JP2012167522A

JP2012167522A - 扉用減速機構付き閉鎖装置

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Publication number: JP2012167522A
Application number: JP2011031325A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nishitani; 均西谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】本体装置と受け装置を所定角度位置で分離し、連結されている範囲のみ制動させる構成で、本体装置と受け装置両方に引き込み機構を設け、かつ細長くコンパクトな形状にてデザイン性を向上させた扉用の減速機構付き閉鎖装置を提供する。
【解決手段】異型長孔を備えた本体ケースと左右スライド部材と軸受け凹部を有した移動軸受けと減速部材と引き込み用バネを設ける。左右スライド部材に移動軸受けを回転可能に配置し、両者と共に減速部材を本体ケース内に挿入し、引き込み用バネを左右スライド部材と本体ケース間に付勢して本体装置を構成する。また上部軸を備えた揺動アームを回動自在に受けケースに装着し、アーム用バネを付勢させて受け装置を構成する。扉の開閉動作での両装置が連結されている範囲において、上部軸が異型長孔内を移動し、左右スライド部材と減速装置の移動動作に連動して引き込み動作と共に減速動作を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は扉用の減速機構付き閉鎖装置に関するものである。

従来の扉用の制動閉鎖装置であるドアクローザーは、シリンダー内部にばねとピストンを挿入し、扉の開閉に連動するアームの回転動作によりピニオンが回転し、ピニオンと係合しているラックの移動動作でピストンを直線運動させ、ピストンにより区切られた２室間をシリンダー内に充填されたオイルがオリフィスを通して流動することにより負荷をかける構成のものが多く、基本機構に油圧を利用したものがほとんどである。この機構の特徴は扉を閉鎖したときに一旦確実に低速度にまで減速し、その後緩やかに最後まで閉じることができる点で、大きく扉を開けた状態からでも、僅かに扉を開けた状態からでも同様の閉鎖動作が得られる。また扉を開くときと閉じるときにオリフィスを流動する流量を変化させることにより、開くときには軽く、閉じるときには大きな負荷が得られるような機構も併せて有している。

しかしながら、油圧式のドアクローザーは優れた性能を有するものの、圧力の変わるオイルをシリンダー内に確実に密封する必要があり、どうしても構造が複雑になり部品点数も多く、コスト面で高価になるという問題点を有している。また閉鎖動作としては制動装置本体側のアーム端部に連結されたピニオンを支点位置で回転させるため非常に力の強いばねが必要になり、上記強度に対応できる高強度のラックやピニオン等をも内蔵させなければならない。したがって制動装置全体としてはかなり大きな形状になり、サイズ面でコンパクト性に欠け、デザイン面でもあまり好ましくないことが挙げられる。また扉や枠体に内蔵させ外部に露出させないコンシールドタイプには適応させにくい点も最近では懸念されている。

さらに油圧式のドアクローザーは扉の開閉時の制動動作に大きな力がかかるため、扉や枠体等のドアクローザーを取り付ける部分自体の強度が必要になり、取り付けカ所の材質が弱いとねじによる固定作業での確実性に問題が生じる恐れがある。特に室内ドアにおいては木製の扉や枠体がほとんどであり、比較的軽量で安価なドアにおいてはドアクローザーを取り付けるべき位置が十分な強度を保有していない場合も多い。

そこで、扉の約１８０度の全開閉範囲においてアームにて常に枠体と連結した構成ではなく、別の発想として扉と枠体を一定の開き角度範囲でのみ連結するように設定し、一定角度範囲外はフリーな状態にする構成の制動装置が特願平９−７６７３や特願２００５−３１３７７１や特願２００７−７１７１２等に報告されている。これらの共通する点は、引き込み制動装置と受け装置を扉と枠体に振り分けて配置し、両者が連結している閉鎖状態から扉が一定角度範囲開放した所定角度位置に達すると両者が一旦分離する構成になっており、その後の角度範囲での動作は普通の扉の開閉動作と同じである。そして大きく開いた後の閉鎖動作においては、所定角度位置まで扉が閉じると再度両者が結合し、扉を制動させながら引き込んで完全に閉鎖するように設定されている。

この一旦分離させて一定角度範囲のみ制動させる構成の特徴としては、比較的アームが短くてよく、その分全体をコンパクトにできる点が挙げられる。さらに閉鎖最終段階の所定角度範囲のみを引き込む動作でよいため、引き込み力は比較的小さくてよく扉や枠体の取り付けカ所にそれほど大きな力がかかることもない。また従来のドアクローザーにおいては開放状態での停止位置が限定される（主に９０度位置付近）のに対して、上記の所定角度位置にて分離する構成においてはその後の開放位置では全く閉鎖力も制動機能も働かないため、どの位置においてもそのままの状態で扉を停止させることができる点も挙げられる。

またこれらの所定角度位置で分離する構成においても、上記の先行物件等は扉を制動させながら引き込む一定角度範囲での機構は従来のクローザーと比較的類似しており、ばね部材による引き込み力とシリンダータイプの直管ダンパーの負荷を合わせて用い、その内部のオイル等の粘性流体の移動動作にて制御する機構はほぼ同じである。つまりオイル等の粘性流体の、急激な圧縮力に対しては負荷が大きくなり、ゆっくりとした圧縮に対しては負荷が小さくなる特性を用いて、低速度で扉が閉じた場合は負荷が小さく引き込みのばね力が勝ってそのまま閉鎖する動作を得、扉が急激に閉じたときには負荷が大きくなり一旦減速させ、その後一定の負荷まで減速されると引き込み力が勝って閉鎖する基本機構を用いているものが多い。

