JP6868276B2

JP6868276B2 - 換気装置

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Publication number: JP6868276B2
Application number: JP2017143912A
Authority: JP
Inventors: 竜治佐藤
Original assignee: Sahara KK
Current assignee: Sahara KK
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-07-25
Also published as: JP2019027609A

Description

本発明は、環境温度に応じ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、換気通路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換気通路を開閉する作動板と、この作動板を手動で開閉操作する操作部材とを備えている。

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換気通路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。そのため、環境温度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、２に開示された換気装置は、細長い装置本体と、この装置本体内に回動可能かつ長手方向にスライド可能に支持された細長い作動板と、この作動板を環境温度に応じて自動的に開閉する温度感応型アクチュエータを備えている。

上記温度感応型アクチュエータは、移動カムと、この移動カムの一方側に配置された形状記憶バネ（形状記憶合金製のバネ、以下同じ）と、他方側に配置されたバイアスバネとを備えている。移動カムはこれら２つのバネの引張り力に応じて位置調節される。具体的に説明すると、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、移動カムは一方側に移動し、この移動カムと作動板に形成されたカムフォロアのカム作用により、作動板は開き位置へ回動する。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移動カムが他方側に移動し、この移動カムとカムフォロアのカム作用により、作動板は閉じ位置へ回動する。

特許文献１、２の換気装置は、さらに強制閉じ機能を備えている。この強制閉じ機能を果たすために、換気装置は、装置本体に固定された固定カムと、作動板に形成された固定カム用の第１カムフォロアとを有している。例えば風雨の強い時には、操作部材の操作により作動板を一方側へスライドさせ、上記第１カムフォロアと固定カムの第１カム面とのカム作用により、作動板を閉じ位置へ回動させ、雨水の侵入を防ぐ。

特許文献１の第２実施形態の換気装置は、さらに強制開き機能を備えている。この強制開き機能を果たすために、換気装置は上記固定カムに第２カム面が形成され、作動板には固定カム用の第２カムフォロアが形成されている。例えば石油暖房ストーブやガスコンロ等を用いて酸素を多く必要とする時や室内の臭気を逃がしたい時には、操作部材の操作により作動板を上記強制閉じ方向と逆方向にスライドさせ、この作動板の第２カムフォロアと固定カムの第２カム面とのカム作用により、作動板を開き位置に回動させる。

特許文献１の換気装置では、スライダが装置本体の長手方向にスライド可能に配置されており、このスライダに移動カムが装置本体の長手方向に移動可能に支持されるとともに、形状記憶バネとバイアスバネが装着されている。スライダは、操作部材に連結されており、強制閉じ、強制開きの時には、操作部材により作動板とスライダが一緒に移動するようになっている。
特許文献２の換気装置では、形状記憶バネの一端が移動カムに連結され他端が装置本体に固定されており、バイアスバネの一端が移動カムに連結され他端が操作部材に連結されている。

特開２００４−１７００４０号公報特開２００４−２３９５４６号公報

特許文献１、２の換気装置では、操作部材を操作して作動板を強制的に閉じる際に、移動カムが拘束されていないため、形状記憶バネやバイアスバネの影響を受けやすく、安定した操作が行なえなかった。
特許文献１の第２実施形態の換気装置では、強制開き操作の際にも同様の不都合があった。

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、換気装置において、
（ア）主壁に換気口を形成してなる装置本体と、
（イ）一方の縁部に上記装置本体に回動可能かつスライド可能に支持される軸部を有し、他方の縁部に第１、第２、第３のカムフォロアを有し、回動に伴い上記主壁に近づいたり離れたりして上記換気口を開閉する作動板と、
（ウ）自動制御位置と、この自動制御位置から第１方向側に離れた強制閉じ位置と、この自動制御位置から上記第１方向とは逆の第２方向側に離れた強制開き位置との間で、上記作動板のスライド方向に移動可能にして上記装置本体に支持されるとともに、上記作動板の回動を許容するようにして上記作動板に連結された操作部材と、
（エ）上記室内側に向かって第１方向に進むように傾斜した互いに平行をなす第１、第２のカム軌道を有し、上記操作部材が上記自動制御位置にあるときに、上記第１、第２のカムフォロアと干渉せずに上記作動板の回動を許容し、上記操作部材が上記自動制御位置から上記強制閉じ位置へ操作されて上記作動板が上記第１方向にスライドするときに、上記第１カム軌道が上記第１カムフォロアと協働して上記作動板を閉じ位置に回動させ、上記操作部材が上記自動制御位置から上記強制開き位置へ操作されて上記作動板が上記第２方向にスライドするときに、上記第２カム軌道が上記第２カムフォロアと協働して上記作動板を開き位置に回動させる固定カムと、
（オ）上記操作部材が上記自動制御位置にあるときに、環境温度に応じて上記作動板を回動させることによりその開度を調節する温度感応型アクチュエータと、
を備え、上記温度感応型アクチュエータは、
ａ．上記第１、第２のカム軌道と平行な第３カム軌道を有し、上記作動板のスライド方向に移動可能で、その移動に伴い上記第３カム軌道が上記第３カムフォロアと協働して上記作動板を回動させる移動カムと、
ｂ．一端が上記移動カムに連結され、他端が上記装置本体に連結され、上記移動カムを上記第１方向に付勢する形状記憶合金製のバネと、
ｃ．一端が上記移動カムに連結され、他端が上記操作部材に直接または間接的に連結され、上記移動カムを上記第２方向に付勢するバイアスバネと
を備え、
さらに、上記装置本体に固定されて上記移動カムの上記第１方向への移動を規制する第１ストッパと、上記装置本体に固定されて上記移動カムの上記第２方向への移動を規制する第２ストッパと、を備え、
上記第１ストッパは、上記自動制御での上記作動板の開き方向の限界位置に対応する上記移動カムの上記第1方向側の限界位置を決定し、上記第２ストッパは、上記自動制御での上記作動板の閉じ方向の限界位置に対応する上記移動カムの上記第２方向側の限界位置を決定することを特徴とする。

