JP3630111B2 - 回転昇降扉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転昇降扉に関し、詳しくは、扉体の上昇回転を補助し、扉体の下降回転に抗するガススプリングを設けた回転昇降扉に関し、更に詳しくは、ガススプリングに内蔵されたガスが抜けるなどしてガススプリング力が大きく低下した場合の問題を防止しようとする技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２２に示すように、アーム１の先端に扉体２を取付け、アーム１の基端部にピン３を一体化し、ピン３を支柱４に回動自在に保持し、ピン３にギアを一体化し、ギアに駆動力を伝達して扉体２をピン３を中心に回転昇降可能に構成し、扉体２の上昇回転時に扉体２の上昇回転を補助し、扉体２の下降回転時に扉体２の下降回転に抗するガススプリングを支柱４の内部に設けた回転昇降扉においては、ガススプリングによって扉体２の上昇回転を補助するとともに下降回転に抗することで駆動（電動）モータの小型化を図り、又、下降する閉時の衝撃を緩衝することができるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガススプリングに内蔵されたガスが抜けてガススプリング力が大きく低下した場合に、扉体２が下降する閉時の衝撃を緩衝する度合が大きく低下して落下の衝撃が大きくなるのである。又、ガスが抜けてガススプリング力が大きく低下している場合で、扉体２を制御信号によって或る程度上昇させ、上昇させる制御信号が一定時間（例えば、約１３秒）を経過した後に、タイマー設定されている制御回路において上記制御信号が停止された場合に、ガススプリングによる上昇補助力が低下していることから、扉体は途中に位置しているのであり、途中に位置していながら駆動モータへの通電が停止されるのであり、扉体２は自重にて落下することになり（図２２参照）、大きな危険を伴うものである。
【０００４】
因みに、下降制御されている扉体がガススプリングのスプリング力の低下に起因して下降速度が増し、閉じ時の衝撃が増しても危険には至らないものである。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ガススプリングに内蔵されたガスが抜けるなどしてガススプリング力が大きく低下した場合に、特に、上昇制御がなされている扉体が不測に落下することがない回転昇降扉を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１においては、アーム１の先端に扉体２を取付け、アーム１の基端部にピン３を一体化し、ピン３を支柱４に回動自在に保持し、ピン３にギア５を一体化し、ギア５に減速器を介して駆動モータ９の駆動力を伝達して扉体２をピン３を中心に回転昇降可能に構成し、扉体２の上昇回転時に扉体２の上昇回転を補助し、扉体２の下降回転時に扉体２の下降回転に抗するガススプリング２８を設け、駆動モータ９への通電から一定時間経過後に駆動モータ９への通電を停止することで閉成状態にある扉体２を開成状態とする回転昇降扉であって、上記ギア５に駆動力を伝達する駆動モータ９の回転軸３１にカム３２を取付け、カム３２にカム溝３３を形成し、カム溝３３に係合して駆動モータ９の回転を阻止する回転ストッパー３４を設け、回転ストッパー３４はソレノイド３８への通電により解除され、非通電により作動可能に構成され、カム３２のカム溝３３又は回転ストッパー３４には、回転ストッパー３４がカム溝３３に係合した状態で回転軸３１の扉体２の上昇回転方向への回転は許容されるが扉体２の下降回転方向への回転は阻止されるワンウェイ構造３６を備えて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
このような構成によれば、回転ストッパー３４を電気的に作動させて回転軸３１に一体化したカム３２のカム溝３３に係止させることができるのであり、回転軸３１の回転を停止して駆動モータ９を停止させ、駆動モータ９に伝動機構を介して連結されている扉体２の下降を確実に停止させることができるのであり、したがって、ガススプリング２８のガスが抜けてスプリング力が低下している場合に、扉体２を制御信号によって或る程度上昇させ、上昇させる制御信号が一定時間を経過した後に、タイマー設定されている制御回路において上記制御信号が停止されたとしても、回転ストッパー３４が電気的に作動されて扉体２の下降回転を確実に防止することができるのであり、扉体２は自重にて落下することがなく、安全性を高めることができる。またソレノイド３８への非通電により回転ストッパー３４を作動させてカム溝３３に係合させて扉体２の昇降を阻止している状態で停電が生じた場合に、ワンウェイ構造３６において扉体２の上昇回転方向への駆動モータ９の回転は許容されることから、停電時に扉体２の開放ができる。
