JP2018003286A - 後付開閉体駆動装置 - Google Patents

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Akihiro Kai
晶寛 甲斐
信輔 伊藤
Shinsuke Ito
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Abstract

【課題】開閉体を手動で開閉動作させて開口部を開閉する既設の手動式開閉装置に対して、開閉体を電動で開閉動作させる機能を比較的簡便に追加できる後付開閉体駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】駆動源41にて移動体30を移動方向に移動させる相対移動機構部40と、開閉体2dと移動体30とを連結する連結機構部50とを備え、連結機構部50は、アーム部53及び移動体30のいずれか一方に設けられ、アーム部53と移動体30とを回転可能に連結するとともにアーム部53と移動体30とが一体となって移動する支点部51と、アーム部53の一端に設けられ開閉体2dに形成された被係合部2d3と係合する係合部52と、アーム部53の他端に設けられ移動体30が開方向に移動する際に、開方向への移動を規制する当接部開方向ストッパ13と当接可能である当接部54と、を有する。【選択図】 図2A

Description

本発明は、後付開閉体駆動装置に関する。
後付開閉体駆動装置は、開閉体を手動にて移動させて開口部を開閉可能にする既設の手動式開閉装置に対して、開閉体を電動にて移動させる機能を追加するものである。後付開閉体駆動装置の一形態として、特許文献1に示されているものが知られている。後付開閉体駆動装置(開閉装置用後付け駆動ユニット)は、特許文献1の図1乃至図3に示すように、電動機である回転駆動体20、回転駆動体20の出力軸21に接続可能な駆動回転体11、駆動回転体11から回転力を伝達されて回転する従動回転体12、および、駆動回転体11および従動回転体12を回転可能に支持するベース部材13を備えている。従動回転体12は、既設の手動式の開閉装置1に対して、開閉装置1の開閉体の開閉動作に伴って回転する部位に連結されるように構成されている。また、ベース部材13は、開閉装置1における開閉動作に伴って動かない部位である不動部位に対して固定されている。このように、後付開閉体駆動装置を、既設の手動式の開閉装置1に組み込むことにより、回転駆動体20の駆動力によって開閉体を電動にて開閉動作させることができる。
特開2008−138399号公報
しかしながら、上述した特許文献1の後付開閉体駆動装置を開閉装置1に組み込むためには、開閉装置1を分解する必要がある。また、開閉装置1を分解するには、専門的知識を有する専門業者等による工事が必要である。よって、開閉装置1に対する後付開閉体駆動装置の組み込みは、作業時間が比較的長くなるとともに、作業コストが比較的高くなる。又、開口部の視認性や屋外からの見栄えを向上できる後付開閉体駆動装置が望まれていた。
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、開閉体を手動にて開閉動作させて開口部を開閉する既設の手動式開閉装置に対して、開閉体を電動にて開閉動作させる機能を比較的簡便に追加することができる後付開閉体駆動装置を提供することを目的とする。
本発明に係る後付開閉体駆動装置は、開閉体を手動にて開方向及び閉方向の移動方向へ移動させることにより開口部を開閉可能とする既設の手動式開閉装置に対して、前記開閉体を電動にて移動させる機能を追加する後付開閉体駆動装置であって、前記開閉体の前記移動方向に沿って延びるように形成され、前記開口部を形成する枠部に固定された柱部材と、前記移動方向に沿って移動可能となるように前記柱部材に配設された移動体と、前記移動体を移動させる駆動源を備えるとともに、前記駆動源の駆動力によって前記移動体を前記柱部材に対して相対的に前記移動方向に移動させる相対移動機構部と、前記開閉体と前記移動体とを連結する連結機構部と、前記駆動源を制御して、前記移動体を前記移動方向へ移動させる制御部と、を備え、前記連結機構部は、細長く形成されたアーム部と、前記アーム部および前記移動体のいずれか一方に設けられ、かつ、前記アーム部と前記移動体とを回転可能に連結するとともに前記アーム部と前記移動体とが一体となって移動する支点部と、前記アーム部の一端部に設けられかつ前記開閉体に形成された被係合部と係合する係合部と、前記アーム部の他端部に設けられ、かつ、前記移動体が前記開方向または前記閉方向に移動する際に、前記柱部材側に設けられて前記開方向への移動を規制する当接部開方向ストッパまたは前記閉方向への移動を規制する当接部閉方向ストッパと当接可能である当接部と、から構成されることを要旨とする。
これによれば、後付開閉体駆動装置は、移動体を柱部材に配設し、柱部材を枠部に固定して、係合部を被係合部に係合させることにより、既設の手動式開閉装置に取り付けられる。よって、後付開閉体駆動装置は、手動式開閉装置を分解せずに取り付けられる。したがって、後付開閉体駆動装置は、既設の手動式開閉装置に対して、従来の後付開閉体駆動装置のように手動式開閉装置を分解して組み込む場合と比べて、開閉体を電動にて移動させる機能を簡便に追加することができる。開閉体と移動体とを連結する連結機構部は、その当接部、支点部、係合部が、てこの原理における支点、力点、作用点として作動する。従って、てこの原理の作用点として作動する係合部に係合した開閉体を、開方向又は閉方向に引き寄せることができる。これにより、開口部の視認性や屋外からの見栄えも向上することができる。