上記構成によれば、自動制御において環境温度が高く作動板が開き方向の限界位置にある状態から強制閉じ操作を行う場合には、移動カムを静止させたまま、バイアスバネの力を借りて作動板をスライドさせることができる。
また、環境温度が低く作動板が閉じ方向の限界位置にある状態から強制開き操作を行う場合には、形状記憶合金製のバネの抵抗を受けずにバイアスバネの小さな抵抗を受けるだけで作動板をスライドさせることができる。
それ以外の環境温度で、自動制御から強制閉じを行う場合や、自動制御から強制開きを行う場合も、形状記憶合金製のバネやバイアスバネの抵抗が少なくて済み、操作性を高めることができる。

好ましくは、上記固定カムは、さらに、上記第１カム軌道の室内側の端に連なる第１保持面と、上記第２カム軌道の室外側の端に連なる第２保持面と、を有し、上記移動カムは、上記第３カム軌道の室内側の端と室外側の端にそれぞれ連なる室内側第３保持面と室外側第３保持面とを有し、上記操作部材が上記強制閉じ位置にある時、上記第１カムフォロアが上記第１保持面に位置するとともに上記第３カムフォロアが上記室内側第３保持面に位置し、上記操作部材が上記強制開き位置にある時、上記第２カムフォロアが上記第２保持面に位置するとともに上記第３カムフォロアが上記室外側第３保持面に位置し、上記自動制御において、上記移動カムが上記第１方向側の限界位置にあるとき、上記第３カムフォロアが上記第３カム軌道において上記室外側第３保持面より室内側に位置しており、これにより、上記作動板の閉じ方向の限界位置では上記作動板が上記主壁から離れて少量の換気を許容する。
上記構成によれば、自動制御での作動板の閉じ位置を強制閉じの場合と異ならせて、少量の換気を行うことができる。

好ましくは、さらに、上記操作部材に連結され、上記作動板と一緒に移動する拘束部を有し、上記拘束部は、上記操作部材が上記強制閉じ位置にあるとき、上記第１ストッパと協働して、上記移動カムの上記第1方向および上記第２方向への移動を禁じる。
上記構成によれば、強制閉じ状態において移動カムの環境温度変化に伴う自由運動を回避することができる。

好ましくは、さらに、上記操作部材に連結されて上記作動板と一緒に上記装置本体に対してスライド可能なスライダを備え、上記スライダには上記バイアススプリングの上記他端が連結されており、上記スライダには、上記スライド方向に延びる長穴が形成されており、この長穴に上記移動カムに形成された凸部が挿入され、この長穴の第２方向側の端が上記拘束部として提供され、上記移動カムの凸部を拘束する。
上記構成によれば、拘束部の構成を簡略化できる。

本発明によれば、小さな操作力で自動換気制御から強制閉じや強制開きへの移行を実行することができる。

本発明の一実施形態に係る換気装置を室内側から見た正面図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、（Ａ）は全開状態、（Ｂ）は自動制御時の閉じ状態、（Ｃ）は強制閉じ状態をそれぞれ示す。図１のＢ−Ｂ矢視断面図であり、（Ａ）は操作つまみが自動制御位置にある状態、（Ｂ）は強制閉じ位置にある状態、（Ｃ）は強制開き位置にある状態をそれぞれ示す。上記換気装置の作動板を室内側から見た正面図である。上記換気装置で用いられる温度感応型アクチュエータを一部分解して示す斜視図である。上記温度感応型アクチュエータを構成要素毎に分解して示す斜視図である。ただし、形状記憶バネとバイアスバネを省いて示す。上記温度感応型アクチュエータの一部構成要素を簡略化して示すとともに、固定カムと作動板の突起を示す平面図であり、（Ａ）は自動制御実行中で高温の時、（Ｂ）は自動制御実行中で低温の時、（Ｃ）は強制閉じの時の状態をそれぞれ示す。図７相当図であり、（Ａ）は自動制御実行中で低温の時、（Ｂ）は強制開きで低温の時の状態をそれぞれ示す。図７相当図であり、（Ａ）は自動制御実行中で高温の時、（Ｂ）は強制開きで高温の時の状態をそれぞれ示す。

