JP6765716B2 - ヒンジアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、玄関ドア等の開閉体の取付けに供するヒンジアセンブリに関する。

従来、開いた扉を自動的に閉止させるように付勢する蝶番として、特許文献１、２に記載されたものがある。

特許文献１の蝶番構造は、支持側の部材と可動側の部材との可動連結構造から成る蝶番において、支持側部材及び可動側部材の一方は斜面部を有し、その他方は該斜面部と係合する対応係合部を有した構造である。

可動側部材は、重力作用によって他方の対応係合部が一方の斜面部に倣って相対移動するため、支持側部材に対して自己回転することができる。

従って、かかる蝶番構造により扉を自動で閉じることができる。

しかし、かかる構造では、可動側部材が支持側部材に対し軸方向に移動するため、扉への取り付けに難点がある。

これに対し、特許文献２に記載された自動閉扉蝶番がある。

この蝶番は、第１の羽根板と第２の羽根板とが回転可能に枢着された枢着部の円筒体内に、第２の羽根板の回転運動を軸方向の直線運動に可逆的に変換するカム機構と、その直線運動を反転させるための付勢装置とを備えている。カム機構は、第１のカム部材と第２のカム部材とで構成されている。第１のカム部材は、一端部が付勢装置と対向し他端部に第１のカム面を有し、軸方向の直線運動のみを行う、第２のカム部材は、一端部に第１のカム面と当接する第２のカム面を有し、第２の羽根板に連動して回転可能で、第２の羽根板の回転運動を第１のカム部材の直線運動に変換する。

従って、かかる自動閉扉蝶番により開いた扉を付勢部材とカム機構とにより自動で閉じることができる。

しかし、かかる構造では、第２の羽根板の一端が第２のカム部材側に結合され、第２の羽根板の他端は第２のカム部材とは関係せずに第１の羽根板を固定した円筒体側に回転支持されているため、第１、第２の羽根板間にがたつきを招き易く、耐久性に問題があった。

特開平６−３３６６２号公報 特開２００３−２７８４３１号公報

解決しようとする問題点は、一方で扉等への取付けに難点があり、他方で耐久性に難点があった点である。

本発明は、扉等へ無理なく取付けができ、且つ耐久性を向上させることを可能とするため、第１、第２の外筒と付勢部材とカム筒とピンと第１、第２の結合部とを備えたヒンジアセンブリであって、前記第１の外筒は、筒軸方向の一端側にガイド溝を有し、前記第２の外筒は、前記第１の外筒の一端側に外嵌され、前記付勢部材は、基部及び可動部を有して前記第１の外筒に同軸状に配置され、前記基部は、前記第１の外筒の他端側に結合され、前記可動部は、前記基部に対し押圧されるように移動し押圧が開放されると付勢力で移動を戻し、前記カム筒は、前記第１の外筒の一端側に同軸状に配置されると共に前記第２の外筒に一体的に結合され、前記カム筒は、前記ガイド溝に交差して一部が重なるカム溝を有し、前記ピンは、前記ガイド溝及びカム溝が重なる部分で双方に嵌合し、前記第１の外筒の他端側の外面に、取り付け用の前記第１の結合部が設けられると共に前記第２の外筒の外面に、取り付け用の前記第２の結合部が設けられ、前記第２の結合部から受けた回転力で前記第２の外筒及び前記カム筒が前記第１の外筒に対して相対回転すると前記ピンが前記カム溝に駆動されつつ前記ガイド溝を一方向に移動して前記可動部の移動が行われ且つ前記押圧が開放されて前記付勢力により前記可動部の移動が戻ると前記ピンの移動が戻って前記カム溝を駆動し前記カム筒及び前記第２の外筒を介して前記第２の結合部の回転を戻すように連動構成されたことを特徴とする。

本発明は、上記構成であるから、第１、第２の結合部間に外力が作用して相対回転すると第２の外筒が第１の外筒に対して相対回転し、カム溝によりピンが駆動されてガイド溝に沿って一方向に移動し、ピンの一方向への移動により可動部が基部に対し押圧を受けて移動すると付勢部材に付勢力を蓄えることができる。

