JP5470619B2 - シャッターの巻取装置 - Google Patents

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Description

本発明は、スラットを巻き取ったり、引き出すために用いられるシャッターの巻取装置に関する。
シャッターの巻取装置においては、スラットが巻き取られたり、引き出される巻取筒に対してばねのトルクを作用させているが、スラットの荷重により生じるトルクとばねのトルクとの間に大きな差があるため、スラットの巻き取りや引き出しに際して大きな操作力を必要としている。
特許文献1には、複数のばねを用いることにより操作力を軽減させるシャッターの巻取装置が開示されている。この巻取装置は、固定軸に対して回転可能に設けられてスラットを巻き取る巻取筒と、螺旋溝を有して固定軸に回転自由に設けられた連結器と、連結器の両側に配置され、連結器を介して直列に連結されたコイルばねからなる複数の弾性体と、連結器に形成された螺旋溝に係合する凸部を有するストッパとを備えている。複数の弾性のそれぞれには、異なった初期トルクが付与されている。ストッパは、凸部が螺旋溝の一端部に係合することにより、弾性体の初期トルクによって巻取筒が回転することを防止するものである。
特許文献1に記載の装置においては、スラットを巻き取る際に、巻取筒が回転して弾性体がねじられて複数の弾性体のトルクが釣り合い、ばね定数が切り替わるものであり、これにより、スラット巻き取りの操作力を軽減させるようになっている。
特開2002−295153公報
特許文献1に記載の構造では、連結器が弾性体の間にあるため、連結器の位置が定まらない。これに加えて、ストッパが巻取筒に取り付けられることにより位置が固定され、この固定によってストッパが連結器を位置決めする構造となっている。このため、ストッパの凸部と連結器の螺旋溝との相対位置決めが難しく、巻取装置の組み立てが面倒となる問題がある。又、連結器の螺旋溝とストッパの凸部とに偏荷重が作用することにより、連結器の螺旋溝とストッパの凸部とが囓り易く、この囓りによって巻取筒の円滑な回転ができなくなる問題を有している。
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、ばねのトルクによる巻取筒の回転を防止する構造を簡単にすることにより組み立てが容易となり、しかも巻取筒の回転を円滑に行うことが可能な巻取装置を提供することを目的とする、
請求項1記載の発明のシャッターの巻取装置は、スラットの巻き取り及び引出しを行うため、固定軸に正逆回転可能に支持され、外面に前記スラットが巻き付けられる巻取筒と、直列に連結された状態で前記固定軸に沿って配置され、前記固定軸と巻取筒とを連結する複数の弾性体と、前記固定軸の軸方向に沿って設けられた螺旋溝と、前記螺旋溝に係合した状態で前記固定軸回りに回転し、当該回転によって前記固定軸に沿って移動する第1ドラムと、前記第1ドラムと連結され、前記固定軸回りに回転可能な第2ドラムとを備え、前記複数の弾性体の内、一方の弾性体は、前記固定軸及び第1ドラムに両端が係止され、他方の弾性体は、前記巻取筒と第2ドラムに両端が係止されており、前記巻取筒の回転によって前記複数の弾性体のトルクが釣り合ったときに複数の弾性体を合わせたばね定数が前記スラットの荷重による巻取筒へのトルクに近づくように切り替わるシャッターの巻取装置であって、前記一方の弾性体のトルクによる第1ドラムの回転を停止させるストッパ部材が前記第1ドラム及び固定軸に一体に設けられていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のシャッターの巻取装置であって、前記ストッパ部材は前記螺旋溝の形成領域以外の領域に設けられていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のシャッターの巻取装置であって、前記第2ドラム又は第1ドラムの一方に前記固定軸に沿った方向に延びる連結軸部が設けられ、前記連結軸部が第1ドラム又は第2ドラムの他方を貫通することにより前記第1ドラムと第2ドラムとが連結されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1又は2記載のシャッターの巻取装置であって、前記ストッパ部材は、前記固定軸から径方向に突出する固定軸側リブと、前記固定軸側リブに当接するように前記第1ドラムから径方向に突出するドラム側リブとによって形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、一方の弾性体のトルクに基づく第1ドラムの回転を停止させるストッパ部材を第1ドラム及び固定軸に一体に設けているため、ストッパ部材がストッパ機能を確実に発揮することができる。又、ストッパ部材が第1ドラムの回転を停止させることができるため、第1ドラムを螺旋溝に対して相対的に位置決めする必要がない。これにより、巻取装置の組み立てを簡単に行うことができる。
