JP5901842B2 - 換気扇シャッター、シャッター機構部および換気扇 - Google Patents

Description

本発明は換気扇シャッター、シャッター機構部および換気扇、特に、換気扇シャッターを具備するシャッター機構部およびシャッター機構部を具備する換気扇に関するものである。

従来、複数枚のシャッター板を有する壁取付用換気扇（以下「換気扇」と称す）のシャッターは、以下のような構造になっていた。
シャッターは、互いに平行に配置された複数のシャッター板を有し、複数のシャッター板の上縁寄りの位置が、それぞれ平行なシャッター軸において枠体に回動自在に設置され、シャッター板の下縁寄りの範囲が室外側に突出するように回動する。また、複数のシャッター板の上縁寄りの位置には、それぞれ室内側に突出するシャッター腕が固定され、複数のシャッター腕の室内側の端部は、該端部に設けられた連結軸においてそれぞれ連結板に接続されている。ここで、複数のシャッター軸と複数の連結軸とは互いに平行であって、複数のシャッター軸が配置されている面（仮想面）と、複数の連結軸が配置されている面（仮想面）とは平行になっている。

さらに、シャッター腕あるいは連結板は、棒や紐を介してスイッチやモーターに繋がれるか、あるいはバネに直接繋がれるなどして荷重が加えられることによって移動し、かかる移動によって、シャッター板に回転方向のトルクが作用してシャッターが開く構造になっている。例えば、連結板に引き紐式スライドスイッチを繋げば、引き紐からシャッター腕までの一連の機構は、人力によるシャッター開閉装置となる。
また、連結板を換気扇の上方に引張るバネに繋げば、シャッターが閉じた状態を保持して、ばたつきを防止する換気扇が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、連結板を製品下方向に引張るバネに繋いで、シャッターを開き易くする開閉補助装置を具備する換気扇が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１５９２３６号公報（第２−３頁、図１） 実開昭６３−４６７３８号公報（第１頁、第１図）

特許文献１および特許文献２に開示された換気扇は、シャッター板を回転させるトルクＴが、シャッター板回転中心から荷重負荷位置までの距離（Ｌ）と、シャッター回転軸中心と荷重負荷位置を結ぶ線分（回転線分）に対する荷重方向の成す角度（α）の正弦との積で算出されるトルクアーム長さ（Ｌ・sinα）と、荷重負荷位置に作用する引張荷重（Ｆ）との積（Ｔ＝Ｆ・Ｌ・sinα）で求められる。

このため、作用する引張荷重Ｆを小さくして、引き紐式スイッチの操作を軽くしたい場合や、発生させるトルクを大きくして風圧シャッターをより開き易くしたい場合等に対応して、距離（Ｌ）を伸ばす方法が用いられる。なお、多くの場合は距離（Ｌ）はシャッター腕の長さと同義である（以降、「シャッター腕長さ」と称す）。
そうすると、シャッター腕がシャッター板と一体に形成された構造においては、シャッター腕長さを伸ばすことで材料面積が大きくなり、コストや材料歩留りの点で不利になる。
一方、既存のシャッター板にシャッター腕長さを延長するためのシャッター腕延長用部品（以降、「腕延長部品」と称す）を結合する方法もあるが、結合のための溶接やねじ固定に必要なスペースを確保する必要が生じる。そのため、既存のシャッター板のシャター腕の面積を大きくしたり、既存のシャッター板に穴あけや位置決め等の加工をしたりすることにより、製造コストが上昇するという問題だけでなく、他の製品との間で部品（シャッター板）を共用することができないという問題がある。

本発明の目的は、製造コストの上昇を抑え、かつ、他の製品との間で部品（シャッター板）を共用することができる換気扇シャッター、該換気扇シャッターを具備するシャッター機構部、および該シャッター機構部を具備する換気扇を提供することにある。

本発明に係わる換気扇シャッターは、矩形状のシャッター板正面部と、該シャッター板正面部の両方の端部にそれぞれ一体的に形成され、前記シャッター板正面部に対して垂直なシャッター板側面部と、該シャッター板側面部のうちの一方のシャッター板側面部に一体的に形成されたシャッター腕と、を具備するシャッター板部品と、該シャッター板部品とは別体の部品として形成され、該シャッター腕に固定された腕延長部品と、を有し、前記シャッター板側面部には、貫通部および該貫通部の周囲に形成された円筒部突起を具備するバーリング穴であるシャッター軸穴が互いに対向した位置に形成され、前記シャッター腕には、前記一方のシャッター板側面部に沿って前記シャッター板正面部から離れる方向に突出し、貫通部および該貫通部の周囲に形成された円筒部突起を具備するバーリング穴である腕延長用穴が形成され、前記腕延長部品には、腕延長部品軸穴および腕延長部品延長用穴が形成され、前記一方のシャッター板側面部に形成されたシャッター軸穴の円筒部突起および前記シャッター腕に形成された腕延長用穴の円筒部突起が、前記腕延長部品に形成された腕延長部品軸穴および腕延長部品延長用穴をそれぞれ貫通してカシメられることによって、前記一方のシャッター板側面部および前記シャッター腕に、前記腕延長部品が固定されることを特徴とする。

