JPH1018712A - リニアモータによる扉開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】両端に有する回転体、すなわちプーリー内に扉
開閉装置を納めて小型化すると共に、空圧源や回転モー
タを使用せず、これによって装置自体を小形化し、また
扉の開閉速度や位置に対する制御性など緻密な制御が行
えるなどを改良することにある。 【解決手段】リニアモータと、このリニアモータによっ
て駆動する扉鎖錠開錠機構と、この扉鎖錠開錠機構によ
って扉の開閉を行う扉開閉駆動伝達機構とからなる扉開
閉装置であって、リニアモータは、可動部と固定部を有
し、可動部は前記扉鎖錠開錠機構と係合し、固定部は前
記可動部が摺動できるレールを扉開閉装置の本体に装着
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は扉開閉装置、特に建
物や乗物に据えつけるリニアモータによる扉開閉装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の扉開閉装置の一例として図７に示
される。図７は従来の扉開閉装置の一例としての鉄道車
両用扉開閉装置の空圧式を示す構成図であり、図７にお
いて、鉄道車両用扉開閉装置は、空気シリンダー１と、
プーリー２ａ，２ｂと、ベルト３と、連結金具４ａ，４
ｂと、扉５ａ，５ｂと、電磁切換弁としての４ポート電
磁弁６と、空圧源７とから構成され、扉５ａ，５ｂの開
閉は、これに取着されている連結金具４ａ，４ｂを介し
て、ベルト３により行われている。また、このベルト３
はプーリー２ａ，２ｂに張設されており、空気シリンダ
ー１のピストンロッド１ａにより回動する。空気シリン
ダー１は、弁体１ｂと、ピストン１ｃと、緩衝弁体１か
らなり、扉５ａ，５ｂが閉まる始めの内は、弁体１ｂと
ピストン１ｃが係合し、閉じる寸前にはピストン１ｃと
緩衝弁１ｄが係合している。かようなごとく構成された
装置おいて、扉５ａ，５ｂが閉まる場合、空気は空圧源
７から４ポート電極弁６を介して弁体１ｂに与えられ
る。他方、ピストンの右側の空気はシリンダー内を経て
緩衝弁１ｄを通り、４ポート電極弁６を経て大気に放出
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような扉
開閉装置には次のような課題がある。 １）空圧源を利用しているため、大容量のコンプレッサ
ーを必要としたり、空気配管が必要など、装置が大型化
し、前述の鉄道車両に装設する場合は車両の軽量化に逆
行するものであった。 ２）扉の開閉制御が電磁弁のオンオフ制御によっている
ので、開閉速度や位置に対する制御性など緻密な制御が
困難であった。 ３）回転により、ナット及びネジを駆動に使用するた
め、ネジナットの騒音が大きい。

【０００４】本発明は、上述した点に鑑みて創案された
もので、その目的とするところは、 両端に有する回転体、すなわちプーリー内に扉開閉装
置を納めて小型化すると共に、空圧源や回転モータを使
用せず、これによって装置自体を小形化し、 扉の開閉速度や位置に対する制御性など緻密な制御が
行え、 各部の消耗を軽減すると共に、頻繁な保守点検の必要
性もなく、 扉の開閉時に大きな騒音も発生しない リニアモータによる扉開閉装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、請求項１において、リニアモータ
と、このリニアモータによって駆動する扉鎖錠開錠機構
と、この扉鎖錠開錠機構によって扉の開閉を行う扉開閉
駆動伝達機構とからなる扉開閉装置であって、 （１）リニアモータは、可動部と固定部を有し、可動部
は前記扉鎖錠開錠機構と係合し、固定部は前記可動部が
摺動できるレールを扉開閉装置の本体に装着したもので
あり、

