JP2008121204A - Automatic door closing hinge and double hinged door structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアーダンパによる緩衝機能を有する自動閉扉蝶番、及びその自動閉扉蝶番を備える両開扉構造に関する。 The present invention relates to an automatic door hinge having a buffering function by an air damper, and a double door structure including the automatic door hinge.
従来、開いた扉をコイルばねの復元力を利用して自動的に閉じる方向に回動すると共に、油圧シリンダを利用して閉扉時の衝撃を緩衝する緩衝機能付きの自動閉扉蝶番が知られており、近年では、油圧シリンダに代え、エアーダンパで緩衝する自動閉扉蝶番が提案されている。前記自動閉扉蝶番には、例えば一対の羽板の一方に設けられたシリンダ内にピストンを収容配置し、他方の羽板に上部を固定されている操作ロッドをシリンダ内に配置し、操作ロッドの下部外周に形成された傾斜部を有するカム溝にピストンの所定位置に転動可能に配設され内周で突出する球体を係合し、カム溝の傾斜部に対する球体の移動に対応してピストンを進退し、閉扉時のピストンの戻り動作によるシリンダ内のエアクッション作用で衝撃を緩衝するものがある(特許文献1、2参照)。
Conventionally, there has been known an automatic door hinge with a buffering function that uses a restoring force of a coil spring to automatically close the open door in a closing direction and uses a hydraulic cylinder to buffer the impact when the door is closed. In recent years, instead of a hydraulic cylinder, an automatic door hinge that is buffered by an air damper has been proposed. In the automatic door hinge, for example, a piston is accommodated in a cylinder provided on one of a pair of slats, and an operation rod having an upper part fixed to the other slat is disposed in the cylinder. A cam groove having an inclined portion formed on the outer periphery of the lower portion is engaged with a sphere that is rotatably arranged at a predetermined position of the piston and protrudes on the inner periphery, and the piston corresponds to the movement of the sphere with respect to the inclined portion of the cam groove. There are some which cushion the shock by the action of air cushion in the cylinder by the return movement of the piston when the door is closed (see
ところで、上記エアーダンパで緩衝する自動閉扉蝶番は、油漏れで周囲を汚すこと無くスムーズな緩衝を行うことができるなど優れた特性を有するものであるが、上記自動閉扉蝶番は外開き又は内開きの扉用、即ち片開きの扉用であり、内外に開く両開きの扉に設置することができない。そのため、エアーダンパで緩衝する自動閉扉蝶番で、内外に開く両開きの扉に設置できるものが求められている。 By the way, the automatic door hinge that is buffered by the air damper has excellent characteristics such as smooth buffering without polluting the surroundings due to oil leakage. This door is for a single door and cannot be installed on a double door that opens in and out. Therefore, an automatic door hinge that is buffered by an air damper and that can be installed on a double door that opens inside and outside is required.
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、内外にひらく両開きの扉に設置できるエアーダンパで緩衝する自動閉扉蝶番、及びその自動閉扉蝶番を備える両開扉構造を提供することを目的とする。 The present invention is proposed in view of the above problems, and an object thereof is to provide an automatic door hinge that cushions with an air damper that can be installed on a double door that opens inside and outside, and a double door structure that includes the automatic door hinge. To do.
