JPH06272460A - シャッター用開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャッターを弱い力で容易に開閉でき、操作
性、安全性、耐久性に優れ、小型、軽量化可能とする。 【構成】 コイルスプリング１の自由端２に動滑車３を
取付け、動滑車３にワイヤ６を折り返して掛け、同ワイ
ヤ６の一端をコイルスプリング１の保持端４側に固定
し、他端をシャッター５に連結した。請求項２では動滑
車３をコイルスプリング１の横に並べた。請求項３では
コイルスプリング１を隙間を設けて２本以上配置し、そ
の隙間に動滑車３を配置した。請求項４ではコイルスプ
リングの素線径ｄ、コイル径Ｄ、ねじり応力τ₀ （＝τ
／κ）、応力修正係数κ、ねじり修正応力τにおいて、
同スプリング１のバネ力τ₀ とシャッター５による圧縮
力Ｗとが式Ｗ＝（πｄ³ ）τ₀ ／１６Ｄを満たすように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電車、船舶、貨物自動
車、飛行機等の輸送機械の乗降口や荷物の出入口、ビ
ル、工場、家屋等の建築物の窓、出入口、ゲート、或は
室内の間仕切り等に使用されるシャッターの開閉装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、貨物自動車の荷台の開閉や建築
物の窓、出入口、ゲート等には従来よりの開閉可能なシ
ャッターが使用されている。このシャッターにはモータ
等による自動開閉装置が取り付けられているものもある
が、重量、スペース、コストの制約等から手動式のシャ
ッターも依然多い。しかし通常は、手動式のシャッター
でも、シャッターの重みを軽減して開閉を容易にするた
めに補助的な開閉装置が付いているものも多い。

【０００３】図４（ａ）は一般的な手動式のシャッター
の構造を分解図的に示したものである。このシャッター
は、輸送機械（例えば貨物自動車）の荷台の出入口や建
築物の出入部に設けられた２本のガイドレールＡ、Ｂの
間に、多数の短冊状の金属パネルＣが上下方向に連結さ
れてなるシャッターＤが上下方向にスライド可能に取り
付けられ、上方に押し上げられたシャッターＤは天井の
裏面に沿って収容されるようになっている。

【０００４】このシャッターＤの上部にはワイヤ巻取り
式の開閉装置Ｅが取り付けられ、同開閉装置Ｅから伸び
るワイヤＦがシャッターＤの下縁に連結されて、シャッ
ターＤを下に降ろす際には開閉装置Ｅ側（上方）に引張
力がかかっているワイヤＦがシャッターＤの重みで引き
出されながらシャッターＤが閉じ、反対に閉じているシ
ャッターＤを引き上げる際は、開閉装置Ｅ側に引張力が
かかっているワイヤＦによりシャッターＤが引き上げら
れて、シャッターＤが弱い力でも手軽に上がるようにな
っている。

【０００５】前記ワイヤ巻取り式の開閉装置Ｅは図４
（ｂ）に示すように、ベアリングＧによりシャッターＤ
の上部に回動自在に取り付けられた長尺な回転シャフト
Ｈと、ワイヤＦが巻き付けられ且つ回転シャフトＨの両
端に設けられた回転ドラムＩと、回転シャフトＨの長手
方向中程に配置され且つ一端がワインディングプラグＪ
により回転シャフトＨに固定され、他端がフレーム部材
ＫにアンカープラグＬで固定されているスプリングＭと
から構成されている。

