JP4404206B2 - 電動式ドアクローザー - Google Patents

Description

本発明は、ドアクローザーに関し、特に扉の閉鎖をアシストする電動式ドアクローザーに関する。

従来、開かれた扉を静かに自動閉鎖させる目的で、ドアクローザーが広く用いられている。一般的なドアクローザーは、ダイキャスト（鋳物）製ボディの中に、ばねとオイルを密閉して構成されるばね式のドアクローザーであり、扉の上框または扉枠の上辺部近傍に、折り畳み自在のアームとともに設けられている。そして、扉を開ける際の人力でばねを圧縮し、ばねの復元力によって扉を自動閉鎖させる一方、オイルで閉鎖スピードを調整するようになされている。

ところが、従来のばね式ドアクローザーによれば以下の問題点があった。すなわち、ばねを用いているために、扉を開ける際にばねを圧縮させるだけの人力が必要となり、特に子供や高齢者等には負担が大きい場合があった。また、扉の閉鎖中に、手足やペット等の障害物が挟まっても閉まろうとする力がかかったままであり、無理に扉を押し引きすると、ドアクローザーや扉枠が破損してしまうおそれがあった。また、ドアクローザー交換時は、ばねでアーム等が反発して交換作業が容易でなかった。
さらに、オイルの粘度が気温に応じて変化するために、季節や冷暖房の状況等によって閉まる速さが変化してしまう等、スピード調節が容易でなく、使用しているうちにオイル漏れを起こしうるという問題もあった。

一方で、このような従来のばね式ドアクローザーに対し、簡単に扉の開閉速度を調整可能なドアクローザーを提供しようとするものに、例えば特許文献１がある。

特開２００１−３２９７４３

しかしながら、上記特許文献１は、従来のばね式ドアクローザー同様、ばねとオイルとを用いたものであり、上記問題を完全に解消することはできなかった。そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ばねを圧縮させるための人力を要さず、きわめて軽く扉を開けることが可能で、閉鎖スピード調節のためのオイルも不要とした、電動式ドアクローザーを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の電動式ドアクローザーは、扉の開閉と連動して回動し、受ドラムを有する主軸と、
該主軸と同一軸廻りを回動可能なベアリングギアを有し、該受ドラムと接離自在かつ摩擦係合可能に配設されるベアリングと、
電磁ソレノイドと接続されて、該受ドラムと該ベアリングとを接離自在とするカムと、
該ベアリングギアと噛合して、該主軸と該ベアリングとを一体的に回動させる駆動手段と、
該主軸の回転角度を感知して、該電磁ソレノイドと該駆動手段とを作動させるために、信号を発信する回転角センサーと、
を備え、
扉が開かれると、該回転角センサーから信号の発信を受けて、該電磁ソレノイドと該駆動手段とが作動し、
該受ドラムと該ベアリングとを摩擦係合させ、
該主軸と該ベアリングとを一体的に回動させて、
扉を閉鎖するようにしたことを要旨とする。

また、請求項２記載の電動式ドアクローザーは、請求項１記載の構成において、扉が所定以上の角度に開かないように、該主軸の回動を規制するストップ手段を備えたことを要旨とする。

また、請求項３記載の電動式ドアクローザーは、請求項１乃至２の何れかの構成において、扉が閉鎖中に、外部から所定以上の負荷が扉にかかると、該受ドラムと該ベアリングとの係合を解除するようにしたことを要旨とする。

本発明に係るドアクローザーによれば、主軸あるいは受ドラムとベアリングとを係合させて、駆動手段を用いて扉を電動で閉鎖するようにしたため、閉鎖スピードが安定しており、煩雑なスピード調節が不要となる。
そして、扉の閉鎖中のみ、主軸あるいは受ドラムとベアリングとを係合させるため、扉を開ける際には、ドアクローザーが取り付けされていない場合と同じ負荷で、きわめて軽く扉を開けることが可能となる。
また、扉が閉鎖中に、外部から一定以上の負荷が扉にかかると、受ドラムとベアリングとの係合を解除するようにしたため、障害物が挟まっても安全であり、無理に扉を押し引きすることによるドアクローザーや扉枠の破損のおそれがない。

