JPH01190888A - 引戸のクローザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、引戸のクローザに係り、特に、構造が簡単で
コンパクトであり、また、作動が確実な引戸のクローザ
に関する。

〔従来の技術および課題〕

蝶番を介して扉枠に支持される回転扉のクローザはずっ
と以前から実用されており、いわゆるドアクローザとい
う普通名称はこの回転扉用のクローザを指称する、と言
っても過言ではない。

一方、レールおよび戸車等によって案内され、扉面に平
行な平面に沿って移動する引戸は、回転扉以上に多用さ
れているが、少なくとも現在のところ引戸用のクローザ
は実用されていない、と言っても言い過ぎではない。

と言うのは、本発明者等は、引張りコイルばねと空気ダ
ンパーを組合せた引戸用のクローザが市販されていた事
実を知っており、また、実際に購入して使用してみたが
、ばねが弱くて確実に引戸を閉鎖することができず作動
が不確実であり、反対にばねを強くすれば、引戸閉鎖時
の衝撃が大きくなることが容易に予想できたので、結局
購入はしてみたものの、引戸から取り外してしまった経
験がある。

また、回転扉用のドアクローザのリンク機構を引戸用に
改造して直線動可能にした引戸のクローザが提案されて
いる。しかしながら、この引戸のクローザは、作動の確
実性は期待できるけれども、重量及び寸法とも大き過ぎ
、一般的には簡便な引戸には不釣合である。

さらにまた、引戸の内側又は戸枠に重錘を鉛直方向に移
動可能に案内し、重力を利用して引戸を閉めるクローザ
も提案されている。しかしながら、このクローザは引戸
の製造時引戸又は戸枠に重錘等を組み込む必要があり、
既設の引戸には適用し難い、という不都合がある。

〔発明の目的〕

そこで、本発明の目的は、構造が簡単でコンパクトであ
り、また作動が確実で既設の引戸にも適用可能な引戸の
クローザを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、自然接触形渦巻
ばねよりなり、一端が引戸又は引戸の前框に対向する側
の戸枠に連結されるテープ状の駆動ばねと、引戸の前框
に対向する側の戸枠又は引戸に装着された基板に回動自
在に支承され、外周部に駆動ばねをその他端部から巻装
した駆動ドラムと、一端が引戸又は引戸の後框に対向す
る側の戸枠に連結されるテープ状の自然接触形渦巻ばね
で、引張り力が上記駆動ばねのそれより小さく、かつ両
者の差が引戸の摩擦抵抗より大きくなるように設定され
た調速ばねと、引戸の後框側に対向する側の戸枠、又は
引戸に装着された基板に回動自在に支承され、外周部に
調速ばねをその他端部から巻装した調速ドラムと、直流
モータと、この直流モータの出力軸および調速ドラムを
相互に連結し、調速ドラムの回転角速度を増幅して直流
モータの出力軸に伝達する増速機と、調速ドラムが調速
ばねを巻きほぐす方向に回動するときにのみ調速ドラム
を直流モータに連結する一方向クラッチと、直流モータ
の入力端を短絡する電気抵抗とを有することを特徴とす
る。

〔実施例〕

以下本発明の〜実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図において符号１は駆動ばねを示し、
この駆動ばね１は、いわゆる自然接触形渦巻ばねと称せ
られるテープ状の板ばねである。

かかる自然接触形渦巻ばねは、例えば放送局におけるテ
レビカメラ支持台のカメラ吊持ばねなどに用いられてい
て公知であるが、その特性は本発明の特質と密接な関係
にあるので、次に簡単にその説明をする。

自然接触形渦巻ばねは、テープ状のばね板を、その長さ
方向における各部分が一定の曲率を有するように曲げ成
形したばねであって、自然状態においては、第３図の左
側に示すように、ばね板が相互に接触するように巻き縮
まっている。しかして、第３図に示すようにこのばねの
一端に力Ｐを加えて外方に引き出すと、自然接触形渦巻
ばねはほぼ直線状に巻くほぐれていく。このとき、反力
として引張り力Ｐを外部に呈するが、この引張り力は次
の（１）式のようにあられされる。

