JP4344873B2 - 形状記憶合金加熱制御による香り発生器 - Google Patents

Description

【００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、香りの効果を有効に利用するため、香りの発生・停止・発生量の調節を簡便で素早く行える機構を提供し、アミューズメント施設やゲーム機器などでの香りの効果的活用を行えるようにするとともに、アロマテラピーや福祉活動において香りによる人々の心の癒すツールとしての活用がなされる
【００２】
【従来の技術】
これまでの香発生器は香料容器の蓋を取り外して放置し、自然に任せて香りを拡散するものが多く香りの発生量や香りの発生・停止を簡便に制御しようとするものがなかった。 そこで出願人は以前に、特開平０９−０１０２９０および特開平０９−２７１５１３としてペルチェ素子の加熱・冷却作用により香料を入れた発香容器を加熱し発香容器から形状記憶合金コイルへ温度を伝熱し形状記憶伸縮を行わしめ発香容器の蓋を開閉し、香りの発香又は停止を行う技術を特許出願している。
【００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のペルチェ素子による発香容器の加熱・形状記憶合金コイルへの熱伝導を利用する技術においては、まず発香容器と内容香料の温度が上昇しつつ形状記憶合金コイルへ熱伝導するので、発香容器と内容香料の温度が形状記憶合金コイルの温度上昇時の変態温度を超えるまでに時間がかかり、更に形状記憶合金コイル全体が温度上昇時の変態温度を超えるまでの熱伝導を得るのに時間を要するため香りの発香指令から形状記憶合金コイルが伸長して発香容器の蓋を開け香りを発するまでに時間差が大きいものとなっている。
香りの利用が多様化しており、ゲーム機器やアミューズメント施設などでも香りの効果的活用も望まれてきており素早い香りの制御を簡便に低価格で行える技術が必要となっている。
【００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、発香容器２１の上部内側に香料室２２を設けて香料２８を入れ、香料室２２の底面下方部に発香容器２１を左右に貫通する加熱穴２３を設けて、加熱穴２３内壁全周に接して電気的に絶縁性で熱伝導性の良い絶縁層２４を設ける。
形状記憶合金コイル１をアクチュエータとして利用できるよう一端を固定側１ａとしてコイル外形方向にＬ型に曲げ、他端を駆動側として直径方向に曲げロッド取付部１ｂとして更に軸方向にＬ型に曲げて成形する。
形状記憶合金コイル１は、２方向形状記憶とし低温時に縮小状態とし、高温時にコイル長さ方向に伸長状態に形状記憶する。 但し、１方向形状記憶合金に補助スプリングなどを配して２方向動作を行ってもよい。
ロッド７を形状記憶合金コイル１の中心部長さ方向に配してコイル接続孔８部で連結する。
この形状記憶合金コイル１の固定側を加熱穴２３下端部の固定孔２５を通して絶縁固定プラグ６で固定し、温度変化による形状記憶動作ができるようにして加熱穴２３及び絶縁層２４内に装着する。
形状記憶合金コイル１の両端に通電端子２および通電端子３を取り付けて通電できるようにし、更にセンサベース４を固着して形状記憶合金コイルの１温度を安定してセンシングできるようにして温度センサー５を取付る。
ロッド７の移動端部を接続ピン９でレバーの下部のレバーピン孔１０に揺動可能に接続する。
発香容器２１の側面に支点アーム２６を張り出し支点孔２７を設け、レバー１１の中央孔１２を支点ピン１３で貫通し揺動可能に取付け、レバー１１上部側に作用ピン孔１５を設け、レバー厚さより長い作用ピン１６を取り付ける。
香料室２２上部に着脱可能で蓋状の弁体３１を取り付け、弁体３１に取り付けようの縁３２と弁室３３を設け弁室底板部に複数の通気孔３４、３５、３６を設け、弁室３３内に摺動可能で弁孔５５，５６を持つスライド弁５１を挿入する。