【０００８】
この場合、請求項２のように、回転ストッパー３４は、駆動モータ９への通電が断たれるのと同時に作動させるのが好ましい。
【００１１】
請求項３においては、回転ストッパー３４を駆動モータ９への通電が断たれてから所定の時間の経過後に作動させる制御部を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成によれば、駆動モータ９への通電が断たれて回転数が大幅に低下している状態で回転ストッパー３４をカム溝３３に係入することができ、回転ストッパー３４のカム溝３３への係止を確実におこなうことができ、回転ストッパー３４が高速回転しているカム３２のカム溝３３に対して係合ミスが生じてはじき音が生じるのを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）は伝動系を示す概略側面図、同図（ｂ）は概略正面図である。図２は全体概略側面図である。図３（ａ）は全体概略正面図、同図（ｂ）は全体概略平面図である。
【００１４】
回転昇降扉Ａは例えば車庫用扉として使用されるものであり、左右の支柱４の上端部に取付けられるアーム１としての第１アーム１ａが支柱４の上端部にピン３にて回動自在に枢着されている。そして支柱４の上端部にリンク１１がピン１２にて回動自在に枢支されている。第１アーム１ａに略平行な第２アーム１ｂがリンク１１の先端部にピンにて回動自在に枢支されている。第１アーム１ａ及び第２アーム１ｂの先端には扉体２がピン１３にて回動自在に枢支されている。しかして、ピン３を正方向に回動させることで、第１アーム１ａ及び第２アーム１ｂを持ち上げ回動させて扉体２を回動開放し、そして、ピン３を逆方向に回動させることで、第１アーム１ａ及び第２アーム１ｂを下降回動させて扉体２を回動閉成することができるようにしている。
【００１５】
アルミニウムの押出成形品製の支柱４の内部には、図１０及び図１１に示すように、アルミニウムの押出成形品製の昇降体６が後述するガイド７によって上下に昇降自在に収納されている。昇降体６は第１部材１４と第２部材１５がビス１６にて接続されて構成されている。第１部材１４及び第２部材１５には凹溝１７が形成され、このような凹溝１７において、一対のＬ形の主プレート１８の一部が挿入されてリベット１９にて固定されている。Ｌ形の主プレート１８は連結プレート２０にて被動ピン８を介して連結され、しかして、被動ピン８が凹溝１７内において適宜間隔を隔てて配設されている。
【００１６】
図１５乃至図１７は電動モータ９の取付け構成を示していて、取付けプレート２１は略Ｌ形に形成され、取付けプレート２１が支柱４内に挿通され、支柱４のモータ取付け開口２２において、取付けプレート２１が支柱４に取付け孔において取付けられ、その後、電動モータ９がモータ取付け開口２２から挿入されて取付けプレート２１にボルトにて取付けるのである。電動モータ９の出力軸２５には減速器を介してスプロケット１０が取付けられていて、このスプロケット１０が上記昇降体６に取付けた被動ピン８・・をラックギアとして噛合している。しかして、電動モータ９の正転にてスプロケット１０と被動ピン８・・とが噛合して昇降体６を上昇駆動させることができるようにしている。
【００１７】
ピン３は図１０に示すように、六角軸状に形成され、このピン３にギア５としての部分ギアのような略扇形のアーム状ギア５ａが挿通されて固定されている。このようなアーム状ギア５ａは昇降体６の第２部材１５に取付けられている被動ピン８・・に噛合している。しかして、昇降体６の上昇にてアーム状ギア５ａを上方に回動させ、ピン３を上方に回動させて扉体２を開成回動させることができ、そして、昇降体６の下降にてアーム状ギア５ａを下方に回動させ、ピン３を下方に回動させて扉体２を閉成回動させることができるようにしている。
【００１８】
このように、位置決めされている電動モータ９のスプロケット１０と、位置決めされているアーム状ギア５ａとは昇降体６に対して互いに略直交する方向からその被動ピン８・・に噛合していて、このような噛合において逆に昇降体６の位置決めをおこなうのである。ところで、昇降体６の上下端部には、ガイド７としてのガイドローラ２６がピン３の軸芯Ｘと略平行な軸芯に回転自在に保持されて取付けられ、しかして、これら上下のガイドローラ２６がガイド７としての支柱４の内壁面に当接することで、軸芯Ｘとは直交する方向の位置決めを充分にして、昇降体６の上下動を良好におこなえるようにしている。更に、昇降体６の上下端部には、ガイド７としてのガイドローラ２７がスプロケット１０の軸芯Ｙと略平行な軸芯に回転自在に保持されて取付けられ、しかして、これら上下のガイドローラ２７がガイド７としての支柱４の内壁面に当接することで、軸芯Ｙと略直交する方向の位置決めを充分にして、昇降体６の上下動を良好におこなえるようにしている。このようなガイド７の構成は種々設計変更可能である。
