JP6835543B2 - 自動閉鎖扉 - Google Patents

Description

本発明は、自動で閉鎖する構造を有する自動閉鎖扉に関する。

従来、工場内の施設では、稼働している設備に対する安全確保のため、設備の周りを囲う安全柵が設けられている。安全柵には、必要なときに作業者が安全柵の内側に入れるように、開閉する扉が設けられている。

例えば、特許文献１においては、安全手摺に設けられた自動で閉じられる自動閉鎖扉が開示されている。自動閉鎖扉は、手で押すと開閉軸を中心として回転し、開かれるように構成されている。開閉軸が傾斜しており、開いた状態で手を自動閉鎖扉から離すと、自動閉鎖扉は自重により閉じる。

実開平４−８２１８４号公報

しかし、特許文献１の自動閉鎖扉においては、自動閉鎖扉の開閉軸は斜めに設置されている。よって、自動閉鎖扉を開けた状態において、開閉軸の上部は、自動閉鎖扉を開けることにより生じた作業者が通行するスペース側にせり出している。これにより、回転軸を設置するスペースが大きくなり、作業者が通行するスペースが狭くなってしまうという課題があった。

本発明は上記課題を解決するものであって、設置するスペースを最小限に抑えつつ自動的に閉鎖する自動閉鎖扉を提供することを目的とする。

本発明に係る自動閉鎖扉は、通路を閉鎖する扉部と、前記扉部に設けられ、前記扉部の開閉に伴い回転する開閉軸と、前記開閉軸の回転を支持する支持円筒部材と、前記扉部に設けられ、前記開閉軸の軸方向において前記扉部及び前記開閉軸の荷重を支持する支持部と、を備え、前記開閉軸は、前記支持部の上方に位置する上部開閉軸と、前記支持部の下方に位置する下部開閉軸と、を備え、前記支持円筒部材は、円筒形状の側面に設けられた開口部を備え、前記開口部の下側の端面は、水平面に対し傾斜して螺旋状に構成された傾斜面であり、かつ前記支持部が摺動する傾斜面であり、前記支持部は、前記扉部の開閉に伴い前記支持円筒部材の前記傾斜面に沿って移動し、前記扉部が閉まっているときには前記傾斜面の下部に位置し、前記扉部が開いているときには、前記扉部が閉まっているときよりも上方に位置し、前記開閉軸は、弾性部材により前記開閉軸の方向に沿って下向きに付勢されており、前記上部開閉軸は、前記支持円筒部材の前記開口部の上方において回転を支持され、前記下部開閉軸は、前記支持円筒部材の前記開口部の下方において回転を支持される。

本発明に係る自動閉鎖扉によれば、上記構造により、作業者が扉を開けた際に自動的に閉鎖し、かつ扉の回転軸を垂直に設置することができる。これにより、扉を設置するスペースを最小限に抑えつつ、簡易な構成で自動的に閉鎖する自動閉鎖扉を設置することができる。

本発明の実施の形態１に係る自動閉鎖扉の斜視図である。 図１のＡ部の拡大図である。 図１の自動閉鎖扉の動きを説明する模式図である。 本発明の実施の形態２に係る自動閉鎖扉の斜視図である。 図４のＢ部の拡大図である。 図４の自動閉鎖扉の動きを説明する模式図である。 本発明の実施の形態３に係る自動閉鎖扉の動きを説明する模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。各図は模式的に示すものであって、各部材の相対的な大きさや板厚等は図示する寸法に限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。各図において、同一の符号を付した機器等については、同一の又はこれに相当する機器を表すものであって、これは明細書の全文において共通している。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る自動閉鎖扉１００の斜視図である。図２は、図１のＡ部の拡大図である。図３は、図１の自動閉鎖扉１００の動きを説明する模式図である。自動閉鎖扉１００は、工場内の設備の周囲に設置され、稼働する設備の近傍に作業者が不用意に立ち入らないようにするため安全柵５０の一部に設けられている。自動閉鎖扉１００は、安全柵５０の複数箇所に設けられていてもよい。安全柵５０は、設備の周囲に設置されているが、必要時には安全柵５０の内側に作業者が入るため、一部に作業者が通行できる通路を確保する必要がある。自動閉鎖扉１００は、通常時にはその通路６０を閉塞し、必要時には開いて作業者が通行できるようにするものである。

