JP2015214796A - 引戸の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉操作が乱暴になりがちな用途にも適用可能とする引戸の制御装置を提供する。
【解決手段】引戸２１に搭載する油圧ダンパ１１と、油圧ダンパ１１のピニオン１１ａが噛み合う戸先側、戸尻側のラック１３と、エアダンパ１４とを設け、ラック１３は、それぞれ閉じ動作中、開き動作中の引戸２１を制動する戸先側、戸尻側の制動区間Ｂを形成し、エアダンパ１４は、引戸２１の全開時の衝撃を緩和する緩和区間Ｃを形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、開閉操作が乱暴になりがちな用途に特に好適な引戸の制御装置に関する。

引戸装置は、吊戸形式にして床面をバリアフリーにするとともに、自動閉止機構を組み込んで自閉式に構成することにより、一般住宅から公共施設などを含むあらゆる建築物の開口部を開閉する用途に広く適用されている。

従来の自閉式の引戸装置は、自動閉止機構として、たとえばぜんまいばねやコイルばねを介して引戸を閉じ方向に付勢するもの、ウェイトを介して引戸を閉じ方向に牽引するものなどの他、引戸を吊下する吊車用のガイドレールを戸先側に斜め下向きに傾け、引戸を自重により閉じ方向に駆動するものなどが実用されている。また、自閉式の引戸装置は、引戸に搭載する単一の回転式の油圧ダンパのピニオンを戸先側のラック、戸尻側のラックに交互に選択的に噛み合わせることにより、全閉時、全開時の双方の衝撃を緩和して良好な操作性、経済性を実現することができる（たとえば特許文献１）。自閉式の引戸は、自動閉止機構により全閉に閉じるときに加えて、急激に開き方向に操作すると、全開時にも過大な衝撃を生じることがあるが、単一の油圧ダンパにより、これらの双方の衝撃を有効に緩和することができるからである。

特開平８−２１８７２６号公報

かかる従来技術によるときは、引戸は、たとえば学校などの公共施設等において、極端に強い力で乱暴に開き操作すると、油圧ダンパによる衝撃緩和効果が不足して全開時に過大な衝撃音を生じたり、戸当りなどが破損したりすることがあるという問題があった。また、全開時の衝撃緩和効果が十分大きくなるように油圧ダンパを調整すると、自動閉止機構による自閉時において、引戸が全閉になり難くなり、実用性に欠けることにもなりかねない。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、油圧ダンパに加えてエアダンパを併用することによって、開閉操作が乱暴になりがちな用途にも十分好適に適用することができる引戸の制御装置を提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、引戸に搭載する回転式の油圧ダンパと、油圧ダンパのピニオンが噛み合い、閉じ動作中の引戸を制動する戸先側の制動区間用の戸先側のラックと、油圧ダンパのピニオンが噛み合い、開き動作中の引戸を制動する戸尻側の制動区間用の戸尻側のラックと、引戸の全開時の衝撃を緩和する緩和区間用のエアダンパとを備えてなり、戸尻側の制動区間は、戸先側の制動区間より長く、緩和区間は、戸尻側の制動区間より短く設定することをその要旨とする。

なお、戸先側の制動区間は、全開位置の引戸が自動的に滑らかに全閉位置に閉じるように設定することができる。

また、戸尻側の制動区間は、戸先側の制動区間の１．３〜２．１倍に設定してもよく、緩和区間は、戸尻側の制動区間の０．３〜０．７倍に設定してもよい。

かかる発明の構成によるときは、引戸に搭載する回転式の油圧ダンパは、戸先側、戸尻側のラックにピニオンが噛み合うことにより、それぞれ閉じ動作中、開き動作中の引戸を制動することができ、エアダンパは、油圧ダンパとともに開き動作中の引戸を有効に減速させ、全開時の引戸の衝撃を緩和することができる。なお、戸先側のラックが形成する戸先側の制動区間は、たとえば自閉式の引戸が自動的に全開位置から全閉位置に閉じる際に、過大な衝撃を生じることなく、しかも過大な時間を要することなく、滑らかに自閉動作するように設定するものとする。また、戸尻側のラックが形成する戸尻側の制動区間は、乱暴な開き操作に備えて、戸先側の制動区間より長く設定し、エアダンパが形成する緩和区間は、エアダンパの実用的な有効ストロークを考慮するとともに、油圧ダンパのバックアップとしての動作を考慮して、戸尻側の制動区間より短く設定するのがよい。

