JP3857675B2 - 電動門扉駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は円弧状に湾曲形成された門扉のフレームに設けた複数の車輪を円弧状に敷設されたレール上を走行させて開閉する電動門扉駆動装置に関するものである。

従来のレール式大型門扉は間口の比較的広い敷地の出入口に設けられ、フレームに固定された複数の車輪を敷設された平行なレール上を自動又は手動により走行させて開閉される。この種の門扉の電動駆動装置は門扉のフレームの略全長に亘って延設されたラックにピニオンギアを噛み合わせる構造、或いはフレームに延設されたチェーンにスプロケットを噛み合わせ構造などが用いられており、このピニオンギア或いはスプロケットにモータ軸の回転を伝えて門扉を移動させるものである。
敷地を有効に利用し十分な間口をとる場合や見栄えを良くするなどの特別な意匠的効果のため曲線状の配置が求められる場合などの理由から門扉を幅方向に湾曲させて形成し、かつ円弧状の軌道上を走行させて開閉する門扉が引用文献１や引用文献２に提案されている。

特開２００１−１０７６４３号公報 特開平１１−３６７０４号公報

従来の円弧型門扉の電動駆動装置は、例えば引用文献２に記載されているように１個のスプロケットを門扉の半径方向内側のほぼ全長に亘って延びたローラチェーンに噛み合わせて構成されており、スプロケットの回転によりローラチェーンを引き込み、或いは送り出すことによって門扉が円弧状の軌道上を走行し自動開閉するものである。このように駆動力を１個のスプロケットで伝達する機構を大型門扉に用いると熱的に変形したときにスプロケットとローラチェーンとの噛み合いが不安定になり、確実な動力伝達がなされない恐れがある。
そこで、本発明の目的は円弧状のレール上を走行する円弧状に湾曲形成された大型門扉であって、この門扉が熱的に変形したときにも自動開閉のための駆動力が確実に伝えられる電動門扉開閉装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は円弧状に湾曲形成されたフレームに設けた複数の車輪を円弧状に敷設されたレール上を走行させて開閉する電動門扉駆動装置であって、
門扉内側のフレームの全長に添設されたピンギアと、
門扉内側のフレームを横方向に動かす駆動力発生手段と、
前記駆動力発生手段の出力軸に回転可能に支持された第１スプロケットと、
門扉の走行面に対して平行に配置されていると共に、前記第１スプロケットとの間に伝動チェーンで巻き掛けられ、前記ピンギアに所定間隔で噛み合う一対の第２スプロケットおよび第３スプロケットと、
前記フレームの両側を挟むように配置され、該フレームの動きに追従して回転しながら案内する回転案内手段と、を備え、
前記駆動力発生手段はモータベースと、該モータベースに固定されたギアモータと、前記モータベースに垂直に配された、前記ギアーモータのモータ軸とから成り、該モータ軸には第１スプロケットが回転可能に支持されていると共に、第２スプロケットおよび第３スプロケットおよび２個のガイドローラが配置されたホルダが軸支されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、電磁クラッチは停電時にモータ軸と第１スプロケットへの動力伝達を強制的に切り離し、手動開閉可能にしたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、モータベースをフレーム方向に移動可能に支持する機構と、前記モータベースをフレーム方向に付勢するエアダンパと、を備えていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、一対のスプロケットで駆動するとともに、回転案内手段で門扉の下フレームを案内しながら走行させるので、大型門扉が熱により反るなど変形してもスプロケットとチェーンの噛み合せ具合を一定に保つ事ができるので、円弧形状のレール式大型門扉を安定して駆動することができると共に、スプロケットを平行に二枚配置することにより常にギヤと確実に噛み合い、確実に駆動力の門扉へ伝えられる。また、一対のスプロケットがモータ軸に軸支されたホルダに設けられ、そのホルダがモータ軸を中心に回転運動するため急な動作においてもスプロケットとチェーンが外れ難い。更に、電磁クラッチの接離により自動又は手動の開閉が可能となるので、門扉のメンテナンス時に門扉を移動させて点検を行う作業がし易くなる。
請求項２の発明によれば、停電時には電磁クラッチが切れので、手動で開閉が可能となる。
請求項３の発明によれば、門扉の下フレーム方向に移動可能にモータベースを支持し、このモータベースにエアダンパを連係させ、回転案内手段が門扉の下フレームを挟みかかる力を一定にしているので、大型門扉が熱により反るなど変形してもスプロケットとチェーンの噛み合せ具合を一定に保つ事が、更に確実性を増大させる。

円弧形状の大型門扉が熱により反るなど変形してもスプロケットとチェーンの噛み合せ具合を一定に保つとともに、スプロケットを平行に二枚配置することにより常にギヤと噛み合う様に工夫して実現した。

