(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1実施の形態における急回転停止装置10が設置された建築用シャッター1の側面図である。建築用シャッター1は建屋の開口部などを開閉するシャッターカーテン(図示せず)の巻上げ・巻下げを行う装置であり、壁面に取り付けられたブラケット2に配置される。建築用シャッター1は、ブラケット2に取り付けられた開閉器3と、開閉器3により回転するドラム8とを備えている。ドラム8は、シャッターカーテン(図示せず)を巻き取る円筒状の部材であり、支軸7により支持される。支軸7は軸方向(
図1紙面垂直方向)に延びる部材であり、ブラケット2に第1端が支持されると共に、ブラケット2に対向するブラケット(図示せず)に第2端が支持される。
図1は支軸7の第1端側を支持するブラケット2だけが図示されている。
【0013】
開閉器3は回転駆動力を発生させる装置であり、モータ及び減速機(いずれも図示せず)を備えている。モータの回転駆動力は、減速機で減速された後、減速機の出力軸に装着された駆動スプロケット4、チェーン5、支軸7に装着された従動スプロケット6を介してドラム8に伝達される。開閉器3の正・逆回転によりドラム8が正・逆回転し、ドラム8に一端が固定されたシャッターカーテン(図示せず)の巻上げ又は巻下げが行われる。ブラケット2は、駆動スプロケット3、従動スプロケット6及びチェーン5に囲まれた領域で、且つ、従動スプロケット6に対向する位置に急回転停止装置10が取り付けられている。
【0014】
図2及び
図3を参照して急回転停止装置10について説明する。
図2は急回転停止装置10の分解立体図であり、
図3は
図1のIII−III線における急回転停止装置10の断面図である。急回転停止装置10は、開閉器3の故障やチェーン5の切断等に起因してシャッターカーテンが急降下したときのドラム8の急回転を停止する装置である。
【0015】
図2に示すように急回転停止装置10は、ブラケット2(
図3参照)にボルトで取り付けられる受部材11と、受部材11にボルトで取り付けられるカバー21と、回転が入力される入力部材30と、入力部材30と一体に回転する回転部材40と、回転部材40に並んで配置される第1部材50及び第2部材60とを備えている。入力部材30、回転部材40、第1部材50及び第2部材60は受部材11とカバー21との間に収容される。
【0016】
受部材11は、急回転停止装置10のケースの一部であり、円環状に形成される円環部12と、円環部12の内周面の複数箇所に設けられる凹部13と、円環部12の内側に連接される底部14と、底部14の中心に形成される収容部15とを備えている。受部材11は硬質の合成樹脂や金属などで一体に形成されている。
【0017】
円環部12は急回転停止装置10の外郭を形成する部位である。底部14は、厚さが、円環部12の軸方向の厚さ(
図3上下方向寸法)より薄く設定される部位であり、円環部12の軸方向の一端に連接される。凹部13は、円環部12の軸方向に亘って円環部12の内周面から径方向の外側へ向かって半円状に切り取られる部位であり、円環部12の周方向に等しい間隔をあけて複数箇所(本実施の形態では4箇所)に形成される。収容部15は軸受16が嵌入される部位である。
【0018】
カバー21は、受部材11と共に急回転停止装置10のケースを構成する部材であり、受部材11の円環部12に取り付けられる扇状の取付部22と、取付部22から鍔状に張り出す張出部23と、張出部23に形成される収容部24とを備えている。カバー21は硬質の合成樹脂や金属などで一体に形成されている。
図3に示すように取付部22は、底部14と略平行になるように円環部12に取り付けられる。張出部23は、被動スプロケット6及び入力部材30とカバー21との干渉を防ぐための部位である。収容部24は軸受25が嵌入される部位である。
【0019】
図2に戻って説明する。入力部材30は、被動スプロケット6から回転が入力される部材であり、軸受16,25に取り付けられる入力軸31と、入力軸31と一体に形成されるギヤ32とを備えている。ギヤ32が被動スプロケット6と噛み合うことで、被動スプロケット6の回転が入力軸31に入力される。
【0020】
回転部材40は、入力軸31と一体的に回転する部材であり、円盤状に形成された本体41を備えている。回転部材40は硬質の合成樹脂や金属などで一体に形成されており、本体41にアーム45(突出部)が取り付けられる。本体41は、厚さ方向(軸方向)に貫通する第1孔42が中心に形成されており、厚さ方向に貫通する第2孔44が、第1孔42と異なる位置に形成されている。第1孔42に入力部材30の入力軸31が相対回転不能に挿通される。本体41は、アーム45が収容される収容溝43が、周方向に沿って外周面に形成されている。収容溝43は第2孔44と繋がり、第1孔42とは離隔する。
