(57)【要約】【課題】シリンダ装置によって扉の開閉を補助する扉開閉装置において、扉を中間位置で静止可能とすると共に、シリンダ装置の作動時のスイッシュ音の発生を防止する。【解決手段】本発明に係る扉開閉装置に用いるシリンダ装置１は、作動液が封入されたシリンダ部材３にピストンロッド２が連結されたピストン１２を嵌装する。バネ機構１６により、ピストンロッド２の突出長さが所定未満のとき、ピストンロッド２にバネ力を作用させず、所定長さ以上のとき、ピストンロッド２にバネ力を作用させて扉の開閉を補助する。ガス室１０内に所定圧力のガスを封入してピストンロッド２に作用するガスの反発力を一定範囲に調整することにより、扉を中間位置で静止可能とすると共に、ピストンロッド２の伸縮時にキャビテーションの発生を抑制してスイッシュ音の発生を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開き戸の扉と扉枠との間に連結され、前記扉が閉位置及び全開位置にあるとき伸長状態となり、閉位置と全開位置との間の位置にあるとき短縮状態となるシリンダ装置から構成され、前記扉の開閉を補助する扉開閉装置であって、
前記シリンダ装置は、作動液が封入されたシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、
該ピストンに連結され、前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって生じる作動液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、
前記シリンダの内部に設けられ、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ以上のとき前記ピストンロッドに対して伸長方向にバネ力を付与し、所定長さ未満のとき前記ピストンロッドに対してバネ力を付与しないバネ機構と、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されて前記シリンダの底部との間にガス室を形成するフリーピストンとを備え、
前記ガス室内には、前記ピストンロッドに作用するガスの反発力に対して、前記扉が閉位置と全開位置との間の所定の区間において静止可能となる大気より大きな所定圧力のガスを封入したことを特徴とする扉開閉装置。
【請求項２】
前記扉が静止可能な所定の区間は、前記シリンダ装置の前記バネ機構が前記ピストンロッドにバネ力を付与しない前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ未満となる範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の扉開閉装置。
【請求項３】
前記扉が静止可能な所定の区間は、前記シリンダ装置の前記バネ機構が前記ピストンロッドにバネ力を付与しない前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ未満となる範囲であることを特徴とする請求項１に記載の扉開閉装置。
【請求項４】
前記扉が閉位置と全開位置との間の所定の区間において、前記扉の取付部に生じるモーメントより前記ガスの反発力によって扉に作用するモーメントが小さくなるように前記所定圧力を設定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の扉開閉装置。
【請求項５】
前記シリンダ装置の前記ガス室には、前記ピストンロッドに作用するガスの反発力が概ね１６Ｎから３８Ｎとなるように所定圧力のガスが封入されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の扉開閉装置。
【請求項６】
前記シリンダ装置の前記ガス室には、２気圧以上の窒素ガスが封入されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の扉開閉装置。
【請求項７】
前記シリンダ装置の前記バネ機構は、前記ピストンロッドの外周に設けられた外周クラッチ溝と、前記外周クラッチ溝に対向して前記シリンダの内周側に設けられた内周クラッチ溝と、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ以上のとき、前記外周クラッチ溝と係合して前記ピストンロッドに対して軸方向に固定されると共に前記シリンダに対して軸方向に移動可能になり、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが所定長さ未満のとき、前記内周クラッチ溝と係合して前記シリンダに対して軸方向に固定されると共に前記ピストンロッドに対して軸方向に移動可能となるクラッチ手段と、前記クラッチ手段を付勢するバネ手段とを有し、
