JP6531199B1 - オーバーヘッドドア - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエイトを用い、ねじりばねを必要とせずに、オーバーヘッドドアを上昇させる力を提供するとともに、ウエイトの移動軌跡を短くすることができるオーバーヘッドドアを提供する。【解決手段】トラックバースの各開口部に取り付けられるオーバーヘッドドア１０は、ドアパネル１と、ドアパネル１をワイヤ３を介して巻きあげるワイヤドラム５と、ワイヤドラム５が取り付けられた回転軸１２に取り付けられて軸方向に異なる外径を有するウエイトドラム２０と、ウエイトドラム２０に巻き付けられたワイヤ２６が巻通る動滑車２２と、動滑車２２に吊り下げられたウエイトＷを備える。ウエイトドラム２０によりドアパネル１の上昇位置に応じてドアパネルの上昇に必要な力を加えることができ、動滑車２２によりウエイト２０の移動軌跡を短くできる。【選択図】図１

Description

本発明は、ねじりばねを使用することなくドアパネルの開放を容易にすることができるオーバーヘッドドアに関し、さらに詳細には、ねじりばねを使用することなく、シンプルな構造で耐久性に優れ、冷蔵食品の大型倉庫等に好適なオーバーヘッドドアに関する。

ガレージなどの建築物の開口部を開閉するために、開口時に上方で回転するかあるいは天井と平行に納まるオーバーヘッドドア（オーバードアとも呼ばれる）が知られている。典型的なオーバーヘッドドアは、図６に示すように、ドアパネル１を、床から逆Ｌ字型に延在するガイドレール２に沿って、鉛直方向から水平方向に屈曲させながら移動させる。ドアパネル１に止着されたワイヤ３が回転シャフト１２に取り付けられたワイヤドラム５により巻き上げられることによりドアパネル１は上昇する。ドアパネル１を上昇するときに比較的軽い力で引き上げられるように、回転シャフト１２にはねじりばね（トーションスプリング）１３が取り付けられている。

オーバーヘッドドアは、ねじりばねの回転反発力を利用することで、比較的小さな力でドアパネルを上昇させることができるが、ねじりばねには常時、負荷がかかるため、機械的な寿命があった。この問題に対処するために、出願人による特許文献１は、ねじりばねの代わりに、開き用ウエイトとその下方に垂下されるウエイト用チェーンの重量によってドアパネルに上向きの力を付与するオーバーヘッドドアを開示している。また、オーバーヘッドドアは、前述のように開口部の上部で水平に屈曲して移動するために、ドアパネルの上昇に従って巻き上げトルクは徐々に小さくなる。そこで、特許文献１では、ウエイト用チェーンの有効長を変化させて、ドアパネルに付与される上向きの力をドアパネルが閉状態に近い時と開状態に近いときとで異なるようにしている。

特許文献２は、ドアパネルの巻き上げトルクを徐々に小さくするために、ワイヤドラムの回転半径がシャフトの軸方向で異なるＶ字状の溝を有するプーリーを用いてシャフトに取り付けられたコイルスプリングの張力に対するバランスを与えることを開示している。

特許文献３は、パネル体をスムーズに昇降することができる開閉装置において、チェーンが、ウエイトを吊り下げた動滑車、駆動スプロケット等に巻回されていることにより、チェーンがパネル体を収納するまで巻上げられても、地面にウエイト３８が接地しないことを開示している。または、ワイヤドラムの回転半径がシャフトの軸方向で徐々に小さくなるような円錐型のワイヤドラムやＶ字状の溝を有するプーリーを用いてカウンターバランスを与えることも開示している。

特開２００１−１４０５５６号公報 米国特許第２３１４０１５号公報 特開平７−３１０４７２号公報

オーバーヘッドドアは、コンビニなどの小売店に商品を配送するための配送センターにも使用されている。配送センターでは大型の冷蔵倉庫を内部に備え、トラックが接車するトラックバースにおける倉庫壁面には冷蔵商品を積卸しするための複数の開口が並列して設けられている。これらの開口を開閉し、倉庫内の冷気を外部と遮断するためのオーバーヘッドドアがそれぞれ設けられている(図５参照)。特に、冷蔵倉庫では、比較的早い開閉スピードが要求されているために巻き取り式のシャッターは不向きであり、開口上部にて屈曲して水平移動するオーバーヘッドドアがもっぱら使用されている。このような倉庫におけるオーバーヘッドドアの開閉は多いときで数百回／日を超えて行われることもあり、ねじりばねの劣化や切断が深刻な問題となる。ねじりばねが一旦切断または故障したときは、ねじりばねの交換のために冷蔵倉庫の一部または全体が使用できなくなるため、配送センターの機能や冷蔵倉庫の温度制御に悪影響を及ぼすことになる。一方で、ねじりばねの部品確保はコストがかかりまた、交換に時間を要していた。従って、オーバーヘッドドアを複数備える大型設備においては、ねじりばねを用いた従来のオーバーヘッドドアを、耐久性の高く、ねじりばねの交換やメンテナンスが不要なオーバーヘッドドアに変換することが強く要望されていた。

