(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の枠体と、
一方の側縁寄りの位置が、前記枠体に回動自在に設置された複数のシャッター板と、
該複数のシャッター板の一方の側縁寄りに固定され、それぞれ前記複数のシャッター板に対して傾斜したシャッター腕と、
該複数のシャッター腕を互いに連結する連結板と、
前記複数のシャッター腕のうちの何れか一対のシャッター腕に跨がって取り付けられたばねと、
を有し、
前記ばねによる前記一対のシャッター腕の一方のシャッター腕に作用するトルクと、前記ばねによる前記一対のシャッター腕の他方のシャッター腕に作用するトルクとは、大きさおよび方向の一方または両方において相違することを特徴とするシャッター開閉機構。
【請求項２】
前記ばねは、伸長された状態で取り付けられた引っ張りばね、または圧縮された状態で取り付けられた圧縮ばねであることを特徴とする請求項１記載シャッター開閉機構。
【請求項３】
前記ばねが取り付けられている一方のシャッター腕において、前記ばねが取り付けられている位置であるばね取付部と、該一方のシャッター腕が固定されている前記シャッター板の前記枠体に対する回動中心であるシャッター軸との距離と、前記ばねが取り付けられている他方のシャッター腕において、前記ばねが取り付けられている位置であるばね取付部と、該他方のシャッター腕が固定されている前記シャッター板の前記枠体に対する回動中心であるシャッター軸との距離とが相違し、
前記一方のシャッター腕における前記ばね取付部と前記シャッター軸とを結ぶ線が前記ばねとなす角度と、前記他方のシャッター腕における前記ばね取付部と前記シャッター軸とを結ぶ線が前記ばねとなす角度と、が相違することを特徴とする請求項１記載のシャッター開閉機構。
【請求項４】
前記構造において、ばねによって一方のシャッターに発生するトルクと他方のシャッターに発生するトルクの大小が、シャッターが回動する範囲において入れ替わることで、シャッターが閉じた状態ではシャッターが閉じる方向に作用する開閉補助トルクが発生することを特徴とする請求項１記載のシャッター開閉機構。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のシャッター開閉機構と、
前記枠体に設置された電動機と、
該電動機の回転軸に着脱自在に設置されたファンと、
前記枠体に着脱自在に設置され、前記ファンからの送風を前記複数のシャッター板に向けて案内するオリフィスと、
を有することを特徴とする換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は換気扇およびシャッター開閉機構、特に、開き戸式シャッターを具備する換気扇および開き戸式シャッターのシャッター開閉機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、壁取付用換気扇（以下「換気扇」と称す）とそのシャッター開閉機構は、以下のような構成になっていた。
すなわち、換気扇は壁に形成された貫通孔に据え付けられるものであって、全体を支持し壁に固定する機能を持ち、室内側と室外側とがそれぞれ開口した枠体（フレーム）と、枠体に支持された電動機と、電動機の回転軸にスピンナー（固定手段）によって着脱可能に固定されたファンと、枠体に固定され、ファンを包囲して風洞を形成する着脱可能なオリフィスを備えている。
そして、電源ケーブルによって供給される電源を、電源スイッチ等により制御することによってファン（電動機）を回転駆動させ、室内側の空気と室外側の空気との間に気流を形成し、室内を換気している。
