JP2005256321A - シートシャッタ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化が可能で、しかも高速かつ騒音が少なく、さらにメンテナンスの容易なシートシャッタ駆動装置を得る。
【解決手段】 この装置は、開口部に設けられたシートシャッタを開閉するための巻き上げ機構を駆動する装置であって、駆動源としてのＤＣブラシレスモータ１と、遊星減速機２とを備えている。遊星減速機２は、ＤＣブラシレスモータ１から回転が入力されるとともに出力軸３２が巻き上げ機構に連結可能であり、はすば歯車型の遊星歯車列１１によってＤＣブラシレスモータ１の回転を減速する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シートシャッタ駆動装置、特に、工場や駐車場の出入口に設置され、開閉が頻繁に行われるシートシャッタを駆動するためのシートシャッタ駆動装置に関する。

工場等においては、その出入口に、工場内部と外気との間で熱が移動するのを抑えるために、また工場内に埃等が入りにくくするために、シートシャッタ装置が設置されている。このシートシャッタ装置は、シートシャッタと、シートシャッタを昇降して出入口を開閉するための巻き上げ機構と、巻き上げ機構を駆動するためのシートシャッタ駆動装置とを有している。巻き上げ機構は、出入口の上部において横方向に延び、外周にシートシャッタを巻き付けるための巻取りドラムを有している。そして、この巻取りドラムを、シートシャッタ駆動装置及びこれにより駆動される巻き上げ機構により回転することによって、シートシャッタが昇降するようになっている。

このようなシートシャッタ駆動装置の例として、特開２００１−３２３７５９号公報に示された装置がある。この装置は、電動モータ及びハイポサイクロイド減速機を有しており、モータ駆動用のインバータ装置とシートシャッタ駆動装置とが一体化されている。
特開２００１−３２３７５９号公報

シートシャッタ駆動装置は、比較的大きな駆動力を必要とするので、駆動源として、一般的にインダクションモータ（誘導モータ）が用いられている。また、減速機としては、高頻度の開閉作業に耐え得るように、前記公報に示されるようなハイポサイクロイド減速機が用いられる。

しかし、このような従来のインダクションモータとハイポサイクロイド減速機とから構成される装置では、駆動部の外径が大きくなってしまう。したがって、特に、巻取りドラムの内部に駆動部を配置するパイプイン型のシートシャッタ装置の場合、駆動部の径が大きいために巻取りドラムを大きくしなければならず、シートシャッタ装置全体が大型化してしまうという問題がある。

また、シートシャッタの開閉は、高速性が要求されるが、インダクションモータでは高速性を実現することが困難である。さらに、ハイポサイクロイド減速機は、構成が複雑で、組立が非常に難しく、メンテナンスが困難である。また、減速機としては、特に夜間の使用を考慮すると、騒音の少ない機構が求められる。

本発明の課題は、小型化が可能で、しかも高速かつ騒音が少なく、さらにメンテナンスの容易なシートシャッタ駆動装置を得ることにある。

請求項１に係るシートシャッタ駆動装置は、開口部に設けられたシートシャッタを開閉するための巻き上げ機構を駆動する装置であって、駆動源としてのＤＣブラシレスモータと、遊星減速機とを備えている。遊星減速機は、ＤＣブラシレスモータから回転が入力されるとともに出力軸が巻き上げ機構に連結可能であり、はすば歯車型の遊星歯車列によってＤＣブラシレスモータの回転を減速する。

この装置では、ＤＣブラシレスモータの回転は遊星減速機に入力され、はすば歯車型の遊星歯車列によって減速されて出力軸に出力される。出力軸には巻き上げ機構が連結可能であり、この巻き上げ機構を作動させることによってシートシャッタが開閉される。

ここでは、駆動源としてＤＣブラシレスモータを用いるとともに、減速機としてはすば歯車型の遊星歯車列を有する遊星減速機を用いているので、駆動部の小型化が可能になる。したがって、この装置を、巻き上げ機構を構成する巻取りドラム内部に配置する場合に、巻取りドラムの外径を大きくする必要がなく、装置全体の小型化を図ることができる。また、ＤＣブラシレスモータを用いているので、高速化が可能となり、シートシャッタの素早い開閉が可能となる。さらに、はすば歯車型の遊星減速機を用いているので、静穏化を実現できるとともに、構成が簡単で組立も容易になり、メンテナンスが容易になる。

請求項２に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項１の装置において、モータ及び遊星減速機はそれぞれケースを有するとともに、互いのケースが直結されている。この場合は、軸方向の長さを短縮することができ、より小型化を図ることができる。また、モータと遊星減速機との間にカップリング（所謂、結合器）を用いていないので、減速機内部のイナーシャ（所謂、慣性）が少なくなって駆動力を向上させることができ、かつ、コストを下げることができる。

