JP5442377B2 - 扉の押圧ユニットと、それを使用する扉の押圧装置 - Google Patents

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この発明は、ヒンジを介して扉枠に組み込む扉において、高度の遮音性能、電磁波遮蔽性能などを実現するために、閉鎖状態の扉を扉枠に向けて押圧駆動する扉の押圧ユニットと、それを使用する扉の押圧装置に関する。
高度の遮音性能、電磁波遮蔽性能などを実現するために、扉の押圧装置が実用されている(たとえば特許文献1)。
従来の扉の押圧装置は、扉に組み込む複数の水平の駆動軸の両端を扉の側端面に突出させて偏心ピン付きのディスク部材を取り付け、扉を閉鎖位置に閉じることにより、各ディスク部材上の偏心ピンを扉枠側の係合部材の係合溝に係合させる。そこで、扉内の連動機構を介して各駆動軸を一斉に回転駆動すると、偏心ピンが係合溝内で旋回することにより扉を扉枠に向けて押圧駆動することができる。
また、偏心ピン付きのディスク部材に代えて、複数の閂部材を扉の外周部分に組み込み、扉の外周面に回転しながら突出する各閂部材の先端部を扉枠側の閂受けに係合させることにより、扉を扉枠側に押圧駆動する押圧装置も提案されている(特許文献2)。この形式は、扉の開放時にすべての閂部材が扉内に収納されるため、扉の外周面を含む全体体裁を向上させることができる。
特開2000−352277号公報 特開2008−8097号公報
かかる従来技術によるときは、偏心ピン付きの複数のディスク部材や、複数の閂部材は、それらを連動して駆動する連動機構ととともに扉に組み込まれているから、扉の重量が大きくなり、開閉操作に大きな力を要して操作性が悪くなりがちであるという問題が避けられない。
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、扉枠の内周面に出没する主軸と、扉の外周面の駆動カムとを組み合わせることによって、扉の開放時の全体体裁を良好に保ちながら扉の重量を軽減して良好な操作性を実現することができる扉の押圧ユニットと、それを使用する扉の押圧装置を提供することにある。
かかる目的を達成するための請求項1の発明の構成は、扉枠に組み込み、扉枠の内周面と平行に往復移動する移動部材と、移動部材に対し、扉枠の内周面に向けて移動自在に搭載する主軸と、扉の外周面に装着する駆動カムとを備えてなり、駆動カムは、扉の厚さ方向に屈曲するカム溝を有し、主軸は、移動部材を介して直線移動することにより、扉枠の内周面に進出してカム溝に係合し、扉を扉枠に向けて押圧駆動することをその要旨とする。
なお、主軸は、ガイドカムを介し、移動部材の直線移動に従って扉枠の内周面に出没することができ、先端の係合ローラを介してカム溝に係合することができ、補強ガイドを介して先端部を扉枠の内周面に進出することができる。
請求項5の発明の構成は、扉枠に分散して組み込む請求項1ないし請求項4のいずれかの複数の扉の押圧ユニットと、扉枠に組み込み、各押圧ユニットを連動させる連動機構とを備えてなり、各駆動カムは、各押圧ユニットに対応させて扉の外周面に配置することをその要旨とする。
かかる請求項1の発明の構成によるときは、主軸は、扉枠に組み込む移動部材に対し、扉枠の内周面に向けて移動自在に搭載され、扉の外周面には、扉の厚さ方向に屈曲するカム溝を有する駆動カムが装着されている。なお、移動部材上の主軸は、移動部材を扉枠の内周面と平行に直線移動させることにより、扉枠の内周面に進出し、閉鎖状態の扉側の駆動カムのカム溝に係合させることができる。そこで、移動部材を駆動して主軸を扉側の駆動カムのカム溝に係合させることにより、閉鎖状態の扉を厚さ方向に駆動して扉枠に向けて押圧駆動することができる。すなわち、扉には、駆動カムを装着するだけで済み、扉を最大限に軽量化して操作性を向上させることができる上、移動部材や主軸は、扉の開放時に扉枠内に収納され、良好な全体体裁を実現することができる。
