JP2009084863A - 蝶番装置 - Google Patents

Abstract

【課題】戸板などのパネル体の開閉に関わらず、どのような状況でも遮光性が維持できる上、開閉の際に指などを挟み込むこともない装置を提供する。
【解決手段】パネル体Ｐを支持部材Ｓに回転自在に取り付けるため、歯車１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂと、一対のアーム１５ａｂ、２５ａｂと、ケース体１８、２８などから構成される連結具１１、２１を用い、この連結具１１、２１を、パネル体Ｐと支持部材Ｓとの境界部の上下両端に対向するように配置して、アーム１５ａｂ、２５ａｂをパネル体Ｐや支持部材Ｓに取り付けるほか、上下の連結具１１、２１の間に中間材４１を挟み込む。さらにケース体１８、２８および中間材４１の外周には、円弧面１９、２９、４２を形成して、対向するパネル体Ｐおよび支持部材Ｓの端には、湾曲面Ｒを形成することで、パネル体Ｐや支持部材Ｓは、わずかな隙間を隔てて円弧面１９、２９、４２を周回する。
【選択図】図１

Description

本発明は、開き戸や衝立などの屈曲部に使用され、パネル体などを回転自在に支持する蝶番装置に関する。

蝶番は、開き戸を始めとして家具や屏風など様々な分野で使用されており、戸板などのパネル体を回転自在に支持する機能がある。その形状については、二枚の金属板を心棒で一体化した簡単なものを始めとして、下記特許文献のような特殊な構造のものなど、多数存在している。この特許文献１で開示されている技術は、主に折戸のパネル体同士を連結するための蝶番ユニットであり、構成要素として歯車を用いたことが特徴となっている。具体的には文献中の図１などに示されるように、パネル体同士の境界部に一対の歯車を上下に取り付けた上、対になる歯車を連結板によって一体化しており、戸の開閉時に指などの挟み込みを防止できるなど、様々な利点を有している。しかもこの技術は、戸の回転中心が戸板の中心（厚さ方向から見た場合）に一致するため、回転時に戸の端部が突出することがなく、戸の開閉方向に関する制約を受けにくいという利点もある。
特許第２７２８６４２号公報 特許第３８５３２９１号公報 特開２００５−３５０９６７号公報

特許文献２および３は、特許文献１を改良した技術であり、そのうち特許文献２については、蝶番を介してパネル体に作用する荷重を伝達できることを特徴としている。具体的には、歯車の側面に接触する介挿板（符号：２９）などの荷重支持部を設けており、蝶番だけで応分の垂直荷重を負担できるようになり、使用範囲が一段と拡大する。また特許文献３は、特許文献１のような蝶番ユニットにおいて、「平歯車」を「はすば歯車」に置き換えたことなどを特徴としており、騒音の軽減や大型重量扉への用途拡大などが実現している。

先に挙げた各特許文献のように、歯車を組み込んだ蝶番を用いた戸の基本的な構造を図１３に示す。この図に示される折戸は、二枚のパネル体を回転可能に連結しており、右側のパネル体は、支点軸を中心として自在に回転でき、この回転に応じて左側のパネル体も移動する。またパネル体同士の境界部には、上下に延びるポールが対向して配置されており、それぞれのパネル体と一体化されている。そしてポールの上下両端には、境界部を跨ぐように一対の歯車が配置されており、この対になる歯車を軸棒で支持しており、対になる軸棒は連結板で一体化されている。なお歯車は、軸棒によって回転可能に保持されているが、ポールとは一体化されている。そのためパネル体が開くときは、対になっている歯車が噛み合いながら滑らかに移動していき、蝶番としての機能を果たす。さらに左側のパネル体の上面に突出している円柱状の従動軸は、ガイドレールに沿って移動するため、左側のパネル体の移動も規制される。

図１４は、図１３のパネル体同士の境界部付近の詳細を示しており、図１４（Ａ）は平面から見たもので、図１４（Ｂ）は図１３のＺ−Ｚ断面で、図１４（Ｃ）は戸を開く途中段階のＺ−Ｚ断面である。図１３に示す蝶番は、図１４（Ａ）のように、対になる歯車が軸棒で保持されており、この二本の軸棒は連結板で一体化されている。さらに歯車は、ポールに固着しているが、軸棒とは固着しておらず自在に回転可能である。したがって、左右のパネル体が折れ曲がる際、連結板は、両パネル体の移動に柔軟に追従しながら歯車の噛み合いを維持するため、戸の開閉は円滑である。

図１４（Ｂ）のＺ−Ｚ断面のように、左右パネル体の境界部では、半円形断面のポールが向かい合っているが、戸を開閉する際、ポール同士が接触していると異音の発生などの問題がある。そこでポール同士の境界には、最低でも１ｍｍ程度の隙間を確保する必要があり、遮光性や密閉性という点で問題がある。なお図１４（Ｂ）のように、ポールの外縁に凹部と凸部を設けることで、戸を閉めた状態では遮光性が確保できるが、その他の状態では確保できない。この点は、プライバシー保護などのため、常時遮光性を要求される屏風などでは、重大な問題になる。なお、召し合わせ部に帯状の起毛布（モヘヤ）やゴムなどの封止部材を設けるといった対策で、遮光性などは常時確保できる。しかし新たに部品を追加することになり、価格の上昇や維持管理に手間が掛かるなどの問題が発生するほか、デザインにも制約が出やすい。

