JP7768794B2 - ドアクローザ - Google Patents

Description

本発明は、カムとピストンを備えたドアクローザに関する。

本出願人は、下記特許文献１、２所載のようにカムとピストンを備えたドアクローザを提案している。このドアクローザは、カムを備えることにより、全閉直前に大きな閉じ力を得ることができる。また、ラックピニオン機構によってピストンを大きく移動させることができる。そのため、流量制御流路を通過する作動油の流量を多くすることができ、作動油の流量を容易に調整できる。一方、ドアクローザには更なる小型化が求められるが、ドアクローザを小型化すると、閉じ力が不足しやすい。

特開２０２０－１９３４８５号公報 特開２０２１－９５７６４号公報

本発明は、必要な閉じ力を容易に確保することができるドアクローザを提供することを課題とする。

本発明に係るドアクローザは、扉の開閉動作に伴って所定方向の軸線まわりに回転する主軸と、主軸に設けられ、主軸と共に回転するカムと、主軸の回転に伴ってラックピニオン機構により前記所定方向と直交する方向に移動するピストンと、扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生する第一バネと、第一バネとは別に設けられ、扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生させる第二バネと、第一バネ及び第二バネとは別に設けられ、扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生させる第三バネと、を備え、扉が開くときに、カムが第一バネを弾性変形させ、ピストンが第二バネと第三バネを弾性変形させる。

この構成によれば、扉が閉じる際に、第一バネの閉じ力がカムに作用する。そのため、特に閉じ際においてカムから主軸に大きな閉じ力を作用させることができ、扉をしっかりと閉じることができる。また、閉扉動作において、第二バネの復元力に加えて第三バネの復元力がピストンに作用するので、閉じ力不足が生じにくく、扉を安定して閉じることができる。

特に、カムと第一バネの間に配置され、カムの回転に伴って前記所定方向と直交する方向に移動するカムフォロアを備え、ピストンとカムフォロアの間に第三バネが配置されていることが好ましい。この構成によれば、第三バネを容易に配置することができる。そして、ピストンとカムフォロアの移動量の差を利用して、扉が開くときに第三バネを効果的に弾性変形させることができ、また、扉が閉じる際には、ピストンに第三バネの閉じ力を効果的に作用させることができる。

また、ピストンは、閉扉状態から所定の開き角度までは第三バネを弾性変形させず、所定の開き角度を越えると第三バネを弾性変形させることが好ましい。この構成によれば、第三バネが弾性変形する区間を短縮できる。そのため、第三バネの設計が容易になると共に、第三バネの耐久性を向上させることができる。また、第三バネの閉じ力を比較的大きな開き角度において扉に効果的に作用させることができる。

また、閉扉状態において、ピストンとカムフォロアの間の離間距離は、第三バネの自由長よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、閉扉状態において、ピストンと第三バネの間、あるいは、第三バネとカムフォロアの間に、隙間が生じる。そのため、第三バネが弾性変形する区間を容易に短縮することができ、ピストンやカムフォロアなどの配置も容易になる。

以上のように、三つのバネを備えて、カムが第一バネを弾性変形させ、ピストンが第二バネと第三バネを弾性変形させるので、ドアクローザを小型化しても閉じ力不足が生じにくく、必要な閉じ力を容易に確保することができる。

本発明の一実施形態におけるドアクローザを示す縦断面図であって、閉扉状態を示す。 図１のＡ－Ａ断面図。 図１のＢ－Ｂ断面図。 同ドアクローザの縦断面図であって、第二の開き角度の状態を示す。 図４のＣ－Ｃ断面図。 同ドアクローザの縦断面図であって、第三の開き角度の状態を示す。 図６のＤ－Ｄ断面図。 同ドアクローザの縦断面図であって、開扉状態を示す。 図８のＥ－Ｅ断面図。 同ドアクローザのピストン、スライダ及びバネ支持部材を示す斜視図。 同ドアクローザのスライダを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ－Ｆ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＧ－Ｇ断面図。 （ａ）は同ドアクローザのバネ支持部材を示す正面図、（ｂ）及び（ｃ）はスライダとバネ支持部材を示す図１１（ｂ）に対応した断面図。 同ドアクローザのスライダとピストンの移動量を示すグラフ。 同ドアクローザの閉じ力を示すグラフ。

以下、本発明の一実施形態にかかるドアクローザについて図１～図１４を参酌しつつ説明する。本実施形態におけるドアクローザは、図１に示すように、ドアクローザ本体１と、取付板２と、アーム３を備えている。ドアクローザは、スライド型のものである。ドアクローザ本体１は、扉あるいは扉枠に取り付けられる。扉は、例えば上下方向の軸線まわりに回動する。例えば扉にドアクローザ本体１が取り付けられる場合には、扉枠には左右方向（水平方向）に延びる図示しないレールが取り付けられる。本実施形態のドアクローザは、コンシールドタイプのものであり、ドアクローザ本体１は、扉の内部に配置される。ドアクローザ本体１は、取付板２を介して扉にネジ止めされる。取付板２は、ドアクローザ本体１の上面にネジ止めされる。尚、左右方向は、扉の面に沿った方向であって、扉の回転中心に対して径方向である。また、前後方向は、扉の面に対して法線方向である。

図１～図３は、扉が全閉状態のときのドアクローザを示している。ドアクローザ本体１は、ハウジング１０と、主軸１１と、ピストン１２と、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂと、ピニオンギヤ１４と、第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂと、スライダ１６と、第一バネ１７と、第二バネ１８と、第三バネ１９とを備えている。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６は、カムフォロアである。尚、カムとして、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂを備えるが、上下に分離していなくてもよいし、カムは一つであってもよい。同様に、コロも一つであってもよい。

