JP4546222B2 - サーモアクチュエータ付き換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、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させるために用いられる住宅設備用の換気装置に関し、特に温度変化に伴い作動するサーモアクチュエータ、たとえばサーモエレメントのピストンの進退動作に伴って換気口に設けた蓋体を開閉駆動するために用いて好適なサーモアクチュエータ付き換気装置に関する。

温度変化、たとえば外気温度により換気口に設けた蓋体を開閉駆動するために、温度変化を感知して作動するサーモアクチュエータとしてサーモエレメントを用いた換気装置が知られている。このような換気装置では、サーモエレメントの感温部に設けたサーモワックス等の熱膨張体の膨張、収縮により進退動作するピストンの動きで、前記蓋体を自動的に開閉動作させる構成となっている（例えば、特許文献１、２参照）。

従来この種のサーモアクチュエータ付きの換気装置では、たとえば外気温度が所定値以下となったときに蓋体をスプリングの付勢力で閉じ、所定値以上となったときにサーモエレメントの感温部が作動してピストンの前進により開くように動作させることにより、換気を制御するように構成されている。特に、上述したサーモエレメントのピストンは、温度変化に応じて前進量が増減するものであり、それに応じた蓋体の開度制御を行えることから、換気装置として効果的な換気を行えるのである。

ところで、上述した従来のサーモアクチュエータ付きの換気装置では、一般に、寒い時には閉状態、暑い時には開状態となるように蓋体の開閉動作が設定されている。そして、この設定とは逆に、寒い時に開状態、暑い時に閉状態となるような設定変更を行って使用するには、適宜の部品を新規部品に交換する等の対策を講じることが必要であった。

このような蓋体の開閉方向を切り替えることが可能な機構として、たとえばサーモエレメントをサーモアクチュエータとした冷暖房用の風向切換装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
この従来装置では、風向切換羽根とサーモエレメントとを一体化し、容易に取り外し、取付可能に構成しており、周囲温度、季節等の環境条件に応じて最適な風向切換羽根の角度を設定できる構造となっている。

特開平９−２９２１４４号公報 特開平７−２３４００９号公報 特許第３４７５３３６号公報

しかし、上述した特許文献３のサーモエレメント付きの風向切換装置で採用されている開閉方向の切換装置では、構造が複雑で、構成部品点数も多くなり、組付け性も悪く、しかも空気通路を閉状態とすることができない構造上での問題もあり、また換気装置としての構造上から単純には採用することができないものであった。

したがって、従来からこの種の換気装置において、使用環境に応じて対処するために、換気口に設けた蓋体の開閉方向を必要に応じて切り替えて二つの異なる仕様、すなわち蓋体を開状態から閉状態に、あるいは閉状態から開状態へと、動作方向を逆向きに変化させることができるような対策を講じることが望まれている。特に、換気装置において必要とされることは、新規部品の追加、変更等を必要とせずに、蓋体の開閉方向を切り替えることができるように構成することである。
また、このような切り替えも、簡単な組み替え作業で行えることも望まれている。

また、上述したサーモエレメント付きの換気装置では、サーモエレメントが、ピストンを所定量以上に押出したときに、蓋体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。このような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、これによりサーモエレメント内部に過大な圧力が発生し、サーモエレメント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、いわゆるサーモエレメントの破損を招いてしまうおそれがあるからである。また、このようなオーバーリフト防止機能は、蓋体を構成する各部品などの損傷を防ぐうえでも必要となっている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、蓋体の開閉方向の切り替えを、余分な新規部品を用いずに、しかも簡単な切り替え作業により簡単に設定することが可能で、しかも蓋体の回動量を任意の特性をもって調整する機能は勿論、オーバリフト防止機能を備えるとともに、火災に対しての防火機能等も備え、コスト的にも安価な簡易型構造をもつ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。

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換気装置は、換気口を開閉するように回動自在に軸支される蓋体と、温度変化に伴い作動するサーモアクチュエータと、このサーモアクチュエータが作動することにより前記蓋体を開閉動作させるためのリンク機構を構成するリテーナ部材と、前記蓋体を回動自在に軸支するとともに前記リテーナ部材を進退動作可能に保持するホルダ部材とを備え、前記蓋体の支軸部に対し偏心させて設けた係合端を前記リテーナ部材の被係合部に係合させる方向に付勢した状態で係合させることにより、蓋体を開閉駆動するように構成されてなり、前記リテーナ部材の被係合部に対して蓋体の係合端を係合させる方向を変更することにより、蓋体をサーモアクチュエータの非作動時には閉状態としこの閉状態から開状態へと変化させる第１の換気動作と、サーモアクチュエータの非作動時には開状態としこの開状態から閉状態へと変化させる第２の換気動作とのいずれかが選択されるように構成したことを特徴とする。