【０００６】そして、シャッターＤを下げて回転ドラム
Ｉに巻き付けてあるワイヤＦを引き出すと、同ドラムＩ
と回転シャフトＨが回転しながらスプリングＭがその巻
き方向に巻き締まるように回転して同スプリングＭにバ
ネ力が蓄えられ、その後にシャッターＤを上げると、前
記シャッターＤの引き下げ時にスプリングＭに蓄えられ
たバネ力により、回転シャフトＨ及び回転ドラムＩが前
記とは逆方向に回転させられ、同ドラムＩにワイヤＦが
巻取られるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図４のワ
イヤ巻取り式の開閉装置Ｅには下記のような問題があっ
た。 ．スプリングＭが巻き締められたり、巻き戻されたり
するため、長期間使用するとスプリングＭがへたって回
転ドラムＩが回転しにくくなり、ワイヤＦがばらけた
り、からんだりして故障の原因となる。 ．シャッターＤが一番上まで押し上げられて、ワイヤ
Ｆが目一杯回転ドラムＩに巻き付けられた状態でも回転
ドラムＩのワイヤＦがばらけないようにするためには、
その状態でもスプリングＭにある程度の巻き締め力が残
るようにしておかなければならない。しかしこのように
すると、シャッターＤを引き下ろす時にもワイヤＦによ
る引張力がかかるため、ある程度力を入れてシャッター
Ｄを引かないと引き下ろすことができず、降ろしにくく
なる。 ．ワイヤＦは長いため伸び易く、また切れる危険性も
増える。特に、ワイヤＦが不意に切れると、同ワイヤＦ
に指が巻き込まれて怪我をすることがあり危険である。

【０００８】本発明の目的は、シャッターを弱い力で容
易に開閉でき、操作性、安全性、耐久性に優れ、小型、
軽量化可能なシャッター用開閉装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
シャッター用開閉装置は、図１に示すように、一端が保
持され他端が自由なコイルスプリング１の自由端２側
に、同コイルスプリング１の伸縮に応じてその伸縮方向
に移動可能なるように動滑車３が取り付けられ、この動
滑車３に、一端がコイルスプリング１の保持端４側に固
定され、他端が開閉可能なシャッター５に連結されたワ
イヤ６を折り返して掛けてなるものである。

【００１０】本発明のうち請求項２のシャッター用開閉
装置は、前記動滑車３がコイルスプリング１の横に並べ
て配置されてなるものである。

【００１１】本発明のうち請求項３のシャッター用開閉
装置は、前記コイルスプリング１が２本以上使用され、
そのうちいずれか２本のコイルスプリング１を間隔を設
けて並べて配置して、その隙間に動滑車３を配置してな
るものである。

【００１２】本発明のうち請求項４のシャッター用開閉
装置は、前記コイルスプリング１のバネ力（ねじり応
力）τ₀ とシャッター５による圧縮力（シャッターの重
量＋摩擦等）Ｗとの関係が次式を満たすことを特徴とす
るものである。 Ｗ＝（πｄ³ ）τ₀ ／１６Ｄ ここでｄはコイルスプリング１の素線径 Ｄはコイルスプリング１のコイル径 τ₀ （＝τ／κ）はねじり応力 κは応力修正係数 τはねじり修正応力である。

【００１３】前記式Ｗ＝（πｄ³ ）τ₀ ／１６Ｄはコイ
ルスプリングが１本の場合である。従って、例えばコイ
ルスプリングが２本の場合は、Ｗ＝（πｄ³ ）τ₀ ／８
Ｄ、４本の場合はＷ＝（πｄ³ ）τ₀ ／４Ｄとなる。

【００１４】

【作用】本発明のうち請求項１のシャッター用開閉装置
では、シャッター５を下げると徐々にワイヤ６がシャッ
ター５に引かれて引き下げられ、同ワイヤ６により動滑
車３も引き下げられ、コイルスプリング１が圧縮され
て、シャッター５がワイヤ６、動滑車３を介してコイル
スプリング１のバネ力で支持される。このとき、シャッ
ター５の重量とコイルスプリング１のバネ力の強さが釣
り合うように設計しておけば、それ以降は、シャッター
５を軽く下に動かすだけでシャッター５が簡単に下降す
る。

【００１５】次に、閉じているシャッター５を押し上げ
るときは、シャッター５を手で上に動かすだけで上昇す
る。この場合も、シャッター５の重量とコイルスプリン
グ１のバネ力の強さが釣り合うように設計しておけば、
シャッター５が弱い力で簡単に上昇する。

【００１６】また、このシャッター用開閉装置では動滑
車３にワイヤ６が折り返されて掛けられているため、シ
ャッター５の移動量が多くても動滑車３の移動量及びコ
イルスプリング１の伸縮量はその半分ですむため装置が
大型化することがない。

