JP2009185476A

JP2009185476A - 両開用自動閉扉蝶番及び両開扉構造

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Publication number: JP2009185476A
Application number: JP2008024822A
Authority: JP
Inventors: Kazu Sawa; 和佐波
Original assignee: Sawa KK
Current assignee: Sawa KK
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-05
Also published as: HK1148799A1; EP2241708A4; US20100319260A1; JP4651684B2; CN101970783A; KR20100116620A; US8510911B2; WO2009099078A1; CN101970783B; EP2241708A1; KR101638198B1

Abstract

【課題】内外に開く両開きの扉に設置することができる、緩衝機能付きの両開扉用自動閉扉蝶番を提供する。
【解決手段】シリンダー２と、シリンダー２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３と、シリンダー２内の操作ロッド３の外周面に対向するように設けられる２つの略Ｖ字形のカム溝３３と、略Ｖ字形のカム溝３３に係合してそれぞれが対向するように配設される２つの球体５５と、球体５５に係合され、球体５５の略Ｖ字形のカム溝３３に対する移動とシリンダー２内の長手方向への移動が連動する上部ピストン５と、上部ピストン５とシリンダー２の上端部との間に配設され、上部ピストン５をシリンダー２の他端側へ付勢する圧縮コイルバネ４と、上部ピストン５の他端側への移動を液圧で緩衝する流体圧緩衝機構とを備える両開扉用自動閉扉蝶番。
【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝機能を有する両開用自動閉扉蝶番、及びその両開用自動閉扉蝶番を備える両開扉構造に関する。

従来、開いた扉をコイルバネ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、油圧シリンダー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いる。また、近年では、油圧シリンダーに代えて、エアダンパで緩衝する自動閉扉蝶番も提案されている。例えば特許文献１、２には、一対の羽根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、他方の羽根板の上部に固定されている操作ロッドをシリンダー内に配置し、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エアダンパによる自動閉扉蝶番が開示されている。

特開２００２−３０３０７２号公報特開２００５−１１３６８２号公報

ところで、上記油圧又は空気圧で閉扉時の衝撃を緩衝する自動閉扉蝶番は、外開き又は内開きの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、内外に開く両開きの扉に設置できる緩衝機能付きの自動閉扉蝶番が求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、内外に開く両開きの扉に設置することができる、緩衝機能付きの両開扉用自動閉扉蝶番、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。

本発明の両開扉用自動閉扉蝶番は、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に対向するように設けられる２つの略Ｖ字形の溝と、前記略Ｖ字形の溝に係合してそれぞれが対向するように配設される２つの球体と、前記球体に係合され、前記球体の前記略Ｖ字形の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、前記ピストンと前記シリンダーの上端部との間に配設され、前記ピストン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、前記ピストンの他端側への移動を液圧で緩衝する流体圧緩衝機構とを備えることを特徴とする。

また、本発明の両開扉用自動閉扉蝶番は、前記略Ｖ字形の溝が周状に連続して形成されていることを特徴とする。

また、本発明の両開扉用自動閉扉蝶番は、前記流体圧緩衝機構を、底板と軸部とで構成される別のピストンを、前記ピストンの底部に前記軸部を固定して前記ピストンの下側に設け、前記ピストンの底部と前記別のピストンの底部との間に流路を有する隔壁を設け、前記ピストンの底部と前記隔壁との間を第１の流体室とし、前記隔壁と前記別のピストンの底部との間を第２の流体室とし、第１の流体室から第２の流体室へ流体が流れる場合の前記隔壁流路の隘路を、第２の流体室から第１の流体室へ流体が流れる場合の前記隔壁流路の隘路より小さくすることを特徴とする。

また、本発明の両開扉用自動閉扉蝶番は、前記シリンダーの底部に空気孔を設け、前記別のピストンの上昇に応じて、前記別のピストンの底部と前記シリンダーの底部との間にエア溜まりが形成され、前記別のピストンの下降に応じて、前記エア溜まりが解消されることを特徴とする。

また、本発明の両開扉用自動閉扉蝶番は、前記流体圧緩衝機構を、前記ピストンの他端側への移動を油圧で緩衝する油圧緩衝機構とすることを特徴とする。油圧緩衝機構とすることにより、よりスムーズな緩衝動作が可能となる。尚、油に代えて、他の粘性の液体等を用いることも可能である。

また、本発明の両開扉用自動閉扉蝶番は、前記流体圧緩衝機構を、前記ピストンの他端側への移動を空気圧で緩衝する空気圧緩衝機構とすることを特徴とする。空気圧緩衝機構とすることにより、油を用いる場合に生ずる油漏れ等を防止することができる。

また、本発明の両開扉用自動閉扉蝶番は、内外に開閉可能な両開扉構造であって、本発明の両開用自動閉扉蝶番が扉支持部若しくは扉に設置され、前記両開用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。