なお、この発明において、引戸は、たとえば上吊り式の吊戸形式であって、吊車用のガイドレールを戸先側に斜め下向きに傾けて自閉式に構成されている。また、回転式の油圧ダンパは、外部のピニオンを介して回転駆動する油圧用のギヤポンプと、逆止弁付きの循環経路と、流量調整弁付きのバイパス経路とを一体に組み込む機械式のダンパユニットであって、ピニオンの一定方向の回転時に所定の制動トルクを発生し、他方向の回転時に制動トルクを発生することがない。エアダンパは、シリンダの一端側からピストンロッドを挿入し、他端側に逆止弁付きのエア吸入路、流量調整弁付きのエア排出路を設けることにより、ピストンロッドの急速縮退時に大きな反発力を生じるとともに、一定の押圧力によりピストンロッドを押し縮めることができ、さらに、実質的な抵抗を生じることなくピストンロッドを伸長させることができる。なお、ここでいう各制動区間、緩和区間の長短は、それぞれの有効区間の長短をいうものとする。

戸先側のラック、油圧ダンパによる戸先側の制動区間を設定する際、全開位置の引戸が全閉位置に自動的に閉じるに要する時間は、たとえば数秒以上１０秒未満を目安にするのがよく、引戸の開口幅１２００mmで約６秒、６００mmで４〜５秒程度が好ましい。戸尻側のラック、油圧ダンパによる戸尻側の制動区間は、長くすれば油圧ダンパによる開き操作時の衝撃緩和効果が大きくなるが、長過ぎると、開き操作時に油圧ダンパの制動力により過大な操作力の必要区間が長くなって操作性を害するおそれがあり、短か過ぎると、衝撃緩和効果が不足しがちである。また、エアダンパによる緩和区間は、長過ぎると、エアダンパのピストンロッドが伸長時に下向きに傾いてエアダンパの動作が不安定になりがちであり、短か過ぎると、衝撃緩和効果が不足しがちである。そこで、実験により、戸尻側の制動区間、緩和区間の実用的な最適範囲として、それぞれ戸先側の制動区間の１．３〜２．１倍、戸尻側の制動区間の０．３〜０．７倍を見出した。

全体構成摸式分解斜視図 要部構成説明図（１） 要部拡大分解斜視図（１） 戸先側の吊車の吊下形態を示す図１のＸ矢視相当図 要部拡大分解斜視図（２） 戸先側の吊車の吊下形態を示す図１のＹ矢視相当図 要部構成説明図（２） 動作説明図

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

引戸の制御装置は、引戸２１に搭載する回転式の油圧ダンパ１１と、油圧ダンパ１１のピニオン１１ａが噛み合う戸先側、戸尻側のラック１２、１３と、エアダンパ１４とを備えてなる（図１、図２）。ただし、戸先側のラック１２は、引戸２１用のガイドレール２４上に上向きに設置されており、戸尻側のラック１３は、ガイドレール２４上のブラケット１３ａに対して下向きに固定されている。

引戸２１は、戸先側、戸尻側の吊車２２、２３を介し、上方のガイドレール２４から前後に移動走行自在に吊下されている。ガイドレール２４は、吊車２２、２３の車輪２２ａ、２３ａが転動するレール部２４ａを有し、上枠２５に対し、戸先側が低くなるように傾けて固定されている。吊車２２、２３には、それぞれ車輪２２ａ、２３ａの外れ止め用のピン２２ｂ、２３ｂが付設されており、ガイドレール２４の戸先側、戸尻側の先端には、それぞれ引戸２１の移動ストロークを規定する吊車２２、２３用のストッパ２６、２７が取付ブロック２６ａ、２７ａを介して固定されている。また、床上には、引戸２１の振れ止め用のガイドローラ２８が立設されており、引戸２１用の戸先側、戸尻側の戸当り２９ａ、２９ｂが配置されている。ガイドローラ２８は、引戸２１の移動ストロークの全部に亘り、引戸２１の下端の図示しない下向きのガイド部材に相対移動自在に係合することができる。

