JP4699241B2 - 換気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、建物の壁、サッシ、方立などに取り付けられ、室内(屋内)と室外(屋外)を換気する換気装置に関する。
この種の換気装置には換気口が設けられている。この換気口を操作つまみによって手動で開閉するようになっている。
形状記憶合金製のバネを用いることにより、温度環境に応じて換気口の開度を自動調節可能な自動式換気装置も開発されている。
実開昭60−117988号公報 特開2004−170040号公報 特開2004−238992号公報 特開2004−239546号公報
従前の自動式換気装置では、通気板のスライド部の摩擦抵抗によって自動開度調節の精度が損なわれるおそれがあった。
また、換気口を操作つまみで手動開閉する際に自動換気用のバネ力に対抗しなくてはならかった。形状記憶合金製バネの場合、温度によってバネ力が増大することがあり、手動操作性がますます悪化していた。
さらに、手動開閉を頻繁に行なうと、形状記憶合金が繰り返し応力によって金属疲労を来たし、バネの寿命が短くなるという問題があった。
上記目的を達成するために、本発明は、室内と室外(屋外)を換気する換気装置であって、
(a)換気口を有して上下に延びる装置本体と、
(b)前記装置本体に収容された作動板と、この作動板に連繋された操作つまみと、この操作つまみの手動操作に応じて前記作動板を前記換気口に接近・離間するように移動させるカムとを含み、前記作動板の移動により前記換気口を開閉する手動換気機構と、
(c)第1通気穴を有して上下に延び、前記装置本体における前記作動板より室外側の部分に設けられた第1通気板と、
(d)前記第1通気板に対し上下方向にスライド可能に設けられ、この上下スライドにより前記第1通気穴の開度を調節する第2通気板と、
(e)前記第2通気板を上方向又は下方向に付勢する形状記憶合金製の第1バネと、
(f)前記第2通気板を前記第1バネとは反対方向に付勢する第2バネと、
を備えたことを特許請求しない特徴とする。本発明は、室内と室外を換気する換気装置であって、
(a)換気口を有して上下に延びる装置本体と、
(b)前記装置本体に収容された作動板と、この作動板に連繋された操作つまみと、この操作つまみの手動操作に応じて前記作動板を前記換気口に接近・離間するように移動させるカムとを含み、前記作動板の移動により前記換気口を開閉する手動換気機構と、
(c)第1通気穴を有して上下に延び、前記装置本体における前記作動板より室外側の部分に設けられた第1通気板と、
(d)上下に延びるとともに前記第1通気板に対し上下方向にスライド可能に設けられ、この上下スライドにより前記第1通気穴の開度を調節する第2通気板と、
(e)前記第2通気板を上方向又は下方向に付勢する形状記憶合金製の第1バネと、
(f)前記第2通気板を前記第1バネとは反対方向に付勢する第2バネと、
を備え、前記第1通気板の上側部と下側部にそれぞれ常開の穴部が形成されていることを特許請求する特徴とする。
第2通気板は上下方向にスライドするので摩擦抵抗を小さくでき、温度環境に応じた自動換気量調節の精度を向上させることができる。また、手動換気機構と第1、第2バネを機構的に分離できるので、手動換気機構の操作つまみの操作時に第1バネ又は第2バネに抗する必要がなく、手動操作性を確保できるとともに、バネの金属疲労を回避して長寿命化を図ることができる。
前記手動換気機構の操作つまみは、前記装置本体の室内側の壁に設けられるのが好ましく、前記カムは、前記装置本体の内部において前記作動板と装置本体との間に介在されているのが好ましい。
好ましくは、前記第1通気板は上下に延びている。さらに好ましくは、前記第2通気板は上下に延びている。前記第1通気穴は、第1通気板の長手方向に等間隔置きに多数配置されているのが好ましい。
前記第1通気板には、上下に延びるスライドガイド部が設けられ、前記第2通気板には、前記スライドガイド部に上下スライド可能に嵌合するスライド嵌合部が設けられていることが望ましい。
スライドガイド部及びスライド嵌合部が上下に延びているので、これらの間に塵埃が積もるのを抑制でき、第2通気板を長期間にわたってスムーズにスライドさせることができる。