また、枠体には、換気を行わないときに室内と室外とを遮断するためのシャッターが備えられている。例えば、風圧式のシャッターは、ファン（電動機）を起動しファンによる気流が形成されると、シャッターを押す圧力によって開放（室内と室外とが連通）され、ファン（電動機）を停止しファンによる気流が形成されないと、シャッターを押す圧力が無くなりシャッターは閉鎖（室内と室外とを遮断）する。【０００３】
シャッターは、互いに平行に配置された複数のシャッター板を有し、複数のシャッター板の上縁寄りの位置が、それぞれ平行なシャッター軸において枠体に回動自在に設置され、シャッター板の下縁寄りの範囲が室外側に突出するように回動する。
そして、複数のシャッター板の上縁寄りの位置にはシャッター軸に平行な連結軸が設けられ、かかる連結板を回動自在に保持する連結板によって、複数のシャッター板は互いに連結されている。【０００４】
さらに、連結板にはばね（スプリング）一方の端部が設置され、他方の端部は枠体に設置されている。すなわち、連結板がばね（スプリング）によって上方から付勢されることで、複数のシャッター板は開く方向のトルクを受け、シャッターがより開き換気扇の排気量が増すように補助される機構になっている。そして、シャッターが開くほど補助するトルクが増加する構造になっているが、シャッターが開いてばねが縮小するほどばね荷重が低下して、補助するトルクの増加が緩やかになるため、ねじりコイルばねを用いて、連結板の移動量に対する補助トルクの増加率を大きくして、シャッターが開くのを補助するのに最適なトルク特性を得る機構が公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実願昭６１−１３９４７２号（実開昭６３−４６７３８号）のマイクロフィルム（第１頁、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたシャッター板の開閉機構は、ばねが連結板の前方に配置されるために開閉機構が大型になり、換気扇の奥行寸法に制限を受けるという問題があった。【０００７】
本発明の目的は前記問題を解消するものであって、開閉補助トルクの増加率を大きくする効果を持ちながら、小型にしたシャッター開閉機構と、該シャッター開閉機構を備えた換気扇とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシャッター開閉機構は、矩形状の枠体と、一方の側縁寄りの位置が、前記枠体に回動自在に設置された複数のシャッター板と、該複数のシャッター板の一方の側縁寄りに固定され、それぞれ前記複数のシャッター板に対して傾斜したシャッター腕と、該複数のシャッター腕を互いに連結する連結板と、前記複数のシャッター腕のうちの何れか一対のシャッター腕に跨がって取り付けられたばねと、を有し、前記ばねによる前記一対のシャッター腕の一方のシャッター腕に作用するトルクと、前記ばねによる前記一対のシャッター腕の他方のシャッター腕に作用するトルクとは、大きさおよび方向の一方または両方において相違することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るシャッター開閉機構は、前記構成であるから小型にすることができると共に、ばね荷重の低下を抑制し、開閉補助トルクの増加率を大きくすることで、適正な補助トルク特性を得ることができる。
すなわち、本発明に係るシャッター開閉機構は、ばねが一対のシャッター腕（同様な移動をする）に跨がって取り付けられているから、特許文献１の図１に示すようなばね配置用のスペースを必要としない分、シャッター開閉機構を薄く（小さく）することができ、また、特許文献１の図３に示すような、ばねが連結板と枠体（移動しない）とに跨がって取り付けられたものと相違し、ばねの変形量が小さくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシャッター開閉機構の全体を示す斜視図。
