(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置枠体に回動自在に軸支される軸体で形成され、所定の被制御部に対して回転力を伝える入力切換軸と、前記入力切換軸に軸方向摺動自在且つ一体に回動可能に取付けられ、摺動方向における両端部に連結部がそれぞれ形成されるクラッチ体と、前記装置枠体に前記クラッチ体の一端側連結部と連結可能として配設される手動入力手段と、前記装置枠体に前記クラッチ体の他端側連結部と連結可能として配設される駆動手段と、前記クラッチ体を入力切換軸に対し摺動させて手動入力手段又は駆動手段と連結させる切換手段と、前記クラッチ体の手動入力手段又は駆動手段との連結状態を保って前記被制御部を手動入力手段による手動制御動作状態又は駆動手段による自動制御動作状態のいずれかとする保持手段とを備える手動・自動切換装置において、
前記切換手段として、
前記クラッチ体の他端側連結部及び前記入力切換軸を貫通させてクラッチ体に当接する略板状体で形成され、略板状体の一端部を前記装置枠体に係止されて当該係止位置を中心としてクラッチ体摺動範囲で揺動自在に配設され、少なくともクラッチ体と一体に駆動手段側から手動入力手段側へ向うシフタと、
前記入力切換軸に対し直角となる向きとして装置枠体に回動自在に配設され、前記シフタの駆動手段側に面する部分で、且つ前記シフタの装置枠体への係止位置中心と入力切換軸回転中心とを結ぶ直線の前記入力切換軸回転中心からの延長線上に位置するシフタの所定箇所に一部を当接させ、回動により位置変化を生じる前記一部でシフタを押して駆動手段側から手動入力手段側へ動かす手動切換部とを有し、
前記シフタの前記クラッチ体との当接部分が、クラッチ体に頂部を接触させる凸状の曲面として形成され、前記シフタの装置枠体への係止位置と手動切換部のシフタへの当接位置とを結ぶ直線と直交して入力切換軸の回転中心を通る直線上で且つ前記回転中心に対し対称をなす二箇所にそれぞれ配設され、
前記保持手段として、
前記クラッチ体を手動入力手段側から駆動手段側に向かう方向に付勢する第一付勢手段と、
前記クラッチ体が手動入力手段と連結し且つ前記シフタがクラッチ体と一体に手動入力手段寄り位置に達している状態でシフタを拘束してシフタ位置を保持するシフタ保持部とを有し、
前記駆動手段の起動に伴って前記シフタ保持部による前記シフタの拘束状態を解除し、シフタ及び前記クラッチ体を前記第一付勢手段による付勢で駆動手段側に向わせて前記自動制御動作状態とする自動復帰機構を備えることを
特徴とする手動・自動切換装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の手動・自動切換装置において、
前記シフタ保持部として、
前記シフタに前記入力切換軸と直角をなす方向を回動軸方向として一端部を回動自在に取付けられる切換保持レバーと、
一端を前記装置枠体に係止されると共に他端を前記切換保持レバーに係止されて配設され、クラッチ体が手動入力手段と連結している状態で切換保持レバーの他端部が入力切換軸に近づく向きに切換保持レバーを付勢する第二付勢手段とを有し、
前記手動切換部でシフタを動かし、クラッチ体と手動入力手段とが連結した状態で、前記切換保持レバーが前記第二付勢手段の付勢によって所定位置まで回動し、シフタの前記第一付勢手段の付勢に伴う戻りを妨げる一方、前記駆動手段を始動させると、前記自動復帰機構が切換保持レバーを前記所定位置からシフタ及びクラッチ体の戻りを妨げない位置まで回動させることを
特徴とする手動・自動切換装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の手動・自動切換装置において、
前記自動復帰機構として、
所定径の略円板で形成され、当該略円板中央に前記クラッチ体の他端側連結部と連結する前記駆動手段の連結部分を貫通させ、前記入力切換軸中心と回動の中心を一致させ且つ駆動手段と連動させて回動自在に配設される案内部と、
当該案内部より小さい所定形状の略板状体で形成され、当該略板状体の外周の一部を前記案内部の外周の所定箇所に合わせると共に略板状体の他の外周部分を案内部の外周より内側に位置させて案内部と一体に前記駆動手段の連結部分を貫通させて配設されるカム部とを有し、
前記手動切換部でシフタを動かし、クラッチ体と手動入力手段とが連結した状態で、前記切換保持レバーが付勢により回動し、前記カム部の外周に接触すると共に他端部を前記案内部の板面に当接させて前記入力切換軸と略平行をなし、シフタの駆動手段側への戻りを妨げる一方、前記駆動手段を始動させると、駆動手段に連動して回転するカム部外周に接する切換保持レバーの他端部が案内部半径方向外側に移動して案内部板面から離脱し、切換保持レバーによるシフタの拘束が解除されることを
特徴とする手動・自動切換装置。
【請求項４】
前記請求項２に記載の手動・自動切換装置において、
前記自動復帰機構として、
所定形状の略板状体で形成され、当該略板状体の所定端部を前記入力切換軸中心から所定径離れた位置として前記装置枠体に入力切換軸の軸方向に対し直角となる向きで配設される案内部と、
当該案内部と平行をなす略板状体で形成され、当該略板状体の外周の一部を案内部の前記所定端部と同じ入力切換軸中心から所定径離れた位置として形成され、略板状体所定位置に前記クラッチ体の他端側連結部と連結する前記駆動手段の連結部分を貫通させ、入力切換軸中心と回動中心を一致させ且つ駆動手段と連動させて回動自在に配設されるカム部とを有し、
前記手動切換部でシフタを動かし、クラッチ体と手動入力手段とが連結した状態で、前記切換保持レバーが付勢により回動し、前記カム部の外周に接触すると共に他端部を前記案内部の板面に当接させて前記入力切換軸と略平行をなし、シフタの駆動手段側への戻りを妨げる一方、前記駆動手段を始動させると、駆動手段に連動して回転するカム部外周に接する切換保持レバーの他端部が案内部板面を入力切換軸から離れる方向に移動して案内部板面から離脱し、切換保持レバーによるシフタの拘束が解除されることを
