(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯が、扉側の羽根板の上方軸筒部と、外枠側の羽根板の下方軸筒部とを連結しており、両羽根板が、軸芯を介して互いに回動することができる蝶番において、軸芯が、その上端が上方軸筒部の上端開口から突出可能で、且つ、同上方軸筒部により上限位置と下限位置との間で制限されて上下方向に移動可能に支持される構造となっており、上方軸筒部の中心軸が、下方軸筒部の中心軸に対して１°までの範囲の傾きを有する場合に、前記軸芯の下端が下方軸筒部の内壁に接触しないことを特徴とする蝶番。
【請求項２】
上方軸筒部の中心軸が、下方軸筒部の中心軸に対して１°までの範囲の傾きを有する場合に、前記軸芯の下端が下方軸筒部の内壁に接触しないように軸芯の外径、軸芯の下方軸筒部への挿入長さ又は下方軸筒部の内径が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の蝶番。
【請求項３】
上方軸筒部の中心軸が、下方軸筒部の中心軸に対して１°を超えて２°までの範囲の傾きを有する場合に、前記軸芯の下端が下方軸筒部の内壁に接触するように軸芯の外径、軸芯の下方軸筒部への挿入長さ又は下方軸筒部の内径が設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蝶番。
【請求項４】
軸芯の下端が面取り加工されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蝶番。
【請求項５】
前記軸芯が、上方軸筒部に対して、上限位置まで移動した際に、軸芯が、上方軸筒部の下側から所定長さだけ突出することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蝶番。
【請求項６】
軸芯を引き上げて上限位置で停止保持されるようになし、この上限位置にある軸芯に、同停止保持される力以上の外力を作用させることにより、前記軸芯を下方に移動させることができることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の蝶番。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蝶番の軸芯の「せり上がり」（扉の開閉とともに、軸芯が上方に少しずつ抜け上がること）を防止することができる蝶番に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各々軸筒部を備えた左右一対の羽根板が軸芯を介して回動可能に連結された扉用の蝶番は、通常、軸芯がどちらか一方の軸筒部に固定され、且つ、一定の長さだけ軸筒部から突出している。そして、突出した軸芯を他方の軸筒部に自由に抜き差しできる構成となっている。この構成の蝶番は、扉を設置する際、又は扉を取り外す際には、一方の軸筒部から突出している軸芯の長さ以上に扉を持ち上げなければならず、扉上縁と天井との距離が、一方の軸筒部から他方の軸筒部側へ突出している軸芯の長さよりも短い場合には使用することができない。
【０００３】
また、通常、扉には二つ以上の蝶番が使用されているが、従来、扉上縁と天井との距離が、軸筒部から突出している軸芯の長さよりも短い場合には、上用と下用の二種類の蝶番が使用されていた。そして、上用の蝶番として、左右の羽根板それぞれの軸筒部を重ね合わせた後に軸芯を差し込む形式の蝶番や、下記の特許文献１及び特許文献２に記載されているように、軸芯が一方の軸筒部に保持されており、扉設置の際には軸芯を退避させて軸筒部から突出する長さを短くし、扉設置後に軸芯を他方の軸筒部側に押し戻す形式の蝶番が使用されていた。また、この場合、下用の蝶番としては、軸芯がどちらか一方の軸筒部に固定され、且つ、一定の長さだけ軸筒部から突出しており、突出した軸芯を他方の軸筒部に自由に抜き差しできる構成のものが使用される。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に開示されている蝶番では、軸芯を抜き去らずに、扉を少し持ち上げるだけで扉の設置及び取り外しをすることができる。
【特許文献１】特開平８−１８９２４７号公報
【特許文献２】実開平７−１０３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の上用の蝶番においては、軸芯が軸筒部に固定されていないため、軸芯は軸筒部の長手方向に移動が可能である。そして、当該形式の蝶番を一定期間使用した場合には、軸芯が上方に少しずつ移動する、いわゆる「せり上がり」という現象がしばしば見受けられる。せり上がりが起きる原因については以下のように考えられている。
【０００６】
