(57)【要約】【課題】障子の作動時にバネ体に加わる追加の巻上げが、従来に比較して非常に少ないバランサを提供する。開閉力が障子の位置の上下に関わらずほぼ一定である上げ下げ窓を提供する。【解決手段】軸芯１１に沿って延長した蔓巻形状バネ体２と、バネ体２に移動自在に挿入された螺旋形状可動体３と、可動体３の外径寸法１４より小さい隙間寸法１４１を含む第１の貫通孔４１を有する加圧体４と、可動体３の外径寸法１４より小さい隙間寸法１４２を含む第２の貫通孔５１を有する制御体５と、可動体３を回転自在な状態に在るように保っている回転保持体６とを含む。バネ体２の他端と制御体５とは同一側に固定し、回転保持体６は異なる側に固定した状態で使用する。【選択図】    図２
2004156414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネ体と、可動体と、加圧体と、制御体と、回転保持体とを含む棒状バランサであって、
前記バネ体は、軸芯に沿って延長した蔓巻形状を有しており、
前記可動体は、軸芯に沿って延長した螺旋形状を有していて、前記バネ体の蔓巻形状の内部に、軸芯に沿って移動自在に挿入されていて、一端が前記バネ体の一端から外に伸び出しており、
前記加圧体は、前記バネ体の一端に固定されていて、第１の貫通孔を有していて、可動体が貫通しており、
前記制御体は、前記可動体の軸芯上で前記バネ体と逆側に、前記加圧体に近接して配されていて、第２の貫通孔を有し、可動体が貫通しており、
前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔のそれぞれは、内側面の間の寸法が前記可動体の螺旋形状の外径寸法より小さい最小隙間部を有し、可動体を挟み込んでおり、
前記回転保持体は、前記可動体の一端に連設して配されていて、前記可動体の一端を、作動時に軸芯を中心とした回転自在な状態に在るように保っており、
前記バネ体の他端と前記制御体とは同一側に固定し、前記回転保持体は異なる側に固定した状態で使用する
棒状バランサ。
【請求項２】
請求項１に記載した棒状バランサであって、
前記可動体が前記第２の貫通孔の内側面と接する位置の間の、軸芯と直角を成す方向での寸法は、前記可動体が前記第１の貫通孔の内側面と接する位置の間の、軸芯と直角を成す方向での寸法よりも小さく、
前記バネ体の蔓巻形状の巻き方向、前記可動体の螺旋形状の巻き方向及び、あらかじめ加える前記バネ体との巻上げ方向の３種の組合せは、前記加圧体が前記可動体に作用する軸方向力が、前記制御体側から前記加圧体側に向かうように、選択されている
棒状バランサ。
【請求項３】
請求項１、及び請求項２に記載した棒状バランサであって、
更に、前記制御体は、回転体を含む、
前記最小隙間部は、前記回転体の間に形成されている
棒状バランサ。
【請求項４】
窓枠と、障子と、棒状バランサとを含む上げ下げ窓であって、
前記窓枠は、開口面を有しており、
前記障子は、前記窓枠の前記開口面に沿って上下方向に移動可能な状態に組み合わされており、
前記棒状バランサは、請求項１乃至請求項３に記載した棒状バランサの何れかであって、前記障子と前記窓枠との間に、左右１対で、介在している
上げ下げ窓。
【００１】
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
上げ下げ窓の開閉装置に関する
【００２】
【従来の技術】
従来から、上げ下げ窓の開閉装置の一つとして、蔓巻形状をしたバネと、螺旋形状をした可動体と、パイプ形状をした外殻体と、加圧突起部とを含む方式の棒状バランサが使用されている。この棒状バランサは、アメリカに於けるサッシ開閉装置の主流を成しているものである。
この従来のバランサの構造は、バネが外殻体の中空部に挿入されており、一端が外殻体の一端と緊結されており、可動体が、バネの中心部に長手方向で移動自在に挿入されており、バネの下端に設けられた加圧突起部が、可動体を挟み込んでいる。
この従来のバランサは、上げ下げ窓の枠の上部にバランサのバネの上端を固定し、障子の框の下部に可動体の下端を固定して使用する。障子を上げ下げするたびに、外殻体に挿入されている可動体は、外殻体から伸縮する仕組みになっている。バネは、障子を上に上げた状態で巻上げて、障子重量に釣合った捩じり力をあらかじめ加えておく。巻上げられたバネが元に戻ろうとする捩じり力は、バネの一端に設けられた加圧突起部を介して、可動体を上に押し上げる力として作用する。従って、可動体に固定されている障子は、上に押し上げられる力を受けることになる。バネの捩じり力による可動体を上に押し上げる力と、障子重量を釣合わせることにより、障子を自由な位置に留め置くことができる。
【００３】
ところで、可動体は、下端が障子に固定されていて、障子の開閉の作動時には回転しない状態にある。従って、バネの下端に設けられた加圧突起部は、障子を上げ下げするたびに、可動体の螺旋形状に沿って回転する。加圧突起部が回転すると、上げ下げした螺旋形状の山数に比例して、バネにも追加巻上げが加わったり減ったりする。バネに加わる追加巻上げが増えると、バネに蓄えられた捩じり力が増大する。蓄えられた捩じり力が増大すると、バネの捩じり力と障子重量のバランスが崩れる。バランスが崩れると、障子を自由な位置に留め置くことができなくなる。
例を示すと、バネの追加の巻上げは、可動体の螺旋形状が表裏で２条になっていて、可動体の螺旋形状の巻数１巻通過ごとに加圧突起部が１回転するので、螺旋形状の巻数が１６巻あれば１６回の回転が加わることになり、１６巻き追加されることになる。あらかじめ加えられた初期巻上げが８巻きであったとすると、追加巻上げが１６巻きで合計２４巻きとなる。障子重量に釣合あわせて、あらかじめ加えられた８巻きの初期巻上げに、追加の巻上げ１６巻きが加わると、バネの捩じり力は、加えられた巻上げにほぼ比例するので約３倍となり、障子重量とのバランスは大きく崩れることになる。
【００４】
このような状況に対して、追加巻上げによる捩じり力の増大を緩和する対応策が採られている。すなわち、可動体の螺旋形状の勾配が軸芯との間に成す傾斜角度を、バネに挿入する側の端部に近づくほど、段階的に小さくし、急勾配にしてある。傾斜角度を段階的に小さくすると、螺旋形状の山数を少なくすることができるので、追加の巻上げも少なくなる。また、傾斜角度が急勾配になるので、バネの捩じり力が可動体を上に押し上げる力が弱くなり、障子重量とのバランスは良くなる。しかし、このような対策も、あらかじめ加えられた初期巻上げの２倍にもなる追加巻上げで、３倍にもなる捩じり力の増大には対応に苦慮する。
【００５】
さらに、上げ下げ窓は、障子が窓枠の前後方向でがたつかないように、障子の下隅にガイドシューを設け、窓枠の溝にガイドシューをスライドさせることが多い。可動体と障子の連結は、このガイドシューに螺旋形状可動体を固定して行なわれる。
