(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設した案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えてなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とするドアクローザ。
【請求項２】
扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設され、基端部に形成された雄ねじ部を増速機の出力軸に形成された雌ねじ孔に螺合させた案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えてなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とするドアクローザ。
【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ない形式の新規なドアクローザに関する。
【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】
そのクローザは、扉閉鎖時の戻しばねによる過大な閉鎖作用力を作動油で減衰させ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室とを連通させた導油路と、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、前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粘性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、その製作時シリンダ回りにおけるシーリング処理（密封処理）が面倒でコスト高になり、長期の使用において油漏れを生じる可能性もある。
【０００５】
また、作動油の粘性抵抗は温度により変化するため、季節によって緩衝具合を調整しなければならず、保守管理上面倒でもある。
【０００６】
そこで、この発明のドアクローザは、上記した問題点を解決するため作動油を用いないノンオイル型とすること、また、従来のものと同様扉の閉鎖時に十分な減衰力が得られる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、請求項１に記載の発明は、扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設した案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えてなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、扉又は扉枠に取り付けられる中空の枠体と、枠体内において長さ方向に案内移動されるようにしたラックと、ラックを平常位置側に付勢させる戻しばねと、ラックと噛み合うピニオンと、枠体に回動自在に支承され、ピニオンが固定されると共に連係アームが取り付けられる主回転軸と、一方向クラッチを介して主回転軸に連結された増速機と、この増速機の出力軸に直角に突設され、基端部に形成された雄ねじ部を増速機の出力軸に形成された雌ねじ孔に螺合させた案内棒と、案内棒に摺動可能に装着した回転運動減衰用の重錘と、その重錘を案内棒の基端側に向け付勢させる復帰ばねとを備えなり、作動時、扉と、一方向クラッチを介して主回転軸に接続された回転系とに並列に供給される戻しばねからの弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増加という態様で回転系に吸収し、以て扉を減衰し、閉扉時、回転系を一方向クラッチにより主回転軸から切り離して、慣性により空転させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【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〜図３は請求項１に記載の発明の一実施例によるドアクローザを示し、これらの図において符号１は扉１０又は扉枠にねじ等で取り付けられる中空で細長い箱形をなす枠体、１１は枠体１の一部をなす取付基板、１２は枠体１の長さ方向の一端部に取り付けられたカバー板である。
【００１０】
枠体１の内側には、枠体１の長さ方向に沿って変位できるようにしたラック２が設けてある。そのラック２は、枠体１内に設けた固定の受け枠１４の一部又は図示しない適当なラックガイド等により図１で左右に移動できるように案内されている。
