JP4780227B2 - 換気ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、事務所ビル、集合住宅、戸建住宅、倉庫等の室内と室外との通気のために、これらの壁等に取り付けて通気の程度を制御する換気ダンパに関する。

通常、この種の換気ダンパでは、通路を規定するフレーム内にフィンが回動自在に配され、フィンの回動により通路の開度を決定して、通路を介する通気の程度を制御するようにしている。

斯かる換気ダンパにおいて、通路開放状態で室外において一定以上の風速の風が吹く等して室内外に大きな気圧差が生じると、通路を介して室内に対して必要以上に空気が導出入されて、室内に不快な空気流が生じると共に、室外の塵埃を室内に持ち込み、更には、室内を所定に温度設定した状態が大きく乱されて、これを補正するために空調消費電力の増大を招来する等の好ましくない事態が生じ得る。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、室内外に大きな気圧差が生じて通路に一定以上の流速の空気流が生じる際には、この空気流を利用して自然に通路閉塞を行い得、而して、室内に不快な空気流が生じないようにできると共に室外の塵埃の室内への持ち込みをなくし得、しかも、空調消費電力の低減を図り得る換気ダンパを提供することにある。

本発明の第一の態様の換気ダンパは、入口孔及び出口孔を有する通路を内部に有したフレームと、回動により通路を開閉するようにフレーム内に回動自在に配されたフィンと、このフィンによる通路開閉を行わせるべくフィンを回動させる回動手段とを具備しており、斯かる換気ダンパにおいて、回動手段は、回動力発生手段と、この回動力発生手段により発生された回動力をフィンに伝達する伝達手段とを具備しており、伝達手段は、フィンが通路開放位置に回動された際に、通路閉塞位置に向かうフィンの自由回動を許容するようになっており、フィンは、軸部と、この軸部から径方向に伸びた一対のフィン本体部とを具備していると共に、通路開放位置に向かって回動されるように常時付勢されており、フィン本体部の先端部は、通路を通過する空気流により通路閉塞位置に向かう回転モーメントをフィンに生じさせるように湾曲している。

第一の態様の換気ダンパによれば、フィンが、通路開放位置に回動された際に、通路閉塞位置に向かうフィンの自由回動を許容するようになっていると共に、フィン本体部の先端部が、通路を通過する空気流により通路閉塞位置に向かう回転モーメントをフィンに生じさせるように湾曲しているために、フィンを通路開放位置に向かって常時回動付勢させる付勢力を適宜設定することにより、室内外に大きな気圧差が生じて通路に一定以上の流速の空気流、例えば３ｍ／ｓｅｃ以上の空気流が生じる際に、この空気流を利用して自然に通路閉塞を行い得、而して、強風等により通路を介して室内に対して必要以上に空気が導出入されて、室内に不快な空気流が生じることをなくし得ると共に、室外の塵埃を室内に持ち込むようなことをなくし得、しかも、室内の空調状態が大きく乱されることがなく、空調消費電力の低減を図り得る。

本発明の換気ダンパにおいて、好ましくは、第二の態様の換気ダンパのように、先端部及びその近傍でのフィン本体部の一方の面は、凸面となるように湾曲しており、その他方の面は、凹面となるように湾曲している。

本発明の第三の態様の換気ダンパでは、第一又は第二の態様の換気ダンパにおいて、通路閉塞位置に向かうフィンの自由回動に抗する弾性手段を更に具備しており、フィンは、この弾性手段により通路開放位置に向かって回動されるように常時付勢されている。

第三の態様の換気ダンパによれば、通路開放位置に向かうフィンの回動付勢を弾性手段により行うために、弾性手段の弾性力を適宜設定することにより、空気流を利用する自然な通路閉塞を確実に行うことができる。

