JP6521984B2 - 嵩の低い油圧式ヒンジ - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、概して、ヒンジを閉鎖する、及び/又は停止する(check)技術分野に適用が可能であり、特に嵩の低い(Low−Bulkiness)油圧式ヒンジ(Hydraulic hinge、流体蝶番)に関する。
発明の背景
一般的に知られているように、ヒンジは、通常は扉、シャッター等々に固定され、概してそれらの支持フレーム(枠体)に固定されている固定要素上で旋回する(pivot)可動要素を含んでいる。
特に、通常低温室あるいはガラスシャッターに使用されるヒンジは嵩高であり、美観に優れておらず、低機能である。
米国特許第7305797号公報、米国特許出願公開第2004/206007号公報および欧州特許第1997994号公報から、閉鎖位置でのシャッターの戻りを確実に提供する閉鎖手段の作用が妨げられないヒンジが知られている。その結果として、シャッターが支持フレームに衝突し、シャッターが損傷を受ける危険性が存在する。
欧州特許第0407150号公報およびフランス特許第2320409号公報から、閉鎖手段の作用を減衰する油圧式減衰手段を含んだ扉の閉鎖装置が知られている。これら知られた装置は非常に嵩高であり、その結果、それらは床に固定されることを必要としている。
従って、そのような装置の設置は、必然的に、高額で困難な床の破壊動作工事を必要とする。そのような作業は専門の作業員によって行われる。
その結果、そのような扉の閉鎖装置は固定された支持構造体あるいは低温室のシャッターには組み込むことが許容されないことは明白である。
ドイツ国特許第3641214号から、窓の外側に取り付けるように設計されている窓のシャッター用の自動閉鎖装置が知られている。
米国特許第7305797号公報 米国特許出願公開第2004/206007号公報 欧州特許第1997994号公報 欧州特許第0407150号公報 フランス国特許第2320409号公報 ドイツ特許第3641214号公報
発明の概要
本発明の目的は、高性能で、単純な構造で、廉価であるヒンジを提供することによって上述の弱点を少なくとも部分的に克服することである。
本発明の別の目的は非常に嵩の低いヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、低温室のシャッターと固定された支持フレームとの間に挿入できるヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、扉の開放位置から、扉の自動の閉鎖動作を確実にするヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、開放位置及び/又は閉鎖位置にて、結合されている扉の制御された動作を確実にするヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、動作性を変えることなく保守が不要な、重量のある扉およびシャッターであっても支持することに適したヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、最少の数の構成部材によるヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、長時間にわたって正確な閉鎖位置を維持できるヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、引っ張られた場合の抵抗に対して妨害をしない非常に安全なヒンジを提供することである。
本発明の別の目的は、設置が非常に容易なヒンジを提供することである。
これらの目的、および以下で説明する他の目的は、ここで開示され、図示され、及び/又は特許請求されている1以上の特徴を備えたヒンジによって達成される。
本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲の従属項によって定義されている。
本発明の別なる特徴と利点は、添付図面の補助とともに、限定的ではない実施例として示されているヒンジ1のいくつかの好適な排他的ではない実施形態の詳細な説明からさらに明白になるであろう。
図1aは、ヒンジ1の軸測投影図である。 図1bは、固定された支持構造体SとシャッターAを含んだ低温室に結合されたヒンジ1の例示的な実施形態の不等角投影図であり、シャッターは閉鎖位置に存在する。 図1cは、固定された支持構造体SとシャッターAを含んだ低温室に結合されたヒンジ1の例示的な実施形態の不等角投影図であり、シャッターは開放位置に存在する。 図2は、ヒンジ1の第一の実施形態の分解図である。 図3aは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図2で示したヒンジ1の第一の実施形態を図示しており、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図3bは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図2で示したヒンジ1の第一の実施形態を図示しており、摺動部材31は近接位置に存在する。 図4は、ヒンジ1の第二の実施形態の分解図である。 図5aは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図4で示したヒンジ1の第二の実施形態を図示しており、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図5bは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図4で示したヒンジ1の第二の実施形態を図示しており、摺動部材31は近接位置に存在する。 図6は、ヒンジ1の第3の実施形態の分解図である。 