JP6714240B2 - 自動巻取式スクリーン装置の制動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、巻取軸に内蔵されたコイルスプリングでスクリーンを自動で巻き取る自動巻取式スクリーンに用いられる制動装置に関し、特に、温度変動にかかわらず良好な制動力を維持可能な自動巻取式スクリーンの制動装置に関する。
従来より、防虫、防塵、遮光等のために、建物の出入口や窓等の開口部に開閉自在に取り付けられる自動巻取式スクリーン装置が知られている。特許文献1には、巻取軸に内蔵されたコイルスプリングの捩りによる回転付勢力でスクリーンを巻き取ると共に、オイルダンパがスクリーンの巻取速度の過度な増大を抑制する自動巻取式スクリーン装置が開示されている。
特開2004−346707号公報
しかしながら、特許文献1記載の自動巻取式スクリーン装置では、オイルダンパの温度依存性が高く、オイルダンパに用いられるオイルが温度変化によって膨張又は収縮するとオイルダンパの制動力が変動するため、オイルダンパの制動力が過剰な場合には、スクリーンを全て巻き取ることが困難であり、オイルダンパの制動力が過小な場合には、スクリーン巻取時の衝撃が緩和できない虞があるという問題があった。
また、オイルダンパが温度変化に応じて膨張又は収縮を繰り返すことにより、オイルがダンパ外部に漏れて、オイルダンパが所定の性能を長期に亘って発揮することができないという問題があった。
そこで、スクリーンの自動巻取を温度に依存することなく安定して制動するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、請求項1記載の発明は、建物開口部の上又は左右の何れかに巻取軸を設け、該巻取軸にスクリーンの端部が巻取自在に取り付けられ、該巻取軸を巻取方向に付勢するコイルスプリングが該巻取軸内に内装されて成る自動巻取式スクリーン装置の制動装置において、前記巻取軸とともに回転可能に前記巻取軸に内装されて、略円筒状に形成されたハウジングと、該ハウジング内に回転不能に取り付けられて、外周にネジが刻設されたスリーブと、前記スリーブに螺合されて、前記ハウジングとともに回転可能な移動子と、前記スリーブに遊嵌されると共に前記移動子の両側にそれぞれ配置された第1のスプリング及び第2のスプリングと、設け、前記移動子は、前記ハウジングの回転に伴って前記ハウジング内を前記スリーブの長手方向に螺進し、前記移動子の螺進に伴って伸縮する前記第1のスプリング及び前記第2のスプリングの付勢力が、前記巻取軸の回転を制動する自動巻取式スクリーン装置の制動装置を提供する。
この構成によれば、ハウジング及び移動子が巻取軸と共に回転し、移動子が、第1のスプリング及び第2のスプリングを伸縮させるようにスリーブ上を螺進することにより、第1のスプリング及び第2のスプリングの伸縮に応じた付勢力が移動子に作用して移動子の螺進が妨げられ、第1のスプリング及び第2のスプリングの付勢力に起因する制動トルクが移動子を介して回転軸に作用するため、スクリーンを制動することができる。
また、制動装置がオイルを封入することなく構成されるため、温度変動による制動性能のばらつきを抑制し、長期に亘って安定してスクリーンを制動することができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記スリーブの任意の位置に螺合されるアジャスターを設け、該アジャスターの取付位置に応じて、該アジャスターと前記移動子との間に介装された前記第1のスプリング又は前記第2のスプリングの初期伸縮量を任意に調整できるように構成された自動巻取式スクリーン装置の制動装置を提供する。
この構成によれば、アジャスターと移動子との間に介装された第1のスプリング又は第2のスプリングの初期伸縮量を調整可能なため、制動トルクを任意に増減させることができる。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明の構成に加えて、前記スクリーンの閉動作の際に前記巻取軸の回転を制動する前記第2のスプリングの付勢力は、前記スクリーンの開動作の際に前記巻取軸の回転を制動する前記第1のスプリングの付勢力より大きく設定されている自動巻取式スクリーン装置の制動装置を提供する。
この構成によれば、第1のスプリング及び第2のスプリングの制動トルクは、スクリーンの開動作よりもスクリーンの閉動作の際に強く作用するため、スクリーンの開動作を円滑に行うことができると共に、スクリーンが自動で巻き取られる際の衝撃を緩和させることができる。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の何れか1項記載の発明の構成に加えて、前記ハウジングと前記移動子とが凹凸係合して、前記移動子が、前記ハウジングと共回り可能に収容されている自動巻取式スクリーン装置の制動装置を提供する。
