JP4876586B2 - 天井埋込型換気扇 - Google Patents

Description

本発明は、主に天井に設置され、換気送風機器として使用される天井埋込型換気扇に関するものである。

従来、この種の天井埋込型換気扇は、ベルマウス状の吸込み口を有する吸込みケーシングとは別のオリフィスを本体の下面の開口に備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その天井埋込型換気扇について図９を参照しながら説明する。

図に示すように下面を開口した本体１０１と、この本体１０１内の天面１０２に羽根車１０３を固着した電動機１０４を設け、羽根車１０３の周囲を取り囲むスクロールケーシング１０５と、吸込み口１０６を有する吸込ケーシング１０７と、吸込ケーシング１０７と所定の間隙ｈを隔て吸込み口１０６より同等あるいは小さな吸込孔１０８を有するオリフィス１０９を吸込ケーシング１０７の下端１１０とオリフィス１０９の端部１１１とを間隙ｉを隔てて設け、このオリフィス１０９の下面にグリル１１２と、本体１０１の一側面に設けた吐出口１１３とを備えている。

上記構成において、羽根車１０３が回転すると、吸込空気はグリル１１２からオリフィス１０９の吸込孔１０８を通り、吸込ケーシング１０７の吸込み口１０６より羽根車１０３に入り羽根車１０３により昇圧され、スクロールケーシング１０５の内部を通り吐出口１１３より吐出される。このとき羽根車１０３で昇圧されるときに発生する回転騒音や、スクロールケーシング１０５を通るときに発生する渦による乱流騒音や、スクロールケーシング１０５内で発生した音が容積の中で増幅される共鳴騒音が吸込み口１０６から吸込側空間１１４へ放射されるが、オリフィス１０９が有るため一部の騒音は遮音および消音され吸込側空間１１４へは放射されない。
特許第３２７９８３４号公報

このような従来の天井埋込型換気扇では、電動機１０４と外部電源とを電気的に接続するための接続部や電気部品を収納する電装部がスクロールケーシング１０５周辺に配置されているが、施工やメンテナンスで電装部に対する作業が必要な場合、グリル１１２とオリフィス１０９を取り外す必要があり、施工やメンテナンスに作業性が悪いという課題があり、オリフィスの遮音、消音の機能を低減することなく作業性を向上することが要求されている。

また、オリフィス１０９が必要なため、部品点数が多くなり、製造コストが上がるという課題があり、低コストで遮音、消音の機能を付加することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、作業性がよく、低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込型換気扇を提供することを目的としている。

本発明の天井埋込型換気扇は上記目的を達成するために、回転軸を中心に回動可能に羽根車を連結した電動機と、羽根車の周囲を囲み下面にベルマウス状の吸込み口を有するスクロールケーシングと、外郭の下面の本体開口に本体開口を覆うように取り付けられるグリルとを備え、グリルに吸込み口と同心円で吸込み口より同等以下の直径の開口を有するベルマウス状の開口部と開口部より外周側に吸込み口から放出される騒音の消音機能とを有し、前記消音機能を、前記グリルと前記スクロールケーシングと前記外郭で構成される空間と、前記開口部の開口端と前記スクロールケーシングとの間隙とし、前記グリルのベルマウス状の開口部の開口端を内包できる内径で、前記開口部と同心円で、所定の軸方向長さをもつリング状部材が、前記スクロールケーシングの吸込み口と所定の間隔で固定された天井埋込形換気扇としたものである。

この手段により、作業性がよく、低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込形換気扇が得られる。また、施工状態によらず消音する共鳴周波数を一定にすることができる天井埋込形換気扇が得られる。

また他の手段は、消音機能をグリルの開口部より外周の板状部材としたことを特徴とする天井埋込形換気扇としたものである。

この手段により、作業性がよく、低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込形換気扇が得られる。

また他の手段は、消音機能をグリルの開口部より外周に設置された吸音材としたことを特徴とする天井埋込形換気扇としたものである。

この手段により、作業性がよく、低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込形換気扇が得られる。

また他の手段は、グリルのベルマウス状の開口部の開口端が、グリルの中で本体へ最も接近する部分を通る回転軸に垂直な平面より本体側に突出しないことを特徴とする天井埋込形換気扇としたものである。

この手段により、グリルを低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込形換気扇が得られる。

また他の手段は、グリルと本体開口にそれぞれ対応する位置にグリルの取り付け手段を備え、取り付け手段によりグリルの取り付け方向が一意的に決まることを特徴とする天井埋込形換気扇としたものである。