好ましくは、前記スライドガイド部を第1通気板の幅方向の両縁に一対設け、前記スライド嵌合部を第2通気板の幅方向の両縁に一対設ける。
さらに、前記第1バネと第2バネが、それぞれ固定端と可動端を有し、各バネの固定端が前記第1通気板に係止されるとともに可動端が前記第2通気板に係止されていることが望ましい。
これによって、第1、第2通気板と第1、第2バネをユニットにすることができ、換気装置に一体的に取り付けたり取り外したりすることができる。
好ましくは、前記第1通気板が前記装置本体に対し着脱可能になっている。
前記第1通気板の上端部に前記第1、第2バネの一方が配置され、前記第1通気板の下端部に前記第1、第2バネの他方が配置され、これら第1、第2バネの間に前記第2通気板が第1、第2バネと一直線をなすように配置されていることが好ましい。
これによって、換気装置をスリムにすることができる。
好ましくは、前記第1、第2バネが、前記第2通気板の中心線上に配置されている。これにより、第2通気板を上下にまっすぐ吊り下げた状態で上下にまっすぐスライドさせることができる。ひいては、上下スライド時の摩擦抵抗を一層低減することができる。
前記第1通気板の上側部と下側部にそれぞれ常開の穴部が形成されていることが好ましい。
これによって、第1通気穴が閉じている時でも、室内の換気を確保することができる。室内と室外には通常温度差があるので、相対的に暖かいほうの空気が上側の常開穴部を通り、冷たいほうの空気が下側の常開穴部を通ることにより、換気を確実に行なうことができる。これにより、建物から出るホルムアルデヒド等の揮発性化学物質や暖房機器からの一酸化炭素などが室内に滞留するのを防止することができる。
前記上下の常開穴部に前記第1、第2バネを収容することにしてもよい。
本発明によれば、通気板のスライド時の摩擦抵抗を小さくでき、形状記憶合金製バネによる自動換気量調節の精度を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1及び2において、1は、建物の壁Wに設けられたサッシ方立であり、2は、サッシ障子である。サッシ方立1は、アルミ型材からなる方立本体3と、室内(屋内)に面する内カバー4と、室外(屋外)に面する外カバー5とを有し、上下方向(図11の紙面と直交する方向)に延びている。内カバー4には上下に延びる開口4aが形成されている。外カバー5には室外とサッシ方立1の内部とを連通する通気孔5aが形成されている。
方立本体3の内部は中仕切り6によって室内側の部分3aと室外側の部分3bとに仕切られている。中仕切り6には上下に延びる開口6aが形成され、この開口6aを介して室内側部分3aと室外側部分3bとが連通されている。室内側部分3aに換気装置10が収容されている。
図4及び図5に示すように、換気装置10は、装置本体11と、この装置本体11に設けられた手動換気機構20を有している。
装置本体11は、1つ又は複数のアルミ型材にて構成され、屋外側に開放された大略コ字状の断面をなして上下方向に延びている。装置本体11の室内側の壁部12は、サッシ方立1の内カバー4の開口4aを通して室内に露出されている。図3に示すように、装置本体11の室内側の壁部12には換気口12aが上下に並んで複数形成されている。この換気口12aを通して、室内と装置本体11の内部が連通されるようになっている。
装置本体11の屋外側への開口部は、中仕切り6の開口6aと一致するように配置されている。これにより、装置本体11の内部が、開口6a、方立本体3の室外側部分3b、外カバー5の通気孔5aを順次介して屋外と連通されるようになっている。
上記換気口12aを開閉するための手動換気機構20は、次のように構成されている。
図4及び図5に示すように、装置本体10の内部には、作動板21が収容されている。作動板21は、上下方向に延びている。作動板21の幅方向の両縁(図4において紙面手前と紙面奥側)には一対のカム係合部21a,21aが凸設されている。カム係合部21a,21aは、作動板21の長手方向(上下)に離れて複数対設けられている(図2参照)。
