JP2016075055A

JP2016075055A - 扉用閉鎖制動装置

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Publication number: JP2016075055A
Application number: JP2014205351A
Authority: JP
Inventors: 西谷　均; Hitoshi Nishitani; 均西谷
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Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2034-10-06
Also published as: JP6516198B2

Abstract

【課題】解放後自動的に扉が閉鎖し、閉鎖最終段階での減速後も停止することなく、そのまま低速度で完全に最後まで閉鎖させることが可能な扉用閉鎖制動装置を提供する。【解決手段】ケース中央位置に軸心と一体化された湾曲面と傾斜面を有する柱状カムを回動自在に装着し、ばね部材により付勢させた押し込みビットの先端突部を柱状カムの外周面に左右２方向から対向させた状態で配置して閉鎖装置を構成する。歯車の回転動作で負荷が発生する構成の減速部材を有したスライド部材をレール本体内で直線移動可能に配置し、レ−ル本体端部に増幅ラックと移動制動ラックを配置し、スライド部材が増幅ラックに当接し、移動制動ラックが逆の方向に移動するように両者を連動歯車にて連動させる。そしてアーム部材を軸心とスライド部材に連結し、扉を開放した状態からの閉鎖動作と閉鎖最終段階での減速動作と、低速度での最終閉鎖動作を連続して得る。【選択図】図２

Description

本発明は扉用の閉鎖制動装置に関するものである。

従来の扉用の閉鎖制動装置は、アームの回転動作を閉鎖制動装置内での比較的短い距離の直線運動に変換してその直線動作を制御する機構で、シリンダー内部に圧縮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歯車が回転し、歯車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、ピストンの動作により区切られた２室間をシリンダー内に充填されたオイルおよびエアー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、基本機構に油圧や空気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。

これら従来のタイプでは、閉鎖制動装置本体を扉に取り付け、２本のアームを折りたたんだような状態で連結し、連結した２本のアームの片端を上枠に、他端を閉鎖制動装置本体に取り付け、扉の開閉とともに両方のアームの角度が変化し、閉鎖制動装置側のアームの回転動作を閉鎖制動装置内で直線移動動作に変換する構成と、上枠に配置された閉鎖制動装置本体に１本の直線状のアームの端部を装着し、扉にはレール部材を装着し、扉の開閉とともにアームが回転する動作を閉鎖制動装置内で直線移動動作に変換し、アームの他端部は扉面に沿ってレール部材内を直線移動する構成との大きく分けて２タイプがある。前者に該当するタイプを基本としてさらに改良されたものが特開２００１−３０３８４７公報等に多数開示されており、後者に該当するタイプのものが特開２００３−１９３７４０公報等に多数開示されている。

しかしながら、前述の油圧式のタイプは優れた性能を有するものの、圧力の変わるオイルを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閉鎖制動装置本体側のアーム端部に連結された歯車を支点位置で回転させるため油圧等に負けない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歯車等をも内蔵させなければならない。したがって閉鎖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。またデザイン性で優位な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おいては、よりコンパクト性が要求され、ますます精密な構造が必要で、さらに高価になるという点も懸念されている。

また油圧を用いない扉の閉鎖装置も多数提案されており、単にばね部材の力のみで扉を引寄せる構成のものとしては、特開２０００−４５６２４公報や特開２００１−２８８９５６公報等が開示されている。ところが閉鎖動作の駆動力にばねのみを直接用いる場合は、ばねの特性として扉を大きく開けたときほど引寄せ力は強く、僅かにのみ開けたときは引寄せ力が小さくなる傾向を有している。さらに閉鎖時に何ら負荷がかからない状態では閉鎖途中からは慣性力も加わることになる。したがって扉の開放度合いによって完全に閉じる最終段階での速度が変化してしまうものがほとんどであり、機能的に満足なものであるとは考えにくい。

したがって解決するべき最も重要な点としては、大きく開け放った状態からの閉鎖では速度が付きすぎるため最終段階での減速動作が必要になり、少しだけ開けた状態からの閉鎖では引寄せ力が小さいため減速動作を有すると閉まり切らない、この相反する現象に対応する機構が必要になってくると考えられる。そこでばねの特性として大きく撓ませた前後での負荷があまり変わらないぜんまいばねや等荷重ばね等を用いる構成が考えられ、本発明者によっても特開２００５−２７３１９９に報告されている。しかしぜんまいばねや等荷重ばねは巻き込み機能が必要であり、サイズ面で大きくなることとコスト面で高価であるため、比較的コンパクトで安価に構成することを要求される室内ドア用の閉鎖制動装置には採用しにくい点が問題としてまだ残っている。さらにはぜんまいばねや等荷重ばねであっても撓みが小さいときのほうが力が大きくなるような逆転現象は得られない。

そこで本発明者は、ケース内に柱状カムと第一軸心と押し込みビットとばね部材を組み付け、第一軸心を柱状カムに固定しておき、押し込みビットの先端突部を柱状カムの外周面にばね部材により付勢した状態で当接させておく構成の閉鎖装置を設け、歯車の回転動作により負荷が発生する構成の減速部材を装着したスライド部材が、ラックを備えたレ−ル本体内を直線移動可能なように組みつけたレール装置を設け、スライド部材にも第二軸心を装着して、ア−ム部材にて第一軸心と第二軸心を連結する構成の閉鎖制動装置を特願２０１３−０３１５６１にて報告した。

また上記構成での柱状カムは、第一軸心の中心から外周面までの距離が狭い開き角度範囲で比較的大きく変化する形状の傾斜面と、それに連続した同一単位開き角度に対して第一軸心の中心から外周面までの距離が徐々に変化していくように設定された湾曲面を有している。そして第一軸心と柱状カムがア−ム部材に同時に固定されているため、扉の開放によりア−ム部材とともに柱状カムが閉鎖装置の第一軸心を中心に回転し、押し込みビットがばね部材を圧縮させながら移動することになり、そのまま放置すると扉の閉鎖動作を得ることができる。またレール装置においてはレ−ル本体内のスライド部材の第二軸心に対してもア−ム部材は回転動作し、スライド部材がレ−ル本体内を移動する動作になる。そしてその移動動作の最終段階で減速部材の歯車がラックに係合して減速動作が得られる構成になっている。

しかし上記閉鎖動作や減速動作においてもまだまだ不備な点があり、減速度合いが大きすぎると閉鎖力より勝ってしまい、扉が完全に閉鎖する前に停止してしまう誤作動になりやすい点が主として挙げられる。したがって確実に扉を閉鎖させるにはあまり大きな減速力を用いることができにくく、風によるあおりのような急激な閉鎖時においての制動効果が小さくなってしまう。さらには閉鎖力を高めようとばね部材の力を大きくすると、片側に第一軸心や柱状カムが押し付けられてしまうため、他の個所の摩擦力も増加して損失の比率が大きくなり、それほど有効な結果にはなりにくい、等の現象がありまだ改良の余地が残っている。