Ｐ＝Ｅｂｈ　　／２４　（１−１／ゴ）ρ２（１）但し
、Ｅ＝縦弾性係数 ｂ＝ばね板の幅 ｈ＝ばね板の厚さ ｍ−ポアソン数 ρ＝巻きほぐされる点における板ばねの曲率半径、とす
る。

ところで、（１）式の右辺において変化するものはρだ
けであって、しかもこのρはばね板が極端に厚く巻き重
ねられない限りほぼ一定であまり変化しないから、上記
引張り力Ｐは、巻きほぐされて直線になった部分の長さ
Ｓｌすなわち引張りコイルばねにおける伸びに相当する
ものの値にかかわらずほぼ一定である。すなわち、自然
接触形渦巻ばねのばね定数はほぼ０である。

また、上記引張り力Ｐは、ばね板が曲率半径（３）から
ρに戻るときに解放される弾性エネルギによるものであ
るから、比較的コンパクトなばねでがなり強大なものと
なる。例えば、ｂ−２０ｍｍ、ｈ＝０．３３ｍ＋ｎ、、
ｃ＋＝５０ｍｍとして、Ｐ愈１ｋｇ重となる。

上記駆動ばね１の一端には、第１図および第２図に示す
ように、例えば断面がコ字形で、だるま形の連結孔２ａ
を開口させた連結体２が加締め付けられている。そして
、駆動ばね１の一端は、上記連結体２を介して、引戸ま
たは戸枠の一方に連結される。第４図示の実施例におい
ては、連結体の上記連結孔２ａは戸枠３側に固設された
フランジ付の係止ピン４と係合しており、これら連結体
２および係止ピン４を介して、駆動ばね１の一端は戸枠
３に係止されている。なお、上記係止ピン４のフランジ
の外径は、連結孔２ａ（第１図）の大径部の開口より小
さいが小径部のそれよりは大きく設定されており、また
、駆動ばね１の張力を利用して連結孔２ａの小径部と係
止ピン４の軸部とを相互に係合させているので、連結体
２か係止ピン４から抜は外れることはない。さらにまた
、連結体２の一方（第１図および第２図で左側）の端部
に一体に形成された折曲部は操作片２ｂとなっており、
この操作片２ｂに手指等を引掛けて駆動ばね１をケース
５から引き出すように操作する。

また、連結体２の他端の折曲部はストッパ片２ｃとなっ
ていて、連結体２がケース５中に引き込まれることを防
止している。

一方、駆動ばね１の他端部は、第１図および第２図に示
すように、フランジおよび中筒付カップ状の駆動ドラム
６の外周部に巻装されている。なお、駆動ばね１の他端
と駆動ドラム６とを相互に拘束するため、駆動ばね１の
他端は内側に直角に折り曲げられ、この折曲部は駆動ド
ラム６の外周面においてその母線に沿って開口した係止
スリット（図示せず）に挿入されている。なお、上記折
曲部の駆動ばね１の長さ方向における寸法は、駆動ドラ
ム６の外周部の厚さより若干小さめに設定する。また、
駆動ばね１に予め付与された曲率半径ｒ（第３図参照）
は駆動ドラム６の外径より小さ目に設定するものとする
。上記のように構成することにより、駆動ばね１を駆動
ドラム６から全部巻きほどかぬ限り、駆動ばね１の他端
は駆動ドラム６の外周部にしっかりと保持される。

他方、第１図および第２図に示すように、前記ケース５
は、例えば細長い矩形の基板５ａと一面が開口した箱の
ような蓋体５ｂとを有している。

そして、基板５ａの内面一端部（第１図で上面左側）に
は、支軸７が垂設されており、この支軸７に、例えばニ
ードルベアリングよりなる第１軸受８を介して、上記駆
動ドラム６が回動自在に支承されている。