特徴とする手動・自動切換装置。
【請求項５】
前記請求項３又は４に記載の手動・自動切換装置において、
前記切換保持レバーが、回動による軌跡と前記入力切換軸の回転中心とを同一平面上に位置させる向きとしてシフタに取付けられることを
特徴とする手動・自動切換装置。
【請求項６】
前記請求項２ないし５のいずれかに記載の手動・自動切換装置において、
前記第二付勢手段が、両端に同一直線上で互いに逆向きとなる引張り力を与える弾性体として形成され、前記入力切換軸の軸方向について前記手動制御動作状態における切換保持レバーの回動中心の位置と前記自動制御動作状態における切換保持レバーの回動中心の位置との中間となり、且つ切換保持レバーの回動中心より入力切換軸寄りとなる装置枠体の所定位置に前記一端を係止されると共に、自動制御動作状態で切換保持レバーの他端部が入力切換軸から離れる向きに切換保持レバーに付勢力を与えられる切換保持レバーの所定位置に前記他端を係止されてなることを
特徴とする手動・自動切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動制御と自動制御を切換可能な制御機器において、手動制御動作と自動制御動作との切換えを行う手動・自動切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バルブ等の被制御機器を直接あるいは遠隔操作で開閉等制御する制御機器は、故障などの緊急時に作業者が現場で手動ハンドルを回して動かす（制御する）手動制御状態と、通常時の電動機や油圧等による自動制御状態との切換えを行う手動・自動切換装置を有する。この手動・自動切換装置には、現場での切換レバー操作で手動と自動を切換える他に、電動機等が始動すると手動から自動へ自動的に切換わる自動復帰機能を備えるタイプのものがある。
【０００３】
こうした自動復帰機能を備える従来の手動・自動切換装置の一例として、特開平９−２５７０５５号公報に開示されるものがあり、これを図７及び図８に示す。この図７は従来の手動・自動切換装置の自動制御状態での概略構成断面図、図８は従来の手動・自動切換装置の手動制御状態での概略構成断面図である。
前記各図に示す従来の手動・自動切換装置１００は、自動制御状態の場合に駆動力を発生させる電動機（図示を省略）と、手動制御状態の場合に回動させて駆動力を得るハンドル（図示を省略）と、手動と自動を切替える切換レバー（図示を省略）と、装置枠体１０１に回動自在に配設されて前記ハンドルを回動させて得られた駆動力を伝える手駆動軸１０２と、この手駆動軸１０２端に配設される手動歯車１０３と、前記手駆動軸１０２と平行として装置枠体１０１に回動自在に軸支される軸体で形成され、この軸体外周の一部にスプライン軸部１０４ａを形成され、所定の被制御部に対し駆動力を伝える出力軸１０４と、この出力軸１０４のスプライン軸部１０４ａに摺動自在に噛合されて配設され、外周部に周方向に連続する溝１０５ａを形成されてなる従動歯車１０５と、電動機により回動し、出力軸１０４上で従動歯車１０５に対し電動機からの駆動力を断続するジョークラッチ１０６と、出力軸１０４上に配設され、従動歯車１０５をジョークラッチ１０６に向けて付勢するスプリング１０７と、前記出力軸１０４と平行として装置枠体１０１に回動自在に配設され、前記切換レバーと直結してその操作に伴い回動する操作軸１０８と、前記操作軸１０８上に摺動自在に配設されると共に前記従動歯車１０５の溝１０５ａに一部を係合させてなり、前記切換レバーの操作により従動歯車１０５をスプライン軸部１０４ａに沿って摺動させるシフタ１０９と、このシフタ１０９に回動自在に配設される略Ｌ字状の金具で形成され、手動制御状態でシフタ１０９及び従動歯車１０５の位置を保持する切換保持レバー１１０とを備える構成である。
【０００４】
前記ジョークラッチ１０６は、従動歯車１０５側の端面に自動復帰用の偏心円板カム１０６ａが形成され、出力軸１０４上に出力軸１０４と独立に回動自在に配設される構成である。
前記シフタ１０９は、操作軸１０８に摺動可能に装着される円筒部１０９ａ、及び、従動歯車１０５の溝１０５ａ部分を外側から挟み込んで従動歯車１０５を回動可能な状態で保持するフォーク部１０９ｂからなる構成である。円筒部１０９ａには、操作軸１０８上に突設される案内突起１０８ａが接するねじ状の案内面１０９ｃが形成され、操作軸１０８の回動で案内突起１０８ａが動くと送りねじの原理で円筒部１０９ａが操作軸１０８上を摺動し、同時にフォーク部１０９ｂにより従動歯車１０５も出力軸１０４上をスライドする仕組みである。
【０００５】
次に、前記構成に基づく従来の手動・自動切換装置の切換動作について説明する。まず、電動機が停止した状態で、切換レバーを手動位置まで動かすと、操作軸１０８の回動に伴ってシフタ１０９が操作軸１０８上を摺動し、フォーク部１０９ｂにより従動歯車１０５もスライドし、従動歯車１０５が連結していたジョークラッチ１０６から離れて手動歯車１０３に噛合う。この時、切換保持レバー１１０の一端部が元の位置に向け付勢されるので、切換保持レバー１１０が回転してその他端部がジョークラッチ１０６端面に当接する。この切換保持レバー１１０の他端側が突っかい棒の役割を果し、付勢に抗してシフタ１０９及び従動歯車１０５の位置を保持することとなり、手駆動軸１０２からの駆動力のみを出力軸１０４に伝達できる手動制御状態となる（図８参照）。
【０００６】
一方、手動から自動への復帰は、電動機を始動させると、ジョークラッチ１０６の偏心円板カム１０６ａが回転しつつ、接触する切換保持レバー１１０の他端部を外周に向けて少しずつ動かす。偏心円板カム１０６ａの一回転の間に切換保持レバー１１０の他端部がジョークラッチ１０６端面より外周に移動するので、切換保持レバー１１０によるシフタ１０９の拘束が解かれる。この拘束が解かれると同時にスプリング１０７による付勢でシフタ１０９及び従動歯車１０５が元の位置に戻り、従動歯車１０５が再びジョークラッチ１０６と連結して自動制御状態になる（図７参照）。
