JP4929103B2 - 蝶番 - Google Patents

Description

本発明は、蝶番に関し、特に半導体ウエハ製造ライン等のクリーン環境に設置する設備の扉に対して好適に用いられる蝶番に関する。

従来、この種の蝶番として、例えば下記特許文献１に示すものが提案されている。これは、例えば枠側に取付けられる一方の羽根、扉側に取付けられる他方の羽根、心棒、フランジ付きの樹脂ブッシュ、および樹脂ワッシャから構成されている。
この蝶番では、例えば一方の羽根の筒状部に樹脂ブッシュの胴部を挿通し、樹脂ブッシュのフランジに樹脂ワッシャを重ねるように同軸に配置するとともに、一方の羽根の筒状部を他方の羽根の筒状部の筒状部間に挿入し、筒状部どうしを樹脂ワッシャに同軸となるよう配置して、心棒を一方の羽根の筒状部、樹脂ワッシャ、樹脂ブッシュ、他方の羽根の両筒状部に挿通してなる。このように構成することで、一方の羽根と他方の羽根とが心棒回りに回動した際に金属材どうしの摺動がなく樹脂材どうしの摺動のみとして、金属材どうしの摺動に伴う金属粉の発生を防止するようにしている。
特開２０００−２０４８３２号公報

上記従来の蝶番において、一方の羽根の筒状部に樹脂ブッシュの胴部を挿通し、一方の羽根の筒状部を他方の羽根の筒状部間に挿入するようにして組付けられる構成であるから、一方の羽根と他方の羽根とで逆使いができない。すなわち、一方の羽根と他方の羽根との組付け時には、それぞれの方向性を考慮した上で扉等に組付けをしなければならないという作業上の煩雑さがあった。

そこで本発明は、金属粉の発生を防止できるとともに、扉等への組付けも容易な蝶番の提供を目的とする。

本発明の蝶番は、筒状部と該筒状部からその径方向に延長された平板状の取付部から一体に形成された一対の羽根部材と、一方の羽根部材の筒状部に一端側が挿入され他方の羽根部材の筒状部に他端側が挿入される心棒と、筒状の挿入部と該挿入部に対して拡径した鍔部とを有する一対の合成樹脂製の摺動部材と、一方の羽根部材の筒状部および他方の羽根部材の筒状部に、それぞれ胴部が圧入固定される一対の蓋部材とを備え、前記一方の摺動部材は、一方の羽根部材の筒状部の一方側端面に鍔部が当接するよう一方の羽根部材の筒状部にその軸心方向一方側から挿入部が挿入され、前記他方の摺動部材は、他方の羽根部材の筒状部の他方側端面に鍔部が当接するよう他方の羽根部材の筒状部にその軸心方向他方側から挿入部が挿入され、前記一方の蓋部材は、一方の羽根部材の筒状部の他方側から胴部が圧入され、前記他方の蓋部材は、他方の羽根部材の筒状部の一方側から胴部が圧入され、前記心棒は、一方の摺動部材の挿入部および他方の摺動部材の挿入部に挿通され、該心棒の一端部は、一方の羽根部材の筒状部から突出されて一方の羽根部材の筒状部内に溶接され、該心棒の他端部は、他方の羽根部材の筒状部から突出されるとともに、該心棒の他端部に形成された窪みに転動自在に装着されたボールを介して他方の蓋部材の胴部の端部に当接されて、前記両羽根部材どうしは、両摺動部材の鍔部の端面どうしを当接させた状態で筒状部の軸心回りに相対的に回転可能に組付けられ、一方の摺動部材の挿入部の端部と一方の蓋部材の胴部の端部とは軸心方向に離間して配置され、心棒の一端部と一方の蓋部材の胴部の端部とは軸心方向に離間して配置され、他方の摺動部材の挿入部の端部と、他方の蓋部材の胴部の端部とは軸心方向に離間して配置されていることを特徴としている。

上記構成において、心棒を摺動部材の挿入部どうしに渡すように挿入し、鍔部どうしを当接させるようにして、例えば一方の羽根部材を壁の開口枠体に取付け他方の羽根部材を扉に取付けて扉を開閉すると、合成樹脂製の摺動部材の鍔部どうしが摺動することになるから扉の開閉に伴う金属粉の発生が防止できる。

一方の羽根部材および他方の羽根部材は、ともにその筒状部に、摺動部材がその鍔部を当接させるように挿入されているから、鍔部どうしを当接させるよう羽根部材どうしを心棒によって組付ける作業を、一方の羽根部材、他方の羽根部材を選択することなく楽に行うことができる。

