JP6682356B2

JP6682356B2 - 換気装置

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Publication number: JP6682356B2
Application number: JP2016105107A
Authority: JP
Inventors: 竜治佐藤
Original assignee: Sahara KK
Current assignee: Sahara KK
Priority date: 2016-05-26
Filing date: 2016-05-26
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-05-26
Also published as: AU2016266047A1; KR20170134171A; JP2017211145A; CN107436011A; KR101846098B1; AU2016266047B2; CN107436011B

Description

本発明は、温度感応型アクチュエータを用いて自動換気を行なう換気装置に関する。

一般的な換気装置は、通気口を有する装置本体と、この装置本体に回動可能またはスライド可能に支持され通気口を開閉する作動板と、上記作動板を開閉操作する手動操作機構とを備えている。

上記のように手動で作動板を開閉操作する場合、適切な開閉制御がなされない場合もある。例えば、冬季に暖房している状況で通気口を開いたまま放置すると、屋外の冷気が入り込んだり室内の暖気が逃げたりするため、暖房効率が低くなりエネルギーの浪費を招く。また、夏季に室内を冷房している状況で通気口を開いたまま放置すると、屋外の熱気が入り込んだり室内の冷気が逃げたりするため、冷房効率が低くなりエネルギーの浪費を招く。そのため、気温に応じて自動開閉制御を行う換気装置の開発が求められている。

特許文献１には、温度感応型アクチュエータを備えた換気装置が開示されている。この換気装置では、細長い装置本体に作動板を長手方向にスライドさせることにより、通気口を開閉する。作動板の一端と装置本体との間には形状記憶バネ（形状記憶合金製のバネ）が取り付けられ、作動板の他端と装置本体との間にはバイアスバネが取り付けられている。作動板はこれら２つのバネの引張り力に応じて位置調節され、通気口を開閉するようになっている。低温時には形状記憶バネのバネ力が弱まるためバイアスバネの力で作動板は閉じ位置へ移動する。高温時には形状記憶バネの弾性力が強まってバイアスバネの力に打ち勝ち、作動板は開き位置へ移動する。
特許文献１の換気装置では、低温時に通気口が閉じられるため暖房効率を高めることができるが、高温時には通気口が開いたままのため冷房効率を高めることができない。

特許文献２には、低温時と高温時に通気口を閉じることができる温度感応型アクチュエータを備えた換気装置が開示されている。
特許文献２の図１〜図３に開示された第１実施形態では、装置本体にスライド可能に支持された１枚の作動板に、２つの形状記憶合金バネと、２つのバイアスバネとが接続されている。一方の形状記憶バネと一方のバイアスバネは作動板を開き方向に付勢し（以下、これらバネを開き側の形状記憶バネ、開き側のバイアスバネと称す）、他方の形状記憶バネと他方のバイアスバネは作動板を閉じ方向に付勢する（以下、これらバネを閉じ側の形状記憶バネ、閉じ側のバイアスバネと称す）。閉じ側の形状記憶バネの変態温度は開き側の形状記憶バネより高い。

特許文献２の第１実施形態では、低温時には閉じ側のバイアスバネの力が開き側の形状記憶バネおよび開き側のバイアスバネに打ち勝ち、作動板が閉じ方向に移動する。常温時には開き側の形状記憶バネの変態温度を超えるため、開き側の形状記憶バネと開側のバイアスバネの力が閉じ側の形状記憶バネおよび閉じ側のバイアスバネに打ち勝ち、作動板は開き方向に移動する。高温時には閉じ側の形状記憶バネの変態温度を超えるため、閉じ側の形状記憶バネと閉じ側のバイアスバネの力が開き側の形状記憶バネおよび開き側のバイアスバネに打ち勝ち、作動板が閉じ方向に移動する。

特許文献２の図４に示す第２実施形態では、第１、第２の２枚の作動板が重なった状態で装置本体にスライド可能に支持されている。第１作動板には、第１形状記憶バネが開き方向に第１バイアスバネが閉じ方向に作用している。第２作動板には第２形状記憶バネが閉じ方向に、第２バイアスバネが開き方向に作用している。第２形状記憶バネの変態温度は第１形状記憶バネより高い。

特許文献２の第２実施形態では、低温時には、第２作動板が開き位置にあるものの、第１バイアスバネが第１形状記憶バネに打ち勝つために第１作動板が閉じ位置にあり、その結果、通気口は閉じられている。常温時には、第１形状記憶バネが第１バイアスバネに打ち勝つために第１作動板も開き位置にあり、その結果、通気口は開かれている。高温時には、第１作動板が開き位置にあるものの、第２形状記憶バネが第２バイアスバネに打ち勝つために第２作動板が閉じ位置にあり、その結果、通気口は閉じられている。

