JPH01187281A - 引戸のクローザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、引戸のクローザに係り、特に、構造が簡単で
コンパクトであり、また、作動が確実な引戸のクローザ
に関する。

〔従来の技術および課題〕

蝶番を介して扉枠に支持される回転扉のクローザはずっ
と以前から実用されており、いわゆるドアクローザとい
う普通名称はこの回転扉用のクローザを指称する、と言
っても過言ではない。

一方、レールおよび戸車等によって案内され、扉面に平
行な平面に沿うで移動する引戸は、回転扉以上に多用さ
れているが、少なくとも現在のところ引戸用のクローザ
は実用されていない、と言っても言い過ぎではない。

と言うのは、本発明者等は、引張りコイルばねと空気ダ
ンパーを組合せた引戸用のクローザが市販されていた事
実を知っており、また、実際に購入して使用してみたが
、ばねが弱くて確実に引戸を閉鎖することができず作動
が不確実であり、反対にばねを強くすれば、引戸閉鎖時
の衝撃が大きくなることが容易に予想できたので、結局
購入はしてみたものの、引戸から取り外してしまった経
験がある。

また、回転扉用のドアクローザのリンク機構を引戸用に
改造して直線動可能にした引戸のクローザが提案されて
いる。しかしながら、この引戸のクローザは、作動の確
実性は期待できるけれども、重量及び寸法とも大き過ぎ
、一般的には簡便な引戸には不釣合である。

さらにまた、引戸の内側又は戸枠に重錘を鉛直方向に移
動可能に案内し、重力を利用して引戸を閉めるクローザ
も提案されている。しかしながら、このクローザは引戸
の製造時引戸又は戸枠に重錘等を組み込む必要があり、
既設の引戸には適用し難い、という不都合がある。

〔発明の目的〕

そこで、本発明の目的は、構造が簡単でコンパクトであ
り、また作動が確実で既設の引戸にも適用可能な引戸の
クローザを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、自然接触形渦巻
ばねよりなり、一端が引戸または戸枠に連結されるテー
プ状の駆動ばねと、戸枠または引戸に装着された基板に
回動自在に支承され、外周部に駆動ばねをその他端部か
ら巻装した駆動ドラムと、直流モータと、この直流モー
タの出力軸および駆動ドラムを相互に連結し、駆動ドラ
ムの回転角速度を増幅して直流モータの出力軸に伝達す
る増速機と、駆動ドラムが駆動ばねを巻き取る方向に回
動するときにのみ駆動ドラムを直流モータに連結する一
方向クラッチと、直流モータの入力端を短絡する電気抵
抗とを有することを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図において符号１は駆動ばねを示し、
この駆動ばね１は、いわゆる自然接触形渦巻ばねと称せ
られるテープ状の板ばねである。

かかる自然接触形渦巻ばねは、例えば放送局におけるテ
レビカメラ支持台のカメラ吊持ばねなどに用いられてい
て公知であるが、その特性は本発明の特質と密接な関係
にあるので、次に簡単にその説明をする。

自然接触形渦巻ばねは、テープ状のばね板を、その長さ
方向における各部分が一定の曲率を有するように曲げ成
形したばねであって、自然状態においては、第３図の左
側に示すように、ばね板が相互に接触するように巻き縮
まっている。しかして、第３図に示すようにこのばねの
一端に力Ｐを加えて外方に引き出すと、自然接触形渦巻
ばねはほぼ直線状に巻きほぐれていく。このとき、反力
として引張り力Ｐを外部に呈するが、この引張り力は次
の（１）式のようにあられされる。

Ｐ−Ｅｂｈ　　／２４（１−１／ｒｒ？）ρ　　（１）
但し、Ｅ−縦弾性係数 ｂ■ばね板の幅 り一ばね板の厚さ ｍ−ポアソン数 ρ−巻きほぐされる点における板ばねの曲率半径、とす
る。

ところで、（１）式の右辺において変化するものはρだ
けであって、しかもこのρはばね板が極端に厚く巻き重
ねられない限りほぼ一定であまり変化しないから、上記
引張り力Ｐは、巻きほぐされて直線になった部分の長さ
Ｓｌすなわち引張りコイルばねにおける伸びに相当する
ものの値にかかわらずほぼ一定である。すなわち、自然
接触形渦巻ばねのばね定数はほぼ０である。