しかしながら、制動装置と受け装置を一旦分離させて一定角度範囲のみ制動させる構成においては、大きく開放した状態から急激に扉を閉じると所定角度位置にて再度連結した段階で非常に大きな慣性力が加わり、その力に対しても適正な減速動作が必要とされる。しかしシリンダータイプの直管ダンパーを減速機構として用いた場合ではストロークにも限界があり比較的重い扉等での急激な閉鎖動作を受け止めるまでの減速量は得にくい。かつその後の引き込み閉鎖動作も確実に実施されなくてはならず、ますます強い力のばねが必要になり減速機構自体がやはり複雑で非常に大きな力を機能させる構成になり、その結果全体としてコスト高になることは避けられない。つまり扉が強風などに煽られた場合での急激な閉鎖力をも一旦止めるだけの減速量と、極ゆっくりと閉鎖しようとするだけの場合のばねによる引き込み力とを同じ構成の中で常時実施しようとすることが困難で、両方の力を拡大させなければならない原因とも想定される。その結果所定角度位置で本体装置と受け装置が分離する構成で、大きな減速量とその後の確実な閉鎖機能を兼ね備えたものはまだなく、この部分において改良の余地があると想定される。

そこで本発明者は特開２０１０−１０６６５５にて、本体装置と受け装置からなり減速部材に歯車が回転することにより負荷を得るロータリーダンパーを用い、扉の閉鎖時にアームと連動した減速部材であるロータリーダンパーが係合部材であるラックと係合し、その両者が係合した状態のまま移動する距離を適宜設定することにより必要とする減速量が得られる構成を報告した。

特願平９−７６７３特願２００５−３１３７７１特願２００７−７１７１２特開２０１０−１０６６５５

しかし前記先行技術においては本体装置と受け装置を連結するアームを本体装置に装着し、このアームの動き自体をダンパーやバネ部材にて制動する構成になっており、特開２０１０−１０６６５５においても一定以上の長さを必要とするアームを本体装置に連結配置し、開閉動作時に本体装置内部から出没する動作にてダンパーの直線移動距離を得る構成にしているため、その分本体装置の幅方向のサイズが大きくなり、移動軸受けも同様にアームと同等の長さが必要になり、どうしても本体装置自体がコンパクト性に欠け、デザイン性を損なうと言う点が問題点として残っている。また引き込みのためのバネ部材は常に減速部材との組み合わせのみで構成されており、負荷を受けながら引き込まなければならないため閉鎖最終段階での引き込み力が不足する場合も多い。

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、扉と枠体に本体装置と受け装置を振り分けて配置し、完全に扉が閉鎖する前の所定角度範囲のみ制動させる構成で、減速部材には主として比較的構成が単純なロータリーダンパーを用い、急激な閉鎖時には大きな減速量が得られ、緩やかな閉鎖の場合は徐々に減速しながらも引き込み動作を継続し、扉が途中で停止することなく完全に引き込んで閉鎖する動作を可能とする扉の減速機構付き閉鎖装置を提供することを目的とする。そして本体装置と受け装置両方をコンパクトな形状にて構成しデザイン性を向上させることを次の目的とする。

本発明では上記問題点を解決するために次の技術手段を設けた。まず、本体ケースと左右スライド部材と移動軸受けと減速部材と引き込み用バネを設ける。そして本体ケースに異型長孔を形成し、さらに停止ローラーを設けておく。この異型長孔は直線部分とL型部分が連続した形状であり、本体ケースの下部面に位置し、さらに本体ケースの正面側にまで連続しているL型部分端部に上部軸挿入口を形成しておく。次に左右スライド部材に軸受け凹部を有した移動軸受けを回転可能に装着し、両者を本体ケース内に配置する。そして引き込み用バネを左右スライド部材と本体ケース間に付勢し、減速部材を本体ケース内に配置して本体装置を構成する。

次に上部軸を備えた揺動アームを受けケースにアーム回転軸にて回動自在に装着して受け装置を構成する。そして揺動アームの回転軸側端部に角度保持部を設ける。また押し込み面を有する押し込み部材とアーム用バネを設け、受けケース内でアーム用バネにより押し込み面が揺動アームの角度保持部に押し付けられるように構成しておく。すると揺動アームを受けケースに対する回転動作範囲内での任意の設定角度位置にて保持することや、任意の角度方向に揺動アームを付勢させることが可能になる。そして本体装置と受け装置を扉の上部と枠体の上部に振り分けて装着する。

また減速部材の機構に関しては特に限定はされないが、ハウジング内に粘性の高いオイルと羽根状の部材とを収容して密封されており、係合円周面が係合部材と係合して回転するとこの羽根状の部材が連動して回転し、オイルを押しのけながら回転することで負荷をかけるロータリーダンパーのような構成が適している。通常では係合円周面を歯車にて形成し、係合部材はラックを用いると噛み合わせとしては最も安定する。そして常に歯車とラックが係合した状態で移動動作する構成なら、片方向の回転時にのみ負荷が発生するワンウエイクラッチ付きのものを用いるとよい。

このロータリーダンパーを減速部材として用いる場合は、歯車を備えた減速部材を左右スライド部材に装着し、本体ケース内にラックを係合部材として装着し、左右スライド部材と共に減速部材が移動するときの歯車がラックと噛み合った係合距離の間において減速動作が得られることになる。したがってこの構成においての全体の減速量は、ロータリーダンパー自体の回転角度当たりの負荷と両者が係合する距離の積に近似することになる。そこでロータリーダンパーの特性としては、低速回転時は発生負荷が小さく高速回転になるほど大きな負荷が発生する機構のものを採用するとよい。

