(57)【要約】【課題】モータが取付足によって本体枠に対して固定される構成を有する換気扇において、取付足を構成する支持脚と取付板との溶接部に生じる応力を低減させる。【解決手段】ベルマウス１１１を有する本体枠１１０と、ベルマウス１１１内に配設されるプロペラファン１２０と、プロペラファン１２０を回転させるモータ１３０と、本体枠１１０とモータ１３０との間に延設される支持脚１４１、並びに支持脚１４１の先端に溶接によって接合されて被取付部材であるモータ１３０又は本体枠１１０の少なくともいずれか一方にボルト１５０によって接続されている取付板１４２、１４３を有し、本体枠１１０に対してモータ１３０を取り付けるための取付足１４０と、を備え、取付板１４２、１４３と被取付部材との間において、少なくとも支持脚１４１と取付板１４２、１４３との溶接部に対応する領域には、空間１７０が存在している、換気扇１を提供する。【選択図】図３
2020176753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルマウスを有する本体枠と、
前記ベルマウス内に配設されるプロペラファンと、
前記プロペラファンを回転させるモータと、
前記本体枠と前記モータとの間に延設される支持脚、並びに前記支持脚の先端に溶接によって接合されて被取付部材である前記モータ又は前記本体枠の少なくともいずれか一方にボルトによって接続されている取付板、を有し、前記本体枠に対して前記モータを取り付けるための取付足と、
を備え、
前記取付板と前記被取付部材との間において、少なくとも前記支持脚と前記取付板との溶接部に対応する領域には、空間が存在している、
換気扇。
【請求項２】
前記取付板と前記被取付部材との間に配設され、前記空間を形成するスペーサ部材、を更に備える、
請求項１に記載の換気扇。
【請求項３】
前記被取付部材の前記取付板と対向する面に、前記空間を形成するための切り欠きが存在する、
請求項１に記載の換気扇。
【請求項４】
前記プロペラファンの直径は７０ｃｍ以上であり、
前記支持脚はパイプ材によって形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気扇に関し、特に工場、倉庫又は店舗等の換気に用いられる換気扇に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば工場、倉庫又は店舗等において用いられる産業用／業務用の換気扇として、従来、プロペラファンに連結されたモータが、取付足を介して、ベルマウスを有する本体枠に対して固定支持された構成を有するものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
産業用／業務用の換気扇は、住宅用の換気扇に比較して、大風量を得るためにプロペラファンをより高い回転数で回転させることが想定されている。そのため、プロペラファンの回転時には大きな遠心力が生じることとなる。一般的に、組み立て誤差等によりプロペラファンは偏心しているため、かかる大きな遠心力が生じることで、換気扇には大きな振動が生じる。つまり、産業用／業務用の換気扇では、取付足に大きな加振力が作用する。また、高い回転数で回転させることにより、プロペラファンの回転開始時には、取付足には、モータによる高い起動トルクが作用する。このように各種の大きな力が作用するため、これに耐え得る高い強度を実現するために、一般的に、取付足は、鋼材（特許文献１に示す例であれば鋼板材）によって形成されることが多い。
【０００４】
また、特許文献１に示すように、一般的に取付足は、モータと本体枠との間に延設される長尺な部材（以下、支持脚という）と、当該支持脚の端部に設けられる板状の部材（以下、取付板という）によって構成される。そして、取付板が本体枠にボルトで締結されることにより、取付足と本体枠とが接続されている。高い強度を実現するために、支持脚と取付板とは、溶接により接合されることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−３０９１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
支持脚と取付板とを溶接によって接合する場合、支持脚と取付板との溶接部については、溶接により高い熱量が印加された後、自然冷却されることとなる。このとき、冷却により溶接部が収縮するため、結果として、取付板は、支持脚の方向に（すなわち、両端（溶接部から離れた部位）が支持脚に近付く方向に）反ることとなる。一方、取付板と本体枠とを強固に接続するために、取付板においては、支持脚との接合部（すなわち、溶接部）を挟んだ複数箇所がボルトによって締結されることが多い。従って、上記のように反った形状の取付板を本体枠に対してボルトで接続しようとすると、取付板には、反りを矯正する方向に力が働くこととなり、溶接部には引っ張り応力が生じることとなる（かかる現象の詳細については、図４及び図５を参照して後述する）。
