JP6898641B2 - スパイラルバランス装置 - Google Patents

Description

本発明は、上げ下げ窓の開閉を容易にするとともに任意の位置で窓を静止できるようにしたスパイラルバランス装置に関するものである。

上げ下げ窓は、窓の重量が作用しているから、開閉操作が重くなり、静止位置から自重で降下してしまうことがある。そのような事態を生じないよう窓を開閉する際に窓の重量に対応する釣合荷重を生じさせてバランスをとるようにしたスパイラルバランス装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。スパイラルバランス装置は、窓を下方に移動させた際、スパイラルロッドが窓とともにパイプの下方に移動してねじりばねを巻き込み、このねじりばねによる反発力でスパイラルロッドを引上げて窓の重量とバランスさせる構成である。具体的なスパイラルバランス装置は、パイプと、パイプの上端内に設けたアンカーと、パイプの下端に回転可能に設けられ中央にスパイラルロッドが挿通するスロットを有するカプリングと、パイプ内に収納され上端がアンカーに固定され下端がカプリングに固定されたねじりばねと、ねじりばねの内方に挿入され長手方向にねじ部を形成し下端がパイプの下方に突出するスパイラルロッドを具備している。一般的に、このようなスパイラルバランス装置は、バランス製造業者が製造し、ねじりばねを巻き込まない状態、即ちねじりばねにテンションを与えない状態で、窓製造業者に納入される。

窓製造業者は、バランス製造業者から受け入れたスパイラルバランス装置を窓枠内にはめ込み、窓枠にパイプの上端を固定し、その後パイプの下端から突出しているスパイラルロッドの下端を窓に固定された連結片に直接連結したり、窓枠に摺動可能に嵌合したスライドブロックに連結し、このスライドブロックを介して窓の連結片に連結して、窓を組み立てる。この組立作業の際、窓製造業者は、窓を上昇位置に保持するため、窓の重量に対応するばね圧になるよう上記ねじりばねを予め巻き込む必要がある。そのためには、パイプの下端から突出しているスパイラルロッドを回転させなければならない。このときの作業は、パイプが窓枠に固定されているので、狭い場所で特別の工具を用いて行わなければならないから、スパイラルロッドの下端を的確に回転させることがむずかしい。また、巻き込んだねじりばねの反発力に抗してスパイラルロッドをさらに回転させることは簡単ではない。その上、ねじりばねのばね圧は、巻込んだ直後はスプリングバックにより変動するから、ばね圧が安定しない状態でセットすると、確実に窓を保持できなくなるおそれがある。そのため、充分に時間が経過してばね圧が安定した後でなければ組み立てた窓を出荷することができない。したがって、従来のスパイラルバランス装置は、最終的な組込み完了までに時間がかかる。特許文献１に記載の装置では、組込み後にばね圧を調整できるように構成されているが、最初に窓に組み込むときに、予めねじりばねを巻き込む作業は必要である。特許文献１に記載の調整装置は、歯付きの回転筒にねじりばねの一端を固定し、該回転筒をピンで回転してねじりばねを巻き込みできるように構成されている。回転筒を回転させるためには、回転筒に設けた孔、該孔に差し込むためピン、該ピンをパイプ内に挿入するための窓が必要であり、これらの構成部分を設けるために、回転筒、パイプ、固定筒等の一部を切り欠いて孔や窓を形成しなければならない。したがって、従来のバランス調整装置は、構成が複雑である。

バランス製造業者が、予めねじりばねにテンションを与えて窓製造業者に提供できるようにしたスパイラルバランス装置も知られている（例えば特許文献２参照）。特許文献２に記載の装置は、パイプの上端方向に引き上げられるようにスパイラルロッドを付勢しておき、該パイプの上端に設けたアンカー内に、スパイラルロッドの上端が係合するプリテンション インサートが挿入されている。この構成により、スパイラルロッドは回転止めされている。ねじりばねを巻き込む際には、スパイラルロッドの下端をパイプから引き出してスパイラルロッドの上端とプリテンション インサートの係合を外してスパイラルロッドを回転可能な状態にする。その後、スパイラルロッドを回転してねじりばねを巻き込む。特許文献２に記載の装置では、巻き込む際にスパイラルロッドに作用しているねじりばねの反発力が常にスパイラルロッドに作用している。そのため、スパイラルロッドを回転させてねじりばねを巻き込むためには、この反発力に打ち勝つようにスパイラルロッドの下端を強く持って回さなければならず、面倒である。また、スパイラルロッドを回転させるには、スパイラルロッドを所定距離パイプの下端から引き出してプリテンション インサートとスパイラルロッドが非係合になっている状態を維持しなければならないが、ねじりばねを巻き込むと、スパイラルロッドにはパイプ内方向に強い力で引き込む力が働くから、プリテンション インサートに係合しやすくなるので、一層スパイラルロッドを所定位置に引き出した状態で回転することがむずかしくなる。上記のように、ねじりばねを巻き込む際、スパイラルロッドを引き出したり、スパイラルロッドを押し込んで上端をパイプの上部のプリテンション インサートに係合させなければならないので、スパイラルロッドを軸方向に上下動させる操作が必要である。その上、どの程度巻き込んだのか、パイプの外部からは、巻き込みの程度がわからず、調整状態の確認が不明確である。

