JPH0814613A - 自動換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状記憶合金を利用した農業用ビニルハウス
や屋根裏などの自動換気装置であって、結露や雨水の侵
入によって動作不能となることのない装置を提供する。 【構成】 それぞれ多数の開口１１，１３を有する透明
アクリル樹脂製の固定板１と可動板３とを重ね合わせ、
形状記憶合金製のコイルバネ９で可動板３を吊下げる。
固定板１の表面には、半円柱状の突条１７が各開口行の
上下を挟む様に１０行設けられる。 【作用】 コイルバネ９は、３０℃未満では可動板３の
自重に負けて伸び、３０℃以上になったときに縮んで可
動板３を引き上げる。突条１７にて固定板１及び可動板
３が密着しないようになっているので、結露水や雨水が
両板間に侵入しても、スライド動作が阻害されない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶合金を利用
し、温度変化により自動的に換気孔を開閉する自動換気
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６０−６４１４２号公報や
特開昭６２−７３０２３号公報に、複数個の換気孔が穿
設された固定板と可動板とを両者の換気孔がずれて内外
が連通しない状態に重ね合わせ、可動板の方を形状記憶
合金製のバネで吊下げ、温度が上昇したら可動板を引き
上げることで互いの換気孔を重ならせて内外を連通さ
せ、温度上昇時に自動的に家屋などの換気を行う装置が
提案されている。

【０００３】最近では、こうした自動換気装置の応用分
野として、特に、農業用のビニルハウスの換気窓への適
用や、家屋の床下換気口・屋根裏換気口への適用が検討
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、農業用のビ
ニルハウス内は湿度が高く、換気窓を構成する固定板と
可動板との間に結露が生じて密着し、両者のスライドを
阻害するという問題があった。また、固定板と可動板と
の間に雨水が侵入することもあり、この場合もスライド
が阻害されるという問題があった。このため、所定温度
になっても換気をすることができずにハウス内が高温と
なってしまって作物に熱傷害を生じさせるおそれがあっ
た。逆に、一旦開いた換気窓が温度が下がっても閉じる
ことができず、ハウス内の温度を下げ過ぎてしまって作
物の生育を悪くするおそれもあった。

【０００５】こうした結露や雨水による動作不良の問題
は床下換気口や屋根裏換気口でも同様である。この様
に、従来は自動換気装置のアイデアはあっても、実用化
が難しかった。そこで、本発明は、結露や雨水の侵入に
よって動作不能となることのない自動換気装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明の
自動換気装置は、固定板と、該固定板に重ね合わされる
可動板と、該可動板を温度変化により第１の位置と第２
の位置の間でスライドさせるように可動板に一端を取り
付けられ、他端を固定板又は建屋に取り付けられる形状
記憶合金体と、前記固定板及び可動板のそれぞれに穿設
され、両者が第１の位置関係にあるときに重ならず、第
２の位置関係にあるときには重なる換気孔とを備えた換
気装置において、前記固定板と可動板との重なり面に介
在され、両板面が直接接触するのを回避するスペーサ部
材を備えることを特徴とする。

【０００７】ここで、この自動換気装置において、前記
スペーサ部材を、固定板又は可動板に形成された突条若
しくは突起で構成することができる。この自動換気装置
によれば、スペーサ部材によって固定板と可動板の板面
が直接接触することが回避されているので、例えば農業
用のビニルハウスや温室の様に多湿環境となる施設の換
気に用いた場合にも、結露による動作不良や雨水の侵入
による動作不良を来すことがない。

【０００８】ところで、スペーサ部材によって可動板と
固定板とを密着できないようにしたことにより、この換
気装置が取り付けられる施設や建物等の密閉性を確保し
難くなる。そこで、これらの自動換気装置において、固
定板及び可動板が前記第１の位置関係にあるとき、前記
換気孔を介して自動換気装置内外間の空気の流通を遮断
する密閉構造をも備えていることが望ましい。

【０００９】この場合、前記スライドの方向に交差して
固定板又は可動板に形成した突条で前記スペーサ部材を
構成すると共に、該突条は、固定板及び可動板が前記第
１の位置にあるときに、可動板側の換気孔と固定板側の
換気孔とを仕切る各位置に形成するとよい。

【００１０】かかる構成にすることにより、固定板の換
気孔と可動板の換気孔とがスライド方向に連通しなくな
るので、スペーサ部材自体が密閉構造の一部を兼ねるこ
とができる。なお、固定板又は可動板の換気孔の周囲を
囲う様に突条を配置すれば、スペーサ部材だけで密閉構
造を実現することができる。

