JP2007107816A - 風量調整装置 - Google Patents

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武司 上野
Yoji Mori
陽司 森
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Abstract

【課題】シンプルな構造で、開閉動作の精度が良好であり、耐久性にも優れた、風量調整装置を提供する。
【解決手段】風量調整装置10は、正面形状が四角形状をした枠状のケーシング11の左右部分を構成する側面部材11a,11bに互いに平行に軸支された複数の軸体12,13,14を介してケーシング11内に回動可能に配置された複数の羽根15,16,17と、複数の軸体12,13,13と直角交差する方向の往復移動により複数の羽根15,15,17を回動させるため軸体12,13,14の配列方向D1に沿って且つ複数の軸体12,13,14の端部を挟むように配置された二つの駆動部材18,19と、羽根15,16,17の端部に固着されたクランク部材20,21,22と、駆動部材18,19を上下移動させる操作ハンドル25aなどを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明はビルなどの建築物の空調設備を構成する調和空気の移動経路などに配置される風量調整装置に関する。
従来の風量調整装置としては、例えば、図9,図10に示すようなものがある。この風量調整装置60は、四角筒形状のケーシング61と、その内部に回動可能に配置された複数の支軸62a,62bにそれぞれ固定された羽根63a,63bと、これらの羽根63a,63bを連動させるためのリンク機構64と、一方の支軸62b(主軸)を回動させるための操作ハンドル65および駆動ギア機構66とを備えている。操作ハンドル64を回動させると、ウォームおよびウォームホイールギア(図示せず)などが内蔵された駆動ギア機構66を介して支軸62b(主軸)とともに羽根63bが回動し、羽根63bと羽根63aと連結するリンク機構64によって羽根63aも支軸62a(従軸)を中心に回動する。これにより、調和空気の流路であるケーシング61内にある複数の羽根63a,63bの傾斜角度がそれぞれ変化するため、ケーシング61内を通過する風量を調整することができる。
この風量調整装置60の場合、操作ハンドル64の回動操作による回動力を受ける支軸62b(主軸)は、それに耐え得る強度を必要とするため、外径が太くなりがちである。また、風量調整装置60においては、ケーシング61内の羽根63a,63bに直接リンク機構64が設けられているため、開閉手段である駆動ギア機構66などと連結している支軸62b(主軸)側の羽根63bのガタは極めて少ないものの、リンク機構64によって連結されている支軸62a(従軸)側の羽根63aにおいては、当該リンク機構64を構成するピン64aとピン孔64bとのクリアランスなどにより、ガタつきが発生することがある。また、このリンク機構64の場合、ケーシング61内に2枚の羽根63a,63bが配置されているが、羽根の枚数が3枚以上に増えると、それにつれてリンク機構が著しく複雑化する。
一方、複数の羽根を連動させるためのリンク機構を無くした構造の風量調整装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この風量調整装置は、風量調整用の複数の羽根の端部にそれぞれ起立板部を形成し、これらの起立板部を羽根傾動手段と係合させた機構を備えている。羽根傾動手段をスライドさせると、それに連動して複数の起立板部が回動し、これによってそれぞれの羽根が回動する。
特開2002−22255号公報
特許文献1記載の風量調整装置の場合、羽根の端部に形成された起立板部と羽根傾動手段とを連動させるための機構として、同文献の[図4]に示すように、羽根傾動手段(羽根傾動板13)に設けられた突起部13bを、起立板部12aに開設された連動用長孔12bに挿入した機構が採用されている。
