JP6807713B2 - 開閉体の構造とその電動化方法 - Google Patents

Description

本発明は、家屋などに設置される窓シャッターなどの開閉体の構造に関する。

シャッター装置は、手動シャッター装置（特許文献１等参照）と、電動シャッター装置（特許文献２等参照）とに大別することができる。
手動シャッター装置は、シャッターケース内の巻取軸に、開閉操作を助勢するバランススプリングを備え、手動による容易な開閉が可能となる。電動シャッター装置は、シャッターケース内に電動開閉機を組み込み、チェーンなどを介して巻取り部を回転することによって自動でシャッターの開閉が可能となる。

実公昭５６−５５４３５号公報 特開平６−２２１０７１号公報

ところで、近年、手動シャッター装置を電動シャッター装置に変えたいニーズが増える傾向にある。このことには、例えば、家屋の窓シャッターなどの場合、手動による開閉作業が困難になった高齢者や、家屋の複数個所にシャッターを備え、全てを開閉するのが煩雑である場合に、その開閉を自動化したい或いは開閉を集中制御したいなどの理由が挙げられる。

しかしながら、一般的な電動シャッター装置は、駆動機構などの機械的要素、例えば電動モータやスプロケット、チェーンや歯車列等、各種センサー類や制御部などの電気配線が必要であり、手動シャッター装置に比較して構成が複雑となっている。また、電動モータを駆動するための商用電源を用いるため、電源線を接続する必要もある。従って、手動シャッター装置を、従来の電動シャッター装置に変更するには、多数の機械的要素、電装部材の増設、及びそれらの煩雑な電気配線作業が必要となる。これに加え、手動シャッター装置の電動化作業は、シャッターケースを開け、機械的要素を入れる作業、配線作業が建物開口の上部であり高所であるため、危険を伴い、安全性を考慮する必要がある。このため、手動シャッター装置の電動化作業は、大がかりな工事になり、ユーザーの希望があっても対応はきわめて困難であるのが現状であった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、既存手動シャッター装置の電動化工事をきわめて容易に実現することができ、また、電動シャッター装置としての構成を簡素なものとしてその製造コストを大幅に低減でき、施工を容易なものとすることができる開閉体の構造を提供することにある。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載の開閉体の構造は、開口部１５を開閉する開閉体１９と、
前記開口部１５に固定され前記開閉体１９の移動端縁２０を挟む両縁部を案内する一対のガイドレール２５と、
前記移動端縁２０に設けられる開閉体駆動装置１３と、
を備え、
前記開閉体駆動装置１３は、
前記移動端縁２０に沿う長尺の装置筐体４３と、
前記装置筐体４３に収容される駆動源、電源部５１、及び制御部と、
前記装置筐体４３の少なくとも長手方向の一方の端部に設けられ、前記ガイドレール２５に当接し、前記電源部５１の給電で駆動する前記駆動源の駆動力により転動部材１０９，１１１を転動して前記装置筐体４３を前記開閉の方向に移動させる転動機構４５と、
を備えることを特徴とする。

この開閉体の構造では、開閉体１９の移動端縁２０に、開閉体駆動装置１３が設けられる。開閉体駆動装置１３は、ガイドレール２５に当接する転動機構４５を備える。転動機構４５は、開閉体駆動装置１３の装置筐体４３に収容される電源部の給電で駆動する駆動源の駆動力により転動部材１０９，１１１をガイドレール２５に沿って転動する。開閉体駆動装置１３は、転動部材１０９，１１１がガイドレール２５を転動することにより、装置筐体４３に接続された開閉体１９を開閉方向に移動させる。従って、開閉体の構造は、開閉体１９の移動端縁２０に電動駆動に必要となる機械要素やセンサー類などの電気要素を集約して組み込むことができ、移動端縁２０、例えば座板そのものを駆動して開閉体１９を開閉駆動する。これにより、既存の手動シャッター装置を極めて容易に電動化できる。

また、本発明の開閉体の構造では、
前記転動機構４５は、
前記開閉体１９の表裏方向で前記装置筐体４３に固定された支軸７７に揺動自在に支持される揺動板６９と、
前記揺動板６９の前記ガイドレール２５に対向する揺動板縁部に、前記開閉の方向に離間して設けられる前記転動部材としての一対の転動ローラ１０９，１１１と、
前記支軸７７に支持されて前記駆動源から回転が伝達され、一対の前記転動ローラ１０９，１１１を回転駆動するとともに、前記揺動板６９に接触状態とされ、該揺動板６９の揺動方向を連れ回りにて同方向へ促し、該揺動板６９の揺動によって前記一対の前記転動ローラ１０９，１１１の何れか一方を前記ガイドレール２５に当接させる連動ギア７１と、
前記揺動板６９と前記装置筐体４３側との間に摩擦接触状態で介設され、前記揺動板６９の揺動により前記転動ローラ１０９，１１１を前記ガイドレール２５に当接させた状態で、該揺動板６９と前記連動ギア７１との連れ回りを規制し、前記揺動板６９の揺動を停止させる摩擦部材７３と、
を備えることを特徴とする。