尚、本明細書開示の発明には、各発明や各実施形態の構成の他に、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものも含まれる。

本発明は、内側に扉を開いた場合には略Ｖ字形の溝の一方の傾斜部に対して球体が相対的に移動し、外側に扉を開いた場合には略Ｖ字形の溝の他方の傾斜部に対して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油圧又は空気圧で緩衝することができる。また、簡単な構造であることから、容易且つ低コストで製造することが可能であると共に、小型化し、設置スペースの省スペース化を図ることもできる。また、略Ｖ字形の溝に球体を係合する構成により、略Ｖ字形の溝の傾斜やピッチを自由に設定することが可能であり、両開扉の開き度合など両開扉の開閉状態に自在に適応させることができる。また、略Ｖ字形の溝に沿って球体が移動する構成により、球体が少ない摩擦抵抗でスムーズに移動し、ピストンをスムーズに進行させ、両開扉の開閉動作の円滑化を図ることができる。

また、略Ｖ字形の溝を周状に連続して形成することにより、製造工程を簡易化することができる。

また、ピストンに別のピストンを固定し、前記ピストンと別のピストンと隔壁により第１と第２の流体室を構成し、第１と第２の流体室間に流体を行き来させて流体圧緩衝機構を構成することにより、ピストンの進退動作に連動させながら、簡単且つ低コストで緩衝機構を得ることができる。また、前記構成により、安定性に優れる衝撃緩衝を行うことができる。

また、別のピストンの上昇に応じて、前記別のピストンの底部とシリンダーの底部との間にエア溜まりが形成され、別のピストンの下降に応じて、エア溜まりが解消される構成により、前記流体圧により衝撃緩衝に加え、エアクッション作用による閉扉動作の緩衝も得ることができる。

本発明の実施形態について図面を参照し説明する。

本実施形態の両開用自動閉扉蝶番１は、図１及び図２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、シリンダー２に内装され、操作ロッド３の外周に配置される圧縮コイルバネ４と、シリンダー２に内装され、操作ロッド３の外周に配置される上部ピストン５と、シリンダー２に内装され、上部ピストン５の下側に取り付けられる下部ピストン６とを備える。

シリンダー２は、略円筒形の中空部２１を有し、その内面に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。シリンダー２の上端には、上部キャップ２５が皿螺子２５２で固定して取り付けられ、上部キャップ２５の中央には操作ロッド３を挿通する挿通孔２５１が形成されている。また、シリンダー２の下端には、下部キャップ２６が取付ピン２６２で固定して取り付けられ、下部キャップ２６の中央には空気孔２６１が形成されている。

操作ロッド３は、略上部の小径部３１と大径部３２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の上端に固定されている上部キャップ２５の挿通孔２５１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２５の上面に当接される。又、その状態で大径部３２の上端面が上部キャップ２５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２５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。

大径部３２の略下部の外周面には、対向する位置に設けられる２つの略Ｖ字形のカム溝３３が周状に連続して形成されている。図１の閉扉時に対応する状態に於いて、略Ｖ字形のカム溝３３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３３の上端と下端は対応位置に形成されている。即ち、カム溝３３は、閉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、開扉に対応する状態ではその逆となる。

上部ピストン５は、底板５１と周壁５２とを有する略有底円筒形である。底板５１の下面中央には、後述する下部ピストン６の軸部６２を固定するための取付孔５１１が貫通せずに形成されており、取付孔５１１には例えば雌ねじが形成され、軸部６２に形成される雄ねじを螺合して固定される。底板５１の外周面には、周方向に連続してシール部であるオイルシール５７が形成され、オイルシール５７の上側に油が流出することを防止している。周壁５２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５３が設けられ、ピン５３はシリンダー２の内面の凹溝２２に係合されている。前記ピン５３が凹溝２２に係合しながら上下に移動することで、上部ピストン５は回転せずに上下に移動可能になっている。

更に、周壁５２の内周面には、図１の左右の側面中心位置に於いて略半球面状の球面凹部５４がそれぞれ形成され、球面凹部５４と操作ロッド３のカム溝３３とに係合して、それぞれ球体５５が転動可能に２つ配設されている。球体５５は、回転不能な上部ピストン５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２の状態へ操作ロッド３を回動した際には、球体５５はカム溝３３の傾斜に沿って転動し、カム溝３３の下端から上端にカム溝３３に対して移動することにおり、上部ピストン５が上昇移動する。また、周壁５２に於ける上部ピストン５の内周面と上端面と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５６になっている。

