JP5328710B2 - 換気扇 - Google Patents

Description

本発明は、工場や倉庫あるいは店舗などの換気に供せられる換気扇に関するものであり、特に本体枠からモータを支持する取付足の形状に関するものである。

図９は、従来の換気扇の一例の正面及び側面図である。図１０は、図９の換気扇の組みたて工程の一部を説明するための図である。工場や倉庫あるいは店舗などの換気に供せられる従来の換気扇（有圧換気扇）１１０は、一般的に、図９に示すように羽根１を駆動軸２ａに装着したモータ２の取付フランジ２ｂに取付枠３を設け、中央にベルマウス５を有する矩形枠状の本体枠６の中心にモータ２を配置し、取付枠３から延びる細長平板状の取付足２４を本体枠６の四隅にねじ１５でねじ止めをした構造になっている。

細長平板状の取付足２４は、図１０に示すように、先端部がほぼ直角に折り曲げられて折曲固定部２４ｅが形成され、この折曲固定部２４ｅに締結穴２４ｆが穿孔されている。そして、この締結穴２４ｆを本体枠６の四隅に穿孔された締結穴６ａと一致させてねじ１５にて締結する（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−３１９９８８号公報

従来の換気扇１１０は、図１０に示すように本体枠６の４ヶ所に設けられた締結穴６ａは、本体枠６の取り付け互換性ならびに無方向性を維持するため、本体枠６の中心から均等角度の位置に設けられている。取付足２４は細長平板状の材料で作製され、剛性確保と圧力損失低減のために主面がモータ２の駆動軸を含む面内に位置するように配置された構造であり、折曲固定部２４ｅは半径方向に対して直交する方向に折り曲げて（つまり、半径方向に延びる折り曲げ線にて折り曲げて）形成されているため、正面から見た場合の取付足２４の取り付け角度は、図１１に示すように、モータの中心に対して等間隔ではなく、上下角度＜９０°、左右角度＞９０°と不均等になっている。

取付足２４の取り付け角度が不均等の場合、均等な場合と比較して強度的に対称ではなくなり更に取付足２４の振動固有値は低下するため、羽根１やモータ２からの振動による異常音が発生しやすいという課題があった。

図１２は、従来の他の換気扇の正面図である。図１３は、図１２の換気扇の取付足の詳細を示す図１２中Ｂ部分の拡大斜視図である。上記問題を解消するために、図１２及び図１３の換気扇１１１のように取付足２５の端部に他の板状小片２５ｅを溶接等で固定することで、取り付け角度を均等にすることは可能であるが、部品点数や加工工程の増加によりコスト増となってしまうという他の課題が発生した。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストで取付足の剛性を向上させることができ、これにより、羽根やモータからの振動による異常音発生の抑制を図ることのできる換気扇を提供す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、ベルマウスにより通風路が形成された本体枠と、モータ及びモータの駆動軸に取り付けられた羽根とを有し、ベルマウスの中央部に配置され、通風路内の空気を移動させて空気流を発生させる送風機と、細長平板状を成し空気流を妨げない方向に主面を向けて、モータの周囲から半径方向に放射状に延び、先端部を折り曲げて形成した折曲固定部を本体枠に固着されることによりモータを本体枠から支持する複数の取付足とを備えた換気扇において、折曲固定部に設けられた締結穴が取付足の延びる放射線上に位置するように取付足に捻りが加えられ、放射状に延びる複数の取付足がモータ回りに円周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、放射状に延びる複数の取付足を、主面を空気流を乱さない方向に向けた状態でモータ回りに円周方向に等間隔に配置し、これにより、空気流の乱れによる騒音や圧力損失を抑えたまま、低コストで取付足の剛性（固有値）を向上させることができるので、羽根やモータからの振動による異常音の抑制が可能となる。