【００１９】
このように、支柱４の内部に昇降体６をガイド７を介して昇降自在に設け、昇降体６に被動ピン８が適宜間隔を隔てて取付けられ、電動モータ９にて駆動回転されるスプロケット１０が上記被動ピン８・・に噛合され、ピン３に一体化された上記ギア５がピン３から延出されるアーム状ギア５ａに形成され、このアーム状ギア５ａが被動ピン８・・に噛合されることによって、昇降体６に適宜間隔を隔てて取付けられた被動ピン８・・群がラックギアとなるのであり、このような被動ピン８・・をラックギアとして電動モータ９側のスプロケット１０に噛合し、また、被動ピン８・・をラックギアとして扉体２側のピン３から延出されたアーム状ギア５ａに噛合するのである。しかして、電動モータ９からの伝動力をラックギアとなる被動ピン８・・に、そして被動ピン８・・からアーム状ギア５ａに確実に伝達するのである。
【００２０】
図７及び図１０に示すように、支柱４側の固定部２９と昇降体６の上端とにわたってガススプリング２８が介装されている。かかるガススプリング２８は扉体２を下降している閉成状態において圧縮状態にあり、アンテナ３０への操作信号の入力にて電動モータ９を正転させて扉体２を上昇駆動する場合に、ガススプリング２８によるスプリング力にて電動モータ９の小出力にて開成駆動でき、そして、扉体２を閉成回動する場合の最終時に扉体２が激しく地面に衝突するのを回避するようにしている。
【００２１】
ところで、ガススプリング２８に内蔵されたガスが抜けてガススプリング力が大きく低下している場合で、扉体２を制御信号によって或る程度上昇させ、上昇させる制御信号が一定時間（例えば、約１３秒）を経過した後に、タイマー設定されている制御回路において上記制御信号が停止された場合に、ガススプリング２８による上昇補助力が低下していることから、扉体２は途中に位置しているのであり、途中に位置していながら駆動モータ９への通電が停止されるのであり、扉体２は自重にて落下することになり、大きな危険を伴うものであり、本発明においては、このような問題を防止しようとするものであり、以下、詳述する。
【００２２】
図１、図１５乃至図１７に示すように、駆動モータ９の出力軸２５とは反対側に延出した回転軸３１にカム３２を取付けている。カム３２にカム溝３３を形成している。駆動モータ９の上方に回転ストッパー３４をピン３９の廻りに回転可能に設け、回転ストッパー３４の先端部をリンク４０を介してソレノイド３８の鉄芯４１に連結し、ソレノイド３８のコイル４２への通電にて鉄芯４１を引き上げて回転ストッパー３４を上昇させてカム溝３３から離脱させることができるようにしている。鉄芯４１の下方部にはコイルスプリング４３をソレノイド３８のケーシングと回転ストッパー３４とに間において外挿していて、ソレノイド３８に通電されない場合にコイルスプリング４３の復元力によって鉄芯４１を下方に引き下ろして回転ストッパー３４を下方に回転付勢している。
【００２３】
駆動モータ９とソレノイド３８のコイル４２とには同時に通電されて駆動モータ９が回転すると回転ストッパー３４が引き上げられて回転軸３１が回転できるようになっている。又、駆動モータ９への通電を断つのと同時にソレノイド３８への通電が断たれて、駆動モータ９の回転が停止されて回転ストッパー３４がカム溝３３に係入して回転軸３１の扉体２の下降側への回転を阻止するようにしている。このように、回転ストッパー３４を電気的に作動させる手段３５を設けている。
【００２４】
このように、回転ストッパー３４を電気的に作動させて回転軸３１に一体化したカム３２のカム溝３３に係止させることができるのであり、回転軸３１の回転を停止して駆動モータ９を停止させ、駆動モータ９に伝動機構を介して連結されている扉体２の下降を確実に停止させることができるのである。
【００２５】
したがって、ガススプリング２８のガスが抜けてスプリング力が低下している場合に、扉体２を制御信号によって或る程度上昇させ、上昇させる制御信号が一定時間（例えば、約１３秒）を経過した後に、タイマー設定されている制御回路において上記制御信号が停止されたとしても、回転ストッパー３４が作動されて扉体２の下降回転を確実に防止することができるのであり、扉体２は自重にて落下することがなく、安全性を高めることができるのである。
【００２６】
