(57)【要約】【課題】  スライド式ドア等を開閉動作する際にゼンマイ・歯車機構でアシストする装置のゼンマイ・歯車機構をより安価に構成できるようにし、また、ゼンマイの耐久性を高める。【解決手段】  ドア等を開放する初期の段階で第１のゼンマイ・歯車機構４のゼンマイ巻上げ用ギヤ１１に噛合する第１ラック７ａと、ドア等を閉鎖する初期の段階で第２のゼンマイ・歯車機構４のゼンマイ巻上げ用ギヤ１１に噛合する第２ラック７ｂを設け、これらゼンマイ巻上げ用ラック７ａ、７ｂを利用してゼンマイ・歯車機構４のゼンマイを巻上げ、ゼンマイの解放力を走行用ラック６に伝達するようなドア等開閉アシスト装置において、第１・第２ラック７ａ、７ｂを、走行用ラック６の走行方向に沿った両端側付近で且つ走行用ラック６を挟んで走行方向の左右両側に所定長さで配設することで、第１・第２ゼンマイ・歯車機構４を、同じ構造のものとして裏返してドア等に取り付けるようにする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゼンマイを内蔵し且つドア等に取り付けられる一対のゼンマイ・歯車機構と、ドア等近傍のドア枠等に取り付けられ且つ前記ゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤと走行用ギヤのそれぞれに噛合するゼンマイ巻上げ用ラックと走行用ラックを備え、前記ゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤの回転によってゼンマイを巻き上げておき、ゼンマイの解放力を前記走行用ギヤを介して走行用ラックに伝えることでドア等の開放と閉鎖をアシストするようにしたドア等開閉アシスト装置であって、前記ゼンマイ巻上げ用ラックは、ドア等を開放する初期の段階で第１のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第１ラックと、ドア等を閉鎖する初期の段階で第２のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第２ラックを備え、この第１・第２ラックは、前記走行用ラックの走行方向に沿った両端側近傍で且つ走行用ラックを幅方向に挟んで左右両側に所定長さで配設されることを特徴とするドア等開閉アシスト装置。
【請求項２】
前記一対のゼンマイ・歯車機構は、同じ構造のものが裏返してドア等に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のドア等開閉アシスト装置。
【請求項３】
前記ゼンマイ・歯車機構のドア等への取り付け部は、ケースの角部に設けられており、ケースの表側の取り付け部と、ケースの裏側の取り付け部は、お互いに異なる対角線上にそれぞれ一対設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドア等開閉アシスト装置。
【請求項４】
前記ゼンマイ・歯車機構は、ゼンマイの解放時にゼンマイに所定値以上の負荷がかからない場合には、ゼンマイの内側端部がゼンマイ巻上げ軸の係合部から外れて空回りするようにされ、このゼンマイ巻上げ軸の係合部は、円周方向に対して少なくとも３箇所以上設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のドア等開閉アシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライド式のドアや窓（以下、ドア等という。）の開閉動作をアシストするアシスト装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、本発明者は、スライド式のドア等を開閉する際、開閉の初期の段階でドア等に取り付けられるゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤを利用してゼンマイを巻き上げておき、その後、ゼンマイバネの解放力を利用してドア等の開閉動作をアシストするようなドア等開閉アシスト装置を提案しており（例えば特許文献１参照。）