JP2005048446A - 車庫扉 - Google Patents

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Abstract

【課題】 アームが支柱に対してがたついてもアームの回転角度を正確に検知して車庫扉の開閉動作の有効な制御を行えるようにした車庫扉を提供する。
【解決手段】 検知手段13を、外殻となるケース14と、ケース14に回転自在に枢支した回転体15と、ケース14に固定して回転体15の回転角度を検知するセンサ16とで構成する。回転体15の回転中心に枢支軸5を嵌合構造を介して連結する。弾性を有する支持体22を介してケース14を支柱3に取り付ける。
【選択図】 図1

Description

本発明は、扉体を上方駆動させることで車庫の出入口を開放する車庫扉に関するものである。
従来から、扉体を車庫の出入口の上方に移動させることで車庫の出入口を開放する車庫扉にあっては、たとえば、車庫の出入口の脇に駆動モータを内装した支柱を立設し、先端に扉体を取り付けたアームの基端に枢支軸を連結し、支柱に設けた枢支孔に枢支軸を軸支させてアームを支柱に上下に回動自在に枢支し、駆動モータの駆動にてアームを回転駆動させ、略垂直状態にした扉体で出入口を閉塞すると共に、出入口の上方位置に扉体を略水平に位置させて出入口を開放するようにした跳ね上げ式の車庫扉が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
ところで、このような車庫扉の開閉動作は、たとえば駆動モータにかかる過負荷や扉体の上下限位置等を検知し、この検知情報による制御を伴って行うようにするのが好ましいが、このような制御には、基本的に扉体の現在位置を正確に把握する必要がある。しかして、本発明者は、本発明に至る過程で、アームの回転角度を検知する検知手段を支柱に取り付け、この検知手段にて検知したアームの回転角度によって扉体の現在位置を把握できるようにした車庫扉を開発するに至った。なお、この開発品における検知手段は、詳しくは、アームと共に回転する枢支軸に一体に取り付けた回転体の回転角度を、支柱に取り付けたセンサで計測するような構造を採用するものであった。
特開平6−93784号公報
しかしながら、車庫扉のアームは先端に比較的重量のある扉体を取り付けて回動することから、枢支軸には回転モーメントが多大に負荷して枢支軸が支柱に対してがたつくことがあり、しかして、枢支軸と共に回転体も支柱に対してがたつくことで、支柱に取り付けたセンサと回転体との相対距離が変化し、センサが検知した回転体の回転角度と実際のアームの回転角度とがずれてしまい、結果、車庫扉の開閉動作にかかる有効な制御を行うことができないといった問題が生ずるものであった。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、アームが支柱に対してがたついてもアームの回転角度を正確に検知して車庫扉の開閉動作の有効な制御を行えるようにした車庫扉を提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するために本発明に係る車庫扉は、車庫の出入口の脇に駆動モータ4を内装した支柱3を立設し、先端に扉体1を取り付けたアーム2の基端に枢支軸5を連結し、支柱3に設けた枢支孔25に枢支軸5を軸支させてアーム2を支柱3に上下に回動自在に枢支し、駆動モータ4の駆動にてアーム2を回転駆動させて扉体1を上下に移動させて出入口を開閉すると共に、アーム2の回転角度を検知する検知手段13を支柱3に内装した車庫扉において、検知手段13を、外殻となるケース14と、ケース14に回転自在に枢支した回転体15と、ケース14に固定して回転体15の回転角度を検知するセンサ16とで構成し、回転体15の回転中心に枢支軸5を嵌合構造を介して連結し、弾性を有する支持体22を介してケース14を支柱3に取り付けたことを特徴とする。