また上記での減速量は減速装置の歯車とラックが係合しながら移動する距離に略比例する構成であり、長い距離を係合しながら移動するほど大きな減速量が得られることになる。しかし上記の構成での扉とアーム本体の軌跡においては、レール本体内をスライド部材が移動する距離は扉が完全に閉鎖する直前において最も小さくなり、条件としてよくないことがもう一つの重要な改良点として挙げられる。
特開２００１−３０３８４７公報特開２００３−１９３７４０公報特開２０００−４５６２４公報特開２００１−２８８９５６公報特開２００５−２７３１９９公報特願２０１３−０３１５６１公報

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、複雑で大掛かりな油圧の機構を用いず、比較的単純でかつコンパクトに形成できることを前提条件とし、扉の約１８０度までの開放と９０度弱位置からの自動閉鎖機構を有し、閉鎖最終段階での減速機構による制動動作と、さらには所定の位置での停止保持機能をも備えた扉用の閉鎖制動装置を提案することを目的とする。そして全体としてさらに大きな閉鎖力を有し、かつ最終閉鎖時にもっとも閉鎖力が大きくなるような構成の閉鎖装置を実現し、それと同時に扉の閉鎖最終段階での減速部材の歯車とラックが係合する距離を増幅させる手段を備えることで、閉鎖時には扉の閉鎖速度に応じた制動力が得られ、なおかつ停止してしまわない程度の閉鎖力を有し続け、そのまま緩やかに完全に閉鎖する動作を可能とすることを目的とする。

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。まず閉鎖装置とア−ム部材と直線状のレ−ル本体内にスライド部材を移動可能な状態で配置したレール装置とを設け、扉上部と上枠に閉鎖装置とレ−ル装置を振り分けて装着し、両者をア−ム部材で回動可能に連結して扉の閉鎖制動装置を構成する。閉鎖装置はケース内の中央位置に柱状カムと軸心を一体化した状態で回動自在に装着し、その左右両方向から２個の押し込みビットを複数のばね部材と共に向かい合わせた状態で配置し、２個の押し込みビットの先端突部を柱状カムの外周面にばね部材により付勢した状態で当接させておく。そしてスライド部材にも軸心部を形成してレ−ル本体内を直線移動可能なように組みつけ、ア−ム部材にて閉鎖装置の軸心とスライド部材の軸心部を連結する。

ここで、柱状カムは横断面が同一形状の上下方向に長い柱状であり、中央位置に軸心挿入孔を有し、中心を通る基準線に対して片方半分の外周面は軸心の中心からの外周面までの距離が狭い開き角度範囲にて極端に変わる傾斜面と、それに連続した同一単位開き角度に対して軸心の中心からの外周面までの距離が徐々に変化していくように設定された湾曲面とそれ以降の曲面から形成され、他方半分の外周面は片方半分の外周面を、軸心を中心としてそのまま１８０度回転させた形状であり、全体としては略８の字形状として形成しておく。

そして両押し込みビットと柱状カムとの動作においては、扉が閉鎖しているときは両押し込みビットの先端突部は柱状カムの略８の字の凹み位置付近の傾斜面と当接しており、扉の初期開放段階でアーム部材に装着された柱状カムの回転動作により両押し込みビットの先端突部が傾斜面に押されてばね部材を大きく撓ませながら移動し、続けて扉を開放すると軸心の中心からの外周面までの距離が徐々に増加していく形状の湾曲面に当接しながらさらにばね部材を徐々に撓ませることになる。この状態での柱状カムに対する力のかかり方は、左右両方向から同じ力で柱状カムを挟み込んで押し付けているため、単に１個の押し込みビットをばね部材と共に片方からのみ押し付ける構成と比較すると、柱状カムを元の方向に回転させようとする力は単に２倍になるだけでなく、軸心部分周辺の摩擦の低減にもつながるため非常に効率のよい力の伝達が実現できる。

また湾曲面を扉の開放角度が約８５度の位置までにて設定しておくと、その位置でばね部材の撓みが最も大きくなっているため、湾曲面の接線の傾斜方向に対して大きな力がかかり、そのまま放置すると閉鎖動作を始めることになる。そしてばね部材の力は撓み量が減少していくにつれて少しずつ弱くなっていくため、その分湾曲面の接線の傾斜を調整しておいて極端に閉鎖力が小さくならないようにしておくとよい。さらには傾斜面にて急激に変化量が大きくなるように設定しておくと、この最終閉鎖段階において最も閉鎖力を大きくすることも可能である。またアーム部材の作動範囲での、ばね部材の初期たわみ時と最大撓み時での力の差をなるべく小さくするために、ばね部材は比較的自由長の長い圧縮ばねを既に大きく撓ませた状態でケース内に配置し、その状態から柱状カムの回転動作でさらに一定距離を圧縮させるように設定しておくとよい。

またレール装置においては、扉が閉鎖するときにスライド部材が移動してくる方向のレ−ル本体内の端部に制動ラックを装着し、歯車と連動しており歯車の回転が速くなるほど発生する負荷も増加する構成の減速部材を設け、レ−ル本体内を移動するスライド部材に上記の減速部材を組み付け、扉の閉鎖最終段階の所定位置から減速部材の歯車と制動ラックが係合するように配置し、その係合動作によって扉の速度を減速させることができるように構成する。したがって閉鎖時の減速量は減速部材の歯車と制動ラックが係合したままで移動する距離に略比例することになる。

次に開閉時の一連の動作としては、扉が閉鎖しているときは閉鎖装置とレ−ル装置とア−ム部材は一直線にて重なった状態であり、扉を開放するにつれてア−ム部材が閉鎖装置の軸心を中心に回転しながらスライド部材がレ−ル本体内を移動する動作になる。また閉鎖装置においては軸心と柱状カムがア−ム部材に同時に固定されているためアーム部材と共に柱状カムも回転し、ばね部材を撓ませながら両押し込みビットがケース内を直線移動することになる。そして開放動作を停止させると、両押し込みビットの先端突部が柱状カム両外周面の湾曲面や傾斜面を押す動作になり、その外周面の接線方向の傾斜度合いによって柱状カムを回転させようとする動作を得、柱状カムと軸心と共にア−ム部材を戻る方向に回転させようとする力につながる。

次に扉を所定の角度まで開放した後で放置した場合の閉鎖動作としては、その状態での閉鎖力を丁番等の摩擦抵抗より僅かに強くしておくと、そのまますぐに閉動作を開始し、所定角度位置にて制動ラックと減速部材の歯車の係合による減速動作が一旦実施されることになる。そして、この減速動作開始位置にて押し込みビットの先端突部の当接位置が湾曲面から傾斜面に移動した段階に設定しておくと、湾曲面と連続している傾斜面は軸心の中心からの距離が急激に小さくなるように設定されているためにさらに大きな閉鎖力が得られ、扉は減速されつつも止まることなくそのまま閉鎖動作を継続し、扉を最後まで確実に閉鎖することが可能になる。

しかし上記の構成での扉とアーム部材とレール装置の軌跡においては、レール本体内をスライド部材が移動する距離は、扉の開放角度が３０度以上９０度未満では比較的大きいが、３０度から１５度においてはかなり少なくなり、扉が完全に閉鎖する直前の１５度から０度において最も小さくなる。ところが減速量は減速装置の歯車と制動ラックが係合しながら移動する距離に略比例するため、上記のままでの減速部材の歯車と制動ラックが係合する構成では条件としてはあまりよくない。

