(57)【要約】【課題】簡単な構成で製作や制御が容易なドアクローザを提供する。【解決手段】ドアの開閉に伴って回転する入力軸（３）と、ドアの開方向回転に伴う前記入力軸の回転によって、入力軸（３）をドア閉じ方向に回転させるためのばね力を蓄える付勢部材（４）と、入力軸（３）の回転を増速させる伝達ギア（６）と、ステータ（５２）と、ステータ（５２）に対向して設けられ伝達ギア（６）を介して連結されるロータ（５３）を有するジェネレータ（５）と、が備えられ、ドアの開閉に伴う入力軸（３）の回転速度に応じて発生するジェネレータ（５）の誘導起電力をドアのダンピングに用いることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアの開閉に伴って回転する入力軸と、
ドアの開方向回転に伴う前記入力軸の回転によって、前記入力軸をドア閉じ方向に回転させるためのばね力を蓄える付勢部材と、
前記入力軸の回転を増速させる伝達ギアと、
ステータと、該ステータに対向して設けられ前記伝達ギアを介して連結されるロータを有するジェネレータと、が備えられ、
ドアの開閉に伴う入力軸の回転速度に応じて発生する前記ジェネレータの誘導起電力をドアのダンピングに用いることを特徴とするドアクローザ。
【請求項２】
前記付勢部材は、渦巻きばねであることを特徴とする請求項１に記載のドアクローザ。
【請求項３】
前記ジェネレータには、
負荷としての複数の抵抗器と、ドアが所定の角度より大きく開いている場合は抵抗値が小さく、ドアが閉じて前記所定の角度より小さい場合は抵抗値が大きくなるように変化させる切り換えスイッチと、からなる負荷回路が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のドアクローザ。
【請求項４】
前記負荷回路には、ドアの開方向回転時には誘導起電力を発生させず、ドアの閉方向回転時に誘導起電力を発生させるように整流するダイオードが設けられることを特徴とする請求項３に記載のドアクローザ。
【請求項５】
前記抵抗器は、可変抵抗器であることを特徴とする請求項３に記載のドアクローザ。
【請求項６】
前記切り換えスイッチは、前記入力軸の回転によって作動する機械式スイッチであることを特徴とする請求項３に記載のドアクローザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放されたドアが自動的に閉じられる際に、その閉じ速度を調速するドアクローザに関する。
【背景技術】
【０００２】
開かれたドアを自動的に閉じるため、ドアクローザが用いられる。一般的なドアクローザはドアの開方向回転によってドア閉じ方向へのばね力を蓄える付勢部材と、付勢部材のドアの閉じ方向への回転を緩和するオイルダンパーとを備えた構造となっている。オイルダンパーは付勢部材のばね力によってピストンが復帰移動する際にシリンダ内に設けたオリフィスをオイルが通過してシリンダ内を移動することによりピストンの速度を緩和するものであり、これによりドアの閉方向回転の速度が調速される。しかしながら、オイルダンパーを用いたドアクローザにおいては、気温によってオイルの粘度が変化するため、ドア閉じ方向の速度が季節や使用環境によって変動する問題がある。これを解決し、ドア閉じを一定速度に調速するドアクローザが特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載のドアクローザは、電力によってドア閉じを一定速度に調速するものである。このドアクローザはドアの回転で回転する入力軸と、ドアの回転で入力軸が回転することによりドアを閉じ方向に回転付勢するばね力を蓄えるスプリングと、開閉に伴うドアの回転によって誘導起電力を発生する発電調速手段と、発電調速手段で駆動される回転制御手段とを備えている。発電調速手段は磁石を有したロータ及びコイルが巻かれたステータを有していて、ロータは入力軸に連結されており、ドアが閉じ方向に回転した時、誘導起電力を発生する。
【０００４】
回転制御手段は充電用コンデンサ、ブレーキ回路及び回転制御回路を有する。充電用コンデンサは発電調速手段の発電によって充電され、充電コンデンサへの充電によって回転制御回路が作動状態となる。ブレーキ回路は発電調速手段におけるステータのコイルに接続されており、ステータへの通電によってロータの回転速度を制動（ダンピング）する。このブレーキ回路の動作は回転制御回路によって制御される。
【０００５】
