(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、
前記流路の中心軸に垂直な断面上で前記流路をメイン流路と該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路に分割する回転軸と、
前記回転軸を軸として前記メイン流路を開閉するメインシャッターと、
前記回転軸を軸として前記サブ流路を開閉するサブシャッターとを備え、
前記メインシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、
前記流体の流れが無い場合には前記開状態から自重で前記閉状態に移行するメイン開閉構造を備え、
前記サブシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、
前記流体の流れが無い場合には前記メインシャッターの自重による回動を利用して、前記断面に平行な閉状態に移行するサブ開閉構造を備えるシャッター構造。
【請求項２】
前記サブシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記サブ流路を開状態とする請求項１に記載のシャッター構造。
【請求項３】
前記サブシャッターは、
前記流体の流れが有る場合には前記メインシャッターの開状態への移行による回転力で前記サブ流路を開状態とする請求項１に記載のシャッター構造。
【請求項４】
前記サブシャッターは、
前記開状態において、前記回転軸を中心として上流側に重心を有する上流側重心状態と下流側に重心を有する下流側重心状態とを切替可能な重心切替構造を備え、
前記上流側重心状態においては自重で開状態から閉状態に移行し、
前記メインシャッターは、
開状態から閉状態への回動により前記サブシャッターを前記下流側重心状態から前記上流側重心状態に切り替える請求項１から３のいずれかに記載のシャッター構造。
【請求項５】
前記重心切替構造は、
前記回転軸に対応する前記サブシャッターの軸孔が略楕円形状を有し且つ当該略楕円形状の長軸が前記サブシャッターの長さ方向に平行に配置され、
前記サブシャッターの開状態において前記回転軸が前記軸孔の上流端に位置することで前記下流側重心状態を維持し、
前記メインシャッターの開状態から閉状態への移行時に当該メインシャッターが前記サブシャッターを上流側に付勢して前記回転軸が前記軸孔の下流端に位置させることで前記上流側重心状態に切り替える請求項４に記載のシャッター構造。
【請求項６】
前記略楕円形状の軸孔は、
さらに前記サブシャッターの開状態において前記メインシャッター側に膨出する膨出部を備える請求項５に記載のシャッター構造。
【請求項７】
開状態において、
メインシャッターの閉状態時における下流側面と、サブシャッターの閉状態時における上流側面とにより流体の流れ方向に滑らかな曲面構造を備える請求項１から６のいずれかに記載のシャッター構造。
【請求項８】
閉状態において、
サブシャッターの中心軸側端部をメインシャッターの上流側面で支持する支持構造を備えた請求項１から７のいずれかに記載のシャッター構造。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のシャッター構造を備えた送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路を流れる流体の逆流防止に用いられるシャッター構造およびこれを備えた送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のシャッター構造は、回転軸に垂直な面での断面形状が複数円弧で滑らかに形成されたシャッター１枚で構成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、そのシャッター構造について図９を参照しながら説明する。
【０００４】
図９に示すように、シャッター構造１０１は管路１０２内に設けられたシャッター板１０６と回転軸１０９で構成されている。シャッター板１０６は回転軸１０９で回動可能であり、回動によって管路１０２を開閉する。管路１０２を開いた状態で、気流１１１の流れを基準に、シャッター板１０６上で回転軸１０９より上流側となる部分を上流領域１１７とし、下流側となる部分を下流領域１１８とする。そして管路１０２が開いた状態においては、管路軸１０３を全て通る任意平面でのシャッター板１０６の断面形状が、上流領域１１７の断面形状と下流領域１１８の断面形状とで円弧あるいは複数円弧で滑らかに結ばれた形状をしている。
【０００５】
上記構成により、管路１０２が開いた状態において、シャッター板１０６の上流領域１１７から下流領域１１８に滑らかに流体を導くことができるとしている。そして流れの乱れを抑制することができ、流体に対する抵抗や、乱れに起因する騒音や振動を低減させることができるとしている。