そこで、扉が閉鎖するときにスライド部材が移動してくる方向のレ−ル本体内の端部の制動ラックを、増幅ラックと移動制動ラックとから構成して連動歯車にて両者を連動させておくとよい。そしてレ−ル本体内を移動するスライド部材の端面がまず増幅ラックに当接し、その動作で移動制動ラックが逆の方向に移動するように両者を配置しておく。すると移動制動ラックを減速部材の歯車と係合させることでスライド部材の移動距離と移動制動ラックの逆方向への移動距離の合計距離にて減速動作を得ることができ、扉の閉鎖最終段階でのレール内でのスライド部材の短い移動距離においても減速動作に必要な歯車と移動制動ラックの係合距離を大幅に増幅させることが可能になる。

さらには減速部材の歯車が、まず停止した状態での移動制動ラックに一定距離係合し、次のタイミングでスライド部材の端面が増幅ラックに当接し、その後は移動制動ラックが逆の方向に移動することによる減速動作に連続するような、２段階での減速動作を設定することも可能である。または増幅ラックと移動制動ラックを連動させる連動歯車の両側の歯数の比率を変更し、スライド部材の移動距離に対する移動制動ラックの移動距離を任意に設定することで、移動制動ラックが減速部材の歯車と係合して扉を減速させる度合いを幅広く調整可能とするような構成も実施可能である。

また人の通行の際に扉を開放する角度を７５度程度と想定すると、それより大きく開放したときにそのまま停止保持できる機能が必要と考えられる。その手段としては、扉の開放角度が８０度から８５度位置付近におけるアーム部材の角度位置での、柱状カムの外周面に対して押し込みビットの先端が当接している位置に凹状の溝部分を設けておくとよい。ここで実際には扉の開放角度が８５度付近の時にはアームの角度は１０５度程度に達しており、柱状カムのこの位置に設けられた溝部分に押し込みビットの先端突部が入り込むことにより、クリック感を有した停止動作を得ることが可能である。そしてこの溝部分を越えてさらに開放する段階においては、柱状カムの曲面の傾斜を扉がより開こうとする方向に力がかかる設定にするとよく、そのまま扉を１８０度まで完全に開放することが可能になる。

そしてレール本体内の扉が約８０度程度開放した段階で減速部材の歯車が位置する付近にもう一つの開放時係合ラックを配置し、扉の開放時にも８０度〜９０度開放付近の一定角度範囲にて減速動作が得られるように構成すると、強く扉を開け放った場合にも開放角度が８０度以上にて減速部材の歯車と開放時係合ラックにより減速させることができる。さらには扉の開放角度がもう少し手前の位置から係合させて一定距離間減速し、そのまま８５度付近での柱状ラックの溝部分にて停止させる動作に連続させる構成も可能である。

また、扉を閉鎖させるために必要な力は扉の重量やサイズにより異なるため、各種扉に対して閉鎖力が調整できることが重要である。そこで閉鎖装置のケース内の両押し込みビットを付勢しているばね部材の両端部に互いに斜面を有した２個の部材からなるばね力調整部材を左右２組設けておく。そしてばね力調整部材の片方の部材に設けた雌ねじ部分に螺合させた状態でばね力調整ねじをケースに対して空転する状態にて組みつけておく。すると施工後に左右２本のばね力調整ねじを均等に回すことでばね部材を押し込む動作が得られ、ばね部材の初期撓みを変更することで扉の閉鎖力を調整できることになる。

ケース内に２個の押し込みビットと２セットのばね力調整部材と複数のばね部材と柱状カムを挿入した構成の閉鎖装置と、減速部材を装着したスライド部材と制動ラックを備えたレール本体からなるレール装置と、両者を連結するためのアーム部材のみの簡単な構成であり、部品点数も少なく安価に提供可能である。また大掛かりな油圧機構等は用いておらず、耐久性に優れていると共に油漏れ等の危険性も無い。そして扉の解放後に自動的に閉鎖動作を開始し、閉鎖最終段階においては一定の減速動作が実施され、その後停止することなく閉鎖動作を続け、より確実に扉を完全に閉鎖することが可能になる。

アーム部材に傾斜面と湾曲面を備えた略８の字形状の柱状カムを軸心と共に固定し、その左右両側からばね部材にて押し込みビットの先端突部を柱状カムの両外周面に押し付ける機構であるため、単に１個の押し込みビットをばね部材と共に片方からのみ押し付ける構成に比べて、柱状カムを元の方向に回転させようとする力は単に２倍になるだけでなく、軸心周辺のブッシュ等との摩擦の低減にもつながるため非常に効率のよい力の伝達が実現でき、全体として大きな閉鎖力が得られるため、比較的重量があるドア等にも適応可能になる。

扉を停止保持させたい任意の開放角度において、その位置での柱状カムの外周面に凹状の溝部分を設けて押し込みビットの先端突部が入り込むように設定しておくことにより、クリック感を有した扉の停止保持動作を得ることができる。さらにはレール本体内にストッパーを装着することでスライド部材の移動を制限し、任意の開き角度にてそれ以上扉が開放しないようにすることもでき、ドアストッパーやアームストッパーの役割も簡単に追加することが可能である。

レ−ル本体内の制動ラックを、増幅ラックと移動制動ラックから構成して連動歯車にて両者を連動させておき、レ−ル本体内を移動するスライド部材が増幅ラックに当接し、その動作で移動制動ラックが逆の方向に移動するように両者を配置する。するとスライド部材が増幅ラックに当接すると同時に移動制動ラックを減速部材の歯車と係合させることで、スライド部材の移動距離と移動制動ラックの逆方向への移動距離の合計距離にて減速動作を得ることができ、扉の閉鎖最終段階でのレール内でのスライド部材の短い移動距離においても減速動作に必要な歯車と移動制動ラックの係合距離を大幅に増幅させることが可能になる。

また減速動作の初期段階として、減速部材の歯車が停止した状態の移動制動ラックに一定距離係合し、次のタイミングでスライド部材が増幅ラックに当接し、その後は移動制動ラックが逆の方向に移動することによる減速動作に連続するような、２段階での減速動作を設定することも可能である。さらには、増幅ラックと移動制動ラックを連動させる連動歯車の両側の歯数の比率を変更し、スライド部材の移動距離に対する移動制動ラックの移動距離を任意に設定することで、移動制動ラックが減速部材の歯車と係合して扉を減速させる度合いを幅広く調整可能とするような構成も実施可能である。

扉と枠体に閉鎖装置とレール本体を振り分けて両者をアーム部材で連結する構成においては、閉鎖装置を上枠にレール本体を扉の上部に配置する構成と、その逆の閉鎖装置を扉の上部に、そしてレール本体を上枠に配置する構成が可能であり、その両方の構成において上枠や扉に掘り込んで内蔵させ、アーム部材の薄い側面のみが露出するだけのコンシールドタイプとして実施することができる。またドアの施工後にも取り付け可能な面付け型も可能であり、細長いレール装置と比較的小さい閉鎖装置が扉の上部に水平に並んで配置されることになり、スリムな感じのデザイン性に優れた構成にすることができる。

