JP6285103B2 - 回転力伝達機構、窓開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力軸に入力された回転力を伝達して出力軸側に出力する回転力伝達機構、当該回転力伝達機構が適用されて窓を開閉させる窓開閉装置に関する。

窓開閉装置においては、窓の開放時には、ドラムのロックを解除して、ドラムに巻き取られたワイヤを繰り出して窓を開放し、窓の閉鎖時には、ドラムに取り付けられたハンドルを操作して、ドラムにワイヤを巻き取って窓を閉鎖するようになっている。

しかし、上述のような窓開閉装置においては、窓が閉鎖されたことが明瞭でなく、窓の閉鎖状態からハンドルを無理に操作することで、窓回り部品が破損して窓が閉鎖不能に陥ったりハンドルが破損したりするおそれがあった。

そこで、特許文献１に記載される動力伝達機構を上述の窓開閉装置に採用して、窓が閉鎖されて設定値を越えた回転力が作用すると、ハンドルから入力される動力がハンドル側のプーリからドラム側のハブへ伝達されなくして、窓回り部品やハンドルが破損するのを防ぐようにすることが考えられる。

特許文献１に記載の動力伝達機構では、プーリ（１）のリム（１ａ）の内周面に一対の板ばね用取付突出部（１ｂ）を等間隔に３組形成し、一対の各板ばね用取付突出部（１ｂ）に３角形状の切欠部（１ｃ）を対向するように形成し、ハブ（２）のリム（２ａ）の外周面（２ｂ）に３箇所の湾曲凹部（２ｃ）を等間隔に形成し、３枚の板ばね（７）をそれぞれ撓ませて各板ばね（７）の各端部（７ｂ）を各切欠部（１ｃ）に係合させ、板ばね（７）の中央部（７ａ）を各湾曲凹部（２ｃ）に圧接させた構成となっている。このため、ハブ（２）に設定値に越えた回転力が作用すると、各板ばね（７）の中央部（７ａ）が、ハブ（２）の各湾曲凹部（２ｃ）が形成されていない部分に押圧されるため、各板ばね（７）がその撓み方向を反転し、各板ばね（７）がハブ（２）に接触しなくなって、動力がプーリ（１）からハブ（２）へ伝達されなくなる。

特開２０００−２４９１６０号公報（第３頁、図１）

しかし、上記特許文献１に記載の動力伝達機構を上述の窓開閉装置に採用した場合においては、動力伝達機構の各板ばね（７）がハブ（２）に接触しなくなって、動力がハンドル側のプーリ（１）からドラム側のハブ（２）へ伝達されない状態となると、ハンドル操作をしても窓の開閉ができなくなるという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、窓開閉装置において、過大な操作力がハンドルから入力されたときに窓回り部品やハンドルが破損するのを防ぎながら、以後のハンドル操作を可能とする技術を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた回転力伝達機構は、回転力が入力される入力軸と、回転して回転力を出力可能な出力軸と、前記入力軸が前記出力軸に対して所定範囲内で相対回転するのを許容するとともに、前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲を超えて相対回転するのを規制する相対回転規制部と、前記相対回転規制部によって前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲内で相対回転するのが許容されている一方、前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲内で相対回転するのを阻止しようとする相対回転抵抗部と、を備え、前記相対回転抵抗部は、前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲内で相対回転するのを許容する許容位置と許容せずに規制する規制位置との間で移動可能な規制部材と、前記規制部材を前記入力軸の回転力に抗して前記許容位置から前記規制位置へ向けて付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする。

このような構成を有する本発明の回転力伝達機構によれば、過大な回転力が入力軸に入力された場合に出力軸への回転力の伝達を一時的に解除するので、本発明の回転力伝達機構が窓開閉装置に採用された場合には、過大な操作力がハンドルから入力されたときに窓回り部品やハンドルが破損するのを防ぎながら、以後のハンドル操作を可能とすることができる。

また、入力軸が出力軸に対して所定方向に相対回転するよう付勢する回転付勢部材を備えるようにしてもよい。
なお、本発明は、窓の開放時には、前記ドラムに巻き取られたワイヤを繰り出して窓を開放し、窓の閉鎖時には、前記ドラムにワイヤを巻き取って窓を閉鎖する窓開閉装置としても実現可能である。

