JPH109628A - 感温作動型換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シンプルな構造で十分な換気機能を発揮でき
る低コストの感温作動型換気装置を提供する。 【解決手段】 内部が通風路となっている箱型筒体11内
に仕切り板17を回動自在に支持する。仕切り板17は通風
路を閉じた状態では自由端Ｆが回動中心Ｐより通風路の
外端寄りで床面11ａに接するようになっている。回動中
心Ｐから少し離れたところで仕切り板17と箱型筒体の天
井面11ｂとを引張状態の形状記憶合金ばね21で連結す
る。低温時には仕切り板17と重り19の重量で形状記憶合
金ばね21を引き伸ばし仕切り板17を閉じた状態に保持す
る。高温時には形状記憶合金ばね21の収縮力で仕切り板
17を開いた状態に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅の床下や屋根
裏あるいは物置などの空間を、夏は風通しをよくして涼
しく、冬は風通しをしゃ断して保温性を高めるため等に
使用される感温作動型換気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】住宅の床下には、夏場の高温多湿に対処
するため、いくつかの換気口が設けられている。このよ
うな換気口を設けておくことは、夏期には効果的である
が、冬期には床下に冷気が流れ込むため床が冷えるとい
う難点がある。このため最近では、住宅の高機能化にと
もなって床下の換気口を開閉式にしたものが登場してい
る。最も単純なものとしては季節によって手動で開閉す
るものがある。また自動式の換気装置としては、形状記
憶合金を駆動源に使用して、外気温によって開閉するも
のも開発されている。

【０００３】形状記憶合金を使用した換気装置としては
従来、平らな板を引き戸のようにスライドさせて換気口
を開閉するタイプのものと、ブラインドのように多数の
羽根が一斉に角度を変えて換気口を開閉するタイプのも
のが公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしスライド型のも
のは、スライドの摩擦力（ゴミなどが入ると特に大きく
なる）を考えると、強力な形状記憶合金ばねが必要であ
り、かつ構造も複雑になる。またブラインド型のもの
は、多数の羽根を回動させる機構が複雑になり、かつ風
の力や何かの衝突などに耐えられるような強度が必要と
なるため、やはり大型で強力な形状記憶合金ばねが必要
となる。このようなことから従来の形状記憶合金を用い
た感温作動型の換気装置はコストが高いという難点があ
り、これが実用化を図る上での障害となっている。感温
作動型換気装置はコストが安くなれば、屋根裏、物置、
温室などの換気にも使用できる可能性がある。

【０００５】本発明の目的は、以上のような問題点に鑑
み、シンプルな構造で十分な換気機能を発揮できる低コ
ストの感温作動型換気装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の感温作動型換気装置は、両端が開口し、内部が
通風路となっている箱型筒体と、その箱型筒体内に回動
自在に支持され、回動により通風路を閉じた状態と開い
た状態との間を往復できるようになっている仕切り板
と、その仕切り板を、低温時には閉じた状態に、高温時
には開いた状態になるように回動させる形状記憶合金を
用いた駆動機構、を備えていることを特徴とするもので
ある（請求項１）。

【０００７】この装置は、仕切り板を回動させて、箱型
筒体内の通風路を開いたり閉じたりするものであるから
機構がきわめてシンプルであり、かつ仕切り板を回動さ
せる方式であるので、スライド式のものより摩擦力が小
さく、大型の形状記憶合金ばねを必要としない。このた
め低コストの感温作動型換気装置が実現できる。

【０００８】なお本発明において、仕切り板は、その一
辺またはその近傍が箱型筒体内の上部に回動自在に支持
され、それと反対側の辺が自由端となっており、通風路
を閉じた状態では自由端が回動中心より通風路の外端寄
りで通風路の床面に接し、通風路を開いた状態では自由
端が回動中心より通風路の外端寄りで通風路の天井面に
接するようになっていることが好ましい（請求項２）。

【０００９】このようにすると、仕切り板は自重で閉じ
た状態になることができ、かつ閉じた状態を保持するの
に余分な押しつけ力を必要としないので、仕切り板の駆
動機構を簡素化することができる。また閉じた状態でも
開いた状態でも外部から風が吹きつけたときは仕切り板
の自由端が通風路の床面または天井面に押しつけられる
だけなので、仕切り板のばたつきを防止できる。

