JP2007332709A - Door opening/closing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上下軸芯周りで揺動開閉自在な扉を設け、前記扉を少なくとも開放側へ操作するときにアシスト力を付与するためのアクチュエータを備えてなる扉開閉装置に関する。 The present invention relates to a door opening and closing device provided with a door that can swing open and close around a vertical axis and includes an actuator for applying an assist force when the door is operated to at least the opening side.
上記扉開閉装置では、電動モータの駆動力を利用して自動開閉するものが多数提案されている。例えば、縦長状で長方形状のドア枠の上端にブラケットを介して一端が連結された固定側アームの他端に、扉側に一端が連結された扉側アームの他端がピンを介して連結され、前記扉側アームの他端を、扉側に備えたドアクローザ本体を構成するケーシングから上下に突出された回動軸の上端に連結して、ドアクローザを構成し、前記回動軸の下端と該回転軸の下方に配置された減速機構付きの電動モータとを連結手段を介して連結し、前記電動モータへの通電制御回路を備えさせ、電動モータへの通電制御を行うことによって、電動モータの駆動力を利用して予め設定された開放角度まで扉を開放させることができるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
前記特許文献1の構成では、例えばドア開スイッチを押して電動モータを駆動することによって、減速機構を介して扇型ギヤを90度だけ一方に回転させ、該ギヤの一側辺が基盤に接当することで、扉を90度開放させる動作を完了することができるようにしている。そして、前記電動モータを駆動している最中に、例えば電動モータへの供給電流が過電流になっていることを過電流検出部にて検出することにより、電動モータが異常であると判断し、直ちに電源を切って電動モータを停止するようにしている。
前記構成では、電動モータへの過電流供給による異常は確実に検出できるものであるが、例えば電動モータを駆動している最中に、電動モータ自体の不具合により扉の開放速度が設定速度よりも遅い速度になっている場合の他、他物との接当により扉の開放速度が遅くなっている場合に、それを検出することができず、扉及び扉の付属部品の他、他物の破損等のトラブルを招き、改善の余地があった。
In the configuration of Patent Document 1, for example, by pressing a door opening switch to drive an electric motor, the fan-shaped gear is rotated by 90 degrees through the speed reduction mechanism, and one side of the gear contacts the base. By doing so, the operation of opening the door 90 degrees can be completed. During the driving of the electric motor, for example, the overcurrent detection unit detects that the current supplied to the electric motor is overcurrent, thereby determining that the electric motor is abnormal. Immediately turn off the power and stop the electric motor.
In the above configuration, an abnormality due to overcurrent supply to the electric motor can be reliably detected.For example, while the electric motor is being driven, the door opening speed is higher than the set speed due to a malfunction of the electric motor itself. If the door opening speed is slow due to contact with other objects in addition to the slow speed, it cannot be detected. There was room for improvement due to problems such as damage.
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、扉や扉の付属部品や他物を損傷させてしまうこと等のトラブルを未然に防ぐことができる扉開閉装置を提供することを課題とする。 In view of the above-mentioned situation, the present invention intends to solve the problem by providing a door opening and closing device that can prevent problems such as damage to doors and door accessories and other objects. And
本発明の扉開閉装置は、前述の課題解決のために、上下軸芯周りで揺動開閉自在な扉を少なくとも開放側へ操作するためのアクチュエータを備え、前記アクチュエータを駆動して前記扉を予め設定された開放角度まで操作するための駆動制御手段と、該駆動制御手段にて駆動されるアクチュエータにて開放操作されている扉が設定された開放角度になったことを検出する開放角度検出手段と、該開放角度検出手段からの検出信号に基づいて前記アクチュエータの駆動を停止させるための駆動停止手段と、前記アクチュエータの駆動中において前記扉の開放速度が設定速度以下の異常速度になったことを検出する異常開放速度検出手段と、該異常開放速度検出手段からの異常速度検出信号に基づいて前記アクチュエータの駆動を強制的に停止させるための強制停止手段とを備えさせたことを特徴としている。
従って、例えば扉開放操作用のスイッチが操作される、又は扉に人が設定距離近づいたことを非接触式のセンサにより検出されると、アクチュエータを駆動して扉を開放側へ操作する。前記アクチュエータにて扉が開放側へ操作されている最中に、異常開放速度検出手段にて扉の開放速度が設定速度以下の異常速度になっているかどうかを検出し、検出されない場合には、アクチュエータの駆動を続行し、開放操作されている扉が設定された開放角度になったことを開放角度検出手段にて検出することにより、扉が設定された開放角度に位置したと判断して、駆動停止手段にてアクチュエータの駆動を停止させる。又、扉に他物が接当したり、アクチュエータ自体の不具合等により前記異常速度を検出した場合には、この検出信号が強制駆動停止手段に出力されることにより、アクチュエータの駆動を強制的に停止させるのである。
In order to solve the above-described problem, the door opening and closing device of the present invention includes an actuator for operating at least an opening side of a swingable opening and closing around a vertical axis, and driving the actuator to open the door in advance. Driving control means for operating to a set opening angle, and opening angle detecting means for detecting that the door being opened by an actuator driven by the driving control means has reached the set opening angle Driving stop means for stopping the driving of the actuator based on a detection signal from the opening angle detecting means, and the door opening speed becomes an abnormal speed equal to or lower than a set speed during the driving of the actuator. The abnormal opening speed detecting means for detecting the abnormal opening speed detecting means, and the driving of the actuator is forcibly stopped based on the abnormal speed detecting signal from the abnormal opening speed detecting means. Is characterized in that let a forced stop means because.
Therefore, for example, when a switch for opening the door is operated, or when a non-contact sensor detects that a person has approached the set distance, the actuator is driven to open the door. While the door is being operated to the opening side by the actuator, the abnormal opening speed detection means detects whether the door opening speed is an abnormal speed equal to or lower than the set speed. Continue driving the actuator and detect that the door being opened has reached the set opening angle by the opening angle detection means, and determine that the door is positioned at the set opening angle, The driving of the actuator is stopped by the driving stop means. In addition, if the abnormal speed is detected due to other objects coming into contact with the door or due to a malfunction of the actuator itself, this detection signal is output to the forced drive stop means to forcibly drive the actuator. It is stopped.
