JP4201613B2

JP4201613B2 - 引違い窓開閉装置

Info

Publication number: JP4201613B2
Application number: JP2003040923A
Authority: JP
Inventors: 政一 ▲檪▼原; 善三久納
Original assignee: Chuo Hatsujo KK
Current assignee: Chuo Hatsujo KK
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP2004250946A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔操作により窓の開閉を行う引違い窓開閉装置に係り、とりわけ既存の窓に後付けできるように改良した引違い窓開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物や家屋には換気や排煙のために窓を設けているが、病院や診療所などの介護施設では、室内の脱臭や衛生環境のため病人に代わって介護福祉士や看護師などの医療従事者が窓を開放して換気するのが日課となっている。このため、介護福祉士や看護師などが傍にいないと、歩行が困難で非力な病人にとっては自らが窓を開放したくても開けられない不都合がある。そこで、リモートコントローラを用いて遠隔操作により窓の開閉およびクレセントの動作を行う窓戸制御システムが登場している（例えば特許文献１参照）。この特許文献１によれば、タイミングベルトが両側の押圧ローラと中央のドライブタイミングプーリーに挟まれており、リモートコントローラの操作時、クレセントの解錠を行ってから駆動モータによりドライブタイミングプーリーを回転してタイミングベルトを移動して窓を自動開閉する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２２２９５号公報（第３−４頁、図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１ではリモートコントローラの操作で窓の開閉が行えるので、非力な病人にとっては便利である。また、複雑な制御手段を用いた遠隔操作により窓の開閉動作を完全に自動化しているが、窓の開放時に故障や停電が生じた場合、簡単には窓を手動で閉鎖できない不便がある。
【０００５】
本発明は上記事情を背景になされたもので、その目的は遠隔操作により窓を自動的に開閉でき、閉窓時は窓を手動では開放できず防犯に役立ち、窓を閉め忘れたり開窓時に故障や停電が生じた場合、手動で閉鎖することができて便利な引違い窓開閉装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
窓枠内に設けられて窓を開閉する方向に変位する窓体と、窓枠に取付けられ、窓体を一方向クラッチを介して開閉方向に駆動する駆動歯車を備えた駆動部を有する駆動制御機構と、この駆動制御機構を遠隔操作して駆動部を制御する遠隔操作手段と、閉窓時に駆動部の駆動力で弾性変形により生じた弾性力を蓄勢する弾性手段とを備え、駆動制御機構は、窓枠に設けられた駆動プーリーおよび従動プーリーと、駆動プーリーと従動プーリーとに掛け渡されたギァドケーブルと、このギァドケーブルを窓体にコイルスプリングを介して連結固定するスライダーとを有し、駆動部は一方向クラッチを介して駆動プーリーを駆動するようになっており、窓体の自動開閉時には、一方向クラッチは、閉窓時のみに駆動部の窓体に対する連結を行い、開窓時は窓体に対して駆動歯車の開窓方向の回転量に応じて駆動プーリーの回転量を許容することにより窓体に対する連結を解き、弾性手段に蓄勢された弾性力を解放して窓枠を開窓方向に変位させることにより、閉窓および開窓を許容するとともに、手動開閉時には、一方向クラッチにより窓体側からの開閉操作に対して、閉窓方向の変位のみを許容し、開窓方向の変位を許容しないことを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用および効果】
