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
【課題】 換気口を開閉する換気装置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させる。
【解決手段】 サーモアクチュエータ付き蝶番１０は、支軸１１により相対的に回動可能に軸支される２枚の蝶番部材１２，１３と、蝶番部材に一方向への回動習性を与えるばね手段１４と、温度変化に伴い作動し蝶番部材をばね手段の付勢力に抗して回動させるサーモアクチュエータ２０を備える。サーモアクチュエータには、その進退動作に伴って直線運動するロッド部材３４と、これに係合して直線運動を回転運動に変換するとともに２枚の蝶番部材をばね手段の付勢力に抗して回動させる蝶番係合部４４，４４を有するレバー４１とが付設される。そして、レバーの蝶番係合部が、２枚の蝶番部材の基端部側部に形成した被係合面１７，１８に係合することで、蝶番部材が他方向に回動される。
【解決手段】 サーモアクチュエータ付き蝶番１０は、支軸１１により相対的に回動可能に軸支される２枚の蝶番部材１２，１３と、蝶番部材に一方向への回動習性を与えるばね手段１４と、温度変化に伴い作動し蝶番部材をばね手段の付勢力に抗して回動させるサーモアクチュエータ２０を備える。サーモアクチュエータには、その進退動作に伴って直線運動するロッド部材３４と、これに係合して直線運動を回転運動に変換するとともに２枚の蝶番部材をばね手段の付勢力に抗して回動させる蝶番係合部４４，４４を有するレバー４１とが付設される。そして、レバーの蝶番係合部が、２枚の蝶番部材の基端部側部に形成した被係合面１７，１８に係合することで、蝶番部材が他方向に回動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
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）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１７２９０３号公報
【特許文献２】実開昭６４−９６６４号公報
【特許文献３】実開昭６１−３４０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る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適用した場合の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１の横断側面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図１のサーモアクチュエータ付き換気装置の外観を示す概略斜視図およびその要部構成の斜視図である。
【図４】図１のサーモアクチュエータ付き蝶番の駆動部を構成する部材を説明するための概略分解図である。
【図５】周囲温度が上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の動きを説明するための図２に対応する横断側面図である。
【図６】周囲温度が上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の外観を示す図３（ｂ）に対応する要部構成の斜視図である。
【図７】周囲温度がさらに上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の動きを説明するための図２、図５に対応する横断側面図である。
【図８】周囲温度がさらに上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の外観を示す図３（ｂ）、図６に対応する要部構成の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
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。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
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）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１７２９０３号公報
【特許文献２】実開昭６４−９６６４号公報
【特許文献３】実開昭６１−３４０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る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適用した場合の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１の横断側面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図１のサーモアクチュエータ付き換気装置の外観を示す概略斜視図およびその要部構成の斜視図である。
【図４】図１のサーモアクチュエータ付き蝶番の駆動部を構成する部材を説明するための概略分解図である。
【図５】周囲温度が上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の動きを説明するための図２に対応する横断側面図である。
【図６】周囲温度が上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の外観を示す図３（ｂ）に対応する要部構成の斜視図である。
【図７】周囲温度がさらに上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の動きを説明するための図２、図５に対応する横断側面図である。
【図８】周囲温度がさらに上昇したときのサーモアクチュエータ付き換気装置の外観を示す図３（ｂ）、図６に対応する要部構成の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項２】
請求項１記載のサーモアクチュエータ付き蝶番において、
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項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蝶番において、
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項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蝶番において、
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項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蝶番を用いたサーモアクチュエータ付き換気装置であって、
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サーモアクチュエータ付き換気装置。
【請求項６】
請求項５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。
【請求項１】
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項２】
請求項１記載のサーモアクチュエータ付き蝶番において、
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項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蝶番において、
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項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蝶番において、
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サーモアクチュエータ付き蝶番。
【請求項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蝶番を用いたサーモアクチュエータ付き換気装置であって、
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サーモアクチュエータ付き換気装置。
【請求項６】
請求項５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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１０２１８（Ｐ２００７−１０２１８Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９１２８５（Ｐ２００５−１９１２８５）
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（０００２２８７４１）日本サーモスタット株式会社 (52)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（０００２２８７４１）日本サーモスタット株式会社 (52)
【Ｆターム（参考）】
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