JP2022035570A - ヒンジ - Google Patents

Abstract

【課題】扉の閉じ位置又は開き位置を安定して保持することができると共に、耐久性を向上させることができるヒンジを提供する。【解決手段】下ヒンジ要素６の端面に、第１急斜面２３、第１急斜面２３に連続する緩斜面２４、緩斜面２４に連続する第２急斜面２５を形成する。上ヒンジ要素７の端面に、第１急斜面３３、第１急斜面３３に連続する緩斜面３４、緩斜面３４に連続する第２急斜面３５を形成する。初期位置において、上ヒンジ要素７の凸部３１が下ヒンジ要素６の凹部２１の第１急斜面２３に接触すると共に、下ヒンジ要素６の凸部２２が上ヒンジ要素の７凹部３２の第２急斜面３５に接触する（図１２（ａ））。上ヒンジ要素７が初期位置から回転する際、上ヒンジ要素７の凸部３１が下ヒンジ要素６の緩斜面２４に接触すると共に、下ヒンジ要素６の凸部２２が上ヒンジ要素７の緩斜面３４に接触する（図１２（ｂ－１）（ｂ－２））。【選択図】図１２

Description

本発明は、開いた扉が自動的に閉じ、又は閉じた扉が自動的に開くようにするヒンジに関する。

この種のヒンジとして扉がその自重により自動的に閉じ又は開くようにするグラビティヒンジが知られている（特許文献１参照）。グラビティヒンジは、枠等の扉支持体に取り付けられる下ヒンジ要素と、扉に取り付けられる上ヒンジ要素と、を備える。上ヒンジ要素は下ヒンジ要素に対して枢軸を中心に回転可能であり、上ヒンジ要素の端面と下ヒンジ要素の端面とが対面する。下ヒンジ要素の端面には、勾配が一定の傾斜面が形成される。上ヒンジ要素の端面にも、勾配が一定の傾斜面が形成される。これらの傾斜面は、例えば扉を開く際、上ヒンジ要素が下ヒンジ要素の傾斜面に沿ってせり上がり、逆に扉を閉める際、扉の自重によって上ヒンジ要素が下ヒンジ要素の傾斜面に沿って滑り落ちるように構成される。なお、扉の自重の代わりに、コイルばねのばね力を利用して扉が自動的に閉じ又は開くようにするばね式のヒンジも知られている（特許文献２参照）。

特開２０００－１７９４０号公報 特開２００４－３００６９３号公報

しかし、従来のヒンジにおいては、下ヒンジ要素と上ヒンジ要素の端面に勾配が一定の傾斜面を形成するので、扉の閉じ位置又は開き位置において、閉じ方向又は開き方向の力を大きくすることができず、扉の閉じ位置又は開き位置を安定して保持することができないという問題がある。

この問題を解決するために、下ヒンジ要素と上ヒンジ要素それぞれに緩斜面と急斜面を形成し、扉の閉じ位置又は開き位置において、下ヒンジ要素と上ヒンジ要素の急斜面同士を接触させることが考えられる。

しかし、下ヒンジ要素と上ヒンジ要素それぞれに緩斜面と急斜面を形成すると、扉を閉じ位置又は開き位置から回転させる際、上ヒンジ要素と下ヒンジ要素とが１箇所で接触するようになり、ヒンジの耐久性が低下するという問題が発生する。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、扉の閉じ位置又は開き位置を安定して保持することができると共に、耐久性を向上させることができるヒンジを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、下ヒンジ要素と、下ヒンジ要素に対して枢軸を中心に回転可能な上ヒンジ要素と、を備え、前記下ヒンジ要素の端面と前記上ヒンジ要素の端面とが対面するヒンジにおいて、前記下ヒンジ要素の前記端面には、凹部から凸部にかけて前記凹部の壁面を構成する第１急斜面と、前記第１急斜面に連続し、前記第１急斜面よりも勾配が緩やかな緩斜面と、前記緩斜面に連続し、前記緩斜面よりも勾配が急で前記凸部の壁面を構成する第２急斜面と、が形成され、前記上ヒンジ要素の前記端面には、凸部から凹部にかけて前記凸部の壁面を構成する第１急斜面と、前記第１急斜面に連続し、前記第１急斜面よりも勾配が緩やかな緩斜面と、前記緩斜面に連続し、前記緩斜面よりも勾配が急で前記凹部の壁面を構成する第２急斜面と、が形成され、初期位置において、前記上ヒンジ要素の前記凸部が前記下ヒンジ要素の前記凹部の前記第１急斜面に接触すると共に、前記下ヒンジ要素の前記凸部が前記上ヒンジ要素の前記凹部の前記第２急斜面に接触し、前記上ヒンジ要素が前記初期位置から回転する際、前記上ヒンジ要素の前記凸部が前記下ヒンジ要素の前記緩斜面に接触すると共に、前記下ヒンジ要素の前記凸部が前記上ヒンジ要素の前記緩斜面に接触するヒンジである。