本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置が、既設の手動式開閉装置に取り付けられた状態を示す斜視図である。なお、図1に示す開閉体は、開口部の下半分を開放した状態である。 移動体及び連結機構部における開方向への移動及び移動体の上限位置での状態を示す正面図である。 移動体及び連結機構部における閉方向への移動及び移動体の下限位置での状態を示す正面図である。 移動体と連結機構部の部品展開図である。 移動体に連結機構部を取付けた状態を示す正面図である。 移動体に連結機構部を取付けた状態を示す平面図である。 本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置における移動体の上限位置でのシャッタの下端の上限位置と参考例に係る後付開閉体駆動装置における移動体の上限位置でのシャッタの下端の上限位置との対比を示す正面図である。 本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置における移動体の下限位置でのシャッタの下端の下限位置と参考例に係る後付開閉体駆動装置における移動体の下限位置でのシャッタの下端の下限位置との対比を示す正面図である。 本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置における移動体の上限位置でのシャッタの下端の上限位置と参考例に係る後付開閉体駆動装置における移動体の上限位置でのシャッタの下端の下限位置との対比を示す側面図である。 図4及び図5に示した参考例に係る後付開閉体駆動装置における移動体と係合部との構成を示す正面図である。 図4及び図5に示した参考例に係る後付開閉体駆動装置における移動体と係合部との構成を示す平面図である。 本発明による第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置における相対移動機構部及び連結機構部を示す説明図である。
(第一実施形態)
以下、本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1について説明する。後付開閉体駆動装置1は、開閉体2dを手動にて移動させることにより建物の開口部を開閉可能とする既設の手動式開閉装置2に対して、開閉体2dを電動にて移動させる機能を追加するものである。建物は、例えば家屋である。開口部は、建物の外壁の一部が開放された部分である。開口部は、方形状の枠部3を有している。枠部3には、後述するサッシ4a、4bおよび網戸5が枠部3に対して移動可能かつ着脱可能に取付けられている(図1および図5参照)。
なお、本明細書においては説明の便宜上、図1における上側および下側をそれぞれ後付開閉体駆動装置1の上方および下方とし、同じく左下側および右上側をそれぞれ後付開閉体駆動装置1の左方および右方とし、同じく左上側および右下側を、それぞれ後方(屋内側)および前方(屋外側)として説明する。図1、図2A、図2B、図3A、図4A、図4B、図5には、各方向を示す矢印を示している。
手動式開閉装置2は、開閉体2dを手動にて上方向(開方向)及び下方向(閉方向)に移動されることにより、開口部を開閉可能とするものである。開閉体2dは、シャッタである。手動式開閉装置2は、図1に示すように、開口部を屋外側から開閉体2d(以下、シャッタ2dとする。)にて覆うことができるように、開口部の屋外側すなわち建物の外壁に設置されている。手動式開閉装置2は、支持部材2a、一対の縦支柱2b、収納部材2cおよびシャッタ2dを備えている。
支持部材2aは、枠部3の下方に配設され、縦支柱2bを支持するものである。
縦支柱2bは、枠部3の両側方それぞれに支持部材2aから上方に延びるように配設され、シャッタ2dを移動方向(開閉方向)に案内するものである。
収納部材2cは、枠部3の上方に縦支柱2bに支持されて配設され、シャッタ2dが開口部を開状態とする場合、上方向(開方向)に移動されたシャッタ2dを巻き取ることによってシャッタ2dを収納するものである。
シャッタ2dは、スラット2d1を上下方向に複数並べることにより形成されている。スラット2d1は、同一の断面形状(図4参照)にて左右方向に沿って延びるように形成されている。スラット2d1の上端および下端には、他のスラット2d1が相対的に回動可能に連結されている。シャッタ2dの下端には、座板2d2が取付けられている。座板2d2は、同一の断面形状(図4参照)にて左右方向に沿って延びるように形成されている。
また、座板2d2には、図5に示すように、後付開閉体駆動装置1の係合部52(後述する)と係合する被係合部2d3が形成されている。被係合部2d3は、座板2d2の上端部にて、スラット2d1より後方に突出する断面L字状に形成されている。
さらに、枠部3には、図1および図5に示すように、建具、例えばサッシ4a、4bおよび網戸5が配設されている。
サッシ4a、4bは、シャッタ2dより屋内側に配置され、開口部を開放可能とするものである。サッシ4a、4bは、一対の引き違い式のサッシであり、左右方向にスライド移動するものである。各サッシ4a、4bは、開口部の左右方向約半分を塞ぐ大きさおよび形状となっている。サッシ4a、4bは、例えば、アルミ等で製作される窓枠にガラス等をはめ込んで構成されている。
網戸5は、シャッタ2dとサッシ4a、4bとの間に配設され、左右方向にスライド移動するものである。網戸5は、開口部の左右方向約半分を塞ぐ大きさおよび形状となっている。網戸5は、例えば、アルミ等で製作される枠に網をはめ込んで構成されている。
後付開閉体駆動装置1は、枠部3に、網戸5とシャッタ2dとの間にて取り付けられる(図1および図5参照)。後付開閉体駆動装置1は、図1、図2A及び図2Bに示すように、柱部材10、移動体30、相対移動機構部40、連結機構部50、制御部70及び操作部(図示略)を備えている。
(柱部材)
柱部材10は、図1に示すように、網戸5とシャッタ2dとの間に、シャッタ2dの移動方向(上下方向)に沿って延びるように配設されたものである。柱部材10は、上下方向に沿って延びる直方体状に形成されている。柱部材10は、例えばアルミニウム等の金属材料を押出成形やプレス成形することにより形成されている。
柱部材10の前側には、上下方向に沿って延びる隙間が形成され(図1参照)、この隙間は、移動体30を上下方向に案内するガイド部10aを構成している(後述する)。
(移動体)
移動体30は、柱部材10に、シャッタ2dの移動方向(上下方向)に沿って移動可能に配設されている。移動体30は、具体的には、柱部材10のガイド部10aに沿って移動する。移動体30は、図3Aに示す如く、長手状のベルト部材44の両端44a、44bを繋ぎ合わせてベルト部材44の厚み方向に挟んで一体的に結合して、ベルト部材44を環状に形成する板状のクランプ部材31、32にて構成される。この構成にて移動体30はベルト部材44に固定される。クランプ部材31とクランプ部材32とは、図3Aに示す如く、締め付け部材33、例えば複数の締め付けボルトにて、締め付けられることにより、ベルト部材44の両端44a、44bがクランプ部材31、32から抜け出ることが防止されている。