【００１７】本発明のうち請求項２のシャッター用開閉
装置では、動滑車３がコイルスプリング１の横に並べて
配置されているため、シャッター用開閉装置の高さが、
動滑車３をコイルスプリング１の上に配置する場合より
も低くなり、重心が低くなるので安定性が良い。

【００１８】本発明のうち請求項３のシャッター用開閉
装置では、コイルスプリング１が２本以上使用されてい
るため、コイルスプリング１の本数を増やすだけで容易
にバネ力を大きくすることができ、また個々のコイルス
プリング１の負担も軽減されるためコイルスプリング１
自体の耐久性も向上する。２本のコイルスプリング１を
隙間を開けて並べて配置し、その隙間に動滑車３を配置
するのでシャッター用開閉装置がコンパクトになる。ま
た、シャッター用開閉装置の高さが動滑車３をコイルス
プリング１の上に配置する場合よりも低くなり、重心が
低くなるので安定性が良い。

【００１９】本発明のうち請求項４のシャッター用開閉
装置では、コイルスプリング１のバネ力（ねじり応力）
τ₀ とシャッター５による圧縮力（シャッターの重量＋
摩擦等）ＷとがＷ＝（πｄ³ ）τ₀ ／１６Ｄの関係式を
満たすようにしてるので、ワイヤ６の張力とシャッター
５の重量とがシャッター５が何処の位置にあっても釣り
合うようになり、同シャッター５の重量が見かけ上０に
なるので、シャッター５の上げ下げを弱い力（殆どゼ
ロ）で行うことができる。なお、この式においてｄはコ
イルスプリング１の素線径、Ｄはコイルスプリング１の
コイル径、τ₀ （＝τ／κ）はねじり応力、κは応力修
正係数、τはねじり修正応力である。

【００２０】

【実施例１】本発明のシャッター用開閉装置の一実施例
を図１、２に基づいて詳細に説明する。図１に示す実施
例はコイルスプリング１を縦向きにして横に２本平行に
並べて使用する場合である。この実施例では上下に適宜
間隔離して対向するように配置した２枚の金属プレート
１０、１１間に、２本の金属パイプ１２、１３が横に間
隔を空けて平行に並べて取り付けられ、この金属パイプ
１２、１３の外周にコイルスプリング１が１本づつ配置
されている。この場合、同コイルスプリング１の下端は
下側の金属プレート１１の上面に取り付けられている金
属製の受皿１４内に配置されてそれから外側に外れない
ように保持されており、上端は上側の金属プレート１０
の下のスライド板１６の下面に押し当てて自由（フリ
ー）な状態にしてある。

【００２１】図１に示す３は動滑車である。この動滑車
３は、前記の２本のコイルスプリング１の上端に乗せら
れ且つ２本の金属パイプ１２、１３が貫通して両パイプ
１２、１３に沿って上下にスライド自在となるようにし
たスライド板１６の下面の支持金具１７に、軸１８によ
り回動自在となるように吊り下げられて、コイルスプリ
ング１の伸縮に追随して上下動可能なるようにしてあ
る。

【００２２】また、前記の上方の金属プレート１０の上
面、下方の金属プレート１１の下面には、夫々の長手方
向と直交するように金属製の細長板状の上方治具３０、
下方治具３１が２枚づつ適宜間隔離して対向させて取り
付けられており、上方治具３０、下方治具３１の間には
断面形状がコ字形で長尺な２本のカバー３２、３３が互
いに対向するように配置固定されて、図２（ｃ）に示す
様に両カバー３２、３３により動滑車３の外周部分が被
覆（カバー）されるようにしてある。これは動滑車３に
掛けたスチール製のワイヤ６が動滑車３の移動時にそれ
から外れたり、或は誤ってワイヤ６と動滑車３との間に
指を挟んで怪我をしたりしないようにするためのもので
ある。