、この装置では、ゼンマイ巻上げ用ギヤが噛合するゼンマイ巻上げ用ラックと、ゼンマイバネの解放力が伝達される走行用ギヤが噛合する走行用ラックをドア枠等に取り付けるとともに、ドア等開放用のゼンマイ・歯車機構と、ドア等閉鎖用のゼンマイ・歯車機構については、ゼンマイバネの巻上げ方向を逆にし、しかも回転方向も対称的にするようにしている。（同明細書段落〔００１８〕）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９６０４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記技術のように、ドア等を開放するときと閉鎖するときのゼンマイ・歯車機構を別体として構成するような方法は、製造コストがかかると同時に、ドア等に取り付ける際にも取り付け方向を間違えないように注意する必要があった。
また、上記技術の場合、ドア等を開閉操作する人が、途中で開閉動作を逆に操作する（例えば、ドア等を開けようとしていたが、途中で気が変わって閉めようとするなど）場合には、巻かれたゼンマイが凄い勢いで逆転し、ゼンマイの耐久性に問題が生じることも判明した。
【０００５】
そこで本発明は、ゼンマイ・歯車機構をより安価に構成できるようにするとともに、ゼンマイの耐久性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、ゼンマイを内蔵し且つドア等に取り付けられる一対のゼンマイ・歯車機構と、ドア等近傍のドア枠等に取り付けられ且つ前記ゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤと走行用ギヤのそれぞれに噛合するゼンマイ巻上げ用ラックと走行用ラックを備え、前記ゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤの回転によってゼンマイを巻き上げておき、ゼンマイの解放力を前記走行用ギヤを介して走行用ラックに伝えることでドア等の開放と閉鎖をアシストするようにしたドア等開閉アシスト装置において、前記ゼンマイ巻上げ用ラックとして、ドア等を開放する初期の段階で第１のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第１ラックと、ドア等を閉鎖する初期の段階で第２のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第２ラックを設け、この第１・第２ラックを、前記走行用ラックの走行方向に沿った両端側近傍で且つ走行用ラックを幅方向に挟んで左右両側に所定長さで配設した。
【０００７】
ゼンマイ巻上げ用ラックとして、ドア等を開放する初期の段階で第１のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第１ラックと、ドア等を閉鎖する初期の段階で第２のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第２ラックを設け、この第１・第２ラックを、前記走行用ラックの走行方向に沿った両端側付近で且つ走行用ラックを挟んで走行方向の左右両側に所定長さで配設することにより、第１・第２ゼンマイ・歯車機構を、同じ構造のものとして裏返してドア等に取り付けることが可能となり、製造コストが廉価になるとともに、ドア等に取り付ける際もゼンマイ・歯車機構を裏返すだけでよいため作業が容易となる。
【０００８】
この際、本発明では、前記ゼンマイ・歯車機構のドア等への取り付け部を、ケースの角部に設けるようにし、ケースの表側の取り付け部と、ケースの裏側の取り付け部を、お互いに異なる対角線上にそれぞれ一対設けるようにした。
このような形態にすることで、ゼンマイ・歯車機構をドア等に取り付ける際、裏返して取り付ける場合でも裏返さないで取り付ける場合でも、それぞれ反対側の取り付け部が工具の邪魔になるような不具合を防止できるとともに、ゼンマイ・歯車機構をドア等に確固とした状態で取り付けることができる。
【０００９】
また、本発明では、前記ゼンマイ・歯車機構は、ゼンマイの解放時にゼンマイに所定値以上の負荷がかからない場合には、ゼンマイの内側端部がゼンマイ巻上げ軸の係合部から外れて空回りするようにし、このゼンマイ巻上げ軸の係合部は、円周方向に対して少なくとも３箇所以上設けるようにした。