米国特許第２４７７０６９号明細書 米国特許出願公開２００８/２３５９０５号明細書（アブストラクト 図面）

本発明は、窓の移動とともにスパイラルロッド（ねじ板）を軸方向に移動してねじりばねを巻き込み、該ねじりばねの反発力により窓の重量とバランスさせるスパイラルバランス装置において、スパイラルバランス製造業者が、ねじりばねを予め巻き込んだ状態で窓製造業者に搬入でき、スパイラルロッドをパイプから引き出す必要がなく、巻き込み操作が簡単で、かつ巻き込みの程度がわかるようにしたスパイラルバランス装置を提供することである。

本発明によれば、上端と下端を有するパイプと、該パイプ内に収納される第二端と該パイプの下端から突出する第一端を有しねじ部を形成したスパイラルロッドと、パイプの下端近くに回転可能に設けられ上記スパイラルロッドが挿通するスロットを有するカプリングと、カプリングに下端が固定され上端がパイプの上端近くに固定されたねじりばねと、上記パイプの上端内に固定される固定部材と、該固定部材の下面側に回転可能に設けられ内面に上記スパイラルロッドの第二端が係合可能な係合突起を有する調整部材と、上記固定部材に対しねじりばねを巻き込む方向には該調整部材の回転を許容しねじりばねを巻き戻す方向には該調整部材の回転を阻止するよう上記固定部材と上記調整部材に設けたカム部を具備するスパイラルバランス装置が提供され、上記課題が解決される。

本発明によれば、上記カム部は、固定部材の下面と調整部材の上面に対向状態に設けられ、円周方向に向かって傾斜する傾斜面と、該傾斜面の端部に位置する起立面を有し、上記調整部材には、固定部材の中央に設けた軸孔に挿通する回転軸が設けられ、該回転軸の周囲には、調整部材を固定部材側に付勢するためのストッパーばねが設けられている上記スパイラルバランス装置が提供される。

本発明のスパイラルバランス装置は、従来のスパイラルバランス装置とほぼ同様に、上端と下端を有するパイプと、パイプ内に収納されねじ部を有するスパイラルロッドと、該スパイラルロッドが挿通するスロットを有しパイプの下端に回転可能に設けられたカプリングを具備する。カプリングには、ねじりばねの下端が固定され、該ねじりばねの上端はパイプの上端に設けたアンカーに固定されている。そして、本発明においては、上記パイプの上端内に固定される固定部材と、該固定部材の下面側に回転可能に設けられ内面に上記スパイラルロッドの第二端が係合可能な係合突起を有する調整部材が設けられている。固定部材と調整部材には、上記固定部材に対しねじりばねを巻き込む方向には調整部材の回転を許容するが、ねじりばねを巻き戻す方向には調整部材の回転を阻止するようカム部が設けられている。この構成により、スパイラルロッドをパイプ下端から引き出さなくても、スパイラルロッドを介してねじりばねの巻込み方向に調整部材を回転することができる。したがって、スパイラルロッドを巻き込み方向に回転させると、カプリングを介してねじりばねを巻き込むことができる。この際、スパイラルロッドをパイプから引き出す必要がないから、特許文献２に記載の装置のように、スパイラルロッドの引き出し量を考慮しなくてもよい。ねじりばねの巻き戻し方向には調整部材が回転しないから、スパイラルロッドの逆回転は拘束されている。したがって、スパイラルロッドをさらに回転させるときスパイラルロッドに作用する反発力はわずかなものとなり、回転操作が容易である。

