(57)【要約】      （修正有）【課題】無端走行部材の切断等時にシャッターカーテンの自重落下をより迅速に防止する。【解決手段】ねじりコイルばね７６のばね定数をｋ、巻取軸から繰り出されているシャッターカーテンの重量をｍ、重力加速度をｇ、巻取慣性モーメントをＩ、ラチェット部材の慣性モーメントをＩｄ、シャッターカーテンの巻半径をＲ、重心巻径をＲｇ、被動回転部材であるスプロケットホイールの歯数をＺ、無端走行部材であるチェーンの機能時におけるラチェット部材の角度をθｈ、前記チェーンの無機能化時である切断時における前記ラチェット部材の角度をθｂ、としたとき2011052421.tif 000030の関係が成立する構成とする。【選択図】図１２
2011052421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向が開閉移動方向になっているシャッターカーテンを巻き取り、繰り出すための巻取軸に取り付けられた被動回転部材と、
前記巻取軸を回転させるための駆動装置に取り付けられた駆動回転部材と、
前記被動回転部材と前記駆動回転部材に架け回され、前記駆動装置の回転駆動力を前記駆動回転部材から前記被動回転部材に伝達するための無端走行部材と、
前記被動回転部材又はこの被動回転部材と一体化された一体化回転部材の外周部に円周方向に複数個形成された歯に係合可能な係合部を有し、中心軸を中心に回動自在なラチェット部材と、このラチェット部材を前記被動回転部材の側へ常時付勢しているばねと、前記無端走行部材の機能時にこの無端走行部材に前記ばねの付勢力で接触する接触部と、を有し、前記無端走行部材の無機能化時には、前記係合部が前記ばねの付勢力で前記被動回転部材又は前記一体化回転部材の前記歯に係合することにより前記巻取軸の回転を止める回転止め装置と、
を備えているシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置において、
前記ばねのばね定数をｋ、前記巻取軸から繰り出されている前記シャッターカーテンの重量をｍ、重力加速度をｇ、巻取慣性モーメントをＩ、前記ラチェット部材の慣性モーメントをＩｄ、前記シャッターカーテンの巻半径をＲ、重心巻径をＲｇ、前記被動回転部材の歯数をＺ、前記無端走行部材の機能時における前記ラチェット部材の角度をθｈ、前記無端走行部材の無機能化時における前記ラチェット部材の角度をθｂ、としたとき
【数２７】
2011052421.tif 000029
の関係が成立する構成となっていることを特徴とするシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置において、前記シャッターカーテンを繰り出すときの前記巻取軸の回転方向と、前記ラチェット部材の回動方向は、逆向きとなっていることを特徴とするシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置において、前記無端走行部材の無機能化を検知するための検知手段を備えていることを特徴とするシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置。
【請求項４】
請求項３に記載のシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置において、前記検知手段は、前記無端走行部材の無機能化時における前記ラチェット部材の回動により作動するスイッチ手段であることを特徴とするシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置において、前記無端走行部材はチェーンであり、前記駆動回転部材は駆動スプロケットホイールであり、前記被動回転部材は被動スプロケットホイールであることを特徴とするシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置において、前記ばねは、ねじりコイルばねであることを特徴とするシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置。
【請求項７】
上下方向が開閉移動方向になっているシャッターカーテンを巻き取り、繰り出すための巻取軸に取り付けられた被動回転部材と、前記巻取軸を回転させるための駆動装置に取り付けられた駆動回転部材と、前記被動回転部材と前記駆動回転部材に架け回され、前記駆動装置の回転駆動力を前記駆動回転部材から前記被動回転部材に伝達するための無端走行部材と、備えたシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止方法であって、
前記無端走行部材が無機能化した後、外周部に円周方向に複数個の歯が形成された前記被動回転部材又は前記一体化回転部材が歯間角度回転する間に、前記被動回転部材又は前記一体化回転部材の回転を停止させることにより前記巻取軸の回転を止めることを特徴とするシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャッター装置のシャッターカーテンを開閉移動させるための巻取軸を回転させる無端走行部材が切断等して無機能化したときに、シャッターカーテンが制御不能に急速異常降下することを防止するための装置及び方法に係り、例えば、出入口や窓等の開口部をシャッターカーテンで開閉するための開口部用シャッター装置や、シャッターカーテンで防災区画を形成するための防災用シャッター装置等の各種のシャッター装置に利用することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
出入口等の開口部をシャッターカーテンで開閉するための開口部用シャッター装置は、開閉移動方向が上下方向になっているシャッターカーテンを巻き取り、繰り出すための巻取軸と、巻取軸を回転させるための駆動装置になっている開閉機と、巻取軸に取り付けられ、被動回転部材となっている被動スプロケットホイールと、開閉機に取り付けられ、駆動回転部材となっている駆動スプロケットホイールと、被動スプロケットホイールと駆動スプロケットホイールに架け回され、無端走行部材となっているチェーンと、を備えている。開閉機の駆動力が駆動スプロケットホイール、チェーン、被動スプロケットホイールを介して巻取軸に伝達されることにより、巻取軸は、シャッターカーテンを巻き取り、繰り出す回転を行い、これにより、シャッターカーテンは上下方向に開閉移動する。
【０００３】
このような構造を有しているシャッター装置においては、チェーンの存在により、シャッターカーテンの自重で巻取軸が自由回転してしまうことを阻止しているのが正常状態であるが、チェーンが経年劣化や疲労破壊等によって切断したり、チェーンが上記駆動スプロケットホイールや被動スプロケットホイールから外れたりし、これにより、シャッターカーテンの自重が作用している巻取軸が自由回転してしまう状態になると、言い換えると、チェーンが無機能化してしまうと、巻取軸の自由回転によりシャッターカーテンが制御不能に急速異常降下することになるため、この急速異常降下を回避するための手段が下記の特許文献１に示されている。
【０００４】
この特許文献１に示されているシャッター装置には、巻取軸及び被動スプロケットホイールと一体化された一体化回転部材となっているラチェットギヤが設けられているとともに、このラチェットギヤの外周部に円周方向に複数個形成された歯に係合可能な係合部である爪部を有し、中心軸を中心に回動可能なラチェット部材と、前記爪部を被動スプロケットホイールの側へ常時付勢している付勢手段であるばねと、チェーンの機能時において、ばねの付勢力でチェーンに噛合していてチェーンに接触する接触部となっている回転式アイドラーと、を有しているストッパーが備えられている。
【０００５】
チェーンから回転式アイドラーが外れるチェーンの切断時等の無機能化時には、巻取軸の回転を止めるための回転止め手段となっているストッパーのラチェット部材が、ラチェットギヤの歯に係合する側へ前記ばねの付勢力で回動することにより、ラチェット部材の係合部がラチェットギヤの歯に係合することになり、これにより、巻取軸の自由回転によるシャッターカーテンの制御不能な急速異常降下を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平２−１０５４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術によると、回転止め手段となっているストッパーのラチェット部材の爪部が、巻取軸及び第１スプロケットホイールと一体化された一体化回転部材となっているラチェットギヤの歯に係合することにより、シャッターカーテンの自重で巻取軸が自由回転してシャッターカーテンが急速異常降下することを防止できるが、チェーンが切断等により無機能化したときから、ストッパーのラチェット部材の爪部がラチェットギヤの歯に係合するまでの時間は、より短いものとなることが求められている。すなわち、シャッターカーテンの自重で巻取軸が自由回転することをより迅速に防止することが求められている。
【０００８】
