JP6804206B2 - ダンパ装置及び建具 - Google Patents

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、ドア等の移動体の開閉に伴って回動又はスライドする入力部材に電気粘性流体を接触させ、移動体を所定位置まで閉めたときに電気粘性流体に接触する電極に電圧を印加して電気粘性流体の粘度を高める開閉装置について記載されている。

特許文献２には、永久磁石を保持する保持部材が原位置にあるときに磁性流体に磁力が印加され、作動位置にあるときに磁性流体に磁力が印加されない位置に配置し、磁性流体の粘度を変化させるドアチェック装置について記載されている。

特開平５−７１２６７号公報 特開２０１５−１８３３５９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。例えば、風に煽られる等してドアが意図せず動いても、減衰させる力を作用させることができる範囲でなければドアの移動速度を減衰させることができない。また、複雑な構成や制御を追加することなく、移動体の移動速度に応じて減衰させる力を調節するという点で改善の余地があった。

本発明は、移動体の位置に関わらず、移動速度に応じた減衰力を作用させることが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、引戸７０１）の移動速度を制御するダンパ装置（例えば、後述のヒンジ１０，２１０，３１０，４１０，６１０、ドアクローザ５，２０５，３０５，４０５，５０５及びダンパ装置７０５）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１５，２５，３２５，４２５，６２５,７２５）と、前記回転軸の回転動作により発電する発電部（例えば、後述の発電機４６，３４６、発電部５５，４５５，６４５，７５０）と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有し、前記回転軸の回転に対して粘度に応じた抵抗を付与する磁性流体（例えば、後述の磁気粘性流体５１，６４，５８０，６６４）と、前記発電部で発電された電流が流れることにより、前記磁性流体に磁界を作用させる抗力用コイル（例えば、後述の抗力用コイル５３，７０，６７０，５５０）と、を備えるダンパ装置に関する。

前記ダンパ装置は、温度を検出する温度検出部（例えば、後述の温度センサ２５０）を更に備え、前記温度検出部の検出温度に基づいて前記抗力用コイルに送られる電流の出力を調整することが好ましい。

前記ダンパ装置は、磁気を検出する磁気検出部（例えば、後述のＧＭＲセンサ３５０）を更に備え、前記発電部は、前記回転軸の移動に連動する磁石（例えば、後述の磁石３７，６８２）及び前記磁石の移動に伴って電磁誘導により発電する発電用コイル（例えば、後述の発電用コイル３８，４３０，６７１，７６０）を有し、前記磁気検出部の検出磁気から前記磁石の移動情報（例えば、後述の移動速度、移動方向、前記磁石の位置）が検出され、前記磁石の移動情報に基づいて前記抗力用コイルに流れる電流の出力を調整することが好ましい。

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、後述のヒンジ１０，２１０，３１０，４１０，６１０、ドアクローザ５，２０５，３０５，４０５，５０５及びダンパ装置７０５）を備える建具（例えば、後述の建具３，４）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（例えば、後述の回転軸１５，２５，３２５，４２５，６２５,７２５）と、前記回転軸の回転動作により発電する発電部（例えば、後述の発電機４６，３４６、発電部５５，４５５，６４５，７５０）と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有し、前記回転軸の回転に対して粘度に応じた抵抗を付与する磁性流体（例えば、後述の磁気粘性流体５１，６４，５８０，６６４）と、前記発電部で発電された電流が流れることにより、前記磁性流体に磁界を作用させる抗力用コイル（例えば、後述の抗力用コイル５３，７０，６７０，５５０）と、を備える建具に関する。

前記建具は、前記戸体を回転可能に支持するヒンジ（例えば、後述のヒンジ１０，２１０，３１０，４１０，６１０）を更に備え、前記ダンパ装置は前記ヒンジに組み込まれることが好ましい。

本発明によれば、移動体の位置に関わらず、移動速度に応じた減衰力を作用させることが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ヒンジが用いられる建具の正面図である。 第１実施形態のヒンジの構成を模式的に示す図である。 第１実施形態の磁気粘性流体近傍の様子を示す拡大図である。 第２実施形態のヒンジの構成を模式的に示す図である。 第３実施形態のヒンジの構成を模式的に示す図である。 第４実施形態のヒンジの構成を模式的に示す図である。 第５実施形態の抗力部の構成を模式的に示す図である。 第６実施形態のヒンジの構成を模式的に示す図である。 第６実施形態の発電部の分解斜視図である。 第６実施形態の発電部の平面図である。 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７実施形態のドアクローザの構成を模式的に示す図である。 第８実施形態のドアクローザの構成を模式的に示す図である。 第９実施形態のドアクローザの構成を模式的に示す図である。 第１０実施形態のドアクローザの構成を模式的に示す図である。 第１１実施形態のドアクローザの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るダンパ装置が用いられる引戸を示す図である。 第１２実施形態のダンパ装置の構成を模式的に示す図である。

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ヒンジ１０が用いられる建具３の正面図である。建具３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１０，１１と、を備える。

ドア１は、枠体２に複数のヒンジ１０，１１を介して回転可能に支持される開き戸である。複数のヒンジ１０，１１のうち、ヒンジ１０はドア１の回転速度をコントロールする機能を有するダンパ装置である。

