(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉を回動させる駆動軸と、モーターと、該モーターの出力軸と前記駆動軸との間に介装した減速機構と、前記モーターへの通電制御回路とからなり、前記モーターへの通電制御により前記駆動軸を回動させて扉を開閉させる自動ドア開閉装置であって、
前記減速機構に、自動開閉時における前記モーター側からの回転を前記駆動軸に伝達するとともに、前記駆動軸が停止状態においては、扉側からの入力に対し、扉の開方向の回転時にはロックされ、扉の閉方向の回転時には所定のトルク以上の負荷で回転する一方向クラッチを介装させて、
前記駆動軸停止状態時における手動による扉の閉鎖方向への回動を前記所定のトルク以上の負荷で許容できるようにしたことを特徴とする自動ドア開閉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動ドア開閉装置において、
前記減速機構は減速ギア列であり、
前記一方向クラッチは、前記減速ギア列を構成する一方向ギアの内部に形成し、
前記一方向ギアは、前記駆動軸に連結され該駆動軸に同心を有する外周円を備えたスプラグハウスと、該スプラグハウスに回転自在に外嵌めされ、外周に歯が切られたギアリングとを有し、前記スプラグハウスには半径方向と交差する方向に付勢された剛球が前記外周円から出入り自在に装着され、前記ギアリングの内周には、前記剛球が遊動する凹所が形成されていることを特徴とする自動ドア開閉装置。
【請求項３】
扉に締結されたケーシング内に、両端が上下に露出した回動軸が設けられるとともに、バネおよび油圧による前記回動軸の付勢・減衰手段が組み込まれた本体と、基端が前記回動軸の一端に連結されて一体的に回動する扉側アームと、基端が固定部材に回動自在に連結され、先端が前記扉側アームの先端に回動自在に連結された固定側アームとからなり、扉の開動に伴って閉扉方向への位置エネルギーが蓄積されるドアクローザーを備えた自動ドア開閉装置であって、
請求項１または２に記載の構成を有するとともに、前記ケーシングの下または上に近接して装着されるハウジングと、上端または下端に前記回動軸の下端または上端へのカップリングが設けられた前記駆動軸とを有することを特徴とする自動ドア開閉装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動ドア開閉装置において、前記減速機構は、前記駆動軸の自動回動範囲を制限する部分歯ギアと、該部分歯ギアと前記モーターの出力軸との間に配した減速機構とからなることを特徴とする自動ドア開閉装置。
【請求項５】
請求項３に記載の自動ドア開閉装置において、
前記ドアクローザー又は手動による閉扉速度が前記モーターによる閉扉速度より小さいときは、前記ドアクローザーで設定された速度で閉扉され、
前記ドアクローザー又は手動による閉扉速度が前記モーターによる閉扉速度より大きいときは、前記ドアクローザーで設定された速度よりも遅い速度で閉扉されるように閉扉速度調整を行うことを特徴とする自動ドア開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、扉を自動開閉するための自動ドア開閉装置の使用性の向上にかかわり、さらには、扉と扉枠などの固定部材との間に装着されたドアクローザーを有効利用する自動ドア開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動ドア開閉装置は、自動ドアを回動させる駆動軸と、モーターと、該モーターの出力軸と前記駆動軸との間に介装した減速機構と、前記モーターへの通電制御回路とを有する。減速機構は、扉の回動に要するトルクが大きく、使用されるモーターが小型であるため、減速比が著しく大きい減速機構となっている。この結果、駆動軸（扉）側からモーター回転させてドアを開閉させることが困難である。
【０００３】
