JP4943974B2 - 窓開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔操作によりワイヤを繰り出して窓を開放する窓開閉装置に関する。

従来より、例えば、火災などの非常時に通電により強制的にドラムのロックを解除して、ドラムに巻かれたワイヤを繰り出して窓を開放する窓開閉装置が知られている。このような窓開閉装置として、特許文献１にあるように、揺動可能に支持されたクランクレバーと、電動モータにより回転される偏芯カムとを備え、電動モータへの通電により偏芯カムを所定角度回転させて、クランクレバーを揺動させ、クランクレバーによりドラムのロックを解除してワイヤを繰り出し、窓を開放するものが知られている。
特開２０００−２１３２３３号公報

しかしながら、こうした従来の装置では、偏芯カムを原位置から回転させてロックを解除し、更に、偏芯カムを回転して原位置に戻して、次の開放動作に備えて待機するようにしている。偏芯カムは減速機を介して電動モータにより回転され、偏芯カムの回転速度は遅く、原位置から回転を始めてロックを解除し再び原位置へ戻るまで一定回転速度で回転させるので原位置に戻るまでの時間が長くかかる。

このため、電動モータへの通電時間も長くなると共に、エネルギーの消費も多くなり、複数の窓開閉装置を用いて複数の窓を順番に開放する際には更に長時間を必要とするという問題があった。

本発明の課題は、通電時間を短縮できる窓開閉装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
繰り出し・巻き取りにより窓を開閉するワイヤが巻かれ回転可能に支持されたドラムと、
前記ワイヤを繰り出す回転方向への前記ドラムの回転を規制するラチェット機構と、
解除位置への操作部材の移動により前記ラチェット機構による回転の規制を解除する解除機構とを備えた窓開閉装置において、
回転部材を回転して原位置から前記操作部材を前記解除位置に移動する開放位置を経由して前記原位置に戻す開放機構を備え、
前記開放機構は、前記回転部材を前記原位置に回転付勢する付勢部材と、一方方向の回転を伝達するクラッチを介して前記回転部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記開放位置に回転する駆動源とを備えたことを特徴とする窓開閉装置がそれである。

前記開放機構は、揺動可能に支持されたレバー部材を備え、前記回転部材は回転により前記レバー部材を揺動させて、前記開放位置では前記レバー部材により前記操作部材を前記解除位置に移動する構成としてもよい。あるいは、前記開放機構は、揺動可能に支持されたレバー部材を備え、前記回転部材と前記レバー部材とを伝達リンクで揺動可能に連結し、前記回転部材は回転により前記伝達リンクを介して前記レバー部材を揺動させて、開放位置では前記レバー部材により前記操作部材を前記解除位置に移動する構成としてもよい。その際、前記付勢部材は、前記レバー部材を介して前記回転部材を前記原位置に回転付勢する構成としてもよい。

本発明の窓開閉装置は、一方方向の回転を伝達するクラッチを介して回転部材を開放位置に回転し、付勢部材の付勢力により回転部材を原位置に戻すので、開放位置を経由した後は、駆動源による駆動を停止できるので、駆動源への通電時間を短縮でき、エネルギーの消費を低減できるという効果を奏する。

レバー部材を揺動可能に支持して、回転部材によりレバー部材を揺動させて操作部材を解除位置に移動することにより、簡単な構造で回転部材の回転を操作部材に伝達できる。また、レバー部材を付勢部材により付勢することにより、回転部材を容易に原位置に回転付勢できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４に示すように、１はワイヤで、ワイヤ１の先端は窓枠２に開閉可能に支持された窓４に締結され、あるいは、ワイヤ１の先端が窓枠２に締結されて窓４に取り付けられれた図示しない滑車に通されて、ワイヤ１を繰り出した際には窓４が自重やバネ付勢力等により開かれ、ワイヤ１を巻き取った際には窓４が閉じられる。

ワイヤ１の他端側は箱体６内に引き込まれ、ワイヤ１は箱体６内に配置された本体フレーム８に収納されると共に、本体フレーム８に回転可能に支持されたドラム１０に巻かれている。

ドラム１０は内部が中空状に形成されて、ドラム１０と本体フレーム８との間には、遠心力ブレーキ機構１２が配置されている。遠心力ブレーキ機構１２はドラム１０の回転による遠心力によりウエイト１３をドラム１０に押し当てて、ドラム１０の回転を制動してワイヤ１が繰り出される際のドラム１０の回転を減速させる周知のものである。

