多段階ロック機構
【課題】操作棒２０をその軸心線方向に所望距離だけ移動させる過程で、操作棒２０の位置を多段階でロックできるようにし、それにより、操作棒２０の移動に連動して変位する被操作部材３に、多段階の変位量を与えかつその位置で適宜固定できるようにした、新規な多段階ロック機構Ａ１，Ａ２を提供する。
【解決手段】軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体１０の内周面に案内路３０を形成する。案内路３０は円筒体１０の中心軸線Ｌと傾斜した方向で延在する複数本の長溝３１とクランク部３２とで構成される。円筒体１０の中心軸線Ｌに平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒２０を備え、操作棒２０に形成した操作棒係合部２１が案内路３０に係合している。操作棒２０を中心軸線Ｌに移動させると、操作棒係合部２１は各クランク部３２に形成した溜まり部３６を順次移動していく。各溜まり部３６において、操作棒係合部２１は位置決めされロックされる。
【解決手段】軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体１０の内周面に案内路３０を形成する。案内路３０は円筒体１０の中心軸線Ｌと傾斜した方向で延在する複数本の長溝３１とクランク部３２とで構成される。円筒体１０の中心軸線Ｌに平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒２０を備え、操作棒２０に形成した操作棒係合部２１が案内路３０に係合している。操作棒２０を中心軸線Ｌに移動させると、操作棒係合部２１は各クランク部３２に形成した溜まり部３６を順次移動していく。各溜まり部３６において、操作棒係合部２１は位置決めされロックされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作棒がその軸心線方向に移動する過程で、当該操作棒の位置を多段階でロックすることのできる多段階ロック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
弁の開度を多段階に制御する、あるいはレバーを任意の位置に固定する等の手段として、例えば弁等である被操作部材と該被操作部材に所望の変位を与えるための操作棒とを適宜の手段を介して連動させ、該操作棒を操作者が操作することで、被操作部材に所望の変位を生じさせる機構は知られている。
【０００３】
そのような機構の１つとして、操作棒をその軸心線方向に所定距離だけ移動させることで、被操作部材に一定の変位を与えるようにした機構が知られており、その一例として、特許文献１には、操作棒を所定距離、すなわち１ストローク分だけ移動させることで、それに連動する被操作部材が周方向に所定距離だけ回動し、かつその位置に固定する機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７９０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の機構は、操作棒の１ストローク分の移動で被操作部材が所定距離だけ変位し、変位後にそこに固定される機構であり、１ストロークの途中で被操作部材に所望の変位を与え、かつその位置で固定することはできない。また、被操作部材は周方向への回転移動であり、用途が制限されるのを避けられない。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、操作棒をその軸心線方向に所望距離だけ移動させる過程で、当該操作棒の位置を多段階でロックできるようにし、それにより、当該操作棒の移動に連動して変位する被操作部材に、多段階の変位量を与えかつその位置で適宜固定できるようにした、新規な多段階ロック機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による多段階ロック機構の第１の形態は、軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、前記円筒体の内壁に形成された案内路と、前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、前記操作棒をその軸線方向の一方向（−ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、を備えており、そこにおいて、前記案内路は、前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、前記操作棒係合部が前記長溝内を前記−ｘ方向とは反対方向であるｘ方向に摺動移動するときに前記円筒体が回転する方向をａ方向としたときに、前記クランク部は、前記ａ方向の回転下流側の長溝から回転上流側の長溝方向に向かう第１の傾斜溝と、前記第１の傾斜溝の終端から前記円筒体の軸線方向にｘ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転上流側の長溝にまで達する第２の傾斜溝とで構成されており、前記第１の傾斜溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記第１の形態の多段階ロック機構において、多段階ロック機構は、前記ａ方向と反対の方向に前記円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段をさらに備えることもできる。
【０００９】
本発明による多段階ロック機構の第２の形態は、軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、前記円筒体の内壁に形成された案内路と、前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、前記操作棒をその軸線方向の一方向（ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、前記円筒体にｃ方向の回転付勢力を与えるための第２の付勢手段と、を備えており、そこにおいて、前記案内路は、前記円筒体の周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、前記クランク部は、前記ｃ方向の回転上流側の長溝から回転下流側の長溝方向に向かう第１の縦溝と、前記第１の縦溝の終端から前記長溝と平行にＸ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転上流側の長溝にまで達する第２の縦溝とで構成されており、前記第１の縦溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記第２の形態の多段階ロック機構において、前記長溝は、前記円筒体の中心軸線に平行に形成されていてもよく、前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で形成されていてもよい。
【００１１】
上記第１および第２の多段階ロック機構では、操作者が、操作棒を付勢力に抗して、付勢方向である−ｘ方向と反対のｘ方向に押し込んでいく過程で、円筒体の軸方向に形成されている各クランク部ごとに、その溜まり部に操作棒の操作棒係合部を係止させることで、操作棒の位置をロックすることができる。すなわち、操作棒の１ストロークの範囲で、円筒体の軸方向に形成されているクランク部の数に応じた数だけ、操作棒の位置をロックすることができる。また、ロック位置から次のロック位置までの操作は、操作者が、操作棒を付勢力に抗して押し込むだけでよく、操作も容易である。
【００１２】
第１の態様による多段階ロック機構では、円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段をさらに設けることで、操作棒係合部とクランク部の溜まり部との係合を一層円滑にすることができる。
【００１３】
