JP2007010218A - Hinge with thermo-actuator and ventilation device with thermo-actuator using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温度変化に伴い作動するサーモアクチュエータの進退動作により２枚の蝶番部材を相対的に回動動作させるサーモアクチュエータ付き蝶番に関し、特に建物の壁面等に設けた換気口を外気温度あるいは室内温度等に応じて開閉動作させるための換気装置の駆動部に用いて好適なサーモアクチュエータ付き蝶番、およびこれを用いたサーモアクチュエータ付き換気装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hinge with a thermoactuator that relatively rotates two hinge members by advancing and retreating a thermoactuator that operates in response to a temperature change. The present invention relates to a hinge with a thermoactuator suitable for use in a drive unit of a ventilator for opening and closing depending on temperature and the like, and a ventilator with a thermoactuator using the hinge.
たとえば温度変化に伴って開口を開閉する蓋を取り付けるために用いられる蝶番において、周囲温度が所定値以下になると、前記蓋が蝶番に備えたスプリングの付勢力で閉じ、周囲温度が所定値以上になると前記蓋がサーモアクチュエータのピストンの前進により開くようにした構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 For example, in a hinge used to attach a lid that opens and closes according to a temperature change, when the ambient temperature falls below a predetermined value, the lid is closed by the biasing force of a spring provided on the hinge, and the ambient temperature rises above a prescribed value. Then, the thing of the structure where the said lid | cover was opened by advance of the piston of a thermoactuator is known (for example, refer patent document 1).
このような従来のサーモアクチュエータ付き蝶番によれば、温度変化に伴うサーモアクチュエータのピストンの進退動作により蓋が開閉されるため、蓋の開度を周囲温度変化に応じて、低温時には閉じ、温度上昇に伴って開くことができるので、たとえば建物の換気装置等に採用したものが知られている。 According to such a conventional hinge with a thermoactuator, the lid is opened and closed by the back and forth movement of the piston of the thermoactuator accompanying a temperature change. For example, what is adopted for a ventilation device of a building is known.
ところで、上述した建物の換気装置等においては、換気口の開度を任意に調整できることが望まれており、また火災に対しての対策も必要となっている。
たとえば、建物の天井に設けられた通気口に対して、温度ヒューズによって弁体を繋ぎ止めた構造をもつ防火ダンパを設け、異常温度を検出すると温度ヒューズが切れて弁体を解放して通気口を全閉することで、火災時の延焼を防ぐようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
By the way, in the building ventilator described above, it is desired that the opening degree of the ventilation port can be arbitrarily adjusted, and measures against fire are also required.
For example, a fire damper with a structure in which a valve body is connected to a vent hole on the ceiling of a building by a thermal fuse is installed. When an abnormal temperature is detected, the thermal fuse is blown and the valve body is released to vent the vent hole. Is fully closed to prevent the spread of fire during a fire (for example, see Patent Document 2).
また、ダクト内にダンパを回動可能に設け、これを形状記憶合金部材で係止する構造とし、異常温度を検出すると形状記憶合金の長さが短くなり、ダンパを保持していた係止が外れてダクトが全閉状態となるものもある（例えば、特許文献３参照）。 In addition, a damper is rotatably provided in the duct, and is configured to be locked by a shape memory alloy member. When an abnormal temperature is detected, the length of the shape memory alloy is shortened, and the lock that holds the damper is There is also a case where the duct comes off and the duct is fully closed (see, for example, Patent Document 3).
上述した特許文献１のサーモアクチュエータ付き蝶番において、開度が大きいほど、一対の蝶番部材のうち回動する蝶番部材の占有するスペースは大きい。そこで、省スペース化を達成するために必要な開度だけ開くような蝶番が望まれ、そのために回転角度（開閉量）を規制する機能を持たせた構造のものも知られている。しかし、サーモアクチュエータの組込み部やそのピストンの動きとの関連もあり、簡単には適用できないものであった。
In the hinge with a thermoactuator of
また、従来この種の蝶番において、回転角度の規制機能を付加すると、サーモアクチュエータの組込み構造に注意が必要となる。すなわち、サーモアクチュエータが、ピストンを所定量以上に押出したときに、蝶番部材を必要以上に動作させないようなオーバリフト防止機構を付加する必要がある。これは、蝶番を構成する各部品、さらに該蝶番を取り付けた蓋体などの損傷を防ぐうえで必要である。
さらに、サーモアクチュエータは温度上昇に伴いピストンを押し出すが、オーバーリフト防止機能がないと、回転を規制されること等によりピストンの動きが規制され、これによりサーモアクチュエータ内部に過大な圧力が発生し、サーモアクチュエータを構成するピストンの折損やダイヤフラムの損傷を引き起こし、いわゆるサーモアクチュエータの破損を招いてしまうおそれがある。
Conventionally, if this type of hinge is provided with a function of restricting the rotation angle, it is necessary to pay attention to the thermo actuator built-in structure. That is, it is necessary to add an overlift prevention mechanism that prevents the hinge member from operating more than necessary when the thermoactuator pushes the piston beyond a predetermined amount. This is necessary in order to prevent damage to each component constituting the hinge and a lid body to which the hinge is attached.
