JP7255806B2 - モータユニットおよび駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータユニットおよび駆動装置に関する。

従来、電動シャッターの開閉等に用いられる駆動装置として、ブレーキ解除機構を備えた駆動装置が知られる（特許文献１参照）。このようなブレーキ解除機構は、例えば、停電時、故障時、災害時といった非常時等において、シャッターを手動で迅速に開放させるために用いられる。

特開２００６－０９７２６７号公報

しかしながら、従来の駆動装置では、ブレーキ解除時の荷重を低減するために減速機の径方向外側にトルクを減少させる機構が配置されていたため、装置全体が大型化する問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて、装置を大型化することなく、小さい力で出力軸とモータとの連結状態の切り替えを可能とするモータユニットおよび駆動装置を提供することを目的の一つとする。

本発明のモータユニットの一つの態様は、中心軸に沿って延びる出力軸と、前記出力軸に連結される減速機と、前記減速機に設けられ、ロックピンの軸方向移動に伴って前記出力軸と前記モータとの動力伝達状態を切り換える切換機構と、前記減速機に連結されるモータと、前記ロックピンに接続され、前記ロックピンの軸方向位置を維持する位置ロック機構と、を備え、前記位置ロック機構は、前記ロックピンの前記減速機と反対側に接続される連結ロッドと、前記ロックピンの前記連結ロッド側に設置され、前記ロックピンを軸方向に押すコイルスプリングと、前記連結ロッドに連結され、前記連結ロッドを前記軸方向に移動するハートカム装置と、を有し、前記ハートカム装置は、前記連結ロッドに連結されて前記ロックピンを操作する操作部と、環状の溝からなるカム部を有する筐体と、前記カム部内に位置するカムフォロアと、前記カムフォロアと前記操作部とを連結するリンクと、を有し、前記操作部と前記連結ロッドと前記ロックピンとが、軸方向から見て重なる位置に配置され、前記カム部は、前記操作部が前記減速機側に進出する進出位置において前記カムフォロアが配置される第１位置と、前記操作部が前記進出位置よりも後退する後退位置において前記カムフォロアが配置される第２位置と、前記進出位置から前記後退位置への切り換え時に、前記第１位置から前記第２位置に移動する前記カムフォロアが通過する第１通路と、前記第１通路の前記第１位置よりも前記第２位置側に接続され、前記後退位置から前記進出位置への切り換え時に、前記第２位置から前記第１位置に移動する前記カムフォロアが通過する第２通路と、前記第１通路と前記第２通路との接続部分よりも前記減速機側に位置し、前記カムフォロアを収容可能な逃げ溝部と、を有し、前記第１通路の幅は、前記接続部分において前記逃げ溝部よりも広く、前記接続部分から前記第２位置に向かうに従って狭くなる。

本発明の駆動装置の一つの態様は、上記のモータユニットと、前記モータユニットを収容し軸方向に延びる筒状のユニットケースと、前記ユニットケースの径方向外側に配置され前記出力軸と連結される円筒状の回転筒と、を備える。

本発明の態様によれば、小さい力で出力軸とモータとの連結状態の切り替えを可能とするモータユニットおよび駆動装置が提供される。

図１は、本実施形態のシャッター装置の部分を前側から視た断面図である。 図２は、本実施形態のモータユニットを示す斜視図である。 図３は、本実施形態のモータユニットの部分を示す斜視図である。 図４は、減速機の概略構成を示す断面図である。 図５は、減速機の要部構成を示す斜視図である。 図６は、位置ロック機構の概略構成を示す図である。 図７は、ハートカム装置の概略構成を示す図である。 図８は、カム部を前側から視た図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。

各図に示すＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、上下方向とする。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する水平方向とし、互いに直交する方向とする。以下の説明においては、Ｚ軸方向と平行な方向を「上下方向Ｚ」と呼ぶ。Ｚ軸方向の正の側を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側を「下側」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等はこれらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

図１に示すように、本実施形態の駆動装置１０は、シャッター装置１用の駆動装置である。シャッター装置１は、駆動装置１０と、駆動装置１０によって昇降されるシャッター８０と、を備える。駆動装置１０は、モータユニット１０ａと、回転筒１１と、接続部材１２と、ベアリング７０と、を備える。

モータユニット１０ａは、全体として一方向に延びる円筒状である。モータユニット１０ａの一端は、固定部材Ｗａを介して壁Ｗに固定される。モータユニット１０ａは、出力シャフト（出力軸）３４と、ケース（ユニットケース）２０と、モータ３０と、減速機３２と、ブレーキ装置３３と、連結切換部（位置ロック機構）６０と、回路基板５０と、複数の電子部品５１，５２と、電源装置４０と、を備える。

出力シャフト３４は、一方向に延びる中心軸Ｊに沿って配置される。本実施形態において中心軸Ｊは、水平方向のうちＸ軸方向と平行な方向に延びる。以下の説明において、中心軸Ｊと平行な方向、すなわちＸ軸方向と平行な方向を「軸方向Ｘ」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、モータユニット１０ａの各部の配置関係の説明において、軸方向Ｘにおけるモータユニット１０ａが壁Ｗに固定される側、すなわちＸ軸方向の負の側を「基端側」と呼び、軸方向Ｘにおける基端側の逆側、すなわちＸ軸方向の正の側を「先端側」と呼ぶ。

