JP5097209B2 - ドア用パワーレスらせんロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、機械駆動の分野に属し、パワーレスらせん駆動ドア設備のためのロックおよび自動ロック解除機構に関する。

らせん駆動のドア設備は、種々の車両のドア、遮蔽ドア、および民生用のドア等において、幅広く使用されている。らせん駆動のドア設備は、通常は、ロックおよびロック解除に問題を有している。現時点において、家庭用および屋外用のどちらのらせん駆動のドア設備も、通常は、ブレーキおよびクラッチによって形成されるさまざまなロック、あるいはロックおよびロック解除のために電磁気、油圧、および空気圧の駆動モードを有するロックを採用している。上述のドア設備用ロック装置の大部分は、機構が複雑であって信頼性が低いという欠点を有しており、通常は、ロックの解除に付加的な動力源を必要とする。

本発明は、上述の欠点を解決し、ドア用の簡素でありかつ信頼できるパワーレスらせんロック機構を提案し、らせん駆動のドア設備のロックおよびパワーレスの自動ロック解除を実現することを目的とする。

本発明の技術的解決策は、ドア用パワーレスらせんロック機構であって、不定リード角ねじおよび自己適応ナットで構成されており、不定リード角ねじが、動力源に結合されており、自己適応ナットが、ドアに結合されており、不定リード角ねじのねじ溝が、摩擦角よりも大きなリード角を有している作動部、前記ねじ溝の端部に形成されて摩擦角よりも小さなリード角を有しているロック部、および両者の間をリード角が連続的に変化するように連結する移行部という３つの部位へと分けられており、動力源が、不定リード角ねじを双方向に回転させるべく駆動することができ、自己適応ナットが、結合されたスピンドル・スリーブおよびピン・シャフトを含んで構成されており、前記自己適応ナットの前記ピン・シャフトが、前記不定リード角ねじの前記ねじ溝に挿入され、前記ねじ溝と線接触しており、前記ピン・シャフトおよび不定リード角を有するねじ溝の間で、力および運動が伝達され、前記ピン・シャフトが前記ロック部に進入するまで前記不定リード角ねじが回転すると、前記ピン・シャフトと前記ロック部との間の摩擦により前記ドアはロックされる、ドア用パワーレスらせんロック機構である。

本発明の特徴は、（１）パワーレス（ドア設備のロックおよびロック解除の両方が、付加的な動力源を必要とせず、不定リード角ねじの時計回り方向および反時計回り方向回転ならびに自己適応ナットだけで、自己適応ナットのロックおよび自動ロック解除を実現でき、ドアのロックおよびパワーレスな自動ロック解除が実現される）、高い信頼性（不定リード角ねじのロック部において、ねじ対のリード角が摩擦角よりも小さいため、自動ロックが生じ、不定リード角ねじによって自己適応ナットが拘束される、すなわちドアが確実に拘束され、振動等によるロックの外れの問題が生じない一方で、動力源が不定リード角ねじを駆動して時計回り方向および反時計回り方向回転を生じさせるとき、自己適応ナットおよびドアもまた不定リード角ねじの軸に平行に同期して動くように駆動され、自己適応ナットが不定リード角ねじのロック部に出入りしてドア設備のロックおよびパワーレスな自動ロック解除を実現する）、および（２）簡素（ドア・ロック機構の部品数が少なく、簡素な構造である）である。本発明は、種々のらせん駆動のドア設備のロックに適している。
発明の動作原理

動力源がドアを閉じるとき、不定リード角ねじが時計回り方向回転し、自己適応ナットを駆動して、作動部からロック部へと移動させる。ひとたび自己適応ナットが不定リード角ねじのロック部に進入すると、ドアの閉鎖が実現され、次いでドアの自動ロックが実現される。

動力源がドアを開くとき、不定リード角ねじが反時計回り方向回転し、自己適応ナットを駆動して、ロック部から作動部へと移動させる。ひとたび自己適応ナットが不定リード角ねじのロック部から引き出されると、ドアの自動ロック解除が実現され、次いでドアの開放が実現される。

