JP2013236856A - 電動開閉傘 - Google Patents

Abstract

【課題】モーターによる傘の開閉を回転負荷の少ない構造とし、且つ軽くて片手で扱い易い電動開閉傘を提供する。
【解決手段】傘の手元内部に設けた電池とモーターとの間に正逆切換え用スイッチを設ける。傘の中棒を上部中棒２と下部中棒とに分割して、その分割部分に中央の太陽歯車、その周りの遊星歯車１２及びその外側の内歯車１７から成る遊星歯車機構を装着し、下部中棒内に配した駆動シャフト２４の下端部２４ｂを、手元上部に固定したスラストベアリングを介してモーターの回転軸に回転伝達可能に接続すると共にその上端部２４ａを太陽歯車に固定する。又内歯車１７を、下部中棒を覆おう筒状雄ネジ２５を下部に固設した外筒体１９に固定し、下ロクロ８の内周面には、筒状雄ネジ２５に対応した雌ネジ２６を形成する。下ロクロ８の下部には筒状雄ネジ２５全体を覆うネジ部カバーパイプ２７を設ける。
【選択図】 図７

Description

本発明は、モーターの稼動で開閉する電動式の傘に関する。

従来、モーターの回転稼動で開閉可能となる下記特許文献１の「自動開閉傘」が提案されている。
該特許文献１には、柄に設けたモーターで中空形の支柱（中棒に相当する）内に挿入されたネジ軸を回転させると、該ネジ軸に螺合したネジ部材が、支柱に開口した溝から差し込まれたピンで拘束されて上下に移動し、そのピンに固定された滑動部材（下ロクロに相当する）が第二の骨材（受骨に相当する）を上下に移動させて傘を開閉させる構造が開示されている。

特開平８−１０３３１４号公報

しかし、上記特許文献１の発明は、ピンを差し込む溝によって支柱が縦に長く割れているためその支柱に高い強度が得られず、又その溝にはゴミや雨水が入り込んで錆びたり故障したりするおそれがあった。
又、ネジ軸でピンを上下させる際に、溝側面へピンが押し付けられることで大きい摩擦抵抗が発生すると共に押し付けられたピンの反作用でネジ部材及び滑動部材の中心の横振れが起こり易く、このため滑動部材の円滑な昇降が得られない。更に、この抵抗に抗して滑動部材を昇降させるには強力な回転力が必要となるため高い電圧を発生させる電池と強力なモーターとが必要となり、手元部分を大型化せざるを得なくなる。
このため、傘全体の重量が片手で持つ傘としては適重量を越えてしまい、又、電池が熱を持ち短時間で消耗してしまうので頻繁な電池交換が必要となるため、生活用品としての実用性が損なわれることが予想される。

本発明は上記従来の自動開閉傘における難点を解決するため、スイッチの操作で簡単に傘を開閉することが可能となり、且つ小さい力で傘の開閉が可能となる構造にすることで電力消耗による電池の交換期間を極力長くすると共に傘全体を軽量化し、片手でも扱い易い電動開閉傘を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の電動開閉傘における請求項１に記載の発明にあっては、 傘の手元内部に設けた空洞に電池とモーターを設けて、該電池とモーターとの配線間に正逆切換え用スイッチを設け、傘が全開状態の下ロクロの位置よりも僅かに上側の位置となる部位で中棒を上部中棒とパイプ状の下部中棒とに分割すると共に、その分割部分に、中央の太陽歯車、その周りの遊星歯車及びその外側の内歯車から成る遊星歯車機構を配し、該遊星歯車機構内に設けた遊星キャリア支柱の上部に固設した上部支持体には前記上部中棒を連結し、且つ該遊星キャリア支柱の下部に固設した下部支持体には下部中棒を連結して前記上部中棒と下部中棒とを同軸上に繋げて固定軸とする。
又、前記下部中棒内に配した駆動シャフトの下端部を前記手元上部に固定したスラストベアリングを介して前記モーターの回転軸に回転伝達可能に接続すると共に、該駆動シャフトの上端部を前記太陽歯車に固定する。
そして、前記遊星歯車機構の内歯車を外筒体に固定すると共に、該外筒体の下部に前記下部中棒の上部を鞘状に覆う筒状雄ネジを固設し、前記下ロクロの内周面には前記筒状雄ネジに対応した雌ネジ部を形成し、下部には前記筒状雄ネジ全体を覆う長さのネジ部カバーパイプを設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明にあっては、上記発明において、前記筒状雄ネジが被る範囲の下部中棒の上部を、該下部中棒の下部よりも小径に形成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明にあっては、上記発明において、前記手元に予備電池を収納可能な電池室を設け、該電池室に前記予備電池を収納したことを特徴とする。