【０００６】（２）扉鎖錠開錠機構は、 前記リニアモータの可動部と係合する、内部にネジ
部を刻設したナットと、 このナットのネジ部に係合すると共に、このネジ部
又はネジがない部分に第２のピンを有するネジ棒と、 このネジ棒が回動できるよう両端で軸支する軸受
と、 この軸受を固定すると共に、扉と連動するベルト又
はワイヤーと係合する軸受箱と、 前記ナットの一端に前記ネジ棒と同方向に取着され
た長溝を有する固定金具と、 一方にこの固定金具の長溝をガイドして摺動でき、
且つ前記ナットに対して回り止めとなるように設けられ
た第１のピンと、他方にＵ字状のすり割り溝を設けた止
め金具と、

【０００７】 この止め金具のＵ字状のすり割り溝の
中に、第２のピンが嵌まり込むようにこの第２のピンを
軸方向に押しつけながら、且つ軸方向に摺動できるよう
設けられたコイルバネ又はゴム体である第１のバネと、 軸方向に対して前記軸受箱が通過できる空間を有
し、また前記第２のピンが軸方向に対して動きが規制さ
れ回転方向に対して前記ネジ棒と共に回動して軸方向か
ら回転方向に入り込むことができるＬ字状の溝を有する
形状で、且つ前記リニアモータの固定部に取着した鎖錠
金具と、 一端を前記ネジ棒に取着し他端を前記軸受を固定す
る軸受箱に取着したねじりバネである第２のバネと、か
ら構成されている。

【０００８】扉が開錠されている段階では、第１のバネ
は伸長され、第２のピンは止め金具のすり割り溝の底部
にあり、第２のバネは鎖錠金具のＬ字状の溝に回動して
落ち込む方向に応力がかかっており、扉が鎖錠される各
部の状態は、リニアモータの駆動によって、ネジ棒はナ
ットの回りを回転せず一体となって扉が閉まる方向に水
平移動して止め金具の端面が鎖錠金具の端面に当接する
と第１のバネは次第に圧縮させられ、その時第２のピン
は止め金具のすり割り溝をガイドとして、鎖錠金具の軸
方向に移動し、第２のバネの応力によって、ネジ棒に刻
設されたネジ部によりネジ棒は回転して、鎖錠金具のＬ
字状に切り込んだ溝の底部に入り込むと共に、この底部
がストッパーとなって第２のピンの回動が阻止され、扉
は完全に鎖錠状態となる。再度扉を開錠する場合は、リ
ニアモータに逆移動指令を与えると、第２のピンは鎖錠
状態にある底部から、前記第２のバネの応力に抗してネ
ジ棒の回転によってＬ字状溝の入り口まで引き上げられ
てネジ棒の回転は停止され、更にリニアモータの移動に
より扉の開錠位置段階に戻るよう一体構成したものであ
り、

【０００９】（３）扉開閉駆動伝達機構は、前記扉鎖錠
開錠機構の両端に有する軸受箱と連結すると共に、扉の
上部の連結具に取着したベルト又はワイヤーと、このベ
ルト又はワイヤーを回動せしめる回転体と、前記ベルト
又はワイヤーの張力を調整する調整機構とからなるもの
であり、扉が開から閉或いは閉から開に移行する場合
は、リニアモータの可動部がレールに沿って水平移動
し、前記扉鎖錠開錠機構によって、ベルト又はワイヤー
が水平移動することによって扉は閉じたり或いは開いた
りするよう構成したことにある。

【００１０】請求項２において、前記軸受を固定する一
方の軸受箱は、軸受箱がリニアモータの可動部に対し水
平移動が可能なガイド体と係合し、他方の軸受箱は前記
ベルト又はワイヤーの張力を調整する調整機構と係合す
るよう構成したものである。