【０００６】
また、この種のシャッター構造には、２枚の板で構成されたシャッターを、回転軸を中心に折りたたむことが可能な構造をしているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
以下、そのシャッター構造について図１０を参照しながら説明する。
【０００８】
図１０に示すように、本体２１１はパイプガイド２１２と本体プレート２１３で構成されている。パイプガイド２１２内には風路を開閉する半円形の２枚の板で構成されたシャッター２１４が回転軸２１５で回動可能に設けられている。本体プレート２１３にはシャッター２１４を開くための駆動モータ２４２が設けられている。シャッター２１４と駆動モータ２４２とはプーリー２４０を介してワイヤ２３２、２４３で連結されている。回転軸２１５には、シャッターが風路を閉じる方向に力を加えるスプリング２１９が設けられている。
【０００９】
上記構成で、上述したシャッター２１４は、以下のように動作する。
【００１０】
パイプガイド２１２の内部の風路を開く際は、駆動モータ２４２が駆動しワイヤ２４３を巻き上げる。ワイヤ２４３が巻き上げられると、プーリー２４０が回転する。プーリー２４０が回転するとシャッター２１４に接続されたワイヤ２３２がプーリー２４０に巻き上げられる。ワイヤ２３２が巻き上げられるとシャッター２１４が引っ張られて回転軸２１５を中心に回動し、２枚の半円形の板が回転軸で折りたたまれるように動く。
【００１１】
パイプガイド２１２の内部の風路を閉じる際は、駆動モータ２４２を、風路を開く際とは反対方向に駆動させることでワイヤ２４３が緩む。シャッター２１４はスプリング２１９により常に広がろうとしてワイヤ２３２を引っ張っているので、ワイヤ２４３が緩むとプーリー２４０が逆回転してワイヤ２３２が巻戻され、シャッター２１４が広がり風路が閉じられる。
【００１２】
このシャッター２１４は、換気など必要なときに風路を開き、風路を閉じているときは外風圧がかかってもシャッター２１４が押されて風路が開くことがないようにするものである。風路が開いた状態では、シャッター２１４の形状は、回転軸２１５を上流側に向けてＶ字型となることから、風路の圧損を小さくすることができるものであるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第４９８４６６４号公報
【特許文献２】特許第５０５９９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような従来の１枚シャッター構造においては、回転軸を境とする２つの流路（管路）、つまり図９（ａ）の回転軸１０９の上流側と下流側を塞ぐ必要が有る。このためシャッター板１０６は、回転軸１０９より上流側に突出する上流領域１１７が必要であった。しかしながら、上流領域１１７が長い場合、シャッター板１０６の重心が中央に寄ってしまうため、流体の流れの揺らぎに対してシャッターの動きが不安定となる。さらに、シャッターが開いた状態では、上流領域１１７がシャッター板１０６の流れ方向への投影面積の増加原因になるため、圧損となるという課題を有していた。
【００１５】
また、従来の２枚シャッター構造では、自重での開閉が困難であるため複雑な開閉駆動の機構が必要とされる。さらに、流路内にシャッター以外の複雑な構造物（機構）を設ける必要が有るためこれが流れの抵抗となり、すなわち圧損が増加するといった課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そして本発明は、流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、前記流路の中心軸に垂直な断面上で前記流路をメイン流路と該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路に分割する回転軸と、前記回転軸を軸として前記メイン流路を開閉するメインシャッターと、前記回転軸を軸として前記サブ流路を開閉するサブシャッターとを備え、前記メインシャッターは、前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、前記流体の流れが無い場合には前記開状態から自重で前記閉状態に移行するメイン開閉構造を備え、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、前記流体の流れが無い場合には前記メインシャッターの自重による回動を利用して、前記断面に平行な閉状態に移行するサブ開閉構造を備えるシャッター構造としたものであり、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】
