JP6345516B2 - 制動装置、遮蔽装置 - Google Patents

Description

この発明は、横型ブラインド、たくし上げカーテン、プリーツスクリーン等の、遮蔽材を自重降下させる遮蔽装置と、この遮蔽装置において、遮蔽材の降下速度を一定以下に維持するために使用可能な制動装置に関する。

特許文献１に記載の横型ブラインドでは、スラット及びボトムレールを自重降下させる際に、その降下速度を一定以下に維持するために遠心ガバナが用いられている。この遠心ガバナは、中心軸の回転によって生じる遠心力によってガバナウェイトをガバナドラムに押し付けることによって、ガバナウェイトとガバナドラムの間に摩擦抵抗を生じさせることによって、中心軸の回転を一定速度以下に抑えるように構成されている。

特許文献２では、オイルダンパを用いて、駆動軸の回転速度を所定値以下に抑制している。

特許３１４０２９５号公報 特開２００１−１１２６１６号公報

特許文献１の遠心ガバナでは、摩擦抵抗を常に発生させるため、摩耗、作動音、振動等の発生が課題としてある。一方、特許文献２のオイルダンパは、遠心ガバナと比較して、静音性や耐久性が優れているが、低回転時の最小トルクが大きいため、遮蔽材が下降しきらない場合があるという問題がある。このように、遠心ガバナとオイルダンパは、それぞれ利点を有しているが、これらをスムーズに切り替えることは容易ではない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の制動機構をスムーズに切り替えることを可能な制動装置を提供するものである。

本発明によれば、駆動軸に対して制動トルクを与える制動装置であって、第１制動機構と第２制動機構とを備え、第１及び第２制動機構は、入力軸の回転速度−制動トルクのグラフが交点を有し且つ前記交点での第１制動機構のグラフの傾きが第２制動機構のグラフの傾きよりも大きくなるように構成され、前記駆動軸の回転が第１制動機構の入力軸に伝達され、第１制動機構の出力軸と第２制動機構の入力軸が一体回転するように構成される、制動装置が提供される。

本発明では、入力軸の回転速度−制動トルクのグラフが交点を有するように構成された第１及び第２制動機構を用い、第１制動機構の出力軸と第２制動機構の入力軸とを一体回転させる。このような構成によれば、駆動軸の回転速度が前記交点の回転速度よりも大きいときは第２制動機構によって発生された制動トルクによって駆動軸の回転速度が制御され、駆動軸の回転速度が前記交点の回転速度よりも小さいときは第１制動機構によって発生された制動トルクによって駆動軸の回転速度が制御されるようになるので、駆動軸に対する制動トルクを発生させる制動機構をスムーズに切り替えることが可能になる。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、第１制動機構は、遠心ガバナであり、第２制動機構は、オイルダンパである。
また、本発明の別の観点によれば、遮蔽材の自重により巻取軸を回転させることによって前記遮蔽材を自重降下させるように構成された遮蔽装置であって、上記記載の制動装置を備え、前記駆動軸は、前記巻取軸の回転に伴って回転される、遮蔽装置が提供される。

本発明の一のプリーツスクリーンの正面図である。 図１のプリーツスクリーンの右側面図である。 本発明の一実施形態の制動装置３６を示し、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は概略断面図である。（ｂ）において遠心ガバナ２５及びオイルダンパ３１の詳細な内部構造は省略している。 本発明の一実施形態の制動装置３６を示し、（ａ）は右前方からの斜視図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。 本発明の一実施形態の制動装置３６を示し、（ａ）は左前方からの斜視図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。 本発明の一実施形態の制動装置３６の遠心ガバナ２５の制動部２５ｃを示す断面図である。 本発明の一実施形態の制動装置３６のオイルダンパ３１を示し、（ａ）は正面図（本体ケース３１ｂは断面図）、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態の制動装置３６の遠心ガバナ２５及びオイルダンパ３１についての、入力軸の回転速度と制動トルクとの関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態のプリーツスクリーンの、駆動軸１２の降下回転数と、駆動軸１２に加わる駆動トルクとの関係を示すフラフである。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

図１〜図２に示す本発明の一実施形態のプリーツスクリーンは、ヘッドボックス１からスクリーン４が吊下支持され、スクリーン４の下端にボトムレール５が取着されている。スクリーン４は、生地をジグザグ状に折り畳み可能としたものである。