【００１１】請求項３において、前記リニアモータおよ
び扉鎖錠開錠機構は、前記扉開閉駆動伝達機構に有する
両側の回転体の内部に装設するものである。

【００１２】請求項４において、扉開閉装置を、家屋、
マンション、オフィスビル、展示会場、図書館、倉庫及
び工場等の建物、或いは鉄道車両、自動車、航空機、
船、エレベータ、遊戯場、宇宙船等の乗物に設けたもの
である。以下本発明の一実施例を、図面に基づいて詳述
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す全
体構成図、図２は図１のリニアモータ部分の構成説明
図、図３は図１の扉鎖錠開錠機構部分の構成説明図、図
４（ａ），（ｂ）は扉開閉状態を示す動作説明図、図５
（ａ），（ｂ）は本発明の止め金具と鎖錠金具の一実施
例を示す動作説明図、図６（ａ），（ｂ）は止め金具と
鎖錠金具の他の実施例を示す動作説明図である。図１に
おいて、本装置は、リニアモータ10と、このリニアモー
タ10によって駆動する扉鎖錠開錠機構11と、この扉鎖錠
開錠機構11によって扉13，14の開閉を行う扉開閉駆動伝
達機構15とから構成されている。

【００１４】これらの内、リニアモータ10は、図２に示
すように、可動部10ａと固定部10ｂを有し、可動部10ａ
には扉鎖錠開錠機構11と係合し、固定部10ｂは可動部10
ａが摺動できるレールを扉開閉装置の本体12に装着した
ものであり、レールはｕ字型のものや丸、角型の長棒で
ある。

【００１５】また、扉鎖錠開錠機構11は、図３に示すよ
うに、リニアモータ10の可動部10ａと係合し、 リニアモータ10の可動部10a と係合し、内部にネジ
部を刻設したナット111と、 このナット111 のネジ部に係合すると共に、このネ
ジ部の右側のネジがない部分に取着された第２のピン12
0 を有するネジ棒112 と、 このネジ棒112 が回動できるよう両端で軸支する軸
受113 ，114 と、 この軸受113 ，114 を固定する軸受箱122 ，115
と、 ナット111 の一端にネジ棒112 と同方向に取着され
た長溝Ｌを有する固定金具116 と、 一方にこの固定金具116 の長溝Ｌをガイドとして摺
動でき、且つナット111に対して回り止めとなるように
設けられた第１のピン117 と、他方に、図５に示すよう
な、すり割り溝Ｕを設けてこのすり割り溝Ｕの底部から
見て一方の縁a1の深さは短く他方側の縁a2は長い止め金
具118 、或いは図６に示すように、止め金具131 の長い
縁a2の代わりに鎖錠金具に長い縁a3を設けた止め金具13
1 と、

【００１６】 止め金具118 のＵ字状のすり割り溝の
中に、第２のピン120 が嵌まり込むようにこの第２のピ
ン120 を軸方向に押しつけながら、且つ軸方向に摺動で
きるよう設けられたコイルバネ又はゴム体である第１の
バネ119 と、 図５に示すような、軸方向に対して軸受箱115 が通
過できる空間を有し、また第２のピン120 が軸方向に対
して動きが規制され、回転方向に対してねじ棒112 と共
に回動して軸方向から回転方向に入り込むことが出来る
Ｌ字状の溝Ｗを有する形状で、且つリニアモータ10の固
定部10b に固着された鎖錠金具129 、或いは前述したご
とく、図６に示すような鎖錠金具132 と、 一端をネジ棒112 に取着し他端を固定側としての軸
受113 を固定した軸受箱122 に取着したねじりバネとし
ての第２のバネ121 と、から構成されている。また、図
１に示すように、リニアモータ10および扉鎖錠開錠機構
11は、扉開閉駆動伝達機構15に有する両側の回転体126
，127 の内部に装設されている。なお、128 は軸受箱1
22 の回り止め及びリニアモータ10の可動部10a が鎖錠
位置或いは開錠位置間を移動するガイドも兼ねたガイド
体である。

