特開 2024-72018 着脱型電動巻取ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072018

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】着脱型電動巻取ユニット

(51)【国際特許分類】

   A43C 1/04 20060101AFI20240520BHJP

【ＦＩ】

A43C1/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182588

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】513014628

【氏名又は名称】株式会社ナチュラレーザ・ワン

(74)【代理人】

【識別番号】100076831

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 捷雄

(72)【発明者】

【氏名】野中 大旗

【テーマコード（参考）】

4F050

【Ｆターム（参考）】

4F050MA28

(57)【要約】      （修正有）

【課題】気軽に清掃でき、かつ、小型の電動巻取ユニットを提供する。
【解決手段】靴紐巻取部と、巻取駆動部とで構成された着脱型電動巻取ユニットであって、靴紐巻取部は靴紐と、靴紐を巻き取るボビンと、巻取駆動部を着脱可能に係合する第１の係合部とを有し、巻取駆動部はモーターと、モーターを駆動制御する電気基板と電気基板に電力を供給する電源と、靴紐巻取部を着脱可能に係合する第２の係合部とを有し、第１、第２の係合部を用いて靴紐巻取部に巻取駆動部を着脱可能に係合させた。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

靴紐巻取部と、巻取駆動部とで構成された着脱型電動巻取ユニットであって、前記靴紐巻取部は靴紐と、靴紐を巻き取るボビンと、前記巻取駆動部を着脱可能に係合する第１の係合部とを有し、前記巻取駆動部はモーターと、前記モーターを駆動制御する電気基板と、前記電気基板に電力を供給する電源と、前記靴紐巻取部を着脱可能に係合する第２の係合部とを有し、前記第１、第２の係合部を用いて前記靴紐巻取部に前記巻取駆動部を着脱可能に係合させた事を特徴とする着脱型電動巻取ユニット。

【請求項2】

前記第１の係合部を形成する第１のカムと、前記第２の係合部を形成する第２のカムと、前記靴紐巻取部と前記巻取駆動部の少なくとも何れかに設けられ、前記第１、第２のカムを対向方向に付勢する第１の弾性手段とを有し、前記第１の弾性手段は前記第１、第２のカム斜面を用いて前記靴紐巻取部と前記巻取駆動部の係合力を発生させることを特徴とする請求項１記載の着脱型電動巻取ユニット。

【請求項3】

前記モーターの回転力を前記ボビンに伝達する伝達部を、前記靴紐巻取部と前記巻取駆動部の少なくとも何れかに設けたことを特徴とする請求項１記載の着脱型電動巻取ユニット。

【請求項4】

前記伝達部は、前記モーターの回転により前記モーターと前記ボビンの回転位相を調整する位相調整部を有することを特徴とする、請求項３記載の着脱型電動巻取ユニット。

【請求項5】

前記位相調整部は、前記靴紐巻取部に設けられた第３のカムと、前記第３のカムと対向し、前記巻取駆動部に設けられた第４のカムと、前記第３、第４のカムを前記第３、第４のカムの回転軸に略沿って対向方向に付勢する第２の弾性手段とで構成されることを特徴とする請求項４記載の着脱型電動巻取ユニット。

【請求項6】

前記伝達部は、第１の回転方向には前記モーターの駆動力を前記ボビンに伝達し、前記第１の回転方向とは異なる第２の回転方向では前記モーター駆動力を前記ボビンに伝達しないワンウェイクラッチ構造としたことを特徴とする請求項３記載の着脱型電動巻取ユニット。

【請求項7】

前記ワンウェイクラッチ構造は、前記第３のカムと、前記第１、第２の回転方向には規制され、前記第１、第２の回転方向とは直交する、前記第３のカムとの対向方向である回転軸方向には移動可能な前記第４のカムと、前記第３、第４のカムを前記回転軸方向に付勢する第２の弾性手段とで構成され、前記第１の回転方向における前記第３、第４のカムが当接する斜面の傾きと前記第２の回転方向における前記第３、第４のカムが当接する斜面の傾きを異ならせたことを特徴とする請求項６記載の着脱型電動巻取ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この本発明は、紐の巻き取りに関するもので、特に靴紐等を電動で巻き取る電動巻取ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