【００１０】また本発明の装置は、形状記憶合金を用い
た駆動機構が形状記憶合金ばねからなり、低温時には仕
切り板の自重または仕切り板と重りの重量で形状記憶合
金ばねを記憶形状以外の形状に変形させて仕切り板を通
風路を閉じた状態に保持し、高温時には形状記憶合金ば
ねが記憶形状に復元する力で仕切り板を通風路を開いた
状態に保持するようになっていることが好ましい（請求
項３）。

【００１１】このようにすると、仕切り板の自重または
仕切り板と重りの重量が低温時に形状記憶合金ばねを変
形させるバイアスばねの代わりになるため、バイアスば
ねが必要なくなり、さらに機構を簡素化することができ
る。

【００１２】また本発明の装置は、形状記憶合金を用い
た駆動機構が形状記憶合金ばねとバイアスばねの組合せ
からなり、低温時にはバイアスばねの力と仕切り板の重
量とで形状記憶合金ばねを記憶形状以外の形状に変形さ
せて仕切り板を通風路を閉じた状態に保持し、高温時に
は形状記憶合金ばねが記憶形状に復元する力でバイアス
ばねを変形させて仕切り板を通風路を開いた状態に保持
するようになっている構成とすることもできる（請求項
４）。この場合は、バイアスばねが必要であるが、それ
でも仕切り板が回動式であるので全体の構造が簡素化さ
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

〔実施形態１〕図１（Ａ）（Ｂ）は本発明の第一の実施
形態を示す。この感温作動型換気装置は、両端が開口
し、内部が通風路となっている箱型筒体１１を備えてい
る。箱型筒体１１の外端側（空気の入口側）には、雨水
や大型ゴミの浸入を防ぐ邪魔板１３が設けられている。
また箱型筒体１１の内端側（空気の出口側）には、天井
から垂下する形態の支持板１５が一体に形成されてい
る。箱型筒体１１はプラスチック製とすることが好まし
いが、金属製または木製とすることもできる。

【００１４】箱型筒体１１内には仕切り板１７が設けら
れている。仕切り板１７は、その一辺が支持板１５の下
端縁に回動自在に支持されており、回動により、通風路
を閉じた状態（破線の位置）と開いた状態（実線の位
置）の間を往復できるようになっている。仕切り板１７
の回動中心Ｐは箱型筒体１１内のなるべく上方に位置さ
せることが好ましい。

【００１５】仕切り板１７は、通風路を閉じたときに自
由端Ｆが回動中心Ｐより外端寄りの位置で通風路の床面
１１ａに接する大きさとなっている。仕切り板１７の幅
は回動を妨げないように箱型筒体１１の両側壁の内面間
隔より僅かに狭くなっている。また仕切り板１７は、通
風路を開いた状態では自由端Ｆが回動中心Ｐより外端寄
りの位置で通風路の天井面１１ｂに接するようになって
いる。仕切り板１７の自由端Ｆ付近には重り１９が取り
付けられている。この重り１９は仕切り板１７が閉じる
ときにばね力に打ち勝つための自重が不足する場合に付
加的に取り付けられるもので、仕切り板１７に十分な自
重があるときは省略できる。

【００１６】仕切り板１７は、回動中心Ｐから少し離れ
た位置で形状記憶合金ばね２１により箱型筒体１１の天
井面１１ｂと連結されている。この形状記憶合金ばね２
１はコイルばねの形状を記憶しており、引張状態で取り
付けられている。形状記憶合金ばね２１は、ある温度以
下では小さな力で容易に引き伸ばすことができるが、引
き伸ばされた状態で、ある温度以上になると記憶形状に
復元しようとして強い収縮力を発生する。

【００１７】したがって温度が低い時は、仕切り板１７
と重り１９の重量（によるトルク）が形状記憶合金ばね
２１を引き伸ばし、仕切り板１７を閉じた状態（破線の
状態）に保持する。また温度が高くなると形状記憶合金
ばね２１が記憶形状に復元しようとする力（収縮力）を
発生し、この力が、仕切り板１７と重り１９により発生
するトルクに打ち勝って仕切り板１７を持ち上げ、仕切
り板１７を開いた状態（実線の状態）に保持する。その
結果、高温時には箱型筒体１１内を空気が流れ、換気が
行われるようになり、低温時には空気の流れがしゃ断さ
れて、熱が逃げにくくなる（暖房効果が高まる）。

