JPH10131604A - ドアクローザの閉扉速度調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境温度変化によって作動油の粘性が変化し
た場合でも、調整弁を調整することなくクローザの閉扉
時間が変らないようにする。 【解決手段】 軸先端部に有底の筒部を形成し、この筒
部の先端部にその母線に沿って切欠３６を形成したスプ
ール軸３２と、このスプール軸３２と嵌合するスプール
孔２４を開口させたスプール軸受２４とを設け、スプー
ル軸３２をその軸線方向に移動可能に案内すると共に、
スプール軸受けのスプール軸挿入端面２３ａにより区切
られたスプール軸の切欠開口３７をオリフィス開口とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、作動油を用いた
ダッシュポット式スプリング緩衝機構を有するドアクロ
ーザの閉扉速度調整弁（以下単に調整弁という）の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のドアクローザでよく利用されてい
るものとしては、例えば、実開平２−８５７８０号公報
に記載されている形式のものを挙げることができる。

【０００３】このクローザは、扉閉鎖時の戻しばね及び
慣性による過大な閉鎖力を作動油の流体抵抗により減衰
させて緩衝するようにしたもので、作動油が封入された
シリンダと、シリンダを前方の第１室と後方の第２室と
に仕切るピストンと、オリフィスを介して第１室と第２
室とを連通された導通路と、ピストンを第１室に向け付
勢させる戻しばねと、ピストンに設けられたラックと、
ラックに噛み合うピニオンと、シリンダに支承されると
共に、ピニオン及びアームが固定される回転軸とから成
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のクローザは、作動油がオリフィスを通過する際
の流体抵抗を利用してクローザの閉鎖運動を緩衝するよ
うにしているため、環境の温度変化により作動油の粘度
も大きく変化し、従って扉の閉鎖時間を略一定に保持す
るには、環境の温度変化に応じて調整弁の調整をするこ
とが不可欠であった。

【０００５】しかしながら、通常ドアクローザは扉の上
方部に取付けられていること、及び調整弁の調整には特
殊工具を必要とすること等から、一般のユーザには調整
弁を操作することは不可能に近く、已むを得ず、扉の閉
鎖時間は季節の移り変りによって変化するままに放置さ
れていたというのが実態である。

【０００６】この発明は、調整弁のオリフィスの形状を
改善して、環境の温度変化による作動油の粘性が変って
も扉の閉鎖時間が大きく変らないようにすることを目的
として提案されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は、軸先端部に有底の筒部を形成し、この
筒部の先端部にその母線に沿って切欠を形成したスプー
ル軸と、このスプール軸と嵌合するスプール孔を開口さ
せたスプール軸受とを有し、スプール軸をその軸線方向
に移動可能に案内すると共に、スプール軸受けのスプー
ル軸挿入端面により区切られたスプール軸の切欠開口を
オリフィス開口とすることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基いて
この発明について説明する。図１は、ドアクローザのダ
ッシュポット式の調整弁を内蔵したシリンダキャップ１
０の縦断面図で、ハウジング２０及び調整軸３０を有し
ている。

【０００９】ハウジング２０の外周部にはねじ２１が形
成され、図示しない筒状のドアクローザ本体に螺着され
て取付けられる。

【００１０】ハウジング２０の図１における右端は図示
しないシリンダ内に臨んでおり、その端面に形成された
付番しない凹陥部にはフィルター２２とスプール軸受２
３とが嵌着されている。

【００１１】上記スプール軸受２３の中心には、これを
貫通するようにして、後述するスプール軸と嵌合するス
プール孔２４が形成されている。

【００１２】一方、ハウジング２０の中心にはねじ孔２
５及び収納孔２６が同軸に連設され、また、ハウジング
２０の中央部には、これを半径方向に貫通して内端がね
じ孔２５に開口する導油孔２７が穿設されている。

【００１３】また、ハウジング２０内にこれと同軸に収
納される調整軸３０は、先端（図１で右端）に後に詳述
する筒部と切欠とを形成したスプール軸３２と、外周面
に上記ねじ孔２５に螺合する雄ねじを形成した基部３３
と、パッキン３４を嵌装した頭部３５とを連設してな
る。

【００１４】その頭部３５の外端面にはドライバ等の工
具を係合させるためのスリワリ３６が形成され、このス
リワリに工具の先端を係合させて回転させることによ
り、調整軸３０を回転させることができる。

【００１５】上記したように調整軸３０はねじ孔２５と
螺合しているから、調整軸３０を回動することにより調
整軸３０をシリンダキャップ１０内で前後方向（図１で
左右方向）に移動させることができる。

【００１６】以上は、ダッシュポット式緩衝機構の調整
弁の一般的な構造であって、ドアクローザに関する工業
分野においては公知のものであり、更に詳細な説明は省
略する。