図２は、第１実施形態のヒンジ１０を模式的に示す図である。図３は、第１実施形態の磁気粘性流体（磁性流体）６４近傍の様子を示す拡大図である。図２に示すように、ヒンジ１０は、回転側の上丁番２０と、固定側の下丁番４０と、上丁番２０と下丁番に間に配置される受けリング３０と、増速機４５と、発電機（発電部）４６と、抗力部６０と、を備える。

上丁番２０は、ドア１に固定される上側プレート２１と、ドア１の回転とともに回転する上側軸体２２と、を備える。上側軸体２２には、その回転中心に沿って下方に延び、上側軸体２２と一体的に回転する回転軸２５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２５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２２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２５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２０の重量を受け止めているので、上丁番２０の重量によって回転軸２５が影響を受け難くなっている。

増速機４５は、その上部に入力される回転軸２５の回転力を下部に配置される第１出力軸４７及び第２出力軸４８のそれぞれに伝達する２軸出力式である。第１出力軸４７は発電機４６に接続されるとともに、第２出力軸４８は抗力部６０に接続される。

本実施形態の増速機４５は、下側軸体４２と下側プレート４１に跨って配置される。また、増速機４５は、回転軸２５の回転速度と第１出力軸４７の回転比が１：１００に設定されており、回転軸２５の回転速度と第２出力軸４８の回転比が１：１〜１：１０の範囲に設定されている。なお、回転比は、適用されるドア１やその用途に応じて適宜設定される。

発電機４６は、第１出力軸４７の回転力によって発電し、ケーブル７５を介して発電した電力を抗力部６０に供給する。本実施形態の発電機４６は、下側軸体４２の外側の下側プレート４１に固定される。

抗力部６０は、接続される第２出力軸４８の回転に対して抗力を発生させることにより、ドア１の回転速度をコントロールする。次に、抗力部６０の詳細な構成について説明する。

本実施形態の抗力部６０は、ケース６１と、樹脂ボビン６２と、固定コア６３と、抵抗部としての回転コア６５と、磁気粘性流体６４と、抗力用コイル７０と、を備える。

ケース６１は、その内部に抗力部６０の各部品を収容する外装であり、フェライトやケイ素鋼板等の材料により形成される。樹脂ボビン６２は、その外周に抗力用コイル７０が巻き回された状態でケース６１の内部に配置される。抗力用コイル７０は、発電機４６に電気的に接続されており、発電機４６からの電力によって磁界を生じさせることができる。

樹脂ボビン６２は、上端部及び下端部のそれぞれが鍔状に形成されるとともに、軸方向に延びる貫通孔が中央に形成される樹脂製のボビンである。樹脂ボビン６２は、ケース６１の内部にＯリング６９を介して固定される。

固定コア６３は、樹脂ボビン６２の中空部分の下部で固定される。樹脂ボビン６２の内側であって固定コア６３の上方には磁気粘性流体６４を挟んで回転コア６５が配置される。

回転コア６５は、増速機４５の第２出力軸４８が接続されている。第２出力軸４８は、ベアリング６７を介して回転可能にケース６１に支持されており、増速機４５を介して回転軸２５の回転力が伝達される。

また、回転コア６５の上部及び下部の周面には摺動Ｏリング６８がそれぞれ配置されている。本実施形態では、上側の摺動Ｏリング６８がケース６１の内側面に位置し、下側の摺動Ｏリング６８が樹脂ボビン６２の内側面に位置している。なお、摺動Ｏリング６８の配置や数は適宜変更できる。例えば、樹脂ボビン６２の内側に摺動Ｏリング６８が一つだけ配置される構成としてもよい。

図３に示すように、磁気粘性流体６４は、樹脂ボビン６２の内側であって、回転コア６５の下端面と固定コア６３の上端面の間に薄膜状に形成される。磁気粘性流体６４の厚みは、例えば１００〜５００μｍ程度に設定される。磁気粘性流体６４は、磁界によって粘度が変化する。回転コア６５が回転すると、磁気粘性流体６４の粘度に応じた抵抗力を受けることになる。

図３に示すように、抗力用コイル７０は、樹脂ボビン６２における上端部と下端部の間の小径部９０の外周面に樹脂ボビン６２の外周面に螺旋状に巻き付けられている。この抗力用コイル７０に電流が流れることによって磁界が生じ、磁気粘性流体６４の粘度を変化させる。

本実施形態では、固定コア６３の上端面が抗力用コイル７０の上下方向の略中央に位置するように固定コア６３の高さ及び抗力用コイル７０の長さが調整されている。磁気粘性流体６４の位置を抗力用コイル７０の上下方向の略中央位置、即ち磁界が強く作用する位置に設定することにより、磁気粘性流体６４に磁界を効率的に作用させることが可能になっている。

次に、ヒンジ１０の回転速度のコントロールについて説明する。ドア１が回転すると、上丁番２０の上側軸体２２の回転に伴って回転軸２５が回転し、増速機４５にその回転力が伝達される。増速機４５では、予め設定される回転比に応じて第１出力軸４７及び第２出力軸４８がそれぞれ回転する。

