JP2020524233A - コードレスブラインド装置及びコードレスブラインド装置の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のバランスを精密に調整して合わせることができるコードレスブラインド装置及びコードレスブラインド装置のバランスを精密に調整する調整方法が提供される。【解決手段】コードレスブラインド装置は、軸に連結されて回転する巻取ロール、巻取ロールに巻き取られるか巻き出されるスクリーン部材、及び巻取ロールと共に回転し圧縮または弛緩するトーションスプリングを含み、巻取ロールが回転した角度に対するスクリーン部材が巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ１、及び巻取ロールが回転した角度に対するトーションスプリングが巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ２は、トーションスプリングの線径ｄ、トーションスプリングのヤング率Ｅ、トーションスプリングの直径Ｄ、トーションスプリングの巻き数Ｎ、スクリーン部材の密度ρ、スクリーン部材の厚さｔ、スクリーン部材の幅Ｓ、巻取ロールの半径Ｒ、重力加速度ｇについて、[相関式]で互いに一致する。【選択図】図１

Description

本発明は、コードなしで便利に作動させることができるコードレスブラインド装置、及びこのようなコードレスブラインド装置の調整方法に関し、より詳細には、装置のバランスを精密に調整して合わせることができるコードレスブラインド装置及びコードレスブラインド装置のバランスを精密に調整する調整方法に関する。

ブラインド装置は、窓際に設置され窓が開閉可能な構造になっている。ブラインド装置を操作して窓の開閉量を調整すれば、入射光の光量を変更して望みの効果を演出することができる。例えば、ブラインド装置で淡い採光効果を演出することができ、不要な外部視線等を遮断することもできる。

ブラインド装置は、ロール形態に巻かれたり解かれて広がるスクリーンを含み得る。スクリーンの広がった長さを調節して窓の一部または全部を開放し光量を調節することができる。このようなブラインド装置は、ロールを回転させるコード（ｃｏｒｄ：引き紐）を用いてスクリーンの長さを調節することができる。

しかし、コードを引いてロールを回転させるようにすると、コードが連結された側にのみ力が偏重する問題が発生し得る。すなわち、装置を操作するためにコードに張力を加えると、コードが連結された側にのみ外力が集中し、繰り返して使用した際に装置に構造的なアンバランスを招いたり、ロールとコードの連結部位等が破損しやすい問題が発生し得る。

また、長く延長したコードは、人、特に、注意力の足らない子供たちがつまずいて転びやすい障害物であるため、不注意による事故が発生する余地も大きかった。また、ロールの一側に連結されたコードでロール全体をバランスよく回転させるのは難しいため、回転構造が不要に複雑になる問題もあった。したがって、これに対する改善が必要であった。

韓国登録実用新案第２０−０４８０９５５号公報（２０１６年７月２９日）

本発明の技術的課題は、このような問題点を解決するためのものとして、コードなしで便利に作動させることができるコードレスブラインド装置、及びこのようなコードレスブラインド装置の調整方法を提供することであり、特に、装置のバランスを精密に調整して合わせることができるコードレスブラインド装置、及びコードレスブラインド装置のバランスを精密に調整する調整方法を提供することである。

本発明によるコードレスブラインド装置は、軸に連結されて回転する巻取ロール、前記巻取ロールに巻き取られるか巻き出されるスクリーン部材、及び前記巻取ロールと共に回転し圧縮または弛緩するトーションスプリングを含み、前記巻取ロールが回転した角度に対する前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ１、及び前記巻取ロールが回転した角度に対する前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ２は、前記トーションスプリングの線径ｄ、前記トーションスプリングのヤング率Ｅ、前記トーションスプリングの直径Ｄ、前記トーションスプリングの巻き数Ｎ、前記スクリーン部材の密度ρ、前記スクリーン部材の厚さｔ、前記スクリーン部材の幅Ｓ、前記巻取ロールの半径Ｒ、重力加速度ｇについて、
[相関式]
で互いに一致する。

前記スクリーン部材の下端部に連結され、前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの大きさに対する前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの大きさの差を相殺させるウェイト部材をさらに含み得る。

前記スクリーン部材が上昇限界位置にあるとき、前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの初期値は、前記ウェイト部材と前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの初期値と一致し得る。

前記トーションスプリングは、前記巻取ロールと回転中心を共有し得る。

前記トーションスプリングは、前記巻取ロールの回転中心に沿って前記巻取ロールの内側に平行に挿入され得る。

前記トーションスプリングの一端部は前記巻取ロールに連結され、他端部は前記巻取ロールの回転中心を貫通する軸に固定され得る。

前記巻取ロールと前記巻取ロールが連結された軸の間に介在するベアリング部材をさらに含み得る。

本発明によるコードレスブラインド装置の調整方法は、軸に連結されて回転する巻取ロール、前記巻取ロールに巻き取られるか巻き出されるスクリーン部材、前記巻取ロールと共に回転し圧縮または弛緩するトーションスプリング、及び前記スクリーン部材の下端部に連結されるウェイト部材を含むコードレスブラインド装置の調整方法において、前記巻取ロールが回転した角度に対して前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの増加比と、前記巻取ロールが回転した角度に対して前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの増加比を互いに一致させる第１段階、及び前記トーションスプリングの張力を調節して、前記ウェイト部材と前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの大きさに対する前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの大きさの差を相殺させる第２段階を含む。

