特許 6144484 ドアクローザ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6144484

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】ドアクローザ

(51)【国際特許分類】

   E05F 3/00 20060101AFI20170529BHJP

   E05F 5/02 20060101ALI20170529BHJP

【ＦＩ】

   E05F3/00 Z

   E05F5/02 Z

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-276184(P2012-276184)

(22)【出願日】2012年12月18日

(65)【公開番号】特開2014-118778(P2014-118778A)

(43)【公開日】2014年6月30日

【審査請求日】2015年12月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104630

【氏名又は名称】キヤノンプレシジョン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(72)【発明者】

【氏名】福岡 竜成

【審査官】 佐々木 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１３０００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平２−２９８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平９−２７３３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−６２６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−１８７２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平２−２００９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−９５３２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０５Ｆ １／００− １３／０４、１７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドアに閉じる方向の力を加えるドアクローザであって、
前記ドアの開き動作および閉じ動作に伴って回転する回転部材と、
少なくとも前記ドアの閉じ動作時において前記回転部材から伝達される回転を増速する増速手段と、
該増速手段により増速された回転によって発電を行う発電手段と、
前記回転部材から前記増速手段に所定トルクを超えるトルクが伝達されることを制限するトルク制限手段と、
前記ドアの開き動作に伴って弾性変形することにより前記ドアを閉じ動作させるよう駆動するための弾性力を発生する弾性部材とを有し、
該弾性部材の内側に、少なくとも前記増速手段と前記トルク制限手段が配置されていることを特徴とするドアクローザ。

【請求項2】

前記トルク制限手段は、摩擦部材と弾性部材とを有し、前記回転部材の端面に前記摩擦部材が前記弾性部材の弾性力によって押し付けられており、前記回転部材によって所定の摩擦力を超えた回転力が発生すると前記回転部材が前記摩擦部材と滑り、前記増速手段への前記所定トルクを超えた回転力の伝達を遮断す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】

前記増速手段は、遊星歯車機構を用いて構成されてい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】

前記ドアの閉じ動作時において前記回転部材の回転を前記増速手段に伝達し、前記ドアの開き動作時において前記回転部材の回転を前記増速手段に伝達しない一方向回転伝達手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項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、ドアクローザに関し、少なくともドアを閉じる動作を利用して発電を行うドアクローザに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なドアクローザは、ドアの開き動作によって弾性変形した弾性部材（ばね）の弾性力によってドアの閉じ駆動力を発生させる。そして、特許文献１にて開示されているように作動油の流体抵抗を利用してドアの閉じ速度を減速したり、特許文献２にて開示されているように電動ブレーキ機構を用いてドアの閉じ速度を制御したりする。特許文献１および特許文献２には、閉じ駆動に伴って回転されることにより発電を行う発電機を備えたドアクローザが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−０６２６７３号公報

【特許文献2】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】

【0004】

しかしながら、特許文献１および特許文献２にて開示された発電機付き（および増速機付き）ドアクローザでは、ドアに強い風圧が作用したり人がドアに強い外力を加えたりしてドアが強い力または高速で閉じられると、増速機に過大なトルクが入力されるおそれがある。このように発電機の回転数が想定より高くなる現象が生じた場合には、発電機からの騒音や振動が発生するおそれがある。

【0005】

本発明は、ドアが強い力や高速で閉じられた（および開かれた）場合でも、増速手段に想定よりも大きなトルクが入力されたり、発電手段の回転数が想定よりも高くなったりしないようにすることができるドアクローザを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のドアクローザは、ドアに閉じる方向の力を加える。該ドアクローザは、ドアの開き動作および閉じ動作に伴って回転する回転部材と、少なくともドアの閉じ動作時において回転部材から伝達される回転を増速する増速手段と、該増速手段により増速された回転によって発電を行う発電手段と、回転部材から増速手段に所定トルクを超えるトルクが伝達されることを制限するトルク制限手段と、ドアの開き動作に伴って弾性変形することによりドアを閉じ動作させるよう駆動するための弾性力を発生する弾性部材とを有し、該弾性部材の内側に、少なくとも増速手段とトルク制限手段が配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ドアが強い力または高速で閉じられた（および開かれた）場合でも増速手段に想定よりも大きなトルクが入力されたり、発電手段が想定よりも高回転で回転されたりすることを防止することができる。さらに、ドアクローザの小型化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例１であるドアクローザの軸方向断面図。

