JP4387259B2 - 戻しばね付き開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、開閉体の開閉移動のために巻取体による開閉体の巻き取り、繰り出しがなされ、開閉体の開き移動と閉じ移動のうちの一方の移動時に蓄圧された戻しばね力が他方の移動時に巻取体の回転付勢力として利用される戻しばねを備えている戻しばね付き開閉装置に係り、例えば、シャッター装置やオーニング装置等に利用できるものである。

開閉体となっているシャッターカーテンの開閉移動が巻取体によるシャッターカーテンの巻き取り、繰り出しによってなされるシャッター装置には、巻取体にねじりコイルばねによる戻しばねが配設され、この戻しばねが、シャッターカーテンの閉じ移動の繰り出しのために巻取体が回転したときに蓄圧され、この蓄圧された戻しばね力が、シャッターカーテンの開き移動の巻き取りのために巻取体が回転するときに回転付勢力として利用されるようになっている戻しねじりコイルばね付きのシャッター装置がある（例えば、下記の特許文献１）。

また、下記の特許文献２に開示されている戻しばね付きのシャッター装置では、２個の戻しばねがばねジョイントを介して直列に連結され、シャッターカーテンを開き移動させるための巻取体による所定の巻き取り途中までは、これらの戻しばねの両方の戻しばね力が回転付勢力として利用されてシャッターカーテンの巻き取りがなされるが、巻き取り途中において、ばねジョイントと、巻取体と一体に回転するストッパ部材とが係合することにより、これらのばねジョイントとストッパ部材との相対回転が阻止され、これにより、２個の戻しばねのうちの１個の戻しばねの戻しばね力がシャッターカーテンの巻き取りのための回転付勢力として利用されなくなり、この結果、上記所定の巻き取り途中より以後は、シャッターカーテンを開き移動させるための回転付勢力が小さくなってシャッターカーテンは全開位置に達するようになっている。
特開平１１−２６７９３５号（段落番号００３４、図２） 特開平５−９３４８７号（要約、段落番号００１２，００１８〜００２３、図１、図４）

以上の戻しばね付きのシャッター装置では、戻しばねによって巻取体に付与される回転付勢力の大きさは、戻しばねの状態と関係し、戻しばねに錆が発生したり、戻しばねが損傷したりした場合には、回転付勢力の大きさが変化してしまい、設定値どおりの回転付勢力を長期間に亘って確保できなくなる。このため、戻しばね付きのシャッター装置では、戻しばねに錆が発生したり、戻しばねが損傷したりするのを防止できるようにし、戻しばねを外部環境から保護する工夫が求められる。

本発明の目的は、戻しばねを外部環境から保護できるようになる戻しばね付き開閉装置を提供するところにある。

本発明に係る戻しばね付き開閉装置は、開閉移動可能となった開閉体と、この開閉体の開閉移動のために前記開閉体を巻き取り、繰り出す回転を行う巻取体と、前記開閉体の開き移動と閉じ移動のうちの一方の移動時における前記巻取体の回転によって戻しばね力が蓄圧され、この蓄圧された戻しばね力が前記開閉体の他方の移動時における前記巻取体の回転付勢力として利用される戻しばねとを有している戻しばね付き開閉装置において、前記戻しばねは密閉空間又は略密閉空間に配置されていることを特徴とするものである。

この戻しばね付き開閉装置によると、戻しばねは密閉空間又は略密閉空間に配置されているため、空気中の水分等に起因する錆が戻しばねに発生しにくくなり、また、戻しばねは外部力から遮断又は略遮断された状態となり、戻しばねは外部環境から保護されるため、戻しばねにより所定の大きさの回転付勢力を巻取体に長期間に亘って付与できるようになる。

戻しばねを配置するための密閉空間又は略密閉空間は、任意な部材で形成された任意な構造のものでよく、例えば、１個の部材で形成されたものでもよく、複数個の部材で形成されたものでもよい。

本発明における密閉空間又は略密閉空間には、完全な密閉空間や、シール部材でシールされた箇所を有していて、僅かではあるが外部空気等の流出入が可能となっている空間や、軸等が遊合した孔等の開口部を有していて、この開口部を介して外部空間と連通状態となっている空間等が含まれる。

密閉空間又は略密閉空間を複数個の部材で形成するための一例は、巻取体の軸方向の一方の端部が閉鎖又は略閉鎖された端面部となっていて、他方の端部が開口しているカップ状部材と、このカップ状部材の開口した端部に配置されていて、この端部を閉鎖又は略閉鎖された端部としている端部部材との組み合わせによる組合体によって密閉空間又は略密閉空間を形成することであり、この組合体の内部空間に戻しばねを配置する。

このように密閉空間又は略密閉空間を形成した場合には、カップ状部材と端部部材とを結合してもよく、すなわち、これらのカップ状部材と端部部材とが一体となって回転するようにしてもよく、カップ状部材と端部部材のうちの一方を他方に対して回転自在としてもよい。

また、端部部材を、カップ状部材よりも大きい外径を有するものとしてもよく、端部部材とカップ状部材を、互いの外径が同じになった部材としてもよく、端部部材を、カップ状部材よりも小さい外径を有するものとしてもよい。

そして、カップ状部材と端部部材とを上述のように結合した場合には、端部部材とカップ状部材のうちの外径が大きい部材の外周面や、外径が同じになっている両方の部材の外周面、外径が同じになっている両方の部材のうちの一方の部材の外周面に、開閉体の開閉移動方向の端部を連結（開閉体の開閉移動方向の端部に設けられた連結部材を介して連結する場合を含む）し、開閉体が上記外周面に巻き取られるようにしてもよい。

これによると、端部部材やカップ状部材は、開閉体を巻き取り、繰り出すための前記巻取体を構成する部材ともなるため、巻取体の構成部材を用いて密閉空間又は略密閉空間を形成でき、それだけ開閉装置全体の構造を簡単化することができる。

なお、巻取体の軸方向における端部部材の寸法は、カップ状部材よりも小さくてもよく、同じでもよく、カップ状部材よりも大きくてもよい。

また、端部部材の形状は任意であり、端部部材をカップ状部材よりも大きな外径を有するものとする場合には、端部部材を、例えば、前記外周面を形成している環状フランジ部と、この環状フランジ部における巻取体の軸方向の途中部に設けられた端面部とを有するものとし、この端面部をカップ状部材に結合してもよく、また、端部部材をカップ状部材と同じ又はこれよりも大きな外径を有するものとする場合には、端部部材を、前記外周面を形成している環状フランジ部と、この環状フランジ部における巻取体の軸方向の一方の端部に設けられた端面部とを有するものとしてもよい。

これらのうちの後者の場合であって、端部部材とカップ状部材とを結合し、端部部材とカップ状部材のうちの少なくとも端部部材の外周面に、上述のように開閉体の開閉移動方向の端部を連結する場合には、端部部材をカップ状部材よりも大きな外径を有するものとするとともに、開口している巻取体の軸方向の端部をカップ状部材と同じ側に向けて、前記端面部をカップ状部材に結合してもよく、また、端部部材がカップ状部材と同じ又はこれよりも大きな外径を有するものである場合には、開口している巻取体の軸方向の端部をカップ状部材とは反対側に向け、カップ状部材の側に向いた前記端面部をこのカップ状部材に結合してもよい。