前記第１段階は、前記巻取ロールが回転した角度に対する前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ１、及び前記巻取ロールが回転した角度に対する前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ２を、前記トーションスプリングの線径ｄ、前記トーションスプリングのヤング率Ｅ、前記トーションスプリングの直径Ｄ、前記トーションスプリングの巻き数Ｎ、前記スクリーン部材の密度ρ、前記スクリーン部材の厚さｔ、前記スクリーン部材の幅Ｓ、前記巻取ロールの半径Ｒ、重力加速度ｇについて、
[相関式]
で互いに一致させることができる。

前記第２段階は、前記スクリーン部材が上昇限界位置にあるとき、前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの初期値を、前記ウェイト部材と前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの初期値と一致させることができる。

本発明によれば、コードなしで非常に簡潔な構造で動作するコードレスブラインド装置を具現することができる。コード等の駆動構造なしでもスクリーンを容易に操作することができ、長さも安定して維持することができる。特に、本発明によれば、スクリーンを含む装置のバランスを非常に精密に調整して維持することができ、コードレスブラインド装置の操作の便宜性と正確性を大きく向上させることができる。また、スクリーンの材質や、ロールの直径等の設計変数を変えても、スクリーンを含む装置のバランスを非常に精密に調整して合わせることができ、非常に精密かつ正確に作動するコードレスブラインド装置を多様な形態で具現することができる。

本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置の斜視図である。 図１のコードレスブラインド装置の分解斜視図である。 図１のコードレスブラインド装置の巻取ロールの縦断面図である。 コードレスブラインド装置の結合部材の変形例を示した図である。 図１のコードレスブラインド装置の作動原理を示した図である。 図１のコードレスブラインド装置の巻取ロール、スクリーン部材、トーションスプリング、ウェイト部材をそれぞれ分離して示した図である。 コードレスブラインド装置の調整方式をグラフで示した図である。 図１のコードレスブラインド装置の作動図である。 図１のコードレスブラインド装置の作動図である。 本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置の調整方法を示したフローチャートである。

本発明の利点及び特徴そしてこれらを達成するための方法は、添付される図面と共に、詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現されることができ、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項によってのみ定義されるものである。明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を指す。

以下、図１〜図１０を参照して本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置及びコードレスブラインド装置の調整方法について詳しく説明する。説明がより簡潔かつ明確になるように、まず図１〜図９を参照してコードレスブラインド装置について説明し、それを元に図１０を参照してコードレスブラインド装置の調整方法について説明することにする。

まず本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置について説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置の斜視図、図２は図１のコードレスブラインド装置の分解斜視図、図３は図１のコードレスブラインド装置の巻取ロールの縦断面図であり、図４はコードレスブラインド装置の結合部材の変形例を示した図である。

図１〜図４を参照すると、本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置１は、コード（駆動紐）のような従来の手動的な駆動構造を排除した簡潔な構造で形成される。コードレスブラインド装置１は、トーションスプリング３００の弾性力を用いて半自動方式（ｓｅｍｉ−ａｕｔｏｍａｔｉｃ）で動作し、特に、巻取ロール１００に連結されたスクリーン部材２００の荷重をトーションスプリング３００の弾性力で補償（反対方向の力で相殺させる）してバランスを維持する。すなわち、本発明のコードレスブラインド装置１は、スクリーン部材２００の長さに伴って増減する荷重を、トーションスプリング３００の圧縮及び弛緩に伴って増減する弾性力で綿密に補償することができるように形成される。

このために本発明は、巻取ロール１００、トーションスプリング３００、スクリーン部材２００の設計変数間に成立する下記の相関式で巻取ロール１００に印加される相互逆方向のトルク（図１のＴ１、Ｔ２参照）の増加比（図７の傾き、Ａ１、Ａ２参照）を一致させる。すなわち、スクリーン部材２００を介して巻取ロール１００に印加されるトルク（以下、第１方向トルクすなわち、Ｔ１）と、トーションスプリング３００を介して巻取ロール１００に印加される逆方向のトルク（以下、第２方向トルクすなわち、Ｔ２）の増加比を相関式に従って綿密に一致させ、非常に容易にバランスを維持することができる。相関式と式を構成する記号の意味は次のとおりである。
[相関式]
［記号］
ｄ：トーションスプリングの線径、Ｅ：トーションスプリングのヤング率、Ｄ：トーションスプリングの直径、Ｎ：トーションスプリングの巻き数、ρ：スクリーン部材の密度、ｔ：スクリーン部材の厚さ、Ｓ：スクリーン部材の幅、Ｒ：巻取ロールの半径、ｇ：重力加速度