本発明の目的は、無端走行部材の無機能化時にシャッターカーテンの自重で巻取軸が自由回転することをより迅速に防止できるシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置及びシャッターカーテン急速異常降下防止方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置は、上下方向が開閉移動方向になっているシャッターカーテンを巻き取り、繰り出すための巻取軸に取り付けられた被動回転部材と、前記巻取軸を回転させるための駆動装置に取り付けられた駆動回転部材と、前記被動回転部材と前記駆動回転部材に架け回され、前記駆動装置の回転駆動力を前記駆動回転部材から前記被動回転部材に伝達するための無端走行部材と、前記被動回転部材又はこの被動回転部材と一体化された一体化回転部材の外周部に円周方向に複数個形成された歯に係合可能な係合部を有し、中心軸を中心に回動自在なラチェット部材と、このラチェット部材を前記被動回転部材の側へ常時付勢しているばねと、前記無端走行部材の機能時にこの無端走行部材に前記ばねの付勢力で接触する接触部と、を有し、前記無端走行部材の無機能化時には、前記係合部が前記ばねの付勢力で前記被動回転部材又は前記一体化回転部材の前記歯に係合することにより前記巻取軸の回転を止める回転止め装置と、を備えているシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置において、前記ばねのばね定数をｋ、前記巻取軸から繰り出されているシャッターカーテンの重量をｍ、重力加速度をｇ、巻取慣性モーメントをＩ、前記ラチェット部材の慣性モーメントをＩｄ、前記シャッターカーテンの巻半径をＲ、重心巻径をＲｇ、前記被動回転部材の歯数をＺ、前記無端走行部材の機能時における前記ラチェット部材の角度をθｈ、前記無端走行部材の無機能化時における前記ラチェット部材の角度をθｂ、としたとき
【００１０】
【数１】
2011052421.tif 000003
の関係が成立する構成となっていることを特徴とするものである。
【００１１】
ラチェット部材の回動中心軸を主軸とした慣性モーメントをＩｄ［ｋｇ・ｍ２］、ラチェット部材の回転角度をθ［ｒａｄ］、時刻をｔ［ｓｅｃ］、ばねのばね定数をｋ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］としたとき、ラチェット部材とばねの系に関する運動方程式は、
【００１２】
【数２】
2011052421.tif 000004
となり、この式（１）の一般解は、
【００１３】
【数３】
2011052421.tif 000005
となる。ここで、初期条件ｔ＝０、θ（０）＝θｈ（前記無端走行部材の機能時における前記ラチェット部材の角度）及びｔ＝０、ｄθ／ｄｔ＝０より、Ｃ１＝０、Ｃ２＝θｈであるから、上記の式（２）は、
【００１４】
【数４】
2011052421.tif 000006
となる。また、無端走行部材が切断等により無機能化したときから、回転止め装置のラチェット部材の係合部が被動回転部材又は一体化回転部材の歯に係合するまでの時間はｔｄ（ｓｅｃ）は、上記の式（３）において、θ（ｔ）＝θｂとして変形すると求められ、
【００１５】
【数５】
2011052421.tif 000007
となる。
【００１６】
一方、巻取慣性モーメントをＩ［ｋｇ・ｍ２］、巻取軸から繰り出されているシャッターカーテンの重量をｍ［ｋｇ］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ２］、シャッターカーテンの巻半径をＲ［ｍ］、重心巻径をＲｇ「ｍ」、被動回転部材又は一体化回転部材の歯数をＺ［個］としたとき、時刻ｔ［ｓｅｃ］における被動回転部材又は一体化回転部材の回転角度θ（ｔ）は、
【００１７】
【数６】
2011052421.tif 000008
となる。
【００１８】
また、被動回転部材又は一体化回転部材の歯間角度（被動回転部材又は一体化回転部材の外周部に円周方向に複数個形成された歯の間隔の角度）をθｍ［ｒａｄ］とすると、θｍ＝２π／Ｚであるから、被動回転部材又は一体化回転部材がθｍ回転するために必要な時間ｔｍは、上記の式（５）で、θ（ｔ）＝２π／Ｚ、ｔ＝ｔｍとして変形すると、
【００１９】
【数７】
2011052421.tif 000009
となる。
【００２０】
したがって、被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度θｍ回転する間に、言い換えると、被動回転部材又は一体化回転部材が一歯分回転する間に、ラチェット部材が被動回転部材又は一体化回転部材の歯間に入り込むためには、ｔｄ＜ｔｍの関係が成り立てばよい。すなわち、上述した式（４）と式（６）とにより、
【００２１】
【数８】
2011052421.tif 000010
の関係が成立すればよい。この式（７）を以下に示すように変形していくと、
【００２２】
【数９】
2011052421.tif 000011
【００２３】
【数１０】
2011052421.tif 000012
【００２４】
【数１１】
2011052421.tif 000013
【００２５】
【数１２】
2011052421.tif 000014
【００２６】
【数１３】
2011052421.tif 000015
となる。したがって、被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度θｍ回転する間に、ラチェット部材の係合部が被動回転部材又は一体化回転部材の歯間に入り込むためには、上記の式（１２）の関係が成立する構成となっていればよい。
【００２７】
すなわち、シャッターカーテン急速異常降下防止装置を上記の式（１２）の関係が成立する構成とすることにより、被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度θｍ回転する間に、ラチェット部材の係合部を被動回転部材又は一体化回転部材の歯間に入り込ませることができる。この結果、無端走行部材が無機能化し、巻取軸が歯間角度θｍ回転する間に、この巻取軸の自由回転を阻止することができる。
【００２８】
このため、本発明によると、無端走行部材の無機能化時にシャッターカーテンの自重で巻取軸が自由回転することをより迅速に防止できる。
【００２９】
本発明において、シャッターカーテンを繰り出すときの巻取軸の回転方向と、ラチェット部材の回動方向は、逆向きとなっていてもよく、同じ向きとなっていてもよい。
【００３０】
しかし、後者の場合は、前者の場合と比較して、ラチェット部材の係合部が、巻取軸とともに回転する被動回転部材又は一体化回転部材の歯に入り込まずに弾かれてしまうおそれが大きい。一方、前者の場合によると、ラチェット部材の係合部が、巻取軸とともに回転する被動回転部材又は一体化回転部材の歯に入り込んだ後は、この歯に係合部がより深く入り込む（歯底に噛み合う）ことになる。
【００３１】
したがって、シャッターカーテンを繰り出すときの巻取軸の回転方向と、ラチェット部材の回動方向は、逆向きとなっていることがより好ましい。
【００３２】
本発明において、無端走行部材の無機能化を検知するための検知手段を備えていてもよく、備えていなくてもよい。
【００３３】
前者の場合によると、無端走行部材が無機能化したことを、シャッター装置の動作を監視する装置側で把握することができる。これにより、シャッター装置の管理者が、無端走行部材が無機能化したことを把握することが可能となる。
【００３４】
本発明において、無端走行部材の無機能化を検知するための検知手段の形式、構造等は任意であり、その一例は、無端走行部材の無機能化時におけるラチェット部材の回動により作動するスイッチ手段である。
【００３５】
このスイッチ手段は、回動するラチェット部材と当接することにより作動する接触式のものでもよく、回動するラチェット部材により光や超音波等が遮断されることにより作動する非接触式のもの等でもよい。なお、スイッチ手段は、ラチェット部材に取り付けられた別部材（例えば、作動部材）により作動するものでもよい。
【００３６】
なお、無端走行部材の無機能化を検知するための検知手段を備える場合には、この検知手段により無端走行部材が無機能化したが検知されたとき、無端走行部材が無機能化したことを外部に報知するための報知手段を備えるようにしてもよい。ここで、報知手段による報知の形式は任意であり、例えば、サイレン、ブザー、音声等の音によるものでもよく、赤色燈や黄色燈等の光によるもの等でもよい。
【００３７】
なお、無端走行部材の無機能化時におけるラチェット部材の回動により作動するスイッチ手段の抵抗力は、ばねのばねトルクよりも極めて小さいことが好ましい。言い換えると、無端走行部材の無機能化時におけるラチェット部材の回動により作動するスイッチ手段の抵抗力は、ばねのばねトルクと比較して無視できるほど小さいことが好ましい。
【００３８】