後者によると、端部部材の外周面を形成している環状フランジ部に開閉体の開閉移動方向の端部をボルト、ナット等による結合具で結合する際、この結合作業を端部部材の開口している端部から容易に行えるようになる。

また、本発明において、前記組合体の個数は、１個でもよく、巻取体の軸方向に配置された複数個でもよい。

組合体の個数を巻取体の軸方向に配置された複数個とする場合であって、それぞれの組合体のカップ状部材と結合された端部部材の外周面に、前述したように、開閉体の開閉移動方向の端部を連結し、開閉体がこの外周面に巻き取られるようにする場合には、それぞれの端部部材同士を、巻取体の軸方向に延びる長さを有する連結部材によって連結してもよい。

これによると、それぞれの端部部材が、開閉体を巻き取り、繰り出すための回転を同時に行うようになり、開閉体の開閉移動を所定どおり行わせることができる。

このようにそれぞれの組合体の端部部材同士を連結するための連結部材は、中空や中実の断面円形等のバー状部材でもよく、フラットバーやアングル材によるバー状部材でもよく、また、それぞれの端部部材が内部に収納されてこれらの端部部材と結合された筒状部材等でもよい。

本発明における戻しばねは、ねじりコイルばねでもよく、一端から他端に向かって渦巻き状に巻回している渦巻きばねでもよい。

また、戻しばねを渦巻きばねとする場合には、この渦巻きばねは、板材を渦巻き状に巻回して形成されているばね、すなわち、ぜんまいばねでもよく、断面円形や断面楕円形、断面矩形の線材等を渦巻き状に巻回したものでもよい。また、これらのいずれかで戻しばねを形成した場合には、巻き数や全長等は任意である。

渦巻きばねを、板材を渦巻き状に巻回して形成したぜんまいばねとすると、板材の厚さは小さいため、渦巻きばね全体の直径を小さくでき、これにより、渦巻きばねを配置するための前記密閉空間又は略密閉空間の渦巻きばね半径方向の寸法を小さくできる。

また、渦巻きばねは、軸方向の同一位置又は略同一位置において巻回しているばねでもよく、軸方向に次第に変位しながら巻回しているばね、言い換えると、円錐形ばねやたる形ばね等でもよい。

渦巻きばねを、軸方向の同一位置又は略同一位置において巻回しているばねとすると、渦巻きばねの軸方向長さは短くなるため、この渦巻きばねを配置するための前記密閉空間又は略密閉空間を小型化することができる。

巻取体の回転で渦巻きばねに戻しばね力を蓄圧し、この蓄圧された戻しばね力を巻取体に作用させるための構造は任意であり、その一例は、渦巻きばねの内端部を、前記巻取体の中心に挿通された回転しない中心軸又はこの中心軸に結合された非回転部材に直接又は間接的に連結し、渦巻きばねの外端部を前記巻取体に直接又は間接的に連結することである。

また、本発明において、渦巻きばねは、開閉体の開閉特性に応じて、巻き締め初期から巻き締め終期までのうちの任意な範囲を利用することができる。すなわち、渦巻きばねの巻き締め初期から巻き締め終期までの全体範囲を利用してもよく、巻き締め初期を含む初期範囲と巻き締め終期を含む終期範囲とを除いた中間範囲だけを利用してよく、これらの初期範囲と終期範囲とのうちの一方と、上記中間範囲とを利用してもよく、巻き締め初期範囲と巻き締め終期範囲とのうちの少なくとも一方のみを利用してもよい。

また、渦巻きばねは、巻き締め初期において外層部と内層部とのうちの一方が密巻き部となっていて他方が粗巻き部となっているとともに、巻き締め終期において前記一方が粗巻き部となって前記他方が密巻き部となるものでもよい。このような渦巻きばねの場合であって、開閉体の開閉移動方向が、上向き移動が開き移動となった鉛直方向の成分を有する方向である場合には、巻き締め初期を含む初期範囲と巻き締め終期を含む終期範囲とを除いた中間範囲を、開閉体の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域と対応する範囲として利用することが好ましい。

これによると、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクを、開閉体を開き移動させるために必要な開閉体開き移動トルクと近似させることができる。

これを具体的に説明すると、渦巻きばねのばね定数は一定ではなく、そのばね力は全体的に非線形の特性を有している。そして、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な開閉体開き移動トルクの大きさは、巻取体から繰り出されている開閉体の自重による巻取体回りの自重トルクと、これ以外のトルクとの合計、例えば、開閉体を開き移動させるときに生ずる開閉体用ガイド部材と開閉体との摩擦力等の抵抗力による巻取体回りの抵抗トルクとの合計となる。これらのトルクのうち、自重トルクは、巻取体から繰り出されている開閉体の自重と、巻取体の中心からこの自重が作用している位置までの水平距離との積算値となり、これらの自重と水平距離の両方は巻取体からの開閉体の繰り出し量（巻取体の回転数）と関係している。このため、開閉体開き移動トルクは、一般的には、巻取体の回転数に対して直線的に変化せず、曲線的に変化するものとなるが、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクは、渦巻きばねのばね力が全体的に非線形の特性を有しているため、巻き締め初期を含む初期範囲と巻き締め終期を含む終期範囲とを除いた渦巻きばねの中間範囲において、開閉体開き移動トルクと同様に曲線的に変化するものとなる。

したがって、巻き締め初期を含む初期範囲と巻き締め終期を含む終期範囲とを除いた渦巻きばねの中間範囲を、開閉体の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域と対応する範囲として利用することにより、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクを、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な開閉体開き移動トルクと近似させることができる。

なお、上述の密巻き部には、内外径方向に隣接している２つの巻き部が互いに接触している場合と、接触していない場合との両方が含まれる。また、粗巻き部には、この粗巻き部が１回転未満となっている巻き部によって形成されている場合と、１回転以上となっている巻き部によって形成されている場合との両方が含まれる。

また、開閉体の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域の全体又は略全体について、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクの大きさを、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な巻取体回りの開閉体開き移動トルクの大きさ以下であって、開閉体を下向きに閉じ移動させるようとする巻取体回りの開閉体閉じ移動トルクの大きさ以上としてもよく、言い換えると、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクの大きさを、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な巻取体回りの開閉体開き移動トルクの大きさと同じかこれよりも小さくし、かつ開閉体を下向きに閉じ移動させるようとする巻取体回りの開閉体閉じ移動トルクの大きさと同じかこれよりも大きくしてもよい。

これによると、開閉体に特別の閉じ移動力や開き移動力を加えない限り、開閉体の開閉移動領域の全体又は略全体におけるいずれの位置でも開閉体を停止させることができる。また、手動操作や自動装置で開閉体に閉じ移動や開き移動を行わせる場合には、上記特別の閉じ移動力や開き移動力に相当する比較的小さな閉じ移動力や開き移動力をこの手動操作や自動装置によって開閉体に加えることにより、開閉体を所望どおり移動させることができる。

なお、ここでいう、開閉体の開閉移動領域の略全体について、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクの大きさを、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な巻取体回りの開閉体開き移動トルクよりも小さく、かつ開閉体を下向きに閉じ移動させるようとする巻取体回りの開閉体閉じ移動トルクよりも大きくする、とは、前述した巻取体がある回転角度になったときにおいて、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクの大きさが、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な巻取体回りの開閉体開き移動トルクの大きさと、開閉体を下向きに閉じ移動させようとする巻取体回りの開閉体閉じ移動トルクの大きさとの間の大きさとなっていなくてもよいとの意味である。

