JP6150756B2 - ダンパの開閉機構および空気調和機器 - Google Patents

Description

本発明は、流体の流量を調節するためのダンパの開閉機構に関するものである。

建物内の区画毎の温熱コントロールを、区画毎に設けられた風量調整用のダンパの開閉制御により行う全館空調システムにおいて、複数のダンパを開閉するダンパ開閉機構が使用されている。

特開平8-75225公報

文献１は、建物内の区画毎の温熱コントロールを区画毎に設けられた風量調整用のダンパの開閉制御により行う全館空調システムにおいて、換気と冷暖房が同じタイミングで行われることで冷暖房の効率が下がることを防止するために、冷暖房用ダクトのダンパ開閉と、換気ダクトのダンパ開閉を異なるタイミングで制御することを開示している。

しかしながら、文献１には、建物内の区画毎の風量調節用ダンパ装置に関して詳細な解説が行われていない。複数のダクトの風量を変化させるために、複数のダンパを非連動的に開閉できるダンパの開閉機構が望まれている。

流路を流れる流体の流量を調節するダンパの開閉機構において、
ラック・アンド・ピニオン機構を有し、
このラック・アンド・ピニオン機構は同一径・同一歯数を有する少なくとも三つのピニオンと、これらのピニオンを挟んで対向配置された一対のラックとから成り、
前記ラック双方は、第１のピニオンに対しては歯が形成された部分で係合しており、
第２、第３のピニオンに対しては其々歯が形成された部分と形成されない部分とで両側から挟んで係合しており、並びに、
前記ラック双方の対向する部位において、前記第２、第３のピニオンに係合する歯の形成されない部分は相補的に構成されており、
前記第１のピニオンは駆動手段から力を受けて回転することによって前記ラックに力を及ぼしてそれらを相反する方向へ移動させるものであり、
前記第２および第３のピニオンは前記ラックが移動した場合に非連動的に回転するものであり、
前記第２および第３のピニオンはそれぞれに対応するダンパを回転可能に設けられているダンパの開閉機構である。

比較的簡素な構成により複数のダンパを非連動的に開閉することが可能なダンパの開閉機構を実現できる。

本発明に係わる、第１と第２のダクトを非連動で動作するダンパ開閉機構の構成を示す図である。 本発明に係わる、ダクトとダンパとラックの配置を示す平面図である。 本発明に係わる、第１のダクトを閉じる途中を説明する図である。 第１のダクトを閉じる途中のダクト内のダンパの状態を示す平面図である。 本発明に係わる、第１のダクトを完全に閉じた状態を説明する図である。 第１のダクトを閉じたダクト内のダンパの状態を示す平面図である。 本発明に係わる、第２のダクトを閉じる動作を説明する図である。 本発明に係わる、第２のダクトを完全に閉じた状態を説明する図である。

本発明の実施の形態１.を図１から図８を参照しながら詳細に説明する。

実施の形態１．

図１は、第１と第２のダクトを非連動で開閉するダンパの開閉機構の構成を示す図である。このダンパの開閉機構は、次に述べるラック・アンド・ピニオン機構を有している。１、２と３はピニオンであり同一の直径および歯数を持つ。前記ピニオン１（第１のピニオン）は中央に配置され、その両側に前記ピニオン２と３が前記ピニオン１からそれぞれ等距離に、互いの回転軸が平行になるように配置されている。前記ダンパの開閉機構は、前記ピニオン１を回転する駆動手段（図示せず）を備える。前記駆動手段は、電動モーターを想定している。４３と４４は、一対のラックである。前記ラック４３と４４は、前記ピニオン１、２と３を挟むように対向して配置する。ラック４３、４４の対向面に設けられた歯は、ピニオン１，２，３のそれぞれの外周面に設けられた歯と噛み合うことが可能な状態にある。５１と５２は、それぞれ前記ピニオン３と２の回転軸に直接的に結合されているダンパである。前記ダンパ５１と、５２とは、それぞれ建物内の第１の区画（図示せず）と、第２の区画（図示せず）に冷房、ないし暖房した空気を供給する第１のダクト（図示せず）と、第２のダクト（図示せず）の風量を制御する。前記図１において、前記ダンパ５１および５２の回転位置は、前記第１のダクトおよび、第２のダクトをそれぞれ開いた状態にする。領域 S４４０とS４４１は、前記ラック４４の歯が形成されない部分（歯欠け領域）を示す。領域 S４３０とS４３１は、前記ラック４３の歯欠け領域を示す。

図２は、図１の平面を表した模式的な図であり、ラック４３と、前記ダンパ５１、５２と、第１のダクト５１−D、第２のダクト５２−Dの配置を示す。前記ダクト５１−D、５２−Dの断面は、長方形である。前記ダンパ５１と５２は、それぞれ前記ダクト５１−Dと５２−Dの断面と同形の形状を呈し、前記ダクト５１−Dと５２−Dの内部に位置する。前記ダンパ５１、５２をそれぞれ（例えば０〜９０度に）回転する回転軸（図示せず）が、ダクトに穿かれた穴（図示せず）から突出している。前記ダンパ５１、５２の回転軸はそれぞれ、前記ピニオン２、３の回転軸に繋げている。前記図２における前記ダンパ５１、５２の回転角度が０度の状態は、前記ダクト５１−D、５２−Dを開けている状態を表す。尚、ダクトの断面は、長方形に限らず、正方形、円、楕円または三角形であってもかまわない。

