JP7391325B2 - 制動装置、および制動装置を備えた引戸 - Google Patents

Description

本発明は、回転速度の違いに基づいて動力を断続するクラッチ機構を備えている制動装置と、制動装置を備えた引戸に関する。引戸に適用した制動装置は、例えば戸パネルの荒締まりや、戸パネルが急開閉されるのを制動する。

この種の制動装置は、本出願人の提案に係る特許文献１に開示されている。特許文献１における制動装置は、４個のギヤと、１個のロータリーダンパーと、１個のクラッチで構成されており、閾値を越えて移動する戸パネルを応答良く速やかに制動できる。クラッチは、ギヤの回転動力を受け継ぐ爪ディスクおよびウェイトと、爪ディスクで支持されるクラッチ爪と、クラッチ爪を動力遮断姿勢に移動付勢するクラッチばねと、内周面に一群のクラッチ歯が形成されたクラッチドラムなどで構成される。爪ディスクが閾値を越える速度で回転すると、クラッチ爪がクラッチばねのばね力に抗して動力伝動姿勢に切換り、クラッチドラムを回転させて出力ギヤ、および制動ギヤを介してロータリーダンパーに回転動力が伝動され制動される。

特開２０１９－６５５５１号公報

特許文献１の制動装置は、戸パネルが所定値を越える速い速度で移動するときの回転動力をロータリーダンパーで制動して、戸パネルの荒締まりを防止する。しかし、戸パネルが所定速度に達する直近の速度で開閉移動される場合には、クラッチ機構が動力伝動姿勢に切換らない。そのため、戸パネルの開閉速度が閾値未満であったとしても、閾値速度に近い速度で開閉される場合にはロータリーダンパーは作動せず、戸パネルが開口枠に衝突して手指や衣服の一部が挟まれるおそれがある。とくに、重量が大きな戸パネルの場合には運動慣性力が大きくなるため、安全性を確保するうえで問題があった。

本発明の目的は、従来の制動装置と同様に、閾値を越えて移動する戸パネルなどの可動体を応答良く速やかに制動できるのはもちろん、可動体が閾値未満の速度で開閉される場合にも、適度の制動作用を発揮して可動体が固定体に衝突するのを緩和できる制動装置と、制動装置を備えた引戸を提供することにある。

本発明に係る制動装置は、可動体２と固定体１のいずれか一方に設けられるラック体９と、可動体２と固定体１の他方に設けられてラック体９と噛み合いながら相対移動するダンパーユニット８とを備える。ダンパーユニット８は動力制動系統と、動力断続系統と、これらを収容するハウジング１０とを備えている。動力制動系統は、ラック体９に噛み合うピニオンギヤ１２と、ピニオンギヤ１２の特定方向の回転動力を伝動する一方向クラッチ１３と、一方向クラッチ１３の回転動力を制動するダンパー機構１７と、動力断続系統から出力された回転動力をダンパー機構１７に伝動する終段ギヤ１４とを備えている。動力断続系統は、ピニオンギヤ１２に噛み合う入力ギヤ１５と、入力ギヤ１５の回転動力を断続するクラッチ機構１１と、クラッチ機構１１の回転動力を終段ギヤ１４に伝動する出力ギヤ１６とを備えている。ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、入力ギヤ１５の回転動力を受けたクラッチ機構１１が動力伝動状態に切換り、出力ギヤ１６と終段ギヤ１４を介してダンパー機構１７に回転動力を伝動する。ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値未満で回転駆動される状態では、クラッチ機構１１は動力遮断状態を維持し、ピニオンギヤ１２の回転動力が一方向クラッチ１３を介してダンパー機構１７に伝動されて、同ダンパー機構１７がピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮することを特徴とする。

ピニオンギヤ１２の歯数が入力ギヤ１５の歯数より大きく設定されている。出力ギヤ１６の歯数が終段ギヤ１４の歯数より大きく設定されている。

ピニオンギヤ１２と一方向クラッチ１３とダンパー機構１７と終段ギヤ１４が、ハウジング１０に設けた第１軸１８で支持されている。一方向クラッチ１３とダンパー機構１７、および終段ギヤ１４とダンパー機構１７は、それぞれ同行回転可能に連結されている。ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態において、一方向クラッチ１３が終段ギヤ１４の駆動回転数とピニオンギヤ１２の駆動回転数の差を吸収している。

クラッチ機構１１は、ピニオンギヤ１２の回転動力を受継いで同行回転する爪ディスク３１およびウェイト３２と、爪ディスク３１に設けたクラッチ爪３３を介して爪ディスク３１の回転動力を受継ぐ、一群のクラッチ歯３４を備えたクラッチドラム３５を備えている。クラッチ爪３３は、爪ディスク３１で動力遮断姿勢と動力伝動姿勢の間で揺動可能に支持されて、クラッチばね３８で動力遮断姿勢に向かって付勢されている。クラッチ爪３３とウェイト３２は、クラッチ爪３３とウェイト３２のいずれか一方に固定される爪軸４１と、他方に形成されて爪軸４１と係合するクラッチ溝４２を介して、相対移動可能な状態で同行回転可能に連結されている。ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態において、ウェイト３２に作用する回転トルクが、クラッチばね３８のばね力を越えた時点で、クラッチ爪３３が動力伝動姿勢に切換わってクラッチ歯３４と係合し、出力ギヤ１６の回転動力をクラッチドラム３５および終段ギヤ１４に伝動する。

ダンパー機構１７はロータリーダンパー２５で構成されている。

本発明に係る別の制動装置は、可動体２と固定体１のいずれか一方に設けられるラック体９と、可動体２と固定体１の他方に設けられてラック体９と噛み合いながら相対移動するダンパーユニット８とを備えている。ダンパーユニット８は第１動力制動系統と第２動力制動系統を備えている。第１動力制動系統は、ラック体９に噛み合うピニオンギヤ１２と、ピニオンギヤ１２の回転動力を制動する第１ダンパー機構１７を備えている。第２動力制動系統は、ピニオンギヤ１２に噛み合う入力ギヤ１５と、入力ギヤ１５の回転動力を断続するクラッチ機構１１と、クラッチ機構１１の回転動力を制動ギヤ５１に伝動する出力ギヤ１６と、制動ギヤ５１の回転動力を制動する第２ダンパー機構５２を備えている。ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、第１ダンパー機構１７が制動力を発揮し、かつ、入力ギヤ１５の回転動力を受けたクラッチ機構１１が動力伝動状態に切換り、出力ギヤ１６と制動ギヤ５１を介して第２ダンパー機構５２が制動力を発揮している。ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値未満で回転駆動される状態では、クラッチ機構１１は動力遮断状態を維持し、ピニオンギヤ１２の回転動力がダンパー機構１７に伝動されて、同ダンパー機構１７がピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮することを特徴とする。

第２ダンパー機構５２の制動力が、第１ダンパー機構１７の制動力より大きく設定してある。

制動装置が引戸に適用されて、ダンパーユニット８とラック体９のいずれか一方が戸パネル２に、他方が開口枠１に設けられている。一方向クラッチ１３は、戸パネル２が閉じ操作されるときにピニオンギヤ１２の回転動力をダンパー機構１７に伝動する。

本発明に係る制動装置においては、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、入力ギヤ１５の回転動力を受けたクラッチ機構１１が動力伝動状態に切換り、出力ギヤ１６と終段ギヤ１４を介してダンパー機構１７に回転動力を伝動して、可動体２の移動をダンパー機構１７で制動できるようにした。また、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値未満で回転駆動される状態では、クラッチ機構１１は動力遮断状態を維持し、ピニオンギヤ１２の回転動力が一方向クラッチ１３を介してダンパー機構１７に伝動されて、同ダンパー機構１７がピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮するようにした。

こうした制動装置によれば、閾値を越えて移動する可動体２を応答良く速やかに制動できる。さらに、可動体２が閾値未満の速度で開閉される場合には、ピニオンギヤ１２の回転動力が一方向クラッチ１３を介してダンパー機構１７に伝動されて、同ダンパー機構１７がピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮できる。従って、可動体２が閾値未満ではあるものの、閾値に近い速度で開閉されるような場合に、ダンパー機構１７を作動させて可動体２を制動でき、可動体２が高速度で移動するのを確実に防止して、従来の制動装置に比べて安全性を向上できる。

ピニオンギヤ１２の歯数を入力ギヤ１５の歯数より大きく設定し、出力ギヤ１６の歯数を終段ギヤ１４の歯数より大きく設定するようにした。こうした制動装置によれば、ピニオンギヤ１２の駆動回転数を増幅した状態でクラッチ機構１１に伝動して、クラッチ機構１１の動力断続時の応答度を高めることができる。また、出力ギヤ１６の駆動回転数を増幅した状態でダンパー機構１７に伝動して、ダンパー機構１７の制動力を増強できる。従って、制動装置の応答度と制動能力を大幅に向上して、重量や運動慣性力が大きな可動体２であっても支障なく制動装置を適用できる。

動力制動系統を構成するピニオンギヤ１２と一方向クラッチ１３とダンパー機構１７と終段ギヤ１４を第１軸１８で支持し、一方向クラッチ１３とダンパー機構１７、および終段ギヤ１４とダンパー機構１７は、それぞれ同行回転可能に連結した。こうした制動装置によれば、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態においては、終段ギヤ１４とダンパー機構１７が同行回転して可動体２を制動する。このとき、一方向クラッチ１３の回転動力もダンパー機構１７に伝わろうとする。しかし、終段ギヤ１４の回転速度がピニオンギヤ１２の回転速度より充分に大きいので、ダンパー機構１７は終段ギヤ１４と同行回転して可動体２を制動する。つまり、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態においては、見かけ上、一方向クラッチ１３が終段ギヤ１４の駆動回転数とピニオンギヤ１２の駆動回転数の差を吸収していることになる。従って、ピニオンギヤ１２と終段ギヤ１４の駆動回転数が異なっているにも拘らず、ダンパー機構１７を正常に作動させて、終段ギヤ１４の駆動回転数に応じた制動力を発揮できる。

クラッチ機構１１は、爪ディスク３１およびウェイト３２と、クラッチ爪３３を介して爪ディスク３１の回転動力を受継ぐクラッチドラム３５を備えるようにした。こうしたクラッチ機構１１によれば、予め設定された閾値を越える角加速度が爪ディスク３１およびクラッチ爪３３に作用する状態において、ウェイト３２に作用する回転トルクが、クラッチばね３８のばね力を越えた時点で、クラッチ爪３３が動力伝動姿勢に切換ってクラッチドラム３５のクラッチ歯３４と係合し、入力ギヤ１５の回転動力をクラッチドラム３５に伝動できる。このとき、クラッチ爪３３が揺動を開始してからクラッチ歯３４と係合するまでに要する爪ディスク３１の回転量はごく僅かでしかなく、クラッチ爪３３を極めて迅速に動力伝動姿勢に切換えることができる。従って、閾値を越えて移動する可動体２をダンパー機構１７で応答良く速やかに制動して荒閉りや急開閉を防止できる。４個のギヤ１２・１４・１５・１６と、１個のダンパー機構１７と、１個のクラッチ機構１１などで制動装置を構成するので、制動装置の構成部品点数を減らして全体構造を簡素化し、コンパクト化できる。また、クラッチ爪３３を瞬時に動力伝動姿勢に切換えることができるので、制動が開始されるまでの可動体２の助走距離を小さくできる。

ダンパー機構１７はロータリーダンパー２５で構成するようにした。こうした制動装置によれば、制動開始時の回転動作をロータリーダンパー２５で吸収しながら、可動体２の移動を的確に制動できる。従って、制動開始時にクラッチ機構１１やダンパー機構１７に衝撃力が作用するのを解消して、制動装置の耐久性を向上できるうえ、比較的軽量の可動体２から、大面積で重量が大きな可動体２にわたって制動装置を広く適用できる。

