JP4020840B2

JP4020840B2 - 引戸の制動装置

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Publication number: JP4020840B2
Application number: JP2003285488A
Authority: JP
Inventors: 博上田
Original assignee: Daiken Co Ltd
Current assignee: Daiken Co Ltd
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2023-08-04
Also published as: JP2005054422A

Description

本発明は、引戸の制動装置に関するものである。

従来、開扉状態から自動的に閉動するようにされた引戸が知られている。このような引戸において、引戸の閉動を制動するために、引戸側に油の流れ抵抗を利用した回転制動装置を取付けるとともに、この回転制動装置の回転軸にピニオンを設け、上枠側にはこのピニオンと噛合するラックを取付け、引戸の閉動時にラックにピニオンを噛合わさせることにより回転軸を回転させ、回転制動装置を機能させて引戸に制動力を与えるようにした引戸の制動装置が知られている。また、引戸の開扉動作を制動するために、同様な制動装置とピニオン及びラックから構成され、引戸の開動時にラックとピニオンとの噛合により軸体を回転させることによって引戸に制動力を与えるようにした引戸の制動装置も知られている（特許文献１）。

しかし、前記引戸の制動装置では、引戸の閉動時においてピニオンがラックに噛合し始めるときに衝撃音を発するという問題があり、また、引戸の閉動時ほどではないにしても引戸の開動時においても同様の問題があり、特に病院、高齢者住居などの静寂が要求される屋内においてはその改善が望まれていた。

そこで、ピニオンがラックに噛合い始めたときはピニオンを空転させ、両者を無負荷状態で確実に噛合わせたあとで、ピニオンに制動を加えるようにし、もって上述した騒音を解消することが提案されている（特許文献２）。
特開平８−２１８７２６号公報特開２００１−２８８９５５号公報

しかし、上記の空転装置は、ピニオン内部に空転機構を組み込んで設けているため、ピニオンの構造が複雑となり、高価となる問題があった。
さらに、ピニオンの空転距離が引戸の大きさ、あるいは引戸の移動最大速度などを勘案して変更しようとしても、そのような調整はピニオン自体を交換しなければならず、臨機応変に調整することは困難となる問題があった。
本発明はこのような問題を解決するものであって、引戸の閉動時又は開動時に発する衝撃音を簡単な構造の制動装置で緩和し、しかも、一種の装置で空転距離の長さを任意に変更可能とし、静寂を保って引戸の閉動又は開動を制動することができる引戸の制動装置を提供することを課題とするものである。

前記問題点を解決するために、引戸上縁とその支持レールとのいずれかに沿ってラック、他方にピニオンを取付け、前記引戸の開閉動時に前記ラックとピニオンを噛合わせ、この時のピニオンの従動回転に制動力を与えることによって前記引戸の開閉速度を制動するようにした引戸の制動装置であって、
前記引戸の開閉動時のピニオンの従動回転に対し制動力を与える回転制動装置の回転軸に前記ピニオンが遊転状態で軸支され、該ピニオンに隣接して前記回転軸にはいずれか一方向の回転は空転して伝達しないが、他方向の回転は前記回転軸に回転を伝達する一方向クラッチが設けられ、該一方向クラッチの外周には円周外面に径方向凹部を形成してなるカム板が同軸に設けられ、前記ピニオンの前記カム板に対する側面に、前記径方向凹部内を周方向に移動可能なピンが突設され、歯車と一体に回転するピンが、前記カム板の径方向凹部の周方向端部に当接することで前記歯車が前記カム板を介して前記一方向クラッチにいずれかの方向の回転を伝達するようにしてなることを特徴とするものである。

引戸の開閉動動作の制動装置が機能する前に、ピニオンがラックとが噛合って空転する期間が設けられるので、噛合い始めの騒音が防止されるが、この空転期間を設けるための機構が非常に簡単であるので実施も容易でありまた安価に提供可能となる。

以下、本発明の実施の形態である引戸の制動装置を説明する。
実施の形態１
図１において、引戸１は、屋内出入口の上枠２、戸先側竪枠３、戸尻側竪枠４及び床部５で形成された開口枠部に設けられている。

引戸１の上端１ａの戸先１ｂ寄り及び戸尻１ｃ寄りの所定箇所にはそれぞれブラケット６、７を介して戸車８、９が回転自在に支持されている。
また、上枠２には、戸先１ａ側へ向けて下降傾斜する断面略Ｌ字状のフレーム１０（図２）が取付けられ、このフレーム１０に形成されたレール１１上に引戸１の戸車８、９が転動自在に載置されている。したがって、引戸１は自重により傾斜されたレール１１上を戸車８、９で下降方向へと自動的に閉動するようにされている。