上記カム部は、固定部材の下面と調整部材の上面に設けられ、円周方向に向かって傾斜する傾斜面と、該傾斜面の端部に位置する起立面を有している。上記調整部材に設けた回転軸は、固定部材の中央に設けた軸孔に挿通している。該回転軸の周囲に設けたストッパーばねにより調整部材は固定部材側に引き上げられている。この構成により、調整部材を回転するとき、回転音が発生される。すなわち、調整部材を回転したときに、カム部の傾斜面によって固定部材の下面から調整部材の上面が離れ、次にカム部の起立面どうしが対応すると、ストッパーばねにより、調整部材は固定部材側に移動して上面が固定部材の下面に当接する。その際に、パチンと当接音を生じ、この音の数により調整部材が何回回転してねじりばねが巻き込まれたかを知ることができる。上記のようにして、スパイラルバランス製造業者は、予めねじりばねを所定の回転数巻き込んで、テンションを与え、その後スプリングバックによる変化を解消した後に、窓製造業者に提供できる。そして、窓製造業者は、納入されたスパイラルバランス装置を、そのまま窓枠に組み込んで、窓の組立を完了させることができ、窓組立作業の作業時間を短縮することができる。

本発明の一実施例を示し、一部を省略した断面図。 パイプを省略した上端部分の分解斜視図。 アンカー部分の拡大断面図。 固定部材を下方から見た斜視図。 調整部材を下方から見た一部切欠き斜視図。 調整部材の断面図。 調整部材の底面図。

図１は、上げ下げ窓（図示略）に適用される本発明の一実施例を示し、公知（例えば特許文献１）のように、上げ下げ窓の窓枠（図示略）に収納されるパイプ１は、上端と下端が開放され、上端近くに設けた取付孔２に取付ねじ（図示略）を挿通して窓枠に固定される。該パイプ１の下端側には、回転可能にカプリング３が取り付けられており、長手方向にねじ部４を形成したスパイラルロッド５がパイプ内に収納され、カプリング３の中央に設けたスロットを挿通して軸方向に延びている。スパイラルロッド５の第二端６は、パイプ１の上端近くまで延び、第一端７はパイプ１の下端から下方に突出し、窓（図示略）側に連結するためのピン８が設けられている。上記パイプ１の上部には、図示を省いた上記取付ねじで固定される筒状のアンカー９が挿入されている。該アンカー９は、下方部分が小径に形成され、該小径部と上記カプリング３の上方に形成された下方スリーブ１０には、ねじりばね（トーションスプリング）１１の端部がそれぞれ固定されている。なお、公知のように、スパイラルロッドの下端は、窓に固定するための連結片（図示略）に連結したり、窓枠に嵌合したスライドブロック（図示略）に連結することができる。なお、パイプを窓側に連結し、スパイラルロッドを窓枠側に連結することもできる。

図２、図３を参照し、上記パイプ１の上端に設けたアンカー９は、大径部と小径部を有し、該大径部には、上記取付孔２と連通する係止孔１２と、軸方向に延び上端が開口するスリット１３がある。該係止孔１２の孔縁には、パイプ１に上記取付孔２を形成するとき、パイプの壁の一部が内方に押し込まれて形成された小片が係合する。固定部材１４はアンカー９の大径部内に挿入され、両側に設けた外方突起１５が上記スリット１３に係合して回り止めされている。弧状に湾曲する固定部材１４の中央には軸方向に開口する軸孔１６が形成されている。

上記固定部材１４の下面側のアンカーの小径部には、調整部材１７が回転可能に挿入されている。該調整部材１７は、アンカー９の小径部内に内接する外径を有する。上面には、固定部材１４の軸孔１６に挿入するよう回転軸１８が突設されている。該回転軸１８の先端には、拡大頭部１９が設けられている。回転軸１８の周囲には、調整部材１７を固定部材１４側に押し付ける方向に付勢するストッパーばね２０が設けられ、該ストッパーばね２０は上記拡大頭部１９と固定部材１４の上面間に挿入され、図３において上記調整部材１７を上方に引き上げている。なお、上記スパイラルロッド５がねじりばね１１の作用で第二端側に付勢されるので、ストッパーばねを省略することもできる。

図６、図７に示すように、上記調整部材１７の内面には、係合突起２１が設けられている。該係合突起は、図６において下面が調整部材の中心部方向に傾斜し、両側面が略山形状に傾斜する略三角柱状に突出し、２つの係合突起２１が対向状態に形成されている。スパイラルロッド５の第二端６を調整部材１７に差し込んだ際、この係合突起２１の側面間にわたって第二端６が係合する。スパイラルロッド５が静止しているとき、第二端６は係合突起２１の一側面に係合している。スパイラルロッド５を回転させるときは、第二端６は、回転して係合突起２１の他の側面に係合するので、パイプからスパイラルロッドを引き出さなくても、第一端７をもって回転することにより上記調整部材１７を回転させることができる。

