JP4151429B2 - 換気ダンパ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物、特に戸建住宅又は集合住宅において部屋上部等の換気口に取付けられる換気ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、この種の換気ダンパでは、通路を規定するフレーム内に閉鎖部材が回動自在に配され、閉鎖部材の回動により通路の開度を決定して、通路を介する通気の程度を制御するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３０３４４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
換気ダンパでは、通路を開放している場合に屋外で強風が生じると、この強風が通路を介して部屋内に吹き出す虞がある。この強風に基づく吹き出しは、部屋内の居住者等に不快感を与えると共に埃及び場合により吹き出しに伴った砂塵等を部屋内に舞い上げることになる。
【０００５】
斯かる換気ダンパでは、屋外で吹く強風等が室内に吹き込まないように、風の強弱に応答して閉鎖部材を回動させて通路を開閉させることが好ましいのであるが、風の強弱による風圧を電気的に検出する風圧センサを屋外に設けて、この風圧センサからの検出電気信号でもって閉鎖部材を回動させるようにする場合には、風の強弱に対して即時に応答して閉鎖部材を回動させないと、屋外から部屋内への強風の完全な吹き込みを防止し難い。
【０００６】
閉鎖部材の回動の速度応答性を向上させるためには、高速応答性の高出力の大型の電動モータ等の駆動装置を必要とする結果、高価になる上に大型となって部屋上部等の換気口にコンパクトに取付け難くなり、加えて、屋外に設ける風圧センサは直接に風雨等に曝されるためにそれの定期的な保守が必要となるために、この点からも風圧センサを用いた換気ダンパは必ずしも満足できるものではない。
【０００７】
そこで、本出願人は、特開２００２−３０３４４７号公報に記載されているように、通路を開放するように常時回動付勢されている通路開閉手段と、通路に一定以上の速度の空気流が生じる際に、この空気流により通路を閉鎖するように通路開閉手段を回動させる空気流発生手段とを具備した換気ダンパを提案した。
【０００８】
提案の換気ダンパによれば、電気的なセンサを必要とすることなしに屋外で吹く風に迅速に応答して通路を開閉できて、しかも、それ程占有スペースを必要としない小型に構成できるという格別な効果を満足的に得ることができるのであるが、本発明者は更に鋭意研究を重ねた結果、特開２００２−３０３４４７号公報に具体的に記載されている換気ダンパよりも更に効果的に上記の効果を得ることができる換気ダンパを発明するに至ったのである。
【０００９】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電気的なセンサを必要とすることなしに屋外で吹く風に迅速に応答して通路を開閉できて、しかも、それ程占有スペースを必要としない小型に構成できる換気ダンパを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の換気ダンパは、建物内外を連通する通路を画成する枠手段と、通路に回転自在に配されていると共に回転により通路を開閉する通路開閉手段と、通路を閉鎖する方向であって揚力に基づく回転モーメントを通路開閉手段に生起させる空気流を通路の空気流に基づいて通路開閉手段の周りに生じさせる空気流発生手段とを具備している。
【００１１】
第一の態様の換気ダンパでは、空気流発生手段により通路開閉手段に通路を閉鎖する方向であって揚力に基づく回転モーメントを生起させる空気流を通路の空気流に基づいて通路開閉手段の周りに生じさせるために、電気的なセンサを必要とすることなしに屋外で吹く風に迅速に応答して通路を開閉できて、しかも、高出力の電動モータ等の駆動装置を必要としない結果、それ程占有スペースを必要としなく小型に構成できる。