このような相関式（Ａ１＝Ａ２）は、左辺及び右辺それぞれが巻取ロール１００の回転した角度（以下、回転角）に対して同一のトルク増加比（Ａ１、Ａ２）を維持するように設定される。したがって、初期条件（各トルクの初期値）が一致する場合、一次比例関係にしたがって巻取ロール１００に相互逆方向で印加されるトルクが綿密にバランスをなして相殺され得る。また、本発明のコードレスブラインド装置１は、初期状態（例えば、スクリーン部材が上昇限界位置にあるとき）で、スクリーン部材２００に連結されたウェイト部材２１０でスクリーン部材２００の張力を調節したり、トーションスプリング３００を巻くか緩めて張力を調節することにより、巻取ロール１００に印加される各トルクの初期値（すなわち、初期条件）まで完全に一致させることができる。したがって、アンバランスな状態を仮定して装置に付加される構造（例、摩擦構造）等を排除し、装置を非常に簡潔に構成することができるだけでなく、このように簡潔な構造でより綿密かつ正確な操作が可能である。

本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置１は、軸に連結されて回転する巻取ロール１００、巻取ロール１００に巻き取られる（ｗｉｎｄ）か巻き出される（ｕｎｗｉｎｄ）スクリーン部材２００、巻取ロール１００と共に回転し圧縮または弛緩するトーションスプリング３００、スクリーン部材２００の下端部に連結されトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさに対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさの差を相殺させるウェイト部材２１０を含む構造からなる。以下、コードレスブラインド装置１の構造について説明した後、前述の相関式と、巻取ロール１００に印加されるトルク、相関式で互いに一致するトルクの増加比、トルクの初期値と調整過程等についてより詳しく説明する。

巻取ロール１００は、図１〜図３に示されたように、フレーム１１０に収容される。フレーム１１０は、巻取ロール１００を内部に収容して保護し支持する役割をし得る。フレーム１１０は、図１に示されたように、垂直フレーム１１２と水平フレーム１１１からなり得て、垂直フレーム１１２と水平フレーム１１１は着脱が可能に結合されて内部に巻取ロール１００を収容することができる。フレーム１１０は、窓際等の外壁に設置が容易なように一面にブラケット等の固定具を含み得る。垂直フレーム１１２は巻取ロール１００の両端部に面するように配置され、その間を水平フレーム１１１が連結する形態で形成され得る。フレーム１１０の構造や形状は、この他にもいろいろと多様な形状に変更され得る。

巻取ロール１００は、軸に連結されて回転する。巻取ロール１００は、両端部が軸を用いた回転構造を介して結合され得る。巻取ロール１００を回転可能に固定する軸構造は、多様な形態で具現され得る。図２に示されたように、巻取ロール１００の両端部に固定軸４１０を含む結合部材４００、トーションスプリング３００が連結される連結軸３２０等の構造を形成して巻取ロール１００を回転させることができる。すなわち、巻取ロール１００の両端部に結合されて巻取ロール１００を回転可能に支持する多様な形態の軸構造を形成することができる。巻取ロール１００は、内部が空の円筒状の管材で形成され得、内部の空間を用いてよりコンパクトな結合構造を形成することができる。

スクリーン部材２００は、巻取ロール１００に巻き取られるか巻き出されて長さが変更される。スクリーン部材２００は、上端部が巻取ロール１００の外周部に固定され、下端部にはウェイト部材２１０が連結されて張力を強化することができる。巻取ロール１００が一方向に回転すると、スクリーン部材２００は巻取ロール１００に巻かれ（巻き取られて）上昇し、広がった部分の長さが減少する。また、巻取ロール１００がその反対方向に回転すると、スクリーン部材２００が巻取ロール１００から解かれて（巻き出されて）下降し、広がった部分の長さが増えることになる。すなわち、スクリーン部材２００は、巻取ロール１００の回転に伴って上昇及び下降して移動することができる。スクリーン部材２００は、織物からなり得て、その他にも遮光が可能な多様な素材を用いて作られ得る。

スクリーン部材２００は、図１に示されたように、巻取ロール１００の外周面から重力方向に延長される。スクリーン部材２００は、巻取ロール１００の外周面から接線方向に延長され、巻取ロール１００の回転中心から巻取ロール１００の半径分だけ離隔して荷重を伝達する。したがって、巻取ロール１００にスクリーン部材２００の荷重によってトルク（第１方向トルク）が印加される。このようなトルクによって、巻取ロール１００は、スクリーン部材２００が解かれる方向（第１方向）に回転するようになる。巻取ロール１００が回転した角度が増加すると、スクリーン部材２００の広がった長さが増加し、スクリーン部材２００の広がった長さが増加すると、荷重も大きくなるため、スクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクも増加するようになる。すなわち、巻取ロール１００が回転した角度とスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加分（大きさ）との間に比例関係が成り立つため、巻取ロール１００が回転した角度に対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ１を設定することができる。

トーションスプリング３００は、図２及び図３に示されたように、巻取ロール１００の内側に収容される。トーションスプリング３００は、巻取ロール１００と共に回転して圧縮または弛緩する。トーションスプリング３００は、巻取ロール１００の回転に伴って弾性変形し弾性エネルギーを保存するねじり弾性体で形成されることができ、このようなねじり弾性体は、コイルスプリングであり得る。トーションスプリング３００は、図３に示されたように、両端部がそれぞれ回転ブロック３１０及び連結軸３２０の固定部３２１に連結され得る。回転ブロック３１０は、巻取ロール１００と共に回転し、固定部３２１は固定状態を維持してトーションスプリング３００のねじれを誘発することができる。