以下、本発明の一実施形態に係る換気装置を、図面を参照しながら説明する。本実施形態の換気装置では、室内側から見て左方向が特許請求の範囲の第１方向に相当し、右方向が第２方向に相当する。
図２（Ａ）に示すように、本実施形態の換気装置は上框一体型と称されるものであり、サッシ戸の上框としての役割を有する。換気装置は、主たる構成要素として、左右方向に水平に細長く延びる装置本体１０と、同方向に細長く延びる作動板２０と、操作つまみ３０（操作部材）と、操作つまみ３０用の支持フレーム４０と、固定カム５０（図7〜図９にのみ示す）と、温度感応型アクチュエータ６０とを備えている。

図１、図２（Ａ）に示すように、上記装置本体１０は、左右に長く延びる室内側の樹脂製型材１１および中間、室外側のアルミ型材１２、１３を組み付けるとともに、これら型材１１〜１３の両端にキャップ１４を嵌め込むことにより構成されている。装置本体１０の下側に形成された嵌合凹部１５には、サッシ戸のガラス板（図示しない）の上縁部が嵌るようになっており、上側に形成された断面Ｕ字形のガイド部１６には、窓枠の上レール（図示しない）が収容されるようになっている。

図２（Ａ）に示すように、型材１１〜１３は、垂直をなす壁１１ａ，１２ａ，１３ａをそれぞれ有している。室内側の壁１１ａの右端部には左右に延びるガイド穴１１ｘが形成されており、それ以外の部位には多数の換気口（図示しない）が左右に間隔をおいて形成されている。中間の壁１２ａ（主壁）の右端部には、左右に延びるガイド穴１２ｘが形成されており、それ以外の部位には多数の換気口（図示しない）が左右に間隔をおいて形成されている。室外側の壁１３ａには、多数の換気口１３ｘが左右に間隔をおいて形成されている。

装置本体１０は、その内部に換気通路１７を有している。この換気通路１７は、壁１１ａ，１２ａの換気口を介して室内側と連通し、壁１３ａの換気口１３ｘを介して室外側と連通している。
中間の壁１２ａの上縁部の室外側には、断面円形の軸支溝１２ｙが形成されている。

図２（Ａ）、図４に示すように、作動板２０はアルミ型材からなり、その下縁には、室内側から見て左寄りに第１突起２１（第１カムフォロア）が形成され、この第１突起２１から左方向に短い距離だけ離れて第２突起２２（第２カムフォロア）が形成され、第１突起２１から右方向に大きく離れて第３突起２３（第３カムフォロア）が形成されている。

作動板２０の上縁部には断面円形の軸部２５が形成され、右端近傍には係合穴２６が形成されている。
作動板２０の室内側の面には上下に離れてシール用のパッキン２７が貼り付けられている（図２において上側のパッキン２７は図示を省略している）。作動板２０の室外側の面には緩衝用のパッキン２８が貼り付けられている。

作動板２０は換気通路１７内に収容されており、その軸部２５が装置本体１０の軸支溝１２ｙに挿入されることにより、作動板２０は装置本体１０に長手方向（左右方向）にスライド可能かつ回動可能に支持されている。
図２（Ａ）に示すように作動板２０が中間の壁１２ａから離れると、この壁１２ａに形成された換気口が開放されるため、室内外の換気を行うことができる。全開状態では作動板２０のパッキン２８が装置本体１０のガイド部１６の角に当たる。

作動板２０の傾斜量に応じて換気量が調節される。図２（Ｂ）に示すように作動板２０が壁１２ａに近づくと、換気が抑制される。さらに図２（Ｃ）に示すように作動板２０のパッキン２７が壁１２ａに接すると、壁１２ａの換気口が閉じられ、換気通路１７は遮断状態となる。

図１、図２に示すように、装置本体１０の室内側の壁１１ａの右端部の室内側には、長方形の樹脂製の支持フレーム４０が装着されており、この支持フレーム４０に、操作つまみ３０が左右方向にスライド可能に支持されている。図３に示すように、支持フレーム４０は左右に細長い窓４１を有しており、この窓４１から操作つまみ３０の一部が露出している。

操作つまみ３０は、樹脂製の室内側部材３１と室外側部材３２を組み付けることにより構成されている。室内側部材３１は、左右に細長く形成されており、支持フレーム４０の窓４１に挿入されて室内に突出する中央の凸部３１ａと、左右の翼部３１ｂ，３１ｃとを有している。室外側部材３２は中空の箱形状をなし、室外側に突出しており、圧縮コイルバネを内蔵している。
操作つまみ３０は、装置本体１０の壁１１ａ，１２ａのガイド穴１１ｘ，１２ｘに左右方向にスライド可能に支持されている。

操作つまみ３０の室外側部材３２が上記作動板２０の係合穴２６に入り込むことにより、操作つまみ３０と作動板２０が連結されており、作動板２０は操作つまみ３０に追随して装置本体１０の長手方向にスライドするようになっている。なお、この連結は、作動板２０の回動を許容している。