以下図面に基づいて本発明に関する扉用閉鎖制動装置の実施の形態を説明する。図１は本発明の閉鎖制動装置をドアの上枠３３と扉３４の上部に内蔵させた状態で取り付け、３０度程度扉３４を開放したときの斜視図であり、図２はその状態での納まり上面図である。まず本発明においては、図１に示すように上枠３３の下部内面に閉鎖装置ａを、扉３４の上部厚み方向面にスライド部材２とレール本体１からなるレール装置ｂを共に埋め込んだ内蔵状態で配置し、閉鎖装置ａとスライド部材２をアーム部材３にて連結しておく。また図３は同じ構成での扉３４の閉鎖状態を示す正面断面図であり、上枠３３と扉３４上面との隙間部分にアーム部材３が配置された状態になる。そして図４は閉鎖状態から１８０度開放状態までの扉３４の開閉によるスライド部材２とアーム部材３の位置関係の軌跡を示した上面図であり、アーム部材３は一定の長さであるため、扉３４の開閉に従ってスライド部材２がレール本１体内を直線移動しながらアーム部材３が水平方向に回転移動する動作になる。

次に図５は閉鎖装置ａの斜視図であり、ケース４内の中央位置に柱状カム５と軸心７を樹脂等のブッシュ１３を介在させて円滑に回動自在になるように装着し、その左右両側に２個の押し込みビット６と複数のばね部材１２を組み付けて構成する。柱状カム５は軸心７に回転不可な状態で固定されており、両押し込みビット６先端の先端突部１１を柱状カム５の外周面に対向させた状態で複数のばね部材１２により付勢させておく。そして軸心７の先端を太鼓形状にカットしておき、アーム部材３の片端に同様に太鼓形状の軸心取り付け孔１４を設け、両者を互いに嵌め込んでねじにて連結する。図６は閉鎖装置ａの正面図であり、図７は閉鎖装置ａを下から見上げたときの平面図である。また図６と図７に示すように、実施形態ではばね部材１２を各４本ずつ両押し込みビット６に配置して均等に柱状カム５を押し付けるようにしている。

また図６に示すように、ばね部材１２の片端に共に斜面１８を有したばね力調整部材１５を２個組み合わせた状態で配置し、その片方のばね力調整部材１５に雌ねじ部分１６を形成しておき、ばね力調整ねじ１７を雌ねじ部分１６に挿通した状態で、ばね力調整ねじ１７の頭部が下向きになる配置で、ケース４に対して空転するように装着しておく。すると図６に示す状態からばね力調整ねじ１７を回すと、雌ねじ部分１６を有した側のばね力調整部材１５が上下方向に移動し、互いの斜面１８により他方のばね力調整部材１５が横方向に移動することになる。この動作はばね部材１２を撓み方向に押し引きすることになり、その結果押し込みビット６の柱状カム５の外周面への付勢力を調整することが可能になる。

次に図８は軸心７に固定された状態の柱状カム５の上面図であり、その形状は横断面が同一の上下方向に長い柱状で、外周は略８の字形状になっており、その外周面は略８の字の凹み部分１０の深い位置から傾斜面９が形成されており、その後なだらかに連続した状態で同一単位開き角度に対して軸心７の中心から外周面までの距離が徐々に変化していくように設定された湾曲面８に続いている。そして基準線Xからの開き角度が１１０度位置付近の湾曲面８が終了する位置に溝部分１９が形成されており、その後はなだらかな曲面にて反対側の凹み部分１０へと連続した形状にて形成されている。したがって全体としては基準線Xを中心として上下を１８０度回転させた状態で重なり合う形状になっている。また、柱状カム５はアーム部材３に固定された状態で回転する方向は決まっており、図８に表示する向きでは扉３４が開放するときには常に時計と反対回りに回転するように設定しておく。そして図７に示すように扉３４が閉鎖している状態では、押し込みビット６の先端突起１１は凹み部分１０の傾斜面９に当接した位置に配置されている。

ここで傾斜面９や湾曲面８の外周形状としては、図８に示すように傾斜面９と湾曲面８を軸心７の中心位置から等角度毎ごとに０度から１１０度までを１０度ずつにて分割し、その各々の外周面位置と軸心７の中心までの距離をA〜Lとすると、その長さが必ずL＞K＞J＞I＞H＞G＞F＞E＞D＞C＞B＞Aとなるように設定しておく。またCからBを経てAに至るアーム部材３が戻る最終段階の角度範囲では、外周面位置においては湾曲面８から傾斜面９に連続した位置付近になり、この狭い範囲角度で外周面位置と軸心７の中心までの距離が極端に小さくなるように設定しておく。そしてL付近の軸心７からの距離がもっとも長くなる外周面位置に溝部分１９を形成しておく。すると図７の閉鎖状態からアーム部材３と共に柱状カム５を回転させると、両スライド部材２の先端突起１１の位置が湾曲面８により左右横方向に押されて移動することになり、すなわちばね部材１２を圧縮させる力につながる。

図９は閉鎖装置ａに対するアーム部材３の回転動作を順に示しており、扉が完全に閉鎖した状態が図９(ｂ)であり、スライド部材２の先端突起１１は図８での柱状カム５の傾斜面９のBからAの位置付近に当接している。そしてこの状態から扉３４を開けると図４に示すように柱状カム５と共にアーム部材３が反時計回りに回転し、扉３４が８５度〜９０度開放した位置でアーム部材３は図９(ｄ)に示すように約１１０度程度回転することになり、常に先端突起１１が傾斜面９や湾曲面８に当接しながら図８におけるK〜Lの位置に至る。したがってその間ばね部材１２はずっと圧縮され続けるため、その結果図９(ｄ)付近にてもっとも強い力がかかっていることになる。そしてこの位置で扉３４の開放動作を停止してフリーにすると、ばね部材１２の付勢力によりその湾曲面８での接点の接線方向の傾斜の度合いによった強さにてアーム部材３を時計回りに回転させる力がかかり、すなわち扉３４を閉鎖する動作が得られる。また扉３４を完全に閉じ切るためにアーム部材３は図９(ａ)に示すように余分に回転するように設定しておくとよく、この状態においてもばね部材１２はまだある程度撓んでおり、押し込みビット６に対しては十分な付勢力を有しているように設定しておく。すると施工時の建付け誤差等により閉まり切らないような不具合を阻止することができる。