この開閉体の構造では、連動ギア７１が回転すると、連動ギア７１と噛合している一対の転動ローラ１０９，１１１がともに回転する。同時に、連動ギア７１の回転が揺動板６９に伝わり、連動ギア７１の回転方向と同方向に回転して揺動する。この揺動により、一対の転動ローラ１０９，１１１の一方の転動ローラ１０９（１１１）がガイドレール２５に当接し押しつけられ、この一方の転動ローラ１０９（１１１）がガイドレール２５に接触しながら回転する。一方の転動ローラ１０９（１１１）が当接した状態で、揺動板６９は摩擦部材７３の摩擦にて揺動角度が維持されて停止し、揺動板６９と連動ギア７１とは連れ回りを起こさず、連動ギア７１の回転は転動ローラへの伝達のみとなる。なお、他方の転動ローラ１１１（１０９）は、空転する。これにより、転動ローラ１０９（１１１）は、ガイドレール２５に沿って転がりながら動き、すなわち転動して、装置筐体４３、すなわち、開閉体駆動装置１３の全体を移動させる。つまり、開閉体駆動装置１３は、開閉体１９を開閉移動させるための駆動装置となる。

なお、本発明の開閉体の構造は、
前記転動機構４５は、
前記ガイドレール２５に固定され、前記ガイドレール２５の延在方向に複数の凹凸部を備える長尺案内部材１１５と、
前記駆動部から回転が伝達され、前記凹凸部に係合して前記長尺案内部材に沿って転動する前記転動部材としての歯車状部材１１７と、
を備えることとしてもよい。

この開閉体の構造では、長尺案内部材１１５が、ガイドレール２５に沿って固定される。長尺案内部材１１５は、延在方向に複数の凹凸部を等間隔に備える。凹凸部には、転動機構４５の歯車状部材１１７が噛合する。従って、駆動源から回転が伝達された歯車状部材１１７が回転すると、歯車状部材１１７は、ガイドレール２５に沿って転がりながら動き、装置筐体４３、すなわち、開閉体駆動装置１３の全体を移動させる。つまり、開閉体駆動装置１３は、開閉体１９を開閉移動させるための駆動源となる。

本発明の請求項２記載の開閉体の構造は、請求項１に記載の開閉体の構造であって、
前記電源部が充電池であることを特徴とする。

この開閉体の構造では、開閉体駆動装置１３の電源部が装置筐体４３に収容される充電池となる。このため、駆動源に給電を行うための電源線を、外部から開閉体駆動装置１３に接続する必要がなくなる。つまり、開閉体駆動装置１３は、完結した装置として駆動できる。また、電源部は、充電池であることにより、繰り返しの使用が可能となる。

本発明の請求項３記載の開閉体の構造は、請求項１または２に記載の開閉体の構造であって、
前記開閉体駆動装置１３が、既存の手動シャッター装置の移動端縁２０を構成する移動端縁構成部材にさらに取り付けられることを特徴とする。

この開閉体の構造では、既存手動シャッター装置の移動端縁構成部材、例えば座板に、さらに開閉体駆動装置１３が装着される。すなわち、ガイドレール２５を外すなどの工事を不要とすることが可能になる。これにより、手動シャッター装置は、開閉体１９の移動端縁構成部材に開閉体駆動装置１３を追加するだけで、開閉体が自立駆動可能となった電動シャッター装置に簡単に変わる。

本発明の請求項４記載の開閉体の構造の電動化方法は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の開閉体の構造の電動化方法であって、
前記開閉体駆動装置１３が、既存の手動シャッター装置の移動端縁２０を構成する移動端縁構成部材を取り外して取り付けられることを特徴とする。

この開閉体の構造の電動化方法では、既存手動シャッター装置の片側のガイドレール２５が外され、開閉体１９が引き出される。引き出された開閉体１９から移動端縁構成部材、例えば座板が抜かれる。抜いた移動端縁構成部材（座板）の代わりに、開閉体駆動装置１３が差し入れられて交換される。開閉体駆動装置１３の装着された開閉体１９をガイドレール２５に係合させた後、ガイドレール２５を元に戻す。これにより、手動シャッター装置は、開閉体１９が自立駆動可能となった電動シャッター装置に変わる。

本発明に係る請求項１記載の開閉体の構造によれば、開閉体の移動端縁に電動駆動に必要となる機械要素やセンサー類などの電気要素を集約して組み込むことができ、移動端縁、例えば座板そのものをガイドレールに沿わせて駆動して開閉体を開閉駆動することが可能となる。これにより、既存の手動シャッター装置を極めて容易に電動化できる。また、電動シャッター装置としての構成を移動端縁の位置に全て構成でき、シャッター装置などの開閉体装置として簡素なものとしてその製造コストを大幅に低減でき、さらに施工を容易なものとすることが可能となる。

また、本発明に係る開閉体の構造によれば、転動機構に一対の転動ローラを備えて、これら転動ローラを揺動板に設けたので、一対の転動ローラを選択的に当接することとなって既存のガイドレールを転動でき、この転動する転動ローラを摩擦部材を介することでガイドレールへ押し付けることとなり、ガイドレールへの転動ローラの当接及び転動を維持させることとなって、開閉体の開閉をガイドレールに沿わせてスムースに行うことが可能となる。

なお、ガイドレールに固定した長尺案内部材に、歯車状部材を噛合して転動させる構成とすれば、スリップを抑制して開閉体を確実に開閉できる。

本発明に係る請求項２記載の開閉体の構造によれば、電源部を充電池とすることにより、商用電源などの外部からの電源線の接続や制御配線の引き回し工事を不要にして開閉体駆動装置が作動可能となる。そして、電源部が充電池であることにより、繰り返しの使用が可能となる。

