JP5866239B2 - ダクト用換気扇 - Google Patents

Description

本発明の実施態様は、たとえば浴室等の天井裏に配設され、室内空気を換気するダクト用換気扇に関する。

たとえば浴室等の天井裏に配設され、室内空気を換気するダクト用換気扇が用いられる。このダクト用換気扇の送風ファンは、モータの回転軸に円形状の端板を取付け、この端板の周縁に沿って複数枚の羽根板からなる翼部を取付けた遠心ファンである。遠心ファンは、回転にともなって軸方向から空気を吸込み、周方向へ吹出す。

近年、端板の一側面と他端面の両方に複数枚の翼部を取付けた両翼ファン型の遠心ファンを備えた送風機（換気扇）が用いられるようになった。この種の送風機によれば、吸込み口から室内空気を吸込む一方で、反吸込み口からも室内空気を吸込むことができ、吸込み風量および吹出し送風量を増大させることができる。

特許第２９２５８５１号公報 特許第４６４０７４６号公報 特開２０１０−１８０７０６号公報

しかしながら、このような特許文献の技術では、吸込み口からベルマウスを介してケーシング内に流入した空気の一部が、ベルマウスと遠心ファンの隙間から吸込み口の方向へ逆流し易い。その結果、送風効率の低下が避けられないばかりか、騒音発生を抑制し難いものである。
したがって、吸込んだ空気がベルマウスと遠心ファンの隙間から吸込み口の方向へ逆流するのを防止して、送風効率の低下および騒音発生を抑制する必要がある。

なお、特許文献によっては、メンテナンス時にベルマウスをケーシングから取外すと、ケーシングの下端部に横壁が残り、この横壁が邪魔となってケーシング内の掃除がし難く、メンテナンス性が悪い。さらに、このときベルマウスが落下する虞れがあり、メンテナンス性の改善とともに、安全性の向上も要求されている。

このような事情から、吸込み口からベルマウスを介してケーシング内に流入した空気の吸込み口への逆流を阻止して、送風効率の向上を図り、騒音発生を抑制するとともに、メンテナンス性の改善と、安全性の向上を得られるダクト用換気扇が望まれていた。

本実施形態のダクト用換気扇において、本体枠は、軸方向一端部に吸込み口が設けられ、吸込み口側に化粧パネルを備え、側面部に吐出口が設けられて排気ダクトが接続される。
遠心ファンは、本体枠内に配設され吸込み口に対向して第１の翼部を備えるとともに反吸込み口に対向して第２の翼部を備えた両翼形である。
モータは、遠心ファンを駆動する。
ケーシングは、遠心ファンの外周を囲み吸込み口側に、第１の翼部下端に対向して第１のベルマウスが形成される。反吸込み口側に、第２の翼部上端に対向して第２のベルマウスが形成される。吐出口に連結する吹出し口体が一体に設けられる。
遠心ファンにおける第２の翼部上端が、吐出口上端より下側に配設されるとともに、第１のベルマウスから吐出口の下端に至る前記吹出し口体の下面壁は、なだらかな傾斜に形成される。
ケーシングにおける第１のベルマウスと吹出口体の下面壁との連結部は、第１の翼部下端に設けられる補強リングの高さ寸法の少なくとも１／２以上ラップする高さ位置にある。
第１の翼部下端から本体枠の前記吐出口下端までの高さ寸法Ｈａと、ケーシング内側上端面から本体枠外側上端面までの高さ寸法Ｈｂは、高さ寸法Ｈａと高さ寸法Ｈｂとの差が、５ｍｍ以内である。

本実施形態に係る、ダクト用換気扇の構成部品を分解して示す斜視図。 同実施形態に係る、ダクト用換気扇の化粧パネルを取外した下面図。 同実施形態に係る、図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図。 同実施形態に係る、図２のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図。 同実施形態に係る、ダクト用換気扇の一部を拡大した縦断面図。 同実施形態に係る、ダクト用換気扇のそれぞれ異なる一部を拡大した斜視図。 同実施形態構造と従来構造のダクト用換気扇における、有静圧時の風量と騒音のデータ結果をグラフ化した図。