ケース２０は、軸方向Ｘに延びる。図１乃至図３に示すように、本実施形態においてケース２０は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。なお、本明細書においてケースが円筒状であるとは、ケースが厳密に円筒状である場合に加えて、ケースが略円筒状である場合も含む。ケースが略円筒状であるとは、ケースの外周面の一部が平坦面である場合等を含む。ケース２０は、モータ３０、減速機３２、ブレーキ装置３３、位置ロック機構６０と、回路基板５０、電子部品５１，５２、および電源装置４０を収容する。

図２に示すように、ケース２０は、上側ケース２１と、下側ケース２２と、蓋部２３と、を有する。上側ケース２１は、上側湾曲板部２１ａと、一対の上側平板部２１ｂと、を有する。上側湾曲板部２１ａは、軸方向Ｘに延び、かつ、周方向に沿って湾曲する板状である。上側湾曲板部２１ａの軸方向Ｘに沿って視た形状は、上側に凸となる半円弧状である。一対の上側平板部２１ｂは、上側湾曲板部２１ａの周方向両端、すなわち本実施形態では上側湾曲板部２１ａの下端からそれぞれ下側に延びる平板状である。上側平板部２１ｂは、軸方向Ｘに沿って、上側湾曲板部２１ａの基端側の端部から先端側の端部まで延びる。なお、図３では、上側ケース２１の図示を省略する。

図３に示すように、下側ケース２２は、下側湾曲板部２２ａと、一対の下側平板部２２ｂと、を有する。下側湾曲板部２２ａは、軸方向Ｘに延び、かつ、周方向に沿って湾曲する板状である。下側湾曲板部２２ａの軸方向Ｘに沿って視た形状は、下側に凸となる半円弧状である。一対の下側平板部２２ｂは、下側湾曲板部２２ａの周方向両端、すなわち本実施形態では下側湾曲板部２２ａの上端からそれぞれ上側に延びる平板状である。下側平板部２２ｂは、軸方向Ｘに沿って、下側湾曲板部２２ａの基端側の端部から先端側の端部まで延びる。下側平板部２２ｂは、下側平板部２２ｂの他の部分よりも径方向内側に突出して配置される突出平板部２２ｃを有する。

上側平板部２１ｂと下側平板部２２ｂとは、径方向に重ね合わされてネジで固定される。これにより、上側ケース２１と下側ケース２２とが固定されて、軸方向Ｘの両側に開口する円筒状のケース２０が構成される。

蓋部２３は、円板状の部材である。蓋部２３は、上側ケース２１と下側ケース２２とによって構成された筒部の内部における基端側の端部に配置される。蓋部２３は、筒部の基端側の開口を塞ぐ。蓋部２３は、下側ケース２２の内側面にネジで固定される。図１に示すように、蓋部２３は、固定部材Ｗａに固定される。

図３に示すように、回路基板５０は、ケース２０の内部において基端側の部分に配置される。回路基板５０は、軸方向Ｘに延びる長方形板状である。回路基板５０の基板面５０ａは、上下方向Ｚと直交する。基板面５０ａは、回路基板５０の上面である。基板面５０ａには、図示しないプリント配線が設けられる。

電源装置４０は、モータ３０および回路基板５０に電力を供給する。電源装置４０は、図２に示す電源ケーブル４４を介して図示しない外部電源に接続される。電源装置４０は、例えば、外部電源から供給される電力の電圧を変換する変圧器である。図１に示すように、電源装置４０は、ケース２０の内部において基端側の部分に配置される。本実施形態において基板面５０ａと電源装置４０とは、上下方向Ｚに隙間を介して対向する。電源装置４０は、後述のハートカム装置６１を介してケース２０に固定される。

複数の電子部品５１，５２は、回路基板５０に取り付けられる。電子部品５１は、軸方向Ｘにおける電源装置４０と異なる位置において基板面５０ａに取り付けられる。本実施形態では、電子部品５１は、電源装置４０よりも先端側において基板面５０ａに取り付けられる。

例えば、電子部品５１は、無線通信用の部品である。例えば、電子部品５１は、モータユニット１０ａが外部から送信される信号を受信するための電子部品である。これにより、モータユニット１０ａの遠隔操作が可能となる。

電子部品５２は、基板面５０ａにおける電源装置４０と対向する部分に配置される。すなわち、複数の電子部品の少なくとも一部は、基板面５０ａにおける電源装置４０と対向する部分に配置される。そのため、基板面５０ａ上を有効に利用することができる。

モータ３０は、ケース２０の内部において先端側の部分に配置される。モータ３０は、モータシャフト３１を有する。モータシャフト３１は、例えば、中心軸Ｊを中心として軸方向Ｘに延びる。モータシャフト３１は、減速機３２に接続される。すなわち、減速機３２はモータ３０に連結される。モータ３０の先端側の端部は、減速機３２の基端側の端部に固定される。本実施形態においてモータ３０は、ケース２０の内側面から径方向内側に離れて配置される。

減速機３２は、ケース２０の内部において先端側の端部に配置される。減速機３２は、上側ケース２１と下側ケース２２とによって構成された筒部の先端側の開口を塞ぐ。減速機３２は、ケース２０の内側面に固定される。減速機３２には出力シャフト３４が接続される。モータシャフト３１は、減速機３２を介して出力シャフト３４に連結される。モータシャフト３１の回転は、減速機３２を介して減速されて出力シャフト３４に伝達される。これにより、モータ３０は、モータシャフト３１を介して出力シャフト３４を回転させる。

