JP3906410B2

JP3906410B2 - ドアクローザ

Info

Publication number: JP3906410B2
Application number: JP2002270924A
Authority: JP
Inventors: 好一中西; 良市佐々木
Original assignee: 株式会社中西エンジニアリング
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: JP2004107970A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開放状態から自動的にドアを閉じることができるようにしたドアクローザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドア枠上部に設置したレール上を走行する吊車にドア本体を支持した引き戸、折り戸、バランスドア等のドアが種々知られているが、これらのドアを自動的に閉じるようにしたドアクローザは、一般にドアを自動的に閉じるための自閉機能装置とドアの閉じ際の衝撃を緩和するため該ドアの閉じ速度を調整する制動機能装置を別々に設置しているものが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１（Ａ）は、従来のドアクローザの一例を示し、開口部枠（１）に自閉装置（２）を設け、該自閉装置（２）の連結ワイヤ（３）をドア本体（４）の吊車（５）の支持枠（６）に固定し、ドアを開けるとき、該ワイヤを繰り出し、ぜんまいばね等のばね部材を回転軸の回転により巻き込み、ドア本体を閉じるときは、上記ばね部材に蓄積された復元力により上記連結ワイヤを巻き取り、それにより上記ドア本体（４）を閉じるよう構成されている。また、制動装置（７）は、エアシリンダ等で構成され、ドア本体の閉じ際に、該エアシリンダの当接部にストッパ片（８）が当ってピストンを押し込み、制動するよう開口部枠に固定されている。このように、自閉装置（２）と制動装置（７）の２つの装置をドア本体（４）の上部と開口部枠（１）間に設けるためには、設置スペースの間隔（Ｌ）や高さ（Ｈ）、枠の厚み等が大きくなり、広いスペースを必要とし、折り戸やバランスドア等のようにドア本体の幅が小さいドアや厚さの薄いドアでは設置が困難であり、開口部枠全体の高さや厚みが大きくなり、施工性も良くない。その上、制動装置が閉じ際のみに作動するので、閉じ動作が円滑でなかったり、予期せぬ危険を生じるおそれがあり、制動力を確保するのに精密な精度が要求され、経済的に得にくかった。
【０００４】
また、ばね部材の復元力を制御するオイルダンパーを設けてドアの閉じ速度を制御するようにした引き戸の自閉装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。上記オイルダンパーとばね部材は平歯車を介して連絡されているので、該オイルダンパーによる制動力は回転角に対して一定であり、閉じ速度は自閉力に比例する。一方、ドアを開き易くするため、開き力の増加は一般的に小さく抑えられており、自閉力は閉じるに従い徐々に弱くなる。その結果、閉じ速度も徐々に遅くなるが、ドアの寸法や重量が大きいと、ドアを閉じる際の加速度が大きくなるから、閉扉際の速度を抑えることがむずかしい場合も生じてくる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５８−１３１２８１号公報（３頁左下欄、第１図、第７図、
第８図）
【特許文献２】
