JP7349598B2

JP7349598B2 - 埋込形換気扇

Info

Publication number: JP7349598B2
Application number: JP2019172409A
Authority: JP
Inventors: 祐希堀田; 誠石川; 達貴清水; あかり中野
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2023-09-25
Anticipated expiration: 2039-09-24
Also published as: JP2021050834A

Description

本発明は、埋込形換気扇に関するものである。

従来、埋込形換気扇は、天井裏への設置時でも電気配線の接続が容易になるように、入力端子台を有する制御回路ボックスを風路内に設けたものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来のダクト用換気扇（埋込形換気扇）について図７を参照しながら説明する。

図７は従来の埋込形換気扇としてのダクト用換気扇１０１の断面図である。ボディ１０３の内部空間であって風路上に、入力端子台を有する制御回路ボックス１０２を備えている。これにより、ボディ１０３の底面部に設けられた開口から制御回路ボックス１０２への電気配線が可能となり、設置が容易とされている。

特開２０１７－９２４９号公報

上記に示したダクト用換気扇１０１は、風路上に電装関連部品、つまり制御回路ボックスが設けられている。このような構造の場合、多湿環境で使用すると、例えば結露や微細な水滴等により、意図せぬ電気的トラブルが発生する可能性がある。

これに対して、ボディの外周から電気配線を可能とした場合、安全性は向上するが埋込
形であるが故に、設置時、特に電気ケーブルの接続が困難になる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、電気ケーブルの接続の容易性と、安全性とを両立した埋込形換気扇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、本発明に係る埋込形換気扇は、外郭を形成する筐体と、前記筐体の底面に空気を吸い込むための吸込口と、前記筐体の側面に空気を排出するための吹出口と、前記吸込口から前記吹出口に空気を導く送風部と、を備えた埋込形換気扇であって、前記送風部は、回転駆動するモーターと前記モーターに接続された羽根とを有する駆動部と、前記駆動部を駆動するための電気を供給する強電ケーブルを接続するための強電コネクタと、前記駆動部を制御するための信号を授受する弱電ケーブルを接続するための弱電コネクタと、前記筐体の天面に配置され前記強電コネクタを介して得られた電気と前記弱電コネクタを介して得られた前記信号とを用いて前記送風部の動作を制御する制御基板と、前記制御基板を格納する格納部と、を備え、前記強電コネクタと前記弱電コネクタは、ケーブル接続開口を備え、前記ケーブル接続開口が同一の接続面に向けて開口し、互いに分離されて配置されたものであり、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、電気ケーブルの接続の容易性と、安全性とを両立した埋込形換気扇を提供することができる。

図１は、本発明に係る埋込形換気扇の斜視図である。図２は、本発明に係る埋込形換気扇の断面図である。図３は、制御基板及びサブ基板の斜視図である。図４は、本発明に係る埋込形換気扇の上面図である。図５は、本発明に係る埋込形換気扇の側面図である。図６は、埋込形換気扇の設置例を示す図である。図７は、従来のダクト用換気扇の断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、実質的に同一の部位については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る埋込形換気扇１の斜視図である。また、図２は、埋込形換気扇１の天井裏への設置時の断面図である。

本発明に係る埋込形換気扇１は、図１に示すように、換気扇本体２と、ルーバー３と、を備えている。また、埋込形換気扇１は、ルーバー３を屋内に向けて配置され、換気扇本体２は、例えば天井板３０と床板３１との間に配置される。

換気扇本体２は、筐体４と、アダプター５と、送風部７と、を備えている。

筐体４は、角筒形で内部空間を有し金属製の箱体である。筐体４は、吸込口８と、吹出
口９と、天面板１０と、側面板１１と、を備えている。

吸込口８は、筐体４の底面に設けられ、筐体４の内部空間へ空気を吸い込むための開口である。吸込口８は、埋込形換気扇１を運転した際の、室内空気の筐体４の内部空間への入り口を構成する。

吹出口９は、筐体４の一面であって底面に隣接する四つの側面のいずれか一つの側面、つまり一側面に設けられ、筐体４の内部空間に吸い込んだ空気を筐体４の外部に吹き出すための開口である。ここで、吹出口９を備えた一側面を特に吹出面とする。