また、上記引張り力Ｐは、ばね板が曲率半径閃からρに
戻るときに解放される弾性エネルギによるものであるか
ら、比較的コンパクトなばねでかなり強大なものとなる
。例えば、ｂ＝１５ｍ＋５Ｓｈ−〇、３６ｍｔａｓ　ｐ
−５０ｍｔａとして、Ｐ愈１ｋｇ重となる。

上記駆動ばね１の一端には、第１図および第２図に示す
ように、例えば断面がコ字形で、だるま形の連結孔２ａ
を開口させた連結体２が加締め付けられている。そして
、駆動ばね１の一端は、上記連結体２を介して、引戸ま
たは戸枠の一方に連結される。第４図示の実施例におい
ては、連結体の上記連結孔２ａは戸枠３側に固設された
フランジ付の係止ピン４と係合しており、これら連結体
２および係止ピン４を介して、駆動ばね１の一端は戸枠
３に係止されている。なお、上記係止ピン４のフランジ
の外径は、連結孔２ａ（第１図）の大径部の開口より小
さいが小径部のそれよりは大きく設定されており、また
、駆動ばね１の張力を利用して連結孔２ａの小径部と係
止ピン４の軸部とを相互に係合させているので、連結体
２が係止ピン４から抜は外れることはない。さらにまた
、連結体２の一方（第１図および第２図で右側）の端部
に一体に形成された折曲部は操作片２ｂとなっており、
この操作片２ｂに手指等を引掛けて駆動ばね１をケース
５から引き出すように操作する。

また、連結体２の他端の折曲部はストッパ片２Ｃとなっ
ていて、連結体２がケース５中に引き込まれることを防
止している。

一方、駆動ばね１の他端部は、第１図および第２図に示
すように、フランジ付カップ状の駆動ドラム６の外周部
に巻装されている。なお、駆動ばね１の他端と駆動ドラ
ム６とを相互に拘束するため、駆動ばね１の他端は内側
に直角に折り曲げられ、この折曲部は駆動ドラム６の外
周面においてその母線に沿って開口した係止スリット（
図示せず）に挿入されている。なお、上記折曲部の駆動
ばね１の長さ方向における寸法は、駆動ドラム６の外周
部の厚さより若干小さめに設定する。また、駆動ばね１
に予め付与された曲率半径ｒ（第３図参照）は駆動ドラ
ム６の外径より小さ目に設定するものとする。上記のよ
うに構成することにより、駆動ばね１を駆動ドラム６か
ら全部巻きほどかぬ限り、駆動ばね１の他端は駆動ドラ
ム６の外周部にしっかりと保持される。

他方、第１図および第２図に示すように、前記ケース５
は、基板５ａと一面が開口した箱のような蓋体５ｂとを
有している。そして、基板５ａの内面（ｆｆｉ１図で上
面）には、減速機７付の直流モータ８が装着されている
。図示の実施例における直流モータ８は、これに一体に
結合された取付板９を、基板内面に植設された４本のボ
ルト及びナツトによって基板５ａに締結することにより
、減速機７の出力軸７ａを基板５ａに垂直に保つ関係角
度で基板５ａに装着されている。

上記減速機の出力軸７ａには、一方向クラッチを組み込
んだ軸受１１を介して、前記駆動ドラム６が同軸に支承
されている。なお、この軸受１１として一方向クラッチ
を組み込んだ超小型のニードルベアリングが好適であり
、このようなニードルベアリングは一般に市販されてい
る。

上記軸受１１に組み込まれた一方向クラッチは、駆動ド
ラム６が駆動ばね１を巻き取る方向に回動するときにの
み駆動ドラム６を減速機の出力軸７ａに連結するように
作動する。換言すれば、駆動ドラム６が第２図で時計方
向に回動するときには、駆動ドラム６は出力軸７ａに対
し相対的に回転可能となる。

なお、前記直流モータ８の入力端子は、図示しない抵抗
あるいは可変抵抗を介して相互に短絡されている。

〔作　用〕

上記のように構成された本発明の一実施例による引戸の
クローザは、第４図に示すように、例えば駆動ばね１の
一端を連結体２および係止ピン４を介して戸枠３に係止
し、ケース５を引戸１２１；例えばねじ止めして使用す
る。あるいは、第４図とは逆に、ケース５を戸枠３側に
、駆動ばね１の一端を係止する係止ピン４を引戸１２側
にそれぞれ装着してもよい。

