JP2021067074A

JP2021067074A - フロアヒンジ

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Publication number: JP2021067074A
Application number: JP2019192661A
Authority: JP
Inventors: 井上　裕也; Hironari Inoue; 裕也井上; 英樹山口; Hideki Yamaguchi
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: JP7246607B2

Abstract

【課題】装置の大型化や部品点数の増加、組立性の悪化による製造コストの増加を招くことなく、フロアヒンジに対して膨張吸収部材であるスポンジゴムを設置する。【解決手段】このフロアヒンジ１０は、油室１２を備えるヒンジケース１１と、回転軸１４と、カム部材１５と、スライドプレート１７と、ロッド部材１８と、ピストン部材１９と、圧縮コイルばね３１と、扉の開扉速度又は閉扉速度を制御する制御機構部１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，２０と、を備える。そして、ロッド部材１８には、膨張吸収部材収容部１８ａが設けられており、当該膨張吸収部材収容部１８ａに膨張吸収部材１８ｂが収容設置される。【選択図】図２

Description

本発明は、フロアヒンジに関するものである。

従来から、ドアクローザの一種として建物の開口部に設置される扉を開口部の閉方向へ付勢した状態で回転可能に床から支持するフロアヒンジが公知である。このフロアヒンジは、建物の開口部の床面に埋め込まれて使用されるものであり、扉に接続する床面上に突出した回転軸と、該回転軸を扉が閉方向へ回転するように付勢した状態で回転可能に支持するヒンジケースとを有している。ヒンジケースでは、内部に作動油が収容されており、その作動油の流量を調整することにより、扉開放時に圧縮コイルばねに蓄えられた弾性力に基づく回転エネルギーによる回転軸への回転付勢力を調整する機構が設けられている。

ところで、ドアクローザには、従来から様々な改良技術が付加されている。例えば、下記特許文献１に記載されたドアクローザには、本体ハウジング内の油室に対して、膨張吸収部材であるスポンジゴムが収容設置された構成が開示されている。

このスポンジゴムは、独立気泡構造を有するものであり、温度上昇によって油室内の作動油が膨張した場合には、各気泡内の空気が圧縮されて体積を収縮するように構成されている。すなわち、温度上昇による作動油の膨張がスポンジゴムの体積変動により吸収されるので、油室の内圧が高まり、本体ハウジングから油漏れを起こすことが防止されることとなる。なお、温度上昇によって体積を収縮させたスポンジゴムは、作動油が常温に戻ると元の体積に戻るようになっている。

特許第５９４００３３号公報

上述したように、油室内にスポンジゴムを設置することで、温度上昇による作動油の膨張を吸収して油漏れ等の不具合を防止する機構は、ドアクローザに対して設置されることは公知であったが、一般的な構造のフロアヒンジに適用する場合、ヒンジケースの内部には、ピストンを駆動するためのカムおよび摺動板、コイルスプリング、コイルスプリングの内部に挿通される連結棒等が配設されており、新たに膨張吸収部材であるスポンジゴムを設置することが困難であった。

このような課題を解決する手法としては、例えば、上記特許文献１に記載されるように、本体ハウジングにスポンジゴムを設置する収容スペースを新たに設けたり、スポンジゴムの取付手段（例えば、ピンとワッシャからなる抜け止め手段など）を新たに設けたりすることが考えられるが、いずれも装置の大型化や部品点数の増加を招いてしまい、さらには組立性の悪化をも招くことから、従来技術では、製造コストの増加を招くことなくフロアヒンジに対して膨張吸収部材であるスポンジゴムを設置する技術は存在していなかった。