ブレーキ回路は、ロータの回転速度を制動することにより入力軸であるドアの回転速度を制動する。ドア閉じ開始時には、スプリングのばね力（復元力）が大きいため、ブレーキ回路はロータの回転力を減速してドアが閉方向に定速で回転するように制動する。一方、ドア閉じ終了時に近づくと、スプリングのばね力が小さくなってロータの回転力が減少し、ブレーキ回路はロータへの制動力を弱めロータの回転速度を大きくする。このことによりドアは閉方向に定速で回転する。このような特許文献１のドアクローザによれば、オイルダンパーを用いないため、温度に影響されることなくドアを定速で閉じさせることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３０００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のドアクローザは、ドアの回転に連動して発電した電力を充電コンデンサに充電しドアの速度制御に用いる構造であるため、充電コンデンサ、ブレーキ回路、回転制御回路等の多くの回路を必要とする。このため構成が複雑で製作も面倒なためコンパクトにすることができず、制御も複雑でコスト高となる問題を有している。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであって、発電した電力を蓄電してドアの速度制御に用いることなくドアの回転速度の調速を行うことができ、これにより簡単な構成で、製作や制御も容易であり、安価に提供することが可能なドアクローザ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】
【０００９】
本発明によるドアクローザは、ドアの開閉に伴って回転する入力軸と、ドアの開方向回転に伴う前記入力軸の回転によって、前記入力軸をドア閉じ方向に回転させるためのばね力を蓄える付勢部材と、前記入力軸の回転を増速させる伝達ギアと、ステータと、該ステータに対向して設けられ前記伝達ギアを介して連結されるロータを有するジェネレータと、が備えられ、ドアの開閉に伴う入力軸の回転速度に応じて発生する前記ジェネレータの誘導起電力をドアのダンピングに用いることを特徴とする。
【００１０】
前記付勢部材は、渦巻きばねであることが好ましい。
【００１１】
前記ジェネレータには、負荷としての複数の抵抗器と、ドアが所定の角度より大きく開いている場合は抵抗値が小さく、ドアが閉じて前記所定の角度より小さい場合は抵抗値が大きくなるように変化させる切り換えスイッチと、からなる負荷回路が設けられることが好ましい。
【００１２】
前記負荷回路には、ドアの開方向回転時には誘導起電力を発生させず、ドアの閉方向回転時に誘導起電力を発生させるように整流するダイオードが設けられることが好ましい。
【００１３】
前記抵抗器は、可変抵抗器であることが好ましい。
【００１４】
前記切り換えスイッチは、前記入力軸の回転によって作動する機械式スイッチであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のドアクローザによれば、入力軸に連結されたロータが回転することによりジェネレータが誘導起電力を発生し、負荷回路に電流が流れることによりロータを介して入力軸に逆方向の回転力が作用する。これによってドアの開閉時の回転速度を調速することができる。このように本発明では、誘導起電力をドアの速度制御のために蓄電しなくてもドアの回転速度をダンピングすることができる。このため簡単な構成となり、製作や制御も容易であり、安価にすることができる。
【００１６】
付勢部材を渦巻きばねとしたことにより、コイルばねに比較して長さ方向の寸法が短くなるので、小型化ができる。
【００１７】
ジェネレータの負荷回路に、切り換えスイッチ及び複数の抵抗器を設けて、切り換えスイッチでドアが所定の角度より大きく開いている場合は抵抗値を小さく、ドアが閉じて前記所定の角度より小さい場合は抵抗値を大きくするように変化させたので、ドアが閉まりかけて付勢部材の力が弱くなった時に、ドアに大きなダンピングをかけないようにできる。
【００１８】
ジェネレータの負荷回路に、ダイオードを設けたので、ドアの開方向回転時には誘導起電力を発生せず、ドアの閉方向回転時に誘導起電力を発生させるようにできる。ドアを開ける場合は、付勢部材にドアを閉じるためのエネルギーを蓄えるので、必要以上にドアをダンピングすることがない。
【００１９】
抵抗器を可変抵抗器としたので、抵抗器の値をドアに合わせて初期設定できる。
【００２０】
切り換えスイッチを機械式スイッチとしたので、電圧で作動する電気式切り換えスイッチと比べて、複雑な回路を必要とせず安定して動作できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるドアクローザがドアに取り付けられた状態の正面図である。
