JP5196345B2 - シャッター開閉機のブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、開口部を遮蔽部材が上下動することで開閉させるシャッター開閉機であり、このシャッター開閉機の駆動回転を制動または制動の解除を作動するブレーキ装置に関するものである。

従来のシャッター開閉機は、天井部に配置した巻取りドラムを回転させることで、遮蔽材を巻取りドラムに巻き取り・巻き戻しによりスラットを上下動して、開閉させている。スラットを停止させるには、駆動モータを停止させるブレーキ部によりモータ軸を制動させて停止させる。ブレーキ部は、モータ軸に固定したブレーキ胴１００に当接させるブレーキライニング１３を軸着したアームピン３に浮動させ、アームピン１４にブレーキアーム３を固定して、該ブレーキアーム３にブレーキソレノイド６とコイルスプリング２４で回動するようにしている。シャッター開閉機の駆動回転は、駆動モータを回転させると同時にブレーキを解除する。ブレーキの解除は、ソレノイド６を励磁させて、ブレーキアーム３を傾斜させ連結したアームピン３の回動により、ブレーキ胴１００に当接状態のブレーキライニング１３を離間させることで、スラットを下降させることができる。

特許第２９６１００４号

しかし、特許文献１のブレーキ部は、コイルスプリング２４の引張りによる付勢力でブレーキアーム３を回動させて、制動及び解除の動作をしていた。制動力は、両端に半円状に相対するブレーキライニング１３がブレーキ胴１００に当接して停止させるブレーキ機構を備え、開閉速度の高速化に伴ってブレーキ部を大型化する必要があった。
大型化するブレーキ部は、幅広いライニングと外径を大きくすることで、制動力を強化していたが、外観が大型化して重量が増しコストを上げていた。
本発明は、ブレーキ部を小型化することを目的にして、回転胴の径をできるだけ小径にして、ライニングを複数組に増設して、回転胴とライニングとの当接状態を良好にする緩衝材を介在することで、制動力を可変させて適した位置に停止させることができ、小型、軽量、安価なブレーキ構造を提供するものである。

請求項１の発明では、開口部を開閉する遮蔽部材を備え、該遮蔽部材を巻き取る巻取ドラムを天井部に配置して、該巻取ドラムを回転させる開閉機である。該開閉機は、駆動回転を出力する電動モータと、この電動モータの駆動回転を低速回転の高出力に巻取ドラムを回転させる減速機と、減速機の出力軸により巻取ドラムを回転させることで開口部を上下動する遮蔽部材と、遮蔽部材を開口部の適した位置に停止させるブレーキ部と、ブレーキ部に停止位置を送信する検出部と、から構成されている。
前記ブレーキ部は、電動モータのモータ軸に回転胴を軸着して、この回転胴の内周面に当接する二分割の半円形状のライニングをガバナスプリングで一対の円状にして備え、該ライニングを拡狭可能にする腕杆状のアームを備えて、このアームには回転胴の中心に配置するライニングを拡狭可能にするアームピンを固着し、このアームピンを前記回転胴の内周位置に突出させている。
このアームの一端には、前記検出部からの信号を受信して、アームを傾斜させて制動を解除する励磁部を備え、このアームの他端には付勢力の押圧でアームを前記ブレーキ部の制動の解除方向と反対側へ傾斜させて制動するブレーキスプリングを備えている。
前記アームピンには、二面の作動面を備え、前記ライニングの二組を前記二面の作動面に遊着して、この作動面の二面に二組の該ライニングの各一端面を接触させ、この作動面の二面の内の少なくとも一面には緩衝材を介在させ、回転胴の内周面に該ライニングの二組の外周面を当接状態にする構成とする。

請求項２の発明では、請求項１の励磁部は、アームを傾斜させて制動を解除する傾斜方向に複数の励磁部を配置して、吸引力の強弱を変えることで、アームの傾斜角を変化させて、ライニングの当接力を確実にして高い制動力にする構成とする。

請求項１の構成では、ライニングの数量を増やして制動力を高めることができ、アームピンとライニングとの作動面に介在する緩衝材が回転胴の内周面に複数組のライニングが当接して通常幅から圧縮されて幅を変化することで当接の調整をして、複数組のライニングを均等に当接させる作用がある。
請求項２の構成では、アームの傾斜角を変化させることで、回転胴の内周面にライニングの部分面から全面まで段階的に当接可能にする作用がある。