本発明によれば、初期位置において、上ヒンジ要素の凸部が下ヒンジ要素の第１急斜面に接触すると共に、下ヒンジ要素の凸部が上ヒンジ要素の第２急斜面に接触するので、扉の閉じ位置又は開き位置を安定して保持することができる。また、上ヒンジ要素が初期位置から回転する際にも、上ヒンジ要素と下ヒンジ要素とが少なくとも２箇所で接触するので、ヒンジの耐久性を向上させることができる。

本発明の一実施形態のヒンジを扉と扉支持体に取り付けた例を示す正面図である。 本実施形態のヒンジの斜視図である。 本実施形態のヒンジの分解斜視図である。 図３とは異なる方向から見た本実施形態のヒンジの分解斜視図である。 本実施形態のヒンジの下取付け板と下ヒンジ要素の斜視図である。 本実施形態のヒンジの上取付け板と上ヒンジ要素の斜視図である。 本実施形態のヒンジの下ヒンジ要素の斜視図である。 図８（ａ）は本実施形態のヒンジの下ヒンジ要素の正面図、図８（ｂ）は側面図である。 本実施形態のヒンジの上ヒンジ要素の斜視図である。 図１０（ａ）は本実施形態のヒンジの上ヒンジ要素の正面図、図１０（ｂ）は側面図である。 扉の上面図である（図１１（ａ）は扉の閉じ位置を示し、図１１（ｂ）は扉の９０°開き位置を示し、図１１（ｃ）は扉の１４０°開き位置を示す）。 本実施形態のヒンジの上ヒンジ要素及び下ヒンジ要素のカム展開図である（図１２（ａ）は上ヒンジ要素の初期位置を示し、図１２（ｂ－１）は上ヒンジ要素の凸部が下ヒンジ要素の緩斜面に接触する位置を示し、図１２（ｂ－２）は上ヒンジ要素の９０°回転位置を示し、図１２（ｃ）は上ヒンジ要素の１４０°回転位置を示す）。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態のヒンジを詳細に説明する。ただし、本発明のヒンジは種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

図１は、本発明の一実施形態のヒンジ１を扉と扉支持体に取り付けた例を示す図である。２は扉、３は枠等の扉支持体である。本実施形態のヒンジ１は、開いた扉２がその自重により自動的に閉じるようにするグラビティヒンジである。ヒンジ１の個数は特に限定されるものではなく、例えば扉２の上下に２つ設けられる。ヒンジ１の用途も、特に限定されるものではなく、例えば浴室の扉、カウンター扉、トイレの扉等に適用することができる。

図２は組立てた状態のヒンジ１の斜視図を示す。ヒンジ１は、扉支持体３に取り付けられる下取付け板４と、扉２に取り付けられる上取付け板５と、を備える。下取付け板４は、板状の本体部４ａと、本体部４ａに一体に形成される筒部４ｂと、を備える。板状の本体部４ａには、扉支持体３に取り付けるためねじの通し穴４ａ１が形成される。筒部４ｂは、上端が開口し、下端が閉塞する。

