JP6846593B2 - 換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気式シャッターを備えた換気装置に関するものである。

従来、この種の換気装置は、換気装置の作動に連動して開閉する電気式シャッターを備えた換気装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１１６８９７号公報

このような従来の換気装置においては、消費電力を低減させるため電気式シャッターを開閉する装置であるソレノイド等の消費電力を低減させなければならず、そのためには、電気式シャッターを開くための力を低減させなければいけない、という課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができる換気装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、送風路を開閉する電気式シャッターを備えた換気装置であって、前記電気式シャッターは、環状矩形形状であり中央開口を前記送風路とするシャッター枠と、回転軸を有して回動により前記送風路を開閉する複数のブレードと、前記ブレードによる開閉を行う開閉構造と、を備え、前記開閉構造は、各ブレードに設けられ前記回転軸に接続されて当該回転軸を回動させる可動軸と、直線的な動きを前記可動軸の前記回転軸を中心とする回動に変換するレバーと、前記レバーに接続し外力により当該レバーが直線的に移動されてブレードを開状態とした際に当該開状態を閉状態に移行させる方向に作用するバネと、前記レバーに設けられ前記バネの一端を係止するレバーバネ引掛部と、前記シャッター枠に設けられ前記バネの他端を係止するシャッター枠バネ引掛部と、を備え、複数の前記回転軸により構成された回転軸平面とレバーバネ引掛部との距離は前記回転軸平面と前記シャッター枠バネ引掛部との距離よりも小さく、前記シャッター枠における前記レバーバネ引掛部と前記シャッター枠バネ引掛部との間に前記バネの腹部を前記回転軸平面から離れる方向に付勢する凸形状部を備え、前記凸形状部は、半円柱形状として前記半円柱形状における半円部位が前記バネの腹部を前記回転軸平面から離れる方向に付勢する換気装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、電気式シャッターが閉じるために必要な力すなわち必要なバネの引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができる、という効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の換気装置を示す分解斜視図。 電気式シャッターの裏側から見た斜視図。 電気式シャッターの側面構成図。 回転軸と可動軸との駆動関係を示す簡易側面図。 電気式シャッターの裏側から見た斜視図。 レバーバネ引掛部近傍の斜視図及び断面図。

本発明の実施の形態の換気装置は、送風路を開閉する電気式シャッターを備えた換気装置であって、前記電気式シャッターは、環状矩形形状であり中央開口を前記送風路とするシャッター枠と、回転軸を有して回動により前記送風路を開閉する複数のブレードと、 前記ブレードによる開閉を行う開閉構造と、を備え、前記開閉構造は、各ブレードに設けられ前記回転軸に接続されて当該回転軸を回動させる可動軸と、直線的な動きを前記可動軸の前記回転軸を中心とする回動に変換するレバーと、前記レバーに接続し外力により当該レバーが直線的に移動されてブレードを開状態とした際に当該開状態を閉状態に移行させる方向に作用するバネと、前記レバーに設けられ前記バネの一端を係止するレバーバネ引掛部と、前記シャッター枠に設けられ前記バネの他端を係止するシャッター枠バネ引掛部と、を備え、複数の前記回転軸により構成された回転軸平面とレバーバネ引掛部との距離は前記回転軸平面と前記シャッター枠バネ引掛部との距離よりも小さいという構成を有する。

これにより、電気式シャッターが閉じるとき、シャッター枠バネ引掛部よりルーバー側に配置したレバーバネ引掛部に引掛け傾斜したバネが収縮しレバーが引かれ、レバーに接続されたブレードの可動軸が回転軸の円周方向（図４の点線矢印）に近い方向に全て適切に引かれることとなるので、電気式シャッターが閉じるために必要な力すなわち必要なバネの引っ張り力を低減することができる。例えば張力の小さいバネを採用することで、電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができる、という効果を奏する。

