(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を入力する入力軸と、動力を出力する出力軸とを有し、前記入力軸と出力軸とを歯車列で接続した動力伝達装置に於いて、前記歯車列の近傍に配置され回転不能に構成された固定歯車と、前記歯車列の所定部位に配置され該歯車列を接続する第１の位置と出力軸側の歯車との噛合を維持して前記固定歯車と噛合する第２の位置との間を移動可能に構成された移動歯車と、前記移動歯車を歯車列を接続する第１の位置及び前記移動歯車を固定歯車に噛合させて出力軸を回転不能に拘束する第２の位置及び移動歯車を歯車列を接続する第１の位置と固定歯車と噛合する第２の位置との間で出力軸が回転自由となる第３の位置に選択的に移動させる駆動部材と、を有することを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸から入力された動力を出力軸に伝達して所望の作業を実施することが可能であり、且つ必要に応じて出力軸を回転自由な状態、或いは出力軸を回転不能な状態に拘束することが出来る動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
動力を伝達するための装置としては、歯車列を利用したもの、ベルトを利用したもの等種々のものが用いられている。通常の機械装置では、モーターの回転を直接入力した場合、回転数が大きく且つトルクが小さいため、減速装置を利用して回転数を低減させると共にトルクを増大させるのが一般的である。
【０００３】
このため、比較的動力が小さい場合、モーターと減速装置を一体化させた装置が利用されている。このような装置では、ボックス状のフレームにモーターや歯車の軸を固定し、モーターの出力軸を減速装置の入力軸とし、出力軸との間に所定段数の減速歯車を配置して構成されるのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き動力伝達装置としての減速装置は、入力された動力を減速しつつ出力軸に伝達し得るように構成されており、入力軸の回転に無関係に出力軸を自由回転させることは出来ず、また出力軸を回転不能に拘束することも出来ない。このため、前記機能を満足させるためには何れかの部位に電磁クラッチを設けることが必要となる。
【０００５】
例えば住宅に適用される巻き上げ式のシャッターや劇場で用いる緞帳等では、巻き上げが完了したとき、この巻き上げ状態を維持するために巻き上げ軸を回転不能に拘束したり、或いは停電時に容易に巻き下ろしし得るように構成することが必要である。このようなシャッター等の駆動装置として上記の如き従来の動力伝達装置を利用したのでは、出力軸と巻き上げ軸との間に電磁クラッチやブレーキを設けることが必要になって構造が大型化すると共に複雑化するという問題があり、出力軸を回転不能な状態で拘束することが出来、且つ出力軸を回転自由な状態とし得る動力伝達装置の開発が臨まれている。
【０００６】
本発明の目的は、入力軸から入力された動力を出力軸に伝達することが出来、且つ入力軸の回転に有無に関わらず出力軸を回転自由に或いは回転不能に拘束し得るように構成した動力伝達装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る動力伝達装置は、動力を入力する入力軸と、動力を出力する出力軸とを有し、前記入力軸と出力軸とを歯車列で接続した動力伝達装置に於いて、前記歯車列の近傍に配置され回転不能に構成された固定歯車と、前記歯車列の所定部位に配置され該歯車列を接続する第１の位置と出力軸側の歯車との噛合を維持して前記固定歯車と噛合する第２の位置との間を移動可能に構成された移動歯車と、前記移動歯車を歯車列を接続する第１の位置及び前記移動歯車を固定歯車に噛合させて出力軸を回転不能に拘束する第２の位置及び移動歯車を歯車列を接続する第１の位置と固定歯車と噛合する第２の位置との間で出力軸が回転自由となる第３の位置に選択的に移動させる駆動部材とを有して構成されるものである。
【０００８】
上記動力伝達装置では、入力軸と出力軸とを歯車列で接続したので入力軸から入力された動力を歯車列を介して出力軸に伝達することが出来る。従って、歯車列を所定段数からなる減速歯車列とすることで、減速装置として機能させることが出来る。
【０００９】
また歯車列の近傍に回転不能な固定歯車を配置すると共に、歯車列に出力軸側の歯車との噛合を維持して歯車列の接続位置である第１の位置から歯車列から離脱して固定歯車と噛合する第２の位置までの間を移動する移動歯車を配置し、駆動部材によって前記移動歯車を第１の位置，第２の位置及び第１の位置と第２の位置の間で歯車列を構成する他の歯車や固定歯車に噛合することのない第３の位置に選択的に移動させることで、移動歯車が第１の位置にあるときには出力軸に動力を伝達し、第２の位置にあるときには出力軸を回転不能に拘束し、第３の位置にあるときには出力軸を回転自由にすることが出来る。
【００１０】
このため、電磁クラッチやブレーキを設けることなく、出力軸を所望の状態に設定することが可能であり、シャッター等の巻き上げ駆動に用いた場合、巻き上げ機構の構造の簡易化と小型化をはかることが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、上記動力伝達装置の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１は動力伝達装置の構成を模式的に説明する平面図、図２は動力伝達装置の構成を模式的に説明する側面図、図３は第１の位置〜第３の位置に於ける移動歯車の噛合状態を説明する図、図４は動力伝達装置を巻上装置として利用したシャッターの構成を説明する斜視図である。
