(57)【要約】【課題】  ドアを閉じた際に、一定圧力でドアを閉じる方向に押し付けて閉じた状態を維持することができる自動ドア開閉装置を提供する。【解決手段】  ドアあるいはドア枠のいずれか一方に駆動装置を内蔵した開閉装置本体４を取付け、上記駆動装置の出力回転軸５と、ドア１あるいはドア枠３のいずれか他方との間を、上記出力回転軸５の正逆転駆動に応じて上記ドア１の開け閉めを行うリンク機構６で連結し、上記駆動装置の上記出力回転軸５の回転に伴って上記リンク機構６を介して自動的にドア１を開閉する自動ドア開閉装置であって、上記リンク機構６に被係合部１１を設け、上記ドア１が閉じた位置で、上記被係合部１１に係合して、上記リンク機構６に上記ドア１を閉じる方向の付勢力を付与するストッパ機構１２を上記開閉装置本体４に具備したことにある。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアあるいはドア枠のいずれか一方に駆動装置を内蔵した開閉装置本体を取付け、上記駆動装置の出力回転軸と、ドアあるいはドア枠のいずれか他方との間を、上記出力回転軸の正逆転駆動に応じて上記ドアの開け閉めを行うリンク機構で連結し、上記駆動装置の上記出力回転軸の回転に伴って上記リンク機構を介して自動的にドアを開閉する自動ドア開閉装置であって、上記リンク機構に被係合部を設け、上記ドアが閉じた位置で、上記被係合部に係合して、上記リンク機構に上記ドアを閉じる方向の付勢力を付与するストッパ機構を上記開閉装置本体に具備したことを特徴とする自動ドア開閉装置。
【請求項２】
上記ストッパ機構を、上記被係合部との係合に伴って向きを変えるカム機構と、このカム機構に上記ドアを閉じる方向の付勢力を付与する反発手段とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の自動ドア開閉装置。
【請求項３】
上記カム機構を、上記被係合部に係合する切欠き部を有するカム本体と、このカム本体を上記開閉装置本体に軸支する固定支点と、このカム本体と上記反発手段の一端側とを連結した可動支点とで構成し、上記反発手段の他端側を上記開閉装置本体に固定した固定支点と上記カム本体の固定支点とを結ぶ線を境に上記可動支点の位置が、上記カム本体の向きに伴って変わるように構成し、上記ドアの開放状態では、上記カム本体の切欠き部が上記被係合部の軌跡の方向に向くように設定し、上記ドアを閉じた際には、上記カム本体の切欠き部が上記被係合部を保持して上記被係合部の軌跡の方向と反れる方向に向くように上記カム本体の可動支点に上記反発手段の付勢力を付与したことを特徴とする請求項２に記載の自動ドア開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアを閉じた際に、一定圧力でドアを閉じる方向に押し付けて閉じた状態を維持することができる自動ドア開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、ビル、公共施設等においては、ドアの自動化が普及している。しかしながら、一般家庭では、ドアを電動化している例はほとんどない。特に、屋内の部屋ごとに設けられているドアが電動化されている例は皆無といえる。
【０００３】
このような屋内の各部屋を仕切るドアには、視線を遮る目的以外に、遮音、空調面からの密閉性が要求される。密閉性を求める場合、閉じたドアを常に一定の圧力でドア枠に押し続ける必要がある。
【０００４】
一般的なドアには、ドアの開け閉めを行うノブを回すことで解除できるラッチが設けられている。このようなドアとドア枠の間には、密閉性を保つためクッション材が設けられることが一般的である。このクッション材を圧迫した状態でラッチが掛かるようにドアを配置することで、ドアを閉じた後も常に一定圧力でドアはドア枠を押し続け、密閉性を保つことができる。
【０００５】
通常、ラッチはドアのノブを回して解除するのが一般的であるが、この構成のままでドアを電動化した場合、ドアそのものを動かす以外にラッチを電動で解除する必要がある。
一般家庭のドアノブ周りには、そのスペースがなく、仮にスペースを確保したとしても構造が複雑で重くなり、また、コストアップとなる。
【０００６】
また、ドアにラッチを設けなくても、ドアを閉じた後も常時、ドアを閉じる方向に電流を流し続けることで密閉性は確保できるが、エネルギーの浪費になる。さらに、停電等により電動機能を失った場合は直ちにドアの密閉性が保てなくなる。
【０００７】
一方、ドアに対してスプリングにより常時閉じる方向に力を加えておく方法もあるが、ドアを開けるときにスプリング力に打ち勝つ力が必要となり、装置を動かすためのエネルギーを多く使うだけでなく、装置が大型化する。また、停電等により電動機能を失った場合は、人に必要以上の負担をかけることになる。
