JP7425025B2

JP7425025B2 - 制動装置

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Publication number: JP7425025B2
Application number: JP2021126140A
Authority: JP
Inventors: 俊男飯山
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Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2041-07-30
Also published as: JP2023020655A

Description

本発明は、回転体が回転可能な状態と、回転体が回転不能な状態とに切り換えると共に、回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置に関する。

建物の出入口には、開閉可能なシャッタ装置が取り付けられることがある。出入口に取り付けられるシャッタ装置としては、たとえば、昇降自在に支持されたスラットと、スラットを巻き取る回転軸と、回転軸を回転させるモータとを備えるものがある。このようなシャッタ装置においては、モータによって回転軸を回転させることにより、スラットを巻き取って上昇させ、出入口を開放すると共に、スラットを下降させて展開し、出入口を閉塞するようになっている。

一般に、シャッタ装置の回転軸には、スラットを下降させている途中、モータの駆動が停止された際に、スラットの自重によってスラットが下降してしまうのを防止する制動装置が装着される。シャッタ装置の回転軸に装着される制動装置には、楔形空間内に配置されたローラの噛み込み作用で、シャッタ装置の回転軸を回転不能にするローラ型の一方向クラッチの原理を応用したものがある（たとえば特許文献１参照。）。この制動装置においては、操作レバーの位置に応じて、回転軸（回転体）が回転可能な状態と、回転軸（回転体）が回転不能な状態との２つの状態のいずれかに切り換えることができるように構成されている。

また、回転体に制動力を付与するための制動装置は、歩行支援装置に装着されることもある。典型的な歩行支援装置は、フレームと、フレームを支持する車輪と、フレームに固定されたハンドルとを含む（たとえば特許文献２参照。）。そして、高齢者のような歩行困難者は、歩行支援装置のハンドルを握り、歩行支援装置を押しながら歩行することにより、歩行支援装置によって支援されつつ、歩行することができる。

歩行困難者は、通常、ゆっくりとしたペースで歩行するので、歩行支援装置の車輪に適宜の制動力が付与されていないと、歩行困難者のペースよりも大きい速度で歩行支援装置が前方に飛び出してしまうおそれがある。そこで、歩行支援装置の車輪には、適宜の制動力を付与するための制動装置が装着される。

特開２０１５－２３２３６７号特開２０２０－８０９４５号

上記特許文献１に開示されている制動装置には、操作性に改善の余地がある。詳述すると、シャッタ装置のスラットは、通常、質量が大きいことから、シャッタ装置の回転軸には、スラットから大きなトルクが作用する。このため、シャッタ装置の回転軸を回転不能な状態にすると、ローラが楔形空間内に強く噛み込むことになる。したがって、シャッタ装置の回転軸を回転不能な状態にした後、操作レバーを操作してローラの噛み込みを解除する際には、ローラの強固な噛み込みを解除する必要があるため、大きな操作力を操作レバーに加えなければならない。

また、上記特許文献１に開示されている制動装置においては、上記のとおり、回転体が回転可能な状態と、回転体が回転不能な状態との２つの状態のいずれかに切り換えるものなので、回転体に付与する制動力を段階的に調整することができず、歩行支援装置に装着するには不向きである。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、シャッタ装置の回転軸のように大きなトルクが作用する回転体に装着された場合でも、回転体が回転可能な状態と、回転体が回転不能な状態とに比較的小さい操作力で容易に切り換えることができると共に、回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置を提供することである。

本発明によれば、上記課題を解決する以下の制動装置が提供される。すなわち、回転体が回転可能な状態と、前記回転体が回転不能な状態とに切り換えると共に、前記回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置であって、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持されていると共に前記回転体に連結される入力軸と、前記入力軸に回転自在に篏合された円筒状の内輪と、前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着され、前記内輪に制動力を付与する制動手段と、前記入力軸に入力された回転を増速して前記内輪に伝達する増速手段とを備え、前記制動手段は、第１の制動力を前記内輪に付与して前記回転体を回転不能にする第１の軸方向位置と、前記第１の制動力よりも小さい第２の制動力を前記内輪に付与しつつ前記回転体の回転を許容する第２の軸方向位置と、前記内輪に制動力を付与しない第３の軸方向位置とに位置づけられ、前記ハウジングの内周面には雌ねじが形成されており、前記制動手段は、軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着された可動体を含み、前記可動体の外周面には、前記ハウジングの前記雌ねじに嵌め合わされる雄ねじが形成されている制動装置が提供される。

