JP2017172685A - ダンパ装置及び建具 - Google Patents

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Abstract

【課題】移動体の移動方向や移動位置に応じて作用させる減衰力を適切に調節できるダンパ装置及び建具を提供すること。
【解決手段】ダンパ装置としてのドアクローザ5は、ドア1の移動に連動して回転する回転軸15と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有する磁気粘性流体51が充填されるとともに、回転軸15の回転に従動する撹拌フィン19が回転可能に挿入される磁性流体部50と、磁界によって磁気粘性流体51の粘度を増加させる磁石71a〜dと、磁性流体部50と磁石71a〜dの間に配置され、磁気を遮る磁気遮蔽部62と磁気を通すスリット61が回転軸15の回転方向で並んで形成される磁界シールド60と、回転軸15に連動して回転し、磁石71a〜dとスリット61の位置関係を回転方向で変化させる回転部材20と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、移動体の移動速度を制御するダンパ装置に関する。
従来から、ドア等の移動体の移動速度を減衰させるダンパ装置の技術が知られている。この種の技術を開示するものとして例えば特許文献1や特許文献2がある。
特許文献1には、ドアが特定の半開位置にあるとき該半開位置規制ペア突起の中間に半開位置規制単独突起が位置し、ドアが特定半開位置から開閉いずれの方向に回動されても半開位置規制ペア突起と半開位置規制単独突起との径方向の距離が縮小するように形成されているドアチェック装置について記載されている。
特許文献2には、ヒンジ(特許文献2における蝶番)に関する技術について以下のような記載がある。即ち、円筒部材の複数の磁石が、円筒本体の内面の円周方向に沿って、中心軸線を中心として等角度でずれてN極及びS極が交互に配置されている。軸部材が、中心軸線を中心として円筒部材に対して相対的に回転可能に、円筒部材の内部に挿入されている。軸部材の複数の磁石が、円筒部材の各磁石に対向するよう、軸本体の外面の回転方向に沿って中心軸線を中心として等角度でずれてN極又はS極が交互に配置されている。扉を閉じたとき、軸部材の各磁石の極性配置が、円筒部材の各磁石の極性配置と中心軸線を中心として所定の角度ずれる。
特開2005−264616号公報 特開2008−111291号公報
特許文献1及び特許文献2に開示される何れの技術も、特定の位置で移動体としてのドアの回転を減衰させており、特定の位置から外れた場所では移動体の移動速度を減衰させることができなかった。また、ドア等の移動体に作用させたい減衰力はその位置や移動方向で異なるため、移動体の移動に応じて減衰力を調節するという点で改善の余地があった。
本発明は、移動体の移動方向や移動位置に応じて作用させる減衰力を適切に調節できるダンパ装置及び建具を提供することを目的とする。
本発明は、移動体(例えば、後述のドア1)の移動速度を制御するダンパ装置(例えば、後述のドアクローザ5、ヒンジ11)であって、前記移動体の移動に連動して回転する回転軸(例えば、後述の回転軸15)と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有する磁性流体(例えば、後述の磁気粘性流体51)が充填されるとともに、前記回転軸又は前記回転軸の回転に従動する抵抗部が回転可能に挿入される磁性流体部(例えば、後述の磁性流体部50)と、磁界によって前記磁性流体の粘度を増加させる磁石(例えば、後述の磁石71,271,371)と、前記磁性流体部と前記磁石の間に配置され、磁気を遮る磁気遮蔽部(例えば、後述の磁気遮蔽部62)と磁気を通す磁気通過部(例えば、後述のスリット61)が前記回転軸の回転方向で並んで形成される磁界シールド(例えば、後述の磁界シールド60)と、前記回転軸に連動して回転し、前記磁石と前記磁気通過部の位置関係を回転方向で変化させる回転部材(例えば、後述の回転部材20)と、を備えるダンパ装置に関する。なお、ここでいう位置関係は、磁石の向きを含むものとする。