【０００７】
上記した従来の手動・自動切換装置では、手動制御の必要がなくなった場合、遠隔操作で電動機を起動させると自動的に自動制御状態に復帰するため、現場で操作する手間が省け、作業性に優れると共に、従動歯車１０５をシフタ１０９ごと摺動させて切換えるシンプルな機構で部品点数が少なく、コストダウンが図れる上、組立時の微調整も不要で動作が確実に行え、保守の手間が省ける。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の手動・自動切換装置は以上のように構成されており、従動歯車１０５が軸方向に所定寸法以上の長さに形成されている場合は従動歯車１０５はスムーズにスプライン軸部１０４ａに対し摺動して切換を行えるが、切換装置全体のコンパクト化のために出力軸１０４並びに従動歯車１０５の軸方向寸法を短縮する場合、スプライン軸部１０４ａと軸方向寸法を短縮した従動歯車１０５との関係がいわゆるナローガイドにならない状態となり、シフタ１０９から従動歯車１０５に伝えられる力の中心作用点が従動歯車１０５の中心に一致せずに従動歯車１０５を出力軸軸方向に対し傾けるような回転モーメントが生じ、スプライン軸部１０４ａと従動歯車１０５との間の隙間の分だけわずかに従動歯車１０５が出力軸１０４に対し傾き、摩擦力が大きくなって従動歯車１０５がスムーズに動かなくなる状態になりやすいことから、コンパクト化が難しいという課題を有した。
【０００９】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、動作切換のための可動部分のスムーズな動きを確保し、装置全体の寸法短縮、コンパクト化を問題なく実現できると共に、機構を単純化してコストダウンも図れる手動・自動切換装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る手動・自動切換装置は、装置枠体に回動自在に軸支される軸体で形成され、所定の被制御部に対して回転力を伝える入力切換軸と、前記入力切換軸に軸方向摺動自在且つ一体に回動可能に取付けられ、摺動方向における両端部に連結部がそれぞれ形成されるクラッチ体と、前記装置枠体に前記クラッチ体の一端側連結部と連結可能として配設される手動入力手段と、前記装置枠体に前記クラッチ体の他端側連結部と連結可能として配設される駆動手段と、前記クラッチ体を入力切換軸に対し摺動させて手動入力手段又は駆動手段と連結させる切換手段と、前記クラッチ体の手動入力手段又は駆動手段との連結状態を保って前記被制御部を手動入力手段による手動制御動作状態又は駆動手段による自動制御動作状態のいずれかとする保持手段とを備える手動・自動切換装置において、前記切換手段として、前記クラッチ体の他端側連結部及び前記入力切換軸を貫通させてクラッチ体に当接する略板状体で形成され、略板状体の一端部を前記装置枠体に係止されて当該係止位置を中心としてクラッチ体摺動範囲で揺動自在に配設され、少なくともクラッチ体と一体に駆動手段側から手動入力手段側へ向うシフタと、前記入力切換軸に対し直角となる向きとして装置枠体に回動自在に配設され、前記シフタの駆動手段側に面する部分で、且つ前記シフタの装置枠体への係止位置中心と入力切換軸回転中心とを結ぶ直線の前記係止位置中心から離れる側への延長線上に位置するシフタの所定箇所に一部を当接させ、回動により位置変化を生じる前記一部でシフタを押して駆動手段側から手動入力手段側へ動かす手動切換部とを有し、前記シフタの前記クラッチ体との当接部分が、クラッチ体に頂部を接触させる凸状の曲面として形成され、前記シフタの装置枠体への係止位置と手動切換部のシフタへの当接位置とを結ぶ直線と直交して入力切換軸の回転中心を通る直線上で且つ前記回転中心に対し対称をなす二箇所にそれぞれ配設され、前記保持手段として、前記クラッチ体を手動入力手段側から駆動手段側に向かう方向に付勢する第一付勢手段と、前記クラッチ体が手動入力手段と連結し且つ前記シフタがクラッチ体と一体に手動入力手段寄り位置に達している状態でシフタを拘束してシフタ位置を保持するシフタ保持部とを有し、前記駆動手段の起動に伴って前記シフタ保持部による前記シフタの拘束状態を解除し、シフタ及び前記クラッチ体を前記第一付勢手段による付勢で駆動手段側に向わせて前記自動制御動作状態とする自動復帰機構を備えるものである。
【００１１】
このように本発明においては、切換手段としてシフタ及び手動切換部を配設し、保持手段として第一付勢手段及びシフタ保持部を配設し、さらに自動復帰機構を配設し、手動切換部により操作したシフタでクラッチ体をスライドさせて手動制御と自動制御を切換え、手動状態をシフタ保持部によるシフタの拘束で保持する一方、駆動手段の起動時には自動復帰機構を作動させ、シフタ保持部によるシフタの拘束を解除することにより、シフタ保持部でシフタの動きを必要に応じて制限して確実に手動制御と自動制御の切換えが行えると共に、自動復帰機構で手動制御状態から自動制御状態に自動復帰させられることとなり、現場で操作する手間を省いて作業能率を良くすることができる。
【００１２】
また、略板状体で形成されるシフタが装置枠体に揺動自在に配設されてクラッチ体に当接し、シフタの装置枠体への係止位置及び入力切換軸回転中心と同一直線上となるシフタの所定位置で手動切換部の一部に押されてシフタが動き、クラッチ体を摺動させることにより、手動切換部からシフタを介してクラッチ体にバランスよく力を加えられ、クラッチ体をスムーズに動かせる。さらに、手動切換部の操作により揺動するシフタでクラッチ体を摺動させて切換えるシンプルな機構となり、部品点数を低減できてコストダウンが図れる上、調整なしでも確実に動作させられ、保守の手間も省ける。
【００１３】