クランプ部材31及びクランプ部材32の内の少なくとも一方において、例えば、図3Aに示す如く、クランプ部材32において、ベルト部材44と対向する面には、凹凸部34が形成されて、クランプ部材31及びクランプ部材32とベルト部材44との摩擦係合を強めて、クランプ部材31及びクランプ部材32からベルト部材44を抜け出にくくしている。
移動体30の上方向(開方向)の移動は、上側滑車43a(後述する)への干渉を避けるために、図2Aに示す如く、柱部材10の上部に設けられた移動体開方向ストッパ11に移動体30の上端が係止されることにより規制され、移動体30を示す図2Aの実線は、移動体30の上限位置を示す。
移動体30の下方向(閉方向)の移動は、下側滑車43b(後述する)への干渉を避けるために、図2Bに示す如く、柱部材10の下部に設けられた移動体閉方向ストッパ12に移動体30の下端が係止されることにより規制され、移動体30を示す図2Bの実線は、移動体30の下限位置を示す。
(相対移動機構部)
相対移動機構部40は、移動体30を柱部材10に対して相対的に移動方向(上下方向)に沿って移動させるものである。相対移動機構部40は、具体的には、柱部材10及び柱部材10上端部に設けられ柱部材10と固定された駆動ボックスの60の内部に配設され、図2A及び図2Bに示すように、モータ41(本発明の駆動源に相当)、減速機構部42、二つの滑車43a、43bおよびベルト部材44を備えている。
モータ41は、移動体30を移動させるものであり、駆動ボックス60に固定されている。モータ41は、例えば直流電力によって回転駆動する直流式電動機である。
減速機構部42は、モータ41の出力軸の回転速度を減速させるとともに、滑車43a、43b(本発明の駆動プーリに相当)を回転駆動させるものである。減速機構部42は、駆動ボックス60に固定されている。
滑車43a、43bは、具体的には、柱部材10内部の上端部に配設された上側滑車43aおよび、柱部材10内部の下端部に配設された下側滑車43bである。
滑車43a、43bには、ベルト部材44がかけられており、上側滑車43aの回転駆動により、下側滑車43bが回転する。また、柱部材10には、下側滑車43bを下方に向けて付勢することにより、ベルト部材44の張力を調整可能な張力調整機構部45(図2B参照)が収容されている。また、上側滑車43aの回転数を検出する回転数検出部(図示略)が駆動ボックス60の内部に設けられている。回転数検出部は、検出結果を駆動ボックス60の内部に設けられた制御部70に送信するようになっている。
ベルト部材44は、図3Aに示す如く、滑車43a、43bにかけられる内周側の片面に歯切りしたラック44cが設けられた環状のベルトであり、滑車43a、43bは、そのラック44cと噛み合う歯を有するピニオンにて構成される。上側滑車43aの回転駆動により、ベルト部材44が回転する。ベルト部材44には、上述したように、移動体30が固定されている。ベルト部材44の回転により、移動体30が柱部材10に対して相対的に上下方向に移動可能となっている。
(連結機構部)
連結機構部50は、移動体30とシャッタ2dとを連結するものである。連結機構部50は、図3A、図3B及び図3Cに示すように、細長く形成された板状のアーム部53と、アーム部53に設けられ、かつアーム部53と移動体30とを回転可能に連結するとともにアーム部53と移動体30とが一体となって移動する支点部51を有する。
アーム部53の一端部53aには、シャッタ2dに形成された被係合部2d3と係合する係合部52が設けられる。アーム部53の他端部53bには、移動体30が開方向または閉方向に移動する際に、柱部材10側に設けられて開方向への移動を規制する当接部開方向ストッパ13(図2A参照)または閉方向への移動を規制する当接部閉方向ストッパ14(図2B参照)と当接可能である当接部54が設けられる。この構成により、連結機構部50は、その当接部54、支点部51、係合部52が、てこの原理における支点、力点、作用点として作動する。
当接部開方向ストッパ13は、図2Aに示す如く、柱部材10の上部における開方向の所定位置に設けられている。なお、当接部開方向ストッパ13に対して、図2Aに示す如く、前述の移動体開方向ストッパ11は、当接部開方向ストッパ13よりも上方向(開方向)の位置に設けられた関係にある。
移動体30を柱部材10に対して開方向(図2Aの上方向)に移動させると、当接部54が、当接部開方向ストッパ13に当接し、その当接により、アーム部53は、当接部54、支点部51、係合部52が、てこの原理における支点、力点、作用点として作動し、力点である支点部51の開方向(図2Aの上方向)への移動に伴い、当接部54を支点とするアーム部53の時計方向(図2A)の回転が開始される。この当接部54を支点とするアーム部53の時計方向の回転において、てこの原理により、作用点である係合部52の開方向(図2Aの上方向)への移動量が、力点である支点部51の開方向(図2Aの上方向)への移動量よりも大きい。従って、てこの原理により、開方向(図2Aの上方向)へ移動量が力点である支点部51よりも大きいアーム部53の係合部52を介してシャッタ2dを開方向(図2Aの上方向)へ引き寄せる(引き上げる)ことができる。
なお、てこの原理におけるアーム部53の回転によるシャッタ2dの開方向(上方向)の引き寄せ(引き上げ)は、アーム部53の長さやアーム部53の当接部54と当接部開方向ストッパ13との当接位置により調整可能である。従ってアーム部53の回転によるシャッタ2dの引き上げの調整は、例えば、長さの異なるアーム部53を複数個用意して、その中から選択して行うことができる。
当接部閉方向ストッパ14は、図2Bに示す如く、柱部材10の下部における閉方向の所定位置に設けられている。なお、当接部閉方向ストッパ14に対して、図2Bに示す如く、前述の移動体閉方向ストッパ12は、当接部閉方向ストッパ14よりも下方向(閉方向)の位置に設けられた関係にある。
移動体30を柱部材10に対して閉方向(図2Bの下方向)に移動させると、当接部54が、当接部閉方向ストッパ14に当接し、その当接により、アーム部53は、当接部54、支点部51、係合部52が、てこの原理における支点、力点、作用点として作動し、力点である支点部51の閉方向(図2Bの下方向)への移動に伴い、当接部54を支点とするアーム部53の反時計方向(図2B)の回転が開始される。この当接部54を支点とするアーム部53の時計方向の回転において、てこの原理により、作用点である係合部52の閉方向(図2Bの下方向)への移動量が、力点である支点部51の閉方向(図2Bの下方向)への移動量よりも大きい。従って、てこの原理により、閉方向(図2Bの下方向)の移動量が力点である支点部51よりも大きいアーム部53の係合部52を介してシャッタ2dを閉方向(図2Bの下方向)へ引き寄せる(引き下げる)ことができる。
