JP2005083114A - 引戸用制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 戸体の速度に対応して常に一定の低速度にまで減速し、そのまま停止することなく極緩やかに完全に閉鎖し、万一減速途中で停止してしまっても残りの開口部分を閉じる動作は軽く、かつ開放時は常に軽い操作を可能とする引戸用制動装置を提供する。
【解決手段】 本体ケースと上下方向に移動可能なように構成された歯車部材を備えかつ歯車部材の回転時に一定の負荷がかかる減速部材とを有した本体装置と、長手方向側面に連続した横向きのラックを有した受けケースからなる受け装置を設け、本体装置と受け装置を戸体と枠体に面対する配置で装着する。歯車部材が受け装置の所定位置に面対した一定範囲のみで歯車部材が受けケース内に挿入される手段を設け、ラックと噛み合って回転することで戸体を減速する。さらに歯車部材が自重により没しようとする力と、歯車部材とラックに発生する摩擦力を任意に設定し、歯車部材をラックから適宜離脱させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は引戸の制動装置に関するものである。

一般に戸体と枠体からなる引戸は、枠体の上下位置にレールを有し、戸体の下部に戸車を配置するタイプと、レールと戸車は枠体の上部のみに位置し、戸体を上枠から吊り下げたタイプがあり、どちらにおいても引戸面に対して左右方向に戸体を移動させて開閉する方式である。このような引戸の特徴は、扉を丁番などで保持し回転動作により開閉するドアと比較すると、戸体の移動方向が操作する人の立つ位置と干渉しにくく、回転扉のようにデッドスペースも発生せず、車椅子での通行においても優れていることが挙げられ、バリアフリーの観点からも増加の方向にあると予想されている。

ただ、引戸は戸体を左右方向に移動させるために、ドアのように自分の体重をかけた状態で押引きすることはできず、腕の力のみで開閉しなければならないため、軽い力で開閉操作できることが最も重要な点とされている。したがって現在では戸車の走行性能を良くし、小さい力でもスムーズに操作できるように日々工夫改良されてきている。ところが開閉操作を軽くすればするほど、戸体を一気に閉じた時に勢いが付き過ぎ、戸先面と枠体内面が強く衝突し、大きな衝撃音が発生すると共に戸体が跳ね返ってしまうという現象が起こる。急激な閉鎖は指詰の原因にもなり、跳ね返ってしまうともう一度閉め直す必要があり、急いでいる時などには非常に不便である。また再度閉め直すのが手間なため少々跳ね返ってもそのまま放置してしまいがちであり、その結果気密性や遮光性をも損なう恐れがある。

また戸体を閉じるときに限らず、開ける動作によっても非常に強く開放すると戸尻側が枠体と衝突することが考えられる。この動作も同様に大きな衝突音と衝撃が発生し、やはり戸体が跳ね返ってしまうため最近では開ける方向にも制動可能とすることが望まれてきている。

ここで理想的な引戸の開閉動作を想定すると、まず閉じる動作においては戸体の閉鎖速度の大小にかかわらず完全に閉じる一歩手前で常に極遅い速度にまで減速され、そのまま緩やかに完全に閉鎖するのが理想とされる。この動作が実現できると枠体との衝突による衝撃や衝突音は発生しないことになり当然跳ね返りも防止することができることになる。また開放時には減速のための負荷はかからず、軽い力で開けることができることも重要である。さらには閉鎖時の減速動作により完全に閉まりきっていない位置で戸体が停止したとしても、この段階で制動装置による減速のための負荷は解除され、残りの開口部分のみを再度閉じるときには軽い操作にて実施できることが望まれる。

上記の問題を解決する手段としては、特開平０７−１３９２４１公報や特開平０９−０７２１５４公報や特開平０９−３１７３１８公報や特開平１１−１４８２６９公報や特開２００１−０１２１３９公報や特開２００１−１８２４２６公報等に、戸体が閉まる直前に摩擦やばねによる押圧力や簡単なオイルを用いたダンパ等による抵抗手段により負荷を与え、戸体の閉鎖速度を弱めることにより衝突音や跳ね返りを防止する構成が報告されている。

またこれらのほかに玄関引戸等の自閉式の引戸用クローザーに使用されている油圧式のロータリーダンパがあり、機構としては閉方向にのみ制動し、開方向にはフリーになる構造を有している。またこのタイプは分離された２個の部屋をオリフィスを介してオイルが移動する構成であり、閉鎖速度の強弱にも対応することが可能である。したがって上記の要求事項をほぼ満足するものと考えられる。しかしこのタイプの制動装置は比較的機構が複雑でサイズも大きく非常に高価であるという問題点を有している。