この手段により、スクロールケーシングの吸込み口とグリルのベルマウス状の開口部の位置を間違えることなく取り付けることができ、作業性がよく、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込形換気扇が得られる。

また他の手段は、グリルにグリルと所定の間隔で開口部を覆い隠すようにパネルを固定した天井埋込形換気扇としたものである。

この手段により、外観を向上することができ、パネルの遮音の効果により更に騒音を低減することができる天井埋込形換気扇が得られる。

本発明によれば、作業性がよく、低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込型換気扇を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、回転軸を中心に回動可能に羽根車を連結した電動機と、羽根車の周囲を囲み下面にベルマウス状の吸込み口を有するスクロールケーシングと、外郭の下面の本体開口に本体開口を覆うように取り付けられるグリルとを備え、グリルに吸込み口と同心円で吸込み口より同等以下の直径の開口を有するベルマウス状の開口部と開口部より外周側に吸込み口から放出される騒音の消音機能とを有し、前記消音機能を、前記グリルと前記スクロールケーシングと前記外郭で構成される空間と、前記開口部の開口端と前記スクロールケーシングとの間隙とし、前記グリルのベルマウス状の開口部の開口端を内包できる内径で、前記開口部と同心円で、所定の軸方向長さをもつリング状部材が、前記スクロールケーシングの吸込み口と所定の間隔で固定された天井埋込形換気扇としたものであり、グリルと消音機能が一体になっているため、消音機能を追加することで部品点数が増えることがなく、またグリルを取り外しすることで同時に消音機能も取り外すことができるため、施工やメンテナンスの時にスクロールケーシング付近に取付けられた電装部等に対する作業が行えるため、作業性がよく、低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができるという作用を有する。また、空間と間隙が共鳴器を成して、空間の容積と間隙の大きさにより特定される周波数の騒音を消音することができ、また単純な構造のため、吸込み口から放射される騒音を遮音する機能を低コストで製造できるという作用を有する。また、リング状部材がベルマウス状の開口部と連続的につながるとみなせるため、リング状部材とスクロールケーシングの間隔が膨張型共鳴器としての間隙となり、グリルと本体の間に天井材を挟む固定方法でも共鳴周波数を決める要因である膨張型共鳴器としての間隙を常に一定とすることができるため、施工状態によらず消音する共鳴周波数を一定にすることができるという作用を有する。

また、消音機能をグリルの開口部より外周の板状部材としたことを特徴とする天井埋込形換気扇としたものであり、板状部材が吸込み口から放射される騒音を遮音することができ、また単純な構造なので機能を低コストで製造できるという作用を有する。

また、消音機能をグリルの開口部より外周に設置された吸音材としたことを特徴とする天井埋込形換気扇としたものであり、吸音材により吸込み口から放射される騒音を吸音することができ、また吸音材の性能を選択することにより、低減する騒音の周波数を決めることができるため、より効果的に吸込み口から放射される騒音を低減することができるという作用を有する。

また、グリルのベルマウス状の開口部の開口端が、グリルの中で本体へ最も接近する部分を通る回転軸に垂直な平面より本体側に突出しないことを特徴とする天井埋込形換気扇としたものであり、ベルマウス状の開口部があってもグリルの厚みが増加しないため、低コストで製造できるという作用を有する。

また、グリルと本体開口にそれぞれ対応する位置にグリルの取り付け手段を備え、取り付け手段によりグリルの取り付け方向が一意的に決まることを特徴とする天井埋込形換気扇としたものであり、グリル取り付け時に方向を間違えることがなく、スクロールケーシングの吸込み口とグリルのベルマウス状の開口部の位置を確実に正規の位置に固定することができるため、作業性を向上することができるという作用を有する。