ハウジング１０は、全体として、左右方向に長い横長の直方体形状である。尚、図１において、向かって右側を単に右側と称し、向かって左側を単に左側と称する。本実施形態において、扉の回動中心は、ドアクローザ本体１に対して左側に位置するが、右側に位置してもよい。

ハウジング１０は、左右方向に延びる一つの収容室２０を有している。収容室２０に、ピストン１２と第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６と第一バネ１７と第二バネ１８と第三バネ１９が配置されている。収容室２０の左右両端部にはそれぞれエンドキャップ２１が装着されている。収容室２０には作動油が入れられている。取付板２は、ハウジング１０にネジ止めされている。ハウジング１０の内面は、収容室２０の壁面である。収容室２０の壁面は、主軸１１の近傍を除いて断面視円形の周面である。収容室２０は、左右方向に延びる中心線を有している。図２ような平面視において、収容室２０の中心線上に、主軸１１とピストン１２と第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６と第一バネ１７と第二バネ１８と第三バネ１９が配置されている。従って、主軸１１とピストン１２と第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６と第一バネ１７と第二バネ１８と第三バネ１９は、平面視において、左右方向に沿った同一線上に位置している。また、図１のような側面視あるいは正面視において、ピストン１２とスライダ１６と第一バネ１７と第二バネ１８と第三バネ１９は、左右方向に沿った同一線上に位置していて、上下方向において同一高さにある。尚、第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂの上下方向の中央部は、収容室２０の中心線上に位置している。

主軸１１は、ハウジング１０に回転可能に支持されている。主軸１１は、図１のようにハウジング１０の左右方向の中央よりも左側に偏って配置されている。主軸１１は、図２のように、ハウジング１０の前後方向の略中央に位置している。主軸１１は、上下方向の軸線まわりに回転する。主軸１１の上端部は、ハウジング１０から上方に突出していると共に取付板２からも上方に突出している。その主軸１１の上端部に、アーム３の第一端部が相対回転不能に取り付けられている。アーム３の第二端部は、上述したレールに係合している。扉が回動すると、アーム３の第二端部がレールに案内されつつ左右方向にスライドする。扉の開閉動作に伴って、主軸１１はアーム３と共に回転する。

図３のように、ハウジング１０の天面部と底面部にはそれぞれ第一軸受けホルダ２３と第二軸受けホルダ２４が取り付けられている。第一軸受けホルダ２３と第二軸受けホルダ２４は、それぞれ円筒状である。ハウジング１０の天面部には、第一連通孔２７が形成されている。第一連通孔２７は、上側に開口している。第一連通孔２７は、収容室２０とハウジング１０の外部とを連通する。第一連通孔２７は上下方向の軸線を有している。第一連通孔２７には雌ネジ部が形成されている。第一軸受けホルダ２３の外周面には雄ネジ部が形成されている。第一軸受けホルダ２３は、第一連通孔２７に上側から螺入されている。

同様に、ハウジング１０の底面部には、第二連通孔２８が形成されている。第二連通孔２８は、下側に開口している。第二連通孔２８は、収容室２０とハウジング１０の外部とを連通する、第二連通孔２８は上下方向の軸線を有している。第二連通孔２８には雌ネジ部が形成されている。第二軸受けホルダ２４の外周面には雄ネジ部が形成されている。第二軸受けホルダ２４は、第二連通孔２８に下側から螺入されている。第一連通孔２７と第二連通孔２８は、同軸上に位置し、第一軸受けホルダ２３と第二軸受けホルダ２４は、同軸上に位置している。

第一軸受けホルダ２３は、その内周面に第一軸受け２５を保持している。第二軸受けホルダ２４は、その内周面に第二軸受け２６を保持している。第一及び第二軸受け２５，２６は、ニードルベアリングであることが好ましく、特に、総コロタイプのニードルベアリングであることが好ましい。第一軸受け２５は、第二軸受け２６よりも大径である。主軸１１は、第一軸受けホルダ２３と第二軸受けホルダ２４にそれぞれ第一軸受け２５と第二軸受け２６を介して回転可能に支持されている。主軸１１の下端部は、第二軸受けホルダ２４から下側に突出していない。主軸１１の上端部は、第一軸受けホルダ２３から上側に所定長さ突出している。

主軸１１の詳細について更に説明する。図３のように、主軸１１は、第一軸部材３１と第二軸部材３２と第三軸部材３３を備えている。第一軸部材３１と第二軸部材３２と第三軸部材３３は、互いに別体である。主軸１１は、上下三分割の構成となっている。第一軸部材３１と第二軸部材３２と第三軸部材３３は、互いに上下に連結されている。第一軸部材３１と第二軸部材３２と第三軸部材３３は、相対回転できず、一体となって回転する。

第一軸部材３１は、第一軸受け２５を介して第一軸受けホルダ２３に回転可能に支持されている。第一軸部材３１の下部が第一軸受けホルダ２３に支持され、第一軸部材３１の上部は第一軸受けホルダ２３から上側に突出している。第一軸部材３１の上端部が主軸１１の上端部である。第一軸部材３１の上端部にアーム３が固定されている。第一軸部材３１の上端面には、アーム３を第一軸部材３１に取り付けるためのネジ孔３１ａが形成されている。ネジ孔３１ａは所定の深さを有していて、非貫通の孔である。