図3Aに示す如く、アーム部53の取り付け穴57aには、当接部54を支点するアーム部53の回転を規制する回転規制ピン57が設けられる。回転規制ピン57は、柱部材10の側壁10b(図1参照)に係止されることにより、当接部54を支点するアーム部53の時計方向の回転及びアーム部53の反時計方向の回転が規制される。
制御部70によるモータ41の制御により、アーム部53の当接部54が当接部開方向ストッパ13と当接した後も、図2Aの実線に示す如く、移動体30を上方向(開方向)へ移動させて、当接部54を支点するアーム部53の時計方向(図2A)への回転により、前述のてこの原理にて、係合部52を介してシャッタ2dを開方向(図2Aの上方向)へ引き寄せる(引き上げる)。移動体30の上方向(開方向)の移動は、前述の如く、移動体開方向ストッパ11に移動体30の上端が係止されることにより規制され、図2Aの実線にて示される移動体30の上限位置にて、シャッタ2dが、上限位置に至る。この移動体30が上限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の上限位置に相当する座板2d2の下端位置を、図2AのX1にて示す。
同様に、制御部70によるモータ41の制御により、アーム部53の当接部54が当接部閉方向ストッパ14と当接した後も、図2Bの実線に示す如く、移動体30を下方向(閉方向)へ移動させて、当接部54を支点するアーム部53の反時計方向(図2B)への回転により、前述のてこの原理にて、係合部52を介してシャッタ2dを閉方向(図2Bの下方向)へ引き寄せる(引き下げる)。移動体30の下方向(閉方向)の移動は、前述の如く、移動体閉方向ストッパ12に移動体30の下端が係止されることにより規制され、図2Bの実線にて示される移動体30の下限位置にて、シャッタ2dの下端が、下限位置に至る。この移動体30が下限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の下限位置に相当する座板2d2の下端位置を、図2BのY1にて示す。
アーム部53の支点部51は、図3Aに示す如く、クランプ部材31の装着穴31aに取付けられている頭付きの軸である。支点部51は、アーム部53の長手方向の中央部付近に設けた支承穴53cに通されて、アーム部53の移動体30に対する回転中心として作用するとともに、アーム部53と移動体30とが一体となって移動させる作用をする。
アーム部53の支点部51は、図3Cに示す如く、アーム部53とクランプ部材31との隙間に位置する部分51aが、柱部材10のガイド部10aに嵌る様に設けられる。柱部材10のガイド部10aと支点部51の部分51aとにより、移動体30を上下方向に案内する。
アーム部53の他端部53bに設けられた当接部54は、回転自在なローラ54aで構成される。ローラ54aは、当接部開方向ストッパ13及び当接部閉方向ストッパ14と当接可能である。ローラ54aは、図3Aに示す如く、当接部54に設けられた支承穴54bに通された頭付きのピン54cが、ローラ54aに設けられた支承穴54a1に通されている。ローラ54aは、ピン54cを回転中心として、アーム部53に対して回転自在である。ローラ54aにおけるピン54cからの抜け止めは、ピン54cに装着されたEリング54dにて行われる。
当接部開方向ストッパ13及び当接部閉方向ストッパ14と当接するアーム部53の当接部54における当接位置は、アーム部53の回転に伴い変化するが、その当接位置の変化をローラ54aの回転にて円滑に行うことができる。
係合部52は、図3Aに示すごとく、前方向を開放する断面コの字状に、かつ、左右方向に延びる板状に形成されている。図5に示す如く、係合部52の内側に被係合部2d3が位置することにより、係合部52と被係合部2d3が係合する。係合部52とアーム部53の一端部53aとのいずれか一方に長穴55が設けられ、係合部52とアーム部53の一端部53aとの他方には、長穴55内を変位可能なピン56が設けられる。
図3Aに示す例では、アーム部53の一端部53aに長穴55が設けられ、ピン56は、係合部52に設けられた穴52aに装着されるとともに、長穴55内に挿入されて長穴55に沿って変位可能である。ピン56は、図3Aに示す如く、ネジ付きピンであり、ピン56に装着されるEリング56aと、ワッシャ56bを介してピン56のネジ部分に螺合する蝶ナット56cにて、係合部52に取付けられている。
長穴55とピン56の作用により、上下方向にのみ移動可能な被係合部2d3と係合した係合部52におけるアーム部53の回転に伴う水平方向への変位を吸収できるため、係合部52は、こじれることなく、被係合部2d3を移動させることができる。
係合部52は、ピン56から蝶ナット56cを取り外すことにより、アーム部53に着脱可能であるため、その結果、係合部52は、移動体30に対して着脱可能に設けられている。停電時等、モータ41に電気が供給されていない場合、ユーザが手動にてシャッタ2dを開閉することが可能となる。
連結機構部50は、アーム部53を、板状にすることにより、連結機構部50の薄型化が可能となるため、後付開閉体駆動装置1を、既設の手動式開閉装置2と建具例えば網戸5との狭小な空間へ配置するに有利となる。
(制御部)
制御部70は、モータ41を制御して、移動体30を移動方向(上下方向)に沿って移動させることにより、シャッタ2dの移動を制御するものである。制御部70は、駆動ボックス60に収容されている(図2A参照)。制御部70は、操作部からの制御信号を受信する受信部(図示略)を備えている。制御部70は、操作部からの制御信号にしたがって、シャッタ2dを移動方向(上下方向)に移動させて、開口部を開閉する開閉制御(後述する)を行うものである。
(操作部)
操作部は、後付開閉体駆動装置1を遠隔操作するものである。操作部は、例えばリモコンである。操作部は、後付開閉体駆動装置1を操作するための複数のスイッチ(図示略)を備えている。操作部は、使用者によりスイッチを操作されることによって、制御部70に所定の制御信号を無線送信する。
