(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の羽根板の一方に設けられた筒状のシリンダー内にピストンを嵌装し、他方の羽根板に上部を固定されている操作ロッドを該ピストンに係合し、該操作ロッドを介して他方の羽根板の回転動作に連動させ該ピストンを進退する蝶番を備えた自動閉扉機構であって、該ピストンに形成したカムと該操作ロッドに設けた該カム内を移動自在な係合部とにより、該ピストンと該操作ロッドとを係合すると共に、該ピストンの外側面に形成された凹部に球体を配置し、該シリンダー内に長手方向へ形成された凹溝に沿って該球体が転動することで該ピストンが該シリンダー内を滑動可能とし、該ピストンの戻り動作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自動閉扉機構。
【請求項２】
前記係合部が前記カムに沿って回転するローラを有するものであることを特徴とする請求項１記載の自動閉扉機構。
【請求項３】
前記係合部が前記操作ロッドの外側面に設けた凹部に転動可能に配置した球体を有するものであることを特徴とする請求項１記載の自動閉扉機構。
【請求項４】
一対の羽根板の一方に設けられた筒状のシリンダー内にピストンを嵌装し、他方の羽根板に上部を固定されている操作ロッドを該ピストンに係合し、該操作ロッドを介して他方の羽根板の回転動作に連動させ該ピストンを進退する別の蝶番を備え、該別の蝶番は、開扉時の該ピストンの動作によって収縮する圧縮コイルばねが該シリンダー内に収容配置され、該圧縮コイルばねの復元力による該ピストンの戻り動作に連動して他方の羽根板を閉扉方向に回動することを特徴とする請求項１、２又は３記載の自動閉扉機構。
【請求項５】
一対の羽根板の一方に設けられた筒状のシリンダー内にピストンを嵌装し、他方の羽根板に上部を固定されている操作ロッドを該ピストンに係合し、該操作ロッドを介して他方の羽根板の回転動作に連動させ該ピストンを進退する蝶番を備えた自動閉扉機構であって、該ピストンに形成した雌ねじ部と該操作ロッドに形成した雄ねじ部とで該ピストンと該操作ロッドを係合すると共に、該ピストンの外側面に形成された凹部に球体を配置し、該シリンダー内に長手方向へ形成された凹溝に沿って該球体が転動することで該ピストンが該シリンダー内を滑動可能とし、開扉時の該ピストンの動作によって収縮する圧縮コイルばねを該シリンダー内に収容配置して、該圧縮コイルばねの復元力による該ピストンの戻り動作に連動して他方の羽根板を閉扉方向に回動し、該ピストンの戻り動作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自動閉扉機構。
【請求項６】
前記シリンダー内からの空気の流出速度が該シリンダー内への該空気の流入速度より低速であり、且つ該空気の流出速度が調整可能な弁手段を有することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の自動閉扉機構。
【発明の詳細な説明】
【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と共に、閉扉時の衝撃を緩衝する手段を備えた自動閉扉機構に係り、特に空気を利用した緩衝手段を用いる自動閉扉機構に関する。
【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、シリンダー部に微細な穴を設けて、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動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蝶番が開示されている。
【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、又小型化や小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】