図３は、前記ダンパ５１が前記第１のダクト５１−Dを閉じる途中の状態を説明する面である。
前記ピニオン１が回転して、前記ラック４３は左側の方向L1に、また前記ラック４４を右側の方向R1に平行移動させる。前記ラック４３の歯と、前記ラック４４の歯が、前記ピニオン３を０度から回転することから、前記ピニオン３も回転して前記ダンパ５１の回転軸の角度を増やす。前記ダンパ５１は回転して第１のダクト５１−Dを閉じ始める。一方、前記ラック４３の右側の歯欠けした前記領域S４３１と、前記ラック４４の右側の歯欠けした前記領域S４４１は、前記ピニオン２の歯とかみ合っていないので、前記ピニオン２は回転しない。前記ダンパ５２は静止したままなので、前記第２のダクト５２−Dは開いた状態にある。

図４は、図３の平面を表す模式的な図であり、前記ダンパ５１が回転するので、前記ダクト５１−Dを塞いでいる途中の状態を示している。

図５は、前記ダンパ５１が前記第１のダクト５１−Dを完全に閉じた状態を表す模式的な図である。
前記ピニオン３の軸につながった前記ダンパ５１は、図１の位置より９０度回転した位置となり、前記第１のダクト５１−Dを塞ぐ。一方、前記ピニオン２は静止したままなので、前記ダンパ５２は、前記第２のダクト５２−Dを開いた状態のままである。

図６は、図５の平面を表す模式的な図であり前記ダンパ５１が、前記ダクト５１−Dを塞いでいる状態を示している。

図７は、前記ダンパ５２が前記第２のダクト５２−Dを閉じる途中の状態を説明する図である。
前記ピニオン１が回転することで、前記ラック４３は右側の方向R２に、また前記ラック４４を左側の方向L２に平行移動する。前記ラック４３の歯と前記ラック４４の歯が、前記ピニオン２を回転することから、前記ダンパ５２の回転軸は０度から回転して第２のダクト５２−Dを閉じ始める。一方、前記ラック４３の歯欠けした前記領域S４３０と、前記ラック４４の左側の歯欠けした前記領域S４４０は、前記ピニオン３の歯とかみ合わないことから、前記ピニオン３は回転しない。よって、前記ダンパ５１は静止するので前記第１のダクト５１−Dは開いた状態にある。

図８は、前記ダンパ５２が前記第２のダクト５２−Dを完全に閉じた状態を説明する図である。
前記ピニオン１が、前記図４より回転することで、前記ピニオン２も回転して角度を増す。前記ピニオン２の軸につなげた前記ダンパ５２は、図１の位置より９０度回転した位置となり、前記第２のダクト５２−Dを塞ぐ。一方、前記ピニオン３は静止しているので、前記ダンパ５１は、前記第１のダクト５１−Dを開いた状態のままである。このように、ひとつのラック・アンド・ピニオン機構を用いて、二つのダンパが動く時期を異なるように（すなわち非連動的に）構成することができる。

このように、複数のダンパを非連動的に開閉するダンパを備えたことで、建物内の区画毎の風量調節用ダンパの開閉を制御するので、区画毎の温冷房の風量を任意に設定できることから、建物全体の冷暖房の効率を保つことが可能になる。

当然ながら、上述の実施の形態１とは異なる形態を採ることもできる。例えば、ラックの歯が形成されていない部分の位置を変えることによって、ダンパの動き方を変えることができる。また、ピニオンの回転軸にダンパを直接的に結合するのではなく、ピニオンの回転軸とダンパの回転軸との間に回転を伝達する機構（歯車、ベルトなど）を配置することもできる。また、実施の形態１では、ダンパの開閉機構の構成および作用を、空気調和機器を例に用いて説明したが、これに限定するものではなく、ダンパの開閉機構を空気調和機器以外の用途にも適用することが可能である。

１、２，３ ピニオン
４３、４４ ラック
５１、５２ ダンパ
５１−D、５２−D ダクト
S４３１、S４３２ ラック４３の歯欠け領域
S４３０、S４３１ ラック４４の歯欠け領域
L1 ラック４３の左平行移動方向
R1 ラック４４の右平行移動方向
L２ ラック４４の左平行移動方向
R２ ラック４３の右平行移動方向

Claims (1)

1. 流路を流れる流体の流量を調節するダンパの開閉機構において、
   ラック・アンド・ピニオン機構を有し、
   このラック・アンド・ピニオン機構は同一径・同一歯数を有する少なくとも三つのピニオンと、これらのピニオンを挟んで対向配置された一対のラックとから成り、
   前記ラック双方は、第１のピニオンに対しては歯が形成された部分で係合しており、
   第２、第３のピニオンに対しては其々歯が形成された部分と形成されない部分とで両側から挟んで係合しており、並びに、
   前記ラック双方の対向する部位において、前記第２、第３のピニオンに係合する歯の形成されない部分は相補的に構成されており、
   前記第１のピニオンは駆動手段から力を受けて回転することによって前記ラックに力を及ぼしてそれらを相反する方向へ移動させるものであり、
   前記第２および第３のピニオンは前記ラックが移動した場合に非連動的に回転するものであり、
   前記第２および第３のピニオンはそれぞれに対応するダンパを回転可能に設けられているダンパの開閉機構。