これによると、アーム2の基端に一体に連結した枢支軸5は嵌合構造を介して回転体15の回転中心に一体に連結され、この回転体15はケース14に回転自在に枢支され、このケース14は弾性を有する支持体22を介して支柱3に取り付けられ、また、回転体15の回転角度を検知するセンサ16はケース14に固定されているので、アーム2、ケース14、回転体15及びセンサ16は一体物となって支柱3に対して振動可能となっており、つまり、アーム2が支柱3に対してがたついたとしても一体に振動するセンサ16と回転体15との相対距離は変化しないのであり、したがって、アーム2が支柱3に対してがたついた際にもアーム2の回転角度を正確にセンサ16にて検知し続けることができ、車庫扉の開閉動作にかかる有効な制御を確保できるのである。
また、噛合する大径ギア19と小径ギア20とで回転体15を構成し、大径ギア19の回転中心に枢支軸5を連結し、センサ16にて小径ギア20の回転角度を検知するようにしたことも好ましい。これによると、大径ギア19の回転角度を増幅させた小径ギア20の回転角度をセンサ16にて検知したので、アーム2の回転角度を精度良く検知できて扉体1の現在位置を正確に把握でき、車庫扉の開閉動作にかかる制御の向上に資することができる。
また、大径ギア19と小径ギア20との噛合部分が見える確認窓29をケース14に形成し、基準の噛み合い位置を示す印28を大径ギア19と小径ギア20とにそれぞれ設けたことも好ましい。これによると、印28をたよりに大径ギア19と小径ギア20との噛み合わせを簡単且つ正確に行わせることができ、また、検知手段13の組み立て後に、確認窓29から印28を見ることで、大径ギア19と小径ギア20との噛み合い具合を簡単に確認することができる。
また、検知手段13のケース14を同形状の一組の回転体取付板17で構成し、この一組の回転体取付板17を間にスペーサ18を介在して対向配置し、対向する一組の回転体取付板17の対向位置に大径ギア用軸受部24a及び小径ギア用軸受部24bを設け、対向する一対の同形状の大径ギア用軸受部24a間に大径ギア19を軸支すると共に、対向する一対の同形状の小径ギア用軸受部24b間に小径ギア20を軸支したことも好ましい。これによると、一組の回転体取付板17の間に回転体15の表裏を逆にして組み付けることで、同部品で簡単に左勝手、右勝手の検知手段13a,13bを形成することができる。つまり、左勝手、右勝手にかかわらず検知手段13を同部品で構成できるので、部品点数の増加を抑え、製造コストの大幅な削減を可能とできる。なお、車庫の出入口の両脇に一対の支柱3を立設し、扉体1の両幅端部を一対のアーム2で支持し、各支柱3に各アーム2をそれぞれ回動自在に枢支し、各支柱3に内装した駆動モータ4で各アーム2を回転駆動させる車庫扉では、扉体1の幅方向中央を境にした対称構造となっており、各支柱3にそれぞれ検知手段13を内装するには左勝手、右勝手の検知手段13a,13bが必要とされるのであるが、上記簡単に左右勝手を形成可能な検知手段13はこのような車庫扉への取付の際に特に有効である。
本発明は、叙述したように、検知手段を、外殻となるケースと、ケースに回転自在に枢支した回転体と、ケースに固定して回転体の回転角度を検知するセンサとで構成し、回転体の回転中心に枢支軸を嵌合構造を介して連結し、弾性を有する支持体を介してケースを支柱に取り付けたので、アーム、ケース、回転体及びセンサは一体物となって支柱に対して振動可能となり、つまり、アームが支柱に対してがたついたとしても一体に振動するセンサと回転体との相対距離は変化しないのであり、したがって、アームが支柱に対してがたついた際にもアームの回転角度を正確にセンサにて検知し続けることができ、車庫扉の開閉動作にかかる有効な制御を確保できるのである。
図1〜10に本発明の実施の形態の例の車庫扉を示す。この車庫扉は、図2(a)のように略垂直状態にした扉体1で出入口を閉塞すると共に、図2(b)のように出入口の上方位置に扉体1を略水平に位置させて出入口を開放するようにした跳ね上げ式のものであり、先端に扉体1を取り付けたアーム2の基端に枢支軸5を連結し、支柱3に設けた枢支孔25に枢支軸5を軸支させてアーム2を支柱3に上下に回動自在に枢支し、支柱3に内装した駆動モータ4にて枢支軸5を介してアーム2を回転駆動させて扉体1を上下に移動させて出入口を開閉自在にし、アーム2の回転角度を検知する検知手段13を支柱3に内装したという一般的な車庫扉の構成を踏襲するものであるが、検知手段13の構成、この検知手段13の支柱3への取付構造に特徴を有している。以下、詳述する。