図１は、この発明にかかる換気扇の実施の形態１の斜視図である。 図２は、図１に示す換気扇の正面図である。 図３は、実施の形態１の捻り部の形状の一例を示す部分的に拡大した模式的な側面図である。 図４は、捻り長さと１次固有値との関係を試験した結果を示す図である。 図５は、この発明にかかる換気扇の実施の形態２の斜視図である。 図６は、この発明にかかる換気扇の実施の形態３の斜視図である。 図７は、この発明にかかる換気扇の実施の形態４の斜視図である。 図８は、実施の形態３の取付足の整流部の傾きと羽根の傾きの関係を説明するための図である。 図９は、従来の換気扇の一例の正面及び側面図である。 図１０は、図９の換気扇の組みたて工程の一部を説明するための図である。 図１１は、図９の換気扇の取付足が等間隔とならない様子を示す正面図である。 図１２は、従来の他の換気扇の正面図である。 図１３は、図１２の換気扇の取付足の詳細を示すＢ部分の拡大斜視図である。

以下に、本発明にかかる換気扇の実施の形態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、この発明にかかる換気扇の実施の形態１の斜視図である。図２は、図１に示す換気扇の正面図である。図３は、本実施の形態の捻り部の形状の一例を示す部分的に拡大した模式的な側面図である。換気扇１０１は、中央部に設けられたベルマウス５により通風路が形成されている概略枠状の本体枠６と、ベルマウス５の中央に配置され通風路内の空気を移動させて空気流を発生させる送風機７と、送風機７を本体枠６から支持する４本の取付足４とを有している。

本体枠６は、概略正方形の枠状を成し、中央部には枠の内縁から裏面側に延びて開口縁を広げる概略円錐台筒状のベルマウス５が配設されており、このベルマウス５により本体枠６の中央に通風路が形成されている。本体枠６の四隅には、図１０に示したものと同様に中心に対して円周方向等間隔に締結穴６ａが穿孔されている。

送風機７は、モータ２とモータ２の駆動軸に取り付けられた羽根１とから構成され、この羽根１が軸方向にベルマウス５内に位置するように、また、半径方向に羽根１の中心とベルマウス５の中心とが一致するように配置されている。モータ２の外周部には、図１０に示したものと同様に図示しない取付フランジが設けられている。

４本の取付足４は、鋼板などを材料として作製され細長平板状を成し、送風機７が形成する空気流を妨げない方向に主面を向けて（本実施の形態においては、モータ２の駆動軸を含む面に取付足４の主面が含まれるように配置）、モータ２の周囲から半径方向に放射状に延び、それぞれ一端をモータ２に固定し、他端を本体枠６の締結穴６ａに締結されて、モータ２を本体枠６から支持している。

さらに詳細には、取付足４は、モータ２の取付フランジに固定された取付枠３に接合されるモータ固定部４ａと、このモータ固定部４ａからモータ２の駆動軸２ａに対して垂直方向に延びる垂直部４ｂと、この垂直部４ｂに連続して繋がり大きな曲率半径で緩やかに約９０°の角度湾曲する湾曲部４ｃと、湾曲部４ｃからモータ２の駆動軸２ａに対して平行に延びる平行部４ｄと、平行部４ｄの先端に設けられ平行部４ｄの先端部が直角に折り曲げられて形成された折曲固定部４ｅとから構成され、折曲固定部４ｅに穿孔された締結穴４ｆ（図３）を本体枠６の締結穴６ａにねじ１５にて締結されている。

そして、取付足４には、折曲固定部４ｅに設けられた締結穴が取付足４の延びる放射線上に位置するように捻りが加えられている。別な表現をすれば、取付足４には、折曲固定部４ｅの折り曲げ方向が半径方向（半径方向外側も内側も含む）となるように、つまり、折曲固定部４ｅを折り曲げる際の折り曲げ線が半径方向と直交する直線となるように取付足４に捻りが加えられている。具体的には、上記平行部４ｄの本体枠６側の端部に、取付足４の軸線を軸として約９０°捻った捻り部４ｔが設けられている。そして、放射状に延びる４本の取付足４は、モータ２を中心にモータ２回りに円周方向に９０°ずつ離れて等間隔に配置されている。