靴紐を巻き上げる技術も進化が進み、装着者が靴紐を自ら結ぶ方式や、ダイアルを回転させて靴紐を巻き取る方式に加え、近年では電動で靴紐を巻き取る商品も開発されてきている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１１５９７１号公開特許公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記電動で靴紐を巻き取る商品に搭載される電動巻取ユニットには、いくつかの問題が残されている。ひとつめは靴を清掃するときに電動巻取ユニットの耐水性が問題となり、洗濯機に靴を投入する様な十分な清掃ができないという問題である。ふたつめはモーターを逆回転させて靴紐を緩める方式では、巻き取り量が過剰になると靴紐が逆方向に巻き取り始める所謂逆巻きが起きてしまうという問題である。ふたつめの問題に関しては巻き取り量を検出してモーターを制御する手段を設ける、或はステップモーターなどを利用して回転ステップをカウントしながらモーターを制御すること、等で対策することは可能である。しかしながら、いずれも部品点数の増加による重量増加や、大型化、コストアップを招いてしまう。この発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、気軽に清掃でき、かつ、小型の電動巻取ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記目的を達成するために、靴紐巻取部と、巻取駆動部とで構成された着脱型電動巻取ユニットであって、前記靴紐巻取部は靴紐と、靴紐を巻き取るボビンと、前記巻取駆動部を着脱可能に係合する第１の係合部とを有し、前記巻取駆動部はモーターと、前記モーターを駆動制御する電気基板と、前記電気基板に電力を供給する電源と、前記靴紐巻取部を着脱可能に係合する第２の係合部とを有し、前記第１、第２の係合部を用いて前期靴紐巻取部に前記巻取駆動部を着脱可能に係合させた事を特徴とする。

【0006】

次に請求項２に記載の発明は、前記第１の係合部を形成する第１のカムと、前記第２の係合部を形成する第２のカムと、前記靴紐巻取部と前記巻取駆動部の少なくとも何れかに設けられ、前記第１、第２のカムを対向方向に付勢する第１の弾性手段とを有し、前記第１の弾性手段は前記第１、第２のカム斜面を用いて前記靴紐巻取部と前記巻取駆動部の係合力を発生させることを特徴とする。

【0007】

次に請求項３に記載の発明は、前記モーターの回転力を前記ボビンに伝達する伝達部を、前記靴紐巻取部と前記巻取駆動部の少なくとも何れかに設けたことを特徴とする。

【0008】

次に請求項４に記載の発明は、前記伝達部は、前記モーターの回転により前記モーターと前記ボビンの回転位相を調整する位相調整部を有することを特徴とする。

【0009】

次に請求項５に記載の発明は、前記位相調整部は、前記靴紐巻取部に設けられた第３のカムと、前記第３のカムと対向し、前記巻取駆動部に設けられた第４のカムと、前記第３、第４のカムを前記第３、第４のカムの回転軸に略沿って対向方向に付勢する第２の弾性手段とで構成されることを特徴とする。

【0010】

次に請求項６に記載の発明は、前記伝達部は、第１の回転方向には前記モーターの駆動力を前記ボビンに伝達し、前記第１の回転方向とは異なる第２の回転方向では前記モーター駆動力を前記ボビンに伝達しないワンウェイクラッチ構造としたことを特徴とする。

【0011】

次に請求項７に記載の発明は、前記ワンウェイクラッチ構造は、前記第３のカムと、前記第１、第２の回転方向には規制され、前記第１、第２の回転方向とは直交する、前記第３のカムとの対向方向である回転軸方向には移動可能な前記第４のカムと、前記第３、第４のカムを前記回転軸方向に付勢する第２の弾性手段とで構成され、前記第１の回転方向における前記第３、第４のカムが当接する斜面の傾きと前記第２の回転方向における前記第３、第４のカムが当接する斜面の傾きを異ならせたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

上述したように、本発明によれば、電動巻取ユニットを靴紐巻取部と巻取駆動部に分け、巻取駆動部を外した靴を清掃可能にした。また、靴紐巻取部にワンウェイクラッチ機構を内蔵することで逆巻きを防止した。これにより気軽に清掃でき、かつ、小型の電動巻取ユニットが実現された。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る着脱式電動巻取ユニットを靴に装着したときの（ａ）は、側面図、（ｂ）は、断面拡大図である。