（請求項１について）
閉窓時は、遠隔操作手段の操作により駆動制御機構の駆動部を駆動し、一方向クラッチを介して窓体を閉窓方向に変位させる。開窓時は、遠隔操作手段の操作により、窓体に対する連結を解き、弾性手段の弾性力が解放されて窓体を開窓方向に変位させる。一方向クラッチは、閉窓時のみに駆動部を窓体に連結するので、窓体は閉窓方向に自由に変位する。この場合、一方向クラッチの機能により、窓体を手動で開窓方向に変位させることができず、部外者による窓の開放動作を阻止できて防犯上有利である。手動により窓体を開窓方向に変位できないものの、窓体は手動で閉窓方向に変位するので、閉め忘れた窓を手動で閉鎖できる便宜がある。
これにより、遠隔操作により窓の自動開閉が実現し、歩行が困難で非力な病人も介護人などの助けなしで窓の開閉が可能となり室内の換気などが行われる。しかも、窓の開放時に故障や停電が生じた場合、窓を閉め忘れた時と同様に手動で窓を閉鎖できる便宜が得られる。また、自動開閉用および手動閉鎖用に二系統の窓駆動機構を個別に設けることなく、単一の駆動制御機構により窓の自動開閉および手動閉鎖が実現するので、全体の構造が比較的簡素になって省スペース化および低コスト化に寄与する。
駆動制御機構は、窓枠に設けられた駆動プーリーおよび従動プーリーと、駆動プーリーと従動プーリーとに掛け渡されたギァドケーブルと、このギァドケーブルを窓体に連結固定するスライダーとを有し、駆動部は一方向クラッチを介して駆動プーリーを駆動する。このため、駆動プーリー、従動プーリー、ギァドケーブルおよびスライダーといった比較的入手し易く構造が簡素な手段により駆動制御機構が実現でき、コスト的に有利に全体のコンパクト化を図ることができる。
スライダーは、コイルスプリングを介してギァドケーブルに連結されている。このため、コイルスプリングのテンション保持機能によりギァドケーブルが弛まず緊張状態に保たれて開窓および閉窓動作が円滑になる。また、コイルスプリングの緩衝機能により開窓および閉窓動作終了時に生じる開閉音が低減する。
【０００９】
（請求項２について）
駆動制御機構は、ケーシング内に収容してユニット化している。このため、駆動制御機構は、ケーシングにコンパクトにユニット化したまま窓枠に取付けられ、ひいては簡単な取付操作で既存の窓枠に後付けすることができて普及および拡販の促進に寄与する。
【００１１】
（請求項３について）
駆動部は正逆回転可能な電動モータであり、弾性手段は閉窓時に電動モータにより駆動歯車を回転させて蓄勢された弾性力を開窓時に解放する。このため、駆動プーリーは弾性手段の弾性力により開窓方向に回転付勢され、電動モータは駆動プーリーの回転を抑制しながら略無負荷状態で逆回転する。回転付勢された駆動プーリーの回転が抑制されることにより、窓体が開窓方向に略一定の速さになって円滑に変位する。
【００１２】
（請求項４について）
窓は施解錠のためにクレセント軸に回動可能に設けたクレセントレバーを備え、窓体は遠隔操作手段によりクレセントモータに通電して正逆回転してクレセントレバーが係脱する係合爪部を有する。このため、遠隔操作手段によりクレセントレバーを正逆回転して窓の施解錠を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１ないし図７に基づいて説明する。
図１は、一般の家屋、店舗、住宅や病院などの建物に設けられた窓１を示し、横長な矩形の窓枠２内に引違形の窓体３、４を互いにスライド可能に嵌めている。窓体３、４にはガラスや障子などの遮蔽板５が嵌め込まれ、図示右方の窓体４は固定され、専ら左方の窓体３が窓体４に対してスライド変位するようになっている。窓体４の左枠部４ａには、窓体３、４同士をロックしたり、解放して窓１を施解錠するクレセントロック部６が取り付られている。窓体３の右枠部３ａには、クレセントロック部６のクレセントレバー８に対応する係合爪部７が取付けられている。クレセントレバー８は、ボス部８ａをクレセント軸として一体に形成し、ボス部８ａを中心にして施錠位置と解錠位置との間で回動する。
