JP4458503B2 - 回転伝達機構及び温室用シートの巻き取り装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力側からの回転力を出力側に伝達できる一方で、出力側からの回転力が入力側へ伝達することを阻止できる回転伝達機構及び該回転伝達機構を用いた温室用シートの巻き取り装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8に示したように、例えば、温室100の側面には、開閉可能な換気シート101が用いられている。具体的には、換気シート101の下端部に巻き取り軸103を取り付けると共に、温室100の妻面側において、該換気シート101付近に支持棒102を立設し、この支持棒102に沿って上昇又は下降する巻き取り装置110を配置し、この巻き取り装置110のハンドル111を回転させることにより、巻き取り軸103に換気シート101を巻き取ったり巻き戻したりして開閉するものである。
【0003】
すなわち、ハンドル111を、例えば、図においてX方向に回転させると、それに伴って、出力軸112が回転し、該出力軸112に連結された巻き取り軸103が回転して換気シート101をその下端部から巻き取っていく。その一方、巻き取り装置110には、対向して配設された2枚の支持プレート114,115を備えており、この支持プレート114,115間に、支持棒102を挟むように配設され、該支持棒102の表面に沿って走行可能なガイドローラ116が設けられている。従って、ハンドル111を回転させて巻き取り軸103に換気シート101を巻き取っていくと、巻き取り軸103の位置が上昇していくことに伴い、巻き取り装置110自体も支持棒102に沿って上昇していく。ハンドル111をY方向に回転させた場合には、上記と逆に、巻き取られた換気シート101が巻き戻されていき、同様に巻き取り装置110も支持棒102に沿って下降していく。
【0004】
ところで、上記した巻き取り装置110において例えば所定時間換気を継続したりする場合、換気シート101をある程度開口して、その位置で止めておく必要がある。従って、ハンドル111の回転力を出力軸112に伝達する回転伝達機構では、換気シート101を開口状態で止めることにより、出力軸112側から回転力が付与されても、その回転力をハンドル111側(入力側)に伝達しないような構成とする必要がある。
【0005】
そのための構成として、従来、図9に示したような回転伝達機構120が用いられている。すなわち、筒状ケーシング121内に配設されるコイルばね122と、筒状ケーシング121内に配設されると共に、ハンドル111に連結される入力軸123と、この入力軸123に対面するように同軸上に配設され、換気シート101の巻き取り軸に連結される出力軸124とを有している構造である。入力軸123の内端面123aには、その外周縁に沿って所定の幅で入力側作用片123bが突設されており、また、出力軸124の内端面124aにもその外周縁に沿って所定の幅で出力側作用片124bが突設されている。この際、入力軸123と出力軸124とを同軸上に配置した際に、入力側作用片123bと出力側作用片124bとは同一円周上に配置されるように設けられており、入力軸123の内端面123aと出力軸124の内端面124aとを対向させて配置した際に、入力側作用片123bの先端が出力軸124の内端面124aに接し、出力側作用片124bの先端が入力軸123の内端面123aに接するように、上記ケーシング121内に配設されている。また、コイルばね122の両端部は内方に向けて屈曲され、フック部122a,122bを形成しており、このフック部122a,122bの各内側面間に入力側作用片123bが位置し、該フック部122a,122bの各外側面間に出力側作用片124bが位置するように設けられている。
【0006】
これにより、上記のハンドル111を操作して入力軸123が回転した場合には、図10に示したように、入力側作用片123bの側端面のいずれかがフック部122a,122bのうちのいずれかの内側面に当接するため、コイルばね122を巻き締めていく。従って、コイルばね122は縮径し、ケーシング121内で回転する。コイルばね122が回転するとフック部122a,122bが出力側作用片124bの側端面に当接するため、出力軸124が入力軸123と同じ方向に回転する。この結果、出力軸124に連結された上記の巻き取り軸103が回転し、換気シート101を巻き取りし、又は巻き戻しする。
【0007】