装置本体11の室内側の壁部12の下端付近には、操作つまみ22が上下にスライド可能に設けられている。操作つまみ22は、スライド可能範囲の上限位置と下限位置においてそれぞれロック可能になっている。(図4は、操作つまみ22を上限位置にロックした状態を示している。)この操作つまみ22に作動板21が前後(室内外方向)に接近・離間可能に連繋されている。
図2に示すように、装置本体11の室内側壁部12の裏側には、ホルダ23が、上下に離れて複数配置されている。図5に示すように、ホルダ23は、平面視コ字状をなし、作動板21に被さっている。ホルダ23は、作動板21の支持手段として提供されるとともに作動板21の移動方向を変換するカムとして提供されている。ホルダ23の一対の側部には、図4に示すようにカム溝23aが貫通形成されている。各カム溝23aに、作動板21のカム係合部21aがスライド可能に挿通されている。これにより、作動板21がホルダ23に支持されている。上下に配置された複数のホルダ23,23…によって作動板21が垂直姿勢に保たれている。カム溝23aは、屋外側に向かうにしたがって上へ傾斜している。このカム溝23aに沿って作動板21のカム係合部21aが斜め上下方向に案内され、このカム係合部21aとカム溝23aのカム作用によって、作動板21が、斜め上下方向へ平行移動されるようになっている。作動板12は、下降するにしたがって装置本体11の室内側壁部12の換気口12aに近づき、上昇するにしたがって室内側壁部12の換気口12aから遠ざかる。この作動板12の移動操作は、操作つまみ22によって手動で行なうことができる。
図示は省略するが、操作つまみ22を下限位置に位置させた状態では、作動板21が、最も下に位置するとともに室内側壁部21に最も近づき、換気口12aを閉ざすようになっている。これによって、室内と屋外の換気を遮断することができる。操作つまみ22を下限位置にロックすることによって、換気口12aの閉状態を維持することができる。
このロックを解除して、操作つまみ22を上げていくと、これと一緒に作動板21が上昇するとともに室内側壁部12から遠ざかり、換気口12aが開けられる。図4に示すように、操作つまみ22を上限位置に位置させることにより、作動板12を最も上に位置させるとともに室内側壁部12から最も遠ざけることができる。操作つまみ22を上限位置にロックすることによって、換気口12aの開状態を維持することができる。作動板12についても最も上の位置で安定的に静止するようにしてもよい。ホルダ23には、板バネからなる戻しバネ23bが設けられており、この戻しバネ23bが、最も上の位置の作動板12の屋外側の面に当たるようになっている。これにより、操作つまみ22の上限位置でのロックを解除して下降させた時、作動板12が、戻しバネ23bに押されて上記安定的な位置から斜め下に向けて動き出すようにすることができる。
図4及び図5に示すように、換気装置10には、上記手動換気機構20に加えて、自動換気機構30が設けられている。図7に示すように、自動換気機構30は、第1、第2の通気板31,32と、第1、第2のバネ33,34で構成されたユニットになっている。
図6(a)に示すように、第1通気板31は、上下に延びている。第1通気板31の上端部には穴部31cが形成され、下端部の近傍には穴部31dが形成されている。これら上下の穴部31c,31dの間の第1通気板31には、第1通気穴31aが上下に間隔を置いて多数形成されている。各第1通気穴31aは、上下の穴部31c,31dより小さい。
図5に示すように、第1通気板31の左右の縁部(上下に延びる縁部)には、大略C字状断面のスライドガイド部31bと、このスライドガイド部31bの外端面から突出する凸縁31fが一体に形成されている。凸縁31fが、換気装置本体11の室外側の縁部に嵌め込まれている。これによって、第1通気板31が、装置本体11に固定されている。
図6(b)に示すように、第2通気板32は、上下に延びている。第2通気板32の長さは、第1通気板31より短い。第2通気板32には、第2通気穴32aが上下に間隔を置いて多数形成されている。各第2通気穴32aの大きさは、各第1通気穴31aの大きさと略等しい。第2通気穴32aのピッチは、第1通気穴31aのピッチと等しい。