又、本発明によれば、第1ドラムの回転に伴う移動が連結軸部に案内されるため、係合凸部が螺旋溝をスムーズに移動することができ、第1ドラム4の移動を円滑に行うことができ、巻取筒の回転が円滑となる。
本発明の一実施形態の巻取装置における巻き取り状態の正面図である。 巻取装置の巻き取り状態の縦断面図である。 図2におけるX−X線断面図である。 スラットを引き出した状態の断面図である。 図4におけるY−Y線断面図である。 スラットを引き出すときのトルク−回転数の特性図である。 一実施形態の組み立て手順を示す分解斜視図である。 組み立て状態を示す斜視図である。 建造物への取り付け前の状態を示す断面図である。
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図1〜図8は、本発明の一実施形態のシャッターの巻取装置1を示し、図1は、スラットの巻き取り状態の正面図、図2は、図1の縦断面図、図3は、図2におけるX−X線断面図、図4は、スラットの引出し時の断面図、図5は、図4におけるY−Y線断面図、図6は、作動の特性を示すグラフ、図7は、組み立て途中を示す斜視図、図8は、組み立て状態を示す斜視図である。
図1〜図3に示すように、この実施形態のシャッターの巻取装置1は、巻取筒2と、固定軸3と、第1ドラム4と、第2ドラム5と、第1弾性体6と、第2弾性体7とを備えている。
巻取筒2は、外面にスラットが巻き付けられるものであり、スラットの巻き取り及び引き出しを可能とするため、正逆回転可能となっている。固定軸3は、巻取筒2の正逆回転を支持するものであり、巻取筒2の内部を貫通している。巻取筒2を貫通した固定軸3の両端部が図9に示すように固定されることにより、固定軸3は固定状態となる。固定軸3による巻取筒2の支持は、中間筒体11を介してなされる。中間筒体11は、その外周面が巻取筒2の内面にねじ止め等により固定されており、その中央部分に筒部11aが固定軸3の軸方向に沿って形成されている。中間筒体11の筒部11aに固定軸3を貫通させることにより巻取筒2が固定軸3回りに回転可能に支持される。
固定軸3には、カラー部材13が設けられる。カラー部材13は、固定軸3が貫通する横長の筒体となっており、固定軸3が貫通した後にピン等により固定軸3に固定される。カラー部材13の外周面には、螺旋溝14が固定軸3の軸方向に沿って形成されている。又、カラー部材13には、固定軸側リブ15が形成されている。固定軸側リブ15は、螺旋溝14の形成始端から固定軸3における螺旋溝14の方向と交差した径方向に突出するように形成されるものであり、螺旋溝14の形成領域以外の領域に設けられている。この実施形態では、螺旋溝14及び固定軸側リブ15が形成されたカラー部材13を固定軸3に固定しているが、これに限らず、螺旋溝14を固定軸3の軸方向に沿って直接に形成しても良い。又、固定軸側リブ15も、固定軸3の径方向に延びるように固定軸3に直接に形成しても良い。
第1ドラム4は、カラー部材13に対応するように設けられている。第1ドラム4は、筒部19と、筒部19から径方向に広がるフランジ部17とを有している。筒部19は、カラー部材13に外挿され、この外挿により第1ドラム4はカラー部材13回り(固定軸3回り)に回転可能となっている。筒部19の内面には、カラー部材13の螺旋溝14に係合する係合凸部16が形成されている。この係合凸部16の螺旋溝14への係合状態で第1ドラム4がカラー部材13回りに回転することにより、第1ドラム4の全体はカラー部材13(固定軸3)の軸方向に沿って移動する。
