JPH06504338A - 電気機械的扉駆動装置 - 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】 電気機械的扉駆動装置 この発明は開き戸その他の電気機械的扉駆動装置に関する。

開き戸その他の電機駆動で、例えばドイツ特許第３２０２９３００２号明細書に 開示されたものは、電動機軸の方向に電動機ハウジングに固定された遊星変速機 構を備える。さらに傘歯車伝導機構が、出力軸の両端に連結されている。左右何 れの開扉動作においても、極性変換手段を必要としない利点がある。

またハウジング内の全体構成が中心平面に対して対称に形成され、電動機軸と遊 星変速機構の軸が出力軸を貫通している。

停電時の安全のために弦巻バネの復帰バネを備え、出力軸端に位置して、出力軸 自体並びにハウジングに支持されている。

開閉扉動作中でも最適条件となるように、正逆各方向に反対電圧を電動機に印加 するための２個のカム円板を備え、これにより開並びに閉扉の極端位置に達する 前に扉に制動力を印加させる。あるいは扉加速用の電動機には、開閉端末位置か ら他の終端位置へ最小電圧が印加される。

前記従来の電機的駆動の欠点は、一定時間内に閉扉動作を遂行するためには、大 形の弦巻バネを必要とし、また扉が高速度で殆ど衝撃的に閉扉される。このため に驚異的で異常なばかりか、危険をも伴う。特に閉扉動作中に急激な力が加わる 。よって周知の油圧式ドア閉鎖と比較してもきわめて異常である。

ドイツ実用新案筒２，２０６，９２６号明細書にも、ロータ／ステータ機構と共 軸の大径弦巻バネを備えた回転扉が開示され、この弦巻バネの一端はハウジング に弾接され、他端は駆動機構の駆動軸に連結されている。開扉は弦巻バネの弾性 に抗して発生する。閉扉動作に必要な復帰力を増大させるための弾性要素のエネ ルギーは、閉扉動作の主要時間中に回収される。扉が、５°程度のご（僅か開い た場合には、回収されたエネルギーを活用することにより閉扉保持される。さら にロータ、ステーターおよびエネルギー保存手段より成る扉駆動機構を備え、電 動機は必要に応じて発電機あるいは電動機として作動する。扉の最大開扉位置に おいて扉に作用する捻れ力が、開扉開始時点の６倍以上となる。これは異常に大 きな復帰力で閉扉位置へ移行することを意味し、閉扉中の扉の動作が急激な変化 力で遂行される。これは開扉に必要な開扉力が全開扉区域に亘って極端に変化増 大するので、異常な感触を与えるのみならず、停電の際には、従来の油圧式とは 全く異なる動作感触を与える。

米国特許第３，２３７，９３２号明細書に開示された開扉機構においても、電動 機の駆動軸がハウジングの方向に形成され、連結出力軸から回転軸への伝達機構 が、球状軸とギアラックより成る複雑な構成である。復帰弾性機構が、駆動伝達 主軸の側方に軸方向にハウジング内に配設され、ラック駆動とその他の歯車を含 んで構成され、電動機の延軸方向に位置する。復帰バネはかなり小形である。

閉扉に際しては、発電機が短絡されて磁気反発力を生じ、閉扉速度に対する制動 効果を生じる。

この従来構成では、開扉に必要な開扉力が開扉全域に亘って著しく変化し、急激 に増大する。

この発明の課題は、前記従来技術に鑑み、軽快な開閉扉動作を可能とする改良さ れた電気機械的扉駆動装置を得ることにある。特に停電時において、従来の油圧 式閉扉機構と類似の閉扉感触を達成することにある。

前記課題は、請求の範囲第１ないし１２項記載の特徴により解決される。好適な 実施態様は、従属請求項に記載の通りである。

この発明によれば、きわめて簡単な構造に拘らず、停電の際でも従来の閉扉過程 に匹敵する閉扉力学過程がこの発明によって達成されるという驚異的な改善を可 能ならしめる。

この発明によれば、適切な大きさの弦巻バネを備え、この弦巻バネが、駆動電動 機並びにそれと共軸に連結された遊星変速機構とに配設される。この弦巻バネは 、前面に連結された変速要素を有する電動機を包含して配設されるので、何等広 い取付スペースまたは収納容器等を必要としない。

さらに停電の際は、電動機は短絡されて発電機動作状態となる。

前記構成により、閉扉過程中の弾性要素のバネ特性は実際上不変であり、従来の ような顕著な変化は発生せず、また停電の際には電動機が短絡されて発電機動作 をするので、扉の開閉が減速され、閉扉動作は油圧式閉扉機構の場合と同様に遂 行される。即ち力一杯閉扉しても、扉はゆっくりと閉扉する。