図3に示す支柱3は車庫の出入口の両脇にそれぞれ略垂直に立設されている。扉体1は板状のもので、その両幅端部にアーム2の先端がそれぞれ回転自在に連結されている。この一対のアーム2はその基端に水平な枢支軸5がそれぞれ一体に連結されており、各支柱3の上部に水平に穿孔した枢支孔25(図4)に対応する枢支軸5を軸支させたことで、各アーム2は各支柱3に上下に回動自在に枢支されている。なお、本例のアーム2は、上下に回動する中で姿勢を変化させる扉体1を強固に支持させるため、扉体1の上端部に連結する主アーム2aと、扉体1の上下の中程に連結する副アーム2bとで構成されている。そして、枢支軸5は駆動モータ4と伝達機構を介して連結され、各アーム2は各支柱3に内装した駆動モータ4によって上下に回転駆動され、扉体1が出入口を開閉するようになっている。
図4には伝達機構を示す。支柱3の内部には角柱状の昇降体6が上下移動自在に配置されている。この昇降体6の隣接する2側面にはそれぞれ上下に延伸したチェーン状のラック7a,7bが設けられている。アーム2に連結されて支柱3に枢支された枢支軸5にはアーム側スプロケット8が取付けられ、このアーム側スプロケット8が一方のラック7aに噛合している。また、支柱3に内装した駆動モータ4の回転軸にはモータ側スプロケット9が取付けられ、このモータ側スプロケット9が他方のラック7bに噛合している。しかして、駆動モータ4を正転駆動させると、図2(b)のように昇降体6が支柱3内で上方に摺動し、枢支軸5及びアーム2が上方に回転駆動され、出入口を開放するように扉体1が上昇するようになっている。一方、駆動モータ4を逆転駆動させると、図2(a)のように昇降体6が支柱3内で下方に摺動し、枢支軸5及びアーム2が下方に回転駆動され、出入口を閉塞するように扉体1が下降するようになっている。なお、図2のように、支柱3内には昇降体6を上方に押し上げる付勢機構が内装されており、駆動モータ4によるアーム2の持ち上げを補助したり、扉体1の出入口の地面への衝突回避が図られている。この付勢機構には一般的にガススプリング10やコイルスプリングが用いられる。なお、図2中12は扉体1のねじれを防止する剛体の補強横材である。
本例の車庫扉では、その操作スイッチとしてはリモコン装置が採用されている。つまり、支柱3に設けたアンテナ11(図3)が車庫扉の開閉動作を制御する制御部に接続されており、使用者は別体の送信部の操作キーを操作することで、車庫扉から離れた場所(たとえば車内)からの車庫扉の遠隔操作が可能にされている。ここで、背景技術の項でも述べたように、制御部が行う車庫扉の開閉動作の制御には、基本的に扉体1の現在位置を正確に把握する必要がある。そのため、本例の車庫扉には、扉体1の現在位置を把握するべくアーム2の回転角度を検知する検知手段13が支柱3に内装されている。
この検知手段13は、図5のように、外殻となるケース14と、ケース14に回転自在に枢支した回転体15と、ケース14に固定して回転体15の回転角度を検知するセンサ16とで構成されている。そして、この検知手段13の支柱3への取付構造は、回転体15の回転中心に枢支軸5を嵌合構造を介して連結して回転体15を枢支軸5と共に一体に回転可能にし、弾性を有する支持体22を介してケース14を支柱3に取り付けた構造が採用されている。ところで、背景技術の項でも述べたように、枢支軸5にはアーム2の先端に取り付けた扉体1による回転モーメントが負荷し、アーム2が支柱3に対してがたつき、このがたつきによってセンサ16の回転体15の回転角度の検知に誤差を生じさせることが問題視されていたが、本例では上述した検知手段13の構造や検知手段13の支柱3への取付構造を採用したことで、上記問題を解決するに至っている。
つまり、本例では、アーム2の基端に一体に連結した枢支軸5は嵌合構造を介して回転体15の回転中心に一体に連結され、この回転体15はケース14に回転自在に枢支され、このケース14は弾性を有する支持体22を介して支柱3に取り付けられ、また、回転体15の回転角度を検知するセンサ16はケース14に固定されているので、アーム2、ケース14、回転体15及びセンサ16は一体物となって支柱3に対して振動可能となっており、つまり、アーム2が支柱3に対してがたついたとしても一体に振動するセンサ16と回転体15との相対距離は変化しないのであり、したがって、アーム2が支柱3に対してがたついた際にもアーム2の回転角度を正確にセンサ16にて検知し続けることが可能とされ、車庫扉の開閉動作にかかる有効な制御が確保されているのである。
