面方向の空孔率に分布を持たせることにより、
広い周波数帯域で良好な吸音特性を得ることができる。

次に、多孔質層の表面にスキン層を一体で設けた場合
の効果について説明する。第10図は第９図の特性図に示
す厚さ方向の空孔率（比重）分布をもった厚さ10mmの多
孔質層の垂直入射吸音率特性を示した図である。図から
明らかなように、このサンプルでは400Hzという低周波
で吸音率が最大となり、しかもその値が90を越える良好
な吸音特性が得られた。このとき、このサンプルの音波
入射面側の低空孔率部を顕微鏡で破断観察した結果、そ
の表面が厚さ30μｍ程度のほぼ非通気性のスキン層にな
っていることが見いだされた。さらにスキン層の厚さを
種々変更して吸音特性の試験を行った結果、スキン層が
100μｍを越えると、スキン層が質量としてではなく弾
性膜（バネ系）として働くようになり、最高吸音率の周
波数は逆に上がってしまって所要の効果が得られなかっ
た。従って、100μｍ以下が妥当であることを確認し
た。

［発明の効果］ 本発明の換気扇は、以上説明したように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

渦巻状風路を形成する外周壁全体を硬質の単一多孔質
構造体で一部上記筐体内面に当接するように形成し、フ
ァン吹き出し口に形成した外周壁終端係合部に係合させ
るとともに筐体内面に当接させることにより位置決め
し、上記筐体に一体に締結されるベルマウス付側板で押
さえ付け固定するようにしたので、簡単な構造で組み立
て性や寸法精度が良いだけでなく、空力性能や吸音効果
も向上させることができる。

また、寸法的に余裕のある吸い込み側、ベルマウス付
側板と外周壁との間に、ファン吸い込み口を嵌挿する孔
を有し、硬質の単一多孔質構造体からなる多孔質側壁
を、上記ファン吸い込み口を上記孔にはめ込み位置決め
し、上記ベルマウス付側板でスペーサを介して押さえ付
け固定して、硬質の多孔質側壁と背面空気層を設けた構
造にすることにより、上記と同様組み立て性や寸法精度
が良好で、空力性能や吸音効果も良いものにすることが
できる。

さらに、外周壁を上記の如く硬質の単一多孔質構造体
で形成し、硬質の単一多孔質構造体からなる多孔質側壁
をも設けたので、吸音効果をさらに向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の換気扇を示す横断面図、第
２図は第１図のII−II線断面図、第３図は本発明の他の
実施例を示す縦断面図、第４図は本発明のさらに他の実
施例を示す縦断面図、第５図は本発明に係わる多孔質構
造体の厚さに対する比重（即ち空孔率）を示す特性図、
第６図は第５図に空孔率曲線を示した多孔質構造体の垂
直入射吸音率を示す特性図、第７図は本発明に係わる面
方向に比重（空孔率）を変化させた多孔質構造体の厚さ
に対する空孔率を示す特性図、第８図は第７図に空孔率
曲線を示した多孔質構造体の垂直入射吸音率を示す特性
図、第９図は本発明に係わる表面にスキン層を有する多
孔質構造体の厚さに対する空孔率を示す特性図、第10図
は第９図に空孔率曲線を示した多孔質構造体の垂直入射
吸音率を示す特性図、第11図は従来の吸音構造を有する
換気扇を示す縦断面図、第12図は同要部拡大分解斜視図
である。 図において、（１）は筐体、（２）は遠心羽根車、
（３）は電動機、（６）は背面空気層、（７）はファン
吹き出し口、（９）はベルマウス付側板、（14）は硬質
の多孔質外周壁、（15）は外周壁終端係合部、（17）は
硬質の多孔質側壁、（18）はスペーサである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−146096（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−140799（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−60034（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一面が開口された箱型の筐体、この筐体の
   開口面と反対側の背面に取り付けられた電動機、この電
   動機に回転駆動される遠心羽根車、この遠心羽根車を囲
   む渦巻状風路を形成する外周壁、上記渦巻状風路終端部
   に位置する上記筐体面に設けられたファン吹き出し口、
   および上記開口面に配設されるベルマウス状のファン吸
   い込み口を有するベルマウス付側板を備える換気扇にお
   いて、上記外周壁を硬質の単一多孔質構造体で一部上記
   筐体内面に当接するように形成し、上記ファン吹き出し
   口に形成した外周壁終端係合部に係合させるとともに上
   記筐体内面に当接させることにより位置決めし、上記筐
   体に一体に締結される上記ベルマウス付側板で押さえ付
   け固定するようにしたことを特徴とする換気扇。
2. 【請求項２】一面が開口された箱型の筐体、この筐体の
   開口面と反対側の背面に取り付けられた電動機、この電
   動機に回転駆動される遠心羽根車、この遠心羽根車を囲
   む渦巻状風路を形成する外周壁、上記渦巻状風路終端部
   に位置する上記筐体面に設けられたファン吹き出し口、
   および上記開口面に配設されるベルマウス状のファン吸
   い込み口を有するベルマウス付側板を備える換気扇にお
   いて、外形寸法が上記外周壁寸法以上で上記ファン吸い
   込み口を嵌挿する孔を有し、硬質の単一多孔質構造体か
   らなる多孔質側壁を、上記ファン吸い込み口を上記孔に
   はめ込み位置決めするとともに、上記筐体に一体に締結
   される上記ベルマウス付側板でスペーサを介して上記多
   孔質側壁を押さえ付け上記外周壁端面と当接させ固定す
   ることにより、上記多孔質側壁を上記ベルマウス付側板
   とは上記スペーサにより離隔して並行に設けたことを特
   徴とする換気扇。
3. 【請求項３】請求項２記載のものにおいて、外周壁を硬
   質の単一多孔質構造体で一部筐体内面に当接するように
   形成し、ファン吹き出し口に形成した外周壁終端係合部
   に係合させるとともに上記筐体内面に当接させることに
   より位置決めし、多孔質側壁とともにベルマウス付側板
   で押さえ付け固定するようにしたことを特徴とする換気
   扇。