Furthermore, the thermoactuator pushes out the piston as the temperature rises, but if there is no overlift prevention function, the movement of the piston is restricted by restricting rotation, etc., thereby generating excessive pressure inside the thermoactuator, This may cause breakage of the piston constituting the thermoactuator and damage to the diaphragm, leading to breakage of the so-called thermoactuator.
また、上述したサーモアクチュエータ付き蝶番によれば、上述した不具合を一掃したとしても、上記の防火対策を講じるうえでは問題がある。すなわち、特許文献２、特許文献３にあるように、温度ヒューズや形状記憶合金を用いた専用の防火構造を別個に設けるものでは、構成部品点数が多くなり、構造も複雑となりコスト高を招くことになる。
Moreover, according to the hinge with a thermoactuator described above, there is a problem in taking the above-mentioned fire prevention measures even if the above-described problems are eliminated. That is, as described in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、換気口を開閉する換気装置等に用いるサーモアクチュエータ付き蝶番を、簡易型構造でコンパクトに構成し、またサーモアクチュエータの小さい動きで回動動作させることが可能となるように構成したサーモアクチュエータ付き蝶番およびこれを用いたサーモアクチュエータ付き換気装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the hinge with a thermoactuator used for a ventilator for opening and closing a ventilation opening is configured in a compact structure with a compact structure, and can be rotated with a small movement of the thermoactuator. An object is to obtain a hinge with a thermoactuator configured to be operable, and a ventilator with a thermoactuator using the hinge.
さらに、本発明は、蝶番部材を所要の状態で回動動作させることができるとともに、その回転量を任意の特性をもって調整する機能やオーバリフト防止機能も備え、また火災に対しての防火機能も備え、各部にかかる応力を吸収する構造を採ることで、機械的強度を確保し耐久性を向上させることができる簡易型構造をもつサーモアクチュエータ付き蝶番およびこれを用いたサーモアクチュエータ付き換気装置を得ることを目的とする。 Furthermore, the present invention is capable of rotating the hinge member in a required state, and has a function of adjusting the amount of rotation with an arbitrary characteristic, an overlift prevention function, and a fire prevention function against fire. The hinge with thermoactuator has a simple structure that can ensure mechanical strength and improve durability by adopting a structure that absorbs stress applied to each part and a ventilation device with a thermoactuator using the same For the purpose.
このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係るサーモアクチュエータ付き蝶番は、支軸により相対的に回動可能に軸支される２枚の蝶番部材と、前記支軸上に設けられ前記蝶番部材に一方向への回動習性を与えるばね手段と、温度変化に伴い作動することにより前記蝶番部材を前記ばね手段の付勢力に抗して回動動作させるサーモアクチュエータとを備えたサーモアクチュエータ付き蝶番において、前記サーモアクチュエータの進退動作に伴って直線運動を行うロッド部材と、このロッド部材に係合して前記直線運動を回転運動に変換するとともに前記２枚の蝶番部材を前記ばね手段の付勢力に抗して互いに接近する方向に回動させる蝶番係合部を有するレバーとを備え、このレバーの蝶番係合部は、２枚の蝶番部材の基端部側部に形成した被係合面に係合するように構成されていることを特徴とする。 In order to meet such an object, the hinge with a thermoactuator according to the present invention (the invention according to claim 1) includes two hinge members that are rotatably supported by a support shaft, and the support shaft. A spring means provided on the hinge member for imparting a turning behavior in one direction to the hinge member; and a thermoactuator for operating the hinge member to rotate against a biasing force of the spring means by operating according to a temperature change; A hinge member with a thermoactuator comprising: a rod member that performs a linear motion as the thermoactuator moves forward and backward; and the two hinge members that engage with the rod member to convert the linear motion into a rotational motion. And a lever having a hinge engaging portion that rotates in a direction approaching each other against the urging force of the spring means, and the hinge engaging portion of the lever includes two hinge members. Characterized in that it is configured to engage the engagement surface formed on the end side.
