(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置フレームと、
前記装置フレームに支持軸により回動可能に支持されたドア本体と、
前記装置フレームに取り付けられ、開放位置から閉鎖位置への回動方向とその逆方向の両方向に前記ドア本体を回動させる電動モータと、
前記電動モータのモータ軸と前記ドア本体の前記支持軸との間に設けられた伝動機構と、
前記ドア本体の回動及び制動を行うべく前記電動モータを制御する制御手段と、
前記ドア本体の前記支持軸に固着されたカムプレートと、
前記装置フレームに揺動可能に取り付けられ、一端に前記カムプレートのカム面と係合するカムローラを有する揺動アームと、
前記カムローラを前記カム面に係合させるよう前記揺動アームの他端側に弾性力を作用させる弾性手段と、
を備えており、
前記カム面が、前記ドア本体が前記閉鎖位置にある場合に前記カムローラと係合して前記ドア本体の前記回動方向への動きを拘束するが、前記回動方向に所定値以上の力を前記ドア本体に加えた場合に前記カムローラを押動して前記拘束が解除されるよう構成されており、
前記拘束が解除された瞬間に、前記カムローラが前記カム面から離れた後、再び前記カム面に衝突して打撃音が生ずるようになっていることを特徴とするドア装置。
【請求項２】
前記ドア本体が制動され前記閉鎖位置に配置された場合に、前記電動モータに印加する制動電圧よりも低い電圧を印加して前記電動モータを電磁ロックする電磁ロック手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のドア装置。
【請求項３】
前記伝動機構を構成する軸のいずれかにたわみ軸継手を介設したことを特徴とする請求項１又は２に記載のドア装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駅の改札機や遊園地の入出場口等に設けられるドア装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
改札機等に設けられるドア装置は、ドア本体を電動モータにより開閉駆動させるよう構成されているのが一般的である。このようなドア装置を用いて利用客の通過を阻止する場合には、電動モータを制御してドア本体を開放位置から閉鎖位置に向かって回動させた後、適当なタイミングで電動モータに所定の制動電圧を印加して電磁ブレーキをかけ、ドア本体を閉鎖位置にて停止させるのである。
【０００３】
ドア本体が閉鎖位置に配置されている場合、通路が遮断されるため、利用客の通行は阻止されることとなるが、それでもなお、ドア本体を押し開いて強行突破しようとする者がいる。このような行為は可能な限り防止すべきものである。そこで、従来においては、ドア本体が閉鎖位置となったならば、電動モータに制動電圧をかけたままの状態、いわゆる電磁ロック状態とし、ドア本体を容易に押し開くことができないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、改札機におけるドア装置では、ドア本体の開閉動作が高速となっているため、制動電圧も相当に高くして制動力を高める必要がある。このため、制動電圧で電磁ロックされた状態では、電動モータのモータ軸は、相当に大きな力を加えない限り、静止状態で維持される。従って、閉鎖位置にあるドア本体に対して強行突破すべく過度の力を加えると、ドア装置の構成部材、特に電動モータのモータ軸とドア本体の支持軸との間の伝動機構に過大な負荷を与えることとなり、伝動機構やその他の部材を破損するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、閉鎖状態にあるドア本体を容易に押し開くことができないようにするドア装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、閉鎖位置のドア本体を無理に回動させた場合には、ドア装置の構成機器を有効に保護することのできる手段を提供することにある。本発明の更に別の目的は、強行突破された場合にその行為があったことを迅速に確認できる手段を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明によるドア装置は、装置フレームと、この装置フレームに支持軸により回動可能に支持されたドア本体と、装置フレームに取り付けられ、開放位置から閉鎖位置への回動方向とその逆方向の両方向にドア本体を回動させる電動モータと、電動モータのモータ軸及びドア本体の支持軸の間に設けられた伝動機構と、ドア本体の回動及び制動を行うべく電動モータを制御する制御手段と、ドア本体の前記支持軸に固着されたカムプレートと、装置フレームに揺動可能に取り付けられ、一端にカムプレートのカム面と係合するカムローラを有する揺動アームと、カムローラをカム面に係合させるよう揺動アームの他端側に弾性力を作用させる弾性手段と、を備えている。