JP2002295153A

JP2002295153A - シャッターの駆動装置

Info

Publication number: JP2002295153A
Application number: JP2001094395A
Authority: JP
Inventors: Akinori Nonoyama; 昭紀野々山; Takahiro Ishikawa; 貴裕石川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】シャッターの巻き上げ軸において、スラット
の荷重により生じるトルクと巻き上げ装置のスプリング
によるトルクのバランスが崩れることを防止するシャッ
ター駆動装置を提供することである。【解決手段】スラットを巻き取るための巻き取り軸４
と、前記巻き上げ軸４と係合しトルクを付勢するコイル
スプリング５、コイルスプリング６を備えることを特徴
とするシャッター駆動装置において、前記巻き取り装置
はコイルスプリング５、コイルスプリング６を直列に連
結して構成したことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は巻き取り軸にトルク
を付勢する巻き取り装置を備えるシャッター駆動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動シャッター（バランスシャッター）
の巻き取り軸の駆動装置において、巻き取り軸がスラッ
トを巻き上げるためにトルクを付勢する巻き上げ装置に
は、従来以下の２つの問題があった。

【０００３】第１の問題としては、シャッターの仕様
（スラットの重量、巻き取り軸のシャッター開口部の内
のりの高さ等）に対応した巻き上げ装置を製造するに
は、多様なバネ定数のコイルスプリングを揃えたり、規
格外の特注品を用意する必要があった。前記巻き上げ装
置に合うバネ定数のコイルスプリングを、複数の既製品
のコイルスプリングを連結器で直列に連結して構成する
ことで、上記の問題を解決した従来技術として実開平５
−１９４９７の巻き上げ装置がある。

【０００４】第２の問題としては、前述したシャッター
の仕様によっては巻き上げ装置のコイルスプリングが巻
き取り軸へ付勢するトルクとスラットの自重や摺動抵抗
等により巻き取り軸にかかるトルクの大小関係が崩れる
ことである。

【０００５】図１はスラットの自重及びスラットと図示
しないシャッターのガイドレールの間の摺動抵抗等によ
って巻き取り軸にかかるトルク（以下、「スラットによ
るトルク」と記す）と、巻き取り装置の巻き取り軸に付
勢するトルクを示したトルク線図である。

【０００６】閉じているシャッターを開放する場合、ス
ラットが巻き上がるにつれて、巻き取り軸の下に吊り下
がるスラットは減るためスラットの荷重は小さくなる
が、巻き取られたスラットにより巻き取り径は大きくな
る。また、シャッターを閉鎖する場合、スラットが降り
ていくにつれて、巻き取り軸の下に吊り下がるスラット
は増えてスラットの荷重は大きくなるが、巻き取り軸に
巻きついているスラットは減り巻き取り径は小さくな
る。このため、巻き取り軸の回転量とスラットによるト
ルクの間には単純な比例関係がなく、スラットによるト
ルクは図１の曲線Ｓ１（スラット巻き上げ時）とＳ２
（スラット巻き戻し時）に示すように曲線的（非線形）
に増減する。一方、巻き取り装置のコイルスプリングが
巻き取り軸に付勢するトルクは図１の直線Ｔ１やＴ２に
示すように巻き取り軸の回転量に対して直線的（線形）
に増減する。

【０００７】図１に示すように、スラットによるトルク
の曲線Ｓ１、Ｓ２によっては、コイルスプリングが巻き
取り軸に付勢するトルクの直線Ｔ１、Ｔ２と大小関係に
逆転が起きてしまう。その結果、例えば巻き上げ装置の
コイルスプリングが巻き取り軸へ付勢するトルクが巻き
取り軸にはたらくスラットの自重によるトルクを上回っ
て、図１でコイルスプリングをＴ１に設定した場合、Ａ
に示す例では、シャッターを閉じるため、スラットを降
ろしてもスラットがずり上がってきたり、図１でコイル
スプリングをＴ２に設定した場合、Ｂに示す例ではシャ
ッターを全開にする直前にスラットが引っ張られるよう
に急激に巻き上がってしまう不具合が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】故に、本発明は、上記
不具合が解消されたシャッター駆動装置を提供すること
を、技術的課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は請求項１に示すように、「動力
を受けてスラットを巻き取るための巻き取り軸と、前記
巻き上げ軸と係合しトルクを付勢する巻き取り装置を備
えるシャッター駆動装置において、前記巻き取り装置は
複数の弾性体を直列に連結して構成したことを特徴とす
るシャッター駆動装置」を構成としたことである。

