JP7302002B2 - ドア機構の駆動装置およびドア機構 - Google Patents

Description

本発明は、ドア機構のドア部材を閉状態から開状態へ、およびその逆へ移動させるドアシャフトを駆動するトランスミッションに連結された少なくとも１つの電動モータを有するドア機構の駆動装置に関する。また、本発明は、この駆動装置を備えたドア機構に関する。

ドア機構の駆動装置は、例えば欧州特許出願公開第１９６５０１８号明細書に開示される従来技術から周知である。電力により作動するドア機構に対する安全要件がますます厳しくなっていることから、複雑な機械的または電子的機構が必要とされている。例えば、欧州特許出願公開第１９６５０１８号明細書に開示の駆動装置は、ドア部材の意図しない開動作を予防するように構成された、引張ばね補償を伴うセルフロック式トランスミッション装置を備える。また、トランスミッションの部品の故障時にドア部材が意図せず動作してしまう事態を防止するため、安全装置やブレーキを追加して備えることもできる。しかし、このような駆動装置の構成は複雑であり、製造および組み立てに費用が掛かってしまう。

一方で、欧州特許第０５５１０５０号明細書に開示の偏心ギアトランスミッションを備えることで、旋回部品を高精度に誘導可能となる。

そこで、本発明の目的は、シンプルな構成で上述の欠点を回避することが可能な駆動装置、およびこの駆動装置を備えたドア機構を提供することである。

この目的は、トランスミッション装置が偏心ギアトランスミッションとして構成される本発明に係る駆動装置にて達成される。偏心ギアトランスミッションは、少なくとも１つの電動モータの少なくとも１つの偏心シャフトにて駆動される少なくとも２つの旋回歯付ディスクが、内歯を介して、ドアシャフトに連結された従動シャフトと係合する。この構成により、高精度なトランスミッション装置を有する駆動装置を容易かつ安価に製造可能となる。また、この構成では、噛み合う歯数が多くなるため、従来のトランスミッション装置と比べ低摩耗に作動し、また、摩耗が発生した場合も作動可能である。さらに、少なくとも２つの旋回歯付ディスクを用いることにより、歯付ディスクの破損等に起因するトランスミッションの故障に対する厳しい安全要件が満たされる。なお、本発明に係るトランスミッション装置は、例えばブレーキの使用を必要としないセルフロック式トランスミッション装置であり、複数の電気モータを使用してトルクを増加させるように構成してもよい。

効果的な実施形態において、歯付ディスクは、同期または位相変位するように配置される。例えば１８０°ずらして位相変位した配置構成の場合、歯付ディスクはそれぞれ駆動シャフトの異なる領域に接触するため、従動シャフトへの負荷はより均等化される。

特に効果的な実施形態において、駆動装置には、制御の観点から、少なくとも１つの電気モータに接続されるドア制御装置が設けられる。この構成により、ドア機構全体の制御機構に対し、駆動装置をシンプルな方法で組み込むことができる。特に効果的な実施形態において、ドア制御装置は、ＷＬＡＮまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等を介して、無線で動作したり、または読み出しされたりする構成とされる。よって、通常の制御機能に加え、駆動装置からのデータにより遠隔操作および保守を実行可能となる。保守装置は、例えばデータバスを介してドア制御装置と通信して試験運転を作動させ、得られた保守情報をドア制御装置に送信する。ドア制御装置は、受信したデータを格納して電子試験ログを保持したり、有線または無線のデータ送信手段を用いて受信したデータを外部メモリに転送したりする。

特に効果的な実施形態において、偏心シャフトに少なくとも１つのロータリエンコーダが、従動シャフトに少なくとも１つのロータリエンコーダが、両方またはいずれか一方設けられ、制御の観点からドア制御装置に接続される。ドア制御装置に記憶された値と比較をすることで、ドア部材の端位置を容易に判別できる。また必要に応じ、駆動装置やトランスミッション装置の摩耗を判定可能である。さらに、角度位置と十分な隙間とを定期的に比較することで、扉と障害物の当接を検出可能となる。

また、従動シャフトに少なくとも１つの速度センサを設ける構成も効果的である。この構成により、例えば障害物との衝突時のドア部の急停止を容易に検知できる。また、この構成を触覚安全装置の代替とできる。

シンプルな方法で駆動装置を監視、維持することを目的として、温度センサ、振動センサ、トルクセンサ、電流計等のセンサを、駆動装置の領域にさらに設けてもよい。トルクセンサは、例えばトルク支持体上に配置され、公知の方法でドアの均衡を保つばねを監視するように構成できる。