【0021】
アーム45は、収容溝43に収容される金属製の部材であり、第1端46と第2端47とを有する略L字状に形成されている。アーム45は、ピン49が挿通される貫通孔48が、第2端47寄りの厚さ方向に貫通する。貫通孔48を貫通したピン49は、本体41に形成された第2孔44に固定される。収容溝43は、深さが、アーム45より大きく形成されているので、アーム45は本体41に対してピン49を中心に揺動する。
【0022】
回転部材40は、収容溝43に収容されたアーム45の第2端47と本体41(収容溝43の溝底)との間にバネS(圧縮コイルバネ、
図6(a)参照)が介在する。バネSは、復元することで、アーム45の第1端46と本体41(溝底)との間隔を狭める方向へピン49を中心にアーム45を付勢する。バネSの復元力およびアーム45の質量は、入力軸31を中心に回転する回転部材40の通常回転時にバネSの復元力でアーム45の第1端46が収容溝43の溝底に当接し、回転部材40の異常回転(急回転)時に遠心力でアーム45の第1端46が収容溝43から抜け出すように設定される。
【0023】
その結果、回転部材40の異常回転時は、第1端46が、通常回転時の第1端46の回転軌跡の径方向の外側へ突出する。バネSの復元力を利用して回転部材40の異常回転時に第1端46を突出させるので、急回転停止装置10の取付時に、鉛直方向に対する急回転停止装置10の角度、急回転停止装置10の上下の向き等を考慮しなくて済む。そのため、急回転停止装置10は重力を利用して異常回転時の回転軌跡を異ならせる装置(例えば特許文献1記載の装置)に比べて、取付作業を容易にできる。
【0024】
図4を参照して、回転部材40の径方向の外側に配置される第1部材50について説明する。
図4(a)は第1部材50の正面図であり、
図4(b)は
図4(a)の矢印IVb方向から見た第1部材50の側面図であり、
図4(c)は第1部材50の斜視図である。第1部材50は、硬質の合成樹脂や金属などで円環状に形成された本体51の内周面に複数の内周切欠き52が形成され、本体51の外周面に外周切欠き53が形成されている。内周切欠き52は、内周面から本体51の径方向の外側、且つ、周方向の片方へ向かって切り欠かれる部位である。内周切欠き52は、回転部材40(
図2参照)の回転軌跡の径方向の外側へアーム45(第1端46)が突出したときに第1端46が係合する。
【0025】
外周切欠き53は、外周面から本体51の径方向の内側へ向かって形成される部位であり、本体51の外周面の周囲の長さの約3/4の領域に連続して形成されている。外周切欠き53は本体51の外周面の周囲を一部残して形成されており、残して形成された部分の軸方向の端面が外周に沿って一方向に傾斜するので、螺旋状に傾斜する第1傾斜面54が本体51の周りに形成される。
【0026】
図2に戻って第2部材60について説明する。第2部材60は、第1部材50の径方向の外側に配置される円環状の部材であり、硬質の合成樹脂や金属などで一体に形成されている。
図5を参照して第2部材60についてさらに説明する。
図5(a)は第2部材60の正面図であり、
図5(b)は
図5(a)のVb−Vb線における第2部材60の断面図であり、
図5(c)は第2部材60の斜視図である。
【0027】
第2部材60は、円環状に形成された本体61の内周面に凸部62が設けられている。凸部62は、本体61の内周面から径方向の内側へ向かって突出する部位であり、本体61の内周面の周の長さの約3/4の領域に連続して形成されている。凸部62は、軸方向の長さ(厚さ)が本体61の軸方向の長さ(厚さ)より小さく設定されており、軸方向の端面が内周に沿って一方向に傾斜するので、螺旋状に傾斜する第2傾斜面63が本体61の内周面に形成される。第2部材60の径方向の内側に第1部材50が配置されると、第2傾斜面63は第1部材50の第1傾斜面54に対面し、第1傾斜面54及び第2傾斜面63が互いに面接触する。
【0028】
第2部材60は、本体61の外周面の複数箇所に凹部64が設けられている。凹部64は、本体61の軸方向に亘って本体61の外周面から径方向の内側へ向かって半円状に切り取られる部位であり、本体61の周方向に等しい間隔をあけて複数箇所(本実施の形態では4箇所)に形成されている。なお第2部材60は、外径が、受部材11の円環部12の内径より僅かに小さく設定されている。第2部材60を受部材11内に位置決めして収容するためである。
【0029】
図2に戻って第1部材50の第1傾斜面54及び第2部材60の第2傾斜面63の螺旋の向きについて説明する。回転部材40は異常回転時(急回転時)に、入力軸31を中心にして
