(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク変換手段で変換されたトルクで回転し、内部に流体給排通路が形成された回転軸と、この回転軸が内部に回転自在に挿入され、前記流体給排通路との間で流体の受け渡しがなされる流体給排部材と、前記回転軸に連結され、この回転軸によって回転するクランプ手段と、を有し、
このクランプ手段は、前記流体給排通路を流通してこのクランプ手段の内部のシリンダ室に供給される前記流体で前進、後退するピストンと、このピストンの前進、後退でピンを中心に揺動する複数のレバーと、これらのレバーの揺動により、複数のグリップ部材に、コイルばね付き物体のコイルばねの一端部が結合された軸をクランプ、アンクランプさせる複数のスライド部材と、を備えている回転式コイルばね締め込み装置であって、
前記複数のグリップ部材で前記軸をクランプした前記クランプ手段の回転によって前記コイルばねの前記一端部を他端部に対して回転させることにより前記コイルばねを締め込む前記回転軸と、前記流体給排部材との間に、前記回転部材に接触して前記流体の漏れを防止する流体漏れ防止部材が配置されていないことを特徴とする回転式コイルばね締め込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転式コイルばね締め込み装置において、前記流体はエアであることを特徴とする回転式コイルばね締め込み装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転式コイルばね締め込み装置において、前記流体給排部材は流体給排手段の本体の内部に配置され、この本体と前記流体給排部材との間に流体漏れ防止部材が配置されていることを特徴とする回転式コイルばね締め込み装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の回転式コイルばね締め込み装置において、前記回転部材と前記クランプ手段との連結部に流体漏れ防止部材が配置されていることを特徴とする回転式コイルばね締め込み装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の回転式コイルばね締め込み装置において、前記グリップ部材には、前記軸のクランプ時にこの軸に食い込む超硬金属製の先端部材が取り付けられていることを特徴とする回転式コイルばね締め込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルばね付き物体のコイルばねを回転によって締め込むための回転式コイルばね締め込み装置に係り、例えば、シャッター装置の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設けられるコイルばねを締め込むために利用できるものである。
【０００２】
【背景技術】
図３は、建物に設置されているシャッター装置を示す。このシャッター装置は、建物に形成されている出入口等の開口部５１の上部に配設されたシャッターケース５２と、このシャッターケース５２の内部に左右のブラケット５３で水平に支持された回転自在な巻取軸５４と、この巻取軸５４に上端が連結され、巻取軸５４の回転による巻き取り、繰り出しで上下動して開口部５１を開閉ずるシャッターカーテン５５と、開口部５１の左右側部に配設され、多数のスラット５５Ａの連設で形成されたシャッターカーテン５５の上下動を案内するガイドレール５６とを含んで構成されている。
【０００３】
図４は、巻取軸５４を示す。この巻取軸５４は、中心軸６１と、この中心軸６１を中心に回転自在となった回転体６２とを有する。回転体６２は、中心軸６１の軸方向に離間して配置された複数個のフランジ部材６３と、これらのフランジ部材６３同士を連結する連結ロッド６４と、それぞれのフランジ部材６３の中心部に固定され、中心軸５４が回転自在に挿通されたスリーブ部材６５とからなる。そして、中心軸６１にはコイルばね６６の一端部がボルト・ナット６７で結合されているとともに、左右両端のフランジ部材６３にはコイルばね６６の他端部がボルト・ナット６８で結合され、これにより、中心軸６１と回転体６２との間にコイルばね６６が架設されている。
【０００４】