本発明の電動開閉傘は、スイッチを入れると、電池に接続されたモーターの回転で駆動シャフトが太陽歯車を回転させて内歯車を逆方向へ回転させる。
この際、前記内歯車に固定された前記外筒体を介して筒状雄ネジが回転し、該筒状雄ネジに螺着した下ロクロが受骨で親骨を介して回転できないように支持されているので、上昇する。この結果、受骨が親骨を押し上げて傘布が開き、下ロクロが上限に当たって傘が全開となる。
次に、スイッチを逆に入れると、モーターの逆回転が起こり、上記とは逆方向に前記筒状雄ネジが回転し、その結果、受骨が親骨を引き下げて傘布が閉じられる。そして、下ロクロが下限に至って傘は全閉となる。
このように、スイッチの操作で傘を開くことと、その逆に閉じることとが可能となる。

前記駆動シャフトの回転によりネジで傘が開閉する構造なので、スイッチを途中で止めると開閉が停止して半開きの状態となり、自然に開くことも閉じることもできなくなる。この結果、強風の雨を受けるため半開きで風を逃がすように傘を使用する際に、別の手で下ロクロを押さえる必要がなく、片手で傘を使用することが可能となる。

又、前記モーターの回転力は回転軸から駆動シャフトへと伝達され、該駆動シャフトから遊星歯車機構を介して筒状雄ネジが回転し、下ロクロを昇降させる。この過程で、前記筒状雄ネジを小さいピッチとすることで駆動シャフトの回転力が小さくても容易に傘の開閉駆動が可能となる。このため手で握り易い径の手元の中に納まる程度の小さなモーターの使用が可能となる。
その際、駆動シャフトから受ける軸方向の荷重が直接回転軸へは伝わらずスラストベアリングで受け止められるのでモーターへの回転に対する負荷が軽減され、電池やモーターの小型化が可能となる。
この結果、傘全体の軽量化が可能となり、片手でも扱い易い電動開閉傘が実現できる。

また、前記下ロクロの下部に設けたネジ部カバーパイプによって、傘が全開したときに前記筒状雄ネジ全体が覆われ、ネジ部への髪の毛や衣類等の巻き込み事故が防止され安全性を高めることが可能となる。
更に、前記太陽歯車、遊星歯車及び内歯車は、纏めて１部品とすることができるので、その部品を使用すれば傘の組み立てが容易となる。

請求項２に記載の発明においては、前記筒状雄ネジが被る範囲の下部中棒の上部を、該下部中棒の下部の径よりも小径とすることで、該下部中棒の上部の外側に配着される筒状雄ネジと、更にその外側に配着される前記ネジ部カバーパイプの径をより小径にすることが可能となり、前記ネジ部カバーパイプの内径と前記下部中棒の下部の外径とを摺動可能とするレベルの径にすれば段差感などの違和感がなくなる。

請求項３に記載の発明においては、前記手元に予備電池の収納室を設けたことで、傘の開閉中に使用電池の電池切れが起こっても、その電池を収納しておいた予備電池に交換することでその場で傘の開閉を完結させることが可能となる。