以下、本実施形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、ダクト用換気扇Ｓの各構成部材を分解して示す斜視図である。
ダクト用換気扇Ｓは、下面が開口する有蓋角筒状の本体枠１と、この本体枠１の一側面に取付けられる排気筒体２と、前記本体枠１の内部に収容されるケーシング３と、このケーシング３内に収容される駆動モータ４および両翼形の遠心ファン５からなる遠心送風機６と、本体枠１の下面開口部を覆う化粧パネル７とからなる。

図２は、本体枠１から化粧パネル７を取外して、本体枠１を見上げた状態のダクト用換気扇Ｓの下面図。図３は、本体枠１に化粧パネル７を取付け、ダクト用換気扇Ｓとして組立てた状態での図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図。図４は、同じ状態での図２のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。

なお説明すると、前記本体枠１は、上面一部が開口１ａし、下面開口部である吸込み口１ｂの周縁に沿って鍔部１ｃを有する。前記化粧パネル７は、本体枠１の鍔部１ｃに重ね合わされ、本体枠１の吸込み口１ｂを覆う化粧グリルを有するので、吸込み口１ｂから本体枠１内部が見えない。

前記排気筒体２は、本体枠１の一側面に設けられる吐出口１０に対向する開口部を備えた主板２ａと、この主板２ａの開口部から突設されるダクト接続部２ｂを備えている。ダクト接続部２ｂ内には、外部から本体枠１内部に向かって強い風圧がかかったとき、本体枠１内部への風の侵入を阻止する風圧ダンパ１１が設けられる。

前記遠心送風機６を構成する駆動モータ４は、周面に取付け具が設けられ、この取付け具が本体枠１の上面壁１ｄ上に載せられる。前記駆動モータ４の一部は前記本体枠１の上面壁１ｄに設けられた開口１ａから内部に挿入され、取付け具が本体枠１に取付け固定される。

なお、駆動モータ４の周壁一部には、電源接続部Ｄが設けられていて、このダクト用換気扇Ｓを制御する室内のリモコン（遠隔操作盤）と、浴室等の天井裏において電源線および信号線を介して接続される。

駆動モータ４の回転軸４ａは本体枠１内部に突出し、ここに遠心ファン５とスピナー１２が取付けられる。遠心ファン５は、端板ａを挟んで吸込み口１ｂ側に対向して設けられる第１の翼部５Ａと、反吸込み口側に対向して設けられる第２の翼部５Ｂとからなる、両翼形のものである。いずれの翼部５Ａ，５Ｂも、端板ａの周端部に沿って複数枚の羽根板が所定間隔を存して取付けられてなる。

前記駆動モータ４の一部は第２の翼部５Ｂ上端から内部に挿入して、この下端面から突出する回転軸４ａの先端に、スピナー１２を介して端板ａが取付けられる。スピナー１２を指示方向に回動付勢することで２分割でき、遠心ファン５を駆動モータ４の回転軸４ａから抜き出せるようになっている。

上記ケーシング３は、遠心ファン５の下端部を間隙を存して覆うとともに前記吐出口１０まで延出される下端板３Ａと、遠心ファン５の上端を間隙を存して覆うとともに、吐出口１０まで延出される上端板３Ｂと、遠心ファン５の両翼部５Ａ，５Ｂの周面と間隙を存して覆い、かつ下端板３Ａと上端板３Ｂの間に介在される側面板３Ｃとからなる。

下端板３Ａには第１の翼部５Ａに対向して第１のベルマウス１３が設けられ、上端板３Ｂには第２の翼部５Ｂに対向して第２のベルマウス１４が設けられる。側面板３Ｃと上端板３Ｂおよび下端板３Ａの一部は前記吐出口１０まで延設され、かつ接続する吹出し口体１５となっている。

なお、ここでは上端板３Ｂに対して側面板３Ｃは一体に成形され、下端板３Ａは上端板３Ｂおよび側面板３Ｃとは別体に成形される。そして、下端板３Ａは後述するように側面板３Ｃに対して回動自在に支持される。

このようにして構成されるダクト用換気扇Ｓであり、建屋の、たとえば浴室の天井板に設けられる開口部に本体枠１が嵌め込まれ、本体枠１下端の鍔部１ｃが露出する。化粧パネル７に設けられる掛止具が本体枠１に設けられる掛合具に掛止して、本体枠１の吸込み口（下端開口部）１ｂを覆う。

