JP2004239546A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度環境に応じて自動換気制御を行うとともに、強制閉じ操作を容易に行うことのできる小型の換気装置を提供する。
【解決手段】形状記憶合金製のスプリング４５とバイアススプリング４６によって移動カム部材４７を互いに逆方向に付勢し、両スプリングのバランスにより、環境温度に応じた換気口の開閉調節を行う。スプリング４５の一端は、カム部材４７に掛けるとともに、他端は、換気装置本体１０に固定する。スプリング４５の付勢方向、および強制閉じ時のカム部材４７の移動方向を、操作部材３０の強制閉じ方向と同方向にする。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境温度に応じて自動的に換気調節が可能な換気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サッシ戸等の上部または下部に設置された細長い換気装置は公知である。この換気装置を用いれば、サッシ戸を閉めたままで換気を行うことができる。一般的な換気装置は、主壁に換気口を形成してなる細長い本体と、この主壁に接近したり離れたりして換気口を開閉する細長い作動板と、この作動板を開閉操作する操作つまみとを備えている。
【０００３】
ところで、高気密，高断熱の住宅ではホルムアルデヒドを含む揮発性化学物質によるシックハウス症が問題となっている。気温が高い時には、この揮発性化学物質の濃度が高くなるので換気量を多くすることが求められる。しかし、気温が低い時には揮発性化学物質の濃度が高くならないので暖房効率を高めるために換気量を少なくすることが求められる。このような木目細かい換気を、操作つまみを操作することにより行おうとすると、使用者が頻繁に手動操作しなければならず、面倒であった。
【０００４】
そこで、特許文献１には、環境温度に応じて換気調節を自動的に行うことのできる換気装置が記載されている。この換気装置の本体には、カム部材が固定され、作動板には、カム部材と協働するカムフォロア部が設けられている。作動板は、形状記憶合金製のコイルスプリングによって本体の長手方向に沿って一方向に付勢され、バイアスコイルスプリングによって反対方向に付勢されている。
【０００５】
特許文献１の換気装置では、温度が上がると、形状記憶合金製のコイルスプリングの弾性力が強まって作動板を一方向へ移動させる。この移動の過程で、上記カムフォロア部とカム部材とのカム作用により、作動板を主壁から遠ざけて換気量を増大させるようになっている。逆に、温度が下がると、形状記憶合金製のコイルスプリングの弾性力が弱まって、バイアススプリングの力で作動板を反対方向へ移動させ、カム作用により作動板を主壁に近づけて換気量を減少させるようになっている。
さらに、特許文献１の換気装置では、本体に操作つまみをスライド可能に設け、この操作つまみによって作動板を強制的に全閉位置に移動できるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
実用新案登録２５０６４３５号公報（第１頁、第５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上掲特許文献１の換気装置では、作動板を本体の長手方向に沿って移動させることによって換気量の自動制御を行なっている。この自動制御時の作動板の長手移動は、２つのスプリングの弾性力の差によって惹き起こされるようになっている。そのため、これらスプリングの負担が大きくなり、スプリングの大型化、ひいては装置の大型化を招くとともに、スプリングの寿命、特に形状記憶合金製のスプリングの寿命の低下を招くという問題があった。
また、強制閉じ操作は、夏季のような高温環境で換気口が開いている時期に暴風雨などに見舞われた際に行なわれるのが通例である。しかし、高温環境下では形状記憶合金製スプリングの弾性力が強まっており、強制閉じ操作がきつくなる場合があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の換気装置は、
（イ）主壁に換気口を形成してなる細長い本体と、
（ロ）細長く形成され、一方の縁部に上記本体に回動可能かつスライド可能に支持される回動軸部を有し、他方の縁部に第１、第２のカムフォロア部を有し、回動に伴い上記主壁に近づいたり離れたりして上記換気口を開閉する作動板と、
