JPH0434343Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (ア) 技術分野 この考案は形状記憶合金を用いた自動開閉式の
換気口に関する。

床下換気口、室内換気口、屋切、棟換気口、軒
下換気口などに使う事ができる。

(イ) 従来技術 床下換気口というものは、夏には開き、冬には
閉じるというのが望ましい。冬に閉じるのは室内
暖房の効果を損なわないためである。

ところが、従来の換気口は、手動操作によつて
開閉できるようになつているが、実際には、開閉
することは殆どない。屋外の事であるから忘れて
しまう。

温度によつて変態する形状記憶合金を使つて、
自動開閉できる床下換気口が提案されている。

このようなものは、冬には自動的に閉じ、暖く
なると、自動的に開く。

特開昭61−60983号（S61.3.28）は、多数の換
気縦穴を穿つた２枚の板を併わせ、一方の板は固
定、他方は可動とし、可動板を形状記憶合金のバ
ネで動かしている。

これは、大きい可動板を溝に沿つて水平に動か
すので、摺動抵抗が大きい。砂やごみが溝につま
ると、動かなくなる。

実開昭59−86528号（S59.6.12）は、回転羽根
の支軸にＳ字型のレバーを付け、形状記憶合金バ
ネとバイアスバネとを組合わせたバネシヤフト系
でレバーを動かすものである。

Ｓ字型になるのは、レバーのシヤフト部材との
接触点が常に直角になるようにしてあるからであ
る。

シヤフトは直線運動をするのに、レバーは回転
運動をするから、シヤフトに常に直交するような
レバーの形状は複雑なものである。

特開昭62−62140（62.3.18）は、回転羽根の端
にブラケツトを付け、これをピンで回転可能に止
め、ブラケツトの端を、リンクで押したり引いた
りする。リンクの他端は、形状記憶合金バネとバ
イアスバネとが押し合うシヤフトにつないであ
る。

暑くなると形状記憶合金バネが伸び、羽根が開
く。寒くなると、形状記憶合金バネが縮みバイア
スバネが勝つのでリンクが押されて、羽根が閉じ
る。

(ウ) 考案が解決しようとする問題点 形状記憶合金のバネと、バイアスバネを互に押
し合うように組合わせ、寒暖の差により直線運動
をさせ、これにより、回転羽根を開閉している。

直線運動を回転に変えているのである。

実開昭59−86528は、レバーを羽根につけ、こ
れを押したり引いたりしている。レバーの形状に
工夫がある。真直なレバーであると、レバーの軸
に対する傾き角をΘとし、軸とレバー中心との距
離をａとすると、トルクＱはバネの力をｆとし
て、 Ｑ＝fa sinΘ (1) という事になり、レバーが軸に直角でないとき、
トルクが弱くなる。この考案は、Ｓ字型のレバー
を使うので、 Ｑ＝fa (2) となり、トルク変動がない。これは面白い工夫
であるが、レバーが長くなるし、シヤフトとレバ
ーの摺動部も摩擦があつて、(2)式からずれてく
る。横方向にすべらなければならないからであ
る。レバーが長いと、機構部はかさ高いものにな
る。

特開昭62−62140は、ブラケツトをリンクで動
かすので、クランク機構と同じ難点がある。

つまり、ブラケツトの力点と支点を結ぶ直線と
リンクのなす角をΘとすると、トルクは(1)式で表
わされるものになる。

Θにより、トルクが異なつてくる。このため、
トルクの少ない方で動作が不確かになる。

実測すると、Θ＝90°で閉、Θ＝170°で開とな
つている。この場合、開から閉への遷移に際して
大きい力Ｆが要る事になる。

このようにリンクを使うものは、必要な力が一
定にならず（(2)式のようにならず）、動作が不安
定である。

また細長いリンクを収容するので、機構部がか
さ高いものになる。

(エ) 目的 形状記憶合金バネを使つた自動開閉式換気口で
あつて、 (1) トルク・力の関係がリニアであり、 (2) 摩擦による力損失が少なく、 (3) 開閉機構室が狭い。