図２、図４、図５を参照し、上記固定部材１４と調整部材１７の対向面、図２においては調整部材１７の上面と固定部材１４の下面には、ねじりばね１１を巻き込む方向にスパイラルロッド５を回転する際は該調整部材１７の回転を許容し、ねじりばね１１を巻き戻す方向にスパイラルロッド５を回転する際は該調整部材１７の回転を阻止するようカム部２２ａ、２２ｂが形成されている。実施例に示すカム部は、円周方向に傾斜する傾斜面２３ａ、２３ｂと、この傾斜面の上方の端部と下方の端部を結んで垂直方向に延びる起立面２４ａ、２４ｂを有する。そして、調整部材１７を回転したとき傾斜面２３ａ、２３ｂの作用で調整部材１７は、ストッパーばね２０に抗して固定部材１４から離れる。そして、調整部材１７の起立面２４ｂが固定部材１４側の起立面２４ａに対向したときストッパーばね２０の作用で調整部材１７が固定部材１４側に引き寄せられて、起立面２４ａ、２４ｂどうしが係合し、傾斜面２３ａ、２３ｂどうしが当接し当接音が発せられる。この状態では、調整部材１７はねじりばね１１を巻き戻す方向に回転しない。上記カム部は、固定部材と調整部材の周面側に設けることもできる。

上記構成により、スパイラルバランス製造業者は、パイプ内に各部材を組み込んだ後、スパイラルロッド５をパイプから引き出さなくても、スパイラルロッド５の第二端６を調整部材１７に係合した状態で、第一端７をもって回転させるだけで、調整部材１７を回転させてねじりばね１１を巻き込むことができ、所定回数巻き込んで予めテンションを付与した状態で窓製造業者に提供することができる。このとき、カム部２２ａ、２２ｂにより回転するごとにパチン、パチンと当接音が発生するから、巻き込みの回数がわかる。若し、巻き込みすぎたときは、スパイラルロッド５を第一端７方向にひいて、第二端６を調整部材１７の係合突起２１から外し、スパイラルロッド５を自由状態にすればよい。その結果、スパイラルロッド５及びカプリング３は自由に回転するので、ねじりばね１１は開放される。その後、スパイラルロッド５を上昇させて第二端６を係合突起２１に係合させれば、スパイラルロッドを回転して再び巻き込み操作をすることができる。

上記実施例では、上げ下げ窓に本発明を適用した実施例につき説明したが、その他の窓、引き戸や開閉移動する各種の機器等に本発明を適用することができる。

１ パイプ
３ カプリング
５ スパイラルロッド
６ 第二端
７ 第一端
９ アンカー
１０ 下方スリーブ
１１ ねじりばね
１４ 固定部材
１７ 調整部材
２０ ストッパーばね
２２ａ、２２ｂ カム部
２３ａ、２３ｂ 傾斜面
２４ａ、２４ｂ 起立面

Claims (4)

1. 上端と下端を有するパイプと、該パイプ内に収納される第二端と該パイプの下端から突出する第一端を有しねじ部を形成したスパイラルロッドと、パイプの下端近くに回転可能に設けられ上記スパイラルロッドが挿通するスロットを有するカプリングと、カプリングに下端が固定され上端がパイプの上端近くに固定されたねじりばねと、上記パイプの上端内に固定される固定部材と、該固定部材の下面側に回転可能に設けられ内面に上記スパイラルロッドの第二端が係合可能な係合突起を有する調整部材と、上記固定部材に対しねじりばねを巻き込む方向には調整部材の回転を許容しねじりばねを巻き戻す方向には調整部材の回転を阻止するよう上記固定部材と調整部材に設けたカム部を具備するスパイラルバランス装置。
2. 上記カム部は、固定部材の下面と調整部材の上面に設けられ、円周方向に向かって傾斜する傾斜面と、該傾斜面の端部に位置する起立面を有する請求項１に記載のスパイラルバランス装置。
   
3. 上記調整部材には、固定部材の中央に設けた軸孔に挿通する回転軸が設けられ、該回転軸の周囲には、調整部材を固定部材側に付勢するストッパーばねが設けられている請求項１に記載のスパイラルバランス装置。
4. 上記ストッパーばねは、回転軸の先端に設けた拡大頭部と固定部材の上面間に設けられている請求項３に記載のスパイラルバランス装置。

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