また、基板５ａの内面他端部には、減速機９付の直流モ
ータ１１か装着されている。図示の実施例における直流
モータ１１は、これに一体に結合された取付板１２を、
基板内面に植設された４本のボルトおよびナツトによっ
て基板５ａに締結することにより、減速機９の出力軸９
ａを基板５ａに垂直に保つ関係角度で基板５ａに装着さ
れている。

上記減速機の出力軸９ａには、一方向クラッチを組み込
んだ第２軸受１３を介して、フランジ付カップ状の調速
ドラム１４が同軸に支承されている。ちなみに、この第
２軸受１３として一方向クラッチを組み込んだ超小型の
ニードルベアリングが好適であり、このようなニードル
ベアリングは一般に市販されている。

上記調速ドラム１４の外周部には、前記駆動ばね１と同
様の自然接触形渦巻ばねよりなる調速ばね１５か、駆動
ドラム６における駆動ばね１と同様にして巻装されてお
り、ケースの蓋体に開口したスリットからケース外に導
出されたその一端部には、前記連結体２が結合されてい
る。

そして、この調速ばね１５の幅や厚さ等の諸元は、調速
ばね１５の引張り力Ｐ（第３図参照）が駆動ばね１のそ
れより小さく、かつ両者の差が後述する引戸の摩擦抵抗
値より大きくなるように設定されている。

また、ケース５内における駆動ばね１および調速ばね１
５の相互の関係位置は、図示の実施例のようにそれぞれ
の回動軸に関する巻方向が相互に逆方向になる場合にも
、あるいは図示はしないが同方向になる場合でも、両者
を巻きほぐして行くとき、連結体２を装着したそれぞれ
の一端（外端）部が、ケース５に関して相互に反対方向
に引き出されるように設定されている。

さらにまた、前記第２軸受１３に組み込まれた一方向ク
ラッチは、調速ドラム１４から調速ばね１５が引き出さ
れるとき、すなわち調速ドラム１４が第２図において時
計方向に回動するときにのみ、調速ドラム１４を減速機
の出力軸９ａに連結するように作動する。換言すれば、
調速ドラム１４が第２図で反時計方向に回動して調速ば
ね１５を巻き取っていく場合には、調速ばね１４は出力
軸９ａに対し相対的に回転可能となる。

なお、前記直流モータ１１の入力端子は、図示しない固
定抵抗あるいは可変抵抗を介して相互に短絡されている
。

〔作　用〕

上記のように構成された本発明の一実施例による引戸の
クローザは、第４図に示すように、ケース５を例えばね
し止めによって引戸］６に装着する。このとき、前記駆
動ばね１が引戸１６の前框側、すなわち引戸が閉止方向
に移動するとき前方になる側（第４図で左側）に出るよ
うにケース５を引戸１６に装着する。すると、前記した
ように、調速ばね１５は駆動ばね１とは反対側、すなわ
ち後框側に出る。

そこで、第４図に示すように、駆動ばね１をケース５か
ら引き出して、その連結体２を引戸の前框に対向する側
の一方の戸枠３に設けられた前記係止ピン４に引掛ける
。同様にして、調速ばね１５の一端を駆動ばね１とは反
対方向に引き出し、その連結体２を他方の戸枠３に設け
られた係止ピン４に引掛ける。なお、第４図において符
号１７はケース５が装着された引戸１６とは引違いとな
る他の引戸を示すものとする。

上記のように引戸１６にケース５を装着し、駆動ばね１
および調速ばね１５を前後の戸枠に掛渡した結果、引戸
１６は、これらのばねの張力により、前後から引張られ
ることになる。しかしながら、駆動ばね１の引張り力を
Ｐｌ、調速ばね１５のそれをＰ２、引戸の摩擦抵抗をＦ
としたとき、前記したようにＰ、−’Ｐ２＞Ｆであるか
ら、引戸に外力が加わらないときには、引戸１６の前框
が前方の戸枠３に弾圧されるようにして、引戸１６は閉
止状態に安定に保持されている。

