JPH02140381A - 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、構造が簡単で作動が確実な引戸のクローザ（
以下単にクローザという）に関する。

〔従来の技術〕

従来、引戸のクローザとして提案されているものとして
、引戸を駆動する動力源として引張りコイルばねあるい
はぜんまいばねを用い、ダンパーとして空気ダンパーを
用いたものがある。

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クローザも提案されている。

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
は、高級なサツシ引戸に内蔵されて実際に市販されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかして、引張コイルばねやぜんまいばねを動力源とす
るクローザは、ばねの弾力が変形回に比例するため、特
に扉閉止位置付近において確実に引戸を閉止することが
できず作動が不確実である、という不都合がある。

また、回転卵用のドアクローザを引戸用に改造したもの
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いであ
る。

さらにまた、重錘の重さにより引戸を閉鎖する形式のク
ローザは、引戸の駆動力が一定である、という利点はあ
るが、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ばかりてなく、一
般的には構造が複雑になる、という不都合がある。

本発明は、上記した種々の不都＆を解消し、構造か簡単
で作動が確実であり、しかも既設の引戸にも適用が可能
なりローザを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
自然接触形渦巻ばねよりなり、一端力弓戸または戸枠の
何れか一方に連結されるテープ状の駆動ばねと、引戸お
よび戸枠の何れか一方を除く他方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から巻
装した駆動ドラムと、引戸の進行方向に沿って延在する
ラック杆と、このラック杆と噛み合い係合をするビニオ
ン、電動機、この電動機の回転軸にビニオンの回転を増
幅して伝達する増幅機、ビニオンが一定方向に回転する
ときにのみビニオンと電動機の回転軸とを相互に連結す
る一方向クラッチ、および電動機の入力端を短絡する電
気抵抗を備えた調速機とを有し、上記ラック杆を引戸お
よび戸枠の何れか一方に、また調速機を他方にそれぞれ
装着すると共に、引戸が閉止方向に移動するときビニオ
ンと電動機の回転軸とが連結されるように一方向クラッ
チの作動方向を設定したことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、自然接触形渦巻ばねよ
りなり、一端か引戸または戸枠の何れか一方に連結され
るテープ状の駆動ばねと、引戸および戸枠の何れか一方
を除く他方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から巻装した駆動ドラムと、
引戸の進行方向に沿って延在するラック杆と、このラッ
ク杆と噛み合い係合をするビニオン、遠心ガバナー、こ
の遠心ガバナーの旋回軸にビニオンの回転を増幅して伝
達する増幅機、およびビニオンが一定方向に回転すると
きにのみビニオンと遠心ガバナーの旋回軸とを相互に連
結する一方向クラッチを備えた調速機とを有し、上記ラ
ック杆を引戸および戸枠の何れか一方に、また調速機を
他方にそれぞれ装着すると共に、引戸が閉止方向に移動
するときビニオンと遠心ガバナーの旋回軸とが連結され
るように一方向クラッチの作動方向を設定したことを特
徴とする。

〔作　用〕

上記のように構成された本発明によるクローザは、引戸
および戸枠の何れか一方に駆動ばねの−端を、他方に駆
動ドラムをそれぞれ取付けると共に、引戸および戸枠の
何れか一方にラック杆を、他方に調速機をそれぞれ装管
して使用する。

引戸を開けるときには、引戸の開放方向の移動に伴い駆
動ばねの一端と駆動ドラムとが離間するので、駆動ばね
は駆動ドラムから巻きほぐされて直線状に引き出される
と共に、後に引戸を閉じるためのエネルギーが弾性エネ
ルギーの形態で駆動ばねに貯えられる。

一方、同時にラック杆と調速機のピニオンとはラック杆
の長さ方向に相対移動し、ピニオンが回転するが、調速
機に内蔵された一方向クラッチの作用により、ピニオン
の回転は調速機内の電動機あるいは遠心ガバナーには伝
達されないので、引戸にはブレーキがかからない。した
がって、引戸を開ける手指等に印加される負荷は、駆動
ばねの引張り力に引戸の摩擦抵抗を加えたものになり、
自然接触形渦巻ばねとしての特質により、駆動ばねの引
張り力はほぼ一定である。

敷居あるいは引戸の月利のレールを跨いだ後弓戸を放す
と、駆動ばねは駆動ドラムに巻き取られて元の自然な状
態に復帰しようとし、その結果駆動ばねの一端と駆動ド
ラムとが相互に近接するので、引戸は閉止方向に移動を
始める。

同時に、ラック杆とピニオンとの相対移動方向が上記引
戸を開ける場合とは反転し、調速機に内蔵された一方向
クラッチが作動して、ピニオンと電動機の回転軸又は遠
心ガバナーの旋回軸とが一方向クラッチおよび増速機を
介して連結される。

したがって、引戸の閉止方向への移動によって生じるピ
ニオンの回転は増速機によって回転角度が増幅されて電
動機の回転軸又は遠心ガバナーの旋回軸に伝達される。

すなわち、調速機内に電動機が組み込まれているときに
は、回転子が回転駆動されて電動機は発電機になる。周
知のように、発電機はこれを駆動する側からみるとブレ
ーキになる。したがって、引戸にはラック杆およびピニ
オンの係合を介して戸枠から制動がかかることになる。