（ハ）自動制御位置と強制閉じ位置との間で上記本体の長手方向にスライド可能かつ上記各位置にてロック可能にして本体に支持されるとともに、上記作動板の回動を許容するようにして作動板に連結され、スライド操作に伴い作動板を本体の長手方向にスライドさせる操作部材と、
（ニ）上記操作部材が自動制御位置にあるときに、第２カムフォロア部と連携せずに作動板の回動を許容し、操作部材が自動制御位置から強制閉じ位置へ操作されて作動板がスライドするときに、第２カムフォロア部と協働して作動板を回動させることにより、換気口を強制的に閉じさせる固定カム部材と、
（ホ）上記操作部材が自動制御位置のとき、本体の長手方向に移動可能で、その移動に伴い上記第１カムフォロア部と協働して作動板を回動させる一方、上記操作部材を強制閉じ位置へスライド操作するとき、上記第１カムフォロア部により上記操作部材のスライド方向と同方向に移動させられる移動カム部材と、
（ヘ）一端が上記移動カム部材に連結されるとともに他端が上記本体に連結され、移動カム部材を操作部材の強制閉じ位置へのスライド方向と同方向に付勢する形状記憶合金製のスプリングと、
（ト）一端が上記操作部材に連結されるとともに他端が上記移動カム部材に連結され、上記移動カム部材を上記形状記憶合金製スプリングとは逆方向に付勢するバイアススプリングと
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記特徴構成によれば、形状記憶合金製のスプリングとバイアススプリングの釣り合いにより、温度環境に応じて自動換気を行うことができる。しかも、作動板は、この自動制御において回動はするが本体長手方向に沿う移動はしない。これによって、スプリングの負担が軽くなり、装置の小型化、スプリングの長寿命化を図ることができる。さらに、例えば夏季の暴風雨に際して、自動制御状態から強制閉じ状態にする場合、形状記憶合金製スプリングの付勢力に抗することなく、操作部材を極めて小さな力で楽に動かすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態をなす換気装置について、図面に従って説明する。図１に示すように、本実施形態の換気装置１は、上框一体型と称されるものであり、サッシ戸Ａの上框として機能する。図２、図４に示すように、換気装置１は、左右水平に細長く延びる本体１０と、同方向に細長く延びる作動板２０と、操作つまみ３０（操作部材）と、自動制御機構４０と、固定カム５０とを主要構成部材として備えている。
【００１１】
図４に示すように、上記本体１０は、３つの長尺アルミ型材１１〜１３を含んでいる。室内側の型材１１は、室内に面する垂直の上部壁１１ａと、この上部壁１１ａと面一をなして垂下する下部壁１１ｂとを有している。中間の型材１２は、室内寄りに位置してほぼ垂直をなす上部壁１２ａと、ほぼ水平をなす中間壁１２ｃと、室外に面する下部壁１２ｂとを有している。型材１１，１２の上部壁１１ａ，１２ａは、上下一対の樹脂製の断熱用型材１４を介して連結されている。型材１１，１２の下部壁１１ｂ，１２ｂにより形成される凹部１５には、ガラス板（図示しない）が嵌るようになっている。
【００１２】
中間の型材１２には室外側の型材１３が嵌り込むようになっている。型材１３の上部は、ほぼＵ字形をなしており、中間の型材１２の上端部と協働して窓枠の上レールＢを収容するためのガイド溝１６を構成している。図１に示すように、型材１１〜１３の両端にはキャップ１７が嵌め込まれている。上記本体１０の型材１１〜１３とキャップ１７によって内部空間が構成されている。
【００１３】
図１に示すように、上記型材１２の上部壁１２ａ（主壁）には、多数の換気口１２ｘが長手方向に並んで形成されている。型材１１の上部壁１１ａにも、上記換気口１２ｘに連なる多数の化粧口１１ｘが長手方向に並んで形成されている。型材１３にも、換気口１２ｘに連なる多数の通気口１３ｘ（図４）が形成されている。
【００１４】
図４に示すように、上記作動板２０は、本体１０の内部空間に収容されている。作動板２０の上縁部（一方の縁部）は、断面円形の回動軸部２１となっている。この回動軸部２１が、中間の型材１２の上端部に形成された支持溝１２ｙに収容されている。これにより、作動板２０が、回動可能かつスライド可能にして本体１０に支持されている。作動板２０は、回動に伴い型材１２の上部壁１２ａに近づいたり離れたりし、その傾斜量に応じて換気量（換気口１２ｘの開度）を調節するようになっている。
【００１５】