【０００７】
一方、上記のように、取付足には、プロペラファンの回転時には大きな加振力が、プロペラファンの回転開始時には大きな起動トルクが作用しており、取付板の溶接部には、これらの力に起因する応力も生じている。
【０００８】
このように、取付板には各種の力が重畳して作用するが、この際、応力集中により、溶接部にはとりわけ高い応力が生じる。従って、耐久性をより向上させるために、溶接部に生じる応力を低減させることが求められていた。なお、ここでは一例として取付板と本体枠との接続において溶接部に生じる応力について説明したが、支持脚の両端に取付板が設けられ、本体枠と同様に、モータに対しても取付板がボルトによって接続される構成も想定され得る。この場合、モータと接続される取付板においても、同様に、溶接部に生じる応力に関し同様の問題が生じ得る。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、モータが取付足によって本体枠に対して固定される構成を有する換気扇において、取付足を構成する支持脚と取付板との溶接部に生じる応力を低減させることが可能な換気扇を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ベルマウスを有する本体枠と、ベルマウス内に配設されるプロペラファンと、プロペラファンを回転させるモータと、本体枠とモータとの間に延設される支持脚、並びに支持脚の先端に溶接によって接合されて被取付部材であるモータ又は本体枠の少なくともいずれか一方にボルトによって接続されている取付板、を有し、本体枠に対してモータを取り付けるための取付足と、を備え、取付板と被取付部材との間において、少なくとも支持脚と取付板との溶接部に対応する領域には、空間が存在している、換気扇が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、取付足の取付板と被取付部材との間に空間が存在する。従って、取付板の反っている部位が被取付部材と当接しないため、取付板に反りを矯正する力が働かない。よって、当該力に起因する応力が溶接部に生じないこととなるため、結果的に、溶接部に生じる応力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る換気扇の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す取付足及びモータを抜き出して示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す取付足とモータとの接続部の構成を示す断面図である。
【図４】空間が設けられない場合に第１の取付板の溶接部に生じる応力について説明するための図である。
【図５】空間が設けられない場合に第１の取付板の溶接部に生じる応力について説明するための図である。
【図６】実施の形態２における空間の形成方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、図面において、装置の構成を示す図は、あくまで装置の概略構成を示す図である。各図面において図示される各部材の相対的な大きさ、及び相対的な位置は、必ずしも実際の部材間における大小関係及び位置関係を正確に表現するものではない。
【００１４】
実施の形態１．
（換気扇の全体構成）
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る換気扇の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る換気扇の構成を示す斜視図である。
【００１５】
図１を参照すると、換気扇１は、ベルマウス１１１を有する本体枠１１０と、ベルマウス１１１内に配設されるプロペラファン１２０と、プロペラファン１２０を回転させるモータ１３０と、本体枠１１０に対してモータ１３０を取り付けるための取付足１４０と、を備える。取付足１４０は、本体枠１１０とモータ１３０との間に延設される長尺な部材であり、取付足１４０と本体枠１１０と、及び取付足１４０とモータ１３０と、は、それぞれボルト１５０によって接続されている。図示する例では、４本の取付足１４０により、略四角形状である本体枠１１０の四隅に対応する部位と、モータ１３０とが、それぞれ接続されている。なお、実施の形態１はかかる例に限定されず、取付足１４０は本体枠１１０に対してモータ１３０を固定支持できればよく、その本数及び配設位置等は任意であってよい。また、本体枠１１０の形状も、略四角形状に限定されず、任意であってよい。
【００１６】
（取付足の構成、及び取付足とモータとの接続部の構成）
