JP3784457B2 - ドアクローザ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は作動油を用いない形式の新規なドアクローザに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のドアクローザでよく利用されているものとしては、例えば実開平2−85780号公報に記載されている形式のものを挙げることができる。
【0003】
そのクローザは、扉閉鎖時の戻しばねによる過大な閉鎖作用力を作動油で減衰させるようにしたもので、作動油が封入されたシリンダと、シリンダを前方の第1室と後方の第2室とに仕切るピストンと、オリフィスを介して第1室と第2室とを連通させた導油路と、ピストンを第1室に向け付勢させる戻しばねと、ピストンに設けられたラックと、ラックに噛み合うピニオンと、シリンダに支承されると共に、ピニオン及びアームが固定される回転軸とから成る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来のクローザは、作動油がオリフィスを通過する際の粘性抵抗を利用してクローザの閉鎖運動を緩衝するようにしているため、その製作時シリンダ回りにおけるシーリング処理(密封処理)が面倒でコスト高になり、長期の使用において油漏れを生じる可能性もある。
【0005】
また、作動油の粘性抵抗は温度により変化するため、季節によって緩衝具合を調整しなければならず、保守管理上面倒でもある。
【0006】
そこで、この発明のドアクローザは、上記した問題点を解決するため作動油を用いないノンオイル型とすること、また、従来のものと同様扉の閉鎖時に十分な減衰力が得られるようにすることを目的として提案されたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設した案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えてなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とする。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設され、基端部に形成された雄ねじ部を増速機の出力軸に形成された雌ねじ孔に螺合させた案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例に基いてこの発明について説明する。
図1〜図3は請求項1に記載の発明の一実施例によるドアクローザを示し、これらの図において符号1は扉10又は扉枠にねじ等で取り付けられる中空で細長い箱形をなす枠体、11は枠体1の一部をなす取付基板、12は枠体1の長さ方向の一端部に取り付けられたカバー板である。
【0010】
枠体1の内側には、枠体1の長さ方向に沿って変位できるようにしたラック2が設けてある。そのラック2は、枠体1内に設けた固定の受け枠14の一部又は図示しない適当なラックガイド等により図1で左右に移動できるように案内されている。
【0011】
符号3は前記のラック2を平常位置(閉扉時でドアクローアが非作用状態にある位置)側に付勢させるための圧縮ばね等の戻しばねで、ラック2の一端と枠体1の側板13との間に弾設させてある。
【0012】
一方、枠体1の中央部分には両端又は一端を外方に突出させた垂直な主回転軸4が回動自在に支承されており、その主回転軸4には前述のラック2に噛み合うピニオン45が固定されている。
【0013】
また、主回転軸4の両方又は一方の外端には図示しない連係アームの1つが固設してある。その図示しない連係アームの他端は従来のドアクローザ同様、他の連係アームを介して扉枠等の固定部分に接続させてある。
【0014】
更に、枠体1内における主回転軸4上には一方向クラッチ(図示しない)を介して駆動側の第1かさ歯車41が装着されており、その第1かさ歯車41には被駆動側の第2かさ歯車42が噛み合わせてある。
【0015】
一方向クラッチは、図示はされていないが、第1かさ歯車41に内蔵されており、扉10が閉鎖状態から開く時は(例えば主回転軸4が図1で矢印A方向に回動する時は)、主回転軸4と第1かさ歯車41との間が空回りして主回動軸4の回転が第2かさ歯車42に伝達されないようにする。
【0016】
逆に、閉扉時は、一方向クラッチは主回転軸4の回転力を第1かさ歯車41を通じ第2かさ歯車42に伝達させる。この一方向回転形のクラッチとしては、例えば、傾斜孔にころを嵌め込んだもの、付勢爪を利用したものなど、従来周知の任意のものを採用することができる。
【0017】
前記の第2かさ歯車42は枠体1内の固定の受け枠14等で支承され、第2かさ歯車42の水平な回転軸43は受け枠14の空間部に延出する。
【0018】
第2かさ歯車42の回転軸43の回りには、その軸線方向に複数組(図示例では4組)の増速遊星歯車機構5、5を連設してある。
【0019】
各増速遊星歯車機構5は、入力側の内歯車51、複数の遊星歯車52、52、遊星歯車52を支軸で支える固定のキャリヤ53及び出力側の太陽歯車54から成る。
【0020】
ここに、第1の増速遊星歯車機構5において内歯車51は第2かさ歯車42の回転軸43に固定されており、また、第1の太陽歯車54と第2の内歯車51、第2の太陽歯車54と第3の内歯車51、及び、第3の太陽歯車54と第4の内歯車51はそれぞれ一体に形成されており、それらのいずれもが第2かさ歯車42の回転軸43の回りに支承されている。
【0021】
最終組(第4)増速遊星歯車機構5の出力軸55は、最終組(第4)の太陽歯車54に一体的に設けてあり、受け枠14から側方に突出させてある。
【0022】
前記第4の太陽歯車54は第2かさ歯車42の回転軸43に対し相対的に回転可能に組み付けてあり、また、受け枠14に対し回転自在に支受されている。
【0023】
前記の出力軸55には、その高速回転を減衰させるための回転運動減衰手段6が設けてある。
【0024】
その減衰手段6は、出力軸55に対し直角(半径方向)に突設した案内棒61と、案内棒61に摺動可能に装着した例えば有底円筒状をなす回転運動減衰用の重錘62と、その重錘62を案内棒61の基端側に向け、すなわち出力軸55に向け付勢させる復帰ばね63とから成る。
【0025】
図示例においては、前記の復帰ばね63は案内棒61の回に巻装した圧縮コイルばねで、案内棒61を貫通させた円筒状の重錘62の底部と案内棒61の先端に設けたフランジ部64との間に弾設してある。
【0026】