次に、上述した後付開閉体駆動装置1の制御部70が行う開閉制御について説明する。図2Bの実線にて示す如く、移動体30が、移動体閉方向ストッパ12に係止された下限位置に位置、即ち移動体30が下限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の下限位置に相当する座板2d2の下端位置が符号Y1にて示される如く、開口部を全閉状態としている状態から、シャッタ2dが上方に向けてスライドされて開口部を開状態とする場合について説明する。
ユーザによって操作部の開口部を開状態とするスイッチがオンされることにより、操作部から制御信号が制御部70に無線送信される。制御部70は、操作部から送信された制御信号に従って、モータ41を回転駆動させる。これにより、減速機構部42ひいては上側滑車43aが回転駆動し、ベルト部材44が図5において反時計回りに回転する。ベルト部材44の回転により、移動体30がガイド部10aに案内されて上方に向けて移動する。
移動体30が上方に向けて移動する際、アーム部53に設けられた係合部52には、シャッタ2dの荷重がかかることにより、アーム部53は、図2Bの実線にて示す回転位置を維持しながら上方に向けて移動し、係合部52が被係合部2d3を介して座板2d2を持ち上げる。これにより、シャッタ2dが上方に向けて移動し、収納部材2cに巻き取られる。
図2Aの二点鎖線に示す如く、アーム部53の回転位置を維持しながら、移動体30が上方へ移動し、ローラ54aが当接部開方向ストッパ13と当接することとなる。ローラ54aが当接部開方向ストッパ13と当接した後も、移動体30は、移動体30の上限位置へ向けて、上方へ移動する。アーム部53は、ローラ54aが当接部開方向ストッパ13と当接した後、移動体30の上方への移動に伴って、図2Aの実線に示す如く当接部54を支点として、時計方向に回転する。このアーム部53の時計方向の回転は、前述のてこの原理により、アーム部53の一端部53aに設けられた係合部52が被係合部2d3を介してシャッタ2dを開方向(図2Aの上方向)へ引き寄せる(引き上げる)。アーム部53の時計方向の回転は、回転規制ピン57が、柱部材10の側壁10b(図1参照)に係止されることにより、規制される。
移動体30の上端が、図2Aの実線にて示す如く、移動体開方向ストッパ11に係止されて、移動体30が上限位置に位置してシャッタ2dの下端が上限位置に位置した場合、即ち移動体30が上限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端が上限位置に相当する座板2d2の下端位置が符号X1にて示される如く、開口部を全開状態としている状態となる。
このとき、移動体30の上方向への移動が移動体開方向ストッパ11によって規制されるとともに、ベルト部材44ひいては上側滑車43aの回転が規制されるため、回転数検出部によって検出される上側滑車43aの回転数がゼロになる。上側滑車43aの回転数がゼロである状態が所定時間(例えば1秒)継続した場合、制御部70は、回転数検出部の検出信号に基づいて、開口部が全開状態であることを検出する。よって、この場合、制御部70は、モータ41の回転駆動を停止する。
次に、図2Aの実線にて示した如く、移動体30が移動体開方向ストッパ11に係止された上限位置に位置し、即ち移動体30が上限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の上限位置に相当する座板2d2の下端位置が符号X1にて示される如く、開口部を全開状態としている状態から、シャッタ2dを下方向に移動させて開口部を閉状態とする場合について説明する。制御部70は、操作部から送信される開口部を閉状態とする制御信号に従って、ベルト部材44が図5において時計回りに回転するように、モータ41を回転駆動させる。
ベルト部材44の回転により、移動体30がガイド部10aに案内されて下方に向けて移動する。この際、アーム部53に設けられた係合部52には、シャッタ2dの荷重がかかることにより、アーム部53は、図2Aの実線にて示す回転位置を維持しながら下方に向けて移動するため、係合部52が被係合部2d3を介して座板2d2を持ち下げる。これにより、シャッタ2dが下方に向けて移動し、収納部材2cから巻き下ろされる。
図2Bの二点鎖線に示す如く、アーム部53の回転位置を維持しながら、移動体30が下方へ移動し、ローラ54aが当接部閉方向ストッパ14と当接することとなる。ローラ54aが当接部閉方向ストッパ14と当接した後も、移動体30は、移動体の下限位置へ向けて、下方へ移動する。アーム部53は、ローラ54aが当接部閉方向ストッパ14と当接した後、移動体30の下方への移動に伴って、図2Bの実線に示す如くローラ54aを中心として、反時計方向に回転する。このアーム部53の反時計方向の回転は、前述したてこの原理によりアーム部53の一端部53a即ち係合部52が被係合部2d3を介してシャッタ2dを閉方向(図2Aの下方向)へ引き寄せる(引き下げる)。アーム部53の反時計方向の回転は、回転規制ピン57が、柱部材10の側壁10b(図1参照)に係止されることにより、規制される。
移動体30の下端が、図2Bの実線にて示す如く、移動体閉方向ストッパ12に係止されて、移動体30が下限位置に位置してシャッタ2dの下端が下限位置に位置した場合、即ち移動体30が下限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の下限位置に相当する座板2d2の下端位置が符号Y1にて示される如く、開口部を全閉状態としている状態となる。
このとき、移動体30の下方向への移動が移動体閉方向ストッパ12によって規制されるとともに、ベルト部材44ひいては上側滑車43aの回転が規制されるため、回転数検出部によって検出される上側滑車43aの回転数がゼロになる。上側滑車43aの回転数がゼロである状態が所定時間(例えば1秒)継続した場合、制御部70は、回転数検出部の検出信号に基づいて、開口部が全閉状態であることを検出する。よって、この場合、制御部70は、モータ41の回転駆動を停止する。
次に、本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1と、参考例の後付開閉体駆動装置101と、において、移動体30が上限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の上限位置を、図5を用いて比較する。
図5に示す参考例の後付開閉体駆動装置101(図5にて左側)は、本発明におけるアーム部53を有する連結機構部50を設けることなく、移動体30に係合部152を直接固定したことのみが、本発明による後付開閉体駆動装置1とは、相違する。