本発明の換気ダンパにおいて、伝達手段を、本発明の第四の態様の換気ダンパのように、フィンの軸方向の一端に配された円板状の鍔体に一端が取付けられた連結部材と、この連結部材の他端がフィンの回動方向に関して遊びをもって係合した円弧スリットを有していると共に回動力発生手段に連結された回転自在部材とを有して構成しても、本発明の第五の態様の換気ダンパのように、回動力発生手段に連結された回転自在部材と、円板状の鍔体に設けられた円弧スリットと、一端が回転自在部材に固着され、他端がフィンの回動方向に関して遊びをもって円弧スリットに係合した連結部材とを具備して構成してもよい。なお、第四又は第五の態様の換気ダンパのように伝達手段を構成すると共に第三の態様の弾性手段を設ける場合、当該弾性手段を、一端がフレームに、他端が円板状の鍔体に連結されたコイルばねを具備して構成するとよい。

本発明の第六の態様の換気ダンパでは、第一から第五のいずれかの態様の換気ダンパにおいて、一方のフィン本体部は他方のフィン本体部よりも重く、フィンは、この一対のフィン本体部の重量の差違により通路開放位置に向かって回転されるように常時付勢されている。

第六の態様の換気ダンパのように、通路開放位置に向かうフィンの回動付勢を一対のフィン本体部の重量の差違により行ってもよく、斯かる一対のフィン本体部の重量の差違を得るために、一対のフィン本体部を軸部に対して軸対称に形成すると共に、一方のフィン本体部を中実にして、他方のフィン本体部に空洞を設けるか、一方のフィン本体部に重りを付加するかし、更には、一対のフィン本体部が軸部に対して非対称になるように、一方のフィン本体部を他方のフィン本体部よりも長く形成してもよい。

本発明によれば、室内外に大きな気圧差が生じて通路に一定以上の流速の空気流が生じる際には、この空気流を利用して自然に通路閉塞を行い得、而して、室内に不快な空気流が生じないようにできると共に室外の塵埃の室内への持ち込みをなくし得、しかも、空調消費電力の低減を図り得る換気ダンパを提供することができる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態の例の通路閉鎖状態の縦断面図である。 図２は、図１に示す例の通路開放状態の縦断面図である。 図３は、図１に示す例のフィンを省いた縦断面図である。 図４は、図１に示す例の室内部からの説明図である。 図５は、図１に示す例の室内部からの拡大説明図である。 図６は、フィンによる通路閉塞状態での図４に示すＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。 図７は、フィンによる通路閉塞状態での図４に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。 図８は、フィンによる通路開放状態での図４に示すＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。 図９は、フィンによる通路開放状態での図４に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。

次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。

図１から図７において、本例の換気ダンパ１は、入口孔２及び出口孔３を有する通路４を内部に有したフレーム５と、回動により通路４を開閉するようにフレーム５内に回動自在に配されたフィン６と、フィン６による通路４の開閉を行わせるべくフィン６を回動させる回動手段７と、フィン６の軸方向の両端に配された円板状の鍔体８及び９と、鍔体８及び９の夫々の外周面１０及び１１に常時接触すると共に、回動手段７によりフィン６が通路閉塞位置（図１に示す位置）に回動された際に、フィン６の軸方向の両縁部１２及び１３に接触するように、軸方向において通路４側に突出してフレーム５の両側に取付けられたゴム等の弾性体からなる一対の側部閉塞部材１４及び１５と、一対の側部閉塞部材１４及び１５を橋絡して、回動手段７によりフィン６が通路閉塞位置に回動された際に、フィン６の先端部１６及び１７に接触するように、フレーム５に取付けられたゴム等の弾性体からなる先端部閉塞部材１８及び１９とを具備している。

フレーム５は、上部壁部３１、上部壁部３１に対して下方に対向して配された下部壁部３２並びに互いに軸方向において対向する側壁部３３及び３４を一体的に具備しており、これら上部壁部３１、下部壁部３２並びに側壁部３３及び３４に囲まれて形成された入口孔２及び出口孔３を含む通路４が室外部３５及び室内部３６の夫々に、雨水侵入防止兼防鳥板３７及び防塵網３８の夫々を介して開口している。

