JP4012330B2

JP4012330B2 - Self-closing hinge with stopper mechanism

Info

Publication number: JP4012330B2
Application number: JP01234399A
Authority: JP
Inventors: 正雄和氣
Original assignee: 美和ロック株式会社
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JP2000213231A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒンジ自体に扉を自動的に閉鎖する機能を備えると共に、扉を開いた状態を維持できる新規なストッパー機構付自動閉鎖ヒンジ（以下単に自動閉鎖ヒンジという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒンジや蝶番自体に扉を閉鎖する機能を付与したものとして、例えば蝶番に捩りコイルばねを組込んだ所謂ばね蝶番がある。
【０００３】
また、グラビティヒンジと称される蝶番は、扉枠側に固定された螺旋状のカム面を有する第１の立体カムと、扉側に固定されたこれも螺旋状の第２の立体カムとを面接合させ、扉を開くとき第２の立体カムのカム面を第１の立体カムのカム面に沿って乗り上がらせ、扉から手を離したとき自由になった扉を重力によって自動的に閉鎖するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した所謂ばね蝶番は、通常、蝶番の芯棒と外筒の間の小さなスペースにばねを組込まなければならないため、設計に制約が多く、作動の確実性に欠ける、という不都合がある。
【０００５】
また、グラビティヒンジは、扉を第１の立体カムの斜面に沿って持上げなければならないため、扉の上端縁と扉枠との間に大きな隙間を設けることを要し、通常の扉には適用が困難である、という不都合がある。
【０００６】
この発明は、クローザを用いずにヒンジ自体に扉を自動的に閉鎖する機能を有するばかりでなく、同様の機能を有する従来のヒンジの種々の不都合が無い自動閉鎖ヒンジを提供することを目的としている。
【０００７】
また、この発明の他の目的は、扉を開いた状態を維持できるストッパー機構付の自動閉鎖ヒンジを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、螺旋状のカム面及び螺旋軸に垂直な平面部を連設した支持体と、スラスト軸受け部を介して、この支持体に回動自在に、かつカム面の螺旋と同軸に支承された支持筒と、この支持筒の開口端部に摺動可能に嵌装され、外端に支持体のカム面と面接合する螺旋状のカム面を形成すると共に、支持筒の軸線回りの回動を拘束された遊動プラグと、支持筒内に弾装され、遊動プラグをカム面方向に付勢するばね部材とを有し、支持体と支持筒とを同軸に配設した状態で、扉の下端縁支持端部及び扉枠の一方に支持体を、他方に支持筒を夫々装着したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
なお、明細書に添付した図面の内、図１乃至図９は請求項１に記載したこの発明の第一実施例を、図１０乃至図２３はこの発明の第二実施例を夫々示している。
【００１０】
図１に示すように、この発明の第一実施例による自動閉鎖ヒンジＡは、図１における扉Ｄの左下隅部、すなわち扉Ｄの下端縁部でノブＫとは反対側の支持端縁部に装着されている。
【００１１】
そして、図示の実施例では、支持体１が扉枠２側に、支持筒３が扉Ｄ側に夫々装着されている。
【００１２】
なお、扉Ｄの上端縁部には、自動閉鎖ヒンジＡと同軸に、支軸がばねで扉枠２の軸受け部に自動的に投入されるタイプのピボットヒンジＰが設けられているが、このピボットヒンジＰの構造や機能は公知であるし、また後に説明するので此では更に詳細な説明は省略する。
【００１３】
上記支持体１は、図２及び図３に示すように、円錐台形の基盤４と、上面に螺旋状のカム面５及びこの螺旋軸に垂直な平面部１０を連設した立体カム６と、後述の遊動プラグを支持案内するための芯棒７とを同軸かつ一体に結合してなる。
【００１４】
図示の実施例におけるカム面５及び平面部１０は、図２において芯棒７の中心軸を通る水平線に関し上下対称に形成されている。それは、この自動閉鎖ヒンジを内開き及び外開きができる扉に適用するためである。
【００１５】
また、これは必ずしもこの発明の必須の構成要件ではないが、基盤４は例えば溶接により断面Ｌ字形の第１ブラケット８に一体に結合されている。
【００１６】
そして、この第１ブラケット８を扉枠２にねじ止めすることにより、支持体１を扉枠２に装着する。
【００１７】
一方、支持体の基盤４上には、図８に示すように、一端（下端）が開口した筒状の支持筒３がスラスト軸受け部９を介して載置されると共に、回動自在に支持、案内されている。
【００１８】
図示の実施例におけるスラスト軸受け部９は、円錐台をなす基盤４と、支持筒３の開口縁部に形成された面取り部１１とからなり、後述するように、これら基盤４と面取り部１１とを相互に摺接させることにより、扉の重量を支えると共に、扉の開閉運動の中心軸を形成している。
【００１９】
なお、これはこの発明の必須の構成要件ではないが、支持筒３の開口部には、図４及び図５に示すように、第２ブラケット１２が例えば溶接により一体に結合されていて、この第２ブラケット１２を扉Ｄの下端縁にねじ止めすることにより支持筒３を扉Ｄに装着する。
【００２０】
また、これもこの発明の必須の構成要件ではないが、上記第２ブラケット１２の垂直板部には、図４及び図５に示すように、縦長の突条１３が外向きに形成されており、これに対応して、上記第１ブラケット８の垂直板部には、図２に示すように、縦長の凹条１４が内向き、すなわち扉Ｄの拘束側の側端縁に向けて形成されている。