【００１７】
本発明によれば、流路の圧損を低減し、流れに対して安定したシャッター構造および送風装置を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るシャッター構造及び送風装置の斜視図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の閉状態における斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の閉状態における上流視断面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態における斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態における上流視断面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態に係る各シャッターの上面斜視図、（ｂ）本発明の一実施の形態に係る各シャッターの下面斜視図
【図５】本発明の一実施の形態に係るサブシャッターのサブ軸孔の部分拡大図
【図６】本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態における側断面図
【図７】本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の開状態から閉状態に移行する途中過程の側断面図
【図８】本発明の一実施の形態に係るシャッター構造の閉状態における側断面図
【図９】（ａ）従来の１枚シャッター構造を示す側断面図（ｂ）従来の１枚シャッター構造を示す管路軸に垂直な面への投影図
【図１０】（ａ）従来の２枚シャッター構造を示す閉状態断面図（ｂ）従来の２枚シャッター構造を示す開状態断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
【００２０】
（第一の実施形態）
以下、本発明の第一の実施形態について、図１を参照しながらその概要を説明する。なお図１は、本実施の形態に係るシャッター構造及び送風装置を示す斜視図である。
【００２１】
送風装置８は、外郭１６の内部に、吸込口１３と吹出口１４とを備えたケーシング９と、ケーシング９内部に送風部１２とを備えている。
【００２２】
吸込口１３は、例えば居室などの屋内に向けて配置される。
【００２３】
吹出口１４は、後述するシャッター構造１に接続されている。
【００２４】
送風部１２は、モータ１０とファン１１とを備えている。
【００２５】
モータ１０は、モータ１０に備えられた回転軸にてファン１１と接続されており、モータ１０の回転動力をファン１１に伝達する。
【００２６】
ファン１１は、例えば静圧を高く保つことができるシロッコファンであり、回転により円筒形端面（図の下方）の吸込口１３から吸い込んだ空気を、円筒形側面から排出する。
【００２７】
ケーシング９は、ファン１１の外周に設けられ、その内壁を利用してファン１１から排出された空気を吹出口１４に導く。
【００２８】
シャッター構造１、即ちシャッターは、流路２、回転軸３、メインシャッター４、サブシャッター５を備えている。
【００２９】
流路２は、中空の円筒形状をしており、中空部に流体を流すことができる。また流路２は、流体の流れ１５における上流側に上流吸込口６を、下流側に下流吹出口７を備えている。さらに流路２は、上流吸込口６が送風装置８の吹出口１４に着脱可能に接続されており、即ち上流吸込口６が流体の流れ１５の入り口となっている。また流路２は、下流吹出口７にて例えばダクトを介して屋外に接続されている。
【００３０】
流路２の円筒内部に備えられた回転軸３、メインシャッター４、サブシャッター５についてその詳細は後述する。
【００３１】
送風装置８を駆動すると、モータ１０に電力が供給され、モータ１０は回転軸を回転駆動することでファン１１を回転させる。ファン１１が回転すると、吸込口１３からケーシング９内に空気（流体）が吸い込まれ、ケーシング９内の構造に基づき吹出口１４へ導かれる流体の流れ１５が発生する。
【００３２】
流体の流れ１５は、シャッター構造１の上流吸込口６から流路２内に導かれた後、下流吹出口７から排出される。
【００３３】
続いて、図２を参照しながらシャッター構造の開状態の詳細について説明する。図２（ａ）は、シャッター構造の閉状態における斜視図、図２（ｂ）は、シャッター構造の閉状態における上流視断面図である。なお理解に供するため、図２（ａ）において円筒形の流路２については断面表示としている。
【００３４】
シャッター構造１は、上流側、即ち矢印２０側からの流体の流れ１５が無い場合には、閉状態となる。また、シャッター構造１は、上流側からの流体の流れ１５が有る場合には、開状態となる。図２では、流体の流れが無い場合、即ち閉状態について説明する。
