JP2007046341A - 開閉装置の回転体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 支持軸を回転体本体に対して高精度に芯だしでき、回転体本体に対する支持軸の芯振れを防止することができる開閉装置の回転体構造を得る。
【解決手段】 内部に中空部を有する筒状の回転体本体３１と、円板状または略円板状に形成され外径が回転体本体３１の内径より小さく支持軸３３に同軸でかつ支持軸３３の軸線方向に所定間隔を有して複数枚が固定される中子３５Ａ，３５Ｂと、中子３５Ａ，３５Ｂの外周から突出して円周方向に少なくとも３つ以上が配設され突出先端の外接円径が回転体本体３１の内径と同径又は内径より大きい突起４１とを備え、回転体本体３１に中子３５Ａ，３５Ｂが圧入され、かつ複数の中子３５Ａ，３５Ｂ同士は、突起４１が円周方向にずらされて配置される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回転体を支持する支持軸が複数の円板状中子を介して回転体本体の内周に固定されるシャッター装置等の開閉装置の回転体構造に関する。

比較的重量の大きいシャッターカーテン等の開閉体を開閉する開閉装置では、開閉体が巻胴と称せられる鋼管よりなる回転体本体の外周に巻き取られる。この巻胴は、両端に支持軸である軸首が同軸に固定される。すなわち、図７（ａ）に示すように、軸首１は、鋼管の内周形状に合わせて円板状に形成された複数の中子３Ａ，３Ｂに同軸に溶接固定されている。軸首１は、この中子３Ａ，３Ｂとともに巻胴５の端部から挿入され、中子３Ａ，３Ｂの外周が巻胴５の内周に溶接されることで、中子３Ａ，３Ｂを介して同軸に芯だしされて巻胴５に固定される（特許文献１参照）。
さらに、開閉装置において、回転体にシャッターカーテン等の開閉体を巻き取るように回転体を用いる以外にも、開閉体を支持したり開閉体の開閉をガイドするように回転体が用いられたり、開閉体を巻き取る回転体を支持するように回転体が用いられたり、開閉体を巻き取らずに開閉するために開閉体と回転体とを連結するワイヤーやチェーンやベルト等の連結部材を巻き取るように回転体が用いられたりすることがある。
実開平１−６２４９５号公報

上記した従来の開閉装置の回転体構造では、中子３Ａ，３Ｂを巻胴５に挿入して組み立てるに際し、巻胴５の寸法公差により、巻胴５の内径が中子３Ａ，３Ｂの外径より小さくなると、中子３Ａ，３Ｂの巻胴５に対する挿入が不可能となる。このため、中子３Ａ，３Ｂの外径は、巻胴５の寸法公差を見込んだ分、巻胴５の内径より小外径となるように小さく製作されている。そのため、中子３Ａ，３Ｂは、巻胴５に対してがたつきが生じ易く、巻胴５の軸心と軸首１の軸心とを一致させ、すなわち芯だしして相互を溶接することは困難を伴った。その結果、例えば図７（ｂ）に示すように、巻胴５の軸心７に対して軸首１の軸心が傾いて溶接固定されるものもあり、僅かに傾いていても芯振れすることとなり、シャッター装置の動作がスムースにならず、シャッターカーテンの巻き取りずれ（巻き乱れ）を発生さる原因となるとともに、これに起因する重心の偏りなどが発生し、異常な力や音を生じさせる原因にもなり、場合によっては上記溶接部の破断等の不具合を生じさせる虞があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、支持軸を回転体本体に対して高精度に芯だしでき、回転体本体に対する支持軸の芯振れを防止することができる開閉装置の回転体構造を提供し、もって、芯振れにより生じる開閉体の巻き取りずれや、案内不良や、異常な力や音を低減し、溶接部破断等の不具合を防止してシャッター装置のスムースな動作を実現させることを目的とする。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載の開閉装置の回転体構造は、内部に中空部を有する筒状の回転体本体３１と、
円板状または略円板状に形成され外径が前記回転体本体３１の内径より小さく支持軸３３に同軸でかつ該支持軸３３の軸線方向に所定間隔を有して複数枚が固定される中子３５Ａ，３５Ｂと、
該中子３５Ａ，３５Ｂの外周から突出して円周方向に少なくとも３つ以上が配設され突出先端の外接円径が前記回転体本体３１の内径と同径又は該内径より大きい突起４１と、を備え、
前記回転体本体３１に前記中子３５Ａ，３５Ｂが圧入され、
かつ前記複数の中子３５Ａ，３５Ｂ同士は、前記突起４１が円周方向にずらされて配置されたことを特徴とする。