床部５には引戸１が表裏面方向へ揺動しないようにガイドするガイドローラ１２が立設されている。
また、戸尻寄りのブラケット７には、傾斜フレーム１０の戸尻寄りに設けられたストッパー１３と係合するストッパーローラ１４が取付けられている。

戸先寄りのブラケット６には制動装置１６が取付けられている。この制動装置１６は、例えば、図１のＡ-Ａ線断面拡大図の図２または制動装置１６を図１の紙背側から見て分解拡大して示す図５のように、密閉容器１７内に油を封入し、その密閉容器１７内に図示は省略するが羽を有する回転軸１８を軸支し、密閉容器１７内面に前記羽の回転運動と緩衝しない位置に邪魔板を設けることにより、油の粘性を利用して邪魔板で羽の回転を制動する構造のものなどが使用される。なお、図示例では回転軸１８には図５に明示するようにピニオン２８用の位置決め段部１８ｂを有する回転軸１８ａが延長接続されている。

さらに、図１および制動装置１６を図１の紙背側から見て拡大して示す図３に示すように、傾斜フレーム１０の下面部上における戸先寄り箇所には上方に向けて歯面２９ｔを有する閉動制動用ラック２９が取付けられ、引戸１が完全に閉じられる前の所定範囲位置で閉動制動用ラック２９にピニオン２８が噛合するようになっている。

ピニオン２８は、制動装置１６の回転軸１８に延長接続した回転軸１８ａに空転できるよう遊嵌されており、このピニオン２８と隣接した位置に、図示例の場合は、ラック２９によって従動回転させられるピニオン２８の回転のうち引戸１の開方向の従動回転は自由に許容するが、逆の閉方向の従動回転は回転軸１８ａに伝達する一方向クラッチ１９が設けられ、この一方向クラッチ１９の外周には、外周２０に周方向に連続する径方向凹部２１を形成したカム板２２が設けられ、ピニオン２８のカム板２２に対する側面に、径方向凹部２１内を周方向に移動可能なピン３０が突設されている。なお、図５の分解斜視図において図中２３はピニオン２８の位置決め用ワッシャ、２４は回転軸１８ａの先端に抜けどめ用Ｅリング２５と一方向クラッチ１９間に介挿されるワッシャを示す。

したがって、閉動制動用ラック２９にピニオン２８が噛合った状態で、引戸１を閉じる方向（矢印ｃ方向、図１のｃ方向）に移動すると、ピニオン２８は図３の矢印ａ方向に回転する。このとき、ピン３０が点線で示す位置から径方向凹部２１内を周方向へ回転移動しているときは、カム板２２は回転せず、ピン３０が径方向凹部２１の内端面２１ａに突き当たったとき初めてピン３０がカム板２２を押してピニオン２８の回転を一方向クラッチ１９に伝えるようにされている。
また、図示例の場合は、閉動時の回転（矢印ａ方向の回転）をクラッチ１９が伝達するようにされているので、引戸１を閉じる方向（矢印ｃ方向）に移動させると、ラック２９に噛合って従動運動するピニオン２８の回転は、一方向クラッチ１９を介し回転軸１８ａから制動装置１６の回転軸１８に伝達され,この結果、制動装置１６の制動力が逆の経路でピニオン２８側へと伝えられ、閉動速度が制限されるように構成されている。
次に、図６以下を参照して上記引き戸の緩衝装置の作動について説明する。なお、図６以下は図３を図５と同様、制動装置１６を図１の紙背側から見た作動説明図を示したもので、必要な部分以外の構造は省略されている。
引戸１を閉めた状態から、引戸１を開扉方向、即ち矢印ｄ方向へ移動させて開扉すると、ラック２９と噛合うピニオン２８は図６に矢印ｅで示すように回転し、一体に設けられたピン３０は、周方向凹溝２１内を点線で示すように周方向へ移動したあと他側内端面２１ｂに当接させて、一方向クラッチ１９と共に従動回転しようとする。
しかしこの方向の回転は、一方向クラッチ１９は空転するだけで回転軸１８ａに伝達しないのでピニオン２８は、回転軸１８ａ上で、ピン３０を介してカム板２２と一体的に空転し、ラック２９から外れると図７に示すように周方向凹溝２１の他側内端面２１ｂにピン３０を接した状態で回転を止める。引戸１を必要分開いた後放置すると、支持レール１１の傾斜に沿って引戸１は自然と閉扉方向へと戻り移動しだす。
次に、図８に示すように矢印ｃで示すように引戸１が戻り移動し、ピニオン２８がラック２９と噛合う位置まで戻ると、周方向凹溝２１の他側内端面２１ｂ側に位置するピン３０は、ピニオン２８の矢印ａ方向の従動回転によって周方向凹溝２１内を点線で示すように戻り始める。
図９に示すように周方向凹溝２１の延在する範囲長さＳだけピニオン２８はピン３０と一体となって回転するが、その間カム板２２は全く回転しない。即ちＳの長さ部分はピニオン２８は回転抵抗がなく空転し、その間にピニオン２８は、騒音を発することなくラック２９と噛合う。
そして、ピン３０が周方向凹溝２１の内端面２１ａに当接すると、ピニオン２８はピン３０を介してカム板２２を矢印ａ方向へ回転させ始める。
ところが、この方向の回転は一方向クラッチ１９により回転制御装置１６へと伝達されるので、その制動力が逆にピニオン２８へと伝えられ、引戸１の閉動速度に制御が加わり、自然に閉動速度が低下されるのである。また、この制動力が作用するときは、既にラック２９にピニオン２８が噛み合った後なので歯跳びなどによる大きな騒音の発生も防止される。
もちろん、引戸１の閉動速度も制限されるので戸先竪枠３との衝突も避けられ騒音の発生もない。