このような巻取体の回転角度の一例は、巻取体と開閉体の上端部との連結部が、巻取体の中心に対して水平となる位置に達したときである。このときには、開閉体の上端部に、この上端部を巻取体に連結するための吊り元部材等の連結部材が設けられ、この連結部材の厚さ分だけ巻取体の中心から開閉体の繰り出し位置までの水平距離が大きくなるため、巻取体から繰り出されている開閉体の自重による巻取体回りの開閉体閉じ移動トルクや開閉体開き移動トルクが大きくなる。

また、開閉体が全開位置に達したとき又は全開位置の近くに達したときに、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクの大きさが、巻取体回りの開閉体の開き移動トルクの大きさよりも大きくなるようにしてもよい。これによると、開閉体が全開位置又は全開位置の近くに達すると、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクによって開閉体には上方への付勢力が付与されることになり、これにより、開閉体の閉じ側の端部である下端部に設けられている座板等のエンド部材を、まぐさ等の開閉体全開位置規定部材に当接させることができるため、開閉体を全開位置にこの当接力をもって停止させることがきる。

また、開閉体が全閉となっているときにおける渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクの大きさが、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な巻取体回りの開閉体開き移動トルクよりも大きくなっていて、開閉体が全閉位置から手操作等で開き移動させることが容易な高さ位置まで達したときに、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクの大きさが、開閉体を上向きに開き移動させるために必要な巻取体回りの開閉体開き移動トルクの大きさ以下であって、開閉体を下向きに閉じ移動させようとする巻取体回りの開閉体閉じ移動トルクの大きさ以上となるようにしてもよい。

これによると、全閉位置で施錠装置によって施錠されていた開閉体を開錠すると、この開閉体を、渦巻きばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクにより、手操作等で開き移動させることが容易な高さ位置まで自動的に開き移動させることができ、この後、開閉体を手操作等で容易に開き移動させることができる。

本発明において、１個の前記密閉空間又は略密閉空間に配置される前記戻しばねは、１個でもよく、あるいは、異なるばね特性又は同じばね特性を有する同種又は異種の複数の戻しばねを直列又は並列に連結し、これらの戻しばねを１個の前記密閉空間又は略密閉空間に配置することにより、１個の戻しばねを１個の密閉空間又は略密閉空間に配置したのでは得られない巻取体回りのトルクを得られるようにしてもよい。

また、１個の戻しばねをその全長に亘って同じ幅や直径等となった材料によって形成せず、これにより、所望のばね特性を得てもよい。

本発明は、開閉体の開閉移動方向が上下方向となった開閉装置や、左右方向となった開閉装置、さらには、これらの方向に対して傾斜した方向となった開閉装置に適用することができる。開閉体の開閉移動方向が上下方向となっている開閉装置については、開閉体の閉じ方向が下方向であって開き方向が上方向でもよく、開閉体の閉じ方向が上方向であって開き方向が下方向でもよい。

また、本発明に係る開閉装置は、開閉体がシャッターカーテンとなっているシャッター装置でもよく、建物の軒先等に取り付けられ、出入口等の開口部の日除け、雨除けのための開閉自在なカーテンを備えているオーニング装置でもよく、ロールスクリーン装置等でもよい。

本発明をシャッター装置に適用する場合には、シャッターカーテンは任意な材料で形成されているものでよい。すなわち、シャッターカーテンは、その全部又は主要部が複数のスラットの連設で形成されたものでもよく、複数のパネルの連設で形成されたものでもよく、リンクで連結された複数のパイプで形成されたものでもよく、布やシート等の薄厚部材で形成されたものでもよく、ネットで形成されたものでもよく、これらのうちの少なくとも２つの複合で形成されたもの等でもよい。

また、本発明は、任意な用途のシャッター装置に適用できる。すなわち、本発明が適用されるシャッター装置は、窓や出入口等の開口部をシャッターカーテンで開閉する開口部用シャッター装置でもよく、全閉となったシャッターカーテンで防災区画を形成するための防災用シャッター装置でもよく、車庫用シャッター装置でもよく、物置用シャッター装置でもよく、トラック等の車両の荷台やコンテナのためのシャッター装置等でもよい。そして、防災用シャッター装置には、火災等の災害発生時にシャッターカーテンがエレベータとエレベータホールとの間で閉じ移動するエレベータ用防災シャッター装置が含まれる。

さらに、本発明は、手動式シャッター装置や自動式シャッター装置、手動と自動の併用式シャッター装置等の任意なタイプのシャッター装置に適用することができる。

また、本発明は、シャッターカーテンの閉じ移動が、戻しばねの戻しばね力を除くと、シャッターカーテンの自重と、ウエイト部材の重量と、手動操作と、電動モータ等の駆動手段とのうちのいずれか１つ又はこれらのうちの少なくとも２つの複合でなされるシャッター装置に適用できる。また、シャッターカーテンの開き移動も、戻しばねの戻しばね力を除くと、シャッターカーテンの自重と、ウエイト部材の重量と、手動操作と、電動モータ等の駆動手段とのうちのいずれか１つ又はこれらのうちの少なくとも２つの複合でなされるシャッター装置について、本発明を適用できる。

本発明によると、戻しばねは密閉空間又は略密閉空間に配置されているため、戻しばねを外部環境から保護できるようになり、戻しばねに錆が発生したり、戻しばねが損傷したりするのを防止できるという効果を得られる。

以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１には、本実施形態に係る戻しばね付き開閉装置となっている戻しばね付きシャッター装置の全体正面図が示され、このシャッター装置は、開閉体であるシャッターカーテン１で建物の出入口１０を開閉するための出入口用シャッター装置である。

また、このシャッター装置は、シャッターカーテン１の自重及び手動操作によりシャッターカーテン１を下向きに閉じ移動させ、手動操作によりシャッターカーテン１を上向きに開き移動させるタイプのものとなっている。

出入口１０の左右両側を形成している壁や柱等による建物躯体１１には、上下に延びるガイドレール２が取り付けられ、これらの左右のガイドレール２の内部に、シャッターカーテン１の幅方向両端部である左右両端部がスライド自在に挿入され、シャッターカーテン１はガイド部材であるガイドレール２に案内されて上下方向に開閉移動可能となっている。出入口１０の上部には、シャッターケース３が配設され、このシャッターケース３の内部に巻取体４が左右のブラケット５で支持されて水平に架設されている。シャッターカーテン１の上端部はこの巻取体４に連結され、シャッターカーテン１の上下方向の開閉移動は、巻取体４からのシャッターカーテン１の繰り出し、巻取体４によるシャッターカーテン１の巻き取りによりなされ、このシャッターカーテン１の開閉移動は、シャッターケース３の下面３Ａに設けられているまぐさのスリットをシャッターカーテン１が挿通してなされる。

シャッターカーテン１は、閉じ側の先端部である下端部に設けられた座板１Ａと、この座板１Ａの上部に多数連設されたスラット１Ｂとを含んで構成され、座板１Ａがシャッターケース３の下面３Ａのまぐさの高さ位置に達しているときに、シャッターカーテン１は全開位置となっており、座板１Ａが出入口１０の床１０Ａに達したときに、シャッターカーテン１は全閉位置となる。このため、これらの全開位置から全閉位置までの領域が、シャッターカーテン１の開閉移動領域Ｌである。