【図2】本発明に係る着脱式電動巻取ユニットを靴に装着したときの平面図である。

【図3】本発明に係る靴紐巻取部から巻取駆動部を取り外す工具である。

【図4】本発明に係る着脱式電動巻取ユニットを別種の靴に装着したときの（ａ）は、側面図、（ｂ）は、靴紐巻取部の斜視図である。

【図5】本発明に係る靴紐巻取部分解斜視図である。

【図6】本発明に係る靴紐巻取部斜視図である。

【図7】本発明に係る靴紐巻取部における図６のＡ－Ａ線断面図である。

【図8】本発明に係る巻取駆動部分解斜視図である。

【図9】本発明に係る巻取駆動部における図８のＡ－Ａ線断面図である。

【図10】本発明に係る靴紐巻取部と巻取駆動部の結合前の斜視図である。

【図11】本発明に係る靴紐巻取部と巻取駆動部の結合後の（ａ）は、位相調整前の断面図、（ｂ）は位相調整後の断面図、（ｃ）は（ｂ）における部分拡大断面図である。

【図12】本発明に係る伝達部ワンウェイクラッチ機構を説明する側面図である。

【図13】本発明に係る伝達部ワンウェイクラッチ機構を説明する（ａ）、（ｂ）は、斜視図である。

【図14】本発明に係る靴紐操作画面である。

【図15】本発明に係る靴紐操作フローである。

【図16】本発明に係る巻取駆動部の電源供給を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の着脱型電動巻き取りユニットを添付図面に基づいて記述する。

【実施例0015】

始めに、本発明に係る着脱型電動巻取ユニットＡの靴Ｄへの装着について説明する。図１は靴Ｄの側面図であり、図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は着脱型電動巻取ユニットＡが設けられた領域の断面拡大図である。靴Ｄにおける靴紐１１ａはアッパー１２側を始点にして紐通し１３ａを縫った後にベロ１４の紐通し１３ｂ、腰部１５の紐通し１３ｃを通り、ネジ式クラスプ１１ｃに接続される。靴紐１１ｂはネジ式クラスプ１１ｄを始点にして紐通し１３ｄを通り靴Ｄの内部に入る。そしてミッドソール１６に設けられたガイド１３ｅで方向をかえられて靴紐巻取部２に設けられた後述するボビンに巻き取られる。

【0016】

ネジ式クラスプ１１ｃと１１ｄは螺合されており、外周のローレット部を回すことで分離できる。このようにネジにより靴紐１１ａと１１ｂを分離して靴を脱ぐことも可能にしているのは靴紐のリリース（巻取解除）が電源消耗などで動かなくなった時に手動で靴を脱げるようにする為である。別の方法として、靴紐を電源状態とは無関係にリリースできるメカニカルな解除手段を設けてもよい。そして、その手段を操作することで靴を脱ぐ方式とした場合にはネジ式クラスプ１１ｃ、１１ｄは不要となる。

【0017】

着脱型電動巻取ユニットＡは靴紐巻取部２と巻取駆動部３で構成されており、靴Ｄにおける靴底アウトソール１７上に設けられたミッドソール１６内部の収納部１６ａに収められている。収納部１６ａの底面１６ｂはミッドソール１６で閉じられており、上面１６ｃは後述する開閉部４により閉じられる。靴紐巻取部２に設けられた固定シャフト２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（２１ｂ，２１ｃは図２に図示）をミッドソール１６に設けられたフック１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ（１６ｅ、１６ｆは図２に図示）と係合することで靴紐巻取部２とミッドソール１６が固定される。尚、フック１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ（１６ｅ、１６ｆは図２に図示）はミッドソール１６と一体で成形された変形可能な部材である。

【0018】

開閉部４は樹脂製のスリーブ４１と蓋４２とＯリング４３で構成されている。そしてスリーブ４１の垂直壁４１ａが収納部１６ａの垂直壁と接着され、フランジ４１ｂがミッドソール１６の上面と接着されている。このとき垂直壁４１ａの先端にあるフック押さえ４１ｃが各フック１６ｄ，１６ｅ，１６ｆと収納部１６ａの垂直壁の間に挿入される。靴紐巻取部２をミッドソール１６に固定するときには、各フック１６ｄ，１６ｅ，１６ｆを変形して固定シャフト２１ａ，２１ｂ，２１ｃに係合させる。そして、その後にフック押さえ４１ｃが差し込まれることで各フック１６ｄ，１６ｅ，１６ｆは変形できなくなる。その為に靴を乱雑に取り扱っても靴紐巻取部２が収納部１６ａから外れることは無い。

【0019】

蓋部４２の垂直壁４２ａにはＯリング４３が設けられており、Ｏリング４３とスリーブ４１の垂直壁４１ａが密着することで収納部１６ａの中はＩＰＸ６レベルの防水性能になる。但し、このレベルの防水性能では靴Ｄを長時間水没させる様な厳しい条件の時には収納部１６ａに水が侵入することになる。そのため水に濡らしたくない機構は洗濯時に取り外すことが望ましい。本発明で説明している着脱型電動巻取ユニットＡは靴紐巻取部２と巻取駆動部３に分かれており、水に濡らしたくない巻取駆動部３のみ取り外す構造になっている。着脱型電動巻取ユニットＡすべてを取り外す作業は靴紐が絡んでいるために手間が掛かるが、巻取駆動部３のみ取り外す作業は簡単にできる点に本発明は着目している。