ＷＯ２０１３／１１８２９１号公報実開昭６３−１８５０４４号公報

特許文献２の第１実施形態の換気装置では、１つの作動板に４つのバネが作用するため、バネの調整が困難であり、実用化することができない。
また、特許文献２の第２実施形態の換気装置では、重ねられた２つの作動板を用いるため、実用化することが困難である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、通気口が形成された主壁を有する細長い装置本体と、上記装置本体に沿って延びるとともに上記装置本体にスライド可能及び／又は回動可能に支持されそのスライド及び／又は回動に伴って上記通気口を開閉する細長い作動板と、上記作動板を温度に応じて自動的に開閉制御する温度感応型アクチュエータと、を備えた換気装置において、
上記温度感応型アクチュエータは、
（ア）上記装置本体に設けられた支持構造と、
（イ）上記支持構造に対して上記装置本体の長手方向に移動可能な第１移動体と、
（ウ）上記第１移動体に対して上記装置本体の長手方向に移動可能な第２移動体と、
（エ）上記支持構造と上記第１移動体との間に配置され、上記第１移動体に、上記装置本体の長手方向に沿う互いに反対方向の力を付与する第１形状記憶バネおよび第１バイアスバネと、
（オ）上記第１移動体と上記第２移動体との間に配置され、上記第２移動体に、上記装置本体の長手方向に沿う互いに反対方向の力を付与する第２形状記憶バネおよび第２バイアスバネと、
（カ）上記第２移動体を上記作動板に連携し、上記第２移動体が上記装置本体の長手方向に沿う第１方向に移動する際に上記作動板を閉じ動作させ、上記第２移動体が上記第１方向とは逆の第２方向に移動する際に上記作動板を開き動作させる連携手段と、
（キ）上記第１移動体の上記支持構造に対する上記第２方向への移動を規制する第１規制手段と、
（ク）上記第２移動体の上記第１移動体に対する上記第２方向への移動を規制する第２規制手段と、
を備え、
上記第１、第２形状記憶バネのうちの一方が、これに対応する上記第１、第２移動体のうちの一方の移動体を上記第１方向に付勢し、上記第１、第２形状記憶バネのうちの他方が、これに対応する上記第１、第２移動体のうちの他方の移動体を上記第２方向に付勢しており、上記一方の形状記憶バネの変態温度が、上記他方の形状記憶バネより高く設定されていることを特徴とする。

上記構成によれば、変態温度の異なる２種類の形状記憶バネとこれら形状記憶バネにそれぞれ対抗するバイアスバネを用いることにより、低温領域と高温領域で作動板の閉じ動作を実行でき、常温領域で作動板を開き動作することができるので高い暖房効率と高い冷房効率の両方を確保することができる。
しかも、第１，第２の移動体の第２方向（作動板を開き動作させる方向）の移動を規制するため、上記閉じ動作の際に、第１形状記憶バネおよび第１バイアスバネからなるバネ系と、第２形状記憶バネおよび第２バイアスバネからなるバネ系との間で干渉や相殺が生じず、確実に閉じ動作を行うことができる。

好ましくは、さらに、上記第１移動体の上記支持構造に対する上記第１方向への移動を規制する第３規制手段と、上記第２移動体の上記第１移動体に対する上記第１方向への移動を規制する第４規制手段、を備えている。
上記構成によれば、第１、第２移動体の第１方向（作動板を閉じ動作させる方向）の移動も規制され、これら第１、第２移動体の移動ストロークを確定することができる。

好ましくは、上記第１、第２の形状記憶バネと上記第１、第２のバイアスバネが、上記装置本体の長手方向に延びる引張コイルバネからなる。
上記構成によれば、４つのバネを装置本体の細長い形状に合わせて配置することができる。

好ましくは、上記支持構造が上記装置本体の長手方向に延びる細長いベース部を有し、上記第１移動体は、上記装置本体の長手方向に延びる細長い第１スライダとして構成され、この第１スライダは、上記ベース部より短く上記ベース部にスライド可能に支持されており、上記第２移動体は、上記第２スライダにスライド可能に支持された第２スライダとして構成される。
上記構成によれば、第１、第２移動体を装置本体の細長い形状に合わせて配置することができる。

好ましくは、上記第２スライダは、上記第１スライダにスライド可能に支持されたスライド部と、このスライド部からスライド方向と直交する方向に突出する係合突出部とを有し、上記第１スライダの中間部には、互いに上記スライド方向に離れ上記第２スライダの上記係合突出部を係止する一対の第２スライダ用ストッパ部を有し、これら一対の第２スライダ用ストッパ部が上記第２、第４規制手段として提供される。
上記構成によれば、第２、第４規制手段の構成を簡略化することができる。

好ましくは、上記支持構造は、上記第１スライダの両端部を係止するための一対の第１スライダ用ストッパ部を有し、これら一対の第１スライダ用ストッパ部が上記第１、第３規制手段として提供される。
上記構成によれば、第１、第３規制手段の構成を簡略化することができる。

好ましくは、上記第１スライダの両端部に第２バネ掛け部が形成され、これら一対の第２バネ掛け部と上記第２スライダのスライド部との間に上記第２形状記憶バネと上記第２バイアスバネが掛けられ、これら第２形状記憶バネと第２バイアスバネが、スライド方向に沿って一直線上に配置されている。