【図２】図１に示すシャッター開閉機構のシャッターが閉じたときを示す側面図。
【図３】図１に示すシャッター開閉機構のシャッターが開いたときを示す側面図。
【図４Ａ】図１に示すシャッターのトルクアーム長さＣ、Ｄが変動することを説明するための側面図（シャッターを閉したとき（θ＝０°））。
【図４Ｂ】図１に示すシャッターのトルクアーム長さＣ、Ｄが変動することを説明するための側面図（シャッターを中間位置に開いたとき（θ＝３０°））。
【図４Ｃ】図１に示すシャッターのトルクアーム長さＣ、Ｄが変動することを説明するための側面図（シャッターを大きく開いたとき（θ＝６０°））。
【図５Ａ】図１に示すシャッターの開き角度θとトルクアーム長さＣ、Ｄとの関係を詳細に説明するための側面図（シャッター閉時（θ＝０°））。
【図５Ｂ】図１に示すシャッターの開き角度θとトルクアーム長さＣ、Ｄとの関係を詳細に説明するための側面図（シャッター開時（θ＞０°）。
【図６Ａ】図５Ｂに示すシャッターの開き角度θとトルクアーム長さＣ、Ｄとの関係（シャッター開時（θ＞０°）の一方のシャッター腕の部分を説明する拡大側面図。
【図６Ｂ】図５Ｂに示すシャッターの開き角度θとトルクアーム長さＣ、Ｄとの関係（シャッター開時（θ＞０°）の他方のシャッター腕の部分を説明する拡大側面図。
【図７Ａ】ばねの変形量抑制状況を説明する本発明のリンク機構におけるばねの動作を表す模式図および該模式図中のパラメータに関する数式。
【図７Ｂ】ばねの変形量抑制状況を説明する比較のためのリンク機構におけるばねの動作を表す模式図および該模式図中のパラメータに関する数式。
【図８】比較のためのリンク機構の、シャッターのトルクアーム長さを説明するための模式図および該模式図中のパラメータに関する数式。
【図９】本発明の補助トルクと、比較のためのリンク機構の補助トルクと、シャッターが自重で閉じるトルクとを、シャッター開き角度θとの相関で表して比較したグラフ。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る換気扇の各部材を分離して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態１］
図１〜図３は、本発明の実施の形態１に係るシャッター開閉機構を説明するものであって、図１は全体を示す斜視図、図２はシャッターが閉じたときを示す側面図、図３はシャッターが開いたときを示す側面図である。なお、各図は、部材の一部（枠体の側壁）を透視したものであって、模式的に示しているから、本発明は図示された形態に限定するものではない。
図１〜図３において、シャッター開閉機構１００は、側壁１１、１２、１３、１４によって包囲された矩形状の枠体１０と、側壁１１のうちの対向する側壁１２、１４に回動自在に設置されたシャッター板２０ａ、２０ｂ、２０ｃとを有している（シャッター板２０ａの下方および上方に、それぞれシャッター板２０ｂおよびシャッター板２０ｃが配置されている）。
シャッター板２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、略矩形状のシャッター面２１ａ、２１ｂ、２１ｃを有し、シャッター面２１ａ、２１ｂ、２１ｃの一方（図１において、上側）の側縁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ寄りの位置に設けられたシャッター回動軸４１ａ、４１ｂ、４１ｃにおいて、枠体１０に回動自在に設置されている。