また、本発明によれば、上記課題を解決する以下の制動装置が提供される。すなわち、回転体が回転可能な状態と、前記回転体が回転不能な状態とに切り換えると共に、前記回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置であって、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持されていると共に前記回転体に連結される入力軸と、前記入力軸に回転自在に篏合された円筒状の内輪と、前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着され、前記内輪に制動力を付与する制動手段と、前記入力軸に入力された回転を増速して前記内輪に伝達する増速手段とを備え、前記制動手段は、第１の制動力を前記内輪に付与して前記回転体を回転不能にする第１の軸方向位置と、前記第１の制動力よりも小さい第２の制動力を前記内輪に付与しつつ前記回転体の回転を許容する第２の軸方向位置と、前記内輪に制動力を付与しない第３の軸方向位置とに位置づけられ、前記制動手段は、前記内輪に接触して制動力を付与する制動片と、前記制動片を前記内輪に向かって押し付けるバネと、前記内輪に対する前記制動片の接近を制限する制限片とを含む制動装置が提供される。

さらに、本発明によれば、上記課題を解決する以下の制動装置が提供される。すなわち、回転体が回転可能な状態と、前記回転体が回転不能な状態とに切り換えると共に、前記回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置であって、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持されていると共に前記回転体に連結される入力軸と、前記入力軸に回転自在に篏合された円筒状の内輪と、前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着され、前記内輪に接触して制動力を付与する制動片を含む制動手段と、前記入力軸に入力された回転を増速して前記内輪に伝達する増速手段とを備え、前記制動手段は、第１の制動力を前記内輪に付与して前記回転体を回転不能にする第１の軸方向位置と、前記第１の制動力よりも小さい第２の制動力を前記内輪に付与しつつ前記回転体の回転を許容する第２の軸方向位置と、前記内輪に制動力を付与しない第３の軸方向位置とに位置づけられ、前記ハウジングの内周面には内歯車が形成され、前記内輪の外周面には太陽歯車が形成されており、前記増速手段は、前記ハウジングの前記内歯車と噛み合うと共に、前記内輪の前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、キャリアとを含み、前記キャリアは、前記入力軸に回転自在に挿入され外周面に太陽歯車が形成された円筒部と、前記円筒部の外周面から径方向外側に延びる環状部と、前記環状部の片面から軸方向に突出するキャリア軸とを含み、前記遊星歯車は前記キャリア軸に回転自在に支持されており、前記入力軸は、円柱状の軸部と、前記軸部の外周面から径方向外側に延びるフランジ部と、前記フランジ部の片面から突出する支持部とを含み、前記増速手段は、さらに、前記入力軸の前記支持部に回転自在に支持され、前記ハウジングの前記内歯車と噛み合うと共に、前記キャリアの前記太陽歯車と噛み合う付加遊星歯車を含み、前記内輪は、軸方向片側端部に向かって次第に外径が小さくなる円錐台形状外周面を有し、前記制動手段の前記制動片は、前記内輪の前記円錐台形状外周面に対応する円錐台形状内周面を有し、前記円錐台形状内周面が前記内輪の前記円錐台形状外周面に接触することによって前記内輪に制動力を付与する制動装置が提供される。

前記内輪は、軸方向片側端部に向かって次第に外径が小さくなる円錐台形状外周面を有し、前記制動手段の前記制動片は、前記内輪の前記円錐台形状外周面に対応する円錐台形状内周面を有し、前記円錐台形状内周面が前記内輪の前記円錐台形状外周面に接触することによって前記内輪に制動力を付与するのが望ましい。

前記第１の軸方向位置と、前記第２の軸方向位置と、前記第３の軸方向位置とに前記制動手段を位置づけるための位置決め手段を備えるのが好都合である。

前記第２の軸方向位置から前記第３の軸方向位置に前記制動手段が移動する際に、前記内輪と前記制動手段との間に隙間を生成する隙間生成手段を備えるのが好ましい。

本発明の制動装置においては、回転体に連結される入力軸と、制動手段から制動力が付与される内輪との間に増速手段が介在しているため、増速手段により、入力軸から内輪に伝達される回転が増速されると共に、入力軸から内輪に伝達されるトルクが低減されるので、シャッタ装置の回転軸のように大きなトルクが作用する回転体に装着された場合でも、回転体が回転可能な状態と、回転体が回転不能な状態とに比較的小さい操作力で容易に切り換えることができる。

本発明の制動装置においては、制動手段の位置が第１・第２・第３の軸方向位置に切り換えられることによって、制動手段から内輪に付与する制動力を調整することができる。そして、内輪に付与された制動力は、増速手段および入力軸を介して回転体に伝達される。したがって、本発明の制動装置は、回転体に付与する制動力を段階的に調整可能である。

