JP2016176222A - 回動補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回動部材の回動によっても部品が外部に露出することがなく、見栄えを向上させることができ、部品点数を少なくして構造を簡単とした回動補助装置を提供する。
【解決手段】回転しない巻き取り部２２を有する固定部材２と、固定部材２に上下方向に回動可能に一端部が連結された回動部材５と、巻き取り部２２に一端部が連結された状態で回動部材５の内部に引き込まれ、回動部材５の上下方向への回動によって巻き取り部２２の外周面への巻き取り量が変化する長尺部材６と、長尺部材６の他端部が連結された状態で回動部材５の内部に取り付けられ、巻き取り部２２への長尺部材６の巻き取り量の変化によって荷重特性が変化する弾性部材７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、駐車場のゲート、複写機の蓋等の開閉動作する相手部材の上下方向への回動を補助する回動補助装置に関する。

上下方向に回動することによって開閉作動するゲート等の部材は、上下方向への回動時に自重よるモーメントが作用するため、開閉の際の回動操作に負担がかかって回動させにくい問題がある。このため、回動をアシストする回動補助装置が開発されている。

特許文献１には、門扉や遮断機等に用いられる従来の回動補助装置が開示されている。この回動補助装置は、門扉等の相手部材に取り付けられる回動部材（揺動腕）と、回動部材を回動可能に支持する支柱等の固定部材とを有しており、回動部材の内部にばねからなる弾性部材を配置し、回動部材の回動中心にリンクを連結し、このリンクを弾性部材に連結した構造となっている。この構造では、回動部材を上下方向に回動させると、リンクが弾性部材を伸縮させるため、弾性部材の荷重変化によりトルクが変化して相手部材を上下方向に回動させる際の操作性を向上させるようになっている。

特開平７−４１６４号公報

しかしながら、従来の回動補助装置は、回動部材の回転中心位置と弾性部材に連結されるリンクの回転中心位置とが異なっているため、回動部材を回動操作するとリンクが回動部材の外部に露出する。このため、見栄えが悪い問題を有している。又、部品点数が多く、構造が複雑であり、組み立てが面倒である問題も有している。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、回動部材の回動によっても部品が外部に露出することがなく、見栄えを向上させることができ、部品点数を少なくして構造を簡単とした回動補助装置を提供することを目的とする。

本発明の回動補助装置は、回転しない巻き取り部を有する固定部材と、前記固定部材に上下方向に回動可能に一端部が連結された回動部材と、前記巻き取り部に一端部が連結された状態で前記回動部材の内部に引き込まれ、前記回動部材の上下方向への回動によって前記巻き取り部の外周面への巻き取り量が変化する長尺部材と、前記長尺部材の他端部が連結された状態で前記回動部材の内部に取り付けられ、前記巻き取り部への前記長尺部材の巻き取り量の変化によって荷重特性が変化する弾性部材と、を備えていることを特徴とする。

この場合、前記弾性部材が取り付けられる弾性体支持ブラケットをさらに有し、前記弾性体支持ブラケットは前記弾性部材の初期荷重の調整が可能なように前記回動部材に位置調整可能に取り付けられていることが好ましい。

又、前記巻き取り部は外形が円又は楕円に形成されていることが好ましい。

又、前記弾性部材は圧縮ばね又は引っ張りばねであることが好ましい。

本発明によれば、回動部材の上下方向への回動によって長尺部材の巻き取り部への巻き取り量が変化し、この変化によって弾性部材の荷重が変化するため、回動部材の回動操作を向上させることができる。又、長尺部材及び弾性部材が回動部材の内部に設けられており、回動部材の回動があってもこれらが外部に露出しないため、見栄えを向上させることができる。又、長尺部材と弾性部材とを機能部品として備えるだけであるため、部品点数が少なく、構造を簡単とすることができる。

本発明の第１実施形態の回動補助装置を示す正面図である。 図１の平面図である。 図１の側面図である。 第１実施形態の回動補助装置の動作を示す正面図である。 第１実施形態の回動補助装置のトルク−モーメント特性を示すグラフである。 本発明の第２実施形態の回動補助装置を示す正面図である。 第２実施形態のトルク−モーメント特性を示すグラフである。 本発明の第３実施形態の回動補助装置を示す正面図である。 第３実施形態のトルク−モーメント特性を示すグラフである。 本発明の第４実施形態の回動補助装置を示す正面図である。 本発明の第５実施形態の回動補助装置を示す正面図である。 図１１の平面図である。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