ここで上記各公報においては、その多くが閉鎖時に所定の位置から摩擦力やばねによる押圧力により戸体の走行に負荷をかける方式を採用しており、つまり閉鎖時に一定量だけ減速する構成になっている。また全体の減速量を調整する機構を有しているものもあるが、閉鎖速度の強弱に対して減速量が変化するような手段は何等施されておらず、したがって設定された減速量より速度が大きければ減速しきれずに跳ね返ってしまい、また設定された減速量より速度が小さければ減速途中で停止してしまい完全に閉じないことになる。

また戸体の速度より減速量が大きすぎて途中で停止してしまった場合には、当然残りの開口部分を再度閉鎖する必要が生じるのであるが、この停止状態においては減速のための負荷がかかったままの状態のものが多く、したがって残りの開口部分を再度閉じるときの操作が重くなってしまうことも問題点として挙げられる。

開放時の操作においては特開平０９−３１７３１８のように摩擦が発生する方向を閉鎖方向のみになるように構成し、開放方向である逆の方向には負荷はかからずフリーになるような機構を兼ね備えているものも報告されているが、減速時に必要とする負荷の一部分が開方向への操作時にも残ってしまい開放操作が若干重くなるものもある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、比較的単純な機構でかつコンパクトに構成できることを前提条件とし、閉鎖時には戸体の速度の大小に対応した減速量が得られ、かつ開放時には制動装置による負荷は全くかからず、軽い開操作を得ることを目的とする。また前記閉鎖時の動作では速度の大小に対応して減速量も変化し、常に一定の低速度にまで一旦減速し、そのまま停止することなく極緩やかに完全に閉鎖する動作を目指す。もし万一減速途中で停止してしまった場合においても、その後の残りの開口部分を閉じるときには減速のための負荷は既に解除されており、軽い操作で再度閉じることができることを次の目的とする。さらには戸体を強く開放したときの、戸尻側と枠体との衝突による音なりや跳ね返りをも防止できるような構成を付加することをその次の目的とする。
特開平０７−１３９２４１公報 特開平０９−０７２１５４公報 特開平０９−３１７３１８公報 特開平１１−１４８２６９公報 特開２００１−０１２１３９公報 特開２００１−１８２４２６公報

本発明では上記目的を達成するために次の技術手段を設けた。まず箱型でつば面を有した本体ケースと歯車部材を備え歯車部材が回転する際に一定の負荷がかかるように構成した減速部材をと設け、減速部材を本体ケース内で上下方向に移動可能なように両者を組付けて本体装置を構成する。この減速部材の歯車部材が回転することにより負荷をかける機構はどのようなものであっても良いが、耐磨耗性能に優れた材質のワッシャ状の部材にて複数の皿ばね座金を挟み込んで歯車部材と連動して回転するように組付けた、ばねの力を利用して回転時に負荷をかけるトルクヒンジのような構成や、ハウジング内に粘性の高いシリコンオイルと０リングが収容されており、歯車部材が回転するとこのオイルが圧力を受けながら流れることで負荷をかける機構の、どちらの方向に回転させても同じだけの負荷がかかる最も単純で安価とされているタイプのロータリーダンパ等が適している。

歯車部材は外周が円形状であり、その回転軸が上下向きになるように本体ケース内に配置して減速部材と連動させ、歯車部材のみか若しくは歯車部材と減速部材が本体ケース内で上下方向に移動し、歯車部材が本体ケースに対して完全に没した状態から完全に突出した状態にまで出没できるように構成しておく。ここで通常時には歯車部材は本体ケース内に没しているように設定しておく。

また長尺でコの字形状の受けケースを設け、どちらか片方の内側面に連続したラックを横向きに装着して受け装置を構成しておく。受け装置のラックの奥側にへこんだ位置での内幅を歯車部材の外径より少しだけ広く設定しておき、受けケース内を歯車部材がラックに噛み合いながら回転移動できるように設定しておく。

次に本体装置と受け装置を歯車部材の上面と受け装置のコの字の開口面が面対する配置で引戸の上下どちらか片方の戸体と枠体に振り分けて装着する。また戸体が完全に閉じきる少し手前位置で歯車部材が受け装置の端部に面対するように配置し、この受け装置端部位置と歯車部材の上面が面対した際に、歯車部材を受けケース内に挿入させる手段と、かつその状態で一定範囲のみ保持する手段を設けておく。この歯車部材を受けケース内に挿入させ、かつ保持する手段はどのような手段であっても良いが、磁石と磁石により吸引される金属片を両者に振り分けて取り付けておく手段が簡単である。またこの挿入状態を保持する範囲は受け装置の連続したラックのさらに戸尻側位置の極狭い範囲のみに限定しておくとよい。

上記のように構成することにより、戸体が大きく開いているときは歯車部材は本体ケース内に没した状態であり、戸体を閉じていくと本体装置と受け装置が最初に面対する端部位置で歯車部材が本体ケースから突出して受け装置内に挿入し、その後の戸体の閉方向への移動により歯車部材とラックが噛み合って歯車部材を回転させ、減速部材により負荷がかかり、戸体の速度を減速させることができることになる。