スライド弁５１に連結アーム部５２を側方に張り出し、連結アーム部５２に逆Ｕ字型の作用溝５３を設け、レバー１１の作用ピン１６に対応させ、レバー１１が揺動するときスライド弁５１を左右に摺動移動し、弁体３１の通気孔３４，３５，３６を開閉する。
形状記憶合金コイル１に電力を加え、形状記憶合金コイル内部抵抗で発熱させ、温度センサ５により発熱温度をセンシングしつつ、昇温時形状記憶変態温度以上の設定温度に制御してコイルを伸長させる。 香料は加熱に適した温度範囲で設定温度が高いほど発香量を増加するので温度設定を制御することにより発香量を調節できる。 また、通電を停止してコイルを放熱させると、形状記憶合金コイル１の温度下降時の形状記憶変態温度以下に達してコイルは急速に縮小する。香りの発香と停止及び香りの発香量調節を形状記憶合金コイル１への印加電力を制御して行えるようにしたことを特徴とする形状記憶合金加熱制御による香り発生器である。
【００５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の香発生器の弁体３１の端部に吸気管４０を形成し下方に延ばして加熱穴２３に相対する付近にこの吸気管４０の吸気口４１を設けて吸気管内の吸気道４２を経て弁室３３に通じ、スライド弁５１開放時に通気孔３４から香料室２２内に吸気できるようにし、他の通気孔３５，３６の上方部の弁室上板部に上部通気孔３７及びファン対応孔３８を設け、その上部に送風ファン６１を取付て、送風ファン６１の送風側にフード７１を取付てフードの出口管７３部に放出管７４を接続しその出口端を発香口７５とする。 香りを提供する対象との距離に応じて放出管長さＬを決定する。
形状記憶合金コイル１に電力を加え、内部抵抗で発熱させ、形状記憶合金コイル１を伸長させてロツド７を駆動することにより、レバー１１が支点ピン１３を中心に揺動し、スライド弁５１を摺動移動して通気孔３５，３６を開く。同時に送風ファン６１を回転させると香料室２２内の香りを含む気体を発香口７５へ送出し、香料室２２内が負圧となり吸気管４０内の吸気口４１から吸気道４２を経て弁室３３から通気孔３４を通り香料室２２内に吸気される。 吸気口４１は形状記憶合金コイル１が装着された加熱穴２３に面しているので、外気が吸気されるとき絶縁層２４内に装着された高温の形状記憶合金コイル１に接しながら通過し予熱される。
形状記憶合金コイル１への電力を遮断し、送風ファン６１の回転を継続すると形状記憶合金コイル１の温度はコイル内を通過する外気により放熱が促進され急速に低下していく、温度下降時の形状記憶変態温度以下になるとコイル長は急速に縮小し、スライド弁５１を移動閉止するので吸気が停止される。 スライド弁５１が通気孔を閉止すると送風ファン６１を停止するよう制御する。 このように構成した形状記憶合金加熱制御による香り発生器である。
【００６】
【作用】
本発明の香り発生器の使用に当たっては、まず発香容器２１の蓋を兼ねた弁体３１を取り外し、香料室２２に香料２８を入れて、レバー１１の作用ピン１６をスライド弁５１の作用溝５３に噛み合わせながら弁体３１を閉じる。
香料２８は液体、固体、粉体、吸着剤に含浸させたものなどが使用できる。
香料２８は加熱に適した温度範囲で設定温度が高いほど発香量が増加するので、発香量を想定してあらかじめ加熱温度を制御部で設定し、形状記憶合金コイル１に通電端子２及び通電端子３から通電する。
形状記憶合金コイル１は自己内部抵抗で素早く発熱するので、温度センサー５でセンシングし設定温度に保持するよう制御する。
２方向形状記憶合金コイルは、常温では低温時形状記憶状態（図１３に示す）で、加熱すると、昇温時形状記憶変態温度に達する以前は形状が保持され、変態温度を越えると急激に形状変化し高温時形状記憶状態（図１２に示す）になる。高温状態から通電を停止すると、２方向形状記憶合金コイルは冷却していき下降時形状記憶変態温度に低下する以前は形状が保持され、変態温度を越えると急激に形状変化し低温時形状記憶状態（図１３に示す）になる。
形状記憶合金コイル１は温度によって矢印８１に示す伸縮動作がなされ、コイルに接続されたロッド７は矢印８２に示す往復動作がなされ、レバー１１が支点ピン１３を中心に揺動作動され作用ピン１６が弁室３３に挿入されたスライド弁５１を往復動作（矢印８３に示す）させ、弁体３１の通気孔を開閉することができる。