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換気装置は、請求項１記載のサーモアクチュエータ付き換気装置において、前記蓋体を閉状態から開状態へと変化させる第１の換気動作と、開状態から閉状態へと変化させる第２の換気動作とのいずれの動作を選択した場合であっても、前記サーモアクチュエータの作動方向及び設置位置は変更せず、前記蓋体の支軸部は共通に使用されるものであることを特徴とする。

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換気装置は、請求項１または請求項２記載のサーモアクチュエータ付き換気装置において、前記リテーナ部材の被係合部は、前記サーモアクチュエータの作動に伴うリテーナ部材の動きによって前記蓋体の係合端が相対的に移動することにより、周囲温度変化に対応して蓋体の回動動作量を可変できるように形成されていることを特徴とする。

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換気装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のサーモアクチュエータ付き換気装置において、周囲温度が所定の温度以上になったときに、前記蓋体の係合端と前記リテーナ部材の被係合部との係合状態の如何にかかわらず、該蓋体の動きを係止するロック部を設けたことを特徴とする。

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換気装置において、前記リテーナ部材は、前記サーモアクチュエータの作動により前記蓋体の係合端が係合方向に付勢された状態で当接係合することにより該蓋体を開閉動作させるための被係合部としてのカム面を有し、このリテーナ部材のカム面に対して蓋体の係合端を当接させる方向を変更することにより、第１の換気動作と第２の換気動作とのいずれかが選択されるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、たとえばサーモアクチュエータをサーモエレメントで構成した場合において、屋外の外気温度中あるいは室内温度中に臨んでいるサーモエレメントの熱膨張体が、外気温度等の温度上昇によって膨張し、ピストンを突出する方向に押し出すと、リテーナ部材は反ホルダ部材側に移動する。すると、リテーナ部材の被係合部（たとえばカム面）に係合している蓋体側の係合端（たとえば偏心軸部）は、該被係合部の動きに伴って移動し、結果として蓋体が、前記外気温度等の温度上昇に従って閉動作することになる。

さらに、外気温度等が温度上昇して熱膨張体が膨張し、ピストンが蓋体を閉状態以上に押し出したときには、蓋体の動きは、該蓋体あるいはリテーナ部材がロック部に係止されることによりロックされて閉状態を維持する一方、前記ピストンの押出し力は、蓋体の係合端がリテーナ部材の被係合部から離脱して非係合状態となったり、あるいは蓋体の係合端が係合している被係合部を有するリテーナ部材が弾性支持力に抗して動くことで吸収されるようになっている。

以上の構成によるサーモアクチュエータ付き換気装置によれば、外気温度あるいは室内温度が低く寒い時に換気口を開き、暑い時に閉じるようにすることができる。さらに、これとは逆に、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求められることもある。このような場合には、前記サーモアクチュエータの作動方向及び設置位置は変更せず、つまりサーモアクチュエータはそのままに、蓋体をホルダ部材から取り外し、蓋体のホルダ部材への取付け向きを逆にし、またコイルばねによる付勢方向等を変更することで対処できる。

このようにすると、蓋体は、サーモアクチュエータの非作動時には換気口を閉じる状態にあり、温度上昇に伴ってサーモエレメントの働きで徐々に換気口を開くように動作されるのである。このときも、所定温度以上のピストンの動きは、リテーナ部材には伝わるが、蓋体の開動作は、該リテーナ部材が固定部側に設けたロック部に係止されることでロックされるようになっている。
そして、このような構成によれば、換気装置の構成部品はそのままに、蓋体の組付け方向を変えるだけで、蓋体の開閉動作を逆に構成することができるのであり、新規部品は不要で、コスト低減が図れるばかりでなく、組立ても容易であり、しかも蓋体の回転軸等の位置は同じであるから、装置の大型化を招くおそれはなく、また形状も簡単である等の利点がある。

ここで、上述したように換気装置を、サーモアクチュエータの非作動時には閉状態とし、閉状態から開状態へと変化させたり、サーモアクチュエータの非作動時には開状態とし、開状態から閉状態へと変化させたりする理由は、以下の通りである。
たとえば寒いときに閉状態とし、暑くなるにしたがって開状態とする換気装置を、台所等のように換気扇が装備されている室内の換気口に設置した場合に、以下のような不具合を生じる。すなわち、上記の換気扇を作動させると、室内が負圧となり、隙間の大きい窓縁等から外気が入り込み、暖房機等で折角暖めた室内が冷えてしまい、室内温度を一定に保つことができないという問題を生じる。また、このような換気装置を設けた換気口は、夏場または暖かいときには開状態となり、このような非密閉状態でエアコン等を冷房のために作動させた場合は、電力を余分に消費させてしまうことになる。

