JP4841571B2 - ヒンジ - Google Patents

Description

本発明は、扉を扉枠に開閉可能に取り付けるためのヒンジに関する。

従来から扉の上端部と扉枠の上辺部とを回動可能に連結するピボットヒンジとして、上下動可能なピボット軸を備えるヒンジ本体と、当該ピボット軸を回転自在に受ける軸受けを備える第２のヒンジとを備えたものが存在する。この種のピボットヒンジは、扉又は扉枠のいずれか一方にヒンジ本体を、他方に軸受けをそれぞれ装着し、扉を扉枠に対して所定の開度で保持した状態でピボット軸を突出させて軸受けに嵌合させることによって扉が扉枠に開閉可能に取り付けられる。

そして、前記ピボット軸を軸受けに嵌合させる手段としては、例えば、特許文献１のようなものが知られている。この手段によれば、ドアヒンジをドアに固定するためのプレート部材に固定された筒状のガイド部材（案内筒）に、ピボット（ピボット軸）を上下動可能に収納し、該ピボットの下端部に設けられたピンに、ピボット駆動手段の取付部材に回動可能に設けられた第１軸部材に固定されたリンクを連接し、該第１軸部材を回転させることによりピボットを上下動させ、該ピボットを建物側部材に設けられたピボット受け（軸受け）に挿脱可能としている。

ところで、特許文献１においては、ピボット駆動手段に対するピボットの軸線回りの回転を規制する部材は、ピボットの下端に設けられたピンと該ピンに係合するリンクとなっている。

従って、ドアの開閉時にピボットに大きな負荷が生じた場合、例えば、ピボット受けの破損、永年の使用によるピボット受け或いはピボットの磨耗、ピボット受けとピボットのかじり付き等が生じると、ドアの開閉による慣性や手動開扉により、ピボット駆動手段に対しピボットをその軸線回りに回転させようとする大きな力が生じ、その力がピンを介してリンクや第１軸部材に作用する。このためこれらの部材が変形しピボット駆動手段が機能しにくくなるとともに、ピボットが傾きドアの開閉がスムーズに行われなくなるという問題を有している。

特開２００７−１４６３６２号公報

本発明は上記従来の問題に鑑みてなされ、ヒンジ、特にピボット軸に大きな負荷が生じてもピボット軸を上下動させる部材に直接負荷が掛からないようにすることで、前記ピボット軸を上下動させる部材の変形を防止できて、常に扉の開閉がスムーズに行なわれる耐久性の向上が図れたヒンジを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、扉（Ｄ）及びその周囲の扉枠（５）のいずれか一方に取り付けられ、軸線方向に移動可能なピボット軸（１７）を備えるヒンジ本体（１０）と、前記扉及び扉枠の他方に取り付けられ、前記ピボット軸を回転可能に受け止める軸受け（７）とを備えたヒンジ（２）において、前記ヒンジ本体は、前記ピボット軸が軸線方向に移動可能に挿入される案内筒（１５）と、前記ピボット軸の軸線方向に対して直交する軸線を有する回転軸（１９）と、該回転軸の回転を前記ピボット軸の上下運動に変換するリンク（２５）とを備え、前記案内筒及び前記ピボット軸のいずれか一方に係止部（１５ｂ）を設け、前記案内筒及び前記ピボット軸の他方に被係止部（３２）を設け、前記ピボット軸が前記軸受けに挿入された状態において、前記係止部と前記被係止部の係合により前記案内筒に対する前記ピボット軸のその軸線回りの回転が阻止されることを特徴とするヒンジである。

本発明によれば、ヒンジ本体にピボット軸を軸線方向に移動可能に挿入する案内筒を備え、前記案内筒及び前記ピボット軸のいずれか一方に係止部を設け、前記案内筒及び前記ピボット軸の他方に被係止部を設け、前記ピボット軸が前記軸受けに挿入された状態において、前記係止部と前記被係止部の係合により前記案内筒に対する前記ピボット軸のその軸線回りの回転が阻止されるようにしたので、ピボット軸にその軸線回りに回転させようとする大きな力が生じた場合でも、係止部と被係止部とが係合している箇所に前記力が作用し、ピボット軸を上下動させる部材には直接力が掛からないので、これらの部材が変形することはなくなり、ピボット軸の作動不良が生じることはなく、また、扉の開閉がスムーズに行われ、以って、ヒンジの耐久性の向上を図ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態について添付図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では本願のヒンジをピボットヒンジに適用した一例を示すが、オートスイングヒンジ、フロアヒンジ等に適用することも可能である。