第１、第２の結合部間の外力が開放されると可動部の基部に対する押圧が開放されて付勢力で移動を戻してピンの移動が戻り、ガイド溝に沿って移動するピンからカム溝が駆動力を受けてカム筒が回転を戻し、第１の外筒に対する第２の外筒の相対回転を戻すことができる。

従って、このヒンジアセンブリを扉などに取り付けることで、扉等の自動閉止等を行わせることができる。

しかも、一体的に結合された第２の外筒及びカム筒が第１の外筒の一端側で外内に配置されるため、第１、第２の外筒に設けられる第１、第２の結合部間のがたつきを招き難く、耐久性を向上させることができる。

ヒンジアセンブリの正面図である。（実施例１） ヒンジアセンブリの平面図である。（実施例１） ヒンジアセンブリの断面図である。（実施例１） ヒンジアセンブリの要部拡大断面図である。（実施例１） ヒンジアセンブリの斜視図である。（実施例１） ヒンジアセンブリの動作状態の斜視図である。（実施例１）

扉等へ無理なく取付けができ、且つ耐久性を向上させることを可能にするという目的を、第１、第２の外筒と付勢部材とカム筒とピンと第１、第２の結合部とを備えたヒンジアセンブリであって、前記第１の外筒は、筒軸方向の一端側にガイド溝を有し、前記第２の外筒は、前記第１の外筒の一端側に外嵌され、前記付勢部材は、基部及び可動部を有して前記第１の外筒に同軸状に配置され、前記基部は、前記第１の外筒の他端側に結合され、前記可動部は、前記基部に対し押圧されるように移動し押圧が開放されると付勢力で移動を戻し、前記カム筒は、前記第１の外筒の一端側に同軸状に配置されると共に前記第２の外筒に一体的に結合され、前記カム筒は、前記ガイド溝に交差して一部が重なるカム溝を有し、前記ピンは、前記ガイド溝及びカム溝が重なる部分で双方に嵌合し、前記第１の外筒の他端側の外面に、取り付け用の前記第１の結合部が設けられると共に前記第２の外筒の外面に、取り付け用の前記第２の結合部が設けられ、前記第２の結合部から受けた回転力で前記第２の外筒及び前記カム筒が前記第１の外筒に対して相対回転すると前記ピンが前記カム溝に駆動されつつ前記ガイド溝を一方向に移動して前記可動部の移動が行われ且つ前記押圧が開放されて前記付勢力により前記可動部の移動が戻ると前記ピンの移動が戻って前記カム溝を駆動し前記カム筒及び前記第２の外筒を介して前記第２の結合部の回転を戻すように連動構成されたことで実現した。

前記第２の外筒は、前記ガイド溝を覆う構造でもよい。

前記付勢部材は、前記基部がシリンダであり、前記可動部がピストンロッドであり、ガスの圧縮反力により前記付勢力を発生するガススプリングであってもよい。

前記付勢部材は、前記付勢力による前記可動部の移動の戻り側にスローダウン機能部を備えてもよい。

［ヒンジアセンブリの構造］
図１は、ヒンジアセンブリの正面図である。図２は、ヒンジアセンブリの平面図である。図３は、ヒンジアセンブリの断面図である。図４は、ヒンジアセンブリの要部拡大断面図である。図５は、ヒンジアセンブリの斜視図である。図６は、ヒンジアセンブリの動作状態の斜視図である。

図1〜図４のように、ヒンジアセンブリ１は、第１、第２の外筒３、５と付勢部材としてのガススプリング７とカム筒９とピンとしてカムピン１１と第1、第２の結合部として第1、第２の結合板３９、４１を備えている。