窓開閉装置１の外観図である。 巻取機構１３の正面図である。 クラッチ機構２０の斜視図である。 クラッチ機構２０の作動説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。なお、本発明は下記実施形態に限定されるものではなく、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
［１．窓開閉装置１の構成の説明］
図１に示す窓開閉装置１は「外倒れ型の排煙窓」である。そして、当該窓開閉装置１は、窓枠３の下部にヒンジ機構（図示省略）を有し、障子５が建築物（図示省略）の外側に倒れるように揺動変位する。なお、ヒンジ機構は、窓枠３と障子５とを揺動可能に連結する部品である。

窓枠３及び障子５は、アルミニウム等の軽金属からなる矩形枠状に構成されている。なお、窓枠３は、建築物の開口縁部にねじ等の締結手段により固定される。障子５の枠体には、ガラス板等の板状部材が組み付けられている。

このため、窓開閉装置１が閉じられた状態では、上記建築物の開口部が閉じられた状態となる。一方、窓開閉装置１が開いた状態（図１に示す状態）では、障子５が窓枠３に対して揺動変位して上記建築物の開口部が開いた状態となる。

そして、窓開閉装置１には、障子５を窓枠３から離間させる力（以下、離間力）を障子５に作用させるステイダンパー７が少なくとも１本設けられている。ステイダンパー７は、筒状のシリンダ及び当該シリンダから出没するロッド等を有して構成されている。

なお、シリンダ内には、離間力を発生させる高圧のガスが封入されている。そして、ステイダンパー７の長手方向一端側は窓枠３に回転可能に連結されている。一方、ステイダンパー７の長手方向他端側は障子５に回転可能に連結されている。このため、ステイダンパー７は、常に離間力を障子５に作用させる。

補助開放機９は、障子５の倒れ角が小さく、ステイダンパー７の離間力が小さいときに離間力を障子５に作用させる。なお、障子５の倒れ角とは、障子５と窓枠３との揺動角をいう。つまり、窓開閉装置１が閉じているときの障子５の倒れ角は０度である。そして、障子５が揺動して窓開閉装置１が開いていくと、これに応じて障子５の倒れ角が大きくなる。

なお、補助開放機９は、揺動アーム９Ａ、及び捻りコイルばね（図示省略）等の弾性部材等を有している。そして、捻りコイルばねは、障子５の倒れ角が小さくなるほど、その変形量が大きくなるように構成されている。このため、補助開放機９は、障子５の倒れ角が小さいときほど、大きな離間力を障子５に作用させる。

［２．ハンドルボックス１０の構成の説明］
ハンドルボックス１０は、窓開閉装置１を操作するためのオペレータである。すなわち、ハンドルボックス１０は、図２に示すように、障子５に連結されたワイヤ５Ａ（図１参照）を巻き取る巻取機構１３、および巻取機構１３を収納する収納箱１１等を有している。

巻取機構１３は、ワイヤ５Ａを巻き取る巻取ドラム（図示省略）、及び当該巻取ドラムの回転可能方向を制御するラチェット機構（図示省略）、巻取ハンドル１０Ｃに入力される回転力を巻取ドラムに伝達する回転力伝達機構としてのクラッチ機構２０等を有している。ラチェット機構は、後述する開放ボタン１０Ｂ及び巻取ハンドル１０Ｃの操作状況に応じて巻取ドラムの回転可能方向を制御する。

開放ボタン１０Ｂ及び巻取ハンドル１０Ｃは、図１に示すように、ハンドルボックス１０の前面カバー１０Ａに設けられている。なお、前面カバー１０Ａは、ハンドルボックス１０の前面に位置し、収納箱１１の前面側を閉塞する蓋体である。

開放ボタン１０Ｂは、ワイヤ５Ａを繰り出す向き（巻取ドラムを正面側から見た際の反時計回り、以下繰出方向）に巻取ドラムを回転可能とするための操作部である。そして、開放ボタン１０Ｂが押圧されると、巻取ドラムが繰出方向に回転可能な状態、つまり障子５が開放可能な状態となる。したがって、開放ボタン１０Ｂが押圧されると、ステイダンパー７等の離間力により窓開閉装置１が開く。