ゼンマイ解放時にゼンマイに所定値以上の負荷がかからない場合に、ゼンマイの内側端部がゼンマイ巻上げ軸の係合部から外れて空回りするようにすることで、例えば、ドア等を開閉動作する途中でドア等を逆方向に移動させても、ゼンマイの内側端部が係合部を外れるようになり、また、係合部を円周方向に沿って複数設けることで、ゼンマイの内側端部が隣接する係合部に段階的に移行するようになり、徐々に勢いを吸収できるようになるが、この際、ゼンマイ巻上げ軸の係合部の数を増やせば増やすほど、ゼンマイの内側端部が隣接する係合部に移行する際の衝撃を減らすことができ、ゼンマイにかかる負荷を減少させることができる。このため、係合部を少なくとも３箇所以上にする。
【発明の効果】
【００１０】
ゼンマイ巻上げ用ラックとして、ドア等を開放する初期の段階で第１のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第１ラックと、ドア等を閉鎖する初期の段階で第２のゼンマイ・歯車機構のゼンマイ巻上げ用ギヤに噛合する第２ラックを、走行用ラックの走行方向に沿った両端側近傍で且つ走行用ラックを幅方向に挟んで左右両側に所定長さで配設することにより、ドア等開放用の第１のゼンマイ・歯車機構と、ドア等閉鎖用の第２のゼンマイ・歯車機構の共通化を図ることができ、製造コストが安価となる。この際、ゼンマイ・歯車機構の取り付け部をケースの角部に設け、ケースの表側の取り付け部と裏側の取り付け部を、お互いに異なる対角線上に一対設ければ、ドア等にしっかりとした状態で取り付けできるとともに、取り付け作業が容易となる。
また、ゼンマイ解放時にゼンマイに所定値以上の負荷がかからない場合に、ゼンマイの内側端部がゼンマイ巻上げ軸の係合部から外れて空回りするようにし、ゼンマイ巻上げ軸の係合部を少なくとも３箇所以上にすることで、ドア等を開閉動作する途中でドア等を逆方向に移動させてもゼンマイの耐久性が悪くなるような不具合がない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るドア等開閉装置の一対のゼンマイ・歯車機構をドア等に取り付けた状態の正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】一方側のゼンマイ・歯車機構の斜視図である。
【図４】第１・第２ゼンマイ・歯車機構の取り付け状態の説明図であり、（ａ）が第１ゼンマイ・歯車機構、（ｂ）が第２ゼンマイ・歯車機構である。
【図５】ラック配設の一例を示す説明図である。
【図６】一方側のゼンマイ・歯車機構のドア等開放時と閉鎖時の噛合状態を示す作用図である。
【図７】ゼンマイ巻上げ軸に形成される係合部の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係るドア等開閉アシスト装置は、ドア等開放時のゼンマイ・歯車機構と、ドア等閉鎖時のゼンマイ・歯車機構の共通化を図ることにより製造コストの低減を図ることができ、また、ドア等を開閉操作する人が、途中で開閉動作を逆に操作した場合でもゼンマイの耐久性が悪くなるような不具合を防止できるような装置として構成されている。
【００１３】
すなわち、本ドア等開閉アシスト装置１は、図１乃至図４に示すようなドア等２の両端上部に取り付けられる一対のゼンマイ・歯車機構４と、図５に示すようなドア枠等３に取り付けられるラック６、７ａ、７ｂを備えており、一対の第１・第２ゼンマイ・歯車機構４の内側には、それぞれドア枠等３のレール部３ｒ上を走行可能な複数の走行ローラ５が隣接して設けられるとともに、ドア枠等３に取り付けられるラック６、７ａ、７ｂは、中央の走行用ラック６を挟んで、走行方向の両側端部寄りで且つ走行用ラック６を幅方向に挟んで左右両側に所定長さで設けられる第１、第２ラック７ａ、７ｂの合計３本から構成されている。
【００１４】
そして、この第１、第２ラック７ａ、７ｂは、ともに第１・第２ゼンマイ・歯車機構４のそれぞれのゼンマイ巻上げ用ギヤ１１に噛合してゼンマイを巻き上げるためのラックであり、ゼンマイをほぼ一杯に巻き上げることのできるような長さにされるとともに、前記走行用ラック６は、ゼンマイ・歯車機構４の走行用ギヤ１２に噛合して、巻き上げられたゼンマイが解放されるときの駆動力が伝達されるため、ドア等２の走行方向に沿ってほぼ中間部全長に設けられている。