ブレーキ装置３３は、モータ３０の基端側の端部に固定される。本実施形態においてブレーキ装置３３は、ケース２０の内側面から径方向内側に離れて配置される。ブレーキ装置３３は、モータ３０の回転を制動する。

本実施形態においてモータ３０は、ケース２０に対して、直接的には固定されず、減速機３２を介して固定される。また、ブレーキ装置３３は、ケース２０に対して、直接的には固定されず、モータ３０および減速機３２を介して固定される。そのため、例えば、ケース２０が変形した場合であっても、モータ３０と減速機３２とブレーキ装置３３との相対的な配置関係を保持しやすい。

図４は減速機３２の概略構成を示す断面図である。 図４に示すように、減速機３２は、フランジ部３５と、減速機ケース３６と、スプリングケース３７と、切換機構５５とを有する。

減速機３２は、減速機ケース３６に収容された遊星歯車機構２をさらに有する。本実施形態において、遊星歯車機構２は、第１遊星歯車機構３と、第２遊星歯車機構４と、第３遊星歯車機構５とを含む。これら第１遊星歯車機構３、第２遊星歯車機構４および第３遊星歯車機構５は、軸方向一方側（基端側）から軸方向他方側（先端側）に向かってこの順に連結されている。すなわち、本実施形態において、減速機３２は、３段構成の遊星歯車機構２を有している。

第１遊星歯車機構３は、第１内歯歯車３ａと、複数の第１遊星歯車３ｂと、第１遊星キャリア部３ｃとを含む。第１遊星歯車機構３の各構成要素は樹脂製である。第１内歯歯車３ａは、径方向外側に設けられたつば部を減速機ケース３６およびフランジ部３５間に挟持することで配置されている。これにより、第１内歯歯車３ａは、減速機ケース３６に対して固定されている。

本実施形態において、第１遊星歯車３ｂは、回転軸３ｂ１を介して第１遊星キャリア部３ｃの一方面に回転可能に支持される。複数の第１遊星歯車３ｂは、第１内歯歯車３ａの内周面に設けられた歯３ａ１およびモータシャフト３１に設けられた歯（不図示）に噛み合った状態とされている。第１遊星キャリア部３ｃは、他方面（第１遊星歯車３ｂが設けられた面と反対側の面）に出力軸３ｃ１を有している。

第１遊星歯車機構３は、モータシャフト３１の回転によって複数の第１遊星歯車３ｂが第１内歯歯車３ａに沿って中心軸Ｊ回りに移動することで、第１遊星キャリア部３ｃ（出力軸３ｃ１）を所定の回転数で回転させる。

第２遊星歯車機構４は、第１遊星歯車機構３の出力軸３ｃ１に連結されている。第２遊星歯車機構４は、第２内歯歯車４ａと、第２遊星歯車４ｂと、第２遊星キャリア部４ｃとを含む。第２遊星歯車機構４の各構成要素は概ね樹脂製である。本実施形態において、第２内歯歯車４ａは、後述する切換機構５５によって、減速機ケース３６に対する固定状態が切り替え可能とされている。ここで、減速機ケース３６に対する固定状態の切換とは、減速機ケース３６に対して固定されることで減速機ケース３６に対して回転できない状態と、減速機ケース３６に対して固定されないことで減速機ケース３６に対して回転可能な状態との切り替えを意味する。

第２遊星歯車４ｂは、回転軸４ｂ１を介して第２遊星キャリア部４ｃの一方面に回転可能に支持される。複数の第２遊星歯車４ｂは、第２内歯歯車４ａの内周面に設けられた歯４ａ１および第１遊星歯車機構３の出力軸３ｃ１に設けられた歯（不図示）に噛み合った状態とされている。第２遊星キャリア部４ｃは、他方面（第２遊星歯車４ｂが設けられた面と反対側の面）に出力軸４ｃ１を有している。

第２遊星歯車機構４は、第１遊星歯車機構３の出力軸３ｃ１の回転によって複数の第２遊星歯車４ｂが第２内歯歯車４ａに沿って中心軸Ｊ回りに移動することで、第２遊星キャリア部４ｃ（出力軸４ｃ１）を所定の回転数で回転させる。

第３遊星歯車機構５は、第２遊星歯車機構４の出力軸４ｃ１に接続されている。第３遊星歯車機構５は、第３内歯歯車５ａと、第３遊星歯車５ｂと、第３遊星キャリア部５ｃとを含む。第３遊星歯車機構５の各構成要素は樹脂製である。本実施形態において、第３内歯歯車５ａは、減速機ケース３６に嵌め込まれることで該減速機ケース３６に固定されている。

第３遊星歯車５ｂは、回転軸５ｂ１を介して第３遊星キャリア部５ｃの一方面に回転可能に支持される。複数の第３遊星歯車５ｂは、第３内歯歯車５ａの内周面に設けられた歯５ａ１および第２遊星歯車機構４の出力軸４ｃ１に設けられた歯（不図示）に噛み合った状態とされている。第３遊星キャリア部５ｃはリング状の部材からなり、出力シャフト３４の一端側に嵌め込まれている。

出力シャフト３４は、第３遊星キャリア部５ｃの他方面（第３遊星歯車５ｂが設けられた面と反対側の面）に突出している。出力シャフト３４はベアリング等の保持部材６を介して減速機ケース３６の外側に引き出されている。

切換機構５５は、ロックピン３９の軸方向移動に伴って、出力シャフト３４とモータシャフト３１とが連結される連結状態と、出力シャフト３４とモータシャフト３１とが分離される非連結状態と、を切り換える。すなわち、切換機構５５は、出力シャフト３４とモータ３０との動力伝達状態を切り替える。