ヘッドボックス１とボトムレール５の間には、スクリーン４の折り目のピッチを保持するためのピッチ保持コード３３が設けられている。ピッチ保持コード３３には、環状の保持部５７が等間隔に多数設けられており、この保持部５７をスクリーン４に挿通させた後、ボトムレール５を昇降させるための昇降コード７を保持部５７に挿通させることによって、保持部５７がスクリーン４から抜けることを防ぎ、これによってスクリーン４のピッチ保持を可能としている。ピッチ保持コード３３と昇降コード７は、スクリーン４を挟んで互いに反対側に配置されている。

ボトムレール５には、ピッチ保持コード３３を保持するピッチ保持コード保持部材５６と、昇降コード７を保持する昇降コード保持部材５５が取着される。ピッチ保持コード３３及び昇降コード７は、これらの保持部材によって、ボトムレール５に取着される。

昇降コード７の上端は、サポート部材８に相対回転可能に支持された巻取軸１０に取着される。巻取軸１０は、駆動軸１２と共に回転する。昇降コード７を巻取軸１０に巻き取り或は巻き戻すことによりボトムレール５を上昇或は下降させることによりスクリーン４を畳み込み或は引き伸ばすことが可能となっている。ヘッドボックス１の一端には、ボールチェーン１３、操作プーリー１１及び伝達クラッチ２１を備える操作部ユニット２３が設けられている。ボールチェーン１３は、操作プーリー１１に掛装されており、ボールチェーン１３によって操作プーリー１１に加えられたボトムレール５の引き上げ方向（図１の矢印Ａ方向）の回転力が伝達クラッチ２１を介して駆動軸１２に伝達される。伝達クラッチ２１は、図１の矢印Ａ方向の回転力は伝達するが、図１の矢印Ｂ方向の回転力は伝達しないように構成されている。

駆動軸１２は、ヘッドボックス１の中間部においてストッパ装置２４に挿通されている。このストッパ装置２４は、ボトムレール５の引き上げ操作の後にボールチェーン１３を手放したとき、駆動軸１２の回転を停止させてボトムレール５の自重降下を防止する。

図１に示すように、駆動軸１２の一端には制動装置３６が配置されている。制動装置３６は、駆動軸１２の回転を停止させることなく駆動軸１２の回転速度を所定値以下に抑制して、ボトムレール５の自重降下時の下降速度を抑制する。

ここで、図３〜図８を用いて、制動装置３６について詳細に説明する。制動装置３６は、遠心ガバナ２５とオイルダンパ３１を備える。遠心ガバナ２５は、駆動軸１２が挿入されて駆動軸１２と一体回転される入力軸２５ａと、本体ケース２５ｂとを備える。本体ケース２５ｂ内には、図６に示す制動部２５ｃが設けられている。制動部２５ｃは、内面が円形のドラム２５ｄと、ドラム２５ｄに対して相対回転可能に支持された中心軸２５ｅと、中心軸２５ｅと一体回転する摺動体２５ｆとを備える。ドラム２５ｄは、本体ケース２５ｂに対して相対回転不能に支持されている。入力軸２５ａの回転は、図示しないギヤ機構によって増速されて中心軸２５ｅに伝達される。摺動体２５ｆとドラム２５ｄの間には隙間２５ｇが設けられているので、中心軸２５ｅの回転が遅い場合は、中心軸２５ｅに加わる制動トルクは非常に小さい。一方、中心軸２５ｅの回転速度が大きくなるにつれて、摺動体２５ｆに加わる遠心力が大きくなり、摺動体２５ｆがドラム２５ｄの内面に擦れることによって発生する制動トルクが大きくなる。このため、遠心ガバナ２５によって発生される制動トルクの大きさは、図８に示すように、入力軸２５ａの回転速度が増大するにつれて増大する。一般に、入力軸２５ａの回転速度が非常に小さいときの制動トルクの大きさは、隙間２５ｇの大きさを変えることによって調整可能であり、グラフの傾きは、摺動体２５ｆの形状や材質を変えることによって調整可能である。なお、図８では、入力軸２５ａの回転速度と制動トルクの関係を直線で示しているが、遠心ガバナ２５の設計によっては、この関係が折れ線又は曲線で表されるものになる場合もある。