−ピボットヒンジの構成等−
まず、図１乃至図３を参照して、本実施形態におけるピボットヒンジの構成について説明する。図１は本実施形態に係るピボットヒンジの取付断面図、図２は吊り込み前のヒンジ本体の状態を示し、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は左側面図、図２（ｃ）は内部構造図、図３は吊り込み後のヒンジ本体の状態を示し、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は左側面図、図３（ｃ）は内部構造図である。

図１に示すように、ピボットヒンジ２は、扉Ｄの上端部左側に取り付けられるヒンジ本体１０と、扉枠５に取り付けられる軸受け７とを備えている。

ヒンジ本体１０にはピボット軸１７が設けられ、軸受け７には前記ピボット軸１７を挿脱可能な筒状の孔８が設けられている。当該孔８はピボット軸１７と同軸上に配置され、当該ピボット軸１７が孔８に挿入された時には、当該ピボット軸１７を回転可能に受け止める。

そして、ヒンジ本体１０のピボット軸１７が軸受け７の孔８に挿入されると、当該扉Ｄが扉枠５に対して吊り込まれ、扉Ｄが水平方向に回動可能になる。

図２に示すように、ヒンジ本体１０は、ピボット軸１７の他に扉Ｄの上端部に沿って取り付けられる基体１１と、当該基体１１の幅方向において下方垂直方向に平行に延びる一対の側体１２、１２とを有する本体１３を備えている。当該本体１３は、図２（ｃ）に示すように、基体１１の左端部側に側体１２が固定具１４、１４によって取り付けられることによって構成される。

また、基体１１の左端部には、筒状の案内筒１５が側体１２、１２間にあって下方に突出しカシメ止め、又は溶接等により強固に固定され設けられており、その案内筒１５の孔１５ａにはピボット軸１７が上下動可能に挿入される。ピボット軸１７の下方右側方には側体１２、１２の間に回転軸１９がその軸線をピボット軸１７の軸線方向に対して直交させて設けられている。図２（ｂ）に示すように、当該回転軸１９の両端部には十字状の操作部２０が一体的に形成され、それら操作部２０は回転可能に側体１２、１２の両端面に露出している。

図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転軸１９には、当該回転軸１９と一体的に回転する左右一対の回転体２２が設けられており。当該回転体２２の周囲にはその周方向に突出する３つの突出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが形成されている。一方の突出部２２ａは、リンク２５を介してピボット軸１７と連結ピン２６、２７により連結される。このリンク２５は、連結ピン２６、２７を介してピボット軸１７と回転体２２の一方の突出部２２ａとに回動可能に取り付けられる。

また、回転軸１９には、第１のコイルばね２９が巻回されており、当該第１のコイルばね２９は回転体２２と一方の側体１２との間に配置される。当該第１のコイルばね２９の一端は、回転体２２に形成された一方の突出部２２ａの根元に係合され、他端は一方の側体１２の一部が内側に折り曲げられて形成された曲折体１２ａに係合される。当該第１のコイルばね２９は、図２（ｃ）上における回転軸１９の左回り方向への回転に対して所定の抵抗力ｆ１ａが付与されるようになっている。

また、ピボット軸１７の下方には前記第１のコイルばね２９よりも弾性力が強力な第２のコイルばね３０が配置される。当該第２のコイルばね３０の一端は回転体２２の他方の突出部２２ｂに配置された軸体３１に係合され、他端は前記回転体２２の下方であって前記側体１２、１２に掛け渡されて取り付けられる支持軸２３に係合される。当該第２のコイルバネ３０は、回転軸１９の軸回りにおける所定の回転角を境に、回転軸１９の左回り方向への回転に対する抵抗力ｆ１ｂと、右回り方向への回転に対する抵抗力Ｆ２と、が切り替えられて付与されるようになっている。具体的には、図２（ｃ）上における回転軸１９の左回り方向への回転に対して抵抗力Ｆ１＝ｆ１ａ＋ｆ１ｂが付与され、所定の回転角に達した時に、反対方向の抵抗力Ｆ２が付与されるようになっている。