この構成によれば、ハウジングと移動子とが強固に係合するため、第1のスプリング及び第2のスプリングの付勢力がハウジングと共回りする移動子に確実に作用するため、スクリーンを安定して制動することができる。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4の何れか1項記載の発明の構成に加えて、前記第1のスプリング及び第2のスプリングの少なくとも一方は、前記スリーブに遊嵌されると共に前記ハウジングと凹凸係合して前記ハウジングと共回り可能なスライド板に挟持されている自動巻取式スクリーン装置の制動装置を提供する。
この構成によれば、第1のスプリング及び第2のスプリングの少なくとも一方がスライド板に挟持されることにより、第1のスプリング及び第2のスプリングが安定して伸縮するため、スクリーンを安定して制動させることができる。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5の何れか1項記載の発明の構成に加えて、前記ハウジングは、前記コイルスプリングの端部が固定されている自動巻取式スクリーン装置の制動装置を提供する。
この構成によれば、コイルスプリングとハウジングとを直接連結することにより、コイルスプリングと巻取軸とを連結する別部材を用意する必要がなくなり、部品点数を減らすことができる。
本発明によれば、ハウジング及び移動子が巻取軸と共に回転し、移動子が、第1のスプリング及び第2のスプリングを伸縮させるようにスリーブ上を螺進することにより、第1のスプリング及び第2のスプリングの伸縮に応じた付勢力が移動子に作用して移動子の螺進が妨げられ、第1のスプリング及び第2のスプリングの付勢力に起因する制動トルクが移動子を介して回転軸に作用するため、スクリーンを制動することができる。また、制動装置がオイルフリーで構成されるため、温度変動による制動性能のばらつきを抑制し、長期に亘って安定してスクリーンを制動することができる。
本発明の一実施例に係る制動装置を適用した自動巻取式スクリーンを示す図であり、(a)は一部切欠正面図であり、(b)は横断面図である。 制動装置を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)はA−A線断面図である。 図2の制動装置を示す断面図であり、(a)はB−B線断面図であり、(b)は図2(b)のC−C線断面図であり、(c)はD−D線断面図である。 ハウジングを示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は右側面であり、(c)はE−E線断面図であり、(d)はF−F線断面図である。 スリーブを示す図であり、(a)は左側面図であり、(b)は正面図であり、(c)は右側面図であり、(d)はG−G線断面図である。 移動子を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)はH−H線断面図である。 アジャスターを示す図であり、(a)は平面図であり、(b)はI−I線断面図である。 スライド板を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)はJ−J線断面図である。 キャップを示す図であり、(a)は平面図であり、(b)は右側面図であり、(c)は底面図であり、(d)は正面図であり、(e)はK−K線断面図である。 コイルスプリング及び制動装置のトルクの大小関係を示すグラフ。
本発明は、スクリーンの自動巻取を温度に依存することなく安定して制動するために、建物開口部の上又は左右の何れかに巻取軸を設け、巻取軸にスクリーンの端部が巻取自在に取り付けられ、巻取軸を巻取方向に付勢するコイルスプリングが巻取軸に内装されて成る自動巻取式スクリーン装置の制動装置において、巻取軸とともに回転可能に巻取軸に内装されて、略円筒状に形成されたハウジングと、ハウジング内に回転不能に取り付けられて、外周にネジが刻設されたスリーブと、スリーブに螺合されて、ハウジングとともに回転可能な移動子と、スリーブに遊嵌されると共に移動子の両側にそれぞれ配置された第1のスプリング及び第2のスプリングと、を設け、移動子は、ハウジングの回転に伴ってハウジング内をスリーブの長手方向に螺進し、移動子の螺進に伴って伸縮する第1のスプリング及び第2のスプリングの付勢力が、巻取軸の回転を制動することにより実現した。
以下、本発明の一実施例に係る制動装置10を適用した自動巻取式スクリーン装置1について、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
図1は、自動巻取式スクリーン1を示す図であり、(a)は一部切欠正面図であり、(b)は横断面図である。
自動巻取式スクリーン装置1は、遮光、断熱、防虫、防塵等のために家屋の出入口や窓等の建物の開口部に設置されるものである。以下、水平方向にスクリーンが開閉する横引き式の自動巻取式スクリーン装置1を例に説明するが、垂直方向にスクリーンが開閉する縦引き式であっても構わない。
