JP5196433B2

JP5196433B2 - 扉開閉試験機

Info

Publication number: JP5196433B2
Application number: JP2008239797A
Authority: JP
Inventors: 吉弘北田
Original assignee: ホクデン工業株式会社
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: JP2010071808A

Description

本発明は、扉の開閉操作に対する耐久性を試験するための扉開閉試験機に関する。

開き戸形式の扉（揺動ウイング）の反復的な開閉操作に対する耐久性を試験する方法や装置としては、例えば、「ＪＩＳ・Ａ１５２５・ドアセットの開閉繰返し試験方法」に規定されたもの（図７）が公知である。この試験方法に係る試験装置９では、枠９１内に建て込まれた扉９２が、吊元側の蝶番９３を介して回動自在に保持される。。扉９２の開放側には、扉９２を開閉させるためのアーム９４が取り付けられる。アーム９４の先端は、把手固定ジグを介して扉９２の把手９５に固定される。アーム９４の基端は、扉９２の吊元側に設けられた垂直方向の回動軸部材９６に保持される。アーム９４は、試験用台座内９７に装備されたモータその他による駆動力を得て、水平方向に約８０度、反復的に回動する。

上記ＪＩＳの試験装置９に類似した試験装置は、特許文献１、２等にも開示されている。特許文献１に記載された扉開閉試験機にあっても、基本的には上記ＪＩＳの試験方法と同様に、専用の台枠上に建て込まれた試験用の扉が、吊元側の蝶番を介して回動自在に保持される。扉を開閉させるためのアームは、駆動アームと回転アームとを組み合わせて構成され、それらは扉の下方の台枠内に設置される。駆動アームには、該駆動アームを水平方向に回動させる第一のエアシリンダが連結される。回転アームの先端には引掛板が立ち上げられて、その上端が扉の把手に係合する。台枠における把手の近傍箇所には、把手のレバーハンドルを押し下げてラッチの係合を解く第三のエアシリンダが取り付けられている。開放された扉は、開扉位置に設けられた第二のエアシリンダにより閉扉方向に押し戻される。

特許文献２に記載された扉開閉試験機にあっても、専用の台枠上に建て込まれた試験用の扉が、吊元側の蝶番を介して回動自在に保持される。扉を開閉させるためのアームは、扉の下方に設置される。アームの基端は、扉の吊元側に設けられた垂直方向の回動軸に保持される。アームは、試験用台座内に装備されたモータ等による駆動力を得て、水平方向に約８０度、反復的に回動する。アームの先端には引掛板が立ち上げられて、その上端が扉の把手に係合する。その係合箇所には把手のノブを回動させる回動装置が、ノブの回動軸と同軸上に設置されている。
特開昭５０−１４５２８８号公報特開平６−１１７９６７号公報

上記公知技術のうち、ＪＩＳの試験装置は、扉９２の片面に添設したアーム９４を回動させて扉９２を開閉するが、この構造では、扉９２の回動軸（蝶番９３）とアーム９４の回動軸部材９６とを同軸状に配置することが物理的に困難である。したがって、双方の回動位置によるズレを、適宜の位置で反復的に吸収する必要が生じるが、その吸収手段の具体的な仕様までは特に定められていない。また、ＪＩＳの試験方法は、扉９２と枠９１の相互変形や、蝶番９３の強度等を試験するのには適していると認められるが、戸先側に設けられる把手９５及びその周辺部分の機構的耐久性を、好適に試験し得るか否かは疑問である。また、アーム９４の先端に設けられる把手固定ジグの仕様についても特に定められておらず、これらの曖昧な規格が試験精度のばらつきを招くおそれもある。

他方、特許文献１、２に記載の試験装置は、扉を回動させるためのアームを扉の下方に設置して、扉の回動軸とアームの回動軸とを一致させる構成を採用している。したがって、扉とアームの回動位置によるズレの吸収手段は考慮しなくてよいが、アームや駆動装置を扉の下方の台枠内に納める必要から、台枠部分の構造体が相当、大きなものになってしまう。台枠の構造体が大きくなると、試験用の枠や扉を据え付けたり、その位置合わせを行ったりする際の負担が大きくなって、作業性が低下する。

