JPH0726559Y2 - シヤツタ−開閉機の制動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、シャッター開閉機の制動装置の改良に関す
る。

〔従来技術〕

従来、シャッターを開閉させるための開閉機は、例えば
第５図で示すように、開閉時におけるシャッター駆動軸
１の速度を調整するための減速機２と前記駆動軸１を回
転させる電動機３と、シャッターの巻上げを終えたと
き、あるいは、開閉途中で停止させるための制動装置４
とによって構成されていた。

〔問題点〕

前記した従来構成のシャッター開閉機においては、制動
装置４として市販の電磁ブレーキ７を使用しているた
め、制動装置４が大形化するとともに、製造コストが上
昇し不経済であった。又、電磁ブレーキ７が故障した場
合の修理、交換作業に際しては、電気配線の関係から開
閉機を地上に降してからでないと交換しにくい等という
問題点があった。

〔考案の目的〕

本考案は前記の欠点を除去して、シャッターを開放する
時は、制動装置を小さい力で機械的に迅速確実に緩め、
低トルクの電動機で良好に巻上げることができ、かつ、
閉鎖する時は制動装置の解放を制限しながら安全に低速
降下させることができる簡素な構造で信頼性の高いシャ
ッター開閉機の制動装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本考案が講じた技術的手段
は次の通りである。即ち、本考案の特徴は周縁一側に設
けられたブレーキシューと、シャッター開放方向回転側
は緩角度で閉鎖方向回転側は急角度で形成した傾斜カム
を周縁側方に複数備えた第１のカム板とを並設したブレ
ーキホイールを、電動機の回転子軸に制動ばねを介して
回転可能に、かつ、制動ケースに対して摺動自在に嵌挿
し、この第１のカム板と対応する位置には、シャッター
の開放方向回転側は緩角度で閉鎖方向回転側は急角度で
形成した傾斜カムを周縁側方に複数備えた第２のカムを
配置し、この第２のカム板を、前記第１のカム板との傾
斜カムを互いに噛合して前記回転子軸に共同回転可能に
嵌合し、前記第１及び、第２のカム板とによって構成さ
れたカムクラッチを制動力を緩める方向に電動機の出力
トルクにて移動させるように構成した点にある。

〔作用〕

上記構成によれば、２つのカム板によってカムクラッチ
が構成されているため制動装置の小型化や製造コストの
低減化をはかれるとともに、電磁ブレーキが存在しない
ため、制動装置部分での電気的トラブルの発生もなくな
る。又、電気的な配線がないので、制動装置に故障が発
生しても修理の際、開閉機を地上におろすことなくでき
るようになった。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第４図により説明
する。シャッターの操作方法としては、横引き・たて引
き・水平引きのもの、収納方式としては、巻取式・折畳
み式・流し込み式のもの、又、駆動手段としては、電動
・水圧・油圧・空圧のものなど色々とあるが、本実施例
においては、たて引きで巻取式の電動シャッターを例と
して説明する。

まず、シャッター開閉機の構造を第１図に基づいて説明
する。なお、同図において第５図と同一の符号は同一部
品又は、等価部分を示す。第１図で示すシャッター開閉
機と、第５図で示すシャッター開閉機との異なる点は、
制動装置30の構造にある。

第１図において、32は制動ケースで、内部にカムクラッ
チ31を収容して、電動機３のケース3bに止着される。そ
して、前記カムクラッチ31は第２図に示すように、中心
に電動機３の回転子軸3aを挿通する挿通孔33を有し、外
周にはその一側方に向けて傾斜角度を緩くした長い斜面
a₁と、傾斜角度が急峻な短い斜面a₂とからなる傾斜カム
ａを例えば、120°の間隔で３ケ１体に突出形成し、こ
の傾斜カムａを備えた一対の第１、第２のカム板31a、3
1bを第３図のように、傾斜カムa,a同士を互いに噛合わ
せることによって構成されている。