【００１５】
ここで、ゼンマイ・歯車機構４の構成概要について図６に基づき説明する。
ゼンマイ・歯車機構４は、第１・第２ゼンマイ・歯車機構４とも同じ構成であり、ドア等２に取り付ける際、一方側のゼンマイ・歯車機構４が裏返して逆向きに取り付けられていることは前記した通りであり、この際、第１・第２ゼンマイ・歯車機構４のそれぞれの走行用ギヤ１２が走行方向に沿って一直線となり、それぞれの走行用ギヤ１２が走行用ラック６に噛合できるようにされている。
【００１６】
そして、それぞれの第１・第２ゼンマイ・歯車機構４のゼンマイ巻上げ用ギヤ１１が、それぞれ第１ラック７ａと第２ラック７ｂに噛合可能にされているだけで、ドア等２の解放時、閉鎖時とも同じような作用をするので、以下、ドア等２を開放する際の第１ゼンマイ・歯車機構４を代表例にして説明する。
【００１７】
ドア等２を開放する際、ドア等を操作する人が、最初の段階で図６（ａ）に示すようにドア等２を手で押して開くと、ぜんまい巻上げ用の第１ラック７ａに噛合するゼンマイ巻上げ用ギヤ１１が回転し、第１遊動歯車１３を介してゼンマイ歯車１４を回転させ、ゼンマイ歯車１４内に内蔵されるゼンマイを巻き上げる。因みに、このゼンマイは、例えばゼンマイの内側部分（渦巻き型の中心部）が後述するゼンマイ歯車１４中心のゼンマイ巻上げ軸１８に係合しており、外側部分（渦巻き型の外側）がゼンマイ・歯車機構４のケース等に係合している。そして、このゼンマイの巻上げは、ゼンマイ巻上げギヤ１１が第１ラック７ａから離脱するまで行われる。ここで、第１遊動歯車１３は、常時、ゼンマイ巻上げ用ギヤ１１に噛合するとともに、ゼンマイ巻上げ用ギヤ１１が正転方向に回転すると、所定ストローク降下してゼンマイ歯車１４にも噛合するようにされ、ゼンマイ巻上げ用ギヤ１１が逆転方向に回転すると、所定ストローク上昇してゼンマイ歯車１４との噛合が外れるようにされている。
また、ゼンマイ歯車１４の下流側には、アイドルギヤ１５を介して第２遊動歯車１６が噛合しており、この第２遊動歯車１６には、走行用ギヤ１２が噛合可能にされているが、この段階では、第２遊動歯車１６はアイドルギヤ１５の回転方向によって下方に落下しており、第２遊動歯車１６と走行用ギヤ１２とは噛合していない状態にある。
【００１８】
ゼンマイ巻上げ用ギヤ１１と第１ラック７ａの噛合が外れ、走行用ギヤ１２と走行用ラック６が噛合すると、図６（ｂ）に示すように、ゼンマイは解放力によって逆転方向に回転を始める。すると、アイドルギヤ１５の回転によって第２遊動ギヤ１６が上方に持ち上げられ、第２遊動ギヤ１６と走行用ギヤ１２とが噛合する。
すなわち、この第２遊動ギヤ１６は、常時、アイドルギヤ１５と噛合し、アイドルギヤ１５が正転方向に回転すると、所定ストローク上昇して走行用ギヤ１２と噛合し、アイドルギヤ１５が逆転方向に回転すると所定ストローク下降して、走行用ギヤ１２との噛合が外れるようにされている。
このため、ドア等を開放操作する人は、ゼンマイの解放力による助力によって、あまり力を使わなくてもドア等２を開くことができる。すなわち、ドア等２の開放がアシストされる。
【００１９】
次に開いたドア等２を閉めるとき、この第１ゼンマイ・歯車機構４の走行用ギヤ１２は図６（ｃ）に示すように、開くときとは逆向きに回転するが、この際、ゼンマイの解放は終了しているため、第２遊動ギヤ１６は下方に落下しており、走行用ギヤ１２だけが回転する。そして、ドア等２の閉鎖間際にゼンマイ巻上げ用ギヤ１１が第ラック７ａに噛合すると、図６（ｄ）に示すように、ゼンマイ巻上げ用ギヤ１１は巻上げとは逆方向に回転し、この回転によって第１遊動歯車１３を上方に引き上げ、第１遊動歯車１３とゼンマイ歯車１４との噛合が外れる。
従って、ドア等開放用の第１ゼンマイ・歯車機構４が、ドア等２を閉鎖方向に移動させる際、抵抗となることはない。
【００２０】
もちろん、このドア等閉鎖時において、別の第２ゼンマイ・歯車機構４がドア等閉鎖動作をアシストすることについてはいうまでもない。
【００２１】