次に、図２及び図３を参照して、実施の形態１に係る取付足１４０の構成、及び取付足１４０とモータ１３０との接続部の構成について詳細に説明する。図２は、図１に示す取付足１４０及びモータ１３０を抜き出して示す分解斜視図である。図２では、図１に示す４本の取付足１４０のうちの１本のみを図示しているが、他の３本の取付足１４０も同様の構成を有している。図３は、図１に示す取付足１４０とモータ１３０との接続部の構成を示す断面図である。
【００１７】
図２に示すように、取付足１４０は、本体枠１１０とモータ１３０との間に延設される長尺な部材である支持脚１４１と、支持脚１４１の両端にそれぞれ設けられる取付板１４２、１４３と、を有する。支持脚１４１及び取付板１４２、１４３は、いずれも鋼材によって形成されており、両者は溶接によって接合されている。なお、図示する例では支持脚１４１はパイプ材によって形成されているが、実施の形態１はかかる例に限定されず、支持脚１４１は他の構造であってもよい。例えば、支持脚１４１は長尺な板材によって形成されてもよい。
【００１８】
取付板１４２、１４３には、支持脚１４１との溶接部１４４を挟むように、一対の取付穴１４５が設けられている。取付穴１４５にボルト１５０が挿通され、当該ボルト１５０により、取付板１４２とモータ１３０とが接続され、取付板１４３と本体枠１１０とが接続される（図１を参照）。なお、以下、区別のため、モータ１３０と接続される取付板１４２のことを第１の取付板１４２とも記載し、本体枠１１０と接続される取付板１４３のことを第２の取付板１４３とも記載する。また、取付板１４２、１４３が取り付けられる部材である、モータ１３０又は本体枠１１０の少なくともいずれか一方を指して、被取付部材と呼称することがある。
【００１９】
ここで、第１の取付板１４２とモータ１３０との間には、一対のスペーサ部材１６０が設けられている。一対のスペーサ部材１６０は、いずれも板状の部材であり、第１の取付板１４２の一対の取付穴１４５が設けられる部位に重畳するようにそれぞれ配設される。スペーサ部材１６０には、ボルト１５０を挿通するためのボルト穴１６１が設けられており、モータ１３０に対して第１の取付板１４２を接続する際には、第１の取付板１４２の取付穴１４５及びスペーサ部材１６０のボルト穴１６１を挿通するようにボルト１５０が配される（図３を参照）。
【００２０】
図３に示すように、当該スペーサ部材１６０により、第１の取付板１４２とモータ１３０との間（より詳細には、第１の取付板１４２とモータ１３０との間であって、第１の取付板１４２の溶接部１４４に対応する領域）には、空間１７０が形成される。実施の形態１では、かかる空間１７０が存在することにより、溶接部１４４に発生する応力を低減し、より高強度な換気扇１を実現することが可能になる。
【００２１】
空間１７０を設ける効果について、従来一般的に用いられている空間１７０が設けられない構成（すなわち、スペーサ部材１６０が設けられない構成）と比較しながら、より詳細に説明する。空間１７０が設けられない場合には、モータ１３０に対して第１の取付板１４２を接続する際、及び本体枠１１０に対して第２の取付板１４３を接続する際に、支持脚１４１と第１の取付板１４２及び第２の取付板１４３との溶接部１４４に、高い応力が発生し得る。かかる現象について、支持脚１４１と第１の取付板１４２との溶接部１４４を例に挙げて、図４及び図５を参照して詳しく説明する。図４及び図５は、空間１７０が設けられない場合に第１の取付板１４２の溶接部１４４に生じる応力について説明するための図である。
【００２２】
上述したように、支持脚１４１と第１の取付板１４２とは、溶接によって接合される。この際、溶接時に加熱された溶接部１４４は、その後の自然冷却により収縮する。従って、第１の取付板１４２は、支持脚１４１の方向に（すなわち、両端（溶接部１４４から離れた部位）が支持脚１４１に近付く方向に）反ることとなる（図４（ａ）、（ｂ））。この状態で、ボルト１５０によってモータ１３０に対して第１の取付板１４２を接続することを考える。取付穴１４５は溶接部１４４を挟むように一対設けられるため、これら一対の取付穴１４５を介してボルト１５０によって第１の取付板１４２を接続しようとすると、第１の取付板１４２においては、反った部位がモータ１３０によって押圧されることとなり、反りを矯正する方向に力が働くこととなる（図５（ａ）、（ｂ））。この反りを矯正する力により、第１の取付板１４２には引っ張り応力が生じることとなり、この際、応力集中により、溶接部１４４にはとりわけ高い応力が発生することとなる。
【００２３】
更に、第１の取付板１４２には、プロペラファンの回転時には大きな加振力が、プロペラファンの回転開始時には大きな起動トルクが作用するため、溶接部１４４には、これらの力に起因する応力も重畳的に生じることとなる。結果として、空間１７０が設けられない場合には、溶接部１４４に非常に大きな応力が生じ得る。
【００２４】