【００１８】なお仕切り板１７を開閉する温度は、形状
記憶合金の組成によって任意に設定できる。例えばＮｉ
Ｔｉに１ａｔ％程度のＦｅを添加した合金を用いれば、
数℃〜２０℃の範囲内で開閉温度を任意に設定できるの
で、床下などの換気に好適である。またＮｉＴｉ二元合
金を用いれば、２０℃〜６０℃の範囲内で開閉温度を任
意に設定できるので、物置小屋や電気機器の入っている
比較的小さな空間の換気に好適である。またＮｉＴｉに
１０ａｔ％程度のＣｕを添加した合金を用いれば、４５
〜８０℃の範囲内で開閉温度を任意に設定できるので、
特殊な乾燥室などの換気に好適である。

【００１９】この換気装置は、低温時には仕切り板１７
と重り１９の重量で形状記憶合金ばね２１を引き伸ばす
構造になっているため、形状記憶合金ばね２１を引き伸
ばすためのバイアスばねを必要としない。このため駆動
機構がきわめてシンプルで小型なものとなり、コストを
安くすることができる。また高温時には仕切り板１７の
自由端Ｆが箱型筒体１１内の床面１１ａに押しつけら
れ、低温時には仕切り板１７の自由端Ｆが箱型筒体１１
内の天井面１１ｂに押しつけられる構造であるため、外
側から風が吹きつけても仕切り板１７がばたつくことが
なく、安定な状態を維持できる。この点も形状記憶合金
ばね２１を小型化するのに有効である。

【００２０】〔実施形態２〕図２（Ａ）（Ｂ）は本発明
の第二の実施形態を示す。この感温作動型換気装置が図
１のものと大きく異なる点は、板ばね状の形状記憶合金
ばね２３を使用したことである。板ばね状の形状記憶合
金２３の一端は、回動中心Ｐから少し離れた位置で仕切
り板１７に回動自在に取り付けられ、他端は回動中心Ｐ
の下方で水平な支持バー２５に回動自在に取り付けられ
ている。

【００２１】この形状記憶合金ばね２３は平板形状また
は曲率の小さい湾曲形状を記憶しており、記憶形状より
曲率が大きくなるように湾曲させた状態で取り付けられ
ている。したがって温度が低い時は仕切り板１７と重り
１９の重量が形状記憶合金ばね２３を破線のようにほぼ
Ｕ字形に屈曲し、仕切り板１７を閉じた状態を保持す
る。そして温度が高くなると形状記憶合金ばね２３が記
憶形状に復元しようとする力で仕切り板１７を持ち上
げ、仕切り板１７を開いた状態に保持する。

【００２２】またこの実施形態では、図１における邪魔
板１３を省略し、箱型筒体１１内の床面１１ａに外端側
へ行くほど低くなる傾斜をつけてある。これは箱型筒体
１１内に雨水が入ったときに排出しやすくするためであ
る。また箱型筒体１１の外端の外周にはフランジ２７が
一体に形成されている。これは壁面などへの取り付けを
容易にするためである。上記以外の構成は、図１の実施
形態１と同じであるので同一部分には同一符号を付して
説明を省略する。

【００２３】〔実施形態３〕図３は本発明の第三の実施
形態を示す。この感温作動型換気装置が図１のものと異
なる点は、仕切り板１７を回動中心Ｐより内端側へ延長
し、仕切り板１７の内端部と床面１１ａとの間を引張状
態の形状記憶合金ばね２１で連結したものである。この
ような構造でも図１のものと同じ開閉動作を得ることが
できる。

【００２４】〔実施形態４〕図４は本発明の第四の実施
形態を示す。この感温作動型換気装置が図１のものと大
きく異なる点は、仕切り板１７の駆動機構として形状記
憶合金アクチュエータ２９を使用したことである。

【００２５】形状記憶合金アクチュエータ２９は、図５
に示すように、固定部材３１の一端側のばね受け３３ａ
と摺動ロッド３５の中間の鍔部３７との間に形状記憶合
金ばね２１を圧縮状態で介挿し、固定部材３１の他端側
のばね受け３３ｂと摺動ロッド３５の鍔部３７との間に
バイアスばね（通常のコイルばね）３９を圧縮状態で介
挿したものである。このアクチュエータは、低温の時は
形状記憶合金ばね２１よりバイアスばね３９の方が反発
力が強く、摺動ロッド３５が（Ａ）のように後退位置に
きて全長が短くなり、高温になるとバイアスばね３９よ
り形状記憶合金ばね２１の方が反発力が強くなり、摺動
ロッド３５が（Ｂ）のように前進位置にきて全長が長く
なるものである。