上取付け板５は、板状の本体部５ａと、本体部５ａに一体に形成される筒部５ｂと、本体部５ａに取り付けられる扉固定部材５ｃと、を備える。板状の本体部５ａと扉固定部材５ｃとの間で図示しない扉２を挟む。筒部５ｂは、下端が開口し、上端が閉塞する。

図３はヒンジ１の分解斜視図を示す。図４は図３とは異なる方向から見たヒンジ１の分解斜視図である。ヒンジ１は、下取付け板４、上取付け板５、枢軸８、下ヒンジ要素６、上ヒンジ要素７を組み合わせて構成される。

下取付け板４と上取付け板５の筒部４ｂ，５ｂには、軸方向に延びる穴９，１０が形成される。穴９は、開口側穴部９ａ、奥側穴部９ｂの２段に形成されていて、開口側穴部９ａの内径は奥側穴部９ｂの内径よりも大きい。穴１０も同様に、開口側穴部、奥側穴部の２段に形成されていて、開口側穴部の内径は奥側穴部の内径よりも大きい。

下ヒンジ要素６と上ヒンジ要素７には、枢軸８が回転可能に軸方向に移動可能に嵌まる穴１１，１２（図５、図６参照）が形成される。上ヒンジ要素７は、下ヒンジ要素６に対して枢軸８を中心に回転可能であり、軸方向に移動可能である。

下ヒンジ要素６は、下取付け板４の筒部４ｂの穴９に嵌められる（図５参照）。下ヒンジ要素６は、下取付け板４の筒部４ｂの開口側穴部９ａに嵌まる大径軸部６ａと、下取付け板４の筒部４ｂの奥側穴部９ｂに嵌まる小径軸部６ｂと、を備える。下ヒンジ要素６の小径軸部６ｂには、軸方向に延びる複数の突条６ｃが形成される。下取付け板４の奥側穴部９ｂには、突条６ｃが入りこむ溝条が形成される。これにより、下ヒンジ要素６が下取付け板４に回転不可能に固定される。なお、下ヒンジ要素６と下取付け板４を一体に形成してもよい。

上ヒンジ要素７は、上取付け板５の筒部５ｂの穴１０に嵌められる（図６参照）。上ヒンジ要素７は、上取付け板５の筒部５ｂの開口側穴部に嵌まる大径軸部７ａと、上取付け板５の筒部５ｂの奥側穴部に嵌まる小径軸部７ｂと、を備える。上ヒンジ要素７の小径軸部７ｂには、軸方向に延びる複数の突条７ｃが形成される。上取付け板５の奥側穴部には、突条７ｃが入りこむ溝条が形成される。これにより、上ヒンジ要素７が上取付け板５に回転不可能に固定される。なお、上ヒンジ要素７と上取付け板５を一体に形成してもよい。

図７は下ヒンジ要素６の斜視図を示す。図８（ａ）は下ヒンジ要素６の正面図、図８（ｂ）は側面図を示す。図７に示すように、下ヒンジ要素６の端面には、１８０°離れた位置に凹部２１と凸部２２が設けられる。下ヒンジ要素６の端面には、凹部２１から凸部２２にかけて凹部２１の壁面を構成する第１急斜面２３と、第１急斜面２３に連続する緩斜面２４と、緩斜面２４に連続し、凸部２２の壁面を構成する第２急斜面２５と、が形成される。緩斜面２４は、第１急斜面２３よりも勾配が緩やかである。第２急斜面２５は、緩斜面２４よりも勾配が急である。第２急斜面２５は、第１急斜面２３と同一の勾配である。２６はグリース溜まりである。

第１急斜面２３、緩斜面２４、第２急斜面２５は、凹部２１の両側に形成される。図８（ａ）の正面視において、第１急斜面２３、緩斜面２４、第２急斜面２５は左右対称に形成される。凹部２１には、第１急斜面２３の間に水平な底面２１ａが設けられる。水平な底面２１ａを設けることで、凹部２１の底面２１ａにおける大径軸部６ａの厚さを確保することができる。