【００２１】
これら突条１３及び凹条１４は、一種のクリック装置或いはストッパーを構成し、扉閉鎖時相互に係合して（図８参照）、扉Ｄの閉鎖状態を準安定的に保つ。
【００２２】
なお、これら突条１３及び凹条１４によるクリック装置或いはストッパーは、必要に応じて扉の上端縁部にもう１組設けてもよいことは勿論である。
【００２３】
他方、上記支持筒３の開口端部には、図８に示すように、遊動プラグ１５が摺動可能に嵌装されている。
【００２４】
この遊動プラグ１５は、図６及び図７に示すように、支持体１に対向する外端（下端）に支持体１のカム面と同様の螺旋状のカム面５及び平面部１０を連設した円柱体であって、その外径は例えば支持体１の立体カム６の外径、及び支持筒３の内径とほぼ同じに設定されている。
【００２５】
また、この遊動プラグ１５には、その中心軸線に沿って、前記支持体の芯棒７（図３参照）に回転可能に被嵌されるガイド孔１６が形成されている。
【００２６】
更にまた、遊動プラグ１５の図７における上端部にはガイドピン１７が突設されており、このガイドピン１７は、支持筒３の一部にその母線方向に沿って開口する案内長孔１８（図５参照）に摺動可能に係合している（図８参照）。
【００２７】
上記した構成により、遊動プラグ１５は支持筒３の軸線方向には一定距離相対移動できるが、支持筒３の軸線回りの回動は拘束される。
【００２８】
また、図８に示すように、支持筒３の底板（図８では天井板）と遊動プラグ１５との間には、圧縮コイルばね等のばね部材１９が弾装されており、このばね部材１９の弾力により、遊動プラグ１５は支持体１に弾圧される方向に付勢されている。
【００２９】
上記した諸構成部材は、図８に示すように、扉枠２に固定された支持体の立体カム６上に、その芯棒７をガイド孔１６（図７参照）に差込んだ状態で遊動プラグ１５を載置し、ばね部材１９を介してこれらに支持筒３を被せるようにして、この発明の一実施例による自動閉鎖ヒンジを構成する。
【００３０】
なお、ばね部材１９の弾力は、例えば扉Ｄの重量の約半分以上で、扉Ｄの重量以下に設定する。
【００３１】
それは、後述するように、ばね部材１９の弾力が小さいとこのヒンジは通常のピボットヒンジになってしまうし、ばね部材１９の弾力が扉Ｄの重量より大きいと、支持筒３が基盤４から浮び上がってしまい、このヒンジが従来のグラビティヒンジと同じになってしまうからである。
【００３２】
上述したようにばね部材１９の弾力を扉Ｄの重量以下である程度以上に設定すると、図８から明らかなように、扉の重量は支持筒３、ばね部材１９、遊動プラグ１５を介して支持体１の基盤４に弾性的に担持されると共に、支持筒３及びスラスト軸受け部９を介して支持体１の基盤４に担持される。
【００３３】
この場合、ばね部材１９の弾力とスラスト軸受け部９の垂直方向の負荷を加えたものが扉Ｄの重量になる。
【００３４】
この発明による自動閉鎖ヒンジは、例えば図１のノブＫを握って手前に引けば、扉Ｄ側に装着された支持筒３は、図８に示すものを上方から見たとして、時計方向に回動する。
【００３５】
前記したように支持筒３に嵌装された遊動プラグ１５は支持筒３の軸線回りの相対回動を拘束されているから、遊動プラグ１５は支持筒３と一体的に支持体１の立体カム６に対し相対回動する。
【００３６】
その結果、遊動プラグ１５のカム面５は支持体１のそれと摺接しつつ、楔作用により上方に移動する方向に力を受ける。
【００３７】
そして、図９に示すように、ばね部材１９を押し縮めつつ立体カム６上に乗り上がっていく。
【００３８】
このときばね部材１９の弾力は増加するが、扉の重量を越えないので、支持筒３は支持体の基盤４から浮き上がらず、従って扉Ｄはグラビティヒンジのように上昇することはない。
【００３９】
扉口を人が出入りした後扉から手を離すと、支持体１の立体カム６に乗り上がった遊動プラグ１５に対し、ばね部材１９がこれを立体カム６に押圧するように弾力を及ぼす。
【００４０】
その結果、遊動プラグ１５は支持体１のカム面に沿って回動しながら滑り降り、回転方向においてこれと一体の支持筒３及び扉Ｄは閉鎖する方向に力を受けるので扉は自動的に閉鎖される。
【００４１】
これを正確に言うと、ばね部材１９の弾力の立体カム６の接線方向の分力が支持体１を回動させようとするが、支持体１は扉枠２に固定されているので、立体カム６からの反力により遊動プラグ１５は扉閉鎖方向に回転モーメントを受ける。
【００４２】
この回転モーメントは、ばね部材の弾力や立体カムの傾斜度等を調節することにより自由に設定できる。
【００４３】
一方、遊動プラグ１５のカム面５の最下部が図９に示す位置より左方に移動して立体カム６の平面部１０に乗り上がると、ばね部材２２の弾力は平面部１０に垂直に作用するのみで上記した楔作用は生じないから、ノブから手を離しても扉は閉じない。
【００４４】
この扉にストッパーがかかった状態は、扉を少し閉めて遊動プラグのカム面５を支持体１のそれに接合させることにより容易に解くことができる。
【００４５】
なお、図示の実施例では支持体１を扉枠２側に、支持筒３を扉Ｄ側に設けるものとしたが、扉枠２を深く掘り下げることを厭わなければこれらの取付箇所を逆にしてもよい。
【００４６】
また、支持体１と遊動プラグ１５とは面接触をするものとしたが、従来の立体カム装置のように従動側の遊動プラグ側にローラを設け（図示せず）、摩擦を減じるようにしてもよい。
【００４７】
次にこの発明の第二実施例を図１０乃至図２３を参照して説明する。
図１０に示すように、この発明の第二実施例による自動閉鎖ヒンジＡは、前記したこの発明の第一実施例におけると同様に、図１０における扉Ｄの左下隅部、すなわち扉Ｄの下端縁部でノブＫ（図１参照）とは反対側の支持端縁部に装着されている。
【００４８】
