JP2016191239A - バランサーおよびこれを備える上げ下げ窓 - Google Patents

Abstract

【課題】非常時において十分な安全性を担保する上げ下げ窓のバランサーを提供する。【解決手段】バランサー５は、窓枠側に設けられる筒状カム１１と、筒状カム１１の内部に対して出し入れ可能に設けられ、可動障子に固定されるスライドロッド１２と、スライドロッド１２に対して可動障子を開放する方向に付勢力を作用させる捩りバネ１３と、筒状カム１１を回転可能に支持するフリクションダンパー１４と、を備え、スライドロッド１２は、筒状カム１１に対して軸周りの回転を規制されつつ直動可能に設けられ、筒状カム１１は、可動障子を閉鎖する方向にスライドロッド１２を直動させることで一方に回転し、可動障子を開放する方向にスライドロッド１２を直動させることで他方に回転し、フリクションダンパー１４は、一方に回転する筒状カム１１にトルクを与えると共に他方に回転する筒状カム１１にトルクを与えない。【選択図】図３

Description

本発明は、上げ下げ窓に好適に用いられるバランサーおよびこれを備える上げ下げ窓に関する。

上げ下げ窓は、窓枠内で上下方向に開閉可能に装着される障子を備えている。上げ下げ窓には、障子を任意の位置で停止させるためのバランサーが設けられている。

特許文献１に記載のバランサーは、筒と、捩りバネと、回転体と、スパイラルロッドと、を有している。捩りバネは、筒内に設けられ、上端部を固定されている。回転体は、捩りバネの下端部に固定されると共に筒の下端口部に回転可能に取り付けられている。スパイラルロッドは、回転体に形成されたスリット孔を挿通し、捩りバネの内側に挿入されている。

上記したバランサーは、筒の上端部を窓枠の縦枠に固定し、スパイラルロッドの下端部を障子に固定している。障子を下方に移動させると、スパイラルロッドは、下方に移動しながら回転体を一方に回転させて捩りバネを巻き締める。これにより、捩りバネの捩り力（バネ荷重）が大きくなる。一方、障子を上方に移動させると、スパイラルロッドは、上方に移動しながら回転体を他方に回転させて捩りバネを巻き戻す。これにより、捩りバネの捩り力（バネ荷重）が小さくなる。上記したバランサーは、障子の上下位置に応じて捩り力を変更することで、障子を任意の位置で停止させている。

特開２００８−０５７６５３号公報

特許文献１に記載のバランサーは、障子に対しスパイラルロッドを介して捩りバネのバネ荷重を作用させることで障子の位置を保持していた。つまり、障子を保持する力は、捩りバネのバネ荷重のみであった。しかしながら、例えば、地震等によってバランサーに大きな外力が加わり、筒と捩りバネとの接続部分が破断した場合、捩りバネのバネ荷重が無くなるため、障子は、スパイラルロッドと共に勢いよく落下する。このため、例えば、障子のガラスが落下の衝撃で割れて周囲に散乱する虞があった。このように、特許文献１に記載のバランサーは、非常時において十分な安全性を担保することができなかった。

本発明は、上記のような課題を解決するため、非常時において十分な安全性を担保するバランサーおよびこれを備える上げ下げ窓を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明のバランサーは、軸心を中空に形成され、窓枠と前記窓枠に開閉可能に装着される障子のいずれか一方側に設けられる筒状カムと、前記筒状カムの内部に対して出し入れ可能に設けられ、前記窓枠と前記障子のいずれか他方に固定されるスライドロッドと、前記スライドロッドに対して前記障子を開放する方向に付勢力を作用させる付勢部材と、前記筒状カムを回転可能に支持するフリクションダンパーと、を備え、前記スライドロッドは、前記筒状カムに対して軸周りの回転を規制されつつ直動可能に設けられ、前記筒状カムは、前記障子を閉鎖する方向に前記スライドロッドを直動させることで一方に回転し、前記障子を開放する方向に前記スライドロッドを直動させることで他方に回転し、前記フリクションダンパーは、一方に回転する前記筒状カムにトルクを与えると共に他方に回転する前記筒状カムにトルクを与えない。

この構成によれば、フリクションダンパーは、障子を開放する場合に筒状カムにトルクを付与せず、障子を閉鎖する場合に筒状カムにトルクを付与する。例えば、非常時に付勢部材がスライドロッドに付勢力を作用させられない状態になると、スライドロッドは、障子を閉鎖する方向に移動し、筒状カムを一方に回転させる。すると、筒状カムは、フリクションダンパーからトルクを受けるため、障子を閉鎖する方向に移動するスライドロッドに負荷がかかる。これにより、非常時において障子が勢いよく閉まることを防止し、十分な安全性を担保することができる。

この場合、前記筒状カムは、長手方向に沿って中空内面に螺旋状に形成される螺旋カムを有し、前記スライドロッドは、前記螺旋カムに係合するカム駆動部を有し、前記カム駆動部は、前記スライドロッドの直動に伴って、前記螺旋カムに沿って相対的に移動して前記筒状カムを軸周りに回転させることが好ましい。

この構成によれば、スライドロッドは、筒状カムに対して非回転状態で直動するため、単なる棒状に形成することができる。これにより、例えば、螺旋を成すように加工する場合に比べて、スライドロッドの加工を容易且つ安価に行うことができる。また、螺旋カムとカム駆動部との間にグリス等の潤滑剤が介在していればよく、スライドロッド本体（カム駆動部以外の部分）には、潤滑剤を塗布する必要がない。これにより、潤滑剤の飛散を抑制することができる。なお、筒状カムの螺旋カムは、タップを使った既存の雌ネジ加工等を応用し、容易且つ安価に形成することができる。