ところが、バネの捩じり力は、加圧突起部を介して可動体に作用し、さらに、可動体を介してガイドシューに作用し、ガイドシューを回転させようとする力として作用する。ガイドシューが回転すると、ガイドシューと窓枠の溝との接触面に摩擦抵抗が生じ、障子の開閉が重くなる。また、ガイドシューに連結された障子にも、回転させようとする力が作用し、障子が微小な回転を起こし、たとえば障子の左側が室内側に、また右側が屋外側に移動するので、窓の水密気密性能に影響する。また、枠と障子の間の接触抵抗が増大し障子の開閉力にも影響する。
更に、追加の巻上げによって蔓巻状バネの捩じり力が増えるに比例して、このガイドシューと窓枠の溝との接触面の摩擦抵抗、及び障子を回転させようとする力が更に増大するので、障子の開閉力に大きく影響し、障子の開閉が重くなる。
以上述べたバランサを取り付けた窓の使用上の問題として、追加の回転による影響により、障子の位置の上下によって、バネの元に戻ろうとする力と障子の重量のバランスが崩れるので、障子を下降させるにしたがって、開閉する力をより強くしなければならない。従って、障子を下降させる段階では下降させる程、開閉が重いという実感が伴う。一方、障子を上げるときは、下に位置するほど重いという実感が伴う場合が多い。
【００６】
また、サイズが大きい上げ下げ窓で、使用するガラスの板厚を変更した場合に対応するため、障子の大きさが同じで重量が２倍弱も異なるものに、同一のバランサで対応することが要求される。中間の重さに合わせて可動体の螺旋形状を設定したバランサを、軽い方の障子に使用し、初期巻上げを、障子が上にあるときにバランス良く設定すると、障子を下降させたときに、自動的に加わる追加の巻上げでバネの捩じり力が強すぎ、自然に上がってしまう場合がある。また、障子が自然に上がらないように初期巻上げを減らすと、障子が上では下がってしまう。この逆に、重い方の障子では、初期巻上げを、障子が上にあるときにバランス良く設定すると、下の位置は、上に押し上げる力が弱く、自然に下がってしまう抜け落ち現象を生じる場合もある。このような場合は、使用する螺旋形状の傾斜角度の配列を再検討し、各重量の障子間での開閉力バランスを変更するなど、対応が煩雑になる。
【００７】
最近の傾向として、棒状バランサから渦巻きバネを使用したコマ形バランサに切変えたところも多い。棒状バランサは、薄い単板ガラスを用い、ガイドシューを必要としない単機能サッシに適したものであったが、複層ガラスを用い且つ複合機能サッシが主流になるに従い性能の改善が要求されている。棒状バランサの最大の問題は、追加の巻上げが加わることにある。
【００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、障子の作動時にバネ体に加わる追加巻上げが、従来に比較して、非常に少ないバランサを提供することである。
もう一の課題は、開閉力が障子の位置の上下に関わらずほぼ一定である、上げ下げ窓を提供することである。
【００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に関わる棒状バランサは、バネ体と、可動体と、加圧体と、制御体と、回転保持体とを含む。バネ体は、軸芯に沿って延長した蔓巻形状を形成している。可動体は、軸芯に沿って延長した螺旋形状を有している。また、可動体は、バネ体の蔓巻形状の内部に、軸芯に沿って移動自在に挿入されていて、一端がバネ体の一端から外に伸び出している。加圧体は、バネ体の一端に固定されている。また、加圧体は、第１の貫通孔を有していて、可動体が貫通している。制御体は、可動体の軸芯上で前記バネ体の逆側に加圧体に近接して配されている。また、制御体は、第２の貫通孔を有しており、可動体が貫通している。第１の貫通孔と第２の貫通孔のそれぞれは、内側面の間の寸法が、可動体の螺旋形状の外径寸法より小さい最小隙間部を有している。また、第１の貫通孔と第２の貫通孔のそれぞれは、可動体を挟み込んでおり、回転保持体は、可動体の一端に連設して配されている。また、回転保持体は、可動体の一端を、作動時に軸芯を中心とした回転自在な状態に在るように、保っている。棒状バランサは、バネ体の他端と制御体とは同一側に固定し、回転保持体は異なる側に固定した状態で使用する。
本発明に関わる棒状バランサの主たる特徴は、制御体及び回転保持体を含んで構成されていること、及び、障子の開閉に依る障子の上下移動に連動して、可動体が螺旋形状に沿って回転移動することにより、バネ体に追加の巻上げが殆ど加わらないことにある。
【０１０】
上述した棒状バランサは、バネ体と制御体とは同一側に固定し、回転保持体は異なる側に固定して使用する。すなわち、バネ体の他端と制御体とは窓枠または障子の何れか一方に取り付け、回転保持体は残る他方に取り付けて使用する。障子を上下に移動すると、可動体は、バネ体の内部に軸芯方向で移動自在に挿入されており、加圧体の第１の貫通孔と制御体の第２の貫通孔を経由しながら、バネ体の内部から出入りし上下移動することになる。
【０１１】
さらに、棒状バランサは、バネ体にあらかじめ軸芯を回転中心とした初期巻上げを加え、捩じり力を蓄えた状態で作動させる。
捩じり力を蓄えるには、バネ体の他端を固定して、可動体に回転を加え、所定の初期巻上げを行なった後、制御体を固定することによって行なうことができる。また、制御体を先に固定し、バネ固定体を介してバネ体の他端に軸芯を回転中心とする回転を与え、その後でバネ固定体を固定することによっても、初期巻上げをバネ体に蓄えることがでる。
【０１２】
以下、本発明に係る棒状バランサの障子開閉時の作動について説明する。
先ず、障子が半開きで静止している状態について述べる。
バネ体に蓄えられた捩じり力は、バネ体の一端に固定されている加圧体に作用している。従って、加圧体は、バネ体に蓄えられた捩じり力によって回転する。加圧体は、第１の貫通孔を有していて、可動体が貫通している。第１の貫通孔は最小隙間部を有している。最小隙間部は、寸法が可動体の螺旋形状の外径寸法より小さい。従って、加圧体は、常時、最小隙間部で可動体に接触しており、バネ体に蓄えられた捩じり力を可動体に伝達し、可動体を回転させようと作用している。
【０１３】
一方、制御体は、寸法が可動体の螺旋形状の外径寸法より小さい第２の貫通孔の最小隙間部が、可動体を挟み込んでいる。従って、加圧体を介して伝達されたバネ体に蓄えられた捩じり力によって、可動体は制御体と第２の貫通孔で常時接触している。そして、可動体のバネ体の捩じり力による回転は、制御体が固定されているので、第２の貫通孔の最小隙間部で止められることになる。
可動体は、加圧体から回転させようとする力を受け、一方、制御体では回転を止められている。従って、可動体は加圧体と制御体とによって常に締め付けてられている状態にある。この可動体の一端には回転保持体を介して障子が取り付けられるが、可動体を締め付ける捩じり力を、障子が自重によって下がろうとする力と同じかそれ以上にすることによって、障子は自由な位置に留め置くことができる。バネ体にはあらかじめ初期巻上げを加え、捩じり力を蓄えておき使用するのであるが、このあらかじめ加える捩じり力は、障子が自重で下がるのを支えるのに見合ったものにする。
【０１４】
次に、障子が静止している状態から開閉作動する場合には以下のようになる。障子に開閉のための力を加えると、可動体を締め付ける捩じり力と障子の重量との釣合が崩れ、障子を動かすことができる。障子を上下に移動すると、可動体はバネ体の内部に軸芯方向で移動自在に挿入されているので、加圧体と制御体を経由しながら、上下移動することになる。