【０００８】
従来の上記ドアの開閉装置の一例を説明すると、図９および図１０に示すように、自動開閉装置１００は、ドア枠１０１にヒンジ１０２を介して支持された片開きのドア１０３に駆動装置１０４を固定し、この駆動装置１０４の主軸１０５とドア枠１０１に固定された係止部１０６との間を連結レバー１０７で連結している。人の出入りは、入口、出口の両側の壁面に設けられたセンサ１０８によって検出している。人の出入りは、ノブ１０９に触れることによって検出する方法もある。
【０００９】
上記駆動装置１０４の構造を図１１および図１２により説明すると、この駆動装置１０４は、ケース１１０内に、モータ制御手段１１１により駆動制御される正逆回転自在な駆動モータ１１２と、駆動モータ１１２の回転を主軸１０５に伝達する回転伝達機構１１３と、主軸１０５と連動してドア１０３の開閉位置を検出し、その位置を示す信号をモータ制御手段１１１に送る開閉位置検出手段１１４とを内蔵している。
【００１０】
回転伝達機構１１３は、駆動モータ１１２の回転を減速する減速ギヤ１１５と、減速ギヤ１１５の回転を伝達する平歯車１１６、１１７と、平歯車１１７の回転を伝達するウォーム１１８およびウォームホイール１１９とで構成されている。上記主軸１０５は、ウォームホイール１１９に装着されている。
【００１１】
開閉位置検出手段１１４は、ウォーム１１８およびウォームホイール１１９を介して主軸１０５と連動してドア１０３の開閉位置を検出するものであり、図１３に示すように、一部を切り欠いた回転板１２０，１２１と、発光部および受光部を備え該発光部から発せられ、一部を透過した光を受光部が検出する非接触型の光電スイッチ１２２，１２３と、検知スイッチ調整軸１２４，１２５とからなっている。第１の検知スイッチ１２２はドア１０３が開ききったことを検出するように調整されており、第２の検知スイッチ１２３はドア１０３が閉じきったことを検出するように調整されている。
【００１２】
上記自動開閉装置１００は、センサ１０８が人の接近を検出すると、検出したことを示す信号をモータ制御手段１１１に送る。この信号を受けたモータ制御手段１１１は、駆動モータ１１２をドア１０３が開く方向に起動させ、その回転が回転伝達機構１１３を通して主軸１０５に伝達される。そして、主軸１０５の回転は連結レバー１０７を介してドア１０３を開く方向に作動させる。
次に、ドア１０３から人が離れたことをセンサ１０８が検出すると、この信号をモータ制御手段１１１に送る。この信号を受けたモータ制御手段１１１は、駆動モータ１１２をドア１０３が閉じる方向に再起動させ、ドア１０３が閉じる方向に主軸１０５を回転させる。第２の検知スイッチ１２３は、ドア１０３が閉位置に達したことを検出したらその検出信号をモータ制御手段１１１に送り、モータ制御手段１１１は、駆動モータ１１２の回転を停止させる(特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平１１−３１５６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記のような、自動開閉装置１００によると、ドア１０３が閉じた状態で、駆動モータ１１２を停止させると、ドア１０３の締りが悪くなっていた。また、常時、ドア１０３を閉じる方向に押すために電源を入れた状態にすると、電力が嵩み不経済である。さらに、ドア１０３が閉じる方向にスプリングを用いると、ドア１０３の開放時にスプリングに打ち勝つトルクを必要とし、不経済であった。
本発明は、上記課題を解決し、ドアを閉じた際に、一定圧力でドアを閉じる方向に押し付けて閉じた状態を維持することができる自動ドア開閉装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するため、ドアあるいはドア枠のいずれか一方に駆動装置を内蔵した開閉装置本体を取付け、上記駆動装置の出力回転軸と、ドアあるいはドア枠のいずれか他方との間を、上記出力回転軸の正逆転駆動に応じて上記ドアの開け閉めを行うリンク機構で連結し、上記駆動装置の上記出力回転軸の回転に伴って上記リンク機構を介して自動的にドアを開閉する自動ドア開閉装置であって、上記リンク機構に被係合部を設け、上記ドアが閉じた位置で、上記被係合部に係合して、上記リンク機構に上記ドアを閉じる方向の付勢力を付与するストッパ機構を上記開閉装置本体に具備したことにある。
また、本発明は、上記ストッパ機構を、上記被係合部との係合に伴って向きを変えるカム機構と、このカム機構に上記ドアを閉じる方向の付勢力を付与する反発手段とで構成したことにある。