図３に示されるように、本実施の形態の捻り部４ｔは、折曲固定部４ｅ形成のために折り曲げられた部分（図３中Ａ部分）を端として、平行部４ｄの一部が捻られて形成されている。つまり、捻り部４ｔは、平行部４ｄの本体枠６側の端部に設けられている。そして、その長さＬ１は、ベルマウス５が本体枠６から突出する長さ（高さ）Ｌ０より小さくされている。このような構成とすることで、捻り部４ｔはベルマウス５の開口縁５ａから吸い込まれる空気流Ｓに影響を与えることがない。

なお、捻り部４ｔの長さに関しては、必ずしもベルマウス５の突出長さ以下である必要はなく、これに関して試験を行った。試験は、取付足の取り付け角度が不均等で捻りなしの従来のものと、取り付け角度が均等で捻り部を有するものについて行い、取付足は幅３２ｍｍ、厚さ４．５ｍｍ、湾曲部の曲率半径が７０ｍｍ、平行部の長さを９７ｍｍとして、捻り部長さを変化させ、このときの固有値について観測した。捻り部の長さは、２０，３０，５０，６０，７０ｍｍの計５種類を用いた。その結果を図４に示す。図４中、縦軸は１次固有値[Ｈｚ]、横軸は捻り長さ[ｍｍ]を表している。

試験の結果、捻り部の影響として長さを２０〜７０ｍｍと変化させた場合、固有値は捻り部長さの増加に伴い減少し、従来のものと同等以上の固有値を得るためには、捻り部長さＬ２を５０ｍｍ以下にする必要があると言える。この捻り部長さＬ２は、上記平行部４ｄの長さ９７ｍｍに対して５０％に相当する。このようにこの試験により、捻り部４ｔの長さは、ベルマウス５の本体枠６からの突出長さを超えた長さであってもよいことが分かり、平行部４ｄの長さの０．５倍以下の長さであれば、所定の効果を得られることが明かになった。このように、捻り部４ｔは、必要以上に長いと取付足４の強度を逆に低下させてしまうこととなり、さらに、空気流Ｓの吸込み流れの抵抗とならないためにも、上記の最適長さとすることで効果を得ることができる。

以上のように、本実施の形態の換気扇１０１によれば、放射状に延びる４本の取付足４が、主面を空気流を乱さない方向に保ちつつ、モータ２を中心にモータ２回りに円周方向に９０°ずつ離れて等間隔に配置することができる。そのため、空気流の乱れによる騒音や圧力損失を抑えたまま、低コストで取付足４の剛性（固有値）を向上させることができ、羽根１やモータ２からの振動による異常音を抑制することができる。

なお、本実施の形態の取付足４の本体枠６への固定に関しては、折曲固定部４ｅに穿孔された締結穴を本体枠６の締結穴にねじ１５にて締結して行われているが、折曲固定部４ｅは、必ずしもねじ１５にて締結される必要はなく、折曲固定部４ｅを本体枠６に直接溶接したり接着剤で接着したりして、本体枠６に固着してもよい。この場合にも、上記のように、折曲固定部４ｅの折り曲げ方向を半径方向とすることで、放射状に延びる４本の取付足４を、モータ２回りに円周方向に９０°ずつ離れて等間隔に配置することができる。

また、本実施の形態の取付足４は４本であるが４本に限らず、３本以上の多数本であってよい。この場合にも上記構成とすることで、各取付足の間隔を等間隔に配置することができる。