【００３５】
流路２は、流れ方向に平行な中心軸２１を備えている。そして流路２は、中心軸２１に対して垂直な回転軸３を備えている。ただし回転軸３は、中心軸２１とは交わらず、シャッター構造１の設置時において鉛直上方に位置し、即ち中心軸２１よりも流路２の上方壁面側に配置されている。
【００３６】
ここで中心軸２１に対して垂直な断面を仮定する。流路２が円筒形であるため、この断面は円形となる。この円形の断面を回転軸３上に設けた場合、図２（ｂ）に示すように、回転軸３は断面をメイン流路２４とサブ流路２５とに分割し、即ち回転軸３は円形断面の弦上に設けられている。そして回転軸３は中心軸よりも上方壁面側に寄せられているため、上方のサブ流路２５は下方のメイン流路２４よりも断面上における面積が小さい。
【００３７】
またシャッター構造１は、回転軸３を軸として回動するメインシャッター４と、同じく回転軸３を軸として回動するサブシャッター５とを備える。つまりメインシャッター４とサブシャッター５とは、回転軸３を軸中心とする同軸上に設けられている。
【００３８】
メインシャッター４は、板状の円盤を、回転軸３に該当する弦で切断した場合の面積の大きい略半円形状をしている。さらにメインシャッター４は、回転軸３の両端近傍に位置する円弧が閉状態において回転軸３よりも上流側に押し出された両端湾曲構造を備えている。このメインシャッター４の弦部分は回転軸３に位置しており、回転軸３を軸に回動することでメイン流路２４を開閉する。
【００３９】
またメインシャッター４は、閉状態における鉛直下方向からのさらなる上流側への回動を防止する受け部２３を備えている。受け部２３は、メインシャッター４の上流側面下端部に備えられており、さらに後述する止め部２２との接触時の音の発生を抑制するクッション部材２６が備えられている。
【００４０】
サブシャッター５は、板状の円盤を、回転軸３に該当する弦で切断した場合の面積の小さい略半円形状をしている。ここで面積が小さいとは、メインシャッター４に比べての意である。このサブシャッター５の弦部分は、回転軸３に位置しており、回転軸３を軸に回動することでサブ流路２５を開閉する。
【００４１】
流路２の設置時における下方壁面側には、メインシャッター４の受け部２３に対応する止め部２２が備えられている。止め部２２は、閉状態にてメインシャッター４が最もメイン流路２４を広く遮蔽する位置において、上述の受け部２３を係止する位置に備えられている。本実施の形態において、メインシャッター４が最も広くメイン流路２４を遮蔽する位置は、メインシャッター４が回転軸３を上端部として自重により吊り下げられた状態における、メインシャッター４の下端部（開状態における下流側端部）の位置である。
【００４２】
また流路２の鉛直方向に対する下方壁面側には、回転軸３の位置よりも上流側に向かって流路面積が拡大し、換言すると上流吸込口６から下流側に向かって流路面積が狭くなる狭窄構造２７を備えている。
【００４３】
上記構成において、流体の流れが無い場合には、メインシャッター４、サブシャッター５ともに閉状態となる。閉状態においては、メインシャッター４は回転軸３を上端部として自重により受け部２３近傍の下流側端部２８が鉛直下方に位置する。この状態でメインシャッター４は、上流側に上流側面、下流側に下流側面を向けている。また閉状態においては、サブシャッター５は回転軸３を下部として下流側端部２９が鉛直上方に位置する。この状態でサブシャッター５は、上流側に上流側面、下流側に下流側面を向けている。なお閉状態において、サブシャッター５の下流側端部２９が鉛直上方に位置する仕組みについては後述する。
【００４４】
続いて、図３を参照しながらシャッター構造の開状態の詳細について説明する。図３（ａ）は、シャッター構造の開状態における斜視図、図３（ｂ）は、シャッター構造の開状態における上流視断面図である。なお理解に供するため、図３（ａ）において円筒形の流路２については断面表示としている。また図３では、流体の流れが有る場合、即ち開状態について説明する。
【００４５】
図２で示した閉状態に対して流体の流れが有る場合、つまり流体の流れが発生した場合には、メインシャッター４は、流体の流れの力、即ち流体力によって開状態に移行する。
移行時において、メインシャッター４は上流側面に流体力を受けることで、回転軸３を軸として前記断面に平行な閉状態から前記断面に垂直な開状態に回動する。この回動は、回転軸３を中心として、下流側端部２８が鉛直下方から回転軸３の下流側に円弧を描いて移動する動きである。
【００４６】
またサブシャッター５は、上流側面に流体力を受けることで、回転軸３を軸として前記断面に平行な閉状態から前記断面に垂直な開状態に回動する。この回動は、回転軸３を中心として、下流側端部２９が鉛直上方から回転軸３の下流側に円弧を描いて移動する動きである。
