(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み口を下向きにした遠心ファンを内包し、この遠心ファンの吹出口とダクトとを連通させる排気口を一側面に備えた直方体状の第一の箱体と、下面に室に面する開口部を備え消音手段を内包する第二の箱体とを備え、前記第一の箱体の側面に備える第一の連通口は前記第二の箱体の側面に備える第二の連通口と面するように接合され連通口を介して連通する換気装置であって、前記消音手段は、前記第二の連通口の下部で、第二の連通口から放出される音波を検出する第一のマイクロホンと、前記開口部の騒音を検出する第二のマイクロホンと、第一のマイクロホンの検出した音波から逆相の音波をつくりだす制御回路を内蔵した電装部と、前記逆相の音波を発生するスピーカとを一体にしてなした能動消音ユニットであって、前記能動消音ユニットから平行に板状部材を延伸して、前記開口部から第二連通口に至る風路が前記板状部材を回り込むように形成し、前記第二のマイクロホンは前記板状部材の上方に面し、前記スピーカは前記板状部材の下方に面し、前記第二のマイクロホンは、前記スピーカよりも下面の前記開口部に近い位置に配置した換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井等に取付けられ吸込んだ室内空気を換気ダクトを通じて室外へ排気する換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の換気装置は、低騒音化のため、室内に面するグリルと本体内部の送風機の間に吸音材など消音機能材料で風路を構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その構成について図６を参照しながら説明する。
【０００４】
換気装置１０１は下面を吸込み側として開放した開口面１０２と一側に排気口１０３をもつ箱形の本体１０４内には、その上面側に吸込口１０５を開口面に向けてファン１０６が組込まれている。本体１０４の開口面１０２にはこれをふさぐ状態に多孔質の吸音材で形成された吸音ベルマウス１０７が吸込口１０５に併行して装着されており、吸込口１０５と吸音ベルマウス１０７との間には密閉された背面空気層１０８が形成されている。本体１０４の開口面１０２の周囲に形成される取付フランジ１０９には飾りグリル１１０が装着され、この飾りグリル１１０を介して本体１０４の開口面１０２をふさぐ状態にパネル１１１が取付けられている。このパネル１１１の背面には、上記吸音ベルマウス１０７に先端側が入り込み、吸音ベルマウス１０７とともに吸込口１０５に連通する吸音風路１１２を形成する多孔質の吸音材よりなる中空の円錐形状の吸音案内部材１１３が固定されている。ファン１０６を運転させると、パネル１１１の外周部から室内空気が吸音風路１１２を通って本体１０４内へ吸込まれ、さらに吸込口１０５を経てファン１０６に吸込まれ、本体１０４の排気口１０３から換気ダクトを通じて室外へ排気されるが、吸音風路１１２は吸音材構造である吸音ベルマウス１０７と吸音案内部材１１３で構成されているため、ファン１０６で発生し吸込口１０５から放出される騒音の一部が吸音風路１１２で吸音され、室内に放出される構成となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第２５０４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の換気装置１０１においては、ファン１０６の吸込口１０５と本体１０４の開口面１０２が近接しており、吸音風路１１２の経路が短いため、騒音が十分に吸音されずに室内に放出されるという課題を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、室内に面する開口面１０２とファン１０６の吸込口１０５の間で消音手段により消音される経路を長くし、室内に放出される騒音を低減した換気装置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】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、吸込み口を下向きにした遠心ファンを内包し、この遠心ファンの吹出口とダクトとを連通させる排気口を一側面に備えた直方体状の第一の箱体と、下面に室に面する開口部を備え消音手段を内包する第二の箱体とを備え、前記第一の箱体の側面に備える第一の連通口は前記第二の箱体の側面に備える第二の連通口と面するように接合して連通する換気装置であって、前記消音手段は、前記第二の連通口の下部で、第二の連通口から放出される音波を検出する第一のマイクロホンと、前記開口部の騒音を検出する第二のマイクロホンと、第一のマイクロホンの検出した音波から逆相の音波をつくりだす制御回路を内蔵した電装部と、前記逆相の音波を発生するスピーカとを一体にしてなした能動消音ユニットであって、前記能動消音ユニットから平行に板状部材を延伸して、前記開口部から第二連通口に至る風路が前記板状部材を回り込むように形成し、前記第二のマイクロホンは前記板状部材の上方に面し、前記スピーカは前記板状部