第２の態様の多段階ロック機構では、円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段が必須の構成となっており、この態様では、前記のように、前記長溝が円筒体の中心軸線に平行に形成されていても、所期の目的を達成することができる。もちろん、前記長溝は円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で形成されていていよい。
【００１４】
いずれの態様の多段階ロック機構においても、操作棒を初期の位置に戻すには、任意のロック位置から操作棒をわずかに押し込み、操作棒係合部が長溝の位置に達した時点で、操作棒に対する押し込み力を開放すればよい。押し込み力の開放により、操作棒は付勢手段の付勢力によって、元位置に復帰することができる。操作棒係合部が長溝の位置に達したかどうかは、圧力センサや位置センサを設けることで、容易に検知することができる。
【００１５】
操作棒が元位置に復帰する過程で、操作棒係合部が戻り側に位置するクランク部に入り込まないように、クランク部の第２の傾斜溝あるいは第２の縦溝と長溝との接続部に可撓性材料からなる一方向弁を設けることは、操作の確実性の観点から、本発明のより好ましい態様である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操作棒の１ストロークの間で、操作棒の位置を複数箇所でロックすることのできるロック機構が得られる。操作棒と例えば弁等である被操作部材とを連動させることにより、被操作部材の変位量を多段に連続して変化させることが可能となる。本発明は、一例として、ガス機器でのガス供給量を多段階に調整する機構として、効果的に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による多段階ロック機構の第１の態様を説明するための概略斜視図。
【図２】図１に示す多段階ロック機構で用いられる円筒体の内面側を示す展開図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】本発明による多段階ロック機構の第２の態様を説明するための概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明による多段階ロック機構を実施の形態に基づき説明する。図１から図３は本発明による多段階ロック機構の第１の形態を示している。
【００１９】
図１の概略斜視図に示すように、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１は、円筒体１０と操作棒２０を備える。図３の断面図に示すように、円筒体１０は、図ではやはり円筒体として示される機枠１の中にボールベアリングのような適宜の軸受け２によって回転自在に支持されている。機枠１は、内周面が円筒面であり、そこに適数の軸受け２が取り付けられていることを条件に、外側形状は任意である。第１の多段階ロック機構Ａ１を取り付ける機器の種類等に応じて、適宜設定される。
【００２０】
円筒体１０の内周面には、図２に展開図で示す案内路３０が形成されている。また、前記操作棒２０は、円筒体１０内を軸方向に貫通するようにして配置されている。棒部材２０は、機枠１に回転自在に取り付けられている円筒体１０の中心軸線Ｌと平行な姿勢を維持した状態で中心軸線Ｌに沿って両方向に移動できるように、図示しない適宜の手段によって機枠１に取り付けられている。そして、操作棒２０の一部は側方に延出する突起部２１となっており、該突起部２１は、常時、前記案内路３０と係合している。この突起部２１が本発明でいう操作棒係合部を構成する。
【００２１】
操作棒２０の一方端には、操作棒２０を図で左から右方向（ｘ方向）に移動させることのできる適宜の押し込み手段２２を備えている。図示の例では、押し込み手段２２はハンドルであり、操作者が手でハンドルをｘ方向に移動することで、操作棒２０はｘ方向に移動する。もちろん、手作業でなく、適宜の制御装置によって操作棒２０を所定量だけｘ方向に移動できるようにしてもよい。
【００２２】
操作棒２０には、さらに、操作棒２０を前記ｘ方向とは反対の方向（−ｘ方向）に常時付勢する適宜の付勢手段が取り付けられている。図示の例で、付勢手段は、操作棒２０の他方端に取り付けた圧縮バネ２３であり、該圧縮バネ２３の伸長方向が−ｘ方向となっている。また、操作棒２０の前記押し込み手段２２が備えられる側とは反対側の端部には、例えば弁等である被操作部材３に所望の変位を与えるための連結部４が配置されている。
【００２３】
次に、前記した円筒体１０の内周面に形成した案内路３０を説明する。案内路３０は、基本的に、長溝３１の群と隣接する長溝３１，３１間に形成される適数のクランク部３２とで構成される。図２の展開図に示すように、各長溝３１は、円筒体１０の中心軸線Ｌに対して所定角度θ（例えば１５〜３０度程度）で傾斜したｘ方向に右上がりの直線状の溝であり、円筒体１０の一方端近傍から他方端近傍にまで延在している。そして、所要本数の長溝３１（図示の例では６本）が円筒体１０の周方向に所定の間隔をおいて平行に形成されることで、前記した長溝３１の群が形成されている。
【００２４】
次に、隣接する長溝３１，３１間に形成されるクランク部３２を説明する。前記した操作棒２０の側方に延出する突起部（操作棒係合部）２１が長溝３１に係合した状態で、操作棒２０を前記ｘ方向に移動させるときに、円筒体１０が機枠１内で回転する方向をａ方向としたときに、各クランク部３２は、図２に示すように、前記ａ方向の回転下流側に位置する長溝３１（３１ａ）から回転上流側の長溝３１の方向に向かう第１の傾斜溝３３と、第１の傾斜溝３３の終端から円筒体１０の軸線Ｌと平行方向に延びる横溝３４と、横溝３４の終端から隣接する回転上流側の長溝３１（３１ｂ）にまで達する第２の傾斜溝３５とで構成される。そして、第１の傾斜溝３３の終端部と横溝３４の始端部とが接続する角部には、前記突起部（操作棒係合部）２１が一時的に滞留できる形状に凹設された溜まり部３６が形成されている。
【００２５】
上記構成のクランク部３２が、各長溝３１，３１間に、円筒体１０の軸線方向に一定のピッチで所要数だけ形成されている。なお、図示のものでは５個のクランク部３２ａ〜３２ｅが軸線方向に形成されている。図２で最も左側に位置する第１のクランク部３２ａの第１の傾斜溝３３の始発点は、長溝３１の左端から少し右側に入り込んだ位置にあり、最も右側に位置する第５のクランク部３２ｅの第２の傾斜溝３５の終端部は、長溝３１の右端から少し左側に入り込んだ位置にある。そして、左方側に位置するクランク部３２の第２の傾斜溝３５の終端部と隣接して右方側に位置するクランク部３２の第１の傾斜溝３３の始端部とは連続することなく、その間に、図示のように、長溝３１の領域が残されている。
【００２６】
次に、上記多段階ロック機構Ａ１の動きを説明する。図１、図２に示すように、操作棒２０に押し込み方向であるｘ方向の力が作用していない状態では、棒部材２０には付勢手段である圧縮バネ２３の−ｘ方向の力のみが作用しており、操作棒２０は図で最も左側の位置に移動している。そして、その状態では、操作棒２０の突起部（操作棒係合部）２１は、長溝３１ａの最も左方端の位置ｐ１に位置した状態で、安定している。
【００２７】
操作棒２０を圧縮バネ２３の力に抗してｘ方向に押し込むと、突起部（操作棒係合部）２１は右方向に移動し、前記長溝は角度θの傾斜角を有しているので、その移動とともに円筒体１０は、突起部（操作棒係合部）２１により押されて、図でａ方向に回転移動する。そして、突起部（操作棒係合部）２１が、長溝３１ａから図で下方に向けて分岐している第１の傾斜溝３３の始端部の位置ｐ２まで移動すると、突起部（操作棒係合部）２１は第１のクランク部３２ａの第１の傾斜溝３３内に入り込み、入り込んだ後は、第１の傾斜溝３３の上面に突起部（操作棒係合部）２１からの力が作用することで、円筒体１０をａ方向とは反対の方向に回転させる。それにより、突起部（操作棒係合部）２１は、第１の傾斜溝３３内に次第に入り込んでいくようになり、ついには、前記した溜まり部３６の位置ｐ３にまで達する。
【００２８】