本発明の自動閉扉蝶番は、シリンダーと、前記シリンダーの一端に回動可能に且つ長手方向への移動を規制して取り付けられる操作ロッドと、前記シリンダー内の操作ロッドの外周面の対向する位置に略V字形で形成される第1のカム溝と、第1のカム溝の対向する位置に係合して配設される第1の球体と、第1の球体に係合され、第1の球体の第1のカム溝に対する移動と前記シリンダー内の長手方向への移動が連動する圧縮リングと、前記圧縮リングと前記シリンダーの上端部との間に配設され、前記圧縮リングを前記シリンダーの他端側へ付勢する圧縮コイルバネと、前記シリンダー内の操作ロッドの外周面の対向する位置に第1のカム溝と上下端が揃うように略V字形で形成され、第1のカム溝の下側に配設される第2のカム溝と、第2のカム溝の対向する位置に係合して配設される第2の球体と、第2の球体に係合され、第2の球体の第2のカム溝に対する移動と前記シリンダー内の長手方向への移動が連動するピストンと、前記ピストンの他端側への移動に応じて前記シリンダー内のピストン底部より他端側のエアを徐々に流出するエアダンパ部とを備えることを特徴とする。 The automatic door hinge of the present invention has a cylinder, an operation rod that is pivotably attached to one end of the cylinder and restricted in movement in the longitudinal direction, and a position opposite to the outer peripheral surface of the operation rod in the cylinder. A first cam groove formed in a substantially V shape, a first sphere disposed to engage with a position facing the first cam groove, a first sphere engaged with the first sphere, A compression ring in which movement of the sphere relative to the first cam groove and movement in the longitudinal direction in the cylinder are interlocked, and the compression ring is disposed between the compression ring and the upper end of the cylinder, and the compression ring is disposed on the cylinder. The first coil groove is formed in a substantially V shape so that the upper and lower ends of the compression coil spring urging to the other end face the first cam groove and the upper and lower ends at opposite positions on the outer peripheral surface of the operating rod in the cylinder. A second cam groove disposed on the lower side; A second sphere disposed in engagement with the opposing position of the two cam grooves, a movement of the second sphere with respect to the second cam groove, and a length in the cylinder The piston includes a piston that moves in a direction, and an air damper that gradually flows out air from the bottom of the piston in the cylinder in accordance with the movement of the piston toward the other end.
また、本発明の自動閉扉蝶番は、前記対向する位置の略V字形の第1のカム溝と第2のカム溝がそれぞれ周状に連続して形成されていることを特徴とする。 Further, the automatic door hinge of the present invention is characterized in that the substantially V-shaped first cam groove and the second cam groove at the opposed positions are continuously formed in a circumferential shape.
また、本発明の自動閉扉蝶番は、前記第2のカム溝の上下端の高低差が前記第1のカム溝の上下端の高低差よりも長く形成されていることを特徴とする。 In the automatic door hinge of the present invention, the height difference between the upper and lower ends of the second cam groove is longer than the height difference between the upper and lower ends of the first cam groove.
また、本発明の自動閉扉蝶番は、前記ピストン底部にエア流通孔が設けられ、前記エア流通孔は、シリンダー他端側の大径部、一端側の小径部、大径部と小径部の間の弁板で構成され、前記弁板は、大径部との間に一端側から他端側へ連通する隙間を形成し、且つ小径部を閉塞可能なものとすると共に、前記シリンダーの他端に螺合の強弱で雄ねじと雌ねじとの間で構成されるエア流路の大きさを螺合の強弱で調整可能な調整螺子部が設けられることを特徴とする。 Further, the automatic closing hinge of the present invention is provided with an air flow hole at the bottom of the piston, and the air flow hole has a large diameter part on the other end side of the cylinder, a small diameter part on one end side, and a space between the large diameter part and the small diameter part. The valve plate is formed with a gap communicating with the large diameter portion from one end side to the other end side, and can close the small diameter portion, and the other end of the cylinder And an adjustment screw portion capable of adjusting the size of the air flow path formed between the male screw and the female screw by the screwing strength.
また、本発明の内外に開閉可能な両開扉構造は、自動閉扉蝶番が扉支持部若しくは扉に設置され、前記自動閉扉蝶番に取り付けられる受け蝶番が扉若しくは扉支持部に設置されることを特徴とする。前記扉支持部は、例えば柱、扉枠など適宜である。 Further, in the double door structure that can be opened and closed inside and outside of the present invention, the automatic closing hinge is installed on the door support or door, and the receiving hinge attached to the automatic closing hinge is installed on the door or door support. Features. The door support portion is appropriate, for example, a pillar or a door frame.