前記磁気通過部は、その面積又は厚みが回転方向に進むにつれて大きく若しくは小さく形成されることが好ましい。
本発明は、建物の開口部に取り付けられる戸体(例えば、後述のドア1)及び前記戸体の移動速度を制御するダンパ装置((例えば、後述のドアクローザ5、ヒンジ11)を備える建具(例えば、後述の建具4)であって、前記ダンパ装置は、前記移動体の移動に連動して回転する回転軸(例えば、後述の回転軸15)と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有する磁性流体(例えば、後述の磁気粘性流体51)が充填されるとともに、前記回転軸又は前記回転軸の回転に従動する抵抗部が回転可能に挿入される磁性流体部(例えば、後述の磁性流体部50)と、磁界によって前記磁性流体の粘度を増加させる磁石(例えば、後述の磁石71,271,371)と、前記磁性流体部と前記磁石の間に配置され、磁気を遮る磁気遮蔽部(例えば、後述の磁気遮蔽部62)と磁気を通す磁気通過部(例えば、後述のスリット61)が前記回転軸の回転方向で並んで形成される磁界シールド(例えば、後述の磁界シールド60)と、前記回転軸に連動して回転し、前記磁石と前記磁気通過部の位置関係を回転方向で変化させる回転部材(例えば、後述の回転部材20)と、を備える建具に関する。
本発明によれば、移動体の移動方向や移動位置に応じて作用させる減衰力を適切に調節できるダンパ装置及び建具を提供できる。
本発明の実施形態に係るドアクローザが用いられる建具の正面図である。 第1実施形態の抗力部の構成を模式的に示す図である。 回転軸の回転によって変化する磁石とスリットの位置関係を平面視で示す模式図である。 第2実施形態の抗力部の構成を模式的に示す図である。 第3実施形態の抗力部の構成を模式的に示す図である。 第4実施形態の磁界シールドを示す図である。 本実施形態のダンパ装置をヒンジに適用した例を示す図である。
以下、本発明の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の実施形態に係るドアクローザ5が用いられる建具4の正面図である。建具4は、建物の開口部に固定される枠体2と、戸体としてのドア1と、ドア1を回転可能に支持する複数のヒンジ11と、ドア1の移動速度を制御するドアクローザ5と、を備える。
図1に示すように、建具4に用いられるドアクローザ5は、回転軸15を回転可能に支持する本体6と、回転軸15を介して本体6に接続されるアーム部16と、アーム部16と枠体2(又は建物側)を接続するリンク機構17と、を備える。回転軸15は、アーム部16及びリンク機構17によってドア1の回動に連動する。
ドアクローザ5は、その内部に回転軸15の回転力を減衰させる抗力部10を備えており、この抗力部10により、移動体であるドア1の回転速度が制御される。
図2は、第1実施形態の抗力部10の構成を模式的に示す図である。図3は、回転軸15の回転によって変化する磁石71(磁石71a〜d)とスリット61の位置関係を平面視で示す模式図である。
図2に示すように、抗力部10は、各部品を支持する外装としての本体6と、本体6の内部に配置される磁性流体部50と、磁界を遮蔽する磁界シールド60と、回転軸15に連動する回転部材20と、回転部材に支持される磁石71と、を備える。
磁性流体部50は、磁界によって粘度が変化する磁気粘性流体51と、磁気粘性流体51が充填される容器である磁性流体槽52と、を備える。
磁性流体槽52は、磁界を通過させることができる材料によって形成される。本実施形態では、内部に磁気粘性流体51を充填するための空間が形成された円筒状の部材として構成される。
磁性流体槽52には、回転軸15のアーム部16が接続される側と反対側の端部が挿入されている。回転軸15の磁性流体槽52に挿入される側の端部には抵抗部としての撹拌フィン19が設けられる。回転軸15の回転に伴って撹拌フィン19が磁気粘性流体51の粘度に応じた抵抗を受けることになる。
磁界シールド60は、上下が開放された円筒状であり、磁性流体槽52の周面を囲うように配置される。