本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置によれば、寒いときの閉状態、開状態を適宜選択できる構造であるから、このような換気装置を設けた換気口の設置位置を任意に選定することができる。たとえば寒いときに開状態となる換気装置を、台所等において換気扇の側に設けたとしても、外気を最短距離で排気することが可能であるから、室内温度を一定に保つことができる。また、上記の換気口では、夏場に閉状態することができるから、省エネルギ効果を図ることが可能となる。
換言すれば、本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置では、サーモアクチュエータであるサーモエレメントの感温度を室内あるいは屋外にすることや、寒いときに閉状態、寒いときに開状態の切り替えを容易に行えるものであり、適宜選択すればよいものである。

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換気装置によれば、換気口に設けた蓋体の開閉方向を、開状態から閉状態、あるいは閉状態から開状態というように任意の方向に切り替えることが、きわめて簡単に行える。すなわち、前記サーモアクチュエータの作動方向及び設置位置は固定で、蓋体の駆動部への組付け姿勢を変更するだけで、上記のような開閉方向が任意に選択できるから、余分な新規部品を追加する等が不要であり、また簡単な組付け作業でよいから、コスト的にも安価である等の種々優れた効果がある。

また、蓋体の回動軸である支軸部は、開閉状態の変化する方向がいずれであっても共通に使用でき、その位置は切り替えによっては変更する必要がないから、装置全体の小型化が可能で、形状も簡単である。
さらに、オーバリフト時にも、ホルダ部材等に設けたロック部へのロックとリテーナ部材に設けたコイルばね等の付勢力によって対処することができるのである。

また、本発明によれば、温度が上昇するにつれて開状態から閉状態に変化する設定では、上記のような開度調整機能が防火機能を兼ね備えているから、構成部品点数の必要以上の増加を招くことなく、少ない設定変更によって、たとえば換気口を開閉するにあたって、細かい開閉動作を可能とし、温度に応じた必要な流量特性を簡単に得ることができる。しかも、本発明による防火機能を兼ね備えた開度調整機能では、何らかの外的要因によって防火機能が働き、全閉状態となったときでもその復旧がきわめて簡単に行える。

図１ないし図６は本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置の第１の実施形態を示し、この実施形態では、建物の室内と屋外との間の換気を行う換気装置であって、一対の蓋体（羽根）を用いてなる、いわゆるバタフライバルブタイプである場合を説明する。
また、これらの図において、図１ないし図４は蓋体がサーモアクチュエータの非作動時には開状態であって、外気温度あるいは室内温度等の温度変化に伴って開状態から閉状態に変化する場合を、図５および図６はサーモアクチュエータの非作動時には閉状態であって、温度変化に伴って閉状態から開状態に変化する場合を示している。

これらの図において、図１ないし図４に示すように、蓋体がサーモアクチュエータの非作動時である通常状態では開状態であって、温度変化、ここでは外気温度の上昇に伴って開状態から閉状態に変化する場合の構成を以下に説明する。
すなわち、全体を符号１０で示すサーモアクチュエータ付き換気装置は、図１および図２に示されるように、フランジ１１ａを有する円筒体１１を備え、この円筒体１１の内部が通気口１２となっている。

この円筒体１１の通気口１２内で室内側の端部には、複数の放射状リブ１４により中央部に保持された円筒状受け部１３が形成され、後述するサーモアクチュエータであるサーモエレメント２３を含む換気駆動部２０の組付け部となっている。室内と屋外との換気は放射状リブ１４の間に形成される開口部を介して行われる。また、このリブ１４部分にはフィルタ１４ａが設けられ、円筒体１１内を通る空気中の塵埃や不純物を除去できるようになっている。

前記換気駆動部２０は、円筒状受け部１３内に組み込まれるコイルばね２１と、このコイルばね２１により弾性支持されることによりサーモエレメント２３の作動により蓋体３０，３０を開閉動作させるためのリンク機構を構成するリテーナ部材２２と、このリテーナ部材２２および前記サーモエレメント２３を保持した状態で前記円筒状受け部１３側に組み付けられるホルダ部材２４とを備えている。このホルダ部材２４は係止爪２４ａを有し、この係止爪２４ａを前記円筒状受け部１３の外側に形成される係止溝部２４ｂに係止させることにより、構成部品を保持した状態で前記円筒状受け部１３に組み付けられるようになっている。

前記リテーナ部材２２は、図２に示すように、左、右両側に膨出して形成されたカム部２７，２７を有し、これらのカム部２７，２７の前記ホルダ部材２４側の面が、後述する蓋体３０の係合端となる偏心軸部３３に対応する被係合部であるカム面２７ａ，２７ａを形成するように構成されている。これらのカム面２７ａ，２７ａは、該リテーナ部材２２の本体部分から外方端に行くに従って前記円筒状受け部１３方向に向かって斜めに傾斜する傾斜面として形成されている。
また、これらのカム部２７，２７は、組付け状態では、前記円筒状受け部１３の外周部に形成したすり割り部１３ａ，１３ａに後述するサーモエレメント２３を構成するピストン２５の進退動作に合わせて進退動作可能に嵌め込まれた状態となっている。