自動閉鎖扉１００は、安全柵５０に設けられた通路６０を閉塞する扉部１０を有する。扉部１０は、例えば金属製のパイプを矩形に曲げて形成されている。扉部上部１１と扉部下部１３とは水平方向に延び、安全柵５０に設けられた通路６０に作業者が進入できないようにしている。扉部先端部１２は、扉部上部１１と扉部下部１３との間をつないでいる。また、扉部先端部１２には、自動閉鎖扉１００が閉鎖したときに、扉部１０が通路６０を閉塞した状態に保持するためのストッパー１５が設けられている。ストッパー１５は、扉部１０の先端から突出しており、図３（ａ）に示されるように自動閉鎖扉１００に隣接する安全柵５０の一部に当接するようになっている。なお、扉部１０の形態は、図１〜図３に示されるような形状に限定されず、通路６０を閉塞するものであればよい。

扉部１０において、扉部先端部１２と反対側の端部には、開閉軸２０が設けられている。開閉軸２０は、垂直方向に延びる円柱形状に形成されている。開閉軸２０の扉部下部１３より下の部分は、支持円筒部材３０の内部に位置する。開閉軸２０の外径が支持円筒部材３０に支持され、扉部１０は、開閉軸２０を中心にして回転して開閉するように構成されている。

図２に示されているように、開閉軸２０には、転動体４０が設けられている。転動体４０は、開閉軸２０の外周に位置し、回転軸４１に軸支されている。回転軸４１は、開閉軸２０の半径方向に延び、軸支する転動体４０が開閉軸２０の回転方向に転動するように構成されている。また、転動体４０は、開閉軸２０の外周において、扉部先端部１２が位置する側に配置されている。これは、自動閉鎖扉１００の重心が開閉軸２０に対し扉部先端部１２が位置する側に位置するためである。転動体４０は、支持円筒部材３０と当接し、自動閉鎖扉１００の下方向の荷重を支える。開閉軸２０は、支持円筒部材３０の中心軸に対し、扉部先端部１２側に傾く。そのため、転動体４０は、開閉軸２０の外周において少なくとも扉部先端部１２が位置する側に設置されることにより、自動閉鎖扉１００の荷重を適切に支持することができる。

支持円筒部材３０は、床８０に固定されて立設されている円筒形状の部材である。支持円筒部材３０は、床側に開閉軸２０を支持する円筒である開閉軸受部３１を有する。そして、開閉軸受部３１の上端の上に転動体支持部３２が設置されている。転動体支持部３２は、開閉軸受部３１よりも直径が大きい円筒形状の部材である。転動体支持部３２は、上側の端面の一部が水平面に対して傾斜して形成された傾斜面３３を有する。傾斜面３３は、自動閉鎖扉１００が開いたときに転動体４０が動く範囲に設けられている。転動体４０が動く範囲以外の転動体支持部３２の端面３４は、水平になっている。

次に図３を用いて、自動閉鎖扉１００の動きについて説明する。図３（ａ）は、自動閉鎖扉１００が閉じた状態を示す図である。図３（ｂ）は、自動閉鎖扉１００が開けられた状態を示す図である。図３（ａ）において、転動体４０は、転動体支持部３２の傾斜面３３の下部に位置する傾斜面下部３７の上に位置する。転動体４０は、自動閉鎖扉１００にかかる重力により傾斜面下部３７に下方に押し付けられており、扉部１０には閉じる方向に力がかかるようになっている。よって、扉部１０の先端にあるストッパー１５は、安全柵５０に当接した状態が保持されるようになっている。転動体支持部３２には傾斜面下部３７に隣接して垂直部３５が形成されているが、実施の形態１において転動体４０と転動体支持部３２に設けられた垂直部３５は接触していない。

