JP3987706B2 - 自動閉扉蝶番及び自動閉扉機構及び自動閉扉機構に於ける蝶番 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば玄関ドア等の開閉扉に用いる蝶番など、閉扉動作を自動的に行わせる自動閉扉蝶番、自動閉扉機構及び自動閉扉機構に於ける蝶番に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、玄関ドア等の開閉扉に用いる蝶番などにおいて、開閉扉を開いた時には前記扉を自動的に閉じる方向に回動させる自動閉扉手段と、閉扉時の衝撃を緩和する緩衝手段を備えたものが知られている。前記自動閉扉手段としてはコイルばねの復元力を利用したものが多く、また前記緩衝手段としては油圧ピストンシリンダーを利用したものが多く用いられており、更に近年では緩衝手段として空気を利用したものが提案されている。
【０００３】
特開平９−１８４３５４号には、各葉板の筒継手が軸の外周面でそれぞれ滑合する蝶番において、第１葉板を一方向へ回動したとき、第１筒継手と軸の間に形成したカム手段を介して軸が軸線方向に移動し、筒継手内に内蔵するバネを圧縮し、筒継手内の弁装置によって遮閉された空気室内の空気を放出し、更に第１葉板に与えている回動力を解除したとき、バネの復元力により軸が他方向に移動し、軸の移動によりカム手段を介して第１葉板を他方向に回動させると共に、空気室内に弁装置を介して空気を低速吸入し、バネを低速で復元させる構造のダンパー付蝶番構造が開示されている。
【０００４】
また、特開平１１−０５０７３８号には、捻りコイルばねで付勢された回転軸に一体的に螺旋状カムを設け、それに相対する螺旋状カムに一体的にピストン部を設けると共にばねで付勢し、シリンダー部に繊細な穴を設けて、そこを流出する空気の抵抗によってダンパー機能を持たせることにより、又は、捻りコイルばねを用いず、ピストン部を有するカムを付勢するばねのみで、回転力とダンパー機能を併せ持つ蝶番が開示されている。
【０００５】
また、特開２０００−１３６６６９号には、蝶番を構成する一対の羽根板の一方に筒状のシリンダを一体的に設け、そのシリンダ内に他方の羽根板の回転動作に連動して進退するピストンを設けると共に、開扉時のピストンの前進動作によって収縮する圧縮コイルばねを上記シリンダ内に収容配置し、その圧縮コイルばねの復元力によるピストンの戻し動作に連動して上記他方の羽根板を閉扉方向に回動させると共に、上記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閉扉時の衝撃を緩衝する自動閉扉機構が開示されている。
【０００６】
上記のような空気のエアクッション作用を利用した緩衝機能付き自動閉扉機構は、簡単な構造で容易且つ低コストで製造することが可能であり、又小型化や省スペース化を図ることが可能であり、更には油漏れが生じて周囲を汚すことが無い等の有利性を有するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記したような自動閉扉機構は、扉の開動作や緩衝されながらの閉動作のスムーズさに欠け、実際に顧客に受け入れられる製品として、未だ十分なものではなかった。例えば、エアクッション作用を利用した自動閉扉機構の有利性を生かしつつ、扉の開動作や緩衝されながらの閉動作をよりスムーズに行うことができる自動閉扉機構が切望されていた。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、簡単な構造で容易且つ低コストで製造することができ、小型化・軽量化や省スペース化を図ることができ、又、例えば油漏れが生じて周囲を汚すことが無い等のエアクッション作用を利用した自動閉扉機構の有利性を生かしつつ、扉の開動作や例えば緩衝されながらの閉動作をよりスムーズに行うことができる自動閉扉蝶番、自動閉扉機構及び自動閉扉機構に於ける蝶番を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動閉扉蝶番は、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内に略円筒形である円筒体を収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該円筒体を係合し、他方の羽根板の回動と該円筒体の昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該シリンダー内に開扉時の該円筒体の上昇によって収縮されるバネを配設し、該バネの復元力による該円筒体の下降に連動して他方の羽根板が閉扉方向に回動する自動閉扉蝶番であって、該円筒体の内方で且つ該操作ロッドの略下方に設けられる係合部と該円筒体を直接的若しくは間接的に係合し、該円筒体が所定高さに上昇した際に該円筒体が該係合部の係合から解放されて上昇を停止し、所定高さに位置する該円筒体が該係合部に係合されることで該バネの復元力により該円筒体が下降を開始する構成であることを特徴とする。尚、係合部と円筒体の係合の構成は、本発明の趣旨の範囲内で適宜である。
【００１０】
さらに、本発明の自動閉扉蝶番は、前記係合部は上下方向へ延びる凹溝が形成された略柱状若しくは略有底筒状であると共に、前記円筒体に内周面で凹んでいる凹部若しくは貫通孔を形成し、該凹部若しくは該貫通孔に転動可能に配置した球体が該凹溝に係合することにより該係合部と該円筒体を係合することを特徴とする。前記球体を介した間接的な係合による構成は、簡単な構造で耐久性に優れ、扉の開閉動作をスムーズにすることが可能である。前記係合部の上部には、係合を解放した球体が周方向に転動可能な経路を設けると好適である。
【００１１】
さらに、本発明の自動閉扉蝶番は、前記係合部は平面視外形が非円形である略柱状若しくは略有底筒状であると共に、前記円筒体の内面に下端から上下方向へ延びる嵌合溝を形成し、該係合部と該嵌合溝の嵌合により該係合部と該円筒体を係合することを特徴とする。前記係合部と嵌合溝の嵌合による直接的な係合の構成は、簡単な構造で耐久性に優れ、扉の開閉動作をスムーズにすることが可能である。前記係合部の平面視外形は、例えば略楕円形など角が無い形状とすると、円筒体と係合部の係合の解放及び復帰が一層スムーズとなってより好適である。
【００１２】
さらに、本発明の自動閉扉蝶番は、前記円筒体は前記シリンダー内に略気密な空間を形成可能であり、該円筒体の下降による該シリンダー内のエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝することを特徴とする。バネの復元力で自動閉扉動作をする自動閉扉蝶番がエアクッション作用による衝撃緩衝機能を有する構成とすることにより、自動閉扉機能と衝撃緩衝機能の双方の機能を有する単独の蝶番とすることができる。
【００１３】
また、本発明の自動閉扉機構は、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内に円筒体を収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該円筒体を係合し、他方の羽根板の回動と該円筒体の昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該シリンダー内に開扉時の該円筒体の上昇によって収縮されるバネを配設し、該バネの復元力による該円筒体の下降に連動して他方の羽根板が閉扉方向に回動すると共に、該円筒体の内方で且つ該操作ロッドの下方に設けられる係合部と該円筒体を直接的若しくは間接的に係合し、該円筒体が所定高さに上昇した際に該円筒体が該係合部の係合から解放されて上昇を停止し、所定高さに位置する該円筒体が該係合部に係合されることで該バネの復元力により該円筒体が下降を開始する構成である第一の蝶番と、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内にピストンを収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該ピストンを係合し、他方の羽根板の回動と該ピストンの昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該ピストンの下降によるエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝する第二の蝶番とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の自動閉扉機構に於ける蝶番は、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内にピストンを収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該ピストンを係合し、他方の羽根板の回動と該ピストンの昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該ピストンの下降によるエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝する自動閉扉機構に於ける蝶番であって、該シリンダーの流出経路の最狭部分よりも外方に流出抑制部材を設けることを特徴とする。例えばシリンダーの下端にシリンダー内へのエアの流入経路と流出経路を別途に有する弁手段を設け、流出経路の最狭部分よりも外方に流出抑制部材を設ける。
