(57)【要約】【課題】ヒンジの軸が受部に対して傾いている場合でも、力の偏りを吸収することでき、破損しにくいヒンジ構造を提供する。【解決手段】躯体１１側の受部材３２又は扉体１２側の軸部材２２の一方に凹部３２ａを形成するとともに、他方に凸部２２ａを形成し、前記凹部３２ａと前記凸部２２ａとが回転可能に係合したヒンジ構造を備える。前記凹部３２ａ又は前記凸部２２ａの少なくともいずれかの係合面２２ｃ、３２ｆは、少なくとも一部が錐台面または球面を成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
躯体側の受部材又は扉体側の軸部材の一方に凹部を形成するとともに、他方に凸部を形成し、前記凹部と前記凸部とが回転可能に係合したヒンジ構造を備え、
前記凹部又は前記凸部の少なくともいずれかの係合面は、少なくともの一部が錐台面または球面を成していることを特徴とする、ヒンジ構造。
【請求項２】
前記受部材は、前記躯体に固定されて側方に突出する持送りの上部に、前記持送りの下方から挿入された固定手段により固定されることを特徴とする、請求項１記載のヒンジ構造。
【請求項３】
前記軸部材は、オートクローザに内蔵されるシャフトであり、
前記シャフトには、軸と直交する方向に突部が設けられ、
前記受部材には前記突部と係合する溝部が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２記載のヒンジ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヒンジ構造に関し、特に、建付けや操作方法が悪く集中的な応力が加わった場合でも破損しにくいヒンジ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、標準ヒンジとオートクローザ付きヒンジのいずれにも使用できる扉用ヒンジの発明が開示されている。この特許文献１記載の発明は、柱又は縦枠に固定される持ち送り（ヒジツボ金具）を備えている。この持ち送りは上方に開口する非真円形の孔を有しており、この持ち送りの孔にヒンジ金具のピンを挿入するように形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したような従来の構造において、部材間の締結時のばらつきなどの理由によりヒンジの軸が持ち送りの孔にまっすぐ挿入されていない場合、ヒンジの軸が傾くことで軸を受ける孔周辺に偏った力が加わる可能性がある。特に、オートクローザのように軸が長く設定されている場合には、孔周辺に大きな力がかかることなる。このように偏った力が局所的に加わると、持ち送りなどの部品が破損するおそれがあった。
【０００５】
また、持ち送りにジョイントを差し込んで側方からネジで固定し、このジョイントにヒンジのピンを差し込んだ構造が知られているが、このような構造の場合、側方からネジで固定しているため、ジョイントが片寄せされて傾くことがある。このようにジョイントが傾くなどの理由により偏った力が加わると、ジョイントのネジの取付部に大きな力がかかり、ジョイントが破損するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、ヒンジの軸が受部に対して傾いている場合でも、力の偏りを吸収することでき、破損しにくいヒンジ構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。
【０００８】
（請求項１）
請求項１に記載のヒンジ構造は、躯体側の受部材又は扉体側の軸部材の一方に凹部を形成するとともに、他方に凸部を形成し、前記凹部と前記凸部とが回転可能に係合したヒンジ構造を備え、前記凹部又は前記凸部の少なくともいずれかの係合面は、少なくともの一部が錐台面または球面を成していることを特徴とする。
【０００９】
（請求項２）
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１０】
すなわち、前記受部材は、前記躯体に固定されて側方に突出する持送りの上部に、前記持送りの下方から挿入された固定手段により固定されることを特徴とする。
【００１１】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、上記した請求項１又は２記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１２】
