JP2014218782A - 運動エネルギー取込み装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力を取込み、伝達させるマットは安全面より重厚な構造になり且つ利用者が踏破後マットから離れるとそのマットを初期の通常位置まで上昇させる必要がある。そのためマットは高荷重を発生させるバネ、又は高重量の錘を用い反操作力を作動させる必要があり、結果安全性と製品コストの両立は困難だった。【解決手段】上記課題を解決するために、利用する者２３の操作により通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在な、前記装置内部に取り付けられている操作手段と、該操作手段と伝達手段との間に配置される反操作力伝達手段であるリンク３を備え、前記操作手段は通行する者２３を搭乗させる操作部を備え、該操作部は上下方向に、通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在で、前記反操作力伝達手段であるリンク３により反操作力である錘５の荷重を増幅させ反操作力を得ることを特徴とする運動エネルギー取込み装置を提供する。【選択図】 図１

Description

本発明は、引戸及び回転扉を含むドアに関し、詳細には電力を必要とせず、利用者がマットを踏破する運動エネルギーを用いドアを自動開閉させる環境に優しい運動エネルギー取込み装置に関する。

従来、汎用されている自動ドアは電力を必要することが一般的である。しかし、近年、環境配慮の観点から節電への意識が高まっており、電力を必要としない構成のドア開閉装置のニーズが高まり、その中でマット式自動ドアが一般的であり汎用性も高い。
構造は利用者がドアの前に設置されたマットを踏破することによりマットが操作位置まで降下し、そのエネルギーを用いドアを開扉させる。利用者がマットから離れるとマットは初期の通常位置まで上昇しドアが閉扉する。

特許第３２９９５５７号 公報 実公昭４８−２３０号 公報 特願２０１２−１１５０９９号 公報 特開２０００−２９１３２６号 公報 特許第３９０６４１０号 公報 特開平１１−１５９２３７号 公報 特許第４５６９７１７号 公報 特許第３２９９５５７号 公報 特願２０１２−１６１４５８号 公報 特開２０１２−２５１４２０号 公報

しかしながら、動力を取込み、伝達させるマットは従来の電動自動ドアにはなく且つ安全性も考慮するととても頑丈で重厚な構造になる。且つ利用者が踏破後マットから離れるとその重厚なマットを初期の通常位置まで上昇させる必要がある。そのため、マットは高荷重を発生させる強力なバネ、又は高重量の錘を用い、反操作力を作動させる必要があり、更に重厚な設計することとなり、結果安全性と従来製品とのコストパフォーマンスの両立は困難であり普及の妨げとなっていた。

上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明によれば、利用者２３の動作により発生する運動エネルギーを利用するための装置であって、前記運動エネルギー取込み装置は利用する者２３の操作により通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在な、前記装置内部に取り付けられている操作手段と、該操作手段と伝達手段との間に配置される反操作力伝達手段であるリンク３とを備え、前記操作手段は通行する者２３を搭乗させる操作部を備え、該操作部は上下方向に、通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在とされており、前記反操作力伝達手段であるリンク３を有し、前記リンク３を用い、反操作力である錘５による荷重を増幅させることを特徴とする運動エネルギー取込み装置を提供する。

すなわち、リンク機構を用い操作手段を位置変換すると同時に反操作力を増幅しているため、比較的小荷重の反操作力源で前記操作手段を通常位置へ位置変換できる。
例えばマット重量：Mkg、錘：ｍkg、支点から錘重心までの距離：Rmm、支点からマット重心までの距離：ｒmmとすると、
ｍ×R=M×ｒでマットが上昇しはじめる。M=20kg、r/R=40とするとm=0.5kgで従来Mの1/40となる。更に伝達手段リンク機構に錘を設置すると作用効果が期待できる。

又請求項２に記載された発明によれば、請求項１に対し利用する者２３の操作により通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在な、前記装置内部に取り付けられている操作手段であるマット２と、該伝達手段の動作に連動した出力部に引戸１を有し、
該操作手段と伝達手段であるワイヤー４との間に配置される反操作力伝達手段であるリンク３とを備え、前記操作手段は通行する者２３を搭乗させる操作部を備え、該操作部は上下方向に、通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在とされており、前記反操作力伝達手段であるリンク３を有し、前記リンク３を用い、反操作力の荷重を増幅させることを特徴とする運動エネルギー取込み装置を提供する。

