JPH09273790A - 反転式換気扇を備えた吸込型換気扇装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸い込み型の換気扇装置として、所望の風量を
得ることができる換気扇装置を提供する。 【解決手段】室内の空気を室外へ導くダクトを含んで形
成された空気流通路と、この空気流通路に配置された換
気扇とを有する換気扇装置に於いて、前記換気扇が、前
記空気の流通方向と直交する方向に配設した対向する回
転羽根を逆回転させる反転式換気扇からなり、これを前
記空気流通路の室外側端部に配置し、室内空気を吸い込
んで室外に排出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば集合住宅
等の建物の室内の換気に利用できる換気扇装置に係り、
詳記すれば、対向する回転羽根が逆回転する換気扇を具
備した吸込型換気扇装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、室内の換気のために、建物に
は換気扇装置が設けられている。 （１）この換気扇装置は、室内の空気を室外へ導くダク
トを含んで形成された空気流通路と、この空気流通路の
室内側端部に配置され、回転フアンで送風する換気扇と
で構成されている。

【０００３】（２）また、本発明者は、上記換気扇を円
板状のフアン本体部と、該フアン本体部に形成された開
口部と、該開口部を空気通過部を開けて覆う羽根部とを
含む換気扇で構成し、該換気扇を前記空気流通路の室外
側端部に配置した換気扇装置を開発し、先に特許出願し
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記（１）の換気扇装
置は、換気扇が空気流通路の室内側端部に配置されてい
るため、フアンを回転させるためのモ−タの騒音が室内
に侵入するという問題が生じると共に、換気扇はダクト
内の空気を後側から押し込み圧縮して排出する押し出し
型となっているため、回転フアンの送風能力及びモ−タ
の出力に見合った空気量が空気流通路の室外側端部から
排出されないと、本来の風量エネルギ−からダクト内面
等の空気抵抗によって低下した分がダクト等を振動させ
る音エネルギ−に変換され、しかも空気に脈動が生じ、
これがまた抵抗となり、このため所定の風量が得られな
い。そのため、ダクトの直径を大きくしなければならな
いと共に、騒音も発生する問題があった。

【０００５】上記（２）の換気扇装置は、単一のフアン
を使用するものであることと、回転フアンが円板状に形
成されていることから、空気を前進させる圧力エネルギ
−に欠けるので、所定の風量が得られず、現実に産業上
利用し得るものではなかった。

【０００６】この発明は、単一のモ−タで対向する回転
羽根を同速度で逆回転させることができるようにし、モ
−タ及び旋回流が送風の障害となって送風能力が低下し
ないようにし、ダクト等が接続された負荷状態におい
て、その負荷と見合って所望の風量が確実に得られるフ
アン能力となり、しかも吸い込み型とすることによっ
て、従来より騒音が低減できるようになると共に、ダク
トの直径を小さくできる換気扇装置を提供することを目
的とする。しかして、従来、吸い込み型の換気扇装置と
した換気扇は、現実に産業上全く利用されていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
構成は、室内の空気を室外へ導くダクトを含んで形成さ
れた空気流通路と、この空気流通路に配置された換気扇
とを有する換気扇装置に於いて、前記換気扇が、前記空
気の流通方向と直交する方向に配設した対向する回転羽
根を逆回転させる反転式換気扇からなり、これを前記空
気流通路の室外側端部に配置し、室内空気を吸い込んで
室外に排出するようにしたことを特徴とする。

【０００８】対向する回転羽根を逆回転させることによ
って、吸い込み型換気扇として所望の風量が得られるの
は、一方の回転羽根によって旋回エネルギ−が付与され
たエア−が、他方の回転羽根によって、この旋回流のエ
ア−が軸方向の流れへと整流され、旋回エネルギ−が圧
力エネルギ−に変換されるので、前進力が付与されるか
らであると考えられる。

【０００９】対向する回転羽根が逆回転する反転式軸流
送風機は従来から公知である。しかしながらこの装置
は、対向する回転羽根の各々を別のモ−タで回転させる
ものであるから、２個のモ−タを必要としたので、モ−
タが送風の障害となって送風能力が低下すると共に、そ
れだけコスト高になる問題があった。そればかりか、こ
の反転式換気扇は、羽根と羽根との間隔が大きく、その
ため相対的に羽根の面積が小さくなっていたためか、こ
れをそのまま吸込型の換気扇としても、所望の風量が得
られず、現実に産業上利用し得るものではなかった。