この場合、前記筒状カムを回転可能に内包すると共に前記フリクションダンパーを固定する外筒を更に備え、前記フリクションダンパーには、前記筒状カムと一体に回転すると共に前記スライドロッドを直動可能に貫通させる軸受部材が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、フリクションダンパーは、軸受部材を介して一方に回転する筒状カムにトルクを与えることでスライドロッドの直動を制限する。これにより、障子が勢いよく閉鎖されることを防止することができる。

この場合、前記付勢部材は、前記筒状カムの外周面に巻回されて前記筒状カムと一体に回転可能に設けられる捩りバネであって、前記筒状カム内から前記スライドロッドを引き出すことで巻き締められ、前記筒状カム内に前記スライドロッドを押し入れることで巻き戻されることが好ましい。

ところで、バランサーは、窓枠の縦枠等に設けられるカバー内に配設されることが多い。この構成によれば、外筒は、軸周りに回転する筒状カムを覆っているため、窓枠等に設けられるカバーを省略することもできる。また、捩りバネは、筒状カムの回転によって、障子の上下位置に応じたバネ荷重（付勢力）に変更され、障子を任意の位置で停止させることができる。

他の場合、前記筒状カムにおいて前記スライドロッドの出し入れ側の逆側に設けられ、前記筒状カムを回転可能に支持すると共に前記フリクションダンパーを固定する取付部を更に備え、前記フリクションダンパーには、前記筒状カムと一体に回転する軸部材が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、フリクションダンパーは、軸部材を介して一方に回転する筒状カムにトルクを与えることでスライドロッドの直動を制限する。これにより、障子が勢いよく閉鎖されることを防止することができる。

この場合、前記付勢部材は、前記筒状カムの内部に設けられ、前記スライドロッドを前記筒状カム内から押し出す方向に付勢することが好ましい。

この構成によれば、付勢部材は、筒状カムを受けにしてスライドロッドを直接押し出すことができる。これにより、障子の開放動作を補助することができる。

上記した目的を達成するため、本発明の上げ下げ窓は、窓枠内で上下方向に移動可能に装着された障子と、前記窓枠の縦枠に沿って設けられる上記のいずれかに記載のバランサーと、を備えている。

この構成によれば、例えば、非常時にスライドロッドに作用する付勢力が無くなると、スライドロッドは、障子を閉鎖する方向に移動し、筒状カムは、一方に回転してフリクションダンパーからトルクを受ける。したがって、障子を閉鎖する方向に移動するスライドロッドに負荷がかかる。これにより、非常時において障子が勢いよく閉まることを防止し、十分な安全性を担保することができる。

本発明によれば、非常時において十分な安全性を担保することができる。

本発明の第１実施形態に係る上げ下げ窓（閉鎖状態）を示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係る上げ下げ窓（開放状態）を示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係るバランサーを示す断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の第２実施形態に係る上げ下げ窓を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係るバランサーを示す断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、便宜上、各図の紙面手前側を正面（室内側）として、各図に示す方向を基準にする。

図１ないし図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るバランサー５を備える上げ下げ窓１について説明する。図１は閉鎖状態の上げ下げ窓１を示す正面図である。図２は開放状態の上げ下げ窓１を示す正面図である。図３はバランサー５を示す断面図である。

図１および図２に示すように、上げ下げ窓１は、窓枠２と、固定障子３と、可動障子４と、左右一対のバランサー５と、を含んで構成されている。窓枠２は、建物の開口部に取り付けられている。固定障子３は、窓枠２内の室外側上部（上側半分）に固定されている。可動障子４は、窓枠２内の室内側で上下方向に移動可能に装着されている。左右一対のバランサー５は、窓枠２の左右一対の縦枠２Ｌ，２Ｒに沿って設けられている。

窓枠２は、例えば、アルミニウム合金製で、正面から見て上下方向に長い矩形枠状に形成されている。なお、窓枠２の左右一対の縦枠２Ｌ，２Ｒには、それぞれ、上下方向に延びるガイド溝（図示せず）が形成されている

固定障子３および可動障子４は、それぞれ、正面から見て左右方向に長い矩形状に形成されている。各障子３，４は、例えば、アルミニウム合金製の矩形状の障子枠３ａ，４ａの内側にパネル３ｂ，４ｂ（例えば、ガラス板等）を装着して構成されている。なお、本実施形態では、固定障子３と可動障子４とは、略同一の大きさに形成されているが、異なる大きさに形成してもよい。

可動障子４は、窓枠２の各縦枠２Ｌ，２Ｒに形成された各ガイド溝に係合する左右一対の係合ガイド部（図示せず）を有している。これにより、可動障子４は、各ガイド溝に案内されて上下方向に移動することができる。可動障子４は、窓枠２の下側を閉鎖する閉鎖位置Ｐ１（図１参照）と、窓枠２の下側を開放する開放位置Ｐ２（図２参照）と、の間で昇降可能に構成されている。閉鎖位置Ｐ１に変位した可動障子４は、窓枠２の下枠２Ｂに当接し、固定障子３と共に窓枠２の内側開口を閉鎖する（図１参照）。開放位置Ｐ２に変位した可動障子４は、固定障子３の室内側に重なる（図２参照）。

可動障子４の上框には、閉鎖位置Ｐ１に変位した可動障子４を固定する障子錠４ｃが取り付けられている。可動障子４の下框の室内側には、左右一対の取手部４ｄが設けられている。ユーザーは、各取手部４ｄに手を掛けて可動障子４の開閉（昇降）操作を行う。可動障子４の左右両縦框の下端部には、左右方向外側に延出する左右一対の支持部４ｅが設けられている。