【００１０】上記の構成により、既製品のスプリングを
直列に連結することで、規格外のバネ定数のスプリング
も新たに構成することができる。

【００１１】上記の課題を解決するために講じた技術的
手段は請求項２に示すように、「前記スラットの全開時
に異なるトルクを有する複数の弾性体を備え、スラット
を閉鎖開始後巻き取り軸からの動力が前記巻き取り装置
の一部の弾性体に伝達され、該弾性体の有するトルクと
その他の弾性体の有するトルクが釣り合った時、バネ定
数が切り換わる前記巻き取り装置を備えることを特徴と
する、請求項１に係るシャッター駆動装置」を構成した
ことである。

【００１２】上記の構成により、スラットによるトルク
と巻き上げ装置の付勢するトルクの大小関係が逆転を起
こしやすい巻き取り軸の回転量において、直列に連結し
た複数のスプリングからなる巻き取り装置のバネ定数を
切り換えることで前記トルクの大小関係の逆転を防止す
ることができる。

【００１３】上記の課題を解決するために講じた技術的
手段は請求項３に示すように、「前記巻き取り装置にお
いて、複数の弾性体を連結し係合部を備える連結器と、
前記係合部と係合することで連結器の回転を抑え、一部
の前記弾性体とその他の前記弾性体の有するトルクが釣
り合った時、連結器の前記係合部から離脱する係止部
と、を備えることを特徴とする、請求項２に係るシャッ
ター駆動装置」を構成したことである。

【００１４】上記の構成により、直列に連結した複数の
スプリング全体のバネ定数を切り換えるトルクを設定す
ることができる。上記の課題を解決するために講じた技
術的手段は請求項４に示すように、「前記巻き取り装置
において、複数の弾性体を連結しガイド部を備える連結
器と、前記スラットの全開時は連結器の回転を制限し、
前記スラットを閉鎖開始後は前記ガイド部に係合しなが
ら連結器の外周を１回転以上回転する係止部と、を備え
ることを特徴とする請求項２に係るシャッター駆動装
置」を構成したことである。

【００１５】上記の構成により、直列に連結した複数の
スプリング全体のバネ定数を切り換えるトルクを前記請
求項３に示す構成より自由に設定することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の具体例を添付図面
に基づいて説明する。

【００１７】図２は本発明に係る電動シャッター駆動装
置の縦断面図である。前記電動シャッター駆動装置の動
力源である電動モータ１はブラケット２０を介して固定
されている。

【００１８】前記電動モータ１の出力軸には、前記電動
モータ１の動力を減速（倍力）し伝達する減速装置２
と、前記減速装置２を介して前記電動モータ１の動力を
受けて回転する出力部３が接続されている。

【００１９】巻き取り軸４は回転時にその外周面に図示
しないシャッターのスラットを巻き付けるものであり、
前記出力部３、スプリングリール１７、ドラムリール１
８、モータリール１９と一体回転可能に係合し、ブラケ
ット２１を介して固定された固定軸７と前記電動モータ
１の出力軸を回転軸として回転可能に支持されている。

【００２０】本発明の巻き取り装置は弾性体であるコイ
ルスプリング５、コイルスプリング６、前記弾性体を連
結する連結器８から構成される。

【００２１】連結器８は固定軸７を回転軸として、該固
定軸７に回転可能に挿入されている。コイルスプリング
５は前記固定軸７の外周に挿入されたトーションスプリ
ングであり、一端がスプリングリール１７に、他端が連
結器８にネジ止めで固定されている。コイルスプリング
５は前記スプリングリール１７を介して巻き取り軸４に
トルクを付勢している。

【００２２】コイルスプリング６は前記固定軸７の外周
に挿入されたトーションスプリングであり、一端が連結
器８に、他端が固定軸7にネジ止めで固定されている。
連結器８の回転を規制するストッパピン１０が固定軸７
に設けられている。

【００２３】前記コイルスプリング５は前記コイルスプ
リング６と連結器８を介して直列に連結されている。

【００２４】図３は本発明に係る第１の具体例の主要部
分を示す斜視図である。

【００２５】コイルスプリング６はその一端をネジ止め
固定した連結器８を図３の矢印Ｂの方向へ回転させるよ
うに、あらかじめ矢印Ｂと反対方向に所定回数巻かれた
状態で連結器８と固定軸7に固定される。コイルスプリ
ング６の予備巻きの状態を保つため、コイルスプリング
６の一端が固定されている連結器８が回転しないよう
に、固定軸７に貫装したストッパピン１０が連結器８に
形成された係止部９と係合している。