主軸は、ガイドカムを介して扉枠の内周面に出没させることにより、全体構造を簡単して可逆的に双方向に移動させることができる。なお、ガイドカムは、ガイド溝により主軸を双方向に拘束する形式であってもよく、板カムにより復帰用のばねに抗して主軸を一方向に駆動する形式であってもよい。ただし、主軸は、係合ローラを介してガイドカムに係合させ、ガイドカムによる駆動動作を円滑にすることが好ましい。
主軸は、先端の係合ローラを介して扉側の駆動カムのカム溝に係合させることにより、扉枠に向けて扉を円滑に押圧駆動することができる。また、主軸は、補強ガイドを介して先端部を扉枠の内周面に進出させることにより、扉に対して必要十分な駆動力を容易に発生させることができる。なお、補強ガイドは、扉枠内に設置するものとし、主軸との接触部分に弾力性のクッション材を使用することが好ましく、主軸の出没動作を円滑にするとともに、主軸、補強ガイドの双方の摩耗を防止することができる。
請求項5の発明の構成によるときは、扉枠に組み込む複数の押圧ユニットは、扉枠に組み込む連動機構を介してそれぞれの移動部材を一斉に駆動し、それぞれの主軸を扉枠の内周面に進出させて対応する扉側の駆動カムのカム溝に係合させ、扉を扉枠に向けて均等に押圧駆動することができる。なお、押圧ユニットと、それに対応する扉側の駆動カムは、扉の反ヒンジ側の一辺に沿って少なくとも2組を配置することが好ましい。また、扉のヒンジ側、反ヒンジ側の各辺に沿ってそれぞれ少なくとも2組を配置すれば、扉用のヒンジがダブルヒンジであっても、扉を扉枠に向けて平行移動させるようにして均等に押圧駆動することができる。
全体構成模式正面図 全体外形正面図 図2の要部構成説明図 図1のX1 −X1 線矢視相当拡大断面図 図1の要部拡大図 図5のX2 −X2 線矢視相当断面図 補強ガイドの模式説明図 駆動カムの模式説明図 図1のX3 −X3 線矢視相当拡大断面図 図1のX4 −X4 線矢視相当拡大断面図
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
扉の押圧装置は、複数の扉の押圧ユニット10、10…と、押圧ユニット10、10…を連動させる連動機構20とを扉枠30に組み込んでなる(図1)。ただし、押圧ユニット10、10…は、扉枠30内に分散して配置されており、扉枠30には、ヒンジ41、41を介し、片開き式の扉40が開閉自在に組み込まれている。なお、扉40は、扉枠30とともに電磁波遮蔽扉を形成している。
扉枠30は、上枠31、下枠32、左右の竪枠33、34を枠状に組み立てて構成されている。一方の竪枠33には、ヒンジ41、41を介して扉40が連結されており、他方の竪枠34には、連動機構20に属する手動ハンドル21、21が両面に突出して取り付けられている(図2、図3(A))。ただし、図3(A)、(B)は、それぞれ図2の横断面相当図、縦断面相当図であり、図3(C)は、同図(A)の要部拡大図である。
扉40は、扉枠30の内周面30a、30a…に収納するようにして閉じることができ、扉枠30には、閉鎖状態の扉40の外周部分を受ける扉受け30b、30b…が形成されている。また、扉40には、把手42が取り付けられ、扉40の外周部分には、扉40の閉鎖時において扉枠30との間に良好な電気接続を実現するために、電気接触部43、43…が全周に亘って連続して形成されている。電気接触部43は、扉40側のコンタクトブレード43aと、扉枠30の扉受け30b側のフィンガ43b、43bとを組み合わせ、扉40を閉じると、コンタクトブレード43aがフィンガ43b、43bの間に進入し、扉40の全周を扉枠30に電気的に接続して扉40、扉枠30による電磁波遮蔽性能を実現する。
