JP4645783B2 - 電動シャッター駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャッターを電動モーターにより巻き取り巻き戻すとともに、緊急時にはスプリングの付勢力により瞬時にシャッターを開放し、建屋からの脱出を可能にする電動シャッター駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャッターやブラインドの羽板（スラット）或いはカーテン、テントや各種スクリーン等の幕を巻き取り巻き戻すのに電動モーターを利用するシャッター駆動装置が知られている。
この種のシャッター駆動装置は、特開昭６０−１３８１９６号公報に開示されるように、建屋の躯体に取付けるモーターケースに対して回動自在にドラム（羽板巻き取り軸）を支持し、モーターにより回転するこのドラムに羽板を巻き取り、又は巻き戻す基本構成を有す。尚、羽板（スラット）や幕等の巻き取り巻戻しのための装置を総称してシャッター駆動装置と本明細書では言うこととする。
【０００３】
シャッター駆動装置は、シャッター閉時に緊急事態が生じたとき、羽板や幕を瞬時に巻き上げ（本明細書ではシャッターの巻き上げとも言う）、建屋内から直ちに建屋外に脱出可能とする機構を備える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
緊急時には手動で瞬時に羽板（スラット）や幕、即ちシャッターを開放し、建屋外へ脱出できる機構としてはスプリング力を利用する方法が有利である。
羽板や幕をモーターによりドラムに巻き取った後ドラムが逆転して羽板や幕が巻き戻されないようにするブレーキ部にスプリングカプラを利用する従来技術では、緊急時ひもを操作し羽板や幕を巻き上げて入口を開放するため、瞬時にあけることはむづかしい。
スプリング力を利用し、かつブレーキにスプリングカプラを利用するためにはクラッチ機構が必要であるが、従来技術ではスプリングカプラの固定管が巻き取り軸（ドラム）に嵌合されており、スプリングカプラが減速ギアの中間に設けられていることから、ギア部が邪魔でクラッチ機構を設けることは非常に困難で緊急時に瞬時にあけられない。
【０００５】
前述した如く、スプリングカプラ用の固定管が巻き取り軸（ドラム）に嵌合されているので、スプリングカプラは減速ギアの中間に入れざるを得ない。そのため、手動開放時にスプリングカプラの解除トルクがスプリングカプラ以降の減速ギア比倍だけ増加してしまう。
巻き上げスプリングを入れようとすると、上記増加トルク分を見込んで巻き上げスプリングのトルクを大きくしなければならない。すると、通常モーターで駆動するときには巻き上げスプリングに反して駆動する必要があるので、必要モータートルクが増加し、コストアップや消費電力増加となってしまうという不具合が生じる。
【０００６】
それ故に、本発明は前述した従来技術の不具合を解消させることを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した課題を解決するために、基本的にはクラッチ機構を構成する静止部材としての外筒に回転運動を許容する操作部材を配する構成を採用する。
この構成の採用は、ドラムの回転を常時はブレーキ部材としての外筒で阻止し、緊急時には操作部材により外筒の回動を許容させ、ドラムを瞬時にシャッター巻き取り方向に回転させ建屋の入口を開放させることを可能にする。
【０００８】
本発明によれば、スラットを開閉するための動力源である電動モーター、電動モーターの出力軸に減速機構を介して接続され、常時は静止部材としての外筒を有するクラッチ機構、非常時には前記外筒に回転運動を許容する操作部材、クラッチ機構の出力軸からの回転トルクを受け、かつシャッターのスラットを巻き取り巻き戻すためのドラム、から構成される電動シャッター駆動装置が提供される。