本発明（請求項２記載の発明）に係るサーモアクチュエータ付き蝶番は、請求項１において、前記ロッド部材の一部に、その直線運動に直交する方向に延びた係合溝を形成し、これに対応する固定部側に円弧状のカム溝を形成するとともに、前記レバーの偏心した位置に設けた係合ピンを、これらの係合溝とカム溝とに貫通させて設け、前記ロッド部材の直線運動が、レバーの回転運動に変換されるように構成されていることを特徴とする。
The hinge with a thermoactuator according to the present invention (the invention described in claim 2) is the hinge according to
本発明（請求項３記載の発明）に係るサーモアクチュエータ付き蝶番は、請求項１または請求項２において、前記レバーの蝶番係合部は、周囲温度の上昇に伴って前記２枚の蝶番部材を、ばね手段の付勢力に抗して互いに接近させる方向に回動させるとともに、周囲温度が所定温度以上になったときに、前記被係合面から外れて前記２枚の蝶番部材を、ばね手段の付勢力により回動動作させるように構成されていることを特徴とする。
The hinge with a thermoactuator according to the present invention (the invention according to claim 3) is the hinge engaging part of the lever according to
本発明（請求項４記載の発明）に係るサーモアクチュエータ付き蝶番は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記サーモアクチュエータは、温度変化に伴う熱膨張体の熱膨張、熱収縮によって進退動作するピストンを有するサーモエレメントであることを特徴とする。 The hinge with a thermoactuator according to the present invention (the invention according to the fourth aspect) is the hinge according to any one of the first to third aspects, wherein the thermoactuator is a thermal expansion or thermal contraction of a thermal expansion body accompanying a temperature change. It is a thermo element having a piston that moves forward and backward by.
本発明（請求項５記載の発明）に係るサーモアクチュエータ付き換気装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサーモアクチュエータ付き蝶番を用いたものであって、前記２枚の蝶番部材は、換気口を開閉する部材として用いられ、前記ばね手段の付勢力により回動された状態で、前記換気口を閉じるように構成されていることを特徴とする。
A ventilator with a thermoactuator according to the present invention (invention according to claim 5) uses the hinge with thermoactuator according to any one of
本発明（請求項６記載の発明）に係るサーモアクチュエータ付き換気装置は、請求項５において、前記換気口の内周面に段部を形成し、前記２枚の蝶番部材の外周縁と面接触するように構成したことを特徴とする。 The ventilator with a thermoactuator according to the present invention (invention of claim 6) is the ventilator with a thermoactuator according to claim 5, wherein a step is formed on the inner peripheral surface of the ventilation port, and the outer peripheral edge of the two hinge members is in surface contact. It is characterized by having constituted so.
本発明によれば、周囲温度の温度変化に伴ってサーモアクチュエータが作動しロッド部材が直線運動すると、係合ピンを介して係合しているレバーが、円弧状カム溝のカム面に沿って回動動作され、該レバーに設けられている蝶番係合部が蝶番部材の被係合面に係合することで、蝶番部材をばね手段の付勢力に抗して回動動作させることになる。
蝶番部材が、たとえば換気口を開閉する部材であるときに、係合ピンが係合する円弧状カム溝のカム面形状を選択することで開度を任意に設定することができるのである。したがって、係合ピンとレバーの円弧状カム溝の長さとを適宜設定することにより、係合ピンを介しての蝶番部材の開閉動作等を任意に制御することが可能であり、蝶番部材の回動動作（開度調整動作）を自由に設定調整することができることになる。
According to the present invention, when the thermoactuator operates and the rod member moves linearly with a change in ambient temperature, the lever engaged via the engagement pin moves along the cam surface of the arcuate cam groove. When the hinge engaging portion provided on the lever is engaged with the engaged surface of the hinge member, the hinge member is rotated against the biasing force of the spring means. .
When the hinge member is, for example, a member that opens and closes the ventilation port, the opening degree can be arbitrarily set by selecting the cam surface shape of the arcuate cam groove with which the engagement pin engages. Therefore, by appropriately setting the length of the engagement pin and the arc cam groove of the lever, it is possible to arbitrarily control the opening / closing operation of the hinge member via the engagement pin, and the rotation of the hinge member. The operation (opening adjustment operation) can be freely set and adjusted.
また、本発明によれば、周囲温度が所定の温度以上、たとえば通常の開く時の温度よりも高い温度（任意の温度に設定可能）になったときに、係合ピンと円弧状カム溝のカム面との係合状態によって、レバーの蝶番係合部と蝶番部材の被係合面との係合状態を解除させることが可能であり、これにより蝶番部材を、ばね手段の付勢力等で回動動作させることができるのである。したがって、サーモアクチュエータの作動に伴うロッド部材のリフトによって、蝶番部材を、閉動作から開動作、さらに閉動作という動作を得ることができ、たとえば換気口の開閉を、周囲温度変化によって開閉制御する際に好適である。 Further, according to the present invention, when the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, for example, higher than a normal opening temperature (can be set to an arbitrary temperature), the engagement pin and the cam of the arc cam groove Depending on the engagement state with the surface, the engagement state between the hinge engaging portion of the lever and the engaged surface of the hinge member can be released, so that the hinge member is rotated by the biasing force of the spring means or the like. It can be moved. Therefore, the lift of the rod member accompanying the operation of the thermoactuator allows the hinge member to be operated from the closing operation to the opening operation and further to the closing operation. For example, when the opening / closing of the ventilation port is controlled to change according to the ambient temperature change It is suitable for.