【００１２】
本発明における空気流発生手段は、好ましくは、通路に張り出して通路開閉手段に設けられていると共に通路の空気流を変流させる少なくとも一つの変流板を有している。変流板の軸方向の幅は、それが大きすぎると通路の低速の空気流でも通路開閉手段が回転して通路を閉鎖する一方、それが小さすぎると高速の空気流でも通路開閉手段が回転しないで通路を閉鎖できず、３ｍ／ｓｅｃから４ｍ／ｓｅｃ程度の流速の通路の空気流で通路開閉手段を回転させて通路を閉鎖させるには、一つの例では、変流板を通路開閉手段の軸方向の両端部に設ける場合には、変流板の夫々が通路開閉手段の軸方向の幅の好ましくは３％から１５％、より好ましくは７％から１３％、更により好ましくは略１０％であり、一つの変流板を通路開閉手段の軸方向の略中央部に設ける場合には、通路開閉手段の軸方向の幅の好ましくは７％から２５％、より好ましくは１０％から２０％、更により好ましくは略１５％である。
【００１３】
変流板はまた、その自重により通路を開放する方向の回転モーメントを通路開閉手段に生じさせるように当該通路開閉手段に設けられていると、通路開閉手段をその重心から偏心した位置で回転させなくても又は通路開閉手段自体をその回転中心から偏心した位置に重心が生じるように形成しなくてもよい。
【００１４】
変流板は、変流板の下流側の通路開閉手段に効果的に所謂揚力が生じるように湾曲している湾曲板が好ましいが、単なる平板であってもよい。
【００１５】
通路開閉手段は、好ましい例では、回転自在軸と、この回転自在軸に固着された閉鎖部材とを具備しており、この場合、閉鎖部材は、通路を開放するように常時付勢されるべく、その自重により回転モーメントを生じさせるように回転自在軸に固着されていても、その自重により通路を開放するように常時付勢されるように、その重心が回転自在軸の軸心から偏心して回転自在軸に固着されていてもよい。
【００１６】
通路を開放するように通路開閉手段を常時回動付勢するためには、上記のように構成してもよいのであるが、これらに代えて又はこれらと共に、閉鎖部材若しくは回転自在軸に重錘を取付け又はコイルばね等の弾性手段を回転自在軸に連結して、これにより通路を開放するように通路開閉手段を常時回動付勢するようにしてもよい。
【００１７】
本発明では、空気流発生手段によってのみ通路開閉手段が回動されて通路閉鎖を行うようになっていてもよいが、通路開閉手段を回動させる回動手段を具備せしめて、通路開閉手段による通路の閉鎖を回動手段により強制的に行わせるようにしてもよい。
【００１８】
斯かる回動手段を設けることにより、通路を半開状態、全開状態及び全閉状態にした位置に通路開閉手段を回動でき、而して、換気を種々の開閉状態（開度）でできると共に適温にされた部屋の空気を逃がさないようにもできる上に、半開状態及び全開状態における強風に基づく部屋内への空気の吹き出しをも防止できる。
【００１９】
好ましい例では、回動手段は、回動力発生手段と、この回動力発生手段により発生された回動力を通路開閉手段に伝達する伝達手段とを具備しており、伝達手段は、通路開閉手段が通路開放位置に回動された際に、通路閉塞位置に向かう通路開閉手段の自由回動を許容するようになっている。
【００２０】
通路閉塞位置に向かう通路開閉手段の自由回動を許容する伝達手段を具備した回動手段によれば、半開状態及び全開状態における強風に基づく部屋内への空気の吹き出しを効果的に防止できる。回動力発生手段としては、電動モータをその一例として挙げることができるが、これに代えて又はこれと共に、操作レバー等の手動操作可能な機構であってもよい。
【００２１】
空気流発生手段は、一つの好ましい例では、前記回転モーメントを通路開閉手段に生起させる空気流を建物外から建物内への方向の通路の空気流に基づいて生じさせるようになっている。