また、巻取ハンドル１０Ｃは、ワイヤ５Ａを巻き取る向き（巻取ドラムを正面側から見た際の時計回り、以下巻取方向）に巻取ドラムを回転させる操作部である。巻取ハンドル１０Ｃの下端側には、巻取ハンドル１０Ｃを前面カバー１０Ａに対して回転可能に連結し、且つ、巻取ハンドル１０Ｃを前面カバー１０Ａに対して揺動可能とする連結部（図示省略）が設けられている。

そして、巻取ハンドル１０Ｃが前面カバー１０Ａに収納された状態で開放ボタン１０Ｂが押圧されると、巻取ハンドル１０Ｃが前面側に倒れて回転操作可能な状態となる。また、連結部は、クラッチ機構２０を介して前記巻取ドラムに連結されている。

前記クラッチ機構２０は、巻取ドラムから巻取ハンドル１０Ｃへの回転力の伝達を遮断し、且つ、巻取ハンドル１０Ｃから巻取ドラムへ回転力を伝達する。このため、巻取ドラムに巻かれているワイヤ５Ａが開放されているとき、つまり巻取ドラムが繰出方向に回転しているときには、巻取ハンドル１０Ｃは回転しない。

一方、ワイヤ５Ａを巻き取る向きに巻取ハンドル１０Ｃが回転すると、ラチェット機構は、巻取方向に巻取ドラムが回転することを許容し、且つ、繰出方向に巻取ドラムが回転することを規制する。なお、巻取ハンドル１０Ｃは、繰出方向に回転させることはできない。

［３．クラッチ機構２０の構成の説明］
次に、本発明に係るクラッチ機構２０の構成について説明する。
クラッチ機構２０は、巻取ハンドル１０Ｃに入力される回転力を巻取ドラムに伝達する機構であり、図３に示すように、ハウジング２１と、蓋部材２２と、クラッチガイド２３と、２つの板ばね２４と、クラッチ２５と、捻りコイルばね２６と、から構成され、ハウジング２１に蓋部材２２が取り付けられて形成される内部空間に、クラッチガイド２３、２つの板ばね２４、クラッチ２５および捻りコイルばね２６が収容されている。

ハウジング２１は、中央に円形の貫通孔２１ａが形成された底部２１ｂを有する円筒状の円筒部２１ｃと、円筒部２１ｃの端部からフランジ状に延出する延出部２１ｄと、から構成される。また、延出部２１ｄの外縁付近には、ハウジング２１と蓋部材２２とを一体にするための貫通孔２１ｅが多数形成されている。このハウジング２１は圧延鋼板からプレス成形されており、例えば、圧延鋼板を絞り成形して円筒部２１ｃおよび延出部２１ｄを形成して、円筒部２１ｃを断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状になるようにプレス成形している。

蓋部材２２は、円盤状に形成された金属製の板材であり、中央には円形の貫通孔２２ａが形成されるとともに、外周部には、ハウジング２１と蓋部材２２とを一体にする際に位置決めを行うための突起部２２ｂや、ハウジング２１と蓋部材２２とを一体にするための貫通孔２２ｃ、回転力伝達機構２０をハンドルボックス１０に取り付けるための貫通孔２２ｄが形成されている。

クラッチガイド２３は、中央に円形の貫通孔２３ａが形成された底部２３ｂを有する円筒状の金属製の部材である。このクラッチガイド２３の内壁部には、板ばね２４を取り付けるための取付部２３ｃが周方向に等角度間隔で二組形成されている。各取付部２３ｃは、板ばね２４の一方の端部２４ｂを保持するための溝部２３ｄと、板ばね２４の他方の端部２４ｃを挿入可能な溝部２３ｅとからなり、溝部２３ｄの開口と溝部２３ｅの開口とが対向するよう配置されている。また、クラッチガイド２３の内壁部には、突起部２５ｂに当接してクラッチ２５の相対回転動作を規制する相対回転規制部２３ｆ，２３ｇが二組形成されている。また、クラッチガイド２３の背面には、六角軸２７が後方に突出するよう取り付けられており、組み立て時には六角軸２７が蓋部材２２の貫通孔２２ａに挿通される。そして、六角軸２７は、クラッチ機構２０をハンドルボックスに取り付ける際に巻取ドラムに取り付けられる。