図7aは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図6で示したヒンジ1の第二の実施形態を図示しており、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図5bは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図6で示したヒンジ1の第二の実施形態を図示しており、摺動部材31は近接位置に存在する。 図8は、ヒンジ1の第4の実施形態の分解図である。 図9aは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図8で示したヒンジ1の第4の実施形態を図示しており、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図9bは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図8で示したヒンジ1の第4の実施形態を図示しており、摺動部材31は近接位置に存在する。 図10は、ヒンジ1の第5の実施形態の分解図である。 図11aは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図10で示したヒンジ1の第5の実施形態を図示しており、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図11bは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図10で示したヒンジ1の第5の実施形態を図示しており、摺動部材31は近接位置に存在する。 図12aは、図1のヒンジの第5の実施形態の遮蔽要素64の正面図である。 図12bは、図1のヒンジの第5の実施形態の遮蔽要素64の平面XIIb−XIIb線に沿った断面図である。 図13aは、図11aに示された部分を拡大した詳細図である。 図13bは、図11bに示された部分を拡大した詳細図である。 図14は、ヒンジ1の第6の実施形態の分解図である。 図15は、図14のヒンジ1の第6の実施形態の遮蔽要素64の正面図である。 図16aは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図14に示したヒンジ1の第6の実施形態を図示しており、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図16bは、図1に示す平面π−πに沿った断面である図14に示したヒンジ1の第6の実施形態を図示しており、摺動部材31は近接位置に存在する。 図17aは、軸Xの周囲を回転する間にカム要素21がとるいくつかの位置を図示する概略図である。 図17bは、軸Xの周囲を回転する間にカム要素21がとるいくつかの位置を図示する概略図である。 図17cは、軸Xの周囲を回転する間にカム要素21がとるいくつかの位置を図示する概略図である。 図17dは、軸Xの周囲を回転する間にカム要素21がとるいくつかの位置を図示する概略図である。 図17eは、軸Xの周囲を回転する間にカム要素21がとるいくつかの位置を図示する概略図である。 図17fは、軸Xの周囲を回転する間にカム要素21がとるいくつかの位置を図示する概略図である。 図17gは、軸Xの周囲を回転する間にカム要素21がとるいくつかの位置を図示する概略図である。 図18は、組立体であるプランジャ要素30−油圧式減衰手段−反作用弾性手段(伸縮性)40の別の実施形態の分解図である。 図19aは、図18に示す組立体を含んだヒンジ1の別の実施形態の部分断面図であり、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図19bは、図18に示す組立体を含んだヒンジ1の別の実施形態の部分断面図であり、摺動部材31は近接位置に存在する。 図20aは、図18に示す組立体を含んだヒンジ1の別の実施形態の部分断面図であり、摺動部材31は遠方位置に存在する。 図20bは、図18に示す組立体を含んだヒンジ1の別の実施形態の部分断面図であり、摺動部材31は近接位置に存在する。 図20cは、図18で示す組立体を含んだヒンジ1の別の実施形態の拡大詳細図である。 図21aは、ヒンジ1の別の実施形態の断面図である。 図21bは、ヒンジ1の別の実施形態の断面図である。
実施例の詳細な説明
上記の図に関して、一般に符号1で示される本発明のヒンジは、嵩が低く、よって、限られたヒンジの設置空間しかないか、審美的な目的のために嵩の低いヒンジを使用することが望ましい場合に有用なヒンジである。
一例として、ヒンジ1は低温室に使用可能であり、あるいは低温室の管状のフレーム内に一体化できる。別例としては、ヒンジ1は、たとえば店舗のウインドやショーケースといったガラスシャッターに使用が可能である。
一般的に、ヒンジ1は、例えば、管状フレームSおよびシャッターAといった固定された支持構造体に回転式に結合し、図1cの実施例で示しているような開放位置と、図1bで示したような閉鎖位置との間で、回転軸Xの周囲で回転式に可動である。
回転軸Xの周囲で回転するように相互に回転可能に結合されている可動要素と固定要素とを含んだヒンジ1は、例えば、図1bと図1cで示すようにフレームSとシャッターAとの間に配置できる。
好適には、ヒンジ1は、平面π’を規定する実質的な平板と、回転軸Xを規定する軸ピン要素20(pivot、旋回軸)とを備えたヒンジ本体10を含むことができる。
第一の実施形態では、ヒンジ本体10はフレームSの基部Bに強固に固定でき(anchor)、軸ピン要素20はシャッターAに強固に固定できる。このような場合には、固定要素はヒンジ本体10を含み、可動要素は軸ピン要素20を含むことができる。
逆に、ヒンジ本体10がシャッターAに強固に固定されてもよく、軸ピン要素20がフレームSに強固に固定されることもできる。この場合には、固定要素が軸ピン要素20を含み、可動要素がヒンジ本体10を含むことができる。
有利なことに、ヒンジ本体10と軸ピン要素20は相互に結合でき、シャッターAの開放位置と閉鎖位置との間で軸Xの周囲を回転できる。
好適には、軸ピン要素20は、軸Yに沿ってスライドする(slide、摺動する)プランジャ要素(plunger,ピストン要素)30と相互作用するように、カム要素21をそこに一体的に含むことができる。