図5に示すように、第2通気板32は、第1通気板31の室外側の面に重ねられている。これによって、第1通気穴31aと第2通気穴32aが連通するようになっている。第2通気板32の左右の縁部(上下に延びる縁部)は、L字状に折曲され、スライド嵌合部32bを形成している。このスライド嵌合部32bが、第1通気板31のスライドガイド部31bに上下方向にスライド可能に嵌め込まれている。
図6(b)に示すように、第2通気板32の上端部付近における室内側を向く面には、リベットからなる位置決め凸部32eが突設されている。図7に示すように、この位置決め凸部32eが、第1通気板31に形成された位置決め孔31eに嵌め込まれている。位置決め孔31eは、長軸を上下に向けた長孔になっている。この位置決め孔31eの長軸によって第2通気板32の上下ストロークが規制されるようになっている。
図7に示すように、第2通気板32の上下方向の位置に応じて、第1通気穴31aと第2通気穴32aの重なり度が増減するようになっている。第2通気板32が上に位置するほど、第1通気穴31aと第2通気穴32aの重なり度が大きくなるようになっている。
図7(a)に示すように、位置決め凸部32eが位置決め孔31eの上端の縁に突き当たるとき、第2通気板32が上下スライド範囲の上限位置に位置される。このとき、第1通気板31の通気穴31aと第2通気板32の通気穴32aが完全に一致し、通気穴31aの開口度が最大(全開)になるようになっている。
図7(b)に示すように、位置決め凸部32eが位置決め孔31eの下端の縁に突き当たるとき、第2通気板32が上下スライド範囲の下限位置に位置される。このとき、第1通気板31の通気穴31aに対し第2通気板32の通気穴32aが半ピッチ程度ずれ、通気穴31aの開口度が最小になるようになっている。この実施形態では、最小開口度の時も通気穴31a,32aどうしが少し重なり半開き状態になっているが、通気穴31a,32aどうしがまったく重ならないようにして完全な閉じ状態になるようにしてもよい。
第1バネ33は、Ni−Ti合金等の形状記憶合金からなる引っ張りコイルバネにて構成されている。形状記憶合金製の第1バネ33は、温度が上昇すると自然長が小さくなってバネ力が増大し、逆に温度が低下すると自然長が大きくなってバネ力が減少する特性を有している。図7に示すように、第1バネ33は、第1通気板31の上側の穴部31cに収容されるようにして配置されている。第1バネ33の上端(固定端)は、第1通気板31の上端部に設けられたバネ係止部31gに引っ掛けられている。第1バネ33の下端(可動端)は、第2通気板32の上端部に設けられたバネ係止部32gに引っ掛けられている。これによって、第1バネ33は、第2通気板32を上方向に付勢するようになっている。
第2バネ(バイアスバネ)34は、ステンレス鋼からなる通常の引っ張りコイルバネにて構成されている。第2バネ34は、第1通気板31の下側の穴部31dに収容されるようにして配置されている。第2バネ34の上端(可動端)は、第2通気板32の下端部に設けられたバネ係止部32hに引っ掛けられている。第2バネ34の下端(固定端)は、第1通気板31の下端部に設けられたバネ係止部31hに引っ掛けられている。これによって、第2バネ34は、第2通気板32を上記第1バネ33とは反対の下方向に付勢するようになっている。
第1バネ33と第2バネ34は、第1、第2通気板31,32の中心線上に配置されている。
上記構成において、第2通気板32は、第1バネ33と第2バネ34どうしのバネ力がつりあう高さに位置にされるようになる。
例えば夏季のように気温が高くなると、形状記憶合金製の第1バネ33が、自然長が小さくなる方向に形状変化してバネ力が増大する。したがって、第1バネ33が縮み、第2バネ34が伸びる。これによって、第2通気板32が上方にスライドして、第1通気板31の通気穴31aと第2通気板32の通気穴32aの重なり(開度)が大きくなる。そして、図7(a)に示すように、位置決め凸部32eが位置決め孔31eの上端の縁に突き当たって第2通気板32が上限位置に達したとき、第1通気穴31aが第2通気穴32aと完全に一致し全開状態になる。この結果、室内を十分に換気することができる。