引戸２１は、吊車２２、２３がガイドレール２４に沿って前後に移動走行することにより、戸先側のストッパ２６、戸当り２９ａによって規定される全閉位置と、戸尻側のストッパ２７、戸当り２９ｂによって規定される全開位置との間に往復移動させることができる。また、引戸２１は、ガイドレール２４が戸先側に低く傾いていることにより、任意の位置から自重により自動的に全閉位置に閉じる自閉式に構成されている。

ストッパ２６用の取付ブロック２６ａは、ガイドレール２４の戸先側の先端にねじ止めされている（図１、図３）。ガイドレール２４のレール部２４ａは、断面Ｌ字状のガイドレール２４の水平片の先端に形成されており、ストッパ２６は、レール部２４ａの外側に位置し、引戸２１上の戸先側の吊車２２にねじ止めするブラケット２２ｃの戸先側下部に対向している。なお、ブラケット２２ｃの上部には、戸尻側のエアダンパ１４に対向するプッシャ１４ｃが付設されている。ただし、プッシャ１４ｃは、図示しない磁石を内蔵しており、エアダンパ１４のピストンロッド１４ａの先端の受け座１４ｂ内の図示しない磁性材を吸着してピストンロッド１４ａを伸長方向に引き出すことができる。

戸先側のラック１２は、ガイドレール２４の水平片の中央部に上向きに組み付けられており、ストッパ２６用の取付ブロック２６ａの戸尻側に所定の長さに形成されている。ラック１２には、油圧ダンパ１１のピニオン１１ａが上方から噛み合うことができる（図３、図４）。ただし、油圧ダンパ１１は、引戸２１の吊車２２に組み付けられており、油圧ダンパ１１のピニオン１１ａは、引戸２１が戸先側の全閉位置に近付くと、ラック１２に自動的に噛み合うことができる。なお、図４には、吊車２２の車輪２２ａの外れ止め用のピン２２ｂがガイドレール２４の水平片の直下に位置する点が併せて図示されている。

ストッパ２７用の取付ブロック２７ａは、ガイドレール２４の戸尻側の先端にねじ止めされている（図１、図５）。ストッパ２７は、引戸２１上の戸尻側の吊車２３にねじ止めするブラケット２３ｃの戸尻側下部に対向している。なお、吊車２３には、戸尻側に向けて小径の垂直回転形のローラ２３ｄが付設されており、ローラ２３ｄは、吊車２３上のブラケット２３ｃがストッパ２７に当接する引戸２１の全開位置において、ストッパ２７用の取付ブロック２７ａにねじ止めする板ばね片２７ｂの屈曲先端部に係合し、引戸２１を全開位置に軽く保持することができる。

戸尻側のラック１３は、ガイドレール２４の上縁に連結する断面Ｌ字状のブラケット１３ａを介し、ガイドレール２４の上方に下向きに配置されている（図１、図２）。引戸２１が全開位置の近傍にまで移動すると、ラック１３に対し、引戸２１上の油圧ダンパ１１のピニオン１１ａが下方から噛み合うことができる（図２、図６）。一方、エアダンパ１４は、ラック１３と平行に、戸先側に向けて固定されている。エアダンパ１４は、両端のブラケット１４ｄ、１４ｄを介して上枠２５に取り付けられている。ただし、図２、図６には、それぞれエアダンパ１４の戸先側のブラケット１４ｄのみが図示されている。

戸尻側のラック１３は、全開位置の引戸２１上の油圧ダンパ１１のピニオン１１ａの位
置から戸先側に向けて所定の長さに形成されている。また、エアダンパ１４は、全開位置の引戸２１上のプッシャ１４ｃによりピストンロッド１４ａのほぼ全長を縮退させ得るように、ラック１３の戸尻側の上方に位置決めされている。