【００２６】図４は巻き取り軸４（スプリングリール１
７）にはたらくトルクを示したグラフである。図４の横
軸は巻き取り軸４の回転量（シャッターが開放している
状態、即ち巻き取り軸４がスラットを全て巻き上げてい
る状態において回転量ゼロ。シャッターを降ろした状態
で回転量は最大となる）を示す。図４の縦軸はトルクを
示す。曲線ＦＧ、曲線ＨＩはスラットの自重やスラット
とシャッターのガイドレールの間の摺動抵抗等によって
巻き取り軸４にかかるトルク（以下、「スラットからの
トルク」と記す）を示す。

【００２７】シャッターが閉じている場合、即ちシャッ
ターの最下段のスラットが接地してスラット全体の荷重
が地面に支えられている状態では巻き取り軸４における
スラットからのトルクはゼロである（図４のＥ点）。

【００２８】シャッターを開放する場合、スラットが巻
き上がるにつれて、巻き取り軸の下に吊り下がるスラッ
トは減る。一方、巻き取られたスラットにより巻き取り
径は大きくなる。このため、巻き取り軸の回転量とスラ
ットからのトルクの間の関係は単純な比例関係ではな
く、スラットが巻き上がるにつれて（巻き取り軸の回転
量が減るにつれて）、スラットからのトルクは曲線的に
（非線形に）減少する（図４の曲線ＦＧに対応）。

【００２９】シャッターを降ろす場合、スラットが降り
ていくにつれて、巻き取り軸の下に吊り下がるスラット
は増える。一方、巻き取り軸に巻きついているスラット
は減り巻き取り径は小さくなる。スラットが降りていく
につれて（巻き取り軸の回転量が増えるにつれて）、ス
ラットからのトルクは曲線的に（非線形に）減少する
（図４の曲線ＨＩに対応）。

【００３０】巻き取り装置のトルクを設定するにあたっ
て、前記曲線ＦＧはスラットが持ち上がるトルクの上限
を示し、前記曲線ＨＩはスラットが降りるトルクの下限
を示す。従って、スラットの昇降に伴い、電動モータ１
の動力を効果的に補うためには、巻き取り装置のトルク
とスラットの自重による巻き取り軸４にかかるトルクが
釣り合うためには以下の大小関係が成り立っている必要
がある。

【００３１】（前記曲線ＦＧで表されるスラットからの
トルク）＞（巻き取り装置が巻き取り軸４に付勢するト
ルク）＞（前記曲線ＨＩで表されるスラットからのトル
ク）すなわち、図４において前記曲線ＦＧと前記曲線Ｈ
Ｉの間に巻き取り装置の付勢するトルク線（直線）があ
ることが必要である。

【００３２】図３において、図示しない巻き取り軸４が
どの方向でも一体回転する場合、ドラムリール１８、ス
プリングリール１７も一体回転する。

【００３３】コイルスプリング６はその一端をネジ止め
固定した連結器８を矢印Ｂの方向へ回転させるように、
矢印Ｂとは反対方向にあらかじめ所定回数巻かれて（予
備巻きされて）いる。

【００３４】スプリングリール１７が図３の矢印Ｃの方
向に回転する場合に以下のコイルスプリング５とコイル
スプリング６、連結器８は以下の作動をする。

【００３５】前記スプリングリール１７が回転し始めた
時、コイルスプリング５が連結器８を矢印Ｂと反対方向
に回転させるトルクよりコイルスプリング６の予備巻き
によって連結器８に付勢している矢印Ｂの方向のトルク
が大きい間は、連結器８は回転しない。