手動でドアを閉じるとき、動力源によるドアの閉鎖との相違は、自己適応ナットが、不定リード角ねじを駆動して回転させることができ、自己適応ナットが不定リード角ねじのロック部に進入して、ドアの自動ロックを実現し、ドアの閉鎖を遂行できる点にある。

ドアを手動で開くときは、不定リード角ねじを特定の角度だけ反時計回り方向回転させるように装置を設計するだけでよく、自己適応ナットが不定リード角ねじのロック部から引き出されて、ロック解除が実現され、次いで自己適応ナットの反時計回り方向運動によってドアの開放が実現される。シフト・レバー、歯車、クラッチ・ロック解除装置、および多数の他の装置を、この目的のために適用することができる。

本発明の動作原理の図である。 不定リード角ねじ１の代表的な部位の部分拡大図である。 不定リード角ねじ１の作動部に位置している自己適応ナット１９のピン・シャフトの斜視断面図である。 不定リード角ねじ１のロック部に位置している自己適応ナット１９のピン・シャフト５の斜視断面図である。 手動によるロック解除装置の動作原理の概略図である。 図５の３Ｄ図である。

以下で、本発明を、図１と組み合わせて詳しく説明する。
ドア用パワーレスらせんロック機構が、不定リード角ねじ１および自己適応ナット１９で構成されており、不定リード角ねじ１が、動力源１１へと結合されており、動力源が、不定リード角ねじを双方向に回転させるべく駆動することができ、自己適応ナット１９が、自己適応ナット１９およびドアを同期して動かすべく駆動するようにドア１０と結合されている。不定リード角ねじ１のねじ溝は、摩擦角よりも大きなリード角を有している作動部、摩擦角よりも小さなリード角を有しているロック部、および両者の間の移行部という３つの部位へと分けられており、不定リード角ねじのねじ溝は、矩形または台形のねじ端面を有しており、不定リード角ねじのねじ溝は、一条または多条であってもよい。自己適応ナット１９は、スピンドル・スリーブ７、ピン・シャフト５、ナット・スリーブ９、ナット２、転がり軸受６および軸受キャップ８、リテーナ・リング３、ならびにねじりばね４で構成されている。ナット２およびナット・スリーブ９は、周方向の回転結合を有し、軸にはリテーナ・リング３による固定結合を有している。ねじりばね４の一端が、ナット・スリーブ９と結合され、他端が、ナット２と結合されている。ピン・シャフトおよびスピンドル・スリーブは、固定結合または回転結合にて結合され、ピン・シャフト５およびスピンドル・スリーブ７が固定結合であるとき、ねじ対は、滑り摩擦にあり、ピン・シャフト５およびスピンドル・スリーブ７が回転結合であるとき、ねじ対は、転がり摩擦にある。

動力源１１がドアを閉じるとき、不定リード角ねじ１が時計回り方向回転し、自己適応ナット１９が不定リード角ねじのロック部に進入してドアがロックされるまで、自己適応ナット１９を不定リード角ねじの作動部からロック部へと移動させる。動力源１１がドアを開くとき、不定リード角ねじ１が反時計回り方向回転し、自己適応ナット１９を、ドアを開けるためにロック部を離れて反対方向に移動するように駆動する。手動でドアを閉じるときは、自己適応ナット１９の移動によって、不定リード角ねじ１が駆動されて時計回り方向回転し、手動でドアを閉じてロックするために、自己適応ナット１９を不定リード角ねじのロック部に進入させる。

ドアの手動での開放が、図５に示されている。右シフト・レバー１４が、右結合プレート１５を介して自己適応ナット１９のナット２に結合されており、左シフト・レバー１３が、引っ張りワイヤ車１２と結合されている。引っ張りワイヤ車１２は、不定リード角ねじ１上に空転可能に配置されており、引っ張りワイヤ１６が、引っ張りワイヤ車１２と結合されている。ねじりばね１７の一端が、引っ張りワイヤ車１２と結合され、他端が、中央ストラット１８と結合されている。引っ張りワイヤ１６が、引っ張りワイヤ車１２および左シフト・レバー１３を駆動して回転させ、右シフト・レバー１４を介して、右結合プレート１５がナット２を駆動して回転させ、不定リード角ねじ１の特定の角度までの回転を実現し、手動によるロック解除が完了した後に、ドアが自己適応ナット１９の反時計回り方向回転を伴って手動で開放される。ロックの解除後に、ねじりばね１７のねじりのもとで、引っ張りワイヤ車１２および引っ張りワイヤ１６は、次の手動でのロック解除に備えてリセットされる。