第１出力軸４７の回転力によって発電機４６で発電された電流は、樹脂ボビン６２の抗力用コイル７０に送られる。抗力用コイル７０に電流が流れることによって磁界が生じ、この磁界によって磁気粘性流体６４の粘度が変化する。

発電機４６で発電される電流は、ドア１の回転速度（移動速度）に応じたものとなる。従って、抗力用コイル７０の通電によって生じる磁界の強さも回転速度に応じたものとなる。磁気粘性流体６４の粘度は磁場の大きさに応じて増大するので、回転速度が速いときは相対的に大きくなり、回転速度が遅いときは相対的に小さくなるように粘度が変化する。

以上説明した本実施形態のヒンジ１０によれば、以下のような効果を奏する。
即ち、移動体としてのドア１の移動速度を制御するダンパ装置としてのヒンジ１０は、ドア１の移動に連動して回転する回転軸２５と、回転軸２５の回転動作により発電する発電機４６と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有し、回転軸２５の回転に対して粘度に応じた抵抗を付与する磁気粘性流体６４と、発電機４６で発電された電流が流れることにより、磁気粘性流体６４に磁界を作用させる抗力用コイル７０と、を備える。

これにより、ドア１（移動体）の回転速度（移動速度）に応じた電流が抗力用コイル７０に流れ、この電流の大きさに応じて粘度を決める磁界が磁気粘性流体６４に作用することになる。従って、磁気粘性流体６４によって生じる回転軸２５の回転を妨げる力に、ドア１の回転速度を適切に反映させることができる。また、磁気粘性流体６４と、磁気粘性流体６４に磁界を作用させる抗力用コイル７０と、の位置関係を変える必要もなく、発電機４６によって電流を発電する条件を調節することで、減衰力を作用させる範囲を高い自由度で設定することができ、ドア１の回転範囲の全域で減衰力を適切に作用させる構造をシンプルな構成で実現できる。

また、本実施形態のダンパ装置としてのヒンジ１０を建具３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に対して適切に作用させることができる。

更に、ダンパ機能がヒンジ１０に組み込まれているので、ドア１の回転速度を減衰させる装置をヒンジ１０以外の部分に別途配置する必要もなくなるので、デザイン性に優れた建具３を提供することができる。なお、上記実施形態では、上部のヒンジ１０にダンパ機能を組み込む構成としたが、下部のヒンジ１１にも同様の構成のダンパ機能を組み込む構成としてもよい。

また、第１実施形態では、電気系統の部品が固定側の下丁番４０に集中しているので、配線の取り回しをシンプルにできるというメリットがある。また、上丁番２０の重量をリング３０で受ける構造なので、上丁番２０の重量によって下丁番４０側の機構系にかかる負担を効果的に軽減できる。

また、第１実施形態では、磁気粘性流体６４が薄膜状に形成されているので、磁界を集中させることができるとともに、磁気粘性流体６４の必要量を少なくすることができるという点でも効果がある。

次に、第１実施形態と同様にヒンジに本発明を適用した第２実施形態から第６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実施形態のヒンジ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実施形態のヒンジ２１０は、蓄電制御回路２８０を備える点が第１実施形態と異なっている。

蓄電制御回路２８０は、発電機４６と抗力部６０の抗力用コイル７０を接続するケーブル２７５上に配置される。蓄電制御回路２８０は、発電機４６で発電された電力を蓄電し、蓄電した電力を抗力用コイル７０に供給する。

第２実施形態では、蓄電制御回路２８０を経由して発電機４６から抗力用コイル７０に電流が送られることになり、電流が平滑化される。従って、ドア１が少し動いて止まり、また少し動くような不規則な移動をして発電機４６による発電が間欠的になっている場合であっても、蓄電制御回路２８０によって抗力用コイル７０に流れる電流の状態が安定するので、ドア１の回転速度を減衰させる機能をより安定化することができる。

＜第３実施形態＞
図５は、第３実施形態のヒンジ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実施形態のヒンジ３１０は、上丁番３２０の上側軸体３２２の内部に発電機３４６及び増幅器３４５が配置され、下丁番３４０の下側軸体３４２に抗力部６０が配置される。

第３実施形態のヒンジ３１０は、上側軸体３２２の下端部に固定され、該上側軸体３２２と一体的に回転する回転軸３２５を備える。回転軸３２５は、その上側（一側）の端部が上側軸体３２２内部の増幅器３４５に接続されるとともに、他側（下側）の端部が下側軸体３４２に配置される抗力部６０に接続される。

増幅器３４５は、回転軸３２５の回転力を増幅し、出力軸３４７を通じて発電機３４６に伝達する。発電機３４６には、抗力用コイル７０に接続されるケーブル３７５が接続される。第３実施形態のケーブル３７５は、上側軸体３２２の内側から外側を経由して下側軸体３４２の抗力部６０に接続される。本実施形態では、上側軸体３２２の回転範囲に基づいてケーブル３７５の長さ及び取付位置が余裕を持って設定されている。