溜まり部３６に達した時点で、ｘ方向の押し込み力を開放すると、操作棒２０には圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力のみが作用することとなり、操作棒２０はその位置ｐ３で停止しロックされる。突起部（操作棒係合部）２１が溜まり部３６に達したかどうかは、操作棒２０のｘ方向の位置を検出する位置センサ（不図示）からの信号や、溜まり部３６に取り付けた圧力センサ（不図示）からの信号などによって、作業者は容易に確認することができる。また、突起部（操作棒係合部）２１が溜まり部３６に入り込んだときの衝撃等を手で感じることであるいは信号として捉えることで、確認することができる。
【００２９】
操作棒２０が前記ｐ１位置からｐ３位置まで移動した距離に相当する距離だけ、前記連結部４が移動し、その距離に応じた変位量が弁等である被操作部材３へ与えられる。例えば、弁は全閉位置から開度１の状態となり、その状態が維持される。なお、連結部４が移動する距離は、ｐ１位置からｐ３位置まで実際の移動距離であってもよく、実際の移動距離を比例的に縮小あるいは拡大した距離であってもよい。
【００３０】
使用者が弁の開度を開度１から開度２に変更したいときには、操作棒２０をさらにｘ方向に押し込む。それにより、突起部（操作棒係合部）２１は横溝３４内を移動し、その終端部から第２の傾斜溝３５内に入り込む。さらに操作棒２０をｘ方向に押し込むと、第２の傾斜溝３５の上面に突起部（操作棒係合部）２１からの力が作用して、円筒体１０はａ方向とは反対の方向に回転する。そして、突起部（操作棒係合部）２１は、次の長溝３１、すなわち円筒体１０の回転方向上流側の長溝３１ｂ内の位置ｐ４に達する。
【００３１】
操作棒２０の押し込みを継続すると、突起部（操作棒係合部）２１は長溝３１ｂ内を、円筒体１０をａ方向に回転させながらｘ方向に移動する。そして、ｘ方向に次に位置している第２のクランク部３２ｂの第１の傾斜溝３３の始端部の位置ｐ５まで移動すると、突起部（操作棒係合部）２１は、前記したと同様にして、第１の傾斜溝３３内に入り込む。入り込んだ後は、第１の傾斜溝３３の上面に突起部（操作棒係合部）２１からの力が作用することで、円筒体１０をａ方向とは反対の方向に回転させながら、第２のクランク部３２ｂの溜まり部３６の位置ｐ６にまで達する。
【００３２】
第２のクランク部３２ｂの溜まり部３６に達した時点で、ｘ方向の押し込み力を開放すると、第１のクランク部３２ａでの場合と同様に、操作棒２０はその位置ｐ６で停止し、そこでロックされる。第２のクランク部３２ｂの溜まり部３６に達したかどうかも、第１のクランク部３２ａでの場合と同様に、図示しない操作棒２０のｘ方向の位置を検出する位置センサからの信号や、溜まり部３６に取り付けた圧力センサからの信号などによって、作業者は容易に確認することができる。
【００３３】
ここでも、操作棒２０が前記ｐ３位置からｐ６位置まで移動した距離に相当する距離だけ前記連結部４が移動し、その距離に応じた変位量が弁等である被操作部材３へ与えられる。例えば、弁は開度１から開度２の状態となり、その状態が維持される。以下、同様の操作を、第３のクランク部３２ｃ、第４のクランク部３２ｄ、第５のクランク部３２ｅに対して連続的に行うことで、弁は開度３，開度４、開度５の状態を順次取ることかでき、かつそれぞれの位置で、その状態を維持することができる。
【００３４】
次に、第５のクランク部３２ｅの溜まり部３６に突起部（操作棒係合部）２１がロックされている状態で、ロックを解除する場合を説明する。その際には、使用者は操作棒２０をさらにｘ方向に押し込む。それにより、突起部（操作棒係合部）２１は第５のクランク部３２ｅの横溝３４から第２の傾斜溝３５をとおり、それが接続する長溝３１ｆにまで移動する。その時点で、作業者は操作棒２０に与えているｘ方向の押し込み力を開放する。押し込み力が開放されると、操作棒２０は圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力によって、元の位置に復帰する方向（−ｘ方向）に移動し、当初位置、すなわち前記したｐ１位置（但し、長溝３１ｆの左方端におけるｐ１位置）に復帰する。その過程で、円筒体１０は、長溝３１の上方側の側壁に突起部（操作棒係合部）２１からの力を受けることにより、前記ａ方向とは反対の方向に回転する。
【００３５】
操作棒２０が当初位置に復帰する途中の位置で、操作棒２０にｘ方向の力を与えることもでき、その力を付与する位置に応じて、突起部（操作棒係合部）２１を第１から第５の任意のクランク部３２ａ〜３２ｅに入り込ませることができる。また、必要な場合には、任意の途中のクランク部３２ａ〜３２ｅのいずれかから突起部（操作棒係合部）２１が脱出したときに、操作棒２０に与えているｘ方向の押し込み力を開放することで、その位置から当初位置または任意のクランク部の位置に操作棒２０を戻すこともできる。
【００３６】
操作棒２０が−ｘ方向に移動する過程で、突起部（操作棒係合部）２１が長溝３１から戻り側に位置するクランク部の第２の傾斜溝３５内に入り込むことは、圧縮バネ２３の力を調整する等の手段で回避することができる。他の手段として、第２の傾斜溝３５と長溝３１との接続部に可撓性材料からなる一方向弁（不図示）を設けるようにしてもよい。
【００３７】
第１の形態の多段階ロック機構Ａ１において、前記ａ方向と反対の方向に円筒体１０に回転付勢力を与えるための適宜の第２の付勢手段をさらに備えるようにしてもよい。第２の付勢手段を備えることにより、突起部（操作棒係合部）２１が長溝３１から第１の傾斜溝３３へ入り込むのを一層確実にすることができ、多段階ロック機構Ａ１の操作がさらに安定する。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明による多段階ロック機構の第２の形態を説明する。第２の形態の多段階ロック機構Ａ２も、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同じように、円筒体１０Ａと操作棒２０を備える。円筒体１０Ａは、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同様、図３に示すように、機枠１の中にボールベアリングのような適宜の軸受け２によって回転自在に支持されている。そして、第２の形態の多段階ロック機構Ａ２では、円筒体１０Ａには、図示しないバネ手段等の適宜の付勢手段（第２の付勢手段）により、図４で矢印ｃ方向への回転付勢力が付与されている。
【００３９】
円筒体１０Ａの内周面には、展開図は省略するが、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同じように、案内路３０Ａが形成されている。しかし、案内路３０Ａは、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１の円筒体１０に形成した案内路３０とは、後記するようにクランク部３２Ａの構成において相違する。
【００４０】
操作棒２０は、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同じように、円筒体１０Ａ内を軸方向に貫通するようにして配置されている。第２の形態の多段階ロック機構Ａ２でも、棒部材２０は、機枠１に回転自在に取り付けられている円筒体１０Ａの中心軸線Ｌと平行な姿勢を維持した状態で中心軸線Ｌに沿って両方向に移動できるように、図示しない適宜の手段によって機枠１に取り付けられている。そして、操作棒２０の一部は側方に延出する突起部２１となっており、該突起部２１は、常時、前記案内路３０Ａと係合している。この突起部２１が本発明でいう操作棒係合部を構成する。
【００４１】
操作棒２０のｘ方向への押し込み手段、操作棒２０を−ｘ方向付勢する付勢手段、被操作部材３に所望の変位を与えるための連結部４などの構成は、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１の場合と同じであってよく、同じ符号を付すことで、説明は省略する。
【００４２】
前記した円筒体１０Ａの内周面に形成した案内路３０Ａを説明する。案内路３０Ａは、基本的に、長溝３１Ａの群と隣接する長溝３１Ａ，３１Ａ間に形成される適数のクランク部３２Ａとで構成される。各長溝３１Ａは、前記案内路３０での長溝３１と同じであってよく、所要本数の長溝３１Ａが円筒体１０Ａの周方向に所定の間隔をおいて平行に形成されることで、長溝３１Ａの群が形成されている。