そして、このような本発明によれば、サーモアクチュエータ付き蝶番をサーモアクチュエータ付き換気装置に用いると、外気温度あるいは室内温度が低くて寒い時に換気口を閉じ、暑い時に開くように構成することができるのである。 And according to such this invention, when a hinge with a thermoactuator is used for a ventilator with a thermoactuator, it can be configured to close the ventilating port when the outside air temperature or the room temperature is low and it is cold and open it when it is hot. It is.
以上説明したように本発明に係るサーモアクチュエータ付き蝶番によれば、周囲温度の変化に伴うサーモアクチュエータの作動によって、ロッド部材とレバーとを介して変換して得られる回動動作により、蝶番部材を回動動作させるように構成しているため、小さいリフト量で蝶番部材の開閉動作を得ることができるものであり、しかも構造が簡単で全体のコンパクト化も図れ、コスト的にも安価に構成できるという優れた効果を奏する。
特に、本発明によれば、リフト量が小さいサーモエレメントをサーモアクチュエータとして用いた場合に効果を発揮し得るものである。
As described above, according to the hinge with a thermoactuator according to the present invention, the hinge member is moved by the rotation operation obtained by converting the rod member and the lever by the operation of the thermoactuator according to the change in the ambient temperature. Since it is configured to rotate, the hinge member can be opened and closed with a small lift amount, and the structure is simple, the overall size can be reduced, and the cost can be reduced. There is an excellent effect.
In particular, according to the present invention, when a thermo element having a small lift amount is used as a thermo actuator, the effect can be exhibited.
また、本発明によれば、上述したサーモアクチュエータ付き蝶番を構成する２枚の蝶番部材を、換気口を開閉するバタフライ式の部材として用いることにより、換気装置としての小型かつコンパクト化を図ることが可能であり、しかもサーモアクチュエータの小さいリフト量で換気口の開閉を確実に行うことができる等の種々優れた効果を奏する。
さらに、蝶番部材の外周縁を換気口の内周面に設けた段部に面接触で当接させるように構成しているから、換気口の気密性を確保することができる等の利点もある。
In addition, according to the present invention, the two hinge members constituting the hinge with the thermoactuator described above are used as butterfly-type members that open and close the ventilation port, whereby the ventilation device can be reduced in size and size. It is possible to achieve various excellent effects, such as being able to reliably open and close the ventilation opening with a small lift amount of the thermoactuator.
Furthermore, since the outer peripheral edge of the hinge member is configured to contact the stepped portion provided on the inner peripheral surface of the ventilation port by surface contact, there is an advantage that the airtightness of the ventilation port can be ensured. .
また、本発明によれば、ロッド部材の直線運動に伴って回動運動するレバーにより蝶番部材を回動させるように構成し、さらに該蝶番部材を閉状態から開状態、さらに閉状態へと動作するように構成しているので、たとえば防火機能を備えた換気装置を構成するうえで効果を発揮し得るという利点もある。 Further, according to the present invention, the hinge member is configured to be rotated by a lever that rotates with the linear movement of the rod member, and the hinge member is further moved from the closed state to the open state and further to the closed state. Therefore, for example, there is an advantage that an effect can be exhibited in configuring a ventilator having a fire prevention function.
図１ないし図８は本発明に係るサーモアクチュエータ付き蝶番の一実施形態を示し、この実施形態では、建物の室内と室外との間に配設されて換気を行うサーモアクチュエータ付き換気装置であって、２枚の蝶番部材を換気口を開閉するバタフライバルブタイプの開閉羽根として用いた場合を示す。 FIG. 1 to FIG. 8 show an embodiment of a hinge with a thermoactuator according to the present invention. In this embodiment, a ventilator with a thermoactuator is provided between a room interior and an outdoor room for ventilation. A case where two hinge members are used as butterfly valve type opening and closing blades for opening and closing the ventilation port is shown.