【００４７】
メインシャッター４及びサブシャッター５の下流側端部２８、２９の、下流側への回動によって、２つのシャッターは回転軸３を頂点としてＶ字状に折りたたまれる。この折りたたみ構造により、メインシャッター４の下流側面とサブシャッター５の上流側面とが重合して１枚の重合シャッターとなる。
【００４８】
重合シャッター状態では、シャッターの上流側端部が回転軸３に近い構成となり、即ち回転軸３よりも上流側のシャッター長さが短くなるため、流体力に対してシャッターの挙動が安定する。つまり、折りたたみ構造を持たない１枚シャッターと比較してシャッターの揺らぎが少なくなり、圧損や騒音を低減することができる。
【００４９】
また、流れ方向へのシャッター長さが短くなるので、これによってもシャッター表面における抵抗、即ち圧損を低減することができる。
【００５０】
また、流れ方向へのシャッター長さが短くなるので、重合シャッターの前記断面における断面積を全体として小さくすることができ、つまり開状態において十分な流路を確保することができる。これは図３（ｂ）と、１枚シャッターで構成される従来技術の管路１０２の断面図とを比較しても明らかである。
【００５１】
なお、開状態において流体の流れが無い場合、つまり流体の流れが停止した場合には、メインシャッター４は、自重により閉状態に移行する。つまりメインシャッター４は、自重により回転軸３を軸として前記断面に垂直な開状態から前記断面に平行な閉状態に回動する。この際、サブシャッター５も開状態から閉状態に移行するが、その詳細は後述する。
【００５２】
ここでメインシャッター４は、自重によって閉状態へ移行するので、シャッターを動かすための複雑な駆動装置などが不要で簡易な構成にすることができる。つまり簡易な構成であるため通風断面積を大きく確保することができ、圧損を低減できる。
【００５３】
ここに示した、流体の流れが有る場合には流体の流体力で閉状態から開状態に移行し、流体の流れが無い場合には開状態から自重で閉状態に移行するメインシャッター４の構造をメイン開閉構造と呼ぶ。
【００５４】
また、流体の流れが有る場合には閉状態から開状態に移行し、流体の流れが無い場合にはメインシャッター４の自重による回動を利用して、閉状態に移行するサブシャッター５の構造をサブ開閉構造と呼ぶ。
【００５５】
続いて、図４、図５を参照しながら各シャッターの構造の詳細について説明する。図４（ａ）は、各シャッターの上面斜視図、図４（ｂ）は、各シャッターの下面斜視図である。また図５は、サブシャッターにおけるサブ軸孔の部分拡大図である。なお図４（ａ）（ｂ）においては、理解に供するため各シャッターの軸孔をずらした状態としている。
【００５６】
図４に示すように、メインシャッター４は、メイン軸孔３１と遊嵌部３２と付勢部３５と係合部３６と上述した両端湾曲構造３８とを備える。
【００５７】
メイン軸孔３１は、正円形をして貫通した孔であり、２つのメイン軸孔３１に回転軸３を挿嵌させることでメインシャッター４が回動可能となる。ただし、メイン軸孔３１は貫通した孔で有る必要は無く、底面が閉じた穴としても差し支えない。
【００５８】
遊嵌部３２は、両端湾曲構造３８の端部３９とメイン軸孔３１とを結ぶ線上からメインシャッター４の中心方向に向かって窪んだ空間である。遊嵌部３２は、閉状態においてサブシャッター５の上流側端部３４が入り込んで固定される。
【００５９】
付勢部３５は、メイン軸孔３１から開状態にして上流側に突出した突部として構成され、メインシャッター４の回動により後述する被付勢部３７を付勢する。
【００６０】
係合部３６は、サブシャッター５の開状態において下流側の形状、つまり上述した面積の小さい略半円形状と係合する窪みとなっている。重合シャッター状態において、サブシャッター５の上流側面とメインシャッター４の下流側面を構成する係合部３６とが係合することで、重合シャッターの鉛直上面は、流体の流れ方向に対して抵抗の無い滑らかな曲面構造を構成する。
【００６１】
また図４に示すように、サブシャッター５は、サブ軸孔３３と開状態において上流端となる上流側端部３４と被付勢部３７とを備える。
【００６２】
サブ軸孔３３は、略楕円形状をして貫通した孔であり、２つのサブ軸孔３３に回転軸３を挿嵌させることでサブシャッター５が回動可能となる。またサブ軸孔３３は、２つのメイン軸孔３１のさらに外側に孔を一致させて配置される。
【００６３】
被付勢部３７は、サブシャッター５の下流側面であってサブ軸孔３３近傍に、サブ軸孔３３に向かって突出して設けられている。被付勢部３７は、メインシャッター４及びサブシャッター５の回動に際して、付勢部３５によってメイン軸孔３１から離れる方向に付勢される。
【００６４】
また図５に示すように、サブ軸孔３３は長軸４０と膨出部４１と重心軸４２と上流端４３と下流端４４とを備える。