また、特許文献１、２に記載の試験装置は、それぞれ把手を回動させてラッチを解錠しながら扉を開くように構成されてはいるものの、それらにおいて把手を回動させるための機構は、実際に人の手によって行われる把手の開扉操作にあまり近似していない。すなわち、実際の把手操作は、把手を捻りながら引っ張るものであるのに対し、上記特許文献１、２に記載の試験装置は、いずれも、把手を捻る操作と、把手を引っ張る操作が別々の機構によって行われる。また、把手がレバーハンドルである場合、それを引っ張る力が、実際にはレバーハンドルの基部ではなく端部寄りに作用するのであるが、上記従来の試験装置はいずれも、把手の軸部を引っ張るように構成されている。したがって、上記従来の試験装置では、把手、特にレバーハンドルにおいて実際に生じやすいハンドルのガタつきや、内部部品の磨耗、戻り動作の不安定化やラッチの出没精度の狂い等といった様々な不具合を、好適に再現し得えない。また、上記従来の試験装置は、近年、玄関扉等において広く普及している縦長のプッシュプルハンドルにも対応できない。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、扉及び試験機の据え付けや位置合せを容易に行えるとともに、特にレバーハンドルやプッシュプルハンドル（本発明においては、これらを把手全般とは区別して「ハンドル」と称する。）に関し、実際に人の手によって行われるハンドル操作に近似した力学的負荷を作用させて、該ハンドル部分の耐久性を好適に試験し得るように構成した扉開閉試験機を提供するものである。

上記した目的を達成するため、本発明の扉開閉試験機は、開き戸式の扉におけるハンドル部分の耐久性を試験するための扉開閉試験機であって、扉（１０）の開放側に該扉から離隔して据え付けられる基台部（５０）と、該扉のハンドル（２０）の高さに合わせて上記基台部上に取り付けられ、該ハンドルに向けて略水平にアーム（４１１）を進退させるアーム支持手段（４０）と、上記アームの先端に取り付けられ、略水平に配された回動軸周りに回動して扉のハンドルに掛脱するハンドル操作部（３０）とを備え、上記アーム支持手段は、上記アームを、その軸方向に略直線的に進退させる第一のリニアアクチュエータ（４１）と、該第一のリニアアクチュエータに略直交する姿勢で第一のリニアアクチュエータの側部に連結された第二のリニアアクチュエータ（４２）とを具備し、それら第一及び第二のリニアアクチュエータはいずれも、基端側が上記基台部上に軸支されて作動側が横方向に揺動自在に保持され、第二のリニアアクチュエータの動作により第一のリニアアクチュエータの作動方向を揺動させながらアームを進退させ得るように設置されてなり、アームを前進させてハンドル操作部を回動させながらハンドルに掛止させる動作と、ハンドル操作部をハンドルに掛止させた状態からアームを後退させて扉を開放する動作と、扉が開放した位置でハンドル操作部を戻し方向に回動させてハンドルから離脱させ、扉に取り付けた閉扉装置の付勢力によって扉を閉鎖する動作とを連続的に繰り返すように制御されることを特徴とする。

この発明に係る扉開閉試験機は、扉のハンドルに向けてアームを進退させつつ、アームの先端に設けたハンドル操作部をハンドルに掛脱させて扉を開閉するように構成されているので、扉の戸先側に設けられるハンドル及びその周辺部分の機構的な耐久性を好適に試験することができる。アームを保持する基台部は、扉の開放側に扉から離隔して据え付けられるので、扉の上方や下方に駆動機構を設置する従来の試験機に比べて基台部自体の構造を簡素化することができ、したがって扉や試験機の据え付け、位置合わせ、調整、点検等に要する作業負担も大幅に軽減される。