以上において、無端走行部材が無機能化するとは、巻取軸がシャッターカーテンの自重で自由回転してしまう状態になることをいう。この無機能化の一例は、無端走行部材が切断することであり、また、他の例は、無端走行部材が前述した駆動回転部材や被動回転部材から外れることであり、さらに、他の例は、無端走行部材と駆動回転部材、被動回転部材との間に生じる摩擦力により、駆動回転部材の回転が被動回転部材に伝達されるとともに、駆動回転部材の停止が被動回転部材に伝達される場合には、上記摩擦力の大きさが本来の大きさよりも小さくなったり、消滅したりすることである。
【００３９】
また、以上説明した本発明において、被動回転部材、駆動回転部材及び無端走行部材の種類は任意であり、その第１の例は、被動回転部材、駆動回転部材及び無端走行部材を、被動スプロケットホイール、駆動スプロケットホイール、チェーンとすることであり、また第２の例は、被動回転部材、駆動回転部材及び無端走行部材を、被動タイミングプーリ、駆動タイミングプーリ、タイミングベルトとすることである。さらに、第３の例は、被動回転部材、駆動回転部材及び無端走行部材を、被動平プーリ、駆動平プーリ、平ベルトとすることである。この第３の例では、被動回転部材と一体化された一体化回転部材の外周部に円周方向に歯を形成し、この歯にラチェット部材の係合部を係合させる。
【００４０】
以上説明した本発明において、前記ばねは任意なものでよく、その一例は、ねじりコイルばねである。
【００４１】
また、本発明において、無端走行部材に接触する接触部は、任意な構造、形状のものでよく、その一例は、無端走行部材が接触しながらスライド移動するスライド式のものである。また、無端走行部材がチェーンやタイミングベルトである場合には、接触部は、無端走行部材と噛合し、無端走行部材の走行によって回転する歯車等の回転式のものでもよい。
【００４２】
また、本発明に係る装置は、シャッターカーテンが任意のカーテン構成部材で構成されているシャッター装置に適用することができる。すなわち、本発明では、シャッターカーテンの全体又は主要部が同じ種類のカーテン構成部材、例えば、スラットで形成されていてもよく、あるいは、シャッターカーテンの全体又は主要部がシートや、パネル、ネット、リンクで連結された複数のパイプ等の棒状部材等により形成されていてもよく、あるいは、シャッターカーテンの全体又は主要部が、これらのスラットと、シートと、パネルと、ネットと、リンクで連結された複数のパイプ等の棒状部材等とのうち、複数のカーテン構成部材の組み合わせで形成されていてもよい。
【００４３】
また、巻取軸に、シャッターカーテンの下方への閉じ移動で戻しばね力が蓄圧される戻しばねが配置され、シャッターカーテンの上方への開き移動が、この戻しばねに蓄圧された戻しばね力が補助力として利用されて行われるようになっていてもよい。
【００４４】
なお、本発明では、被動回転部材又は一体化回転部材が一つ分の歯間角度回転する間（言い換えると、一歯分回転する間）に、被動回転部材又は一体化回転部材の回転を停止させるようにしているが、巻取軸が自由回転するのを防止するまでの迅速性に支障がなければ、被動回転部材又は一体化回転部材が二つ分あるいはこれ以上の歯間角度回転する間に、被動回転部材又は一体化回転部材の回転を停止させるようにしてもよい。
【００４５】
本発明に係るシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止方法は、上下方向が開閉移動方向になっているシャッターカーテンを巻き取り、繰り出すための巻取軸に取り付けられた被動回転部材と、前記巻取軸を回転させるための駆動装置に取り付けられた駆動回転部材と、前記被動回転部材と前記駆動回転部材に架け回され、前記駆動装置の回転駆動力を前記駆動回転部材から前記被動回転部材に伝達するための無端走行部材と、備えたシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止方法であって、前記無端走行部材が無機能化した後、外周部に円周方向に複数個の歯が形成された前記被動回転部材又は前記一体化回転部材が歯間角度回転する間に、前記被動回転部材又は前記一体化回転部材の回転を停止させることにより前記巻取軸の回転を止めることを特徴とするものである。
【００４６】
本発明では、無端走行部材が無機能化した後、外周部に円周方向に複数個の歯が形成された被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度回転する間に、被動回転部材又は一体化回転部材の回転を停止させることにより巻取軸の回転を止めるものあるため、無端走行部材の無機能化時にシャッターカーテンの自重で巻取軸が自由回転することをより迅速に防止できる。
【００４７】
本発明において、無端走行部材が無機能化した後、外周部に円周方向に複数個の歯が形成された被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度回転する間に、被動回転部材又は一体化回転部材の回転を停止させるための手段の第１の例として、前述したように、被動回転部材又は一体化回転部材の前記歯に係合可能な係合部を有し、無端走行部材が無機能化したとき、前記関係式（１２）が成立するばね定数ｋを有するばねのばね力で回動付勢されるラチェット部材を備えたものを挙げることができる。この第１の例では、無端走行部材が無機能化したとき、ラチェット部材が、前記関係式（１２）が成立するばね定数ｋを有するばねのばね力で回動付勢され、このラチェット部材の係合部が前記歯に係合することにより、被動回転部材又は一体化回転部材の回転が停止される。
【００４８】
また、被動回転部材又は一体化回転部材の回転を停止させるための手段の第２の例として、無端走行部材の無機能化を検知するための検知手段と、この検知手段により無端走行部材の無機能化が検知されたとき、被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度回転する間に、付勢手段による付勢力で被動回転部材又は一体化回転部材の歯間に挿入される棒状部材と、を備えたものを挙げることができる。この第２の例では、棒状部材は、被動回転部材や一体化回転部材に対して不動となっている不動部材に、被動回転部材又は一体化回転部材の回転軸方向に移動自在に配置され、無端走行部材が機能しているときには、棒状部材は被動回転部材や一体化回転部材から離間して配置されている。そして、無端走行部材が無機能化したときには、被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度回転する間に、棒状部材が、付勢手段による付勢力で被動回転部材又は一体化回転部材の歯間に挿入され、これにより、被動回転部材又は一体化回転部材の回転が停止されるものである。
【００４９】
この第２の例では、付勢手段による付勢力で被動回転部材又は一体化回転部材の歯間に挿入される棒状部材の移動速度（棒状部材が、無端走行部材が機能しているときに待機している位置から、無端走行部材が無機能化して被動回転部材又は一体化回転部材の歯間に挿入されるまでのこの棒状部材の移動速度（突出速度））を、被動回転部材又は一体化回転部材が歯間角度回転する速度よりも高速となるようにして、付勢手段の付勢力で棒状部材を移動（突出）させる。
【００５０】
なお、前記検知手段は、例えば、無端走行部材が無機能化したことを光学式に検知する光学式センサでもよく、機械式に検知する機械式センサ等でもよい。また、前記付勢手段は、例えば、ばねでもよく、油圧等の流体圧等でもよい。
【００５１】
また、本発明に係るシャッター装置のシャッターカーテン急速異常降下防止装置及びシャッターカーテン急速異常降下防止方法は、各種の用途のためのシャッター装置に適用することができ、これらのシャッター装置には、シャッターカーテンで出入口等の開口部を開閉するための管理用シャッター装置や、全閉となったシャッターカーテンで防災区画を形成するための防災用シャッター装置、さらには、管理及び防災の併用シャッター装置が含まれる。そして、防災用シャッター装置には、エレベータや階段等の昇降手段の近辺に防災区画を形成するための昇降手段用シャッター装置が含まれる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によると、無端走行部材の無機能化時にシャッターカーテンの自重で巻取軸が自由回転することをより迅速に防止できるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るシャッター装置の全体を示す正面図である。
【図２】図２は、図１で示されている左右２個のブラケットの部分を拡大して示した一部破断の図であって、巻取軸を断面で示した正面図である
【図３】図３は、図２で示されている連結軸における軸受け部材の周辺を断面で示した正面図である。
【図４】図４は、図２及び図３で示されている連結軸の部分を断面とし、図１及び図２で示されている右側のブラケットを巻取軸の側から見た側面図であって、無端走行部材となっているチェーンの切断前を示す図である。
【図５】図５は、図１及び図２で示されている右側のブラケットを巻取軸の側から見た側面図であって、図２及び図３で示されている支持板と支柱のみを示した図である。
【図６】図６は、チェーンの切断後を示す図４と同様の図である。