中心軸６１の両端部は図３で示したシャッターケース５２内のブラケット５３に固定支持され、また、図３で示したシャッターカーテン５５の上端は巻取軸５４の回転体６２に連結され、シャッターカーテン５５が巻取軸５４に巻き取られて開口部５１を開放しているときには、コイルばね６６はばね力が殆ど生じていない自然状態又はばね力が少し生じた状態となっている。
【０００５】
このように巻取軸５４に巻き取られているシャッターカーテン５５を引っ掛け棒等の操作具で又は直接の手操作で下降させて巻取軸５４から繰り出し、シャッターカーテン５５で開口部５１を閉鎖させると、中心軸６１を中心に回転体６２が回転することによってコイルばね６６が締め込まれ、このコイルばね６６にばね力が発生する。このため、開口部５１を開放するためにシャッターカーテン５５を上昇させるときは、シャッターカーテン５５の自重が下向きに作用していても、シャッターカーテン５５に少しの操作力を与えるだけでシャッターカーテン５５を軽く上昇させ、巻取軸５４に巻き取らせることができる。
【０００６】
また、コイルばね６６は、図３のシャッター装置設置現場におけるシャッター装置の組み立て作業時において、シャッターカーテン５５を巻取軸５４に巻き取らせるためにも用いられている。
【０００７】
すなわち、図３のシャッター装置を建物に設置するために工場から設置現場へ出荷する前に、この工場では、図４で示した回転体６２に対して中心軸６１を回転させ、これによりコイルばね６６を所定量だけ締め込んだ後、回転体６２のスリーブ部材６５に形成した孔６５Ａと、この孔６５Ａと一致した中心軸６１の孔とにピンを挿入することにより中心軸６１に対する回転体６２の回転止めを行い、この状態で巻取軸５４を図３のシャッター装置設置現場の所定箇所に配置し、左右の側端部をガイドレール５６にスライド自在に係合させたシャッターカーテン５５の上端を図示しない吊り元部材等を介して回転体６２に連結した後、前述のピンを引き抜くことにより、回転体６１をコイルばね６６のばね力で中心軸６１に対して回転させ、これにより、シャッター装置の組み立て作業時において、シャッターカーテン５５を巻取軸５４に巻き取らせる。
【０００８】
以上のように工場で回転体６２に対して中心軸６１を回転させてコイルばね６６を締め込む作業は、回転式コイルばね締め込み装置を用いて行われている。
【０００９】
この回転式コイルばね締め込み装置は、電気モータからの駆動力が伝達されるとともに、トルク変換手段で変換されたトルクで回転し、内部にエア給排通路が形成された回転軸と、この回転軸が内部に回転自在に挿入され、この回転軸のエア給排通路との間でエアの受け渡しがなされるエア給排部材と、前記回転軸に連結され、この回転軸のエア給排通路を流通するエア圧力により巻取軸５４の中心軸６１をクランプ、アンクランプするクランプ手段とを有する。
【００１０】
そして、コイルばね６６の締め込み作業を行うときには、巻取軸５４の回転体６２の回転を阻止した状態でこの巻取軸５４の中心軸６１をクランプ手段でクランプし、この後、回転式コイルばね締め込み装置の回転軸を前記トルク変換手段で変換されたトルクで回転させることにより、このトルクに応じた強さでコイルばね６６の締め込みを行い、この締め込み後、前述したとおり、スリーブ部材６５の孔６５Ａと中心軸６１の孔とにピンを挿入することにより、中心軸６１と回転体６２とを回転不能に結合する作業が行われる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の回転式コイルばね締め込み装置における回転軸と前記エア給排部材との間には、回転部材に接触してエアの漏れを防止するための流体漏れ防止部材であるシール部材が配置されているため、回転軸の回転にこのシール部材が影響することになる。このため、回転軸を回転させるために前記トルク変換手段で変換されたトルクからこのシール部材の影響によるトルクが消費され、コイルばねを締め込むためのトルクは、トルク変換手段で変換されたトルクよりも小さくなり、この結果、コイルばねの締め込み量が、予め設定された正確な締め込み量よりもシール部材による損失トルク分だけ小さくなるおそれがあった。
【００１２】
これと同様の現象は、シャッター装置の巻取軸だけではなく、回転軸の回転で締め込まれるコイルばねを備えている他のコイルばね付き物体のコイルばねを前記回転式コイルばね締め込み装置で締め込むときにも生じる。