さらに、シフタのクラッチ体への当接部分がシフタの装置枠体への係止位置と手動切換部の接触位置とを結ぶ直線について対称をなす位置に配設され、且つ、クラッチ体及び入力切換軸の中心に対し点対称をなす状態でクラッチ体に接触することから、それぞれの当接部分から加わる二つの押す力の合成された中心位置をクラッチ体及び入力切換軸の軸中心に位置させることができ、クラッチ体を入力切換軸に対し傾けることもなく、スムーズにスライドさせられ、クラッチ体の軸方向寸法を小さくすることができ、装置全体のコンパクト化が図れる。さらに、シフタのクラッチ体への当接部分が凸状の曲面として形成されているため、シフタとクラッチ体との角度関係が変化しても確実にクラッチ体に接して力のバランスを保てる。
【００１４】
また、本発明に係る手動・自動切換装置は必要に応じて、前記シフタ保持部として、前記シフタに前記入力切換軸と直角をなす方向を回動軸方向として一端部を回動自在に取付けられる切換保持レバーと、一端を前記装置枠体に係止されると共に他端を前記切換保持レバーに係止されて配設され、クラッチ体が手動入力手段と連結している状態で切換保持レバーの他端部が入力切換軸に近づく向きに切換保持レバーを付勢する第二付勢手段とを有し、前記手動切換部でシフタを動かし、クラッチ体と手動入力手段とが連結した状態で、前記切換保持レバーが前記第二付勢手段の付勢によって所定位置まで回動し、シフタの前記第一付勢手段の付勢に伴う戻りを妨げる一方、前記駆動手段を始動させると、前記自動復帰機構が切換保持レバーを前記所定位置からシフタ及びクラッチ体の戻りを妨げない位置まで回動させるものである。このように本発明においては、シフタに回動自在に配設される切換保持レバー及びこれを所定方向に付勢する第二付勢手段でシフタ保持部が構成され、シフタでクラッチ体をスライドさせて切換えた手動状態を切換保持レバーによるシフタの拘束で保持する一方、切換保持レバーを駆動手段の起動時に自動復帰機構で回動させてシフタの拘束を解除することにより、切換保持レバーでシフタの動きを制限して確実に手動制御と自動制御の切換えが行えると共に、自動復帰機構で切換保持レバーの拘束を解く簡単な仕組みで自動復帰させられることとなり、装置構成を大幅に簡略化でき、コストダウンが図れる。
【００１５】
また、本発明に係る手動・自動切換装置は必要に応じて、前記自動復帰機構として、所定径の略円板で形成され、当該略円板中央に前記クラッチ体の他端側連結部と連結する前記駆動手段の連結部分を貫通させ、前記入力切換軸中心と回動の中心を一致させ且つ駆動手段と連動させて回動自在に配設される案内部と、当該案内部より小さい所定形状の略板状体で形成され、当該略板状体の外周の一部を前記案内部の外周の所定箇所に合わせると共に略板状体の他の外周部分を案内部の外周より内側に位置させて案内部と一体に前記駆動手段の連結部分を貫通させて配設されるカム部とを有し、前記手動切換部でシフタを動かし、クラッチ体と手動入力手段とが連結した状態で、前記切換保持レバーが付勢により回動し、前記カム部の外周に接触すると共に他端部を前記案内部の板面に当接させて前記入力切換軸と略平行をなし、シフタの駆動手段側への戻りを妨げる一方、前記駆動手段を始動させると、駆動手段に連動して回転するカム部外周に接する切換保持レバーの他端部が案内部半径方向外側に移動して案内部板面から離脱し、切換保持レバーによるシフタの拘束が解除されるものである。
【００１６】
このように本発明においては、駆動手段と連動して回動する円板状の案内部とこの案内部と一部外周を一致させて案内部と一体に回動するカム部とで自動復帰機構が構成され、手動制御状態で切換保持レバーの他端部を案内部板面に当接させ、切換保持レバーをシフタと案内部間に介在させてシフタの戻りを防ぐ一方、駆動手段の起動時には回転するカム部外周で切換保持レバー他端部を案内部板面から徐々にずらして離脱させ、シフタの拘束を解除することにより、手動制御状態では切換保持レバーを案内部板面に当接させたまま動かすことなくシフタ位置を確実に保持できると共に、駆動手段起動時にはカム部の回転のみで切換保持レバーの拘束を解く簡単な仕組みで自動復帰動作が実現することとなり、シンプルで確実に動作する自動復帰機構とすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る手動・自動切換装置は必要に応じて、前記自動復帰機構として、所定形状の略板状体で形成され、当該略板状体の所定端部を前記入力切換軸中心から所定径離れた位置として前記装置枠体に入力切換軸の軸方向に対し直角となる向きで配設される案内部と、当該案内部と平行をなす略板状体で形成され、当該略板状体の外周の一部を案内部の前記所定端部と同じ入力切換軸中心から所定径離れた位置として形成され、略板状体所定位置に前記クラッチ体の他端側連結部と連結する前記駆動手段の連結部分を貫通させ、入力切換軸中心と回動中心を一致させ且つ駆動手段と連動させて回動自在に配設されるカム部とを有し、前記手動切換部でシフタを動かし、クラッチ体と手動入力手段とが連結した状態で、前記切換保持レバーが付勢により回動し、前記カム部の外周に接触すると共に他端部を前記案内部の板面に当接させて前記入力切換軸と略平行をなし、シフタの駆動手段側への戻りを妨げる一方、前記駆動手段を始動させると、駆動手段に連動して回転するカム部外周に接する切換保持レバーの他端部が案内部板面を入力切換軸から離れる方向に移動して案内部板面から離脱し、切換保持レバーによるシフタの拘束が解除されるものである。
【００１８】