一実施態様では、上記支持構造は、上記ベース部の両端部のそれぞれに、上記第１スライダ用ストッパ部と、この第１スライダ用ストッパ部と上記スライド方向と直交する方向に隣接する第１バネ掛け部とを有し、上記第１スライダは、上記ベース部にスライド可能に支持されたスライド部と、このスライド部の中間部からスライド方向と直交する方向に突出する第３バネ掛け部とを有し、この第３バネ掛け部と上記一対の第１バネ掛け部との間に、上記第１形状記憶バネと上記第１バイアスバネが掛けられており、上記第１形状記憶バネと上記第１バイアスバネは、上記第２形状記憶バネおよび上記第２バイアスバネと平行をなすとともにスライド方向と直交する方向に隣接して、一直線をなして配置されている。
上記構成によれば、４つのバネを２列に配置したので、温度感応型アクチュエータを短くすることができる。

他の実施態様では、上記支持構造は、上記ベース部の両端部に第１バネ掛け部を有し、これら第１バネ掛け部と上記一対の第２バネ掛け部との間に上記第１形状記憶バネと上記第１バイアスバネが掛けられており、上記第１、第２形状記憶バネと上記第１、第２バイアスバネが上記ベース部に沿って一直線上に配置され、上記支持構造は、上記ベース部において上記一対の第１バネ掛け部から中央寄りに離れた箇所に上記一対の第１スライダ用ストッパ部を有する。
上記構成によれば、４つのバネを１列に配置したので、温度感応型アクチュエータの幅を狭くすることができる。

本発明によれば、低温時と高温時に作動板の閉じ動作を実行するので、暖房効率、冷房効率を高めることができる。しかも、バネ調整が容易で、実用化が可能である。

本発明の第１実施形態に係る作動板スライド式換気装置の断面図である。（Ａ）は温度感応型アクチュエータの背面図、（Ｂ）はこの温度アクチュエータから４つのバネを省略して示す背面図、（Ｃ）は装置本体の主壁の通気口と作動板の制御口との関係を示す背面図であり、それぞれ低温時の状態を示す。（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図２（Ａ）〜（Ｃ）に対応する図であるが、常温時の状態を示す。（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ図２（Ａ）〜（Ｃ）に対応する図であるが、高温時の状態を示す。上記温度感応型アクチュエータの支持構造のベース板を示す斜視図である。上記温度感応型アクチュエータの第１スライダと第２スライダを示す斜視図である。上記第１スライダと第２スライダの分解斜視図である。上記温度感応型アクチュエータで用いられる第１、第２の形状記憶バネの温度特性を示すグラフである。本発明の第２実施形態に係る作動板回動式換気装置の断面図である。（Ａ）は第２実施形態の換気装置で用いられる温度感応アクチュエータを示す平面図であり、（Ｂ）はこの温度感応型アクチュエータのカム部材と第２スライダを分解して示す平面図である。本発明の第３実施形態に係る換気装置に用いられる温度感応型アクチュエータの背面図であり、（Ａ）は４つのバネを装着した状態、（Ｂ）は４つのバネを省略した状態でそれぞれ示す。第３実施形態の温度感応型アクチュエータのベース板、第１スライダ、第２スライダを分解して示す背面図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る換気装置を図１〜図８を参照しながら説明する。図１に示すように、換気装置１は紙面と直交する方向に細長く形成された装置本体１０を備えている。この装置本体１０は室内側に位置する内フレーム１１と室外側に位置する外フレーム１５を互いに連結することにより構成されている。

内フレーム１１は、垂直をなして室内に臨む主壁１２と、この主壁１２の上縁と下縁に連なる水平壁１３と、これら水平壁１３の室内側の縁からそれぞれ上下に垂直に延びる取付壁１４とを有している。
外フレーム１５は垂直をなして室外に臨む副壁１６と、この副壁１６の上下の縁から室内に向かって水平に延びる水平壁１７とを有している。

内フレーム１１の上下の水平壁１３の室外側端部と、外フレーム１５の上下の水平壁１７の室内側端部が連結されている。
装置本体１０は後述する構成要素を内蔵した状態で、壁２の取付穴２ａに挿入され、この壁２の室内側の面に上記取付鍔部１４を固定することにより、水平に取り付けられている。

上記主壁１２には上下に細長い多数の通気口１２ａが長手方向に等ピッチで形成されている。上記副壁１６にも垂直方向に細長い多数の通気口１６ａが長手方向に等ピッチで形成されている。
装置本体１０は、その内部空間と上記通気口１２ａ，１６ａにより構成された通気路１９を有している。

上記装置本体１０には、装置本体１０の長手方向に延びる細長い手動作動板２１と自動作動板２２が垂直をなして収容されている。これら作動板２１，２２と上記内フレーム１１と外フレーム１５は、アルミ等の押出型材により形成されている。

手動作動板２１は、上記副壁１６の室内側の面に接するとともに装置本体１０の長手方向にスライド可能に支持されており、上記通気口１６ａと同一形状、同一ピッチの多数の制御口２１ａを有している。制御口２１ａが通気口１６ａと完全に一致した時に通気口１６ａが全開となり、不一致の時に全閉となる。
手動作動板２１は、内フレーム１１にスライド可能に支持された操作つまみ（図示しない）に連結されており、操作つまみの操作により開閉される。

自動作動板２２は、上記主壁１２の室外側の面に接するとともに装置本体１０の長手方向にスライド可能に支持されており、上記通気口１２ａと同一形状、同一ピッチの多数の制御口２２ａを有している。制御口２２ａが通気口１２ａと完全に一致した時に通気口１２ａが全開となり、不一致の時に全閉となる。この自動作動板２２は、温度感応型アクチュエータＡにより温度に応じて自動開閉制御される。