出入り口などの開口を開閉するドアは、扉の左右いずれかの側縁が扉枠または壁（固定部材）にヒンジ結合され回動自在に取り付けられている。扉と固定部材との間には、開かれた扉を自動的に閉めるためのドアクローザーが、扉の上部などに装着されている。
【０００４】
ドアクローザーは、上下に両端部が突き出した回動軸を備えている本体と、回動軸の上端に連結され一体的に回動する扉側アームと、一端が該扉側アームの先端に回動自在に連結され、他端が固定部材に回動自在に連結された固定側アームとを備える。本体は、横長のケーシング内に、回動軸に油圧により回動速度の減衰を行うとともに、開扉に連動して閉扉方向への位置エネルギーを蓄積するバネを内装している。ケーシングは、扉の上部の支点側よりに締結され、固定側アームは他端がドア近傍の固定部材に締結されるブラケットに連結されて水平面内で回動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
自動ドア開閉装置を装着した扉が開いた状態で、停電などにより自動ドア開閉装置が動作不能となった場合、安全のために、手動で扉を閉じることができることが必要である。
【０００６】
この発明の目的は、自動ドア開閉装置による扉の閉鎖が不可能な状態でも、簡単に手動による扉の閉鎖が可能な自動ドア開閉装置の提供にある。
【０００７】
請求項３に記載の発明の目的は、既存のドアクローザーを利用できる自動ドア開閉装置の提供にある。
【０００８】
請求項４に記載の発明の目的は、単純な構造の部品の組合せで、回動範囲の大きい駆動軸の自動回動範囲制限機構が形成でき、コストの低減と故障の低減とが可能な自動ドア開閉装置の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、扉を回動させる駆動軸と、モーターと、該モーターの出力軸と前記駆動軸との間に介装した減速機構と、前記モーターへの通電制御回路とからなり、前記モーターへの通電制御により前記駆動軸を回動させて扉を開閉させる自動ドア開閉装置であって、前記減速機構に、自動開閉時における前記モーター側からの回転を前記駆動軸に伝達するとともに、前記駆動軸が停止状態においては、扉側からの入力に対し、扉の開方向の回転時にはロックされ、扉の閉方向の回転時には所定のトルク以上の負荷で回転する一方向クラッチを介装させて、前記駆動軸停止状態時における手動による扉の閉鎖方向への回動を前記所定のトルク以上の負荷で許容できるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用・効果】
この発明では、減速機構に、駆動軸が停止状態において、扉側からの入力に対し、扉の閉扉方向には一定のトルク以上の負荷が加わると回転する一方向クラッチを介装させている。このため、停電時に、手動に扉を閉じることが可能である。また、この一方向クラッチは、扉が開く方向に回動しているとき、扉に一定以上の衝撃が加わると回転する。このため、安全性が向上するとともに、扉、ドア枠、ドアクローザー、蝶番などが保護できる。
【００１１】
請求項２に記載の自動ドア開閉装置は、前記減速機構は減速ギア列であり、前記一方向クラッチは、前記減速ギア列を構成する一方向ギアの内部に形成している。この構成により、上下方向にコンパクトで装着性に優れた自動ドア開閉装置が得られる。
【００１２】
また、一方向ギアは、前記駆動軸に連結され該駆動軸に同心を有する外周円を備えたスプラグハウスと、該スプラグハウスに回転自在に外嵌めされ、外周に歯が切られたギアリングとを有し、前記スプラグハウスには半径方向と交差する方向に付勢された剛球が前記外周円から出入り自在に装着され、前記ギアリングの内周には、前記剛球が遊動する凹所が形成されている。これにより、簡単な構成で、扉の開方向の回転時にはロックされ、扉の閉方向の回転時には所定のトルク以上の負荷で回転する一方向クラッチが得られる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、ケーシングの下または上に近接して装着されるハウジングと、上端または下端に前記回動軸の下端または上端へのカップリングが設けられた前記駆動軸とを有する。このため、既存のドアクローザーを利用して自動ドア開閉装置を設置できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、扉を１８０度近く開閉できるとともに、駆動軸の自動回動範囲制限機構の構造が単純で加工が容易であるとともに故障が起きにくい。