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、装置の大型化や部品点数の増加、組立性の悪化による製造コストの増加を招くことなく、フロアヒンジに対して膨張吸収部材であるスポンジゴムを設置することが可能な新たな構成を備えるフロアヒンジを提供することにある。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明に係るフロアヒンジ（１０）は、作動油が充填される油室（１２）を備えるヒンジケース（１１）と、前記ヒンジケース（１１）の一端側に配置されるとともに扉と連結されて該扉の開閉動作に伴って回転する回転軸（１４）と、前記回転軸（１４）に固定設置されるカム部材（１５）と、前記カム部材（１５）と摺接可能に配置されるカムフォロワ（１６）を備えることで該カム部材（１５）の回転運動に伴って前記ヒンジケース（１１）内を往復移動するスライドプレート（１７）と、前記スライドプレート（１７）に接続するロッド部材（１８）と、前記ロッド部材（１８）における前記スライドプレート（１７）接続側とは逆側の端部に設置され、前記油室（１２）を第１の油室（１２ａ）と第２の油室（１２ｂ）に２分割するとともに前記油室（１２）内で往復移動自在に設置されるピストン部材（１９）と、前記ピストン部材（１９）に対して常時一定方向の付勢力を及ぼす圧縮コイルばね（３１）と、前記ピストン部材（１９）の往復移動に伴う前記第１の油室（１２ａ）および前記第２の油室（１２ｂ）間での作動油の移動油量を調整することによって前記ピストン部材（１９）の移動速度を制御し、もって前記扉の開扉速度又は閉扉速度を制御する制御機構部（１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，２０）と、を備えるフロアヒンジ（１０）であって、前記ロッド部材（１８）には、膨張吸収部材収容部（１８ａ）が設けられており、当該膨張吸収部材収容部（１８ａ）に膨張吸収部材（１８ｂ）が収容設置されることを特徴とするものである。

また、本発明に係るフロアヒンジ（１０）において、前記膨張吸収部材収容部（１８ａ）は、前記ロッド部材（１８）の軸方向に伸びる有底の凹部として形成することができる。

また、本発明に係るフロアヒンジ（１０）において、前記膨張吸収部材収容部（１８ａ）は、前記ロッド部材（１８）の軸方向に伸びる無底の貫通した長孔として形成することができる。

さらに、本発明に係るフロアヒンジ（１０）において、前記膨張吸収部材収容部（１８ａ）は、フロアヒンジ（１０）の設置状態において前記ロッド部材（１８）の底面側に開口して形成されることが好適である。

本発明によれば、装置の大型化や部品点数の増加、組立性の悪化による製造コストの増加を招くことなく、フロアヒンジに対して膨張吸収部材であるスポンジゴムを設置することが可能な新たな構成を備えるフロアヒンジを提供することができる。

本実施形態に係るフロアヒンジの外観形状を示す図であり、図中の分図（ａ）はフロアヒンジの上面視を示し、分図（ｂ）は側面視を示している。本実施形態に係るフロアヒンジの具体的な構成を説明するための図であり、図中の分図（ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面を示し、分図（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ断面を示している。図１におけるＣ−Ｃ断面を示す図であり、本実施形態に係るロッド部材の特徴箇所を示した縦断面図である。本実施形態に係るロッド部材を示す図であって、図中の分図（ａ）はロッド部材の部分断面側面図であり、分図（ｂ）はロッド部材の底面図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、図１および図２を用いて、本実施形態に係るフロアヒンジ１０の基本的な構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係るフロアヒンジの外観形状を示す図であり、図中の分図（ａ）はフロアヒンジの上面視を示し、分図（ｂ）は側面視を示している。また、図２は、本実施形態に係るフロアヒンジの具体的な構成を説明するための図であり、図中の分図（ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面を示し、分図（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ断面を示している。なお、図２は、扉が全閉状態のときのフロアヒンジ１０の様子を示した図である。

本実施形態に係るフロアヒンジ１０は、作動油が充填される油室１２を備えるヒンジケース１１を有して構成されている。このヒンジケース１１は、概略直方体形状から成る外観形状を有する部材である。ヒンジケース１１の内部は作動油が充填される油室１２として空洞となっており、図２における紙面右側の面には当該空洞を開放する開放部が形成されている。この開放部は、埋栓部材１３によって塞がれており、空洞を閉じることによって油室１２が形成されている。

ヒンジケース１１の一端側（図１（ａ）および図２における紙面左側）には、不図示の扉と連結されて該扉の開閉動作に伴って回転する回転軸１４が回転自在な状態で配置されている。この回転軸１４の略軸中央部には、非円形形状である略ハート形状をしたカム部材１５が固定設置されている（図２参照）。

カム部材１５の配置位置に対して図２における紙面左側の位置には、カムフォロワ１６が配置されており、このカムフォロワ１６はスライドプレート１７に対して外輪が回転自在な状態で固定設置されている。カムフォロワ１６は、カム部材１５の外周面と摺接可能に配置されているので、不図示の扉が開閉動作を行うと、回転軸１４とともに略ハート形状をしたカム部材１５が回転し、カム部材１５の外周面に摺接した状態を常時維持しながらカム部材１５の外周面に沿ってカムフォロワ１６の外輪が回転する。つまり、カム部材１５が有する略ハート形状をしたカム形状の作用によって、カムフォロワ１６とこのカムフォロワ１６が固定設置されたスライドプレート１７は、ヒンジケース１１内を図２における紙面左右方向に向けて往復移動するように構成されている。