前記クラッチ手段は、前記外周クラッチ溝及び前記内周クラッチ溝の少なくとも一方に係合した状態で前記内周クラッチ溝が設けられた前記シリンダ側の内周面と前記ピストンロッドの外周面との間に挿入される複数のカム部材と、該カム部材を前記シリンダ及びピストンロッドの径方向に沿って移動可能に保持する保持部材とを含み、
前記シリンダ装置は、前記シリンダの内周側であって、該シリンダの軸方向に沿って延びて前記カム部材を案内するガイドスリーブを備え、該ガイドスリーブに前記内周クラッチ溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の扉開閉装置。
【請求項８】
前記減衰力発生機構は、その減衰係数が、前記ピストンのストローク位置に依存しないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の扉開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扉の開閉を補助する扉開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
開き戸にスプリングダンパ等のシリンダ装置をリンク結合して、扉の開閉に対してバネ力、減衰力を作用させることにより、扉を自動的に閉じたり、その閉じ速度を調整したり、また、扉を開位置で保持するようにした扉開閉装置が知られている。従来、この種のスプリングダンパ等のシリンダ装置を利用した扉開閉装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載された扉開閉装置は、圧縮コイルバネのバネ力を作動ロッドの伸長方向に作用させるようにしたスプリングダンパを開き戸の扉と扉枠との間にリンク結合することにより、扉の開度に応じて、扉が閉じ位置付近にある場合には、閉方向の力を付与し、また、扉が全開位置付近にある場合には、扉を開位置で保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたものでは、スプリングダンパが最も短縮される中間位置にある場合に、比較的強いバネ力が発生してしまうという問題があった。このため、ドアが開閉位置の中間にあるときでも、バネ力が作用することになり、ドアを開閉位置の中間で静止させようとする場合に不都合があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決したシリンダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、開き戸の扉と扉枠との間に連結され、前記扉が閉位置及び全開位置にあるとき伸長状態となり、閉位置と全開位置との間の位置にあるとき短縮状態となるシリンダ装置から構成され、前記扉の開閉を補助する扉開閉装置であって、
前記シリンダ装置は、作動液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結され、前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって生じる作動液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、前記シリンダの内部に設けられ、前記ピストンロッドの前記シリンダからの突出長さが、所定長さ以上のとき、前記ピストンロッドに対して伸長方向にバネ力を付与し、所定長さ未満のとき、前記ピストンロッドに対してバネ力を付与しないバネ機構と、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されて前記シリンダの底部との間にガス室を形成するフリーピストンとを備え、
前記ガス室内には、前記ピストンロッドに作用するガスの反発力に対して、前記扉が閉位置と全開位置との間の所定の区間において静止可能となる大気より大きな所定圧力のガスを封入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、扉の開閉を補助し、扉を所定の区間において静止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る扉開閉装置に用いるシリンダ装置の縦断面図である。