【0020】

蓋４２の上部にはインソール１８が敷かれている。図２は靴Ｄの平面図であり、インソール１８を剥がし、且つ蓋４２を取り外して着脱型電動巻取ユニットＡが見える状態を図示している。図２からわかるように各フック１６ｄ，１６ｅ，１６ｆはスリーブ４１のフック押さえ４１ｃが隣接するために変形することは出来ない。

【0021】

蓋４２のフランジ４２ｂにおけるフランジ両端部４２ｃは図１（ｂ）に示すようにテーパー状にカットされている。そして、図３に示す取り外し工具５のフック５１をフランジ両端部４２ｃのいずれかに差し込んで引っ張ることで蓋４２をスリーブ４１から取り外すことができる。尚、取り外し工具５は後述するように靴紐巻取部２から巻取駆動部３を取り外す時にも用いられる。

【0022】

図４は本発明に係る着脱型電動巻取ユニットＡの靴Ｄへの別の装着例を図示しており、図４（ａ）は靴全体、図４（ｂ）は靴紐巻取部２の固定方法を図示している。図４（ａ）においては靴紐巻取部２がインソール１８側、巻取駆動部３がアウトソール１７側に設けられている。ミッドソール１６の収納部１６ａおよび開閉部４の構造は図１と同じである。靴紐１１ａは腰部１５側を始点にしてアッパー１２側から靴内部に入る。そしてミッドソール１６に設けられたガイド１３ｅで方向をかえられて靴紐巻取部２に設けられた後述するボビンに巻き取られる。

【0023】

開閉部４の蓋４２はアンダーカバー１９によりおさえられている。ミッドソール１６にはヘリサート（登録商標）等のネジ式インサート１９ｂが埋め込まれており。アンダーカバー１９はネジ１９ａとネジ式インサート１９ｂの螺合により固定されている。ネジ１９ａはコインなどにより容易に緩めることができる様になっており、ユーザーはアンダーカバー１９と蓋４２を開けることで巻取駆動部３にアクセスできるようになっている。

【0024】

図４（ｂ）に示すように靴紐巻取部２の３カ所の固定シャフト２１ａ、２１ｂ、２１ｃには固定ベルト１６ｇ、１６ｈ、１６ｉが取り付けられている。固定ベルト１６ｇ、１６ｈ、１６ｉを有する固定シート１６ｊは図４（ａ）に示すミッドソール１６とインソール１８の間に縫い付けられており、これにより靴紐巻取部２は靴Ｄに固定される。

【0025】

本発明のひとつめの課題である靴の清掃のための構造について、まず、靴紐巻取部２の構造から説明する。図５は靴紐巻取部２の分解斜視図であり保持枠２１の腕部２１ｄ、２１ｅ、２１ｆには前述した３カ所の固定シャフト２１ａ、２１ｂ、２１ｃが設けられている。円形開口部２２には回転軸２２ａを中心にして回転する第３のカム２３および第３のカム２３と一緒に回転軸２２ａ周りを回転するボビン２４が収納される。ボビン２４におけるボビン内筒２４ｂとボビンフランジ内壁２４ｃの間には靴紐１１ｂ（図４の例の場合は１１ａ）が挟まっている。靴紐１１ｂはボビン内靴紐通し溝２４ｄからボビンフランジ外壁２４ｅに巻付いた後に保持枠２１に設けられた靴紐通し溝２１ｇより靴の内部につながる。そして、ボビン２４が回転することで靴紐１１ｂが巻き取られる構造になっている。ボビン２４の内径部に設けられたフック受け２４ａは保持枠２１に設けられたボビンフック２１ｈと係合することによりボビン２４を回転軸２２ａ周りには回転可能とし、回転軸２２ａ方向には固定支持する。

【0026】

第３のカム２３は回転円板２３ａに対して垂直な垂直面２３ｂと回転円板２３ａに対してなだらかな傾斜面２３ｃで構成されている。後述する第４のカムも同様に垂直面と傾斜面で構成されている。そして第３、第４のカムが噛み合った状態において互いの垂直面が当接する回転方向（第１の回転方向）では第４のカムの回転力を第３のカム２３に伝えることができ、反対に互いの傾斜面が当接する回転方向（第２の回転方向）では第４のカムの回転力を第３のカム２３に伝えることができない構造になっている。また、保持枠２１には第１の係合部である第１のカム２５が設けられており、同じく保持枠２１に先端に設けられた開口部２６と共に後述する巻取駆動部３を取り付ける為に用いられる。第３のカム２３の裏面には４カ所のキー突起２３ｅ（図５では１カ所のみ見える。）が設けられており、ボビン２４のキー溝２４ｆと嵌め合うことで回転軸２２ａ周りにはボビン２４と第３のカム２３は一緒に回転する。