ヒンジ1の構成によれば、プランジャ要素30のスライド軸Yは、例えば図1aから図19bで示すように軸Xに対して実質的に垂直でよく、あるいは軸Xに実質的に平行であるか、図20aと図20bで示すように軸Xに一致していてもよい。
ヒンジ1の構成によれば、シャッターAの回転軸Xは、例えば図1から図17gで示すようにヒンジ本体10によって規定される平面π’に実質的に垂直でよく、あるいはその平面π’と実質的に平行であるか、図19a及び図19bに示すように平面π’に隣接することができる。
いずれの場合であっても、摺動部材31(slider)を含むか、もしくは摺動部材31で成るプランジャ要素30は、例えば図3b、図5b、図7b、図9b、図11b、図16b、図19bおよび図20bで示される動作室11の底壁12に近接している後退した(retracted) 移動終端位置(end−stroke)と、図3a、図5a、図7a、図9a、図11a、図16a、図19aおよび図20aで例として示される底壁12から遠方にある延出した(extended)移動終端位置との間で、ヒンジ本体10の内側の動作室11(working chamber、作動チャンバ)内部をスライドすることができる。
好適には、そのような後退した移動終端位置と延出した移動終端位置はどちら側であっても構わず、従って、これら位置は、プランジャ要素20の最大の遠方位置(distal position、先端位置、遠位)及び/又は最大の近接位置(proximal position、近位)に必ずしも対応していない。
本発明の好適であるが排他的ではない一つの実施形態では、動作室11は、近接位置から遠方位置との間で摺動部材31を動かすために、摺動部材31に作用する反作用弾性手段(counteracting elastic mean、抑制用伸縮性手段)を含むことができる。
本発明の好適であるが排他的ではない一つの実施形態では、反作用弾性手段は、予め決定されている直径のコイルスプリング40を含むか、コイルスプリング40で成ることができる。
この構成によれば、反作用弾性手段40は、推力型弾性手段(thrusting elastic means)または復元型弾性手段(restoring elastic means)であってよい。
推力型で反作用する弾性手段の場合、それらの作用力は、近接位置に摺動部材31が存在するときにシャッターAが到達した開放位置または閉鎖位置から、摺動部材31が遠方位置にあるときに到達する開放位置または閉鎖位置である他方の位置へと、シャッターAを自動的に戻す程度のものであろう。
この場合、摺動部材31が近接位置にあるときに、シャッターAが到達する位置が開放位置あるいは閉鎖位置であるか否かにかかわらず、ヒンジ1は開放ヒンジあるいは閉鎖ヒンジであり、後者は扉閉鎖ヒンジともまた称される。
他方、復元型反作用弾性手段の場合、それらの作用力は、近接位置に摺動部材31が存在するときにシャッターAが到達した開放位置または閉鎖位置から、摺動部材31が遠方位置にあるときに到達する開放位置または閉鎖位置である他方の位置へと、シャッターAを戻すことができない程度のものであろう。そのような場合にはシャッターAは手動で動かすか、あるいはヒンジ1に属さない、例えば小型モータなどの駆動手段で動かさなければならない。
ただし、復元型反作用弾性手段の作用力は、摺動部材31を近接位置から遠方位置へと引き戻す程度のものである。
この場合、摺動部材31が近接位置にあるときに、シャッターAが到達する位置が開放位置あるいは閉鎖位置であるか否かに関わらず、ヒンジ1は開放チェックヒンジ(check hinge)または閉鎖チェックヒンジである。
明らかに、閉鎖ヒンジまたは開放ヒンジは、開放チェックヒンジまたは閉鎖チェックヒンジとしても動作するが、一方でその逆は真ではない。
添付図面においては閉鎖ヒンジが示されているが、このヒンジは閉鎖ヒンジであっても開放ヒンジであってもよく、従属請求項に定義されている保護の範囲を逸脱することなく、開放チェックヒンジまたは閉鎖チェックヒンジであってよいことが理解されよう。
有利なことに、摺動部材31は、ヒンジ本体10によって規定される平面π”と実質的に一致する平面π”を規定する実質的な平板状とすることができる。
好適には、摺動部材31は、軸Yに沿ったそのスライドの動作中に動作室11の壁によって案内(guide)されることができる。
好適には、摺動部材31は、動作室11の前壁13に面した機能面(operative face)32と、動作室11の底壁12に面した底面33と、動作室11の側壁14’、14”に対向し、好適には接触状態(in contact)で係合する(engage)側壁34’、34”とを備えた実質的な平行六面体形状を有する。このようにして、後者(動作室11)は、摺動部材31のためのガイド手段として作用する。
好適には、動作室11は、摺動部材31の対向する逆形状の壁340’、340”のそれぞれの一対と相互作用する対向する壁140’、140”の一対をさらに有することができる。好適には、対向する壁140’、140”は、ヒンジ1の保護カバーの内面によって、例えば保護する容器(carter)82、83によって規定できる。
好適には、対向する壁140’140”は、対向する壁340’、340”と同様に平板状の形状を有しており、好適には、軸Yに沿って摺動部材31のスライドの動作中にそれらを案内するように後者と接触状態で係合することができる。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態では、壁14’、14”および壁34’、34”は実質的に互いに平行であり、壁140’、140”および壁340’、340”の関係も同様である。好適には、壁14’、14”および壁34’、34”は、ヒンジ本体10によって規定される平面π’に実質的に垂直であることができ、壁140’、140”および340’、340”はヒンジ本体10によって規定される平面π’に実質的に平行であることができる。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態では、カム要素21は、軸ピン要素20から外側に、軸Xに対して実質的に横断方向(transversal direction)に延び出る長形の付属物22を含むことができ、よって、その機能面23は相互作用するように、摺動部材31の機能面32と接触状態で係合する。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態において、機能面23は軸Xに対して実質的に同心の曲線形状(concentric curvilinear)を有した第一の部分24’と、軸Xに実質的に平行であって実質的に平板状の形状を有し、第一の部分に連続した第二の部分24”とを有することができる。好適には、摺動部材31の機能面32は、X軸に実質的に平行である実質的に平板状の形状を有することができる。