シャッターカーテン１を構成している多数のスラット１Ｂのうち、シャッターカーテン１が全閉位置となったときに腰と同じ高さ程度にある所定のスラット１Ｂには、左右２個の手掛け部６が設けられ、シャッターカーテン１が全閉位置となっているときに、これら手掛け部６に手を掛けてシャッターカーテン１を持ち上げたり、座板１Ａに操作棒の先端を係合してこの操作棒でシャッターカーテン１を上昇させることにより、シャッターカーテンを巻取体４に巻き取らせてシャッターカーテン１を全開位置まで開き移動させることができる。また、全開位置に達しているシャッターカーテン１の座板１Ａに操作棒の先端を係止してこの操作棒でシャッターカーテン１を下降させたり、手掛け部６に手を掛けてシャッターカーテン１を押し下げることを行うことにより又は行わないことにより、シャッターカーテン１の自重を利用して、シャッターカーテン１を巻取体４から繰り出させて全閉位置まで閉じ移動させることができる。

図２には、巻取体４の構造が示され、巻取体４の中心部には、図１で説明した左右のブラケット５で回転不能に支持されている中心軸２０が挿通し、この中心軸２０を中心に巻取体４は回転自在となっている。本実施形態に係る巻取体４は、中心部に中心軸２０が貫通した３個の組合体２１と、巻取体４の軸方向に延びる長さを有し、巻取体４の軸方向に配置された３個の組合体２１同士を連結する連結部材となっているバー状部材２２とを含んで構成され、パイプやフラットバー等からなるバー状部材２２は巻取体４の円周方向に複数本設けられている。図２において、左側の１個の組合体２１と右側の２個の組合体２１は、左右の向きが異なるだけであり、全部の組合体２１は同じ構造で形成されている。なお、全部の組合体２１の向きを同じにしてもよい。

図３は、これらの組合体２１のうち、代表例として図２の中央の組合体２１を示した正面図であり、図４は、この組合体２１の正断面図である。図４で示されているとおり、組合体２１は、巻取体４の軸方向の一方の端部が略閉鎖された端面部２３Ａとなっていて、他方の端部２３Ｂが開口しているカップ状部材２３と、このカップ状部材２３の開口した端部２３Ｂに配置されていて、この開口端部２３Ｂを略閉鎖された端部とする端部部材となっているホイール部材２４との組み合わせによる組合体となっており、この組合体２１の内部空間Ｓに、本実施形態に係る戻しばねであって、一端から他端に向かって渦巻き状に巻回している渦巻きばね２５が収納配置されている。この渦巻きばね２５は、板材を軸方向の同一位置又は略同一位置で渦巻き状に巻回したぜんまいばねである。

ホイール部材２４は、外周面を形成している環状フランジ部２４Ａと、この環状フランジ部２４Ａにおける巻取体４の軸方向の一方の端部に設けられた端面部２４Ｂとを有する浅皿形状であり、この端面部２４Ｂに、それぞれの組合体２１同士を連結するための前記バー状部材２２が挿通結合されている。また、ホイール部材２４は、開口している巻取体４の軸方向の他方の端部２４Ｃをカップ状部材２３とは反対側に向け、端面部２４Ｂをカップ状部材２３の側に向けてこのカップ状部材２３に結合されている。この結合は、板金プレス成形品であるカップ状部材２３の胴部２３Ｃの前記開口端部２３Ｂ側の端部に形成されている突片２３Ｄをホイール部材２４の端面部２４Ｂに形成された孔２４Ｄに挿入した後、突片２３Ｄを折り曲げることによってなされている。

ホイール部材２４はカップ状部材２３よりも大きい外径を有し、この外径の部分を形成しているホイール部材２４の環状フランジ部２４Ａには、孔２４Ｅが円周方向の複数箇所に形成され、これらの孔２４Ｅから選択された任意な孔２４Ｅに挿入されるボルトとナットによる結合具２６により、シャッターカーテン１の上端部がホイール部材２４の外周面、すなわち環状フランジ部２４Ａの外面で結合される。このため、環状フランジ部２４Ａは、シャッターカーテン１を巻き取り、繰り出すための巻取体４における部分となっている。

このような環状フランジ部２４を有しているホイール部材２４は、上述のように開口端部２４Ｃをカップ状部材２３とは反対側に向けてカップ状部材２３に連結されているため、結合具２６によってシャッターカーテン１の上端部をホイール部材２４の環状フランジ部２４Ａの外面に結合する作業を、開口端部２４Ｃから作業者が手や工具等を差し入れることによって容易に行える。

また、前記中心軸２０の外周面におけるそれぞれの組合体２１の配置位置と対応する位置には、巻芯部材２７が配置されている。この巻芯部材２７は、ボルトとナットによる結合具２８，２９により、中心軸２０の所定位置である組合体２１の配置位置と対応する位置に固定されているため、巻芯部材２７は、中心軸２０と同じく、回転しない非回転部材となっている。図４のＳ５−Ｓ５線断面図である図５から分かるように、巻芯部材２７は丸パイプ部材であり、この巻芯部材２７には軸方向の全長に亘る割溝２７Ａが形成されているとともに、巻芯部材２７の軸方向両端部には、切り倒し加工による受け片２７Ｂが形成され、巻芯部材２７の円周方向に等間隔で複数形成されているこれら受け片２７Ｂにより、巻芯部材２７は中心軸２０と同軸的に、言い換えると、全周に亘って中心軸２０から同じ又は略同じ大きさの隙間を開けて中心軸２０上に配置されている。

図４に示されているように、カップ状部材２３の前記端面部２３Ａと、ホイール部材２４の前記端面部２４Ｂには、中心軸２０及び巻芯部材２７が挿通された孔３０，３１が形成され、これらの孔３０，３１は巻芯部材２７が遊合した孔であるため、カップ状部材２３の端面部２３Ａによる端部と、ホイール部材２４の端面部２４Ｂで閉鎖されたカップ状部材２３の端部２３は、略閉鎖された端部となっている。このため、カップ状部材２３とホイール部材２４とによって形成されている前記内部空間Ｓは、略密閉空間となっている。

なお、前記ぜんまいばね２５が収納されているこの内部空間Ｓを密閉性が一層向上した略密閉空間又は密閉空間とするために、カップ状部材２３、ホイール部材２４に取り付けられて巻芯部材２７と回転自在に接触するシール部材により、孔３０，３１を塞いでもよい。

図４で示すように、ホイール部材２４と巻芯部材２７との間には軸受け３５が配置され、この軸受け３５により、ホイール部材２４とカップ状部材２３は巻芯部材２７に対して回転自在となっている。軸受け３５は、外輪部材３５Ａと、内輪部材３５Ｂと、これらの外輪部材３５Ａと内輪部材３５Ｂとの間において円周方向に複数個配設され、それぞれがリテーナ３５Ｃで回転自在に保持されているボール３５Ｄとを有するボール式軸受けであり、外輪部材３５Ａはリベット等の止着具３６でホイール部材２４の端面部２４Ｂに止着されており、内輪部材３５Ｂは、前記結合具２９で巻芯部材２７及び中心軸２０に結合されている。