本発明に従って構成された制動装置の正面図。図１におけるII－II線断面図（拡大断面図）。図２におけるIII－III線断面図。図２におけるIV－IV線断面図。（ａ）図１に示すハウジング本体の正面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図。（ａ）図１に示すシールドの背面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）（ａ）に示すシールドの正面図。（ａ）図１に示すシールド補助片の背面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図。（ａ）図１に示す入力軸の背面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）（ａ）に示す入力軸の正面図。（ａ）図１に示す内輪の背面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図。（ａ）図１に示す可動体の背面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）（ａ）に示す可動体の正面図。（ａ）図１に示す制動片の正面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図。（ａ）図１に示す制限片の背面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図。（ａ）図１に示す遊星歯車の正面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図。（ａ）図１に示すキャリアの背面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）（ａ）に示すキャリアの正面図。（ａ）図１に示すキャリア補助片の正面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図。制動手段が第２の軸方向位置に位置づけられた状態における制動装置の断面図。制動手段が第３の軸方向位置に位置づけられた状態における制動装置の断面図。増速手段が１段である場合の制動装置の断面図。

以下、本発明に従って構成された制動装置の好適実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（制動装置２）
図１ないし図２を参照して説明すると、全体を符号２で示す制動装置は、ハウジング４と、ハウジング４に回転自在に支持されていると共に、回転体（図示していない。）に連結される入力軸６と、入力軸６に回転自在に篏合された円筒状の内輪８（図２参照。）と、入力軸６の軸方向（図２における左右方向）に移動自在にハウジング４に装着され、内輪８に制動力を付与する制動手段１０と、入力軸６に入力された回転を増速して内輪８に伝達する増速手段１２（図２参照。）とを備える。

（ハウジング４）
図２に示すとおり、ハウジング４は、有底筒状のハウジング本体１４と、ハウジング本体１４の開放側端部に装着されたシールド１６と、シールド１６に付設されたシールド補助片１８とを含む。

（ハウジング４のハウジング本体１４）
図５を参照して、ハウジング本体１４について説明する。ハウジング本体１４は、四隅が面取りされた矩形状の端面壁２０と、端面壁２０の周縁から軸方向片側に延びる筒状の側壁２２とを有する。端面壁２０の中心部分には、円形の支持穴２４が形成されている。

図５（ａ）に示すとおり、側壁２２の内周形状は円筒形状であり、側壁２２の内周面には、内歯車２６が形成されている。また、側壁２２の軸方向片側端面には、軸方向に延びる４個のねじ穴２８が設けられており、ねじ穴２８の内周面には、雌ねじが形成されている。ねじ穴２８の雌ねじには、ハウジング本体１４にシールド１６を固定するためのボルト（図示していない。）が嵌め合わされる。

（ハウジング４のシールド１６）
図６を参照して説明すると、シールド１６は、四隅が面取りされた矩形板状である。シールド１６には、軸方向に延びる円筒形状の開口３０が形成されている。開口３０は、段付きであり、図６（ｂ）において右から順に、第１部分３０ａと、第１部分３０ａよりも直径が小さい第２部分３０ｂと、第２部分３０ｂよりも直径が小さい第３部分３０ｃと、第３部分３０ｃよりも直径が小さい第４部分３０ｄと、第４部分３０ｄよりも直径が小さい第５部分３０ｅとを有する。

図６（ｂ）に示すとおり、シールド１６には、開口３０の第１部分３０ａにおいて、径方向に貫通する装着穴３２が設けられている。装着穴３２の内周面には、雌ねじが形成されている。装着穴３２には、後述する位置決め手段９４が装着される。開口３０の第２部分３０ｂの内周面には雌ねじが形成されており、第２部分３０ｂの雌ねじには、後述する制動手段１０の可動体５４の雄ねじが嵌め合わされる。

シールド１６には、開口３０の第４部分３０ｄよりも径方向外側において、開口３０の第３部分３０ｃから軸方向に貫通する複数の支持穴３４が形成されている。図６（ａ）および図６（ｃ）に示すとおり、支持穴３４は、周方向に等間隔をおいて８個設けられている。シールド１６の四隅には、ハウジング本体１４にシールド１６を固定するための上記ボルト（図示していない。）が通る穴３６が設けられている。

（ハウジング４のシールド補助片１８）
図７に示すとおり、シールド補助片１８は、環状板部３８と、環状板部３８の片面から軸方向に突出する複数の突起４０とを有する。環状板部３８の外径は、シールド１６の開口３０の第３部分３０ｃの直径に対応している。環状板部３８の内径は、開口３０の第４部分３０ｄの直径よりも小さい。図示の実施形態の突起４０は、周方向に等間隔をおいて４個設けられている。

そして、図２に示すとおり、環状板部３８がシールド１６の開口３０の第３部分３０ｃに位置づけられると共に、突起４０がシールド１６の支持穴３４に挿入されて、シールド補助片１８がシールド１６に固定されている。