ところが、連動用長孔12bは羽根傾動板13の移動方向に対して斜め方向に配置されているため、突起部13bと連動用長孔12bとの隙間に起因するガタつきが発生する。このようなガタを軽減するため、羽根の軸支部分の摩擦を高めて、羽根を回動しにくくするなどの対策が講じられているが、羽根回動操作自体が困難となるなどの別の弊害が生じるため、前記対策を徹底することができず、前述したガタつきをなくすことができないのが実状である。また、突起部13bと連動用長孔12bとの隙間に起因するガタが、耐久性を低下させる要因の一つとなっている。
本発明が解決しようとする課題は、シンプルな機構で、開閉動作の精度が良好であり、耐久性にも優れた、風量調整装置を提供することにある。
本発明の風量調整装置は、流体が通過可能な開口部を有するケーシングに互いに平行に軸支された複数の軸体を介して前記ケーシング内に回動可能に配置された複数の羽根と、複数の前記軸体と交差する方向の往復移動により複数の前記軸体を回動させるため前記軸体の配列方向に沿って且つ複数の前記軸体若しくはその中心軸延長線を挟むように配置された二つの駆動部材と、複数の前記羽根または前記軸体と、いずれか一方の前記駆動部材とをそれぞれ連結するクランク部材と、二つの前記駆動部材を往復移動させる操作手段と、を備えたことを特徴とする。
このような構成において、操作手段を用いて二つの駆動部材を同時に往復移動させれば、これらの駆動部材と、羽根または軸体とを連結するクランク部材の働きにより、ケーシング内に配置された複数の羽根が回動し、それぞれの傾斜角度が変化して開度が変わることによって風量調整機能を得ることができる。この場合、駆動部材の往復移動はクランク部材を介して羽根または軸体の回動に変換されるため、従来のリンク機構や特許文献1記載の風量調整装置における「長孔と突起による係合」が不要となる結果、シンプルな機構で、開閉動作の精度が良好となり、耐久性も向上する。
さらに、それぞれの羽根または軸体は、二つの駆動部材のいずれか一方によって直接駆動される結果、従来の羽根連動機構における主軸・従軸の関係がなくなるため、軸体(主軸)の太径化を回避することができる。また、主軸・従軸の関係がなくなる結果、羽根を回動可能に軸支するための軸体としてケーシング内を連続的に横断する長い軸体(主軸)を設ける必要もなくなるため、使用素材の削減を通じて、羽根連動機構の軽量化を図ることができる。
ここで、二つ前記駆動部材が同方向に往復移動したとき隣り合う前記羽根または軸体の回動方向が互いに逆方向となるように、前記駆動部材と、前記羽根または前記軸体とを前記クランク部材で連結することが望ましい。このような構成とすれば、操作手段で二つの駆動部材を同方向に往復移動させたとき、隣り合う羽根の回動方向が逆方向となるため、羽根の傾斜角度(開度)と通過風量とが略比例関係をなすような風量調整を行うことが可能となる。
ここで、前記操作手段として、回動操作により前記駆動部材を往復移動させる変換機構を設けることが望ましい。このような構成とすれば、従来と同様の回動操作を行うことによって羽根の開度調整を行うことができるため、良好な操作性を維持することができる。このような変換機構としては、雄ネジ部材と雌ネジ部材との螺合によるネジ機構、あるいはウォームとこれに噛み合う係合部を有するスライド部材からなるウォーム機構などを採用することができる。なお、この変換機構に、比較的軽い回動力を強力な往復移動に変換することのできる倍力機能、あるいは比較的小さな回動角度を大きな往復移動に変換することのできる増速機能などを持たせることもできる。
一方、前記操作手段によって移動する二つの前記駆動部材を互いに平行且つ接近離隔可能に保持する保持機構を設けることが望ましい。このような構成とすれば、操作手段によって往復移動している二つの駆動部材を、常に平行に保ちながら互いに接近離隔させることが可能となるため、開閉動作の精度がさらに高まり、操作性も向上する。