また、第１のコイルばね２９は、万が一、第２のコイルばね３０が破損して抵抗力ｆ１ｂが無くなった場合であっても、第１のコイルばね２９の抵抗力ｆ１ａによってリンク２５の位置を保持し、軸体３１が下がることを防止する。

また、回転体２２とリンク２５とを連結する連結ピン２７の両端部は側体１２、１２の両端面に露出している。側体１２、１２の両端面には、当該回転軸１９の回転にともなって前記回転軸１９の周囲を扇状に上下方向に移動する連結ピン２７の移動軌跡に沿って溝２８が形成されており、連結ピン２７は当該溝２８に沿ってその移動が案内される。回転体２２の回転範囲は、図２（ｃ）に示すように回転体２２の突出部２２ｃが側体１２に形成された曲折体１２ａに当接することと、図３（ｃ）に示すように回転体２２の突出部２２ａが曲折体１２ａに当接することによって規制されており、回転体２２の回転に応じてピボット軸１７が上下方向に移動可能となる。具体的には、前記突出部２２ａが曲折体１２ａに当接する際は、ピボット軸１７は、略上半分が基体１１から突出するように上方向に移動し、一方、前記突出部２２ｃが曲折体１２ａに当接する際は、図２（ｃ）に示すように上端部が基体１１の上面と面一となるように下方向に移動する。

さらに、前記案内筒１５の軸線方向にあって下端部には、係止部となる溝１５ｂが軸線方向に直交して形成されている。一方、案内筒１５の孔１５ａに挿入されるピボット軸１７の下方にはその軸線方向に対して直交して、被係止部となるピン３２がその両端をピボット軸１７の外周より突出して固定されている。ピン３２はピボット軸１７の上下方向の移動に応じて、案内筒１５に形成された溝１５ｂに係脱可能となっている。

−ヒンジ本体の動作等−
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態におけるヒンジ本体の動作について説明する。

上記のように構成されたヒンジ本体１０は、操作部２０による回転軸１９の回転操作に応じて回転体２２が一体的に回転し、その回転がリンク２５によりピボット軸１７の上下方向の往復運動に変換され、前記ピボット軸１７が突出された状態と案内筒１５に収容された状態に移動可能になっている。

図３に示すようにピボット軸１７が基体１１から突出している状態から図２に示すようにピボット軸１７を案内筒１５内に引き込む場合には、図３に示す状態において、回転軸１９を左方向に回転させることで、リンク２５を介してピボット軸１７をその軸線方向下方に移動させる。この時、図２に示すように、回転体２２とリンク２５を連結する連結ピン２７は溝２８に沿って下方に移動する。また、回転軸１９が所定の回転角に達すると、回転体２２の突出部２２ｃが曲折体１２ａに当接することによって回転体２２の回転が規制される。この時、回転軸１９には、第２のコイルばね３０の弾性力によって回転軸１９の右回り方向への回転に対して抵抗力Ｆ２が付与されるため、回転体２２は元の状態に戻らずにその状態が保持される。よって、ピボット軸１７は、その先端部が案内筒１５内に収容された状態で保持される。

一方、図２に示すようにピボット軸１７が案内筒１５内に引き込まれた状態から図３に示すようにピボット軸１７を基体１１から突出させる場合には、図２に示す状態において、回転軸１９を右回り方向に回転させることで、リンク２５を介してピボット軸１７をその軸線方向上方に移動させる。この時、回転軸１９の回転角が所定の回転角を越えると、第２のコイルばね３０の弾性力及び第１のコイルばね２９の作用によって、回転軸１９は勢いよく右回り方向に回転する。この動作によって回転体２２は突出部２２ａが側体１２に形成された曲折体１２ａと当接して回転が規制されるまで回転し、ピボット軸１７の先端が最大限に基体１１から突出する。