（第１実施形態）
図１〜図５は、本発明の第１実施形態の回動補助装置１を示す。回動補助装置１は固定部材２と、回動部材５と、長尺部材６と、弾性部材７とを備えている。本発明は、回動部材５が駐車場のゲート、複写機の蓋等の相手部材８に取り付けられることにより、相手部材８を開閉させるための回動操作性に寄与するものである。この場合、相手部材８が平板等の板状形状であるとき、回動補助部材１は板状の相手部材８の左右両側に配置されることが好ましい。

図１及び図２に示すように、固定部材２は相手部材８が取り付けられる支柱、複写機本体等の支持部材９に固定される固定ブラケット２１と、固定ブラケット２１に回転しないように固定された巻き取り部としての巻き取り部材２２とを備えている。巻き取り部材２２は固定ブラケット２１への固定状態で外周面２５に対して長尺部材６が巻き取り及び引き出しされる。これにより巻き取り部材２２への長尺部材６の巻き取り量が変化する。この実施形態では、固定ブラケット２１及び巻き取り部材２２が別部品となっており、巻き取り部材２２が回転しないように固定ブラケット２１に組み付けられるが、固定ブラケット２１及び巻き取り部材２２を一体に形成しても良く、この方が部品点数を少なくすることができる。

巻き取り部材２２は外形が半径Ｒとなっている円板状に形成され、長尺部材６は半径Ｒの円形の外周面２５に巻き付けられる。外周面２５には、Ｖ溝等の溝部２３が形成されており、長尺部材６は溝部２３内に入り込んで巻き取り部材２２に巻き付けられる。

回動部材５はＬ字形に屈曲された横長形状の本体部５１と、本体部５１の長さ方向の一端（図１及び図２における左端）から下方に連設された弧状ブラケットとなっている連結片部５２とが一体に形成されている（図１及び図３参照）。連結片部５２は回動部材５の一端部を構成するものであり、一端部としての連結片部５２は固定ブラケット２１に回動可能に連結され、これにより回動部材５の全体が固定ブラケット２１を中心に上下方向に回動する。回動部材５の本体部５１は相手部材８への挿入等によって相手部材８に取り付けられており、回動部材５が回動することにより相手部材８が上下方向に回動し、この上下方向への回動によって相手部材８が開閉動作する。図４における実線位置が相手部材８の全開状態、鎖線位置が相手部材８の全閉状態であり、相手部材８（すなわち回動部材５）はこの間で上下方向に回動する。

この実施形態において、回動部材５の一端部である連結片部５２は、円形の巻き取り部材２２の中心部分で固定ブラケット２１に連結される。図３における符号５３は回動部材５の回転中心となるピン等からなる回転軸である。

長尺部材６はロープ、ワイヤ、チェーン等が用いられる。長尺部材６は長さ方向の一端部６１が巻き取り部としての巻き取り部材２２に固定される。この固定はねじ６２をねじ込んで一端部６１を巻き取り部材２２の溝部２３に固定することにより行うことができるが、ピン等への巻き付け、接着、溶着等の他の手段によって行っても良い。長尺部材６は巻き取り部材２２に固定された一端部６１から巻き取り部材２２の外周面２５に沿って巻き付けられた後、伸長状態のままで回動部材５の内部に引き込まれる。回動部材５内に引き込まれた長尺部材６は弾性部材７の内部を挿通した後、弾性部材７の自由端（図１及び図２における右端）に取り付けられた係止プレート６４に挿通端となる他端部６３が係止される。かかる長尺部材６は図４に示すように、回動部材５の回動に伴って巻き取り部材２２への巻き取り量が変化する。

弾性部材７は回動部材５の本体部５１の内部に取り付けられる。この実施形態において、弾性部材７は圧縮ばねが用いられている。圧縮ばねからなる弾性部材７は回動部材５の本体部５１の長さ方向に沿って配置される。弾性部材７には長尺部材６の係止プレート６４が取り付けられ、この係止プレート６４に長尺部材６の他端部６３が係止されている。このため、長尺部材７の巻き取り部材２２への巻き取り量が変化すると、弾性部材７が伸縮し、この伸縮によって弾性部材７の荷重が変化し、この荷重と巻き取り部材２２の半径Ｒとによってトルクが変化する。ここで、弾性部材７は弾性部材支持ブラケット１０の長さ方向に沿って取り付けられ、弾性部材支持ブラケット１０を介して回動部材５の本体部５１の内部に取り付けられる。