このような実施形態は、ヒンジ1の長期間の信頼性および安全性の観点で特に有利である。
好適には、実質的に曲線形状を有した部分24’は、実際、実質的に中央に存在する接触点CP内で摺動部材31の機能面32と接触状態で係合するように形状化されていることができる。
特に接触点CPは、開放位置と閉鎖位置との間でのシャッターAの全回転の間に、平面πに実質的に垂直である正中面(median plane)πMから最小距離dを有することができる。一方、軸Yが、例えば添付図面に示すように正中面πM上に存在する場合には、距離dは接触点CPと軸Yとの間の距離として解釈できる。
実質的に、機能面23の第一の部分24’および摺動部材31の機能面32は、後者が接触点CP内で部分24’を規定する湾曲部に対して接線(tangent、一点で接する)となるように互いに対して構成することができる。
好適には、距離dは0.4mmから4mmである。さらに好適には、距離dは増加することができ、シャッターAの0°から60°の開放角度もしくは閉鎖角度αのための、1mmから4mmでよい。一方で、角度αが60°よりも大きいとき、特に60°から90°のときのために減少させることもできる。距離dは、シャッターAの開放停止位置または閉鎖停止位置に対応して最小であることができる。
図17aから図17gにおいて、距離dは接触点CPと軸Yの間、すなわち、角度α0°(図17a)から90°(図17g)のための接触点CPと正中面πMからの距離で示される。
特に、角度αが0°(図17a)であるとき、距離dは1.1mmであり、角度αが15°(図17b)であるとき、距離dは1.7mmであり、角度αが30°(図17c)であるとき、角度αが45°(図17d)であるとき、距離dは3.6mmであり、角度αが60°(図17e)であるとき、距離dは3.8mmであり、角度αが75°(図17f)であるとき、距離dは3.4mmであり、角度αが90°(図17g)であるとき、距離dは0.4mmである。
これは、反作用弾性手段40の性能を最大化させ、摺動部材31の整合不良を回避させて側部摩擦を確実に最小化させるために、カム要素21とプランジャ要素30の間の相互作用が常に実質的に中央位置で発生することを確実にする。
一方、第二の部分24”は、シャッターAを開放位置または閉鎖位置に保持するために摺動部材31の機能面32とで相互に係合する(reciprocally engage)影響を受けるが、それは基本的には後者の停止位置を規定するためである。
有利なことに、そのような相互の係合は、軸Xに垂直であって、軸Yに平行な軸ピン要素20から横断方向に延び出る長形の付属物22によって規定される軸Zが、軸Yによって規定されるヒンジ1の中央線を通過するときに発生する。
これにより長時間のシャッターAの停止位置が確実に維持されるが、このことは安全性の観点からも有利である。反作用弾性手段40の反応は、シャッターAと衝突する場合であっても、事実上、カム要素21の機能面23の第二の部分24”と摺動部材31の機能面32との解放に十分である回転となるまで停止位置を維持するものになる。
軸Zの回転はヒンジ本体10に対するものであることが理解される。換言すると、軸ピン要素20が固定された状態であり、ヒンジ本体10が軸Xの周囲を回転する実施態様においては、固定された支持構造体Sに対して事実上固定された状態であるが、軸Zはヒンジ本体10およびシャッターAに対して回転する。
ヒンジの製造費用を引き下げるため、摺動部材31は機能面32が属する挿入体(insert)31’を含むことができる。摺動部材31は、たとえばアルミニウムといった第一の金属で製造でき、挿入体31’はたとえば鋼鉄といった第一の金属よりも硬質である第二の金属で製造できる。このようにカム要素21と実際的に接触状態で係合する部分のみがさらに硬質で、さらに高価な材料により製造され、摺動部材31の残り部分はさらに安価な材料により製造できる。
摺動部材31の最大到達位置(maximal stroke)を確実にするために、軸ピン要素20は動作室11の側壁14’、14”の一方に配置できる。
この場合には、軸Zは、正中面πMに対して偏心的(eccentrically)に軸Xの周囲を、摺動部材31が遠方位置に存在する、例えば図3a、5a,7a,9a,11a、16aに示す停止位置と、摺動部材31が近接位置に存在する、例えば図3b、5b、7b、9b、11b、16bに示す作動位置との間で回転する。
この場合には、カム要素21の適した寸法取りは、摺動部材31の最大到達位置の付与を可能にするが、このことは、反作用弾性手段40の予圧力(precompression force)の観点で有利である。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態においては、カム要素21はヒンジ本体10を貫通する開口15を通過する軸ピン要素20に取り出し可能に挿入でき、その貫通開口は好適には側壁14’に設けられるが、そこは軸ピン要素20が配置されている他方の側壁14”の対向する側である。
この場合ユーザは、カム要素21を挿入するために、貫通開口15を通じて軸ピン要素20を利用可能にできるが、このことは、ヒンジ1の組み立ての速度と容易性の観点から有利である。