前記サーモエレメント２３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２５の動きで、前記リテーナ部材２２をコイルばね２１の付勢力に抗して進退動作させるように構成されている。

図中３０，３０はそれぞれ半円板状を呈して前記通気口１２を開閉する、いわゆるバタフライバルブを構成する蓋体で、この蓋体３０は、前記ホルダ部材２４の左、右に所定間隔をおいて延設されたアーム部の先端に設けた孔部２４ｄ，２４ｄに係合させた固定軸３１，３１を介して回動自在に軸支されている。これらの固定軸３１，３１は、蓋体３０に形成されているコ字状切り欠きの上縁と下縁に設けられ、またこれらの固定軸３１に巻回されたねじりばね３２（図２、図３参照）により蓋体３０を閉状態となる方向に付勢されている。
ここで、ねじりバネ３２は、図１（ｂ）、図３、図４から明らかなように、その一端が蓋体３０の側面部に、他端がホルダ部材２４に設けた係止部２４ｆに係止されることにより、該蓋体３０に対しその係合端である偏心軸部３３を前記被係合部であるカム面２７ａに係合させる方向（ここでは蓋体３０が平常対となる方向）に付勢力を与えている。

また、前記蓋体３０は、図２、図３、図４に示すように、前記固定軸３１に近接する部分に該固定軸３１と偏心した状態の偏心軸部３３を有している。この偏心軸部３３は、この実施形態では、蓋体３０から延設されたアーム部の先端に設けられ、組付け状態において前記カム部２７のカム面２７ａに選択的に当接される係合端として構成されている。

ここで、図２中右側の蓋体３０は閉状態である場合を、図中左側の蓋体３０は開状態である場合を示すが、実際には、蓋体３０，３０は同時に開状態または閉状態となるように連動して動作することは勿論である。なお、この図２において、左、右の蓋体３０における固定軸３１と偏心軸部３３との位置関係が逆になっているが、これは、左側の蓋体３０を、後述する図５、図６で説明する蓋体３０の開閉方向を逆にした場合の取付け姿勢を説明するためのものであって、図１〜図４の場合での左側の蓋体３０では、偏心軸部３３が蓋体の手前側の表面側に突出して位置することになるのである。

前記ホルダ部材２４の左、右側部には、図２、図３（ｄ）に示すように、蓋体３０の閉状態において、前記蓋体３０の固定軸３１よりも室内側に偏心している偏心軸部３３が当接することで係止されるロック部３５が設けられている。これらのロック部３５は、蓋体３０が換気口１２を閉じた状態でそれ以上の回動を規制するためのものであり、オーバリフト時の蓋体３０の動きを吸収することができるように構成されている。

以上の構成において、サーモエレメント２３、ピストン２５、リテーナ部材２２、コイルばね２１を内設した状態でホルダ部材２４を、換気口１２内の受け部１３に組付けし、換気駆動部２０を組み立てるとともに、蓋体３０を固定軸３１によりホルダ部材２４に軸支し、ねじりばね３２の付勢力で偏心軸部３３を前記リテーナ部材２２のカム部２７のカム面２７ａに当接させると、図１の実線で示す状態、図３（ａ）、図４（ａ）で示す状態となる。

この状態において、屋外の外気温度中に臨んでいるサーモエレメント２３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２５を突出する方向に押し出すと、リテーナ部材２２はコイルばね２１の付勢力に抗して反ホルダ部材２４側に移動する。すると、カム部２７のカム面２７ａに当接している偏心軸部３３は、図３（ｂ）、図３（ｃ）、並びに図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、カム面２７ａの動きに従ってねじりばね３２の付勢力で移動し、これにより固定軸３１，３１を中心にカム面２７ａの傾斜にしたがって回動しすることになり、結果として蓋体３０が前記外気温度に従って閉動作することになる。

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２５を蓋体３０の閉状態以上に押し出したときには、図３（ｄ）、図４（ｄ）に示すように、偏心軸部３３は、カム面２７ａから離脱した位置に至り、非係合状態となるとともに、ホルダ部材２４に設けたロック部３５に当接してロックされ、閉状態を維持する一方、ピストン２５の押出しは、リテーナ部材２２の動きで吸収されることなる。

また、この実施形態のように、所定温度以上である場合に、偏心軸部３３のカム面２７ａへの係合、つまり当接状態を離脱させ、蓋体３０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２３が異常な温度を感知し、前記ピストン２５の動きでリテーナ部材２２が移動し、偏心軸部３３がカム面２７ａから離脱した位置に至って非当接状態になると、前記換気口１２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１２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。