また戸が開く際、左右のポールは歯車と一体で回転する。具体的には、図１４（Ｂ）のポールに描かれている二つの黒丸は、図１４（Ｃ）のように戸が開く際、回転に伴い内側に移動する。そのため図１４（Ｂ）のように、戸を開くためポールの境界部に指を突き立てた場合、指がポールと一体で移動していき、左右のポールに挟み込まれる恐れがある。このような事例は極めて稀であり、従来の汎用蝶番に比べると遙かに安全ではあるが、なお改善の余地は残されている。ただし、この課題を解決する対策は既に実施されており、特許文献３の図１０にはＴ字状のバリケード体（符号：２４）が組み込まれている。しかしバリケード体を組み込むことで、構造やデザインに影響を与えるなどの問題がある。

そのほか、戸は建物の中で目立つ存在であり、多くの人に深い印象を与える独自性のあるタイプを設置したいという要望も根強い。この要望に応えるには、材質や形状に特徴を持たせるのが一般的な手法だが、費用が増加しやすく、しかも嗜好には個人差があるため、一部の人に違和感を与える恐れもある。そこで戸の開閉機構に特徴があれば、嗜好の違いによる影響を受けにくく、多くの人に深い印象を与えることができる。

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、どのような状況でも遮光性が維持できる上、開閉の際に指などを挟み込むこともなく、しかも斬新なデザインの戸の創作にも寄与できる、蝶番装置の提供を目的としている。

前記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、パネル体の端面を支持部材に回動自在に取り付けるため、双方の端面が向かい合う境界部に組み込まれる蝶番装置であって、二つの隣接する円形部を備え且つ円形部同士の境界にくびれ部を有する同一断面形状の縦長ケース体を境界部に配置して、前記縦長ケース体の上部および下部には、円形部の中に収容される一対の歯車を歯合状態で配置してあり、該一対の歯車は、プレートによって一体化されている二本の主軸によって回転可能に軸支されており、且つ噛み合う一対の歯車には、それぞれと一体で回動する一対のアームを備えており、前記一対のアームのうち、一方はパネル体に取り付けられ他方は支持部材に取り付けられ、更にパネル体および支持部材の各端面に形成された湾曲面と向かい合う縦長ケース体には、主軸を中心として回動するパネル体および支持部材と指先の入らないわずかな隙間を保つ円弧面を有していることを特徴とする蝶番装置である。

本発明は、開き戸や折戸の屈曲部分や、屏風の接続部などに使用され、戸板や屏風といった板状のパネル体を、枠組や他のパネル体に取り付けるための蝶番装置であり、パネル体は回転自在に一体化される。なお本発明では、連結される二要素のうち、一方は板状のパネル体に限定しているが、他方は戸を囲む枠組や、隣接するパネル体や、壁面など自在に選択可能であり、以降は枠組などを一括して支持部材と表記する。また本発明によって連結されるパネル体と支持部材は、それぞれの端面同士が一定の距離を隔てて対向するように配置されるものとする。

本発明による蝶番装置は、パネル体と支持部材との境界部の全域に介在する縦長ケース体を中心として、この上下両端に、それぞれ一対の歯車を配置している。この一対の歯車はいずれも円盤状で互いの外周面が噛み合っており、それぞれが主軸によって保持される。ただし主軸と歯車とは一体化されておらず、双方は独自に回転可能である。なお歯形については円滑な噛み合いが実現するならば、単純な平歯を始めとして、ハスバや山歯など自在に選択できる。また戸の回転範囲などの関係で、歯の一部区画だけが実際に噛み合う場合、それ以外の区画では歯が不要であり、例えば半周のみ歯を形成しても良い。

プレートは、一対の歯車を保持する二本の主軸を一体化するために使用され、歯車間の距離を固定して円滑な噛み合いを実現するもので、両主軸間を結んでいる単純な板である。なおプレートと主軸とは、所定の外力に耐えられるよう強固に一体化する必要があり、打ち込みや溶接などで固定される。このプレートは、主軸を一体化する他にも、パネル体と支持部材との間で荷重を伝達する役割もある。

アームは、縦長ケース体をパネル体や支持部材に取り付けるために使用され、それぞれの歯車に一個づつ配置されている。アームは棒状で、その一端は歯車に固定されているため、歯車と一体で回転するほか、他端は歯車の半径方向に突出するように延びている。したがってプレートを固定した状態で片方のアームを強制的に回転させると、歯車が噛み合っているため、対になるアームも逆方向に同じ角度だけ回転することになる。なおアームと歯車は、個別に製作してネジや接着などで接合するのが簡単だが、型などを用いて一体で形成しても良い。

対になっている歯車に主軸やアームなどが一体化された部品は、支持部材とパネル体との境界部の上下両端で使用され、境界部を跨ぐように配置される。この際、対になっている歯車の一方をパネル体に隣接させて、他方を支持部材に隣接させた上、個々の歯車から延びる二本のアームのうち、パネル体に隣接するものをパネル体に固定して、他方を支持部材に固定すると、パネル体と支持部材は、これらを介して一体化される。なお当然ながら、上下の歯車は、アーム側同士および支持部材側同士で同心に揃う必要がある。

縦長ケース体は、パネル体と支持部材との間の境界部に配置される棒状のもので、その両端部に歯車などを収容して、歯車に異物が噛み込むことを防止するほか、歯車などを覆い隠すため美感も向上する。ただし構造上、アームだけは外部に飛び出すことになる。また縦長ケース体の外周は、歯車の直径よりも一回り大きく、主軸と同心の円が二個並んでいる円弧面となっており、中央部分がくびれたヒョウタンのような形状になっている。なお、くびれの深さについては、パネル体の厚さや揺動角度などに応じて変わるもので、場合によってはくびれが極めて浅いこともある。そのほか縦長ケース体の保持については、歯車を連結しているプレートで挟み込む方法や、ボルトなどで上下のプレートと一体化する方法がある。