【００４３】
クランク部３２Ａは、円筒体１０Ａの回転方向（ｃ方向）の上流側の長溝３１Ａ（図４で下位に位置する長溝）から立ち上がる第１の縦溝３３Ａと、第１の縦溝３３Ａの端部から長溝３１Ａと並行に延びる横溝３４Ａと、横溝３４Ａの端部から円筒の回転方向の下流側の長溝３１Ａ（図４で上位に位置する長溝）に達する第２の縦溝３５Ａを有し、第１の縦溝３３Ａと横溝３４Ａとが接続する角部には、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１でのクランク部３２で形成したと同じ形態の溜まり部３６が形成されている。
【００４４】
上記第２の形態の多段階ロック機構Ａ２の動きを説明する。多段階ロック機構Ａ２においても、操作棒２０に押し込み方向であるｘ方向の力が作用していない状態では、棒部材２０には付勢手段である圧縮バネ２３の−ｘ方向の力によって、操作棒２０は図で最も左側の位置に移動しており、突起部（操作棒係合部）２１は、長溝３１Ａの最も左方端の位置ｐ１に位置している。
【００４５】
操作棒２０を圧縮バネ２３の力に抗してｘ方向に押し込むと、突起部（操作棒係合部）２１は長溝３１Ａ内を右方向に移動し、最も左側のクランク部３２Ａの第１の縦溝３３Ａとの接続部に至る。その位置ｐ２に達すると、円筒体１０Ａは常時矢印ｃ方向に付勢されていることから、円筒体１０Ａは、突起部（操作棒係合部）２１をクランク部３２Ａの第１の縦溝３３Ａ内に通過させながら、矢印ｃ方向に回転する。そして、突起部（操作棒係合部）２１が、図でｐ３に示す位置、すなわち、前記溜まり部３６内に入り込むことで、円筒体１０Ａの回転は一旦停止する。使用者は、その位置で押し込み力を開放すると、操作棒２０には圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力のみが作用することとなり、操作棒２０はその位置ｐ３で停止しロックされる。
【００４６】
その状態から、使用者が操作棒２０をさらにｘ方向に押し込むと、突起部（操作棒係合部）２１はクランク部３２Ａの横溝３４Ａ内を付勢力に抗して移動し、第２の縦溝３５Ａの位置に達する。その状態で、円筒体１０Ａは付勢力によって再び矢印ｃ方向に回転し、それにより、突起部（操作棒係合部）２１は図でｐ４に示す位置に移動する。そして、操作棒２０をさらにｘ方向に押し込むことにより、突起部（操作棒係合部）２１は図でｐ５の位置に移動し、前記した突起部（操作棒係合部）２１の位置ｐ２から位置ｐ３への移動と同様にして、図でｐ６で示される次のクランク部３２Ａでの溜まり部３６内に入り込むようになる。
【００４７】
その状態で、操作棒２０に対する押し込み力を開放すると、再び、操作棒２０には圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力のみが作用することとなり、操作棒２０はその位置ｐ６で停止しロックされる。以下、同じような操作を繰り返すことで、操作棒２０は、第１の多段階ロック機構Ａ１の場合と同様に、各クランプ部３２Ａごとの位置で、ロックされることとなる。
【００４８】
操作棒２０を元の位置に復帰させる操作は、第１の多段階ロック機構Ａ１の場合と同様であってよく、任意のロック位置にあるときに、操作棒２０に押し込み力を与えて、その突起部（操作棒係合部）２１を、当該クランク部３２Ａの溜まり部３６から横溝３４Ａと第２の縦溝３５Ａを通して、長溝３１Ａにまで移動させる。長溝３１Ａに達したときに、押し込み力を開放することで、操作棒２０は圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力によって、元の位置に復帰する方向（−ｘ方向）に移動し、当初位置ｐ１に復帰する。この復帰の態様は、第１の多段階ロック機構Ａ１の場合とほぼ同様である。
【００４９】
長溝３１Ａと第１の縦溝３３Ａの合流部分の下流側部の角部３７のエッジを削っておくことにより、または、押し込み力を完全に解放するのではなく、押し込み力を調整して所定のスピード以上で操作棒２０を戻すことにより、突起部（操作棒係合部）２１は長溝３１Ａに沿って当初位置ｐ１まで容易に戻ることができる。一方、所定のスピード以下でゆっくりと操作棒２０を戻すと、円筒体１０Ａにはｃ方向の付勢力が常時作用していることから、突起部（操作棒係合部）２１を所望のクランク部３２Ａでの第１の縦溝３３Ａの方向に移動させて、そこの溜まり部３６に至るように操作することもできる。すなわち、多段階の切替位置での任意の中間位置に突起部（操作棒係合部）２１を戻し、かつその位置にロックすることができる。
【００５０】
なお、上記した多段階ロック機構は、多くの技術分野で使用することができる。一例として、ガスや水道の弁開度の多段階調節機構、シートベルトの調節機構、巻尺の巻き戻し機構、掃除機の電気コードの巻き戻し機構のような使用形態が挙げられる。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ１…多段階ロック機構、
１…機枠、
２…軸受け、
３…被操作部材、
４…連結部、
１０…円筒体、
２０…操作棒、
３０…案内路、
３１…長溝、
３２…クランク部、
３３…第１の傾斜溝、
３４…横溝、
３５…第２の傾斜溝、
３６…溜まり部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作棒がその軸心線方向に移動する過程で、当該操作棒の位置を多段階でロックすることのできる多段階ロック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
弁の開度を多段階に制御する、あるいはレバーを任意の位置に固定する等の手段として、例えば弁等である被操作部材と該被操作部材に所望の変位を与えるための操作棒とを適宜の手段を介して連動させ、該操作棒を操作者が操作することで、被操作部材に所望の変位を生じさせる機構は知られている。
【０００３】
そのような機構の１つとして、操作棒をその軸心線方向に所定距離だけ移動させることで、被操作部材に一定の変位を与えるようにした機構が知られており、その一例として、特許文献１には、操作棒を所定距離、すなわち１ストローク分だけ移動させることで、それに連動する被操作部材が周方向に所定距離だけ回動し、かつその位置に固定する機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７９０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の機構は、操作棒の１ストローク分の移動で被操作部材が所定距離だけ変位し、変位後にそこに固定される機構であり、１ストロークの途中で被操作部材に所望の変位を与え、かつその位置で固定することはできない。また、被操作部材は周方向への回転移動であり、用途が制限されるのを避けられない。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、操作棒をその軸心線方向に所望距離だけ移動させる過程で、当該操作棒の位置を多段階でロックできるようにし、それにより、当該操作棒の移動に連動して変位する被操作部材に、多段階の変位量を与えかつその位置で適宜固定できるようにした、新規な多段階ロック機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による多段階ロック機構の第１の形態は、軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、前記円筒体の内壁に形成された案内路と、前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、前記操作棒をその軸線方向の一方向（−ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、を備えており、そこにおいて、前記案内路は、前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、前記操作棒係合部が前記長溝内を前記−ｘ方向とは反対方向であるｘ方向に摺動移動するときに前記円筒体が回転する方向をａ方向としたときに、前記クランク部は、前記ａ方向の回転下流側の長溝から回転上流側の長溝方向に向かう第１の傾斜溝と、前記第１の傾斜溝の終端から前記円筒体の軸線方向にｘ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転上流側の長溝にまで達する第２の傾斜溝とで構成されており、前記第１の傾斜溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記第１の形態の多段階ロック機構において、多段階ロック機構は、前記ａ方向と反対の方向に前記円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段をさらに備えることもできる。