箱体６には蓋部材１２が被せられて閉塞されており、蓋部材１２にはハンドル部材１４が配置されている。ハンドル部材１４は、支点ピン１５の廻りに揺動可能に支持されており、図１に示すように、蓋部材１２の窪みに収納された状態と、図４に示すように、ハンドル部材１４を回転操作できる状態との間で揺動させることができるように構成されている。

また、ハンドル部材１４とドラム１０とは、ドラム１０の軸方向に形成された六角孔１６に挿入された六角軸１８を介して、ハンドル部材１４の回転がドラム１０に伝達されるように構成されている。本実施形態では、ハンドル部材１４の中程には押しボタン２０が摺動可能に支持されており、押しボタン２０の先端は、ハンドル部材１４を貫通して箱体６の内部に突出されている。

ドラム１０は、ワイヤ１が巻き付けられる胴部２２と、胴部２２の一端側には鍔部２４が一体的に形成されており、胴部２２の他端側には輪状の鍔部２６が固定されている。一方の鍔部２４の外周には全周にわたってラチェット歯車部２８が形成されている。

ラチェット歯車部２８に対向して、図５に示すように、揺動部材３０が配置されており、揺動部材３０はドラム１０の軸方向と平行な本体フレーム８に設けられた支点軸３２に揺動可能に支持されている。

揺動部材３０には、ラチェット爪３４が支点ピン３６を介して揺動可能に支持されており、支点ピン３６の廻りに巻回されたトグルコイルスプリング３８によりラチェット爪３４がラチェット歯車部２８に噛み合うように付勢されている。

ラチェット歯車部２８、揺動部材３０、ラチェット爪３４、支点ピン３６、トグルコイルスプリング３８によりラチェット機構４０を構成しており、図５（イ）に示すように、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８に噛み合った状態では、ワイヤ１をドラム１０に巻き取る方向（図５の矢印Ａ方向）には、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８によりトグルコイルスプリング３８の付勢力に抗して揺動して、ドラム１０の回転を許容する。一方、ワイヤ１をドラム１０から繰り出す方向（図５の矢印Ｂ方向）には、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８と噛み合ってドラム１０の回転を規制する。

揺動部材３０には、ラチェット爪３４に対し支点軸３２を間にして、補助爪４２が支点ピン４４の廻りに揺動可能に支持されている。支点軸３２にはトグルコイルスプリング４６が巻回されており、トグルコイルスプリング４６の一端は支点ピン４４に接触されると共に、他端は本体フレーム８に立設されたピン４８に巻き付けられている。

これにより、揺動部材３０は支点軸３２の廻りに、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８から離間し、補助爪４２がラチェット歯車部２８に噛み合う方向に回転付勢されている。

図１に示すように、本体フレーム８には、操作部材５０がドラム１０の軸方向と平行に形成された摺動孔５２に摺動可能に挿入されており、摺動孔５２に収納されたコイルスプリング５４により蓋部材１２側に付勢されている。

操作部材５０は押しボタン２０に対向して配置され、押しボタン２０が押下されたときには、押下板５６を介して操作部材５０がコイルスプリング５４の付勢力に抗して移動されるように構成されている。

図５に示すように、操作部材５０には、扇形の嵌入溝５８が形成されると共に、矩形の縦溝６０が形成されている。図５（イ）に示すように、操作部材５０がコイルスプリング５４の付勢力により移動されて、本体フレーム８の段部５９に突き当たり移動が規制された状態のときに、トグルコイルスプリング４６の付勢力により揺動される揺動部材３０の先端が操作部材５０の外周に接触して、揺動部材３０の揺動が規制される。その際、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８と噛み合うように構成されている。

また、図５（ロ）に示すように、操作部材５０が所定量押し込まれて解除位置に移動されたときには、嵌入溝５８にトグルコイルスプリング４６の付勢力により揺動される揺動部材３０の先端が入り込み、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８から離間し、補助爪４２がラチェット歯車部２８に接触するように構成されている。

本実施形態では、揺動部材３０、トグルコイルスプリング４６、操作部材５０、コイルスプリング５４により解除機構６１を構成している。尚、本体フレーム８には、揺動部材３０の揺動により押下される２つのリミットスイッチ４１ａ，４１ｂが配置されている。

縦溝６０に対向して、本体フレーム８にも縦溝６２が形成されており、縦溝６０には、図６、図７に示すように、レバー部材６４の先端に形成された突部６６が挿入されている。レバー部材６４は、ケース６８に形成された揺動軸７０に揺動可能に支持されており、レバー部材６４の先端はケース６８の外部に突出されて、突部６６はケース６８の外部に配置されている。

