(57)【要約】【課題】通風路内のダンパを駆動する駆動装置が通風路内を流れる空気に晒されることがないようにする。【解決手段】通風路２を形成するダクト３の中に設けられ、通風路２の中心線Ｃ１と平行な軸線Ｃ２を中心として回動する第１〜第４の可動ブレード１２〜１５を有するラジアルダンパ４を備える。ダクト３の外に設けられ、第１〜第４の可動ブレード１２〜１５に伝動機構８を介して接続された駆動装置６を備える。駆動装置６の動作を制御する制御装置７を備える。伝動機構８は、第１〜第４の可動ブレード１２〜１５に回転力を伝達可能に接続された第１の軸部８ａと、軸線Ｃ２と直交する方向に延びる第２の軸部８ｂと、第２の軸部８ｂと第１の軸部８ａとを動力伝達可能に接続する直交ギア部８ｃとを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風路を形成するダクトの中に設けられ、前記通風路の中心線と平行な軸線を中心として回動する複数のブレードを有するダンパと、
前記ダクトの外に設けられ、前記複数のブレードに伝動機構を介して接続された駆動装置と、
前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記伝動機構は、
前記軸線と同一軸線上に位置し、前記複数のブレードに回転力を伝達可能に接続された第１の軸部と、
前記軸線と直交する方向に延びて一端部に前記駆動装置の回転力が加えられる第２の軸部と、
前記第２の軸部の他端部と前記第１の軸部とを動力伝達可能に接続する直交ギア部とを備えていることを特徴とする風量調整ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の風量調整ユニットにおいて、
前記直交ギア部は、
前記第１の軸部と同一軸線上に位置する従動側傘歯車と、
前記第２の軸部と同一軸線上に位置付けられて前記従動側傘歯車と噛合する駆動側傘歯車とによって構成されていることを特徴とする風量調整ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の風量調整ユニットにおいて、
前記ダンパは、前記第１の軸部が１８０度回ることにより全開状態から全閉状態になるように構成され、
前記直交ギア部は、前記第２の軸部の回転を２倍に増速して前記第１の軸部に伝達するものであることを特徴とする風量調整ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通風路の中心線と平行な軸線を中心として回動する複数のブレードを有するダンパを備えた風量調整ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大規模な構築物において、空調機より給気ダクトを介して各部へ給気の供給を行う場合、各空調対象部位（被制御エリア）の給気吹出口毎に風量調整ユニットとしてＶＡＶ（Variable Air Volume）ユニットを設け、このＶＡＶユニットからの給気吹出量をＶＡＶコントロールユニットにより被制御エリアの負荷状況に応じて制御するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。
近年では、被制御エリアをより一層細かくエリア分けして空調制御することが望まれている。このため、細かなエリア分けの空調を可能とする装置として、吹出口に接続できる小型で軽量なＶＡＶユニットが求められている。
【０００３】
このようなＶＡＶユニットに使用可能なダンパとしては、例えば非特許文献１や非特許文献２に開示されているようなラジアルダンパがある。
このラジアルダンパは、通風路の中心線と平行な軸線を中心として回動する複数のブレードを有している。このラジアルダンパを駆動する駆動装置は、通風路内であって、複数のブレードの回動軸と同一軸線上に位置するようにラジアルダンパより下流側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７１０２７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０４５７８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「Eliminate Unsightly Access Panels and Simplify Air Flow Balancing with Our Remotely Operated Balancing Dampers」、〔平成３０年１月１８日検索〕、インターネット＜http://metairtech.com/products/remotely-operated-balancing-dampers/＞