【００１１】
符号３は前記のラック２を平常位置（閉扉時でドアクローアが非作用状態にある位置）側に付勢させるための圧縮ばね等の戻しばねで、ラック２の一端と枠体１の側板１３との間に弾設させてある。
【００１２】
一方、枠体１の中央部分には両端又は一端を外方に突出させた垂直な主回転軸４が回動自在に支承されており、その主回転軸４には前述のラック２に噛み合うピニオン４５が固定されている。
【００１３】
また、主回転軸４の両方又は一方の外端には図示しない連係アームの１つが固設してある。その図示しない連係アームの他端は従来のドアクローザ同様、他の連係アームを介して扉枠等の固定部分に接続させてある。
【００１４】
更に、枠体１内における主回転軸４上には一方向クラッチ（図示しない）を介して駆動側の第１かさ歯車４１が装着されており、その第１かさ歯車４１には被駆動側の第２かさ歯車４２が噛み合わせてある。
【００１５】
一方向クラッチは、図示はされていないが、第１かさ歯車４１に内蔵されており、扉１０が閉鎖状態から開く時は（例えば主回転軸４が図１で矢印Ａ方向に回動する時は）、主回転軸４と第１かさ歯車４１との間が空回りして主回動軸４の回転が第２かさ歯車４２に伝達されないようにする。
【００１６】
逆に、閉扉時は、一方向クラッチは主回転軸４の回転力を第１かさ歯車４１を通じ第２かさ歯車４２に伝達させる。この一方向回転形のクラッチとしては、例えば、傾斜孔にころを嵌め込んだもの、付勢爪を利用したものなど、従来周知の任意のものを採用することができる。
【００１７】
前記の第２かさ歯車４２は枠体１内の固定の受け枠１４等で支承され、第２かさ歯車４２の水平な回転軸４３は受け枠１４の空間部に延出する。
【００１８】
第２かさ歯車４２の回転軸４３の回りには、その軸線方向に複数組（図示例では４組）の増速遊星歯車機構５、５を連設してある。
【００１９】
各増速遊星歯車機構５は、入力側の内歯車５１、複数の遊星歯車５２、５２、遊星歯車５２を支軸で支える固定のキャリヤ５３及び出力側の太陽歯車５４から成る。
【００２０】
ここに、第１の増速遊星歯車機構５において内歯車５１は第２かさ歯車４２の回転軸４３に固定されており、また、第１の太陽歯車５４と第２の内歯車５１、第２の太陽歯車５４と第３の内歯車５１、及び、第３の太陽歯車５４と第４の内歯車５１はそれぞれ一体に形成されており、それらのいずれもが第２かさ歯車４２の回転軸４３の回りに支承されている。
【００２１】
最終組（第４）増速遊星歯車機構５の出力軸５５は、最終組（第４）の太陽歯車５４に一体的に設けてあり、受け枠１４から側方に突出させてある。
【００２２】
前記第４の太陽歯車５４は第２かさ歯車４２の回転軸４３に対し相対的に回転可能に組み付けてあり、また、受け枠１４に対し回転自在に支受されている。
【００２３】
前記の出力軸５５には、その高速回転を減衰させるための回転運動減衰手段６が設けてある。
【００２４】
その減衰手段６は、出力軸５５に対し直角（半径方向）に突設した案内棒６１と、案内棒６１に摺動可能に装着した例えば有底円筒状をなす回転運動減衰用の重錘６２と、その重錘６２を案内棒６１の基端側に向け、すなわち出力軸５５に向け付勢させる復帰ばね６３とから成る。
【００２５】
図示例においては、前記の復帰ばね６３は案内棒６１の回に巻装した圧縮コイルばねで、案内棒６１を貫通させた円筒状の重錘６２の底部と案内棒６１の先端に設けたフランジ部６４との間に弾設してある。
【００２６】
次に、この発明のドアクローザの全体としての作用について説明する。閉鎖状態の扉を開放させる時、連係アームを通じて主回転軸４が例えば図１で矢印Ａ方向に回動すると、ピニオン４５を介してラック２が戻しばね３に抗して図１で右方（矢印Ｂ方向）に変位する。
【００２７】
この時、第１かさ歯車４１に内蔵された一方向クラッチ（図示しない）の存在により、第１かさ歯車４１に対する主回転軸４の回動の伝達が断たれることになり、増速遊星歯車機構５及び回転運動減衰手段６は非作動状態を保ち、主回転軸４の回動の抵抗とはならないので、扉１０は比較的軽く開放できることになる。
【００２８】
一方、扉１０から手を放すと、戻しばね３の弾力によりラック２が図１で左方（矢印Ｂとは逆方向）に移動し、このラック２によりピニオン４５を介して主回転軸４が矢印Ａとは逆方向に回動し、主回転軸４により作動される連係アームが復動し、扉を閉鎖させる。
【００２９】
その際、一方向クラッチが入り、第１かさ歯車４１が主回転軸４と共に回動し、それに噛み合う第２かさ歯車４２も当然回動する。そして、複数組の増速遊星歯車機構５、５によって第２かさ歯車４２の回転が十分に増速されつつ出力軸５５に伝達される。
