JP6751986B2 - 回転体制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体が急激に回転数を上昇する場合に、その回転を制動する回転体制動装置に関わる。本装置は、例えば電動又は手動のシャッターカーテン等の巻取り軸等の緊急時の回転制動装置として用いられ、巻取り軸を回転駆動する電動機の不具合や駆動制御系の異常等により巻取り軸の回転数が上昇し、シャッターカーテンが急激に落下する危険を防止するために、巻取り軸と連結した回転体の急激な回転を制動して、確実にシャッターカーテンの落下を防止するため等に利用できるものである。

従来から常態時のゆっくりとした回転速度で回転している回転体が、何らかの原因により急激に回転数上昇する場合がある。このときの急激な回転を制動して、回転装置の破損や連結された各種装置の落下等の危険を防止する必要がある。この回転体制動装置が利用される従来例としては、シャッターカーテンの昇降安全装置がある。この昇降安全装置としては、回転駆動装置の異常時にシャッターカーテンをゆっくりとした速度で降下させるガバナー装置やブレーキ装置等がある。しかしながら、このガバナー装置においては、回転駆動装置の異常時、例えば駆動ローラーチェーンの切断や電動機のブレーキ故障等の際には、シャッターカーテンはその場で停止することなく急激に降下する。シャッターカーテンの下方部に障害物があった場合には、障害物と衝突するという問題があった。この問題を解決するために、シャッターカーテンの落下を抑制する回転部の制動装置を用いた落下防止装置を備えたシャッターの軸受が提案されている（例えば特開２０００−１１０４６１号公報参照）。

この落下防止装置（シャッターの軸受）は、回転部であるディスク部と、固定部であるボディ部とを有し、ディスク部の外周には中空体であるローラを収納できる凹溝が形成され、ボディ部にはディスク部の包絡線に接近した下方部分と、ローラの外径の略半分の間隔を開けた上方部分とからなる内周部分が形成され、正常の回転速度では上方部分の終端部でローラが凹溝の深い部分に落とし込まれて回転を妨げることはない。異常回転ではローラが凹溝の浅い部分と上方部分の終端部との間に挟まり、その際の衝撃でローラが変形して衝撃力を吸収すると共にローラが反動で凹溝の深い部分に落ち込むのを防止し、シャッターカーテンの落下防止を可能としている。

また他のシャッター落下防止装置の例として、シャッターカーテンの巻き取りドラムの支軸に回転一体に装着されたカム板と爪車を、支軸を介して揺動可能に支持し、一端に爪車に噛合可能な爪先が形成された爪具とローラとを備え、通常はローラがカム板の外周に接触している。しかし、巻き取りドラムが急激に高速の回転速度に達したときに、ローラがカム板の外周から離れるように爪具が揺動してその爪先が爪車に噛合することにより、巻き取りドラムの回転を停止させてシャッターカーテンの急激な落下を防止する落下防止装置が提案されている（例えば特開昭２００６−２４１８０７号公報参照）。この落下防止装置においては、構成する機械要素がカム、ローラ、スプリング、爪車等々からなり、複雑な機械構造となっている。

特開２０００−１１０４６１号公報 特開２００６−２４１８０７号公報

上記のシャッターカーテンの落下防止装置（回転体制動装置）は、一旦動作が作動するとローラが変形して再使用することができず、ローラの交換作業を要するという煩わしい問題があった。また回転体制動装置を構成する機械要素は、カムやスプリング等の機械要素を用いているために、装置を構成する部品点数が多く複雑になり、コストがかるとともに、装置自体が大きくなり既存のシャッターに装置を組み込むことが困難であった。

本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、回転体が急激に回転数上昇した場合に確実に回転を制動できると共に、回転体制動装置が作動した場合でも、構成する要素、例えば転動体等が変形せずに何度も再使用することができ、都度、機械要素の交換作業を要しない回転体制動装置を提供することを目的としている。また回転体制動装置が制動動作した後に、その制動状態を解消して通常の状態に容易に復帰できる制動装置の提供をすることを目的としている。また従来提案されている回転体制動装置は、歯車やカムあるいはスプリング等の機械要素で構成され、構成要素が比較的複雑であり、製作コストや補修コストが大きくなっていた。本発明は、装置を構成する機械要素を簡素化した回転体制動装置を提供することを目的としている。