これらの図において、全体を符号１で示すサーモアクチュエータ付き換気装置は、円筒状部材２を備え、この円筒状部材２の内部が換気口３を形成する。この円筒状部材２の内面には、後述するサーモアクチュエータ付き蝶番１０を構成する２枚の蝶番部材１２，１３の外周縁が面接触状態で当接する当接面４ａを備える環状段部４が形成されている。
なお、上記の円筒状部材２は、全体の図示を省略した建物の壁部（窓のサッシや壁等）に形成された開口部を塞ぐようにして室外側あるいは室内側から固定され、これにより換気口３が室外側と室内側とを選択的に連通、遮断するための通路となるように構成されている。
In these drawings, a ventilator with a thermoactuator indicated by
The
符号１０で示すサーモアクチュエータ付き蝶番は、図１ないし図３に示されるように、支軸１１により相対的に回動動作可能に軸支されている２枚の蝶番部材１２，１３を備えている。この支軸１１は、前記円筒状部材２内に直径方向に跨って配置されており、蝶番部材１２，１３が回動動作することにより換気口３を開閉するバタフライバルブタイプの構造となっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the hinge with a
そして、この支軸１１にはコイルばね１４が巻回され、蝶番部材１２，１３を常時は前記環状段部４の当接面４ａに面接触で当接させる閉状態となるように付勢力を与えるように構成されている。図中１２ａ，１３ａはコイルばね１４の端部を掛け止めする掛け止め部である。
これにより、２枚の蝶番部材１２，１３は、常時はコイルばね１４の付勢力によって換気口３を閉状態とし、後述するサーモアクチュエータ（サーモエレメント３１）が周囲温度変化、たとえば上昇することにより作動することで、図２、図５、図７に示すように、閉状態から開状態に変化するようになっている。
A
As a result, the two
前記円筒状部材２の内部で前記蝶番１０に近接する部分には、全体を符号２０で示すサーモアクチュエータを含む換気口駆動部が組み込み配置されている。この換気口駆動部２０は、図１ないし図４等に示すように、後述するサーモエレメント３１等が組み込まれる枠体部２１と、側面視ほぼ逆Ｌ字状を呈するホルダ２２とを備えている。
A ventilation port drive unit including a thermoactuator generally indicated by
これらの枠体部２１とホルダ２２には、図１、図３、図４等に示すように、サーモアクチュエータを構成するサーモエレメント３１等が組み込まれている。すなわち、前記枠体部２１内には、サーモエレメント３１が、一対をなすコイルばね３２，３３間に介在された状態で配置され、またサーモエレメント３１から進退自在に突出するピストンロッド３１ｂの先端側には、ロッド部材３４が配置されている。
As shown in FIGS. 1, 3, 4, and the like, the
ここで、サーモエレメント３１は、周知の通り、温度影響によって膨張、収縮するワックス等の熱膨張体を有し、該熱膨張体の膨張または収縮によって進退動作されるピストンの動きで、前記ロッド部材３４を進退動作させるように構成されている。図中３１ａは上記熱膨張体が封入されている感熱部である。
Here, as is well known, the
上記のコイルばねのうち、コイルばね３３は、サーモエレメント３１のリターンスプリングである。また、コイルばね３２は、サーモエレメント３１が許容量以上にリフトしたときの動きを吸収するためのオーバリフト吸収用のスプリングであって、符号３２ａはばね座金となるカラーである。
Of the coil springs, the
上記の部材は、枠体部２１内に組み込み配置されており、ロッド部材３４が前記ホルダ２２の上側空間内に臨んで配置され、図１中上下方向に進退動作するように構成されている。図中２３は、このロッド部材３４の上端部を上下動可能に保持するキャップ部材であり、前記ホルダ２２の上端部に組み付けられている。
The above-described members are incorporated and arranged in the
ここで、上記の枠体部２１、ホルダ２２、キャップ部材２３等は、組み立てられた状態で、前記円筒状部材２内の直径方向に沿って配置されている。この場合、サーモエレメント３１のピストンロッド３１ｂ、ロッド部材２２が、前記蝶番部材１２，１３の支軸１１と平行する方向に直線運動するように配置されている。
Here, the
図中符号４１で示すものは、前記ホルダ２２の上端部に形成された空間部内で回動自在に軸支されるレバーであり、図１、図３及び図４から明らかなように、その回動軸部４２が、ホルダ２２側の軸穴（図示せず）に軸支されるようになっている。
このレバー４１は、前記ロッド部材３４に係合して前記直線運動を回転運動に変換するとともに２枚の蝶番部材１２，１３を前記コイルばね１４の付勢力に抗して互いに接近する方向に回動させる蝶番係合部４４，４４を備えている。このレバー４１の蝶番係合部４４，４４は、２枚の蝶番部材１２，１３の基端部側部に形成した被係合面１７，１８に係合するように構成されている。そして、各蝶番部材１２，１３の被係合面１７，１８に係合する係合面は、図２、図５、図７に示すように、所要の傾斜角度をもつ面として形成され、前記被係合面１７，１８に対する係合面の係合角度によって、蝶番部材１２，１３の回動角度が制御されるようになっている。
The
ここで、前記ロッド部材３４の一部には、その直線運動する方向に直交する方向に延びた係合溝３５が形成されている。一方、これに対応する固定側のホルダ２２には、円弧状のカム溝２５が形成されている。そして、前記レバー４１の偏心した位置に設けた係合ピン３６を、これらの係合溝３５とカム溝２５とに貫通させて設けることで、これらの部材が係合され、ロッド部材３４の直線運動が、レバー４１の回転運動に変換されるようになっている。なお、図７中４３は係合ピン３６用の孔部である。
Here, an
上記の係合構造によれば、ロッド部材３４が進退動作することにより、係合ピン３６がホルダ２２に設けた円弧状カム溝２５のカム面に沿って移動され、結果としてレバー４１が回動されることになるのである。なお、ロッド部材３４の係合溝３５は、上記の円弧状カム溝２５内を移動する係合ピン３６の動きを許容できる程度の長さで形成される。