本発明の傘布を外し、傘を閉じた状態を示す縦断斜視図である。 図１の傘上部の拡大した要部を示す縦断斜視図である。 図１の傘中間部の拡大した要部を示す縦断斜視図である。 図１の傘下部の拡大した要部を示す縦断斜視図である。 中棒の縦断斜視図である。 傘布を外し、傘を開いた状態を示す縦断斜視図である。 図６の上下のロクロ部分を示す要部の縦断斜視図である。 遊星歯車機構を示す要部の縦断斜視図である。 （イ）が外筒体及び筒状雄ネジの（ロ）が下ロクロ及びネジ部カバーパイプの各部品の縦断斜視図である。 傘の半開き状態の正面図である。

本発明の形態を以下説明する。
本発明の傘は、雨傘に代表される洋傘に関するものであり、図１に示すように、中棒１の上側から順に、頂部の石突３０、親骨６の基端部６ａを止める上ロクロ７、受骨９の基端部９ａを止める下ロクロ８、最下部の手元４を備える。
そして、図６に示すように、前記上ロクロ７には親骨留め部１１が設けられ、該親骨留め部１１に放射状に各親骨６が基端部６ａで擺動可能に接続される。又下ロクロ８には受骨留め部１０が設けられ、該受骨留め部１０には放射状に各受骨９が基端部９ａで擺動可能に接続される。
そして、前記親骨６の中間部６ｂが前記受骨９の先端部９ｂに擺動可能に接続される。
前記親骨６には、図１０に示すように、布製や合成樹脂シート製等の布状の傘布５が張られ、傘を開いたときの張力で面的に周囲から引っ張られた状態で開く。

傘の開閉は、中棒１を包むように装着されている下ロクロ８を、上下に昇降させて行い、前記下ロクロ８を上げると前記受骨９が親骨６の中間部６ｂを押し上げて傘布５が開き、これとは逆に前記下ロクロ８を下げると前記受骨９が親骨６の中間部６ｂを引き下げて傘布５が閉じる仕組みである。

本発明はこのような傘を、手元４に設けたモーター２１の回転で前記下ロクロ８を昇降可能としたものである。
その構造は、図１に示すように、中棒１の下端部に固着した手元４内は空洞に形成され、その空洞内部に電池２０とモーター２１が格納される。
該電池２０とモーター２１とは手を離すと元に戻る正逆切換え用スイッチ２３を介して電気的に接続される。このスイッチ２３には２回路３極の正逆スイッチが使用可能である。
該スイッチ２３は、図１では突起形のスイッチ２３を示しているが、その形を限定するものではなく、モーター２１の正転と逆転の切換えが可能なスイッチであれば、ボタン式のスイッチや表面接触型のスイッチでも良い。

又、前記手元４の空洞には、図４に示すように、予備電池２９を収納可能な電池室３３を設けて、常時予備電池２９を収納しておけるようにすることができる。これは電池２０が切れたときに、電池交換用蓋３２を開けて、すぐに交換できるようにするためである。
なお、この予備電池２９と使い切った電池２０の交換は、予備電池２９と電池２０を交換可能に接続する交換用回路を設ければ、該交換用回路に設けた交換用スイッチの操作で使用電池の切り替えを行うことも可能である。

本発明では、傘の前記中棒１を、図５に示すように、傘が全開状態の下ロクロ８の位置よりも僅かに上側の位置となる部位で上部中棒２とパイプ状の下部中棒３とに分割する。
そしてその分割部分に、図２及び図８に示すように、中央の太陽歯車１８、その周りの３個同径の遊星歯車１２及びその外側の内歯車１７から成る遊星歯車機構Ｐを配着する。
この遊星歯車機構Ｐは、図８に示すように、上部支持体１４及び下部支持体１５の間に遊星歯車軸１３が固定されて、該遊星歯車軸１３に前記遊星歯車１２が自由回転可能に設けられる。そして、前記上部支持体１４と下部支持体１５は３本の遊星キャリア支柱１６の上下に強固に固定される。