【００２２】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１から図４において、本例の換気ダンパ１は、一方の端部５で建物外３に開口し、他方の端部６で建物内２に開口して建物内外２及び３を連通する通路４を画成すると共に建物外壁部１０に取付けられている枠手段７と、通路４にＡ及びＢ方向に回転自在に配されていると共に通路４を開閉する通路開閉手段８と、通路４を閉鎖する方向、即ちＡ方向であって揚力に基づく回転モーメントを通路開閉手段８に生起させる空気流を通路４の端部５から端部６に向かう方向の空気流Ｃに基づいて通路開閉手段８の周りに生じさせる空気流発生手段９と、通路開閉手段８による通路４の閉鎖を強制的に行わせるべく、通路開閉手段８を回動させる回動手段１１とを具備している。
【００２４】
枠手段７は、通路４を画成すべく、一対の左右の側壁部材２１及び２２と、一対の側壁部材２１及び２２を橋絡した一対の中空の上下の横長部材２３及び２４とを具備しており、一対の側壁部材２１及び２２並びに横長部材２３及び２４の夫々は、ねじ等に互いに連結、固着されて一体化されている。
【００２５】
一対の横長部材２３及び２４の夫々にはゴム等の弾性材からなる横長のシール部材３５及び３６が当該一対の横長部材２３及び２４の夫々に嵌着されて設けられていると共に同じくゴム等の弾性材からなる縦長のシール部材３７及び３８が当該一対の側壁部材２１及び２２の夫々の段差面３９及び４０に接着剤等により接着されて設けられている。
【００２６】
通路開閉手段８は、回転自在軸４５と、回転自在軸４５に固着されていると共に通路４に配された横長の中空の閉鎖部材４６とを具備している。
【００２７】
回転自在軸４５は、側壁部材２１及び２２を貫通して配されており、当該側壁部材２１及び２２に軸受４７を介してＡ及びＢ方向に回転自在に支持されており、閉鎖部材４６は、回転自在軸４５の軸心５０に対して点対称に湾曲状の凸面５１及び５２をその表面に具備している。閉鎖部材４６は、図１及び図２に示す通路４の開放状態での通路４の端部５における閉鎖部材４６と横長部材２３とで規定される開口距離Ｌ１が同じく図１及び図２に示す通路４の開放状態での通路４の端部５における閉鎖部材４６と横長部材２４とで規定される開口距離Ｌ２よりも長くなるように、枠手段７内に配されている。
【００２８】
通路開閉手段８は、閉鎖部材４６が通路閉鎖位置（図５に示す位置）に回動された際に、閉鎖部材４６の先端部の凸面５１及び５２の夫々が横長のシール部材３５及び３６の夫々に当接し、閉鎖部材４６の横方向の両端部の凸面５１及び５２の夫々が縦長のシール部材３７及び３８の夫々に当接するようになっている。
【００２９】
空気流発生手段９は、通路４に張り出して通路開閉手段８の閉鎖部材４６の一方の凸面５２に固着して設けられていると共に通路４の端部５から端部６に向かう方向の空気流Ｃを変流させる一対の変流板６１を有している。
【００３０】
一対の変流板６１は、通路開閉手段８の表面である凸面５２から通路４に張り出して通路開閉手段８の閉鎖部材４６の軸方向の両端部に設けられており、変流板６１の夫々は、通路開閉手段８の閉鎖部材４６の軸方向の幅Ｄの３％から１５％、より好ましくは７％から１３％、更により好ましくは略１０％の幅ｄを有して凸面５２から通路４に張り出しており、しかも、その自重により通路４を開放する方向であるＢ方向の回転モーメントを通路開閉手段８に生じさせるように軸心５０よりも一端部５側に偏って閉鎖部材４６に固着されている。詳述すれば、変流板６１は、自重により通路４を開放するＢ方向の回転モーメントを閉鎖部材４６に生じさせるように回転自在軸４５の軸心５０よりも通路４の上流側（一端部５側）に偏って閉鎖部材４６の二つの凸面５１及び５２のうちの下側の凸面５２に固着して設けられていると共に、建物外３から建物内２へ向かう方向の通路４の空気流Ｃを変流させるように通路４に張り出しており、当該変流板６１に対して下流側に位置する閉鎖部材４６の下側の凸面５２付近の通路４に、当該通路４を閉鎖するＡ方向の回転モーメントを閉鎖部材４６に生じさせるための負圧を生じさせるように、当該変流板６１の固着端からその自由端にわたって建物外３から建物内２に向かって湾曲している。