ところが上記自動閉扉機構は、扉の開動作や緩衝されながら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。即ち、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る、小型化や小スペース化を図ることができる、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】
本発明の自動閉扉機構は、一対の羽根板の一方に設けられた筒状のシリンダー内にピストンを嵌装し、他方の羽根板に上部を固定されている操作ロッドを該ピストンに係合し、該操作ロッドを介して他方の羽根板の回転動作に連動させ該ピストンを進退する蝶番を備えた自動閉扉機構であって、該ピストンに形成したカムと該操作ロッドに設けた該カム内を移動自在な係合部とにより、該ピストンと該操作ロッドとを係合すると共に、該ピストンの外側面に形成された凹部に球体を配置し、該シリンダー内に長手方向へ形成された凹溝に沿って該球体が転動することで該ピストンが該シリンダー内を滑動可能とし、該ピストンの戻り動作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。
【００１０】
前記蝶番に、開扉時の該ピストンの動作によって収縮する圧縮コイルばねを該シリンダー内に収容配置し、該圧縮コイルばねの復元力による該ピストンの戻り動作に連動して他方の羽根板が閉扉方向に回動する構成としてもよい。また前記カムは必要とする扉の開閉状態に応じて９０度以上１８０度以下の適宜角度に対応して形成すると好適である。カムと係合部との係合や、凹溝に沿ってピストン外側面の凹部の球体が転動する構成により、扉の開閉とピストンの進退の連動をスムーズ且つ確実なものにすることが可能となる。またカムの開扉時に係合部が位置する箇所近傍、例えば９０〜１２０度或いは１２０〜１５０度或いは１５０〜１８０度等にかけて、略水平なストッパー部をカムに形成することにより、所定角度まで開けた扉の開状態を維持することが可能となる。
【００１１】
さらに本発明の自動閉扉機構は、上記自動閉扉機構に於いて、前記係合部が前記カムに沿って回転するローラを有するものであることを特徴とする。ローラがカムに沿って回転することにより、操作ロッドとピストンの連動を一層スムーズに行うことができる。
【００１２】
さらに本発明の自動閉扉機構は、上記自動閉扉機構に於いて、前記係合部が前記操作ロッドの外側面に設けた凹部に転動可能に配置した球体を有するものであることを特徴とする。操作ロッド外側面の凹部の球体がカムに沿って転動することにより、操作ロッドとピストンの連動を一層スムーズに行うことができる。
【００１３】
さらに本発明の自動閉扉機構は、上記自動閉扉機構に於いて、一対の羽根板の一方に設けられた筒状のシリンダー内にピストンを嵌装し、他方の羽根板に上部を固定されている操作ロッドを該ピストンに係合し、該操作ロッドを介して他方の羽根板の回転動作に連動させ該ピストンを進退する別の蝶番を備え、該別の蝶番は、開扉時の該ピストンの動作によって収縮する圧縮コイルばねが該シリンダー内に収容配置され、該圧縮コイルばねの復元力による該ピストンの戻り動作に連動して他方の羽根板を閉扉方向に回動することを特徴とする。前記別の蝶番もピストンの戻り動作による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構成としてもよい。
【００１４】
自動閉扉機構を担う蝶番と緩衝機能を担う蝶番とを別途に設けることで、例えば、ばね力の調整やばねの取り替えを容易且つ自在に行うことができる蝶番の構造とする、或いは緩衝機能を担う蝶番のシリンダー内に多くの空気を流出入させて緩やかな緩衝を実現する等、それぞれの機能により特化した構造にすることが可能となり、スムーズで良好な自動閉扉機能及びその緩衝機能を得ることができる。
【００１５】