第３実施形態では、ドア１が回転すると回転軸３２５が回転する。このとき固定側の下側軸体３４２は動かないので上側軸体３２２が回転する。ケーブル３７５は、その長さが上側軸体３２２の回転範囲に応じて設定されているので、上側軸体３２２の回転に伴って捻じれる状態となりながらも抗力部６０との接続が維持される。

＜第４実施形態＞
図６は、第４実施形態のヒンジ４１０の構成を模式的に示す図である。図６に示すように、第４実施形態のヒンジ４１０は、第３実施形態と同様に、上丁番４２０の上側軸体４２２の内部に発電機３４６及び増幅器３４５が配置され、下丁番４４０の下側軸体４４２に抗力部６０が配置される構成である。

第４実施形態のヒンジ４１０は、上側軸体４２２と一体的に回転するように、上側軸体４２２の内部に固定される。例えば、回転軸４２５は、支持手段（図示省略）によって上側軸体４２２に連結されており、上側軸体４２２が回転すると回転軸４２５も一体的に回転する構造に構成される。

上側軸体４２２の下端部には、回転軸４２５及びケーブル４７５を通す接続経路４８０が形成される。ケーブル４７５は、発電機３４６から増幅器３４５の横を通って下側軸体４４２の上部に配置される抗力部６０へと取り回される。抗力部６０の内部では、ケース６１の内側空間を通って抗力用コイル７０に接続される。なお、ケーブル４７５は、回転コア６５に干渉しないように下側軸体４４２の内部を取り回される。第４実施形態では、ケーブル４７５が外部に露出しないので、ケーブル４７５の保護という観点から有利である。

＜第５実施形態＞
次に、上記実施形態の抗力部６０の構成と異なる第５実施形態の抗力部５６０について説明する。図７は、第５実施形態の抗力部５６０の構成を模式的に示す図である。図７に示すように、第５実施形態の抗力部５６０は、ケース５６１の内部中央に配置される円柱状の固定コア５６３が抗力用コイル７０を巻き付ける芯材の機能を果たしている。

固定コア５６３の上部には上側リング部材５７１が設けられる。上側リング部材５７１の上面にはケース５６１内部の天井面に接触するＯリング６９が配置されている。また、固定コア５６３の下部には下側リング部材５７２が設けられる。下側リング部材５７２の下面にはケース５６１内部の底面に接触するＯリング６９が配置されている。

固定コア５６３の外周面における上側リング部材５７１と下側リング部材５７２の間には絶縁テープ５６４が巻き付けられている。抗力用コイル７０は絶縁テープ５６４を挟んで固定コア５６３に巻き付けられている。

磁気粘性流体５８０は、固定コア５６３と回転コア５６５の間に配置されている。第５実施形態では、磁気粘性流体５８０の位置が抗力用コイル７０よりも上方に位置する。

以上説明した第５実施形態の抗力部５６０は、固定コア５６３が抗力用コイル７０を巻き付ける芯材の役割も果たすので、抗力部５６０の径方向の厚みを薄くでき、抗力部５６０のスリム化を実現できる。

＜第６実施形態＞
図８は、第６実施形態のヒンジ６１０の構成を模式的に示す図である。図８に示すように、第６実施形態のヒンジ６１０は、上側丁番６２０の上側軸体６２２に抗力部６６０及び発電部６４５が設けられる。

抗力部６６０は、磁気粘性流体６６４が充填される磁性流体槽６６５と、磁性流体槽６６５の外周に巻き付けられる抗力用コイル６７０と、を備える。

下丁番６４０の下側軸体６４２の上部には回転軸６２５が固定されており、回転軸６２５の先端は磁性流体槽６６５に挿入される。回転軸６２５の先端には、抵抗部としての撹拌フィン６２６が形成される。回転軸６２５が回転すると撹拌フィン６２６が磁気粘性流体６６４の粘度に応じた抵抗をうけ、この抵抗力がドア１の回転速度をコントロールする抗力となる。

発電部６４５は、ケース６８１と、回転軸６２５の周面に固定される磁石６８２と、磁石６８２の周囲に配置される発電用コイル６７１と、を主要な構成として備える。

発電部６４５の詳細な構成について説明する。図９は、第６実施形態の発電部６４５の分解斜視図である。図９に示すように、ケース６８１は、上ケース６８５と、下ケース６９５と、を備える。上ケース６８５には、その中央に貫通孔が形成され、貫通孔の周囲に周方向で等間隔に上側爪部６８６が４箇所形成される。下ケース６９５には、その中央に貫通孔が形成され、貫通孔の周囲に上側爪部６８６に対応する下側爪部６９６が設けられる。

発電用コイル６７１は、ボビン６８４に巻き付けられた状態でケース６８１の内部に収容される。従って、発電用コイル６７１は、ボビン６８４ごと上ケース６８５と下ケース６９５によって上下に挟み込まれた状態となる。

図１０は、第６実施形態の発電部６４５の平面図である。図１０に示すように、磁石６８２は、周方向にＮ極、Ｓ極、Ｎ極の順に交互に配置される永久磁石によって構成される。磁石６８２は、その周囲に発電用コイル６７１が位置するようにケース６８１の内側に保持される。