この場合、前記保持機構として、二つの前記駆動部材にそれぞれ突設された係止ピンと、前記係止ピンが嵌入されその移動方向を二つの前記駆動部材の接近離隔方向に規制する長孔を有する拘束部材と、を設けることができる。このような構成とすれば、極めてシンプルな構成によって開閉動作精度および操作性の向上の効果が得られるだけでなく、羽根開閉機構の簡素化に有効である。また、係止ピンが挿入された長孔は、その長径方向が二つの駆動部材の接近離隔方向となるように、即ち、その短径方向が駆動部材の移動方向と直交するように配置されているため、羽根の回動に対するガタを最小限に抑制することができ、開閉動作の精度および耐久性の向上に有効である。
本発明により、シンプルな機構で、開閉動作の精度が良好であり、耐久性にも優れた、風量調整装置を提供することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態である風量調整装置を示す正面図、図2は図1に示す風量調整装置の底面図、図3は図1に示す風量調整装置の羽根開閉機構を示す模式図である。
図1〜図3に示すように、本実施形態の風量調整装置10は、空調設備を構成する調和空気の移動経路(図示せず)などに配置され、そこを流動する調和空気の風量を調整するための装置である。この風量調整装置10は、空気流が通過可能な開口部を有する、正面形状が四角形状をした枠状のケーシング11の左右部分を構成する側面部材11a,11bに互いに平行に軸支された複数の軸体12,13,14を介してケーシング11内に回動可能に配置された複数の羽根15,16,17と、複数の軸体12,13,14と直角交差する方向の往復移動により複数の羽根15,16,17を回動させるため軸体12,13,14の配列方向D1に沿って且つ複数の軸体12,13,14の端部を挟むように配置された二つの駆動部材18,19と、羽根15,16,17の端部に固着されたクランク部材20,21,22などを備えている。
クランク部材20,21,22は、軸体12,13,14をそれぞれ構成する左軸体12b,13b,14b側の羽根15,16,17の端部に固着され、一方の駆動部材18と羽根15,17とはクランク部材20,22を介して連結され、他方の駆動部材19と羽根16とはクランク部材21を介して連結されている。これらの駆動部材18,19とクランク部材20,21,22とは、それぞれ軸体23を介して互いに回動自在に軸支されている。また、二つの駆動部材18,19を同時に往復移動させる操作手段として、図1,図3に示すように、固定部材24に回動自在に軸支された雄ネジ部材25と、雄ネジ部材25が螺合された雌ネジ部30aを有する拘束部材30とからなるネジ機構を設けている。固定部材24はケーシング11の下面の操作箱11c内に固定されている。
雄ネジ部材25の基端に設けられた操作ハンドル25aを回動させると、拘束部材30の雌ネジ部30aと雄ネジ部材25との螺合により拘束部材30が雄ネジ部材25の軸方向に移動する。このとき、拘束部材30に設けられた長孔28,29に挿通された係止ピン26,27も拘束部材30とともに同方向に移動するため、係止ピン26,27が固着された駆動部材18,19も同方向に移動する。これによって、二つの駆動部材18,19を同時に同方向に往復移動させることができる。駆動部材18,19が同方向に移動すると、図3に示すように、隣り合う羽根15,16(軸体12,13)および羽根16,17(軸体13,14)が互いに逆方向に回動するように設定されている。
本実施形態においては、操作ハンドル25aを反時計回りに回動させると駆動部材18,19は図3における上方へ移動して羽根15,16,17が起立状態になる方向へ回動し、時計回りに回動させると駆動部材18,19は図3における下方へ移動して羽根15,16,17は水平状態となる方向へ回動する。即ち、操作ハンドル25aを反時計回りに回動させると羽根15,16,17が閉じていき、操作ハンドル25aを時計回りに回動させると羽根15,16,17が開いていくように設定されている。
また、操作ハンドル25aを回動することによって往復移動する二つの駆動部材18,19を互いに平行且つ接近離隔可能に保持する保持機構として、図3に示すように、固定部材24より下方に位置する、駆動部材18,19の下端付近にそれぞれ突設された係止ピン26,27と、係止ピン26,27がそれぞれ嵌入され、その移動方向を二つの駆動部材18,19の接近離隔方向D2に規制する一部切欠形状の長孔28,29を有する拘束部材30と、を設けている。