なお、本例の検知手段13にあっては、詳しくは、そのケース14は間に回転体15を挟持して対向する同形状の一組の回転体取付板17で構成されている。つまり、一組の回転体取付板17はその四隅部分にそれぞれスペーサ18を介装し、所定間隔を保って対向配置することでケース14を形成している。便宜上、一組の回転体取付板17の対向する面は内面と称し、対向しない面は外面と称する。また、回転体15は噛合する一対の歯車で構成されている。一方の歯車は枢支軸5に一体に連結されて枢支軸5と一体に回転するようにされ、他方の歯車はセンサ16によってその回転角度が検知されるようにされている。本例では、枢支軸5に一体に連結する歯車には大径ギア19が用いられており、センサ16にてその回転角度が検知される歯車には小径ギア20が用いられている。大径ギア19及び小径ギア20は径の異なる円盤状ギアであり、ギア比に応じて大径ギア19に対して小径ギア20がより多く回転するようになっている。また、センサ16はプリント基板16aにセンサ素子16bを配設して構成されており、後述する小径ギア用軸受部24bから外方に臨む小径ギア20の軸部を覆うように、スペーサを兼ねる固定具21を介して回転体取付板17の外面に固定させている。
また、この検知手段13は、その外縁部分の複数箇所で、弾性を有する支持体22を介して、支柱3に固定したL字板状の受けフレーム23に安定的に取り付けられている。この支持体22は、弾性変形可能なゴムなどで成形され、六角筒状の柱本体22aの長さ方向に突起22bを連設してなる柱状体であり、受けフレーム23に立設して固定し、突起22bを回転体取付板17の貫通孔に嵌合させることで、検知手段13を受けフレーム23に固定させている。つまり、柱本体22aがスペーサの役割を果たして検知手段13を所定間隔を隔てて受けフレーム23に平行に固定させている。なお、支持体22の受けフレーム23への固定は、たとえば柱本体22aの長さ方向の端面を接着剤で受けフレーム23に固着したり、柱本体22aの筒内部22cに受けフレーム23の貫通孔に通したビスを螺着させたりなど適宜手段を用いて行われる。ここで、受けフレーム23には枢支孔25が穿孔されており、受けフレーム23に取り付けた検知手段13に向けて枢支軸5が挿通されている(図7)。
ここで、大径ギア19(小径ギア20)は一組の回転体取付板17の間に回転自在に配設されるが、これは、大径ギア19(小径ギア20)の回転中心部位に円盤面から表裏両方向に軸部19a(軸部20a)が突設され、一組の回転体取付板17の対向位置に大径ギア用軸受部24a(小径ギア用軸受部24b)が設けられ、大径ギア19の軸部19aを大径ギア用軸受部24aに軸支させ、小径ギア20の軸部20aを小径ギア用軸受部24bに軸支させることで行われている。また、受けフレーム23に検知手段13を取り付けた際には、大径ギア用軸受部24aは枢支孔25と同軸上に配設され、枢支孔25に枢支した枢支軸5と大径ギア用軸受部24aに軸支した大径ギア19の軸部19aとが連結される。この大径ギア19と枢支軸5との連結は、大径ギア19の軸部19aの軸端面に軸方向に穿孔した断面非円形の嵌合孔部26(本例では断面D字状の孔)に、枢支軸5の軸端面に軸方向に突設した断面非円形の嵌合軸部27(本例では断面D字状の軸(図7参照))を嵌合させたことで行われている。