また、スライドプレート１７には、ロッド部材１８が接続されている。このロッド部材１８は、スライドプレート１７におけるカムフォロワ１６設置側とは逆側に配置されており、図２中の分図（ａ）で示されたＡ−Ａ断面視において、カム部材１５がカムフォロワ１６とロッド部材１８との間に位置するように配置されている。また、ロッド部材１８は、後述する圧縮コイルばね３１の内部を挿通している。

このロッド部材１８におけるスライドプレート１７接続側とは逆側の端部には、ピストン部材１９が設置されている。このピストン部材１９は、ヒンジケース１１の内部に形成された油室１２を第１の油室である作動油室１２ａと第２の油室である圧油室１２ｂに２分割する機能を発揮する部材である。上述したように、不図示の扉が開閉動作を行うと、スライドプレート１７はヒンジケース１１内を図２における紙面左右方向に向けて往復移動するので、スライドプレート１７に取り付けられたロッド部材１８とピストン部材１９についても、油室１２内を図２における紙面左右方向に向けて往復移動することとなる。そして、図２に示すような扉が全閉状態の場合、ピストン部材１９は第２の油室である圧油室１２ｂが最も狭くなる位置に配置されるとともに、第１の油室である作動油室１２ａが最も広くなる位置に配置されることとなる。また、不図示の扉が全閉状態から開扉動作を行って開扉角度が大きくなるにしたがって、ピストン部材１９は第２の油室である圧油室１２ｂを広げる方向に移動するとともに、第１の油室である作動油室１２ａを狭める方向に移動することとなる。

また、本実施形態に係るピストン部材１９には、逆止弁と強制閉鎖弁という２つの機能を１部材で持ち合わせた弁部材２０が設置されている。弁部材２０は、第１の油室である作動油室１２ａから第２の油室である圧油室１２ｂに対して作動油が流入することを許容する一方で、逆の作動油の流れを停止する逆止弁の機能を有した弁体である。したがって、不図示の扉が図２で示す全閉状態から開扉動作を行ってピストン部材１９が油室１２内を図２における紙面右側から左側に向けて移動するときに、弁部材２０は、第１の油室である作動油室１２ａから第２の油室である圧油室１２ｂに対して作動油が流入することを許容することで、ピストン部材１９が油室１２内を移動することを阻害しないように構成している。一方、不図示の扉が開扉状態から図２で示す全閉状態へと閉扉動作を行うときには、ピストン部材１９が油室１２内を図２における紙面左側から右側に向けて移動するが、このときには、弁部材２０は作動油の流通を許可しない。

また、弁部材２０が有する強制閉鎖弁としての機能は、後述する制御機構部が機能しないときなど、油室１２内の作動油に対して異常な油圧が生じたときに稼働する機能であり、本実施形態に係るフロアヒンジ１０において安全装置的な機能を発揮することもできるようになっている。

また、図２に示すように、ヒンジケース１１には、弁部材２０といった機構部材の他に、第２の油室である圧油室１２ｂと第１の油室である作動油室１２ａとを接続する１速流路１１ｂや２速流路１１ｃ、第２の油室である圧油室１２ｂと第１の油室である作動油室１２ａとを接続する１速流路１１ｂとは別の独自の流路であるＤＡ流路１１ｄなどが形成されている。これらの機構部材や流路によって、本実施形態に係る制御機構部が形成されており、ピストン部材１９の往復移動に伴う第１の油室である作動油室１２ａおよび第２の油室である圧油室１２ｂ間での作動油の移動油量を調整することによってピストン部材１９の移動速度を制御し、もって扉の開扉速度又は閉扉速度を制御することができるようになっている。

ここで、油室１２を形成するヒンジケース１１の内壁面には、ストッパ形状部１１ａが形成されている（図２中の分図（ｂ）参照）。このストッパ形状部１１ａは、スライドプレート１７とロッド部材１８との接続位置から僅かにピストン部材１９側に離れた位置に形成されている。そして、このストッパ形状部１１ａとピストン部材１９との間には、ピストン部材１９に対して常時一定方向の付勢力を及ぼす圧縮コイルばね３１がロッド部材１８を取り囲むように、ロッド部材１８に内部を挿通されて配置されている。そして、圧縮コイルばね３１が、開扉動作に伴うピストン部材１９の図２における紙面右側から左側方向への移動によって圧縮されることで、圧縮コイルばね３１に弾性力が蓄積される。この蓄積された弾性力は、閉扉方向の力として扉に作用するように構成されている。また、この蓄積された弾性力による閉扉動作においては、上述した制御機構部によって、閉扉速度が好適に制御される。