このような構成の風量調整装置10において、羽根の開閉操作を行う操作手段である操作ハンドル25aを回動させて二つの駆動部材18,19を同時に往復移動させれば、これらの駆動部材18,19と羽根15,16,17とを連結するクランク部材20,21,22の働きにより、それぞれの羽根15,16,17が回動する。このように、ケーシング11内に配置された複数の羽根15,16,17が回動し、それぞれの傾斜角度が変化して開度が変わるため、従来と同様の風量調整機能を得ることができる。
この場合、駆動部材18,19の往復移動はクランク部材20,21,22を介して羽根15,16,17の回動に変換されるため、図9,図10に示すリンク機構や、特許文献1記載の風量調整装置における「長孔と突起部による係合」(特許文献1の図4参照)が不要となる結果、シンプルな機構で、羽根の開閉動作の精度が良好となる。また、それぞれの羽根15,16,17は、二つの駆動部材18,19のいずれかによって直接駆動されるため、従来の羽根連動機構における主軸・従軸の関係がなくなり、軸体12,13,14の太径化を回避することができ、軽量化に有効である。
さらに、主軸・従軸の関係がなくなることにより、羽根15,16,17を回動可能に軸支するための軸体12,13,14はそれぞれ左右に分離配置された右軸体12a,13a,14aと左軸体12b,13b,14bとで構成することができる。このため、図6などに示す従来の風量調整装置60のように、ケーシング61内を連続的に横断する長い支軸62a,62bを設ける必要もなくなる。このため、使用素材が削減され、装置全体の軽量化を図ることもできる。
また、羽根15,16,17の開閉操作を行う手段として、雌ネジ部30aを有する拘束部材30と雄ネジ部材25とからなるネジ機構を設けているため、従来と同様の回動操作によって羽根15,16,17の開度調整が可能であり、良好な操作性を維持することができる。さらに、このネジ機構は、操作ハンドル25aに加えられた回動力を二つの駆動部材18,19の往復移動に変換する際に駆動力を高める倍力機能を有しているため、比較的軽い回動力を操作ハンドル25aに加えるだけで羽根15,16,17の開閉操作を行うことができる。
さらに、図3に示すように、操作箱11cの側面には、拘束部材30の往復方向と平行なスリット30cが開設され、このスリット30c内に拘束部材30と一体的に往復移動する指示部材30bが配置されている。このため、スリット30c内における指示部材30bの位置を目視することによって、羽根15,16,17の開度を確認することができる。本実施形態においては、指示部材30bがスリット30cの最下部にあれば羽根15,16,17は全開状態にあり、指示部材30bがスリット30cの最上部にあれば羽根15,16,17は全閉状態にあり、その他の位置にあればその高さに応じた開度であることを示している。
一方、二つの駆動部材18,19を互いに平行且つ接近離隔可能に保持する保持機構として、駆動部材18,19に突設された係止ピン26,27をそれぞれ拘束部材30の長孔28,29に嵌入した機構を設けているため、操作ハンドル25aの回動操作によって往復移動している二つの駆動部材18,19を、常に平行に保ちながら互いに接近離隔させることができる。従って、開閉操作過程において、徐々に離隔した後、接近するように移動する駆動部材18,19を安定保持することができ、駆動部材18,19による開閉動作の精度が高まり、操作性も向上する。
なお、本実施形態では、クランク部材20,21,22を羽根15,16,17に取り付けているが、これに限定するものではないので、クランク部材20,21,22を軸体12,13,14に取り付け、軸体12,13,14を介して羽根15,16,17を回動させる機構を採用することもできる。
次に、図4,図5を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。図4は第2実施形態である風量調整装置の羽根開閉機構を示す模式図、図5は図4に示す羽根開閉機構の一部拡大図である。なお、図4,図5において、図1〜図3に示す風量調整装置10の構成部分と同じ機能、効果を発揮する部分は図1〜図3の符号と同じ符号を付して説明を省略する。