また、グリルにグリルと所定の間隔で開口部を覆い隠すようにパネルを固定した天井埋込形換気扇としたものであり、パネルによりグリルのベルマウス状の開口部を覆い隠しているため、パネルに外観デザインを施すことにより外観を向上することができ、またパネルの遮音の効果により更に騒音を低減することができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（参考の形態１）
図１および図２に示すように、本発明の参考の形態１の天井埋込形換気扇１は、内寸が２６５ｍｍ角、高さ１９５ｍｍの本体２の外郭３内に、回転軸４を中心に回動可能に直径１８０ｍｍの多翼型の羽根車５を連結した電動機６と、羽根車５の周囲を囲み、下面にベルマウス状で内径が１５０ｍｍの吸込み口７と吐出口８を有するスクロールケーシング９を備えている。スクロールケーシング９の吐出口８は外郭３の一側面に設けられた吐出開口１０を介して、吐出アダプタ１１と連通している。スクロールケーシング９と外郭３との間には、電動機６と外部電源とを電気的に接続するための接続コネクタや端子、電動機駆動用のコンデンサ、電動機６の出力を調整するスイッチなどの電気部品を収納する電装部１２が配置されている。

外郭の下面１３の外周にはフランジ部１４があり、フランジ部１４に備えた穴１５を通して、ねじ等で天井材１６に本体２が固定される。天井材１６への固定は、このフランジ部１４が天井材１６の上側であっても下側であってもよい。また天井に配され屋外に連通するダクト１７が、吐出アダプタ１１を介して本体２に接合される。

外郭３の下面１３には本体開口１８があり、本体開口１８の一つの対向する端部に取り付け手段１９としての一対の差込口２０を備え、グリル２１に備えられた取り付け手段１９としてのスプリング２２を差込口２０に挿入することにより、本体開口１８を覆うようにグリル２１が取り付けられる。

また、グリル２１にはスクロールケーシング９の吸込み口７より同等以下の直径である１４５ｍｍの開口を有するベルマウス状の開口部２３と、開口部２３より外周側に吸込み口７から放出される騒音の消音機能２４とを有している。この例では、消音機能２４はグリル２１を成す板状部材２５による遮音とする。

上記構成において、電動機６により羽根車５が回転すると、吸込空気はグリル２１の開口部２３から本体開口１８を通り、スクロールケーシング９の吸込み口７より羽根車５に入り、羽根車５により昇圧され、スクロールケーシング９の内部のスクロール室２６を通り、吐出アダプタ１１よりダクト１７に吐出され、屋外に排出される。このとき羽根車５で昇圧されるときに発生する回転騒音や、スクロールケーシング９を通るときに発生する渦による乱流騒音や、スクロール室２６内で発生した音が容積の中で増幅される共鳴騒音が吸込み口７から吸込み側空間２７へ放射される。

この時、グリル２１の開口部２３の直径はスクロールケーシング９の吸込み口７の直径より同等以下であるため、スクロールケーシング９の吸込み口７から放射された騒音の一部はグリル２１の開口部２３より外周側に放射されるが、消音機能２４として遮音のための板状部材２５があるため、一部の騒音は遮音され、グリル２１より下方へ放射されず、騒音を低減することができる。

なお、グリル２１の開口部２３の直径はスクロールケーシング９の吸込み口７の直径より同等以下であるが、十分に広い面積をもち、また吸込空気を滑らかに導入するベルマウス形状をしているため、圧力損失の原因となって天井埋込型換気扇１の空力性能を低下させることはない。

また、グリル２１と消音機能２４が一体になっているため、消音機能２４を追加することで部品点数が増えることがなく、低コストで製造できる。

また、グリル２１を取り外しすることで同時に消音機能２４も取り外すことができるため、施工やメンテナンスの時に容易に電装部１２に対する作業が行えるため、作業性を向上することができる。

なお、天井埋込形換気扇１は、天井ではなく壁に横向きに取り付けても同様の効果を得る。

（参考の形態２）
参考の形態１と同一部分は同一番号を付し詳細な説明は省略する。図１および図２に示すように、グリル２１の開口部２３より外周側に、消音機能２４としてスクロールケーシング９の吸込み口７から放射された騒音の一部を遮音するための板状部材２５が備えられている。この例では、グリル２１と一体で成型される厚み２ｍｍの樹脂が板状部材２５となっている。

この構成により、吸込み口７から放射された騒音はグリル２１の板状部材２５により遮音されるため、騒音を低減することができる。

またグリル２１と一体で成型できる単純な構造のため、吸込み口７から放射される騒音を遮音する機能を低コストで製造できる。

なお、遮音性能は遮音する物質の質量に比例するため、板状部材２５は金属もしくは金属を付加あるいは貼付した樹脂であればなお良い。

（参考の形態３）
参考の形態１、２と同一部分は同一番号を付し詳細な説明は省略する。図３に示すように、グリル２１の開口部２３より外周側に、消音機能２４としてスクロールケーシング９の吸込み口７から放射された騒音の一部を吸音するための吸音材２８が備えられている。この例では、一般に多翼ファンから放射される騒音の中で大きな割合を占める５００Ｈｚから１ｋＨｚの騒音を吸音する目的で、厚み５ｍｍの軟質ウレタンフォームをグリル２１の本体２側に貼付している。