磁界シールド60の周面には磁気通過部としてのスリット61が形成される。図3に示すように、磁界シールド60のスリット61は回転方向で複数個所形成されている。本実施形態では、2箇所のスリット61が約90度の間隔をあけて配置されている。
磁界シールド60の周面におけるスリット61が形成されていない部分は、磁界を通過させない材料(通過させ難い材料)で形成される磁気遮蔽部62として機能する。即ち、磁界シールド60の周面では、磁界を遮蔽する磁気遮蔽部62と磁界を通過させるスリット61が回転方向で並ぶことになる。
回転部材20は、磁石71を支持するリング状の部材であり、回転軸15に固定される。回転部材20は、回転軸15が回転すると一体的に回転し、磁石71の位置を変化させる。
磁石71は、磁気粘性流体51に磁界を作用させることにより、粘度を変化させるS極N極からなる永久磁石であり、回転部材20に複数配置される。
本実施形態では、4個の磁石71a〜dが回転方向に等間隔(90度間隔)で回転部材20に固定される。磁石71a及び磁石71cはその回転中心側にN極が位置し、磁石71b及び磁石71dはその回転中心側にS極が位置している。即ち、S極、N極の向きは、回転部材20上で隣り合う磁石71a〜dで互い違いになっている。
次に、回転軸15の回転によって変化するスリット61と磁石71a〜dの位置関係について説明する。なお、以下の説明では、図3(A)の状態を便宜的に基準位置(0度)とする。
図3(A)に示す状態では、磁石71a〜dの回転中心側の面が何れも磁界シールド60のスリット61が形成される位置から外れている。この例では、スリット61の位置から45度ずれた位置に磁石71a〜dが位置している。この状態では、磁石71a〜dによる磁界は、磁性流体部50の磁気粘性流体51に作用しない又は作用したとしてもその影響が小さなものとなる。従って、ドア1に作用する減衰力は相対的に小さなものとなる。
図3(B)は、図3(A)の状態から回転軸15が45度右回転した状態を示す。図3(B)に示す状態では、磁石71bのS極及び磁石71cのN極がスリット61に径方向でそれぞれ重なる位置となっている。図3(B)の破線の矢印に示すように、磁石71bのS極と磁石71cのN極の間に磁力線が通じ、磁性流体部50の磁気粘性流体51に強く磁界が作用する。磁界が強く作用することによって磁気粘性流体51の粘度も増大し、撹拌フィン19が受ける抗力も最も大きくなる。即ち、ドア1に対して作用する減衰力が最も大きくなる。
図3(C)は、図3(A)の状態から回転軸15が90度右回転した状態を示す。図3(C)に示す状態では、図3(A)と同様に、磁石71a〜dの回転中心側の面が何れも磁界シールド60のスリット61が形成される位置から外れた状態となる。図3(C)に示す状態においても、ドア1に作用する減衰力は相対的に小さなものとなる。
図3(A)〜(C)に示してきたように、回転軸15の回転に伴って磁石71a〜dが回転移動し、スリット61に対してその位置を変化させることでドア1が所定の位置にあるときに磁界を強く作用させてドア1に対する減衰力を大きくする構成が実現されるのである。
以上説明した第1実施形態のドアクローザ5によれば、以下のような効果を奏する。
ダンパ装置としてのドアクローザ5は、ドア1の移動に連動して回転する回転軸15と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有する磁気粘性流体51が充填されるとともに、回転軸15の回転に従動する撹拌フィン19が回転可能に挿入される磁性流体部50と、磁界によって磁気粘性流体51の粘度を増加させる磁石71a〜dと、磁性流体部50と磁石71a〜dの間に配置され、磁気を遮る磁気遮蔽部62と磁気を通すスリット61が回転軸15の回転方向で並んで形成される磁界シールド60と、回転軸15に連動して回転し、磁石71a〜dとスリット61の位置関係を回転方向で変化させる回転部材20と、を備える。
