(57)【要約】【課題】ソレノイドでシャッターの開閉を行うシャッター付換気装置において、自己保持型ソレノイドを使用して、シャッター開放状態で消費するソレノイドの励磁電力を削減するとともに、停電状態でもシャッターの閉鎖動作を実行する。【解決手段】商用電源電圧の低下を検知する低電圧検知回路１８と、電力を蓄積するための電力蓄積部（電解コンデンサ１７）と、シャッター５の開閉を行う自己保持型のソレノイド１１を備え、ソレノイド１１は、吸引用と復帰用の２入力端子を備え、電解コンデンサ１７とソレノイド１１の２入力端子を接続する切替回路１５と、制御回路（マイコン１４）を備え、このマイコン１４は、シャッター５を開放するときに、切替回路１５の出力を吸引用入力端子に所定時間接続し、シャッター５を閉鎖するときに、切替回路１５の出力を復帰用入力端子に所定時間接続することで、電源ＯＦＦ時にも確実にシャッターを閉めることができる。【選択図】図３
2016138686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と通風路を開閉するシャッターを有した換気装置であって、
前記送風機を駆動する駆動回路と、
商用電源電圧を直流に変換する直流変換回路と、
商用電源電圧の低下を検知する低電圧検知回路と、
前記直流変換回路の出力電力を蓄積するための電力蓄積部と、
前記シャッターの開閉を行う自己保持型のソレノイドを備え、
前記ソレノイドは、吸引用と復帰用の２入力端子を備え、
前記電力蓄積部と前記ソレノイドの２入力端子を接続する切替回路と、
前記駆動回路と前記切替回路を制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、
前記シャッターを開放するときに、前記切替回路の出力を前記吸引用入力端子に所定時間接続し、
前記シャッターを閉鎖するときに、前記切替回路の出力を前記復帰用入力端子に所定時間接続することを特徴とする換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、室内空気を換気する換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内の空気を排出するために、室内の壁面に設置され住宅の壁を貫通した排気ダクトを通じて住宅の排気口と接続された小型の換気装置が用いられている。このような小型の換気装置には、吸込口にシャッターが設けられている。このシャッターは換気装置を停止しているときに、外から風が入ることを防ぐために使用している。
【０００３】
また、このような従来の換気装置は、室内の壁に設けられた開口部と、開口部に取り付けられたパイプと、パイプを通じて室内の空気を換気するファンモーターと、パイプに流れ込む空気を遮断することが可能なシャッターと、シャッターの開閉を行う開閉駆動手段と、開閉駆動手段への通電を制御する制御部を有している。そして、開閉駆動手段がシャッターを開けた後は、開閉駆動手段に印加する電力をシャッターを開く電力からシャッター開状態を保持する電力に低下させている。
【０００４】
そして、シャッターを開閉する駆動源としてはソレノイドが使用されている。ソレノイドとは、電磁力を利用して電気エネルギーを機械運動に変換する機能部品である。従来の換気装置においては、シャッター本体に連結した可動部をソレノイドのＯＮ／ＯＦＦに連動して動作させて、シャッターを開閉させている（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】特開２００８−３９３１３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、従来の換気装置においては、換気装置の運転中には、シャッターの開放状態を維持するために、常時開閉駆動手段に対して通電し、そのための電力が必要であった。この点を解決するために、シャッターの開放動作、あるいは閉鎖動作を行うときだけ通電する自己保持型のソレノイドを用いればよい。
【０００７】
自己保持型ソレノイドとは、吸引用と復帰用の２つの入力端子を備えていて、シャッターを開くにあたっては、吸引用入力に瞬時電圧を印加してソレノイドをＯＮし、ソレノイドがいったんＯＮした後はソレノイドに内蔵された永久磁石の作用によりソレノイドのＯＮ状態が無通電で維持されるものである。
【０００８】
しかし、自己保持型ソレノイドを用いた場合には、電源電圧が切断されるとシャッターを閉じるための電圧、すなわち、復帰用入力端子へ印加しなければならない電圧も同時に断たれてしまう。そのため、例えば、換気装置の運転中に停電が発生すると、シャッターを開放したままの状態になると言う課題がある。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するものであり、自己保持ソレノイドを用いた場合であっても、電源電圧ＯＦＦ時にシャッターを確実に閉めることができる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】