前記開放角度検出手段にて検出される扉の開放角度よりも大きな開放角度を検出する第2開放角度検出手段と、該第2開放角度検出手段からの検出信号に基づいて前記アクチュエータの駆動を強制的に停止させるための第2強制停止手段とを備えさせてもよい。 A second opening angle detecting means for detecting an opening angle larger than the opening angle of the door detected by the opening angle detecting means; and forcibly driving the actuator based on a detection signal from the second opening angle detecting means. And a second forced stop means for stopping automatically.
前記開放角度検出手段にて設定される開放角度よりも小さな開放角度となる初期開放角度まで前記アクチュエータを駆動させる第1駆動手段と、前記初期開放角度から前記設定された開放角度まで前記アクチュエータを駆動させる第2駆動手段とから、前記駆動制御手段を構成し、前記第1駆動手段にて扉を開放させる第1開放速度を、前記第2駆動手段にて扉を開放させる第2開放速度よりも速い速度に設定してもよい。 First driving means for driving the actuator to an initial opening angle that is an opening angle smaller than an opening angle set by the opening angle detecting means, and driving the actuator from the initial opening angle to the set opening angle. The second drive means comprises the drive control means, and the first opening speed for opening the door by the first driving means is higher than the second opening speed for opening the door by the second driving means. It may be set to a fast speed.
前記扉と該扉を支持するための固定部材との間に、該扉の開放状態から閉じ状態への変更に伴って扉開放状態時に蓄えられたエネルギーを利用して該扉を閉じ側へ操作するためのドアクローザを備え、前記扉を開閉操作する該ドアクローザの回転軸に一体回転自在に取り付けた従動側プーリと、この従動側プーリに一端が巻き掛けられた紐状体と、この紐状体の他端が巻き掛けられ、前記アクチュエータにより駆動回転自在な駆動側プーリとを備え、前記扉を開放操作する場合には、前記アクチュエータを駆動させて前記駆動側プーリを回転させることにより、前記従動側プーリに巻き掛けられている紐状体が引き出されて該駆動側プーリに巻き取ることで、前記回転軸を扉開放側へ回転操作するように構成してもよい。 Operation between the door and a fixing member for supporting the door using the energy stored when the door is opened to change to the closed side when the door is changed from the opened state to the closed state A driven pulley having a door closer for opening and closing, and a door-side pulley attached to a rotating shaft of the door closer for opening and closing the door, a string-like body having one end wound around the driven-side pulley, and the string-like body And a drive pulley that is driven and rotated by the actuator. When the door is opened, the driven pulley is rotated by driving the actuator and rotating the drive pulley. You may comprise so that the said rotating shaft may be rotationally operated to the door open | release side by drawing out the string-like body currently wound around the side pulley, and winding up to this drive side pulley.
前記従動側プーリと前記駆動側プーリとの間に両者間に発生する紐状体の弛みを防止するためのテンション機構を備えさせてもよい。 A tension mechanism may be provided between the driven pulley and the driving pulley to prevent the slack of the string-like body occurring between them.
前記アクチュエータにて扉が開放側へ操作されている最中に、扉に他物が接当したり、アクチュエータ自体の不具合等により扉の開放速度が異常速度になっていることを異常開放速度検出手段にて検出した場合には、アクチュエータの駆動を強制的に停止させることができるから、扉や扉の付属部品や他物を損傷させてしまうこと等のトラブルを未然に防ぐことができる商品価値の高い扉開閉装置を提供することができる。 While the door is being operated to the open side by the actuator, abnormal opening speed detection that the door opening speed is abnormal due to other objects coming into contact with the door or malfunction of the actuator itself If detected by means, the actuator drive can be forcibly stopped, so it is possible to prevent troubles such as damage to doors, door accessories and other objects. High door opening and closing device can be provided.
前記開放角度検出手段にて検出される扉の開放角度よりも大きな開放角度を検出する第2開放角度検出手段と、該第2開放角度検出手段からの検出信号に基づいて前記アクチュエータの駆動を強制的に停止させるための第2強制停止手段とを備えさせることによって、扉が前記開放角度になったことを開放角度検出手段にて検出できなかった場合でも、強制停止手段にて前記開放角度よりも大きな開放角度でアクチュエータの駆動を確実に停止することができるだけでなく、扉を必要以上に開放させることを回避することができ、扉や扉の付属部品を損傷させてしまうことを確実に回避することができる利点がある。 A second opening angle detecting means for detecting an opening angle larger than the opening angle of the door detected by the opening angle detecting means; and forcibly driving the actuator based on a detection signal from the second opening angle detecting means. And the second forced stop means for stopping the door at the same time, even when the opening angle detection means cannot detect that the door has reached the opening angle, In addition to being able to reliably stop driving the actuator at a large opening angle, it is possible to avoid opening the door more than necessary, and reliably preventing damage to the door and door accessories. There are advantages that can be done.
前記開放角度検出手段にて検出される開放角度よりも小さな開放角度となる初期開放角度まで前記アクチュエータを駆動させる第1駆動手段と、前記初期開放角度から前記設定された開放角度まで前記アクチュエータを駆動させる第2駆動手段とから、前記駆動制御手段を構成し、前記第1駆動手段にて扉を開放させる第1開放速度を、前記第2駆動手段にて扉を開放させる第2開放速度よりも速い速度に設定することによって、扉を初期開放角度まで速い第1開放速度にて迅速に揺動させることができながらも、初期開放角度から開放角度までを遅い第2開放速度にて扉を揺動させることで、オーバーランすることなく、開放角度に精度よく扉を位置させることができる。 A first driving means for driving the actuator to an initial opening angle that is smaller than an opening angle detected by the opening angle detecting means; and driving the actuator from the initial opening angle to the set opening angle. The second drive means comprises the drive control means, and the first opening speed for opening the door by the first driving means is higher than the second opening speed for opening the door by the second driving means. By setting a high speed, the door can be quickly swung to the initial opening angle at the fast first opening speed, but the door is swung from the initial opening angle to the opening angle at the slow second opening speed. By moving the door, the door can be accurately positioned at the opening angle without overrun.