以上のようなゼンマイ・歯車機構４において、ゼンマイ巻上げ用ラックとしての第１・第２ラック７ａ、７ｂを走行用ラック６の両端側付近で且つ走行用ラック６を挟んで左右両側に配設したため、同じ構造のゼンマイ・歯車機構４を逆向きに取り付けるだけで解放時、閉鎖時とも対応できるようになり、製造コストがかからない。
【００２２】
ところで、以上のようなゼンマイ・歯車機構４の場合、ドア等２を操作する人が操作の途中で気が変わって反対の動作をしたような場合に、それまでに巻き上げたゼンマイが凄い勢いで逆転し、ゼンマイに負担がかかるという問題がある。
【００２３】
すなわち、例えば、ドア等２を開けようとして操作している人が、途中で閉めようとすると、例えば、図６（ａ）の状態から直接図６（ｄ）の状態になり、ゼンマイ歯車１４と走行用ギヤ１２、およびゼンマイ歯車１４とゼンマイ巻上げ用ギヤ１１との噛合が外れてゼンマイだけが逆転し始め、ゼンマイに負荷がかかっていないため、凄い勢いで解放され、ゼンマイバネを損傷させる恐れが生じる。
【００２４】
そこで、本発明では、図７に示すように、ゼンマイ１７の内側端部１７ａをゼンマイ巻上げ軸１８に設けた複数箇所の係合部１８ｋ（１８ｋ1、１８ｋ2、１８ｋ3）に係脱自在にし、ゼンマイ巻上げ軸１８に直接連結しないようにするとともに、ゼンマイ１７の反発力が強いにも拘らずゼンマイ１７にかかる負荷が小さい場合は、段階的に現在の係合部１８ｋ1から外れて次の係合部１８ｋ2、１８ｋ3に移行し、徐々に反発力が吸収されるようにしている。
この際、円周方向対して、係合部が２箇所程度であれば、内側端部１７ａが移行する時の衝撃が大きいため、本発明では少なくとも３箇所以上の係合部１８ｋ（１８ｋ1、１８ｋ2、１８ｋ3）を設けるようにしている。
【００２５】
なお、ゼンマイ１７の外側端部１７ｂも、ゼンマイ・歯車機構４のケースの内側等に直接固定することなく、ケース等の凹部内周壁に設けた複数の係合部１８ｓ（１８ｓ1、１８ｓ2、１８ｓ3、…）に係脱自在にしているが、これは、ゼンマイ１７の巻き過ぎを防止するためのものであり、ゼンマイ１７を巻き過ぎた場合は、外側端部１７ｂが段階的に隣接する係合部１８ｓ（１８ｓ1、１８ｓ2、１８ｓ3、…）に移行することで、ゼンマイの巻き過ぎを防止するようにしている。
【００２６】
以上のような構成により、スライド式ドア等２を開閉する際の往復動ともゼンマイの解放力による助力を得るようなシステムにおいて、より安価に構成できるとともに、ゼンマイ・歯車機構の取り付けが容易となり、しかも、ゼンマイの耐久性を高めることができる。
【００２７】
ところで、ゼンマイ・歯車機構４をドア等２に取り付ける際、裏返す場合でも、裏返さない場合でもいずれもしっかり固定できるよう、本実施例では、図３に示すように、ケースの表面側の左上と右下の対角線上、及び裏面側については表面側とは異なる対角線上の右上と左下に取り付け部４ｔを張り出して設け、ビス等で留め付けできるようにしている。そしてこのように対角線部を固定することにより、全体をしっかりと確実に固定することができ、また、ビス等で留め付ける際に反対側の取り付け部４ｔが工具の邪魔にならず、作業容易である。
【００２８】
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、ドア等に取り付けられるゼンマイ・歯車機構４や走行ローラ５の配置等は例示であり、また、本実施例では、ゼンマイ巻上げ軸１８に３箇所の係合部１８ｋを形成しているが、それ以上にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
ドア等の開閉をアシストする装置をより安価に構成でき、しかもゼンマイバネの耐久性を高めることができるため、例えば、電車のドアや、建物のドア等における広い普及が期待される。
【符号の説明】
【００３０】
１…ドア等開閉アシスト装置、２…ドア等、４…ゼンマイ・歯車機構、４ｔ…取り付け部、６…走行用ラック、７ａ…第１ラック、７ｂ…第２ラック、１１…ゼンマイ巻上げ用ギヤ、１２…走行用ギヤ、１８…ゼンマイ巻上げ軸、１８ｋ1、１８ｋ2、１８ｋ3…係合部。
【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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