レバー部材６４は、揺動軸７０に巻回されたトグルコイルスプリングを用いた付勢部材７２により揺動軸７０の廻りに回転付勢されている。この付勢力により、突部６６が縦溝６０から抜け出る方向に回転付勢されている。

ケース６８には減速機付きの電動モータを用いた駆動源７４がビス７６により取り付けられており、駆動源７４の駆動軸７８は、揺動軸７０と平行に配置され、駆動軸７８には一方方向の回転を伝達するクラッチ（以下、ワンウェイクラッチという）８０を介して回転部材８２が取り付けられている。

ワンウェイクラッチ８０は、駆動軸７８の一方方向の回転（本実施形態では、図８（イ）の矢印Ｃ方向）を回転部材８２に伝達するが、逆方向の回転はフリーになる。一方、回転部材８２側から回転力が付与された際には、駆動軸７８側からとは回転伝達が逆になり、図８（イ）の矢印Ｃ方向の回転がフリーになる。

回転部材８２には、揺動軸７０と平行に、駆動軸７８とは偏芯した位置に円柱部８４が形成されて偏芯カムが構成されており、円柱部８４の外周は揺動軸７０を挟んで突部６６と反対側の端のレバー部材６４に接触されている。

付勢部材７２の付勢力がレバー部材６４、円柱部８４を介して回転部材８２に作用し、駆動源７４からの回転駆動力が作用していない状態で、付勢力による作用により、回転部材８２が原位置に回転されて、円柱部８４を図８（イ）に示す原位置に保持する。その際、操作部材５０はコイルスプリング５４の付勢力により段部５９に突き当てられた状態にあり、突部６６は縦溝６０の底に接触するか、あるいは、その近傍にある。

回転部材８２を原位置から図８（イ）の矢印Ｃ方向に回転すると、円柱部８４を介してレバー部材６４の端を持ち上げて付勢部材７２の付勢力に抗してレバー部材６４を揺動する。回転部材８２がほぼ１８０度回転するまでに、レバー部材６４の突部６６が操作部材５０の縦溝６０の底を介して操作部材５０を押下し、操作部材５０が解除位置にまで移動されて、揺動部材３０の先端が操作部材５０の嵌入溝５８に入り込むように構成されている。本実施形態では、このときの回転部材８２の位置を開放位置としている。

ケース６８内には、リミットスイッチ８６が配置されており、リミットスイッチ８６は回転部材８２の外周に突出形成されたドッグ部８８により押下されるように設けられている。ドッグ部８８の形状は回転部材８２が所定角度回転してから、回転部材８２の回転が１８０度を超えたときまで、リミットスイッチ８６を押下するように形成されている。尚、ケース６８はケース蓋９０により閉塞されている。本実施形態では、ケース６８、レバー部材６４、付勢部材７２、駆動源７４、ワンウェイクラッチ８０、回転部材８２、ケース蓋９０により開放機構９２を構成している。

次に、前述した本実施形態の窓開閉装置の作動について説明する。
窓４が開いている状態で、図４に示すように、ハンドル部材１４を蓋部材１２から引き起こして、ハンドル部材１４を回転操作する。その際、図５（イ）に示すように、揺動部材３０の先端は操作部材５０の外周に接触した状態にあり、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８に接触している。ドラム１０と共にラチェット歯車部２８が図５の矢印Ａ方向に回転するので、ラチェット爪３４はトグルコイルスプリング３８の付勢力に抗して揺動して、ラチェット歯車部２８に接触した状態で、ラチェット歯車部２８を乗り越える。

よって、ドラム１０の回転が許容されて、六角軸１８を介してドラム１０が回転され、ワイヤ１がドラム１０に巻き取られる。ワイヤ１を繰り出す方向のドラム１０の回転は、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８に噛み合って、図５の矢印Ｂ方向の回転は規制するので、ハンドル部材１４が窓４の自重等による負荷により回転されることはない。ワイヤ１の巻き取りにより、窓４が閉じられ、窓４を閉じた後、ハンドル部材１４を蓋部材１２の溝に収納する。

この状態で、外部から駆動源７４に駆動信号が入力されると、図８（イ）に矢印Ｃで示す方向に、駆動源７４が回転駆動され、ワンウェイクラッチ８０を介して回転部材８２が原位置から回転される。