回転軸に一体回転自在に取り付けた従動側プーリに一端が巻き掛けられた紐状体の他端を駆動側プーリに巻き掛ける構成にすることによって、電動モータとドアクローザの回転軸とを多数のギヤにて連動させる場合において必要となる精密な位置合わせが不要になり、組み付け作業の容易化を図ることができる。しかも、両プーリに紐状体を巻き掛けるだけの構成で、紐状体の巻上げ時(駆動時)に発生する振動や騒音を、ギヤの噛み合い時に発生する振動や騒音に比べて、可及的に低減することができことができ、しかもギヤの場合に必要となる定期的なメンテナンス(潤滑油などを定期的に添加すること)などが不要になり、使用面において有利になるだけでなく、ギヤの噛み合い時に発生する振動などに起因する耐久面においても、振動の少ないプーリの方が有利になる。
又、例えばチェーン連動機構にて駆動する構成の場合に比べて、紐状体で構成することによって、可撓性が高く、設計の自由度を高めることができる利点もある。
又、前記紐状体を合成樹脂で構成することによって、金属ワイヤ等に比べて振動や騒音の面でさらに有利になる。前記紐状体を、例えばアラミド繊維等の高強度繊維(高分子繊維)の多数を束ねたものから構成することによって、合成樹脂に比べて、耐久性の向上は勿論のこと、前記プーリ径の小型化をより一層図ることができる利点がある。
By constructing the other end of the string-like body, one end of which is wound around a driven pulley attached to the rotating shaft so as to be rotatable together, around the driving pulley, the electric motor and the rotating shaft of the door closer are connected to a large number of gears. This eliminates the need for precise positioning required when interlocking with the, so that the assembling work can be facilitated. In addition, with the configuration in which the string-like body is simply wound around both pulleys, the vibration and noise generated when the string-like body is wound up (during driving) are as much as possible compared to the vibration and noise generated when the gears are engaged. In addition, the periodic maintenance (adding lubricating oil, etc.) required in the case of gears becomes unnecessary, which is not only advantageous in terms of use, A pulley with less vibration is more advantageous in terms of durability due to vibration generated when the gears mesh.
Further, for example, compared to the case of a configuration driven by a chain interlocking mechanism, the configuration with the string-like body has an advantage that the flexibility is high and the degree of design freedom can be increased.
In addition, by forming the string-like body from a synthetic resin, it becomes more advantageous in terms of vibration and noise than a metal wire or the like. By constructing the string-like body from a bundle of a large number of high-strength fibers (polymer fibers) such as aramid fibers, it is possible to improve the durability of the pulley diameter as compared with the synthetic resin. There is an advantage that the size can be further reduced.
前記従動側プーリと前記駆動側プーリとの間に両者間に発生する紐状体の弛みを防止するためのテンション機構を備えさせている場合には、例えば駆動側プーリを駆動して扉を開放操作している最中に、手動力にて扉をその開放速度よりも速い速度で開放操作された場合でも、紐状体に発生する弛みをテンション機構にて吸収することができ、プーリ間の紐状体の巻き取りを常に安定良く行わせることができ、作動不良となることがなく、長期間に渡って良好に使用することができる。 If a tension mechanism is provided between the driven pulley and the driving pulley to prevent the slack of the string-like body generated between them, the door is opened by driving the driving pulley, for example. During operation, even if the door is opened by manual force at a speed faster than its opening speed, the slack generated in the string-like body can be absorbed by the tension mechanism, and between the pulleys The string-like body can be always wound up stably, without causing malfunction, and can be used satisfactorily for a long time.