第１急斜面２３、緩斜面２４、第２急斜面２５は、螺旋状の傾斜面に形成される。螺旋状の傾斜面とは、枢軸８を中心とした円周方向の移動量と軸方向の移動量が比例する傾斜面であり、図１２に示す下ヒンジ要素６の展開図において、勾配が直線状の傾斜面である。また、傾斜面の円周方向の任意位置における半径方向線が枢軸８の中心と直交する傾斜面である。

図９は上ヒンジ要素７の斜視図を示す。図１０（ａ）は上ヒンジ要素７の正面図、図１０（ｂ）は側面図を示す。上ヒンジ要素７の端面には、１８０°離れた位置に凸部３１と凹部３２（図１０（ａ）参照）とが設けられる。上ヒンジ要素７の端面には、凸部３１から凹部３２にかけて凸部３１の壁面を構成する第１急斜面３３と、第１急斜面３３に連続する緩斜面３４と、緩斜面３４に連続し、凹部３２の壁面を構成する第２急斜面３５と、が形成される。緩斜面３４は、第１急斜面３３よりも勾配が緩やかである。第２急斜面３５は、緩斜面３４よりも勾配が急である。第２急斜面３５は、第１急斜面３３と同一の勾配である。３６はグリース溜まりである。

第１急斜面３３、緩斜面３４、第２急斜面３５は、螺旋状の傾斜面に形成される。螺旋状の傾斜面とは、上述のとおりである。第１急斜面３３、緩斜面３４、第２急斜面３５は、凸部３１の両側に形成される。図１０（ａ）の正面視において、第１急斜面３３、緩斜面３４、第２急斜面３５は左右対称に形成される。凹部３２には、第２急斜面３５の間に水平な底面３２ａが形成される。上ヒンジ要素７の端面は、下ヒンジ要素６の端面と同一形状である。

図３に示す扉固定部材５ｃは、ガラス製の扉２を板状の本体部５ａに固定するための部材である。扉固定部材５ｃは、扉２の正面と裏面にあてがわれる２枚の板状パッキン４１，４２と、扉２に設けた貫通穴に内嵌すると共に本体部５ａのねじ筒部５ａ１（図４参照）に外嵌する筒状パッキン４３と、本体部５ａと扉２を挟んで反対側に配置される挟持片４４と、本体部５ａのねじ筒部５ａ１に螺合し、本体部５ａと挟持片４４との間で扉２を挟むようにするねじ４５と、挟持片４４に着脱可能に係合し、ねじ４５を覆うカバー４６と、を備える。なお、扉２はガラス製に限られることはなく、木製又は金属製等でもよい。扉２が木製又は金属製の場合、板状の本体部５ａにねじの通し穴を形成し、ねじによって扉２を本体部５ａに取り付けるようにしてもよい。

図１１及び図１２を参照して、本実施形態のヒンジ１の動作を説明する。図１１は扉２の上面図を示す。図１１（ａ）は扉２の閉じ位置、図１１（ｂ）は扉２の９０°開き位置、図１１（ｃ）は扉２の１４０°開き位置を示す。図１１（ａ）に示す扉２の閉じ位置は、扉２を図示しないストッパに当接させることで保持される。

図１２は下ヒンジ要素６と上ヒンジ要素７の展開図を示す。２１は下ヒンジ要素６の凹部、２２は下ヒンジ要素６の凸部である。３１は上ヒンジ要素７の凸部、３２は上ヒンジ要素７の凹部である。

図１２（ａ）は初期位置、すなわち扉２の閉じ位置を示し、図１１（ａ）に対応する。図１２（ａ）に示すように、初期位置において、上ヒンジ要素７の凸部３１の第１急斜面３３が下ヒンジ要素６の凹部２１の第１急斜面２３に面接触すると共に、下ヒンジ要素６の凸部２２の第２急斜面２５が上ヒンジ要素７の凹部３２の第２急斜面３５に面接触する。第１急斜面２３，３３同士及び第２急斜面２５，３５同士を面接触させることで、閉じ位置にある扉２に閉じ方向の大きな力を働かせることができ、扉２の閉じ位置を安定して保持することができる。また、使用者が扉２の収まり具合を調整するため図示しないストッパの初期位置をマイナス方向にずらしても、上ヒンジ要素７の凸部３１と下ヒンジ要素６の凸部２２が第１急斜面２３，３３に接するので、扉２の閉じ位置を安定して保持することができる。