また減速しながら戸体が閉方向に移動すると歯車部材は挿入状態を保持する一定範囲から外れ、その後歯車部材には本体ケース内に没しようとする力がかかることになる。この段階では他に歯車部材とラックに作用している力は減速のための摩擦力のみであり、この摩擦力は戸体の速度が速い時ほど大きく、速度が遅くなるにつれて小さくなっていく。したがって歯車部材の位置が挿入状態を保持する一定範囲を越えても、まだ戸体の速度が速いときには歯車部材とラックの摩擦力により歯車部材は本体ケース内に没することは無く、戸体の速度が落ち、歯車部材とラックの摩擦力が歯車部材の没しようとする力より小さくなった段階で歯車部材とラックが離脱して歯車部材は本体ケース内に没し、減速動作が終わることになる。

この歯車部材とラックが離脱する条件を任意に設定することにより、戸体を比較的遅い一定速度にまで減速し、引き続きそのまま緩やかに閉じる動作が得られることになる。つまり非常に戸体の速度が速いときには歯車部材とラックが噛み合っている距離が長くなり、その分全体の減速量も大きくなり、逆に戸体の速度が遅いときは歯車部材とラックが噛み合っている距離が短く、全体の減速量も少なくなるためである。したがってどのような閉鎖条件であっても速度に応じた減速量が得られ非常に優れた戸体の閉鎖動作が実現できることになる。

しかし戸体を閉じたときの音なりや跳ね返りの防止を重視すると、上記の歯車部材とラックが離脱するときの条件を離脱後の戸体の速度が極遅くなるように設定する必要が生じる。ここで歯車部材とラックの摩擦の条件は気候や室温や周辺環境によりばらつくことも考えられ、したがって上記設定では減速途中で戸体が停止することもありえると想定される。しかしここで重要な点は、万一減速途中で戸体が停止したとしてもその段階で確実に歯車部材はラックから離脱していることになり、残った開口部分を再度閉じるときは軽い操作にて実施できることである。

戸体が完全に閉じた状態では、歯車部材は受けケース内にて保持される一定範囲からは完全に離れた位置になっており、このとき歯車部材は没した状態であるため開放操作は軽い動作で実施できることになる。また開放途中に歯車部材は受け装置に面対し、このとき歯車部材はやはり受けケース内に挿入するのであるが、この位置は連続したラックを通過した後の戸尻側端部位置であるため減速動作にはならず、さらに戸体を開放するとそのまま歯車部材は本体ケース内に再度没するだけである。

本体装置と受け装置は、戸体上部戸先側に本体装置を上枠戸先側に受け装置を装着する配置が優れており、歯車部材とラックが離脱する動作に歯車部材を含む減速部材の自重を利用すると構造上非常に簡単である。しかしこのように構成すると、歯車部材を含む減速部材が重くかつ歯車部材とラックの摩擦条件が小さい場合では、ある程度以上の速度を残した段階で歯車部材とラックが離脱してしまうことが考えられる。そこで本体ケースと減速部材間に押しばねを挿入し、その強さを押しばねの力だけではぎりぎり歯車部材と減速部材の重量を支えきれない程度かそれ以下に設定しておくとよい。すると減速部材が自重により没する条件を摩擦条件に合わせて最適に設定することができるようになる。

また上記の構成に追加して、もう一つの受け装置を左右対称になるように上枠の中央位置付近に配置し、完全に開ききる少し手前の位置で戸先側上部に装着した本体装置の歯車部材が追加した受け装置内に挿入されるようにしておく。すると戸体を強く開けたときにも前述同様の減速動作が得られ、開放時の戸体の戸尻側と枠体との衝突や閉方向への跳ね返りをも防止することが可能になる。

歯車部材のラックと噛み合うことによる回転動作により負荷を与えて戸体を減速する構成で、一定速度にまで減速した段階で歯車部材とラックが離脱する機構を付加したため、戸体の速度の大小に対応した減速量を得ることができ、あらゆる速度での閉鎖条件においても、常に一旦極低速度にまで減速し、そのままゆっくりと完全に閉じる動作が得られ、枠体との強い衝突や跳ね返りのない戸体の閉操作が実現できることになる。

万一減速途中で戸体が停止しても、その段階で必ず歯車部材とラックが離脱して減速のための負荷は解除されることになり、残りの開口部分を再度閉じるときの操作は軽い操作にて実施できる。

完全に戸体が閉じている状態では、本体装置と受け装置は歯車部材を受け装置内に挿入させかつ保持する手段からは離れており、歯車部材は没した状態になっているため軽い開放操作が可能になる。