この場合、カム３２のカム溝３３は、回転ストッパー３４がカム溝３３に係合した状態で回転軸３１の扉体２の上昇回転方向への回転は許容されるが扉体２の下降回転方向への回転は阻止されるワンウェイ構造３６となっていて、ソレノイド３８への非通電により回転ストッパー３４を作動させてカム溝３３に係合させて扉体２の昇降を阻止している状態で停電が生じた場合に、ワンウェイ構造３６において扉体２の上昇回転方向への駆動モータ９の回転は許容されることから、停電時に扉体２の開放ができるものである。この場合、図１８（ｃ）に示すように、カム溝３３はカム３２の周方向の複数箇所に形成していてよい。又、同図（ｄ）に示すように、カム溝３３においては、カム溝３２がいずれの方向にも回転できない構成にしてもよいものである。更に、扉体２の上昇回転方向への回転は許容されるが扉体２の下降回転方向への回転は阻止されるワンウェイ構造３６は、カム３２のカム溝３３において実施したが、回転ストッパー３４にカム形状を設定して上記ワンウェイ構造３６にしてもよいものである。
【００２７】
更に、ガススプリング２８のガスが抜けてスプリング力が低下している場合で、扉体２を制御信号によって下降回転させる場合は、駆動モータ９への通電と同時にソレノイド３８のコイル４２に通電されてカム溝３３から回転ストッパー３４が外れ、駆動モータ９が回転して扉体２を下降回転させるのであり、この場合、ガススプリング２８のガスが抜けていることから、扉体２は通常の下降回転速度よりも速い速度で下降を続けるが、扉体２が所定に位置に下降すると所定位置に設けているリミットスイッチ（図示せず）を作動させて駆動モータ９及びソレノイド３８への通電を断ち、駆動モータ９の回転が停止し、回転ストッパー３４がコイルスプリング４３によって弾発されてカム溝３３に係入して駆動モータ９の回転を阻止するのである。コイルスプリング４３に代えて巻きばねを使用してもよいものである。
【００２８】
ところで、図１９に示すように、回転ストッパー３４は、駆動モータ９への通電が断たれてから所定の時間の経過後にタイムラグ手段３７によって作動させるものであってもよく、このような構成によれば、駆動モータ９への通電が断たれて回転数が大幅に低下している状態で回転ストッパー３４を作動させることができて、回転ストッパー３４をカム溝３３に確実に係入することができ、回転ストッパー３４のカム溝３３への係止を確実におこなうことができ、回転ストッパー３４が高速回転しているカム３２のカム溝３３に対して係合ミスが生じてはじき音が生じるのを防止することができるものである。
このように駆動モータ９への通電が断たれてから所定の時間の経過後に回転ストッパー３４を作動させる構成は、例えば、図１９に示すように、ソレノイド３８の電源回路にコンデンサー４４を介装しても、或いは、同図に示すように、一方向にダンパー機能を発揮するオイルダンパー機構４５を採用してもよいものである。具体的には、回転ストッパー３４にギア４６を形成し、ギア４６を一方向にダンパー機能を奏するオイルダンパー４７に噛合してもよく、又、図２０に示すように、回転ストッパー３４のピン３９に一方向にダンパー機能を奏するオイルダンパー機構４５を設けてもよい。更に、オイルダンパー機構４５に代えて機械的なダンパー機構のものであってもよい。図２１はコンデンサー４４を介装した場合にソレノイド３８のコイル４２に電流が流れる状態を示すグラフであり、駆動モータ９への電力供給を停止した状態イから０．５〜１秒程度遅れたタイムラグＴの後にコイル４２への電流供給が零になるのが判る。
【００２９】
又、図１に示すように、回転ストッパー３４の下方には切替レバー４８が位置変更自在に設けられていて、切替レバー４８を手で押し込むことで、回転ストッパー３４を持ち上げてカム溝３３から外して扉体２を手動を昇降回転させることができ、切替レバー４８を引き込めておくことで、上述した安全動作をおこなえるものである。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１においては、アームの先端に扉体を取付け、アームの基端部にピンを一体化し、ピンを支柱に回動自在に保持し、ピンにギアを一体化し、ギアに減速器を介して駆動モータの駆動力を伝達して扉体をピンを中心に回転昇降可能に構成し、扉体の上昇回転時に扉体の上昇回転を補助し、扉体の下降回転時に扉体の下降回転に抗するガススプリングを設け、駆動モータへの通電から一定時間経過後に駆動モータへの通電を停止することで閉成状態にある扉体を開成状態とする回転昇降扉であって、上記ギアに駆動力を伝達する駆動モータの回転軸にカムを取付け、カムにカム溝を形成し、カム溝に係合して駆動モータの回転を阻止する回転ストッパーを設け、回転ストッパーを電気的に作動させる手段を設けているから、回転ストッパーを電気的に作動させて回転軸に一体化したカムのカム溝に係止させることができるのであり、回転軸の回転を停止して駆動モータを停止させ、駆動モータに伝動機構を介して連結されている扉体の下降を確実に停止させることができるのであり、したがって、ガススプリングのガスが抜けてスプリング力が低下している場合に、扉体を制御信号によって或る程度上昇させ、上昇させる制御信号が一定時間を経過した後に、タイマー設定されている制御回路において上記制御信号が停止されたとしても、回転ストッパーが電気的に作動されて扉体の下降回転を確実に防止することができるのであり、扉体は自重にて落下することがなく、安全性を高めることができるという利点がある。