請求項１の発明では、ライニング径を大きくすることなく、小型で制動力が高いブレーキ装置を提供でき、複数組のライニングが均等に当接するので制動力が安定する効果がある。

請求項２の発明では、制動力の強弱を調整することができる効果がある。

本発明の開閉機４は、遮蔽部材２の高速な上下動により開閉動作を可能にして、遮蔽部材を定位置に正確に停止させることができるブレーキ部９の強弱を可変する制動力である。本発明の一例を図面で示し説明すると、図１は、天井部Ｔと地上面ＧＬ上に床面Ｒを備え、両側に壁面Ｋにより覆われた通路の開口があり、その通路の開口部１をシート・スラット・幕等の遮蔽部材２が昇降動作により、開閉する開閉機４が天井部Ｔに設置されている。開閉機４は、巻取ドラム３を両側の壁面Ｋの軸受Ｂに軸着されて、該巻取ドラム３にシート２を巻き掛けている。

遮蔽部材２は、金属製の重量ものから樹脂製・布製の軽量なもので、透明のものから着色したものまで豊富にあり、天井部Ｔから吊下げて床面Ｒまでの開口部１を閉鎖することで、温度・湿度・粉塵・光線・風・通行等を遮断することが容易にできる。開口部１には、天井部Ｔから吊下げる遮蔽部材２を備え、両側壁面Ｋに沿って立設した案内レール５が遮蔽部材２の側面を支持して昇降の案内を行う。巻取ドラム３の端面は、一端を壁面Ｋの軸受Ｂに軸着して支持し、他端を開閉機４の固定枠１３を壁面Ｋに固定して、該開閉機４が軸受Ｂとして軸着している。開閉動作は、操作スイッチ（図示略）により遮蔽部材２を昇降させることができ、開口部１を閉鎖したり開口したり途中停止させることもできる。遮蔽部材２は、開閉機４の高出力により、高速度の上下動をすることになり、通行をすばやく処理できる作用があり、通行を容易に速めることができる。開閉機４は、遮蔽部材２を正確に定位置に停止させるブレーキ部９を必要にして、しかも、小型で安価でなければならない。ブレーキ部９の制動力を高めるには、ブレーキシュー２０と回転胴１４の接触面を多くして、当接力を高め、ソフトに高まる制動力により遮蔽部材２を安全に安定した作用をすることにある。

図２は、開閉機４の駆動を示し、駆動モータ部８が巻取ドラム３に内蔵されて、巻取ドラム３の端面から突出させた固定枠１３が壁面Ｋにボルトで固定され、該巻取ドラム３を軸着して支持している。巻取ドラム３は、円筒のパイプ材であり、他端側に中心から軸を突出させて、壁面Ｋに回転自在に軸着されている。前記巻取ドラム３のもう一方の一端側は、スプロケット２２ａが嵌着されて固定枠１３内の出力軸６に固定されたスプロケット２２から伝達され、該巻取ドラム３の両端を平行に駆動回転可能に軸着して、開閉機４により駆動制御される。

巻取ドラム３を回転させる開閉機４は、固定枠１３に出力軸６を突出させた減速機部７を接続して、モータ軸１０の高速回転を複数段に噛み合わせたギヤ群２１により、低速回転の高トルクに変速させている。減速機部７には、駆動モータ部８のモータ軸１０が接続されて駆動源として遮蔽部材２を上下動させることができ、該モータ軸１０にブレーキ部９が固定されて、回転を停止させることができる。ブレーキ部９は、モータ軸１０に回転胴１４を嵌着させて、該回転胴１４を停止させるブレーキシュー２０が作動する。

ブレーキシュー２０は、アルミ製の半円状の外周部を部材にして外周面にライニング１９を貼り付け、左右一対に円形に形成し、左右間にガバナスプリング２５を係合して引寄せ合い、アームピン１７と支持ピン１８を挟持して、モータ軸１０を中心にして揺動状態にしている。アームピン１７は、アーム２３が固定されて、アーム２３の回動により左右一対に挟持されたライニング１９を径方向に拡張することで、ライニング１９を回転胴１４の内周面に接触させて制動作用をさせることができる。