本発明に係る別の制動装置においては、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、第１ダンパー機構１７が制動力を発揮し、かつ、入力ギヤ１５の回転動力を受けたクラッチ機構１１が動力伝動状態に切換り、出力ギヤ１６と制動ギヤ５１を介して第２ダンパー機構５２が制動力を発揮できるようにした。また、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値未満で回転駆動される状態では、クラッチ機構１１は動力遮断状態を維持し、ピニオンギヤ１２の回転動力がダンパー機構１７に伝動されて、同ダンパー機構１７がピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮するようにした。

こうした制動装置によれば、閾値を越えて移動する可動体２に、第１ダンパー機構１７の制動力と、第２ダンパー機構５２の制動力を同時作用させて制動することができる。このように、可動体２に各ダンパー機構１７・５２の制動力の合計値を作用させると、ダンパー機構１７のみで制動を行う制動装置に比べて、閾値を越えて移動する可動体２を各ダンパー機構１７・５２で応答良く速やかに制動して、荒閉りや急開閉をさらに効果的に防止できる。また、可動体２が閾値未満の速度で開閉される場合には、ピニオンギヤ１２の回転動力が第１ダンパー機構１７に伝動されて、同ダンパー機構１７がピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮する。従って、可動体２が閾値未満ではあるものの、閾値に近い速度で開閉されるような場合に、第１ダンパー機構１７を作動させて可動体２を制動でき、可動体２が高速度で移動するのを確実に防止して、従来の制動装置に比べて安全性を向上できる。

第２ダンパー機構５２の制動力が第１ダンパー機構１７の制動力より大きく設定してあると、可動体２が閾値を越えて移動するときの各ダンパー機構１７・５２の制動力の合計値を、１個のダンパー機構１７のみで制動を行う制動装置に比べて、充分に大きくすることができる。従って、可動体２を応答良く速やかに制動して、荒閉りや急開閉をさらに効果的に防止できる。

引戸に適用される制動装置においては、ダンパーユニット８とラック体９のいずれか一方が戸パネル２に、他方が開口枠１に設けられる。一方向クラッチ１３は、戸パネル２が閉じ操作されるときにピニオンギヤ１２の回転動力をダンパー機構１７に伝動するようにした。こうした引戸によれば、戸パネル２が乱暴に閉じ操作される場合に、戸パネル２が開口枠１に衝突して大きな衝突音や衝撃を生じ、あるいは誤って手指や衣服の一部が挟み込まれるのを解消できる。また、ピニオンギヤ１２が閾値に近い回転速度で回転駆動される場合には、ピニオンギヤ１２の回転動力が一方向クラッチ１３を介してダンパー機構１７に伝動されるので、ダンパー機構１７はピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮して、戸パネル２が開口枠１に衝突するのを防止できる。

本発明に係る制動装置を構成するクラッチ機構を示す横断平面図である。 本発明に係る制動装置が適用された引戸を示す正面図である。 ダンパーユニットの動力制動系統を示す縦断側面図である。 ダンパーユニットの動力断続系統を示す縦断側面図である。 ダンパーユニットの縦断正面図である。 ダンパーユニットの分解斜視図である。 動力断続系統を示す分解斜視図である。 クラッチ機構を示す横断平面図であり、（ａ）は動力遮断状態を、（ｂ）は動力伝動状態を示している。 ダンパーユニットの動力伝動形態を示す説明図であり、（ａ）は回転動力が一方向クラッチを経由して伝動される状態を、（ｂ）は回転動力がクラッチ機構を経由して伝動される状態を示している。 本発明に係る制動装置の別の実施例を示す横断平面図である。 別の実施例に係るダンパーユニットの動力伝動形態を示す説明図であり、（ａ）は回転動力が第１ダンパー機構に伝動される状態を、（ｂ）は回転動力がクラッチ機構を経由して第２ダンパー機構に伝動される状態を示している。

（実施例１） 図１ないし図９は本発明に係る制動装置を引戸に適用した実施例１を示している。本発明における前後、左右、上下とは、図２および図３に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。図２において、引戸は開口枠（固定体）１と、開口枠１に沿って左右に開閉操作される１個の戸パネル（可動体）２とを備えている。開口枠１の左半部分には戸パネル２を閉じた状態において室外を見渡すことが可能な板ガラス３が固定されている。この板ガラス３の外面側が全開放された戸パネル２の戸袋として機能する。戸パネル２の下面左右には、開口枠１の下枠に固定したガイドレール４に沿って転動する戸車５が設けられている。また、図示していないが戸パネル２の上面には、開口枠１の上枠に設けた振止めレールで案内されるスライド溝が凹み形成されている。戸パネル２は、アルミニウム条材を四角枠状に組んだパネル枠と、パネル枠に嵌め込まれた複層構造の板ガラスを備えたガラス戸として構成されており、その単体重量は約２００ｋｇである。図示していないが、パネル枠には戸パネル２を開閉するための把手が一体に設けられている。

上記のように比較的大きな重量の戸パネル２が乱暴に閉じ操作されると、戸パネル２が開口枠１に衝突して大きな衝突音や衝撃を生じ、あるいは誤って手指や衣服の一部が挟み込まれるおそれがある。こうした戸パネル２の荒閉りを防ぎ、さらに戸パネル２が閾値未満の速度で開閉される場合にも、適度の制動作用を発揮して戸パネル２が開口枠１に衝突するのを緩和するために、開口枠１と戸パネル２の間に制動装置を設けている。図３および図４において制動装置は、開口枠１の上枠の下面に固定されるダンパーユニット８と、ダンパーユニット８に対応して戸パネル２の上枠の前面に固定されるラック体９とを備えており、ラック体９が戸パネル２と同行移動するときの移動動作を利用してダンパーユニット８を作動させる。

図３ないし図６においてダンパーユニット８は、動力制動系統と、動力断続系統と、これらを収容するハウジング１０とを備えている。動力制動系統は、ラック体９に噛み合うピニオンギヤ１２と、戸パネル２が閉じ操作されるときのピニオンギヤ１２の回転動力（特定方向の回転動力）をダンパー機構に伝える一方向クラッチ１３と、一方向クラッチ１３の回転動力を制動するダンパー機構１７と、動力断続系統から出力された回転動力をダンパー機構１７に伝動する終段ギヤ１４とを備えている。終段ギヤ１４と、ダンパー機構１７と、一方向クラッチ１３と、ピニオンギヤ１２は、ハウジング１０に設けた第１軸１８に記載順に組付けられている。