扉40用のヒンジ41、41は、それぞれ扉枠30側、扉40側のヒンジピン41a、41bを介して共通のヒンジロッド41cの両端を回転自在に支持するダブルヒンジとして構成されている(図1、図4)。ヒンジピン41a、41bは、それぞれヒンジブロック41d、41eを介して扉枠30の竪枠33側、扉40側に保持されている。また、ヒンジロッド41cは、チャンネル状の規制部材41fを介して扉40側のヒンジピン41bに対する回転角度が小さく制限されており、上下のヒンジ41、41のヒンジロッド41c、41cは、長い角パイプ状の連結部材41gを介して互いに連結されている。そこで、扉40は、ヒンジ41、41を介して、有害な捻れを生じることなく、扉枠30上の全閉状態(図1、図4の実線)から180°以上の全開状態(図4の二点鎖線)の範囲に開閉することができる。
押圧ユニット10、10…は、扉枠30の竪枠33、34の上部、下部に各1組ずつ分散して組み込まれている(図1、図5)。各押圧ユニット10は、扉枠30側の移動部材11、11、主軸12、ガイドカム13、補強ガイド14と、扉40側の駆動カム15とを主要部材として構成されている。ただし、図5は、図1の右上の押圧ユニット10を代表的に図示している。各押圧ユニット10は、扉40の両側の竪枠33、34上の各組が互いに対称形に配置されている点を除いて実質的に同一構造であるので、以下、図5の押圧ユニット10について説明する。
移動部材11、11は、連動機構20に属する長尺の駆動部材22の左右両側に固定されている(図5、図6)。駆動部材22は、扉枠30の内周面30aと平行に上下方向に配設され、所定のストロークSだけ扉枠30と平行に直線的に往復移動させることができる。一方、主軸12は、ブッシュ12a、12aを介して移動部材11、11を摺動自在に貫通しており、移動部材11、11に対し、扉枠30の内周面30aに向けて移動自在に搭載されている。主軸12の先端には、係合ローラ12bが付設されている。
ガイドカム13は、駆動部材22と平行に、駆動部材22の外側に固定されている。ガイドカム13には、左右に屈曲するガイド溝13aが形成され、ガイド溝13aには、駆動部材22から遠い上部の短い平行部、中間の斜めの斜行部、駆動部材22に近い下部の長い平行部が含まれている。主軸12の後端には、L字状のブラケット12cがねじ止めされ、主軸12は、ブラケット12cに付設する係合ローラ12dを介してガイド溝13aに係合している。なお、ガイドカム13側の移動部材11には、ブラケット12cを左右両側から拘束する補助ブラケット12e、12eを固定し、補助ブラケット12e、12eを介して主軸12の軸まわりの回転を阻止することが好ましい。
補強ガイド14は、駆動部材22の内側に、駆動部材22と平行に固定されている。補強ガイド14は、前後の表面板14a、14aの間に中間板14bを挟み込んで構成されている(図7)。ただし、図7(A)は、補強ガイド14の全体正面図であり、図7(B)、(C)は、それぞれ同図(A)の中央縦断面図、中央横断面図である。
補強ガイド14の各表面板14aには、直線状の長孔14a1 が形成され、中間板14bには、各表面板14aの長孔14a1 、14a1 を包含する長方形の角孔14b1 が形成されている。また、角孔14b1 には、弾力性の合成樹脂製のクッション板14dが嵌め込まれ、クッション板14dには、長孔14a1 、14a1 に対応する長孔14d1 が形成されている。クッション板14dの長孔14d1 は、各表面板14aの長孔14a1 、14a1 より僅かに小さく、したがって、クッション板14dは、長孔14d1 の全周に亘って長孔14a1 、14a1 に僅かに突出しているものとする。表面板14a、14a、中間板14b、クッション板14dは、ボルト14e、14e…を介して一体に組み立てられている。
移動部材11、11上の主軸12は、補強ガイド14の長孔14a1 、14d1 、14a1 を前後に摺動自在に貫通している(図5)。また、長孔14a1 、14d1 、14a1 は、移動部材11、11、主軸12の上下方向のストロークSに対応する長さに設定されている。