この目的のため、カム要素21は横断軸Zを規定するために長形付属物22から外側に延び出るピン25を備えることができる。ピン25は軸ピン要素20の逆形状取付部26内に取り出し可能に挿入できる。垂直寸法を最小化するため、ピン25は実質的に楕円部分を有することができる。
好適には、貫通開口15とカム要素21は、第3の軸Zが停止位置に存在するとき、開口部がカム要素の少なくとも一つの部分を収容するように相互に(相補的に)構成できる。これで反作用弾性手段40の予圧力を最大化させて、水平方向の嵩(嵩高さ)を最小化させることができる。
好適であるが排他的ではない一つの実施形態においては、動作室11は軸Yを規定する棒材(rod、棒、棹状体)16を含むことができる。この場合には、反作用弾性手段は、棒材16に装着されるコイルスプリング40を含むか、それで構成することができる。棒材16はコイルスプリングのための案内部材として機能する。
可能には、ガイド棒材16の有無に関係なく、軸Yに沿ったスライドの最中にスプリング40は動作室11の側壁によって案内が可能である。
好適には、反作用弾性手段は推力型バネ(thrust spring、スラストスプリング)または復元型バネであってもよい1体のコイルスプリング40で構成することができる。換言すると、コイルスプリング40はヒンジの唯一の反作用手段であることができる。
コイルスプリング40が棒材16に装着されると直ちに、コイルスプリング40は動作室11の底壁12と摺動部材31の底面との間に介在状態で残留し、摺動部材はスプリング40の接触面として機能する。
ヒンジ1は非常に低い垂直方向の嵩高さおよび水平方向の嵩高さを有することができる。スプリング40はヒンジ本体10の厚みhと等しいか、それよりも少々小さな外径Фeを有することができる。
好適には、この厚みhは摺動部材31の厚みに実質的に等しいか、それよりも少々大きい。厚みhは実質的に30mm未満であり、好適には実質的に25mm未満である。
さらに、スプリング40は、それを装着する支持棒16(supporting rod、支持棒材)の直径と実質的に等しいか、それよりも少々大きい内径Фiを有することができる。
有利なことに、摺動部材31は棒材16を収容できる軸方向の止まり穴(blind hole)35を含むことができ、摺動部材は棒材に対して、遠方位置と近接位置との間で軸Yに沿ってスライドする。
特殊な場合には、棒材16は、例えばネジ手段18によって動作室11の底壁12と機能的に結合される第一の端部17’と、軸方向の止まり穴35内に挿入される第二の端部17”を含み、軸方向の止まり穴の底壁36に面した状態に維持できる。
そのような構成によって、ヒンジ1は非常に容易で素早く組み立てられる。事実、スプリング40が棒材16に装着され、棒材16が摺動部材31の軸方向の止まり穴35内に挿入されると直ちに動作室11にその組立体(assembly)を挿入し、ネジ手段18を通じて棒材16を底壁12にネジ締めし、その後に開口15を通してカム要素21を挿入するだけでよい。
好適であるが排他的ではない一つの実施形態では、ネジ手段18はスプリング40の接触平板18’を通して棒材16に直接的にネジ締めすることが可能である。これでヒンジの組立体は最大限に簡素化される。事実、スプリング40が棒材16に装着されると直ちにスプリング40は平板18’によって遮られ、この組立体はその上側から動作室11内に挿入される。
いずれにしろ、ヒンジ1の組立体を完成させるには、軸ピン要素20上にベアリング80とブッシング81を挿入し、ヒンジ10上に保護カバー82、83を組み立てるだけで十分である。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態においては、軸方向の止まり穴35の底壁36は、摺動部材31が近接位置に存在するときに棒材16の第二の端部17”と相互作用できる衝撃吸収弾性手段41(shock−absorbing elastomeric means)を備えることができる。
一方、衝撃吸収弾性手段41は、軸方向の止まり穴35の底壁36と相互作用するように棒材16の第二の端部17”に結合できる。
このようにして、シャッターAの開動作及び/又は閉鎖動作の衝撃を弾性的に吸収することができる。
弾性衝撃吸収作用の効果は、使用される弾性材料のタイプ及び/又はその化学的/物理的特性に応じて定まり、特に、その固さ(硬度)によって定まる。
有利なことに、衝撃吸収弾性手段41は、密度の高いポリウレタンのエラストマーで製造することができ、例えばブルコラン(登録商標)で製造されてもよい。好適には、このエラストマは50ShAから95ShAのショアA硬度(hardness Shore A)、好適には70ShAから90ShAのショアA硬度を有する。さらに好適には、衝撃吸収弾性手段41は、80ShAのショアA硬度を有することができる。
エラストマーの使用は、非常に小さな空間での効果的な衝撃吸収機能を可能にする。軸Yに沿った衝撃吸収弾性手段41の到達位置は、事実上、数ミリメートル程度、例えば、2mmから4mmの範囲である。
さらに、衝撃吸収弾性手段41は、油または他の油圧式減衰手段を利用せずに純粋に機械的なヒンジにおいて優れた性能の制動効果を可能にする。しかしながら、衝撃吸収弾性手段41は「請求の範囲」で定義されている保護の範囲を超えることなく、油圧式減衰手段と協調的に使用できる。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態では、ヒンジ体10は近接位置にて摺動部材31の接触部として機能できる固定された要素を備えることができる。
好適には、この固定された要素は、ヒンジ本体10の部分110’、110”によって定義できる。
上述に鑑みて、ヒンジ1は、例えば図2から図9bにて示すような機械的なタイプであっても、あるいは、図10から図20cで示すような油圧式減衰手段を含むものであってもよく、この油圧式減衰手段はプランジャ要素31に作用し、軸Yに沿ったスライド動作を油圧式的に減衰する。
一方、機械的ヒンジ1は、例えば図4から図16bで示すような棒材16を含むことができるが、図2から図3bで示すように含まないこともできる。