この縦長ケース体に対向するパネル体および支持部材の端面には、縦長ケース体外周の円弧面よりもわずかに直径の大きい湾曲面を形成する必要がある。そして、この湾曲面を縦長ケース体の外周に隣接させた後、アームをパネル体および支持部材に取り付けると、これらは縦長ケース体の円弧面に沿って回転することになる。この際、円弧面から湾曲面までの間隔は、構造上の問題がない程度（概ね１ｍｍ以下）に近づけることが好ましく、この際、湾曲面の中心が回転中心に一致するようにする。なお、当然ながら円弧面はヒョウタン形であるため、一方の側にパネル体の湾曲面が対面し、他方の側に支持部材の湾曲面が対面することになり、双方の湾曲面同士が直接対面することはない。

このように構成することで、縦長ケース体とパネル体（または支持部材）との境界部は、ごく狭い曲面となるため、光が通過できず、遮光性や密閉性が確保できる。しかもパネル体が回転した場合でも曲面は維持されるため、遮光性や密閉性が変わることはない。さらにパネル体が回転する際、境界部付近に思わず指などを差し入れた場合でも、パネル体によって指がすくい上げられるため、縦長ケース体とパネル体との隙間に引き込まれることもない。

請求項２記載の発明は、縦長ケース体の形状を限定するもので、縦長ケース体は、一対の歯車をそれぞれ収容している上下のケース体と、中間材と、に分離されており、パネル体および支持部材にアームを介して取り付ける際、上下のケース体で挟持することで中間材を一体的に結合していることを特徴とする。パネル体と支持部材との境界に配置される縦長ケース体は、一体で形成することも可能だが、本発明のように、上下両端で歯車などを収容する二個のケース体と、この二個のケース体の間に挟み込まれる中間材と、の計三点に分割しても良い。この場合、中間材は上下のケース体で挟み込まれて保持されることになるが、必要に応じてボルトなどで一体化しても良い。

請求項３記載の発明は、パネル体の端面を支持部材に回動自在に取り付けるため、双方の端面が向かい合う境界部に組み込まれる蝶番装置であって、二つの隣接する円形部を備え且つ円形部同士の境界にくびれ部を有するケース体を境界部の上下に配置して、該上下のケース体の間に中間材を挟み込み、前記上下のケース体には、円形部の中に収容される一対の歯車を歯合状態で配置してあり、該一対の歯車は、プレートによって一体化されている二本の主軸によって回転可能に軸支されており、且つ噛み合う一対の歯車には、それぞれと一体で回動する一対のアームを備えており、前記一対のアームのうち、一方はパネル体に取り付けられ他方は支持部材に取り付けられ、更にパネル体および支持部材の各端面に形成された湾曲面と向かい合うケース体には、主軸を中心として回動するパネル体および支持部材と指先の入らないわずかな隙間を保つ円弧面を有しており、且つ中間材には、パネル体および支持部材と指先の入らないわずかな隙間を保つ端面を有していることを特徴とする蝶番装置である。

本発明は、縦長ケース体を、上下二個のケース体と、これらに挟まれる中間材と、に分割した構造であり、しかも中間材の断面形状は、ケース体の外周形状に依存しないことを特徴としている。このように構成することで、中間材の素材や形状の自由度が高まり、戸全体のデザインの統一など、更なる美感の向上が期待できる。なお中間材は、パネル体や支持部材の回転に支障を与えることがなく、しかもその端面は、パネル体および支持部材との間でわずかな隙間を維持できる必要がある。そのため中間材の両端面は、ケース体の円弧面と一致する曲面とすることが好ましい。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明を限定するもので、中間材は、板材を使用していることを特徴とする。パネル体や支持部材に合板などの板材を使用する場合、中間材も本発明のように板材を使用すると、全体のデザインが統一され美感が向上する。ただし本発明では、パネル体などが所定の範囲で回転した際、中間材の両端面に隙間が生じないよう配慮が必要である。

請求項１記載の発明による蝶番装置によって、パネル体および支持部材の端面に形成された湾曲面は、縦長ケース体外周の円弧面を周回するように移動する。そのため、縦長ケース体の外周から湾曲面までの隙間は、双方が接触しない程度に縮小可能である。しかもこの隙間は曲面であるため、光が通過しにくく優れた遮光性を有しているほか、その長さもパネル体の厚さにほぼ等しいため、パッキンなどの付属品を使用しなくても、ある程度の密閉性も確保でき、コストの抑制や維持管理に手間が掛からないなどの利点がある。またパネル体の回動には歯車を利用しているため、円滑な回転が実現しているほか、汎用のヒンジのように戸の開閉方向に制限が生じるといった問題もなく、従来の歯車型蝶番の利点を全て引き継いでいる。さらに本発明は、縦長ケース体の円弧面を、パネル体や支持部材が周回する構造であるため、図１４のように二個のポールの境界部に異物が引き込まれるような挙動がなく、縦長ケース体に指などを突き立ててパネル体を回転させた場合でも、パネル体の縁部によって指などが押し返されるため、挟み込みなどの事故が根本的に発生しない。