操作つまみ３０は、３つの操作位置、すなわち中央の「自動制御位置」と左寄りの「強制閉じ位置」と右寄りの「強制開き位置」との間でスライド可能であり、各位置でロックされるようになっている。図３に示すように、このロック機能を得るために、窓４１の左右縁には室外側に突出する係合突起４１ａ、４１ｂが形成されている。操作つまみ３０の室内側部材３１において、左側の翼部３１ｂの室内側の面には、係合凹部３１ｘと、係合段差３１ｙが形成されており、右側の翼部３１ｃには係合段差３１ｚが形成されている。

図３（Ａ）に示す「自動制御位置」では、凸部３１ａが窓４１の中央に位置し、係合凹部３１ｘに窓４１の左縁の係合突起４１ａが嵌っている。図３（Ｂ）に示す「強制閉じ位置」では、凸部３１ａが左縁の係合突起４１ａに当たり、右側の翼部３１ｃの係合段差３１ｚが右縁の係合突起４１ｂに当たっている。図３（Ｃ）に示す「強制開き位置」では、凸部３１ａが右縁の係合突起４１ｂに当たり、左側の翼部３１ｂの係合段差３１ｙが左縁の係合突起４１ａに当たっている。
上記ロック状態は、室内側部材３１を室外側部材３２に内蔵されたコイルバネに抗して押すことにより解除することができる。

図1に示すように、室内側壁部１１ａの室内側の面には、右端部以外の部位において、フィルタ４５と、このフィルタ４５を支持するフィルタ押さえ４６が装着されている。フィルタ４５は、室内側の壁１１ａに形成された換気口を覆っている。

装置本体１０の換気通路１７の底部には、図７に示す固定カム５０が固定されている。この固定カム５０は、後述する移動カム６７から装置本体１０の長手方向に離れて（本実施形態では左方向に離れて）配置されている。固定カム５０は、後述の強制閉じ動作又は強制開き動作の際に、作動板２０の第１突起２１と第２突起２２と協働して作動板２０を閉じたり開いたりするものである。

固定カム５０はその右側に第１カム面５１（第１カム軌道）を有し，その左側に第２カム面５２（第２カム軌道）を有している。これらカム面５１，５２は互いに平行をなしており、上から見て装置本体１０の長手方向に対して傾斜している。本実施形態では室内側に向かって左方向に進むように傾斜している。さらに固定カム５０は、第１カム面５１の室内側の一端に連なり装置本体１０の長手方向に延びる保持面５３（第１保持面）と、第２カム面５２の室外側の一端に連なり装置本体１０の長手方向に延びる保持面５４とを有している。固定カム５０は、後述するように作動板２０の第１突起２１、第２突起２２と所定の位置関係を有している。

図２に示すように、温度感応型アクチュエータ６０は、装置本体１０の換気通路１７に収容されている。図５〜図７に示すように、温度感応型アクチュエータ６０は、スライダ６１と、引張コイルバネからなる形状記憶バネ６５（形状記憶合金製のバネ）と、引張コイルバネからなるステンレス製のバイアスバネ６６と、移動カム６７と、第１ストッパを兼ねたバネホルダ６８と、ストッパ６９（第２ストッパ）とを備えている。

図６に示すように上記スライダ６１は、スライダ本体６２と、連携部材６３と、バネホルダ６４とを有している。スライダ本体６２は、横断面Ｌ字形をなして装置本体１０の長手方向に延びるとともに同長手方向にスライド可能にして装置本体１０に支持されている。

連携部材６３は、スライダ本体６２の垂直壁の右端部に固定されてこの垂直壁より室内側に配置されている。連携部材６３はスライダ本体６２から右方向に突出しており、この突出部には係合凹部６３ａが形成されている。この係合凹部６３ａに前述した操作つまみ３０の室外側部材３２が嵌ることにより、スライダ６１は操作つまみ３０の操作により作動板２０と一緒に左右にスライドするようになっている。

バネホルダ６４は上側部材６４ａと下側部材６４ｂとを組み付けることにより構成されており、スライダ本体６２の垂直壁の右端部に固定され、この垂直壁より室外側に配置されている。上側部材６４ａと下側部材６４ｂの間にはピン６４ｃ（図７〜図９にのみ示す）が左右方向の位置を選択されて固定されており、このピン６４ｃにバイアスバネ６６の右端が掛けられている。

上記移動カム６７は、装置本体１０およびスライダ本体６２にスライド可能に支持されている。移動カム６７は室外側に突出する凸部６７ｘを有している。一方、スライダ本体６２の垂直壁には左右方向に延びる長穴６２ａが形成されており、この長穴６２ａに移動カム６７の凸部６７ｘが左右方向に移動可能に挿入されている。長穴６２ａの右端は、後述の作用をなす拘束部６２ｘとして提供されている。

移動カム６７はカム溝６７ａ（第３カム軌道）を有しており、このカム溝６７ｂは上から見て装置本体１０の長手方向に対して傾斜している。本実施形態では室内側に向かって左方向に進むように傾斜している。カム溝６７ａの傾斜角は固定カム５０のカム面５１，５２の傾斜角と実質的に等しい。移動カム６７は、カム溝６７ａの室内側の端に連なり装置本体１０の長手方向に延びる短い保持面６７ｂ（室内側第３保持面）と、カム溝６７ａの室外側の端に連なり装置本体１０の長手方向に延びる長い保持面６７ｃ（室外側第３保持面）とを有している。
カム溝６７ａには作動板２０の第３突起２３が係合されるようになっている。これにより移動カム６７の左右方向の移動に伴い、作動板２０を回動させることができる。