本発明は、内側に扉を開いた場合には第1、第2のカム溝の略V字形の一方の傾斜部に対して第1、第2の球体が相対的に移動し、外側に扉を開いた場合には第1、第2のカム溝の略V字形の他方の傾斜部に対して第1、第2の球体が相対的に移動することにより、内外に開閉可能な両開扉を圧縮コイルバネで自動的に閉じることを可能にすると共に、前記両開扉の閉扉動作をエアクッション作用で緩衝させることができる。 In the present invention, when the door is opened on the inner side, the first and second spheres move relative to one of the substantially V-shaped inclined portions of the first and second cam grooves, and the door on the outer side. When the door is opened, the first and second spherical bodies move relative to the other substantially V-shaped inclined portion of the first and second cam grooves, so that both doors can be opened and closed inside and outside. Can be automatically closed by a compression coil spring, and the closing operation of the two doors can be buffered by an air cushion action.
また、略V字形の第1、第2のカム溝をそれぞれ周状に連続して形成することにより、製造工程が簡易化することができる。 Moreover, the manufacturing process can be simplified by forming the substantially V-shaped first and second cam grooves continuously in a circumferential shape.
また、第2のカム溝の上下端の高低差を第1のカム溝のそれよりも長く形成することにより、エア溜まりの容積を増加させ、エアクッション作用による閉扉動作の緩衝機能を高めることができる。 Further, by forming the height difference between the upper and lower ends of the second cam groove longer than that of the first cam groove, the volume of the air pool can be increased, and the cushioning function of the closing operation by the air cushion action can be enhanced. it can.
また、ピストン底部のエア流通孔の弁板を大径部との間に一端側から他端側へ連通する隙間を形成し、且つ小径部を閉塞可能なものとし、更に、エア流路の大きさを螺合の強弱で調整可能な調整螺子部が設けられることにより、開扉時のスムーズな開動作を確保できると共に、エアクッション作用を簡単に適切な程度に調整することができ、又、エアクッション作用の程度の安定化することができる。 In addition, a gap communicating from one end side to the other end side is formed between the valve plate of the air flow hole in the piston bottom portion and the large diameter portion, and the small diameter portion can be closed. By providing an adjustment screw part that can be adjusted by the strength of screwing, it is possible to ensure a smooth opening operation when opening the door, and to easily adjust the air cushion action to an appropriate level, The degree of air cushion action can be stabilized.