本発明のうち、請求項１に係る発明は、機枠と、該機枠に回転自在に支持されて回転駆動される回転体と、該回転体の外周面に支持されて自転および横移動可能な円柱状の遊動輪と、該遊動輪の内周面と前記回転体の外周面とで形成された空隙に位置し、前記遊動輪の内周面に保持された自転および公転可能な円柱状または球状の転動体と、前記遊動輪の外径外側の位置で前記機枠に固定された移動規制体から構成され、前記回転体が所定回転数以下の場合には前記転動体は前記空隙の中間位置またはその近傍の位置で前記回転体の外周面とは接触しない状態で前記内周面に保持され、前記回転体が所定の回転速度を超えたときには前記遊動輪が横移動して前記移動規制体に当接して横移動が規制され、前記転動体は前記内周面上を移動して先細りのくさび状になった前記空隙の入口に食い込むことにより前記回転体を制動する回転体制動装置である。

請求項２に係る発明は、前記遊動輪の外周面と前記移動規制体との離間距離Sは、前記転動体の外径をＡ、前記遊動輪の内径をＢ、前記回転体の外径をＣとすると、 Ｓ＜Ａ＜（Ｂ−Ｃ）の関係を満たすように設定されている回転体制動装置である。

請求項３に係る発明は、前記遊動輪はばね鋼からなり、平板状に伸ばした後、所定の寸法形状の前記遊動輪に弾性復帰できる回転体制動装置である。

請求項４に係る本発明は、２分割された半円状の遊動輪からなり、該半円状の遊動輪の両端部には互いに係合する凸凹部が形成され、該半円状の遊動輪を組み合わせた円状の遊動輪の外径をばね鋼からなる締結体で締め付けた回転体制動装置である。

請求項５に係る発明は、前記移動規制体が外装箱体からなり、該外装箱体は前記遊動輪と回転体および転動体を内包する回転体制動装置である。

請求項６に係る発明は、前記外装箱体形の外形は、前記回転軸の外径より大きな幅の開放溝部を該外装箱体の外側から中心位置まで設け、または該外装箱体の外形全体を少なくとも２分割して構成した回転体制動装置である。

請求項７に係る発明は、前記移動規制体が前記遊動輪の外周面との離間距離Sを変更可能な係止ボルトからなる回転体制動装置である。

請求項８に係る発明は、前記回転体は、建物の開口部の上部に設けられたシャッターカーテンを巻き上げ下げする巻取り軸と連結して回転駆動される回転体制動装置である。

請求項９に係る発明は、前記回転体に代えて、前記巻取り軸自体を回転体として用いた回転体制動装置である。

請求項１に係る本発明によれば、装置を構成する回転体以外の主な機械要素は、遊動輪、転動体および移動規制体で構成されて簡素であり、製造や調整コストは小さくてよい。また本発明の装置は、単純な機械要素で構成されているためにコンパクトであり、既存の装置に後から組み込むことも容易である。さらに制動作動した後の復帰動作は、単に回転体を逆回転することで制動作動を解除することが可能である等の効果がある。

請求項２に係る本発明によれば、転動体の外径を遊動輪の内径と回転体の外径の差からなる空隙幅（Ｂ−Ｃ）より小さくすることで、通常の低い回転速度では、転動体を遊動輪の内径の後述する中間位置またはその近傍の位置に保持することができる。また回転停止しているときの遊動輪の外周面と移動規制体との離間距離Sを、転動体の外径より小さくすることで、回転数が上昇したときには回転体の外径と遊動輪の内径からなる先細りくさび状の隙間が形成され、転動体はその入口に食い込んで回転体と遊動輪を急激に停止させる効果がある。

請求項３に係る本発明によれば、遊動輪はばね鋼からなり、回転体に組み付けるために伸ばした後、所定の寸法形状の遊動輪に弾性復帰できることで、既設の電動シャッター装置の回転軸他を分解することなく遊動輪をシャッター装置に組み付けることができる効果がある。

請求項４に係る本発明によれば、遊動輪は２分割した半円状の遊動輪からなり、半円状の該遊動輪の両端部には互いに係合する凸凹部が形成され、組み合わせた円状の遊動輪の外径をばね鋼からなる締結体で締め付けたことで、上記と同様に遊動輪を既設のシャッター装置の回転軸他を分解することなく容易に組み付けることができる効果がある。

請求項５に係る本発明によれば、移動規制体を回転体、遊動輪および転動体をその内部に保持できる外装箱体として構成することで、回転体制動装置を外気からの湿気や塵等の汚れから防止でき、確実で安定した制動動作を保証できる。

請求項６に係る本発明によれば、外装箱体の外形は、回転軸の外径より大きな幅の開放溝部を外装箱体の外側から中心位置まで設け、または外装箱体の外形全体を少なくとも２分割して構成したことで、外装箱体を既設のシャッター装置の回転軸他を分解することなく容易に組み付けることができる効果がある。