この開閉装置１の回転体構造では、中子圧入時、圧入方向先端側の中子３５Ｂの突起４１によって回転体本体３１の内周面に軸線に沿う欠き溝が形成されても、後方の中子３５Ａの突起４１が当該欠き溝に一致することがなく、後方の中子３５Ａにがたつきが生じなくなる。
なお、回転体本体３１と支持軸３３との中子３５Ａ，３５Ｂを介した固定するための手段としては、溶接によるものや、接着や係合によるものであってもよい。
また、本発明における回転体は、例えば、各種シャッター装置のシャッターカーテンを巻き取り、繰出す巻取軸や、オーニング装置やロールスクリーン装置や防煙垂れ幕装置のスクリーンなどを巻き取り、繰出すための巻取軸や、二軸式シャッター装置のシャッターカーテンをガイドし巻取体に導く巻取り補助軸や、オーバーヘッドドアのドアを吊り上げるためのワイヤー等を巻き取り、繰出す巻取軸や、パネルシャッターのパネルを吊り上げ、収納部へ導くためのチェーンを引き込み、送り出す駆動軸や、これらの巻取軸や補助軸や駆動軸の軸方向途中部に設けられ、これらの巻取軸や補助軸や駆動軸を上向きに支持するための支持ローラや、引戸装置の戸板や門扉装置の門扉を支持したり開閉をガイドするガイドローラ等に利用できるものである。
さらに、上記中子３５Ａ，３５Ｂの外形状は、円、楕円、略かまぼこ型、多角形、その他円に近い形状の板状であるものを含み、輪郭を大きく損なわない切欠きや孔などがあっても良い。
また、上記した中子同士の各突起の配置は同一でなくともよく、中子同士の突起の形状や突出先端の外接円径は同一でなくともよい。さらに、中子同士のどちらか一方の突起の数が他方よりも多くてもよく、この場合、少なくとも圧入方向奥側の中子の突起に対して圧入方向手前側の突起がずらされていればよく、中子の突起全ての内、一部の突起がずらされていなくてもよい（円周方向に一致していてもよい）。さらに圧入方向奥側の中子の突起に対してずらされて配置されている圧入方向手前側の中子の突起は３つ以上であることが好ましく、さらにまた圧入方向奥側の中子の突起に対してずらされて配置されている圧入方向手前側の中子の突起が円周方向に均等又は略均等に配置されていることが好ましい。なお、ここで述べている中子同士とは、隣接した中子同士には限定せず、隣接しない中子同士であってもよく、何通りか中子と中子の組合せが存在する場合は、どの組合せであるかは問わない。

請求項２記載の開閉装置１の回転体構造は、前記突起４１の突出先端面が、圧入方向後部より圧入方向前部が、突起４１の外接円径において小径となるようにテーパ面４５であることを特徴とする。

この開閉装置１の回転体構造では、公差によりそれぞれ異なる回転体本体３１の内径に対し、寸法のバラツキをテーパ面４５が吸収し、突起４１が常に小外径側のテーパ面４５から回転体本体３１の内側に挿入可能となる。

請求項３記載の開閉装置１の回転体構造は、圧入方向最外部側の前記中子３５Ａの周縁が前記回転体本体３１に溶接されるとともに、該最外部側の中子以外の前記中子３５Ｂは前記回転体本体３１に穿設された複数の溶接用穴４７から外周が穴埋溶接されることを特徴とする。

この開閉装置１の回転体構造では、回転体本体３１の奥方となる中子３５Ｂが、穴埋溶接にて固定される。

請求項４記載の開閉装置１の回転体構造は、前記最外部側の中子以外の中子３５Ｂは、円周方向で複数配設された前記溶接用穴４７に一致しない３つ以上の前記突起４１を有することを特徴とする。