また、前記シャッター枠バネ引掛部は、前記バネの前記回転軸平面への移動を規制するリブを備えた構成にしてもよい。

これにより、電気式シャッターが閉じるとき、シャッター枠バネ引掛部の根元のリブにより、バネの先端がシャッター枠バネ引掛部の先端に保持されることで、シャッター枠バネ引掛部よりルーバー側に配置され、そしてレバーバネ引掛部に引掛けて傾斜させたバネがその傾斜角度を保ちながら収縮しレバーが引かれることとなるので、レバーに接続された複数のブレードの可動軸が回転軸の円周方向に近い方向に全て適切に引かれ、電気式シャッターが閉じるために必要な力すなわち必要なバネの引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、更に電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができる、という効果を奏する。

また、前記シャッター枠における前記レバーバネ引掛部と前記シャッター枠バネ引掛部との間に前記バネの腹部を前記回転軸平面から離れる方向に付勢する凸形状部を備えた構成にしてもよい。

電気式シャッターが閉じるとき、シャッター枠バネ引掛部よりルーバー側に配置したレバーバネ引掛部とシャッター枠バネ引掛部に引っ掛けられたバネが凸形状部に接触し、くの字形に屈曲する。そしてバネが収縮するときレバーが回転軸の円周方向により近い方向に引かれることとなるので、レバーに接続された複数のブレードの可動軸も回転軸の円周方向により近い方向に引かれることとなる。これにより、バネの振動音を抑制するとともに、電気式シャッターが閉じるために必要な力すなわち必要なバネの引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、更に電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができる、という効果を奏する。

また、前記凸形状部を半円柱形状とした構成にしてもよい。

凸形状部を半円柱形状にすることで、接触面が滑らかになるためバネのコイルがよりスムーズに収縮し、電気式シャッターが閉じるために必要な力すなわち必要なバネの引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、更に電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができる。

また、前記レバーバネ引掛部は、前記レバーから前記可動軸とは逆方向に突出した突出部と、前記突出部を前記回転軸平面方向に切り欠いた切り欠きと、を備えた構成としても良い。

上記構成では、突出部を回転軸平面方向に向けて切り欠くことで、ブレードの開閉によりバネが回転軸平面から離れる方向にせり上がっても、バネが外れることを抑制することができる。

また、前記突出部の突出方向の先端から前記切り欠きの前記先端側の端部までの長さは、
前記バネにおける前記レバーバネ引掛部と係止する円環部の直径よりも長い構成としても良い。

これにより、開閉動作時には、円環部は弾性力に応じて変形するが、突出部から外れる方向に変形することは無いため、突出部から外れることを防止できる。

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。
（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態１の室内１に設置される換気装置２は、後方、つまり室外側が筒の方形状で樹脂製のフレーム３に、その筒の中のほぼ中央部にプロペラファン４を有したＡＣあるいはＤＣのモータ５を備える。

そして、フレーム３のほぼ中央部であってプロペラファン４の同心円上に例えば円形状の吸込口６を備える。

そして、吸込口６の前方すなわち室内１側に例えば円形状の開口７を有したオリフィス８をフレーム３のほぼ中央部に備える。

そして、プロペラファン４の前方、すなわち、室内１側には電気で開閉作動される電気式シャッター９がフレーム３に設けられている。なお、電気による駆動は、電気式シャッター９自体が行うのではなく、フレーム３に設けられ、図の上下方向に摺動する摺動部３０の電気的駆動に連動することで行われる。

そして、フレーム３の前方には、ほぼ中央部にスリット１０を有した後方が筒の方形状で樹脂製のルーバー１１がフレーム３を覆うように備える。

また、電気式シャッター９を開閉するときに動作するソレノイド（図示せず）は、フレーム３に備えられ、連動して摺動部３０が上下方向に摺動する。

また、図２に示すように、電気式シャッター９は、シャッター枠１４と、ブレード１７と、開閉構造とを備える。

シャッター枠１４は、環状矩形形状を有する。環状矩形形状とは、外郭が略方形であり、内部に中央開口を有する形状である。ここでいう中央開口は、矩形における真ん中にある必要は無く、枠体の内部に収まっていればよい。