本発明に係わる換気扇シャッターは、シャッター板部品に腕延長部品がカシメによって固定されるから、構造が簡素で、固定が確実であり、しかも、安価で互換性を有する。すなわち、腕延長部品に腕延長部品を固定するための専用の面を設けることが不要になり、ネジのような固定（結合）用部品も必要としない。また、シャッター腕の延長が必要のない製品とシャッター板部品を共通化することが可能になり、シャッター腕の延長が必要な製品において、腕延長部品を固定するためのネジ穴や位置決め用突起等の追加を必要としない。したがって、かかる換気扇シャッターを有するシャッター構造や換気扇等の製造コストを安価にすることができる。

本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する全体を示す正面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する全体を示す左側面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する全体を示す右側面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する一部を拡大して示す正面視の断面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する一部を拡大して示す左側面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する一方の部品（シャッター板部品）を示す正面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する一方の部品（シャッター板部品）を示す左側面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する一方の部品（シャッター板部品）を右側面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する他方の部品（腕延長部品）を示す正面図。 本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する他方の部品（腕延長部品）を示す左側面図。 本発明の実施の形態２に係るシャッター機構部を説明する側面図。 本発明の実施の形態３に係る換気扇を説明する各部材を分離して模式的に示す斜視図。

本発明を実施するための形態

[実施の形態１：換気扇シャッター]
図１Ａ〜図４Ｂは、本発明の実施の形態１に係わるシャッター構造を説明する図で、図１Ａは全体を示す正面図、図１Ｂは全体を示す左側面図、図１Ｃは全体を示す右側面図、図２Ａは一部を拡大して示す正面視の断面図、図２Ｂは一部を拡大して示す左側面図、図３Ａは一方の部品（シャッター板部品）を示す正面図、図３Ｂは一方の部品（シャッター板部品）を示す左側面図、図３Ｃは一方の部品（シャッター板部品）を示す右側面図、図４Ａは他方の部品（腕延長部品）を示す正面図、図４Ｂは他方の部品（腕延長部品）を示す左側面図である。なお、各図は模式的に描かれたものであって、本発明はかかる形態に限定されるものではない。
図１Ａ〜図２Ｂにおいて、換気扇シャッター１００は、シャッター板部品３０と、シャッター板部品３０のシャッター腕５に連結された腕延長部品４０とを具備している。

（シャッター板）
図３Ａおよび図３Ｂにおいて、シャッター板部品３０は、矩形状のシャッター板正面部１と、シャッター板正面部１の一方の端部に形成されたシャッター板左側面部３と、シャッター板正面部１の一方の端部にシャッター板右側面部４とによって構成されている。
シャッター板左側面部３およびシャッター板右側面部４は、シャッター板正面部１に対して垂直に折り曲げられた状態で、互いに平行に対向している。そして、シャッター板左側面部３およびシャッター板右側面部４には、換気扇シャッター１００の回転中心となる左シャッター軸穴６および右シャッター軸穴７が、シャッター板上端２寄りの位置に形成されている。このとき、左シャッター軸穴６の中心と右シャッター軸穴７の中心とを結ぶ直線はシャッター板上端２に平行である。

（シャッター腕）
さらに、シャッター板左側面部３の上端（シャッター板上端２に近い部分）は、シャッター板上端２よりも上方に延長され、かかる延長部分がシャッター腕５を形成している。
そして、シャッター腕５には、左シャッター軸穴６と共同して腕延長部品４０の結合に供する腕延長用穴８が形成されている。
なお、シャッター板３０に腕延長用部品４０を結合しない製品においては、腕延長用穴８は、前述連結板を取り付ける用途に用いられる。