【0027】

図７は靴紐巻取部２の断面図であり、図６における靴紐巻取部２の組立斜視図のＡ－Ａ断面である。図７において、前述したように保持枠２１に設けられたボビンフック２１ｈとボビン２４の内径に設けられたフック受け２４ａによりボビン２４は回転軸２２ａ周りに回動可能に軸支されている。第３のカム２３の回転円板２３ａは前述したようにキー突起２３ｅとキー溝２４ｆとの嵌め合いによりボビン２４と一緒に回転する。また、保持枠２１における円形開口部２２の近傍には第１の係合部である第１のカム２５が設けられている。

【0028】

次に巻取駆動部３の構造について説明する。図８は巻取駆動部の分解斜視図であり、ケース３１内にはモーターであるＤＣ小型モーター３２、ＤＣ小型モーター３２の軸に設けられたウォーム３２ａ、ウォーム３２ａと噛み合うウォームホイール３３、後述する操作を受けてＤＣ小型モーターを駆動制御する電気基板３４、及びケース３１と組み合わされる蓋３５で構成される。電気基板３４の裏面には電源３４ａが設けられている。また、電気基板３４の表面には２次電池である電源３４ａを充電するための給電コネクタ３４ｂが設けられている。ウォーム３２ａにおける溝の進み角は小さく設定し、ウォームホイール３３側からの回転力がウォーム３２ａに伝わってもＤＣ小型モーター３２は回転しない非可逆構造にしている。これにより靴紐に開放方向のテンションが加わり、ウォームホイール３３を回転させようとしても、ウォーム３２ａがウォームホイール３３の回転を止めるので靴紐が緩むことは無い。

【0029】

図８において各突起３１ｇは電気基板３４の受け部であり、コネクタ窓３１ｈは給電コネクタ３４ｂをケース３１から外部に露出させる窓である。第４のカム３６はキー突起３６ｆおよびキー溝３６ｇを有しており、駆動部側に設けられた不図示のキー溝およびキー突起と嵌め合う。これによりウォームホイール３３と第４のカム３６は同一方向に同時に回転する。しかしキー溝とキー突起以外の拘束がないために第４のカム３６はウォームホイール３３に対して回転軸２２ａ方向には移動可能である。第２の弾性手段であるコイルスプリング３３ｃはウォームホイール３３と第４のカム３６の間に設けられており、第４のカム３６をウォームホイール３３から離れる方向に付勢している。

【0030】

図９は図８における巻取駆動部３のＡ－Ａ断面図であり、ウォームホイール３３の上方に設けられたウォームホイール軸３３ｅは蓋３５に設けられた蓋軸受け部３５ａと嵌合し、ウォームホイール３３の下方は後述する伝達スリーブ３３ｂを介してケース３１に設けられたウォームホイール部受け内周部３１ａに支えられている。尚、伝達スリーブ３３ｂとウォームホイール受け内周部３１ａの間には軸Ｏリング３１ｅが設けられており、さらに、ウォームホイール受け内周部３１ａの先端部３１ｆはウォームホイール３３内に入り込んだインロー構造として２重の防塵構造になっている。伝達スリーブ３３ｂはウォームホイール３３と螺合するスリーブとめネジ３３ａによりウォームホイール３３に結合されており、ウォームホイールと同軸に回転する。第４のカム３６は前述したキー溝とキー突起構造によりウォームホイール３３と一緒に回転するが矢印３６ａ方向には伝達スリーブ３３ｂ上を摺動可能となっている。第２の弾性手段であるコイルスプリング３３ｃは第４のカム３６を矢印３６ｂ方向に付勢している。抜け止めリング３３ｄは第４のカム３６がコイルスプリング３３ｃにより伝達スリーブ３３ｂより抜けるのを防止する抜け止めリングである。

【0031】

ケース３１には第２の係合部である第２のカム３７が設けられている。ケース３１における固定壁３１ｂと第２のカム３７の間には第１の弾性手段であるコイルスプリング３７ａが設けられており、第２のカム３７を矢印３７ｂ方向に付勢している。