電動モータは直流モータとする構成が効果的である。この構成により、駆動装置を既存の家庭用電力系統に接続できる。

少なくとも２つの旋回歯付ディスクは、接続手段を介して、互いに柔軟または堅固に結合される。この構成により、歯付ディスクのうちの１つが破損した場合でも駆動装置の高い冗長性が保証される。

さらに、電動モータは、牽引ギアを介して、偏心ギアトランスミッションに接続される。この構成により、電気モータがよりシンプルに設計され、また必要に応じ、追加的なギア比を実現ができる。

効果的な実施形態において、歯付ディスクは、その外側に設けられた内歯を有し、それぞれピッチ円状に形成されている。特に効果的な実施形態において、３つの偏心シャフトにて駆動され、互いに位相変位した状態で旋回運動する３つの歯付ディスクが設けられる。

さらに、上記の目的は、ドア部材用のフレーム装置を備え、フレーム装置には、駆動装置が配置される構成を有するドア機構にて実現される。

効果的な実施形態において、制御の観点からドア制御装置に無線接続される安全エッジ装置、ライトグリッド、３Ｄセンサ等のセンサ装置をさらに備える。用途に応じて、有線の装置を含んで構成してもよい。

以下、図面を用いて本発明を説明する。
図１は、駆動装置を備えたドア機構の概略図である。
図２は、図１の駆動装置の側面図である。
図３は、駆動装置におけるトランスミッション装置の断面図である。
図４は、他の実施形態に係るトランスミッション装置の概略図である。

図１は、ドア機構２の概略図である。ここで、「ドア機構」の語は、開口部に対する閉鎖部材の一種を意味する。公知のように、ドア機構２はフレーム装置４を備え、このフレーム装置４においてゲート部材６が摺動可能に移動する構成とされている。駆動装置８は、フレーム構成４上に配置され、電気モータ１０およびトランスミッション装置１２を備える。駆動装置８は、これら電気モータ１０およびトランスミッション装置１２を用いてドアシャフト１４を駆動し、ドア部材６を閉状態から開状態に、およびその逆へ移動できる。本発明を例示する実施形態において、電気モータ１０は通常のＤＣモータである。電気モータ１０には、トランスミッション１６が公知の方法で接続される。トランスミッション１６は、撓みのあるウォームギアとして、または撓みのない牽引ギアとして設計できる。本実施形態において、トランスミッション１６と偏心ギアトランスミッション１７とで、トランスミッション装置１２を形成している。駆動装置８とトランスミッション装置１２とは、フレーム装置４に対して公知の方法で強固に接続されたトルク支持体１８上に設けられる。トランスミッション１６が牽引ギアとして設計される場合には、駆動装置８をドアシャフト１４から離れた位置に配置できる。また、駆動装置８のモータ駆動シャフト（図示しない）を、偏心ギアトランスミッション１７に直接接続してもよい。

図１では、ドア部材６が中間位置に示されている。さらに、図１には、ケーブルを用いることなく、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＷＬＡＮを介して、電気モータ１０、３Ｄセンサ２０、および安全エッジ２２に対して無線接続されるドア制御装置１９が示されている。３Ｄセンサ２０は、ドア部材６の周囲領域を非接触監視するために設けられる。安全エッジ２２は、公知の方法で使用される障害物監視用の触覚式安全手段であり、ドア部材６が障害物に当たると移動を停止させる構成とされている。

図２は、図１の駆動装置８の部分断面図である。図２に図示しない電動モータ１０は、トランスミッション１６を介して、２つの偏心部２６，２７を有する偏心シャフト２４として構成された駆動シャフト２４に公知の方法で接続される。偏心部２６，２７は、互いに１８０°ずれた状態で位相変位して配置された２つの旋回歯付きディスク２８，３０に対して移動可能に取り付けられる。図３に詳細に示すとおり、歯付ディスク２８，３０は、それぞれ内歯３２，３４を有する。内歯３２，３４は、従動シャフト３８に対して回転するように固定接続された第３歯付ディスク４０の外歯３６と係合する。従動シャフト３８は、貫通中空シャフトとして設計可能で、ここでは概略的に図示している。トランスミッション装置１６は、駆動装置８のハウジングの一部であり、歯付ディスク２８，３０の上方で壁部４４と係合するカバー部分４２にて閉じられている。

図３は、歯付ディスク２８の断面図である。図３には、歯付ディスク２８と歯付ディスク４０との係合状態が、非常に多数の歯にてなされることが示されている。この係合により、トルク伝達が確実に保証される。歯付ディスク２８，３０と歯付ディスク４０との間の歯数の違いに応じ、駆動シャフト２４から従動シャフト３８へのギア比を調整できる。なお、伝達トルクを増加させるために、複数の偏心シャフトを有する複数の電気モータを使用してもよい。