図１２（ｂ－１）に示すように、上ヒンジ要素７を初期位置から開き方向に回転させると、上ヒンジ要素７の凸部３１が下ヒンジ要素６の第１急斜面２３を乗り越えて、緩斜面２４に接触する。これと同時に、下ヒンジ要素６の凸部２２が上ヒンジ要素７の緩斜面３４に接触する。こうすることで、人が扉２を開く力が小さくて済む。

図１２（ｂ－２）は上ヒンジ要素７を初期位置から開き方向に９０°回転させた状態を示し、扉２が９０°開いた図１１（ｂ）に対応する。上ヒンジ要素７を初期位置から開き方向に９０°回転させた状態でも、上ヒンジ要素７の凸部３１が下ヒンジ要素６の緩斜面２４に接触すると共に、下ヒンジ要素６の凸部２２が上ヒンジ要素７の緩斜面３４に接触する。

図１２（ｃ）は上ヒンジ要素７を初期位置から開き方向に１４０°回転させた状態を示し、扉２が１４０°開いた図１１（ｃ）に対応する。図１１（ｃ）の扉２の１４０°開き位置は、扉２が図示しないストッパに当接することにより定められる。

図１２（ｃ）に示すように、上ヒンジ要素７をさらに回転させると、上ヒンジ要素７の凸部３１の第１急斜面３３が下ヒンジ要素６の凸部２２の第２急斜面２５に面接触する。第１急斜面３３と第２急斜面２５を面接触させることで、１４０°開いた位置にある扉２に閉じ方向の大きな力を働かせることができる。

以下に本実施形態のヒンジ１の効果を説明する。

初期位置において、上ヒンジ要素７の凸部３１が下ヒンジ要素６の凹部２１の第１急斜面２３に接触すると共に、下ヒンジ要素６の凸部２２が上ヒンジ要素７の第２急斜面３５に接触するので、扉２の閉じ位置を安定して保持することができる。また、上ヒンジ要素７が初期位置から回転する際にも、上ヒンジ要素７と下ヒンジ要素６とが２箇所で接触するので、ヒンジの耐久性を向上させることができる。

初期位置において、上ヒンジ要素７の凸部３１の第１急斜面３３が下ヒンジ要素６の凹部２１の第１急斜面２３に面接触すると共に、下ヒンジ要素６の凸部２２の第２急斜面２５が上ヒンジ要素７の凹部３２の第２急斜面３５に面接触するので、ヒンジ１の耐久性をより向上させることができる。

上ヒンジ要素７がさらに回転する際、上ヒンジ要素７の凸部３１の第１急斜面３３が下ヒンジ要素６の凸部２２の第２急斜面２５に面接触するので、開いた位置にある扉２に閉じ方向の大きな力を働かせることができると共に、ヒンジ１の耐久性を向上させることができる。

下ヒンジ要素６の凹部２１と凸部２２を１８０°離れた位置に設け、上ヒンジ要素７の凸部３１と凹部３２を１８０°離れた位置に設けるので、扉２の開き角度を大きくすることができる。

下ヒンジ要素６の凹部２１の両側に一対の第１急斜面２３、一対の緩斜面２４、一対の第２急斜面２５を設け、上ヒンジ要素７の凸部３１の両側に一対の第１急斜面３３、一対の緩斜面３４、一対の第２急斜面３５を設けるので、閉じ位置から時計方向に回転する扉２にも反時計方向に回転する扉２にも本実施形態のヒンジ１を適用することができる。

なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に具現化できる。

上記実施形態では、初期位置において、上ヒンジ要素の凸部の第１急斜面と下ヒンジ要素の凹部の第１急斜面とが面接触し、下ヒンジ要素の凸部が上ヒンジ要素の凹部の第２急斜面に面接触しているが、これらが点接触してもよい。