可動体は、常に、バネ体に蓄えられた捩じり力を受けて、第２の貫通孔の最小隙間部で制御体に接触している。第２の貫通孔の最小隙間部は、寸法が可動体の螺旋形状の外径寸法より小さい。従って、可動体は、障子の上下移動に連動して、移動するたびに第２の貫通孔の最小隙間部で強制されて可動体の螺旋形状に沿った回転をしながら、第２の貫通孔の最小隙間部をすり抜けることになる。一方、回転保持体は可動体を回転自在な状態に保持しているので、制御体の最小隙間部で強制された可動体の回転が妨げられることがない。因みに、従来技術では、可動体は、初期巻上げ時には回転ができても、作動時には回転しないように下端を固定するようにしてある。
【０１５】
また、可動体は、上下移動するたびに、制御体だけではなく、加圧体の第１の貫通孔も通過する。また、可動体が通過する距離は、制御体が可動体の軸芯上で加圧体に近接して配されているので、制御体と加圧体とでほぼ同じである。ところで、可動体が通過するときの加圧体の動きは、加動体の螺旋形状の傾斜角度を一定にした場合と、螺旋形状の上下で傾斜角度が異なるものを使用した場合で多少異なる。
【０１６】
可動体の螺旋形状の傾斜角度を一定に設定した場合には、可動体が制御体を通過する距離と加圧体を通過する距離がほぼ同じなので、加圧体を通過する時の可動体が障子の上下動に連動して回転する回転数は、制御体を通過する時の可動体の回転数とほぼ同じになる。即ち、障子の上下動に連動して可動体が上下移動する時に、可動体が通過する距離と回転数が、加圧体を通過するときと制御体を通過するときとでほぼ同じなので、加圧体は、制御体が固定されていて回転しないと同様に殆ど回転せず、可動体は加圧体の最小隙間部をすり抜けることになる。従って、可動体の上下移動時に、加圧体が可動体の螺旋形状に倣って回転することは殆どない。可動体の上下移動により加圧体が殆ど回転しないので、バネ体に追加の巻上げが加わったり巻上げが減少したりすることは非常に少ない。依って、バネ体に蓄えられた捩じり力は、可動体の上下移動によって変化することが非常に少ない。因みに、従来技術では、加圧体は、可動体の上下移動によって、螺旋形状の１巻ごとに１回転し、バネ体に蓄えられた捩じり力が増減する。
【０１７】
また、可動体の螺旋形状の上下で傾斜角度が異なるものを使用した場合には、螺旋形状１巻き当たりの軸芯方向の長さ、即ち山長、が上下の螺旋形状で異なる。通過する可動体の螺旋形状の山数が、制御体を通過するときと加圧体を通過するときとで異なる。従って、可動体が制御体と加圧体とを同じ距離だけ通過したときに加圧体は回転する。しかし、加圧体の回転は、制御体を通過した可動体の螺旋形状の山数と、その間に加圧体を通過した可動体の螺旋形状の山数の差に応じた分だけであって少ない。
【０１８】
例として、螺旋形状の巻数が１６巻で、螺旋形状１巻き当たりの軸芯方向の長さ、即ち山長、が１巻ごとに５％づつ異なる可動体を使用した場合について説明する。この場合、加圧体を通過する可動体の螺旋形状の山数は、制御体を通過する山数と常に５％づつ異なる。加圧体の回転は、通過した可動体の螺旋形状の山数の差に応じた分だけなので、巻数１巻ごとに５％、即ち０．０５回転で、巻数１６巻の合計で０．８回転に過ぎない。初期巻上げが８回で、可動体の移動によるバネ体に加わる追加の巻上げが合計０．８回転の場合には、バネ体の捩じり力の変化は、バネの巻上数にほぼ比例するので、１０％増程度に過ぎない。従って、障子の作動時にバネ体に加わる追加巻上げが、従来に比較して、非常に少ないバランサを提供することができると言える。従来の技術では、作動時に、加圧体を通過する可動体の螺旋形状の巻数１巻ごとにバネ体に１回転の割で加わり、螺旋形状の巻数１６巻合計で１６回転の追加の巻上げが加わることになり、バネ体の捩じり力の変化は、２００％増にもなる。
【０１９】
バネ体に加わる追加の巻上げが少ないことによる効果はいろいろある。
先ず、初期巻上げの設定だけで、あらかじめ加える捩じり力と障子とのバランスを採ればよく、同じ大きさの障子で、使用ガラスによる重量の差が大きい場合にも、同一のバランサでの対応がしやすい。従来のバランサは、障子が上にあるときと下にあるときで、各々バランスを採らなければならず、また重量ごとにも上下で行なう必要があり、対応する重量範囲ごとに、全体で最も適した可動体の螺旋形状の傾斜角度の選定も必要になり、煩雑であった。
また、バネ体に蓄えられた捩じり力が、ほぼ一定しているので、この捩じり力と釣合わせた障子は、位置が上にあるときも下にあるときも、ほぼ同じ力で作動させることができる。従来のバランサは、障子を下げるほど追加の巻上げが加わり、障子が上にあるときと下にあるときで、作動する力が異なる場合が多かった。
【０２０】
また、バネ体は、追加の巻上げで縮まったり開いたり繰り返し挙動をするが、追加巻上げが少ないので、繰り返し挙動が少なく、耐久性を高めることができる。更に、追加の巻上げによる過度な捩じりがバネ体に加わることがないので、耐久性も良くなり、長期間の使用に耐えることができる。
また、螺旋形状の傾斜角度を全長で一定にすることができるので、可動体は螺旋形状の傾斜角度の違いによる種類を少なくすることができ、生産性がよくなる。追加の捩じり力を緩和するために、従来技術のように、可動体の螺旋形状の上下で傾斜角度が異なるものを敢えて使用する必要もない。また更に、可動体の上下の螺旋形状を、傾斜角度を障子重量と障子の高さに合わせて、その都度設定するような煩雑な作業も敢えて行なう必要もない。従来のバランサの可動体は、バランサの長さごとに、場合によってはさらに、障子重量に応じて、可動体の螺旋形状の傾斜角度の組合せが異なるもので対応せざるを得ないので、部品としての種類が多かった。
また、同一バネ体の強さで対応できる障子重量の範囲内であれば、対応する障子の高さに関係なく、高さの低い方の長さで統一した同じ長さのバネ体で対応することができる。従って、バネ体の種類を少なくすることができる。従来のバランサは、可動体の長さにほぼ比例した追加の巻上げが生じ、バネ体に過度な捩じりが生じないように、障子の高さに応じて、バネ体も長くする必要があった。
【０２１】
制御体は、障子または窓枠の何れか一方に固定するのであるが、好ましくは、窓枠に固定するほうが望ましい。制御体は、最小隙間部で可動体を挟み込んでいるので、可動体に伝達されたバネ体の捩じり力を、回転保持体側に伝えることがない。また、回転保持体は可動体を軸芯中心とした回転自在な状態に保持しているので、可動体の回転が回転保持体に伝わることもない。従って、ガイドシューを回転させようとする力が伝わることがなく、障子の内外方向の回転移動を生じることもない。
【０２２】
また、好ましくは、可動体が第２の貫通孔の内側面と接する位置の間の、軸芯と直角を成す方向での寸法は、可動体が第１の貫通孔の内側面と接する位置の間の軸芯と直角を成す方向での寸法よりも小さく設定する。また、バネ体の蔓巻形状の巻き方向、可動体の螺旋形状の巻き方向及び、あらかじめ加えるバネ体の巻上げ方向の組合せは、加圧体が可動体に作用する軸方向力が、制御体側から加圧体側に向かう方向を選択する。