【００１３】
本発明の目的は、コイルばねの締め込み量を所定の正確な締め込み量とすることができる回転式コイルばね締め込み装置を提供するところにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転式コイルばね締め込み装置は、トルク変換手段で変換されたトルクで回転し、内部に流体給排通路が形成された回転軸と、この回転軸が内部に回転自在に挿入され、前記流体給排通路との間で流体の受け渡しがなされる流体給排部材と、前記回転軸に連結され、この回転軸の前記流体給排通路を流通する流体圧力によりコイルばね付き物体をクランプ、アンクランプするクランプ手段とを有する回転式コイルばね締め込み装置であって、このクランプ手段でクランプされた前記コイルばね付き物体のコイルばねの一端部を他端部に対して回転させることによりこのコイルばねを締め込む前記回転軸と、前記流体給排部材との間に、前記回転部材に接触して流体の漏れを防止する流体漏れ防止部材が配置されていないことを特徴とするものである。
【００１５】
この回転式コイルばね締め込み装置によると、クランプ手段でクランプされたコイルばね付き物体のコイルばねの一端部を他端部に対して回転させることによりこのコイルばねを締め込む回転軸と、流体給排部材との間に、回転部材に接触して流体の漏れを防止する流体漏れ防止部材が配置されていないため、回転軸の回転にシール部材等の流体漏れ防止部材が影響せず、したがって、回転軸はトルク変換手段で変換されたトルクによって回転するとともに、このトルクでコイルばねを締め付けることになり、コイルばねの締め付け量を予め設定したとおりの所定の締め付け量とすることができる。
【００１６】
この回転式コイルばね締め付け装置において、回転軸の流体給排通路や流体給排部材を流通する流体は、エアでもよく、油でもよく、任意な流体でよい。
【００１７】
しかし、流体をエアとした場合には、流体漏れ防止部材が配置されていない回転軸と流体給排部材との間からエアが漏れても、このエアは大気に戻るだけであり、不都合なことは生じないため、流体をエアとすることが好ましい。
【００１８】
また、回転軸に回転駆動力を与える駆動源は、電気モータでもよく、油圧モータでもよく、内燃エンジンでもよく、任意な駆動源でよい。
【００１９】
また、コイルばね付き物体をクランプ、アンクランプするクランプ手段は、流体圧力によって往復動するピストンに複数のレバーが連結され、それぞれのレバーに連結されたチャック部材の開閉動でコイルばね付き物体をクランプ、アンクランプする方式のものでもよく、また、流体圧力で往復動する２個のピストンのそれぞれにスライド自在のクランプ部材が結合され、これらのクランプ部材の開閉動でコイルばね付き物体をクランプ、アンクランプする方式のものでもよく、さらには、流体圧力で膨張・収縮変形する袋部材を有し、この袋部材でコイルばね付き物体を直接クランプ、アンクランプする方式のものでもよく、その原理及び構造等は任意である。
【００２０】
本発明に係る回転式コイルばね締め付け装置によってコイルばねが締め込まれるコイルばね付き物体は、クランプ手段でクランプされる部材又は箇所等を有し、回転式コイルばね締め付け装置の回転軸の回転でコイルばねの一端部が他端部に対して回転してコイルばねの締め込みがなされる構造になっている限りにおいて、任意な構造となっているものでもよく、また、任意な部材で構成されたものでよい。
【００２１】
そのコイルばね付き物体の一例は、中心軸と、この中心軸を中心に回転自在になっているとともに、中心軸との間でコイルばねが架設された回転体とを有し、中心軸と回転体とのうち、回転が阻止された一方に対して他方が回転式コイルばね締め込み装置のクランプ手段でクランプされて前記回転軸で回転するものとなっている場合である。
【００２２】
そして、このコイルばね付き物体は、回転体にシャッター装置のシャッターカーテンが連結され、中心軸に対するこの回転体の回転によりこのシャッターカーテンを巻き取り、繰り出すようになっているシャッター装置の巻取軸でもよく、他の装置、機械、器具等に用いられるコイルばね付き物体でもよい。
【００２３】