【００１１】この様な密閉構造をも備えることで、換気
孔閉鎖時の施設等からの放熱を抑えることができ、特
に、農業用のビニルハウスや温室の様に、内部の温度を
下げたくない施設において最適な態様となる。なお、換
気孔は、開口部と非開口部とが可動板スライド方向に交
互に複数個設けられて構成されるとよい。特に、この開
口部は長方形又は正方形であると、開口面積を最も大き
くとることができる。

【００１２】これらの自動換気装置において、より具体
的には、前記形状記憶合金体を、可動板を上下動可能に
吊下げた状態に取り付けられ、固定板及び可動板の位置
関係を、所定温度未満では可動板の自重で伸ばされるこ
とにより可動板を下降させて前記第１の位置関係とし、
所定温度以上ではバネ定数が大きい状態に変態して縮む
ことにより可動板を上昇させて前記第２の位置関係とす
るバネ部材で構成することができる。

【００１３】かかる構成によれば、可動板の自重とバネ
部材のバネ定数とのバランスだけにより、温度が上がる
とバネ部材が縮んで換気孔を開き、温度が下がるとバネ
部材が伸びて換気孔を閉じるように動作する。ところ
で、スペーサ部材の効果により、可動板の上下動に大き
な力は必要ないので、バネ部材の変態後のバネ定数は可
動板の自重に打ち勝って所定量だけ可動板を引き上げる
ことができれば十分であり、バネ部材としては弱いバネ
定数のものが採用できる様になる。従って、バネ部材の
変態点近傍における温度ヒステリシス幅を小さくするこ
とができ、設定温度になったら直ちに開き、設定温度を
少し下回ったら直ちに閉じる様に構成することができ
る。

【００１４】即ち、本発明の構成を採用し、可動板の自
重との関係だけで開閉動作をさせることにより、実用化
に耐え得る自動換気装置が完成されるのである。この様
な自動換気装置は、特に、農業用のビニルハウス等に最
適である。その理由をもう少し詳しく説明する。

【００１５】農業用のビニルハウスなどでは、施設内に
太陽光が透過できるように透明アクリル板や透明ガラス
板などで固定板及び可動板を構成することが望まれる。
これらアクリル板やガラス板は、間に水が侵入するとそ
の表面張力で密着してしまい、容易にスライドさせるこ
とができなくなる。アクリル板は軽量であることから、
弱いバネを採用して上述の様な可動板の自重とバネ部材
のバネ定数とのバランスを取り易いのであるが、弱いバ
ネを採用するが故に可動板と固定板の間に水分が侵入す
ると一転して動作不能となってしまう。

【００１６】これに対し、本発明の構成を採用すると、
スペーサ部材の作用により、水分侵入による動作不良が
解消され、弱いバネで確実にアクリル板を上下動させる
ことが可能になる。従って、本発明の自動換気装置によ
れば、特に、アクリル板のような表面が平滑で軽量な材
料により可動板を形成して農業用施設の自動換気に適用
するとき、アクリル板を採用したことによる効果を損な
うことがない点でその効果が高いといえる。

【００１７】この可動板の自重とバネ部材のバネ定数を
バランスさせる構成の装置は、農業用施設に限ることな
く、家屋の床下換気や屋根裏換気にも用いることができ
るし、養鰻用のビニルハウスなどにも必要に応じて適用
できることはもちろんである。養鰻用のビニルハウスも
内部が高温多湿状態になっており、本発明装置の適用対
象としては有望なものといえる。

【００１８】一方、家屋の換気装置として用いる場合に
は、温度上昇を抑えるためにある程度の温度になったら
換気する様にするのはもちろんであるが、例えば、火災
時の類焼防止などのためにさらに高温の例えば８０℃以
上になったら逆に閉じる様にも構成することが望まれて
いる。こうした災害の防止とも絡む換気装置では、特
に、確実な動作が望まれ、その意味では、本発明の自動
換気装置の適用対象としてこちらも有望である。そこ
で、その具体例について示すと、本発明の自動換気装置
において、前記形状記憶合金体を、可動板を上下動可能
に吊下げた状態に取り付けられ、固定板及び可動板の位
置関係を、所定温度未満では可動板の自重で伸ばされる
ことにより可動板を下降させて前記第１の位置関係と
し、所定温度以上ではバネ定数が大きい状態に変態して
縮むことにより可動板を上昇させて前記第２の位置関係
とするバネ部材で構成するとよい。