また、一方の側縁２２ａ、２２ｂ、２２ｃ寄りの位置には、シャッター面２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対して傾斜した（シャッター面２１ａ等に対して平行または同一面でない）シャッター腕４０ａ、４０ｂ、４０ｃが固定され、シャッター腕４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、シャッター腕４０ａ、４０ｂ、４０ｃに設けられた連結回動軸４３ａ、４３ｂ、４３ｃにおいて、連結板３０によって互いに連結されている。
【００１２】
さらに、シャッター腕４０ａ、４０ｂには、それぞればね取付部４５ａ、４５ｂが設けられ、ばね取付部４５ａとばね取付部４５ｂに跨がってばね５０が取り付けられている。すなわち、ばね５０の一方の端部がばね取付部４５ａに、他方の端部がばね取付部４５ｂに、それぞれ係止している。
このとき、ばね５０は伸長または圧縮された状態で取り付けられているから、シャッター腕４０ａとシャッター腕４０ｂとには（シャッター板２０ａとシャッター板２０ｂとには）、互いに反対方向に回転させようとするトルクが作用している。
【００１３】
ここでは、シャッター腕４０ａとシャッター腕４０ｂとに跨がってばね５０を取り付けているが、本発明はこれに限定するものではなく、シャッター腕４０ｂに代えて、シャッター腕４０ｃにばね取付部４５ｃを設けて、シャッター腕４０ｃとシャッター腕４０ａとに跨がってばね５０を取り付けてもよい。
また、本発明は３枚のシャッター板２０ａ、２０ｂ、２０ｃに限定するものではなく、シャッター板は複数であれば何枚であってもよい。
なお、以下、それぞれの部材（部位）について共通の内容を説明する場合には、部材（部位）に付した符号の小番「ａ、ｂ、ｃ」の記載を省略する。
そして、シャッター板２０の一部を折り曲げ加工して、シャッター腕４０をシャッター板２０と一体的に形成してもよいから、シャッター回動軸４１は、シャッター板２０の回動軸、あるいはシャッター腕４０の回動軸に相当している。また、シャッター回動軸４１の構造は限定するものではなく、軸部または軸受部を、それぞれ固定側または回動側の何れに設けてもよい。
【００１４】
図３において、シャッター面２１に、シャッター面２１の他方（図２において、下側）の側縁２３を右上方向に移動させる風圧が作用したとき、シャッター板２０およびシャッター腕４０は、シャッター回動軸４１を回転中心にして反時計回りに回動する。
そうすると、前記回転に伴って、シャッター腕４０ａに作用するトルクのトルクアーム長さＣ（図４参照）と、シャッター腕４０ｂに作用するトルクのトルクアーム長さＤ（図３参照）とが変動するため、かかる２つのトルクの差分として「開閉補助トルク」が発生する（これについては別途詳細に説明する）。
【００１５】
図４は、図３においてトルクアーム長さＣ、Ｄが変動することを説明するために模式的に示す側面図であって、図４Ａはシャッターを閉したとき（θ＝０°）、図４Ｂはシャッターを中間位置に開いたとき（θ＝３０°）、図４Ｃはシャッターを大きく開いたとき（θ＝６０°）である。
図４において、シャッター回動軸４１ａとばね取付部４５ａと結ぶ線分を回転線分４６ａとして、回転線分４６ａの長さである回転半径を「Ａ」とし、シャッター回動軸４１ｂとばね取付部６ｂと結ぶ線分を回転線分４６ｂとして、回転線分４６ｂの長さである回転半径を「Ｂ」としたとき、前記回転半径には「Ａ＞Ｂ」の関係がある。
また、ばね５０（ばね５０の荷重方向）が回転線分４６ａとなす角度である荷重角度を「α」とし、ばね５０（ばね５０の荷重方向）が回転線分４６ｂとなす角度である荷重角度を「β」としたとき、シャッター板２０が開く（開き角度「θ」が増加する）につれて、荷重角度αは直角に向かって増加し、一方、荷重角度βは０°に向かって減少するように、ばね取付部４５ａ、４５ｂは配置されている。
【００１６】