そのほか本発明では、縦長ケース体といった比較的大きな部品が明瞭に視認でき、しかも戸の開閉時には、縦長ケース体の外周をパネル体が周回するといった特異な挙動を示すため、多くの人の興味を惹き付けることになる。また縦長ケース体には、パネル体などの荷重が作用しないため、材質に関する制約が少なく、仮に遮光性が不要であれば透明樹脂を使用して、防犯用の窓などとしての利用も可能で、従来にはない優れたデザインの戸を提案できる。さらに本発明では、歯車の直径に依存することなく、パネル体の厚さを自在に決めることが可能で、設計の際の自由度が高く、デザインに対する制約も少ない。加えて本発明では、図１４のようなポールも不要である。

請求項２記載の発明のように、縦長ケース体を上下二個のケース体と、その間に挟み込まれる中間材とに分割することで、製造工程が簡素化されるため費用が抑制され、しかも中間材の長さだけを変えることで様々な全長に対応でき、自由度が高く汎用性も向上する。

請求項３記載の発明のように、中間材の断面形状を、ケース体の形状と異なるようにすることで、中間材の素材や形状の自由度が高まり、多彩なデザインの戸などを提案できるようになり、様々な要望に応えることができる。また請求項４記載の発明のように、中間材を板材とすることで、戸全体のデザインに統一感を与えることもできる。

図１は、本発明による蝶番装置を用いた開き戸１の構成例を示している。なお内部形状を示すため、パネル体Ｐなどの一部を破断して描いている。この開き戸１は、戸板に相当するパネル体Ｐと、支持部材Ｓに相当する縦枠Ｓ１と、を一体化しており、パネル体Ｐは、蝶番装置を中心として自在に回転できる構造になっている。蝶番装置は、上側に配置された連結具１１と、下側に配置された連結具２１と、この間に挟み込まれた中間材４１とで構成され、上下の連結具１１、２１はいずれも同形状だが、表裏を反転して使用している。上側の連結具１１は、噛み合う一対の歯車１２ａ，１２ｂ、これらを保持する二本の主軸１３ａ，１３ｂ、これらを一体化するプレート１４、それぞれの歯車１２ａ，１２ｂと一体で回転する二個のアーム１５ａ，１５ｂ、歯車１２などを収容するケース体１８、で構成されている。なおプレート１４は、歯車１２の下にあるため視認できないが、下側の連結具２１のように、主軸１３ａ，１３ｂを一体化している。そのほか、本図では構造上の都合により、支持部材Ｓを縦枠Ｓ１と中枠Ｓ２の二物品に分割しており、そのうち縦枠Ｓ１はパネル体Ｐを実際に支えており、中枠Ｓ２は蝶番装置との隙間を埋めている。さらにパネル体Ｐの左端には、開閉の際に使用する持ち手Ｈが取り付けられている。本図のような開き戸１では、パネル体Ｐの基端と支持部材Ｓが接触しないため、戸を開く際は、パネル体Ｐを押しても引いても良い。なお各図において、符号末尾の「ａ」「ｂ」は、位置を識別するために使用しており、「ａ」はパネル体Ｐ側、「ｂ」は支持部材Ｓ側を意味している。

上側の連結具１１に組み込まれる一対の歯車１２ａ，１２ｂは、いずれも直径が等しいため、回転速度は同一だが回転方向は反転する。またアーム１５ａ，１５ｂは、パネル体Ｐと支持部材Ｓとの間を跨ぐように取り付けられるもので、一方のアーム１５ａはパネル体Ｐ側に延びており、他方のアーム１５ｂは支持部材Ｓ側に延びている。なお支持部材Ｓ側に延びているアーム１５ｂは、縦枠Ｓ１の側面に接触できるよう途中で直角に折れ曲がっている。このようにアーム１５の形状については、周辺の構造などに応じて都度決めて良い。

主軸１３ａ，１３ｂは、歯車１２ａ，１２ｂおよびアーム１５ａ，１５ｂを保持する役割があり真円断面だが、歯車１２ａ，１２ｂの自在な回転を許容している。また歯車１２の下に隠れているプレート１４には、二本の主軸１３ａ，１３ｂが打ち込まれており、対になる歯車１２ａ，１２ｂの間隔を保持すると共に、パネル体Ｐに作用する荷重を支持部材Ｓに伝達している。そのほかケース体１８の外周は、歯車１２ａ，１２ｂを囲むようにして二個の円が並ぶ円弧面１９が形成されている。そのため側面からは歯車１２ａ，１２ｂやプレート１４が全く視認できず、アーム１５ａ，１５ｂだけが水平に突出した形態になる。

下側の連結具２１は、上側の連結具１１を上下対称に使用されているため、プレート２４が上を向いている。このプレート２４には、二本の主軸２３ａ，２３ｂが打ち込まれており、この主軸２３ａ，２３ｂによって歯車２２ａ，２２ｂを支持している。これら上下の連結具１１、２１は、パネル体Ｐと支持部材Ｓとの間を跨ぐように配置され、一方の歯車１２ａ、２２ａはパネル体Ｐ側に位置しており、他方の歯車１２ｂ、２２ｂは支持部材Ｓ側に位置している。当然ながら上の歯車１２ａと下の歯車２２ａは同軸線上に並んでおり、上の歯車１２ｂと下の歯車２２ｂについても同じである。そして、パネル体Ｐ側に位置する上下二個のアーム１５ａ、２５ａは、ネジ４８でパネル体Ｐの端面に固定してあり、また支持部材Ｓ側のアーム１５ｂ、２５ｂは、支持部材Ｓの側面に固定してある。このようにパネル体Ｐは、上下のアーム１５、２５によって支持部材Ｓに取り付けられている。なお図中では支持部材Ｓとして、棒状の縦枠Ｓ１を使用しているが、このような形態に限定される訳ではなく、壁面なども利用可能である。