【非特許文献２】「The EB-150 Battery Powered Damper System Submittal」、〔平成３０年１月１８日検索〕、インターネット＜http://metairtech.com/wp-content/uploads/MAT_EB150_Submittal.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１や非特許文献２に開示されているように駆動装置がラジアルダンパとともに通風路内に配置されていると、駆動装置が通風路内の空気に晒されるために以下のような３つの問題が生じる。
（１）通風路内を空気とともに流れる粉塵が原因で駆動装置の電気的接触部が接触不良を起こしたり、腐食されるおそれがある。
（２）通風路内を低温な空気や湿度が高い空気が流れるために、駆動装置内で結露が生じるおそれがある。
（３）通風路内を流れる空気の一部を駆動装置が遮るようになり、空気の圧力損失が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、通風路内のダンパを駆動する駆動装置が通風路内を流れる空気に晒されることがないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る風量調整ユニットは、通風路を形成するダクトの中に設けられ、前記通風路の中心線と平行な軸線を中心として回動する複数のブレードを有するダンパと、前記ダクトの外に設けられ、前記複数のブレードに伝動機構を介して接続された駆動装置と、前記駆動装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記伝動機構は、前記軸線と同一軸線上に位置し、前記複数のブレードに回転力を伝達可能に接続された第１の軸部と、前記軸線と直交する方向に延びて一端部に前記駆動装置の回転力が加えられる第２の軸部と、前記第２の軸部の他端部と前記第１の軸部とを動力伝達可能に接続する直交ギア部とを備えているものである。
【０００９】
本発明は、前記風量調整ユニットにおいて、前記直交ギア部は、前記第１の軸部と同一軸線上に位置する従動側傘歯車と、前記第２の軸部と同一軸線上に位置付けられて前記従動側傘歯車と噛合する駆動側傘歯車とによって構成されていてもよい。
【００１０】
本発明は、前記風量調整ユニットにおいて、前記ダンパは、前記第１の軸部が１８０度回ることにより全開状態から全閉状態になるように構成され、前記直交ギア部は、前記第２の軸部の回転を２倍に増速して前記第１の軸部に伝達するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通風路の外に配置された駆動装置によって第２の軸部が回されることにより、この第２の軸部に加えられた回転力が直交ギア部を介して第１の軸部に伝達され、複数のブレードが回動する。駆動装置は、通風路の外に配置されているから、通風路内を流れる空気に晒されることがない。
【００１２】
このため、通風路内を流れる塵埃が原因で駆動装置内の電気的接触部が接触不良を起こしたり腐食されることがなく、駆動装置が低温な空気や湿度が高い空気に触れることがないために駆動装置内に結露が生じることもない。また、直交ギア部は駆動装置より小さく形成することができ、第２の軸部はブレードの下流側で空気流に影響を与え難いように配置することができるから、通風路内を流れる空気の圧力損失を従来と較べて低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る風量調整ユニットの断面図である。
【図２】ダンパが全開状態にある風量調整ユニットの正面図である。
【図３】第１〜第４の可動ブレードの全閉時の位置を示す断面図である。
【図４】ダンパと駆動機構の要部の構成を示す斜視図である。
【図５】ダクトの断面形状が四角形である場合の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】ＶＡＶユニットが吹出口のネックに設置されている場合の実施の形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る風量調整ユニットの一実施の形態を図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１に示す風量調整ユニット１（以下、単にＶＡＶユニット１という）は、通風路２を形成するダクト３の中に設けられたラジアルダンパ４を使用してダクト３内の空気の風量を制御するものである。空気は、図１中に矢印Ｆで示すように、ダクト３内を図１において左側から右側に流れる。この実施の形態によるダクト３は、図２に示すように、上流側から見た断面形状が円形となるように形成されている。
【００１５】
ＶＡＶユニット１は、ダクト３内に位置するラジアルダンパ４および風量計５と、ダクト３の外に位置する駆動装置６および制御装置７と、ラジアルダンパ４の後述する第１の可動ブレード１２の軸心部と駆動装置６とを接続する伝動機構８などを備えている。