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筒状のシリンダー内にピストンを嵌装し、他方の羽根板に上部を固定されている操作ロッドを該ピストンに係合し、該操作ロッドを介して他方の羽根板の回転動作に連動させ該ピストンを進退する蝶番を備えた自動閉扉機構であって、該ピストンに形成した雌ねじ部と該操作ロッドに形成した雄ねじ部とで該ピストンと該操作ロッドを係合すると共に、該ピストンの外側面に形成された凹部に球体を配置し、該シリンダー内に長手方向へ形成された凹溝に沿って該球体が転動することで該ピストンが該シリンダー内を滑動可能とし、開扉時の該ピストンの動作によって収縮する圧縮コイルばねを該シリンダー内に収容配置して、該圧縮コイルばねの復元力による該ピストンの戻り動作に連動して他方の羽根板を閉扉方向に回動し、該ピストンの戻り動作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。
【００１６】
雌ねじ部と雄ねじ部の係合により、扉の開閉とピストンの進退の連動をスムーズ且つ確実なものにすることが可能となる。雌ねじ部や雄ねじ部は八条ネジなどの多条ねじで形成すると、扉の開閉とピストンの進退の連動を一層確実且つスムーズにでき好適である。
【００１７】
さらに本発明の自動閉扉機構は、上記自動閉扉機構に於いて、前記シリンダー内からの空気の流出速度が該シリンダー内への該空気の流入速度より低速であり、且つ該空気の流出速度が調整可能な弁手段を有することを特徴とする。空気の流出速度を調整可能な弁手段を用いることにより、スムーズで望ましい速度の閉扉動作を実現することが可能となり、その調整も容易となる。
【００１８】
また上記自動閉扉機構に於いては、その蝶番の所要構成部品の素材に適宜のものを用いることができるが、所要強度を有する樹脂成形品を所要の構成部品として用いると、軽量化を図ることができ好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動閉扉機構を図に於ける具体的な実施例に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明の自動閉扉機構による第一実施例の蝶番を示す平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の蝶番を示す一部縦断正面図である。図２は第一実施例の蝶番の変形例を示す一部縦断部分正面図である。
【００２０】
第一実施例の蝶番１０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１１と他方の羽根板１２との一対を有し、各羽根板１１・１２に形成された取付孔１１ａ・１２ａに例えば皿ねじ等を挿通することによって、一方の羽根板１１を扉枠等に、他方の羽根板１２を開閉扉等に取り付けるようになっている。
【００２１】
一方の羽根板１１には円筒状のシリンダー１３が一体的に設けられ、シリンダー１３の下端には雌ねじ部１３ａが形成され、同様にシリンダー１３の上端にも雌ねじ部が形成されている（図示せず）。シリンダー１３の上端には略短寸円筒状で短径部と長径部を有するキャップ１４が設けられ、キャップ１４の短径部の外側面に形成された雄ねじ部１４ａをシリンダー上端の雌ねじ部に螺合して固着されている。シリンダー１３の下端には略短寸円柱状で短径部と長径部を有するキャップ１５が設けられており、キャップ１５の短径部の外側面に形成された雄ねじ部１５ａを雌ねじ部１３ａに螺合して固着されている。
【００２２】
前記キャップ１５には、その上端で短径部内に略リング状の空間部１５ｂが設けられ、前記空間部１５ｂとキャップ１５の下端とを連通する２個の吸気穴１５ｃ・１５ｃが２ｍｍ程度の直径で形成されている。吸気穴１５ｃの下端には塵などが入り込む込むことを防止するために連泡スポンジ等からなるフィルター１５ｄが配設され、吸気穴１５ｃの上端には、空気のシリンダー１３内への流入時には空気の流入で若干浮き上がり、流出時には流出する空気に吸気穴１５ｃへ押し付けられる弁板１５ｅが載置されている。
【００２３】