引戸の制御装置の作動は、たとえば次のとおりである。

まず、引戸２１が戸先側の全閉位置に向けて移動すると（図７の矢印Ｋ1 方向）、引戸２１が全閉位置に到達するに先き立って、引戸２１上の油圧ダンパ１１のピニオン１１ａが戸先側のラック１２に噛み合う（同図の位置Ｐ1 ）。なお、ラック１２は、ピニオン１１ａを円滑に噛み合わせるために、歯先の高さを滑らかに変化させる短い遷移区間ａを位置Ｐ1 の戸尻側に設けている。

そこで、その後のピニオン１１ａは、引戸２１の進行とともに、ラック１２により図７において反時計方向に回転しながら、引戸２１の全閉位置に対応する位置Ｐo にまで進行して停止する（同図の二点鎖線）。一方、油圧ダンパ１１は、ピニオン１１ａの反時計方向の回転により所定の制動力を発生し、引戸２１は、ピニオン１１ａが図７の位置Ｐ1 〜Ｐo を進行する間に制動され、過大な衝撃を生じることなく全閉位置に閉じることができる。すなわち、ラック１２は、油圧ダンパ１１とともに、全閉位置に向けて閉じ動作中の引戸２１を制動する戸先側の制動区間Ａを形成することができる。

次に、全閉位置の引戸２１を戸尻側に向けて開き操作すると、戸先側の制動区間Ａ内において、油圧ダンパ１１のピニオン１１ａは、ラック１２により図７において時計方向に回転する。しかし、このときの油圧ダンパ１１は、制動力を発生することがなく、引戸２１の開き操作が重くなることがない。

開き操作中の引戸２１上の油圧ダンパ１１のピニオン１１ａが戸尻側のラック１３に噛み合うと（図２の矢印Ｋ2 方向、位置Ｑ1 ）、その後のピニオン１１ａは、引戸２１が進行するに従って、ラック１３により図２において反時計方向に回転しながら、引戸２１の全開位置に対応する位置Ｑo にまで進行して停止する。そこで、このときの油圧ダンパ１１は、所定の制動力を発生して引戸２１を制動することができ、ラック１３は、油圧ダンパ１１とともに、開き動作中の引戸２１を制動する戸尻側の制動区間Ｂを位置Ｑ1 〜Ｑo に形成することができる。ただし、ラック１３は、ピニオン１１ａを円滑に噛み合わせるために、短い遷移区間ｂが制動区間Ｂの戸先側に設けられている。

一方、制動区間Ｂの途中において、全開位置に向けて進行中の引戸２１上のプッシャ１４ｃがエアダンパ１４のピストンロッド１４ａの先端の受け座１４ｂに当接すると（図２の位置Ｑ2 ）、以後、引戸２１の進行とともにピストンロッド１４ａが押圧されて縮退し、エアダンパ１４は、所定の衝撃緩和機能を発揮することができる。すなわち、エアダンパ１４は、図２の位置Ｑ2 〜Ｑo において、制動区間Ｂより短い緩和区間Ｃを形成することができる。ただし、プッシャ１４ｃが受け座１４ｂに当接するとき、エアダンパ１４のピストンロッド１４ａは、伸長限にまで伸長されている。

引戸２１は、全開位置において、ローラ２３ｄが板ばね片２７ｂに係合することにより軽く保持されて停止している（図５）。そこで、全開位置の引戸２１を閉じるときは、引戸２１を戸先側に軽く押してローラ２３ｄを板ばね片２７ｂから外せばよく、以後、引戸２１は、それ自体が自閉式であることにより自動的に全閉位置に閉じることができる。なお、このような閉じ動作中の引戸２１に対し、戸尻側のラック１３は、油圧ダンパ１１のピニオン１１ａを図２において時計方向に回転させるため、油圧ダンパ１１の制動力が生じることがない。また、エアダンパ１４のピストンロッド１４ａは、閉じ動作中の引戸２１上のプッシャ１４ｃ内の磁石により受け座１４ｂ内の磁性材が吸着されて伸長限にまで引き出され、その後、プッシャ１４ｃが受け座１４ｂから自動的に分離する。