【図２】図１のシリンダ装置において、ピストンロッドが短縮されてバネ機構のバネ力がピストンロッドに作用していない状態を示す要部の拡大縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る扉開閉装置を装着した開き戸を平面視で示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る扉開閉装置を装着した開き戸の力関係を説明するための図３の拡大図である。
【図５】図１のシリンダ装置において、ガス反力（ガスの圧力）の設定を変化させた場合のスイッシュ音の発生状況及びフリー区間における扉の静止可能性についての評価結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る扉開閉装置に用いられるシリンダ装置を図１に示し、その要部を拡大して図２に示す。図１及び図２に示すように、シリンダ装置１は、ピストンロッド２に反発力を付与するようにした、いわゆるスプリングダンパであって、シリンダを構成する略有底円筒状のシリンダ部材３の開口端部に、内周部がピストンロッド２と摺動するベアリングとなっているロッドガイド４が挿入されており、ロッドガイド４は、シリンダ部材３の開口端部をかしめて固定されている。ロッドガイド４の軸方向内側には、シリンダ部材３の内部と外部との間をシールするゴム製で内部に金属環が埋め込まれたオイルシール５が装着されている。
【００１１】
また、シリンダ部材３の中間部の内部に中間ガイド６が取付けられて、この中間ガイド６によってシリンダ部材３の内部が底部側のシリンダ部７と、開口部側のロッド案内部８とに区画されている。中間ガイド６には、シリンダ部７とロッド案内部８とを連通する通路６Ａが軸方向に貫通されている。中間ガイド６は、シリンダ部材３内に嵌合し、シリンダ部材３の側壁を内側にかしめることによって固定されている。なお、この中間ガイド６は、ロッドガイド４と同様にピストンロッド２と摺動するベアリングとしてもよいが、この場合、ロッドガイド２と中間ガイド６との同心度を高くする必要があるので、中間ガイド６はロッドガイド４よりも内径を大きくした方が製造性がよい。シリンダ部７には、フリーピストン９が摺動可能に嵌合され、フリーピストン９によって、シリンダ部７内が底部側のガス室１０と中間ガイド６側のシリンダ室１１とに区画されている。
【００１２】
シリンダ部材３には、ロッドガイド４及びオイルシール５を摺動可能かつ液密的に貫通してピストンロッド２が挿入されている。ピストンロッド２の基端側は、中間ガイド６を貫通してシリンダ室１１の内部まで延びて、その先端部にピストン１２が連結されている。ピストン１２は、シリンダ部７に摺動可能に嵌合して、その外周にＯリング１３が装着されて、シリンダ室１１内を中間ガイド６側のロッド側室１１Ａとフリーピストン９側のボトム側室１１Ｂとの２室に区画している。そして、シリンダ室１１及びロッド案内部８内には、作動液が封入され、ガス室１０内には、後述の所定圧力のガスが封入されている。このガスとしては、圧縮空気等いずれの気体でもよいが、不活性性の点で窒素ガスが望ましい。
【００１３】
ピストン１２には、ロッド側室１１Ａとボトム側室１１Ｂとを連通させる連通路１４が軸方向に沿って貫通されており、連通路１４には、減衰力発生機構１５が設けられている。減衰力発生機構１５は、ピストン１２のロッド側室１１Ａ側の端面に取付けられて連通路１４を開閉するディスク状の弁体からなり、該ディスク状の弁体はピストンロッド２の縮径部２ａの間で軸方向に摺動可能（１．５ｍｍ程度）に嵌挿されている。これにより、通常は連通路１４を閉じて、ボトム側室１１Ｂからロッド側室１１Ａへの作動液の流通のみを許容する逆止弁として機能する。また、減衰力発生機構１５には、ボトム側室１１Ｂとロッド側室１１Ａとを常時連通させる小孔、切欠等からなるオリフィスが設けられている。これによって、伸び側のストロークと縮み側のストロークで減衰係数の差を設けている。
【００１４】
なお、本実施の形態では、減衰力はピストン速度に依存する構成としてストローク位置には依存しない構成としたが、最小長付近のみ減衰力を小さくするためにシリンダ内周面に軸方向に延びる溝を設けて、減衰係数をストローク位置により変化させてもよい。