【００３６】このとき、コイルスプリング５はスプリン
グリール１７を介して巻き取り軸４にトルクをかけてお
り、巻き取り装置が巻き取り軸４に付勢するトルクは、
コイルスプリング５のバネ定数Ｋ１のみによる値であ
る。（図４の直線部ＪＫに対応）さらに、スプリングリ
ール１７がＣ方向に回転すると、コイルスプリング５の
連結器８に付勢する矢印Ｂと反対方向のトルクとコイル
スプリング６の連結器８に付勢する矢印Ｂの方向のトル
クが等しくなる。（図４の点Ｋに対応）コイルスプリン
グ５が連結器８に付勢する矢印Ｂと反対方向のトルクが
コイルスプリング６が連結器８に付勢する矢印Ｂの方向
のトルクより大きい場合、コイルスプリング５と連結器
８の係止部９はストッパピン１０を離れて矢印Ｂと反対
方向に回転し、それに伴ってコイルスプリング６もコイ
ルスプリング５とともに回転する。このとき巻き取り装
置としては、コイルスプリング５とコイルスプリング６
を直列に連結した状態でスプリングリール１７を介して
巻き取り軸４にトルクをかけている。

【００３７】前記の直列に連結したコイルスプリング５
とコイルスプリング６によるトルクは、コイルスプリン
グ５の前記バネ定数をＫ１とコイルスプリング６のバネ
定数Ｋ２により、Ｋ１×Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）で表され
る合成バネ定数による値を取る。（図４の直線部ＫＬに
対応）点Ｋで巻き取り装置のバネ定数はＫ１からＫ１×
Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）に切り換わる。ここで、直線部Ｋ
Ｌにおける合成バネ定数：Ｋ１×Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）
はＫ１より小さいため、巻き取り軸４の回転量の増加
（減少）に対する前記合成トルクの増加（減少）は緩や
かになる。

【００３８】コイルスプリング６がコイルスプリング
５、連結器８とともに回転する間（係止部９がストッパ
ピン１０を離れて、固定軸７を中心に回転してストッパ
ピン１０の反対側に接して止められるまで１回転弱の
間）、係止部９がストッパピン１０と接触（前記曲線Ｆ
Ｇで表されるスラットによるトルク）＞（巻き取り装置
が巻き取り軸４に付勢するトルク）＞（前記曲線ＨＩで
表されるスラットによるトルク）の関係が保たれる。

【００３９】なお、第１の具体例においては、図５に示
すような連結器８を介さず、コイルスプリング５の前記
他端とコイルスプリング６の前記一端を直接係合させた
形態でも同様の作動が得られる。

【００４０】次に本発明の第２の具体例を具体例を添付
図面に基づいて説明する。

【００４１】図６は本発明に係る第２の具体例の主要部
分を示す斜視図である。第２の具合例では、第１の具体
例の主要部分の連結器８とストッパピン１０を図６に示
す連結器１１とストッパ１５へ換えた構成であり、その
他の部分は共通である。

【００４２】ストッパ１５は連結器１１とは別体の部材
で、固定軸７を回転中心として連結器１１の外周を、ス
プリングリール１７、ドラムリール１８、巻き取り軸４
と一体回転する。

【００４３】連結器１１の係合溝１２は、連結器１１の
外周面に沿って外周を螺旋状に形成され、係合溝１２の
長さ（係合溝１２の一端１３と他端１４の間の長さ）
は、係合溝１２が連結器１１の外周を１回転以上の所定
回数周回する長さで形成されている。

【００４４】ストッパ１５の係合部１６は、連結器１１
の外周面に沿って形成された係合溝１２に係合しなが
ら、連結器１１の外周を螺旋状に所定回数回転する。

【００４５】コイルスプリング５はその一端をネジ止め
固定した連結器１１を矢印Ｍの方向へ回転させるよう
に、矢印Ｍとは反対方向にあらかじめ所定回数予備巻き
されている。係合部１６と係合溝１２の一端１３が接す
ることで連結器１１の回転を止めて、コイルスプリング
５の予備巻きの状態が保たれている。

【００４６】図６において、図示しない巻き取り軸４が
矢印Ｎの方向へ回転する場合、スプリングリール１７、
ストッパ１５も図６の矢印Ｎの方向に一体回転する。

【００４７】コイルスプリング６が連結器１１を矢印Ｍ
方向に付勢するトルクよりコイルスプリング５が連結器
１１を矢印Ｍとは反対の方向に付勢するトルクの方が大
きいため、連結器１１はストッパ１５、スプリングリー
ル１７、巻き取り軸４とともに回転する。この間は巻き
取り装置が巻き取り軸４に付勢するトルクは、コイルス
プリング６のバネ定数Ｋ２のみによる値である。