なお、扉Ｄの上端縁部には、自動閉鎖ヒンジＡと同軸に、支軸がばねで扉枠２の軸受け部に投入されるタイプのピボットヒンジＰが設けられており、このピボットヒンジＰの構造については後に説明する。
【００４９】
上記支持体１は、図１０乃至図１３に示すように、厚肉円板状の基盤４と、螺旋状のカム面５及び螺旋軸に垂直な平面部１０を連設した立体カム６とを同軸かつ一体に結合してなる。
【００５０】
上記各カム面５は、この自動閉鎖ヒンジを内外自由開き扉に適用するため、立体カム６の中心軸を見込む角度がほぼ平角（１８０度の角度）になるように設定され、上記中心軸を含む平面に関し面対称に形成されている。
【００５１】
そして、図１１において、時計盤面に換算して３時の角度位置がもっとも深く、時及び１２時の角度位置において平面部１０に接続するように形成されている。
【００５２】
また、図示の実施例では、上記立体カム６は厚肉の円筒を削り出したもので、この立体カム６を環状の基盤４に圧入し、或いは焼ばめし、又は溶接により両者を一体に結合する。
【００５３】
更にまた、これは必ずしもこの発明の必須の構成要件ではないが、基盤４は例えば溶接により断面Ｌ字形の第１ブラケット８に一体に結合されている。
【００５４】
そして、この第１ブラケット８を扉枠２にねじ止めすることにより、支持体１を扉枠２に装着する。
【００５５】
一方、支持体の基盤４上には、図１８に示すように、両端が開口した筒状の支持筒３がスラスト軸受け部９を介して載置されると共に、回動自在に支持、案内されている。
【００５６】
図示の実施例におけるスラスト軸受け部９は、厚肉円板状をなす基盤４と、支持筒３の下端部に一体に結合されたクリック箱２２の底板２３の一部とからなり、後述するように、これら基盤４と底板２３とを相互に摺接させることにより、扉の重量の一部を支えると共に、扉の開閉運動の中心軸を形成している。
【００５７】
なお、上記支持筒３は、扉Ｄにねじ止めされる上記クリック箱２２を介して、扉Ｄに装着される。
【００５８】
他方、上記支持筒３の下端開口端部付近には、図１８に示すように、遊動プラグ１５が摺動可能に嵌装されている。
【００５９】
この遊動プラグ１５は、図１４及び図１５に示すように、支持体１に対向する外端（下端）に支持体１のカム面と同様の螺旋状のカム面５及び平面部１０を連設した厚肉円柱体であって、その外径は例えば支持体１の立体カム６の外径、及び支持筒３の内径とほぼ同じに設定されている。
【００６０】
また、遊動プラグ１５の図１４における上端部にはガイドピン１７が突設されており、このガイドピン１７は、支持筒３の一部にその母線方向に沿って開口する案内長孔１８に摺動可能に係合している（図１４及び図１８参照）。
【００６１】
上記した構成により、遊動プラグ１５は支持筒３の軸線方向には一定距離相対移動できるが、支持筒３の軸線回りの回動は拘束される。
【００６２】
また、図１４及び図１８に示すように、支持筒３の上端開口縁には雌ねじ部が形成されており、この雌ねじ部には外周に雄ねじを刻設した第１ばね止め体２４が螺合している。
【００６３】
そして、この第１ばね止め体２４と遊動プラグ１５との間には、圧縮コイルばね等のばね部材１９が弾装されており、このばね部材１９の弾力により、遊動プラグ１５はそのカム面が支持体１のカム面５に弾圧される方向に付勢されている。
【００６４】
なお、支持筒３が支持体１に被嵌されていない単体の状態では、ばね部材１９の弾力により下方に付勢された遊動プラグ１５は、ガイドピン１７を介して、案内長孔１８の下端に係止される（図１４及び図１８参照）。
【００６５】
一方、図１４及び図１５に示すように、支持筒３の下方にはクリック箱２２が一体に結合されており、このクリック箱内には、図１７に示すように、一端（左端）に円弧状の係合部を形成した全体の形状が矩形のブロック体で、内側をくりぬいたクリック体２５が収納されている。
【００６６】
上記クリック体２５の側板の厚さを稼ぐため、図１６に示すように、支持筒３の内周面３ａを囲繞する支持筒実体部を一部切り欠いて、左右に実体部２２ａ、２２ａを残す外形小判形に成形する。
【００６７】
そして、この実体部２２ａ、２２ａの周囲にクリック体２５を収納する凹陥部２２ｂを形成する。
【００６８】
そして、クリック体２５の内側にくりぬきにより形成した開口の側板部は、図１７に示すように、上記クリック箱２２内の実体部２２ａ、２２ａ及びこれらに挟持される支持体の立体カム６との干渉を避けてしかも左右に移動できるように肉を盗む。
【００６９】
一方、図１４及び図１５に示すように、クリック箱２２の上記凹陥部２２ｂに水平なクリックばね収納孔２２ｃを連設し、このクリックばね収納孔２２ｃに例えば圧縮コイルばねによるクリックばね２６を弾装する。
【００７０】
図示の実施例では、このクリックばね収納孔２２ｃの外側（図１４及び図１５で右側）の開口端縁部には雌ねじが刻設されており、この雌ねじに外周に雄ねじを刻設した第２ばね止め体２７がその装着位置を調節可能に螺合している。
【００７１】
したがって、この第２ばね止め体２７とクリック体２５との間に弾装されたクリックばね２６は、第２ばね止め体２７の装着位置を変化させることによりその弾力を調整することができる。
【００７２】
上記した構成のクリック体２５に対応して、扉枠２側に装着される第１ブラケット８の垂直板部には、図１１乃至図１３に示すように、縦長の凹条１４が形成されている。
【００７３】
したがって、この発明による自動閉鎖ヒンジを装着した扉が閉鎖位置にあるとき、扉の支持端縁から突出する方向に付勢されたクリック体２５の外端が上記凹条１４と係合し、扉の閉鎖角度位置を弾性的かつ準安定的に保持する。
【００７４】
上記した諸構成部材は、図１８に示すように、扉枠２に固定された支持体の立体カム６上に遊動プラグ１５を載置し、ばね部材１９を介してこれらに支持筒３を被せるようにして、この発明の一実施例による自動閉鎖ヒンジを構成する。
【００７５】