本発明に係る請求項３記載の開閉体の構造によれば、既存手動シャッター装置の移動端縁構成部材に開閉体駆動装置を追加するのみで、さらに容易に電動化工事を実現できる。例えば、既存手動シャッター装置の移動端縁構成部材である座板に、開閉体駆動装置が装着させることで、ガイドレールを外すなどの工事を不要として電動化が可能になる。これにより、手動シャッター装置は、シャッターカーテンなどの開閉体の移動端縁構成部材（座板）に開閉体駆動装置を追加するだけで、開閉体が自立駆動可能となった電動シャッター装置に簡単に変えることが可能となる。

本発明に係る請求項４記載の開閉体の構造の電動化方法によれば、既存手動シャッター装置の移動端縁を構成する移動端縁構成部材、例えば座板を開閉体駆動装置に交換するのみで、簡単に電動化工事を実現でき、開閉体の開閉操作を手動から電動に切り換えることが可能となる。このことから、家屋などに既設の手動シャッター装置を電動シャッター装置に変えることが可能となり、シャッターカーテンの開閉を簡便に行うことが可能となる。

本発明に係る開閉体の構造を備えた開閉体装置の全体斜視図である。 開閉体駆動装置のカバーを外した正面図である。 図２における左端部及び中央部の要部拡大図である。 図２における縦断面図である。 図２の要部拡大斜視図である。 図２における左端部及び中央部の要部平断面図である。 転動機構の分解斜視図である。 転動機構における揺動板の揺動範囲を示す要部正面図である。 開閉体の上昇時の動作説明図である。 開閉体の下降時の動作説明図である。 変形例に係る開閉体の構造の要部平断面図である。 図１１の側断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る開閉体の構造を備えた開閉体装置の全体斜視図である。
本実施形態に係る開閉体の構造は、開閉体装置として例えば既存手動シャッター装置に好適に用いることができる。既存手動シャッター装置としては、例えば家屋などの建物の窓などの開口部分に配設される窓シャッターを挙げることができる。

図１に示すシャッター装置１１は、本実施形態に係る開閉体の構造を備える。このシャッター装置１１は、既存手動シャッター装置の移動端縁２０を構成する移動端縁構成部材である座板を、開閉体駆動装置である電動座板１３に交換することにより構成されている。

開口部１５の上縁部分には、従来同様のシャッターケース１７が取り付けられる。シャッターケース１７の内部には、開閉体であるシャッターカーテン１９を巻き取る巻取り部（図示略）が設けられている。巻取り部には、巻き取り力を付勢するとともに、下降時の引き出し荷重の増加を緩和するバランススプリングが取り付けられている。

シャッターカーテン１９は、建物等の開口部１５を開閉する。シャッターカーテン１９は、横に長い短冊形状の複数のスラット２１が開閉方向である上下方向に連結されて構成され、可撓自在となり、シャッターケース１７内に巻回可能となる。上記のように、シャッターカーテン１９の移動端縁２０は、既存の座板から電動座板１３へと交換されている。電動座板１３の例えば屋外面には、長手方向両端に、一対のストッパ２３が設けられる。ストッパ２３は、シャッターカーテン１９のシャッターケース内への呑み込みを規制する。

開口部１５には、左右で一対のガイドレール２５が垂直に固定される。一対のガイドレール２５は、シャッターカーテン１９の電動座板１３を挟む両縁部を案内する。一対のガイドレール２５は、下端に亘って設けられた下枠２７により連結される。下枠２７の左右の両端は、それぞれのガイドレール２５の外側を覆う一対の外枠２９の下端に接続される。それぞれのガイドレール２５には、開口部１５を挟む対向面に、シャッターカーテン１９の両縁部を挿入するレール溝３１が形成される。本実施形態において、それぞれのガイドレール２５は、レール溝３１を挟む一対の面が、後述する転動面３３となる。

電動座板１３には、制御部である制御基板３５（図２参照）が設けられる。制御基板３５には、無線通信の送受信部を備えている。また、電動座板１３には、無線で動作制御を可能とする操作スイッチ３７を具備する。操作スイッチ３７は、開口部近傍の壁面に取り付けてもよく、また、携帯型としてもよい。

なお、本実施形態では、開閉体が上下方向に移動する昇降式のシャッター装置１１を例に説明するが、この他、シャッター装置は、シャッターカーテン１９が横方向に開閉移動、すなわち複数のスラット２１が垂直方向を長手方向として構成され、開口部を開閉する横引きシャッター装置等であってもよい。

図２は開閉駆動装置（電動座板）１３のカバー３９を外した正面図である。
電動座板１３の長手方向両端には、略平板状のガイド突起４１が突出する。ガイド突起４１は、シャッターカーテン１９の各スラット両縁部と同様に、ガイドレール２５のレール溝３１に挿入される。電動座板１３は、長尺の装置筐体４３を有する。装置筐体４３は、長手方向両端に、一対の転動機構４５を収容する。