【００１５】
ロッド案内部８には、ピストンロッド２にバネ力を付与するバネ機構１６が設けられている。バネ機構１６の構成について以下に説明する。シリンダ部材３のロッド案内部８内に円筒状のガイドスリーブ１７が挿入され、その両端部がオイルシール５及び中間ガイド６に当接して軸方向に固定されている。ガイドスリーブ１７の中間部には、内周溝である内周クラッチ溝１８が形成されている。ガイドスリーブ１７は、内周クラッチ溝１８の加工性を考慮して、内周クラッチ溝１８の中間ガイド６側の端部で軸方向に２分割されて２つの第１ガイドスリーブ１７Ａ及び第２ガイドスリーブ１７Ｂからなり、オイルシール５側の第１ガイドスリーブ１７Ａに内周クラッチ溝１８となる凹部が形成されている。ガイドスリーブ１７は、強度上、金属製が望ましいが、軽量化のためには、強化された合成樹脂を用いてもよい。
【００１６】
第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、外径がシリンダ部材３のロッド案内部８の内径よりも僅かに小さく、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂのそれぞれの両端部付近には外周溝１９、２０が形成され、外周溝１９、２０には、それぞれＯリング２１、２２が嵌合されている。これにより、第１及び第２ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、ロッド案内部８との間に僅かな隙間を有し、Ｏリング２１、２２を介して弾性的に支持されている。
【００１７】
ピストンロッド２には、ガイドスリーブ１７に対向して中間部に外周溝である外周クラッチ溝２３が形成されている。内周クラッチ溝１８と外周クラッチ溝２３とは、深さがほぼ等しく、また、これらの軸方向端部はテーパ状に形成されている。
【００１８】
ガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間には、円筒状のクラッチ部材２４が軸方向に沿って摺動可能に案内されている。クラッチ部材２４の側壁には、放射状で等間隔に配置された複数のボール穴２５が貫通されている。それぞれのボール穴２５には、カム部材となる転動体であるボール２６（鋼球）がボール穴２５の軸方向（クラッチ部材２４の径方向）に沿って移動可能に挿入されている。ボール２６の直径は、ボール穴２５の直径とほぼ等しく、また、クラッチ部材２４の肉厚と内周クラッチ溝１８の深さ（外周クラッチ溝２３の深さと等しい）の和にほぼ等しくなっている。これにより、ボール２６は、クラッチ部材２４がガイドスリーブ１７とピストンロッド２との間に挿入された状態では、必ず、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合した状態（図１参照）又はガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合した状態（図２参照）となる。ボール２６の保持部材であるクラッチ部材２４と、ボール２６とにより、ピストンロッド２に係脱するクラッチ手段を構成している。
【００１９】
中間ガイド６とクラッチ部材２４との間には、バネ手段であるコイルバネ２７（圧縮バネ）が介装されて、そのバネ力によってクラッチ部材２４を常時オイルシール５側へ向かって付勢している。クラッチ部材２４の一端部には、円筒状のバネ受部２８が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の一端部がバネ受部２８の外周に嵌合されてクラッチ部材２４に結合されている。また、中間ガイド６の一端部には、円筒状のバネ受部２９が同心上に一体的に形成されており、コイルバネ２７の他端部がバネ受部２９の外周に嵌合されて中間ガイド６に結合されている。このようにバネ受部２８、２９により、コイルバネ２７の両端部を位置決めすることにより、コイルバネ２７を円滑に伸縮させることができる。また、クラッチ部材２４及び中間ガイド６のバネ受部２８、２９の先端部は、テーパ状に形成されており、コイルバネ２７が伸縮したとき、コイルバネ２７を構成する線材がバネ受部２８、２９に干渉しないようにしている。これにより、コイルバネ２７を確実に位置決めしつつ、線材の干渉による異音の発生を防止することができる。
【００２０】
シリンダ部材３の底部及びピストンロッド２の突出側の先端部には、それぞれシリンダ装置１をリンク結合するための取付部３０、３１が取付けられており、これらの取付部３０、３１の形状は、扉等の被取付部材に合わせた形状とすることができる。