また、本実施形態では、ピストン部材１９が、ピストンとしての機能を発揮するピストン本体部１９ａと、圧縮コイルばね３１からの付勢力を受け止めるばね受け部材１９ｂとを組み合わせた構成が採用されている。そして、本実施形態では、圧縮コイルばね３１が押接するばね受け部材１９ｂがピストン本体部１９ａの周壁に囲まれて互いに軸方向で重畳し、かつ、ピストン本体部１９ａとばね受け部材１９ｂが互いに隙間を有して非接触状態でロッド部材１８に取り付けられる構成となっている。なお、従来技術に係るフロアヒンジでは、ピストン本体部１９ａとばね受け部材１９ｂに相当する部材は互いに軸方向で大きく離間して並んだ状態でロッド部材に取り付けられる構成が一般的であったため、装置の軸方向での寸法が大きくなってしまうといった課題が存在していた。しかし、本実施形態に係るフロアヒンジ１０では、ピストン本体部１９ａとばね受け部材１９ｂが重畳配置されてピストン部材１９を構成しているので、装置の大型化を回避することが可能となっている。また、ピストン本体部１９ａとばね受け部材１９ｂの間に存在する隙間は、逆止弁が開いたときに逆止弁を通る作動油の流路となっており、かかる構成も、コンパクトなフロアヒンジ１０を実現する上で有効な装置構成となっている。

以上、本実施形態に係るフロアヒンジ１０の基本的な構成を説明した。次に、図３および図４を参照図面に加えて、本実施形態に係るフロアヒンジ１０が有する特徴的な構成を説明する。図３は、図１におけるＣ−Ｃ断面を示す図であり、本実施形態に係るロッド部材の特徴箇所を示した縦断面図である。また、図４は、本実施形態に係るロッド部材を示す図であって、図中の分図（ａ）はロッド部材の部分断面側面図であり、分図（ｂ）はロッド部材の底面図である。

図４に示すように、本実施形態に係るロッド部材１８には、ロッド部材１８の軸方向に伸びる有底の凹部として形成される膨張吸収部材収容部１８ａが設けられている。すなわち、膨張吸収部材収容部１８ａは、溝として形成されている。そして、この膨張吸収部材収容部１８ａの内部には、膨張吸収部材であるスポンジゴム１８ｂが収容設置されている。

スポンジゴム１８ｂは、断面矩形状をした棒状部材であり、図２（ｂ）や図３等で示されるように、膨張吸収部材収容部１８ａの内部に収容された状態で周囲を圧縮コイルばね３１によって取り囲まれているので、作動油内に浸かって浮遊可能な状態であっても、膨張吸収部材収容部１８ａの内部に安定して位置保持できるように構成されている。

このスポンジゴム１８ｂは、独立気泡構造を有するものであり、温度上昇によって油室１２内の作動油が膨張した場合には、各気泡内の空気が圧縮されて体積を収縮するように構成されている。すなわち、温度上昇による作動油の膨張がスポンジゴム１８ｂの体積変動により吸収されるので、油室１２の内圧が高まり、ヒンジケース１１から油漏れを起こすことが防止されることとなる。また、温度上昇によって体積を収縮させたスポンジゴム１８ｂは、作動油が常温に戻ると元の体積に戻るようになっている。

さらに、スポンジゴム１８ｂの初期形状については、図２（ｂ）において示すように、膨張吸収部材収容部１８ａの形状寸法よりも小さい寸法のスポンジゴム１８ｂを収容設置するようにしてもよいが、例えば、スポンジゴム１８ｂを膨張吸収部材収容部１８ａの溝幅より僅かに大きい幅を有するように形成し、膨張吸収部材収容部１８ａにスポンジゴム１８ｂを押し込んだ時に、幅方向に僅かに圧縮されて押し込み設置されるように構成してもよい。

またさらに、スポンジゴム１８ｂの初期形状については、断面矩形状をした棒状部材として形成することで廉価に製造することが可能であるが、その他のあらゆる形状を採用することが可能である。