【００１５】
さらに、本発明の自動閉扉機構に於ける蝶番は、前記流出経路の最狭部分が螺合しているネジ溝の隙間であり、該ネジ溝の下部に前記流出抑制部材としてオーリングを設けることを特徴とする。流出経路に螺合しているネジ溝の隙間を用いると、抑制しながらのエアの流出量を最適な量に調整することが可能になり且つ別段に流出経路を設けることが不要となって好適であり、又、流出抑制部材としてネジ溝の下部にオーリングを用いると、単純な構造で容易且つ確実にエア流出量を所望量に調整可能となって好適である。
【００１６】
尚、各発明に於ける部分的な構成は適宜他の発明の構成に追加或いは変更等することが可能であり、又、本発明の趣旨の範囲内で部分的な構成を削除したものも本発明に含まれる。また、操作ロッドと円筒体若しくはピストンとの係合は、例えば操作ロッドの雄ねじと円筒体の内周面若しくはピストンの内周面の雌ねじとの螺合による直接的な係合や、操作ロッド或いは円筒体若しくはピストンにカム溝を形成し、対応する円筒体若しくはピストン或いは操作ロッドに係合体又は突出する球体を設け、カム溝と係合体若しくは球体で直接的若しくは間接的に係合する係合など適宜である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明について、自動閉扉機構に於ける蝶番の図に於ける実施形態に基づき説明する。尚、本発明の自動閉扉機構では、自動閉扉機能を担う蝶番と閉扉動作の緩衝機能を担う蝶番を組として用い、或いは自動閉扉機能と閉扉動作の緩衝機能の双方を有する蝶番を用い、後述する蝶番はそれぞれ自動閉扉機能と閉扉動作の緩衝機能の双方を有する蝶番に構成することが可能であり、又使用する蝶番の個数は適宜である。
【００１８】
図１に示す第１実施例の蝶番１ａは、自動閉扉機能を担う蝶番であり、例えばエアクッション作用により閉扉動作の緩衝機能を担う別の蝶番と組にして使用し、自動閉扉機構を構成するものである。尚、第１実施例の蝶番１ａ自体に、エアをシリンダー内に流入・流出させエアクッション作用による閉扉動作の緩衝機能をも担わせてもよい。蝶番１ａは、図１に示すように、金属やプラスチック等からなる一方の羽根板２と他方の羽根板３との一対を有し、各羽根板２・３に形成された取付孔２１・３１に例えば皿ねじ等を挿通して、一方の羽根板２を扉枠等に取り付け、他方の羽根板３を開閉扉等に取り付けるものである。
【００１９】
一方の羽根板２には円筒状のシリンダー２２が一体的に設けられ、シリンダー２２の上端及び下端にはそれぞれネジ溝が形成されており、その上端には略リング状のキャップ２４が螺合して固設され、その下端には略リング状のキャップ２５が螺合して固設されている。キャップ２４には上面にリング状の凹み部分が形成され、前記凹み部分にはボールベアリング２４１が配設されていると共に、キャップ２４及びボールベアリング２４１には略円柱状の操作ロッド４が回転可能に挿通されている。
【００２０】
他方の羽根板３には略円筒状の筒部３２が一体的に設けられており、筒部３２の内部に略有底円筒形を逆さにした回動補助部３３が固設され、回動補助部３３の内部で操作ロッド４の上部が回動補助部３３に固定され、他方の羽根板３と操作ロッド４は固定状態で一体として回動するようになっている。回動補助部３３の一部はボールベアリング２４１の内方に入り込んでおり、回動補助部３３の下面がボールベアリング２４１のボールで支持され、そのボールの転動により羽根板３、筒部３２、回動補助部３３、操作ロッド４の回動が補助されスムーズに回動する構成である。
【００２１】
操作ロッド４のシリンダー２２内に収容される部分には、その下端部以外に他の箇所より長径の雄ねじ部４１が形成され、雄ねじ部４１の外周面には螺旋状に雄ねじが螺刻されており、雄ねじ部４１の上面はシリンダー２２の上端のキャップ２４の下に配設されたワッシャー２９２に当接している。又、シリンダー２２の下端のキャップ２５には、上方に突出して略有底円筒形の係合部２５１が設けられ、雄ねじ部４１の下面は係合部２５１の後述する支持部２５１ａの上面に当接している。操作ロッド４の下端部は後述する係合部２５１の内側の支持穴２５１ｂに挿入され、操作ロッド４は前記穴２５１ｂで回転可能に支持されている。
【００２２】
キャップ２５は、図２に示すように、略円盤状の基台２５２の上部に、上方へ突出して略有底円筒形の係合部２５１が一体として形成されているものであり、基台２５２の外周面の略上部には、シリンダー２２の下端の雌ねじに螺合するための雄ねじが螺刻されている。係合部２５１の外周は雄ねじ部４１の外周より極僅かに小径であり、係合部２５１の上部には係合部２５１より小径でリング状の支持部２５１ａが形成され、又、その内側には操作ロッド４の下端部と形状が略同一である支持穴２５１ｂが形成されている。更に、係合部２５１の外面には平面視弧状で上下方向に延びる凹溝２５１ｃが対向位置に二条形成され、凹溝２５１ｃは係合部２５１の所定高さから係合部２５１の上面２５１ｄまで形成されている。支持部２５１ａの外周は、凹溝２５１ｃの最深部と略同一の位置或いは凹溝２５１ｃの最深部より若干内側に位置して形成されており、その高さは後述する球体２７の径と略同一である。
【００２３】
操作ロッド４の雄ねじ部４１の略下端と係合部２５１の外側には、図１及び図２に示すように、円筒体２６が周設されている。円筒体２６の内周面には雄ねじ部４１の雄ねじと対応する雌ねじが螺刻されており、前記雄ねじと前記雌ねじは螺合され、操作ロッド４或いはその雄ねじ部４１の回動と円筒体の昇降が連動するようになっている。円筒体２６の略下端位置には対向する位置に２つの貫通孔２６１が形成され、各貫通孔２６１は係合部２５１の凹溝２５１ｃにそれぞれ対応し、各貫通孔２６１には球体２７がそれぞれ転動可能に配設されている。円筒体２６の外側には、円筒体２６の外周径とほぼ同一か或いは前記外周径より極僅かに大きい内周径を有する円筒状の調整部材２９１が周設されており、球体２７の径は円筒体２６の周壁の厚さより大きく、貫通孔２６１に配設される球体２７が対応する凹溝２５１ｃの突出して凹溝２５１ｃに沿って上下に転動するようになっており、係合部２５１或いはその凹溝２５１ｃは球体２７を介して間接的に円筒体２６に係合されている。尚、凹溝２５１ｃ、貫通孔２６１、球体２７の個数は適宜である。
【００２４】
円筒体２６の上端面の上にはワッシャー２９３が配設されていると共に、キャップ２４の下面の下にはワッシャー２９２が配設され、ワッシャー２９２とワッシャー２９３との間には圧縮コイルバネ２８が収容して設けられている。圧縮コイルバネ２８は開扉時の操作ロッド４の回動と連動する円筒体２６の上昇によって収縮し、その復元力によって円筒体２６を下降させ、その下降動作と連動する操作ロッド４の閉扉方向の回動を生起するものである。
【００２５】
第１実施例の蝶番１ａを使用する際には、例えば後述するエアクッション作用により閉扉動作時の衝撃を緩衝する第２実施例の蝶番１ｂなど、閉扉動作の緩衝機能を担う別の蝶番と組にして使用し、蝶番１ａの一方の羽根板２を扉枠に取り付け、他方の羽根板３を扉に取り付けると共に、緩衝機能を担う別の蝶番も同様に一方と他方の羽根板を扉枠と扉に取り付け、閉扉動作の緩衝機能を有する自動閉扉機構を構成する。
【００２６】
蝶番１ａが取り付けられた扉が閉じている状態では、圧縮コイルバネ２８が伸長して円筒体２６を下方に付勢し、円筒体２６の下端面はシリンダー２２内でキャップ２５の基台２５２の上面上に位置している。この際、円筒体２６の貫通孔２６１に転動可能に配設されている球体２７は、係合部２５１の凹溝２５１ｃの略下端位置に於いて凹溝２５１ｃ内に突出している。
【００２７】
そして、扉を開ける動作に応じ、他方の羽根板３の回動に伴って操作ロッド４及び雄ねじ部４１が周方向に回動し、雄ねじ部４１に内周面の雌ねじが螺合された円筒体２６は雄ねじ部４１の回動に連動して上昇する。円筒体２６は、球体２７が係合部２５１の凹溝２５１ｃに突出して係合していることから周方向に回転不能であり、球体２７が貫通孔２６１内に保持されながら凹溝２５１ｃに沿って上方へ転動することにより、円筒体２６は回転せずに上方へ移動し、円筒体２６の上昇に応じて圧縮コイルバネ２８が収縮されて行くことになる。
【００２８】
その後、扉の開動作に伴って円筒体２６が所定高さまで上昇すると、球体２７は突出している凹溝２５１ｃの係合から解放され、図２に示すように、貫通孔２６１に保持された球体２７は係合部２５１の上面２５１ｄ及び支持部２５１ａの外周面及び雄ねじ部４１の下端面及び円筒体２６の内周面で囲まれるリング状の経路空間に突出し、前記所定高さに対応する回転角度以上の開扉動作の回動に対しては、雄ねじ部４１の回動に伴って前記経路空間に突出する球体２７が周方向に移動して円筒体２６が周方向に回動或いは空転する。円筒体２６は球体２７が凹溝２５１ｃに入り込んで係合しない限り所定高さに維持され、前記所定高さに対応する回転角度以上に扉が回動された状態では、開扉状態が維持される。
【００２９】