【００２１】
次にシリンダ装置１を扉開閉装置として装着した開き戸について、図３を参照して説明する。
図３は、シリンダ装置１を扉開閉装置として装着した開き戸６０の一例を平面視した説明図である。図３に示すように、開き戸６０は、扉枠６１に、ヒンジ６２（蝶番）によって扉６３を開閉可能に取付けたものであり、図３中符号（Ａ）は、扉６３の閉位置を示し、符号（Ｃ）は、閉位置（Ａ）からほぼ９０°開いた全開位置を示し、符号（Ｂ）は、閉位置（Ａ）と全開位置（Ｃ）との間の所定の中立位置（本実施形態では、閉位置（Ａ）からほぼ４５°開いた位置）を示している。なお、全開位置は、９０°以上、例えば１８０°に設定してもよい。
【００２２】
シリンダ装置１は、シリンダ部材３側の取付部３０を戸枠６１側に固定されたブラケット６４に回動可能にピン結合し、ピストンロッド２側の取付部３１を扉６３側に固定されたブラケット６５に回動可能にピン結合して開き戸６０に装着し、扉６３の開閉を補助する扉開閉装置として使用することができる。なお、本実施の形態のシリンダ装置１と、その取付具、すなわちブラケット６４、６５及びヒンジ６２（蝶番）とで本発明の扉開閉装置を構成する。
【００２３】
図３に示すヒンジ６２の形状、ブラケット６４、６５の取付位置においては、シリンダ装置１が開き戸６０に取付けられた状態において、ピストンロッド２は、扉６３が閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）にあるとき、伸長長さが最大となり、中立位置（Ｂ）にあるとき、伸長長さが最小となる。この位置関係が一般的な室内扉において、最も多く用いられる状態の最適な位置関係である。但し、通常、全開位置の少し手前でドアノブの壁への衝突を防止するドアストッパーが設けられる。
なお、上記図３以外のヒンジ６２の形状、ブラケット６４、６５の取付位置の場合は、閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）にあるとき、伸長長さが最大とならない場合もあり、また、中立位置（Ｂ）にあるとき、伸長長さが最小とならないこともある。
【００２４】
図３を参照して、扉６３が中立位置（Ｂ）から開閉方向に所定範囲内にある場合、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さは、最小位置から所定の範囲にある。このとき、図２に示すように、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に対して中間ガイド６側にある。この状態では、クラッチ部材２４のボール穴２５に挿入されたボール２６は、ガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８に係合し、ピストンロッド２の外周面に当接して径方向内側への移動が規制されて、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定すると共に、ピストンロッド２の軸方向の移動を許容する。これにより、コイルバネ２７のバネ力は、ボール２６によってガイドスリーブ１７に対して軸方向に固定されたクラッチ部材２４が支持することになり、ピストンロッド２にはバネ力が作用しない。以下、この範囲をフリー区間という。
【００２５】
一方、ピストンロッド２の伸縮に対して、ピストン１２が移動して、シリンダ室１１内の作動液が連通路１４を流通することにより、減衰力発生機構１５によって減衰力が作用する。このとき、ピストンロッド２の伸び行程時には、連通路１４のロッド側室１１Ａ側からボトム側室１１Ｂ側への作動液の流れに対して、減衰力発生機構１５がオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生する。また、縮み行程時には、減衰力発生機構１５が連通路１４のボトム側室１１Ｂ側からロッド側室１１Ａ側への作動液の流れを許容して、減衰力が小さくなる。
【００２６】
前述のフリー区間では、ピストンロッド２の伸縮に対して、コイルバネ２７のバネ力は作用せず、主にピストン１２の移動による減衰力及びガス室１０内のガスの圧力のみが作用する。したがって、ガス室１０内のガスの圧力を充分小さくすることにより、フリー区間では、殆ど抵抗を生じることなくピストンロッド２を自由に伸縮させることができ、扉６３を自由に開閉両方向に移動させることができる。