この開閉装置１の回転体構造では、中子３５Ｂの突起４１が溶接用穴４７に落ち込むことによるがたつきが生じなく、中子３５Ｂの外周が常に円周方向の少なくとも３箇所の突起４１を介して回転体本体３１の内周に接する。

本発明に係る請求項１記載の開閉装置の回転体構造によれば、支持軸に同軸で所定間隔を有して複数枚の中子が固定され、複数の中子同士は、突起が円周方向にずらされて配置されているので、中子圧入時、圧入方向先端側の中子の突起によって回転体本体の内周面に軸線に沿う欠き溝が形成されても、円周方向にずらされた後方の中子の突起が当該欠き溝に一致することがなく、後方の中子にがたつきが生じなくなる。したがって、支持軸を回転体本体に対して高精度に芯だしでき、回転体本体に対する支持軸の芯振れを防止することができる。この結果、芯振れにより生じる開閉体の巻き取りずれや、案内不良や、異常な力や音を低減し、溶接部破断等の不具合を防止して開閉装置のスムースな動作を実現させることができる。

請求項２記載の開閉装置の回転体構造によれば、突起の突出先端面が、圧入方向後部より圧入方向前部が小径となるテーパ面であるので、公差によりそれぞれ異なる回転体本体の内径に対し、寸法のバラツキをテーパ面が吸収し、突起が常に小外径側のテーパ面から回転体本体の内側に挿入可能となり、中子の圧入を、高精度な芯だし作用を確保しながら容易に行うことができる。

請求項３記載の開閉装置の回転体構造によれば、圧入方向最外部側の中子の周縁が回転体本体に溶接されるとともに、最外部側の中子以外の中子は回転体本体に穿設された複数の溶接用穴から外周が穴埋溶接されることとなるので、回転体本体と中子とは強固に固定されることとなる。

請求項４記載の開閉装置の回転体構造によれば、最外部側以外の中子が、円周方向で複数配設された溶接用穴に一致しない３つ以上の突起を有するので、中子の突起が溶接用穴に落ち込むことによるがたつきが生じなく、中子の外周が常に円周方向に少なくとも３箇所の突起を介して回転体本体の内周に接することとなり、回転体本体と中子とを確実に芯だしできる。

以下、本発明に係る開閉装置の回転体構造の好適な実施の形態をシャッター装置の巻取軸構造図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る回転体構造を備えたシャッター装置の概略正面図である。
開閉装置であるシャッター装置２１は、建物開口２３の上部に設けられる収納ケース２５と、建物開口２３の左右に設けられ収納ケース２５から繰り出される開閉体であるシャッターカーテン２７の両縁を案内する一対のガイドレール２９ａ，２９ｂとを有する。収納ケース２５内には不図示の駆動機構によって回転される回転体である巻取軸３０が設けられ、巻取軸３０はシャッターカーテン２７を基端側から外周に巻き付けることで、シャッターカーテン２７を巻き取りながら、建物開口２３を開放する。一方、巻取軸３０が逆回転されれば、巻装されたシャッターカーテン２７が収納ケース２５から繰り出され、ガイドレール２９ａ，２９ｂに案内されながら下降して建物開口２３を閉鎖する。

図２は図１に示した回転体である巻取軸の要部拡大断面図である。
巻取軸３０は、巻取軸の本体部である回転体本体としての巻胴３１、軸首３３、中子３５Ａ，３５Ｂから構成され、シャッターカーテン２７を外周に巻装する回転体本体である巻胴３１は、筒状の例えば鋼管からなる。巻胴３１は、両端に固定される支持軸としての軸首３３によって回動自在に支持される。軸首３３には円板状に形成された中子３５Ａ，３５Ｂが軸首３３の軸線方向に所定間隔を有して複数枚、本実施の形態では２枚が固定される。軸首３３は、この中子３５Ａ，３５Ｂとともに、巻胴３１の端部から挿入され、中子３５Ａ，３５Ｂの外周が巻胴３１の内周に溶接されることで、この溶接部３７Ａ，３７Ｂによって固定される。

