JP7002361B2 - 駆動力伝達装置及びこれを用いた遮蔽装置 - Google Patents
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(1-1)横型ブラインド全体の構成
図1に示す本発明の第1実施形態に係る横型ブラインドは、ヘッドボックス1から垂下される複数本のラダーコード2(スラット支持コード)によって遮蔽部材としてのスラット3が支持され、ラダーコード2の下端にはボトムレール4が接続されている。ラダーコード2の近傍には、ヘッドボックス1から開閉コードとしての複数本の昇降コード5が垂下されている。昇降コード5の上端部はヘッドボックス1内に配設される巻取コーン6に巻着され、昇降コード5の下端部はボトムレール4を支持している。巻取コーン6には角軸状の貫通孔が設けられており、当該貫通孔にヘッドボックス1の長手方向に亘って配置される巻取軸としての角軸状の昇降軸7が貫通している。そして、ヘッドボックス1の一端側から垂下される操作部としての無端状の操作コード12の操作により昇降軸7及び巻取コーン6が回転して、昇降コード5が巻取られあるいは巻戻されることによってスラット3が昇降するようになっている。ここで、本実施形態では、操作コード12はボールチェーン式とされる。なお、ヘッドボックス1内には、昇降軸7の回転を停止させて自重によるスラット3の降下を防止するストッパ装置8も設けられている。
駆動力伝達装置10は、図2及び図3に示すように、ケース部材20に、遊星歯車機構Sと、第1出力部材13と、第2出力部材14と、伝達部材15と、回転量規定部材16と、切替部材17と、回転抵抗調整部材Dとが収容されて構成される。ここで、ケース部材20は、入力側ケース21、入力側中間ケース22、出力側中間ケース23及び出力側ケース24から構成される。遊星歯車機構Sは、第1部材としての太陽歯車部材30、第2部材としてのキャリア40、第3部材としての内歯車部材50及び遊星歯車部材60から構成される。また、回転抵抗調整部材Dはコイルスプリング70及びカラー80から構成される。本実施形態において、コイルスプリング70及びカラー80は金属製とされ、その他の部材は樹脂製とされる。
ケース部材20は、図2及び図3に示すように、入力側ケース21、入力側中間ケース22、出力側中間ケース23及び出力側ケース24が入力側から順に並ぶよう配置され、各ケース間に各部材を収容するものである。各ケースは入出力方向に垂直な壁面21w,22w,23w、24wを備える。これら各壁面21w~24wは、正面視において室外側が矩形、室内側が略半円形の形状をなしている。なお、これら各ケース間には、各ケース同士を係合、固定させる各種の係合爪、係合溝、凸部、凹部等が設けられているが、これらの配置及び構成は既知の構成を適宜用いることとし、その説明を省略する。また、図2及び図3に示すように、各部材には適宜肉抜きがなされている。
そして、出力側中間ケース23の壁面23w及び筒状部23eと、出力側ケース24の室内側凹部24c、中央凹部24d、下室外側凹部24e及び上室外側凹部24fとにより、第1出力部材13のギア部13g、第2出力部材14のギア部14g、伝達部材15、回転量規定部材16及び回転抵抗調整部材Dを収容する収容空間R3を形成している。
太陽歯車部材30は、遊星歯車機構Sの分解斜視図である図4及び図5に示すように、入力側から順にプーリ31と、プーリ31よりも大径の円盤部32と、プーリ31よりも小径の太陽ギア部30gとを備える。太陽ギア部30gの外周には、ギア歯30tが形成される。太陽ギア部30gは、4つの遊星歯車部材60それぞれと歯合する。プーリ31に操作コード12が巻回され、操作コード12が操作されると太陽歯車部材30が回転し、遊星歯車部材60に回転が伝達されるよう構成される。