駆動カム15は、扉40の外周面に装着されている(図5、図8)。ただし、図8(A)は、図5のY1 矢視相当の駆動カム15の正面図であり、図8(B)は、同図(A)のY2 −Y2 線矢視相当断面図である。
駆動カム15には、押圧ユニット10の主軸12の先端部に対応するカム溝15aが形成されている。カム溝15aの上端部は、大面積の拡大部とされ、拡大部の下方は、短い直線部、斜めの斜行部を経て下端部の短い直線部となっている。そこで、カム溝15aは、中間部以下が斜行部を介して扉40の厚さ方向に屈曲しており、その屈曲方向は、扉40の外周面から見て扉40の開放方向となっている。なお、駆動カム15には、座ぐり15c付きの横長の取付孔15b、15b…が外周に沿って形成されている。また、駆動カム15は、扉40の外周面に対し、補強板15e、15e付きのケース15dに収納して取り付けられている(図5、図6)。
押圧ユニット10の主軸12は、駆動部材22を介して移動部材11、11を上下に直線移動させることにより、ガイドカム13のガイド溝13aに倣って、先端の係合ローラ12bを扉枠30の内周面30aに出没させることができる。主軸12は、後端の係合ローラ12dを介してガイドカム13のガイド溝13aに係合しているからである。
すなわち、主軸12の先端の係合ローラ12bは、主軸12の位置がガイド溝13aの下部の平行部に対応するとき(図5のストロークS1 )、扉枠30の内周面30aに突出し、扉枠30上に閉鎖されている扉40側の駆動カム15のカム溝15aに進入する。また、主軸12の位置がガイド溝13aの中間の斜行部に対応するとき(同図のストロークS2 )、係合ローラ12bは、扉40側の駆動カム15のカム溝15a内と、扉枠30側の補強ガイド14の長孔14a1 内との間を推移する。さらに、主軸12の位置がガイド溝13aの上部の平行部に対応するとき(同図のストロークS3 )、係合ローラ12bは、補強ガイド14の長孔14a1 内にあり、扉枠30内に退避している。
そこで、移動部材11、11を介して主軸12をストロークS、S3 の上端の上昇限に駆動して係合ローラ12bを扉枠30内に退避させると、扉40を扉枠30に向けて閉じることができる。つづいて、移動部材11、11を下降させると、係合ローラ12bは、ストロークS2 の上部において扉枠30の内周面30aに進出し、ストロークS2 の中間において、扉40側の駆動カム15のカム溝15aの上端部の拡大部に進入する。ただし、係合ローラ12bの進入位置は、扉40の閉鎖位置のばらつき、ヒンジ41、41による扉40の傾きなどによって、たとえば図8の符号a〜dの各一点鎖線の範囲内にばらつく可能性があり、カム溝15aの拡大部は、このようなばらつきがあっても、係合ローラ12bを確実にカム溝15aに進入させ得るように設定するものとする。
さらに、移動部材11、11を介して主軸12をストロークS1 内に下降させると、カム溝15a内の係合ローラ12bは、カム溝15aの屈曲に従って扉40を扉枠30の扉受け30b、30b…に向けて押圧駆動し、扉40と扉枠30との間の電気接触部43、43…を接続して良好な電磁波遮蔽性を実現することができる。駆動カム15のカム溝15aは、拡大部の下方が扉40の厚さ方向に屈曲し、カム溝15a内の係合ローラ12bが直線的に下降することにより、扉40を扉枠30の扉受け30b、30b…に向けて押圧駆動することができるからである。なお、このとき、扉枠30側の補強ガイド14は、長孔14a1 、14d1 、14a1 に沿って主軸12を下降させることにより、主軸12に生じる扉40からの反力を受けるとともに、長孔14a1 、14a1 内に僅かに突出するクッション板14dにより、主軸12に対して過大な衝撃が発生したり、主軸12や長孔14a1 、14a1 の内周に過大な摩耗が生じたりすることを防止する。
押圧ユニット10は、駆動部材22、移動部材11、11を介して主軸12を上昇限に駆動することにより、係合ローラ12bを扉40側の駆動カム15のカム溝15aから抜去して扉枠30側の補強ガイド14内に退避させ、扉40を元の開放可能状態に解放することができる。