（入力軸６）
図８を参照して、入力軸６について説明する。図示の実施形態の入力軸６は、円柱状の軸部４２と、軸部４２の外周面から径方向外側に延びる環状のフランジ部４４と、フランジ部４４の片面から軸方向に突出する円柱状の支持部４６とを有する。軸部４２の両端には、対向する一対の平坦部４２ａが設けられており、入力軸６は、平坦部４２ａを介して回転体（図示していない。）に連結される。支持部４６は、周方向に間隔をおいて複数（図示の実施形態では４個）設けられている。

図２に示すとおり、入力軸６の軸部４２は、ハウジング本体１４の支持穴２４に挿入され、ハウジング本体１４に回転自在に支持されている。後述するが、入力軸６は、制動手段１０にも回転自在に支持されている。また、入力軸６のフランジ部４４および支持部４６は、ハウジング４の内部に収容されている。

（内輪８）
図９に示すとおり、全体として円筒状の内輪８は、軸方向片側端部に向かって次第に外径が小さくなる円錐台形状外周面４８を有する。内輪８の軸方向他側の外周面には、太陽歯車５０が形成されている。内輪８の軸方向中間部の外周面には、径方向外側に突出する環状の鍔５２が設けられている。図９（ｂ）を参照することによって理解されるとおり、図示の実施形態の内輪８の内径は一定である。

そして、図２に示すとおり、内輪８は、入力軸６の軸部４２に回転自在に篏合され、軸部４２に支持されている。内輪８が入力軸６に支持された状態において、内輪８の鍔５２は、シールド１６の開口３０の第４部分３０ｄに位置している。軸方向に見て、鍔５２とシールド補助片１８の環状板部３８とが重なっている。すなわち、内輪８が軸方向片側（図２の右側）に移動するのがシールド補助片１８によって阻止されている。

（制動手段１０）
図２に示すとおり、図示の実施形態の制動手段１０は、ハウジング４のシールド１６に軸方向に移動自在に装着された可動体５４と、内輪８に接触して制動力を付与する制動片５６と、制動片５６を内輪８に向かって押し付けるバネ５８と、内輪８に対する制動片５６の接近を制限する制限片６０とを含む。

（制動手段１０の可動体５４）
図１０を参照して可動体５４について説明する。可動体５４は、図１０（ｂ）の右から見て、操作部５４ａと、位置決め部５４ｂと、篏合部５４ｃとを有する。

図１０（ａ）および図１０（ｃ）を参照することによって理解されるとおり、図示の実施形態における可動体５４の操作部５４ａは、軸方向に見て六角形状に形成されているが、六角形状に限定されず、種々の形状が採用され得る。

可動体５４の位置決め部５４ｂは、円筒形状である。位置決め部５４ｂの外周面には、軸方向に延びる複数の位置決め溝６２が形成されている。複数の位置決め溝６２は、周方向に間隔をおいて設けられている。

可動体５４の篏合部５４ｃは、位置決め部５４ｂと同様に円筒形状である。篏合部５４ｃの外径は、位置決め部５４ｂの外径よりも小さい。篏合部５４ｃの外周面には雄ねじが形成されている。図２に示すとおり、篏合部５４ｃの雄ねじは、シールド１６の開口３０の第２部分３０ｂの雌ねじに嵌め合わされる。このように、可動体５４は、篏合部５４ｃの雄ねじと、シールド１６の雌ねじとのねじ結合によって、軸方向に移動自在にシールド１６に装着されている。

図１０に示すとおり、可動体５４には、軸方向に延びる円筒形状の支持穴６４と、支持穴６４に連なって軸方向に延びる円筒形状の保持穴６６とが形成されている。支持穴６４には、ハウジング本体１４の支持穴２４と同様に、入力軸６の軸部４２が回転自在に挿入されている。つまり、可動体５４は、入力軸６を回転自在に支持している。

保持穴６６は、段付きであり、図１０（ｂ）において右から順に、第１部分６６ａと、第２部分６６ｂと、第３部分６６ｃとを有する。第１部分６６ａの直径と第２部分６６ｂの直径とはほぼ同一であるが、第２部分６６ｂには、周方向に延びる弧状溝６８が形成されている。図示の実施形態の弧状溝６８は、周方向に間隔をおいて複数設けられているが、弧状溝６８は１個であってもよい。第３部分６６ｃの直径は、第２部分６６ｂの直径よりも大きい。

（制動手段１０の制動片５６）
図１１を参照して説明すると、制動手段１０の制動片５６は、全体として円筒状である。制動片５６の外周面には、周方向に延びる弧状突起７０が形成されている。図示の実施形態の弧状突起７０は、可動体５４の弧状溝６８の位置および数量に対応して、周方向に間隔をおいて複数設けられている。