左右一対のバランサー５は、それぞれ、窓枠２の各縦枠２Ｌ，２Ｒの上側と可動障子４との間に架設されている。つまり、可動障子４は、各バランサー５によって吊り下げられた状態で設けられている。なお、左右一対のバランサー５は、同一構造であるため、以下、１つのバランサー５について説明する。また、以下の説明では、窓枠２等に取り付けられたバランサー５の姿勢を基準とする。

図３に示すように、バランサー５は、外筒１０と、筒状カム１１と、スライドロッド１２と、捩りバネ１３と、フリクションダンパー１４と、を含んで構成されている。外筒１０は、バランサー５の外装を構成している。筒状カム１１は、外筒１０の内部に設けられている。スライドロッド１２は、筒状カム１１の内部に設けられている。捩りバネ１３は、外筒１０と筒状カム１１との間に設けられている。フリクションダンパー１４は、外筒１０の下部に固定されている。

外筒１０は、上下両端面を開放する略中空円筒状に形成されている。外筒１０は、筒状カム１１を回転可能に内包している。外筒１０は、固定障子３の高さと略同一長さに形成されている（図１参照）。外筒１０は、外筒本体１０ａと、外筒拡径部１０ｂと、を含んで一体に形成されている。

外筒本体１０ａは、上下方向に長い円筒状に形成され、外筒１０の主要な外観を構成している。外筒本体１０ａの上端開口には、平面視で略円環状の上部取付板２０が固定されている。外筒拡径部１０ｂは、外筒本体１０ａの下端部に段差部１０ｃを介して連設されている。外筒拡径部１０ｂは、外筒本体１０ａと同一軸心を有し、外筒本体１０ａよりも大径に形成されている。外筒拡径部１０ｂの下部には、ブッシュ２１を外周面に密着させたフリクションダンパー１４（詳細は後述する）が圧入されている。外筒拡径部１０ｂの下端開口には、底面視で略円環状の下部取付板２２が固定されている。なお、外筒本体１０ａおよび外筒拡径部１０ｂ（段差部１０ｃ）は、略同一肉厚となるように形成されている。

上部取付板２０と下部取付板２２とは、それぞれ、窓枠２の縦枠２Ｌ（２Ｒ）に固定されている。これにより、外筒１０は、可動障子４の移動方向に沿うように縦枠２Ｌ（２Ｒ）の上側に取り付けられる（図１および図２参照）。

上部取付板２０に開口した貫通穴２０ａには、バネ調整部１５が設けられている。バネ調整部１５は、調整ダイヤル１５ａと、調整固定部１５ｂと、を含んで一体に形成されている。調整ダイヤル１５ａは、上部取付板２０の貫通穴２０ａに嵌合し、軸周りに回転可能に支持されている。調整固定部１５ｂは、略円筒状に形成され、調整ダイヤル１５ａの下面から下方に延設されている。調整固定部１５ｂは、調整ダイヤル１５ａと同一軸心を有し、調整ダイヤル１５ａよりも小径に形成されている。

筒状カム１１は、軸心を中空として上下両端面を開放する略円筒状に形成されている。筒状カム１１は、外筒１０よりも上下方向（軸方向）に短く形成されている。筒状カム１１は、ブッシュ２１（フリクションダンパー１４）とバネ調整部１５との間に配設されている。筒状カム１１は、筒状本体１１ａと、筒状嵌合部１１ｂと、筒状拡径部１１ｃと、を含んで一体に形成されている。

筒状本体１１ａは、上下方向に長い円筒状に形成され、筒状カム１１の主要な外観を構成している。筒状本体１１ａの下部には、僅かに拡径する下側嵌合部１１ｄが形成されている。筒状嵌合部１１ｂは、筒状本体１１ａの上端部に上側段差部１１ｅを介して連設されている。筒状嵌合部１１ｂは、筒状本体１１ａと同一軸心を有し、筒状本体１１ａよりも小径に形成されている。筒状拡径部１１ｃは、筒状本体１１ａの下端部に下側段差部１１ｆを介して連設されている。筒状拡径部１１ｃは、筒状本体１１ａと同一軸心を有し、筒状本体１１ａよりも大径に形成されている。筒状拡径部１１ｃの下端面には、底面視で円環状の回転板３０が複数のネジＮ１によって固定されている。

筒状本体１１ａは、外筒本体１０ａの内部に遊挿されている。筒状嵌合部１１ｂは、バネ調整部１５の調整固定部１５ｂの内部に圧入されている。これにより、上記したバネ調整部１５は、外筒１０に回転可能に設けられると共に筒状カム１１に固定される。筒状拡径部１１ｃ（回転板３０）は、外筒拡径部１０ｂの内部に回転可能に支持されている。以上のように、筒状カム１１の上端部は、バネ調整部１５を介して外筒１０に軸支され、筒状カム１１の下端部は、外筒１０の外筒拡径部１０ｂ内に軸支される。これにより、筒状カム１１は、外筒１０を介して窓枠２側で軸周りに回転可能に設けられる。なお、バネ調整部１５の調整固定部１５ｂは、筒状本体１１ａの外径よりも大径、且つ、外筒本体１０ａの内径よりも小径に形成されている。

筒状カム１１は、長手方向に沿って中空内面に螺旋状に形成される螺旋カム３１を有している。螺旋カム３１は、長手（上下）方向全域に亘って形成されている。詳細な図示は省略するが、螺旋カム３１は、２条の螺旋を描くように形成されている。すなわち、筒状カム１１の内周面には、２本のカム溝（図示せず）が平行して螺旋状に凹設されている。