【００１９】こうした微妙なバランスを取ることができ
るのも、スペーサ部材を介在させることで可動板の移動
を確実にしたからこそ達成され得るものである。

【００２０】

【実施例】次に、本発明を一層明らかにするために、好
適な実施例を説明する。実施例の自動換気装置は、農業
用のビニルハウスの側面壁に取り付けられるものであっ
て、図１に示すように、透明アクリル樹脂製の固定板１
と、この固定板１に重ね合わされる透明アクリル樹脂製
の可動板３と、固定板１の上部に設けた突起５と可動板
３の上部に設けた突起７との間に掛け渡される形状記憶
合金（Ｎｉ−Ｔｉ系合金、Ｃｕ系合金など）製のコイル
バネ９とを備えている。

【００２１】固定板１には、高さｈの長方形の開口１１
が上下５行左右４列設けられている。なお、開口１１間
の上下方向の間隔ｈ１はｈ１＞ｈの関係とされている。
可動板３にも全く同じ配置関係で開口１３が設けられて
いる。また、固定板１の左右には折り返しによるガイド
溝１５が設けられ、可動板３をガイドするようになって
いる。そして、固定板１の表面には、断面半円状の突条
１７が各開口行の上下を挟む様に１０行設けられてい
る。また、ガイド溝１５の折り返しの裏面にも断面半円
状の短い突条１９が左右各３箇所設けられている。

【００２２】コイルバネ９は、３０℃を変態温度（厳密
には変態開始温度を指す。以下、同じ。）としてそれ以
上ではバネ定数の大きい状態に変化するものであり、３
０℃未満の変態前の状態においては、可動板３の自重に
負けて伸び、３０℃以上になったときに縮み代ｘがｘ＝
ｈとなるようなバネ定数の変化をするものが使用され
る。

【００２３】従って、この自動換気装置は、３０℃未満
のときには図２（Ａ）に示すようにコイルバネ９が伸び
て可動板３が下がった状態になり、固定板１及び可動板
３の各開口１１，１３は高さ方向に完全にずれた状態に
なる。このため、ビニルハウスの内外の空気は流通せ
ず、ビニルハウス内は密閉空間となって熱が蓄積されて
いく。

【００２４】一方、ビニルハウス内の温度が３０℃にな
ると、コイルバネ９は変態を起こし、長さｘ＝ｈだけ縮
む。従って、図２（Ｂ）に示すように、可動板３がｘ＝
ｈだけ上昇し、固定板１及び可動板３の各開口１１，１
３が完全に重なり合う状態になる。よって、ビニルハウ
スの内外で空気が流通できる様になり、換気が行われ
る。この結果、ビニルハウス内の温度の上がり過ぎを抑
え、作物が熱によって傷害を受けるのを防止することが
できる。

【００２５】また、こうして換気がされることによって
ビニルハウス内の温度が３０℃未満になると、コイルバ
ネ９は再びバネ定数の弱い状態に戻るので、可動板３の
自重の方が勝って、次第にコイルバネ９がｈだけ伸ばさ
れる。この結果、ビニルハウスが再び密閉される。

【００２６】ここで、本実施例では、突条１７によって
固定板１と可動板３の板面同士が直接接触しない様にさ
れているので、ビニルハウスの様に内部が多湿になって
いることによって固定板１及び可動板３に水滴が結露し
ても、両板１，３が密着してしまうことがない。従っ
て、可動板３はスムーズに上昇・下降することができ
る。

【００２７】この様に、固定板１及び可動板３が密着し
てしまうのを防止でき、スムーズな上昇・下降が確保で
きる結果、コイルバネ９は設計通りの挙動を示してくれ
る。従って、突条１７を設けたことにより、開口１１，
１３が完全に閉じた状態と完全に開いた状態との間で可
動板３を確実に動作させることができ、十分な換気が可
能となる。この結果、ビニルハウス用として実用できる
自動換気装置が提供できる。

【００２８】なお、この実施例では、突条１７を固定板
１の開口行の上下を挟む様に設け、閉鎖時に固定板の開
口１１と可動板の開口３とを上下方向に完全に仕切る様
に構成してあるので閉鎖時の密閉性が確保できる。ここ
で、さらに密閉性を高めるには、図３（Ａ）に一点鎖線
で示すように、上記１０行の突条１７に加えて開口部分
の左右に各１列の突条２１をも設けるようにして、開口
の周囲を囲い込む様にするとよい。これによって上下方
向にも左右方向にもしっかりとした密閉性が確保でき
る。