図1及び図2(a),(b)に、アクチュエータとしての電動モータMの電動力を利用して扉1を自動的に開閉するための扉開閉装置を示している。これは、上下軸芯X周りで揺動開閉自在な前記扉1と該扉1を支持するための固定部材である扉支持用のドア枠2との間に設けられ、該扉1の開放状態から閉じ状態への変更に伴って扉開放時に蓄えられたエネルギーを利用して該扉1を閉じ側へ操作するためのドアクローザ3と、前記扉1の開閉動作に連動する該ドアクローザ3の回転軸4に一体回転自在に取り付けた従動側プーリ5と、この従動側プーリ5に一端が巻き掛けられた紐状体6と、この紐状体6の他端が巻き掛けられ、前記電動モータMにより駆動回転自在な駆動側プーリ7とを備えてなり、前記扉1を開放操作する場合には、前記電動モータMを駆動させて前記駆動側プーリ7を回転させることにより、前記従動側プーリ5に巻き掛けられている紐状体6が引き出されて該駆動側プーリ7に巻き取ることで、前記回転軸4を扉開放側へ回転させることができるようになっている。図1では、実線で示す閉扉位置から、1点鎖線で示す90度開いた開扉位置と、2点鎖線で示す180度開いた開扉位置とを示しているが、図に示す位置に限定されるものではない。ここでは、ドアクローザ3を利用して扉1を閉じ側へ操作する場合を示しているが、ドアクローザ3及び前記従動側プーリ5と駆動側プーリ7とを省略し、電動モータMにて扉1の開閉を行う構成にした場合には、開放側だけでなく、閉じ側への操作も電動モータMのアシスト力を用いて行うことになる。
1 and 2 (a) and 2 (b) show a door opening and closing device for automatically opening and closing the door 1 using the electric force of an electric motor M as an actuator. This is provided between the door 1 that can swing and open around the vertical axis X and a door
前記ドアクローザ3は、縦長状で長方形状の前記ドア枠の上端にブラケット8を介して一端が連結された断面形状円形で棒状のリンク(長さを調節できるように多数の部材からなっている)9と、このリンク9の他端に一端が連結された扉側の揺動アーム10と、該揺動アーム10の他端が連結される前記回転軸4を備えたドアクローザ本体12とを備えているが、他の構成であってもよい。
前記ドアクローザ本体12は、水平方向に長い直方体形状で、扉面側が開放された箱型形状のケーシング13と、このケーシング13を構成する上下一対の板部を貫通する前記回転軸4と、前記ケーシング13内に備え、扉1の開放状態から閉じ状態への変更に伴って扉開放状態時に蓄えられたエネルギーを扉1の閉じ動作時に回転軸4の回転力に変換するための一般的なオイル式の変換機構(図示していない)とから構成している。
The door closer 3 is a circular bar-shaped link with one end connected to the upper end of the vertically long rectangular door frame via a bracket 8 (consisting of a number of members so that the length can be adjusted). 9, a door-
The door
前記オイル式の変換機構は、ドアクローザ本体12の長手方向に沿って内部に備えられたシリンダ室に、ピストンとこのピストンを付勢するためのコイルスプリングとを備え、扉1の開放状態においてコイルスプリングが圧縮されて蓄積されたエネルギーを扉1の閉じ側への操作力に利用するようにしている。そして、前記シリンダに備えられたオイル通路の断面積の大きさを速度調節用スクリューなどにより加減することによって、オイルの流量を変更することで扉1の閉じ速度を調節できるようになっている。前記オイル式に代えて、オイルの無い機械式のものであってもよく、扉1を閉じ側に操作する構成としては、どのような構成であってもよい。
The oil type conversion mechanism includes a piston and a coil spring for energizing the piston in a cylinder chamber provided in the interior of the door
前記揺動アーム10及び前記従動側プーリ5の両方を、前記回転軸4にそれの軸方向に上下方向に嵌合して取り付けてあり、前記従動側プーリ5を、前記ケーシング13から上方に突出した回転軸4に一体回転自在に外嵌し、その従動側プーリ5から突出した前記回転軸4の上端に前記扉側アーム10の他端を一体回転自在に外嵌することができるようになっている。従って、前記電動モータMを駆動することによって、紐状体6を介して従動側プーリ5を回転させて回転軸4を回転させることで、揺動アーム10を回転軸4の上下軸芯Y周りで揺動させ、これに連動してリンク9をブラケット8の上下軸芯W周りで揺動させながら扉1を図1に示すように90度や180度(最大開度)に開放することができるようになっている。
Both the
図2及び図3に示すように、前記電動モータMは、モータ本体14とこのモータ本体14に連接される減速機構部15とからなるDCギャードモータから構成しているが、他のモータであってもよい。そして、前記電動モータMの出力軸16を上向きにして前記減速機構部15を扉側に開放するコ字状の支持部材17の下側の板部に形成の貫通孔を通して上方へ移動させ、該支持部材17の上側の板部の下面に該減速機構部15の上端(先端)を当て付けた状態で4本のボルト11にて固定するとともに、該上側の板部に形成の貫通孔を通して前記出力軸16を上方に突出している。前記出力軸16に前記駆動側プーリ7を一体回転自在に外嵌し、この駆動側プーリ7に前記紐状体6の一端を巻き掛けてから、該紐状体の他端を該駆動側プーリ7と上下方向において同一高さ位置にある前記従動側プーリ5に巻き掛けている。ここでは、駆動側プーリ7と従動側プーリ5とをそれらの軸が共に平行となるように配置するとともに両プーリ7,5を同一高さ位置に配置しているが、上下方向での位置(高さ)を変更して実施してもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the electric motor M is composed of a DC guard motor including a
前記紐状体6としては、高強度繊維(高分子繊維)であるアラミド繊維、例えばケブラー(デュポン社の商標登録名)と呼ばれる多数本を束ねて断面形状が円形(角形や楕円形等であってもよい)の紐状にしたものを用いることによって、特に強度面において有利になるが、各種の繊維や合成樹脂等で構成してもよい。このような紐状体を用いることによって、金属ギヤや金属チェーン等で構成した場合において必要となる潤滑剤を定期的に注入することを不要にすることができるだけでなく、その潤滑剤の劣化や金属の腐食等の問題を考慮する必要がない利点がある。又、前記構成の紐状体6は、振動や騒音に対して特に有利であるが、金属ワイヤ等であってもよい。又、前記アラミド繊維は、他の繊維が追尾できないほど引っ張り強さや摩擦抵抗力が強く、1mm2の大きさの断面積の糸で320kgの重量を支えることができ、しかも比重が1.45と小さく、比重で強さを比較すると金属より遥かに強いため、1本の紐状体6でも十分な強度を備えさせることができる。
図9に、前記紐状体6の具体的構成を示している。つまり、多数のアラミド繊維6bを束ねたアラミド繊維束6Bを、バラバラにならないようにアラミド繊維6bに比べ伸縮性の大きい多数の繊維(例えばポリエステル繊維)6aをメッシュ状に編み上げた円筒状のカバー6Aにて覆って1本にしたものを示している。
The string-
FIG. 9 shows a specific configuration of the string-