【００３１】
空気流発生手段９は、空気流Ｃの生起において一対の変流板６１の下流側において閉鎖部材４６の凸面５２付近の通路４に負圧を生じさせ、これにより一対の変流板６１の下流側の閉鎖部材４６に当該閉鎖部材４６をＡ方向に回転させる回転モーメントとなる所謂揚力を生じさせるようになっており、而して、斯かる揚力に基づく回転モーメントを通路開閉手段８に生起させる空気流を空気流Ｃに基づいて生じさせるようになっており、したがって、通路４に一定以上の速度、例えば４ｍ／ｓｅｃ以上の空気流Ｃが生じる際に、閉鎖部材４６をＡ方向に回転させて閉鎖部材４６により通路４を閉鎖させる回転モーメントを通路開閉手段８の閉鎖部材４６に生起させる空気流を空気流Ｃに基づいて生じさせるようになっている。
【００３２】
回動手段１１は、回動力発生手段としての電動モータ７１と、電動モータ７１により発生された回動力を通路開閉手段８に伝達する伝達手段７２とを具備している。
【００３３】
電動モータ７１は支持板７３に支持されており、支持板７３は基台７４に溶接又はねじ等により取付けられており、基台７４は側壁部材２２に溶接又はねじ等により固着されている。
【００３４】
伝達手段７２は、電動モータ７１の出力回転軸７５に固着されている小径の平歯車７６と、平歯車７６に噛合うと共に支持板７３に軸部材７７及び軸受７８を介してＡ及びＢ方向に回転自在に支持された大径の平歯車７９と、軸部材７７に取付けられていると共に円弧スリット８１及び８２を有した円板８３と、回転自在軸４５の一端に固着された円板８４と、円板８４に植設されていると共に自由端の夫々が円弧スリット８１及び８２の夫々に配された係合ピン８５及び８６とを具備している。
【００３５】
円板８３には、閉塞された円弧スリット８１及び８２の代わりに、円板８３の外縁側で開放された円弧スリット（凹所）を設けて、斯かる円弧スリット（凹所）に係合ピン８５及び８６の自由端が配されるようにしてもよい。また、円弧スリット８１及び８２を円板８４に、係合ピン８５及び８６を円板８３に夫々設けてもよい。
【００３６】
回動手段１１は、通路４を開放する際には、電動モータ７１を作動させて平歯車７６及び平歯車７９を介して減速して円板８３をＢ方向に回転させ、図２に示すように閉鎖部材４６が通路４の開放位置（全開位置）に回動された際に、図４に示すように係合ピン８５及び８６の夫々が円弧スリット８１及び８２の夫々の一端８７で円板８３に当接する一方、係合ピン８５及び８６の夫々が円弧スリット８１の夫々の他端８８に自由に移動できるようにし、通路４を強制的に閉鎖する際には、電動モータ７１を前記と逆に作動させて平歯車７６及び平歯車７９を介して減速して円板８３を図６に示すようにＡ方向に回転させ、円板８３のＡ方向の回転により係合ピン８５及び８６を介して円板８４を同じくＡ方向に回転させ、円板８４のＡ方向の回転により回転自在軸４５を介して閉鎖部材４６を図５に示すように通路４の閉鎖位置（全閉位置）に回動させるようになっている。
【００３７】
電動モータ７１の作動、作動停止は、他に設けられた操作スイッチ、閉鎖部材４６の回動角を検出する検出器等により行われる。
【００３８】
図１及び図２に示すように閉鎖部材４６が通路４の開放位置（全開位置）に回動されている際に、図４に示すように係合ピン８５及び８６が円弧スリット８１及び８２の他端８８に向かって自由に移動できるように伝達手段７２がなっているために、閉鎖部材４６はＡ方向に回動できるようになっている。このようにして本例の伝達手段７２は、通路開閉手段８が図１及び図２に示すように通路開放位置に回動された際に、図５に示すような通路閉塞位置に向かう通路開閉手段８の自由回動、即ちＡ方向の自由回動を許容するようになっている。
