JPH09280266A - トルク過負荷防止装置およびこの装置を用いた戸の電動開閉制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力側の回転トルクを常時安定して確実に伝達
する。 【解決手段】従動側摩擦体１３の周方向の側部に形成さ
れ、上下方向に圧縮力が加えられない自由状態で外側に
湾曲状に膨出した円弧状膨出部１３ｄにより、従動側摩
擦体１３は安定したトルク保持力を有する。ピニオンギ
ヤ１０の凹部１０ｃに従動側摩擦体１３の部分１３ｅを
嵌合し、従動側摩擦体１３の上に駆動側摩擦体１４が固
定された押圧部材１５を配設した状態で、ボルト１６に
より従動側摩擦体１３を押圧部材１５とピニオンギヤ１
０との間に挟圧する。駆動側摩擦体１４の面１４ａと従
動側摩擦体１３の端面１３ｆとは摩擦的に面接触する。
駆動側摩擦体１４の回転トルクが許容限界トルクを超え
ると、従動側摩擦体１３と駆動側摩擦体１４との間に滑
りが生じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動側の回転トル
クが許容限界トルクを超えたとき、この回転トルクを従
動側に伝達するのを防止するトルク過負荷防止装置の技
術分野、および病院、学校、オフィスビル、住宅建築物
あるいはその他一般の建築物等の建物における戸の開閉
制御装置の技術分野に属し、特に戸の開閉を電動モータ
により行うようになっている戸の開閉制御装置の技術分
野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】病院、学校、オフィスビル、住宅建築物
あるいはその他一般の建築物等の建物においては、人の
出入りや室内の換気等のために出入口や窓等の開口部が
設けられている。また、これらの開口部を開閉するため
に戸が設けられている。

【０００３】ところで、このような戸の開閉は、一般に
手動で行われている場合が多い。このように戸の開閉が
手動で行われるようになっていると、例えば病院におい
ては、病人が窓や入口を開けたり閉めたりしたい場合
に、病人はいちいちベッドから起きて自ら窓の窓戸や入
口の入口戸を開閉するか、あるいは他人にこれらの戸の
開閉を依頼するかしなければならないという問題があ
る。このため、戸の開閉操作が煩わしいばかりでなく、
自分の希望するように戸の開閉を行うことができない場
合があった。

【０００４】そこで、戸を電動モータにより開閉するよ
うにして遠隔操作により離れた場所からでも戸を開閉す
ることができるようにする戸の電動開閉装置が従来から
提案されている。この電動開閉装置によれば、戸の開閉
を手動で行わなくて済むようになるとともに、離れた場
所からも戸の開閉操作を行うことができるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、建物の戸の
開閉は日常繰り返し行われるばかりでなく長期間にわた
って繰り返し行われることになるので、戸はその開閉操
作時には常に滑らかにかつ安定して開閉されることが求
められる。

【０００６】しかしながら、前述のような従来の電動開
閉装置においては、電動モータの回転トルクで歯車が回
転することにより、戸が開閉移動するようになっている
が、電動モータから歯車に加えられるトルクが安定して
いないため、従来の電動開閉装置では戸の開閉制御を滑
らかにかつ安定して行うことが難しく、前述の要求に十
分にかつ確実に応えることはできないという問題があ
る。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、入力側の回転トルクを常
時安定して確実に伝達することができるトルク過負荷防
止装置を提供することである。また、本発明の他の目的
は、戸の開閉操作時には常に滑らかにかつ安定して戸を
開閉することのできる戸の電動開閉制御装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、駆動側回転体と、従動側回転
体と、前記駆動側回転体に固着した駆動側摩擦体と、一
端側の面が前記駆動側摩擦体の摩擦面に摩擦係合されて
いるとともに他端側が前記従動側回転体に形成された凹
部に嵌合された状態で前記駆動側摩擦体と前記従動側回
転体との間に挟圧されている従動側摩擦体とを備え、前
記駆動側回転体の回転トルクが許容限界トルク以下のと
き、前記駆動側摩擦体の摩擦面と前記前記従動側回転体
の前記一端側の面との間に互いに滑りを生じさせないと
ともに、前記回転トルクが前記許容限界トルクを超える
とき、前記駆動側摩擦体の摩擦面と前記従動側回転体の
前記一端側の面との間に互いに滑りを生じさせるよう
に、前記駆動側摩擦体の摩擦面と前記従動側回転体の前
記一端側の面との間の摩擦係合力を設定しており、更に
前記従動側摩擦体の側部が上下方向に圧縮力が加えられ
ない自由状態で外方に湾曲して膨出した円弧状膨出部が
形成されていることを特徴としている。

【０００９】また請求項２の発明は、前記従動側摩擦体
を挟圧する挟圧力を調節することにより、前記限界許容
トルクが種々調節されることを特徴としている。更に請
求項３の発明は、前記従動側摩擦体が硬度３０のポリエ
チレン樹脂から形成されていることを特徴としている。

【００１０】更に請求項４の発明は、請求項１ないし３
のいずれか１記載のトルク過負荷防止装置を備え、建物
の開口部に開閉可能に設けられた戸を電動により開閉制
御する戸の電動開閉制御装置であって、太陽電池と、太
陽電池によって発電された電気を蓄電するバックアップ
電源と、このバックアップ電源に蓄電された電気により
回転駆動される電動モータと、この電動モータを制御す
るコントロール部と、前記電動モータにより回転される
駆動側回転体と、前記従動側回転体であるピニオンギヤ
と、前記開口部の外枠に固定され前記ピニオンギヤの歯
と噛み合うラック歯を有するラック部材とを有し、前記
コントロール部は戸の開閉制御信号が入力されたとき、
前記電動モータを開方向または閉方向に回転駆動し、こ
の電動モータの回転駆動により前記ピニオンギヤが回転
することにより戸が開閉移動制御されることを特徴とし
ている。