図５で示すように、前記内部空間Ｓに配置されているぜんまいばね２５の内端部２５Ａは、折り曲げられて巻芯部材２７の割溝２７Ａに係止されている。また、ぜんまいばね２５の外端部２５Ｂは、折り曲げられてカップ状部材２３の胴部２３Ｃの被係止片２３Ｅに係止されている。この被係止片２３Ｅは、胴部２３Ｃに外径方向への膨出部２３Ｆをプレス成形等で形成する際に、一部を膨出させずに切り残すことによって形成されたものである。

このようにぜんまいばね２５の内端部２５Ａは、前記巻取体４の中心に配置された中心軸２０と結合されて非回転部材となっている巻芯部材２７に連結され、外端部２５Ｂは、中心軸２０を中心に回転自在となっている巻取体４の構成部材である組合体２１のカップ状部材２３に結合されている。また、ぜんまいばね２５の巻回方向は、組合体２１のホイール部材２４の環状フランジ部２４Ａに巻き取られているシャッターカーテン１を繰り出す方向に巻取体４が中心軸２０を中心に回転（図５中、右回転）したときに、ぜんまいばね２５が巻き締められる方向になっている。

このため、シャッターカーテン１が巻取体４から繰り出されて閉じ移動すると、ぜんまいばね２５には戻しばね力が蓄圧されることになり、シャッターカーテン１を開き移動させてこのシャッターカーテン１を巻取体４に巻き取らせるときには、この蓄圧された戻しばね力が巻取体４の回転を付勢するための回転付勢力として利用される。これにより、前述した手掛け部６や操作棒を用いた手動操作によってシャッターカーテン１を上方へ開き移動させる際、この開き移動を軽く行うことができる。

図６には、ぜんまいばね２５の巻き締め初期の状態が示され、図７には、巻き締め終期の状態が示されている。図６の巻き締め初期では、ぜんまいばね２５の外層部が密巻き部２５Ｃとなっていて、内層部が粗巻き部２５Ｄとなっており、図７の巻き締め終期では、ぜんまいばね２５の外層部が粗巻き部２５Ｅとなっていて、内層部が密巻き部２５Ｆとなっている。

このような巻き締め状態で巻き締められるぜんまいばね２５のばね定数は一定となっておらず、ぜんまいばね２５は、全体的に非線形のばね力特性を有しているため、図６の巻き締め初期からぜんまいばね２５の巻き締めが始まると、内層部が粗巻き部２５Ｄとなっているこの巻き締め初期を含む初期範囲では、戻しばね力は大きな増加率で増加し、その後、戻しばね力の増加率は次第に低下する。そして、外層部が粗巻き部２５Ｅとなる図７の巻き締め終期を含む終期範囲に達すると、戻しばね力の増加率は再び大きくなり、巻き締め終期において戻しばね力は最大値に達する。

図８は、横軸を巻取体４の回転数とし、縦軸を巻取体４の中心軸２０回りのトルクとしたグラフである。この図８には、巻取体４の回転数に対するぜんまいばね２５の戻しばね力による巻取体４の中心軸２０回りのトルクＡ，Ｂの関係が示されている。ぜんまいばね２５は、上述した全体的に非線形となったばね力の特性を有しているため、ぜんまいばね２５が図６から図７の状態になるときには、ぜんまいばね２５の戻しばね力による巻取体４の中心軸２０回りのトルクＡは、巻き締め初期範囲αで大きな増加率で増加し、その後、増加率は中間範囲βで次第に小さくなり、巻き締め終期範囲γにおいて再び増加率は大きくなる。また、ぜんまいばね２５が図７から図６の状態になるときにおけるトルクＢは、トルクＡと同様な特性となるが、トルクＡと比較すると、ぜんまいばね２５の材料や巻き込み状態等に基づくヒステリヒスによる差が生ずる。

図８には、シャッターカーテン１を上向きに開き移動させようとしたときに必要となる巻取体４の中心軸２０回りのトルクＣも示されている。このトルクＣは、巻取体４から繰り出されている図５で示すシャッターカーテン１の自重（座板１Ａの重量を含む）Ｗによる中心軸２０回りの自重トルクと、シャッターカーテン１を上方へ開き移動させようとした際に、図１で示したガイドレール２とシャッターカーテン１との摩擦等に基づき生ずる抵抗力による中心軸２０回りの抵抗トルクとの合計値である。シャッターカーテン１の自重Ｗによる自重トルクは、自重Ｗと、図５で示す中心軸２０の中心部からこの自重Ｗが作用している位置までの水平距離Ｒとを積算した値となる。

また、図８には、シャッターカーテン１を下向きに閉じ移動させようとする巻取体４の中心軸２０回りのトルクＤも示されている。このトルクＤは、巻取体４から繰り出されているシャッターカーテン１の自重Ｗによる中心軸２０回りの自重トルクから、シャッターカーテン１が下向きに閉じ移動しようとしたときにガイドレール２とシャッターカーテン１との摩擦等に基づき生ずる上向きの抵抗力による中心軸２０回りの抵抗トルクを差し引いた値となる。

なお、自重Ｗによる自重トルクの大きさと、自重Ｗに基づき生ずる上向きの抵抗力による抵抗トルクの大きさとが同じである場合には、シャッターカーテン１を下向きに閉じ移動させようとする巻取体４の中心軸２０回りのトルクは、ゼロとなる。そして、シャッターカーテン１の開閉移動領域Ｌの全体において、これらの自重トルクと抵抗トルクの大きさが同じである場合には、トルクＤは、シャッターカーテン１の開閉移動領域Ｌの範囲において、図８のグラフの横軸と一致する。

トルクＣとトルクＤの両方における自重トルクは、上述のように、巻取体４から繰り出されているシャッターカーテン１の自重Ｗと、中心軸２０の中心部からこの自重Ｗが作用している位置までの水平距離Ｒとの関数となっており、これらの自重Ｗと水平距離Ｒのいずれも、巻取体４からのシャッターカーテン１の繰り出し量（巻取体４の回転数）と関係している。このため、シャッターカーテン１を上向きに開き移動させるために必要な中心軸２０回りのトルクＣも、シャッターカーテン１を下向きに閉じ移動させようとする中心軸２０回りのトルクＤも、図７で示されているとおり、巻取体４の回転数に対して直線的に変化せず、曲線的に変化する。

このようなトルクＣ，Ｄの変化特性は、前述したぜんまいばね２５の戻しばね力による中心軸２０回りのトルクＡ，Ｂのうち、初期範囲αと終期範囲γとを除いた中間範囲βにおける中心軸２０回りのトルクの特性と近似している。また、中間範囲βにおける中心軸２０回りのトルクＡ，Ｂの大きさを、トルクＣよりも小さくかつトルクＤよりも大きくすることができる。

言い換えると、本実施形態に係るシャッター装置では、初期範囲αと終期範囲γとを除いた中間範囲βにおいて、戻しばね力による中心軸２０回りのトルクの特性がシャッターカーテン１の開閉移動に関するトルクＣ，Ｄの変化特性と近似しているぜんまいばね２５であって、中間範囲βにおける戻しばね力による中心軸２０回りのトルクの大きさが、トルクＣよりも小さくかつトルクＤよりも大きくなっているぜんまいばね２５を使用している。

そして、本実施形態に係るシャッター装置では、中間範囲βが、図１で示したシャッターカーテン１の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域Ｌの全体と対応するように、渦巻きばね２５の使用範囲が設定されている。