安全柵５０の内側に入りたい作業者が手などにより自動閉鎖扉１００を開くと、転動体４０は傾斜面下部３７から傾斜面３３に沿って上に移動していく。自動閉鎖扉１００が開放され、作業者が通路６０を通行できる程度に開いた状態になったとき、転動体４０は傾斜面３３の上部に位置する。この時、自動閉鎖扉１００全体も、自動閉鎖扉１００が閉じられた状態よりも上方に移動している。この状態で、扉部１０から手を離すと、転動体４０は傾斜面３３に沿って下に移動する。自動閉鎖扉１００の自重により、自動閉鎖扉１００は下に移動しようとするため、自動閉鎖扉１００の自重が転動体４０にかかる。自動閉鎖扉１００の自重がかかった転動体４０は、傾斜面３３に沿って下方向に移動しようとするため、傾斜面３３の上を転動しながら、傾斜面下部３７まで移動することになる。転動体４０の移動とともに扉部１０は、通路６０を閉塞する位置まで移動する。

（実施の形態１の効果）
（１）実施の形態１に係る自動閉鎖扉１００は、通路を閉鎖する扉部１０と、扉部１０の端部に設けられ、扉部１０の開閉に伴い回転する開閉軸２０と、開閉軸２０の回転を支持する支持円筒部材３０と、開閉軸２０の外周に設けられ、開閉軸２０の軸方向に扉部１０及び前記開閉軸２０の荷重を支持する軸支された転動体４０と、を備える。支持円筒部材３０の端面は、水平面に対し傾斜して螺旋状に構成された傾斜面３３を備える。転動体４０は、扉部１０の開閉に伴い支持円筒部材３０の傾斜面３３に沿って転動し、扉部１０が閉まっているときには傾斜面３３の傾斜面下部３７に位置し、扉部１０が開いているときには、扉部１０が閉まっているときよりも上方に位置する。
このように構成されることにより、自動閉鎖扉１００は、通常時は扉部１０が通路６０を閉塞した状態に保持される。また、作業者が手などにより自動閉鎖扉１００を開けた状態から手を離すと、傾斜面３３の上部にある転動体４０は、自動閉鎖扉１００の自重により傾斜面３３に沿って傾斜面下部３７の方向に下っていく。転動体４０が傾斜面３３を下って行くと、それに伴い開閉軸２０も回転し、自動閉鎖扉１００は自動的に通路６０を閉鎖した状態になる。つまり、作業者が通路６０を通行した際に、作業者が自動閉鎖扉１００を閉める動作をしなくとも自動閉鎖扉１００は自動的に閉じる。
また、自動閉鎖扉１００は、転動体４０が自動閉鎖扉１００の自重を支えている。そして、転動体４０が開閉に伴い傾斜面３３に沿って上下に移動する構成になっている。そのため、開閉軸２０を床に対し垂直に立てて設けても自動的に閉じる自動閉鎖扉１００が得られる。これにより、自動閉鎖扉１００を設けるスペースを小さくすることができ、既存の扉との置換も容易である。

実施の形態１に係る自動閉鎖扉１００においては、転動体４０は、扉部１０の重心が位置する側に設けられている。
このように構成されることにより、自動閉鎖扉１００が傾く方向に転動体４０が配置され、転動体４０は自動閉鎖扉１００の自重を効率良く支持することができる。自動閉鎖扉１００の重心は扉部１０が設置されている側にあるため、開閉軸２０は、扉部１０が設けられている側に傾く。転動体４０が扉部１０側に配置されていることにより、傾いた自動閉鎖扉１００の回転を支持円筒部材３０だけでなく転動体４０も支持することができ、開閉軸２０の傾きを抑えることができる。よって、自動閉鎖扉１００は、開いた状態から自動的にスムーズに閉じられる。

［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１に対し、扉部１０の形状及び開閉軸２０の支持の形態が変更されている。実施の形態２においては、さらに開閉軸２２０にバネ２８０を追加している。なお、実施の形態２においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。

図４は、本発明の実施の形態２に係る自動閉鎖扉２００の斜視図である。図５は、図４のＢ部の拡大図である。図６は、図４の自動閉鎖扉１００の動きを説明する模式図である。実施の形態２に係る自動閉鎖扉２００は、工場内の設備の周囲に設置され、稼働する設備の近傍に作業者が不用意に立ち入らないようにするため安全柵２５０の一部に設けられている。自動閉鎖扉２００は、安全柵の複数箇所に設けられていてもよい。安全柵５０は、設備の周囲に設置されているが、必要時には安全柵２５０の内側に作業者が入るため、一部に作業者が通行できる通路６０を確保する必要がある。自動閉鎖扉２００は、通常時にはその通路６０を閉塞し、必要時には開いて作業者が通行できるようにするものである。