コイルばね付き物体がシャッター装置のシャッターカーテンを巻き取り、繰り出す巻取軸である場合には、そのシャッターカーテンは、全部又は略全部がスラットの連設で形成されたものでもよく、スラット以外の部材、例えば、パイプの連設やパネルの連設、シートで形成されたものでもよく、また、例えば、スラットとパイプのように、異種材料の複合で形成されたものでもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態に係る回転式コイルばね締め込み装置を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る回転式コイルばね締め込み装置でコイルばねが締め込まれるコイルばね付き物体は、図３及び図４で示したシャッター装置の巻取軸５４である。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る回転式コイルばね締め込み装置の全体正面図である。基台１にブラケット２で取り付けられた電気モータ３の回転駆動力は、チェーン・スプロケット又はベルト・プーリ等による駆動力伝達手段４及びエア式クラッチ５を介してトルク変換手段６に伝達され、このトルク変換手段６からの出力軸７にはカプラ８を介して回転軸９が接続されている。この回転軸９はエア給排手段１０の内部に挿通され、その先端に巻取軸５４の中心軸６１をクランプ、アンクランプするクランプ手段１１が連結されている。
【００２６】
以上において、回転軸９はトルク変換手段６で変換されたトルクで回転し、トルク変換手段６で設定されているこのトルクの大きさは、巻取軸５４のコイルばね６６を所定量まで締め込むために必要とされているトルク値である。
【００２７】
図２は、図１におけるエア給排手段１０及びクランプ手段１１の内部構造を示す断面図である。エア給排手段１０の本体２０の内部において、回転軸９は軸受け部材２１，２２で回転自在に支持されているとともに、本体２０の内部に固定配置されている筒状のエア給排部材２３の内部にも回転軸９は回転自在に挿入されている。回転軸９の先端には、クランプ手段１１の本体３０とピストンストップ部材３２の後側に配置されているエンドキャップ３１がボルト３３で結合され、ピストンストップ部材３２と本体３０の仕切り壁３０Ａとの間のシリンダ室３４に、ピストン３５が回転軸９の軸方向に移動自在に収納されている。
【００２８】
エア給排手段１０の本体２０にはエアコンプレッサ等からなるエア供給手段が接続されるエア給排口２４，２５が設けられ、これらのエア給排口２４，２５に接続されたエア給排通路２４Ａ，２５Ａがエア給排部材２３の内部に形成されている。また、回転軸９の内部には、回転軸９の外周面にリング溝状に設けられたエア給排通路２４Ｂ、２５Ｂを介してこれらのエア給排通路２４Ａ，２５Ａに接続されたエア給排通路２４Ｃ，２５Ｃが形成されている。これらのエア給排通路２４Ｃ，２５Ｃには、クランプ手段１１のエンドキャップ部材３１のエア給排通路２４Ｄ，２５Ｄとピストンストップ部材３２のエア給排通路２４Ｅ，２５Ｅが接続され、エア給排通路２４Ｅには本体３０のエア給排通路２４Ｆが接続されている。
【００２９】
エア給排通路２４Ｆの先端はシリンダ室３４で後方へ向かって開口し、また、エア給排通路２５Ｅの先端はシリンダ室３４で前方へ開口しているため、エア給排口２４からエアがエア給排通路２４Ａ〜Ｆへ供給されるとともに、エア給排通路２５Ｅ〜Ａを経てエアがエア給排口２５から排出されることにより、ピストン３５は、図２で示されているとおり、エア圧力でピストンストップ部材３２に当接する後退位置まで移動し、また、エア給排口２５からエアがエア給排通路２５Ａ〜Ｅへ供給されるとともに、エア給排通路２４Ｆ〜Ａを経てエアがエア給排口２４から排出されることにより、ピストン３５は、エア圧力で本体３０の仕切り壁３０Ａに当接する前進位置まで移動する。
【００３０】
ピストン３５には、仕切り壁３０Ａをスライド自在に貫通した突部３５Ａが設けられており、その先端にボルト３６でＴ字形状のヘッド部材３７が結合されている。本体３０の仕切り壁３０Ａでシリンダ室３４とは反対側に仕切られて形成されたレバー室３８には、ピン３９を中心に揺動自在となったレバー４０が収納配置されており、Ｌ字状となっているこのレバー４０の一方の端部４０Ａは、ピストン３５の突部３５Ａとヘッド部材３７との間に係合され、他方の端部４０Ｂは、本体３０の前面に本体３０の半径方向（回転軸９の半径方向）に形成されたガイド溝３０Ｂのスライド自在に係合しているスライド部材４１の凹部４１Ａに係合している。
