JPH0678702B2 - ドアクローザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、開いたドアを自動的に閉じるためのドアク
ローザに関する。

（従来の技術） 従来、最も多く実用化されているドアクローザは、オイ
ル式ドアクローザであって、コイルスプリングとオイル
を封入したシリンダ内にピストンを摺動自在に挿嵌し、
ドアの開き時にコイルスプリングをチャージし、ドアを
閉じるときにはピストンに設けた小孔を流通するオイル
の流動抵抗を利用してダンパ効果を得ている。

また、ダンパ効果を得る手段として、遠心力ガバナを用
いた機械式ドアクローザも提案されている。このドアク
ローザは、ドアの開き方向の回動に連動して回転する入
力軸でばね手段を蓄勢し、このばね手段の蓄勢力の解放
によって入力軸をドア閉方向に回転させてドアを閉じる
ものである。入力軸がドア閉方向に回転するとき、該軸
の回転はウォームを最終段とする増速歯車列を介してガ
バナ機構に増速して伝達され、ウォームを高速度で回転
させる。ウォームには、遠心力で拡開する弾性体からな
るブレーキ部材が支持され、このブレーキ部材の周りに
は制動用筒体が固定して配設されている。ブレーキ部材
が遠心力で拡開すると、これが制動用筒体の内周面を摺
擦してウォームの回転すなわちこれに連なる入力軸の回
転に制動を掛けて、閉じる向きに回動するドアの速度を
ゆっくりとしたものにする。

（発明が解決しようとする課題） 上記オイル式ドアクローザは、封入されているオイルの
粘度が温度の影響により変化するため、環境温度に対し
てドアの閉じ速度の変動が大きい。そのために、最適な
閉じ速度が得られるようにオイテルの流動量を調整する
速度調整機構が設けられているが、その調整作業が煩わ
しい、という問題がある。

機械式ドアクローザの場合、環境温度による閉じ速度の
変動がないという利点がある。しかし、増速歯車列によ
るギヤノイズは、潤滑油の塗布や軸受構造の選択によっ
て抑止できるも、ウォームに設けたブレーキ部材が制動
用筒体の内周面を摺擦するときの摺擦音が発生する。こ
の摺擦音は、ブレーキ部材の重量配分のアンバランスに
よっては比較的大きなものになってしまい、特に静粛な
環境下においては騒音となる問題がある。

（課題を解決するための手段） この発明は、上記オイル式ドアクローザが有する温度に
よる速度変動がなく、しかも従来の機械式アクローザが
技術課題としている摺擦音をなくしたドアクローザの提
供を目的としていて、ドアの開閉に連動して回転する入
力軸がドア開方向に回転するとき蓄勢される蓄勢手段
と、この蓄勢手段の蓄勢力解放によってドア閉方向に回
転する入力軸の回転を伝達してドアを閉じる向きに移動
させる連結手段と、ウォームを最終段としていて、上記
入力軸のドア閉方向の回転を増速して伝達する増速伝達
手段と、上記ウォームに支持されてこれと一体的に回転
するカップ状の非磁性導電体と、この非磁性導電体の円
筒部をその内外から非接触で囲む一対の環状磁石若しく
は環状磁石と環状磁性体からなっていて、磁界を発生す
る制動用環状体と、上記ウォームの一端を回転自在に支
持する軸受け部を有し、上記制動用環状体を構成する二
つの環状体を互いに連結し固定する磁性体からなる環状
体支持体とを備えたことを特徴とする。

（作用） ドアを開くと入力軸が回転して蓄勢手段を蓄勢する。ド
アを開く作用を解除すると、蓄勢手段の蓄勢力が解放さ
れて入力軸がドア閉方向に回転する。入力軸の回転は増
速歯車列を介してウォームに伝達され、これを高速度で
回転させる。ウオームが回転すると、制動用環状体が形
成している磁界内を、ウォームと一体の非磁性導電体が
回転して誘導起電力を発生させる。この誘導起電力は、
磁場を打ち消す向きに流れ、ウォームの回転すなわち閉
じる向きのドアの移動に制動を掛ける。