請求項３に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項１又は２の装置において、巻き上げ機構は、外周にシートシャッタを巻き付けるための筒状の巻取りドラムを有しており、モータ及び遊星減速機は巻取りドラムの内部に配置されている。この場合は、装置全体を小型化することができる。

請求項４に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項１から３のいずれかの装置において、遊星減速機は、モータの軸に連結されたはすば型の第１太陽歯車と、第１太陽歯車の外周に設けられたはすば型の第１内歯車と、第１太陽歯車及び第１内歯車に噛み合う複数のはすば型の第１遊星歯車と、第１遊星歯車を回転自在に支持する第１支持体と、各歯車及び第１支持体を収容するとともに第１内歯車が固定されたケースとを有している。そして、第１支持体は、軸方向に間隔をあけて配置された２つの軸受によって回転自在に支持されている。

従来の支持体は一般的にフローティング構造（所謂、支持体が歯車の噛み合いのみで支持されている構造）となっており、この場合は、特にシートシャッタを駆動する際に、要求される耐久性を満足することができない場合がある。そこで、ここでは、第１支持体を２つの軸受によって支持している。このため、第１支持体を支持する部分のクリアランスが少なくなり、クリアランスによるガタツキや傾きを抑えることができる。したがって、第１支持体に支持されている歯車やこれと噛み合う歯車の耐久性が向上し、ひいてはシートシャッタ駆動装置の耐久性が向上する。

請求項５に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項４の装置において、遊星減速機は、第１支持体の出力端部に設けられたはすば型の第２太陽歯車と、第２太陽歯車の外周においてケースに固定されたはすば型の第２内歯車と、第２太陽歯車及び第２内歯車に噛み合う複数のはすば型の第２遊星歯車と、第２遊星歯車を回転自在に支持するとともに出力軸に連結された第２支持体とを有している。そして、各歯車及び第２支持体はケースに収容されるとともに、第２支持体はケースに回転自在に支持されている。また、第１支持体を支持する２つの軸受は、一方がモータの軸に対して第１支持体を支持し、他方が第２支持体に対して第１支持体を支持する。

ここでは、第１支持体は、一方はモータの軸を介して、他方は第２支持体を介して、ケースに支持されることになり、前記同様に、第１支持体の支持を確実にして耐久性を向上することができる。

請求項６に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項５の装置において、第２支持体と出力軸とは一体形成されている。ここでは、構造が簡単になる。

以上のような本発明では、ＤＣブラシレスモータ及び遊星減速機を用いることによって、小型化かつ高速化が可能になり、しかも騒音が少なく、メンテナンスが容易となる。

［全体構成］
図１に、本発明の一実施形態によるシートシャッタ駆動装置を示す。このシートシャッタ駆動装置は、図示しないシートシャッタを開閉するための巻き上げ機構を駆動する装置であり、駆動源としてのＤＣブラシレスモータ１と、遊星減速機２とを有している。なお、巻き上げ機構は、シートシャッタが外周に巻き付けられる巻取りドラム（図示せず）を含む機構であり、ＤＣブラシレスモータ１及び遊星減速機２は、この巻取りドラム内部に配置される。

［ＤＣブラシレスモータ］
ＤＣブラシレスモータ（以下、単にモータと記す）１は、ケース５と、このケース５の内部に収納された永久磁石ロータとコイルが巻き付けられたステータとを有している。このモータ１は、インナーロータ型であり、中心部のロータの回転軸６は、ケース５から遊星減速機２側に突出している。

［遊星減速機］
遊星減速機２は、モータ１から入力される回転を減速して、巻き上げ機構側に出力するためのものであり、ケース１０と、このケース１０の内部に設けられた遊星機構１１とを有している。ケース１０は、モータ１側に設けられたフランジ部１０ａが、モータ１のケース５のブラケット５ａに複数のボルト１２によって直結されている。

遊星機構１１は、図２に詳細に示すように、２段の遊星歯車列から構成されており、遊星歯車列を構成する各歯車は、全てはすばタイプの歯車である。第１段目の遊星歯車列は、第１太陽歯車１５、第１内歯車１６、複数の第１遊星歯車１７及び第１キャリア（第１支持体）１８を有している。

第１太陽歯車１５は、モータ１の回転軸６に固定されている。すなわち、前述のように、モータ１の回転軸６は、遊星減速機２内部に延びており、この回転軸６の先端部に第１太陽歯車１５がキーにより固定されている。なお、回転軸６の先端は、第１太陽歯車１５を貫通してさらに内部に延びている。

第１内歯車１６は、第１太陽歯車１５の外周に配置され、ケース１０に固定されている。また、この第１内歯車１６の外周の一部は、モータ１のケース５（ブラケット５ａ）にも嵌合している。