【００１７】しかして、この発明による調整弁の特徴的
な構成は、図２及び図３に示すように、スプール軸３２
の先端部（図示の実施例では図１に示すスプール軸３２
の右端部）が有底の筒状に形成されると共に、その筒部
の例えば２ヵ所に、その母線に沿って細長い三角形の切
欠３６、３６が形成されていることである。

【００１８】図示の実施例では、図２から明らかなよう
に、各切欠３６は筒部の開口端において幅が最大となる
横長の２等辺三角形となっている。

【００１９】この切欠３６の形状は、ドアクローザの容
量及び作動油の粘度等に応じて適切に設定する。

【００２０】ちなみに、切欠３６の形成は、予め有底の
筒状に成形されたスプール軸３２の先端開口部を断面２
等辺三角形のカッター又はグラインダーで切削又は研削
により行う。

【００２１】或いは、例えばロストワックス法等によっ
て切欠３６、３６を形成したスプール軸３２の先端部
を、旋盤或いはグラインダーによって旋削又は研削して
外径を整える。

【００２２】また、スプール軸３２の先端筒部の厚さ、
換言すればスプール軸の半径と有底の内孔のそれとの差
は、後述する管摩擦抵抗を少なくするためになるべく小
さくするのが望ましいが、実用されているスプール軸３
２の直径を例えば４．５ｍｍとした場合、０．３ｍｍ〜
０．５ｍｍ程度とする。

【００２３】なお、このスプール軸３２の先端筒部の厚
さは、ドアクローザの作動油の圧力及びスプール軸の材
質に応じて、作動時この部分が塑性変形しないように定
めるものとする。

【００２４】上記のように構成されたスプール軸３２
は、図１に示すように、切欠３６を形成した先端の筒部
をスプール軸受け２３のスプール孔２４に嵌合する。

【００２５】上記のように構成された調整弁を有するク
ローザは、扉閉鎖時図示しない戻しばねの力によりシリ
ンダー内のピストンは図１で左方向に押され、ピストン
に押された作動油はフィルター２２を通過して矢印４１
に示したようにスプール軸受２３のスプール孔２４内に
流入する。

【００２６】スプール孔２４内に流入した作動油は、図
４に示すように、スプール軸３２の先端筒部の内孔を通
って、スプール軸受けのスプール軸挿入端面２３ａによ
り区切られた切欠３６の開口であるオリフィス３７（図
２参照）を通過する。

【００２７】オリフィス３７を通過した作動油は、ねじ
孔２５とスプール軸３２の間のスペース２８内に入り、
矢印４２に示すように、導油孔２７及び図示しない導通
路を経由してシリンダの低圧側に戻される（図１参
照）。

【００２８】作動油がオリフィス３７を通過するとき、
その開口面積は非常に小さいため、ここにおいて大きな
流体抵抗が生じ、ピストンの移動速度を、実用上充分な
速度にまで減少させることが可能となっている。

【００２９】しかして、スプール軸受２３の内側の挿入
端面２３ａ（図２及び図４参照）とスプール軸３２の先
端の開口端縁３２ａ（図２〜４参照）との距離、すなわ
ち、スプール軸３２の挿入長さは、前述したように調整
軸３０の頭部３５を回転させることにより調整可能であ
る。

【００３０】したがって、スプール軸３２の挿入長さを
増減させることにより、作動油が通過するオリフィス３
７の開口面積を増減させることにより作動油の流体抵抗
を調節できるから、その結果として扉閉鎖速度を調節す
ることができる。

【００３１】なお、クローザの種類により、作動油の流
れ方向が図１の矢印４１及び４２とは反対の調整弁があ
る。

【００３２】この発明による調整弁は前記のように構成
されているから、その流体抵抗は従来の調整弁のそれと
比較して次に述べるように変化する。

【００３３】良く知られているように、流体抵抗は２種
類あり、その一つは流体が細い管中を通るときの抵抗
で、管摩擦抵抗（チョーク抵抗）と呼ばれている。

【００３４】流体力学の教えるところによれば、円管の
管摩擦抵抗Ｒ１は次式で示される。

【００３５】

【数１】

【００３６】ここで、λは管摩擦係数で、流体の粘性、
流速、管内径及び管の表面粗度に大きく関係し、粘性が
大きいほどλの値は大きい。また、ｌは管の長さ、ｄは
管の内径、ｖは流速、ｇは重力の加速度である。

【００３７】流体抵抗の他の１つは、流路に設けられた
衝立の小開口（オリフィス）を流体が通るときの抵抗
で、断面急変部抵抗（オリフィス抵抗）と呼ばれてい
る。

【００３８】しかして、流体力学の教えるところによれ
ば、断面急変部抵抗Ｒ２は次式で示される。

【００３９】

【数２】

【００４０】ここで、ξは断面急変部の形状により決ま
る定数であるが、ほぼ１に等しいとされている。又、ｖ
₁、ｖ₂は断面急変部の前後における流体の流速、ｇは重
力の加速度である。