【００３９】
図１及び図２に示すように閉鎖部材４６が通路４の開放位置（全開位置）に回動されている際に、通路４に一定以上の速度の建物外３から建物内２に向かう空気流Ｃが生じると、空気流発生手段９の一対の変流板６１の下流側において閉鎖部材４６の凸面５２付近の通路４に負圧を生じさせ、これにより一対の変流板６１の下流側の閉鎖部材４６に当該閉鎖部材４６をＡ方向に回転させる回転モーメントとなる所謂揚力を生じさせ、斯かる揚力に基づく回転モーメントを通路開閉手段８に生起させ、而して、閉鎖部材４６をＡ方向に回転させて通路４を閉鎖部材４６により閉鎖し、当該空気流Ｃが通路４に生じなくなると、閉鎖部材４６は、変流板６１の重量によるＢ方向の回転モーメントでもって通路４の開放位置（全開位置）に自然と回動される。
【００４０】
建物外壁部１０には、端部５を介する通路４への雨水の侵入を防ぐカバー９１が取付けられており、カバー９１は、防鳥及び防塵用の網９２が取付けられた下方において開口している。
【００４１】
換気ダンパ１では、空気流発生手段９の変流板６１により通路開閉手段８の閉鎖部材４６に通路４を閉鎖する方向であって揚力に基づく回転モーメントを生起させる空気流を通路４の空気流Ｃに基づいて通路開閉手段８の閉鎖部材４６の周りに生じさせるさせるために、電気的なセンサを必要とすることなしに屋外で吹く風に迅速に応答して通路４を開閉できて、しかも、高出力の電動モータ等の駆動装置を必要としない結果、それ程占有スペースを必要としなく小型に構成できる。
【００４２】
加えて換気ダンパ１では、回動手段１１により通路４を半開状態、全開状態及び全閉状態にした位置に通路開閉手段８を回動でき、而して、換気を種々の開閉状態（開度）でできると共に適温にされた部屋の空気を逃がさないようにもできる上に、半開状態及び全開状態における強風に基づく部屋内への空気の吹き出しをも防止できる。
【００４３】
また換気ダンパ１では、通路閉塞位置に向かう通路開閉手段８の自由回動を許容する伝達手段７２を具備しているために、半開状態及び全開状態における強風に基づく建物内２への空気の吹き出しを効果的に防止できる。
【００４４】
更に換気ダンパ１では、通路４の閉鎖を高度な水密性及び気密性をもって行い得、通路４の閉鎖状態での風雨の建物内２への侵入を確実に防ぎ得て、空調されて適温にされた空気の建物外３への漏出を効果的に防止できる。
【００４５】
上記の換気ダンパ１では、一対の変流板６１を通路開閉手段８の表面である凸面５２から通路４に張り出して通路開閉手段８の閉鎖部材４６の軸方向の両端部に設けたが、これに代えて又はこれと共に図７に示すように、変流板６１を通路開閉手段８の表面である凸面５２から通路４に張り出して通路開閉手段８の閉鎖部材４６の軸方向の略中央部に設けてもよく、この場合には、変流板６１は、通路開閉手段８の閉鎖部材４６の軸方向の幅Ｄの７％から２５％、より好ましくは１０％から２０％、更により好ましくは略１５％の幅ｄを有して凸面５２から通路４に張り出して設ける。
【００４６】
また換気ダンパ１では、一対の変流板６１の重量により閉鎖部材４６をＢ方向に常時回動付勢したが、閉鎖部材４６自体の重心を回転自在軸４５の軸心５０から偏心させて閉鎖部材４６を回転自在軸４５に固着し、これにより閉鎖部材４６をＢ方向に常時回動付勢するようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、電気的なセンサを必要とすることなしに屋外で吹く風に迅速に応答して通路を開閉できて、しかも、それ程占有スペースを必要としない小型に構成できる換気ダンパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の好ましい一例の横断面説明図である。