回転部材８２が回転すると、円柱部８４がレバー部材６４の端を付勢部材７２の付勢力に抗して押し上げる。このレバー部材６４の揺動により、レバー部材６４の突部６６が操作部材５０の縦溝６０の底に当たって操作部材５０をコイルスプリング５４の付勢力に抗して移動する。

回転部材８２が回転して、図８（ロ）に示すように、ドッグ部８８がリミットスイッチ８６を押し、更に、回転部材８２が原位置から１８０度を超え、図８（ハ）に示すように、回転部材８２が開放位置を経由して回転する。

開放位置を経由して回転する際、突部６６により操作部材５０が解除位置を超えて移動され、図５（ロ）に示すように、嵌入溝５８にトグルコイルスプリング４６の付勢力により揺動される揺動部材３０の先端が入り込み、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８から離間し、補助爪４２がラチェット歯車部２８に接触する。

窓４からの負荷により、ドラム１０にはワイヤ１を繰り出す方向に回転力が作用している。補助爪４２はラチェット歯車部２８が図５の矢印Ｂ方向に回転すると、ラチェット歯車部２８の山により付勢力に抗して揺動されるので、回転を規制しない。よって、ドラム１０がワイヤ１を繰り出す方向に回転し、ワイヤ１がドラム１０から繰り出されて、窓４が開かれる。

図８（ハ）に示すように、回転部材８２が原位置から開放位置を経由して１８０度を超えて回転されると、回転部材８２には、レバー部材６４，円柱部８４を介して、付勢部材７２により回転付勢力が作用しているので、回転部材８２は図８（ニ）に示すように、原位置に一気に回転される。

回転部材８２は付勢部材７２の付勢力により原位置に戻されるので、駆動源７４の駆動は、回転部材８２が１８０度を超えて回転した後、停止してよい。本実施形態では、１８０度を超えて回転されたとき、ドッグ部８８によるリミットスイッチ８６の押下が開放されるので、このときのリミットスイッチ８６からの信号により駆動源７４の駆動を停止するようにしてもよい。

回転部材８２が原位置に戻り、それにより、レバー部材６４が揺動して、突部６６が操作部材５０から離間しても、揺動部材３０の先端が操作部材５０の嵌入溝５８に入り込み、嵌入溝５８の底が揺動部材３０に接触するので、操作部材５０がコイルスプリング５４の付勢力により移動するのを規制され、図５（ロ）に示す解除位置を維持し、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８から離間した状態を維持する。

このように、駆動源７４は回転部材８２を原位置から開放位置を経由するまで回転すれば、操作部材５０を解除位置に移動することができると共に、開放位置を経由してから原位置までは付勢部材７２の付勢力により回転部材８２を回転させて戻す。その間は、駆動源７４による回転駆動は必要ないので、駆動源７４による駆動を停止でき、駆動源７４を回転駆動する時間を短縮でき、エネルギーの消費を低減できる。

また、回転部材８２は、付勢部材７２の付勢力により原位置に戻され、駆動源７４は駆動を停止されているので、原位置に戻ったことを検出するリミットスイッチを設ける必要がなく、原位置検出のリミットスイッチを減らすことができ、部品点数を低減できる。尚、本実施形態では、リミットスイッチ８６を設けているが、必要に応じて設ければよい。

この状態から、窓４を閉じるために、ハンドル部材１４を引き出して回転操作すると、図５（ロ）に示すように、ラチェット歯車部２８を介して補助爪４２が押される。これにより、揺動部材３０が支点軸３２の廻りに揺動されて、揺動部材３０の先端が嵌入溝５８から抜き出される。よって、操作部材５０がコイルスプリング５４の付勢力により移動して段部５９に突き当たる。

揺動部材３０の先端が操作部材５０の外周に接触して、図５（イ）に示すように、ラチェット爪３４がラチェット歯車部２８に接触し、ドラム１０のワイヤ１の巻き取り方向の回転は許容すると共に、繰り出し方向の回転は規制する。ワイヤ１の巻き取りにより、窓４が閉じられ、窓４を閉じた後、ハンドル部材１４を蓋部材１２の溝に収納する。

前述した実施形態では、回転部材８２に偏芯カムを用いたが、これに限らず、図９に示す第２実施形態のように、リンク部材を用いた回転部材９３を用いても実施可能である。回転部材９３は、前述したと同様、ワンウェイクラッチを介して駆動源により回転され、この回転部材９３とレバー部材６４の端とが、伝達リンク９４によりそれぞれ揺動可能に接続されている。