【図2】実施例１のドアクローザの分解斜視図。

【図3】実施例１のドアクローザのドアへの取付状態を示した斜視図。

【図4】本発明の実施例２であるドアクローザの透視図。

【図5】実施例２のドアクローザの軸方向断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

【実施例1】

【0010】

図１には、本発明の実施例１であるドアクローザの構成を示している。ドアクローザは、ドア２１に閉じる方向の力を加えるものである。図２には、該ドアクローザを分解して示している。図３には、該ドアクローザのドア２１への取付け状態を示している。これらの図において、２３はリンク機構（リンク手段）である。リンク機構２３の一端はドア２１の枠体２２に取り付けられ、他端はドアクローザ本体２０の主軸（回転部材）１に取り付けられている。リンク機構２３は、ドアの開閉角度を回転に変換して主軸１を回転させる。主軸１は、ドア２１の開き動作および閉じ動作に伴って回転する。

【0011】

リンク機構２３に連結された主軸１は、軸受け３を介して上蓋２に対して回転可能に取り付けられている。また、主軸１には、ハブ４が圧入もしくはスプライン結合によって固定されている。なお、主軸１とハブ４は一体に設けられてもよい。

【0012】

さらに、主軸１には、ねじ９によりクラッチベース８が回転可能に取り付けられている。押付具６は、クラッチベース８に対して回転はできないが、軸方向には移動可能となっており、圧縮コイルばね（弾性部材）７の弾性力によってハブ４に向けて付勢され、ハブ４との間に摩擦リング（摩擦部材）５を挟み込んでいる。

【0013】

ハブ４および押付具６における摩擦リング５の摩擦面と接する面を、以下の説明では被摩擦面という。本実施例では、摩擦リング５をハブ４および押付具６とは別部材としているが、摩擦リング５をハブ４および押付具６のうち一方と一体に設けてもよい。すなわち、ハブ４および押付具６に少なくとも１面の被摩擦面が構成され、摩擦面との相対的な回転が可能であればよい。

【0014】

被摩擦面と摩擦面との相対的な回転が可能か否かは、摩擦リング５の摩擦面とハブ４または押付具６の被摩擦面との間の摩擦係数に圧縮コイルばね７により発生する付勢力（弾性力）を乗じた静止摩擦力によって決まる。このため、摩擦面の摩擦係数と圧縮コイルばね（弾性部材）７の付勢力とを調整することによって、任意の空転トルク（所定トルク）を設定することができる。このように、ハブ４、摩擦リング５、押付具６、圧縮コイルばね７およびクラッチベース８により、所定トルクを超えるトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ（トルク制限手段）４１が構成される。

【0015】

本実施例では、ハブ４を後述する捩りコイルばね１２により発生された駆動力を主軸１を介してリンク機構２３に伝達する中間構造部品としてだけでなく、トルクリミッタ４１の構成要素として兼用している。これにより、ドアクローザの部品点数を削減することができ、小型化を図ることもできる。

【0016】

捩りコイルばね（弾性部材）１２は、ドア２１の開き動作に伴って撓み（弾性変形し）、その撓みにより発生した弾性力を、ドア２１を閉じ動作させるよう駆動する（以下、閉じ駆動するという）ための駆動力としてハブ４を介して主軸１に伝達する。捩りコイルばね１２は、その内側に、それぞれ同軸に配置されたハブ４の一部、摩擦リング５、押付具６、圧縮コイルばね７、クラッチベース８および後述する増速機（増速手段）１１を収容可能な内径を有するコイル状のばねである。つまり、本来はデッドスペースになる捩りコイルばね１２の内側のスペース内にトルクリミッタ４１や増速機１１を配置することにより、ドアクローザの小型化を図っている。すなわち、ばね１２は、ドア２１の開き動作に伴って弾性変形することによりドア２１を閉じ動作させるよう駆動するための弾性力を発生する。そして、ばね１２の内側に、少なくとも増速機１１とトルクリミッタ４１が配置されている。なお、増速機１１は、複数の歯車で構成され、主軸１の回転速度を発電機１３による発電に適した回転速度まで高めるために設けられている。すなわち、増速機１１は、少なくともドア２１の閉じ動作時において、主軸１から伝達される回転を増速する。発電機１３も、増速機１１と同軸に設けられている。発電機１３は、増速機１１により増速された回転によって発電を行う。