【００１０】本発明者等は、遊星歯車装置は、太陽軸と
外殻内歯歯車とが逆方向に回転するので、この遊星歯車
装置を使用することにより、単一のモ−タで対向する回
転羽根を逆回転させることができることを想到した。し
かしながら、この遊星歯車装置をそのまま使用した場合
は、太陽軸の回転数と外殻内歯歯車の回転数とが異なる
こととなるため、対向する回転羽根は異なる速度で回転
することになる。

【００１１】換気扇装置として所望の風量を得るために
は、対向する回転羽根は、同速度で逆回転させるのがよ
い。異なる速度で逆回転させた場合は、旋回流が十分に
整流できず、旋回エネルギーを直線方向の圧力エネルギ
−に完全に変換することができなくなるからである。対
向する回転羽根は、同速度で逆回転させるには、２個の
同じ減速率の遊星歯車装置を連結し、一方の遊星歯車装
置を増速機として使用し、他方の遊星歯車装置を減速機
として使用するようにすればよい。このようにすること
によって、入力軸と出力軸とは、同速度で逆回転するの
で、それぞれ入力軸と出力軸に固定した回転羽根を、同
速度で逆回転させることができる。

【００１２】具体的には、前記反転式換気扇を、同軸上
に対向して配置した遊星歯車装置の太陽軸同士を連結
し、一方の前記遊星歯車装置のキャリア盤をフリ−と
し、他方の遊星歯車装置のキャリア盤を固定し、前記フ
リ−としたキャリア盤の遊星歯車装置の外殻内歯歯車を
固定し、他方の遊星歯車装置の外殻内歯歯車をフリ−と
し、前記一方の遊星歯車装置のキャリア盤に連結した部
材に、一方の回転羽根を固定し、前記フリ−とした外殻
内歯歯車若しくは該外殻内歯歯車に連結した部材に、他
方の回転羽根を固定して形成すれば良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は本実施例に係る換気扇装置が
適用された建物の要部を示す縦断面図である。この建物
はコンクリ−ト打設による集合住宅であり、上階室の床
部１の下部には下階室の壁部３が設けられ、この壁部３
は、外壁である。床部１の下側には天井面材４が配設さ
れ、膨出部２及び壁部３の室内側には、室内面材４〜７
が配設されている。膨出部２と室内面材５，６により、
下階室に突出する梁型部８が形成されている。

【００１４】膨出部２には、膨出部２を水平に貫通した
貫通孔９が設けられ、この貫通孔９に換気扇１０が組み
込まれている。換気扇１０には、膨出部２と室内面材５
との間の空隙Ｓ₁及び床部１と天井面材４との間の空隙
Ｓ₂に配管された軟質管によるダクト１１の一方の端部
が接続され、このダクト１１の他方の端部には、天井面
材４から下階室に臨んだ換気グリル１２が接続されてい
る。

【００１５】貫通孔９内の換気扇１０の前部（室外側部
分）には、フアイヤダンパ１３を備えたウエザカバ−１４
が配置され、このためウエザカバ−１４によって換気扇
１０は隠され、換気扇１０は室外側に露呈していない。

【００１６】以上の換気グリル１２、ダクト１１、貫通
孔９、ウエザカバ−１４により、室内の空気を室外に導
くための空気流通路１５が形成され、この空気流通路１
５の室外側端部に換気扇１０が配置されている。換気グ
リル１２が臨む部屋は居室でも良く、トイレ、キッチ
ン、バス等でも勿論良い。

【００１７】換気扇１０は、換気扇のハウジング本体３
９ａの上下及び左右方向に連結した棒状のブラケット２
１によって、ケ−シング１６に固定され、ケ−シング１
６に設けられた板バネ状の係止部材１７で貫通孔９の内
面に係止されている。ケ−シング１６は前後に二分割さ
れており、連結、分離自在な部分１６Ａと後部１６Ｂと
からなる。後部１６Ｂには、ダクト１１を接続するため
のジョイント部１８と電気コードを接続するためのコン
セント部１９とが設けられ、後部１６Ｂを前部１６Ａか
ら分離した状態でダクト１１を接続する作業などを行え
るようになっている。

【００１８】ジョイント部１８は複数あり、このため、
一個の換気扇１０に複数本のダクト１１を接続できるよ
うになっている。図示例では一本のダクト１１だけが接
続されているため、ダクトが接続されていない他のジョ
イント部１８は蓋２０で塞がれている。換気扇１０の回
転羽根４５ａ，４５ｂを取着した回転軸３５，４４の先
端は、モ−タ３４の回転軸に連結され、モ−タ３４は、
換気扇１０と同様にブラケット２１′によって、ケ−シ
ング１６に固定されている。モ−タ３４は、回転軸４４
の後端に連結しても勿論良い。