前記キャップ１５ｄの中心には小径穴１５ｆと大径穴１５ｇが連通して形成され、大径穴１５ｇの側面に形成された雌ねじ部１５ｈに調整ボルト１５ｉの雄ねじ部１５ｊが螺合されている。前記調整ボルト１５ｉには先端にテーパ部１５ｋが形成され、テーパ部１５ｋの下方に短径部１５ｌが設けられており、短径部１５ｌの外側面から調整ボルト１５ｉの下端に連通する略Ｔ字形或いは略Ｌ字形等の排気路１５ｍが調整ボルト１５ｉに形成されている。１５ｎは気密性を保持するために調整ボルト１５ｉの略下部に嵌め込まれたＯリングである。そして、排気路１５ｍを通ってシリンダー１３の外部に排出される空気の流出速度は、調整ボルト１５ｉの螺合量を調整しテーパ部１５ｋと小径部１５ｆ間の隙間の量を調整することによって、調整可能である。なおシリンダー１３の外部から内部へエアを流通し、内部から外部へのエアを抑制しながら流出する弁手段は、前記構成に限定されるものではない。
【００２４】
シリンダー１３内には、略有底円筒形のピストン１６が上下方向に摺動可能に収容配置されており、ピストン１６の略上端には外側面に略円柱形の凹部１６ａが本実施例では４箇所形成され、凹部１６ａ内には鋼製等の球体１６ｂが転動可能に配置されている。他方、シリンダー１３の内壁には長手方向へ凹溝１３ｂが四条形成されており、球体１６ｂは凹部１６ａと凹溝１３ｂに各々部分的に嵌り、凹部１６ａで保持されながら凹溝１３ｂに沿って球体１６ｂが転動する構成である。前記球体１６ｂが凹溝１３ｂに嵌っていることから、ピストン１６は周方向に回転不能であると共に、球体１６ｂの転動によって、ピストン１６がシリンダー１３内をスムーズに上下に滑動するようになっている。
【００２５】
前記ピストン１６の略下端の外周面には、シリンダー１３内でピストン１６の下面１６ｃとキャップ１５の上部間の空間に流入する空気の気密性を保持するために、パッキンリング１６ｄが周方向に嵌め込まれている。
【００２６】
前記ピストン１６の略上部から略下部にかけて傾斜面と開状態の扉のストッパーとなる略水平面とからなる一対のカム１６ｅ・１６ｅが周方向に形成されている。カム１６ｅは１８０度以下の所定角度の扉の回動に対応できるように所定角度で形成されており、その傾斜面は略９０度以下の開扉状態で後述する操作ロッドの係合部が傾斜面を移動して自動的に閉動作が行われるように周方向の所定角度に形成され、その水平面は略９０度超の開扉状態で前記係合部が水平面の所定位置に配置され開扉状態を維持できるように周方向の所定角度に形成されている。なお水平面のストッパーを有しないカムを採用することも可能である。
【００２７】
操作ロッド１７は、略上半分の短径部１７ａと略下半分の長径部１７ｂとからなり、キャップ１４の中心に短径部１７ａが挿通され、長径部１７ｂの上面がキャップ１４の下面に当接している。操作ロッド１７の短径部１７ａは、他方の羽根板１２に一体的に形成された筒部１２ｂに嵌挿され、筒部１２ｂの貫通孔１２ｃと短径部１７ａの貫通孔１７ｃに係止ピン１８を挿入すること等で固定されている。尚、一方の羽根板１１と他方の羽根板１２との間の１９はワッシャーである。
【００２８】
操作ロッド１７の略下部には、一対の操作ピン１７ｄ・１７ｄが直径方向に突設され、操作ピン１７ｄ・１７ｄには各々環状のローラ１７ｅ・１７ｅが遊挿されて係合部をなしており、各ローラ１７ｅは操作ピン１７ｄに対して回転するようになっている。ローラ１７ｅを遊挿された操作ピン１７ｄはカム１６ｅに係合され、操作ロッド１７の回転時にローラ１７ｅが回転することにより、操作ピン１７ｄ及びローラ１７ｅは、カム１６ｅの傾斜面上端と傾斜面下端若しくは水平面までとの間を係合しながら移動するようになっている。図１に於いては、扉の閉状態に対応して操作ピン１７ｄ及びローラ１７ｅはカム１６ｅの傾斜面の上端に位置しているが、扉の閉状態で係合部がカムの下端に位置する構成等とすることも可能である。
【００２９】
また第一実施例の蝶番１０の変形例として、図２に示すように、操作ロッド１７の略下端の外側面に略半球状等の凹部１７ｆを形成し、凹部１７ｆに鋼製等の球体１７ｇの一部を転動可能に嵌め込むと共に、ピストン１６の内側面に貫通しない略半円形で溝状のカム１６ｆを上記のような形状で周方向に刻設し、カム１６ｆと凹部１７ｆに球体１７ｇが挟まれた状態で、カム１６ｆに係合した球体１７ｇがカム１６ｆに沿って転動し、球体１７ｇがカム１６ｆの傾斜面上端と傾斜面下端若しくは水平面までとの間を移動するよう構成としても、操作ロッドとピストンの連動を一層スムーズに行うことができて好適である。
【００３０】