この構成により、吸込み口７から放射された騒音はグリル２１の吸音材２８により吸音されるため、騒音を低減することができる。

また、吸音材２８の性能を選択することにより、低減する騒音の周波数を決めることができるため、スクロールケーシング９の吸込み口７から放射する騒音の主要な周波数帯を効果的に低減することができ、消音効果を向上することができる。

また、この構成では、グリル２１の吸音材２８が貼付される部分に厚みを持たせ、遮音効果も付加することができる。

（参考の形態４）
参考の形態１〜３と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図４に示すように、グリル２１とスクロールケーシング９と外郭３で構成される共鳴空間２９と、開口部２３の開口端３０とスクロールケーシング９との間隙３１とで、消音機能２４としての膨張型共鳴器を形成している。ここでは、天井材１６をグリル２１と本体２の間に挟まない固定状態で、間隙が１０ｍｍとなるようにしている。

この構成により、スクロールケーシング９の吸込み口７から放射された騒音の一部は間隙３１を通って共鳴空間２９に入射するが、膨張型共鳴器の原理により間隙３１の大きさと共鳴空間２９の容積によって決まる周波数の騒音を消音する。

追加の部材が不要な単純な構造のため、吸込み口７から放射される騒音を消音する機能を低コストで製造できる。

（参考の形態５）
参考の形態１〜４と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図５に示すように、グリル２１の開口端３０が、グリル２１の中で本体２へ最も接近する外周部を通る回転軸４に垂直な平面３２より本体２側に突出しない構成となっている。

この構成により、ベルマウス状の開口部２３があってもグリル２１の厚みが増加しないため、グリル２１を射出成型で製造するための金型の高さを高くする必要がなく、低コストで製造できる。

（実施の形態１）
参考の形態１〜５と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図６に示すように、グリル２１のベルマウス状の開口部２３と同心円で、１５３ｍｍの内径で、３０ｍｍの軸方向長さをもつリング状部材３３が、スクロールケーシング９の吸込み口７と１０ｍｍの間隔をもって、リング状部材３３から突出している３本のリブ３４を介してスクロールケーシング９に固定されている。リング状部材３３の軸方向長さは、一般的な天井材１６の厚みと同等以上あればよく、この例では３０ｍｍとした。

開口端３０は２ｍｍの厚みを持ち、１４５ｍｍの内径であり、リング状部材３３はこの開口端３０を内包できる。

この構成により、消音機能２４が膨張型共鳴器の原理による消音の時、リング状部材３３がベルマウス状の開口部２３と連続的につながるとみなせるため、スクロールケーシング９とリング状部材３３との間隙が共鳴周波数を決める要因である膨張型共鳴器としての間隙とみなせ、グリル２１と本体２の間に天井材１６を挟む固定方法のときでも、挟まない固定方法のときでも、また、天井材１６の厚みが様々であっても、膨張型共鳴器としての間隙が常に一定となり、消音する共鳴周波数を一定にすることができる。

（実施の形態２）
参考の形態１〜５および実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図７に示すように、本体開口１８の一つの対向する端部に取り付け手段１９としての一対の差込口２０を備え、グリル２１に備えられた取り付け手段１９としてのスプリング２２を差込口２０に挿入することにより、本体開口１８を覆うようにグリル２１が取り付けられる。

一対の差込口２０は、一方が本体開口１８の一辺の中央付近に、他方は対向する一辺の中央より片側に偏った位置にあり、グリル２１上の取り付け手段１９としてのスプリング２２は、それぞれに対応する位置に備えられており、グリル２１の取り付け方向を一意的に決めることができるようになっている。

スクロールケーシング９は渦巻状のため、回転軸４は本体２の中心と一致しないので、グリル２１の取り付け方向が正規の方向でないと、スクロールケーシング９の吸込み口７とグリル２１の開口部２３が同心円とならず、消音機能２４が有効にならないが、この構成により、グリル２１の取り付け時に方向を間違えることがなく、スクロールケーシング９の吸込み口７とグリル２１のベルマウス状の開口部２３の位置を一意的に確実に正規の位置に固定することができ、作業性を向上することができる。