動力断続系統は、ピニオンギヤ１２と常時噛み合う入力ギヤ１５と、入力ギヤ１５の回転動力を断続する角加速度反応式のクラッチ機構１１と、クラッチ機構１１の回転動力を終段ギヤ１４に伝動する出力ギヤ１６を備えている。出力ギヤ１６とクラッチ機構１１と入力ギヤ１５は、ハウジング１０に設けた第２軸１９に記載順に組付けられている。

ハウジング１０は、第１軸１８と第２軸１９の上下両端を支持する一対のケース板２０と、一対のケース板２０の間に挟持固定されて各ギヤ１２・１４・１５・１６の周囲を囲む左右の遮音ブロック２１・２２とを備えている。ピニオンギヤ１２がラック体９と噛み合うときの各ギヤ１２・１４・１５・１６の噛合騒音を低減し、ダンパーユニット８が作動するときの騒音を低下させるために、ピニオンギヤ１２、入力ギヤ１５、出力ギヤ１６、クラッチドラム３５を含む終段ギヤ１４、および遮音ブロック２１・２２は、それぞれエンジニアリングプラスチック材で形成されている。図３において符号２３は化粧カバーを示す。

上記のように、各ギヤ１２・１４・１５・１６、および遮音ブロック２１・２２がエンジニアリングプラスチック材で形成されていると、各ギヤ１２・１４・１５・１６が金属材で形成してある場合に比べて、ピニオンギヤ１２がラック体９と噛み合うときの各ギヤ１２・１４・１５・１６の噛合騒音を効果的に低減できるうえ、噛合騒音がダンパーユニット８の外へ漏洩するのを遮音ブロック２１・２２で軽減できるので、静粛性に優れた制動装置を得ることができる。

動力制動系統におけるダンパー機構１７は、市販のロータリーダンパー２５で構成されており、ピニオンギヤ１２の回転動力、あるいは終段ギヤ１４の回転動力を受けて、ローターを備えたダンパー軸２６が回転駆動され、そのときのオイルの粘性抵抗で制動力を発揮する。ロータリーダンパー２５は、重量が２００ｋｇの戸パネル２に対して０．５Ｎ・ｍの定格トルクを発揮して、戸パネル２の荒閉りや、戸パネル２が予め設定された閾値未満の速度で移動するのを制動する。なお、ピニオンギヤ１２におけるダンパートルクは０．８Ｎ・ｍである。第１軸１８の過半下部に形成した角軸部に終段ギヤ１４とロータリーダンパー２５が係合連結され、角軸部より上側の丸軸部に一方向クラッチ１３が係合連結されている。第１軸１８の上下端は、上下のケース板２０で回転自在に支持されている。

ロータリーダンパー２５のダンパーケースの周囲２個所には締結座２７が設けられており、一対の締結座２７は片方の遮音ブロック２１と下側のケース板２０に固定した受座２８で支持されて、ピン２９で受座２８にかしめ固定されている。これにより、ロータリーダンパー２５のダンパーケースを、ハウジング１０に確りと固定することができるので、ダンパー軸２６が終段ギヤ１４に同行して高速で回転駆動される場合に、ダンパーケースは回転不能に固定保持され、ロータリーダンパー２５は終段ギヤ１４の駆動回転数に応じた制動力を発揮する。また、遮音ブロック２１を利用して、片方の受座２８を形成するので、その分だけロータリーダンパー２５の取付け構造を簡素化できる。

図４および図７に示すように、動力断続系統におけるクラッチ機構１１は、入力ギヤ１５と同行回転する爪ディスク３１およびウェイト３２と、爪ディスク３１に設けたクラッチ爪３３を介して爪ディスク３１の回転動力を受継ぐ、一群のクラッチ歯３４を備えたクラッチドラム３５などを備えている。入力ギヤ１５と爪ディスク３１は、爪ディスク３１を貫通する４個のリベット（締結体）３６で同行回転可能に連結されている。クラッチ爪３３は、爪ディスク３１に固定した揺動軸３７で動力遮断姿勢と動力伝動姿勢の間で揺動可能に支持されて、クラッチばね３８で動力遮断姿勢に向かって付勢されている（図８参照）。出力ギヤ１６はクラッチドラム３５の下開口面の周囲に形成してある。クラッチ爪３３を除く回転体がハウジング１０に固定した第２軸１９で回転自在に軸支されている。

爪ディスク３１はできるだけ重量を小さくするために、薄い鋼板で円板状に形成されており、その下面側にポリアセタール製のクラッチ爪３３が揺動軸３７で揺動可能に軸支されている。クラッチ爪３３の揺動先端には、クラッチ歯３４と係脱する係合爪４０が形成されている。係合爪４０はくさび状に形成されており、くさび先端の交差部はクラッチ歯３４との係脱を円滑に行うために丸めてある。図８（ａ）に示すようにクラッチ爪３３が動力遮断姿勢に切換った状態では、係合爪４０がクラッチ歯３４から分離するので、爪ディスク３１が入力ギヤ１５と同行回転するのに対して、クラッチドラム３５は静止している。また、図８（ｂ）に示すように、クラッチ爪３３が動力伝動姿勢に切換った状態では、係合爪４０がクラッチ歯３４と係合して、爪ディスク３１の回転動力をクラッチドラム３５および出力ギヤ１６に伝動する。クラッチ爪３３の揺動軸３７より先端寄りの爪体の下面側に爪軸４１が固定されており、この爪軸４１とウェイト３２に形成したクラッチ溝４２が係合することで、クラッチ爪３３はウェイト３２に対して相対移動可能な状態で同行回転可能に連結されている。