【００１７】扉13，14が開錠されている段階では、第１
のバネ119 は伸長され、第２のピン120 は止め金具118
のすり割り溝Ｕの底部にあり、第２のバネ121 は鎖錠金
具129 の溝Ｗに回動して入り込む方向に応力がかかって
おり、扉13，14が鎖錠される各部の状態は、ネジ棒112
はナット111 の回りを回転せず一体となって、扉13 ,14
が閉じる方向に移動して、止め金具118 の端面が鎖錠金
具129 の端面に当接すると、第１のバネ119 は次第に圧
縮され、その時第２のピン120 は止め金具118 のすり割
り溝Ｕをガイドとして、第２のバネ121 の応力によって
鎖錠金具129 の回転方向に切り込んだ溝Ｗの底部に入り
込むと共に、この底部がストッパーとなって第２のピン
の回転が阻止され、扉13 ,14は完全に閉じた状態とな
る。再度扉13，14を開錠する場合は、リニアモータ10に
逆移動指令を与えると、第２のピン120 は鎖錠状態にあ
る底部から、第２のバネ121 の応力に抗して、ネジ棒11
2 の回転によってＬ字状の溝Ｗの入り口まで引き上げら
れて、止め金具118のすり割り溝Ｕに当接すると共に、
これが回り止めとなってネジ棒112 の回転は停止され、
更にリニアモータ10の移動により扉13，14の開錠位置段
階に戻るようにしたものである。

【００１８】（３）扉開閉駆動伝達機構15は、扉鎖錠開
錠機構11の両端に有する軸受箱122，115 と連結すると
共に、扉13，14の上部の連結具123 ，124 に取着したベ
ルト125 又はワイヤーと、このベルト125 又はワイヤー
を回動せしめる回転体126 ，127 とからなるものであ
り、扉13，14が開から閉或いは閉から開に移行する場合
は、リニアモータ10の可動部10a が固定部10b に沿って
水平移動し、扉鎖錠開錠機構11によってベルト125 又は
ワイヤーが水平移動することによって、扉13，14は閉じ
たり或いは開いたりするよう構成したものである。ここ
で、軸受箱115 はベルト125 のテンションを調整する調
整機構130 を備えたものである。

【００１９】以上のようにして構成された扉開閉装置
は、家屋、マンション、オフィスビル、展示会場、図書
館、倉庫及び工場等の建物、或いは鉄道車両、自動車、
航空機、船、エレベータ、遊戯場、宇宙船等の乗物に設
けられる。

【００２０】次に、その作用について図１〜図６を参照
して説明する。図４（ａ）は扉13，14が開かれた状態、
すなわち、エレベータが目的階数に到達して扉13，14が
開から閉に向かう途中段階を示している。このとき、各
部は次のような状態にある。 １）リニアモータ10の可動部10a は、レールの途中段階
にあるので、従って扉13，14の開閉用ベルト125 やナッ
ト111 も開から閉の段階に移行している。 ２）第１のピン117 は、固定金具116 の長溝Ｌの紙面に
向かって右端に位置している。 ３）止め金具118 のすり割り溝Ｕの底部には、第２のピ
ン120 が当接している。またこの第２のピン120 には、
第２のバネ121 によって、鎖錠金具129 の溝Ｗに入り込
む方向に応力がかかり、止め金具118 のすり割り溝Ｕの
短い縁a1側を押圧している。 ４）ナット111 とネジ棒112 との関係は、ネジ棒112 は
回転しないでナット111と噛合した位置で静止してい
る。

【００２１】次に、扉13，14が閉じる段階になると、図
１に示すように、扉13，14は次第に矢印Ａ方向に閉まり
だし、図４（ｂ）に示すように、完全に閉まった状態と
なり、エレベータが動きだす。このとき、各部は次のよ
うな状態となる。 １）リニアモータ10の可動部10a が左から右方向に移動
すると、ナット111 はＢ方向に移動すると共に、鎖錠金
具129 の空間を通過している調整機構130 やベルト125
も同方向に移動する。 ２）第１のピン117 は、図５（ｂ）に示す、短い縁a1が
鎖錠金具129 の端面に当接したことによって、第１のバ
ネ119 によって次第に圧縮される。 ３）止め金具118 のすり割り溝Ｕの底部に当接している
第２のピン120 は、止め金具118 の短い縁a1の先端が鎖
錠金具129 の端部に当接するまでは静止した状態である
が、当接すると、第２のバネ121 によって、第２のピン
120 は止め金具118 のすり割り溝Ｕをガイドとして鎖錠
金具129 の溝Ｗに入り込み、底部に当接する。