第一軸部材３１は、第一軸受けホルダ２３よりも下側に突出している。第一軸部材３１の下端面は、第一軸受けホルダ２３の下端面よりも下側に位置している。第一軸部材３１は、下側に開口する第一接合孔３１ｂを有している。第一接合孔３０ｂは、第一軸部材３１の下端面に開口している。第一接合孔３１ｂは、上下方向に沿っている。第一接合孔３１ｂは、ネジ孔３１ａと連通していない。第一軸部材３１の下端部に第一カム１３ａが設けられている。第一カム１３ａは、第一軸部材３１に一体的に形成されていて、第一軸部材３１と第一カム１３ａは一つの部材である。但し、第一カム１３ａが第一軸部材３１と別体であってもよい。

第二軸部材３２は、第二軸受け２６を介して第二軸受けホルダ２４に回転可能に支持されている。第二軸部材３２の下部が第二軸受けホルダ２４に支持されている。第二軸部材３２は、第二軸受けホルダ２４から下側に突出していない。第二軸部材３２の上端部に第二カム１３ｂが設けられている。第二カム１３ｂは、第二軸部材３２に一体的に形成されていて、第二軸部材３２と第二カム１３ｂは一つの部材である。第二軸部材３２の上端面には第二接合孔３２ａが形成されている。但し、第二カム１３ｂが第二軸部材３２とは別体であってもよい。

第三軸部材３３は、第一軸部材３１と第二軸部材３２の間に配置されている。第三軸部材３３の上部は第一軸部材３１の第一接合孔３１ｂに相対回転不能に挿入されている。第三軸部材３３の下部は第二軸部材３２の第二接合孔３２ａに相対回転不能に挿入されている。即ち、第三軸部材３３は、第一軸部材３１及び第二軸部材３２と一体となって回転する。第三軸部材３３にピニオンギヤ１４が設けられている。ピニオンギヤ１４は第三軸部材３３の外周面に一体的に形成されている。ピニオンギヤ１４は、外周面の全周のうち所定角度範囲のみに歯部を有しており、その他の領域には歯部が形成されていない。即ち、ピニオンギヤ１４の外周面は、歯部が形成された歯部形成領域と、歯部が形成されずに滑面とされた歯部非形成領域とに区分される。

第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂは、互いに上下に離間していて、ピニオンギヤ１４は第一カム１３ａと第二カム１３ｂの間に位置している。第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂは、ピニオンギヤ１４に対して上下対称に配置されている。第一カム１３ａは、ピニオンギヤ１４の上側に位置し、第二カム１３ｂは、ピニオンギヤ１４の下側に位置する。第一カム１３ａの外周面と第二カム１３ｂの外周面は、それぞれカム面であって、互いに同一形状である。第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂのカム面は略ハート型である。

第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂは、開扉動作時には第一バネ１７を圧縮させ、閉扉動作時には第一バネ１７からその弾性復元力を受ける。第一バネ１７の弾性復元力は、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂを介して主軸１１に伝達されて扉を閉じるための閉じ力となる。扉の開閉動作において、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂの全周のうち所定角度領域のみが使用される。

第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂの右側に、上下一対の第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂと、スライダ１６が配置されている。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６は、第一バネ１７と第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂとの間に位置している。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂは、スライダ１６の左側に位置している。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂは、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに対応して、互いに上下に離間して配置されている。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂは、それぞれ第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂと当接している。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂは、支軸４０に固定されている。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂは、支軸４０と一体に回転する。支軸４０は、上下方向に沿った軸線を有している。支軸４０は、スライダ１６の左部に回転可能に支持されている。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６は、支軸４０を介して連結されていて、一体となって左右方向に移動する。

スライダ１６は、図１０及び図１１にも示しているように、右側から順に、第一筒部４１と第二筒部４２と軸支持部４３を有している。第一筒部４１と第二筒部４２は、円筒状である。第二筒部４２は第一筒部４１の左側に連続し、軸支持部４３は、第二筒部４２の左側に連続している。第一筒部４１の外周面は、収容室２０の壁面に当接し、収容室２０の壁面に支持される。スライダ１６が左右方向に移動する際、第一筒部４１の外周面は、収容室２０の壁面に案内されて、収容室２０の壁面を摺動する。第一筒部４１の外周面には、作動油が通る溝４４が形成されている。溝４４は、第一筒部４１の外周面の左右方向の全長に亘って形成されている。溝４４は、本実施形態では左右方向に沿って一直線状に形成されているが、左右方向に対して傾斜して形成されていてもよい。溝４４は上下一対設けられているが、その数や配置は任意である。

尚、ハウジング１０には、先端部が収容室２０に突出する規制ピン４５が取り付けられている。規制ピン４５の先端部は溝４４に係合していて、これにより、ハウジング１０に対する第一筒部４１の軸線まわりの回転が規制される。規制ピン４５は、スライダ１６の回り止めとして機能する。第一筒部４１の右端面には、係止ピン４６が取り付けられている。係止ピン４６の端部は第一筒部４１の右端面から突出していて、その突出部に第一バネ１７が係止する。

第二筒部４２は第一筒部４１よりも小径であり、第一筒部４１と同軸状に設けられている。第二筒部４２の左部（左側の所定領域）には、左右方向に沿って長いガイド孔４７が上下一対形成されている。ガイド孔４７は長孔である。上下のガイド孔４７は互いに上下に対向して位置している。ガイド孔４７は、第一筒部４１から左側に離れて設けられている。

第一筒部４１及び第二筒部４２の内側（径方向内側）には、第一格納孔４８と第二格納孔４９が設けられている。第一格納孔４８は、第二格納孔４９の右側に位置し、第一格納孔４８と第二格納孔４９は連通している。第一格納孔４８と第二格納孔４９は互いに同軸であって左右方向に沿っており、第一筒部４１及び第二筒部４２の中心線上に位置している。第一格納孔４８は第一筒部４１に設けられている。第二格納孔４９はその大部分が第二筒部４２に設けられている。第一格納孔４８は第一筒部４１の右端部に開口している。第一格納孔４８は第二格納孔４９よりも大径である。第一格納孔４８と第二格納孔４９の間には段差部５０が設けられている。上下のガイド孔４７はそれぞれ第二格納孔４９と連通している。