【００２７】
扉６３をフリー区間（例えば（Ｂ）位置から±２５°の範囲、つまり５０°）を越えて閉位置（Ａ）又は全開位置（Ｃ）付近まで移動させると、図１に示すように、ピストンロッド２が伸長して、その外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を越えてオイルシール５側へ移動する。このとき、ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さに達して、ピストンロッド２の外周クラッチ溝２３がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８を通過する際、内周クラッチ溝１８に係合してクラッチ部材２４をガイドスリーブ１７に固定していたボール２６がピストンロッド２の外周クラッチ溝２３に係合し、クラッチ部材２４は、ガイドスリーブ１７に対する軸方向の固定が解除されると共に、ピストンロッド２に対して軸方向に固定される。これにより、コイルバネ２７のバネ力がクラッチ部材２４を介してピストンロッド２に作用して、ピストンロッド２を伸長方向に付勢する。その結果、扉６３は、閉位置（Ａ）付近にある場合、閉位置（Ａ）まで自動的に移動し、また、全開位置（Ｃ）付近にある場合、全開位置（Ｃ）まで自動的に移動して保持されることになる。以下、このような区間を付勢区間（例えば両側にはそれぞれ２０°）という。
【００２８】
この付勢区間では、ピストンロッド２の伸長に対して、減衰力発生機構１５が前述のようにオリフィスとして機能して所定の減衰力を発生させるので、扉６３の移動速度を適度に減速することができ、扉６３の開閉時の衝撃及び騒音を軽減することができる。
【００２９】
ピストンロッド２のシリンダ部材３からの突出長さが所定長さとなって上述のフリー区間と付勢区間とが切換る際、ボール２６がガイドスリーブ１７の内周クラッチ溝１８又はピストンロッド２３の外周クラッチ溝２３に係合することによって、いくらかの打音が発生することになる。これに対して、ガイドスリーブ１７Ａ、１７Ｂは、Ｏリング２１、２２によって弾性的に支持され、シリンダ部材３に直接接触していないので、シリンダ部材３に伝達される打音を低減して騒音の発生を抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態において、ボール２６の代わりに、内周クラッチ溝１８及び外周クラッチ溝２３に係合することにより、クラッチ部材２４をガイドスリーブ１７又はピストンロッド２に選択的に固定できるものであれば、ローラ等の他の転動体、あるいは、転動せずに摺動するカム部材を用いてもよい。また、減衰力発生機構１５は、作動液の流路面積を調整可能とする弁機構、シャッタ機構等により減衰力を調整可能とする減衰力調整機構を付加してもよい。
【００３１】
上述のフリー区間において、扉６３を静止状態で維持できるようにするためには、シリンダ装置１のガス室１０内のガス圧力を充分低くして、ピストンロッド２に作用するガスの反発力を充分小さくする必要があるが、このガス圧を低くすると、ピストンロッド２の伸縮時にキャビテーションが生じ易くなり、キャビテーションによるスイッシュ音（シューシュー音）の発生が問題となる。特に、住宅のリビングルーム等の静寂な室内で使用する場合、スイッシュ音の発生が問題となる。これに対して、ガス室１０内のガスの圧力を高めることにより、キャビテーションの発生を抑制して、スイッシュ音の発生を軽減することができるが、ガスの圧力が高過ぎると、ピストンロッド２に作用するガスの反発力により、フリー区間において扉６３が開又は閉方向に移動することになり、扉６３を静止させるという必要な機能が得られなくなる。
【００３２】
ここで、図４を用いて、扉６３が閉位置と全開位置との間の所定の区間において静止可能となる条件を以下に説明する。
扉６３が静止するためには、ヒンジ６２の摩擦力によるモーメントｍよりピストンロッド２に作用するガスの反発力（以下、ガス反力Ｆという）により扉６３に作用するモーメントＭが小さくなるようにガス圧を設定すればよい（ｍ＞Ｍ）。
【００３３】
ここで、ガス反力ＦによるモーメントＭは、ガス反力Ｆと、ヒンジ６２の回転中心位置６２Ａと、ブラケット６４、６５のシリンダ装置１が取付けられる回転中心位置６４Ａ、６５Ａと、扉６３の開度θにより定まる。扉６３の開度θのときのシリンダの軸線と線分６２Ａ−６５Ａ（長さＬ）とのなす角をｆ(θ)とすると、Ｍ＝Ｌ×Ｆ×ｓｉｎｆ(θ)となる。よって、所定の区間においてのθにおいて、ｍ＞Ｌ×Ｆ×ｓｉｎｆ(θ)を満たすガス反力Ｆを設定すればよい。