磁石６８２は、回転軸６２５と一体的に回転し、発電用コイル６７１に磁界の変化による電流が生じる。発電用コイル６７１で生じた電流はケーブル６７５を通じて磁性流体槽６６５の外周に配置される抗力用コイル６７０に送られる。抗力用コイル６７０が通電することによって磁界が生じ、磁気粘性流体６６４の粘度が大きくなって撹拌フィン６２６が磁性流体槽６６５の内部で受ける抵抗力が変化する。第６実施形態の構成においても、ドア１の回転速度に応じた粘性により、ドア１の回転速度を適切にコントロールできるのである。

以上、第１実施形態から第６実施形態ではドア１のヒンジに本発明を適用した例を説明した。次に、ドアクローザに本発明を適用した例として第７実施形態から第１１実施形態を順次説明する。

＜第７実施形態＞
図１１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。図１１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、回転軸１５の回転力を減衰させることにより、移動体であるドア１の回転速度を制御する。

図１２は、第７実施形態のドアクローザ５の本体６の構成を模式的に示す図である。図１２に示すように、なお、図１２では、アーム部１６やリンク機構１７の図示を省略している。図１２に示すように、本体６の内部には、回転軸１５の回転力を利用して発電する発電部５５と、回転軸１５に抗力を付与する抗力部５０と、が設けられる。

発電部５５は、回転軸１５の周面に固定されるピニオン３５と、ピニオン３５に噛み合うラック３６と、ラック３６の長手方向の一側の端部に配置される磁石３７と、磁石３７の移動によって発電する発電用コイル３８と、ラック３６の長手方向の他側の端部に配置される戻りばね３９と、を備える。

ラック３６は、水平方向でスライド移動可能に本体６の内部で支持される。回転軸１５と一体的に回転するピニオン３５が回転すると、ピニオン３５に噛み合うラック３６が回転方向に応じて水平移動する。

磁石３７は、ラック３６の一側の端部に固定される永久磁石である。ラック３６の移動に伴って移動する磁石３７の磁界が発電用コイル３８に作用する。

発電用コイル３８は、抗力部５０の抗力用コイル５３に電気的に接続されている。本実施形態では、発電用コイル３８は、ラック３６の一側の端部を囲うように配置されている。発電用コイル３８の内側をラック３６に固定された磁石３７が移動して、発電用コイル３８に近づいたり離れたりすることによって発電用コイル３８に電流が流れる。

戻りばね３９は、一側の端部がラック３６の磁石３７が固定される側と反対側の端部に固定されるとともに、他側の端部が本体６の内側に固定されている。ラック３６は、発電用コイル３８に近づく方向に移動すると、戻りばね３９によって元の位置に戻そうとする力が加えられる。

抗力部５０は、磁性流体槽５２と、磁性流体槽５２の周面に配置される抗力用コイル５３と、を備える。

磁性流体槽５２は、磁気粘性流体５１が充填される容器である。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撹拌フィン１９が設けられる。従って、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。

抗力用コイル５３は、磁性流体槽５２の外周面又は内部に磁気粘性流体５１を囲うように巻き付けられている。抗力用コイル５３は、発電用コイル３８に電気的に接続されている。

以上説明したように、第７実施形態では、回転軸１５の回転によってラック３６の磁石３７が発電用コイル３８の内側に移動することにより、磁界が生じて発電用コイル３８が発電する。発電用コイル３８で発電した電流は抗力用コイル５３に送られ、磁性流体槽５２に充填される磁気粘性流体５１に磁界を作用させる。磁界によって磁気粘性流体５１の粘度が大きくなり、回転軸１５の撹拌フィン１９にはドア１の回転速度に応じた抵抗力が作用する。

＜第８実施形態＞
図１３は、第８実施形態のドアクローザ２０５の構成を模式的に示す図である。図１３に示すように、第８実施形態のドアクローザ２０５は、温度センサ２５０と、温度補正回路２５１と、出力調整回路（出力調整部）２５２と、を備える。

温度センサ２５０は、本体６内部に配置されており、本体６内部の温度を検出する温度検出部である。温度センサ２５０の検出信号は、温度補正回路２５１に送信される。

温度補正回路２５１は、温度センサ２５０の検出温度に基づいて出力調整を行うための補正値を設定する。例えば、温度補正回路２５１には、テーブル形式で温度と磁気粘性流体５１の粘度−温度特性に基づく温度と補正値の関係が記憶されており、温度補正回路２５１は温度センサ２５０の検出信号に基づいて補正値を設定し、この補正値に基づく補正信号を出力調整回路２５２に送信する。

出力調整回路２５２は、発電用コイル３８と抗力用コイル５３を接続する電気的経路に配置されており、発電用コイル３８から送られる電流の出力を調整して抗力用コイル５３に送る。出力調整回路２５２は、温度センサ２５０の検出信号に基づいて温度補正回路２５１で設定された補正信号を反映して電流の出力調整を行う。なお、本実施形態の出力調整回路２５２は、発電用コイル３８の電圧極性に基づいて極性を判断する機能（後述する出力極性判断回路と同様の機能）を有し、この極性に基づいて電流の出力を調整することが可能になっており、この出力が検出温度によって補正される。