【００２３】前記ワイヤ６は動滑車３に折り返されて掛
けられ、その一端が図２（ａ）のようにカバー３３の長
手方向途中の貫通穴３４より外側に引出され、その一端
が金属プレート１１に取り付けられている金具２０に取
付けられているフック２１にワイヤ止め具２２により固
定されて、間接的にコイルスプリング１の固定端側に固
定されている。またワイヤ６の他端はシャッター５の上
方に回転可能に取付けられた定滑車４１等に掛けてシャ
ッター５側に導かれ、そのままシャッター５の上部から
真下に伸ばしてシャッター５の下縁に連結されている。
なお、図２（ａ）（ｂ）のフック２１を金具２０に取り
付けてあるナット２３を緩めて、同フック２１の長さ
（金具２０より上方への突出長）を調整すれば、シャッ
ター５にかかる引張力を調整することができる。

【００２４】前記コイルスプリング１の素線径、コイル
径、長さ等は昇降させるシャッター５の重量、スライド
量に合わせて適当なものを選択する。具体的にはシャッ
ター５による圧縮力（シャッターの重量＋摩擦等）Ｗが
下記の関係式を満たすようにする。 Ｗ＝（πｄ³ ）τ₀ ／１６Ｄ ここでｄはコイルスプリング１の素線径 Ｄはコイルスプリング１のコイル径 τ₀ （＝τ／κ）はねじり応力 κは応力修正係数 τはねじり修正応力である。 このようにするとシャッター５の荷重とワイヤ６との張
力が釣り合い、シャッター５の上げ下げに力が殆ど必要
なくなる。従って、例えば本発明のシャッター開閉用装
置を取付けたシャッター５をモータで駆動する場合、小
型のモータでも十分にシャッター５を開閉駆動させるこ
とができるようになり、省エネにつながる。

【００２５】図１に示した前記シャッター５は多数本の
幅広の短冊状の金属パネル４０を上下に回動可能なるよ
うに連結してなり、その両端部が例えばガレージの入口
の側壁から天井の裏面まで設けられたガイドレール４５
に沿って上下にスライド可能なるようにしてある。

【００２６】また、図１、２では支持金具１７をスライ
ド板１６の下面から下方に突設し、その支持金具１７に
動滑車３を取付けて動滑車３を下向きにしてあるが、支
持金具１７をスライド板１６の上面から上方に突設し、
その支持金具１７に動滑車３を取付けて上向きに突き出
させるようにしてもよい。また、図１の２本の金属パイ
プ１２、１３の途中に突起等を形成して、スライド板１
６のスライド範囲をその突起の範囲に規制し、シャッタ
ー５の移動量を規制する等しても良い。

【００２７】

【使用例】本発明のシャッター用開閉装置は例えば、ガ
レージのシャッター５、電車、船舶、貨物自動車、飛行
機等の輸送機械の乗降口や荷物の出入口、ビル、工場、
家屋等の建築物の窓、ゲート等に設置されたシャッター
に連結してそれを開閉することができる。

【００２８】それらのシャッターの駆動用として使用す
るためには、例えば図１に示す様に本発明のシャッター
用開閉装置をシャッターの横に縦向きに配置し、そのシ
ャッター用開閉装置から伸びるワイヤ６を定滑車４１に
かけてシャッター５の脇に上方から下方に導いてシャッ
ター５の下縁に連結する。このとき、同シャッター５が
一番上に上がっている状態でワイヤ６がたるまないよう
にすると共にワイヤ６を掛けた動滑車３がコイルスプリ
ング１を圧縮しないようにセットする。この様にすれ
ば、あとは、シャッター５に手をそえて軽く上下動させ
るだけでシャッター５が開閉する。

【００２９】図１ではシャッター用開閉装置をシャッタ
ー５の幅方向一側方に１セットだけ配置した場合の例で
あるが、シャッター５をよりスムーズに動かすためには
シャッター５の幅方向両側方の夫々にシャッター５を１
セットづつ計２セット、或はそれより多く配置してもよ
い。例えば計２セット使用する場合は、夫々のシャッタ
ー用開閉装置のワイヤ６をシャッター５の幅方向両端の
下縁に連結すると、シャッター５の幅方向両側のバラン
スが取れてシャッター５が昇降し易くなる。