本発明に係るドアクローザーは、扉の閉鎖のみを電動でアシストするものであり、扉を開く際には、アーム等を介して扉の開閉と連動された主軸をフリーの状態にしておき、一度扉が開かれると、駆動手段によって主軸を回動させ、扉を自動的に閉鎖するようにしたものである。
このために、本発明に係るドアクローザーは、主軸と同一軸廻りを回動可能なベアリングと、主軸とベアリングとを一体的に回動させる駆動手段とを備え、扉の開閉状態に応じて、主軸とベアリングとを係合し、あるいはその係合を解除するクラッチ機構とを備えるものである。クラッチ機構としては、摩擦クラッチの他、かみあいクラッチ等の機構を用いることとしてもよい。
駆動手段としては、電動のモータ等を用いるが、ベアリングと係合して、主軸とベアリングとを一体として回動させ、扉を自動的に閉鎖可能なだけの動力を有するものとする。

また、本発明に係るドアクローザーは、扉の開閉位置を検出して、クラッチ機構と駆動手段とを作動させるための扉位置検出手段を備えるものである。扉位置検出手段は、扉の開閉位置、すなわち扉の開き角度を認識し、認識結果をクラッチ機構、駆動手段に伝達して作動させるものであれば、どのようなものでもよいが、例えば、扉の開閉と連動される主軸の回転角度を感知し、信号を発信可能なセンサー等を用いることができる。

本発明に係るドアクローザーは、一般的には本体を箱状ケース等によって被包させて用いるが、ケース等が従来方式のドアクローザーのものとほぼ同一の大きさ・形状となるように形成すれば、リフォーム時等に、従来方式のドアクローザーが取り付けられていた箇所に、取付穴の補修等をすることなく交換可能となり好ましい。

本発明の第１の実施例を図面を参照しながら説明する。
図１〜図３に示すように、本実施例に係るドアクローザー（１）は、扉（５０）上部に取り付け可能な箱状のケース（３）に被包される本体（２）と、一端を扉枠（５１）の上辺部（５１ａ）に取り付け可能で、かつ折り畳み自在とされたアーム（５５）とから構成される。
アーム（５５）は、扉側アーム（５６）と枠側アーム（５７）とからなり、扉側アーム（５５）と枠側アーム（５６）のそれぞれ一方の端部（５６ａ）（５７ａ）が、螺子（５８）で回動自在に連結される一方で、枠側アーム（５７）の他方の端部（５７ｂ）は、ブラケット（５９）を介して扉枠（５１）の上辺部（５１ａ）に螺子（５９’）で固定されている。

図４〜図６に示すように、扉側アーム（５６）の他方の端部（５６ｂ）は、ケース（３）を上下に垂直に貫通して設けられる主軸（４）の上端部と螺子（６０）によって締結され、主軸（４）が扉側アーム（５６）と一体となって軸（Ａ）廻りを回動するようになされている。
また、主軸（４）のケース内底面（３ａ）近傍には、背の低い円柱状の受ドラム（５）が主軸（４）と一体的に形成され、受ドラム（５）近傍のケース内底面（３ａ）上には回転角センサー（６）が設けられている。回転角センサー（６）は、受ドラム（５）の側面の適宜の位置に設けられる反射板（図示せず）によって、受ドラム（５）及び主軸（４）の回転を感知するようになされている。

図４〜図６に示すように、受ドラム（５）の上方には、主軸（４）を軸支しつつ、軸（Ａ）廻りに回動自在とされ、かつ軸（Ａ）方向に移動して受ドラム（５）に接離自在とされるベアリング（７）が設けられている。
また、ベアリング（７）の一部の側周面には、主軸（４）の軸（Ａ）と同心円の外周を備えたベアリングギア（８）が突設形成されている。