本発明は、ねじりばねを用いることなく、オーバーヘッドドアのドアパネルを引き上げる力を与えることができ、ドアパネルの上昇位置に応じた引き上げ力を提供することができる新規なオーバーヘッドドアを提供することを目的とする。本発明は、また、既存のねじりばねを用いたオーバーヘッドドアの基本骨格を残したまま、簡単な作業で、ねじりばねを用いないタイプのオーバーヘッドドアに改変することができる構造を有する新規なオーバーヘッドドアを提供することにある。

本発明に従えば、複数のトラックが接車して荷物を積卸しするための複数の開口部を有する倉庫に取り付けられるオーバーヘッドドアであって、
屈曲可能なドアパネルと、
鉛直部と水平部を有し、前記ドアパネルを両側から前記鉛直部と前記水平部との間で移動可能に支持するブラケットと、
前記ドアパネルに取り付けられて前記ドアパネルを引き上げるための第１ワイヤと、
第１ワイヤを巻き上げるためのワイヤドラムと、
前記ワイヤドラムが取り付けられた回転軸及びそれを回転駆動する駆動装置と、
前記回転軸にワイヤドラムと同軸に取り付けられ、軸方向に異なる外径を有するウエイトドラムと、
前記ウエイトドラムに巻き付けられる第２ワイヤと、
第２ワイヤが掛回される動滑車と、
前記動滑車に吊り下げられて、ドアパネルを上昇させる方向に作用するウエイトを備えるオーバーヘッドドアが提供される。

本発明のオーバーヘッドドアにおいて、前記ウエイトドラムが、前記ワイヤドラムの軸方向外側に取り付けられていてもよい。

本発明のオーバーヘッドドアにおいて、前記ウエイトが上下移動するときに前記ウエイトの軌跡に沿って前記ウエイトをカバーする保護カバーを備え得る。

本発明のオーバーヘッドドアにおいて、前記ウエイトまたは動滑車に連結され、第２ワイヤの破損時にウエイトの落下を防止する落下防止具を備え得る。

本発明のオーバーヘッドドアにおいて、第２ワイヤの一端が前記ウエイトドラムに取り付けられ、他端が前記オーバーヘッドドアのいずれかの部位または倉庫の壁面に固定され得る。

本発明のオーバーヘッドドアにおいて、前記倉庫は、その内部に冷蔵空間を有し、前記開口部が前記冷蔵空間と連通する低温空間と連通していてもよい。

本発明のオーバーヘッドドアは、回転シャフト上でねじりばねを用いる代わりに、ウエイト付きの動滑車をワイヤを介して支持するウエイトドラムを用いたので、ねじりばねの金属疲労に伴う故障を防止して、オーバーヘッドドアの耐久性を向上することができる。また、ウエイトドラムには、軸方向の外径が異なるドラムを採用しているので、ドアパネルの上昇に伴う引き上げ力とバランスさせることができる。本発明のオーバーヘッドドアのウエイトドラムはドアパネルを持ち上げるために駆動する回転シャフトに同軸に取り付けられているために、従来型のねじりばねを用いたオーバーヘッドドアの基本骨格を維持しつつ、その場で簡単に本発明のオーバーヘッドドアに改変することができる。

本発明の実施形態に従うオーバーヘッドドアの構造を示す概念図である。 本発明の実施形態に従うオーバーヘッドドアの側面図である。 本発明の実施形態に従うオーバーヘッドドアのウエイトドラム及びウエイトの近傍を示す概念図である。 本発明の実施形態に従うオーバーヘッドドアに用いられるウエイトドラムとワイヤを概念的に示す図である。 本発明の実施形態に従うオーバーヘッドドアが使用される倉庫の配置構造を概念的に示す図である。 従来のオーバーヘッドドアの構造を示す概念図である。