扉枠30内の連動機構20は、扉枠30内の複数の押圧ユニット10、10…を一斉に連動させる(図1)。すなわち、連動機構20は、竪枠34側の上下の押圧ユニット10、10に共通の駆動部材22と、竪枠33側の上下の押圧ユニット10、10に共通の駆動部材23と、上枠31に組み込み、駆動部材22の上下運動を駆動部材23に伝達する水平の駆動部材24とを有し、駆動部材22には、手動ハンドル21、21の他、駆動モータ25が連結されている。
駆動部材22には、上下方向のストロークSに相当する長孔22a、22a…が形成されている(図1、図5)。また、各長孔22aには、スペーサ22c上のガイドボルト22bが係合しており(図5、図6)、駆動部材22は、竪枠34に対し、各長孔22aを貫通するガイドボルト22b、22b…を介して上下に移動自在に装着されている。駆動部材23、24は、それぞれ駆動部材22と同様にして、竪枠33に対して上下に移動自在に装着され、上枠31に対して左右に移動自在に装着されている。
手動ハンドル21、21用のハンドル軸21aは、竪枠34を前後に貫通している(図1、図9)。手動ハンドル21、21は、ハンドル軸21a上のギヤ21b、中間軸21d上のピニオン21cを介し、駆動部材22上のラック21eに連結されている。なお、ピニオン21cの反対側には、駆動部材22の有害な湾曲を防止するストッパ21fが竪枠34に固定されている。一方、駆動モータ25は、軸端のピニオン25aを介して駆動部材22上の別のラック25bに連結されている(図1、図10)。ただし、ピニオン25aに対応する駆動部材22の部分は、竪枠34との間にスライドベース25cが介装されている。
そこで、駆動部材22は、平常時において、駆動モータ25を介して上下に電動駆動することができ、停電等の非常時には、室内側または室外側から手動ハンドル21、21を介して手動で上下に駆動することができる。なお、室外側の手動ハンドル21は、ハンドル軸21aから取り外して、扉40の室外側に形成する蓋21g付きの収納部に収納することができる(図2)。また、室内側、室外側の手動ハンドル21、21の上方には、それぞれ駆動モータ25用の操作スイッチ25dが装着されている。駆動部材22には、駆動モータ25による電動駆動時の上昇限、下降限を検出するために、ドッグ22e、22e、近接スイッチ22dが付設されている(図1、図5)。
駆動部材22の上端と、駆動部材24の一端とは、半月状の回転板26を介して連結されている。駆動部材22の上端には、長孔26a1 付きの舌片26aが横向きに付設され、長孔26a1 には、回転板26上の係合ピン26a2 が係合している。同様に、駆動部材24の一端には、長孔付きの舌片26bが上向きに付設され、舌片26bの長孔には、回転板26上の別の係合ピンが係合している。また、駆動部材24の他端と、駆動部材23の上端とは、半月状の別の回転板27を介して連結されている。駆動部材24の先端には、長孔付きの舌片27aが上向きに付設され、駆動部材23の上端には、長孔付きの舌片27bが横向きに付設され、舌片27a、27bの各長孔には、それぞれ回転板27上の係合ピンが係合している。
いま、図1、図5のように、駆動部材22、23が下降限にあり、各押圧ユニット10の係合ローラ12bが扉40側の駆動カム15のカム溝15aの下端に係合して扉40を扉枠30に向けて押圧しているとき、駆動モータ25または手動ハンドル21、21を介して駆動部材22を上昇させると(図1の矢印K1 方向)、駆動部材22の上方の回転板26が時計方向に回転する(同図の実線、一点鎖線)。そこで、回転板26の回転により駆動部材24が右側に移動し(同図の矢印K2 方向)、駆動部材23の上方の回転板27が時計方向に回転することにより(同図の実線、一点鎖線)、駆動部材23を上方に駆動することができる(同図の矢印K3 方向)。なお、このとき、駆動部材22、回転板26の間には、長孔26a1 付きの舌片26aが介装されているため、駆動部材22は、回転板26が回転しても左右に振れることがない。同様に、回転板26、27が回転しても、駆動部材24が上下に振れることがなく、駆動部材23が左右に振れることがない。