請求項７に係る本発明によれば、遊動輪の外周面と移動規制体との離間距離Sを容易に変更できる係止ボルトにすることで、回転体の制動が開始する回転速度の設定や作動までの時間調整が容易となる効果がある。

請求項８と９に係る本発明によれば、前記回転体をシャッターカーテンの巻取り軸と回転連結または巻取り軸自体を回転体とすることでシャッター装置の安全装置として容易に組み込むことができる効果がある。

本発明の第１実施の形態である回転体制動装置を概略的に示す正面図で、（ａ）は回転体が静止している図、（ｂ）は常態時の通常回転をしている図、（ｃ）は回転体が急激に回転数上昇した図である。 本発明の第２実施の形態である回転体制動装置を概略的に示す断面した正面図で、（ａ）は回転体が静止している図、（ｂ）は回転体が急激に回転数上昇した図である。 本発明の第３実施の形態である回転体制動装置を概略的に示す断面した正面図で、（ａ）は回転体が静止している図、（ｂ）は回転体が急激に回転数上昇した図である。 第３図で示す第３実施形態の回転体制動装置をシャッターカーテンの巻取り軸に連結して用いた一部を断面した概略図である。 同じく第３実施形態の回転体制動装置をシャッターカーテンの巻取り軸に直接取り付けて用いた一部断面した概略図である。 （ａ）は本発明の第４実施形態の遊動輪を示し、（ｂ）は遊動輪の斜視図を示す。 （ａ）は同じく第４実施形態の遊動輪の他の例を示す図であり、（ｂ）は遊動輪と締結体の斜視図である。 （ａ）は本発明の第５実施形態の回転体制動装置を電動シャッター装置に組み込んだ図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図、（ｃ）は外装箱体を２分割した他の例の斜視図を示す図である。

以下に、本発明を実施するための第１実施形態について、添付図面を基に詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である回転体制動装置を概略的に示す正面図である。図１（ａ）は回転体３が停止している状態を示し、図１（ｂ）は回転体３が常態時である通常の回転速度で回転している図、図１（ｃ）は回転体３が急激に回転数上昇して制動される状態を示す図である。

第１図において、１は回転体制動装置、２は回転体制動装置１を固設する機枠２の一部を概略的に示している。３は、機枠２を介して位置固定された軸受け（図示しない）によって回転可能に支持され、外部の回転駆動系等から回転駆動される回転体３である。この回転体３の外周面３ａには、回転体３を包囲する遊動輪４が自転および左右（Ｈ方向）および上下（Ｖ方向）の横移動可能状態で吊持されている。遊動輪４の内周面４ｂと回転体３の外周面３ａとから区画形成される空隙５には、自転および公転が可能な円柱状または球状の転動体６が内周面４ｂ内に保持されている。

転動体６の外径は、該転動体６の外径をＡ、遊動輪４の内径をＢ、回転体３の外径をＣとすると、Ａ＜（Ｂ−Ｃ）の大きさに設定されている。図１（ａ）は、回転体３が回転を停止している初期の状態を示し、転動体６は、その重力Ｗにより遊動輪４の内周面４ｂの底の位置に停留しており、かつ回転体３の外周面３ａとは空間を有し接触しない状態に保持されている。このとき遊動輪４は、内周面４ｂの上方と回転体３の外周面３ａの上方とが接触して、自転および左右上下の横移動が可能な状態で吊持されている。

遊動輪４の外径側の上方位置には、遊動輪４の上方（Ｖ方向）への横移動を阻止する移動規制体７が、遊動輪４の外周面４ａと接触停止するまでの離間距離Sを設定した状態で、機枠２または図示しない構造体に固設されている。離間距離Sは、転動体６の外径よりも小さく設定することで、後述する回転体３の制動動作が確実に行われる。８は検出手段であり、遊動輪４が上方横移動して移動規制体７と当接した状態を検出し、回転体制動装置１が制動動作したことを外部に知らせる働きを行う。

図１（ｂ）は、回転体３が通常の速度で回転している常態時を示す図である。回転体３が外部の回転駆動系により、例えば時計方向に回転駆動されると、遊動輪４の内周面４ｂの上方が回転体３の外周面３ａと接触状態で吊持されているため、その接触摩擦力により同方向（時計方向）に回転駆動させられる。同時に遊動輪４の内周面４ｂに保持されている転動体６は、遊動輪４の時計方向の自転による転がり摩擦力Ｆによって、同じく内周面４ｂ内を時計方向に上昇するように公転駆動させられる。転動体６には、その重力Ｗの反時計方向の分力Ｍが発生していることから、摩擦駆動力Ｆと分力Ｍが均衡する中間位置またはその近傍の位置を維持する。