ものを提供することが本考案の目的である。

(オ) 構成 本考案においては、直線運動を回転運動に変換
するため、レバー、リンク、クランクなどを用い
ない。そうではなく、ラツクとピニオンを用い
る。

ラツクとピニオンであるから、トルクと力の関
係がリニアである。摩擦損失はラツク、ピニオン
に関しては原理的に０である。また開閉機構室を
小さくできる。

実施例を示す図面によつて説明する。

第１図は床下換気口に敵したものの、前パネル
を外して示す分解斜視図である。第２図は中央部
の縦断面図、第３図は閉状態の開閉機構室の縦断
面図。第４図は開状態の縦断面図である。第５図
は開状態の開閉機構室の横断面図である。

この換気口は、本体１、前パネル２、開閉羽根
３、開閉機構室４などによりなつている。

換気口野本体１は前方及び後方の開いた奥ゆき
のある枠体である。

上板部１１、右側板部１２、左側板部１３、底
板部１４で、枠が構成される。底板部１４が前に
傾いているのは雨滴を外へ出すためである。

本体１の前面には、前枠１６があり、段部１７
に続いている。

開閉機構室４を除き、本体１の背面は開いてい
る。開閉機構室４の背面は背板部１５によつて閉
じている。

開閉機構室４は、本体１の片側に設けられ、開
閉羽根３を開閉する機構を収容する。

開閉機構室４は、この例では本体１の左側にあ
る。左側板部１３、背板部１５、仕切板部１８、
底板部１４、上板部１１、前パネル２で囲まれた
空間である。

仕切板部１８は、開閉羽根３が存在する通風空
間と開閉機構室４とを仕切るものである。開閉羽
根３の動きを明らかに示すため、第３図、第４図
では仕切板部１８を除いて書いてあるが、実際に
は存在するのである。

仕切板部１８と平行になるよう、支持板１９が
内部に設けられる。回転羽根３の両側には、中心
軸となるピン２５がある。

ピン２５は、一端が支持板１９のピン穴２６に
より、回転可能に支持される。他端は右側板部１
２の軸穴２７により、回転可能に支持される。

一方のピン２５にはピニオン９が固着される。

開閉羽根３は、この例では上下に２枚ある。し
かし、１枚でも、３枚以上でもよい。

開閉機構室４の前方には、縦方向に案内軸５が
固定される。

上端が上板部１１に穿つた軸穴２３に、下端が
底板部１４に固着した固定ブロツク１０の軸穴２
４により支持される。

縦方向に長いラツク板６は、上下にガイド穴３
３，３４があつて案内軸５に差込まれている。

ラツク板６は案内軸５に沿つて上下に動く。

ラツク板６の背後には、縦方向にラツク３０が
形成してある。

回転羽根３のピニオン９と、ラツク３０とが噛
合つている。

案内軸５にそつてラツク板６が昇降するわけで
ある。このため、案内軸５には、形状記憶合金バ
ネ７とバイアスバネ８、固定鍔板２９を装架して
ある。

固定鍔板２９は、案内軸５の適当な一箇所に固
着されている。

たとえば、案内軸５に周回溝を穿ち、これに固
定鍔板２９をしつかりと嵌合させる。これは上下
に動かない。

形状記憶合金バネ７は、Cu−Zn−Alなどの銅
系合金で作られる。温度が低いと縮み、高いと伸
びる。伸縮力は非対称である。伸びる力が縮む力
の約５倍である。

低温になると、マルテンサイト変態して、予め
記憶させた形状になる。縮む力が弱いから、バイ
アスバネ８が必要である。

形状記憶合金バネ７は、ラツク板６の上ガイド
３１と固定鍔板２９の聞に設けられる。案内軸５
を挿入するから、バネ７が座屈しない。

バイアスバネ８は、ラツク板６の下ガイド３２
と固定鍔部２９の間に設けられる。同様に、案内
軸５を挿入してある。

前パネル２は、開口部を保護するものである。
多数の縦桟２０があるので、これらの間が換気穴
２１となる。

換気穴２１は、開閉機構室４の前にはない。通
し穴２２と、本体１の螺穴２８を合致させ、ねじ
で止める。

本体１、前パネル２の材質は熱可塑性樹脂で作
ることができる。ABS樹脂、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニルなどで
ある。