一方、換気シート101を例えば開口状態で止めることにより、出力軸124に回転力が加わった場合には、図11から明らかなように、出力軸124の出力側作用片124bの側端面のいずれかがコイルばね122のフック部122a,122bのうちのいずれかの外側面に当接して押圧する。このため、コイルばね122は巻き戻され、その径が拡径し、該コイルばね122の外周面がケーシング121の内周面に圧接される。この結果、出力軸124の回転は阻止され、出力軸124に加わった回転力は入力軸122には伝達されない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した回転伝達機構120の場合には、入力側作用片123bと出力側作用片124bとが、入力軸123及び出力軸124の各内端面123a及び124a上、いずれも片側に偏在し、相互に突き合わせることによりバランスをとっているに過ぎないと共に、入力軸123と出力軸124とを同軸上に配置した際に、入力側作用片123bと出力側作用片124bとは同一円周上に配置されるように設けられている。このため、各内端面123a,124aの平滑度、これらに当接する入力側作用片123bの先端面や出力側作用片124bの先端面の平滑度、あるいはケーシング121の寸法精度などの部材製造時の僅かな寸法誤差によりがたつきが生じ易く、出力側作用片124bの僅かな倒れにより、コイルばね122の内周面に接して回転力の伝達ロスが生じる。
【0009】
また、図10に示したように、入力側作用片123bは、先端面方向から見た場合に扇状となるように形成しており、各側端面の厚み方向に横切る仮想線が軸心Pに向かうように形成されている。その一方で、コイルばね122の端部を屈曲させてフック部122a,122bを形成する場合、このフック部122a,122bを厳密に直角に折り曲げることは困難で、その屈曲部位は必然的にアールが付けられた状態となる。
【0010】
このため、入力側作用片123bの各側端面がフック部122a,122bの内側面に当接するといっても、最初に当接する箇所は、フック部122a,122bのうちのアールが付いている屈曲部位に対して、該入力側作用片123bうち、その外周面との角部になるため、各フック部122a,122bの内側面を当接当初に押圧する際の力の作用方向Fが、円周方向に沿わずそれよりも外側に向き易い。従って、入力側作用片123bのいずれかの側端面がいずれかのフック部122a,122bの内側面を押圧してコイルばね122を巻き締めていく力にロスがある。一旦巻き締めが始まれば、コイルばね122の外周面とケーシング121の内周面との摩擦抵抗は低くなるのであるが、巻き締め当初においては、巻き締め力にロスがある分、回転力の伝達損失が大きい。
【0011】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、ケーシング内周面に圧接可能なコイルばねを用いた入力軸側からの回転力のみを伝達する構造の回転伝達機構及び該回転伝達機構を用いた温室用シートの巻き取り装置において、入力軸側からの回転力の伝達損失をできるだけ小さくすることを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、請求項1記載の本発明の回転伝達機構は、筒状のケーシングと、
外径が前記ケーシングの内径よりも大径となるように形成されると共に、円周方向に沿って互いに離間して位置している各端部を内方に突出するように屈曲形成したフック部を有し、前記ケーシング内に装填されるコイルばねと、
前記コイルばねに形成された各フック部の内側面間に位置するように配置され、回転することにより、側端面のいずれかが前記いずれかのフック部の内側面に当接し、前記コイルばねを巻き締める入力側作用片を有する入力軸と、
前記入力軸と同軸上に設けられ、前記コイルばねに形成された各フック部の外側面間であって、前記入力軸の入力側作用片の形成位置よりも軸心寄りに位置するように形成された出力側作用片を有すると共に、該出力側作用片の側端面に、外向きに突出させた鍔部を有し、回転することにより、該鍔部が前記いずれかのフック部における屈曲部位寄りの外側面に当接して前記コイルばねを巻き戻す出力軸と
を具備し、
前記入力軸から回転力が入力された場合には、前記入力側作用片によってコイルばねが縮径してコイルばねが回転し、その回転力が出力軸に伝達される一方、前記出力軸から回転力が入力された場合には、前記出力側作用片に設けられた鍔部によってコイルばねが拡径して前記ケーシング内周面に押し付けられて出力軸の回転動作が阻止されるものであることを特徴とする。
【0013】
請求項2記載の本発明の回転伝達機構は、請求項1記載の回転伝達機構であって、前記入力軸に、入力側作用片に対し、回転した際に入力側作用片のいずれかの側端面がいずれかのフック部の内側面に当接するまでの間に、該フック部の外側面に当接することのない間隔をおいて1以上形成された倒れ防止用突出片が設けられていることを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の本発明の回転伝達機構は、請求項2記載の回転伝達機構であって、さらに、前記入力側作用片と倒れ防止用突出片との間であって、それらが突出している内端面から立ち上げられ、内面が前記出力軸の出力側作用片の外面に摺接することにより、出力軸の倒れを防止する機能を果たすガイド壁が設けられていることを特徴とする。
【0015】
請求項4記載の本発明の回転伝達機構は、請求項1〜3のいずれか1に記載の回転伝達機構であって、前記出力軸に、この出力軸の倒れを防止する支持部を設けたことを特徴とする。
