JP3131918U - ドアストッパー - Google Patents

Abstract

【課題】置き場所に困らず、ねじ込む作業が容易なスーパーボールを用いたドアストッパーを提供する。
【解決手段】磁性体材質の扉６と床に接して用いられるスーパーボール２と、このスーパーボールに一端が取り付けられた柄８と、この柄８の他端に設けられた前記柄８と略平行な平面１２を有する磁石１０と、を有する。また、磁性体材質の扉６と床に接して用いられるスーパーボール２と、このスーパーボールに設けられ外向きの平面１６有する磁石１８と、を有する。
【選択図】図1

Description

この考案は、スーパーボールと呼ばれる玩具のボールを用いたドアストッパーの構造に関する。

スーパーボールと呼ばれる玩具のボールは、塩化ビニール樹脂などからなり、弾性係数や摩擦係数が高い。このスーパーボールを、扉と床に接して用いると、優秀なドアストッパーになることが知られている。すなわちスーパーボールを、扉が動こうとする側の下端部と、その下端部に近接する床とに、接して配置すると、扉にかなり大きな力が加わっても、スーパーボールは動かず、したがって、ドアストッパーの働きをする。

この内容は下記の非特許文献１に示すインターネットのＷｅｂサイトページや非特許文献件２の刊行物にも記載される。
http://www.geocities.co.jp/Technopolis-Mars/8494/NEWS/ypc147/ypc147.htm#スーパーボールのドアストッパー 河本達二発行 「続続・伊東家の食卓 裏ワザ大全集 ２１世紀版」日本テレビ放送網株式会社 ２００１年

しかしながら、ドアストッパーに用いるスーパーボールは、使用しないときには、球形をなすために転がりやすく、置き場所に困る。衣服のポケットに入れるにしても邪魔になる。
また、よりストッパーの働きを高めるには、スーパーボールを、扉と床が近接して形成する三角形の空間に、ねじ込むように接するのが有効であるが、球形の表面を有し、弾性係数が高いスーパーボールをねじ込む作業は、面倒である。
この考案は、以上の問題点を解決するために、置き場所に困らず、ねじ込む作業が容易なスーパーボールを用いたドアストッパーを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、第一考案は、磁性体材質の扉と床に接して用いられるスーパーボールと、このスーパーボールに一端が取り付けられた柄と、この柄の他端に設けられた磁石と、を有することを特徴とするドアストッパーである。
第二考案は、磁性体材質の扉と床に接して用いられるスーパーボールと、このスーパーボールに設けられ外向きの平面を有する磁石と、を有することを特徴とするドアストッパーである。

第一、又は第二考案によれば、使用しないときのドアストッパーは、磁石により磁性体材質の扉に吸着させておけばよいので、置き場所に困らない。また、スーパーボールを直接に持ってねじ込むのではなく、柄や磁石の部分を持ってスーパーボールをねじ込むことができ、ねじ込む作業が容易になる。よって、よりストッパーの働きを高めることが容易に行える。

この考案の実施形態を、図１から図４及び図７に示す。
図１に示すように、この実施形態にかかるスーパーボール２を用いたドアストッパー４は、自閉式で、磁性体材質すなわち鉄やスチール製の扉６のストッパーに用いられる。すなわち、柄８の下端にスーパーボール２が取り付けられ、この柄８の上端は、直角に屈曲し、端部に磁石１０が設けられる。磁石１０は、柄８と略平行な平面１２を有する。この平面１２によって、磁性体材質の扉６に吸引できる。

図２に示すように、柄８の下端には、短円筒状の取付部１４が設けられ、この取付部１４の底面は、図示しないが、スーパーボール２の球面にあわせた凹状の球面を有する。この凹状の球面に接着剤や両面テープが設けられ、が取り付けられスーパーボール２が取り付けられる。
なお、取付部１４の底面に設けた凸部をスーパーボール２に突き刺して取付を行うこともできる。

「実施形態の効果」
（１）図１（Ｂ）に示すように、この実施形態によれば、使用しないときのドアストッパー４は、磁石１０により磁性体材質の扉６に吸着させておけばよいので、置き場所に困らない。

（２）また、図１（Ａ）に示すように、スーパーボール２は、従来と同様に、磁性体材質の扉６と床に接して用いられる。そして、ストッパーの働きを高めるには、スーパーボール２を、扉６と床が近接して形成する三角形の空間に、ねじ込むように接するのが有効であるが、この実施形態によれば、スーパーボールを直接に持ってねじ込むのではなく、柄８の部分を持ってスーパーボールを矢印方向へ回すようにしてねじ込むことができ、ねじ込む作業が容易になる。また、ねじ込んだ位置で、そのまま柄８を磁石１０で扉６に吸引できる。よって、よりストッパーの働きを高めることが容易に行える。

このストッパーの働きを高めることができた実験結果を図７に示す。
すなわち、種種の床面の材質に対するストッパーの働きを、従来の柄８のないスーパーボール２だけの場合と比較した。表中の◎は、ドアはまったく動かず、ストッパーの働きが高い。○は、うまくセットすればストッパーの働きをする。△は、うまくセットしてもドアが動いてしまうことがある。×は、ドアが動いてしまう、を意味する。

床面の材質がコンクリートやワックス掛けフローリングの場合には、従来と同様であるが、木質フローリングは、従来よりも成績がよく、ストッパーの働きが高い。埃をかんだフローリング、オフィス用カーペット、タイルにおいては、この実施形態がはじめて、ストッパーの働きをするようになった。毛の短い絨毯は、従来よりもややましな程度であった。毛の長い絨毯や土は、従来と同様に、ストッパーの働きは得られなかった。