参考例の後付開閉体駆動装置1A(図5にて左側)は、具体的には、図6A及び図6Bに示す如く、係合部152は、部材152aと部材152bとを複数の固定部材35にて固定して形成される。係合部152は、移動体30を構成するクランプ部材31に、軸151にて、直接固定される。従って、係合部152は移動体30と一体で移動する。
軸151は、図6Bに示す如く、係合部152とクランプ部材31との隙間に位置する部分151aが、柱部材10のガイド部10aに嵌る様に設けられて、柱部材10のガイド部10aと軸151の部分151aにて、移動体30を上下方向に案内する。
本発明による後付開閉体駆動装置1と参考例の後付開閉体駆動装置101とを比較するために、後付開閉体駆動装置1と参考例の後付開閉体駆動装置101において、移動体30の下端が、図4B及び図5に示す如く、移動体閉方向ストッパ12に係止されて、移動体30が下限位置に位置してシャッタ2dの下端が下限位置となる位置を合わせる。即ち、移動体30が下限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の下限位置に相当する座板2d2の下端位置が符号X2、Y2にて示される如く、開口部が全閉状態となる位置を合わせる。図4Bにおいて、シャッタ2dの下限位置を、本発明による後付開閉体駆動装置1では、符号X2にて、参考例の後付開閉体駆動装置101では、符号Y2にて示す。
そして、後付開閉体駆動装置1と参考例の後付開閉体駆動装置101において、移動体30を上方へ移動する。移動体30の上端が、図4A及び図5に示す如く、移動体開方向ストッパ11に係止されて、移動体30が、移動体30上限位置に位置してシャッタ2dがシャッタ2dの上限位置に位置し、開口部が全開状態となる。移動体30が上限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の上限位置に相当する座板2d2の下端位置を、図4A及び図5において、本発明による後付開閉体駆動装置1では、符号X1にて、参考例の後付開閉体駆動装置101では、符号Y1にて示す。
図4Aに示す如く、本発明の後付開閉体駆動装置1においては、移動体30が移動体開方向ストッパ11に係止された、移動体30の上限位置に移動した場合、アーム部53が回転し前述のてこの原理により、アーム部53の一端部53aに設けられた係合部52が被係合部2d3を介してシャッタ2dを開方向(図4Aの上方向)へ引き寄せる(引き上げる)。
なお、図4Aに示す如く、参考例の後付開閉体駆動装置101においては、移動体30が移動体開方向ストッパ11に係止された移動体30の上限位置に移動した場合、係合部152は、移動体30に直接固定されて移動体30と一体であるため、シャッタ2dは係合部152を介して移動体30と一体に上方に移動するにすぎない。その結果、参考例の後付開閉体駆動装置101においては、前述のてこの原理が作用しないため、アーム部53の一端部53aに設けられた係合部52が被係合部2d3を介してシャッタ2dを開方向(図4Aの上方向)へ引き寄せる(引き上げる)ことができない。従って、参考例の後付開閉体駆動装置101においては、移動体30が移動体30の上限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の上限位置に相当する座板2d2の下端位置は符号Y1にて示す位置にとどまる。
図4A及び図5から明らかな様に、移動体30が移動体30の上限位置に移動した場合におけるシャッタ2dの下端の上限位置に相当する座板2d2の下端位置は、本発明の後付開閉体駆動装置1における座板2d2の下端位置X1の方が、参考例の後付開閉体駆動装置101における座板2d2の下端位置Y1よりも、その差である距離Dだけ上方(開方向)に位置することができる。
この様に、本発明の後付開閉体駆動装置1は、参考例の後付開閉体駆動装置101よりも、シャッタ2dの下限位置を開方向に引き寄せる(引き上げる)ことができる。これにより、開口部の視認性や屋外からの見栄えも向上することができる。移動体30の移動方向への移動により、アーム部53が回転できるため、アーム部53を回転するための特別な駆動源を設ける必要がない。
本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1では、ベルト部材44は、歯切りしたラック44cが設けられ、二つの滑車43a、43bは、そのラック44cと噛み合う歯を有するピニオンにて構成される例を示したが、ベルト部材44及び二つの滑車43a、43bとは、ラック44c及びラック44cに噛み合う歯を設けることなく、二つの滑車43a、43bとベルト部材44とは、摩擦係合して、上側滑車43aの回転駆動により、ベルト部材44が回転する変更が可能であることは明らかである。
本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1では、シャッタ2dの開閉方向が上下方向である例を説明したが、これに代えて、シャッタ2dの開閉方向が水平方向(左右方向)である場合には、移動体30の移動方向を水平方向(左右方向)に移動可能とする変更が可能であることは明らかである。
また、既存の手動式開閉装置2においては、座板2d2に被係合部2d3が形成されていない場合も考えられる。この場合、係合部52に係合するように形成された被係合部2d3を既存の手動式開閉装置2の座板2d2に後付にて取り付けるようにすると良い。
また、本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1では、移動体30の上限位置および下限位置の検出は、回転数検出部の検出信号に基づいて行われているが、これに代えて、リミットスイッチの検出信号に基づいて行うようにしても良い。具体的には、移動体30の上限位置および下限位置にて、移動体30がリミットスイッチをオンするように、リミットスイッチを移動体開方向ストッパ11および移動体閉方向ストッパ12に配設すると良い。
また、本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1では、アーム部53の支点部51は、支点部51に対してアーム部53を回転可能に支持した例を示したが、これに代えて、例えば、支点部51をアーム部53に固定して、支点部51を移動体30のクランプ部材31の装着穴31aにて回転可能に支持する変更が可能であることは明らかである。