【0016】
請求項5記載の本発明の回転伝達機構は、請求項4記載の回転伝達機構であって、前記出力軸の倒れを防止する支持部は、前記入力軸の入力側作用片が突出している内端面に当接可能に設けられていることを特徴とする。
【0017】
請求項6記載の本発明の回転伝達機構は、請求項4記載の回転伝達機構であって、前記出力軸の倒れを防止する支持部は、前記入力軸の入力側作用片が突出している内端面に当接可能に設けられていると共に、少なくともその接触面が合成樹脂材から形成されていることを特徴とする。
【0018】
請求項7記載の本発明の回転伝達機構は、請求項1〜6のいずれか1に記載の回転伝達機構であって、前記入力軸の入力側作用片の各側端面が、それぞれ、前記コイルばねの各フック部の内側面に対し、該フック部の屈曲部位より内側の部位を押圧するように形成されていることを特徴とする。
【0019】
請求項8記載の本発明の回転伝達機構は、請求項7記載の回転伝達機構であって、前記入力軸の入力側作用片の各側端面が互いに略平行となるように形成され、各側端面のうち内周面との角部が各フック部の内側面に当接するように設けられていることを特徴とする。
【0020】
請求項9記載の本発明の温室用シートの巻き取り装置は、請求項1〜8のいずれか1に記載の回転伝達機構と、
前記入力軸に連結されるハンドルと、
前記出力軸に連結される温室用シートの巻き取り軸と
を具備することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図1は、本発明の一の実施の形態にかかる回転伝達機構10を示す分解斜視図であり、図2はその組立状態の断面図である。
【0022】
この回転伝達機構10は、両端開口の筒状のケーシング20を有して構成されている。この筒状のケーシング20は、温室用シートの巻き取り装置に適用する場合には、該巻き取り装置を構成するカバー体70内に配設される(図2参照)。
【0023】
ケーシング20の内部には、コイルばね30が配設される。コイルばね30は、その外径がケーシング20の内径よりも大径となるように巻回形成されおり、ケーシング20内に装填した際には、その外周面がケーシング20の内周面を圧接するようになっている。後述のように、本実施の形態の回転伝達機構10は、出力軸50からの回転力が加わった場合には、コイルばね30の外周面をケーシング20の内周面に圧接させ、その摩擦抵抗により回転を阻止するものであるため、コイルばね30のケーシング20内周面に対する接触面積が大きくなるよう、該コイルばね30は断面矩形状の線材を用いることが好ましい。
【0024】
コイルばね30は、軸心方向一端側と他端側とにそれぞれ端部を有しているが、この端部は、いずれも内方に向かって突出するように屈曲され、フック部31,32となっている。屈曲角度は制限されるものではないが、後述の入力側作用片43が当接することにより及ぼされる力Fを外方に逃がさないよう、軸心Pに向かって突出しているか、それよりもさらに鋭角に突出するように屈曲されていることが好ましい。なお、フック部31,32間の隙間に後述の入力側作用片43が挿入されるものであるため、フック部31,32は軸方向の端部から見たときに、互いに円周方向に離間する位置に設けられている(図7参照)。
【0025】
入力軸40は、図1〜図3に示したように、所定の長さを有する筒状に形成されており、その一端部41は、ケーシング20の一方の開口部から突出するように配設される。一端部41には、直径方向に貫通する孔41aが形成されており、温室用シートの巻き取り装置に適用する場合には、そのハンドル(図示せず)の端部を入力軸40の一端部41に嵌装した上で、該孔41aにピンやボルト(図示せず)を介して連結されるものである。
【0026】
入力軸40の、ケーシング20内に位置することにより内端面42となる他端側の端面には、その外周縁に沿って所定幅の入力側作用片43が突設されている。入力側作用片43の円周方向に沿った幅は、上記したコイルばね30を軸方向の端部から見たときに円周方向に対向するように見えるフック部31,32の内側面(屈曲方向内側の面)間の間隔以下になっている。また、その軸方向に沿った長さは、該フック部31,32の内側面間に挿入して図3及び図7上、X方向に回転させた際に、該入力側作用片43の一方の側端面43bが、入力軸40の内端面42に近接しているフック部31ではなく、軸方向に沿って離れた位置に存在するフック部32の内側面に当接し得る長さを有している。
【0027】
入力側作用片43は、このように、入力軸40が回転するとその側端面43a,43bのうちのいずれかが、フック部31,32のいずれかの内側面に当接するものであり、いずれの方向に回転する場合であっても、フック部31,32の内側面を押圧するということは、コイルばね30をその巻回方向に巻き締めていくことであるため、コイルばね30を縮径させ、該コイルばね30の外周面とケーシング20の内周面との間の摩擦抵抗を小さくさせて入力軸40側からの回転を許容するもの、すなわち、コイルばね30によるロック状態を解除するものである。従って、入力軸40を回転させた際には、入力側作用片43のいずれかの側端面43a,43bがフック部31,32に対して食いつき易いほどコイルばね30が素早く巻き締められ遊びがなくなる。