【００２６】上記のように構成されたアクチュエータ２
９は、図４に示すように、その一端側が回動中心Ｐから
少し離れた位置で仕切り板１７に回動自在に取り付けら
れ、他端側が回動中心Ｐの下方で床面１１ａに回動自在
に取り付けられている。これにより低温時にはアクチュ
エータ２９の長さが短くなって仕切り板１７が閉じた状
態に保たれ、高温時にはアクチュエータ２９の長さが長
くなって仕切り板１７が開いた状態に保たれることにな
る。この実施形態の場合は、仕切り板１７はなるべく軽
い方がよいので、重りを取り付ける必要はない。上記以
外の構成は、図１の実施形態１と同じであるので同一部
分には同一符号を付して説明を省略する。

【００２７】〔その他の実施形態〕以上の実施形態で
は、形状記憶合金ばねとして、コイルばね型（伸縮型）
のものと板ばね型のものを使用したが、形状記憶合金ば
ねの形態はこれに限られるものではなく、例えば捻じり
ばね型のものや単線、撚線のアクチュエータを使用する
ことも可能である。その場合は、捻じりばねによる回転
トルクを仕切り板の開閉に利用することになる。また上
記実施形態では箱型筒体１１内の上部に支持板１５を設
けたが、この支持板は仕切り板１７を湾曲させることで
省略することも可能である。また箱型筒体の断面形状は
仕切り板が回動可能であれば、その断面形状は実施形態
以外の正常にすることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、箱
型筒体内の通風路を仕切り板の回動により開閉する方式
としたことより機構がきわめてシンプルになり、かつ駆
動力が小さくて済むため形状記憶合金ばねも小型のもの
でよくなり、したがって低コストの感温作動型換気装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る感温作動型換気装置の第一の実
施形態を示す、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図。

【図２】 同じく第二の実施形態を示す、（Ａ）は断面
図、（Ｂ）は正面図。

【図３】 同じく第三の実施形態を示す断面図。

【図４】 同じく第四の実施形態を示す断面図。

【図５】 図４の装置に用いる形状記憶合金アクチュエ
ータの、（Ａ）は縮んだ状態を示す側面図、（Ｂ）は伸
びた状態を示す側面図。

【符号の説明】

１１：箱型筒体 １１ａ：床面 １１ｂ：天井面 １３：邪魔板 １５：支持板 １７：仕切り板 １９：重り ２１：形状記憶合金ばね（コイルばね状） ２３：形状記憶合金ばね（板ばね状） ２５：支持バー ２７：フランジ ２９：形状記憶合金アクチュエータ ３９：バイアスばね

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端が開口し、内部が通風路となっている
   箱型筒体と、 その箱型筒体内に回動自在に支持され、通風路を閉じた
   状態と開いた状態との間を回動により往復できるように
   なっている仕切り板と、 その仕切り板を、低温時には通風路を閉じた状態に、高
   温時には通風路を開いた状態になるように回動させる形
   状記憶合金を用いた駆動機構、 を備えていることを特徴とする感温作動型換気装置。
2. 【請求項２】仕切り板は、その一辺またはその近傍が箱
   型筒体内の上部に回動自在に支持され、それと反対側の
   辺が自由端となっており、通風路を閉じた状態では自由
   端が回動中心より通風路の外端寄りで通風路の床面に接
   し、通風路を開いた状態では自由端が回動中心より通風
   路の外端寄りで通風路の天井面に接するようになってい
   る請求項１記載の感温作動型換気装置。
3. 【請求項３】形状記憶合金を用いた駆動機構が形状記憶
   合金ばねからなり、低温時には仕切り板の自重または仕
   切り板と重りの重量で形状記憶合金ばねを記憶形状以外
   の形状に変形させて仕切り板を通風路を閉じた状態に保
   持し、高温時には形状記憶合金ばねが記憶形状に復元す
   る力で仕切り板を通風路を開いた状態に保持するように
   なっている請求項２記載の感温作動型換気装置。
4. 【請求項４】形状記憶合金を用いた駆動機構が形状記憶
   合金ばねとバイアスばねの組合せからなり、低温時には
   バイアスばねの力と仕切り板の重量とで形状記憶合金ば
   ねを記憶形状以外の形状に変形させて仕切り板を通風路
   を閉じた状態に保持し、高温時には形状記憶合金ばねが
   記憶形状に復元する力でバイアスばねを変形させて仕切
   り板を通風路を開いた状態に保持するようになっている
   請求項１または２記載の感温作動型換気装置。
5. 【請求項５】箱型筒体の外端に雨水浸入防止用の邪魔板
   を設けるか、箱型筒体の内部の床面に雨水排出用の傾斜
   をつけたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の感温作動型換気装置。