次に、この発明のドアクローザの全体としての作用について説明する。閉鎖状態の扉を開放させる時、連係アームを通じて主回転軸4が例えば図1で矢印A方向に回動すると、ピニオン45を介してラック2が戻しばね3に抗して図1で右方(矢印B方向)に変位する。
【0027】
この時、第1かさ歯車41に内蔵された一方向クラッチ(図示しない)の存在により、第1かさ歯車41に対する主回転軸4の回動の伝達が断たれることになり、増速遊星歯車機構5及び回転運動減衰手段6は非作動状態を保ち、主回転軸4の回動の抵抗とはならないので、扉10は比較的軽く開放できることになる。
【0028】
一方、扉10から手を放すと、戻しばね3の弾力によりラック2が図1で左方(矢印Bとは逆方向)に移動し、このラック2によりピニオン45を介して主回転軸4が矢印Aとは逆方向に回動し、主回転軸4により作動される連係アームが復動し、扉を閉鎖させる。
【0029】
その際、一方向クラッチが入り、第1かさ歯車41が主回転軸4と共に回動し、それに噛み合う第2かさ歯車42も当然回動する。そして、複数組の増速遊星歯車機構5、5によって第2かさ歯車42の回転が十分に増速されつつ出力軸55に伝達される。
【0030】
出力軸55が高速で回転して回転運動減衰手段6における重錘62に遠心力が付与されると、その重錘62が復帰ばね63に抗して案内棒61上を先端側に向け移動する。
【0031】
その結果、出力軸55の慣性モーメントが大きくなり、この慣性モーメントの増大は増速遊星歯車機構5の増速比の自乗倍となって主回転軸4に印加される。
【0032】
すると、主回転軸4から見て出力軸55の慣性モーメントが増速比の自乗倍になるので、この回転系の慣性モーメントの増大により主回転軸4の回転が減衰される。
【0033】
換言すれば、戻しばね3が伸張するときに放出する弾性エネルギーは、減衰手段を有しない回転系の場合にはこれを加速するが、この発明によるドアクローザにおいては、所謂フライホイールガバナーによる回転運動減衰手段6が、戻しばね3が放出する弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増大という形態で吸収するので、主回転軸4の回転が減衰される。
【0034】
すなわち、回転系の運動エネルギーはその慣性モーメントに回転速度の自乗を乗じたものに比例するので、回転系の慣性モーメントが一定の場合には、回転系に外部からエネルギー供給される場合回転速度は単調に増加する。
【0035】
しかしながら、この発明によるドアクローザにおいては、戻しばね3から回転系に供給される弾性エネルギーは慣性モーメントの増加による運動エネルギーの増加という形で回転系に吸収される。
【0036】
そして、重錘62の質量及び復帰ばね63のばね定数を適切に設定すれば、このドアクローザの主回転軸の回転は回転速度が一定の等速回転(見掛け上の回転加速度がゼロ)となり、扉は緩衝されつつ閉じられる。
【0037】
扉が閉止された後、ラック2及びこれと噛み合う主回転軸4は停止するが、一方向クラッチを介して主回転軸4に取付けられる第1かさ歯車41以降の回転系は、惰性により一方向クラッチの上を滑りながら空転し、主に摩擦により運動エネルギーを吸収されて滑らかに停止する。
【0038】
請求項2に記載の発明によるドアクローザは、図4に示すように、案内棒61の基端部(図4の上端部)に形成された雄ねじ部を、出力軸55にその軸線に垂直に形成された雌ねじ孔に螺合させた点のみが請求項1に記載の発明と異なり、図4において図1と等符号を付した部分は図1と均等の部分を示す。
【0039】
図4に示すドアクローザは、案内棒のフランジ部64を例えば手指で回すことにより、フランジ部64の出力軸55からの距離を変化させることができ、この距離の変化により回転系の慣性モーメントを増減できるので、ドアクローザの緩衝能力を調節することができる、という利点が生じる。
【0040】
尚、図示の実施例では遊星歯車機構を複数段連設することにより増速機を構成するものとしたが、これは平歯車による通常の増速機を採用することができることは言うまでも無い。
【0041】
【発明の効果】
以上に説明したこの発明のドアクローザは、回転運動減衰用の重錘の慣性モーメントを利用して扉の閉鎖運動を緩衝するものであるから、その製作においてオイルのシーリング処理を不要としコストダウンが計れるばかりでなく、使用中の油漏れの心配が皆無であるという効果を奏する。
【0042】
また、この発明のドアクローザによれば、増速機の設計に制限は無く、増速比を大きく設定できるから、閉扉時に従来通り十分な減衰を得ることができ、更にまた、制動力(減衰力)は温度による変化がないから、寒暖による調整を要しない。
【0043】
また、請求項2に記載の発明によれば、ドアクローザの緩衝能力の調節もできる、等種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のドアクローザの実施例を示す縦断正面図。
【図2】カバー板を一部切除して示すその側面図。
【図3】図1のドアクローザにおける主回転軸、第1かさ歯車、第2かさ歯車及び第1の増速遊星歯車機構の部分を分解して示す斜視図。
【図4】請求項2に記載の発明の要部を示す案内棒支持部の一部断面側面図。
【符号の説明】
10 扉
1 枠体
2 ラック
3 戻しばね
4 主回転軸
41 第1かさ歯車
42 第2かさ歯車
43 回転軸
45 ピニオン
5 増速遊星歯車機構
55 出力軸
61 案内棒
62 重錘
63 復帰ばね
Claims (2)
- 扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設した案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えてなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とするドアクローザ。
- 扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設され、基端部に形成された雄ねじ部を増速機の出力軸に形成された雌ねじ孔に螺合させた案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えてなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とするドアクローザ。
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