図７においてウェイト３２は多段盤状に形成されており、大きな運動慣性力や静止慣性力を発揮できるよう全体が金属材で形成されている。ウェイト３２の上面には、クラッチ爪３３を収容する爪収容部４３が切欠き形成されており、ウェイト３２の下面にはクラッチばね３８を収容する長方形状のばね凹部４４が凹み形成されている。ばね凹部４４の一側端にはクラッチばね３８用の掛止ピン４５が固定されている（図８参照）。クラッチばね３８は引張りコイルばねからなり、その一端がクラッチ溝４２を貫通してばね凹部４４に臨む爪軸４１に掛止され、他端は掛止ピン４５に掛止されている。

ピニオンギヤ１２の歯数は入力ギヤ１５の歯数より大きく設定されていて、ピニオンギヤ１２の回転動力を増速した状態でクラッチ機構１１に伝動する。同様に出力ギヤ１６の歯数は終段ギヤ１４の歯数より大きく設定されていて、クラッチ機構１１から出力される回転動力を増速した状態でダンパー機構１７に伝動する。この実施例では、ピニオンギヤ１２の歯数と入力ギヤ１５の歯数は２０対１３とし、出力ギヤ１６の歯数と終段ギヤ１４の歯数は４０対２６とした。

上記のように、ピニオンギヤ１２の回転動力を増速した状態でクラッチ機構１１に伝動することにより、爪ディスク３１をより高速度で回転駆動して、同ディスク３１とウェイト３２の角加速度の差を大きくすることができる。詳しくは、ピニオンギヤ１２の回転動力が増速した状態で入力ギヤ１５に伝動されるため、爪ディスク３１およびクラッチ爪３３はピニオンギヤ１２より高速度で回転駆動される。その一方で、爪ディスク３１に比べて重量が大きなウェイト３２には、大きな運動慣性力または静止慣性力が作用するため、ウェイト３２が爪ディスク３１に直ちに同行して回転することはなく、爪ディスク３１はウェイト３２に先行した状態で回転する。このときの角加速度の差によって、クラッチ爪３３をより迅速に動力伝動姿勢に切換えて、入力ギヤ１５の回転動力をクラッチ機構１１と出力ギヤ１６を介して終段ギヤ１４へ伝動できる。つまり、ピニオンギヤ１２の回転動力を増速した状態でクラッチ機構１１に伝動することで、クラッチ機構１１の応答度を高めることができる。また、出力ギヤ１６の駆動回転数を増幅した状態で終段ギヤ１４に伝動するので、ロータリーダンパー２５の回転速度を高めて、より大きな制動力を発揮させ、ダンパー機構１７の制動力を増強できる。従って、制動装置の応答度と制動能力を大幅に向上して、重量や運動慣性力が大きな戸パネル２であっても支障なく適用できる制動装置を提供できる。

次に制動装置の作動状況を説明する。戸パネル２が任意位置にあるとき、爪ディスク３１は静止しているので、クラッチ爪３３は図８（ａ）に示すようにクラッチばね３８の付勢力を受けて動力遮断姿勢に保持されている。この状態の爪軸４１はクラッチ溝４２の内端に位置しており、爪軸４１の中心と、揺動軸３７の中心と、掛止ピン４５の中心は同一直線上に位置している。開放されていた戸パネル２を閉じ操作すると、ラック体９がピニオンギヤ１２と噛合って、ピニオンギヤ１２が回転駆動される。

このとき、戸パネル２が比較的低速で移動する状態では、図９（ａ）に示すように、ピニオンギヤ１２の回転動力が一方向クラッチ１３を介してロータリーダンパー２５に伝動されローターに回転抵抗が作用する。しかし、ローターの回転速度は小さいので、戸パネル２には弱い制動力が働くのみで、閉じ操作に支障をきたすことはない。ピニオンギヤ１２の回転動力は入力ギヤ１５を介して動力断続系統にも同時に伝えられるので、入力ギヤ１５および爪ディスク３１はラック体９の移動速度に応じた低速度で回転する。また、爪ディスク３１が回転する状態では、同ディスク３１の回転トルクが爪軸４１とクラッチ溝４２を介してウェイト３２に作用するので、ウェイト３２は爪ディスク３１に同行して回転する。

戸パネル２が強い力で閉じ操作される状況では、クラッチ爪３３に作用する角加速度が急激に大きくなるので、クラッチ爪３３はクラッチばね３８のばね力に抗しながら揺動して動力伝動姿勢に切換わり、その係合爪４０がクラッチ歯３４と係合する。その結果、入力ギヤ１５の回転動力は図９（ｂ）に示すように、クラッチ機構１１と出力ギヤ１６を介して終段ギヤ１４へ伝動され、ロータリーダンパー２５が作動して低速時より強い制動力を発揮するので、戸パネル２の閉じ移動動作を急速に制動して荒閉りを解消することができる。このとき、クラッチ爪３３が揺動を開始してからクラッチ歯３４と係合するまでに要する爪ディスク３１の回転量はごく僅かでしかなく、クラッチ爪３３を極めて迅速に動力伝動姿勢に切換えることができる。従って、閾値を越えて移動する戸パネル２をダンパー機構１７で応答良く速やかに制動して荒閉りや急開閉を防止できる。４個のギヤ１２・１４・１５・１６と、１個のダンパー機構と、１個のクラッチ機構１１などで制動装置を構成するので、制動装置の構成部品点数を減らして全体構造を簡素化し、コンパクト化できる。また、クラッチ爪３３を瞬時に動力伝動姿勢に切換えることができるので、制動が開始されるまでの戸パネル２の助走距離を小さくできる。

終段ギヤ１４からロータリーダンパー２５に回転動力が伝動されるとき、一方向クラッチ１３の回転動力もロータリーダンパー２５に伝わろうとするが、終段ギヤ１４の回転速度がピニオンギヤ１２の回転速度より充分に大きいので、ロータリーダンパー２５は終段ギヤ１４と同行回転して制動力を発揮する。つまり、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態においては、見かけ上、一方向クラッチ１３が終段ギヤ１４の駆動回転数とピニオンギヤ１２の駆動回転数の差を吸収していることになる。こうした制動装置によれば、制動開始時の回転動作をロータリーダンパー２５で吸収しながら、戸パネル２の移動を的確に制動できる。また、制動開始時にクラッチ機構１１やダンパー機構１７に衝撃力が作用するのを解消できるので、制動装置の耐久性を向上できるうえ、比較的軽量の戸パネル２から、大面積で重量が大きな戸パネル２にわたって制動装置を広く適用できる。さらに、ピニオンギヤ１２と終段ギヤ１４の駆動回転数が異なっているにも拘らず、ロータリーダンパー２５を正常に作動させて、終段ギヤ１４の駆動回転数に応じた制動力を発揮させることができる。