この実施の形態によるラジアルダンパ４は、図１に示すように、ダクト３に固定された１枚の板状の固定ブレード１１と、この固定ブレード１１と隣り合うように位置する板状の第１〜第４の可動ブレード１２〜１５などを備えている。この実施の形態においては、このラジアルダンパ４が本発明でいう「ダンパ」に相当する。
【００１６】
第１〜第４の可動ブレード１２〜１５は、固定ブレード１１よりダクト３の下流側に配置されており、ダクト３内で空気の流れる方向Ｆに向けて並ぶ状態で互いに重ねられている。第１〜第４の可動ブレード１２〜１５は、詳細は後述するが、通風路２の中心線Ｃ１と平行な軸線Ｃ２を中心として回動する。軸線Ｃ２は、後述する第１の駆動軸２１の軸線である。この実施の形態においては、第１〜第４の可動ブレード１２〜１５が本発明でいう「複数のブレード」に相当する。
【００１７】
これらの固定ブレード１１および第１〜第４の可動ブレード１２〜１５は、図２および図３に示すように、板面がダクト３内で空気の流れる方向Ｆ（図２，３の紙面と直交する方向）とは直交する状態でダクト３を径方向に横切っている。図３には、ラジアルダンパ４が全閉状態となるように回動した第１〜第４の可動ブレード１２〜１５とダクト３のみが描いてある。
【００１８】
これらの固定ブレード１１および第１〜第４の可動ブレード１２〜１５の長手方向の両端側は、それぞれダクト３の内周に沿って拡がる扇状に形成されている。固定ブレード１１は、長手方向の一端部と他端部とにおいてダクト３に固定されている。
固定ブレード１１の長手方向の中央部には、図１に示すように、風量計５が取付けられているとともに、第１の駆動軸２１の一端部が回転自在に支持されている。
風量計５は、回転するプロペラ５ａを用いて空気の流量を検出するもので、固定ブレード１１よりダクト３の上流側であって、ダクト３の径方向の中央部に配置されている。この風量計５は、風量を検出信号として制御装置７に送る。
【００１９】
第１の駆動軸２１は、通風路２の中心線Ｃ１（図１参照）と同一軸線上に配置されており、固定ブレード１１に一端部が回転自在に支持された状態でダクト３の下流側に向けて延びている。この第１の駆動軸２１の他端部は、後述する伝動機構８のハウジング２２に回転自在に支持されている。第１の駆動軸２１は、後述する駆動装置６の動力が伝達されることにより回動する。
この実施の形態による第１の駆動軸２１は、ラジアルダンパ４の第１〜第４の可動ブレード１２〜１５を支持する機能と、伝動機構８の第１の軸部８ａとして動力を第１〜第４の可動ブレード１２〜１５に伝達する機能とを有している。
【００２０】
第１〜第４の可動ブレード１２〜１５は、第１の駆動軸２１が中心部を貫通する状態でこの第１の駆動軸２１に支持されている。第１の可動ブレード１２は、第１の駆動軸２１に固定されており、第１の駆動軸２１と常に一体に回動する。第２〜第４の可動ブレード１３〜１５は、第１の駆動軸２１に回動自在に支持されている。
【００２１】
第１〜第４の可動ブレード１２〜１５は、隣接する他の可動ブレードに図示していない連動機構を介して連結されている。この連動機構は、先行して回る可動ブレードが所定角度だけ回った後に次の可動ブレードが回転を開始する構成が採られている。このため、この実施の形態によるラジアルダンパ４においては、図２に示すように上流側から見て固定ブレード１１と第１〜第４の可動ブレード１２〜１５が重なる全開状態から第１の駆動軸２１が一方向に回ることにより、最初に第１の可動ブレード１２が回転を開始し、次いで第２〜第４の可動ブレード１３〜１５がこの順序で所定の回転角毎に回転を開始するようになる。
【００２２】
第１の可動ブレード１２が図２に示す全開状態の位置から１８０度回ることにより、図３に示すように、第１〜第４の可動ブレード１２〜１５がダクト３の略全域を遮るようになる。このような全閉状態から第１の駆動軸２１が上記とは逆方向に回ることにより、最初に第１の可動ブレード１２が上記とは逆方向に回り、その後、所定の回転角毎に第２〜第４の可動ブレード１３〜１５がこの順序で上記とは逆方向に回転を開始するようになる。そして、第１の可動ブレード１２が全閉状態の位置から１８０度回ることによって、ラジアルダンパ４が図２に示す全開状態に戻る。
このため、この実施の形態によるラジアルダンパ４においては、第１の駆動軸２１が１８０度回ることにより全開状態から全閉状態になり、第１の駆動軸２１が上記とは逆方向に１８０度回ることによって、全閉状態から全開状態になる。
【００２３】
駆動装置６は、動力源となるモータ２３と、図示していない減速機などを備えており、ダクト３の外面に固定されている。この実施の形態による駆動装置６は、ダクト３の最上部に配置されている。また、この駆動装置６は、図示していないバルブや他のダンパなどを駆動する既存のアクチュエータを用いて構成されている。この駆動装置６の出力軸２４は、軸線がダクト３の径方向と平行になるように装備されており、後述する伝動機構８の第２の軸部８ｂに接続されている。この出力軸２４は、回転角が９０度の範囲で回動する。