制動片５６は、内輪８の円錐台形状外周面４８に対応する円錐台形状内周面７２を有し、円錐台形状内周面７２が内輪８の円錐台形状外周面４８に接触することによって内輪８に制動力を付与する。また、制動片５６の中心部分には円形開口７４が形成されている。図２に示すとおり、円形開口７４には、入力軸６の軸部４２が回転自在に挿入される。

制動片５６の円錐台形状内周面７２と軸方向とのなす角度θ（図１１参照。）は、内輪８の円錐台形状外周面４８と軸方向とのなす角度θ（図９参照。）と同一である。角度θが小さいほど、制動片５６が内輪８に付与する制動力が大きくなる。一方、角度θが小さすぎると、内輪８と制動片５６とがきつく嵌り合い、内輪８と制動片５６とが離れにくくなる。このため、できるだけ大きな制動力が得られると共に、内輪８と制動片５６との離れやすさを確保する観点から、角度θは、７～１３°程度であるのが好ましい。

図２に示すとおり、制動片５６は、可動体５４の保持穴６６に配置され、可動体５４に保持される。制動片５６が可動体５４に保持された状態においては、図３に示すとおり、可動体５４の弧状溝６８に制動片５６の弧状突起７０が嵌め合わされている。このため、可動体５４に対する制動片５６の回転が阻止される。一方、可動体５４に対する制動片５６の軸方向の移動は許容されている。

（制動手段１０のバネ５８）
図２に示すとおり、制動手段１０のバネ５８は、可動体５４の保持穴６６の底面と、制動片５６の端面（図２における右側端面）との間に配置されている。バネ５８の形態としては、たとえば波バネでよい。そして、バネ５８は、内輪８に向かって（図２における左側に向かって）制動片５６を押し付けるようになっている。

（制動手段１０の制限片６０）
図１２に示すとおり、制動手段１０の制限片６０は、環状である。制限片６０の外径は、可動体５４の保持穴６６の第３部分６６ｃの直径に対応している。図２に示すとおり、制限片６０は、保持穴６６の第３部分６６ｃに嵌め合わされて、可動体５４に固定されている。また、制限片６０の内径は、制動片５６の外径（弧状突起７０のない部分の外径）よりも大きいが、弧状突起７０のある部分の外径よりは小さい。

制動片５６はバネ５８によって内輪８に向かって押し付けられているところ、制動片５６の弧状突起７０が制限片６０に接触しない範囲においては、制動片５６の軸方向の移動を制限片６０が阻害することはない。ただし、制動片５６の弧状突起７０が制限片６０に接触した際には、制動片５６が内輪８に向かって、それ以上接近するのを阻止する。このように、制限片６０は、内輪８に対する制動片５６の接近を制限するようになっている。

制動手段１０においては、上記のとおり、可動体５４の篏合部５４ｃの雄ねじと、シールド１６の雌ねじとのねじ結合によって、軸方向に移動自在に可動体５４がシールド１６に装着されている。このため、可動体５４に回転操作が加えられると、ハウジング４に対して軸方向に制動手段１０が移動する。そして、制動手段１０は、第１の制動力を内輪８に付与して回転体を回転不能にする第１の軸方向位置と、第１の制動力よりも小さい第２の制動力を内輪８に付与しつつ回転体の回転を許容する第２の軸方向位置と、内輪８に制動力を付与しない第３の軸方向位置とに位置づけられる。

（増速手段１２）
増速手段１２は、遊星歯車機構から構成されている。増速手段１２は、図２および図４に示すとおり、ハウジング本体１４の内歯車２６に噛み合うと共に、内輪８の太陽歯車５０に噛み合う複数（図示の実施形態では４個）の遊星歯車７６を含む。図１３に示すとおり、遊星歯車７６の中心部分には、軸方向に延びる貫通穴７８が形成されている。

図示の実施形態の増速手段１２は、複数の遊星歯車７６を回転自在に支持するキャリア８０を備える。図１４に示すとおり、キャリア８０は、外周面に太陽歯車８２ａが形成された円筒部８２と、円筒部８２の外周面から径方向外側に延びる環状部８４と、環状部８４の片面から軸方向に突出する複数の円柱状のキャリア軸８６とを含む。キャリア８０の円筒部８２は、入力軸６の軸部４２に回転自在に挿入されている。複数のキャリア軸８６は、周方向に間隔をおいて設けられている。

そして、図２および図４に示すとおり、遊星歯車７６の貫通穴７８にはキャリア８０のキャリア軸８６が挿入されており、遊星歯車７６がキャリア軸８６に回転自在に支持されている。各キャリア軸８６の先端は、図１５に示す環状のキャリア補助片８８の円形穴９０に挿入されている。このため、図２に示すとおり、遊星歯車７６は、キャリア８０の環状部８４とキャリア補助片８８とで挟み込まれて支持されている。