さらに、本発明は、上記の発明におけるハンドル操作部（３０）が、ハンドル（２０）の上面又は側面に当接して該ハンドルを回動させるハンドル押回部（３１）と、該ハンドル押回部よりもハンドル操作部自体の回動半径の外側に張り出してハンドルの背面に掛脱するハンドル引掛部（３２）とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、ハンドルに対して、ハンドルの回動操作による負荷と、ハンドルの引張操作による負荷の両方を同時に、あるいは連続的に作用させることができるので、レバーハンドルやプッシュプルハンドルを実際に手で操作したときの負荷が好適に再現される。したがって、ハンドルのガタつきや内部部品の磨耗、戻り動作の不安定化やラッチの出没精度の狂い等といった様々な、実際のハンドルに生じやすい不具合の発生を精度良く試験することができる。

上記の発明におけるハンドル押回部（３１）及びハンドル引掛部（３２）は、ロータリーアクチュエータ（３３）を介してアーム（４１１）の先端に回動自在に取り付けられたものとすることができる。この発明によれば、ハンドルを握って回す操作とハンドルを開扉側に引っ張る操作とを、一体の機構で連続的かつ円滑に行うことができる。また、一定の角度だけ往復回動するロータリーアクチュエータを利用することにより、アームの先端部分の構造を簡素化することもできる。

この発明によれば、比較的安価で簡素な機構を用いて、ハンドルを引きながら扉を開放する実際の開閉動作にきわめて近似した力学的負荷を、レバーハンドルやプッシュプルハンドルに対して作用させることができる。また、直線的な進退運動を行うリニアアクチュエータを２台、連動させることにより、基台部の据え付けにさほど広いスペースを要さずとも、扉を無理なく開放することができる。

なお、本発明における「アクチュエータ」とは、入力されたエネルギーを、回転や伸縮などの単純な運動に変換して、能動的に作動または駆動する機械要素を包括的する概念である。具体的には、空気圧や油圧等のエネルギーを利用するシリンダ機構、電磁気エネルギーを利用するモータやソレノイドアクチュエータ等を好適に利用することができるが、特にこれらに限定されるものではない。

上述のように構成される本発明の扉開閉試験機によれば、レバーハンドルやプッシュプルハンドルの操作によって開閉される扉に関し、実際の人の手によるハンドル操作に近似した力学的負荷を該ハンドル部分に作用させて、精度の高い耐久性試験を実施することができる。

また、本発明の扉開閉試験機は、ハンドル操作部を先端に備えるアームが、扉から離隔して据え付けられた基台部上に保持されてハンドルに向け進退するので、扉の上方や下方に駆動装置類を設置する従来の試験機に比べて基台部自体の構造を簡素化することができ、したがって、扉や試験機の据え付け、位置合せ、点検等の作業負担が大幅に軽減される。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る扉開閉試験機の概略構成を示す全体斜視図であり、図２及び図３は、同扉開閉試験機におけるハンドル操作部の構成と作用を示す部分斜視図である。

各図において、符号１０は試験対象の扉である。この扉１０は、試験用の床台１１上に設置された枠１２内に建て込まれ、吊元側に取り付けられた蝶番１３その他のヒンジ金物を介して水平方向に回動しうるように保持される。

扉１０の戸先側にはハンドル２０が取り付けられる。図１及び図２に示したハンドル２０は、軸部２１と把持部２２とが略Ｌ字形をなすレバーハンドルであって、軸部２１の付け根には略矩形の座板２３が取り付けられている。把持部２２は通常時、横向きに保持されており、この把持部２２を押下げ方向に回すと、扉１０の錠面から突出しているるラッチボルト２４が没入して、枠１２側に取り付けられたストライク（図示省略）との係合が解除される。扉１０の上部には、扉１０に閉鎖方向の付勢力を与える閉扉装置としてのドアクローザー１４が取り付けられている。

扉開閉試験機は、上記ハンドル２０に掛脱するハンドル操作部３０と、そのハンドル操作部３０を扉１０のハンドル２０に向けて進退させるアーム支持手段４０と、アーム支持手段４０を保持する基台部５０とによって構成される。