【0032】

次に巻取駆動部３の靴紐巻取部２への取付について説明する。図１０は図８で示した巻取駆動部３を裏側から見て靴紐巻取部２と並べた斜視図である。巻取駆動部３を靴紐巻取部２に取り付けるときには図１０において巻取駆動部３を表に返し、巻取駆動部３の先端部にある着脱フック３１ｃを靴紐巻取部２に設けられた開口部２６に差し込み、巻取駆動部３を靴紐巻取部２に重ねる。それにより巻取駆動部３に設けられた第２のカム３７の山と靴紐巻取部２に設けられた第１のカム２５の山が当接するので、その状態で巻取駆動部３を靴紐巻取部２に対して押し込む。第１のカム２５および第２のカム３７の山は同じ斜面で対向しているために上述した押し込む力と直交する分力により第２のカム３７を付勢しているコイルスプリング３７ａが縮む。これにより第１のカム２５に対して第２のカム３７が退避して第１のカム２５の山が第２のカム３７の山を乗り越える。そして第１のカム２５の山と第２のカム３７の谷が噛み合い、靴紐巻取部２と巻取駆動部３は結合した状態になる。

【0033】

次に靴紐巻取部２に巻取駆動部３を取り付けた後の巻取駆動伝達について説明する。図１１は靴紐巻取部２と巻取駆動部３が結合した状態を示す断面図である。ここで、靴紐巻取部２におけるボビン２４と第３のカム２３及び巻取駆動部３における第４のカム３６、コイルスプリング３３ｃで伝達部は構成されている。図１１（ａ）における巻取駆動部３の第４のカム３６と図９における巻取駆動部３の第４のカム３６は矢印３６ａ方向の位置が異なっている。図９における第４のカム３６はコイルスプリング３３ｃの付勢力により抜け止めリング３３ｄに接触しているが、図１１においては第３のカム２３のカムの山２３ｄに第４のカム３６のカムの山３６ｅが乗り上げているのでコイルスプリング３３ｃが縮み、第４のカム３６は退避状態になっている。これは第３のカム２３と第４のカム３６の回転位相が合っていないことが原因である。

【0034】

しかしながらこのような状態においてもＤＣ小型モーター３２が駆動され第４のカム３６が回転を始めると図１１（ｂ）に示すように第４のカム３６のカムの山３６ｅは第３のカム２３のカムの山２３ｄを滑ったのちに互いのカムが山と谷の結合状態になり互いの回転位相が自動的に調整される。この時コイルスプリング３３ｃと第４のカム３６の質量で決まるバネ復帰時定数で求まる第３のカム２３と第４のカム３６が噛み合う迄の時間より遅い速度（例えばＤＣ小型モーター３２を１２００ｒｐｍで回転）で互いのカムの山２３ｄ、３６ｅを滑らせることが位相調整では重要になる。何故ならば速い速度（例えばＤＣ小型モーター３２を６４００ｒｐｍで回転）で第４のカム３６を回転させると、互いの位相が調整される（第３のカム２３の山と第４のカム３６の谷が嵌り合う）前に第３のカム２３と第４のカム３６が空回りを始めるためである。

【0035】

このように第３のカム２３と第４のカム３６のいずれかを対向方向に伸縮可能にし、且つコイルスプリング３３ｃで互いを押し付ける方向に付勢する機構で位相調整部を構成する。そして、靴紐巻取の初期、或は巻取駆動部と靴紐巻取部を結合した初期にゆっくりした速度で第４のカム３６を回転させることで位相調整を完了させる。第３のカム２３と第４のカム３６の回転位相をユーザーが調整しながら靴紐巻取部２と巻取駆動部３を結合するのは困難な作業である。しかしながら位相調整部を設けることで回転位相を合わせなくても靴紐巻取部と巻取駆動部を結合させると自動的に回転位相が調整できる点は本発明の特徴である。

【0036】

図１１（ｃ）は図１１（ｂ）において円３８で囲んだ領域であり、第１のカム２５と第２のカム３７の拡大図を示している。ここで第１のカムの斜面２５ｅと第２のカム３７の斜面３７ｅは共に同じ角度θに設定されている。そして角度θと第１のカム２５および第２のカム３７の各面の摩擦係数、および靴を履いて運動するときに巻取駆動部３に加わる矢印３８ａ方向の力Ｆ１により求まる矢印３８ｂ方向の分力Ｆ２に対してコイルスプリング３７ａの付勢力が十分大きく設定されている。そのために運動時に巻取駆動部３が靴紐巻取部２から外れることは無い。