図2反時計回りに回転するものとする。アーム45の第1端46が第1部材50の内周切欠き52に係合すると、第1部材50は回転部材40と同じ向き(
図2反時計回り)に回転する。第1傾斜面54及び第2傾斜面63は、第1部材50が回転部材40と同じ向き(
図2反時計回り)に回転すると、第1傾斜面54が進んで第1傾斜面54を第2傾斜面63に押し付けるような螺旋の向きに設定されている。
【0030】
図3に示すように、本体51(第1部材50)と取付部22(カバー21)との間に摩擦材70が、本体51(第1部材50)と底部12(受部材11)との間に摩擦材71が配置される。本体61(第2部材60)と底部12(受部材11)との間に第1弾性体72が配置される。摩擦材70,71は、摩擦によって第1部材50の回転速度を減速させるシート状の輪形の部材であり、受部材11の底部14及びカバー21の取付部22により第1部材50に押し付けられる。摩擦材70,71は、自動車、鉄道車両、産業機械などのディスクブレーキパッド、ブレーキライニング等に使われる有機系や金属系等の部材が用いられる。耐摩耗性や耐熱性に優れるからである。
【0031】
第1弾性体72は、第2部材60の軸方向の移動を弾性的に規制するシート状の輪形の部材であり、受部材11の底部14及びカバー21の取付部22により位置が規制されて第2部材60の受部材11側の端面に接触する。第1弾性体72は、ゴム、ポリウレタン等の熱可塑性エラストマー、軟質ウレタンフォーム等の軟質の合成樹脂発泡体などによって形成される。第2部材60は、受部材11とカバー21との間に、第1弾性体72が弾性変形する分だけ軸方向に変位可能に配置される。
【0032】
第2部材60は、凹部64の位置を受部材11の凹部13の位置に合致させて、受部材11の円環部12の内側に配置される。合致させた凹部13,64に第2弾性体73が挿入される。第2弾性体73は、第2部材60の回転を弾性的に規制する円柱状の部材である。第2弾性体73は、ゴム、ポリウレタン等の熱可塑性エラストマー、軟質ウレタンフォーム等の軟質の合成樹脂発泡体などによって形成される。
【0033】
図1及び
図6を参照して急回転停止装置10の動作について説明する。
図6(a)は通常回転時の急回転停止装置10の正面図であり、
図6(b)は急回転時の急回転停止装置10の正面図である。なお、
図6(a)及び
図6(b)は、理解を容易にするため、カバー21及び入力部材30の図示が省略されている。
【0034】
図1に示すように開閉器3が駆動すると、駆動スプロケット4、チェーン5及び被動スプロケット6を介してドラム8が回転する。ドラム8に巻かれたシャッターカーテン(図示せず)の巻上げ時は被動スプロケット6が
図1反時計回りに回転するように開閉器3を正回転させ、シャッターカーテンの巻下げ時は被動スプロケット6が
図1時計回りに回転するように開閉器3を逆回転させる。被動スプロケット6の回転に伴い、入力部材30を介して回転部材40に回転が入力されるので、シャッターカーテンの巻上げ時は本体41(回転部材40)が
図6(a)時計回りに回転し、シャッターカーテンの巻下げ時は本体41(回転部材40)が
図6(a)反時計回りに回転する。アーム45はバネSにより付勢されているので、通常回転(定速回転)では巻上げ時・巻下げ時のいずれも、
図6(a)に示すようにアーム45は第1端46を本体41(収容溝43の溝底)に密着させて回転する。
【0035】
開閉器3の故障やチェーン5の切断等の異常が生じ、その異常に起因してシャッターカーテンが自重で急降下すると、本体41(回転部材40)が
図6(a)反時計回りに急回転(加速回転)する。回転部材40と一体に回転するアーム45に作用する遠心力(慣性力)が、バネSの弾性力に抗すると、ピン49を中心にアーム45が回転し、アーム45の回転軌跡の最大径より径方向の外側へ第1端46が突出する。アーム45の第1端46が、本体51(第1部材50)に形成された内周切欠き52に係合すると、第1部材50が回転部材40と共に回転する。
【0036】
受部材11との間に摩擦材71が配置され、カバー21との間に摩擦材70が配置されているので、第1部材50の軸方向の端面と摩擦材70,71とが摺動する。摩擦材70,71の摩擦抵抗によって第1部材50の回転速度が低下するので、それに伴い回転部材40の回転速度が低下する。回転部材40及び第1部材50のエネルギーが低下するので、回転部材40の回転が停止するときの衝撃を緩和できる。停止時の衝撃を緩和することで、入力軸31に回転を入力する被動スプロケット6等の相手材が損傷することを防止できる。
【0037】