請求項５に記載の発明では、ドアクローザー又は手動による閉扉速度が前記モーターによる閉扉速度より小さいときは、ドアクローザーで設定された速度で閉扉され、ドアクローザー又は手動による閉扉速度がモーターによる閉扉速度より大きいときは、ドアクローザーで設定された速度よりも遅い速度で閉扉されるように閉扉速度調整を行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、ドア枠１０に左側がヒンジを介して回動自在に連結され、後方に開く扉１が嵌め込まれたドアを示す。扉１の上部の図示左側（ヒンジ側）と、ドア枠１０の上部材１１との間には、ドアクローザー２が装着されている。ドアクローザー２の下方には、本発明の自動ドア開閉装置３が近接して取り付けてある。
【００１６】
ドアクローザー２は公知の構成を有し、横長で偏平な箱状ケーシング２１を備えた本体２２が、扉１のヒンジ側の上部に４本のビス１Ａにより水平に締結されている。ケーシング２１のヒンジ側には、上下の端部２３、２４を突き出した状態で回動軸２５が垂直に設けられている。
【００１７】
この上下の端部２３、２４には、カップリング１２を構成する４角凸部１３、１４がそれぞれ突設されている。自動ドア開閉装置３とドアクローザー２とは、カップリング１２により連結され、自動ドア開閉装置３により回動軸２５が回動されるようになっている。この構造により、同一型式のドアクローザー２を左開きのドアと右開きのドアとに上下逆転して装着できるようになっている。
【００１８】
回動軸２５は、ケーシング２１内に設けられたバネおよび油圧による減衰手段（いずれも図示せず）により、扉１が開閉する動作を減衰するとともに、開動作に伴いバネを圧縮し、該バネのバネ荷重により扉１が閉じる方向の付勢力（位置エネルギー）が蓄積されるようになっている。
【００１９】
回動軸２５の上端部２３には、扉側アーム２６の基端２Ａが４角凸部１３に嵌合して連結されており、扉側アーム２６は回動軸２５と一体的に回動するようになっている。ドア枠１０の上部材１１にはブラケット２７が締結されており、ブラケット２７には固定側アーム２８の基端２Ｂが平面内で回動自在に連結されている。扉側アーム２６の先端と固定側アーム２８の先端とは、支点２９により回動自在に連結されている。
【００２０】
自動ドア開閉装置３は、ケーシング２１と略同一幅を有し、横長で偏平な箱状のハウジング３０を備えている。この実施例では、ハウジング３０は、ドアクローザー２の締結と同時に４本のビス１Ａで、扉１に締結される矩形の基盤３１を有する。基盤３１の上半にはケーシング２１が４本のビス１Ａで扉１に締結されており、基盤３１の下半にはハウジング３０が４本のビス（図示せず）で基盤３１の表面に締結されている。
【００２１】
ハウジング３０は、湾曲した一連の前面および左右側面板３２と、平板である天板３３および底板３４とからなり、背面は開放した構造をしている。ハウジング３０の中央よりやや左側の回動軸２５との対応位置には天板３３に丸穴２Ｃが開けられており、上端面４Ａを天板３３から露出した状態で駆動軸４が垂直方向に取り付けられている。
【００２２】
両端面４Ａ、４Ｂには、４角凸部１３、１４に嵌合する４角凹部１５、１６が設けられ、カップリング１２が構成されている。これにより、自動ドア開閉装置３は、図１に示す右開きドアに装着する型式のハウジング３０を、上下逆転して図５に示す左開きドアのドアクローザー２（上下逆転して扉１に締結されている）の本体２２の下に装着することができる。
【００２３】