他方に於いて、前記所定高さに対応する回転角度に達しない扉の回動に対しては、球体２７は係合から解放され前記経路空間に突出することなく、凹溝２５１ｃに係合されたままであるから、人為的な開扉動作を終了すると、収縮された圧縮コイルバネ２８の復元力で円筒体２６は下方に付勢され、凹溝２５１ｃに突出する球体２７が凹溝２５１ｃに沿って下方に転動し、円筒体２６の下降に連動して雄ねじ部４１、操作ロッド４、他方の羽根板３が閉扉方向に回動し、自動的に閉扉動作が行われる。この際、本実施例では別途の蝶番が、開扉動作でシリンダー内にエアを流入し、閉扉動作でシリンダー内のエアをピストンで圧縮して流出量を抑制しながら流出することにより、エアクッション作用で閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３０】
そして、人為的な閉扉動作で、開扉状態にある扉を回動して前記所定高さに対応する回転角度まで戻すと、前記経路空間に突出する球体２７の凹溝２５１ｃへの係合が復帰する。球体２７の凹溝２５１ｃへの係合の復帰は、球体２７が配設されている円筒体２６が収縮された圧縮コイルバネ２８で下方に押圧されていることからスムーズに行われる。球体２７の凹溝２５１ｃへの係合の復帰により、収縮状態である圧縮コイルバネ２８の復元力が解放され、圧縮コイルバネ２８の伸長で円筒体２６が下方へ付勢され、凹溝２５１ｃへ突出する球体２７が凹溝２５１ｃに沿って下方へ転動しながら、円筒体２６が回転せずに下方へ移動していく。上記と同様に、円筒体２６の下降に連動して雄ねじ部４１、操作ロッド４、他方の羽根板３が閉扉方向に回動し、自動的に閉扉動作が行われ、エアクッション作用を有する別途の蝶番が閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３１】
また、円筒体２６と係合部２５１との係合は、直接的な係合或いは間接的な係合とすることができ、その係合の仕方は適宜であり、上記例の如く球体２７を介した係合に限定されず、例えば図３の変形例に示すような係合としてもよい。図３のキャップ２５は、外周面に雄ねじが螺刻された略円盤状の基台２５２の上部に、上方へ突出して支持穴２５１ｂを有する略有底楕円筒形の係合部２５１が一体として形成されているものであり、係合部２５１の平面視外形の略楕円の長径は円筒体２６の内周径より長く形成され、その短径は円筒体２６の内周径より短く形成されている。又、上記例と同様に、円筒体２６の内周面には雄ねじ部４１の雄ねじと螺合する雌ねじが螺刻されていると共に、その内周面には対向する位置に、係合部２５１の長径部分が嵌合される前記長径部分と略同一形状の嵌合溝２６２が形成され、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２が嵌合し係合部２５１と円筒体２６が係合している。尚、係合部２５１と嵌合溝２６２の平面視外形は非円形であれば略楕円以外でも適宜であり、嵌合或いは係合をスムーズにするため角がない形状とすると好適である。
【００３２】
前記変形例で係合する蝶番１ａは、上記球体２７で係合する蝶番１ａと同様の仕方で使用して自動閉扉機構を構成し、扉が閉じている状態に於ける変形例の蝶番１ａでは、圧縮コイルバネ２８の伸長で下方に付勢されている円筒体２６の下端面が基台２５２の上面上に位置し、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２が嵌合している。そして、扉を開ける動作に応じ、操作ロッド４及びその雄ねじ部４１が周方向に回動し、その回動に連動して円筒体２６は上昇する。円筒体２６は係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合状態を維持したまま周方向に回転せずに上方へ移動し、円筒体２６の上昇に伴って圧縮コイルバネ２８が収縮されて行くことになる。
【００３３】
その後、扉の開動作に伴って円筒体２６が所定高さまで上昇すると、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合が外れて嵌合が解放されることにより、係合部２５１と円筒体２６の係合が解放され、前記所定高さに対応する回転角度以上の開扉動作の回動に対しては、雄ねじ部４１の回動に伴って円筒体２６が周方向に回動或いは空転する。円筒体２６は係合部２５１の長径部分が嵌合溝２６２に入り込んで嵌合し、係合部２５１と円筒体２６の係合が復帰しない限り所定高さに維持され、前記所定高さに対応する回転角度以上に扉が回動された状態では開扉状態が維持される。
【００３４】
他方に於いて、前記所定高さに対応する回転角度に達しない扉の回動に対しては、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合が外れることなく、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合或いは係合部２５１と円筒体２６の係合は維持されることから、人為的な開扉動作を終了すると、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合を維持しながら収縮された圧縮コイルバネ２８の復元力で円筒体２６は下方に付勢されて移動し、円筒体２６の下降に連動して雄ねじ部４１、操作ロッド４、他方の羽根板３が閉扉方向に回動し、自動的に閉扉動作が行われる。この際、上記と同様に、別途の蝶番がエアクッション作用で閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３５】
そして、人為的な閉扉動作で、開扉状態にある扉を回動して前記所定高さに対応する回転角度まで戻すと、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合が復帰して係合部２５１と円筒体２６の係合が復帰する。前記復帰は収縮された圧縮コイルバネ２８による円筒体２６の下方への押圧でスムーズに行われ、前記嵌合或いは係合の復帰により、収縮状態である圧縮コイルバネ２８の復元力が解放され、圧縮コイルバネ２８の伸長で円筒体２６が下方へ付勢され、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２が嵌合状態を維持しながら円筒体２６が回転せずに下方へ移動する。上記と同様に、円筒体２６の下降に連動して自動的に閉扉動作が行われ、エアクッション作用を有する別途の蝶番が閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３６】
次に、本発明に於ける第２実施例の蝶番１ｂについて説明する。図４に示す第２実施例の蝶番１ｂは、シリンダー２２内に圧縮コイルバネ２８が収容されておらず、閉扉動作の緩衝機能を担う蝶番であり、例えば第１実施例の蝶番１ａの様に自動閉扉機能を担う蝶番と組にして使用し、自動閉扉機構を構成するものである。尚、第２実施例の蝶番１ｂ自体に、シリンダー２２内に圧縮コイルバネ２８を収容する等により自動閉扉機能をも担わせてもよい。又、第１実施例の蝶番１ａの各部と同一構成の部分については図に同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
第２実施例の蝶番１ｂの操作ロッド４の下端には、第１実施例に於ける操作ロッド４の雄ねじ部４１から下方へ突出した部分はなく、その下端にまで雄ねじ部４１が設けられている。雄ねじ部４１には、その内周面に雌ねじが螺刻された略有底円筒形のピストン５が螺合されており、操作ロッド４或いはその雄ねじ部４１の回動に連動してピストン５がシリンダー２２内を上下方向へ摺動するように配置されている。ピストン５の略上端位置には凹部５１が２箇所など複数箇所形成され、凹部５１内にはそれぞれ球体５２が転動可能に配設されている。他方、シリンダー２２の内壁には上下方向へ凹溝２２１が二条など複数条凹部５１に対応して形成され、球体５２は凹部５１と凹溝２２１とに部分的に突出して係合し、球体５２が凹部５１に保持されながら凹溝２２１に沿って転動し、ピストン５が回転せずにシリンダー２２内をスムーズに上下に滑動する構成である。
【００３８】
尚、ピストン５を回転させずに操作ロッド４の回動とピストン５の昇降を連動する構成は、例えばピストン５及びピストン５が上下するシリンダー２２の内壁部分を平面視四角形等の非円形にする構成、或いはピストン５の外周の長手方向に形成した凸条若しくは凹溝と、シリンダー２２の内壁に長手方向に形成した凹溝若しくは凸条とを嵌合する構成など適宜である。
【００３９】
シリンダー２２の下端には、略ドーナツ形のキャップ６が外周に螺刻された雄ねじをシリンダー２２下端の内周に螺刻された雌ねじに螺合して固設されており、キャップ６の螺合部分の下端にはオーリング６１が設けられ、シリンダー２２内でピストン５とキャップ６間に流入するエアの前記螺合部分からの流出を防ぎ気密性を保持している。図５に示すように、キャップ６の内周には雌ねじ６３が螺刻され、前記雌ねじ６３とその外周に螺刻された雄ねじ７６を螺合して、キャップ６の内側に略円筒形の内装部７が取り付けられている。
【００４０】