【００１９】回転羽根４５ａ，４５ｂは、図４に示すよ
うに、隣接する羽根と羽根との回転方向の間隔５０を小
さくして、合計の羽根の面積が大きくなるようになって
いる。また、回転羽根４５ａ，４５ｂの先端は、図１に
示すように、ケ−シング１６を介して空気流通路１５
（貫通孔９）内周面に近接させている。このようにする
ことによって、吸込型換気扇として、効果的な風量を得
ることができる。回転羽根４５ａ，４５ｂの先端は、直
接空気流通路に近接させても差し支えない。回転羽根が
接触しない程度にできるだけ近接させるのが良い。ま
た、隣接する羽根と羽根との隣接部を曲げて、回転方向
の間隔はないが前後方向に間隔を設けるようにして、羽
根の面積を大きくしても良い。

【００２０】上記実施例に使用した反転式換気扇装置１
０′は、図２及び図３に示すように構成されている。
尚、図２の外殻内歯歯車２７，２７′は、断面をとって
いない。図２に示すように、遊星歯車装置２３と遊星歯
車装置２３′とは、回転軸２４によって、遊星歯車装置
２３の出力軸が遊星歯車装置２３′の入力軸となるよう
に連結されている。遊星歯車装置２３，２３′は、図３
に示すように、中心の太陽歯車２５と、該太陽歯車２５
の外側を囲うように歯合する４個の遊星歯車２６と、該
遊星歯車２６の全てに歯合する外殻内歯歯車２７とを有
している。

【００２１】各々の遊星歯車２６は、それぞれ遊星円盤
２８，２９とによって回転自在に挟持され、各々の遊星
円盤２８，２９には、それぞれ遊星軸３０が挿通され、
遊星軸３０の両端は、キャリア盤３１，３２に嵌合固定
されている。キャリア盤３１の中央の孔３３には、モ−
タ３４の回転軸に連結された入力軸（回転軸）３５が螺
合連結され、太陽歯車２５に嵌合固定するキャリア盤３
１の下面中央の太陽軸３６は、他方の遊星歯車装置２
３′の入力軸となる回転軸２４に連結固定されている。
尚、太陽軸３６は、キャリア盤３１と一体となっている
が、別体として一体化固定しても勿論良い。

【００２２】外殻内歯歯車２７の外周の円周方向と直角
方向に対向して、回り止めの凸部３８が形成されてい
る。図２に示すように、遊星歯車装置２３のキャリア盤
３１には、カバ−２２ａがキャリア盤３１は回転し得る
ように嵌合され、カバ−２２ａの中央の貫通孔で入力軸
３５を回動自在に支持している。

【００２３】回転軸２４が自在に回転し得るように嵌合
する小径の円筒体と遊星歯車装置２３に嵌合する大径の
円筒体とを一体的に連設してなる換気扇のハウジング本
体３９ａは、大径の円筒体の内周面に形成された嵌合孔
４７で外殻内歯歯車２７の凸部３８に嵌合装着されてい
る。ハウジング本体３９ａは、カバ−２２ａに連結固定
されている。上記のように構成されているので、入力軸
（キャリア軸）３５を回転させても、外殻内歯歯車２７
は回転せずに、太陽軸３６が回転するから、遊星歯車装
置２３は、増速機としての作用をしている。

【００２４】ハウジング本体３９ａの小径の円筒体の外
周面には、２個のベアリング４０，４０′がカラ−４１
を介して対向装着されている。ハウジング本体３９ａの
後部と他方の遊星歯車装置２３′のキャリア盤３２′と
の間には、中央に貫通孔を有するギア固定部材４２が介
装されている。ギア固定部材４２は、中央の貫通孔で回
転軸２４を回転自在に嵌合支持している。

【００２５】ギア固定部材４２は、外周面で前記ハウジ
ング本体３９ａの小径の円筒体の内周面に螺合する小径
の円筒体５１と、遊星歯車装置２３′のキャリア盤３
２′に当接連結される大径の円筒体５２とから構成され
ている。ギア固定部材４２は、ボルトによってキャリア
盤３２′に連結固定されている。

【００２６】ベアリング４０，４０′及び遊星歯車装置
２３′の外周面には、円筒体からなる換気扇のハウジン
グ本体３９ｂが回動自在に嵌合されている。該ハウジン
グ本体３９ｂは、その内周面に形成された嵌合孔４７′
で外殻内歯歯車２７′の凸部３８′に嵌合装着されてい
る。太陽軸３６に連結した回転軸２４が回転することに
よって、遊星歯車装置２３′の外殻内歯歯車２７′がハ
ウジング本体３９ｂと一緒に回転軸２４とは逆方向に回
転する。