本発明の蝶番では、各羽根部材における筒状部と取付部の境界部に、該筒状部の軸心方向に沿うように窪んだ凹所が形成されており、各摺動部材の鍔部と挿入部との境界部分に前記凹所に嵌合する回り止めが設けられていることを特徴としている。

上記構成において、凹所に回り止めを嵌合するようにして摺動部材を羽根部材の筒状部に挿入し、心棒を介して両羽根部材どうしを組付け、羽根部材どうしを軸心回りに回動させて摺動部材の鍔部どうしを摺動させた際に摺動部材が回動することがない。

本発明の蝶番では、凹所には、周方向で対向する平面状の側壁面が形成され、該両側壁面どうし間の距離は径方向内方側が径方向外方側に比べて小さくなるよう設けられ、回り止めの周方向の各側面が各側壁面に当接されていることを特徴としている。

本発明の蝶番では、回り止めの径方向外方面は、鍔部の外周面に対して径方向内方に位置付けられていることを特徴としている。

本発明の蝶番では、各羽根部材において摺動部材の挿入部が挿入される反対側から、各筒状部に金属製の蓋部材が挿入されていることを特徴としている。

本発明の蝶番によれば、心棒を摺動部材の挿入部どうしに渡すように挿入し、鍔部どうしを当接させるようにして羽根部材どうしをその軸心回りに回動させると、合成樹脂製の摺動部材の鍔部どうしが摺動することになるから羽根部材どうしが金属で形成されていたとしても、扉の開閉に伴う金属粉の発生が防止できる。

また、一方の羽根部材および他方の羽根部材は、ともにその筒状部に、摺動部材がその鍔部を当接させるように挿入されているから、鍔部どうしを当接させるよう羽根部材どうしの心棒によって組付ける際に、一方の羽根部材、他方の羽根部材を選択することなく行うことができるから、羽根部材どうしの組付けを容易に行うことができる。

以下、本発明の実施形態に係る蝶番を、図面に基づいて説明する。この実施形態に係る蝶番は、半導体ウエハ製造ライン等のクリーン環境に設置する設備の扉に対して好適に用いられるものである。
図１は蝶番の使用状態を示す断面図、図２は一方の羽根部材側の組品の構成図、図３は他方の羽根部材側の組品の構成図、図４は摺動部材の構成図、図５は羽根部材の単体の構成図である。

図１ないし図３に示すように、蝶番１は、上下一対の金属製の羽根部材２Ａ，２Ｂ、合成樹脂製の摺動部材３，４、金属製の蓋部材（「義星」ともいう）５，６、および金属製の共通の心棒７から構成されている。金属としてステンレスが好適に用いられ、合成樹脂としてナイロン（例えば６６ナイロン）が好適に用いられる。

各羽根部材２Ａ，２Ｂは、円筒状に形成された筒状部１０，１１、この筒状部１０，１１からその径方向に延長された平板状の取付部１２，１３から一体に形成されている。筒状部１０，１１の軸方向両端面は、環状平面とされている。取付部１２，１３の板面には、平ネジが挿通される挿通孔１４が複数（図ではそれぞれ五つずつ）形成されている。

各羽根部材２Ａ，２Ｂの筒状部１０，１１の一方側端面１０ａ，１１ａの周方向領域の一部に、筒状部１０，１１の軸心方向に向けて窪んだ凹所１５，１６が形成されている。各凹所１５，１６には、周方向で対向する平面状の側壁面１７，１８（図５（ｂ）参照）が形成され、両側壁面１７，１８どうし間の距離は径方向内方側が径方向外方側に比べて小さくなるよう形成されて、各凹所１５，１６は平面視または底面視して扇状に形成されている。

図４に示すように、各摺動部材３，４は、円筒状の挿入部２０，２１と、各挿入部２０，２１に対して拡径した鍔部２２，２３とを有し、その中心には心棒７を挿通させる中心穴２４，２５が、貫通するようにしてスリーブ状に形成されている。
摺動部材３，４の鍔部２２，２３と挿入部２０，２１との境界部分に各凹所１５，１６に嵌合する回り止め２６，２７が一体的に形成されている。この実施形態では、各回り止め２６，２７は、鍔部２２，２３の裏面で、且つ挿入部２０，２１の外側面に亘るよう形成されている。
回り止め２６，２７の径方向外方面２６ａ，２７ａは、鍔部２２，２３の外周面に対して径方向内方に位置付けられている。回り止め２６，２７の周方向の各側面３０，３１が各側壁面１７，１８に当接されている。この回り止め２６，２７は凹所１５，１６と相対形状に形成されて、互いに軸方向で嵌合し、周方向で係止する。
各蓋部材５，６は、円板部３２，３３と中実断面に形成された胴部３４，３５とから一体的に構成されている。