上記実施形態では、下ヒンジ要素と上ヒンジ要素の展開図において、下ヒンジ要素と上ヒンジ要素の傾斜面を直線状に形成しているが、曲線状に形成してもよい。また、扉を一時的に停止させるために下ヒンジ要素及び／又は上ヒンジ要素の緩斜面の途中に切欠きを設けてもよい。

上記実施形態では、上ヒンジ要素と下ヒンジ要素それぞれの端面に１８０°離れた位置に１つの凸部と１つの凹部を設けているが、上ヒンジ要素と下ヒンジ要素それぞれの端面に９０°離れた位置に凸部と凹部を設け、合計で２つの凸部と２つの凹部を設けてもよい。

上記実施形態では、グラビティヒンジの例を説明したが、本発明はばね式のヒンジ（扉の自重の代わりにコイルばねのばね力を利用して扉が自動的に閉じ又は開くようにするヒンジ）にも適用することができる。

１…ヒンジ
２…扉
３…扉支持体
６…下ヒンジ要素
７…上ヒンジ要素
８…枢軸
２１…下ヒンジ要素の凹部
２２…下ヒンジ要素の凸部
２３…第１急斜面
２４…緩斜面
２５…第２急斜面
３１…上ヒンジ要素の凸部
３２…上ヒンジ要素の凹部
３３…第１急斜面
３４…緩斜面
３５…第２急斜面

Claims (5)

1. 下ヒンジ要素と、下ヒンジ要素に対して枢軸を中心に回転可能な上ヒンジ要素と、を備え、前記下ヒンジ要素の端面と前記上ヒンジ要素の端面とが対面するヒンジにおいて、
   前記下ヒンジ要素の前記端面には、凹部から凸部にかけて前記凹部の壁面を構成する第１急斜面と、前記第１急斜面に連続し、前記第１急斜面よりも勾配が緩やかな緩斜面と、前記緩斜面に連続し、前記緩斜面よりも勾配が急で前記凸部の壁面を構成する第２急斜面と、が形成され、
   前記上ヒンジ要素の前記端面には、凸部から凹部にかけて前記凸部の壁面を構成する第１急斜面と、前記第１急斜面に連続し、前記第１急斜面よりも勾配が緩やかな緩斜面と、前記緩斜面に連続し、前記緩斜面よりも勾配が急で前記凹部の壁面を構成する第２急斜面と、が形成され、
   初期位置において、前記上ヒンジ要素の前記凸部が前記下ヒンジ要素の前記凹部の前記第１急斜面に接触すると共に、前記下ヒンジ要素の前記凸部が前記上ヒンジ要素の前記凹部の前記第２急斜面に接触し、
   前記上ヒンジ要素が前記初期位置から回転する際、前記上ヒンジ要素の前記凸部が前記下ヒンジ要素の前記緩斜面に接触すると共に、前記下ヒンジ要素の前記凸部が前記上ヒンジ要素の前記緩斜面に接触するヒンジ。
2. 前記初期位置において、前記上ヒンジ要素の前記凸部の前記第１急斜面が前記下ヒンジ要素の前記凹部の前記第１急斜面に面接触すると共に、前記下ヒンジ要素の前記凸部の前記第２急斜面が前記上ヒンジ要素の前記凹部の前記第２急斜面に面接触することを特徴とする請求項１に記載のヒンジ。
3. 前記上ヒンジ要素がさらに回転する際、前記上ヒンジ要素の前記凸部の前記第１急斜面が前記下ヒンジ要素の前記凸部の前記第２急斜面に面接触することを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ。
4. 前記下ヒンジ要素の前記凹部と前記凸部を１８０°離れた位置に設け、
   前記上ヒンジ要素の前記凸部と前記凹部を１８０°離れた位置に設けることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のヒンジ。
5. 前記下ヒンジ要素の前記凹部の両側に一対の前記第１急斜面、一対の前記緩斜面、一対の前記第２急斜面を設け、
   前記上ヒンジ要素の前記凸部の両側に一対の前記第１急斜面、一対の前記緩斜面、一対の前記第２急斜面を設けることを特徴とする請求項４に記載のヒンジ。

Images