内装部７は小径の上部７１と大径の下部７２とからなり、内装部７の内側には先窄まりになって径が小さいエア流入孔７３が形成され、エア流入孔７３の下方には防塵等のためのフィルター７４が配設され、エア流入孔７３上にはバルブ板７５が載置されており、バルブ板７５がピストン５の上昇に伴うシリンダー２２内の減圧で浮き上がり、前記減圧で内装部７の下端のエア吸入口から吸入されたエアがフィルター７４を介してエア流入孔７３に導入され、内装部７とバルブ板７５の隙間を通って内装部７の上端からシリンダー２２内にエアが流入するようになっている。
【００４１】
キャップ６内周の雌ねじ６３と内装部７外周の雄ねじ７６が螺合している部分の下端には、その内周径が内装部７の上部７１の外径と同一径であるオーリング８が嵌め込まれ、同様にオーリング８の下にワッシャー８１が嵌め込まれており、オーリング８及びワッシャー８１はキャップ６の内側下面６２と内装部７の下部７２の上面７２１間に配置されている。前記構成により、エアの流出時にはピストン５の下降によるシリンダー２２内の加圧により、バルブ板７５がエア流入孔７３に押し付けられて塞がれると共に、オーリング８により流出量を抑制されながらキャップ６と内装部７が螺合されているネジ溝を通ってエアが徐々に流出するようになっている。
【００４２】
前記ネジ溝を通って流出するエアの流出量は、内装部７のキャップ６への螺合する強さや、前記螺合する強さに応じたオーリング８及びワッシャー８１へのキャップ６の内側下面６２と内装部７の下部７２の上面７２１による狭持強さによって変化するので、エアの流出量が最適量になるように調整して所望の強さで内装部７がキャップ６に螺合されている。前記構成では、エアの流出経路の最も狭い部分である螺合部分の外方にエアの流出量を抑制するオーリング８等が設けられているので、エア詰まりが発生することを防止し或いは極力少なくとすることが可能であると共に、万一流出するエアが詰まった場合にも内装部７の螺合を緩めるのみで簡単にエア流出量を最適量に調整することが可能であり、前記螺合をきつくする或いは緩めることで自在にエア流出量を調整できる。尚、シリンダー２２内へ外部からエアを流入させ、シリンダー２２内から外部へ流出量を抑制しながらエアを流出させる弁手段は上記構成に限定されるものではない。
【００４３】
第１実施例の蝶番１ｂを使用する際には、例えば第１実施例の蝶番１ａなど自動閉扉機能を担う別の蝶番と組にして使用し、蝶番１ｂの一方の羽根板２を扉枠に取り付け、他方の羽根板３を扉に取り付けると共に、自動閉扉機能を担う別の蝶番も同様に一方と他方の羽根板を扉枠と扉に取り付け、閉扉動作の緩衝機能を有する自動閉扉機構を構成する。
【００４４】
第２実施例の蝶番１ｂは、扉が閉じている状態でピストン５が最下部に位置しており、扉を開ける動作に応じ、他方の羽根板３及び操作ロッド４及びその雄ねじ部４１が周方向に回動し、その回動に連動してピストン５は上昇する。ピストン５は、球体５２が凹部５１に保持されながら凹溝２２１に沿って転動するので回転せずにシリンダー２２内を上昇する。ピストン５の上昇動作に伴ってシリンダー２２内のキャップ６及び内装部７とピストン５間が減圧され、減圧に伴ってバルブ板７５が浮き上がり（図５参照）、シリンダー２２内のキャップ６及び内装部７とピストン５と間にエア流入孔７３からエアが流入していきエア溜まりが増加し或いは形成される。
【００４５】
そして、別途の蝶番により、例えば圧縮コイルバネ２８の復元力等で自動閉扉動作が行われると、蝶番１ｂの他方の羽根板３及び操作ロッド４及びその雄ねじ部４１が開扉時と逆に周方向へ回動し、その回動に連動して球体５２と凹溝２２１の係合で回転せずにピストン５は下降していく。ピストン５が下降する過程ではシリンダー２２内のエアが流出するが、キャップ６と内装部７の螺合部分であるエアの流出経路は適切な量を流出可能にオーリング８で塞がれていることからエアの流出速度は所望量に抑制される。そして、ピストン５はエア溜まりのエアを圧縮して徐々に流出しながら下降し、抑制しながらのエア流出によりエアクッション作用を発揮し、別途の蝶番による自動閉扉動作の動きは緩やかに行われ閉扉時の衝撃を緩衝する。最終的には、扉が閉まることで、ピストン５は再度シリンダー２２内に最下端まで下降し、シリンダー２２内のエア溜まりが減少或いは消滅する。
【００４６】
尚、上記蝶番１ａ、１ｂの各部の素材には適宜のものを採用することが可能であり、例えば円筒体２６やピストン５の素材に金属を採用してもよいが、強化樹脂等の樹脂を採用すると、蝶番１ａ、１ｂや円筒体２６、ピストン５の高い強度が得られると共に軽量化を図ることができて好適である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の自動閉扉蝶番、自動閉扉機構或いは自動閉扉機構に於ける蝶番は上記構成であるから、簡単な構造で容易且つ低コストで製造することができ、小型化・軽量化や省スペース化を図ることができ、又、例えば油漏れが生じて周囲を汚すことが無い等のエアクッション作用を利用した自動閉扉機構の有利性を生かしつつ、扉の開動作や例えば緩衝されながらの閉動作をよりスムーズに行うことができるという効果を奏する。
【００４８】
また、円筒体が所定高さに上昇した際に係合部の係合から解放して円筒体の上昇を停止し、所定高さに位置する円筒体を係合部に係合することでバネの復元力により円筒体が下降を開始する構成により、例えば扉の所定角度以上の回動で前記係合を解放しドアの開状態を維持することができると共に、扉の回動角度を所定未満とすることで前記係合を復帰し自動閉扉動作をすることができる。
【００４９】
また、前記構成は容易な加工で実現でき、扉の開動作や閉動作のスムーズさを向上できると共に、例えば円筒体の内方で係合部と係合することにより、円筒体やピストンの外方で回り止めの係合をした場合にシリンダーの係合箇所等が削れる等の事態を防止でき、高度な耐久性を有する。
【００５０】
また、シリンダー内から外へのエアの流出経路の最狭部分よりも外方に流出抑制部材を設けることにより、エアの流出量を確実に所定量に抑制し、エア詰まり等が生ずることが無く、良好なエアクッション効果を得ることができる。また、前記外方に設けることにより、エア流出量を最適な量へ簡単に調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の蝶番を示す縦断面図。
【図２】（ａ）図１のＡ−Ａ線矢視横断面図。
（ｂ）図１の蝶番に於ける円筒体と係合部の係合箇所を示す部分縦断面図。
【図３】（ａ）図１のＡ−Ａ線矢視に対応する変形例の横断面図。
（ｂ）変形例の円筒体と係合部の係合箇所を示す部分縦断面図。
【図４】第２実施例の蝶番を示す縦断面図。
【図５】図４の蝶番に於ける弁手段を示す部分縦断面図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 蝶番
２、３ 羽根板
２２ シリンダー
２２１ 凹溝
２４、２５ キャップ
２５１ 係合部
２５１ａ 支持部
２５１ｃ 凹溝
２５１ｄ 上面
２６ 円筒体
２６１ 貫通孔
２６２ 嵌合溝
２７ 球体
２８ 圧縮コイルバネ
４ 操作ロッド
４１ 雄ねじ部
５ ピストン
５１ 凹部
５２ 球体
６ キャップ
６２ 内側下面
６３ 雌ねじ
７ 内装部
７２１ 上面
７３ エア流入孔
７５ バルブ板
７６ 雄ねじ
８ オーリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば玄関ドア等の開閉扉に用いる蝶番など、閉扉動作を自動的に行わせる自動閉扉蝶番、自動閉扉機構及び自動閉扉機構に於ける蝶番に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、玄関ドア等の開閉扉に用いる蝶番などにおいて、開閉扉を開いた時には前記扉を自動的に閉じる方向に回動させる自動閉扉手段と、閉扉時の衝撃を緩和する緩衝手段を備えたものが知られている。前記自動閉扉手段としてはコイルばねの復元力を利用したものが多く、また前記緩衝手段としては油圧ピストンシリンダーを利用したものが多く用いられており、更に近年では緩衝手段として空気を利用したものが提案されている。
【０００３】
特開平９−１８４３５４号には、各葉板の筒継手が軸の外周面でそれぞれ滑合する蝶番において、第１葉板を一方向へ回動したとき、第１筒継手と軸の間に形成したカム手段を介して軸が軸線方向に移動し、筒継手内に内蔵するバネを圧縮し、筒継手内の弁装置によって遮閉された空気室内の空気を放出し、更に第１葉板に与えている回動力を解除したとき、バネの復元力により軸が他方向に移動し、軸の移動によりカム手段を介して第１葉板を他方向に回動させると共に、空気室内に弁装置を介して空気を低速吸入し、バネを低速で復元させる構造のダンパー付蝶番構造が開示されている。
【０００４】
また、特開平１１−０５０７３８号には、捻りコイルばねで付勢された回転軸に一体的に螺旋状カムを設け、それに相対する螺旋状カムに一体的にピストン部を設けると共にばねで付勢し、シリンダー部に繊細な穴を設けて、そこを流出する空気の抵抗によってダンパー機能を持たせることにより、又は、捻りコイルばねを用いず、ピストン部を有するカムを付勢するばねのみで、回転力とダンパー機能を併せ持つ蝶番が開示されている。
【０００５】