【図７】図７は、図４で示されているチェーン切断前の回転止め装置の拡大図である。
【図８】図８は、図６で示されているチェーン切断後の回転止め装置の拡大図である。
【図９】図９は、図７のＳ９−Ｓ９線断面図である。
【図１０】図１０は、被動回転部材である被動スプロケットホイール、巻取軸、シャッターカーテン、座板等の部材の側面図を簡略化して示した図である。
【図１１】図１１は、チェーン切断前の回転止め装置の正面図である。
【図１２】図１２は、チェーン切断後の回転止め装置の正面図である。
【図１３】図１３は、別実施形態に係る回転止め装置の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係るシャッター装置は、管理用シャッター装置である。すなわち、本実施形態に係るシャッター装置は、後述する操作装置が操作されることにより、出入口等の開口部をシャッターカーテンが開閉するものとなっている。なお、本発明は、上記操作装置の代わりに人や車両等を感知するセンサが用いられ、このセンサからの信号に基づいてシャッターカーテンが出入口等の開口部を開閉するようになっている管理用シャッター装置にも適用することができる。
【００５５】
図１には、本実施形態に係る管理用シャッター装置の全体の正面図が示されており、この図１は、開閉移動方向が上下方向となっていて、下向きに閉じ移動するシャッターカーテン１が半分程度まで閉じた半閉状態になっているときを示している。シャッターカーテン１で開閉される開口部は、建物に形成された出入口２であり、この出入口２は、壁等の左右の建物躯体３，４と、全閉となったときのシャッターカーテン１の下端部が当たる相手部材となっている床５と、天井部材６とで囲まれている。左右の建物躯体３，４には、シャッターカーテン１の左右方向の両端部、言い換えると、シャッターカーテン１の幅方向の両端部がスライド自在に挿入された左右２個のガイドレール７，８が取り付けられており、ガイド部材となっているこれらのガイドレール７，８に案内されてシャッターカーテン１は上下方向に開閉移動する。
【００５６】
出入口２に対して天井部材６で仕切られている天井裏空間９には、左右２個のブラケット１０，１１が配置されており、これらのブラケット１０，１１は、天井裏空間９に存在する下がり壁等の建物躯体１２にボルト等の結合具で結合されているとともに、ブラケット１０，１１に巻取軸１３の軸方向の両端部が回転自在に支持されているため、ブラケット１０，１１は、巻取軸１３を回転自在に支持する支持部材となっている。この巻取軸１３に、シャッターカーテン１の上端部がボルト等の止着具で止着されており、また、シャッターカーテン１は、天井部材６に配置されたまぐさ１４のスリット１５を通過して天井裏空間９の側から出入口２の側に垂下されており、シャッターカーテン１の上下方向の開閉移動は、正逆回転する巻取軸１３によるシャッターカーテン１の巻き取り、繰り出しによって行われる。
【００５７】
なお、ブラケット１０，１１に、これらのブラケット１０，１１に跨る左右方向の長さを有するケース部材を取り付けることにより、このケース部材とブラケット１０，１１とにより、天井裏空間９に、巻取軸１３が内部に収納されたシャッターボックスを設けてもよい。
【００５８】
シャッターカーテン１は、シャッターカーテン１の大部分を形成しているカーテン本体部１６と、このカーテン本体部１６の下端部に取り付けられた座板１７とを有しており、カーテン本体部１６は、カーテン構成部材となっている多数のスラット１８を上下に連設することによって形成されたスラット連設部となっている。
【００５９】
図２は、図１で示されている左右２個のブラケット１０，１１の部分を拡大して示した一部破断の正面図であり、この図２では、巻取軸１３が断面として示されている。巻取軸１３の左側の端部には、巻取軸１３の筒状の本体部１９よりも小径であって、この本体部１９の中心部に配置された軸首部材２０が設けられ、この軸首部材２０は、本体部１９の内部に溶接等で取り付けられている板状の中子部材２１，２２を介して本体部１９に結合されている。軸首部材２０における左側の端部２０Ａは本体部１９から突出しており、この突出部２０Ａは、左右２個のブラケット１０，１１のうち、左側のブラケット１０に配置されている滑り軸受けやボールベアリング等による軸受け部材２３により、ブラケット１０に回転自在に支持されている。このため、軸首部材２０は、巻取軸１３におけるブラケット１０の側の中心軸となっている。
【００６０】
また、左右２個のブラケット１０，１１のうち、右側のブラケット１１における巻取軸１３と対面する内面には、連結軸３０が巻取軸１３と同軸的に配置されており、この連結軸３０は、図３で示されているように、連結軸３０の軸方向に複数個、本実施形態では２個配置されている滑り軸受けやボールベアリング等による軸受け部材３１，３２を介してブラケット１１に回転自在に配置されている。図３は、図２の連結軸３０における軸受け部材３１，３２の周辺を断面として示した正面図である。軸受け部材３１は、板金の折り曲げ品であって、ブラケット１１に溶接等で取り付けられた支持板３３と、この支持板３３にビス等の止着具で止着された板状の押さえ部材３４とで支持されている。また、軸受け部材３２は、板金製であるブラケット１１に形成された支持部３５と、このブラケット１１に溶接等で取り付けられた板状の押さえ部材３６とで支持されている。これらの軸受け部材３１，３２により、連結軸３０は、ブラケット１１に回転自在に支持されている。
【００６１】
また、連結軸３０における巻取軸１３の側の端部３０Ａは、巻取軸１３の本体部１９の内部に挿入されている。この端部３０Ａの外周にはボス部材３７が結合されており、このボス部材３７の外周部には、図４に示されているように、凹部３７Ａと凸部３７Ｂとが円周方向に交互に形成されている。図４は、連結軸３０の部分を断面とし、ブラケット１１を巻取軸１３の側から見た側面図である。図２及び図３に示されているように、巻取軸１３の本体部１９の内部には板状の中子部材３８が溶接等で取り付けられており、この中子部材３８の内周部には、ボス部材３７の凹部３７Ａと凸部３７Ｂに係合する凸部と凹部が形成されており、これらの凹部及び凸部の係合により、巻取軸１３と連結軸３０は円周方向に連結されている。
【００６２】
以上の構造により、巻取軸１３におけるブラケット１１の側の端部は、連結軸３０及び軸受け部材３１，３２を介してブラケット１１と支持板３３に支持されているとともに、巻取軸１３と連結軸３０は一体となって回転するようになっており、また、連結軸３０は、巻取軸１３におけるブラケット１１の側の中心軸となっている。
【００６３】
図２及び図３に示されているように、ブラケット１１における巻取軸１３と対面する内面には、巻取軸１３を回転させるための駆動装置となっている開閉機４０が配置されている。この開閉機４０のブラケット１１への配置は、ブラケット１１に複数個、本実施形態では図４に示されているように４個結合されている支柱部材４１〜４４に、開閉機４０のフランジ部４０Ａ（図２及び図３を参照）を結合することにより行われている。
【００６４】
これを一層具体的に説明すると、開閉機４０のフランジ部４０Ａは、開閉機４０の本体部４０Ｂにおけるブラケット１１の側の端部に形成されており、また、それぞれの支柱部材４１〜４４は、ブラケット１１から巻取軸１３の側へ延びる長さを有しており、これらの支柱部材４１〜４４のうち、１本の支柱部材４１には、図３に示されているように、支柱部材４１の頂部から巻取軸１３の側へさらに延びる棒状部４１Ａが設けられている。この棒状部４１Ａをフランジ部４０Ａに形成されている孔４５に挿入した後に、フランジ部４０Ａの孔４６にブラケット１１の側とは反対側から挿入したビス等の止着具４７を、他の支柱部材４２〜４４に形成されているそれぞれのねじ穴４８へねじ込む。これにより、開閉機４０は、支柱部材４１〜４４と止着具４７によりブラケット１１に取り付けられることになる。
【００６５】
このブラケット１１への開閉機４０の取付作業は、支柱部材４１の棒状部４１Ａをフランジ部４０Ａの孔４５に挿入した後に、フランジ部４０Ａの孔４６にブラケット１１の側とは反対側から挿入した止着具４７を支柱部材４２〜４４のそれぞれのねじ穴４８へねじ込むことにより行うため、これらの止着具４７についての支柱部材４２〜４４のねじ穴４８へのねじ込み作業を、開閉機４０の全体重量を支柱部材４１の棒状部４１Ａによって支持しながら行えることになり、したがって、ブラケット１１への開閉機４０の取付作業を一人の作業者により行える。
【００６６】
開閉機４０は、電動モータとブレーキとの組み合わせで構成されている。すなわち、本実施形態における巻取軸１３を回転させるための駆動装置は、ブレーキ付き駆動装置となっている。電動モータの回転軸は、開閉機４０の駆動軸４９であり、この駆動軸４９は、ブレーキがオンとなることにより回転することはできない。このブレーキのオンは、操作手段で操作される電気的手段又は手作業で操作される機械的手段により行われる。
【００６７】