本体枠１の一側面に設けられる吐出口１０に連通する排気筒体２には、図示しない排気ダクトが接続される。駆動モータ４の周壁一部に電源接続部Ｄを設け、ダクト用換気扇Ｓを制御する室内のリモコン（遠隔操作盤）と電源線および信号線を介して接続するようにしたから、電源接続時の施工性の改善化が得られ、製造コストの削減に寄与する。

駆動モータ４が遠心ファン５を回転駆動することで、浴室内の空気および蒸気が化粧パネル７から本体枠１内に吸込まれる。そして、ケーシング３に設けられる第１のベルマウス１３および第２のベルマウス１４に案内され、遠心ファン５を構成する第１の翼部５Ａおよび第２の翼部５Ｂのそれぞれ軸方向から吸込まれ、周方向へ吹出される。

遠心ファン５から吹出された風は、遠心ファン５の周方向にケーシング３の側面板３Ｃと上下端板３Ｂ，３Ａで成形される吹出し口体１５によって吐出口１０へ案内される。そして、吐出口１０から排気筒体２を介して、排気筒体２に接続される排気ダクトから外部へ排出される。

さらに、本実施形態のダクト用換気扇は、以下に述べるような条件を備えている。
（１） 図３および図４に示すように、前記遠心ファン５における反吸込み口側の翼部である第２の翼部５Ｂ上端が、前記本体枠１の側面部に開口する吐出口１０上端より下側に配設されている。

そのため、第２の翼部５Ｂを覆い、第２のベルマウス１４が設けられるケーシング３の上端板３Ｂは、吐出口１０に接続する吹出し口体１５の上面壁１５ｂ部分が、なだらかに上方へ傾斜する傾斜面となっている。

図５は、図３に示すダクト用換気扇Ｓの一部を拡大して示す縦断面図である。
図３および図５に示すように、ケーシング３の下端板３Ａは、第１のベルマウス１３の底壁である第１のベルマウス１３と前記吹出し口体１５の下面壁１５ａとの連結部ｂから、吐出口１０に接続する吹出し口体１５の下面壁１５ａ部分が、上面壁１５ｂと同様、なだらかに上方へ傾斜する傾斜面となっている。

結局、吹出し口体１５の上面壁１５ｂと下面壁１５ａが、第１、第２ベルマウス１３，１４から吐出口１０に接続する部位までなだらかに上方へ傾斜している。したがって、遠心ファン５からケーシング３内に流出した空気が、通風抵抗を受けることなく円滑に吐出口１０に導かれ、排気筒体２と排気ダクトを介して外部へ排出される。

（２） 特に、図５に示すように、吸込み口１ｂ側の翼部である前記第１の翼部５Ａの下端部には、複数の羽根板を連結する補強リング１７が設けられている。
第１のベルマウス１３の底壁である、第１のベルマウス１３と吹出し口体１５の下面壁１５ａとの連結部ｂの高さ位置が、前記補強リング１７の高さ寸法の少なくとも１／２以上ラップする高さ位置にあるよう設定される。

この実施形態では、第１のベルマウス１３の底壁ｂ高さ位置が、補強リング１７全体の高さ位置とラップしている。
このことから、遠心ファン５からケーシング３内に流出した空気が、第１のベルマウス１３と遠心ファン５との隙間から吸込み口１ｂの方向へ逆流するのを阻止できる。したがって、実使用域での送風効率の向上と、それにともなう騒音発生を抑制できる。

（３） 図３と図５に示すように、前記吸込み口１ｂ側である第１の翼部５Ａ下端から、本体枠１に設けられる吐出口１０下端までの高さ寸法Ｈａと、図３のみに示すように、第２のベルマウス１４が設けられるケーシング上端板３Ｂの内側面から本体枠１外側上端面までの吸込み高さ寸法Ｈｂを、互いに略同一寸法に設定した。
なお説明すると、高さ寸法Ｈａと高さ寸法Ｈｂとの差が、高さ寸法１５〜２０ｍｍの条件において、５ｍｍ以内の差になるように構成する。