なお、扉Ｄの支持端縁上部は、図１１に示すように、ピボットヒンジＰにより支持する。
【００７６】
このピボットヒンジＰは、図１０、図１９及び図２０に示すように、扉枠２側にねじ止めによって装着される上部軸受け２８と、扉Ｄの支持端縁上端部に装着される可動軸支持筒２９（図１０及び図２２参照）に出没可能に支持された可動軸３１とを有している。
【００７７】
上記可動軸３１は可動軸支持筒２９内に弾装された可動軸ばね３２（図２２参照）の弾力によって上方に付勢されているが、可動軸３１に形成された段部がクリック箱２２の底板２３に係合していて、常態では図２２の突出位置を保つ。
【００７８】
この可動軸３１には水平な操作軸３３が一体に結合されていて、この操作軸３３は可動軸支持筒２９に開口したＬ字形の保持孔３４を挿通して外部空間に突出している。
【００７９】
扉Ｄを扉枠２に装着する際、この操作軸３３を手指で摘んで下方に押し下げ、次いでこれを保持孔３４の水平部に係合させる。
【００８０】
すると、可動軸３１は扉の上端縁から引込んだ状態（図示せず）を安定に保つから、その状態で上記したように支持体１に支持筒３を被せる。
【００８１】
その後、操作軸３３を上記とは逆方向に操作して可動軸３１を自由にすると、可動軸３１は可動軸ばね３２の弾力により自動的に上部軸受け２８に投入される（図１参照）。
【００８２】
なお、ピボットヒンジＰにも前記したと同様の構成のクリック体２５が装着されており、その先端が、上部軸受け２８と一体に結合された第２ブラケット１２（図１０、図１９及び図２０参照）に形成された凹条１４と係合して、扉閉鎖状態を準安定的に保つ。
【００８３】
図１０及び図１８に示すようにこの発明による自動閉鎖ヒンジが組立られた状態において、ばね部材１９の弾力は、前記この発明の第一の実施例におけると同様に、例えば扉Ｄの重量の約半分以上で、扉Ｄの重量以下に設定する。
【００８４】
それは、後述するように、ばね部材１９の弾力が小さいとこのヒンジは通常のピボットヒンジになってしまうし、ばね部材１９の弾力が扉Ｄの重量より大きいと、支持筒３が基盤４から浮び上がってしまい、このヒンジが従来のグラビティヒンジと同じになってしまうからである。
【００８５】
上述したようにばね部材１９の弾力を扉Ｄの重量以下である程度以上に設定すると、図１８から明らかなように、扉の重量は支持筒３、ばね部材１９、遊動プラグ１５を介して支持体１の基盤４に弾性的に担持されると共に、支持筒３及びスラスト軸受け部９を介して支持体１の基盤４に担持される。
【００８６】
なお、上記のように構成されたこの発明の第二の実施例による自動閉鎖ヒンジの作用は、図１乃至図９に示す第一の実施例と同様であるから、更に詳細な説明は省略する。
【００８７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明は、扉を開ける際立体カムと遊動プラグとの相対回動による遊動プラグの移動を扉の重量より小さい弾力のばね部材によって吸収するようにしたので、扉の開閉の際扉が上下することがない。
【００８８】
また、扉を閉鎖方向に駆動する回転モーメントを決定するばね部材の寸法や立体カムの傾斜度の設定の自由度が大きいので、充分な閉鎖回転モーメントを設定することができ、自動閉鎖ヒンジの作動の確実性を向上させることができる。
【００８９】
更にまた、支持体にカム面と平面部とを連設したので、遊動プラグを平面部に乗り上がらせるだけで扉を開放状態に保持できる、等種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施例による自動閉鎖ヒンジを装着した扉の線図的正面図。
【図２】その支持体の平面図。
【図３】その支持体の正面図。
【図４】支持筒の平面図。
【図５】支持筒の正面図。
【図６】遊動プラグの平面図。
【図７】遊動プラグの正面図。
【図８】この発明の第一実施例による自動閉鎖ヒンジの一部断面正面図で、扉が閉鎖されている状態を示す。
【図９】この発明の第一実施例による自動閉鎖ヒンジの一部断面正面図で、扉が９０度開放されている状態を示す。
【図１０】この発明第二実施例による自動閉鎖ヒンジとピボットヒンジを装着した扉の一部正面図。
【図１１】その支持体の平面図。
【図１２】その支持体の正面図。
【図１３】図１１のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線から見た支持体の側面図。
【図１４】支持筒の一部断面正面図。
【図１５】クリック箱の底面図。
【図１６】底板を取り外して示す図１５と同様のクリック箱の底面図。
【図１７】クリック体の平面図。
【図１８】この発明の第二実施例による自動閉鎖ヒンジの一部断面正面図で、実線で扉が閉鎖されている状態を、鎖線で扉が９０度開いているときの遊動プラグの状態を示す。
【図１９】上部軸受けの正面図。
【図２０】上部軸受けの平面図。
【図２１】可動軸支持筒の平面図。
【図２２】可動軸支持筒の一部断面正面図。
【図２３】可動軸支持筒の側面図。
【符号の説明】
１支持体
３支持筒
４基盤
５カム面
６立体カム
７芯棒
９スラスト軸受け部
１０平面部
１５遊動プラグ
１６ガイド孔
１７ガイドピン
１８案内長孔
１９ばね部材
２２クリック箱
２３底板
２５クリック体
２６クリックばね[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel automatic closing hinge with a stopper mechanism (hereinafter simply referred to as an automatic closing hinge) that has a function of automatically closing a door on the hinge itself and that can maintain the door open.