【００１０】
そして、この目的を達成するために本発明は、
送風機と通風路を開閉するシャッターを有した換気装置であって、
前記送風機を駆動する駆動回路と、
商用電源電圧を直流に変換する直流変換回路と、
商用電源電圧の低下を検知する低電圧検知回路と、
前記直流変換回路の出力電力を蓄積するための電力蓄積部と、
前記シャッターの開閉を行う自己保持型のソレノイドを備え、
前記ソレノイドは、吸引用と復帰用の２入力端子を備え、
前記電力蓄積部と前記ソレノイドの２入力端子を接続する切替回路と、
前記駆動回路と前記切替回路を制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、
前記シャッターを開放するときに、前記切替回路の出力を前記吸引用入力端子に所定時間接続し、
前記シャッターを閉鎖するときに、前記切替回路の出力を前記復帰用入力端子に所定時間接続するものであり、
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】
【００１１】
本発明によれば、
換気装置への電源電圧のＯＦＦを低電圧検知回路で検知し、低電圧検知回路からの信号により制御回路が切替回路を制御して電力蓄積部とソレノイドの復帰用入力端子を所定時間接続する。
【００１２】
これにより、電源電圧ＯＦＦ時には、電源電圧の供給が無くとも電力蓄積部の電力を使用してソレノイドをＯＦＦすることで、シャッターを確実に閉めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の換気装置の配置を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１の換気装置の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１の換気装置の電気回路の構成の概略図
【図４】本発明の実施の形態１の切替回路の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の換気装置は、送風機と通風路を開閉するシャッターを有した換気装置であって、
前記送風機を駆動する駆動回路と、商用電源電圧を直流に変換する直流変換回路と、商用電源電圧の低下を検知する低電圧検知回路と、前記直流変換回路の出力電力を蓄積するための電力蓄積部と、前記シャッターの開閉を行う自己保持型のソレノイドを備え、前記ソレノイドは、吸引用と復帰用の２入力端子を備え、前記電力蓄積部と前記ソレノイドの２入力端子を接続する切替回路と、前記駆動回路と前記切替回路を制御する制御回路を備え、前記制御回路は、前記シャッターを開放するときに、前記切替回路の出力を前記吸引用入力端子に所定時間接続し、前記シャッターを閉鎖するときに、前記切替回路の出力を前記復帰用入力端子に所定時間接続することを特徴としたものである。
【００１５】
換気装置への電源電圧ＯＦＦ時に低電圧検知回路で電源電圧ＯＦＦを検知し、低電圧検知回路からの信号により制御回路が切替回路を制御して電力蓄積部とソレノイドの復帰用入力端子を所定時間接続する。
【００１６】
これにより、換気装置への電源電圧ＯＦＦ時に電源電圧が供給されなくとも、電力蓄積部の電力を利用してソレノイドをＯＦＦすることができ、シャッターを確実に閉めることができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態による換気装置１の室内での配置を示すものである。
【００１９】
換気装置１は、図に示すように、室内の空気を排気する目的で壁に取り付けられる。
【００２０】
壁スイッチ２は壁に埋め込まれたスイッチで、換気装置１の起動停止を行うためのスイッチである。
【００２１】
図１では、壁スイッチ２は換気装置１と同じ壁面に設置されているが、使用者が使用やすい任意の場所に設置しても問題はない。
【００２２】
図２は換気装置１の本体の構成を示すものである。
【００２３】
換気装置１は、換気装置１本体のカバーであるフロントグリル４、シャッター５、羽根６、本体フレーム７、電装部８、モータ９を備えている。
【００２４】
フロントグリル４は、開口、すなわち、スリットを有し、室内の空気の吸込口となるもので、室内側に設けられている。送風機１０は、モータ９とその回転軸に取り付けられた羽根６とで構成される。そして、送風機１０は、本体フレーム７の通風路部分に固定される。シャッター５は、フロントグリル４に設けられた吸込口から室外への排気口までの通風路を開閉するものである。本実施の形態では、フロントグリル４の裏側、すなわち、フロントグリル４と送風機１０との間に設けられている。シャッター５は、送風機１０の起動停止と連動して開閉するもので、送風機１０が起動した時は開放され、送風機１０停止した時は外からの風の室内への侵入を防ぐために閉じられる。