複数の庇及び開口を有した雨水侵入防止兼防鳥板３７は、フレーム５が取付けられる横サッシ３９及び４０間に配されており、防塵網３８は、フレーム５に取付けられている。

フィン６は、中空の軸部４１と、軸部４１から径方向に且つ軸対称に一体的に伸びて形成された一対のフィン本体部４２及び４３とを具備しており、フィン本体部４２及び４３の夫々は、その先端部１６及び１７並びにその近傍で湾曲している。

先端部１６及びその近傍でのフィン本体部４２の一方の面１０１は、後述の湾曲面８３に向かって凸となるように、すなわち凸面となるように湾曲しており、その他方の面１０２は、面１０１に相補的な凹面となるように湾曲しており、同じく、先端部１７及びその近傍でのフィン本体部４３の一方の面１０３は、後述の湾曲面８４に向かって凸となるように、すなわち凸面となるように湾曲しており、その他方の面１０４は、面１０３に相補的な凹面となるように湾曲している。斯かる先端部１６及び１７並びにその近傍でのフィン本体部４２及び４３の湾曲形状は、フィン６による通路４の開放状態（図２に示す位置）で通路４に空気流Ａが生じる際に、フィン本体部４２には湾曲面８３に向かう揚力を、フィン本体部４３には湾曲面８４に向かう揚力を夫々生じさせ、この揚力に基づく回転モーメントでフィン６を通路閉塞位置に向かわせるように回転させることになる。

フィン本体部４２及び４３の端面には、一体的に鍔体８及び９が固着されており、鍔体８及び９は、軸部４１及び一対のフィン本体部４２及び４３の夫々の対応の端面に密に接触している。鍔体８は、小径鍔部４４と、大径鍔部５３とを一体に有しており、鍔部９も、小径鍔部４５と、大径鍔部５４とを一体に有している。大径鍔部５４には回転軸５２の一端が固着されており、大径鍔部５３には一体的に軸方向に伸びた筒部４６が形成されている。

回動手段７は、回動力発生手段としての可逆電動モータ６１と、可逆電動モータ６１により発生された回動力をフィン６に伝達する伝達手段６２とを具備している。可逆電動モータ６１は、フレーム５に連接された基台６３に取付けられており、伝達手段６２は、基台６３に取付けられて、可逆電動モータ６１の出力回転軸の回転を減速する減速歯車機構６４と、減速歯車機構６４の出力軸に連結されており、基台６３に軸受６５を介して回転自在に支持された回転自在軸５１と、回転自在軸５１に固着された円盤状の回転自在部材４７と、回転自在部材４７に形成された一対の円弧スリット４８及び４９の夫々に、夫々の一端がフィン６の回転方向に関して遊びをもって係合し、夫々の他端が大径鍔部５３に一体に取付けられた連結部材としての一対の円柱状のピン５０及び５５と、フィン６が通路開放位置に回動された際に、当該通路閉塞位置に向かうフィン６の自由回動に抗する弾性手段２０とを具備している。円弧スリット４８及び４９は、軸対称に回転自在部材４７に形成されており、ピン５０及び５５もまた、軸対称に大径鍔部５３に植設されている。

弾性手段２０は、一端５６が鍔体８の大径鍔部５３に、他端５７が連結金具５８を介してフレーム５の側壁部３３に連結されて、筒部４６の周りに配された捩じりコイルばね５９を具備しており、連結金具５８は、一端がねじ６０を介して側壁部３３に固着されており、他端にコイルばね５９の他端５７が掛け止めされており、コイルばね５９は、通路４の開放位置に向かってフィン６を回動させるように、鍔体８の大径鍔部５３を常時弾性的に付勢している。而して、フィン６は、コイルばね５９により通路４の開放位置に向かって回動されるように常時付勢されている。

回動手段７は、可逆電動モータ６１の作動により減速歯車機構６４、回転自在軸５１を介して回転自在部材４７を回転させ、回転自在部材４７の回転で、円弧スリット４８及び４９の夫々に、夫々の一端が係合する円柱状のピン５０及び５５を介して大径鍔部５３を回転させて、これにより通路４を開閉するようにフィン６を回動させるようになっている。