そして、このようなドア装置において、前記カム面は、ドア本体が閉鎖位置にある場合にカムローラと係合してドア本体の前記回動方向への動きを拘束するが、前記回動方向に所定値以上の力をドア本体に加えた場合にカムローラを押動して前記拘束が解除されるよう構成されていることを特徴としている。かかる構成において、相当な力をドア本体に加えない限り、ドア本体を押し開けることができず、強行突破を困難とする。
【０００７】
また、上記構成のドア装置においては、前記拘束が解除された瞬間にカムローラがカムプレートのカム面を叩き打撃音が生ずるようにすることができる。この打撃音に、ドア本体が強制的に回動されたことを知ることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明では、ドア本体が制動されて閉鎖位置に配置された場合に、電動モータに印加する制動電圧よりも低い電圧を印加して電動モータを電磁ロックする電磁ロック手段を備えることを特徴としている。低電圧で電磁ロックされた電動モータのモータ軸は、制動電圧で電磁ロックされた場合に比較して小さな力で回転させることができる。従って、ドア本体に過大な力が作用しても、電動モータとドア本体との間の伝動機構等にかかる負荷は小さく、伝動機構等の保護に寄与する。
【０００９】
更に、請求項３に記載したように、伝動機構を構成する軸のいずれかにゴム軸継手等のたわみ軸継手を介設した場合、その軸継手の部分にてドア本体からの衝撃力を吸収、緩和することができ、電動モータ等を保護することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図１〜図５に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図示のドア装置１０は、開閉が駅員のスイッチ操作により行われるタイプの改札機に用いられるものであり、通路に沿って設置された装置フレーム１２を有している。装置フレーム１２には、所定高さ位置にて水平方向に延びる支持プレート１４と、この支持プレート１４から上方に延びる支持ブラケット１６とが設けられている。支持プレート１４と支持ブラケット１６の上端部との間においては、ドア本体１８が水平方向において回動自在となるよう軸支されている。すなわち、ドア本体１８の一端に設けられた支持軸２０の上部と下部とが、それぞれ、支持ブラケット１６の上端部の軸受２２と支持プレート１４の軸受２４とにより回動自在に支持されている。また、支持軸２０の下部は支持プレート１４を貫通して下方に延び、その下端が、支持プレート１４の下方に配設された水平方向に延びるベース２６の軸受２８にて支持されている。
【００１２】
支持プレート１４上にはドア本体１８を回動させるための電動モータ３０が設置されている。図示の電動モータ３０は正逆両方向に回転可能なものであり、減速伝動機構３２が一体的に設けられている。減速伝動機構３２の出力軸３４は垂直下方に延びており、その先端にはたわみ軸継手としてのゴム軸継手３６を介して伝動軸３８が接続されている。伝動軸３８は、支持プレート１４に設けられた軸受４０により回転自在に支持されており、その下端には歯車４２が一体的に設けられている。この歯車４２は、ドア本体１８の支持軸２０の下部部分にキー結合された歯車４４と噛み合っており、電動モータ３０の回転駆動力が減速伝動機構３２、伝動軸３８及び歯車４２，４４を経て支持軸２０に伝えられるよう構成されている。従って、電動モータ３０を制御装置４６により制御し、電動モータ３０のモータ軸４８を回転駆動させると、ドア本体１８は、装置フレーム１２にほぼ平行に配置され通路を完全に開放する開放位置（図２に示す位置）と、装置フレーム１２に対してほぼ直角に配置され通路を閉鎖する閉鎖位置（図３に示す位置）との間で、回動される。また、制御装置４６は、制動電圧（例えば２４Ｖ）を電動モータ３０に印加して電磁ブレーキをかけ、ドア本体１８を開放位置又は閉鎖位置で停止させることができる。更に、制御装置４６は、ドア本体１８が閉鎖位置に達したときに、前記制動電圧よりも低い電圧（例えば５Ｖ）で電動モータ３０を電磁ロックする機能も有している。かかる電磁ロック機能を確実に作用させるために、ドア本体１８が閉鎖位置に配置されたか否かを検出するための位置センサ（図示せず）を設け、制御装置４６に接続しておくことが好適である。