図4,図5に示すように、本実施形態の風量調整装置においては、ケーシング(図示せず)に平行配置された5本の軸体31〜35を介してそれぞれ回動可能に配置された5枚の羽根41〜45と、これらの羽根41〜45に固着されたクランク部材51〜55と、往復移動によってクランク部材51〜55を介して羽根41〜45を回動させる駆動部材18,19などを備えている。軸体31〜35、羽根41〜45およびクランク部材51〜55の個数がそれぞれ5つである点を除けば、前述した風量調整装置10と同様の構造である。
図4(a),図5(a)に示すように、それぞれの羽根41〜45が水平姿勢で全開状態にあるとき、操作ハンドル25aを反時計回りに回動させると、拘束部材30の雌ネジ部30aと雄ネジ部材25の螺合により、拘束部材30が雄ネジ部材25の軸方向に沿って上昇していく。これによって、拘束部材30の長孔28,29に挿通されている係止ピン26,27を介して駆動部材18,19が同時に上昇していき、図4(b),図5(b)に示すように、羽根41〜45はそれぞれ徐々に起立方向に回動する。このとき、駆動部材18,19の上昇に伴ってクランク部材51〜55が回動することにより駆動部材18,19の間隔が離隔していくが、係止ピン26,27が長孔28,29の長手方向に移動することによって対応する。
次に、図4(b),図5(b)に示す状態からさらに操作ハンドル25aを反時計回りに回動させると、拘束部材30が雄ネジ部材25の軸方向に沿ってさらに上昇していき、やがて図4(c),図5(c)に示すように、羽根41〜45はそれぞれ起立状態となって、隣り合う羽根41〜45の辺縁部同士が重なり合うため、空気流路(図示せず)が閉塞される。なお、図4(b),図5(b)に示す状態からさらに操作ハンドル25aを反時計回りに回動させると、駆動部材18,19の上昇に伴ってクランク部材51〜55が回動して駆動部材18,19同士は接近していくが、係止ピン26,27が長孔28,29の長手方向に移動することによって対応する。
このように、操作ハンドル25aを反時計回りに回動させると、羽根41〜45はそれぞれ起立状態となって空気流路が閉塞され、逆に、操作ハンドル25aを時計回りに回動させると、羽根41〜45はそれぞれ水平状態となって空気流路が開放されるため、所定の風量調整機能を得ることができる。駆動部材18,19とクランク部材51〜55とはそれぞれ軸体23によって互いに回動自在に連結されているため、シンプルな機構でありながら、開閉動作の精度も良好である。その他の機能、効果については、前述した風量調整装置10と同様である。
次に、図6〜図8を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図6は第3実施形態である風量調整装置の羽根開閉機構を示す模式図、図7は図6に示す羽根開閉機構の一部拡大図、図8は図7に示す羽根開閉機構を模式的に示す正面図である。なお、図6〜図8において、図1〜図3に示す風量調整装置10の構成部分と同じ機能、効果を発揮する部分は図1〜図3の符号と同じ符号を付して説明を省略する。
図6〜図8に示すように、本実施形態の風量調整装置40においては、二つの駆動部材18,19を同時に往復移動させる操作手段として、固定部材24に回動自在に軸支されたウォーム部材47と、このウォーム部材47と噛み合う係合部30dを有する拘束部材30とからなる機構を設けている。固定部材24はケーシング11の下面の操作箱11c内に固定されている。
ウォーム部材47の基端に設けられた操作ハンドル47aを回動させると、拘束部材30の係合部30dとウォーム部材47との噛み合いにより拘束部材30がウォーム部材47の軸方向に移動する。このとき、拘束部材30に設けられた長孔28,29に挿通された係止ピン26,27も拘束部材30とともに同方向に移動するため、係止ピン26,27が固着された駆動部材18,19も同方向に移動する。これによって、二つの駆動部材18,19を同時に同方向に往復移動させることができる。本実施形態では、操作ハンドル45aを反時計回りに回動させると駆動部材18,19は図6における上方へ移動して羽根15,16,17が起立状態になる方向へ回動し、時計回りに回動させると駆動部材18,19は図3における下方へ移動して羽根15,16,17は水平状態となる方向へ回動する。