【0028】
従来の回転伝達機構100は、図10に示したように、入力側作用片123bを先端面方向から見た場合に扇状となるように形成しており、各側端面の厚み方向に横切る仮想線が軸心Pに向かうように形成されている。このため、上記したように、フック部122a,122bのうちのアールが付いている屈曲部位に対して、該入力側作用片123bうちの外周面との角部がまず当接することになるため、各フック部122a,122bの内側面を押圧する際の力の作用方向Fが、円周方向よりも外側に向きやすい。
【0029】
これに対し、本実施の形態では、図7に示したように、側端面43a,43bは、その表面が互いに略平行で、いずれの方向に回転した場合にも、側端面43a,43bのうち、入力軸作用片43の内周面との角部43c,43dが、最初に、フック部31,32の内側面のうち、アールの付いている屈曲部位よりも内側の部位に当接するように形成している。その一方、上記したように、フック部31,32の突出方向が軸心P方向かそれよりもさらに鋭角に突出するように形成されているため、該側端面43a,43bがフック部31,32の内側面に当接した際の当接当初の力の作用方向Fが、ほぼ円周方向に沿うかそれよりも内側となり、いわゆる食いつきが良く、側端面43a,43bがフック部31,32に当接した後、コイルばね30が素早く巻き締められる構成となっている。このため、遊びが少なく、入力軸40を回転させた場合には、その初期段階における出力軸50に対する回転伝達効率は従来よりも高くなる。
【0030】
入力軸40の内端面42においては、図1及び図3に示したように、入力側作用片43と対向するようにほぼ同形状でほぼ同じ大きさの倒れ防止用突出片44が突設されている。製造時の寸法精度に起因するケーシング20内における入力軸40の前後左右への僅かな倒れ(傾き)を防止するために設けたものであり、製造時の寸法精度が同じと仮定した場合、従来の入力側作用片123bしか設けられてない構成と比較して倒れが少なくなり、回転力の伝達損失が小さくなる。なお、後述のように、本実施の形態では、出力軸50の内端面52の直径が入力軸42の内端面42の直径よりも小さく形成されているため、図2のように、内端面42,52同士を対向させて組み付けた状態では、入力側作用片42と倒れ防止用突出片44とにより出力軸50の内端面52の周囲を抱持するように配設されることになる。この結果、入力軸40の前後左右への僅かな倒れが規制される。また、この倒れ防止用突出片44は、いずれかの方向に回転することにより入力側作用片43の側端面43a,43bがコイルばね30のフック部31,32の内側面に当接するまでの間に、該倒れ防止用突出片44の側端面がフック部31,32に接触しないような間隔をおいて設けられる。
【0031】
なお、倒れ防止用突出片44は、入力軸40の傾きを防止する機能を果たすことができれば良く、本実施の形態のように必ずしも、入力側作用片43とほぼ同形状に設けられている必要はない。例えば、棒状の突起を複数本突設することにより構成することもできる。
【0032】
また、本実施の形態にかかる入力軸40には、図1〜図3に示したように、上記の入力側作用片43と倒れ防止用突出片44との間であって、内端面42の外周縁に沿ってガイド壁45が一体的に形成されている。ガイド壁45の内端面42からの立ち上げ高さは、上記のケーシング20内に装填されたコイルばね30の軸方向端部に接触しない程度に形成される。後述のように、本実施の形態では、軸ぶれのない安定した回転を確保するために、出力軸50の出力側作用片53の先端面が入力軸40の内端面42に当接し得る程度に設けられている。従って、このようなガイド壁45を設けると、該出力側作用片53は、その外面が、ガイド壁45の内面を摺接しながら回転することになるため、さらに出力軸50の軸ぶれ(倒れ)を防止することができる。
【0033】
出力軸50は、図1、図2及び図4に示したように、所定の長さを有する略筒状に形成されており、その一端部51は、ケーシング20の他方の開口部から突出するように配設される。一端部51には、直径方向に貫通する孔51aが形成されており、温室用シートの巻き取り装置に適用する場合には、その温室用シート(換気シート等)を巻き取ったり巻き戻したりする巻き取り軸(図示せず)の端部を該出力軸50の一端部51に嵌装した上で、該孔51aにピンやボルト(図示せず)を介して連結されるものである。
【0034】