形状記憶合金コイル１は発香容器２１の下部加熱穴２３内の絶縁層２４内に挿入されていることから、形状記憶合金コイル温度が絶縁層２４を通して加熱穴２３内壁を加熱し発香容器２１を昇温することになり次第に香料室２８底面を近似温度に加熱する。
香料室２２内の香料２８は加熱され気化し、スライド弁５１の作動で解放された弁体３１の通気孔から放出され香りを外部に発することになる。
【００７】
請求項２記載の発明は、弁体３１の上部に送風ファン６１及び香り放出管７４を取付て、弁体３１の側方下部に吸気口４１を設けて、形状記憶合金コイル１に通電し自己内部抵抗で発熱させ、高温時形状記憶状態に変異させることにより香料室２２の蓋を兼ねる弁体３１の通気孔を開くとともに、香料容器２１を加熱し香料の気化を促進し、送風ファン６１の回転により香料室２２内の気化香料（矢印８５）をフード７１を経て放出管７４の先端の発香口７５から香りを送出する。
その際、香料室２２が負圧になることから吸気口４１から外気を吸気道４２を経て弁室３３から通気孔３４を通り、香料室２２に吸引することになる（矢印８４に示す）。この外気は、吸気口４１が加熱穴２３に面していることから加熱穴２３内に装着された高温に温度制御された形状記憶合金コイル１に接しながら吸引されることから予熱され香料室２２に到達しするので吸気による香料室２２内の温度変化を少なくし、香料の発香量のコントロールを温度制御により行うとき安定性に寄与することができる。
発香を停止しようとするとき、まず、形状記憶合金コイル１への通電を停止し、送風ファン６１の回転を継続すると、高温状態の形状記憶合金コイル１は温度を低下していき温度下降時の形状記憶変態温度に達するまでは伸長状態で、弁は開放状態で送風ファン６１による外気の吸引が充分に継続され、外気による形状記憶合金コイル１の冷却作用が働き急速に温度を低下させ、下降時の形状記憶変態温度以下に達すると低温時の形状記憶形状に急速に縮小して、スライド弁５１を作動し通気孔を閉止し吸気が停止される。 このとき送風ファン６１を停止するよう制御し発香を終了する。 このように構成することにより発香容器２１の温度に関わらず比較的熱容量の小さい形状記憶合金コイル１の加熱・冷却による伸縮作用で香りの発生・停止が行えるので、素早い香りの提供制御が行える。
【００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を述べる。
熱伝導性の良い金属材料や樹脂材料またはセラミックス材でできた発香容器２１の上部内側に香料室２２を設けて香料２８を入れ、香料室２２の底面下方部に発香容器２１を左右に貫通する加熱穴２３を設ける。
加熱穴２３の端部下方に形状記憶合金コイルのを端部を固定する固定孔２５を設け、加熱穴２３の内壁全周に接して電気的に絶縁性で熱伝導性の良い金属材料や樹脂材料またはセラミックス材で薄い絶縁層２４を設ける。
形状記憶合金コイル１をアクチュエータとして利用できるよう一端を固定側１ａとしてコイル外形方向にＬ型に曲げ、他端を駆動側として直径方向に曲げロッド取付部１ｂとして更に軸方向にＬ型に曲げて成形する。 形状記憶合金コイル１の外形寸法は絶縁層２４の内径に近接した寸法とし、円滑な形状記憶作動ができるものとする。 形状記憶合金コイル１は、２方向形状記憶とし低温時に縮小状態とし、高温時にコイル長さ方向に伸長状態とする。 但し、１方向形状記憶合金に補助スプリングなどを配して２方向動作を行ってもよい。
絶縁材料でできたロッド７の端部に接続ピン９を取付、他端に鼓状のコイル接続孔８を設けて、ロッド７を形状記憶合金コイル１の中心部長さ方向に配してコイル接続孔８にロッド取付部１ｂを貫通して連結する。
形状記憶合金コイル１の固定側１ａを加熱穴２４の端部下方に設けた固定孔２５を通して絶縁材質の固定プラグ６で固定し、温度変化による形状記憶作動ができるようにして加熱穴２３及び絶縁層２４の内側に装着する。