しかして、第４図示の戸口閉止状態から引戸１２を開け
る場合には、引戸１２は左方に移動するので、相対的に
駆動ばね１がケース５から引き出されることになる。こ
のときには、駆動ドラム６は第２図で時計方向に回動す
るので、前記した一方向クラッチは作動せず、駆動ドラ
ム６のみが軸受１１に支承されて駆動ばね１を捲きほぐ
しつつ回動する。したがって、引戸を開ける手指等に印
加される負荷は、通常駆動ばね１が呈する引張り力と引
戸の摩擦抵抗の和となる。

敷居あるいは引戸の戸車のレールを跨いだ後引戸を放す
と、駆動ばね１は駆動ドラム６および基板５ａを介して
引戸１２に引張り力Ｐを及ぼし、これを戸枠３方向に移
動させ始める。すると、駆動ドラム６が第２図で反時計
方向に回動し、前記軸受１に内蔵された一方向クラッチ
が作動し、駆動ドラム６と減速機の出力軸７ａとが一体
的に連結される。

したがって、駆動ドラム６の回動は減速機７を介して直
流モータ７の回転子に伝達され、回転子は駆動ドラム６
によって駆動される。すなわち、直流モータ７は発電機
として機能する。この場合直流モータ７の回転子側から
見ると減速機７は増速機として機能し、駆動ドラム６の
回動角速度が増幅されて直流モータの回転子に伝達され
る。

周知のように、発電機はこれを駆動する側から見るとブ
レーキになる。そして、駆動ドラム６側から見たブレー
キトルクＴは、ωを回転子の角速度、Ｎを減速機７の減
速比、Ｒを入力端子を短絡している電気抵抗の値、Ｋを
定数として、次の（２）式のようにあられされる。

Ｔ−に・Ｎ豐−（２） （２）式から明らかなように、ブレーキトルクＴは回転
子の角速度ωに比例するから、つまり駆動系に負のフィ
ードバックがかかるから、この直流モータ７による発電
機は調速機として機能する。

そして、かかる調速機を本発明における駆動ばね１の一
定の引張り力Ｐで駆動する場合、駆動ドラム６は走行始
めの過渡期を経過すればただちに等角速度で回動するよ
うになる。駆動ドラム６が等角速度、すなわち加速度零
で回動するときには、駆動ドラム６の出力トルクと減速
機７付の直流モータ８のブレーキトルクＴとは等しいか
ら、次の（３）式が成立つ。

但しＦは引戸の摩擦抵抗とする。

（３）式から、 一方、引戸の速度をＶとすると、 （５）式から明らかなように、引戸の速度■は、引戸の
抵抗Ｆが一定であると仮定すると、ρ（駆動ばね１の捲
き縮む点における曲率半径）の関数となり、前記したよ
うにρはほとんど一定であるから、■もほとんど一定で
ある。

したがって、引戸１２はほぼ等速度で閉止方向に進行し
、引戸の框が戸枠３に当接するに至って、引戸１２は衝
撃なく停止する。引戸１２を小気味よくビシヤリと閉め
るか、あるいは静かにコトリと閉めるかの選択は、引戸
の摩擦抵抗Ｆに応じて、上記（５）式の右辺における諸
パラメータの値を適切に設定することにより可能である
。具体的には、駆動ばねの引張り力Ｐ１直流モータ８の
容量、減速機７の減速比、直流モータ８の入力端子を短
絡する電気抵抗の値Ｒを適切に設定する。なお、引戸１
２の種類や個体差による摩擦抵抗Ｆの変化に対しては、
上記電気抵抗を可変抵抗としておき、クローザを引戸に
装着するとき任意に電気抵抗値Ｒを調節できるようにす
れば、現場で速度調節ができるので便利である。