第1部材50の回転に伴い、第1部材50に一体成形された第1傾斜面54も回転する。第1傾斜面54及び第2傾斜面63は、第1部材50が回転部材40と同じ向きに回転すると、第1傾斜面54が進んで第1傾斜面54を第2傾斜面63に押し付けるような螺旋の向きに設定されている。その結果、第1傾斜面54及び第2傾斜面63により、第1部材50及び第2部材60に作用する回転方向の荷重を斜面の分力と軸方向の分力とに分散できる。なお、第1部材50及び第2部材60は、第2部材60に作用する軸方向の分力が受部材11へ向かう力となるように、第1傾斜面54及び第2傾斜面63の螺旋の向きが設定されている。
【0038】
受部材11へ向かう軸方向の分力が作用する第2部材60は、受部材11に受け止められて軸方向の移動が制限されるので、第1部材50及び回転部材40の回転を停止させることができる。第1傾斜面54及び第2傾斜面63は互いに面接触して荷重を面で受けるので、荷重を分散させて第1部材50や第2部材60を破損させ難くすることができる。異常が繰り返し発生して急回転停止装置10が何度も作動する場合でも、第1部材50や第2部材60が破損し難いので、回転部材40の回転を確実に停止できる。よって、急回転停止装置10の信頼性を向上できる。
【0039】
第2部材60と受部材11との間に第1弾性体72が配置されるので、受部材11へ向かう軸方向の分力が第2部材60に作用すると、受部材11と第2部材60との間に挟まれた第1弾性体72は、第2部材60の軸方向の移動を弾性的に規制する。従って、回転部材40の回転が停止するときの衝撃を緩和しつつ、回転部材40及び第1部材50の回転を確実に停止できる。また、第2部材60と受部材11との間に第1弾性体72が配置されるので、第2部材60の受圧面積(軸方向の端面の面積)を確保できる。簡易な構造で第2部材60、受部材11及び第1弾性体72を破損し難くできるので、耐久性を確保できる。
【0040】
第2部材60の外周面と受部材11の円環部12の内周面との間に存在する凹部13,64に第2弾性体73が挿入されている。そのため、第1傾斜面54及び第2傾斜面63によって第2部材60に作用する斜面の分力(回転方向の分力)が第2部材60を回転させるときに、第2弾性体73によって第2部材60の回転が弾性的に規制される。従って、第2弾性体73が無い急回転停止装置に比べて、回転が停止するときの衝撃を緩和しつつ第1部材50の回転を早期に停止できる。
【0041】
なお、受部材11へ向かう軸方向の分力が作用する第2部材60と受部材11との間に第1弾性体72が配置され、受部材11はブラケット2に取り付けられるので、受部材11を堅牢にすることで耐荷重を確保できる。仮に、第2部材60に作用する軸方向の分力がカバー21へ向かう力となるように、第1傾斜面54及び第2傾斜面63の螺旋の向きが設定されると、カバー21は受部材11にボルトで固定されるので、軸方向の荷重を受けてカバー21がボルトの周囲で破壊するおそれがある。これに対し、急回転停止装置10はブラケット2に取り付けられる受部材11が第2部材60を受け止めるので、カバー21の破壊を防いで耐久性を確保できる。
【0042】
次に
図7を参照して第2実施の形態について説明する。第1実施の形態では、回転部材40にピン49で固定されたアーム45が急回転時に飛び出すことで、回転部材40を第1部材50と一体的に回転させる場合について説明した。これに対し第2実施の形態では、回転部材81の収容溝82に収容された回転体83が急回転時に飛び出すことで、回転部材81を第1部材84と一体的に回転させる場合について説明する。なお、第1実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
図7は第2実施の形態における急回転停止装置80の正面図である。
図7は、理解を容易にするため、カバー21及び入力部材30の図示が省略されている。
【0043】
急回転停止装置80は、受部材11(円環部12)と、複数の収容溝82が周縁に形成された回転部材81と、回転部材81の各収容溝82に収容された複数の回転体83(突出部)と、回転体83を受け止める嵌合溝85が内周面に形成された第1部材84とを備えている。回転部材81は、入力軸31(
図2参照)と一体的に回転する部材であり、外径が、第1部材84の嵌合溝85を除く内径より僅かに小さく設定される。嵌合溝85は、径方向の深さが、回転体83の直径より小さく設定される。回転部材81や回転体83は硬質の合成樹脂や金属によって形成されている。
【0044】
回転部材81の収容溝82は、深さが、回転体83の直径より十分に大きく設定されており、軸方向(
図7紙面垂直方向)の長さが、回転体83の直径より僅かに大きく設定されている。そのため回転体83は収容溝82の深さ方向には比較的自由に移動できる。
【0045】