天面板１０は、矩形形状を有し、筐体４における吸込口８が設けられた底面に対向する面、つまり天面に設けられる。

側面板１１は、天面板１０及び底面に隣接する四つの側面を形成する四枚の板として設けられる。四つの側面板１１のうち、いずれか一つの側面板１１が、吹出口９を備える。

アダプター５は、筐体４と接続するアダプタープレート１３と、ダクトを接続するダクト接続部１４と、を備える。

アダプタープレート１３は、筐体４の吹出口９が設けられた一側面の下流側に設けられる。アダプタープレート１３は、吹出口９が設けられた一側面に対応させた矩形板形状を有し、吹出口９に対応させた開口を中央近傍に備え、当該開口はダクト接続部１４に連通する。

ダクト接続部１４は、アダプタープレート１３から下流側に向けて立設し、上流側は矩形であり下流側は円筒形状を有する。ダクト接続部１４は、アダプター５の内部空間を吹出口９と接続され、筐体４の内部から吹き出される排気を誘導する。ダクト接続部１４は、例えば屋内と屋外とを連通するダクトの屋内側端部が接続されることにより、埋込形換気扇１の排気が屋外に排出可能となる。

送風部７は、給気口１５から排気口１６へ空気を導くための部位であり、ファンケース６と、モーター１８と、羽根１７と、制御基板４０と、格納部４１とを備える。

ファンケース６は、吸込口８に対応する給気口１５と吹出口９に対応する排気口１６とを有し、排気口１６を有する排気面が筐体４における吹出口９を有する吹出面に内接する。ファンケース６は、舌部を備え、上面視、言い換えると天面視にして舌部から下流、つまり外周側端部に向かって、後述の羽根１７との間で形成される流路断面積を外周方向に徐々に拡大する渦巻形状を有する。

モーター１８は、天面板１０に固定され、ファンケース６の内部空間に向けて回転軸を突出させている。モーター１８は、給電、具体的には外部から強電ケーブルを介して供給される電力により回転軸を回転させることで、回転軸に固定された羽根１７を回転駆動する。

羽根１７は、ファンケース６の内部に配置され、モーター１８の回転軸に接続される。羽根１７は、円筒形状を有し、円筒形状における底面を吸込口８及び給気口１５に対向させて配置される。羽根１７は、側面に複数のフィンを備え、羽根１７を円筒形状における周方向に回転することにより給気口１５から排気口１６、言い換えると吸込口８から吹出口９方向への気流を発生させる。羽根１７は、例えばシロッコファンが利用できる。

モーター１８及び羽根１７は、埋込形換気扇１における駆動部を構成し、モーター１８は、後述の強電コネクタ４２を介して供給された強電力により駆動する。

制御基板４０は、強電ケーブルを介して供給された強電力を、変圧器を介して弱電力とし、制御基板４０上でのマイクロコンピュータの動作や、駆動部のオン・オフ、さらには弱電ケーブルを介して外部との信号の授受等、駆動部の制御に利用する。さらに、弱電ケーブルを介して受信した信号は、送風部７の制御に利用される。

ここで、駆動部を駆動するための電気は、制御基板４０に設けられた強電コネクタ４２に接続された強電ケーブルを介して供給される。また変換された弱電力は、制御基板４０内や、制御基板４０に設けられた弱電コネクタ４３を介して利用されるが詳細は後述する。

格納部４１は、制御基板４０を格納することにより、湿度や水滴から導電部を保護する。また、格納部４１は、強電コネクタ４２及び弱電コネクタ４３用の開口を備えており、格納部４１の内部は、強電コネクタ４２及び弱電コネクタ４３により外部と電気的に連通する。

ルーバー３は、中央部に通気開口を備えた板状を有し、例えば対向する辺に２つの線状バネを備える。ルーバー３は、線状バネを、筐体４に設けられた線状バネに対応する線状バネ係合部と係合させることで、吸込口８との距離を可変に例えば天井板３０に設置できる。

続いて、図３～図５を用いて強電コネクタ４２及び弱電コネクタ４３を備えた制御基板４０の詳細について説明する。なお図３は、制御基板４０及びサブ基板４４の斜視図である。また図４は、埋込形換気扇１の上面図である。また図５は、埋込形換気扇１の側面図である。

