(57)【要約】【課題】従来は、ドア軸が縦向きで、モータ軸が横向きであったために、動力伝達系が複雑になり、ドア駆動装置のコストが嵩む。【解決手段】１８０°回転型ドアにおいて、モータ３２のモータ軸４５をドア軸２４に平行に配置し、モータ軸４７とドア軸２４とを結ぶ動力伝達系に、タイミングベルト４３がドア軸２４に直交する方向に延びるベルト伝動機構４０を含めたことを特徴とする。【効果】モータ軸をドア軸に平行に配置したので、両軸を簡単なベルト伝動機構で結ぶことができ、動力伝達系部品のコストダウンを図ることができる。さらに、互いに平行に配置したモータ軸とドア軸をベルト伝動機構で連結した。ベルト伝動機構は、一対のプーリとこれらに掛け渡すタイミングベルトとからなり、無給油運転が可能である。従って、本体ケーシング内部に塵やゴミが侵入しても、ベルト伝動機構の運転を継続させることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動源とし、縦向きに配置したドア軸を１８０°回すことで、このドア軸に取付けたドアを開閉させる自動改札機用ドア駆動装置において、前記モータのモータ軸を前記ドア軸と平行に配置し、モータ軸とドア軸とを結ぶ動力伝達系に、タイミングベルトがドア軸に直交する方向に延びるベルト伝動機構を含むことを特徴とする自動改札機用ドア駆動装置。
【請求項２】
前記ドア軸を支える軸受及び動力伝達系に配置した軸受は、グリースを封入した密閉型軸受としたことを特徴とする請求項１記載の自動改札機用ドア駆動装置。
【請求項３】
前記動力伝達系及びドア軸を一括してブラケットで支え、このブラケットをブラケット本体と、このブラケット本体から斜めに張出した張出部とで構成し、この張出部で前記ドア軸を支えるとともに、２枚のブラケットを対向配置したときに、通路から見て２本のドア軸が重なりうるように、前記張出部の形状を整えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動改札機用ドア駆動装置。
【請求項４】
前記ドア軸に、９０°間隔で少なくとも３個の凹部を設け、この凹部に嵌合する鋼球及びこの鋼球を押出すスプリングを前記ブラケット側に設けることで、１８０°回転するドアを、一方の開位置、閉位置、他方の開位置で止めることができるようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の自動改札機用ドア駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１８０°回転型ドアのための自動改札機用ドア駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動改札機が広く普及してきたが、ドア開度が約７０°、即ち９０°未満のものが主流であるのに対し、１８０°開度のドアが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、自動改札機においてドアの開閉を行わせるドア駆動装置は重要部品でり、この様なドア駆動装置の改善が進められてきた（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９０８５７２号公報（図２、図３）
【特許文献２】
実公平８−１０８２６号公報（第１図）
【０００５】
図７は特許文献１の図２、図３の再掲図である。ただし、符号は振り直した。（ａ）は特許文献１（特許第２９０８５７２号公報）の図２の再掲図であり、１３０は本体、１３１は常閉型ドア、１３２は制御器である。
（ｂ）は特許文献１（特許第２９０８５７２号公報）の図３の再掲図であり、１３３は可逆モータ、１３４は連結棒であり、可逆モータ１３３の作用で連結棒１３４を押し引きすることにより、常閉型ドア１３１を１８０°の範囲で開閉することができる。
【０００６】
図７では、ドア駆動装置が簡便すぎる若しくは十分に記載されていないので、比較的広く採用されているドア駆動装置を、次図で説明する。
【０００７】
図８は特許文献２の第１図の再掲図である。ただし、符号は振り直すとともに、便宜上、特許文献２の第１図に想像線で示す本体ケーシングを加えた。
１０１はモータ、１０２が減速機、１０３がカム、１０４はリンク、１０５はレバー、１０６はドア軸、１０７はドア、１０８は本体ケーシング、１０９はＬ字ブラケットであり、モータ１０１で減速機１０２を駆動し、この減速機１０２でカム１０３を回し、このカム１０３でリンク１０４を押し引きし、このリンク１０４でレバー１０５を押し引きし、このレバー１０５でドア軸１０６を回し、このドア軸１０６に固定したドア１０７を開閉させることができる。