これにより、本体枠１の高さを必要以上に高くすることなく、天井裏に配置するのに支障のない規定の範囲内で、実使用域での送風効率の向上と、騒音発生の抑制を図ることができる。

図７は、以上の（１）〜（３）の条件を揃えた本実施形態のダクト用換気扇Ｓと、３条件を揃えていない従来構造のダクト用換気扇の比較データをグラフ化した図である。
横軸に風量Ｑ（ｍ３／ｈ）を共通化し、縦軸に静圧（Ｐａ）と騒音（ｄＢＡ）を別々のグラフにして記し、図の実線変化Ｎは本実施形態構造のもの、破線変化Ｍは従来構造のものである。

排気筒体２に接続される排気ダクトのダクト長が２０Ｍのとき、風量が従来構造で１００（ｍ３／ｈ）であったのを、本実施形態構造では１２０（ｍ３／ｈ）に増大し、静圧も増大する。運転にともなう騒音は、従来構造の４５（ｄＢ）から、本実施形態の４２（ｄＢ）に低下することが判った。

図２に示すように、第１のベルマウス１３に、第１の翼部５Ａ内径よりも内側に突出する整流板部１３ａを設けた。整流板部１３ａが設けられる位置は、第１のベルマウス１３の舌部付近であり、第１のベルマウス１３から吐出口１０に対向する部位になる。

これにより、第１のベルマウス１３から第１の翼部５Ａへ吸込まれる空気の一部が、第１のベルマウス１３から直接、吐出口１０へ流入しようとする作用を規制し、全ての空気が第１の翼部５Ａの吸込み側へ流入するよう案内することができる。
したがって、さらに実使用域での送風効率の向上と、騒音の発生を抑制する効果が得られることとなる。

特に、図１に示すように、前記ケーシング３の下端は、壁を有していない開放端に形成される。すなわち、ケーシング３を構成する側面板３Ｃの下端は開放端となっていて、ここに第１のベルマウス１３および吹出し口体１５の下面壁１５ａが設けられる下端板３Ａが別体で取付けられる。

図６（Ａ）は、化粧パネル７を取外したダクト用換気扇Ｓ下部の一側部を拡大して示す下面図。図６（Ｂ）は、同じくダクト用換気扇Ｓ下部の他側部を拡大して示す下面図である。
前記下端板３Ａは、一側部に前記側面板３Ｃ下端の開放端に回動可能に支持される受け部１８を備え、他側部に前記側面板３Ｃ下端の開放端に着脱自在な掛合部２１を有していて、下端板３Ａをもって前記側面板３Ｃ下端の開放端を開閉自在とする。

なお説明すると、図６（Ａ）に示すように、第１のベルマウス１３周辺の下端板３Ａ一部に受け部１８が設けられ、側面板３Ｃ下端に設けられる支持部１９に回動自在に支持される。

具体的には、支持部１９は、側面板３Ｃから一体に所定間隔を存して２枚の支持腕１９ａが延設され、これら支持腕１９ａ相互に断面円形のピン１９ｂが掛け渡され、これらで構成される。ここでは図示していないが、前記支持部１９は側面板３Ｃの対称位置に２ヶ所設けられる。

一方、前記受け部１８は、下端板３Ａから一体に、所定間隔を存して構成する２枚の受け腕１８ａが延設されてなる。それぞれの受け腕１８ａ間に亘って、前記支持部１９を構成するピン１９ｂが挿通する。この受け部１８も、下端板３Ａに２ヶ所設けられる。
受け部１８と支持部１９が設けられる位置とは対称の位置に、図６（Ｂ）に示すように、側面板３Ｃ下端に掛止部２０が設けられ、下端板３Ａ一部には掛合部２１が着脱自在に設けられる。

すなわち、掛止部２０は、側面板３Ｃの一部を下方に突出した突片であり、掛合部２１は、ばねの弾性力を利用して掛止部２０に掛合できるとともに、掛止部２０から容易に取外せる構造となっている。

図１は、ケーシング３を構成する側面板３Ｃの掛止部２０から下端板３Ａの掛合部２１を外した状態を示している。側面板３Ｃの支持部１９に対して下端板３Ａの受け部１８は支持され、下端板３Ａは側面板３Ｃから吊り下がっている。
ダクト用換気扇Ｓとして浴室等の天井板に取付けられており、このメンテナンス時に化粧パネル７を取外して本体枠１の下端開口部である吸込み口１ｂを開放する。そして、ケーシング３を構成する下端板３Ａの掛合部２１を、側面板３Ｃの掛止部２０から外す。