図９（イ）に示す原位置から回転部材９３が回転されると、伝達リンク９４を介して付勢部材７２の付勢力に抗してレバー部材６４が揺動される。図９（ロ）に示すように、レバー部材６４の揺動により操作部材５０が移動され、図９（ハ）に示すように、開放位置を経由して回転部材９３が回転されると、操作部材５０が解除位置に移動され、そして、図９（ニ）に示すように、付勢部材７２の付勢力により、回転部材９３が原位置に戻される。

また、図１０に示す第３実施形態のように、レバー部材６４を用いることなく、回転部材９６により直接、操作部材５０を移動するように構成してもよい。回転部材９６には円柱部９７が設けられており、円柱部９７が操作部材５０に接触して操作部材５０を移動できるように配置する。

付勢部材９８により、回転部材９６を回転付勢すると共に、回転部材９６をワンウェイクラッチを介して駆動源により回転駆動できるように構成する。図１０（イ）に示すように、回転部材９６を原位置から回転することにより、円柱部９７が操作部材５０を移動する。そして、図１０（ロ）に示すように、回転部材９６を開放位置を経由して１８０度を超えて回転すると、その間に操作部材５０が解除位置に移動されて、ドラム１０の回転規制を解除し、ワイヤ１が繰り出される。その後、付勢部材９８により回転部材９６が回転されて原位置に戻される。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態としての窓開放装置の拡大断面図である。 本実施形態の窓開閉装置の蓋部材を取り除いた正面図である。 図２のａａ断面図である。 本実施形態のハンドル部材を引き出した状態の窓開閉装置の斜視図である。 本実施形態のラチェット機構、解除機構の概略構成を示す説明図である。 本実施形態の箱体内に組み込まれている部材の拡大斜視図である。 本実施形態の開放機構の拡大分解斜視図である。 本実施形態の開放機構の動作を示す説明図である。 第２実施形態としての開放機構の動作を示す説明図である。 第３実施形態としての開放機構の動作を示す説明図である。

符号の説明

１…ワイヤ ２…窓枠
４…窓 ６…箱体
８…本体フレーム １０…ドラム
１２…蓋部材 １２…遠心力ブレーキ機構
１４…ハンドル部材 １５ 支点ピン
２０…押しボタン ２８…ラチェット歯車部
３０…揺動部材 ３２…支点軸
３４…ラチェット爪 ３８…トグルコイルスプリング
４０…ラチェット機構 ４２…補助爪
４６…トグルコイルスプリング
５０…操作部材 ５４…コイルスプリング
５８…嵌入溝 ６０…縦溝
６１…解除機構 ６４…レバー部材
６６…突部 ７０…揺動軸
７２，９８…付勢部材 ７４…駆動源
７８…駆動軸 ８０…ワンウェイクラッチ
８２，９３，９６…回転部材
８４，９７…円柱部 ８６…リミットスイッチ
８８…ドッグ部 ９２…開放機構
９４…伝達リンク

Claims (4)

1. 繰り出し・巻き取りにより窓を開閉するワイヤが巻かれ回転可能に支持されたドラムと、
   前記ワイヤを繰り出す回転方向への前記ドラムの回転を規制するラチェット機構と、
   解除位置への操作部材の移動により前記ラチェット機構による回転の規制を解除する解除機構とを備えた窓開閉装置において、
   回転部材を回転して原位置から前記操作部材を前記解除位置に移動する開放位置を経由して前記原位置に戻す開放機構を備え、
   前記開放機構は、前記回転部材を前記原位置に回転付勢する付勢部材と、一方方向の回転を伝達するクラッチを介して前記回転部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記開放位置に回転する駆動源とを備えたことを特徴とする窓開閉装置。
2. 前記開放機構は、揺動可能に支持されたレバー部材を備え、前記回転部材は回転により前記レバー部材を揺動させて、前記開放位置では前記レバー部材により前記操作部材を前記解除位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の窓開閉装置。
3. 前記開放機構は、揺動可能に支持されたレバー部材を備え、前記回転部材と前記レバー部材とを伝達リンクで揺動可能に連結し、前記回転部材は回転により前記伝達リンクを介して前記レバー部材を揺動させて、開放位置では前記レバー部材により前記操作部材を前記解除位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の窓開閉装置。
4. 前記付勢部材は、前記レバー部材を介して前記回転部材を前記原位置に回転付勢することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の窓開閉装置。

Images