材の下方に面し、前記第二のマイクロホンは、前記スピーカよりも下面の前記開口部に近い位置に配置した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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吸込み口を下向きにした遠心ファンを内包し、この遠心ファンの吹出口とダクトとを連通させる排気口を一側面に備えた直方体状の第一の箱体と、下面に室に面する開口部を備え消音手段を内包する第二の箱体とを備え、前記第一の箱体の側面に備える第一の連通口は前記第二の箱体の側面に備える第二の連通口と面するように接合して連通する換気装置であって、前記消音手段は、前記第二の連通口の下部で、第二の連通口から放出される音波を検出する第一のマイクロホンと、前記開口部の騒音を検出する第二のマイクロホンと、第一のマイクロホンの検出した音波から逆相の音波をつくりだす制御回路を内蔵した電装部と、前記逆相の音波を発生するスピーカとを一体にしてなした能動消音ユニットであって、前記能動消音ユニットから平行に板状部材を延伸して、前記開口部から第二連通口に至る風路が前記板状部材を回り込むように形成し、前記第二のマイクロホンは前記板状部材の上方に面し、前記スピーカは前記板状部材の下方に面し、前記第二のマイクロホンは、前記スピーカよりも下面の前記開口部に近い位置に配置した換気装置の構成にしたことにより、室内に面する開口部とファンの吸込口の間で消音手段により消音される経路を長くし、室内に放出される騒音を低減するという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の換気装置を示す側断面図
【図２】本発明の実施の形態２の換気装置を示す側断面図
【図３】本発明の実施の形態３の換気装置を示す側断面図
【図４】本発明の実施の形態４の換気装置を示す側断面図
【図５】本発明の実施の形態５の換気装置を示す側断面図
【図６】従来の換気装置を示す側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の換気装置は、吸込み口を下向きにした遠心ファンを内包し、この遠心ファンの吹出口とダクトとを連通させる排気口を一側面に備えた直方体状の第一の箱体と、下面に室に面する開口部を備え消音手段を内包する第二の箱体とを備え、前記第一の箱体の側面に備える第一の連通口は前記第二の箱体の側面に備える第二の連通口と面するように接合して連通する換気装置であって、前記消音手段は、前記第二の連通口の下部で、第二の連通口から放出される音波を検出する第一のマイクロホンと、前記開口部の騒音を検出する第二のマイクロホンと、第一のマイクロホンの検出した音波から逆相の音波をつくりだす制御回路を内蔵した電装部と、前記逆相の音波を発生するスピーカとを一体にしてなした能動消音ユニットであって、前記能動消音ユニットから平行に板状部材を延伸して、前記開口部から第二連通口に至る風路が前記板状部材を回り込むように形成し、前記第二のマイクロホンは前記板状部材の上方に面し、前記スピーカは前記板状部材の下方に面し、前記第二のマイクロホンは、前記スピーカよりも下面の前記開口部に近い位置に配置した構成を有する。これにより、室に面する開口部とファンの吸込口の間に消音手段を備えた第二の箱体を介在させることで、板状部材によって、ファンの吸込口から放出された騒音が消音手段により消音される経路を長くすることができ、室に放出される騒音を低減することができるという効果を奏する。
【００１２】
すなわち、板状部材によって、ファンの吸込口から放出された騒音を検知するマイクロホンと、騒音に対して逆位相の音波を発生するスピーカの間の経路を長くすることができ、マイクロホンによる騒音の検知からスピーカによる音波の発生までの時間を増加させることができるため、能動型消音の効果を向上させることができ、室に放出される騒音を低減することができるという効果を奏する。
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１に示すように、浴室やトイレなどの空間を換気するために天井に取り付けられる天井埋込型換気扇として使用される換気装置１は、遠心ファン２を内包し遠心ファン２の吹出口３とダクト４とを連通させる排気口５を一側面に備えた直方体状（たとえば２３０ｍｍ角で高さが１２０ｍｍ）の第一の箱体６と、下面７に室に面する開口部８を備えた直方体状（たとえば２３０ｍｍ角で高さが２００ｍｍ）の第二の箱体９とを備え、第一の箱体６と第二の箱体９はそれぞれの一側面に備える第一の連通口１０と第二の連通口１１が面するように着脱可能に接合されている。第二の箱体９の下面７の開口部８を覆うように設置される吸込グリル１２を備えている。
【００１５】
第一の箱体６内の遠心ファン２は第一の箱体６内の上方に吸込口１３を下向きにして配置されており、第一の箱体６の下方に第一の連通口１０から遠心ファン２の吸込口１３に至る第一の風路１４を形成している。
【００１６】
第一の箱体６内に軸流ファンなど他の種類のファンと比較して高静圧な遠心ファン２を備えることで、遠心ファン２を小型化して第一の箱体６の大きさを小型化することができる。