（実施例） 以下、図示の実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

第１図及び第２図において、フレーム１の略中央部に
は、フレーム１に設けられた軸受2,3に入力軸４が回転
自在に支持されている。入力軸４には、歯部4aと、この
歯部の歯先円と略等しい径の円柱部4bが形成されてい
る。フレーム１には、スライダ５が摺動自在に設けられ
ていて、このスライダには入力軸４の歯部4aに噛合する
ラック部5aと、カム部5bと、後述するコイルスプリング
を蓄勢し終わった位置で入力軸４の円柱部4bに係合する
非ラック部5cがそれぞれ形成されている。スライダ５
の、カム部5bを形成されている端部と反対側の端部に
は、蓄勢手段としてのコイルスプリング６の一端を受け
るばね受け部5dが形成されている。コイルスプリング６
の他端は、フレーム１に固定された受け板７によって支
持されている。コイルスプリング６は、ドアのラッチを
係合させ得る程度に予圧縮されてフレーム内に収納され
ている。

フレーム１内には、スライダ５のカム部5bに衝合するカ
ム部8aを形成された伝達部材８と、二段歯車９と、ウォ
ームホイール10と、ウォーム11とからなる増速伝達手段
12が配設されている。また、ウォーム11には、制動手段
13が設けられている。伝達部材８は、フレームに設けら
れた支持軸14に回転自在に支持されていて、図示されな
い付勢手段によって、ドア開時のスライダ５の移動に追
従して回動する習性を与えられている。カム部8aは、直
線運動するスライダ５のカム部5bに衝合する。二段歯車
９は、フレームに設けられた支持軸15に回転自在に支持
されていて、その小径歯部9aを伝達部材８の歯部8bに噛
合させている。二段歯車９の大径歯部9bは、ウォームホ
イール10の小径歯部10aに噛合している。ウォームホイ
ール10は、フレームに設けられた支持軸16に回転自在に
支持されていて、その大径の歯部10bは、ウォーム11に
噛み合っている。ウォームホイール10の小径歯部10a
と、大径歯部10bとの間には、図示されない一方向伝達
クラッチが設けられている。この一方向伝達クラッチ
は、ドアが開かれるときの二段歯車９の回転は、小径歯
部10aと大径歯部10bとの間で断たれ、ドアが閉じる時の
二段歯車の回転は小径歯部10aと大径歯部10bを一体化す
るようになっている。すなわち、増速伝達手段12は、伝
達部材8,二段歯車9,ウォームホイール10,ウォーム11と
からなっていて、スライダ５で回転させられる入力軸４
の回転を増速してウォーム11に伝達する。

増速伝達手段12の最終段を成すウォーム11は、その一端
を後述する制動手段13に設けられた軸受け部に支持さ
れ、その他端11aをフレームに固定して設けられた軸受
部材17に回転自在に支持されている。

フレーム１は、第８図に示すように、ドアＤの一面に固
定される。そして、入力軸４の一端の角軸部4cには、ア
ーム18の一端が一体的に係合されている。アーム18の他
端は、その基端部19aをドア枠の適所に揺動自在に支持
されたアーム19の他端に枢着されている。入力軸４と実
質的に一体のアーム18とこれに枢着されたアーム19で連
結手段を構成している。第８図において、符合20はドア
枠の一部を示していて、ドアＤをヒンジ21で開閉自在に
支持している。

第３図及び第４図において、制動手段13の構成を説明す
る。ウォーム11の他端11bは、磁性体望ましくは高透磁
率磁性材料からなる環状体支持体としてのヨークホルダ
22の中心に形成された軸受け部22aに回転自在に支持さ
れている。ヨークホルダ22は、フレーム１に固定された
支持板23の折曲部23aに回転止め用突起22bを係合させた
のち、ねじ24で固定されている。ウォーム11の端部に
は、止め輪24,25が嵌合されていて、両輪の間のウォー
ムには、カップホルダ26が回転可能に、ラチェット27が
一体的に挿通されている。止め輪25とラチェット27との
間にはワッシャ28が介装されている。カップホルダ26に
は、カップ状の非磁性導電体（以下「カップ」と称す）
29の底部29aがウォーム11と同心となるように固定して
支持されている。カップ29は、銅やアルミニゥム等のよ
うな非磁性導電性材料で形成されている。ラチェット27
は、ばね鋼又は合成樹脂からなっていて、その先端に形
成された逆止爪27aを、カップ29の内底面に形成された
鋸歯状の逆止歯29bに係合させている。ラチェット27と
逆止歯29bとで過負荷回避機構を構成している。