筒部19から径方向に広がるフランジ部17の一部には、カラー部材13の固定軸側リブ15に当接するドラム側リブ18が形成されている(図3参照)。ドラム側リブ18が第1ドラム4の径方向に広がるフランジ部17に形成されることにより、ドラム側リブ18はカラー部材13の螺旋溝14から離れた位置となっている。これにより、ドラム側リブ18は固定軸側リブ15と同様に、螺旋溝14の形成領域以外の領域に設けられている。ドラム側リブ18及び固定軸側リブ15は相互に当接するようになっており、これによりリブ18及び15は、第1ドラム4の回転を停止させるストッパ部材8を構成する。このように第1ドラム4の回転を停止させることにより、後述する第2ドラム5、第2弾性体7及び中間筒体11を介して第1ドラム4に連結された巻取筒2の回転を停止させることができる。なお、ドラム側リブ18及び固定軸側リブ15の当接は、スラットの全巻取状態、すなわちシャッターの全開状態のときだけになされるものである。スラットが引き出されることにより、後述するように、第1ドラム4が回転してカラー部材13(固定軸3)の軸方向に移動するためドラム側リブ18及び固定軸側リブ15の当接が解除される。
第2ドラム5は、第1ドラム4に対応するように設けられるものであり、筒部21と、筒部21から径方向に広がるフランジ部22とを有している。筒部21には、固定軸3が貫通し、この貫通により第2ドラム5は固定軸3に対して回転可能となっている。
第2ドラム5のフランジ部22には、連結軸部23が形成されている。連結軸部23は、固定軸3の軸方向に沿った状態でフランジ部22から第1ドラム4の方向に延びている。連結軸部23は、第1ドラム4のフランジ部17を貫通しており、この貫通により連結軸部23を介して第1ドラム4と第2ドラム5とが連結されている。
第1弾性体6は、第1ドラム4に対応して設けられ、第2弾性体7は第2ドラム5に対応して設けられている。これらの第1弾性体6及び第2弾性体7は、いずれもコイルばねが用いられている。第1弾性体6及び第2弾性体7は、いずれも固定軸3に外挿されることにより、固定軸3に沿って直列となるように設けられている。
第1弾性体6は、固定軸3と第1ドラム4との間に設けられ、第2弾性体7は、第2ドラム5と中間筒体11(巻取筒2)との間に設けられている。この場合、第1ドラム4と第2ドラム5とが連結軸部23によって連結されていることから、第1弾性体6及び第2弾性体7は、第1ドラム4及び第2ドラム5を介して直列に連結されると共に、第1ドラム4及び第2ドラム5を介して固定軸3と巻取筒2とを連結した構造となっている。
第1弾性体6は、両端が固定軸3と第1ドラム4とに係止されている。この固定を行うため、固定軸3には、径方向に延びた固定フランジ25がボルトナット26によって固定されており、この固定フランジ25に第1弾性体6の一端6aがねじ止めている、第1弾性体6の他端6bは第1ドラム4のフランジ部17にねじ止めされる。第1弾性体6はイニシャルトルク(初期弾性力)T2を有するようにねじられた状態で取り付けが行われる。
第2弾性体7は、両端が中間筒体11と第2ドラム5とに係止されている。すなわち、第2弾性体7の一端7aが第2ドラム5のフランジ22にねじ止めされる一方、他端7bが中間筒体11にねじ止めされている。第2弾性体7は、イニシャルトルク(初期弾性力)T1を有するようにねじられた状態で取り付けが行われる。この場合、第2弾性体7のイニシャルトルクT1は、第1弾性体6のイニシャルトルクT2よりも小さくなるように設定されるものである(T2>T1)。
次に、この実施形態の作動を説明する。図6は、作動における第1弾性体6及び第2弾性体7のトルクと、スラットの荷重による巻取筒2へのトルクの変化を示し、横軸に巻取筒2の回転数Nをプロットし、縦軸に第1弾性体6及び第2弾性体7のトルクをプロットしてある。図6において、横軸における回転数N1は、スラットが全て巻き取られたシャッターの全開状態であり、回転数N3はスラットが全て引き出されたシャッターの全閉状態である。図6において、曲線Bは第2弾性体7のトルク、曲線Eはスラットの引き出しによって巻取筒2に作用するスラット巻き取りトルクである。
図1〜図3は、巻取筒2の回転数N1において、シャッターのスラットが全て巻き取られたシャッターの全開状態を示し、第1ドラム4のドラム側リブ18がカラー部材13の固定側リブ15に当接している。このため、第1ドラム4に対して第1弾性体6のイニシャルトルクT2が作用しても第1ドラム4は回転停止状態となっている。又、連結軸部23を介して第1ドラム4と連結された第2ドラム5には、第2弾性体7のイニシャルトルクT1が作用しているが、イニシャルトルクT1が第1弾性体6のイニシャルトルクT2よりも小さいため、第2ドラム5も回転が停止した状態となっている。
