(57)【要約】【課題】  サーモエレメント付き蝶番に、蝶番部材の回転量を規制する機能、およびオーバリフト防止機能を持たせる。【解決手段】  サーモエレメント付き蝶番１０は、支軸１３により相対的に回動可能に軸支される一対をなす蝶番部材１１，１２と、前記蝶番部材の一方を他方に対して一方向に回動するように付勢するばね手段１４と、温度変化に伴う熱膨張体２１の熱膨張、熱収縮によって進退動作することで前記ばね手段の付勢力に抗して前記蝶番部材の一方を回動動作させるピストン２２を有するサーモエレメント２０とを備える。蝶番部材は、前記支軸上に臨む軸挿入用筒状部１６，１７を備え、これらの筒状部の相対向する端部に、相対的な回動変位を許容して係合する回転量規制手段１８を設ける。また、サーモエレメント２０は、蝶番部材の一方にピストンの移動方向に移動可能な状態で保持されるとともに、弾性手段３０により弾性支持されている。【選択図】        図１
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【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一対をなす蝶番部材と、前記支軸上に設けられるとともに、前記蝶番部材の一方を他方に対して一方向に回動するように付勢力を与えるばね手段と、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ことにより前記ばね手段の付勢力に抗して前記蝶番部材の一方を回動可能なピストンを有するサーモエレメントとを備えたサーモエレメント付き蝶番において、
前記蝶番部材は、前記支軸上に臨む軸挿入用の筒状部を備え、これらの筒状部の相対向する端部に、相対的な回動変位を許容して係合する回転量規制手段を設けたことを特徴とするサーモエレメント付き蝶番。
【請求項２】
支軸により相対的に回動可能に軸支される一対をなす蝶番部材と、前記支軸上に設けられるとともに、前記蝶番部材の一方を他方に対して一方向に回動するように付勢力を与えるばね手段と、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ことにより前記ばね手段の付勢力に抗して前記蝶番部材の一方を回動可能なピストンを有するサーモエレメントとを備えたサーモエレメント付き蝶番において、
前記サーモエレメントは、前記蝶番部材の一方にピストンの移動方向に移動可能な状態で保持されるとともに、弾性手段により弾性支持されていることを特徴とするサーモエレメント付き蝶番。
【請求項３】
請求項２記載のサーモエレメント付き蝶番において、
前記蝶番部材は、前記支軸上に臨む軸挿入用の筒状部を備え、前記筒状部の相対向する端部に、相対的な回動変位を許容して係合する回転量規制手段を設けたことを特徴とするサーモエレメント付き蝶番。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度変化により作動するサーモエレメントの進退移動するピストンで開閉駆動されるサーモエレメント付き蝶番に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば温度変化にともなって開口を開閉する蓋を取り付けるための蝶番において、周囲温度が所定値以下になると、前記蓋が蝶番を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エレメント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】
一方、蝶番として回転角度を規制する手段を採用するとともに、機械的強度を増大させてなる構造をもつものが知らされている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１７２９０３号公報
【特許文献２】特開平７−１０９８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した前者のサーモエレメント付き蝶番において、開度が多いほど、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、省スペース化を実現するために必要な開度だけ開くような蝶番が必要であるので、後者の蝶番のような回転角度（開閉量）を規制する機能を持たせることが望まれている。しかし、サーモエレメント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。
【０００６】
さらに、この種の蝶番においては、このような回転角度の規制機能を付加すると、サーモエレメントの組込み構造に注意が必要となる。すなわち、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、蝶番部材を必要以上に動作させないようなオーバー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。
【０００７】
サーモエレメントは温度上昇に伴いピストンを押出すが、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ると、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ア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。