図１は本発明の円弧型門扉駆動装置を設置した敷地のエントランス部分の平面図である。本実施例は円弧型門扉を、間口の比較的広い敷地の出入口等に設置されたものである。建屋２に隣接した敷地内には円形の区画壁３が形成され、その一部に２箇所の出入口４を備え、一方の出入口４には両開き円弧型門扉の設置域１０、他方の出入口４には片開き円弧型門扉の設置域１１が設けられている。両開き門扉、片開き門扉は基本構造が同一なので、ここでは片開き門扉(以下、門扉と称す)を説明する。

図２は門扉の正面図、図３は門扉の側面図、図４は門扉の平面図である。門扉１は一対の円弧状に湾曲形成された下フレーム１２が地面に水平かつ平行に配置され、そのフレーム間を所定間隔に複数のビーム１３で連結されている。門扉１の外側に位置する下フレーム１２には複数の垂直フレーム１４が所定間隔に立設され、その頂部に上フレーム１５が設けられている。門扉１の全面にはアルミスパンドレル１６がフレームの両面に張設されている。門扉１の内側に位置する下フレーム１２には駆動部２０によって駆動力が伝達される機構が装備されている。内外の下フレーム１２には複数の車輪１７が備えられており、地上に敷設された２本の円弧状の曲線レール１８上を走行可能に構成されている。

駆動部を詳しく説明する。図５は駆動部の構成を示す側面図、図６は平面図、図７は背面図である。駆動部２０は門扉内側の下フレーム１２を横方向に動かし、門扉１を開位置と閉位置に移動させる為、門扉駆動力を発生するギアモータ２１、門扉駆動力を門扉１に作用させる第１スプロケット２２、アイドラギア２３Ａ，２３Ｂ、従動ギア２４Ａ，２４Ｂ、一対のスプロケット２５Ａ，２５Ｂ、ピンギア２６から成るギア伝動機構、モータ軸３２と第１スプロケット２２の動力伝達を断ち、門扉１を手動開閉操作可能にする電磁クラッチ２７、門扉１の熱的変形に対応するための補助機構、門扉１の開閉制御を行う制御盤から構成されている。敷地の内側には出入口４を車が通過する場所にルーフアンテナ７４が埋設されている。

ギアモータ２１はモータベース３０に固定され、ギアボックス２１Ａで変速されたモータ軸３２の軸端が軸受け部３４に支持されている。ここで、駆動力発生手段はモータベース３０、このモータベース３０に固定されたギアモータ２１、モータベース３０に垂直に配されたモータ軸３２により構成されている。軸受け部３４はモータベース３０に固定されたトッププレート３３に取り付けられている。モータ軸３２のギアボックス２１Ａ側にはギア伝動機構を支持するためのホルダ３５が軸支されている。ホルダ３５上部のモータ軸３２にはクラッチ受動ディスク３６が回転自在に軸支されており、このクラッチ受動ディスク３６に第１スプロケット２２が取り付けられている。

電磁クラッチ２７はクラッチ受動ディスク３６と、それに対向したクラッチディスク３７からなり、クラッチディスク３７がモータ軸３２に沿った方向に摺動可能かつモータ軸に対して非回転に配置されている。電磁クラッチ２７をＯＮ（自動開閉モード）するとクラッチディスク３７が動いてクラッチ受動ディスク３６に係合され、モータ軸３２の回転が第１スプロケット２２に伝えられる。電磁クラッチ２７をＯＦＦ（手動開閉モードまたは停電時）するとクラッチディスク３７が動いてクラッチ受動ディスク３６との係合が解除され、モータ軸３２と第１スプロケット２２とが切り離される。

図８はホルダの平面図である。ホルダ３５には軸受け部４３，４３Ａ，４３Ｂが設けられており、軸受け部４３にはモータ軸３２が貫通され、軸受け部４３Ａ，４３Ｂにはスプロケット軸４０Ａ，４０Ｂが回転可能に支持されている。スプロケット軸４０Ａ，４０Ｂの上端には従動ギア２４Ａ，２４Ｂ、下端には第２スプロケット２５Ａ，第３スプロケット２５Ｂがそれぞれ取り付けられている。これにより第２スプロケット２５Ａ，第３スプロケット２５Ｂは門扉１の走行面に対して所定間隔で平行配置され、水平方向に回転される。ホルダ３５には従動ギア２４Ａと第１スプロケット２２の間、および従動ギア２４Ｂと第１スプロケット２２の間に長穴４７Ａ，４７Ｂが穿設されており、この長穴４７Ａ，４７Ｂを貫通させたピン４８Ａ，４８Ｂにアイドラギア２３Ａ，２３Ｂが回転可能に軸支されている。