【００３４】
ここで、扉６３のヒンジ６２の摩擦力によるモーメントｍは、扉６３の質量やヒンジ６２の種類によって異なる。また、同一種類の扉であっても、ヒンジ６３を構成する蝶番の錆、ホコリ、潤滑油によって経年変化し、さらには、気温、湿度によっても変化するものである。
【００３５】
このため工業製品として本発明の扉開閉装置を設計するにあたっては、ガス反力Ｆをその扉の状況毎に調整することは現実的に不可能であるので、各種扉について実験を行ないその中で、最も、汎用性の高いガス反力に設定することとなる。
【００３６】
そこで、扉６３として、一般的な住宅の室内用の扉（幅７２３ｍｍ、高さ１９８３ｍｍ）を想定して、木製で質量１５ｋｇの扉（ａ）、木製枠で半面にガラスを有する質量２０ｋｇの扉（ｂ）及び木製枠でほぼ全面にガラスを有する質量３０ｋｇの扉（ｃ）について、シリンダ装置１のガス室１０内に封入するガスの圧力（単位：気圧）すなわちピストンロッド２に作用するガスの反発力（ガス反力）（単位：Ｎ）の設定を変化させた場合のスイッシュ音の発生状況及びフリー区間（５０°）における扉６３の停止性（ドアの停止性）について評価した結果を図５に示す。図５において、スイッシュ音の発生状況については、良否を「○×」で示し、ドアの停止性については、中立位置（Ｂ）からフリー区間全域である±２５°の範囲で扉６３が動かない場合を「○」、中立位置（Ｂ）から±１０°の範囲で扉６３が動かない場合を「△」、中立位置（Ｂ）から±１０°未満の範囲で扉６３が動かない場合を「×」で示す。また、ガス室１０内のガスの圧力及びガス反力値は、常温（２０℃）におけるピストンロッド２の最大伸長時のものとする。
【００３７】
図５から分かるように、シリンダ装置１のガス室１０内のガスの圧力は概ね２気圧以上でスイッシュ音の発生が抑えられ、ガス反力が概ね１６Ｎから３８Ｎの範囲となるようにすることにより、フリー区間において、必要な範囲で全ての扉（ａ）、（ｂ）、（ｃ）について扉６３を静止させることが可能になる。なお、扉が静止可能な本発明の所定の区間（開度）である前記の必要な範囲は、製品の仕様によって異なり、フリー区間全域であることが望ましいが（請求項３に対応）、フリー区間の範囲内において扉が半開き状態で止まる状態があればよく（請求項２に対応）、概ね±１０°程度の区間が有れば、人が微調整することなく、所定の区間に扉を停めることが可能である。
【００３８】
より好ましくは、ガスの圧力を概ね２気圧以上として、ガス反力が概ね１６Ｎから３０Ｎの範囲となるようにすることにより、スイッシュ音の発生を抑えつつ、扉（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の静止可能な範囲を広げることができ、ガスの圧力を約２気圧として、ガス反力が１６から２３Ｎとなるようにすることが最も望ましい。これにより、フリー区間における扉６３を開閉する際のフィーリングも良好となる。なお、当然、取り付け状態等によりこのガス反力の範囲は異なるが、一般的な住宅の室内の扉に、邪魔にならないように美観良く取り付けるのであれば、実施の形態に示す取付け方法と大きな差異無く取付けることになるので、ガス反力を上記ガス反力で設計すれば、本発明の静止可能区間を有する汎用的な製品を作ることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、減衰力はピストン速度及び伸縮の行程に依存する構成としてストローク位置には依存しない構成としたが、最小長付近（フリー区間）の減衰力を小さくするためにシリンダ内周面に軸方向に延びる溝を設けて、減衰係数をストローク位置により変化させてもよい。この場合、扉６３を開ける場合の中立位置（Ｂ）以降及び閉める場合の中立位置（Ｂ）以降において減衰力により開閉の抵抗力が増加することを防止することが出来る。
【符号の説明】
【００４０】
１  シリンダ装置、２  ピストンロッド、３  シリンダ部材（シリンダ）、９  フリーピストン、１０  ガス室、１２  ピストン、１５  減衰力発生機構、１６  バネ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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