複数の第１遊星歯車１７は、第１キャリア１８に固定されたキャリアピン２０にニードルローラベアリング２１を介して回転自在に支持されている。そして、この複数の第１遊星歯車１７は、第１太陽歯車１５に噛み合うとともに、第１内歯車１６にも噛み合っている。なお、第１遊星歯車１７の側面には、モータ１のケース５との間においてスラストワッシャ２２が設けられている。

第１キャリア１８は、第１段目の遊星歯車列の出力部であり、後述するように、軸方向に間隔をあけて配置された２つのボールベアリング（所謂、軸受）２３，２４によって支持されている。

第２段目の遊星歯車列は、第２太陽歯車２５、第２内歯車２６、複数の第２遊星歯車２７及び第２キャリア（第２支持体）２８を有している。

第２太陽歯車２５は、第１キャリア１８の出力部に固定されている。より詳細には、第２太陽歯車２５は、図３に拡大して示すように、歯車本体２５ａと、歯車本体２５ａの軸方向両端に一体で形成された軸部２５ｂ，２５ｃとを有している。一方、第１キャリア１８は、中心に貫通孔１８ａを有しており、この孔１８ａに第２太陽歯車２５の軸部２５ｂが圧入されて固定されている。このように、第１キャリア１８と第２太陽歯車２５とは一体的に形成されている。もちろん、両者の形状によっては、１つの部材で形成することも可能である。

第２内歯車２６は、第２太陽歯車２５の外周に配置され、ケース１０に固定されている。ケース１０の内周部には段付き部１０ｂが形成されており、第２内歯車２６の一方の側面がこの段付き部１０ｂに当接している。

複数の第２遊星歯車２７は、第２キャリア２８に固定されたキャリアピン３０にニードルローラベアリング３１を介して回転自在に支持されている。この複数の第２遊星歯車２７は、第２太陽歯車２５に噛み合うとともに、第２内歯車２６にも噛み合っている。

第２キャリア２８は、この遊星減速機２の出力軸３２と一体に形成されており、軸方向に間隔をあけて配置された２つのボールベアリング３３，３４によってケース１０に回転自在に支持されている。

なお、遊星減速機２のケース１０の内周壁には、出力側から順に、第２内歯車２６、スペーサ３５、第２キャリア２８を支持するボールベアリング３３及び第１内歯車１６が嵌合され、ケース１０の段付き部１０ｂとモータ１のケース５の端面とによって軸方向の移動が規制されている。また、モータ１の回転軸６とモータケース５との間、及び出力軸３２と減速機ケース１０との間には、それぞれオイルシール４０，４１が設けられ、遊星減速機２の内部に充填された潤滑油が外部に漏れるのを防止している。

また、本実施形態では、はすば型の歯車を用いることにより、歯車の噛み合い部の面圧を下げ、十分な耐圧を持たせている。

［第１キャリアの支持構造］
次に、第１キャリア１８の支持構造について図３を用いて詳細に説明する。第１キャリア１８は、前述のように、中心部に貫通する孔１８ａを有するとともに、モータ１側に段付きの第１及び第２凹部１８ｂ，１８ｃを有している。第１凹部１８ｂは第１太陽歯車１５との干渉を避けるために設けられたものである。また、第２凹部１８ｃは、同様に第１太陽歯車１５との干渉を避けるとともに、この第１キャリア１８を支持するためのボールベアリング２３を取り付けるために設けられたものである。すなわち、モータ１の回転軸６の先端は、この第２凹部１８ｃにまで延びて設けられており、この回転軸６の先端に、ボールベアリング２３を介して第１キャリア１８の一端側が回転自在に支持されている。

また、第２キャリア２８のモータ１側の端面において、その中心部には第３凹部２８ａが形成されている。そして、第１キャリア１８と一体的に固定された第２太陽歯車２５の軸部２５ｃが、この第３凹部２８ａに進入するように延びて設けられており、軸部２５ｃはボールベアリング２４を介して第２キャリア２８に回転自在に支持されている。

以上のような構成では、第１キャリア１８は、軸方向に間隔のあいた２つの位置、すなわち、モータの回転軸６の先端と第２キャリア２８とに設けられた２つのボールベアリング２３，２４によって支持されていることになる。そして、第２キャリア２８は２つのボールベアリング３３，３４によってケース１０に支持されているので、結果的に、第１キャリア１８は２個所でケース１０に支持されていることになる。

［動作］
動作について簡単に説明する。モータ１の回転は、回転軸６から遊星減速機２の第１太陽歯車１５に入力される。第１太陽歯車１５に入力された回転は、複数の第１遊星歯車１７を介して第１内歯車１６に伝達され、これらの歯数で決まる減速比によって減速されて第１キャリア１８に出力される。この第１キャリア１８には第２太陽歯車２５が一体的に固定されているので、前記同様に、第２太陽歯車２５、複数の第２遊星歯車２７及び第２内歯車２６の歯数で決まる減速比によって減速され、出力軸３２に出力される。