本発明の実施形態について図面を参照し説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の自動閉扉蝶番1は、図1〜図5に示すように、シリンダー2と、シリンダー2の上端側から一部を外側に突出するようにしてシリンダー2に回動可能に取り付けられる操作ロッド3と、操作ロッドの外周に配置されシリンダー2に内装される短円筒形の圧縮リング4と、圧縮リング4の上側に配置されシリンダー2に内装される圧縮コイルバネ5と、圧縮リング4の下側に配置されシリンダー2に内装されるピストン6と、シリンダー2の下端側に設けられるエア調整部7とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
シリンダー2は、略円筒形の中空部21を有し、その内面の前後位置にそれぞれ上下方向へ凹溝22が形成されている。シリンダー2の背面側には、左右側方へ突出して矩形の取付板23が一体形成されており、取付板23の取付孔24に皿螺子等を挿通することにより、シリンダー2を柱や扉枠等に取付可能である。中空部21の下部には、円筒形の気密リング25が嵌め込まれて固定されている。
The
操作ロッド3は、略上部の小径部31と大径部32、33とを有する。小径部31の上端には平面視六角形の取付孔311が形成されていると共に、小径部31の略中央には取付ピン312を左右に貫通して突出部313が設けられ、その下側には衝撃を緩衝する遊挿リング314が小径部31の外周に空転可能に周設されている。小径部31は、中空部21の上端に皿螺子342で固定される上部キャップ34の挿通孔341に挿通され、突出部313で上側から押圧される遊挿リング314が上部キャップ34の上面に当接される。又、その状態で上側の大径部32の上端面が上部キャップ34の下面に近接配置され、遊挿リング314と大径部32の上端面が上部キャップ34の上下面に引っ掛かり、操作ロッド3の上下方向への移動が規制される。
The
下側の大径部33の外周面には、平面視で円周状に連続するカム溝35、36がジグザグに形成されており、図1の開扉時に対応する状態に於いて、カム溝35、36は、正面中心位置が上端となり、その正面中心位置からそれぞれ左右に外周面に沿って斜め下向きに形成され、正面中心位置から左右90度の側面中心位置で下端となる。更に、前記下端となる側面中心位置から背面中心位置まで外周面に沿って斜め上向きに形成され、背面中心位置で上端となり、カム溝35と36の上端と下端は対応位置に形成されている。即ち、カム溝35、36は、開扉に対応する状態で正面視・背面視で逆V字形、側面視でV字形になっており、閉扉に対応する状態ではその逆となる。上側のカム溝35の長さは下側のカム溝36の長さよりも小さくなっており、カム溝35の上端と下端の高低差よりも、カム溝36の上端と下端の高低差の方が大きくなっている。
圧縮リング4には、図1及び図2に於ける正面及び背面の各中心位置で外方に突出するピン41が設けられ、ピン41がシリンダー2内面の凹溝22に係合されている。前記ピン41が凹溝22に係合しながら上下に移動することで、圧縮リング4は回転せずに上下に移動可能になっている。更に、圧縮リング4には、図1の左右側面中心位置に於ける内周面と下端面の突合箇所に略半球面状の球面凹部42がそれぞれ形成され、球面凹部42と操作ロッド3の上側のカム溝35とに係合して、それぞれ球体43が転動可能に2つ配設されている。球体43は、回転不能な圧縮リング4の球面凹部42との係合により、操作ロッド3を回動した際にも図1の左右の側面中心位置に常時位置する。そして、外力で図1から図5の状態へ操作ロッド3を回動した際には、球体43はカム溝35の傾斜に沿って転動し、カム溝35の下端から上端にカム溝35に対して移動することにより、圧縮リング4が上昇移動する。また、圧縮リング4の内周面と上端面の突合箇所は円周状にL字形に切り欠かれ、上端面より高さが低い凹部44になっている。
The
圧縮コイルバネ5は、操作ロッド3の大径部32及び大径部33の上部の外周に周設されており、その下端は圧縮リング4の凹部44の下面に載置され、その上端は上部キャップ34の下面に当接している。上記外力による操作ロッド3の回動で圧縮リング4を上昇した際には、凹部44の上昇で圧縮コイルバネ5が圧縮され、又、前記外力を除くと、圧縮コイルバネ5の復元伸長で凹部44を下方へ付勢される圧縮リング4が下降し、球体43がカム溝35の上端から下端にカム溝35に対して移動し、図5から図1の状態へ操作ロッド3が回動する。
The
