JP2013160270A

JP2013160270A - 制動装置と開閉体

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Publication number: JP2013160270A
Application number: JP2012021027A
Authority: JP
Inventors: Shungo Tanii; 俊吾谷井; Kenichiro Matsumura; 健一郎松村; Noriyoshi Taniguchi; 則良谷口
Original assignee: Sankyo Tateyama Inc
Current assignee: Sankyo Tateyama Inc
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP5852895B2

Abstract

【課題】より低い速度での制動動作を確実に行なえるとともに、簡易な構造で安価な制動装置と開閉体を提供する。
【解決手段】本発明は、移動体を制動するものであって、制動子保持体４０と制動枠５０とを備え、制動子保持体４０は、移動体の移動に伴って回転するとともに、制動子６０を保持し且つ外周側に開口する保持溝４１を形成したものであり、制動枠５０は、制動子保持体４０を隙間部βを空けて収容するとともに、制動子６０に係止する係止部５１を有するものであり、制動子６０が移動体の移動に従って保持溝４１から隙間部βに突没自在であり、移動体が任意の速度よりも高速移動し制動子６０が隙間部βから保持溝４１に戻らず突出状態にあったときに係止部５１に係止することを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば引戸門扉等の移動体を制動するための制動装置と開閉体に関する。

この種の制動装置として、「速度制御装置」とした名称において特許文献１に開示された構成のものがある。
上記特許文献１に開示された速度制御装置は、車輪に連結されかつその車輪とともに回転する出力軸を備え、その車輪を転動させることによって移動する移動体の移動速度を制御するものであり、その移動体が移動したときに、その移動速度がしきい値移動速度以上になると、出力軸に対して制動力を加える制動手段を備えている。

制動手段は、内部に円筒状空間を有し、上記出力軸の一端部を、その円筒状空間の中心軸と同軸かつ回転可能に保持するケーシングと、このケーシングの内面と上記出力軸の一端部との間に設けられ、上記被制動対象物の移動速度がしきい値移動速度以上になると、上記出力軸に対して制動力を加える制動部とからなるものである。

制動部は、上記のケーシングの内面と出力軸の一端部との間において、その出力軸とともに回転し、かつ、その出力軸の半径方向に移動可能に設けられた制動部材と、移動体が移動したときに、その移動体の移動速度がしきい値移動速度以上になると、制動部材を上記ケーシングの内面に接触させる押圧機構とからなるものである。

如上の構成においては、移動体の移動速度がしきい値となる移動速度以上になると、押圧機構が制動部材をケーシングの内面に接触させてケーシングの内面と制動部材との間に摩擦力を発生させる。
すると、当該摩擦力が出力軸に対する制動力となり、出力軸の回転速度を遅くすることができるから、車輪の回転をすることができ、移動体の移動速度をしきい値移動速度よりも遅くすることができる、としている。

特開２００５−２９９１２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の速度制御装置は、移動体の移動速度がしきい値以上となると、押圧機構が制動部材をケーシングの内面に接触させてケーシングの内面と制動部材との間に摩擦力を発生させているので、構造が複雑になってコスト高になる。
さらに、上記したように摩擦力を利用しているので、低い回転速度域においては制動力が不安定であるという未解決の課題がある。

そこで本発明は、より低い速度での制動動作を確実に行なえるとともに、簡易な構造で安価な制動装置と開閉体の提供を目的としている。

上記課題を解決するための本発明の制動装置は、移動体を制動するものであって、制動子保持体と制動枠とを備え、制動子保持体は、移動体の移動に伴って回転するとともに、制動子を保持し且つ外周側に開口する保持溝を形成したものであり、制動枠は、制動子保持体を隙間部を空けて収容するとともに、制動子に係止する係止部を有するものであり、制動子が移動体の移動に従って保持溝から隙間部に突没自在であり、移動体が任意の速度よりも高速移動し制動子が隙間部から保持溝に戻らず突出状態にあったときに係止部に係止することを特徴としている。

この構成によれば、移動体が任意の速度よりも高速移動して制動子が隙間部から保持溝に戻らず突出状態にあったときに係止部に係止する。これにより、移動体を制動できる。
同上の課題を解決するための開閉体は、移動体が引戸であり、その戸車に上記の制動装置を適用したものである。