即ち、図８に示すように、前記上部支持体１４と下部支持体１５間に３個の遊星歯車１２と、その遊星歯車１２を軸承する前記遊星歯車軸１３と、前記上部支持体１４と下部支持体１５を固定する前記遊星キャリア支柱１６とが一体となって遊星キャリアが構成される。
そして、この遊星キャリアの中心に太陽歯車１８が歯合し、前記各遊星歯車１２の外側に内歯車が歯合して前記遊星歯車機構Ｐを構成する。

そして、図２及び図７に示すように、前記上部支持体１４には前記上部中棒２の下端部２ｂを固着し、前記下部支持体１５には下部中棒３の上端部３ａを固着して、前記上部支持体１４と前記下部支持体１５で前記上部中棒２と下部中棒３とを、両者の中心軸が共通となるように一体的に連結する。

そして、前記下部中棒３の下端部３ｂを、図４に示すように、前記手元４上部の中棒受け３１に強固に固着する。
又、前記上部支持体１４に固定される上部中棒２は上端部２ａに上ロクロ７及びその上の石突３０が固定される。この上部中棒２は、図７に示すように、内部に構造物がないのでパイプ以外に棒体の使用も可能である。

前記下部中棒３内には、角棒製や丸棒製の駆動シャフト２４を挿入して該駆動シャフト２４の下端部２４ｂは、図４に示すように、前記手元４上部の中棒受け３１に固定したスラストベアリング２８を介して前記モーター２１の回転軸２２に回転伝達可能に接続する。
前記下部中棒３は前記手元４上部に中棒受け３１を設けて強固に固定されるが、該中棒受け３１の内部にはシャフト受け用段差３１ａを設け、この段差３１ａに下部中棒３の下端部３ｂを載せ、その内部にスラストベアリング２８を載せて固定する。
該スラストベアリング２８は、図４に示すように、上下の支持板２８ｃ、２８ａとそれにフリーに挟まれたベアリング球２８ｂとから成り、ベアリング球２８ｂに該駆動シャフト２４の荷重が掛かって上の支持板２８ｃは円滑な回転が可能となる。
前記駆動シャフト２４はスラストベアリング２８の上の支持板２８ｃに固定され、その下端部２４ｂは支持板２８ａを貫通して、モーター２１の回転軸２２に接続する。該回転軸２２の上端は水平断面を４角形に形成し、前記駆動シャフト２４の下端部２４ｂに該回転軸の上端部が遊嵌可能な水平断面が４角形の穴を備えて、モーター２１の回転が前記駆動シャフト２４に伝達可能となるようにする。
即ち、該スラストベアリング２８に加わる荷重は中棒受け３１で受け止める。そして、駆動シャフト２４から前記モーター２１の回転軸２２に向かう荷重を受け止めて回転軸２２から前記モーター２１へは荷重が負荷されないようにすることで、前記モーター２１の回転力を最大限に発揮させる。
そして、該スラストベアリング２８への固定で位置決めされた該駆動シャフト２４の上端部２４ａには前記各遊星歯車１２に歯合可能な位置で太陽歯車１８を固着する。

又、前記遊星歯車機構Ｐの内歯車１７は、上部１９ａから下部１９ｂまで内歯車１７を囲繞した外筒体１９に一体的に固定する。
そして、図２に示すように、該外筒体１９の下部１９ｂに前記下部中棒３の上部を一定範囲で鞘状に覆う筒状雄ネジ２５を固設する。

前記下ロクロ８の内周面には、図７に示すように、前記筒状雄ネジ２５に対応した雌ネジ部２６形成し、該下ロクロ８を前記筒状雄ネジ２５に上下移動可能に装着する
前記雌ネジ２６は、前記筒状雄ネジ２５に螺着され、該筒状雄ネジ２５の回転で下ロクロ８が昇降する。
前記筒状雄ネジ２５の上端部２５ａから下端部２５ｂまでの長さは、下ロクロ８が筒状雄ネジ２５の回転で昇降したとき、傘布５が全閉（図１に示す）から全開（図６に示す）へと開閉可能となるように設定する。
前記筒状雄ネジ２５の長さは、短いと傘を充分閉じ切るこができずに半開きで止まってしまうの好ましくないが、逆に、傘が全開と全閉との間隔より多少長い場合では、傘の開いた限界及び閉じた限界で自動的に停止せざるを得ないので使用上の支障は殆どない。