出力軸50は、入力軸40と同軸上に配設される。そして、ケーシング20内に位置することにより内端面52となる他端側の端面には、円周方向に所定の幅で突出する出力側作用片53が突設されている。出力側作用片53の円周方向に沿った幅は、図4及び図7に示したように、上記したコイルばね30を軸方向の端部から見たときにフック部31,32の外側面(屈曲方向外側の面)間の円周方向に沿った間隔以下になっている。また、その軸方向に沿った長さは、入力側作用片43と同様、いずれのフック部31,32にも当接し得る程度に形成されている。軸ぶれのないように安定した回転を確保するためには、出力側作用片53の先端面が入力軸40の内端面42に当接し得る程度であることが好ましい。
【0035】
但し、図9に示した従来のもののように、入力軸123と出力軸124とをケーシング121内で組合せた際に、入力側作用片123bと出力側作用片124bとが同一円周上に配置されるように形成した場合には、入力軸123の回転によって出力軸124が回転する際、僅かな傾きにより出力側作用片123bの外周面がコイルばね122の内周面に接して回転ロスを生じる。従って、出力側作用片53の突設位置は、入力軸40における入力側作用片43の内端面42の突設位置よりも内側(軸心寄り)となるように設定されている。本実施の形態では、図1、図2及び図4に示したように、出力軸50の内端面52自体の直径を入力軸40の内端面42よりも小さくし、出力側作用片53をその内端面52の外周縁に沿って突設させるだけで、出力軸50を入力軸40と同軸上に配置した際に、出力側作用片53の突設位置が入力側作用片43の突設位置よりも軸心寄りとなるようにしている。
【0036】
これにより、出力軸50が僅かに傾いても出力側作用片53の外周面がコイルばね30の内周面に接することがなく、これに起因する回転ロスを防ぐことができる。また、出力側作用片53の突設位置が入力側作用片43よりも軸心寄りに設定されているため、出力側作用片53の先端面を入力軸40の内端面42に当接し得るように構成することで、上記のように、入力軸40において入力側作用片43と同一円周上に形成されたガイド壁45の内側に、出力側作用片53の先端部53cが抱持されるように配設されることになる。
【0037】
一方、出力側作用片53の突設位置が、入力軸40における入力側作用片43の突設位置よりも内側(軸心寄り)であるということは、コイルばね30の各フック部31,32に対する両者の当接位置が異なることになる。すなわち、回転時における入力側作用片43の側端面43a,43bの当接位置は、各フック部31,32の内側面のうち、アールの付いている屈曲部位よりも内側であるものの、フック部31,32の先端部31a,32aよりも外側である(図7参照)。これに対し、出力側作用片53は、その円周半径が入力側作用片43の円周半径より小さいため、側端面53a,53bは、フック部31,32の外側面のうち、先端部31a,32a寄りとなる。
【0038】
入力軸40側から回転させた場合、まず、入力側作用片43のいずれかの側端面43a,43bがいずれかのフック部31,32の内側面に当接し、コイルばね30を縮径させた上で、いずれかのフック部31,32の外側面が出力側作用片53のいずれかの側端面53a,53bに当接して、出力軸50に回転力を伝達する。この際、上記のように、フック部31,32の先端部31a,32a寄りの外側面に出力側作用片53の側端面53a,53bが当接したのでは、フック部31,32の内側面に当接する入力側作用片43の側端面43a,43bの当接位置と大きく異なるため、加わる回転トルクの大きさあるいはコイルばね30の強度等によっては、フック部31,32の屈曲部位寄りの部分が相対的に外側に膨出し、先端部31a,32aが相対的に内側に曲がる変形現象が生ずるおそれがある。このような変形が生じた場合には、その後の入力軸40側からの回転力の伝達にロスが生じると共に、逆に出力軸50側から回転力が加わっても、コイルばね30を拡径できず、ロックが不完全になる。
【0039】
本実施の形態では上記の点を考慮し、出力側作用片53の側端面53a,53bに外向きに突出させた鍔部56,57を設けたことを最大の特徴とする。この結果、鍔部56,57が回転時において、フック部31,32の屈曲部位寄りの外側面、すなわち、フック部31,32のほぼ中央位置か、それよりも屈曲部位寄りの外側面に当接することになる(図7参照)。このため、上記のように、両者のフック部31,32に対する当接位置のずれに伴う該フック部31,32の変形現象の発生を防止できる。
【0040】
鍔部56,57は、出力側作用片53の側端面53a,53bに対して一体成形で設けることもできるが、別途の板部材をそれぞれに溶接等により固着することもできる。本実施の形態では、図1、図4及び図7に示したように、側端面53a,53b間の対向距離より長い長さを有する板部材を、該側端面53a,53bに溶接により固着し、該側端面53a,53bから外側に突出している部位を鍔部56,57としている。このようにして鍔部56,57を設けた場合には、一枚の板部材を溶接すれば済むため、製造が容易である。
【0041】