温度感応型アクチュエータＡは、装置本体１０の内部空間の長手方向一端部において、自動作動板２２と室内外方向に重なるようにして収容されている。図１、図２に示すように、このアクチュエータＡは、ユニット化されており、装置本体１０に長手方向に移動不能に支持された支持構造３０と、支持構造３０に対して装置本体１０の長手方向に移動可能な第１スライダ４０（第１移動体）と、この第１スライダ４０に対して装置本体１０の長手方向に移動可能な第２スライダ５０（第２移動体）と、４つの引張コイルバネ６１〜６４（図２参照）と、これら構成要素を室外側から覆うカバー７０とを有している。カバー７０は断面コ字形をなし装置本体１０の長手方向に間隔をおいて配置された多数の通気口７１を有している。

図２、図５に示すように、上記支持構造３０は、装置本体１０の長手方向に細長いベース板３１（ベース部）と、このベース板３１の両端に固定された樹脂製のバネホルダ３２，３３とを有している。図１、図５に示すように、ベース板３１は、金属板により断面コ字形に形成され、垂直をなす主板部と、左右に分かれた上側の鍔部３１ａと、左右に分かれた下側の鍔部３１ｂとを有している。さらに、ベース板３１の主板部は、中央部に位置する鍔部３１ｃと複数の通気用の穴を有している。ベース板３１の主板部は自動作動板２２に対してわずかな隙間を介して対向配置され、上記鍔部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが室外方向に水平に突出している。

図２に示すように、バネホルダ３２，３３は、その上下端に突起３２ａ，３３ａを有しており、この突起３２ａ，３３ａが装置本体１０の内フレーム１１の水平壁部１３の室外側端部に形成された切欠（図示しない）に係合することにより、支持構造３０は装置本体１０に対して長手方向に移動不能に支持されている。

図２に示すように、上記バネホルダ３２の上部がストッパ部３２ｘ（第３規制手段）として提供され、その下部がバネ掛け部３２ｙ（第１バネ掛け部）として提供される。同様に、上記バネホルダ３３はその上部がストッパ部３３ｘ（第１規制手段）として提供され、その下部がバネ掛け部３３ｙ（第１バネ掛け部）として提供される。

図６、図７に示すように第１スライダ４０は金属板からなり、装置本体１０の長手方向に細長い断面Ｌ字形のスライド部４０ａを有している。このスライド部４０ａは、垂直板部４１と、垂直板部４１の下縁から室外方向に突出する水平板部４２からなり、上記ベース板３１より短く、ベース部３１の上部に配置されている。第１スライダ４０は、その垂直板部４１がベース板３１に接し、水平板部４２がベース板３１の中央鍔部３１ｃに接し、ベース板３１の上側鍔部３１ａと中央鍔部３１ｃに案内されて、装置本体１０の長手方向にスライド可能に支持されている。
上記第１スライダ４０の両端部は、装置本体１０の長手方向すなわちスライド方向において、上記バネホルダ３２，３３のストッパ部３２ｘ、３３ｘと対向している。

図１、図６、図７に示すように、第１スライダ４０の水平板部４２の中央部には切欠４３が形成され、この切欠４３の長手方向一端部には、下方に垂直に曲げられたバネ掛け部４４（第３バネ掛け部）が形成されている。切欠４３のバネ掛け部４４から離れた側縁４３ｘは後述のストッパ部（第２規制手段）としての役割を担う。また、バネ掛け部４４の一方の側縁４４ｘも後述するストッパ部（第４規制手段）としての役割を担う。
さらに第１スライダ４０の水平板部４２の両端部には、垂直に上方に切起こされたバネ掛け部４５，４６（第２バネ掛け部）が形成されている。

図１、図２に示すように、上記第２スライダ５０は、第１スライダ４０に対して装置本体１０の長手方向にスライド可能に支持されている。
図６、図７に示すように、第２スライダ５０は、例えば樹脂により形成され、装置本体１０の長手方向に細長いスライド部５１と、このスライド部５１の一端から下方に突出する係合突出部５２とを有している。スライダ部５１は第１スライダ４０より短い。

上記スライド部５１と上記係合突出部５２との間には溝５３が形成されており、この溝５３には、図１に示すように上記第１スライダ４０の水平板部４２と上記ベース板３１の中央鍔部３１ｃが入り込んでいる。また、スライド部５１の上面がベース板３１の上側鍔部３１ａに接し、突出部５２の下面がベース板３１の下側鍔部３１ｂに接している。このようにして、第２スライダ５０がベース板３１および第１スライダ４０にスライド可能に支持されている。

上記第２スライダ５０の係合突出部５２は、第１スライダ４０の切欠４３内に配置されており、そのスライダ方向の両端面が、切欠４３の側縁４３ｘおよびバネ受け部４４の側縁４４ｘとスライド方向に対向している。