キャリア40は、入力側キャリア部材41及び出力側キャリア部材42から構成される。入力側キャリア部材41は、円盤部43と、円盤部43から出力側に延びる4つの支持柱44とを備える。円盤部43の中央には、太陽歯車部材30の太陽ギア部30gを貫通させる貫通孔41aが形成される。また、4つの支持柱44は、図5に示すように、円周方向に亘って等間隔に設けられ、各支持柱44の先端(出力側端)には突起44aが設けられている。加えて、円盤部43には、4つの嵌合孔43aが、4つの支持柱44と交互に形成される。
内歯車部材50は、入力側から順に、円筒状の薄肉筒状部51と、円筒状の内歯車部材伝達ギア部50gとを備える。薄肉筒状部51の内面には、円周方向に亘って内歯51tが形成され、4つの遊星歯車部材60と歯合する内歯ギア部51gとなっている。内歯車部材伝達ギア部50gの内径は、出力側キャリア部材42の円筒部46及びキャリア伝達ギア部40gを挿入可能な大きさとされる。そして、組み立てた際には、内歯車部材伝達ギア部50gの内壁面50aにより、キャリア40の円筒部46が回転可能に保持される。
遊星歯車部材60は、その外周にギア歯60tを有しており、本実施形態では4つ設けられる。各遊星歯車部材60は、その貫通孔62に出力側キャリア部材42の遊星歯車保持軸48が通され、遊星歯車保持軸48に回転可能に保持される。そして、遊星歯車部材60は、太陽歯車部材30の太陽ギア部30g及び内歯車部材50の内歯ギア部51gと歯合するようになっている。
第1出力部材13は、キャリア40の回転を外部へ出力する部材であり、入力側から順に、外周にギア歯13tを備えるギア部13gと、これより径の小さい円柱状の第1出力部材13oとを備える。また、第1出力部材13oの先端には、角柱状のチルト軸11と接続するための角穴が形成されている。
第2出力部材14は、内歯車部材50の回転を外部へ出力する部材であり、入力側から順に、外周にギア歯14tを備える円柱状のギア部14gと、これより径の小さい円柱状の第2出力軸14oとを備える。ギア部14gは、入力側に向かって開口する円筒状の凹部14cを有しており、入力側中間ケース22の支持軸22eに軸支されるよう構成される。また、第2出力軸14oの先端は、昇降軸7と接続するため角柱状になっている。加えて、ギア部14gの出力側面と円柱部14bの側面との接合部の対向する2ヶ所には、カラー80の係合突起81に係合する係合溝14dが形成される。
伝達部材15は、出力側中間ケース23の支持軸23fに軸支され、入出力方向に延在する円筒状の部材であり、外周にはギア歯15tが形成されている。伝達部材15の入出力方向の長さは、第1出力部材13のギア部13gの入出力方向の長さと回転量規定部材16の入出力方向の長さの和と略同一になっている。
回転量規定部材16は、薄い円筒形状をなしており、ギア歯16tと突出部16bを備える。ギア歯16tは、回転量規定部材16の外周に入出力方向に亘って設けられる。回転量規定部材16の内面には、円周方向の対向する2ヶ所に径方向内側に向かって突出する突出部16bが設けられる。また、回転量規定部材16の出力側端部は挟径となっており、第2出力部材14の第2出力軸14oを貫通させる貫通孔16cが形成される。
切替部材17は、薄肉の円盤部17aと、当該円盤部17a入力側面の径方向外周であって円周方向の1ヶ所に、入力側に向かって突出する切替部材突起17bを備える。また、円盤部17aの中央には、第2出力部材14の第2出力軸14oを貫通させる貫通孔17cが形成される。加えて、円盤部17aの出力側面からは、円周方向の対向する2ヶ所に、出力側に向かって突出する突出部17dが形成される。なお、切替部材17は、第2部材(キャリア40)と連動して回転する部材であり、切替部材突起17bは本発明における「係合部」に対応する。