上枠の中央位置付近にもう一つの受け装置を左右対称の向きで装着することにより、戸体を開けた場合においても閉鎖時と同様の減速動作が得られ、開け放った際の衝突や跳ね返りをも防止することができる。

歯車部材を受けケース内に出没させる手段に磁石を用いた場合では、スチール板を含む歯車部材と減速部材と本体ケースと、ラックを含む受けケースと磁石のみの非常に少ない部品点数で構成可能であり、したがって安価でコンパクトな形態にすることができ、動作が単純なため誤作動等の心配も少ない。

以下図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の引戸用制動装置の閉鎖時の減速動作直前の状態を示す斜視図であり、図２は減速動作中を示す斜視図である。図３は本発明の制動装置を引戸に取り付けた状態の正面図である。図１に示すように制動装置は本体装置ａと受け装置ｂとからなり、本体装置ａを戸体１３上部の戸先側位置に掘り込んだ状態で取り付け、受け装置ｂを上枠１４の戸先側位置に取り付ける。また図３に示すように受け装置ｂは上枠１４の戸先側コ−ナ−位置から一定距離だけ戸尻方向に離して取り付け、戸体１３が完全に閉じる少し前の段階で本体装置ａと受け装置ｂが面対するように配置しておく。

図４は本体装置ａの斜視図であり、図５は本体装置ａの側面断面図である。図４に示すように本体装置ａは箱型でつば面を有した本体ケース１と、一定の厚みを有した歯車部材２と、減速部材３とから構成される。歯車部材２と減速部材３は歯車部材２の中心である回転軸５位置にて連結されており、歯車部材２が回転するときに減速部材３により一定の負荷が得られるように構成しておく。この減速部材３の機構はどちらの方向に回転させても一定の負荷が連続して得られるならどのようなものであっても良い。

この減速部材３の比較的簡単な構成としては、耐磨耗性能に優れた材質のワッシャ状の部材にて複数の皿ばね座金を挟み込んだ状態で歯車部材２と連動して回転するように組付けた、ばねの押圧力を利用して回転時に負荷をかけるトルクヒンジのような構成や、ハウジング内に粘性の高いシリコンオイルと０リングが収容されており、歯車部材２が回転するとこのオイルが圧力を受けながら流れることで負荷をかけるロータリーダンパ等が適している。これらの減速部材３においては、歯車部材２をどちらの方向に回転させても同じだけの負荷がかかる最も安価で単純なタイプのものでよく、玄関引戸等に用いられている油圧式でオリフィスを介して２部屋間をオイルが移動する構成で、片方向にのみ制動し逆方向にはフリーになるような高級タイプのロータリーダンパは必要ない。このような減速手段をハウジング内に組み込んだ状態で図４や図５に示す減速部材３として構成し、歯車部材２の下部位置に配置してこの減速部材３のハウジング部分を本体ケース１内に収納できるように構成しておく。

さらに歯車部材２を、回転軸５が上下方向になるように配置して減速部材３と連結し、歯車部材２が本体ケース１の上面より上方向に完全に突出した状態から本体ケース１内に完全に没した状態にまで上下方向に移動できるように構成する。図４(ａ)と図５(ａ)は本体ケース１内に歯車部材２と減速部材３が没した状態を示しており、図４(ｂ)と図５(ｂ)は歯車部材２が本体ケース１から突出した状態を示している。この構成では歯車部材２と減速部材３が一緒に上下移動するようにしているが歯車部材２のみが移動するような構成であっても良い。ここでさらに歯車部材２の上面に円盤状のスチール板４を取り付けておく。上記のように構成した本体装置ａを戸体１３の上部先端位置に掘り込んだ状態でつば面に設けた取り付け孔６を介して取り付けねじ７にて固定する。

次に受け装置ｂの下面図を図６に、側面断面図を図７に示す。受け装置ｂは長尺でコの字形状の受けケース８と磁石９を有し、図６に示すように受けケース８の片側内側面に連続したラック１０を備えておく。また図１に示すように受けケース８の奥面に取り付け孔６を設け、取り付けねじ７で上枠１４に固定する。したがって受けケース８のコの字の開口面が下向きに配置されることになる。また図７に示すように磁石９は受けケース８の片端部位置の上奥面に装着しておく。受けケース８片側内側面のラック１０は図６に示すように直線状で、ラック１０の凹凸は横向きであり、受けケース８端部の磁石９の位置から僅かな間隔を隔てて戸先方向に連続して設けられている。また受けケース８の他方の内側面は直面であり、このとき横向きのラック１０の凹位置から他方の内側面までの幅を歯車部材２の外径より僅かにのみ広く設定しておく。上記のように構成した受け装置ｂを図３に示すように上枠１４戸先側のコ−ナ−から若干離れた位置に磁石９が戸尻側になる向きで固定する。