トーションスプリング３００は、巻取ロール１００と回転中心（図５のｃ参照）を共有する。したがって、巻取ロール１００とトーションスプリング３００の回転角（トーションスプリングの場合ねじれた角度と同一）は、同一中心に対して同一の大きさで測定され得る（図５のθ参照）。トーションスプリング３００は、巻取ロール１００の回転中心に沿って巻取ロール１００の内側に平行に挿入され得て、トーションスプリング３００の一端部は巻取ロール１００に連結され、他端部は巻取ロール１００の回転中心を貫通する軸（連結軸）に固定され得る。

連結軸３２０は、回転ブロック３１０の回転中心を貫通して結合され、回転ブロック３１０は、外周部のホルダー３１１が巻取ロール１００内側の走行ガイド（図２及び図３の１０１参照）に結合されて巻取ロール１００との回転が同期化され得る。連結軸３２０は、末端の結合部（図３の３２１参照）を垂直フレーム１１２の連結孔１１２ａに締結して固定状態を維持することができる。連結孔１１２ａは、連結軸３２０の回転を防止するために角ばった形態で形成することもでき、ねじ等を追加で結合して連結軸３２０を垂直フレーム１１２に堅固に固定することができる。連結軸３２０は、固定部３２１の周囲に結合された回転リング３２２を用いて巻取ロール１００を回転可能に支持することができる。

このような構造によって、巻取ロール１００が回転すると回転ブロック３１０が共に回転し、回転ブロック３１０に連結されたトーションスプリング３００の一端部がねじれて変形し得る。連結軸３２０は、巻取ロール１００を回転可能に支持するが、自ら回転しない構造であるため、連結軸３２０に固定されたトーションスプリング３００の他端部は固定状態を維持する。したがって、トーションスプリング３００の一端部と他端部との間にねじれが生じて弾性エネルギーが保存される。このような方式でトーションスプリング３００を形成し得る。しかし、トーションスプリング３００の形成方式をこのように限定して理解する必要はなく、巻取ロール１００に弾性力を加えて回転力を印加することができる別の形態にトーションスプリング３００の設置構造を変更して適用することも可能である。

トーションスプリング３００は、このように巻取ロール１００の回転に対応して変形量が増加し、それに伴って復元力も増加する。復元力は変形を誘発した回転に反対の方向で作用するため、トーションスプリング３００の回転方向と反対方向に回転力が生成される。すなわち、巻取ロール１００にトーションスプリング３００によって、スクリーン部材２００が印加するトルクと反対方向のトルク（第２方向トルク）が印加される。このようなトルクによって、巻取ロール１００はスクリーン部材２００が巻かれる方向（第１方向）に回転するようになる。トーションスプリング３００が生成するトルクの大きさは回転角に比例し、トーションスプリング３００が回転した角度は、前述のとおり巻取ロール１００が回転した角度と同一であるため、トーションスプリング３００が生成するトルクの増加分（大きさ）もまた巻取ロール１００が回転した角度と比例関係にある。したがって、巻取ロール１００が回転した角度に対するトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ２を設定することができる。

すなわち、巻取ロール１００が回転した角度に対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ１、及び巻取ロール１００が回転した角度に対するトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ２を設定することができ、これを巻取ロール１００、スクリーン部材２００、トーションスプリング３００の設計変数間に成立する相関式で一致させることができる。これにより、巻取ロール１００が回転した各位置でトルクの増加分を一致させて互いに反対方向に形成されたトルクを相殺させ、綿密にバランスを維持することができる。また、スクリーン部材２００の下端部に連結されるウェイト部材２１０により、トーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさに対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさの差を相殺させることができ、またトーションスプリング３００の張力を調節し、ウェイト部材２１０とスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさに対するトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさの差を相殺させることができる。このようにトルクの増加比だけでなくトルクの大きさの差まで補正して互いに反対方向に形成されたトルクを相殺させ綿密にバランスを維持することができる。これについては後述してさらに具体的に説明する。

巻取ロール１００のトーションスプリング３００が結合された反対側の端部には、図２に示されたように、結合部材４００が締結され得る。結合部材４００は、固定軸４１０と固定軸４１０周囲に形成された回転部材４２０を含み得、回転部材４２０が巻取ロール１００を回転可能に支持することができる。固定軸４１０は、末端が垂直フレーム１１２の連結孔１１２ａ等に結合されて固定状態を維持することができる。固定軸４１０の回転を防止するために、連結孔１１２ａは角ばった形態で形成することができ、必要に応じてねじ等を追加結合して固定軸４１０を堅固に固定することができる。

このような結合部材４００ａは、図４に示されたように変形し得る。特に、回転部材４２０と固定軸４１０との間にベアリング部材４３０を設置して、より回転が円滑な構造で形成することができる。すなわち、巻取ロール１００と巻取ロール１００が連結された軸（固定軸）との間に介在するベアリング部材４３０により、巻取ロール１００の回転時に発生する摩擦を減らし、円滑な回転を誘導してより精密な位置調整が可能に形成され得る。固定軸４１０には結合孔４１１が形成されており、結合孔４１１に結合部材を挿入してフレーム等に固定することができる。装置全体に内在する（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）摩擦は自然に存在するが、ベアリング部材４３０を用いて不必要に過度な摩擦が存在しないようにコードレスブラインド装置１を構成することができる。特に、本発明は、巻取ロール１００に互いに反対方向に印加されるトルクの対（図１のＴ１、Ｔ２参照）を綿密な調整を介して互いに補償して相殺するため、ベアリング部材４３０等で摩擦を減らしても装置を非常に円滑に操作することができる。