又、前記筒状雄ネジ２５のピッチは、小さくするとモーター２１への負荷を小さくできるので、小型軽量のモーター２１の使用が可能となり、傘全体の軽量化が実現できる。
しかし過度に小さいと、開閉速度が遅くなるので、約３秒以内には開き切るように前記筒状雄ネジ２５のピッチを設定すると使い易い。
又、前記筒状雄ネジ２５及び雌ネジ部２６のネジ山の断面形状は、円滑な回転が得られ、比較的小さなモーメントで軸方向へ大きな推進力が得られる台形状とすることが好ましい。

更に、図３、図６及び図１０に示すように、前記下ロクロ８の下部８ｂには前記筒状雄ネジ２５全体を覆う長さのネジ部カバーパイプ２７を該下ロクロ８と一体的に設ける。
このネジ部カバーパイプ２７は、それ自体は傘の開閉機能とは直接的な係りはなく、露出した筒状雄ネジ２５の全体を覆い隠し、使用者が下部中棒３の上部を持ったとき、筒状雄ネジ２５を直に掴んでしまうのを防止し、衣類や髪の毛が巻き込まれるのを防止するものである。また筒状雄ネジ２５を隠すことで傘を簡潔なデザインとすることが可能となる。

又、前記筒状雄ネジ２５が被る範囲の下部中棒３の上部を、図５に示すように、該下部中棒３の下部の径よりも小径に形成する。
この小径部分を得るには、小径のパイプを接続する方法と細く絞り加工する方法等があるがいずれでも良い。
この下部中棒３の上部の長さは、前記筒状雄ネジ２５が被る範囲の長さであり、このため、上部の径を下部の径と同じ径とするよりは、前記下部中棒３の上部の外側に配着される筒状雄ネジ２５と、更にその外側に配着される前記ネジ部カバーパイプ２７の径を、より小径にすることが可能となる。

次に、本発明の傘の開閉原理を開閉操作と共に説明する。
片手で傘の手元４を持ち、その手元４を持った手でスイッチ２３を入れると、電池２０に接続されたモーター２１が回転する。
該モーター２１が上から見て反時計回りに回転すると、駆動シャフト２４の回転で太陽歯車１８が回転し、太陽歯車１８に歯合した前記各遊星歯車１２が時計回りに回転し、該遊星歯車１２に歯合した前記内歯車１７が時計回りに回転する。そして、前記内歯車１７には前記外筒体１９を介して筒状雄ネジ２５が時計回りに回転する。
即ち、前記筒状雄ネジ２５に雌ネジ部２６で螺着している下ロクロ８は、受骨９で親骨６を介して回転できないように支持されているので、筒状雄ネジ２５の時計回りの回転で上昇し、下ロクロ８に設けられた受骨９が親骨６を押し上げ、傘布５が広げられて傘が開く。

この際、図１０に示すように、スイッチ２３を途中で切ると半開きでモーター２１が止まり、そのままこの半開き状態が維持される。この状態では、下ロクロ８が雌ネジ部２６で前記筒状雄ネジ２５に拘束されているので無理に開こうとしても開くことはできない。
従って、開閉途中で電池２０が切れたとき、前記予備電池２９に交換して使用し、半開き状態を解消させる。

図６に示すように、傘が最大に開いた状態で、図７に示すように、下ロクロ８の上部８ａが該外筒体１９の下部１９ｂに当たって上昇を停止する。そして、手を離してスイッチ２３を切る。