パネル体Ｐおよび支持部材Ｓには、上下にアーム１５、２５が取り付けられているため、パネル体Ｐは主軸１３ａ、２３ａを中心として回転するほか、支持部材Ｓは主軸１３ｂ、２３ｂを中心として回転することになる。そのためパネル体Ｐおよび支持部材Ｓの端面にも、円弧面１９、２９よりもわずかに直径の大きい湾曲面Ｒが形成されている。したがってパネル体Ｐは、ケース体１８、２８の外周を回転するほか、ケース体１８、２８は、中枠Ｓ２の湾曲面Ｒの内側を回転することになる。なお上下のケース体１８、２８の間には中間材４１が挟み込まれており、この中間材４１の断面形状は、両ケース体１８、２８と同様、二個の円が並ぶ円弧面４２が形成されている。そのため、上側のケース体１８から下側ケース体２８までの全域で側面形状が同一の縦長ケース体７を構成しており、その周りをパネル体Ｐなどが周回することになる。このように、パネル体Ｓと中枠Ｓ２との境界部は全域が塞がれており、ケース体１８、２８や中間材４１との隙間は円弧状の狭い空間になり、遮光性や密閉性が確保される。

図２は、図１に示す連結具１１、２１周辺を拡大したもので、これらの構造の詳細を示している。二個の連結具１１、２１は、同一のものを上下に反転させて配置している。上側の連結具１１のように、アーム１５は、歯車１２の上面に接触する丸い円盤部１６と、半径方向に延びる接続部１７とで構成されており、接続部１７には前図のようなネジ４８を通すため、取付孔３３が形成されている。また歯車１２とアーム１５は、ボルト３１によって一体化されている。そのため歯車１２の片面は、ボルト３１の頭部を収容するため内部が凹んでおり、アーム１５の円盤部１６にも雌ネジが形成されている。次に主軸１３については、一端にツバ３２が形成されており、アーム１５や歯車１２の抜け出しを防止しており、対する他端は歯車１２の下に隠れているプレート１４に打ち込まれているため、アーム１５や歯車１２は、主軸１３から離脱することがない。なお下側の連結具２１に示すように、歯車２２ａ，２２ｂの中心間距離を保つプレート２４には、主軸２３ａ，２３ｂが打ち込まれており、双方は摩擦で一体化している。そのほかプレート２４の中央付近には、ケース体２８などを固定するため、二個のネジ孔３４が形成されている。

ケース体１８については、内部の空洞部３６に歯車１２全体を収容可能で、アーム１５だけが外部に突出する形態になる。またケース体１８の底には、プレート１４を受け止めるための底溝３７が形成されており、双方の移動を規制している。なお底溝３７には、プレート１４に向けてボルトなどを打ち込むため、抜孔３８が形成されている。そのほか上下のケース体１８、２８と中間材４１は、その外周形状が同一で、いずれも二個の円が並ぶ円弧面１９、２９、４２が形成されている。またパネル体Ｐおよび支持部材Ｓの端面には、円弧面１９、２９、４２と同心の湾曲面Ｒが形成されており、円弧面１９、２９、４２と湾曲面Ｒとの隙間は、狭い曲面であるため光が通過できず、遮光性や密閉性が必然的に確保される。しかもパネル体Ｐが円弧面１９、２９、４２を周回する際も、円弧面１９、２９、４２と湾曲面Ｒとの隙間が広がることはなく、遮光性などはそのまま維持される。

図３は、図１の蝶番装置の詳細形状を示しており、図３（Ａ）は平面から見たもので、図３（Ｂ）は中央部の縦断面で、図３（Ｃ）は中間材４１などの横断面である。図３（Ａ）のように、歯車１２はケース体１８の内部に収容されており、アーム１５だけが外部に突出している。また図３（Ｂ）のように、歯車１２およびアーム１５は、主軸１３との間に微少な隙間が確保されており、これらの円滑な回転が実現しているほか、ツバ３２とプレート１４によって挟まれており、主軸１３から抜け出すこともない。プレート１４については、ケース体１８の底溝３７に嵌め込まれており、ケース体１８の移動を防止している。さらに図３（Ｃ）のように、中間材４１にはケース体１８と同様の円弧面４２が形成されており、パネル体Ｐおよび中枠Ｓ２の湾曲面Ｒは、これに沿って移動する。なおケース体１８と中間材４１との接合方法の具体例については、後の図９に示す。

図４は、図３に示す状態からパネル体Ｐが回転した後を示しており、図４（Ａ）は図３（Ａ）からパネル体Ｐが９０度回転した状態で、図４（Ｂ）は図３（Ｃ）からパネル体Ｐが４５度回転した状態である。このようにパネル体Ｐの湾曲面Ｒは円弧面１９、４２に沿って移動するため、回転に際して遮光性や密閉性が変化しないことが明白である。さらに図４（Ｂ）のように、中間材４１付近に指を差し入れた場合でも、パネル体Ｐの回転に伴い指がすくい上げられるため、挟み込みなどが発生しにくく極めて安全性が高い。また歯車１２を使用しているため、パネル体Ｐと中間材４１との交角は、必ずパネル体Ｐと中枠Ｓ２との交角の半分になり、戸を開く際、ケース体１８や中間材４１は独特な挙動を示すことになり、人々の関心を集めやすい。