図５に最も良く示されているように、作動板１０の一端（室外側から見て左端）の近傍には、係合切欠２２が形成されている。また作動板１０の下縁部（他方の縁部）には、２つの浅い切欠２３，２４が形成されている。切欠２３の中間部には、突起２３ａが形成されている。この突起２３ａは、「第１カムフォロア部」として提供される。また、切欠２４の端縁２４ａ，２４ｂのうち一方の端縁は、「第２カムフォロア部」として提供される。
【００１６】
図２、図４に示すように、室内側の型材１１の上部壁１１ａの端部には、窓１１ｙが形成されている。この窓１１ｙに、上記操作つまみ３０が左右スライド可能に支持されている。詳述すると、操作つまみ３０は、樹脂製のつまみ本体３１と支持ブラケット３２とで構成されている。つまみ本体３１は、室内側に突出する中央の凸部３１ａと、室外側に突出する複数の係合片部３１ｂと、左右の翼部３１ｃ，３１ｄとを有している。係合片部３１ｂが、支持ブラケット３２に若干揺動可能に嵌め込まれ、これら部材３１，３２が一体に左右スライドするようになっている。支持ブラケット３２にはつまみ本体３１を室内側に付勢する圧縮コイルスプリング（図示しない）が収容されている。
【００１７】
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、室外側から見て左側の翼部３１ｃが型材１２の裏側に位置し、右側の翼部３１ｄの端縁が窓１１ｙの内周に係止されることにより、操作つまみ３０が自動制御位置にロックされるようになっている。また、図３に示すように、翼部３１ｄが型材１２の裏側に位置し、翼部３１ｃの端縁が窓１１ｙの内周に係止されることにより、操作つまみ３０が強制閉じ位置にロックされるようになっている。凸部３１ａを押し込むと、上記ロック状態が解除され、操作つまみ３０が左右スライド可能となる。翼部３１ｄには、自動制御位置を意味する「オート」の表示がなされ、翼部３１ｃには、強制閉じ位置を意味する「トジ」の表示がなされている。
【００１８】
操作つまみ３０の支持ブラケット３２が上記作動板２０の係合切欠２２に入り込むことにより、操作つまみ３０と作動板２０とが連結されており、操作つまみ３０に追随して作動板２０が左右へスライドするようになっている。なお、この連結は、作動板２０の回動を許容している。
【００１９】
次に、上記固定カム部材５０について説明する。図２に示すように、固定カム部材５０は、ブロック状をなし、操作つまみ３０から本体１０の長手方向に離れて本体１０に固定されている。固定カム部材５０の一側面には、本体１０の長手方向に対して傾斜するカム面５０ａが形成されている。この固定カム部材５０は、作動板２０の切欠２４に対して後述する所定の位置関係を有している。
【００２０】
次に、上記自動制御機構４０について説明する。図２および図４に示すように、本体１０の内部空間には、自動制御機構４０が収容されている。自動制御機構４０は、引張コイルスプリングからなる形状記憶合金製のスプリング４５（以下、形状記憶スプリングと称す）と、引張コイルスプリングからなるバイアススプリング４６と、移動カム部材４７とを備えている。
【００２１】
上記移動カム部材４７は、ブロック状をなし、上記固定カム部材５０から本体１０の長手方向に離れて左右スライド可能に配置されている。移動カム部材４７の上面には、カム溝４７ａが刻設されている。カム溝４７ａは、上から見て本体１１の長手方向に対してカム面５０ａと同じような方向に傾斜している。このカム溝４７ａの傾斜角度は、カム面５０ａの傾斜角度より小さい。
【００２２】
移動部材４７の上側部は、作動板２０の切欠２３内に入れられ、カム溝４７ａに突起２３ａが入り込んでいる。
移動カム部材４７の室側側の面には、２つの引掛ピン４８，４９が取り付けられている。
【００２３】
２つのスプリング４５，４６は、移動カム部材４７を挟んで左右に分かれるとともに、左右水平方向に沿う一直線上に配されている。バイアススプリング４６の一端（室外側から見て左端）は、操作つまみ３０の支持ブラケット３２に掛けられ、他端は、移動カム部材４７のピン４９に掛けられている。形状記憶スプリング４５の一端（室外側から見て左端）は、移動カム部材４７のピン４８に掛けられ、他端は、本体１０に設けられたＬ字ブラケット１９に掛けられている。これによって、移動カム部材４７は、バイアススプリング４６によって、室外側から見て左方向へ付勢され、形状記憶スプリング４５によって、室外側から見て右方向へ付勢されている。この形状記憶スプリング４５の付勢方向は、操作つまみ３０を自動制御位置から強制閉じ位置へ移動させる時のスライド操作方向と同方向になっている。
【００２４】
上記形状記憶スプリング４５は、温度が上昇するにしたがって、自然長が減少し、ひいては引張り弾性力が増大する特性を有している。したがって、移動カム部材４７は、温度環境に応じて両スプリング４５，４６の弾性力が均衡する位置になるように制御される。