また、特開２０００−１３６６６９号には、蝶番を構成する一対の羽根板の一方に筒状のシリンダを一体的に設け、そのシリンダ内に他方の羽根板の回転動作に連動して進退するピストンを設けると共に、開扉時のピストンの前進動作によって収縮する圧縮コイルばねを上記シリンダ内に収容配置し、その圧縮コイルばねの復元力によるピストンの戻し動作に連動して上記他方の羽根板を閉扉方向に回動させると共に、上記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閉扉時の衝撃を緩衝する自動閉扉機構が開示されている。
【０００６】
上記のような空気のエアクッション作用を利用した緩衝機能付き自動閉扉機構は、簡単な構造で容易且つ低コストで製造することが可能であり、又小型化や省スペース化を図ることが可能であり、更には油漏れが生じて周囲を汚すことが無い等の有利性を有するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記したような自動閉扉機構は、扉の開動作や緩衝されながらの閉動作のスムーズさに欠け、実際に顧客に受け入れられる製品として、未だ十分なものではなかった。例えば、エアクッション作用を利用した自動閉扉機構の有利性を生かしつつ、扉の開動作や緩衝されながらの閉動作をよりスムーズに行うことができる自動閉扉機構が切望されていた。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、簡単な構造で容易且つ低コストで製造することができ、小型化・軽量化や省スペース化を図ることができ、又、例えば油漏れが生じて周囲を汚すことが無い等のエアクッション作用を利用した自動閉扉機構の有利性を生かしつつ、扉の開動作や例えば緩衝されながらの閉動作をよりスムーズに行うことができる自動閉扉蝶番、自動閉扉機構及び自動閉扉機構に於ける蝶番を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動閉扉蝶番は、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内に略円筒形である円筒体を収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該円筒体を係合し、他方の羽根板の回動と該円筒体の昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該シリンダー内に開扉時の該円筒体の上昇によって収縮されるバネを配設し、該バネの復元力による該円筒体の下降に連動して他方の羽根板が閉扉方向に回動する自動閉扉蝶番であって、該円筒体の内方で且つ該操作ロッドの略下方に設けられる係合部と該円筒体を直接的若しくは間接的に係合し、該円筒体が所定高さに上昇した際に該円筒体が該係合部の係合から解放されて上昇を停止し、所定高さに位置する該円筒体が該係合部に係合されることで該バネの復元力により該円筒体が下降を開始する構成であることを特徴とする。尚、係合部と円筒体の係合の構成は、本発明の趣旨の範囲内で適宜である。
【００１０】
さらに、本発明の自動閉扉蝶番は、前記係合部は上下方向へ延びる凹溝が形成された略柱状若しくは略有底筒状であると共に、前記円筒体に内周面で凹んでいる凹部若しくは貫通孔を形成し、該凹部若しくは該貫通孔に転動可能に配置した球体が該凹溝に係合することにより該係合部と該円筒体を係合することを特徴とする。前記球体を介した間接的な係合による構成は、簡単な構造で耐久性に優れ、扉の開閉動作をスムーズにすることが可能である。前記係合部の上部には、係合を解放した球体が周方向に転動可能な経路を設けると好適である。
【００１１】
さらに、本発明の自動閉扉蝶番は、前記係合部は平面視外形が非円形である略柱状若しくは略有底筒状であると共に、前記円筒体の内面に下端から上下方向へ延びる嵌合溝を形成し、該係合部と該嵌合溝の嵌合により該係合部と該円筒体を係合することを特徴とする。前記係合部と嵌合溝の嵌合による直接的な係合の構成は、簡単な構造で耐久性に優れ、扉の開閉動作をスムーズにすることが可能である。前記係合部の平面視外形は、例えば略楕円形など角が無い形状とすると、円筒体と係合部の係合の解放及び復帰が一層スムーズとなってより好適である。
【００１２】
さらに、本発明の自動閉扉蝶番は、前記円筒体は前記シリンダー内に略気密な空間を形成可能であり、該円筒体の下降による該シリンダー内のエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝することを特徴とする。バネの復元力で自動閉扉動作をする自動閉扉蝶番がエアクッション作用による衝撃緩衝機能を有する構成とすることにより、自動閉扉機能と衝撃緩衝機能の双方の機能を有する単独の蝶番とすることができる。
【００１３】
また、本発明の自動閉扉機構は、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内に円筒体を収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該円筒体を係合し、他方の羽根板の回動と該円筒体の昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該シリンダー内に開扉時の該円筒体の上昇によって収縮されるバネを配設し、該バネの復元力による該円筒体の下降に連動して他方の羽根板が閉扉方向に回動すると共に、該円筒体の内方で且つ該操作ロッドの下方に設けられる係合部と該円筒体を直接的若しくは間接的に係合し、該円筒体が所定高さに上昇した際に該円筒体が該係合部の係合から解放されて上昇を停止し、所定高さに位置する該円筒体が該係合部に係合されることで該バネの復元力により該円筒体が下降を開始する構成である第一の蝶番と、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内にピストンを収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該ピストンを係合し、他方の羽根板の回動と該ピストンの昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該ピストンの下降によるエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝する第二の蝶番とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の自動閉扉機構に於ける蝶番は、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内にピストンを収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該ピストンを係合し、他方の羽根板の回動と該ピストンの昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該ピストンの下降によるエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝する自動閉扉機構に於ける蝶番であって、該シリンダーの流出経路の最狭部分よりも外方に流出抑制部材を設けることを特徴とする。例えばシリンダーの下端にシリンダー内へのエアの流入経路と流出経路を別途に有する弁手段を設け、流出経路の最狭部分よりも外方に流出抑制部材を設ける。
【００１５】
さらに、本発明の自動閉扉機構に於ける蝶番は、前記流出経路の最狭部分が螺合しているネジ溝の隙間であり、該ネジ溝の下部に前記流出抑制部材としてオーリングを設けることを特徴とする。流出経路に螺合しているネジ溝の隙間を用いると、抑制しながらのエアの流出量を最適な量に調整することが可能になり且つ別段に流出経路を設けることが不要となって好適であり、又、流出抑制部材としてネジ溝の下部にオーリングを用いると、単純な構造で容易且つ確実にエア流出量を所望量に調整可能となって好適である。
【００１６】
尚、各発明に於ける部分的な構成は適宜他の発明の構成に追加或いは変更等することが可能であり、又、本発明の趣旨の範囲内で部分的な構成を削除したものも本発明に含まれる。また、操作ロッドと円筒体若しくはピストンとの係合は、例えば操作ロッドの雄ねじと円筒体の内周面若しくはピストンの内周面の雌ねじとの螺合による直接的な係合や、操作ロッド或いは円筒体若しくはピストンにカム溝を形成し、対応する円筒体若しくはピストン或いは操作ロッドに係合体又は突出する球体を設け、カム溝と係合体若しくは球体で直接的若しくは間接的に係合する係合など適宜である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明について、自動閉扉機構に於ける蝶番の図に於ける実施形態に基づき説明する。尚、本発明の自動閉扉機構では、自動閉扉機能を担う蝶番と閉扉動作の緩衝機能を担う蝶番を組として用い、或いは自動閉扉機能と閉扉動作の緩衝機能の双方を有する蝶番を用い、後述する蝶番はそれぞれ自動閉扉機能と閉扉動作の緩衝機能の双方を有する蝶番に構成することが可能であり、又使用する蝶番の個数は適宜である。
【００１８】