図７に示すように、移動カム６７はカム溝６７ａより室外側において２つのバネ掛部６７ｄ、６７ｅを有している。このバネ掛部６７ｄにバイアスバネ６６の左端が掛けられ、バネ掛部６７ｅに形状記憶バネ６５の右端が掛けられている。

バネホルダ６８は、移動カム６７から左方向に離れた位置で装置本体１０に固定されており、このバネホルダ６８の左端に形成されたバネ掛部６８ａに、形状記憶バネ６５の左端が掛けられている。

上記のようにして移動カム６７の左側に形状記憶バネ６５が配置され右側にバイアスバネ６６が配置されている。移動カム６７は、形状記憶バネ６５とバイアスバネ６６により反対方向に付勢されている。

上記形状記憶バネ６５は、温度が上昇するにしたがって、自然長が減少する特性、換言すれば引張り弾性力がほぼリニアに増大する特性を有している。したがって、温度感応型アクチュエータ６０において、移動カム６７は温度環境に応じて両バネ６５，６６の弾性力が均衡する位置になるように制御される。

バネホルダ６８は、装置本体１０の長手方向に沿って移動カム６７に向かって延びており、その先端が係止面６８ｘとなっている。移動カム６７はこの係止面６８ｘと装置本体１０の長手方向に対峙する当接面６７ｙを有している。

移動カム６７とバネホルダ６４の間にはストッパ６９が配置されている。このストッパ６９は、装置本体１０に固定され、移動カム６７を向く係止面６９ｘを有している。移動カム６７は、この係止面６９ｘと装置本体１０の長手方向に対峙する当接面６７ｚを有している。

上記構成において、まず自動換気制御について説明する。この自動換気制御は、操作つまみ３０を図３（Ａ）に示す自動制御位置にすることにより実行される。作動板２０の長手方向の位置は操作つまみ３０の位置により決定され、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、作動板２０の第１突起２１と第２突起２２との間に固定カム５０が位置している。換言すると、作動板２０がスライドせずに回動する際に、作動板２０は固定カム５０の干渉を受けない。

温度感応型アクチュエータ６０のスライダ６１も、操作つまみ３０の自動制御位置に対応した位置に維持されている。移動カム６７の装置本体１０長手方向の位置は、形状記憶バネ６５とバイアスバネ６６の弾性力の釣り合いにより決定され、この移動カム６７のカム溝６７ａと作動板２０の第３突起２３とのカム作用により作動板２０の開度が決定される。

例えば、環境温度が高くなると、形状記憶バネ６５の弾性力が強まるので、図７（Ａ）に示すように、移動カム６７は室内側から見て左方向に移動し、作動板２０の第３突起２３と移動カム６７のカム溝６７ａとのカム作用により、作動板２０が壁１２ａから離れる方向に回動して作動板２０の開度が増大する。環境温度がさらに上昇して高温側設定温度（本実施形態では１３°Ｃ）に達すると、図７（Ａ）に示すように作動板２０の第３突起２３がカム溝６７ａの室外側の端に至り、作動板２０が図２（Ａ）に示す全開状態となる。

図７（Ａ）に示すように、環境温度が高温側設定温度に達して第３突起２３がカム溝６７ａの室外側の端に達した時、移動カム６７の当接面６７ｙがバネホルダ６８の係止面６８ｘに当たるため、環境温度がさらに上昇しても、移動カム６７はそれ以上左方向への移動するのを阻止される。換言すれば、形状記憶バネ６５がそれ以上縮むのを阻止される。その結果、第３突起２３は、カム溝６７ａの室外側の端に位置した状態を維持される。

温度が低下すると、形状記憶バネ６５の弾性力が弱まるので、バイアスバネ６６の力により移動カム６７は室内側から見て右方向に移動し、作動板２０の第３突起２３と移動カム６７のカム溝６７ａとのカム作用により、作動板２０が回動して壁１２ａに近づき開度が減少する。温度がさらに低下して低温側設定温度（本実施形態では７°Ｃ）に達すると、図７（Ｂ）に示すように作動板２０の第１突起２１がカム溝６７ａの室内側の端に近づき、作動板２０が図２（Ｂ）に示す閉じ状態となる。自動換気制御での閉じでは、第１突起２１がカム溝６７ａの室内側の端に到達せず、作動板２０は完全な閉じではなく１／３程度開いており、少量の換気が可能な状態である。

図７（Ｂ）に示すように、環境温度が低温側設定温度に達した時、移動カム６７の当接面６７ｚがストッパ６９の係止面６９ｘに当たるため、環境温度がさらに低下しても、移動カム６７はそれ以上右方向への移動するのを阻止される。換言すればバイアスバネ６６がそれ以上縮むのを阻止される。その結果、上記１／３開状態を維持することができる。

環境温度が高温側設定温度と低温側設定温度との間にある時には、形状記憶バネ６５の弾性力がほぼリニアに変化するため、移動カム６７のカム溝６７ａと第３突起２３とのカム作用により、環境温度に応じて作動板２０の開度が調節される。上記自動換気制御での作動板２０の環境温度に対応した開度調節は、作動板２０の装置本体１０長手方向へのスライドを伴わないので、バネ６５，６６の負担は軽くて済み、バネ６５，６６の小型化を図ることができる。

