电动开闭伞 |
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| 申请号 | CN201310180776.1 | 申请日 | 2013-05-16 | 公开(公告)号 | CN103416928B | 公开(公告)日 | 2016-05-25 |
| 申请人 | 相马正昭; | 发明人 | 相马正昭; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种电动开闭伞，该电动开闭伞由 马 达进行的伞的开闭的旋转负载小，并且较轻且用单手易于操作。在设于伞的把手内部的 电池 和马达之间设有正反切换用 开关 。将伞的伞杆分割为上部伞杆和下部伞杆，在该分割部分安装由中央的太阳 齿轮 、其周围的行星齿轮及其外侧的内齿轮构成的行星齿轮机构，配置于下部伞杆内的 驱动轴 的下端部经由固定于把手上部的止推 轴承 而能够传递旋转地与马达的旋 转轴 连接，并且其上端部固定于太阳齿轮。此外，内齿轮固定于外筒体，该外筒体在其下部固定设有 覆盖 下部伞杆的筒状阳 螺纹 ，在下伞轴的内周面上形成与筒状阳螺纹对应的阴螺纹部。在下伞轴的下部设有覆盖筒状阳螺纹整体的螺纹部覆盖管。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电动开闭伞，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 电动开闭伞技术领域背景技术[0003] 在该专利文献1中，公开有如下构造：当利用设置于柄的马达使插入到空心形的支柱（相当于伞杆（日文：中棒））内的螺纹轴旋转时，与该螺纹轴螺纹接合的螺纹构件被从在支柱开口的槽插入的销约束而在上下方向上进行移动，固定于该销的滑动构件（相当于下伞轴）使第二骨架（相当于副伞骨）在上下方向上移动，从而使伞进行开闭。 [0004] 在先技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本专利特开平8-103314号公报 [0007] 发明要解决的问题 [0008] 然而，在上述专利文献1的发明中，由于供销插入的槽而使支柱在纵向较长地开裂，因而该支柱不能获得较高强度，并且存在灰尘、雨水进入到该槽中而生锈或发生故障的可能。 [0009] 此外，在利用螺纹轴使销上下移动时，通过将销向槽侧面按压来产生较大的摩擦阻力，并且利用被按压的销的反作用而易于引起螺纹构件及滑动构件的中心的横向振动，因此，无法实现滑动构件的顺畅升降。进而，由于克服该阻力以使滑动构件升降需要强劲的旋转力，因此，需要产生较高电压的电池和强劲的马达，不得不使把手部分变得大型化。 [0010] 因此，可以预料到的是，伞整体的重量超过了用单手把持的伞的合适重量，并且，电池发热而在短时间内被消耗掉，需要频繁地更换电池，因而损害了作为生活用品的实用性。 发明内容[0011] 为了解决上述以往的自动开闭伞的难点，本发明的目的在于提供一种电动开闭伞，该电动开闭伞能够通过操作开关来简单地开闭伞，并且用较小的力来实现伞的开闭，从而尽可能延长由电力消耗引起的电池的更换周期，并且使伞整体轻量化，即使用单手也易于操作。 [0012] 用于解决课题的方法 [0013] 为了解决上述课题，在本发明的电动开闭伞的技术方案1所记载的发明中，在设于伞的把手内部的空洞内设置电池和马达，在该电池和马达的配线间设置正反切换用开关，在位于与伞处于全开状态下的下伞轴的位置相比稍微靠上侧的部位，伞杆分割成上部伞杆和管状的下部伞杆，并且在该分割部分处配置行星齿轮机构，该行星齿轮机构由中央的太阳齿轮、该太阳齿轮周围的行星齿轮及行星齿轮外侧的内齿轮构成，所述上部伞杆与上部支撑体连结，所述上部支撑体固定设置在设于该行星齿轮机构内的行星齿轮架支柱的上部，并且所述下部伞杆与固定设置在所述行星齿轮架支柱的下部的下部支撑体连结，从而将所述上部伞杆与所述下部伞杆同轴连接，形成固定轴。 [0015] 并且，所述行星齿轮机构的内齿轮固定在外筒体上，并且在该外筒体的下部固定设有呈鞘状覆盖所述下部伞杆的上部的筒状阳螺纹，并且在所述下伞轴的内周面上形成与所述筒状阳螺纹对应的阴螺纹部，在下部设有长度覆盖所述筒状阳螺纹整体的螺纹部覆盖管。 [0016] 在技术方案2所述的发明中，在上述发明中，被筒状阳螺纹覆盖的范围的下部伞杆的上部与该下部伞杆的下部相比直径小。 [0017] 在技术方案3所述的发明中，在上述发明中，在上述把手处设有能够容纳预备电池的电池室，在该电池室内容纳有上述预备电池。 [0018] 发明效果 [0019] 对于本发明的电动开闭伞，当开启开关时，通过与电池连接的马达的旋转，驱动轴使太阳齿轮旋转而使内齿轮向反方向旋转。 [0020] 此时，借助固定于内齿轮的外筒体，筒状阳螺纹也旋转。此时拧入该筒状阳螺纹的下伞轴借助副伞骨被主伞骨支撑，因此不旋转地上升。其结果是，副伞骨将主伞骨推上去，使伞布张开，下伞轴达到上限而使伞处于全开。 [0021] 接着，当反向开启开关时，引起马达的反转，上述筒状阳螺纹向与上述相反的方向进行旋转，其结果是，副伞骨将主伞骨拉下来，从而关闭伞布。而且，下伞轴达到下限而使伞处于全闭。 [0022] 这样，能够通过开关的操作而打开伞以及相反地关闭伞。 [0023] 由于是利用上述驱动轴的旋转通过螺纹来打开关闭伞的构造，因此当中途关闭开关时停止伞的打开关闭而处于半打开的状态，既不能够自然地打开也不能自然地关闭。其结果是，当以由于受到伴有强风的雨而通过半开伞来使风通过的方式使用伞时，不需要用另外一只手来按压下伞轴，能够用单手使用伞。 [0024] 此外，上述马达的驱动力从旋转轴向驱动轴传递，从该驱动轴经由行星齿轮机构使筒状阳螺纹旋转，使下伞轴升降。在该过程中，通过将上述筒状阳螺纹设为较小螺距，即使驱动轴的旋转力较小也能够容易地进行伞的开闭驱动。因此，能够使用大小可容纳在直径易于被手握持的把手之中的较小的马达。 [0025] 此时，由于从驱动轴承受的轴向的载重没有直接向旋转轴传递，而是被止推轴承所承受，因此能够减轻相对于马达的旋转的负载，使电池、马达实现小型化。 [0026] 其结果是，使伞整体的轻量化成为可能，能够实现利用单手就易于操作的电动开闭伞。 [0027] 此外，利用设于上述下伞轴的下部螺纹部覆盖管，在伞全开时覆盖上述筒状阳螺纹整体，能够防止头发、衣服等卷入到螺纹部的事故，提高安全性。 [0028] 另外，能够将上述太阳齿轮、行星齿轮及内齿轮综合做成一个零件，因此，若使用该零件则使伞的组装变得容易。 [0029] 在权利要求2所述的发明中，通过将被上述筒状阳螺纹覆盖的范围的下部伞杆的上部设置成与该下部伞杆的下部相比直径小，能够将配置在该下部伞杆的上部的外侧的筒状阳螺纹和进一步配置在其外侧的上述螺纹部覆盖管的直径设为更小的直径，若将上述螺纹部覆盖管的内径和上述下部伞杆的下部的外径设置为能够滑动的级别的直径，则不会产生台阶感等不协调感。 [0030] 在权利要求3所述的发明中，在上述把手处设有能够容纳预备电池的电池室，即使在伞的开闭过程中发生使用电池的电力用尽的情况，也可以通过更换为事先容纳于该电池室的预备电池，从而在该情况下完成伞的开闭。附图说明 [0031] 图1是表示本发明的卸掉伞布而闭合伞的状态的纵剖立体图。 [0032] 图2是表示图1的伞上部的放大后的主要部分的纵剖立体图。 [0033] 图3是表示图1的伞中间部的放大后的主要部分的纵剖立体图。 [0034] 图4是表示图1的伞下部的放大后的主要部分的纵剖立体图。 [0035] 图5是伞杆的纵剖立体图。 [0036] 图6是表示卸掉伞布而打开伞的状态的纵剖立体图。 [0037] 图7是表示图6的上伞轴部分和下伞轴部分的主要部分的纵剖立体图。 [0038] 图8是表示行星齿轮机构的主要部分的纵剖立体图。 [0039] 图9A是外筒体及筒状阳螺纹的各零件的纵剖立体图，图9B是下伞轴及螺纹部覆盖管的各零件的纵剖立体图。 [0040] 图10是伞的半开状态的主视图。 具体实施方式[0041] 以下说明本发明的实施方式。 [0042] 本发明的伞涉及以雨伞为代表的洋伞，如图1所示，从伞杆1的上侧起，依次包括：顶部的金属箍30、用于使主伞骨6的基端部6a停住的上伞轴7、用于使副伞骨9的基端部9a停住的下伞轴8以及最下部的把手4。 [0043] 而且，如图6所示，在上述上伞轴7上设置主伞骨固定部11，在该主伞骨固定部11上呈放射状地以在基端部6a能够摆动的方式连接有各主伞骨6。此外，在下伞轴8上设有副伞骨固定部10，在该副伞骨固定部10上呈放射状地以在基端部9a能够摆动的方式连接有各副伞骨9。 [0044] 而且，上述主伞骨6的中间部6b以能够摆动的方式与上述副伞骨9的顶端部9b连接。 [0046] 伞的开闭通过使下伞轴8上下升降而进行，下伞轴8以包住下部伞杆3的方式安装，具有如下构造：当上述下伞轴8上升时，上述副伞骨9将主伞骨6的中间部6b往上推而打开伞布5，与此相反地，当上述下伞轴8下降时，上述副伞骨9将主伞骨6的中间部6b往下拉而闭合伞布5。 [0047] 本发明将这样的伞设置为能够利用设在把手4的马达21的旋转来使上述下伞轴8升降。 [0048] 如图1所示，在该构造中，固定于伞杆1的下端部的把手4内形成为空洞，在该空洞内部容纳有电池20和马达21。 [0049] 该电池20和马达21借助手离开时返回到原来状态的正反切换用开关23进行电连接。该开关23可以使用两路三极的正反开关。 [0050] 该开关23在图1中表示突起形的开关23，但并不限定该形状，只要是能够切换马达21的正转和反转的开关即可，也可以是按钮式的开关或表面接触型的开关。 [0051] 此外，如图4所示，在上述把手4的空洞中设有能够容纳预备电池29的电池室33，能够始终容纳预备电池29。这样是为了在电池20用尽时，能够打开电池更换用盖32来立即更换电池。此外，若设置以能够更换的方式连接预备电池29和电池20的更换用电路，对于该预备电池29与用尽的电池20之间的更换而言，也能够通过设置于该更换用电路的更换用开关的操作来进行使用电池的切换。 [0052] 在本发明中，如图5所示，在与伞处于全开状态的下伞轴8的位置相比稍微靠上侧的位置的部位，伞的上述伞杆1分割为上部伞杆2和管状的下部伞杆3。 [0053] 而且，如图2及图8所示，在该分割部分处配置由中央的太阳齿轮18、其周围的三个相同直径的行星齿轮12及其外侧的内齿轮17构成的行星齿轮机构P。 [0054] 如图8所示，该行星齿轮机构P在上部支撑体14及下部支撑体15之间固定行星齿轮轴13，在该行星齿轮轴13上以能够自由旋转的方式设置上述行星齿轮12。而且，上述上部支撑体14和下部支撑体15牢固地固定于三根行星齿轮架支柱16的上下。 [0055] 即，如图8所示，在上述上部支撑体14与下部支撑体15之间三个行星齿轮12、轴支撑该行星齿轮12的上述行星齿轮轴13、以及固定上述上部支撑体14和下部支撑体15的上述行星齿轮架支柱16形成为一体，构成行星齿轮架。 [0056] 而且，太阳齿轮18与该行星齿轮架的中心啮合，并且内齿轮与上述各行星齿轮12的外侧啮合，从而构成上述行星齿轮机构P。 [0057] 而且，如图2及图7所示，在上述上部支撑体14上固定上述上部伞杆2的下端部2b，在上述下部支撑体15上固定下部伞杆3的上端部3a，利用上述上部支撑体14和上述下部支撑体15将上部伞杆2与下部伞杆3连结为一体，使得上述上部伞杆2与下部伞杆3的中心轴线同轴。 [0058] 而且，如图4所示，上述下部伞杆3的下端部3b牢固地固定在上述把手4上部的伞杆承接部31。 [0059] 此外，上部伞杆2在上端部2a固定有上伞轴7和在上伞轴7上方的金属箍30。如图7所示，由于该上部伞杆2在内部不存在构造物，因此也能够使用管以外的棒体。 [0060] 如图4所示，方棒制或圆棒制的驱动轴24插入到上述下部伞杆3内，借助固定于把手4上部的伞杆承接部31的止推轴承28，驱动轴24的下端部24b能够传递马达的旋转地连接到马达21的旋转轴22。 [0061] 上述下部伞杆3牢固地固定在设于把手4上部的伞杆承接部31上。