【００１１】更に請求項５の発明は、前記電動モータ、
前記バックアップ電源および前記コントロール部が前記
開口部周縁の筒状の枠部材内に収容支持されていること
を特徴としている。更に請求項６の発明は、前記開口部
が窓であり、前記戸が引き戸式の窓戸であり、前記枠部
材が前記窓戸の縦枠であることを特徴としている。

【００１２】更に請求項７の発明は、前記電動モータが
前記縦枠内に嵌挿可能な支持部材に固定されており、前
記支持部材が楔状に形成された固定部材およびこの固定
部材を移動操作する移動操作部材を有し、前記支持部材
を前記縦枠内の所定位置に嵌挿し、前記移動操作部材を
操作して前記固定部材を移動することにより、固定部材
の楔効果により前記支持板と前記縦枠の側部に押圧し、
前記支持板を前記縦枠に固定することを特徴としてい
る。

【００１３】

【作用】このような構成をした請求項１ないし３の発明
のトルク過負荷防止装置においては、駆動側摩擦体と従
動側摩擦体と従動側回転体とを単純に組み合わせるだけ
であり、簡易な構成で形成することができるようにな
る。したがって、トルク過負荷防止装置を機械的に超小
型化することが可能となる。

【００１４】また、簡易な構成であることから、トルク
過負荷防止装置の組立や保守点検等を簡単に行うことが
できるようになる。更に、従動側摩擦体の周側部を外方
に湾曲膨出した円弧状膨出部を設けているので、従動側
摩擦体は安定したトルク保持力を有するようになる。こ
れにより、従動側回転体の回転駆動の制御を確実にかつ
安定して行うことができるようになる。

【００１５】特に請求項２の発明においては、前記従動
側摩擦体を挟圧する挟圧力を適宜調節すれば、限界許容
トルクを種々の大きさに調節することができるようにな
る。

【００１６】更に請求項４ないし７の戸の電動開閉制御
装置においては、電動および手動のいずれでも戸の開閉
を行うことができるようになる。その場合、戸をきわめ
てゆっくりと確実に開閉制御するようにしなければなら
ないが、このような場合にトルク過負荷防止装置におけ
る従動側摩擦体の円弧状膨出部の安定したトルク保持力
により、より効果的に戸の開閉制御を行うことができる
ようになる。

【００１７】更に、電動による戸の開閉移動中にも、ト
ルク過負荷防止装置によりこの戸を手動で電動による戸
の開閉移動と反対方向に簡単に移動させることができ
る。しかも、手や指等が戸と開口部周縁の枠との間に挟
まれても、トルク過負荷防止装置により手や指等の負傷
を確実に防止することができるようになる。

【００１８】特に、請求項５および６の発明において
は、電動モータが開口部周縁の枠内に確実に収容するこ
とができるので、窓戸の電動開閉制御装置を設けても建
物の開口部の外観を損なうことはない。

【００１９】更に請求項７の発明によれば、電動モータ
およびトルク過負荷防止装置等を窓戸の縦枠に対してワ
ンタッチで取付け、取外しが可能となる。これにより、
これらの装置の取付け、取外しの作業性がきわめて良好
である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１ないし図８は、本発明によるト
ルク過負荷防止装置およびこの装置を用いた戸の電動開
閉制御装置の実施の形態の一例を示し、戸の電動開閉制
御装置を窓戸の開閉制御に適用した場合について示す図
である。

【００２１】図１に示すように本例の戸の電動開閉制御
装置は、矩形環状の外枠１とこの外枠１内に開閉移動可
能に設けられ、それぞれ窓ガラス２ａ,３ａを備えた引
違い戸式の左右の窓戸２,３を備えた窓４において右側
の窓戸３の開閉のために適用されている。この戸の電動
開閉制御装置を具体的に説明すると、外枠１の上端の室
内側には帯板状のラック部材５が外枠１の左右両側部に
わたって設けられており、図２に示すようにこのラック
部材５の窓戸２,３側にはラック歯５ａを有するラック
レール５ｂが設けられている。

【００２２】また、図１に示すように右側の窓戸３の窓
ガラス３ａの上端部には、帯板状の太陽電池６が設けら
れている。この太陽電池６は受光面が窓４の外方に向く
ようにして配列されている。太陽電池としては、例えば
光電子工業研究所製のSSB-4-210S（最適出力電圧：3.6
V）を用いることができるが、これに限定されるもので
はなく、使用される電動モータ（後述）の消費電流に応
じて種々の太陽電池を用いることができる。

【００２３】更に、図２および図３に示すように右側の
窓戸３の左端側の縦枠３ｂ内には、電動モータ７、この
電動モータ７の出力軸７ａに連結されたユニバーサルジ
ョイント８、およびこのユニバーサルジョイント８の従
動軸８ａに連結された減速機９がそれぞれ同軸上に鉛直
方向に配設されている。更に、縦枠３ｂの上端から突出
した減速機９の出力が伝達される回転軸９ａには、ラッ
クレール５ｂのラック歯５ａと噛み合う歯１０ａを有す
るピニオンギヤ１０がトルク過負荷防止機構１１を介し
て設けられている。電動モータ７および減速機９は、後
述するように電動による窓戸３の開閉時に手動でも逆方
向に窓戸３の開閉を行うことができるようにするため、
電動モータ７および減速機９はきわめて小型に形成され
ていて縦枠３ｂ内に収容可能となっている。