本発明のオーバーヘッドドアについて、コンビニなどの小売店に冷蔵食品をトラックで配送する配送センターの冷蔵倉庫に好適に用いられるオーバーヘッドドアを例に挙げて説明する。図５は、そのような配送センターの倉庫の構造及び配置空間を表わしており、トラックバース２８と面する倉庫の外壁には複数のオーバーヘッドドア１０が装備される開口部３２が設けられている。開口部３２を介して外部と連通する倉庫内側空間はプラットフォームと呼ばれ、プラットフォームの奥に位置する冷蔵庫に保管された冷蔵商品をフォークリフトなどにより開口部３２に運搬する作業場である。プラットフォームは、１０℃〜１５℃のような比較的低温に維持されている。このような倉庫で使用されるオーバーヘッドドア１０は、外部空間とプラットフォーム間の連通を遮断しているため、故障があるとプラットフォームでの作業のみならず、プラットフォームやその奥の冷蔵庫の温度管理に重大な悪影響を与えることになる。オーバーヘッドドアのメンテナンスにおいても極力、そのような悪影響を与えることは望ましくない。

本実施形態のオーバーヘッドドア１０は、図１に示すように、倉庫の開口部３２を覆うように倉庫内壁に設けられている。オーバーヘッドドア１０は、複数のパネル体１Ａをヒンジ７で屈曲自在に連結したドアパネル１と、ドアパネル１の側部側のヒンジ７に回転可能に取り付けられたローラ４と、床から逆Ｌ字型に延在してローラ４が摺動するガイドレール２と、ドアパネル１の上方に設けられた複数の軸受け１５によって軸支された回転シャフト１２とを主に備える。ガイドレール２の鉛直部２Ｖと軸受け１５は、それぞれ、倉庫内壁に取り付けられている。回転シャフト１２には、ドアパネル１の両端の上方位置に、一対のワイヤドラム５が同軸に取り付けられている。一対のワイヤドラム５に巻き付けられたワイヤ３の端部は、それぞれ、最下のパネル体１Ａの両端に止着されている。回転シャフト１２には、一方のワイヤドラム５の軸方向外側に、ウエイトドラム２０がワイヤドラム５と同軸に取り付けられている。なお、逆Ｌ字型のガイドレール３は、鉛直部２Ｖ、水平部２Ｈ及びそれらの間の屈曲部を有するが、鉛直部２Ｖは必ずしも床面に対して垂直である必要はなく、または、水平部２Ｈは必ずしも床面に平行または水平である必要はなく、それらは例えば数度から十数度の傾斜角で傾斜していてもよい。

図４に示すように、ウエイトドラム２０は、外径が軸方向外側（ワイヤドラム５と反対側）に向かって徐々に小さくなる円錐形の巻き取りドラムであり、ワイヤ２６の一端は、外径の小さい側に固定されて外径が大きくなる方に徐々に巻き付けられている。図２に示すように、ワイヤ２６の他端２６ａは、ウエイトドラム２０の下方で動滑車２２を懸架するように動滑車２２を下方から半巻だけ掛渡されて内壁に取り付けられたワイヤ固定部３３に固定されている。動滑車２２には、複数の分割ウエイトからなるウエイトＷがアイナット３４を介して吊り下げられている。分割ウエイトの間には分割ウエイトよりやや径の大きな摺動プレート３６が挟持されており、ウエイトＷが揺れて周囲へ衝突することを防止している。ウエイトドラム２０に巻き付けられたワイヤ２６の巻き付け方向は、ワイヤドラム５に巻き付けられたワイヤ３の巻き付け方向と逆である。従って、ワイヤ２６、動滑車２２及びウエイトドラム２０を介して回転シャフト１２に吊り下げられたウエイトＷの重量は、ドアパネル１を引き上げる方向に作用している。

図３に示すように、ウエイトＷの上部にはアイナット３４を介してチェーン２８の一端が連結され、チェーン２８の他端が内壁のチェーン固定部３５に固定されている。チェーン２８は、ワイヤ２６が万が一破断した場合であっても、ウエイトＷが落下すること防止する。また、図１に示したように、ガイドレール２の鉛直部２ＶとウエイトＷとの間には、ウエイトＷの移動経路に渡って鉛直方向に延在する保護カバー３０が設けられている。保護カバー３０は、ウエイトＷの上下移動の間に、ウエイトＷの四方を囲んで、ウエイトＷの左右方向の変位や揺れを抑止することができる。なお、保護カバー３０は、説明の都合上、図１では外側(外枠)の上部を省略して表示しており、図２及び３では、保護カバー３０の外側を省略してある。なお、オーバーヘッドドア１０のドアパネル１には、ドアパネル１を引き上げるためのハンドル（不図示）やドアパネルを引き下げるためのロープ（不図示）が取り付けられており、ドアパネル１は手動で開閉される。