在该伞杆承接部31的内部设有轴承接用台阶31a，在该台阶31a上载置下部伞杆3的下端部3b，并且在其内部载置并固定有止推轴承28。 [0062] 如图4所示，该止推轴承28由上支撑板28c、下支撑板28a和以能够在上支撑板28c、下支撑板28a之间自由运动的方式被夹持的轴承滚珠28b构成，在轴承滚珠28b上承担该驱动轴24的载重，使上支撑板28c能够顺畅地旋转。 [0063] 上述驱动轴24固定在止推轴承28的上支撑板28c上，其下端部24b贯穿下支撑板28a，与马达21的旋转轴22连接。 [0064] 该旋转轴22的上端的水平截面形成为四边形，在该驱动轴24的下端部24b的水平截面上包括能够供该旋转轴的上端部间隙配合的四边形的孔，使得马达21的旋转能够向上述驱动轴24传递。 [0065] 即，施加到该止推轴承28的载重被伞杆承接部31承受。而且，从驱动轴24向上述马达21的旋转轴22的载重被伞杆承接部31承受，以防止载重从旋转轴22向上述马达21的施加，从而使上述马达21的旋转力最大限度地发挥。 [0066] 而且，在通过向该止推轴承28的固定来进行定位的该驱动轴24的上端部24a，在与上述各行星齿轮12啮合的位置处固定太阳齿轮18。 [0067] 此外，上述行星齿轮机构P的内齿轮17与从上部19a到下部19b围绕着内齿轮17的外筒体19固定为一体。 [0068] 而且，如图2所示，在该外筒体19的下部19b固定设置筒状阳螺纹25，该筒状阳螺纹25在一定范围内呈鞘状覆盖上述下部伞杆3的上部。 [0069] 如图7所示，在上述下伞轴8的内周面上形成与上述筒状阳螺纹25对应的阴螺纹部26，该下伞轴8能够上下移动地安装于上述筒状阳螺纹25。 [0070] 上述阴螺纹部26拧入上述筒状阳螺纹25，通过该筒状阳螺纹25的旋转来使下伞轴8升降。 [0071] 上述筒状阳螺纹25的从上端部25a到下端部25b的长度被设定为，当下伞轴8通过筒状阳螺纹25的旋转进行升降时，伞布5从全闭（图1所示）到全开（图6所示）能够进行开闭。 [0072] 当上述筒状阳螺纹25的长度较短时，不能使伞充分闭合而停留在半开的状态是不优选的，相反，在上述筒状阳螺纹25的长度长一些的情况下，在伞的打开极限及闭合极限处不得不自动停止，因此基本不会造成使用上的障碍。 [0073] 此外，当上述筒状阳螺纹25的螺距减小时能够减小马达21的负载，因此能够使用小型轻量的马达21，能够实现伞整体的轻量化。 [0074] 然而，如果螺距过小则开闭速度变慢，因此，当设定上述筒状阳螺纹25的螺距使得大约三秒以内完全打开时易于使用。 [0075] 此外，优选的是，上述筒状阳螺纹25及阴螺纹部26的螺纹牙的截面形状为可以获得顺畅的旋转，并且以较小的力矩获得沿轴向较大的推进力的梯形。 [0076] 此外，如图3、图9B所示，在上述下伞轴8的下部8b上与该下伞轴8一体地设置长度覆盖上述筒状阳螺纹25整体的螺纹部覆盖管27。 [0077] 该螺纹部覆盖管27自身与伞的开闭功能没有直接关系，其遮盖暴露出的筒状阳螺纹25整体，防止在使用者把持下部伞杆3的上部时直接握住筒状阳螺纹25，防止衣服、头发卷入的情况。此外，能够通过隐藏筒状阳螺纹25而使伞形成简洁的外观。 [0078] 此外，如图5所示，被上述筒状阳螺纹25覆盖的范围的下部伞杆3的上部与该下部伞杆3的下部相比直径小。 [0079] 为了获得该小径部分，可以采用将小径的管连接的方法和进行较细拉伸加工的方法，也可以采用其它任意方法。 [0080] 下部伞杆3的上部的长度是被上述筒状阳螺纹25覆盖的范围的长度。 [0081] 因此，若下部伞杆3的上部形成为小径，则能够使配置在该下部伞杆3的上部外侧的筒状阳螺纹25和进一步配置在其外侧的上述螺纹部覆盖管27的直径成为小径。 [0082] 接着，与伞的开闭操作一并说明本发明的伞的开闭原理。 [0083] 当用单手来把持伞的把手4，用把持着该把手4的手来按下开关23时，与电池20连接的马达21旋转。 [0084] 当从上方观察该马达21沿逆时针方向旋转时，由于驱动轴24的旋转使太阳齿轮18旋转，与太阳齿轮18啮合的上述各行星齿轮12绕顺时针方向旋转，并且与该行星齿轮12啮合的上述内齿轮17绕顺时针方向旋转。而且，上述内齿轮17借助上述外筒体19使筒状阳螺纹25绕顺时针方向旋转。 [0085] 即，通过阴螺纹部26拧入到上述筒状阳螺纹25的下伞轴8，借助主伞骨6不能旋转地受到副伞骨9支撑，因此当筒状阳螺纹25绕顺时针方向进行旋转时进行上升，设置于下伞轴8的副伞骨9将主伞骨6推上去，展开伞布5使伞打开。 [0086] 此时，如图10所示，当在中途断开开关23时，马达21停止，状态不变地维持着该半开状态。在该状态下，下伞轴8通过阴螺纹部26被上述筒状阳螺纹25约束，因此即使想要强行打开也无法打开。 [0087] 因而，当在开闭中途电池20用尽时，更换为上述预备电池29而进行使用，消除半开状态。 [0088] 在伞张开到最大的状态下，下伞轴8的上部8a与该外筒体19的下部19b抵接而停止上升。从而，使手离开而断开开关23。 [0089] 接着，当开关23反向接通时，形成与开启马达21时的旋转相反的旋转，通过筒状阳螺纹25绕逆时针方向的旋转使下伞轴8下降，其结果是，如图1所示，副伞骨9将主伞骨6拉下来，伞闭合。 [0090] 而且，在伞折叠闭合的状态下，下伞轴8停止下降。从而，使手离开而断开开关23。在该状态下，下伞轴8通过阴螺纹部26被上述筒状阳螺纹25约束，因此即使想要强行打开也无法打开，状态不变地维持着伞折叠闭合的状态，因此能够放心地使伞立起而立着放置。 [0091] 此外，在本发明中，若伞杆缩短而使主伞骨折成三段，则闭合伞时的主伞骨的长度能够缩短折叠的量，因此也能够使闭合时的伞的全长大幅地缩短。 [0092] 产业上的可利用性 [0093] 除雨伞之外，本发明还能够广泛地应用于阳伞、海滨遮阳伞、沙滩桌等。 [0094] 附图标记说明 [0095] 1 伞杆 [0096] 2 上部伞杆 [0097] 2a 上部伞杆的上端部 [0098] 2b 上部伞杆的下端部 [0099] 3 下部伞杆 [0100] 3a 下部伞杆的上端部 [0101] 3b 下部伞杆的下端部 [0102] 4 把手 [0103] 5 伞布 [0104] 6 主伞骨 [0105] 6a 主伞骨的基端部 [0106] 6b 主伞骨的中间部 [0107] 7 上伞轴 [0108] 8 下伞轴 [0109] 8a 下伞轴的上部 [0110] 8b 下伞轴的下部 [0111] 9 副伞骨 [0112] 9a 副伞骨的基端部 [0113] 9b 副伞骨的顶端部 [0114] 10 副伞骨固定部 [0115] 11 主伞骨固定部 [0116] 12 行星齿轮 [0117] 13 行星齿轮轴 [0118] 14 行星齿轮架的上部支撑体 [0119] 15 行星齿轮架的下部支撑体 [0120] 16 行星齿轮架支柱 [0121] 17 内齿轮 [0122] 18 太阳齿轮 [0123] 19 外筒体 [0124] 19a 外筒体的上部 [0125] 19b 外筒体的下部 [0126] 20 电池 [0127] 21 马达 [0128] 22 马达的旋转轴 [0129] 23 开关 [0130] 24 驱动轴 [0131] 24a 驱动轴的上端部 [0132] 24b 驱动轴的下端部 [0133] 25 筒状阳螺纹 [0134] 25a 筒状阳螺纹的上端部 [0135] 25b 筒状阳螺纹的下端部 [0136] 26 下伞轴的阴螺纹部 [0137] 27 螺纹部覆盖管 [0138] 28 止推轴承 [0139] 29 预备电池 [0140] 30 金属箍 [0141] 31 伞杆承接部 [0142] 31a 轴承接用台阶 [0143] 32 电池更换用盖 [0144] 33 电池室 [0145] P 行星齿轮机构 |
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