【００３１】
このため、前述のように、エア圧力でピストン３５が前進、後退すると、レバー４０がピン３９を中心に揺動し、これに伴いスライド部材４１はガイド溝３０Ｂに案内されて本体３０の半径方向に往復動する。このようなレバー部材４０及びスライド部材４１は、本体３０の円周方向（回転軸９の円周方向）に等間隔で複数個、例えば、３個設けられている。
【００３２】
それぞれのスライド部材４１にはチャック部材４２が結合され、これらのチャック部材４２には、ガイドバー４３で案内されて本体３０の半径方向に移動自在となっているとともに、ばね４４で内径方向へ常時弾性的に押圧されているグリップ部材４５が設けられ、このグリップ部材４５の先端には、前記巻取軸５４の中心軸６１に当たる先端部材４６が取り付けられている。
【００３３】
この先端部材４６は超硬金属製であり、先端部材４６が巻取軸５４の中心軸６１に、レバー４０の揺動力によるスライド部材４１の移動力とグリップ部材４５に作用しているばね４４の弾圧力とで当たると、この先端部材４６は中心軸６２に食い込むようになっている。
【００３４】
また、前述したエア給排通路同士の接続箇所、すなわち、エア給排通路が形成されている回転軸９とクランプ手段１１のエンドキャップ部材３１との接続箇所や、エア給排通路が形成されているエンドキャップ部材３１とピストンストップ部材３２との接続箇所、エア給排通路が形成されているピストンストップ部材３２と本体３０の接続箇所には、これらのエア給排通路を囲む小さなリング状のシール部材４７が配置されており、これらのシール部材４７によってこれらの接続箇所からのエア漏れが防止されている。
【００３５】
また、エア給排手段１０の本体２０と前記エア給排部材２３との間にも、エア給排部材２３のエア給排通路２４Ａ，２５Ａの両側位置と中間位置との間において、３個の大きなリング状のシール部材４８が配置され、本体２０の内周面とエア給排部材２３外周面の両方に接触するこれらのシール部材４８により、本体２０とエア給排部材２３との間からエアが漏れるのを防止されている。
【００３６】
しかし、エア給排部材２３と回転軸９との間には、以上のようなエア漏れ防止部材となっているシール部材は設けられていない。
【００３７】
以上の本実施形態では、シャッター装置をシャッター装置設置現場に出荷する前の工場において、図４で示した巻取軸５４のコイルばね６６の締め込み作業を行うときには、本実施形態に係る回転式コイルばね締め込み装置に近接して配置されている図示外の巻取軸セット装置に巻取軸５４をセットし、このセット装置に設けられている爪部材等による回転止め部材を巻取軸５４の回転体６２に係止することにより、この回転体６２の中心軸６１に対する回転を阻止しておく。
【００３８】
この後、本実施形態に係る回転式コイルばね締め込み装置のエア給排通路２４Ａ〜Ｆへのエアの供給、エア給排通路２５Ａ〜Ｅからのエアの排出によりピストン３５を後退させ、レバー４０の揺動と、スライド部材４１の本体３０の内径方向への移動とにより、複数個のチャック部材４２のグリップ部材４５によって巻取軸５４の中心軸６１を把持させ、これによって前記クランプ手段１１で中心軸６１をクランプさせる。
【００３９】
次いで、図１で示した電気モータ３を駆動させ、この回転駆動力を前記駆動力伝達手段４を介して前記トルク変換手段６に伝達し、このトルク変換手段６で変換されたトルクにより回転軸９を回転させる。これにより前記クランプ手段１１も回転することになり、このクランプ手段１１でクランプされている巻取軸５４の中心軸６１は、前述のように回転が阻止されている回転体６２に対して回転することになる。
【００４０】
これにより、図４で示すように、中心軸６１に結合されたコイルばね６６の一端部は回転体６２に結合された他端部に対して回転することになり、コイルばね６６は回転軸９のトルクに応じた締め込み量まで締め込まれる。この締め込み作業後、前述したとおり、巻取軸５４のスリーブ部材６５の孔６５Ａと中心軸６１の孔とにピンを挿入することにより、中心軸６１と回転体６２とを回転不能に結合する。
【００４１】