各羽根部材２Ａ，２Ｂにおいて、その筒状部１０，１１の軸心方向何れか一方側から摺動部材３，４の挿入部２０，２１が挿入され、鍔部２２，２３が筒状部１０，１１の一方側端面に当接している。
各羽根部材２Ａ，２Ｂにおいてその筒状部１０，１１の軸心方向他方側から蓋部材５，６の胴部３４，３５が圧入によって挿入され、円板部３２，３３が筒状部１０，１１の他方側端面に当接している。

各摺動部材３，４の挿入部２０，２１と、各蓋部材５，６の筒状部１０，１１の端面どうしが筒状部１０，１１内では当接することなく、両端面間には軸方向に所定の間隔Ｌ１，Ｌ２を置いて軸方向に対向配置されており、また、蓋部材６の胴部３５の端面３５ａと、後述の心棒７の本体部３８の下端面３８ａとは、軸心方向に間隔を置いて配置されている。
蓋部材６の胴部３５の端面３５ａと心棒７の本体部３８の下端面３８ａの間に間隔を置くようにして胴部３５の軸心方向の長さを短くしていることで、蝶番１全体の重量をその分だけ軽量化しており、製造コストの上昇を抑制している。

心棒７は、円柱状の本体部３８と、本体部３８の上端部に配置された窪み４０に転動自在に装着された金属製のボール４１とから構成されている。心棒７は、その本体部３８が下に位置する羽根部材２Ｂ側の摺動部材４に挿通され、本体部３８の下端面は蓋部材６の胴部３５の内周面に溶接３８ａにより固定されている。
心棒７の上部は、上に位置する羽根部材２Ａ側の摺動部材３に回転可能に挿通され、心棒７の上端部は蓋部材５の胴部３４の端面３６ａに当接している。

摺動部材３，４の鍔部２２，２３を当接させるように上下対とした摺動部材３，４の軸心方向長さは、心棒７の本体部３８の軸心方向の長さに比べて短く設定されている。すなわち、心棒７の本体部３８の上端部、下端部は、それぞれ摺動部材３，４の挿入部２０，２１から軸心方向へ突出している。

この実施形態において、下に位置する羽根部材２Ｂは、不図示の扉枠に取付けられ、上に位置する羽根部材２Ａは、扉に取付けられる。羽根部材２Ａ，２Ｂどうしは、軸心回りに相対的に回動自在である。
この場合は、扉枠に羽根部材２Ｂの取付部１３を当て付け、各挿通孔１４に平ネジを挿通してこれら平ネジを扉枠に螺入することで羽根部材２Ｂを扉枠に固定する。扉側に羽根部材２Ａの取付部１２を当て付け、各挿通孔１４に平ネジを挿通してこれら平ネジを扉の板面に螺入することで羽根部材２Ａを扉に固定する。
そして、羽根部材２Ａ，２Ｂどうしの軸心を上下で位置合わせするように扉を持上げて降ろし、予め心棒７を挿入して溶接してある羽根部材２Ｂ側のその心棒７を、摺動部材３に挿入するようにする。そうすると、羽根部材２Ａ側と羽根部材２Ｂ側とが摺動部材３，４の鍔部２２，２３の端面どうしで当接することになる。
なお、羽根部材２Ａ，２Ｂどうしの組付けは、扉枠と扉との関係において、必要に応じてその高さ位置の複数箇所において行う。

上記のようにして羽根部材２Ａ，２Ｂどうしを組付けて扉を開閉すると、羽根部材２Ａ側と羽根部材２Ｂ側とで摺動する部分は、摺動部材３，４の鍔部２２，２３の端面どうしになるから、羽根部材２Ａ，２Ｂが金属から形成されていたとしても、扉の開閉動作に伴う金属粉の発生を防止することができる。また、各摺動部材３，４においては、その回り止め２６，２７が凹所１５，１６に嵌合していることで、扉を開閉しても摺動部材３，４が筒状部１０，１１に対して軸心回りに回転することがないから、摺動部材３，４（合成樹脂）と筒状部１０，１１（金属）との摺動もない。

また、蝶番１を構成する羽根部材２Ａ，２Ｂ側の組品として、羽根部材２Ａ，２Ｂ、摺動部材３，４から構成された同一構成となっているから、何れの組品を扉枠側、扉側に取付けても組品どうしの組付けに対応することができるという利便性を奏する。