回転体３を外部から回転駆動する駆動系に何らかの異常が生じて、急激に回転速度が上昇し所定の回転速度に達すると、摩擦力Ｆと回転速度によって転動体６は遊動輪４の内周面４ｂ内を上記中間の位置から時計方向に上昇する。この転動体６の上昇移動は、機枠２に回転可能に固設されている回転体３の外周面３ａの外径に案内され、遊動輪４を空隙５の左上方に移動させる。遊動輪４が上横方向に離間距離S移動して上方の移動規制体７に達すると、遊動輪４の外周面４ａが移動規制体７に当接して上方向の横移動は停止させられる。さらに転動体６は、回転体３と遊動輪４の時計方向の回転の継続により、空隙５内を進もうとする。このとき離間距離Sは転動体６の外径Aより小さいことから、空隙５の形状は、回転体３の外周面３ａと遊動輪４の内壁４ｂによって先細りのくさび状に形成される（Ｓ＜Ａ）。回転体３の回転駆動により回転される遊動輪４の内周面４ｂに保持された転動体６は、先細りくさび状の空隙５の入口に食い込んで、回転体３と遊動輪４の回転を制動して停止させる。このとき検出手段８は、移動規制体７に当接した遊動輪４を検知して回転体制動装置１が制動された状態を示す信号を発し、その後に必要とする動作を指示する。この制動動作は、遊動輪４の外周面４ａと移動規制体７との離間距離Sの寸法を調整することで、回転体３が制動するまでの時間や大きさを調整することができる。

回転体３の回転が停止した回転制動装置１の制動動作を解除するためには、回転体３が回転した方向に対して逆回転させるか、移動規制体７を上方に移動して遊動輪４の上方向移動を許容する。この移動動作で空隙５の大きさが拡大し、転動体６は拡大した空隙５（回転体３の外周面３ａと内周面４ｂとの間）内を通過して底位置に戻ることができるので、制動動作状態を解除できる。以上の動作によって、回転体３の急激な回転数上昇を確実に制動することができ、信頼性及び安全性の向上を図ることができる。また一旦制動停止した動作の解除を容易に行うことができる。さらに転動体６は破損することなく何度でも使用できる。

図２は本発明の第２の実施形態を示し、実施形態１と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し以下詳細な説明は省略する。第２実施形態では、機枠２に設けられた図示しない軸受けに回転可能に支持された回転体３と、回転体３を内部に包囲して自転および左右(H方向)と上下（Ｖ方向）の横移動可能な状態に外周面３ａに接触して吊持された遊動輪４および遊動輪４の内周面４ｂに自転および公転可能に保持された転動体６の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態においては、回転体３と遊動輪４および転動体６を全体的に包囲して内部に収納する断面が中空円筒状の外装箱体９が設けてある。この外装箱体９は、上記機枠２に回転可能に保持された回転体３との相対位置を調整できる状態で機枠２に固定できる。すなわち回転体３、遊動輪４および転動体６は、中空円筒状の外装箱体９の内壁９ａと両端を塞ぐ蓋（図示しない）によって内部に密閉された状態で収納されている。

回転体３の外周面３ａの上部に吊持された遊動輪４は、左右方向に横移動した場合は、円筒状の外装箱体９の内壁９ａとは接触しない大きさに構成されている。すなわち遊動輪４の外周面４ａと移動規制体としての内壁９ａとの距離は、上方向（V方向）に移動して当接する離間距離Sよりも大きな距離（＞Ｓ）が設定されている。すなわち遊動輪４を吊持する回転体３の外周面３ａと外装箱体９の内壁９ａとの距離は短く、回転体３が外装箱体９の上方に接近した偏心状態の配置になっている。外装箱体９は、この偏心した配置状態で機枠２に固定され、回転体３、遊動輪４及び転動体６を中空円筒状の内壁９ａと内壁を両端で塞ぐ蓋（図示しない）からなる空間９ｂの中に密閉状態に保持している。この外装箱体９を密閉の構造にすることで、外部からの湿気や汚れ等で装置の構成要素に錆等が発生する危険を防止できる。

図２（ａ）は、回転体３が回転を停止している初期の状態を示している。回転体３の停止状態では、第１実施形態と同様に、遊動輪４は、内周面４ｂが回転体３の外周面３ａと上方で接触することで、自転および左右上下の横移動可能な状態で回転体３に吊持されている。回転体３が停止している初期の状態では、遊動輪４の外周面４ａの頂部と外装箱体９の上側の内壁９ａとは、離間距離Sが設定された配置関係にある。