さらに、本発明は、上記カム機構を、上記被係合部に係合する切欠き部を有するカム本体と、このカム本体を上記開閉装置本体に軸支する固定支点と、このカム本体と上記反発手段の一端側とを連結した可動支点とで構成し、上記反発手段の他端側を上記開閉装置本体に固定した固定支点と上記カム本体の固定支点とを結ぶ線を境に上記可動支点の位置が、上記カム本体の向きに伴って変わるように構成し、上記ドアの開放状態では、上記カム本体の切欠き部が上記被係合部の軌跡の方向に向くように設定し、上記ドアを閉じた際には、上記カム本体の切欠き部が上記被係合部を保持して上記被係合部の軌跡の方向と反れる方向に向くように上記カム本体の可動支点に上記反発手段の付勢力を付与したことにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、ドアを閉じた際に、一定圧力でドアを閉じる方向に押し付けて閉じた状態を維持することができる。よって、駆動装置を停止させた後も、ドアを閉じた状態に保持することができる。また、ドアをスプリング等によって閉じる方向に常時、付勢する必要がないので、ドアを開ける際に必要以上の力を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の自動ドア開閉装置を示す概念図であり、図２は開閉装置を上方から見た斜視図である。図３ないし図５は開閉装置の動作を説明する概念図である。
【００１７】
図１および図２において、１は室内の壁面２に設けられたドア枠３に図示しないヒンジを介して取付けられたドアであり、このドア１の片面の上部には、自動ドア開閉装置本体４が装着されており、この開閉装置本体４の主軸となる出力回転軸５には、上記ドア枠３との間を連結するリンク機構６の一端部が連結されている。
【００１８】
上記開閉装置本体４は、ケース７と、このケース７内に内蔵された正逆転駆動されるモータと、ケース内に内蔵され、上記モータの回転を減速する減速機構と、上記ケース７の壁面から一部を突出して設けられ、上記減速機構によって減速された回転を取り出す出力回転軸５と、上記ドア１の開放動作に伴って上記モータを一定時間作動させる検出装置とを備えている。この自動ドア開閉装置本体４としては、前記従来技術で具体的に説明した自動開閉装置を用いても良く、また、その他の開閉装置を用いても良い。
【００１９】
上記リンク機構６は、それぞれ他端を介して互いにピン８を介して結合された第１および第２のリンクプレート６１，６２で構成され、第１のリンクプレート６１の一端を上記出力回転軸５に装着し、第２のリンクプレート６２の一端を上記ドア枠３に固定された固定プレート９にピン１０を介して軸支して、４節回転リンクを構成している。第１のリンクプレート６１の下面には、被係合部としてクランプピン１１が装着されている。クランプピン１１は第１のリンクプレート６１のピン８に近い位置の下面に突設している。
【００２０】
一方、上記開閉装置本体４のケース７の上面７ａには、ドア１を閉じた位置で、上記クランプピン１１に係合してリンク機構６をロックするストッパ機構１２が設けられている。このストッパ機構１２は、図３ないし図５に示すように、上記クランプピン１１に係合するストッパカム１３と、このストッパカム１３を付勢するスプリング等の反発手段１４とで構成されている。ストッパカム１３は、切欠き部１５ａを形成したＵ字状のカム本体１５と、カム本体１５を上記開閉装置本体４のケース７に軸支する固定支点Ｂとしてのピン１６と、カム本体１５の前方側の回動範囲内に設けられ、カム本体１５の回動角度を一定角度で規制するストッパ１７とで構成されている。
上記反発手段１４は、固定支点Ａとなるピン１８を介して一端をケース７に固定され、他端を可動支点Ｃとなるピン１９を介してカム本体１５に軸支されている。可動支点Ｃとなるピン１９は、固定支点Ａとなるピン１８と、固定支点Ｂとしてのピン１６を結ぶ線を境に移動するように設けられ、ドア１開放時は、上記反発手段１４の反発力によって上記切欠き部１５ａが上記クランプピン１１の軌跡の方向に向くように、可動支点Ｃが移動してカム本体１５の向きが調整されている。
【００２１】
次に、上記自動ドア開閉装置の動作を図３ないし図５により説明すると、図３はドア１が開いている状態を示している。この状態では、リンク機構６は、ドア１の開け閉めによって矢印の方向に作動し、クランプピン１１は図示点線のような軌跡Ｐで移動する。このとき、ストッパ機構１２は、反発手段１４の付勢力によって可動支点Ｃが固定支点Ａと固定支点Ｂを結ぶ線からドア枠３の方向に移動してカム本体１５が固定支点Ｂを中心に回動し、ストッパ１７に係止されている。こうして、カム本体１５は、切欠き部１５ａをクランプピン１１の軌跡Ｐに沿うような方向に向けて位置決めされている。