【００２９】なお、同図（Ｂ）に一点鎖線で示すよう
に、固定板１の方に５列の上下方向に伸びる突条２３を
設け、可動板３の方に各開口１３，１３，…の上下に一
つずつ開口幅に対応する長さの突条２５，２５，…を設
けて開口部分の周囲を囲い込むことによって上下左右の
密閉性を確保することもできる。

【００３０】また、密閉性がそれほど重要でない場合に
は、図４（Ａ）の様に固定板１の開口間に１本ずつだけ
突条２７を設ける様にしてもよいし、同図（Ｂ）の様
に、固定板１に半球状の突起２９を多数設けておくよう
にしてもよい。これら突条や突起の例を示すと、図５
（Ａ）〜（Ｄ）に示す様に種々考えられ、さらに、三角
柱状の突条としたり、三角錘状の突起としたりしてもよ
いし、その他の形状であっても構わない。

【００３１】次に、第２実施例について説明する。第２
実施例は、家屋の屋根裏換気用の自動換気装置である。
この屋根裏換気用の自動換気装置は、図６に示すよう
に、第１実施例とほぼ同様に、高さｈの開口付の固定板
３１（アルミ製）と、高さｈの開口付の可動板３３（ア
ルミ製）とを重ね合わせ、固定板３１の上部の突起３５
と可動板３３の上部の突起３７との間に形状記憶合金製
の第１のコイルバネ３９を掛け渡して構成され、固定板
３１には断面半円状の突条４１が開口の上下を挟む様に
設けられている。また、固定板３１及び可動板３３の各
下部にも突起４３，４５が設けられ、そこに第２のコイ
ルバネ４７が掛け渡されている。

【００３２】ここで、第１のコイルバネ３９は、例えば
３０℃を変態温度とし、３０℃未満の変態前の状態にお
いては、可動板３３の自重に負けて伸び、３０℃以上に
なったときに可動板３３がぶら下がっているだけなら縮
み代ｘがｘ＝ｈ＋αとなるようなバネ定数の変化をする
ものが使用される。

【００３３】また、第２のコイルバネ４７は、例えば８
０℃を変態温度とし、８０℃未満の変態開始前の状態に
おいては第１のコイルバネ３９のバネ定数よりも弱く、
８０℃以上では第１のコイルバネ３９のバネ定数よりも
強い状態となるものが使用される。そして、コイルバネ
３９，４７のバネ定数の関係は、３０℃〜８０℃では第
１のコイルバネ３９の上記縮み代ｘがｘ＝ｈに制限さ
れ、８０℃以上では第１のコイルバネ３９を伸び代ｘ＝
ｈだけ引き伸ばすことができる様に両コイルバネ３９，
４７のバネ定数及び長さ等のバランスが定められる。

【００３４】この様に構成することで、本実施例の自動
換気装置は、３０℃未満のときには図６（Ａ）に示すよ
うにコイルバネ３９が伸びて可動板３３が下がった状態
になり、固定板３１及び可動板３３の各開口は高さ方向
に完全にずれた状態になる。このため、屋根裏の空気が
戸外へ漏れることがなく、暖房効率を上昇させる。

【００３５】一方、夏期等のように、屋根裏の温度が３
０℃以上になると、コイルバネ３９は変態を起こし、図
６（Ｂ）に示すように、可動板３３がｈだけ上昇し、固
定板３１及び可動板３３の各開口が完全に重なり合う状
態になる。よって、屋根裏の熱気や湿気は戸外に流出さ
せ、「すがもり」による建屋の劣化を防止することがで
きる。

【００３６】さらに、火災が発生して屋根裏の温度が８
０℃以上になると、図６（Ｃ）に示すように、第２のコ
イルバネ４７が変態して縮み、固定板３１及び可動板３
３の各開口は高さ方向に完全にずれた状態に戻される。
この結果、屋根裏は密閉され、換気装置から外へと熱風
や火炎が流出せず、隣家への類焼を防止することができ
る。