図１に示す第１実施例の蝶番１ａは、自動閉扉機能を担う蝶番であり、例えばエアクッション作用により閉扉動作の緩衝機能を担う別の蝶番と組にして使用し、自動閉扉機構を構成するものである。尚、第１実施例の蝶番１ａ自体に、エアをシリンダー内に流入・流出させエアクッション作用による閉扉動作の緩衝機能をも担わせてもよい。蝶番１ａは、図１に示すように、金属やプラスチック等からなる一方の羽根板２と他方の羽根板３との一対を有し、各羽根板２・３に形成された取付孔２１・３１に例えば皿ねじ等を挿通して、一方の羽根板２を扉枠等に取り付け、他方の羽根板３を開閉扉等に取り付けるものである。
【００１９】
一方の羽根板２には円筒状のシリンダー２２が一体的に設けられ、シリンダー２２の上端及び下端にはそれぞれネジ溝が形成されており、その上端には略リング状のキャップ２４が螺合して固設され、その下端には略リング状のキャップ２５が螺合して固設されている。キャップ２４には上面にリング状の凹み部分が形成され、前記凹み部分にはボールベアリング２４１が配設されていると共に、キャップ２４及びボールベアリング２４１には略円柱状の操作ロッド４が回転可能に挿通されている。
【００２０】
他方の羽根板３には略円筒状の筒部３２が一体的に設けられており、筒部３２の内部に略有底円筒形を逆さにした回動補助部３３が固設され、回動補助部３３の内部で操作ロッド４の上部が回動補助部３３に固定され、他方の羽根板３と操作ロッド４は固定状態で一体として回動するようになっている。回動補助部３３の一部はボールベアリング２４１の内方に入り込んでおり、回動補助部３３の下面がボールベアリング２４１のボールで支持され、そのボールの転動により羽根板３、筒部３２、回動補助部３３、操作ロッド４の回動が補助されスムーズに回動する構成である。
【００２１】
操作ロッド４のシリンダー２２内に収容される部分には、その下端部以外に他の箇所より長径の雄ねじ部４１が形成され、雄ねじ部４１の外周面には螺旋状に雄ねじが螺刻されており、雄ねじ部４１の上面はシリンダー２２の上端のキャップ２４の下に配設されたワッシャー２９２に当接している。又、シリンダー２２の下端のキャップ２５には、上方に突出して略有底円筒形の係合部２５１が設けられ、雄ねじ部４１の下面は係合部２５１の後述する支持部２５１ａの上面に当接している。操作ロッド４の下端部は後述する係合部２５１の内側の支持穴２５１ｂに挿入され、操作ロッド４は前記穴２５１ｂで回転可能に支持されている。
【００２２】
キャップ２５は、図２に示すように、略円盤状の基台２５２の上部に、上方へ突出して略有底円筒形の係合部２５１が一体として形成されているものであり、基台２５２の外周面の略上部には、シリンダー２２の下端の雌ねじに螺合するための雄ねじが螺刻されている。係合部２５１の外周は雄ねじ部４１の外周より極僅かに小径であり、係合部２５１の上部には係合部２５１より小径でリング状の支持部２５１ａが形成され、又、その内側には操作ロッド４の下端部と形状が略同一である支持穴２５１ｂが形成されている。更に、係合部２５１の外面には平面視弧状で上下方向に延びる凹溝２５１ｃが対向位置に二条形成され、凹溝２５１ｃは係合部２５１の所定高さから係合部２５１の上面２５１ｄまで形成されている。支持部２５１ａの外周は、凹溝２５１ｃの最深部と略同一の位置或いは凹溝２５１ｃの最深部より若干内側に位置して形成されており、その高さは後述する球体２７の径と略同一である。
【００２３】
操作ロッド４の雄ねじ部４１の略下端と係合部２５１の外側には、図１及び図２に示すように、円筒体２６が周設されている。円筒体２６の内周面には雄ねじ部４１の雄ねじと対応する雌ねじが螺刻されており、前記雄ねじと前記雌ねじは螺合され、操作ロッド４或いはその雄ねじ部４１の回動と円筒体の昇降が連動するようになっている。円筒体２６の略下端位置には対向する位置に２つの貫通孔２６１が形成され、各貫通孔２６１は係合部２５１の凹溝２５１ｃにそれぞれ対応し、各貫通孔２６１には球体２７がそれぞれ転動可能に配設されている。円筒体２６の外側には、円筒体２６の外周径とほぼ同一か或いは前記外周径より極僅かに大きい内周径を有する円筒状の調整部材２９１が周設されており、球体２７の径は円筒体２６の周壁の厚さより大きく、貫通孔２６１に配設される球体２７が対応する凹溝２５１ｃの突出して凹溝２５１ｃに沿って上下に転動するようになっており、係合部２５１或いはその凹溝２５１ｃは球体２７を介して間接的に円筒体２６に係合されている。尚、凹溝２５１ｃ、貫通孔２６１、球体２７の個数は適宜である。
【００２４】
円筒体２６の上端面の上にはワッシャー２９３が配設されていると共に、キャップ２４の下面の下にはワッシャー２９２が配設され、ワッシャー２９２とワッシャー２９３との間には圧縮コイルバネ２８が収容して設けられている。圧縮コイルバネ２８は開扉時の操作ロッド４の回動と連動する円筒体２６の上昇によって収縮し、その復元力によって円筒体２６を下降させ、その下降動作と連動する操作ロッド４の閉扉方向の回動を生起するものである。
【００２５】
第１実施例の蝶番１ａを使用する際には、例えば後述するエアクッション作用により閉扉動作時の衝撃を緩衝する第２実施例の蝶番１ｂなど、閉扉動作の緩衝機能を担う別の蝶番と組にして使用し、蝶番１ａの一方の羽根板２を扉枠に取り付け、他方の羽根板３を扉に取り付けると共に、緩衝機能を担う別の蝶番も同様に一方と他方の羽根板を扉枠と扉に取り付け、閉扉動作の緩衝機能を有する自動閉扉機構を構成する。
【００２６】
蝶番１ａが取り付けられた扉が閉じている状態では、圧縮コイルバネ２８が伸長して円筒体２６を下方に付勢し、円筒体２６の下端面はシリンダー２２内でキャップ２５の基台２５２の上面上に位置している。この際、円筒体２６の貫通孔２６１に転動可能に配設されている球体２７は、係合部２５１の凹溝２５１ｃの略下端位置に於いて凹溝２５１ｃ内に突出している。
【００２７】
そして、扉を開ける動作に応じ、他方の羽根板３の回動に伴って操作ロッド４及び雄ねじ部４１が周方向に回動し、雄ねじ部４１に内周面の雌ねじが螺合された円筒体２６は雄ねじ部４１の回動に連動して上昇する。円筒体２６は、球体２７が係合部２５１の凹溝２５１ｃに突出して係合していることから周方向に回転不能であり、球体２７が貫通孔２６１内に保持されながら凹溝２５１ｃに沿って上方へ転動することにより、円筒体２６は回転せずに上方へ移動し、円筒体２６の上昇に応じて圧縮コイルバネ２８が収縮されて行くことになる。
【００２８】
その後、扉の開動作に伴って円筒体２６が所定高さまで上昇すると、球体２７は突出している凹溝２５１ｃの係合から解放され、図２に示すように、貫通孔２６１に保持された球体２７は係合部２５１の上面２５１ｄ及び支持部２５１ａの外周面及び雄ねじ部４１の下端面及び円筒体２６の内周面で囲まれるリング状の経路空間に突出し、前記所定高さに対応する回転角度以上の開扉動作の回動に対しては、雄ねじ部４１の回動に伴って前記経路空間に突出する球体２７が周方向に移動して円筒体２６が周方向に回動或いは空転する。円筒体２６は球体２７が凹溝２５１ｃに入り込んで係合しない限り所定高さに維持され、前記所定高さに対応する回転角度以上に扉が回動された状態では、開扉状態が維持される。
【００２９】
他方に於いて、前記所定高さに対応する回転角度に達しない扉の回動に対しては、球体２７は係合から解放され前記経路空間に突出することなく、凹溝２５１ｃに係合されたままであるから、人為的な開扉動作を終了すると、収縮された圧縮コイルバネ２８の復元力で円筒体２６は下方に付勢され、凹溝２５１ｃに突出する球体２７が凹溝２５１ｃに沿って下方に転動し、円筒体２６の下降に連動して雄ねじ部４１、操作ロッド４、他方の羽根板３が閉扉方向に回動し、自動的に閉扉動作が行われる。この際、本実施例では別途の蝶番が、開扉動作でシリンダー内にエアを流入し、閉扉動作でシリンダー内のエアをピストンで圧縮して流出量を抑制しながら流出することにより、エアクッション作用で閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３０】
そして、人為的な閉扉動作で、開扉状態にある扉を回動して前記所定高さに対応する回転角度まで戻すと、前記経路空間に突出する球体２７の凹溝２５１ｃへの係合が復帰する。球体２７の凹溝２５１ｃへの係合の復帰は、球体２７が配設されている円筒体２６が収縮された圧縮コイルバネ２８で下方に押圧されていることからスムーズに行われる。球体２７の凹溝２５１ｃへの係合の復帰により、収縮状態である圧縮コイルバネ２８の復元力が解放され、圧縮コイルバネ２８の伸長で円筒体２６が下方へ付勢され、凹溝２５１ｃへ突出する球体２７が凹溝２５１ｃに沿って下方へ転動しながら、円筒体２６が回転せずに下方へ移動していく。上記と同様に、円筒体２６の下降に連動して雄ねじ部４１、操作ロッド４、他方の羽根板３が閉扉方向に回動し、自動的に閉扉動作が行われ、エアクッション作用を有する別途の蝶番が閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３１】