【００３１】
また回転ストッパーはソレノイドへの通電により解除され、非通電により作動可能に構成し、カムのカム溝又は回転ストッパーには、回転ストッパーがカム溝に係合した状態で回転軸の扉体の上昇回転方向への回転は許容されるが扉体の下降回転方向への回転は阻止されるワンウェイ構造を備えているから、ソレノイドへの非通電により回転ストッパーを作動させてカム溝に係合させて扉体の昇降を阻止している状態で停電が生じた場合に、ワンウェイ構造において扉体の上昇回転方向への駆動モータの回転は許容されることから、停電時に扉体の開放ができるという利点がある。
【００３２】
請求項３においては、請求項１の効果に加えて、回転ストッパーを駆動モータへの通電が断たれてから所定の時間の経過後に作動させる制御部を備えているから、駆動モータへの通電が断たれて回転数が大幅に低下している状態で回転ストッパーをカム溝に係合することができ、回転ストッパーのカム溝への係止を確実におこなうことができ、回転ストッパーが高速回転しているカムのカム溝に対して係合ミスが生じてはじき音が生じるのを防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、（ａ）は伝動系を示す概略側面図、（ｂ）は概略正面図である。
【図２】同上の全体概略側面図である。
【図３】（ａ）は全体概略正面図、（ｂ）は全体概略平面図である。
【図４】同上の扉体が下降している一部省略した側面図である。
【図５】同上の一部省略した正面図である。
【図６】同上の一部省略した平面図である。
【図７】同上の扉体が上昇している一部省略した側面図である。
【図８】同上の一部省略した概略正面図である。
【図９】同上の一部省略した概略平面図である。
【図１０】同上の伝動系を示し、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は概略平面図である。
【図１１】同上の部分平断面図である。
【図１２】同上の回転ストッパーの動作を示す側面図である。
【図１３】同上の平面図である。
【図１４】同上の正面図である。
【図１５】同上の回転ストッパーとカムとの関係を示す側面図である。
【図１６】同上の平面図である。
【図１７】同上の側面図である。
【図１８】（ａ）は同上の他の実施の形態を示す回転ストッパーとカムとの関係を示す概略側面図、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）（ｄ）はカムの他例の概略正面図である。
【図１９】同上の他の実施の形態を示す説明図である。
【図２０】同上のタイムラグ手段を示す概略分解斜視図である。
【図２１】同上のソレノイドに流れる電流を示すグラフである。
【図２２】従来例の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１ アーム
２ 扉体
３ ピン
４ 支柱
５ ギア
３１ 回転軸
３２ カム
３３ カム溝
３４ 回転ストッパー

Claims (3)

1. アームの先端に扉体を取付け、アームの基端部にピンを一体化し、ピンを支柱に回動自在に保持し、ピンにギアを一体化し、ギアに減速器を介して駆動モータの駆動力を伝達して扉体をピンを中心に回転昇降可能に構成し、扉体の上昇回転時に扉体の上昇回転を補助し、扉体の下降回転時に扉体の下降回転に抗するガススプリングを設け、駆動モータへの通電から一定時間経過後に駆動モータへの通電を停止することで閉成状態にある扉体を開成状態とする回転昇降扉であって、上記ギアに駆動力を伝達する駆動モータの回転軸にカムを取付け、カムにカム溝を形成し、カム溝に係合して駆動モータの回転を阻止する回転ストッパーを設け、回転ストッパーはソレノイドへの通電により解除され、非通電により作動可能に構成され、カムのカム溝又は回転ストッパーには、回転ストッパーがカム溝に係合した状態で回転軸の扉体の上昇回転方向への回転は許容されるが扉体の下降回転方向への回転は阻止されるワンウェイ構造を備えて成ることを特徴とする回転昇降扉。
2. 回転ストッパーを駆動モータへの通電が断たれるのと同時に作動させる制御部を備えていることを特徴とする請求項１記載の回転昇降扉。
3. 回転ストッパーを駆動モータへの通電が断たれてから所定の時間の経過後に作動させる制御部を備えていることを特徴とする請求項１記載の回転昇降扉。

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