このように本発明においては、装置枠体に取付けられる略板状の案内部とこの案内部と一部外周を一致させて駆動手段と連動して回動するカム部とで自動復帰機構が構成され、手動制御状態で切換保持レバーの他端部を案内部板面に当接させ、切換保持レバーをシフタと案内部間に介在させてシフタの戻りを防ぐ一方、駆動手段の起動時には回転するカム部外周で切換保持レバー他端部を案内部板面から徐々にずらして離脱させ、シフタの拘束を解除することにより、手動制御状態では切換保持レバーを案内部板面に当接させたまま動かすことなくシフタ位置を確実に保持できると共に、駆動手段起動時にはカム部の回転のみで切換保持レバーの拘束を解く簡単な仕組みで自動復帰動作が実現することとなり、シンプルで確実に動作する自動復帰機構とすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る手動・自動切換装置は必要に応じて、前記切換保持レバーが、回動による軌跡と前記入力切換軸の回転中心とを同一平面上に位置させる向きとしてシフタに取付けられるものである。このように本発明においては、切換保持レバーの回動平面が入力切換軸の回転中心、すなわち案内部とカム部の回転中心を通るように切換保持レバーが配設され、カム部の半径方向外側へ切換保持レバー他端部を押しのけようとする力の向きと切換保持レバー他端部の移動可能な向きとが一致することにより、切換保持レバー他端部をカム部でスムーズに半径方向外側へ移動させられると共に、カム部による切換保持レバー他端部の移動距離も最短となり、駆動手段の起動後速やかに切換保持レバー他端部を案内部板面より外側へ移動させてシフタの拘束を解除でき、自動制御状態へ短時間で移行できる。
【００２０】
また、本発明に係る手動・自動切換装置は必要に応じて、前記第二付勢手段が、両端に同一直線上で互いに逆向きとなる引張り力を与える弾性体として形成され、前記入力切換軸の軸方向について前記手動制御動作状態における切換保持レバーの回動中心の位置と前記自動制御動作状態における切換保持レバーの回動中心の位置との中間となり、且つ切換保持レバーの回動中心より入力切換軸寄りとなる装置枠体の所定位置に前記一端を係止されると共に、自動制御動作状態で切換保持レバーの他端部が入力切換軸から離れる向きに切換保持レバーに付勢力を与えられる切換保持レバーの所定位置に前記他端を係止されてなるものである。このように本発明においては、第二付勢手段の一端が入力切換軸の軸方向について切換保持レバーの回動中心の手動制御動作状態の位置と自動制御動作状態の位置との中間で且つ切換保持レバーの回動中心より入力切換軸寄りとなる装置枠体の所定位置に係止される一方、他端が切換保持レバーの所定位置に係止され、自動制御動作状態で切換保持レバーの他端部が入力切換軸から離れる向きに切換保持レバーに付勢力を与えるようにすることにより、手動制御への切換時には確実且つ速やかに切換保持レバーを所定位置まで回動させてシフタ位置を保持できると共に、自動制御状態では切換保持レバーを前記と逆向きに回動させ、切換保持レバーの他端部を駆動手段から遠ざけて接触によるノイズ等の発生を防げる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る手動・自動切換装置を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動制御状態での概略構成断面図、図２は本実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動制御状態でのシフタの正面図、図３は本実施の形態に係る手動・自動切換装置の手動制御状態での概略構成断面図、図４は本実施の形態に係る手動・自動切換装置の手動制御状態での要部平面図、図５は本実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動制御状態並びに手動制御状態における切換保持レバーの回動位置説明図、図６は本実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動復帰動作説明図である。
【００２２】
前記各図に示すように本実施の形態に係る手動・自動切換装置１は、自動制御動作時に駆動力を発生させる駆動手段としての電動機（図示を省略）と、手動制御動作時に回動させて駆動力を得るハンドル（図示を省略）と、一端部に前記ハンドルが取付けられる軸体で形成され、この軸体他端部にハンドルを回動させて得た駆動力を伝えるための手動側連結部１１ａが形成され、装置枠体１０に回動自在に軸支される手駆動軸１１と、前記手駆動軸１１と回動中心を一致させて回動自在に軸支される軸体で形成され、この軸体外周の一部にスプライン軸部１２ａが形成され、所定の被制御部に対し駆動力を伝える入力切換軸１２と、この入力切換軸１２のスプライン軸部１２ａに摺動自在に配設されるクラッチ体１３と、入力切換軸１２上にこの入力切換軸１２とは独立して回動自在に配設される駆動手段の一部としての駆動側連結部１４と、入力切換軸１２周囲に配設され、クラッチ体１３を駆動側連結部１４側に付勢する第一付勢手段としてのスプリング１５と、前記入力切換軸１２及びクラッチ体１３のクラッチ歯１３ｂを貫通させる貫通孔１６ａを有する略板状体で形成され、入力切換軸１２及びクラッチ歯１３ｂを回動自在に貫通させた状態で装置枠体１０に略板状体一端部を係止されて揺動可能に配設されるシフタ１６と、前記入力切換軸１２に対し直角となる向きとして装置枠体１０に回動自在に配設され、一端部に形成される操作ノブ１７ａの操作に伴い回動して前記シフタ１６を動かす手動切換部１７と、一端部をシフタ１６に軸支される金具で形成され、手動制御動作時にシフタ１６及びクラッチ体１３の位置を保持する切換保持レバー１８と、この切換保持レバー１８に引張力を付勢する第二付勢手段としてのスプリング１９とを備える構成である。
【００２３】
前記クラッチ体１３は、手動側連結部１１ａ側の端面に手動側連結部１１ａと連結する一端側連結部としてのクラッチ歯１３ａを形成されると共に、駆動側連結部１４側の端面に駆動側連結部１４と連結する他端側連結部としてのクラッチ歯１３ｂを形成される構成である。クラッチ体１３は入力切換軸１２と一体に回動しながら、同軸上の駆動側連結部１４と連結する位置から手動側連結部１１ａと連結する位置までシフタ１６の揺動に合せて摺動する仕組みである。