暴風雨の際には、環境温度とは無関係に作動板２０を全閉状態にすることが要求される。この場合、操作つまみ３０の自動制御位置でのロック状態を外し、図３（Ｂ）に示すように、操作つまみ３０を室内側から見て左方向に移動させ、強制閉じ位置にする。この強制閉じ操作の過程で、作動板２０が左方向に移動し、の第１突起２１が固定カム５０の第１カム面５１に当たり、両者のカム作用により、作動板２０が図２（Ｃ）の全閉状態になる。なお、操作つまみ３０が強制閉じ位置に達すると、図７（Ｃ）に示すように作動板２０の第１突起２１が固定カム５０の第１カム面５１を越えて保持面５３に至るので、強風でも安定して作動板２０の閉じ状態を維持できる。
以下、環境温度毎に場合分けして強制閉じ操作について詳述する。

環境温度が高温側設定温度以上の場合には、図７（Ａ）に示すように、第１突起２１は固定カム５０の第１カム面５１の室外側端部に位置しており、第３突起２３は移動カム６７のカム溝６７ａの室外側端部に位置している。この状態で強制閉じ操作により作動板２０が左方向にスライドすると、作動板２０の第１突起２１が固定カム５０の第１カム面５１に沿って移動する。これと同時に第３突起２３も移動カム６７のカム溝６７ａに沿って移動する。この時、移動カム６７は左側の移動限界位置に維持されて静止しており、移動カム６７のカム溝６７ａが第１カム面５１と傾斜角度が等しいので、第３突起２３がカム溝６７ａに沿って円滑に移動することができる。第１突起２１が固定カム５０の保持面５３に達した時に、第３突起２３も移動カム６７の保持面６７ｂに達する。
環境温度が高温側設定温度以上の場合には、移動カム６７が静止し、バイアスバネ６６が伸ばされた状態にあるため、操作つまみ３０の自動制御位置でのロックが外れた時に、バイアスバネ６６の力で作動板２０が左方向に移動し、操作つまみ３０が作動板２０に追随するので、操作は楽である。

環境温度が低温側設定温度以下の場合には、図７（Ｂ）に示すように、第１突起２１は固定カム５０の第１カム面５１から離れた位置にあり、移動カム６７は係止面６８ｘから離れ係止面６９ｘに係止された右側の移動限界位置にある。第３突起２３はカム溝６７ａ内に位置している。この状態で強制閉じ操作により作動板２０が左方向に移動すると、第１突起２１が固定カム５０の第１カム面５１に当たるまで、カム溝６７ａ内の第３突起２３が移動カム６７を左方向に押しながら移動する。この移動カム６７の移動により、形状記憶バネ６５は縮められる。バイアスバネ６６は移動カム６７の移動により伸ばされる量と、バイアスバネ６６の右端がスライダ６０とともに左方向に移動するのに伴い縮められる量が相殺されるので、長さは実質的に変化しない。バイアスバネ６６のバネ定数は高温時の形状記憶バネ６５のバネ定数に比べれば小さく、低温時の形状記憶バネ６５のバネ定数も著しく低いので、操作抵抗は小さくて済む。

上記作動板２０の左方向への移動により第２突起２２が固定カム５０の第１カム面５１に達した時、移動カム６７は係止面６８ｘによる左側の移動限界位置に至る。これ以降は、上記と同様である。すなわち、さらなる作動板２０の左方向移動に伴って第１突起２１が第１カム面５１に沿って移動し、これに伴って第３突起２３がカム溝６７ａに沿って移動する。
第１突起２１が固定カム５０の保持面５３に達した時、第３突起２３も移動カム６７の保持面６７ｂに達する。第３突起２３がカム溝６７ａに沿って移動する過程では移動カム６７は第３突起２３に左側限界位置で静止しており、作動板２０はバイアスバネ６６の力を借りて移動される。

環境温度が低温側設定温度と高温側設定温度の間にある場合には、第３突起２３はカム溝６７ａ内において図７（Ｂ）に示す位置より室外側にあり、移動スライダ６７は左右の移動限界位置の中間に位置している。この場合の強制閉じ動作は、図７（Ｂ）の場合に比べて、移動カム６７の移動距離が短く、第３突起２３のカム溝６７ａに沿う移動距離が長い。高温側設定温度に近いほどバイアスバネ６６による作動板２０を左方向に付勢する力が強く作用し、低温側設定温度に近いほどバイアスバネ６６による左方向の力が弱くなる。

上述した強制閉じ状態では、第３カム２３がカム溝６７ａを抜けて保持面６７ｂに位置している。そのため、移動カム６７は左側限界位置より右方向への移動は自由となる。しかし、本実施形態では、図６に示すスライダ本体６２の長穴６２ａの端６２ｘが移動カム６７の凸部６７ｘに当たり、移動カム６７を左側移動限界位置から右方向へ移動するのを禁じている。そのため、高温時において第３カム２３がカム溝６７ａを抜けた瞬間に、バイアスバネ６６の力で移動カム６７が右方向に移動するのを禁じることができる。また、強制閉じ状態において、環境温度の変化により移動カム６７が左右方向に自由運動するのを禁じることができる。