装置筐体４３には、駆動源である電動モータ４７、電源部５１、及び制御部である制御基板３５が収容される。本実施形態において、電源部５１は、着脱自在な電池、好ましくは充電池よりなる。装置筐体４３には、充電池を充電するための充電用電源口４９が設けられてもよい。充電池としては、例えば市販の単３形の大きさ等とされ、これを使用する。市販の充電池を用いることで、入手を容易にし、また単３形など汎用性のある形状とすることでも入手、取り扱いを容易にすることができる。これにより、ユーザーは、例えば装置筐体４３側に形成される開口蓋（図示せず）を開け、電源部５１の電池ボックス等から充電池を取り外すことにより、内蔵の充電池を交換、充電も可となる。外部電源接続端子となる充電用電源口４９を用いることでも電源部５１の充電池を充電させることもできる。これにより、コードを接続して例えば商用電源などから充電することが可能となる。されに、充電方式としては、充電端子などが表出しない非接触型充電器を用いることもできる。また、充電池の充電のために、電動座板１３の屋外面のカバー３９に、太陽電池パネル、太陽電池モジュールのオプションも取付可能とすることができる。

転動機構４５は、装置筐体４３の少なくとも長手方向の一方の端部に設けられる。本実施形態では、装置筐体４３の両端にそれぞれ設けられる。転動機構４５は、後述の転動部材である転動ローラ１０９，１１１が、ガイドレール２５の転動面３３に当接する。転動機構４５は、電源部５１の給電で駆動する電動モータ４７の駆動力により転動部材をガイドレール２５の転動面３３に転動させ、装置筐体４３を開閉の方向に移動させる。

電動モータ４７は、装置筐体４３の長手方向略中央に設けられている。電動モータ４７は、回転力を伝達する一対のドライブシャフト５３により、両側の転動機構４５へ接続されている。また、装置筐体４３は、下端に垂下する感知レバー５５を備えている。

図３は図２における左端部及び中央部の要部拡大図、図４は図２における縦断面図である。
図３に示すように、装置筐体４３の長手方向中央には、図４に示す作動片５７を下向きに備えた感知センサ５９が設けられる。装置筐体４３の下面には、上記の感知レバー５５が、揺動縁部５６を中心に、上方へ揺動自在となってカバー３９に支持される。感知レバー５５は、シャッターカーテン１９の下降時、障害物に当たると、上方へ揺動する。揺動した感知レバー５５は、感知センサ５９の作動片５７を押し上げる。これにより、感知センサ５９の接点が閉じて障害物検知信号が制御基板３５へ出力される。また、シャッターカーテン１９の全閉時には、下枠２７に感知レバー５５が当接し押し上げることとなって、全閉検知信号として制御基板３５へ出力される。

また、装置筐体４３の長手方向両端には、上方に向かって接触子６１を突出させた戸当たりセンサ６３がそれぞれ設けられる。戸当たりセンサ６３は、シャッターカーテン１９が巻き取られて、電動座板１３がシャッターケース１７に接近すると、シャッターケース１７の下面により接触子６１が押下される。これにより、戸当たりセンサ６３の接点が閉じてシャッターカーテン１９の全開検知信号が制御基板３５へ出力される。

電動モータ４７には、ギアボックス６５が付設される。ギアボックス６５には、電動モータ４７の出力軸からの回転が伝達される複数のギア列が設けられる。このギアボックス６５は、電動モータ４７からの回転を、左右一対のドライブシャフト５３に振り分けて伝達する。つまり、一つの電動モータ４７で、左右の転動機構４５を駆動するように構成されている。ドライブシャフト５３は、基端とギアボックス６５との間、先端と転動機構４５との間に、ユニバーサルジョイント６７が介装されて接続される。

図５は図２の要部拡大斜視図である。
本実施形態において、転動機構４５は、一対の揺動板６９と、転動部材としての一対の転動ローラ１０９，１１１と、連動ギア７１と、摩擦部材である摩擦板７３（図７参照）と、を有する。

一対の揺動板６９は、スペーサ７５（図７参照）を挟むことで間隙を有して一体に固定される。一体となった揺動板６９は、軸線がシャッターカーテン１９の表裏方向となる支軸７７に、揺動自在に支持される。支軸７７は、装置筐体４３に固定されたベース板７９に設けられる。支軸７７は、揺動板６９を揺動支持するとともに、連動ギア７１も回転支持する。つまり、支軸７７は、揺動板６９の揺動支持軸と、連動ギア７１の回転支持軸とに共用されている。揺動板６９は、例えば扇形状に形成することができる。

一対の転動ローラは、揺動板６９のガイドレール２５に対向する揺動板縁部に、シャッターカーテン１９の開閉の方向に離間して設けられる。転動機構４５は、ベース板７９を介して装置筐体４３に固定される。転動機構４５に接続されるユニバーサルジョイント６７の先端には、ウォームギア８１が固定される。ウォームギア８１は、ベース板７９に回転自在に支持される。

図６は図２における左端部及び中央部の要部平断面図である。
ベース板７９には、このウォームギア８１に噛合するウォームホイール８３が回転自在に支持される。ウォームホイール８３には、同軸で一体に回転する駆動ギア８５が設けられている。駆動ギア８５は、ベース板７９に回転自在に支持されるアイドルギア８７に噛合する。このアイドルギア８７は、上記の連動ギア７１に噛合している。すなわち、駆動ギア８５は、ドライブシャフト５３からの回転力が伝わり、アイドルギア８７を介して連動ギア７１に回転力を伝達する。