第1部材84は、外周面に第1傾斜面54が形成され、第2部材60(本体61)に対して相対回転可能に配置されている。第1傾斜面54は、第2部材60(本体61)の内周面に形成された第2傾斜面63と軸方向で面接触する。急回転停止装置80は、第1部材84に形成された嵌合溝85の終端が鉛直方向の最上に位置するように、受部材11(円環部12)がブラケット2(
図1参照)に取り付けられる。
【0046】
次に急回転停止装置80の動作について説明する。被動スプロケット6(
図1参照)から入力部材30(
図2参照)に回転が入力されると、入力軸31と一体的に回転部材81が回転する。シャッターカーテン(図示せず)の巻下げ時は回転部材81が
図7反時計回りに回転する。そのときの回転速度は比較的小さく設定されているので、回転部材81の収容溝82に収容された回転体83は、その収容溝82が入力軸31(
図2参照)より鉛直方向の上側に位置すると、自重により収容溝82の底側に移動する。第1部材84の嵌合溝85の終端で回転体83が挟まれることはないので、回転部材81は自由に回転できる。
【0047】
一方、チェーン5(
図1参照)の切断や開閉器3の故障に起因してシャッターカーテン(図示せず)が下降し始めると、ドラム8及び被動スプロケット6の回転速度が急激に上昇するので、急回転停止装置80の回転部材81が急回転する。回転部材81の収容溝82に収容された回転体83は、遠心力により収容溝82から飛び出し、嵌合溝85の終端で回転部材81と第1部材84とに挟まれる。その結果、回転部材81と第1部材84とが一体的に回転する。第1部材84が摺動する摩擦材70,71、第1部材84の第1傾斜面54に第2傾斜面63が干渉する第2部材60、第2部材60の軸方向の移動を規制する第1弾性体72、第2部材60の回転を規制する第2弾性体73の働きによって、回転部材81及び第1部材84が停止する点は第1実施の形態と同様なので、説明を省略する。急回転停止装置80も第1実施の形態と同様の作用・効果を実現できる。
【0048】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【0049】
上記各実施の形態では、急回転停止装置10,80を建築用シャッター1に設置する場合について説明したが、これに限られるものではない。建築用シャッター1以外にも、落下や勝手な開放に対する安全装置として急回転停止装置10,80を適宜採用することは当然可能である。
【0050】
上記各実施の形態では、シート状の第1弾性体72を受部材11と第2部材60との間に第1弾性体72(弾性部)を配置して、第2部材60に作用する荷重を弾性的に受ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。他の弾性部を採用することは当然可能である。例えば、第1部材50,84の第1傾斜面54と第2部材60の第2傾斜面63との間にシート状の弾性体(弾性部)を挟み、この弾性体を弾性変形させることによって荷重を受けることは当然可能である。また、第1部材50,84や第2部材60をゴム等の弾性体(弾性部)で一体に形成したり、第1傾斜面54や第2傾斜面63を部分的にゴム等の弾性体(弾性部)で形成したりすることは当然可能である。同様に、第1部材50,84や第2部材60の軸と直交する部位(一部)をゴム等の弾性体(弾性部)で形成したり、第1部材50,84や第2部材60を軸方向に分割して、分割したところにゴム等の弾性体(弾性部)を挟んだりすることは当然可能である。これらの場合も第2部材60に作用する軸方向の荷重を弾性体(弾性部)が受けるので、第1部材50,84や第2部材60の損傷を抑制しつつ回転停止時の衝撃を緩和できる。
【0051】
上記各実施の形態では、第1部材50,84の第1傾斜面54及び第2部材60の第2傾斜面63の螺旋の向きは、軸方向の分力が受部材11(ブラケット2に取り付けられる部材)へ向かうように設定されていた。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、軸方向の分力がカバー21(受部材11に取り付けられる部材)へ向かうように螺旋の向きを設定することは当然可能である。軸方向の荷重が作用する第2部材60をカバー21で受け止められるからである。この場合、カバー21が請求項1に記載の受部材に該当する。
【0052】
上記各実施の形態では、第1傾斜面54が本体51の外周面の周囲の約3/4の領域に連続して形成され、第2傾斜面63が本体61の内周面の周の約3/4の領域に連続して形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第1傾斜面54、第2傾斜面63のいずれかを複数に分割し、周方向に断続的に設けるようにすることは当然可能である。