【００１３】
更に、ドア本体１８の支持軸２０の下部部分には、剛性のあるカムプレート５０がキー結合されている。このカムプレート５０は外周面の一部がカム面５２となっている。図２〜図５に示すように、カム面５２は、支持軸２０の中心軸線を中心とした第１の円弧部分５２ａ及び第２の円弧部分５２ｂから成り、第２の円弧部分５２ｂの半径は第１の円弧部分５２ａの半径よりも大きくされている。また、第１の円弧部分５２ａと第２の円弧部分５２ｂとの間の境界部分５２ｃは、図示のような段差面が形成されている。
【００１４】
カムプレート５０のカム面５２にはカムローラ５４が係合されるが、かかるカムローラ５４は剛性があり、ベース２６上に揺動可能に軸支された剛性のある揺動アーム５６の一端に取り付けられている。また、カムローラ５４とは反対の方向に軸支部分５７から延びる揺動アーム５６の他端には、引張りコイルばね５８の一端が接続されており、このコイルばね５８の他端はベース２６上の適宜位置に固定されている。従って、コイルばね５８の弾性作用により、揺動アーム５６はカムローラ５４がカムプレート５０のカム面５２に係合する方向に引っ張られる。なお、図２〜図４において符号６０で示すねじは、カムローラ５４がカムプレート５０に係合する力を調整するためのものであり、揺動アーム５６の側面を押すことにより、コイルばね５８の引張り力を変化させるようになっている。
【００１５】
ここで、カム面５２に対するカムローラ５４の係合位置とドア本体１８の位置との関係を説明すると、ドア本体１８が開放位置にある場合には、図２に示すようにカムローラ５４はカム面５２から分離し、開放位置から閉鎖位置に至る途中においてカム面５２の第１の円弧部分５２ａと係合する。また、ドア本体１８が閉鎖位置にある場合には、図３に示すように、カムローラ５４はカム面５２の段差面５２ｃと係合する。この状態においては、ドア本体１８を開放位置から閉鎖位置に回動させる回動方向（図３の矢印Ｂ方向）に小さな力を加えても、段差面５２ｃとカムローラ５４との係合により当該回動方向へのドア本体１８の動きは拘束される。ドア本体１８が閉鎖位置を越えた位置にある場合、カムローラ５４はカム面５２の第２の円弧部分５２ｂと係合する（図４及び図５参照）。
【００１６】
次に、上述したドア装置１０の動作について説明する。まず、ドア本体１８が開放位置にある状態で駅員等が閉鎖スイッチ６２を操作すると、そのスイッチ６２からの信号を制御装置４６が受けて電動モータ３０のモータ軸４８を所定の方向に回転させ、モータ軸４８とドア本体１８との間に存在する歯車等、すなわち伝動機構３２，３４，３６，３８，４２，４４を介して、ドア本体１８を閉鎖位置に向かって回動させる。そして、適当なタイミングで電動モータ３０に電磁ブレーキをかけ、ドア本体１８を閉鎖位置にて停止させる。ドア本体１８が閉鎖位置で停止したならば、制御装置４６は制動電圧を降下させ、低電圧で電動モータ３０を電磁ロックする。勿論、低電圧での電磁ロックであるため、電磁ロックのみによるドア本体１８の拘束力は比較的弱いが、ドア本体１８が閉鎖位置にあるとき、前述したようにカム面５２の段差面５２ｃがカムローラ５４と係合しているので、カム機構の拘束力とあいまって、相当に大きな力を矢印Ｂの回動方向に作用させない限り、ドア本体１８が閉鎖位置から移動することはない。
【００１７】
いま、ドア本体１８に所定値以上の力を矢印Ｂの回動方向に作用させた場合、カムプレート５０が同方向に回転しようとし、コイルばね５８のばね力に抗してカムローラ５４を図３又は図４の矢印Ｃ方向に押動させ、やがてカムローラ５４はカム面５２の第２の円弧部分５２ｂに至る（図４の状態）。これにより、ドア本体１８の拘束は解除され、ドア本体１８を矢印Ｂ方向に沿って更に回動させることが可能となり、通路を通ることができるようになる。これは、強行突破を可能とするものであるが、強行突破しようとした者の安全を確保するためには必要な動作となる。
【００１８】
このようなドア本体１８の付加的な回動は本来好ましくないが、かかる事態が生じても、電磁ロック効果が低いために、伝動機構３２，３４，３６，３８，４２，４４に作用する負荷も小さく、伝動機構、その他の構成部材の破損を防止することができる。
【００１９】