また第一実施例の蝶番１０に於いて、例えばシリンダー１３内でピストン１６の上面とキャップ１４の下面間に圧縮コイルばねを収容配置してもよく、前記圧縮コイルばねは開扉時のピストン１６の上昇動作によって収縮し、その復元力によってピストン１６を下方に押し戻すものであって、前記ピストン１６の戻り動作に連動して他方の羽根板１２が閉扉方向に回動することになる。尚、圧縮コイルばねを設ける位置等は他方の羽根板１２を閉扉方向に回動する構成であれば適宜である。
【００３１】
また第一実施例の蝶番１０を用いる場合には、例えば他方の羽根板１２を閉扉方向に回動する別途の蝶番を用いると好適である。前記別途の蝶番としては、例えば一対の羽根板の一方に設けられた筒状のシリンダー内にピストンを嵌装し、他方の羽根板に上部を固定されている操作ロッドをピストンに係合し、操作ロッドを介して他方の羽根板の回転動作に連動させピストンを進退するもので、開扉時のピストンの動作によって収縮する圧縮コイルばねをシリンダー内に収容配置し、圧縮コイルばねの復元力によるピストンの戻り動作に連動して他方の羽根板を閉扉方向に回動する構成のものとする。具体例としては、上述した蝶番１０に於いて、シリンダー１３内でピストン１６の上面とキャップ１４の下面間に圧縮コイルばねを収容配置したもの等が挙げられる。
【００３２】
第一実施例の蝶番１０を使用する際には、例えば上記した他方の羽根板１２を閉扉方向に回動する自動閉扉機能を有する別途の蝶番と供に使用し、一方の羽根板１１等を扉枠に、他方の羽根板１２等を扉に取り付ける。扉が閉じた状態においては、ピストン１６はシリンダー１３内の下部に位置し、係止ピン１７ｄ及びローラ１７ｅ（又は球体１７ｇ）はカム１６ｅ（又はカム１６ｆ）の上端に位置している。
【００３３】
そして、扉を開けると、他方の羽根板１２の回動に伴って操作ロッド１７及び係止ピン１７ｄ及びローラ１７ｅが周方向に回動し、カム１６ｅの略下端まで移動する。前記移動によってピストン１６は上方に移動するが、この際に球体１６ｂがシリンダー１３内壁の凹溝１３ｂに沿って転動し、係止ピン１７ｄ及びローラ１７ｅのカム１６ｅに沿った移動と相俟って、ピストン１６はスムーズに上方へ移動する。更にはピストン１６の上方移動によって、ピストン１６の下面１６ｃとキャップ１５の上部間に吸気穴１５ｃを介して空気が流入し、エア溜まりが増加或いは形成される。
【００３４】
閉扉時にはカム１６ｅの水平面のストッパーから傾斜面の位置に係止ピン１７ｄ及びローラ１７ｅを移動させると、例えば別途設けた蝶番の圧縮コイルばねの復元力により扉が閉扉方向へ自動的に回動する。この際に、他方の羽根板１２の閉扉方向の回動によって係止ピン１７ｄ及びローラ１７ｅがカム１６ｅの傾斜面を上方へ移動し、ピストン１６が下方に押し下げられる。前記ピストン１６の下降動作も、係止ピン１７ｄ及びローラ１７ｅのカム１６ｅに沿った移動及び球体１６ｂの凹溝１３ｂに沿った転動によりスムーズに行われる。
【００３５】
前記ピストン１６が下降動作する際には、弁板１５ｅが吸気穴１５ｃに押し付けられて吸気穴１５ｃを塞ぐため、ピストン１６の下面１６ｃとキャップ１５の上部間の空気が圧縮され、小径穴１５ｆとテーパ部１５ｋ間の隙間から排気路１５ｍを通って圧縮された空気が徐々にシリンダー１３の外部に放出され、エア溜まりが減少或いは消滅する。前記空気が徐々に放出されることによって、扉の閉扉動作が緩やかになり、エアクッション作用による緩衝機能が発揮される。
【００３６】
上記使用例では、第一実施例の蝶番１０の他に、他方の羽根板１２を閉扉方向に回動する蝶番を別途用いる場合について説明したが、蝶番１０のシリンダー１３内に圧縮コイルばねを収容配置した変形例など自動閉扉機能と緩衝機能を兼ね備えた構成とすること等によって、単独で使用する様にすることも可能であり、また変形せずに第一実施例の蝶番１０を使用することも可能である。
【００３７】
次に、本発明の自動閉扉機構に於ける第二実施例の蝶番２０について、第一実施例の蝶番１０と異なる箇所を中心に説明する。図３（ａ）は第二実施例の蝶番を示す平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の蝶番を示す一部縦断正面図である。