本発明によれば、より低い速度での制動動作を行なえるとともに、簡易な構造で安価な制動装置と開閉体を提供できる。

本発明の第一の実施形態に係る制動装置を採用した一例に係る引戸門扉の正面図である。同上の制動装置を適用した戸車の拡大斜視図である。同上の制動装置の構造を示す正面図である。（Ａ）は、扉本体の開閉速度が一定の速度よりも低いときの制動枠と制動子の位置関係を示す説明図、（Ｂ）は、扉本体の開閉速度が一定の速度よりも低いときの制動枠と制動子の位置関係を示す説明図、（Ｃ）は、扉本体の開閉速度が一定の速度よりも高いときの制動枠と制動子の位置関係を示す説明図である。本発明の第二の実施形態に係る制動装置の構造を示す正面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る制動装置を採用した一例に係る引戸門扉の正面図、図２は、その制動装置を適用した戸車の拡大斜視図である。また、図３は、その制動装置の構造を示す正面図である。

移動体の一例に係る引戸門扉Ａは、扉本体１０に、本発明の第一の実施形態に係る制動装置Ｂ１を適用した戸車２０及び公知の構成からなる戸車３０，３０を互いに所要の間隔にして配設したものである。

扉本体１０は、外縦枠材１１，１２の上下端部間に上下横枠材１３，１４を連結した正面視横長長方形の外枠材１５と、上記した上下横枠材１３，１４に上下端部を連結しかつ互いに所要の間隔にして配設した内縦枠材１６，１７とを有している。

戸車２０は、上記した下横枠材１４の下面１４ａに固定された、図２に示す固定具３１、車輪３２及び制動装置Ｂ１を有して構成されている。
固定具３１は、上記した下横枠材１４の下面１４ａに固定するための平面視方形の取付け板部３１ａの図示前後辺縁に、固定板部３１ｂ，３１ｃを垂設した側面視下向きコ字形のものである。
固定板部３１ｂ，３１ｃには、車軸３３を軸支するための軸孔（図示しない）が互いに対向する位置に形成されている。

制動装置Ｂ１は、車輪３２と固定板部３１ｂとの間に配設されており、図３にも示すように、制動子保持体４０、制動枠５０及び制動子６０からなる。
制動子保持体４０は、引戸門扉Ａの移動に伴って回転するとともに、制動子６０を保持し且つ外周側に開口する保持溝４１を形成したものである。
具体的には、車軸３３を中心としかつ所要の厚みにした円板形に形成されており、上記車軸３３に固定されて、車輪３２と一体に回転するようになっている。

保持溝４１は、制動子６０を引戸門扉Ａの移動に従って隙間部βに突没自在に保持するものである。
本実施形態においては、上記した制動子保持体４０の外周縁部に、この制動子保持体４０の回転に伴って制動子６０を出没自在に保持するようになっており、所要の角度間隔にして形成されている。
本実施形態においては、四つの保持溝４１を車軸３３の軸心Ｏを中心とした９０度間隔にして配設している。

本実施形態に示す保持溝４１は、上記した軸心Ｏを通る直径線に一致し、かつ、制動子６０に作用する遠心力によって、その制動子６０を係止位置（ア）と非係止位置（イ）との間において摺動自在に保持するものである。

係止位置（ア）は、制動子６０が下記の係止部５１に当接係止して、制動子保持体４０を制止する位置である。換言すると、係止位置（ア）は、これに移動した制動子６０が、係止部５１と保持溝４１の開口と間に挟入した状態になる位置のことである。
非係止位置（イ）は、制動子６０が保持溝４１内において上記係止位置（ア）以外の位置のことである。

本実施形態に示す制動子６０は金属製の球体であるが、その他円柱形のものや多面体であってもよい。すなわち、上記した制動子保持体４０を制動させられるものであればよい。

制動枠５０は、制動子保持体４０を隙間部βを空けて収容するとともに、制動子６０に係止する係止部５１，５１を有するものである。
本実施形態においては、上記した取付け板部３１ｂの裏面に、軸心Ｏに同軸的に配設した正面視円形枠形のものであり、所要の厚みにして形成されている。
隙間部βは、制動子６０の直径よりも狭い間隔ｔにして形成されている。

係止部５１，５１は、制動子６０に係止して制止するためのものであり、制動枠５０の内周壁面であって軸線Ｏを通る水平な直径線Ｄ１よりも上側位置に配設されている。
本実施形態においては、上記した制動子保持体４０の外周面４０ａとの間に制動子６０の直径よりも小さい間隙を残す内径となる肉厚の肉厚部の両端に、内周方向に突出して形成されている。

公知の構成からなる戸車３０は、上記した戸車２０から制動装置Ｂ１を省略した構成のものであり、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略している。