基台部５０は、扉１０の開放側における床台１１上に、扉１０から数十ｃｍ程度離隔して設置される。扉１０を全開近くまで開放する場合は、基台部５０は扉１０の開放領域外に設置されるが、ハンドル周りの耐久性試験であれば、扉１０の開放角度は３０〜５０度程度でもよいので、この場合は基台部５０の一部が扉１０の開放領域内に侵入していてもよい。

基台部５０は、略箱状その他の適当な形状をなし、その内部又は周囲には、アーム支持手段４０及びハンドル操作部３０を動かすための動力装置や制御装置、記録装置等が組み込まれる。ただし、本発明において、それらの装置類の詳細は特に限定しない。基台部５０の位置や高さは、扉１０の形状等に合わせて多少、調整しうるようになっている。

アーム支持手段４０は、アーム４１１を略直線的に進退させる第一のリニアアクチュエータ４１と、第一のリニアアクチュエータ４１の側部に連結された第二のリニアアクチュエータ４２とを具備する。例示形態に係る第一のリニアアクチュエータ４１及び第二のリニアアクチュエータ４２いずれも、空気圧を利用して、略筒状のエアシリンダ内からアームを軸方向に進退させるものである。ただし、図面には、注排気用のエア配管等は図示していない。

第一のリニアアクチュエータ４１は、アーム４１１の進退方向を扉１０のハンドル２０に向け、ハンドル２０の高さに合わせて略水平に配置されている。第二のリニアアクチュエータ４２は、第一のリニアアクチュエータ４１に略直交する姿勢で第一のリニアアクチュエータ４１の側方に配置され、そのアーム４２１が第一のリニアアクチュエータ４１のシリンダに連結されている。第一のリニアアクチュエータ４１及び第二のリニアアクチュエータ４２はいずれも、シリンダの基端側が適宜の軸受部材を介して基台部５０上に軸支されており、アーム４１１、４２１を進退させる作動側は台車状の部材に載せられるなどして、アーム４１１、４２１の進退方向を横方向に若干、揺動させうるように保持されている。

第一のリニアアクチュエータ４１のアーム４１１の先端には適宜の形状を有するアームヘッド４３が設けられ、そのアームヘッド４３にハンドル操作部３０が取り付けられる。アームヘッド４３には、アーム４１１と並行する２本のガイドロッド４４が連結され、これによりアームヘッド４３がアーム４１１の軸周りに回動しないように保持されている。

ハンドル操作部３０は、直接、ハンドル２０に当接して負荷を与えるハンドル押回部３１及びハンドル引掛部３２と、それらを水平方向の軸周りに回動させるロータリーアクチュエータ３３とを具備している。例示形態に係るロータリーアクチュエータ３３は、空気圧を利用して、ドラム状のエアシリンダに収容されたシャフト或いはターンテーブルを、軸周りに９０〜１８０度回動させるものである。ただし、図面には、注排気用のエア配管等は図示していない。

図２に示したハンドル操作部３０にあっては、ロータリーアクチュエータ３３のシャフト或いはターンテーブルに、その回動軸と直交して径方向に延びる細長い板状のブラケット３４が取り付けられている。このブラケット３４の先端部分がハンドル引掛部３２を構成し、該先端部分よりも若干、軸心寄りの位置からアーム４１１の引込み方向に突設された棒状体がハンドル押回部３１を構成している。

図中に鎖線で示したように、ブラケット３４が上向きの状態では、ハンドル押回部３１及びハンドル引掛部３２がハンドル２０から離隔する。ロータリーアクチュエータ３３の作動によってブラケット３４が約９０度、扉に向かって左回りに回動すると、ハンドル押回部３１がハンドル２０の把持部２２の上面に当接して、把持部２２を下向きに押下げ、ラッチを解錠する。同時に、ハンドル引掛部３２が把持部２２の背面に掛止され、この状態を保持したままでアーム４１１が後退すると、ハンドル２０が引っ張られて扉１０が開く。