次に開いている状態から戸体１３を閉じた時の制動装置の動作を図８にて説明する。まず戸体１３が大きく開いているときは本体装置ａと受け装置ｂは離れており、したがって歯車部材２を含む減速部材３は自重により本体ケース１内に没した状態である。この状態から戸体１３を閉じていくと、図８(ａ)に示す完全に閉じる手前の位置で本体装置ａの歯車部材２上面のスチール板４と受け装置ｂの磁石９が接近し、さらに戸体１３が閉じて両者が面対する位置にくると、磁力により歯車部材２が吸引されて図８(ｂ)のように受けケース８内に挿入することになる。この図８(ｂ)の段階では歯車部材２とラック１０はまだ噛み合っておらず、この状態から一定範囲内では磁力により歯車部材２は持ち上がった位置を保持される。さらに戸体１３が閉じると図８(ｃ)のように歯車部材２とラック１０が噛み合って歯車部材２が回転し、減速部材３により負荷が発生して戸体１３の速度を減速させることができる。

また戸体１３の速度の大小には関係なく図８(ｃ)の状態までの動作は常に必要条件とされるため、戸体１３の速度が速くても歯車部材２を吸引できるだけの磁力を有した磁石９を装着しておく必要があり、スチール板４と磁石９との上下方向の距離や磁石９の横方向の長さを考慮に入れて磁石９を設定しておくと良い。

上記の図８の動作を上から見た状態を図９に示す。図９(ａ)は本体装置ａが受け装置ｂに面対する直前を、図９(ｂ)は磁石９により歯車部材２が吸引された状態を、図９(ｃ)は歯車部材２とラック１０が噛み合っている減速中を示している。したがって図６に示すように受けケース８の磁石９側の入り口を傾斜状に広げて歯車部材２が挿入しやすいように形成しておき、さらに連続したラック１０の磁石９側端部を横方向に弾性を有する構成にして、歯車部材２とラック１０の最初の噛み込みをスム−ズにできるようにしておくとよい。また歯車部材２は減速中に受けケース８内のラック１０と逆の内側面により案内されるため横方向に逃げる心配はない。

次に減速中とその後の制動装置の動作を図１０に示す。ここで重要なのは、図８(ｃ)の歯車部材２とラック１０が噛み合い減速動作に入った段階では、既に歯車部材２上面のスチール板４は磁石９により受けケース８内で保持される範囲から外れているということである。したがって図８(ｃ)の位置以降においては、歯車部材２を含む減速部材３には自重により下方に落ちる力がかかることになる。しかし同時に戸体１３は閉じる方向に移動しているため、減速部材３による負荷が歯車部材２とラック１０の接点にかかり、この接触部分に摩擦力が発生することになる。この摩擦力は歯車部材２とラック１０の材質等によっても異なるが、同じ材質であれば戸体１３の速度が速いほど大きく、戸体１３の速度が遅いほど小さくなり、戸体１３が停止した状態では摩擦力はほぼ無くなることになる。

そこである程度以上の速い速度で戸体１３を閉じた場合を想定すると、図８(ｃ)に示す状態までは速度にかかわらず同じであり、それ以降は歯車部材２とラック１０が噛み合って減速しながら両者には大きな摩擦力がかかることになり、そのまま図１０(ａ)のように戸体１３は閉じる方向に移動する。ところがこの減速動作により徐々に戸体１３の速度が減少すると、それに伴って歯車部材２とラック１０との摩擦力も徐々に小さくなっていくことになる。すると一定速度にまで減速された段階では、歯車部材２とラック１０による摩擦力よりも歯車部材２を含む減速部材３が自重により落下する力の方が大きくなり、その結果図１０(ｂ)に示すように歯車部材２とラック１０が離脱して歯車部材２が本体ケース１内に没することになる。

この図１０(ｂ)の段階で、既に戸体１３は跳ね返りを生じない程度の低速度にまで減速されているとすると、戸体１３は引き続きそのままゆっくりと閉じ図１０(ｃ)のように完全に閉じた状態で停止させることができることになる。また戸体１３の閉鎖速度の大小によっては当然歯車部材２とラック１０が離脱する位置は変わるが、その離脱時の戸体１３の速度は一定にすることが可能である。つまり閉鎖速度が速いときは歯車部材２とラック１０が噛み合う距離が長くなり、その分全体の減速量も大きくなり、閉鎖速度が遅い時は歯車部材２とラック１０の噛み合う距離が短くなり、全体の減速量も小さくなり、したがって速度に対応した減速量が得られることになる。

ここで上記の歯車部材２とラック１０が離脱する時の戸体１３の速度は歯車部材２とラック１０の摩擦力と自重による落下力によって決まる。したがって歯車部材２を含む減速部材３の重量が重くかつ歯車部材２とラック１０の摩擦力が小さい場合はかなりの速度を有した段階で離脱することになる。逆に歯車部材２を含む減速部材３の重量が軽く歯車部材２とラック１０の摩擦力が大きい場合はほとんど停止するまで離脱しないことも考えられる。また全体の減速量としては、大人が最大の力で閉じた時でもラック１０の戸先側端部までで一定速度にまで減速できるように、ラック１０の長さと歯車部材２の１回転あたりの負荷の大きさを設定しておくとよい。