図２は、不定リード角ねじ１のねじ溝の代表的な部位の部分拡大図であり、部位Ａが、摩擦角よりも小さいリード角を有しているロック部であり、部位Ｃが、摩擦角よりも大きいリード角を有している作動部であり、部位Ｂが、両者の間の移行部であって、リード角が連続的に変化している。

図３は、不定リード角ねじ１の作動部に位置している自己適応ナット１９のピン・シャフト５の図であり、自己適応ナット１９および不定リード角ねじ１が、ねじ運動学的ペアへと組み立てられ、自己適応ナット１９のピン・シャフトが、不定リード角ねじ１のねじ溝に挿入され、ねじ溝と線接触しており、ピン・シャフトおよび任意のリード角を有するねじ溝が、力および運動を伝達してドアの開放および閉鎖を実現するための一組のねじ対を形成することができる。

図４は、不定リード角ねじ１のロック部に位置している自己適応ナット１９のピン・シャフトの図であり、不定リード角ねじ１のロック部において、ねじ対のリード角が摩擦角よりも小さいことによって引き起こされる自動ロックによって、不定リード角ねじ１におけるロック部のねじ溝が、ピン・シャフト５を拘束することができる、すなわち自己適応ナット１９が移動することができず、ドアが確実にロックされる。

図１〜６において、
１ 不定リード角ねじ
２ ナット
３ リテーナ・リング
４ ねじりばね
５ ピン・シャフト
６ 転がり軸受
７ スピンドル・スリーブ
８ 軸受キャップ
９ ナット・スリーブ
１０ ドア
１１ 動力源
１２ 引っ張りワイヤ車
１３ 左シフト・レバー
１４ 右シフト・レバー
１５ 右結合プレート
１６ 引っ張りワイヤ
１７ ねじりばね
１８ 中央ストラット
１９ 自己適応ナット
である。

Claims (4)

1. 不定リード角ねじおよび自己適応ナットで構成される、ドア用パワーレスらせんロック機構であって、
   前記不定リード角ねじが、動力源に結合されており、
   前記自己適応ナットが、ドアに結合されており、
   前記不定リード角ねじのねじ溝が、摩擦角よりも大きなリード角を有している作動部、前記ねじ溝の端部に形成されて摩擦角よりも小さなリード角を有しているロック部、および両者の間をリード角が連続的に変化するように連結する移行部という３つの部位へと分けられており、
   前記動力源が、前記不定リード角ねじを双方向に回転させるべく駆動することができ、
   前記自己適応ナットが、結合されたスピンドル・スリーブおよびピン・シャフトを含んで構成されており、
   前記自己適応ナットの前記ピン・シャフトが、前記不定リード角ねじの前記ねじ溝に挿入され、前記ねじ溝と線接触しており、
   前記ピン・シャフトおよび不定リード角を有するねじ溝の間で、力および運動が伝達され、
   前記ピン・シャフトが前記ロック部に進入するまで前記不定リード角ねじが回転すると、前記ピン・シャフトと前記ロック部との間の摩擦により前記ドアはロックされる、ドア用パワーレスらせんロック機構。
2. 前記不定リード角ねじの前記ロック部が、摩擦角以下のリード角を有するねじ溝である、請求項１に記載のドア用パワーレスらせんロック機構。
3. 前記不定リード角ねじの前記ねじ溝が、一条または多条である請求項１に記載のドア用パワーレスらせんロック機構。
4. 前記ピン・シャフトおよび前記スピンドル・スリーブが、固定結合または回転結合のいずれかである、請求項１に記載のドア用パワーレスらせんロック機構。

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