また減速部材にシリンダータイプのオイル式直管ダンパーを採用し、オイル式直管ダンパーを本体ケースに装着し、圧縮ピンの先端を左右スライド部材に当接させ、左右スライド部材の移動動作により減速動作を可能とする構成を用いてもよい。

次に本体装置と受け装置の扉の開閉における動作としては、まず扉の閉鎖状態では受け装置の上部軸は左右スライド部材に回動自在に装着された移動軸受けの軸受け凹部に挿入されており、左右スライド部材は引き込み用バネに付勢された状態で本体ケースの異型長孔の直線部分の端部付近に配置されている。このとき受け装置の揺動アームは扉面と平行に近い角度にて配置されている。この閉鎖状態から扉を開放すると受け装置が本体装置から離れていくことになり、両者を連結している揺動アームは受けケースに対して回転し、同時に上部軸が引き込み用バネを撓ませつつ左右スライド部材及び移動軸受けと共に異型長孔の直線部分を移動し始める。そして異型長孔の直線部分とL型部分の交点付近からは上部軸は移動軸受けを回転動作させ、さらにL型部分を通過すると共に軸受け凹部が上部軸挿入口方向である手前側に向きを変えるまで回転移動し、さらなる扉の開放動作で上部軸が本体装置から離脱することになる。

ここで、移動軸受けがその回転後の位置を保持する手段を有している必要がある。その保持手段に関しては特に限定はされないが、移動軸受けの軸受け凹部の近辺に停止辺を設け、本体ケースの上部軸挿入口付近に停止ローラーを配置しておく構成が簡単である。すると上部軸が本体装置から離脱する段階での移動軸受けの回転動作により停止辺が停止ローラーに当接し、引き込み用バネの付勢力がかかっている状態でも元の方向に回転することなく、軸受け凹部を手前側に向けたままにてその位置を保持させることが出来る。

そしてこの本体装置と受け装置が分離した状態で、受け装置の受けケースに対する揺動アームの角度位置も保持されることが必要になる。そこで揺動アームのアーム回転軸周辺の所定の部分に角度保持部を設定しておくとよい。すると押し込み面を有する押し込み部材が受けケース内でアーム用バネにより付勢されているため、揺動アームを回転動作範囲内での設定角度位置にて保持することが出来る。

またこのアーム用バネと角度保持部により、揺動アームが設定角度位置に近づいた段階で設定角度位置に移動しようと付勢する動作や、閉鎖最終位置に近づいた段階でさらに閉鎖しようとする方向に付勢する動作が実現可能になる。したがって前者の設定角度位置は前述の上部軸が本体装置から離脱した状態での揺動アームの角度位置に設定しておくとよい。そして後者での付勢力を大きく設定しておくと、扉が完全に閉鎖する少し前の位置から揺動アームが閉鎖位置に移ろうとする動きになり、すなわち受け装置にて閉鎖最終段階で扉を閉鎖位置方向に引き込む動作を得ることができる。

次に扉が大きく開放され本体装置と受け装置が分離している状態から閉鎖させると、受け装置の上部軸が本体ケースの上部軸挿入口と移動軸受けの軸受け凹部とにほぼ同時に挿入することになる。すると軸受け凹部を奥側に押し込みながら移動軸受けを元の方向に回転させることになり、移動軸受けの停止辺が停止ローラーから外れる動作を得る。そして上部軸が本体ケースの異型長孔のL型部分を通過して直線部分に移動する動作になり、その後は引き込み用バネの付勢力により上部軸は左右スライド部材と移動軸受けと共に軸受け凹部に押された状態で直線長孔の端部付近にまで移動しようとすることになる。

そしてこの移動動作で減速部材の歯車の回転角度単位に発生する負荷と、ラックと係合した状態での移動距離に応じた減速量を得ることが出来る。ここで、扉の閉鎖速度が速い場合は左右スライド部材の急激な移動になるため初期段階は大きな負荷を発生させることになり、大きな減速量を得ることが出来る。そして移動速度が減少した段階においてもゆっくりと左右スライド部材が移動するように減速部材の負荷と引き込み用バネの力を設定しておくとよい。また低速度で扉が閉鎖した状態においてもそのまま確実に最終閉鎖状態にまで引き込むように両者の力を設定しておくとよい。

しかし一般的にばねの特性としては撓みに略比例して力が大きくなるため、減速部材と係合部材との係合距離を長くしようとすると非常に大きな撓み代が必要になり、さらには最大撓み状態と最小撓み状態での付勢力に大きな差が生じてしまう。しかし全体の減速量は減速部材と係合部材との係合距離に略比例し、こちらにおいては長い距離を係合させることが重要となる。そこで両方の用件を兼ね合わせる手段としては、左右スライド部材と減速部材の間にさらに移動距離変換部材を装着し、扉の開放により得られる左右スライド部材の移動距離に対して減速部材の移動距離を増幅させて、係合距離を長くすなわち全体の減速量を大きく出来るように構成するとよい。

また本体装置の引き込み用バネの強さを、初期撓み時の力が大きくなるように調整可能な構成を追加しておくと、扉の重量に合わせた減速引き込み動作を設定することが可能になる。同様に受け装置のアーム用バネにも同様の調整機構を設けておくと、より適正な設定角度位置での保持力が得られ、最終閉鎖段階での引き込み動作もより確実に実施することが出来る。したがって以上の構成により、扉の重量や閉鎖速度にかかわらず、一旦低速度にまで減速してからゆっくりと完全に閉鎖させる動作を実現可能とすることが出来る。