切換機構５５は減速機３２に設けられ、歯車側凹部４Ｒ１と、ケース側凹部３６ａと、ロックピン３９とを有する。本実施形態において、切換機構５５は、遊星歯車機構２のうちの軸方向の中央に位置する第２遊星歯車機構４の第２内歯歯車４ａに設けられている。

図５は減速機３２の要部構成を示す斜視図である。なお、図５では第２遊星歯車機構４の要部構成および減速機ケース３６を見やすくするため、第１遊星歯車機構３の図示を省略している。

図５に示すように、歯車側凹部４Ｒ１は、第２遊星歯車機構４の第２内歯歯車４ａの外周端から径方向内側へ凹み、第２内歯歯車４ａの軸方向一方側（基端側）に開口する。歯車側凹部４Ｒ１の開口は半円状である。

第２内歯歯車４ａは、筒状の歯車本体４Ａと、歯車本体４Ａの軸方向一方側（基端側）の端面に固定されるクラッチリング４Ｒとを有する。筒状の歯車本体４Ａの内周面に歯４ａ１（図４参照）が設けられている。クラッチリング４Ｒは複数の歯車側凹部４Ｒ１を有する。クラッチリング４Ｒおよび歯車本体４Ａは、互いに嵌め合わされることでねじ部材などを用いることなく固定されている。

本実施形態において、クラッチリング４Ｒは金属製であり、歯車本体４Ａは樹脂製である。これにより、クラッチリング４Ｒの強度が向上するので、ロックピン３９の歯車側凹部４Ｒ１への抜き差しによるクラッチリング４Ｒの破損をより低減できる。また、第２内歯歯車４ａの構成要素の一部である歯車本体４Ａを樹脂で成形することで、第２内歯歯車４ａにおいて負荷がかかる部分の機械的強度を保ちつつ、軽量化を図ることができる。

ケース側凹部３６ａは、第２内歯歯車４ａの外周面と径方向に対向する減速機ケース３６の内周面から径方向外側へ凹み、軸方向一方側（基端側）に開口する。ケース側凹部３６ａの開口は半円状である。

図４に示したように、ロックピン３９は、歯車側凹部４Ｒ１とケース側凹部３６ａとが径方向に対向する位置において歯車側凹部４Ｒ１およびケース側凹部３６ａから構成される穴部８に軸方向に抜き差しされる。

図４に示したように、歯車本体４Ａは、軸方向一方側の端部に、歯車側凹部４Ｒ１よりも径方向内側に窪んだ窪み部７を有する。窪み部７は歯車側凹部４Ｒ１よりも径方向内側に位置するため、後述するように歯車側凹部４Ｒ１に挿入されるロックピン３９に接触しない。これにより、歯車本体４Ａは、ロックピン３９の挿入を阻害しない。かつ歯車本体４Ａとロックピン３９との接触による破損や摩耗の発生を低減できる。

なお、図５に示す状態は、第２内歯歯車４ａ（クラッチリング４Ｒ）が減速機ケース３６に対して回転しており、歯車側凹部４Ｒ１とケース側凹部３６ａとが径方向に対向していない。

本実施形態において、第２内歯歯車４ａが複数の歯車側凹部４Ｒ１を有するため、歯車側凹部４Ｒ１とケース側凹部３６ａとが径方向において対向しない場合でも、第２内歯歯車４ａを１回転させずに少し回転させることで歯車側凹部４Ｒ１とケース側凹部３６ａとを径方向において対向させることができる。よって、ロックピン３９を穴部８に挿入する際の第２内歯歯車４ａおよび減速機ケース３６の位置合わせが容易となる。

ロックピン３９の軸方向位置は位置ロック機構６０によって維持される。図６は位置ロック機構６０の概略構成を示す図である。 図６に示すように、位置ロック機構６０は、コイルスプリング３８と、連結ロッド６８ｄと、ハートカム装置６１と、を有する。なお、図６では、連結ロッド６８ｄの先端に接続されるロックピン３９と、コイルスプリング３８を減速機３２に取り付けるスプリングケース３７も合わせて図示している。

本実施形態において、コイルスプリング３８は、図４に示したように、スプリングケース３７に収容される。スプリングケース３７は略筒状の部材であって、減速機３２の軸方向一方側（基端側）に沿って設けられている。スプリングケース３７は、フランジ部３５に設けられた穴３５ａを介して減速機３２の軸方向一方側に引き出された状態に設けられる。スプリングケース３７は、フランジ部３５および第１内歯歯車３ａに挟持されることで減速機３２に固定される。

図４に示したように、スプリングケース３７は、軸方向他方側（先端側）に設けられた収容空間３７ａを有する。収容空間３７ａはコイルスプリング３８を収容する。コイルスプリング３８の軸方向一方側（先端側）の端部はロックピン３９の端面に接触し、コイルスプリング３８の軸方向他方側（基端側）の端部はスプリングケース３７の内面に接触する。コイルスプリング３８はロックピン３９を先端側に押す付勢力を生じるようにスプリングケース３７の収容空間３７ａに収容されている。これにより、コイルスプリング３８によってロックピン３９を軸方向に押す構成が実現されている。ロックピン３９の一部（軸方向他方側の端部）はスプリングケース３７の収容空間３７ａに収容されている。