これにより、ばね５０はシャッター腕４０ａ、４０ｂを、それぞれ「ばね荷重Ｑ」で引張ることになる。
そうすると、シャッター腕４０ａには、「ばね荷重Ｑ」と「Ａsinα」で算出されるトルクアーム長さＣとの積「ＱＣ＝ＱＡsinα」であるシャッター板２０ａを開く方向の「トルクＴａ」が作用し、一方、シャッター腕４０ｂには、「ばね荷重Ｑ」と「Ｂsinβで」算出されるトルクアーム長さＤとの積「ＱＤ＝ＱＢsinβ」であるシャッター板２０ｂを閉じる方向の「トルクＴｂ」が発生するが、シャッター腕４０ａとシャッター腕４０ｂとは連結板３０によって繋がれていることにより、シャッター開閉機構１００は、２つのトルクの差分（Ｔａ−Ｔｂ）を開閉補助トルクとして発生させる。
【００１７】
そして、シャッター板２０が風圧を受けて開く方向に回動すると（図４Ｂおよび図４Ｃ参照）、ばね取付部４５ａおよびばね取付部４５ｂはそれぞれ回転移動し、シャッター腕４０ａにおけるトルクアーム長さＣが長くなること（Ｃ＞Ｄ）により、シャッター板２０ａに発生するシャッター板２０ａを開く方向に作用するトルクＴａは増加し、一方、シャッター腕４０ｂにおけるトルクアーム長さＤが短くなることで、シャッター板２０ｂに発生するシャッター板２０ｂを閉じる方向に作用するトルクＴｂは減少する。このため、シャッター開閉機構１００において、開閉補助トルク（（Ｔａ−Ｔｂ）＞０）はシャッター板２０がより大きく開くほど増加することになる。
また、シャッター板２０が回動する際、ばね取付部４５ａ、４５ｂは何れも同じ方向に回転移動するから、ばね５０の一端を枠体１０に取付けた場合よりも、ばね５０の変形量が小さくなることによりばね荷重の低下が抑制され、発生するトルク（開閉補助トルク）の増加率を大きくすることができる。
【００１８】
さらに、シャッターが閉じた状態（開き角度θが小さい状態、図４Ａ参照）では、トルクアーム長さＣはトルクアーム長さＤよりも短い（Ｃ＜Ｄ）ために、シャッター板２０ａに発生するシャッター板２０ａを開く方向に作用するトルクＴａは、シャッター板２０ｂに発生するシャッター板２０ｂを閉じる方向に作用するトルクＴｂより小さくなる（Ｔａ＜Ｔｂ）。このため、シャッター開閉機構１００は、シャッターが閉じる方向の開閉補助トルクを発生し、シャッター板２０を閉じる（容易に開くことのない）ように機能する。
【００１９】
以上のように、シャッター開閉機構１００は、回転半径Ａ、Ｂや荷重角度α、βの値によって、トルクアームは「Ｃ＜Ｄ」と「Ｃ＞Ｄ」が入り混じることになり、これらの値を適宜選定することによって、目的に合わせて開閉補助トルクを調整することができる。すなわち、ばね設置点の回転半径や荷重角度を任意に与えることで、シャッター開き角度と開閉補助トルクとの相関特性を調整することが可能になる。
なお、以上は、ばね５０が引っ張りばね（伸長することによってばね荷重が発生する）であるものを説明しているが、本発明は引っ張りばねに限定するものではなく、圧縮ばね（圧縮することによってばね荷重が発生する）であってもよい。
【００２０】
なお、シャッター開閉機構１００を壁取付用の風圧式シャッターに適用した場合、シャッター板２０には、通常、「風圧を受けて発生する開く方向に作用するトルクＴｏ」はシャッター板２０を開くほど低下し、一方、「シャッター板２０の重さによる閉じる方向に作用するトルクＴｓ」はシャッター板２０が開くほど増加するという特徴がある。このため、シャッター板２０の開き角度θが小さい範囲では（ある程度開くまでは）、「Ｔｏ＞Ｔｓ」となるため、シャッター開閉機構１００による補助が無くてもシャッター板２０は開く。
そのため、シャッター板２０の開き角度θが小さい範囲において、トルクアームに「Ｃ＜Ｄ」の関係があったとしても、シャッター開閉機構の発生する閉じる方向の補助トルクは「Ｔｏ−Ｔｓ」よりも小さく、動作上の問題はない。