以上の構成からなる制動装置Ｂ１を採用した引戸門扉Ａの動作について、図４を参照して説明する。図４（Ａ）は、扉本体が移動しているときの制動枠と制動子の位置関係を示す説明図、（Ｂ）は、扉本体の開閉速度が一定の速度よりも低いときの制動枠と制動子の位置関係を示す説明図、（Ｃ）は、扉本体の開閉速度が一定の速度よりも高いときの制動枠と制動子の位置関係を示す説明図である。

図１に示す開方向α１又は閉方向α２に扉本体１０を一定の速度以下の低い速度で移動させると、その移動に従って戸車２０の車輪３２も回動し、制動子６０に遠心力及び重力が作用する。

戸車２０の車輪３２の回動により、軸線Ｏを通る水平な直径線Ｄ１よりも下側に位置する、図４（Ａ）にＰ１，Ｐ２で示す位置にある保持溝４１内の制動子６０は、その保持溝４１の開口から突出し、かつ、内周壁面５０ａに摺接又は当接した状態で摺動又は転動する。すなわち、係止位置（ア）に位置したまま摺動若しくは転動する。

一方、上記Ｐ１に位置していた保持溝４１が、軸線Ｏを通る直径線Ｄ１よりも上側に移動すると、図４（Ｂ）に示すように、保持溝４１内の制動子６０は、遠心力に抗して保持溝４１内の上記した非係止位置（イ）に移動する。
すなわち、制動子６０は、上記直径線Ｄ１よりも上側位置に移動したときには、その制動子６０に作用する遠心力よりも重力が優り、その制動子６０は、保持溝４１内の非係止位置（イ）に移動する。
これにより、制動子６０は係止部５１に係止することがなく、従ってまた、扉本体１０は、制動されることなく開方向α１又は閉方向α２への移動が許容される。

一方、扉本体１０を一定の速度を超える高い速度で移動させると、これに応じた遠心力が制動子６０に作用する。
すなわち、戸車２０の車輪３２の回動により、図４（Ｃ）に示すように、軸線Ｏを通る水平な直径線Ｄ１よりも上側位置Ｐ３に移動した保持溝４１内の制動子６０は、その保持溝４１の開口から突出し、かつ、内周壁面５０ａに摺接又は当接した状態で摺動又は転動する。すなわち、係止位置（ア）に位置したまま摺動若しくは転動する。

すなわち、直径線Ｄ１の下側において、保持溝４１の開口から突出した状態で、制動枠５０の内周壁面５０ａを摺動若しくは転動していた制動子６０は、上記直径線Ｄ１よりも上側位置に移動したときにも、その制動子６０に作用する重力よりも遠心力が優り、その制動子６０は係止位置（ア）に位置したまま摺動若しくは転動する。
そして、図４（Ｃ）に示すように、所定の角度だけ回転したときに、Ｐ３で示す位置において係止部５１に当接するとともに、制動子６０が係止部５１と保持溝４１の開口との間に挟持されて制動子保持体４０は制止され、従ってまた扉本体１０は制止される。

ところで、上記制動装置Ｂ１による制動を開始させる係止部５１の角度を試算した。
扉本体１０を１０ｍ／ｓ以上で開閉すると、制動する角度θを、下記の計算式によって求める。
遠心力Ｆ＝ｍ（ｖ^２／ｒ）
重力Ｆ＝ｍｇ
制動子の質量：ｍ
制動子の速度：ｖ
制動子の回転半径：ｒ
・計算条件：戸車（車輪）の直径をφ１００、制動子６０の回転半径を３２ｍｍとすると、
・円周は、２πｒ＝２×０．３１４×５ｃｍ＝３１．４ｃｍ
となる。
・０．５ｍ／ｓのときの１秒あたりの戸車（車輪）の回転数は、
０．５ｍ÷０．３１４＝１．５９２ｒ／ｓとなる。
制動枠５０の内周壁面５０ａに沿う制動子６０の軌道の円周は、２πｒにより、
２×π×０．０３２＝０．２０１ｍ
よって、制動枠５０の内周壁面５０ａを摺動又は転動する制動子６０の速度は、
０．２０１ｍ×１．５９２ｒ／ｓ＝０．３２ｍ／ｓ
となる。