なお、シャッターカーテン１が全開位置に達しているときに、シャッターカーテン１に予定外の下向きの外部力が作用してもシャッターカーテンが下向きに閉じ移動しないようにするため、巻取体４に、この巻取体４の回転を阻止する手動式のブレーキ装置を設けたり、前記まぐさ等の配置箇所に、座板等のシャッターカーテン構成部材に係脱自在に係合する係合部材を備えた手動式のストップ装置を設けたりし、シャッターカーテン１を下向きの閉じ移動させる際には、手動操作によってこれらのブレーキ装置やストップ装置を解除できるようにしてもよい。

以上の本実施形態によると、シャッターカーテン１の下方への繰り出し時に戻しばね力が蓄圧され、この蓄圧された戻しばね力がシャッターカーテン１の上方への巻き取り時における巻取体４の回転付勢力として利用される戻しばねは、渦巻きばねであるぜんまいばね２５となっており、このぜんまいばね２５は、ばね定数が一定となっていなくて、全体的に非線形の戻しばね力の特性を有しているため、ぜんまいばね２５の戻しばね力による中心軸２０回りのトルクＡ，Ｂを、図８のグラフで示されているように、シャッターカーテン１を開き移動させるために必要なトルクや、シャッターカーテン１を閉じ移動させようとするトルクであって、巻取体４の回転数に対して曲線的に変化するものとなっているトルクＣ，Ｄと容易に対応させることができる。

これにより、閉じ移動の途中で停止させたシャッターカーテン１を開き移動させるためには、図８のグラフにおいて、トルクＣとトルクＡの差のトルクに相当する持ち上げ力をシャッターカーテン１に加えればよく、また、開き移動の途中で停止させたシャッターカーテン１を閉じ移動させるためには、トルクＢとトルクＤの差のトルクに相当する押し下げ力をシャッターカーテン１に加えればよく、シャッターカーテン１の開閉操作を容易に行える。

また、ぜんまいばね２５は巻き締め初期から巻き締め終期までの全部の範囲が使用されているのではなく、外層部が密巻き部２５Ｃとなっていて内層部が粗巻き部２５Ｄとなっている巻き締め初期を含む初期範囲αと、外層部が粗巻き部２５Ｅとなっていて内層部が密巻き部２５Ｆとなっている巻き締め終期を含む終期範囲γとを除いた中間範囲βが、シャッターカーテン１の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域Ｌと対応する範囲となって利用されているため、ぜんまいばね２５の戻しばね力による巻取体回りのトルクを、シャッターカーテンを開き移動させるために必要なシャッターカーテン開き移動トルクＣや、シャッターカーテン１を閉じ移動させようとするシャッターカーテン閉じ移動トルクＤと一層正確に対応させることができる。

さらに、シャッターカーテン１の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域Ｌの全体について、ぜんまいばね２５の戻しばね力による中心軸２０回りのトルクＡ、Ｂの大きさは、シャッターカーテン１を上向きに開き移動させるために必要な中心軸２０回りのシャッターカーテン開き移動トルクＣよりも小さく、かつシャッターカーテン１を下向きに閉じ移動させるようとする中心軸２０回りのシャッターカーテン閉じ移動トルクＤよりも大きいため、シャッターカーテン１に特別の閉じ移動力や開き移動力を加えない限り、シャッターカーテン１の開閉移動領域Ｌの全体におけるいずれの位置でもシャッターカーテン１を停止させることができる。また、シャッターカーテン１を閉じ移動、開き移動させるときには、小さな閉じ移動力や開き移動力を加えればよく、このため、シャッター装置の操作性が向上する。

なお、図８で示したトルクＥは、戻しばね力が巻取体４の回転数に対して直線的に変化する特性、言い換えると、線形の特性となっているねじりコイルばねによる中心軸２０回りのトルクの場合を示している。このねじりコイルばねによる中心軸２０回りのトルクＥは、巻取体４の回転数に対して単に比例的に変化するだけであるため、トルクＥをシャッターカーテン開き移動トルクＣやシャッターカーテン閉じ移動トルクＤと対応させることは困難であり、また、シャッターカーテン１の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域Ｌの全体について、トルクＥの大きさを、シャッターカーテン開き移動トルクＣよりも小さくかつシャッターカーテン閉じ移動トルクＤよりも大きくすることは難しい。

図９は、ぜんまいばね２５の戻しばね力による中心軸２０回りのトルクＡ、Ｂの大きさが、シャッターカーテン１を上向きに開き移動させるために必要な中心軸２０回りのシャッターカーテン開き移動トルクＣ’よりも小さく、かつシャッターカーテン１を下向きに閉じ移動させるようとする中心軸２０回りのシャッターカーテン閉じ移動トルクＤ’よりも大きくなっている範囲が、シャッターカーテン１の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域Ｌ’の全体ではなく、全開位置と、この全開位置から下向きのある距離までの範囲とを除いた略全体となっている実施形態を示す。

このような実施形態は、シャッターカーテン１の開閉移動距離が大きいシャッター装置、言い換えると、シャッターカーテン１の全開位置が高い位置となっているシャッター装置に特に有効に適用でき、手を上げても届かない高い位置にシャッターシャッター１が達しているときに、トルクＡ，ＢがトルクＣ’，Ｄ’よりも大きくなっていることにより、座板１Ａが前記まぐさに当接する全開位置へシャッターカーテン１を自動的に開き移動させ、その当接位置で停止させることができる。

なお、図９で示されているα’は、このような実施形態において、巻き締め終期範囲γと共にシャッターカーテン１の開閉移動のために使用されないぜんまいばね２５の巻き締め初期範囲であり、β’は中間範囲である。この中間範囲β’が、シャッターカーテン１の開閉移動領域Ｌ’と対応する範囲となる。

図４の巻取体４を構成するそれぞれの組合体２１の内部空間Ｓに収納配置されていて、本実施形態に係る戻しばねとなっているぜんまいばね２５は、戻しばね力が図８で示された開閉移動領域Ｌで使用されるものになっていてもよく、図９で示された開閉移動領域Ｌ’で使用されるものになっていてもよい。

そして、ぜんまいばね２５の所定の戻しばね力が図８の開閉移動領域Ｌや図９の開閉移動領域Ｌ’で正確に使用されるようにするためには、シャッターカーテン１の全開時、全閉時等のぜんまいばね２５の巻き締め状態が図８、図９のトルク特性を実現できるものとなっていなければならず、これを実現できる作業をぜんまいばね２５について実施しなければならない。この作業は、以下のように行う。

巻芯部材２７を前記結合具２８，２９で中心軸２０に結合する前に、巻取体４の回転を図示しない拘束具等で止めながら、図４で示す工具４０によって巻芯部材２７を中心軸２０に対して回転させ、これにより、組合体２１の内部空間Ｓに収納されているぜんまいばね２５を巻き締める。工具４０は、巻芯部材２７の軸方向端部に前記受け片２７Ｂを切り倒し加工によって形成した際に生ずる切り欠き部４１に係合する突起を備えているものであり、工具４０を回転操作すると、突起からの回転力によって巻芯部材２７は中心軸２０を中心に回転する。この回転によってぜんまいばね２５は巻き締められ、この巻き締めは、言い換えると、ぜんまいばね２５に戻しばね力を蓄圧する作業は、図８、図９で示されているシャッターカーテン１の全閉時のぜんまいばね２５の戻しばね力による巻取体４の中心軸２０回りのトルクと同じ大きさのトルクがぜんまいばね２５に生ずるまで行う。このぜんまいばね２５の巻き締め作業は、それぞれの組合体２１について行う。