回転体３の通常の回転速度では、転動体６は第１図（ｂ）に示す中間位置またはその近傍の位置を維持している。しかし回転体３を回転駆動する駆動系等の異常等により回転体３が所定の回転速度まで上昇すると遊動輪６も高速に回転して、転動体６を遊動輪４の内周面４ｂに沿って同方向に（２図（ｂ）では時計方向）上昇させる。このとき転動体６は、機枠２に回転自在に支持された回転体３の外周面３ａに案内されながら上昇することで、遊動輪４を左上横方向に押し上げる。その後、遊動輪４が上方にＳ距離移動して外装箱体９の上側の内壁９に当接して上方移動が阻止される。第２図（ｂ）で示すように転動体６は、離間距離Sは転動体６の外径Aより小さいことから先細りのくさび状に形成された空隙５の入口に食い込み、回転体３と遊動輪４の回転を急激に制動して回転体３と遊動輪４を停止させる。

図３は本発明の第３実施形態を示している。この第３実施形態では、機枠２に固設された図示しない軸受けによって回転可能に支持された回転体３と、この回転体３を包囲して、外周面３ａの上部に吊持された自転および左右上下横移動可能な遊動輪４と、遊動輪４の内周面４ｂに自転公転可能状態に支持された転動体６は、第１実施形態と同じ構成である。本実施形態においては、遊動輪４と回転体３および転動体６を密閉状態に包囲収納する外装箱体１０は、内壁１０ａが矩形状である箱体に形成され、機枠２に固設されている。外装箱体１０の上側の内壁１０ａには、遊動輪４の上方横移動により外周面４ａと当接して上方横移動を規制する係止ボルト１１が、その外装箱体１０の内部への突出長さを調節可能な状態で取り付けられている。係止ボルト１１は、締結ナット１２を外装箱体１０に対して締めることで、外装箱体１０に固定できる。

図３（ａ）は、回転体３が回転を停止している初期の状態を示している。回転体３の回転停止状態では、遊動輪４は、上側の内壁４ｂを回転体３の外周面３ａの頂部と接触して自転および横移動可能状態で回転体３に吊持されている。回転体３の回転停止状態では、遊動輪４の外周面４ａの頂部と外装箱体１０の上側内壁１０ａを貫通して固定された係止ボルト１１の先端との距離は、離間距離Sが設定されている。遊動輪４が回転体３の周りを左右（Ｈ方向）および上下（Ｖ方向）に横移動した場合に、外周面４ａは係止ボルト１１のみと接触し、他の内壁１０ａとは接触しないように離間距離Sが設定されている。

回転体３の常態時である通常回転では、転動体６は第１図（ｂ）に示す中間位置またはその近傍の位置を維持する。回転体３が所定の高速回転に上昇すると転動体６は、回転体３に駆動された遊動輪４の高速回転により内周面４ｂ上を同方向（図示の場合は時計方向）に上昇し、同時に回転体３の外周面３ａに案内されながら左上方向に上昇する。このとき転動体６は、遊動輪４を左上方の横移動方向に押しながら空隙５の中を進む。遊動輪４が左上方向に上昇して、外周面４ａが係止ボルト１１の先端に当接して上方移動が阻止される。このとき第３図（ｂ）で示すように転動体６は、離間距離Sを転動体６の外径Aより小さく設定することで先細りくさび状に形成された空隙５の入口に食い込み、回転体３と遊動輪４の回転を制動して停止させる。このとき検出手段８は、遊動輪４の上方移動を検知して、回転制動装置１が制動動作したことを示す信号を外部に発し、所定の動作を指示する。

図４は、上記第３実施形態の回転体制動装置１を、電動シャッター２０の落下防止装置に適用した例を示す。第４図において、建物の開口部の上部２３に取り付けられた電動シャッター２０には、シャッターカーテン２１を昇降駆動する巻取り軸２２が、建物の上部２３に固定されたブラケット２４、２４に固定された軸受け２５、２５を介して回転自在に支持されている。電動シャッター２０を回転駆動する電動モーター２６の出力軸２６ａには、スプロケット２７が固定されている。巻取り軸２２の駆動側の端部に設けられたスプロケット２８には、スプロケット２７の回転を伝えるローラーチェーン３０が巻回されて、巻取り軸２２に対して昇降運動の回転が伝えられる。巻取り軸２２の両端には、建物の上部２３に固定された機枠２９、２９に固定された両端の外装箱体１０、１０の内部には、巻取り軸２２の両端にそれぞれ連結された回転体３、３と、該回転体３、３を包囲する遊動輪４、４および該遊動輪４、４の内周面４ｂ、４ｂに保持された自転および公転可能な転動体６、６がそれぞれ一対設けられている。