また最近の引戸は非常に走行性能がよく、かなり遅い速度であっても僅かに跳ね返ってしまうことがあり、上記のように完全に閉じた状態で確実に停止させるためには歯車部材２とラック１０が離脱する時の速度をかなり遅く設定する必要が生じる。しかし歯車部材２とラック１０の摩擦力は気温や湿度の変化や埃などのためにある程度ばらつくと考えられ、また歯車部材２がラック１０から離脱する位置も変化するため、上記のように設定すると完全に閉じる位置にまで閉鎖せずに途中で停止してしまうことも考えられる。しかしここで重要なのが、万一戸体１３が閉じきらずに少しだけ開いた状態で停止してしまったとしても、その停止状態では歯車部材２とラック１０との摩擦力は既に消滅しており、したがって確実に歯車部材２はラック１０からは離脱して本体ケース１内に没していることになり、残りの開口部分を再度閉じる操作においては制動装置による負荷は全くかからず、軽い操作で閉鎖できる点である。

次に完全に閉じた状態から戸体１３を開放するときの制動装置の動作を図１１にて説明する。図１１(ａ)に示す戸体１３が閉じている状態では歯車部材２とラック１０は離脱しており、制動装置による余分な負荷は全くかかっておらず、軽い力でそのまま戸体１３を開けることができる。また開放途中の図１１(ｂ)の位置で磁石９と歯車部材２上面のスチール板４が面対して歯車部材２が吸引されることになるが、この位置は連続したラック１０をすでに通り過ぎた位置であるため、歯車部材２とラック１０が噛み合うことはなく、そのままさらに戸体１３を開けると再度歯車部材２は本体ケース１内に没するだけである。

上記のように構成することにより、閉鎖速度の大小に対応して確実に一定速度にまで戸体１３を減速する閉鎖動作と、軽い開放操作が得られることになる。しかし比較的速い速度を残して歯車部材２がラック１０から離脱してしまい、僅かな跳ね返りが発生してしまうような事態はよくなく、また戸体１３が閉じきらずに途中で停止してしまう動作も、その後の再度閉じる操作が軽い動作で可能であるとはいえやはり好ましくはない。そこで一定速度にまで減速後そのままゆっくりと閉鎖し完全に閉じた状態で戸体１３を停止させるさらに優れた動作をより確実に得るための設定手段を以下に説明する。

この点を改善するためには、歯車部材２とラック１０の摩擦力と歯車部材２を含む減速部材３の自重による落下力と磁石９の吸引力が設定要素として挙げられる。まず摩擦力が小さく落下力が大きい場合は比較的速い速度を残して歯車部材２がラック１０から離脱してしまうことになる。上記実施形態のように比較的重くなりがちな減速部材３と歯車部材２両方を磁石９の吸引力で引寄せるような構成ではこのケースが考えられ、この場合は図１２に示すように本体ケース１と減速部材３の間に押しばね１１を挿入するとよい。ここで本体装置ａと受け装置ｂが離れているときには図１２(ａ)のように歯車部材２は本体ケース１内に没している必要があり、したがってこの押しばね１１の強さは歯車部材２と減速部材３の重量を僅かに支えきれない程度かそれ以下に設定しておかなければならない。上記の範囲で押しばね１１の強さを任意に選択することで落下力を調整することができ、減速後の残った速度を最適な状態に設定できることになる。またこの押しばね１１は磁石９により吸引する動作を助ける役割にもなる。

逆に歯車部材２とラック１０の摩擦力が非常に大きく、歯車部材２と減速部材３の重量が軽い場合では、ほぼ停止するまで歯車部材２がラック１０から離脱せず、その後の速度は非常に小さくなりすぎ、完全に閉じずに途中で停止してしまうことが考えられる。この場合は減速部材３にさらに重量を有するウエイト部材を装着するとよい。しかしこの手段では吸引のための磁力を同時に大きくする必要が生じるためあまりよくなく、できれば摩擦係数の小さい材質で歯車部材２とラック１０を形成する手段の方が有効であると考えられる。また磁石９の吸引力はどのような場合においても強い方がよいことになる。上記のように各条件を適宜設定してやることにより、閉鎖時に一定速度にまで一旦減速し、その後緩やかに閉鎖して完全に閉じた状態で停止させることがより確実に可能となると考えられる。

上記実施形態では上枠１４に受け装置ｂを戸先上部に本体装置ａを装着した構成で説明してきたが、歯車部材２の出没動作さえ可能であれば逆の上枠１４に本体装置ａを戸先上部に受け装置ｂを装着する構成であってもよく、また下枠と戸先下部位置に両者を振り分けて装着する構成であってもよい。