[0002]
[Prior art]
As a hinge or hinge itself provided with a function of closing the door, for example, there is a so-called spring hinge in which a torsion coil spring is incorporated in the hinge.
[0003]
A hinge called a gravity hinge includes a first three-dimensional cam having a helical cam surface fixed to the door frame side, and a second three-dimensional cam also fixed to the door side. When the surface is joined and the door is opened, the cam surface of the second three-dimensional cam is ridden along the cam surface of the first three-dimensional cam, and when the hand is released from the door, the free door is automatically moved by gravity. It will be closed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described so-called spring hinge usually has a disadvantage that there are many design limitations and lack of operational reliability because the spring must be incorporated in a small space between the hinge core and the outer cylinder.
[0005]
In addition, the gravity hinge needs to be lifted along the slope of the first three-dimensional cam, so it is necessary to provide a large gap between the upper edge of the door and the door frame. Is inconvenient.
[0006]
An object of the present invention is to provide an automatic closing hinge that not only has a function of automatically closing a door to the hinge itself without using a closer, but also has various disadvantages of a conventional hinge having a similar function. Yes.
[0007]
Another object of the present invention is to provide an automatic closing hinge with a stopper mechanism that can maintain the door open.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention described in claim 1 is directed to a support body in which a spiral cam surface and a plane portion perpendicular to the spiral axis are connected, and a thrust bearing part. A support cylinder that is movable and supported coaxially with the spiral of the cam surface, and a slidably fitted into the opening end of the support cylinder, and a helical connection that is in surface contact with the cam surface of the support at the outer end . the rewritable form a cam surface, a loose plug constrained the axis rotation around the support tube, is elastically mounted within the support tube, and a spring member for urging the floating plug in the cam surface direction, the support In a state where the body and the support cylinder are arranged coaxially, the support body is mounted on one of the lower edge support end portion of the door and the door frame, and the support cylinder is mounted on the other.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Of the drawings attached to the specification, FIGS. 1 to 9 show the first embodiment of the present invention described in claim 1, and FIGS. 10 to 23 show the second embodiment of the present invention. .
[0010]
As shown in FIG. 1, the self-closing hinge A according to the first embodiment of the present invention has a lower left corner of the door D in FIG. 1, that is, a lower end edge of the door D and a support edge opposite to the knob K. It is attached to.
[0011]
In the illustrated embodiment, the support 1 is mounted on the door frame 2 side, and the support cylinder 3 is mounted on the door D side.
[0012]
The upper edge of the door D is provided with a pivot hinge P of the type that is automatically inserted into the bearing portion of the door frame 2 with a spring as a support shaft coaxially with the automatic closing hinge A. The structure and function of the pivot hinge P are publicly known and will be described later, so a more detailed description is omitted here.
[0013]
As shown in FIGS. 2 and 3, the support 1 includes a truncated cone-shaped base 4, a three-dimensional cam 6 in which a spiral cam surface 5 and a flat surface portion 10 perpendicular to the spiral axis are continuously provided on the upper surface, A core rod 7 for supporting and guiding a floating plug described later is coaxially and integrally coupled.
[0014]
The cam surface 5 and the flat surface portion 10 in the illustrated embodiment are formed symmetrically with respect to a horizontal line passing through the central axis of the core rod 7 in FIG. This is because the self-closing hinge is applied to a door that can be opened inward and outward.
[0015]
Further, this is not necessarily an essential component of the present invention, but the base 4 is integrally coupled to the first bracket 8 having an L-shaped cross section, for example, by welding.
[0016]
Then, the support 1 is attached to the door frame 2 by screwing the first bracket 8 to the door frame 2.
[0017]
On the other hand, on the base 4 of the support body, as shown in FIG. 8, a cylindrical support cylinder 3 having one end (lower end) opened is placed via a thrust bearing portion 9 and is rotatably supported. , Being guided.
[0018]
The thrust bearing portion 9 in the illustrated embodiment includes a base 4 forming a truncated cone and a chamfered portion 11 formed at the opening edge of the support cylinder 3. As will be described later, the base 4 and the chamfered portion 11 Slidably contact each other to support the weight of the door and to form the central axis of the door opening and closing movement.
[0019]
Although this is not an essential constituent element of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, the second bracket 12 is integrally connected to the opening of the support cylinder 3 by welding, for example. The support cylinder 3 is attached to the door D by screwing the second bracket 12 to the lower edge of the door D.
[0020]
Although this is not an indispensable component of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, a vertically long ridge 13 is formed outwardly on the vertical plate portion of the second bracket 12. Correspondingly, as shown in FIG. 2, a vertically long concave strip 14 is formed in the vertical plate portion of the first bracket 8 inward, that is, toward the side edge of the door D on the restraining side. ing.
[0021]
These protrusions 13 and recesses 14 constitute a kind of click device or stopper, and are engaged with each other when the door is closed (see FIG. 8), so that the closed state of the door D is maintained metastable.
[0022]
Needless to say, another set of click devices or stoppers using the protrusions 13 and the recesses 14 may be provided on the upper edge of the door as necessary.
[0023]
On the other hand, as shown in FIG. 8, a floating plug 15 is slidably fitted to the opening end of the support cylinder 3.
[0024]
As shown in FIGS. 6 and 7, the floating plug 15 is provided with a spiral cam surface 5 and a flat portion 10 similar to the cam surface of the support 1 at the outer end (lower end) facing the support 1. The outer diameter of the cylindrical body is set to be substantially the same as the outer diameter of the three-dimensional cam 6 of the support 1 and the inner diameter of the support cylinder 3, for example.
