JP3867822B2 - ドアクローザ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、作動油を用いない純機械的な形式のドアクローザの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
戻しばねの復元力を機械的に緩衝させる形式のドアクローザは、例えば本願人によって特願平8―157564号又は特願平8―338917号として出願されたものを挙げることができる。
【0003】
それらのクローザは、扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に移動可能に案内されたスライダと、スライダを平常位置に向かう方向に付勢する戻しばねと、スライダ側面に形成されたラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、前記ピニオンが固定されると共に、枠体外に突出した部分に連係アームが取り付けられる主回転軸と、主回転軸に連結された歯車増速機構と、回転軸のいずれかに設けられた一方向クラッチと、歯車増速機構の出力軸に設けたブレーキ機構とから成り、作動油を使用していないことから油漏れの心配がなく、また、シリンダ回りのシーリング処理による製作におけるコスト高の問題もなくなるなどの利点がある。
【0004】
しかしながら、これら従来のクローザにおいては、扉の閉鎖時に比較的強い風が追風として扉に吹き付けると、1つのブレーキ機構では緩衝力が不足することになり、極めて速い速度で扉が閉鎖する事態が時として発生することになった。
【0005】
この現象によれば、扉と扉枠の間に手を挟んだりする危険や扉の閉鎖時の騒音の問題を生じるところとし、前記のようなドアクローザについては、なお改善の余地が見られる。
【0006】
一方、前記ブレーキ機構のブレーキ力を強風に備えて大きくすれば、必然的にドアクローザが大きくなって製造コストが増大するばかりでなく、通常の使用状態では閉扉速度が遅くなる、等の不都合が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明のドアクローザは、扉の閉鎖時に扉が強風であおられるようなことがあっても、扉の閉鎖力に対応させた緩衝力を呈するようにすることを目的として提案されたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明に係る請求項1のドアクローザは、扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に移動可能に案内されたスライダと、スライダを平常位置に向かう方向に付勢する戻しばねと、スライダ側面に形成されたラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、前記ピニオンが固定されると共に、枠体外に突出した部分に連係アームが取り付けられる主回転軸と、主回転軸に連結された歯車増速機構と、回転軸のいずれかに設けられた一方向クラッチと、歯車増速機構の出力軸の同一軸線上に設けた第1ブレーキ機構及び第2ブレーキ機構とから成り、第1ブレーキ機構は前記出力軸に固設された導電体及び導電体を挟むような位置関係で対をなす固定状態の磁石を備えたものとして常時前記出力軸に連係させるものとし、第2ブレーキ機構は前記出力軸に固定された回転基板、回転基板に突設した枢軸に基端を揺動可能に枢着させた複数の制動片、回転基板の円周に沿って間隙を隔てて固定した受け筒及び各制動片に対し、先端側の接触部が平常時前記受け筒と非接触状態を保ち、回転基板が所定の回転数以上で回転したとき該制動片の自由端の外向きの傾動を許容するようにした制御ばねを備えたものとして、扉が風に煽られたときにのみ前記歯車増速機構の出力軸に連係させるようにすることを特徴とする。
【0009】
また、この発明に係る請求項2のドアクローザは、請求項1記載のドアクローザにおいて、対をなす制動片と、歯車増速機構の出力軸との間に掛け渡す制御ばねを1本の共通のものとし、その制御ばねは同一平面内で線材蛇行させたような形に形成し、中央部分には出力軸に対し挟持させるための対をなして対向する円弧状の取付部を有することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明について説明する。
図1及び図2において、符号1は扉10又は扉枠にねじ19等で取り付けられる中空で細長い箱形をなす枠体、11は枠体1の開口を覆うように固定されたカバー板である。
【0011】
枠体1内には筒状のスライダ受け12が固設してあり、そのスライダ受け12内にはスライダ4が嵌挿させてあって、該スライダ4はスライダ受け12の案内により枠体1の長さ方向、すなわち図1及び図2で横方向(左右方向)に移動可能にされている。
【0012】