図２に示すとおり、図示の実施形態の増速手段１２は、さらに、入力軸６の支持部４６に回転自在に支持され、ハウジング本体１４の内歯車２６に噛み合うと共に、キャリア８０の太陽歯車８２ａに噛み合う付加遊星歯車９２を含む。なお、付加遊星歯車９２の構成は、上記遊星歯車７６の構成と同一でよい。

図示の実施形態の増速手段１２においては、回転体から入力軸６に入力された回転が、入力軸６に支持された付加遊星歯車９２によって増速され、かつ、キャリア８０に支持された遊星歯車７６によって、さらに増速される２段階の増速機構になっている。言い換えると、回転体から入力軸６に入力されたトルクは、１段階目の付加遊星歯車９２によって低減され、２段階目の遊星歯車７６によって一層低減されて、内輪８に伝達される。したがって、内輪８を回転不能な状態にするために、内輪８に対して付与する制動力は、比較的小さい力で済むことになる。

（位置決め手段９４）
図示の実施形態の制動装置２は、第１の軸方向位置と、第２の軸方向位置と、第３の軸方向位置とに制動手段１０を位置づけるための位置決め手段９４（図２参照。）を備えている。位置決め手段９４は、シールド１６の装着穴３２に径方向に移動自在に挿入されたボール９６と、装着穴３２の雌ねじに嵌め合わされた調整ねじ９８と、ボール９６と調整ねじ９８との間に配置されたバネ１００とを含む。

位置決め手段９４においては、位置決め部５４ｂの位置決め溝６２と位置決め手段９４とが整合した際に、バネ１００によってボール９６が押し込まれて位置決め溝６２に入るので、可動体５４の回転を所定位置で止めることができ、これによって制動手段１０を第１～第３の軸方向位置に位置づけることができる。

次に、上述したとおりの制動装置２に作動について説明する。

（第１の軸方向位置）
制動手段１０の可動体５４の操作部５４ａに対して所定方向の回転操作が加えられ、可動体５４が第１の軸方向位置に位置づけられると、位置決め手段９４のボール９６が可動体５４の位置決め溝６２に入ると共に、図２に示すとおり、内輪８の円錐台形状外周面４８に制動片５６の円錐台形状内周面７２が接触し、かつ、制動手段１０のバネ５８が圧縮する。圧縮したバネ５８は、内輪８に向かって制動片５６を押し付ける。これによって、制動片５６から内輪８に第１の制動力が付与され、内輪８が回転不能な状態になる。

内輪８が回転不能な状態になると、内輪８の太陽歯車５０と噛み合っている遊星歯車７６も回転不能となる（図４参照。）。また、遊星歯車７６を支持しているキャリア８０も回転不能となると共に、キャリア８０の太陽歯車８２ａと噛み合っている付加遊星歯車９２も回転不能となる。したがって、付加遊星歯車９２を支持している入力軸６も回転不能になるため、入力軸６に連結される回転体も回転不能になる。

このように、制動手段１０は、可動体５４が第１の軸方向位置に位置づけられた際に、第１の制動力を内輪８に付与して、入力軸６に連結される回転体を回転不能にする。

（第２の軸方向位置）
可動体５４が第１の軸方向位置に位置づけられた状態から、位置決め手段９４のボール９６が次の位置決め溝６２に入るまで、上記所定方向と逆方向の回転操作が可動体５４に加えられると、内輪８から遠ざかる方向（図２における右側）に可動体５４が移動して、第２の軸方向位置に可動体５４が位置づけられる。

そうすると、図１６に示すとおり、制動手段１０のバネ５８の圧縮量が若干減少し、バネ５８が制動片５６を押し付ける力も若干減少する。このため、内輪８の回転が許容されると共に、入力軸６に連結される回転体の回転も許容されることになる。

ただし、内輪８の円錐台形状外周面４８と、制動片５６の円錐台形状内周面７２とは接触したままである。このため、第１の制動力よりも小さい第２の制動力が制動片５６から内輪８に付与される。

したがって、制動手段１０は、可動体５４が第２の軸方向位置に位置づけられた際に、第１の制動力よりも小さい第２の制動力を内輪８に付与しつつ、内輪８および回転体の回転を許容する。

（第３の軸方向位置）
可動体５４が第２の軸方向位置に位置づけられた状態から、位置決め手段９４のボール９６が次の位置決め溝６２に入るまで、上記所定方向と逆方向の回転操作が可動体５４に加えられると、内輪８から遠ざかる方向に可動体５４がさらに移動して、第３の軸方向位置に可動体５４が位置づけられる。