弾性部材支持ブラケット１０は弾性部材７を収容可能な長さに形成されており、弾性部材７を収容する収容部１１と、収容部１１の長さ方向の両端部の板状の固定片部１２とによって形成されている。弾性部材７は一端部（図１及び図２における左端部）が弾性用支持ブラケット１０の本体部１１に当接した状態となっている。固定片部１２には、調整長孔１３が形成されており、この調整長孔１３に固定ねじ１４を回動部材５の本体部５１にねじ込むことにより弾性用支持ブラケット１０が回動部材５に固定される。さらに、図１及び図２に示すように、弾性部材支持ブラケット１０と回動部材５の本体部５１との間には、調整ねじ１５が掛け渡されており、固定ねじ１４を弛めた状態で調整ねじ１５を正逆方向に回転させることにより弾性部材支持ブラケット１０の回動部材５に対する長さ方向位置を調整することができる。この位置調整によって弾性部材７の初期長さが調整されるため、弾性部材７の初期荷重の調整が可能となっている。

次に、この実施形態の回動補助装置１の動作を図４により説明する。図４の実線は相手部材８が全閉した状態であり、回動部材５は水平状態となっている。この状態から相手部材８を図４の反時計方向である上方向（開方向）に回動させると、回動部材５が回転軸５３を中心にして同方向に回動し、この回動によって、長尺部材６は巻き取り部材２２への巻き取り量が変化する。この場合には、長尺部材６は巻き取り部材２２の外周面２５の接線方向への巻き取り量が減少するため、弾性部材７が伸びるように動作し、弾性部材７の荷重が減少する。このような作動では、弾性部材７の負荷荷重と長尺部材６を巻き取る半径によって相手部材８を持ち上げるトルクが発生するため、相手部材８を軽い力で上方向（開方向）に回動操作することができる。

一方、鎖線で示す全開状態（垂直状態）から相手部材８を時計方向である下方向（閉方向）に回動させる場合には、回動部材５が同方向に回動して巻き取り部材２２への長尺部材６の巻き取り量が増大して長尺部材６が弾性部材７を圧縮させる。このため弾性部材７の荷重が増大して下方向への回動の抵抗となる。このため相手部材８を下方向へ軽い操作力で回動させることができる。

図５はこの実施形態における相手部材８の回動に伴って変化するモーメントＭと、伸縮によって変化する弾性部材７の荷重と巻き取り部材２２の半径ＲとによるトルクＴとの関係を示すグラフであり、横軸に相手部材８（回動部材５）の回動角度、縦軸にトルクをプロットしてある。相手部材８の全開状態（角度０°）では、相手部材８のモーメントＭ及び弾性部材７の荷重と巻き取り部材２２の半径ＲとによるトルクＴが大きいため、相手部材８は安定した全開状態を維持することができる。この全開状態から相手部材８を上方向（閉方向）に回動させると、上述したモーメントＭ及びトルクＴが徐々に小さくなるため、相手部材８を軽く回動させることができる。又、反対方向である閉状態（９０°）から開状態（０°）への回動では、相手部材８のモーメントＭが大きくなるが、弾性部材７の荷重が高くなって弾性部材７の荷重と巻き取り部材２２の半径Ｒとによるトルクが大きくなるため、相手部材８を軽い操作力で回動させることができる。このように相手部材８の全開状態（角度０°）から全閉状態（角度９０°）の間において、回動角度による相手部材８（回動部材５）のモーメントＭに対して弾性部材７の荷重と巻き取り部材２２の半径ＲとによるトルクＴが作用するため、操作性が向上する。かかる特性は巻き取り部材２２（巻き取り部）の巻き取り径、弾性部材７の長さやばね特性を変化させることにより任意に調整することができる。