羽根部材２Ａ側の組品では、金属どうしの摺動は、ボール４１と蓋部材５の胴部３４の端面３６ａとの接触という、極めて小さい面積（点接触）での接触になるから、金属粉の発生を効果的に抑えることができる。仮にこのような接触で金属粉が発生したとしても、羽根部材２Ａ側の組品内部での発生となり、しかも蓋部材５の凹部３６は摺動部材３によって密封された空間となっているから、発生した金属粉が組品外部に飛散することはない。

ところで、一般に、羽根部材２Ａ，２Ｂの筒状部１０，１１は曲げ加工によって形成されるものであるが、このとき筒状部１０，１１は、その内周面が滑らかな円形になることはほとんどない。このような状態の筒状部１０，１１に直接的に心棒７の本体部３８を、筒状部１０，１１に挿入して、これらを相対的に回転させると、筒状部１０，１１の内周面と心棒７の本体部３８の外周面が擦れあって金属粉が発生してします。しかしながら、この実施形態では、羽根部材２Ａ，２Ｂの筒状部１０，１１の内周面と心棒７の本体部３８の外周面との間には、摺動部材３，４の挿入部２０，２１が介在しているから金属どうしの擦れあいがないのである。

本発明の実施形態を示す蝶番の使用状態を示す正面断面図 同じく一方の羽根部材側の組品の構成を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図 同じく他方の羽根部材側の組品の構成を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその底面図 同じく摺動部材を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその底面図 同じく羽根部材の単体の構成を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその底面図

符号の説明

１…蝶番、２Ａ，２Ｂ…羽根部材、３，４…摺動部材、５，６…蓋部材、７…心棒、１０，１１…筒状部、１２，１３…取付部、１４…挿通孔、１５，１６…凹所、２０，２１…挿入部、２２，２３…鍔部、３２，３３…円板部、３４，３５…胴部、３８…本体部

Claims (5)

1. 筒状部と該筒状部からその径方向に延長された平板状の取付部から一体に形成された一対の羽根部材と、一方の羽根部材の筒状部に一端側が挿入され他方の羽根部材の筒状部に他端側が挿入される心棒と、筒状の挿入部と該挿入部に対して拡径した鍔部とを有する一対の合成樹脂製の摺動部材と、一方の羽根部材の筒状部および他方の羽根部材の筒状部に、それぞれ胴部が圧入固定される一対の蓋部材とを備え、
   前記一方の摺動部材は、一方の羽根部材の筒状部の一方側端面に鍔部が当接するよう一方の羽根部材の筒状部にその軸心方向一方側から挿入部が挿入され、前記他方の摺動部材は、他方の羽根部材の筒状部の他方側端面に鍔部が当接するよう他方の羽根部材の筒状部にその軸心方向他方側から挿入部が挿入され、
   前記一方の蓋部材は、一方の羽根部材の筒状部の他方側から胴部が圧入され、前記他方の蓋部材は、他方の羽根部材の筒状部の一方側から胴部が圧入され、
   前記心棒は、一方の摺動部材の挿入部および他方の摺動部材の挿入部に挿通され、
   該心棒の一端部は、一方の羽根部材の筒状部から突出されて一方の羽根部材の筒状部内に溶接され、該心棒の他端部は、他方の羽根部材の筒状部から突出されるとともに、該心棒の他端部に形成された窪みに転動自在に装着されたボールを介して他方の蓋部材の胴部の端部に当接されて、前記両羽根部材どうしは、両摺動部材の鍔部の端面どうしを当接させた状態で筒状部の軸心回りに相対的に回転可能に組付けられ、
   一方の摺動部材の挿入部の端部と一方の蓋部材の胴部の端部とは軸心方向に離間して配置され、他方の摺動部材の挿入部の端部と、他方の蓋部材の胴部の端部とは軸心方向に離間して配置され、心棒の一端部と一方の蓋部材の胴部の端部とは軸心方向に離間して配置されていることを特徴とする蝶番。
   
2. 各羽根部材における筒状部と取付部の境界部に、該筒状部の軸心方向に沿うように窪んだ凹所が形成されており、各摺動部材の鍔部と挿入部との境界部分に前記凹所に嵌合する回り止めが設けられていることを特徴とする請求項１記載の蝶番。
3. 凹所には、周方向で対向する平面状の側壁面が形成され、該両側壁面どうし間の距離は径方向内方側が径方向外方側に比べて小さくなるよう設けられ、回り止めの周方向の各側面が各側壁面に当接されていることを特徴とする請求項２記載の蝶番。
4. 回り止めの径方向外方面は、鍔部の外周面に対して径方向内方に位置付けられていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の蝶番。
5. 各羽根部材において摺動部材の挿入部が挿入される反対側から、各筒状部に金属製の蓋部材が挿入されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の蝶番。

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