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、蝶番部材の回転量を規制する機能、応答遅れ防止機能およびオーバーリフト防止機能を持たせ、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エレメント付き蝶番を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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）に係るサーモエレメント付き蝶番は、支軸により相対的に回動可能に軸支される一対をなす蝶番部材と、前記支軸上に設けられるとともに、前記蝶番部材の一方を他方に対して一方向に回動するように付勢力を与えるばね手段と、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ことにより前記ばね手段の付勢力に抗して前記蝶番部材の一方を回動可能なピストンを有するサーモエレメントとを備えたサーモエレメント付き蝶番において、前記蝶番部材は、前記支軸上に臨む軸挿入用の筒状部を備え、これらの筒状部の相対向する端部に、相対的な回動変位を許容して係合する回転量規制手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明（請求項２記載の発明）に係るサーモエレメント付き蝶番は、支軸により相対的に回動可能に軸支される一対をなす蝶番部材と、前記支軸上に設けられるとともに、前記蝶番部材の一方を他方に対して一方向に回動するように付勢力を与えるばね手段と、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ことにより前記ばね手段の付勢力に抗して前記蝶番部材の一方を回動可能なピストンを有するサーモエレメントとを備えたサーモエレメント付き蝶番において、前記サーモエレメントは、前記蝶番部材の一方にピストンの移動方向に移動可能な状態で保持されるとともに、弾性手段により弾性支持されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明（請求項３記載の発明）に係るサーモエレメント付き蝶番は、請求項２記載のサーモエレメント付き蝶番において、前記蝶番部材は、前記支軸上に臨む軸挿入用の筒状部を備え、これらの筒状部の相対向する端部に、相対的な回動変位を許容して係合する回転量規制手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、蝶番部材の支軸により軸支される軸支部に設けた筒状部端部の機械的な係合によって、両部材の相対的な回転量を規制することができるのである。
また、本発明によれば、サーモエレメントがピストンの移動方向において移動可能な状態で弾性支持されていることから、該サーモエレメントが必要以上にピストンを押し出したときのオーバーリフトを、該サーモエレメントの動きで吸収することができ、無用の損傷等を防ぎ、耐久性を向上させることができるのである。
さらには、前記弾性支持手段に形状記憶合金製のコイルばねを用いることで、蓋体が全開付近になると、温度−リフト特性を変更せずに、開閉速度を遅らせたり早く全開にしたりなど開閉時間を制御することができる。ここで、リフトとはサーモエレメントのピストン進退移動量のことを言う。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明に係るサーモエレメント付き蝶番によれば、蝶番部材の軸支部に設けた軸挿入用の筒状部端部に、機械的な係合によって回動を規制する回転量規制手段を設けているから、蝶番の所定量での開閉動作を簡単に行える。特に、開動作時において開きすぎという状態がなくなるから、必要以上に蝶番が回動しないため蝶番の取付け部での省スペース化が図れる。また、上記の回転量規制手段は、筒状部端部の切り欠き段部などの形状で簡単に得られるから、開閉量を任意に設定することができる。
【００１４】
本発明によれば、サーモエレメントを弾性支持し、該サーモエレメントのピストンが、所定温度以上に高温となって、規定以上の飛び出したときに、該サーモエレメントの動きで吸収することができ、各部の動作のうえでの信頼性を確保することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１ないし図５は本発明に係るサーモエレメント付き蝶番の一実施の形態を示す。
これらの図において、全体を符号１０で示すサーモエレメント付き蝶番は、図１および図２に示されるように、第１および第２の蝶番部材１１，１２と、これらの蝶番部材１１，１２の一部に設けた軸支部１１ａ，１２ａを軸支することにより相対的に回動可能な状態で連結する支軸１３とを備えている。そして、この支軸１３の回りに巻回させたばね手段であるコイルばね１４の一端を第１の蝶番部材１１に、他端を第２の蝶番部材１２に係止させることにより、これらの蝶番部材１１，１２に対して一方向、ここでは常時閉じる方向に付勢力を与えている。
【００１６】
ここで、第１の蝶番部材１１と第２の蝶番部材１２とは、一端側に設けた軸支部１１ａ，１２ａにより軸支された状態で、他端がほぼ平行して延設され、第２の蝶番部材１２が図１中（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態に揺動動作するように構成されている。
なお、図中１５は第１の蝶番部材１１が一体的に組み付けられている板材である。
【００１７】
前記第１の蝶番部材１１の端縁部分には、板材からなる当該端縁部分を湾曲形成することにより、前記軸支部１１ａを形成する軸挿入用の筒状部１６を形成している。
また、第２の蝶番部材１２の端縁部分にも、板材を湾曲形成することにより、前記軸支部１２ａを形成する軸挿入用筒状部１７を形成している。ここで、これらの筒状部１６，１７は、図２に示すように、支軸１３の軸線方向において互いに干渉しない位置に設けられている。この実施の形態では、左、右に一対づつ設けているが、片側のみに設けてもよい。
【００１８】
本発明によれば、上述した軸挿入用の筒状部１６，１７において、図３および図４に示すように、相対向する端部に切り欠き部１６ａ，１７ａを設けることにより、回転量規制手段１８を設けている。
【００１９】
すなわち、このような切り欠き部１６ａ，１７ａによって所定の回転量の回転を許容した後に係合する構造によれば、蝶番１０の開閉を所定量で規制することができ、開きすぎという問題がなくなる。したがって、必要以上に回動しないため蝶番１０を設けた際の省スペースが図れる。また、上記の切り欠き部１６ａ，１７ａの切り欠き形状、たとえば図４中の間隔ｌを調整することによって、開閉量を任意に設定できるという利点もある。
【００２０】
