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

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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