図７は転動機構４５の分解斜視図である。
本実施形態において、揺動板６９は、一対設けられる。一対の揺動板６９は、連動ギア７１を挟んだ状態で回転自在に支持する。より具体的には、連動ギア７１の両側面には環状突部８９が同心円で略円筒状となって形成される。連動ギア７１は、この環状突部８９の外周面が、揺動板６９の支持穴９１により支持される。連動ギア７１の環状突部８９には、支軸７７が貫通される。支軸７７は、一方の揺動板６９から表出する一端が、ベース板７９に固定された固定ビス９３に螺着固定される。連動ギア７１を貫通して他方の揺動板６９から表出した支軸７７の他端には、固定板９５がビス９７により螺着固定される。これらベース板７９と揺動板６９との間、及び揺動板６９と固定板９５との間には、摩擦板７３が挟入される。摩擦板７３には、例えばウェブワッシャを用いることができる。固定ビス９３とビス９７とで固定される支軸７７に、連動ギア７１が回転自在となり、この連動ギア７１の両ギア側面９９はベース板７９と固定板９５との間でクリアランスを有して回転自在に取り付けられる。連動ギア７１の両環状突部８９に揺動板６９が揺動自在とされる。そして、各摩擦板７３は、両揺動板６９のそれぞれ外方に位置して各環状突部８９の周囲に位置し、揺動板６９の外面とベース板７９との間、及び揺動板６９の外面と固定板９５との間で挟入状態となり、ベース板７９と固定板９５とに対して一定の摩擦力で揺動板６９に接触し、揺動自在としている。

従って、連動ギア７１が回転すると、同軸の揺動板６９を連れ回し、同方向に回転させる。揺動板６９は、ストッパ突起１０１が、揺動規制部材１０３（図５参照）に当接し、所定の角度以上の回転が規制される。揺動規制部材１０３に当接した揺動板６９は、回転が止まるが、摩擦板７３によって揺動板６９は回転が規制され、それ以上の連れ回りによる揺動が規制される。連動ギア７１が逆回転されれば、同様の作用により揺動板６９は、逆方向に揺動されてそれ以上の揺動が規制される。つまり、揺動板６９は、首振り機構で支持される。

一対の揺動板６９の間には、シャッターカーテン１９の開閉の方向に離間して上走行ギア１０５と、下走行ギア１０７が回転自在に支持される。上走行ギア１０５及び下走行ギア１０７は、連動ギア７１に噛合する。上走行ギア１０５の軸方向両端には、転動ローラである一対の上ローラ１０９が揺動板６９の外側で同軸に固定される。また、下走行ギア１０７の軸方向両端には、転動ローラである一対の下ローラ１１１が揺動板６９の外側で同軸に固定される。つまり、上ローラ１０９及び下ローラ１１１は、スラット２１の表裏側で一対設けられる。上ローラ１０９及び下ローラ１１１は、ガイドレール２５に対向する揺動板縁部に、シャッターカーテン１９の開閉の方向に離間して設けられる。つまり、上ローラ１０９及び下ローラ１１１は、電動モータ４７から回転が伝達される連動ギア７１により回転駆動する。

この転動機構４５では、連動ギア７１の回転により揺動板６９を連動ギア７１の回転方向と同方向に連れ回りによって揺動するので、上ローラ１０９または下ローラ１１１の何れか一方をガイドレール２５に当接させることになる。

図８は転動機構４５における揺動板６９の揺動範囲を示す要部正面図である。
揺動板６９は、ストッパ突起１０１が揺動規制部材１０３に当接する揺動範囲Ａで揺動が可能となる。揺動板６９が揺動すると、上ローラ１０９または下ローラ１１１が転動面３３に押圧される。上ローラ１０９及び下ローラ１１１の外周面には、ウレタンやゴム等の弾性部材が設けられている。上ローラ１０９及び下ローラ１１１の外周面には、転動面３３に対して滑りにくくするための凹凸が設けられていてもよい。従って、転動面３３に押圧された上ローラ１０９及び下ローラ１１１は、弾性部材を弾性変形させて転動面３３に接する。上ローラ１０９及び下ローラ１１１は、経年で磨り減ることがあっても、揺動板６９が揺動するので、転動面３３への押圧状態は変わらず、また、装置筐体４３の両端に転動機構４５を備えることから両端外方向に上ローラ１０９，下ローラ１１１を押圧方向とし突っ張り状態を保って使用可能となる。

なお、揺動板６９は、首振り機構に、さらににバネなどの付勢手段を付加して、付勢力を付与する構成、例えばベース板７９を装置筐体４３に対して端部方向へ突出させるような構成としてもよい。これにより、転動ローラの押圧だけでなく、より確実な突っ張り状態にできる。

次に、開閉体の構造の適用方法を説明する。
本実施形態に係る開閉体の構造は、［１］既存手動シャッター装置の移動端縁２０の移動端縁構成部材である座板を電動座板１３に交換する、［２］既存手動シャッター装置の最下端となる移動端縁２０の移動端縁構成部材である座板のさらに下に電動座板１３を連結する、［３］手動シャッター装置に電動座板１３を予め工場内で組み付けて販売する、の３つの形態で適用が可能となる。
［１］の交換の場合、電動座板１３は、上記実施形態のように、既存の手動シャッター装置の座板を取り外して取り付けられる。