According to the above engagement structure, when the
前記レバー４１の蝶番係合部４４，４４の係合面は、図１、図２、図３等に示すように、前記蝶番１０方向に平行して延びて形成され、先端が２枚の蝶番部材１２，１３の基端部側面に形成した被係合面１７，１８に選択的に係合するように構成されている。すなわち、図３、図５および図７に示すように、レバー４１が周囲温度の上昇に伴って回動されると、２枚の蝶番部材１２，１３を、コイルばね１４の付勢力に抗して互いに接近させる方向に回動させるとともに、周囲温度が所定温度以上になったときに、被係合面１７，１８から外れて２枚の蝶番部材１２，１３を、コイルばね１４の付勢力により回動動作させるようになっている。
As shown in FIGS. 1, 2, 3, etc., the engaging surfaces of the
換言すると、周囲温度が低い温度のときには、レバー４１の蝶番係合部４４，４４は、図１および図２に示すように、被係合面１７，１８から離脱した非係合位置にあり、このときには、蝶番部材１２，１３は、コイルばね１４の付勢力により開いた状態になり、外周縁が環状段部４の当接面４ａに面接触して気密状態を保った閉状態となっている。
In other words, when the ambient temperature is low, the
上記の状態から周囲温度が上昇すると、図３（ｂ）中矢印で示すように、レバー４１が回動動作されることになり、蝶番係合部４４，４４が各蝶番部材１２，１３の被係合面１７，１８に係合し、蝶番部材１２，１３を互いに接近する方向に回動動作させることになる。ここで、蝶番部材１２，１３の回動角度（開動作角度）は、その被係合面１７，１８に係合する前記蝶番係合部４４，４４の係合面の角度によって制御される。また、図５および図６は、蝶番部材１２，１３が最も開かれた開状態を示す。
When the ambient temperature rises from the above state, as shown by the arrow in FIG. 3 (b), the
周囲温度がさらに上昇すると、レバー４１は、さらに回動されて図７および図８に示すように、被係合面１７，１８から離脱する位置まで回動され、このときには蝶番部材１２，１３は、コイルばね１４の付勢力によって再び閉状態に戻る。なお、周囲温度が上記以上に上昇した際のオーバリフト量は、前記オーバリフト吸収用スプリング３２で吸収される。また、周囲温度が低下すれば、リターンスプリング３３の働きで、レバー４１は元の状態に復帰するように回動動作することは言うまでもない。
When the ambient temperature further rises, the
以上の構成において、サーモエレメント３１、ロッド部材３４、コイルばね３２，３３、さらにレバー４１等を内設した状態でホルダ２２を、換気口３内の所定位置に組付けし、換気駆動部２０を組み立てるとともに、蝶番部材１２，１３を支軸１１により軸支し、コイルばね１４の付勢力で、環状段部４の当接面４ａに当接させると、図１ないし図３に示す閉状態となる。
In the above configuration, the
この閉状態において、屋外の外気温度中に臨んでいるサーモエレメント３１の熱膨張体が、外気温度の温度上昇によって膨張し、ピストンロッド３１ｂを突出する方向に押し出すと、ロッド部材３４は反サーモエレメント側に移動する。すると、係合ピン３６は、ホルダ２２の円弧状カム溝２５のカム面に沿って移動され、直線運動が回動運動に変換されてレバー４１は回動することになる。これにより、図５および図６に示すように、レバー４１の蝶番係合部４４，４４が各蝶番部材１２，１３の被係合面１７，１８に係合し、これをコイルばね１４の付勢力に抗して開放方向に回動させることになり、結果として蝶番部材１２，１３が開状態となる。
In this closed state, when the thermal expansion body of the
さらに、外気温度が温度上昇して熱膨張体が膨張し、ピストンロッド３１ｂを蝶番部材１２，１３の開状態以上に押し出したときには、レバー４１はさらに回動されて図７および図８に示す位置まで回動され、このときには、蝶番係合部４４，４４は被係合面１７，１８から離脱し、蝶番部材１２，１３は、コイルばね１４の付勢力で外周縁が当接面４ａに当接する閉状態に戻る。
Furthermore, when the outside air temperature rises and the thermal expansion body expands and the
なお、この実施形態のように、所定温度以上である場合に、レバー４１の蝶番係合部４４，４４の蝶番部材１２，１３の被係合面１７，１８への係合を離脱させ、蝶番部材１２，１３を閉状態とする構成では、火災等の非常時に対処することができることになる。すなわち、サーモエレメント３１が異常な温度を感知し、ピストンロッド３１ｂの動きでロッド部材３４が移動し、被係合面１７，１８から蝶番係合部４４，４４が離脱した位置に至って非当接状態になると、前記換気口３が完全に閉塞されて、火災時の防火機能を発揮できるように構成されている。これは、換気口３が閉じられることで、火炎の通り道を塞いで延焼を防ぐことができるからである。
As in this embodiment, when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the engagement of the
ここで、この実施形態では、上述した円弧状カム溝２５のカム面は、前記サーモエレメント３１の動きで蝶番部材１２，１３を開閉動作させるための回動動作を制御するところであり、任意の回動動作量を制御できるように構成するとよい。要は、円弧状カム面２５の係合ピン３６が係合するカム面形状の長さを任意に選択して形成すればよい。
Here, in this embodiment, the cam surface of the
以上の構成によるサーモアクチュエータ付き換気装置１によれば、外気温度が低く寒い時に換気口３を閉じ、暑い時に開くようにすることができるのである。
According to the