図５は、本発明による蝶番装置を用いた二枚折戸２の構成例を示している。この場合、左側板ＢＬがパネル体Ｐに相当しており、右側板ＢＲが支持部材Ｓに相当して、その境界部に本発明が使用されている。なお連結具１１、２１や中間材４１などの構成は、図１と全く同じである。戸が開く際は、右側板ＢＲが支点軸Ｍを中心として回転するほか、これに応じて左側板ＢＬも移動する。ただし左側板ＢＬは、従動軸ＦがガイドレールＧに沿って移動するため、蝶番装置のある部分が突出する形で戸が開くことになる。なお本図では、左側板ＢＬと右側板ＢＲの境界部だけに蝶番装置を使用しているが、これを縦枠Ｓ１と右側板ＢＲとの間に使用することもできる。

図６は、図５の二枚折戸２が開いた状態を示している。本図の折戸は、右側板ＢＲおよび左側板ＢＬのいずれも厚さが同じであり、しかも互いに噛み合う歯車１２ａと歯車１２ｂとの中心間距離は、これらの板厚と同一にしている。そのため本図のように戸が開いた状態では、右側板ＢＲと左側板ＢＬが面接触するため、デッドスペースが発生せず所定の開口幅が確保される。このように、従来の歯車を用いた蝶番の利点をそのまま引き継いでいる。

図７は、図５の二枚折戸２を発展させた三枚折戸３の構成例を示している。この場合、蝶番装置も左右二箇所に配置されているが、そのうち左側に配置されている蝶番装置を基準とすると、左側板ＢＬがパネル体Ｐに相当して、中間板ＢＭが支持部材Ｓに相当する。また右側に配置されている蝶番装置を基準とすると、中間板ＢＭがパネル体Ｐに相当して、右側板ＢＲが支持部材Ｓに相当する。なお中間板ＢＭおよび左側板ＢＬの上面には従動軸Ｆが突出しており、これがガイドレールＧに沿って移動するため、中間板ＢＭや左側板ＢＬの移動も一定の範囲に制限され、戸を開く際は、各板が「く」の字状に折り畳まれることになる。

図８は、本発明の応用例を示しており、図８（Ａ）は二枚の板材で構成される屏風４で、図８（Ｂ）は四枚の板材で構成される間仕切り５である。図８（Ａ）の屏風４は、左側板ＢＬと右側板ＢＲとの境界部に本発明の蝶番装置を使用したもので、左側板ＢＬと右側板ＢＲとの交角がどのように変化した場合でも、図４（Ｂ）などに示されるように、両板ＢＬ、ＢＲと中間材４１との隙間には何らの変化もなく、常に遮光性が維持でき、更衣のため部屋を仕切る際などに極めて有効である。なお転倒防止のため、脚Ｋなどを備えても良い。また板材の数を増やすことで、図８（Ｂ）のように、空間の一角を完全に取り囲むこともできる。この際は、一箇所を開閉板ＢＤとして出入口のように使用できる構造として、ノブＮなどを設ける場合もある。そのほか、図８（Ｂ）では四枚の板材を使用しているが、五枚、六枚と増やすことも自在である。

図９は、中間材４１の固定方法の例を示しており、図９（Ａ）はケース体１８と同一形状の中間材４１を挟み込んだ形態で、図９（Ｂ）はケース体２８に中間材４１の端部を差し込んだ形態で、図９（Ｃ）はガラスなどの板材を狭持具４６で保持した形態である。図９（Ａ）の中間材４１は、その断面形状がケース体１８と同じであり、その側面には二個の円が並ぶ円弧面４２が形成されている。またケース体１８、２８との接合のため、両端面の中央部分を削ったキー溝４３が形成されており、対する下側のケース体２８の底面にはキー３９が突出している。このキー３９は、上側のケース体１８の底面にも突出しており、キー３９をキー溝４３に嵌め込むことで、中間材４１が上下のケース体１８、２８と一体化され、中間材４１が抜け落ちることもない。

図９（Ｂ）は、下側のケース体２８に受け口４０を形成して、この受け口４０で中間材４１の端部を保持する構成であり、ケース体２８の裏側の側周面を延長して、受け口４０を形成している。当然ながら、上側のケース体１８も同様な構造とすると、中間材４１を離脱不能に挟み込むことができる。なお中間材４１の端部は、受け口４０に入り込めるよう、部分的に断面を縮小する必要がある。

図９（Ｃ）は、中間材４１として板材を使用している。この場合、ケース体１８、２８との接合のため挟持具４６を介在させている。挟持具４６は、金属板を「コ」の字状に折り曲げたもので、その表面には複数の孔が形成されており、固定ボルト４７を差し込んでケース体１８、２８に取り付けができる。この固定ボルト４７を挿通するため、ケース体１８、２８には抜孔３８があり、またプレート１４にはネジ孔３４が形成されている。なお挟持具４６と中間材４１との接合には、ピンなどが使用可能だが、本図のように中間材４１の両端に段差部４４を設けて、この中に挟持具４６を嵌め込む構造として、ピンなどを省略することもできる。そのほか中間材４１の端面４５は、いずれもケース体１８、２８の円弧面１９、２９と一体の曲面になっており、隙間が小さくなるよう配慮されている。