この駆動装置６のモータ２３の動作は、後述する制御装置７によって制御される。
【００２４】
伝動機構８は、上述した第１の駆動軸２１からなる第１の軸部８ａと、駆動装置６の出力軸２４に一端部が接続された第２の軸部８ｂと、これらの第１の軸部８ａと第２の軸部８ｂとを動力伝達可能に接続する直交ギア部８ｃと、これらの各部の露出部分を覆うハウジング２２とによって構成されている。
第１の軸部８ａは、上述したようにダクト３の中心線Ｃ１と同一軸線上に位置し、第１〜第４の可動ブレード１２〜１５に回転力を伝達可能に接続されている。
【００２５】
第２の軸部８ｂは、ダクト３の中心線Ｃ１（第１の駆動軸２１の軸線Ｃ２）と直交する方向に延びている。この第２の軸部８ｂの一端部に駆動装置６の回転力が伝達される。この実施の形態による第２の軸部８ｂは、１本の第２の駆動軸２５によって構成されており、図２に示すように、ダクト３の上流側から見て固定ブレード１１と重なって固定ブレード１１の裏側に位置するように配置されている。第２の軸部８ｂを構成する第２の駆動軸２５は、ハウジング２２に回転自在に支持されている。
【００２６】
直交ギア部８ｃは、図１および図４に示すように、第１の駆動軸２１（第１の軸部８ａ）と同一軸線上に位置する従動側傘歯車３１と、第２の軸部８ｂと同一軸線上に位置付けられて従動側傘歯車３１と噛合する駆動側傘歯車３２とによって構成されている。なお、図４は、従動側傘歯車３１および駆動側傘歯車３２の歯を省略して描いてある。
従動側傘歯車３１は、第１の駆動軸２１に固定されており、第１の駆動軸２１とともにハウジング２２に回転自在に支持されている。
駆動側傘歯車３２は、第２の駆動軸２５に固定されており、第２の駆動軸２５とともにハウジング２２に回転自在に支持されている。
【００２７】
この実施の形態による直交ギア部８ｃは、出力軸２４の最大回転角が９０度である駆動装置６を使用して第１の駆動軸２１を１８０度回すことができるように、第２の軸部８ｂの回転角を変えて第１の軸部８ａに伝達する構成が採られている。詳述すると、この直交ギア部８ｃは、第２の軸部８ｂの回転が２倍に増速されて第１の軸部８ａに伝達されるような従動側傘歯車３１と駆動側傘歯車３２とによって構成されている。
ハウジング２２は、詳細には図示してはいないが、複数の部材を組み合わせて筒状に形成されており、一端部がダクト３に支持された状態で他端部がダクト３の中心部に位置付けられている。
【００２８】
制御装置７は、風量計５によって計測されたダクト３を通過する空気の風量Ｑｐｖと、要求風量Ｑｓｐとが一致するように、モータ２３の動作を制御してラジアルダンパ４の開度を調整する。モータ２３が駆動されて駆動装置６の出力軸２４が回ることにより、この出力軸２４の回転力が伝動機構８の第２の軸部８ｂから直交ギア部８ｃを介して第１の軸部８ａに伝達され、ラジアルダンパ４の第１の可動ブレード１２が出力軸２４の回転角の２倍の回転角で回る。第１の可動ブレード１２に追従するように第２〜第４の可動ブレード１３〜１５が回ることにより、ラジアルダンパ４の開度が増大あるいは減少し、ダクト３を通過する空気の風量Ｑｐｖが要求風量Ｑｓｐと一致するようになる。
【００２９】
このように構成されたＶＡＶユニット１においては、通風路２の外に配置された駆動装置６によって伝動機構８の第２の軸部８ｂが回されることにより、この第２の軸部８ｂに加えられた回転力が直交ギア部８ｃを介して第１の軸部８ａに伝達され、第１〜第４の可動ブレード１２〜１５が回動する。駆動装置６は、通風路２の外に配置されているから、通風路２内を流れる空気に晒されることがない。
【００３０】
このため、通風路２内を空気とともに流れる塵埃が原因で駆動装置６内の電気的接触部が接触不良を起こしたり腐食されることがなく、しかも、駆動装置６が低温な空気や湿度が高い空気に触れることがないために駆動装置６内に結露が生じることもない。また、直交ギア部８ｃは駆動装置６より小さく形成することができ、第２の軸部８ｂは第１〜第４の可動ブレード１２〜１５の下流側で空気流に影響を与え難いように配置することができるから、通風路２内を流れる空気の圧力損失を従来と較べて低く抑えることができる。
【００３１】
この実施の形態による直交ギア部８ｃは、第１の軸部８ａと同一軸線上に位置する従動側傘歯車３１と、第２の軸部８ｂと同一軸線上に位置付けられて従動側傘歯車３１と噛合する駆動側傘歯車３２とによって構成されている。
このため、この実施の形態によれば、単純な部品を使用して直交ギア部８ｃを形成できるから、動力の伝達方向が途中で直角に曲がる伝動機構８を簡単に実現することができる。
【００３２】
この実施の形態によるラジアルダンパ４は、伝動機構８の第１の軸部８ａが１８０度回ることにより全開状態から全閉状態になるように構成されている。直交ギア部８ｃは、第２の軸部８ｂの回転を２倍に増速して第１の軸部８ａに伝達する。このため、この実施の形態によれば、駆動装置６として出力軸２４の最大回転角が９０度となるような汎用品を使用することができるから、簡単に実現可能な風量調整ユニットを提供することができる。