本体装置と受け装置を連結させるための揺動アームを受け装置側に装着し、本体装置の移動軸受けから上部軸が離脱する段階での移動軸受けの回転後の位置を保持する構成を用いたことにより、制動機構を有する本体装置自体を細長いコンパクトな形状にて構成することができ、受け装置自体も細長い揺動アームを回転自在に受けケースに配置するのみの構成が可能であり、両者共にデザイン性を向上させることができる。

移動軸受けが上部軸と共に直線移動する動作で減速部材により減速動作を得る構成であるため、本体装置の幅や厚みを大きくすることなく、長さ方向のみの増減で減速量を設定できることになり、さらに左右スライド部材と減速部材の間に係合距離変換機構を装着し、扉の開放により得られる左右スライド部材の係合距離に対して減速部材の移動距離を増幅させて、係合距離を長くすなわち全体の減速量を大きく設定することもでき、強風による扉のあおり等のより急激な閉鎖条件に対しても対応可能になる。

受け装置に配置している揺動アームに角度保持部を設けてアーム用バネにて付勢させたことで、揺動アームが所定角度位置に近づいた段階から所定角度位置に移動しようとする動作が可能になる。その結果扉が完全に閉鎖する前の位置から揺動アームが閉鎖位置に移ろうとする動きも可能になり、すなわち閉鎖最終段階で扉を閉鎖位置により引き込む動作を得ることができる。またこの引き込み動作は本体装置での減速制動動作とは全く別の受け装置側で実施できることが特徴であり、閉鎖最終段階では本体装置側の引き込み力はどうしても小さくなりがちであるため非常に有効である。

本体装置の引き込み用バネと受け装置のアーム用バネの両方に付勢力調整機構を取り付けることにより、幅広い引き込み動作の調整が実施できることになり、重量の異なる扉に対しても十分兼用可能であり、長期間使用後に扉の閉鎖力が変わってしまった場合などにも有効である。

全体としては比較的簡単な構成であり、部品点数も少なく安価に提供可能である。さらには減速部材のサイズを一定の負荷を確保した状態でさらに小さくできると、本体装置全体の幅や厚みを薄くすることが可能になり、上枠に本体装置を掘り込んで装着する内蔵タイプとしてや上部戸当たり内に挿入するタイプとしても適応させることも可能である。また、扉に面付けした場合においても全体としては比較的コンパクトなサイズにできるためデザイン性に優れた形態にて提供可能である。

本発明の本体装置と受け装置を取り付け、扉を所定角度位置付近にまで開放した状態の上面図である。本発明の本体装置の上面図である。本発明の本体装置の正面図である。本発明の本体装置の、本体ケースの上面図である。本発明の本体装置の、移動軸受けの上面図である。本発明の本体装置の、移動軸受けの正面図である。本発明の本体装置の、左右スライド部材の上面図である。本発明の本体装置の、左右スライド部材の正面図である。本発明の本体装置の、減速部材であるロータリーダンパーの正面図である。本発明の受け装置の上面軌跡図である。本発明の本体装置と受け装置を装着した扉の閉鎖状態の正面図である。本発明の本体装置と受け装置の、扉の開放初期段階の上面軌跡図である。本発明の本体装置の、係合距離変換機構を設けた構成の正面図である。本発明の本体装置の、減速部材に直管シリンダータイプのダンパーを使用した構成の正面図である。

以下図面に基づいて本発明に関する減速機構付き閉鎖装置の実施の形態を説明する。図１は本発明の減速機構付き閉鎖装置を扉３４と上枠３５に振り分けて装着し、扉３４を所定角度位置付近にまで開放した状態の上面図である。実施形態では本体装置ａを枠体の上部戸当たり部分の戸先側に装着し、受け装置ｂを閉鎖状態で本体装置ａの下部に来るような扉３４の面位置に装着する配置にて説明する。しかし両者の配置は特に限定されるものではなく、戸先に限らず中央部分等どのような位置に設けてもよい。

図２は本体装置ａの上面図であり、図３は本体装置ａの正面図である。図２と図３は共に閉鎖状態を示しており、本体装置ａは本体ケース１と左右スライド部材２と移動軸受け３と減速部材４と引き込み用バネ１９を有している。図４は本体ケース１の上面図であり、本体ケース１は細長い箱型で下部面に異型長孔５を形成しておく。この異型長孔５は直線部分６とL型部分７が連続した形状で、本体ケース１の正面側にまで連続しているL型部分７端部の上下方向に上部軸挿入口８を形成しておく。そして本体ケース１の異型長孔５のL型部分７の手前位置に停止ローラー９を設け、さらにラック１０を本体ケース１内に配置しておく。

次に移動軸受け３の上面図を図５に、正面図を図６に示す。移動軸受け３は図５に示すように中央部分に軸受け凹部１１を有しており、その片端部に回転軸１２を配置し、逆側に停止辺１３と上部軸案内用傾斜面１４を設けておく。このとき軸受け凹部１１の入り口に当たる最も狭い部分の幅を上部軸２２の直径より僅かにのみ広く設定しておく。そして図６に示すように回転軸１２の下方を上部軸没入用傾斜面１５として形成しておく。

図７は左右スライド部材２の上面図であり、図８は正面図である。図８に示すように左右スライド部材２の中央部分はコの字型の形状をしており、片端側に回転軸挿入孔１６を設け、その外面に上部軸没入用傾斜面１５を設け、他端側に減速部材取り付け部１７を形成しておく。そして左右スライド部材２の幅を本体ケース１の内幅よりも僅かに狭くしておく。また実施形態では減速部材４に歯車１８の片方向の回転動作にのみ負荷が発生する構成の図９に示すようなロータリーダンパーを採用し、左右スライド部材２に連結しておく。そして左右スライド部材２の回転軸挿入孔１６に移動軸受け３の回転軸１２を差し込んで、左右スライド部材２に対して移動軸受け３が一定角度範囲のみ首振り回転可能なように構成する。また実施形態では引き込み用バネ１９に圧縮バネを用いており、圧縮時に座屈しないように、引き込み用バネ１９の内径に挿入させて案内するための丸棒状の部分を左右スライド部材２に配置しておく。