開閉機４０の駆動軸４９には、本実施形態における駆動回転部材となっている小径の駆動スプロケットホイール５０が取り付けられており、また、前述した連結軸３０には、図３に示されているように、この連結軸３０に結合された厚板状のベース部材５１を介して、本実施形態における被動回転部材となっている大径の被動スプロケットホイール５２が取り付けられており、駆動スプロケットホイール５０と被動スプロケットホイール５２には、本実施形態における無端走行部材となっているチェーン５３が架け回されている。このため、巻取軸１３と開閉機４０は、スプロケットホイール５０，５２とチェーン５３とからなる伝動手段及び連結軸３０を介して動力的に接続されており、開閉機４０の駆動軸４９の正逆回転は、巻取軸１３に伝達される。
【００６８】
また、被動スプロケットホイール５２は連結軸３０を介して巻取軸１３に取り付けられていて、これらの被動スプロケットホイール５２と巻取軸１３とが一体となって回転するとともに、被動スプロケットホイール５２は、前述したブラケット１１及び支持板３３に連結軸３０と軸受け部材３１，３２とを介して支持されている。
【００６９】
図１で示した左右の建物躯体３，４のうち、一方の建物躯体４には、シャッターカーテン１を出入口２に対して上向きに開き移動させることと、下向きに閉じ移動させることと、停止させることとを行わせるための操作装置６０が取り付けられている。この操作装置６０には、「開」ボタンと、「閉」ボタンと、「停」ボタンとが設けられている。
【００７０】
前述した座板１７が天井部材６に配置されたまぐさ１４の高さ位置に達しているシャッターカーテン１の全開時に、又は、座板１７が図１に示すようにまぐさ１４と床５との間の途中位置に達しているシャッターカーテン１の半閉状態（半開状態）のときに、「閉」ボタンを操作すると、この「閉」ボタンからの信号を受ける図示しない制御装置により、開閉機４０のブレーキがオフになるとともに、電動モータの駆動軸４９は正回転する。これにより、シャッターカーテン１は、駆動軸４９の正回転及びシャッターカーテン１の自重による巻取軸１３の正回転により巻取軸１３から下向きに繰り出され、これにより閉じ移動したシャッターカーテン１が、座板１７が床５に着床する全閉位置に達すると、この全閉位置を検知した図示しないセンサからの信号を受ける上記制御装置により、ブレーキはオンとなるとともに、駆動軸４９の正回転は停止する。また、シャッターカーテン１が全閉となっているときに、又は、座板１７が図１に示すようにまぐさ１４と床５との間の途中位置に達しているシャッターカーテン１の半開状態（半閉状態）のときに、「開」ボタンを操作すると、この「開」ボタンからの信号を受ける上記制御装置により、ブレーキがオフになるとともに、駆動軸４９は逆回転し、これによる巻取軸１３の逆回転により、シャッターカーテン１は巻取軸１３に巻き取られて開き移動する。シャッターカーテン１が全開位置に達すると、この全開位置を検知した図示しないセンサからの信号を受ける上記制御装置により、ブレーキがオンに復帰するとともに、駆動軸４９の逆回転は停止する。
【００７１】
また、シャッターカーテン１が閉じ移動している途中で「停」ボタンを操作すると、この「停」ボタンからの信号を受ける上記制御装置により、ブレーキがオンになるとともに、駆動軸４９の正回転が停止するため、シャッターカーテン１はその位置で停止する。さらに、シャッターカーテン１が開き移動している途中で「停」ボタンを操作すると、この「停」ボタンからの信号を受ける上記制御装置により、ブレーキがオンになるとともに、駆動軸４９の逆回転が停止するため、シャッターカーテン１はその位置で停止する。
【００７２】
巻取軸１３を支持する前述した左右２個のブラケット１０，１１のうち、ブラケット１１には、図４に示されているように、前述のチェーン５３が切断したときに被動スプロケットホイール５２の回転を止めるための回転止め装置７０が配置されている。この装置７０の配置位置は、ブラケット１１における巻取軸１３と対面する内面である。なお、図２及び図３では、装置７０が省略されており、また、図４は、前述の開閉機４０が省略されて示されている。また、図４がチェーン５３の切断前を示しているのに対し、図６は、チェーン５３の切断後を示している。また、図７には、チェーン５３の切断前の回転止め装置７０の拡大図が示されており、図８には、チェーン５３の切断後の回転止め装置７０の拡大図が示されている。なお、図８において、チェーン５３の切断状態は簡略化して示されている。
【００７３】
なお、チェーン５３の無機能化である切断は、例えば、シャッターカーテン１の全開時や、全閉となっていたシャッターカーテン１が開き移動しているとき等に発生する。
【００７４】
なお、チェーン５３が無機能化するのは、上述したチェーン５３が切断した場合だけでなく、例えばチェーン５３が被動スプロケットホイール５２から外れるような場合もあるが、チェーン５３が無効化する代表例として、特に断らない限り、チェーン５３が切断することとして以下の説明を行う。
【００７５】
図４に示されているように、回転止め装置７０は、被動スプロケットホイール５２の外側においてブラケット１１に配置されたラチェット装置７１と、スイッチ７２と、ガード部材７３と、を含んで構成されたものとなっている。より具体的には、この装置７０は、前述の駆動スプロケットホイール５０と被動スプロケットホイール５２とに掛け回された無端のチェーン５３の内側に配置されているラチェット装置７１と、チェーン５３の外側に配置され、アクチュエータ７２Ａを備えたスイッチ７２と、チェーン５３の外側に配置され、チェーン５３が切断したときに、このチェーン５３が外側へ飛び跳ねることを防止するためのガード部材７３とを有している。
【００７６】
図７に示すように、ラチェット装置７１は、中心軸７４を中心に回動自在となっているラチェット部材７５と、このラチェット部材７５を被動スプロケットホイール５２の側へ常時回動付勢しているねじりコイルばね７６と、ラチェット部材７５に基端部がビス等の止着具で結合され、チェーン５３を通過して先端部がチェーン５３の外側に達している作動部材７７と、ラチェット部材７５に基端部がビス等の止着具７８で回動自在に取り付けられ、チェーン５３の機能時にこのチェーン５３にねじりコイルばね７６の付勢力で接触する接触部である接触部材７９とを有する。
【００７７】
ラチェット部材７５は、ブラケット１１に複数個のビス等の止着具で着脱可能に止着されたベース部材８６と、このベース部材８６及びブラケット１１に複数個のビス等の止着具で着脱可能に止着（共締め）された覆い部材８４との間の空間に配置されている。
【００７８】
また、ラチェット部材７５は、筒状の胴部７５Ａと、被動スプロケットホイール５２と対向する箇所において、被動スプロケットホイール５２側へ突出した爪部（突起部）７５Ｂと、を有している。この爪部７５Ｂは、チェーン５３の切断時に、被動スプロケットホイール５２の歯５２Ａに係合することにより、巻取軸１３の自由回転を止め、シャッターカーテン１の急速異常降下を防止するための本実施形態における係合部となっている。この爪部７５Ｂは、被動スプロケットホイール５２の歯５２Ａよりも大きな厚さ寸法で形成することが好ましく、また、歯５２Ａへの爪部７５Ｂの係合は、歯５２Ａの厚さ中央部と爪部７５Ｂの厚さ中央部とが一致又は略一致して行われるように設定することが好ましい。
【００７９】
中心軸７４は、この中心軸７４の一方の端部が挿入される孔がブラケット１１に形成されているため、ブラケット１１によって支持されている。また、この中心軸７４は、ラチェット部材７５の胴部７５Ａに挿通されている。
【００８０】
なお、板金の折り曲げ品である覆い部材８４は、図７に示すように、ラチェット部材７５の大部分を覆う水平部８４Ａと、この水平部８４Ａの上下の端部からそれぞれ斜め下方に延出する傾斜部８４Ｂと、それぞれの傾斜部８４Ｂの先端から水平に延出する水平延出部８４Ｃ（言い換えると、フランジ部８４Ｃ）とからなる略ハット形状となっており、水平延出部８４Ｃが、ベース部材８６及びブラケット１１に複数個のビス等の止着具で止着（共締め）されている。そして、覆い部材８４の水平部８４Ａと上下の２個の傾斜部８４Ｂとで形成された空間にラチェット部材７５が収納されるようになっている。
【００８１】
ねじりコイルばね７６の一端部７６Ａは、覆い部材８４の上下２個の傾斜部８４Ｂのうち、下の傾斜部８４Ｂに係止され、他端部７６Ｂはラチェット部材７５に係止されている。また、コイル部７６Ｃはラチェット部材７５の胴部７５Ａの周囲に巻回されている。
【００８２】
図７及びこの図７のＳ９−Ｓ９線断面図である図９に示されているように、本実施形態のおける接触部となっている接触部材７９は、被動スプロケットホイール５２側へ開口した開口部７９Ａを有する断面チャンネル状となっており、巻取軸１３の側からチェーン５３に被せられたものとなっている。また、この接触部材７９には、チェーン５３の外側の側面と対面する部分において、硬質の合成樹脂製等で形成された摩擦軽減部材８０が配置されている。
【００８３】
