(57)【要約】【課題】自走式のカーテンの駆動装置のローラーの蛇行を防ぎ駆動ローラーのすべりを無くしてカーテンレールへの着脱を容易にし、カーテンの開閉を自動化する。【解決手段】既存のカーテン生地のエッジに、カーテンレールを走行するトラクションローラーと駆動モーター、と蓄電池を装着し、且つトラクションローラーの中央を凸または凹面にしてすべりを防ぎ、蛇行を防ぐととともに人の入室と、表裏の照度差で日没、日昇、室内点灯を検出しカーテンを自動開閉する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーテンを牽引するトラクションローラーの蛇行とすべりを防止するために該ローラーの外周の中央部を凸または凹形状にしたことを特徴とするカーテン駆動装置。
【請求項２】
カーテンを吊り下げる摺接部材とトラクションローラーの中心とを連結部材で連結することで、ローラーの駆動開始で該摺接部材よりもローラーが先行して生ずる連結部材の傾斜によってローラーのカーテンレールへの接圧が増す、傾斜可動の連結部材を備えたカーテン駆動装置。
【請求項３】
請求項１，２、にローラーとレールの表面に付着する塵埃を除去するワイパー効果を成す部材を備えた請求項１，２、のカーテン駆動装置。
【請求項４】
請求項１，２のカーテンを駆動するモーターに蓄電池を搭載し、カーテンの停止する位置に電磁誘導式給電コイルを備えて給電することを特徴としたカーテン駆動装置。
【請求項５】
請求項１、２、のカーテン駆動装置に人感センサーを搭載して、人の入室を感知してモーターに正回転又は逆回転信号を与えてカーテンを開閉する駆動装置。
【請求項６】
折りたたん  でも一定方向を保持する部位をカーテンの片端に設けて、その表裏に光で抵抗値が変化するＣｄＳ半導体素子を装設して、日昇、日没、室内点灯、による照度の抵抗値の差が一定値を超えると、モーターに正回転又は逆回転信号を与えてカーテンを開閉する、カーテン駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、カーテンの開閉の自動化に関する。
【背景技術】
【０００２】病室、高齢化支援環境の改善に、既存のカーテンレールをそのまま用いて着脱が容易で遠隔操作で開閉する装置が望まれる。従来カーテンレールごと駆動装置，遠隔装置を一体化したユニットで置き換える方式が普及しており、カーテンのワイヤを両端の滑車で巻き取るもの、カーテンレール自体に電磁石を埋め込んでＳＮを交互に切り替えてリニアーで開閉する、送りねじを軸に、雌ねじのナットにカーテンを吊るして電動で軸を回して開閉する、などがある。これらの中でも安価で簡便を目的としたもに既存のカーテンレールに電動で回転するゴム製のローラーを押し付けて自走させるものが考案されている、ところがこの方式ではローラーのトラクション（牽引力）を得るための摩擦係数が不安定でスリップしたりまたローラーの直進性が担保されていないため蛇行して動作が不安定になる、さらに駆動モーターの電源コードを要し、遠隔操作のためのセンサーとプログラムソフトなどで高額になり実用化には難点がある。
注視すべきはカーテンの動作は２〜３メートル程度の距離を、朝開いて夕に閉める、といった片道だけが一般的でその消費電力は極めて小さい。【０００３】最も安価で簡素な手段では、特許文献１、２、のカーテンレールにゴム製ローラーをばねで押し付けてカーテンレール上に駆動モーターで走行させる方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１６０６１
【特許文献２】特開平９−３２７９７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】本発明は、前述の病室、高齢化支援の改善と、これに近時のモーター出力の増大、蓄電池容量の増加、センサーの進化、居住間隔の過密化、防犯の重要性、着脱の簡便性を鑑み成された発明である。
課題の１、既存のカーテンレール上に自走する駆動部を装着する方式（特許文献１に類似）が安価であること、これの着脱を容易にする。また既存のカーテンレールに装着する場合、牽引するトラクションローラー（以下ローラーと呼称）自体の軸方向のベクトルとカーテンのベクトルが誤差でずれて（同一線上に整合しない）偶力で傾いてローラーが蛇行する、そのため直進性を確保する必要がある。二つ目の課題は自走駆動装置のカーテンレールへの着脱を容易にする。【０００６】次の課題は、カーテンレールの形状寸法及び、生地の素材重さが極端に異なる、そのため各種のカーテンへの適合が求められる。