図５に示すように、この実施形態では、回動部材５の角度が９０°〜０°の全域でモーメントＭとトルクＴとの差が小さくなるバランス（モーメントＭ≒トルクＴ）となっており、回動部材５を全域で軽い操作力で回動させることができる。又、角度８０°〜０°の範囲では、モーメントＭ＞トルクＴとなるため、開方向への操作では回動部材５が自然落下する下り勝手の回動状態となり、閉方向への操作では軽い操作力による回動が可能となる。又、８０°〜−８０°の範囲では、モーメントＭ＜トルクＴとなるため、跳ね上げ回動する上り勝手となり、開方向への自然回動を抑制することができる。

このような実施形態では、回動部材５の上下方向への回動によって長尺部材６の巻き取り部材２２（巻き取り部）への巻き取り量が変化し、この変化によって弾性部材７の荷重と巻き取り部材２２の半径Ｒとによるトルクが変化するため、回動部材５が取り付けられる相手部材８の回動操作を向上させることができる。又、長尺部材６及び弾性部材７が回動部材５の内部に設けられており、回動部材５の回動があってもこれらが外部に露出しないため、見栄えを向上させることができる。さらに、機能部品として長尺部材６と弾性部材７と巻き取り部材２２とを備えるだけであるため、部品点数が少なく、構造を簡単とすることができる。

（第２実施形態）
図６及び図７は、本発明の第２実施形態の回動補助装置１Ａを示す。この実施形態の回動補助装置１Ａは、第１実施形態の回動補助装置１における巻き取り部（巻き取り部材２２）を変更し、他の部材は第１実施形態と同様となっている。

回動補助装置１Ａにおける巻き取り部材２２（巻き取り部）は固定部材２を構成するものであり、固定ブラケット２１に回転しないように固定される。図６に示すように、この巻き取り部材２２の外形は横軸が縦軸よりも長くなっている楕円形状に形成されており、楕円形状の外周面２５に長尺部材６が巻き取られる。巻き取り部材２２が楕円形状となっていることにより、横軸の径Ｒ１が縦軸の径Ｒ２よりも大きくなる（Ｒ１＞Ｒ２）。これに応じて、長尺部材６の巻き取り径が変化する。このため、図７に示すように回動部材５（相手部材８）の上下方向への回動の際の特性を変化させることができる。これにより所望の特性にマッチさせることができる。

この実施形態では、巻き取り部材２２が縦横方向の半径が異なった楕円形状（横軸径Ｒ１＞縦軸径Ｒ２）となっているため、巻き取り部材２２の半径と弾性部材７の荷重とによるトルクが非線形に変化する特性を有している。この非線形特性を利用して第１実施形態よりもモーメントＭとトルクＴとの差がさらに小さくなるバランス状態を高めることができる。具体的には図７に示すように、モーメントＭとトルクＴの大小関係の変曲点が角度５０°となっており、角度５０°〜０°の範囲では、モーメントＭ＞トルクＴとなるため、回動部材５の開方向操作では自然落下する下り勝手の回動状態となり、閉方向操作では軽い操作力で回動させることができ、角度９０°〜５０°の範囲では、モーメントＭ＜トルクＴとなるため、回動部材５が跳ね上げ回動する上り勝手となり、閉方向への回動操作力の軽減と開方向への自然回動を抑制することができる。

（第３実施形態）
図８及び図９は、本発明の第３実施形態の回動補助装置１Ｂを示す。図８に示すように、この実施形態の回動補助装置１Ｂにおいては、長尺部材６が巻き取られる巻き取り部（巻き取り部材２２）は、横軸Ｒ１が縦軸Ｒ２よりも短くなっている外形の楕円形状に形成されている（Ｒ１＜Ｒ２）。これに応じて、長尺部材６の巻き取り径が変化し、図９に示すように回動部材５（相手部材８）の上下方向への回動の際の特性を変化させることができ、所望の特性にマッチさせることができる。

この実施形態では、巻き取り部材２２が縦横方向の半径が異なった楕円形状（横軸径Ｒ１＜縦軸径Ｒ２）となっているため、第２実施形態とは異なった非線形のトルク特性を有している。すなわち、図９に示すように、回動部材５の角度が８０°〜０°の範囲では、モーメントＭとトルクＴとの差が大きくなってなっており（モーメントＭ＞トルクＴ）、回動部材５の開方向操作での自然落下する下り勝手の回動状態をより顕著にすることができる。