軸支持部４３は、第二筒部４２から左側に向けて突設されている。軸支持部４３は、上下方向を板厚方向とする板状である。軸支持部４３に上下方向に沿って貫通孔５１が形成されている。その貫通孔５１に、上述の支軸４０が挿入されている。支軸４０は、軸支持部４３に軸受けを介して回転可能に支持されている。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂは、軸支持部４３の上側と下側に上下対称に配置されている。第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂは、それぞれ支軸４０の上端部と下端部に設けられている。本実施形態において、第一コロ１５ａは支軸４０と別体であって支軸４０にネジ止めされており、第二コロ１５ｂは、支軸４０に一体的に形成されている。但し、第一コロ１５ａと第二コロ１５ｂの双方が支軸４０とは別体であってもよい。

＜バネ支持部材６０＞
バネ支持部材６０は、スライダ１６の内側に配置されている。バネ支持部材６０は、開口部からスライダ１６に挿入されている。バネ支持部材６０は、スライダ１６に対して左右方向に相対移動可能である。図１２のように、バネ支持部材６０は、スライダ１６と同軸状である。尚、図１２（ｂ）及び（ｃ）において、バネ支持部材６０には多数のドットを付して示している。バネ支持部材６０は、全体として円柱状である。バネ支持部材６０は、第一軸部６１と、第一軸部６１の左側に連続する第二軸部６２と、第一軸部６１の右側に連続するフランジ部６３を有している。第一軸部６１は、バネ支持部材６０の主部である。第一軸部６１と第二軸部６２は、スライダ１６の第二格納孔４９に格納される。第一軸部６１の外周面は第二格納孔４９の壁面と摺動する。第一軸部６１は第二格納孔４９の壁面に案内されてスライダ１６に対して左右方向に移動する。

フランジ部６３は、第一軸部６１よりも大径である。図１２（ｂ）のように、第一軸部６１は、スライダ１６の段差部５０に右側から当接する。第一軸部６１が段差部５０に当接することにより、スライダ１６に対するバネ支持部材６０の左側への移動が阻止される。尚、フランジ部６３は第一格納孔４８と同径あるいは第一格納孔４８よりも若干小径である。フランジ部６３の外周面が第一格納孔４８の壁面に案内されてもよい。フランジ部６３の右側には凸部６４が突設されていることが好ましい。凸部６４はフランジ部６３よりも小径である。凸部６４は、バネ支持部材６０の中心軸上に位置している。

第二軸部６２は、第一軸部６１よりも小径である。図１２（ｂ）のように、フランジ部６３が段差部５０に当接した状態において、第二軸部６２の左端部は、上下のガイド孔４７の内側に位置する。本実施形態では、第二軸部６２の全体がガイド孔４７の内側に位置する。図１２（ｃ）は、フランジ部６３が段差部５０から右側に離れた状態を示している。このように、バネ支持部材６０は、スライダ１６に対して相対移動可能である。

スライダ１６の右側に第一バネ１７が配置されている。第一バネ１７は、扉を閉じるための閉じ力を発生させる。第一バネ１７は、スライダ１６、第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂを左側に付勢している。第一バネ１７は、コイルバネであり、圧縮バネである。第一バネ１７は、スライダ１６とバネ押さえ７０の間に介装されている。第一バネ１７の左端部は第一筒部４１の右端面に当接している。第一バネ１７の左端部が係止ピン４６に係止していて、係止ピン４６により第一バネ１７の回転が規制されている。バネ押さえ７０は、第一バネ１７の右側に位置している。第一バネ１７の右端部はバネ押さえ７０に当接している。バネ押さえ７０の左端面には、係止ピン４６が取り付けられている。係止ピン４６に第一バネ１７の右端部が係止していて、係止ピン４６により第一バネ１７とバネ押さえ７０との相対回転が規制されている。

バネ押さえ７０は、収容室２０の壁面に案内されて左右方向に移動可能である。バネ押さえ７０を調整軸７１が左右方向に貫通している。調整軸７１は、雄ネジ部を有し、バネ押さえ７０の雌ネジ部に螺合している。調整軸７１を回転させることによりバネ押さえ７０を左右方向に移動させることができる。バネ押さえ７０が左側に移動すると第一バネ１７が圧縮されてバネ力が強くなる。逆に、バネ押さえ７０が右側に移動すると第一バネ１７の圧縮量が減少してバネ力が弱くなる。

調整軸７１は右側のエンドキャップ２２を貫通している。調整軸７１は、エンドキャップ２２に回転可能に支持されている。調整軸７１の右端部はエンドキャップ２２の外側に突出していて、その右端部に第一調整ギヤ７２が取り付けられている。第一調整ギヤ７２は図示しない第二調整ギヤと噛み合っている。第二調整ギヤは、取付板２の下側に位置している。取付板２に図示しない操作軸が回転可能に支持されている。操作軸の下端部に第二調整ギヤが取り付けられている。取付板２の上側から操作軸を回転操作することにより、第二調整ギヤを回転させることができる。第二調整ギヤを介して第一調整ギヤ７２を回転させることにより、調整軸７１を回転させてバネ押さえ７０を左右方向に移動させることができる。本実施形態において、バネ押さえ７０、調整軸７１、第一調整ギヤ７２、第二調整ギヤ、及び、操作軸により、バネ力調整機構が構成されている。