【0037】

靴紐巻取部２から巻取駆動部３を取り外す時には図３に示した取り外し工具５のフック５１を図１１のケース３１におけるケース角部３１ｄに引っかけて強い力で引っ張ることで第１のカム２５と第２のカム３７の結合を外す。

【0038】

本発明のふたつめの課題である逆巻き防止について説明する。図１２は本発明における着脱式電動巻取ユニットＡの巻取駆動部３からの駆動力を靴紐巻取部２に伝える伝達部の側面図である。前述したように、伝達部は靴紐巻取部２におけるボビン２４と第３のカム２３及び巻取駆動部３における第４のカム３６、伝達スリーブ３３ｂ、コイルスプリング３３ｃで構成されている。そして第４のカム３６は伝達スリーブ３３ｂに沿って矢印３６ａ方向に摺動可能であり、第３のカム２３方向にコイルスプリング３３ｃにより付勢されている。そして第３のカム２３におけるカムの山２３ｄは回転円板２３ａに対して垂直な垂直面２３ｂと回転円板２３ａに対してなだらかな傾斜面２３ｃで構成され、同様に第４のカム３６も垂直面３６ｃと傾斜面３６ｄで構成されている。（図１２においては垂直面２３ｂと３６ｃは当接しており、第３のカム２３と第４のカム３６は噛み合い状態である。）

【0039】

第３、第４のカム２３，３６が噛み合い状態では互いの垂直面２３ｂ、３６ｃが当接しているので第４のカム３６が第１の回転方向（矢印３７ｃ）に回転するときには第４のカム３６の回転力を第３のカム２３に伝えることができる。（図１３（ａ））反対に互いの傾斜面２３ｃ、３６ｄが当接する矢印３７ｄの第２の回転方向に第４のカム３６が回転するときには互いのカム傾斜により第３のカム２３に対して第４のカム３６がコイルスプリング３３ｃの付勢力に反して乗り上げてしまう。その為に第４のカム３６の回転力を第３のカム２３に伝えることができない。（図１３（ｂ））このように伝達部は第１の回転方向にはＤＣ小型モーター３２の駆動力をボビン２４に伝達し、第１の回転方向とは異なる第２の回転方向ではＤＣ小型モーター３２の駆動力をボビン２４に伝達しないワンウェイクラッチ構造となっている。

【0040】

次に靴紐を締める動作について説明する。靴紐を締めるときには巻取駆動部３からの駆動力を第４のカム３６の矢印３７ｄ方向の回転を介して第３のカム２３に伝えることで、靴紐は巻き取られる。また、靴紐が緩もうとした場合はボビン２４を介した第３のカム２３の回転方向は矢印３７ｃとなり、第４のカム３６を介して回転力はウォームホイール３３に伝わる。しかしながらウォームホイール３３とウォーム３２ａは非可逆駆動伝達部である為に靴紐が緩まない構造が実現できている。

【0041】

次に靴紐を緩める動作について説明する。ＤＣ小型モーター３２を靴紐を締める方向と逆回転させると第４のカム３６の回転方向は矢印３７ｃとなる。上述したようにこの方向では第３のカム２３に対して第４のカム３６は乗り上げる状態となる。この時コイルスプリング３３ｃと第４のカム３６の質量で決まるバネ復帰時定数で求められる第３のカム２３と第４のカム３６が噛み合う迄の時間より速く第４のカム３６を回転させると、第３のカム２３と第４のカム３６は結合することなく空回りを始める。この空回り状態が続いているときは靴紐がロックされないために靴を脱ぐことができる。第３のカム２３と第４のカム３６は空回りをしているためにＤＣ小型モーター２３がこの方向に回転を継続しても靴紐の逆巻きが起きることは無い。

【0042】

次に靴紐を締める操作、靴紐調整操作、靴紐を緩める操作について説明する。図８において巻取駆動部３に設けられた電気基板３４にはブルートゥース（登録商標）等の通信手段が設けられており、靴使用者のスマートフォン等とリンクすることができる。図１４はスマートフォンＢの画面６１を図示しており、画面６１には靴紐を締めるアイコン６１ａ、靴紐を調整するアイコン６１ｂ、靴紐を緩めるアイコン６１ｃが描かれている。

【0043】

そして靴紐を締めるアイコン６１ａをタップするとタップしている間だけＤＣ小型モーター３２が靴紐を締める方向に回転する。この時の回転速度は前述したようにゆっくりとした速度に設定してある。

【0044】

靴紐を調整するアイコン６１ｂをタップするとタップしている間だけ靴紐を締める方向とは逆の方向にＤＣ小型モーター３２がゆっくり回転する。靴紐は緩まる方向に常にテンションがかかっているのでＤＣ小型モーター３２が回転している間だけは靴紐がゆっくり緩む。これにより締まり過ぎた靴紐を緩めることができる。