【００３８】
第二実施例の蝶番２０は、図３に示すように、取付孔２１ａが形成された一方の羽根板２１と取付孔２２ａが形成された他方の羽根板２２とを有し、他方の羽根板２２には一体的に筒部２２ｂが設けられ、筒部２２ｂには操作ロッド２７と固定するための係止ピン２８を挿通する貫通孔２２ｃが形成されている。一方の羽根板２１には円筒状のシリンダー２３が一体的に設けられ、シリンダー２３の上端及び下端には雌ねじ部が形成されており、その上端には略短寸円筒状のキャップ２４が螺着され、その下端には略短寸円柱状のキャップ２５が螺着されている。キャップ２４、キャップ２５の構成は、第一実施例の蝶番１０に於けるキャップ１４、１５の構成と弁手段等を含み同じである。
【００３９】
シリンダー２３内には、略有底円筒形のピストン２６が上下方向に摺動可能に収容配置され、ピストン２６の略上端には外側面に略円柱形の凹部２６ａが本実施例では３箇所形成され、凹部２６ａ内には鋼製等の球体２６ｂが転動可能に配置されている。他方、シリンダー２３の内壁には長手方向へ凹溝２３ｂが三条形成されており、球体２６ｂは凹部２６ａと凹溝２３ｂに各々部分的に嵌り、凹部２６ａで保持されながら凹溝２３ｂに沿って球体２６ｂが転動し、球体２６ｂの転動によってピストン２６がシリンダー２３内をスムーズに上下に滑動する構成である。
【００４０】
前記シリンダー２３の内壁で凹溝２３ｂの中央より若干下方の位置には、シリンダー２３の円周方向にリング状の凹溝２３ｃが刻設されており、ピストン２６の上昇により球体２６ｂが凹溝２３ｂに沿って上昇してリング状凹溝２３ｃの位置に到達すると、球体２６ｂはリング状凹溝２３ｃに入り込んでリング状凹溝２３ｃ内で回動し、球体２６ｂと供にピストン２６が回動する。従って、ピストン２６は球体２６ｂがリング状凹溝２３ｃの位置になるまで上昇可能である。尚、リング状凹溝２３ｃの上端位置から上部には凹溝２３ｂを設けない構成とすることも可能である。又ピストン２６の略下端の外周面に、シリンダー２３内でピストン２６の下面２６ｃとキャップ２５の上部間の空間に流入する空気の気密性を保持するために、パッキンリング等を周方向に嵌め込むと好適である。
【００４１】
操作ロッド２７は、略上半分の短径部２７ａと略下半分の長径部２７ｂとからなり、キャップ２４の上部のベアリング２９ａとその下部のベアリング２９ｂを介してキャップ２４の中心に短径部２７ａが挿通され、長径部２７ｂの上面がキャップ２４の下面に当接している。操作ロッド２７の短径部２７ａは、他方の羽根板２２に一体的に形成された筒部２２ｂに嵌挿され、筒部２２ｂの貫通孔２２ｃと短径部２７ａの貫通孔２７ｃに係止ピン２８を挿入すること等で固定されている。操作ロッド２７の長径部２７ｂの外周側面には八条の雄ねじ部２７ｈが形成され、ピストン２６の内周側面に形成された八条の雌ねじ部（図示せず）に前記雄ねじ部２７ｈは螺合され、操作ロッド２７及び雄ねじ部２７ｈの回動に応じて、ピストン２６が上下に移動する構成である。
【００４２】
キャップ２４の下部に位置するベアリング２９ｂとピストン２６の上端面の間には圧縮コイルばね３０が設けられ、ピストン２６を常時下降方向へ付勢している。圧縮コイルばね３０の復元力によりピストン２６を下降方向へ付勢して移動し、前記ピストン２６の下降移動に応じて雄ねじ部２７ｈを螺合された操作ロッド２７及び操作ロッド２７に固定された他方の羽根板２２が閉扉方向に回動する構成である。
【００４３】
第一実施例の蝶番２０を使用する際には、例えば一方の羽根板２１を扉枠に、他方の羽根板２２を扉に取り付ける。扉が閉じた状態では、圧縮コイルばね３０は伸長し、圧縮コイルばね３０で下方に付勢されたピストン２６はシリンダー２３内の下部に位置している。
【００４４】
扉を開けると、他方の羽根板２２の回動に伴って操作ロッド２７及び雄ねじ部２７ｈが周方向に回動し、その雌ねじ部が雄ねじ部２７ｈに螺合されたピストン２６は雄ねじ部２７ｈの回動に応じて上方へ移動する。ピストン２６が上方へ移動する際には、球体２６ｂがシリンダー２３内壁の凹溝２３ｃに沿って転動すると共に、圧縮コイルばね３０が収縮され、ピストン２６は圧縮コイルばね３０で下方へ付勢されつつもスムーズに上方へ移動する。更にはピストン２６の上方移動によって、第一実施例の蝶番１０と同様に、ピストン２６の下面２６ｃとキャップ２５の上部間に弁手段を介して空気が流入し、エア溜まりが増加或いは形成される。