【図２】本発明のドアクローザの平面図である。
【図３】本発明のドアクローザの正面図である。
【図４】図３で蓋を外した場合の平面図である。
【図５】ドアクローザの内部構造を示す説明図である。
【図６】ジェネレータの回路図である。
【図７】ドアの閉じ方向回転の動作の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図１〜図７は、本発明の一実施形態のドアクローザを示し、図１はドアクローザをドアに配置した状態の正面図、図２はドアクローザの平面図、図３は上部破断正面図、図４は上部破断平面図、図５は内部構造図、図６は負荷回路の回路図、図７は動作の一例の説明図である。
【００２３】
図１に示すように、建造物の壁体１１０に開閉自在に取り付けられたドア１００の室内面側の上部にドアクローザ１が取り付けられる。ドアクローザ１と壁体１１０はアーム部材１２０によって連結される。アーム部材１２０は、壁体１１０側の第１アーム１２１と、第１アーム１２１にヒンジ軸１２３を介して連結されたドアクローザ１側の第２アーム１２２とによって形成されている。第１アーム１２１の壁体１１０側の端部は壁体１１０に取り付けられたブラケット１３０にヒンジ連結され、第２アーム１２２のドアクローザ１側の端部はドアクローザ１の入力軸３に連結されている。このような構造では、ドア１００を開閉方向に回転させることにより、この回転がアーム部材１２０を介してドアクローザ１の入力軸３に伝達され、入力軸３が正逆方向に回転する。
【００２４】
図２〜図４はこの実施形態のドアクローザ１を示す。ドアクローザ１は外殻となるケース２を備え、このケース２内に入力軸３、付勢部材４、ジェネレータ５、伝達ギア６が配置されている。
【００２５】
入力軸３は、ドアクローザ１の上端側に設けられて（図３参照）おり、入力端３１は、アーム部材１２０の第２アーム１２２に連結されて（図１参照）いる。入力軸３の入力端３１は、四角形等の非円形となって（図２参照）おり、第２アーム１２２からドア１００の開閉に伴う回転力が伝達されることにより入力軸３が正逆方向に回転する。入力軸３はケース２内を軸方向（上下方向）に延びており、その長さ方向の中間部分に付勢部材４が取り付けられ（図３参照）、長さ方向の終端部分に伝達ギア６が連結されて（図５参照）いる。
【００２６】
この実施形態において、付勢部材４は渦巻きばねが使用され（図４参照）ている。渦巻きばねは、一端４１が入力軸３に係止され、他端４２がケース２に係止されている。付勢部材４はドア１００の開方向回転によって入力軸３が回転することにより巻き締められ、これにより付勢部材４には入力軸３を逆方向（ドアの閉方向）に回転させるばね力がエネルギーとして蓄えられる。このように付勢部材４として渦巻きばねを用いることにより、コイルばねを用いる場合に比べて軸方向の長さを短縮することができる。このためドアクローザ１の全体長を短くした小型化が可能となり、取り扱い性及び外観が向上するメリットがある。なお、付勢部材４としては、コイルばねを用いることが可能である。
【００２７】
図５に示すように、伝達ギア６は入力軸３の長さ方向の終端部分に設けられている。伝達ギア６は複数のギアを噛合させた歯車列によって形成されており、入力軸３の回転を増速させて後述するジェネレータ５に伝達する。伝達ギア６は、入力軸３の終端部分に連結された大径の第１ギア６１、第１ギア６１に噛合した小径の第２ギア６２及び同軸上の大径の第３ギア６３、第３ギア６３に噛合した小径の第４ギア６４及び同軸上の大径の第５ギア６５、第５ギア６５に噛合した小径の第６ギア６６、からなる。第６ギア６６がロータ５３のロータ軸５１に連結される。入力軸３の回転数を１とした場合、例えば、１：１２５の増速率とできる。このような大きな増速率で入力軸３の回転がロータ軸５１に伝達される。これによりドア１００が閉じた０°の状態から開いた９０°の状態の間を開閉するとき、ロータ軸５１は高速回転する。伝達ギア６としては図示の歯車列に限定されることなく、増速比に応じて適宜、選定することができる。
【００２８】
図５に示すように、ジェネレータ５は２極以上の複数極に形成された磁石を有するステータ５２と、ステータ５２に対応して設けられたロータ５３とを有している。ロータ５３は伝達ギア６を介して入力軸３に連結されたロータ軸５１と、ロータ軸５１に取り付けられたコイル５４とを備え、コイル５４がステータ５２と所定のギャップを有して対向している。そのため、ジェネレータ５は、ドア１００の開閉に伴う入力軸３の回転が伝達ギア６を介してロータ軸５１に伝達されると、ロータ５３が回転して誘導起電力が発生し、負荷回路に電流が流れることによりロータ５３を介して入力軸３に逆方向の回転力が作用する。従って、付勢部材４の復帰方向へのばね力によって、ドア１００が閉方向へ回転する際の入力軸３の回転を調速することができる。なお、ロータ５３と負荷回路７の間には整流子（図示せず）がある。このような実施例に限られず、ステータ５２をコイルで形成し、ロータ５３を磁石で形成してもよい。