すなわち、前記軸部材は、オートクローザに内蔵されるシャフトであり、前記シャフトには、軸と直交する方向に突部が設けられ、前記受部材には前記突部と係合する溝部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明は上記の通りであり、躯体１１側の受部材３２又は扉体１２側の軸部材２２の一方に凹部３２ｆを形成するとともに、他方に凸部２２ｃを形成し、前記凹部３２ｆと前記凸部２２ｃとが回転可能に係合させ、前記凹部３２ｆ又は前記凸部２２ｃの少なくともいずれかの係合面は少なくともの一部が錐台面または球面を成している。このため、部材間の締結時のばらつきなどの理由により軸部材や受部材が傾いている場合でも、受部材が一定の面積で軸部材を受けることができるので、偏った力が集中的に加わることがなく、連結部の破損を有効に防止することができる。また、ヒンジに偏った力が加わらないので、扉の回動を滑らかにすることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は上記の通りであり、前記受部材は、前記躯体に固定されて側方に突出する持送りの上部に、前記持送りの下方から挿入された固定手段により固定される。このため、持送りに受部材（ジョイント）を固定した構造においても、持送りと受部材とを固定手段で強固に固定することができる。また、受部材が側方からではなく下方から固定されているので、片寄せされて傾くという問題も発生しない。よって、偏った力が集中的に加わることがなく、連結部の破損を有効に防止することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は上記の通りであり、前記軸部材は、オートクローザに内蔵されるシャフトであり、前記シャフトには、軸と直交する方向に突部が設けられ、前記受部材には前記突部と係合する溝部が設けられている。このため、本来的に偏った力の加わり易い構造であるオートクローザにおいても、連結部に偏った力が加わりにくくすることができる。また、突部によって組み付けと回り止めを行うようにすることで、施工性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る門扉の正面図である。
【図２】ヒンジ構造の分解斜視図である。
【図３】ジョイントの（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図である。
【図４】ヒンジ構造の一部拡大断面図であって、（ａ）図３のＡ−Ａ方向から見た断面図、（ｂ）図３のＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図５】オートクローザのシャフトとジョイントの受部とが互いに傾いた状態で係合するヒンジ構造の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明に係るヒンジ構造は、図１にしめすような門扉１０に使用されている。この門扉１０は、柱１１にヒンジを介して回動可能に扉体１２を取り付けたものである。そして、本実施形態においては、正面左の扉体１２に本発明に係るヒンジ構造が使用されている。正面左の扉体１２において、ヒンジは上下２箇所に取り付けられており、上部ヒンジ１３は軸体と筒体とが回動可能に係合した通常のヒンジ構造である。下部ヒンジ１４は、球座面を備えた新規なヒンジ構造である。
【００１９】
この下部ヒンジ１４は、図２に示すように、柱１１に固定される躯体固定部３０と、扉体１２に固定されるヒンジ部材であるオートクローザ２０と、を備え、この躯体固定部３０とオートクローザ２０とが回転可能に接続されることで形成されている。
【００２０】
躯体固定部３０は、柱１１に固定される持送り３１と、持送り３１の上部に固定されるジョイント３２と、持送り３１の下方から挿入されてジョイント３２を固定する固定ボルト３３と、を備えている。
【００２１】
持送り３１は、柱１１に固定されるための固定部３１ａを備え、この固定部３１ａからアーム部３１ｂが側方に突出した形状となっている。アーム部３１ｂは扉体１２の方向に突出して配置され、このアーム部３１ｂの先端付近には筒状のジョイント装着部３１ｃが形成されている。このジョイント装着部３１ｃの中央には、固定ボルト３３を挿入するための貫通孔３１ｄが貫通形成されている。
【００２２】
ジョイント３２は、オートクローザ２０のシャフト２２を受けるための部材であり、図３に示すような筒状に形成されている。このジョイント３２は、下方に向けて開口する持送り嵌合部３２ｅを備えており、この持送り嵌合部３２ｅに持送り３１のジョイント装着部３１ｃを挿入して連結できるように形成されている。なお、持送り嵌合部３２ｅを形成する周壁の一部は切欠き３２ｃ（図２参照）となっており、この切欠き３２ｃに持送り３１のアーム部３１ｂが係合することで、ジョイント３２と持送り３１との周方向の位置が決まるようになっている。
【００２３】