この閉鎖動作が本発明での最も重要な機構であり、理想的な条件としては図９(ｄ)の位置からは扉３４を閉鎖するために必要な丁番等の摩擦力を超える程度の閉鎖力が継続し、図９(ｃ)付近からの閉鎖最終段階においては、慣性力が無い状態でも確実に閉じ切るためにはより強めの閉鎖力が必要と想定される。ところがばね部材１２自体の付勢力は圧縮度合いに対して略比例して強弱するため、どうしても撓みの小さい図９(ｃ)付近のほうが力は弱まってしまう。そこで前述でのAからLに順に距離が大きくなっていく湾曲面８の形状設定、つまり同一開き角度あたりの変化寸法をばね部材１２の力の強い範囲では小さく、ばね部材１２の力が弱まった範囲では大きく設定しておくとよい。したがって図８での単位角度あたりの中心からの距離の差である変化寸法が、理想とするとK−J＜J−I＜I−H＜H−G＜G−F＜F−E＜E−D＜D−C＜C−B＜B−Aの順に大きくなれば、ばね部材１２の力と相殺されて比較的均一な閉鎖力が得られることになる。そしてC−BやB−Aにあたる範囲を傾斜面９として急激に変化寸法を大きくしておくと、ラッチが掛かる閉鎖最終段階でより大きな閉鎖力を得ることができる。

また扉３４の重量は重いもので３０ｋｇを超えるため、この閉鎖装置ａによる閉鎖力は一定以上強いことが絶対条件として挙げられる。そこで上記での柱状カム５を中央に挟んで両側から複数のばね部材１２による押し込みビット６での付勢力をかける構成が最も適しており、柱状カム５の片側からのみ１個の押し込みビット６をばね部材１２により付勢する構成と比較すると、単にばね部材１２の力が２倍になるだけではなく、ケース４とブッシュ１３との回転時の摩擦を大きく低減させる点においても非常に優れている。さらには柱状カム５の外周面を滑らかに研磨し、かつ摩擦抵抗の小さいクロムメッキを施し、押し込みビット６も潤滑剤入りの樹脂成型品等で構成する等の処置を追加するとさらに損失の少ない条件が得られる。

そして図９(ｄ)の位置を超えてさらに扉３４を開放すると、柱状カム５の外周形状は曲面にて軸心７の中心からの距離は小さくなっていくため、今度は扉３４をさらに開放しようとする動作になり、そのまま１８０度まで開放することができる。つまり図８の柱状カム５の形状では扉３４が約９０度の位置を境にして両方向に付勢する動作になる。また図９での柱状カム５には図８に示すような溝部分１９は表記しておらず、したがってこの場合は大きな抵抗無く扉３４が９０度開放位置付近を通過する動作になる。ここで図８に示すような溝部分１９を設けておくと、図９(ｄ)付近で先端突起１１が溝部分１９に入り込み扉３４を停止保持することができ、その後は両方向へのクリック感のある扉３４の開閉動作を得ることも可能になる。また扉３４の９０度以上の開放動作においてはこの動作に限定されるわけではなく任意であり、例えば図９(ｄ)の位置からの柱状カム５の外周面形状を軸心７を中心とした円周面にすることで、扉３４の９０度開放以降はどちらの方向にも力はかからず、その位置にてそのまま停止するような構成も可能である。

以上、上記の閉鎖装置ａの構成によって一定以上の閉鎖力、特に閉鎖最終段階での大きな閉鎖力が得られることになり、その特徴をさらに用いることで単に扉３４が閉じるだけでなく、油圧式のドアクローザーのように閉鎖最終段階で一旦低速度にまで減速し、その後ゆっくりと最後まで閉鎖するような制動機構も十分追加可能であると考えられる。そこで減速部材として歯車２１の回転で負荷が発生する構成のロータリーダンパー２０を用い、レール本体１内をスライド部材２が移動した閉鎖最終段階で、レール本体１内に装着された制動ラック２２と歯車２１が係合することによる減速動作を用いる構成が適している。図１０は歯車２１を有するロータリーダンパー２０を装着したスライド部材２の正面図であり、図１１はその上面図である。ここで図４に示すようにスライド部材２は扉３４の開閉に従ってレール本体１内を移動するため、その際にレール本体１の内壁面とスライド部材２の側面が擦れて走行性能が下がらないようにスライド部材２の適当な箇所にローラー２３を配置しておくとよい。そして図２に示すようにスライド部材２の上部とアーム部材３の他端部を回動自在に連結する。

ここでロータリーダンパー２０の構成としては、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０リングにて密封されており、歯車２１が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機構が適しており、歯車２１の回転速度が速いほど大きな負荷が掛かり、歯車２１の回転速度が小さい場合は発生する負荷も小さくなる性質が非常に有効である。そして扉３４を開放するときは当然操作が軽いほうがよいため、このロータリーダンパー２０は歯車２１が片方向に回転するときにのみ負荷が発生し、逆方向への回転時はフリーになるワンウエイクラッチ付のものを使用するとよい。また減速部材として用いることができるものはロータリーダンパー２０のみに限らず、耐磨耗性能に優れた材質のワッシャ状の部材にて複数の皿ばね座金を挟み込んで歯車２１と連動して回転するように組付けた、ばねの押し圧力と摩擦力とを利用して回転時に負荷をかけるトルクヒンジ(スイーベルヒンジ)のような構成でも可能である。

ここで、ロータリーダンパー２０と制動ラック２２による減速動作においてはさまざまな構成が実施可能である。まず基本的なロータリーダンパー２０と制動ラック２２の配置においては、図１２に示すように扉３４の閉鎖時にスライド部材２が移動してくるレール本体１の片端部に制動ラック２２を装着しておく構成が簡単である。この構成ではスライド部材２が所定の速度で図１３(ａ)に示す位置に移動した段階で、ロータリーダンパー２０の歯車２１が制動ラック２２に係合して減速動作が開始する。そしてある程度減速が実施されるとスライド部材２の移動速度が落ち、その結果ロータリーダンパー２０への負荷が小さくなる。ところが閉鎖装置ａによる閉鎖力は最終段階でも十分有しているため、図１３(ｂ)に示すように引き続きスライド部材２はレール本体１内をゆっくりと移動して、そのまま低速度にて閉鎖動作が実施され、完全に扉３４を閉鎖させることができる。しかし前述のように、閉鎖装置ａの特徴として閉鎖最終段階での閉鎖力が大きく設定できているとしても、それを超える負荷が発生するロータリーダンパー２０を用いると図１３(ａ)と図１３(ｂ)の間で停止してしまうことも懸念される。したがって扉３４が非常にゆっくりと慣性力がついていない状態で閉鎖して図１３(ａ)の位置に差し掛かっても、停止せずにそのまま最後まで閉鎖するように閉鎖力とロータリーダンパー２０の負荷との関係を適宜設定しておく必要がある。

そして、もう一点ここで非常に問題となるのが、扉３４が閉鎖するときの単位角度あたりのスライド部材２の移動距離である。図１４は扉３４を９０度開放した時点から閉鎖させる際の、スライド部材２のレール本体１内での移動距離を、扉３４の１５度ごとの閉鎖位置にて示した模式図である。つまり９０度から７５度に閉鎖したときにスライド部材２はｇ−ｆの距離を移動することになる。そして本発明の構成における特性としては、この１５度ごとの移動距離においては、７５度から４５度までのｆ−ｅとｅ−ｄとが最も大きく、その次に少しだけ短くなるのが９０度から７５度のｇ−ｆと４５度から３０度のｄ−ｃになる。そして３０度から１５度のｃ−ｂはかなり移動距離が小さくなり、１５度から０度への最終閉鎖段階においてのｂ−ａは極端に短くなってしまう。そして１５度から０度への閉鎖においても１５度から１０度より１０度から５度が、さらには５度から０度がますます移動距離は小さくなってしまう。