可動体が第２の貫通孔の内側面と接する位置の間の寸法を、可動体が第１の貫通孔の側面と接する位置の間の寸法よりも小さくすることにより、可動体が制御体から受ける軸方向力よりも、加圧体から受ける軸方向力のほうを大きくすることができる。制御体と加圧体で軸方向力の向きが反対であるが、選択して組合せた加圧体に依る軸方向力が、制御体に依る軸方向力より大きいので、可動体は、常に、制御体側から加圧体側に向かって移動する方向の力を多く受けるようにすることができる。制御体側から加圧体側に向かう軸方向力は、障子を取り付けたときに、障子が上にあがる方向に作用することになり、障子の重量を支えることになる。あらかじめ加えるバネ体の巻上げは、見かけ上、軸方向力で軽くなった障子重量との釣合いで加えればよい。
【０２３】
もう一つの課題を解決するため、本発明に関わる上げ下げ窓は、窓枠と、障子と、棒状バランサとを含む。窓枠は、開口面を有している。障子は、窓枠の開口面に沿って上下方向に移動可能な状態に組み合わされている。棒状バランサは、前述した本発明に関わる棒状バランサである。障子と窓枠との間に、左右１対で、介在している。棒状バランサは、障子の作動時にバネ体に加わる追加の巻上げが、非常に少ないバランサである。従って、バネ体に蓄えられた捩じり力が、ほぼ一定しているので、この捩じり力と釣合わせた障子は、位置が上にあるときも下にあるときも、ほぼ同じ力で作動させることができる。依って、障子の開閉力が障子の位置に関わらずほぼ一定である上げ下げ窓とすることができる。
【０２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る棒状バランサの一部破断面を含む正面図である。
上述した課題を解決するため、本発明に係る棒状バランサは、バネ体２と、可動体３と、加圧体４と、制御体５と、回転保持体６とを含む。
バネ体２は、全体として細長で、ほぼ全長に亘って、軸芯に沿った蔓巻形状を有している。バネ体２は、帯状のばね鋼を巻上げて成形することができる。帯状のばね鋼は、線材を用い、またステンレス鋼などを用いてもよい。
可動体３は、ほぼ全長に亘って、軸芯に沿って延長した螺旋形状を有している。また、可動体３は、帯状の鋼を捩じり上げて成形することができる。帯状の鋼は、ステンレス鋼などを用いてもよい。
加圧体４は、バネ体２の一端である下端２１に固定されている。また、可動体３が貫通している。
制御体５は、軸芯１１上で、加圧体４に近接して、バネ体２の逆側に配されている。また、可動体３が貫通している。更に、取付穴５３を有している。
加圧体４、制御体５は、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアリレートなどの合成樹脂または、アルミ、亜鉛などの金属の何れかで成形することができる。
回転保持体６は、可動体３の下端３１に連設されていて、固定ピン９２で留められている。また、貫通孔６１及び取付穴６２を有している。
外殻体７は、棒状バランサの軸芯１１に沿って延長したパイプ形状を有し、下端に内向きの鍔７１、上端に取付穴７２を有している。鍔７１は、加圧体４と固定リング９１との間に挟まれており、加圧体４が回転自在に保持されている。外殻体７は、鉄またはアルミなどの金属、或は塩ビなどの合成樹脂などの材料を用いて成形することができる。
【０２５】
バネ体２と制御体５とは同一側に固定し、回転保持体６は異なる側に固定した状態で使用する。即ち、サッシに取り付ける場合は、後に図１９で示すように、バネ体２と制御体５とは窓枠に固定し、回転保持体６は障子に固定する。バネ体２と制御体５とを障子に固定し、回転保持体６を窓枠に固定してもよい。バネ体２の固定は、上端２２に固定されたバネ固定体８を介して行なう。バネ固定体８は、取付穴８１が設けられていて、外殻体７の取付穴７２と連通穴になっており、窓枠などにネジなどを用いて取付固定することができる。制御体５および回転保持体６の固定は、それぞれに設けた取付穴５３、６２を介して行なう。
【０２６】
図２は、図１の１−１線に沿った断面図である。図１に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
バネ体２は、一端である下端２１が加圧体４に、また他端である上端２２がバネ固定体８に、それぞれ巻き付けられ固定されている。固定は、加圧体４またはバネ固定体８の外周をバネ体２の内径より大きく設定し、バネの力で固定することができる。また、図示しないが、加圧体４またはバネ固定体８に突起を設け、バネ体２の蔓巻形状の隙間で挟み込んでも固定できる。
バネ体２は、バネ固定体８と加圧体４と共に外殻体７に挿入されている。バネ体２は、上端２２でバネ固定体８を介して固定することができ、下端２１が加圧体４を介して回転自在に保持されている。
【０２７】
可動体３は、バネ体２の内部に、軸芯１１方向で移動自在に挿入されていて、一端である下端３１が加圧体４及び制御体５を経由して外に伸び出している。バネ体２および可動体３の巻き形状は、当図に示したものと逆巻きのものでもよい。加圧体４は、軸芯１１に沿った第１の貫通孔４１を有している。第１の貫通孔４１は、可動体３に向かって内向きに張り出している１対の突起４２１、４２２を含んで内側面４２３が形成されている。１対の突起４２１、４２２の間に最小隙間部４２が形成されている。
【０２８】
制御体５は、軸芯１１に沿った第２の貫通孔５１を有し、軸芯１１の延長上で加圧体４に近接して、バネ体２と反対側の外側に配されている。第２の貫通孔５１は、可動体３に向かって内向きに張り出している１対の突起５２１、５２２を含んで内側面５２３を形成している。１対の突起５２１、５２２の間に最小隙間部５２が形成されている。
【０２９】
回転保持体６は、貫通孔６１に可動体３の下端３１が挿入されていて、可動体３に打ち込まれた固定ピン９２が貫通孔６１を挟んでおり、可動体３を軸芯１１を中心とした回転自在な状態に保持している。
【０３０】
バネ体２にあらかじめ軸芯１１を回転中心とした初期巻上げを加え、捩じり力１２をバネ体２に蓄えた状態で作動させる。捩じり力１２は、バネ固定体８を介してバネ体２の上端２２を固定して、可動体３に軸芯１１を回転中心とする回転を加えバネ体２を巻上げ、必要な所定の巻上げを加えたあとに制御体５を固定することによってバネ体２に蓄えられる。加圧体４は、回転自在に保持されており、第１の貫通孔４１の最小隙間部４２が可動体３を挟み込んでいるので、可動体３に回転を与えると加圧体４が回転し、更に加圧体４にバネ体２の下端２１が巻き付けられ固定されているので、上端２２が固定されたバネ体２が下端２１で回転させられ巻上げられる。
また、制御体５を先に固定し、バネ固定体８を介してバネ体２の上端２２に軸芯１１を回転中心とする回転を与え、その後でバネ固定体８を固定することによっても、初期巻上げをバネ体２に加えることができ、バネ体２に捩じり力１２を蓄えることができる。この場合は、制御体５の第２の貫通孔５１の最小隙間部５２が可動体３を挟み込んでいるので、可動体３は回転しない。可動体３を挟み込んでいる加圧体４も回転が止められ、加圧体４を固定しているバネ体２の下端２１も回転できない。従って、バネ体２の上端を回転することによって初期巻上げを加えることができる。