ピストン6は、略有底円筒形であり、その周壁61の上端には短円筒形の外嵌リング62が外嵌され、図1及び図2に於ける正面及び背面の各中心位置で外方に突出するピン63で、ピストン6の周壁61の上端と外嵌リング62が結合されている。ピン63はシリンダー2内面の凹溝22に係合され、ピン63が凹溝22に係合しながら上下に移動することで、ピストン6及び外嵌リング62は回転せずに上下に移動可能になっている。更に、ピストン6の周壁61の上端近傍位置には、左右側面中心位置に係合孔64がそれぞれ貫通して形成され、係合孔64と周壁61外周の外嵌リング62の内周面とで構成される凹部と、操作ロッド3の下側のカム溝36とに係合して、それぞれ球体65が転動可能に2つ配設されている。球体65は、係合孔64及び外嵌リング62による凹部とカム溝36との係合により、操作ロッド3を回動した際にも図1の左右の側面中心位置に常時位置する。そして、外力で図1から図4の状態へ操作ロッド3を回動した際には、球体65はカム溝36の傾斜に沿って転動し、カム溝36の下端から上端にカム溝36に対して移動することにより、ピストン6が上昇移動する。また、前記外力を除いて圧縮コイルバネ5が復元伸長した際には、球体65がカム溝36の上端から下端にカム溝36に対して移動し、図4から図1の状態へピストン6が下降移動する。
The
ピストン6の下端には外方へ突出するフランジ66が形成され、フランジ66に形成された断面視コ字形の周溝にパッキンリング661が嵌め込まれており、パッキンリング661は、ピストン6の上昇・下降動作に於いてシリンダー2の気密リング25の内面に接触しながら摺動する。また、ピストン6の底部67の中心位置にはエア流通孔が設けられ、前記エア流通孔は上部の小径部671、下部の大径部672と、大径部672より大径で小径部671と672との間に位置する中間部673とで構成され、中間部673には上下方向に一部隙間ができるように大径部672を塞ぎ、小径部671を上下方向に閉塞可能な弁板674が、上下に僅かに移動可能に設置される。ピストン6の上昇時には、ピストン底部67の上側のエアが小径部671から流れ込み、弁板674を大径部672側に付勢して、前記一部の隙間から底部67の下側に流れる。また、ピストン6の下降時には、中空部21内で図5のピストン底部67の下側に形成されるエア溜まりから徐々にエアを流出させるに際して、パッキンリング661と気密リング25の摺動動作で接触状態が維持され、更に、弁板674がエアで上方へ付勢され小径部671を当接で塞ぐことにより、気密性が確保され、ピストン底部67の上方への急激なエア流出が抑止される。
A
エア調整部7は、下部キャップ71と、調整螺子部72を有する。図4に示すように、下部キャップ71は、略短円筒形であり、上側の小径部と下側の大径部とからなるエア流通孔711が中央に形成され、前記大径部の下部内周面には雌ねじが形成され、シリンダー2の中空部21の下端に皿螺子713で固定される。下部キャップ71の外周面の周溝にはオーリング712が嵌め込まれ、オーリング712は気密リング25の下部内周面に接触して配置される。調整螺子部72は、エア流通孔711の大径部下部の雌ねじに螺合して取り付けられ、その上端から周面に抜けるように断面視略L字形のエア流路721が形成されていると共に、その上端面でエア流路721が上端に抜ける箇所には円周状の凹部722が形成されている。前記凹部722には、中央に微小なエア流通孔731を有する弁板73が載置される。また、下部キャップ71の大径部の上端にはフランジ742を有するリング状のスペーサ74が配設され、スペーサ74は、その筒部741の下端を前記調整螺子部72の凹部722で弁板73上に載置され、前記フランジ742上面を前記大径部の上面に接触或いは近接するように配置される。前記調整螺子部72の凹部722に於いて、スペーサ74の筒部741の外周にはオーリング75が嵌め込まれ、調整螺子部72とスペーサ74の間からのエア流出が抑制されている。
The
上記自動閉扉蝶番1は、例えば図6に示すように、シリンダー2の取付板23を柱の側面に沿わせ、取付孔24に皿螺子等を挿通して柱101に取り付けられる。また、扉102の右上隅には羽板12と扉102に皿螺子を挿通する等で固定して受け蝶番10が取り付けられる。受け蝶番10の基体11の下面に形成された取付孔13の上端には、平面視六角形の突起14が下方へ突出して形成されており、前記取付孔12に操作ロッド3の上端を挿入すると共に、操作ロッド3の上端の取付孔311に突起14を嵌合して、受け蝶番10は操作ロッド3に固定して取り付けられる。また、扉102の右下隅及びこれと対応する柱には、同様に受け蝶番10と自動閉扉蝶番1を設けるか、或いは通常の内外に開く両開扉用の蝶番を設けることが可能であり、後者の場合には緩衝機能や閉扉機能を有しない空蝶番としてもよい。