コイルスプリング70及びカラー80は、第2出力部材14及びこれと歯合する内歯車部材50に加わる回転抵抗を調整する回転抵抗調整部材Dとして用いられる。コイルスプリング70は、円筒状に巻回された金属線の両端がそれぞれ径方向内側に延出するコイルスプリング突起71となっている。コイルスプリング70は、図9にも示すように、カラー80の外周に配置される。そして、一対のコイルスプリング突起71は、図9に示すように、ケース部材20(出力側中間ケース23)に形成されるケース突起23pを挟むよう配置される。
(2-1)駆動力伝達装置10の動作
次に、上記のような構成の駆動力伝達装置10の動作について、図10のタイミングチャート及び、図7A,7BのA-A断面、B-B断面における各部材の動作を示す図11A~図11E、図12A~図12Dの説明図を用いて説明する。
まず、初期状態において、図8のA-A断面図における回転量規定部材16及び切替部材17は、図11Aに示す位置関係、すなわち、回転量規定部材16の突出部16bが、反時計回りに回転するとすぐに切替部材17の突出部17dに当接する位置関係にあるとする。また、図9のB-B断面図における切替部材17、コイルスプリング70及び出力側中間ケース23のケース突起23pは、図12Aに示す位置関係、すなわち、切替部材17の切替部材突起17bが、反時計回りに回転するとすぐにコイルスプリング突起71を介してケース突起23pに当接する位置関係にあるとする。
ところで、内歯車部材伝達ギア部50gと歯合する第2出力部材14(ギア部14g)は反時計回りに回転しようとし、これと係合するカラー80及びこれに巻回されたコイルスプリング70も反時計回りに回転しようとする。しかしながら、図12Aに示すように、コイルスプリング70は、僅かに回転したところでコイルスプリング突起71がケース部材20のケース突起23pと当接して、それ以上回転できないようになっている。また、この際、コイルスプリング突起71はコイルスプリング70が縮径する方向に押圧されるため、コイルスプリング70内でカラー80が相対回転することもできない。
太陽歯車部材30がさらに回転し、回転量規定部材16が時計回りの回転を続けると、図11Cに示すように、回転量規定部材16の一対の突出部16bがそれぞれ切替部材17の一対の突出部17dに係合する。
局面(ii)の状態で太陽歯車部材30がさらに回転すると、回転量規定部材16の時計回りの回転により切替部材17も時計回りに回転を開始する(図11D参照)。この際、切替部材17の切替部材突起17bは、図12B及び図12Cに示すように、コイルスプリング70の外周且つ筒状部23eの内側で回転する。
太陽歯車部材30がさらに回転し、切替部材17が時計回りの回転を続けると、図12Dに示すように、切替部材17の切替部材突起17bはコイルスプリング突起71を挟んでケース部材20のケース突起23pと当接し、回転が規制される。このときの回転量規定部材16の突出部16b及び切替部材17の切替部材突起17bの位置は図11Eのようになる。その結果、切替部材17及び、これらと連動して回転していた回転量規定部材16、伝達部材15、第1出力部材13及びキャリア40は回転不能となる。なお、この際、切替部材突起17bはコイルスプリング突起71を押圧してコイルスプリング70を拡径させる。その結果、これまで回転不能であったカラー80は、コイルスプリング70の内側で回転可能な状態となる。
局面(iii)の状態で太陽歯車部材30がさらに回転すると、キャリア40が回転不能となった一方、カラー80が回転可能となったことで、内歯車部材50が時計回り、第2出力部材14及びカラー80は反時計回りに回転を開始する(図12E参照)。
操作コード12の操作を停止し、太陽歯車部材30の回転が停止すると、キャリア40及び第2出力部材14の回転が停止する。
次に、上記の駆動力伝達装置10を備えた横型ブラインドの動作について、図13A~図13Dを用いて説明する。なお、図13A~図13Dは本実施形態の横型ブラインドを図1の右側から見た側面図であり、図13A~図13Dにおいては左側が室内側となる。また、駆動力伝達装置10の向きは、紙面手前側が入力側、紙面奥側が出力側である。以下では、図13Aに示すスラット3が全閉となった状態から、スラット3が回動して図13Bに示す水平状態を経て図13Cに示す逆全閉状態となり、その後、図13Dに示すように上昇をする際の説明を行う。スラット3を下降させつつ逆全閉状態から全閉状態とするには、以下の動作を逆に行えば良い。