さらに、このような切り欠き部１６ａ，１７ａを利用した係合構造によれば、従来から知られているような特別なロック機構を設けたものに比べて、構成部品点数が少なく、構造が簡単であり、しかも余分な部品は必要なく、小型化が可能であり、また回転量規制のための余分な組込が不要となるなどの利点がある。
【００２１】
なお、上述した切り欠き部１６ａ，１７ａとしては、図６に示すように、斜めに傾斜して切断した係合縁であってもよいことは、容易に理解されよう。
【００２２】
前記蝶番１０において、第２の蝶番部材１２の中央部分には、切り欠きが形成され、傾斜板部１９が外側に折曲げ形成されている。この傾斜板部１９に対して、温度影響によりワックス等の熱膨張体２１を膨張、収縮させることにより進退動作されるサーモエレメント２０のピストン２２を当接させ、揺動動作させるようになっている。
【００２３】
ここで、このサーモエレメント２０は、図１、図２に示すように、筒状ケーシング２３内に移動可能に保持され、この筒状ケーシング２３が固定されたコ字状ブラケット２７を介して第１の蝶番部材１１側に設けられている。そして、このサーモエレメント２０は、筒状ケーシング２３内に設けた弾性支持手段であるコイルばね２４によって、ピストン２２の移動方向に移動可能に支持されている。
【００２４】
なお、サーモエレメント２０は、図５に示すように、ケース２０ａ内に熱膨張体２１を収納し、ダイアフラム２０ｂを介して封入している。また、２０ｃはこのダイアフラム２０ｂを介して前記ケース２０ａの開口部に連結したガイド筒体で、このガイド筒体２０ｃ内の前記ダイアフラム２０ｂ側から順次、流動体２０ｄと、ラバーピストン２０ｅと、バックアッププレート２０ｆと、ピストン２２とが配設されている。
【００２５】
以上の構成によれば、蝶番１０は、常時はコイルばね１４の付勢力により、図１（ａ）に示すような状態になっている。温度が所定温度に達すると、熱膨張体２１の熱膨張により、ピストン２２が押し出され、傾斜片部１９を押圧することにより、図１（ｂ）に示すように、第２の蝶番部材１２を揺動動作させ、開蓋状態とすることができる。そして、この蝶番１０の回転量は、前述した回転量規制手段１８により規制され、それ以上の回動動作は規制される。
【００２６】
ここで、所定温度以上の熱影響によるピストン２２の所定量以上の動きは、上記回転規制手段１８で蝶番１０が係止されることから、サーモエレメント２０が筒状ケーシング２３内でコイルばね２４を圧縮して移動することにより吸収し、第２の蝶番部材１２の所定量以上の回動動作、つまりオーバーリフトは防止されることになる。
すなわち、このような機構を設けないと、蝶番１０はロックした状態でピストン２２がさらに移動しようとすることになり、ピストン２２が当接している部分などが曲がったりしてしまう。また、この部分が曲がらないと、つなぎ目やロック部分に変形が生じたり、あるいはピストン２２がエレメント２０内部でダイアフラム２０ｂを破損する等のおそれがあったり、上記のオーバーリフト防止手段の必要性は大きい。
【００２７】
なお、上記の実施形態では、コイルばね２４を用いてサーモエレメント２０を弾性支持しているが、これに限らず、図７に示すように、ゴム、合成樹脂や形状記憶合金によるコイルばね等による弾性材２５を用いて弾性支持するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００２８】
特に前記コイルばね２４に形状記憶合金を採用した場合（図示せず）、たとえば、変態温度以上では収縮する形状記憶合金製コイルばね２４を用いると、前記蝶番部材１２が全開付近になるにつれ、形状記憶合金の収縮によりサーモエレメント２０が下方へ移動するため前記蝶番部材１２が全開（回動をロックされる開度）となるまでの到達時間を遅くすることができる。一方、変態温度以上では伸びる形状記憶合金製合金製コイルばねを用いると、前記蝶番部材１２が全開付近になるつれ、形状記憶合金の伸張によりピストン２２の移動量に加えサーモエレメント２０が上方へ移動するため前記蝶番部材１２が全開（回動をロックされる開度）するまでの到達時間を早くすることができる。
【００２９】
したがって、オーバーリフト防止機構を備えたことに加えて、このような構造を採ることにより、必要に応じて任意に開度のみならず、サーモエレメント２０の変更なしで開閉時間をも制御でき、また、上記サーモエレメントは、温度を検出してピストンが伸縮するまでの時間（いわゆる応答遅れ時間）が大きいが、形状記憶合金製のコイルばねを採用することで、応答遅れ時間を減少することができるので、従来に比べて低コストで高機能および多機能な蝶番を提供できる。
【００３０】
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、傾斜板部１９の傾斜角度および偏摩耗防止のためにピストン形状を球状にするなど、適宜変形し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るサーモエレメント付き蝶番の一実施の形態を示し、（ａ）は作動前の状態を示す側断面図、（ｂ）は作動後の側断面図である。
【図２】図１（ａ）の正面図である。
【図３】図２における軸支部の概略斜視図である。
【図４】図３の軸支部における回転規制（開閉量規制）を説明するための図である。
【図５】図１、図２においてのサーモエレメントの内部構造を示す概略側断面図である。
【図６】図４における軸支部の回転規制構造（開閉量規制構造）の変形例を示す図である。
【図７】サーモエレメントを保持する保持部に採用したオーバーリフト防止構造の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…サーモエレメント付き蝶番、１１，１２…蝶番部材、１３…支軸、１４…コイルばね（付勢手段）、１５…板材、１６，１７…軸挿入用筒状部、１８…回転量規制手段、１９…傾斜片部、２０…サーモエレメント、２１…熱膨張体、２２…ピストン、２３…筒状ケーシング、２４…コイルばね（弾性支持手段）、２５…弾性材（弾性支持手段）、２７…コ字状ブラケット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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