この装置によれば、常時はドラム側からの回転トルクはブレーキ部材としての外筒（静止部材）で受け、緊急時には操作部材によりブレーキを解放し、ドラムからの回転トルクを外筒を介して自由に電動モーター側に伝え、シャッター開方向へのドラムの回転が可能となる。
【０００９】
好ましくは、クラッチ機構が、減速機構からのトルクを受ける入力軸、入力軸と一体の係合片、外筒内に内設するコイルスプリング、係合片からの動力を受け、ドラムにトルクを伝える出力部材、コイルスプリングと摩擦係合自在な外筒、からなるスプリングカプラである。
この構成では、スプリングカプラの静止部材としての外筒がブレーキ力の伝達をオン・オフさせているので、通常のスプリングカプラとしての機能に別の機能が加えられたことになる。
【００１０】
さらに好ましくは、操作部材がモーターケースに対して変位可能でありかつクラッチ機構の外筒に係脱自在な回り止め部材、回り止め部材を一方向に引張るための第１のワイヤを有するものであり、前記モーターケース側に一端が係止された前記第１のワイヤを、前記回り止め部材に設けられたピンに対し、前記ピンの周囲に巻かれた状態で他端を引っ張ることにより前記回り止め部材を係脱自在としてもよい。
これにより、緊急時には、第１のワイヤを引っ張るのみで瞬時にシャッターを巻き上げることが可能となる。
さらに、前記第１のワイヤの他端に動滑車部を設け、前記モーターケース側に一端が係止された第２のワイヤが前記動滑車部を介して前記第１のワイヤの他端を前記第２のワイヤの他端により引っ張ることにより前記回り止め部材を係脱自在にする構成としてもよい。
【００１１】
さらに、本発明では、スプリングカプラにはコイルスプリングが複数並設され、シャッターの閉方向への過負荷作用時コイルスプリングが入力軸の回動を可能にするスプリングカプラを用いる。
又、外筒の一端の切り欠き部に回り止め部材の一端の一部が挿入され、かつ回り止め部材の他端に弾性部材の付勢力を作用させている。
このような手段の採用は、たとえば、シャッターに人がぶら下ったときシャッターを降ろし、シャッターやドラムの損傷を予防させ得る。
又、ブレーキの解放のためのクラッチ部の構成をきわめて簡単なものとさせ得る。
【００１２】
好ましくは、ドラム内に配設され、シャッターを開とさせる方向に付勢力を有し、ドラムへ該付勢力を伝達するスプリング装置を備える。
このことにより、シャッターを開とさせる方向に付勢力を有するスプリング装置を備えることで、バランスシャッターとしての機能を備え、非常時にはスプリング装置によりスラットをすばやく巻き上げることが可能になる。
【００１３】
さらに好ましくは、操作部材が動滑車部を介して回り止め部材に結合された牽引手段を有し、該牽引手段を引くことにより弾性部材の付勢力に抗して回り止め部材を一方向に移動させ、外筒を前記回り止め部材から開放し、前記スプリング装置によりドラムをシャッターを開とさせる方向に回動させる。
これにより、動滑車部が複数の動滑車から構成されることにより、非常時にわずかなワイヤーの引力で、弾性部材の付勢力に抗して回り止め部材を一方向に移動させることができる。
【００１４】
複数個配設された各々のコイルスプリングと外筒との間の摩擦力が異なり、スラットを閉方向に過大な荷重が掛かったときに、シャッター駆動装置が壊れないようにスラットを閉方向に滑らすようにコイルスプリングの摩擦力を調整できる。
さらに、電動モーター、クラッチ機構、操作部材がドラムに内装され、電動モーターの軸部と、クラッチ機構の軸部と、操作部材の軸部を同一軸上に配設する。
これにより、ドラム内にスラットを開閉するための駆動機構を内包でき、コンパクトとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１にシャッター１の全体を示す。シャッター１は外枠２内を昇降し、出入口３を開閉する。外枠２は建屋の躯体の開口に納められ、その上部にシャッター駆動装置４が配置される。
