重いドアが静かに閉まるのはなぜ？ドアクローザーに隠された仕組み

ビルや店舗、あるいは自宅の玄関などにある少し重いドア。思いきり押し開けてから手をパッと離しても、ドアは猛スピードで枠にぶつかることなく、スーッと静かに元の位置へと戻っていきます。

電源コードが繋がっているわけでも、誰かが後ろから支えているわけでもないのに、どうしてあんなにスムーズにスピードが落ちるのでしょうか。

「中に小さなモーターが入っているのかな？」と疑問に思ったことがあるかもしれません。

実はドアの上の小さな箱の中では、「ばね」と「油」という二つの要素がまったく違う仕事を分担してこなしていました。今回は、重いドアがゆっくり閉まる「ドアクローザー」の仕組みについて分かりやすくひも解いていきましょう。

開ける動きが、ばねに力をためる

ドアの上端にある箱形の部分が本体です。本体から伸びる二本のアームは、一方がドア側、もう一方が枠側につながっています。ドアを開くと二本の角度が変わり、その動きが本体の軸へ伝わります。

本体の中では、軸に付いた歯車が横向きのピストンを押します。ピストンは筒の中を進み、その先にある金属のばねを縮めます。人がドアを押した力の一部は、ここで縮んだばねにたくわえられます。

アームが折れ曲가った形をしているのは、回転するドアと、枠に固定された本体のあいだで動きを受け渡すためです。ドアが大きく開く間も、アームの関節が角度を変えながら、本体の軸を回し続けます。開けるときに少し重さを感じるのは、ドアの重さだけでなく、ばねを縮める仕事もしているからです。

手を離すと、縮んだばねは元の長さへ戻ろうとしてピストンを押し返します。歯車と軸は開けたときと反対に回り、アームを通じてドアを枠の方向へ動かします。ドアクローザーは、モーターでドアを引いているのではありません。開けた人の力をばねへいったん預け、その力で閉じています。

ばねだけでドアを戻すと、たくわえた力が一気にほどけ、ドアは強く閉まってしまいます。そこで本体の内部は油で満たされ、ピストンが戻るときに油を押す構造になっています。

押された油は、ピストンの脇にある細い通り道を通って反対側へ移ります。水を入れた注射器の先を細くすると、押し込む手に抵抗を感じるのと同じで、狭い道を一度に通れる油の量には限りがあります。この抵抗がピストンの戻る速さを抑え、ばねの力を穏やかな動きへ変えます。

通り道には「速度調整弁」という小さな弁があります。弁は油の通れる幅を変える役目を持ち、狭くすればピストンはゆっくり、広くすれば速く動きます。油はドアを閉じる力そのものではなく、ばねの力が放たれる時間を整えているのです。

この仕組みでは、油そのものを大きく縮めてクッションにするのではありません。ピストンが動くたびに、油を決められた細い経路へ移すことが要点です。気温によって油の流れやすさが変わるため、同じドアでも季節によって閉じる速さが少し変化することがあります。

多くのドアクローザーは、開いた位置から枠の近くまでと、枠へ収まる直前とで速度を分けて調整できます。前半は通行の邪魔にならない速さで戻し、後半は人や荷物を急に挟まないよう、ややゆっくり進ませます。

本体の中では、それぞれの区間で使う油の通り道が分けられ、別の調整弁で流れを加減します。ドアの角度が変わると、ピストンの位置も変わり、油が通る経路が切り替わります。外からは連続した一回の動きに見えても、内部では閉まる位置に合わせて抵抗を変えているのです。

ただ遅くするだけでは、最後にラッチと呼ばれる留め金が受け金へ入らず、ドアが半開きで止まることがあります。そのため製品によっては、閉じる直前だけ少し速さを上げる機能も備えています。戻り始めから完全に閉まるまで、同じ速さで動いているとは限りません。

本体から油が漏れると、速度を抑える働きが弱くなります。ばねは残っているためドアは戻りますが、油のブレーキが利かず、急に「バタン」と閉まることがあります。ゆっくり閉まる動きは、ばねが弱いから生まれるのではなく、ばねの力を油が少しずつ通している証拠です。

ドアの上にある小さな箱は、自動で閉める装置であると同時に、閉じる時間をつくる装置でもあります。ばねが動きを生み、油がその速さを決める。二つの仕事が分かれているから、重いドアは静かに枠へ戻ります。