【００２４】電動モータ７としては、例えば電源電圧
３.６ボルト、回転数４５００ｒｐｍ、消費電流５００
ｍＡ（無負荷時）、発生トルク２５ｇ・ｃｍ（作動時）
の電動モータを用いることができるが、これに限定され
るものではなく、必要なトルクに対応できる種々の電動
モータを用いることができる。減速機７の減速率は、電
動モータ７の回転を窓戸３の開閉移動が比較的ゆっくり
と行われる程度に減速するように設定されている。

【００２５】図４に詳細に示すように、ピニオンギヤ１
０はその中心部に軸方向に延設されている回転軸部１０
ｂを回転軸９ａが貫通するようにしてこの回転軸９ａに
相対回動可能に嵌合されている。このピニオンギヤ１０
は、回転軸９ａに一体に設けられた受け板１２に支持さ
れている。また回転軸９ａおよび回転軸部１０ｂには、
更に従動側摩擦体１３が回転軸９ａに対して相対回動可
能に嵌合されている。

【００２６】図５（ａ）および（ｂ）に示すように、こ
の従動側摩擦体１３は、例えば硬度３０のポリエチレン
樹脂の摩擦材からほぼ円筒状に形成されており、その中
心部に軸方向に貫通する段付孔１３ａが穿設されてい
る。この段付孔１３ａは、ピニオンギヤ１０の回転軸部
１０ｂに嵌合される大径孔１３ｂと、回転軸９ａの先端
部が嵌合される小径孔１３ｃとからなっている。更に従
動側摩擦体１３は、その周方向の側部が図５（ｂ）で上
下方向に圧縮力が加えられない自由状態で外側に湾曲状
に膨出した円弧状膨出部１３ｄとされている。そして、
図４に示すように従動側摩擦体１３の大径孔１３ｂ側の
軸方向端から軸方向所定範囲の部分１３ｅが、ピニオン
ギヤ１０の回転軸部１０ｂに隣接して形成されている断
面矩形状の凹部１０ｃに嵌合されている。なお、従動側
摩擦体１３の材料としては、前述のポリエチレン樹脂に
限定されるものではなく、所定の摩擦力が得られるもの
であれば、他の硬度のポリエチレン樹脂、ポリエチレン
樹脂以外の他の樹脂、あるいはクロロプレンゴム等のゴ
ム材等、どのような摩擦材を用いることもできる。

【００２７】このように従動側摩擦体１３周側部を湾曲
状に膨出した円弧状膨出部１３ｄに形成することによ
り、従動側摩擦体１３はアブソーバ機能を効果的に発揮
して、安定したトルク保持力を有するようになる。

【００２８】図４に示すように従動側摩擦体１３の上に
は、環状円板状の駆動側摩擦体１４が固定された押圧部
材１５が配設されている。駆動側摩擦体１４の従動側摩
擦体１３の端面１３ｆに対向する面はこの端面１３ｆに
摩擦的に面接触する摩擦面として形成されている。この
押圧部材１５は、円形フランジ状の頭部１５ａとその中
央部から下方に延設された筒状の軸部１５ｂとからなっ
ている。更に図６に詳細に示すように、頭部１５ａと軸
部１５ｂとを軸方向に貫通する軸方向孔１５ｃが穿設さ
れているとともに、軸部１５ｂの端には軸方向に突出す
る一対の突出部１５ｄ,１５ｄが設けられている。な
お、これらの突出部１５ｄ,１５ｄの数は２個に限定さ
れるものではなく、適宜の数に設定することができる。
また、駆動側摩擦体１４と押圧部材１５とは一体に形成
することもできる。

【００２９】一方、図６に明瞭に示すように回転軸９ａ
の端には、押圧部材１５の突出部１５ｄ,１５ｄが嵌合
される、突出部１５ｄ,１５ｄと同数の凹嵌部９ｂ,９ｂ
が形成されている。その場合、突出部１５ｄ,１５ｄが
凹嵌部９ｂ,９ｂに嵌合された状態では、押圧部材１５
の軸部１５ｂと回転軸９ａとは、互いに軸方向に相対摺
動可能となっているとともに相対回動不能となってい
る。

【００３０】そして、図４に示すように駆動側摩擦体１
４が一体に固定された押圧部材１５は、その軸部１５ｂ
をピニオンギヤ１０の軸部１０ｂおよび回転軸９ａに嵌
合されかつその部分１３ｅがピニオンギヤ１０の凹部１
０ｃに嵌合された状態の従動側摩擦体１３の小径孔１３
ｃに嵌合させるとともに、軸部１５ｂの先端の突出部１
５ｄを回転軸９ａの凹嵌部９ｂに嵌合させ、かつ駆動側
摩擦体１４と従動側摩擦体１３とを面接触させた状態
で、ボルト１６を押圧部材１５の軸方向孔１５ｃに挿通
するとともに回転軸９ａの雌ねじに螺合することによ
り、回転軸９ａに取り付けられている。その場合、回転
軸９ａと押圧部材１５とのそれぞれの対向端の間には、
所定の間隙αが設定されている。