【００２９】
図６に示すように、ジェネレータ５には負荷回路７が接続されている。負荷回路７は、直列に接続された２つの第１抵抗器７１及び第２抵抗器７２と、抵抗器７１、７２を切り換える切り換えスイッチ７３とを有している。抵抗器７１、７２としては可変抵抗器が用いられる。抵抗器としては少なくとも１つが負荷回路７に設けられていれば良い。なお、第１抵抗器７１、第２抵抗器７２及び切り換えスイッチ７３は、図２に示す位置に取り付けられる。上方に突出しているのは、第１抵抗器７１、第２抵抗器７２のピンである。
【００３０】
負荷回路７においては、切り換えスイッチ７３を閉成（オン）すると、第２抵抗器７２が短絡されて第１抵抗器７１がジェネレータ５に接続された状態となり、切り換えスイッチ７３が開成（オフ）すると、第１抵抗器７１及び第２抵抗器７２がジェネレータ５に直列に接続された状態となる。第１抵抗器７１だけがジェネレータ５に接続された状態では、負荷回路７の抵抗値が小さいため電流が大きく流れ、ジェネレータ５の誘導起電力が大きくなる。これにより入力軸３に作用するダンピング力が大きく、ドア１００は付勢部材４のばね力がそがれて遅い速度で回転する。これに対し、第１抵抗器７１及び第２抵抗器７２が直列に接続された状態では、負荷回路７の抵抗値が大きいため電流が少なく、ジェネレータ５の誘導起電力が小さくなる。従って、入力軸３に作用するダンピング力が小さくなる。この時、ドア１００は、付勢部材４のばね力が弱い状態なので、必要以上にダンピングしない状態で回転することができる。
【００３１】
図６において符号７４はジェネレータ５と抵抗器７１、７２との間に挿入されたダイオードである。ダイオード７４はドア１００が閉方向に回転するときにだけ負荷回路７に電流を流し、ドア１００が開方向に回転するときには電流を遮断するように動作する。従って、ドア１００の開き動作で開方向に回転するときには、ジェネレータ５が誘導起電力を生じることがなく、ジェネレータ５から逆方向の回転力が入力軸３に作用することはない。ドア１００の開き動作を円滑に行うことができる。一方、付勢部材４のばね力によってドア１００が閉方向に回転するときは、ジェネレータ５が誘導起電力を発生し、負荷回路に電流が流れることにより入力軸３にダンピング力が作用する。このため付勢部材４のばね力に抗したダンピングが行われ、付勢部材４のばね力によるドア１００の回転速度を低減させることができる。ドア１００の閉動作における調速は、ドア１００の開閉角度に合わせて調整される。この開閉角度に合わせた調整を行うため、カム部材８が設けられる。
【００３２】
カム部材８は、図２及び図３に示すように入力軸３に取り付けられることにより入力軸３と一体回転する。図６に示すように、入力軸３の回転角度（ドア１００の開閉角度）に合わせて切り換えスイッチ７３のオンとオフを切り換える。この切り換えを行うため、カム部材８は円弧の一部を切り欠いた扇形状に形成されており、切り欠き部分が切り換えスイッチ７３に臨むと、切り換えスイッチ７３がオフ状態となり、切り欠き部分を除く他の部分が切り換えスイッチ７３に臨むと切り換えスイッチ７３がオン状態となる。この実施形態では、カム部材８による切り換えスイッチ７３のオンは、ドア１００の角度が９０°〜２０°のときになされ、切り換えスイッチ７３のオフは、ドアの角度が２０°〜０°のときになされるようにカム部材８の形状が設定されている。なお、カムによらず、入力軸３に取り付けられた円板に磁石を装着し、この磁力で、切り換えスイッチ７３の接点を引き付け、あるいは接点を引き離すように構成してもよい。前述のカムまたは磁石は、入力軸の回転によって作動する機械式スイッチなので、例えば５Ｖ電源を必要とする電子部品としなくてよく、スイッチイングも安定して行なえる。
【００３３】
次に、この実施形態の動作を説明する。図１に示すように、ドア１００にドアクローザ１を取り付けた状態でドア１００を開方向に回転操作すると、入力軸３が同方向に回転し、伝達ギア６を介してジェネレータ５のロータ５３が高速回転する。このドア１００の開方向の回転では、ダイオード７４によって負荷回路７の電流が遮断されるため、ドア１００にジェネレータ５のダンピングが作用することがない。このためドア１００を円滑に開くことができる。このドア１００の開方向回転では、付勢部材４が巻き締められるため、ドア１００を閉方向に回転させるばね力が付勢部材４に蓄えられる。