これにより、ドア1の回動に対する減衰力をスリット61の位置によって調整することができる。例えば、ドア1のような移動体は回転範囲が予め定められているので、スリット61の位置やその形状を回転方向で調節することで、ドア1の開き始めや閉じ始めに付与する抗力を小さくする一方、ドア1が回動範囲の中央あたりに位置するときは減衰力を大きく作用させたりすることもできる。
また、本実施形態のダンパ装置としてのドアクローザ5を建具4に適用することにより、風の煽り等の意図しないドア1の回動が生じる場合でも、減衰力をドア1の回動方向に応じて適切に作用させることができる。
次に、第1実施形態と同様にドアクローザに本発明を適用した第2実施形態から第4実施形態について順次説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、既に説明した同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。
<第2実施形態>
図4は、第2実施形態の抗力部210の構成を模式的に示す図である。図4に示すように、第2実施形態の抗力部210は、磁石271とスリット261の位置関係を回転方向で変化させる構成が第1実施形態と異なっている。
第2実施形態の磁界シールド260は、磁性流体部50を囲う円筒状に構成されており、その周面にスリット261が複数形成される。磁界シールド260の周面におけるスリット261が形成される部分以外は、磁気遮蔽部262として機能する。なお、スリット261の位置関係は第1実施形態と同様である。
第2実施形態では、磁界シールド260は、回転軸15に回転部材220を介して連結されている。本実施形態では、回転部材220と磁界シールド260が一体的な部材となっており、回転軸15の回転に伴って回転部材220及び磁界シールド260が一体的に回転する。従って、磁界シールド260に形成されるスリット261は、回転軸15の回転に伴ってその位置を回転移動することになる。
第2実施形態の磁石271は、本体6の底部に複数固定されている。例えば、磁石271は、同一円周上に等間隔(90度間隔)で4個配置されており、その高さは磁界シールド260に形成されるスリット261の高さに対応している。また、第2実施形態においても同一円周上で隣り合う磁石271は、その中心側を向く極がS極、N極となるように互い違いになっている。
以上説明した第2実施形態の抗力部210においても、回転軸15が回転することにより、磁界シールド260が回転し、磁気通過部としてのスリット261の位置が磁石271に対してその位置を変化させる。この構成においても、スリット261の位置を調節することよって磁性流体部50の磁気粘性流体51に作用する磁界を特定の位置で強くしたり、弱くしたりすることができ、ドア1に付与する減衰力をドア1の位置に応じて適切に調整することができる。
<第3実施形態>
図5は、第3実施形態の抗力部310の構成を模式的に示す図である。図5に示すように、第3実施形態の抗力部310は、各部品を支持する外装としての本体6と、本体6の内部に配置される磁性流体部350と、磁界を遮蔽する磁界シールド360と、回転軸15に連動してする回転部材320と、回転部材320に支持される磁石371と、を備える。
磁性流体部350は、磁気粘性流体351と、該磁気粘性流体351が充填される磁性流体槽352と、を備える。
第3実施形態の磁性流体槽352は、その外形が円筒状に形成されている。磁性流体槽352には、端面に沿って円環状の充填溝353が形成される。充填溝353は、1周にわたって形成される所定の深さを持った溝である。この充填溝353に磁気粘性流体351が充填される。
磁界シールド360は、磁性流体槽352の内側に配置される。磁界シールド360も円筒状に形成されており、その周面には磁気通過部としてのスリット361が複数形成される。磁界シールド360の周面におけるスリット361が形成される部分ではない部分が磁気遮蔽部362として機能する。なお、スリット361の位置関係は、第1実施形態と同様である。
回転部材320は、回転軸15を直下方向に延長して形成されており、回転軸15と一体的な部材となっている。この回転部材320の下端に磁石371が固定される。