以上のように構成したので、常態時のシャッターカーテン２１の降下においては、安全でゆっくりした速度で降下し、巻取り軸２２の回転は回転体３に伝わり、この回転は遊動輪４に同方向の回転が伝えられ、遊動輪４の内部に保持された転動体６は上記した中間位置やその近傍の位置に位置して自転している。回転駆動系統等に異常が発生して、例えばローラーチェーン２９が切断したり、電動モーター２６のブレーキ系統に故障があったりした場合には、シャッターカーテン２１はその重力により急激に落下し、シャッターカーテン２１の巻取り軸２２は、その回転数が急激に増加する。このとき、巻取り軸２２に連結された回転体３、３も急激に回転速度が増し、それに伴い遊動輪４は回転速度が急上昇する。この急激な回転速度の上昇により、遊動輪４の内壁４ｂに保持されている転動体６は、摩擦力と回転増加により急激に回転させられて内壁４ｂに沿って上昇する。この転動体６の上昇移動により、遊動輪４も上方向に移動させられ、外装箱体１０の上壁１０ａに固定された係止ボルト１１の先端に当接して移動は阻止される。このときに転動体６は回転体３と遊動輪４で形成された空隙５の先細りくさび状の空隙５の入口に食い込み、回転体３と遊動輪４は回転を阻止されてそれぞれ停止する。同時に検出手段８は、遊動輪４の上昇を検知して回転体制動装置１の制動動作信号を発し、所定の動作を指示する。以上の構成により、シャッターカーテン２１の急激な落下を確実に防止することができ、シャッターの信頼性及び安全性の向上を図ることができる。また検出手段８により回転体制動装置が制動動作したことを知ることができ、制動動作後に必要な所定の復帰動作を素早く行うことができる。この実施例では、回転体制動装置１を巻取り軸２２の両端に各１個設けたが、いずれか一方の端部に1個設けても同様の機能が達成できる。

図５は、同じく上記第３実施形態の回転体制動装置１を、電動シャッター２０の落下防止装置に適用した他の例を示す。第５図において、建物の開口部の上部２３に取り付けられた電動シャッター２０には、シャッターカーテン２１を昇降駆動する巻取り軸２２が、建物の上部２３に固定されたブラケット２４、２４に固定された軸受２５、２５を介して回転自在に支持されている。電動シャッター２０を回転駆動する電動モーター２６の出力軸２６ａは、スプロケット２７が固定され、巻取り軸２２の一端部に設けられたスプロケット２８にローラーチェーン３０を介して巻取り軸２２に昇降運動の回転を伝えるものである。スプロケット２８を設けた巻取り軸２２の従動側端で、シャッターカーテン２１とブラケット２４との間の巻取り軸２２には、回転体制動装置１が設けられている。建物の上部２３に固定され、巻取り軸２２の外径部２２ａを包囲した状態で機枠２９に固定された外装箱体１０の内部には、上記回転体３として機能する巻取り軸２２を包囲する遊動輪４および該遊動輪４の内周面４ｂには自転および公転可能に保持された転動体６が設けられている。すなわち本実施例では、巻取り軸２２の一部を上記回転体３として直接的に機能させることで回転制動装置の構成をコンパクトに構成することができる。

第６図は本発明の第４実施形態を示している。建物や倉庫等に既に据付された既設の電動シャッターや回転駆動装置等に、本発明の回転体制動装置を既設シャッターの回転軸他を分解することなく外部から容易に組み付けることができる実施例を示したものである。以下、上記第１〜第３実施例と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。既設の電動シャッター等の巻取り軸２２や他の回転体３を取り囲む遊動輪４ｓは、本実施例では弾性金属体であるばね鋼で成形されている。ばね鋼をプレス加工及び焼入処理等を施す事によって所定の寸法形状に成形したものであり、一旦ばね鋼を平板状に引き伸ばした後でも、図６（ｂ）に示すように所定の寸法形状の遊動輪４ｓに弾性復帰して元の遊動輪４に戻ることができる。