また、このジョイント３２の内周面には、固定ボルト３３と螺合させるための雌ネジ部３２ｄが形成されている。ジョイント３２と持送り３１とを固定する際には、持送り３１のジョイント装着部３１ｃの上にジョイント３２を配置した後に、ジョイント装着部３１ｃ下部から貫通孔３１ｄに固定ボルト３３を挿入し、貫通孔３１ｄを貫通した固定ボルト３３を雌ネジ部３２ｄに螺合させることで持送り３１とジョイント３２とを一体的に結合する。なお、固定ボルト３３の軸にはワッシャー３４が取り付けられており、座面を安定させるとともに固定ボルト３３の緩みを防止できるようになっている。
【００２４】
このジョイント３２の内周上部には、凹球面３２ｆを備えた受部３２ａが凹設されている。この受部３２ａは、後述するシャフト２２の座面部２２ａを受けるためのものである。なお、受部３２ａは全体が凹球面３２ｆで形成されている必要はなく、座面部２２ａと接する部分が凹球面３２ｆで形成されていればよい。本実施形態においては、受部３２ａの内周面の一部がリング状に凹球面３２ｆを形成しており、このリング状の凹球面３２ｆによって座面部２２ａの下面の一部（後述する凸球面２２ｃ）を受けるようになっている。
【００２５】
また、この受部３２ａには、シャフト２２の軸と直交する方向に溝部３２ｂが設けられている。この溝部３２ｂは、後述するピン２２ｂを係合させるためのものである。
【００２６】
オートクローザ２０は、オートクローザ本体２１と、このオートクローザ本体２１に回転可能に支持されたシャフト２２と、シャフト２２に回転付勢力を与えるためにオートクローザ本体２１に内蔵された付勢部材（図示せず）と、を備えている。このオートクローザ２０は、扉体１２が開動作されたときに付勢部材に付勢力が蓄えられ、この蓄えられた付勢力により扉体１２が自動的に閉動作されるようにしたものである。
【００２７】
オートクローザ本体２１は、羽板２１ａと筒部２１ｂとを備えており、羽板２１ａが扉体１２に対してネジで固定されることにより、筒部２１ｂの軸が垂直となるように扉体１２に対して取り付けられる。筒部２１ｂの内部には上記したシャフト２２及び付勢部材が内蔵されており、下端部からシャフト２２の下部が突出している。
【００２８】
シャフト２２は、筒部２１ｂの内部に回転可能に支持されており、下部が筒部２１ｂの下端部から突出している。筒部２１ｂから突出した下部には凸球面２２ｃを備えた座面部２２ａが形成されている。この座面部２２ａは受部３２ａと摺動可能に接触するものである。詳しくは、座面部２２ａの凸球面２２ｃと受部３２ａの凹球面３２ｆとが略同径の球面で形成されており、この凸球面２２ｃと凹球面３２ｆとが接触することで、座面部２２ａと受部３２ａとが摺動可能に接触している。なお、座面部２２ａは全体が凸球面２２ｃで形成されている必要はなく、受部３２ａと接触する部分が凸球面２２ｃで形成されていればよい。本実施形態においては、球状の座面部２２ａの中央にシャフト２２を貫通させ、この球状の座面部２２ａの外周面を使用して凸球面２２ｃが形成されている。
【００２９】
なお、このシャフト２２は、開き方向に回転させた時に付勢力が蓄えられるように付勢部材を介してオートクローザ本体２１に接続されている。また、このシャフト２２の座面部２２ａには、図２及び図４等に示すように、ピン２２ｂが突出して設けられている。このピン２２ｂは、上述したジョイント３２の溝部３２ｂに係合することでシャフト２２を回り止めするためのものである。このピン２２ｂは、シャフト２２の軸に直交する方向（略水平方向）に突出して設けられている。
【００３０】
オートクローザ２０と躯体固定部３０とを接続する際には、ジョイント３２の受部３２ａの上にシャフト２２の座面部２２ａを載置する。このとき、ピン２２ｂが溝部３２ｂに係合するように組み付けられる。これにより、シャフト２２とジョイント３２とは互いに対応する球面（凸球面２２ｃと凹球面３２ｆ）で面接触することとなる。
【００３１】
このように、シャフト２２とジョイント３２とが互いに対応する球面で接触する構造により、ヒンジに偏った力が集中的に加わることがなく、部品の破損などが発生しないように形成されている。例えば図５に示すように、オートクローザ２０と躯体固定部３０とが互いに傾いている場合でも、接触面積を変化させずにシャフト２２の座面部２２ａをジョイント３２の受部３２ａで受けることができるので、オートクローザ２０と躯体固定部３０との接続部に偏った力が加わることがないように形成されている。
【００３２】
なお、溝部３２ｂはピン２２ｂよりもやや大きく形成されており、溝部３２ｂの内部でピン２２ｂが移動できる余裕を持たせてある。このため、受部３２ａと座面部２２ａとの相対位置は多少のずれを許容できるように形成されている。このため、オートクローザ２０と躯体固定部３０とが互いに傾いている場合でも、ピン２２ｂと溝部３２ｂとの間で無理な負荷がかかりにくく形成されている。
【００３３】