なお、第８実施形態では、温度検出部として温度センサ２５０を利用する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、ゼーベック素子を温度検出部として利用する構成とすることもできる。

以上説明した本実施形態のドアクローザ２０５によれば、以下のような効果を奏する。
ドアクローザ２０５は、温度を検出する温度センサ２５０と、温度センサ２５０の検出温度と磁性流体の粘度の温度特性に基づいて抗力用コイル５３に流れる電流の出力を調整する出力調整回路２５２と、を更に備える。

これにより、温度センサ２５０によって環境温度を検出し、環境温度の影響を考慮したプログラムにより、磁気粘性流体５１の粘度の環境温度による減衰力低下を補うことができる。温度変化が大きい場所でもダンパ機能を安定的に発揮させることができる。

＜第９実施形態＞
図１４は、第９実施形態のドアクローザ３０５の構成を模式的に示す図である。図１４に示すように、ドアクローザ３０５は、ＧＭＲセンサ３５０と、ＧＭＲ判断回路３５１と、出力調整回路３５２と、を備える。

ＧＭＲセンサ３５０は、本体６内部に配置されており、ラック３６に固定される磁石３７の磁気を検出する磁気検出部である。ＧＭＲセンサ３５０の検出信号はＧＭＲ判断回路３５１に送信される。なお、磁気検出部としては、ＧＭＲセンサ３５０の他にホール素子を用いることもできる。

ＧＭＲ判断回路３５１は、磁石３７とＧＭＲセンサ３５０の間の距離に応じて変化する検出磁気を取得することにより、磁石３７の移動方向、移動速度及び位置を取得する。

磁石３７の移動方向を検出することによってドア１の開閉方向を判断することができる。磁石３７の移動速度によって回転軸１５の回転速度、即ちドア１の回転速度を出力電流に反映することができる。また、磁石３７の位置によってドア１の位置を取得でき、移動方向と組み合わせることで、ドア１が開き始めの位置にいるか閉じ始めの位置にいるか等も取得することができる。また、磁石３７、ラック３６、ピニオン３５等の発電部５５の機構の劣化を検出する機能も有する。

出力調整回路３５２は、ＧＭＲ判断回路３５１によって検出された移動速度（ドア１の回転速度）、移動方向及び位置に基づいて出力調整を行う。本実施形態では、回転軸１５の回転速度に応じて抗力を調整する。また、ドア１に位置に応じて出力を補正する。

以上説明した本実施形態のドアクローザ３０５によれば、以下のような効果を奏する。
ドアクローザ３０５は、磁気を検出するＧＭＲセンサ３５０と、ＧＭＲセンサ３５０の検出磁気に基づいて移動速度を取得するとともに移動方向を判定し、移動情報（移動速度、移動方向及び位置等）に基づいて抗力用コイル５３に流れる電流の出力を調整する出力調整回路３５２と、を更に備える。

これにより、磁気粘性流体５１による抗力がドア１の回転速度に応じて回転軸１５に付与されることになる。また、ドア１の位置に応じて適切な抗力を調節することができる。例えば、ドア１の回転速度に応じて電流出力を設定し、ドア１が閉じるときには抗力が相対的に強く働くように電流出力を大きくし、ドア１を開くときは抗力が相対的に弱く働くように出力を調整することもできる。また、温度変化が磁気粘性流体５１の粘度に影響を与えている場合でも回転速度に応じて抗力が調節されるので、温度環境を原因とする抗力の変動を効果的に抑制できる。更に、磁石３７、ラック３６、ピニオン３５等の発電部５５の機構の劣化を検出し、劣化影響を出力調整に反映させるために、発電部５５の劣化等の様々な外乱因子による減衰力低下を補うプログラムを組み込むこともできる。

＜第１０実施形態＞
図１５に示すように、ドアクローザ４０５は、発電部４５５の発電用コイル４３０の構成が上記実施形態のドアクローザの構成と異なっている。また、第１０実施形態のドアクローザ４０５は、出力極性判断回路４５１と、出力調整回路４５２と、を備える。

まず、発電用コイル４３０について説明する。第１０実施形態の発電用コイル４３０は、第１発電用コイル４３１と、第２発電用コイル４３２と、を備える。第１発電用コイル４３１は内側に位置する内側コイルであり、第２発電用コイル４３２は第１発電用コイル４３１の外側に位置する外側コイルである。第２発電用コイル４３２は、ラック３６から離れている側の端部で巻数が多くなるように構成されている。

本実施形態では、第１発電用コイル４３１の電流は第１ケーブル４３５を通じて出力極性判断回路４５１に入力され、第２発電用コイル４３２の電流は第２ケーブル４３６を通じて出力極性判断回路４５１に入力される。

出力極性判断回路４５１は、第１発電用コイル４３１及び第２発電用コイル４３２に流れる電圧の極性を取得する。電磁誘導によって第１発電用コイル４３１及び第２発電用コイル４３２に流れる電圧の極性は、磁石３７の移動方向によって決まる。磁石３７の移動方向は回転軸１５の回転方向によって決まるので電圧の極性によって回転軸１５の回転方向、即ちドア１の回動方向がわかるのである。