引戸が閉じられたときにも、駆動ばね１は引戸を戸枠３
に押し付ける方向に付勢するので、引戸の閉止状態は安
定に保たれる。

なお、都合により引戸を開放状態に保つ必要があるとき
には、駆動ばね１の一端に結合された前記連結体２（第
４図参照）を係止ピン４から外せばよい。

〔効　果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は、自然接触形
渦巻ばねによりなる駆動ばねの力により引戸を閉止方向
に引き、発電機により制動をかけるようにしたので、引
戸のクローザを提供する、という本発明の基本的な目的
を達成しているのは勿論のこと、クローザの作動が確実
であり、しかもコンパクトで軽量である。

また、駆動ばねが捲き縮むとき駆動ドラムに自然に回転
運動が生じるので、引戸の直線運動を発電機の回転運動
に変換する機構を必要とせず、したがって構造が感嘆な
り安価に製造できる。

さらにまた、制動力を発生させる発電機の電磁力は温度
によって変化しないので、従来のオイルダンパを用いる
クローザのように作動油が通過するオリフィス開口を調
節する機構を原理的に必要とせず、保守管理が容易にな
るばかりでなく、構造も簡単になる。

また、不要なときは駆動ばねの一端の連結体と係止ピン
との係合を触くことにより何時でも取り外せる、引戸の
移動行程が如何なる量であっても適用できる、あるいは
既設の引戸への付設が容易である、など種々の効果を奏
する。

なお、前述の実施例においてはケースを引戸の外面又は
戸枠に突設するものとしたが、ケースを略して基板２を
引戸に内蔵し、駆動ばねの一端を引戸の戸枠との接合端
縁から引き出すようにしてもよいことは勿論で、この場
合には、連結体と係合する係止ピンは戸枠に掘り込まれ
た凹陥部に収納する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による引戸のクローザの断面
図、第２図はその一部断面平面図、第３図は自然接触形
渦巻ばねを説明するための線図、第４図はクローザを装
着した引戸の一部正面図である。 １・・・駆動ばね、５ａ・・・基板、６・・・駆動ドラ
ム、７・・・減速機、８・・・直流モータ、１１・・・
軸受、１２・・・引戸。 第　Ｉ　図 、イ 第　２　図 第　３　図 第　４　図 手続補正書 平成１年４月１９日 １、事件の表示 昭和６３年　特許願第１１２３２号 ２、発明の名称 引戸のクローザ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都大田区田園調布４丁目２１番１６号４、補正命令
の日付　　自発補正 ５、補正により増加する発明の数　０ ６６補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄（１）「特許請求の範囲」を次のように補正する。 「２、特許請求の範囲 自然接触形渦巻ばねよりなり、一端が引戸または戸枠に
連結されるテープ状の駆動ばねと、戸枠または引戸に装
着された基板に回動自在に支承され、外周部に駆動ばね
をその他端部から巻装した駆動ドラムと、電動機と、こ
の電動機の出力軸および駆動ドラムを相互に連結し、駆
動ドラムの回転角速度を増幅して電動機の出力軸に伝達
する増速機と、駆動ドラムが駆動ばねを巻き取る方向に
回動するときにのみ駆動ドラムを電動機に連結する一方
向クラッチと、電動機の入力端を短絡する電気抵抗とを
有することを特徴とする引戸のクローザ。」 （２）　　明細書第１４頁第１０行と第１１行との間に
、行を改めて次の文章を挿入する。 「また、これまでの説明では、ブレーキトルクを発生さ
せる調速機として直流モータを組み込むものとしたが、
直流モータに限らず交流モータ等あらゆる電動機は、そ
の出力軸に機械的な回転力をしたがって、調速機として
あらゆる電動機を採用することができる。」 一以　上−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　自然接触形渦巻ばねよりなり、一端が引戸または戸枠
   に連結されるテープ状の駆動ばねと、戸枠または引戸に
   装着された基板に回動自在に支承され、外周部に駆動ば
   ねをその他端部から巻装した駆動ドラムと、直流モータ
   と、この直流モータの出力軸および駆動ドラムを相互に
   連結し、駆動ドラムの回転角速度を増幅して直流モータ
   の出力軸に伝達する増速機と、駆動ドラムが駆動ばねを
   巻き取る方向に回動するときにのみ駆動ドラムを直流モ
   ータに連結する一方向クラッチと、直流モータの入力端
   を短絡する電気抵抗とを有することを特徴とする引戸の
   クローザ。