連結ロッド６８ｄの先端側はロックピン３９の減速機３２と反対側に接続される。連結ロッド６８ｄは、軸方向一方側がロックピン３９に設けられた穴に嵌め込まれることでロックピン３９に連結され、軸方向他方側がコイルスプリング３８を挿通するように引き出されている。連結ロッド６８ｄはスプリングケース３７に設けられた貫通孔３７ｂを介してスプリングケース３７の外側へと引き出される。貫通孔３７ｂの内径はロックピン３９の外径よりも小さい。

ロックピン３９は、連結ロッド６８ｄによって軸方向に移動することで穴部８に対して抜き差し可能とされる。なお、ロックピン３９は、第１遊星歯車機構３の第１内歯歯車３ａに設けられた穴３ａ２を挿通することで穴部８に対して抜き差し可能とされる。

図７はハートカム装置６１の概略構成を示す図である。 図７に示すように、ハートカム装置６１は、操作部６８と、筐体６１Ａと、カムフォロア６５と、リンク６４と、を有する。

操作部６８は、フック部６８ａと、操作ワイヤ６８ｂと、被覆チューブ６８ｃと、を有する。フック部６８ａの基端側はハートカム装置６１の内部に挿入され、フック部６８ａの先端側には連結ロッド６８ｄの基端側の端部が接続される（図６参照）。

操作ワイヤ６８ｂは、フック部６８ａの基端側の端部に接続される。操作ワイヤ６８ｂは、フック部６８ａから基端側に延びて、ケース２０の外部に引き出される。ケース２０の外部に引き出された操作ワイヤ６８ｂは、図１に示したように駆動装置１０から下側に引き出され、プルスイッチ６８ｅを構成する。

被覆チューブ６８ｃは、ハートカム装置６１に接続される。被覆チューブ６８ｃは、ハートカム装置６１から基端側に延びて、ケース２０の外部に引き出される。被覆チューブ６８ｃの内部には、操作ワイヤ６８ｂが通される。

図７に示すように、筐体６１Ａは、前側に開口する底板を有する矩形箱状である。図３に示すように、筐体６１Ａは突出平板部２２ｃの径方向内側面にネジで固定される。

筐体６１Ａはカム部６２を有する。カム部６２は、筐体６１Ａの内側面のうち前側を向く内側面６１ａから後側に窪んだ凹部６３ａと凹部６３ａ内に位置する略ハート形状の凸部６３ｂとで構成される環状の溝である。

リンク６４は、フック部６８ａの基端側の端部に、前後方向Ｙと平行な軸周りに回動可能に接続される。本実施形態のリンク６４はコイルスプリング３８の付勢力によって先端側のみに付勢力が付与されている。そのため、本実施形態のリンク６４には、基端側を上方に付勢する力は付与されていない。

カムフォロア６５は、リンク６４の基端側の端部に接続される。カムフォロア６５は、カム部６２内に配置される。カムフォロア６５は、操作部６８の操作に伴って、環状のカム部６２内を移動する。すなわち、リンク６４はカムフォロア６５と操作部６８（フック部６８ａ）とを連結している。

本実施形態において、操作部６８と連結ロッド６８ｄとロックピン３９とは、図６に示すように、軸方向から見て重なる位置に配置されている。すなわち、操作部６８と連結ロッド６８ｄとロックピン３９とは軸方向において直線状に配置されている。

図８はカム部６２を前側から視た図である。 図８に示すように、前後方向Ｙに沿って視て、カム部６２の外縁側の形状は、略ハート形状である。カム部６２は、第１部分６２ａと、第２部分６２ｂと、第３部分６２ｃと、第４部分６２ｄと、を有する。第１部分６２ａは、基端側斜め上方に向かって凸となる略円弧状である。第１部分６２ａの底部である第１底部６６ａの前後方向Ｙの位置は、第１部分６２ａの先端側の端部から基端側の端部に向かうまでの間に前側に変化する。

第２部分６２ｂは、第１部分６２ａの基端側の端部の下側に接続される。第２部分６２ｂの底部である第２底部６６ｂの前後方向Ｙの位置は、第１底部６６ａの基端側の端部よりも後側である。そのため、第１底部６６ａと第２底部６６ｂとの接続部においては、第１段差部６７ａが設けられる。

第３部分６２ｃは、第２部分６２ｂの先端側に接続される。第３部分６２ｃの底部である第３底部６６ｃの前後方向Ｙの位置は、第２底部６６ｂよりも後側である。そのため、第２底部６６ｂと第３底部６６ｃとの接続部においては、第２段差部６７ｂが設けられる。

第４部分６２ｄは、第３部分６２ｃの先端側斜め下方に接続される。第４部分６２ｄは、第４部分６２ｄの下端部から上側やや斜め先端側に向かって延びる。第４部分６２ｄの下端部は、凹部６３ａの下端部である。第４部分６２ｄの上端部は、第１部分６２ａの先端側の下端部に接続される。第４部分６２ｄの底部である第４底部６６ｄの下端部の前後方向Ｙの位置は、第３底部６６ｃよりも後側である。そのため、第３底部６６ｃと第４底部６６ｄとの接続部においては、第３段差部６７ｃが設けられる。第４底部６６ｄの前後方向Ｙの位置は、第４底部６６ｄの下端部から上端部に向かうまでの間に前側に変化する。第１底部６６ａの先端側の端部と接続される第４底部６６ｄの上端部の前後方向Ｙの位置は、第１底部６６ａの先端側の端部と同じである。