ところが上記の減速動作はロータリーダンパー２０の歯車２１が制動ラック２２に係合したまま移動する距離に略比例するため、閉鎖最終段階での減速量に関してはこの係合距離があまり取れないことになり、条件面において十分とは想定しにくい。そこで図１５に示すように、扉３４が閉鎖するときにスライド部材２が移動してくる方向のレ−ル本体１内の端部下部に増幅ラック２４を設け、その斜め上部に移動制動ラック２５を配置して、２個の平坦な歯車を軸で連結したような形状の連動歯車２６にて両者を連動させ、増幅ラック２４が押されると移動制動ラック２５が逆方向に移動するように設定しておくとよい。そしてスライド部材２の端面が増幅ラック２４に当接すると同時にロータリーダンパー２０の歯車２１が移動制動ラック２５と係合するように構成しておく。

すると閉鎖最終段階でレ−ル本体１内を移動するスライド部材２がまず図１６(ａ)に示すように増幅ラック２４に当接し、ほぼ同時に移動制動ラック２５がロータリーダンパー２０の歯車２１と係合する動作が得られる。そしてこの動作は連動歯車２６の両側の歯数が同じであるなら、図１６(ｂ)に示すように歯車２１と移動制動ラック２５が係合してからスライド部材２が移動する距離L１と移動制動ラック２５が逆方向に移動する距離L２の合計である２倍の距離にて減速動作が実施されることになり、扉３４の閉鎖最終段階でのレール本体１内でのスライド部材２の短い移動距離においても減速動作に必要な歯車２１と移動制動ラック２５の係合距離を大幅に増幅させることが可能になる。また比較的急速に扉３４が閉鎖した場合などのために、増幅ラック２４のスライド部材２と当接する部分に衝撃吸収材２７等を装着しておくとよい。

しかし上記の減速係合距離が２倍の構成では、瞬間的にかなり急激な減速動作が実施されると想定される。そこでさらに優れた構成としては図１７に示すように、移動制動ラック２５を手前方向にさらに長く設定しておき、図１７(ａ)に示すようにまずロータリーダンパー２０の歯車２１が停止状態の移動制動ラック２５に係合してL１の距離のみ１倍の減速動作を実施させ、その後のタイミングで図１７(ｂ)に示すようにスライド部材２が増幅ラック２４に当接し、さらに図１７(ｃ)に示すようにスライド部材２が移動する距離L２と移動制動ラック２５が逆方向に移動する距離L3の合計の２倍の距離を減速させる２段階での減速動作を用いるとよい。この構成においては、比較的スライド部材２の移動距離がある図１４での扉３４の開放速度が３０度から１５度付近を１倍の減速動作にて設定し、その後の１５度〜０度の範囲を２倍の減速動作に設定するともっとも有効な制動動作が得られると想定される。

さらには図示はしないが、増幅ラック２４と移動制動ラック２５を連動させる連動歯車２６の両側の歯数の比率を変更し、スライド部材２の移動距離に対する移動制動ラック２５の移動距離を任意に増幅して設定することで、移動制動ラック２５がロータリーダンパー２０の歯車２１と係合して扉３４を減速させる度合いをより幅広く可能とするような構成も実施できる。また閉鎖状態から扉３４を開放する際には増幅ラック２４と移動制動ラック２５が所定の位置に必ず復帰するように図１６や図１７に示すように増幅ラック２４内にばね部材１２を装着しておくとよい。

また別の制動機構としては、扉３４が所定位置にまで閉鎖した段階で強制的に歯車２１が移動して移動制動ラック２５と噛み合う係合手段と、扉３４がロータリーダンパー２０の負荷により減速されながらさらに閉じ、所定の低速度になった段階で歯車２１が移動制動ラック２５から外れる離脱手段とを有する係脱機構を用いることも可能である。その係脱機構の一例としては、図１８に示すように、まず昇降部分２８を設けたロータリーダンパー２０をスライド部材２に対して一定の角度範囲にて首振り動作するように両者をスイング軸２９で連結し、レール本体１の端部に増幅ラック２４と連動歯車２６と移動制動ラック２５からなる構成を、その少し手前の下部位置に山型片３０を配置しておく。そしてロータリーダンパー２０の歯車２１が移動制動ラック２５に対して常に離れようとする方向に力がかかるように離脱用ばね３１をスイング軸２９に巻き付けるような配置にて組みつけておく。

すると、図１８(ａ)に示すような扉３４が大きく開放された状態ではロータリーダンパー２０の歯車２１と移動制動ラック２５は離れているため両者は何ら影響していない。そして閉鎖最終段階に差し掛かるとスライド部材２がレール本体１内を移動してきて、ロータリーダンパー２０の昇降部分２８が山型片３０に当たり、離脱用ばね３１を撓ませながら山型片３０に乗り上げるようにして上方に首振り動作し、ロータリーダンパー２０の歯車２１が移動制動ラック２５側に移動する。そしてそのままさらに閉鎖すると図１８(ｂ)に示すように歯車２１と移動制動ラック２５が強制的に係合し、この段階から減速動作を得ることになる。ところがロータリーダンパー２０の昇降部分２８が山型片３０の上面に乗っているのはこの状態からは極僅かな範囲のみであり、図１８(ｃ)の位置においては、既に昇降部分２８が山型片３０から外れており、強制的に歯車２１と移動制動ラック２５を係合させる構成は終了している。

したがって図１８(ｃ)から図１８(ｄ)に至る状態では、扉３４が閉鎖する力すなわちスライド部材２の移動しようとする力により歯車２１と移動制動ラック２５間に発生する摩擦力と離脱用ばね３１の力が存在していることになる。つまり扉３４を減速させるための負荷により移動制動ラック２５と歯車２１間に発生する摩擦力が離脱用ばね３１によるロータリーダンパー２０を下方に戻そうとする力より大きい間は減速動作を連続させ、その力が小さくなった段階で離脱用ばね３１の力が上回ると歯車２１が移動制動ラック２５から離脱して減速動作が終了することになる。この離脱動作に関しては歯車２１と移動制動ラック２５との接点とスイング軸２９とを結ぶ線の水平面に対する傾きが重要になり、この傾きが大きくなるほど離脱しにくい条件になる。そこで離脱用ばね３１の強さとこの傾きを適宜調整して最も適した離脱条件にて設定するとよい。

そしてこのロータリーダンパー２０の歯車２１と移動制動ラック２５間に発生する摩擦力は扉３４の閉鎖速度が速い時ほど大きく、速度が遅くなるにつれて小さくなっていく。したがって非常に強く扉３４を閉鎖した場合等では、ある程度減速されてもまだ扉３４の閉鎖速度が残っているときには摩擦力はまだ大きく、図１８(ｄ)のように歯車２１は移動制動ラック２５から離脱することは無い。そして閉鎖速度が所定の低速度になり歯車２１が移動制動ラック２５から離脱した状態を図１８(ｅ)に表示しており、歯車２１と移動制動ラック２５に発生する摩擦力が離脱用ばね３１の付勢力よりも小さくなった段階で歯車２１は移動制動ラック２５から離脱して減速動作が終了する。