【００２５】
また、図示はしないが、シャッター５はソレノイド１１と機構的に連結されていて、ソレノイド１１のＯＮ／ＯＦＦにより開閉する構成としている。すなわち、ソレノイド１１と送風機１０の動作を連動させて換気装置１の運転停止を行っている。
【００２６】
電装部８は、本体フレーム７に取り付けられて、ソレノイド１１及び送風機１０の制御を行っている。
【００２７】
次に、図３を用いて換気装置１の電気回路の構成とその機能について説明する。
【００２８】
電装部８の電気回路は、整流平滑回路１２、スイッチング回路１３、マイコン１４、切替回路１５、駆動回路１６、電解コンデンサ１７、低電圧検知回路１８を備えている。
【００２９】
直流変換回路となる整流平滑回路１２は、商用電源から供給される交流を直流に変換する。スイッチング回路１３は、整流平滑回路１２の出力を低電圧の直流に変換しソレノイド１１に印加する電圧を出力する。
【００３０】
ソレノイド１１は自己保持型のソレノイドであり、吸引用入力端子Ａと復帰用入力端子Ｂの２つの入力端子を備えている。ソレノイド１１の動作としては、吸引用入力端子Ａに瞬時電圧を印加するとソレノイド１１がＯＮし、ソレノイド１１がＯＮした状態で復帰用入力端子Ｂに瞬時電圧を印加するとソレノイド１１がＯＦＦする。
【００３１】
切替回路１５は、電解コンデンサ１７とソレノイド１１の吸引用入力端子Ａ、あるいは復帰用入力端子Ｂとを接続する回路である。
【００３２】
駆動回路１６は、送風機１０を起動停止する。制御回路のマイコン１４は、切替回路１５と駆動回路１６を制御する。
【００３３】
電力蓄積部としての電解コンデンサ１７は、電荷を電気エネルギーとして蓄積する部分である。また、電解コンデンサ１７は、電気エネルギーを蓄積するとともに、スイッチング回路１３の出力を平滑する役割もはたしている。なお、マイコン１４への電圧供給は、電源電圧ＯＦＦ時にもマイコン１４は動作を一定時間継続しなければならないため、電解コンデンサ１７から供給する構成となっている。
【００３４】
低電圧検知回路１８は電源電圧の有無を監視する回路で、その出力はマイコン１４に接続されている。すなわち、マイコン１４は換気装置１への電源電圧がＯＮであるかＯＦＦであるかを識別することができる。
【００３５】
次に、電気回路の回路動作および換気装置１の起動時の動作について説明する。
【００３６】
まず、壁スイッチ２をＯＮすると、換気装置１に電源電圧が供給され、供給された電源電圧は整流平滑回路１２により交流から直流の１４１Ｖに変換される。
【００３７】
そして、変換された直流電圧（１４１Ｖ）は、スイッチング回路１３により直流の低電圧（本実施の形態では例えば５〜２４Ｖ）に変換され、その出力電圧は電解コンデンサ１７を充電するとともにマイコン１４に供給される。
【００３８】
マイコン１４は、低電圧検知回路１８の信号により電源電圧がＯＮに換気装置１がなったことを認識すると、駆動回路１６をＯＮして送風機１０を駆動するとともに、切替回路１５を制御して電解コンデンサ１７とソレノイド１１の吸引用入力端子Ａを所定の時間だけ接続する。
【００３９】
吸引用入力端子Ａに電圧が印加されると、ソレノイド１１はＯＮし、そのＯＮ状態はソレノイド１１に内蔵された永久磁石の作用によりＯＮ状態で固定される。
【００４０】
この一連の動作により、ソレノイド１１をＯＮしてシャッター５を開き、送風機１０が運転し、換気装置１が排気を開始する。なお、ソレノイド１１は自己保持型であるので、一度ＯＮしてしまえばそれ以降の励磁電力は不要となり、シャッターを開いている間のソレノイド１１による消費電力を０とすることができる。
【００４１】
また、駆動回路１６には、トライアックなどの半導体やリレー回路が使用される。
【００４２】
吸引用入力端子Ａに電圧が印加されると、ソレノイド１１がＯＮしソレノイドの駆動状態はソレノイド１１に内蔵された永久磁石の作用によりＯＮ状態で固定される。
【００４３】
次に、換気装置１への電源電圧がＯＦＦとなった場合の動作について説明する。
【００４４】
まず、壁スイッチ２によって、換気装置１に対しＯＦＦ操作をすると、換気装置１への電源供給が遮断される。すると、送風機１０が停止するとともに、マイコン１４は、低電圧検知回路１８からの出力により、電源電圧がＯＦＦされたことを認識する。
【００４５】