図４、図６に示すように、受ドラム（５）とベアリング（７）との間には、主軸（４）によって貫通されるコイルばね（１０）が、両端を受ドラム（５）上面とベアリング（７）下面にそれぞれ当接して弾力的に挟着されている。
さらに、図６に示すように、受ドラム（５）とベアリング（７）とが対向する面であって、コイルばね（１０）が当接する面の外周部には、それぞれ摩擦板（１１）（１２）が設けられており、受ドラム（５）とベアリング（７）とが当接した際に摩擦板（１１）（１２）の作用によって、主軸（４）、受ドラム（５）、ベアリング（７）、ベアリングギア（８）とが一体となって軸（Ａ）廻りを回動可能になされている。

図４〜図６に示すように、ベアリング（７）上方には、上記コイルばね（１０）の弾性力に抗して、ベアリング（７）を軸（Ａ）に沿って下方に移動可能なカム（１５）が配設されている。カム（１５）は電磁ソレノイド（１６）に接続され、軸（Ａ）に沿って上下方向に移動可能とされており、カム（１５）は電磁ソレノイド（１６）が通電されたときのみ作動するようになされている。

また、図４、図５に示すように、モータ（２０）による駆動力をベアリングギア（８）に伝達可能とすべく、駆動ギア（２１）、伝達ギア（２２）が配設されている。モータ（２０）に接続される駆動ギア（２１）は先端に向って先細りする略円錐状で、水平な軸（Ｃ）廻りを回動するものであるが、一方向（扉を閉める方向）にのみ回動可能とされており、一方で伝達ギア（２２）は、途中から次第に上方に向って拡径される円柱状で、拡径された部分が駆動ギア（２１）と噛合して、垂直な軸（Ｂ）廻りを回動するようになされている。そして、伝達ギア（２２）とベアリングギア（８）とがさらに噛合して、伝達ギア（２２）の回動がベアリングギア（８）に伝達されることによって、ベアリングギア（８）が軸（Ａ）廻りを回動するように構成されているものである。
また、モータ（２０）及び上述の回転角センサー（６）に接続されて、制御装置（２５）が設けられており、駆動ギア（２１）の回動等を制御している。

図４に示すように、制御装置（２５）の電源は、接続されるコード（２８）先端のコネクター（２９）を、直流２４Ｖの弱電線等によって電源トランス（３１）に接続された差込口（３０）に差し込むことによって、ケース（３）外部から供給されるようになされている。本実施例では、図１に示すように、差込口（３０）を扉枠（５１）に設けている。

次に、上記のように構成された本実施例に係るドアクローザー（１）の使用方法について、以下に説明する。
まず、扉（５０）が閉められた状態においては、図４、図６に示すように、カム（１５）が作動されることなく、ベアリング（７）と受ドラム（５）とが所定のクリアランスを保って配置される。
この状態から、使用者が扉（５０）を押し開く（引き開く）と、主軸（４）が扉側アーム（５６）と一体となって、軸（Ａ）廻りを回動する。使用者が扉（５０）を押し開く（引き開く）間も、カム（１５）は作動せず、従って使用者はドアクローザー（１）から何ら負荷を受けることなく扉（５０）の開操作を行うことができるようになっている。

使用者が、扉（５０）の開操作を完了すると、回転角センサー（６）が感知して信号を発信し、電磁ソレノイド（１６）が通電される。そして、電流が印加されることにより電磁ソレノイド（１６）に発生する磁力を受けて、軸（Ａ）に沿って下方向の力がカム（１５）に作用し、カム（１５）が、コイルばね（１０）の弾性力に抗してベアリング（７）を押圧し、ベアリング（７）と受ドラム（５）とが摩擦係合される。
一方で、同じく回転角センサー（６）の感知によって発信される信号を受けて、モータ（２０）が駆動するようになされており、駆動ギア（２１）、伝達ギア（２２）を介して、モータ（２０）の駆動力がベアリングギア（８）に伝達され、これによって、主軸（４）、ベアリングギア（８）、ベアリング（７）、受ドラム（５）とが全て一体となって軸（Ａ）廻りを回動して、扉（５０）を自動的に閉鎖するものである。