【００２４】
前記駆動側連結部１４は、電動機と連動して回動する歯車であり、クラッチ体１３側の端面にクラッチ体１３のクラッチ歯１３ｂと噛合う連結部分としてのクラッチ歯１４ａが形成されると共に、自動復帰機構としての案内部１４ｂ及びカム部１４ｃが一体に配設される構成である。案内部１４ｂは、所定径の略円板で形成され、この略円板中央に駆動側連結部１４のクラッチ歯１４ａ並びに入力切換軸１２を貫通させ、前記入力切換軸１２中心と回動の中心を一致させ且つ駆動側連結部１４と一体に回動可能に配設される構成である。前記カム部１４ｃは、前記案内部１４ｂより小さい略円板で形成され、この略円板の外周の一部を前記案内部１４ｂの外周の所定箇所に合わせると共に他の外周部分を案内部１４ｂの外周より内側に位置させて案内部１４ｂと一体に前記クラッチ歯１４ａ及び入力切換軸１２を貫通させて配設される構成である。
【００２５】
前記シフタ１６は、装置枠体１０への係止位置と入力切換軸１２の回転中心とを結ぶ直線の延長上に位置する貫通孔１６ａ近傍の所定位置で前記手動切換部１７の他端部に突設されている案内突起１７ｂと当接し、手動切換部１７の回動で案内突起１７ｂに位置変化が生じることに伴い、シフタ１６が手動側連結部１１ａ寄りに動き、同時にクラッチ体１３を摺動させられる仕組みである。
【００２６】
また、シフタ１６のクラッチ体１３との当接部分である凸部１６ｂは、クラッチ体１３に頂部を接触させる凸状の曲面として形成され、シフタ１６の装置枠体１０への係止位置と前記手動切換部１７のシフタ１６への当接位置とを結ぶ直線と直交して入力切換軸１２の回転中心を通る直線上で且つ前記回転中心に対し対称をなす二箇所にそれぞれ配設される構成である。
【００２７】
前記切換保持レバー１８は、シフタ１６の貫通孔１６ａ近傍の所定部分に回動平面が入力切換軸１２の回転中心を通る向きとして回動自在に配設されると共に、この切換保持レバー１８と装置枠体１０間にはスプリング１９が配設され、このスプリング１９の引張力により、切換保持レバー１８が所定方向に付勢される仕組みである。
【００２８】
前記スプリング１９は、入力切換軸１２の軸方向について手動制御動作状態における切換保持レバー１８の回動中心の位置と自動制御動作状態における切換保持レバー１８の回動中心の位置との中間となり、且つ切換保持レバー１８の回動中心より入力切換軸１２寄りとなる装置枠体１０のスプリング係止部１０ａに一端を係止される（図２、図５参照）。一方、スプリング１９の他端は、手動制御動作状態で切換保持レバー１８の他端部が入力切換軸１２に近付く向きに切換保持レバー１８に付勢力を与えることに加え、自動制御動作状態では切換保持レバー１８の他端部が入力切換軸１２から離れる向きに切換保持レバー１８に付勢力を与えることが可能になる切換保持レバー１８の回動中心近傍の所定位置に係止される（図５参照）。
【００２９】
次に、前記構成に基づく手動・自動切換装置の切換動作について説明する。まず、電動機が停止した状態で、手動切換部１７の操作ノブ１７ａを手動位置まで回して手動切換部１７全体を回動させると、手動切換部１７端の案内突起１７ｂの位置が変化する。シフタ１６は案内突起１７ｂに押されるようにして装置枠体１０への取付部分を中心に動き、シフタ１６の凸部１６ｂに当接しているクラッチ体１３も入力切換軸１２のスプライン軸部１２ａ上でスライドする。なお、凸部１６ｂが凸状の曲面として形成されているため、シフタ１６とクラッチ体１３との角度関係が変化しても確実にクラッチ体１３に接して力をバランスよく伝達できる。このシフタ１６の動きに伴い、クラッチ体１３は連結していた駆動側連結部１４から離れて手動側連結部１１ａに噛合う（図３参照）。
【００３０】
シフタ１６がクラッチ体１３と共に移動した位置において、切換保持レバー１８はスプリング１９により他端側が入力切換軸１２に近付く方向に付勢されるので、切換保持レバー１８は速やかに回動し、切換保持レバー１８の他端部が案内部１４ｂ板面に当接して止る（図４、図５（Ｂ）参照）。これにより切換保持レバー１８がシフタ１６と案内部１４ｂとの間で突っかい棒の役割を果すこととなり、クラッチ体１３及びシフタ１６に対するスプリング１５の駆動側連結部１４側に押付ける向きへの付勢に抗してクラッチ体１３及びシフタ１６の位置を保持し、クラッチ体１３と手動側連結部１１ａの連結を維持して手駆動軸１１からの駆動力のみを入力切換軸１２に伝達できる手動制御状態となる。
【００３１】
手動から自動への復帰動作については、まず電動機を起動させると、駆動側連結部１４のカム部１４ｃが回転しつつ、接触する切換保持レバー１８の他端部を外側に向けて少しずつ動かしていく。カム部１４ｃは少なくとも一回転する間に切換保持レバー１８他端部を案内部１４ｂより外側に移動させる（図６参照）。
切換保持レバー１８の回転平面が入力切換軸１２の回転中心、すなわち案内部１４ｂとカム部１４ｃの回転中心を通っていることから、カム部１４ｃの半径方向外側へ切換保持レバー１８他端部を押しのけようとする力の向きと切換保持レバー１８他端部の移動可能な方向とが一致し、切換保持レバー１８他端部をカム部１４ｃでスムーズに移動させられると共に、カム部１４ｃによる切換保持レバー１８他端部の移動距離も最短となり、速やかに切換保持レバー１８他端部を案内部１４ｂより外へ移動させられる。
【００３２】
切換保持レバー１８他端部が案内部１４ｂより外側に移動すると、切換保持レバー１８によるシフタ１６及びクラッチ体１３の拘束が解かれ、スプリング１５による付勢でシフタ１６及びクラッチ体１３が元の位置に戻り、クラッチ体１３が駆動側連結部１４と再び連結して自動制御状態になる（図１参照）。一連の復帰動作は作業者の手動操作を経ることなく自動的に行われる。
【００３３】