（バーリング穴）
左シャッター軸穴６は、バーリング穴であって、円形の貫通部６ｂと、貫通部６ｂを打ち抜き加工によって形成する際に形成された、貫通部６ｂの周囲から立ち上がった円筒状の円筒部突起（カエリに同じ）６ａとを具備している。そして、円筒部突起６ａの高さ（突出面から先端までの距離）Ｚは、腕延長部品４０の板厚Ｈよりも厚くなっている（Ｚ＞Ｈ）。また、腕延長用穴８も、バーリング穴であって、円形の貫通部８ｂと、貫通部８ｂの周囲から立ち上がった円筒状の円筒部突起８ａとを具備し、円筒部突起８ａの高さ（突出面から先端までの距離）Ｙは、腕延長部品４０の板厚Ｈよりも厚くなっている（Ｙ＞Ｈ）。左シャッター軸穴６および腕延長用穴８は後記するように腕延長部品を固定するためのものである。
なお、右シャッター軸穴７も、貫通部７ｂと円筒部突起７ａを具備するバーリング穴になっている（後記するようにシャッター軸との接触面積を拡大している）が、これについては、バーリング穴に限定するものではない。

（腕延長部品）
図４Ａおよび図４Ｂにおいて、腕延長部品４０は、側面視において略Ｕ字状の板材の一部である平面部４１と、平面部４１に対して折り曲げられた垂直部４２と、垂直部４２に対して折り曲げられ、平面部４１に平行な平行部４３とを有している。
そして、平面部４１には、腕延長部品軸穴９、腕延長部品延長用穴１０および延長部品連結用穴１１が形成され、平行部４３にはバネ用貫通穴４４が形成されている。
腕延長部品軸穴９と腕延長部品延長用穴１０との中心間寸法Ｗは、左シャッター軸穴６と腕延長用穴８との中心間寸法Ｗに同じである。
さらに、腕延長部品軸穴９の内径（直径）は左シャッター軸穴６の円筒部突起６ａの外径（直径）と同じで、腕延長部品軸穴９に円筒部突起６ａが侵入可能である。また、腕延長部品延長用穴１０の内径（直径）は腕延長用穴８の円筒部突起８ａの外径（直径）と同じで、前者に後者が侵入可能である。
なお、腕延長部品軸穴９と延長部品連結用穴１１との中心間寸法Ｖ（シャッター腕長さに相当する）は、腕延長部品軸穴９と腕延長部品延長用穴１０との中心間寸法Ｗよりも広くなっている（Ｖ＞Ｗ）。
さらに、延長部品連結用穴１１は、貫通部１１ｂと円筒部突起１１ａとを具備するバーリング穴であり、円筒部突起１１ａが腕延長用部品４０と連結板との接触を最小限にすることで、部品摩擦による動作抵抗を軽減している。

（シャッター腕の延長）
このような形状を持つシャッター板部品３０と腕延長部品４０を、図１Ａ〜図２Ｂに示すように、円筒部突起６ａを腕延長部品軸穴９に、円筒部突起８ａを腕延長部品延長用穴１０に通して、腕延長部品４０の平板面をシャッター腕５の平面部に密着させる。そして、腕延長部品４０の腕延長部品軸穴９および腕延長部品延長用穴１０をそれぞれ貫通して突出したシャッター板部品３０の円筒部突起６ａおよび円筒部突起８ａの先端を、内側より広げてカシメを行うことで固定する。
したがって、腕延長部品４０とシャッター板部品３０との２つの部品は、シャッター軸周りと、シャッター軸から離れたもう一点で固定されるから、円筒部突起６ａは腕延長部品軸穴９に対して自転不能で、円筒部突起８ａは腕延長部品延長用穴１０に対して自転不能になっている。
このため、一方の部品に発生したシャッター軸回りのトルクが、他方の部品にスムーズに伝達される。そして、換気扇シャッター１００を回動させるために負荷する荷重はバーリングの円筒部突起６ａ、８ａをせん断する方向に作用するため、カシメが外れる方向（カシメをする前の円筒部突起６ａ、８ａの軸方向）に荷重がかかりにくく有利な構造となる。

以上のように、換気扇シャッター１００は、既存のシャッター板部品３０に余分な部位や加工を加えることなく、かつ、腕延長部品４０とシャッター板部品３０との２部品のみの構成で、シャッター板部品３０よりもシャッター腕長さが延長される。

[実施の形態２：シャッター機構部]
図５は本発明の実施の形態２に係るシャッター機構部を説明する側面図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図５において、シャッター機構部９００は、枠体８１７と、換気扇シャッター１００ａ、１００ｂ、１００ｃと、連結板９１１と、バネ９１２によって構成される。なお、換気扇シャッター１００ａ、１００ｂ、１００ｃは何れも実施の形態１において説明した換気扇シャッター１００に同じであるから、共通する内容の説明においては「換気扇シャッター１００」と総称する場合がある。