【図２】図１に示す例のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１に示す例のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】図１に示す例のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】図１に示す例の動作説明図である。
【図６】図１に示す例の動作説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の好ましい他の例の説明図である。
【符号の説明】
１ 換気ダンパ
２ 建物内
３ 建物外
４ 通路
７ 枠手段
８ 通路開閉手段
９ 空気流発生手段

Claims (8)

1. 建物内外を連通する通路を画成する枠手段と、通路に回転自在に配されていると共に通路を開閉する通路開閉手段と、通路を閉鎖する方向であって揚力に基づく回転モーメントを通路開閉手段に生起させる空気流を建物外から建物内に向かう方向の通路の空気流に基づいて通路開閉手段の周りに生じさせる空気流発生手段とを具備しており、通路開閉手段は、回転自在軸と、この回転自在軸に固着されていると共に当該回転自在軸の軸心に対して点対称に上側及び下側に配された湾曲状の二つの凸面を表面に有しており、通路を閉鎖する方向であって揚力に基づく回転モーメントによって上流端が上方に移動され且つ下流端が下方に移動される閉鎖部材とを具備しており、空気流発生手段は、自重により通路を開放する方向の回転モーメントを閉鎖部材に生じさせるように回転自在軸の軸心よりも通路の上流側に偏って閉鎖部材の二つの凸面のうちの下側の凸面に固着して設けられていると共に、建物外から建物内へ向かう方向の通路の空気流を変流させるように通路に張り出している少なくとも一つの変流板を有しており、変流板は、当該変流板に対して下流側に位置する閉鎖部材の下側の凸面付近の通路に、当該通路を閉鎖する方向の回転モーメントを閉鎖部材に生じさせるための負圧を生じさせるように、当該変流板の固着端からその自由端にわたって建物外から建物内に向かって湾曲している換気ダンパ。
2. 変流板は、夫々が通路開閉手段の軸方向の幅の３％から１５％、７％から１３％又は略１０％の軸方向の幅を有して通路開閉手段の軸方向の両端部に設けられている請求項１に記載の換気ダンパ。
3. 変流板は、通路開閉手段の軸方向の幅の７％から２５％、１０％から２０％又は略１５％の軸方向の幅を有して通路開閉手段の軸方向の略中央部に一個設けられている請求項１に記載の換気ダンパ。
4. 閉鎖部材は、その自重により通路を開放する方向の回転モーメントを生じさせるように回転自在軸に固着されている請求項１から３のいずれか一項に記載の換気ダンパ。
5. 閉鎖部材は、その重心が回転自在軸の軸心から偏心して回転自在軸に固着されている請求項４に記載の換気ダンパ。
6. 通路開閉手段による通路の閉鎖を強制的に行わせるべく、通路開閉手段を回動させる回動手段を更に具備している請求項１から５のいずれか一項に記載の換気ダンパ。
7. 回動手段は、回動力発生手段と、この回動力発生手段により発生された回動力を通路開閉手段に伝達する伝達手段とを具備しており、伝達手段は、通路開閉手段が通路開放位置に回動された際に、通路閉塞位置に向かう通路開閉手段の自由回動を許容するようになっている請求項６に記載の換気ダンパ。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の換気ダンパを具備した建物であって、枠手段は、通路の一方の端部で建物外に開口すると共に通路の他方の端部で建物内に開口するように建物外壁部に取付けられている建物。

Images