スライダ4は、例えば有底円筒状に形成され、その外面には母線に沿ってラック6が固設してある。このラック6はスライダ受け12の母線に沿って形成されたスリット12aを通じてスライダ受け12の外方に突出させてある。
【0013】
また、スライダ4の内底面とスライダ受け12の開口を封じる蓋部材を兼ねるばね受け13との間には、戻しばね5としての圧縮ばねが圧縮された状態で装着してあり、スライダ4を平常位置に向かう方向(図1で左方向)へ付勢させてある。
【0014】
一方、枠体1の中央部分には、両端又は一端を外方に突出させた垂直な主回転軸2が回動自在に支承させてあり、その主回転軸2には前述のラック6に噛み合うピニオン3が固定してある。
【0015】
また、主回転軸2の外端には図示しない連係アームの一端が固設してあり、その連係アームの他端は従来のドアクローザと同様に他の連係アームを介して扉枠又は扉に接続させてある。
【0016】
更に、枠体1内における主回転軸2には比較的歯数の多い大傘歯車21が装着されている。また、ブラケット14に支承された第1支軸31の一端(図1及び図2で右端)には比較的歯数の少ない小傘歯車22が装着され、その小傘歯車22は前記大傘歯車21と噛み合せてある。
【0017】
前記の第1支軸31には一方向クラッチ7が装着されており、第1支軸31における駆動側軸31aと従動側軸31bとの間は前者の回動方向により係脱できる構造となっている。
【0018】
一方向クラッチ7は、扉10が開くとき、例えば、主回転軸2が図1で左回りに回動するとき、大傘歯車21及び小傘歯車22を介して駆動される駆動軸側31aの回動が従動側軸31bに伝達されないように作動する。
【0019】
逆に閉扉時は、一方向クラッチは7は駆動側軸31aの回動を従動側軸31bに伝達させるものとする。このような一方向回転形のクラッチとしては、例えば、ラチエット爪とラチエットホイールとから成るもの、あるいは傾斜孔にころを嵌め込んだものなど、従来周知の任意のものを採用することができる。
【0020】
第1支軸31の他端(図1及び図2で左端)には第1大歯車23が装着され、ブラケット14に支承された第2支軸32の一端に装着された第1小歯車24に噛み合わせてある。
【0021】
前記の第2支軸32の他端に装着された第2大歯車25は、ブラケット14に支承された第3支軸33の一端に装着された第2小歯車26に噛み合わせてある。
【0022】
また、第3支軸33の他端に装着された第3大歯車27は、ブラケット14及び枠体1の一端部に支承されたブレーキ軸34(ブレーキ軸)の一端に装着された第3小歯車28に噛み合わせてある。
【0023】
前述の構成において、大傘歯車21から第3小歯車28に至る歯車連結構造は増速機構を形成し、主回転軸2の回動は4段の歯車増速機構を経てブレーキ軸34を高速回転させるところとする。
【0024】
この発明においては、歯車増速機構の出力軸であるブレーキ軸34の同一軸線上に2つのブレーキ機構、すなわち第1ブレーキ機構8及び第2ブレーキ機構9が設けてある。
【0025】
第1ブレーキ機構8は、前記出力軸34に固設された非磁性材料から成る導電体81及び導電体81を挟むような位置関係で対をなす固定の永久磁石83、85から成る。
【0026】
図示例の第1ブレーキ機構8を図1及び図3を参照して、更に具体的に説明すると、少なくもスカート部81aを導電材料で形成したブレーキカップ81が出力軸34(ブレーキ軸)に固設してあり、ブレーキカップ81のスカート部81aの外面及び内面にはそれぞれに近接するようにして、第1磁石ホルダー82及び第2磁石ホルダー84が配設してある。
【0027】
そして、外側の円筒状をなす第1磁石ホルダ82には、図3における最上部をS極として、円周方向に交互に異磁極が配列されるようにして、6個の外側磁石83が装着してある。
【0028】
一方、内側の円筒状をなす磁石ホルダ84には、図3における最上部をN極として、円周方向に交互に異磁極が配列されるようにして、6個の内側磁石85が装着してある。
【0029】
なお、図3において、各磁石83及び85はブレーキカップ81の半径方向に着磁されているものとし、そのS極、N極の表示はスカート部81aに対向している磁極を表わしているものとする。
【0030】
前記した内側の円筒状をなす第2磁石ホルダー84は枠体1に対して固定されている。一方、外側の円筒状をなす第1磁石ホルダ82は第2磁石ホルダ84の周りに回動可能に装着してある。
【0031】
そして、その可動の第1磁石ホルダ82がはその外周の一部にセクターギア82aが設けてあって、そのセクターギア82aには、枠体1の一端部に回動自在に支承された操作軸86に固定の小歯車87が噛み合せてある。
【0032】
そのため、枠体1から突出させた操作軸86の一端をドライバー等の工具で回動させると、固定の第2磁石ホルダ84に対し第1磁石ホルダー82の円周方向の相対角度位置を変化させることができる。