【００３４】
ドア１００は開かれた後、付勢部材４のばね力によって閉方向に回転する。ドア１００の閉方向への回転により、入力軸３が同方向に回転し、伝達ギア６を介してジェネレータ５のロータが高速回転する。ドア１００の閉方向の回転では、ダイオード７４によって負荷回路７が通電状態となり、誘導起電力が生じる。これによって、入力軸３の逆方向の回転力が作用するため、ドア１００の閉方向の回転速度がダンピングされる。
【００３５】
ドア１００の閉方向の回転においては、入力軸３の回転と共にカム部材８が回転し、ドア１００の開閉角度に合わせた切り換えスイッチ７３のオンとオフが行われる。この実施形態では、ドア１００の開角度が９０°〜２０°のときに切り換えスイッチ７３がオンとなる。切り換えスイッチ７３のオン状態では、第１抵抗器７１だけがジェネレータ５に接続された状態となり、負荷回路７の抵抗値が小さいため、誘導起電力は大きくなる。ドア１００は、付勢部材４のばね力がそがれて遅い速度で回転する。一方、ドア１００の開角度が２０°よりも小さくなると、切り換えスイッチ７３がオフとなる。このため、第１抵抗器７１及び第２抵抗器７２が直列に接続された状態となり、負荷回路の抵抗値が大きくなり、誘導起電力は小さくなる。すなわち、この状態では、付勢部材４のばね力が小さくなっているので、大きなダンピングとならないようにできる。
【００３６】
このような実施形態では、オイルを用いたドアの調速ではないため、季節や環境温度に影響されることなくドアの調速を確実に行うことができる。又、ジェネレータ５が誘導起電力を蓄電するコンデンサなどは必要なく、ドア１００の調速が行える。また、負荷回路が簡単化できる。動作が安定する。
【００３７】
又、入力軸３にカム部材８を設けて負荷回路７の切り換えスイッチ７３をオンオフする構造のため、入力軸３の回転角度、すなわちドアの開閉角度に合わせたダンピングを確実に行うことができる。
【００３８】
又、負荷回路７にダイオード７４を設けることにより、ドア１００の閉方向回転でジェネレータ５が誘導起電力を発生させ、開方向回転では誘導起電力を発生しないように動作させているため、例えば、機械的なクラッチなども必要ない。これによりさらに簡単な構造となり、小型化することができる。
【００３９】
又、この実施形態では、第１抵抗器７１及び第２抵抗器７２として可変抵抗器を用いているため、ドアクローザ１をドア１００に取り付ける際にドア１００の閉回転の速度を任意に調整する初期設定を容易に行うことができる。又、ドア１００への取り付けの後においても、抵抗値を調整することによりドア１００の閉回転の速度を調整できるため、使用上便利となる。
【００４０】
本発明は以上の実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。上記実施形態では、第１抵抗器７１及び第２抵抗器７２の２つの抵抗器を負荷回路７に設けているが、抵抗器の数は少なくとも１つであれば良く、また３つ以上であっても良い。又、抵抗器７１、７２として固定抵抗器を用いても良い。上記実施形態では、ダイオード７４を設けたが、ダイオード７４を省いても良い。この場合には、ドア１００の閉方向及び開方向の双方の回転でジェネレータ５によるダンピングを行うことができる。さらに、ジェネレータ５の誘導起電力を蓄えるコンデンサを負荷回路７に設けても良く、このコンデンサにＬＥＤ等を接続することによりドア１００の照明を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、簡単な構成で誘導起電力によりドアのダンピングを行なうことができるドアクローザとして好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１    ドアクローザ
２    ケース
３    入力軸
４    付勢部材
５    ジェネレータ
６    伝達ギア
７    負荷回路
８    カム部材
５１    ロータ軸
５２    ステータ
５３    ロータ
５４    コイル
７１    第１抵抗器
７２    第２抵抗器
７３    切り換えスイッチ
７４    ダイオード
１００    ドア
１１０    壁体
１２０    アーム部材
１３０    ブラケット
【図１】
2013155495.tif 000003
【図２】
2013155495.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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