【００１７】
第二の箱体９内には第一の箱体６と連通する第二の連通口１１の下部から平行に板状部材１５が延伸して、第二の箱体９の下面７の開口部８と第一の箱体６内の遠心ファン２の吸込口１３の間を遮り、第二の箱体９の下面７の開口部８から第二の連通口１１に至る第二の風路１６が、板状部材１５を回り込むように形成されており、板状部材１５は消音手段としての遮音の機能を備える。
【００１８】
第一の箱体６内の第一の風路１４と、第二の箱体９内の板状部材１５で形成される第二の風路１６には、消音手段として吸音の機能を備える吸音材料１７（たとえばグラスウール）が貼付されている。
【００１９】
また、第二の箱体９の下面７の開口部８から第一の箱体６の遠心ファン２の吸込口１３までの第二の風路１６と第一の風路１４の断面積は常に遠心ファン２の吸込口１３の面積と同等以上となっている。
【００２０】
また、第一の箱体６の高さ（１２０ｍｍ）は第二の箱体９の高さ（２００ｍｍ）より小さく、第一の箱体６の最下端１８は第二の箱体９の下面７よりも上方に位置している。
【００２１】
また、第一の箱体６の第一の連通口１０は、第一の箱体６の側面の蓋部材１９の開閉により排気口５以外の側面に位置を変更することができ、第一の連通口１０を備える面と第二の箱体９の第二の連通口１１が面するように第一の箱体６の排気口５の方向を変更して接合することができるようになっている。
【００２２】
上記構成により、遠心ファン２を運転させることにより、吸込み空気が吸込グリル１２から第二の箱体９の下面７の開口部８、第二の風路１６、第二の連通口１１、第一の連通口１０、第一の風路１４、遠心ファン２の吸込口１３を順次通って遠心ファン２に導かれ、遠心ファン２の吹出口３から排気口５を介してダクト４から外部へ排出される。
【００２３】
このとき、遠心ファン２の回転騒音や、遠心ファン２の内部で発生する乱流騒音、また遠心ファン２で共鳴により増幅された騒音など各種の騒音が遠心ファン２の吸込口１３から放出されるが、騒音の一部は第一の箱体６内の第一の風路１４に貼付された吸音材料１７により吸音され、吸音されなかった騒音は第一の連通口１０と第二の連通口１１を通って第二の箱体９へ放出される。第二の連通口１１から第二の箱体９へ放出された騒音が下面７の開口部８へ至る間に、第二の箱体９の下面７の開口部８と第一の箱体６内の遠心ファン２の吸込口１３を遮る板状部材１５により回り込むように第二の風路１６を形成しているため、騒音が直接第二の箱体９の下面７の開口部８から放出されず、板状部材１５により遮音される長さが長くなり、また吸音材料１７により吸音される長さが長くなり、その遮音と吸音の双方の消音機能の組合せにより、開口部８から室に放出される騒音を低減することができる。
【００２４】
また、このとき、第二の箱体９の開口部８から遠心ファン２の吸込口１３までの第二の風路１６と第一の風路１４の断面積が常に遠心ファンの吸込口１３の面積と同等以上であるので、断面の減少による圧力損失の発生を抑制することができ、送風効率の悪化やファンの回転数上昇による騒音の上昇を抑制することができる。
【００２５】
また、第一の箱体６の最下端１８が第二の箱体９の下面７の開口部８より上方に位置するため、天井材２０の裏側に第一の箱体６が位置するように設置することができ、天井材２０の遮音効果により、第一の箱体６を透過し室に放出される騒音を低減することができる。
【００２６】
また、第一の箱体６と第二の箱体９が着脱可能であるため、先に第一の箱体６を設置した後に第二の箱体９を設置する分割施工をすることができるため、天井材２０に設ける設置用開口２１の面積を第二の箱体９のみの面積に減少させることができ、設置工事を容易にすることができ、また天井材２０の美観を向上することができる。
【００２７】
また、第一の箱体６の第二の箱体９への取り付け方向が変更可能であるので、ダクト４と接続される排気口５の方向を変更することができるため、換気装置１の施工時にダクト４の取り回しの自由度が増加し、設置工事を容易にすることができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図２において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
図２に示すように、第二の箱体９内の第二の風路１６を囲むように小孔２２を備える複数の小区画２３を備え、消音機能としてヘルムホルツ共鳴型消音機構を形成している。
【００３０】
上記構成により、第二の連通口１１から第二の箱体９へ放出された騒音が下面７の開口部８へ至る間に、各々の小孔２２と小区画２３とで形成されたヘルムホルツ共鳴型消音機構の共鳴周波数と一致する周波数の騒音の一部が消音され、開口部８から室に放出される騒音を低減することができる。
【００３１】
なお、小孔２２の面積や小区画２３の容積を不均一にすることにより、それぞれの小区画２３で異なる周波数の騒音を消音することができるので、消音する周波数の範囲を拡大することができる。
【００３２】