電源電圧がＯＦＦとなったことを認識したマイコン１４は、切替回路１５を制御して電解コンデンサ１７とソレノイド１１の復帰用入力端子Ｂを所定の時間接続する。復帰用入力端子Ｂに電圧を印加されたソレノイド１１は、復帰用入力端子通電時の電磁力の作用により、永久磁石の作用が外れＯＮからＯＦＦとなる。この一連の動作により、送風機１０が停止しシャッターが閉まり、換気装置１は排気を停止する。
【００４６】
なお、電解コンデンサ１７は、電源電圧がＯＦＦされた後でもソレノイド１１の復帰用入力端子Ｂに所定時間電圧を印加し続けるだけの電気エネルギーを蓄積する静電容量のものを用いる。
【００４７】
次に、図４に切替回路１５の構成を示す。
【００４８】
図４に示すように、切替回路１５は、２つのａ接点（接点１５ａ、接点１５ｂ）を使用した回路から構成されている。
【００４９】
ソレノイド１１をＯＮする時は、マイコン１４の指示により、切替回路１５の吸引用入力端子側の内部接点をＯＮして吸引用入力端子Ａと電解コンデンサ１７を所定時間接続する。ソレノイド１１をＯＦＦする時は、マイコン１４の指示により、復帰用入力端子側の接点をＯＮして復帰用入力端子Ｂと電解コンデンサ１７を所定時間接続する。
【００５０】
ソレノイド１１をＯＮまたはＯＦＦする時以外は、接点１５ａ、接点１５ｂをともにＯＦＦ（開放）して、電解コンデンサ１７は吸引用入力端子Ａおよび復帰用入力端子Ｂともに接続されていない状態にする。
【００５１】
スイッチング回路１３は、電源電圧ＯＮと同時に、電源電圧がＯＦＦするまでの間は電圧を出力し、電解コンデンサ１７を常に充電するようにする。すなわち、換気装置１に電源が投入されれば、短い時間の間に電解コンデンサ１７は十分に充電される。そして、電源電圧ＯＮの間は、電解コンデンサ１７に蓄積される電気エネルギーは満充電となるため、いつ電源電圧がＯＦＦしても確実にソレノイド１１を復帰させる電力を供給することができる。
【００５２】
上記のように、本実施の形態の換気装置１は、電源ＯＮ時に電気エネルギーを電解コンデンサ１７に蓄積しておき、換気装置１を停止させる時には、電解コンデンサ１７を自己保持型のソレノイド１１の復帰用入力端子へ所定時間接続する。すなわち、換気装置１を停止させる時に、ソレノイド１１は、電解コンデンサ１７の電力を用いて復帰動作が行われる。従って、電圧供給が断たれても自己保持型のソレノイド１１の復帰動作が行え、シャッターを閉じることができる。
【００５３】
また、この構成により、自己保持ソレノイドをシャッターの開閉に適用することが可能となる。従って、シャッター開放時に、開放状態を維持するためにソレノイド１１に通電する必要がなく、消費電力を削減した換気装置を提供することができる。
【００５４】
なお、本発明では電力蓄積部としてスイッチング回路１３の出力側に電解コンデンサ１７を設けたが、整流平滑回路１２にもコンデンサが使用されることが多く、この整流平滑用コンデンサの静電容量を大きくしても得られる効果に差異を生じない。
【００５５】
また、本発明では、スイッチング回路１３は常に電圧を出力し、シャッター５を開閉するとき以外は電解コンデンサ１７とソレノイド１１との接続を開放する方式を採用している。この方式に替えて、シャッター５が開いているときは復帰用入力端子Ｂと電解コンデンサ１７を常時接続し、シャッター５が閉じているときは吸引用入力端子Ａと電解コンデンサ１７を常時接続してもよい。この場合、電源ＯＮまたはＯＦＦのときのみスイッチング回路１３からパルス電圧を出力してシャッター５を動作させる。そして、その後、接続する入力端子を切り替えておけばよい。
【００５６】
また、本発明では、自己保持ソレノイドとして、吸引用入力端子Ａと復帰用入力端子Ｂを備えたものを用いたが、単入力であってソレノイドへの印加電圧の極性を逆にすることにより吸引と復帰の動作を行えるものもある（以下極性反転型自己保持ソレノイド）。切替回路１５でソレノイド１１への入力電圧の極性を反転できる回路構成とすれば、極性反転型自己保持ソレノイドを用いても本発明と同じ効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明にかかる換気装置は、室内空気を排気する住宅用の換気装置などの用途として有効である。
【符号の説明】
【００５８】
１    換気装置
２    壁スイッチ
４    フロントグリル
５    シャッター
６    羽根
７    本体フレーム
８    電装部
９  モータ
１１  ソレノイド
１２  整流平滑回路
１３  スイッチング回路
１４  マイコン
１５  切替回路
１６  駆動回路
１７  電解コンデンサ
１８  低電圧検知回路
Ａ  吸引用入力端子
Ｂ  復帰用入力端子
【図１】
2016138686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2016138686.tif 000006