接触部材７９は、ねじりコイルばね７６で爪部７５Ｂが中心軸７４を中心に被動スプロケットホイール５２の側へ常時回動付勢されているラチェット部材７５に取り付けられているため、通常時、すなわち、チェーン５３の機能時の接触部材７９は、図４及び図７に示されているように、ねじりコイルばね７６のばね力により、摩擦軽減部材８０において、チェーン５３の外側の側面に接触しており、この接触により、ねじりコイルばね７６によるラチェット部材７５の中心軸７４を中心とする回動限が規定されている。また、このときのラチェット部材７５の爪部７５Ｂは、被動スプロケットホイール５２の歯５２Ａから離れている。
【００８４】
そして、このときの接触部材７９は、摩擦軽減部材８０において、チェーン５３の外側の側面に当接しているため、巻取軸１３を回転させるための開閉機４０の駆動軸４９の回転により、無端走行部材となっているチェーン５３が走行した場合において、摩擦軽減部材８０の摩擦軽減作用により、チェーン５３の円滑な走行を保障することができる。
【００８５】
また、摩擦軽減部材８０の摩耗量が所定値に達し、この摩擦軽減部材８０を交換するなどの場合には、接触部材７９は、巻取軸１３の側からチェーン５３に被せられたものとなっているため、ラチェット部材７５に接触部材７９を回動自在に取り付けている止着具７８を取り外すことにより、接触部材７９に新しい摩擦軽減部材８０を取り付ける作業などを簡単に行え、また、この接触部材７９を止着具７８で再度ラチェット部材７５に取り付ける作業も簡単に行える。
【００８６】
なお、前述したスイッチ７２とガード部材７３も、ブラケット１１にビス等による止着具で着脱可能に止着されている。
【００８７】
図５は、図１及び図２で示されている右側のブラケット１１を巻取軸１３の側から見た側面図であって、図４で示されている被動スプロケットホイール５２等を省略し、図２及び図３で示されている支持板３３及び支柱部材４１〜４４のみを示している図である。また、この図５では、図３で示されている前述の押さえ部材３４も省略されている。前述したように被動スプロケットホイール５２をブラケット１１と共に支持するための支持部材となっている支持板３３は、図３で示されているように、上下両端部に設けられ、ブラケット１１に溶接等で結合されているベース部３３Ａと、これらのベース部３３Ａから巻取軸１３の側へ立ち上がった立上部３３Ｂと、これらの立上部３３Ｂの間に架設され、ブラケット１１と平行になっている本体部３３Ｃとからハット形状となっている。したがって、本体部３３Ｃとブラケット１１との間には空間部Ｓが存在し、この空間部Ｓに、被動スプロケットホイール５２が前述の連結軸３０に取り付けられて配置されている。
【００８８】
また、図４から分かるように、ラチェット装置７１は、支持板３３の配置位置から外れた位置において、ブラケット１１に配置されている。
【００８９】
図５に示されているように、支持板３３の本体部３３Ｃには、連結軸３０を挿通するための孔８５が形成されている。また、図４に示されているように、被動スプロケットホイール５２の外周部には、チェーン５３と噛み合うための歯５２Ａが円周方向に等間隔で形成されており、これらの歯５２Ａ同士の間には、凹部（歯底）５２Ｂが円周方向に等間隔で形成されており、多数の凹部５２Ｂのうち、上述のラチェット装置７１のラチェット部材７５の爪部７５Ｂが凹部５２Ｂに係合する。
【００９０】
後述するようにチェーン５３が切断したときには、ラチェット装置７１のラチェット部材７５の爪部７５Ｂは被動スプロケットホイール５２の歯５２Ａの凹部５２Ｂに係合し、これにより、被動スプロケットホイール５２の回転は止められる。
【００９１】
本実施形態に係るシャッター装置が長期間使用され、シャッターカーテン１の開閉移動回数が多数回に達したときなどの場合に、前述したチェーン５３が、例えば、金属疲労によって切断するおそれがある。図６及び図８は、この切断が発生した場合を示している。図４及び図７で説明したとおり、回転止め装置７０のラチェット装置７１は、ねじりコイルばね７６のばね力で摩擦軽減部材８０がチェーン５３の外側の側面に接触する接触部材７９を備えており、チェーン５３の切断が生ずると、ねじりコイルばね７６のばね力により、接触部材７９は中心軸７４を中心に回動するとともに、この接触部材７９が取り付けられているラチェット部材７５も中心軸７４を中心に回動し、この回動により、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂは、巻取軸１３と一体に回転する部材になっている被動スプロケットホイール５２の凹部５２Ｂに係合することになる。
【００９２】
このため、チェーン５３が切断され、これによって前述した開閉機４０の駆動軸４９に結合されている駆動スプロケットホイール５０と、被動スプロケットホイール５２との接続が断たれても、巻取軸１３及び被動スプロケットホイール５２がシャッターカーテン１の自重によって回転することがラチェット装置７１により阻止されることになり、これにより、シャッターカーテン１が自重で巻取軸１３を回転させて急速に落下することが防止される。
【００９３】
また、ラチェット部材７５が中心軸７４を中心に回動すると、このラチェット部材７５に結合されている前述の作動部材７７が、スイッチ７２のアクチュエータ７２Ａを作動させるため、スイッチ７２からの電気信号により、チェーン５３が切断したことを報知する図示しない報知手段等が作動することになる。このため、スイッチ７２は、本実施形態において、チェーン５３の切断を検知するための検知手段であって、チェーン５３の切断時におけるラチェット部材７５の回動により作動するスイッチ手段となっている。
【００９４】
なお、図７に示すように、巻取軸１３の回転方向は矢印Ａ方向（反時計回り）であり、一方、ラチェット部材７５の回動方向は矢印Ｂ方向（時計回り）となっている。すなわち、シャッターカーテン１を繰り出すときの巻取軸１３の回転方向と、ラチェット部材７５の回動方向は、逆向きとなっている。
【００９５】
次に、本実施形態に係るねじりコイルばね７６のばね特性について説明する。本実施形態では、ねじりコイルばね７６のばね定数をｋ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、巻取軸１３から繰り出されているシャッターカーテン１の重量をｍ［ｋｇ］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ２］、巻取慣性モーメントをＩ［ｋｇ・ｍ２］、ラチェット部材７５の慣性モーメントをＩｄ［ｋｇ・ｍ２］、シャッターカーテン１の巻半径をＲ「ｍ」、重心巻径をＲｇ「ｍ」、被動スプロケットホイール５２の歯数をＺ、チェーン５３の機能時におけるラチェット部材７５の角度をθｈ［ｒａｄ］、チェーン５３の切断時（無機能化時）におけるラチェット部材７５の角度をθｂ［ｒａｄ］、としたとき
【００９６】
【数１４】
2011052421.tif 000016
の関係が成立する構成となっている。
【００９７】
図１０は、被動スプロケットホイール５２、巻取軸１３、シャッターカーテン１、座板１７等の部材の側面図を簡略化して示した図である。
【００９８】
上記の式（１３）において、巻取軸１３から繰り出されているシャッターカーテン１の重量ｍとは、図１０に示すように、巻取軸１３から繰り出されているシャッターカーテン１のカーテン本体部１６の重量と、このカーテン本体部１６の下端部に取り付けられた座板１７の重量と、を含んだ重量となっている。
【００９９】
また、上記の式（１３）において、巻取慣性モーメントＩとは、巻取軸１３と、被動スプロケットホイール５２と、巻取軸１３から繰り出されていないシャッターカーテン１と、を含んだ物体の慣性モーメントをいう。すなわち、巻取軸１３の他、この巻取軸１３とともに回転する物体を含んだ物体の慣性モーメントをいう。
【０１００】
また、上記の式（１３）において、シャッターカーテン１の巻半径Ｒとは、図１０に示すように、巻取軸１３の中心Ｏからのシャッターカーテン１の巻半径をいう。一方、上記の式（１３）において、重心巻径Ｒｇとは、巻取軸１３と、被動スプロケットホイール５２と、シャッターカーテン１（巻取軸１３から繰り出されていないカーテン本体部１６＋巻取軸１３から繰り出されているカーテン本体部１６＋座板１７）全体の重心Ｇからのシャッターカーテン１の巻半径をいう。
【０１０１】
図１１は、チェーン５３の機能時、すなわち、チェーン５３が切断する前の回転止め装置７０の正面図であり、図１２は、チェーン５３の無機能化時、すなわち、チェーン５３が切断した後の回転止め装置７０の正面図である。言い換えると、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂが被動スプロケットホイール５２の凹部５２Ｂに係合したときの回転止め装置７０の正面図である。なお、図１１及び図１２では、回転止め装置７０を構成するラチェット部材７５を覆う覆い部材８４等は除外（省略）されている。
【０１０２】