【００４５】
最終的にピストン２６は、球体２６ｂがリング状凹溝２３ｃに入り込む位置まで上昇し、球体２６ｂはリング状凹溝２３ｃに入り込む。球体２６ｂがリング状凹溝２３ｃに入り込むと、球体２６ｂは操作ロッド２７及び雄ねじ部２７ｈの回動に対応してリング状凹溝２３ｃ内を回動し、前記回動に伴ってピストン２６も回動する。
【００４６】
そして、扉から手を離すと圧縮コイルばね３０の収縮が開放され、圧縮コイルばね３０の復元力によりピストン２６は下方へ付勢され、球体２６ｂがリング状凹溝２３ｃから凹溝２３ｂへ入り込むまでピストン２６は回動され、球体２６ｂが凹溝２３ｂに入り込むことによって、球体２６ｂが凹溝２３ｂに沿って下方へ転動すると共にピストン２６は下方へ移動される。
【００４７】
前記付勢されたピストン２６が下降する際には、第一実施例の蝶番１０と同様に、ピストン２６の下面２６ｃとキャップ２５の上部間の空気が圧縮され、弁手段を介して圧縮された空気が徐々にシリンダー２３の外部に放出され、エア溜まりが減少或いは消滅していく。前記空気が徐々に放出されることによって、扉の閉扉動作が緩やかになり、エアクッション作用による緩衝機能が発揮される。
【００４８】
空気が徐々に開放されることで、圧縮コイルばね３０は復元力によって徐々に伸長すると共に、圧縮コイルばね３０で付勢されたピストン２６は、リング状凹溝２３ｃから開放された球体２６ｂを凹溝２３ｂに沿って転動させながら徐々に下方へ移動し、ピストン２６の下降に応じて操作ロッド２７及び他方の羽根板２２が徐々に且つスムーズに回動する。従って、他方の羽根板２２が取り付けられた扉は、徐々に且つスムーズに自動的に回動し、良好な自動閉扉機能及び緩衝機能が発揮される。
【００４９】
尚、上記自動閉扉機構に於ける蝶番１０、２０は金属製としてもよいが、梅雨時など高湿度環境下での使用する場合や結露など水と接触する場合等に発生する錆に起因した故障を防ぐため、所要の構成部品を所要強度を有する樹脂成形品としても良好である。前記樹脂の種類は熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂など適宜の樹脂を単独で或いは併用して用いることができるが、生産性やリサイクルの観点からは熱可塑性樹脂が好ましい。これらの樹脂には強度向上のため炭素繊維等を添加するなど、所要の添加材を添加することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の自動閉扉機構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る、小型化や小スペース化を図ることができる、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の自動閉扉機構による第一実施例の蝶番を示す平面図。
（ｂ）本発明の自動閉扉機構による第一実施例の蝶番を示す一部縦断正面図。
【図２】第一実施例の蝶番の変形例を示す一部縦断部分正面図。
【図３】（ａ）本発明の自動閉扉機構による第二実施例の蝶番を示す平面図。
（ｂ）本発明の自動閉扉機構による第二実施例の蝶番を示す一部縦断正面図。
【符号の説明】
１０、２０  蝶番
１１、１２、２１、２２  羽根板
１３、２３  シリンダー
１３ｂ、２３ｂ  凹溝
２３ｃ  リング状凹溝
１４、１５、２４、２５  キャップ
１６、２６  ピストン
１６ａ、１７ｆ、２６ａ  凹部
１６ｂ、１７ｇ、２６ｂ  球体
１７ｄ  操作ピン
１７ｅ  ローラ
１７、２７  操作ロッド
１８、２８  係止ピン
２７ｈ  雄ねじ部
３０  圧縮コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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