また、上述した本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1では、ローラ54aをアーム部に対して回転自在とするピン54cは、アーム部53とローラ54aとのうちの両方をピン54cに対して相対回転可能に支持した例を示したが、これに代えて、例えば、ピン54cは、アーム部53とローラ54aとのうちのいずれか一方に固定し、アーム部53とローラ54aとのうちの他方に相対回転を可能に支持する変更が可能であることは明らかである。
また、上述した本発明による第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1において、柱部材10内にクラッチ機構を配設するようにしても良い。クラッチ機構は、解放時にモータ41とベルト部材44との間の動力伝達を遮断し、係合時に動力伝達を可能とするものである。クラッチ機構の操作は、柱部材10に外部から操作可能に設けられたスイッチ(図示略)またはレバー(図示略)によって行われる。これによれば、クラッチ機構が操作されて、動力伝達が遮断された場合、シャッタ2dを手動にて容易にスライドさせることができる。
(第二実施形態)
次に、本発明による第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aについて、説明する。本発明による第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aは、第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1とは、相対移動機構部40の構成が異なる。第一実施形態の後付開閉体駆動装置1では、柱部材10にベルト部材44を配設して、ベルト部材44に移動体30を固定して、ベルト部材44を駆動して、ベルト部材44とともに移動体30を移動させる例を示した。
これに対し、第二実施形態の後付開閉体駆動装置1Aでは、図7に示す如く、ベルト部材44を柱部材10に固定し、移動体30には、モータ41と、モータ41にて駆動されるとともに柱部材10に固定されたベルト部材44のラック44cに噛み合うピニオンギヤ30aと、を設けた変更がある。なお、この変更に伴い、前述の減速機構部42、制御部70は、移動体30に設けられる。
第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aは、図7に示す如く、第一実施形態の後付開閉体駆動装置1と同様に、前述のてこの原理による連結機構部50が、移動体30に設けられている。なお、第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aにおけるその余の構成は、第一実施形態の後付開閉体駆動装置1と同様であるため、その説明を省略する。
第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aにおいて、減速機構部42は、モータ41の回転速度を減速させるとともに、ピニオンギヤ30aを回転駆動させる。これにより、ピニオンギヤ30aがベルト部材44のラック44cとの噛み合い位置が変化することにて、移動体30は、第一実施形態の後付開閉体駆動装置と同様に柱部材10に対して相対的にシャッタ2dの移動方向に移動する。
上述のように、本発明の第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1及び第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aによれば、開閉体2dを手動にて開方向及び閉方向の移動方向へ移動させることにより開口部を開閉可能とする既設の手動式開閉装置に対して、開閉体2dを電動にて移動させる機能を追加する後付開閉体駆動装置1、1Aであって、開閉体2dの移動方向に沿って延びるように形成され、開口部を形成する枠部3に固定された柱部材10と、移動方向に沿って移動可能となるように柱部材10に配設された移動体30と、移動体30を移動させる駆動源41を備えるとともに、駆動源41の駆動力によって移動体30を柱部材10に対して相対的に移動方向に移動させる相対移動機構部40と、開閉体2dと移動体30とを連結する連結機構部50と、駆動源41を制御して、移動体30を移動方向へ移動させる制御部70と、を備え、連結機構部50は、細長く形成されたアーム部53と、アーム部53および移動体30のいずれか一方に設けられ、かつ、アーム部53と移動体30とを回転可能に連結するとともにアーム部53と移動体30とが一体となって移動する支点部51と、アーム部53の一端部53aに設けられかつ開閉体2dに形成された被係合部2d3と係合する係合部52と、アーム部53の他端部53bに設けられ、かつ、移動体30が開方向または前記閉方向に移動する際に、柱部材10側に設けられて開方向への移動を規制する当接部開方向ストッパ13または閉方向への移動を規制する当接部閉方向ストッパ14と当接可能である当接部54と、から構成されている。これにより、後付開閉体駆動装置1は、移動体30を柱部材10に配設し、柱部材10を枠部3に固定して、係合部52を被係合部2d3に係合させることにより、既設の手動式開閉装置2に取り付けられる。よって、後付開閉体駆動装置1、1Aは、手動式開閉装置2を分解せずに取り付けられる。したがって、後付開閉体駆動装置1、1Aは、既設の手動式開閉装置2に対して、従来の後付開閉体駆動装置のように手動式開閉装置2を分解して組み込む場合と比べて、開閉体2dを電動にて移動させる機能を簡便に追加することができる。開閉体2dと移動体30とを連結する連結機構部50は、その当接部54、支点部51、係合部52が、てこの原理における支点、力点、作用点として作動する。従って、てこの原理の作用点として作動する係合部52に係合した開閉体2dを、開方向又は閉方向に引き寄せることができる。これにより、開口部の視認性や屋外からの見栄えも向上することができる。
上述のように、本発明の第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1及び第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aによれば、当接部開方向ストッパ13よりも開方向の位置に、移動体30の開方向への移動を規制する移動体開方向ストッパ11をさらに設けたことにより、移動体30が移動体開方向ストッパ11に向けての開方向への移動に連動して、確実にアーム部53を回転させることができる。