自動巻取式スクリーン装置1は、左右一対の縦枠2a、2bと上下一対の横枠3a、3bとを備えている。建枠2a、2bと横枠3a、3bとは互いに連結されている。網戸等のスクリーン4の上下端は、横枠3a、3bに案内されている。
縦枠2aは、スクリーン4を巻き付ける回転自在な巻取軸5を支持している。巻取軸5は、上部に設けられたブラケット6aに上端を固定された固定軸7が挿通されている。巻取軸5は、固定軸7に回転自在に取り付けられた支持部材8a、8bに支持されている。
巻取軸5に内蔵されたコイルスプリング9は、上端を固定軸7に固着されていると共に、下端を支持部材8bに固着されている。すなわち、巻取軸5は、コイルスプリング9を介して固定軸7に連結されている。なお、図1(a)中の符号4aは、スクリーン4が不用意に閉じることを防止するロックである。
制動装置10は、巻取軸5の下端に内蔵されており、固定軸10aに回転自在で巻取軸5には回転不能に取り付けられている。固定軸10aは、ブラケット6bに固定されている。
次に、制動装置10の基本的な構造について、図面に基づいて説明する。図2は、制動装置10を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)はA−A線断面図である。図3は、制動装置10を示す断面図であり、(a)はB−B線断面図であり、(b)は図2(b)のC−C線断面図であり、(c)はD−D線断面図である。
制動装置10は、略円筒状に形成されたハウジング20を備えている。ハウジング20の外周には、長手方向Lに沿って形成された凹部21が設けられている。凹部21は、巻取軸5の内周に形成された図示しない凸部に係合可能である。これにより、ハウジング20は、巻取軸5に対して回転不能に内装される。
ハウジング20には、ハウジング20より小径の略円筒状に形成されたスリーブ30が挿通されている。スリーブ30の軸部31の外周には、ネジ部32が刻設されている。
スリーブ30には、移動子40及びアジャスター50が螺合されている。移動子40は、軸部31の中央付近に配置され、アジャスター50は、軸部31の先端側に配置されている。アジャスター50は、ボルトbを介してスリーブ30に固着されている。
スリーブ30の基端側に設けられたフランジ部33と移動子40との間には、第1のスプリング60が設けられている。また、移動子40とアジャスター50との間には、第2のスプリング70が設けられている。
第1のスプリング60の両端及び第2のスプリング70の両端には、スライド板80が設けられている。すなわち、スライド板80は、フランジ部33と第1のスプリング60との間、移動子40と第1のスプリング60との間、移動子40と第2のスプリング70との間及びアジャスター50と第2のスプリング70との間にそれぞれ介装されている。
スリーブ30の先端には、キャップ90が設けられている。キャップ90は、長手方向Lに沿って形成された凹部91が形成されている。凹部91は、ハウジング20の内周に形成された第1の凸部22に係合している。これにより、キャップ90は、ハウジング20に対して回転不能に取り付けられる。
次に、制動装置10の構成部品について詳しく説明する。図4は、ハウジング20を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は右側面であり、(c)はE−E線断面図であり、(d)はF−F線断面図である。図5は、スリーブ30を示す図であり、(a)は左側面図であり、(b)は正面図であり、(c)は右側面図であり、(d)はG−G線断面図である。図6は、移動子40を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)はH−H線断面図である。図7は、アジャスター50を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)はI−I線断面図である。図8は、スライド板80を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)はJ−J線断面図である。図9は、キャップ90を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)は右側面図であり、(c)は底面図であり、(d)は正面図であり、(e)はK−K線断面図である。
図4に示すように、ハウジング20は、両端が開口する略円筒状に形成されている。ハウジング20の第1の凸部22は、本体部23から内周側に膨出して形成されており、本体部23の内部に上下一対且つ互いに対向して配置されている。また、本体部23から内周側に凸設して形成された第2の凸部24は、本体部23の内部に左右一対且つ互いに対向して配置されている。第1の凸部22と第2の凸部24は、側面から視て互いに位相が90度ずれるように配置されている。なお、コイルスプリング9の下端は、支持部材8bに連結される代わりに、ハウジング20の外周に固着されても構わない。