［２］の連結して増設の場合、電動座板１３は、既存の手動シャッター装置の座板に対してさらに取り付けられる。例えば既存手動シャッター装置のシャッターカーテン１９の座板の下に、さらに電動座板１３を取り付ける。シャッターカーテン１９の下に、電動座板１３を追加するだけで、手動シャッター装置が電動シャッター装置となる。

［３］の組み付け販売の場合、電動座板１３は、工場組立時に手動シャッター装置に組み込まれる。シャッターケース１７にはシャッターカーテン１９を巻き取るための空間があればよく、電気設備構成などは不要となる。電装部分は、座板部分のみで構成可能となる。従来の電動シャッター装置では、シャッターケース内へ電源線を引き込んだり、ガイドレール内に電線等があったりする。これに対し、電動座板組み付け構成の場合、電池内蔵構造であるので、配線の引き回しなどが不要である。移動端縁２０である最下端の座板に電動部分があるので、その他の電気配線が不要となって、電動によるシャッターカーテン１９の開閉が可能となる。

次に、上記した構成の作用を説明する。
図９は開閉体の上昇時の動作説明図である。
操作スイッチ３７によりシャッターカーテン１９を上昇させる信号が制御基板３５に入力されると、電動モータ４７が駆動し、連動ギア７１が図９の時計回りに回転される。連動ギア７１が時計回りに回転されると、揺動板６９も連れ回ることで同方向に揺動される。揺動板６９が時計回りに揺動される結果、揺動板６９の下ローラ１１１がガイドレール２５の転動面３３に押しつけられる。このとき、下ローラ１１１は、噛合する連動ギア７１の回転により、反時計回りに回転する。揺動板６９は、下ローラ１１１がガイドレール２５の転動面３３に当接することで、揺動が規制される。揺動板６９は、連動ギア７１の環状突部８９に対して滑り、摩擦板７３の摩擦で停止状態となって、連動ギア７１は回転を続ける。これにより、電動座板１３は、シャッターカーテン１９を上昇させる方向に移動させる。なお、この際、連動ギア７１に噛合する上走行ギア１０５及び上ローラ１０９は、転動面３３から離間し、反時計回りで空転状態となる。

本実施形態では、電動座板１３の長手方向両端に転動機構４５が設けられる。電動座板１３の両端に同じ転動機構４５があることで、双方の下ローラ１１１が転動面３３に押圧され、突っ張る状態となる。その結果、適正な摩擦が生じて、電動座板１３を略水平に保ちながら上昇動作が可能となる。

図１０は開閉体の下降時の動作説明図である。
また、操作スイッチ３７によりシャッターカーテン１９を下降させる信号が制御基板３５に入力されると、電動モータ４７が駆動し、連動ギア７１が図１０の反時計回りに回転される。連動ギア７１が反時計回りに回転されると、揺動板６９も連れ回ることで同方向に揺動される。揺動板６９が反時計回りに揺動される結果、揺動板６９の上ローラ１０９がガイドレール２５の転動面３３に押しつけられる。このとき、上ローラ１０９は、噛合する連動ギア７１の回転により、時計回りに回転する。揺動板６９は、上ローラ１０９がガイドレール２５の転動面３３に当接することで、揺動が規制される。揺動板６９は連動ギア７１の環状突部８９に対して滑り、摩擦板７３の摩擦で停止状態となって、連動ギア７１は回転を続ける。これにより、電動座板１３は、シャッターカーテン１９を下降させる方向に移動させる。なお、この際、連動ギア７１に噛合する下走行ギア１０７及び下ローラ１１１は、転動面３３から離間し、時計回りで空転状態となる。

電動座板１３では、上ローラ１０９と下ローラ１１１とが、それぞれ表裏に対となって設けられる。これは、ガイドレール２５のレール溝３１の両側を転動させるためでもあるが、ガイドレール２５は、それ自体の長手方向に渡って垂直に且つ左右が互いに平行となって設けられていない誤差等が生じている場合がある。このような場合、表裏に対のうち片側だけでも転動すれば、昇降が可能となる。すなわち、電動座板１３は、上ローラ１０９と下ローラ１１１とをそれぞれ表裏に対で設けることにより、転動面３３への接触をより確実にしている。なお、表裏に対を、片側のみとすると、左右方向に長尺なスラット２１が、ローラの有る無しで撓んでしまい、ローラのある面が突っ張ることで湾曲する虞がある。上ローラ１０９と下ローラ１１１を表裏に対で設けることは、このような不具合も生じにくくできる。

また、電動座板１３の長手方向一方の端部だけに上ローラ１０９と下ローラ１１１を設けて、他方をフリーとすると、すなわち駆動力が発生する部分を一方のみとすると、開口の幅方向でバランスが悪くなり、シャッターカーテン１９の片下がりが起きる虞がある。本実施形態の電動座板１３は、長手方向両端に転動機構４５をそれぞれ設けることにより、シャッターカーテン１９の片下がりを抑制している。ただし、電動座板１３は、横引きシャッターに適用される場合には、電動座板１３の長手方向が垂直方向となるので、片側だけ、例えば下側のみに転動ローラを設ける構成としても支障のない作動が可能となる。

また、電動座板１３は、例えば開閉の途中で停止させた場合、ウォームギア８１を含む歯車減速機により、逆転を規制して停止状態を保つことができる。上ローラ１０９または下ローラ１１１を介して突っ張り状態を保つので、昇降動作を制動することができる。