しかして、第４図示の戸口閉止状態から引戸１６を開け
る場合には、引戸１６は第４図で右方に移動するので、
相対的に駆動ばね１がケース５から引き出され、また、
調速ばね１５は調速ドラム１４に巻き取られていく。こ
のときには、調速ドラム１４は第２図で反時計方向に回
動するので、−　　１２　〜 第２軸受１３に組み込まれた前記一方向クラッチは作動
せず、調速系においては調速ドラム１４のみが第２軸受
１３に支承されて調速ばね１５を巻き取りつつ回動する
。したがって、引戸を開ける手指等に印加される負荷は
、駆動ばね１および調速ばね１５の引張り力の差に引戸
の摩擦抵抗を加えたものになる。

敷居あるいは引戸の戸車のレールを跨いだ後引戸を放す
と、調速ばね１５の反対方向への引張り力にもかかわら
ず、駆動ばね１は駆動ドラム６および基板５ａを介して
引戸１６に引張り力を及ぼし、これを第４図で左方に移
動させ始める。すると、調速ばね１５を巻きほぐしつつ
調速ドラム１４が第２図で時計方向に回動し、前記第２
軸受１３に内蔵された一方向クラッチが作動して、調速
ドラム１４と減速機の出力軸９ａとが一体的に連結され
る。

したがって、調速ドラム１４の回動は減速機９を介して
直流モータ１１の回転子に伝達され、回転子は調速ドラ
ム１４によって回転駆動される。

すなわち、直流モーター１は発電機となる。この場合、
直流モーター１の回転子側からみると、減速機９は増速
機として機能し、調速ドラム１４の回転角速度か増幅さ
れて回転子に伝達される。

周知のように、発電機はこれを駆動する側からみるとブ
レーキになる。したがって、引戸には調速テープ１５を
介して後方（第４図で右方）の戸枠３から制動がかかる
ことになる。

そして、調速ドラム１４側からみた発電機の制動トルク
Ｔは、ωを回転子の角速度、Ｎを減速機９の減速比、Ｒ
を入力端子を短絡している電気抵抗の値、Ｋを定数とし
て次の（２）式のようにあられすことができる。

ω Ｔ＝Ｋ　−Ｎ・−（２） （２）式から明らかなように、制動トルクＴは回転子の
角速度ωに比例するから、つまり駆動系に負のフィード
バックがかかるから、この直流モーター１による発電機
は調速機として機能する。

そして、かかる調速機を本発明における駆動ばね１およ
び調速ばね１５のほぼ一定の引張り力の差（ｐｌ−Ｐ２
）で駆動する場合、調速ドラム１４は走行始めの過渡期
を経過すればただちに等角速度で回動するようになる。

駆動ドラム］４が等角速度、すなわち加速変容で回動す
るときには、調速ドラム１４を駆動するトルクと上記制
動トルクＴとは等しいから、次の（３）式が成立つ。

・・・（３） 但しＦは引戸の摩擦抵抗とする。

（３）式から、 一方、引戸の速度をＶとすると、 ・・・（５） （５）式から明らかなように、引戸の速度Ｖは、引戸の
抵抗Ｆが一定であると仮定すると、ρ（調速ばね１４の
捲き縮む点における曲率半径）の関＝　　１５　− 数となり、前記したようにρはほとんど一定であるから
、■もほとんど一定である。

もっとも引戸の摩擦抵抗Ｆが走行中変化するような場合
には上記（３）乃至（５）式は成立たないが、例えばＦ
が急激に減少して引戸が軽く動くようになった場合には
、その分直流モータ１１の回転子の角速度ωが増大して
制動トルクＴが増大するので、いわゆる負のフィードバ
ックがかかつて調速が行われるのは明らかである。