【００６５】
長軸４０は、楕円の長軸を意味し、略楕円形状のサブ軸孔３３が開状態、即ち重合シャッター状態においてサブシャッター５の長さ方向、即ち上流側から下流側に向かう方向に平行に配置されている。なおここで言う平行とは、流体の流れに対して平行であることを意味するが、多少の傾きがあっても平行に含まれる。
【００６６】
膨出部４１は、サブシャッター５の開状態、即ち重合シャッター状態において楕円形状からメインシャッター４側に膨出した空間である。図５において、点線を含む楕円形状に対して、矢印４５の長さ分だけメインシャッター４側に膨出し、楕円面積を拡大している。ここでいうメインシャッター４側は、サブシャッター５における下流側面の方向、あるいは閉状態における下流側と同じ意味である。
【００６７】
重心軸４２は、略楕円形状の中心を通り、サブシャッター５の開状態における上流側及び下流側を分割する軸である。開状態において、この重心軸４２に回転軸３の中心を一致させることで、上流側と下流側との重さが等価になり、即ちサブシャッター５の上流側と下流側のバランスが等価に保たれる。
【００６８】
上流端４３は、サブ軸孔３３の開状態における上流側端部である。
【００６９】
下流端４４は、サブ軸孔３３の開状態における下流側端部である。
【００７０】
上記構造において、回転軸３が上流端４３側に位置することでサブシャッター５は下流側に重心を有する下流側重心状態になる。また、回転軸が下流端４４側に位置することでサブシャッター５は上流側に重心を有する上流側重心状態になる。つまり、サブシャッター５は、開状態における上流側又は下流側に重心を切替可能な重心切替構造を備えている。
【００７１】
続いて、図６、図７、図８を参照しながら重心切替時の動作について説明する。図６は、開状態における側断面図、図７は、開状態から閉状態に移行する途中過程の側断面図、図８は、閉状態における側断面図である。
【００７２】
開状態では、メインシャッター４およびサブシャッター５は図６に示す重合シャッター状態となっている。この状態では、サブシャッター５は流体力により開状態となると共に、上流側から下流側への圧力を受けている。この圧力によりサブシャッター５は下流側に移動するため、回転軸３は上流端４３に接触して位置している。この状態は上述したように下流側重心状態になるため、サブシャッター５はメインシャッター４の係合部３６に圧着して係合する。係合することによりサブシャッター５とメインシャッター４とが強固に結びつき、流れ方向の長さが短い一体の重合シャッターを構成する。また重合シャッターの鉛直上面を構成する曲面構造５１も圧着および係合により、流体の揺らぎに対しても滑らかな状態を維持することができる。
【００７３】
また曲面構造５１は、シャッター表面での流れの剥離や渦の発生を抑制することとなるので、シャッターによる圧損を低減できる。
【００７４】
流体の流れが止まり、即ち開状態から閉状態に移行する場合には、図７に示すように、自重によりメインシャッター４が回転軸３を軸として鉛直下方に回動する（矢印５２）。
【００７５】
この回動の途中過程において、付勢部３５が被付勢部３７を回転軸３から遠方、ここでは上流側かつ鉛直上方に付勢する。
【００７６】
被付勢部３７が上流側かつ鉛直上方に付勢されると、回転軸３は上流端４３から下流端４４に移動する。この移動に際して、回転軸３は上流端４３から膨出部４１を経由した後に、下流端４４に達する（図７左下図）。膨出部４１を経由することで、付勢部３５の付勢に対してサブシャッター５が持ち上がりながら上流側重心状態へ移行する。つまり、重心移動時に引っ掛りが生じることなく、滑らかに閉状態へ移行することが可能となる。
【００７７】
回転軸３が下流端４４に移動すると、サブシャッター５は上流側重心状態に移行する。これにより、サブシャッター５は自重により矢印５２方向、つまり上流側端部３４が中心軸２１方向に回動して閉状態となる。またメインシャッター４は自重により矢印５３方向、つまり下流側端部２８が中心軸２１方向に回動して閉状態となる。
【００７８】
つまり、サブシャッター５は、開状態から閉状態への移行においては、上流側重心状態となるので、複雑な機構無しでもサブシャッターが確実に閉状態へ移行することができる。
【００７９】
各シャッターが閉状態になると、図８に示すように、遊嵌部３２に上流側端部３４（閉状態における中心軸側端部）が入り込み、さらに上流側端部３４がメインシャッター４の上流側面６０にて支持される。
【００８０】
つまりシャッター構造１は、支持構造により、閉状態にて下流側からの逆風６１があった際に、サブシャッター５はメインシャッター４で支えられるので、サブシャッターがさらに上流側へ回動することを防ぐことができる。また、逆風時にはサブシャッター５とメインシャッター４とが強固に圧着されるため、２枚シャッターでありながら１枚シャッターと同様の安定性を備えることができる。