このように、本実施形態に係る開閉体の構造では、シャッターカーテン１９の座板に、電動座板１３が設けられる。電動座板１３は、ガイドレール２５に当接する転動機構４５を備える。転動機構４５は、電動座板１３の装置筐体４３に収容される電源部５１の給電で駆動する電動モータ４７の駆動力により転動部材であるローラ１０９，１１１をガイドレール２５に沿って転動する。電動座板１３は、ローラ１０９，１１１がガイドレール２５を転動することにより、装置筐体４３に接続されたシャッターカーテン１９を開閉方向に移動させる。従って、開閉体の構造は、シャッターカーテン１９の座板部分に電動駆動に必要となる機械要素やセンサー類などの電気要素を集約して組み込むことができ、座板そのものを駆動してシャッターカーテン１９を開閉する。これにより、既存手動シャッター装置を極めて容易に電動化できる。

この開閉体の構造では、連動ギア７１が回転すると、連動ギア７１と噛合している一対の転動ローラ１０９，１１１がともに回転する。同時に、揺動板６９が、連動ギア７１の回転方向と同方向に連れ回ることで回転して揺動する。この揺動により、押しつけられた一方の転動ローラが、ガイドレール２５に接触しながら回転する。なお、他方の転動ローラは、空転する。転動ローラの接触により、揺動板６９は、それ以上の揺動が規制され、連動ギア７１の回転が伝わらず連れ回りを起こさない。揺動板６９は、摩擦板７３によってその揺動角度が維持され、連動ギア７１は回転を転動ローラ１０９，１１１に伝達する。これにより、転動ローラは、ガイドレール２５に沿って転がりながら動き（転動し）、装置筐体４３、すなわち、電動座板１３の全体を移動させる。つまり、電動座板１３は、シャッターカーテン１９を開閉移動させるための駆動装置となる。その結果、一対の転動ローラを選択的に当接することにより既存のガイドレール２５を転動機構４５の一部として利用することができ、追加部材を少なくできる。

この開閉体の構造では、電動座板１３の電源部５１が装置筐体４３に収容される充電池となる。このため、電動モータ４７に給電を行うための電源線を、外部から電動座板１３に接続する必要がなくなる。つまり、電動座板１３は、完結した装置として駆動でき、ガイドレール２５に沿って移動自在となる。また、電源部５１は、充電池であることにより、繰り返しの使用が可能となる。その結果、電源部５１を充電池とすることにより、外部からの電源線の接続や制御配線の引き回し工事を不要にして、組付け工数、製造コストを低減できる。

この開閉体の構造では、上記した［１］の交換の場合では、先ず、シャッターカーテン１９は巻き取られた状態とし、既存手動シャッター装置の片側のガイドレール２５が外され、シャッターカーテン１９を下端の移動端縁２０側から引き出される。引き出されたシャッターカーテン１９から移動端縁２０を構成する移動端縁構成部材である座板が抜かれ、取り除かれる。抜いた座板の代わりに、電動座板１３が差し入れられて交換される。電動座板１３の装着されたシャッターカーテン１９をシャッターケース１７内へ巻き取らせ、ガイドレール２５に係合させた後、ガイドレール２５を元に戻す。これにより、手動シャッター装置は、シャッターカーテン１９が自立駆動可能となった電動シャッター装置に変わる。その結果、既存手動シャッター装置の座板を電動座板１３に交換するのみで、容易に電動化工事を実現できる。

この開閉体の構造では、上記した［２］の増設の場合では、既存手動シャッター装置の座板に、さらに電動座板１３が装着される。すなわち、ガイドレール２５を外すなどの上記［１］の工事を不要とすることが可能になる。これにより、手動シャッター装置は、シャッターカーテン１９の座板に電動座板１３を追加するだけで、全開時の開口面積が若干減るものの、シャッターカーテン１９が自立駆動可能となった電動シャッター装置に簡単に変更可能となる。その結果、既存手動シャッター装置の座板に電動座板１３を追加するのみで、さらに、容易に電動化工事を実現できる。この増設による電動化は、特に、手動シャッター装置が設置されている場所において、既設の座板を抜き取ることが不可能な狭い場合において有効であり、また、建物開口の間口高さが高く、高所作業が困難な場合にも有効である。

次に、本発明に係る開閉体の構造の変形例を説明する。
図１１は変形例に係る開閉体の構造の要部平断面図、図１２は図１１の側断面図である。
開閉体の構造は、転動機構１１３を、長尺案内部材と、転動部材である歯車状部材と、を用いて構成してもよい。長尺案内部材は、ガイドレール２５に固定され、ガイドレール２５の延在方向に複数の凹凸部を備えるものとする。この長尺案内部材としては、例えばチェーン１１５を用いることができる。歯車状部材は、電動モータ４７から回転が伝達され凹凸部に係合して長尺案内部材に沿って転動する。この歯車状部材としては、例えばスプロケット１１７を用いることができる。この構成例では、チェーン１１５をガイドレール２５のレール溝内に配置し、ガイドレール２５内へスプロケット１１７を挿入することもできる。