特開平１１−２０６４号公報、（特許請求の範囲、図３、図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決課題は、上記のように自閉機能と制動機能を有するドアクローザにおいて、全体の厚さを薄くすることにより設置場所をとらず、ドアや開口部枠の厚さを薄くでき、施工が簡単で、かつドアを閉じる際に閉じ動作全域にわたって制動でき、制動機構の精度を低くしても確実に制動力を確保でき、またドアが閉じる際の加速度を抑えることができるようにしたドアクローザを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ドラムの中央に回転可能に設けられた回転軸、ドアが開く際の該回転軸の回転により復元力が蓄積されるよう該回転軸の周囲に巻回され一端が上記回転軸に固定され他端が上記ドラムに固定されたばね部材、及び上記回転軸に固定されドアと開口部枠間を結ぶ連結ワイヤが巻き付けられるプーリー機能を有する回転歯車を具備する自閉手段と、制動歯車を有する制動軸の回転を一方向クラッチを介してドアが閉じる際に制動するよう制動流体を充填した制動室を具備する制動手段を有し、上記自閉手段と制動手段を本体内に直列に並設し、該自閉手段の回転歯車と制動手段の制動歯車を角速度比が変化する歯車で構成して連結したことを特徴とするドアクローザが提供され、上記歯車としては好ましくは偏心歯車が用いられ、上記課題が解決される。
【０００８】
上記のように本発明のドアクローザ（９）は、ドアクローザ本体(10)内に自閉手段と制動手段をドアの開閉方向に直列に並べて設けてあるので、図１（Ｂ）に示すように、ドア本体（４）の上部と開口部枠（１）の間隔(L1)及び高さ(H1)が小さく、厚さも薄くなり、設置スペースが少なくて済み、ドアクローザ（９）と吊車（５）の間隔も狭くすることができるので、ドア本体の幅が小さく厚さの薄い折り戸やバランスドア等にも好適に使用することができる。また、角速度比が変化する偏心歯車等で制動手段と自閉手段を連絡しているので、制動力の利きに強弱がつき、閉じ速度が変化し、加速度を抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図２，図３は本発明の一実施例を示し、図２は断面図、図３はケースの一部を除去して内部機構を示す背面図である。図２に示すように、ドアクローザ本体(10)内には、ドアを自動的に閉鎖させる機能を有する自閉手段(11)と、ドアが閉じる際の閉じ速度を調整する機能を有する制動手段(12)がドアの開閉方向に直列に並んで設けられている。
【００１０】
上記自閉手段(11)の一実施例が図４に示されている。ドアクローザ本体(10)のケース(13),(14) 内には、ドラム(15)が設けられ、ねじ(16)で固定されており、該ドラム(15)の中央には回転可能に回転軸(17)が挿入されている。該回転軸(17)は、一端がドラム(15)に形成した軸受孔(18)に軸支され、他端が該ドラム(15)の蓋(19)のボス(20)に形成した軸受孔(21)に軸支されている。なお、上記ドラム(15)と蓋(19)は、外周に設けたねじ座(15a),(19a）（図３参照）をねじ(22)で締着することにより固着されており、蓋(19)と反対側の該ドラム(15)の側面の角部は斜面(23)に形成されている。
【００１１】
上記ドラム(15)内には、ぜんまいばね、渦巻ばね等のばね部材(24)が収納され、上記回転軸(17)の周囲に巻回されている。そして、ドアが開く際の回転軸(17)の回転によりばね部材(24)に復元力が増加、蓄積されるよう該ばね部材(24)の一端に形成した内フック(25)を上記回転軸(17)に設けた切込溝(26)に挿入して固定すると共に他端に形成した外フック(27)をドラム(15)の外周に形成した切込溝（図示略）に挿入して固定してある。
【００１２】
また、上記回転軸(17)の一端には、回転歯車(28)が挿入され、該回転軸(17)の先端にかしめ(29)を設けることにより回転歯車(28)は固定されている。なお、該回転軸(17)と回転歯車(28)の嵌合部を適宜の異形断面に形成して回り止めするようにしてもよい。上記ドラム(15)の側面(30)に接するよう該回転歯車(28)には巻付部(31)が突設されており、上記側面(30)に対向する回転歯車(28)の側面(32)との間に連結ワイヤ(33)を略一列に巻装でき隙間(34)を形成してある。該連結ワイヤ(33)は、ドア本体と開口部枠間を結び、係止端末(35)が上記巻付部(31)近くの回転歯車(28)に固定され、ドアクローザ本体(10)の外方に存する可動端末(36)がドア本体もしくは開口部枠に取り付けられる。なお、上記可動端末(36)には止め板(37)を設けてあり、該連結ワイヤ(33)が巻き込まれるとき該止め板(37)がワッシヤ(38)に当って該可動端末(36)が本体内に入り込まないようにしてある。上記のように、回転歯車(28)はそれ自体でプーリー機能を有しているが、別体にプーリーを形成して円板状の回転歯車に固着するようにしてもよい（図示略）。