好適には、油圧式減衰手段は、摺動部材31の内部の油圧式回路50に完全に含まれた、例えばオイルといった作動流体(working fluid)を含むか、それで構成することができる。この目的のために、油圧式回路50は止まり穴35を含むことができる。
これは、ヒンジ1の構造を最大限単純化し、従って製造費用を最小化する。ヒンジの油圧式システムの全ては、事実上摺動部材31内に含まれ、残りの部品は乾燥状態が保たれるため、その製造および維持がさらに容易になる。
好適には、棒材16の第二の端部17”は、止まり穴35を、相互に流体連通し隣接する第一の可変容積区画(variable volume compartment)51’と第二の可変容積区画51”とに分割することができる。
この目的で、棒材16の第二の端部17”は、可変容積区画51’、51”を分離するために円筒状の分離要素60を含むことができる。
例えば、図13aと図13bに示す第一の好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態では、円筒状分離要素60は、棒材16の第二の端部17”に装着される開口した円筒(open cylinder)であってもよい。
図19aから図20cで示される別な好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態においては、円筒状分離要素60は、棒材16の端部17”にネジ締めされる閉鎖した円筒要素(closed cylindrical element)であってもよい。
いずれの場合であっても、分離要素60は、底壁19’、側壁63および前壁61を備えた内部空洞(internal chamber)65を含むことができる。
後者は、止まり穴35の底壁36に面した前面62’と、棒材16の第二の端部17”に設けられた軸方向の止まり穴19の底壁19’に面した底面62”とを有することができる。
例えば、図13a及び図13bで示す第一の実施形態では、円筒状分離要素60は、両者間でスペーサとして作用するように、棒材16の第二の端部17”の側壁19”と、摺動部材の止まり穴35の側壁37との間に配置された円筒状の壁63を有することができる。このように側壁19”、37は管状の空隙(air gap)52を規定する。
この実施形態において、第一の区画51’は、軸方向の止まり穴35の底壁36、軸方向の止まり穴35の側壁37、および前壁61の前面62’によって規定することができ、第二の区画51”は、棒材16の軸方向穴19および管状の気密室(air lock)52によって規定でき、それらは通路59を通じて相互に流体連通状態である。
特に、第二の区画51”に関する限り、軸方向の止まり穴19は安定した体積を有しており、一方で、管状の空隙52は、摺動部材31が遠方位置から近接位置に、およびその反対に通過するときに、その体積を変える。
特に図20cに示すように、他の実施形態では、第一の区画51’は、軸方向の止まり穴35の底壁36、軸方向の止まり穴35の側壁37、および前壁61の前面62’によって規定することができ、第二の区画51”は、円筒状分離要素60と、それに対面して軸方向の止まり穴35を閉鎖するために摺動部材31に結合されたオイル封止体600との間の空間によって規定できる。
作動流体は、円筒状分離要素60内の空洞を通って区画51’、51”間を流れ、分離要素は特定通路59’を有する。
好適には、区画51’、51”は、シャッターAの閉鎖位置に対応して、それぞれ最大の容積と最小の容積を有するように構成することができる。
2つの区画51’、51”の間の流体連通を可能にするため、作動流体の流通を制御するための制御手段を提供することができる。シャッターAの開放動作中および閉鎖動作中の一方で、第一の区画51’から第二の区画51”への通過を許容し、シャッターAの開動作中および閉鎖動作中の他方で第二の区画51”から第一の区画51’への通過を許容する。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態では、作動流体の流体連通を制御するための手段は、壁61に対応して分離要素60を貫通する開口53と、2つの区画51’、51”間の作動流体の制御された通過を許容するバルブ手段とを含むことができる。
好適には、バルブ手段は、円筒状分離要素60の内部空洞によって規定されているバルブ取付部(seat、シート)65内で可動である遮蔽要素64を含むことができる。バルブ取付部65は、貫通開口53と、棒材16の端部17”の止まり穴19との間に設置されており、遮蔽要素64が貫通開口53と接触状態で係合している、例えば、図11a、図13aおよび図16aに示されている第一の作用位置と、遮蔽要素64がそこから分離されている、例えば、図11b、図13bおよび図16bに示されている第二の作用位置との間で貫通開口53を移動させる。
例えば、図10から図13bに示されている第一の実施形態では、遮蔽要素64は、遮蔽要素64が第一の作用位置にあるとき、貫通開口53を通って2つの区画51’、51”間で作動流体の通過を許容するために検量された(calibrated、校正された)開口54を、好適には中央位置に含むことができる。
検量された開口54は1mm未満の直径、好適には0.5mm未満の直径を有することができる。その検量された開口54は約1mmの10分の1mmから10分の3mmの直径を有することができる。
この結果、遮蔽要素64が第一の作用位置に存在するとき、摺動部材31の遠方位置と、軸Zの停止位置に対応して、作動流体は校正処理された開口54をのみを通過し、その遮蔽要素64が第二の作用位置に存在するとき、摺動部材31の近接位置と、軸Zの作用位置に対応して、作動流体は検量された開口54と複数の周囲通路55の両方を通過する。この実施形態では、それ故油圧式回路50は、摺動部材31の止まり穴35の内部に全体的に包含されることができる。
好適ではあるが排他的ではない一つの実施形態では、バルブ取付部65は、遮蔽要素64の穴640を貫通するピン650を含むことができる。
この場合、検量された開口54は、遮蔽要素64の穴640と貫通ピン650との間の空間によって規定することができる。