実施の形態２．
図５は、この発明にかかる換気扇の実施の形態２の斜視図である。本実施の形態の換気扇１０２においては、取付足（一体取付足）９のモータ２側端に設けられた固定部９ａは、モータ２の駆動軸に対して垂直な面を形成するように捻りが加えられ、且つ隣り合う取付足９の固定部９ａと連結されている。そして、このモータ２の駆動軸に対して垂直な面となった固定部９ａに締結穴９ｈが穿孔され、この締結穴９ｈに挿入されるねじにより、モータ２の外周部に形成された取付フランジ２ｂに直接締結されている。取付足９のその他の形状は、実施の形態１の取付足４と同様である。このような構成の換気扇１０２によれば、固定部９ａをモータ２の取付フランジ２ｂに直接ねじ止めするので、モータ２に設ける取付枠の廃止によるコスト低減が図れるとともに、隣り合う取付足９の固定部９ａが相互に連結されているので、剛性が向上し、羽根１やモータ２からの振動による異常音がさらに削減される。

実施の形態３．
図６は、この発明にかかる換気扇の実施の形態３の斜視図である。本実施の形態の換気扇１０３の取付足（分割取付足）１１においては、実施の形態２の取付足９と同じように、モータ２側端に設けられた固定部１１ａは、モータ２の駆動軸に対して垂直な面を形成するように捻りが加えられ、固定部１１ａには、モータ２の外周部に形成された取付フランジ２ｂに締結するための締結穴１１ｈが穿孔されている。取付足１１のその他の形状は、実施の形態１の取付足４と同様である。このような構成の換気扇１０３によれば、実施の形態２のものと同様に、モータ２の取付枠の廃止によるコスト低減が図れるとともに、取付足１１が相互に分割されているので、製作が容易であるとともに、部品の取り扱いが容易である。

実施の形態４．
図７は、この発明にかかる換気扇の実施の形態４の斜視図である。図８は、本実施の形態の取付足の整流部の傾きと羽根の傾きの関係を説明するための図である。本実施の形態の換気扇１０４の取付足（静翼取付足）１２においては、実施の形態１の取付足４の垂直部４ｂに相当する部分に両端から捻りが加えられ整流部１２ｊが形成されている。この整流部１２ｊは、図８に示すように、その捻り角度θ３を羽根１の傾斜角、または吸込み流の流入角θ４に合わせるように形成されている。これにより、空気流の吸込み流れを羽根１に沿うように整流する整流効果が働き、送風性能改善を図ることが可能となる。

本発明の換気扇は、工場や倉庫あるいは店舗などの換気に供せられる換気扇に適用されて有用なものであり、特に静寂な環境に設置される換気扇に適用されて最適である。

１ 羽根
２ モータ
２ａ 駆動軸
２ｃ 取付フランジ
４，２４，２５ 取付足
４ａ，９ａ，１１ａ 固定部
４ｂ 垂直部
４ｃ 湾曲部
４ｄ 平行部
４ｅ，２４ｅ 折曲固定部
４ｔ 捻り部
４ｆ，２４ｆ 締結穴
５ ベルマウス
５ａ 開口縁
６ 本体枠
６ａ 締結穴
７ 送風機
９ 取付足（一体取付足）
９ｈ，１１ｈ 締結穴
１１ 取付足（分割取付足）
１２ 取付足（静翼取付足）
１２ｊ 整流部
１５ ねじ
２５ｅ 板状小片
１０１，１０２，１０３，１０４，１１０，１１１ 換気扇
Ｓ 空気流

Claims (8)