したがって、引戸１６はほぼ等速度で閉止方向に進行し
、引戸の前框が戸枠３に当接するに至って引戸１６は衝
撃なく停止する。引戸１６を小気味よくビシヤリと閉め
るか、あるいは静かにコトリと開めるかの選択は、引戸
の摩擦抵抗Ｆに応じて、前記（５）式の右辺における諸
パラメータの値を適切に設定することにより可能である
。具体的には、駆動ばね１と調速ばね１５と引張り力の
の差（Ｐｌ−Ｐ２）、直流モータ１１の容量、減速機９
の減速比Ｎ１直流モータ１１の入力端子を短絡する電気
抵抗の値Ｒを適切に設定する。なお、引戸１６の種類や
個体差による摩擦抵抗Ｆの変化に対しては、上記電気抵
抗を可変抵抗としておき、クローザを引戸に装着すると
き電気抵抗値Ｒを任意に調節できるようにしておけば、
現場で速度調節ができるので便利である。

引戸閉止状態においては、引戸１６は前框を戸枠３に弾
圧させるように付勢されるので、引戸の閉止状態が安定
に保たれることは前記したとおりである。

なお、都合により引戸を開放状態に保つ必要があるとき
には、駆動ばね１および調速ばね１５の一端に結合され
た前記連結体２をそれぞれ係止ピンから外せばよい。

〔他の実施例〕

なお、本発明を実施するにあたっては、図示の実施例に
限定されることなく、種々に変形して実施することがで
きる。

例えば、図示の実施例では駆動ドラム６および調速ドラ
ム１４を１個のケース５内に収納するものとしたが、こ
の場合にはケース５外に引出された駆動ばね１および調
速ばね１５の長さの和が常時前後の戸枠３，３の間隔に
ほぼ等しくなければならない（第４図参照）。そこで、
駆動ドラム６および調速ドラム１４をそれぞれ別個のケ
ースに収納しく図示せず）、前者を引戸１６の前框付近
に、後者を後框付近にそれぞれ装着すれば、駆動ばね１
および調速ばね１５の長さをそれぞれ引戸の幅の約半分
程度短くすることができ、しかもクローザとしての作動
は変らない。

また、上記のように駆動ドラムおよび調速ドラム１４を
分離する場合には、これらをそれぞれ戸枠３側ら設け、
係止ピン４（第４図）を引戸側に設けてもよい。

さらにまた、以上の説明ではケース５を引戸の外面又は
戸枠に突設するものとしたか、ケースを略して基板を引
戸に内蔵し、駆動ばね１あるいは調速ばね１５の一端を
引戸の戸枠との接合端縁から引出すようにしてもよいこ
とは勿論で、この場合には、連結体２と係合する係止ピ
ン４は戸枠に掘り込まれた凹陥部に収納する。

〔効　果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は、自然接触形
渦巻ばねよりなる駆動ばねの力により、同じく自然接触
形渦巻ばねで駆動ばねより引張り力の小さい調速ばねを
巻きほぐしつつ引戸を閉止方向に引き、このとき調速ば
ねの巻きほぐしにより生じる調速ドラムの回転を利用し
て発電機により引戸に制動をかけるようにしたので、引
戸のクローザを提供する、という本発明の基本的な目的
を達成しているのは勿論のこと、クローザの作動が確実
であり、また、駆動ばねおよび調速ばね共巻き縮むと自
然にコイル形になるので、クローザかコンパクトで軽量
となる。

さらにまた、調速ばねが巻きほぐされあるいは巻き縮む
とき調速ドラムに自然に回転運動が生じるので、引戸の
直線運動を発電機の回転運動に変換する機構を必要とせ
ず、したがってクローザの構造が簡単になり安価に製造
できる。

また、制動力を発生させる発電機の電磁力は温度によっ
て変化しないので、従来のオイルダンパを用いるクロー
ザのように作動油が通過するオリフィス開口を調節する
機構を原理的に必要とせす、保守管理が容易になるばか
りでなく、構造も簡単になる。