そして図２及び図３に示すように連結された左右スライド部材２と移動軸受け３と減速部材４を本体ケース１内に配置し、左右スライド部材２と本体ケース１間に引き込み用バネ１９を組み込む。したがって左右スライド部材２は移動軸受け３と減速部材４と共に本体ケース１内をがたつき無しに直線移動できることになり、その動作により引き込み用バネ１９が伸縮する動作が得られる。このとき、移動軸受け３の軸受け凹部１１が本体ケース１の異型長孔５の直線部分６に沿って移動するように設定し、さらに減速部材４の歯車１８が本体ケース１のラック１０と係合しながら移動するように構成しておく。

次に上部軸２２を備えた揺動アーム２１を受けケース２０にアーム回転軸２３にて回動自在に装着して受け装置ｂを構成する。このとき揺動アーム２１は受けケース２０に対して一定角度範囲のみ回転可能になるようにアーム停止ピン２８で規制しておく。図１０は受け装置ｂの上面図であり、揺動アーム２１のアーム回転軸２３周辺端部に角度保持部２４を形成し、さらに押し込み面２６を有する押し込み部材２５とアーム用バネ２７を設け、受けケース２０内でアーム用バネ２７により押し込み面２６が揺動アーム２１の角度保持部２４に押し付けられるように構成しておく。すると揺動アーム２１を受けケース２０内での回転動作範囲内での任意な角度位置にて保持することが可能になる。

つまり、角度保持部２４と押し込み面２６との接点のアーム回転軸２３に対する位置が重要であり、図１０(ａ)に示すような両者を結んだ線がアーム用バネ２７の押す方向と平行方向に近い場合はその位置を保持することになる。また図１に示す揺動アーム２１の設定角度位置は図１０(ａ)よりもさらに大きく回転した位置になっており、それ以上回転しないようにアーム停止ピン２８で規制しておく。そして受けケース２０と揺動アーム２１の角度が平行に近づく方向に回転すると上記接点が移動して益々揺動アーム２１を同じ方向に回転させようとすることになる。ここで図１０(ｂ)は受けケース２０と揺動アーム２１が一直線になった状態を示しており、実施形態における扉３４の閉鎖位置ではこの状態である。しかしより確実に扉３４を引き込む動作を得るために、図１０(ｃ)に示すように揺動アーム２１がさらに少しだけ行き過ぎる位置でアーム停止ピン２８により停止するように構成しておくと良い。

図１１は本体装置ａと受け装置ｂを扉３４の上部と上枠３５に振り分けて装着したときの閉鎖状態の正面図である。この状態では受け装置ｂの上部軸２２は本体装置ａの左右スライド部材２に回動自在に装着された移動軸受け３の軸受け凹部１１に挿入されており、左右スライド部材２は引き込み用バネ１９に付勢された状態で本体ケース１の異型長孔５の直線部分６の端部付近に配置されている。そして受け装置ｂの揺動アーム２１は扉３４面と平行に近い角度になっている。またこの閉鎖状態においては上面視で本体装置ａの下側に受け装置ｂがほぼ並んだ状態に配置されている。

ここで、本体装置ａに対して受け装置ｂを適正な位置に取り付けることが必要であり、特に左右方向と上下方向の配置が重要である。そこで実施形態では図１１に示すように受けケース２０の取り付け孔を左右方向の長孔に形成し、取り付け後に左右方向の位置調整ができるようにしておくとよい。また揺動アーム２１の先端部に上下調整ピース３０を設け、上下調整ピース３０に上部軸２２を配置しておき、揺動アーム２１に対して上下調整ピース３０を上下に調整できるように構成しておくことで上部軸２２の上下位置調整が可能になるようにしておくとよい。

図１２は閉鎖状態から扉３４を開放する動作での本体装置ａと受け装置ｂの動作の軌跡を示した上面軌跡図であり、図１２(ａ)のみは下部に位置する受け装置ｂを分かりやすくするために引き込み用バネ１９は省略しているが、実際には図２に示すように引き込み用バネ１９が配置されている状態である。図１２(ａ)は扉３４の閉鎖状態を示しており、まず開放初期段階で図１２(ｂ)に示すように受け装置ｂが本体装置ａから離れていく動作になる。すると両者を連結している揺動アーム２１は受けケース２0に対して回転し、同時に上部軸２２が左右スライド部材２及び移動軸受け３と共に引き込み用バネ１９を撓ませつつ異型長孔５の直線部分６を移動し始める。そして異型長孔５の直線部分６とL型部分７の交点付近を過ぎるとL型部分７に沿う動作になり、図１２(ｃ)に示すように上部軸２２は移動軸受け３を回転動作させ、最終的には軸受け凹部１１が上部軸挿入口８の方向である手前側に向きを変えるまで回転移動する。そしてさらなる扉３４の開放動作で上部軸２２が上部軸挿入口８を通過して本体装置ａから離脱することになる。この図１２(ｃ)に示す扉３４の開放位置を所定角度位置とする。

また、本体装置ａから受け装置ｂの上部軸２２が離脱した段階で、移動軸受け３の軸受け凹部１１近辺に形成された停止辺１３が、本体ケース１の上部軸挿入口８付近の停止ローラー９に当接して引き込み用バネ１９の付勢力がかかっている状態でも元の方向に回転することなく、軸受け凹部１１を手前側に向けたままその位置を保持するように構成しておく。すると所定角度位置以降の扉３４の開閉動作中は常に軸受け凹部１１が手前に向いたままの状態になっており、引き込み用バネ１９は大きく撓んだ状態を保持していることになる。