【0033】
図3に示す磁極の配置においては、外側磁石83と内側磁石85との間に磁力線が通じ、その磁力線はブレーキカップ81のスカート部81aの走行方向と直交する。そこで、導電材料で作られたスカート部81aには誘導電流が流れ、いわゆる渦電流が発生する。
【0034】
この渦電流は、磁束を切るスカート部81aの回動を阻止するように作用するので、ブレーキカップ81はブレーキ力を受ける。
【0035】
このブレーキ力は歯車増速機構によって増幅されて主回転軸2に伝達されるので、扉が開放状態から閉鎖方向に向け回動するとき、扉はブレーキ力を受けてゆっくりと閉ざされ、扉の閉鎖方向の回動が緩衝される。
【0036】
図3(A)に示す磁極の配置では、外側磁石83のN極又はS極が内側磁石85のS極又はN極と正対しているので、スカート部81aを通る磁力線の磁束密度は最大となっている。
【0037】
操作軸86を回動操作して、第1磁石ホルダー82を図3(B)に示すように右回りにやや回動変位させると、外側磁石83及び内側磁石85はそれぞれの一部が同極同志で向かい合って反発し合い、この部分においてはスカート部81aを通る磁石線が消滅するので、全体としての磁力線の数は減少する。
【0038】
その結果、スカート部81aの走行(回動)によって発生する誘導電流も図3(A)で示す状態よりも減少し、ブレーキ力は小さくなる。要するに、第1ブレーキ機構8においては、操作軸86の回動操作によりブレーキ力を調節(調整)することもできる。
【0039】
他方、第2ブレーキ機構9は、図1及び図4に示すように、上記した出力軸34(ブレーキ軸)に固設された正面円形の回転基板91を有し、この回転基板91には、水平に突設した枢軸92に基端を揺動可能に枢着させた複数の耐摩耗材等で成る制動片93、93が設けられている。
【0040】
また、回転基板91の外側には、その外周縁に沿って間隙を隔てて固定した、上記の第1磁石ホルダー82と一体の受け筒94が配設されている。
【0041】
更に、回転基板91には、各制御片93に対し、先端(自由端)側の接触部93aが平常時(非作動時)前記受け筒94の内面と非接触状態を保ち、回転基板91が所定の回転数以上で回転した時該制動片93の外向きの揺動を許容するようにした制御ばね95が設けられている。
【0042】
図示例において、受け筒94は、円筒状の第1磁石ホルダ82を兼ねてそれと一体に形成してあるが、別体として固定してもよい。また、受け筒94の内面には複数の制動片93が摺接した際そこが摩耗することを防ぐため耐摩耗材を施してもよい。
【0043】
図4に明示するように、図示の実施例における第2ブレーキ機構9は、制動片93として一対のものを回転基板91に枢着し、それら制動片93、93と歯車増速機構の出力軸34(ブレーキ軸)との間に掛け渡す制御ばね95を1本の共通のものとしてある。
【0044】
そして、その制御ばね95は同一平面内で線材を蛇行させ、複数のU字をそれぞれの直線部で連続させたような波形に形成し、中央部分には出力軸34に対し挟持させるための対を成して対向する円弧状の取付部95a、95aを設けるを可とする。
【0045】
この制御ばね95は、コイルばねを引張る場合と異なり、線材(素線)を曲げる方向に作用する曲げモーメントに対する反力として弾力を呈する。コイルばねの弾力は、これに対し、素線を捩る力に対する応力が呈することは周知のとおりである。
【0046】
図4の(A)、(B)において、符号96は各制動片91の先端部に固設したばね掛けピン、34aは制御ばね95の中央の取付部95a、95aを嵌め込むために出力軸34の円周に沿って形成した環状の嵌め溝、95b、95bは制御ばね95の両端に設けたばね止め部である。
【0047】
なお、図示例においては、2つのブレーキ機構8、9は出力軸34上で歯車増速機構に近い方から第2ブレーキ機構9、第1ブレーキ機構8の順で設けてあるが、その配置は逆にして第1ブレーキ機構8、第2ブレーキ機構9の順としてもよい。
【0048】
また、図示例では、一方向クラッチ7は、第1支軸31に設けてあるが、第1ブレーキ機構8及び第2ブレーキ機構9の前方に位置するならば、このドアクローザにおけるいずれの回転軸に設けてもよい。
【0049】
次に、この発明のドアクローザ全体としての作用について説明する。図1及び図2では、扉10は閉鎖状態にある。閉鎖状態から扉を開放させるとき、図示しない連係アームを通じて主回転軸2が例えば図1で矢印P方向に回動すると、ピニオン3及びラック6の噛み合いによりスライダ4は戻しばね5に抗して図1で右方(矢印Q)に変位する。
【0050】
この時、一方向クラッチ7の存在により、主回転軸2の回動の伝達が途中で断たれることになるので、第1ブレーキ機構8及び第2ブレーキ機構9は非作動状態を保ち、主回転軸2の回動の抵抗とはならないので、扉10は比較的軽く開放できることになる。