戸先側のラック１２による戸先側の制動区間Ａ、戸尻側のラック１３による戸尻側の制動区間Ｂ、エアダンパ１４による緩和区間Ｃは、それぞれ引戸２１の全閉位置、全開位置に関連付けると、図８のように図示することができる。戸先側の制動区間Ａは、たとえば自閉式の引戸２１が全開位置から全閉位置に自動的に閉じるとき、引戸２１が過大な衝撃を生じることなく、適切な時間内に滑らかに全閉位置に閉じるように設定するものとする。一方、戸尻側の制動区間Ｂは、戸先側の制動区間Ａより長く、たとえば制動区間Ａの１．３〜２．１倍に設定することにより、強い力で乱暴に開き操作されたときの衝撃に備えるとともに、バックアップ用の緩和区間Ｃは、戸尻側の制動区間Ｂより短く、たとえば制動区間Ｂの０．３〜０．７倍に設定することにより、全開時に過大な衝撃が生じることを有効に防止することができる。

すなわち、戸先側、戸尻側の制動区間Ａ、Ｂは、共通の油圧ダンパ１１を使用するから、乱暴な開き操作に備えるために、制動区間Ｂを制動区間Ａより長くする必要がある。一方、エアダンパ１４による緩和区間Ｃは、エアダンパ１４の有効ストロークを考慮すると、制動区間Ｂより短くすることが実用的に好ましい。

なお、引戸２１の戸先側の吊車２２上の油圧ダンパ１１、プッシャ１４ｃは、前者のピニオン１１ａの軸心が後者の前面と同一鉛直面上に位置している（図２、図７）。しかし、ピニオン１１ａの軸心、プッシャ１４ｃの前面は、必ずしも同一鉛直面上に揃える必要はなく、ラック１２、１３、エアダンパ１４との相対位置関係を保つことにより、図８のように、引戸２１の全閉位置で終端する適切な制動区間Ａ、全開位置で終端する適切な制動区間Ｂ、緩和区間Ｃを実現できればよい。また、引戸２１に対する油圧ダンパ１１、プッシャ１４ｃの搭載位置、搭載形態などについても、図示以外の任意の形態に変更可能である。さらに、引戸２１は、ガイドレール２４を戸先側に低く傾ける形態以外の他の形式の自閉式に構成してもよい。

この発明は、たとえば学校などのように、開閉操作が乱暴になりがちな任意の用途に対し、広く好適に適用することができる。

Ａ、Ｂ…制動区間
Ｃ…緩和区間
１１…油圧ダンパ
１１ａ…ピニオン
１２、１３…ラック
１４…エアダンパ
２１…引戸

特許出願人 小松ウオール工業株式会社

Claims (4)

1. 引戸に搭載する回転式の油圧ダンパと、該油圧ダンパのピニオンが噛み合い、閉じ動作中の引戸を制動する戸先側の制動区間用の戸先側のラックと、前記油圧ダンパのピニオンが噛み合い、開き動作中の引戸を制動する戸尻側の制動区間用の戸尻側のラックと、引戸の全開時の衝撃を緩和する緩和区間用のエアダンパとを備えてなり、前記戸尻側の制動区間は、前記戸先側の制動区間より長く、前記緩和区間は、前記戸尻側の制動区間より短く設定することを特徴とする引戸の制御装置。
2. 前記戸先側の制動区間は、全開位置の引戸が自動的に滑らかに全閉位置に閉じるように設定することを特徴とする請求項１記載の引戸の制御装置。
3. 前記戸尻側の制動区間は、前記戸先側の制動区間の１．３〜２．１倍に設定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の引戸の制御装置。
4. 前記緩和区間は、前記戸尻側の制動区間の０．３〜０．７倍に設定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の引戸の制御装置。

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