＜第二バネ１８＞
第一バネ１７の内側に、第二バネ１８が同軸状に配置されている。第二バネ１８はコイルバネであって圧縮バネである。第二バネ１８は、第一バネ１７よりも小径であって且つバネ力が弱い。第二バネ１８の左端部は第一格納孔４８に挿入されている。第二バネ１８の左端部はバネ支持部材６０のフランジ部６３に当接している。第二バネ１８の内側にバネ支持部材６０の凸部６４が入り込んでいる。調整軸７１の左端部にはバネ押さえ７１ａが形成されている。バネ押さえ７１ａは環状である。第二バネ１８の右端部はバネ押さえ７１ａに当接している。第二バネ１８は、バネ支持部材６０とバネ押さえ７１ａの間に介装されている。第二バネ１８は、バネ支持部材６０を左側に付勢している。

収容室２０には発泡ゴム７３が収容されている。発泡ゴム７３は、作動油の温度上昇による膨張を吸収するためのものである。発泡ゴム７３は例えば棒状である。発泡ゴム７３は例えば第二バネ１８の内側に配置される。

＜ピストン１２＞
ハウジング１０には、閉扉速度をコントロールするための流量制御流路７４が設けられている。ピストン１２は、閉扉動作時に作動油を流量制御流路７４に押し流すことにより、閉扉動作を緩衝する。ピストンは左右方向に長い形状である。ピストン１２は、左端部に第一ヘッド部８０を有している。第一ヘッド部８０は、主軸１１よりも左側に位置している。第一ヘッド部８０は左右方向を軸線とする円柱状である。第一ヘッド部８０の外周面は、収容室２０の壁面と略同一径であり、収容室２０の壁面に支持される。ピストン１２が移動する際、第一ヘッド部８０の外周面は収容室２０の壁面と摺動する。

第一ヘッド部８０の中心部分には左右方向に沿って貫通孔８１が形成されている。この貫通孔８１には逆止弁が設けられている。開扉動作時にピストン１２は右側に移動する。開扉動作時に逆止弁の弁体であるボール８２が左側に移動して弁を開き、作動油は貫通孔８１を挿通できる。一方、閉扉動作時にはピストン１２は左側に移動する。閉扉動作時には逆止弁のボール８２が作動油の油圧によって右側に押されて貫通孔８１を閉じ、作動油は貫通孔８１を挿通できない。閉扉動作時にピストン１２によって左側に押される作動油は、迂回路である流量制御流路７４に押し込まれる。作動油は、流量制御流路７４を通って第一ヘッド部８０よりも右側の領域に移動する。流量制御流路７４には、流量制御流路７４を流れる作動油の流量を制御するための図示しない調整弁が配置されている。調整弁はハウジング１０の上側から調整可能である。流量制御流路７４を流れる作動油の流量を制御することにより、閉扉動作時の緩衝の程度を調整することができる。

ピストン１２は、第一ヘッド部８０の右側に、前後一対の腕部８３を有している。一対の腕部８３は互いに平行である。腕部８３の外面は、断面視円弧状の曲面である。腕部８３の外面は、収容室２０の壁面と摺動する。腕部８３は、左右方向に沿って直線状に延びている。腕部８３は、主軸１１を右側に越えて延びている。一方の腕部８３の内面にラック８４が形成されている。ラック８４はピニオンギヤ１４と噛み合っている。ピニオンギヤ１４とラック８４によってラックピニオン機構が構成される。扉の開閉動作に伴って主軸１１が回転すると、ピニオンギヤ１４は、ピストン１２を左右方向に移動させる。扉の開閉動作に伴って主軸１１が回転すると、第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂ及びスライダ１６とピストン１２は何れも同じ方向に移動する。

ピストン１２は、右端部に第二ヘッド部８５を有している。腕部８３は、第一ヘッド部８０と第二ヘッド部８５を連結している。第二ヘッド部８５は、円筒状である。第二ヘッド部８５は、左右方向に沿った中心線を有している。第二ヘッド部８５の外周面は、収容室２０の壁面と略同一径であり、収容室２０の壁面に支持される。ピストン１２が移動する際、第二ヘッド部８５の外周面は収容室２０の壁面を摺動する。

スライダ１６は、第二ヘッド部８５の内側を通って、ピストン１２に右側から部分的に入り込んでいる。具体的には、スライダ１６の軸支持部４３と第二筒部４２がピストン１２の内側に進入している。第二筒部４２の径方向外側に、第二ヘッド部８５が被せられている。第二ヘッド部８５の内周面は、第二筒部４２の外周面と略同一径である。第二筒部４２の外周面は、第二ヘッド部８５の内周面に支持される。

図１０のように第二ヘッド部８５は、上下方向に貫通する貫通孔８６を有している。貫通孔８６に支持ピン８７が挿入固定される。支持ピン８７は、第一筒部４１の上下一対のガイド孔４７を上下方向に挿通している。支持ピン８７により、ピストン１２とスライダ１６の間の相対的な回転が阻止されている。ピストン１２がスライダ１６に対して相対移動する際、支持ピン８７はスライダ１６のガイド孔４７を左右方向に移動する。

＜第三バネ１９＞
ピストン１２の第二ヘッド部８５とスライダ１６の第一筒部４１の間に第三バネ１９が配置されている。第三バネ１９は、コイルバネであって圧縮バネである。第三バネ１９は、第一バネ１７よりも弱い。第三バネ１９は、第一バネ１７よりも短く、第二バネ１８よりも短い。第三バネ１９は、スライダ１６の第二筒部４２の外側に位置している。第二筒部４２は、第三バネ１９の内側を挿通している。第三バネ１９は、第二筒部４２と同軸、即ち、スライダ１６と同軸に配置されている。