次に、スイッチ２３を逆に入れると、モーター２１が開くときの回転とは逆回転となり、筒状雄ネジ２５の反時計回りの回転で下ロクロ８が下降し、その結果、受骨９が親骨６を引き下げて、図１に示すように、傘が閉じられる。
そして、傘が折り畳まれて閉じた状態で、下ロクロ８は下降を停止する。そして、手を離してスイッチ２３を切る。この状態では、下ロクロ８が雌ネジ部２６で前記筒状雄ネジ２５に拘束されているので無理に開こうとしても開けず、そのまま傘が折り畳まれて閉じた状態が維持されるので、安心して傘立に立て掛けることができる。
又、本発明では、中棒を短くして、親骨を三つ折りにすれば、傘を閉じたときの親骨の長さが折り畳まれた分短くなるので、閉じたときの傘の全長を大幅に短くすることも可能となる。

本発明は雨傘の他、日傘、ビーチパラソルやテーブルパラソル等に広く利用できる可能性がある。

１ 中棒
２ 上部中棒
２ａ 上部中棒の上端部
２ｂ 上部中棒の下端部
３ 下部中棒
３ａ 下部中棒の上端部
３ｂ 下部中棒の下端部
４ 手元
５ 傘布
６ 親骨
６ａ 親骨の基端部
６ｂ 親骨の中間部
７ 上ロクロ
８ 下ロクロ
８ａ 下ロクロの上部
８ｂ 下ロクロの下部
９ 受骨
９ａ 受骨の基端部
９ｂ 受骨の先端部
１０ 受骨留め部
１１ 親骨留め部
１２ 遊星歯車
１３ 遊星歯車軸
１４ 遊星キャリアの上部支持体
１５ 遊星キャリアの下部支持体
１６ 遊星キャリア支柱
１７ 内歯車
１８ 太陽歯車
１９ 外筒体
１９ａ 外筒体の上部
１９ｂ 外筒体の下部
２０ 電池
２１ モーター
２２ モーターの回転軸
２３ スイッチ
２４ 駆動シャフト
２４ａ 駆動シャフトの上端部
２４ｂ 駆動シャフトの下端部
２５ 筒状雄ネジ
２５ａ 筒状雄ネジの上端部
２５ｂ 筒状雄ネジの下端部
２６ 下ロクロの雌ネジ部
２７ ネジ部カバーパイプ
２８ スラストベアリング
２９ 予備電池
３０ 石突
３１ 中棒受け
３１ａ シャフト受け用段差
３２ 電池交換用蓋
３３ 電池室
Ｐ 遊星歯車機構

Claims (3)

1. 傘の手元内部に設けた空洞に電池とモーターを設けて、該電池とモーターとの配線間に正逆切換え用スイッチを設け、
   傘が全開状態の下ロクロの位置よりも僅かに上側の位置となる部位で中棒を上部中棒とパイプ状の下部中棒とに分割すると共に、その分割部分に、中央の太陽歯車、その周りの遊星歯車及びその外側の内歯車から成る遊星歯車機構を配し、該遊星歯車機構内に設けた遊星キャリア支柱の上部に固設した上部支持体には前記上部中棒を連結し、且つ該遊星キャリア支柱の下部に固設した下部支持体には下部中棒を連結して前記上部中棒と下部中棒とを同軸上に繋げて固定軸とし、
   前記下部中棒内に配した駆動シャフトの下端部を前記手元上部に固定したスラストベアリングを介して前記モーターの回転軸に回転伝達可能に接続すると共に、該駆動シャフトの上端部を前記太陽歯車に固定し、
   前記遊星歯車機構の内歯車を外筒体に固定すると共に、該外筒体の下部に前記下部中棒の上部を鞘状に覆う筒状雄ネジを固設し、前記下ロクロの内周面には前記筒状雄ネジに対応した雌ネジ部を形成し、下部には前記筒状雄ネジ全体を覆う長さのネジ部カバーパイプを設けたことを特徴とする電動開閉傘。
2. 筒状雄ネジが被る範囲の下部中棒の上部を、該下部中棒の下部よりも小径に形成したことを特徴とする請求項１に記載の電動開閉傘。
3. 手元に予備電池を収納可能な電池室を設け、該電池室に前記予備電池を収納したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動開閉傘。

Images