【００２５】
上記のように構成された換気装置１の動作を説明する。
換気装置１において自動換気制御動作を行なうには、操作つまみ３０を自動制御位置にロックする（図２（Ａ），（Ｂ））。操作者は、操作つまみ３０の翼部３１ｃの「オート」表示によって自動制御状態にあることを確認することができる。自動制御状態では、作動板２０が、操作つまみ３０の自動制御位置に対応する本体１１長手方向位置において左右スライド不能となる。このとき、作動板２０の切欠２４が、固定カム部材５０の全体を収容するような位置に来るようになっている。これにより、作動板２０は、固定カム部材５０の干渉を受けずに回動することができる。
【００２６】
上述したように、移動カム部材４７の本体１０長手方向の位置は、形状記憶スプリング４５とバイアススプリング４６の弾性力の釣り合いにより決定される。この移動カム部材４７のカム溝４７ａと作動板２０の突起２３ａとのカム作用によって、作動板２０の回転角度、ひいては換気口１２の開度が決定される。
【００２７】
例えば、環境温度が２５°Ｃの時には、移動カム部材４７は中間位置にあり、作動板２０の突起２３ａが移動カム部材４７のカム溝４７ａのほぼ中央に位置している。これにより、作動板２０は半開き状態にある。
【００２８】
温度が上昇すると、形状記憶スプリング４５の弾性力が強まるので、移動カム部材４７が、室外側から見て右方向に移動する。これに伴って、作動板２０の突起２３ａと移動カム部材４７のカム溝４７ａとのカム作用により、作動板２０が型材１２の上部壁１２ａから離れる方向に回動する。これによって、換気口１２ｘの開度が増大する。温度がさらに上昇して移動カム部材４７がさらに右方向に移動すると、図２（Ａ）に示すように、作動板２０の突起２３ａが、カム溝４７ａの室外側の端近傍に至り、換気口１２ｘが、図４（Ａ）に示す全開状態となる。
【００２９】
温度が低下すると、形状記憶スプリング４５の弾性力が弱まるので、作動板２０は室外側から見て左方向に移動する。これに伴って、作動板２０の突起２３ａと移動カム部材４７のカム溝４７ａとのカム作用により、作動板２０が型材１２の上部壁１２ａに近づく方向に回動する。これによって、換気口１２ｘの開度が減少する。温度がさらに低下して移動カム部材４７がさらに左方向に移動すると、図２（Ｂ）に示すように、作動板２０の突起２３ａが、カム溝４７ａの室内側の端に至り、図４（Ｂ）に示すように、作動板２０が型材１２の上部壁１２ａとほぼ平行をなす状態となり、換気口１２ｘが、全閉状態となる。
【００３０】
このように、操作つまみ４７を自動制御位置にした時には、自動制御機構４０によって温度環境に応じた換気口１２ｘの開度を自動調節することができる。この自動開度調節は、作動板２０の本体１０長手方向へのスライドを伴わない。したがって、スプリング４５，４６の負担が軽くて済み、スプリング４５，４６の小型化を図ることができる。
【００３１】
夏季のような高温環境下（したがって、スプリング４５の弾性力が強く、換気口１２ｘが図２（Ａ）および図４（Ａ）に示すように大きく開いている時）において、暴風雨になった際は、換気口１２ｘを全閉状態にすることが要求される。この場合、操作つまみ３０の自動制御位置でのロック状態を解除するとともに、図３、図４（Ｂ）に示すように、操作つまみ３０を室外側から見て右方向に移動させ、強制閉じ位置にロックする。この強制閉じ操作の過程で、作動板２０が、操作つまみ４０に追随してそれと同方向に移動する。この時、作動板２０の端縁２４ａが固定カム部材５０のカム面５０ａに当たり、両者のカム作用により、作動板２０が、型材１２の上部壁１２ａに向かって回動し、換気口１２ｘが、図４（Ｂ）の全閉状態になる。
【００３２】
上記強制閉じ操作の際、バイアススプリング４６の操作つまみ３０への引っ掛け端が、操作つまみ３０と一緒に室外側から見て右方向に移動する。また、移動カム部材４７が、作動板２０の突起２３ａによって室外側から見て右方向に移動させられる。なお、この時、作動板２０を基準にすると、移動カム部材４７は、左方向に相対移動させられることになる。この相対移動によって、移動カム部材４７の（本体１０に対する）移動が相殺される。これによって、バイアススプリング４６が縮む。また、形状記憶スプリング４５をほとんど伸び縮みさせないようにすることができる。この結果、強制閉じ操作を、スプリング４５，４６の付勢力に抗することなく容易に行うことができる。特に、高温環境下で弾性力が強い状態になっている形状記憶スプリング４５の付勢力に抗する必要がないので、極めて小さな操作力で済む。