またなお、小孔２２の面積や小区画２３の容積を均一にすることにより、全ての小区画２３で同じ周波数の騒音を消音することができるので、特定の周波数に対する消音効果を向上することができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図３において、図１〜図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
図３に示すように、第二の箱体９内に複数の多孔板２４で形成される第二の風路１６と背後空気層２５を備え、消音機能として多孔板共鳴型消音機構を形成している。
【００３５】
上記構成により、第二の連通口１１から第二の箱体９へ放出された騒音が下面７の開口部８へ至る間に、多孔板２４と背後空気層２５とで形成された多孔板型消音機構の共鳴周波数と一致する周波数の騒音の一部が消音され、開口部８から室に放出される騒音を低減することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図４において、図１〜図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
図４に示すように、第二の箱体９内の第二の風路１６に複数の突出部２６を備え、消音機能としてサイドブランチ型消音機構を形成している。
【００３８】
上記構成により、第二の連通口１１から第二の箱体９へ放出された騒音が下面７の開口部８へ至る間に、複数の突出部２６で形成されたサイドブランチ型消音機構により、突出部２６の形状により特定される周波数の騒音の一部が消音され、開口部８から室に放出される騒音を低減することができる。
【００３９】
（実施の形態５）
図５において、図１〜図４と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
図５に示すように、第二の箱体９内には第一の箱体６と連通する第二の連通口１１の下部に能動消音ユニット２７を備え、能動消音ユニット２７から平行に板状部材１５が延伸して、第二の箱体９の下面７の開口部８から第二の連通口１１に至る第二の風路１６が、板状部材１５を回り込むように形成されている。
【００４１】
能動消音ユニット２７は音波を検出する第一のマイクロホン２８、第二のマイクロホン２９と、検出した音波から逆位相の音波をつくりだす制御回路を内蔵した電装部３０と、逆位相の音波を発生するスピーカ３１を一体化して成り、第一のマイクロホン２８は第二の風路１６のうち板状部材１５より上方の第二の連通口１１に面し、スピーカ３１は板状部材１５より下方に面し、第二のマイクロホン２９はスピーカ３１よりも下面７の開口部８に近い位置に配置されている。
【００４２】
上記構成により、第一のマイクロホン２８により第二の連通口１１から放出される音波を検出し、音波が第二の風路１６を通って開口部８に達する間に電装部３０内の制御回路は第一のマイクロホン２８によって検出した音波を基に第二のマイクロホン２９の位置で騒音が最小になるように付加音波を作りだし、スピーカ３１より放出する。また、第二のマイクロホン２９の検出信号から、騒音が最小になるように付加音波の特性を調整する。
【００４３】
このとき、第二の箱体９内で第二の風路１６は板状部材１５を回り込むように形成されているため、第一のマイクロホン２８とスピーカ３１の間の距離を長くすることができるので、第一のマイクロホン２８で検出した音波が開口部８に到達する時間を長くすることができるので、周波数の高い音波の付加音波を作り出すことができ、消音できる周波数帯域を拡大して能動型消音の効果を向上させることができ、室に放出される騒音を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明にかかる換気装置は、排気口を備えファンを内包する第一の箱体と、下面に室に面する開口部を備え消音手段を内包する第二の箱体とを備え、第一の箱体は第二の箱体の側面に接合され連通口を介して連通する換気装置という構成にしたことにより、室内に面する開口部とファンの吸込口の間で消音手段により消音される経路を長くし、室内に放出される騒音を低減するものであるので、換気扇等として有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１    換気装置
２    遠心ファン
３    吹出口
４    ダクト
５    排気口
６    第一の箱体
７    下面
８    開口部
９    第二の箱体
１０  第一の連通口
１１  第二の連通口
１２  吸込グリル
１３  吸込口
１４  第一の風路
１５  板状部材
１６  第二の風路
１７  吸音材料
１８  最下端
１９  蓋部材
２０  天井材
２１  設置用開口
２２  小孔
２３  小区画
２４  多孔板
２５  背後空気層
２６  突出部
２７  能動消音ユニット
２８  第一のマイクロホン
２９  第二のマイクロホン
３０  電装部
３１  スピーカ
【図１】
0005454085.tif 000002
【図２】
0005454085.tif 000003
【図３】
0005454085.tif 000004
【図４】
0005454085.tif 000005
【図５】
0005454085.tif 000006
【図６】
0005454085.tif 000007