さらに、このときの受けケース２０に対する揺動アーム２１の角度を設定角度位置とし、この位置で揺動アーム２１が一定以上の力で保持されるように前述の角度保持部２４と押し込み面２６とアーム用バネ２７を適宜設定しておくとよい。すると以降の扉３４の開放動作で揺動アーム２１が回転移動してしまう誤作動を防止することが出来る。またこの角度保持部２４の位置により揺動アーム２１が設定角度位置に近づいた段階で設定角度位置に移動しようと付勢する動作も実現可能になり、引き込み用バネ１９を大きく撓ませた状態から上部軸２２が離脱する段階で、扉３４を開放させるために押す操作力が一気に無くなる際のショックの緩和にも有効である。

また図１２(ａ)の閉鎖状態から図１２(ｃ)の所定角度位置までの全域で、常に減速部材４の歯車１８と本体ケース１に装着されたラック１０は係合した状態になっている。したがって扉３４の開放動作の際に操作が重くならないように、減速部材４として使用するワンウエイクラッチ付きのロータリーダンパーでの負荷が発生しない回転方向とこの扉３４の開放動作にて左右スライド部材２が移動する方向とを合わせておくとよい。

次に大きく開放され本体装置ａと受け装置ｂが分離している状態から扉３４を閉鎖させると、受け装置ｂの上部軸２２が本体ケース１の上部軸挿入口８と移動軸受け３の軸受け凹部１１とにほぼ同時に挿入する。このとき移動軸受け３の上部軸案内用傾斜面１４が有効であり、揺動アーム２１は設定角度位置付近に保持されながらも、僅かな角度範囲内ではスイング移動可能に設定しておくと、上部軸２２の位置が上部軸挿入口８に対して左右に若干ずれていても上部軸案内用傾斜面１４に案内されて適正な位置にて挿入されることになる。そして引き続き軸受け凹部１１を奥側に押し込む動作になり、上部軸２２が本体ケース１の異型長孔５のL型部分７を通過すると同時に移動軸受け３を回転させ、移動軸受け３の停止辺１３が停止ローラー９から外れる動作を得る。その結果引き込み用バネ１９の付勢力により上部軸２２は左右スライド部材２と移動軸受け３と共に直線長孔６の端部付近にまで移動しようとし、受け装置ｂの揺動アーム２１も受けケース２０に対して戻る方向に回転し、全体としては図１２(ｃ)から図１２(ａ)への逆の動きになる。

そしてこの閉鎖段階では、ロータリーダンパーは片方向の回転にのみ負荷が発生するワンウエイクラッチ付きを採用しているため、閉鎖時の歯車１８の回転方向ではラック１０と係合して負荷が発生することになる。ここで減速引き込み動作としての最適な条件としては、低速で扉３４が閉鎖した場合でもかろうじて発生する負荷よりも引き込み用バネ１９の力が勝って、停止することなくそのまま扉３４が最後まで閉じるように減速部材４と引き込み用バネ１９の力関係を設定しておく必要がある。また急激に扉３４が閉鎖した段階においては減速部材４の歯車１８が急激に回転しようとするため、より大きな負荷が瞬時に発生して大きな減速量を得ることになり、その後減速された段階からはゆっくりと閉鎖する動作が得られることになる。したがってロータリーダンパーの特性としては、低速回転時は発生負荷が小さく高速回転になるほど大きな負荷が発生する機構のものを採用するとよい。

ここで、一般的にばねの特性としては撓みに略比例して力が大きくなるため、減速部材４の歯車１８とラック１０との係合距離を長くしようとすると、引き込み用バネ１９は非常に大きな撓み代が必要になり、その結果動作中での最大撓み状態と最小撓み状態における付勢力に大きな差が生じてしまう。しかし全体の減速量は歯車１８とラック１０との係合距離に略比例し、こちらにおいては長い距離を係合させることが重要となる。つまり全体として大きな減速量を得ようとすると、どうしても引き込み用バネ１９の最大撓み状態での力が大きくなってしまい、受け装置ｂが本体装置ａから離脱する段階での扉３４の開放操作が重くなることが問題として残る。

また、本体装置ａに配置された引き込み用バネ１９のみの力で閉鎖最終段階まで扉３４の引き込み動作を得ようとすると、引き込み用バネ１９の初期撓み時の力をも大きくする必要が生じ、前述の全体の減速量を大きくしたいことに対しては矛盾が生じる。そこで、図１２(ｂ)から図１２(ａ)に移行する閉鎖最終段階での、揺動アーム２１に設けた角度保持部２４と押し込み部材２５とアーム用バネ２７による構成が有効である。つまりアーム用バネ２７により閉鎖最終段階で揺動アーム２１が扉３４面に対して平行になろうと付勢する動作が得られ、より確実に扉３４を閉鎖させることが可能になる。そしてこの揺動アーム２１の動作は扉３４が閉鎖する最終段階に近づくほど大きくなるため非常に有効であり、この本体装置ａと受け装置ｂ両方に引き込み力を持たせる構成が本発明の特徴である。

しかし、上記の受け装置ｂに引き込み動作を設けた構成だけでは減速度合いと引き込み力のバランスを取ることは可能であるが、やはり最終目的である全体の減速量自体を大幅に増すことは難しく、強風のあおり等による扉３４の急激な閉鎖動作を確実に受け止めて減速させることは困難と想定される。そこでさらに大きな減速量を兼ね備える手段としては、図１３に示すように左右スライド部材２と減速部材４の間にさらに係合距離変換機構を設け、扉３４の開放により得られる左右スライド部材２の移動距離に対して減速部材４の移動距離を増幅させて、係合距離を長くすなわち全体の減速量を大きく設定するとよい。