これに対して、実施の形態１に係る構成では、上記のように、第１の取付板１４２とモータ１３０との間に、スペーサ部材１６０によって空間１７０が形成されている。当該空間１７０が設けられることにより、図３に示すように、ボルト１５０によってモータ１３０に対して第１の取付板１４２を接続した際に、第１の取付板１４２の反っている部位が、モータ１３０と当接しないこととなる。従って、第１の取付板１４２に対して、反りを矯正する力が働かず、この力に起因する応力も生じない。よって、空間１７０が設けられない場合に比べて、溶接部１４４に発生する応力が低減されることとなる。このように、実施の形態１によれば、溶接部１４４に発生する応力を低減することができるため、当該溶接部１４４の耐久性をより向上させることができ、ひいては換気扇１の製品寿命の長大化を図ることが可能となる。
【００２５】
なお、スペーサ部材１６０の配置位置及び大きさは、溶接部１４４に生じる応力を効果的に低減し得るように、適宜決定されてよい。具体的には、少なくとも第１の取付板１４２の反っている部位に対応する領域（すなわち、第１の取付板１４２の溶接部１４４に対応する領域）に、当該反っている部位がモータ１３０と当接しないだけの大きさで空間１７０が形成されれば、応力低減の効果を得ることができる。このような空間１７０が実現されるように、スペーサ部材１６０の配置位置及び大きさが適宜決定されてよい。
【００２６】
ここで、例えば取付足（すなわち、支持脚及び取付板）を一体的に形成することができれば、溶接が不要となるため、上述した反りの問題は生じないこととなる。このような構成として、例えば、取付足を、長尺な鋼板材の両端部が折り曲げられた構成とすることができる（折り曲げられた先端部分が取付板に対応する部位となる）。しかしながら、かかる構造では、鋼板材が折り曲げられた部位に応力集中が生じることとなるため、高い強度を確保することが難しくなる。従って、産業用／業務用の換気扇のように、家庭用の換気扇に比べて強度が要求される場合には、実施の形態１のように、支持脚１４１に対して取付板１４２、１４３が溶接で接合された構成を有する取付足１４０が用いられることが好ましい。つまり、実施の形態１は、産業用／業務用の換気扇において特に生じ得る課題を解決するものであり、以上説明した構成は、産業用／業務用の換気扇に対して適用されることで、好適にその効果を奏するものである。
【００２７】
なお、上述したように、支持脚１４１は、パイプ材又は板材によって形成され得るが、パイプ材によって形成された方が、より高い強度を実現することができる。従って、産業用／業務用の換気扇の中でも、比較的出力が大きいもの（すなわち、プロペラファンの直径が大きいもの）については、支持脚１４１をパイプ材によって構成することが好ましい。本発明者らによる検討の結果、例えば実施の形態１に係る換気扇１と同様の構成を有する換気扇において、プロペラファンの直径が約７０ｃｍ未満であるものについては、板材からなる支持脚１４１を用いた場合であっても十分に強度を保つことができ、プロペラファンの直径が約７０ｃｍ以上であるものについては、強度の観点からパイプ材からなる支持脚１４１を用いた方が好ましいことが判明している。つまり、産業用／業務用の換気扇の中でも、特にプロペラファンの直径が約７０ｃｍ以上の比較的高出力な換気扇に対して実施の形態１に係る構成を適用する際には、パイプ材からなる支持脚１４１を有する取付足１４０を用いることにより、より確実に強度を確保することが可能となり、製品寿命の長大化をより一層図ることが可能となる。なお、取付足１４０の構成については、例えば、製品のラインナップに応じて、プロペラファンの直径が約２０ｃｍ以上、約７０ｃｍ未満である換気扇については板材からなる支持脚１４１を用い、プロペラファンの直径が約７０ｃｍ以上、約１０５ｃｍ以下である換気扇についてはパイプ材からなる支持脚１４１を用いる等、適宜使い分けがされてよい。
【００２８】
また、空間１７０が設けられない従来の構成において、溶接部１４４に生じる応力に対する対策として、例えば、支持脚１４１及び第１の取付板１４２を構成する部材を肉厚なものにする方法が考えられる。また、例えば、これらの部材として、鋼材の中でもより高剛性のものを用いる方法も考えられる。しかしながら、これらの方法では、強度を向上させることはできるものの、材料費が高くなり、製造コストが増加してしまう。これに対して、実施の形態１に係る構成では、スペーサ部材１６０によって空間１７０を形成することにより、溶接部１４４に生じる応力を低減させる。従って、スペーサ部材１６０を追加的に設けることによるコストは増加するものの、取付足１４０の材料自体を変更する方法に比べれば、より安価に応力の低減を実現することができる。このように、実施の形態１は、製造コストの増加を抑えつつ、溶接部１４４に生じる応力を低減させることを可能とするものである。
【００２９】
実施の形態２．
実施の形態２は、以上説明した実施の形態１に対して、異なる方法で空間１７０を形成するものである。換気扇の全体構成等、空間１７０に関する構成以外は実施の形態１と同様であるため、以下の実施の形態２についての説明では、実施の形態１と相違する事項について主に説明し、重複する事項についてはその説明を省略する。