第１の外筒３は、金属、樹脂等により円筒状に形成され、筒軸方向の一端側に直状のガイド溝１３ａ、１３ｂを有している。ガイド溝１３ａ、１３ｂは、第１の外筒３の筒軸方向に沿ってカムピン１１をガイドするものである。ガイド溝１３ａ、１３ｂの幅寸法は、カムピン１１の直径と略同一であり、カムピン１１がガイド溝１３ａ、１３ｂに沿ってガイドされながら移動できるようになっている。なお、ガイド溝１３ａ、１３ｂは、カムピン１１を目的に機能に沿ってガイドすればよく、直状に限らず、湾曲状、Ｓ字状、Ｌ字状など、種々設定することができる。

第１の外筒３の一端には、内径部に係止用の段部３ａが形成されている。第１の外筒３の他端の内径部には、取り付けようの雌ネジ部１５が形成されている。

第２の外筒５は、金属、樹脂等により円筒状に形成され、第２の外筒５の内径は、第１の外筒３の外径と略同一に形成され、第１の外筒３の一端側に外嵌されている。第２の外筒５は、第１の外筒３に対して相対回転自在である。

第２の外筒５は、第１の外筒３のガイド溝１３ａ、１３ｂを覆うと共にカム筒９に後述のように一体的に結合されている。

ガススプリング７は、基部であるシリンダ１７及びこのシリンダ１７に対し可動部としてピストンロッド１９を有している。ガススプリング７は、空気などのガスの圧縮反力により付勢力を発生する。つまり、ピストンロッド１９が押圧されることで付勢力を蓄えるようにシリンダ１７内へ移動してシリンダ１７内のピストンを移動させ、押圧が開放されると付勢力でピストンを介して移動を戻し、シリンダ１７から伸張する。なお、付勢部材として、ガススプリング７に代えてコイルスプリング等を用いることもできる。

本実施例において、ガススプリング７は、付勢力によるピストンロッド１９の移動の戻り側にスローダウン機能部を備えている。スローダウン機能部は、例えばシリンダ１７内に油圧用のピストンが追加して備えられ、ピストンロッド１９が伸張しきる前に油圧用のピストンとシリンダ１７との間に作動油を閉じ込め、油圧用のピストンのオリフィスを作動油が通過することでスローダウン機能を発揮させるようなものである。但し、スローダウン機能部の構造は限定されるものではなく、摩擦力や粘性を利用した構成などにすることもできる。

ガススプリング７は、第１の外筒３内に同軸状に配置されている。ガススプリング７の基部側であるシリンダ１７側は、第１の外筒３にナット２１により結合固定されている。

ナット２１には、外周面の軸方向一側に六角頭２１ａが形成され、同他側外周に雄ネジ部２３が形成され、軸方向他側の軸心部に雌ネジ部２５が形成されている。

ガススプリング７のシリンダ１７端面には、雄ネジ部２７が形成されている。この雄ネジ部２７にナット２１の雌ネジ部２５が螺合してガススプリング７の端部に取り付け用のナット２１が結合されている。

ナット２１は、雄ネジ部２３が第１の外筒３の雌ネジ部１５に螺合している。

従って、ナット２１に結合されたガススプリング７がナット２１を介して第１の外筒３に締結固定されている。第１の外筒３に対するナット２１の締結は、六角頭２１ａに係合させた工具により行うことができる。

なお、ナット２１は、ガススプリング７に一体に形成することもできる。この場合、ガススプリング７の端面に六角凹部を形成し、この六角凹部に六角レンチを係合させてガススプリング７を第１の外筒３に締結結合する構成にすることもできる。

係合のための六角頭２１ａや六角凹部は、工具を係合させて締結作業ができればよく、四角等、その他の係合構造にすることもできる。ガススプリング７の雄ネジ部２７を係合構造の一例として六角軸とし、ナット２１の軸心部に貫通する六角穴に嵌合させる構造にすることもできる。この六角穴に外部からレンチを係合させて第１の外筒３に対するナット２１の締結を行なわせることができる。

カム筒９は、断面円形の筒状に形成され、一対のカム溝２９ａ、２９ｂが形成されている。カム溝２９ａ、２９ｂは、カム筒９のほぼ半周で同方向に同一形状で螺旋状に形成されている。カム溝２９ａ、２９ｂの設定により特性を簡単に変更することができる。例えば、第１の外筒３に対するカム筒９の相対回転において、最後の１０°のみでガススプリング７の反力をカムピン１１に働かせる設定等とすることができる。