環境温度と無関係に室内を換気する場合には、操作つまみ３０を室内側から見て右方向に移動させ、図３（Ｃ）の強制開き位置にする。すると、操作つまみ３０に追随して作動板２０が同方向に移動する。この強制開き操作の過程で、作動板２０の第２突起２２が固定カム５０の第２カム面５２に当たり、両者のカム作用により、作動板２０が図２（Ａ）の全開状態になる。なお、操作つまみ３０が強制開き位置に達すると、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）に示すように作動板２０の第２突起２２が固定カム５０のカム面５２を越えて保持面５４に至るので、安定して作動板２０の全開状態を維持できる。

環境温度が低温側設定温度以下の場合には、図８（Ａ）に示すように、移動カム６７は右側の移動限界位置にあり、第２突起２２は固定カム５０のカム面５２の室内側端部近傍で接しており、第３突起２３は移動カム６７のカム溝６７ａ内に位置している。この状態で強制開き操作により作動板２０が右方向に移動すると、作動板２０の第２突起２２が固定カム５０のカム面５２に沿って移動し、これに伴い第３突起２３も移動カム６７のカム溝６７ａに沿って移動する。移動カム６７は右側の移動限界位置で静止しており、カム溝６７ａが第２カム面５２と傾斜角度が等しいので、第３突起２３がカム溝６７ａに沿って移動する過程で作動板２０は形状記憶バネ６５の抵抗を受けずバイアスバネ６６の弾性力の抵抗のみで済み、小さな操作力で開き操作を行うことができる。図８（Ｂ）に示すように第２突起２２が保持面５４に達した時、第３突起２３も保持面６７ｃに達する。

環境温度が高温側設定温度以上の場合には、図９（Ａ）に示すように、移動カム６７は左側の限界位置にあり、第２突起２２は固定カム５０の第２カム面５２から離れた位置にあり、第３突起２３は移動カム６７のカム溝６７ａの室外側の端部に位置している。この状態で強制開き操作により作動板２０が右方向に移動すると、図９（Ｂ）に示すように第２突起２２が固定カム５０の保持面５４に達し、第３突起２３も移動カム６７の保持面６７ｃに達する。この場合も作動板２０は、形状記憶バネ６５の弾性力の抵抗を受けずに、バイアスバネ６６の弾性力の抵抗のみで済み、小さな操作力で開き操作を行うことができる。

環境温度が低温側設定温度と高温側設定温度との間にある場合には、移動カム６７は左右の移動限界位置の中間に位置しており、第２突起２２は固定カム５０の第２カム面５２から離れた位置にあり、第３突起２３は移動カム６７のカム溝６７ａ内に位置している。この状態で強制開き操作により作動板２０が右方向に移動すると、第２突起２２が固定カム５０の第２カム面５２に当たるまで、カム溝６７ａ内の第３突起２３が移動カム６７を押しながら右方向に移動する。この移動カム６７の移動により、形状記憶バネ６５は伸ばされる。形状記憶バネ６５のバネ定数は高温側設定温度以上の時に比べて遥かに小さいので、この形状記憶バネ６５の伸びに伴う操作抵抗は小さくて済む。
第２突起２２が第２カム面５２に達した時に移動カム６７は右側限界位置に達する。形状記憶バネ６５に抗しながら作動板２０がさらに右方向へ移動するのに伴い、第２突起２２が第２カム面２２に沿って移動して保持面５４に至り、第３突起２３がカム溝６７ａに沿って移動して保持面６７ｃに至る。

上記強制開き状態、すなわち第３突起２３が保持面６７ｃに位置した状態において、移動カム６７は左側の移動限界位置と右側の移動限界位置との間で移動可能である。このことは、図８（Ｂ）と図９（Ｂ）を比較することにより理解することができる。これにより、形状記憶バネ６５が高温時に縮むのを許容し、形状記憶バネ６５に大きな負荷が加わるのを防ぐことができる。

本発明は上記実施形態に制約されず種々の態様が可能である。例えば、上述した実施形態では固定カムが１つずつであったが、サッシ戸の幅が広い場合（換気装置が長い場合）には、複数設置してもよい。
形状記憶バネ，バイアスバネとして、引張コイルバネを用いたが、圧縮コイルバネを用いてもよい。この場合、第１実施形態において形状記憶バネ，バイアスバネの配置を左右逆にする。
スライダを省き、バイアスバネを操作部材に連結してもよい。
自動換気制御での閉じを、強制閉じと同様に完全閉じとしてもよい。
第１ストッパは形状記憶バネのバネホルダとは別体であってもよい。