図６（ａ）は、電動シャッターの巻取り軸またはそれに連動する回転体３の外周面３ａに遊動輪４ｓを巻き付ける場合は、遊動輪４ｓを一旦引き延ばした後、回転体３の外周面３ａに巻き付けて遊動輪４ｓとして組み付けた状態を示している。該遊動輪４ｓは、実施例１〜３と同じく、回転体３に対して自転および左右上下の横移動可能に吊持されている。回転体３と遊動輪４ｓとが形成する空隙５には、転動体６を挿入して遊動輪４ｓの内周面４ｂに自転および公転可能に保持させる。なお転動体６の外径、遊動輪４ｓの内径および回転体３の外形寸法の大きさの関係は、上記記第１〜第３実施例と同様の関係を成している。

図７は、図６と同じく建物等に既に取り付けられている既設電動シャッターの回転軸他を分解することなく、本発明の回転体制動装置を組み付けることができる他の実施例を示したものである。回転体３を取り囲む遊動輪４は、２分割された半円状の遊動輪４ｗ、４ｗと、それの端部を互いに係合して円状の遊動輪４を形成し、その遊動輪の外径を締め付けるばね鋼からなる締結体３１から構成されている。２分割された半円状の遊動輪４ｗは、それぞれ両端に凸凹の係合部が形成され、相手の凸部に凹部を係合することで遊動輪４が形成できる。またばね鋼からなる締結体３１は、プレス成形した後焼き入れした締結体であり、図７（ｂ）に示すように、遊動輪４ｗと４ｗを組み合わせて一円となった遊動輪４の外径をばね鋼からなる締結体３１で所定の外圧で保持するものである。

図７（ａ）は、電動シャッターの巻取り軸またはそれに連動する回転体３の外周面３ａに遊動輪４ｗ、４ｗを組み付ける場合は、まず２分割された遊動輪４ｗと４ｗを回転体３の外周側から組み合わせた後、締結体３１を平板状に引き延ばした後、遊動輪４ｗ、４ｗの外径に巻き付けて遊動輪４として組み付けた状態を示している。組み付けた遊動輪４ｗ、４ｗは円状の遊動輪４を形成し、回転体３に対して自転および左右上下の横移動可能に吊持されている。回転体３と遊動輪４とが形成する空隙５には、転動体６を挿入して遊動輪４の内周面に自転および公転可能に保持される。なお転動体６の外径、遊動輪４の内径および回転体３の外形寸法の関係は、上記記第１〜第３実施例と同様の寸法関係を成している。

第８図は本発明の第５実施形態を示している。第８図に（ａ）に示す回転体制動装置１も上記の第４実施形態と同じく、既設電動シャッターの回転軸他を分解することなく、本発明の回転体制動装置の外装箱体１０を外から容易に組み付けることができる例を示したものである。第８図（ａ）において、建物の開口部の上部２３に取り付けられた電動シャッター２０には、シャッターカーテン２１を昇降駆動する巻取り軸２２が、建物の上部２３に固定されたブラケット２４、２４に固定された軸受２５、２５を介して回転自在に支持されている。電動シャッター２０を昇降するために回転駆動する電動モーター２６、スプロケット２７とスプロケット２８にローラーチェーン３０を介して巻取り軸２２に昇降運動の回転を伝えるものである。巻取り軸２２の従動側端で、シャッターカーテン２１とブラケット２４との間の巻取り軸２２には、回転体制動装置１が設けられる。回転体３として機能する巻取り軸２２の端部を包囲する遊動輪４および該遊動輪４の内部には自転および公転可能に保持された転動体６を上記実施例４に示したように外部から組み付けた後、これらを内装する外装箱体１０をブラケット２４にボルト３２を介して固定する。

図８（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図を示し、外装箱体１０の外形の中心部から外方向に向けて切欠形成された開放溝部１０ａは、回転体３の外径より略大きな幅の溝であり、中心部から外方向に向けて開放した形状をしている。この開放溝部１０ａにより、既設の巻取り軸２２の端部である回転体３に対して、下方から挿入して容易に外部から組み付けることができる。該組み付け時には、回転体３に既に組み付けられた遊動輪４と転動体６を外装箱体１０の内部に装入し、遊動輪４と転動体６が作動中に外部に脱落するのを防止する。その後、図示しない樹脂製のキャップを回転体制動装置の全体を覆うことで、外部からの塵や湿気による汚染を防ぐことができる。図８（ｃ）は、外装箱体１０を２分割した他の例を示す斜視図であり、外装箱体１０を２分割することで、上記と同様に既設の電動シャッターの巻取り軸２２を分解することなく、外装箱体１０を遊動輪４と転動体６を内装して巻取り軸２２に外部から取り付けることができる。