自動閉鎖扉２００は、安全柵２５０に設けられた通路６０を閉塞する扉部２１０を有する。扉部２１０は、水平に延びた金属製のパイプにより形成されている。扉部２１０により安全柵２５０に設けられた通路６０に作業者が侵入できないようにしている。扉部先端部２１２は、自動閉鎖扉２００が閉鎖したときに、扉部２１０が通路６０を閉塞した状態に保持するためのストッパーになっている。扉部先端部２１２は、図６（ａ）に示されるように自動閉鎖扉１００に隣接する安全柵２５０の一部に当接するようになっている。

扉部２１０において、扉部先端部２１２と反対側の端部には、開閉軸２２０が設けられている。開閉軸２２０は、垂直方向に延びる円柱形状に形成されている。開閉軸２２０の扉部２１０より上の部分である上部開閉軸２２１ａ及び扉部２１０より下の部分である下部開閉軸２２１ｂは、支持円筒部材２３０の内部に位置する。上部開閉軸２２１ａ及び下部開閉軸２２１ｂの両方が支持円筒部材２３０に支持され、扉部１０は、開閉軸２０を中心にして回転して開閉するように構成されている。実施の形態２の自動閉鎖扉２００は、転動体４０が設けられておらず、扉部下部２１３に設けられた支持部２４０と支持円筒部材２３０に設けられた傾斜面２３３とが接することにより、自動閉鎖扉２００の下方向の荷重が支持されている。自動閉鎖扉２００が開閉する際には支持部２４０と傾斜面２３３とが摺動する。実施の形態２の自動閉鎖扉２００は、転動体４０を有する実施の形態１の自動閉鎖扉１００と比較して、開閉時の抵抗が大きくなる場合がある。しかし、自動閉鎖扉２００は、扉部２１０の上下において回転を支持円筒部材２３０で支持されているため、開閉軸２２０の傾きを小さくおさえることができる。そのため、支持円筒部材２３０が精度良く回転を支持することができ、転動体４０が設けられていなくてもスムーズに開閉が可能である。なお、実施の形態２における開閉軸２２０の支持構造を実施の形態１の自動閉鎖扉１００に適用しても良い。

支持円筒部材２３０は、床８０に固定されて立設されている円筒形状の部材である。支持円筒部材２３０は、円筒部分の上下方向の中程に開口部２３９が設けられている。支持円筒部材２３０は、開口部２３９の下側の端面が水平面に対して傾斜して形成された傾斜面２３３を有する。傾斜面２３３は、自動閉鎖扉２００が開いたときに扉部２１０が動く範囲に設けられている。

実施の形態２において開閉軸２２０の下端には、バネ２８０が取り付けられている。バネ２８０は、上端が開閉軸２２０の下端部２２４に取り付けられ、下端が支持円筒部材２３０に設けられた係止部２３８に引っ掛けられている。バネ２８０は、開閉軸２２０が上に移動すると、開閉軸２２０を下方に引っ張るように荷重をかける。なお、バネ２８０は、図４及び図５に示されるようなコイルスプリングのみに限定されるものではない。開閉軸２２０が上方に移動したときに下方に引っ張るように荷重をかけるのであれば、他の弾性体を適用しても良い。

次に図６を用いて、自動閉鎖扉２００の動きについて説明する。図６（ａ）は、自動閉鎖扉２００が閉じた状態を示す図である。図６（ｂ）は、自動閉鎖扉２００が開けられた状態を示す図である。図６（ａ）において、扉部２１０は、傾斜面２３３の下部に位置する傾斜面下部２３７の上に位置する。支持部２４０は、重力及びバネ２８０により下方に引っ張る荷重により傾斜面下部２３７に下方に押し付けられており、扉部２１０には閉じる方向に力がかかるようになっている。よって、扉部先端部２１２は、安全柵２５０に当接した状態が保持されるようになっている。