1. ベルマウスにより通風路が形成された本体枠と、
   モータ及び前記モータの駆動軸に取り付けられた羽根とを有し、前記ベルマウスの中央部に配置され、前記通風路内の空気を移動させて空気流を発生させる送風機と、
   細長平板状を成し前記空気流を妨げない方向に主面を向けて、前記モータの周囲から半径方向に放射状に延び、先端部を折り曲げて形成した折曲固定部を前記本体枠に固着されることにより前記モータを前記本体枠から支持する複数の取付足と、
   を備えた換気扇において、
   前記折曲固定部に設けられた締結穴が前記取付足の延びる放射線上に位置するように前記取付足に捻りが加えられ、放射状に延びる複数の前記取付足が前記モータ回りに円周方向に等間隔に配置されている
   ことを特徴とする換気扇。
2. ベルマウスにより通風路が形成された本体枠と、
   モータ及び前記モータの駆動軸に取り付けられた羽根とを有し、前記ベルマウスの中央部に配置され、前記通風路内の空気を移動させて空気流を発生させる送風機と、
   細長平板状を成し前記空気流の妨げないように主面を向けて、前記モータの周囲から半径方向に放射状に延び、先端部を折り曲げて形成した折曲固定部を前記本体枠に固着されることにより前記モータを前記本体枠から支持する複数の取付足と、
   を備えた換気扇において、
   前記折曲固定部の折り曲げ方向が半径方向となるように、前記取付足に捻りが加えられ、放射状に延びる複数の前記取付足が前記モータ回りに円周方向に等間隔に配置されている
   ことを特徴とする換気扇。
3. 前記ベルマウスは、複数の取付足の内側で前記本体枠から前記モータ側に延び、前記取付足に形成された捻り部は、前記ベルマウスの開口縁部より前記本体枠側に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の換気扇。
4. 前記取付足は、前記本体枠から前記モータの駆動軸に平行に立設する平行部を有し、前記捻り部は、前記平行部の前記本体枠側の半分以下の部分に形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の換気扇。
5. 前記取付足は、前記モータ側の端部に前記モータを固定するモータ固定部を有し、前記モータ固定部が前記モータの駆動軸に対して垂直となるように捻りが加えられている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の換気扇。
6. 前記取付足は、前記モータ側に前記モータの駆動軸に垂直に延びる垂直部を有し、前記垂直部は、主面を前記羽根の傾斜角度または吸込み流の流入角度とほぼ同等に傾いている ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の換気扇。
7. ベルマウスにより通風路が形成された本体枠と、
   モータ及び前記モータの駆動軸に取り付けられた羽根とを有し、前記ベルマウスの中央部に配置され、前記通風路内の空気を移動させて空気流を発生させる送風機と、
   細長平板状を成し前記空気流を妨げない方向に主面を向けて、前記モータの周囲から半径方向に放射状に延び、先端部を折り曲げて形成した折曲固定部を前記本体枠に固着されることにより前記モータを前記本体枠から支持する複数の取付足と、
   を備えた換気扇において、
   前記取付足は、
   前記モータに固定されるモータ固定部と、
   前記モータ固定部から前記モータの駆動軸に対して垂直方向に延びる垂直部と、
   前記垂直部に繋がり約９０°の角度湾曲する湾曲部と、
   前記湾曲部から前記モータの駆動軸に対して平行に延びる平行部と、
   前記平行部の先端部が直角に折り曲げられて形成された折曲固定部とを有し、
   前記折曲固定部に設けられた締結穴が前記取付足の延びる放射線上に位置するように、前記平行部捻りが加えられ、放射状に延びる複数の前記取付足が前記モータ回りに円周方向に等間隔に配置されている
   ことを特徴とする換気扇。
8. ベルマウスにより通風路が形成された本体枠と、
   モータ及び前記モータの駆動軸に取り付けられた羽根とを有し、前記ベルマウスの中央部に配置され、前記通風路内の空気を移動させて空気流を発生させる送風機と、
   細長平板状を成し前記空気流を妨げない方向に主面を向けて、前記モータの周囲から半径方向に放射状に延び、先端部を折り曲げて形成した折曲固定部を前記本体枠に固着されることにより前記モータを前記本体枠から支持する複数の取付足と、
   を備えた換気扇において、
   前記取付足は、
   前記モータに固定されるモータ固定部と、
   前記モータ固定部から前記モータの駆動軸に対して垂直方向に延びる垂直部と、
   前記垂直部に繋がり約９０°の角度湾曲する湾曲部と、
   前記湾曲部から前記モータの駆動軸に対して平行に延びる平行部と、
   前記平行部の先端部が直角に折り曲げられて形成された折曲固定部とを有し、
   前記折曲固定部の折り曲げ方向が半径方向となるように、前記平行部に捻りが加えられ、放射状に延びる複数の前記取付足が前記モータ回りに円周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする換気扇。

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