ここで、この実施形態では、上述したカム部２７のカム面２７ａは、前記サーモエレメント２３の動きで蓋体３０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。すなわち、蓋体３０を開状態から閉じる際に、低温状態ではゆっくり閉じ、高温になるにしたがって急に閉じるようにしたり、これとは逆の特性となるように構成することができるのである。要は、カム面形状を任意に選択して形成すればよい。

以上の構成によるサーモアクチュエータ付き換気装置１０によれば、外気温度が低く寒い時に換気口１２を開き、暑い時に閉じるようにすることができるが、これとは逆に、外気温度が低くて寒い時に換気口１２を閉じ、暑い時に開くように構成することが求められることもある。

図５および図６は上述した図１ないし図４とは蓋体３０の開閉方向を逆にした場合を示すものである。
すなわち、前述した図１ないし図４の取付け状態において、蓋体３０をホルダ部材２４から取り外し、図５、図６に示すように、蓋体３０のホルダ部材２４への取付け向きを逆にし、またねじりばね３２による付勢方向を、上述した図１ないし図４の例とは逆に、蓋体３０を閉じた状態で、偏心軸部３３を固定軸３１回りで屋外側から室内側に向って回動させる方向、つまり図６中時計方向に付勢するとよい。さらに詳述すると、ホルダ部材２４の孔部２４ｄ，２４ｄに対し挿入されている固定軸３１，３１を取り外し、蓋体３０の表裏を反転させ、偏心軸部３３を屋外側に向け、蓋体３０を閉じた状態で、再度固定軸３１，３１を孔部２４ｄ，２４ｄに挿入し、ねじりばね３２の一端をホルダ部材２４側の係止部に、他端を蓋体３０側に係止させることにより、蓋体３０を、偏心軸部３３が固定軸３１回りで屋外側から屋内側に向かって回動する方向に付勢するとよい。

なお、この図５、図６のようにするには、前述したように図２における蓋体３０の取付け姿勢を、この図２中の左側の蓋体３０のように、偏心軸部３３が蓋体３０の背面側の表面側に突出して位置するようにすればよいのである。このとき、図２中の右側の蓋体３０は、図示の姿勢とは逆向きにすることは言うまでもない。

このようにすると、図５、図６に示すように、蓋体３０は、サーモアクチュエータ（すなわちサーモエレメント２３）の非作動時である通常状態では換気口１２を閉じる状態にあり、温度上昇に伴ってサーモエレメント２３の働きで図６（ｂ）、（ｃ）で示すように、徐々に換気口１２を開くように動作されるのである。
このときも、所定温度以上のピストン２５の動きは、図６（ｄ）に示すように、リテーナ部材２２には伝わるが、蓋体３０の開動作は、偏心軸部３３のロック部３５への当接によりロックされるようになっている。

そして、このような構成によれば、サーモエレメント２３を含めた換気装置１０の構成部品はそのままに、蓋体３０の組付け方向を変えるだけで、蓋体３０の開閉動作を逆に構成することができるのであり、新規部品は不要で、コスト低減が図れるばかりでなく、組立ても容易であり、しかも蓋体３０の回転軸３１等の位置は同じであるから、装置１０の大型化を招くおそれはなく、また形状も簡単である等の利点がある。

ここで、上記の実施形態では、熱膨張体を内蔵するサーモエレメント２３の感温部を、蓋体３０の固定軸３１よりも屋外側に設置した構造としているが、前記固定軸３１よりも室内側に設置してもよい。

図７ないし図１２は本発明の第２の実施形態を示すものであり、これらの図において前述した実施形態による換気装置１０と同一または相当する部分には同一番号を付して説明は省略する。また、これらの図において、図７ないし図１０は蓋体３０をサーモエレメント２３の非作動時には閉状態とし、この閉状態から開状態に変化させる場合を、図１１、図１２は蓋体３０をサーモエレメント２３の非作動時には開状態とし、この開状態から閉状態へと変化させる場合を示す。

なお、上記の図８においても、前述した図２と同様に、図中右側の蓋体３０は閉状態である場合を、図中左側の蓋体３０は開状態である場合を示すが、実際には、蓋体３０，３０は同時に開状態または閉状態となるように連動して動作することは言うまでもない。さらに、この図８においても、左、右の蓋体３０における固定軸３１と偏心軸部３３との位置関係が逆になっているが、これは、左側の蓋体３０を、後述する図１１、図１２で説明する蓋体３０の開閉方向を逆にした場合の取付け姿勢を示すものであって、図７〜図１０の場合での左側の蓋体３０では、偏心軸部３３が蓋体の手前側の表面側に突出して位置することになるのである。