図１０は、本発明によって板材同士を連結する場合の構成例を示している。この図では、左側にある左側板ＢＬと、右側にある右側板ＢＲとを回転可能に一体化している。そのため各アーム１５の接続部２７には、「コ」の字状に折り曲げられた差込口３５が形成されており、この中に左側板ＢＬや右側板ＢＲの端面を嵌め込み、図示は省略するがピンなどで双方を一体化する。また中間材４１についても板材を使用しており、挟持具４６を介して上下のケース体１８、２８で挟み込まれている。この場合でも、左側板ＢＬと右側板ＢＲの端には、湾曲面Ｒが形成されており、また対面する中間材４１の端面４５にも、これに合わせた曲面が両側に形成されており、双方の隙間はわずかである。なお本図では下側の連結具２１を省略しているが、実際は上側の連結具１１を反転させたものを使用する。そのほか、本図のような構成で遮光性が不要な場合、左側板ＢＬと右側板ＢＲと中間材４１の全てに板ガラスを使用して、蝶番装置部分を含む全体を透明にすることで、優れた美感の戸を提案することもできる。

図１１は、図１０に示す構成の横断面を示しており、図１１（Ａ）は全体が直線に並んだ状態で、図１１（Ｂ）は左側板ＢＬが直角に折れ曲がった状態である。図１１（Ａ）のように、中間材４１と左側板ＢＬとの境界および中間材４１と右側板ＢＲとの境界は、微少な曲面状の隙間が形成されるため、遮光性や密閉性が確保される。また図１１（Ｂ）のように、左側板ＢＬが直角に折れ曲がった際でも、端面４５と湾曲面Ｒとは一定の区間で対向しており、指などが挟み込まれる恐れはなく、安全性や遮光性や密閉性が維持される。

図１２は、垂直荷重に対して強固な耐久性を持つ構造の蝶番装置を示しており、図１２（Ａ）は全体形状で、図１２（Ｂ）は縦断面である。この図に示されるアーム１５、２５を構成する円盤部１６、２６は、パネル体Ｐ側と支持部材Ｓ側とで直径が異なっており、支持部材Ｓ側の円盤部１６ｂ、２６ｂの直径が拡大されており、その外縁部は、対向する歯車１２ａ、２２ａの歯先側面に接触している。一方パネル体Ｐ側の円盤部１６ａ、２６ａは、干渉を防止するため直径が縮小されている。このように歯車１２ａ、２２ａの側面に円盤部１６ｂ、２６ｂを接触させることで、歯車１２ａ、２２ａに作用する垂直荷重を直接アーム１５ｂ、２５ｂで支持できるようになり、プレート１４、２４に作用する荷重が軽減され、より大きな垂直荷重に耐えられる。

図１２（Ｂ）のように、支持部材Ｓ側の円盤部１６ｂ、２６ｂの直径を拡大することで、パネル体Ｐ側の歯車１２ａ、２２ａの側面が、円盤部１６ｂ、２６ｂに接触している。そのため、パネル体Ｐに作用する垂直荷重を、下側のアーム２５ｂで直接支持して、プレート２４に過大な荷重が作用することを防止できる。また上側のアーム１５ｂによって、パネル体Ｐの浮き上がりも防止でき、安定してパネル体Ｐを固定できる。なお本図では、支持部材Ｓ側の円盤部１６ｂ、２６ｂを大きくしているが、これ以外にも、支持部材Ｓ側下方とパネル体Ｐ側上方の円盤部１６ａ、２６ｂの直径を拡大するというように、直径の大きい円盤部１６、２６を対角で配置しても良い。

本発明による蝶番装置を用いた開き戸の構成例を示す斜視図である。 図１に示す連結具周辺を拡大した斜視図である。 図１の蝶番装置の詳細形状を示しており、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は中央部の縦断面で、（Ｃ）は中間材などの横断面である。 図３に示す状態からパネル体が回転した後を示しており、（Ａ）は図３（Ａ）からパネル体が９０度回転した状態で、（Ｂ）は図３（Ｃ）からパネル体が４５度回転した状態である。 本発明による蝶番装置を用いた二枚折戸の構成例を示す斜視図である。 図５の二枚折戸が開いた状態を示している。 図５の二枚折戸を発展させた三枚折戸の構成例を示す斜視図である。 本発明の応用例を示す斜視図であり、（Ａ）は二枚の板材で構成される屏風で、（Ｂ）は四枚の板材で構成される間仕切りである。 中間材の固定方法の例を示す斜視図であり、（Ａ）はケース体と同一形状の中間材を挟み込んだ形態で、（Ｂ）はケース体に中間材の端部を差し込んだ形態で、（Ｃ）はガラスなどの板材を狭持具で保持した形態である。 本発明によって板材同士を連結する場合の構成例を示す斜視図で、左側板と右側板とを回転可能に一体化している。 図１０に示す構成の横断面図を示しており、（Ａ）は全体が直線に並んだ状態で、（Ｂ）は左側板が直角に折れ曲がった状態である。 垂直荷重に対して強固な耐久性を持つ構造の蝶番装置を示しており、（Ａ）は全体形状の斜視図で、（Ｂ）は縦断面図である。 従来技術の一例で、歯車を組み込んだ蝶番を使用した戸の基本的な構造を示す斜視図である。 図１３のパネル体同士の境界部付近の詳細を示しており、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）はＺ−Ｚ断面図で、（Ｃ）は戸を開く途中段階のＺ−Ｚ断面図である。