【０３１】
図２に示した符号１２１は加圧体４が可動体３に作用する軸方向力、符号１２２は制御体５が可動体３に作用する軸方向力、符号１３は可動体３の螺旋形状の勾配で軸芯１１と成す傾斜角度、符号１４５は螺旋形状の山長、を示す。また、符号１５１は、バネ体２、可動体３及び加圧体４のそれぞれの、軸芯１１を中心とした回転方向で、右回りを示し、符号１５２は左回りを示す。符号３２は、可動体３の他端である上端を示す。
【０３２】
図３は、図１の２−２線に沿ったバネ体を含む部分の拡大断面図である。図４は、図１の３−３線に沿った加圧体を主とした拡大断面図である。図１、２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
可動体３の螺旋形状の外径寸法１４は、ほぼ板幅寸法に等しい。図示した可動体３は、断面が長方形の帯鋼を使用した例であって、螺旋形状は表裏２条である。図示しないが、半円形状断面の場合は１条、略Ｙ字型を用いれば３条、十字状断面を用いれば４条の螺旋形状が得られ、表裏２条以外の螺旋形状の可動体を用いることもできる。特に、３条の螺旋形状の可動体は、加圧体及び制御体で３方から挟み込むことができるので、作動時のブレが少ないものが得られる。
図４に示すように、加圧体の第１の貫通孔４１は、１対の突起４２１、４２２を含む内側面４２３が形成されている。内側面４２３の最小隙間部４２は、可動体３の軸芯１１と直角を成す方向での最小の隙間寸法１４１が、可動体３の外径寸法１４より小さく、可動体３を挟み込んでいる。
【０３３】
図５は、図１の４−４線に沿ったの制御体を主とした拡大断面図である。図１、２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。制御体５の第２の貫通孔５１は、１対の突起５２１、５２２を含む内側面５２３が形成されている。内側面５２３の最小隙間部５２は、可動体３の軸芯１１と直角を成す方向での最小の隙間寸法１４２が、可動体３の外径寸法１４より小さく、可動体３を挟み込んでいる。
【０３４】
図６は、図１に示した棒状バランサの底面図である。
可動体３は、一端が回転保持体６に設けられた貫通孔６１に挿入されており、軸芯１１を中心とする回転自在な状態に、固定ピン９２で止められている。回転保持体６は、取付穴６１で障子などに固定することができる。制御体５は、取付穴５３で窓枠などに取り付けることができる。符号７は外殻体の位置を示す。
以下、本発明に係る棒状バランサの作動について説明する。本発明に関わる棒状バランサの特徴は、制御体５及び回転保持体６を含んでいること、及び、可動体３が軸芯１１方向で上下移動する作動時に、可動体３が軸芯１１を中心とする回転をしながら上下移動することにある。
【０３５】
図７は、図４に示した可動体と加圧体とが、回転した状態を示す拡大断面図である。図８は、図５に示した可動体が、制御体によって回転が止められている状態を示す拡大断面図である。図４、５に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
先ず、障子が半開きで静止している状態について説明する。
図２にも示したように、バネ体２に蓄えられた捩じり力１２は、バネ体２の下端２１に固定されている加圧体４に作用している。加圧体４の最小隙間部４２は、可動体３の外径寸法１４より小さく、可動体３を挟み込んでいる。従って、加圧体４は、バネ体に蓄えられた捩じり力１２によって回転し、常時、可動体３の内側面４２３の一対の突起４２１、４２２に、接点間寸法１４３を有して接触しており、バネ体２に蓄えられた捩じり力１２を可動体４に伝達し、可動体３を下から見て左回り１５２に回転させようとする力として作用している。
【０３６】
また一方、加圧体４から回転させようとする捩じり力１２を受けた可動体３は、制御体５の内側面５２３の１対の突起５２１、５２２に、接点間寸法１４６を有して常時接触している。そして、制御体５が、取付穴５３で固定されているので、可動体３は、制御体５の１対の突起５２１、５２２に接触した状態で、バネ体２の捩じり力による回転を止められている。言葉を換えると、可動体３は制御体５から、反作用として、強さが捩じり力１２と同じで方向が逆である右回り１５１の力を受けているといえる。
【０３７】
可動体３は、加圧体４から左回り１５２に回転させようとする力を受け、一方、制御体５から右回り１５１の力を受けているので、加圧体４と制御体５とによって常に締め付けてられている状態にある。この可動体３の下端３１には回転保持体６を介して障子が取り付けられるが、可動体３を締め付ける捩じり力１２を、障子が自重によって下がろうとする力と同じかそれ以上にすることによって、障子は自由な位置に留め置くことができる。バネ体２にはあらかじめ初期巻上げを加え、捩じり力１２を蓄えておき使用するのであるが、このあらかじめ加える捩じり力１２は、障子が自重で下がるのを支えるのに見合ったものにする。
【０３８】
次に、障子が静止している状態から開閉作動する場合には以下のようになる。障子に開閉のための力を加えると、バネ体２に蓄えられた捩じり力１２と障子の重量との釣合を崩し、障子を動かすことができる。図２に示した、バネ体２の上端２２を窓枠などに固定し、可動体３を下端３１で回転保持体６を介して障子などに連結して、障子を上下に移動すると、可動体３はバネ体２の内部に軸芯１１方向で移動自在に挿入されているので、バネ体２の内部から出入りし上下移動することになる。
可動体３は移動するたびに制御体５の最小隙間部５２をも通過する。最小隙間部５２の隙間寸法１４２は、可動体３の外径寸法１４より小さい。また、可動体３は、常に捩じり力１２を受けて、１対の突起５２１、５２２に接触している。従って、可動体３は、上下移動するたびに１対の突起５２１、５２２に強制されて螺旋形状に沿った回転をしながら、第２の貫通孔の最小隙間部５２をすり抜けることになる。一方、回転保持体６は、可動体３を下端３１で軸芯１１を中心とした回転自在な状態に保持しているので、１対の突起５２１、５２２に強制された回転を妨げられることがなく、回転しながら上下に移動することができる。
【０３９】
また、可動体３は、上下移動するたびに加圧体４の最小隙間部４２をも通過するが、可動体３が制御体５を、螺旋形状半巻き当たりの軸芯方向の山長１４５（図２参照）１個分だけ通過すると、加圧体４を山長１４５の１個分だけ通過し、制御体５と加圧体４とで通過距離が同じである。可動体３の螺旋形状の傾斜角度１３（図２参照）を一定に設定した場合には、加圧体４を通過する時の可動体３の回転角度は、制御体５を可動体３が半巻分通過して１８０度回転するとき１８０度であり、制御体５での回転角度と同じになる。即ち、可動体３の上下移動時に、可動体３が通過する距離と回転角度が、加圧体４と制御体５で同じなので、加圧体４は、固定された制御体５が回転しないと同様に、可動体３の上下移動による回転はしない。従って、可動体３の上下移動による加圧体４の回転がないので、加圧体４と下端２１で固定されているバネ体２に追加の巻上げが加わったり巻上げが減少したりすることはない。バネ体２に蓄えられた捩じり力１２は、可動体３の上下移動によって変化することがない。