ヨークホルダ22の軸受け部22aを形成している円柱状ボ
ス部22cには、永久磁石からなる環状磁石30が密着して
嵌合され固定されている。この環状磁石30は、その外周
面とカップ29の円筒部29c内周部との間に間隙G1を置い
て、すなわちカップ29と非接触の状態で配設されてい
る。ヨークホルダ22には、その内周面とカップ29の円筒
部29cの外周面との間に間隙G2を置いてすなわちカップ2
9と非接触の状態で配設された環状磁性体としてのヨー
ク31が固定されている。鉄等の磁性体からなるヨーク31
は、ヨークホルダ22に対して磁気的に接触させられてい
る。そして、環状磁石30は、ヨークホルダ22を介してヨ
ーク31との間の円環状間隙（G1,G2）において磁界を発
生させるように着磁されている。なお、着磁の向きを選
択することによって、環状磁性体としてヨーク31に代え
て永久磁石を用いることもできる。環状磁石30とヨーク
31又は一対の環状磁石で制動用環状体が構成される。な
お、制動用環状体は、その形状が環状である必要は特に
なく、磁界発生のための磁極が、カップ29の円筒部29c
の内外に非接触で環状に配置されておれば足りるもので
ある。

また、支持板23の折曲部23bには、調整ねじ32が回転自
在に挿通されている。このねじ32には、磁性体からなる
調整プレート33が螺合されている。調整プレート33の先
端縁は、ヨーク31の窓穴を通って環状磁石30の外周面に
対して接離自在に配置されている。折曲部23bと調整プ
レート33との間にはコイルスプリング34が弾装されてい
る。調整ねじ32を螺進させて調整プレート33の先端縁を
環状磁石30に接触させると、環状磁石とヨークとの間の
磁束が短絡されて両者間の磁束密度が変化させられる。

以上ように構成された実施例の作用を説明する。第８図
に鎖線DAで示すドアは、閉じられた状態を示している。
ドアが閉じられているとき、コイルスプリング６は、伸
長してスライダ５を介して入力軸４を回動させることに
より、ドアを閉じ位置に保持している。ドアDAを矢印方
向に開くと、入力軸４が回転させられてスライダ５を移
動させる。スライダ５の移動によってコイルスプリング
６は、第１図に示すように、押し縮められて蓄勢され
る。第１図はドアが第８図に実線Ｄで示す位置まで開か
れたときの状態を示していて、この状態においては、ス
ライダの非ラック部5cが入力軸４の円柱部4bに衝合して
おり、これ以上コイルスプリング６を蓄勢することはな
い。第１図に示すように、移動したスライダ５に追従し
て伝達部材８がその習性によって矢印ｂと逆向きに回転
する。伝達部材８の回転は二段歯車９とウォームホイー
ル10の小径歯部10aを回転させるが、この回転は図示し
ない一方向伝達クラッチの働きにより大径歯部10b,ウォ
ーム11には伝達されない。従って、ドアが開かれるとき
には、ウォームが回転しないので制動が掛らない。

第８図に実線Ｄで示す開き位置に置かれたドアに対する
開き動作若しくは図示されないストッパを解除すると、
入力軸４は、コイルスプリング６により付勢されている
スライダ５が矢印ａ（第２図参照）方向に移動すること
によって、その歯部4aがラック部5aに噛み合って反時計
方向に回転させられる。入力軸４の回転は、アーム18,1
9を介してドアＤを閉じ位置DAに向けて回動させる。ス
ライダ５がドア閉じ方向である矢印ａ方向に移動すると
き、これのカム部5bにカム部8aを照合させている伝達部
材８は、第１図に示すように、矢印ｂ方向に押動回転さ
せられる。伝達部材８の回転は、二段歯車９を介して小
径歯部10aを矢印ｃと逆方向に回転させる。小径歯部10a
の回転は、一方向伝達クラッチの作用によって大径歯部
10bに伝達されてウォームホイール10を同方向に回転さ
せてウォーム11を高速度で回転させる。