オーバーヘッドドア１０の動作を図１〜４を参照ながら説明する。操作者がドアパネル１を手動で持ち上げると、回転シャフト１２が正方向(例えば図１の左側から見て時計方向)に回転する。前述のように、ウエイトＷの重量はドアパネル１を引き上げる方向に作用しているので、ドアパネル１を持ち上げる力を軽減する。ウエイトドラム２０に巻き付けられたワイヤ２６はワイヤドラム５のワイヤ３と逆方向に巻き付けられているために、回転シャフト１２の回転によりにワイヤ２６を引き出して動滑車２２及びそれに吊り下げられたウエイトＷを下降させる。すなわち、ウエイトＷの重量は、ワイヤドラム５、ワイヤ３、回転シャフト１２、ワイヤ２６、ウエイトドラム２０などを通じてドアパネル１の重量とバランスされている。

ドアパネル１が引き上げられて、最上部のパネル１Ａがガイドレール２の屈曲部に達すると、その後は、最上部のパネル１Ａ、さらにはそれに続くパネル１Ａが水平部２Ｈに沿って水平移動するためにドアパネル１を引き上げるのに必要な力は徐々に低減する。そして、全てのドアパネル１が水平部２Ｈに入ることによって、ドアパネル１は水平方向に向き、格納位置に収納される。これにより、開口部３２は完全に開放される。

このような動作において、回転シャフト１２の回転によりワイヤ２６が引き出されるに従ってワイヤ２６がウエイトドラム２０から離れる位置がウエイトドラム２０の軸方向において外側、即ち、図４の矢印に示すようにウエイトドラム２０の直径が小さくなる方向に移動する。この結果、ウエイト２２の重量によってワイヤ２６を介してシャフトを正方向に回転させようとするトルクは徐々に小さくなる。このため、ドアパネル１の上昇に伴ってそれを上昇させるのに要する力が徐々に小さくなるとともに、ウエイトＷの重量による回転トルクも小さくなって、両者はドアパネル１の上昇位置に関わらず常にバランスされることになる。

本実施形態のオーバーヘッドドア１０は、次のような技術的効果を有する。
（１）ウエイトドラム２０によりワイヤ２６及び動滑車２２を介して吊り下げられたウエイトＷの重量により、ドアパネル１の上昇のために要する力が低減される。従って、劣化や破損が問題となるねじりばねを用いる必要がなくなる。このため、ねじりばねの保守・点検及び交換に要する作業が不要となり、複数のオーバーヘッドドア１０が設けられた配送センターにおける商品の積卸作業を継続して行うことができる。

（２）オーバーヘッドドア１０で用いるウエイトドラム２０は、ワイヤが引き出されるに従ってワイヤの巻き付け径が小さくなるように、軸方向に傾斜した周面(円錐面)を有する。これによりウエイトＷによる回転シャフト１２にかかるトルクを徐々に低減することができ、オーバーヘッドドア１０の上昇に伴って低減されるオーバーヘッドドア１０の引き上げ力とバランスすることができる。従って、オーバーヘッドドア１０の引き上げ動作が容易となる。

（３）ウエイトＷを吊り下げるワイヤ２６は動滑車２２を介して連結されているので、ウエイトＷのストロークは動滑車２２がない場合に比べて半分となり、ウエイトＷの移動経路設計の自由度が高くなる。また、動滑車２２を用いることでウエイトＷの移動速度は、ウエイトをワイヤで直接懸架する場合に比べて、１／２となるため、ウエイトＷの重量が２倍になったとしても、運動エネルギ（１／２・ｍｖ^２）は全体として１／２に低減することができる。それゆえ、ウエイトＷの移動に伴う周囲への衝撃力を低減することができる。また、ワイヤ２６の端部２６ａは、動滑車２２を掛回されて建物内壁に固定されている。このようにワイヤ２６の一端が固定端となるために、動滑車２２に吊り下げられたウエイトＷの左右の揺れは、動滑車２２がない場合に比べて抑制される。