符号の説明

１ 開き戸
２ 二枚折戸
３ 三枚折戸
４ 屏風
５ 間仕切り
７ 縦長ケース体
１１ 連結具（上側）
１２ 歯車（１２ａはパネル体側、１２ｂは支持部材側）
１３ 主軸（１３ａはパネル体側、１３ｂは支持部材側）
１４ プレート
１５ アーム（１５ａはパネル体側、１５ｂは支持部材側）
１６ 円盤部（１６ａはパネル体側、１６ｂは支持部材側）
１７ 接続部
１８ ケース体
１９ 円弧面
２１ 連結具（下側）
２２ 歯車（２２ａはパネル体側、２２ｂは支持部材側）
２３ 主軸（２３ａはパネル体側、２３ｂは支持部材側）
２４ プレート
２５ アーム（２５ａはパネル体側、２５ｂは支持部材側）
２６ 円盤部（２６ａはパネル体側、２６ｂは支持部材側）
２７ 接続部
２８ ケース体
２９ 円弧面
３１ ボルト
３２ ツバ
３３ 取付孔
３４ ネジ孔
３５ 差込口
３６ 空洞部
３７ 底溝
３８ 抜孔
３９ キー
４０ 受け口
４１ 中間材
４２ 円弧面
４３ キー溝
４４ 段差部
４５ 端面
４６ 挟持具
４７ 固定ボルト
４８ ネジ
ＢＬ 左側板、 ＢＭ 中間板、 ＢＲ 右側板、 ＢＤ 開閉板
Ｆ 従動軸
Ｇ ガイドレール
Ｈ 持ち手
Ｋ 脚
Ｍ 支点軸
Ｎ ノブ
Ｐ パネル体
Ｒ 湾曲面
Ｓ 支持部材、 Ｓ１ 縦枠（支持部材）、 Ｓ２ 中枠（支持部材）

Claims (4)

1. パネル体（Ｐ）の端面を支持部材（Ｓ）に回動自在に取り付けるため、双方の端面が向かい合う境界部に組み込まれる蝶番装置であって、
   二つの隣接する円形部を備え且つ円形部同士の境界にくびれ部を有する同一断面形状の縦長ケース体（７）を境界部に配置して、
   前記縦長ケース体（７）の上部および下部には、円形部の中に収容される一対の歯車（１２ａと１２ｂ、２２ａと２２ｂ）を歯合状態で配置してあり、該一対の歯車（１２ａと１２ｂ、２２ａと２２ｂ）は、プレート（１４、２４）によって一体化されている二本の主軸（１３ａと１３ｂ、２３ａと２３ｂ）によって回転可能に軸支されており、且つ噛み合う一対の歯車（１２ａと１２ｂ、２２ａと２２ｂ）には、それぞれと一体で回動する一対のアーム（１５ａと１５ｂ、２５ａと２５ｂ）を備えており、
   前記一対のアーム（１５ａと１５ｂ、２５ａと２５ｂ）のうち、一方（１５ａと２５ａ）はパネル体（Ｐ）に取り付けられ他方（１５ｂと２５ｂ）は支持部材（Ｓ）に取り付けられ、更にパネル体（Ｐ）および支持部材（Ｓ）の各端面に形成された湾曲面（Ｒ）と向かい合う縦長ケース体（７）には、主軸（１３ａと１３ｂ、２３ａと２３ｂ）を中心として回動するパネル体（Ｐ）および支持部材（Ｓ）と指先の入らないわずかな隙間を保つ円弧面（１９、２９、４２）を有していることを特徴とする蝶番装置。
2. 前記縦長ケース体（７）は、一対の歯車（１２ａと１２ｂ、２２ａと２２ｂ）をそれぞれ収容している上下のケース体（１８、２８）と、中間材（４１）と、に分離されており、パネル体（Ｐ）および支持部材（Ｓ）にアーム（１５ａと１５ｂ、２５ａと２５ｂ）を介して取り付ける際、上下のケース体（１８、２８）で挟持することで中間材（４１）を一体的に結合していることを特徴とする請求項１記載の蝶番装置。
3. パネル体（Ｐ）の端面を支持部材（Ｓ）に回動自在に取り付けるため、双方の端面が向かい合う境界部に組み込まれる蝶番装置であって、
   二つの隣接する円形部を備え且つ円形部同士の境界にくびれ部を有するケース体（１８、２８）を境界部の上下に配置して、該上下のケース体（１８、２８）の間に中間材（４１）を挟み込み、
   前記上下のケース体（１８、２８）には、円形部の中に収容される一対の歯車（１２ａと１２ｂ、２２ａと２２ｂ）を歯合状態で配置してあり、該一対の歯車（１２ａと１２ｂ、２２ａと２２ｂ）は、プレート（１４、２４）によって一体化されている二本の主軸（１３ａと１３ｂ、２３ａと２３ｂ）によって回転可能に軸支されており、且つ噛み合う一対の歯車（１２ａと１２ｂ、２２ａと２２ｂ）には、それぞれと一体で回動する一対のアーム（１５ａと１５ｂ、２５ａと２５ｂ）を備えており、
   前記一対のアーム（１５ａと１５ｂ、２５ａと２５ｂ）のうち、一方（１５ａと２５ａ）はパネル体（Ｐ）に取り付けられ他方（１５ｂと２５ｂ）は支持部材（Ｓ）に取り付けられ、更にパネル体（Ｐ）および支持部材（Ｓ）の各端面に形成された湾曲面（Ｒ）と向かい合うケース体（１８、２８）には、主軸（１３ａと１３ｂ、２３ａと２３ｂ）を中心として回動するパネル体（Ｐ）および支持部材（Ｓ）と指先の入らないわずかな隙間を保つ円弧面（１９、２９）を有しており、且つ中間材（４１）には、パネル体（Ｐ）および支持部材（Ｓ）と指先の入らないわずかな隙間を保つ端面（４５）を有していることを特徴とする蝶番装置。
4. 前記中間材（４１）は、板材を使用していることを特徴とする請求項３記載の蝶番装置。
   

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