第１のベルマウス１３と吹出し口体１５の下面壁１５ａを構成する下端板３Ａが、側面板３Ｃから吊り下がる。下端板３Ａは側面板３Ｃとは別体に構成されるが、側面板３Ｃに下端板３Ａが吊持して分離されない。

したがって、メンテンナンス時に下端板３Ａを取外しても、落下はなく安全性を保持できる。この状態で、側面板３Ｃから露出する遠心ファン５に対する掃除が容易に行えて、メンテナンス性の改善を図れる。しかも、側面板３Ｃの下端は何らの横壁も有していないところから、ケーシング３内部に対する掃除の際に、指に引っ掛るものが無く、安全に行える。
また、下端板３Ａに設けた受け部１８と、側面板３Ｃに設けた支持部１９を、一体構造のセルフヒンジとすることで、製造コストの低減に寄与する。

なお、上述の実施形態においては、ケーシング３の下端板３Ａに、第１のベルマウス１３を形成するとともに吹出し口体１５の下面壁１５ａを延設するようにしたが、これに限定されるものではない。
下端板３Ａは第１のベルマウス１３を形成し、吹出し口体１５の下面壁１５ａは別体に構成してもよい。この場合、第１のベルマウス１３がケーシング３に対して回動自在に支持され、吹出し口体１５の下面壁１５ａはケーシング３に残ることとなる。

以上、本実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

３ｂ…吸込み口、７…化粧パネル、１０…吐出口、１…本体枠、５Ａ…第１の翼部、５Ｂ…第２の翼部、５…遠心ファン、４…駆動モータ、１３…第１のベルマウス、１４…第２のベルマウス、１５…吹出し口体、３…ケーシング、１７…補強リング、１５ａ…（吹出し口体の）下面壁、１３ａ…整流板部、１８…受け部、２０…掛合部。

Claims (3)

1. 軸方向一端部に吸込み口が設けられ、前記吸込み口側に化粧パネルを備え、側面部に吐出口が設けられ排気ダクトが接続される本体枠と、
   前記本体枠内に配設され、前記吸込み口に対向して第１の翼部を備えるとともに、反吸込み口に対向して第２の翼部を備えた両翼形の遠心ファンと、
   前記遠心ファンを駆動するモータと、
   前記遠心ファンの外周を囲み、かつ前記吸込み口側に前記第１の翼部下端に対向して第１のベルマウスが設けられ、前記反吸込み口側に前記第２の翼部上端に対向して第２のベルマウスが設けられるとともに、前記吐出口に連結する吹出し口体が設けられたケーシングと、
   を具備したダクト用換気扇において、
   前記遠心ファンにおける前記第２の翼部上端が、前記吐出口上端より下側に配設されるとともに、前記第１のベルマウスから吐出口の下端に至る前記吹出し口体の下面壁が、なだらかな傾斜に形成され、
   前記ケーシングにおける第１のベルマウスと吹出口体の下面壁との連結部は、前記第１の翼部下端に設けられる補強リングの高さ寸法の少なくとも１／２以上ラップする高さ位置にあり、
   前記第１の翼部下端から前記本体枠の前記吐出口下端までの高さ寸法Ｈａと、前記ケーシング内側上端面から前記本体枠外側上端面までの高さ寸法Ｈｂは、高さ寸法Ｈａと高さ寸法Ｈｂとの差が、５ｍｍ以内である
   ことを特徴とするダクト用換気扇。
2. 前記第１のベルマウスに、前記第１の翼部内径よりも内側に入り込むよう突出する整流板部を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のダクト用換気扇。
3. 前記ケーシングの下端は、壁を有していない開放端に形成され、
   前記第１のベルマウスは、一側部に前記ケーシング下端の開放端に回動可能に支持される受け部を備え、他側部に前記ケーシング下端の開放端に着脱自在な掛合部を有し、前記第１のベルマウスをもって前記ケーシング下端の開放端を開閉自在とする
   ことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載のダクト用換気扇。

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