磁石371は、N極、S極が回転軸15の回転方向に並んで配置される永久磁石である。なお、磁石371は、N極、S極が互い違いに複数連続的に配置される構成としてもよい。例えば、N極、S極のセットが4つ(合計8極)を回転方向に配列する構成としてもよい。
本実施形態では、磁石371の高さが、スリット361の高さに応じて設定されている。また、磁石371の下端が充填溝353の下端よりも上方に位置している。
第3実施形態の回転軸15には、磁性流体槽352の充填溝353に挿入される抵抗部319が固定されている。抵抗部319は、充填溝353の形状にあわせて円筒状に形成されている。回転軸15が回転すると抵抗部319も充填溝353の中で一体的に回転し、磁気粘性流体351の粘度に応じた抵抗を受ける。なお、抵抗部319は、円筒状に限定されるわけではなく、回転軸15と一体的に回転するリング部と、このリング部から下方に延出し、充填溝353に挿入される複数の脚部材と、を備えた構成としてもよい。
以上説明した第3実施形態の抗力部310においても、回転軸15が回転することにより、回転部材20を介して磁石371が回転し、磁石371の向きとスリット361の位置関係が変化する。言い換えれば、磁気通過部としてのスリット361と、磁石371の向き(回転位置)と、の関係が相対的に変化する。この構成においても、スリット361の位置を調節することよって磁性流体部350の磁気粘性流体51に作用する磁界を特定の位置で強くしたり、弱くしたりすることができ、ドア1に付与する減衰力をドア1の位置に応じて適切に調整することができる。
また、第3実施形態の構成では、第1実施形態及び第2実施形態の構成に比べ、磁気粘性流体の量を少なくすることができ、製造コストの低減も達成することができる。
<第4実施形態>
図6は、第4実施形態の磁界シールド460を示す図である。次に、磁界シールド460に形成されるスリット461の形状の一例について説明する。なお、図4に示す磁界シールド460は、第1実施形態又は第3実施形態のような本体6に固定されるものに適用してもよいし、第2実施形態のような本体6の内部で回転させるものに適用してもよい。
磁界シールド460に形成されるスリット461は、周方向でその大きさ(開口面積)が異なるように形成される。なお、第4実施形態においても、磁界シールド460の周面におけるスリット461が形成される部分ではない部分が磁気遮蔽部462として機能する。
本実施形態では、略三角形状の2つのスリット461が互いに向かい合うに形成されている。このように、回転軸15の回転位置によって磁界を通過させる領域(面積)が異なっている。
即ち、第4実施形態の磁気通過部として2つのスリット461のうち一側のスリット461は、その面積が回転方向で進むにつれて大きく形成され、他側のスリット461は回転方向で進むにつれて小さく形成される。即ち、回転軸15に抗力を強くしたい位置では相対的に大きく形成され、抗力を弱くしたい位置では相対的に小さく形成される。
これにより、磁気粘性流体51,351に所定の回転位置で強く磁界を作用させたり、弱く磁界を作用させたりして回転軸15に付与する抗力をより一層正確にコントロールすることができる。
なお、第4実施形態では、スリット461の大きさを回転方向で変化させることによって磁界を調節する構成であるが、磁界シールドの厚みを回転方向で変更することによって磁気粘性流体に作用させる磁界を調節する構成としてもよい。
以上、第1実施形態から第4実施形態ではドア1のドアクローザ5に本発明を適用した例を説明したが、ヒンジ11の内部に上記実施形態の抗力部10,210,310を組み込む構成とすることもできる。図7は、本実施形態のダンパ装置をヒンジ11に適用した例を示す図である。
図7に示すように、ヒンジ11は、回転側の上丁番35と、固定側の下丁番40と、上丁番35と下丁番40の間に配置される受けリング30と、を備える。
上丁番35は、ドア1に固定される上側プレート36と、ドア1の回転とともに回転する上側軸体37と、を備える。上側軸体37には、その回転中心に沿って下方に延び、上側軸体37と一体的に回転する回転軸15が設けられる。
下丁番40は、枠体2に固定される下側プレート41と、回転軸15を回転可能に支持する下側軸体42と、を備える。