好ましくは、弦巻バネの外径と巻数とを増加することにより、開扉の際のバネ定 数の増加が５０％を超えないようにする。好ましくは、それが４０％ないし３０ ％を超えず、さらには２０％ないし１０％程度になることが好適である。　弦巻 バネは、遊星変速機構の受け部材とハウジングに固定された支持板との間に弾接 される。この支持板を適切な方法で調整してバネ復原力を調節することができる 。

開閉過程をさらに軽快ならしめるために、電動機の四象限制御を適用して、電動 機を所望の回転能率と回転数に種々に調整することができる。

電動機の反対側の軸端には、１個または２個の遮光部材より成る位置決め要素が 設けられる。これにより駆動軸の回転速度と回転方向とが検出され、適切な電動 機制御ができる。このように位置決め要素を電動機の後部に配設することにより 、ハウジングの大形化が防止される。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

添付の各図面は、第１図は、出力軸に平行な方向の断面図；第２図は、電動機の 後部支持機構の詳細断面図；第３図は、電動機短絡の結線図；第４図は、位置決 め機構の分解斜視図である。

第１図図示の通り、電磁駆動装置は１着脱可能なカバーと底面とを有するハウジ ングｌと、使用開始用の２個のスイッチと、内部に格納された制御電子回路５と 、他のスイッチ装置７、および電源部９より成る。前記各部材は、ハウジングｌ の長軸に直角方向に設置されて両端に結合端１３を有してドア開閉用レバーに連 結された出力軸１１に配設されている。装置は、扉を左または右開きする場合、 互いに１８０°対称の方向に配設することができるので、同一方向回転駆動の場 合は、上図中の下方の自由連結端１３をそれぞれ下方に向け、これにより回転ド アの開閉用の前記レバーを固定する。

第１図の右側には、電動機１５および同軸に出力軸方向に連結された変速機構す なわち遊星歯車１７が配設されている。遊星歯車１７から突出した中間軸１９は 第一の傘歯車２１に結合され、出力軸１１上にある第二の傘歯車に噛合されてい る。

前記変速機構および傘歯車変速機構の異なる大きさの傘歯車２１．２３により、 電動機軸の回転数の減速率を１：５０ないしｌ：１５０、特にｌニア０ないし１ ：１２０．好ましくはｌ：８０ないしｌ：１ｏＯ１さらにはｌ：９０の値に選ぶ ことができる。

前記実施例では、電動機１５およびそれに接続された遊星歯車１７により、弦巻 バネ２５は、適切なバネ直径と長さ、および適切な巻数が与えられている。弦巻 バネ２５は、その第１図図示の右万端は、左方向へハウジングに弾接された支持 板２７に保持され、またその駆動出力軸側の端は、受は板２９に支持され、かつ 両端共に、掛は止め部３１を備え、それを支持板と受け部材の各係止部に掛は止 めすることができる。

電動機／変速機機構１５．１７は、Ｌ形部材３３等を介してハウジング底面に固 設されている。また支持板２７には、電動機ハウジング１５°を受容するための 中央孔が穿設される。

支持板２７は、電動機の中実軸に対して周辺方向に偏位して配設され、かつＬ形 部材３３の平行壁で支持された複数個のネジによって保持されている。ネジを緩 め支持板２７を周辺方向に回転移動させれば、弦巻バネの張力は適切な値に調整 される。その後、軸線方向のネジが再びネジ止めされる。

第３図図示の通り、さらにスイッチまたはリレー３７その他の適切な遮断手段が 付設されており、無電流の場合には自動的に電動機が短絡される。

また遊星歯車１７に対して電動機１５の反対側の軸端３９には、位置決め要素４ １がある。この位置決め機構４１は、スリット４７が形成されたスリット周辺部 ４５が配設された位置円盤４３を備える。第４図の拡大図示により明らかな通り 、電動機の軸と共回転する周辺部４５が照射されるように、２個の電源４９が配 設される０周辺部４５に等間隔に形成された多数のスリットの何れか１個が光線 区域に来る毎に、光線が通過し、遮光部材４９中に内設された例えば光ダイオー ド等の光感知器により検出される。適宜のＣＰＵにより、信号がディジタル的に 評価され、常に電動機の正確な回転位置と厳密な扉位置が保持される。２個の遮 光部材４９を相互に並列して設けたことにより、正確な回転位置のみならず回転 方向も検出され、第３図の電子制御回路ＣＰＵで処理される。