出力調整回路４５２は、出力極性判断回路４５１から入力される極性情報に基づくドア１の回転方向に基づいて抗力用コイル５３に送る電流の出力調整を行う。

本実施形態では、第１発電用コイル４３１と第２発電用コイル４３２の巻き数の違いを利用して電流の出力を調整する。例えば、ドア１が開くときは磁気粘性流体５１によって撹拌フィン１９によって付与される抗力が小さくなるように、巻き数の少ない第１発電用コイル４３１の電流が抗力用コイル５３に供給されるように電流の経路をスイッチする。また、ドア１を閉じるとき等、回転軸１５に付与する抗力を強くしたい場合は第２発電用コイル４３２の電流が抗力用コイル５３に送られるように電流の経路をスイッチする。

また、本実施形態では、電流の経路が第２発電用コイル４３２にスイッチされている状態で磁石３７が巻き数の多い部分に位置した場合にはより多くの電流が流れるようになっている。即ち、特定の位置では磁界を強く作用させることにより、磁気粘性流体５１の粘度を増大させて回転軸１５への抗力を強く働かせることができるようになっている。

以上説明した本実施形態のダンパ装置としてのドアクローザ４０５によれば、以下のような効果を奏する。
即ち、ドアクローザ４０５は、移動体としてのドア１の移動に連動して回転する回転軸１５と、回転軸１５に連動し、該回転軸１５の回転方向に応じて一側から他側又は他側から一側に向かってその位置を移動する磁石３７と、磁石３７の移動に伴って電磁誘導により発電する発電用コイル４３０と、磁界に応じて粘度が変化する性質を有し、回転軸１５の回転に対して粘度に応じた抵抗を付与する磁気粘性流体５１と、通電により磁気粘性流体５１に磁界を作用させる抗力用コイル５３と、磁石３７の移動方向に基づいて発電用コイル４３０から抗力用コイル５３に送られる電流を調整する出力調整回路４５２と、を備える。

これにより、ドア１の移動方向及び位置に応じて抗力用コイル５３に送られる電流が自動的に調整されるので、磁気粘性流体５１の粘度の変化を利用してドア１の移動方向に応じた減衰力を作用させることができる。例えば、ドア１が開くときは回転軸１５の撹拌フィン１９に付与される抗力が小さくなり、閉じるときは抗力が自動的に大きくすることができる。

また、上記実施形態の出力調整回路４５２は、発電用コイル４３０で発電した電圧の極性に基づいて磁石３７の移動方向を判定し、該移動方向に基づいて抗力用コイル５３に送られる電流出力を調整する。

これにより、磁石３７の移動方向を検出するためのセンサを設けることなく、発電用コイル４３０に対する磁石３７の移動方向がわかるので、ドア１の移動方向に応じて抗力用コイル５３に通電する回路をシンプルに設計することができる。

また、上記実施形態の発電用コイル４３０は、第１発電用コイル４３１及び第１発電用コイルよりも巻き数の多い第２発電用コイル４３２を有し、出力調整回路４５２は、発電用コイル４３０の電圧極性に基づいて回転軸１５に付与する抵抗を相対的に弱くする場合は第１発電用コイル４３１で発電された電流を抗力用コイル５３に送り、相対的に強くする場合は第２発電用コイル４３２で発電された電流を抗力用コイル５３に送るように電流を送る経路を切り替える。

これにより、発電量の異なる第１発電用コイル４３１及び第２発電用コイル４３２を利用することにより、電流の経路を切り替えるだけで磁気粘性流体５１にドア１の移動方向に応じた適切な抵抗を回転軸１５に付与できる構成を複雑な制御を追加することなく実現できる。

＜第１１実施形態＞
図１６は、第１１実施形態のドアクローザ５０５の構成を模式的に示す図である。図１６に示すように、第１１実施形態のドアクローザ５０５は、抗力部５３０の構成が上記実施形態のドアクローザの構成と異なっている。

第１１実施形態の抗力用コイル５５０は、第１抗力用コイル５５１と、第２抗力用コイル５５２と、を備える。第１抗力用コイル５５１は、第２抗力用コイル５５２よりも巻き数が少なく構成される。第２抗力用コイル５５２は第１抗力用コイル５５１の内側に配置される。

また、第１１実施形態のドアクローザ５０５は、極性判定機能及び経路切替機能を有する出力調整回路５５３を備える。出力調整回路５５３は、ケーブル５５４を介して入力される発電用コイル３８の電圧特性に応じてドア１の回転方向を判定する。

出力調整回路５５３は、ケーブル５５６を通じて第１抗力用コイル５５１に接続されるとともに、ケーブル５５５を介して第２抗力用コイル５５２に接続される。出力調整回路５５３は、ドア１の回転方向に基づいて第１抗力用コイル５５１又は第２抗力用コイル５５２の何れかに電流が流れるように経路を切り替える。

第１１実施形態の抗力用コイル５５０は、第１抗力用コイル５５１及び第１抗力用コイル５５１よりも巻き数の多い第２抗力用コイル５５２を有し、出力調整回路５５３は、発電用コイル３８の電圧極性（ドア１の回転方向）に基づいて回転軸１５に付与する抵抗を相対的に弱くする場合は発電用コイル３８で発電された電流を第１抗力用コイル５５１に送り、相対的に強くする場合は発電用コイル３８で発電された電流を第２抗力用コイル５５２に送るように電流を送る経路を切り替える。