受けリング30は、上側軸体37の下側の端面と下側軸体42の上側の端面の間に配置されている。回転軸15は、受けリング30中央の貫通孔31を通じて下側軸体42に接続されている。下丁番40は、受けリング30を介して上丁番35の重量を受け止めているので、上丁番35の重量によって回転軸25が影響を受け難くなっている。
本実施形態では、この回転軸15が、上記実施形態で説明した抗力部10(210,310)と同様の構成に接続される。このように、本発明は、ドアクローザ5だけでなくヒンジ11にも適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
上記実施形態では、第1実施形態の撹拌フィン19や第3実施形態の抵抗部319を介して磁気粘性流体51による粘度に応じた抵抗を回転軸15に伝達する構成であるが、回転軸15に接触するように磁気粘性流体51を配置する構成としてもよい。
上記実施形態では、スリットによって磁気透過部を形成したがスリットの部分を磁気が通過する材料で形成してもよい。また、磁気遮蔽部についても完全に磁気を遮蔽するものではなくてもよい。なお、磁気遮蔽部は、相対的に磁気を遮蔽するものであり、磁気通過部は相対的に磁気を通過させるものとして、各種の材料を組み合せて磁界シールドを構成することもできる。
上記実施形態では、何れも戸体を移動体の例として説明したが、所定範囲を回動する窓のヒンジや侵入禁止用のバーの回転機構等、移動体の移動速度を制御する種々のダンパ装置に本発明を適用することができる。
1 ドア(移動体、戸体)
4 建具
5 ドアクローザ(ダンパ装置)
11 ヒンジ(ダンパ装置)
15 回転軸
19 撹拌フィン(抵抗部)
20,220,320 回転部材
50,350 磁性流体部
51,260,351 磁気粘性流体(磁性流体)
60,360,460 磁界シールド
61,261,361,461 スリット(磁気通過部)
62,262,362,462 磁気遮蔽部
71,71a〜d,271,371 磁石
319 抵抗部

Claims (3)

  1. 移動体の移動速度を制御するダンパ装置であって、
    前記移動体の移動に連動して回転する回転軸と、
    磁界に応じて粘度が変化する性質を有する磁性流体が充填されるとともに、前記回転軸又は前記回転軸の回転に従動する抵抗部が回転可能に挿入される磁性流体部と、
    磁界によって前記磁性流体の粘度を増加させる磁石と、
    前記磁性流体部と前記磁石の間に配置され、磁気を遮る磁気遮蔽部と磁気を通す磁気通過部が前記回転軸の回転方向で並んで形成される磁界シールドと、
    前記回転軸に連動して回転し、前記磁石と前記磁気通過部の位置関係を回転方向で変化させる回転部材と、
    を備えるダンパ装置。
  2. 前記磁気通過部は、
    その面積又は厚みが回転方向に進むにつれて大きく若しくは小さく形成される請求項1に記載のダンパ装置。
  3. 建物の開口部に取り付けられる戸体及び前記戸体の移動速度を制御するダンパ装置を備える建具であって、
    前記ダンパ装置は、
    前記戸体の移動に連動して回転する回転軸と、
    磁界に応じて粘度が変化する性質を有する磁性流体が充填されるとともに、前記回転軸又は前記回転軸の回転に従動する抵抗部が回転可能に挿入される磁性流体部と、
    磁界によって前記磁性流体の粘度を増加させる磁石と、
    前記磁性流体部と前記磁石の間に配置され、磁気を遮る磁気遮蔽部と磁気を通す磁気通過部が前記回転軸の回転方向で並んで形成される磁界シールドと、
    前記回転軸に連動して回転し、前記磁石と前記磁気通過部の位置関係を回転方向で変化させる回転部材と、
    を備える建具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102128434B1 (ko) * 2019-06-26 2020-06-30 인하대학교 산학협력단 경첩형 mr 도어 브레이크

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