出力軸３２には、図示しない巻き上げ機構が連結されており、この巻き上げ機構を介して巻取りドラムが回転し、これによってシートシャッタが巻取りドラムに巻き取られたり、あるいは繰り出されることによって開閉されることとなる。

［実施形態の効果］
ここでは、駆動源としてＤＣブラシレスモータを用いるとともに、減速機としてはすば歯車型の遊星歯車列を有する遊星減速機を用いたので、駆動部の小型化、高速化によるシートシャッタの素早い開閉、さらには静穏化を実現することができる。しかも、遊星減速機の構成が簡単で組立も容易になり、メンテナンスが容易になる。また、モータ１及び遊星減速機２は互いのケース５，１０が直結されているので、軸方向の長さを短縮できるとともに、減速機内部のイナーシャを少なくすることができる。

また、第１キャリア１８を、軸方向に間隔をあけて配置された２つのボールベアリング２３，２４によって支持しているので、第１キャリア１８のガタツキや傾きを抑えることができる。したがって、第１キャリア１８に支持されている第１遊星歯車１７及びそれに噛み合う各歯車の耐久性が向上する。特に、本実施形態では、減速機として、一般的に過負荷に弱いとされている遊星減速機を採用しているので、この第１キャリア１８の支持構造によって耐久性の劣化を抑えている。

［他の実施形態］
なお、前記実施形態では、第１キャリア１８を、モータの回転軸６と第２キャリア２８に対して支持させたが、ケースと第２キャリアに対して支持させるようにしても良い。

本発明の一実施形態によるシートシャッタ駆動装置の構成図。 前記装置の遊星減速機の断面構成図。 図２の拡大部分図。

符号の説明

１ ＤＣブラシレスモータ
２ 遊星減速機
５ モータのケース
１０ 遊星減速機のケース
１１ 遊星機構
１５ 第１太陽歯車
１６ 第１内歯車
１７ 第１遊星歯車
１８ 第１キャリア
２３，２４，３３，３４ ボールベアリング
２５ 第２太陽歯車
２６ 第２内歯車
２７ 第２遊星歯車
２８ 第２キャリア
３２ 出力軸

Claims (6)

1. 開口部に設けられたシートシャッタを開閉するための巻き上げ機構を駆動するシートシャッタ駆動装置であって、
   駆動源としてのＤＣブラシレスモータと、
   前記ＤＣブラシレスモータから回転が入力されるとともに出力軸が前記巻き上げ機構に連結可能であり、はすば歯車型の遊星歯車列によって前記ＤＣブラシレスモータの回転を減速する遊星減速機と、
   を備えたシートシャッタ駆動装置。
2. 前記モータ及び遊星減速機はそれぞれケースを有するとともに、互いのケースが直結されている、請求項１に記載のシートシャッタ駆動装置。
3. 前記巻き上げ機構は、外周に前記シートシャッタを巻き付けるための筒状の巻取りドラムを有しており、
   前記モータ及び遊星減速機は前記巻取りドラムの内部に配置されている、
   請求項１又は２に記載のシートシャッタ駆動装置。
4. 前記遊星減速機は、前記モータの軸に連結されたはすば型の第１太陽歯車と、前記第１太陽歯車の外周に設けられたはすば型の第１内歯車と、前記第１太陽歯車及び第１内歯車に噛み合う複数のはすば型の第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車を回転自在に支持する第１支持体と、前記各歯車及び第１支持体を収容するとともに前記第１内歯車が固定されたケースとを有し、
   前記第１支持体は、軸方向に間隔をあけて配置された２つの軸受によって回転自在に支持されている、
   請求項１から３のいずれかに記載のシートシャッタ駆動装置。
5. 前記遊星減速機は、前記第１支持体の出力端部に設けられたはすば型の第２太陽歯車と、前記第２太陽歯車の外周において前記ケースに固定されたはすば型の第２内歯車と、前記第２太陽歯車及び第２内歯車に噛み合う複数のはすば型の第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記出力軸に連結された第２支持体とを有し、
   前記各歯車及び第２支持体は前記ケースに収容されるとともに、前記第２支持体は前記ケースに回転自在に支持されており、
   前記第１支持体を支持する２つの軸受は、一方が前記モータの軸に対して前記第１支持体を支持し、他方が前記第２支持体に対して前記第１支持体を支持する、
   請求項４に記載のシートシャッタ駆動装置。
6. 前記第２支持体と出力軸とは一体形成されている、請求項５に記載のシートシャッタ駆動装置。

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