圧縮コイルバネ４は、操作ロッド３の大径部３２の外周に周設されており、その下端は上部ピストン５の凹部５６の下面に載置され、その上端は上部キャップ２５の下面に当接している。外力により操作ロッド３が回動され上部ピストン５が上昇する際には、凹部５６の上昇で圧縮コイルバネ４が圧縮され、又、前記外力を除くと、圧縮コイルバネ４の復元伸長で凹部５６を下方へ付勢される上部ピストン５が下降し、球体５５が略Ｖ字形のカム溝３３の上端から下端にカム溝３３に対して移動し、図２から図１の状態へと操作ロッド３が回動するようになっている。

下部ピストン６は、底板６１と底板６１の中央から上方へ突出形成されている軸部６２とを有する略画鋲形状である。底板６１の外周面には、周方向に連続してシール部であるオイルシール６３が形成され、オイルシール６３の下側に油が流出することを防止している。軸部６２の先端は上部ピストン５の取付孔５１１に挿入して固着されており、前記固着は例えば軸部６２と取付孔５１１の螺着等とする。また、下部ピストン６の底板６１の下面と下部キャップ２６との間には、下部ピストン６の上昇時に、下部キャップ２６の空気孔２６１から空気を吸入することでエア溜まり９が形成されるようになっている。

上部ピストン５の底板５１と下部ピストン６の底板６１との間には隔壁２７が設けられている。上部ピストン５の底板５１と隔壁２７との間に第１の流体室７が形成され、隔壁２７と下部ピストン６の底板６１との間に第２の流体室８が形成され、第１の流体室７と第２の流体室８にはそれぞれ油が充填されている。また、隔壁２７にはシートバルブ２８１が設けられる流路２８ａと、流路調整ピン２８２が設けられる流路２８ｂとが形成されている。シートバルブ２８１は、流路２８ａの周囲近傍位置で、隔壁２７の上面に一部が固着されており、第２の流体室８から第１の流体室７への油の流れに対してはシートバルブ２８１の固着されていない部分が持ち上がって油が流入し、第１の流体室７から第２の流体室８への油の流れに対してはシートバルブ２８１が流路２８ａの上部開口を閉塞して油の流入を遮断するようになっている。流路調整ピン２８２は、流路２８ｂを閉塞するようにして流路２８ｂの長手方向に対して直角方向に挿設されており、流路２８ｂに対応する箇所には貫通孔が形成されている。そして、前記貫通孔の貫通している方向を流路２８ｂに沿う方向から流路２８ｂに対して直角方向までの間で調整することで、流路２８ｂを流れる油の量を調整可能になっている。

上記両開扉用自動閉扉蝶番１は、例えば図３に示すように、シリンダー２の取付板２３を柱１０１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の右上隅には羽根板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１０１の部分には、同様に受け蝶番１０と両開扉用自動閉扉蝶番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することが可能である。

図３の閉扉状態では、両開扉用自動閉扉蝶番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５５が転動して略Ｖ字形のカム溝３３の下端から略上端へ移行し、上部ピストン５が上昇して圧縮コイルバネ４が圧縮すると共に、上部ピストン５の上昇に応じて下部ピストン６が上昇し、図２の開扉状態に至る。前記ピストン５、６の上昇では、上部ピストン５の上昇によって第１の流体室７の容積が拡張され且つ第１の流体室７内が減圧されると共に、下部ピストン６の上昇によって第２の流体室８の容積が縮小され且つ第２の流体室８内が加圧され、第２の流体室８の油が流路２８ａ、２８ｂを通って第１の流体室７に流入する。前記流入では、シートバルブ２８１がある方の流路２８ａに於いてシートバルブ２８１を持ち上げるようにして油が流入し、流路調整ピン２８２がある方の流路２８ｂに於いては流路調整ピン２８２によって僅かに開いた隙間を通して油が流入する。また、下部ピストン６の上昇により、空気孔２６１からシリンダー２内に空気が流入し、下部ピストン６の底部と下部キャップ２６との間にエア溜まり９が形成される。

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４が復元して伸長し、上部ピストン５が下降して、球体５５が転動して略Ｖ字形のカム溝３３の略上端から下端に移行し、操作ロッド３が回動して、図２の開扉状態から図１の閉扉状態に至る。前記閉扉動作では、前記上部ピストン５の下降に伴って下部ピストン６も下降し、上部ピストン５の下降によって第１の流体室７の容積が縮小され且つ第１の流体室７内が加圧されると共に、下部ピストン６の下降によって第２の流体室８の容積が拡張され且つ第２の流体室８内が減圧され、第１の流体室７の油が流路２８ｂを通って第２の流体室８に流入する。前記流入では、シートバルブ２８１がある方の流路２８ａはシートバルブ２８１が流路２８ａの周囲の隔壁２７に押し付けられて閉塞されるので、流路調整ピン２８２がある方の流路２８ｂに於いて流路調整ピン２８２によって僅かに開いた隙間を通して油が流入する。