スラット3が全閉状態である時(図13A参照)に、操作コード12を図13Aの矢印で示す方向に操作すると、太陽歯車部材30が反時計回りに回転を開始する。このとき、駆動力伝達装置10は図10、図11A及び図12A示す上記局面(i)の状態となっており、駆動力伝達装置10によって第1出力部材13及びこれと接続されるチルト軸11は時計回りの回転を開始する。すると、チルトギヤ(図示せず)を介してチルトドラム9が反時計回りに回転し、スラット3が回動動作を開始する。一方、駆動力伝達装置10により第2出力部材14及びこれと接続される昇降軸7は回転不能となっており、巻取コーン6も回転せず、昇降コード5は巻取られないため、昇降動作は起こらない。なお、図13Bはスラット3の回動の途中を示す図であり、操作コード12の操作を続けることで、駆動力伝達装置10は局面(i)から局面(iii)へ遷移する。
さらに操作コード12の操作を続けると、スラット3は図13Cの逆全閉状態となり、これと略同一のタイミングで駆動力伝達装置10の第1出力部材13は回転不能となって(局面(iii)参照)、チルト軸11の回転が停止する。
その後さらに操作コード12の操作を続けると、駆動力伝達装置10は局面(iii)~局面(iv)の状態となり、昇降軸7が反時計回りの回転を開始する。すると、巻取コーン6が反時計回りに回転することで、昇降コード5がヘッドボックス1内に巻取られて、図13Dに示すように、スラット3(ボトムレール4)が上昇することになる。
最後に、操作コード12の操作を停止すると、昇降軸7の回転も停止し、スラット3の上昇が停止する。
前記のような駆動力伝達装置10及び横型ブラインドでは、次に示す作用効果を得ることができる。
(イ)遊星歯車機構Sの太陽歯車部材30を操作コード12の操作により回転するよう構成し、キャリア40を第1出力部材13を介してチルト軸11と接続し、内歯車部材50を第2出力部材14を介して昇降軸7と接続することで、同一の入力回転に対し、2つの軸(チルト軸11及び昇降軸7)に選択的に回転を出力することが可能である。このような構成により、遊星歯車機構Sという簡単な構成によって、1つの入力回転に対し2つの変速比の回転を選択的に出力することができる。
(ロ)キャリア40の回転に伴って切替部材17の切替部材突起17bがコイルスプリング突起71を押圧してコイルスプリング70を拡径することで、内歯車部材50への回転抵抗を低減することができる。同時に、切替部材突起17bがケース部材20のケース突起23pと係合することで、キャリア40の回転を規制する(回転抵抗を無限大に増加させる)ことができる。このような構成により、略同一円上にある部材の係合関係によって、キャリア40と内歯車部材50との間で回転する部材を切り替えることができる。
(ハ)切替部材17の切替部材突起17bとキャリア40と内歯車部材50との間で回転する部材を切り替えることができる。
(ニ)遊星歯車機構Sのいずれか1つに回転を入力し、他の2つから回転を出力する構成であることから、出力が切り替わる際に遊び(空転)が生じない。
(ホ)遊星歯車機構Sの太陽歯車部材30、キャリア40及び内歯車部材50の役割を図13に示す組み合わせから適切に選択することで、初動(入力回転開始)における1つ目の軸(チルト軸11)への出力の変速比と、その後の2つ目の軸(昇降軸7)への出力の変速比を任意に設定することが可能である。
(ヘ)横型ブラインドに上記構成の駆動力伝達装置10を用いることで、操作コード12の操作開始直後はスラット3の回動動作のみを行わせ、スラット3の回動終了後に昇降動作を行わせることが可能である。