【００４１】上記した２つの流体抵抗において、管摩擦
抵抗Ｒ１は前述したように流体の粘性に関係するが、断
面急変部抵抗Ｒ２は粘性には関係しないことが上記の２
つの式によって明らかである。

【００４２】一方、従来の調整弁においては、図５に示
すように、スプール軸３２の先端部外周面に、その母線
に沿って、断面Ｖ字形のＶ字溝３１が形成されている。

【００４３】このＶ字溝３１は、通常、スプール軸３２
の先端（図５で右端）においてその深さが最大で、基部
３３（図１参照）に向かって直線的に浅くなる形状であ
る。

【００４４】したがって、従来の調整弁では、スプール
軸３２の先端にＶ字溝３１とスプール孔２４の内周面に
よって形成された小径筒部が生じ、図５に小矢印群で示
すように、この小径筒部において作動油の管摩擦抵抗Ｒ
１が大きくなる。

【００４５】勿論、この小径筒部の横断面形状は円形で
はないから、その管摩擦抵抗Ｒ１は前式がその儘当ては
まるわけではないが、内径ｄをＶ字溝に相当する値に選
ぶことにより適用可能である。

【００４６】その為、季節の変化によって作動油の粘度
が上昇すると、調整弁が呈する流体抵抗の一部をなす管
摩擦抵抗が増大し、閉扉時間が長くなる。

【００４７】これに対し、この発明による調整弁におい
ては、図４から明らかなように、管摩擦抵抗Ｒ１が生じ
る余地は殆ど無い。

【００４８】図６はこの発明の変形実施例を示し、この
実施例はスプール軸３２の先端の切欠３６の幅を一定に
したものである。ちなみに、この切欠３６はその幅とほ
ぼ同じ厚さのカッターで切る。

【００４９】この実施例による調整弁は、図２に示す実
施例のものが２次関数的にそのオリフィス開口面積を変
化させるのに対し、線形的にオリフィス開口面積が変化
するので、調整弁の流体抵抗の設定時その調整が容易で
ある、という別の利点がある。

【００５０】また、図７はこの発明の他の変形実施例を
示し、この実施例はスプール軸３２の筒部の切欠３６を
１つにしたものである。

【００５１】ちなみに、この切欠３６は従来の調整弁に
おける前記Ｖ字溝３１と同様に、スプール軸３２の筒部
を斜めに削ぐようにカッターを動かす。

【００５２】この場合、切欠３６は一つしかないから、
当然図２の実施例と比較してその開口面積を増大させ
る。

【００５３】以上各前述の如く、この発明の調整弁で
は、粘性に影響される管摩擦抵抗ＲＩが従来の調整弁と
比較してほとんど無視できる程度に減少し、主として粘
性に影響されない断面急変化抵抗Ｒ２のみによって流体
の速度を制御するので、季節変化等による作動油の粘性
変化の影響を小さくすることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の調整弁は、従来から使用されている調整弁のスプー
ル軸先端に有底の筒部を形成し、これに切欠を形成する
だけで環境温度変化による閉扉時間の影響を小さくする
ことができ、使用にあたって格段の効果を奏する。

【００５５】また、この発明の実施にあたっては、従来
のスプール軸受け等他の構成部材の構造を変えることな
く、製造コストの面でも何ら変るところがないという利
点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の調整弁を備えたシリンダキャップの
縦断面図。

【図２】この発明の調整弁のスプール軸先端の拡大側面
図。

【図３】この発明の調整弁のスプール軸の端面図。

【図４】この発明の調整弁の要部断面図。

【図５】従来の調整弁のスプール軸とスプール軸受の線
図的拡大断面図。

【図６】この発明の変形実施例を示すスプール軸先端の
拡大側面図。

【図７】この発明の他の変形実施例を示すスプール軸先
端の拡大側面図。

【符号の説明】

１０ シリンダキャップ ２０ ハウジング ２２ フィルター ２３ スプール軸受 ２３ａ 端面 ２４ スプール孔 ２５ ねじ孔 ２６ 収納孔 ３０ 調整軸 ３２ スプール軸 ３２ａ 先端面 ３６ 切欠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸先端部に有底の筒部を形成し、この筒
   部の先端部にその母線に沿って切欠を形成したスプール
   軸と、このスプール軸と嵌合するスプール孔を開口させ
   たスプール軸受とを有し、スプール軸をその軸線方向に
   移動可能に案内すると共に、スプール軸受けのスプール
   軸挿入端面により区切られたスプール軸の切欠開口をオ
   リフィス開口とすることを特徴とするドアクローザの閉
   扉速度調整弁。