【００３０】

【実施例２】本発明のシャッター用開閉装置の他の実施
例を図３に基づいて説明する。この実施例はコイルスプ
リング１を１本使用する場合のものである。この実施例
では上部が金属プレート５０によって塞がれた金属製の
筒体５１の内側にコイルスプリング１が同筒体５１の下
側に突き出すように差し込まれており、さらにこのコイ
ルスプリング１が筒体５１から抜け落ちないように同ス
プリング１の上端（保持端４）が筒体５１内に固定され
ている。そして前記コイルスプリング１の下端（自由端
２）には動滑車３を取り付けた金属パイプ５２が差し込
まれ、また同金属パイプ５２がコイルスプリング１から
抜け落ちないように金属パイプ５２とコイルスプリング
１とが連結されている。

【００３１】前記動滑車３は金属パイプ５２に取り付け
られた断面形状がコ字形の取付金具５３の内側に軸５４
によって回動自在となるように取り付けられている。さ
らにこの動滑車３には、一端が前記金属プレート５０に
フック２１に固定され、他端が金属プレート５０の通孔
５５に差し込まれているワイヤ６が折り返されるように
して掛けられている。このため通孔５５より突き出した
ワイヤ６を上方に引っ張ると、同ワイヤ６によって動滑
車３が回転させられながら上方に押し上げられ、さらに
同動滑車３によってコイルスプリング１が筒体５１側へ
圧縮されるようになっている。

【００３２】また、前記動滑車３がコイルスプリング１
の巻き方向に回転できないようにするため、動滑車３の
外周側が図３（ｂ）に示すような断面形状がコ字形のガ
イドカバー５６、５７によりガイドされている。このガ
イドカバー５６、５７は動滑車３を挟み込むように同動
滑車３の外側に２本配置されており、これがコイルスプ
リング１の長手方向に沿って上下に伸びていると共に、
各カバー５６、５７の上端部分が前記金属プレート５０
に固定されている。これにより動滑車３はコイルスプリ
ング１の巻き方向に首振りすることなく上下方向に移動
できるようになっている。

【００３３】なお、前記フック２１を金属プレート５０
に取り付けているナット２３を緩めて、同フック２１の
長さ（金属プレート５０より下方への突出長）を調整す
れば、ワイヤ６にかかる引張力を調整することができ
る。

【００３４】

【使用例】図３のシャッター用開閉装置をガレージのシ
ャッター５、電車、船舶、貨物自動車、飛行機等の輸送
機械の乗降口や荷物の出入口、ビル、工場、家屋等の建
築物の窓、ゲート等に設置されたシャッターに連結し、
開閉させるためには、例えばこのシャッター用開閉装置
を図１のシャッター５の横に縦向きに配置し、同シャッ
ター用開閉装置から伸びるワイヤ６を定滑車４１にかけ
てシャッター５の脇に上方から下方に導いてシャッター
５の下縁に連結する。このとき、同シャッター５が一番
上に上がっている状態でワイヤ６がたるまないようにす
ると共にワイヤ６を掛けた動滑車３がコイルスプリング
１を圧縮しないようにセットする。この様にすれば、あ
とは、シャッター５に手をそえて軽く上下動させるだけ
でシャッター５が開閉する。

【００３５】実施例１、実施例２はそれぞれコイルスプ
リング１を２本、１本使用した場合の例であるが、本発
明のシャッター用開閉装置ではコイルスプリング１を３
本以上使用してもよく、バネ力のバランスの関係から偶
数本似するのが望ましい。なお、動滑車３はそのコイル
スプリング１の横に配置するのが望ましい、この様にす
れば、動滑車３をコイルスプリング１の上に配置する場
合よりもシャッター用開閉装置全体の背丈が低くなり、
重心が低くなり、安定性が増す。

【００３６】

【発明の効果】本発明のうち請求項１のシャッター用開
閉装置によれば次のような効果がある。 ．コイルスプリング１のバネ力でシャッター５の開閉
が助勢されるので、シャッター５が弱い力でスムースに
開閉する。 ．動滑車３にワイヤ６が折り返して掛けられているの
で、シャッター５の移動量が多くても動滑車３の移動量
及びコイルスプリング１の伸縮量はその半分ですむため
装置が大型化することがない。 ．シャッター５の開閉時にコイルスプリング１がその
軸線方向に伸縮するので、コイルスプリング１のへたり
が少なく、耐久性が高い。