前記支持部材17及びケーシング13は、図2(a),(b)及び図3に示すように、横長状の縦板18に取り付けられ、その縦板18を扉1の内面(裏面)の上端に、該支持部材17が扉1の上下軸芯側となる配置で、かつ、該上下軸芯側にできる限り寄せて配置して、極力邪魔にならないようにしているが、図に示す配置以外であってもよい。図2(b)に示すKは、電動モータM、ドアクローザ本体12、2つのプーリ5,7及び紐状体6を覆い隠すためのカバーである。
As shown in FIGS. 2A, 2B and 3, the
図4及び図5に示すように、前記駆動側プーリ7及び前記従動側プーリ5それぞれの回転軸芯方向両側の外周縁に、プーリの径方向に突出するフランジ部7A,7A及び5A,5Aを備えさせ、該フランジ部7A,7A間及び5A,5A間で形成される前記駆動側プーリ7及び前記従動側プーリ5の巻き取り幅Pを、前記紐状体6が複数本並列状態となって巻き取ることができない寸法、つまり1本の紐状体6の幅(太さ)と同等又は少し大きな幅寸法に設定し、前記駆動側プーリ7及び前記従動側プーリ5に前記紐状体6を1列状に重ねながら巻き掛ける長さを、図4に示すように、1巻き半の長さ(1巻き半以上であってもよいし、場合によっては1巻き分を少し越える長さでもよい)に設定することによって、駆動側プーリ7及び従動側プーリ5に紐状体6の端を固定しておかなくても、如何なる使用状態であっても、駆動側プーリ7及び従動側プーリ5から紐状体6が解けてしまうことを確実に回避することができるようにしている。前記1巻き半の長さは、回転軸4を回転させて扉1を開放するために必要となる紐状体6の長さを加えていない長さ、つまり巻き取りを全く行っていない状態での長さであり、例えば従動側プーリ5に巻き取られた紐状体6を駆動側プーリ7に巻き取った状態では、プーリ7の1巻き半を越える長さに巻き取った紐状体6の長さ分が余分にプラスされた長さになる。
As shown in FIGS. 4 and 5,
又、図5に示すように、前記両プーリ5,7の両フランジ部5A,5A、7A,7Aに、前記紐状体6を貫通可能な大きさに設定された貫通孔5K、7Kを備えさせ、それら貫通孔5K,5K、7K,7Kのうちの一方5K、7Kに紐状体6を通しておくだけで、紐状体6がこれの巻き掛ける方向と直交する方向の該貫通孔5K、7Kからプーリ内へ引っ張り込まれて紐状体6が解けることがないようにしている。前記貫通孔をフランジ部ではなくて巻き掛ける胴体部5B、7Bに形成して実施してもよい。又、図6に示すように、前記貫通孔5K,7Kから突出した紐状体6にC字状(形状はどのようなものでもよい)の係止部材19を取り付けて、紐状体6が貫通孔5K,7Kからプーリ内に移動することを確実に阻止することができるようにしてもよい。前記係止部材19を取り付ける場合でも、前述のように紐状体6をプーリに巻き掛ける長さを1巻き分を越える長さに設定しておけば、係止部材19に紐状体6の引っ張り力が作用することがなく、長期間に渡って良好に使用することができる。
Further, as shown in FIG. 5, through-
図7(a)〜(c)に示すように、前記駆動側プーリ7と前記従動側プーリ5とが互いに逆回転するように前記紐状体6を巻き掛け、かつ、前記駆動側プーリ7の外周縁のうちの前記扉1に接近する側と前記従動側プーリ5の外周縁のうちの前記扉1から遠ざかる側とで紐状体6が行き来する構成とし、それら両プーリ7,5間に位置する紐状体6に前記扉側からテンション機構20を作用させて、従動側プーリ5と駆動側プーリ7との間に両者間に発生する紐状体6の弛みを防止することができるようにしている。前記のように紐状体6をプーリ7,5間で斜めに掛け渡す状態にすることによって、テンション機構20の一部又は全部を両プーリ7,5間で形成される空間内に入り込ませることができ、その分装置の小型化を図ることができる利点があるが、駆動側プーリ7と前記従動側プーリ5とが共に同一方向に回転するように同一側、例えば扉側1から両プーリ7,5にそれぞれ紐状体6を巻き掛ける構成であってもよい。
As shown in FIGS. 7A to 7C, the string-
図2(a),(b)に示すように、前記テンション機構20が、前記両プーリ7,5間でかつ駆動側プーリ7側に寄った位置に配置され、一方向に回転付勢された平板状で平面視において長方形状のアーム21と、このアーム21の両端にそれぞれ取り付けられた紐状体6が係止される外周面に係止溝22A,23Aがそれぞれ形成されたローラ22,23とからなり、これら2つのローラ22,23間に位置する紐状体6に少なくとも一方のローラ22が該紐状体6に押し付けられて該紐状体6の弛みを防止するようにしている。
又、前記アーム21の長手方向中心部を、前記支持部材17に上下方向で貫通した状態で備えられた支軸24の上端突出部に上下軸心V周りで一体回転する状態で取り付け、前記支軸24に外装され、かつ、前記支持部材17内に配置されるとともに該支軸24の上端と前記支持部材17の下部とに渡って両端が係止保持することで支軸24を平面視において反時計周りに付勢するようにコイルスプリング25を備えさせてあり、前記アーム21を平面視において反時計周りに回転付勢するように構成しているが、他の構成であってもよい。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
Further, the central portion of the
図2(a)及び図7(a)〜(c)に示すように、前記従動側プーリ5の回転中心5Sを、該プーリ5に巻き掛けられている紐状体6の繰り出し開始から繰り出し終了までの間(図7(a)の扉閉じ位置に対応する回転開始の0度から図7(c)の扉最大開放位置に対応する120度の回転角度)の繰り出し半径が繰り出し半径を除いた非繰り出し半径(121度〜360度までの扉の開閉に無関係な回転角度)よりも大きくなるように偏位させている。前記繰り出し半径とは、従動側プーリの紐状体を繰り出すために従動側プーリ5を回転させる回転範囲(基本的には180度までの範囲である)における従動側プーリの紐状体6の繰り出し側始端と回転中心とを結ぶ直線の長さ(半径)であり、非繰り出し半径とは、前記回転範囲(ここでは0〜120度)以外の従動側プーリ5の半径のことをいう。そして、回転中心を円の中心とした場合の回転半径L1に対して、変位させた回転中心5Sからの回転半径Lが長くなっている。このように回転開始から徐々に従動側プーリ5の回転トルクを大きくすることによって、従動側プーリ5の回転に伴って増大していく紐状体6の引っ張り力に対応させることができ、紐状体6の繰り出し開始から繰り出し終了までの間の従動側プーリ5を回転させる力をほぼ均一な引っ張り力にて回転操作することができるようにしている。具体的には、図8(a),(b)に示すように回転開始から所定角度回転(図ではほぼ25度回転)したときに回転半径Lが最大になることから、従動側プーリ5の回転トルク(回転力)が最大になり、紐状体6の引っ張り力が従動側プーリ5の回転に伴って大きくなることを抑えることができる。これは、回転半径Lが回転力に反比例することから、回転軸4の回転に必要となる従動側プーリ5のトルク曲線に合わせて回転半径Lを設定することによって、紐状体6の引っ張り力を、回転開始時(扉の閉じ位置)から回転終了時(扉の最大開放位置)までの範囲でほぼ均一にしたり、徐々に大きくすることができるのである。ここでは、120度まで電動モータMの電動力を用いて扉1を最大開度とすることを説明しているが、実際には後述するように従動側プーリ5を50度(このとき扉1は35度開く)まで電動力を用いて回転させる場合であってもよく、従動側プーリ5を駆動回転させる角度は何度であってもよい。
As shown in FIG. 2A and FIGS. 7A to 7C, the