以上の第１実施形態〜第３実施形態で示すように、巻き取り部材２２の半径を変化させることにより要求される仕様に応じた回動特性を自由に設定することができる。

（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態の回動補助装置１Ｃを示す。回動補助装置１Ｃにおいては、第１実施形態と同様に、外形が円形の巻き取り部材２２（巻き取り部）が固定ブラケット２１に回転しないように固定される。符号２４は巻き取り部材２２が固定ブラケット２１に取り付けられる取付中心である。これに対し、回動部材５の回転軸５３は、巻き取り部材２２の取付中心２４とずれた位置となっており、回動部材５は巻き取り部材２２の取付中心２４と位置ずれした状態で回動する。このような構造においても、回動部材５の上下方向への回動によって長尺部材６の巻き取り部材２２への巻き取り量が変化するため、弾性部材７の荷重と巻き取り部材２２の半径とによるトルクを変化させることができる。これにより回動部材５（相手部材８）の回動操作を向上させることができる。なお、この実施形態おいては、係止プレート６４を端部（右端部）に有した連結ロッド６５が弾性部材６の内部に挿通され、この連結ロッド６５に長尺部材６の他端部６３が連結された構造となっており、長尺部材６の長さの短縮化がなされている。

（第５実施形態）
図１１及び図１２は、本発明の第５実施形態の回動補助装置１Ｄの正面図及び平面図を示す。この実施形態では、長尺部材６が連結される弾性部材７として、引っ張りばねを用いるものである。

引っ張りばねからなる弾性部材７は、弾性部材支持ブラケット１０の内部に取り付けられており、弾性部材支持ブラケット１０を回動部材５に取り付けることにより弾性部材７が回動部材５の内部に取り付けられる。引っ張りばねからなる弾性部材７は一側（右側）のフック部７１が弾性部材支持ブラケット１０に係止され、他側（左側）のフック部７２が長尺部材６の他端部６３に係止される。これにより回動部材５の上下方向への回動に伴い長尺部材６の巻き取り部材２２への巻き取り動作が伝達され、長尺部材６の巻き取り量が変化することにより弾性部材７が伸縮し、これにより弾性部材７の荷重と巻き取り部材２２の半径とによるトルクが変化する。

すなわち、回動部材５が水平状態となっている相手部材８の全開状態では、弾性部材７が伸長状態となっており、回動部材５が垂直状態となっている相手部材８の全閉状態では、弾性部材７が短縮状態となっており、これらの間では、長尺部材６の巻き取り部材２２への巻き取り量の変化に伴って弾性部材７が伸縮するため、その荷重が変化する。これにより、第１実施形態と同様に、回動部材５（相手部材８）の上下方向の回動操作を向上させることができる。又、この実施形態においても、長尺部材６及び弾性部材７が回動部材５の内部に設けられており、回動部材５の回動があってもこれらが外部に露出しないため、見栄えを向上させることができ、機能部品として長尺部材６と弾性部材７とを備えるだけであるため、部品点数が少なく、構造を簡単とすることができる。

本発明は以上の実施形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、弾性部材７としては、ねじりばねを用いても良い。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 回動補助装置
２ 固定部材
５ 回動部材
６ 長尺部材
７ 弾性部材
１０ 弾性部材支持ブラケット

Claims (4)

1. 回転しない巻き取り部を有する固定部材と、
   前記固定部材に上下方向に回動可能に一端部が連結された回動部材と、
   前記巻き取り部に一端部が連結された状態で前記回動部材の内部に引き込まれ、前記回動部材の上下方向への回動によって前記巻き取り部の外周面への巻き取り量が変化する長尺部材と、
   前記長尺部材の他端部が連結された状態で前記回動部材の内部に取り付けられ、前記巻き取り部への前記長尺部材の巻き取り量の変化によって荷重特性が変化する弾性部材と、を備えていることを特徴とする回動補助装置。
2. 請求項１記載の回動補助装置であって、
   前記弾性部材が取り付けられる弾性体支持ブラケットをさらに有し、前記弾性体支持ブラケットは前記弾性部材の初期荷重の調整が可能なように前記回動部材に位置調整可能に取り付けられていることを特徴とする回動補助装置。
3. 請求項１又は２記載の回動補助装置であって、
   前記巻き取り部の外形が円又は楕円に形成されていることを特徴とする回動補助装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の回動補助装置であって、
   前記弾性部材は圧縮ばね又は引っ張りばねであることを特徴とする回動補助装置。

Images