図4及び図5は、シャッターの全開状態からスラットを引き出すことにより、巻取筒2を1回転した状態を示す。この回転方向は、図3及び図5における矢印R方向となっている。巻取筒2の回転と共に中間筒体11が一体回転するため、第2弾性体7がねじられて第2弾性体7のトルクが増加する。第2ドラム5への弾性体7のトルクが増加しても、このトルクが第1弾性体6のイニシャルトルクT2よりも小さい間は第2ドラム5が回転停止状態となっている。又、スラットの引き出しにより、スラットの荷重が巻取筒2に作用するため、巻取筒2側のトルクも増加する(図6参照)。
巻取筒2がさらに回転して第2弾性体7がねじられることにより、第2弾性体7のトルクが増加する。そして、巻取筒2が回転数N2となったとき、第2弾性体7のトルクが第1弾性体6のイニシャルトルクT2と同等となる。このため、第1弾性体6のトルクと第2弾性体7のトルクとが釣り合った状態となる。第1弾性体6と第2弾性体7のトルクが釣り合い、第2弾性体7のトルクが第1弾性体のトルクよりも大きくなった瞬間に固定軸側リブ15及びドラム側リブ18が当接状態から離れる。そして、第1ドラム4がカラー部材13の螺旋溝14に沿って回転していくことにより、第1弾性体6のばね定数と第2弾性体のばね定数とが合わせられたばね定数で作動する(図6における曲線A+B)。これ以降においては、巻取筒2に対し曲線A+Bのトルクが作用する。かかる曲線A+Bは、スラット巻き取りトルクEに近づくように増加する。図6において、回転数N3は、スラットが全て引き出されたシャッターの全閉状態であり、弾性体6,7を合わせたトルク(A+B)がスラット巻き取りトルクEに近くなっている。このため、シャッターの全閉状態からスラットを巻き取る際には、小さな操作力でシャッターを開くことができる。
このように小さな操作力によってスラットを巻き取ることができることから、シャッターの巻き取り、引き出しを電動モータによって行う場合、電動モータを小さくすることができ、電力の消費量を削減することができる。又、曲線A+Bがスラット巻き取りトルクEに近くなっていることから、スラットの巻き取り終了時における衝撃を小さくすることができる。
以上の作動において、第2ドラム5と第1ドラム4は、連結軸部23によって連結されているため、第2ドラム5が回転すると、第1ドラム4は第2ドラム5と共に回転する。第1ドラム4は、係合凸部16がカラー部材13の螺旋溝14に係合しているため、回転と共にカラー部材13(固定軸3)の軸方向に移動する。この移動により、ドラム側リブ18が固定軸側リブ15から離れる。かかる第1ドラム4の移動は、第1ドラム4を貫通した連結軸部23に案内されるため、係合凸部16が螺旋溝14をスムーズに移動する。このため、第1ドラム4の移動を円滑に行うことができる。これにより、第1ドラム4に連結されている巻取筒2の回転が円滑となる。
以上の実施形態では、第1ドラム4の回転を停止させるストッパ部材8を相互に当接する固定側リブ15及びドラム側リブ18によって構成すると共に、固定側リブ15及びドラム側リブ18を螺旋溝14の形成領域から外れた領域に設けているため、固定側リブ15及びドラム側リブ18の当接を確実に行うことができる。又、ドラム側リブ18を固定側リブ15に当接するだけで第1ドラム4の回転を停止させることができるため、第1ドラム4を螺旋溝14に対して相対的に位置決めする必要がない。従って、第2ドラム5,第2弾性体7及び中間筒体11を介して第1ドラム4に連結される巻取筒2の回転停止を容易に行うことができる。これにより、巻取装置1の組み立てを簡単に行うことができる。
図7は、この実施形態の巻取装置1を組み立てる場合の分解斜視図であり、以下、組み立て手順を説明する。
まず、固定軸3をカラー部材13に貫通させ、ピン等によりカラー部材13を固定軸3の外面に固定する。一方、第1弾性体6の両端6a,6bを固定フランジ25及び第1ドラム4のフランジ部17にねじ止めにより固定し、第1弾性体6、固定フランジ25及び第1ドラム4の組立体からなる第1ドラム4側アッシーを作製する。又、第2弾性体7の両端7a,7bを第2ドラム5のフランジ部22及び中間筒体11にねじ止めにより固定し、第2弾性体7、第2ドラム5及び中間筒体11の組立体からなる第2ドラム5側アッシーを作製する。