(ト)第1出力部材13の回転量及び回転位相は、切替部材17の切替部材突起17bとケース部材20のケース突起23pの位置関係のみによって決まるため、第2出力部材14の状態にかかわらず、常に一定範囲(一定角度)において回転させることができる。この構成を横型ブラインドに適用し、第1出力部材13とチルト軸11、第2出力部材14と昇降軸7を接続することで、昇降動作が開始する際のチルト軸11の位相(スラット3の角度)を一定にすることができる。
(チ)上記(ト)の効果は、本願構成をチルト軸11及び昇降軸7を電動でも手動でも回転させることのできる横型ブラインドに適用する際にも効果的である。すなわち、電動及び手動の両方により太陽歯車部材30を回転させることの可能な構成の場合、手動動作時にスラット3の角度をランダムに決めると、次の電動動作時にスラット3の位置が特定できず、角度検出のための手段を設けない限りチルト軸11の回転不足又は過剰回転が生じ得る。しかしながら、本願構成では、第1出力部材13の回転量及び回転位相が常に一定範囲となるよう構成されているため、チルト軸11を適切に回転させることができる。
・上述した実施形態は駆動力伝達装置10を横型ブラインドに適用したものであったが、横型ブラインド以外の遮蔽装置、例えば、縦型ブラインド等に適用することも可能である。
・上記実施形態においては、回転抵抗調整部材Dの構成として、コイルスプリング70がカラー80の外周面に配置され、コイルスプリング70が縮径することで回転不能となり、拡径することで回転可能となる構成である。しかしながら、コイルスプリング70をカラー80の内周面に配置し、コイルスプリング70が拡径することで回転不能となり、縮径することで回転可能となる構成のものを用いることも可能である。
・上記実施形態において、駆動力伝達装置10は、回転抵抗調整部材D(コイルスプリング70)及び回転規制部材であるケース突起23pにより、内歯車部材50への回転抵抗を低減するとともにキャリア40の回転を規制して、これらキャリア40と内歯車部材50の回転を切り替えている。しかしながら、これらの構成を設けず、キャリア40及び内歯車部材50それぞれの出力先(すなわち駆動力伝達装置10の外部)に加わる回転抵抗の変化を検知して回転を切り替える構成とすることも可能である。例えば、駆動力伝達装置10を横型ブラインドに適用する場合、スラット3の回動の適宜の構成による又は何らかの障害物による停止によってチルト軸11の回転が停止すると、これと接続されるキャリア40の回転が停止するので(回転停止の検知)、これをきっかけとして内歯車部材50の回転を開始させ、これと接続される昇降軸7を回転させて昇降動作を開始させるというような構成とすることも可能である。
2 :ラダーコード
3 :スラット
4 :ボトムレール
5 :昇降コード
6 :巻取コーン
7 :昇降軸
8 :ストッパ装置
9 :チルトドラム
10 :駆動力伝達装置
11 :チルト軸
12 :操作コード
13 :第1出力部材
13g :ギア部
13o :第1出力部材
13t :ギア歯
14 :第2出力部材
14b :円柱部
14c :凹部
14d :係合溝
14g :ギア部
14o :第2出力軸
14t :ギア歯
15 :伝達部材
15t :ギア歯
16 :回転量規定部材
16b :突出部
16c :貫通孔
16t :ギア歯
17 :切替部材
17a :円盤部
17b :切替部材突起
17c :貫通孔
17d :突出部
20 :ケース部材
21 :入力側ケース
21a :支持軸
21b :凹部
21w :壁面
22 :入力側中間ケース
22a :貫通孔
22c :室内側凹部
22d :室外側凹部
22e :支持軸
22w :壁面
23 :出力側中間ケース
23a :貫通孔
23b :貫通孔
23c :室内側凹部
23d :室外側凹部
23e :筒状部
23f :支持軸
23h :支持軸
23p :ケース突起
23w :壁面
24 :出力側ケース
24a :貫通孔
24b :貫通孔
24c :室内側凹部