この自動制御状態でのシフタ１６の位置においては、切換保持レバー１８はスプリング１９により他端側が入力切換軸１２から離れる方向に付勢されるので、切換保持レバー１８は速やかに回動し、切換保持レバー１８の他端部が案内部１４ｂ及びカム部１４ｃから離れた状態となる（図５（Ａ）参照）。切換保持レバー１８他端部を案内部１４ｂ及びカム部１４ｃから離反させて接触しないようにしているので、ノイズの発生等のトラブルも防止できる。
【００３４】
このように、本実施の形態に係る手動・自動切換装置では、切換手段としてシフタ１６及び手動切換部１７を配設し、保持手段としてスプリング１５に加えて切換保持レバー１８及びスプリング１９を配設し、さらに自動復帰機構として案内部１４ｂ及びカム部１４ｃを配設し、手動切換部１７により操作したシフタ１６でクラッチ体１３をスライドさせて手動制御と自動制御を切換え、手動状態を切換保持レバー１８によるシフタ１６の拘束で保持する一方、切換保持レバー１８を電動機の起動時にカム部１４ｃの回転で案内部１４ｂ板面からずらして離脱させ、シフタ１６の拘束を解除することにより、必要に応じて切換保持レバー１８でシフタ１６の動きを制限して確実に手動制御と自動制御の切換えが行えると共に、カム部１４ｃの回転のみで切換保持レバー１８の拘束を解く簡単な仕組みで自動復帰させられることとなり、構成を大幅に簡略化でき、コストダウンが図れる。また、クラッチ体１３に当接するシフタ１６の凸部１６ｂが、シフタ１６の装置枠体１０への係止位置と案内突起１７ｂの接触位置とを結ぶ直線について対称をなす位置に配設され、且つ、クラッチ体１３及び入力切換軸１２の中心に対し点対称をなす状態でクラッチ体１３に接触することから、それぞれの凸部１６ｂから加わる二つの押す力の合成された中心位置をクラッチ体１３及び入力切換軸１２の軸中心に位置させることができ、クラッチ体１３が入力切換軸１２軸方向に短い寸法である場合でも、クラッチ体１３を入力切換軸１２に対し傾けることなくスムーズにスライドさせられ、切換装置の入力切換軸１２方向の寸法を小さくすることができ、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００３５】
なお、前記実施の形態に係る手動・自動切換装置において、自動復帰機構としての案内部１４ｂは、所定径の略円板で形成され、前記入力切換軸１２中心と回動の中心を一致させ且つ駆動側連結部１４と一体に回動可能に配設される構成としているが、これに限らず、案内部が所定形状の略板状体で形成され、この略板状体の所定端部を入力切換軸１２中心から所定径離れた位置として装置枠体１０に入力切換軸１２の軸方向に対し直角となる向きで取付けられる構成とすることもでき、前記実施の形態同様、電動機の起動時に切換保持レバー１８をカム部１４ｃの回転で案内部板面からずらして離脱させ、シフタ１６の拘束を解除できることから、簡略な仕組みで自動復帰させられ、装置構成についてコストダウンが図れる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、切換手段としてシフタ及び手動切換部を配設し、保持手段として第一付勢手段及びシフタ保持部を配設し、さらに自動復帰機構を配設し、手動切換部により操作したシフタでクラッチ体をスライドさせて手動制御と自動制御を切換え、手動状態をシフタ保持部によるシフタの拘束で保持する一方、駆動手段の起動時には自動復帰機構を作動させ、シフタ保持部によるシフタの拘束を解除することにより、シフタ保持部でシフタの動きを必要に応じて制限して確実に手動制御と自動制御の切換えが行えると共に、自動復帰機構で手動制御状態から自動制御状態に自動復帰させられることとなり、現場で操作する手間を省いて作業能率を良くすることができるという効果を奏する。
【００３７】
また、本発明によれば、略板状体で形成されるシフタが装置枠体に揺動自在に配設されてクラッチ体に当接し、シフタの装置枠体への係止位置及び入力切換軸回転中心と同一直線上となるシフタの所定位置で手動切換部の一部に押されてシフタが動き、クラッチ体を摺動させることにより、手動切換部からシフタを介してクラッチ体にバランスよく力を加えられ、クラッチ体をスムーズに動かせるという効果を有する。さらに、手動切換部の操作により揺動するシフタでクラッチ体を摺動させて切換えるシンプルな機構となり、部品点数を低減できてコストダウンが図れる上、調整なしでも確実に動作させられ、保守の手間も省けるという効果を有する。
【００３８】
また、本発明によれば、シフタのクラッチ体への当接部分が、シフタの装置枠体への係止位置と手動切換部の接触位置とを結ぶ直線について対称をなす位置に配設され、且つ、クラッチ体及び入力切換軸の中心に対し点対称をなす状態でクラッチ体に接触することから、それぞれの当接部分から加わる二つの押す力の合成された中心位置をクラッチ体及び入力切換軸の軸中心に位置させることができ、クラッチ体を入力切換軸に対し傾けることもなく、スムーズにスライドさせられ、クラッチ体の軸方向寸法を小さくすることができ、装置全体のコンパクト化が図れるという効果を有する。さらに、シフタのクラッチ体への当接部分が凸状の曲面として形成されているため、シフタとクラッチ体との角度関係が変化しても確実にクラッチ体に接して力のバランスを保てるという効果を有する。
【００３９】
また、本発明によれば、シフタに回動自在に配設される切換保持レバー及びこれを所定方向に付勢する第二付勢手段でシフタ保持部が構成され、シフタでクラッチ体をスライドさせて切換えた手動状態を切換保持レバーによるシフタの拘束で保持する一方、切換保持レバーを駆動手段の起動時に自動復帰機構で回動させてシフタの拘束を解除することにより、切換保持レバーでシフタの動きを制限して確実に手動制御と自動制御の切換えが行えると共に、自動復帰機構で切換保持レバーの拘束を解く簡単な仕組みで自動復帰させられることとなり、装置構成を大幅に簡略化でき、コストダウンが図れるという効果を有する。
【００４０】