形状記憶合金コイル１の両端に通電端子２、通電端子３を取り付けて通電できるようにし、更に形状記憶合金コイルの１温度を安定してセンシングできるようにセンサベース４を固着して温度センサー５を取付る。
レバー１１の下部の切込み１４部のレバーピン孔１０とロッド７端部の接続ピン９を揺動可能に接続し、形状記憶合金コイル１が伸縮するときロッド７を矢印８２に示すごとく駆動し、レバー１１を後述する支点ピン１３を中心に揺動させる。
発香容器２１の側面に支点アーム２６を張り出し支点孔２７を設ける。
レバー１１の中央部に中央孔１２を設け支点ピン１３で支点孔２７に貫通して揺動可能に取付ける。
レバー１１上部側に作用ピン孔１５を設け、レバー厚さより長くて後述するスライド弁の作用溝５３に対応させた作用ピン１６を取り付ける。
香料室２２上部に着脱可能で香料室の蓋を兼ねる弁体３１を設け、弁体３１下面周囲にに取り付け用の縁３２を設ける。
弁体３１に操作側１面を開放した弁室３３を設けて弁室底板に複数の通気孔３４、３５、３６を設け、弁室上板に上部通気孔を設ける。
弁室３３の操作側よりスライド弁５１を挿入し、弁開閉動作を行わしめる。
スライド弁５１に弁孔５５，５６を設けて移動により、弁体３１の通気孔３４、３５、３６が開閉されるようにする。
スライド弁５１に連結アーム部５２を側方に張り出し、連結アーム部５２に逆Ｕ字型の作用溝５３を設け、レバー１１に取り付けた作用ピン１６に噛み合わせ、レバー１１が揺動するときスライド弁５１を左右に移動（矢印８３に示す）し、弁体３１の通気孔３４，３５，３６が開閉されるようにする。
【００９】
請求項２の実施例について、下記に加筆する。
前記香り発生器の弁体３１の反操作側端部に吸気管４０を形成し香料容器外側面から下方に延ばして加熱穴２３付近にこの吸気管４０の吸気口４１を設ける。
吸気口４１は吸気管４０内の吸気道４２を経て弁室３３の上側端部から弁室３３に通じ、スライド弁５１が閉止状態から開放に動作すると弁端面５４が通気孔３４を越えて移動し通気孔３４と弁室３３が開放され、吸気口から香料室２２内への吸気が可能になる。
他の通気孔３５，３６の上方部に位置する上部通気孔３７の上部を送風ファンのサイズに合わせて拡げファン対応孔３８とする。
弁体３１の上面にファン取付孔４３を設け送風ファン６１とその上部にフード７１を取付ネジ７２で固定する。 本実施例においては小型軸流ファンを図示しており、シロッコファンなどを用いてもよい。
送風ファン６１の送風側にフード７１を取付てフードの出口管７３部に放出管７４を接続しその出口端を発香口７５とする。
香りを提供する対象との距離に応じて放出管の長さＬを決定する。
香り発生器の運転停止状態を図２に示し、香りの発生に当たっては、形状記憶合金コイル１に電力を加え、自己内部抵抗で設定制御温度まで発熱させ、形状記憶合金コイル１を伸長させ、ロツド７を駆動し、レバー１１を支点ピン１３を中心に揺動させ、スライド弁５１を開放状態に作動し、通気孔３４，３５，３６を開く。
同時に送風ファン６１を回転させると香料室２２内の香りを含む気体を通気孔３５，３６から弁孔５５，５６、上部通気孔３７、ファン対応孔３８を経て送風ファン部内を通過してフード７１の出口管７３に接続された放出管７４の発香口７５から香りを発する。
上記送風ファン６１の回転により、香料室２２内が負圧となり吸気管４０内の吸気口４１から吸気道４２を経て通気孔３４から香料室２２内に外気が吸気される。 この外気は加熱穴２３内の高温の形状記憶合金コイル１に接し通過するとき予熱されて香料室２２内に吸気される。
形状記憶合金コイル１への電力を遮断し、送風ファン６１の回転を継続すると形状記憶合金コイル１温度はコイル内を通過する外気により放熱が促進されながら急速に低下していく、温度下降時の形状記憶変態温度以下になるとコイル長は急速に縮小し、スライド弁５１を作動し通気孔を閉止する。
スライド弁５１が通気孔を閉止すると送風ファン６１を停止するよう制御する。このように構成することにより発香容器２１の温度に関わらず比較的熱容量の小さい形状記憶合金コイル１の加熱・冷却による形状記憶伸縮作用で香りの発生・停止が素早く行える。 また形状記憶合金コイルの温度制御で香りの発生量を調節することができる。