【００１２】
図に示す動力伝達装置Ａは、入力軸１の回転を出力軸２に伝達すると共に、入力軸１の回転の有無に関わらず出力軸２を自由回転させ、或いは出力軸２を回転不能に拘束することが可能である。この動力伝達装置Ａをシャッターや緞帳を巻き上げる巻上装置として利用した場合、巻上位置で或いは巻き上げ途中の位置で出力軸を回転不能に拘束しておくことで、停止させた状態を保持することが可能であり、また何らかの理由で手動により巻き上げ或いは巻き下ろしせざるを得ないような場合には出力軸を自由回転し得る状態とすることで、容易に作業することが可能である。
【００１３】
動力伝達装置Ａはフレーム３を有しており、該フレーム３に入力軸１となるモーター軸を有するモーター４が取り付けられている。前記フレーム３は、図１，図２ではプレート状のフレームとして形成されているが、この形状に限定するものではなく、ケーシング状に構成するのが一般的である。
【００１４】
また入力軸１と出力軸２の間には、移動歯車５を含む歯車６ａ〜６ｄが互いに噛合して配設されている。また歯車６ａは入力軸１に固定され、歯車６ｄは出力軸２に固定され、更に、歯車６ｂ，６ｃは中間軸７ａ，７ｂに回転可能に取り付けられている。
【００１５】
上記の如く構成された動力伝達装置Ａでは、歯車５，６ａ〜６ｄによって４段減速装置として構成されている。しかし、本発明に係る動力伝達装置Ａは必ずしも前記構成に限定されるものではなく、単に、入力軸１と出力軸２及び移動歯車５のみによって構成しても良い。
【００１６】
移動歯車５は大歯車５ａが出力軸１に固定した歯車６ａと噛合し、小歯車５ｂが中間歯車６ｂと噛合し得るように配置されており、駆動部材８によって駆動されて所定位置に移動可能に構成された可動軸９に回転可能に取り付けられている。
【００１７】
駆動部材８としては、可動軸９を３つの異なる位置に移動させて保持する機能を有するものである。このような機能を発揮し得る駆動源８ａとしてソレノイドやシリンダー或いはワイヤーやロープがあり、本実施例では駆動部材８として３ポジションのソレノイドを用いている。そして駆動部材８は、駆動源８ａと、該駆動源８ａによって駆動されるレバー８ｂとを有して構成されている。
【００１８】
駆動部材８は、駆動源８ａにレバー８ｂを取り付けて構成されており、該レバー８ｂの先端に可動軸９が固定されている。レバー８ｂは、移動歯車５の小歯車５ｂが噛合する中間歯車６ｂの回転中心に設けた軸８ｃを中心として回動し得るように構成され、且つ該回転中心から可動軸９までの距離が小歯車５ｂのピッチ円の半径と中間歯車６ｂのピッチ円の半径を加えた値に設定されている。従って、駆動源８ａによってレバー８ｂを駆動したとき、移動歯車５は、小歯車５ｂが中間歯車６ｂに噛合した状態を維持して該中間歯車６ｂのピッチ円径に沿って移動する。
【００１９】
移動歯車５が歯車６ａ，６ｂと噛合している場合（図１に於ける実線の状態）に移動歯車５と噛合することのない位置であって駆動部材８を構成する駆動源８ａのストローク範囲を越えない位置に固定歯車10が設けられている。固定歯車10は、移動歯車５の大歯車５ａと噛合して該移動歯車５を回転不能に拘束し、これにより、出力軸２を回転不能に拘束する機能を有するものである。このため、固定歯車10は実質的にフレーム３に固着された状態で設けられている。
【００２０】
上記の如く構成された動力伝達装置Ａでは、駆動部材８を操作して図３（ａ）（図１の実線参照）に示すように移動歯車５の大歯車５ａを入力軸１に固定した歯車６ａ及び中間歯車６ｂと噛合させる第１の位置に移動させたとき、歯車列を構成する移動歯車５，歯車６ａ〜６ｄが互いに噛合して入力軸１の回転が出力軸２に伝達される。従って、モーター４の回転を歯車列の歯車比に対応させて減速させた状態で出力軸２を回転させることが可能である。
【００２１】
次に、駆動部材８を操作して移動歯車５を中間歯車６ｂのピッチ円に沿って回動させることで、同図（ｂ）（図１の二点鎖線参照）に示すように、大歯車５ａを固定歯車10に噛合させる第２の位置に移動させたとき、移動歯車５は固定歯車10によって回転不能に拘束される。このため、移動歯車５に噛合した歯車６ｂ〜６ｄは全て回転不能に拘束され、出力軸２も回転不能に拘束される。即ち、出力軸２はブレーキが作用したのと同じ状態となり、出力軸２は回転不能に拘束される。このため、出力軸２に外部からトルクが作用した場合、このトルクの作用に関わらず、出力軸２は回転することがない。
【００２２】
次に、駆動部材８を操作して移動歯車５を中間歯車６ｂのピッチ円に沿って回動させることで、同図（ｃ）（図１の点線参照）に示すように、歯車６ａと固定歯車10との中間位置である移動歯車５の大歯車５ａは何れの歯車とも噛合しない第３の位置に移動させたとき、移動歯車５は歯車６ａ，固定歯車10の何れにも拘束されないことになり、入力軸１の回転が伝達されることがなく、且つ固定歯車10に拘束されることもない。従って、移動歯車５，歯車６ｂ〜６ｄの歯車列は回転自由な状態となり、出力軸２も自由回転可能な状態に設定される。このため、出力軸２に外部からトルクが作用した場合、このトルクに応じて出力軸２は自由に回転する。