カム溝２９ａ、２９ｂは、ガイド溝１３ａ、１３ｂに一部が重なるように形成されている。カム溝２９ａ、２９ｂの幅寸法は、カムピン１１の直径と略同一であり、カムピン１１がカム溝２９ａ、２９ｂに倣って相対移動できるようになっている。カム溝２９ａ、２９ｂの筒軸方向の両端部は、ガイド溝１３ａ、１３ｂの筒軸方向の両端部に一致している。

カム筒９は、外径が第１の外筒３の内径に略一致して形成され、第１の外筒３の内周に隙間無く嵌合している。カム筒９には、一端部９ａの外周面の径が小さくなるように段部９ｂが形成されている。カム筒９の一端部９ａは、第１の外筒３の端部に隙間無く嵌合し、段部９ｂが、第１の外筒３の段部３ａに筒軸方向に係合している。

第２の外筒５の一端部５ａは、内径側に相対的に厚肉に形成されている。この第２の外筒５の一端部５ａは、カム筒９の一端側外面に嵌合し、第１の外筒３の端面に筒軸方向に突き当たっている。第２の外筒５の一端部５ａとカム筒９の一端部９ａとに頭付きの結合ピン３１が貫通し、ボルト３３により締結されている。結合ピン３１及びボルト３３の締結により第２の外筒５の一端部５ａとカム筒９の一端部９ａとが一体的に締結結合されている。

かかる結合によりカム筒９が第1の外筒３の内周面に嵌合し第２の外筒５が第1の外筒３の一端側に外嵌され、第1の外筒３の一端側がガイド溝１３ａ、１３ｂを含めて第２の外筒５により覆われている。但し、ガイド溝１３ａ、１３ｂが第２の外筒５から露出する構造でも良い。カム筒９及び第２の外筒５は、第1の外筒３に対し筒軸周りに相対回転自在である。

第２の外筒５の端部は、樹脂製などのカバー３５により閉止されている。

カムピン１１は、両端部が、ガイド溝１３ａ、１３ｂ及びカム溝２９ａ、２９ｂの重なり部分で双方に嵌合している。図示の状態では、ピストンロッド１９の伸張状態でガイド溝１３ａ、１３ｂ及びカム溝２９ａ、２９ｂの一端が重なっている。

カムピン１１には、二股のクレビス３７が係合している。クレビス３７は、基部がピストンロッド１９の先端に一体的に固定されている。クレビス３７は、ガススプリング７のピストンロッド１９がカムピン１１から押圧力を受けると共にピストンロッド１９からカムピン１１に反力を伝達することができる。且つクレビス３７によりカムピン１１からピストンロッド１９を離脱させてガススプリング７を筒軸方向に引き抜くことを可能とするものである。

従って、同様の機能を有する限り、ピストンロッド１９とカムピン１１との結合をクレビス３７以外の構造により行わせることができる。ガススプリング７を筒軸方向に引き抜く構造としないときは、ピストンロッド１９とカムピン１１とを離脱不能に結合して両者の連動を行なわせることもできる。

このため、図１、図２の状態からカム筒９の筒軸周りの回転によりカム溝２９ａ、２９ｂの螺旋構造によりカムピン１１が駆動される。この駆動によりカムピン１１は、ガイド溝１３ａ、１３ｂに沿って一方向であるガススプリング７へ向って移動する。

カムピン１１の移動によりクレビス３７を介してピストンロッド１９が押圧を受ける。この押圧力でピストンロッド１９がシリンダ１７内へ収縮移動し、ガススプリング７が付勢力を蓄える。

ピストンロッド１９は、押圧力が開方されるとガススプリング７が蓄えた付勢力により移動が戻される。ピストンロッド１９の移動が戻ってシリンダ１７から伸張するとクレビス３７を介してカムピン１１の移動が戻される。