図３は、ハンドル操作部３０の他の実施形態を示す。この実施形態にあっても、ロータリーアクチュエータ３３のシャフト或いはターンテーブルに、その回動軸と直交して径方向に延びる細長い板状のブラケット３４が取り付けられている。そして、ブラケット３４の先端近傍からアーム４１１の伸出方向に棒状体が突設されて、これがハンドル押回部３１を構成し、さらに該棒状体の先端に取り付けられた略円形の板状部材がハンドル引掛部３２を構成している。

この図では、把持部２２が縦長に配置されるプッシュプルハンドルとの掛脱状態を示しているが、図中に鎖線で示したように、ブラケット３４が上向きの状態では、ハンドル押回部３１及びハンドル引掛部３２がハンドル２０から離隔している。ロータリーアクチュエータ３３の作動によってブラケット３４が約９０度、左回りに回動すると、ハンドル押回部３１がハンドル２０の把持部２２の側面に当接し、同時にハンドル引掛部３２が把持部２２の背面に掛止される。この状態を保持したままアーム４１１が後退すると、把持部２２が手前に引っ張られてラッチが解錠され、扉１０が開く。

図４〜図６の（ａ）〜（ｆ）は、上記扉開閉試験機におけるハンドル操作部３０とアーム支持手段との連係動作を連続的に示した上面図である。

開閉操作の始動前、或いは扉１０が閉鎖している状態では、図４（ａ）に示すように、第一のリニアアクチュエータ４１のアーム４１１は後退して、ハンドル操作部３０が扉１０から離れている。第二のリニアアクチュエータ４２のアーム４２１も後退しており、そのため、第一のリニアアクチュエータ４１は、アーム４１１の進退方向を扉１０のハンドル２０よりも吊元側に偏倚させた姿勢になっている。

開閉操作の始動時には、図４（ｂ）に示すように、第二のリニアアクチュエータ４２のアーム４２１が伸長して、第一のリニアアクチュエータ４１のアーム４１１の進退方向が扉１０のハンドル２０に向けられる。さらに、図５（ｃ）に示すように、第一のリニアアクチュエータ４１もアーム４１１を伸長させる。これらの動作によりハンドル操作部３０が扉１０のハンドル２０に向けて移動し、ハンドル２０の横の所定位置に達するとアーム４１１が停止する。

そして、図５（ｄ）に示すように、ハンドル操作部３０が回動する。すると、図２に示したように、ハンドル押回部３１がハンドル２０の把持部２２を下向きに押下げ、ラッチを解錠するとともに、ハンドル引掛部３２が把持部２２の背面に掛止される。

その状態から、図６（ｅ）に示すように、第一のリニアアクチュエータ４１のアーム４１１が後退してハンドル２０を引っ張り、この動作によって扉１０が開放される。扉１０の開放角度に合わせて、第二のリニアアクチュエータ４２のアーム４２１も少しずつ引き戻される。これにより、第一のリニアアクチュエータ４１が扉１０の吊元側に揺動し、ハンドル操作部３０が扉１０の回動軌跡に沿いながら移動する。

扉１０が所定の角度だけ開放されると、第一のリニアアクチュエータ４１はアーム４１１を停止させる。しかし、第二のリニアアクチュエータ４２はアーム４２１の後退を継続する。すると、図６（ｆ）に示すように、ハンドル操作部３０はハンドル２０の吊元側へと移動してハンドル２０から離脱する。引張力を失った扉１０は、ドアクローザー１４の付勢力によって自動的に閉鎖する。これで１サイクルの開扉動作が終了し、図４（ａ）に戻る。実際の耐久性試験では、このサイクルを数万回ないし数十万回、繰り返す。

上記したように、本発明の扉開閉試験機は、直線的な進退運動を行うリニアアクチュエータ４１、４２を２台、連動させることにより、ハンドル２０を引きながら扉１０を開放する動作を、さほど広いスペースを要さずとも、合理的に行うことができる。２台のリニアアクチュエータ４１、４２を動作させるための動力装置や制御装置等は、扉１０の側方に配置される基台部５０に組み込まれるので、試験用の床台１１の構成は極めて単純なもので足りる。