図４〜図７は自動ドア開閉装置３の構造を示し、ハウジング３０内の上部および中間部に平行して設置した上基板３５および下基板３６を備えている。上基板３５および下基板３６には、前記駆動軸４、減速機付モーター５、および減速ギア列４０が取り付けられている。
【００２４】
減速機付モーター５は、下基板３６の下面に水平的に取り付けられている。減速機５１の出力軸であるモーター出力軸５２は、ハウジング３０の右側に、下基板３６から上方に突き出して設置されている。出力軸５２の上端には出力ギア５３が連結されている。出力ギア５３と駆動軸４との間には、減速機構として減速ギア列４０が設けられている。減速ギア列４０は上基板３５および下基板３６に設置した支軸４１〜４３のそれぞれに、大ギアおよび小ギアを取り付けた構成を有する。
【００２５】
支軸４１には、出力ギア５３と噛み合った大ギア４１Ａおよび小ギア４１ａが設けられている。支軸４２には、小ギア４１ａと噛み合った大ギア４２Ｂおよび小ギア４２ｂが設けられている。支軸４３には、小ギア４２ｂと噛み合った大ギアである一方向ギア６０および小ギア４３ｃが設けられている。小ギア４３ｃは、駆動軸４に取り付けられた部分歯ギア４Ｄと噛み合っている。
【００２６】
部分歯ギア４Ｄには、約１８０度だけ歯が切られており、駆動軸４の回動範囲を約１８０度に制限している。この結果、モーター５による扉１の自動回動範囲は、約１８０度に設定されている。
【００２７】
一方向ギア６０は、図８に示す如く、内部に一方向クラッチ６が介装されている。一方向クラッチ６は、支軸４３に外嵌されるとともに、該支軸４３に同心円の外周６１を備えた円板形状のスプラグハウス（インナーレース）６２と、該スプラグハウス６２に回転自在に外嵌めされ、外周に歯が切られたギアリング（アウターレース）６３とを有する。
【００２８】
スプラグハウス６２には、接線と平行方向に４つのスプリング穴６４が等間隔に形成されている。スプリング穴６４内にはスプリング６５が収容され、スプリング穴６４の入口にはスプリング６５に付勢された剛球（スプラグ）６６が外周６１から出入り自在に設置されている。ギアリング６３の内周には、剛球６６が遊動する４つの凹所６７が形成されている。凹所６７は、左右の両側が円弧状の作用面６Ａ、６Ｂとなっている。なお、剛球（スプラグ）６６は、１個以上であればよい。
【００２９】
図８の（イ）は、扉１が開く方向（矢印Ａ方向）に回動する際、または開いている状態の一方向クラッチ６の作動を示す。この状態では、スプラグハウス６２の右回転によりギアリング６３が右回転方向に付勢され、剛球６６は、凹所６７の右側の作用面６Ａに係合している。このため、扉１の開放など通常の作動におけるトルクが加わっても、スプラグハウス６２とギアリング６３とは一体に回転する。
【００３０】
この状態で、停電時または非常時において手動による扉１の強制的な閉鎖や、人などが扉１の回動範囲にいて開く方向に回動中に扉１が衝突することなどにより、扉１が閉じる方向に付勢されると、スプラグハウス６２とギアリング６３との間に矢印Ｂ方向（扉１を閉じる方向）に一定以上のトルクが加わる。
【００３１】
この場合は、ギアリング６３が右方向に回転し、剛球６６は図８の（イ）に示す如く、凹所６７の左側の作用面６Ｂに係合する。さらに、凹所６７の左側の作用面６Ｂが剛球６６を押圧し、スプリング６５を圧縮してスプリング穴６４内に入り込む。
【００３２】
剛球６６がスプリング穴６４内に入り込むと、ギアリング６３は、スプラグハウス６２に対し右方向に９０度の回転が可能になる。モーター５が扉１を開く方向に回転している場合などには、ギアリング６３はスプラグハウス６２に対し、９０度毎に節度を有する回転ができる。
【００３３】
図８の（ロ）は、扉１が閉じる方向（矢印Ｂ方向）に回動する際の一方向クラッチ６の作動を示す。この状態では、剛球６６は、凹所の右側の作用面に係合しており、凹所６７の右側の作用面とスプリング穴６４の入口壁６８との間に挟まって固定され、ロック状態が維持される。
【００３４】