そして、再度開扉する場合は、図６の状態となりスムーズに開扉できるようになる。
上記実施の形態として、閉扉時に制動される場合を示したが、傾斜フレーム１０の戸尻１ｃ寄り箇所に歯面２９ｔを上方に向けて開動制動用ラック（２９）を取付け、開動時にも引戸１が戸尻側竪枠４に衝突して大きな騒音を発生させないようにすることもできる。

上記実施の形態によれば、引戸の閉動時または開動時にそれぞれの側の竪枠に対する引戸１の衝突が防止され、しかも簡単な構成でラックとピニオンとの静かな噛合いを実現することが可能となる。
実施の形態２
図１０は実施の形態２の引き戸の緩衝装置を示す正面図、図１１は回転制動装置部分の拡大正面図である。

図１０において、引戸１の設けられる、上枠２、戸先側竪枠３、戸尻側竪枠４及び床部５で形成された開口枠部の構成は実施の形態１と同じとされているが、上枠２の長さ、即ち開口枠部の開口幅が広く、その分引戸１の移動距離も長くされている。

そして、引戸上端１ａの戸先１ｂ寄り及び戸尻１ｃ寄りの所定箇所にはそれぞれブラケット６、７を介して戸車８、９が回転自在に支持されている点などは実施の形態１と同じであるが、以下の点が異なる。
すなわち、フレーム１０に沿って形成される閉動制動用ラック２９が、本来の閉扉位置側のもの２９ａと、その手前部分側のもの２９ｂの二箇所にわたって一連に、かつ不連続に設けられており、また、図１１に示すように制動装置１６の回転軸１８ａ上のピニオン２８のピン３０とカム板２２との間に、ピン３０を周方向凹溝２１の他の内端面２１ｂに接するように復帰させる引張りバネ２６が架設されている点が実施の形態１の構成と異なる。

なお、引張りバネ２６は、いわゆるコイルバネのほか、ゴム状弾性を有する紐体などであってもよく、またその弾性力は、遊転状態にあるピニオン２８を、カム板２２の凹溝２１の他の内端面２１ｂに引き寄せるに必要十分な張力であればよく、制動装置１６の制動力に打ち勝ってまでカム板２２とピニオン２８を引き寄せるほどの弾性力とする必要はない。

なお、その他の点は実施の形態１と同じであるので同一部分については同一符号を付すことで詳細な説明は省略する。
次に実施の形態２の引き戸の緩衝装置の作動について説明する。