図５（ａ）〜（ｅ）は、従来の蝶番の部分断面図である。蝶番は、軸芯５が上方軸筒部６と下方軸筒部７の両方に挿入された構成を備えている。上方軸筒部６は図示しない扉に固着される羽根板と一体に構成されており、下方軸筒部７は、対応する外枠（図示せず）に固着される羽根板と一体に構成されている。図５（ａ）に示すように、軸芯５と上方軸筒部６及び下方軸筒部７の内壁との間にはわずかな隙間２８が形成されている。これは、軸芯５の挿入及び軸芯５の上下移動を容易にするためのものである。ここで、外枠に扉を設置した状態では、上方軸筒部６は、扉の荷重によって、図５（ａ）〜（ｅ）に示すモーメント荷重Ｍを受ける。上方軸筒部６と下方軸筒部７とは一体ではなく、軸芯５と下方軸筒部７の内壁との間には隙間２８があるため、前記モーメント荷重Ｍにより上方軸筒部６と軸芯５は図５（ｂ）のように横に移動する。そして、軸芯５が下方軸筒部７の内壁と接すると、上方軸筒部６及び軸芯５は傾き始める。そして、傾き動作は、図５（ｃ）に示すように、軸芯５の下端２５が下方軸筒部７の内壁と接するか、又は、一定の角度になると停止する。その結果、前者の場合、扉の開閉時の衝撃により、扉が上方に移動すると、図５（ｄ）に示すように、扉に取り付けられた扉側羽根板、上方軸筒部６及び軸芯５も上方に移動する。その後、図５（e）に示すように、上方軸筒部６は、扉とともに下方に移動するが、軸芯５の下端２５は下方軸筒部７の内壁と当接しているため、軸芯５のみは下方に移動しない。このため、軸芯５は上方軸筒部６の上端からせり上がってしまう。
【０００７】
ここで、後者の場合において、前記一定の角度は、同時に使用される他の蝶番との関係によって決まる。前記モーメント荷重Ｍは、他の蝶番にも作用するからである。よって、他の蝶番の軸芯によりモーメント荷重Ｍが支えられている場合には、上述の上方軸筒部６及び軸芯５の傾き動作は停止することとなる。
【０００８】
上方軸筒部６が下方軸筒部７に対して１°以上の傾き３０を有する場合、当該傾き３０を視認することができる。そのため、通常、このような場合には、蝶番の取り付け位置を変えるなどの調整が行われる。よって、実際に扉が設置されている状態において、蝶番の上方軸筒部６が下方軸筒部７に対して１°以上の傾き３０となることは、ほとんどないと考えられる。
【０００９】
通常、扉が設置されている状態では、軸芯は軸筒部の中に納められ、外部からは見えないようになっており、蝶番自身もそのようにデザインされている。しかし、せり上がりが生じると軸芯が軸筒部の上方に突出することとなるため、扉を含めた、外観上の美観を損なうこととなる。また、せり上がりの長さが大きいと、扉の下方から力が加わった場合などに、軸芯が軸筒部から抜け出すおそれがある。
【００１０】
従来の軸芯５の外径と下方軸筒部７の内径は、寸法公差を考慮して設計されている。したがって、軸芯５が下方軸筒部７に対して少しでも傾斜すると軸芯５の下端２５がたとえ面取り加工されていても、当接してしまう。そこで、軸芯５の外径に対して、下方軸筒部７の内径を１ｍｍ以上の隙間が空くようにすると、今度は、蝶番としての機能を果たさなくなる。
【００１１】
そこで本発明は、軸芯が軸筒部に固定されていない形式の蝶番に生じる、軸芯のせり上がりを防止し、蝶番の外観上の美観を保つことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、軸芯が、扉側の羽根板の上方軸筒部と、外枠側の羽根板の下方軸筒部とを連結しており、両羽根板が、軸芯を介して互いに回動することができる蝶番において、軸芯が、その上端が上方軸筒部の上端開口から突出可能で、且つ、同上方軸筒部により上限位置と下限位置との間で制限されて上下方向に移動可能に支持される構造となっており、上方軸筒部の中心軸が、下方軸筒部の中心軸に対して１°までの範囲の傾きを有する場合に、前記軸芯の下端が下方軸筒部の内壁に接触しないようにした。
【００１３】
これにより、上方軸筒部が下方軸筒部に対して１°の傾きを有する場合において、軸芯の下端が下方軸筒部の内壁と接触せず、軸芯のせり上がりを防止することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上方軸筒部の中心軸が、下方軸筒部の中心軸に対して１°までの範囲の傾きを有する場合に、前記軸芯の下端が下方軸筒部の内壁に接触しないように軸芯の外径、軸芯の下方軸筒部への挿入長さ又は下方軸筒部の内径を設定することとした。
【００１５】
これにより、軸芯のせり上がりを防止するのに好適な、軸芯及び軸筒部の寸法を決定することができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、上方軸筒部の中心軸が、下方軸筒部の中心軸に対して１°を超えて２°までの範囲の傾きを有する場合に、前記軸芯の下端が下方軸筒部の内壁に接触するように軸芯の外径、軸芯の下方軸筒部への挿入長さ又は下方軸筒部の内径を設定することとした。
【００１７】
これにより、下方軸筒部に対する上方軸筒部の傾き動作が、１°を超えて２°までの範囲内で停止することとなる。これは、軸芯の下方軸筒部への挿入長さが極端に短くなったり、軸芯の外径と下方軸筒部の内径との差が大きくなり過ぎることを回避できる。すなわち、好適な軸芯及び軸筒部の寸法を決定することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかの発明において、軸芯の下端が面取り加工されていることを特徴とするものである。