本発明の換気装置はサッシ戸の上框と別体をなし上框の下に装着するようにしてもよいし、サッシ戸以外の場所に設置してもよい。

本発明は、環境温度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。

１０装置本体
１２ａ中間の壁（主壁）
２０作動板
２１第１突起（第１カムフォロア）
２２第２突起（第２カムフォロア）
２３第３突起（第３カムフォロア）
３０操作つまみ（操作部材）
５０固定カム
５１第１カム面（第１カム軌道）
５２第２カム面（第２カム軌道）
５３第１保持面
５４第２保持面
６０温度感応型アクチュエータ
６１スライダ
６２ａ長穴
６２ｘ長穴の端（拘束部）
６５形状記憶バネ（形状記憶合金製のバネ）
６６バイアスバネ
６７移動カム
６７ａカム溝（第３カム軌道）
６７ｂ室内側第３保持面
６７ｃ室外側第３保持面
６７ｘ凸部
６８バネホルダ（第１ストッパ）
６９ストッパ（第２ストッパ）

Claims

（ア）主壁に換気口を形成してなる装置本体と、
（イ）一方の縁部に上記装置本体に回動可能かつスライド可能に支持される軸部を有し、他方の縁部に第１、第２、第３のカムフォロアを有し、回動に伴い上記主壁に近づいたり離れたりして上記換気口を開閉する作動板と、
（ウ）自動制御位置と、この自動制御位置から第１方向側に離れた強制閉じ位置と、この自動制御位置から上記第１方向とは逆の第２方向側に離れた強制開き位置との間で、上記作動板のスライド方向に移動可能にして上記装置本体に支持されるとともに、上記作動板の回動を許容するようにして上記作動板に連結された操作部材と、
（エ）上記室内側に向かって第１方向に進むように傾斜した互いに平行をなす第１、第２のカム軌道を有し、上記操作部材が上記自動制御位置にあるときに、上記第１、第２のカムフォロアと干渉せずに上記作動板の回動を許容し、上記操作部材が上記自動制御位置から上記強制閉じ位置へ操作されて上記作動板が上記第１方向にスライドするときに、上記第１カム軌道が上記第１カムフォロアと協働して上記作動板を閉じ位置に回動させ、上記操作部材が上記自動制御位置から上記強制開き位置へ操作されて上記作動板が上記第２方向にスライドするときに、上記第２カム軌道が上記第２カムフォロアと協働して上記作動板を開き位置に回動させる固定カムと、
（オ）上記操作部材が上記自動制御位置にあるときに、環境温度に応じて上記作動板を回動させることによりその開度を調節する温度感応型アクチュエータと、
を備え、上記温度感応型アクチュエータは、
ａ．上記第１、第２のカム軌道と平行な第３カム軌道を有し、上記作動板のスライド方向に移動可能で、その移動に伴い上記第３カム軌道が上記第３カムフォロアと協働して上記作動板を回動させる移動カムと、
ｂ．一端が上記移動カムに連結され、他端が上記装置本体に連結され、上記移動カムを上記第１方向に付勢する形状記憶合金製のバネと、
ｃ．一端が上記移動カムに連結され、他端が上記操作部材に直接または間接的に連結され、上記移動カムを上記第２方向に付勢するバイアスバネと
を備え、
さらに、上記装置本体に固定されて上記移動カムの上記第１方向への移動を規制する第１ストッパと、上記装置本体に固定されて上記移動カムの上記第２方向への移動を規制する第２ストッパと、を備え、
上記第１ストッパは、上記自動制御での上記作動板の開き方向の限界位置に対応する上記移動カムの上記第1方向側の限界位置を決定し、上記第２ストッパは、上記自動制御での上記作動板の閉じ方向の限界位置に対応する上記移動カムの上記第２方向側の限界位置を決定することを特徴とする換気装置。
上記固定カムは、さらに、上記第１カム軌道の室内側の端に連なる第１保持面と、上記第２カム軌道の室外側の端に連なる第２保持面と、を有し、
上記移動カムは、上記第３カム軌道の室内側の端と室外側の端にそれぞれ連なる室内側第３保持面と室外側第３保持面とを有し、
上記操作部材が上記強制閉じ位置にある時、上記第１カムフォロアが上記第１保持面に位置するとともに上記第３カムフォロアが上記室内側第３保持面に位置し、
上記操作部材が上記強制開き位置にある時、上記第２カムフォロアが上記第２保持面に位置するとともに上記第３カムフォロアが上記室外側第３保持面に位置し、
上記自動制御において、上記移動カムが上記第１方向側の限界位置にあるとき、上記第３カムフォロアが上記第３カム軌道において上記室外側第３保持面より室内側に位置しており、これにより、上記作動板の閉じ方向の限界位置では上記作動板が上記主壁から離れて少量の換気を許容することを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
さらに、上記操作部材に連結され、上記作動板と一緒に移動する拘束部を有し、
上記拘束部は、上記操作部材が上記強制閉じ位置にあるとき、上記第１ストッパと協働して、上記移動カムの上記第1方向および上記第２方向への移動を禁じることを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。
さらに、上記操作部材に連結されて上記作動板と一緒に上記装置本体に対してスライド可能なスライダを備え、
上記スライダには上記バイアススプリングの上記他端が連結されており、
上記スライダには、上記スライド方向に延びる長穴が形成されており、この長穴に上記移動カムに形成された凸部が挿入され、この長穴の第２方向側の端が上記拘束部として提供され、上記移動カムの凸部を拘束することを特徴とする請求項３に記載の換気装置。