【０００８】
リンク１０４の両端はベアリングを介して、ピン１１１、１１２に機械的に連結する。これらのベアリングは、当然のことながら定期的に給脂（グリースを補給）する必要があり、その際には、想像線で示した本体ケーシング１０８の一部を開いて（多くは点検リッドを外して）、給脂作業を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本体ケーシングは、ほぼ密閉性のある箱の形態にするが、微細な塵やゴミが内部に侵入することは避けられない。侵入した塵やゴミはベアリングなどに付着し、長期間放置するとモータが過電流状態になるなど作動不良が起こることがある。そのために、定期点検が不可欠であり、点検頻度が増し、自動改札機としての使い勝手が低下する。
【００１０】
また、モータ軸は横向きあり、ドア軸は縦向きであるため、動力伝達系を９０°変換する必要がある。この９０°変換を上述の特許文献２では、カムとレバーの組合わせて実施していた。この様に動力伝達系を９０°変換するは、複数の特殊な部品が必要となり、装置のコストが嵩む。
【００１１】
さらには、外径よりも全長が大きなモータを採用したときには、モータが横置きであれば、図８のように、本体ケーシングの長手方向にモータを配置する必要がある。本体ケーシングにＬ字ブラケットとモータとを水平方向に並べて配置しなければならず、Ｌ字ブラケットとモータとが、本体ケーシングの内部スペースのかなりを占める。この結果、本体ケーシングに収納するその他の部品の配置に制約が発生し、機器配置設計が難しくなる。
【００１２】
この様に、特許文献２では、給脂作業が不可欠であるために点検頻度が高まること、モータ軸が横向きであるために動力伝達系が複雑になること、及びモータが横置きであるため本体ケーシング内のスペースが圧縮されて、機器配置が難しくなるなどの課題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、これらの課題を解決し得る自動改札機用ドア駆動装置を提供することにある。
【００１４】
【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は、モータを駆動源とし、縦向きに配置したドア軸を１８０°回すことで、このドア軸に取付けたドアを開閉させる自動改札機用ドア駆動装置において、前記モータのモータ軸を前記ドア軸と平行に配置し、モータ軸とドア軸とを結ぶ動力伝達系に、タイミングベルトがドア軸に直交する方向に延びるベルト伝動機構を含むことを特徴とする。
【００１５】
１８０°回転型ドアであるにも拘わらず、モータ軸をドア軸に平行に配置すれば、両軸を簡単なベルト伝動機構で結ぶことができ、動力伝達系部品のコストダウンを図ることができる。
また、モータを縦向きに配置することができるため、ドア軸にモータを近づければ、平面視でのドア駆動装置の専有面積が圧縮若しくは縮小化でき、本体ケーシングにおける余剰スペースが増加し、機器類の配置が容易になる。
【００１６】
さらに、互いに平行に配置したモータ軸とドア軸をベルト伝動機構で連結した。ベルト伝動機構は、一対のプーリとこれらに掛け渡すタイミングベルトとからなり、無給油運転が可能である。従って、本体ケーシング内部に塵やゴミが侵入しても、ベルト伝動機構の運転を継続させることができる。
【００１７】
請求項２では、ドア軸を支える軸受及び動力伝達系に配置した軸受は、グリースを封入した密閉型軸受としたことを特徴とする。
【００１８】
軸受にグリースを封入した密閉型軸受を採用したので、塵やゴミが軸受内部に侵入する心配はなく、長期間にわたって給脂をすることなく、運転を続けることができる。このため、給脂は不要であり、点検回数を大幅に減らすことができる。
【００１９】
請求項３は、動力伝達系及びドア軸を一括してブラケットで支え、このブラケットをブラケット本体と、このブラケット本体から斜めに張出した張出部とで構成し、この張出部で前記ドア軸を支えるとともに、２枚のブラケットを対向配置したときに、通路から見て２本のドア軸が重なりうるように、張出部の形状を整えたことを特徴とする。
【００２０】
ブラケットに動力伝達系及びドア軸を組み込んだ同型のユニットを２個製造し、２個のユニットを１個の箱形本体ケーシングに、対向配置することができる。ユニットの種類が１つで済むので、ドア駆動装置の製造コストを低減することができる。
【００２１】