すなわち、操作手段のマット２の上下方向への位置変換に連動して伝達手段であるワイヤー４を介してドア１が開閉する。

又請求項３に記載された発明によれば、請求項１に対し反操作力である錘５による荷重を増幅させることを特徴とする運動エネルギー取込み装置を提供する。

又請求項４に記載された発明によれば、請求項１に対し反操作力であるバネ２４による荷重を増幅させることを特徴とする運動エネルギー取込み装置を提供する。

又請求項５に記載された発明によれば、請求項１に対し効率よく運動エネルギーを取込むため相反する方向のみ一体回転する様設けられた２組のワン・ウェイ・クラッチ４５a、４５b、歯車４６a、４６b、ラック４７a、４７bを具備する出力であるシャフト部２０を有することを特徴とするピストンの往復運動の両方向から運動エネルギーを取込む装置を提供する。

又請求項６に記載された発明によれば、請求項１に対し出力であるシャフト部２０と連結したラック４７a又は４７ｂはシャフト４２と連結している歯車４６a又は４７ｂと噛合い、往復運動は回転運動に変換され、シャフト４２と連結したモーター４１はその回転運動を電力に変換し利用できることを特徴とする運動エネルギー取込み装置を提供する。

慣性が大きい程一方向に回すだけなので有効である。以上の説明よりエネルギー取込み手段となるマット装置は電力を必要とせず効率よく運動エネルギーを取込む。

本発明の引戸開扉方向移動時の一実施例 図１の通常位置A部及びA’部要部一実施例 図１の操作位置A部及びA’部要部一実施例 図１の複数のリンク機構を用いた通常位置A部及びA’部要部一実施例 図１の複数のリンク機構を用いた操作位置A部及びA’部要部一実施例 図１の紐状伝達手段を使用しない通常位置A部及びA’部要部一実施例 図１の紐状伝達手段を使用しない操作位置A部及びA’部要部一実施例 図１の４節リンク機構を通常位置A部及びA’部要部一実施例 図１の４節リンク機構を操作位置A部及びA’部要部一実施例 図１の通常位置A部及びA’部要部一実施例 図１の通常位置A部及びA’部要部一実施例 本発明の開き戸開扉方向移動時の通常位置A部及びA’部要部一実施例 図２の通常位置B部要部一実施例 図２の通常位置B部要部一実施例 本発明のシャフト回転開始時の通常位置A部及びA’部要部一実施例 図１５のC部拡大図一実施例 図１５のC部拡大図一実施例 図１６のD-D部断面図

以下本発明の実施の形態を図１〜図１８に基付いて説明する。
図１において、利用者２３が操作手段であるマット２を踏破することによりドア１が開扉することを示す。

図２は図１のマット部Ａ及び伝達部Ａ’要部であり、通常時リンク３により反操作力である錘５の荷重が増幅されマット２を上昇させている。ここで述べるリンクとは１節及び１関節以上で構成、連鎖する機構体を示す。

図３は図２の操作時を示し、利用者２３がマット２を踏破することによりマット２が降下しワイヤー４を介し連鎖しているドア１が開扉することを示す。

図４は図２同様リンク機構を用い伝達するが、ケース１９にもう一つリンク１５を設け、該リンク機構に錘５を設置し、通常時より大きな増幅によりマット２を上昇させることを示す。

図５は図４の操作時を示す。

図６は紐状伝達手段であるワイヤー４を使用せず、リンク機構のみで構成される場合の通常時を示す。

図７は図６の操作時を示す。

図８は１節リンク機構コではなく多節機構である４節リンク機構をした場合の通常時を示す。より自由度の高い設計ができる。

図９は図８の操作時を示す。

図１０は錘ではなくバネ２４を使用した場合の通常時を示す。

図１１は多節リンク１５を使用した場合の通常時を示す。より自由度の高い設計ができる。

図１２は立体的にプーリー７、１７、２２を配置することにより開き戸に使用でき、且つ通常時マット２が上昇し、開戸ドア２１が閉扉することを示す。
図１３、図１４はマットのリンクと伝達手段のリンクを一体化させた場合を示す。

図１５は直進運動をするシャフト部２０にリンク機構と連結し可動でき、且つ通常時マット２が上昇することを示す。

図１６は発電用運動エネルギー取込み装置として使用する場合である図１のケース４３を除いたＣ部拡大図を示す。シャフト部２０に具備されたラック４７a、４７ｂがシャフト４２と一体回転するモーター４１と連結していることを示す。モーター４１を一方向へ回転させ電力に変換できることを示す。