【００２２】
そして、図４はドア１が閉じかけた状態を示したものである。
ドア１を連結したリンク機構６の動きによって、第１のリンクプレート６１の下面に装着されたクランプピン１１は、軌跡Ｐに沿って移動し、ストッパ機構１２のカム本体１５の切欠き部１５ａに入り込む。ドア１が閉じられるのに伴ってクランプピン１１は、カム本体１５の切欠き部１５ａ内でカム本体１５を時計方向に回転させる。そして、ストッパ機構１２はカム本体１５が僅かに時計方向に回されると、３箇所の支点で構成されるバランス点を越え、可動支点Ｃが固定支点Ａと固定支点Ｂを結ぶ線からドア１の方向に移動する。そして、反発手段１４の付勢力が逆方向に作用し、カム本体１５の切欠き部１５ａの向きを時計方向に回転させながら、クランプピン１１と共にリンク機構６をさらにドア枠３のある矢印方向に送り込む。
【００２３】
次に、図５は、ドア１が完全に閉じた状態を示したものである。
このとき、反発手段１４の付勢力により、カム本体１５の切欠き部１５ａは、時計方向に回転する向きに押されているので、クランプピン１１と共にリンク機構６は、ドア１側に押し付けられた状態になっている。このように、第２のリンクプレート６２は、固定プレート９を介してドア枠３に固定されているため、ドア１はドア枠３に押し付けられた状態を保つことになる。
【００２４】
また、ドア１を開ける場合には、ドア１を僅かに押すことで、可動支点Ｃが固定支点Ａと固定支点Ｂを結ぶ線からドア枠３の方に移動して、カム本体１５の切欠き部１５ａの向きが変わる。こうして、クランプピン１１が切欠き部１５ａから容易に抜け出るとともに開閉装置本体４内の駆動装置が作動し、ドア１が自動的に開放することになる。
【００２５】
この実施の形態によれば、ドア１の開閉から押し付けまでの一連の動作を必要最低限のエネルギーで行うことができ、装置の小型化および省エネルギーを実現することができる。  また、停電等により、電動機能を失っても、反発手段１４としてのスプリングの作用する範囲が狭いため、反発手段１４に抗してドア１を開ける必要がないことから、ほとんど負担を感じないまま自由に手でドア１を開閉することができる。さらに、軽くドア１をドア枠３に近づけるだけで、クランプピン１１が切欠き部１５ａに係合し、反発手段１４としてのスプリングの力により確実にドア１を保持することができる。
【００２６】
図６ないし図８は、本発明の他の実施の形態で、図１ないし図５と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。
この場合、リンク機構６をロックするストッパ機構２０の向きを前記ストッパ機構１２と逆方向に向けて取付けたもので、切欠き部２１ａを有するカム本体２１の形状を前記実施の形態のカム本体１５ａの形状と変えたものである。反発手段２２については前記実施の形態の反発手段１４と同様の構造のものを用いている。
上記ストッパ機構２０のカム本体２１は、後部形状を鈍角２１ｂと鋭角２１ｃを有する矩形形状に形成し、鈍角２１ｂの部分に固定支点Ｂを設け、鋭角２１ｃの部分に可動支点Ｃを設けたものである。可動支点Ｃの一側には扁平部２１ｄを設け、この扁平部２１ｄに当接してカム本体２１の向きを規制するストッパ２３をケース７の上面７ａに、カム本体２１の後方側の位置に来るように突設している。反発手段２２は、第１のリンクプレート６１の一端を装着した上記出力回転軸５の近傍に、固定支点Ａとなるピン２４を介して後端部を固定されており、上記出力回転軸５から離れた位置にピン２５を介してカム本体２１の鋭角２１ｃの部分に先端部を軸支されている。カム本体２１は、鈍角２１ｂの部分が固定支点Ｂとなるピン２６を介してケース７の上面７ａに軸支されており、ドア１の開放位置では、切欠き部２１ａがリンク機構６のクランプピン１１の軌跡Ｐに沿うような向きに向くように位置決めされている。
【００２７】
この実施の形態によると、カム本体２１は、ドア１が開放した待機状態では、反発手段２２の付勢力によって、図６に示すように矢印方向(時計回り)に回動し、可動支点Ｃが固定支点Ａ，Ｂを結ぶ直線より図示上方に位置している。カム本体２１は、ストッパ２３によって回動を規制され、切欠き部２１ａがクランプピン１１を受け入れやすい向きに保たれる。待機状態にあるときに、出力回転軸５を中心に回りこんでくるクランプピン１１がカム本体２１の切欠き部２１ａのＸ部に接触することなく、切欠き部２１ａに入り込めるように先端形状が形成されている。
【００２８】