また、強行突破の際には瞬間的に大きな力（衝撃力）が作用するが、減速伝動機構３２の出力軸３４と伝動軸３８との間にゴム軸継手３６が介設されているため、ドア本体１８に加わった衝撃力はこのゴム軸継手３６において吸収され、減速伝動機構３２を保護することができる。電動モータ３０に一体的に設けられる減速伝動機構３２は衝撃に弱いため、このゴム軸継手３６の緩衝作用は極めて有効なものとなる。
【００２０】
更に、ドア本体１８に衝撃力が加わると、カムローラ５４がカム面５２の段差面５２ｃを越える際に揺動アーム５６が瞬間的にたわみ、第２の円弧部分５２ｂにカムローラ５４を叩き付けるよう動作する。これにより打撃音が発生し、かかる打撃音は装置フレーム１２を共鳴箱として大きく響くため、強行突破等の事態が生じたことを、駅員等に瞬時に知らせることが可能となる。
【００２１】
このように本発明によるドア装置１０では、閉鎖位置にあるドア本体１８を無理に押し開くことも可能となっているが、強行突破を困難なものとし或は後続の者の自由な通行を制限する等の理由から、ある所定の位置以上はドア本体１８を押動することができないよう、ストッパ６６を設けることが好ましい。図示実施形態では、カムプレート５０の側面と係合するストッパ６６がベース２６上に固定されている（図５参照）。また、カムプレート５０と当接するストッパ６６の部分に、図２〜図５に示すようにゴム等からなる緩衝部材６８を取り付けておくことが好適である。
【００２２】
ドア本体１８が閉鎖位置から押し開かれた後も電動モータ３０の電磁ロックは保たれているので、ドア本体１８は半開き状態で維持される。この状態を解除すべく駅員が開放スイッチ６４を押すと、制御装置４６は電動モータ３０を逆回転させ、これによりドア本体１８は、通常の開放動作時と同様に、矢印Ｂ方向とは反対の方向に回動して開放位置に戻る。
【００２３】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、カムローラの材質等によっては強行突破時に打撃音が生じない場合があるが、そのような場合には、位置センサ等により強行突破を検出して警報アラームを作動させる手段を設けてもよい。また、上記実施形態は駅の有人改札機用のドア装置となっているが、本発明のドア装置は遊園地等の入出場ゲート等の他の用途にも適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のドア装置は、カム機構を設けたことにより、ドア本体を正確に閉鎖位置に配置でき、また、相当な力をかけない限り、ドア本体を開くことができないので、強行突破等を防止することができる。
【００２５】
また、電磁ロックの際の電圧を降下させるよう構成した場合、仮に、過大な力をもってドア本体を強制的に回動させたときでも、伝動機構等には過大な負荷がかからず、ドア装置の構成部材の破損を防止することができる。
【００２６】
更に、強行突破時に大きな機械音を発生させるよう構成した場合、強行突破に対して迅速な処理を行うことが可能となり、また、強行突破が困難であることをアピールするのにも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるドア装置の要部を示す一部切欠き正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿っての断面図であり、ドア本体が開放位置にある状態を示す図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿っての断面図であり、ドア本体が閉鎖位置にある状態を示す図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿っての断面図であり、ドア本体が閉鎖位置を超えた状態を示す図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線に沿っての断面図であり、ドア本体が閉鎖位置を超えてストッパにより停止された状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…ドア装置、１２…装置フレーム、１８…ドア本体、２０…支持軸、３０…電動モータ、３２…減速伝動機構、３４…出力軸、３６…ゴム軸継手、３８…伝動軸、４２，４４…歯車、４６…制御装置（制御手段、電磁ロック手段）、５０…カムプレート、５２…カム面、５４…カムローラ、５６…揺動アーム、５８…コイルばね（弾性手段）、６６…ストッパ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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