また、本発明によれば、駆動手段と連動して回動する円板状の案内部とこの案内部と一部外周を一致させて案内部と一体に回動するカム部とで自動復帰機構が構成され、手動制御状態で切換保持レバーの他端部を案内部板面に当接させ、切換保持レバーをシフタと案内部間に介在させてシフタの戻りを防ぐ一方、駆動手段の起動時には回転するカム部外周で切換保持レバー他端部を案内部板面から徐々にずらして離脱させ、シフタの拘束を解除することにより、手動制御状態では切換保持レバーを案内部板面に当接させたまま動かすことなくシフタ位置を確実に保持できると共に、駆動手段起動時にはカム部の回転のみで切換保持レバーの拘束を解く簡単な仕組みで自動復帰動作が実現することとなり、シンプルで確実に動作する自動復帰機構とすることができるという効果を有する。
【００４１】
また、本発明によれば、装置枠体に取付けられる略板状の案内部とこの案内部と一部外周を一致させて駆動手段と連動して回動するカム部とで自動復帰機構が構成され、手動制御状態で切換保持レバーの他端部を案内部板面に当接させ、切換保持レバーをシフタと案内部間に介在させてシフタの戻りを防ぐ一方、駆動手段の起動時には回転するカム部外周で切換保持レバー他端部を案内部板面から徐々にずらして離脱させ、シフタの拘束を解除することにより、手動制御状態では切換保持レバーを案内部板面に当接させたまま動かすことなくシフタ位置を確実に保持できると共に、駆動手段起動時にはカム部の回転のみで切換保持レバーの拘束を解く簡単な仕組みで自動復帰動作が実現することとなり、シンプルで確実に動作する自動復帰機構とすることができるという効果を有する。
【００４２】
また、本発明によれば、切換保持レバーの回動平面が入力切換軸の回転中心、すなわち案内部とカム部の回転中心を通るように切換保持レバーが配設され、カム部の半径方向外側へ切換保持レバー他端部を押しのけようとする力の向きと切換保持レバー他端部の移動可能な向きとが一致することにより、切換保持レバー他端部をカム部でスムーズに半径方向外側へ移動させられると共に、カム部による切換保持レバー他端部の移動距離も最短となり、駆動手段の起動後速やかに切換保持レバー他端部を案内部板面より外側へ移動させてシフタの拘束を解除でき、自動制御状態へ短時間で移行できるという効果を有する。
【００４３】
また、本発明によれば、第二付勢手段の一端が入力切換軸の軸方向について切換保持レバーの回動中心の手動制御動作状態の位置と自動制御動作状態の位置との中間で且つ切換保持レバーの回動中心より入力切換軸寄りとなる装置枠体の所定位置に係止される一方、他端を切換保持レバーの所定位置に係止され、自動制御動作状態で切換保持レバーの他端部が入力切換軸から離れる向きに切換保持レバーに付勢力を与えるようにすることにより、手動制御への切換時には確実且つ速やかに切換保持レバーを所定位置まで回動させてシフタ位置を保持できると共に、自動制御状態では切換保持レバーを前記と逆向きに回動させ、切換保持レバーの他端部を駆動手段から遠ざけて接触によるノイズ等の発生を防げるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動制御状態での概略構成断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動制御状態でのシフタの正面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る手動・自動切換装置の手動制御状態での概略構成断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る手動・自動切換装置の手動制御状態での要部平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動制御状態並びに手動制御状態における切換保持レバーの回動位置説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る手動・自動切換装置の自動復帰動作説明図である。
【図７】従来の手動・自動切換装置の自動制御状態での概略構成断面図である。
【図８】従来の手動・自動切換装置の手動制御状態での概略構成断面図である。
【符号の説明】
１、１００      手動・自動切換装置
１０、１０１    装置枠体
１０ａ          スプリング係止部
１１、１０２    手駆動軸
１１ａ          手動側連結部
１２            入力切換軸
１２ａ          スプライン軸部
１３            クラッチ体
１３ａ、１３ｂ  クラッチ歯
１４            駆動側連結部
１４ａ          クラッチ歯
１４ｂ          案内部
１４ｃ          カム部
１５、１０７    スプリング
１６、１０９    シフタ
１６ａ          貫通孔
１６ｂ          凸部
１７            手動切換部
１７ａ          操作ノブ
１７ｂ          案内突起
１８、１１０    切換保持レバー
１９            スプリング
１０３          手動歯車
１０４          出力軸
１０４ａ        スプライン軸部
１０５          従動歯車
１０５ａ        溝
１０６          ジョークラッチ
１０６ａ        偏心円板カム
１０８          操作軸
１０８ａ        案内突起
１０９ａ        円筒部
１０９ｂ        フォーク部
１０９ｃ        案内面
【図１】
0004276343.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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