図１２に示すより引戸１を閉めた状態から、矢印ｄ方向へ引戸１を移動させて開扉すると、ラック２９ａと噛合うピニオン２８は図に矢印ｅで示すように回転し、一体に設けられたピン３０は、周方向凹溝２１内を周方向へ移動したあと他側内端面２１ｂに当接させて、一方向クラッチ１９と共に従動回転しようとする。
一方向クラッチ１９は、この方向への回転を許容するので、ピニオン２８は回転軸１８ａ上で、カム板２２とピン３０を介して一体的に空転し、ラック２９から外れると、図１３に示すように周方向凹溝２１の他側内端面２１ｂにピン３０を接した状態で回転を止める。次いで二番目のラック２９ｂにピニオン２８が係合するが、このときも一番目のラック２９ａと噛合っていたのと同様ピニオン２８はカム板２２と一体に空転するので、開扉動作の抵抗とはならない。
次に、開扉した状態から引戸１を開放すると、引戸１は自然に閉扉方向へ移動し始める。
図１０に示したようにレール１１の長さが長いため、引戸１が中間部分に達するだけで閉扉速度がかなり速くなる。しかし、その位置にラック２９ｂがあるため、ピニオン２８は、図１４に示すようにその位置で、ラック２９に噛合い始める。このとき、ピン３０は周方向凹溝２１の他側内端面２１ｂ側にバネ２６によりひきつけられているので、ピニオン２８の従動回転が始まっても周方向凹溝２１の延在する範囲長さＳだけピン３０は移動し、ピニオン２８は回転軸１８ａ上を空転する。なお、その間バネ２６はカム板２２を元に戻す方向へと引張るが、バネ２６の弾性は一方向クラッチ１９を回転させ得るほど強くはないので、図１５（ａ）に示すようにそのまま引き伸ばされ、長さＳ部分ピニオン２８が矢印ａ方向へ回転する間、ピニオン２８は実質的に空転する。
したがって、ピニオン２８はラック２９に対して遊転状態で噛合いはじめ、ピン３０が内端面２１ａに当接した瞬間から一方向クラッチ１９を介して制動装置１６が機能し始め、閉扉速度が制限されるが、この制動開始時には既にピニオン２８がラック２９に噛合っているので、騒音を発することなく閉扉速度が制動される。
そして、ピニオン２８がラック２９ａを通り過ぎると、引戸１は再び閉扉方向へ自然に移動し出すが、図１５（ｂ）に示すようにラック２９ａから離れたピニオン２８は、カム板２２とピン３０との間に設けた引張バネ２６の引張弾性力によって矢印ｆで示すようにカム板２２に対して互いに近づく方向へと回転し、その結果内端面２１ｂＩピン３０が接するまで位置を復帰させられる。
この位置は、ピニオン２８が距離Ｓだけ回動したあと径方向凹部２１の内端面２１ａに接する移動前の位置となるので、戸先側のラック２９ａにピニオン２８が噛合うまでに空転距離Ｓが確保される。
したがって、ラック２９ａにピニオン２８が噛合うときも、噛み合い始めの空転距離Ｓが確保され、この空転により騒音発生も防止されるのである。
したがって、長い距離を自由移動する場合であっても二段にわたっ．ラック２９により、移動速度が制動されるので、速度過剰になった場合に生じる衝突音や噛合騒音などが殆ど解消でき快適な開閉動作が可能となるのである。
なお、図示は省略するが、レール１１に沿って設けるラック２９の数は、レール１１の長さにより三箇所以上設けても良い。
実施の形態３
図１６は実施の形態３の引き戸の緩衝装置の要部正面図である。
この引き戸の緩衝装置は、実施の形態１又は２における制動装置１６のカム板２２部分における変更例で、カム板２２の外周２０に設けた径方向凹部２１の周方向長さＳが実施の形態１、２よりも長くされ、径方向凹部２１内に適宜間隔毎にピン３０と当接可能なストッパ用リブ３１…が複数箇所設けられ、それぞれが点線で示すように根元部分から切除可能に突設されている。

したがって、リブ３１の切除位置によって、ピニオン２８のラック２９と噛み合ったときの空転距離Ｓを変化させることができる。
なお図１７に示すように径方向凹部２１をなくし、カム板２２全周にリブ３１…を適宜間隔毎に突設しそれぞれを任意に折り取るようにすることで空転距離Ｓを事後的に調整するようにすることもできる。
実施の形態４
図１８は、実施の形態４の引き戸の緩衝装置の引き戸の緩衝装置の要部正面図である。
この引き戸の緩衝装置は、実施の形態１又は２における制動装置１６部分のさらに別の変更例で、カム板２２の外周２０に設けた径方向凹部２１の長さが長くされ、ピン３０に当接可能なストッパアーム３２が径方向凹部２１内に張出すようにカム板２２側面に固定可能に取付けられている。
この取付け手段は、図示のようにストッパアーム３２の根元部分３３を回転軸１８ａに軸支し、径方向凹部２１に沿って周方向に任意に回転させた後、回転軸１８ａに設けた締め付けナット３４を締付けて固定するようにされている。
したがって、ストッパアーム３２の固定位置によって、ピニオン２８のラック２９と噛み合ったときの空転距離Ｓを無段階変化させることができる。
なお図１９に示すように径方向凹部２１をなくしてカム板２２の外周にリブ２２ａを突設し、この固定リブに対してストッパアーム３２の固定位置を変化させることでピニオン２８がラック２９に噛み合いはじめた時の空転距離Ｓを任意に変更できるように構成することができる。