自動ドア開閉装置３による扉１の開閉動作を説明する。図１および図４に示す如く、モーター５には、ドア開スイッチ７１およびドア閉スイッチ７２と商業電源とを含む通電制御回路７が接続されている。ドアが閉じられた状態では、小ギア４３ｃは部分歯ギア４Ｄの歯の一端に噛み合っている。
【００３５】
ドア開スイッチ７１を押すと、モーター５が回転して出力ギア５３、減速ギア列４０を介して部分歯ギア４Ｄが右回動し、約１１５度回転した位置まで回動して停止する。カップリング１２により駆動軸４に連結された回動軸２５が回動し、扉側アーム２６は回動軸２５と一体に回動するため、固定側アーム２８も連動して回動し扉１は９０度開く。
【００３６】
回動軸２５には、回動に伴いドアクローザー２内のバネに扉１を閉じる位置エネルギーが蓄積される。モーター５への通電量を調整することで、ドアクローザー２による閉扉方向のトルクと釣り合わせ、扉１の開度をたとえば９０度に維持できる。
【００３７】
開いた扉１を閉じる際に、ドア閉スイッチ７２を押すとモーター５が逆転する。ドアクローザー２（または手動）による閉扉速度がモーター５による閉扉速度より小さいときは、モーター５による補助を受けることなくドアクローザー２で設定された速度で閉扉される。
【００３８】
逆にドアクローザー２（または手動）による閉扉速度がモーター５による閉扉速度より大きいときは、扉１はドアクローザー２内で圧縮されたバネの復帰力によりモーター５を加速しながら閉扉する。扉１は、ドアクローザー２内のダンパー（図示せず）で減衰された閉扉速度よりさらにゆっくりした閉扉速度で閉じる。いずれの場合も閉扉速度が低速度に維持され安全が保たれている。
【００３９】
なお、モーター５の起動スイッチは、赤外線または超音波を利用した遠隔操作装置であってもよく、ドアを通過するか又は接近した人を検知して作動するセンサであってもよい。また、扉の把手に接触したことを検出するセンサも使用できる。
【００４０】
図９は他の実施例を示す。この実施例では、通電制御回路７に停電時の電源としてコンデンサ７３を設けている。扉１が開いた状態で停電となったときは、コンデンサ７３に充電された電荷動で扉１を閉じるようにしている。この構成でも、停電時に扉１を閉じる目的は達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動ドア開閉装置およびドアクローザーを装着したドアの要部の正面図である。
【図２】自動ドア開閉装置およびドアクローザーを装着したドアの要部の平面図である。
【図３】自動ドア開閉装置およびドアクローザーを装着したドアの要部の側面図である。
【図４】自動ドア開閉装置の正面図である。
【図５】自動ドア開閉装置の平面図である。
【図６】減速ギア列の平面図である。
【図７】減速機付モーターの平面図である。
【図８】一方向クラッチの平面図である。
【図９】他の実施例にかかる自動ドア開閉装置を装着したドアの正面図である。
【符号の説明】
１    扉
１２  カップリング
２    ドアクローザー
２１  ケーシング
２２  ドアクローザーの本体
２５  回動軸
２６  扉側アーム
２８  固定側アーム
２Ａ  基端
２Ｂ  基端
３    自動ドア開閉装置
３０  ハウジング
３１  基盤
４    駆動軸
４０  減速ギア列（減速機構）
４Ｄ  部分歯ギア
５    モーター
５２  出力軸
６    一方向クラッチ
６０  一方向ギア
６２  スプラグハウス
６３  ギアリング
６６  剛球
７    通電制御回路
【図１】
0003895632.tif 000002
【図２】
0003895632.tif 000003
【図３】
0003895632.tif 000004
【図４】
0003895632.tif 000005
【図５】
0003895632.tif 000006
【図６】
0003895632.tif 000007
【図７】
0003895632.tif 000008
【図８】
0003895632.tif 000009
【図９】
0003895632.tif 000010