図5に示すように、スリーブ30の先端には、矩形状の挿通孔34が穿設されている。挿通孔34に断面矩形状の固定軸10aが挿通可能であり、挿通孔34に固定軸10aが挿通されると、スリーブ30はブラケット6bに対して回転不能に固定される。スリーブ30のネジ部32のピッチは、移動子40がスリーブ30に対して相対的に1回転したときの螺進量(スライド量)に対応する。
図6に示すように、移動子40は、ハウジング20に組み付けた際に凸部22と接触しないように平面視で略楕円状に形成されている。移動子40の中央には、ネジ孔41が設けられており、ネジ部32と螺合可能である。
移動子40には、外周の一部を切り欠いた2本のスリット42が形成されている。スリット42が、第2の凸部24と係合することにより、移動子40は、ハウジング20に対して回転不能に連結される。スリーブ30上の移動子40の取付位置は、第1のスプリング60の所望の初期伸縮量に応じて適宜変更可能である。
図7に示すように、アジャスター50は、平面視で正六角形状に形成されている。アジャスター50の中央には、ネジ孔51が設けられており、ネジ部32と螺合可能である。スリーブ30上のアジャスター50の取付位置は、第2のスプリング70の所望の初期伸縮量に応じて適宜変更可能である。
図8に示すように、スライド板80は、ハウジング20に組み付けた際に凸部22と接触しないように平面視で略楕円状に形成されている。スライド板80の中央には、挿通孔81が穿設されており、軸部31に遊嵌可能である。
スライド板80には、外周の一部を切り欠いた2本のスリット82が形成されている。スリット82が、第2の凸部24と係合することにより、スライド板80は、ハウジング20に対して回転不能に連結される。
また、スライド板80の表面83又は裏面84は、フランジ部33、移動子40、アジャスター50、第1のスプリング60又は第2のスプリング70に当接される。これにより、スライド板80に挟持される第1のスプリング60又は第2のスプリング70が、移動子40に対して空回りすることが抑制される。
図9に示すように、キャップ90は、平面視で略円盤上に形成されている。キャップ90の中央には、固定軸10bを挿通可能な挿通孔92が穿設されている。挿通孔92には、収容凹部93が連通されており、スリーブ30の先端が収容凹部93に嵌合される。
次に、制動装置の作用について、図面に基づいて説明する。図10は、コイルスプリング9及び制動装置10のトルクの大小関係を示すグラフである。
スクリーン4を手動で閉じるとき、巻取軸5及びハウジング20は図1(b)の反時計回りに回転すると共に、コイルスプリング9は巻取軸5が回転した分だけ捩られ、一方、移動子40は第1のスプリング60を収縮させる方向にスリーブ30上を螺進し、第1のスプリング60及び第2のスプリング70の付勢力が生じる。すなわち、移動子40には、第1のスプリング60の収縮に伴う圧縮方向の付勢力及び第2のスプリング70の伸長に伴う引張方向の付勢力が作用する。また、巻取軸5は、コイルスプリング9の付勢力に抗するように回転する。
スクリーン4のロック4aが解除されると、スクリーン4が開く方向(図1(b)の時計回り)に巻取軸5及びハウジング20が回転し、移動子40が第2のスプリング70を収縮させる方向にスリーブ30上を螺進する。移動子40には、第1のスプリング60の伸長に伴う引張方向の付勢力及び第2のスプリング70の収縮に伴う圧縮方向の付勢力が作用する。また、巻取軸5が回転した分だけ、コイルスプリング9の捩りが戻される。
第1のスプリング60及び第2のスプリング70の付勢力に応じたトルク(以下、「制動トルク」と称す)とコイルスプリング9の捩れに応じたトルク(以下、「巻取トルク」と称す)との関係について説明する。図10中の「SAMPLE」は、制動トルクを示し、「ACUTUAL UNIT」は、巻取トルクを示す。横軸は、巻取軸5の回転数を示しており、「0」はスクリーン4が全て巻き取られた状態を示し、「8」はスクリーン4が全て張り出された状態を示す。
図10に示すように、巻取トルクは、巻取軸5の回転数に比例して増大する。
一方、制動トルクは、巻取軸5が5回転した状態が最小であり、スクリーン4が巻き取られた状態(巻取軸5の回転数ゼロ)が最大である。図10中の回転数0〜2は、第2のスプリング70の付勢力が強く作用する範囲であり、図10中の回転数2〜8は、第1のスプリング60の付勢力が強く作用する範囲である。これは、第2のスプリング70のバネ定数(バネ特性)が、第1のスプリング60のバネ定数(バネ特性)よりも強く設定されているためである。例えば、第1のスプリング60のバネ定数は、5.38N/mに設定され、第2のスプリング70のバネ定数は、例えば、8.88N/mに設定される。なお、制動トルクを示す曲線は、第1のスプリング60及び第2のスプリング70の形状、径等を変更することにより任意に変更可能である。
このような巻取トルクと制動トルクとの関係により、スクリーン4が全開の状態から徐々に閉じる際には制動トルクが徐々に減少するため、スクリーン4の閉動作はストレスを感じることなくスムーズに行われる。一方、スクリーン4が全閉状態から自動で巻き取られる際には、序盤(例えば、巻取軸5の回転数3〜8)は、スクリーン4の巻取動作が素早く行われ、終盤(例えば、巻取軸5の回転数が0〜2)は、制動トルクが巻取トルクを上回り、スクリーン4の巻取動作がゆっくり行われる。