上記の式（１３）において、チェーン５３の機能時におけるラチェット部材７５の角度θｈとは、図１１に示すように、ばねトルクが０の状態（自由状態）となっている２点鎖線で示されているばね７６の他端部７６Ｂと直交し、中心軸７４の中心Ｏを通る直線Ｘと、チェーン５３が切断する前の状態のねじりコイルばね７６の他端部７６Ｂと直交し、中心軸７４の中心Ｏを通る直線Ｙとがなす鋭角をいう。これと同様に、上記の式（１３）において、チェーン５３の切断時におけるラチェット部材７５の角度θｂとは、図１２に示すように、ばねトルクが０の状態（自由状態）となっている２点鎖線で示されているねじりコイルばね７６の他端部７６Ｂと直交し、中心軸７４の中心Ｏを通る直線Ｘと、チェーン５３が切断した後のねじりコイルばね７６の他端部７６Ｂと直交し、中心軸７４の中心Ｏを通る直線Ｚとがなす鋭角をいう。
【０１０３】
ラチェット部材７５の回動中心軸７４を主軸とした慣性モーメントをＩｄ［ｋｇ・ｍ２］、ラチェット部材７５の回転角度をθ［ｒａｄ］、時刻をｔ［ｓｅｃ］、ねじりコイルばね７６のばね定数をｋ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］としたとき、ラチェット部材７５とねじりコイルばね７６の系に関する運動方程式は、
【０１０４】
【数１５】
2011052421.tif 000017
となり、この式（１４）の一般解は、
【０１０５】
【数１６】
2011052421.tif 000018
となる。ここで、初期条件ｔ＝０、θ（０）＝θｈ（チェーン５３の機能時におけるラチェット部材７５の角度（図１２参照））及びｔ＝０、ｄθ／ｄｔ＝０より、Ｃ１＝０、Ｃ２＝θｈであるから、上記の式（１５）は、
【０１０６】
【数１７】
2011052421.tif 000019
となる。また、チェーン５３が切断したときから、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂが被動スプロケットホイール５２の凹部５２Ｂに係合するまでの時間はｔｄ（ｓｅｃ）は、上記の式（１６）において、θ（ｔ）＝θｂとして変形すると求められ、
【０１０７】
【数１８】
2011052421.tif 000020
となる。
【０１０８】
一方、巻取慣性モーメントをＩ［ｋｇ・ｍ２］、巻取軸１３から繰り出されているシャッターカーテン１の重量をｍ［ｋｇ］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ２］、シャッターカーテン１の巻半径をＲ［ｍ］、重心巻径をＲｇ「ｍ」、被動スプロケットホイール５２の歯数をＺ［個］としたとき、時刻ｔ［ｓｅｃ］における被動スプロケットホイール５２の回転角度θ（ｔ）は、
【０１０９】
【数１９】
2011052421.tif 000021
となる。
【０１１０】
また、被動スプロケットホイール５２の歯間角度（被動スプロケットホイールの外周部に複数個形成された歯５２Ａの間隔の角度）をθｍ［ｒａｄ］とすると（図１０参照）、θｍ＝２π／Ｚであるから、被動スプロケットホイール５２がθｍ回転する（言い換えると、一歯分回転する）ために必要な時間ｔｍは、上記の式（１８）で、θ（ｔ）＝２π／Ｚ、ｔ＝ｔｍとして変形すると、
【０１１１】
【数２０】
2011052421.tif 000022
となる。
【０１１２】
したがって、被動スプロケットホイール５２が歯間角度θｍ回転する間に、ラチェット部材７５が被動スプロケットホイール５２の歯間に入り込むためには、ｔｄ＜ｔｍの関係が成り立てばよい。すなわち、上述した式（１７）と式（１９）とにより、
【０１１３】
【数２１】
2011052421.tif 000023
の関係が成立すればよい。この式（２０）を以下に示すように変形していくと、
【０１１４】
【数２２】
2011052421.tif 000024
【０１１５】
【数２３】
2011052421.tif 000025
【０１１６】
【数２４】
2011052421.tif 000026
【０１１７】
【数２５】
2011052421.tif 000027
したがって、本実施形態のねじりコイルばね７６のばね定数ｋは、前述したように、
【０１１８】
【数２６】
2011052421.tif 000028
となっている。
【０１１９】
次に、上記ばね定数ｋを有するねじりコイルばね７６のばね力で回動付勢されるラチェット部材７５の動作を図７及び図８により説明する。なお、図７に示されている被動スプロケットホイール５２は、チェーン５３の切断により巻取軸１３とともに矢印Ａ方向に自由回転する直前の状態となっているとし、図８に示されている被動スプロケットホイール５２は、図７に示されている状態から歯間角度θｍ回転した直後の状態となっているとして、以下の説明を行う。
【０１２０】
前述したように、本実施形態では、ねじりコイルばね７６は、チェーン５３が切断したときから、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂが被動スプロケットホイール５２の凹部５２Ｂに係合するまでの時間ｔｄが、被動スプロケットホイール５２がθｍ回転するために必要な時間ｔｍよりも小さい関係が成り立つばね係数ｋを有するものとなっている。すなわち、本実施形態では、ラチェット部材７５を回動付勢するねじりコイルばね７６のばね力は、ｔｄ＜ｔｍの関係が成り立つように大きなものとなっている。
【０１２１】
このため、本実施形態では、図７及び図８からわかるように、被動スプロケットホイール５２が、矢印Ａ方向に一歯分の角度である歯間角度θｍ回転する間に、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂが、被動スプロケットホイール５２の歯間、すなわち、図７及び図８では、歯５２Ａ−１（以下「１番目の歯５２Ａ−１」という）と、歯５２Ａ−２（以下「２番目の歯５２Ａ−２」という）との間の凹部５２Ｂ−１に入り込む（係合する）ようになっている。これにより、巻取軸１３の自由回転が阻止される。
【０１２２】
なお、ねじりコイルばね７６が、上述したｔｄ＜ｔｍの関係が成り立つばね係数ｋを有するものとなっていない場合には、チェーン５３の切断によりねじりコイルばね７６のばね力で回動付勢されたラチェット部材７５の爪部７５Ｂが、チェーン５３の切断により巻取軸１３とともに自由回転を始めた被動スプロケットホイール５２の１番目の歯５２Ａ−１と２番目の歯５２Ａ−２との間の凹部５２Ｂ−１に係合せずに、いきなり２番目の歯５２Ａ−２の先端部に当接し、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂがこの２番目の歯５２Ａ−２に弾かれるおそれが極めて大きい。この場合、２番目の歯５２Ａ−２に弾かれたラチェット部材７５は、ねじりコイルばね７６のばね力による回動付勢で再び被動スプロケットホイール５２側へ回動するが、このラチェット部材７５の爪部７５Ｂが、今度は歯５２Ａ−３（以下「３番目の歯５２Ａ−３」という）の先端部に当接して弾かれてしまうおそれが極めて大きい。一方、被動スプロケットホイール５２の回転速度は徐々に加速していくため、この後、スプロケット部材７５の爪部７５Ｂが４番目以降の歯５２Ａに次々と弾かれ、この爪部７５Ｂが被動スプロケットホイール５２の凹部５２Ｂに係合することが不可能となるおそれが極めて大きい。このため、巻取軸１３の自由回転を阻止させることができなくなる。
【０１２３】
しかし、本実施形態では、回転止め装置７０が、上記の式（２５）の関係が成立するばね定数ｋを有するねじりコイルばね７６を備えているので、チェーン５３が切断して被動スプロケットホイール５２が歯間角度θｍ回転する間に、ねじりコイルばね７６のばね力で回動付勢されたラチェット部材７５の爪部７５Ｂが、被動スプロケットホイール５２の歯間である凹部５２Ｂ−１に係合するようになっている。
【０１２４】
すなわち、本実施形態では、ラチェット部材７５は、ねじりコイルばね７６のばね力による回動付勢で被動スプロケットホイール５２側へ迅速に回動するため、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂは、被動スプロケットホイール５２の１番目の歯５２Ａ−１と２番目の歯５２Ａ−２との間の凹部５２Ｂ−１に入り込むことになる。
【０１２５】
この結果、チェーン５３が切断し、巻取軸１３が歯間角度θｍ回転する間に、この巻取軸１３の自由回転を阻止することができる。
【０１２６】
このため、本実施形態によると、チェーン５３の切断時にシャッターカーテン１の自重で巻取軸１３が自由回転することをより迅速に、しかもより確実に防止することができる。
【０１２７】
なお、本実施形態において、チェーン５３が切断する前における被動スプロケットホイール５２の歯５２Ａと、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂとの位置関係によっては、言い換えると、チェーン５３が切断する前における被動スプロケットホイール５２の歯５２Ａの角度位置によっては、チェーン５３の切断によりねじりコイルばね７６のばね力で回動付勢されたラチェット部材７５の爪部７５Ｂが、チェーン５３の切断により巻取軸１３とともに自由回転を始めた被動スプロケットホイール５２の１番目の歯５２Ａ−１と２番目の歯５２Ａ−２との間の凹部５２Ｂ−１に入り込まずに、いきなり２番目の歯５２Ａ−２の先端部に当接し、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂがこの歯５２Ａ−２に弾かれてしまうおそれがある。