安全柵２５０の内側に入りたい作業者が手などにより自動閉鎖扉２００を開くと、支持部２４０は、傾斜面下部２３７から傾斜面２３３に沿って上に移動していく。自動閉鎖扉２００が開放され、作業者が通路６０を通行できる程度に開いた状態になったとき、支持部２４０は傾斜面２３３の上部に位置する。この状態で、扉部２１０から手を離すと、扉部２１０は傾斜面２３３に沿って下に移動する。自動閉鎖扉２００の自重及びバネ２８０が開閉軸２２０を下方向に引っ張る荷重により、自動閉鎖扉２００は下に移動するためである。扉部２１０は、下方向に移動しようとするため、支持部２４０が傾斜面２３３の上を摺動しながら、傾斜面下部２３７まで移動することになる。移動とともに扉部２１０は、通路６０を閉塞する位置まで移動する。なお、実施の形態２に適用されているバネ２８０は、実施の形態１の自動閉鎖扉１００に適用しても良い。バネ２８０の設置の仕方は、実施の形態２の形態に限定されず、開閉軸２２０を下方向に付勢していればよい。

（実施の形態２の効果）
実施の形態２に係る自動閉鎖扉２００は、通路を閉鎖する扉部２１０と、扉部２１０に設けられ、扉部２１０の開閉に伴い回転する開閉軸２２０と、開閉軸２０に伴う回転を支持する支持円筒部材２３０と、扉部２１０に設けられ、開閉軸２２０の軸方向に扉部２１０の荷重を支持する支持部２４０と、を備える。支持円筒部材２３０は、水平面に対し傾斜して螺旋状に構成された傾斜面２３３を備える。支持部２４０は、扉部２１０の開閉に伴い支持円筒部材２３０の傾斜面２３３に沿って移動し、扉部２１０が閉まっているときには傾斜面２３３の下部に位置し、扉部２１０が開いているときには、扉部２１０が閉まっているときよりも上方に位置する。開閉軸２２０は、バネ２８０により開閉軸２２０の方向に沿って下向きに付勢されている。なお、実施の形態２におけるバネ２８０は、本願発明の弾性体に相当する。
このように構成されることにより、上記（１）に記載された効果に加えて、バネ２８０が開閉軸２２０を下方向に引っ張る力により、自動閉鎖扉２００が開けられた状態から自動的に確実に閉じることができる。

また、実施の形態２に係る自動閉鎖扉２００によれば、支持部２４０は、扉部２１０の重心が位置する側に設けられている。
このように構成されることにより、自動閉鎖扉２００が傾く方向に支持部２４０が配置され、支持部２４０は自動閉鎖扉２００の自重を効率良く支持することができる。自動閉鎖扉２００の重心は扉部２１０が設置されている側にあるため、開閉軸２２０は、扉部２１０が設けられている側に傾く。支持部２４０が扉部２１０側に配置されていることにより、傾いた自動閉鎖扉２００の回転を支持円筒部材２３０だけでなく支持部２４０も支持することができ、開閉軸２２０の傾きを抑えることができる。よって、自動閉鎖扉２００は、開いた状態から自動的にスムーズに閉じられる。

［実施の形態３］
実施の形態３は、実施の形態１に係る自動閉鎖扉１００に対し、実施の形態２のバネ２８０を適用させたものである。なお、以下の実施の形態３においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。

図７は、本発明の実施の形態３に係る自動閉鎖扉３００の動きを説明する模式図である。実施の形態３において開閉軸３２０の下端には、バネ３８０が取り付けられている。バネ３８０は、上端が開閉軸３２０の下端部３２４に取り付けられ、下端が支持円筒部材３０に設けられた係止部３３８に引っ掛けられている。バネ３８０は、開閉軸３２０が上に移動すると、開閉軸３２０を下方に引っ張るように荷重をかける。なお、バネ３８０は、実施の形態２と同様にコイルスプリングのみに限定されるものではない。開閉軸３２０が上方に移動したときに下方に引っ張るように荷重をかけるのであれば、他の弾性体を適用しても良い。