扉（５０）が元の位置に戻り錠ラッチがかかって、扉（５０）の閉鎖が完了すると、回転角センサー（６）が感知して、電磁ソレノイド（１６）への通電、モータ（２０）の駆動が停止される。
電磁ソレノイド（１６）への通電の停止に伴い、カム（１５）は元の位置に向って軸（Ａ）に沿って上方に移動するとともに、上方からの押圧力を除去されたベアリング（７）も、コイルばね（１０）の付勢力によって、軸（Ａ）方向移動し、ベアリング（７）と受ドラム（５）とが所定のクリアランスを保った最初の状態に戻される。
そして、使用者が扉（５０）を押し開く（引き開く）ごとに、上記が繰り返されることとなる。

なお、図１に示すように、ケース（３）正面には、扉（５０）の閉鎖スピードを調節可能な調節ツマミ（３５）が制御装置（２５）と接続されて配設されており、容易に閉鎖スピードを設定できるようになされている。
また、扉（５０）の開き角度が大きいときは閉鎖スピードを速く、扉（５０）の開き角度が小さいときは閉鎖スピードを遅く、というように扉（５０）の開き角度に応じてスピードを段階的に可変とするプログラム設定を行う他、モータ（２０）が駆動している間、ケース（３）のランプ（図示せず）を点滅させたり、「お知らせ音」を発する等の機能を付加することとすれば、より好ましい。

本実施例に係るドアクローザーによれば、扉（５０）を開ける際には、主軸（４）のみが回動されるものであるため、きわめて軽く扉（５０）を開けることができる一方で、開かれた扉（５０）は、カム（１５）とモータ（２０）との作動によって、主軸（４）、受ドラム（５）、ベアリング（７）、ベアリングギア（８）とが一体となって回動され、電動で閉鎖されるものであるため、扉（５０）の閉まる速度が安定しており、速度調節も調節ツマミ（３５）によって容易に行うことが可能となる。

本発明の第２の実施例を図面を参照しながら説明する。本実施例は、前実施例のドアクローザー（１）に主軸（４）の回動を規制するストップ手段と、障害物等を感知する機能を付加したものである。

図７、図８に示すように、本実施例に係るドアクローザー（１）は、受ドラム（５）の側面の適宜の位置に形成される係合突起（４０）と、受ドラム（５）近傍の適宜の位置に設けられて係合突起（４０）と係合する係止ピン（４１）とを、ストップ手段として備えたものである。
係止ピン（４１）は、ケース（３）の外部底面から挿脱可能に構成されており、扉（５０）を所望の開き角度（全開角度）以上に開けようとすると、図８に示すように、受ドラム（５）と一体となって回動する係合突起（４０）と係止ピン（４１）とが係合して、受ドラム（５）及び主軸（４）の回動が規制され、扉（５０）が設定された全開角度以上に開かないようになされている。
本実施例においては、扉（５０）の全開角度が９０度または１２０度の何れかに選択設定可能に構成されている。

また、本実施例に係るドアクローザー（１）は、扉（５０）の閉鎖中に、外部から一定以上の負荷が扉（５０）にかかると、過電流を感知して電磁ソレノイド（１６）への通電、モータ（２０）の駆動が停止されるように制御されている。

本実施例に係るドアクローザー（１）の使用に際しては、全開角度９０度または１２０度の何れかを選択して、あらかじめ係止ピン（４１）を差し込んでおく。本実施例に係るドアクローザー（１）は、扉（５０）を開けたままで荷物を出し入れする際等に非常に便利に用いられるものである。
使用者が、扉（５０）を押し開く（引き開く）と、前実施例と同様に、主軸（４）が扉側アーム（５６）と一体となって、軸（Ａ）廻りを回動するが、本実施例では、あらかじめ設定した全開角度まで扉（５０）の開き角度が達すると、上記のごとく扉（５０）の回動が規制されるとともに、回転角センサー（６）が感知して、電磁ソレノイド（１６）が通電され、ベアリング（７）と受ドラム（５）とが摩擦係合されて、扉（５０）がその全開角度の位置で一定時間（数秒間）停止を保持するようになされている。
その状態から手動により扉（５０）を押し開くと摩擦板（１２）が滑り、回転角センサー（６）が感知してモータ（２０）が駆動し、前実施例と同様に、扉（５０）が自動的に閉鎖されるようになっている。