伝動チェーン５０は第１スプロケット２２、アイドラギア２３Ａ、第２スプロケット２５Ａ、第３スプロケット２５Ｂ、アイドラギア２３Ｂ、第１スプロケット２２に巻き掛けられている。ピン４８Ａ，４８Ｂを動かし、アイドラギア２３Ａ，２３Ｂの位置を変えて伝動チェーン５０のテンションを調整した後、ピン４８Ａ，４８Ｂの下部に形成されたねじに螺合されたナット５１を締め付けてホルダ３５に固定する。

第２スプロケット２５Ａと第３スプロケット２５Ｂは門扉１の下フレーム１２に対向するようホルダ３５に配置されている。第２スプロケット２５Ａと第３スプロケット２５Ｂとが噛み合うピンギア２６は下フレーム１２の側面の全長に亘って添設されている。第１スプロケット２２が回転されるとアイドラギアを介して従動ギア２４Ａ，２４Ｂが回転し、同軸にある第２スプロケット２５Ａと第３スプロケット２５Ｂを回転させる。このスプロケットの回転によりピンギア２６を介して門扉１が駆動される。門扉１はモータ軸３２の正転或いは逆転によって開動作または閉動作が行われる。第１スプロケット２２と第２スプロケット２５Ａ、第１スプロケット２２と第３スプロケット２５Ｂの間に介在させたアイドラギアにより門扉開閉時の伝動チェーン５０に適度のテンションが与えられるため、開閉動作の切換え時のショックが無く、スムースに行われる。

補助機構を図５から図７を参照しながら詳しく説明する。図７に示すようにモータベース３０の下面に摺動部材６０を平行かつ対向させて配置し、この摺動部材６０が摺動するトラックレール６１がベースプレート６２に固定されており、モータベース３０が下フレーム１２方向に可動できる構造になっている。ベースプレート６２は地面にアンカーボルト６４により固定されている。ベースプレート３０の可動方向に緩衝作用が働くようにエアダンパ６７が装備されている。エアダンパ６７は、図５に示すように一端をベースプレート６２に、他端をモータベース３０に取着されている。

ホルダ３５には、図８に示すように第２スプロケット２５Ａおよび第３スプロケット２５Ｂの軸部に位置して、下フレーム１２の方向にローラ保持部３５Ａ，３５Ｂが延設されており、このローラ保持部３５Ａ，３５Ｂにガイドローラ６４Ａ，６４Ｂが支持されている。ガイドローラ６４Ａ，６４Ｂは下フレーム１２の外側面に接触し、該下フレーム１２の動きに追従回転する。下フレーム１２の内側面にはキャスタ６５が接触し、該下フレーム１２の動きに追従する。キャスタ６５は下フレーム１２の内側の地面に立設されたキャスタスタンド６６に回転可能に支持されている。

ガイドローラ６４Ａ，６４Ｂが下フレーム１２の外側面に接触する位置は第２スプロケット２５Ａおよび第３スプロケット２５Ｂが下フレーム１２のピンギア２６に噛み合う位置にほぼ一致した下フレームの上部側面である。一方キャスタ６５が下フレーム１２の内側面に接触する位置は第２スプロケット２５Ａと第３スプロケット２５Ｂのほぼ中間で、かつ下フレーム１２の下部側面である。このように下フレーム１２の内側面に間隔を空けて接触させた２個のガイドローラ６４Ａ，６４Ｂと、その反対側の面でかつ２個のガイドローラ６４Ａ，６４Ｂの中間位置に接触させたキャスタ６５によって下フレーム１２の移動を規制しながら案内するため、第２スプロケット２５Ａおよび第３スプロケット２５Ｂとピンギア２６との係合が確実に行われる。ここで、回転案内手段は２個のガイドローラ６４Ａ，６４Ｂおよびキャスタ６５により構成され、これらの部材が下フレーム１２の両側を挟むように配置され、この下フレーム１２の動きに追従して回転しながら案内する。

補助機構の作用を説明する。エアダンパ６７によりモータベース３０が下フレーム１２の方向に押圧力が作用している。この押圧力はガイドローラ６４Ａ，６４Ｂを介して下フレーム１２をキャスタ６５に押し付ける。即ち、下フレーム１２はガイドローラ６４Ａ，６４Ｂとキャスタ６５とで所定の押圧力で挟み込まれた状態で移動する。これにより第２スプロケット２５Ａおよび第３スプロケット２５Ｂとピンギア２６の係合が確実になり安定した駆動伝達が行われる。仮に、下フレーム１２に熱的変形が生じてガイドローラ６４Ａ，６４Ｂを駆動部２０の方向に押すよう作用してもその動きをエアダンパ６１が吸収するため、下フレーム１２は常にガイドローラ６４Ａ，６４Ｂとキャスタ６５によって門扉１の移動方向以外の方向への動きを規制しながら案内され、確実かつ安定した駆動伝達が行われる。