このように、この実施形態が優れたストッパーの働きをする原因を力学的な観点から、図３、図４において、以下に説明する。
すなわち、ドアからボールに加えられる力をＦとし、床からボールに加えられる力をＲとする。そして、それぞれのＸ方向成分とＹ方向成分を、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｒｘ、Ｒｙとする。ボールに加わる重力をＧとする。また力Ｆが働く点を点Ｆといい、また力Ｒが働く点を点Ｒいうものとする。

ボールがストッパーの働きをして、動かないことからして、
Ｘ方向の釣り合いとして、Ｆｘ＝Ｒｘ ・・・１）
Ｙ方向の釣り合いとして、Ｒｙ＝Ｆｙ＋Ｇ ・・・２）
モーメントの釣り合いとして、点Ｒ周りのモーメントを考え、ボールの半径をｒとすると
Ｆｙ・ｒ＝Ｆｘ・ｒ ・・・３）
これらの3つの式を解くと（ドアが動こうとする力Ｆｘはわかっているとして）
Ｆｙ＝Ｆｘ、Ｒｘ＝Ｆｘ、Ｒｙ＝Ｆｘ＋Ｇ ・・４）
となる。Ｇが他の力よりも十分に小さいことを考慮すると、残りのＦｘ、Ｆｙ、Ｒｘ、Ｒｙの力はほぼ等しいことがわかる。これにより、図４に強調して示すようにボールは下方を左右から等しい力Ｆ，Ｒではさまれ、斜め方向に伸びる変形を生じる。

さらに、ボールがストッパーの働きをしていて点Ｆ、点Ｒで滑りがおきないのだから、各点の摩擦係数をμ（Ｆ）、μ（Ｒ）とすると
Ｆｙ≦μ（Ｆ）・Ｆｘ ・・５）
Ｒｘ≦μ（Ｒ）・Ｒｙ ・・６）
これら二つの式は４）の結果を代入すると
μ（Ｆ）≧Ｆｙ／Ｆｘ＝１
μ（Ｒ）≧Ｒｘ／Ｒｙ＝Ｆｘ／（Ｆｘ＋Ｇ）≒１
（Ｆｘに比べＧは十分に小さいので）
よって、μ（Ｆ）、μ（Ｒ）はともに1以上である・・・７）

次に、ボールのストッパーとしての機能を増加するには、ドアが動こうとする力Ｆｘが増加しても４）５）６）の関係が維持されなければならない。この実施形態において、力Ｆｘが増加してもドアが動かないのは、点Ｆ、点Ｒで滑りがおきにくいためであると思われる。その原因として、
（ａ） スーパーボール２を扉６と床が近接して形成する三角形の空間に容易にねじ込むことで、スーパーボール２は十分につぶれた形状になり、よって、接触面積を大きくして、摩擦係数μ（Ｆ）、μ（Ｒ）を大きくし、５）６）が安定する。

（ｂ） スーパーボール２は磁石１０や柄８を介して下方へ押され、下方への力Ｒｙが増加し６）が安定する。
（ｃ） 摩擦係数μ（Ｆ）、μ（Ｒ）はともに１以上であり高いので、強くねじ込んでも、摩擦力により元の形状に戻らない。つまり復元力よりも摩擦力のほうが大きい。大きな摩擦力（ 式５）６）の右辺 ）を継続して得られるので、５）６）が安定する。
以上のように優れたストッパーの働きをする原因が推定できる。

「他の実施形態」
他の実施形態２では、図５、図６に示すように、スーパーボール２の表面に、外向きの平面１６を有する磁石１８を、設けたドアストッパー４とすることができる。この場合でも、図５の上方に示すように、この実施形態によれば、使用しないときのドアストッパー４は、磁石１８により磁性体材質の扉６に吸着させておけばよいので、置き場所に困らない。
また、スーパーボール２を直接に持ってねじ込むのではなく、図５の下方に示すように、磁石１０の部分を持ったり、押したりしてスーパーボール２を矢印方向へ回すようにしてねじ込むことができ、ねじ込む作業が容易になる。よって、図７の実験結果を得る。

なお、磁石１８は、短円柱形状（図５）に限らず、短四角柱形状（図６）など他の形状でもかまわない。

この考案の一実施形態に係るドアストッパーの側面図で、（Ａ）は使用状態の図、（Ｂ）は使用しない状態の図である。 図１の要部拡大図である。 スーパーボールがストッパーの働きをする原因を力学的な考察に用いる側面図である。 スーパーボールの変形を強調して示す側面図である。 この考案の他の実施形態に係るドアストッパーの側面図で、下方は使用状態の図、上方は使用しない状態の図である。 （Ａ）（Ｂ）は、図５のドアストッパーの変形例を示す側面図である。 比較実験結果を示す表である。

符号の説明

２…スーパーボール、４…ドアストッパー、６…扉、８…柄、１０…磁石、１２…平面、１４…取付部、平面・・・１６、１８・・・磁石。

Claims (2)

1. 磁性体材質の扉と床に接して用いられるスーパーボールと、このスーパーボールに一端が取り付けられた柄と、この柄の他端に設けられた磁石と、を有することを特徴とするドアストッパー。
2. 磁性体材質の扉と床に接して用いられるスーパーボールと、このスーパーボールに設けられ外向きの平面を有する磁石と、を有することを特徴とするドアストッパー。

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