また、本実施例では、扉（５０）の閉鎖中に、手足等身体の一部やペット等の障害物が扉に触れたり、煽り風等によって、扉（５０）の閉鎖を阻止するような負荷が加わると、上記のごとく電磁ソレノイド（１６）への通電、モータ（２０）の駆動が停止されて、主軸（４）のみが回動可能となるため、そこから設定された全開角度に達するまでは、再び扉（５０）を負荷無く押し開く（引き開く）ことが可能となる。全開角度に達するまで扉が開けられない場合でも、一定時間が経過すれば、電磁ソレノイド（１６）への通電、モータ（２０）の駆動が自動的に再開されることとしてもよい。

所定の開き角度以上に、扉（５０）が開かないようにしたい場合、本実施例のような係合突起（４０）、係止ピン（４１）を用いることとすれば、容易に主軸（４）の回動を規制して、全開角度を設定することができる。ストップ手段は、主軸（４）の回動を規制しうるものであれば、係合突起（４０）や係止ピン（４１）に限らず、他の部材によって構成してもよい。

本発明は、扉の閉鎖をアシストする新規な電動式ドアクローザーを提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。

本発明に係るドアクローザーの正面図である。 本発明に係るドアクローザーの平面図である。 本発明に係るドアクローザーの側面図である。 本発明に係るドアクローザーの内部正面図である。 本発明に係るドアクローザーの内部平面図である。 本発明に係るドアクローザーの主軸部断面図である。 第２の実施例に係るドアクローザーの主軸部正面図である。 第２の実施例に係るドアクローザーの受ドラム部平面図である。

符号の説明

１ ドアクローザー
２ 本体
３ ケース
３ａ ケース内底面
４ 主軸
５ 受ドラム
６ 回転角センサー
７ ベアリング
８ ベアリングギア
１０ コイルばね
１１、１２ 摩擦板
１５ カム
１６ 電磁ソレノイド
２０ モータ
２１ 駆動ギア
２２ 伝達ギア
２５ 制御装置
２８ コード
２９ コネクター
３０ 差込口
３１ トランス
３５ 調節ツマミ
４０ 係合突起
４１ 係止ピン
５０ 扉
５１ 扉枠
５１ａ 上辺部
５５ アーム
５６ 扉側アーム
５６ａ、５６ｂ 端部
５７ 枠側アーム
５７ａ、５７ｂ 端部
５８ 螺子
５９ ブラケット
５９’ 螺子
６０、６１ 螺子
Ａ、Ｂ、Ｃ 軸

Claims (3)

1. 扉の開閉と連動して回動し、受ドラムを有する主軸と、
   該主軸と同一軸廻りを回動可能なベアリングギアを有し、該受ドラムと接離自在かつ摩擦係合可能に配設されるベアリングと、
   電磁ソレノイドと接続されて、該受ドラムと該ベアリングとを接離自在とするカムと、
   該ベアリングギアと噛合して、該主軸と該ベアリングとを一体的に回動させる駆動手段と、
   該主軸の回転角度を感知して、該電磁ソレノイドと該駆動手段とを作動させるために、信号を発信する回転角センサーと、
   を備え、
   扉が開かれると、該回転角センサーから信号の発信を受けて、該電磁ソレノイドと該駆動手段とが作動し、
   該受ドラムと該ベアリングとを摩擦係合させ、
   該主軸と該ベアリングとを一体的に回動させて、
   扉を閉鎖するようにした電動式ドアクローザー。
2. 扉が所定以上の角度に開かないように、該主軸の回動を規制するストップ手段を備えた請求項１記載の電動式ドアクローザー。
3. 扉が閉鎖中に、外部から所定以上の負荷が扉にかかると、該受ドラムと該ベアリングとの係合を解除するようにした請求項１乃至２の何れかに記載の電動式ドアクローザー。

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