【０００９】
本発明による多段階ロック機構の第２の形態は、軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、前記円筒体の内壁に形成された案内路と、前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、前記操作棒をその軸線方向の一方向（ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、前記円筒体にｃ方向の回転付勢力を与えるための第２の付勢手段と、を備えており、そこにおいて、前記案内路は、前記円筒体の周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、前記クランク部は、前記ｃ方向の回転上流側の長溝から回転下流側の長溝方向に向かう第１の縦溝と、前記第１の縦溝の終端から前記長溝と平行にＸ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転上流側の長溝にまで達する第２の縦溝とで構成されており、前記第１の縦溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記第２の形態の多段階ロック機構において、前記長溝は、前記円筒体の中心軸線に平行に形成されていてもよく、前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で形成されていてもよい。
【００１１】
上記第１および第２の多段階ロック機構では、操作者が、操作棒を付勢力に抗して、付勢方向である−ｘ方向と反対のｘ方向に押し込んでいく過程で、円筒体の軸方向に形成されている各クランク部ごとに、その溜まり部に操作棒の操作棒係合部を係止させることで、操作棒の位置をロックすることができる。すなわち、操作棒の１ストロークの範囲で、円筒体の軸方向に形成されているクランク部の数に応じた数だけ、操作棒の位置をロックすることができる。また、ロック位置から次のロック位置までの操作は、操作者が、操作棒を付勢力に抗して押し込むだけでよく、操作も容易である。
【００１２】
第１の態様による多段階ロック機構では、円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段をさらに設けることで、操作棒係合部とクランク部の溜まり部との係合を一層円滑にすることができる。
【００１３】
第２の態様の多段階ロック機構では、円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段が必須の構成となっており、この態様では、前記のように、前記長溝が円筒体の中心軸線に平行に形成されていても、所期の目的を達成することができる。もちろん、前記長溝は円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で形成されていていよい。
【００１４】
いずれの態様の多段階ロック機構においても、操作棒を初期の位置に戻すには、任意のロック位置から操作棒をわずかに押し込み、操作棒係合部が長溝の位置に達した時点で、操作棒に対する押し込み力を開放すればよい。押し込み力の開放により、操作棒は付勢手段の付勢力によって、元位置に復帰することができる。操作棒係合部が長溝の位置に達したかどうかは、圧力センサや位置センサを設けることで、容易に検知することができる。
【００１５】
操作棒が元位置に復帰する過程で、操作棒係合部が戻り側に位置するクランク部に入り込まないように、クランク部の第２の傾斜溝あるいは第２の縦溝と長溝との接続部に可撓性材料からなる一方向弁を設けることは、操作の確実性の観点から、本発明のより好ましい態様である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操作棒の１ストロークの間で、操作棒の位置を複数箇所でロックすることのできるロック機構が得られる。操作棒と例えば弁等である被操作部材とを連動させることにより、被操作部材の変位量を多段に連続して変化させることが可能となる。本発明は、一例として、ガス機器でのガス供給量を多段階に調整する機構として、効果的に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による多段階ロック機構の第１の態様を説明するための概略斜視図。
【図２】図１に示す多段階ロック機構で用いられる円筒体の内面側を示す展開図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】本発明による多段階ロック機構の第２の態様を説明するための概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明による多段階ロック機構を実施の形態に基づき説明する。図１から図３は本発明による多段階ロック機構の第１の形態を示している。
【００１９】
図１の概略斜視図に示すように、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１は、円筒体１０と操作棒２０を備える。図３の断面図に示すように、円筒体１０は、図ではやはり円筒体として示される機枠１の中にボールベアリングのような適宜の軸受け２によって回転自在に支持されている。機枠１は、内周面が円筒面であり、そこに適数の軸受け２が取り付けられていることを条件に、外側形状は任意である。第１の多段階ロック機構Ａ１を取り付ける機器の種類等に応じて、適宜設定される。
【００２０】
円筒体１０の内周面には、図２に展開図で示す案内路３０が形成されている。また、前記操作棒２０は、円筒体１０内を軸方向に貫通するようにして配置されている。棒部材２０は、機枠１に回転自在に取り付けられている円筒体１０の中心軸線Ｌと平行な姿勢を維持した状態で中心軸線Ｌに沿って両方向に移動できるように、図示しない適宜の手段によって機枠１に取り付けられている。そして、操作棒２０の一部は側方に延出する突起部２１となっており、該突起部２１は、常時、前記案内路３０と係合している。この突起部２１が本発明でいう操作棒係合部を構成する。
【００２１】
操作棒２０の一方端には、操作棒２０を図で左から右方向（ｘ方向）に移動させることのできる適宜の押し込み手段２２を備えている。図示の例では、押し込み手段２２はハンドルであり、操作者が手でハンドルをｘ方向に移動することで、操作棒２０はｘ方向に移動する。もちろん、手作業でなく、適宜の制御装置によって操作棒２０を所定量だけｘ方向に移動できるようにしてもよい。
【００２２】
操作棒２０には、さらに、操作棒２０を前記ｘ方向とは反対の方向（−ｘ方向）に常時付勢する適宜の付勢手段が取り付けられている。図示の例で、付勢手段は、操作棒２０の他方端に取り付けた圧縮バネ２３であり、該圧縮バネ２３の伸長方向が−ｘ方向となっている。また、操作棒２０の前記押し込み手段２２が備えられる側とは反対側の端部には、例えば弁等である被操作部材３に所望の変位を与えるための連結部４が配置されている。
【００２３】
次に、前記した円筒体１０の内周面に形成した案内路３０を説明する。案内路３０は、基本的に、長溝３１の群と隣接する長溝３１，３１間に形成される適数のクランク部３２とで構成される。図２の展開図に示すように、各長溝３１は、円筒体１０の中心軸線Ｌに対して所定角度θ（例えば１５〜３０度程度）で傾斜したｘ方向に右上がりの直線状の溝であり、円筒体１０の一方端近傍から他方端近傍にまで延在している。そして、所要本数の長溝３１（図示の例では６本）が円筒体１０の周方向に所定の間隔をおいて平行に形成されることで、前記した長溝３１の群が形成されている。