【００１３】
自閉手段(11)は、上記のように構成されているので、例えばドアクローザ本体(10)を開口部枠（１）に取り付け、連結ワイヤ(33)の可動端末(36)をドア本体（４）に取り付けると、ドアを開放する際、上記回転歯車(28)の巻付部(31)から連結ワイヤ(33)が引き出され、該回転歯車(28)、回転軸(17)が回転され、それにより上記ばね部材(24)が巻き込まれ、復元力が蓄積される。ドア本体から手を離すと、上記ばね部材(24)の復元力により回転軸(17)及び回転歯車(28)は逆方向に回転し、上記連結ワイヤ(33)を巻き取るから、ドア本体は閉鎖位置に向けて自動的に移動する。ドアクローザ本体をドア本体に取り付け、可動端末を開口部枠に取り付けても、同様に機能する。
【００１４】
図５には制動手段(12)の一実施例が示されている。ドアクローザ本体(10)内には、制動手段の固定座(39)がねじ(40)により固定されており、該固定座(39)の中央には制動軸(41)が位置している。該制動軸(41)は、固定座(39)の底蓋(42)のボス(43)に形成した軸受孔(44)に軸支され、一端には制動歯車(45)が挿入され、制動軸(41)の先端をかしめ(46)を設けることにより該制動板(45)を制動軸(41)に固定してある。なお、制動軸(41)と制動歯車(45)の嵌合部を適宜の異形断面に形成して回り止めするようにしてもよい。また上記固定座(39)と底蓋(42)は、外周に設けたねじ座(39a),(42a) （図３参照）をねじ(47)で締着することにより固着されている。
【００１５】
上記固定座(39)の中央には移動可能に調整部材(48)がねじ着(49)されており、該調整部材(48)の略円錐状の制動面(50)と底蓋(42)の制動面(51)の間にオイル等の制動流体を充填した制動室(52)が形成されている。該制動室(52)内に充填する制動流体は、図２に示すように上記調整部材(48)に形成した供給口(53)から所定量充填され、該供給口(53)には封鎖ねじ(54)がねじ着(55)されている。なお、上記制動室(52)をシールするため、各部材の適所にはＯリング等のシール部材(56)が設けられている。また、上記調整部材(48)は、ボス(57)部分に係止溝(58)を有し、該係止溝(58)にドライバー等（図示略）を差し込んで回転することにより上記底蓋(42)に近づく方向若しくは離れる方向に接離可能に移動でき、上記制動流体の量は調整部材を最大限移動させても支障を生じない量にしてある。
【００１６】
上記制動室(52)内には、一方向クラッチ(59)を介して上記制動軸(41)に連結された制動片(60)が設けられている。該制動片(60)には、上記制動面(50)に重なり合う形状の略円錐状の制動面(61)が形成され、周縁に形成したフランジ面(62)は上記固定座(39)に形成した内段部(63)に狭い間隙を存して対向しており、側面には制動流体を自由に通過させるよう通孔(64)が形成されている。なお、該制動片を複数枚で構成したり、制動流体を攪拌するよう適宜位置に翼状片を形成してもよい（図示略）。
【００１７】
上記一方向クラッチ(59)は、ドアが閉じるとき上記制動軸(41)と制動片(60)を連結し、ドアを開くときは該制動軸(41)の回転を制動片(60)に伝えないように機能する公知の適宜の一方向クラッチを使用することができる。この種の一方向クラッチは、一般に、図示を省略した外筒と内筒を有し、内筒を上記回転軸(41)に固定すると共に外筒を上記制動片(60)の筒状部(65)に固定してある。なお、該外筒は上記調整部材(48)のボス(57)部に形成した受孔(66)に遊嵌しており、該調整部材(48)に制動軸(41)の回転が伝達されることはない。上記受孔(66)には調整部材(48)が移動したとき流体が移動し易いよう溝を設けてもよい（図示略）。