このようにして駆動部材22、23を連動させて上昇限に駆動することにより、すべての押圧ユニット10、10…の係合ローラ12b、12b…を一斉に扉枠30の補強ガイド14内に退避させ、扉40を開放可能にすることができる。一方、駆動部材22、23が上昇限にあるとき、駆動部材22を下降させれば、回転板26、駆動部材24、回転板27を介して駆動部材23が連動して下降し、すべての押圧ユニット10、10…の係合ローラ12b、12b…を一斉に扉40側に進出させて扉40を扉枠30に向けて均等に押圧駆動することができる。
なお、駆動部材24は、両端の舌片26b、27aを省略し、両端を回転板26、27に直接連結してもよい。ただし、この場合の駆動部材24は、回転板26、27の回転に伴って左右に移動するとともに上下に平行移動するから、上枠31から分離させるものとする。また、駆動部材24、回転板26、27による駆動部材22、23の連結機構は、たとえばラック、ピニオンを併用するチェーンスプロケット機構などに代えてもよい。
以上の説明において、押圧ユニット10、10…は、図1のように扉40のヒンジ側、反ヒンジ側の各辺に沿って2組ずつを配置するに代えて、各辺に沿って3組以上を配置してもよい。また、扉40用のヒンジ41、41は、2本のヒンジピン41a、41bを有するダブルヒンジでなく、単一のヒンジピンを有する一般的なシングルヒンジに代えてもよい。ただし、このときの押圧ユニット10、10…は、扉40の反ヒンジ側の一辺に沿って少なくとも2組を配置すれば十分である。なお、扉40は、1枚扉でなく、いわゆる観音開きの2枚扉であってもよく、水平回転形式でなく、上下回転形式であってもよい。
この発明は、電気接触部43、43…を有する電磁波遮蔽用の扉枠30、扉40に限らず、適切なシール材、シール構造を併用する遮音用、防水用などの扉枠30、扉40に対しても、広く好適に適用することができる。
10…押圧ユニット
11…移動部材
12…主軸
12b…係合ローラ
13…ガイドカム
14…補強ガイド
15…駆動カム
15a…カム溝
20…連動機構
30…扉枠
30a…内周面
40…扉

特許出願人 株式会社 富士精工本社
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (5)

  1. 扉枠に組み込み、扉枠の内周面と平行に往復移動する移動部材と、該移動部材に対し、扉枠の内周面に向けて移動自在に搭載する主軸と、扉の外周面に装着する駆動カムとを備えてなり、前記駆動カムは、扉の厚さ方向に屈曲するカム溝を有し、前記主軸は、前記移動部材を介して直線移動することにより、扉枠の内周面に進出して前記カム溝に係合し、扉を扉枠に向けて押圧駆動することを特徴とする扉の押圧ユニット。
  2. 前記主軸は、ガイドカムを介し、前記移動部材の直線移動に従って扉枠の内周面に出没することを特徴とする請求項1記載の扉の押圧ユニット。
  3. 前記主軸は、先端の係合ローラを介して前記カム溝に係合することを特徴とする請求項1または請求項2記載の扉の押圧ユニット。
  4. 前記主軸は、補強ガイドを介して先端部を扉枠の内周面に進出することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか記載の扉の押圧ユニット。
  5. 扉枠に分散して組み込む請求項1ないし請求項4のいずれか記載の複数の扉の押圧ユニットと、扉枠に組み込み、前記各押圧ユニットを連動させる連動機構とを備えてなり、前記各駆動カムは、前記各押圧ユニットに対応させて扉の外周面に配置することを特徴とする扉の押圧装置。
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