又、扉1の閉じ位置に対応する図7(a)から図7(c)に示す扉の最大開放位置に対応する前記従動側プーリ5の回転範囲において、前記偏位した従動側プーリ5の回転半径Lが最大になる外周縁が、前記扉1の壁面(裏面)側に位置することがないように、つまり扉1の壁面から遠ざかる側に位置するように、該従動側プーリ5の回転中心5Sを設定することによって、扉1から従動側プーリ5が扉1側から離れる側へ大きく突出することがないようにしている。
Further, in the rotation range of the driven
図18に示すように、前記電動モータMの駆動を制御するための制御装置36をケーシングK内に備えているが、扉1とは別の他の場所に備えさせてもよい。この制御装置36には、前記電動モータ36を駆動して前記扉1を予め設定された開放角度まで操作するための駆動制御手段37と、該駆動制御手段37にて駆動される電動モータMにて開放側へ操作されている扉1が前記開放角度になったことを検出する開放角度検出手段としてのロータリエンコーダ(パルスカウンターの1つである)26からの検出信号に基づいて前記電動モータMの駆動を停止する、又は制御するための駆動停止手段38と、前記電動モータMの駆動中において前記扉1の開放速度が設定速度以下の異常速度になったことを検出する異常開放速度検出手段44(ここではロータリエンコーダにて兼用構成しているが、別のもので構成することもできる)と、該異常開放速度検出手段44からの異常速度検出信号に基づいて前記電動モータMの駆動を強制的に停止させるための強制停止手段39とを備えている。又、前記ロータリエンコーダ26にて検出される扉1の開放角度よりも大きな開放角度を検出する第2開放角度検出手段としてのリミットスイッチ30からの検出信号に基づいて前記電動モータMの駆動を強制的に停止させるための第2強制停止手段45を備えている。
このように開放角度検出手段をロータリエンコーダ26から構成することによって、開放動作中の扉1に物が接当したときや電動モータM自体の不具合等が発生したときに、扉1の開放速度が設定されている開放速度よりも低速になったことをロータリエンコーダ26からの速度検出情報により、制御装置36が判別し、直ちに電動モータMの駆動を停止させることができるようにしている。前記ロータリエンコーダ(パルスカウンターの一例)26に代えて、扉1の開放速度を検出する各種の速度センサ等から構成してもよい。又、リミットスイッチ30に代えて、ポテンショメータやパルスカウンター(ロータリエンコーダ等)を用いることもできる。
前記異常開放速度検出手段44からの異常速度検出信号に基づいて前記電動モータMの駆動を強制的に停止させた場合には、例えばリセットボタンなどを押すあるいはタイマ等により設定時間経過したことが判別されることによって、電動モータMを逆転させるとともにドアクローザ3のエネルギーを利用して閉じ位置まで扉1を揺動して制御を一旦終了してもよいし、電動モータMの駆動を再開して停止した位置から設定された開放角度まで扉1を開放させてもよい。
As shown in FIG. 18, the
By configuring the opening angle detecting means from the
When the driving of the electric motor M is forcibly stopped based on the abnormal speed detection signal from the abnormal opening speed detection means 44, it is determined that a set time has elapsed, for example, by pressing a reset button or the like. By doing so, the electric motor M may be reversed and the door 1 may be swung to the closed position using the energy of the door closer 3 to end the control once, or the driving of the electric motor M is resumed and stopped. The door 1 may be opened from the position to the set opening angle.
前記駆動制御手段37は、前記ロータリエンコーダ26にて検出される開放角度よりも小さな開放角度となる初期開放角度まで前記電動モータMを駆動させる第1駆動手段40と、前記初期開放角度から前記設定された開放角度まで前記電動モータMを駆動させる第2駆動手段41とから構成し、前記第1駆動手段40にて扉1を開放させる第1開放速度42を、前記第2駆動手段41にて扉1を開放させる第2開放速度43よりも速い速度に設定して、扉1を迅速に開放させながらも設定された開放角度にオーバーランすることなく停止させることができるようにしている。この第1駆動手段40について詳述すれば、電動モータMの駆動を開始してから予め設定された第1設定速度(定速度)になるまで電動モータMに第1所定電圧(例えば定格電圧)を与えて扉1の開閉速度をリニアに加速していく加速度制御と、加速させて第1設定速度(定速度)になると、電動モータMに第2所定電圧に維持させることによって、扉1の第1開放速度42を第1設定速度に維持するように制御を行う第1定速度制御とから構成している。又、第2駆動手段41は、ロータリエンコーダ26にて初期開放角度が検出されると、そのときの初期開放信号に基づいて前記電動モータMへの供給電圧を低下させることにより、開放速度よりも遅い第2設定速度まで減速させる減速制御と、該第2設定速度になったときに、前記第1設定速度よりも低い第2開放速度43を第2設定速度(第2定速度)に維持するように制御を行う第2定速度制御と、第2定速度で扉1を開放中にロータリエンコーダ26にて開放角度であることを検出すると、そのときの出力信号に基づいて電動モータMへの供給電圧を低下させることにより、第3設定速度まで減速させる第3減速制御とから構成し、第3設定速度と回転軸4に作用しているドアクローザ3による扉1の閉じ側へのエネルギーとをバランスさせることで、扉1を開放位置で保持させることができるようになっている。尚、前記第1開放速度42及び第2開放速度43は、コンピュータのメモリ等に記憶されており、速度値を例えば回転式ダイヤル等で容易に可変することができるようになっている。
The drive control means 37 includes a first drive means 40 that drives the electric motor M to an initial opening angle that is an opening angle smaller than an opening angle detected by the
前記ロータリエンコーダ26は、前記回転軸4の回転変位(回転角度)を検出して扉1の開閉位置(開閉角度)を把握するためのものであり、図2(b)及び図12に示すように、回転軸4の下端に一体回転する状態で取り付けられ、外周縁に多数の光透過用の切欠き27Aが形成された円板状のスリット板27と、このスリット板27の切欠きに向けて光を照射する発光ダイオードとこの発光ダイオードからの光を受光するためのフォトトランジスタとをスリット板27を挟んで対向位置させた状態で支持するU字状の支持部材28とから構成している。従って、遮られている発光ダイオードからの光が切欠きを通してフォトトランジスタにて受け取った回数や受け取るまでの時間を検出することによって、回転軸4の回転位置の他、回転角度や回転速度を検出することができるようになっている。尚、前記支持部材28は、前記ケーシング13の下面に固定されたL型のプレート29に取り付けている。