【００８１】
なお閉状態では、止め部２２が受け部２３のクッション部材２６にて接触することで、メインシャッター４が流路２に係止されている。
【００８２】
（変形例）
前記第一の実施形態においては、サブシャッター５は、流体の流れが有る場合には該流体の流体力でサブ流路２５を開状態とする構成としていた。
【００８３】
これにより、サブシャッター５を開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできる。これに対して、サブシャッター５は、流体の流れが有る場合にはメインシャッター４の開状態への移行による回転力でサブ流路２５を開状態とする構成にしてもよい。具体的には、メインシャッター４とサブシャッター５とを歯車にて噛合させ、メインシャッター４の回動に連動してサブシャッター５を回動させるのである。
【００８４】
これによっても、サブシャッター５を開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできる。また、滑ることなくメインシャッター４からサブシャッター５に回転力を伝達するので、シャッター開閉の確実性を増すことができる。
【００８５】
ただしこの構成では、流体の揺らぎにメインシャッター４が追随した場合、メインシャッター４とサブシャッター５との強固なつながりが解除されてしまうため、注意が必要である。
【００８６】
（実施の形態の概要）
本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、上流側から下流側へ流体が流れる円筒形状の流路と、前記流路の中心軸に垂直な断面上で前記流路をメイン流路と該メイン流路よりも断面積の小さいサブ流路に分割する回転軸と、前記回転軸を軸として前記メイン流路を開閉するメインシャッターと、前記回転軸を軸として前記サブ流路を開閉するサブシャッターとを備え、前記メインシャッターは、前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、  前記流体の流れが無い場合には前記開状態から自重で前記閉状態に移行するメイン開閉構造を備え、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には前記断面に平行な閉状態から下流側に回動して前記断面に垂直な開状態に移行し、前記流体の流れが無い場合には前記メインシャッターの自重による回動を利用して、前記断面に平行な閉状態に移行するサブ開閉構造を有する。
【００８７】
これにより、開状態においてメインシャッターとサブシャッターが重なり合うことで流れ方向へのシャッター長さが短くなるので、閉状態での閉塞性を維持したままシャッター表面における抵抗、即ち圧損を低減することができるという効果を奏する。
【００８８】
また、自重によって閉状態へ移行するので、シャッターを動かすための複雑な駆動装置などが不要で簡易な構成にすることができ、つまり簡易な構成であるため通風断面積が広がり圧損を低減できるという効果を奏する。
【００８９】
また、開状態において回転軸よりも上流側のシャッター長さが短くなるので、シャッターの挙動が安定し、圧損や騒音を低減できるという効果を奏する。
【００９０】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には該流体の流体力で前記サブ流路を開状態とする構成にしてもよい。
【００９１】
これにより、サブシャッターを開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできるという効果を奏する。
【００９２】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記サブシャッターは、前記流体の流れが有る場合には前記メインシャッターの開状態への移行による回転力で前記サブ流路を開状態とするという構成にしてもよい。
【００９３】
これにより、サブシャッターを開状態にするための駆動装置が不要となるので、シャッター構造を簡易な構造にできるという効果を奏する。また、滑ることなくメインシャッターからサブシャッターに回転力を伝達するので、シャッター開閉の確実性を増すことができる。
【００９４】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記サブシャッターは、前記開状態において、前記回転軸を中心として上流側に重心を有する上流側重心状態と下流側に重心を有する下流側重心状態とを切替可能な重心切替構造を備え、前記上流側重心状態においては自重で開状態から閉状態に移行し、前記メインシャッターは、開状態から閉状態への回動により前記サブシャッターを前記下流側重心状態から前記上流側重心状態に切り替えるという構成にしてもよい。