さらに、ピボット軸１７に固定されたピン３２は、案内筒１５の孔１５ａに挿入されたピボット軸１７の略上半分が軸受け７の孔８に挿入され、ドアＤが開閉可能となった状態では、案内筒１５の下端部に形成された溝１５ｂに係合する。この溝１５ｂとピン３２の係合は、案内筒１５の孔１５ａに対するピボット軸１７の軸線回りの回転を阻止する。すなわち、ピボット軸１７は案内筒１５及び案内筒１５が固定されたヒンジ本体１０、即ち、ヒンジ本体１０が取り付けられた扉Ｄに対しては回転することなく、軸受け７の孔８に対して回転することとなる。一方、ピボット軸１７の略上半分が軸受け７の孔８から脱した場合には、溝１５ｂとピン３２の係合が解除される。

−ピボットヒンジの取り付け等−
次に、図１乃至図３を参照して、ピボットヒンジの取り付け動作について説明する。

まず、ヒンジ本体１０は扉Ｄの上端左端部に例えば皿ねじなどの固定具を用いて基体１１が取り付けられる。この時、ヒンジ本体１０の側体１２、１２は扉Ｄの内部に埋め込まれ、基体１１の上面が扉Ｄの上端面と略面一となるように取り付けられる。また、扉Ｄには、側体１２、１２の溝２８、２８が外部から視認可能であって、操作部２０に対して外部から所定の工具が挿入可能なように切欠部５０が形成されており、当該切欠部５０は図示しない蓋体などによって開閉可能になっている。

そして、ピボット軸１７を案内筒１５内から上方へ突出させる（扉を吊り込む）際には、当該切欠部５０から工具を挿入して操作部２０に係合させ、回転軸１９を右回り方向へ回転させる。一方、ピボット軸１７を案内筒１５内へ収容する際には、回転軸１９を左回り方向へ回転させればよい。

このように構成されたヒンジ本体１０は、扉Ｄに取り付けた状態において、扉Ｄの切欠部５０から側体１２、１２に形成された溝２８、２８に対する連結ピン２７の移動状態を視認することによりピボット軸１７の移動状態を一目で把握することが可能となり、扉の吊り込み作業を確実に行なうことができ、扉の倒れなどの事故を防止できる。

また、ピボット軸１７の移動状態を確認するための部材として連結ピン２７を用いているため新たに部材を追加する必要がなく、軽微な設計変更にてヒンジ本体１０を製造できるため、製造コストの維持を図れる。

また、側体１２、１２に操作部２０、２０及び溝２８、２８が形成されているため、作業し易くなっており、作業時における作業者の負担を軽減できる。

さらに、ピボット軸１７を案内筒１５内から上方へ突出させ軸受け７の孔８に挿入し，扉Ｄを開閉可能とした状態においては、案内筒１５の溝１５ｂにピボット軸１７に固定されたピン３２が係合するので、軸受け７の破損、ピボット軸１７と軸受け７の磨耗、或いはピボット軸１７と軸受け７とのかじり付き等が生じ、扉Ｄの開閉による慣性や手動開扉により、扉Ｄに対しピボット軸１７をその軸線回りに回転させようとする大きな力が働いた場合でも、その力を案内筒１５の溝１５ｂとピン３２との係合部で受け止めることが出来るため、ピボット軸１７を上下動させるための部材であるリンク２５、回転体２２、連結ピン２６、２７に力が直接掛かることがなくなり、これらの部材の損傷を防止できて、ピボット軸１７の作動不良が生じることがなくなるとともに また、前記部材の損傷によるピボット軸１７の傾きも生じなくなるので扉Ｄの開閉がスムーズに行われ、ピボットヒンジ２の耐久性の向上が図れる。

以上に説明したように、本実施形態のピボットヒンジ２は、扉Ｄに取り付けられ、軸線方向に移動可能なピボット軸１７を備えるヒンジ本体１０と、扉枠５に取り付けられ、前記ピボット軸１７を回転可能に受け止める軸受け７と、ヒンジ本体１０にピボット軸１７を軸線方向に移動可能に挿入する案内筒１５を備え、この案内筒１５の軸線方向端部に溝１５ｂを形成し、前記ピボット軸１７には前記案内筒１５に形成した溝１５ｂに係脱可能なピン３２を固定し、前記ピボット軸１７が前記軸受け７に挿入された状態において、前記案内筒１５の溝１５ｂと前記ピボット軸１７のピン３２が係合するようにしている。