シャッター駆動装置４は、図２に示すように、シャッター（シャッター、スラット、ブラインド、カーテン、テント、スクリーン等を総称してここではシャッターと言う）１を巻き取り、巻き戻す中空のドラム５を備える。ドラム５は、建屋の躯体に固定されたブラケット６，７に取付けられるモーターケース８と支持筒９′に回動自在に保持される。
【００１６】
図２と図３に示すように、ドラム５内には、モーターケース８、モーターケース８内の電動モーター９、減速器１０、スプリングカプラ１１、第１のトルク伝達部材１２、回り止め部材１３、さらにスプリング装置１４が配されている。
スプリング装置１４は、ブラケット７に固定された軸部材１５と、ドラム５にその周囲を固定した第２のトルク伝達部材１６と、一端を軸部材１５及び他端を第２のトルク伝達部材１６に係止させているコイルスプリング１７を有し、コイルスプリング１７がドラム５をシャッター巻き上げ（シャッター開）方向に回転させるよう付勢する。
スプリング装置１４によるドラム回転運動は常時はスプリングカプラ１１のブレーキ力により阻止されている。
１８は操作部材を示し、操作部材１８は緊急時前述したブレーキ力を解放させ、スプリング装置１４によりドラム５をシャッター開方向に瞬時に回動させるために用いられる。
【００１７】
モーターケース８は、電動モーター９を収納する大径中空部１９と、操作部材１８を納める小径中空部２０とを有し、電動モーター９の出力軸２１に直結した減速器１０もモーターケース８の大径部１９内に電動モーター９とともに収納される。減速器１０は図示例では遊星ギヤ３段のものを用いているが、他の公知の減速器１０を用いても良い。
減速器１０の出力軸２３は、スプリングカプラ１１の入力軸２２に結合される。この結合は、入力軸２２の端部の方形部２２−１を減速器１０の出力軸２３の同形の穴に挿入する形で行なうとよい。
入力軸２２は対の離間対向する係合片２２−２，２２−３を一体に成形したものである。
【００１８】
図４に示す如くスプリングカプラ１１は、入力軸２２に加えて、該入力軸２２の中央ボアに回動自在に挿入されるシャフト部２４−１を有する出力部材２４を有す。シャフト部２４−１は円板部２４−２の中央部に一体に形成される。出力部材２４の円板部２４−２は、その外周に軸線方向に延在する対の離間したトルク受け片２４−３，２４−４を有し、両トルク受け片２４−３，２４−４の中央にはスリット２４−５，２４−６が設けられる。２４−７は偏心出力部を示す。
係合片２２−２，２２−３とトルク受け片２４−３，２４−４は同一円周上に配され、各係合片２２−２，２２−３は隣り合うトルク受け片間２４−３と２４−４並びに２４−４と２４−３との間に夫々位置する。
トルク受け片２４−３，２４−４を外側より囲撓するように対のコイルスプリング２５，２６を配す。第１のコイルスプリング２５の一端２５−１がスリット２４−６に係止され、第２のコイルスプリング２６の一端２６−１をスリット２４−５に係止させる。
第１のコイルスプリング２５の他端２５−２は係止片２２−３の側縁に対向し、第２のコイルスプリング２６の他端２６−２が係止片２２−２の側縁に対向する。
【００１９】
対のコイルスプリング２５，２６を包むようにして静止部材及びブレーキ部材としての働きをする外筒２７を配す。この外筒２７の内壁面に対のコイルスプリング２５，２６が摩擦係合する。
外筒２７の一側に対の切り欠き部２７−１を設ける。
モーターケース８の外周面に、軸線方向に摺動自在に移動する回り止め部材１３を配す。回り止め部材１３は外筒２７の切り欠き部２７−１に係合自在な対の突部１３−１を有す。円筒部を有する回り止め部材１３は、その端部にモーターケース８の小径中空部２０を貫通するピン２８を有し、該ピン２８により、モーターケース１３に対し軸線方向の制限された移動のみが可能なように保持される。
【００２０】