図１、図２、図７に示すように、上記第２スライダ５０はスライド部５１から上方に突出した連結爪５１ｘと、係合突出部５２から下方に突出した連結爪５２ｘを有している。これら連結爪５１ｘ、５２ｘ（連携手段）が、自動作動板２２の上下の水平フランジ部２２ａに形成された切欠２２ｘに嵌ることにより、第２スライダ５０が自動作動板２２に連結され、第２スライダ５０と自動作動板２２が一緒に装置本体１０の長手方向に移動するようになっている。

以下の説明において自動作動板２２を閉じ方向に移動させる第１スライダ４０、第２スライダ５０の移動方向を、閉じ方向（第１方向）と称し、図２（Ａ）〜図４（Ａ）において、符号Ｄｃで示す。自動作動板２２を開き方向に移動させる第１スライダ４０、第２スライダ５０の移動方向を、開き方向（第２方向）と称し、図２（Ａ）〜図４（Ａ）において、符号Ｄｏで示す。

図２に示すように、上記第１スライダ４０は、第１形状記憶バネ６１と第１バイアスバネ６２により逆方向の力を受ける。第１形状記憶バネ６１は閉じ方向Ｄｃに作用し、第１バイアスバネ６２は開き方向Ｄｏに作用する。

第１形状記憶バネ６１と第１バイアスバネ６２は、第１スライダ４０のスライド部４０ａの下方において、装置本体１０の長手方向に延びるとともに、一直線をなして配置されている。第１形状記憶バネ６１の一端は、バネホルダ３２のバネ受け部３２ｙに掛けられ、他端は第１スライダ４０のバネ掛け部４４に掛けられている。第１バイアスバネ６２の一端はバネホルダ３３のバネ受け部３３ｙに装着されたピンに掛けられ、他端は第１スライダ４０のバネ掛け部４４に掛けられている。
なお、第２スライダ５０の上記係合突出部５２には、上記第１バイアスバネ６２を通すための凹部５２ａが形成されている。

上記第２スライダ５０は、第２形状記憶バネ６３と第２バイアスバネ６４により逆方向の力を受ける。第２形状記憶バネ６３は第２スライダ５０に対して開き方向Ｄｏに作用し、第２バイアスバネ６４は閉じ方向Ｄｃに作用する。

第２形状記憶バネ６３と第２バイアスバネ６４は、第１スライダ４０のスライド部４０ａに沿って一直線をなして配置され、第１形状記憶バネ６１と第１バイアスバネ６２と平行をなしている。第２形状記憶バネ６３は第１スライダ４０のバネ掛け部４５に掛けられ、他端は第２スライダ５０のスライド部５１のバネ掛け部に掛けられている。第２バイアスバネ６４の一端は、第１スライダ４０のバネ掛け部４６に掛けられ、他端はスライド部５１のバネ掛け部に装着されたピンに掛けられている。

図８に示すように、第１形状記憶バネ６１と第２形状記憶バネ６３の温度―バネ定数の特性は、同様の曲線を描くが、第１形状記憶バネ６１の変態温度は第２形状記憶バネ６３より高温側にシフトしている。詳しくは後述する。

上記構成をなす換気装置１の作用を図８を参照しながら説明する。気温が６℃未満（低温領域）の低温時には、形状記憶バネ６１，６３のバネ定数は非常に小さい。そのため、図２に示すように、第１バイアスバネ６２が第１形状記憶バネ６１に打ち勝ち、第１スライダ４０は、開き方向Ｄｏに移動している。この際、第１スライダ４０の左端部がバネホルダ３３のストッパ３３ｘに当たるため、第１スライダ４０は開き方向Ｄｏへの移動を制限されている。他方、第２バイアスバネ６４が第２形状記憶バネ６３に打ち勝つので、第２スライダ５０は閉じ方向Ｄｃへ移動している。この際、第２スライダ５０の係合突出部５２の右端面が第１スライダ４０のバネ受け部４４の側縁４４ｘに当たるので、第２スライダ５０は閉じ方向Ｄｃへの移動を制限されている。
その結果、第２スライダ５０は、図２（Ｃ）に示すように、作動板２２により装置本体１０の通気口１２ａを狭めた状態（２／３閉じ）にすることができる。そのため、屋外の冷気が侵入したり室内の暖気が逃げたりすることがなく、高い暖房効率を維持できる。なお、燃焼を伴わない暖房を行なう場合には、排気ガスを逃がす必要がないので、通気口１２ａを全閉にしてもよい。

上記低温時において、第１スライダ４０の開き方向Ｄｏへの移動が制限されているため、第２バイアスバネ６４の力が第１バイアスバネ６２の力により干渉ないしは相殺されない。その結果、上記の閉じ動作を確実に実行することができる。

気温が６℃に達すると、第２形状記憶バネ６２のバネ力が上昇して第２バイアスバネ６４と等しくなる。さらに温度上昇すると、第２形状記憶バネ６３のバネ力が略リニアに上昇し、温度上昇分だけ第２スライダ５０を開き方向Ｄｏに移動させる。その結果、作動板２２が開き方向に移動する。このようにして、６℃〜１６℃の温度範囲（中間温度領域）では、通気口１２ａは温度に応じた開度になるように制御される。温度が高くなるほど開度が大きくなる。
上記第２スライダ５０による開度制御の際に、第１スライダ４０の端部がバネホルダ３３のストッパ部３３ｘに当たった位置を維持されているため、第１形状記憶バネ６１および第１バイアスバネ６２は、上記開度制御に影響を与えない。