そして、トルクアームに「Ｃ＞Ｄ」の関係が必要になるのは、開き角度θが大きくなり、「Ｔｏ＜Ｔｓ」になった場合であって、このときにばね５０の変形を抑制して必要な開閉補助トルクを発生させる効果が得られる。
【００２１】
図５および図６は、シャッター板２０の開き角度θとトルクアーム長さＣ、Ｄとの関係を詳細に説明するためのものであって、図５Ａはシャッター閉時（θ＝０°）の側面図、図５Ｂはシャッター開時（θ＞０°）の側面図、図６Ａはシャッター開時（θ＞０°）の一方のシャッター腕の部分の拡大側面図、図６Ｂはシャッター開時（θ＞０°）の他方のシャッター腕の部分の拡大側面図である。
図５において、シャッター回動軸４１ａとシャッター回動軸４１ｂとを結ぶ直線（シャッター回動軸４１ｃとシャッター回動軸４１ｂとを結ぶ直線に同じ）を基準線１５とし、基準線１５と回転線分４６ａとがなす角度を「α’」と、基準線１５と回転線分４６ｂとがなす角度を「β’」とし、シャッター回動軸４１ａとシャッター回動軸４１ｂとの距離を「Ｅ」としたとき、シャッター板２０の開き角度θ（基準線１５とシャッター面２１とがなす角度に相当する）との関係で、トルクアーム長さＣ、Ｄおよびばね５０の長さＳは以下の式で表すことができる。
なお、ばね取付部４５ａとばね取付部４５ｂとの基準線１５に対して垂直な方向の距離を「ｘ」と、ばね取付部４５ａとばね取付部４５ｂとの基準線１５に対して平行な方向の距離を「ｙ」としている。
【００２２】
【数１】
0005901836.tif 000002
【００２３】
すなわち、シャッター開閉機構１００は、前記式を用いることによって、トルクアームが「Ｃ＞Ｄ」の関係になる開き角度θの範囲（「Ｃ＜Ｄ」の関係になる開き角度θの上限値）を確保するための構造（各部の長さや各部同士の角度）を決定することができる。
よって、小型（薄型）でありながら、所望の開閉特性を選定して有することができる。
【００２４】
（ばね変形量抑制の効果）
図７Ａおよび図７Ｂは、ばねの変形量抑制状況を説明するものであって、図７Ａは本発明のリンク機構におけるばねの動作を表す模式図および該模式図中のパラメータに関する数式、図７Ｂは比較のための特許文献１の図３に示されたリンク機構におけるばねの動作を表す模式図および該模式図中のパラメータに関する数式である。
【００２５】
図７Ａにおいて、前記のように、シャッター開閉機構１００が動作（回動）した時のばね５０の長さ「Ｓ」は式１ａ〜式２ｃによって表される。
また、シャッター全閉時のばね長（Ｓ０（以降、シャッター開き角度θの関数である記号については、シャッター全閉時のものには添え字０を付けて表す））に対する変形後のばね長（Ｓ）の割合（Ｓ／Ｓ０）は、式３ａであるから、前記式を代入して式３ｂのように書き表すことができる。なお、三平方の定理上、式３ｂの右辺の平方根の中は、分母も分子も正の数である。この式の平方根内を展開し、三角関数の加法定理を用いて整理すると、式３ｃのように書き表すことができる。
【００２６】
【表１】
0005901836.tif 000003
また、図７Ｂにおいて、シャッター全閉時のばね長（Ｒ０）に対する変形後のばね長（Ｒ）の割合（Ｒ／Ｒ０）は、前記に準じて、式４ａ〜式４ｃのように書き表すことができる。
【００２７】
ここで、本発明のリンク構造における変形後のばね長さの割合（Ｓ／Ｓ０）は、比較のためのリンク構造における変形後のばね長さの割合（Ｒ／Ｒ０）より大きいとして、不等式で繋ぐと、式５ａとなるから、前記に準じて式５ｂのように書き表すことができる。
そして、式を簡単にするために各部位の寸法を揃えれば、右辺に、「Ｆ＝Ａ」、「ε＝α´」、Ｇ＝Ｅ−Ｂcosβ´」および「Ｈ＝Ｂsinβ´」を代入して整理すると式５ｃがえられる。このとき、式５ｃ中の各パラメータは式６ａ〜式６ｇである。