ウォーム11が回転すると、環状磁石30とヨーク31で形成
された磁界内（間隙G1,G2）をカップ29が回転してその
中に誘導起電力を発生させる。この誘導起電力は、磁場
を打ち消す向きの渦電流であり、非磁性導電材料からな
るカップ29の回転に制動を掛ける向きに作用する。しか
も、この渦電流は、磁界を横切るカップ29の速度が高い
ほど、すなわち、カップ29の回転速度が高いほど多く発
生し該カップに掛る制動力も大きくなる。カップに掛る
制動は、ウォーム11の回転にブレーキ力を作用させるこ
とになり、該ウォームを回転駆動している増速伝達手段
12の回転すなわち入力軸４の回転に制動を掛けることに
なる。制動を掛けられている入力軸４は、閉じる向きの
ドアＤの回動速度をゆっくりとしたものにする。ドアＤ
の閉じ速度が早くなると、すなわち入力軸４の回転速度
が早くなるとこれに連れてウォーム11の回転も早くなっ
て発生する誘導起電力が大きくなり大きな制動力が発生
するのでドアの閉じ速度は略一定したものとなる。

ところで、ドアＤは、コイルスプリング６の蓄勢力の解
放で自動的に閉じられるとは限らず、強制的に閉じられ
る場合も想定される。この場合、入力軸４は、コイルス
プリング６の蓄勢力解放により移動すべきスライダ５を
強引に移動させることになる。このスライダ５の移動
は、増速伝達手段12を介してウォーム11を強制的に高速
度で回転駆動することになる。ウォーム11が高速度で回
転すると、カップ29に誘導起電力による制動が掛ること
は既に説明した通りであるが、この制動力を超える駆動
力がウォーム11に作用する。すると、ラチェット27が弾
性変形して、その逆止爪27aとカップホルダ29の逆止歯2
9bとの係合を外して、制動を受けているカップ29に対し
てウォーム11が先行するように回転することを許す。こ
れにより、ウォーム11を含む増速歯車列に掛る過負荷を
回避することができる。

なお、図示の実施例は、蓄勢手段のコイルスプリング６
の蓄勢力の解放をウォームに伝達する手段中にスライダ
5,伝達部材8,二段歯車９を配設しているが、スライダの
直線運動を回転運動に変える伝達部材８をウォームホイ
ール10に直接噛合させても良い。この例を第７図に示し
ていて、第１図に示した部材と同一機能を有する部材に
ついては同一符合を付すにとどめ、特徴のある部材につ
いてのみ説明する。スライダ50の端部には、カムホロワ
としてのコロ50bが支承されていて、ねじりばね81で付
勢された伝達部材80のカム部80aが衝合するようになっ
ている。伝達部材80の歯部80bは、カム部80aより大径部
分に形成されていて、ウォームホイール10の小径歯部10
aに噛合している。小径歯部10aと大径歯部10bとの間に
は、図示されない一方向伝達クラッチが配設されてい
る。第７図において、符合70はスライダガイドコロを、
符合71はスライダストッパを、符合72はコロ50bのガイ
ド溝をそれぞれ示している。

また、図示の実施例は、スライダのカム部で伝達部材を
押動し回転させることにより、コイルスプリングの蓄勢
力解放をウォーム11に伝達しているが、スライダで回転
させられる入力軸４の回転を歯車列を用いてウォーム11
に伝達しても良いこと勿論である。更に、蓄勢手段とし
ては、コイルスプリングに代えて定トルク全舞等のばね
手段を用いても良い。

ドアＤの閉じ速度の調整について簡単に説明すると、第
３図において、調整ねじ32を螺進させて調整プレート33
の先端部を環状磁石30の周面に接触させると、環状磁石
30とヨーク31との間で形成された磁界の磁束密度が変化
することになり、カップ29に発生する誘導起電力の大き
さが変化して制動力が調整されウォーム11に掛る制動力
が変えられる。