本実施形態において、カム部６２は、操作部６８が減速機３２側に進出する進出位置においてカムフォロア６５が配置される第１位置Ｐ１と、操作部６８が進出位置よりも後退する後退位置においてカムフォロア６５が配置される第２位置Ｐ２とを有する。

ここで、操作部６８が減速機３２側に進出する進出位置とは、ロックピン３９を穴部８に差し込まれる位置にあることを意味する。すなわち、カムフォロア６５が第１位置Ｐ１に配置されると、ロックピン３９が穴部８に差し込まれた状態となる。第１位置Ｐ１は、上述した第１部分６２ａの先端部に相当する。

また、操作部６８が進出位置よりも後退する後退位置とは、ロックピン３９が穴部８から引き抜かれる位置にあることを意味する。すなわち、カムフォロア６５が第２位置Ｐ２に配置されると、ロックピン３９が穴部８から引き抜かれた状態となる。

また、カム部６２は、進出位置から後退位置への切り換え時に第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動するカムフォロア６５が通過する第１通路Ｔ１と、後退位置から進出位置への切り換え時に第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動するカムフォロア６５が通過する第２通路Ｔ２と、を有する。

第１通路Ｔ１は、第１底部６６ａの一部（第１部分６２ａの先端上側部分）と、第２底部６６ｂと、第３底部６６ｃの一部（第３部分６２ｃの基端側部分）とで構成される。 また、第２通路Ｔ２は、第３底部６６ｃの残りの一部と、第４底部６６ｄと、第１底部６６ａの残りの一部（第１部分６２ａの先端斜め下側部分）とで構成される。第２通路Ｔ２は、第１通路Ｔ１の第１位置Ｐ１（第１部分６２ａの先端部）よりも第２位置Ｐ２側（基端側）の位置に接続されている。

また、カム部６２は、第１通路Ｔ１と第２通路Ｔ２との接続部分Ｒよりも減速機３２側に位置し、カムフォロア６５を収容可能な逃げ溝部６９を有する。逃げ溝部６９は第１部分６２ａの先端側に設けられる。逃げ溝部６９の先端部が上記第１位置Ｐ１に相当する。 なお、図８においては、第１部分６２ａのうち第１通路Ｔ１および第２通路Ｔ２を兼ねる部位を上記接続部分Ｒとした。

本実施形態において、第１通路Ｔ１の幅Ｗ１は、第２通路Ｔ２との接続部分Ｒにおいて逃げ溝部６９よりも広く、接続部分Ｒから第２位置Ｐ２に向かうに従って狭くなる。図８においては、最大の幅Ｗ１を符号Ｗ１ｍａｘで示した。すなわち、第１通路Ｔ１の幅Ｗ１を規定する凸部６３ｂの上側壁面６３ｂ２は逃げ溝部６９の下側の壁面よりも下側に位置している。

以下、本実施形態のシャッター装置１における位置ロック機構６０の動作について説明する。はじめに、ロックピン３９は減速機３２の穴部８に挿入された状態となっているものとする。

例えば、操作者がプルスイッチ６８ｅを引くと、操作ワイヤ６８ｂが基端側に引かれて、フック部６８ａおよび連結ロッド６８ｄを介してロックピン３９が基端側に移動する。ロックピン３９に取り付けられたコイルスプリング３８はスプリングケース３７内で圧縮された状態となる。

このとき、図８中の二点鎖線で示すように、カムフォロア６５は、第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３まで移動する。第１位置Ｐ１は逃げ溝部６９内の先端であり、第３位置Ｐ３は、第２部分６２ｂ内である。

操作者がプルスイッチ６８ｅを引く力を解除すると、スプリングケース３７内で圧縮されたコイルスプリング３８の復元力によって操作ワイヤ６８ｂ、フック部６８ａ、連結ロッド６８ｄおよびロックピン３９が先端側に移動する。このとき、カムフォロア６５は、第３位置Ｐ３から第２位置Ｐ２に移動する。第２位置Ｐ２は、第３部分６２ｃ内である。第２位置Ｐ２においてカムフォロア６５は、凸部６３ｂの下側壁面６３ｂ１と接触する。

本実施形態において、ロックピン３９はコイルスプリング３８によって先端側に付勢されるため、ロックピン３９に連結された連結ロッド６８ｄおよびフック部６８ａも先端側に付勢されている。また、フック部６８ａに連結されたリンク６４およびリンク６４に取り付けられたカムフォロア６５も先端側に付勢されている。そのため、カムフォロア６５は、凸部６３ｂの下側壁面６３ｂ１に押圧された状態とされるので、カムフォロア６５の先端側への移動が良好に阻害される。

このようにして、操作ワイヤ６８ｂ、フック部６８ａ、連結ロッド６８ｄおよびロックピン３９の先端側への移動が阻害され、ロックピン３９が穴部８から退避した状態が維持される。このとき、第２内歯歯車４ａは減速機ケース３６に対して回転可能な状態となるので、第２遊星歯車機構４はモータシャフト３１から第１遊星歯車機構３への入力を第３遊星歯車機構５側に伝達しない。すなわち、出力シャフト３４とモータシャフト３１との連結が解除された非連結状態が維持される。 非連結状態においては、出力シャフト３４がモータシャフト３１の状態によらず自由に回転可能となるため、操作者は、手動でシャッター８０を昇降させることが可能になる。