この実施形態でのサーモアクチュエータ付き換気装置１０によれば、換気駆動部２０内で円筒状受け部１３とホルダ部材２４との間に組み込む部品のうち、サーモアクチュエータであるサーモエレメント２３とピストン２５とを、前述した実施形態とは逆に、ホルダ部材２４側にピストン２５を押し出すように組み込んでいる。
このような構成では、たとえば室内側の温度をサーモエレメント２３で検知し、該温度上昇にしたがって、換気口１２を開状態から閉状態へと開閉制御することができる。

図中４０はこの実施形態でのリテーナ部材で、このリテーナ部材４０は、左、右側に二股状カム部４１，４１を有し、この二股状カム部４１の内側が前記蓋体４０に一体的に設けた偏心軸部３３に当接するカム面４１ａを形成するように構成されている。
前記蓋体３０側の偏心軸部３３は、蓋体３０に設けた固定軸３１，３１とクランク状を呈するように、蓋体３０を閉じた状態で該固定軸３１よりも屋外側に位置して一体的に設けられている。勿論、これらの軸３１，３３は軸芯がずれて位置するように形成されている。なお、第１の実施形態でのねじりばね３２は不要である。

前記サーモエレメント２３、ピストン２５、リテーナ部材４０は、受け部１３との間にコイルばね２１を介在させ、ホルダ部材２４により保持された状態で組み立てられている。なお、図中４５はリテーナ部材４０をホルダ部材２４側で弾性支持するコイルばねである。
また、図８中３１ａ，３１ａは蓋体３０側の固定軸３１，３１を軸支するための係合溝部であり、これらの係合溝３１ａ，３１ａに固定軸３１，３１が係合されることにより、蓋体３０が回動自在に軸支されることになる。

さらに、円筒状受け部１３の先端は、図９（ｄ）に示すように、リテーナ部材４０を係止するロック部４３であり、ピストン２５の押出し量を制御するためのオーバリフト吸収機構を構成するところである。

以上の構成において、サーモエレメント２３、ピストン２５、リテーナ部材４０、コイルばね４５を内設した状態でホルダ部材２４、コイルばね２１を、換気口１２内の受け部１２に組付けし、換気駆動部２０を組み立てるとともに、蓋体３０を固定軸３１によりホルダ部材２４に軸支して偏心軸部３３を前記リテーナ部材４０の二股状カム部４１のカム面４１ａに当接させると、図７の実線で示す状態、図９（ａ）、図１０（ａ）で示す状態となる。

この状態において、室内温度に曝されているサーモエレメント２３の熱膨張体が、温度上昇によって膨張し、ピストン２５を突出する方向に押し出すと、リテーナ部材４０、サーモエレメント２３はコイルばね２１の付勢力に抗して反ホルダ部材２４側に相対的に移動する。すると、二股状カム部４１のカム面４１ａに当接している偏心軸部３３は、図９（ｂ）、図９（ｃ）、並びに図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示すように、カム面４１ａの動きに従って相対的に移動し、結果として蓋体３０が、前記室内温度に従って閉状態から開動作することになる。

さらに、室内温度が温度上昇して熱膨張体が膨張し、ピストン２５を蓋体３０の開状態以上に押し出したときには、図９（ｄ）に示すように、リテーナ部材４０が、円筒状受け部１３側のロック部４３に当接してロックされることで、開状態を維持することになる。このとき、ピストン２５が更に押し出されても、このリテーナ部材４０はその状態を維持するとともに、内部のサーモエレメント２３がコイルばね２１の付勢力に抗して移動することでその移動量は吸収されることになる。なお、リテーナ部材４０は、コイルばね４５の付勢力によりサーモエレメント２３の非作動時にはサーモエレメント２３の動きに追随して移動し、オーバリフト時にはリテーナ部材４０が係止され、さらなるサーモエレメント２３の移動によるリテーナ部材４０の動きをコイルばね４５が吸収するように構成されている。

なお、上述した二股状カム部４１のカム面４１ａは、前記サーモエレメント２３の動きで蓋体３０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ものである。すなわち、蓋体３０を開状態から閉じる際に、低温状態ではゆっくり閉じ、高温になるにしたがって急に閉じるようにしたり、これとは逆の特性となるように構成することができる。要は、カム面形状を任意に選択して形成すればよい。
また、この実施形態では、カム面４１ａを二股状カム部４１に形成することで、蓋体３０をカム面への当接方向に付勢する必要がないように構成しているが、これに限定されないことは言うまでもない。

以上の実施形態での構成によれば、サーモアクチュエータ付き換気装置１０において、室内温度が低く寒い時に換気口１２を閉じ、暑い時に開くようにすることができるが、これとは逆に、室内温度が低くて寒い時に換気口１２を開き、暑い時に閉じるように構成することが求められることもある。