ピン２８は、モーターケース８に穿けた長孔２９を移動するが、図５に示すように、ピン２８が対のスプリング３０，３１の付勢力を受けて常時は、図５でみて右方へ強制させられている。このピン２８の右方への動きは回り止め部材１３と外筒２７とを接続状態（クラッチ係合状態相当）とし、外筒２７の回転を不可能にする。この結果、外筒２７は静止部材として機能し、ドラム５から第１のトルク伝達部材１２へ伝達された回転トルクは、出力部材２４が対のスプリング２５，２６を外筒２７の内壁面に密着させることになり、この回転トルクは入力軸２２に伝達させず、外筒２７がブレーキ部材として働く。
一方、ピン２８が左方（図５でみて）へ移動すると回り止め部材１３は外筒２７から離反し、外筒２７はもはや静止部材としての機能をもたなくなる。このため、スプリング装置１４のスプリング１７の第２のトルク伝達部材１６を介してドラム５に伝達されている付勢力（ドラム回転トルク）は、第１のトルク伝達部材１２、出力部材２４、外筒２７、入力軸２２を同時に回転させることとなり、ドラム５はシャッターを開方向に巻き上げることができる。
【００２１】
次に、回り止め部材１３の軸線方向への摺動のための操作部材１８について説明する。ピン２８を巻く第１のワイヤ３２の一端をモーターケース８に他端を動滑車３３に結合する。操作力の減少に寄与する動滑車３３に一端がモーターケース８に係支させた第２のワイヤ３４を係合させる。第２のワイヤ３４の他端に牽引手段としてのハンドル３５をつける。
ハンドル３５を使用者の手前側に引くとピン２８がスプリング３０，３１の付勢力に抗して移動し、回り止め部材１３と外筒２７との結合が解放（クラッチのリリースと同じ作用）され、外筒２７の自由状態が作られ、前述した如く、シャッター１の開状態が瞬時に得られる。これは緊急時の脱出を容易にし、しかも操作は簡単でシャッター開を確実に得られるという効果を奏する。
【００２２】
次に、通常のシャッター開閉操作について述べる。電動モーター９に通電するとその出力は減速器１０を介して入力軸２２に伝達され、入力軸２２を回動させる。仮りに、図４でみて、入力軸２２が反時計方向に回動すると、入力軸２２の係合片２２−３が第１のスプリング２５の端部２５−２を引張り第１のスプリング２５を径方向内方へ縮ませ、第１のスプリング２５と外筒２７の内壁面との摩擦抵抗を小さくさせ、入力軸２２を回転させる。入力軸２２の回転は端部２５−２を係合片１０−３に当接させ出力部材２４を回転する。
このとき、入力軸２２の回転に伴い、第２のスプリング２６はスリット２４−５とその端部２６−１との係合により径方向に縮み、第２のスプリング２６の外筒２７の内壁面に対する摩擦抵抗は小さくなり出力部材２４とドラム５の回転を容易にさせる。
これにより、シャッター１の巻き取り又は巻き戻しが可能となる。
【００２３】
シャッター１の巻き取り又は巻き戻しが完了し、電動モーター９への通電を止めると、図４でみて、出力部材２４に反時計方向にドラム５を介してスプリング１７の付勢力が外力として入力される。この場合トルク受け片２４−４が第１のスプリング２５の端部２５−１を押し、第１のスプリング２５を径方向に拡げる。このため、第１のスプリング２５と外筒２７の内壁面との摩擦抵抗を大とする。第２のスプリング２６の端部２６−１はスリット２４−５に係合しているので、ブレーキ力がかかり、ドラム５の回転はなく、シャッター１を希望の高さに保持できる。
このときのブレーキ力は、たとえば、シャッター１に人がぶら下ったときシャッター１を押し下げ可能とする力の大きさである。
【００２４】
ブレーキ力は、第１と第２のスプリング２５，２６の巻径や巻数を変えることで、出力部材２４の時計方向又は反時計方向の回動に対しその大きさを変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シャッターの取付状態を示す斜視図である。
【図２】シャッター駆動装置の正面図である。
【図３】図２の例の左半分の断面図である。
【図４】スプリングカプラの分解斜視図である。
【図５】操作部材を示す断面図である。
【符号の説明】
１ シャッター
４ シャッター駆動装置
５ ドラム
８ モーターケース
９ 電動モーター
１０ 減速器