以上のように外装箱体１０に構成したので、既設の電動シャッター装置に対してシャッター巻取り軸やカーテン等を分解することなく本発明の回転体制動装置を容易に取り付けることができる効果を有する。また、同様に電動シャッター装置を分解することなく回転体制動装置１の検査やメンテナンス作業が可能となる効果がある。なお電動シャッターとして説明したが、手動シャッターでも本発明を適用できることは勿論である。

本発明では、回転体制動装置１が制動動作しても転動体６は変形せずに何度でも再使用することができ交換作業を必要としない。また回転体制動装置１の制動動作後、不具合箇所を確認、修理してから回転体制動装置１を通常の状態に復帰させる場合には、回転体３を逆回転させればよく、この復帰動作により転動体６は遊動輪４の内周面４ｂ内の底位置に戻り、制動装置を初期の状態に復帰させることができる。

以上、本発明は上記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、回転体３の回転を時計方向として説明したが、反時計方向としても同様に回転体制動装置１は機能することは勿論である。このことは正逆方向の回転体３の異常な高速回転を制動することができる。また検出手段は実施例に限定されるものではない。

本発明は、回転体３の急激な回転数増加に対して機能し、ここではシャッターの安全装置に適用した例を説明したが、他の安全装置、例えばリフト装置やエレベータやエスカレータ等の安全装置に適用してもよい。また回転方向を切り替えるクラッチ機能として用いても良い。

１ 回転体制動装置
２ 機枠
３ 回転体
４、４ｗ 遊動輪
５ 空隙
６ 転動体
７ 移動規制体
８ 検出手段
９、１０ 外装箱体
１０ａ 開放溝部
１１ 係止ボルト
２０ 電動シャッター
２１ シャッターカーテン
２２ 巻取り軸
２５ 軸受け
２９ 機枠
３０ ローラチエーン
３１ 締結体

Ａ 転動体の外径
Ｂ 遊動輪の内径
Ｃ 回転体の外径
Ｓ 遊動輪の外周面と移動規制体との離間距離

Claims (9)

1. 機枠と、該機枠に回転自在に支持されて回転駆動される回転体と、該回転体の外周面に支持されて自転および横移動可能な円柱状の遊動輪と、該遊動輪の内周面と前記回転体の外周面とで形成された空隙に位置し、前記遊動輪の内周面に保持された自転および公転可能な円柱状または球状の転動体と、前記遊動輪の外径外側の位置で前記機枠に固定された移動規制体から構成され、前記回転体が所定回転数以下の場合には前記転動体は前記空隙の中間位置またはその近傍の位置で前記回転体の外周面とは接触しない状態で前記内周面に保持され、前記回転体が所定の回転速度を超えたときには前記遊動輪が横移動して前記移動規制体に当接して横移動が規制され、前記転動体は前記内周面上を移動して先細りのくさび状になった前記空隙の入口に食い込むことにより前記回転体を制動することを特徴とする回転体制動装置。
2. 前記遊動輪の外周面と移動規制体との離間距離Sは、前記転動体の外径をＡ、前記遊動輪の内径をＢ、前記回転体の外径をＣとすると、 Ｓ＜Ａ＜（Ｂ−Ｃ）の関係を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転体制動装置。
3. 前記遊動輪はばね鋼からなり、該遊動輪を平板状に伸ばした後、所定の寸法形状の該遊動輪に弾性復帰できることを特徴とする請求項１または２に記載の回転体制動装置。
4. 前記遊動輪は２分割された半円状の遊動輪からなり、該半円状の遊動輪の両端部には互いに係合する凸凹部が形成され、該半円状の遊動輪を組み合わせた円状の遊動輪の外径をばね鋼からなる締結体で締め付けたことを特徴とする請求項１，２または３に記載の回転体制動装置。
5. 前記移動規制体は、外装箱体からなり、該外装箱体は前記遊動輪と回転体および転動体を内包することを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の回転体制動装置。
6. 前記外装箱体の外形は、前記回転体の外径より大きな幅の開放溝部を該外装箱体の外側から中心位置まで設け、または該外装箱体の外形全体を少なくとも２分割して構成したことを特徴とする請求項５に記載の回転体制動装置。
7. 前記移動規制体は、前記遊動輪の外周面との離間距離Sを変更可能な係止ボルトからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の回転体制動装置。
8. 前記回転体は、建物の開口部の上部に設けられたシャッターカーテンを巻き上げ下げする巻取り軸と連結して回転駆動されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の回転体制動装置。
9. 前記回転体に代えて、前記巻取り軸自体を回転体として用いることを特徴とする請求項８に記載の回転体制動装置。

Images