アーム２３は、中心にアームピン１７を固着して、一端側にブレーキスプリング２６で付勢力を与え、他端側に励磁部２４を配置して相対関係にして、励磁部２４に電源が入るとアーム２３が回動してライニング１９を挟持して制動を解除する。モータ軸１０は、減速機部７からブレーキ部９まで一体に延長して、端面を半円状にしてハンドル３２を係合させて手動による回転を可能にしている。

モータ軸１０の減速機７側には、歯面を備えたピニオンが備えてあり、減速機部７の歯車と噛合い、回転を入力することができる。前記モータ軸１０の端面側には、モータ軸１０の回転を支持可能にすると共に、該回転の制動と制動の解除とを制御指令をケーブルにより配線され、開口部１を遮蔽部材２の昇降動作による開閉動作と、制動作用による停止動作をするブレーキ部９が支承されている。駆動モータ部８のモータフレームは、モータのステータとしてのコイルを備えて減速機７に接続され、固定枠１３を介して壁面Ｋに取付けられている。検出部３０は、出力軸６に連動する減速機部７のギヤ群２１に噛み合わせたもので、該出力軸６の回転数量により遮蔽部材２の位置を正確に制御することができる。

図３は、ブレーキ部９を示すもので、箱形状のブレーキ取付板１１に接続されている円筒型の回転フランジ１２の内部構造を説明するものである。モータ軸１０は、ブレーキ部９の中心を回転可能に配置されて、回転フランジ１２内にモータ軸１０に嵌着された御椀型の回転胴１４が回転可能に軸着され、ブレーキ取付板１１に延出している。
回転胴１４には、端面（図３に示す右側）に２本の支持ピン１８が垂直に固定され、この位置をブレーキシュー２０がモータ軸１０を中心に外周位置の半円にするところで、ブレーキシュー２０をガバナスプリング２５で引寄せて、円状の一対に拡狭自在に遊着され、回転胴１４と一体に回転する。

この回転は、モータ軸１０が一定回転数以上になると遠心力でブレーキシュー２０が外側にガバナスプリング２５の付勢力を抗して拡張することで、ライニング１９の径を大きくして外周面を回転フランジ１２の内周面に接触して、モータ軸１０の回転数を一定数に抑える作用を備えている。ブレーキ取付板１１には、アーム２３の回動に合せて数度の角度の回転するアームピン１７と支持ピン１８が回転胴１４の内周位置に突出して、ブレーキシュー２０を該アームピン１７と支持ピン１８に、ガバナスプリング２５を介して拡狭自在に遊着されている。このブレーキシュー２０は、二組が遊着されて、アームピン１７の数度の回転でブレーキシュー２０が開き回転胴１４にライニング１９を当接面１６に接触させて、モータ軸１０を停止させることができる。

アームピン１７の回転は、検出部３０の信号により回動を制御されて、駆動モータ部８と連動して遮蔽部材２を上下動と制動の動作により開口部１の開閉を行う。
アームピン１７の回転は、ブレーキ取付板１１に配置されたアーム２３に固着されて、検出部３０の信号でアーム２３を回動させることで、数度の傾斜になり、作動面２７に当接されたライニング１９を拡狭動作して制動又は制動を解除することになる。

図４は、ブレーキ取付板１１の内部構造を説明する正面図であり、箱状に覆われて外部から遮断され、中央に透孔が備えてあり、該透孔からモータ軸１０が突出して外部からハンドル３２を差込み手動により駆動回転して、遮蔽部材２を上下動させることができる。アーム２３には、中心をアームピン１７にして左右の両端に、ブレーキスプリング２６と励磁部２４との吊り合いによる傾斜角により、ライニング１９の拡張の大きさを変えることができる。ライニング１９の拡張は、回転胴１４の内周面に当接する圧力により制動力が強くなり遮蔽部材２の昇降速度を遅くして停止を容易にできる。

ブレーキスプリング２６は、圧縮ばねであり伸びようとする付勢力が、アーム２３を図面の反時計回り方向に付勢力を働かせ、アームピン１７を回転させてライニング１９を拡張させて制動動作を行う。励磁部２４は、アーム２３を時計方向に回動させて、ライニング１９を挟持させることで接触面をなくすことで、制動作用をなくしモータ軸１０を回転させる。制動力は、ブレーキスプリング２６の付勢力で決まるが、ライニング１９の接触面の多い・少ないにより急激な制動とソフトな制動に切り替えることができる。