前記カムクラッチ31を制動ケース32内に収容して組立て
る場合は、第１図で示すように最初にブレーキシュー35
を周縁の一側方（制動ケース32側）に設けたブレーキホ
イール36を電動機３の回転子軸3aに制動ばね34を介して
挿通し、このブレーキホイール36には第１のカム板31a
を回転子軸3aに遊合して締付ねじ37により止着し、第２
のカム板31bは、その傾斜カムａを前記第１のカム板31a
の傾斜カムａと噛合するよう対応させて回転子軸3aに遊
合し、前記ブレーキホイール36に止着した第１のカム板
31aに第３図のように、傾斜角度を緩くした斜面a₁,a₁及
び、傾斜角度が急峻な斜面a₂,a₂同士を噛合させる。こ
の状態で、軸受ケース38に軸受39をその軸方向に移動可
能に収容した制動ケース32を回転子軸3aに軸受39を摺動
移動可能に嵌合して電動機３のケース3b側端（減速機２
の反対側）に取付けねじ40を介して取付ける。この結
果、前記制動ケース32開口端内側にブレーキシュー35と
対向して設けた鍔部41には、制動ばね34の押圧力により
ブレーキホイール36に設けたブレーキシュー35が圧接さ
れている。第２のカム板31bは、その挿通孔33に第１図
で示す如く回転子軸3aに突設した係止ピン42によって止
着されて、回転子軸3aと共同回転する。

なお、制動ケース32を電動機ケース3bに取付けたとき、
カム板31a、31bの噛合は、ブレーキシュー35の摩耗を考
慮して密接合せず、第１図、第３図で示すように、ブレ
ーキシュー35が制動ケース32の鍔部41に圧接したとき、
わずかに隙間をあけて噛合されていることが好ましい。

上記構成によれば、シャッターを閉鎖状態から巻上げて
開放するときは、図示しないスイッチの投入により電動
機３を起動する。電動機３の駆動により挿通孔33に係合
する係止ピン42によって、回転子軸3aと共同回転する第
２のカム板31bは、第３図の矢印Ｘ方向、即ち右方向に
回動する。この際、ブレーキホイール36のブレーキシュ
ー35は制動ばね34の押圧力により一定の制動力で制動ケ
ース32の鍔部41に圧接されているので、電動機３はシャ
ッターを巻上げるだけの巻上げ力と、シャッターの巻上
げに支障をきたさない程度にブレーキシュー35の制動を
緩めるだけの出力トルクを必要とする。

次に、シャッターが降下する場合は、巻上時と同様にス
イッチを投入して電動機３を起動する。すると第２のカ
ム板31bは第３図で示す矢印Ｙ方向（左方向）に回動す
る。この際、第２のカム板31bの回転方向Ｙに位置する
傾斜カムａは、急斜面a₂側が接触し、その傾斜角度θ₂
は急角度で形成されており、しかも、電動機３は前記で
説明したように、ブレーキシュー35の制動力及びシャッ
ターカーテンの重量に打勝つだけの出力トルクを備えて
いるので、第２のカム板31bは急斜面a₂側の角度θ₂が大
きいけれども、電動機３の出力トルクは、その大部分が
ブレーキシュー35の制動力に打勝ってシャッターを降下
させる方向に回転させるために費やされる。

したがって、第２のカム板31bは、少し回動して第１の
カム板31aを電動機３側に少しだけ押動して直ちに第１
のカム板31aと共同回転する。この結果、シャッターに
は電動機３の出力トルクが少しだけ伝達（大部分は電動
機３に加わる制動力に費やされる）され、シャッターは
ブレーキシュー35の制動力を効果的に利用して、減速さ
れた状態で安全に降下することができる。

これらの出力トルクは、例えば、次のようにして求める
ことができる。第４図において、 F:電動機３の回転に伴う第１、第２のカム板31a、31b相
互に加わる力 Ｆ′:Fの分力 とすると、Ｆ′は、 Ｆ′＝Ftan（90°−θ） で求めることができる。ブレーキシュー35の鍔部41との
接触面にかかる圧力Ｐは、 Ｐ＝Ｗ−Ｆ′ となる。但し、W:制動ばね34の押圧力 この結果、ブレーキシュー35の制動力Ｈは、 Ｈ＝Ｋ（Ｗ−Ｆ′）となる。

但し、K:定数（ブレーキシュー35の摩擦係数及びブレー
キシュー35から回転子軸3aまでの距離Ｒより決まるも
の、第４図参照） しあがって、θを小さくすれば制動力Ｈは小さくなり、
大きくすれば制動力Ｈは大きくなる。このため、電動機
３の駆動中は、 Ｆ＝Ｋ（Ｗ−Ｆ′） となり均衡している。