大径鍔部５３及び５４の夫々は、側壁部３３及び３４の夫々に回転自在に支持されており、大径鍔部５３及び５４の夫々の外周面と当該大径鍔部５３及び５４が配される円孔を規定する側壁部３３及び３４の夫々の内周面との間には、Ｏリング７１及び７３が配されている。

大径鍔部５４に固着されている回転自在軸５２は、フレーム５に連接された基台７５に軸受７６を介して回転自在に支持されている。

軸部４１に関して対称に配されて側壁部３３に固着された一対の側部閉塞部材１４の夫々は、鍔体８の小径鍔部４４の外周面１０に常時接触する円弧面７７及び７８を有していると共に、フィン６が通路閉塞位置に回動された際に、フィン６の軸方向の縁部１２であるフィン本体部４２及び４３の夫々の軸方向の縁部に接触する平面８１及び８２並びに当該平面８１及び８２に連接した湾曲面８３及び８４を有している。

軸部４１に関して対称に配されて側壁部３４に固着された一対の側部閉塞部材１５の夫々もまた、一対の側部閉塞部材１４の夫々と同様に、鍔体９の小径鍔部４５の外周面１１に常時接触する円弧面（図示せず）を有していると共に、フィン６が通路閉塞位置に回動された際に、フィン６の軸方向の縁部１３であるフィン本体部４２及び４３の夫々の軸方向の縁部に接触する平面（図示せず）並びに当該平面に連接した湾曲面（図示せず）を有している。

先端部閉塞部材１８は、上部壁部３１側の側部閉塞部材１４と１５との間では、上部壁部３１に嵌着されており、その両端部では、上部壁部３１側の側部閉塞部材１４及び１５に夫々嵌着されており、先端部閉塞部材１９は、下部壁部３２側の側部閉塞部材１４と１５との間では、下部壁部３２に嵌着されており、その両端部では、下部壁部３２側の側部閉塞部材１４及び１５に嵌着されている。

換気ダンパ１は、フィン６が通路４を閉塞した状態（図１、図６及び図７に示す位置）から通路４を開放した状態（図２、図８及び図９に示す位置）までの当該フィン６の位置を夫々検出する検出器（図示せず）を更に具備しており、可逆電動モータ６１は、これら検出器からの検出信号に基づいて、その作動が制御されてフィン６による通路４の開度を所定の値にするようになっている。

以上の換気ダンパ１では、図２、図８及び図９に示す通路４の全開位置で、可逆電動モータ６１が作動されてその出力回転軸が正転されると、フィン６は、円弧スリット４８及び４９の夫々とピン５０及び５５の夫々との係合を介して、回動されて、図１に示すようにその両縁部１２及び１３が側部閉塞部材１４及び１５に夫々接触し、その先端部１６及び１７が先端部閉塞部材１８及び１９に夫々接触して、通路４を閉塞する状態に配される。この状態では、通路４を介しての空気の流通はフィン６により阻止されることになる。

図１、図６及び図７に示すフィン６の状態から、可逆電動モータ６１が作動されてその出力回転軸２６が逆転されると、コイルばね５９の弾性力に付勢されて、フィン６は回動されて、図２、図８及び図９に示す通路４を全開する状態に配される。この状態では、通路４を介して室外部３５及び室内部３６の空気は、流通されることになる。

換気ダンパ１では、図２、図８及び図９に示すように、フィン６が通路開放位置に回動された際に、通路閉塞位置に向かうフィン６の自由回動を許容するようになっていると共に、コイルばね５９が通路閉塞位置に向かうフィン６の自由回動に抗するようになっているために、コイルばね５９の弾性力を適宜設定することにより、室内外３６及び３５の大きな気圧差に基づいて室外３５から室内３６への又は室内３６から室外３５への一定以上の流速の空気流Ａ、例えば３ｍ／ｓｅｃ以上の空気流Ａが通路４に生じる際には、通路閉塞位置に向かう方向にフィン６を自然に回動させることができ、而して、室外３５の強風等に起因する室内外３６及び３５の大きな気圧差により通路４を介して室内３６に対して必要以上に空気が導出入されて、室内３６に不快な空気流Ａが生じることをなくし得ると共に、室外３５の塵埃を室内３６に持ち込むようなことをなくし得、しかも、空調電力低減を図り得る。更に、換気ダンパ１では、先端部１６及び１７並びにその近傍でフィン本体部４２及び４３が上述のように湾曲しているために、通路４での空気流Ａにより一定方向の回転モーメントがフィン６に生じる結果、一定以上の流速の空気流Ａ、例えば３ｍ／ｓｅｃ以上の空気流Ａで確実に通路４を閉塞できることになる。