上記のように、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、入力ギヤ１５の回転動力を受けたクラッチ機構１１が動力伝動状態に切換り、出力ギヤ１６と終段ギヤ１４を介してダンパー機構１７に回転動力を伝動する。また、クラッチ爪３３が動力伝動姿勢に切換わった状態の爪軸４１は、クラッチ溝４２の外端で受止められているので、それ以上クラッチ爪３３とウェイト３２が相対移動することはなく、ウェイト３２は爪ディスク３１に同行して回転する。このように、一連の動力伝動動作は、予め設定された閾値を越える角加速度が爪ディスク３１およびクラッチ爪３３に作用する状態において、ウェイト３２に作用する回転トルクがクラッチばね３８のばね力を越えた時点で、クラッチ爪３３がクラッチ歯３４と係合し、入力ギヤ１５の回転動力をクラッチドラム３５に伝動する、と言うことができる。

戸パネル２が乱暴に閉じ操作されて、ピニオンギヤ１２が閾値に近い回転速度で回転駆動されることがあるが、その場合にクラッチ機構１１が動力伝動状態に切換ることはない。しかし、ピニオンギヤ１２の回転動力は一方向クラッチ１３を介してロータリーダンパー２５に伝動され続けるので、ロータリーダンパー２５はピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮して、戸パネル２が開口枠１に衝突するのを防止できる。このように制動装置は、戸パネル２が閾値未満の速度で開閉される場合にも、適度の制動作用を発揮して戸パネル２が開口枠に衝突するのを緩和し、従来の制動装置に比べて安全性を向上できる。

上記のように、角加速度の違いで回転動力を断続するクラッチ機構１１によれば、クラッチ爪３３を瞬時に動力伝動姿勢に切換えることができるので、制動が開始されるときの戸パネル２の助走距離を小さくでき、その分だけラック体９の全長を短くして、引戸の制動装置のコンパクト化に寄与できる。例えば、閉じ端から２００ｍｍ前後離れた位置まで戸パネル２が開放されている状況を想定するとき、遠心クラッチを使用した従来の制動装置の場合には、助走距離が不足するため遠心クラッチを動力伝動状態に切換えることができず制動作用を発揮できない。しかし、上記のクラッチ機構１１によれば、クラッチ爪３３を瞬時に動力伝動姿勢に切換えることができるので、戸パネル２が２００ｍｍ移動する間に、ロータリーダンパー２５を作動させて荒閉りを防止できる。また、制動開始時の衝撃的な回転動作をロータリーダンパー２５で吸収しながら、戸パネル２の移動を制動するので、制動開始時に大きな衝撃が作用することがない。従って、制動開始時にクラッチ機構１１やダンパー機構１７に衝撃力が作用するのを解消して、引戸の制動装置の耐久性を向上できる。実用上は、戸パネル２の重量に対応する定格トルクを備えたロータリーダンパー２５を適宜選定し使用することにより、比較的軽量の戸パネル２から、大面積で重量が大きな戸パネル２にわたって制動装置を広く適用できる。

ロータリーダンパー２５で制動された戸パネル２は急激に移動速度が低下し、戸パネル２に加えられた閉じ操作力にもよるが、最終的には戸パネル２がゆっくりと開口枠１に衝突して停止するか、戸パネル２が閉じ端に達する直前に停止する。これに伴い、爪ディスク３１およびクラッチドラム３５は回転を停止し、クラッチ爪３３の係合爪４０の先端とクラッチ歯３４に作用していた押圧力（制動力）が解放され、クラッチ爪３３にはクラッチばね３８の付勢力のみが作用する。そのため、クラッチドラム３５が回転を停止するのと同時に、クラッチ爪３３を動力伝動姿勢から動力遮断姿勢へ自動的に復帰揺動させることができる。従って、戸パネル２が停止するごとにクラッチ爪３３を動力遮断姿勢にリセットするための機構を付加し、あるいは同機構を操作する手間を省くことができ、クラッチ機構１１の簡素化に寄与できる。さらに、クラッチ爪３３が動力伝動姿勢に切換った状態では、係合爪４０をクラッチ歯３４のフラット歯面で受止めるので、動力伝動時のクラッチ爪３３とクラッチ歯３４の係合姿勢を一定にして、クラッチドラム３５に対する回転動力の伝動を常に安定した状態で適確に行える。

閉じ位置にあった戸パネル２が開放操作されるとき、ピニオンギヤ１２はラック体９で、閉じ操作時とは逆向きに回転駆動され、これに伴い入力ギヤ１５および爪ディスク３１も閉じ操作時とは逆向きに回転する。爪ディスク３１の回転力は、爪軸４１とクラッチ溝４２を介してウェイト３２に作用するが、このときの爪軸４１はクラッチ溝４２の内端に係合している。そのため、たとえ戸パネル２が強い力で開放操作されたとしても、クラッチ爪３３はウェイト３２を爪軸４１とクラッチ溝４２を介して引きずるようにして同行回転させるので、クラッチ爪３３が動力伝動姿勢の側へ向かって揺動することはない。また、ピニオンギヤ１２の回転動作は、一方向クラッチ１３で遮断されるので、開放操作される戸パネル２に対してロータリーダンパー２５の制動力が作用することはなく、戸パネル２を軽快に開放操作できる。