なお、遠心ガバナ２５は、入力軸の回転によって生じる遠心力によって制動トルクを発生させるものであればよく、その具体的な構成は限定されない。本実施形態では、摺動体２５ｆに遠心力が加わったときに摺動体２５ｆが弾性変形することによって摺動体２５ｆがドラム２５ｄに押し付けられるように構成されているが、別の実施形態では、摺動体２５ｆに遠心力が加わったときに摺動体２５ｆが半径方向外側に相対移動することによって摺動体２５ｆがドラム２５ｄに押し付けられるように構成してもよい。また、本実施形態では、摺動体２５ｆが弾性変形しやすいように、摺動体２５ｆは、ゴム製であることが好ましいが、摺動体２５ｆを弾性変形させる必要がない場合は、摺動体２５ｆは樹脂や金属で形成することも可能である。

本体ケース２５ｂは、遠心ガバナ２５の出力軸である。入力軸２５ａの回転速度が小さいときは入力軸２５ａが本体ケース２５ｂに対して相対回転するが、入力軸２５ａの回転速度が大きいときは、本体ケース２５ｂが入力軸２５ａと一体回転する。相対回転と一体回転の切り替わりについては、後で詳細に説明する。

本体ケース２５ｂは、ジョイント２７，２９を介して、オイルダンパ３１の入力軸３１ａに相対回転不能に連結されている。具体的な構成は以下の通りである。ジョイント２７は、遠心ガバナ本体ケース収容部２７ａと連結凹部２７ｂを備える。ジョイント２９は、連結凸部２９ａとオイルダンパ入力軸収容部２９ｂを備える。本体ケース２５ｂが遠心ガバナ本体ケース収容部２７ａ内に相対回転不能に収容され、連結凸部２９ａが連結凹部２７ｂ内に相対回転不能に収容され、オイルダンパ３１の入力軸３１ａがオイルダンパ入力軸収容部２９ｂに相対回転不能に収容されることによって、本体ケース２５ｂがオイルダンパ３１の入力軸３１ａと一体回転するように構成されている。なお、ジョイント２７，２９は、一部材で構成してもよい。

オイルダンパ３１は、図７に示すように、本体ケース３１ｂと、これに挿入される中心軸３１ｄを有する。中心軸３１ｄは、入力軸３１ａと一体回転するように構成されている。本体ケース３１ｂ内の収容空間３１ｆには、オイルが充填されている。中心軸３１ｄにはフィン３１ｅが設けられている。中心軸３１ｄが本体ケース３１ｂに対して相対回転する際に、フィン３１ｅがオイルから粘性抵抗を受けることによって本体ケース３１ｂと入力軸３１ａの間の相対回転速度を減衰させる制動トルクが発生する。オイルダンパ３１によって発生される制動トルクの大きさは、図８に示すように、入力軸３１ａの回転速度が増大するにつれて増大する。図８のグラフの切片や傾きは、オイルの粘性や、フィン３１ｅの形状を変更することによって調整可能である。なお、図８では、入力軸３１ａの回転速度と制動トルクの関係を直線で示しているが、オイルダンパ３１の設計によっては、この関係が折れ線又は曲線で表されるものになる場合もある。

なお、オイルダンパ３１は、入力軸の回転によって移動する移動体がオイルから粘性抵抗を受けることによって制動トルクを発生させるものであればよく、その具体的な構成は限定されない。本実施形態では、フィン３１ｅが移動体であり、入力軸の回転によってフィン３１ｅが回転移動することによってフィン３１ｅがオイルから粘性抵抗を受けているが、別の実施形態では、入力軸の回転によってネジ送り方式で一軸移動する移動部材が移動体であり、移動部材がネジ送り方式で一軸移動する際に移動部材がオイルから粘性抵抗を受けるように構成してもよい。

オイルダンパ３１は、ヘッドボックス１に相対回転不能に支持されたオイルダンパサポート３２のオイルダンパ収容部３２ａ内に収容されている。オイルダンパ３１の係合凸部３１ｃが、オイルダンパ収容部３２ａに設けられた係合凹部３２ｂに係合されることによって、オイルダンパ３１がオイルダンパサポート３２に対して相対回転不能になっている。