[0025]
The floating plug 15 is formed with a guide hole 16 that is rotatably fitted to the core rod 7 (see FIG. 3) of the support body along the central axis.
[0026]
Furthermore, a guide pin 17 protrudes from the upper end portion of the floating plug 15 in FIG. 7, and this guide pin 17 is formed in a guide elongated hole 18 (opened in a part of the support cylinder 3 along its generatrix direction) 5 (see FIG. 5) and is slidably engaged (see FIG. 8).
[0027]
With the configuration described above, the floating plug 15 can be relatively moved in the axial direction of the support cylinder 3 by a certain distance, but the rotation of the support cylinder 3 around the axis is restricted.
[0028]
As shown in FIG. 8, a spring member 19 such as a compression coil spring is elastically mounted between the bottom plate (the ceiling plate in FIG. 8) of the support cylinder 3 and the floating plug 15. Due to this elasticity, the floating plug 15 is biased in the direction in which it is pressed against the support 1.
[0029]
As shown in FIG. 8, the above-described components are floating in a state where the core rod 7 is inserted into the guide hole 16 (see FIG. 7) on the solid cam 6 of the support fixed to the door frame 2. An automatic closing hinge according to an embodiment of the present invention is configured by placing the plug 15 and covering the support cylinder 3 via the spring member 19.
[0030]
In addition, the elasticity of the spring member 19 is set to, for example, about half or more of the weight of the door D and less than the weight of the door D.
[0031]
As will be described later, when the elasticity of the spring member 19 is small, this hinge becomes a normal pivot hinge. When the elasticity of the spring member 19 is larger than the weight of the door D, the support cylinder 3 floats from the base 4. This is because the hinge is raised and becomes the same as the conventional gravity hinge.
[0032]
As described above, when the elasticity of the spring member 19 is set to a certain level below the weight of the door D, the weight of the door is supported via the support cylinder 3, the spring member 19, and the floating plug 15 as is apparent from FIG. 1 is supported on the base 4 of the support 1 via the support cylinder 3 and the thrust bearing 9.
[0033]
In this case, the weight of the door D is the sum of the elasticity of the spring member 19 and the vertical load of the thrust bearing 9.
[0034]
For example, when the automatic closing hinge according to the present invention grasps the knob K of FIG. 1 and pulls it toward the front, the support cylinder 3 mounted on the door D side rotates clockwise as viewed from above as shown in FIG. Move.
[0035]
As described above, since the floating plug 15 fitted to the support cylinder 3 is restrained from relative rotation around the axis of the support cylinder 3, the floating plug 15 is integrated with the support cylinder 3 to form the three-dimensional cam of the support 1. 6 is rotated relative to 6.
[0036]
As a result, the cam surface 5 of the floating plug 15 receives a force in a direction of moving upward by a wedge action while being in sliding contact with that of the support 1.
[0037]
Then, as shown in FIG. 9, the spring member 19 rides on the three-dimensional cam 6 while being compressed.
[0038]
At this time, the elasticity of the spring member 19 is increased, but the weight of the door is not exceeded, so that the support cylinder 3 does not lift from the base 4 of the support, and therefore the door D does not rise like a gravity hinge.
[0039]
When a person removes his / her hand from the door after the person enters and exits the door opening, the spring member 19 exerts elasticity on the floating plug 15 riding on the three-dimensional cam 6 of the support body 1 so as to press it against the three-dimensional cam 6.
[0040]
As a result, the loose plug 15 slides down while rotating along the cam surface of the support 1, and the support cylinder 3 and the door D integrated with the support plug 3 in the rotational direction receive a force in the closing direction, so that the door is automatically closed. Is done.
[0041]
To be precise, the component force in the tangential direction of the three-dimensional cam 6 of the elasticity of the spring member 19 tries to rotate the support 1, but since the support 1 is fixed to the door frame 2, the three-dimensional Due to the reaction force from the cam 6, the loose plug 15 receives a rotational moment in the door closing direction.
[0042]
This rotational moment can be freely set by adjusting the elasticity of the spring member, the inclination of the three-dimensional cam, and the like.
[0043]
On the other hand, when the lowermost portion of the cam surface 5 of the floating plug 15 moves leftward from the position shown in FIG. 9 and rides on the flat portion 10 of the three-dimensional cam 6, the elasticity of the spring member 22 acts perpendicularly on the flat portion 10. As a result, the above-mentioned wedge action does not occur, and the door does not close even if the hand is released from the knob.
[0044]
The state where the stopper is applied to the door can be easily solved by closing the door a little and joining the cam surface 5 of the floating plug to that of the support 1.
[0045]
In the illustrated embodiment, the support body 1 is provided on the door frame 2 side and the support cylinder 3 is provided on the door D side. However, if it is not necessary to dig deeper into the door frame 2, these mounting positions are reversed. Also good.
[0046]
Further, the support 1 and the floating plug 15 are in surface contact with each other, but a roller (not shown) is provided on the driven floating plug side as in a conventional three-dimensional cam device so as to reduce friction. Also good.
[0047]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 10, the automatic closing hinge A according to the second embodiment of the present invention is similar to the first embodiment of the present invention described above, in the lower left corner of the door D in FIG. At the edge, it is attached to the support end edge opposite to the knob K (see FIG. 1).
[0048]
The upper edge of the door D is provided with a pivot hinge P of the type that is coaxial with the automatic closing hinge A and is inserted into the bearing portion of the door frame 2 with a spring as a support shaft. The structure will be described later.
[0049]
As shown in FIGS. 10 to 13, the support 1 includes a thick disk-shaped base 4 and a three-dimensional cam 6 in which a spiral cam surface 5 and a plane portion 10 perpendicular to the spiral axis are connected. Coaxial and united.