【０４０】
また、可動体３の螺旋形状の傾斜角度１３（図２参照）が上下で異なるものを使用した場合には、螺旋形状半巻き当たりの軸芯方向の山長１４５が上下の螺旋形状で異なる。山長１４５が上下の螺旋形状で異なると、通過する可動体３の山数が、制御体５と加圧体４で異なる。従って、可動体３が制御体５と加圧体４とを同じ距離だけ通過したときに加圧体４は回転する。しかし、加圧体４の回転は、制御体５を通過した可動体３の山数と、その間に加圧体４を通過した可動体３の山数の差に応じた分だけであって少ない。
【０４１】
例えば、加圧体４を通過する可動体３の山長が制御体５を通過する山長の９５％の長さであれば、可動体３が同じ距離を通過したとき、加圧体４を通過する可動体３の山数は、制御体５での山数の約５％増しになる。前述したように、可動体３が移動回転しても、加圧体４を通過する可動体３の山数が制御体５を通過する山数と同じであれば、固定された制御体５が回転しないと同様に加圧体４も回転しない。しかし、通過する山数が、制御体５より５％多ければ、その分だけ加圧体４は回転することになる。従って、螺旋形状の巻き数が１６巻で山長が５％づつ変化する可動体３を使用した場合は、加圧体４の回転が、山数２個で巻数１個であり、巻き数１巻ごとに０．０５回転し、巻き数１６巻の合計で０．８回転する。バネ体２の捩じり力１２の変化は、巻上げ数にほぼ比例するので、初期巻上げが８回で、可動体３の移動によるバネ体２に加わる追加の巻上げが合計０．８回転の場合には、１０％程度になる。
【０４２】
棒状バランサをサッシに取り付け使用する場合に、制御体５を窓枠側に固定した場合は、バネ体に蓄えられた捩じり力１２が、可動体３を経由して制御体５より下の部分に伝達されることはない。可動体３に伝達され、可動体３を回転しようとする捩じり力１２は、制御体５が、１対の突起部５２１、５２２を含む内側面５２３で、捩じり力１２による可動体３の回転を止めているので、制御体５より下の部分に伝達されることはない。
また、先に述べた、回転保持体６は、可動体３を軸芯中心とした回転自在な状態に保持しているので、可動体３の回転が回転保持体６に伝わることもない。
従って、回転保持体６を介して、障子を可動体３の下端３１に取り付けても、障子に捩じり力１２が作用することがない。捩じり力１２が障子に作用しないので、可動体３の回転による障子の内外方向の回転移動は生じない。また、回転保持体６を障子のガイドシューと兼用させても、バネ体に蓄えられた捩じり力１２によりガイドシューを回転し、窓枠との間に摩擦を生じて開閉力を重くするようなこともない。
【０４３】
図９は、本発明に係る、制御体部分のもう一つの例を示す拡大断面図である。図５に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。図５に示した制御体５は一体の成形体であるが、図７に示す制御体５は制御本体５６と制御外体５５との２個の成形体の組み合わせで構成してある。第２の貫通孔５１は、断面略逆コ字型の制御外体５５に、断面略コ字型の制御本体５６を嵌めこむことによって形成され、可動体３を挟み込んでいる。押え爪５５４は制御本体５６の抜け止めである。前述した、可動体３に回転を加え、バネ体２にあらかじめ初期巻上げを加える場合に、取付穴５３で制御外体５５を先に取り付けておき、可動体３に所定の回転を加えた後に、制御本体５６を制御外体５５に嵌めこんで可動体３を押えることができる。この方が、バネ体２に初期巻上げを加える作業が容易になる。
【０４４】
図１０は、本発明に係る、回転保持体部分のもう一つの例を示す、１部破断面を含む正面図である。図６に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
当図に於いて回転保持体６は、ガイドシュー６３、回転ピン６４、フック６５、取付アーム６６を含んで構成されている。回転ピン６４は、ガイドシュー６３に設けられた貫通孔６１に挿入され、軸芯１１を中心として回転自在に固定リング９１で止めつけられている。摺動リング９４は、回転ピン６４とガイドシュー６３との接触面の摩擦抵抗を減じるためのものである。フック６５は、回転ピン６４に固定されていて、上部が可動体３に固定ピン９２で連結されている。取付アーム６６は、ガイドシュー６３に連設されていて、取付穴６２で障子に固定することができる。この例においては、回転保持体６はガイドシューの機能を有する。ガイドシュー６３の取付アーム６６を取り付けた面の幅は、窓枠の内額と外額の間の溝幅よりやや小さめであって、障子を上下するときに、ガイドシュー６３が窓枠に設けられる溝に接触して移動する。
【０４５】
図１１は、本発明に係る、突起部が球面状に形成された、更にもう１つの制御体の例を示す、図１の１−１線に沿った、部分拡大断面図である。図１２は、図１１に示した制御体の、図１の４−４線に沿った、拡大断面図である。図１、２、５、８、９に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
制御体５は、制御外体５５と制御本体５６とを含む。制御外体５５は、制御本体５６を保持する１対のガイド溝５５２、５５３と、挿入孔５５１とを有している。制御本体５６は、制御外体５５の挿入孔５５１を通過して、ガイド溝５５２、５５３に沿って、挿入孔５５１と取付穴５３を有する背面との間をスライドできる状態に、収められている。スライドは、窓枠と障子との相対位置がずれたときに、制御体５の位置を調整するためである。
【０４６】
第２の貫通孔５１は、半球形状を有する１対の突起５２１、５２２を含む内側面５２３を有している。最小隙間部５２は、軸芯と直角を成す方向での隙間寸法１４２を有し、１対の突起５２１、５２２の間に形成されている。可動体３は、１対の突起５２１、５２２を含む内側面５２３に、接点間寸法１４４を有して接している。一方、図７に示したように、可動体３は、加圧体４の１対の突起４２１、４２２を含む内側面４２３と接点間寸法１４３を有して接している。当図における制御体５の接点間寸法１４４は、加圧体４の接点間寸法１４３よりも小さく設定する。
【０４７】
制御体５の接点間寸法１４４を加圧体４の接点間寸法１４３よりも小さく設定することにより、以下に述べるように、障子を下から上に移動する力として、バネ体２の捩じり力を利用し開閉力を少なくすることができる。
前述したように、バネ体２に蓄えられた捩じり力１２は、加圧体４を介して可動体３を左回り１５２に回転させようとする力として作用している。加圧体４が可動体３に接触しているのは、図２にも示した、螺旋形状の外周部３３であり、傾斜角度１３を有する傾斜面である。従って加圧体４を介した捩じり力１２は、軸芯１１に沿った軸方向力１２１としても可動体３に作用している。