また歯車２１が移動制動ラック２５から離脱した図１８(ｅ)の段階においても、押し込みビット６を付勢するばね部材１２と柱状カム５とによる閉鎖力は残っているため、そのまま最後まで扉３４は閉鎖することになる。したがってこの歯車２１と移動制動ラック２５が離脱するときの条件を任意に設定することにより、扉３４を比較的遅い所定速度にまで一旦減速し、引き続きそのまま緩やかに閉じる制動動作が得られることになる。つまり非常に扉３４の速度が速いときには歯車２１と移動制動ラック２５が噛み合っている距離が長くなり、その分全体の減速量も大きくなり、逆に扉３４の速度が遅いときは歯車２１と移動制動ラック２５が噛み合っている距離が短くなり、全体の減速量も少なくなるためである。その結果閉鎖速度の大小に比例した減速量が得られることになり、風での強いあおり等による閉鎖動作であっても最終段階での速度を一定にできるため、非常に優れた扉３４の閉鎖制動動作が実現できることになる。

以上では様々な閉鎖条件にて説明してきたが、長年の使用により丁番の動きが悪くなったりする場合も想定され、どのような条件においても扉３４を確実に最後まで閉鎖させることが必要である。そこで前述の図６に示すばね部材１２の付勢力を調整可能な構成が有効であり、施工後にばね力調整ねじ１７にてばね部材１２の初期撓みを変更することで扉３４の閉鎖力を調整するとよい。その要点としては、扉３４を閉鎖方向への慣性力がついていない状態で減速動作に差し掛かる位置にて一旦停止保持し、その後閉鎖装置ａのみの力でゆっくりと閉鎖が継続するようにばね力調整ねじ１７にて強さを調整するとよい。また扉３４を閉鎖させるために必要な力は扉３４の重量やサイズにより異なり、各種様々な扉３４に対して適応させることも重要であり、この点においても上記手段での施工後に閉鎖力が調整できることが重要と考えられる。

また扉３４を開放する動作においては、操作力は軽いほどよいため、ロータリーダンパー２０の種類としては、歯車２１は片方向の回転動作にのみ負荷が発生し逆方向はフリーになるワンウエイクラッチ付のタイプを使用し、逆方向の歯車２１の回転では負荷が発生しないようにしておくとよい。すると開放時には閉鎖装置ａのみの力に対して扉３４を押し開く、比較的軽い開放操作にて実施可能になる。

また廊下等での約９０度までしか扉３４が開放できない納まりの場合においては、通常８５度開放付近にて壁面に扉３４が衝突しないように、戸当たりやアームストッパーが装着されることが多い。しかしこれらの戸当たりやアームストッパーでは閉鎖状態から急激に扉３４を開け放った場合においては強い力で衝撃を伴って戸当たりやアームストッパーにて強制停止させられることになる。そこで本発明のレール装置においては、扉３４が約８０度開放した段階でのレール本体１内のスライド部材２の位置に、歯車２１と係合して負荷が発生するように、開放時係合ラック３２を装着しておくとよい。また上記の構成では、ワンウエイクラッチのロータリーダンパー２０を用いているため、図３に示すようにレール本体１の中央下部位置に開放時係合ラック３２を設けておくと、扉３４の開放時にも８０度開放以上の一定角度範囲にて減速動作が得られることになる。そしてこの角度範囲は図１４でのｇ−ｆに相当し、この範囲はスライド部材２の移動距離が比較的大きいため減速動作としてはかなり有効である。

さらには、もう少し手前の扉３４の開放角度が７５度付近からロータリーダンパー２０の歯車２１を開放時係合ラック３２に係合させてある程度の距離にて減速し、その後に押し込みビット６の先端突起１１が柱状カム５の溝部分１９に入り込むように設定しておくと、急激に開け放った後に減速動作が得られ、そのまま８５度開放位置付近にて扉３４を停止保持させることも可能になる。また、この停止保持させる強さ度合いは図８に示す溝部分１９の深さにて任意に設定可能である。さらには図示はしないが、スライド部材２が８５度開放位置で必ず停止するように、レール本体１内にストッパーを固定しておくと、約９０度開放タイプの閉鎖制動装置としても設定することができる。その結果通常必要とされている戸当たりやアームストッパーをも必要としない、戸当たり兼用タイプにまで発展させることが可能になる。

また上記実施形態では上枠３３に閉鎖装置ａを、扉３４の上部にレール装置ｂを共に掘り込んだ納まりにて内蔵させ、両者をアーム部材３で連結した構成にて表記しているが、その逆の上枠３３にレール装置ｂを、扉３４の上部に閉鎖装置ａを配置する構成も可能である。さらにはレール装置ｂや閉鎖装置ａを上枠３３と扉３４の上部正面に振り分けて取り付ける面付けタイプも可能である。図１９は扉３４の上部表面にレール装置ｂを、上枠３３の表面に閉鎖装置ａを配置した状態での開閉軌跡を示しており、この面付け納まりの配置においても各々の動作は同じである。また図２０はその面付けタイプの閉鎖制動装置をドアの上部に装着し、扉３４を閉鎖した状態の正面図であり、細長いレール装置ｂの上に閉鎖装置ａが配置された意匠になり、両者共に扉面からの出っ張りも小さく、全体としても細長いで形状のため、デザイン性も兼ね備えた面付けタイプとしても非常に有効である。

本発明の扉用閉鎖制動装置の納まり斜視図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の納まり上面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の納まり正面断面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、開閉動作における扉とアーム部材の一定角度毎の上面軌跡図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、閉鎖装置の斜視図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、閉鎖装置の正面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、閉鎖装置の下面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、第一柱状カムの上面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、閉鎖装置に対するアーム部材及び柱状カムの回転動作を示す軌跡図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、スライド部材に減速部材を組み付けた状態の正面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、スライド部材に減速部材を組み付けた状態の上面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、制動ラックを装着した構成のレール装置の正面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、レール装置の減速動作を示す正面軌跡図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、レール本体内でのスライド部材の移動状態を示す上面模式図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、移動制動ラックと増幅ラックを用いた構成のレール装置の正面図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、移動制動ラックと増幅ラックを用いた構成のレール装置の減速動作を示す正面軌跡図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、移動制動ラックと増幅ラックを用いた構成のレール装置の、他の減速動作を示す正面軌跡図である。本発明の扉用閉鎖制動装置の、減速部材と移動制動ラックとの係脱機構を組み付けた構成のレール装置の減速動作を示す正面軌跡図である。本発明の扉用閉鎖制動装置を扉に面付けにて配置した状態の、開閉動作における上面軌跡図である。本発明の扉用閉鎖制動装置を扉に面付けにて配置した状態の正面図である。