次に、固定軸3を第1ドラム4側アッシー及び第2ドラム5側アッシーに貫通させ、固定軸3を仮固定し、固定フランジ25を回転して第1弾性体6にイニシャルトルクT2を付与する。この付与の後、固定フランジ25をボルトナット26によって固定軸3に固定する。
次に、巻取筒2の内部に中間筒体11を固定する。そして、固定軸3を仮固定し、中間筒体11(巻取筒2)を回転して第2弾性体7にイニシャルトルクT1を付与する。その後、中間筒体11と固定軸3に対して仮止めピン(図示省略)を挿入して回転止めする。この回転止め状態に対し、スラットを巻取筒2に固定する。以上により、スラットが取り付けられた巻取装置1が組み立てられる。図8は、組み立て状態の巻取装置1を示す。そして、図9に示すように、固定軸3の両端部をカバープレート35の支持筒部36に挿入してねじ止めにより固定する。その後、カバープレート35を窓や車庫の出入口等の建造物の開口部に取り付け、仮止めピンを外して巻取装置1を作動可能状態とする。
このような実施形態では、固定側リブ15及びドラム側リブ18がカラー部材13の螺旋溝14の形成領域と外れた位置に設けられているため、巻取装置1の組み立ての際に、カラー部材13の固定側リブ15に対して第1ドラム4のドラム側リブ18を簡単に当接させた状態とすることができる。
本発明は以上の実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。例えば、固定軸3及び巻取筒2を連結する弾性体7を3個以上直列に連結した状態で固定軸3に沿って設けても良い。又、第1ドラム4と第2ドラム5とを連結する連結軸部23を第1ドラム4側に形成して、第2ドラム5を貫通させる構造としても良い。さらに、連結軸部23を複数設けても良い。さらに、又、カラー部材13を省略し、螺旋溝14を固定軸3に一体に形成しても良い。
1 巻取装置
2 巻取筒
3 固定軸
4 第1ドラム
5 第2ドラム
6 第1弾性体
7 第2弾性体
8 ストッパ部材
11 中間筒体
13 カラー部材
14 螺旋溝
15 固定側リブ
16 係合凸部
18 ドラム側リブ
23 連結軸部

Claims (4)

  1. スラットの巻き取り及び引出しを行うため、固定軸に正逆回転可能に支持され、外面に前記スラットが巻き付けられる巻取筒と、
    直列に連結された状態で前記固定軸に沿って配置され、前記固定軸と巻取筒とを連結する複数の弾性体と、
    前記固定軸の軸方向に沿って設けられた螺旋溝と、
    前記螺旋溝に係合した状態で前記固定軸回りに回転し、当該回転によって前記固定軸に沿って移動する第1ドラムと、
    前記第1ドラムと連結され、前記固定軸回りに回転可能な第2ドラムとを備え、
    前記複数の弾性体の内、一方の弾性体は、前記固定軸及び第1ドラムに両端が係止され、他方の弾性体は、前記巻取筒と第2ドラムに両端が係止されており、前記巻取筒の回転によって前記複数の弾性体のトルクが釣り合ったときに複数の弾性体を合わせたばね定数が前記スラットの荷重による巻取筒へのトルクに近づくように切り替わるシャッターの巻取装置であって、
    前記一方の弾性体のトルクによる第1ドラムの回転を停止させるストッパ部材が前記第1ドラム及び固定軸に一体に設けられていることを特徴とするシャッターの巻取装置。
  2. 請求項1記載のシャッターの巻取装置であって、
    前記ストッパ部材は前記螺旋溝の形成領域以外の領域に設けられていることを特徴とするシャッターの巻取装置。
  3. 請求項1又は2記載のシャッターの巻取装置であって、
    前記第2ドラム又は第1ドラムの一方に前記固定軸に沿った方向に延びる連結軸部が設けられ、前記連結軸部が第1ドラム又は第2ドラムの他方を貫通することにより前記第1ドラムと第2ドラムとが連結されていることを特徴とするシャッターの巻取装置。
  4. 請求項1又は2記載のシャッターの巻取装置であって、
    前記ストッパ部材は、前記固定軸から径方向に突出する固定軸側リブと、前記固定軸側リブに当接するように前記第1ドラムから径方向に突出するドラム側リブとによって形成されていることを特徴とするシャッターの巻取装置。
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