【００１８】
上記構成により、ドアを閉じる際に制動軸(41)が回転すると、一方向クラッチ(59)を介して制動片(60)に伝達され、該制動片(60)が制動流体の抵抗を受けて回転する結果、上記制動軸(41)の回転は制動される。この際、上記調整部材(48)を制動片(60)に対して接離させ該調整部材(48)の制動面(50)と制動片(60)の制動面(61)間の間隔を変更すると、制動片(60)の制動力を調整することができる。なお、該調整部材(48)のフランジ面(67)が固定座(39)の段部(68)に当る位置まで調整部材を最大限移動したときでも、上記制動面(50),(61) 間には微少間隙が存するように寸法を定めてある。
【００１９】
上記自閉手段の回転歯車(28)と制動手段の制動歯車(45)は、角速度比が変化する歯車で構成されている。このような歯車としては、楕円歯車等の非円形歯車を用いることもできるが、好ましくは図３に示すように偏心歯車を用いるとよい。すなわち、図３に示すように、回転軸(17)と制動軸(41)の中心(O1),(O2）間の距離(L3)は一定であるが、回転歯車(28)の中心(O3)と制動歯車(45)の中心(O4)は、それぞれ上記回転軸(17)の中心(O1)及び制動軸(41)の中心(O2)から偏心量（ｅ）だけ偏心して設けられている。この構成により、上記回転歯車(28)と制動歯車(45)は、それぞれ一点鎖線(28a),(45a）で示す軌跡を描いて回転するが、両歯車(28),(45) のかみあい点（Ｐ）から各軸の中心(O1),(O2）までの距離(L4),(L5) が回転に伴って変化し、各歯車の回転は不等速となり、その結果、自閉手段に伝達される制動手段の制動力は歯車が半回転する毎に強弱変化して伝えられる。
【００２０】
上記のように制動力は制動歯車(45)の回転により変化するから、ドアの位置を考慮し、特にドアの閉じ際の制動力が大きくなるように回転歯車(28)に組み合わせるとよい。すなわち、ドアの閉じ際に制動歯車(45)側の上記距離(L5)が小さく、回転歯車(28)側の上記距離(L4)が大きくなるように組み合わせれば、ドアの閉じ際において制動歯車(45)の回転モーメントは小さく回転角は大きくなるので制動力は増加し、確実に制動力を利かせることができる。なお、上記ケース(13),(14) は、上記回転歯車(28)及び制動歯車(45)の回転に支障を与えないよう該回転歯車等の側面との間に微少間隙を存する状態で適宜のねじ等により固定されている（図示略）。
【００２１】
図３に示す実施例では、２つの偏心歯車を用いて直接噛合させているが、角速度比を大きく変動させる場合には、回転歯車と制動歯車の間に中間歯車を設け、これらの各歯車を偏心歯車として歯車列を構成すればよい。なお、中間歯車を用いると、回転軸と制動軸の回転方向が上記実施例と逆方向となるから、そのような場合には、制動手段に用いる一方向クラッチは図２，図５等に示す一方向クラッチと逆方向に回転したとき作用するように組み込めば、上記実施例と同様にドア閉鎖時に制動力を生じさせることができる。
【００２２】
上記ドアクローザ本体(10)の適所には取付脚(69)を設けてあり、該取付脚(69)をドア本体（４）若しくは図１（Ｂ）に示すように開口部枠（１）に固定し、連結ワイヤ(33)の可動端末(36)を開口部枠若しくは図１（Ｂ）に示すようにドア本体の吊車（５）の支持枠（６）に固定してドアを開くと、該連結ワイヤ(33)が引き出されることにより上記回転歯車(28)を介して回転軸(17)が回転し、この回転により上記ばね部材(24)が巻き込まれ、復元力が増加（蓄積）される。この際、上記回転歯車(28)を介して制動歯車(45)も回転するが、上記一方向クラッチ(59)はドア開放時の回転を制動片(60)に伝達しないので、制動力を生じることはなく、ドアの開き力はばね部材(24)の力のみとなるから、ドアの開きは容易である。
【００２３】