＜閉扉状態＞
図１及び図２に閉扉状態を示している。閉扉状態において、バネ支持部材６０は第二バネ１８によって左側に付勢されている。バネ支持部材６０のフランジ部６３がスライダ１６の段差部５０に当接していて、バネ支持部材６０はスライダ１６に対してそれ以上左側には移動できない。バネ支持部材６０の左端部側の所定長さ領域はガイド孔４７の内側に位置する。支持ピン８７は、ガイド孔４７の全長のうち左部に位置し、第二ヘッド部８５は、第二筒部４２の左端部に位置する。閉扉状態において、支持ピン８７は、バネ支持部材６０から左側に離れている。具体的には、支持ピン８７は、バネ支持部材６０の第二軸部６２から左側に離れている。第三バネ１９は、圧縮されておらず非圧縮の状態にある。第二ヘッド部８５と第一筒部４１との間の左右方向の離間距離に対して、第三バネ１９の自由長は短い。そのため、閉扉状態において、第三バネ１９と第二ヘッド部８５との間、あるいは、第三バネ１９と第一筒部４１との間には、隙間が存在している。図１及び図２においては、第三バネ１９が第一筒部４１に当接している状態で図示しているが、第三バネ１９は第二ヘッド部８５と第一筒部４１の間を左右方向に移動できる。尚、第二ヘッド部８５と第一筒部４１との間の離間距離が、第三バネ１９の自由長と同じであってもよい。また、第二ヘッド部８５と第一筒部４１との間の離間距離が、第三バネ１９の自由長よりも短くてもよい。即ち、閉扉状態において、既に、第三バネ１９が所定量圧縮されていてもよい。

＜開扉動作＞
扉を開いていくと、アーム３と共に主軸１１が回転する。主軸と共に第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂが回転し、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂによって第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６が右側に移動する。スライダ１６は、第一バネ１７を押して圧縮する。つまり、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂが第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６を介して第一バネ１７を圧縮する。第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂは、特に開き初めにおいて第一バネ１７を大きく圧縮する。

また、スライダ１６が右側に移動すると、スライダ１６に押されるようにして、バネ支持部材６０もスライダ１６と共に右側に移動する。即ち、スライダ１６とバネ支持部材６０は、支持ピン８７がバネ支持部材６０に当接するまでの間は一体的に移動する。バネ支持部材６０が右側に移動することにより第二バネ１８が圧縮される。第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂによって、特に開き初めにおいてバネ支持部材６０は第二バネ１８を大きく圧縮する。

一方、ピニオンギヤ１４が回転することで、ピストン１２も右側に移動する。即ち、主軸が回転すると、スライダ１６とピストン１２が互いに異なる機構によって移動する。後述のように、スライダ１６は、開き初めにおいてはピストン１２よりも大きく移動するが、第一の開き角度においてスライダ１６とピストン１２の移動量は同じになる。そして、第一の開き角度を越えて開くと、ピストン１２の方がスライダ１６よりも大きく移動する。

扉の開き角度（主軸の回転角度）とスライダ１６及びピストン１２の移動量との関係を図１３に示している。スライダ１６は、開き初めにおいて大きく移動するが、その後は、スライダ１６の移動量はほとんど増加せずにその増加率は収束する。一方、ピストン１２は、扉の開き角度に比例して移動する。閉扉状態（全閉状態）から第一の開き角度までの区間においては、スライダ１６の移動量はピストン１２の移動量よりも大きい。従って、閉扉状態（全閉状態）から第一の開き角度までの区間においては、第二ヘッド部８５と第一筒部４１との間の離間距離は、閉扉状態に比して大きくなる。そして、第一の開き角度を越えると、スライダ１６の移動量よりもピストン１２の移動量の方が大きくなる。後述の第二の開き角度と第三の開き角度は、何れも第一の開き角度よりも大きな開き角度である。

＜第二の開き角度＞
図４及び図５に、扉が第二の開き角度まで開いた状態を示している。扉が第二の開き角度になると、第三バネ１９と第二ヘッド部８５及び第一筒部４１との間の隙間がなくなり、第三バネ１９は第二ヘッド部８５及び第一筒部４１と当接する。即ち、第三バネ１９の自由長と、第二ヘッド部８５と第一筒部４１との間の離間距離とが同じになる。尚、第二の開き角度において、支持ピン８７は未だバネ支持部材６０には当接していない。第二の開き角度は、第一の開き角度よりも大きい。そのため、図１３のように、第二の開き角度においては、スライダ１６よりもピストン１２の方が大きな移動量で右側に移動する。扉が第二の開き角度を越えて開かれると、第二ヘッド部８５は第三バネ１９を右側に押して圧縮する。

＜第三の開き角度＞
第三の開き角度は、第二の開き角度よりも大きい開き角度である。扉が第三の開き角度になるまでは、支持ピン８７はバネ支持部材６０に当接しない。閉扉状態から第三の開き角度までの間の区間においては、バネ支持部材６０はスライダ１６と共に右側に移動する。閉扉状態から第三の開き角度までの区間においては、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂが第一コロ１５ａ及び第二コロ１５ｂとスライダ１６とバネ支持部材６０を介して第二バネ１８を押して圧縮する。

図６及び図７に、扉が第三の開き角度まで開いた状態を示している。扉が第三の開き角度になると、支持ピン８７がバネ支持部材６０に当接する。そして、扉の開き角度が第三の開き角度を越えると、支持ピン８７がバネ支持部材６０を押す。バネ支持部材６０のフランジ部６３がスライダ１６の段差部５０から離れ、バネ支持部材６０は、スライダ１６に対して相対的に右側に移動する。第二バネ１８は、バネ支持部材６０を介してピストン１２によって押されて圧縮される。このように、第三の開き角度において、第二バネ１８を圧縮する部材が第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂからピストン１２に切り替わる。