【００２２】４）ナット111 とネジ棒112 との関係は、
第２のピン120 が溝Ｗに入り込む前はネジ棒112 は回転
しないが、溝Ｗに入り込むと第２のバネ121 のばね力に
よって、ネジ棒112 は回転し、溝Ｗの底部に当接する。
そうして、目的の階数に到達すると、エレベータの扉に
開錠指令が伝達され、リニアモータ10は鎖錠の場合の移
動方向とは逆の移動方向で、溝Ｗの底に入り込んでいた
第２のピンをここから引き上げ、例えば図５（ｂ）に示
す止め金具の長い縁a2をストッパー並びにガイドとし
て、前述した鎖錠前の作用となる。なお、止め金具118
の長い縁a2を設ける代わりに、図６に示す鎖錠金具132
側に設けても、前述した作用効果がえられる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、 両端に有する回転体、すなわちプーリー内に扉開閉装
置を納めて小形化すると共に、空圧源を使用せず、これ
によって装置自体を小形化し、 扉の開閉速度や位置に対する制御性など緻密な制御が
行え、 各部の消耗を軽減すると共に、頻繁な保守点検の必要
性もなく、 扉の開閉に大きな騒音が出ないリニアモータによる扉
開閉装置を得ることができ、実用上、極めて有用性の高
いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示す全体構成図であ
る。