このとき、換気扇シャッター１００ａ、１００ｃは、連結板連結用穴９１３ａ、９１３ｃと左シャッター軸穴６（腕延長部品軸穴９）とを結ぶ直線を挟んだ両側にそれぞれ、腕延長用穴８（腕延長部品延長用穴１０）とバネ用貫通穴４４とが配置されているのに対し、換気扇シャッター１００ｂは、連結板連結用穴９１３ｂと左シャッター軸穴６（腕延長部品軸穴９）とを結ぶ直線の一方側に、腕延長用穴８（腕延長部品延長用穴１０）とバネ用貫通穴４４とが配置されている。
換気扇シャッター１００ａ、１００ｂ、１００ｃの延長部品連結用穴１１は、連結板９１１に形成された連結板連結用穴９１３ａ、９１３ｂ、９１３ｃと、連結ピン９１４よってそれぞれ回転自在に固定されている。
なお、延長部品連結用穴１１は貫通部１１ｂと円筒部突起１１ａとを具備するバーリング穴であるから、連結板連結用穴９１３に、換気扇シャッター１００の円筒部突起１１ａがそれぞれ貫通し、回転自在にカシメられる構造とすることで、構造を簡素かつ確実とすることが可能である。

また、換気扇シャッター１００は、枠体８１７に固定された図示しないシャッター軸によって、それぞれ回動自在に支持されている。このとき、シャッター軸は、左シャッター軸穴６の貫通部６ｂおよび右シャッター軸穴７の貫通部７ｂを貫通し、円筒部突起６ａおよび円筒部突起７ａ（正確にはそれぞれの一部）に摺動している。
すなわち、シャッター軸が円筒部突起６ａおよび円筒部突起７ａに摺動することによって接触面積が拡大し、局部摩耗が防止されている。
さらに、バネ９１２によって発生する換気扇シャッター１００の開閉を補助するトルクは、連結板９１１によって各換気扇シャッター１００に分配される。ここで換気扇シャッター１００には連結板９１１を介して荷重が負荷され、実施の形態１において説明した効果が得られる。
以上のように、シャッター機構部９００は、換気扇シャッター１００の構造を有していることで、シャッター腕長さを延長する効果が、安価かつ確実に得られる。

[実施の形態３：換気扇]
図６は本発明の実施の形態３に係る換気扇を説明するものであって、各部材を分離して模式的に示す斜視図である。なお、実施の形態１および実施の形態２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図６において、換気扇８００は、建造物の壁に形成された貫通部（図示しない）に据え付けられるものであって、実施の形態２において説明したシャッター機構部９００を有している。
すなわち、実施の形態１において説明した換気扇シャッター１００に同じ換気扇シャッター１００ａ、１００ｂ、１００ｃ（以下、共通する内容の説明においては「換気扇シャッター１００」と総称する場合がある）と、枠体８１７に固定された電動機固定梁８１１と、電動機固定梁８１１に固定された電動機８１２と、電動機８１２の電動機回転軸８１３にスピンナー（固定手段）８１４によって着脱可能に固定されたファン８１５と、枠体８１７に着脱自在に設置され、ファン８１５を包囲して風洞を形成する（ファン８１５からの送風を換気扇シャッター１００ａ、１００ｂ、１００ｃに向かって案内する風路を形成する）着脱可能なオリフィス８１６とを備えている。

そして、換気扇シャッター１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、枠体８１７に固定されたシャッター軸８１８ａ、８１８ｂ、８１８ｃ（以下、共通する内容の説明においては「シャッター軸８１８」と総称する場合がある）によって、それぞれ回動自在に支持されている。
このとき、シャッター軸８１８は、左シャッター軸穴６の貫通部６ｂおよび右シャッター軸穴７の貫通部７ｂを貫通し、円筒部突起６ａおよび円筒部突起７ａ（正確にはそれぞれの一部）に摺動している。
そして、電動機８１２に電力を供給するための電源線８２１が配線ボックス８２２を経由して電動機８１２に接続されている。

したがって、使用者が図示しない壁スイッチ等により、電源線８２１に通電し電動機８１２を起動（ＯＮ）したとき、換気扇シャッター１００はファン８１５からの送風による風圧を受ける。このとき、換気扇シャッター１００には開閉補助トルクが作用しているから、風圧と開閉補助トルクによって換気扇シャッター１００は開く方向に回動する。そして、使用者が、再度壁スイッチ等により電動機８１２を停止（ＯＦＦ）すると、シャッターに作用する風圧が無くなるため、開閉補助トルクのみでは換気扇シャッター１００の重さを支えられず、換気扇シャッター１００は閉まる方向に回動する。