この係合距離を変換させる手段は特に限定されるものではないが、図１３に示すように歯数の違う2段の係合距離変換用歯車３１と２個の係合距離変換用ラック３２を本体ケース１内に配置し、左右スライド部材２に直結した片方の係合距離変換用ラック３２を係合距離変換用歯車３１の歯数の少ないほうに、減速部材４を装着した係合距離変換用ラック３２を歯数の多いほうに係合させる方法が簡単であり、２段の歯の比率に比例して左右スライド部材２の移動距離に対する減速部材４の移動距離を増すことができる。この構成では引き込み用バネ１９の力は同じでよいため、扉３４の開放時に操作が重くなることなく、大きな減速量が得られることになり、非常に有効な構成である。

しかし、減速部材４として使用するロータリーダンパーの特徴としては、負荷を大きくしようとするとやはり粘性オイルとオイルを切りながら回転する羽根板のサイズが大きくなる傾向にあり、本体装置ａのサイズに関しては図３に示すようにロータリーダンパーのサイズに左右されてしまうことが多い。そこで本体装置ａをさらに細長いサイズに構成したい場合は図１４に示すように直管シリンダータイプの減速装置４を用い、左右スライド部材２に圧縮ピンの先端を当接させ、左右スライド部材２の移動動作により減速動作を可能とする構成を用いてもよい。また図１４(ａ)は閉鎖状態を、図１４(ｂ)は扉３４が所定角度位置以上開放した状態を示しており、この構成では左右スライド部材２の移動距離以上の圧縮ピンのストロークを有する直管シリンダータイプの減速装置４が必要になる。

また、本体装置ａの引き込み用バネ１９の強さを施工後に調整できる構成を備えておくと、重量の異なった多種の扉への対応や、長期間使用中に扉３４の丁番自体の開閉が重くなったりしたような後日のメンテナンスにおいても、引き込み強さを調整することが出来て有効である。実施形態では本体装置ａにおいては図２及び図１１に示すように、本体ケース１内に複数の傾斜面とバネ力調整ねじ２９を配置して、引き込み用バネ１９の端部の位置を移動させることで作動初期段階での強さを調整する機構を装着しておくとよい。さらに受け装置ｂにおいても図１０及び図１１に示すように、アーム用バネ２７にもバネ力調整ねじ２９を配置して強さを調整できる構成を設けておくとよい。

ここで所定角度位置より大きく開放した状態では、本体装置ａの移動軸受け３は軸受け凹部１１が正面を向いた状態のままある程度以上の力では保持されているが、何らかの物体が当たったような状況においては停止辺１３が停止ローラー９から外れ、戻る方向に回転して異型長孔５の直線部分６端部にまで上部軸２２を挿入しないまま移動してしまうことが想定される。すると扉３４が閉鎖してきた段階で誤作動になってしまう。そこで図１１に示すように、上部軸２２の先端にＣ面を設け、さらに出没バネ３３を配置して上部軸２２自体が上下調整ピース３０内で出没するように構成しておく。このとき上部軸２２は常に突出しようとする方向に出没バネ３３を装着しておくとよい。

次に、図６と図８に示すように移動軸受け３と左右スライド部材２にも上部軸没入用傾斜面１５を設けておく。そして両者を組み付けた状態で図３および図１１に示すように、両上部軸没入用傾斜面１５が一直線になるように形成しておく。すると移動軸受け３が戻ってしまった状態において扉３４が閉鎖しても、上部軸２２は本体ケース１の上部軸挿入口８からそのまま挿入し、異型長孔５に沿って移動することになる。そして最終段階直前で左右スライド部材２と移動軸受け３の上部軸没入用傾斜面１５に上部軸２２のＣ面が当接して上部軸２２が没する動作になり、没したまま両者を通り過ごして最終位置で移動軸受け３の軸受け凹部１１位置で出没バネ３３の付勢力により再度突出する動作が得られる。その結果通常での閉鎖状態に復帰することになり、特別な処置無しに使用途中での誤作動を回避することが可能になる。

ａ本体装置
ｂ軸装置
１本体ケース
２左右スライド部材
３移動軸受け
４減速部材
５異型長孔
６直線部分
７Ｌ型部分
８上部軸挿入口
９停止ローラー
１０ラック
１１軸受け凹部
１２回転軸
１３停止辺
１４上部軸案内用傾斜面
１５上部軸没入用傾斜面
１６回転軸挿入孔
１７減速部材取り付け部
１８歯車
１９引き込み用バネ
２０受けケース
２１揺動アーム
２２上部軸
２３アーム回転軸
２４角度保持部
２５押し込み部材
２６押し込み面
２７アーム用バネ
２８アーム停止ピン
２９バネ力調整ねじ
３０上下調整ピース
３１係合距離変換用歯車
３２係合距離変換用ラック
３３出没バネ
３４扉
３５上枠