いずれの場合であっても、検量された開口54は2mm未満、好適には1mm未満、さらに好適には0.5mm未満、理想的には、0.35mm未満の流体連通する断面部を有することができる。
有利には、ピン650は前記空洞65の前壁61の穴610を貫通して挿入できる。
この場合には、貫通開口53は、前記空洞65の前壁61の穴610と、貫通ピン650との間の空間によって規定できる。
好適には、ピン650は、軸Yに沿って自由に動けるように遮蔽要素64と前記空洞65の前壁61とを貫通して挿入できる。
この目的で、前記空洞65の底壁19’はピン650のための取付部を含むことができ、この取付部は軸方向の止まり穴19によって規定できる。
好適には、ピン650と軸方向の止まり穴19は相互に必要な大きさにする(reciprocally dimension)ことができ、摺動部材31の遠方位置においてピン650は、止まり穴35の底壁36との相互作用時に取付部19内に引き入れられ、摺動部材31の近接位置にてピン650は、部分的にそこに挿入された状態で取付部19から伸縮的に延び出し、滑る(slip)ことはない。
上述の諸特徴によって、摺動部材31のスライド時にピン650の自由なスライド動作は、減少した寸法を有している貫通開口53および検量された開口54を汚れ及び/又は異物による汚染から守る。
例えば、図14から図16bで示す第二の実施形態では、遮蔽要素64は検量処理がなされた中央穴54を有していない。従って、遮蔽要素64が第一の作用位置に存在するとき、作動流体は円筒状分離要素60の貫通開口53を通過しない。
遮蔽要素64が第一の作用位置に存在するとき、区画51’、51”間の流体連通を許容するため、油圧式回路55は、摺動部材31の止まり穴35の外側に分岐(branch)56を含んでいる。この場合、油圧式回路50は、第一の可変容積区画51’と分岐56とを流体連通させるために軸方向の止まり穴35の底壁36を貫通する第一の開口57と、分岐56と円筒状の空隙52を流体連通させるために軸方向の止まり穴35の側壁37を貫通する第二の開口58とをさらに含むことができる。
好適には、作動流体の流れを制御する手段は、回路50の第一の貫通開口(passing−through opening)57の流体連通部の絞り操作(throttle)のために、摺動部材31内に横断方向で挿入されている調節要素70、例えば調節ねじ(adjusting screw)を含むことができる。
ユーザの調節要素70の利用を許容するため、ヒンジ本体10を貫通する開口15’の提供が可能であり、調節装置は、摺動部材31が遠方位置に存在するときに調節を許容するように適した位置に配置されている。
このようにして、ヒンジ1の油圧式減衰作用、および、特にシャッターAの回転速度の油圧式減速作用の調節が可能である。
ここで示す実施形態においては、軸Zの停止位置に対応する摺動部材31の遠方位置は、シャッターAの閉鎖位置に対応しており、軸Zの作用位置に対応する摺動部材31の近接位置はシャッターAの開放位置に対応している。
しかしながら、この逆の構成であっても可能なことは明白である。すなわち、「請求の範囲」で定義された保護の範囲から逸脱せずに、摺動部材31の遠方位置がシャッターAの開放位置に対応し、摺動部材31の近接位置がシャッターAの閉鎖位置に対応することも可能であることが明白である。
この実施形態の油圧式減衰作用は、開動作中および閉鎖動作中の両方におけるシャッターAの制御された動作を許容する。しかしながら、図14から図16bで示す実施形態では、この作用は調節ねじ70を介して調節されるが、図10から図13bで示す実施例においては、減衰の調節は可能ではない。
図21a及び図21bで示す代替的な実施形態では、遮蔽要素64は、検量された開口54を有さないことが可能であり、検量された開口54は、ピン650と、それがスライド式に挿入されている相対的な取付部651との間の空隙によって規定されている。好適には、取付部651は円筒状分離要素60を貫通でき、例えば、その中央に対して周縁位置を貫通できる。
ピン650と取付部651とは、ピンが取付部を通って自由に移動できるように相補的に構成できる。この目的で、ピン650は、例えば取付部651よりも短い長さを有することができる。
この方法で、ピンのスライド動作は、検量された開口54を汚れ及び/又は異物から保護する。
好適には、スリップ抵抗手段が、スライド中にピン650が取付部651からスリップすることを回避させるように提供することができる。例えば、取付部651はピン650のための接触部として作用する端部のコーキング材を有することができる。
「請求の範囲」で定義されている保護の範囲を逸脱せずに、ヒンジの形態を、図1から図20cに示されるものだけに限定されずに任意のヒンジに適用できることは明白である。例えば、この形態は国際出願WO2012/156949によるヒンジにも適用できる。
上述の記載から、本発明のヒンジが意図する目的を満たすことは明らかである。
本発明のヒンジには「請求の範囲」で表わされている発明概念内で多数の改良および変更が可能である。全ての細部は他の技術的に均等な要素で置換でき、材料は「請求の範囲」の保護の範囲を逸脱せずに必要に応じて変更できる。
ヒンジが添付の図面を活用して示されてきたが、本明細書の説明内および「請求項」で使用されている数字は本発明の理解を促するために使用されており、請求されている権利保護の範囲の限定を構成するものではない。

Claims (10)

  1. 開放位置と閉鎖位置との間で壁またはフレームのような固定された支持構造物(S)に強固に固定される扉、シャッター、等の閉鎖要素(A)を回転移動させるための、及び/又は制御するための嵩の低い油圧式ヒンジであって、本ヒンジは、
    固定された支持構造体(S)または閉鎖要素(A)の一方に強固に固定が可能なヒンジ本体(10)であって、当該ヒンジ本体(10)が、前壁(13)と、それに対面する底壁(12)とを備えた動作室(11)を内部に含んでおり、且つ前記ヒンジ本体(10)が第一平面(π’)を規定している実質的に平板状の形状を有している、ヒンジ本体(10)と、