ところで、軸方向力は、上向きの軸方向力１２１と下向きの軸方向力１２２があり、蔓巻形状、螺旋形状には、左巻き１５２と右巻き１５１がある。又捩り上げにも左捩じり１５２と右捩じり１５１がある。バネ体２の蔓巻形状の巻き方向、可動体３の螺旋形状の巻き方向及び、あらかじめ加えるバネ体の巻上げ方向の組合せは、図２に示す、加圧体４が可動体３に作用する軸方向力１２１が、制御体５側から加圧体４側に向かうように選択して組合せる。
図２に示す例に於いては、バネ体２は右巻き１５１で、可動体３は左巻き１５２であり、あらかじめ加えるバネ体の巻上げ方向は、右捩じり１５１であって、軸方向力１２１が、制御体５側から加圧体４側に向かうようになっている。
【０４８】
一方、制御体５も、可動体３の螺旋形状の傾斜面で接触しているので、可動体３から軸方向力１２１が作用しており、反力として、軸方向力１２１と逆向きの軸方向力１２２が、制御体５から可動体３に作用することになる。
ところで、軸方向力１２１、１２２は、可動体３の螺旋形状の傾斜角度が小さいほど小さくなる。また、螺旋形状の傾斜角度は、外周部３３より、軸芯１１に近づくほど小さくなっている。
制御体５が可動体３と接している接点間寸法１４４が、加圧体４が可動体３と接している接点間寸法１４３より小さければ、当然、制御体５が接している傾斜角度は、加圧体４が接する傾斜角度より小さい。従って、制御体５から可動体３に作用している軸方向力１２２は、加圧体４が可動体３に作用している軸方向力１２１より小さい。即ち、障子を支えている可動体３に作用する力を、下向きの軸方向力１２２よりも上向きの軸方向力１２１を大きくすることができる。
１対の突起５２１、５２２を、図示したように球面とすることによって制御体５が可動体３と接している接点間寸法１４４を小さくすることができる。また、球面に限らず、突起の水平方向の幅が、可動体３の外周寸法１４よりも小さい突起を用いることによっても、小さくすることができる。内側面５２３は、可動体３の軸芯を通り軸芯と直角を成す方向での側面間寸法１４７を、可動体３の螺旋形状の外周寸法１４より僅かに広く設定することにより、可動体３が１対の突起５２１、５２２から外れるのを防止することができる。
【０４９】
図１３は、本発明に係る、突起部が回転体で形成された、また更にもう１つの制御体の例を示す、図１の１−１線に沿った部分拡大断面図である。図１４は、図１３に示した制御体の、図１の４−４線に沿った拡大断面図である。図１、２、１１、１２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
制御体５は、制御外体５５と制御本体５６と１対の制御回転体５７、５８とを含む。制御回転体５７、５８は、イメージ的には、図１１、１２に示した球面形状を有する一対の突起５２１、５２２を球体に置き換えたものである。制御回転体５７、５８は、球状であって、制御本体５６に納められ、球体の中心回りの回転自在に、受部５６１で支持されている。また、１対の制御回転体５７、５８は、隙間寸法１４２を有する最小隙間部５２を形成している。また、１対の制御回転体５７、５８が、可動体３と接している接点間寸法１４４は、図７に示した加圧体４の突起部４２１、４２２が、可動体３と接している接点間寸法１４３よりも短い。
前述したように、可動体３は、加圧体４を介してバネ体に蓄えられた捩じり力１２によって、制御体５の１対の突起５２１、５２２に常時接触している。従って、障子の開閉時に、突起５２１、５２２と可動体３との接触面には動摩擦抵抗が生じる。１対の突起５２１、５２２が、１対の回転体で形成されていることにより、この動摩擦抵抗を軽減することができ、障子の開閉を軽くすることができる。
【０５０】
図１５は、本発明に係る、突起部が回転体で形成された、もう１つの加圧体の例を示す、拡大断面図である。図１６は、図１５の５−５線に沿った断面図である。図１乃至４に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
図に於いて、加圧体４は、加圧本体４３と、１対の加圧回転体４４、４５とを含む。加圧本体４３は、第１の貫通孔４１と、軸受け部４６とを有する。１対の加圧回転体４４、４５は、円筒形状を有し、軸芯１１に交わる方向で回転自在に、軸受け部４６に保持されている。１対の加圧回転体４４、４５は、隙間寸法１４１を有する最小隙間部４２を形成しており、可動体３を挟んでいる。
可動体３は、バネ体に蓄えられた捩じり力１２によって、１対の加圧回転体４４、４５に常時接触している。従って、障子の開閉時に、１対の加圧回転体４４、４５と可動体３との接点には動摩擦抵抗が生じる。１対の加圧回転体４４、４５が、回転体であることによって、この動摩擦抵抗を軽減することができ、障子の開閉を軽くすることができる。
加圧体４を、加圧本体４３と、１対の加圧回転体４４、４５とで構成することは、本発明ならず、従来のバランサにも応用することができる。
【０５１】
図１７は、本発明に係る、螺旋形状の傾斜角度が順次変わる例を示す、可動体部分の正面図である。
当図において、可動体３の螺旋形状の勾配で、軸芯１１との間に成す傾斜角度は、可動体３の制御体５側である下端３１から加圧体４側である上端３２に向かって、順次大きくなるように設定されている。図に示すように上端３２側にある螺旋形状の傾斜角度１３２は、下端３１側にある傾斜角度１３１より大きい。前にも述べたように、捩じり力１２による軸芯１１に沿った軸方向力１２１、１２２は、傾斜角度が大きいほど大きくなる。図２に示すように加圧体４は制御体５よりバネ体２側にあるので、常に、加圧体４が接する可動体３の螺旋形状の傾斜角度より、制御体５が接する可動体３の螺旋形状の傾斜角度が小さくなることになる。
従って、加圧体４が可動体３に上向きに作用する軸方向力１２１の方が、制御体５が可動体３に反作用として下向きに作用する軸方向力１２２よりも大きい。従って、可動体３に作用している軸方向力は、トータルとして可動体３を上に押し上げる力として作用することになる。この可動体３を上に押し上げる力が、障子を手で下から上に移動させる場合に、移動させるに必要な力を少なくすることができる。因みに、従来のバランサに用いられる可動体の螺旋形状の傾斜角度は、本発明とは逆に、上端側にある傾斜角度の方が下端側にある傾斜角度より小さくくなるように設定されている。この違いは、従来のバランサが、追加の巻上げによる捩じり力の増大が大きいので、傾斜角度の変化を捩じり力の増大を押えるのに活用せざるを得ないのに対し、本発明に於いては追加の巻上げが非常に少ないので、必ずしも上端側にある傾斜角度の方が下端側にある傾斜角度より小さくなるように設定する必要がない。
【０５２】
図１８は、本発明に係る、短縮されたバネ体の例を示す断面図である。図２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。
図に於いて、バネ体２は、全長が図２に示したバネ体２の全長より短い。また、バネ体２は、バネ固定体８を介して、外殻体７の中間に取付穴８１で固定されており、更に外殻体７を取付穴７２で窓枠などに固定することにより固定される。通常、上げ下げ窓に使用されるバネ体２は、長さが約２００ｍｍから約９００ｍｍであり、対応する障子の高さ及び作動距離に合わせて、その間を約２５ｍｍ刻みの約３０種類ほどで対応している。また、従来のバランサは、作動距離が長くなるほどバネ体に加わる追加の巻上げが多くなり、バネ体の負担も大きくなるので、作動距離に比例して長くする必要がある。