さらに気温が上昇して１６℃に達すると、図３に示すように第２スライダ５０が第１スライダ４０の切欠４３の側縁４３ｘに当たり、作動板２２は通気口１２ａを全開にする。この作動板２２の全開状態は、気温が１６℃〜２６℃（常温領域）の間で維持される。

気温が２６℃に達すると、第１形状記憶バネ６１のバネ力が上昇し第１バイアスバネ６２と等しくなる。さらに温度上昇すると、第１形状記憶バネ６１のバネ力が略リニアに上昇し、温度上昇分だけ第１スライダ４０を閉じ方向Ｄｃへ移動させる。その結果、第２スライダ５０も同方向に移動し、作動板２２が通気口１２ａを閉じ始める。このようにして、２６℃〜３６℃の温度範囲（中間温度領域）では、通気口１２ａが温度に応じた開度になるように作動板２２が制御される。温度が高くなるほど開度が小さくなる。
上記第１形状記憶バネ６１による第１スライダ４０の移動に伴う開度制御の際に、第２スライダ５０はその突出部５２が第１スライダ４０の切欠４３の側縁４３ｘに当たった状態を維持しており、上記開度制御に影響を与えない。すなわち、第１形状記憶バネ６１の力が、第２形状記憶バネ６３の力によって干渉ないしは相殺されない。

気温が３６℃に達すると、図４に示すように第１形状記憶バネ６１が第１バイアスバネ６２に完全に打ち勝ち、作動板２２は通気口１２ａを全閉にする。そのため、屋外の熱気が侵入したり室内の冷気が逃げることがなく、高い冷房効率を維持できる。この際、第１スライダ４０の端部がバネホルダ３２のストッパ部３２ｘに当たる。第２スライダ５０はその係合突出部５２が第１スライダ４０の切欠４３の側縁４３ｘに当たった状態を維持されている。

上記温度アクチュエータＡは、火災時にも気温が高い時と同様に作動し、通気口１２ａを閉じることができるので、室内への酸素供給を抑制し、火災の広がりを遅らせることができる。この役割を果たすためには、少なくともバネホルダ３２の難燃性を高めることが好ましい。バネホルダ３２の代わりに、ベース板の端部を切起こして第１形状記憶バネの一端を引っ掛けるためのバネ掛け部を形成してもよい。

上記実施形態において、第１形状記憶バネ６１と第１バイアスバネ６２を逆に配置し、第２形状記憶バネ６３と第２バイアスバネ６４を逆に配置してもよい。この場合、第１形状記憶バネ６１が第１スライダ４０を開き方向に付勢し、第２形状記憶バネ６３が第２スライダ６０を閉じ方向に付勢する。この場合、第２形状記憶バネ６３の変態温度が第１形状記憶バネ６１より高温側にシフトするように設定される。

以下、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。これら実施形態において先行して説明する実施形態に対応する構成部には同番号または類似番号を付けて詳細な説明を省略する。

図９、図１０に示す第２実施形態の換気装置１’は、窓サッシに上框として組み込まれるものである。この換気装置１’の装置本体１０’は図９の紙面と直交する方向に細長く形成されている。装置本体１０’は垂直をなす主壁１２を有し、この主壁１２には多数の通気口１２ａが長手方向に間隔をおいて形成されている。

主壁１２の上縁部には軸支部１８が形成されており、この軸支部１８には作動板２５の上縁部が回動可能に支持されている。作動板２５が主壁１２に接近すると、通気口１２ａが閉じられ、作動板２５が主壁１２から離れると通気口１２ａが開かれる。

温度感応型アクチュエータＡは、４つのバネ６１〜６４が２列をなして水平面上に配置されている。図１０に示すように、アクチュエータＡは、第２スライダ５０を作動板２５に連携する連携手段としてカム部材８０を有している。カム部材８０は、主壁１２に対して傾斜したカム溝８１を有しており、このカム溝８１に作動板２５の下縁に形成された突起２５ａ（図９にのみ示す）が収容されている。

第２スライダ５０は、第１実施形態の連結爪５１ｘ，５２ｘの代わりに、連結片５９を有している。この係合片５９は、主壁１２の下部を装置本体１０’の長手方向にスライド可能に貫通し、カム部材８１の係合穴（図示しない）に係合されている。これにより、カム部材８０は第２スライダ５０と一緒に装置本体１０’の長手方向に移動するようになっている。

上記第２実施形態の換気装置１’の作用を簡単に説明する。図１０は常温時の状態を示す。この時、第１スライダ４０が第１コイルスプリング６２の力で開き方向Ｄｏに移動して、その端部がストッパ部３３ｘに当たり、第２スライダ５０が第２形状記憶バネ６３の力で開き方向Ｄｏに移動し、その係合突出部５２が切欠４３の側縁４３ｘに当たる。これにより、カム部材８０が開き方向Ｄｏに移動し、カム溝８１のカム作用で作動板２５が主壁１２から離れ、通気口１２ａを開く。