・扉本体１０が０．５ｍ／ｓで開閉されているときに、制動枠５０の内周壁面５０ａを摺動又は転動している制動子６０に作用する遠心力と重力とが釣り合う制動子６０の位置の角度θは、
ｍｇ＝ｍ（ｖ^２／ｒ）×（１／ｃｏｓθ）
ｃｏｓθ＝ｖ^２／ｒｇ
ここで、ｒ＝０．０３２ｍ、ｇ＝９．８、ｖ＝０．３２ｍ／ｓとすると、
ｃｏｓθ＝０．３２２／０．３２×９．８＝０．３２６５
以上により、角度θは７０．９４°となる。
よって、開閉速度を０．５ｍ／ｓ以上で制動させる場合の制動子保持体４０の保持溝４１の軸心Ｏを通る上記直径線Ｄ１からの角度は、１９°となる。

以上のとおり、制動子６０の回転半径と制動子保持体４０の保持溝４１の位置を変更することにより、制動を開始させる速度を変更することができる。
具体的には、制動子６０の回転半径を小さくすることにより高い速度で制動を開始させ、一方、制動子６０の回転半径を大きくすることにより低い速度で制動を開始させることができる。

保持溝４１の軸心Ｏを通る上記直径線Ｄ１からの角度を小さくすることにより、低い速度で制動を開始させ、一方、保持溝４１の軸心Ｏを通る上記直径線Ｄ１からの角度を大きくすることにより、高い速度で制動を開始させることができる。

すなわち、制動子６０の回転半径と、その保持溝４１の軸心Ｏを通る上記直径線Ｄ１からの角度を単独で又はそれらを適宜組み合わせることにより、制動を開始する速度を任意に設定することができる。

次に、本発明の第二の実施形態に係る制動装置について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の第二の実施形態に係る制動装置の構造を示す正面図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の第二の実施形態に係る制動装置Ｂ２は、二つの保持溝４１，４１を制動子保持体４０の直径線Ｄ１から傾いた方向に設けたものである。
本実施形態においては、制動枠５０の図面右側の係止部５１´が制動子保持体４０の車軸３３より下側の位置にあるが、制動子保持体４０が半時計回りに回転するとき、制動子６０が保持溝４１の水平になる位置より上にあるので、回転速度が一定であれば制動子６０は保持溝４１から突出して係止部に係止するとともに、回転速度が一定未満の場合には、制動子６０は係止部５１´に係止することなく溝内に没入するので、上記した第一の実施形態に係る制動装置Ｂ１と同等の作用，効果を奏することができる。

上述した各実施形態に係る制動装置によれば、より低い速度での制動動作を行なえるとともに、部品点数を減らして簡易な構造にしつつ安価なものを提供できる。
さらに、従来のように摺動抵抗を利用していないので、確実な制動を行なわせることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上述した実施形態においては、引戸門扉の他にも、跳ね上げ門扉やシャッター、乳母車、車椅子にも適用できるものであり、それらのうち跳ね上げ門扉やシャッターに適用する場合には、制動子保持体は扉（移動体）の回転軸やシャッターパネル（移動体）の巻き上げ軸の回転に伴って回転するように設けられ、制動枠は制動子保持体に収容するとともに支柱や躯体回転不能に固定される。
また、乳母車や車椅子等の車両（移動体）に適用する場合には、制動子保持体は車輪とともに回転するように設けられ、制動枠は制動子保持体を収容するとともに車体に回転不能に固定される。

・上述した実施形態においては、保持溝を直径線上に配設したものを例示したが、これに限るものではない。
・上述した実施形態においては、４つの保持溝を形成した例について説明したが、保持溝は１つあればよく、５つ以上の保持溝を形成してもよい。この場合、速度変化に対応して機敏に制動することができる。

４０制動子保持体
４１保持溝
５０制動枠
５１当接制止部
６０制動子（球体）
Ａ移動体（引戸門扉）
Ｂ制動装置
（ア）係止位置
（イ）非係止位置
β 隙間部

Claims

移動体を制動するものであって、
制動子保持体と制動枠とを備え、制動子保持体は、移動体の移動に伴って回転するとともに、制動子を保持し且つ外周側に開口する保持溝を形成したものであり、制動枠は、制動子保持体を隙間部を空けて収容するとともに、制動子に係止する係止部を有するものであり、制動子が移動体の移動に従って保持溝から隙間部に突没自在であり、移動体が任意の速度よりも高速移動し制動子が隙間部から保持溝に戻らず突出状態にあったときに係止部に係止することを特徴とする制動装置。
移動体が引戸で、その戸車に請求項１に記載の制動装置を適用したことを特徴とする開閉体。