上述のように、本発明の第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1及び第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aによれば、当接部54は回転自在なローラ54aで構成され、ローラ54aは、当接部開方向ストッパ13と当接可能である。これにより、当接部開方向ストッパ13と当接するアーム部53の当接部54における当接位置は、アーム部53の回転に伴い変化するが、その当接位置の変化をローラ54aの回転にて円滑に行うことができる。
上述のように、本発明の第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1及び第二実施形態に係る後付開閉体駆動装置1Aによれば、係合部52とアーム部53の一端部53aとのいずれか一方に長穴55が設けられ、係合部52とアーム部53の一端部53aとの他方には、長穴55内を移動可能なピン56が設けられている。これにより、長穴55とピン56の作用にて、上下方向にのみ移動可能な被係合部2d3と係合した係合部52におけるアーム部53の回転に伴う水平方向への変位を吸収できるため、係合部52は、こじれることなく、被係合部2d3を移動させることができる。
上述のように、本発明の第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1によれば、相対移動機構部40は、駆動源41が、柱部材10側に固定され、柱部材10に対して長手方向を移動方向に沿うように配設されたベルト部材44と、柱部材10側に配設され、駆動源41の駆動力によって、ベルト部材44を移動方向に変位させる駆動プーリ43a、43bと、を備え、移動体30はベルト部材44に固定される。これにより、駆動源41及び駆動プーリ43a、43bは、柱部材10側に設けられ、移動しないことから、その移動スペースを不要にできるため、取付上の制約が少なくすることができる。
上述のように、本発明の第一実施形態に係る後付開閉体駆動装置1によれば、移動体30は、ベルト部材44の長手状の両端を結合してベルト部材44を環状に形成するクランプ部材31、32を備え、前記支点部が前記クランプ部材に設けられたことにより、クランプ部材31、32にて移動体30を形成できるため、専用の移動体を形成する必要がなく、部品点数を減らすことができる。
なお、複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合せることが可能であることは、明らかである。
1,1A…後付開閉体駆動装置、2…手動式開閉装置、2d…シャッタ(開閉体)、2d3…被係合部、3…枠部、10…柱部材、11…移動体開方向ストッパ、13…当接部開方向ストッパ、14…当接部閉方向ストッパ、30…移動体、31,32…クランプ部材、40…相対移動機構部、41…モータ(駆動源)、43a…上側滑車(駆動プーリ)、44…ベルト部材、50…連結機構部、51…支点部、52…係合部、53…アーム部、54…当接部、54a…ローラ、55…長穴、56…ピン、70…制御部

Claims (6)

  1. 開閉体を手動にて開方向及び閉方向の移動方向へ移動させることにより開口部を開閉可能とする既設の手動式開閉装置に対して、前記開閉体を電動にて移動させる機能を追加する後付開閉体駆動装置であって、
    前記開閉体の前記移動方向に沿って延びるように形成され、前記開口部を形成する枠部に固定された柱部材と、
    前記移動方向に沿って移動可能となるように前記柱部材に配設された移動体と、
    前記移動体を移動させる駆動源を備えるとともに、前記駆動源の駆動力によって前記移動体を前記柱部材に対して相対的に前記移動方向に移動させる相対移動機構部と、
    前記開閉体と前記移動体とを連結する連結機構部と、
    前記駆動源を制御して、前記移動体を前記移動方向へ移動させる制御部と、を備え、
    前記連結機構部は、
    細長く形成されたアーム部と、
    前記アーム部および前記移動体のいずれか一方に設けられ、かつ、前記アーム部と前記移動体とを回転可能に連結するとともに前記アーム部と前記移動体とが一体となって移動する支点部と、
    前記アーム部の一端部に設けられかつ前記開閉体に形成された被係合部と係合する係合部と、
    前記アーム部の他端部に設けられ、かつ、前記移動体が前記開方向または前記閉方向に移動する際に、前記柱部材側に設けられて前記開方向への移動を規制する当接部開方向ストッパまたは前記閉方向への移動を規制する当接部閉方向ストッパと当接可能である当接部と、から構成されている後付開閉体駆動装置。
  2. 前記当接部開方向ストッパよりも前記開方向の位置に、前記移動体の前記開方向への移動を規制する移動体開方向ストッパをさらに設けた請求項1記載の後付開閉体駆動装置。
  3. 前記当接部は回転自在なローラで構成され、前記ローラは、前記当接部開方向ストッパと当接可能である請求項1または請求項2記載の後付開閉体駆動装置。
  4. 前記係合部と前記アーム部の前記一端部とのいずれか一方に長穴が設けられ、前記係合部と前記アーム部の前記一端部との他方には、前記長穴内を移動可能なピンが設けられた請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の後付開閉体駆動装置。
  5. 前記相対移動機構部は、前記駆動源が、前記柱部材側に固定され、前記柱部材に対して長手方向を前記移動方向に沿うように配設されたベルト部材と、前記柱部材側に配設され、前記駆動源の駆動力によって、前記ベルト部材を前記移動方向に変位させる駆動プーリと、を備え、前記移動体は前記ベルト部材に固定された請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の後付開閉体駆動装置。
  6. 前記移動体は、前記ベルト部材の長手状の両端を結合して前記ベルト部材を環状に形成するクランプ部材を備え、前記支点部が前記クランプ部材に設けられた請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の後付開閉体駆動装置。
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