Claims

閉鎖時に扉を減速させる減速機構と引き込み機構を有した減速機構付き閉鎖装置であって、本体ケースと左右スライド部材と移動軸受けと減速部材と引き込み用バネを有し、本体ケースは異型長孔を備え、左右スライド部材に軸受け凹部を有した移動軸受けを回転可能に配置し、両者を本体ケース内に移動可能に挿入し、引き込み用バネを左右スライド部材と本体ケース間に付勢し、引き込み用バネによる左右スライド部材の移動動作に連動して、本体ケース内に配置された減速部材による減速動作を得る構成の本体装置と、上部軸を備えた揺動アームを受けケースに回動自在に装着し、アーム用バネを配置して設定した角度位置に揺動アームを付勢可能とした構成の受け装置とを、扉と枠体に振り分けて配置したことを特徴とする扉の減速機構付き閉鎖装置。
前記異型長孔は直線部分とL型部分が連続した形状であり、本体ケースの下部面に形成され、L型部分が本体ケースの正面側にまで連続している位置に上部軸挿入口を設け、受け装置の上部軸が本体ケースの上部軸挿入口から本体装置内に出入りし、左右スライド部材と移動軸受けと共に異型長孔を移動する動作を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
扉の閉鎖状態では、受け装置の上部軸は左右スライド部材に回動自在に装着された移動軸受けの軸受け凹部に挿入しており、左右スライド部材は引き込み用バネに付勢された状態で移動軸受けと上部軸と共に本体ケースの異型長孔の直線部分の端部付近に配置しており、扉の開放動作で上部軸が引き込み用バネを撓ませながら左右スライド部材及び移動軸受けと共に異型長孔の直線部分を移動し、L型部分を経て上部軸挿入口から脱出することで本体装置から受け装置が離脱する動作を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
前記扉の開放段階での上部軸の移動動作で、異型長孔の直線部分とL型部分の交点付近からは上部軸は左右スライド部材に対して移動軸受けを回転動作させ始め、さらにL型部分を通過すると共に軸受け凹部が上部軸挿入口方向に向きを変えるまで回転し、上部軸が離脱すると同時に移動軸受けがその回転後の位置を保持する手段を有していることを特徴とする請求項１及至３いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
前記移動軸受けの回転後の位置保持手段が、移動軸受けの軸受け凹部の近辺に停止辺を設け、本体ケースの上部軸挿入口付近に停止ローラーを設け、上部軸が本体装置から離脱する段階での移動軸受けの回転動作により停止辺が停止ローラーに当接し、引き込み用バネの付勢力がかかっている状態においても元の方向に回転することなくその位置を保持する構成であることを特徴とする請求項１及至４いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
前記受けケースに押し込み面を有した押し込み部材とアーム用バネを配置し、揺動アームのアーム回転軸側の端部付近に角度保持部を設け、押し込み面が角度保持部を押すようにアーム用バネを配置し、揺動アームが扉面と平行に近い角度に位置する閉鎖時から扉を開放させると、揺動アームは受けケースに対して回転して角度保持部が押し込み面を押し込み、上部軸が本体装置から離脱するときの設定角度位置では揺動アームを保持するように構成したことを特徴とする請求項１及至５いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
扉が大きく開放され本体装置と受け装置が分離している状態から閉鎖すると、上部軸が上部軸挿入口と移動軸受けの軸受け凹部とにほぼ同時に挿入して移動軸受けを元の位置に回転させ、移動軸受けの停止辺が停止ローラーから外れる動作を得、引き込み用バネの付勢力により上部軸は左右スライド部材と移動軸受けと共に軸受け凹部に押された状態で直線長孔の端部方向に移動し、この直線移動段階で減速部材による減速動作を得るように構成したことを特徴とする請求項１及至６いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
扉の閉鎖段階での受け装置の動作では、最終閉鎖位置直前付近からはさらに扉が閉じる方向に揺動アームが付勢するように角度保持部と押し込み面とアーム用バネを配置し、本体装置での引き込み閉鎖動作に追加して受け装置の単独の機構として扉の最終段階での引き込み力を増加可能としたことを特徴とする請求項１及至７いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
前記減速部材に、オイル式のロータリーダンパーで片方向の回転時にのみ負荷が発生する構成のもので、かつ低速回転時は発生負荷が小さく高速回転になるほど大きな負荷が発生する機構のものを採用し、歯車を備えたロータリーダンパーを左右スライド部材に連動移動させ、本体ケース内に歯車と噛み合うラックを装着し、ロータリーダンパーの移動動作で歯車とラックが噛み合った係合移動距離の間において減速動作を得ることを特徴とする請求項１及至８いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
前記減速部材にロータリーダンパーを用いた構成で、左右スライド部材と減速部材の間にさらに係合距離変換機構を追加し、扉の開放により得られる左右スライド部材の移動距離に対して減速部材の移動距離を増幅させて、係合距離を長くすなわち全体の減速量を大きく設定可能としたことを特徴とする請求項１及至９いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
前記減速部材に、シリンダータイプのオイル式直管ダンパーを採用し、オイル式直管ダンパーを本体ケースに装着し、圧縮ピンの先端を左右スライド部材に当接させ、左右スライド部材の移動動作により減速動作を可能としたことを特徴とする請求項１及至８いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
本体装置の引き込み用バネと受け装置のアーム用バネのどちらか片方か若しくは両方にバネの付勢力を調整可能とする構成を設けたことを特徴とする請求項１及至１１いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。
上部軸を上下方向に出没可能でかつ常に上方向に付勢された状態にて設定し、左右スライド部材と移動軸受けの片方もしくは両方に上部軸没入用傾斜面を設け、本体装置と受け装置が分離している扉の開放状態で上部軸が挿入されることなく移動軸受けが戻ってしまった誤作動状態においても、そのまま扉を閉鎖すると上部軸が上部軸挿入口から本体装置に入り、異型長孔を通って移動する最終段階で左右スライド部材もしくは移動軸受けの上部軸没入用傾斜面に当接して没し、両者を通り越した後に軸受け凹部に再度突出挿入されるように構成したことを特徴とする請求項１及至１２いずれか１項に記載の扉の減速機構付き閉鎖装置。