この際は、制動片５６がバネ５８によって内輪８に向かって押し付けられるものの、制動片５６の弧状突起７０が制限片６０に接触することによって、内輪８に対する制動片５６の接近が制限される。したがって、図１７に示すとおり、制動片５６の円錐台形状内周面７２が内輪８の円錐台形状外周面４８から離れるので、制動片５６から内輪８に付与されていた制動力が解除される。このように、制動手段１０は、可動体５４が第３の軸方向位置に位置づけられた際には、内輪８に制動力を付与しないようになっている。

（隙間生成手段）
ところで、内輪８の円錐台形状外周面４８と、制動片５６の円錐台形状内周面７２とには、グリース等の適宜の潤滑剤が塗布されている。この潤滑剤によって、わずかながら、内輪８と制動片５６とを接着する効果が働く。このため、制動装置２においては、第２の軸方向位置から第３の軸方向位置に制動手段１０が移動する際に、内輪８と制動手段１０との間に隙間を生成する隙間生成手段を備えているのが好ましい。

図示の実施形態では、第２の軸方向位置から第３の軸方向位置に制動手段１０が移動する際に、内輪８が制動片５６に追従することが、シールド補助片１８によって阻止される。また、第２の軸方向位置から第３の軸方向位置に制動手段１０が移動する際に、制動片５６が残留することが、制限片６０によって阻止される。

つまり、図示の実施形態では、シールド補助片１８および制限片６０によって隙間生成手段が構成されており、第２の軸方向位置から第３の軸方向位置に制動手段１０が移動する際に、シールド補助片１８および制限片６０によって、内輪８と制動手段１０の制動片５６との間に隙間が生成される。

以上のとおりであり、図示の実施形態の制動装置２においては、回転体に連結される入力軸６と、制動手段１０から制動力が付与される内輪８との間に増速手段１２が介在しているため、増速手段１２により、入力軸６から内輪８に伝達される回転が増速されると共に、入力軸６から内輪８に伝達されるトルクが低減される。よって、制動装置２は、シャッタ装置の回転軸のように大きなトルクが作用する回転体に装着された場合でも、回転体が回転可能な状態と、回転体が回転不能な状態とに比較的小さい操作力で容易に切り換えることができる。

また、制動装置２においては、制動手段１０の位置が第１・第２・第３の軸方向位置に切り換えられることによって、制動手段１０から内輪８に付与する制動力を調整することができる。そして、内輪８に付与された制動力は、増速手段１２および入力軸６を介して回転体に伝達される。したがって、制動装置２は、回転体に付与する制動力を段階的に調整可能である。

なお、増速手段１２については、図示の実施形態では２段階であるが、図１８に示すように、１段階であってもよい。図１８に示す形態においては、キャリア８０および付加遊星歯車９２が設けられておらず、増速手段１２の遊星歯車７６が、入力軸６の支持部４６に支持され、ハウジング本体１４の内歯車２６と噛み合うと共に、内輪８の太陽歯車５０と噛み合っている。

また、図示の実施形態では、シールド１６とシールド補助片１８とが別体であるが、シールド１６とシールド補助片１８とが一体の部材から構成されていてもよい。

図示の実施形態では、制動手段１０が第１～第３の軸方向位置に位置づけられる例を説明したが、第１～第３の軸方向位置以外の位置にも制動手段１０が位置づけられるようになっていてもよい。たとえば、第１の制動力よりも小さいが第２の制動力よりも大きい第４の制動力を内輪８に付与しつつ回転体の回転を許容する第４の軸方向位置や、第２の制動力よりも小さい第５の制動力を内輪８に付与しつつ回転体の回転を許容する第５の軸方向位置等に制動手段１０が位置づけられるようになっていてもよい。言い換えると、回転体の回転を許容しつつ、異なる大きさの複数の制動力を内輪８に付与できるようになっていてもよい。

２：制動装置
４：ハウジング
６：入力軸
８：内輪
１０：制動手段
１２：増速手段
４２：軸部（入力軸）
４４：フランジ部（入力軸）
４６：支持部（入力軸）
４８：円錐台形状外周面（内輪）
５０：太陽歯車（内輪）
５４：可動体
５４ａ：操作部
５４ｂ：位置決め部
５４ｃ：篏合部
５６：制動片
５８：バネ
６０：制限片
７２：円錐台形状内周面（制動片）
７６：遊星歯車
８０：キャリア
８２：円筒部
８２ａ：太陽歯車
８４：環状部
８６：キャリア軸
９２：付加遊星歯車
９４：位置決め手段