請求項４は、ドア軸に、９０°間隔で少なくとも３個の凹部を設け、この凹部に嵌合する鋼球及びこの鋼球を押出すスプリングをブラケット側に設けることで、１８０°回転するドアを、一方の開位置、閉位置、他方の開位置で止めることができるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
いわゆるクリック機構で、ドアを９０°毎に機械的に停止させることができる。手動による開閉作業の際に、位置決めが容易になり、作業が楽になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は自動改札機の正面図（通路側を正面とする。）であり、自動改札機１０は、横長箱形状の本体ケーシング１１に１８０°回転型ドア１２を備える。このドア１２を開閉するドア駆動装置を以下詳細に説明する。
【００２４】
図２は本発明に係る自動改札機用ドア駆動装置の正面図であり、ドア駆動装置２０は、ブラケット２１の横梁部２２に、軸受２３を介してドア軸２４の下部を取付け、軸受２５、２５を介して制御信号軸２６を取付け、軸受２７、２７を介して駆動軸２８を取付け、この駆動軸２８の上方に減速機２９を配置して軸継手３０で減速機２９の出力軸を駆動軸２８に連結し、減速機２９を想像線で示すサブブラケット３１で支え、減速機２９にモータ３２を載せ、更に横梁部２２から縦梁部３３を延ばし、この縦梁部３３の上部から上梁部３４を延ばし、この上梁部３４に軸受３６を介してドア軸２４の上部を支え、この様なドア軸２４にドア１２をビス又はボルトで取外し可能に固定し、ドア軸２４と駆動軸２８とをベルト伝動機構４０で連結した構造物である。
【００２５】
ベルト伝動機構４０は、駆動軸２８の下端に取付けたプーリ４１と、ドア軸２４の下端に取付けたプーリ４２と、これらのプーリ４１、４２に掛け渡したタイミングベルト４３とからなる。
【００２６】
以上の説明から明らかな如く、モータ３２のモータ軸４５とドア軸２４とを結ぶ動力伝達系は、本実施例では、減速機２９と、軸継手３０と、駆動軸２８と、ベルト伝動機構４０と、からなる。
【００２７】
また、横梁部２２、縦梁部３３及び上梁部３４からなるブラケット２１に、支持パネル４４を一体化すれば、この支持パネル４４を図１の本体ケーシング１１に嵌めることで、ドア駆動装置２０を本体ケーシング１１に一括して取付けることができる。
【００２８】
さらに、前記制御信号軸２６の下部にもプーリ４６を取付け、このプーリ４６をタイミングベルト４３に噛合わせることで、ドア軸２４の回転角度を制御信号軸２６に伝達し、一方のドア開検知センサ４７、ドア閉検知センサ４８、他方のドア開検知センサ４９をオン／オフさせることで、電気的にドアの開閉制御を行うことができる。なお、これらのセンサ４７〜４９の並び順は変更自在である。
【００２９】
ドア軸２４はバーチカル軸であり、このドア軸２４にモータ軸４５を平行に配置すれば、駆動軸２８を介するものの実質的に、両軸２４、４７を簡単なベルト伝動機構４０で結ぶことができ、ベルト伝動機構４０を含む動力伝達系部品のコストダウンを図ることができる。
【００３０】
また、モータ３２を縦向きに配置することができるため、ドア軸２４にモータ３２を近づければ、平面視でのドア駆動装置の専有面積が圧縮若しくは縮小化でき、本体ケーシングにおける余剰スペースが増加し、機器類の配置が容易になる。
【００３１】
図３は本発明で採用したグリース封入密閉型軸受の断面図であり、軸受２３、２５、２７、３６は基本的にグリース封入密閉型軸受とする。すなわち、軸受２３などは、インナーレースと称する鋼製内輪５１と、アウターレースと称する鋼製外輪５２と、ボール又はロールと称する複数個の転動体５３と、転動体５３を保持するリテーナ５４と、このリテーナ５４及び転動体５３回りに充填するグリース５５と、このグリース５５を封じ込めるために内・外輪５１、５２間に渡すシールプレート５６、５６とからなる。
【００３２】
シールプレート５６、５６は、グリースを封じ込めると共に塵やゴミが軸受内部へ侵入することを防止する役割をも果たす。従って、塵やゴミが軸受内部に侵入する心配はなく、長期間にわたって給脂をすることなく、運転を続けることができる。このため、給脂は不要であり、給脂を目的とした点検回数を大幅に減らすことができる。
【００３３】
ところで、軸受の潤滑方式には、オイル潤滑とグリース潤滑の２種類が主に採用される。オイル潤滑は高速回転に適用し、グリース潤滑は低速回転に適用する。本発明ではドア軸の回転速度は上述の通りに毎秒０．３〜０．５回転程度であり、十分に低速である。従って、グリース潤滑を採用した。グリースが採用できるため、グリース封入密閉型軸受が使えるとも言える。
【００３４】