【0017】

また、主軸１と直結された（又は一体に設けられた）ハブ４に被摩擦面（ハブ４を一体に設けた場合の摩擦面）を設けることにより、被摩擦面や摩擦面の垂直度や平面度といった精度を容易に向上させることができる。これにより、摩擦力が安定するため、上述した空転トルクを安定的に一定に管理し易い。

【0018】

クラッチベース８の内径部には、一方向クラッチ（一方向回転伝達手段）１０の外輪が圧入または接着により固定されている。また、一方向クラッチ１０の内輪には、増速機１１の入力軸１１ａが挿入されている。一方向クラッチ１０は、ドア２１の閉じ動作時のクラッチベース８の回転は増速機１１の入力軸１１ａに伝達するが、ドア２１の開き動作時のクラッチベース８の回転は増速機１１の入力軸１１ａに伝達しない。

【0019】

このように、主軸１と増速機１１との間には、クラッチベース８の回転を伝達する方向を一方向のみに制限する一方向クラッチ１０と、所定トルクを超えるトルクが作用すると空転するトルクリミッタ４１とが挿入されている。トルクリミッタ４１を設けることにより、気圧差や風圧や人による外力がドア２１に作用した場合に、所定トルクを超える過大なトルク（回転力）が増速機１１に入力されることが阻止され、さらに増速機１１を介して発電機１３に所定速度を超える回転が入力されることも阻止できる。また、増速機１１自体に対しても過大なトルクの入力が阻止される。このため、増速機１１は、捩りコイルばね１２が発生するトルクに耐えるように設計すればよいので、増速機１１の小型化を図ることができる。

【0020】

さらに、一方向クラッチ（一方向回転伝達手段）１０を設けることにより、ドア２１の閉じ駆動に際しては増速機１１にトルク伝達が行われるが、ドア２１の開き動作に際しては増速機１１にトルク伝達が行われない。このため、操作者は、ドア２１を軽い力で開き操作することができる。

【0021】

増速機１１は、前述したように、本来は、主軸１の回転速度を発電機１３による発電に適した回転速度まで高めるために設けられている。通常のドア２１の閉じ駆動時の主軸１の回転速度は数ｒｐｍ程度であり、この程度の回転速度で発電機１３を駆動しても、発電機１３の出力端子間に発生する起電力はわずかであり、電力として取り出すことは難しい。仮にそのような低い回転速度で必要な電力を得るためには、大型の発電機が必要となり、ドアクローザの大型化が避けられない。

【0022】

そこで、本実施例では、例えば、主軸１の数ｒｐｍ程度の回転速度を発電機１３の入力回転速度として１０００ｒｐｍ程度まで高めるために増速機１１を設けている。ただし、この場合には、増速機１１として、５００：１程度のきわめて大きな増速比が必要となってくる。また、ドア２１の閉じ駆動時における主軸１のトルクは一般に１０Ｎ・ｍ以上と大きく、このような大トルクと大増速比とを両立してドアクローザとしての大型化を避けるためには、増速機１１として、複数の歯車の同時噛み合いによって応力集中を緩和できる遊星歯車機構を含むことが望ましい。本実施例では、増速機１１を多段の遊星歯車機構を用いて構成している。

【0023】

また、増速比を５００：１程度と大きくすることで、増速機１１の入力換算イナーシャは発電機１３のイナーシャの５００倍以上と大きくなる。これにより、増速機１１に入力されるトルクが急激に変化したとしても、発電機１３の回転速度は変化しにくくなる。つまり、増速機１１は、トルク変化を緩和するダンパーのように機能する。したがって、ドア２１の閉じ動作を速度変化の小さな高品位なものとすることができる。

【0024】

本実施例では、増速機１１を多段の遊星歯車機構を用いて構成しているが、それほど強度が必要にならない発電機１３に近い側の歯車列は、平歯車により構成される歯車列に置き換えてもよい。

【0025】

増速機１１は、ハウジング１６に対してねじ（図示せず）により固定されている。また、発電機１３もハウジング１６にねじ（図示せず）により固定されている。増速機１１の出力側歯車１１ｂには、発電機１３の入力部を構成するピニオンギア１３ａが噛み合っている。発電機１３の出力端子１３ｂには、回路基板１４がリード線を介して電気的に接続されている。

