JP4416685B2 - 跳ね上げ門扉 - Google Patents
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Description
ここで、作用トルクは、扉体やアーム等の回動部分全体の重量と、その重心位置から回動軸までの水平距離(作用距離)との積であるが、作用距離がアームの回動に伴って変化するために作用トルクも一定とならない。このため、作用トルクに支持トルクを合致させることによって、回動範囲全域において適正な操作力で操作可能にすることが重要である。
一方、特許文献2に記載の跳ね上げ門扉では、1つのばね(ガススプリング)を用いて支持トルクと作用トルクとを合致させるような構成が採用されており、具体的には、回動軸から延びたレバーの先端部に長孔を形成し、この長孔に案内されるピンにばねを連結するとともに、このピンを所定の移動軌跡に沿って案内するような構成となっている。つまり、アームの回動に伴ってレバーが回動するとともに、ばねに連結されたピンが長孔に沿って移動することで、ばねの付勢力作用位置と回動軸との作用距離が変動するように構成されている。従って、レバーに形成される長孔およびピンの移動軌跡を適切に設定することにより、ばねの付勢力と作用距離との積である支持トルクをアームの回動角度に対応させることができ、この支持トルクを作用トルクに合致させることができるようになっている。
また、特許文献2に記載の跳ね上げ門扉では、レバーに形成された長孔に沿ってピンが案内される構成を採用しているものの、このピンにはばねからの大きな付勢力が作用しているため、ピンと長孔との摩擦力が大きくなってしまってスムーズなピンの移動が困難となり、扉体の開閉操作に支障をきたしてしまうという問題がある。さらに、大きな摩擦力が作用する長孔やピンが摩耗することで、製品寿命が短期化してしまうという問題もある。
すなわち、付勢力の作用方向と案内部の接線方向とのなす角度を小さく設定すれば、付勢手段の付勢力の大半がリンク部材を介して受け部に伝達され、アームの基端部に大きな支持トルクを作用させることができる。一方、付勢力の作用方向と案内部の接線方向とのなす角度を大きく設定すれば、付勢手段の付勢力のうち、案内部に作用する力の割合が大きくなって受け部に伝達される力が小さくなるため、アームの基端部に作用する支持トルクを小さくすることができる。
このような構成によれば、付勢手段の支柱に対する支持位置を調整することで、付勢力つまりアーム基端部に作用させる支持トルクを細かく調整することができ、扉体の開閉操作の操作力を一層適切に設定することができる。
このような構成によれば、アームと扉体との交差角度を変更可能にしたことで、開閉時に扉体の下端が外側に突出しないような直昇式の跳ね上げ門扉や、全開時に扉体の高さ位置を低く抑えることが可能な跳ね上げ門扉など、前述の効果を有した門扉を各種の製品バリエーションに展開することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る跳ね上げ門扉1を示す正面図である。図2は、跳ね上げ門扉1を示す側面図である。図3は、跳ね上げ門扉1の開閉操作時における回動動作を示す側面図である。
主動アーム3は、アルミ形材製で中空矩形断面の長尺部材からなるアーム部31と、このアーム部31の基端側に固定されたメインブラケット32と、アーム部31の先端側に固定された扉体支持部33とを有して構成されている。この主動アーム3のメインブラケット32には、後述するリンク機構20を介して、従動アーム4の基端部が回動自在に連結されている。
従動アーム4は、アルミ形材製で主動アーム3よりも若干細い中空矩形断面の長尺部材からなるアーム部41と、このアーム部41の基端側および先端側にそれぞれ固定された連結部42,43とを有して構成され、全閉状態において主動アーム3の上方に沿って設けられている。
図4および図5は、それぞれ回動支持機構10を示す側面図および横断面図である。図6は、回動支持機構10の概略構成を示す斜視図である。図7〜図9は、それぞれ回動支持機構10の動作を示す側面図である。図10〜図12は、それぞれ回動支持機構10における支持トルクの作用状態を説明する図である。