（実施例２） 図１０および図１１は本発明に係る制動装置の実施例２を示している。実施例２においては、ダンパーユニット８が第１動力制動系統と第２動力制動系統を備えるようにした。第１動力制動系統は、ラック体９に噛み合うピニオンギヤ１２と、ピニオンギヤ１２の回転動力を制動する第１ダンパー機構１７を備えるようにした。第１ダンパー機構１７は、実施例１におけるダンパー機構１７と同様に、市販のロータリーダンパー２５で構成されており、ピニオンギヤ１２の回転動力を受けて、ローターを備えたダンパー軸２６が回転駆動され、そのときのオイルの粘性抵抗で制動力を発揮する。第２動力制動系統は、ピニオンギヤ１２に噛み合う入力ギヤ１５と、入力ギヤ１５の回転動力を断続するクラッチ機構１１と、クラッチ機構１１の回転動力を制動ギヤ５１に伝動する出力ギヤ１６と、制動ギヤ５１の回転動力を制動する第２ダンパー機構５２を備えるようにした。制動ギヤ５１と第２ダンパー機構５２は、第３軸５３を介して同行回転可能に連結してある。第２ダンパー機構５２の制動力は、第１ダンパー機構１７の制動力より大きく設定してある。他は実施例１の制動装置と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。

実施例２に係る制動装置の場合には、ピニオンギヤ１２が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、図１１（ｂ）に示すように、入力ギヤ１５の回転動力を受けたクラッチ機構１１が動力伝動状態に切換り、回転動力が出力ギヤ１６と制動ギヤ５１を介して第２ダンパー機構５２に伝動され、第２ダンパー機構５２が制動力を発揮している。このときピニオンギヤ１２の回転動力を受けた第１ダンパー機構１７も同時に制動力を発揮する。従って、戸パネル２には各ダンパー機構１７・５２の制動力の合計値が作用するので、ダンパー機構１７のみで制動を行う実施例１の制動装置に比べて、閾値を越えて移動する戸パネル２を各ダンパー機構１７・５２で応答良く速やかに制動して、荒閉りや急開閉をさらに効果的に防止できる。また、第２ダンパー機構５２の制動力が第１ダンパー機構１７の制動力より大きく設定してあるので、可動体２が閾値を越えて移動するときの各ダンパー機構１７・５２の制動力の合計値を、１個のダンパー機構１７のみで制動を行う制動装置に比べて、充分に大きくすることができる。従って、可動体２の荒閉りや急開閉をさらに効果的に防止できる。

戸パネル２が乱暴に閉じ操作されて、ピニオンギヤ１２が閾値に近い回転速度で回転駆動されることがあるが、その場合には、図１１（ａ）に示すように、クラッチ機構１１が動力伝動状態に切換ることはない。しかし、ピニオンギヤ１２の回転動力は第１ダンパー機構１７のロータリーダンパー２５に伝動されるので、ロータリーダンパー２５はピニオンギヤ１２の駆動回転数に応じた制動力を発揮して、戸パネル２が開口枠１に衝突するのを防止できる。このように制動装置は、戸パネル２が閾値未満の速度で開閉される場合にも、適度の制動作用を発揮して戸パネル２が開口枠に衝突するのを緩和し、従来の制動装置に比べて安全性を向上できる。

実施例２における第１ダンパー機構１７と第２ダンパー機構５２の制動力は、同じであってもよく、第２ダンパー機構５２の制動力が第１ダンパー機構１７の制動力より小さく設定してあってもよい。要は、戸パネル２の大きさや重量などに応じて、第１ダンパー機構１７の制動力と第２ダンパー機構５２の制動力が適宜設定してあればよい。こうした制動装置によれば、ピニオンギヤ１２と入力ギヤ１５のギヤ比の違いで制動力を調整する場合に比べて、各ダンパー機構１７・５１のロータリーダンパー２５を交換するだけで、制動力の設定をより簡便に行える。なお、第１ダンパー機構１７のロータリーダンパー２５は、一方向クラッチを備えているダンパーであってもよく、その場合には、戸パネル２の開放操作時にロータリーダンパー２５が制動力を発揮するのを防止して、戸パネル２を軽快に開放操作できる。

上記以外に、本発明に係る制動装置は、ラック体９の配置位置を変更することにより、戸パネル２が急開閉されるのを防止するダンパーとして使用できる。また、ラック体９を複数個所に配置しておくことにより、荒閉り防止機能と急開閉防止機能を備えた引戸の制動装置とすることができる。必要があれば、ダンパーユニット８を複数個所に配置してもよい。本発明の引戸の制動装置は、実施例で説明したダンパーユニット８を、ケース板２０が垂直面に沿う状態で配置して使用することができる。

ダンパーユニット８を戸パネル２に固定する場合には、ラック体９が開口枠１に固定してあってもよい。制動対象の重量が比較的小さい場合には、ピニオンギヤ１２と入力ギヤ１５のギヤ比と、出力ギヤ１６と終段ギヤ１４のギヤ比のいずれか一方は、１対１であってもよい。本発明に係る制動装置は、引戸以外にシートベルトのリトラクターや、成人用あるいは介護用の歩行器などに適用することができる。

１ 固定体（開口枠）
２ 可動体（戸パネル）
８ ダンパーユニット
９ ラック体
１１ クラッチ機構
１２ ピニオンギヤ
１３ 一方向クラッチ
１４ 終段ギヤ
１５ 入力ギヤ
１６ 出力ギヤ
１７ ダンパー機構
１８ 第１軸
１９ 第２軸
２０ ケース板
２１・２２ 遮音ブロック
２５ ロータリーダンパー
２７ 締結座
２８ 受座
２９ ピン
３１ 爪ディスク
３２ ウェイト
３３ クラッチ爪
３４ クラッチ歯
３５ クラッチドラム
３８ クラッチばね
４１ 爪軸
４２ クラッチ溝

Claims (10)