図３は図２に示した巻胴要部の分解斜視図である。
それぞれの中子３５Ａ，３５Ｂには軸首取付穴３９が同心円で穿設され、軸首３３は巻胴３１に挿入される前に、予め中子３５Ａ，３５Ｂが所定間隔で固定される。この固定としては溶接にて行われ、中子３５Ａ，３５Ｂの表裏両面に行われる。この中子３５Ａ，３５Ｂの外径は、巻胴３１の内径より若干小さく形成されている。すなわち、巻胴３１の寸法公差を吸収し、常に中子３５Ａ，３５Ｂが巻胴３１に容易に挿入可能となっている。

中子３５Ａ，３５Ｂの外周には、円周方向に複数の突起４１が突設される。本実施の形態では、円周方向に約９０°の略等間隔で４つの突起４１が配設されている。中子３５Ａ，３５Ｂの外周から突出された突起４１の外接円径は、巻胴３１の内径より若干大きく設定される。つまり、中子３５Ａ，３５Ｂは、巻胴３１の端部から圧入されることにより、突起４１の先端部を変形させ、或いは巻胴３１の内壁に欠き溝（図示せず）を形成しながら巻胴３１の内部に挿入される。なお、各中子３５Ａ，３５Ｂにおいて、各突起４１は、軸線方向に沿って同じ箇所とならない位置、別言すると、両中子３５Ａ，３５Ｂの各突起４１を結ぶ仮想線は、軸線と平行とならずに設定され、本実施の形態では、両中子３５Ａ，３５Ｂのそれぞれの突起４１での円周方向の間隔が略４５°となるように、すなわち、各中子３５Ａ，３５Ｂ同士の突起４１が約４５°ずらされて配設される。
なお、この中子３５Ａ，３５Ｂに設けられる各突起４１，４１，…は、上記したように各中子３５Ａ，３５Ｂで同数にて構成されることとしてもよいが、異なる数で構成されることとしてもよい。例えば、圧入方向最外部側（手前側）の中子３５Ａには、円周方向に４５°の略等間隔で８つの突起４１を配設し、また、圧入方向先端側（奥側）の中子３５Ｂには、円周方向に９０°の略等間隔で４つの突起４１を配設して構成することとし、各中子の各突起のうち、それぞれの４つが軸線方向に沿って同じ箇所となっても、一方の中子である８つの突起４１を有した中子３５Ｂの各突起４１の残る４つの突起４１が軸線方向に沿わない位置で、すなわち、両中子３５Ａ，３５Ｂで略４５°の間隔で上記同様にずらされて配置となる。

図４は図３に示した中子突起の表面視、側面視、背面視を（ａ），（ｂ），（ｃ）に表した説明図である。
中子３５Ａ，３５Ｂは、例えば突起４１を形成可能とした金型を用いることで、プレス成形によって同時に形成することができる。或いは、図４に示すように、略真円形の円板状の中子３５Ａ，３５Ｂに対し、一方の面から図４（ａ）に示すように、周縁の一部分にポンチ等を用いて凹部４３を形成し、これにより周縁の一部分を外周から膨出させる塑性変形を施して形成してもよい。

このような成形方法によれば、ポンチ打ち込み側の突起外接円径を大きくし、反対側の突起外接円径を小さくして突起４１を形成できる。つまり、突起４１の突出先端面が、圧入方向後部より圧入方向前部が小径となるテーパ面４５として形成できる。或いは、このテーパ面４５は、プレス成形によって得た突起４１を研削等の加工を施すことで形成することができる。このように、突起４１の突出先端面が、圧入方向後部より圧入方向前部が小径となるテーパ面４５となることで、公差によりそれぞれ異なる巻胴３１の内径に対し、寸法のバラツキをテーパ面４５が吸収し、突起４１が常に小外径側のテーパ面４５から巻胴３１の内側に挿入可能となり、中子３５Ａ，３５Ｂの圧入を、高精度な芯だし作用を確保しながら容易に行うことができるようになる。