【００１４】
クレセントロック部６は図２ないし図４に示すように、縦長ボックス９内に正逆回転可能な減速部付きで小型のクレセントモータ１０を収容し、その回転軸１０ａにウォーム歯車１１を嵌着している。ウォーム歯車１１には、クラッチ軸１２に嵌着したピニオン１３が噛合している。クラッチ軸１２は六角断面を有し、ピニオン１３の六角中心穴部１３ａに摺動可能に設けられている。クラッチ軸１２の先端部は、ピン１５により筒状の押ボタン１６内に取付けられた摺動頭部１４を有している。押ボタン１６は解除用ノブとして機能するもので、クレセントレバー８のボス部８ａ内に回転可能および軸方向に摺動可能に設けられている。クラッチ軸１２の摺動頭部１４は、クラッチ軸１２の基端部で棒状のストッパー１８を貫通させた状態に取付けている（図５参照）。
【００１５】
ボス部８ａの円周状開口端部には、ストッパー１８の両端部の軸方向の移動を許容するように形成した一対の切欠部１９を形成している。この切欠部１９にストッパー１８の両端部を係合させている。ボス部８ａと押ボタン１６との間には、圧縮コイルスプリング１７が介在して押ボタン１６を図３および図４に矢印Ａで示す方向に付勢している。この状態では、クラッチ軸１２からの正逆方向の回転力が摺動頭部１４およびストッパー１８を介してボス部８ａに伝わってクレセントレバー８を係合爪部７に対して係脱方向に回動させる。
【００１６】
また、押ボタン１６を圧縮コイルスプリング１７の付勢力に抗して矢印Ａとは反対方向に押すと、摺動頭部１４が同方向にクラッチ軸１２とともにピニオン１３の六角中心穴部１３ａに沿って摺動し、ストッパー１８が切欠部１９から抜け出て切欠部１９に対する係合を外す。このため、窓体３に対する施解錠時に押ボタン１６を押したままクレセントレバー８を手動で回動し、キャッチ部８ｂを係合爪部７に対して係脱させることができる。
【００１７】
窓枠２の下枠部２ａには、窓体３をスライド変位させて窓１を自動開閉するため、図６および図７に示すようにケーシング２１内に収容してユニット化した駆動制御機構２０が取付けられている。駆動制御機構２０を設けるには、ケーシング２１をハンドスクリューなどの簡易な取付手段により下枠部２ａに取付ければよいので、駆動制御機構２０は既存の建物の室内に簡単に後付けすることができる。駆動制御機構２０には、正逆回転可能な電動モータ２２が駆動部として設けられている。電動モータ２２は減速機構を内蔵したギァドモータを構成し、その駆動軸２３を伝動歯車２４に連結している。駆動制御機構２０は、窓１を自動開閉する時に遠隔操作手段としてのリモートコントローラ４２により制御される（図１参照）。リモートコントローラ４２には、「開」、「停止」および「閉」のタッチボタン４５、４６、４７が設けられており、これらが発する信号をアンテナ４３が受けて演算制御部（図示せず）を介して電動モータ２２を駆動制御する。
【００１８】
駆動軸２３を連結した伝動歯車２４は、支軸２６に嵌着させた駆動歯車２５に噛合している。支軸２６は弾性手段としてのゼンマイばね２９を取付けているとともに、一方向連結手段としての一方向クラッチ２７を介して駆動プーリー２８に連結されている。一方向クラッチ２７は、閉窓時のみに駆動歯車２５の回転力を支軸２６を介して駆動プーリー２８に伝達し、開窓時に駆動プーリー２８に対する支軸２６の連結を解いて駆動プーリー２８を開窓方向に回転可能にさせる。閉窓時に駆動歯車２５の回転が支軸２６に伝達されるので、支軸２６が回転によりゼンマイばね２９を巻取る方向に弾性変形させる。これにより、ゼンマイばね２９が弾性力を蓄勢して駆動プーリー２８を開窓方向に回転付勢する。駆動プーリー２８の外側面部は、周方向に所定の等間隔ピッチで斜めに形成した傾斜溝（図示せず）を有しており、傾斜溝に後述するギァドケーブル３０がワイヤーとして嵌まるようになっている。窓枠２の下枠部２ａの図示右方には、駆動プーリー２８に対応する従動プーリー３１が支軸３２に支持されている。駆動プーリー２８と従動プーリー３１にはギァドケーブル３０が掛け渡されている。