【0051】
一方、扉10から手を放すと、戻しばね5の弾力性によりスライダ4が図1で左方(矢印Qとは逆方向)に移動し、ラック6及びピニオン3を介して主回転軸2が矢印Pとは逆方向に回動し、主回転軸2により作動される連係アームが復動し、扉を閉鎖させる。
【0052】
その際、一方向クラッチ7が入り、歯車増速機構により主回転軸2の回転が増速されつつ出力軸34(ブレーキ軸)に伝達される。
【0053】
回転する出力軸34の第1ブレーキ機構8は常時ブレーキ力を呈するので、扉10に対し強い追風が吹き付けない限り、戻しばね5から付与されるエネルギーは第1ブレーキ機構8によりその一部が吸収され、扉10は緩衝されつつ閉鎖される。
【0054】
回転する出力軸34上の第2ブレーキ機構9は、出力軸34(ブレーキ軸)及び回転基板91が所定の回転数未満で回動する時は、制動片93の遠心力による揺動が制御ばね95により抑止され、制動片93が受け筒94に接触することがないので、ブレーキ力は発揮されない。
【0055】
扉10の閉鎖時に比較的強い風が追い風として扉に吹き付けられると、第1ブレーキ機構8だけでは緩衝力が不足することになり、出力軸34(ブレーキ軸)の回転数が増大して所定の回転数以上になると、第2ブレーキ機構9の制動片93の自由端が制御ばね95に抗して傾動し、受け筒94の内面に接触することにより、第2ブレーキ機構9のブレーキ力が発揮されることになるので、扉10は強風下においても静かに閉ざされることになる。
【0056】
【発明の効果】
以上に説明したこの発明によるドアクローザによれば、扉の閉鎖時風のほとんどない通常の状態では第1ブレーキ機構のみが作動し、追風として強風が扉に吹き付けた状態では第1ブレーキ機構に加えて第2ブレーキ機構が共に作動するようにしたので、扉の吹き付ける風力の大小によらず、扉の閉鎖力を適度に制御できるという効果を奏する。
【0057】
また、請求項2の発明によれば、第2ブレーキ機構を全体として小型に製作でき、特に回転軸線方向について薄く製作できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のドアクローザの実施例を示す縦断平面図。
【図2】カバー板を取り外し、また枠体の一部を切除して示すその側面図。
【図3】図1のドアクローザにおける第1ブレーキ機構を横断面として正面から見た図が説明図で、(A)は調整前の図、(B)は調整後の図である。
【図4】(A)は図1に示すドアクローザにおける第2ブレーキ機構の拡大横断正面図、(B)は第2ブレーキ機構から取り出した制御ばねの拡大正面図である。
【符号の説明】
10 扉
1 枠体
2 主回転軸
3 ピニオン
34 出力軸
4 スライダ
5 戻しばね
6 ラック
7 一方向クラッチ
8 第1ブレーキ機構
83 磁石
85 磁石
9 第2ブレーキ機構
91 回転基板
92 枢軸
93 制動片
93a 接触部
94 受け筒
95 制御ばね
95a 取付部
Claims (2)
- 扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に移動可能に案内されたスライダと、スライダを平常位置に向かう方向に付勢する戻しばねと、スライダ側面に形成されたラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、前記ピニオンが固定されると共に、枠体外に突出した部分に連係アームが取り付けられる主回転軸と、主回転軸に連結された歯車増速機構と、回転軸のいずれかに設けられた一方向クラッチと、歯車増速機構の出力軸の同一軸線上に設けた第1ブレーキ機構及び第2ブレーキ機構とから成り、第1ブレーキ機構は前記出力軸に固設された導電体及び導電体を挟むような位置関係で対をなす固定状態の磁石を備えたものとして常時前記出力軸に連係させるものとし、第2ブレーキ機構は前記出力軸に固定された回転基板、回転基板に突設した枢軸に基端を揺動可能に枢着させた複数の制動片、回転基板の円周に沿って間隙を隔てて固定した受け筒及び各制動片に対し、先端側の接触部が平常時前記受け筒と非接触状態を保ち、回転基板が所定の回転数以上で回転したとき該制動片の自由端の外向きの傾動を許容するようにした制御ばねを備えたものとして、扉が風に煽られたときにのみ前記歯車増速機構の出力軸に連係させるようにすることを特徴とするドアクローザ。
- 対をなす制動片と歯車増速機構の出力軸との間に掛け渡す制御ばねを1本の共通のものとし、その制御ばねは同一平面内で線材を蛇行させたような形に形成し、中央部分には出力軸に対し挟持させるための対をなして対向する円弧状の取付部を有することを特徴とする請求項1記載のドアクローザ。
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