【００３１】このようにボルト１６を回転軸９ａに螺合
することにより、押圧部材１５は駆動側摩擦体１４を介
して従動側摩擦体１３を図４において下方に押圧するの
で、ピニオンギヤ１０と従動側摩擦体１３とが所定の挟
圧力で挟圧されるようになる。この挟圧力により、従動
側摩擦体１３の部分１３ｅがピニオンギヤ１０の凹部１
０ｃに強く圧接されるので、ピニオンギヤ１０と従動側
摩擦体１３とが実質的に一体に挙動すなわち回転するよ
うになる。また、駆動側摩擦体１４の摩擦面１４ａと従
動側摩擦体１３の端面１３ｆとの間の摩擦力すなわち許
容限界トルクが、前述の挟圧力、従動側摩擦体１３の摩
擦係数および駆動側摩擦体１４の摩擦係数によって決定
される。

【００３２】駆動側摩擦体１４の回転トルクによる力が
この摩擦力以下のときは、駆動側摩擦体１４と従動側摩
擦体１３とは互いに滑ることなく駆動側摩擦体１４の回
転トルクが従動側摩擦体１３に伝達され、駆動側摩擦体
１４と従動側摩擦体１３およびピニオンギヤ１０とは一
体に回転するようになっている。また駆動側摩擦体１４
の回転トルクによる力がこの摩擦力を超えたときは、駆
動側摩擦体１４と従動側摩擦体１３との間に滑りが生じ
て、この摩擦力を超える大きさの駆動側摩擦体１４の回
転トルクは従動側摩擦体１３に伝達されなく、駆動側摩
擦体１４が回転しても従動側摩擦体１３およびピニオン
ギヤ１０はこの摩擦力を超える大きさの回転トルクでは
回転しないようになっている。

【００３３】そしてこの摩擦力は、後述するように窓戸
３の閉時に窓戸３と外枠１との間に手や指等が挟まれた
とき、これらの手や指等が負傷しなくしかも窓戸の開閉
移動が可能な程度の大きさに設定されている。

【００３４】更にトルク過負荷防止機構１１は、ピニオ
ンギヤ１０、従動側摩擦体１３および駆動側摩擦体１４
を単に組み合わせているだけであるので、簡易な構成と
なり、トルク過負荷防止機構１１がコンパクトになり、
機械的に超小型化することが可能となる。

【００３５】図７に示すように、電動モータ７および減
速機９は、右側の窓戸３の縦枠３ｂ内に嵌挿可能な１つ
の支持部材１７に支持固定されることにより、電動モー
タ７、ユニバーサルジョイント８、減速機９およびトル
ク過負荷防止機構１１が１つのユニットと形成されてい
る。また、支持部材１７には楔状の固定部材１８とこの
固定部材１８を図７において上下方向に移動させるため
のねじからなる移動操作部材１９とが設けられている。
固定部材１８は上下移動される際、支持部材１７に形成
されている斜面１７ａに沿ってガイドされるようになっ
ており、これにより固定部材１８は矢印で示すように下
方に移動するときは同時に横方向にも移動するようにな
っている。移動操作部材１９は支持部材１７に螺合され
ていて回転されることにより支持部材１７に対して相対
的に上下動するようになっている。この移動操作部材１
９の上下動により、固定部材１８は上下動するようにさ
れている。

【００３６】そして、移動操作部材１９を回転させて固
定部材１８を、前述のユニットが縦枠３ｂに嵌挿可能な
状態となる位置に設定した後、このユニットを縦枠３ｂ
内に嵌挿しかつ上下方向所定位置すなわちピニオンギヤ
１０の歯１０ａがラックレール５ｂの歯５ａに確実に噛
み合う位置に位置決めし、この状態で移動操作部材１９
を回転させて固定部材１８を下動させることにより、こ
の固定部材１８が横方向に移動して縦枠３ｂの一方の側
壁３ｂ₁に当接するとともに、支持部材１７を横方向に
押圧して縦枠３ｂの側壁３ｂ₁に相対向する他方の側壁
３ｂ₂との間に挟圧してその楔効果により堅固に固定す
るようにしている。また、移動操作部材１９を逆方向に
回転させて固定部材１８を上動させて固定部材１８によ
る支持部材１７の横方向への押圧力を消滅することによ
り、支持部材１７を縦枠３ｂから取り外すようにしてい
る。これにより、移動操作部材１９を単に回転操作する
だけで、ワンタッチで前述のユニットの縦枠３ｂへの取
付け、取外しを簡単に行うことができるようになってい
る。ユニットが縦枠３ｂに取り付けられたときは、ピニ
オンギヤ１０の歯１０ａがラックレール５ｂの歯５ａに
噛み合った状態になっている。

【００３７】図３に示すように、電動モータ７はマイク
ロコンピュータを有するコントロール部２０に電気的に
接続され、更にコントロール部２０は電動ロック装置２
１を介してバックアップ電源２２に電気的に接続されて
いる。このバックアップ電源２２は図示しないが前述の
太陽電池６に電気的に接続されており、太陽電池６によ
って発電された電気がバックアップ電源２２に蓄電され
るようになっている。バックアップ電源２２としては、
充電時間３〜４時間（晴天時）のニッカド電池のバッテ
リを用いることができるが、これに限定されるものでは
なく、電動モータの消費電流に対応できる種々のバッテ
リーを用いることができる。これらコントロール部２
０、電動ロック装置２１およびバックアップ電源２２
は、ともに右側窓戸３の縦枠３ｂ内に収容固定されてい
る。そして、バックアップ電源２２に蓄電された電力に
より電動モータ７および電動ロック装置２１の図示しな
い電動モータがそれぞれコントロール部２０で制御され
ながら駆動されるようになっている。なお、図３中の２
１ａは手動により窓戸２,３を閉状態にロックするロッ
クレバーである。