また、扉体１２が開操作されてシャフト２２が回転したときには、受部３２ａの上をシャフト２２の座面部２２ａが回転するが、この場合でも、受部３２ａ及び座面部２２ａの球面が全周に設けられているため、例えオートクローザ２０と躯体固定部３０とが互いに傾いている場合でも偏った力が加わることがなく、シャフト２２をスムーズに回転させることができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態によれば、躯体１１に設けられたジョイント３２の受部３２ａと扉体１２に設けられたオートクローザ２０のシャフト２２とが互いに対応する球面で接触することにより回転可能に係合しているので、部材間の締結時のばらつきなどの理由によりオートクローザ２０のシャフト２２や躯体固定部３０が傾いている場合でも、ジョイント３２が一定の面積でシャフト２２を受けることができるので、偏った力が集中的に加わることがなく、躯体固定部３０の破損を有効に防止することができる。また、ヒンジに偏った力が加わらないので、扉体１２の回動を滑らかにすることができる。
【００３５】
また、前記躯体固定部３０は、前記躯体１１に固定されて側方に突出する持送り３１と、前記持送り３１の上部に固定されるジョイント３２と、前記持送り３１の下方から挿入されて前記ジョイント３２を固定する固定ボルト３３と、を備えている。このため、持送り３１にジョイント３２を固定した構造においても、持送り３１とジョイント３２とを固定ボルト３３で強固に固定することができる。また、ジョイント３２が側方からではなく下方から固定されているので、片寄せされて傾くという問題も発生しない。よって、偏った力が集中的に加わることがなく、躯体固定部３０の破損を有効に防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態に係るシャフト２２はオートクローザ２０に内蔵されるシャフト２２であり、前記シャフト２２には、軸と直交する方向にピン２２ｂが突出して設けられ、ジョイント３２にはこのピン２２ｂと係合する溝部３２ｂが設けられている。このため、本来的に偏った力の加わり易い構造であるオートクローザ２０においても、躯体固定部３０に偏った力が加わりにくくすることができる。また、ピン２２ｂによって組み付けと回り止めを行うようにすることで、球面接触による効果をほとんど減じることなく組み付けと回り止めを行うことができる。
【００３７】
なお、上記した実施形態においては、ヒンジ構造がオートクローザ２０を備えている例で説明したが、本発明の実施形態としてはこれに限らず、オートクローズ機能を有しない通常のヒンジ構造において球面接触のヒンジ構造を採用してもよい。
【００３８】
また、上記した実施形態においては、シャフト２２に凸球面２２ｃを設け、ジョイント３２に凹球面３２ｆを設けることとしたが、本発明の実施形態としてはこれに限らず、シャフト２２に凹球面を設け、ジョイント３２に凸球面を設けることとしてもよい。
【００３９】
また、上記した実施形態においては、シャフト２２とジョイント３２とを球面の係合面で係合させたが、本発明の実施形態としてはこれに限らず、球面の代わりに錐台面を使用してもよい。また、シャフト２２及びジョイント３２の両方の係合面を球面又は錐台面とする態様に限らず、シャフト２２及びジョイント３２のいずれかの係合面のみを球面又は錐台面としてもよい。
【００４０】
また、上記した実施形態においては、扉体１２の下部ヒンジ１４を球面接触のヒンジ構造としたが、本発明の実施形態としてはこれに限らず、上部ヒンジ１３を球面接触のヒンジ構造としてもよい。
【００４１】
また、上記した実施形態においては、躯体固定部３０が持送り３１とジョイント３２とから形成されているとしたが、本発明の実施形態としてはこれに限らず、持送り３１とジョイント３２とが一体である構成であってもよい。なお、持送り３１とジョイント３２とを別部材とすれば、左右で形状が異なる持送り３１に対して一種類のジョイント３２を共用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  門扉
１１  柱（躯体）
１２  扉体
１３  上部ヒンジ
１４  下部ヒンジ
２０  オートクローザ
２１  オートクローザ本体
２１ａ  羽板
２１ｂ  筒部
２２  シャフト（軸部材）
２２ａ  座面部（凸部）
２２ｂ  ピン（突部）
２２ｃ  凸球面
３０  躯体固定部
３１  持送り
３１ａ  固定部
３１ｂ  アーム部
３１ｃ  ジョイント装着部
３１ｄ  貫通孔
３２  ジョイント（受部材）
３２ａ  受部（凹部）
３２ｂ  溝部
３２ｃ  切欠き
３２ｄ  雌ネジ部
３２ｅ  持送り嵌合部
３２ｆ  凹球面
３３  固定ボルト（固定手段）
３４  ワッシャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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