さらにまた、本実施形態に係るスポンジゴム１８ｂは、膨張吸収部材収容部１８ａの内部に収容された状態で周囲を圧縮コイルばね３１によって取り囲まれているので、ヒンジケース１１の内部に組み込む製造作業も容易に可能であるという利点を有している。

以上説明したように、本実施形態では、ロッド部材１８に膨張吸収部材収容部１８ａを形成し、この膨張吸収部材収容部１８ａの内部に対して膨張吸収部材であるスポンジゴム１８ｂを収容設置することで、装置形状の大型化を避け、かつ、製造コストの増加を伴うことなく、フロアヒンジ１０に対して膨張吸収部材であるスポンジゴム１８ｂを適用することが可能となる。すなわち、本発明によれば、装置の大型化や部品点数の増加、組立性の悪化による製造コストの増加を招くことなく、フロアヒンジ１０に対して膨張吸収部材を設置することが可能な新たな構成を備えるフロアヒンジ１０を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、膨張吸収部材収容部１８ａがロッド部材１８の軸方向に伸びる有底の凹部として形成される場合を例示して説明したが、本発明の膨張吸収部材収容部については、例えば、ロッド部材１８の軸方向に伸びる無底の貫通した長孔として形成することも可能である。

また、例えば、上述した実施形態では、膨張吸収部材収容部１８ａは、フロアヒンジ１０の設置状態においてロッド部材１８の底面側に開口して形成されるものであった。かかる構成は、フロアヒンジ１０の設置状態において作動油内でスポンジゴム１８ｂが浮遊している際に、スポンジゴム１８ｂが圧縮コイルばね３１に接触することを避ける目的で採用された構成であった。しかし、発明者らの試験研究によって、仮にスポンジゴム１８ｂが圧縮コイルばね３１に接触したとしてもフロアヒンジ１０の動作や寿命に影響はないことが確認できているので、ロッド部材１８に形成される膨張吸収部材収容部１８ａの開口位置や開口方向については、任意の形状を採用することが可能である。

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０フロアヒンジ、１１ヒンジケース、１１ａストッパ形状部、１１ｂ１速流路（制御機構部の一部）、１１ｃ２速流路（制御機構部の一部）、１１ｄＤＡ流路（制御機構部の一部）、１２油室、１２ａ作動油室（第１の油室）、１２ｂ圧油室（第２の油室）、１３埋栓部材、１４回転軸、１５カム部材、１６カムフォロワ、１７スライドプレート、１８ロッド部材、１８ａ膨張吸収部材収容部、１８ｂスポンジゴム、１９ピストン部材、１９ａピストン本体部、１９ｂばね受け部材、２０弁部材（制御機構部の一部）、３１圧縮コイルばね。

Claims

作動油が充填される油室を備えるヒンジケースと、
前記ヒンジケースの一端側に配置されるとともに扉と連結されて該扉の開閉動作に伴って回転する回転軸と、
前記回転軸に固定設置されるカム部材と、
前記カム部材と摺接可能に配置されるカムフォロワを備えることで該カム部材の回転運動に伴って前記ヒンジケース内を往復移動するスライドプレートと、
前記スライドプレートに接続するロッド部材と、
前記ロッド部材における前記スライドプレート接続側とは逆側の端部に設置され、前記油室を第１の油室と第２の油室に２分割するとともに前記油室内で往復移動自在に設置されるピストン部材と、
前記ピストン部材に対して常時一定方向の付勢力を及ぼす圧縮コイルばねと、
前記ピストン部材の往復移動に伴う前記第１の油室および前記第２の油室間での作動油の移動油量を調整することによって前記ピストン部材の移動速度を制御し、もって前記扉の開扉速度又は閉扉速度を制御する制御機構部と、
を備えるフロアヒンジであって、
前記ロッド部材には、膨張吸収部材収容部が設けられており、当該膨張吸収部材収容部に膨張吸収部材が収容設置されることを特徴とするフロアヒンジ。
請求項１に記載のフロアヒンジにおいて、
前記膨張吸収部材収容部は、前記ロッド部材の軸方向に伸びる有底の凹部として形成されることを特徴とするフロアヒンジ。
請求項１に記載のフロアヒンジにおいて、
前記膨張吸収部材収容部は、前記ロッド部材の軸方向に伸びる無底の貫通した長孔として形成されることを特徴とするフロアヒンジ。
請求項１又は２に記載のフロアヒンジにおいて、
前記膨張吸収部材収容部は、フロアヒンジの設置状態において前記ロッド部材の底面側に開口して形成されることを特徴とするフロアヒンジ。