なお、六角軸２７が出力軸に該当する。
板ばね２４は中央部２４ａが山型に形成された金属製の板材であり、板ばね２４の一方の端部２４ｂがクラッチガイド２３の溝部２３ｄに取り付けられているとともに、他方の端部２４ｃがクラッチガイド２３の溝部２３ｅに挿入されている。この板ばね２４の中央部２４ａが押圧されると、板ばね２４の端部２４ｃがクラッチガイド２３の溝部２３ｅの奥に移動しながら、中央部２４ａが平らになるように変形して、元の形状に戻ろうとする復帰力が蓄積され、一方、板ばね２４の中央部２４ａを押圧する力が解除されると、蓄積された復帰力により、板ばね２４の端部２４ｃがクラッチガイド２３の溝部２３ｅの入口の方へ移動しながら、板ばね２４の中央部２４ａが山型形状に復帰する。

なお、板ばね２４が相対回転抵抗部（規制部材および付勢部材）に相当する。
クラッチ２５は、円筒状に形成された金属製の部材であり、前面中央には六角軸を取り付け可能な取付孔２５ａが形成されるとともに、外周面からは断面形状が扇状の二つの突起部２５ｂが等角度間隔で径方向に向けて突出するよう形成されている。

なお、クラッチ２５の外径寸法は、板ばね２４を取り付けていない状態のクラッチガイド２３の内径寸法よりも小さいが、板ばね２４を取り付けた状態のクラッチガイド２３の内径寸法より大きく設定されている。

また、クラッチ２５は、クラッチガイド２３の内部に配置されて回転可能である。
なお、クラッチ２５は入力軸に該当する。
捻りコイルばね２６は、ばね用線材を左巻きにコイリングされたコイル部２６ａと、コイル部２６ａの一端から折り曲げられて径方向に延出する屈曲部２６ｂと、コイル部２６ａの他端から折り曲げられて径方向に延出する屈曲部２６ｃと、を備える。

また、捻りコイルばね２６は、クラッチ２５に外挿され、屈曲部２６ｂがクラッチ２５に係止されるとともに屈曲部２６ｃがクラッチガイド２３に係止されている。そのため、捻りコイルばね２６は、クラッチ２５を繰出方向に付勢する作用を発揮する。

なお、捻りコイルばね２６が回転付勢部材に該当する。
［４．クラッチ機構２０の動作の説明］
次に、クラッチ機構２０の動作について説明する。

［４．１．窓開放時］
窓の開放時には、開放ボタン１０Ｂを押して巻取ドラムのロックを解除して、巻取ドラムに巻き取られたワイヤ５Ａを繰り出して窓を開放する。このとき、クラッチ機構２０では、巻取ドラムから巻取ハンドル１０Ｃへの回転力の伝達を遮断する。

［４．２．窓閉鎖時］
窓の閉鎖時には、巻取ハンドル１０Ｃを操作して巻取方向に回転させると、図４（ａ）に例示するように、クラッチ機構２０では、巻取ハンドル１０Ｃに連結されるクラッチ２５も巻取方向に回転する。このとき、板ばね２４が係止されているためにクラッチ２５とクラッチガイド２３とが相対回転しないようになっており、クラッチ２５とともにクラッチガイド２３も一緒に回転する。そして、巻取ドラムにワイヤ５Ａが巻き取られて窓が閉鎖する。

なお、窓が閉鎖した後に、板ばね２４による係止力を上回る力で巻取ハンドル１０Ｃを巻取方向に回転させようとすると、図４（ｂ）に例示するように、板ばね２４が、巻取方向に回転するクラッチ２５に押されて変形し、クラッチ２５とクラッチガイド２３とが相対回転して、クラッチ２５の突起部２５ｂが板ばね２４の中央の山型の左側から右側に移行して、クラッチガイド２３の相対回転規制部２３ｇに当接する。このとき、板ばね２４が元の形状（中央が山型）に復帰する。この動作によって、窓の閉鎖を知らせることができる。