本実施形態においては、前述した実施形態における雄ネジ部材25よりもピッチの大きな螺旋部47bを有するウォーム部材47を用いているため、ウォーム部材47と係合部30dとの係合により増速機能が発揮される結果、操作ハンドル47aの回動角度が比較的小さくても羽根15,16,17を大きく回動させることができる。また、図6に示すように、操作箱11cの側面に開設されたスリット30cの側方には、羽根15,16,17の開度を複数の表示部46aの長さの違いで示す表示パネル46が配置されているため、指示部材30bのある位置に対応する表示部46aの長さにより、羽根15,16,17の開度を直感的に把握することができる。その他の機能、効果については、前述した風量調整装置10などと同様である。
本発明の風量調整装置は、ビルなどの建築物の空調設備の構成部材として広く利用することができる。
本発明の第1実施形態である風量調整装置を示す正面図である。 図1に示す風量調整装置の底面図である。 図1に示す風量調整装置の羽根開閉機構を示す模式図である。 本発明の第2実施形態である風量調整装置の羽根開閉機構を示す模式図である。 図4に示す羽根開閉機構の一部拡大図である。 本発明の第3実施形態である風量調整装置の羽根開閉機構を示す模式図である。 図6に示す羽根開閉機構の一部拡大図である。 図7に示す羽根開閉機構を模式的に示す正面図である。 従来の風量調整装置を示す正面図である。 図9に示す風量調整装置の垂直断面図である。
符号の説明
10,40 風量調整装置
11 ケーシング
11a,11b 側面部材
11c 操作箱
12,13,14,31,32,33,34,35 軸体
12a,13a,14a 右軸体
12b,13b,14b 左軸体
15,16,17,41,42,43,44,45 羽根
18,19 駆動部材
20,21,22,51,52,53,54,55 クランク部材
23 軸体
24 固定部材
25 雄ネジ部材
25a,47a 操作ハンドル
26,27 係止ピン
28,29 長孔
30 拘束部材
30a 雌ネジ部
30b 指示部材
30c スリット
30d 係合部
47 ウォーム部材
47b 螺旋部
46 表示パネル
46a 表示部
D1 配列方向
D2 接近離隔方向

Claims (5)

  1. 流体が通過可能な開口部を有するケーシングに互いに平行に軸支された複数の軸体を介して前記ケーシング内に回動可能に配置された複数の羽根と、複数の前記軸体と交差する方向の往復移動により複数の前記軸体を回動させるため前記軸体の配列方向に沿って且つ複数の前記軸体若しくはその中心軸延長線を挟むように配置された二つの駆動部材と、複数の前記羽根または前記軸体と、いずれか一方の前記駆動部材とをそれぞれ連結するクランク部材と、二つの前記駆動部材を往復移動させる操作手段と、を備えたことを特徴とする風量調整装置。
  2. 二つ前記駆動部材が同方向に往復移動したとき隣り合う前記羽根または軸体の回動方向が互いに逆方向となるように、前記駆動部材と、前記羽根または前記軸体とを前記クランク部材で連結した請求項1記載の風量調整装置。
  3. 前記操作手段として、回動操作により前記駆動部材を往復移動させる変換機構を設けた請求項1または2記載の風量調整装置。
  4. 前記操作手段によって移動する二つの前記駆動部材を互いに平行且つ接近離隔可能に保持する保持機構を設けた請求項1〜3のいずれかに記載の風量調整装置。
  5. 前記保持機構として、二つの前記駆動部材にそれぞれ突設された係止ピンと、前記係止ピンが嵌入されその移動方向を二つの前記駆動部材の接近離隔方向に規制する長孔を有する拘束部材と、を設けた請求項4記載の風量調整装置。
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