前記接触面の多い・少ないは、励磁部２４・２４ａの吸引力を強弱に切り替えることで、制動力を変えることができる。励磁部２４・２４ａは、２個を備えており、吸引力が異なるものであり、どちらか一方の励磁部２４又は励磁部２４ａを動作させることも、
また、両方とも動作させることもできる。どちらから先に動作させるかにより、制動力が色々異なるものである。励磁部２４・２４ａの配置は、図４ではアーム２３の端部に直列に備えているが、アーム２３の腕の位置を変えて励磁部２４・２４ａを並列に配置して、吸引力を変化させてもよい。

図５は、アームピン１７の動作を示すもので、ブレーキ取付板１１に回転自在に軸着されて、平座３１を両面に備えてストップリング２９により抜け止めされ、端部にセレーション加工されている。該セレーション加工のところには、アーム２３の中心が固着されて、アーム２３と一体に回動自在にして、両端部にブレーキスプリング２６と励磁部２４・２４ａが係合して、検出部３０の信号で励磁部２４・２４ａに電流が流れて動作することで制動を解除し、励磁部２４・２４ａが動作しないときにはブレーキスプリング２６の付勢力で制動動作して、モータ軸１０を固定させることで遮蔽部材２を停止させる。

アームピン１７の作動面２７の両側には、ブレーキシュー２０の端面がガバナスプリング２５により引寄せられて当接されている。ブレーキシュー２０の他端には支持ピン１８により半円状の端面で支持される中心点にして、作動面２７が作用点として拡狭動作することで、制動作用をして、回転胴１４の回転を停止させる。ブレーキシュー２０は、アームピン１７に二組が備えてあり、アーム２３の回動がブレーキスプリング２６と励磁部２４・２４ａとが吊り合い状態からブレーキスプリング２６側に傾斜することで回転胴１４に接触して、制動することができる。

図６は、開閉機４が回転している時のブレーキ状態を示し、作動面２７がブレーキシュー２０の端面の全面が当接状態で、回転胴１４とライニング１９とに間隙１５を備えて、モータ軸１０を回転可能にしている。
図７は、アーム２３が回動して、ブレーキシュー２０を拡げてライニング１９を回転胴１４に接触させる当接面１６として、モータ軸１０に制動力を与える。アーム２３は、励磁部２４・２４ａの動作で、２段階に変化させることで当接面１６の接触面積が大きくなり制動力も強弱を選定することができる。
図８は、アームピン１７の当接面１６に緩衝材３３が付着してあり、そこにライニング１９の端面がガバナスプリング２５の付勢力で挟持している。アームピン１７の数度の回転は、ブレーキシュー２０を拡張してライニング１９を回転胴１４の内周の当接面１６に当接力を与え、制動作用をすることになるが、緩衝材３３により前記当接力を弱める働きをして、制動力を低めることになる。

さらに、アームピン１７を回転させると、ブレーキシュー２０が拡張して、当接力をさらに上げて確実に制動することができる。緩衝材３３は、ゴム・スポンジ・ばね等をアームピン１７の作動面２７に設置することで、アームピン１７の回転角度を若干調整したことになり、もう一方の作動面２７のライニング１９の当接面１６を基準にして、２組のブレーキシュー２０が均等に当接するように調整を可能にしている。

（開閉動作の説明）
開口１を閉鎖しててる遮蔽材２を上昇させる時は、正面の壁面Ｋに備えてある操作盤（図示略）による指令で、検出部３０を介して駆動モータ部８に電源が入り、モータ軸１０に駆動トルクを発生させる。モータ軸１０は、ブレーキ部９により制動状態であるが、前記の駆動モータ部８の電源より若干遅れて電源がブレーキ部９に入り制動を解除すると、回転を始め減速機部７に入力する。このときに、ブレーキ部９は、励磁部２４を作動状態にして、励磁部２４ａを解放して、一組のライニング１９が接触状態にして低速回転でモータ軸１０を回転させる。