この後、それぞれの組合体２１における巻芯部材２７を前記結合具２８，２９で中心軸２０に結合するとともに、前記軸受け３５の外輪部材３５Ａに形成されている孔４２、内輪部材３５Ｂに形成されている孔４３、巻芯部材２７に形成されている孔４４、さらに中心軸２０に形成されている孔にボルトを挿通し、反対側まで貫通させたこのボルトの端部にナットを螺合する。これにより、これらのボルトとナットによる結合具により、巻芯部材２７と組合体２１は、中心軸２０に固定される。

なお、内輪部材３５Ｂと巻芯部材２７の孔４３，４４は円周方向に複数形成されており、このため、ぜんまいばね２５の戻しばね力が所定値となったときにぜんまいばね２５の巻き締め作業を終了させても、その戻しばね力又はその戻しばね力に近い戻しばね力を維持した状態で、前記ボルトとナットによる結合具により、巻芯部材２７と組合体２１を中心軸２０に固定することができる。

次いで、予め座板１Ａを取り外したシャッターカーテン１を、図１で示されているシャッターケース３の下面３Ａに形成されているまぐさに上方から吊り落としながら挿入する作業を行い、まぐさの下方に突出したシャッターカーテン１の幅方向両端部を左右のガイドレール２の内部に挿入した後、座板１Ａの取り付けを行い、さらにシャッターカーテン１を全閉位置まで降ろす。この後、シャッターカーテン１の上端部を図４で示した結合具２６によってそれぞれの組合体２１のホイール部材２４の環状フランジ部２４Ａに結合する作業を行う。そして、軸受け３５の外輪部材３５Ａの孔４２、内輪部材３５Ｂの孔４３、巻芯部材２７の孔４４、さらに中心軸２０の孔に挿通されていた前記ボルトから前記ナットを取り外してこのボルトを引き抜く作業を行い、結合具２８，２９はそのまま残す。

これにより、ぜんまいばね２５に蓄圧されていた戻しばね力は解放可能状態となり、それぞれの組合体２１と前記バー状部材２２からなる巻取体４は中心軸２０を中心に回転自在となるため、シャッターカーテン１に小さな押し上げ力を与えることにより、巻取体４は、ぜんまいばね２５の既に蓄圧されていた戻しばね力を回転付勢力として利用しながらシャッターカーテン１を開き移動させる回転を行い、シャッターカーテン１は全開位置に達する。

この結果、シャッターカーテン１の全開時、全閉時等のぜんまいばね２５の巻き締め状態は、図８、図９のトルク特性を実現できるものとなる。

以上説明した本実施形態によると、シャッターカーテン１の下方への閉じ移動時に戻しばね力が蓄圧され、この戻しばね力がシャッターカーテン１の上方への開き移動時に利用されるぜんまいばね２５は、シャッターカーテン１を巻き取り、繰り出す回転を行う巻取体４を構成している組合体２１の内部空間Ｓに収納配置されており、この内部空間Ｓは略密閉空間となっているため、ぜんまいばね２５に空気中の水分等に起因する錆が発生しにくくなり、また、ぜんまいばね２５は外部力から略遮断されることになり、ぜんまいばね２５は外部環境から保護されるため、ぜんまいばね２５により所定の大きさの回転付勢力を巻取体４に長期間に亘って付与できるようになる。

また、内部がぜんまいばね２５を収納する空間Ｓとなっている組合体２１は、カップ状部材２３とホイール部材２４との組み合わせで形成され、ホイール部材２４はカップ状部材２３よりも大きい外径を有し、このホイール部材２４の外周面にシャッターカーテン１の上端部が連結され、ホイール部材２４の外周面にシャッターカーテン１が巻き取られるため、シャッターカーテン１を巻き取り、繰り出すための部材を利用してぜんまいばね２５を略密閉状態で配置する空間Ｓを形成することができ、それだけシャッター装置全体の構造を簡単化することができる。

また、ホイール部材２４は、シャッターカーテン１が巻き取られ、繰り出される外周面を形成している環状フランジ部２４Ａと、この環状フランジ部２４Ａにおける巻取体４の軸方向の一方の端部に設けられた端面部２４Ｂとを有し、ホイール部材２４は、開口している巻取体４の軸方向の他方の端部２４Ｃをカップ状部材２３とは反対側に向け、端面部２４Ｂをカップ状部材２３の側に向けてこのカップ状部材２３に結合されているため、環状フランジ部２４Ａに結合具２６でシャッターカーテン１の上端部を結合する作業を、作業者がホイール部材２４の開口端部２４Ｃから手や工具等を挿入して容易に行えることになり、この作業の簡単化を達成できる。

また、巻取体４を構成している組合体２１は巻取体４の軸方向に複数個あるが、それぞれの組合体２１のホイール部材２４同士はバー状部材２２で連結されているため、これらの組合体２１を同時に回転させることができ、シャッターカーテン１の巻き取り、繰り出しのためのそれぞれの組合体２１の回転を同期させることができる。

さらに、ぜんまいばね２５の内端部２５Ａは、中心軸２０に結合された非回転部材となっている巻芯部材２７の割溝２７Ａに折り曲げられて係止されているが、この巻芯部材２７は、巻芯部材２７の円周方向に複数設けられた受け片２７Ｂにより、中心軸２０との間で隙間を開けてこの中心軸２０と同軸的に配置されているため、ぜんまいばね２５の内端部２５Ａが巻芯部材２７と中心軸２０との間に挿入されても、ぜんまいばね２５の巻き締め中心部材となっている巻芯部材２７を中心軸２０に対して同軸的とする関係を維持することができ、これにより、ぜんまいばね２５に本来の所定値どおりの戻しばね力を有効に発生させることができる。

また、ぜんまいばね２５の外端部２５Ｂは、組合体２１を構成するカップ状部材２３の胴部２３Ｃに設けられた被係止部２３Ｅに係止され、この胴部２３Ｃは、中心軸２０や巻芯部材２７から外径方向に離れた位置であってぜんまいばね２５と径方向に対向する位置にあるため、被係止部２３Ｅに外端部２５Ｂが係止されたぜんまいばね２５Ｂの戻しばね力を、中心軸２０や巻芯部材２７から外径方向に離れた位置において巻取体４に作用させることができ、戻しばね力が中心軸２０に近い位置において巻取体４に作用する場合よりも、戻しばね力による巻取体４回りのトルクをシャッターカーテン１に伝達するための部材の強度をそれ程大きくする必要がないため、この部材の薄肉化等によって巻取体４の重量の軽量化を図ることができる。

また、ぜんまいばね２５は板材を渦巻き状に巻回したものであるため、ぜんまいばね２５を収納するための空間Ｓの半径方向の寸法を小さくでき、この空間Ｓが設けられている巻取体４の半径方向の小型化を実現できる。

さらに、本実施形態に係るぜんまいばね２５は、軸方向の同一位置又は略同一位置で渦巻き状に巻回しているものであるため、ぜんまいばね２５を収納するための空間Ｓの軸方向の寸法を小さくでき、この空間Ｓが設けられている巻取体４の軸方向の小型化を実現できるとともに、この巻取体４に任意な個数の空間Ｓを設けることもできるようになる。