【0026】

回路基板１４には、整流回路、充電回路および各種アプリケーションの駆動回路が含まれている。また、回路基板１４には、そこからの出力電力を蓄える二次電池１５が接続されている。二次電池１５は、回路基板１４に設けられたセンサーライト（移動物体を検出して照明を行うライト）やドアチャイム、ドア２１の開閉記録等のセキュリティー関連機能といった各種アプリケーションの駆動回路に接続されて、これらのアプリケーションの電源として利用される。

【0027】

増速機１１の外周に配置され、ドア２１を閉じ方向に付勢する捩りコイルばね１２の一端部は、ハブ４の外周部に設けられた穴に挿入される。これにより、ハブ４は捩りコイルばね１２の一端部を保持する。捩りコイルばね１２の他端部は、ハウジング１６に保持される。したがって、捩りコイルばね１２は、ドア２１の開き動作に伴うハブ４のハウジング１６に対する回転によって周方向に撓み、ドア２１の閉じ方向への駆動力となる弾性力（付勢力）を発生する。

【0028】

増速機１１に連結された発電機１３は、その内部損失トルクに増速機１１の増速比を乗じた値に相当するトルクを定常的にブレーキ力として作用させる。すなわち、増速機１１の増速比が大きくなるほど、発電機１３内部のわずかな機械的損失や、固定子と回転子との間に作用する磁気吸引力が、大きなブレーキ力を発生させる。したがって、発電機１３においては、機械的損失はもちろん、磁気吸引力も発生しない方がスムーズなドア２１の閉じ駆動を始動しやすい。このため、発電機１３としては、コアレス巻線のように電機子に鉄心を含まない構成であることが望ましい。

【0029】

なお、ドアクローザ本体２０は、図３に示すようにドア２１に取り付けられ、ドア２１を囲む枠体２２とドアクローザ本体２０との間はリンク機構２３で連結される。

【0030】

このように構成されたドアクローザ本体２０の寸法は、例えば直径７８ｍｍ×高さ２１０ｍｍ程度に収まり、十分に実用的なサイズを実現することができる。

【0031】

次に、上述した構成を有するドアクローザの動作について説明する。ドア２１が開かれると、リンク機構２３を介して主軸１およびハブ４が第１の方向（例えば反時計回り方向）に回転し、これにより捩りコイルばね１２が巻き上げられて撓む。このとき、トルクリミッタ４１を介して外輪に回転が伝達された一方向クラッチ１０は空転し、増速機１１および発電機１３には回転は伝わらない。したがって、ドア２１を開ける人は捩りコイルばね１２の反力のみを感じ、軽い力でドア２１を開けることができる。一方向クラッチ１０は、ドア２１の閉じ動作時において、主軸１の回転を増速機１１に伝達し、ドア２１の開き動作時において、主軸１の回転を増速機１１には伝達しない。

【0032】

開かれたドア２１から操作者の手が離れると、捩りコイルばね１２の付勢力がハブ４および主軸１を第２の方向（例えば時計回り方向）に回転させる。そして、この回転力がリンク機構２３を介してドア２１に伝達されることによりドア２１の閉じ駆動が開始される。また、ハブ４が回転すると、摩擦リング５、押付具６およびクラッチベース８を介して一方向クラッチ１０の外輪に回転が伝わる。このとき、一方向クラッチ１０は空転せず、外輪の回転はそのまま内輪を介して増速機１１の入力軸１１ａに伝わる。増速機１１の入力軸１１ａの回転は増速機１１によって増速され、この増速された回転が発電機１３に入力される。これにより、発電機１３による十分な電力の発電が行われる。

【0033】

このため、発電機１３の出力端子１３ｂからは入力された回転の速度に応じた電圧が出力され、回路基板１４上の清流回路に含まれる全波整流および平滑コンデンサによって直流電圧に変換される。このとき、３端子レギュレータもしくはＤＣ−ＤＣコンバータを利用して直流電圧を一定に保つようにすると、発電機１３の回転数は一定の速度で安定するようになり、つまりはドア２１の閉じ速度も一定の速度で安定する。また、この直流電圧を決定する抵抗を可変抵抗として直流電圧の調整を可能とすることで、ドア２１の閉じ速度を容易に制御することができる。なお、ロータリーエンコーダ等の回転速度検出器を用いて発電機１３の回転速度を検出し、検出した回転速度に応じて発電量を制御することで、発電機１３の回転速度の制御を通じてドア２１の閉じ速度を制御することもできる。