【００１９】
ギァドケーブル３０には、ゲート３３、３４間にコイルスプリング３５が張られた取付板３６が設けられている。ギァドケーブル３０の一端部はゲート３３を介してコイルスプリング３５の一端に連結され、他端部はゲート３４を介してコイルスプリング３５の他端に連結されている。取付板３６に対向する板状のスライダー３７が窓体３の下枠部３ｂにビス３８などの取付手段により連結固定されている。スライダー３７の先端部に形成した長穴状の切欠部３９を取付板３６のビス４０に係合させて、スライダー３７を取付板３６に連結している。従動プーリー３１の近接位置に、窓閉鎖用のリミットスイッチ４１が設けられて可動接片４１ａを取付板３６の左辺部に対応させている。駆動プーリー２８の近接位置に窓開放用のリミットスイッチ４２Ａが設けられて、可動接片４２ａを取付板３６の右辺部に対応させている。なお、ケーシング２１には、演算制御部に給電するための電源スイッチ４４が設けられている。
【００２０】
上記構成において、病室などで換気などのため窓１を開放するには、図１のリモートコントローラ４２の「開」のタッチボタン４５を操作する。これにより、図３および図４のクレセントモータ１０に通電されてウォーム歯車１１、ピニオン１３、クラッチ軸１２、摺動頭部１４、ストッパー１８およびボス部８ａを介してクレセントレバー８が図２の（イ）に矢印Ｄで示すように回動し、（ロ）に示すようにクレセントレバー８の円弧状のキャッチ部８ｂが係合爪部７に対する係合を外して窓体３に対する施錠を解除する。キャッチ部８ｂが係合爪部７から外れた時、図示しないリミットスイッチが働いてクレセントモータ１０に対する通電が止み、クレセントレバー８が解錠位置で停止する。
【００２１】
窓体３の施錠が解除されると、電動モータ２２に対する通電により駆動軸２３を介して伝動歯車２４が図７に示す矢印Ｃとは反対方向に回転する。この場合、閉窓時に駆動歯車２５の回転力を支軸２６を介して駆動プーリー２８に伝達し、ゼンマイばね２９に弾性変形により蓄勢した弾性力が解放される。ここで、駆動プーリー２８には、一方向クラッチ２７が内蔵されているので、駆動歯車２５の開窓方向への回転量分のみが駆動プーリー２８の同方向への回転量を許容する。すなわち、駆動歯車２５の回転速度に応じて、駆動プーリー２８が開窓方向に回転を行うことができる。このため、駆動歯車２５から矢印Ｂとは反対方向の回転付勢力が伝動歯車２４に伝わり、電動モータ２２は略無負荷状態で伝動歯車２４を回転するとともに、駆動歯車２５の回転を所定の速さに抑制している。駆動プーリー２８が矢印Ｂとは反対方向に回転することにより、ギァドケーブル３０が矢印Ｅ、Ｆとは反対方向に移動し、取付板３６、ビス４０およびスライダー３７を介して窓体３が開窓方向にスライド変位し、取付板３６が左端のリミットスイッチ４１から離れて可動接片４１ａを解放する（図６参照）。窓体３が開窓方向いっぱいにスライドして窓１が全開すると、リミットスイッチ４１から離れた取付板３６が右端のリミットスイッチ４２Ａの可動接片４２ａを押圧する。このため、電動モータ２２に対する通電が止み電動モータ２２が停止する。
【００２２】
開放した窓１を閉鎖するには、リモートコントローラ４２の「閉」のタッチボタン４７を操作する。これにより、電動モータ２２に通電されて駆動軸２３を介して伝動歯車２４が矢印Ｃの方向に回転し、伝動歯車２４を矢印Ｂの方向に回転させる。これに伴って支軸２６が矢印Ｂ方向に回転し、一方向クラッチ２７を介して駆動プーリー２８を矢印Ｂ方向に回転する。このため、ギァドケーブル３０が矢印Ｅ、Ｆの方向に移動するとともに、ゼンマイばね２９を支軸２６に巻取らせて弾性変形させ、ゼンマイばね２９に弾性力を蓄勢して開窓動作時に備える。ギァドケーブル３０の移動に伴い、取付板３６、ビス４０およびスライダー３７を介して窓体３が閉窓方向にスライド変位し、取付板３６が右端のリミットスイッチ４２Ａから離れて可動接片４２ａを解放する。