【００２７】遊星歯車装置２３′のキャリア盤３１′に
は、中央に回転軸４４を持ったカバ−２２ｂが遊嵌さ
れ、カバ−２２ｂは、ボルト（図示せず）を貫通孔５４
に差し込んでハウジング本体３９ｂに固定している。従
って、回転軸４４は、カバ−２２ｂ及びハウジング本体
３９ｂと一緒に回転軸２４とは逆方向に回転する。

【００２８】回転羽根４５ａを入力軸３５に固定する
と、回転軸４４に固定した回転羽根４５ｂは、回転羽根
４５ａとは、同速度で逆方向に回転する。回転羽根４５
ｂは、ハウジング本体３９ｂの外周に固定しても良く、
その場合は、回転羽根４５ａは、回転軸３５にハウジン
グ本体３９ｂと同径の円筒体を固定し、該円筒体に固定
すると良い。この場合、該円筒体は、カバ−２２ａの凸
部４６に回動自在に嵌合すると良い。

【００２９】本発明に使用する遊星歯車装置２３，２
３′は、太陽歯車２５、遊星歯車２６、外殻内歯歯車２
７及びキャリア盤３１，３２を具備するものであれば、
支障なく使用することができる。遊星歯車装置２３と２
３′とは、減速比の同じものを使用するのが特に好まし
い。同じ減速比の遊星歯車装置を使用し、一方を増速機
とし、他方を減速機として使用することによって、回転
羽根を逆方向に同速度で回転させることができるからで
ある。

【００３０】回転羽根４５ａ、４５ｂを逆方向に同速度
で回転させるのは、キャリア軸が連結する遊星歯車装置
２３の外殻内歯歯車２７と他方の遊星歯車装置２３′の
キャリア盤３２′とを固定し、遊星歯車装置２３の入力
軸３５及びキャリア盤３１，３２と遊星歯車装置２３′
の外殻内歯歯車２７′を回転させるものであれば良く、
このようにすることができるなら、どのように構成して
も差し支えない。尚、同一の遊星歯車装置のキャリア盤
３２′と３１′及び３２と３１は、一方を固定すれば他
方も固定され、一方を回転させれば他方も回転するよう
になっている。

【００３１】上記実施例に於いては、回転軸３５，４４
には、１枚の回転羽根が装着されているが、これは複数
枚であっても差し支えない。一方の複数枚の回転羽根が
エアーを吸入した旋回流が、他方の複数枚の回転羽根に
よって整流されて直線流に変換されるからである。上記
実施例に於いては、一方の遊星歯車装置２３の太陽軸と
他方の遊星歯車装置２３′の太陽軸とを、回転軸２４で
連結しているが、回転軸２４と一方の遊星歯車装置の太
陽軸とは、一体としても勿論差し支えない。

【００３２】また、上記実施例に於いては、遊星歯車装
置を２個連結した例を示したが、図２の回転軸４４を入
力軸３５として、同様に遊星歯車装置２３，２３′を連
結すれば、３枚の対向する回転羽根が同速度で逆回転す
る装置とすることができる。このようにして、順次遊星
歯車装置を連結することによって、多数枚の回転羽根が
互いに逆回転する装置とすることができる。回転軸２４
と両方の遊星歯車装置の太陽軸とを一体としても良い
が、一体とした場合は組み立てが困難となる。

【００３３】互いに逆方向に回転する回転羽根は、偶数
個とするのがよいので、遊星歯車装置を連結する場合
は、全体で偶数個とするのが良い。旋回流、整流を繰り
返し、最後を整流とする必要があるからである。上記実
施例に於いては、同じ減速率の遊星歯車装置を使用し、
一方を増速機とし、他方を減速機としているので、入力
軸からの回転は、一方の遊星歯車装置で増速されるが、
増速された分だけ他方の遊星歯車装置で減速されるの
で、入力軸からの回転と同速度の回転が得られる。

【００３４】図２に於いては、入力軸３５にモ−タを連
結して説明したが、図１に示すように、回転軸４４にモ
−タ３４を連結しても、同様に回転羽根４５ａ，４５ｂ
は逆回転する。即ち、回転軸４４がモ−タ３４によって
回転すると、カ−バ−２２ｂ、ハウジング本体３９ｂ及
び外殻内歯歯車２７′は、一緒に同方向に回転し、外殻
内歯歯車２７′の太陽軸（図示せず）は、遊星歯車装置
２３の太陽軸３６と一緒に逆方向に回転し、軸３５は回
転軸４４とは逆方向に回転する。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、対向する回転羽根が、
逆回転する換気扇を使用しているので、一方の回転羽根
による旋回流が、他方の回転羽根により整流され、エア
−に直線エネルギ−即ち前進力が付与されるので、所望
の風量が確実に得られる吸込型換気扇装置とすることが
できる。また、単一のモ−タを使用すれば、装置がコン
パクト化され、大きなモ−タが送風の障害となることが
避けられるから、スム−ズな送風が達成される。