【0034】

また、前述したようにドア２１の閉じ動作時において気圧差や風圧や人による外力がドア２１の閉じ方向に作用してハブ４から増速機１１に伝達されるトルクが所定トルクを超えると、それよりも低いトルクでは摩擦リング５を介して押付圧６と一体回転していたハブ４が摩擦リング５に対して滑り、ハブ４から増速機１１への回転の伝達が遮断される。このため、発電機１３による発電も行われないようになる。

【0035】

これに対して、本実施例では、主軸１と増速機１１との間にトルクリミッタ４１を設け、所定トルクを超える過大なトルクが増速機１１に入力されたり、発電機１３が過度の高回転で回転されたりすることを防止することができる。これにより、増速機１１の破損や発電機１３からの騒音や振動の発生を防止することができる。このように、本実施例では、トルクリミッタ４１を設けることにより、ハブ４から増速機１１に過大なトルクが入力されて増速機１１の破損を招いたり、発電機１３の入力軸の回転速度が過度に増大して発電機１３からの騒音や振動を発生させたりすることを防止（抑制）することができる。

【0036】

なお、本実施例にて説明した一方向クラッチ１０を取り除き、クラッチベース８と増速機１１の入力軸１１ａとを直結することで、ドア２１の開き動作時においても発電機１３に発電を行わせるようにしてもよい。この場合、ドア２１の開き動作時には捩りコイルばね１２を巻き上げる力に加え、増速機１１を介して発電機１３を駆動させる力が必要となるが、より多くの電力を得たい場合に有効である。

【実施例2】

【0037】

図４には、本発明の実施例２であるドアクローザのうちドアクローザ本体の構成を示している。また、図５には該ドアクローザ本体の断面を示している。なお、本実施例において、実施例１と共通する構成要素については実施例１と同符号を付して詳しい説明は省略する。

【0038】

実施例１では、ドア２１を閉じ駆動するための付勢力を捩りコイルばね１２により発生し、かつ捩りコイルばね１２の内側にトルクリミッタ４１および増速機１１を同軸に配置する場合について説明した。これに対して、本実施例では、ドア２１を閉じ駆動するための付勢力を圧縮コイルばね（弾性部材）２４により発生し、かつ増速機１１、トルクリミッタ４１および発電機１３が、圧縮コイルばね２４の外側にて該圧縮コイルばね２４に沿った方向に同軸に配置されている。

【0039】

図４には示していないリンク機構２３に連結される主軸１は、ピニオン２６を有する。ピニオン２６は、主軸１から発電機１３までが同軸に配置されている方向（以下、同軸配置方向という）に対して直交する方向に延びる軸回りで回転が可能であり、さらに同軸配置方向に平行に移動可能なラック２５と噛み合っている。ラック２５は、同軸配置方向に平行に延びる圧縮コイルばね２４の弾性力によってドア２１の閉じ方向に付勢されている。また、主軸１のピニオン２６は、同軸配置方向に（平行に）延びる軸回りで回転が可能なねじ歯車２７とも噛み合っている。

【0040】

本実施例では、図４および図５に示すように、主軸１のピニオン２６を斜歯歯車とするとともに、ラック２５も斜歯ラックとしている。これにより、ねじ歯車２７は、ピニオン２６と同じねじれ方向を有し、かつピニオン２６のねじれ角をａとし、ねじ歯車２７のねじれ角をｂとした場合にａ＋ｂ＝９０°となる、いわゆる直交ギア機構が構成される。また、主軸１のピニオン２６が、ラック２５とねじ歯車２７とに同時に噛み合うようにするために、ピニオン２６、ラック２５およびねじ歯車２７のすべてを斜歯構成としたが、主軸１にラック２５と噛み合う第１のピニオンとねじ歯車２７と噛み合う第２のピニオンとを独立して設けることで、ラックアンドピニオン機構と直交ギア機構とを分割した構成としてもよい。直交ギア機構の部分については、ねじ歯車以外でも、ウォームギアとウォームホイールの組み合わせや、かさ歯車の組み合わせであってもよい。