[0050]
Each of the cam surfaces 5 is set so that the angle at which the central axis of the three-dimensional cam 6 is viewed is substantially a flat angle (an angle of 180 degrees) in order to apply the automatic closing hinge to the inner and outer free opening doors. It is formed in plane symmetry with respect to the plane that contains it.
[0051]
In FIG. 11, the angle position at 3 o'clock is the deepest in terms of the clock face, and is formed so as to be connected to the flat portion 10 at the hour and 12 o'clock angle positions.
[0052]
In the illustrated embodiment, the solid cam 6 is formed by cutting a thick cylinder, and the solid cam 6 is press-fitted into the annular base 4 or is shrink-fitted or joined together by welding. To do.
[0053]
Furthermore, although this is not necessarily an essential component of the present invention, the base 4 is integrally coupled to the first bracket 8 having an L-shaped cross section, for example, by welding.
[0054]
Then, the support 1 is attached to the door frame 2 by screwing the first bracket 8 to the door frame 2.
[0055]
On the other hand, as shown in FIG. 18, a cylindrical support cylinder 3 having both ends opened is placed on the support base 4 via a thrust bearing portion 9, and is supported and guided rotatably. ing.
[0056]
The thrust bearing portion 9 in the illustrated embodiment includes a base plate 4 having a thick disc shape and a part of a bottom plate 23 of a click box 22 integrally coupled to a lower end portion of the support cylinder 3, as will be described later. In addition, the base plate 4 and the bottom plate 23 are brought into sliding contact with each other, thereby supporting a part of the weight of the door and forming the central axis of the door opening and closing movement.
[0057]
The support cylinder 3 is attached to the door D via the click box 22 screwed to the door D.
[0058]
On the other hand, as shown in FIG. 18, an idler plug 15 is slidably fitted in the vicinity of the lower end opening end of the support cylinder 3.
[0059]
As shown in FIGS. 14 and 15, the floating plug 15 is provided with a spiral cam surface 5 and a flat portion 10 similar to the cam surface of the support 1 at the outer end (lower end) facing the support 1. The outer diameter of the thick cylindrical body is set to be substantially the same as the outer diameter of the three-dimensional cam 6 of the support 1 and the inner diameter of the support cylinder 3, for example.
[0060]
Further, a guide pin 17 protrudes from the upper end portion of the floating plug 15 in FIG. 14, and this guide pin 17 is slid into a guide elongated hole 18 opened along a generatrix direction of a part of the support cylinder 3. It is movably engaged (see FIGS. 14 and 18).
[0061]
With the configuration described above, the floating plug 15 can be relatively moved in the axial direction of the support cylinder 3 by a certain distance, but the rotation of the support cylinder 3 around the axis is restricted.
[0062]
Further, as shown in FIGS. 14 and 18, a female screw portion is formed at the upper end opening edge of the support cylinder 3, and a first spring stopper 24 in which a male screw is engraved on the outer periphery is screwed into the female screw portion. is doing.
[0063]
A spring member 19 such as a compression coil spring is elastically mounted between the first spring stopper 24 and the floating plug 15, and the cam surface of the floating plug 15 is caused by the elasticity of the spring member 19. It is biased in the direction of being pressed against the cam surface 5 of the support 1.
[0064]
When the support cylinder 3 is not fitted on the support 1, the loose plug 15 urged downward by the elastic force of the spring member 19 is connected to the lower end of the guide slot 18 via the guide pin 17. (See FIGS. 14 and 18).
[0065]
On the other hand, as shown in FIGS. 14 and 15, a click box 22 is integrally coupled to the lower side of the support cylinder 3, and inside this click box, as shown in FIG. 17, a circle is formed at one end (left end). A block body having an arcuate engagement portion and having a rectangular shape as a whole and a hollowed inner click body 25 is housed.
[0066]
In order to increase the thickness of the side plate of the click body 25, as shown in FIG. 16, the support cylinder body part surrounding the inner peripheral surface 3a of the support cylinder 3 is partially cut out, and the body parts 22a and 22a are formed on the left and right sides. Form the remaining external shape.
[0067]
And the recessed part 22b which accommodates the click body 25 in the circumference | surroundings of this entity part 22a, 22a is formed.
[0068]
As shown in FIG. 17, the side plate portion of the opening formed inside the click body 25 is hollowed with the substantial portions 22a and 22a in the click box 22 and the three-dimensional cam 6 of the support body sandwiched between them. Steal meat so that it can move left and right while avoiding interference.
[0069]
On the other hand, as shown in FIGS. 14 and 15, a horizontal click spring accommodating hole 22c is connected to the recessed portion 22b of the click box 22, and a click spring 26 such as a compression coil spring is elastically inserted into the click spring accommodating hole 22c. Disguise.
[0070]
In the illustrated embodiment, an internal thread is engraved on the opening edge of the click spring accommodation hole 22c on the outside (right side in FIGS. 14 and 15), and the external thread is engraved on the outer periphery of the second end. The spring stopper 27 is screwed so that its mounting position can be adjusted.
[0071]
Therefore, the click spring 26 elastically mounted between the second spring stopper 27 and the click body 25 can adjust its elasticity by changing the mounting position of the second spring stopper 27.
[0072]
Corresponding to the click body 25 having the above-described configuration, a vertically long concave strip 14 is formed on the vertical plate portion of the first bracket 8 mounted on the door frame 2 side, as shown in FIGS. Yes.
[0073]
Therefore, when the door equipped with the automatic closing hinge according to the present invention is in the closed position, the outer end of the click body 25 urged in the direction protruding from the support end edge of the door is engaged with the concave strip 14, and the door The position of the closing angle is held elastically and metastable.
[0074]
As shown in FIG. 18, the above-described various components are configured such that the floating plug 15 is placed on the three-dimensional cam 6 of the support fixed to the door frame 2, and the support cylinder 3 is put on these via the spring member 19. Thus, the self-closing hinge according to one embodiment of the present invention is constituted.