また以上では戸体１３の閉鎖動作中の所定位置にて歯車部材２を受けケース８内に挿入するための手段を磁石９とスチール板４を用いた構成にて説明してきたが、これと同様の歯車部材２の受けケース８内への出没動作が得られるのであれば他の構成を用いても何等問題はない。図１３は歯車部材２と減速部材３を出没させる手段に別の構成を用いた本体装置ａを示す模式図である。歯車部材２と減速部材３の構成は同様で減速部材３の底面を傾斜面にしておき、さらに傾斜部材１２を２個設けてこれら各部材を本体ケース１内に組み込み、図１３(ａ)のように片方の傾斜部材１２の片端を本体ケース１上面より上方に突出させておく。このように構成することにより片方の傾斜部材１２の突起部分が戸体１３の閉鎖時に所定の位置で受けケース８に当接して下方に押され、連動して他方の傾斜部材１２が横方向に移動し、さらに連動して図１３(ｂ)のように減速部材３と歯車部材２が上方向に突出して歯車部材２を受けケース８内に挿入させることができる。

また図示はしないがシーソー機構を用いて本体装置ａを構成し、シーソーの片端に突起部分を形成し他端に歯車部材２と減速部材３を配置し、通常の状態では重量バランスにより突起部分側が持ち上がっているようにしておく。そして戸体１３の閉鎖時にシーソーの突起部分が受けケース８の端部に当接して下方に押され、その動作により同時に歯車部材２が持ち上げられて受けケース８内に挿入される構成であってもよい。しかし、上記２件の構成は歯車部材２を出没させる最初の動作で受けケース８にスイッチの役割を持つ部材が当接する必要があり、当然そのときに衝撃や作動音が発生すると想定されるため、実施形態の磁石９を用いた構成のほうが優れていると考えられる。

また前術のように戸体１３の走行性能が向上して開閉操作が非常に軽いということは、閉じるときばかりでなく開放するときにも速度が付きすぎることになり、開放時の戸体１３の戸尻側と枠体との衝突による衝撃や跳ね返りがもう一つの問題とされている。そこでもう一個の受け装置ｂを追加使用し、図１４に示すように上枠１４の中央部分位置付近、つまり戸体１３を完全に開けきる直前に戸先側上部に取り付けてある本体装置ａが面対する上枠１４位置に、もう一個の受け装置ｂを上枠１４の戸先位置に装着されている受け装置ｂとは左右対称の配置で装着しておくとよい。

上記のように構成すると、戸体１３を開放した際の戸体１３が完全に開ききる直前に本体装置ａが追加した受け装置ｂと面対することになり、閉鎖時の動作と同様に歯車部材２が追加した受けケース８内に挿入して減速動作が得られ、戸尻側と枠体との強い衝突や跳ね返りを防止することが可能になる。また開放時の本体装置ａと追加した受け装置ｂとによる他の動作も前述の閉じるときと全く同様であり、開放時には一定速度にまで一旦減速して、そのままゆっくりと完全に開放する位置で停止させることができ、万一途中で停止してもさらに大きく開放するときの操作は軽い操作で実施できることになる。また開いた状態からの閉じる操作においても制動装置による負荷はかからず軽い閉鎖操作にて可能である。

また上記の開放方向への減速動作においては、戸先側に装着してある本体装置ａをそのまま兼用できる点が非常に重要である。ここで本発明の制動装置のコストを想定すると、磁石９と受けケース８のみの受け装置ｂに比べて減速機構と出没機構を有する本体装置ａの方が遥かにコストがかかると考えられ、安価な方の受け装置ｂのみをもう１個追加するだけで開閉操作での両方向の制動が実施できることが特徴と言える。さらには本体装置ａと受け装置ｂを２セットずつ取り付ける構成の他の制動装置と比較すると、掘り込み等の加工工数が削減できることも有利であると考えられる。

本発明の引戸用制動装置の、減速動作直前を示す斜視図である。 本発明の引戸用制動装置の、減速動作中を示す斜視図である。 本発明の引戸用制動装置を引戸に装着した状態を示す正面図である。 本発明の引戸用制動装置の、本体装置の斜視図である。 本発明の引戸用制動装置の、本体装置の正面断面図である。 本発明の引戸用制動装置の、受け装置の下面図である。 本発明の引戸用制動装置の、受け装置の正面断面図である。 本発明の引戸用制動装置の、閉鎖操作時の初期段階の動作を示す正面模式図である。 本発明の引戸用制動装置の、閉鎖操作時の初期段階の動作を示す上面模式図である。 本発明の引戸用制動装置の、閉鎖操作時の最終段階の動作を示す正面模式図である。 本発明の引戸用制動装置の、開放操作時の動作を示す正面模式図である。 本発明の引戸用制動装置の、歯車部材の出没条件を任意に設定する構成の模式図である。 本発明の引戸用制動装置の、歯車部材の出没動作を得る別の構成の模式図である。 本発明の引戸用制動装置の、開放方向にも制動可能とする構成の正面図である。