中央開口は、換気時における送風路を形成する。

ブレード１７は、板状であり、複数で中央開口を塞ぐように設けられる。ブレード１７は、両端に回転軸１６を有しており、回転軸１６の回動により板状の平面を送風路と平行に位置させることで送風路を開状態とし、また板状の平面を送風路に垂直に位置させることで送風路を閉状態とすることができる。ブレード１７による前記開状態と閉状態との遷移は、開閉構造により行われる。

開閉構造は、可動軸２２と、レバー１５と、バネ１２と、シャッター枠バネ引掛部１３と、レバーバネ引掛部１８とを備える。

可動軸２２は、ブレード１７に備えられた回転軸１６に連動するように接続されている。つまり、可動軸２２を回転させることで、ブレード１７を回転することができる。可動軸２２は、複数のブレード１７のと、当該ブレード１７の同一方向における端部に接続されている。

レバー１５は、可動軸２２が回転可能に接続される。可動軸２２のレバー１５に対する回動は、例えば可動軸２２のブレード１７とは逆側の端部が円筒形の突起形状を有しており、この円筒形の突起をレバー１５に設けられた孔または穴に挿入することで行われる。これにより、レバー１５を直線的に移動した場合に、可動軸２２が回転軸１６を中心として回転可能となる。言い換えると、レバー１５は、直線的な移動を可動軸２２の回転軸１６を中心とした回動に変換することができる。レバー１５は、図１にて示した摺動部３０の上下方向への移動、つまり直線的な移動を受ける受け部３１を備えている。受け部３１が摺動部３０の移動に基づいて、レバー１５を上下方向に直線的に移動させることができる。レバー１５は、図２における上部、つまり受け部近傍に、バネ１２の一端を引っ掛けて係止する突起状のレバーバネ引掛部１８を備える。

バネ１２は、例えばコイル状のバネであり、一端に設けられた円環部をレバーバネ引掛部１８と、他端に設けられた円環部をシャッター枠１４における下方（図２の下方）に設けられたシャッター枠バネ引掛部１３と接続（係止）される。レバー１５がソレノイドにて上方に移動した際に、ブレード１７が開状態になり、この際にバネ１２は、伸びるため、縮み方向への弾性力が生じる。つまりブレード１７が開状態においては、バネ１２はブレード１７を閉状態に移行させる方向に作用する。

シャッター枠バネ引掛部１３は、シャッター枠１４の下方に固定され、バネ１２の他端が接続される。

次に、バネ１２の配置構成について説明する。

図３に示すように、レバーバネ引掛部１８は、シャッター枠バネ引掛部１３よりルーバー１１（図１参照）側に配置している。言い換えると、複数の回転軸１６で構成された回転軸平面３２とレバーバネ引掛部１８との距離は、回転軸平面３２とシャッター枠バネ引掛部１３であって実際にバネ１２の他端が位置する場所との距離よりも小さい。

従って、バネ１２は、シャッター枠バネ引掛部１３からレバーバネ引掛部１８に向かって（図３では右下から左上に向かって）傾斜させている構成となる。

上記構造による効果を、併せて図４を参照しながら詳しく説明する。なお図４は、回転軸と可動軸との駆動関係を示す簡易側面図である。図４は、図３における右図を、シャッター枠１４を下方にして概略化して示したものである。また理解に供するため、図４における回転軸１６の数は３個として示している。

ブレード１７の閉状態においては、図４（ａ）に示すように、回転軸１６の上方に可動軸２２が位置する。この状態で、摺動部３０の移動に基づいてレバー１５が上方（図４においては左方）に移動すると、可動軸２２は回転軸１６を中心として周方向であって、回転軸１６の上方（図４においては左方）に回動（移動）する。これにより、図４（ｂ）に示すように、可動軸２２が回転軸１６の上方（図４における左方）に位置し、ブレード１７が開状態となる。そして開状態では、バネ１２には縮む方向、すなわちシャッター枠バネ引掛部１３とレバーバネ引掛部１８との距離が短くなる方向に弾性力が働く。