【００３８】なお、前述の電動モータ、減速機、支持部
材１７、コントロール部２０、電動ロック装置２１およ
びバックアップ電源２２は、ともに既存の窓戸の縦枠内
にも収容できる大きさに設定されている。

【００３９】更に図１に示すように、この例の戸の電動
開閉制御装置には、右側の窓戸３の開閉をリモートコン
トロールするためのリモコン発信器２３が準備されてい
るとともに、縦枠３ｂにこのリモコン発信器２３からの
操作指令信号を受信するリモコン受信器２４が設けられ
ている。このリモコン受信器２４は図示しないがコント
ロール部２０に電気的に接続されている。そして、リモ
コン発信器２３からの操作指令信号により、コントロー
ル部２０が電動モータ７の駆動を制御するようになって
いる。なお、このリモコン発信器２３には、電動ロック
装置２１の電動モータの駆動を制御する操作釦も設けら
れている。

【００４０】更に図８に示すように、右側の窓戸３の窓
ガラス３ａの上端部における室外側の面に雨の滴を検知
する雨滴センサ２５と、外の明るさを検知する明度セン
サ２６とが設けられており、これらの雨滴センサ２５お
よび明度センサ２６は図示しないがともにコントロール
部２０に電気的に接続されている。そして、雨滴センサ
２５が雨滴を検知すると、雨滴センサ２５からの検知信
号により、コントロール部２０が電動モータ７の駆動を
制御するようになっているとともに、明度センサ２６が
外の明るさを検知すると、明度センサ２６の検知信号に
より、コントロール部２０が電動モータ７の駆動を制御
するようになっている。なお図示しないが、雨滴センサ
２５および明度センサ２６からの各検知信号により電動
モータ７の制御を禁止するようにするために、これらの
制御禁止操作釦が例えばリモコン発信器２３等に設けら
れている。

【００４１】このように構成された本例の戸の電動開閉
制御装置においては、通常時には太陽の明かりで太陽電
池６が発電し、その電気がバックアップ電源２２に蓄電
される。そして、左右の窓戸２,３が窓４を閉めている
状態で窓４を開けたいときは、まずリモコン発信器２３
の電動ロック装置２１の操作釦を押すことにより、バッ
クアップ電源２２の蓄電された電力で電動ロック装置２
１の電動モータが駆動制御されて窓戸２,３のロックが
解除される（なお、窓戸２,３のロックが解除されてい
るときはこの操作は不要であることは言うまでもな
い）。

【００４２】次に、リモコン発信器２３の窓開き操作釦
を押すことにより、バックアップ電源２２の電力で電動
モータ７が開き方向に回転駆動される。この電動モータ
７の回転駆動力がユニバーサルジョイント８を介して減
速機９に伝達されるとともに、この減速機９により電動
モータ７の回転駆動力が所定の速度に減速されて駆動側
摩擦体１４に伝達される。更に駆動側摩擦体１４に伝達
された回転駆動力は、駆動側摩擦体１４と摩擦係合して
いる従動側摩擦体１３を介してピニオンギヤ１０に伝達
されるので、ピニオンギヤ１０が同速度で回転する。こ
のとき、従動側摩擦体１３はその安定したトルク保持力
により、回転駆動力は安定して確実にピニオンギヤ１０
に伝達されるようになる。

【００４３】すると、ピニオンギヤ１０の歯１０ａとラ
ックレール５ｂの歯５ａとが互いに噛み合っているの
で、このピニオンギヤ１０の回転により、ピニオンギヤ
１０がラックレール５ｂに沿って開き方向に移動するよ
うになる。これにより、右側の窓戸３が開き方向に移動
し、窓４が開けられる。そして、窓４の所望の開閉量に
なったとき、リモコン発信器２３の窓開き操作釦を離す
と、電動モータ７の駆動が停止し、窓戸３はそのときの
移動位置に停止する。こうして、電動により窓戸３を開
方向に移動させることにより、窓４は所望の開閉量に確
実に開けられるようになる。

【００４４】また窓４を閉めるときは、リモコン発信器
２３の窓閉じ操作釦を押すことにより、電動モータ７を
逆の閉じ方向に回転駆動する。この電動モータ７の回転
駆動力が前述の窓開き時の場合と同様にしてピニオンギ
ヤ１０に伝達され、ピニオンギヤ１０が閉じ方向に回転
する。これにより、前述と同様にしてピニオンギヤ１０
がラックレール５ｂに沿って閉じ方向に移動するので、
窓戸３が閉じ方向に移動する。窓戸３の端が外枠１に当
たって窓４が完全に閉まったとき、リモコン発信器２３
の窓閉じ操作釦を離すと、電動モータ７の駆動が停止す
る。こうして、電動により窓戸３を閉方向に移動させる
ことにより、窓４は確実に閉じられるようになる。