【００３３】
この実施の形態によるＶＡＶユニット１を実現するにあたっては、ラジアルダンパ４と伝動機構８以外の部品を汎用のＶＡＶユニットの既存部品や汎用の部品などを利用することが可能である。例えば、風量計５や駆動装置６および制御装置７などは、他の既存のものを利用可能である。
このように、本発明によれば、既存の部品を使用できることと、従来のバタフライ弁形ダンパと較べて小型化されて通風路２を形成する材料が減少したことにより、ＶＡＶユニットの製造コストを低く抑えることが可能になった。
【００３４】
この実施の形態による伝動機構８は、第２の軸部８ｂの回転が増速されて第１の軸部８ａに伝達される構成が採られている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、伝動機構８は、第２の軸部８ｂの回転角と第１の軸部８ａの回転角とが一致する構成を採ったり、第２の軸部８ｂの回転が減速されて第１の軸部８ａに伝達される構成を採ることができる。
【００３５】
上述した実施の形態に駆動装置６と制御装置７は、ダクト３の最上部に配置されている。しかし、駆動装置６および制御装置７をダクト３に取付ける位置は、図２中に二点鎖線で示すように、ダクト３の最下部３ａや、ダクト３を上流側から見た状態で左側に位置する上下方向中央部３ｂや右側に位置する上下方向中央部３ｃなど、適宜変更することができる。
上述した実施の形態に示す制御装置７は、駆動装置６と隣り合うようにダクト３に設けられている。しかし、制御装置７は、ダクト３とは異なる場所に設置することができる。
【００３６】
上述した実施の形態においては、ダンパとして第１〜第４の可動ブレード１２〜１５を有するラジアルダンパ４を用いる例を示した。しかし、本発明に係るＶＡＶユニット１に使用するダンパは、ラジアルダンパに限定されることはなく、ダクトの中心線と平行な軸線回りに駆動軸が回転するダンパであれば、どのようなダンパでも用いることができる。ラジアルダンパを使用する場合は、可動ブレードの形状や枚数、全開状態から全閉状態に移行するときの第１の可動ブレード１２の回転角などは、上述した実施の形態に示す枚数、回転角に限定されることはなく、適宜変更することができる。
【００３７】
上述した実施の形態においては、直交ギア部８ｃを互いに噛み合う傘歯車３１，３２によって構成する例を示した。しかし、直交ギア部８ｃを構成する部品は、傘歯車に限定されることはなく、自在継手でもよいし、動力伝達方向が直角に曲がる伝動部品であれば、どのようなものでも用いることができる。
【００３８】
また、上述した実施の形態においては、風量計５がラジアルダンパ４に設けられている例を示した。しかし、風量計５を取付ける位置は、通風路２内であれば適宜変更することができる。
加えて、上述した実施の形態による伝動機構８は、ラジアルダンパ４の下流側に設けられている。しかし、伝動機構８は、ラジアルダンパ４の上流側に設けてもよい。
【００３９】
上述した実施の形態においては、上流側から見て円形のダクト３を使用する例を示した。しかし、本発明に係るＶＡＶユニット１は、図５に示すように、上流側から見て四角形のダクト４１に設けることができる。図５に示した例では、断面四角形のダクト４１の内部に仕切板４２が設けられ、この仕切板４２の円形の開口４３にラジアルダンパ４が取付けられている。
【００４０】
また、図６に示すように、ＶＡＶユニット１を吹出口５１が開口するネック５２の上流端に接続し、吹出口５１毎に風量制御機能をもたせるようにしてもよい。この場合、図６中に二点鎖線で示すように、制御装置７をネック５２の上壁５２ａの上に設置したり、ネック５２の側壁５２ｂなどに取付けることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…風量調整ユニット、２…通風路、３，４１…ダクト、４…ラジアルダンパ、６…駆動装置、７…制御装置、８…伝動機構、８ａ…第１の軸部、８ｂ…第２の軸部、８ｃ…直交ギア部、１２…第１の可動ブレード、１３…第２の可動ブレード、１４…第３の可動ブレード、１５…第４の可動ブレード、２１…第１の駆動軸、２５…第２の駆動軸、３１…従動側傘歯車、３２…駆動側傘歯車、Ｃ１…中心線、Ｃ２…軸線。
【図１】
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【図２】
2019128100.tif 000004
【図３】
2019128100.tif 000005
【図４】
2019128100.tif 000006
【図５】
2019128100.tif 000007
【図６】
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