図４は図２の４−４線断面図であり、本発明で採用したクリック機構の構成図である。クリック機構６０は、ドア軸２４に、９０°間隔で少なくとも３個の凹部６１、６２、６３を設け、これらの凹部６１、６２、６３の何れかに嵌合する鋼球６４及びこの鋼球６４を押出すスプリング６５をブラケット側、すなわち上梁部３４に設けてなる。鋼球６４及びスプリング６５は、プラグ６６を外すことで、容易に挿入／取外しが可能である。
【００３５】
図では、鋼球６４は凹部６１に嵌っている。ドア軸２４を、電動若しくは人為的に時計廻りに９０°回せば、凹部６１から外れた鋼球６４は凹部６２に嵌まる。さらに、ドア軸２４を、時計廻りに９０°回せば、凹部６２から外れた鋼球６４は凹部６３に嵌まる。凹部６１〜６３の何れかに鋼球６４が嵌れば、軽くではあるがドア軸２４に制動がかかる。
いわゆるクリック機構で、ドアを９０°毎に機械的に停止させることができる。手動による開閉作業の際に、位置決めが容易になり、作業が楽になる。
【００３６】
図５は本発明に係るドア駆動装置の要部平面図であり、この図がドア駆動装置の１ユニット、すなわち製造単位を示す。
プーリ４１、４２、４６、テンショナー６８及びタイミングベルト４３からなるベルト伝動機構４０を支えるとともにドア軸２４を支えるブラケット２１は、平面視で略矩形を呈するブラケット本体７１と、このブラケット本体７１から斜めに張出した張出部７２とで構成し、且つこの張出部７２でドア軸２４を支えるようにした。本例のブラケット１２は、４５°にカットした斜辺７３と、互いに直交する３辺とからなる略台形形状を呈する。その中で斜辺７３が重要な要素になる。それを以下に説明する。
【００３７】
図６は本発明に係る自動改札機の内部平面図であり、本体ケーシング１１の両サイドを、各々Ｌ、Ｒと呼び、構成要素の符号にＬ又はＲを添えて区別することにする。
Ｌ側にドア１２Ｌ、ドア軸２４Ｌ及びブラケット２１Ｌを主要素とするＬ側ユニット７５Ｌを配置し、このＬ側ユニット７５Ｌの斜辺７３Ｌに、所定の隙間を置い斜辺７３ｒを対向させる如くに、Ｒ側にドア１２Ｒ、ドア軸２４Ｒ及びブラケット２１Ｒを主要素とするＲ側ユニット７５Ｒを配置する。このＲ側ユニット７５Ｒは、Ｌ側ユニット７５Ｌを１８０°回転させただけのＬ側ユニット７５Ｌと同一物である。
【００３８】
すなわち、ブラケット２１Ｌに動力伝達系及びドア軸を組み込んだ同型のユニット７５Ｌを２個製造し、２個のユニットを１個の箱形本体ケーシング１１に、対向配置することができる。ユニット７５Ｌの種類が１つで済むので、ドア駆動装置の製造コストを低減することができる。
【００３９】
なお、膨出部の形状は変更可能であり、２枚のブラケットを対向配置したときに、通路から見て２本のドア軸２４Ｌ、２４Ｒが重なりうるように、形状を整えればよい。
【００４０】
以上の構成からなる自動改札機用ドア駆動装置の作用を次に説明する。
図２に戻って、先ず、自動改札機用ドア駆動装置２０は、モータ３２を駆動源とし、縦向き（バーチカル）に配置したドア軸２４を回すことで、このドア軸２４に取付けたドア１２を開閉させることができる。
【００４１】
具体的には、毎分１２００回転のモータ３２の動力を減速比１／４０〜１／６０程度の減速機２９により、毎分２０〜３０回転（毎秒０．３〜０．５回転）に減速して駆動軸２８に伝える。すると、プーリ４１が回転し、タイミングベルト４３を介して別のプーリ４２を回す。この結果、ドア軸２４が回転し、ドア１２が閉じる。モータ３２を逆回転させれば、ドア１２を開くことができる。
【００４２】
また、モータ３２のモータ軸４５をドア軸２４に平行に配置し、モータ軸４５とドア軸２４とを結ぶ動力伝達系に、タイミングベルト４３がドア軸２４に直交する方向（すなわち水平）に延びるベルト伝動機構４０を含めたことを特徴とする。なお、６８はテンショナーであり、タイミングベルト４３に適度な張りを持たせるために設けた。
【００４３】
ベルト伝動機構４０は、一対のプーリ４１、４２とこれらに掛け渡すタイミングベルト４３とからなり、無給油運転が可能である。従って、本体ケーシング内部に塵やゴミが侵入しても、ベルト伝動機構４０の運転を継続させることができる。
【００４４】
なお、軸継手３０は、ラバーを内蔵したダンパー軸継手を採用することが望ましい。その理由は次の通りである。
自動改札機では、閉じているドア１２に人が衝突する可能性がある。動力伝達系には減速機２９を介在させるが、この減速機２９は内部構造が複雑であるために衝撃には弱く、大きな衝撃を受けると減速機２９は破損する虞がある。しかし、ダンパー軸継手で衝撃エネルギーを吸収させるようにすれば、減速機２９の破損を未然に防止することができる。