これにより、磁気粘性流体５１に作用させる磁界量の異なる第１抗力用コイル５５１及び第２抗力用コイル５５２を利用することにより、電流の経路を切り替えるだけで磁気粘性流体５１にドア１の移動方向及び位置に応じた適切な抵抗を回転軸１５に付与することができる。例えば、ドア１が閉まる方向に移動すると判断できるときは抗力が大きくなるように巻き数が多い第２抗力用コイル５５２に電流を流し磁界を強くして粘度を増大させ、ドア１が開く方向に移動するときは相対的に抗力が小さくなるように第１抗力用コイル５５１に電流を流すことができる。

以上説明した上記実施形態１〜１１では、開き戸のドア１に本発明を適用した例を説明したが、引戸にも本発明を適用することができる。次に、引戸に本発明を適用した第１２実施形態について説明する。

＜第１２実施形態＞
図１７（ａ）は、ダンパ装置７０５が適用される引戸７０１の全体を模式的に示す図であり、図１７（ｂ）は、引戸７０１上部の一部断面図である。

図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ダンパ装置７０５は、引戸吊箱７０２の上面に固定されている。ダンパ装置７０５は、引戸吊箱７０２の天井面を貫通し、その下端が引戸吊箱７０２の内側に位置する回転軸７２５を備える。回転軸７２５の下端には引戸７０１の引戸側ラック７０３に噛み合う外部ピニオン７３０が設けられる。

図１８は、第１２実施形態のダンパ装置７０５の構成を模式的に示す図である。図１８に示すように、第１２実施形態のダンパ装置７０５は、上記実施形態のドアクローザの内部構成を上下逆にしたような構成である。

第１２実施形態の発電部７５０が備える発電用コイル７６０は、第１発電用コイル７６１と第２発電用コイル７６２と、を備える。第１発電用コイル７６１及び第２発電用コイル７６２は、いずれもラック３６の長手方向に沿って配置されており、第１発電用コイル７６１は、第２発電用コイル７６２に比べてピニオン３５側に位置している。また、第１発電用コイル７６１は、第２発電用コイル７６２よりも巻き数が多くなるように設定されている。

磁石３７の移動によって第１発電用コイル７６１で発電した電流は第１ケーブル７６５を通じて抗力用コイル５３に送られ、第２発電用コイル７６２で発電した電流は第２ケーブル７６６を通じて抗力用コイル５３に送られる。巻き数の異なる第１発電用コイル７６１と第２発電用コイル７６２を異なる場所に配置することにより、抗力用コイル５３の通電によって磁気粘性流体５１に作用する磁界の強さを調整することができるのである

以上、本発明の好ましい各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、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）
３，４ 建具
５，２０５，３０５，４０５，５０５ ドアクローザ（ダンパ装置）
１０，２１０，３１０，４１０，６１０ ヒンジ（ダンパ装置）
１５，２５，３２５，４２５，６２５，７２５ 回転軸
３７，６８２ 磁石
３８，４３０，６７１，７６０ 発電用コイル
４６，３４６ 発電機（発電部）
５１，６４，５８０，６６４ 磁気粘性流体（磁性流体）
５３，７０，６７０，５５０ 抗力用コイル
２５０ 温度センサ（温度検出部）
２５２，３５２，４５２，５５３ 出力調整回路（出力調整部）
３５０ ＧＭＲセンサ（磁気検出部）
５５，４５５，５３０，６４５，７５０ 発電部
７０１ 引戸（移動体）
７０５ ダンパ装置

Claims (4)

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、
   前記回転軸の回転動作により発電する発電部と、
   磁界に応じて粘度が変化する性質を有し、前記回転軸の回転に対して粘度に応じた抵抗を付与する磁性流体と、
   前記発電部で発電された電流が流れることにより、前記磁性流体に磁界を作用させる抗力用コイルを備える抗力部と、
   を備え、
   前記抗力部は、前記抗力用コイルが巻回される回転コアと、その回転コアと前記回転軸方向に離間して配置される固定コアとを更に備え、
   前記磁性流体は、前記回転コアと前記固定コアとの間に薄膜状に形成されるダンパ装置。
2. 前記移動体を回転可能に支持するヒンジ内に組み込まれる請求項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、
   前記回転軸の回転動作により発電する発電部と、
   磁界に応じて粘度が変化する性質を有し、前記回転軸の回転に対して粘度に応じた抵抗 を付与する磁性流体と、
   前記発電部で発電された電流が流れることにより、前記磁性流体に磁界を作用させる抗力用コイルを備える抗力部と、
   を備え、
   前記抗力部は、前記抗力用コイルが巻回される回転コアと、その回転コアと前記回転軸方向に離間して配置される固定コアとを備え、
   前記磁性流体は、前記回転コアと前記固定コアとの間に薄膜状に形成される建具。
4. 前記戸体を回転可能に支持するヒンジを更に備え、
   前記ヒンジ内に前記ダンパ装置が組み込まれる請求項３に記載の建具。

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