【００４８】さらにスプリングリール１７が矢印Ｎの方
向に回転すると、コイルスプリング６が連結器１１を矢
印Ｍ方向に付勢するトルクとコイルスプリング５が連結
器１１を矢印Ｍとは反対の方向に付勢するトルクが等し
くなる。（図４の点Ｋに対応）これ以降は、連結器１１
は巻き取り軸４よりも遅く回転し、巻き取り装置のバネ
定数はＫ１×Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）に切り換わる（点
Ｋ）。ここで、直線部ＫＬにおける合成バネ定数：Ｋ１
×Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）はＫ２より小さいため、巻き取
り軸４の回転量の増加（減少）に対する前記合成トルク
の増加（減少）は緩やかになり、（ストッパの係合部１
６が係合溝１２の一端を離れて、前記係合部１６が係合
溝１２に沿って他端１４に向かって摺動していく間）、
（前記曲線ＦＧで表されるスラットによるトルク）＞
（巻き取り装置が巻き取り軸４に付勢するトルク）＞
（前記曲線ＨＩで表されるスラットによるトルク）の関
係を保つことができる。

【００４９】第１の具体例では係止部９がストッパピン
１０と接触してしまうため連結器８は１回転弱しか回転
できない。一方、第２の具体例では係合溝１２の形成の
仕方によって所定の連結器１１を数回転させることが可
能となり、直線部ＫＬを延ばすことが可能になる。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係わるシャッター駆動装置で
は、限られたバネ定数のスプリングを直列に連結するこ
とで、既製品のスプリングでは対応できないバネ定数の
スプリングを新たに構成することができる。

【００５１】巻き取り装置を複数の異なるトルクを有す
るスプリングを直列に連結して構成することで、巻き取
り装置の全体のバネ定数を切り換えることでスラットに
よるトルクと巻き上げ装置（スプリング）によるトルク
の間の変化の違いから生じる大小関係の逆転を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スラットの自重及びスラットとシャッターのガ
イドレールの間の摺動抵抗等によって巻き取り軸にかか
るトルクと、巻き取り装置の巻き取り軸に付勢するトル
ク線図である。

【図２】本発明に係る電動シャッター駆動装置の縦断面
図である。

【図３】本発明に係る第１の具体例の主要部分を示す斜
視図である。

【図４】スラットの自重及びスラットとシャッターのガ
イドレールの間の摺動抵抗等によって巻き取り軸にかか
るトルクと、バネ定数を切り換える巻き取り装置の巻き
取り軸に付勢するトルク線図である。

【図５】本発明に係る第１の具体例の連結器８を省いた
場合の主要部分を示す斜視図である

【図６】本発明に係る第１の具体例の主要部分を示す斜
視図である

【符号の説明】

１電動モータ２減速部３出力部４巻き取り軸５コイルスプリング６コイルスプリング７固定軸８連結器９係止部１０ストッパピン１１連結器１２係合溝１３係合溝の一端１４係合溝の他端１７スプリングリール１８ドラムリール１９モータリール２０ブラケット２１ブラケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スラットを巻き取るための巻き取り軸
と、前記巻き取り軸と係合しトルクを付勢する巻き取り
装置を備えるシャッター駆動装置において、前記巻き取
り装置は複数の弾性体を直列に連結して構成したことを
特徴とするシャッター駆動装置。
【請求項２】前記スラットの全開時に異なるトルクを
有する複数の弾性体を備え、スラットを閉鎖開始後巻き
取り軸からの動力が前記巻き取り装置の一部の弾性体に
伝達され、該弾性体の有するトルクとその他の弾性体の
有するトルクが釣り合った時、バネ定数が切り換わる前
記巻き取り装置を備えることを特徴とする、請求項１に
係るシャッター駆動装置。
【請求項３】前記巻き取り装置において、複数の弾性
体を連結し係合部を備える連結器と、前記係合部と係合
することで連結器の回転を抑え、一部の前記弾性体とそ
の他の前記弾性体の有するトルクが釣り合った時、連結
器の前記係合部から離脱する係止部と、を備えることを
特徴とする、請求項２に係るシャッター駆動装置。
【請求項４】前記巻き取り装置において、複数の弾性
体を連結しガイド部を備える連結器と、前記スラットの
全開時は連結器の回転を制限し、前記スラットを閉鎖開
始後は前記ガイド部に係合しながら連結器の外周を１回
転以上回転する係止部と、を備えることを特徴とする請
求項２に係るシャッター駆動装置。
【請求項５】前記弾性体はコイルスプリングであるこ
とを特徴とする、請求項１に係わるシャッター駆動装
置。