さらに、式５ｃの両辺を二乗して共通項を整理すると式７が得られ、式７中の各パラメータに式６を戻して計算すれば、式８が得られる。
すなわち、式８が成り立てば、ばね変形量抑制の効果が得られる。
【００２８】
（開閉補助トルクの増加率を大きくする効果）
このときの開閉補助トルクの増加率を、発明の構造のばね定数ｋｓ、ばね自然長Ｓｆと、比較のためのリンク構造のばね定数ｋｒ、ばね自然長Ｒｆ、図８に示すトルクアーム長さＪを用いて比較すれば、以下の式９ａになる。ただし、実施の形態１の用途から、開閉補助トルクの増加率は正の数で、また、「Ｓｆ＜Ｓ＜Ｓ０、Ｒｆ＜Ｒ＜Ｒ０」とする。
そして、両構造の各部位の寸法およびばね特性を揃えて「Ｓ０＝Ｒ０、Ｄ０＝Ｊ０、ｋｓ＝ｋｒ、Ｓｆ＝Ｒｆ」とし、式９ａを整理すれば、式９ｂが得られる。
よって、式９ａや式９ｂが成り立てば開閉補助トルクの増加率が大きくなる効果を得られる。また、式９ｂにおいて、（Ｓ／Ｓ０）が（Ｒ／Ｒ０）より大きいほど（左辺−右辺）が大きくなることから、ばね変形量が抑制されることで開閉補助トルクの増加率が大きくなることが分かる。
【００２９】
【表２】
0005901836.tif 000004
【００３０】
一方、トルクアーム長さＣ、Ｄ、Ｊによっても開閉補助トルクの増加率は変化するため、これを考慮して各寸法や角度を決定する必要がある。式９ｂが成立し易い条件は、（Ｃ−Ｄ）とＤ０の値が大きいことであり、数１や図８の計算式からＣとＪは比較的近い値になることが推測できるため、Ｄが小さく、Ｄ０が大きくなる条件を求めれば良い。
Ｄが小さく、Ｄ０が大きくなる条件を考えれば、数１より、Ｄ＝Ｂｓｉｎ｛１８０−（β´＋θ）＋γ｝＝Ｂｓｉｎ（β´＋θ−γ）、Ｄ０＝Ｂｓｉｎ（β´−γ０）であるので、角度（β´＋θ−γ）が０°に近く、角度（β´−γ０）が９０°に近ければ良い。ここで、角度θ、γ、γ０の範囲について考えれば、角度θはシャッター開き角度なので０°〜７０°程度であり、角度γやγ０は、シャッター開閉機構の奥行寸法を小さくするという本発明の目的により、寸法Ａが寸法Ｅに対し小さい構造とするならば、数１の式から、γは２５°程度、γ０は０〜１０°程度である。よって、β´を１００°〜１２０°程度にすれば、Ｄが小さく、Ｄ０が大きくなり、開閉補助トルクの増加率が大きくなる効果を得易い。
【００３１】
例として、角度を「θ＝６０°、α´＝３０°、β´＝１２０°」とした場合、式８は「０．５Ｅ＞−０．８６６Ａ」、すなわち、「（Ａ／Ｅ）＞−０．５７７」となり、「Ａ＞０、Ｅ＞０」であるから、Ａ、Ｂ、Ｅの長さにかかわらず、ばね変形量抑制の効果が得られる。ここで寸法を「Ａ＝４５、Ｂ＝２０、Ｅ＝９０、Ｓｆ＝５０」とした場合、式９ｂは「２８．１９５＞１６．７６５」で成立しているため、開閉補助トルクの増加率を大きくする効果が得られる。
図９は、このときの両構造の開閉補助トルクおよび、シャッター板が自重により閉じる方向のトルクＴｓを、シャッター開き角度θとの相関で表しグラフにしたものである。Ｔｓは「シャッター軸を中心に回転するシャッター重心」の水平位置の関数であるため、ｓｉｎ曲線で増加するが、本発明の構造の開閉補助トルクはＴｓの曲線に沿った特性を描き、シャッターの回動範囲全てで、シャッターが開きやすい特性を得ていることが分かる。
なお、比較のためのリンク構造でも、角度εと寸法Ｈを０に近づけることで、計算の上では本発明の構造に近いトルク特性を得られるが、実際には連結板やばねがシャッター軸に近づきすぎて干渉しないよう、特許文献１の図３のようにばね取付部をシャッター軸から離した寸法にせざるを得ず、実現できない。
【００３２】
［実施の形態２］