この状態で電動機３の出力トルクをＴとすると、Ｆはロ
スとなるため、 （Ｔ−Ｆ）が、電動機３の出力となる。

したがって、電動機３の出力トルクＴは、シャッターの
巻上時、Ｔ＞Ｋ（Ｗ−Ｆ′）＋巻上力、シャッターの降
下時、Ｔ＞Ｋ（Ｗ−Ｆ′）となる。

即ち、シャッターの巻上時は制動力をほとんど必要とし
ないからθを小さくして電動機３のロスを極力少なく
し、逆に、降下時は制動力を必要とするとするため、θ
を大きくして電動機３に加わる制動力を大きくする。
又、シャッターの降下時はシャッターカーテンの自重力
を利用することができるので、電動機３の出力トルクは
シャッターの降下に際してはほとんど必要としないから
である。

以上の説明で判明するように、本考案は第３図に示すよ
うに、第２のカム板31bの回転方向Ｘに位置する傾斜カ
ムａは緩斜面a₁となっているので、その傾斜角度θ₁は
非常に緩かでかつ小さな角度で形成できるため電動機３
は、比較的小さな出力トルクで運転することが可能とな
る。したがって、電動機３の駆動によって第２のカム板
31bが第３図の矢印Ｘ方向に所定の角度だけ回動する
と、第２のカム板31bと噛合している第１のカム板31a
は、傾斜カムａのカム作用によってブレーキシュー35の
制動を緩める方向（第１図の左方向）に制動ばね34の力
に抗して押動されて、ブレーキシュー35を鍔部41に小さ
な力で接触する程度にまでその制動力を緩めるから、第
１のカム板31aは第２のカム板31bと噛合した状態で共同
回転し、この第１のカム板31aを止着したブレーキホイ
ール36も回転する。この結果、電動機３の駆動により減
速機２を介して駆動軸１を回転する。

〔考案の効果〕

本考案は以上説明したように構成されているので、次に
示すような特有の効果を有する。

、本考案の制動装置は、傾斜カムを側面に形成した一
対の第１及び第２のカム板を噛合させてカムクラッチを
構成し、このカムクラッチを構成する一対のカム板のう
ち、第１のカム板はブレーキシューを周縁の一側に設け
たブレーキホイールの中心位置に取付け、第２のカム板
はブレーキホイールを貫通する電動機の回転子軸先端
に、前記第１のカム板と噛合させて止着することによ
り、前記第1,第２のカム板からなるカムクラッチを備え
て制動装置を構成し、更に、前記第１及び第２のカム板
に形成したそれぞれの傾斜カム、即ち、電動機の回転子
軸に止着した第２のカム板のシャッターを開放する回転
方向側に位置する傾斜カムは、傾斜角度を非常に緩やか
にして長い斜面を備えて形成し、一方、シャッターを閉
鎖する回転方向側に位置する傾斜カムは、逆に、傾斜角
度を急峻となして短い斜面を備えて形成されているの
で、シャッターの巻上時においては、第２のカム板をシ
ャッターの巻上方向に回転させると、その回転方向側に
位置する傾斜カムは、前記のように、傾斜角度を非常に
緩やかにして小さな角度で形成されているので、この傾
斜カムの回転方向に作用する力の直角方向に働く分力、
即ち、回転子軸の軸方向に作用する力は、傾斜カムの斜
面が緩やかな角度で形成されていることにより、大きな
力（分力）が得られ、この結果、ブレーキホイールを制
動ばねの力に抗して制動を解く方向に大きな力で大幅に
移動させることが可能となり、電動機は小さな出力トル
クでブレーキシューの制動力を円滑・良好に解放するこ
とができるため、シャッターの巻上げを迅速・確実に行
うことができる。

一方、シャッターを降下させる場合は、第２のカム板の
シャッター閉鎖方向回転側に位置する傾斜カムは、その
斜面の角度が急峻であるため、傾斜カムの回転方向に作
用する力の分力が必然的に低下する結果、第２のカム板
を第１のカム板側に小さな力で少しだけ移動させること
が可能となり、これにより、第１のカム板によりブレー
キシューはこれを緩める方向に少しだけしか押動されな
いので、シャッターには最小限の出力トルクが電動機か
ら伝達され、あとは、シャッターの自重力とブレーキシ
ューの制動力を効果的に利用して減速状態下で安全に降
下させることが可能となる。