24d :中央凹部
24e :下室外側凹部
24f :上室外側凹部
24w :壁面
30 :太陽歯車部材
30g :太陽ギア部
30t :ギア歯
31 :プーリ
32 :円盤部
40 :キャリア
40g :キャリア伝達ギア部
40t :キャリア出力ギア歯
41 :入力側キャリア部材
41a :貫通孔
42 :出力側キャリア部材
43 :円盤部
43a :嵌合孔
44 :支持柱
44a :突起
45 :円盤部
45a :嵌合孔
46 :円筒部
48 :遊星歯車保持軸
48a :突起
50 :内歯車部材
50a :内壁面
50g :内歯車部材伝達ギア部
51 :薄肉筒状部
51g :内歯ギア部
51t :内歯
60 :遊星歯車部材
60t :ギア歯60t
62 :貫通孔
70 :コイルスプリング
71 :コイルスプリング突起
80 :カラー
81 :係合突起
D :回転抵抗調整部材
R1 :収容空間
R2 :収容空間
R3 :収容空間
S :遊星歯車機構
Claims (8)
- 第1部材、第2部材、及び第3部材を備え、第1部材への入力回転が前記第2部材又は前記第3部材の回転として出力される駆動力伝達装置であって、
前記第1部材、前記第2部材、及び前記第3部材は、遊星歯車機構の太陽歯車部材、キャリア、及び内歯車部材によって構成され、
前記第2部材と前記第3部材に加わる回転抵抗が変化することで、前記第2部材と前記第3部材の間で出力が切り替わるよう構成される、駆動力伝達装置。 - 前記第2部材の回転中に前記第2部材に加わる回転抵抗が前記第3部材に加わる回転抵抗よりも大きくなると、前記第2部材が回転を停止して前記第3部材が回転を開始するよう構成される、請求項1に記載の駆動力伝達装置。
- 前記第3部材に加わる回転抵抗を調整する回転抵抗調整部材を備えており、
前記回転抵抗調整部材は、前記第2部材の回転に伴って前記第3部材に与える回転抵抗を低減するよう構成される、請求項1又は請求項2に記載の駆動力伝達装置。 - 前記第2部材又はこれと連動して回転する部材と係合することで、当該第2部材の一定角度以上の回転を規制する回転規制部材を備える、請求項3に記載の駆動力伝達装置。
- 前記第1部材、前記第2部材、前記第3部材を収容するとともに、前記回転規制部材を備えたケース部材を備え、
前記第2部材又はこれと連動して回転する部材は、円周方向の一部の位置に係合部を備え、
前記第2部材の回転中に前記係合部が前記回転規制部材と係合することで前記第2部材の回転を規制するよう構成される、請求項4に記載の駆動力伝達装置。 - 前記第3部材又はこれと連動して回転する部材は、一体回転する円筒状のカラーを備え、
前記回転抵抗調整部材は、前記カラーの外周面又は内周面に配置されるコイルスプリングを備え、
前記コイルスプリングは、コイルの両端をそれぞれ径方向に延出させた一対の突起を備え且つ当該一対の突起が前記回転規制部材を挟むように配置されており、
前記回転抵抗調整部材は、前記係合部により前記一対の突起のいずれか一方を押圧されることで、前記コイルスプリングが縮径又は拡径して前記第3部材に与える回転抵抗を低減するよう構成される、請求項5に記載の駆動力伝達装置。 - 前記第1部材を前記太陽歯車部材とし、前記第2部材を前記キャリアとし、前記第3部材を前記内歯車部材とする、請求項1~請求項6のいずれかに記載の駆動力伝達装置。
- 遮蔽部材と、前記遮蔽部材を動作させる操作部と、前記遮蔽部材を開閉させる開閉コードと、前記開閉コードの巻取り及び巻戻しを行う巻取軸と、前記遮蔽部材の遮蔽角度を変化させるチルト軸とを備えた遮蔽装置であって、
請求項1~請求項7のいずれかに記載の駆動力伝達装置を備え、
前記操作部の操作により前記第1部材が回転し、前記第2部材の回転が前記チルト軸に伝達され、前記第3部材の回転が前記巻取軸に伝達されるよう構成される、遮蔽装置。
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