ブレード１７が開状態において、摺動部３０の移動によりレバー１５が下方（図４においては右方）に移動すると、バネ１２の弾性力によってレバー１５が下方向（図４においては右方）に移動する。この際、回転軸平面３２とレバーバネ引掛部１８との距離Ｘは、回転軸平面３２とシャッター枠バネ引掛部１３との距離Ｙよりも小さいため、可動軸２２は移動開始時に周方向（図４における右上方向）に引っ張られる。つまり、ブレード１７、言い換えると可動軸２２の閉状態への移行がスムーズに行われる。

上記を図３にて説明すると、電気式シャッター９の複数のブレード１７が閉じるとき、シャッター枠バネ引掛部１３よりルーバー１１側に配置したレバーバネ引掛部１８に引掛け傾斜したバネ１２が収縮する。バネ１２の収縮により、レバー１５がシャッター枠バネ引掛部１３の方向（図３では右下）へ引かれ、レバー１５に接続された可動軸２２が回転軸１６の円周方向（図３の点線矢印）に近い方向に全て適切に引かれることとなる。これにより、可動軸２２とシャッター枠１４に設けられた回転軸１６が嵌る軸受との接触抵抗を低減することができる。

よって、電気式シャッター９が閉じるために必要な力すなわち必要なバネ１２の引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、電気式シャッター９すなわち複数のブレード１７を開くための力を低減させ消費電力を低減することができることとなる。

また、シャッター枠バネ引掛部１３の根元にバネ１２の回転軸平面３２方向への移動を規制するリブ１９を設けてもよい。

これにより、電気式シャッター９（図１）にある複数のブレード１７が閉じるとき、シャッター枠バネ引掛部１３の根元のリブ１９が、バネ１２の先端がシャッター枠バネ引掛部の根元（図３では左方向）に移動することを防ぎ、バネ１２の先端は、シャッター枠バネ引掛部１３の先端（図３ではシャッター枠バネ引掛部１３の右端）に保持され、シャッター枠バネ引掛部よりルーバー１１側に維持される。そしてレバーバネ引掛部１８に引掛けて傾斜させたバネ１２がその傾斜角度を保ちながら収縮しレバー１５が引かれ、レバー１５に接続された複数のブレード１７の可動軸２２が、回転軸１６の円周方向（図３の点線矢印）に近い方向に全て適切に引かれることとなる。これにより、電気式シャッター９が閉じるために必要な力すなわち必要なバネ１２の引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、更に電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができることとなる。

また、図５に示すように、シャッター枠１４におけるレバーバネ引掛部１８（図２）とシャッター枠バネ引掛部１３との間に、バネ１２の端部以外、すなわち腹部を回転軸平面３２から離れる方向、言い換えるとシャッター枠バネ引掛部１３に近づく方向に付勢する凸形状部２０を設けてもよい。

これにより、電気式シャッター９の複数のブレード１７が閉じるとき、シャッター枠バネ引掛部１３（図２）よりルーバー１１（図１）側に配置したレバーバネ引掛部１８（図２）とシャッター枠バネ引掛部１３に引っ掛けられたバネ１２のコイル部が凸形状部２０に接触する。バネ１２が凸形状部２０に接触することで、バネ１２は、くの字形に屈曲し（図３では反くの字形）、バネ１２が収縮するときレバー１５が回転軸１６の円周方向（図４の点線矢印）により近い方向に引かれることとなる。これにより、レバー１５（図２）に接続された複数のブレード１７の可動軸２２が回転軸１６の円周方向（図４の点線矢印）により近い方向に引かれることとなるので、電気式シャッター９が閉じるために必要な力すなわち必要なバネ１２の引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、更に電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができることとなる。

また、バネ１２の腹部（コイル部）が凸形状部２０に接触することで、バネ１２に生じる振動音を抑制することができる。

また、凸形状部２０を半円柱形状２１、すなわち、側面視にしてかまぼこ状とした構成としてもよい。

凸形状部２０を半円柱形状２１にすることで、接触面が滑らかになるためバネ１２のコイルがスムーズに収縮し、電気式シャッター９が閉じるために必要な力すなわち必要なバネ１２の引っ張り力を低減することができる。そのため例えば張力の小さいバネを採用することで、更に電気式シャッターを開くための力を低減させ消費電力を低減することができることとなる。