【００４５】窓戸３の開閉移動時に、例えば窓戸３と外
枠１との間に手や指等が挟まれたとき等何らかの原因で
電動モータ７の回転駆動力が通常時より大きくなった場
合には、駆動側摩擦体１４の回転トルクによる力が駆動
側摩擦体１４と従動側摩擦体１３との間の摩擦力を超え
るので、駆動側摩擦体１４と従動側摩擦体１３との間に
滑りが生じて、この摩擦力以上の駆動側摩擦体１４の回
転トルクは従動側摩擦体１３に伝達されない。したがっ
て、この摩擦力以上の回転トルクでピニオンギヤ１０は
回転しなく、これらの手や指等の負傷が防止されるとと
もに、電動モータ７の過負荷が防止され、電動モータ７
の焼損を防止することができる。

【００４６】次に手動により窓戸３を開閉する場合のつ
いて説明する。この場合には、従来と同様に単に手で窓
戸３を開閉移動させればよい。その場合、窓戸３の開閉
移動時にピニオンギヤ１０等が回転するようになるが、
戸の電動開閉制御装置の各構成部材が比較的小さいの
で、この回転に伴う抵抗はきわめて小さく、戸の電動開
閉制御装置を備えていない従来の窓戸とほとんど同じ開
閉操作力で窓戸３を開閉することができるようになる。

【００４７】更に窓戸３の電動開閉移動時に、手動によ
り窓戸３を電動による移動と逆方向に移動操作を行うよ
うな場合について説明する。例えば電動により窓戸３を
閉方向に移動させているときに、手動で窓戸３を開方向
に移動させようとする場合には、駆動側摩擦体１４の回
転トルクによる力が駆動側摩擦体１４と従動側摩擦体１
３との間の摩擦力を超えるので、駆動側摩擦体１４と従
動側摩擦体１３との間に滑りが生じる。これにより、電
動モータ７が閉方向に回転駆動していても、手動により
窓戸３が確実に開方向に移動するようになる。また電動
により窓戸３を開方向に移動させているときに、手動で
窓戸３を閉方向に移動させようとする場合にも、前述と
同様に手動により窓戸３が確実に閉方向に移動するよう
になる。

【００４８】次に、リモコン発信器２３等の制御禁止操
作釦の操作により、雨滴センサ２５および明度センサ２
６からの各検知信号による電動モータ７の制御を可能に
設定した状態で窓戸３を開けているときに、雨が降って
くると、雨滴センサ２５が雨を検知して検知信号をコン
トロール部２０に出力する。これにより、電動モータ７
が閉方向に回転駆動されるので、前述と同様に窓戸３は
閉方向に移動させられ、窓４が閉じられる。また雨が止
むと、雨滴センサ２５が雨を検知しないので検知信号を
出力しなくなる。これにより、コントロール部２０は電
動モータ７を再び開方向に回転駆動し、窓戸３は開方向
に移動させられ、窓４が開けられる。

【００４９】同様に、リモコン発信器２３等の制御禁止
操作釦の操作により、雨滴センサ２５および明度センサ
２６からの各検知信号による電動モータ７の制御を可能
に設定した状態で窓戸３を開けているときに、夕方で外
が暗くなってくると、明度センサ２６がその薄暗くなっ
た明かりを検知して検知信号をコントロール部２０に出
力する。これにより、電動モータ７が閉方向に回転駆動
されるので、前述と同様に窓戸３は閉方向に移動させら
れ、窓４が閉じられる。また朝になって外が明るくなる
と、明度センサ２６がこの明るさを検知して検知信号を
出力する。これにより、コントロール部２０は電動モー
タ７を開方向に回転駆動し、窓戸３は開方向に移動させ
られ、窓４が開けられる。

【００５０】これらの雨滴センサ２５および明度センサ
２６からの各検知信号による窓戸３の開閉制御は自動的
に行われるようになるので、室内に居る人の意に反して
窓戸３の開閉が行われるようになる。このため、所望に
応じて上記各検知信号による窓戸３の開閉制御を禁止す
るような場合には、リモコン発信器２３等の制御禁止操
作釦の操作により、雨滴センサ２５および明度センサ２
６からの各検知信号による電動モータ７の制御を禁止す
るように設定する。これにより、窓戸３の開閉は雨滴セ
ンサ２５および明度センサ２６からの各検知信号によっ
ては行われなくなる。

【００５１】このように本例の戸の電動開閉制御装置の
トルク過負荷防止機構１１によれば、トルク過負荷防止
機構１１を簡易な構成で形成することができるようにな
る。したがって、トルク過負荷防止機構１１を機械的に
超小型化することが可能となる。また、簡易な構成であ
ることから、トルク過負荷防止機構１１の組立や保守点
検等を簡単に行うことができるようになる。しかも、ボ
ルト１６で回転軸９ａと押圧部材１５との間の間隙αを
適宜調節することにより、種々のトルクに調整すること
が簡単にできるようになる。更に、従動側摩擦体１３の
周側部を外方に湾曲膨出した円弧状膨出部１３ｄを設け
て安定したトルク保持力を有するようにしているので、
ピニオンギヤ１０の回転駆動の制御を確実にかつ安定し
て行うことができるようになる。したがって、きわめて
ゆっくりと確実に、しかも滑らかに窓戸３の開閉移動を
行う場合には、この円弧状膨出部１３ｄの安定したトル
ク保持力により、より効果的に窓戸３の開閉移動を行う
ことができるようになる。