本実施形態では、遊星歯車機構２のうちの軸方向の中央に位置する第２遊星歯車機構４の第２内歯歯車４ａに切換機構５５を設けるため、出力シャフト３４から離れた第１内歯歯車３ａ（第１遊星歯車機構３）に切換機構５５を設ける場合に比べて、手動でシャッター８０を昇降させる際の負荷が低減される。よって、手動によるシャッター８０の昇降動作が容易となる。

ところで、操作者がプルスイッチ６８ｅを基端側にゆっくり引いた場合について考える。本実施形態のリンク６４には、基端側を上方に付勢する力は付与されていないため、カムフォロア６５が基端側に移動する際、リンク６４とともにカムフォロア６５が下方に落下するおそれがある。

ここで、逃げ溝部６９を設けない場合について考える。逃げ溝部６９を設けない場合、リンク６４とともにカムフォロア６５が基端側に移動し始めた際、カムフォロア６５がリンク６４とともに下方に落下することで第１通路Ｔ１ではなく、第２通路Ｔ２（第４部分６２ｄ）に入り込んでしまうおそれがある。すると、カムフォロア６５は第１位置Ｐ１から第４位置Ｐ４に移動した後、操作者がプルスイッチ６８ｅを引く力を解除すると、再び第１位置Ｐ１へと戻ってくる。この場合、カムフォロア６５を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へと移動させることができない。

これに対し、本実施形態によれば、リンク６４とともにカムフォロア６５が基端側に移動し始めた際、カムフォロア６５が逃げ溝部６９内に沿ってガイドされるため、カムフォロア６５の下方への落下が抑制される。これにより、カムフォロア６５の第２通路Ｔ２（第４部分６２ｄ）への入り込みが抑制される。

また、本実施形態において、第１通路Ｔ１の幅Ｗ１を規定する凸部６３ｂの上側壁面６３ｂ２は逃げ溝部６９の下側の壁面よりも下側に位置するため、基端側に移動する際に多少下方に落下した場合でも、カムフォロア６５は凸部６３ｂの上側壁面６３ｂ２の第５位置Ｐ５に移動する。そのため、カムフォロア６５における第２通路Ｔ２への入り込みを抑制することができる。

したがって、本実施形態のシャッター装置１によれば、カムフォロア６５を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へと安定して移動させることができる。よって、連結状態から非連結状態への切り替えを安定して行うことができる。

一方、非連結状態において、操作者がさらにプルスイッチ６８ｅを引くと、カムフォロア６５は、第２位置Ｐ２から基端側に移動する。しかし、第２段差部６７ｂが設けられるため、カムフォロア６５は、第２部分６２ｂに戻ることが抑制され、第２段差部６７ｂの段差面および凹部６３ａの外縁側の側面に沿って移動する。そして、カムフォロア６５は、第２通路Ｔ２を通って第４位置Ｐ４へと移動する。第４位置Ｐ４は、第４部分６２ｄの下端部内である。

この状態において操作者がプルスイッチ６８ｅを引く力を解除すると、コイルスプリング３８の付勢力によってカムフォロア６５は第２通路Ｔ２を通って、再び逃げ溝部６９の先端に位置する第１位置Ｐ１へと戻る。

これにより、ロックピン３９が穴部８に再び挿入された状態となる。ロックピン３９が穴部８に挿入された状態において、第２内歯歯車４ａは減速機ケース３６に対して固定された状態となる。このとき、第２遊星歯車機構４は、モータシャフト３１から第１遊星歯車機構３への入力を第３遊星歯車機構５側に伝達可能となる。すなわち、再び出力シャフト３４とモータシャフト３１とが連結状態となる。

本実施形態のシャッター装置１によれば、位置ロック機構６０においてハートカム装置６１により連結ロッド６８ｄを介して軸方向に移動させたロックピン３９を減速機３２に抜き差しすることで出力シャフト３４とモータシャフト３１との連結状態の切り替えを行うことができる。 よって、位置ロック機構６０が減速機３２の径方向の外側に位置しないので、減速機３２の径方向における寸法を大型化させることがない。そのため、この減速機３２を備えたモータユニット１０ａは、ユニットの大型化が抑制される。

また、本実施形態によれば、操作部６８（操作ワイヤ６８ｂ）と連結ロッド６８ｄとロックピン３９とが軸方向において直線状に配置されるので、プルスイッチ６８ｅへの引っ張り力がフック部６８ａおよび連結ロッド６８ｄを介してロックピン３９に伝達され易い。よって、操作者は、プルスイッチ６８ｅを比較的小さい力で引くことでロックピン３９を移動させることができる。すなわち、本実施形態によれば、小さい力で出力シャフト３４とモータシャフト３１との連結状態の切り替えを行うことができる。

したがって、本実施形態によれば、ユニットの大型化を抑制するとともに、小さい力で出力シャフト３４とモータシャフト３１との連結状態の切り替えを可能としたモータユニット１０ａを提供できる。

図１に示したように、回転筒１１は、軸方向Ｘに延び、ケース２０の径方向外側に配置される円筒状である。回転筒１１は、例えば、中心軸Ｊを中心とする。回転筒１１は、モータユニット１０ａの基端側の端部から、モータユニット１０ａの先端側の端部よりもさらに先端側（＋Ｘ側）まで延びる。回転筒１１における軸方向Ｘの一方側（－Ｘ側）の端部は、ベアリング７０を介してケース２０に連結される。図示は省略するが、回転筒１１における軸方向Ｘの他方側（＋Ｘ側）の端部は、壁に対して回転可能に支持される。これにより、回転筒１１は、中心軸Ｊ周りに回転可能に、軸方向Ｘの両端を支持される。