このようにして、本発明に係る自動巻取式スクリーン装置1の制動装置10は、巻取軸5と共にハウジング20及び移動子40が回転し、移動子40が第1のスプリング60及び第2のスプリング70を伸縮させるようにスリーブ30上を螺進することにより、第1のスプリング60及び第2のスプリング70の伸縮に応じた付勢力が移動子40に作用して移動子40の螺進が妨げられ、制動トルクが移動子40を介して回転軸5に作用するため、スクリーン4を制動することができる。また、制動装置10がオイルフリーで構成されるため、温度変動による制動性能のばらつきを抑制し、長期に亘って安定してスクリーンを制動することができる。
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
本発明は、巻取式網戸にのみ適用されるものではなく、ロールカーテン又はシャッター装置等にも適用することができる。
1 ・・・ 自動巻取式スクリーン装置
2a、2b・・・縦枠
3a、3b・・・横枠
4 ・・・ スクリーン
5 ・・・ 巻取軸
6a、6b・・・ブラケット
7 ・・・ 固定軸
8a、8b・・・支持部材
9 ・・・ コイルスプリング
10 ・・・ 制動装置
10a・・・ 固定軸
20 ・・・ ハウジング
21 ・・・ (ハウジングの)凹部
22 ・・・ 第1の凸部
23 ・・・ 本体部
24 ・・・ 第2の凸部
30 ・・・ スリーブ
31 ・・・ 軸部
32 ・・・ ネジ部
33 ・・・ フランジ部
34 ・・・ 連通孔
40 ・・・ 移動子
41 ・・・ (移動子の)ネジ孔
42 ・・・ (移動子の)スリット
50 ・・・ アジャスター
51 ・・・ (アジャスターの)ネジ孔
60 ・・・ 第1のスプリング
70 ・・・ 第2のスプリング
80 ・・・ スライド板
81 ・・・ (スライド板の)連通孔
82 ・・・ (スライド板の)スリット
83 ・・・ 表面
84 ・・・ 裏面
90 ・・・ キャップ
91 ・・・ (キャップの)凹部
92 ・・・ (キャップの)連通孔
93 ・・・ 収容凹部

Claims (6)

  1. 建物開口部の上又は左右の何れかに巻取軸を設け、該巻取軸にスクリーンの端部が巻取自在に取り付けられ、該巻取軸を巻取方向に付勢するコイルスプリングが該巻取軸に内装されて成る自動巻取式スクリーン装置の制動装置において、
    前記巻取軸とともに回転可能に前記巻取軸に内装されて、略円筒状に形成されたハウジングと、
    該ハウジング内に回転不能に取り付けられて、外周にネジが刻設されたスリーブと、
    該スリーブに螺合されて、前記ハウジングとともに回転可能な移動子と、
    前記スリーブに遊嵌されると共に前記移動子の両側にそれぞれ配置された第1のスプリング及び第2のスプリングと、
    を設け、
    前記移動子は、前記ハウジングの回転に伴って前記ハウジング内を前記スリーブの長手方向に螺進し、
    前記移動子の螺進に伴って伸縮する前記第1のスプリング及び前記第2のスプリングの付勢力が、前記巻取軸の回転を制動することを特徴とする自動巻取式スクリーン装置の制動装置。
  2. 前記スリーブの任意の位置に螺合されるアジャスターを設け、
    該アジャスターの取付位置に応じて、該アジャスターと前記移動子との間に介装された前記第1のスプリング又は前記第2のスプリングの初期伸縮量を任意に調整できるように構成されたことを特徴とする請求項1記載の自動巻取式スクリーン装置の制動装置。
  3. 前記スクリーンの閉動作の際に前記巻取軸の回転を制動する前記第2のスプリングの付勢力は、前記スクリーンの開動作の際に前記巻取軸の回転を制動する前記第1のスプリングの付勢力より大きく設定されていることを特徴とする請求項1又は2記載の自動巻取式スクリーン装置の制動装置。
  4. 前記ハウジングと前記移動子とが凹凸係合して、前記移動子が、前記ハウジングと共回り可能に収容されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の自動巻取式スクリーン装置の制動装置。
  5. 前記第1のスプリング及び第2のスプリングの少なくとも一方は、前記スリーブに遊嵌されると共に前記ハウジングと凹凸係合して前記ハウジングと共回り可能なスライド板に挟持されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の自動巻取式スクリーン装置の制動装置。
  6. 前記ハウジングは、前記コイルスプリングの端部が固定されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の自動巻取式スクリーン装置の制動装置。
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