【００５２】更に、本例の戸の電動開閉制御装置によれ
ば、電動および手動のいずれでも窓戸３の開閉を行うこ
とができるとともに、雨滴センサ２５および明度センサ
２６からの各検知信号により、窓戸３の開閉移動を自動
的に行うことができるようになる。また電動による窓戸
３の開閉移動中にも、トルク過負荷防止機構１１によ
り、この窓戸３を手動で電動による窓戸３の開閉移動と
反対方向に簡単に移動させることができる。しかも、手
や指等が窓戸３と外枠１との間に挟まれても、トルク過
負荷防止機構１１により手や指等の負傷を確実に防止す
ることができるようになる。

【００５３】更に本例の戸の電動開閉制御装置によれ
ば、電動モータ７、減速機９およびトルク過負荷防止機
構１１等を窓戸３の縦枠３ｂに対してワンタッチで取付
け、取外しが可能であるので、取付け、取外しの作業性
がきわめて良好である。しかも、電動モータ７、減速機
９を小型にできることから、縦枠３ｂ内に確実に収容す
ることができるので、戸の電動開閉制御装置を設けても
窓４の外観を損なうことはない。

【００５４】図９（ａ）,（ｂ）は本発明のトルク過負
荷防止装置の実施の形態の他の例を示す図５（ａ）,
（ｂ）と同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要
素には同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省
略する。

【００５５】前述の図５（ａ）,（ｂ）に示す例では、
従動側摩擦体１３の大径孔１３ｂの径を等しく設定して
いるが、図９（ａ）,（ｂ）に示すように本例では、従
動側摩擦体１３の大径孔１３ｂの径をその開口端に向か
って大きくなるように設定している。したがって、ピニ
オンギヤ１０の凹部１０ｃに嵌合される従動側摩擦体１
３の部分１３ｅは、楔状に形成される。なお図示しない
が、楔状の部分１３ｅが嵌合される凹部１０ｃも、断面
台形状すなわち楔状に形成する。このように従動側摩擦
体１３の部分１３ｅを楔状に形成した場合には、楔効果
により従動側摩擦体１３とピニオンギヤ１０との間の係
合が堅固になる。しかし、この例では従動側摩擦体１３
の部分１３ｅの肉厚が若干小さくなるので、前述の図５
（ａ）,（ｂ）の従動側摩擦体１３の強度の方が大き
い。

【００５６】なお、前述の実施の形態の例ではいずれも
引き違い窓戸２,３の窓４に本発明を適用するものとし
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、窓
以外の例えば出入口等の建物の他の開口部にも適用する
ことができるとともに、引き違い戸以外に片引き戸、開
き戸あるいはアコーディオンドア等の戸にも適用するこ
とができる。

【００５７】また、電動による窓戸３の開閉を行うため
の固定スイッチを外枠あるいは室内の壁等に設け、リモ
コンスイッチの他に固定スイッチによっても窓戸３の開
閉を行うことができるようにすることもできる。

【００５８】更に、電動モータ７、コントロール部２
０、バックアップ電源２２等を窓戸３の縦枠３ｂ内に設
けるようにしているが、外観を特に気にしなくてもよい
場合等には、これらを縦枠３ｂ外面に設けるようにする
こともできる。

【００５９】更に、前述の実施の形態の例ではいずれも
窓戸３側に電動モータ７、トルク過負荷機構１１、コン
トロール部２０、バックアップ電源２２等を設けかつ外
枠１側にラック部材５を設けるようにしているが、逆に
窓戸３側にラック部材５を設けかつ外枠１側に電動モー
タ７、トルク過負荷機構１１、コントロール部２０、バ
ックアップ電源２２等を設けるようにすることもでき
る。その場合、外枠１に電動モータ７等の隠し板を設け
れば、外観を良好に保持することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１ないし３の発明のトルク過負荷防止装置によれば、簡
易な構成で形成することができるようにしているので、
トルク過負荷防止装置を機械的に超小型化することが可
能となる。また、簡易な構成であることから、トルク過
負荷防止装置の組立や保守点検等を簡単に行うことがで
きる。

【００６１】更に、従動側摩擦体の周側部を外方に湾曲
膨出した円弧状膨出部を設けて従動側摩擦体に安定した
トルク保持力を有するようにしているので、従動側回転
体の回転駆動の制御を確実にかつ安定して行うことがで
きる。特に請求項２の発明によれば、従動側摩擦体を挟
圧する挟圧力を適宜調節することにより、限界許容トル
クを種々の大きさに調節することができる。

【００６２】更に請求項４ないし７の戸の電動開閉制御
装置によれば、電動および手動のいずれでも戸の開閉を
行うことができる。しかも、戸をきわめてゆっくりと確
実に開閉制御するようにする場合に、トルク過負荷防止
装置における従動側摩擦体の円弧状膨出部の安定したト
ルク保持力により、より効果的に戸の開閉制御を行うこ
とができる。

【００６３】更に、電動による戸の開閉移動中にも、ト
ルク過負荷防止装置によりこの戸を手動で電動による戸
の開閉移動と反対方向に簡単に移動させることができ
る。しかも、手や指等が戸と開口部周縁の枠との間に挟
まれても、トルク過負荷防止装置により手や指等の負傷
を確実に防止することができるようになる。

【００６４】特に、請求項５および６の発明によれば、
電動モータが開口部周縁の枠内に収容しているので、窓
戸の電動開閉制御装置を設けても建物の開口部の外観を
良好に保持することができる。

【００６５】更に請求項７の発明によれば、電動モータ
およびトルク過負荷防止装置等を窓戸の縦枠に対してワ
ンタッチで取付け、取外しが可能となる。これにより、
これらの装置の取付け、取外しの作業性をきわめて良好
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による戸の電動開閉制御装置が適用さ
れている窓の斜視図である。