（実施の形態３の効果）
実施の形態３に係る自動閉鎖扉３００は、実施の形態１に係る自動閉鎖扉１００と同様に、開閉軸３２０の外周部に転動体４０を備える。転動体４０は、支持円筒部材３０と当接し、扉部３１０にかかる下方向の荷重を支える。、図７（ｂ）のように扉部３１０が開いた状態において、転動体４０には扉部３１０の自重だけでなくバネ３８０が開閉軸３２０を下方向に引っ張る荷重もかかる。転動体４０は、扉部３１０の自重及びバネ３８０による荷重により傾斜面３３に沿って下方向に移動しようとする。そのため、扉部３１０は、閉まる方向に力がかかる。自動閉鎖扉３００に生じる閉まる方向の力は、実施の形態１に対し、バネ３８０の荷重の分だけ大きい。従って、例えば、開閉軸３２０の回転方向の摩擦力が大きくて扉部３１０の自重による力だけでは扉部３１０が自動で閉まりにくい場合においても、バネ３８０の荷重を適宜設定することにより自動で閉じやすくすることができる。また、実施の形態３に係る自動閉鎖扉３００は、実施の形態２とは異なり転動体４０を備えているため、扉部３１０にかかる下方向の荷重が大きくても、扉部３１０の回転方向の摩擦抵抗を小さくすることができる。これにより、バネ３８０の荷重設定の選択の幅が広がる。

１０ 扉部、１１ 扉部上部、１２ 扉部先端部、１３ 扉部下部、１５ ストッパー、２０ 開閉軸、３０ 支持円筒部材、３１ 開閉軸受部、３２ 転動体支持部、３３ 傾斜面、３４ 端面、３５ 垂直部、３７ 傾斜面下部、４０ 転動体、４１ 回転軸、５０ 安全柵、６０ 通路、８０ 床、１００ 自動閉鎖扉、２００ 自動閉鎖扉、２１０ 扉部、２１２ 扉部先端部、２１３ 扉部下部、２２０ 開閉軸、２２１ａ 上部開閉軸、２２１ｂ 下部開閉軸、２２４ 下端部、２３０ 支持円筒部材、２３３ 傾斜面、２３７ 傾斜面下部、２３８ 係止部、２３９ 開口部、２４０ 支持部、２５０ 安全柵、２８０ バネ、３００ 自動閉鎖扉、３１０ 扉部、３２０ 開閉軸、３２４ 下端部、３３８ 係止部、３８０ バネ。

Claims (3)

1. 通路を閉鎖する扉部と、
   前記扉部に設けられ、前記扉部の開閉に伴い回転する開閉軸と、
   前記開閉軸の回転を支持する支持円筒部材と、
   前記扉部に設けられ、前記開閉軸の軸方向において前記扉部及び前記開閉軸の荷重を支持する支持部と、を備え、
   前記開閉軸は、
   前記支持部の上方に位置する上部開閉軸と、前記支持部の下方に位置する下部開閉軸と、を備え、
   前記支持円筒部材は、
   円筒形状の側面に設けられた開口部を備え、
   前記開口部の下側の端面は、
   水平面に対し傾斜して螺旋状に構成された傾斜面であり、かつ前記支持部が摺動する傾斜面であり、
   前記支持部は、
   前記扉部の開閉に伴い前記支持円筒部材の前記傾斜面に沿って移動し、
   前記扉部が閉まっているときには前記傾斜面の下部に位置し、
   前記扉部が開いているときには、前記扉部が閉まっているときよりも上方に位置し、
   前記開閉軸は、
   弾性部材により前記開閉軸の方向に沿って下向きに付勢されており、
   前記上部開閉軸は、
   前記支持円筒部材の前記開口部の上方において回転を支持され、
   前記下部開閉軸は、
   前記支持円筒部材の前記開口部の下方において回転を支持される、自動閉鎖扉。
2. 前記支持部は、
   前記扉部の重心が位置する側に設けられている、請求項１に記載の自動閉鎖扉。
3. 前記扉部は、
   前記開閉軸から水平方向に延びる部材であり、
   前記支持部は、
   前記扉部の前記部材により構成される、
   請求項１又は２に記載の自動閉鎖扉。

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