（実施の形態３）
参考の形態１〜５および実施の形態１〜２と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図８に示すように、グリル２１に、１０ｍｍの間隔を持って開口部２３を覆い隠すようにパネル３５が固定されている。パネル３５は、外観を良くするためのデザインとして、緩やかな凸形状の四角形で、四隅はラウンド形状となっている。

パネル３５によりグリル２１のベルマウス状の開口部２３を覆い隠しているため、外観を向上することができ、またパネル３５の遮音の効果により更に騒音を低減することができる。

なお、グリル２１とパネル３５の間隔が小さいと空気が流入するための十分な流入面積が無くなり圧力損失の原因となって天井埋込型換気扇１の空力性能を低下させ、またグリル２１とパネル３５の間が大きいと、パネル３５を含めたグリル２１の厚みが大きく美観を損ねるので、圧力損失とならず美観を損ねない１０ｍｍの間隔とした。

本発明は、作業性がよく、低コストで製造でき、吸込み口から放射される騒音を遮音、低減することができる天井埋込形換気扇を提供するものである。

本発明の参考の形態１、２の天井埋込形換気扇を示す側断面図 本発明の参考の形態１、２の天井埋込形換気扇を示す斜視図 本発明の参考の形態３の天井埋込形換気扇を示す側断面図 本発明の参考の形態４の天井埋込形換気扇を示す側断面図 本発明の参考の形態５の天井埋込形換気扇のグリルを示す側断面図 本発明の実施の形態１の天井埋込形換気扇を示す側断面図 本発明の実施の形態２の天井埋込形換気扇を示す図、（ａ）本体正面図、（ｂ）グリル斜視図 本発明の実施の形態３の天井埋込形換気扇のグリルを示す斜視図 従来の天井埋込形換気扇を示す側断面図

符号の説明

１ 天井埋込形換気扇
２ 本体
３ 外郭
４ 回転軸
５ 羽根車
６ 電動機
７ 吸込み口
８ 吐出口
９ スクロールケーシング
１０ 吐出開口
１１ 吐出アダプタ
１２ 電装部
１３ 下面
１４ フランジ部
１５ 穴
１６ 天井材
１７ ダクト
１８ 本体開口
１９ 取り付け手段
２０ 差込口
２１ グリル
２２ スプリング
２３ 開口部
２４ 消音機能
２５ 板状部材
２６ スクロール室
２７ 吸込み側空間
２８ 吸音材
２９ 共鳴空間
３０ 開口端
３１ 間隙
３２ 平面
３３ リング状部材
３４ リブ
３５ パネル

Claims (6)

1. 回転軸を中心に回動可能に羽根車を連結した電動機と、前記羽根車の周囲を囲み下面にベルマウス状の吸込み口を有するスクロールケーシングと、外郭の下面の本体開口に前記本体開口を覆うように取り付けられるグリルとを備え、前記グリルに前記吸込み口と同心円で前記吸込み口より同等以下の直径の開口を有するベルマウス状の開口部と前記開口部より外周側に前記吸込み口から放出される騒音の消音機能とを有し、前記消音機能を、前記グリルと前記スクロールケーシングと前記外郭で構成される空間と、前記開口部の開口端と前記スクロールケーシングとの間隙とし、前記グリルのベルマウス状の開口部の開口端を内包できる内径で、前記開口部と同心円で、所定の軸方向長さをもつリング状部材が、前記スクロールケーシングの吸込み口と所定の間隔で固定された天井埋込形換気扇。
2. 消音機能をグリルの開口部より外周の板状部材としたことを特徴とする請求項１記載の天井埋込形換気扇。
3. 消音機能をグリルの開口部より外周に設置された吸音材としたことを特徴とする請求項１または２記載の天井埋込形換気扇。
4. グリルのベルマウス状の開口部の開口端が、前記グリルの中で本体へ最も接近する部分を通る回転軸に垂直な平面より本体側に突出しないことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の天井埋込形換気扇。
5. グリルと本体開口にそれぞれ対応する位置に前記グリルの取り付け手段を備え、前記取り付け手段により前記グリルの取り付け方向が一意的に決まることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の天井埋込形換気扇。
6. グリルに前記グリルと所定の間隔で開口部を覆い隠すようにパネルを固定した請求項１〜５いずれかに記載の天井埋込形換気扇。

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