【００２３】
窓体３が閉窓方向いっぱいにスライドして窓１が全閉すると、リミットスイッチ４２Ａから離れた取付板３６が左端のリミットスイッチ４１の可動接片４１ａを押圧する。このため、電動モータ２２に対する通電が止み電動モータ２２が停止する。電動モータ２２の停止後、クレセントモータ１０に通電されてウォーム歯車１１、ピニオン１３、クラッチ軸１２、摺動頭部１４、ストッパー１８およびボス部８ａを介してクレセントレバー８が矢印Ｄとは反対方向に回動し、キャッチ部８ｂを係合爪部７に係合させて窓体３を施錠する。窓体３を施錠すると、図示しないリミットスイッチが働いてクレセントモータ１０に対する通電が止みクレセントモータ１０が停止する。窓体３に対する施解錠過程、開窓や閉窓過程でリモートコントローラ４２の「停止」のタッチボタン４６を操作すると、クレセントレバー８を施錠位置や解錠位置で停止させたり、窓体３を所望の位置で止めて窓１を任意の開放度に開いておくことができる。
【００２４】
窓１の開放時に手動で窓体３を閉窓方向に押圧すると、この押圧力がスライダー３７、ビス４０および取付板３６を介してギァドケーブル３０に伝わり、ギァドケーブル３０が駆動プーリー２８に閉窓方向（矢印Ｂ方向）の回転力を伝える。駆動プーリー２８と支軸２６の間に一方向クラッチ２７を設けていることから、駆動プーリー２８はギァドケーブル３０からの回転力を受け、支軸２６および駆動歯車２５を停止させたまま単独で閉窓方向に回転する。このため、窓体３を手動で閉窓方向にスライド変位させて窓１を閉鎖することができる。
これとは逆に、閉鎖時の窓体３を手動で開窓方向に押圧すると、この押圧力はスライダー３７、ビス４０および取付板３６を介してギァドケーブル３０に伝わり、ギァドケーブル３０が駆動プーリー２８に開窓方向の回転力を伝える。この時駆動プーリー２８は、開窓方向の回転力を一方向クラッチ２７を介して支軸２６および駆動歯車２５に伝えるものの、電動モータ２２がロックにより伝動歯車２４の回転を阻止しているため、窓体３は開窓方向にスライド変位することなく閉鎖状態を維持する。
【００２５】
（実施例上の効果）
このように閉窓時は、リモートコントローラ４２の操作により、駆動制御機構２０の電動モータ２２を駆動して一方向クラッチ２７を介して窓体３を閉窓方向に変位させる。開窓時は、リモートコントローラ４２の操作により、開窓時にゼンマイばね２９の弾性力が解放されて窓体３を開窓方向に変位させる。一方向クラッチ２７は、閉窓時のみに駆動歯車２５および支軸２６の回転力を駆動プーリー２８に伝え、ギァドケーブル３０、取付板３６およびスライダー３７を介して窓体３を閉窓方向に自由にスライド変位させる。この場合、窓体３を手動で開窓方向に変位させることができず、部外者による窓１の開放動作を阻止できて防犯上有利である。手動により窓体３を開窓方向に変位できないものの、窓体３は手動で閉窓方向に変位するので、リモートコントローラ４２を用いずとも閉め忘れた窓１を手動で閉鎖できる便宜がある。
【００２６】
これにより、遠隔操作により窓１の自動開閉が実現し、歩行が困難で非力な病人も介護人などの助けなしで室内の換気などのため窓１の開閉を行うことができる。しかも、窓１の開放時に故障や停電が生じた場合、窓を閉め忘れた時と同様に手動で窓１を閉鎖できる便宜が得られる。また、自動開閉用および手動閉鎖用に二系統の窓駆動機構を個別に設けることなく単一の駆動制御機構２０により窓１の自動開閉および手動閉鎖が実現するので、全体の構造が比較的簡素になって省スペース化および低コスト化に資する。さらに、駆動制御機構２０をケーシング２１内に収容してユニット化したので、駆動制御機構２０は、ケーシング２１にコンパクトにユニット化したまま窓枠２に取付けることができ、ひいてはハンドスクリューなどを用いる簡単な取付操作で既存の窓枠２に後付けできる便宜が得られる。