（４）オーバーヘッドドア１０は、既存のねじりばねを用いたタイプのオーバーヘッドドアとは、主に、ウエイトドラム２０、それにワイヤ２６で懸架された動滑車２２及びウエイトＷ等の部品を用いる点で異なるが、それらの部品は既存のねじりばねを用いたタイプのオーバーヘッドドアに、ねじりばねを除いた後に簡単に取り付けることができる。特に、動滑車２２及びウエイトＷをワイヤ２６で支持するウエイトドラム２０は、ワイヤドラム５を回転駆動する回転シャフト１２に同軸に取り付けられるので、新たな支持構造は不要である。また、ウエイトドラム２０の軸方向外側は、隣設し合うオーバーヘッドア間の領域（隣り合う開口部間の内壁）の一部であり、いずれのドアパネル開閉動作にも影響しないため、動滑車２２やウエイトＷを上下移動させるためのスペースを確保できる。従って、倉庫開口部での大掛かりな工事を要することなく、既存のオーバーヘッドドアの主要構造を残したまま、耐久性の高いオーバーヘッドドア１０に低コストで改変することができる。

本発明を実施形態により具体的に説明してきたが、本発明はそれらに限定されず、当業者が本願から容易に思いつく改変や改良も本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。例えば、ドアパネルやブラケット等のパーツの形状や材料などは任意のものを使用することができる。ウエイトドラムの外径や形状についても適宜異なるものを採用することができる。上記実施形態では、ウエイトドラム、動滑車及びウエイトは、回転シャフトの一方の側（図１の右側）に取り付けたが他方の側（図１の右側）に取り付けてもよい。動滑車とウエイトを一体型としてもよい。ウエイトの落下を防止する落下防止具として、チェーンを用いたが、チェーンの代わりにワイヤなどの任意の部材を用い得る。また、上記実施形態では、ドアパネルを手動で持ち上げる例を示したが、駆動モータなどを使用して回転シャフトを回転駆動してドアパネルを開閉してもよく、また、手動による力を補助してもよい。本発明のオーバーヘッドドアが設置される倉庫は、図５に示したような配置構造の場所に限らず、複数のトラックが同時に接車することができる開口を有する任意の建物に適用可能である。

本発明のオーバーヘッドドアは、コンパクトな構造でありながら、ねじりばねを使用せずにドアパネルを上昇させるに要する力を補填することができるので、多くのトラックが接車する倉庫開口部の開閉に極めて有効である。また、既存のねじりばねを使用したオーバーヘッドドアと共通構造を有するので、簡単な作業で本発明のオーバーヘッドドアに改変することができ、メンテナンスも容易となる。それゆえ、本発明は冷蔵設備等を備える大型倉庫における業務遂行を確実にし、管理コストを低廉化することができる。

１ ドアパネル, １Ａ ドアパネル体
２ ガイドレール
２Ｖ 鉛直部, ２Ｈ 水平部
３ ワイヤ
５ ワイヤドラム
１０ オーバーヘッドドア
２０ ウエイトドラム
２２ 動滑車
２６ ワイヤ
２８ チェーン
３０ カバー
３２ 倉庫開口部
３３ ワイヤ固定部
３４ アイナット
３５ チェーン固定部
Ｗ ウエイト

Claims (5)

1. 複数のトラックが接車して荷物を積卸しするための複数の開口部を有する倉庫に取り付けられるオーバーヘッドドアであって、
   屈曲可能なドアパネルと、
   鉛直部と水平部を有し、前記ドアパネルを両側から前記鉛直部と前記水平部との間で移動可能に支持するブラケットと、
   前記ドアパネルに取り付けられて前記ドアパネルを引き上げるための第１ワイヤと、
   第１ワイヤを巻き上げるためのワイヤドラムと、
   前記ワイヤドラムが取り付けられた回転軸及びそれを回転駆動する駆動装置と、
   前記回転軸に前記ワイヤドラムと同軸に取り付けられ、軸方向に異なる外径を有するウエイトドラムと、
   前記ウエイトドラムに巻き付けられる第２ワイヤと、
   第２ワイヤが掛回される動滑車と、
   前記動滑車に吊り下げられて、前記ドアパネルを上昇させる方向に作用するウエイトと、
   前記ウエイトまたは前記動滑車に連結され、第２ワイヤの破損時に前記ウエイトの落下を防止する落下防止具を備えるオーバーヘッドドア。
2. 前記ウエイトドラムが、前記ワイヤドラムの軸方向外側に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のオーバーヘッドドア。
3. 前記ウエイトが上下移動するときに前記ウエイトの軌跡に沿って前記ウエイトをカバーする保護カバーを備える請求項１または２に記載のオーバーヘッドドア。
4. 第２ワイヤの一端が前記ウエイトドラムに取り付けられ、他端が前記オーバーヘッドドアのいずれかの部位または前記倉庫の壁面に固定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のオーバーヘッドドア。
5. 前記倉庫内に冷蔵空間を有し、前記開口部が前記冷蔵空間と連通する低温空間と連通している請求項１〜４のいずれか一項に記載のオーバーヘッドドア。

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