さらに、巻取ハンドル１０Ｃの巻取方向への操作を解除した場合、または巻取ハンドル１０Ｃを繰出方向へ操作した場合には、図４（ｃ）に例示するように、捻りコイルばね２６がクラッチ２５とクラッチガイド２３とが相対回転するよう付勢するので、板ばね２４が、繰出方向に回転するクラッチ２５に押されて変形し、クラッチ２５とクラッチガイド２３とが相対回転して、クラッチ２５の突起部２５ｂが板ばね２４の中央の山型の右側から左側に移行して、クラッチガイド２３の相対回転規制部２３ｆに当接する。このとき、板ばね２４が元の形状（中央が山型）に復帰する。

［５．実施形態の効果］
このように本実施形態のクラッチ機構２０および窓開閉装置１によれば、過大な回転力がクラッチ機構２０に入力された場合にハンドルボックス１０の巻取ドラムへの回転力の伝達を一時的に解除するので、過大な操作力が巻取ハンドル１０Ｃから入力されたときに窓開閉装置１の窓回り部品や巻取ハンドル１０Ｃが破損するのを防ぎながら、以後のハンドル操作を可能とすることができる。

１…窓開閉装置、３…窓枠、５…障子、７…ステイダンパー、９…補助開放機、１０…ハンドルボックス、１１…収納箱、１３…巻取機構、２０…クラッチ機構、２１…ハウジング、２２…蓋部材、２３…クラッチガイド、２４…板ばね、２５…クラッチ、２６…捻りコイルばね、２７…六角軸。

Claims (5)

1. 回転力が入力される入力軸と、
   回転して回転力を出力可能な出力軸と、
   前記入力軸が前記出力軸に対して所定範囲内で相対回転するのを許容するとともに、前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲を超えて相対回転するのを規制する相対回転規制部と、
   前記相対回転規制部によって前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲内で相対回転するのが許容されている一方、前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲内で相対回転するのを阻止しようとする相対回転抵抗部と、を備え、
   前記相対回転抵抗部は、
   前記入力軸が前記出力軸に対して前記所定範囲内で相対回転するのを許容する許容位置と許容せずに規制する規制位置との間で移動可能な規制部材と、
   前記規制部材を前記入力軸の回転力に抗して前記許容位置から前記規制位置へ向けて付勢する付勢部材と、を有し
   前記付勢部材による付勢力を上回る回転力が前記入力軸に入力された場合に、前記規制部材が前記規制位置から前記許容位置に移動することにより前記入力軸が前記出力軸に対して相対回転し、前記入力軸が前記出力軸に対して相対回転するのが前記相対回転規制部によって規制されることにより、前記出力軸への回転力の伝達が一時的に解除されること
   を特徴とする回転力伝達機構。
2. 請求項１に記載の回転力伝達機構において、
   前記入力軸が前記出力軸に対して所定方向に相対回転するよう付勢する回転付勢部材を備え、
   前記回転付勢部材によって付勢されることにより、前記規制部材が、前記所定方向に回転する前記入力軸に押されて前記規制位置から前記許容位置に移動し、前記入力軸と前記出力軸とが相対回転すること
   を特徴とする回転力伝達機構。
3. 請求項１または請求項２に記載の回転力伝達機構において、
   前記相対回転抵抗部は、板ばねであること
   を特徴とする回転力伝達機構。
4. 請求項３に記載の回転力伝達機構において、
   前記出力軸が突出するよう取り付けられており、内壁部には、前記板ばねを取り付けるための取付部と、前記相対回転規制部と、が形成されているクラッチガイドを備え、
   前記取付部は、前記板ばねの一方の端部を保持するための溝部と、前記板ばねの他方の端部を挿入可能な溝部とを備え、前記溝部の開口同士が対向するよう配置されており、
   前記入力軸は、前記クラッチガイドの内部に配置されて回転可能であること
   を特徴とする回転力伝達機構。
5. 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るドラムを備え、窓の開放時には、前記ドラムに巻き取られたワイヤを繰り出して窓を開放し、窓の閉鎖時には、前記ドラムにワイヤを巻き取って窓を閉鎖する窓開閉装置であって、
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転力伝達機構を備え、
   前記回転力伝達機構が備える前記出力軸の回転が前記ドラムに伝達されるよう構成されていること
   を特徴とする窓開閉装置。

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