図10〜図12において、リンク部材16の一端部(ピン161)には、略直上方向にコイルばね14からのばね荷重(付勢力)Pが作用している。このばね荷重Pは、長孔111の接線方向の分散荷重P1と、法線方向の分散荷重P2とに分かれ、分散荷重P1がリンク部材16に作用している。そして、リンク部材16の他端部(ピン163)には、分散荷重P1のうちの一端部と他端部とを結ぶ方向の分散荷重P3が作用している。この分散荷重P3と、その回動軸12に対する作用距離Lとの積が回動軸12に作用している支持トルクとなる。
図13は、リンク機構20の動作を説明する側面図である。
リンク機構20は、支柱2の側面に固定された従動アーム案内板21と、この従動アーム案内板21に形成された異形円弧状のガイド溝22と、主動アーム3のメインブラケット32および従動アーム4の連結部42にそれぞれ回動自在に連結された従動アームリンク部材23とを有して構成されている。そして、この従動アームリンク部材23とメインブラケット32とは、ピン24で連結されている。また、従動アームリンク部材23の途中位置には、ガイドローラ25が設けられており、このガイドローラ25が従動アーム案内板21のガイド溝22に挿入されて案内されるようになっている。
(1)コイルばね14とカム13の先端部とにリンク部材16を回動可能に連結し、このリンク部材16を介してコイルばね14の付勢力をカム13に伝達して回動軸12に支持トルクを作用させることで、リンク部材16が付勢軸15上端およびカム13の先端部に対して自在に回転するため、これらの各部材に大きな摩擦力が発生することなく、回動支持機構10の動作をスムーズにして扉体5の開閉操作を円滑に実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、跳ね上げ門扉1が主動アーム3および従動アーム4を備え、これらの各アーム3,4が連動することで扉体5が直昇する直昇式の跳ね上げ門扉について説明したが、これに限らず、本発明の跳ね上げ門扉は、主動アーム3に相当する1本のアームで扉体5が支持され、扉体5とアームとが一体的に回動する形式のものであってもよい。
さらに、前記実施形態では、案内部を長孔111で構成したが、これに限らず、案内部は、所定の曲率を有して形成された溝や突条でもよい。案内部を突条から構成する場合には、リンク部材16の他端部に溝を形成し、この溝に突条を挿入することで他端部が案内されるように構成すればよい。
また、前記実施形態では、付勢手段であるコイルばね14の押圧力によって付勢力が発揮されるように構成したが、付勢手段を引っ張りばねから構成してもよい。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Claims (3)
- 支柱と、この支柱に基端側が軸支されて上下に回動自在に設けられたアームと、このアームの先端側に支持された扉体と、前記支柱に支持されて前記アームが上方に回動するように当該アームの基端部にトルクを作用させる付勢手段と、この付勢手段の付勢力を前記アームの基端部に伝達するリンク部材とを備え、
前記リンク部材の一端部は、前記付勢手段に回転可能に連結されるとともに、前記支柱に設けられて所定の曲率を有した案内部に沿って案内され、当該リンク部材の他端部は、前記アームと一体的に回動可能に当該アームの回動軸から偏心して設けられた受け部に回転可能に連結され、
前記案内部の曲率は、前記アームの回動位置に応じ、
前記扉体の全閉状態においては、当該案内部の法線方向に沿った前記付勢力の分力が前記アームの回動軸の側に作用するように設定され、
大きなトルクを作用させる必要がある回動位置においては、前記付勢手段の付勢力の作用方向と当該案内部の接線方向とのなす角度が小さくなるように設定され、
大きなトルクが必要とされない回動位置である前記扉体の全開状態においては、前記付勢手段の付勢力の作用方向と当該案内部の接線方向とのなす角度が大きくなるとともに、当該案内部の法線方向に沿った前記付勢力の分力が前記アームの回動軸と反対側に作用するように設定されている跳ね上げ門扉。 - 前記付勢手段は、前記支柱に対して位置調節可能に支持されている請求項1に記載の跳ね上げ門扉。
- 前記アームの基端側には、当該アームの回動動作を伝達するリンク機構を介してサブアームが連結され、このサブアームは、前記アームに沿って延びて先端側が前記扉体に連結され、前記アームの回動動作に前記サブアームが連動することで当該アームと前記扉体との交差角度が変更可能に構成されている請求項1または請求項2のいずれかに記載の跳ね上げ門扉。
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