【００９５】
これにより、開状態では下流側重心状態となるのでシャッターの挙動が安定し、圧損や騒音を低減できるという効果を奏する。また、開状態から閉状態への移行においては、上流側重心状態となるので、複雑な機構無しでもサブシャッターが確実に閉状態へ移行することができるという効果を奏する。
【００９６】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記重心切替構造は、前記回転軸に対応する前記サブシャッターの軸孔が略楕円形状を有し且つ当該略楕円形状の長軸が前記サブシャッターの長さ方向に平行に配置され、前記サブシャッターの開状態において前記回転軸が前記軸孔の上流端に位置することで前記下流側重心状態を維持し、前記メインシャッターの開状態から閉状態への移行時に当該メインシャッターが前記サブシャッターを上流側に付勢して前記回転軸が前記軸孔の下流端に位置させることで前記上流側重心状態に切り替えるという構成にしてもよい。
【００９７】
これにより、メインシャッターが自重で閉状態へ移行する際の回転力を利用してサブシャッターが上流側重心状態へと移行するので、重心切替時に外力が不要であり簡易な構造で切替構造を構成できるという効果を奏する。
【００９８】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、前記略楕円形状の軸孔は、さらに前記サブシャッターの開状態において前記メインシャッター側に膨出する膨出部を備えた構成にしてもよい。
【００９９】
これにより、メインシャッターによる付勢で持ち上がりながら上流側重心状態へ移行するので、滑らかに閉状態へ移行することができるという効果を奏する。
【０１００】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、開状態において、メインシャッターの閉状態時における下流側面と、サブシャッターの閉状態時における上流側面とにより流体の流れ方向に滑らかな曲面構造を備えた構成にしてもよい。
【０１０１】
これにより、シャッター表面での流れの剥離や渦の発生を抑制することとなるので、シャッターによる圧損を低減できるという効果を奏する。
【０１０２】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造は、閉状態において、サブシャッターの中心軸側端部をメインシャッターの上流側面で支持する支持構造を備えたという構成にしてもよい。
【０１０３】
これにより、下流側からの逆風があった際に、サブシャッターはメインシャッターの面で支えられるので、サブシャッターが上流側へ回動することを防ぐことができるという効果を奏する。また、逆風時にはサブシャッターとメインシャッターが強固に圧着されるため、２枚シャッターでありながら１枚シャッターと同様の安定性を備えることができる。
【０１０４】
また、本発明の一実施の形態に係るシャッター構造を送風装置に備える構成にしてもよい。
【０１０５】
これにより、閉状態の閉塞性を維持したまま、開状態のシャッターによる圧損や騒音を低減できるので、逆風による故障などを防ぎながら送風の効率を向上させ、騒音を低減した送風装置を提供できるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明に係るシャッター構造は、開いた状態での通風断面積を増やしてシャッターによる圧損を減らし、安定感を増すことを可能とするものであるので、主に換気扇やポンプなどによって管路を流れる流体の逆流防止に用いられるシャッター構造等として有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  シャッター構造
２  流路
３  回転軸
４  メインシャッター
５  サブシャッター
６  上流吸込口
７  下流吹出口
８  送風装置
９  ケーシング
１０  モータ
１１  ファン
１２  送風部
１３  吸込口
１４  吹出口
１５  流体の流れ
１６  外郭
２０、４５、５２、５３  矢印
２１  中心軸
２２  止め部
２３  受け部
２４  メイン流路
２５  サブ流路
２６  クッション部材
２７  狭窄構造
２８、２９  下流側端部
３１  メイン軸孔
３２  遊嵌部
３３  サブ軸孔（軸孔に該当）
３４  上流側端部
３５  付勢部
３６  係合部
３７  被付勢部
３８  両端湾曲構造
３９  端部
４０  長軸
４１  膨出部
４２  重心軸
４３  上流端
４４  下流端
５１  曲面構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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