以下、図５〜図７を参照して前述の相関式、巻取ロールに印加されるトルク、相関式で互いに一致するトルクの増加比、トルクの初期値と調整過程等についてより詳しく説明する。

図５は図１のコードレスブラインド装置の作動原理を示した図、図６は図１のコードレスブラインド装置の巻取ロール、スクリーン部材、トーションスプリング、ウェイト部材をそれぞれ分離して示した図であり、図７はコードレスブラインド装置の調整方式をグラフで示した図である。

図５に示された図は、巻取ロール１００とスクリーン部材２００を短縮してトーションスプリング３００と共に示したものである。トーションスプリング３００は、巻取ロール１００と回転中心Ｃを共有し、回転ブロック３１０によって巻取ロール１００に連結される。巻取ロール１００の回転角θとトーションスプリング３００の回転角θは同一回転中心Ｃに対して同一に測定される。また、先述したように、スクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加分（大きさ）は巻取ロール１００の回転角と比例関係にあり、トーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加分（大きさ）も巻取ロール１００の回転角と比例関係にあって、各トルクの増加分を回転角に対する関数で導出し、これを回転角で微分してトルクの増加比Ａ１及びＡ２を決定することができる。

まず、巻取ロール１００が回転した角度に対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えたトルクの増加比Ａ１は次の式のように決定される。
［記号］
ρ：スクリーン部材の密度、ｔ：スクリーン部材の厚さ、Ｓ：スクリーン部材の幅、Ｒ：巻取ロールの半径、ｇ：重力加速度

図５に示されたように、回転角θが増加するに伴ってスクリーン部材２００の長さｌが増加し、それに伴って荷重も増加する。荷重は、スクリーン部材の密度×スクリーン部材の体積×重力加速度であり、スクリーン部材の体積はスクリーン部材の厚さ×スクリーン部材の幅×スクリーン部材の長さであるが、弧度法によりスクリーン部材の長さは巻取ロールの半径×回転角となる。よって、荷重はスクリーン部材の密度×スクリーン部材の厚さ×巻取ロールの半径×回転角×重力加速度、すなわち、ρ×ｔ×Ｓ×Ｒ×θ×ｇで表示することができる。

このような荷重は、巻取ロール１００の回転中心Ｃから巻取ロールの半径分だけ離隔して巻取ロール１００外周面の接線方向にトルクを発生させるため、荷重に巻取ロールの半径が掛けられただけのトルクが生成する。すなわち、スクリーン部材２００が印加するトルク増加分は、ρ×ｔ×Ｓ×Ｒ^２×θ×ｇとなる。これを回転角θに対して微分し（または回転角で割って）巻取ロール１００が回転した角度に対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えたトルクの増加比Ａ１を前記（数１）のように得ることができる。

一方、巻取ロール１００が回転した角度に対するトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ２は、次の式のように決定される。
［記号］
ｄ：トーションスプリングの線径、Ｅ：トーションスプリングのヤング率、Ｄ：トーションスプリングの直径、Ｎ：トーションスプリングの巻き数

トーションスプリング３００が生成するトルクの大きさと回転角θの比例関係は、弾性体が蓄積する弾性エネルギーと変位の関係を用いて求めることができ、特に、円形断面であるトーションスプリング３００に対して回転角×（トーションスプリングの線径）^４×トーションスプリングのヤング率×１／６４×１／トーションスプリングの直径×１／トーションスプリングの巻き数で求めることができる。すなわち、トーションスプリング３００が印加するトルク増加分はθ×（ｄ^４×Ｅ）／（６４×Ｄ×Ｎ）となり、これを回転角θに対して微分し（または回転角で割って）巻取ロール１００が回転した角度に対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えたトルクの増加比Ａ２を前記（数２）のように得ることができる。

よって、前述の[相関式]によりＡ１＝Ａ２で、巻取ロール１００が回転した角度に対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ１と、巻取ロール１００が回転した角度に対するトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ２を互いに一致させることができる。例えば、図６に示されたように、巻取ロール１００の直径２Ｒ、トーションスプリング３００の直径Ｄ、トーションスプリング３００の線径ｄ、トーションスプリング３００の巻き数、スクリーン部材２００の密度［スクリーン部材２００の総質量をスクリーン部材２００の体積すなわち、スクリーン部材２００の全長Ｌ×スクリーン部材２００の厚さｔ×スクリーン部材２００の幅Ｓで割って計算することができる］、スクリーン部材２００の厚さｔ、スクリーン部材２００の幅Ｓ等、各設計変数を必要に応じて調整し、互いに異なる形態のコードレスブラインド装置についてトルク増加比Ａ１とＡ２を互いに一致させることができる。