本体の後に、防虫用の網をとりつけるようにし
てもよい。網は前パネルに接して設けてもよい。

(カ) 作用 冬になつて温度が下ると、形状記憶合金バネ７
が収縮する。すると、バイアスバネ８の伸長力が
働いて、下ガイド３２を押下げる。ラツク板６が
下降する。第３図のようにピニオン９が時計廻り
に回転する。開閉羽根３が時計廻りに回つてとじ
る。切欠き３５，３６が重なり、すきまが少なく
なる。

温度が上ると、形状記憶合金バネ７が伸長す
る。バイアスバネ８より強いので、上ガイド３１
を押上げる。ラツク板６が上昇する。第４図に示
すように、ピニオン９が反時計廻りに回転する。
開閉羽根３が開く。第２図に示すように通風可能
になる。

(キ) 効果 (1) 形状記憶合金バネを使い、寒暖により自動的
に開閉できるようにしている。極めて便利であ
る。

(2) 床下換気口だけでなく、室内換気口、棟換気
口、屋切（天井裏の換気）、軒下換気口などに
も適用できる。

(3) ラツクとピニオンを使うので、ラツクの生ず
る力をｆ、開閉羽根トルクをＱとすると、 Ｑ＝fa (3) の関係が常になりたつ。

形状記憶合金が生ずる力は非対称であり、しか
も大きいヒステリシスがある。したがつて。要求
される力ｆに変動があるというのは望ましくな
い。誤動作のもとである。

本考案に於ては、ａはピニオンのピツチ円半径
にあたる。設計しやすい量である。

リンクやレバーを使うものは、(3)がなりたつよ
うにする事が難しい。

(4) リンク、レバーのように長い部材を使うと、
機構室の体積が増え、かさ高いものになり望ま
しくない。

本考案では、ピニオンとラツクを使うので、機
構室が小さいものでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を床下換気口に適用したときの
例を前パネルを外して示す分解斜視図。第２図は
開閉羽根の部分の縦断面図。第３図は閉状態にお
ける開閉機構室の縦断面図。第４図は開状態にお
ける開閉機構室の縦断面図。第５図は開状態にお
ける開閉機構室の前断面図。 １……本体、２……前パネル、３……開閉羽
根、４……開閉機構室、５……案内軸、６……ラ
ツク板、７……形状記憶合金バネ、８……バイア
スバネ、９……ピニオン、１０……固定ブロツ
ク、１１……上板部、１２……右側板部、１３…
…左側板部、１５……底板部、１６……前枠、１
７……段部、１８……仕切板部、１９……支持
板、２０……縦桟、２１……換気穴、２２……通
し穴、２３，２４……軸穴、２５……ピン、２６
……ピン穴、２７……軸穴、２８……螺穴、３０
……ラツク、３１……上ガイド、３２……下ガイ
ド、３３，３４……ガイド穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 風を通す事のできる枠体を形成する本体１と、
   本体１の中にピン２５によつて回転自在に支持さ
   れる１又は複数の開閉羽根３と、開閉羽根３のピ
   ン２５に取付けられたピニオン９と、本体１の開
   閉機構室４に固設された案内軸５と、案内軸５の
   途中に固定された固定鍔板２９と、案内軸５に上
   ガイド３１、下ガイド３２のガイド穴３３，３４
   が挿通されラツク３０を有するラツク板６と案内
   軸５に挿通され上ガイド３１と固定鍔板２９の間
   又は下ガイド３２と固定鍔板２９の間のいずれか
   に択一的に設けた形状記憶合金バネ７及びバイア
   スバネ８とよりなり、ラツク３０とピニオン９と
   が噛み合つており、形状記憶合金バネ７が伸びる
   とラツク板６が直進運動しピニオン９が回転して
   開閉羽根３が開き、形状記憶合金バネ７が縮むと
   ラツク板６が反対方向に直線運動し、ピニオン９
   が反対方向に回転して開閉羽根３が閉じるように
   した事を特徴とする形状記憶合金を用いた自動開
   閉式換気口。