【０１０】
【発明の効果】
本発明を使用することにより、香りの発生量の調節および香りの放出・停止などを形状記憶合金コイルへの電力の供給制御のみで簡便に行うことができる。
香り発生の立ち上がりが早く、発生量の調節ができるので香りの効果の活用範囲を拡げることができ、例えば、ゲームソフトや映像などと連動し香りの発生指令を行い、香りを効果的に活用することができるようになる。
香料の気化温度を制御できるので、発生量を経時変化させることにより、香りの揺らぎ効果を活用でき、人の香り関知能力を持続することができる。
香り発生器の構造が簡素になり低価格で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の香り発生器の実施の一例で、発香状態を表す要部断面概要図。
【図２】香り発生器の発香停止状態を表す要部断面図。
【図３】図３は、図１の右側面図で、香り放出側の前面を示す図。
【図４】図４は、図１の左側面図で、開閉弁側の前面を示す図。
【図５】香発生器の香り発香状態を表す図１の平面図。
【図６】図６は、図１のＡ−Ａ’矢視断面で、本体容器部断面を示す図。
【図７】香りの放出又は停止を行う開閉弁を構成する弁体の断面概要図。
【図８】図８は、図７弁体のＢ−Ｂ’矢視平面図。
【図９】図９は、図７弁体のＣ−Ｃ’矢視断面図。
【図１０】香りの放出又は停止を行う開閉弁を構成するスライド弁の正面図。
【図１１】図１１は、図１０に示すスライド弁のＤ−Ｄ’矢視平面図。
【図１２】形状記憶合金コイル部を抜粋表示した図で、通電により自己発熱し、高温時形状記憶状態に変化した状態を示す図で、通電用端子及び温度センサーの取付状態も示す。
【図１３】形状記憶合金コイル部を抜粋表示した図で、初期状態又は、通電を停止し放熱により温度が下がり、低温時形状記憶状態に変化した状態を示す図で、通電用端子及び温度センサーの取付状態も示す。
【図１４】図１３の形状記憶合金コイル部の側面図で、 （ａ）図は左側面図を示し、（ｂ）図は右側面図を示す。
【図１５】本発明の香発生器への香料の補給状態を示す図で、発香容器部と弁体部を開いた状態の要部断面図。
【符号の説明】
１ 形状記憶合金コイル
２ 通電端子
４ センサベース
５ 温度センサー
７ ロッド
１１ レバー
１３ 支点ピン
１６ 作用ピン
２１ 発香容器
２２ 香料室
２３ 加熱穴
２４ 絶縁層
２６ 支点アーム
２８ 香料
３１ 弁体
３３ 弁室
４０ 吸気管
４１ 吸気口
５１ スライド弁
５３ 作用溝
６１ 送風ファン
７１ フード
７４ 放出管
７５ 発香口

Claims (2)

1. 発香容器の上部に香料室を設け香料を入れて下部に加熱穴を設けて、加熱穴内壁に接して絶縁層を設け、温度センサーを取付た形状記憶合金コイルの両端に通電できるようにして一端を固定して絶縁層内に装着して温度変化により形状記憶動作ができるようにして他の一端にロッド端部を取付け、ロッドの他の端部に支点ピンで揺動可能に取り付けたレバーを接続し、香料室上部に蓋状に取り付けた通気孔を持つ弁体に弁室を形成し、スライド弁を摺動可能に挿入して、レバーを介して通気孔の開閉ができるようにして、香りの発香と停止及び香りの発香量調節を形状記憶合金コイルへの電力供給を制御して行えるようにしたことを特徴とする形状記憶合金加熱制御による香り発生器。
2. 複数の通気孔を持つ弁体の端部に吸気管部を形成し下方に延ばして加熱穴部に相対する付近にこの吸気管の吸気口を設けて弁体内に設けた弁室と通じ、スライド弁が開放に作動時に弁体の通気孔から香料室内に吸気できるようにして、他の通気孔の上方部に香りを送出するための送風ファンを取付て、送風ファンの送風側にフード及び放出管を取付たことを特徴とする請求項第一項記載の形状記憶合金加熱制御による香り発生器。

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