さらに、本発明の扉開閉試験機は、扉１０のハンドル２０に向けてアーム４１１を進退させつつ、ハンドル操作部３０を回動させてハンドル２０に掛脱させるように構成されているので、レバーハンドルやプッシュプルハンドルに対して、実際の人の手によるハンドル操作に近似した力学的負荷を与えることができる。また、例えば扉の背面側に錘を取り付けるなどして、強風等を想定した負荷を追加することも容易である。

本発明の実施形態に係る扉開閉試験機の概略構成を示す全体斜視図である。上記扉開閉試験機におけるハンドル操作部の構成と作用を示す部分斜視図である。ハンドル操作部の他の実施形態を示す部分斜視図である。上記扉開閉試験機におけるハンドル操作部とアーム支持手段の連係動作（ａ）〜（ｂ）を連続的に示した上面図である。同じく、上記扉開閉試験機におけるハンドル操作部とアーム支持手段の連係動作（ｃ）〜（ｄ）を連続的に示した上面図である。同じく、上記扉開閉試験機におけるハンドル操作部とアーム支持手段の連係動作（ｅ）〜（ｆ）を連続的に示した上面図である。ＪＩＳに規定された扉開閉試験方法に係る、従来の試験装置の概要を示す正面図である。

符号の説明

１０扉
１１枠
１４ドアクローザー（閉扉装置）
２０ハンドル
２２把持部
３０ハンドル操作部
３１ハンドル押回部
３２ハンドル引掛部
３３ロータリーアクチュエータ
４０アーム支持手段
４１第一のリニアアクチュエータ
４１１アーム
４２第二のリニアアクチュエータ
４２１アーム
５０基台部

Claims

開き戸式の扉におけるハンドル部分の耐久性を試験するための扉開閉試験機であって、
扉（１０）の開放側に該扉から離隔して据え付けられる基台部（５０）と、該扉のハンドル（２０）の高さに合わせて上記基台部上に取り付けられ、該ハンドルに向けて略水平にアーム（４１１）を進退させるアーム支持手段（４０）と、上記アームの先端に取り付けられ、略水平に配された回動軸周りに回動して扉のハンドルに掛脱するハンドル操作部（３０）とを備え、
上記アーム支持手段は、上記アームを、その軸方向に略直線的に進退させる第一のリニアアクチュエータ（４１）と、該第一のリニアアクチュエータに略直交する姿勢で第一のリニアアクチュエータの側部に連結された第二のリニアアクチュエータ（４２）とを具備し、それら第一及び第二のリニアアクチュエータはいずれも、基端側が上記基台部上に軸支されて作動側が横方向に揺動自在に保持され、第二のリニアアクチュエータの動作により第一のリニアアクチュエータの作動方向を揺動させながらアームを進退させ得るように設置されてなり、
アームを前進させてハンドル操作部を回動させながらハンドルに掛止させる動作と、ハンドル操作部をハンドルに掛止させた状態からアームを後退させて扉を開放する動作と、扉が開放した位置でハンドル操作部を戻し方向に回動させてハンドルから離脱させ、扉に取り付けた閉扉装置の付勢力によって扉を閉鎖する動作とを連続的に繰り返すように制御されることを特徴とする扉開閉試験機。
請求項１に記載の扉開閉試験機において、
ハンドル操作部（３０）は、ハンドル（２０）の上面又は側面に当接して該ハンドルを回動させるハンドル押回部（３１）と、該ハンドル押回部よりもハンドル操作部自体の回動半径の外側に張り出してハンドルの背面に掛脱するハンドル引掛部（３２）とを備えることを特徴とする扉開閉試験機。
請求項２に記載の扉開閉試験機において、
ハンドル押回部（３１）及びハンドル引掛部（３２）が、ロータリーアクチュエータ（３３）を介してアーム（４１１）の先端に回動自在に取り付けられたことを特徴とする扉開閉試験機。