【００２４】
次に、隣接する長溝３１，３１間に形成されるクランク部３２を説明する。前記した操作棒２０の側方に延出する突起部（操作棒係合部）２１が長溝３１に係合した状態で、操作棒２０を前記ｘ方向に移動させるときに、円筒体１０が機枠１内で回転する方向をａ方向としたときに、各クランク部３２は、図２に示すように、前記ａ方向の回転下流側に位置する長溝３１（３１ａ）から回転上流側の長溝３１の方向に向かう第１の傾斜溝３３と、第１の傾斜溝３３の終端から円筒体１０の軸線Ｌと平行方向に延びる横溝３４と、横溝３４の終端から隣接する回転上流側の長溝３１（３１ｂ）にまで達する第２の傾斜溝３５とで構成される。そして、第１の傾斜溝３３の終端部と横溝３４の始端部とが接続する角部には、前記突起部（操作棒係合部）２１が一時的に滞留できる形状に凹設された溜まり部３６が形成されている。
【００２５】
上記構成のクランク部３２が、各長溝３１，３１間に、円筒体１０の軸線方向に一定のピッチで所要数だけ形成されている。なお、図示のものでは５個のクランク部３２ａ〜３２ｅが軸線方向に形成されている。図２で最も左側に位置する第１のクランク部３２ａの第１の傾斜溝３３の始発点は、長溝３１の左端から少し右側に入り込んだ位置にあり、最も右側に位置する第５のクランク部３２ｅの第２の傾斜溝３５の終端部は、長溝３１の右端から少し左側に入り込んだ位置にある。そして、左方側に位置するクランク部３２の第２の傾斜溝３５の終端部と隣接して右方側に位置するクランク部３２の第１の傾斜溝３３の始端部とは連続することなく、その間に、図示のように、長溝３１の領域が残されている。
【００２６】
次に、上記多段階ロック機構Ａ１の動きを説明する。図１、図２に示すように、操作棒２０に押し込み方向であるｘ方向の力が作用していない状態では、棒部材２０には付勢手段である圧縮バネ２３の−ｘ方向の力のみが作用しており、操作棒２０は図で最も左側の位置に移動している。そして、その状態では、操作棒２０の突起部（操作棒係合部）２１は、長溝３１ａの最も左方端の位置ｐ１に位置した状態で、安定している。
【００２７】
操作棒２０を圧縮バネ２３の力に抗してｘ方向に押し込むと、突起部（操作棒係合部）２１は右方向に移動し、前記長溝は角度θの傾斜角を有しているので、その移動とともに円筒体１０は、突起部（操作棒係合部）２１により押されて、図でａ方向に回転移動する。そして、突起部（操作棒係合部）２１が、長溝３１ａから図で下方に向けて分岐している第１の傾斜溝３３の始端部の位置ｐ２まで移動すると、突起部（操作棒係合部）２１は第１のクランク部３２ａの第１の傾斜溝３３内に入り込み、入り込んだ後は、第１の傾斜溝３３の上面に突起部（操作棒係合部）２１からの力が作用することで、円筒体１０をａ方向とは反対の方向に回転させる。それにより、突起部（操作棒係合部）２１は、第１の傾斜溝３３内に次第に入り込んでいくようになり、ついには、前記した溜まり部３６の位置ｐ３にまで達する。
【００２８】
溜まり部３６に達した時点で、ｘ方向の押し込み力を開放すると、操作棒２０には圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力のみが作用することとなり、操作棒２０はその位置ｐ３で停止しロックされる。突起部（操作棒係合部）２１が溜まり部３６に達したかどうかは、操作棒２０のｘ方向の位置を検出する位置センサ（不図示）からの信号や、溜まり部３６に取り付けた圧力センサ（不図示）からの信号などによって、作業者は容易に確認することができる。また、突起部（操作棒係合部）２１が溜まり部３６に入り込んだときの衝撃等を手で感じることであるいは信号として捉えることで、確認することができる。
【００２９】
操作棒２０が前記ｐ１位置からｐ３位置まで移動した距離に相当する距離だけ、前記連結部４が移動し、その距離に応じた変位量が弁等である被操作部材３へ与えられる。例えば、弁は全閉位置から開度１の状態となり、その状態が維持される。なお、連結部４が移動する距離は、ｐ１位置からｐ３位置まで実際の移動距離であってもよく、実際の移動距離を比例的に縮小あるいは拡大した距離であってもよい。
【００３０】
使用者が弁の開度を開度１から開度２に変更したいときには、操作棒２０をさらにｘ方向に押し込む。それにより、突起部（操作棒係合部）２１は横溝３４内を移動し、その終端部から第２の傾斜溝３５内に入り込む。さらに操作棒２０をｘ方向に押し込むと、第２の傾斜溝３５の上面に突起部（操作棒係合部）２１からの力が作用して、円筒体１０はａ方向とは反対の方向に回転する。そして、突起部（操作棒係合部）２１は、次の長溝３１、すなわち円筒体１０の回転方向上流側の長溝３１ｂ内の位置ｐ４に達する。
【００３１】
操作棒２０の押し込みを継続すると、突起部（操作棒係合部）２１は長溝３１ｂ内を、円筒体１０をａ方向に回転させながらｘ方向に移動する。そして、ｘ方向に次に位置している第２のクランク部３２ｂの第１の傾斜溝３３の始端部の位置ｐ５まで移動すると、突起部（操作棒係合部）２１は、前記したと同様にして、第１の傾斜溝３３内に入り込む。入り込んだ後は、第１の傾斜溝３３の上面に突起部（操作棒係合部）２１からの力が作用することで、円筒体１０をａ方向とは反対の方向に回転させながら、第２のクランク部３２ｂの溜まり部３６の位置ｐ６にまで達する。
【００３２】
第２のクランク部３２ｂの溜まり部３６に達した時点で、ｘ方向の押し込み力を開放すると、第１のクランク部３２ａでの場合と同様に、操作棒２０はその位置ｐ６で停止し、そこでロックされる。第２のクランク部３２ｂの溜まり部３６に達したかどうかも、第１のクランク部３２ａでの場合と同様に、図示しない操作棒２０のｘ方向の位置を検出する位置センサからの信号や、溜まり部３６に取り付けた圧力センサからの信号などによって、作業者は容易に確認することができる。
【００３３】
ここでも、操作棒２０が前記ｐ３位置からｐ６位置まで移動した距離に相当する距離だけ前記連結部４が移動し、その距離に応じた変位量が弁等である被操作部材３へ与えられる。例えば、弁は開度１から開度２の状態となり、その状態が維持される。以下、同様の操作を、第３のクランク部３２ｃ、第４のクランク部３２ｄ、第５のクランク部３２ｅに対して連続的に行うことで、弁は開度３，開度４、開度５の状態を順次取ることかでき、かつそれぞれの位置で、その状態を維持することができる。
【００３４】
次に、第５のクランク部３２ｅの溜まり部３６に突起部（操作棒係合部）２１がロックされている状態で、ロックを解除する場合を説明する。その際には、使用者は操作棒２０をさらにｘ方向に押し込む。それにより、突起部（操作棒係合部）２１は第５のクランク部３２ｅの横溝３４から第２の傾斜溝３５をとおり、それが接続する長溝３１ｆにまで移動する。その時点で、作業者は操作棒２０に与えているｘ方向の押し込み力を開放する。押し込み力が開放されると、操作棒２０は圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力によって、元の位置に復帰する方向（−ｘ方向）に移動し、当初位置、すなわち前記したｐ１位置（但し、長溝３１ｆの左方端におけるｐ１位置）に復帰する。その過程で、円筒体１０は、長溝３１の上方側の側壁に突起部（操作棒係合部）２１からの力を受けることにより、前記ａ方向とは反対の方向に回転する。
【００３５】
操作棒２０が当初位置に復帰する途中の位置で、操作棒２０にｘ方向の力を与えることもでき、その力を付与する位置に応じて、突起部（操作棒係合部）２１を第１から第５の任意のクランク部３２ａ〜３２ｅに入り込ませることができる。また、必要な場合には、任意の途中のクランク部３２ａ〜３２ｅのいずれかから突起部（操作棒係合部）２１が脱出したときに、操作棒２０に与えているｘ方向の押し込み力を開放することで、その位置から当初位置または任意のクランク部の位置に操作棒２０を戻すこともできる。
【００３６】