【図２】図２は図１のリニアモータ部分の構成説明図で
ある。

【図３】図３は図１の扉鎖錠開錠機構部分の構成説明図
である。

【図４】図４は扉開閉状態を示す動作説明図である。

【図５】図５は本発明の止め金具と鎖錠金具の一実施例
を示す動作説明図である。

【図６】図６は止め金具と鎖錠金具の他の実施例を示す
動作説明図である。

【図７】図７は従来の一例を示す構成図である。

【符号の説明】

10 リニアモータ 10a 可動部 10b 固定部 11 扉鎖錠開錠機構 12 本体 13 扉 14 扉 15 扉開閉駆動伝達機構 111 ナット 112 ネジ棒 113 軸受 114 軸受 115 軸受箱 116 固定金具 117 第１のピン 118 止め金具 119 第１のバネ 120 第２のピン 121 第２のバネ 122 軸受箱 123 連結具 124 連結具 125 ベルト 126 回転体 127 回転体 128 ガイド体 129 鎖錠金具 130 調整機構 131 止め金具 132 鎖錠金具 Ｕ すり割り溝 Ｌ 長溝 Ｗ 溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニアモータと、このリニアモータによ
   って駆動する扉鎖錠開錠機構と、この扉鎖錠開錠機構に
   よって扉の開閉を行う扉開閉駆動伝達機構とからなる扉
   開閉装置であって、 （１）リニアモータは、可動部と固定部を有し、可動部
   は前記扉鎖錠開錠機構と係合し、固定部は前記可動部が
   摺動できるレールを扉開閉装置の本体に装着したもので
   あり、 （２）扉鎖錠開錠機構は、 前記リニアモータの可動部と係合する、内部にネジ
   部を刻設したナットと、 このナットのネジ部に係合すると共に、このネジ部
   又はネジが刻設されてい ない部分に第２のピンを有するネジ棒と、 このネジ棒が回動できるよう両端で軸支する軸受
   と、 この軸受を固定すると共に、扉と連動するベルト又
   はワイヤーと係合する軸受箱と、 前記ナットの一端に前記ネジ棒と同方向に取着され
   た長溝を有する固定金具と、 一方にこの固定金具の長溝をガイドして摺動でき、
   且つ前記ナットに対して回り止めとなるように設けられ
   た第１のピンと、他方にＵ字状のすり割り溝を設けた止
   め金具と、 この止め金具のＵ字状のすり割り溝の中に、第２の
   ピンが嵌まり込むようにこの第２のピンを軸方向に押し
   つけながら、且つ軸方向に摺動できるよう設けられたコ
   イルバネ又はゴム体である第１のバネと、 軸方向に対して前記軸受箱が通過できる空間を有
   し、また前記第２のピンが軸方向に対して動きが規制さ
   れ、回転方向に対して前記ネジ棒と共に回動して軸方向
   から回転方向に入り込むことができるＬ字状の溝を有す
   る形状で、且つ前記リニアモータの固定部に取着した鎖
   錠金具と、 一端を前記ネジ棒に取着し、他端を前記軸受を固定
   する軸受箱に取着したねじりバネである第２のバネと、 からなり、 扉が開錠されている段階では、第１のバネは伸長され、
   第２のピンは止め金具のすり割り溝の底部にあり、第２
   のバネは鎖錠金具のＬ字状の溝に回動して落ち込む方向
   に応力がかかっており、 扉が鎖錠される各部の状態は、リニアモータの駆動によ
   って、ネジ棒はナットの回りを回転せず一体となって、
   扉が閉まる方向に水平移動して、止め金具の端面が鎖錠
   金具の端面に当接すると、第１のバネは次第に圧縮させ
   られ、その時第２のピンは止め金具のすり割り溝をガイ
   ドとして、鎖錠金具の軸方向に移動し、第２のバネの応
   力によって、ネジ棒に刻設されたネジ部によりネジ棒は
   回転して、鎖錠金具のＬ字状に切り込んだ溝の底部に入
   り込むと共に、この底部がストッパーとなって第２のピ
   ンの回動が阻止され、扉は完全に鎖錠状態となり、 再度扉を開錠する場合は、リニアモータに逆移動指令を
   与えると、第２のピンは鎖錠状態にある底部から、前記
   第２のバネの応力に抗してネジ棒の回転によってＬ字状
   溝の入り口まで引き上げられてネジ棒の回転は停止さ
   れ、更にリニアモータの移動により扉の開錠位置段階に
   戻るよう一体構成したものであり、 （３）扉開閉駆動伝達機構は、前記扉鎖錠開錠機構の両
   端に有する軸受箱と連結すると共に、扉の上部の連結具
   に取着したベルト又はワイヤーと、このベルト又はワイ
   ヤーを回動せしめる回転体と、前記ベルト又はワイヤー
   の張力を調整する調整機構とからなるものであり、 扉が開から閉或いは閉から開に移行する場合は、リニア
   モータの可動部がレールに沿って水平移動し、前記扉鎖
   錠開錠機構によって、ベルト又はワイヤーが水平移動す
   ることによって扉は閉じたり或いは開いたりするよう構
   成したことを特徴とするリニアモータによる扉開閉装
   置。
2. 【請求項２】 前記軸受を固定する一方の軸受箱は、軸
   受箱がリニアモータの可動部に対し水平移動が可能なガ
   イド体と係合し、他方の軸受箱は前記ベルト又はワイヤ
   ーの張力を調整する調整機構と係合するよう構成した請
   求項１記載のリニアモータによる扉開閉装置。
3. 【請求項３】 前記リニアモータおよび扉鎖錠開錠機構
   は、前記扉開閉駆動伝達機構に有する両側の回転体の内
   部に装設する請求項１又は２記載のリニアモータによる
   扉開閉装置。
4. 【請求項４】 前記扉開閉装置を、家屋、マンション、
   オフィスビル、展示会場、図書館、倉庫及び工場等の建
   物、或いは鉄道車両、自動車、航空機、船、エレベー
   タ、遊戯場、宇宙船等の乗物に設けた請求項１、２又は
   ３記載のリニアモータによる扉開閉装置。