図１１および図１２は上述した図７ないし図１０とは蓋体３０の開閉方向を逆にした場合を示す。すなわち、前述した図７ないし図１０の取付け状態において、蓋体３０をホルダ部材２４から取り外し、図１１、図１２に示すように、蓋体３０のホルダ部材２４への取付け向きを、蓋体３０を閉じた状態で固定軸３１よりも室内側に位置させる方向とすればよい。これを詳述すると、ホルダ部材２４の係合溝部３１ａ，３１ａに対し係合されている蓋体３０の固定軸３１，３１を取り外し、蓋体３０の表裏を反転させ、偏心軸部３３をホルダ部材２４側に向け、蓋体３０を開けた状態で、再度固定軸３１，３１を係合溝部３１ａ，３１ａに係合保持させ、蓋体３０のホルダ２４への取付け向きを、逆にするとよい。
換言すれば、この図１１、図１２のようにするには、前述したように図８における蓋体３０の取付け姿勢を、この図８中の左側の蓋体３０のように、偏心軸部３３が蓋体３０の背面側の表面側に突出して位置するようにすればよい。このとき、図８中の右側の蓋体３０は、図示の姿勢とは逆向きにすることは、前述した第１の実施の形態での図２の場合と同じである。

このようにすると、図１１、図１２に示すように、蓋体３０は、サーモアクチュエータの非作動時である通常状態では換気口１２を閉じる状態にあり、温度上昇に伴ってサーモアクチュエータであるサーモエレメント２３の働きで図１２（ｂ）、（ｃ）で示すように、徐々に換気口１２を開くように動作されるのである。
このときも、所定温度以上のピストン２５の動きは、図１２（ｄ）に示すように、サーモエレメント２３には伝わるが、リテーナ部材４０、さらには蓋体３０の開動作は、ロック部４３へのリテーナ部材４０の当接によりロックされるようになっている。

そして、このような構成によっても、前述した実施形態と同様に、サーモエレメント２３を含めた換気装置１０の構成部品はそのままに、蓋体３０の組付け方向を変えるだけで、蓋体３０の開閉動作を逆に構成することができるのであり、新規部品は不要で、コスト低減が図れるばかりでなく、組立ても容易であり、しかも蓋体３０の回転軸３１等の位置は同じであるから、装置１０の大型化を招くおそれはなく、また形状も簡単である等の利点がある。

また、ここでは、熱膨張体を内蔵するサーモエレメント２３の感温部を、蓋体３０の固定軸３１よりも室内側に設置した構造としているが、前記固定軸３１よりも屋外側に設置してもよい。

図１３は本発明に係る換気装置の変形例を示す。
すなわち、上述した第１、第２の実施形態では、換気装置１０の換気駆動部２０となるアクチュエータとして、サーモエレメント２３を用いた場合を説明したが、このサーモエレメント２３の代わりに、サーモアクチュエータとして形状記憶合金を利用したり、さらにこれに併用して発熱体を設け、外部制御で蓋体３０の開閉制御を任意に行えるように構成してもよい。

この実施形態を、前述した第２の実施形態で用いた換気駆動部２０の構造を基に説明すると、この実施形態では、円筒状受け部１３内に保持される可動本体６０を備えている。そして、この可動本体６０にリテーナ部材４０が一体的に組み付けられている。そして、これらの可動本体６０とリテーナ部材４０とは、コイルばね２１とコイルばね４５とによって弾性的に支持されている。

このような構成において、前記円筒状受け部１３側のコイルばね２１またはホルダ２４側のコイルばね４５を、形状記憶合金で形成し、外気温度あるいは室内温度等といった周囲温度で伸縮可能に構成することにより、蓋体３０を任意の開度で開閉制御することができるのである。なお、形状記憶合金の代わりにバイオメタル等で形成したものでもよい。

さらに、上述した構造において、形状記憶合金で形成した円筒状受け部１３側のコイルばね２１またはホルダ２４側のコイルばね４５に近接する部分に、図１３中想像線で示したようにＰＴＣヒータ等の発熱体６２または６１を設けると、蓋体３０の開閉制御を、さらに任意に行えるという利点がある。すなわち、上記の発熱体６２または６１を、換気装置１０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構成すれば、前記サーモエレメントを使用した場合でも同様に、換気口の開閉制御を、周囲温度による場合に併用して、任意に行えるようにすることもできる。

なお、発熱体６２，６１としては、電気的なヒータであればよく、たとえばアクチュエータにニクロム線を巻き付けたものであってもよいし、ＰＴＣヒータをアクチュエータ近くの適宜の位置に貼り付けてもよいし、あるいはバイオメタル等の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。

このような構成によれば、構成部品点数が必要最小限であるにもかかわらず、換気装置の蓋体の開閉制御を任意に行えるものであり、しかも前述したサーモエレメント付き換気装置１０のようなオーバリフト吸収機能は不要であり、また発熱体６２，６１に通電することで、アクチュエータが感温、変位作動し、蓋体３０を開閉するまでの応答速度が速くなるという利点もある。