図１０は本発明の実施の形態２に係る換気扇を説明するものであって、各部材を分離して模式的に示す斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図１０において、換気扇２００は、建造物の壁に形成された貫通孔（図示しない）に据え付けられるものであって、実施の形態１において説明したシャッター開閉機構１００と、シャッター開閉機構１００の枠体１０の側壁１１、１３に跨がって固定された電動機固定梁２１１と、電動機固定梁２１１に固定された電動機２１２と、電動機２１２の電動機回転軸２１３にスピンナー（固定手段）２１４によって着脱可能に固定されたファン２１５と、枠体１０に着脱自在に設置され、ファン２１５を包囲して風洞を形成する（ファン２１５からの送風をシャッター板２０に向かって案内する風路を形成する）着脱可能なオリフィス２１６と、を備えている。
【００３３】
そして、電動機２１２に電力を供給するための電源線２２１が配線ボックス２２２を経由して電動機２１２に接続されている。
したがって、使用者が図示しない壁スイッチ等により電源線２２１に通電し電動機２１２を起動（ＯＮ）したとき、シャッター板２０はファン２１５からの送風による風圧を受ける。このとき、シャッター板２０には実施の形態１において説明したシャッター板２０を開かせる方向に作用する開閉補助トルクが作用しているから、風圧と開閉補助トルクによってシャッター板２０は円滑かつ確実に開くことになる。
そして、使用者が、再度壁スイッチ等により電動機２１２を停止（ＯＦＦ）すると、シャッター面２１に作用する風圧が無くなるため、開閉補助トルクのみではシャッター板２０の重さを支えられず、シャッター板２０は閉まる方向に回動する。さらに、シャッター開度が小さくなって、トルクアーム長さが「Ｃ＜Ｄ」になった以降は、シャッター板２０には閉じる方向の開閉補助トルクが作用するため、シャッター板２０はシャッターが閉じた状態において室外からの風に煽られて室内外に気圧差が発生しても、確実に閉じた状態を保持することになる。
【００３４】
以上のように、換気扇２００は、小型化を促進することができるシャッター開閉機構１００を有していることで、小型にすることができる。
なお、本発明は、換気扇２００を、室内の壁面に形成された貫通孔に設置され、当該室内を換気するものに限定するものではなく、一方側に向けて送風する「送風機」であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  枠体、１１  側壁、１２  側壁、１３  側壁、１４  側壁、１５  基準線、２０ａ  シャッター板、２０ｂ  シャッター板、２０ｃ  シャッター板、２１ａ  シャッター面、２１ｂ  シャッター面、２１ｃ  シャッター面、２２ａ  一方（上側）の側縁、２２ｂ  一方（上側）の側縁、２２ｃ  一方（上側）の側縁、２３ａ  他方（下側）の側縁、２３ｂ  他方（下側）の側縁、２３ｃ  他方（下側）の側縁、３０  連結板、４０ａ  シャッター腕、４０ｂ  シャッター腕、４０ｃ  シャッター腕、４１ａ  シャッター回動軸、４１ｂ  シャッター回動軸、４１ｃ  シャッター回動軸、４３ａ  連結回動軸、４３ｂ  連結回動軸、４３ｃ  連結回動軸、４５ａ  ばね取付部、４５ｂ  ばね取付部、４６ａ  回転線分、４６ｂ  回転線分、５０  ばね、１００  シャッター開閉機構（実施の形態１）、２００  換気扇（実施の形態２）、２１１  電動機固定梁、２１２  電動機、２１３  電動機回転軸、２１４  スピンナー、２１５  ファン、２１６  オリフィス、２２１  電源線、２２２  配線ボックス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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