【００３６】また、本発明によれば、換気扇１０が室外
側端部に配置されているため、換気扇１０のモ−タ３４
は、空気流通路１５の室内側端部である換気グリル１２
に換気扇を設けていた従来よりも、室内から遠い位置に
配置されることになり、このため、従来よりも室内に侵
入するモ−タ及び風切り騒音を小さくできる。

【００３７】また、換気扇１０が、空気流通路１５の室
内側端部に配置されることによって、この換気扇１０は
吸込型となり、吸込型として所望の風量が得られるか
ら、回転羽根の送風能力及びモ−タの出力に基づいた空
気量が室外に確実に排出されることになる。そのため、
押し込み型とした従来の換気扇装置とは異なり、本来の
風量エネルギ−のうちから、空気流通路１５を形成して
いるダクト１１等を振動させる音エネルギ−に変換され
る割合を小さくでき、このため、この点でも所望の風量
が確実に得られ、送風効率が高められかつ、騒音の発生
を防止できる。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】本発明に使用する換気扇の断面図である。

【図３】本発明に使用する遊星歯車装置の分解斜視図で
ある。

【図４】本発明に使用する回転羽根の正面図である。

【符号の説明】

１０ 換気扇本体（換気扇） １０′ 反転式換気扇装置 １１ ダクト １５ 空気流通路 ２３，２３′ 遊星歯車装置 ３４ モ−タ ４４ 回転軸 ４５ａ，４５Ｂ 回転羽根

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内の空気を室外へ導くダクトを含んで形
   成された空気流通路と、この空気流通路に配置された換
   気扇とを有する換気扇装置に於いて、 前記換気扇が、前記空気の流通方向と直交する方向に配
   設した対向する回転羽根を逆回転させる反転式換気扇か
   らなり、これを前記空気流通路の室外側端部に配置し、
   室内空気を吸い込んで室外に排出するようにしたことを
   特徴とする吸込型換気扇装置。
2. 【請求項２】前記反転式換気扇の回転羽根を、隣接する
   羽根と羽根との回転方向の間隔を小さくするか或は隣接
   部を回転方向の間隔はないが前後方向に間隔を設けるよ
   うにして、羽根の面積を大きくし、前記回転羽根の外周
   を直接若しくはケ−シングを介して、前記空気流通路内
   周面に近接させてなる請求項１に記載の換気扇装置。
3. 【請求項３】前記反転式換気扇を、単一のモ−タで逆回
   転し得るように形成してなる請求項１または２に記載の
   換気扇装置。
4. 【請求項４】前記反転式換気扇は、前記対向する回転羽
   根を同速度で逆回転させる請求項１〜３に記載の換気扇
   装置。
5. 【請求項５】前記反転式換気扇は、偶数枚の対向する回
   転羽根が逆回転する反転式換気扇である請求項１〜４の
   いずれかに記載の換気扇装置。
6. 【請求項６】前記反転式換気扇を、同軸上に対向して配
   置した遊星歯車装置の太陽軸同士を連結し、一方の前記
   遊星歯車装置のキャリア盤をフリ−とし、他方の遊星歯
   車装置のキャリア盤を固定し、前記フリ−としたキャリ
   ア盤の遊星歯車装置の外殻内歯歯車を固定し、他方の遊
   星歯車装置の外殻内歯歯車をフリ−とし、前記一方の遊
   星歯車装置のキャリア盤に連結した部材に、一方の回転
   羽根を固定し、前記フリ−とした外殻内歯歯車若しくは
   該外殻内歯歯車に連結した部材に、他方の回転羽根を固
   定して形成した請求項１〜５に記載の換気扇装置。
7. 【請求項７】前記対向する遊星歯車装置を、同じ減速比
   とし、前記対向する回転羽根を同じ回転速度で逆回転さ
   せる請求項６に記載の換気扇装置。
8. 【請求項８】前記遊星歯車装置が、太陽歯車、遊星歯
   車、外殻内歯歯車及びキャリア盤を具備する請求項６に
   記載の換気扇装置。
9. 【請求項９】前記外殻内歯歯車の外周に、回り止めの凸
   部を形成してなる請求項８に記載の換気扇装置。