トルク増加比Ａ１及びＡ２は、巻取ロール１００の回転角に応じて巻取ロール１００に互いに反対方向に印加されるトルク（図１のＴ１、Ｔ２参照）の大きさが増加する比率であるため、図７に示されたように、トルクＴの変化と回転角θを示したグラフの傾きと同一である。図示されたように、増加比Ａ１と増加比Ａ２を互いに一致させることにより、同一比率で線形増加するトルク曲線を得ることができる。すなわち、巻取ロール（図５及び図６の１００参照）が回転するに伴ってスクリーン部材（図５及び図６の２００参照）が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比率と、トーションスプリング（図５及び図６の３００参照）が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比率を完全に同一に調整することができる。特に、図７の（ａ）のように各トルクの初期値が互いに異なった状態でも、前述の[相関式]で各設計変数を調整してトルク増加比Ａ１とトルク増加比Ａ２を同一に合わせることができる。

トルクの大きさの差は、前述のウェイト部材（図６の２１０参照）とトーションスプリング３００を用いて非常に容易に相殺させることができる。例えば、スクリーン部材２００の下端部に連結されたウェイト部材２１０で張力を増加させれば、スクリーン部材２００にウェイト部材２１０の荷重が加わって、スクリーン部材２００によって巻取ロール１００に印加されるトルクの初期値（図７のＴ１初期値）が図７の（ａ）のように上昇するようになる。また、巻取ロール１００を固定した状態でトーションスプリング３００を巻く等の方式でトーションスプリング３００の張力を調節すれば、トーションスプリング３００によって巻取ロール１００に印加されるトルクの初期値（図７のＴ２初期値）も図７の（ａ）のように上昇するようになる。これによって図７の（ｂ）のように、初期値が互いに完全に一致した状態から同一の増加比（Ａ１及びＡ２）で線形増加するトルクの対を形成することができる。このようなトルクの対（図１のＴ１、Ｔ２参照）は、方向は互いに反対方向であるが大きさが互いに完全に一致するため、回転角が変化する毎位置ごとに非常に精密にバランスを維持し相殺され得る。したがって、スクリーン部材２００を非常に精密かつ正確に操作することができる。

特に、各トルクの初期値は、スクリーン部材２００が上昇限界位置にあるとき［図５でスクリーンの延長された長さｌが０であり得、それに伴い図５の回転角θも０と測定された状態であり得る］のトルク値であり得る。すなわち、スクリーン部材２００が上昇限界位置にあるとき、トーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの初期値は、ウェイト部材２１０とスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの初期値と一致するように調整され得、これにより互いにバランスをとって完全に相殺されるトルクの対を形成することができる。

図８及び図９は、図１のコードレスブラインド装置の作動図である。

これにより、図８及び図９に示されたように、コードレスブラインド装置１を非常に便利かつ正確に操作することができる。スクリーン部材２００の巻き出された長さに応じて、互いに反対方向に増加するか減少し精密にバランスをとるトルク（Ｔ１、Ｔ２）の対を用いて、最小限の外力（スクリーン部材やウェイト部材等を簡単にタッチする方式等）でバランス状態を容易に解除し、スクリーン部材２００の長さを調節することができる。また外力を除去してバランス状態に転換させ、スクリーン部材２００の変化した長さも容易に維持することができる。

まず図８に示されたように、スクリーン部材２００を巻き出すことができる。このとき、巻取ロール１００は、図８の（ａ）に示されたように回転し、これに伴い巻取ロール１００と結合した回転ブロック３１０も共に回転する。これによって回転ブロック３１０に連結されたトーションスプリング３００が変形し、弾性エネルギーが保存される。スクリーン部材２００の巻き出された長さに対応してトーションスプリング３００に変形が発生し、これによって復元力が増加する。復元力は、図８の（ｂ）に示されたような第２方向トルクＴ２［すなわち、トーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルク］として作用する。

これと同時に第１方向トルクＴ１［すなわち、スクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルク］も共に増加する。ウェイト部材２１０の荷重に加えてスクリーン部材２００の巻き出された長さ分だけの荷重が増加して、重力作用が強化される。したがって、重力によってスクリーン部材２００にかかった張力が増加し、増加した張力が第１方向トルクＴ１として作用する。このような第１方向トルクＴ１は、第２方向トルクＴ２と完全に反対方向で生成され、バランスを維持することができる。特に本発明のコードレスブラインド装置１は、前述のような[相関式]でトルク増加比Ａ１及びＡ２を一致させ、また、各トルクの初期値を一致させて、第１方向トルクＴ１と第２方向トルクＴ２の大きさが互いに綿密に増加しバランスをとるようになる。

このような作用は、図９に示されたように、スクリーン部材２００を巻き取る場合にも同一の原理によって進行する。図９の（ｂ）に示されたように、スクリーン部材２００を巻き取る場合、図９の（ａ）に示されたように巻取ロール１００が反対方向に回転し、トーションスプリング３００は変形が減って元の形状を回復し、保存された弾性エネルギーが減少し復元力も減少する。したがって第２方向トルクＴ２が対応して減る。また、スクリーン部材２００の巻き出された長さが減少してウェイト部材２１０の荷重だけで重力作用が起き、これによって巻取ロール１００に印加される第１方向トルクＴ１も対応して減る。したがって、第１方向トルクＴ１と第２方向トルクＴ２もバランスをとり巻取ロール１００の停止状が維持される。