スライドロッド１２は、上下方向に長い中実円柱状（または中空円筒状）に形成されている。スライドロッド１２は、筒状カム１１と略同一長さに形成されている。スライドロッド１２は、フリクションダンパー１４および回転板３０を貫通して筒状カム１１の内部に挿入されている。スライドロッド１２は、筒状カム１１の内部に対して出し入れ可能に設けられている。

スライドロッド１２の下端部は、筒状カム１１の下端面から露出している。スライドロッド１２の下端部には、固定部材４０が取り付けられている。固定部材４０には、固定ボルト（図示せず）を貫通させるための固定穴４０ａが形成されている。固定穴４０ａを貫通した固定ボルトは、可動障子４の支持部４ｅに螺合する。これにより、スライドロッド１２は、可動障子４に固定される（図１および図２参照）。

スライドロッド１２の上端部には、螺旋カム３１に係合する一対のカム駆動ピン４１が設けられている。カム駆動部としての一対のカム駆動ピン４１は、スライドロッド１２の径方向外側に向けて互いに反対方向に延設されている。詳細な図示は省略するが、各カム駆動ピン４１の先端部は、相対的に２本のカム溝に係合可能な形状を成している。なお、各カム駆動ピン４１が回転板３０に開口した貫通穴３０ａの縁部に当接することで、スライドロッド１２は、筒状カム１１から脱落することがない。

付勢部材としての捩りバネ１３は、角線材で螺旋状に形成されている。捩りバネ１３は、筒状カム１１の外周面に巻回されて筒状カム１１と一体に回転可能に設けられている。捩りバネ１３の上端部は、バネ調整部１５の調整固定部１５ｂの外周面に固定されている。捩りバネ１３の上端部は、調整固定部１５ｂを介して筒状カム１１の筒状嵌合部１１ｂを締め付けている。捩りバネ１３の上端面は、上部取付板２０に当接している。捩りバネ１３の下端部は、筒状カム１１の下側嵌合部１１ｄの外周面に固定されている。捩りバネ１３の下端面は、筒状カム１１の下側段差部１１ｆに当接している。

フリクションダンパー１４は、円筒状に形成され、下部取付板２２と回転板３０との間に配設されている。フリクションダンパー１４と外筒１０の下部内周面との間には、上記したブッシュ２１が圧入されている。フリクションダンパー１４は、ダンパー本体１４ａと、軸受部材１４ｂと、を含んで構成されている。

ダンパー本体１４ａは、上下両端面を開放する略中空円筒状に形成されている。ダンパー本体１４ａの下面には、下部取付板２２に開口した貫通穴２２ａに嵌合する凸面部１４ｃが突設されている。ダンパー本体１４ａの内部には、ワンウェイクラッチ（図示せず）が内蔵されている。

軸受部材１４ｂは、上下両端面を開放する略中空円筒状に形成されている。軸受部材１４ｂは、ダンパー本体１４ａの軸心部に回転可能に設けられている。軸受部材１４ｂの上端部は、回転板３０の貫通穴３０ａを貫通し、回転板３０に固定されている。つまり、フリクションダンパー１４は、筒状カム１１を回転可能に支持している。上記したスライドロッド１２は、軸受部材１４ｂを上下方向に貫通している。すなわち、軸受部材１４ｂは、筒状カム１１と一体に回転すると共にスライドロッド１２を直動可能に貫通させている。

ダンパー本体１４ａに設けられたワンウェイクラッチは、一方に回転する軸受部材１４ｂにはトルクを作用させるが、他方に回転する軸受部材１４ｂにはトルクを作用させないように構成されている。

次に、図１ないし図４を参照して、バランサー５の作用について説明する。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。なお、引き続き、１つのバランサー５に着目して説明する。

作業者（またはユーザー）は、バネ調整部１５を軸周りに回転させることで捩りバネ１３のバネ荷重（付勢力）を調整することができる。例えば、図３に示すように、調整ダイヤル１５ａを一方に回転させると、筒状カム１１を介して捩りバネ１３が巻き締められる。これにより、捩りバネ１３のバネ荷重が増加する。また、例えば、調整ダイヤル１５ａを他方に回転させると、筒状カム１１を介して捩りバネ１３が巻き戻される。これにより、捩りバネ１３のバネ荷重が減少する。なお、バネ調整部１５には、調整した調整ダイヤル１５ａの角度を保持するための保持機構（図示せず）が設けられている。

次に、可動障子４を開放位置Ｐ２から閉鎖位置Ｐ１に向けて移動（下降）させる場合（閉鎖動作）について説明する。

ユーザーは、開放位置Ｐ２にある可動障子４の各取手部４ｄに手を掛けて、可動障子４を下降させる（図２の白抜き矢印参照）。すると、スライドロッド１２は、可動障子４に下端部を固定されているため、筒状カム１１に対して軸周りの回転を規制されつつ下方に直動する（図３の白抜き矢印参照）。なお、スライドロッド１２は、軸受部材１４ｂにガイドされつつ直動する。このとき、スライドロッド１２の各カム駆動ピン４１は、筒状カム１１の螺旋カム３１に沿って相対的に螺旋状に移動（回動）する。ここで、スライドロッド１２を下降させる力は、各カム駆動ピン４１と螺旋カム３１との当接部分に作用する。スライドロッド１２および筒状カム１１には、当該当接部分から互いに逆向きとなる軸周りの分力（反力）が作用する。これにより、可動障子４に固定されたスライドロッド１２は回転せず、外筒１０に軸支された筒状カム１１は軸周りに回転する。

筒状カム１１は、可動障子４を閉鎖する方向にスライドロッド１２を直動させることで一方に回転する（図４の実線矢印参照）。一方に回転する筒状カム１１は、捩りバネ１３を巻き締めてバネ荷重を増加させる。捩りバネ１３のバネ荷重は、筒状カム１１およびスライドロッド１２を介して可動障子４に作用する。すなわち、捩りバネ１３は、スライドロッド１２に対して可動障子４を開放する方向に付勢力を作用させる（図１および図２の破線矢印参照）。