鍔部56,57の外側への突出長さは、上記のようにフック部31,32の屈曲部位寄りに当接し得る一方で、当然に、コイルばね30の内周面に接触しない程度に設けられる(図4及び図7参照)。すなわち、鍔部56,57は、入力軸40と組み合わせた場合に、入力側作用片43と倒れ防止用突出片44との間のガイド壁45上を回転方向に動作することになるが、この際に、入力側作用片43と同一円周上に形成されたガイド壁45の外周面から外方に突出しない程度の長さに設けられる。
【0042】
出力側作用片53の突設位置を、入力軸40における入力側作用片43の突設位置よりも内側(軸心寄り)に設けたとしても、鍔部56,57を外方に突出させることで、出力軸50と入力軸40の相対的な軸ぶれにより、鍔部56,57を有しない場合と比較すれば、鍔部56,57がコイルばね30の内周面に接触する可能性が高くなる。しかしながら、図11に示した従来のもののように、出力側作用片124bの全ての部位を入力側作用片123bと同一円周上に形成した場合と比較すれば、コイルばね30の内周面に接触する軸ぶれ方向が限定される。この結果、回転伝達損失の発生する可能性は図11に示した従来のものよりは著しく小さくなる。
【0043】
また、本実施の形態では、上記のように入力軸40にガイド壁45を形成し、その内面に出力側作用片53の外面が摺接するように配設することで軸ぶれの発生がより少なくなっており、鍔部56,57がコイルばね30の内周面に接触することを防止している。
【0044】
また、出力側作用片53にも倒れ防止用の支持部54を設けることが好ましい。この倒れ防止用の支持部54は、入力軸40の内端面42に当接し、前後左右へのぶれを防ぐことができれば良く、その形状は限定されるものではない。但し、入力軸40の回転に伴うコイルばね30の回転を妨げたり、出力軸50側に回転力が加わることにより出力側作用片53の側端面53a,53bがコイルばね30のフック部31,32の外側面に当接することを妨げたりすることがないよう、逃げて設ける必要がある。
【0045】
例えば、図4に示したように、出力側作用片53における円周方向ほぼ中央に対して離間していると共に、入力軸40における入力側作用片43の突設位置よりも内側(軸心寄り)となる位置にこの支持部54を突設した構造とすることができる。支持部54は、このように出力側作用片53と分離した形状で形成することもできるが、出力側作用片53とこの支持部54をつながった形で形成することもできる。
【0046】
また、図5(a)に示したように、出力側作用片53の先端部53cに円盤部材58を固着し、これにより支持部を構成することもできる。この円盤部材58は、出力側作用片53の円周半径と同じ半径で形成され、かつ先端部53cに固着されて、その底面58aが入力軸40の内端面42に面接触するように設けられているため、出力軸50の軸ぶれ(倒れ)を防止できる。また、該円盤部材58の底面58aが入力軸40の内端面42に当接すると共に、出力側作用片53の円周半径と同じ半径で形成されているため、周面58bがガイド壁45の内面に摺接する。従って、この円盤部材58としては、摩擦抵抗の小さな部材からなることが好ましく、もちろん金属製であってもよいが、合成樹脂材から形成すれば、摩擦抵抗の小さな部材を容易に製作できる。摩擦抵抗の小さな部材から形成した場合には、回転伝達損失をさらに小さくすることが可能である。なお、図では円盤部材58を採用しているが、摩擦抵抗を低減できれば、リング状等に成形されたものであってもよい。
また、鍔部56,57を構成する板部材に対して一体的に略半円状部を形成し、図5(b)に示したように、この半円状部59を、出力側作用片53とは反対側に折り曲げることにより、支持部を形成することもできる。鍔部56,57は金属製であるため、この場合、半円状部59も金属製となるが、図5(a)に示したような独立した部材からなる円盤部材58を固着する場合と比較して製作が容易である。
【0047】
図2において符号60,61は合成樹脂製の軸受けカラーであり、図6に詳細に示したように、略円筒状に形成されて、ケーシング20の各端部と、該各端部から挿入される入力軸40及び出力軸50との各間に装填される。これにより、入力軸40及び出力軸50のケーシング20内における位置決めがなされる。なお、出力軸50は、上記したように、その内端面52の直径が入力軸40の内端面42の直径よりも小さい。一方、図2及び図6に示したように、軸受けカラー60,61の形状、大きさ、厚みはいずれも同じである。このため、一方の軸受けカラー61を装填した場合には、出力軸50との間に間隙61aが形成される。従って、内端面42,52同士を向かい合わせて入力軸40及び出力軸50をケーシング20内に装填した場合には、入力側作用片43の先端部43cが出力軸50と軸受けカラー61との間隙61a内に位置することになり、この部分においても、入力軸40と出力軸50との軸ぶれ防止が図られる。
【0048】