実施の形態１の引戸装置の全体構成を示す正面図である。図１のＡ−Ａ線矢視拡大断面図である。図１の紙背側から見た制動装置のピニオン及び戸車の配置状態を示す正面図である。同引戸の制動装置の斜視図である。同引戸の制動装置の分解斜視図である。図１の紙背側から見た制動装置の作動説明図を示したもので、必要な部分以外の構造は省略して示す正面図である。同じく、開扉時ラックからピニオンが外れた状態を示す正面図である。同じく、閉扉時ラックにピニオンが噛合いはじめの状態を示す正面図である。同じく、閉扉時ラックにピニオンが噛合った状態を示す正面図である。実施の形態２の引戸の制動装置の全体構成を示す正面図である。実施の形態２の引戸の制動装置のピニオンと戸車の配置状態を示す正面図である。実施の形態２の引戸の制動装置において開扉時のピニオンがラックに噛み合い始めた状態を示す正面図である。実施の形態２の引戸の制動装置において開扉時のピニオンがラックから外れた状態を示す正面図である。実施の形態２の引戸の制動装置において閉扉時にピニオンがラックに噛み合い始めた状態を示す正面図である。実施の形態２の引戸の制動装置において閉扉時のピニオンとラックとの噛み合い状態を示す正面図であって、（ａ）は、制動時の噛合い状態を示す正面図、（ｂ）はピニオンがラックから外れた状態を示す正面図である。実施の形態３の引戸の制動装置を簡略化して示す正面図である。実施の形態３の引戸の制動装置の他の構成例の正面図である。実施の形態４の引戸の制動装置を簡略化して示す正面図である。実施の形態４の引戸の制動装置の他の構成例の正面図である。

符号の説明

１引戸
２上枠
３戸先竪枠
４戸尻竪枠
５床部
６ブラケット
７ブラケット
８戸車
９戸車
１０傾斜フレーム
１１レール
１２ガイドローラ
１３ストッパー
１４ストッパーローラ
１６制動装置
１７密閉容器
１８回転軸
１８ａ延長回転軸
１９一方向クラッチ
２０外周
２１径方向凹部
２２カム板
２６引張りバネ
２８ピニオン
２９ラック
３０ピン
３１リブ
３２ストッパアーム

Claims

引戸上縁とその支持レールとのいずれかに沿ってラック、他方にピニオンを取付け、前記引戸の開閉動時に前記ラックとピニオンを噛合わせ、この時のピニオンの従動回転に制動力を与えることによって前記引戸の開閉速度を制動するようにした引戸の制動装置であって、
前記引戸の開閉動時のピニオンの従動回転に対し制動力を与える回転制動装置の回転軸に前記ピニオンが遊転状態で軸支され、該ピニオンに隣接して前記回転軸にはいずれか一方向の回転は空転して伝達しないが、他方向の回転は前記回転軸に回転を伝達する一方向クラッチが設けられ、該一方向クラッチの外周には円周外面に径方向凹部を形成してなるカム板が同軸に設けられ、前記ピニオンの前記カム板に対する側面に、前記径方向凹部内を周方向に移動可能なピンが突設され、歯車と一体に回転するピンが、前記カム板の径方向凹部の周方向端部に当接することで前記歯車が前記カム板を介して前記一方向クラッチにいずれかの方向の回転を伝達するようにしてなることを特徴とする引戸の制動装置。
請求項１の引戸の制動装置において、前記引戸のガイドレールに沿って前記ラックが複数本不連続に設けられ、また前記ピニオンとその回転制動装置が引戸に設けられていると共に、前記ラックが前記ピニオンと噛合っていないときは前記ピンがカム板の周方向凹溝に対して回動初期位置に復帰するように付勢する弾性部材を設けたことを特徴とする引戸の制動装置。
請求項１または２の引戸の制動装置において、カム板の径方向凹部に、径方向に突出する複数のストッパ用リブが、周方向に沿って一定間隔毎に切除可能に形成されてなる引戸の制動装置。
請求項１または２の引戸の制動装置において、ピニオン側面に突設されたピンと係合可能なストッパアームが前記カム板側面の前記径方向凹部の周方向に沿った任意位置に固定可能に取付けてなる引戸の制動装置。