制御基板４０は、図３に示すように、上面視にしてＣ字形状を有し、中央の空間がモーター１８の円筒形の本体部を取り巻いて配置される。制御基板４０は、強電コネクタ４２と、弱電コネクタ４３と、サブ基板４４とを備えている。

強電コネクタ４２は、制御基板４０のＣ字形状における一端部に設けられる。強電コネクタ４２は、ケーブル接続開口Ａ４５を複数（本実施の形態では４穴）備えている。強電コネクタ４２には、強電力を通電する強電ケーブルが接続される。

強電ケーブルは、例えば被膜に包まれた銅線が複数束ねられて構成され、さらに複数の被膜がまとめて外皮により包まれている。

ケーブル接続開口Ａ４５は、各開口に一本の銅線が挿入されて、例えば公知の抜け防止機構により引き抜き不能に固定される。

弱電コネクタ４３は、制御基板４０のＣ字形状における強電コネクタ４２が設けられていない他端部に設けられる。なお、弱電コネクタ４３は、制御基板４０に対して平面を垂直に配置されたサブ基板４４の表面上に配置される。言い換えると弱電コネクタ４３は、後述の接続面４７に対向し、接続面４７と平行な表面上に配置される。
弱電コネクタ４３は、ケーブル接続開口Ｂ４６を複数（本実施の形態では６穴）備えている。弱電コネクタ４３には、弱電力を通電する弱電ケーブルが接続される。ここで、弱電力とは、強電力よりも電圧が低いことを示す。

弱電ケーブルも強電ケーブルと同様、例えば被膜に包まれた銅線が複数束ねられて構成され、さらに複数の被膜がまとめて外皮により包まれている。

ケーブル接続開口Ｂ４６は、各開口に一本の銅線が挿入されて、例えばケーブル接続開口Ａ４５と同様、公知の抜け防止機構により引き抜き不能に固定される。

なお、通常は電圧差に起因して、弱電ケーブルの銅線の径は強電ケーブルの銅線の径よりも小さい。つまり、使用者が弱電ケーブルの例えばケーブル端部から離れた位置を保持すると、弱電ケーブルは自重に耐えられず、保持位置からケーブル端部までの間で折れ曲がり、ケーブル端部が垂れ下がるのが通常である。これに対して強電ケーブルは、銅線の径が弱電ケーブルの銅線の径よりも大きく、ケーブル端部から適当な距離離れた位置で保持したとしても、自重により折れ曲がることは稀であるといえる。そして、銅線の径の違いから、ケーブル接続開口Ｂ４６の径は、ケーブル接続開口Ａ４５の径よりも小口径である。

次に、強電コネクタ４２と弱電コネクタ４３の位置関係について詳しく説明する。

強電コネクタ４２と弱電コネクタ４３の位置は、上述のように、Ｃ字形状の一端部及び他端部に設けられており、すなわち互いに分離されて配置されている。

また、ケーブル接続開口Ａ４５とケーブル接続開口Ｂ４６の開口方向は同一であり、図４に示すように、吹出口９を有する側面板１１ａに隣接する側面板１１ｂに向けて開口する。言い換えると、吹出口９及びアダプター５に対してケーブル接続開口Ａ４５とケーブル接続開口Ｂ４６の開口方向は直交する。なお、ケーブル接続開口Ａ４５とケーブル接続開口Ｂ４６の開口が向けられる面を接続面４７と定義する。

また、図４の差４８に示すように、弱電コネクタ４３は、接続面４７に向けて、強電コネクタ４２よりも突出している。つまり、弱電コネクタ４３は、強電コネクタ４２よりも接続面４７側の側面板１１ｂに近く配置されている。なお、距離の基準はそれぞれの開口の接続面４７側の端部であり、例えば開口を覆う格納部４１などは除かれる。

さらに、図５の差４９に示すように、強電コネクタ４２の高さ方向における位置は、弱電コネクタ４３の高さ方向における位置よりも低く配置される。言い換えると、強電コネクタ４２は、弱電コネクタ４３よりも、天面（天面板１０）に近接させて配置される。ここで、高さの基準はそれぞれの開口の中心である。