なお、本発明は上述した実施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。
たとえば換気口１２を開閉する部材としては、前述した実施形態でのバタフライバルブタイプの蓋体３０の形状などに限定されず、種々の変形例が考えられることは言うまでもない。

さらに、偏心軸部３３が当接するカム部２７，４１のカム面２７ａ，４１ａの形状としては、上記の実施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できるものであり、蓋体３０の開度を任意に調整することができる。
また、外気温度、室内温度のどちらを感温させるかで、サーモエレメント２３と蓋体３０の設置向きを任意に変更可能である。

さらに、本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置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２３の感温部に近接する部分に、ＰＴＣヒータ等の発熱体を設けると、上記の図１３の場合と同様に、蓋体３０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のである。すなわち、この発熱体を、換気装置１０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。

また、上述した実施形態では、本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置１０を住宅設備用として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換気装置として用いることができることは言うまでもない。

本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置の第１の実施形態を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図である。 図１のサーモアクチュエータ付き換気装置の概略分解斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図１の換気装置において要部となる蓋体の開閉動作を説明するための要部拡大図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明を特徴づける偏心軸部とカム部のカム面との関係を説明するための図である。 図１のサーモアクチュエータ付き換気装置における蓋体の開閉方向を逆にした場合を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図５の換気装置において要部となる蓋体の開閉動作を説明するための要部拡大図である。 本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置の第２の実施形態を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図である。 図７のサーモアクチュエータ付き換気装置の概略分解斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図７の換気装置において要部となる蓋体の開閉動作を説明するための要部拡大図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明を特徴づける偏心軸部とカム部のカム面との関係を説明するための図である。 図７のサーモアクチュエータ付き換気装置における蓋体の開閉方向を逆にした場合を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図７の換気装置において要部となる蓋体の開閉動作を説明するための要部拡大図である。 本発明に係るサーモアクチュエータ付き換気装置の変形例を示す概略図である。

１０…サーモアクチュエータ付き換気装置、１１…円筒体、１２…換気口、１３…円筒状受け部、２０…換気駆動部、２１…コイルばね、２２…リテーナ部材、２３…サーモエレメント（サーモアクチュエータ）、２４…ホルダ部材、２４ｄ…孔部、２７…カム部、２７ａ…カム面、３０…蓋体（開閉部材）、３１…固定軸、３２…ねじりばね、３３…偏心軸部、４０…リテーナ部材、４１…二股状カム部、４１ａ…カム面。

Claims (5)

1. 換気口を開閉するように回動自在に軸支される蓋体と、
   温度変化に伴い作動するサーモアクチュエータと、
   このサーモアクチュエータが作動することにより前記蓋体を開閉動作させるためのリンク機構を構成するリテーナ部材と、
   前記蓋体を回動自在に軸支するとともに前記リテーナ部材を進退動作可能に保持するホルダ部材とを備え、
   前記蓋体の支軸部に対し偏心させて設けた係合端を前記リテーナ部材の被係合部に係合させる方向に付勢した状態で係合させることにより、蓋体を開閉駆動するように構成されてなり、
   前記リテーナ部材の被係合部に対して蓋体の係合端を係合させる方向を変更することにより、蓋体をサーモアクチュエータの非作動時には閉状態としこの閉状態から開状態へと変化させる第１の換気動作と、サーモアクチュエータの非作動時には開状態としこの開状態から閉状態へと変化させる第２の換気動作とのいずれかが選択され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。
2. 請求項１記載のサーモアクチュエータ付き換気装置において、
   前記蓋体を閉状態から開状態へと変化させる第１の換気動作と、開状態から閉状態へと変化させる第２の換気動作とのいずれの動作を選択した場合であっても、前記サーモアクチュエータの作動方向及び設置位置は変更せず、前記蓋体の支軸部は共通に使用されるものであ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。
3. 請求項１または請求項２記載のサーモアクチュエータ付き換気装置において、
   前記リテーナ部材の被係合部は、前記サーモアクチュエータの作動に伴うリテーナ部材の動きによって前記蓋体の係合端が相対的に移動することにより、周囲温度変化に対応して蓋体の回動動作量を可変できるように形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。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のサーモアクチュエータ付き換気装置において、
   周囲温度が所定の温度以上になったときに、前記蓋体の係合端と前記リテーナ部材の被係合部との係合状態の如何にかかわらず、該蓋体の動きを係止するロック部を設け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。
5. 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換気装置において、
   前記リテーナ部材は、前記サーモアクチュエータの作動により前記蓋体の係合端が係合方向に付勢された状態で当接係合することにより該蓋体を開閉動作させるための被係合部としてのカム面を有し、
   このリテーナ部材のカム面に対して蓋体の係合端を当接させる方向を変更することにより、第１の換気動作と第２の換気動作とのいずれかが選択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換気装置。

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