【0045】

靴紐を緩めるアイコン６１ｃをタップするとタップしてから例えば１０秒間ＤＣ小型モーター３２は靴紐が締まる方向とは逆の方向に高速回転する。これにより第３のカム２３と第４のカム３６は空回りを始めるので靴紐のロックが外れ、その間に靴を脱ぐことができる。

【0046】

図１５は上記動作のフローチャートであり、このフローはスマートフォンとのリンクが行われ、上述３つの操作のいずれかが行われたときにスタートする。そして、スマートフォンとのリンクが解除されるか、或は上述３つの操作のいずれも行われなくなり、所定秒（例えば１０秒）経過するとこのフローは終了する。

【0047】

ステップＳ０１では靴紐を緩める操作か否かを判定し、靴紐を緩める操作ではステップＳ０２に進み、それ以外ではステップＳ０３に進む。ステップＳ０２ではＤＣ小型モーター３２を靴紐を緩める方向（逆転）に高速回転させてステップＳ０４に進む。ステップＳ０４ではＤＣ小型モーター３２の回転を継続させながら所定時間（例えば１０秒）が経過するまでステップＳ０２、Ｓ０４を循環する。そして所定時間が経過するとステップＳ０９に進み、ＤＣ小型モーター３２を停止させてステップＳ０１に戻る。

【0048】

ステップＳ０３では靴紐を締める操作か調整する操作かを判定し、靴紐を締める操作ではステップＳ０５に進み、調整する操作ではステップＳ０６に進む。ステップＳ０５ではＤＣ小型モーター３２を靴紐を締める方向（正転）にゆっくり回転させる。ステップＳ０７では靴紐を締める操作が継続しているか否かを判定しており、靴紐を締める操作が継続されているときはステップＳ０５、Ｓ０７を循環して靴紐を締める動作を継続する。靴紐を締める操作が行われなくなった時にはステップＳ０９に進み、ＤＣ小型モーター３２を停止させてステップＳ０１に戻る。

【0049】

ステップＳ０６ではＤＣ小型モーター３２を靴紐を緩める方向（逆転）にゆっくり回転させる。ステップＳ０８では靴紐を調整する操作が継続しているか否かを判定しており、靴紐を調整する操作が継続されているときはステップＳ０６、Ｓ０８を循環して靴紐を調整する動作を継続する。靴紐を調整する操作が行われなくなった時にはステップＳ０９に進み、ＤＣ小型モーター３２を停止させてステップＳ０１に戻る。

【0050】

最後に巻取駆動部３に内蔵される２次電池である電源３４ａを供給する方法について説明する。図８において電気基板３４には給電コネクタ３４ｂが設けられている。巻取駆動部３の電源３４ａが消耗してきたときには靴Ｄから巻取駆動部３を外し、給電コネクタ３４ｂに既存の充電器を接続して電源３４ａを充電すればよい。別の方法として、巻取駆動部３の蓋３５に受電用コイルを設け、図１６に示すように靴Ｄ内に送電用コイルを有する充電器Cを置くことで２次電池の充電を行っても良い。この場合には２次電池の充電の為に巻取駆動部３を取り外す作業を省くことができる。

【0051】

以上説明したように本発明においては巻取駆動部３と靴紐巻取部２を分離可能にしたので簡単な作業を行うだけで靴の洗濯を行えるようになった。また、伝達部をワンウェイクラッチ構造にしたためにモーターを逆回転させたときも巻き取り量が過剰になることで発生する所謂逆巻きの発生を防ぐことができた。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明では靴紐の電動巻取に沿って構造の説明を行ったが、巻取駆動部が簡単に分離できる構造は靴紐に限られず、例えば防寒手袋の手首紐やベルトなど清掃が必要になる衣類にも好適である。

【符号の説明】

【0053】

Ａ 着脱型電動巻取ユニット
Ｄ 靴
２ 靴紐巻取部
３ 巻取駆動部
２１ 保持枠
２２ａ 回転軸
２３ 第３のカム
２４ ボビン
２５ 第１のカム（第１の係合部）
３２ ＤＣ小型モーター（モーター）
３３ｃ コイルスプリング（第２の弾性手段）
３４ 電気基板
３４ａ 電源
３４ｂ 給電コネクタ
３６ 第４のカム
３７ 第２のカム（第２の係合部）
３７ａ コイルスプリング（第１の弾性手段）
３７ｃ 第１の回転方向
３７ｄ 第２の回転方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】