一方、例えば冬季のように気温が低くなると、形状記憶合金製の第1バネ33が、自然長が大きくなる方向に形状変化してバネ力が減少する。したがって、第1バネ33が伸び、第2バネ34が縮む。これによって、第2通気板32が下方にスライドして、第1通気板31の通気穴31aと第2通気板32の通気穴32aの重なり(開度)が小さくなる。そして、図7(b)に示すように、位置決め凸部32eが位置決め孔31eの下端の縁に突き当たって第2通気板32が下限位置に達したとき、第1通気穴31aと第2通気穴32aが半ピッチほどずれ、通気穴31aの開口度が最小になる。これによって、換気口12aを手動換気機構20によって常時開状態にしていても、自動換気機構30によって換気を抑制でき、屋外の冷気が室内に入って来たり室内の暖気が屋外に逃げたりするのを抑制することができる。最小開口度のときでも通気穴31aが完全な閉状態にはならないので、多少の換気を許容することができる。
しかも、第1通気板31には常開の穴部31c,31dが上下に一対設けられているので、室内の暖かい空気は、上側の穴部31cを通して屋外へ流出し、屋外の冷たい空気は、下側の穴部31dを通して室内に流入することができる。この結果、建物から出るホルムアルデヒド等の揮発性化学物質や暖房機器からの一酸化炭素などが室内に滞留するのを確実に防止することができる。
第2通気板32は、第1バネ33によって吊り下げられた状態で上下方向にスライドするようになっているので、スライドガイド部31bとスライド嵌合部32bとの間の摩擦抵抗を極めて小さくすることができる。しかも、第1、第2バネ33,34が第2通気板32の中心線上に配置されているので、スライドガイド部31bで支えなくても第2通気板31を真っ直ぐ鉛直の姿勢に維持でき、上下スライド時の摩擦抵抗を一層確実に低減することができる。これによって、バネ33,34による第2通気板32の上下スライドをスムーズかつ安定的に行うことができ、温度環境に応じた自動換気量調節の精度を向上させることができる。
スライドガイド部31bは上下に延びているので、塵埃がスライドガイド部31bの溝内に積もりにくい。したがって、スムーズなスライド状態を長期間にわたって維持することができる。
暴風雨等の際は、手動換気機構20によって換気口12aを強制的に閉じる。この手動換気機構20は、自動換気機構30と機構的に切り離されているので、操作つまみ22を第1バネ33や第2バネ34のバネ力に抗することなくスムーズに操作することができる。換気口12aを強制的に開くときも同様である。
一方、自動換気機構30のバネ33,34は、手動換気機構20の開閉操作によって伸び縮みすることがないので、手動換気調節を頻繁に行なっても、バネ33,34が金属疲労を来たすことがない。これによって、バネ33,34の長寿命化を図ることができる。
通気板31,32及びバネ33,34からなる自動換気機構30は、1つのユニットになっており、換気装置本体11に対し一体的に分離・接合可能になっているので、組み付けが容易なだけでなく、既存の換気装置に後付けで取り付けることも可能である。
第1、第2バネ33,34を、第2通気板32を挟んで第1通気板31の上下端部に配置し、これら通気板31,32及びバネ33,34を一直線上(中心線上)に配置することにより、自動換気機構30のスリム化が可能となる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の改変をなすことができる。
自動換気機構30が、全開状態と全閉状態の間で開閉されるようにしてもよい。
換気装置本体11にスライドガイド部を設け、このスライドガイド部に第2通気板32を上下スライド可能に係合させてもよい。
上記実施形態では、第1通気板31のスライドガイド部31bが凹状になり、これに第2通気板32の凸状のスライド嵌合部32bが嵌合されていたが、第2通気板32のスライド嵌合部を凹状にし、第1通気板31のスライドガイド部を凸状にして上記凹状のスライド嵌合部に嵌め込まれるようにしてもよい。
形状記憶合金製の第1バネ31を下側に設け、第2バネ32を上側に設けてもよい。