本発明に係る棒状バランサは、可動体３及び外殻体７の長さは対応する障子の高さ及び作動距離に合わせるが、バネ体２の長さは、追加の巻上げが非常に少ないので、対応する障子重量が同じであれば、対応する障子の高さ及び作動距離に関係なく、同じ長さのバネで対応することができる。例をあげると、内障子と外障子の作動距離が異なる同じ重量の障子で、従来のバランサであれば４００ｍｍのバネと５００ｍｍのバネを用いなければならないものでも、本発明に係る棒状バランサは、共に４００ｍｍのバネ体２を用い、バネ固定体８を外殻体７に固定する位置を換えるだけで対応することができる。また、バネ体の強度が耐えうる範囲内の障子重量であれば、障子の作動距離の最も短いものに合わせたバネ体で、障子の作動距離の異なるものにも対応することができる。従って、少ないバネの種類で対応することができる。
【０５３】
図１９は、本発明に係る、棒状バランサを含む、上げ下げ窓の正面図である。
本発明に関わる上げ下げ窓は、窓枠１０１と、障子１０２と、棒状バランサ１００とを含む。窓枠１０１は、開口面１０４を有している。窓枠１０１は内額１０３を含むが、当図では、図示の便宜上、内額１０３を鎖線表示した。障子１０２は、窓枠の開口面１０４に沿って上下方向に移動可能な状態に組み合わされている。棒状バランサ１００は、前述した本発明に関わる棒状バランサである。棒状バランサ１００は、障子１０２と窓枠１０１との間に、左右１対で、介在している。また、棒状バランサ１００は、内額１０３と外額１０５との間に内蔵されている。外殻体７に内蔵するバネ体２は他端である上端２２がバネ固定体８を介して止めネジ１０８などで窓枠１０１に固定されており、また制御体５はバネ体が固定されている窓枠１０１に固定されている。一方、回転保持体６は、外殻体７に内蔵するバネ体２及び制御体５の固定側と異なる側である障子１０２に固定されている。図示はしないが、棒状バランサ１００の上下を逆にして、外殻体７に内蔵するバネ体及び制御体５を障子１０２側に固定し、回転保持体６を窓枠１０１側に固定してもよい。
【０５４】
棒状バランサ１００は、障子１０２の作動時に外殻体７に内蔵するバネ体に加わる追加の巻上げが、従来に比較して、非常に少ないバランサである。従って、開閉力が障子１０２の位置の上下に関わらずほぼ一定である。また、棒状バランサは、回転保持体６を当図のように障子１０２に固定した場合は、外殻体７に内蔵するバネ体の捩じり力が、障子１０２及びガイドシュー（図１０参照）を回転させることが無いバランサである。従って、ガイドシューの摩擦抵抗が少なく、障子１０２の内外方向の回転移動を生じることがない上げ下げ窓とすることができる。
因みに、障子１０２の回転とは、棒状バランサ１００の捩じり力が回転保持体６を介して左框１０６、右框１０７にそれぞれ作用する場合は、左框１０６が内額１０３方向に、右框１０７が外額１０５方向に移動し、障子１０２全体が回転することを言う。これにより、どちらかの框で、気密材などの接触が悪くなる。また、ガイドシューの回転とは、ガイドシューが内額１０３と外額１０５との間に在って上下動するが、可動体３を介して棒状バランサ１００の捩じり力がガイドシューを回転させることを言う。ガイドシューが回転すると、内額１０３と外額１０５に強く接することになり、摩擦抵抗が増大する。
【０５５】
【発明の効果】
本発明に係る棒状バランサは、障子の作動時にバネ体に加わる追加の巻上げが、従来に比較して、非常に少ないバランサを提供することができる。
また、本発明に係る上げ下げ窓は、開閉力が障子の位置の上下に関わらずほぼ一定である上げ下げ窓を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る棒状バランサの一部破断面を含む正面図である。
【図２】図１の１−１線に沿った断面図である。
【図３】図１の２−２線に沿ったバネ体を含む部分の拡大断面図である。
【図４】図１の３−３線に沿った加圧体を主とした拡大断面図である。
【図５】図１の４−４線に沿ったの制御体を主とした拡大断面図である。
【図６】図１に示した棒状バランサの底面図である。
【図７】図４に示した可動体と加圧体とが、回転した状態を示す拡大断面図である。
【図８】図５に示した可動体が、制御体によって回転が止められている状態を示す拡大断面図である。
【図９】本発明に係る、制御体部分のもう一つの例を示す、拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る、回転保持体部分のもう一つの例を示す１部破断面を含む正面図である。
【図１１】本発明に係る、突起部が球面状に形成された、更にもう１つの制御体の例を示す、図１の１−１線に沿った、部分拡大断面図である。
【図１２】図１１に示した制御体の、図１の４−４線に沿った、拡大断面図である。
【図１３】本発明に係る、突起部が回転体で形成された、また更にもう１つの制御体の例を示す、図１の１−１線に沿った拡大断面図である。
【図１４】図１３に示した制御体の、図１の４−４線に沿った断面図である。
【図１５】本発明に係る、突起部が回転体で形成された、もう１つの加圧体の例を示す、拡大断面図である。
【図１６】図１５の５−５線に沿った断面図である。
【図１７】本発明に係る、螺旋形状の傾斜角度が順次変わる例を示す、可動体部分の正面図である。
【図１８】本発明に係る、短縮されたバネ体の例を示す断面図である。
【図１９】本発明に係る、棒状バランサを含む、上げ下げ窓の正面図である。
【０５７】
【符号の説明】
１００            棒状バランサ
１０１            窓枠
１０２            障子
１１              軸芯
１２              捩じり力
１３              傾斜角度
１４              外周寸法
１４１、１４２    隙間寸法
２                バネ体
３                可動体
４                加圧体
４１              第１の貫通孔
４２              最小隙間部
４４、４５        １対の加圧回転体
５                制御体
５１              第２の貫通孔
５２              最小隙間部
５５              制御外体
５６              制御本体
５７、５８        １対の制御回転体
６                回転保持体
６３              ガイドシュー
６４              回転ピン
７                外殻体
８                バネ固定体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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