このように構成されたピボットヒンジ２は、扉Ｄ、即ち、案内筒１５を有するヒンジ本体１０に対し、ピボット軸１７をその軸線回りに回転させようとする大きな力が生じた場合でも、案内筒１５の溝１５ｂとピボット軸１７に固定されたピン３２との係合箇所に前記力が掛かり、ピボット軸１７を上下動させる部材には直接力が掛からないので、これらの部材が変形することはなくなり、ピボット軸１７の作動不良が生じることなく、また、ピボット軸１７の傾きも生じなくなり扉Ｄの開閉がスムーズに行なわれ、以って、耐久性の向上が図られる。

なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではなく、例えば、操作部２０は、回転軸１９の一端側にのみ設けられていても構わない。また、連結ピン２７の代わりに連結ピン２６を側体１２の両端面に露出するようにしても構わない。また、ヒンジ本体１０を扉枠５に設け、軸受け７を扉Ｄに設けるようにしても構わない。また、溝２８の上端部と下端部にピボット軸１７の移動状態を示す値や突出している状態や引っ込み状態を示す記号などを表示するようにしても構わない。これにより、ユーザはより明確にピボット軸７の移動状態を把握可能となる。また、本実施形態では連結ピン２７と軸体３１とを回転軸１９を中心とする同一の回転半径上に設けたが、異なる回転半径上に設けてもよい。また、連結ピン２７の移動範囲を溝２８によって規制することにより、回転体２２の回転範囲を規制しても良い。

また、本実施形態では、案内筒１５に係止部となる溝１５ｂを形成し、案内筒１５の孔１５ａに挿入するピボット軸１７に被係止部となるピン３２を突出させて固定したが、案内筒１５の孔１５ａ内に突出部を形成し係止部とし、この突出部が係合する溝をピボット軸１７の軸方向に沿って設け被係止部とし、常時、係止部と被係止部とが係合するようにしても良い。

本実施形態に係るピボットヒンジの取付断面図である。 吊り込み前のヒンジ本体の状態を示し、図２（ａ）は正面図である。 吊り込み前のヒンジ本体の状態を示し、図２（ｂ）は左側面図である。 吊り込み前のヒンジ本体の状態を示し、図２（ｃ）は内部構造図である。 吊り込み後のヒンジ本体の状態を示し、図３（ａ）は正面図である。 吊り込み後のヒンジ本体の状態を示し、図３（ｂ）は左側面図である。 吊り込み後のヒンジ本体の状態を示し、図３（ｃ）は内部構造図である。

符号の説明

Ｄ 扉
２ ピボットヒンジ
５ 扉枠
７ 軸受け
１０ ヒンジ本体
１３ 本体
１５ 案内筒
１５ｂ 溝
１７ ピボット軸
１９ 回転軸
２５ リンク
２７ 連結ピン
２８ 溝
３２ ピン

Claims (1)

1. 扉及びその周囲の扉枠のいずれか一方に取り付けられ、軸線方向に移動可能なピボット軸を備えるヒンジ本体と、前記扉及び扉枠の他方に取り付けられ、前記ピボット軸を回転可能に受け止める軸受けとを備えたヒンジにおいて、
   前記ヒンジ本体は、前記ピボット軸が軸線方向に移動可能に挿入される案内筒と、前記ピボット軸の軸線方向に対して直交する軸線を有する回転軸と、該回転軸の回転を前記ピボット軸の上下運動に変換するリンクとを備え、
   前記案内筒及び前記ピボット軸のいずれか一方に係止部を設け、前記案内筒及び前記ピボット軸の他方に被係止部を設け、前記ピボット軸が前記軸受けに挿入された状態において、前記係止部と前記被係止部の係合により前記案内筒に対する前記ピボット軸のその軸線回りの回転が阻止されることを特徴とするヒンジ。
   

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