【0041】

ねじ歯車２７の先には、実施例１と同様に、摩擦リング５、押付具６、圧縮コイルばね７およびクラッチベース８により構成されるトルクリミッタ４１が設けられている。

【0042】

ねじ歯車２７および押付具６の摩擦リング５と接する面は、被摩擦面である。ただし、摩擦リング５をねじ歯車２７または押付具６と一体に構成してもよい。

【0043】

ねじ歯車２７および押付具６における摩擦リング５の摩擦面と接する面を、以下の説明では被摩擦面という。本実施例では、摩擦リング５をねじ歯車２７および押付具６とは別部材としているが、摩擦リング５をねじ歯車２７および押付具６のうち一方と一体に設けてもよい。すなわち、ねじ歯車２７および押付具６に少なくとも１面の被摩擦面が構成され、摩擦面との相対的な回転が可能であればよい。

【0044】

被摩擦面と摩擦面との相対的な回転が可能か否かは、摩擦リング５の摩擦面とねじ歯車２７または押付具６の被摩擦面との間の摩擦係数に圧縮コイルばね７により発生する付勢力を乗じた静止摩擦力によって決まる。このため、摩擦面の摩擦係数と圧縮コイルばね７の付勢力とを調整することによって、任意の空転トルク（所定トルク）を設定することができる。このように、ねじ歯車２７、摩擦リング５、押付具６、圧縮コイルばね７およびクラッチベース８により、所定トルクを超えるトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ４１が構成される。

【0045】

本実施例では、ねじ歯車２７を、圧縮コイルばね２４により発生された駆動力を増速機１１に伝達する中間構造部品としてだけでなく、トルクリミッタ４１の構成要素として兼用している。これにより、ドアクローザの部品点数を削減することができ、小型化を図ることもできる。すなわち、ばね２４は、ドア２１の開き動作に伴って弾性変形することによりドア２１を閉じ動作させるよう駆動するための弾性力を発生する。そして、ばね２４の外側にて、ばね２４に沿った方向に増速機１１、トルクリミッタ４１および発電機１３が配置されている。

【0046】

本実施例では、ドアクローザ本体の同軸配置方向での長さは、圧縮コイルばね２４の全長とラック２５の可動範囲とによって概ね決定されるが、圧縮コイルばね２４の全長とラック２５の可動範囲のスペース内にトルクリミッタ４１を収めることができるので、ドアクローザ本体が著しく大型化することがない。また、ねじ歯車２７の端面に被摩擦面（もしくはこれと一体に形成された摩擦リング５の摩擦面）を設けるので、被摩擦面や摩擦面の垂直度や平面度といった精度を容易に向上させることができる。これにより、摩擦力が安定するため、上述した空転トルクを安定的に一定に管理し易い。

【0047】

以下、実施例１と同様に、クラッチベース８の内径部には、一方向クラッチ（一方向回転伝達機構）１０の外輪が圧入または接着により固定されている。また、一方向クラッチ１０の内輪には、多段の遊星歯車機構を用いて構成された増速機１１の入力軸１１ａが挿入されている。一方向クラッチ１０は、ドア２１を閉じ駆動する際のクラッチベース８の回転は増速機１１の入力軸１１ａに伝達するが、ドア２１が開き動作する際のクラッチベース８の回転は増速機１１の入力軸１１ａに伝達しない。

【0048】

このように、主軸１と増速機１１との間には、クラッチベース８の回転を伝達する方向を一方向のみに制限する一方向クラッチ１０と、所定トルクを超えるトルクが作用すると空転するトルクリミッタ４１とが挿入されている。トルクリミッタ４１を設けることにより、気圧差や風圧や人による外力がドア２１に作用した場合に、所定トルクを超える過大なトルク（回転力）が増速機１１に入力されることが阻止され、さらに増速機１１を介して発電機１３に所定速度を超える回転が入力されることも阻止できる。また、増速機１１自体に対しても過大なトルクの入力が阻止される。このため、増速機１１は、圧縮コイルばね２４が発生するトルクに耐えるように設計すればよいので、増速機１１の小型化を図ることができる。トルクリミッタ４１は、主軸1から増速機１１に所定トルクを超えるトルク（想定を超えたトルク）が伝達されることを制限する。