本実施の形態の回転伝達機構10は、例えば、温室用シートの巻き取り装置を構成するケース体内に収容されて使用される。そして、そのハンドルをいずれかの方向に回転させると、入力軸40が回転し、図7においてY方向に回転した場合には、入力側作用片43の一方の側端面43aの角部43cがコイルばね30の一方のフック部31の内側面のうち屈曲部位よりも内側部位(ほぼ中間部辺り)にまず当接して押圧し、X方向に回転した場合には、入力側作用片43の他方の側端面43bの角部43dがコイルばね30の他方のフック部32の内側面のうち屈曲部位よりも内側部位(ほぼ中間部辺り)にまず当接して押圧し、いずれにしても、コイルばね30を巻き締めて縮径させる。このため、コイルばね30の外周面とケーシング20の内周面との摩擦抵抗が小さくなり、該コイルばね30が回転する。
【0049】
コイルばね30が回転すると、そのフック部31又は32の外側面が出力側作用片53に当接するが、本実施の形態によれば、この際に、鍔部56又は57に当接する。鍔部56,57は外向きに突出しているため、フック部31又は32はその外側面における屈曲部位寄りの位置、本実施の形態では、ほぼ中間部辺りが当接する。この結果、入力側作用片43によって押圧されるフック部31又は32の内側面における部位と鍔部56又は57に当接する外側面における部位とがほぼ同じになるため、フック部31又は32が変形することを防止できる。フック部31又は32を介して出力側作用片53が押圧されると、出力軸50はX方向又はY方向に回転することになる。
【0050】
これにより、出力軸50に連結された巻き取り軸がいずれかの方向に回転し、支柱周囲に配設されたガイドローラ(図示せず)が該支柱に沿って走行して上下動するため、温室用シートが巻き取られ又は巻き戻しされる。
【0051】
一方、ハンドル操作を止めた場合には、温室用シートの重みにより巻き取り軸に対し、通常、巻き戻し方向への回転力が加わる。この結果、出力軸50が例えば図7においてX方向に回転しようとするが、出力側作用片53の鍔部56がコイルばね30のフック部31の外側面に当接し、該コイルばね30を巻き戻し方向に付勢して拡径させる。このため、コイルばね30の外周面がケーシング20の内周面に強く圧接され、摩擦抵抗が非常に高くなり、出力軸50の回転が阻止され、その回転力は入力軸40には伝達されない。この際、本実施の形態によれば、出力側作用片53の鍔部56がコイルばね30のフック部31の先端部ではなく、屈曲部位寄りの位置に当接するため、フック部32に変形を生じさせることはない。
【0052】
(試験例1)
図9〜図11に示した従来の回転伝達機構100(比較例1)と図1〜図4に示した本実施の形態に係る回転伝達機構10(実施例1)との回転力伝達効率(%)を、出力軸トルク/入力軸トルクの比で測定した。表1に、その結果を出力軸トルク別に示す。なお、いずれの回転伝達機構も減速比は1/1であった。
【0053】
【表1】
【0054】
表から明らかなように、いずれの出力軸トルクにおいても実施例1の方が比較例1より回転伝達効率が優れており、本実施の形態の構成によりいかに伝達損失が少なくなるかがわかる。特に、実施例1の場合には、出力軸トルク4.9N・m(0.5kgf・m)である回転開始当初から、右回転で80%、左回転で90%を上回る回転伝達効率を示している。このことから、入力側作用片43の側端面43a,43bのコイルばね30のフック部31,32の内側面に対する巻き締め当初の食いつきよく、コイルばね30を素早く巻き込んで縮径させていることがわかる。
【0055】
(試験例2)
出力軸50の出力側作用片53に鍔部56,57を設けていないことを除き、実施例1と全く同様の構造の回転伝達機構(比較例2)を製作し、試験例1と同様の試験を行った。結果を実施例1と対比して表2に示す。
【0056】
【表2】
【0057】
比較例2は、比較例1と比べた場合には、回転開始当初から80%近い優れた回転伝達効率を示し、入力側作用片43の側端面43a,43bのコイルばね30のフック部31,32の内側面に対する巻き締め当初の食いつきよく、コイルばね30を素早く巻き込んでいるが、それでも、いずれのトルクにおいても実施例1よりは劣る。このことから、本実施の形態のように、鍔部56,57を設けた場合には、コイルばね30のフック部31,32を変形させるような伝達ロスを生じさせることなく、入力軸40のトルクを出力軸50に極めて効率よく伝達させていることがわかる。
【0058】
本発明の回転伝達機構は、上記した実施の形態に限定されるものではないことはもちろんであり、例えば、出力軸50に対し、任意ギア比の減速機構を連結することもできる。また、本発明の回転伝達機構は、入力側の回転力を出力側に伝達する一方で、出力側からの回転力を入力側に伝達しないように設定する必要のある種々の機構に採用可能であり、上記した説明では温室用シートの巻き取り装置に組み込んだ例を説明しているが、これに限定されるものではない。また、入力側からの回転駆動は上記のようにハンドルを取り付けて手動で行うこともできるし、モータによる電動構造とすることもできる。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、ケーシング内周面に圧接可能なコイルばねを用いた入力軸側からの回転力のみを伝達する構造の回転伝達機構において、入力軸側からの回転力の伝達損失を従来よりも小さくすることができる。このため、この回転伝達機構を温室用シートの巻き取り装置に採用した場合には、温室用シートを効率よく巻き取り又は巻き戻しすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一の実施の形態にかかる回転伝達機構を示す分解斜視図である。