フリクションダンパー１４の軸受部材１４ｂは、筒状カム１１と共に一方に回転する（図４の実線矢印参照）。このため、フリクションダンパー１４のダンパー本体１４ａ（ワンウェイクラッチ）は、軸受部材１４ｂを介して筒状カム１１にトルクを与える。したがって、ユーザーは、捩りバネ１３のバネ荷重とフリクションダンパー１４のトルクとに抗して可動障子４を下降させることになる。これにより、可動障子４が勢いよく下降することを抑制することができる。そして、可動障子４が閉鎖位置Ｐ１まで変位すると、障子錠４ｃによる施錠が可能になる。

続いて、可動障子４を閉鎖位置Ｐ１から開放位置Ｐ２に向けて移動（上昇）させる場合（開放動作）について説明する。なお、開放動作は、閉鎖動作の逆手順であるため、同様の説明は省略する。

ユーザーが閉鎖位置Ｐ１にある可動障子４を上昇させる（図１の白抜き矢印参照）と、スライドロッド１２は、筒状カム１１に対して軸周りの回転を規制されつつ上方に直動する。各カム駆動ピン４１は、スライドロッド１２の直動に伴って、螺旋カム３１に沿って相対的に移動して筒状カム１１を軸周りに回転させる。筒状カム１１は、可動障子４を開放する方向にスライドロッド１２を直動させることで他方に回転する（図４の破線矢印参照）。他方に回転する筒状カム１１は、捩りバネ１３を巻き戻してバネ荷重を減少させる。なお、捩りバネ１３は、開放位置Ｐ２に変位させた可動障子４にも上向き（開放する方向）の付勢力を作用させるように調整されている（図２の破線矢印参照）。

軸受部材１４ｂは筒状カム１１と共に他方に回転するため、ダンパー本体１４ａ（ワンウェイクラッチ）は、軸受部材１４ｂ（筒状カム１１）にトルクを与えない。これにより、ユーザーは可動障子４を容易に上昇させることができる。

以上のように、捩りバネ１３は、筒状カム１１内からスライドロッド１２を引き出すことで巻き締められ、筒状カム１１内にスライドロッド１２を押し入れることで巻き戻される。捩りバネ１３のバネ荷重と可動障子４の質量とが平衡を保つことで、可動障子４を小さな力で昇降させることができると共に、任意の高さで停止させることができる。

また、以上のように、フリクションダンパー１４は、可動障子４を閉鎖する場合に筒状カム１１にトルクを付与し、可動障子４を開放する場合に筒状カム１１にトルクを付与しない。ここで、例えば、地震等によってバランサー５に大きな外力が加わり、筒状カム１１（調整固定部１５ｂ（筒状嵌合部１１ｂ）や下側嵌合部１１ｄ）と捩りバネ１３との接続部分が破断した場合を考える。この場合、捩りバネ１３のバネ荷重が無くなるため、可動障子４は、自重によってスライドロッド１２と共に落下する。このとき、筒状カム１１は、スライドロッド１２の下降に伴って一方に回転し、フリクションダンパー１４からトルクを受ける。このため、可動障子４およびスライドロッド１２は、筒状カム１１を介してフリクションダンパー１４からトルクを受けながら、ゆっくりと下降する。

以上説明した第１実施形態に係るバランサー５によれば、地震等の非常時に捩りバネ１３がスライドロッドを付勢できない状態になると、スライドロッド１２は、可動障子４を閉鎖する方向に移動し、筒状カム１１を一方に回転させる。すると、筒状カム１１は、フリクションダンパー１４からトルクを受けるため、可動障子４を閉鎖する方向に移動するスライドロッド１２に負荷がかかる。フリクションダンパー１４は、軸受部材１４ｂを介して一方に回転する筒状カム１１にトルクを与えることでスライドロッド１２の直動を制限する。これにより、非常時において可動障子４が勢いよく閉まることを防止し、十分な安全性を担保することができる。

また、第１実施形態に係るバランサー５によれば、スライドロッド１２は、筒状カム１１に対して非回転状態で直動するため、単なる棒状に形成することができる。これにより、例えば、螺旋を成すように加工する場合に比べて、スライドロッド１２の加工を容易且つ安価に行うことができる。また、螺旋カム３１と各カム駆動ピン４１との間にグリス等の潤滑剤が介在していればよく、スライドロッド１２本体（カム駆動ピン４１以外の部分）には、潤滑剤を塗布する必要がない。これにより、潤滑剤の飛散を抑制することができる。なお、筒状カム１１の螺旋カム３１は、タップを使った既存の雌ネジ加工等を応用し、容易且つ安価に形成することができる。

ところで、各バランサー５は、窓枠２の縦枠２Ｌ，２Ｒに取り付けられ、カバー（図示せず）によって覆われることが多い。この点、第１実施形態に係るバランサー５によれば、外筒１０は、軸周りに回転する筒状カム１１を覆っているため、窓枠２等に設けられるカバーを省略することもできる。また、捩りバネ１３は、筒状カム１１の回転によって、障子の上下位置に応じたバネ荷重（付勢力）に変更され、可動障子４を任意の位置で停止させることができる。

また、第１実施形態に係るバランサー５によれば、バネ調整部１５は、筒状カム１１を介して捩りバネ１３を巻き締め可能に構成されている。ユーザーは、バネ調整部１５を操作することで、可動障子４の大きさや重さに応じて捩りバネ１３のバネ荷重（付勢力）を調整することができる。これにより、可動障子４に適切な付勢力を作用させることができる。