この制動力は回転子の回転角速度に比例し、かかる制動
系を有する調速機に制動される引戸は速やかに等速運動
に入る。そして、電動機の容量、増速機の増速比、およ
び電動機の入力端を短絡する電気抵抗の値を適切に設定
して引戸の閉止速度を調節すれば、引戸を衝突なしに閉
止させることができる。

また、調速機内に遠心ガバナーが組み込まれている場合
には、引戸の閉止方向への移動によって生じたピニオン
の回転は、一方向クラッチおよび増速機を介して遠心ガ
バナーの旋回軸に伝達される。旋回軸が回転すると、遠
心力により、摩擦ブロックがその付勢力に抗して旋回腕
に沿って外方に移動し、摩擦ドラムの内周面と摺接する
。したがって、ピニオン側からみれば増速機の先に摩擦
ブレーキトルクが発生するので、引戸にはラック杆およ
びピニオンの係合を介して戸枠側から制動がかかること
になる。この制動力は摩擦ブロックに作用する遠心力、
すなわち旋回軸の回転角速度に比例し、かかる制動系を
何する調速機に制御される引戸は速やかに等速運動に入
る。そして、摩擦ブロックの質量、その旋回軸方向への
付勢力、１￥擦係数および増速機の増速比等を適切に設
定して引戸の閉止速度を調節すれば、引戸を衝突なしに
閉止させることができる。

引戸が閉止した後はその速度は零となるから、調速機は
最早ブレーキとしては機能せず、したがって引戸は駆動
ばねが呈する弾力により安定に閉止状態を保つ。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

請求項１のクローザを示す第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？）ρ２但し、
Ｅ−縦弾性係数 す−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はばね阪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
Ｓ、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■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〜１５羽、ｈ＝０．３６ｍｍ、０−５０　
ｍｍとして、Ｐ　’＝　１　ｋｇ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、たるま形の連結孔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、引戸お
よび戸枠の何れか一方に連結される。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ビン４と係合しており、これら
連結体２および係止ビン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、上記係止ビン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
部と係止ビン４の軸部とを相互に係合させているので、
連結体２が係止ビン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図で左側）
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、フランジおよび中筒付カップ状の駆動ドラム
６の外周部に巻装されている。

他方、第１図および第２図に示すように、前記ケース５
は、例えば細長い矩形の基板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の内面一端部（第１図で上面左側）に
は、支軸７が垂設されており、この支軸７に、例えばニ
ードルベアリングよりなる第１軸受８を介して、上記駆
動ドラム６か回転自在に支承されている。

また、基板５ａの内面他端部には、減速機９付の直流モ
ータ１１が装着されている。なお、この減速機９は直流
モータ１１側からみての減速機であるが、本発明におい
ては、前述したように、その入力軸９ａの回転角速度を
増幅して直流モータの回転軸に伝達する機能を利用して
いるので、以後増幅機と呼ぶことにする。図示の実施例
における直流モータ１１は、これに一体に結合された取
付板１２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、増速機９
の入力軸９ａを基板５ａに垂直に保つ関係角度で基板５
ａに装着されている。

上記増速機の入力軸９ａには、一方向クラッチを組み込
んだ第２軸受１３を介して、ピニオン１４か同軸に支承
されている。ちなみに、この第２軸受１３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。

なお、前記直流モータ１１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短絡されている。

また、上記ピニオン１４、一方向クラッチ付の第２軸受
１３、増速機９および直流モータ１１は調速機１５を構
成している。

上記のように構成された調速機１５および前記駆動ドラ
ム６を内蔵したケース５は、第４図に示すように、引戸
１６の例えば内面上部に装告されて使用される。

そして、上記のように調速機１５を引戸側に装着したと
きには、戸枠３側にラック杆１７を装着する。このラッ
ク杆１７は、第４図および第５図に示すように、引戸の
進行方向に沿って延在する細長い杆体であって、図示の
実施例におけるものはケース５と干渉しないように段付
の板状体として形成され、その下端縁に形成されたラッ
ク歯は、ケース５から突出したピニオン１４と噛み合い
係合をしている。そして、前記一方向クラッチは、引戸
１６が第４図で左方の閉止方向に移動するとき、すなわ
ぢピニオン１４が時計方向に回動するとき、ピニオン１
４と増速機の入力軸９ａとが連結されるようにその作動
方向が設定されている。

なお、これまでの説明では、調速機１５内にブレーキト
ルクを発生させるガバナーとして直流モタを組み込むも
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加えれば発電
機となることは周知の事実である。したがって、調速機
に組み込むガバナーとしてあらゆる電動機を採用するこ
とができる。