【００２３】
上記の如く本実施例に係る動力伝達装置Ａは、駆動部材８を操作することによって、移動歯車５を第１の位置から第３の位置の間に選択的に移動させることで、入力軸１の回転を出力軸２に伝達させ、或いは入力軸１の回転に関わらず出力軸２を回転不能に拘束し或いは自由回転させることが可能である。このような動力伝達装置Ａは、特別な電磁クラッチ，電磁ブレーキを必要とせずに出力軸２の回転を制御することが可能である。
【００２４】
上記の如く構成した動力伝達装置Ａは種々の装置に適用することが可能である。ここで、応用の一例として動力伝達装置Ａを巻上装置として利用したシャッターＢの構成について図４により説明する。
【００２５】
図に於いて、シャッターＢはスラット11を巻き付けた巻取軸12を有しており、巻取軸12の回転に伴って、スラット11がガイド13に沿って案内されて昇降し、これにより開口部14を開閉し得るように構成されている。巻取軸12には動力伝達装置Ａの出力軸２が直結されており、該動力伝達装置Ａを作動させてスラット11を昇降させる。
【００２６】
即ち、スラット11を昇降させて開口部14を開閉する場合、動力伝達装置Ａの移動歯車５は第１の位置（図３（ａ）参照）に移動して歯車６ａ，６ｂと噛合しており、モーター４を回転させると、この回転は前記歯車列を介して出力軸２に伝達される。このため、巻取軸12が所定の方向に回転し、この回転に応じてスラット11が昇降する。
【００２７】
またスラット11の巻き取りが完了してシャッターＢが開放されたとき、或いは巻き戻しが完了してシャッターＢが閉鎖されたとき、移動歯車５を第２の位置（図３（ｂ）参照）に移動させることで出力軸２は回転不能な状態に拘束される。このため、外部からスラット11を下降させようとしても不可能であり、同様に外部からスラット11を上昇させようとしても不可能となる。
【００２８】
更に、スラット11の巻き取り或いは巻き戻しが完了した後、移動歯車５を第３の位置（図３（ｃ）参照）に移動させた場合、外部からスラット11を下降或いは上昇させようとした場合、容易に下降或いは上昇させることが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る動力伝達装置では、入力軸と出力軸との間に構成された歯車列に、該歯車列を接続し、或いは歯車列の接続を解除するように移動する移動歯車を介在させたので、該移動歯車を第１の位置に移動させて歯車列を接続した場合には、入力軸の回転を出力軸に伝達して動力を伝達させることが出来、また移動歯車を第２の位置に移動させて歯車列の接続を解除すると共に固定歯車に噛合させた場合には、出力軸を回転不能に拘束することが出来、更に、移動歯車を第３の位置に移動させて入力軸，固定歯車の何れとも噛合させない状態とした場合には、出力軸を自由回転可能な状態に保持することが出来る。このため、出力軸と目的の作動部との間に配置される電磁クラッチや電磁ブレーキが不要となり、極めて小形化した動力伝達装置とすることが出来る。
【００３０】
従って、例えばシャッターの巻上装置、特に、住宅等の極めてスペースの小さい部位に設けられるシャッターの巻上装置として利用したとき有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】動力伝達装置の構成を模式的に説明する平面図である。
【図２】動力伝達装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図３】第１の位置〜第３の位置に於ける移動歯車の噛合状態を説明する図である。
【図４】動力伝達装置を巻上装置として利用したシャッターの構成を説明する斜視図である。
【符号の説明】
Ａ                      動力伝達装置
Ｂ                      シャッター
１                      入力軸
２                      出力軸
３                      フレーム
４                      モーター
５                      移動歯車
５ａ                    大歯車
５ｂ                    小歯車
６ａ〜６ｄ              歯車
７ａ，７ｂ              中間軸
８                      駆動部材
８ａ                    駆動源
８ｂ                    レバー
８ｃ                    軸
９                      可動軸
10                      固定歯車
11                      スラット
12                      巻取軸
13                      ガイド
14                      開口部
【図１】
0004203163.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004203163.tif 000004
【図４】
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