【０１２８】
しかし、本実施形態では、ラチェット部材７５を回動付勢するねじりコイルばね７６のばね力は大きなものとなっており、このため、ラチェット部材７５の回動速度は、チェーン５３の切断により巻取軸１３とともに自由回転を開始した直後の被動スプロケットホイール５２の回転速度よりも、極めて速いものとなっている。
【０１２９】
このため、本実施形態では、上述したように、チェーン５３の切断によりねじりコイルばね７６のばね力で回動付勢されたラチェット部材７５の爪部７５Ｂが、チェーン５３の切断により巻取軸１３とともに自由回転を始めた被動スプロケットホイール５２の１番目の歯５２Ａ−１と２番目の歯５２Ａ−２との間の凹部５２Ｂ−１に入り込まずに、いきなり２番目の歯５２Ａ−２の先端部に当接し、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂがこの２番目の歯５２Ａ−２に弾かれたとしても、この２番目の歯５２Ａ−２に弾かれたラチェット部材７５は、ねじりコイルばね７６のばね力による回動付勢で再び被動スプロケットホイール５２側へ迅速に回動するため、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂは、被動スプロケットホイール５２の２番目の歯５２Ａ−２と３番目の歯５２Ａ−３との間の凹部５２Ｂ−２に入り込むことになり、これにより、巻取軸１３の自由回転が阻止される。
【０１３０】
なお、本実施形態は、チェーン５３が、駆動スプロケットホイール５０や被動スプロケットホイール５２から外れた場合にも、被動スプロケットホイール５２が歯間角度θｍ回転する間に、コイルばね７６のばね力で回動付勢されたラチェット部材７５の爪部７５Ｂが被動スプロケットホイール５２の歯間に入り込むようになっている。この結果、チェーン５３が外れ、巻取軸１３が歯間角度θｍ回転する間に、この巻取軸１３の自由回転を阻止させることができる。
【０１３１】
なお、本実施形態において、チェーン５３の切断時におけるラチェット部材７５の回動により作動するスイッチ手段であるスイッチ７２の抵抗力は、ねじりコイルばね７６のばねトルクよりも極めて小さいものとなっている。すなわち、チェーン５３の切断時におけるラチェット部材７５の回動により作動するスイッチ手段であるスイッチ７２の抵抗力は、ねじりコイルばね７６のばねトルクと比較して無視できるほど小さいものとなっている。
【０１３２】
なお、本実施形態では、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂが係合するのは、被動スプロケットホイール５２の歯５２Ａの凹部５２Ｂであったが、この被動スプロケットホイール５２とは別に、被動スプロケットホイール５２に一体化され、外周部に円周方向に歯が複数個形成された一体化回転部材を設け、この一体化回転部材の歯の凹部にラチェット部材７５の爪部７５Ｂを係合させるようにしてもよい。
【０１３３】
なお、切断したり被動スプロケットホイール５２から外れたりすることによるチェーン５３の無機能化が発生するおそれは、以下のような場合に高いことが考えられる。すなわち、チェーン５３の無機能化が発生するおそれが高いのは、チェーン５３に掛かる荷重が急激に大きくなるとき、例えば、シャッターカーテン１が全開や全閉で停止している状態から動作を開始したときや、この動作開始からあまり時間が経過していない時点である。
【０１３４】
また、チェーン５３の無機能化が発生するシャッターカーテン１の動作開始方向としては、シャッターカーテン１の自重との関係で、シャッターカーテン１の下降方向（閉じ移動方向）よりも上昇方向（開き移動方向）の方がチェーン５３に掛かる荷重が大きくなるため、チェーン５３の無機能化が発生するおそれは、シャッターカーテン１の下降方向よりも上昇方向の方が大きい。特に全閉となっていたシャッターカーテン１が上昇動作（開放動作）する際は、チェーン５３に掛かる荷重が最も急激に大きくなるため、チェーン５３の無機能化が発生するおそれがより大きくなる。このことは、シャッターカーテン１が全閉時から開き移動方向に上昇動作するとき、または、この動作開始からあまり時間が経過していない時点は、チェーン５３が無機能化のおそれが大きい時といえる。
【０１３５】
以上説明した本実施形態によると、シャッターカーテン１が全閉から開放動作後あまり時間が経過していない状態、言い換えれば、シャッターカーテン１が全閉から上昇し、このシャッターカーテン１の開放量があまり大きくない状態において、チェーン５３が無機能化しても、シャッターカーテン１の自重降下（急速異常降下）を迅速に防止でき、全閉状態に至る前でのシャッターカーテン１の停止可能性を大きくすることができる効果がある。
【０１３６】
図１３には、別実施形態に係る回転止め装置の拡大図が示されている。なお、以下に説明する本実施形態に係る回転止め装置を構成する部材のうち、前述の実施形態に係る回転止め装置７０と同じ部材については、同じ符号を付し、説明は省略する。
【０１３７】
本実施形態に係る回転止め装置１７０は、ブラケット１１に複数個のビス等の止着具２０１で着脱可能に止着されたベース部材２００と、このベース部材２００に２個形成され、それぞれが開閉機４０側へ、言い換えると巻取軸１３側へ棒状となって突出している柱部２００Ａと、これらの柱部２００Ａに、止着具１９０，１９１で着脱可能に取り付けられた覆い部材１８４と、柱部２００Ａの高さ寸法と対応する厚さ寸法を有し、ベース部材２００と覆い部材１８４との間において、中心軸７４を中心に回動自在に配置されたラチェット部材７５と、を含んで構成されている。
【０１３８】
本実施形態においても、回転止め装置１７０には、ラチェット部材７５に回動付勢力を常時付与している付勢手段となっているねじりコイルばね１７６が設けられ、このねじりコイルばね１７６は、ラチェット部材７５の爪部７５Ｂを被動スプロケットホイール５２の外周部に円周方向に複数個形成されている歯５２Ａの凹部５２Ｂに係合させる側へラチェット部材７５を中心軸７４を中心に回動付勢している。ねじりコイルばね１７６の一端部１７６Ａは、ベース部材２００の柱部２００Ａに係止され、他端部１７６Ｂはラチェット部材７５に係止され、コイル部１７６Ｃはラチェット部材７５の胴部７５Ａの周囲に巻回されている。
【０１３９】
以上説明した本実施形態に係る回転止め装置１７０に備えられているねじりコイルばね１７６も、前述した実施形態に係る回転止め装置７０に備えられているねじりコイルばね７６と同様のばね特性を有している。すなわち、本実施形態に係る回転止め装置１７０に備えられているねじりコイルばね１７６のばね定数ｋも、前記した式（２５）の関係が成立するものとなっている。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は、シャッターカーテンを巻き取り、繰り出すための巻取軸がチェーン等の無端走行部材で回転し、出入口や窓等の開口部をシャッターカーテンで開閉するための開口部用シャッター装置や、シャッターカーテンで防災区画を形成するための防災用シャッター装置等の各種のシャッター装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１  シャッターカーテン
１３  巻取軸
４０  駆動装置である開閉機
５０  駆動回転部材である駆動スプロケットホイール
５２  被動回転部材である被動スプロケットホイール
５３  無端走行部材であるチェーン
７０  回転止め装置
７５  ラチェット部材
７５Ｂ  ラチェット部材の係合部である爪部
７６  ばねであるねじりコイルばね
５２Ａ，５２Ａ−１，５２Ａ−２，５２Ａ−３  被動スプロケットホールの歯
７９  接触部である接触部材
７２  検知手段であるスイッチ手段
ｋ  ばねのばね定数
ｍ  巻取軸から繰り出されているシャッターカーテンの重量
ｇ  重力加速度
Ｉ  巻取慣性モーメント
Ｉｄ  ラチェット部材の慣性モーメント
Ｒ  シャッターカーテンの巻半径
Ｒｇ  重心巻径
Ｚ  被動スプロケットホイールの歯数
θｈ  チェーンの機能時におけるラチェット部材の角度
θｂ  チェーンの無機能化時におけるラチェット部材の角度
【図１】
2011052421.tif 000031
【図２】
2011052421.tif 000032
【図３】
2011052421.tif 000033
【図４】
2011052421.tif 000034
【図５】
2011052421.tif 000035
【図６】
2011052421.tif 000036
【図７】
2011052421.tif 000037
【図８】
2011052421.tif 000038
【図９】
2011052421.tif 000039
【図１０】
2011052421.tif 000040
【図１１】
2011052421.tif 000041
【図１２】
2011052421.tif 000042
【図１３】
2011052421.tif 000043