Claims

回転体が回転可能な状態と、前記回転体が回転不能な状態とに切り換えると共に、前記回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支持されていると共に前記回転体に連結される入力軸と、
前記入力軸に回転自在に篏合された円筒状の内輪と、
前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着され、前記内輪に制動力を付与する制動手段と、
前記入力軸に入力された回転を増速して前記内輪に伝達する増速手段とを備え、
前記制動手段は、第１の制動力を前記内輪に付与して前記回転体を回転不能にする第１の軸方向位置と、前記第１の制動力よりも小さい第２の制動力を前記内輪に付与しつつ前記回転体の回転を許容する第２の軸方向位置と、前記内輪に制動力を付与しない第３の軸方向位置とに位置づけられ、
前記ハウジングの内周面には雌ねじが形成されており、
前記制動手段は、軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着された可動体を含み、前記可動体の外周面には、前記ハウジングの前記雌ねじに嵌め合わされる雄ねじが形成されている制動装置。
回転体が回転可能な状態と、前記回転体が回転不能な状態とに切り換えると共に、前記回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支持されていると共に前記回転体に連結される入力軸と、
前記入力軸に回転自在に篏合された円筒状の内輪と、
前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着され、前記内輪に制動力を付与する制動手段と、
前記入力軸に入力された回転を増速して前記内輪に伝達する増速手段とを備え、
前記制動手段は、第１の制動力を前記内輪に付与して前記回転体を回転不能にする第１の軸方向位置と、前記第１の制動力よりも小さい第２の制動力を前記内輪に付与しつつ前記回転体の回転を許容する第２の軸方向位置と、前記内輪に制動力を付与しない第３の軸方向位置とに位置づけられ、
前記制動手段は、前記内輪に接触して制動力を付与する制動片と、前記制動片を前記内輪に向かって押し付けるバネと、前記内輪に対する前記制動片の接近を制限する制限片とを含む制動装置。
回転体が回転可能な状態と、前記回転体が回転不能な状態とに切り換えると共に、前記回転体に付与する制動力を段階的に調整可能な制動装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに回転自在に支持されていると共に前記回転体に連結される入力軸と、
前記入力軸に回転自在に篏合された円筒状の内輪と、
前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハウジングに装着され、前記内輪に接触して制動力を付与する制動片を含む制動手段と、
前記入力軸に入力された回転を増速して前記内輪に伝達する増速手段とを備え、
前記制動手段は、第１の制動力を前記内輪に付与して前記回転体を回転不能にする第１の軸方向位置と、前記第１の制動力よりも小さい第２の制動力を前記内輪に付与しつつ前記回転体の回転を許容する第２の軸方向位置と、前記内輪に制動力を付与しない第３の軸方向位置とに位置づけられ、
前記ハウジングの内周面には内歯車が形成され、前記内輪の外周面には太陽歯車が形成されており、
前記増速手段は、前記ハウジングの前記内歯車と噛み合うと共に、前記内輪の前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、キャリアとを含み、
前記キャリアは、前記入力軸に回転自在に挿入され外周面に太陽歯車が形成された円筒部と、前記円筒部の外周面から径方向外側に延びる環状部と、前記環状部の片面から軸方向に突出するキャリア軸とを含み、前記遊星歯車は前記キャリア軸に回転自在に支持されており、
前記入力軸は、円柱状の軸部と、前記軸部の外周面から径方向外側に延びるフランジ部と、前記フランジ部の片面から突出する支持部とを含み、
前記増速手段は、さらに、前記入力軸の前記支持部に回転自在に支持され、前記ハウジングの前記内歯車と噛み合うと共に、前記キャリアの前記太陽歯車と噛み合う付加遊星歯車を含み、
前記内輪は、軸方向片側端部に向かって次第に外径が小さくなる円錐台形状外周面を有し、
前記制動手段の前記制動片は、前記内輪の前記円錐台形状外周面に対応する円錐台形状内周面を有し、前記円錐台形状内周面が前記内輪の前記円錐台形状外周面に接触することによって前記内輪に制動力を付与する制動装置。
前記内輪は、軸方向片側端部に向かって次第に外径が小さくなる円錐台形状外周面を有し、
前記制動手段の前記制動片は、前記内輪の前記円錐台形状外周面に対応する円錐台形状内周面を有し、前記円錐台形状内周面が前記内輪の前記円錐台形状外周面に接触することによって前記内輪に制動力を付与する、請求項２に記載の制動装置。
前記第１の軸方向位置と、前記第２の軸方向位置と、前記第３の軸方向位置とに前記制動手段を位置づけるための位置決め手段を備える、請求項１から４までのいずれかに記載の制動装置。
前記第２の軸方向位置から前記第３の軸方向位置に前記制動手段が移動する際に、前記内輪と前記制動手段との間に隙間を生成する隙間生成手段を備える、請求項１から５までのいずれかに記載の制動装置。