【００３３】
なお、自動制御で全閉状態になっているときに（図２（Ｂ））、強制閉じ操作を行なうと、作動板２０は、室外側から見て右方向への移動のみを行ない、この作動板２０と一体に移動カム部材４７が移動する。すなわち、移動カム部材４７が作動板２０に対して左右に相対移動することはない。したがって、バイアススプリング４６は伸び縮みしない。形状記憶スプリング４５だけが縮むことになる。
なお、上記強制閉じ状態は、操作つまみ３０の露出された翼部３１ｃの「トジ」表示によって確認できる。
【００３４】
本発明は上記実施形態に制約されず種々の態様が可能である。
例えば、上述した実施形態では自動制御機構、固定カム部材がそれぞれ１つずつであったが、サッシ戸の幅が広い場合（換気装置が長い場合）には、これらを複数設置してもよい。
形状記憶スプリング、バイアススプリングとして、引張コイルスプリングを用いたが、圧縮コイルスプリングを用いてもよい。この場合、形状記憶スプリングとバイアススプリングの配置を左右逆にする。
形状記憶スプリングは、室外側の空気の温度の影響を受けるが、室内側の空気温度の影響を受けるようにしてもよい。
断熱用型材１４を省き、室内側型材１１を樹脂で形成してもよい。
換気装置が換気扇の給気口として機能する場合には、室内側型材１１に花粉濾過用のフィルタを装着してもよい。
本発明の換気装置は、サッシ戸の上框と別体をなし上框の下に装着するようにしてもよく、下框又は竪框に装着してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、温度環境に応じて自動換気制御を行うことができ、かつ装置の小型化を図ることができるだけでなく、強制閉じ操作を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態をなす換気装置を室内から見た正面図である。
【図２】同換気装置の平面断面図であり、（Ａ）は自動制御での開き状態、（Ｂ）は自動制御での閉じ状態をそれぞれ示す。
【図３】同換気装置の強制閉じ状態の平面断面図である。
【図４】同換気装置の縦断面図であり、（Ａ）は自動制御での開き状態を示し、（Ｂ）は自動制御での閉じ状態または強制閉じ状態を示す。
【図５】同換気装置に組み込まれる作動板を室外から見た背面図である。
【符号の説明】
１０ 本体
１２ａ 中間型材の上部壁（主壁）
１２ｘ 換気口
２０ 作動板
２１ 回動軸部
２３ａ 突起（第１カムフォロア部）
２４ａ 切欠の一方の端縁（第２カムフォロア部）
３０ 操作つまみ（操作部材）
４０ 自動制御機構
４５ 形状記憶スプリング
４６ バイアススプリング
４７ 移動カム部材
４７ａ カム溝
５０ 固定カム部材
５０ａ カム面

Claims (1)

1. （イ）主壁に換気口を形成してなる細長い本体と、
   （ロ）細長く形成され、一方の縁部に上記本体に回動可能かつスライド可能に支持される回動軸部を有し、他方の縁部に第１、第２のカムフォロア部を有し、回動に伴い上記主壁に近づいたり離れたりして上記換気口を開閉する作動板と、
   （ハ）自動制御位置と強制閉じ位置との間で上記本体の長手方向にスライド可能かつ上記各位置にてロック可能にして本体に支持されるとともに、上記作動板の回動を許容するようにして作動板に連結され、スライド操作に伴い作動板を本体の長手方向にスライドさせる操作部材と、
   （ニ）上記操作部材が自動制御位置にあるときに、第２カムフォロア部と連携せずに作動板の回動を許容し、操作部材が自動制御位置から強制閉じ位置へ操作されて作動板がスライドするときに、第２カムフォロア部と協働して作動板を回動させることにより、換気口を強制的に閉じさせる固定カム部材と、
   （ホ）上記操作部材が自動制御位置のとき、本体の長手方向に移動可能で、その移動に伴い上記第１カムフォロア部と協働して作動板を回動させる一方、上記操作部材を強制閉じ位置へスライド操作するとき、上記第１カムフォロア部により上記操作部材のスライド方向と同方向に移動させられる移動カム部材と、
   （ヘ）一端が上記移動カム部材に連結されるとともに他端が上記本体に連結され、移動カム部材を操作部材の強制閉じ位置へのスライド方向と同方向に付勢する形状記憶合金製のスプリングと、
   （ト）一端が上記操作部材に連結されるとともに他端が上記移動カム部材に連結され、上記移動カム部材を上記形状記憶合金製スプリングとは逆方向に付勢するバイアススプリングと
   を備えたことを特徴とする換気装置。

Images