次に、ドア１を閉じる過程の中立状態では、図７に示すように、ドア１が閉じる少し手前で、クランプピン１１が僅かにＹ部を押した状態である。そして、可動支点Ｃが固定支点Ａ，Ｂからなる直線上に位置している。このとき、ストッパ機構２０は、不安定な中立状態にあり、僅かでも回転力が加われば、固定支点Ｂを中心にその方向に回転しようとする。
そして、中立状態から更にドア１が閉じる方向に動くと、クランプピン１１がストッパ機構２０のＹ部を押し、反発手段２２の反発力によりストッパ機構２０は安定点に向かって反時計方向に回転する。ストッパ機構２０が反時計方向に回転を始めると、外部からの力(電気、人手)が作用しなくてもＸ部がクランプピン１１を押し、反発手段２２の反発力のみでドア１は自動的に閉じる。反発手段２２の反発力は、図８に示すように、ドア枠３に突き当たった後も作用し、ドア１は常に一定圧力でドア枠３に押し付けられる。
次に、電気または人手で強制的にドア１を開けると、クランプピン１１がストッパ機構２０に時計方向の回転力を与え、ストッパ機構２０はもう一方の安定点である待機状態の位置に戻る(図６参照)。
【００２９】
上記実施の形態によると、ドア１の開閉から押し付けまでの一連動作を必要最低限のエネルギーで行うことができ、装置の小型化および省エネルギーを実現することができる。  また、停電等により、電動機能を失っても、反発手段２２としてのスプリングの作用する範囲が狭いため、反発手段２２に抗してドア１を開ける必要がないことから、ほとんど負担を感じないまま自由に手でドア１を開閉することができる。さらに、軽くドア１をドア枠３に近づけるだけで、クランプピン１１が切欠き部２１ａに係合し、反発手段２２としてのスプリングの力により確実にドア１を保持することができる。
【００３０】
なお、本発明は、上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、ストッパ機構１２，２０に用いるカム本体１５，２１の形状は、中立点を境に２つの安定点が得られるものであれば、どのような形状でも良く、また、切欠き部１５ａ，２１ａの形状も特に限定されるものではない。さらに、反発手段２２としては、シリンダなどスプリング以外のものでも用いることができる等、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態による自動ドア開閉装置を示す斜視図である。
【図２】図１の自動ドア開閉装置を上方から見た斜視図である。
【図３】図２の自動ドア開閉装置の動作を示す平面図である。
【図４】図２の自動ドア開閉装置のクランプピンがカム本体に係合してドアが閉じる過程を示す平面図である。
【図５】図２の自動ドア開閉装置のクランプピンがカム本体に係合してドアが完全に閉じた状態を示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態による自動ドア開閉装置の動作を示す平面図である。
【図７】図６の自動ドア開閉装置のクランプピンがカム本体に係合してドアが閉じる過程を示す平面図である。
【図８】図６の自動ドア開閉装置のクランプピンがカム本体に係合してドアが完全に閉じた状態を示す平面図である。
【図９】従来の自動ドア開閉装置を示す概念図である。
【図１０】ドアが半開き状態における図９の自動ドア開閉装置の駆動装置を拡大して示す斜視図である。
【図１１】図１０の駆動装置の内部構造を示す正面図である。
【図１２】図１０の駆動装置の内部構造を示す平面図である。
【図１３】図１２の検知スイッチの構造を側面から示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ドア
２  壁面
３  ドア枠
４  自動ドア開閉装置本体
５  出力回転軸
６  リンク機構
７  ケース
８  ピン
９  固定プレート
１０  固定プレート
１１  クランプピン
１２，２０  ストッパ機構
１３  ストッパカム
１４  反発手段
１５，２１  カム本体
１５ａ，２１ａ  切欠き部
１６，１８，１９，２４，２５，２６  ピン
１７，２３  ストッパ
【図１】
2005264596.tif 000003
【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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【図９】
2005264596.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005264596.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005264596.tif 000015