ドアの閉じ速度調整機能を備えた制動手段の他の例を第
５図及び第６図で説明する。なお、既に説明した部材と
同一の部材については同一符合を付すに止め個々の説明
は割愛する。ウォーム11の一端11bは、軸受け部材50に
形成された軸受け部50aに回転自在に支持されている。
軸受け部材50は、磁性体からなるヨークホルダ51のボス
部51cに回転自在に挿通されている。ヨークホルダ51
は、環状磁石30とヨーク31とを互いに連結し固定してい
て、その外周縁は、操作部51bとして支持板23の窓孔23c
を通って外部へ突出させられている。ボス部51cには、
ねじ孔51aが形成されている。ねじ孔51aには、調整ねじ
52のねじ部52aが螺合している。調整ねじ52の一端52b
は、支持板23に固定して支持され、その他端は軸受け部
材50を嵌合支持している。ウォーム11の図示されない端
部は、第７図に符合17で示す軸受部材によって支承され
ている。従って、ウォーム11すなわちカップ29は、軸方
向においては一定の位置で回転させられるように支承さ
れていることになる。環状磁石30とヨーク31との間のギ
ャップには、磁界が形成されていて、この間隙にはカッ
プ29の円筒部29cが非接触で位置させられている。そし
てて、速度調整に際して、ヨークホルダ51を適宜の方向
に回転させると、このホルダは調整ねじ52に従って螺進
し、ウォーム11の軸方向に移動させられる。すると、環
状磁石30とヨーク31とで形成される磁界は、これを横切
るカップ29の円筒部29cに対する相対位置が変化させら
れることになり、回転するカップ29に発生する渦電流が
変化し、該カップすなわちウォーム11に掛る制動力が変
化させられることになる。かかる速度調整はドアクロー
ザの構成全体から見れば微調整に属するものである。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、磁界発生手段と非接触
で高速回転する非磁性導電体に、渦電流による制動を掛
けてドアの閉じ速度に制動を掛けるので、摺擦音が発生
せず静粛なドアクローザが得られる。また、制動手段が
温度に影響されないので環境温度に起因する速度変動が
なく、温度変化に対応する閉じ速度の調整が不要とな
る。更に、一対の環状磁石又は環状磁石と環状磁性体と
を環状体支持体で互いに連結し、これにウォームの軸受
け部を設けているので、環状体とウォームとの同心が出
し易く構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すドアクローザの縦断面
図、第２図は同上の平断面図、第３図はウォーム，非磁
性導電体，環状磁石，環状磁性体及び環状体支持体とか
らなる制動手段の一例を示す断面図、第４図は第３図の
Ａ−Ａ線断面図、第５図は制動手段の他の例を示す断面
図、第６図は同上の平面図、第７図は本発明の他の実施
例を要部のみ示す縦断面図、第８図はドアの開閉位置を
示す概略平面図である。 ４…入力軸、６…蓄勢手段、18,19…連結手段、12…増
速伝達手段、11…ウォーム、29…非磁性導電体、30,31
…制動用環状体、22,51…環状体支持体、22a,50a…軸受
け部、D,DA…ドア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドアの開閉に連動して回転する入力軸と、
   この入力軸がドア開方向に回転するとき蓄勢される蓄勢
   手段と、ドアとドア枠とを連結していて、上記蓄勢手段
   の蓄勢力解放によってドア閉方向に回転する入力軸の回
   転を伝達してドアを閉じる向きに移動させる連結手段
   と、ウォームを最終段としていて、上記入力軸のドア閉
   方向の回転を増速して伝達する増速伝達手段と、上記ウ
   ォームに支持されてこれと一体的に回転するカップ状の
   非磁性導電体と、この非磁性導電体の円筒部をその内外
   から非接触で囲む一対の環状磁石若しくは環状磁石と環
   状磁性体からなる制動用環状体と、上記ウォームの一端
   を回転自在に支持する軸受け部を有し、上記制動用環状
   体を構成する二つの環状体を互いに連結し固定する磁性
   体からなる環状体支持体とを備えたドアクローザ。