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。たとえば蝶番１０を構成する蝶番部材１１，１２の形状などを適宜変形し得ることは勿論である。
また、上述した実施の形態では、サーモエレメント３１の１回のピストンロッド３１ｂのリフトによって、閉動作から開動作、さらに閉動作という動作を得ることで、たとえば換気口の開閉を周囲温度変化によって開閉制御しているが、これに限らず、カム面形状の長さを適宜選択することで、開動作、閉動作、開動作というように動作させてもよいことは言うまでもない。
Note that the present invention is not limited to the structure described in the above-described embodiment, and it goes without saying that the shape and structure of each part can be appropriately modified and changed. For example, it is needless to say that the shapes of the
Further, in the above-described embodiment, by opening the
さらに、上述した係合ピン３６が係合する円弧状カム溝２５のカム面形状としては、上記の実施の形態で説明したものに限定されず、使用される分野や部位などによって適宜選択することができる。
Further, the shape of the cam surface of the
また、上述した実施の形態では、蝶番部材１２，１３を開閉駆動するためのサーモエレメント３１のピストンロッド３１ｂやこれに伴って直線運動するロッド部３４を、蝶番部材１２，１３の支軸１１に平行に配置させた場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば円筒状部材２の内壁に沿って、支軸１１にほぼ直交する方向に延設して配置させてもよい。要は、サーモアクチュエータの直線運動を回転運動に変換し、蝶番部材１２，１３が開閉するように回動動作させ得る構成であればよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、本発明に係るサーモアクチュエータ付き蝶番１０において、サーモアクチュエータとして設けたサーモエレメント３１の感温部３１ａに近接する部分に、ＰＴＣヒータ等の発熱体を設けると、蝶番部材１２，１３の開閉制御を、周囲温度による場合に併用して任意に行えるという利点を奏することができる。すなわち、この発熱体を、換気装置１の近傍に設けたコントローラ、あるいは室内からの遠隔操作によるコントローラを用いて発熱制御できるようにすれば、換気口の開閉制御を、周囲温度による場合に併用して任意に行えることになる。なお、上記の発熱体としては、電気的なヒータであればよく、たとえばニクロム線を巻き付けたものであってもよいし、ＰＴＣヒータを適宜の位置に貼り付けてもよいし、あるいは電流を流すことで自己発熱するような形状記憶合金を用いたものであってもよい。
Further, in the
また、上述した実施の形態では、本発明に係るサーモアクチュエータ付き蝶番１０を住宅設備用の換気装置１に採用した場合を説明したが、これに限定されず、種々の分野における蓋体の開閉装置や蝶番に応用できることは言うまでもない。
Moreover, although the case where the
さらに、上述した実施の形態では、サーモアクチュエータとして、サーモエレメント３１を例示したが、これに限らず、形状記憶合金等によって形成したサーモアクチュエータであってもよいことも言うまでもない。
また、上述した実施の形態では、ロッド部材３４の直線運動をレバー４１の回動運動に変換するための手段として、円弧状カム溝２５、係合溝３５、係合ピン３６等による係合構造を採用しているが、本発明はこれに限らず、いわゆるラックピニオン機構を採用した変換手段であってもよい。
Furthermore, although the
In the above-described embodiment, as a means for converting the linear motion of the
１…サーモアクチュエータ付き換気装置、２…円筒状部材、３…換気口、４…環状段部、４ａ…当接面、１０…サーモアクチュエータ付き蝶番、１１…支軸、１２，１３…蝶番部材、１４…コイルばね（ばね手段）、１７，１８…被係合面、２０…サーモアクチュエータを含む換気口駆動部、２１…枠体部、２２…ホルダ、２３…キャップ部材、２５…円弧状カム溝、３１…サーモエレメント（サーモアクチュエータ）、３２，３３…コイルばね、３４…ロッド部材、３５…係合溝、３６…係合ピン、４１…レバー、４２…支軸部、４４…蝶番係合部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記サーモアクチュエータの進退動作に伴って直線運動を行うロッド部材と、
このロッド部材に係合して前記直線運動を回転運動に変換するとともに前記２枚の蝶番部材を前記ばね手段の付勢力に抗して互いに接近する方向に回動させる蝶番係合部を有するレバーとを備え、
このレバーの蝶番係合部は、２枚の蝶番部材の基端部側部に形成した被係合面に係合するように構成されていることを特徴とするサーモアクチュエータ付き蝶番。 Two hinge members that are rotatably supported by a support shaft, spring means that is provided on the support shaft and gives the hinge member a turning behavior in one direction, and operates according to a temperature change In a hinge with a thermoactuator comprising a thermoactuator that rotates the hinge member against the urging force of the spring means.