即ち、第２の流体室８から第１の流体室７へ油が流れる場合の隔壁２７の流路の隘路（ボトルネック）は、流路２８ａのシートバルブ２８１による開口量と流路２８ｂの流路調整ピン２８２による開口量になり、第１の流体室７から第２の流体室８へ油が流れる場合の隔壁２７の流路の隘路（ボトルネック）は、流路２８ｂの流路調整ピン２８２による開口量となり、第１の流体室７から第２の流体室８へ油が流れる場合の隔壁２７の流路２８ｂの隘路（ボトルネック）が、第２の流体室８から第１の流体室７へ流体が流れる場合の隔壁２７の流路２８ａ、２８ｂの隘路（ボトルネック）より小さくなる。従って、油の流れが緩慢となり、閉扉動作の衝撃が緩衝される。また、下部ピストン６の下降により、シリンダー２内の空気が空気孔２６１から外部に流出し、エア溜まり９が解消される。前記小さな空気孔２６１からの空気の流出でもエアクッション作用が働き、前記エアクッション作用も閉扉動作の衝撃緩衝に寄与する。

尚、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。例えば上記実施形態に於ける、操作ロッド３の外周面に対向するように設けられる２つの略Ｖ字形のカム溝３３は周状に連続して形成するものとしたが、略Ｖ字形のカム溝３６は、それぞれ対向する位置で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、流体室７、８に充填する流体は油に限定されず、他の粘性の液体や、或いは空気とすることも可能である。また、流体圧緩衝機構として空気を用いる場合には、ピストンの下に例えば特許文献１、２のような既存のエアダンパ部を用いてもよい。

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。

実施形態の両開扉用自動閉扉蝶番の閉扉時に対応する状態を示す一部縦断説明図。図１の両開扉用自動閉扉蝶番の開扉時に対応する状態を示す一部縦断説明図。図１の両開扉用自動閉扉蝶番を備える両開扉構造を示す部分正面図。

符号の説明

１…両開扉用自動閉扉蝶番２…シリンダー２１…中空部２２…凹溝２３…取付板２４…取付孔２５…上部キャップ２５１…挿通孔２５２…皿螺子２６…下部キャップ２６１…空気孔２６２…取付ピン２７…隔壁２８ａ、２８ｂ…流路２８１…シートバルブ２８２…流路調整ピン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…大径部３３…カム溝４…圧縮コイルバネ５…上部ピストン５１…底板５１１…取付孔５２…周壁５３…ピン５４…球面凹部５５…球体５６…凹部５７…オイルシール６…下部ピストン６１…底板６２…軸部６３…オイルシール７…第１の流体室８…第２の流体室９…エア溜まり１０…受け蝶番１１…基体１２…羽根板１３…取付孔１４…突起１０１…柱１０２…扉

Claims

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に対向するように設けられる２つの略Ｖ字形の溝と、
前記略Ｖ字形の溝に係合してそれぞれが対向するように配設される２つの球体と、
前記球体に係合され、前記球体の前記略Ｖ字形の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、
前記ピストンと前記シリンダーの上端部との間に配設され、前記ピストン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、
前記ピストンの他端側への移動を液圧で緩衝する流体圧緩衝機構とを備えることを特徴とする両開扉用自動閉扉蝶番。
前記略Ｖ字形の溝が周状に連続して形成されていることを特徴とする請求項１記載の両開扉用自動閉扉蝶番。
前記流体圧緩衝機構を、
底板と軸部とで構成される別のピストンを、前記ピストンの底部に前記軸部を固定して前記ピストンの下側に設け、
前記ピストンの底部と前記別のピストンの底部との間に流路を有する隔壁を設け、
前記ピストンの底部と前記隔壁との間を第１の流体室とし、
前記隔壁と前記別のピストンの底部との間を第２の流体室とし、
第１の流体室から第２の流体室へ流体が流れる場合の前記隔壁流路の隘路を、第２の流体室から第１の流体室へ流体が流れる場合の前記隔壁流路の隘路より小さくすることを特徴とする請求項１又は２記載の両開扉用自動閉扉蝶番。
前記シリンダーの底部に空気孔を設け、
前記別のピストンの上昇に応じて、前記別のピストンの底部と前記シリンダーの底部との間にエア溜まりが形成され、
前記別のピストンの下降に応じて、前記エア溜まりが解消されることを特徴とする請求項３記載の両開扉用自動閉扉蝶番。
前記流体圧緩衝機構を、前記ピストンの他端側への移動を油圧で緩衝する油圧緩衝機構とすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の両開扉用自動閉扉蝶番。
前記流体圧緩衝機構を、前記ピストンの他端側への移動を空気圧で緩衝する空気圧緩衝機構とすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の両開扉用自動閉扉蝶番。
請求項１〜６の何れかに記載の両開用自動閉扉蝶番が扉支持部若しくは扉に設置され、前記両開用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内外に開閉可能な両開扉構造。