また、円筒体２６と係合部２５１との係合は、直接的な係合或いは間接的な係合とすることができ、その係合の仕方は適宜であり、上記例の如く球体２７を介した係合に限定されず、例えば図３の変形例に示すような係合としてもよい。図３のキャップ２５は、外周面に雄ねじが螺刻された略円盤状の基台２５２の上部に、上方へ突出して支持穴２５１ｂを有する略有底楕円筒形の係合部２５１が一体として形成されているものであり、係合部２５１の平面視外形の略楕円の長径は円筒体２６の内周径より長く形成され、その短径は円筒体２６の内周径より短く形成されている。又、上記例と同様に、円筒体２６の内周面には雄ねじ部４１の雄ねじと螺合する雌ねじが螺刻されていると共に、その内周面には対向する位置に、係合部２５１の長径部分が嵌合される前記長径部分と略同一形状の嵌合溝２６２が形成され、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２が嵌合し係合部２５１と円筒体２６が係合している。尚、係合部２５１と嵌合溝２６２の平面視外形は非円形であれば略楕円以外でも適宜であり、嵌合或いは係合をスムーズにするため角がない形状とすると好適である。
【００３２】
前記変形例で係合する蝶番１ａは、上記球体２７で係合する蝶番１ａと同様の仕方で使用して自動閉扉機構を構成し、扉が閉じている状態に於ける変形例の蝶番１ａでは、圧縮コイルバネ２８の伸長で下方に付勢されている円筒体２６の下端面が基台２５２の上面上に位置し、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２が嵌合している。そして、扉を開ける動作に応じ、操作ロッド４及びその雄ねじ部４１が周方向に回動し、その回動に連動して円筒体２６は上昇する。円筒体２６は係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合状態を維持したまま周方向に回転せずに上方へ移動し、円筒体２６の上昇に伴って圧縮コイルバネ２８が収縮されて行くことになる。
【００３３】
その後、扉の開動作に伴って円筒体２６が所定高さまで上昇すると、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合が外れて嵌合が解放されることにより、係合部２５１と円筒体２６の係合が解放され、前記所定高さに対応する回転角度以上の開扉動作の回動に対しては、雄ねじ部４１の回動に伴って円筒体２６が周方向に回動或いは空転する。円筒体２６は係合部２５１の長径部分が嵌合溝２６２に入り込んで嵌合し、係合部２５１と円筒体２６の係合が復帰しない限り所定高さに維持され、前記所定高さに対応する回転角度以上に扉が回動された状態では開扉状態が維持される。
【００３４】
他方に於いて、前記所定高さに対応する回転角度に達しない扉の回動に対しては、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合が外れることなく、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合或いは係合部２５１と円筒体２６の係合は維持されることから、人為的な開扉動作を終了すると、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合を維持しながら収縮された圧縮コイルバネ２８の復元力で円筒体２６は下方に付勢されて移動し、円筒体２６の下降に連動して雄ねじ部４１、操作ロッド４、他方の羽根板３が閉扉方向に回動し、自動的に閉扉動作が行われる。この際、上記と同様に、別途の蝶番がエアクッション作用で閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３５】
そして、人為的な閉扉動作で、開扉状態にある扉を回動して前記所定高さに対応する回転角度まで戻すと、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２の嵌合が復帰して係合部２５１と円筒体２６の係合が復帰する。前記復帰は収縮された圧縮コイルバネ２８による円筒体２６の下方への押圧でスムーズに行われ、前記嵌合或いは係合の復帰により、収縮状態である圧縮コイルバネ２８の復元力が解放され、圧縮コイルバネ２８の伸長で円筒体２６が下方へ付勢され、係合部２５１の長径部分と嵌合溝２６２が嵌合状態を維持しながら円筒体２６が回転せずに下方へ移動する。上記と同様に、円筒体２６の下降に連動して自動的に閉扉動作が行われ、エアクッション作用を有する別途の蝶番が閉扉動作の動きを緩やかにし衝撃を緩衝する。
【００３６】
次に、本発明に於ける第２実施例の蝶番１ｂについて説明する。図４に示す第２実施例の蝶番１ｂは、シリンダー２２内に圧縮コイルバネ２８が収容されておらず、閉扉動作の緩衝機能を担う蝶番であり、例えば第１実施例の蝶番１ａの様に自動閉扉機能を担う蝶番と組にして使用し、自動閉扉機構を構成するものである。尚、第２実施例の蝶番１ｂ自体に、シリンダー２２内に圧縮コイルバネ２８を収容する等により自動閉扉機能をも担わせてもよい。又、第１実施例の蝶番１ａの各部と同一構成の部分については図に同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
第２実施例の蝶番１ｂの操作ロッド４の下端には、第１実施例に於ける操作ロッド４の雄ねじ部４１から下方へ突出した部分はなく、その下端にまで雄ねじ部４１が設けられている。雄ねじ部４１には、その内周面に雌ねじが螺刻された略有底円筒形のピストン５が螺合されており、操作ロッド４或いはその雄ねじ部４１の回動に連動してピストン５がシリンダー２２内を上下方向へ摺動するように配置されている。ピストン５の略上端位置には凹部５１が２箇所など複数箇所形成され、凹部５１内にはそれぞれ球体５２が転動可能に配設されている。他方、シリンダー２２の内壁には上下方向へ凹溝２２１が二条など複数条凹部５１に対応して形成され、球体５２は凹部５１と凹溝２２１とに部分的に突出して係合し、球体５２が凹部５１に保持されながら凹溝２２１に沿って転動し、ピストン５が回転せずにシリンダー２２内をスムーズに上下に滑動する構成である。
【００３８】
尚、ピストン５を回転させずに操作ロッド４の回動とピストン５の昇降を連動する構成は、例えばピストン５及びピストン５が上下するシリンダー２２の内壁部分を平面視四角形等の非円形にする構成、或いはピストン５の外周の長手方向に形成した凸条若しくは凹溝と、シリンダー２２の内壁に長手方向に形成した凹溝若しくは凸条とを嵌合する構成など適宜である。
【００３９】
シリンダー２２の下端には、略ドーナツ形のキャップ６が外周に螺刻された雄ねじをシリンダー２２下端の内周に螺刻された雌ねじに螺合して固設されており、キャップ６の螺合部分の下端にはオーリング６１が設けられ、シリンダー２２内でピストン５とキャップ６間に流入するエアの前記螺合部分からの流出を防ぎ気密性を保持している。図５に示すように、キャップ６の内周には雌ねじ６３が螺刻され、前記雌ねじ６３とその外周に螺刻された雄ねじ７６を螺合して、キャップ６の内側に略円筒形の内装部７が取り付けられている。
【００４０】
内装部７は小径の上部７１と大径の下部７２とからなり、内装部７の内側には先窄まりになって径が小さいエア流入孔７３が形成され、エア流入孔７３の下方には防塵等のためのフィルター７４が配設され、エア流入孔７３上にはバルブ板７５が載置されており、バルブ板７５がピストン５の上昇に伴うシリンダー２２内の減圧で浮き上がり、前記減圧で内装部７の下端のエア吸入口から吸入されたエアがフィルター７４を介してエア流入孔７３に導入され、内装部７とバルブ板７５の隙間を通って内装部７の上端からシリンダー２２内にエアが流入するようになっている。
【００４１】
キャップ６内周の雌ねじ６３と内装部７外周の雄ねじ７６が螺合している部分の下端には、その内周径が内装部７の上部７１の外径と同一径であるオーリング８が嵌め込まれ、同様にオーリング８の下にワッシャー８１が嵌め込まれており、オーリング８及びワッシャー８１はキャップ６の内側下面６２と内装部７の下部７２の上面７２１間に配置されている。前記構成により、エアの流出時にはピストン５の下降によるシリンダー２２内の加圧により、バルブ板７５がエア流入孔７３に押し付けられて塞がれると共に、オーリング８により流出量を抑制されながらキャップ６と内装部７が螺合されているネジ溝を通ってエアが徐々に流出するようになっている。
【００４２】
前記ネジ溝を通って流出するエアの流出量は、内装部７のキャップ６への螺合する強さや、前記螺合する強さに応じたオーリング８及びワッシャー８１へのキャップ６の内側下面６２と内装部７の下部７２の上面７２１による狭持強さによって変化するので、エアの流出量が最適量になるように調整して所望の強さで内装部７がキャップ６に螺合されている。前記構成では、エアの流出経路の最も狭い部分である螺合部分の外方にエアの流出量を抑制するオーリング８等が設けられているので、エア詰まりが発生することを防止し或いは極力少なくとすることが可能であると共に、万一流出するエアが詰まった場合にも内装部７の螺合を緩めるのみで簡単にエア流出量を最適量に調整することが可能であり、前記螺合をきつくする或いは緩めることで自在にエア流出量を調整できる。尚、シリンダー２２内へ外部からエアを流入させ、シリンダー２２内から外部へ流出量を抑制しながらエアを流出させる弁手段は上記構成に限定されるものではない。
【００４３】
第１実施例の蝶番１ｂを使用する際には、例えば第１実施例の蝶番１ａなど自動閉扉機能を担う別の蝶番と組にして使用し、蝶番１ｂの一方の羽根板２を扉枠に取り付け、他方の羽根板３を扉に取り付けると共に、自動閉扉機能を担う別の蝶番も同様に一方と他方の羽根板を扉枠と扉に取り付け、閉扉動作の緩衝機能を有する自動閉扉機構を構成する。