以上のように、換気扇８００は、換気扇シャッター１００の構造を有していることで、シャッター腕長さを延長する効果が、安価かつ確実に得られる。
なお、本発明は、換気扇８００を、室内の壁面に形成された貫通部に設置し、当該室内を換気するものに限定するものではなく、一方側に向けて送風する「送風機」であってもよい。

１ シャッター板正面部、２ シャッター板上端、３ シャッター板左側面部、４ シャッター板右側面部、５ シャッター腕、６ 左シャッター軸穴、６ａ 円筒部突起、６ｂ 貫通部、７ 右シャッター軸穴、７ａ 円筒部突起、７ｂ 貫通部、８ 腕延長用穴、８ａ 円筒部突起、８ｂ 貫通部、９ 腕延長部品軸穴、１０ 腕延長部品延長用穴、１１ 延長部品連結用穴、１１ａ 円筒部突起、１１ｂ 貫通部、３０ シャッター板部品、４０ 腕延長部品、４１ 平面部、４２ 垂直部、４３ 平行部、４４ バネ用貫通穴、１００ 換気扇シャッター（実施の形態１）、１００ａ 換気扇シャッター、１００ｂ 換気扇シャッター、１００ｃ 換気扇シャッター、８００ 換気扇（実施の形態３）、８１１ 電動機固定梁、８１２ 電動機、８１３ 電動機回転軸、８１４ スピンナー、８１５ ファン、８１６ オリフィス、８１７ 枠体、８１８ シャッター軸、８１８ａ シャッター軸、８１８ｂ シャッター軸、８１８ｃ シャッター軸、８２１ 電源線、８２２ 配線ボックス、９００ シャッター機構部（実施の形態２）、９１１ 連結板、９１２ バネ、９１３ａ 連結板連結用穴、９１３ｂ 連結板連結用穴、９１３ｃ 連結板連結用穴、９１４ 連結ピン。

Claims (4)

1. 矩形状のシャッター板正面部と、該シャッター板正面部の両方の端部にそれぞれ一体的に形成され、前記シャッター板正面部に対して垂直なシャッター板側面部と、該シャッター板側面部のうちの一方のシャッター板側面部に一体的に形成されたシャッター腕と、を具備するシャッター板部品と、
   該シャッター板部品とは別体の部品として形成され、該シャッター腕に固定された腕延長部品と、を有し、
   前記シャッター板側面部には、貫通部および該貫通部の周囲に形成された円筒部突起を具備するバーリング穴であるシャッター軸穴が互いに対向した位置に形成され、
   前記シャッター腕には、前記一方のシャッター板側面部に沿って前記シャッター板正面部から離れる方向に突出し、貫通部および該貫通部の周囲に形成された円筒部突起を具備するバーリング穴である腕延長用穴が形成され、
   前記腕延長部品には、腕延長部品軸穴および腕延長部品延長用穴が形成され、
   前記一方のシャッター板側面部に形成されたシャッター軸穴の円筒部突起および前記シャッター腕に形成された腕延長用穴の円筒部突起が、前記腕延長部品に形成された腕延長部品軸穴および腕延長部品延長用穴をそれぞれ貫通してカシメられることによって、前記一方のシャッター板側面部および前記シャッター腕に、前記腕延長部品が固定されることを特徴とする換気扇シャッター。
2. 複数の連結板連結用穴が形成された連結板によって連結された複数の請求項１記載の換気扇シャッターと、該複数の換気扇シャッターを前記シャッター軸穴において回転自在に支持する枠体と、を有し、
   前記複数の換気扇シャッターのうちの少なくとも１つの換気扇シャッターと、前記複数の換気扇シャッターのうちの前記少なくとも１つの換気扇シャッターとは相違する換気扇シャッターとにバネの両端がそれぞれ設置され、前記少なくとも１つの換気扇シャッターが前記連結板に対して回動する際、前記バネの長さが変動することを特徴とするシャッター開閉機構。
3. 請求項２のシャッター開閉機構において、
   前記換気扇シャッターの腕延長部品に、貫通部および該貫通部の周囲に形成された円筒部突起を具備するバーリング穴である腕延長部品連結用穴が形成され、
   該腕延長部品連結用穴の円筒部突起が、前記連結板の連結板連結用穴を貫通してカシメられることによって、前記換気扇シャッターが前記連結板に対して回動自在に連結されることを特徴とするシャッター開閉機構。
4. 請求項２または請求項３に記載のシャッター開閉機構と、
   前記枠体に設置され、電動機および該電動機の回転軸に着脱自在に設置されたファンを備えた送風機と、
   前記枠体に着脱自在に設置され、前記ファンからの送風を前記複数のシャッター板に向けて案内するオリフィスと、
   を有することを特徴とする換気扇。

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