For example, as shown in FIG. 6, the
図6の開扉状態では、自動閉扉蝶番1は図1に示す状態になっている。そして、扉102を開けた際には、操作ロッド3が回動し、球体43、65が転動してカム溝35、36の下端から上端へ移行し、圧縮リング4が上昇して圧縮コイルバネ5が圧縮されると共に、ピストン6が上昇し、図5の開扉状態に至る。前記ピストン6の上昇では、操作ロッド3の下面とシリンダ底部67との間のエアが弁板674を大径部672側に付勢して、大径部672と弁板674の隙間から底部67の下側に流れ、シリンダ底部67と下部キャップ71との間にエア溜まりが形成される。
In the open state of FIG. 6, the automatic
扉102から手を離して外力を除いた際には、圧縮コイルバネ5が復元して伸長し、圧縮リング4が下降して、球体43、65が転動してカム溝35、36の上端から下端に移行し、ピストン6を下降させながら操作ロッド3が回動し、図5から図1の閉扉状態に至る。前記ピストン6の下降では、シリンダ底部67と下部キャップ71との間のエア溜まりのエアは、弁板73の微小なエア流通孔731から徐々に流出し、エア流路721、調整螺子部72の外周領域、調整螺子部72と下部キャップ71との螺合領域を介してシリンダー2の外部へ徐々に排出されるので、エアクッションによる緩衝機能が得られ、これに応じて、ピストン6の下降及び操作ロッド3の回動は緩やかに進行する。前記エアクッションによる緩衝の程度は、調整螺子部72と下部キャップ71との螺合の強さを調整することで調整可能であり、強く螺合した場合には上記微小なエア流通孔731からのエア流出で緩衝の程度が高くなり、螺合を弱くした場合には、前記エア流通孔731からのエア流出に加え、下部キャップ71の大径部上面とスペーサ74のフランジ742との間や、或いはスペーサ74と調整螺子部72の凹部722との間から、調整螺子部72の外周領域、弱い螺合でエア流路が拡がった調整螺子部72と下部キャップ71との螺合領域を介して、エアがシリンダー2の外部へ若干速い流出速度で徐々に排出され、緩衝の程度が低くなる。
When the hand is released from the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えばカム溝35、カム溝36は、それぞれ対向する位置に略V字形で2箇所に分離して形成したものとすることも可能である。また、圧縮コイルバネ5の復元力やエアの流出量等に応じて適切な自動閉扉機能とダンパ機能を得るために、カム溝36の上下端の高低差をカム溝35のそれよりも長くする構成の他、逆に短くする構成や、略同一の長さとする構成としてもよい。また、本発明のエアダンパ部は上記実施形態のシリンダー2、ピストン6、エア調整部7による構成以外にも適宜の構成を用いることが可能であり、例えば特許文献1、2のような既存のエアダンパ部を用いてもよい。尚、上記実施形態のシリンダー2、ピストン6、エア調整部7によるエアダンパ部は、内側或いは外側にだけ開く片開扉にも用いることが可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the
本発明は、内外に開く両開扉の蝶番として利用することができる。 The present invention can be used as a hinge of a double door that opens inward and outward.
1…自動閉扉蝶番 2…シリンダー 21…中空部 22…凹溝 23…取付板 24…取付孔 25…気密リング 3…操作ロッド 31…小径部 311…取付孔 312…取付ピン 313…突出部 314…遊挿リング 32、33…大径部 34…上部キャップ 341…挿通孔 342…皿螺子 35、36…カム溝 4…圧縮リング 41…ピン 42…球面凹部 43…球体 44…凹部 5…圧縮コイルバネ 6…ピストン 61…周壁 62…外嵌リング 63…ピン 64…係合孔 65…球体 66…フランジ 661…パッキンリング 67…底部 671…小径部 672…大径部 673…中間部 674…弁板 7…エア調整部 71…下部キャップ 711…エア流通孔 712…オーリング 713…皿螺子 72…調整螺子部 721…エア流路 722…凹部 73…弁板 731…エア流通孔 74…スペーサ 741…筒部 742…フランジ 75…オーリング 10…受け蝶番 11…基体 12…羽板 13…取付孔 14…突起 101…柱 102…扉
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