以上説明した実施形態では、巻芯部材２７には、この巻芯部材２７の全長に亘る割溝２７Ａが形成され、この割溝２７Ａにぜんまいばね２５の内端部２５Ａが係止されていたが、この内端部２５Ａを巻芯部材２７に係止するために、巻芯部材２７に、割溝２７Ａに代えて、軸方向の一方の端部から他方の端部に向かって所定長さ分だけ切り込まれたスリットを形成してもよい。

また、図４で示された結合具２９は中心軸２０を貫通する長寸のボルトと、このボルトの先端に螺合されるナットとからなるものであったが、この結合具２９を、軸受け３５の内輪部材３５Ｂから巻芯部材２７までの長さの短寸のボルトとし、このボルトを巻芯部材２７に形成されたねじ孔にねじ込むことにより、結合具２９で内輪部材３５Ｂと巻芯部材２７だけを結合するようにしてもよい。

さらに、図４で示されている結合具２８を省略するとともに、図４で示されている巻芯部材２７の長さをホイール部材２４側へ延長し、この延長部分において、図４で示されている結合具２８と同様の結合具によって巻芯部材２７と中心軸２０とを結合するようにし、この結合具を結合具２９と軸方向に隣接配置してもよい。これによると、回転作業等を行わなければならない２個の結合具が、組合体２１に対して軸方向の同じ側に配置されることになるため、これらの結合具に対する作業を容易に行えようになる。

本発明は、シャッター装置のシャッターカーテン等のように開閉移動する開閉体を備えているとともに、この開閉体の開き移動と閉じ移動の一方の移動時に戻しばね力が蓄圧され、この戻しばね力が開閉体の他方の移動時に利用される戻しばねを備えている開閉装置に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る戻しばね付き開閉装置である戻しばね付きシャッター装置の全体を示す正面図である。 シャッターカーテンが巻き取られ、繰り出される巻取体を示す正面図である。 巻取体の構成部材である組合体を示す正面図である。 組合体の正断面図である。 図４のＳ５−Ｓ５線断面図である。 戻しばねであるぜんまいばねの巻き締め初期を示す図５と同様の図である。 ぜんまいばねの巻き締め終期を示す図５と同様の図である。 ぜんまいばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクと、シャッターカーテンの開閉移動に関する巻取体回りのトルクとを示すグラフである。 ぜんまいばねの戻しばね力による巻取体回りのトルクと、シャッターカーテンの開閉移動に関する巻取体回りのトルクとについての別実施形態を示すグラフである。

符号の説明

１ 開閉体であるシャッターカーテン
４ 巻取体
２０ 中心軸
２１ 組合体
２２ 連結部材であるバー状部材
２３ カップ状部材
２３Ａ 端面部
２３Ｂ 開口端部
２４ 端部部材であるホイール部材
２４Ａ 環状フランジ部
２４Ｂ 端面部
２４Ｃ 開口端部
２５ 戻しばねであるぜんまいばね
２７ 非回転部材である巻芯部材
Ｓ ぜんまいばねが配置された空間

Claims (6)

1. 開閉移動可能となった開閉体と、この開閉体の開閉移動のために前記開閉体を巻き取り、繰り出す回転を行う巻取体と、前記開閉体の開き移動と閉じ移動のうちの一方の移動時における前記巻取体の回転によって戻しばね力が蓄圧され、この蓄圧された戻しばね力が前記開閉体の他方の移動時における前記巻取体の回転付勢力として利用される戻しばねとを有している戻しばね付き開閉装置において、
   前記戻しばねは密閉空間又は略密閉空間に配置され、
   前記密閉空間又は前記略密閉空間は、前記巻取体の軸方向の一方の端部が閉鎖又は略閉鎖された端面部となっていて、他方の端部が開口しているカップ状部材と、このカップ状部材の開口した端部に配置されていて、この端部を閉鎖又は略閉鎖された端部としているホイール部材との組み合わせによる組合体によって形成され、この組合体の内部空間に前記戻しばねが配置され、
   前記ホイール部材と前記カップ状部材は結合され、かつ前記ホイール部材は前記カップ状部材よりも大きい外径を有し、前記ホイール部材の外周面に前記開閉体の開閉移動方向の端部が連結されていて、前記開閉体が前記外周面に巻き取られ、
   前記ホイール部材は、前記外周面を形成している環状フランジ部と、この環状フランジ部における前記巻取体の軸方向の一方の端部に設けられた端面部とを有し、前記ホイール部材は、開口している前記巻取体の軸方向の他方の端部を前記カップ状部材とは反対側に向け、前記端面部を前記カップ状部材の側に向けてこのカップ状部材に結合され、
   前記戻しばねは、板材を軸方向の同一位置又は略同一位置において一端から他端に向かって渦巻き状に巻回して形成されているぜんまいばねであり、このぜんまいばねが内部空間に配置されている前記組合体は、前記開閉体の幅方向の範囲内に配置され、
   前記ホイール部材は前記巻取体の軸方向に複数個配置され、これらのホイール部材は、前記巻取体の円周方向に複数本設けられていて、それぞれが前記巻取体の軸方向に延びているバー状部材により連結されていることを特徴とする戻しばね付き開閉装置。
2. 請求項１に記載の戻しばね付き開閉装置において、前記カップ状部材と前記ホイール部材との組み合わせによる前記組合体は、前記巻取体の軸方向に複数個あり、これらの組合体のうち、前記巻取体の軸方向両方の端部側に配置された２個の組合体は、前記ホイール部材に対する前記カップ状部材の配置位置が前記開閉体の幅方向内側の位置となっていることにより、前記開閉体の幅方向の範囲内に配置されていることを特徴とする戻しばね付き開閉装置。
3. 請求項１又は２に記載の戻しばね付き開閉装置において、前記カップ状部材の胴部の開口端部側の端部には突片が形成され、前記ホイール部材と前記カップ状部材の結合は、前記突片を、前記ホイール部材の前記端面部に形成された孔に挿入して折り曲げることによってなされていることを特徴とする戻しばね付き開閉装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の戻しばね付き開閉装置において、前記ぜんまいばねの内端部は、前記巻取体の中心に挿通された回転しない中心軸又はこの中心軸に結合された非回転部材に連結され、前記ぜんまいばねの外端部は前記カップ状部材に連結されていることを特徴とする戻しばね付き開閉装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の戻しばね付き開閉装置において、前記開閉体の開閉移動方向は、上向き移動が開き移動となった鉛直方向の成分を有する方向であり、前記ぜんまいばねは、外層部と内層部とのうちの一方が密巻き部となっていて他方が粗巻き部となっていた巻き締め初期から、前記一方が粗巻き部となって前記他方が密巻き部となる巻き締め終期までを有しているとともに、前記巻き締め初期を含む初期範囲と前記巻き締め終期を含む終期範囲とを除いた中間範囲が、前記開閉体の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域と対応する範囲となって利用されていることを特徴とする戻しばね付き開閉装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の戻しばね付き開閉装置において、前記開閉体の全開位置から全閉位置までの開閉移動領域の全体又は略全体について、前記ぜんまいばねの戻しばね力による前記巻取体回りのトルクの大きさが、前記開閉体を上向きに開き移動させるために必要な前記巻取体回りの開閉体開き移動トルクの大きさ以下であって、前記開閉体を下向きに閉じ移動させようとする前記巻取体回りの開閉体閉じ移動トルクの大きさ以上となっていることを特徴とする戻しばね付き開閉装置。
   

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