A rod member that performs a linear motion in accordance with the advancing and retreating operation of the thermoactuator;
A lever having a hinge engaging portion that engages with the rod member to convert the linear motion into a rotational motion and rotates the two hinge members in a direction approaching each other against the biasing force of the spring means. And
A hinge with a thermoactuator, wherein the hinge engaging portion of the lever is configured to engage with an engaged surface formed on the side of the base end of the two hinge members.
前記ロッド部材の一部に、その直線運動に直交する方向に延びた係合溝を形成し、
これに対応する固定部側に円弧状のカム溝を形成するとともに、
前記レバーの偏心した位置に設けた係合ピンを、これらの係合溝とカム溝とに貫通させて設け、
前記ロッド部材の直線運動が、レバーの回転運動に変換されるように構成されていることを特徴とするサーモアクチュエータ付き蝶番。 The hinge with a thermoactuator according to claim 1,
An engagement groove extending in a direction perpendicular to the linear motion is formed in a part of the rod member,
While forming an arc-shaped cam groove on the fixed part side corresponding to this,
An engagement pin provided at an eccentric position of the lever is provided to penetrate through the engagement groove and the cam groove,
A hinge with a thermoactuator, wherein the linear motion of the rod member is converted into a rotational motion of a lever.
前記レバーの蝶番係合部は、周囲温度の上昇に伴って前記２枚の蝶番部材を、ばね手段の付勢力に抗して互いに接近させる方向に回動させるとともに、周囲温度が所定温度以上になったときに、前記被係合面から外れて前記２枚の蝶番部材を、ばね手段の付勢力により回動動作させるように構成されていることを特徴とするサーモアクチュエータ付き蝶番。 The hinge with a thermoactuator according to claim 1 or 2,
The hinge engaging portion of the lever rotates the two hinge members in a direction to approach each other against the urging force of the spring means as the ambient temperature rises, and the ambient temperature exceeds a predetermined temperature. The hinge with thermo-actuator is configured so that the two hinge members are rotated by the urging force of the spring means when the two hinge members are detached from the engaged surface.
前記サーモアクチュエータは、温度変化に伴う熱膨張体の熱膨張、熱収縮によって進退動作するピストンを有するサーモエレメントであることを特徴とするサーモアクチュエータ付き蝶番。 The hinge with a thermoactuator according to any one of claims 1 to 3,
The hinge with thermo-actuator, wherein the thermo-actuator is a thermo-element having a piston that moves forward and backward by thermal expansion and thermal contraction of a thermal expansion body accompanying a temperature change.
前記２枚の蝶番部材は、換気口を開閉する部材として用いられ、前記ばね手段の付勢力により回動された状態で、前記換気口を閉じるように構成されていることを特徴とするサーモアクチュエータ付き換気装置。 A ventilator with a thermoactuator using the hinge with a thermoactuator according to any one of claims 1 to 4,
The two hinge members are used as members for opening and closing the ventilation port, and are configured to close the ventilation port while being rotated by the urging force of the spring means. With ventilator.
前記換気口の内周面に段部を形成し、前記２枚の蝶番部材の外周縁と面接触するように構成したことを特徴とするサーモアクチュエータ付き換気装置。 The ventilator with a thermoactuator according to claim 5,
A ventilator with a thermoactuator, characterized in that a step is formed on the inner peripheral surface of the ventilation port and is in surface contact with the outer peripheral edge of the two hinge members.
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