１１ スプリングカプラ
１２，１６ トルク伝達部材
１３ 回り止め部材
１４ スプリング装置
１７ コイルスプリング
１８ 操作部材
２２ 入力軸
２２−２，２２−３ 係合片
２４ 出力部材
２４−３，２４−４ トルク受け片
２４−５，２４−６ スリット
２７ 外筒
２７−１ 切り欠き部
２８ ピン
３３ 動滑車

Claims (9)

1. スラットを開閉するための動力源である電動モーター、
   電動モーターの出力軸に減速機構を介して接続され、常時は静止部材としての外筒を有するクラッチ機構、
   非常時には前記外筒に回転運動を許容する操作部材、
   クラッチ機構の出力軸からの回転トルクを受け、かつシャッターのスラットを巻き取り巻き戻すためのドラム、
   から構成され、
   前記操作部材は、
   モーターケースに対して変位可能であり、かつ、クラッチ機構の前記外筒に係脱自在な回り止め部材、
   回り止め部材を一方向に引っ張るための第１のワイヤ、
   を有してなり、
   前記モーターケース側に一端が係止された前記第１のワイヤを、前記回り止め部材に設けられたピンに対し、前記ピンの周囲に巻かれた状態で他端を引っ張ることにより前記回り止め部材を係脱自在としたこと
   を特徴とする電動シャッター駆動装置。
2. 前記第１のワイヤの他端には動滑車部が設けられ、
   前記モーターケース側に一端が係止された第２のワイヤが前記動滑車部を介して前記第１のワイヤの他端を前記第２のワイヤの他端により引っ張ることにより前記回り止め部材を係脱自在としたこと
   を特徴とする請求項１に記載の電動シャッター駆動装置。
3. 前記クラッチ機構は、
   減速機構からのトルクを受ける入力軸、
   入力軸と一体の係合片、
   前記外筒内に内設するコイルスプリング、
   前記係合片からの動力を受け、前記ドラムにトルクを伝える出力部材、
   前記コイルスプリングと摩擦係合自在な前記外筒、
   からなるスプリングカプラであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動シャッター駆動装置。
4. 前記スプリングカプラは、
   前記コイルスプリングを複数個配設されたこと、
   を特徴とする請求項３に記載の電動シャッター駆動装置。
5. 外筒の一端の切り欠き部に回り止め部材の一端の一部が挿入され、かつ回り止め部材の他端に弾性部材の付勢力を作用させていること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電動シャッター駆動装置。
6. 前記ドラム内に配設され、シャッターを開とさせる方向に付勢力を有し、前記ドラムへ前記付勢力を伝達するスプリング装置、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電動シャッター駆動装置。
7. 前記操作部材が前記動滑車部を介して前記回り止め部材に結合された牽引手段を有し、
   前記牽引手段を引くことにより弾性部材の付勢力に抗して前記回り止め部材を一方向に移動させ、
   前記外筒を前記回り止め部材から開放し、
   前記スプリング装置によりドラムをシャッターを開とさせる方向に回動させること
   を特徴とする請求項６に記載の電動シャッター駆動装置。
8. 複数個配設された各々の前記コイルスプリングと前記外筒との間の摩擦力が異なること
   を特徴とする請求項４に記載の電動シャッター駆動装置。
9. 前記電動モーター、前記クラッチ機構、前記操作部材がドラムに内装され、
   前記電動モーターの軸部と、前記クラッチ機構の軸部と、前記操作部材の軸部を同一軸上に配設したこと
   を特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電動シャッター駆動装置。

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