次の課題は、カーテンレール上を自走させる場合、従来牽引するトラクションローラーのゴムの劣化気温による硬度変化と且つ、相手側レールの表面の塗装、材質によってローラーは滑りやすい。そのためゴムの摩擦抵抗（トラクション係数）を確実に担保する。【０００７】因みに先行特許文献１、２ともにローラーをばねで押し付ける方式のためローラーの駆動反力の偶力でばねが伸びてしまうし、カーテンの自重でも伸びて（図６、（ａ）で説明）ローラーがレールから浮き上がって滑る。
更なる課題は、使用しない期間が長期に渡ると、窓際では冷暖が激しく金属製レールの場合、ローラーは転送面が結露の繰り返しで塵埃が付着してローラーが滑るのでこれを防ぐ。【０００８】次の課題は、一般にカーテンは一回当りの稼動時間は数秒間でしかも使用頻度が少なく且つ長時間停止する、従って電力消費はきわめて少ないこと、これに鑑み電源のコードの配線を無くす。【０００９】次の課題は、防犯、プライバシ保護のため人の入室を感知して即座に自動的にカーテンを閉じる。
更なる課題は、カーテンを明るさに応じて自動開閉する。そのため効果的受光方面を担保する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】請求項１、の解決手段。通常カーテンレールは、中央に４．５乃至６ミリ程度の溝（図３）を有するが、又は丸棒（図４のａ）で成る。該レールとの摩擦抵抗でカーテンを牽引するトラクションローラーの中央部を図７、のごとく凸または、図４、の凹形状にしてレールに系合させて、接点にくさび角のθ、でくさび作用（図７）をもたらして接触面圧を高くするとともに、該凹凸でローラーの直進を案内するトラクションローラーと、これを駆動するモーターとその電源になる蓄電池とをカーテン布生地の片端に着脱可能にする。【００１１】請求項２、の解決手段。請求項１、の構成において、カーテンをレールに吊るして走行させる摺接部材と、トラクションローラーの中心とを連結部材で連結すると、ローラーを駆動すると摺接部材に抵抗があり、ローラーは摺接部材よりも先行する結果、図５、のローラー１、からローラー１ａ、のようにレールとの接点が弾性変形するとともに連結部材もｒからｒ１に傾斜する。傾斜するとレールからの垂線とローラーの中心までの距離が縮まり、その分ローラーがレールに押し付けられてすべり難くする。【００１２】請求項３、の解決手段。ローラーとレールの表面に付着する塵埃を除去するフエルトなどによるワイパー部材をローラーの前後に備える。【００１３】請求項４、の解決手段。請求項１、の駆動するモーターとその電源になる蓄電池の走行範囲に、電磁誘導式給電コイルを装着して置き、電磁誘導式給電コイルに近接した位置でカーテンを停止すると駆動側の蓄電池に給電する。【００１４】請求項５、の解決手段。請求項１、２、のカーテン駆動装置の室側に人感センサーを搭載し、人の入室を感知して自動的にカーテンを開閉する。【００１５】請求項６、二つの（通称ＣｄＳ）硫化カドミウム半導体素子の受光面が、カーテンを閉じた状態でもカーテンレールと平行になるようにトラクションローラー１、に固定された金具４、とカーテン７４、をクランプするクリップ７５、とを一体化させて、日昇と日没と室内の点灯による抵抗値を該カーテンの表裏にそれぞれ備えたＣｄＳ素子で識別してモーターを正逆回転させてカーテンを開閉する。
【発明の効果】
【００１６】例えば寝たきりの病室のベッドから遠隔操作が可能で、カーテン自体が、人、光に反応して自動で開閉することが、既存のカーテンのエッジに、ねじなどを使わずに極めて安価で装着できるので、保安、ならびに部屋の保温に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】当発明の実施例略視図  （ａ）は平面略視図。（ｂ）は（ａ）図のＡ‐Ａ’の矢視断面を示す。
【図２】角形のカーテンレール２、とトラクションローラー１、の接触角度での系合断面図。
【図３】角形のカーテンレール２、にトラクションローラーを二分割した実施例の断面図