1. 可動体（２）と固定体（１）のいずれか一方に設けられるラック体（９）と、可動体（２）と固定体（１）の他方に設けられてラック体（９）と噛み合いながら相対移動するダンパーユニット（８）とを備えており、
   ダンパーユニット（８）は動力制動系統と、動力断続系統を備えており、
   動力制動系統は、ラック体（９）に噛み合うピニオンギヤ（１２）と、ピニオンギヤ（１２）の特定方向の回転動力を伝動する一方向クラッチ（１３）と、一方向クラッチ（１３）の回転動力を制動するダンパー機構（１７）と、動力断続系統から出力された回転動力をダンパー機構に伝動する終段ギヤ（１４）とを備えており、
   動力断続系統は、ピニオンギヤ（１２）に噛み合う入力ギヤ（１５）と、入力ギヤ（１５）の回転動力を断続するクラッチ機構（１１）と、クラッチ機構（１１）の回転動力を終段ギヤ（１４）に伝動する出力ギヤ（１６）とを備えており、
   ピニオンギヤ（１２）が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、入力ギヤ（１５）の回転動力を受けたクラッチ機構（１１）が動力伝動状態に切換り、出力ギヤ（１６）と終段ギヤ（１４）を介してダンパー機構（１７）に回転動力を伝動しており、
   ピニオンギヤ（１２）が予め設定された閾値未満で回転駆動される状態では、クラッチ機構（１１）は動力遮断状態を維持し、ピニオンギヤ（１２）の回転動力が一方向クラッチ（１３）を介してダンパー機構（１７）に伝動されて、同ダンパー機構（１７）がピニオンギヤ（１２）の駆動回転数に応じた制動力を発揮することを特徴とする制動装置。
2. ピニオンギヤ（１２）の歯数が入力ギヤ（１５）の歯数より大きく設定されており、
   出力ギヤ（１６）の歯数が終段ギヤ（１４）の歯数より大きく設定されている請求項１に記載の制動装置。
3. ピニオンギヤ（１２）と一方向クラッチ（１３）とダンパー機構（１７）と終段ギヤ（１４）が、ハウジング（１０）に設けた第１軸（１８）で支持されており、
   一方向クラッチ（１３）とダンパー機構（１７）、および終段ギヤ（１４）とダンパー機構（１７）が、それぞれ同行回転可能に連結されており、
   ピニオンギヤ（１２）が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態において、一方向クラッチ（１３）が終段ギヤ（１４）の駆動回転数とピニオンギヤ（１２）の駆動回転数の差を吸収している請求項１、または２に記載の制動装置。
4. クラッチ機構（１１）は、ピニオンギヤ（１２）の回転動力を受継いで同行回転する爪ディスク（３１）およびウェイト（３２）と、爪ディスク（３１）に設けたクラッチ爪（３３）を介して爪ディスク（３１）の回転動力を受継ぐ、一群のクラッチ歯（３４）を備えたクラッチドラム（３５）を備えており、
   クラッチ爪（３３）は、爪ディスク（３１）で動力遮断姿勢と動力伝動姿勢の間で揺動可能に支持されて、クラッチばね（３８）で動力遮断姿勢に向かって付勢されており、
   クラッチ爪（３３）とウェイト（３２）は、クラッチ爪（３３）とウェイト（３２）のいずれか一方に固定される爪軸（４１）と、他方に形成されて爪軸（４１）と係合するクラッチ溝（４２）を介して、相対移動可能な状態で同行回転可能に連結されており、
   ピニオンギヤ（１２）が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態において、ウェイト（３２）に作用する回転トルクが、クラッチばね（３８）のばね力を越えた時点で、クラッチ爪（３３）が動力伝動姿勢に切換わってクラッチ歯（３４）と係合し、出力ギヤ（１６）の回転動力をクラッチドラム（３５）および終段ギヤ（１４）に伝動する請求項１から３のいずれかひとつに記載の制動装置。
5. ダンパー機構（１７）がロータリーダンパー（２５）で構成されている請求項１から４のいずれかひとつに記載の制動装置。
6. 可動体（２）と固定体（１）のいずれか一方に設けられるラック体（９）と、可動体（２）と固定体（１）の他方に設けられてラック体（９）と噛み合いながら相対移動するダンパーユニット（８）とを備えており、
   ダンパーユニット（８）は第１動力制動系統と第２動力制動系統を備えており、
   第１動力制動系統は、ラック体（９）に噛み合うピニオンギヤ（１２）と、ピニオンギヤ（１２）の回転動力を制動する第１ダンパー機構（１７）を備えており、
   第２動力制動系統は、ピニオンギヤ（１２）に噛み合う入力ギヤ（１５）と、入力ギヤ（１５）の回転動力を断続するクラッチ機構（１１）と、クラッチ機構（１１）の回転動力を制動ギヤ（５１）に伝動する出力ギヤ（１６）と、制動ギヤ（５１）の回転動力を制動する第２ダンパー機構（５２）を備えており、
   ピニオンギヤ（１２）が予め設定された閾値を越えて回転駆動される状態では、第１ダンパー機構（１７）が制動力を発揮し、かつ、入力ギヤ（１５）の回転動力を受けたクラッチ機構（１１）が動力伝動状態に切換り、出力ギヤ（１６）と制動ギヤ（５１）を介して第２ダンパー機構（５２）が制動力を発揮しており、
   ピニオンギヤ（１２）が予め設定された閾値未満で回転駆動される状態では、クラッチ機構（１１）は動力遮断状態を維持し、ピニオンギヤ（１２）の回転動力が第１ダンパー機構（１７）に伝動されて、同ダンパー機構（１７）がピニオンギヤ（１２）の駆動回転数に応じた制動力を発揮することを特徴とする制動装置。
7. 第２ダンパー機構（５２）の制動力が、第１ダンパー機構（１７）の制動力より大きく設定してある請求項６に記載の制動装置。
8. 制動装置が引戸に適用されて、ダンパーユニット（８）とラック体（９）のいずれか一方が戸パネル（２）に、他方が開口枠（１）に設けられており、
   一方向クラッチ（１３）は、戸パネル（２）が閉じ操作されるときにピニオンギヤ（１２）の回転動力をダンパー機構（１７）に伝動する請求項１から５のいずれかひとつに記載の制動装置を備えた引戸。
   
9. 制動装置が引戸に適用されて、ダンパーユニット（８）とラック体（９）のいずれか一方が戸パネル（２）に、他方が開口枠（１）に設けられており、
   請求項１から５のいずれかひとつに記載の制動装置を備えた引戸。
10. 制動装置が引戸に適用されて、ダンパーユニット（８）とラック体（９）のいずれか一方が戸パネル（２）に、他方が開口枠（１）に設けられており、
    請求項６または７に記載の制動装置を備えた引戸。

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