The
前記接触式のリミットスイッチ30は、前記スリット板27の近傍に位置させた状態で前記プレート29を構成する垂直板部29Aに取り付けられ、前記スリット板27の外周縁の一箇所に一体形成された突出片27Tが該スリット板27の回転により前記リミットスイッチ30のスイッチ部30Aに接当することによって、回転軸4が前記設定角度(ここでは90度)回転したことを検出するようになっている。
前記突出片27Tに代えて、図13(a),(b)に示すように、別の板状の接当部材31を回転軸4に一体回転自在に取り付けて実施することもできる。
The contact-
Instead of the protruding
前記ロータリエンコーダ26及びリミットスイッチ30の検出情報に基づいて前記電動モータMへの供給電圧を低下させて電動モータMの駆動速度を変更(低速に)したり、電動モータMにブレーキを掛けることにより、回転軸4に作用しているドアクローザ3による扉1の閉じ側へのエネルギーとバランスさせることで、扉1を開放位置で保持させるための制御手段を図示していない制御装置に備えさせており、その駆動制御について説明する。例えばロータリエンコーダ26からの回転軸4の回転角度を検出しているときに、予め設定された扉1の最大開放角度(例えば35度としているが、何度に設定してもよい)に対応する回転軸4の回転角度(この場合は約50度となるが、リンク9及び揺動アーム10の長さによって決まるものである)になったことがロータリエンコーダ26にて検出されると、例えば電動モータMに対する供給電圧を低下させる、あるいは電動モータMにブレーキを掛けることにより、回転軸4に作用しているドアクローザ3による扉1の閉じ側へのエネルギーとバランスさせて、扉1をその開放位置にて位置させることができるようになっている。そして、例えばロータリエンコーダ26の誤検出や断線などのトラブルによって、扉1を開放位置にて停止できなかった場合、つまり電動モータMの駆動速度を変更できなかったり、電動モータMにブレーキを掛けることができなかった場合には、リミットスイッチ30が検出することにより、回転軸4が90度以上回転したと判断し前記強制停止手段39にて電動モータMの駆動を停止するように構成している。
By reducing the supply voltage to the electric motor M based on the detection information of the
更に、具体的には、まず、扉開放用スイッチ(図示せず)を開放側へ操作したときの出力信号、又は扉1に人が近づいたことを検出する非接触式のセンサ(図示せず)からの検出信号が制御装置36に入力されると、駆動制御手段37から前記電動モータMに開放側への駆動信号を出力する。そして、図10(a)に示すように、扉1が閉じ位置に対応する回転位置にある駆動側プーリ7を平面視において反時計周りに駆動回転させる。この駆動回転開始時において紐状体6に弛み(緩み)があると、図10(b)に示すように、前記テンション機構20のローラ22が紐状体6を押し付けて弛みを無くすことができるようにしている。前記駆動回転が続いて行われ、従動側プーリ5が50度回転すると、前記ロータリエンコーダ26からON信号が制御装置に出力されて、扉1が35度の開放位置に開放されたと判断し、例えば電動モータMへの供給電圧を低下させて、電動モータMの駆動速度を制御することにより、回転軸4に作用しているドアクローザ3による扉1の閉じ側へのエネルギーとバランスさせることで、回転軸4の回転が停止する(図10(c)参照)。前記35度に位置する扉1が35度を越える角度、すなわち180度となる最大開放位置まで手動操作力にて開放揺動操作すると、駆動側プーリ7が停止しているのであるが、従動側プーリ5がさらに回転されて(このとき従動側プーリ5は120度回転することになる)紐状体6が繰り出されたとしても、図10(d)に示すように、テンション機構20を構成する2個のローラ22,23が紐状体6を押し付けることによって、紐状体6に発生した大きな弛みを無くすことができるようになっている。
More specifically, first, an output signal when a door opening switch (not shown) is operated to the open side, or a non-contact type sensor (not shown) that detects that a person approaches the door 1. ) Is input to the
図11(a),(b),(c)には、前記電動モータMを駆動しない状態又は停電時において、手動力のみで扉1を最大開放位置(ここでは180度)まで開放操作していく状態を示している。この場合も、駆動側プーリ7が駆動停止している状態で、従動側プーリ5が回転して紐状体6が繰り出されていくことになるが、繰り出し長さに応じてアーム21が付勢方向に回転することによって、紐状体6の弛みを2個のローラ22,23の接当作用により吸収することができるようになっている。図10及び図11に示す点Aは、駆動側プーリ7の回転位置を明確にするために図面上に付したものであり、図10(a),(b)及び図11(a),(b),(c)では回転する直前の状態を示しており、図10(c),(d)は、50度回転した状態を示している。
11 (a), (b), and (c), when the electric motor M is not driven or when a power failure occurs, the door 1 is opened to the maximum open position (180 degrees in this case) only with manual force. It shows the state to go. In this case as well, the driven
前記電動モータMにて設定角度(ここでは35度)に扉1を開放して前記のように開放位置に維持している状態から扉1を直ちに又は設定時間後に閉じる場合には、例えば図示していないスイッチを押す又は人が扉1から設定距離離れたことを非接触式センサ等により検出することにより、前記電動モータMを逆方向へ回転操作して紐状体6を従動側プーリ5側へ繰り出す、又は電動モータMを駆動停止することによって、ドアクローザ本体12に蓄積されているエネルギーを利用して扉1を閉じ位置まで揺動操作することになる。このとき、前記電動モータMが停電や故障等により停止状態である場合、又は電動モータMによる駆動側プーリ7の回転速度が従動側プーリ5の回転速度よりも遅い場合には、前記テンション機構20により紐状体6の弛みを吸収することができるようになっている。
When closing the door 1 immediately or after a set time from the state where the electric motor M opens the door 1 at a set angle (here, 35 degrees) and maintains the open position as described above, for example, The non-contact type sensor or the like detects that a person is away from the door 1 by pressing a switch that is not connected, or the like, and the electric motor M is rotated in the reverse direction to move the string-