回転筒１１は、接続部材１２を介して出力シャフト３４と連結される。図２に示したように、接続部材１２は、出力シャフト３４に固定される略矩形板状の部材である。図１に示したように、接続部材１２は、回転筒１１の内周面に固定される。これにより、出力シャフト３４が回転すると、接続部材１２を介して、回転筒１１も回転する。すなわち、回転筒１１は、出力シャフト３４の回転に伴って回転する。このような回転筒１１を備えるため、本実施形態の駆動装置１０はシャッター装置用の駆動装置、または搬送ローラ用の駆動装置等として用いることができる。

具体的に、本実施形態のシャッター装置１に用いられる駆動装置１０においては、回転筒１１を回転させることで、回転筒１１に対してシャッター８０を巻き取り、シャッター８０を上昇させることができる。また、回転筒１１を逆回転させることで、回転筒１１に巻き取られたシャッター８０を巻き出し、シャッター８０を降下させることができる。

モータユニット１０ａが、本実施形態のように回転筒１１が設けられる駆動装置１０に設けられる場合、モータユニット１０ａのケース２０を円筒状とすることで、ケース２０を角筒状とするよりも、ケース２０内の空間を大きくすることができる。すなわち、ケース２０を円筒状とすることで、回転筒１１を備える駆動装置１０に好適に用いることができるモータユニット１０ａが得られる。

シャッター装置１においては、例えば、回転筒１１内におけるモータユニット１０ａが収容される部分以外に、他の装置が配置される。そのため、モータユニット１０ａの軸方向Ｘの寸法が大型化すると、他の装置が配置できない問題がある。したがって、上述したモータユニット１０ａが大型化することを抑制できる効果は、シャッター装置１用の駆動装置１０に適用する場合に特に有用である。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 上述した実施形態のモータユニット１０ａの用途は限定されず、シャッター装置１用の駆動装置１０以外のいかなる機器に搭載されてもよい。また、上述した実施形態の駆動装置１０は、シャッター装置１以外のいかなる機器に搭載されてもよい。また、上述した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１…シャッター装置、１０ａ…モータユニット、１１…回転筒、２０…ケース（ユニットケース）、３０…モータ、３２…減速機、３４…出力シャフト（出力軸）、３７…スプリングケース、３８…コイルスプリング、３９…ロックピン、５５…切換機構、６０…位置ロック機構、６１…ハートカム装置、６１Ａ…筐体、６２…カム部、６４…リンク、６５…カムフォロア、６８…操作部、６８ｄ…連結ロッド、６９…逃げ溝部、Ｊ…中心軸、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、Ｒ…接続部分、Ｔ１…第１通路、Ｔ２…第２通路、Ｗ１…幅、Ｘ…軸方向。

Claims (3)

1. 中心軸に沿って延びる出力軸と、
   前記出力軸に連結される減速機と、
   前記減速機に設けられ、ロックピンの軸方向移動に伴って前記出力軸と前記モータとの動力伝達状態を切り換える切換機構と、
   前記減速機に連結されるモータと、
   前記ロックピンに接続され、前記ロックピンの軸方向位置を維持する位置ロック機構と、
   を備え、
   前記位置ロック機構は、
   前記ロックピンの前記減速機と反対側に接続される連結ロッドと、
   前記ロックピンの前記連結ロッド側に設置され、前記ロックピンを軸方向に押すコイルスプリングと、
   前記連結ロッドに連結され、前記連結ロッドを前記軸方向に移動するハートカム装置と、
   を有し、
   前記ハートカム装置は、
   前記連結ロッドに連結されて前記ロックピンを操作する操作部と、
   環状の溝からなるカム部を有する筐体と、
   前記カム部内に位置するカムフォロアと、
   前記カムフォロアと前記操作部とを連結するリンクと、
   を有し、
   前記操作部と前記連結ロッドと前記ロックピンとが、軸方向から見て重なる位置に配置され、
   前記カム部は、
   前記操作部が前記減速機側に進出する進出位置において前記カムフォロアが配置される第１位置と、
   前記操作部が前記進出位置よりも後退する後退位置において前記カムフォロアが配置される第２位置と、
   前記進出位置から前記後退位置への切り換え時に、前記第１位置から前記第２位置に移動する前記カムフォロアが通過する第１通路と、
   前記第１通路の前記第１位置よりも前記第２位置側に接続され、前記後退位置から前記進出位置への切り換え時に、前記第２位置から前記第１位置に移動する前記カムフォロアが通過する第２通路と、
   前記第１通路と前記第２通路との接続部分よりも前記減速機側に位置し、前記カムフォロアを収容可能な逃げ溝部と、
   を有し、
   前記第１通路の幅は、前記接続部分において前記逃げ溝部よりも広く、前記接続部分から前記第２位置に向かうに従って狭くなる、
   モータユニット。
2. 前記コイルスプリングを収容し前記減速機に固定されるスプリングケースを有し、
   前記コイルスプリングの軸方向一方側の端部は前記スプリングケースの内面に接触し、
   前記コイルスプリングの軸方向他方側の端部は前記ロックピンの端面に接触する、
   請求項１に記載のモータユニット。
3. 請求項１または２に記載のモータユニットと、
   前記モータユニットを収容し軸方向に延びる筒状のユニットケースと、
   前記ユニットケースの径方向外側に配置され前記出力軸と連結される円筒状の回転筒と、を備える
   駆動装置。

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