【図４】丸棒カーテンレールへの実施例。（ａ）は断面略視図。（ｂ）は側面略視図。
【図５】請求項２、の連結部材の、押し付け作用、の説明の模式図。
【図６】ローラーの浮き上がりを防ぐ説明模式図。（ａ）特許文献１，２、のローラーの浮き上がり作用説明模式図。（ｂ）カーテンレール上下に摺接部材配置でローラーの浮き上がりを防ぐ説明模式図。（ｃ）カーテンレール上側に摺接部材を当接させてローラーの浮き上がりを防ぐ説明模式図。
【図７】カーテンレールとトラクションローラーの断面説明模式図。（ａ）ローラーとレールの接触角度の模式図。（ｂ）角型カーテンレールにトラクションローラーが系合する断面図。
【図８】カーテンレールが丸棒の場合のローラーの接触形態と接触角度。
【図９】本発明の実施外観略視図。（ａ）はカーテンへの装着外観。（ｂ）は（ａ）のＢ‐Ｂ’断面の拡大詳細。
【発明を実施するための形態】
【００１８】請求項１、の実施形態。実施形態の側面図を、図２、に示し、そのＡ‐Ａ’の断面を図１、に示す。当該構成は、トラクションローラー１、を駆動するモーター５、はギヤードもモーターで、板材のプレート３、にモーター５、が固定される。プレート３、には、薄型板状の充電バッテリ３０、を、その上に人感センサー７０、と側面に給電用の電極７２、が装接されており、カーテンのエッジに図９、１０、の如くクランプ７５、で固定されて、カーテンを片方に寄せて停止したときに電磁誘導の給電コイル３１、が７２、に近接してバッテリー３０、に給電される。
【００１９】通常カーテンレールは、図７、に示す断面が２、のように中央に４．５乃至６ミリ程度の溝、若しくは、隣接図に示す丸棒４６、である。ここで必要な機能はトラクションローラーの蛇行を防ぐことと、ローラのすべりを防ぐことである。そのために図７、に示すレールの溝とローラーとの接点に接触角度θ、を設けてそのくさび効果で押し付け圧２０、に対して実際の面圧を高くしてすべりを無くす、（図７、ではレールが溝付きの場合と丸棒では接触角度は逆になる）同時にローラーの外周の中央部を凸または凹形状にすることで接触面積においても増大をはかり摩擦（牽引力）抵抗を大きくする。
【００２０】  請求項２、の実施の形態。牽引力とローラーの摩擦の関係式を説明する。図７、のレール溝４１、の縁の角４２、に中央が凸のローラーを２０、の力で押し付けると、接触角度θ、で接触する、θが３０度の場合、押し付け力Ｆ、は図７、の丸枠内の解析図に従って、接点の面圧Ｒの関係の計算式、は、Ｆ＝２×（接点の面圧）Ｒ、×（μ、×ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）ｋｇｆ（μはゴムの摩擦係数）になり、これで求めると、Ｆが０．９ｋｇで押し付けた場合、塗装面とゴムとの摩擦係数を、塗装表面μ＝０．５程度、金属表面では約０．７５とすると、クサビ作用で面圧が増してカーテンを牽引する際の起動摩擦抵抗（牽引力）は、図１、のＴの、３２ａは、１ｋｇになる。
【００２１】  該起動摩擦抵抗はカーテンの素材の重さで大幅に異なり遮光、遮音，遮熱形では、重さは約２．４ｋｇとされる。カーテンレールと吊り下げ摺接部材の摺接係数（スベリの擦係数は、μ＝０．２、ローラースライダーの場合は、μ＝０．５とすると重さによる起動力Ｔは、（図１の矢印３２ａ）は、最大で０．４８ｋｇを要する。この牽引力を得るために要するトラクションローラーのカーテンレールに押し付ける力は、Ｍａ×０．５ｋｇになる。使用するゴム材は、接点の接触面積に比例するトラクション係数の大きいウレタン系のゴムが好適である。牽引駆動するユニットには既存の摺接部材と同寸法の吊り下げ用摺接部材、図１、の６、を装設して、これを既存のレールの溝に嵌め込むことで着脱を容易にする。
【００２２】  特許文献１，２、ではローラーをレールに押し付けるためにばねを使用すると、駆動トルクが作用すれば模式図８、の図Ａのようにトルクの反力で左側のばねが伸びてローラー接圧が変動して滑る。ばねを使わずに図Ｂ、Ｃにのように反力をトラクションローラの左右に距離を設けて摺接部材で支えると正逆回転に対してローラーの接圧を安定させることになる。つまり請求項１の実施例の図１、の構成である