ところで、本実施形態では、遠心ガバナ２５とオイルダンパ３１は、図８に示すように、入力軸の回転速度−制動トルクのグラフが交点Ｐで交差している。交点Ｐでの遠心ガバナ２５のグラフの傾きは、オイルダンパ３１のグラフの傾きよりも大きいので、入力軸の回転速度が交点Ｐでの回転速度Ｖｐよりも大きい領域では、遠心ガバナ２５の制動トルクがオイルダンパ３１の制動トルクよりも大きく、入力軸の回転速度が交点Ｐでの回転速度Ｖｐよりも小さい領域では、遠心ガバナ２５の制動トルクがオイルダンパ３１の制動トルクよりも小さくなっている。

仮に、遠心ガバナ２５の出力軸である本体ケース２５ｂがヘッドボックス１に対して相対回転不能に支持されているとすると、回転速度Ｖｈで駆動軸１２が回転すると、遠心ガバナ２５によって制動トルクＴｇｈが生じる。しかし、本実施形態では、遠心ガバナ２５の本体ケース２５ｂがオイルダンパ３１の入力軸３１ａに相対回転不能に連結されており、回転速度Ｖｈでのオイルダンパ３１の制動トルクＴｏｈは、制動トルクＴｇｈよりも小さいので、駆動軸１２が回転速度Ｖｈで回転すると本体ケース２５ｂが駆動軸１２と一体回転されることによって、駆動軸１２の回転がオイルダンパ３１の入力軸３１ａに伝達される。このように、回転速度Ｖｈでは、駆動軸１２は、主に、オイルダンパ３１によって発生された制動トルクによって回転速度が制御される。この際、摺動体２５ｆとドラム２５ｄの間の相対回転速度は、０又は非常に小さい値であるので、ドラム２５ｄに対する摺動体２５ｆの相対回転に起因する摩耗、作動音、振動等の発生が抑制される。

一方、回転速度Ｖｐよりも小さい回転速度Ｖｌでは、図８に示すように、オイルダンパ３１の制動トルクＴｏｌが遠心ガバナ２５の制動トルクＴｇｌよりも大きい。このため、駆動軸１２が回転速度Ｖｌで回転すると、遠心ガバナ２５の本体ケース２５ｂが実質的に回転せずに、駆動軸１２は、主に、遠心ガバナ２５によって発生された制動トルクによって回転速度が制御される。この際、駆動軸１２に加わる制動トルクは、非常に小さいので、遮蔽材の下降性が向上する。

このように、本実施形態では、遠心ガバナ２５の出力軸とオイルダンパ３１の入力軸を一体回転させるという構成を採用することによって、駆動軸１２の回転速度が減少して回転速度Ｖｐ又はその近傍に到達したところで、制動トルクを主に発生させる機構がオイルダンパ３１から遠心ガバナ２５に自然にスムーズに切り替わる。つまり、駆動軸１２の回転速度の減少に伴って、制動トルクに対する遠心ガバナ２５の寄与割合が増大するように構成されている。このような構成により、耐久性、静音性、及び遮蔽材の下降性に優れた制動装置３６が得られる。

ここで、このプリーツスクリーンの動作を説明する。ボールチェーン１３の部屋内側部分を図２の矢印Ａの方向に引くと、その力によって生じた回転力が操作プーリー１１を介して伝達クラッチ２１に伝達される。伝達クラッチ２１は、図１の矢印Ａの方向の回転力のみを駆動軸１２に伝達するように構成されているので、図２の矢印Ａの方向にボールチェーン１３を引くことによって生じた回転力が、駆動軸１２に伝達され、駆動軸１２が回転される。駆動軸１２の回転によって、ヘッドボックス１内でサポート部材８に相対回転可能に支持された巻取軸１０が図１の矢印Ａ方向に回転し、昇降コード７が螺旋状に巻き取られて、昇降コード７の先端に取着されたボトムレール５が上昇する。

この状態でボールチェーン１３から手を離すと、ストッパ装置２４が作動してボトムレール５の自重降下が防止される。この状態で、ボールチェーン１３を再度図２の矢印Ａの方向に引いた後に手を離すと、ストッパ装置２４の自重降下防止動作が解除されて、巻取軸１０から昇降コード７が巻き戻されて、ボトムレール５が自重降下する。この際、駆動軸１２が巻取軸１０と一体回転する。