このように、本考案においては、緩やかな斜面と急峻な
斜面とを有する傾斜カムを備えた一対のカム板を噛合さ
せてカムクラッチが構成されているので、シャッターの
開放時は、ブレーキホイールの制動を駆動トルクの小さ
な電動機により容易に緩めて電動機のロスを軽減した状
態でのシャッターの巻上げが可能となり、逆に、シャッ
ターの閉鎖時は電動機に制動力を付与しつつシャッター
を降下させることができるため、電動シャッターの開閉
を迅速に、かつ、安全に行うことができる。

、又、本考案は従来の電磁ブレーキを用いた場合のよ
うに、ブレーキホイールを支持するブレーキ支持軸を電
動軸の回転子軸と同芯位置に配置して組立てる必要はな
く、即ち、２軸を用いることなく、電動機の回転子軸に
一対のカム板からなるカムクラッチを、その軸方向に移
動可能に、かつ、回転子軸と共同回転可能に取付けるだ
けでよく、しかも、ブレーキホイールは制動ケースの開
口端縁の鍔部を利用してブレーキシューを圧接すればよ
いので、ブレーキシューを圧接保持するための特別な部
材を必要とせず、更に、カムクラッチの採用により特別
な逆転防止機構も不要となる等、制動装置を少ない部品
点数により簡素な構成で安価に製作できる。

、その上、本考案の制動装置は、従来の電磁ブレーキ
に代えて、一対のカム板からなる機械的なカムクラッチ
を具備しているだけであるので、制動装置は構造が簡単
で故障が生じにくく、これにより電磁ブレーキを使用す
ることによって生じる弊害を全て解消できる利点もあ
る。しかも、一対のカム板は小さな隙間を設けて噛合さ
せてあるので、カム板同士の摺接による磨耗を低減させ
ることが可能となり、カム板を長期にわたり安定した状
態で使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置を備えたシャッター開閉機の縦断面
図、第２図はカムクラッチの分解斜視図、第３図はカム
クラッチの側面図、第４図はカムクラッチの動作説明
図、第５図は従来の制動装置を備えたシャッター開閉機
の縦断面図である。 30:制動装置、31:カムクラッチ 31a,31b:第１及び第２のカム板 32:制動ケース、34:制動ばね 35:ブレーキシュー 36:ブレーキホイール 45:手動操作レバー、50:操作片 a:傾斜カム、a₁：緩斜面 a₂：急斜面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭49−16969（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭45−12921（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭62−12079（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキホイール36の周縁一側には、制動
   ケース32の鍔部41と摺接するブレーキシュー35を、中心
   部には前記制動ケース32内においてシャッター開放方向
   回転側に向けて傾斜角度が緩くて長い斜面a₁と、閉鎖方
   向回転側に向けて傾斜角度が急な短い斜面a₂とを一体的
   に形成した傾斜カムａを周縁の側方に複数個備えた第１
   のカム板31aを、それぞれ同芯位置で取付け、このブレ
   ーキホイール36を電動機３の回転子軸3aに、制動ばねを
   介して制動ケース32側に付勢した状態で回転可能に、か
   つ、制動ケース32の鍔部41と摺接自在に嵌挿し、前記第
   １のカム板31aと対応する位置には、シャッターの開放
   方向回転側に向けて傾斜角度が緩くて長い斜面a₁と、閉
   鎖方向回転側に向けて傾斜角度が急な短い斜面a₂とを一
   体的に形成した傾斜カムａを周縁の側方に複数個備えた
   第２のカム板31bが、前記第１のカム板31aに傾斜カムａ
   の緩い角度の斜面a₁,a₁同士をわずかに隙間を設けて噛
   合させた状態で、前記回転子軸3aに共同回転可能に止着
   されてカムクラッチ31を構成し、このカムクラッチ31を
   電動機３の出力トルクにて制動ばね34の力に抗して制動
   力を緩める方向に移動させるようにしたことを特徴とす
   るシャッタ開閉機の制動装置。