なお、第１実施形態に係るバランサー５は、窓枠２側に筒状カム１１（外筒１０）を設け、可動障子４にスライドロッド１２を固定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１において、バランサー５を上下逆さまの姿勢とし、窓枠２（各縦枠２Ｌ，２Ｒ）の上部にスライドロッド１２を固定し、可動障子４（各支持部４ｅ）に外筒１０（筒状カム１１）を固定してもよい。

次に、図５および図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るバランサー６について説明する。図５は上げ下げ窓１を示す正面図である。図６はバランサー６を示す断面図である。なお、第１実施形態に係るバランサー５と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図５に示すように、左右一対のバランサー６は、それぞれ、窓枠２の各縦枠２Ｌ，２Ｒの下側と可動障子４の各支持部４ｆとの間に架設されている。左右一対の支持部４ｆは、可動障子４の左右両縦框の上端部から左右方向外側に延設されている。つまり、可動障子４は、下方から各バランサー６によって支えられている。なお、左右一対のバランサー６は、同一構造であるため、以下、１つのバランサー６について説明する。また、以下の説明では、窓枠２等に取り付けられたバランサー６の姿勢を基準とする。

図６に示すように、バランサー６は、筒状カム５０と、スライドロッド５１と、付勢部材５２と、フリクションダンパー５３と、を含んで構成されている。筒状カム５０は、バランサー５の外装を構成している。スライドロッド５１は、筒状カム５０の内部に設けられている。付勢部材５２は、筒状カム５０およびスライドロッド５１の内部に設けられている。フリクションダンパー５３は、筒状カム５０の下部に固定されている。

筒状カム５０は、上下両端面を開放する略中空円筒状に形成されている。筒状カム５０は、可動障子４の高さと略同一長さに形成されている（図５参照）。筒状カム５０の内周面下部（下端面よりも上方）には、底面視で円環状の凸状部５０ａが径方向内側に向けて突設されている。凸状部５０ａの下端面には、底面視で円形状の回転板６０が複数のネジＮ２によって固定されている。

筒状カム５０の下部には、ブッシュ６１を外周面に密着させたフリクションダンパー５３（詳細は後述する）が設けられている。筒状カム５０の下端開口（スライドロッド５１の出し入れ側の逆側）には、回転板６０との間にブッシュ６１を挟んで略円環状の下部取付板６２が取り付けられている。下部取付板６２は、ブッシュ６１を介して筒状カム５０を回転可能に支持すると共に、フリクションダンパー５３を固定する。筒状カム５０の上端開口には、平面視で略円環状の上部取付板６３が取り付けられている。上部取付板６３の上面には、キャップ６４が固定されている。キャップ６４は、上部取付板６３に開口した貫通穴６３ａを貫通して筒状カム５０の上端開口に相対回転可能に嵌合している。なお、キャップ６４には、筒状カム５０の内部に連通する連通穴６４ａが形成されている。

下部取付板６２と上部取付板６３とは、それぞれ、窓枠２の縦枠２Ｌ（２Ｒ）に固定されている。これにより、筒状カム５０は、可動障子４の移動方向に沿うように縦枠２Ｌ（２Ｒ）の下側に取り付けられる（図５参照）。また、筒状カム５０の下端部は、ブッシュ６１に軸支され、筒状カム５０の上端部は、キャップ６４に軸支される。これにより、筒状カム５０は、窓枠２の下側で軸周りに回転可能に設けられる。

筒状カム５０の中空内面には、２条の螺旋を描く螺旋カム６５が形成されている。螺旋カム６５は、筒状カム５０の上端部と凸状部５０ａとの間に形成されている。

スライドロッド５１は、上下方向に長い中空円筒状に形成されている。スライドロッド５１は、筒状カム５０と略同一長さに形成されている。スライドロッド５１は、キャップ６４の連通穴６４ａから筒状カム５０内に挿入され、出し入れ可能に設けられている。

スライドロッド５１の上端部には、固定部材７０（固定穴７０ａ付き）が取り付けられている。固定穴７０ａを貫通した固定ボルト（図示せず）は、可動障子４の支持部４ｆに螺合する。これにより、スライドロッド５１は、可動障子４に固定される（図５参照）。

スライドロッド５１の下端部には、螺旋カム６５に係合する一対のカム駆動ピン７１が設けられている。一対のカム駆動ピン７１は、スライドロッド５１の径方向外側に向けて互いに反対方向に延設されている。なお、各カム駆動ピン７１がキャップ６４の連通穴６４ａの縁部に当接することで、スライドロッド５１は、筒状カム５０から脱落することがない。

付勢部材５２は、筒状カム５０とスライドロッド５１との間に架設されている。詳細には、付勢部材５２の下端面は、筒状カム５０の凸状部５０ａの内側に挿入されて回転板６０の上面に当接している。一方、付勢部材５２の上端面は、スライドロッド５１の中空部に挿入されて当該中空部の天面５１ａに当接している。付勢部材５２は、回転板６０の上面を受けとして、スライドロッド５１を筒状カム５０内から押し出す方向に付勢する。なお、天面５１ａは、固定部材７０の近傍に位置している。

付勢部材５２は、外径の異なる複数の圧縮コイルバネを径方向に重ねて形成されている。また、付勢部材５２は、複数の圧縮コイルバネを直列に接続して形成されている。詳細には、付勢部材５２は、第１バネ群８０と、第２バネ群８１と、を有している。第１バネ群８０は、２本の第１圧縮コイルバネ８０ａ（バネ定数ｋ１）を上下方向に連結して構成されている。同様に、第２バネ群８１は、２本の第２圧縮コイルバネ８１ａ（バネ定数ｋ２（≠ｋ１））を上下方向に連結して構成されている。各第２圧縮コイルバネ８１ａの外径は、各第１圧縮コイルバネ８０ａの外径よりも小さく形成されている。そして、第２バネ群８１は、第１バネ群８０の内側に配置されている。なお、各圧縮コイルバネ８０ａ，８１ａの長さは、スライドロッド５１を最大位置まで引き出した場合に、圧縮された状態となる（自然長にならない）ように設定されている。