【００３７】こうした屋根裏換気装置は、風雨に曝され
るものであり、夏期などには湿気も籠るので固定板３１
と可動板３３の間に水が侵入する場合がある。しかし、
本実施例では、突条４１によって固定板３１と可動板３
３の板面の直接の接触が回避されているので、こうした
水が侵入しても両板３１，３３のスライド動作は阻害さ
れず、温度さえ所定の条件になれば、換気状態と密閉状
態とを切り換えることができる。

【００３８】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実現することがで
きることはいうまでもない。例えば、前記コイルバネの
一端は、固定板に対する取付のほか、建屋自体の壁、
柱、梁、鴨居等に取り付けてもよい。また、固定板と可
動板の密着を防止するための突条や突起は、実施例の様
に別部品として製造した断面半円状部品などを固着する
方法に代え、固定板又は可動板自体にプレス模様として
直接形成するようにしてもよい。また、固定板及び可動
板の材料としては、鉄板などでもよい。

【００３９】また、可動板のスライド方向は上下に限ら
ず、引戸の様に左右に開閉する形式に設計しても構わな
いし、回動を利用してスライドさせる様にしても構わな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の外観を示す斜視図である。

【図２】 第１実施例の構成及び作動状態を示す断面図
である。

【図３】 変形例の正面図である。

【図４】 変形例の正面図である。

【図５】 実施例で採用される突条や突起のいくつかの
例を示す斜視図である。

【図６】 第２実施例の構成及び作動状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１・・・固定板、３・・・可動板、９・・・コイルバ
ネ、１１，１３・・・開口、１５・・・ガイド溝、１
７，２１，２３，２５，２７・・・突条、２９・・・突
起、３１・・・固定板、３３・・・可動板、３９・・・
第１のコイルバネ、４１・・・突条、４７・・・第２の
コイルバネ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定板と、 該固定板に重ね合わされる可動板と、 該可動板を温度変化により第１の位置と第２の位置の間
   でスライドさせるように可動板に一端を取り付けられ、
   他端を固定板又は建屋に取り付けられる形状記憶合金体
   と、 前記固定板及び可動板のそれぞれに穿設され、両者が第
   １の位置関係にあるときに重ならず、第２の位置関係に
   あるときには重なる換気孔とを備えた換気装置におい
   て、 前記固定板と可動板との重なり面に介在され、両板面が
   直接接触するのを回避するスペーサ部材を備えることを
   特徴とする自動換気装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動換気装置において、
   前記スペーサ部材を、固定板又は可動板に形成された突
   条若しくは突起で構成することを特徴とする自動換気装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の自動換気装
   置において、固定板及び可動板が前記第１の位置関係に
   あるとき、前記換気孔を介して自動換気装置内外間の空
   気の流通を遮断する密閉構造をも備えていることを特徴
   とする自動換気装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の自動換気装置において、 前記スライドの方向に交差して固定板又は可動板に形成
   した突条で前記スペーサ部材を構成すると共に、 該突条は、固定板及び可動板が前記第１の位置にあると
   きに、可動板側の換気孔と固定板側の換気孔とを仕切る
   各位置に形成されることを特徴とする自動換気装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４記載の自動換気装
   置において、 前記固定板又は可動板の換気孔の周囲を囲う様に突条を
   配置して前記スペーサ部材を構成することを特徴とする
   自動換気装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれか記載の自
   動換気装置において、前記換気孔は、開口部と非開口部
   とが可動板スライド方向に交互に複数個設けられて構成
   されることを特徴とする自動換気装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれか記載の自
   動換気装置において、 前記形状記憶合金体を、 可動板を上下動可能に吊下げた状態に取り付けられ、固
   定板及び可動板の位置関係を、所定温度未満では可動板
   の自重で伸ばされることにより可動板を下降させて前記
   第１の位置関係とし、所定温度以上ではバネ定数が大き
   い状態に変態して縮むことにより可動板を上昇させて前
   記第２の位置関係とするバネ部材で構成することを特徴
   とする自動換気装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項６のいずれか記載の自
   動換気装置において、 前記形状記憶合金体を、 第１の温度を変態温度とし、該第１の温度以上になった
   ときに固定板及び可動板を前記第２の位置関係とする方
   向へ変形する第１のバネ部材と、 前記第１の温度よりも高い第２の温度を変態温度とし、
   第１の温度以上第２の温度未満では前記第１のバネ部材
   のバネ定数よりも弱く、第２の温度以上では第１のバネ
   部材のバネ定数よりも強い状態となって固定板及び可動
   板を前記第１の位置関係に戻す第２のバネ部材とから構
   成することを特徴とする自動換気装置。