上述したように本例の検知手段13では、噛合する大径ギア19と小径ギア20とで回転体15が構成され、大径ギア19の回転中心に枢支軸5を連結させると共に、センサ16にて小径ギア20の回転角度を検知させるようにしてあるから、大径ギア19の回転角度を増幅させた小径ギア20の回転角度をセンサ16によって検知できるようにされており、つまり、アーム2の回転角度を精度良く検知でき、扉体1の現在位置をより正確に把握できるようにされている。したがって、車庫扉の開閉動作にかかる制御の精度の向上が図られているのである。なお、上記のように、大径ギア19と小径ギア20とを用いてアーム2の回転角度を増幅させ、この増幅した回転角度をセンサ16で検知するようにすることは、扉の開閉角度よりもセンサ16の検知可能角度が大きい場合に、センサ16の検知可能角度を極力活かすと共に、センサ16の検知精度を高めることができるため好都合である。たとえば、扉の開閉角度が約90°であり、センサ16の検知可能角度が約300°である場合には、ギア比を3:1に設定した大径ギア19及び小径ギア20を用いることで、検知角度を3倍(約90×3≒270)に増幅できて約300°であるセンサ16の検知可能角度を極力活かすことができると共に、検知精度も3倍に向上させることができるのである。
なお、言うまでもなく、大径ギア19と小径ギア20との噛み合い不良は検知不良を引き起こすため許されない。そこで、本例の検知手段13には、大径ギア19と小径ギア20との噛み合い不良を生じさせない工夫が施されている。つまり、基準の噛み合い位置を示す印28を大径ギア19と小径ギア20とにそれぞれ設けてある。本例では、上記印28は各ギアの回転中心から径外方向に伸びる線状突起で構成されており、図8のように、大径ギア19と小径ギア20とが正常位置で噛み合った際には、各ギアの線状突起が各ギアの回転中心を結ぶ一本の線を形成するようになっている。このように、印28をたよりに大径ギア19と小径ギア20との噛み合わせを簡単且つ正確に行わせ得るようにされている。また、大径ギア19と小径ギア20との噛合部分が見える確認窓29をケース14に形成してある。これにより、検知手段13を組み立てた後にも、確認窓29から印28を見ることで、大径ギア19と小径ギア20との噛み合い具合を簡単に確認可能にされている。
ところで、本例の車庫扉のように、車庫の出入口の両脇に一対の支柱3を立設し、扉体1の両幅端部を一対のアーム2で支持し、各支柱3に各アーム2をそれぞれ回動自在に枢支し、各支柱3に内装した駆動モータ4で各アーム2を回転駆動させるタイプの車庫扉では、扉体1の幅方向中央を境にした対称構造となっており、各支柱3にそれぞれ検知手段13を内装するには左勝手の検知手段13a(図1,5〜8)、右勝手の検知手段13b(図9,10)が必要とされる。そして、このような左勝手、右勝手の部材は基本的に左右方向を逆転させた部品を各々用いて形成されるのであるが、このように左右方向を逆転させた部品を各々用いて形成させると、部品点数の増加、各部品を成形する金型が必要となったりして製造コストの増大が引き起こされる。そこで、本例の検知手段13では、上記部品点数の増加や製造コストの増大を抑制すべく、同じ部品で左勝手、右勝手の検知手段13a,13bを形成できるよう、その構造に工夫が施されている。以下、詳述する。
まず、同形状の一組の回転体取付板17を間にスペーサ18を介在して対向配置してケース14を形成し、回転体15を一組の回転体取付板17の間に挟持させるように配置するといった基本構造を検知手段13が採用している。また、回転体15は大径ギア19と小径ギア20とで構成されているが、大径ギア19(小径ギア20)の円盤面から表裏方向に突出する一対の軸部19a(20a)は同形状に施されており、また、一組の回転体取付板17の対向する大径ギア用軸受部24a(小径ギア用軸受部24b)の形状も同形状に施されている。しかして、検知手段13の構成部品(一組の回転体取付板17、大径ギア19、小径ギア20、センサ16)を用いて左右勝手の異なる検知手段13を組み立てるには、一組の回転体取付板17を左右勝手にかかわらずスペーサ18を介して所定間隔をあけて対向配置し、大径ギア19及び小径ギア20を左右勝手に合わせて表裏を反転させて一組の回転体取付板17の間に配設し、センサ16を左右勝手に合わせて選択した一方の回転体取付板17に取り付ける、といったことで行うことができる。