    固定された前記支持構造体(S)または前記閉鎖要素(A)の他方に強固に固定が可能な第一の長手軸(X)を規定する軸ピン要素(20)であって、当該軸ピン要素(20)と前記ヒンジ本体(10)とが、前記閉鎖要素(A)の開放位置と閉鎖位置との間で第一軸(X)の周囲を回転するように互いに結合されている、軸ピン要素(20)と、
    前記底壁(12)からの遠方位置と当該底壁に近接する近接位置との間で第二軸(Y)に沿って前記動作室(11)内をスライド移動可能な摺動部材(31)であって、前記軸ピン要素(20)と前記摺動部材(31)とは、閉鎖要素(A)の第一軸(X)周囲の回転が前記摺動部材(31)の第二軸(Y)に沿ったスライド移動の少なくとも一部に対応するように相互に結合されており、前記摺動部材(31)は軸方向の止まり穴(35)を含んでいる、摺動部材(31)と、
    開放動作中及び/又は閉鎖動作中に、閉鎖要素(A)の動作を油圧式に減衰するための前記摺動部材(31)に作用する油圧式減衰手段であって、当該油圧式減衰手段が前記摺動部材(31)内の油圧式回路(50)に完全に包含されている作動流体を含んでいる、油圧式減衰手段と、
    前記ヒンジ本体(10)に固定されており、前記軸方向の止まり穴(35)内に挿入されて、その底壁(36)と対面状態に保持されている分離要素(60)であって、前記摺動部材(31)は固定された前記分離要素(60)に対して第二軸(Y)に沿ってスライドする、分離要素(60)と、
    前記第二軸(Y)を規定しており、前記動作室(11)の底壁(12)に相補的に接続されている端部(17’)と、前記止まり穴(35)内に挿入されて前記分離要素(60)に相補的に接続される反対側端部(17”)と、を有している支持棒(16)と、
    前記支持棒(16)を取り囲み、前記摺動部材(31)に作用し、それを近接位置から遠方位置に戻すために前記動作室(11)の前記底壁(12)と前記摺動部材(31)との間に設置されて保持されている反作用弾性手段と、
    を備えており、
    前記油圧式回路(50)が前記摺動部材(31)の前記止まり穴(35)を含んでおり、前記分離要素(60)が、前記止まり穴を、互いに流体連通する少なくとも一つの第一の可変容積区画(51’)と少なくとも一つの第二の可変容積区画(51”)とに分割しており、これら少なくとも一つの第一の可変容積区画(51’)と少なくとも一つの第二の可変容積区画(51”)とは、前記摺動部材(31)の遠方位置にそれぞれ最大の容積と最小の容積を有するように構成されており、
    前記分離要素(60)は、前記少なくとも一つの第一の可変容積区画(51’)と少なくとも一つの第二の可変容積区画(51”)とを流体連通状態にする少なくとも一つの貫通開口(53)と、前記少なくとも一つの第一の可変容積区画(51’)と少なくとも一つの第二の可変容積区画(51”)との間で作動流体の制御された通過を許容するための前記開口(53)と相互作用する遮蔽要素(64)を含むバルブ手段と、を備えていることを特徴とするヒンジ。
  2. 前記バルブ手段は、前記少なくとも一つの第一の可変容積区画(51’)と少なくとも一つの第二の可変容積区画(51”)との間に配置され、それらを流体連通させる前記遮蔽要素(64)を収容するためのバルブ取付部(65)を含んでおり、前記遮蔽要素(64)は、前記少なくとも一つの貫通開口(53)と接触状態で係合する第一の作用位置と前記貫通開口(53)から離れている第二の作用位置との間で前記バルブ取付部(65)内をスライド移動できることを特徴とする請求項1記載のヒンジ。
  3. 前記分離要素(60)は、前記バルブ取付部(65)を規定する空洞を含んでおり、当該空洞(65)は、底壁(19”)と、側壁(63)と、前記少なくとも一つの貫通開口(53)を含んだ前壁(61)と、を有していることを特徴とする請求項2記載のヒンジ。
  4. 前記油圧式回路(50)は、前記摺動部材(31)の前記軸方向の止まり穴(35)内に完全に収納されていることを特徴とする請求項2または3記載のヒンジ。
  5. 前記分離要素(60)は、前記少なくとも一つの第一の可変容積区画(51’)と、少なくとも一つの第二の可変容積区画(51”)とを流体連通させるために少なくとも一つの検量された開口(54)を含んでいることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のヒンジ。
  6. 前記少なくとも一つの検量された開口(54)は、2mm満の流体連通の断面部を有することを特徴とする請求項に記載のヒンジ。
  7. 前記少なくとも一つの検量された開口(54)は、前記遮蔽要素(64)が前記少なくとも一つの貫通開口(53)と接触状態で係合する第一の作用位置に存在するとき、および前記遮蔽要素(64)が前記貫通開口(53)から離れている第二の作用位置に存在するときの両方の場合に、前記少なくとも一つの第一の可変容積区画(51’)と少なくとも一つの第二の可変容積区画(51”)との間で作動流体の通過を許容することを特徴とする請求項5または6記載のヒンジ。
  8. 前記遮蔽要素(64)が前記第一の作用位置に存在するとき作動流体は前記少なくとも一つの検量された開口(54)のみを通過し、前記遮蔽要素(64)が前記第二の作用位置に存在するとき作動流体は前記少なくとも一つの検量された開口(54)および前記遮蔽要素(64)と前記少なくとも一つの貫通開口(53)との間の空間を通過することを特徴とする請求項7記載のヒンジ。
  9. 前記分離要素(60)を貫通するピン(650)をさらに備えており、前記少なくとも一つの検量された開口(54)が前記分離要素(60)と前記貫通ピン(650)との間の空間によって規定されていることを特徴とする請求項から8のいずれか1項に記載のヒンジ。
  10. 前記ピン(650)は、その動きによって前記少なくとも一つの検量された開口(54)を汚れ及び/又は異物から保護するように、その内部で自由に動くように取付部内に挿入されていることを特徴とする請求項9記載のヒンジ。
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