【0049】

さらに、一方向クラッチ１０を設けることにより、ドア２１の開き動作時には増速機１１にトルク伝達が行われるが、ドア２１の開き動作時には増速機１１にトルク伝達が行われない。このため、操作者は、ドア２１を軽い力で開き操作することができる。増速機１１の出力側歯車１１ｂには、コアレス巻線のように電機子に鉄心を含まない構成を有する発電機１３の入力部を構成するピニオンギア１３ａが噛み合っている。発電機１３の出力端子１３ｂには、回路基板１４がリード線を介して電気的に接続されている。

【0050】

このように構成されたドアクローザ本体２０の寸法は、例えば長さが２６０ｍｍ×高さ６０ｍｍ×奥行７５ｍｍ程度に収まり、十分に実用的なサイズを実現することができる。

【0051】

次に、上述した構成を有するドアクローザの動作について説明する。ドア２１が開かれると、リンク機構２３を介して主軸１が第１の方向（例えば反時計回り方向）に回転し、これに伴って移動したラック２５によって圧縮コイルばね２４が圧縮される。このとき、ねじ歯車２７およびトルクリミッタ４１を介して外輪に回転が伝達された一方向クラッチ１０は空転し、増速機１１および発電機１３には回転は伝わらない。したがって、ドア２１を開ける人は捩りコイルばね１２の反力のみを感じ、軽い力でドア２１を開けることができる。

【0052】

開かれたドア２１から人の手が離れると、圧縮コイルばね２４の付勢力（弾性力）がラック２５を移動させて主軸１を第２の方向（例えば時計回り方向）に回転させ、この回転力がリンク機構２３を介してドア２１に伝達される。これによりドア２１の閉じ駆動が開始される。また、主軸１が回転すると、ねじ歯車２７、摩擦リング５、押付具６およびクラッチベース８を介して一方向クラッチ１０の外輪に回転が伝わる。このとき、一方向クラッチ１０は空転せず、外輪の回転はそのまま内輪を介して増速機１１の入力軸１１ａに伝わる。増速機１１の入力軸１１ａの回転は増速機１１によって増速され、この増速された回転が発電機１３に入力される。これにより、発電機１３による十分な電力の発電が行われる。

【0053】

本実施例でも、実施例１と同様に、主軸１と増速機１１との間にトルクリミッタ４１を設けたので、ドア２１の閉じ動作時において気圧差や風圧や人による外力がドア２１の閉じ方向に作用しても、所定トルクを超える過大なトルクが増速機１１に入力されたり、発電機１３が過度の高回転で回転されたりすることを防止することができる。これにより、増速機１１の破損や発電機１３からの騒音や振動の発生を防止することができる。

【0054】

なお、本実施例にて説明した一方向クラッチ１０を取り除き、クラッチベース８と増速機１１の入力軸とを直結することで、ドア２１の開き動作時においても発電機１３に発電を行わせるようにしてもよい。この場合、ドア２１の開き動作時には捩りコイルばね１２を巻き上げる力に加え、増速機１１を介して発電機１３を駆動させる力が必要となるが、より多くの電力を得たい場合に有効である。

【0055】

また、上記各実施例では、トルク制限手段としていわゆる機械式のトルクリミッタ４１を用いる場合について説明したが、電磁クラッチ等のマグネット式トルクリミッタを用いてもよい。すなわち、トルク制限手段は、過負荷がかかると接続を切り、トルク伝達を遮断するものであれば、機械式でもマグネット式等でもよい。

【0056】

また、上記各実施例では、発電手段として発電機１３を用いる場合について説明したが、発電用モータやロータ誘起電力発生コイル等を用いてもよい。

【0057】

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0058】

スムーズなドアの閉じ駆動機能と良好な発電機能を有するドアクローザを提供できる。

【符号の説明】

【0059】

１ 主軸（回転部材）
４ ハブ
５ 摩擦リング（摩擦部材）
６ 押付具
７ 圧縮コイルばね（弾性部材）
８ クラッチベース
１０ 一方向クラッチ
１１ 増速機（増速手段）
１２ 捩りコイルばね（弾性部材）
１３ 発電機（発電手段）
２１ ドア
２３ リンク機構
２４ 圧縮コイルばね（弾性部材）
４１ トルクリミッタ（トルク制限手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】