また、図示の実施例では調速機１５と駆動ドラム６とを
一つのケース５に内蔵して共に引戸１６に装青し、ラッ
ク杆１７は戸枠３に装着するものとしたが、これは第６
図に示すように、駆動ドラム６と調速機１５とを分離し
てもよく、また、調速機１５を戸枠３に装着しラック杆
１７を引戸に装着してもよい。さらにまた、駆動ドラム
６を戸枠３に装着し、駆動ばね１の一端を引戸に連結す
るようにしてもよい（図示せず）。

請求項２のクローザは、調速機１５のガバナとして、電
動機ではなく、機械的な遠心がバナーを用いる点だけが
請求項１のクローザと異なっている。遠心ガバナーの構
成は周知であるが、第７図および第８図を参照して一応
の説明をする。

すなわち、第７図および第８図において符号１８は遠心
ガバナー２０のケースとなる筒状の摩擦ドラムを示し、
この摩擦ドラム１８は増幅機つと同軸に連設されている
。上記摩擦ドラム１８内には、その中心軸に沿って、増
幅機９の出力軸としての旋回軸１つが延在しており、こ
の旋回軸１つの第７図における下端部には、例えば横断
面が小判形の異形断面棒としての旋回腕２１．　２１が
取着されている。各旋回腕２１には、例えば全体の形状
が略コ字形の摩擦ブロック２２が旋回腕２１に沿って摺
動可能に支持、案内されている。

なお、この摩擦ブロック２２の摩擦ドラム１８の内周面
に対向する端部は、内周面と同曲率に成形するのが望ま
しい。

そして、各摩擦ブロック２２は、旋回腕２１の先端に嵌
着された止め輪２３との間に弾装された圧縮コイルばね
としての戻しばね２４の弾力により、旋回軸１９方向に
付勢されている。なお、第７図および第８図において第
１図乃至第６図と同符号を付した部分は、これらの図と
均等な部分を示す。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は、引張り力が
ほぼ一定な、自然接触形渦巻ばねよりなる駆動ばねの力
により引戸を閉止方向に引き、このときラック杆とピニ
オンとの相対移動によって生じるピニオンの回転を利用
して発電機あるいは遠心ガバナーにより引戸に制動をか
けるようにしたので、クローザの構成が簡単になり、か
つ作動が確実である。

また、制動力が発生させる発電機の電磁力、あるいは遠
心ガバナーの摩擦トルク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。

さらにまた、本発明によるクローザの全構成部材はいわ
ゆる外付けが可能であるから、既設のクルへの付設が容
易である、など種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１に記載の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、第５図はその
ｖ−Ｖ線からみた断面図、第６図は他の実施例によるク
ローザを装着した引戸の一部正面図、第７図は遠心ガバ
ナーの断面図、第８図はその一部断面平面図である。 １・・・駆動ばね、５ａ・・・基板、６・・・駆動ドラ
ム、９・・・増速機、１１・・・電動機、１３・・・第
２軸受、１４・・・ビニオン、１５・・・調速機、１６
・・引戸、１７・・・ラック杆、２０・・・遠心ガバナ
第 図 第 図 第 図 ２θ

Claims (1)

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
   枠の何れか一方に連結されるテープ状の駆動ばねと、引
   戸および戸枠の何れか一方を除く他方に装着された基板
   に回動自在に支承され、外周部に駆動ばねをその他端か
   ら巻装した駆動ドラムと、引戸の進行方向に沿って延在
   するラック杆と、このラック杆と噛み合い係合をするピ
   ニオン、電動機、この電動機の回転軸にピニオンの回転
   を増幅して伝達する増幅機、ピニオンが一定方向に回転
   するときにのみピニオンと電動機の回転軸とを相互に連
   結する一方向クラッチ、および電動機の入力端を短絡す
   る電気抵抗を備えた調速機とを有し、上記ラック杆を引
   戸および戸枠の何れか一方に、また調速機を他方にそれ
   ぞれ装着すると共に、引戸が閉止方向に移動するときピ
   ニオンと電動機の回転軸とが連結されるように一方向ク
   ラッチの作動方向を設定したことを特徴とする引戸のク
   ローザ。 ２、自然接触形渦巻ばねよりなり、一端が引戸または戸
   枠の何れか一方に連結されるテープ状の駆動ばねと、引
   戸および戸枠の何れか一方を除く他方に装着された基板
   に回動自在に支承され、外周部に駆動ばねをその他端か
   ら巻装した駆動ドラムと、引戸の進行方向に沿って延在
   するラック杆と、このラック杆と噛み合い係合をするピ
   ニオン、遠心ガバナー、この遠心ガバナーの旋回軸にピ
   ニオンの回転を増幅して伝達する増幅機、およびピニオ
   ンが一定方向に回転するときにのみピニオンと遠心ガバ
   ナーの旋回軸とを相互に連結する一方向クラッチを備え
   た調速機とを有し、上記ラック杆を引戸および戸枠の何
   れか一方に、また調速機を他方にそれぞれ装着すると共
   に、引戸が閉止方向に移動するときピニオンと遠心ガバ
   ナーの旋回軸とが連結されるように一方向クラッチの作
   動方向を設定したことを特徴とする引戸のクローザ。