ところで、駆動軸１２の降下回転数と、スクリーン４及びボトムレール５の自重によって駆動軸１２に加わる駆動トルクの関係は、図９のグラフのようになっており、ボトムレール５の自重降下開始直後の駆動トルクが最も大きく、駆動軸１２の降下回転数が増大するにつれて駆動軸１２に加わる駆動トルクが徐々に小さくなる。このため、ボトムレール５の自重降下開始後すぐに駆動軸１２の回転速度が回転速度Ｖｐを超えて、駆動軸１２と本体ケース２５ｂが一体回転し、駆動軸１２は、主に、オイルダンパ３１によって発生された制動トルクによって回転速度が制御される。

ボトムレール５が降下して駆動軸１２の降下回転数が増大するにつれて、駆動軸１２に加わる駆動トルクが低下し、その結果、駆動軸１２の回転速度が徐々に小さくなる。そして、駆動軸１２の回転速度が回転速度Ｖｐを下回ると、本体ケース２５ｂの回転が実質的に停止し、駆動軸１２は、主に、遠心ガバナ２５によって発生された制動トルクによって回転速度が制御されるようになる。遠心ガバナ２５は、低速回転時の制動トルクが小さいので、ボトムレール５が下限位置にまで自重降下しないという問題の発生が抑制される。

本発明は、以下の態様でも実施可能である。
・遠心ガバナ２５及びオイルダンパ３１において、入力軸と出力軸は、上記実施形態とは別の構成にすることも可能である。例えば、遠心ガバナ２５の本体ケース２５ｂをヘッドボックス１に対して相対回転不能に支持し、ドラム２５ｄを本体ケース２５ｂに対して相対回転可能に支持し、ドラム２５ｄの回転を別途設けた出力軸に伝達させることができる。また、オイルダンパ３１では、例えば、遠心ガバナ２５の出力軸の回転を本体ケース３１ｂに伝達し、フィン３１ｅを本体ケース３１ｂに固定し、中心軸３１ｄをヘッドボックス１に相対回転不能に支持することができる。この場合、本体ケース３１ｂがオイルダンパ３１の入力軸となる。
・上記実施形態の制動装置３６は、プリーツスクリーン以外にも、遮蔽材を自重降下させる逆特性の遮蔽装置（例：横型ブラインド、たくし上げカーテン）に適用可能である。
・上記実施形態では、第１制動機構が遠心ガバナであり、第２制動機構がオイルダンパであるが、第１及び第２制動機構の組み合わせは、これに限定されず、入力軸の回転速度−制動トルクのグラフが交点を有する制動機構の任意の組み合わせにすることができる。従って、第１及び第２制動機構は、遠心ガバナ同士の組み合わせや、オイルダンパ同士の組み合わせであってもよい。

１：ヘッドボックス
４：スクリーン
５：ボトムレール
７：昇降コード
８：サポート部材
１０：巻取軸
１１：操作プーリー
１２：駆動軸
１３：ボールチェーン
２１：伝達クラッチ
２４：ストッパ装置
２５：遠心ガバナ
２７，２８，２９：ジョイント
３１：オイルダンパ
３２：オイルダンパサポート
３３：ピッチ保持コード
３６：制動装置

Claims (3)

1. 駆動軸に対して制動トルクを与える制動装置であって、第１制動機構と第２制動機構とを備え、
   第１及び第２制動機構は、入力軸の回転速度−制動トルクのグラフが交点を有し且つ前記交点での第１制動機構のグラフの傾きが第２制動機構のグラフの傾きよりも大きくなるように構成され、
   前記駆動軸の回転が第１制動機構の入力軸に伝達され、第１制動機構の出力軸と第２制動機構の入力軸が一体回転するように構成される、制動装置。
2. 第１制動機構は、遠心ガバナであり、第２制動機構は、オイルダンパである、請求項１に記載の制動装置。
3. 遮蔽材の自重により巻取軸を回転させることによって前記遮蔽材を自重降下させるように構成された遮蔽装置であって、
   請求項１又は請求項２に記載の制動装置を備え、
   前記駆動軸は、前記巻取軸の回転に伴って回転される、遮蔽装置。