操作棒２０が−ｘ方向に移動する過程で、突起部（操作棒係合部）２１が長溝３１から戻り側に位置するクランク部の第２の傾斜溝３５内に入り込むことは、圧縮バネ２３の力を調整する等の手段で回避することができる。他の手段として、第２の傾斜溝３５と長溝３１との接続部に可撓性材料からなる一方向弁（不図示）を設けるようにしてもよい。
【００３７】
第１の形態の多段階ロック機構Ａ１において、前記ａ方向と反対の方向に円筒体１０に回転付勢力を与えるための適宜の第２の付勢手段をさらに備えるようにしてもよい。第２の付勢手段を備えることにより、突起部（操作棒係合部）２１が長溝３１から第１の傾斜溝３３へ入り込むのを一層確実にすることができ、多段階ロック機構Ａ１の操作がさらに安定する。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明による多段階ロック機構の第２の形態を説明する。第２の形態の多段階ロック機構Ａ２も、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同じように、円筒体１０Ａと操作棒２０を備える。円筒体１０Ａは、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同様、図３に示すように、機枠１の中にボールベアリングのような適宜の軸受け２によって回転自在に支持されている。そして、第２の形態の多段階ロック機構Ａ２では、円筒体１０Ａには、図示しないバネ手段等の適宜の付勢手段（第２の付勢手段）により、図４で矢印ｃ方向への回転付勢力が付与されている。
【００３９】
円筒体１０Ａの内周面には、展開図は省略するが、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同じように、案内路３０Ａが形成されている。しかし、案内路３０Ａは、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１の円筒体１０に形成した案内路３０とは、後記するようにクランク部３２Ａの構成において相違する。
【００４０】
操作棒２０は、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１と同じように、円筒体１０Ａ内を軸方向に貫通するようにして配置されている。第２の形態の多段階ロック機構Ａ２でも、棒部材２０は、機枠１に回転自在に取り付けられている円筒体１０Ａの中心軸線Ｌと平行な姿勢を維持した状態で中心軸線Ｌに沿って両方向に移動できるように、図示しない適宜の手段によって機枠１に取り付けられている。そして、操作棒２０の一部は側方に延出する突起部２１となっており、該突起部２１は、常時、前記案内路３０Ａと係合している。この突起部２１が本発明でいう操作棒係合部を構成する。
【００４１】
操作棒２０のｘ方向への押し込み手段、操作棒２０を−ｘ方向付勢する付勢手段、被操作部材３に所望の変位を与えるための連結部４などの構成は、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１の場合と同じであってよく、同じ符号を付すことで、説明は省略する。
【００４２】
前記した円筒体１０Ａの内周面に形成した案内路３０Ａを説明する。案内路３０Ａは、基本的に、長溝３１Ａの群と隣接する長溝３１Ａ，３１Ａ間に形成される適数のクランク部３２Ａとで構成される。各長溝３１Ａは、前記案内路３０での長溝３１と同じであってよく、所要本数の長溝３１Ａが円筒体１０Ａの周方向に所定の間隔をおいて平行に形成されることで、長溝３１Ａの群が形成されている。
【００４３】
クランク部３２Ａは、円筒体１０Ａの回転方向（ｃ方向）の上流側の長溝３１Ａ（図４で下位に位置する長溝）から立ち上がる第１の縦溝３３Ａと、第１の縦溝３３Ａの端部から長溝３１Ａと並行に延びる横溝３４Ａと、横溝３４Ａの端部から円筒の回転方向の下流側の長溝３１Ａ（図４で上位に位置する長溝）に達する第２の縦溝３５Ａを有し、第１の縦溝３３Ａと横溝３４Ａとが接続する角部には、第１の形態の多段階ロック機構Ａ１でのクランク部３２で形成したと同じ形態の溜まり部３６が形成されている。
【００４４】
上記第２の形態の多段階ロック機構Ａ２の動きを説明する。多段階ロック機構Ａ２においても、操作棒２０に押し込み方向であるｘ方向の力が作用していない状態では、棒部材２０には付勢手段である圧縮バネ２３の−ｘ方向の力によって、操作棒２０は図で最も左側の位置に移動しており、突起部（操作棒係合部）２１は、長溝３１Ａの最も左方端の位置ｐ１に位置している。
【００４５】
操作棒２０を圧縮バネ２３の力に抗してｘ方向に押し込むと、突起部（操作棒係合部）２１は長溝３１Ａ内を右方向に移動し、最も左側のクランク部３２Ａの第１の縦溝３３Ａとの接続部に至る。その位置ｐ２に達すると、円筒体１０Ａは常時矢印ｃ方向に付勢されていることから、円筒体１０Ａは、突起部（操作棒係合部）２１をクランク部３２Ａの第１の縦溝３３Ａ内に通過させながら、矢印ｃ方向に回転する。そして、突起部（操作棒係合部）２１が、図でｐ３に示す位置、すなわち、前記溜まり部３６内に入り込むことで、円筒体１０Ａの回転は一旦停止する。使用者は、その位置で押し込み力を開放すると、操作棒２０には圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力のみが作用することとなり、操作棒２０はその位置ｐ３で停止しロックされる。
【００４６】
その状態から、使用者が操作棒２０をさらにｘ方向に押し込むと、突起部（操作棒係合部）２１はクランク部３２Ａの横溝３４Ａ内を付勢力に抗して移動し、第２の縦溝３５Ａの位置に達する。その状態で、円筒体１０Ａは付勢力によって再び矢印ｃ方向に回転し、それにより、突起部（操作棒係合部）２１は図でｐ４に示す位置に移動する。そして、操作棒２０をさらにｘ方向に押し込むことにより、突起部（操作棒係合部）２１は図でｐ５の位置に移動し、前記した突起部（操作棒係合部）２１の位置ｐ２から位置ｐ３への移動と同様にして、図でｐ６で示される次のクランク部３２Ａでの溜まり部３６内に入り込むようになる。
【００４７】
その状態で、操作棒２０に対する押し込み力を開放すると、再び、操作棒２０には圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力のみが作用することとなり、操作棒２０はその位置ｐ６で停止しロックされる。以下、同じような操作を繰り返すことで、操作棒２０は、第１の多段階ロック機構Ａ１の場合と同様に、各クランプ部３２Ａごとの位置で、ロックされることとなる。
【００４８】
操作棒２０を元の位置に復帰させる操作は、第１の多段階ロック機構Ａ１の場合と同様であってよく、任意のロック位置にあるときに、操作棒２０に押し込み力を与えて、その突起部（操作棒係合部）２１を、当該クランク部３２Ａの溜まり部３６から横溝３４Ａと第２の縦溝３５Ａを通して、長溝３１Ａにまで移動させる。長溝３１Ａに達したときに、押し込み力を開放することで、操作棒２０は圧縮バネ２３からの−ｘ方向の力によって、元の位置に復帰する方向（−ｘ方向）に移動し、当初位置ｐ１に復帰する。この復帰の態様は、第１の多段階ロック機構Ａ１の場合とほぼ同様である。
【００４９】
長溝３１Ａと第１の縦溝３３Ａの合流部分の下流側部の角部３７のエッジを削っておくことにより、または、押し込み力を完全に解放するのではなく、押し込み力を調整して所定のスピード以上で操作棒２０を戻すことにより、突起部（操作棒係合部）２１は長溝３１Ａに沿って当初位置ｐ１まで容易に戻ることができる。一方、所定のスピード以下でゆっくりと操作棒２０を戻すと、円筒体１０Ａにはｃ方向の付勢力が常時作用していることから、突起部（操作棒係合部）２１を所望のクランク部３２Ａでの第１の縦溝３３Ａの方向に移動させて、そこの溜まり部３６に至るように操作することもできる。すなわち、多段階の切替位置での任意の中間位置に突起部（操作棒係合部）２１を戻し、かつその位置にロックすることができる。
【００５０】
なお、上記した多段階ロック機構は、多くの技術分野で使用することができる。一例として、ガスや水道の弁開度の多段階調節機構、シートベルトの調節機構、巻尺の巻き戻し機構、掃除機の電気コードの巻き戻し機構のような使用形態が挙げられる。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ１…多段階ロック機構、