第１の外筒３の他端側の外面に、取り付け用の第１の結合部として第１の結合板３９が固定して設けられ、第２の外筒５の外面に、取り付け用の第２の結合部として第２の結合板４１が固定して設けられている。

本実施例では、ガススプリング７が付勢力を開放した図１〜図４の状態で第１、第２の結合板３９、４１が同一側に位置する。但し、第１、第２の結合板３９、４１の第１、第２の外筒３、５に対する配置状態は自由である。

［ヒンジアセンブリの作用］
玄関扉等への取り付けは、例えば図５の第１の結合板３９を玄関の開口側にビスなどにより取り付け、第２の結合板４１を玄関の扉側にビスなどにより取り付ける。

扉を開くと連動して図６のように第２の結合板４１が第１の結合板３９に対して筒軸周りに旋回し、第２の外筒５が第１の外筒３に対して相対回転する。第２の外筒５が相対回転すると結合ピン３１を介してカム筒９が筒軸周りに回転し、前記のようにカムピン１１の移動でガススプリング７が付勢力を蓄える。

図１〜図６のように、カム筒９は、カムピン１１がガイド溝１３ａ、１３ｂの端部に当接するまで第１の外筒３に対して相対回転することができる。このカム筒９の相対回転の限界位置まで扉を開くことができる。但し、カム溝２９ａ、２９ｂの端部に周方向に連続する溝を設けることでカムピン１１を移動させることなく周方向溝にカムピン１１を相対的に移行させ、扉をさらに開く構成にすることもできる。

本実施例では、扉を開いてカムピン１１がガイド溝１３ａ、１３ｂの何れの位置にあるときでも、扉から手を離すとガススプリング７に蓄えられた付勢力によりピストンロッド１９が伸張し、カムピン１１からカム溝２９ａ、２９ｂが駆動力を受けてカム筒９が逆回転し、扉が自動的に閉じられる。

扉が閉止される直前では、ガススプリング７がスローダウン機能を発揮し、カムピン１１の移動が緩衝され、扉が閉じ位置まで静かに閉じられる。

ガススプリング７の特性を変更するときは、ガススプリング７を取り外して他の特性のガススプリング７を取り付ける。

ガススプリング７の取り外しは、六角レンチをナット２１の六角頭２１ａに係合させ、ナット２１を第１の外筒３から離脱させる。ナット２１を螺脱回転させるとき、ピストンロッド１９とシリンダ１７との間が相対回転する。或いは、ピストンロッド１９とクレビス３７との間を相対回転自由に結合する構造とすることでガススプリング７をナット２１と共に回転させて取り外すことができる。この取り外しに際し、クレビス３７は、ピストンロッド１９に付随して引き抜かれる。

この取り外しによりガススプリング７を異なる特性のものに交換し、逆の手順により第１の外筒３内に再配置することで、ヒンジアセンブリ１の特性を簡単に変更することができる。

カム溝２９ａ、２９ｂの仕様を変更するときは、カム筒９の交換により行なう。

カム筒９の交換に際しては、ボルト３３を螺脱して結合ピン３１を取り外す。

第２の外筒５を第１の外筒３から筒軸方向に引き抜き、カムピン１１をピン軸方向に引き抜きガイド溝１３ａ、１３ｂ及びカム溝２９ａ、２９ｂから離脱させる。

一方、前記のようにしてガススプリング７を取り外し、カム筒９を第１の外筒３の一端側から引き抜く。

カム溝２９ａ、２９ｂの異なる仕様のカム筒９を第１の外筒３の一端側から挿入して取り付け、逆の手順で各部を組付け、カム筒９の交換を完了する。

従って、カム溝２９ａ、２９ｂの仕様も簡単に変えることができる。

［実施例の効果］
こうして、油圧抵抗が働く機能の備わったガススプリングを使用するため一つのヒンジアセンブリで自閉機能とスローダウン機能とを兼ね備えることができる。このため、自閉機能とスローダウン機能とを分離した構造に比較して構造をシンプルにし、安価に製造することもできる。