低温時には、第２バイアスバネ６４の力で第２スライダ５０が閉じ方向Ｄｃに移動し、その係合突出部５２がバネ受け部４４の側縁４４ｘに当たる。これによりカム部材８０が閉じ方向Ｄｃに移動し、カム溝８１のカム作用で作動板２５が主壁１２に近づくように回動し、通気口１２ａを閉じる。

高温時には、第１形状記憶バネ６１の力で第１スライダ４０が閉じ方向Ｄｃに移動し、その端部がバネ受け部３２ｘに当たる。これによりカム部材８０が閉じ方向Ｄｃに移動し、カム溝８１のカム作用で作動板２５が主壁１２に近づくように回動し、通気口１２ａを閉じる。

第２実施形態において、カム部材８０を装置本体１０’に固定し、作動板２５を換気装置１０’の長手方向にスライドさせるようにしてもよい。作動板２５はスライドに伴ってカム溝８１のカム作用により主壁１２に接近したり離れたりする。この場合、第２スライダ５０は作動板２５に、作動板２５の回動を許容し換気装置１０’の長手方向に移動不能に連結される。

図１１、図１２に示す第３実施形態の温度感応アクチュエータＡ’では、４つのバネ６１〜６４が装置本体の長手方向に延びる直線上において一列をなして（一直線上に）配置されている。支持構造３０’は、ベース板３１’（ベース部）と、その両端部に固定されたバネホルダ３２’，３３’を有している。ベース板３１’は、第１、第２実施形態のベース板３１に比べて長いが、幅は狭い。

第１スライダ４０’のスライド部４０ａ’は、ベース板３１’より短い。第１スライダ４０’は、スライド部４０ａ’の両端部に、バネ掛け部４８，４９（第２バネ掛け部）を有している。バネホルダ３２’のバネ掛け部３２ｙとバネ掛け部４８との間に第１形状記憶バネ６１が掛けられている。バネホルダ３３’のバネ掛け部３３ｙとバネ掛け部４９との間に、第１バイアスバネ６２が掛けられている。

第２スライダ５０’のスライド部５１’とバネ掛け部４８との間に第２バイアスバネ６４が掛けられ、スライド部４０ａ’とバネ掛け部４９との間に第２形状記憶バネ６３が掛けられている。

ベース板３１’には、ストッパ部３１ｘ，３１ｙ（第１スライダ用ストッパ部）が切起こされている。これらストッパ部３１ｘ，３１ｙは、バネホルダ３２’，３３’より中央寄りに位置しており、これらストッパ部３１ｘ，３１ｙ間に第１スライダ４０’が配置されている。第１スライダ４０’の開き方向Ｄｏの移動は、その一端部がストッパ部３１ｘ（第１規制手段）に当たることにより規制され、閉じ方向Ｄｃの移動はその端部がストッパ部３１ｙ（第３規制手段）に当たることにより規制される。

第２スライダ５０’は、第１実施形態と同様の連結爪５１ｘ、５１ｘを有している。このこれら連結爪５１ｘは、作動板２２（図１参照）に連結する連携手段としての役割を担う。また、下側の２つの連結爪５１ｘは後述の係合突出部としての役割も担う。

第１スライダ４０’の水平片部４２には、切欠４３が形成され、この切欠４３の両側縁４３ｘ、４３ｙが第２スライダ用ストッパ部としての役割を担う。上記第２スライダ５０’の下側の連結爪５１ｘは、上記切欠４３内に配置されている。第２スライダ５０’の開き方向Ｄｏの移動は、左側の連結爪５１ｘが切欠４３の左側の側縁４３ｘ（第２規制手段）に当たることにより規制され、閉じ方向Ｄｃの移動は、右側の連結爪５１ｘが切欠４３の右側の側縁４３ｙ（第４規制手段）に当たることにより規制される。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。例えば、第１実施形態の換気装置を窓サッシの上框として用いてもよい。ただしこの場合、装置本体は第２実施形態と同様の形状にする必要がある。
支持構造は、装置本体と一体に形成されていてもよい。
温度感応型アクチュエータの温度特性は適宜変更可能である。

本発明は、気温に応じて自動的に開閉制御する換気装置に適用することができる。

Ａ温度感応型アクチュエータ
１換気装置
１０装置本体
１２主壁
１２ａ通気口
２２自動作動板（作動板）
２５作動板
３０支持構造
３１ベース板（ベース部）
３２ｘストッパ部（第１スライダ用ストッパ部、第３規制手段）
３２ｙバネ掛け部（第１バネ掛け部）
３３ｘストッパ部（第１スライダ用ストッパ部、第１規制手段）
３３ｙバネ掛け部（第１バネ掛け部）
４０第１スライダ（第１移動体）
４３ｘ切欠の側縁４３ｘ（第２スライダ用ストッパ部、第２規制手段）
４４バネ掛け部（第３バネ掛け部）
４４ｘバネ掛け部の側縁（第２スライダ用ストッパ部、第４規制手段）
５０第２スライダ（第２移動体）
５１スライド部
５２係合突出部
５１ｘ、５２ｘ連結爪（連携手段）
６１第１形状記憶バネ
６２第１バイアスバネ
６３第２形状記憶バネ
６４第２バイアスバネ
８０カム部材（連携手段）