又、前記電動モータMの電動力を用いて扉1を180度まで開放させてもよい。この場合を、図15及び図16にて説明する。電動モータMを駆動することにより、図15(a)に示すように、A点で示す初期回転位置の駆動側プーリ7を駆動回転させ、図15(c)から図16(a)に示す約150度まで反時計回りに回転させて、扉1を180度の角度に開放させる。図15(b)は、紐状体6が少し弛んだ状態を示し、前述同様にテンション機構20にて弛みを吸収するようにしている。扉1を180度の角度に開放させた後、前記電動モータMを前記方向とは反対方向に駆動する(逆転駆動する)ことによって、前記ドアクローザ3の力を利用して扉1を閉じ側へ揺動することになるが、ドアクローザ3による揺動速度が駆動側プーリ7の回転速度よりも速い場合には、紐状体6の繰り出し量に比べて従動側プーリ5の巻き取り量が少なくなるが、図16(b),(c)に示すようにテンション機構20により紐状体6が弛むことを吸収しながら扉1を閉じていき、初期状態に戻して電動モータMの駆動を停止することになる(図16(d)参照)。図17では、電動モータMの電動力を用いて扉1を開放操作している最中に、電動モータMよりも速い速度で扉1を手動力にて最大開放角度(180度)まで操作した状態を示し、大きく紐状体6が弛むことをテンション機構20にて吸収している状態を示している。
The door 1 may be opened up to 180 degrees using the electric force of the electric motor M. This case will be described with reference to FIGS. By driving the electric motor M, as shown in FIG. 15A, the driving
又、前記扉1を閉塞する場合に、電動モータMを逆転駆動させずに前記のように停止状態に切り替える場合には、図14に示すように、電動モータMの出力軸と駆動側プーリ7の回転軸4との間に動力伝達を断続するための電磁式(場合によっては油圧式でもよい)のクラッチ32(図2(b)ではクラッチS)を設けておき、そのクラッチ32又はSを切り状態に制御するようにしておけば、従動側プーリ5の回転時に発生する電動モータMによる抵抗力を無くすことができるから、迅速に扉1を揺動させることができる利点がある。
又、図14では、電動モータMをそれの長手方向が扉1の左右幅方向に沿う姿勢で扉1の裏面の上部に取り付け、前記ドアクローザ本体12の回転軸4に一体回転状態で取り付けた従動側プーリ5に一端が巻き掛けられた紐状体6の他端側を下方側へ案内するための滑車33と、この滑車33にて案内された紐状体6を巻き掛ける駆動側プーリ7を、前記電動モータMの出力軸に連結された前記クラッチ32の出力軸34に一体回転するように取り付けられている。前記滑車33は、紐状体6を係止案内するための車輪33Aと、この車輪33Aを回転自在に支持する二股状の支持部材33Bとからなり、この支持部材33Bが、前記クラッチ32を収納するためのケーシング35に前記扉1の左右幅方向と平行な水平軸Z周りで回転自在に取り付けられている。図14のように、ドアクローザ本体12とほぼ同一高さ位置に電動モータMをそれの長手方向が扉1の左右幅方向に沿う姿勢で配置することによって、電動モータMが下方に大きく突出することがなく、上下方向での設置スペースを小さく抑えることができる。
Further, when the door 1 is closed, when the electric motor M is switched to the stop state as described above without being driven in reverse, as shown in FIG. 14, the output shaft of the electric motor M and the driving
Further, in FIG. 14, the electric motor M is attached to the upper part of the back surface of the door 1 so that the longitudinal direction of the electric motor M is along the left-right width direction of the door 1 and attached to the
ところで、前記電動モータMにて扉1が設定された角度に達すると、前記ロータリエンコーダ26からの信号により前記駆動停止手段38にて電動モータMへの通電を停止する場合には、ドアクローザ3による扉1の閉じ側へのエネルギーにより通電されていない状態のモータ側の出力軸側の回転を防止する機構を設けておくことになり、その機構を、前記電動モータM側に備えているウォームギア等により構成しておくことによって、扉1が所定角度開放された状態を保つことができる。前記ウォームギア等に代えて、ブレーキモータを使用してもよい。あるいは図示していないが、アウターレースをハウジングに固定したワンウェイクラッチを電動モータMの軸あるいは出力軸に組み付けて実施してもよい(ワンウェイクラッチにより駆動側とは反対側に逆転することが防止されるので、ブレーキと同じ効果になる)。前記ワンウェイクラッチは、電動モータMの軸又は出力軸の軸受けとして使用してもよい。
By the way, when the door 1 reaches the angle set by the electric motor M, the drive closer 38 stops energization of the electric motor M by the signal from the
1 扉
2 ドア枠(固定部材)
3 ドアクローザ
4 回転軸
5 従動側プーリ
5A フランジ部
6 紐状体
6A カバー
6a 繊維
6b アラミド繊維
6B アラミド繊維束
7 駆動側プーリ
7A フランジ部
8 ブラケット
9 リンク
10 揺動アーム
11 ボルト
12 ドアクローザ本体
13 ケーシング
14 モータ本体
15 減速機構
16 出力軸
17 支持部材
18 縦板
19 係止部材
20 テンション機構
21 アーム
22,23 ローラ
22A,23A 係止溝
24 支軸
25 コイルスプリング
26 ロータリエンコーダ(開放角度検出手段)
27 スリット板
27T 突出片
28 支持部材
29 プレート
29A 垂直板部
30 リミットスイッチ(第2開放角度検出手段)
30A スイッチ部
31 接当部材
32,S 電磁式クラッチ
33 滑車
33A 車輪
33B 支持部材
34 出力軸
35 ケーシング
36 制御装置
37 駆動制御手段
38 駆動停止手段
39 強制停止手段
40 第1駆動手段
41 第2駆動手段
42 第1開放速度
43 第2開放速度
44 異常開放速度検出手段(ロータリエンコーダ)
45 第2強制停止手段
K カバー
M 電動モータ
V,W,X,Y,Z 軸芯
1
3
27
30A switch
45 Second forced stop means K Cover M Electric motor V, W, X, Y, Z Axle core
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