以上が、埋込形換気扇１の構成である。

上記構成により、電気ケーブルの接続の容易性と、安全性とを両立可能となる。

具体的には、強電コネクタ４２と弱電コネクタ４３とは距離を離して互いに分離されている。これにより、隣接されて配置される場合に比べて、強電ケーブルと弱電ケーブルの指し間違い、あるいは隣接する接続開口へ接続してしまうといった接続ミスを回避可能となる。また、ケーブル接続開口の径の差は、強電ケーブルの弱電コネクタ４３のケーブル接続開口Ｂ４６への挿入を防止、または困難とすることができる。結果として、接続ミスの回避により、強電ケーブルの弱電コネクタ４３への接続による基板損傷や場合によっては発火の恐れを回避でき、安全性を向上できる。

また、弱電コネクタ４３と強電コネクタ４２は、同一の接続面４７に向けて開口している。このため、狭い天井等に配置する際であっても、同一面から二種のケーブルを接続で
きるため、接続が容易である。

また、弱電コネクタ４３よりも強電コネクタ４２を天面に接近させた構成としている。これにより、例えば集合住宅や二階建て住宅の一階天井に設けられる場合であっても、接続容易性と絶縁性とを確保できる。具体的に説明すると、上述の構成では、埋込形換気扇１の上方に天井や上位階の床板３１が近接する場合がある。つまり、どのような環境になるかは設置しないとわからない。

このような場合、リスクの高い強電コネクタ４２の絶縁距離を考えると、下方の天面板１０と強電コネクタ４２とは設計段階において安全距離が確保できる。これに対して、できるだけ上方からは距離を取るのが望ましい。

これに対して弱電コネクタ４３は、絶縁による安全性の確保は強電コネクタ４２ほど重要ではなない。他方、弱電ケーブルは径が強電ケーブルよりも細いものを利用できるが、この場合、強度が弱いため形状の維持が難しく、弱電コネクタ４３への接続が強電コネクタ４２への接続に比して困難となる。よって、弱電コネクタ４３に対しては天面板１０から十分に離して、接続開口の前に接続のための作業空間を確保することを優先する。これにより、接続容易性と絶縁性とが確保できることとなる。

また、弱電コネクタ４３は、接続面４７側に向けて強電コネクタ４２よりも突出した構成とし、これにより接続容易性を確保している。具体的に説明すると、弱電ケーブル及び強電ケーブルは、接続面４７の正面から各コネクタに挿入されるか、或いは天井裏（上方）より垂らされて各コネクタに（斜め上方向から）挿入される。ここで、弱電ケーブルは強度が弱いため形状の維持が難しく、接続面４７に近いほど、作業者は弱電ケーブルの端部近傍を掴んだ状態で弱電コネクタ４３に挿入可能となり、接続しやすい。

これに対して、強電ケーブルは強度が強いため、強電コネクタ４２に接続する場合には特に接続面４７に近くなくても形状を維持したまま強電コネクタに挿入（押し込む）ことが可能となる。この点で強電ケーブルは弱電ケーブルより接続容易であると言える。しかし、接続後に埋込形換気扇１を天井に設置する際、筐体を天井に持ち上げると天井の開口に強電ケーブルが衝突して天井板３０周縁を傷つけてしまうという問題がある。従って、強電コネクタを可能な限り接続面４７側の側面板１１よりも筐体４の天面中央側に配置している。これにより、埋込形換気扇１を天井に設置する際でも、強電ケーブルは筐体４の直上に位置するため開口に衝突することなく容易に配置することができるのである。

また、弱電コネクタ４３をサブ基板４４に設ける構成とし、これにより接続容易性と安全性を確保している。具体的に説明すると、弱電コネクタ４３は強電コネクタ４２よりも小さく、弱電ケーブル挿入時の負荷が小さいため、基板との接続はハンダ接続のみで行われるのが通常である。これに対して、強電コネクタ４２は、強電ケーブル挿入時に負荷が大きく、制御基板４０へのハンダ接続のみの固定ではハンダ破損の可能性があるためハンダ接続に加えて制御基板４０に固定するための補強足が設けられている。

しかし、弱電コネクタ４３においても挿入時のハンダ破損の可能性はあり、さらに誤って強電ケーブルを挿入された場合にはその負荷によりハンダが破損してしまう可能性が高い。従って、制御基板４０に垂直なサブ基板４４を設けることで、ハンダ接続のみであってもコネクタ挿入方向の力をサブ基板４４の表面で垂直に受け止め、ハンダの破損を防止することができる。また、この構成により、弱電コネクタ４３の強電コネクタ４２よりも高所への配置も容易に調整（設計）可能となる。