また、レバーバネ引掛部１８に、突出部３３を設け、突出部３３に切り欠きを備える構成としてもよい。

突出部３３は、レバー１５を基準として可動軸２２とは逆方向に突出させる。そして、切り欠き３４は、突出部３３を、回転軸平面３２の方向とは逆の方向（図６における上方）から回転軸平面３２方向に向けて切り欠いた構成とする。

これにより、突出部３３を回転軸平面３２方向に向けて切り欠くことで、ブレード１７の開閉によりバネ１２が回転軸平面３２から離れる方向であってバネ１２に引っ張られる方向、つまりバネ１２の弾性力が働く方向（図４の右上）にせり上がっても、バネ１２が外れることを抑制することができる。

また、バネ１２において、突出部３３の突出方向の先端から切り欠きの先端側の端部までの長さＺが、バネ１２における円環部３９の直径よりも長い構成とする。バネ１２を突出部３３に係止する際には、円環部３９を少し変形させて突出部３３の先端を通過させて切り欠きに係止する。開閉動作時には、円環部３９は弾性力に応じて変形するが、突出部３３から外れる方向に変形することは無いため、突出部３３から外れることを防止できる。

本発明にかかる換気装置は、消費電力を低減することができることを可能とするものであるので、台所等に使用される換気扇等としても有用である。

１ 室内
２ 換気装置
３ フレーム
４ プロペラファン
５ モータ
６ 吸込口
７ 開口
８ オリフィス
９ 電気式シャッター
１０ スリット
１１ ルーバー
１２ バネ
１３ シャッター枠バネ引掛部
１４ シャッター枠
１５ レバー
１６ 回転軸
１７ ブレード
１８ レバーバネ引掛部
１９ リブ
２０ 凸形状部
２１ 半円柱形状
２２ 可動軸
３０ 摺動部
３１ 受け部
３２ 回転軸平面
３３ 突出部
３４ 切り欠き

Claims (4)

1. 送風路を開閉する電気式シャッターを備えた換気装置であって、
   前記電気式シャッターは、
   環状矩形形状であり中央開口を前記送風路とするシャッター枠と、
   回転軸を有して回動により前記送風路を開閉する複数のブレードと、
   前記ブレードによる開閉を行う開閉構造と、を備え、
   前記開閉構造は、
   各ブレードに設けられ前記回転軸に接続されて当該回転軸を回動させる可動軸と、
   直線的な動きを前記可動軸の前記回転軸を中心とする回動に変換するレバーと、
   前記レバーに接続し外力により当該レバーが直線的に移動されてブレードを開状態とした際に当該開状態を閉状態に移行させる方向に作用するバネと、
   前記レバーに設けられ前記バネの一端を係止するレバーバネ引掛部と、
   前記シャッター枠に設けられ前記バネの他端を係止するシャッター枠バネ引掛部と、を備え、
   複数の前記回転軸により構成された回転軸平面とレバーバネ引掛部との距離は前記回転軸平面と前記シャッター枠バネ引掛部との距離よりも小さく、
   前記シャッター枠における前記レバーバネ引掛部と前記シャッター枠バネ引掛部との間に前記バネの腹部を前記回転軸平面から離れる方向に付勢する凸形状部を備え、
   前記凸形状部は、
   半円柱形状として前記半円柱形状における半円部位が前記バネの腹部を前記回転軸平面から離れる方向に付勢する換気装置。
2. 前記シャッター枠バネ引掛部は、
   前記バネの前記回転軸平面への移動を規制するリブを備えた請求項１に記載の換気装置。
3. 前記レバーバネ引掛部は、
   前記レバーから前記可動軸とは逆方向に突出した突出部と、
   前記突出部を前記回転軸平面方向に切り欠いた切り欠きと、を備えた請求項１または２に記載の換気装置。
4. 前記突出部の突出方向の先端から前記切り欠きの前記先端側の端部までの長さは、
   前記バネにおける前記レバーバネ引掛部と係止する円環部の直径よりも長い請求項３に記載の換気装置。

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