特に図９に示されたような状態は、前述のスクリーン部材２００が上昇限界位置にある状態で、このときトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルク（すなわち、第２方向トルク、Ｔ２）の初期値は、ウェイト部材２１０とスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルク（すなわち、第１方向トルク、Ｔ１）の初期値と一致するようになる（図７参照）。

すなわち、スクリーン部材２００が巻き出される、あるいは巻き取られるいずれの場合にも、巻取ロール１００に加えられる互いに反対方向のトルクの対は、互いに綿密にバランスをとって増加するか減少し、巻取ロール１００の位置を維持することができる。特に前述のような[相関式]でトルク増加比Ａ１及びＡ２を一致させ、また、各トルクの初期値を一致させて、第１方向トルクＴ１と第２方向トルクＴ２の大きさが互いに綿密に増加してバランスをとるようにすることにより、より少ない外力でもスクリーン部材２００を精密に操作することができる。したがって本発明のコードレスブラインド装置１を用いて、素晴らしく向上した非常に便利な使用環境を具現することができる。

以下、図１０を参照して本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置の調整方法について詳しく説明する。説明が簡潔かつ明確になるように、前述の構成要素についての説明は、別途の言及がない限り前述の説明で替える。また、図１０のフローチャートを基準として説明するが、言及される構成要素は、先に説明した図面を共に参照して確認する方式で説明を進める。

図１０は、本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置の調整方法を示したフローチャートである。

図１０を参照すると、本発明の一実施形態によるコードレスブラインド装置の調整方法は、軸に連結されて回転する巻取ロール１００、巻取ロール１００に巻き取られるか巻き出されるスクリーン部材２００、巻取ロール１００と共に回転し圧縮または弛緩するトーションスプリング３００、及びスクリーン部材２００の下端部に連結されるウェイト部材２１０を含むコードレスブラインド装置１の調整方法についてのもので、次のような段階を含む。

第１段階（Ｓ１００）として、巻取ロール１００が回転した角度に対してスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比と、巻取ロール１００が回転した角度に対してトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比を互いに一致させる段階を含む。

第２段階（Ｓ２００）として、トーションスプリング３００の張力を調節して、ウェイト部材２１０とスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさに対するトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの大きさの差を相殺させる段階を含む。

第１段階は、前述の図５〜図７によって説明したトルク増加比（Ａ１、Ａ２）の調整段階に該当する。特に、第１段階は、巻取ロール１００が回転した角度に対するスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ１、及び巻取ロール１００が回転した角度に対するトーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの増加比Ａ２を互いに一致させる過程に該当する。前述したように、トーションスプリング３００の線径ｄ、トーションスプリング３００のヤング率Ｅ、トーションスプリング３００の直径Ｄ、トーションスプリング３００の巻き数Ｎ、スクリーン部材２００の密度ρ、スクリーン部材２００の厚さｔ、スクリーン部材２００の幅Ｓ、巻取ロール１００の半径Ｒ、重力加速度ｇについて、
[相関式]
でトルク増加比Ａ１とＡ２を互いに容易に一致させることができる。

これは前述したような図７のグラフ上で、トルク曲線の傾きを一致させる過程であり得る。具体的には、図６に示されたように、巻取ロール１００の直径２Ｒ、トーションスプリング３００の直径Ｄ、トーションスプリング３００の線径ｄ、トーションスプリング３００の巻き数、スクリーン部材２００の密度［スクリーン部材２００の総質量をスクリーン部材２００の体積、すなわち、スクリーン部材２００の全長Ｌ×スクリーン部材２００の厚さｔ×スクリーン部材２００の幅Ｓで割って計算することができる］、スクリーン部材２００の厚さｔ、スクリーン部材２００の幅Ｓ等の各設計変数を必要に応じて調整する方式により第１段階を進めて、トルク増加比Ａ１とＡ２を完全に一致させることができる。

第２段階は、前述の図７によって説明した各トルクの初期値の調整段階に該当する。特に、第２段階は、スクリーン部材２００が上昇限界位置にあるとき、トーションスプリング３００が巻取ロール１００に加えるトルクの初期値を、ウェイト部材２１０とスクリーン部材２００が巻取ロール１００に加えるトルクの初期値と一致させる方式で進めることができる。これは、スクリーン部材２００が上昇限界位置にあるとき、巻取ロール１００を停止させた状態でトーションスプリング３００を巻くか緩めて張力を調整する方式で進めることができる。また、トルク初期値を調整するためにウェイト部材２１０をより積極的に活用しようとする場合、ウェイト部材２１０に錘等を挿入して荷重を調整したり、ウェイト部材の２１０内部にスクリーン部材２００を巻いて荷重を変更する構造等を考慮することもできる。