また、吹出口９の開口方向（図６における矢印５０）、言い換えるとダクト接続部１４
の突出方向は、ケーブル接続開口Ａ４５及びケーブル接続開口Ｂ４６の開口方向（図６における矢印５１）と直交する構成としている。

これにより、図６に示すように、吸込口８を横向き、ここでは図６の紙面に平行で手前位置に配置して埋込形換気扇１を上下に二段縦積み且つ横方向に複数配置して使用する場合には、水滴などの滴下による安全性を確保できる。このような埋込形換気扇１の配置は、例えば図６の上方に空調装置を配置した全館空調における空調室、つまり送風側として適用される。このような場合には、ダクト接続の容易性を上げると共に、温度や湿度によってダクト接続部１４の外周近傍で発生する可能性がある水滴、或いは天井からの意図せぬ水滴の滴下に対して、ケーブル接続開口内への侵入を抑制し、電気的トラブルを防止できる。

本発明に係る埋込形換気扇は、電気ケーブルの接続の容易性と、安全性とを両立した埋込形換気扇として有用である。

１埋込形換気扇
２換気扇本体
３ルーバー
４筐体
５アダプター
６ファンケース
７送風部
８吸込口
９吹出口
１０天面板
１１、１１ａ、１１ｂ側面板
１３アダプタープレート
１４ダクト接続部
１５給気口
１６排気口
１７羽根
１８モーター
３０天井板
３１床板
４０制御基板
４１格納部
４２強電コネクタ
４３弱電コネクタ
４４サブ基板
４５ケーブル接続開口Ａ
４６ケーブル接続開口Ｂ
４７接続面
４８、４９差
５０、５１矢印
１０１ダクト用換気扇
１０２制御回路ボックス
１０３ボディ

Claims

外郭を形成する筐体と、前記筐体の底面に空気を吸い込むための吸込口と、前記筐体の側面に空気を排出するための吹出口と、前記吸込口から前記吹出口に空気を導く送風部と、を備えた埋込形換気扇であって、
前記送風部は、
回転駆動するモーターと前記モーターに接続された羽根とを有する駆動部と、
前記駆動部を駆動するための電気を供給する強電ケーブルを接続するための強電コネクタと、
前記駆動部を制御するための信号を授受する弱電ケーブルを接続するための弱電コネクタと、
前記筐体の天面に配置され前記強電コネクタを介して得られた電気と前記弱電コネクタを介して得られた前記信号とを用いて前記送風部の動作を制御する制御基板と、
前記制御基板を格納する格納部と、を備え、
前記強電コネクタと前記弱電コネクタは、
ケーブル接続開口を備え、
前記ケーブル接続開口が同一の接続面に向けて開口し、
互いに分離されて配置され、
前記制御基板は、上面視にしてＣ字形状を有し、前記モーターを取り巻くように配置され、
前記強電コネクタは、前記制御基板の前記Ｃ字形状における一端部に設けられ、
前記弱電コネクタは、前記制御基板の前記Ｃ字形状における前記強電コネクタが設けられていない他端部に設けられる、埋込形換気扇。
前記弱電コネクタのケーブル接続開口は、
前記強電コネクタのケーブル接続開口よりも小口径である請求項１記載の埋込形換気扇。
前記強電コネクタは、
前記弱電コネクタよりも前記天面に近接させて配置された請求項２記載の埋込形換気扇
。
前記制御基板に垂直に配置されて前記制御基板に接続されたサブ基板を備え、
前記弱電コネクタは、
前記接続面に対向し、前記接続面に平行な表面に設けられ、
前記ケーブル接続開口が前記接続面に向けて開口する、請求項１から３のいずれかに記載の埋込形換気扇。
前記弱電コネクタは、
前記接続面側に向けて前記強電コネクタよりも突出し、
前記強電コネクタよりも前記筐体の前記接続面側の側面に近い、請求項１から４のいずれかに記載の埋込形換気扇。
前記吹出口の開口方向は、前記ケーブル接続開口の開口方向と直交する請求項１から５のいずれかに記載の埋込形換気扇。