また、長尺案内部材と、歯車状部材とは、上記のチェーン１１５とスプロケット１１７の組合せの代わりに、ラックとピニオンの組合せで構成してもよい。

この変形例に係る開閉体の構造では、長尺案内部材であるチェーン１１５が、ガイドレール２５のレール溝３１に沿って固定される。チェーン１１５は、延在方向に複数の凹凸部を等間隔に備える。凹凸部には、転動機構１１３の歯車状部材であるスプロケット１１７が噛合する。従って、電動モータ４７から回転が伝達されたスプロケット１１７が回転すると、スプロケット１１７は、ガイドレール２５に沿ってチェーン１１５の凹凸部に噛み合い、転がりながら動き、装置筐体４３、すなわち、電動座板１３の全体を移動させる。つまり、電動座板１３は、シャッターカーテン１９を開閉移動させるための駆動源となる。その結果、ガイドレール２５に固定したチェーン１１５に、スプロケット１１７を噛合により転動させるので、スリップを抑制してシャッターカーテン１９を確実に昇降開閉できる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記の構成例では、手動シャッター装置が窓シャッターである場合を例に説明したが、この他、手動シャッター装置は、軽量シャッターやガレージなどに設けられるシャッターなど、他の構成のシャッター装置であってもよい。また、開閉体の構造は、スラット連結構成のシャッターカーテン以外、例えばパイプなどで構成されるグリルカーテンやシート状のシートカーテン、パネルで構成されるパネルカーテン等にも適用可能となる。

また、上記の構成例では、電動座板１３に一対の転動機構４５を設けたが、転動機構４５は、電動座板１３の長手方向一方の端にのみ設けられてもよい。また、上記の構成例では、開閉体駆動装置を座板と交換、或いは座板に付設する場合を説明したが、開閉体駆動装置は、シャッターカーテンを構成するスラット２１の屋内面、或いは座板の屋内面に設けることもできる。この場合、開閉体の厚みは増えるが、電動化を容易に実現することができる。

さらに、開閉体の構造は、昇降によって開閉する開閉体だけでなく、左右方向を開閉方向とする横引きシャッターに適用されてもよい。また、開閉体の構造は、上昇することで閉鎖となるシャッター装置１１に適用されてもよく、シャッターカーテンなどの開閉体の開閉方向は限定されない。

また、転動部材と転動面３３の配設位置については、上記のように、ガイドレール２５のレール溝３１を挟む一対の面以外に、ガイドレール２５の内部のレール溝底面やレール溝側面であってもよい。これにより、転動面３３が表出せずに隠れ、シャッター装置として見栄えをよくすることができる。

従って、本実施形態に係る開閉体の構造によれば、既存手動シャッター装置の電動化工事がきわめて容易に実現でき、また、電動シャッター装置の製造コストも大幅に低減できる。

１３…開閉体駆動装置（電動座板）
１５…開口部
１９…開閉体（シャッターカーテン）
２０…移動端縁
２５…ガイドレール
３５…制御部（制御基板）
４３…装置筐体
４５…転動機構
４７…駆動源（電動モータ）
５１…電源部
６９…揺動板
７１…連動ギア
７３…摩擦部材（摩擦板）
７７…支軸
９９…ギア側面
１０９…転動部材（転動ローラ（上ローラ））
１１１…転動部材（転動ローラ（下ローラ））
１１５…長尺案内部材（チェーン）
１１７…歯車状部材（スプロケット）

Claims (4)

1. 開口部を開閉する開閉体と、
   前記開口部に固定され前記開閉体の移動端縁を挟む両縁部を案内する一対のガイドレールと、
   前記移動端縁に設けられる開閉体駆動装置と、
   を備え、
   前記開閉体駆動装置は、
   前記移動端縁に沿う長尺の装置筐体と、
   前記装置筐体に収容される駆動源、電源部、及び制御部と、
   前記装置筐体の少なくとも長手方向の一方の端部に設けられ、前記ガイドレールに当接し、前記電源部の給電で駆動する前記駆動源の駆動力により転動部材を転動して前記装置筐体を前記開閉の方向に移動させる転動機構と、
   を備えており、
   前記転動機構は、
   前記開閉体の表裏方向で前記装置筐体に固定された支軸に揺動自在に支持される揺動板と、
   前記揺動板の前記ガイドレールに対向する揺動板縁部に、前記開閉の方向に離間して設けられる前記転動部材としての一対の転動ローラと、
   前記支軸に支持されて前記駆動源から回転が伝達され、一対の前記転動ローラを回転駆動するとともに、前記揺動板に接触状態とされ、該揺動板の揺動方向を連れ回りにて同方向へ促し、該揺動板の揺動によって前記一対の前記転動ローラの何れか一方を前記ガイドレールに当接させる連動ギアと、
   前記揺動板と前記装置筐体側との間に摩擦接触状態で介設され、前記揺動板の揺動により前記転動ローラを前記ガイドレールに当接させた状態で、該揺動板と前記連動ギアとの連れ回りを規制し、前記揺動板の揺動を停止させる摩擦部材と、
   を備えることを特徴とする開閉体の構造。
2. 請求項１に記載の開閉体の構造であって、
   前記電源部が充電池であることを特徴とする開閉体の構造。
3. 請求項１または２に記載の開閉体の構造であって、
   前記開閉体駆動装置が、
   既存の手動シャッター装置の移動端縁を構成する移動端縁構成部材にさらに取り付けられることを特徴とする開閉体の構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の開閉体の構造の電動化方法であって、
   前記開閉体駆動装置が、
   既存の手動シャッター装置の移動端縁を構成する移動端縁構成部材を取り外して取り付けられることを特徴とする開閉体の構造の電動化方法。

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