【００３７】本発明のうち請求項２のシャッター用開閉
装置によれば次の様な効果がある。 ．動滑車３がコイルスプリング１の横に並べて配置さ
れているため、シャッター用開閉装置のコイルスプリン
グ１の軸線方向への長さが短くなり、シャッター用開閉
装置がコンパクトになり、狭い設置スペースにも取付可
能となる。 ．シャッター用開閉装置の高さが、動滑車３をコイル
スプリング１の上に配置する場合よりも低くなり、重心
が低くなるので安定性が良い。

【００３８】本発明のうち請求項３のシャッター用開閉
装置によれば次の様な効果がある。 ．動滑車３が２本のコイルスプリング１の間の隙間に
配置されるので、請求項２の場合と同様にシャッター用
開閉装置がコンパクトになり、狭い設置スペースにも取
付可能となる。 ．シャッター用開閉装置の高さが、動滑車３をコイル
スプリング１の上に配置する場合よりも低くなり、重心
が低くなるので安定性が良い。 ．コイルスプリング１の本数を増減させるだけで軽い
シャッター５から重いシャッター５にまで幅広く使用す
ることができ、応用範囲が広い。

【００３９】本発明のうち請求項４のシャッター用開閉
装置によれば次の様な効果がある。 ．シャッター５による圧縮力（シャッターの重量＋摩
擦等）Ｗが、関係式、Ｗ＝（πｄ³ ）τ₀ ／１６Ｄを満
たすようにしたので、シャッター５の重みが見かけ上０
になり、シャッター５がどの位置にあっても、シャッタ
ー５に手をそえて軽く押したり引いたりするだけでシャ
ッター５はスムースに開閉する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシャッター用開閉装置の一実施例を示
す斜視図。

【図２】（ａ）は図１のシャッター用開閉装置の側面
図、（ｂ）はその背面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ
の断面図。

【図３】（ａ）は本発明のシャッター用開閉装置の他の
実施例を示す側面図、（ｂ）はその下面図。

【図４】（ａ）は従来のワイヤ巻取り式の開閉装置の分
解斜視図、（ｂ）は同装置のワイヤ巻取り機構を説明す
る説明図。

【符号の説明】

１ コイルスプリング ２ 自由端 ３ 動滑車 ４ 保持端 ５ シャッター ６ ワイヤ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が保持され他端が自由なコイルスプ
   リング１の自由端２側に、同コイルスプリング１の伸縮
   に応じてその伸縮方向に移動可能なるように動滑車３が
   取り付けられ、この動滑車３に、一端がコイルスプリン
   グ１の保持端４側に固定され、他端が開閉可能なシャッ
   ター５に連結されたワイヤ６を折り返して掛けてなるこ
   とを特徴とするシャッター用開閉装置。
2. 【請求項２】 前記動滑車３がコイルスプリング１の横
   に並べて配置されてなることを特徴とする請求項１のシ
   ャッター用開閉装置。
3. 【請求項３】 前記コイルスプリング１が２本以上使用
   され、そのうちいずれか２本のコイルスプリング１を隙
   間を設けて並べて配置し、その隙間に前記動滑車３を配
   置してなることを特徴とする請求項１又は請求項２のシ
   ャッター用開閉装置。
4. 【請求項４】 前記コイルスプリング１のバネ力（ねじ
   り応力）τ₀ とシャッター５による圧縮力（シャッター
   の重量＋摩擦等）Ｗとの関係が次式を満たすことを特徴
   とする請求項１又は請求項２又は請求項３のシャッター
   用開閉装置。 Ｗ＝（πｄ³ ）τ₀ ／１６Ｄ ここでｄはコイルスプリング１の素線径 Ｄはコイルスプリング１のコイル径 τ₀ （＝τ／κ）はねじり応力 κは応力修正係数 τはねじり修正応力である。