巻胴３１には、中子３５Ａ，３５Ｂの固定された軸首３３が挿入された状態において、圧入方向最外部側、すなわち手前側の中子３５Ａ以外の中子、すなわち奥側となる軸首先端側の中子３５Ｂの外周に一致する位置で、複数の溶接用穴４７（図２参照）が穿設されている。巻胴３１に圧入された最外部側の中子３５Ａは、全周縁が巻胴３１の内周に溶接される。この溶接作業は、巻胴３１の端部外側から容易に可能となる。一方、奥側の中子３５Ｂは、溶接用穴４７に一致した周縁の一部分が穴埋溶接されることで巻胴３１に固定される。

ここで、奥側の中子３５Ｂは、円周方向で複数配設された溶接用穴４７に一致しない３つ以上の突起４１を有する。これにより、奥側の中子３５Ｂの突起４１が溶接用穴４７に落ち込むことによるがたつきが生じなく、奥側の中子３５Ｂの外周が常に円周方向３箇所の突起４１を介して巻胴３１の内周に接することとなり、巻胴３１と中子３５Ａ，３５Ｂとが確実に芯だしできるようになっている。

図５は中子の圧入状況を表す断面図である。
さらに、軸首３３に固定される中子３５Ａ，３５Ｂ同士は、突起４１が円周方向に所定間隔δ₁ ，δ₂ ，δ₃ ，δ₄ 、すなわち約４５°ずつずらされて配置されている。したがって、中子３５Ａ，３５Ｂの圧入時、圧入方向先端側の奥側の中子３５Ｂの突起４１によって巻胴３１の内周面に軸線に沿う欠き溝が形成されても、後方の最外部側の中子３５Ａの突起４１が当該欠き溝に一致することがなく、後方の中子３５Ａにがたつきが生じなくなる。

なお、中子３５Ａ，３５Ｂの圧入時に、奥側の中子３５Ｂを圧入後、軸線に沿って真っ直ぐ圧入せずに、途中で周方向に捩じりながら圧入したり、或いは奥側の中子３５Ｂを圧入した後に後方の中子３５Ａの圧入直前位置にて周方向にやや回転させ、その後軸線に沿って真っ直ぐに圧入させるなど、中子３５Ａ，３５Ｂ同士の突起４１の周方向の間隔に関わらず、その圧入作業中に、巻胴内周面の欠き溝の形成を意図的に軸線に沿わせないように行っても良い。
また、溶接用穴４７に一致しない３つ以上の突起４１が確保されていれば、図６に示すように、穴埋溶接は、中子３５Ｂの突起４１で行われるものであっても勿論よい。

したがって、このシャッター装置の巻取軸構造によれば、軸首３３に同軸で所定間隔を有して複数枚の中子３５Ａ，３５Ｂが固定され、圧入方向最外部側の中子３５Ａの周縁が巻胴３１に溶接されるとともに、最外部側の中子以外の中子３５Ｂは巻胴３１に穿設された複数の溶接用穴４７から外周が穴埋溶接され、かつ複数の中子３５Ａ，３５Ｂ同士は、突起４１が円周方向にずらされて配置されているので、中子圧入時、圧入方向先端側の中子３５Ｂの突起４１によって巻胴３１の内周面に軸線に沿う欠き溝が形成されても、後方の中子３５Ａの突起４１が当該欠き溝に一致することがなく、後方の中子３５Ａにがたつきが生じなくなる。つまり、軸首３３を巻胴３１に対して高精度に芯だしでき、巻胴３１に対する軸首３３の芯振れを防止することができる。この結果、芯振れにより生じるシャッターカーテン２７の巻き取りずれや、異常な力や音を生じなくし、溶接部３７Ａ，３７Ｂの破断等の不具合を防止してシャッター装置２１のスムースな動作を実現させることができる。

なお、上述の実施の形態では、中子を２枚で構成した例について述べたが、中子は３枚以上で構成されることとしても良く、その場合に、少なくともいづれか２枚の中子に突起が形成されていればよく、例えば、圧入方向最外部側の中子と奥側となる軸首３３先端側の中子の２つの中子にのみ、上記した突起４１が形成されることとしてもよく、すなわち、軸首３３に対して両端側となる２枚の中子にて芯だしを行うこととしても良い。また、３枚以上の各中子にそれぞれ突起４１を設ける構成としても良く、その場合には、好ましくは各中子の各突起が、それぞれに周方向にずらされていると、圧入時の芯だし作用が向上することとなる。