駆動装置８およびドア機構２の機能性および安全性をさらに高めるために、例えば、偏心シャフト２４および従動シャフト３８に、ロータリエンコーダ４６，４８を設けてもよい。ロータリエンコーダ４６，４８は、制御の観点からドア制御装置１９に接続されるため、駆動装置８の摩耗等を、その回転比の変化にて判定可能になる。また、例えば速度センサ５０を従動シャフト３８（図２を参照）に設け、障害物との衝突を検出する構成にしてもよい。その場合、図１に示す安全エッジ２２を備えなくてもよい。さらに、温度センサ、振動センサ等のセンサを駆動装置８、特に電気モータ１０の領域に設けて、電気モータ１０および駆動装置８の異常を検出構成にしてもよい。

図４は、他の実施形態に係るトランスミッション装置１２´の概略図である。トランスミッション装置１２´は、３つの歯付ディスク５２，５４、５６を備える。各歯付ディスク５２，５４，５６は、それぞれ対応する外側５８，６０，６２に部分リング状の内歯６４，６６，６８を有している。図４では、ギア５４のみが内歯６６を介して従動シャフト７０と係合している。歯付ディスク５２，５４，５６は、３つの偏心シャフト７２，７４，７６にて駆動される。

Claims (13)

1. ドア機構（２）のドア部材（６）を閉状態から開状態へ、およびその逆へ移動させるドアシャフト（１４）を駆動するトランスミッション装置（１２、１２´）に連結された少なくとも１つの電動モータ（１０）を有する前記ドア機構（２）の駆動装置であって、
   前記トランスミッション装置（１２、１２´）は、偏心ギアトランスミッション（１７）を備え、
   前記少なくとも１つの電動モータ（１０）の少なくとも１つの偏心シャフト（２４；７２，７４，７６）にて駆動される少なくとも２つの旋回歯付ディスク（５２，５４，５６）が、その外側（５８，６０，６２）に設けられて、それぞれがピッチ円状に形成された内歯（６４，６６，６８）を介して、前記ドアシャフト（１４）に連結された従動シャフト（３８、７０）と係合する、
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記歯付ディスク（５２，５４，５６）は、同期または位相変位するように配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 制御の観点から、前記少なくとも１つの電気モータ（１０）に接続されるドア制御装置（１９）が設けられる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記ドア制御装置（１９）は、ＷＬＡＮまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈを介して、無線で動作または読み出しされる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記偏心シャフト（２４）に少なくとも１つのロータリエンコーダ（４６）が、前記従動シャフト（３８、７０）に少なくとも１つのロータリエンコーダ（４８）が、両方またはいずれか一方設けられ、
   前記少なくとも１つのロータリエンコーダ（４６）および前記少なくとも１つのロータリエンコーダ（４８）は、制御の観点から、前記ドア制御装置（１９）に接続される、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の駆動装置。
6. 前記従動シャフト（３８，７０）に少なくとも１つの速度センサ（５０）を設ける、
   ことを特徴とする請求項３ないし４のいずれか一項に記載の駆動装置。
7. 温度センサ、振動センサ、トルクセンサ、電流計のうち少なくとも何れかを、前記駆動装置（８）の領域にさらに設ける、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の駆動装置。
8. 前記電動モータ（１４）は直流モータである、
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の駆動装置。
9. 前記少なくとも２つの旋回歯付ディスク（５２，５４，５６）は、接続手段を介して、互いに柔軟または堅固に結合される、
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の駆動装置。
10. 前記電動モータ（１４）は、牽引ギアを介して、前記偏心ギアトランスミッション（１７）に接続される、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の駆動装置。
11. ３つの偏心シャフト（７２，７４，７６）にて駆動され、互いに位相変位した状態で旋回運動する３つの歯付ディスク（５２，５４，５６）が設けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の駆動装置（８）を有するドア機構であって、
    前記ドア部材（６）用のフレーム装置（４）を備え、
    前記フレーム装置（４）には、前記駆動装置（８）が配置される、
    ことを特徴とするドア機構。
13. 請求項３に記載の駆動装置（８）を有するドア機構であって、
    前記ドア部材（６）用のフレーム装置（４）を備え、
    前記フレーム装置（４）には、前記駆動装置（８）が配置され、
    制御の観点から、前記ドア制御装置（１９）に無線接続される、安全エッジ装置、ライトグリッド、３Ｄセンサのうち少なくとも何れかのセンサ装置をさらに備える、
    ことを特徴とするドア機構。
    
    

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