図９は制御系の配線図である。制御盤７０には自動または手動のモード選択、開ボタンまたは閉ボタンを有する操作箱７１やリモートコントローラ（図示省略）からの信号に基づいてモータ制御を行う。操作者が自動モードを選択して開ボタンまたは閉ボタンを押すとギアモータ２１を回転させ同時に電磁クラッチ２７をＯＮさせて駆動部２０を動作させる。門扉１の走行に伴ってリミットスイッチ(Ｌ１〜Ｌ４)７２から門扉開信号または閉信号を取り込んで、門扉１を開位置又は閉位置へ自動的に停止させるためのモータ制御を行う。リミットスイッチＬ１〜Ｌ４は、図６に示すようにベースプレート６２の門扉１の移動方向の両端近傍に、図５に示すようにそれぞれ上下に２段に４個配置されている。リミットスイッチＬ１〜Ｌ４は下フレーム１２の側面に固定されたカム部材６８，６９によって動作される。光センサ（ＰＨ１〜ＰＨ４）７３およびループアンテナ７４は入車または出車を検知し、門扉１を安全に開閉させる。符号７５はリモートコントローラ用アンテナである。

門扉１の手動開閉について説明する。手動モードの選択時、或いは停電時に電磁クラッチ２７がＯＦＦになると、図５においてクラッチディスク３７が上方へ動きクラッチ受動ディスク３６との係合が解除される。これによりギアモータ２１のモータ軸と第１スプロケットとが切り離されるため、門扉１が手押しにより開閉可能になる。

本発明に係る円弧型門扉駆動装置を設置した敷地のエントランス部分の平面図である。 門扉の正面図である。 門扉の側面図である。 門扉の平面図である。 駆動部の側面図である。 駆動部の平面図である。 駆動部の背面図である。 ホルダの平面図である。 制御系の配線図である。

符号の説明

１ 門扉
２ 建屋
３ 円形の区画壁
４ 出入口
１０ 片開き門扉の設置域
１１ 両開き門扉の設置域
１２ 下フレーム
１７ 車輪
２０ 駆動部
２１ ギアモータ
２２ 第１スプロケット
２３Ａ，２３Ｂ アイドルギア
２４Ａ，２４Ｂ 従動ギア
２５Ａ 第２スプロケット
２５Ｂ 第３スプロケット
２６ ピンギア
２７ 電磁クラッチ
３０ モータベース
３２ モータ軸
３５ ホルダ
５０ 伝動チェーン
６４Ａ，６４Ｂ ガイドローラ
６５ キャスタ
６７ エアダンパ
７０ 制御盤

Claims (3)

1. 円弧状に湾曲形成されたフレームに設けた複数の車輪を円弧状に敷設されたレール上を走行させて開閉する電動門扉駆動装置であって、
   門扉内側のフレームの全長に添設されたピンギアと、
   門扉内側のフレームを横方向に動かす駆動力発生手段と、
   前記駆動力発生手段の出力軸に回転可能に支持された第１スプロケットと、
   門扉の走行面に対して平行に配置されていると共に、前記第１スプロケットとの間に伝動チェーンで巻き掛けられ、前記ピンギアに所定間隔で噛み合う一対の第２スプロケットおよび第３スプロケットと、
   前記フレームの両側を挟むように配置され、該フレームの動きに追従して回転しながら案内する回転案内手段と、を備え、
   前記駆動力発生手段はモータベースと、該モータベースに固定されたギアモータと、前記モータベースに垂直に配された、前記ギアーモータのモータ軸と、該モータ軸と前記第１スプロケットとの動力伝達を接離する電磁クラッチから成り、該モータ軸には第１スプロケットが回転可能に支持されていると共に、第２スプロケットおよび第３スプロケットおよび２個のガイドローラが配置されたホルダが軸支されていることを特徴とする電動門扉駆動装置。
2. 請求項１において、電磁クラッチは停電時にモータ軸と第１スプロケットへの動力伝達を強制的に切り離し、手動開閉可能にしたことを特徴とする電動門扉駆動装置。
3. 請求項１において、モータベースをフレーム方向に移動可能に支持する機構と、前記モータベースをフレーム方向に付勢するエアダンパと、を備えていることを特徴とする電動門扉駆動装置。

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