１…機枠、
２…軸受け、
３…被操作部材、
４…連結部、
１０…円筒体、
２０…操作棒、
３０…案内路、
３１…長溝、
３２…クランク部、
３３…第１の傾斜溝、
３４…横溝、
３５…第２の傾斜溝、
３６…溜まり部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、
前記円筒体の内壁に形成された案内路と、
前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、
前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、
前記操作棒をその軸線方向の一方向（−ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、
を備えており、そこにおいて、前記案内路は、
前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、
隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、
前記操作棒係合部が前記長溝内を前記−ｘ方向とは反対方向であるｘ方向に摺動移動するときに前記円筒体が回転する方向をａ方向としたときに、
前記クランク部は、前記ａ方向の回転下流側の長溝から回転上流側の長溝方向に向かう第１の傾斜溝と、前記第１の傾斜溝の終端から前記円筒体の軸線方向にｘ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転上流側の長溝にまで達する第２の傾斜溝とで構成されており、
前記第１の傾斜溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項２】
請求項１に記載の多段階ロック機構であって、前記ａ方向と反対の方向に前記円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段をさらに備えることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項３】
軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、
前記円筒体の内壁に形成された案内路と、
前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、
前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、
前記操作棒をその軸線方向の一方向（−ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、
前記円筒体に一方向（ｃ方向）の回転付勢力を与えるための第２の付勢手段と、
を備えており、そこにおいて、前記案内路は、
前記円筒体の周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、
隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、
前記クランク部は、前記ｃ方向の回転上流側の長溝から回転下流側の長溝方向に向かう第１の縦溝と、前記第１の縦溝の終端から前記長溝と平行にｘ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転下流側の長溝にまで達する第２の縦溝とで構成されており、
前記第１の縦溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項４】
請求項３に記載の多段階ロック機構であって、前記長溝は前記円筒体の中心軸線に平行に形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項５】
請求項３に記載の多段階ロック機構であって、前記長溝は前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項１】
軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、
前記円筒体の内壁に形成された案内路と、
前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、
前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、
前記操作棒をその軸線方向の一方向（−ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、
を備えており、そこにおいて、前記案内路は、
前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、
隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、
前記操作棒係合部が前記長溝内を前記−ｘ方向とは反対方向であるｘ方向に摺動移動するときに前記円筒体が回転する方向をａ方向としたときに、
前記クランク部は、前記ａ方向の回転下流側の長溝から回転上流側の長溝方向に向かう第１の傾斜溝と、前記第１の傾斜溝の終端から前記円筒体の軸線方向にｘ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転上流側の長溝にまで達する第２の傾斜溝とで構成されており、
前記第１の傾斜溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項２】
請求項１に記載の多段階ロック機構であって、前記ａ方向と反対の方向に前記円筒体に回転付勢力を与えるための第２の付勢手段をさらに備えることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項３】
軸受けによって回動自在に機枠に支持された円筒体と、
前記円筒体の内壁に形成された案内路と、
前記円筒体の中心軸線に平行な姿勢で円筒体内に配置されかつ軸線方向に移動できる操作棒と、
前記操作棒の一部であって前記案内路内に摺動自在に係合している操作棒係合部と、
前記操作棒をその軸線方向の一方向（−ｘ方向）に常時付勢する付勢手段と、
前記円筒体に一方向（ｃ方向）の回転付勢力を与えるための第２の付勢手段と、
を備えており、そこにおいて、前記案内路は、
前記円筒体の周方向に所定の間隔をおいて平行に形成された所要本数の長溝と、
隣接する長溝間に形成された適数のクランク部とを備え、
前記クランク部は、前記ｃ方向の回転上流側の長溝から回転下流側の長溝方向に向かう第１の縦溝と、前記第１の縦溝の終端から前記長溝と平行にｘ方向に延びる横溝と、前記横溝の終端から回転下流側の長溝にまで達する第２の縦溝とで構成されており、
前記第１の縦溝と前記横溝とが接続する角部には前記操作棒係合部を一時的に保持することのできる溜まり部が形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項４】
請求項３に記載の多段階ロック機構であって、前記長溝は前記円筒体の中心軸線に平行に形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【請求項５】
請求項３に記載の多段階ロック機構であって、前記長溝は前記円筒体の中心軸線に対して傾斜した姿勢で形成されていることを特徴とする多段階ロック機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−４７２２２（Ｐ２０１２−４７２２２Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８２５１（Ｐ２０１０−１８８２５１）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
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