【００３０】
出力軸５５が高速で回転して回転運動減衰手段６における重錘６２に遠心力が付与されると、その重錘６２が復帰ばね６３に抗して案内棒６１上を先端側に向け移動する。
【００３１】
その結果、出力軸５５の慣性モーメントが大きくなり、この慣性モーメントの増大は増速遊星歯車機構５の増速比の自乗倍となって主回転軸４に印加される。
【００３２】
すると、主回転軸４から見て出力軸５５の慣性モーメントが増速比の自乗倍になるので、この回転系の慣性モーメントの増大により主回転軸４の回転が減衰される。
【００３３】
換言すれば、戻しばね３が伸張するときに放出する弾性エネルギーは、減衰手段を有しない回転系の場合にはこれを加速するが、この発明によるドアクローザにおいては、所謂フライホイールガバナーによる回転運動減衰手段６が、戻しばね３が放出する弾性エネルギーを、回転系の運動エネルギーの増大という形態で吸収するので、主回転軸４の回転が減衰される。
【００３４】
すなわち、回転系の運動エネルギーはその慣性モーメントに回転速度の自乗を乗じたものに比例するので、回転系の慣性モーメントが一定の場合には、回転系に外部からエネルギー供給される場合回転速度は単調に増加する。
【００３５】
しかしながら、この発明によるドアクローザにおいては、戻しばね３から回転系に供給される弾性エネルギーは慣性モーメントの増加による運動エネルギーの増加という形で回転系に吸収される。
【００３６】
そして、重錘６２の質量及び復帰ばね６３のばね定数を適切に設定すれば、このドアクローザの主回転軸の回転は回転速度が一定の等速回転（見掛け上の回転加速度がゼロ）となり、扉は緩衝されつつ閉じられる。
【００３７】
扉が閉止された後、ラック２及びこれと噛み合う主回転軸４は停止するが、一方向クラッチを介して主回転軸４に取付けられる第１かさ歯車４１以降の回転系は、惰性により一方向クラッチの上を滑りながら空転し、主に摩擦により運動エネルギーを吸収されて滑らかに停止する。
【００３８】
請求項２に記載の発明によるドアクローザは、図４に示すように、案内棒６１の基端部（図４の上端部）に形成された雄ねじ部を、出力軸５５にその軸線に垂直に形成された雌ねじ孔に螺合させた点のみが請求項１に記載の発明と異なり、図４において図１と等符号を付した部分は図１と均等の部分を示す。
【００３９】
図４に示すドアクローザは、案内棒のフランジ部６４を例えば手指で回すことにより、フランジ部６４の出力軸５５からの距離を変化させることができ、この距離の変化により回転系の慣性モーメントを増減できるので、ドアクローザの緩衝能力を調節することができる、という利点が生じる。
【００４０】
尚、図示の実施例では遊星歯車機構を複数段連設することにより増速機を構成するものとしたが、これは平歯車による通常の増速機を採用することができることは言うまでも無い。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したこの発明のドアクローザは、回転運動減衰用の重錘の慣性モーメントを利用して扉の閉鎖運動を緩衝するものであるから、その製作においてオイルのシーリング処理を不要としコストダウンが計れるばかりでなく、使用中の油漏れの心配が皆無であるという効果を奏する。
【００４２】
また、この発明のドアクローザによれば、増速機の設計に制限は無く、増速比を大きく設定できるから、閉扉時に従来通り十分な減衰を得ることができ、更にまた、制動力（減衰力）は温度による変化がないから、寒暖による調整を要しない。
【００４３】
また、請求項２に記載の発明によれば、ドアクローザの緩衝能力の調節もできる、等種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のドアクローザの実施例を示す縦断正面図。
【図２】カバー板を一部切除して示すその側面図。
【図３】図１のドアクローザにおける主回転軸、第１かさ歯車、第２かさ歯車及び第１の増速遊星歯車機構の部分を分解して示す斜視図。
【図４】請求項２に記載の発明の要部を示す案内棒支持部の一部断面側面図。
【符号の説明】
１０  扉
１  枠体
２  ラック
３  戻しばね
４  主回転軸
４１  第１かさ歯車
４２  第２かさ歯車
４３  回転軸
４５  ピニオン
５  増速遊星歯車機構
５５  出力軸
６１  案内棒
６２  重錘
６３  復帰ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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