加えて、不要のときは駆動ばねおよび調速ばねの一端の
連結体と係止ピンとの係合を解くことにより何時でもク
ローザを不作動状態とすることができる、引戸の移動行
程が如何なる量であっても適用できる、あるいは既設の
引戸への付設が容易である、など種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による引戸のクローザの断面
図、第２図はその一部断面平面図、第３図は自然接触形
渦巻ばねを説明するための線図、第４図はクローザを装
着した引戸の一部正面図である。 １・・・駆動ばね、５ａ・・・基板、６・・・駆動ドラ
ム、９・・・減速機、１１・・・直流モータ、１３・・
第２軸受、１４・・・調速ドラム、１５・・・調速ばね
、１６・・・引戸。 −２０＝ 手続補正書 １．事件の表示 昭和６３年特許願第１６１３８号 ２、発明の名称 引戸のクローザ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、補正命令の日付　　自発補正 ５、補正により増加する発明の数　０ ６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄７、補正の内容 （１）「特許請求の範囲」を次のように補正する。 ［２、特許請求の範囲 自然接触形渦巻ばねよりなり、一端が引戸又は引戸の前
框に対向する側の戸枠に連結されるテープ状の駆動ばね
と、引戸の前框に対向する側の戸枠又は引戸に装着され
た基板に回動自在に支承され、外周部に駆動ばねをその
他端部から巻装した駆動ドラムと、一端が引戸又は引戸
の後框に対向する側の戸枠に連結されるテープ状の自然
接触形渦巻ばねで、引張り力が上記駆動ばねのそれより
小さく、かつ両者の差が引戸の摩擦抵抗より大きくなる
ように設定された調速ばねと、引戸の後框に対向する側
の戸枠、又は引戸に装着された基板に回動自在に支承さ
れ、外周部に調速ばねをその他端部から巻装した調速ド
ラムと、電動機と、この電動機の出力軸および調速ドラ
ムを相互に連結し、調速ドラムの回転角速度を増幅して
電動機の出力軸に伝達する増速機と、調速ドラムが駆動
ばねを巻きほくす方向に回動するときにのみ調速ドラム
を電動機に連結する一方向クラッチと、電動欅の入力端
を短絡する電気抵抗とを有することを特徴とする引戸の
クローザ。」 （２〉　　明細書第１９頁第２０行の次に、行を改めて
次の文章を挿入する。 「また、これまでの説明では、ブレーキトルクを発生さ
せる調速機として直流モータを組み込むものとしたが、
直流モータに限らず交流モータ等あらゆる電動機は、そ
の出力軸に機械的な回転力を加えれば発電機となること
は周知の事実である。 したがって、調速機としてあらゆる電動機を採用するこ
とができる。」 一以　上−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自然接触形渦巻ばねよりなり、一端が引戸又は引戸の前
   框に対向する側の戸枠に連結されるテープ状の駆動ばね
   と、引戸の前框に対向する側の戸枠又は引戸に装着され
   た基板に回動自在に支承され、外周部に駆動ばねをその
   他端部から巻装した駆動ドラムと、一端が引戸又は引戸
   の後框に対向する側の戸枠に連結されるテープ状の自然
   接触形渦巻ばねで、引張り力が上記駆動ばねのそれより
   小さく、かつ両者の差が引戸の摩擦抵抗より大きくなる
   ように設定された調速ばねと、引戸の後框側に対向する
   側の戸枠、又は引戸に装着された基板に回動自在に支承
   され、外周部に調速ばねをその他端部から巻装した調速
   ドラムと、直流モータと、この直流モータの出力軸およ
   び調速ドラムを相互に連結し、調速ドラムの回転角速度
   を増幅して直流モータの出力軸に伝達する増速機と、調
   速ドラムが調速ばねを巻きほぐす方向に回動するときに
   のみ調速ドラムを直流モータに連結する一方向クラッチ
   と、直流モータの入力端を短絡する電気抵抗とを有する
   ことを特徴とする引戸のクローザ。