また、換気ダンパ１においては、フィン６の軸方向の両端面をフレーム５の側壁部３３及び３４に隙間なしに配置しなくても、通路４を完全閉塞できると共に、フィン６若しくはフレーム５の熱膨張又はそれらの多少の変形、変位でも、通路開閉のためのフィン６の回動を滑らかに行い得て、騒音等が生じたりする虞がない。

更に、換気ダンパ１の側部閉塞部材１４及び１５並びに先端部閉塞部材１８及び１９が弾性体からなるために、フィン６の両縁部１２及び１３と先端部１６及び１７とをこれらに弾性反力をもってぴったりと押し付けることができるために、より完全に通路４を閉塞することができる。加えて、換気ダンパ１の側部閉塞部材１４及び１５と対応の鍔体８及び９の外周面１０及び１１とが円弧面接触するために、側部閉塞部材１４及び１５と鍔体８及び９の外周面１０及び１１とを介する空気洩れを完全になくすことができる。

その上、換気ダンパ１では、側部閉塞部材１４及び１５とフィン６との夫々が湾曲面を有して、この湾曲面同士で互いに接触するために、接触面積が広くなり、通路閉塞をより完全に達成できる。

なお、換気ダンパ１では、電動によりフィン６を回動させると共に、通路４を傾斜させ、そして入口孔２及び出口孔３を夫々水平方向に開口させたが、本発明はこれらに限定されず、例えば、手動でフィン６を回動させるようにし、また、通路４を水平に伸びるようにしてもよく、更に、出口孔３を垂直方向に開口させてもよい。

１ 換気ダンパ
２ 入口孔
３ 出口孔
４ 通路
５ フレーム
６ フィン
７ 回動手段
２０ 弾性手段
４８、４９ 円弧スリット
５０、５５ ピン
６２ 伝達手段

Claims (4)

1. 入口孔及び出口孔を有する通路を内部に有したフレームと、回動により通路を開閉するようにフレーム内に回動自在に配されたフィンと、このフィンによる通路開閉を行わせるべくフィンを回動させる回動手段とを具備しており、回動手段は、回動力発生手段と、この回動力発生手段により発生された回動力をフィンに伝達すると共にフィンが通路開放位置に回動された際に、通路閉塞位置に向かうフィンの自由回動を許容するようになっている伝達手段とを具備しており、伝達手段は、回動力発生手段に連結された回転自在部材と、フィンの軸方向の一端に配された円板状の鍔体に設けられた円弧スリットと、一端が回転自在部材に固着され、他端がフィンの回動方向に関して遊びをもって円弧スリットに係合した連結部材とを具備しており、フィンは、軸部と、この軸部から径方向に伸びた一対のフィン本体部とを具備していると共に、通路開放位置に向かって回動されるように常時付勢されており、フィン本体部の先端部は、通路を通過する空気流により通路閉塞位置に向かう回転モーメントをフィンに生じさせるように湾曲している換気ダンパ。
2. 先端部及びその近傍でのフィン本体部の一方の面は、凸面となるように湾曲しており、その他方の面は、凹面となるように湾曲している請求項１に記載の換気ダンパ。
3. 通路閉塞位置に向かうフィンの自由回動に抗する弾性手段を更に具備しており、フィンは、この弾性手段により通路開放位置に向かって回動されるように常時付勢されている請求項１又は２に記載の換気ダンパ。
4. 一方のフィン本体部は他方のフィン本体部よりも重く、フィンは、この一対のフィン本体部の重量の差違により通路開放位置に向かって回転されるように常時付勢されている請求項１から３のいずれか一項に記載の換気ダンパ。

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