図１７はラック４７ｂのみがシャフト４２と一体回転するモーター４１と連結していることを示す。

図１８は図１６の Ｄ-Ｄ断面図を示し、効率よく運動エネルギーを蓄えるため、出力ラック４７aが右へ移動時、ワン・ウェイ・クラッチ４５aが作動し時計回りにてシャフト４２と一体回転する歯車４６aをラック４７aが時計回りに回転させる。又出力部材４７ｂが左へ移動時、ワン・ウェイ・クラッチ４５ｂが作動し時計回りにてシャフト３２と一体回転する歯車４６ｂをラック４７ｂが時計回りに回転させる。
又回転不可方向がある場合、回転不可方向に対し爪４９は爪車４８と勘合し回転がシャフト４２の回転を規制することを示す。

障害者、老人、あるいは子供などが主要対象となる福祉施設用ドア、使用頻度が少なくドアの開閉が比較的困難な場所に比較的安価に設置できる。

１ 引戸
２ マット
３ リンク(テコ)
４ ワイヤー
５ 錘(バネ)
６ プーリー
７ プーリー
８ プーリー
９ 鴨居
１０ 框
１１ 框
１２ ワイヤー
１３ ワイヤー
１４ ワイヤー
１５ リンク(テコ)
１６ ワイヤー
１７ プーリー
１８ 錘
１９ ケース
２０ シャフト部
２１ 開戸
２２ プーリー
２３ 利用者
２４ バネ
４１ モーター
４２ シャフト
４３ ケース
４４ スラストベアリング
４５ ワン・ウェイ・クラッチ
４６ 歯車
４７ ラック
４８ 爪車
４９ 爪

Claims (6)

1. 利用者の動作により発生する運動エネルギーを利用するための運動エネルギー取込み装置であって、
   利用する者の操作により通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在な、前記装置内部
   に取り付けられている操作手段と、
   該操作手段と連動する伝達手段と、
   該操作手段と該伝達手段との間に配置される反操作力伝達手段とを備え、
   前記操作手段は利用する者を搭乗させる操作部を有し、該操作部は上下方向に、通常位置と操作位置とに選択的に位置変換自在とされており、
   前記反操作力伝達手段であるリンク機構を有し、前記リンク機構を用い、反操作力を増幅させ、
   前記伝達手段へ伝達することを特徴とする運動エネルギー取込み装置。
2. 通行する者の操作により、マット形状の操作手段が通常位置から操作位置に位置変換されると、
   前記操作力伝達手段を介して、前記反操作伝達手段、前記伝達手段及びドアが連動し、
   該伝達手段の動作に連動して前記ドアが開放方向へ移動し、前記操作手段は操作位置へ位置変換し、
   通行する者の操作が終了すると、反操作力伝達手段の動作に連動し、前記ドアが閉扉方向へ移動し、前記操作手段は通常位置へ位置変換することを特徴とする
   請求項１記載の運動エネルギー取込み装置。
3. 該操作手段と該伝達手段との間に配置される反操作力伝達手段とを備え、
   前記反操作力伝達手段は錘を有し、その自重を反操作力として用いることを特徴とする請求項１の運動エネルギー取込み装置。
4. 該操作手段と該伝達手段との間に配置される反操作力伝達手段とを備え、
   前記反操作力伝達手段はバネ２４を有し、その弾性力を反操作力として用いることを特徴とする請求項１の運動エネルギー取込み装置。
5. 一体化した一方と他方からなる２つのラックを有するシャフト部の往復運動を効率よく
   回転運動へ変換し運動エネルギーを取込むため
   ２つのラックのそれぞれラック歯先を結ぶ直線は摺動方向と平行に設置され、
   ２つのラックに噛合うそれぞれ独立した２つの歯車を有し、
   ２つの歯車は同一シャフト上で回転運動し、
   ２つの歯車とシャフトの間にはそれぞれ逆方向で作動するワン・ウェイ・クラッチを備え、
   往路時一方のワン・ウェイ・クラッチが作動し、復路時他方のワン・ウェイ・クラッチが作動し、
   シャフトを同方向に回転させることを特徴とする請求項１記載の運動エネルギー取込み装置。
6. 該シャフトが回転により電力を発生させるモーターと連結していることを特徴とする請求項５記載の運動エネルギー取込み装置。