【００３０】
図６を参照して、実施の形態２における空間１７０の形成方法について説明する。図６は、実施の形態２における空間１７０の形成方法について説明するための図である。
【００３１】
図６に示すように、実施の形態２では、モータ１３０の構成が実施の形態１と異なる。なお、実施の形態２に係る換気扇は、モータ１３０の構成が異なること以外は、実施の形態１に係る換気扇１と同様の構成を有する。
【００３２】
具体的には、実施の形態２に係るモータ２３０は、第１の取付板（図示せず）と対向する面（すなわち、第１の取付板が取り付けられる面）に、切り欠き２３１が形成されている。切り欠き２３１は、第１の取付板と対向する面において、ボルトが締結される部位以外の一部領域に設けられている。モータ２３０に対して第１の取付板が接続される際には、当該切り欠き２３１が空間１７０として機能することとなる。当該切り欠き２３１によって空間１７０が形成されることで、実施の形態１と同様に、第１の取付板の反っている部位がモータ１３０と当接しないため、溶接部に生じる応力を低減することが可能になる。
【００３３】
なお、切り欠き２３１の形成位置及び大きさは、溶接部に生じる応力を効果的に低減し得るように、適宜決定されてよい。具体的には、上記のように、少なくとも第１の取付板の反っている部位に対応する領域（すなわち、第１の取付板の溶接部に対応する領域）に、当該反っている部位がモータ２３０と当接しないだけの大きさで空間１７０が形成されれば、応力低減の効果を得ることができる。このような空間１７０が実現されるように、切り欠き２３１の形成位置及び大きさが適宜決定されてよい。
【００３４】
また、実施の形態２に係る換気扇では、切り欠き２３１を設ける工程が追加されることにより、切り欠き２３１が設けられない場合（すなわち、空間１７０が存在しない場合）に比べて製造コストが増加し得るが、上述したような取付足の材料を変更する方法に比べれば、より安価に応力の低減を実現することができる。このように、実施の形態２は、実施の形態１と同様に、製造コストの増加を抑えつつ、溶接部１４４に生じる応力を低減させることを可能とするものである。
【００３５】
また、実施の形態２に係る換気扇においても、実施の形態１と同様に、取付足の構成（支持脚として板材を用いるか、又はパイプ材を用いるか）は、例えば風量（プロペラファンの直径）に応じて、適宜使い分けられてよい。
【００３６】
（変形例等）
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変形例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、本発明は、以上説明した実施の形態以外にも、以下のような形態を取り得る。
【００３７】
例えば、上述した実施の形態では、第１の取付板１４２とモータ１３０、２３０との接続部位及び第２の取付板１４３と本体枠１１０との接続部位のうち、第１の取付板１４２とモータ１３０、２３０との接続部位に対してのみ、空間１７０が設けられていたが、本発明はかかる例に限定されない。第２の取付板１４３と本体枠１１０との接続部位に対しても、同様の空間１７０が設けられてもよい。これにより、第２の取付板１４３においても、支持脚１４１と当該第２の取付板１４３との溶接部に生じる応力を低減することが可能となり、製品のより一層の長寿命化を図ることが可能となる。なお、空間１７０は、第１の取付板１４２とモータ１３０、２３０との接続部位にのみ設けられてもよいし、第２の取付板１４３と本体枠１１０との接続部位にのみ設けられてもよいし、その双方に設けられてもよい。空間１７０を設ける分、製造コストが増加することも考慮して、所望の製品寿命が実現され得るように、第１の取付板１４２とモータ１３０、２３０との接続部位及び第２の取付板１４３と本体枠１１０との接続部位のうちのどれに対して空間１７０を設けるかが、適宜決定されてよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  換気扇、１１０  本体枠、１１１  ベルマウス、１２０  プロペラファン、１３０、２３０  モータ、１４０  取付足、１４１  支持脚、１４２  第１の取付板、１４３  第２の取付板、１４４  溶接部、１４５  取付穴、１５０  ボルト、１６０  スペーサ部材、１６１  ボルト穴、１７０  空間、２３１  切り欠き。
【図１】
2020176753.tif 000003
【図２】
2020176753.tif 000004
【図３】
2020176753.tif 000005
【図４】
2020176753.tif 000006
【図５】
2020176753.tif 000007
【図６】
2020176753.tif 000008