フリクションダンパー５３は、円筒状に形成され、下部取付板６２と回転板６０との間に配設されている。フリクションダンパー５３と筒状カム５０の下部内周面との間には、上記したブッシュ６１が介設されている。フリクションダンパー５３は、ダンパー本体５３ａと、軸部材５３ｂと、を含んで構成されている。

ダンパー本体５３ａは、第１実施形態のダンパー本体１４ａと略同一構造を有している。ダンパー本体５３ａは、下部取付板６２に開口した貫通穴６２ａに凸面部５３ｃを嵌合させ、下部取付板６２に固定されている。

軸部材５３ｂは、円柱状に形成され、ダンパー本体１４ａの軸心部に回転可能に設けられている。軸部材５３ｂの上端部は、回転板６０に開口した貫通穴６０ａを貫通し、回転板６０に固定されている。つまり、軸部材５３ｂは、筒状カム１１と一体に回転する。ダンパー本体５３ａに設けられたワンウェイクラッチは、一方に回転する軸部材５３ｂにはトルクを作用させるが、他方に回転する軸部材５３ｂにはトルクを作用させないように構成されている。

次に、図５ないし図７を参照して、可動障子４を開放位置Ｐ２から閉鎖位置Ｐ１に向けて移動（下降）させる場合（閉鎖動作）について説明する。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。なお、引き続き、１つのバランサー６に着目して説明する。

ユーザーは、開放位置Ｐ２にある可動障子４の各取手部４ｄに手を掛けて、可動障子４を下降させる（図５の下向き白抜き矢印参照）。すると、可動障子４に固定されたスライドロッド５１は、付勢部材５２の付勢力（バネ荷重）に抗して、軸周りの回転を規制されつつ下方に直動する（図６の下向き白抜き矢印参照）。このとき、スライドロッド５１の各カム駆動ピン７１は、筒状カム５０の螺旋カム６５に沿って相対的に螺旋状に移動する。これにより、スライドロッド５１は非回転状態で直動し、筒状カム５０は軸周り（一方）に回転する（図７の実線矢印参照）。なお、付勢部材５２（各バネ群８０，８１）の下端面は、回転板６０に対して相対的に摺動する。

付勢部材５２（各バネ群８０，８１）は、たわみの増加に略比例してバネ荷重を増加させる。付勢部材５２のバネ荷重は、スライドロッド５１を介して可動障子４を開放する方向に作用する（図５の破線矢印参照）。

軸部材５３ｂは筒状カム５０と共に一方に回転するため（図７の実線矢印参照）、ダンパー本体５３ａ（ワンウェイクラッチ）は、軸部材５３ｂを介して筒状カム５０にトルクを与える。したがって、ユーザーは、付勢部材５２のバネ荷重とフリクションダンパー５３のトルクとに抗して可動障子４を下降させることになる。

続いて、可動障子４を閉鎖位置Ｐ１から開放位置Ｐ２に向けて移動（上昇）させる場合（開放動作）について説明する。なお、開放動作は、閉鎖動作の逆手順であるため、同様の説明は省略する。

ユーザーが閉鎖位置Ｐ１にある可動障子４を上昇させる（図５の上向き白抜き矢印参照）と、スライドロッド５１は、付勢部材５２の付勢力（バネ荷重）に補助されながら、非回転状態で上方に直動する（図６の上向き白抜き矢印参照）。筒状カム５０は、軸周り（他方）に回転する（図７の破線矢印参照）。軸部材５３ｂは筒状カム５０と共に他方に回転するため（図７の破線矢印参照）、ダンパー本体５３ａ（ワンウェイクラッチ）は、軸部材５３ｂ（筒状カム５０）にトルクを与えない。なお、付勢部材５２は、開放位置Ｐ２に変位させた可動障子４にも上向き（開放する方向）の付勢力を作用させるように設定されている。

以上のように、付勢部材５２のバネ荷重と可動障子４の質量とが平衡を保つことで、可動障子４を小さな力で昇降させることができると共に、任意の高さで停止させることができる。

以上説明した第２実施形態に係るバランサー６によれば、第１実施形態に係るバランサー５と同様の作用効果を奏することができる。また、フリクションダンパー５３は、軸部材５３ｂを介して一方に回転する筒状カム５０にトルクを与えることでスライドロッド５１の直動を制限する。これにより、可動障子４が勢いよく閉鎖されることを防止することができる。また、付勢部材５２は、筒状カム５０（回転板６０）を受けにしてスライドロッド５１を直接押し出すことができる。これにより、可動障子４の開放動作を補助することができる。

また、第２実施形態に係るバランサー６によれば、バネ定数が同じ２本の第１圧縮コイルバネ８０ａを直列に接続して第１バネ群８０を構成しているため、第１バネ群８０の合成バネ定数は、１本の第１圧縮コイルバネ８０ａのバネ定数ｋ１の半分になる。同様に、第２バネ群８１の合成バネ定数も、１本の第２圧縮コイルバネ８１ａのバネ定数ｋ２の半分になる。このため、各圧縮コイルバネ８０ａ，８１ａの外径を細くしてバネ荷重を向上させた付勢部材５２（各バネ群８０，８１）を構成することができる。また、付勢部材５２が内設される筒状カム５０を細く形成することができる。これにより、バランサー６の小型化を図ることができると共にバランサー６の取り付けスペースを縮小することもできる。