Claims

通気口が形成された主壁を有する細長い装置本体と、上記装置本体に沿って延びるとともに上記装置本体にスライド可能及び／又は回動可能に支持されそのスライド及び／又は回動に伴って上記通気口を開閉する細長い作動板と、上記作動板を温度に応じて自動的に開閉制御する温度感応型アクチュエータと、を備えた換気装置において、
上記温度感応型アクチュエータは、
（ア）上記装置本体に設けられた支持構造と、
（イ）上記支持構造に対して上記装置本体の長手方向に移動可能な第１移動体と、
（ウ）上記第１移動体に対して上記装置本体の長手方向に移動可能な第２移動体と、
（エ）上記支持構造と上記第１移動体との間に配置され、上記第１移動体に、上記装置本体の長手方向に沿う互いに反対方向の力を付与する第１形状記憶バネおよび第１バイアスバネと、
（オ）上記第１移動体と上記第２移動体との間に配置され、上記第２移動体に、上記装置本体の長手方向に沿う互いに反対方向の力を付与する第２形状記憶バネおよび第２バイアスバネと、
（カ）上記第２移動体を上記作動板に連携し、上記第２移動体が上記装置本体の長手方向に沿う第１方向に移動する際に上記作動板を閉じ動作させ、上記第２移動体が上記第１方向とは逆の第２方向に移動する際に上記作動板を開き動作させる連携手段と、
（キ）上記第１移動体の上記支持構造に対する上記第２方向への移動を規制する第１規制手段と、
（ク）上記第２移動体の上記第１移動体に対する上記第２方向への移動を規制する第２規制手段と、
を備え、
上記第１、第２形状記憶バネのうちの一方が、これに対応する上記第１、第２移動体のうちの一方の移動体を上記第１方向に付勢し、上記第１、第２形状記憶バネのうちの他方が、これに対応する上記第１、第２移動体のうちの他方の移動体を上記第２方向に付勢しており、上記一方の形状記憶バネの変態温度が、上記他方の形状記憶バネより高く設定されていることを特徴とする換気装置。
さらに、上記第１移動体の上記支持構造に対する上記第１方向への移動を規制する第３規制手段と、上記第２移動体の上記第１移動体に対する上記第１方向への移動を規制する第４規制手段、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
上記第１、第２の形状記憶バネと上記第１、第２のバイアスバネが、上記装置本体の長手方向に延びる引張コイルバネからなることを特徴とする請求項２に記載の換気装置。
上記支持構造が上記装置本体の長手方向に延びる細長いベース部を有し、
上記第１移動体は、上記装置本体の長手方向に延びる細長い第１スライダとして構成され、この第１スライダは、上記ベース部より短く上記ベース部にスライド可能に支持されており、
上記第２移動体は、上記第１スライダにスライド可能に支持された第２スライダとして構成されることを特徴とする請求項３に記載の換気装置。
上記第２スライダは、上記第１スライダにスライド可能に支持されたスライド部と、このスライド部からスライド方向と直交する方向に突出する係合突出部とを有し、
上記第１スライダの中間部には、互いに上記スライド方向に離れ上記第２スライダの上記係合突出部を係止する一対の第２スライダ用ストッパ部を有し、これら一対の第２スライダ用ストッパ部が上記第２、第４規制手段として提供されることを特徴とする請求項４に記載の換気装置。
上記支持構造は、上記第１スライダの両端部を係止するための一対の第１スライダ用ストッパ部を有し、これら一対の第１スライダ用ストッパ部が上記第１、第３規制手段として提供されることを特徴とする請求項５に記載の換気装置。
上記第１スライダの両端部に第２バネ掛け部が形成され、これら一対の第２バネ掛け部と上記第２スライダのスライド部との間に上記第２形状記憶バネと上記第２バイアスバネが掛けられ、これら第２形状記憶バネと第２バイアスバネが、スライド方向に沿って一直線上に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の換気装置。
上記支持構造は、上記ベース部の両端部のそれぞれに、上記第１スライダ用ストッパ部と、この第１スライダ用ストッパ部と上記スライド方向と直交する方向に隣接する第１バネ掛け部とを有し、
上記第１スライダは、上記ベース部にスライド可能に支持されたスライド部と、このスライド部の中間部からスライド方向と直交する方向に突出する第３バネ掛け部とを有し、この第３バネ掛け部と上記一対の第１バネ掛け部との間に、上記第１形状記憶バネと上記第１バイアスバネが掛けられており、
上記第１形状記憶バネと上記第１バイアスバネは、上記第２形状記憶バネおよび上記第２バイアスバネと平行をなすとともにスライド方向と直交する方向に隣接して、一直線をなして配置されていることを特徴とする請求項７に記載の換気装置。
上記支持構造は、上記ベース部の両端部に第１バネ掛け部を有し、これら第１バネ掛け部と上記一対の第２バネ掛け部との間に上記第１形状記憶バネと上記第１バイアスバネが掛けられており、
上記第１、第２形状記憶バネと上記第１、第２バイアスバネが上記ベース部に沿って一直線上に配置され、
上記支持構造は、上記ベース部において上記一対の第１バネ掛け部から中央寄りに離れた箇所に上記一対の第１スライダ用ストッパ部を有することを特徴とする請求項７に記載の換気装置。