【００４５】
尚、ダンパー軸継手は、衝撃エネルギーを吸収するラバーを備えていればよく、細かな構造は問わない。
【００４６】
また、全ての軸受をグリース封入密閉型軸受にすることが望ましい。しかし、極低速や使用荷重がごく小さいなどの理由があれば、一部の軸受は開放型軸受であってもよい。従って、請求項２での軸受は、重要な軸受の全てを対象とし、画一的に全数の軸受を対象とするものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、１８０°回転型ドアにおいて、モータ軸をドア軸に平行に配置したので、両軸を簡単なベルト伝動機構で結ぶことができ、動力伝達系部品のコストダウンを図ることができる。
また、モータを縦向きに配置することができるため、ドア軸にモータを近づければ、平面視でのドア駆動装置の専有面積が圧縮若しくは縮小化でき、本体ケーシングにおける余剰スペースが増加し、機器類の配置が容易になる。
【００４８】
さらに、互いに平行に配置したモータ軸とドア軸をベルト伝動機構で連結した。ベルト伝動機構は、一対のプーリとこれらに掛け渡すタイミングベルトとからなり、無給油運転が可能である。従って、本体ケーシング内部に塵やゴミが侵入しても、ベルト伝動機構の運転を継続させることができる。
【００４９】
すなわち、請求項１によれば、１８０°回転型ドアにも拘わらず、給脂作業が不要であるために点検頻度を下げることができ、モータ軸が縦向きであるために動力伝達系を簡単にすることができ、且つモータが縦置きであるため本体ケーシング内の余剰スペースが拡大できて機器の配置が楽になる。この結果、自動改札機のスリム化、稼働率の向上、製造費用の圧縮及びメインテナンス費用の圧縮が可能となる。
【００５０】
請求項２では、ドア軸を支える軸受及び動力伝達系に配置した軸受は、グリースを封入した密閉型軸受としたことを特徴とする。
【００５１】
軸受にグリースを封入した密閉型軸受を採用したので、塵やゴミが軸受内部に侵入する心配はなく、長期間にわたって給脂をすることなく、運転を続けることができる。このため、給脂は不要であり、点検回数を大幅に減らすことができる。
【００５２】
請求項３は、動力伝達系及びドア軸を一括してブラケットで支え、このブラケットをブラケット本体と、このブラケット本体から斜めに張出した張出部とで構成し、この張出部で前記ドア軸を支えるとともに、２枚のブラケットを対向配置したときに、通路から見て２本のドア軸が重なりうるように、張出部の形状を整えたことを特徴とする。
【００５３】
ブラケットに動力伝達系及びドア軸を組み込んだ同型のユニットを２個製造し、２個のユニットを１個の箱形本体ケーシングに、対向配置することができる。ユニットの種類が１つで済むので、ドア駆動装置の製造コストを低減することができる。
【００５４】
請求項４は、ドア軸に、９０°間隔で少なくとも３個の凹部を設け、この凹部に嵌合する鋼球及びこの鋼球を押出すスプリングを前記ブラケット側に設けることで、１８０°回転するドアを、一方の開位置、閉位置、他方の開位置で止めることができるようにしたことを特徴とする。
【００５５】
いわゆるクリック機構で、ドアを９０°毎に機械的に停止させることができる。手動による開閉作業の際に、位置決めが容易になり、作業が楽になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動改札機の正面図（通路側から見た図）
【図２】本発明に係る自動改札機用ドア駆動装置の正面図
【図３】本発明で採用したグリース封入密閉型軸受の断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】本発明に係るドア駆動装置の要部平面図
【図６】本発明に係る自動改札機の内部平面図
【図７】特許文献１の図２、図３の再掲図
【図８】特許文献２の第１図の再掲図
【符号の説明】
１０…自動改札機、１１…本体ケーシン、１２…ドア、２０…自動改札機用ドア駆動装置（ドア駆動装置）、２１…ブラケット、２３、２５、２７、３６…軸受、３２…モータ、４０…ベルト伝動機構、４３…タイミングベルト、４５…モータ軸、６０…クリック機構、６１〜６３…凹部、６４…鋼球、６５…スプリング、７１…ブラケット本体、７２…張出部、７３…斜辺、７５Ｌ、７５Ｒ…ユニット。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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