また、第２実施形態に係るバランサー６によれば、第１圧縮コイルバネ８０ａ（第１バネ群８０）と第２圧縮コイルバネ８１ａ（第２バネ群８１）とを径方向に重ねることで、付勢部材５２のバネ荷重を向上させることができる。

なお、第２実施形態に係るバランサー６は、合計４本の圧縮コイルバネ８０ａ，８１ａによって付勢部材５２を構成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、付勢部材５２は、１本の圧縮コイルバネで構成されていてもよい。また、例えば、付勢部材５２は、直列に接続せずに、外径の異なる２本の圧縮コイルバネを径方向に重ねてもよい。また、例えば、付勢部材５２は、第１バネ群８０と第２バネ群８１のいずれか一方のみで構成されていてもよい。

なお、第２実施形態に係るバランサー６は、２本の圧縮コイルバネ８０ａ，８１ａによって各バネ群８０，８１を構成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、２本以上の第１圧縮コイルバネ８０ａ（または２本の第２圧縮コイルバネ８１ａ）を直列に接続してもよい。また、例えば、直列に接続する２本の第１圧縮コイルバネ８０ａ（または２本の第２圧縮コイルバネ８１ａ）は、各々異なるバネ定数であってもよい。また、例えば、第１圧縮コイルバネ８０ａと第２圧縮コイルバネ８１ａとは、同一のバネ定数でもあってもよい。

なお、第２実施形態に係るバランサー６は、窓枠２側に筒状カム５０を設け、可動障子４にスライドロッド５１を固定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５において、バランサー６を上下逆さまの姿勢とし、窓枠２（各縦枠２Ｌ，２Ｒ）の下部にスライドロッド５１を固定し、可動障子４（各支持部４ｆ）に筒状カム５０を回動可能に支持させてもよい。

なお、第１および第２実施形態に係るバランサー５，６は、２条の螺旋を描く螺旋カム３１，６５を備えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、螺旋カム３１，６５を１条の螺旋で構成してもよいし、２条以上の多条の螺旋で構成してもよい。

なお、第１および第２実施形態に係る上げ下げ窓１は、１枚の可動障子４を備えていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、固定障子３に代えて、２枚の可動障子４が、窓枠２に装着されていてもよい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るバランサーおよびこれを備える上げ下げ窓における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組み合わせが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ 上げ下げ窓
２ 窓枠
２Ｌ，２Ｒ 縦枠
４ 可動障子（障子）
５，６ バランサー
１０ 外筒
１１，５０ 筒状カム
１２，５１ スライドロッド
１３ 捩りバネ（付勢部材）
１４，５３ フリクションダンパー
１４ｂ 軸受部材
１５ バネ調整部
３１，６５ 螺旋カム
４１，７１ カム駆動ピン（カム駆動部）
５２ 付勢部材
５３ｂ 軸部材
６２ 下部取付板（取付部）

Claims (7)

1. 軸心を中空に形成され、窓枠と前記窓枠に開閉可能に装着される障子のいずれか一方側に設けられる筒状カムと、
   前記筒状カムの内部に対して出し入れ可能に設けられ、前記窓枠と前記障子のいずれか他方に固定されるスライドロッドと、
   前記スライドロッドに対して前記障子を開放する方向に付勢力を作用させる付勢部材と、
   前記筒状カムを回転可能に支持するフリクションダンパーと、を備え、
   前記スライドロッドは、前記筒状カムに対して軸周りの回転を規制されつつ直動可能に設けられ、
   前記筒状カムは、前記障子を閉鎖する方向に前記スライドロッドを直動させることで一方に回転し、前記障子を開放する方向に前記スライドロッドを直動させることで他方に回転し、
   前記フリクションダンパーは、一方に回転する前記筒状カムにトルクを与えると共に他方に回転する前記筒状カムにトルクを与えないことを特徴とするバランサー。
2. 前記筒状カムは、長手方向に沿って中空内面に螺旋状に形成される螺旋カムを有し、
   前記スライドロッドは、前記螺旋カムに係合するカム駆動部を有し、
   前記カム駆動部は、前記スライドロッドの直動に伴って、前記螺旋カムに沿って相対的に移動して前記筒状カムを軸周りに回転させることを特徴とする請求項１に記載のバランサー。
3. 前記筒状カムを回転可能に内包すると共に前記フリクションダンパーを固定する外筒を更に備え、
   前記フリクションダンパーには、前記筒状カムと一体に回転すると共に前記スライドロッドを直動可能に貫通させる軸受部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバランサー。
4. 前記付勢部材は、前記筒状カムの外周面に巻回されて前記筒状カムと一体に回転可能に設けられる捩りバネであって、前記筒状カム内から前記スライドロッドを引き出すことで巻き締められ、前記筒状カム内に前記スライドロッドを押し入れることで巻き戻されることを特徴とする請求項３に記載のバランサー。
5. 前記筒状カムにおいて前記スライドロッドの出し入れ側の逆側に設けられ、前記筒状カムを回転可能に支持すると共に前記フリクションダンパーを固定する取付部を更に備え、
   前記フリクションダンパーには、前記筒状カムと一体に回転する軸部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバランサー。
6. 前記付勢部材は、前記筒状カムの内部に設けられ、前記スライドロッドを前記筒状カム内から押し出す方向に付勢することを特徴とする請求項５に記載のバランサー。
7. 窓枠内で上下方向に移動可能に装着された障子と、
   前記窓枠の縦枠に沿って設けられる請求項１ないし６のいずれかに記載のバランサーと、を備えていることを特徴とする上げ下げ窓。

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