符号の説明

ａ 本体装置
ｂ 受け装置
１ 本体ケ−ス
２ 歯車部材
３ 減速部材
４ スチ−ル板
５ 回転軸
６ 取り付け孔
７ 取り付けねじ
８ 受けケ−ス
９ 磁石
１０ ラック
１１ 押しばね
１２ 傾斜部材
１３ 戸体
１４ 上枠

Claims (10)

1. 戸体と枠体からなる引戸の開閉操作時の速度を制動する装置であって、本体装置と受け装置からなり、本体装置は本体ケースと、歯車部材を備えかつ歯車部材の回転時に一定の負荷がかかる減速部材とを有し、歯車部材のみか若しくは歯車部材と減速部材両方を本体ケース内で上下方向に移動可能なように組付けて本体装置を構成し、受け装置は長手方向側面に連続したラックを有した長尺形状の受けケースからなり、本体装置と受け装置を戸体と枠体に振り分けて装着したことを特徴とする引戸用制動装置。
2. 前記減速部材の歯車部材は回転軸が引戸面に対して上下方向になる向きで配置されており、前記受けケースのラックは横向きに配置されていることを特長とする請求項１に記載の引戸用制動装置。
3. 戸体を所定の位置にまで閉じた段階で本体装置と受け装置が面対するように両者を配置し、戸体の移動により受け装置の片端部位置に歯車部材が面対した段階で、歯車部材が受けケース内に挿入される手段と、さらに一定範囲内だけ挿入状態を保持する手段との、前者のみか若しくは両方を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の引戸用制動装置。
4. 本体装置と受け装置が離れている状態では歯車部材は本体ケース内に没しており、戸体を所定の位置にまで閉鎖し両者が接近した段階で前記手段により歯車部材が受けケース内に挿入し、その後の戸体の閉鎖方向への移動により歯車部材とラックが噛み合って歯車部材を回転させることにより負荷を発生させて戸体を減速することを特徴とする請求項１及至３いずれか一項に記載の引戸用制動装置。
5. 戸体を減速させながら受けケース内を歯車部材が回転して移動し、挿入状態を保持する一定範囲内を通過した段階では歯車部材には本体ケース内に没しようとする力がかかり、戸体が停止した段階か、若しくは戸体が一定速度にまで減速され歯車部材とラックに発生する摩擦力が歯車部材の没しようとする力より小さくなった段階で、歯車部材がラックから離脱して本体ケース内に没することを特徴とする請求項１及至４いずれか一項に記載の引戸用制動装置。
6. 戸体が所定の低速度にまで減速されたときの歯車部材とラックとの摩擦力と、そのときの歯車部材が本体ケース内に没しようとする力を任意に設定可能にする手段を設けることにより、閉鎖速度の大小にかかわらず常に極遅い速度にまで一旦戸体を減速し、そのまま連続して緩やかに完全に閉じる動作を得ることを特徴とする請求項１及至５いずれか一項に記載の引戸用制動装置。
7. 前記歯車部材の受けケース内への挿入手段と一定範囲内で保持する手段が、磁石と磁石により引寄せられる金属片とからなる吸引動作であることを特徴とする請求項１及至６いずれか一項に記載の引戸用制動装置。
8. 前記歯車部材の受けケース内への挿入手段と一定範囲内で保持する手段が、複数の傾斜部材を本体ケース内に組み込み、互いの傾斜面を押し引きすることにより歯車部材を上下に移動させる構成であり、挿入動作のスイッチ機構を傾斜部材と受け装置との当接動作により得ることを特徴とする請求項１及至６いずれか一項に記載の引戸用制動装置。
9. 前記歯車部材の受けケース内への挿入手段と一定範囲内で保持する手段が、本体ケース内にシーソー機構を組み込み、シーソーの片端部に歯車部材と減速部材を装着し、他端部が上方向に突出するように構成し、挿入動作のスイッチ機構をシーソーの他端部と受け装置との当接動作により得ることを特徴とする請求項１及至６いずれか一項に記載の引戸用制動装置。
10. 戸体を開けきる最終段階で、戸先側上部に装着してある本体装置が面対する上枠位置に、もう１個の受け装置を追加して戸先側上部の本体装置とは左右対称の向きにて装着し、戸体の開放時にも追加した受け装置の受けケース内に歯車部材が挿入し、歯車部材とラックの歯が噛み合う動作により戸体の減速を可能にしたことを特徴とする請求項１及至９いずれか一項に記載の引戸用制動装置。
    

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