特に適切なディジタル電子回路を使用することにより、ドアの開閉動作を任意に 実行させることが可能となる。さらに変化特性を適切に設定して、適切な回転開 閉能率で開閉速度に対応するようにドアの開閉動作を実行させることができる。

位置決め機構４１により常に特定の位置から操作を実行することができる。この 構成により、いわゆる４象限端末装置の適用が可能となり、扉の開閉何れの場合 でも、角速度並びに回転能率を任意に制御することができる。

第４図の位置決め機構４１は、第１、第２図においては図示を省略されている。

装置が故障した場合は、前記スイッチまたはリレー３７により、電動機１５が短 絡して発電機として機能する。さらに被駆動軸１１には、弦巻バネ２５の張力が 作用し、その張力は開扉力が８ＯＮにュートン）、好ましくは７０または６ＯＮ を超えないように選択される。ドアが解錠された後は、適切な大形弦巻バネによ り戻り閉鎖過程が誘起され、短絡された電動機は発電機として作動し、閉扉過程 が減速されるので、閉扉動作はきわめて緩徐となり、通常使用されている油圧式 ドアと同様に閉扉される。

弦巻バネ２５のバネ定数は、バネ効率の増加が、開扉の場合ｌＯＯ％にはならな いが、８０．７０．６０％よりは小で、最大５０％となるように選択される。そ こで弦巻バネ２５は、バネ効率が４０％以下で、せいぜい３０％となるような大 きさに構成される。最適空間使用の下で特に適切な効率は、弦巻バネ２５の断面 積が四角形、少なくとも多角形の場合である。実施例では、断面が、縁辺長まで の半径が５ないし１０ｍｍ、特に６ないし８ｍｍの間で、好ましくは約７ｍｍで ある。

国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ミンデル、ハンス スイス国、ツェーハー−８３２０７エールアルトルフ、アルメントシュトラーセ 　２４（７２）発明者　ピュルギー、ダニエルスイス国、ツェーハー−８３２０ フェールアルトルフ、アルメントシュトラーセ　２４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電動機等の電動機と、電動機１５の軸方向に延長された例えば遊星変 速機構等の減速機構１７とを備え、変速機構１７の出力側には傘歯車２２を有す ることにより駆動連結され、出力軸１１は開き扉を駆動する部材に連結され、さ らに、駆動軸１１に少なくとも直接に作用する復帰用弾性要素とを備える扉駆動 機構であって；復帰用弾性要素として約３０巻線の大形の弦巻バネ２５を備え、 開扉の時はバネ定数の増加は最大１００％以下であり、弦巻バネ２５は電動機１ ５並びに変速機構１７を包含し、変速機構の出力側では、変速機構１７の出力軸 となる中間軸に連結された受け板２９に弾接され、電動機１５は閉扉動作中では 短絡されて発電機動作となることを特徴とする電気機械的扉駆動装置。
2. （２）弦巻バネ２５が、電動機１５の中心軸と平行な軸方向にあることを特徴と する請求の範囲第１項記載の扉駆動装置。
3. （３）受け部材２９が中間軸１９に付設された受け板２９より成ることを特徴と する請求の範囲第２項記載の扉駆動装置。
4. （４）電動機１５の出力側に、少なくともハウジングに固定された弦巻バネ２５ 弾接用の支持板２７を備えることを特徴とする請求の範囲第１ないし３項のいず れか１項記載の扉駆動装置。
5. （５）弾性張力が支持板２７の調節により任意に調整可能であることを特徴とす る請求の範囲第１ないし４項のいずれか１項記載の駆駆動装置。
6. （６）開扉動作中において、弦巻バネ２５のバネ定数の増加が８０％を超えない ことを特徴とする請求の範囲第１ないし５項のいずれか１項記載の扉駆動装置。
7. （７）開扉動作中において、弦巻バネ２５のバネ定数の増加が６０％を超えず、 好ましくは５０％以下であることを特徴とする請求の範囲第１ないし６項のいず れか１項記載の扉駆動装置。
8. （８）弦巻バネ２５の巻数が少なくとも４０であることを特徴とする請求の範囲 第１ないし７項のいずれか１項記載の扉駆動装置。
9. （９）弦巻バネ２５の巻数が少なくとも５０あるいは６０であることを特徴とす る請求の範囲第１ないし７項のいずれか１項記載の扉駆動装置。
10. （１０）弦巻バネ２５の巻数が最大１００で、好ましくは９０、８０あるいは７ ０であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９項のいずれか１項記載の扉駆 動装置。