言い換えると、左勝手の検知手段13aと右勝手の検知手段13bとの相違点は、回転体15である大径ギア19及び小径ギア20が表裏方向に反転している点、一組の回転体取付板17のうちでセンサ16を取り付ける回転体取付板17が異なっている点であるが、上述したように大径ギア19(小径ギア20)の表裏に突出する一対の軸部19a(20a)が同形状であると共に、この一対の軸部19a(20a)を軸支する一対の大径ギア用軸受部24a(小径ギア用軸受部24b)も同形状なので、表裏を反転させても大径ギア19及び小径ギア20はその軸部19a,20aを各軸受部24a,24bに軸支させて一組の回転体取付板17の間の所定位置に配設可能であり、また、一組の回転体取付板17は同形状なので、いずれの回転体取付板17にもセンサ16は取付可能であり、しかして、同部品を用いた左勝手、右勝手の検知手段13a,13bが形成できるようになっているのである。このように、本例の検知手段13は、同部品で簡単に左勝手、右勝手の検知手段13a,13bを形成することができるので、部品点数の増加を抑え、製造コストの大幅な削減を可能とされているのである。なお、本例では、一組の回転体取付板17を一体化するスペーサ18にねじ具18aなどを用いていて一組の回転体取付板17を着脱自在(分解可能)にしている。これにより、一旦右勝手の検知手段13bを組み立てた後にもこの検知手段13bを分解し、左勝手の検知手段13aとして組み立て直すことも可能とされており、この点でも検知手段13の製造性の向上が図られているものである。
本発明の実施の形態の例の車庫扉における左勝手の検知手段の支柱への取り付けを説明する分解斜視図である。 (a)(b)は車庫扉の開閉状態を説明する一部を切り欠いた概略斜視図である。 支柱の斜視図である。 (a)は伝達機構の正面側から見た斜視図であり、(b)は伝達機構の裏面側から見た斜視図である。 左勝手の検知手段の一部を透視した斜視図である。 左勝手の検知手段を支柱に取り付けた状態を示す斜視図である。 左勝手の検知手段を支柱に取り付ける前の状態を示す斜視図である。 左勝手の検知手段のケースを透視した正面図である。 右勝手の検知手段の支柱への取り付けを説明する分解斜視図である。 右勝手の検知手段を支柱に取り付けた状態を示す斜視図である。
符号の説明
1 扉体
2 アーム
3 支柱
4 駆動モータ
5 枢支軸
13 検知手段
13a 左勝手の検知手段
13b 右勝手の検知手段
14 ケース
15 回転体
16 センサ
17 回転体取付板
18 スペーサ
19 大径ギア
20 小径ギア
22 支持体
24a 大径ギア用軸受部
24b 小径ギア用軸受部
25 枢支孔
28 印
29 確認窓

Claims (4)

  1. 車庫の出入口の脇に駆動モータを内装した支柱を立設し、先端に扉体を取り付けたアームの基端に枢支軸を連結し、支柱に設けた枢支孔に枢支軸を軸支させてアームを支柱に上下に回動自在に枢支し、駆動モータの駆動にてアームを回転駆動させて扉体を上下に移動させて出入口を開閉すると共に、アームの回転角度を検知する検知手段を支柱に内装した車庫扉において、検知手段を、外殻となるケースと、ケースに回転自在に枢支した回転体と、ケースに固定して回転体の回転角度を検知するセンサとで構成し、回転体の回転中心に枢支軸を嵌合構造を介して連結し、弾性を有する支持体を介してケースを支柱に取り付けたことを特徴とする車庫扉。
  2. 噛合する大径ギアと小径ギアとで回転体を構成し、大径ギアの回転中心に枢支軸を連結し、センサにて小径ギアの回転角度を検知するようにしたことを特徴とする請求項1記載の車庫扉。
  3. 大径ギアと小径ギアとの噛合部分が見える確認窓をケースに形成し、基準の噛み合い位置を示す印を大径ギアと小径ギアとにそれぞれ設けたことを特徴とする請求項2記載の車庫扉。
  4. 検知手段のケースを同形状の一組の回転体取付板で構成し、この一組の回転体取付板を間にスペーサを介在して対向配置し、対向する一組の回転体取付板の対向位置に大径ギア用軸受部及び小径ギア用軸受部を設け、対向する一対の同形状の大径ギア用軸受部間に大径ギアを軸支すると共に、対向する一対の同形状の小径ギア用軸受部間に小径ギアを軸支したことを特徴とする請求項2記載の車庫扉。
JP2003281254A 2003-07-28 2003-07-28 車庫扉 Expired - Lifetime JP4085921B2 (ja)

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