＜全開状態（開扉状態）＞
図８及び図９に、扉が所定の全開状態まで開いた状態を示している。第三の開き角度から全開状態の直前まで第三バネ１９はピストン１２の移動により圧縮される。また、第二バネ１８もピストン１２により圧縮される。全開状態において、支持ピン８７は、ガイド孔４７の右端部に接近する。尚、支持ピン８７がガイド孔４７の右端部に位置してもよい。バネ支持部材６０のフランジ部６３は、スライダ１６の第一格納孔４８に留まっていて第一筒部４１から右側に突出しない。尚、図９のように、全開状態では、ピニオンギヤ１４とラック８４との噛み合いが終了し、ピニオンギヤ１４の歯部はラック８４から外れている。そのため、仮に全開以上扉が開いて主軸１１が回転したとしても、ピニオンギヤ１４は空転し、ピストン１２は右側には移動せず、バネ支持部材６０も右側には移動しない。

＜閉扉動作＞
全開状態から扉が閉じていくと、ピニオンギヤ１４の歯部がラック８４と噛み合い、ピストン１２は左側への移動を開始する。第一バネ１７は、スライダ１６を介して第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに弾性復元力を作用させる。第二バネ１８は、バネ支持部材６０を介してピストン１２に弾性復元力を作用させる。第三バネ１９は、ピストン１２に弾性復元力を作用させる。第一バネ１７の弾性復元力は、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂから主軸１１に伝わる。第二バネ１８と第三バネ１９の弾性復元力は、ピストン１２からラック８４とピニオンギヤ１４を介して主軸１１に伝わる。これらが合力となって、主軸１１を回転させ、扉の閉じ力となって、扉は自動的に閉じていく。

全開状態から第三の開き角度の区間においては、第一バネ１７の弾性復元力は第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに作用する。但し、図１３のようにスライダ１６の移動量が小さいため、第一バネ１７は閉じ力にはほとんど貢献しない。一方、第二バネ１８と第三バネ１９の弾性復元力は、ピストン１２に作用する。図１３のようにピストン１２の移動量は大きいため、この区間では、主としてピストン１２により扉が閉じられることになる。

第三の開き角度から第二の開き角度の区間においては、引き続き、第一バネ１７は閉じ力にはほとんど貢献しない。第二バネ１８の弾性復元力はバネ支持部材６０とスライダ１６を介して第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに作用する。やはりスライダ１６の移動量が小さいため、第二バネ１８は閉じ力にはほとんど貢献しない。一方、第三バネ１９の弾性復元力は引き続きピストン１２に作用している。そのため、この区間でも、主としてピストン１２により扉が閉じられることになる。

第二の開き角度から第一の開き角度の区間においては、スライダ１６の移動量が増加していくので、第一バネ１７と第二バネ１８は、徐々に閉じ力に貢献することになる。一方、第三バネ１９は第二の開き角度で自由長に戻っているので、第三バネ１９は閉じ力には貢献しない。

第一の開き角度から全閉状態の区間は閉じ際の区間である。この区間においては、略ハート型のカム面の設定によりスライダ１６の移動量は最大となっている。そのため、第一バネ１７と第二バネ１８の弾性復元力が第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂから主軸１１に閉じ力となって伝わり、扉が閉じられる。一方、第三バネ１９は既に自由長に戻っているので、第三バネ１９は閉じ力には貢献しない。このように、閉じ際においては、第一バネ１７と第二バネ１８の弾性復元力が合力となって第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに作用して閉じ力となる。

以上のように、扉が閉じるときに、第二バネ１８の弾性復元力に加えて第三バネ１９の弾性復元力がピストン１２に作用する。そのため、閉じ力不足が生じにくく、大きな閉じ力で扉を安定的に閉じることができる。また、第三バネ１９がピストン１２とスライダ１６の間に配置されているので、第三バネ１９を収容室２０に容易に配置することができる。ピストン１２とスライダ１６の移動量の差を利用して、扉が開くときに第三バネ１９を効果的に圧縮させることができる。即ち、ピストン１２のスライダ１６に対する相対移動によって第三バネ１９を圧縮させることができる。そして、扉が閉じる際には、ピストン１２に第三バネ１９の閉じ力を効果的に作用させることができる。特に、ピストン１２の第二ヘッド部８５とスライダ１６の第一筒部４１の間に第三バネ１９が配置されると共に、スライダ１６の第二筒部４２が第三バネ１９の内側を挿通しているので、ピストン１２の第二ヘッド部８５とスライダ１６の第一筒部４１によって第三バネ１９を確実に圧縮させることができる。

また、閉扉状態から第二の開き角度までの区間において、ピストン１２は第三バネ１９を圧縮しないので、第三バネ１９の圧縮区間を短縮できる。そのため、第三バネ１９の設計が容易になると共に、第三バネ１９の耐久性を向上させることができる。更に、第三バネ１９の閉じ力を比較的大きな開き角度において扉に効果的に作用させることができる。特に、閉扉状態において、ピストン１２とカムフォロアの間の離間距離が第三バネ１９の自由長よりも大きいので、第三バネ１９が圧縮する区間を容易に短縮することができ、ピストン１２やスライダ１６の配置も容易になる。

また、第三の開き角度から閉扉状態までの区間において、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに第一バネ１７の弾性復元力に加えて更に第二バネ１８の弾性復元力も作用する。そのため、特に閉じ際において第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂから主軸１１を介して扉に大きな閉じ力を作用させることができ、閉じ際における閉じ力不足が生じにくく、扉をしっかりと閉じることができる。