また、上述した実施の形態では、巻胴（回転体本体）３１、軸首（支持軸）３３、中子３５Ａ，３５Ｂの素材について、巻胴３１が鋼管であること以外に特に詳述していないが、それぞれは剛性のある金属で構成されることが好ましいが、合成樹脂やその他の素材にて構成されることとしてもよいものである。

また、上述の実施の形態では、シャッターカーテンを開閉体とし、これを巻き取り、繰り出す開閉装置としてのシャッター装置について説明したが、巻取機構部分に軸部が２つで構成される二軸式シャッター装置などのその他のシャッター装置として適用してもよく、或いは、オーバーヘッドドア装置、オーニング装置、ブラインド装置、ロールスクリーン装置、防煙垂れ幕装置、引戸装置、門扉装置、ゲート装置など、その他開閉体を開閉するための開閉装置に適用することも可能である。さらに、上述の実施の形態では、建物開口２３の上部にて開閉体であるシャッターカーテン２７を巻き取り収納する構成、すなわち開閉体が昇降することで開閉する開閉装置として説明したが、この開閉体の開閉方向についてはこれに限定されることはなく、左右方向を開閉方向とするものや、水平方向を開閉方向とするものであってもよい。

さらに、上述した巻取軸３０の構造として、上記巻胴（回転体本体）３１，軸首（支持軸）３３，中子３５Ａ，３５Ｂを具備する構成としたが、巻取軸（回転体）３０として、その両端が同等の構成とされている場合でも良く、一方の端部のみが、上記のような構成とされる巻取軸の構造、すなわち他方の端部には軸首や中子の無い構造であってもよい。そして、両端が、巻胴，軸首，中子を具備する構成の場合に、一端側のみに、上述した本発明の構成を備えることとしてもよく、両端にそれぞれ構成されることとしてもよい。

本発明に係る回転体構造を備えた開閉装置の概略正面図である。 図１に示した回転体の要部拡大断面図である。 図２に示した回転体の分解斜視図である。 図３に示した中子突起の表面視、側面視、背面視を（ａ），（ｂ），（ｃ）に表した説明図である。 中子の圧入状況を表す断面図である。 突起溶接位置の変形例を表す断面図である。 従来の巻胴構造の要部拡大断面を（ａ）、軸振れを有した巻胴の要部拡大断面を（ｂ）に表した説明図である。

符号の説明

２１…開閉装置（シャッター装置）
２７…開閉体（シャッターカーテン）
３０…回転体（巻取軸）
３１…回転体本体（巻胴）
３３…支持軸（軸首）
３５Ａ，３５Ｂ…中子
４１…突起
４５…テーパ面
４７…溶接用穴

Claims (4)

1. 内部に中空部を有する筒状の回転体本体と、
   円板状または略円板状に形成され外径が前記回転体本体の内径より小さく支持軸に同軸でかつ該支持軸の軸線方向に所定間隔を有して複数枚が固定される中子と、
   該中子の外周から突出して円周方向に少なくとも３つ以上が配設され突出先端の外接円径が前記回転体本体の内径と同径又は該内径より大きい突起と、を備え、
   前記回転体本体に前記中子が圧入され、
   前記複数の中子同士は、前記突起が円周方向にずらされて配置されたことを特徴とする開閉装置の回転体構造。
2. 前記突起の突出先端面が、圧入方向後部より圧入方向前部が小径となるテーパ面であることを特徴とする請求項１記載の開閉装置の回転体構造。
3. 圧入方向最外部側の前記中子の周縁が前記回転体本体に溶接されるとともに、該最外部側の中子以外の前記中子は前記回転体本体に穿設された複数の溶接用穴から外周が穴埋溶接されることを特徴とする請求項１又は２記載の開閉装置の回転体構造。
4. 前記最外部側の中子以外の中子は、円周方向で複数配設された前記溶接用穴に一致しない３つ以上の前記突起を有することを特徴とする請求項１，２，３のいずれか１つに記載の開閉装置の回転体構造。

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