この後、本実施形態に係る回転式コイルばね締め込み装置のエア給排通路２５Ａ〜Ｅへのエアの供給、エア給排通路２４Ａ〜Ｆからのエアの排出によりピストン３５を後退させ、これによってクランプ手段１１による巻取軸５４の中心軸６１のクランプを解除する。そして、巻取軸５４をシャッター装置設置現場に送る。
【００４２】
以上の本実施形態によると、回転軸９と、この回転軸９が内部に挿入され、この内部で回転軸９が回転するエア給排部材２３との間には、回転軸９の外周面に接触するシール部材等によるエア漏れ防止部材が配置されていないため、回転軸９はトルク変換手段６で変換されたトルクで回転するとともに、このトルクでコイルばね６６の締め込み作業を行うことになる。このため、従来において、回転軸９とエア給排部材２３との間に回転軸９の外周面に接触するシール部材が配置され、したがって、トルク変換手段６で変換されたトルクよりもこのシール部材の影響で小さくなるトルクによってコイルばね６６の締め込み作業がなされるというおそれを解消することができ、トルク変換手段６で設定された所定のトルクによりコイルばね６６を所定量だけ正確に締め込むことができる。
【００４３】
また、回転軸９とエア給排部材２３との間にエア漏れ防止部材が配置されていないことにより、これらの回転軸９とエア給排部材２３との間の隙間からエアが漏れることになるが、漏れたエアは大気に戻るだけであり、何ら不都合なことは発生しない。
【００４４】
また、本実施形態では、クランプ手段１１が巻取軸５４の中心軸６２をクランプするときには、それぞれのチャック部材４２におけるグリップ部材４５の先端部材４５は超硬金属製であるため、これらの先端部材４６は巻取軸５４の中心軸６１に食い込むことになる。このため、クランプ手段１１のクランプ力を大きくせず、また、チャック部材４２の重量を軽くしても、クランプ手段１１によって巻取軸５４の中心軸６１をより確実にクランプすることができ、チャック部材４２の重量を小さくできることから、回転軸９の回転開始時や回転停止時におけるこの重量による慣性モーメントの影響を小さくできる。
【００４５】
なお、以上の実施形態では、回転軸９が内部に回転自在に挿入されたエア給排部材２３は、エア給排手段１０の本体２０と別の部材になっていたが、このエア給排部材はエア給排手段の本体と同じ部材であってもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、クランプ手段１１が巻取軸５４の中心軸６２をクランプするときには、それぞれのチャック部材４２におけるグリップ部材４５の先端部材４６は超硬金属製であるため、これらの先端部材４６は巻取軸５４の中心軸６１に食い込むことになる。このため、クランプ手段１１のクランプ力を大きくせず、また、チャック部材４２の重量を軽くしても、クランプ手段１１によって巻取軸５４の中心軸６１をより確実にクランプすることができ、チャック部材４２の重量を小さくできることから、回転軸９の回転開始時や回転停止時におけるこの重量による慣性モーメントの影響を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転式コイルばね締め込み装置の全体を示す正面図である。
【図２】図１の要部の内部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るコイルばね付き物体となっている巻取軸を備えるシャッター装置の全体を示す正面図である。
【図４】図３の巻取軸の具体的構造を示す一部破断の正面図である。
【符号の説明】
３  電気モータ
６  トルク変換手段
９  回転軸
１０  エア給排手段
１１  クランプ手段
２３  エア給排部材
２４，２５  エア給排口
２４Ａ〜Ｆ、２５Ａ〜Ｅ  エア給排通路
３５  ピストン
４０  レバー
４１  スライド部材
４２  チャック部材
４７，４８  エア漏れ防止部材である流体漏れ防止部材となっているシール部材
５４  シャッターカーテン巻取軸
５５  シャッターカーテン
６１  中心軸
６２  回転体
【図１】
0003830810.tif 000002
【図２】
0003830810.tif 000003
【図３】
0003830810.tif 000004
【図４】
0003830810.tif 000005