第1バネ31又は第2バネ32を、引っ張りバネに代えて圧縮バネにて構成してもよい。
手動換気機構20の作動板21は、平行移動だけでなく回転をも伴いながら換気口12aに接近・離間し、換気口12aを開閉するようになっていてもよい。
この発明は、建物の壁、サッシ枠、方立等に設けられる換気装置に適用可能である。
本発明の一実施形態に係る換気装置を組み込んだ建物のサッシ窓を示す横断面図である。 上記サッシ窓の縦断面図である。 上記換気装置を室内側から見た正面図である。 上記換気装置の縦断面図である。 図4のV-V線に沿う上記換気装置の階段断面図である、 (a)は、上記換気装置の自動換気機構の第1通気板を屋外側から見た正面図であり、(b)は、上記自動換気機構の第2通気板を屋外側から見た正面図である。 (a)は、全開状態の上記自動換気機構を屋外側から見た正面図であり、(b)は、最小開口時の上記自動換気機構を屋外側から見た正面図である。
符号の説明
W 壁
1 サッシ方立
2 サッシ障子
3 方立本体
3a 室内側部分
3b 室外側部分
4 内カバー
4a 開口
5 外カバー
5a 通気孔
6 中仕切り
6a 連通路
10 換気装置
11 装置本体
12 室内側の壁部
12a 換気口
20 手動換気機構
21 作動板
21a カム係合部
22 操作つまみ
23 ホルダ(カム)
23a カム溝
23b 戻しバネ
30 自動換気機構
31 第1通気板
31a 第1通気穴
31b スライドガイド部
31c 上側の穴部
31d 下側の穴部
31f 凸縁
31e 位置決め孔
31g 第1バネ固定端係止部
31h 第2バネ固定端係止部
32 第2通気板
32a 第2通気穴
32b スライド嵌合部
32e 位置決め凸部
32g 第1バネ可動端係止部
32h 第2バネ可動端係止部
33 第1バネ(形状記憶合金バネ)
34 第2バネ(バイアスバネ)

Claims (5)

  1. 室内と室外を換気する換気装置であって、
    (a)換気口を有して上下に延びる装置本体と、
    (b)前記装置本体に収容された作動板と、この作動板に連繋された操作つまみと、この操作つまみの手動操作に応じて前記作動板を前記換気口に接近・離間するように移動させるカムとを含み、前記作動板の移動により前記換気口を開閉する手動換気機構と、
    (c)第1通気穴を有して上下に延び、前記装置本体における前記作動板より室外側の部分に設けられた第1通気板と、
    (d)上下に延びるとともに前記第1通気板に対し上下方向にスライド可能に設けられ、この上下スライドにより前記第1通気穴の開度を調節する第2通気板と、
    (e)前記第2通気板を上方向又は下方向に付勢する形状記憶合金製の第1バネと、
    (f)前記第2通気板を前記第1バネとは反対方向に付勢する第2バネと、
    を備え、前記第1通気板の上側部と下側部にそれぞれ常開の穴部が形成されていることを特徴とする換気装置。
  2. 前記第1通気板には、上下に延びるスライドガイド部が設けられ、前記第2通気板には、前記スライドガイド部に上下スライド可能に嵌合するスライド嵌合部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の換気装置。
  3. 前記第1バネと第2バネが、それぞれ固定端と可動端を有し、各バネの固定端が前記第1通気板に係止されるとともに可動端が前記第2通気板に係止されていることを特徴とする請求項2に記載の換気装置。
  4. 前記第1通気板の上端部に前記第1、第2バネの一方が配置され、前記第1通気板の下端部に前記第1、第2バネの他方が配置され、これら第1、第2バネの間に前記第2通気板が第1、第2バネと一直線をなすように配置されていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の換気装置。
  5. 前記第1、第2バネが、前記第2通気板の中心線上に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の換気装置。
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