【図2】図2は、その組立状態の断面図である。
【図3】図3は、入力軸の構成を示す斜視図である。
【図4】図4は、出力軸の構成を示す斜視図である。
【図5】図5は、出力軸の他の例を示す斜視図である。
【図6】図6(a)は軸受けカラーの平面図であり、図6(b)は軸受けカラーの断面図である。
【図7】図7は、上記実施の形態の作用を説明するための図である。
【図8】従来用いられている換気シート用巻き取り装置の概略構成を説明するための図である。
【図9】従来の巻き取り装置で用いられている回転伝達機構を示す分解斜視図である。
【図10】従来の回転伝達機構における入力側作用片の作用を説明するための図である。
【図11】従来の回転伝達機構における出力側作用片の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
10 回転伝達機構
20 ケーシング
30 コイルばね
31,32 フック部
40 入力軸
43 入力側作用片
44 倒れ防止用突出片
50 出力軸
53 出力側作用片
54 支持部
56,57 鍔部
58 円盤部材
60,61 軸受けカラー
Claims (9)
- 筒状のケーシングと、
外径が前記ケーシングの内径よりも大径となるように形成されると共に、円周方向に沿って互いに離間して位置している各端部を内方に突出するように屈曲形成したフック部を有し、前記ケーシング内に装填されるコイルばねと、
前記コイルばねに形成された各フック部の内側面間に位置するように配置され、回転することにより、側端面のいずれかが前記いずれかのフック部の内側面に当接し、前記コイルばねを巻き締める入力側作用片を有する入力軸と、
前記入力軸と同軸上に設けられ、前記コイルばねに形成された各フック部の外側面間であって、前記入力軸の入力側作用片の形成位置よりも軸心寄りに位置するように形成された出力側作用片を有すると共に、該出力側作用片の側端面に、外向きに突出させた鍔部を有し、回転することにより、該鍔部が前記いずれかのフック部における屈曲部位寄りの外側面に当接して前記コイルばねを巻き戻す出力軸と
を具備し、
前記入力軸から回転力が入力された場合には、前記入力側作用片によってコイルばねが縮径してコイルばねが回転し、その回転力が出力軸に伝達される一方、前記出力軸から回転力が入力された場合には、前記出力側作用片に設けられた鍔部によってコイルばねが拡径して前記ケーシング内周面に押し付けられて出力軸の回転動作が阻止されるものであることを特徴とする回転伝達機構。 - 請求項1記載の回転伝達機構であって、前記入力軸に、入力側作用片に対し、回転した際に入力側作用片のいずれかの側端面がいずれかのフック部の内側面に当接するまでの間に、該フック部の外側面に当接することのない間隔をおいて1以上形成された倒れ防止用突出片が設けられていることを特徴とする回転伝達機構。
- 請求項2記載の回転伝達機構であって、さらに、前記入力側作用片と倒れ防止用突出片との間であって、それらが突出している内端面から立ち上げられ、内面が前記出力軸の出力側作用片の外面に摺接することにより、出力軸の倒れを防止する機能を果たすガイド壁が設けられていることを特徴とする回転伝達機構。
- 請求項1〜3のいずれか1に記載の回転伝達機構であって、前記出力軸に、この出力軸の倒れを防止する支持部を設けたことを特徴とする回転伝達機構。
- 請求項4記載の回転伝達機構であって、前記出力軸の倒れを防止する支持部は、前記入力軸の入力側作用片が突出している内端面に当接可能に設けられていることを特徴とする回転伝達機構。
- 請求項4記載の回転伝達機構であって、前記出力軸の倒れを防止する支持部は、前記入力軸の入力側作用片が突出している内端面に当接可能に設けられていると共に、少なくともその接触面が合成樹脂材から形成されていることを特徴とする回転伝達機構。
- 請求項1〜6のいずれか1に記載の回転伝達機構であって、前記入力軸の入力側作用片の各側端面が、それぞれ、前記コイルばねの各フック部の内側面に対し、該フック部の屈曲部位より内側の部位を押圧するように形成されていることを特徴とする回転伝達機構。
- 請求項7記載の回転伝達機構であって、前記入力軸の入力側作用片の各側端面が互いに略平行となるように形成され、各側端面のうち内周面との角部が各フック部の内側面に当接するように設けられていることを特徴とする回転伝達機構。
- 請求項1〜8のいずれか1に記載の回転伝達機構と、
前記入力軸に連結されるハンドルと、
前記出力軸に連結される温室用シートの巻き取り軸と
を具備することを特徴とする温室用シートの巻き取り装置。
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