[0075]
In addition, the support edge upper part of the door D is supported by the pivot hinge P as shown in FIG.
[0076]
As shown in FIGS. 10, 19, and 20, the pivot hinge P includes an upper bearing 28 that is attached to the door frame 2 by screwing, and a movable shaft support that is attached to the upper end of the support edge of the door D. It has a movable shaft 31 that is supported by a cylinder 29 (see FIGS. 10 and 22) so that it can appear and retract.
[0077]
The movable shaft 31 is biased upward by the elasticity of the movable shaft spring 32 (see FIG. 22) elastically mounted in the movable shaft support cylinder 29, but the step formed on the movable shaft 31 is click box 22. In the normal state, the protruding position of FIG. 22 is maintained.
[0078]
A horizontal operation shaft 33 is integrally coupled to the movable shaft 31, and the operation shaft 33 is inserted through an L-shaped holding hole 34 opened in the movable shaft support cylinder 29 and protrudes to the external space.
[0079]
When the door D is mounted on the door frame 2, the operation shaft 33 is picked with a finger and pushed downward, and then is engaged with the horizontal portion of the holding hole 34.
[0080]
Then, since the movable shaft 31 keeps the state (not shown) drawn from the upper end edge of the door stable, the support cylinder 3 is put on the support body 1 as described above.
[0081]
Thereafter, when the operation shaft 33 is operated in the opposite direction to make the movable shaft 31 free, the movable shaft 31 is automatically put into the upper bearing 28 by the elasticity of the movable shaft spring 32 (see FIG. 1).
[0082]
Note that the click hinge 25 having the same configuration as described above is also mounted on the pivot hinge P, and the tip of the second bracket 12 is integrally coupled to the upper bearing 28 (see FIGS. 10, 19 and 20). ), The door closed state is kept metastable.
[0083]
10 and 18, when the self-closing hinge according to the present invention is assembled, the elasticity of the spring member 19 is, for example, about the weight of the door D as in the first embodiment of the present invention. Set it to more than half and below the weight of door D.
[0084]
As will be described later, when the elasticity of the spring member 19 is small, this hinge becomes a normal pivot hinge. When the elasticity of the spring member 19 is larger than the weight of the door D, the support cylinder 3 floats from the base 4. This is because the hinge is raised and becomes the same as the conventional gravity hinge.
[0085]
As described above, when the elasticity of the spring member 19 is set to a certain level below the weight of the door D, the weight of the door is supported by the support cylinder 3, the spring member 19, and the floating plug 15 as is apparent from FIG. 1 is supported on the base 4 of the support 1 via the support cylinder 3 and the thrust bearing 9.
[0086]
The operation of the automatic closing hinge according to the second embodiment of the present invention configured as described above is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. .
[0087]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention absorbs the movement of the floating plug due to the relative rotation of the three-dimensional cam and the floating plug when the door is opened by the spring member having an elasticity smaller than the weight of the door. The door does not move up and down when the door is opened and closed.
[0088]
In addition, since the degree of freedom of setting the dimensions of the spring member and the inclination of the three-dimensional cam that determines the rotational moment that drives the door in the closing direction is large, a sufficient closing rotational moment can be set, and the automatic closing hinge operates The certainty can be improved.
[0089]
Furthermore, since the cam surface and the flat surface portion are connected to the support body, various effects such as that the door can be held in an open state simply by riding the floating plug on the flat surface portion are obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagrammatic front view of a door equipped with a self-closing hinge according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the support.
FIG. 3 is a front view of the support.
FIG. 4 is a plan view of a support cylinder.
FIG. 5 is a front view of a support cylinder.
FIG. 6 is a plan view of the floating plug.
FIG. 7 is a front view of the floating plug.
FIG. 8 is a partially sectional front view of the automatic closing hinge according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which the door is closed.
FIG. 9 is a partial sectional front view of the self-closing hinge according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which the door is opened 90 degrees.
FIG. 10 is a partial front view of a door equipped with a self-closing hinge and a pivot hinge according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of the support.
FIG. 12 is a front view of the support.
13 is a side view of the support viewed from the line XIII-XIII in FIG.
FIG. 14 is a partial cross-sectional front view of a support tube.
FIG. 15 is a bottom view of the click box.
16 is a bottom view of the click box similar to FIG. 15 shown with the bottom plate removed.
FIG. 17 is a plan view of a click body.
FIG. 18 is a partial cross-sectional front view of the automatic closing hinge according to the second embodiment of the present invention, showing a state where the door is closed by a solid line, and a state of a floating plug when the door is opened 90 degrees by a chain line. Show.
FIG. 19 is a front view of the upper bearing.
FIG. 20 is a plan view of the upper bearing.
FIG. 21 is a plan view of a movable shaft support cylinder.
FIG. 22 is a partially sectional front view of the movable shaft support cylinder.
FIG. 23 is a side view of the movable shaft support cylinder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support body 3 Support cylinder 4 Base 5 Cam surface 6 Solid cam 7 Core rod 9 Thrust bearing part 10 Plane part 15 Floating plug 16 Guide hole 17 Guide pin 18 Guide long hole 19 Spring member 22 Click box 23 Bottom plate 25 Click body 26 Click Spring

Claims

A support body provided with a spiral cam surface and a plane portion perpendicular to the spiral axis, and a support cylinder rotatably supported on the support body and coaxially with the spiral of the cam surface via a thrust bearing portion. If this support tube is slidably fitted to the open end of the, the rewritable form a helical cam surface that joins the cam surface and the surface of the support to the outer end, the axis of rotation about the support tube The lower end of the door has a restrained floating plug and a spring member that is elastically mounted in the support cylinder and biases the floating plug in the cam surface direction, and the support and the support cylinder are arranged coaxially. A self-closing hinge with a stopper mechanism, wherein a support body is mounted on one of the edge support end and the door frame, and a support cylinder is mounted on the other.