【００４４】
第２実施例の蝶番１ｂは、扉が閉じている状態でピストン５が最下部に位置しており、扉を開ける動作に応じ、他方の羽根板３及び操作ロッド４及びその雄ねじ部４１が周方向に回動し、その回動に連動してピストン５は上昇する。ピストン５は、球体５２が凹部５１に保持されながら凹溝２２１に沿って転動するので回転せずにシリンダー２２内を上昇する。ピストン５の上昇動作に伴ってシリンダー２２内のキャップ６及び内装部７とピストン５間が減圧され、減圧に伴ってバルブ板７５が浮き上がり（図５参照）、シリンダー２２内のキャップ６及び内装部７とピストン５と間にエア流入孔７３からエアが流入していきエア溜まりが増加し或いは形成される。
【００４５】
そして、別途の蝶番により、例えば圧縮コイルバネ２８の復元力等で自動閉扉動作が行われると、蝶番１ｂの他方の羽根板３及び操作ロッド４及びその雄ねじ部４１が開扉時と逆に周方向へ回動し、その回動に連動して球体５２と凹溝２２１の係合で回転せずにピストン５は下降していく。ピストン５が下降する過程ではシリンダー２２内のエアが流出するが、キャップ６と内装部７の螺合部分であるエアの流出経路は適切な量を流出可能にオーリング８で塞がれていることからエアの流出速度は所望量に抑制される。そして、ピストン５はエア溜まりのエアを圧縮して徐々に流出しながら下降し、抑制しながらのエア流出によりエアクッション作用を発揮し、別途の蝶番による自動閉扉動作の動きは緩やかに行われ閉扉時の衝撃を緩衝する。最終的には、扉が閉まることで、ピストン５は再度シリンダー２２内に最下端まで下降し、シリンダー２２内のエア溜まりが減少或いは消滅する。
【００４６】
尚、上記蝶番１ａ、１ｂの各部の素材には適宜のものを採用することが可能であり、例えば円筒体２６やピストン５の素材に金属を採用してもよいが、強化樹脂等の樹脂を採用すると、蝶番１ａ、１ｂや円筒体２６、ピストン５の高い強度が得られると共に軽量化を図ることができて好適である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の自動閉扉蝶番、自動閉扉機構或いは自動閉扉機構に於ける蝶番は上記構成であるから、簡単な構造で容易且つ低コストで製造することができ、小型化・軽量化や省スペース化を図ることができ、又、例えば油漏れが生じて周囲を汚すことが無い等のエアクッション作用を利用した自動閉扉機構の有利性を生かしつつ、扉の開動作や例えば緩衝されながらの閉動作をよりスムーズに行うことができるという効果を奏する。
【００４８】
また、円筒体が所定高さに上昇した際に係合部の係合から解放して円筒体の上昇を停止し、所定高さに位置する円筒体を係合部に係合することでバネの復元力により円筒体が下降を開始する構成により、例えば扉の所定角度以上の回動で前記係合を解放しドアの開状態を維持することができると共に、扉の回動角度を所定未満とすることで前記係合を復帰し自動閉扉動作をすることができる。
【００４９】
また、前記構成は容易な加工で実現でき、扉の開動作や閉動作のスムーズさを向上できると共に、例えば円筒体の内方で係合部と係合することにより、円筒体やピストンの外方で回り止めの係合をした場合にシリンダーの係合箇所等が削れる等の事態を防止でき、高度な耐久性を有する。
【００５０】
また、シリンダー内から外へのエアの流出経路の最狭部分よりも外方に流出抑制部材を設けることにより、エアの流出量を確実に所定量に抑制し、エア詰まり等が生ずることが無く、良好なエアクッション効果を得ることができる。また、前記外方に設けることにより、エア流出量を最適な量へ簡単に調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の蝶番を示す縦断面図。
【図２】（ａ）図１のＡ−Ａ線矢視横断面図。
（ｂ）図１の蝶番に於ける円筒体と係合部の係合箇所を示す部分縦断面図。
【図３】（ａ）図１のＡ−Ａ線矢視に対応する変形例の横断面図。
（ｂ）変形例の円筒体と係合部の係合箇所を示す部分縦断面図。
【図４】第２実施例の蝶番を示す縦断面図。
【図５】図４の蝶番に於ける弁手段を示す部分縦断面図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 蝶番
２、３ 羽根板
２２ シリンダー
２２１ 凹溝
２４、２５ キャップ
２５１ 係合部
２５１ａ 支持部
２５１ｃ 凹溝
２５１ｄ 上面
２６ 円筒体
２６１ 貫通孔
２６２ 嵌合溝
２７ 球体
２８ 圧縮コイルバネ
４ 操作ロッド
４１ 雄ねじ部
５ ピストン
５１ 凹部
５２ 球体
６ キャップ
６２ 内側下面
６３ 雌ねじ
７ 内装部
７２１ 上面
７３ エア流入孔
７５ バルブ板
７６ 雄ねじ
８ オーリング
Claims (7)
- 一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内に略円筒形である円筒体を収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該円筒体を係合し、他方の羽根板の回動と該円筒体の昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該シリンダー内に開扉時の該円筒体の上昇によって収縮されるバネを配設し、該バネの復元力による該円筒体の下降に連動して他方の羽根板が閉扉方向に回動する自動閉扉蝶番であって、該円筒体の内方で且つ該操作ロッドの略下方に設けられる係合部と該円筒体を直接的若しくは間接的に係合し、該円筒体が所定高さに上昇した際に該円筒体が該係合部の係合から解放されて上昇を停止し、所定高さに位置する該円筒体が該係合部に係合されることで該バネの復元力により該円筒体が下降を開始する構成であることを特徴とする自動閉扉蝶番。
- 前記係合部は上下方向へ延びる凹溝が形成された略柱状若しくは略有底筒状であると共に、前記円筒体に内周面で凹んでいる凹部若しくは貫通孔を形成し、該凹部若しくは該貫通孔に転動可能に配置した球体が該凹溝に係合することにより該係合部と該円筒体を係合することを特徴とする請求項１記載の自動閉扉蝶番。
- 前記係合部は平面視外形が非円形である略柱状若しくは略有底筒状であると共に、前記円筒体の内面に下端から上下方向へ延びる嵌合溝を形成し、該係合部と該嵌合溝の嵌合により該係合部と該円筒体を係合することを特徴とする請求項１記載の自動閉扉蝶番。
- 前記円筒体は前記シリンダー内に略気密な空間を形成可能であり、該円筒体の下降による該シリンダー内のエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝することを特徴とする請求項１、２又は３記載の自動閉扉蝶番。
- 一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内に円筒体を収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該円筒体を係合し、他方の羽根板の回動と該円筒体の昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該シリンダー内に開扉時の該円筒体の上昇によって収縮されるバネを配設し、該バネの復元力による該円筒体の下降に連動して他方の羽根板が閉扉方向に回動すると共に、該円筒体の内方で且つ該操作ロッドの下方に設けられる係合部と該円筒体を直接的若しくは間接的に係合し、該円筒体が所定高さに上昇した際に該円筒体が該係合部の係合から解放されて上昇を停止し、所定高さに位置する該円筒体が該係合部に係合されることで該バネの復元力により該円筒体が下降を開始する構成である第一の蝶番と、一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内にピストンを収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該ピストンを係合し、他方の羽根板の回動と該ピストンの昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該ピストンの下降によるエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝する第二の蝶番とを有する自動閉扉機構。
- 一対の羽根板の一方に設けられたシリンダー内にピストンを収容配置し、他方の羽根板に略上部を固定されている操作ロッドの略下部に直接的若しくは間接的に該ピストンを係合し、他方の羽根板の回動と該ピストンの昇降とを該操作ロッドを介して連動させ、該ピストンの下降によるエアクッション作用で閉扉時の衝撃を緩衝する自動閉扉機構に於ける蝶番であって、該シリンダーの流出経路の最狭部分よりも外方に流出抑制部材を設けることを特徴とする自動閉扉機構に於ける蝶番。
- 前記流出経路の最狭部分が螺合しているネジ溝の隙間であり、該ネジ溝の下部に前記流出抑制部材としてオーリングを設けることを特徴とする請求項６記載の自動閉扉機構に於ける蝶番。
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