また、ガススプリングを使用しているため、構造や部品の変更無しにガス反力調整のみであらゆる重さの扉に幅広く対応することが可能となる。

但し、ガススプリングは、油圧抵抗が働く機能（スローダウン機能）を備えない構造のものを使用することも可能である。

第２の結合板４１が固定される第２の外筒部５は、カム筒９に結合されてカム筒９及び第２の外筒５により第1の外筒３の一端側を挟むように嵌合結合されて第1、第２の外筒３、５の一体性が強化され、第１、第２の結合板３９、４１間の動作を確実に行なわせることができる。

ヒンジアセンブリ１は、第１の外筒３とカム筒９及び第２の外筒５とガススプリング７とから主に構成され、構造が簡単であり、安価に製造することができる。

ガイド溝１３ａ、１３ｂ及びカム溝２９ａ、２９ｂを第２の外筒５で覆うことができ、ガイド溝１３ａ、１３ｂ及びカム溝２９ａ、２９ｂを大きく形成することができ、種々の特性の溝設定を容易に行わせることができる。

カム筒９を交換し、カム溝２９ａ、２９ｂの特性を変更することもできる。従って、カム溝２９ａ、２９ｂの設定により扉の全開側で保持機能を持たせる構造をとることも容易である。

１ ヒンジアセンブリ
３ 第１の外筒
５ 第２の外筒
７ ガススプリング（付勢部材）
９ カム筒
１１ カムピン（ピン）
１３ａ、１３ｂ ガイド溝
１７ シリンダ（基部）
１９ ピストンロッド（可動部）
２９ａ、２９ｂ カム溝
３９ 第１の結合板（第１の結合部）
４１ 第２の結合板（第２の結合部）

Claims (4)

1. 第１、第２の外筒と付勢部材とカム筒とピンと第１、第２の結合部とを備えたヒンジアセンブリであって、
   前記第１の外筒は、筒軸方向の一端側にガイド溝を有し、
   前記第２の外筒は、前記第１の外筒の一端側に外嵌され、
   前記付勢部材は、基部及び可動部を有して前記第１の外筒に同軸状に配置され、
   前記基部は、前記第１の外筒の他端側に結合され、
   前記可動部は、前記基部に対し押圧されるように移動し押圧が開放されると付勢力で移動を戻し、
   前記カム筒は、前記第１の外筒の一端側に同軸状に配置されると共に前記第２の外筒に一体的に結合され、
   前記カム筒は、前記ガイド溝に交差して一部が重なるカム溝を有し、
   前記ピンは、前記ガイド溝及びカム溝が重なる部分で双方に嵌合し、
   前記第１の外筒の他端側の外面に、取り付け用の前記第１の結合部が設けられると共に前記第２の外筒の外面に、取り付け用の前記第２の結合部が設けられ、
   前記第２の結合部から受けた回転力で前記第２の外筒及び前記カム筒が前記第１の外筒に対して相対回転すると前記ピンが前記カム溝に駆動されつつ前記ガイド溝を一方向に移動して前記可動部の移動が行われ且つ前記押圧が開放されて前記付勢力により前記可動部の移動が戻ると前記ピンの移動が戻って前記カム溝を駆動し前記カム筒及び前記第２の外筒を介して前記第２の結合部の回転を戻すように連動構成された、
   ことを特徴とするヒンジアセンブリ。
2. 請求項１記載のヒンジアセンブリであって、
   前記第２の外筒は、前記ガイド溝を覆う、
   ことを特徴とするヒンジアセンブリ。
3. 請求項１又は２記載のヒンジアセンブリであって、
   前記付勢部材は、前記基部がシリンダであり、前記可動部がピストンロッドであり、ガスの圧縮反力により前記付勢力を発生するガススプリングである、
   ことを特徴とするヒンジアセンブリ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のヒンジアセンブリであって、
   前記付勢部材は、前記付勢力による前記可動部の移動の戻り側にスローダウン機能部を備えた、
   ことを特徴とするヒンジアセンブリ。

Images