【００２７】
（変形例）
上記実施例では、駆動プーリー２８と従動プーリー３１とにギァドケーブル３０を掛け渡したが、駆動プーリー２８と従動プーリー３１とには通常のベルトを掛け渡してもよい。また、駆動プーリー２８、従動プーリー３１およびギァドケーブル３０に代わって駆動タイミングプーリー、従動タイミングプーリーおよびタイミングベルトを用いてもよい。電動モータ２２の駆動軸２３は、伝動歯車２４を介さずに支軸２６に直結するように構成してもよい。
また、本実施例では、窓体３の開窓方向のスライド変位はロックにより阻止されて施錠状態になるので、クレセントロック部６は用いずに省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般の家屋、店舗、住宅や病院などの建物に設けられた窓の斜視図である。
【図２】（イ）、（ロ）は作用説明のために示すクレセントロック部の正面図である。
【図３】クレセントロック部の縦断面図である。
【図４】クレセントロック部の横断面図である。
【図５】クレセントロック部の分解斜視図である。
【図６】ケーシングを破断して示す駆動制御機構の側面図及び部分拡大図である。
【図７】ケーシングを破断して示す駆動制御機構の平面図及び部分拡大図である。
【符号の説明】
１窓
２窓枠
３、４窓体
６クレセントロック部
７係合爪部
８クレセントレバー
１０クレセントモータ
１１ウォーム歯車
１６押ボタン
２０駆動制御機構
２１ケーシング
２２電動モータ（駆動部）
２７一方向クラッチ（一方向連結手段）
２８駆動プーリー
２９ゼンマイばね（弾性手段）
３０ギァドケーブル（ワイヤー）
３１従動プーリー
３５コイルスプリング
３６取付板
３７スライダー
４２リモートコントローラ（遠隔操作手段）
８ａボス部（クレセント軸）

Claims

窓枠内に設けられて窓を開閉する方向に変位する窓体と、前記窓枠に取付けられ、前記窓体を一方向クラッチを介して開閉方向に駆動する駆動歯車を備えた駆動部を有する駆動制御機構と、この駆動制御機構を遠隔操作して前記駆動部を制御する遠隔操作手段と、閉窓時に前記駆動部の駆動力で弾性変形により生じた弾性力を蓄勢する弾性手段とを備え、前記駆動制御機構は、前記窓枠に設けられた駆動プーリーおよび従動プーリーと、前記駆動プーリーと前記従動プーリーとに掛け渡されたギァドケーブルと、このギァドケーブルを前記窓体にコイルスプリングを介して連結固定するスライダーとを有し、前記駆動部は前記一方向クラッチを介して前記駆動プーリーを駆動するようになっており、
前記窓体の自動開閉時には、前記一方向クラッチは、閉窓時のみに前記駆動部の前記窓体に対する連結を行い、開窓時は前記窓体に対して前記駆動歯車の開窓方向の回転量に応じて前記駆動プーリーの回転量を許容することにより前記窓体に対する連結を解き、前記弾性手段に蓄勢された弾性力を解放して前記窓枠を開窓方向に変位させることにより、閉窓および開窓を許容するとともに、手動開閉時には、前記一方向クラッチにより前記窓体側からの開閉操作に対して、閉窓方向の変位のみを許容し、開窓方向の変位を許容しないことを特徴とする引違い窓開閉装置。
前記駆動制御機構は、ケーシング内に収容してユニット化したことを特徴とする請求項１に記載の引違い窓開閉装置。
前記駆動部は正逆回転可能な電動モータであり、前記弾性手段は閉窓時に前記電動モータにより前記駆動歯車を回転させて蓄勢された弾性力を開窓時に解放することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の引違い窓開閉装置。
前記窓は施解錠のためにクレセント軸に回動可能に設けたクレセントレバーを備え、前記窓体は前記遠隔操作手段によりクレセントモータに通電して正逆回転して前記クレセントレバーが係脱する係合爪部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の引違い窓開閉装置。