このように第１段階及び第２段階を行って巻取ロール１００に相互逆方向で印加されるトルクの対が綿密にバランスをとって互いに相殺されるように調整することができる。第２段階以後には、コードレスブラインド装置１を試運転（Ｓ３００）して作動状態を確認及び検討することができ、追加的な補正や再調整が必要であると判断される場合（Ｓ４００）には、第２段階を再度行うことができる。すなわち、第２段階によってトーションスプリング３００を巻くか緩める等の方式でトルク初期値を相対的に容易に変更することができるため、必要に応じてこれを繰り返してより精密に調整し、トルクのバランスを合わせることができる。このような方式でコードレスブラインド装置１を調整して、スクリーン部材２００をより精密に操作することができる。したがって、本発明によるコードレスブラインド装置の調整方法で、素晴らしく向上した非常に便利な使用環境を具現することができる。

以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施され得るということを理解することができるであろう。そのため、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。

１：コードレスブラインド装置
１００：巻取ロール
１０１：走行ガイド
１１０：フレーム
１１１：水平フレーム
１１２：垂直フレーム
１１２ａ：連結孔
２００：スクリーン部材
２１０：ウェイト部材
３００：トーションスプリング
３１０：回転ブロック
３１１：ホルダー
３２０：連結軸
３２１：固定部
３２２：回転リング
３２３：結合部
４００、４００ａ：結合部材
４１０：固定軸
４１１：結合孔
４２０：回転部材
４３０：ベアリング部材
θ：回転角
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２：トルク
ｄ：トーションスプリングの線径
Ｅ：トーションスプリングのヤング率
Ｄ：トーションスプリングの直径
Ｎ：トーションスプリングの巻き数
ρ：スクリーン部材の密度
ｔ：スクリーン部材の厚さ
Ｓ：スクリーン部材の幅
ｌ：スクリーン部材の長さ
Ｌ：スクリーン部材の全長
Ｒ：巻取ロールの半径
ｇ：重力加速度

Claims (10)

1. 軸に連結されて回転する巻取ロール、前記巻取ロールに巻き取られるか巻き出されるスクリーン部材、及び前記巻取ロールと共に回転し圧縮または弛緩するトーションスプリングを含み、
   前記巻取ロールが回転した角度に対する前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ１、及び前記巻取ロールが回転した角度に対する前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ２は、
   前記トーションスプリングの線径ｄ、
   前記トーションスプリングのヤング率Ｅ、
   前記トーションスプリングの直径Ｄ、
   前記トーションスプリングの巻き数Ｎ、
   前記スクリーン部材の密度ρ、
   前記スクリーン部材の厚さｔ、
   前記スクリーン部材の幅Ｓ、
   前記巻取ロールの半径Ｒ、
   重力加速度ｇについて、
   [相関式]
   で互いに一致するコードレスブラインド装置。
2. 前記スクリーン部材の下端部に連結され、前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの大きさに対する前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの大きさの差を相殺させるウェイト部材をさらに含む、請求項１に記載のコードレスブラインド装置。
3. 前記スクリーン部材が上昇限界位置にあるとき、前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの初期値は、前記ウェイト部材と前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの初期値と一致する、請求項２に記載のコードレスブラインド装置。
4. 前記トーションスプリングは、前記巻取ロールと回転中心を共有する、請求項１に記載のコードレスブラインド装置。
5. 前記トーションスプリングは、前記巻取ロールの回転中心に沿って前記巻取ロールの内側に平行に挿入された、請求項４に記載のコードレスブラインド装置。
6. 前記トーションスプリングの一端部は前記巻取ロールに連結され、他端部は前記巻取ロールの回転中心を貫通する軸に固定された、請求項５に記載のコードレスブラインド装置。
7. 前記巻取ロールと前記巻取ロールが連結された軸の間に介在するベアリング部材をさらに含む、請求項１に記載のコードレスブラインド装置。
8. 軸に連結されて回転する巻取ロール、前記巻取ロールに巻き取られるか巻き出されるスクリーン部材、前記巻取ロールと共に回転し圧縮または弛緩するトーションスプリング、及び前記スクリーン部材の下端部に連結されるウェイト部材を含むコードレスブラインド装置の調整方法において、
   前記巻取ロールが回転した角度に対して前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの増加比と、前記巻取ロールが回転した角度に対して前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの増加比を互いに一致させる第１段階、及び
   前記トーションスプリングの張力を調節して、前記ウェイト部材と前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの大きさに対する前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの大きさの差を相殺させる第２段階を含む、コードレスブラインド装置の調整方法。
9. 前記第１段階は、
   前記巻取ロールが回転した角度に対する前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ１、及び前記巻取ロールが回転した角度に対する前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの増加比Ａ２を、
   前記トーションスプリングの線径ｄ、
   前記トーションスプリングのヤング率Ｅ、
   前記トーションスプリングの直径Ｄ、
   前記トーションスプリングの巻き数Ｎ、
   前記スクリーン部材の密度ρ、
   前記スクリーン部材の厚さｔ、
   前記スクリーン部材の幅Ｓ、
   前記巻取ロールの半径Ｒ、
   重力加速度ｇについて、
   [相関式]
   で互いに一致させる、請求項８に記載のコードレスブラインド装置の調整方法。
10. 前記第２段階は、
    前記スクリーン部材が上昇限界位置にあるとき、前記トーションスプリングが前記巻取ロールに加えるトルクの初期値を、前記ウェイト部材と前記スクリーン部材が前記巻取ロールに加えるトルクの初期値と一致させる、請求項８に記載のコードレスブラインド装置の調整方法。