そして、励磁部２４ａも作動状態にして高速の回転に移る。遮蔽材２は、上昇を始める時、低速度の動作から高速度に移り、天井部Ｔに近づく予め設定した検出器３０の信号により、一組のライニング１９が作動して再び低速に落して、検出器３０の信号で天井部Ｔの定位置で二組のライニング１９が作動して正確な位置に停止する。この二組目のライニング１９の作動は、励磁部２４・２４ａが無作動状態になりブレーキスプリング２６の付勢力で、アーム２３の回動が大きくアームピン１７の回転角度も大きくなり、作動面２７の緩衝材３３が付加してあるほうが先に接触して、作動面２７に緩衝材３３が無いほうが後から接触することになる。緩衝材３３の付加してある方は、もう一方のライニング１９の当接力を基準にして、緩衝材３３が圧縮されて二組のライニング１９が均等の当接力になり、回転胴１４を制動して停止させる。

遮蔽部材２を下降して開口部１を閉鎖するときは、検出器３０が床面Ｒ付近に近づくと緩衝材３３を付加した方の一組のライニング１９を作動させて、高速で降下する遮蔽部材２の速度を低速に落して、床面Ｒに接触する位置（定位置）で検出器３０が信号を発して、二組のライニング１９が作動することで、定位置に停止する。
励磁部２４・２４ａは、２個の例で説明したが、限定するものではなく、もっと増やして実施してもよい。

開口部を示す正面図。 開閉機の構造を説明する断面図。 制動作動を説明する断面図。 ブレーキシューを拡狭作動させるアームの正面図。 アームピンの側面図。 ブレーキシューが挟持状態の正面図。 ブレーキシューが拡張状態の正面図。 アームピンの緩衝材とブレーキシューの１回目の傾斜角の作動を説明する正面図。 アームピンの緩衝材とブレーキシューの２回目の傾斜角の作動を説明する正面図。

符号の説明

１ 開口部
２ 遮蔽部材
３ 巻取ドラム
４ 開閉機
９ ブレーキ部
１３ 固定枠
１４ 回転胴
１５ 間隙
１６ 当接面
１７ アームピン
１８ 支持ピン
１９ ライニング
２０ ブレーキシュー
２３ アーム
２４ 励磁部 ２４ａ励磁部
２６ ブレーキスプリング
Ｓ 注意領域
Ｔ 天井部
ＧＬ 地上面
Ｒ 床面

Claims (2)

1. 開口部を開閉する遮蔽部材を備え、該遮蔽部材を巻き取る巻取ドラムを天井部に配置して、該巻取ドラムを回転させる開閉機において、
   前記開閉機は、駆動回転を出力する駆動モータと、該駆動モータの駆動回転を低速回転の高出力に巻取ドラムを回転させる減速機部と、該減速機部の出力軸に巻取ドラムを回転させることにより開口部で上下動する遮蔽部材と、該遮蔽部材を開口部の適した位置に停止させるブレーキ部と、該ブレーキ部に停止位置を送信する検出部と、から構成され、
   前記ブレーキ部は、駆動モータのモータ軸に回転胴を軸着して、該回転胴に当接する左右一対にしてガバナスプリングを介してアームピンに遊着し拡狭自在に円状に形成するライニングと、
   前記ライニングを作動する腕杆状のアームと、
   前記アームの中央には、前記ライニングを揺動可能にして、該アームの回動に合せて数度の角度の回転する前記アームピンを固着して該回転胴の内周位置に突出し、
   前記検出部からの信号を受信して前記アームを傾斜させて制動を解除する励磁部と、
   前記制動を解除する傾斜に相対する方向へ前記アームを傾斜させて制動するブレーキスプリングと、
   前記アームピンには二面の作動面を備え、前記ライニングの二組を前記二面の作動面に遊着して、アームピンの数度の角度の回転で前記ライニングが開き、回転胴１４に該ライニングが当接面に接触してモータ軸を停止させ、
   前記作動面の二面に二組の前記ライニングの各一端面を接触させ、該作動面の二面の内の少なくとも一面には緩衝材を介在させ、回転胴の内周面に該ライニングの二組の外周面を当接状態にすることを特徴とするシャッター開閉機のブレーキ装置。
2. 前記励磁部は、アームを傾斜させて制動を解除する傾斜方向に複数の励磁部を配置して、吸引力の強弱を変えることで、アームの傾斜角を変化させることを特徴とする請求項１記載のシャッター開閉機のブレーキ装置。

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