【００２３】請求項２、の場合、ローラーをレールに押し付ける力の調節は、図５、に示すカーテン生地の重量を支えるレール上面の摺接部材６、とトラクションローラー１、を連結する部材１３、の下部先端１３ａを、固定部材の３、に緩み防止ばね１４、を介してねじ１５、で調節する。連結部材１３、の中央には図５、の下の平面図の３７、のように長穴を設けて駆動モーターのシャフトとの干渉を避ける。
【００２４】請求項３、の実施形態、  図１、の固定部材３、の両側に固定のアームの先にレール上を摺接するフエルト材６０、などを設けて摺接させて走行によって付着した塵埃を除去する。
【００２５】請求項４、の手段、図１、の固定部材３、に薄型板状の充電池を搭載し、カーテンを片側に寄せた時にカーテンのエッジに装設した給電の電極９、を、壁若しくは柱に装着の電磁誘導式給電コイル６２、に近接させて給電する。実施例では当該受給電装置の装着位置をカーテンエッジで示したが、カーテンが停止する位置であれば受給電装置の位置は何処でもよい。
【００２６】請求項５、の実施の形態。図９，１０、に示す、カーテンに駆動モーター電池ユニットを装着すると、カーテンの表面が常に室内の一定方向を向くので、駆動モーターにセンサーを装設すれば、カーテン自体が人の入室を感知してタイマーで数秒間だけ回転させることで自動で開閉する。
【００２７】請求項６、室内と室外の照度を一対の（通称ＣｄＳ）硫化カドミウム半導体素子で抵抗値を検出し、室内外の抵抗値の差が一定値以上になるとモーターの回転方向を正逆回転起動させタイマーで数秒間だけ回転する。受光素子の受光面をカーテンの開閉に拘わらず常に室内外に一定方向に向けて保持するために、図１０、の断面図に示すクランプ部材７４、の表裏位置に光受素子、８０，８１、を装着する。
【実施例】
【００２８】  実施例１、に図３、を示す、レールに天井を有する場合に天井部でもローラーの中央の凸部を当接させて駆動摩擦を得る。この場合ローラーを二重にして接点の円周の長さによる差回転を吸収する。
実施例２、図４、ローラーを左右二分割にしてローラー間に連結部材を通すことで小型化する。
実施例３、図９、ギヤーどモーターをウオーム若しく斜歯ギヤにすることでモーターをカーテン表面に平行にして小型した実施例。
実施例４、電池容量を増せば長期無給電で自動化できる（図省略）
実施例５、図９、のＢ‐Ｂ’断面図（ｂ）図に、請求項４、の給電装置、と請求項５、の人感度センサー７０、を図の室内側に装着した代表的施例を示す。受給する際の電極の位置は、カーテンが停止する位置であれば何処でもよく、例えばレール上でもよい、図省略。
実施例６、各請求項における、カーテンのエッジに装着するばね圧でのクランプを用いた実施例を図９、のＢ‐Ｂ’断面図（ｂ）図に示し、これに（ＣｄＳ）（硫化カドミウム半導体素子）８１，８２、の装着状態を示す。
実施例７、カーテンの遠隔操作は言うまでもないので記載は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】電源が無くても取り付け工事を要せず、差ほど目障り、視界を妨げることも無く容易にカーテンの開閉を遠隔操作で自動化できるので利用範囲は広い。
【符号の説明】
【００３０】  １・・トラクションローラー                ２・・カーテンレール
３・・モーター固定金具                    ５・・・モーター
６・・摺接部材（滑車）
１１・・レール転送面
１２・・・電池収納箱                    １３・・・連結部材
１６・・モーター軸                      １７・・連結部材中央の長穴
２０・・・押し付け力                    ２１・・連結部材に生ずる偶力
２２・・・トラクションローラーの駆動トルク
３０・・・充電池
３１・・電磁誘導給電コイル              ３２ａ・・牽引力（Ｆ）
４６・・・丸カーテンレール
６０・・・防塵ワイパー部材
７０・・・人感センサー                  ７２・・・受電側電極
７４・・・カーテンに着脱するばね式クランプ
８０、８１・・・（ＣｄＳ）硫化カドミウム（受光半導体素子）
８７・・・カーテンのエッジ
【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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