特に、スライダ１６に対して相対移動可能なバネ支持部材６０が設けられているので、第三の開き角度において第二バネ１８を圧縮させる部材が第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂからピストン１２に容易に切り替えることができる。そして、第三の開き角度においてピストン１２の支持ピン８７がバネ支持部材６０に当接するので、第二バネ１８を圧縮させる部材を第三の開き角度で第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂからピストン１２に容易に切り替えることができる。

このように、第三バネ１９を備えることによって、主としてピストン１２が閉じ力を発生させる角度領域における閉じ力が増強される。また、第一バネ１７に加えて第二バネ１８からも第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに閉じ力が作用するので、特に閉じ際における閉じ力が増強される。

図１４に扉の開き角度と閉じ力の関係を概念的に示している。Ｐ３は、第一バネ１７のみを備える場合である。第一バネ１７の弾性復元力が第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂのみに作用するので、一例では、約５５度において閉じ力が０となり、それ以上の開き角度では閉じ力が発生しない。Ｐ２は、第三バネ１９を備えず、第一バネ１７と第二バネ１８のみを備えていて、本実施形態と同様に第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂとピストン１２が第二バネ１８を圧縮する場合である。この場合には、第二バネ１８を備えているので、約５５度以上であっても第二バネ１８による閉じ力が発生する。また、約５５度以下の領域においては、第一バネ１７に加えて第二バネ１８も第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂに弾性復元力を作用させるので、第一バネ１７のみのＰ３に比して、閉じ力が増強される。そして、Ｐ１が本実施形態の場合であって、第一バネ１７と第二バネ１８に加えて、更に第三バネ１９を備えた場合であって、しかも、第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂとピストン１２で第二バネ１８を圧縮する場合である。Ｐ２と比較すると、Ｐ１の場合には、第三バネ１９が付加されているため、約５５度以上の開き角度において閉じ力が増強される。

尚、本実施形態では、第二バネ１８を圧縮する部材が開扉動作の途中において第一カム１３ａ及び第二カム１３ｂからピストン１２に切り替わったが、切り替わらなくてもよい。即ち、開扉動作の全区間において、ピストン１２が第二バネ１８を圧縮してもよい。また、第三バネ１９が例えば、バネ支持部材６０の右側に配置されてもよい。

１ ドアクローザ本体
２ 取付板
３ アーム
１０ ハウジング
１１ 主軸
１２ ピストン
１３ａ 第一カム
１３ｂ 第二カム
１４ ピニオンギヤ
１５ａ 第一コロ（カムフォロア）
１５ｂ 第二コロ（カムフォロア）
１６ スライダ（カムフォロア）
１７ 第一バネ
１８ 第二バネ
１９ 第三バネ
２０ 収容室
２１ エンドキャップ
２３ 第一軸受けホルダ
２４ 第二軸受けホルダ
２５ 第一軸受け
２６ 第二軸受け
２７ 第一連通孔
２８ 第二連通孔
３１ 第一軸部材
３１ａ ネジ孔
３１ｂ 第一接合孔
３２ 第二軸部材
３２ａ 第二接合孔
３３ 第三軸部材
４０ 支軸
４１ 第一筒部
４２ 第二筒部
４３ 軸支持部
４４ 溝
４５ 規制ピン
４６ 係止ピン
４７ ガイド孔
４８ 第一格納孔
４９ 第二格納孔
５０ 段差部
５１ 貫通孔
６０ バネ支持部材
６１ 第一軸部
６２ 第二軸部
６３ フランジ部
６４ 凸部
７０ バネ押さえ
７１ 調整軸
７１ａ バネ押さえ
７２ 第一調整ギヤ
７３ 発泡ゴム
７４ 流量制御流路
８０ 第一ヘッド部
８１ 貫通孔
８２ ボール
８３ 腕部
８４ ラック
８５ 第二ヘッド部
８６ 貫通孔
８７ 支持ピン

Claims (3)

1. 扉の開閉動作に伴って所定方向の軸線まわりに回転する主軸と、
   主軸に設けられ、主軸と共に回転するカムと、
   主軸の回転に伴ってラックピニオン機構により前記所定方向と直交する方向に移動するピストンと、
   扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生する第一バネと、
   第一バネとは別に設けられ、扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生させる第二バネと、
   第一バネ及び第二バネとは別に設けられ、扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生させる第三バネと、
   カムと第一バネの間に配置され、カムの回転に伴って前記所定方向と直交する方向に移動するカムフォロアと、を備え、
   ピストンとカムフォロアの間に第三バネが配置され、
   扉が開くときに、カムが第一バネを弾性変形させ、ピストンが第二バネと第三バネを弾性変形させる、ドアクローザ。
2. 扉の開閉動作に伴って所定方向の軸線まわりに回転する主軸と、
   主軸に設けられ、主軸と共に回転するカムと、
   主軸の回転に伴ってラックピニオン機構により前記所定方向と直交する方向に移動するピストンと、
   扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生する第一バネと、
   第一バネとは別に設けられ、扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生させる第二バネと、
   第一バネ及び第二バネとは別に設けられ、扉が開くときに弾性変形し、扉が閉じるときに復元して閉じ力を発生させる第三バネと、を備え、
   扉が開くときに、カムが第一バネを弾性変形させ、ピストンが第二バネと第三バネを弾性変形させると共に、
   ピストンは、閉扉状態から所定の開き角度までは第三バネを弾性変形させず、所定の開き角度を越えると第三バネを弾性変形させる、ドアクローザ。
3. 閉扉状態において、ピストンとカムフォロアの間の離間距離は、第三バネの自由長よりも大きい、請求項２記載のドアクローザ。