ドアを閉じる際は、ドア本体から手を放すと、上記ばね部材(24)の復元力により回転軸(17)はドア開放時とは反対方向に回転する。これにより回転歯車(28)は回転し、連結ワイヤ(33)を巻き込み、吊車（５）を引き寄せ、ドアは閉じ方向に移動する。このとき、上記制動軸(41)は回転歯車(28)、制動歯車(45)を介して回転するが、上記一方向クラッチ(59)は該制動軸(41)と制動片(60)を連結するから、制動室(52)の微少間隙内で制動流体による回転抵抗を受けて回転する制動片(60)により該制動軸(41)の回転は抑制され、ドアの閉じ速度は制動される。この際、回転歯車と制動歯車は、角速度比が変化して回転するから、制動手段の制動力は歯車の半回転毎に強弱変化して自閉手段に伝達され、制動力が強くなったり、弱くなったりすることによりドアが閉じる際の加速度を抑えることができる。
【００２４】
上記ドアの閉じ速度は、上記制動片(60)に作用する回転抵抗の大きさにより変化するから、上記調整部材(48)を移動させて上記制動片(60)の制動面(61)に対向する制動室(52)の内面（制動面(50)）を接離させて両面間の間隙を変えれば、上記閉じ速度を調整することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成され、ドアクローザ本体内に自閉手段と制動手段を直列に並設し、該自閉手段の回転歯車と制動手段の制動歯車を角速度比が変化する歯車で構成して連結するようにしたので、ドアクローザ自体の厚みを薄く、かつ形状を小さくでき、ドアの厚みや開口部枠の厚みが薄いドアにも対応することが可能であり、吊車近くに設置できるからドア幅が小さなドアにも対応することができ、構成も施工も簡単で経済的であり、その上、制動機構が簡単で精度を必要とせず、また閉じ動作において、どの位置からも制動が利き、歯車の角速度を変化させて周期的に制動力を強弱変化させることによりドアの閉じ速度が一層抑制されるので、安全であり、動作が円滑である。また、ドアの閉じ際に制動歯車の回転角が大きくなるように回転歯車と組み合わせると、制動力は確実に確保され、ドア閉鎖時の衝撃を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドアの納まり状態を示し、（Ａ）は従来のドアの説明図、（Ｂ）は本発明のドアの説明図。
【図２】本発明の一実施例を示す断面図。
【図３】ケースの一部を除去して内部機構を示す背面図。
【図４】自閉手段の一例を示す半断面図。
【図５】制動手段の一例を示す半断面図。
【符号の説明】
９…ドアクローザ
１０…ドアクローザ本体
１１…自閉手段
１２…制動手段
１５…ドラム
１７…回転軸
１９…蓋
２４…ばね部材
２８…回転歯車
３３…連結ワイヤ
３９…固定座
４１…制動軸
４２…底蓋
４５…制動歯車
４８…調整部材
５２…制動室
５９…一方向クラッチ
６０…制動片

Claims

ドラムの中央に回転可能に設けられた回転軸、ドアが開く際の該回転軸の回転により復元力が蓄積されるよう該回転軸の周囲に巻回され一端が上記回転軸に固定され他端が上記ドラムに固定されたばね部材、及び上記回転軸に固定されドアと開口部枠間を結ぶ連結ワイヤが巻き付けられるプーリー機能を有する回転歯車を具備する自閉手段と、制動歯車を有する制動軸の回転を一方向クラッチを介してドアが閉じる際に制動するよう制動流体を充填した制動室を具備する制動手段を有し、上記自閉手段と制動手段を本体内に直列に並設し、該自閉手段の回転歯車と制動手段の制動歯車を角速度比が変化する歯車で構成して連結したことを特徴とするドアクローザ。
上記回転歯車と制動歯車は偏心歯車である請求項１に記載のドアクローザ。
上記回転歯車及び制動歯車は非円形歯車である請求項１に記載のドアクローザ。
上記回転歯車及び制動歯車の噛合は、ドアの閉じ際に制動歯車の回転角が大きくなるように噛合している請求項１に記載のドアクローザ。
上記制動手段は、制動軸に連結されて制動室内で回転する制動片を有し、該制動片の回転制動を調節できるよう該制動片に対向する制動室の内面を該制動片に対して接離可能に設けてある請求項１に記載のドアクローザ。