【図２】 図１におけるII-II線に沿う断面図である。

【図３】 図１に示す窓に適用されている戸の電動開閉
制御装置の基本構成を模式的に示す図である。

【図４】 図３に示す戸の電動開閉制御装置に用いられ
ているトルク過負荷防止装置の拡大断面図である。

【図５】 図４に示すトルク過負荷防止装置に用いられ
ている従動側摩擦体を示し、（ａ）はその正面図、
（ｂ）は（ａ）におけるVB-VB線に沿う断面図である。

【図６】 電動モータ出力側の回転軸と駆動側摩擦体と
の間の係合関係を説明する部分斜視図である。

【図７】 電動モータ、減速機およびトルク過負荷防止
装置の窓戸の縦枠に対する取付け、取外しを説明する図
である。

【図８】 雨滴センサおよび明度センサの取付位置を示
す図である。

【図９】 本発明の実施の形態の他の例の従動側摩擦体
を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）における
IXB-IXB線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１…外枠、２…左側の窓戸、３…右側の窓戸、３ａ…右
側の窓ガラス、４…窓、５…ラック部材、５ａ…ラック
の歯、５ｂ…ラックレール、６…太陽電池、７…電動モ
ータ、９…減速機、１０…ピニオンギヤ、１１…トルク
過負荷防止機構、１２…受け板、１３…従動側摩擦体、
１３ａ…大径孔、１３ｃ…小径孔、１３ｄ…円弧状膨出
部、１３…面、１４…駆動側摩擦体、１４ａ…摩擦面、
１５…押圧部材、１７…支持部材、１８…固定部材、１
９…移動操作部材、２０…コントロール部、２２…バッ
クアップ電源、２３…リモコン発信器、２４…リモコン
受信器、２５…雨滴センサ、２６…明度センサ

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【手続補正書】

【提出日】平成８年４月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側回転体と、従動側回転体と、前記
   駆動側回転体に固着した駆動側摩擦体と、一端側の面が
   前記駆動側摩擦体の摩擦面に摩擦係合されているととも
   に他端側が前記従動側回転体に形成された凹部に嵌合さ
   れた状態で前記駆動側摩擦体と前記従動側回転体との間
   に挟圧されている従動側摩擦体とを備え、前記駆動側回
   転体の回転トルクが許容限界トルク以下のとき、前記駆
   動側摩擦体の摩擦面と前記前記従動側回転体の前記一端
   側の面との間に互いに滑りを生じさせないとともに、前
   記回転トルクが前記許容限界トルクを超えるとき、前記
   駆動側摩擦体の摩擦面と前記従動側回転体の前記一端側
   の面との間に互いに滑りを生じさせるように、前記駆動
   側摩擦体の摩擦面と前記従動側回転体の前記一端側の面
   との間の摩擦係合力を設定しており、更に前記従動側摩
   擦体の側部が上下方向に圧縮力が加えられない自由状態
   で外側に湾曲して膨出した円弧状膨出部が形成されてい
   ることを特徴とするトルク過負荷防止装置。
2. 【請求項２】 前記従動側摩擦体を挟圧する挟圧力を調
   節することにより、前記限界許容トルクが種々調節され
   ることを特徴とする請求項１記載のトルク過負荷防止装
   置。
3. 【請求項３】 前記従動側摩擦体は硬度３０のポリエチ
   レン樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１
   記載のトルク過負荷防止装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１記載のト
   ルク過負荷防止装置を備え、建物の開口部に開閉可能に
   設けられた戸を電動により開閉制御する戸の電動開閉制
   御装置であって、太陽電池と、太陽電池によって発電さ
   れた電気を蓄電するバックアップ電源と、このバックア
   ップ電源に蓄電された電気により回転駆動される電動モ
   ータと、この電動モータを制御するコントロール部と、
   前記電動モータにより回転される駆動側回転体と、前記
   従動側回転体であるピニオンギヤと、前記開口部の外枠
   に固定され前記ピニオンギヤの歯と噛み合うラック歯を
   有するラック部材とを有し、前記コントロール部は戸の
   開閉制御信号が入力されたとき、前記電動モータを開方
   向または閉方向に回転駆動し、この電動モータの回転駆
   動により前記ピニオンギヤが回転することにより戸が開
   閉移動制御されることを特徴とする戸の開閉制御装置。
5. 【請求項５】 前記電動モータ、前記バックアップ電源
   および前記コントロール部が前記開口部周縁の筒状の枠
   部材内に収容支持されていることを特徴とする請求項４
   記載の戸の開閉制御装置。
6. 【請求項６】 前記開口部は窓であり、前記戸は引き戸
   式の窓戸であり、前記枠部材は前記窓戸の縦枠であるこ
   とを特徴とする請求項５記載の戸の開閉制御装置。
7. 【請求項７】 前記電動モータは前記縦枠内に嵌挿可能
   な支持部材に固定されており、前記支持部材は楔状に形
   成された固定部材およびこの固定部材を移動操作する移
   動操作部材を有し、前記支持部材を前記縦枠内の所定位
   置に嵌挿し、前記移動操作部材を操作して前記固定部材
   を移動することにより、固定部材の楔効果により前記支
   持板と前記縦枠の側部に押圧し、前記支持板を前記縦枠
   に固定することを特徴とする請求項６記載の戸の開閉制
   御装置。