ａ閉鎖装置
ｂレール装置
１レール本体
２スライド部材
３アーム部材
４ケース
５柱状カム
６押し込みビット
７軸心
８湾曲面
９傾斜面
１０凹み部分
１１先端突部
１２ばね部材
１３ブッシュ
１４軸心取り付け孔
１５ばね力調整部材
１６雌ねじ部分
１７ばね力調整ねじ
１８斜面
１９溝部分
２０ロータリーダンパー
２１歯車
２２制動ラック
２３ローラー
２４増幅ラック
２５移動制動ラック
２６連動歯車
２７衝撃吸収材
２８昇降部分
２９スイング軸
３０山型片
３１離脱用ばね
３２開放時係合ラック
３３上枠
３４扉

Claims

スライド部材を直線状のレ−ル本体内で移動可能に配置した構成のレ−ル装置とア−ム部材と閉鎖装置を有し、扉と枠体に閉鎖装置とレ−ル装置を振り分けて装着し、両者をア−ム部材で連結した構成の扉の閉鎖制動装置であって、軸心と一体化した柱状カムと先端突起を備えた押し込みビットとばね部材とケースを設け、柱状カムは傾斜面と湾曲面とを備えた固有の外周面を有しており、柱状カムをケースの中央位置に回動自在に装着し、複数の押し込みビットの先端突部を、柱状カムを挟んだ各々の方向から外周面に当接させた状態でばね部材により軸心方向に付勢させて閉鎖装置を構成し、軸心にアーム部材の片端を固定し、ア−ム部材の他端をスライド部材に回動可能に組み付け、押し込みビットの先端突部がばね部材の付勢力により柱状カムの外周面を押すことにより、柱状カムと共にア−ム部材を回転させる動作を得、スライド部材がレール本体内を移動する動作と共に扉の閉鎖を可能としたことを特徴とする扉用閉鎖制動装置。
前記柱状カムは横断面形状が同一の上下方向に長い柱状であり、その中央位置に軸心を一体化しておき、外周面は基準線に対する片側の形状が、軸心の中心からの外周面までの距離が狭い開き角度範囲にて極端に変わる傾斜面と、それに連続した同一単位開き角度に対して軸心の中心からの外周面までの距離が徐々に変化していくように設定された湾曲面を有しており、全体としては基準線に対する片側の形状をそのまま軸心を中心に１８０度回転させた形状にて形成されている略８の字形状であることを特徴とする請求項１に記載の扉用閉鎖制動装置。
前記略８の字形状の柱状カムの左右両側から、向かい合った配置で２個の押し込みビットを複数のばね部材にて付勢させる構成の閉鎖装置において、扉の閉鎖状態では両押し込みビットの先端突部は柱状カムの略８の字の凹み位置付近の傾斜面と当接しており、扉の初期開放段階でアーム部材に装着された柱状カムの回転動作により両押し込みビットの先端突部が傾斜面に押されてばね部材を大きく撓ませながらケース内を直線移動し、続けて扉を開放すると軸心からの外周面までの距離が徐々に増加していく形状の湾曲面に当接しながらさらにばね部材を徐々に撓ませ、先端突起が湾曲面の最終位置に至る扉の所定開放角度までの範囲においては、そのまま放置すると扉の閉鎖動作を得るように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の扉用閉鎖制動装置。
扉が閉鎖するときにスライド部材が移動してくる方向のレ−ル本体内の端部に制動ラックを装着し、歯車の回転と連動して負荷が発生する構成の減速部材を設け、レ−ル本体内を直線移動するスライド部材に上記の減速部材を組み付け、扉の閉鎖最終段階にて減速部材の歯車と制動ラックが強制的に係合するように構成し、その係合動作によって扉の速度を減速させることで扉の閉鎖動作を制動可能としたことを特徴とする請求項１に記載の扉用閉鎖制動装置。
扉を上記所定開放角度までの範囲にて開放し、そのまま放置した状態での閉鎖動作においては、両押し込みビットの先端突部との当接位置が湾曲面に位置しているため、ばね部材の付勢力と湾曲面の接線方向への傾き度合いに比した力で柱状カムに固定されたア−ム部材に対する回転力が発生してその結果扉の閉鎖動作が実施され、閉鎖最終段階に差し掛かった位置にて制動ラックと減速部材の歯車との係合動作による減速動作が開始され、同時にこの位置にて押し込みビットの先端突部の当接位置が湾曲面から傾斜面に移動してさらに大きな閉鎖力が発生することになり、減速されつつもそのまま止まることなく最後まで閉鎖動作を継続するように設定したことを特徴とする請求項１または３または４いずれか１項に記載の扉用閉鎖制動装置。
扉を約８５度開放した状態で、両押し込みビットが当接している柱状カム外周面の湾曲面の最終端部位置に溝部分を形成し、両押し込みビットの先端突部が溝部分に入り込む動作により、約８５度開放位置にて一定の力で扉を停止保持できるように構成したことを特徴とする請求項１または２または４いずれか１項に記載の扉用閉鎖制動装置。
レール本体内の、扉が約８０度開放した段階で減速部材の歯車が位置する付近にもう一つの開放時係合ラックを配置し、扉の開放時にも８０度から９０度開放への一定角度範囲にて減速部材の歯車と開放時係合ラックとの係合による減速動作が得られるように構成したことを特徴とする請求項１または４に記載の扉用閉鎖制動装置。
扉が閉鎖するときにスライド部材が移動してくる方向のレ−ル本体内の端部の制動ラックを、増幅ラックと移動制動ラックから構成して連動歯車にて両者を連動させ、レ−ル本体内を移動するスライド部材がまず増幅ラックに当接し、その動作で移動制動ラックが逆の方向に移動するように両者を配置し、移動制動ラックを減速部材の歯車と係合させることでスライド部材の移動距離と移動制動ラックの逆方向への移動距離の合計距離にて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または４または５いずれか１項に記載の扉用閉鎖制動装置。
レ−ル本体内を移動するスライド部材の減速部材の歯車がまず停止状態での移動制動ラックに一定距離係合し、その後スライド部材が増幅ラックに当接し、その動作で移動制動ラックが逆の方向に移動するように両者を構成することで、制動初期段階はスライド部材の移動距離のみの減速度合いを得、その後はスライド部材の移動距離と移動制動ラックの逆方向への移動距離の合計距離による減速度合いを得るように構成したことを特徴とする請求項１または４または５または８いずれか１項に記載の扉用閉鎖制動装置。
前記増幅ラックと移動制動ラックを連動させる連動歯車の両側の歯数の比率を変更し、スライド部材の移動距離に対する移動制動ラックの移動距離を任意に設定することで、移動制動ラックが減速部材の歯車と係合して扉を減速させる度合いを適宜変更可能としたことを特徴とする請求項１または８または９いずれか１項に記載の扉用閉鎖制動装置。
ケース内に共に斜面を有した２個の部材からなるばね力調整部材を設け、その片方の部材に設けた雌ねじ部分にばね力調整ねじをケースに対して空転する状態で螺合し、施工後にばね力調整螺子を回す操作で他方の部材を移動させてばね部材を押し込むことにより、ばね部材の初期撓みを変更することで扉の閉鎖力を調整できる構成を設けたことを特徴とする請求項１または３に記載の扉用閉鎖制動装置。