【００１９】
これにより、面取り加工を施していない場合よりも、軸芯が、下方軸筒部の内壁と当接する地点が上方となるため、軸芯の挿入長さを長くすることができる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかの発明において、前記軸芯が、上方軸筒部に対して、上限位置まで移動した際に、軸芯が、上方軸筒部の下側に所定長さだけ突出するようにしたものである。
【００２１】
これにより、扉を設置する際あるいは取り外す際には、扉を上記所定長さ分だけ持ち上げればよい。また、軸芯が所定長さだけ下方軸筒部に挿入されているため、不意の外力が働いても外枠から扉が外れるということもない。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５いずれかの発明において、軸芯を引き上げて上限位置で停止保持されるようになし、この上限位置にある軸芯に、同停止保持される力以上の外力を作用させることにより、前記軸芯を下方に移動させることができるようにしたものである。
【００２３】
これにより、軸芯を引き上げて、上限位置で軸芯を停止させることができる。このため、作業者が、手で軸芯の位置を保持し続けることなく扉の外枠への設置作業を行うことができる。そして、扉設置後、軸芯を押して（所定の外力を作用させて）、軸芯を上方軸筒部及び下方軸筒部に収容することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の蝶番は、扉の傾斜が目視確認できる程度まで達しても、軸芯のせり上がりを防止することができるため、蝶番の外観上の美観を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明にかかる蝶番１の分解正面図である。図１（ｂ）は、本発明にかかる蝶番１の正面図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように、蝶番１は、扉に取り付けられる扉用羽根板２（扉側の羽根板）、外枠に取り付けられる外枠用羽根板３（外枠側の羽根板）、両羽根板２，３を回動可能に連結する軸芯５（枢軸）によって構成される。扉用羽根板２には上方軸筒部６が設けられており、外枠用羽根板３には下方軸筒部７が設けられている。また、上方軸筒部６の下端には軸芯５の自由落下を防止するためのリングカバー８が嵌合されている。また、本実施形態の蝶番１は、扉側羽根板２の内部に図示しないカム又は歯車が内蔵されていて、扉側羽根板を前後左右に移動させて微調整することができる。
【００２６】
図２は、図１のII−II断面図である。図２に示すように、上方軸筒部６には空隙１０が設けられている。上方軸筒部６は扉用羽根板２の一部を曲げて形成されているが、上方軸筒部６と扉用羽根板２とを別個に形成し、これらを溶接により一体化させてもよい。
【００２７】
軸芯５の表面には、上方軸筒部６の空隙１０内に収容可能な大きさの回り止め突起１１が設けられている。上方軸筒部６の空隙１０に回り止め突起１１を位置合わせして、軸芯５を上方軸筒部６に挿入する。上方軸筒部６に挿入した軸芯５の下端２５がリングカバー８の底面１３から所定の長さｄだけ突出しているとき（すなわち、図１（ａ）に示すように、軸芯５が上限位置にあるとき）に、回り止め突起１１が上方軸筒部６の上端１２より下になるようにする。
【００２８】
リングカバー８の底面１３より突出している軸芯５の長さｄを短くするほど、扉の取り付け又は取り外しの際に、あまり扉を持ち上げる必要がなくなり作業性が向上する。しかし、全く軸芯５が突出していない状態（長さｄがゼロの状態）にすると、扉の取り付け中又は取り外し中に、不意の外力が作用して扉が外れるおそれがあり、安定性がなくなるため、却って作業性が低下する。そのため、蝶番１の寸法に応じて、適当な長さｄを確保することが好ましい。
【００２９】
また、上方軸筒部６の空隙１０に面する位置には、抜け止め膨出部１５，１６が設けられている。抜け止め膨出部１５は、回り止め突起１１の上方に設けてあり、抜け止め膨出部１６は、回り止め突起１１の下方に設けてある。すなわち、抜け止め膨出部１５，１６の間に回り止め突起１１が配置されている。抜け止め膨出部１５，１６は、例えば、上方軸筒部６の外側よりプレス機によるポンチ作業などにより形成することができる。
【００３０】
抜け止め膨出部１５，１６は、空隙１０内における軸芯５（回り止め突起１１）の上下移動を制限している。
【００３１】
軸芯５の回り止め突起１１が上方抜け止め膨出部１５に当接したときの、リングカバー８の底面１３からの軸芯５の突出長さが前述の長さｄとなるように、上方抜け止め膨出部１５は上方軸筒部６に設けられている。また、軸芯５の回り止め突起１１が下方抜け止め膨出部１６に当接したときに、軸芯５の上端２６が上方軸筒部上端１２より下になるように、下方抜け止め膨出部１６は上方軸筒部６に設けられている。
【００３２】
この結果、軸芯５は上方軸筒部６内の一定区間（上方抜け止め膨出部１５と下方抜け止め膨出部１６の間）を移動することができるが、両抜け止め膨出部１５，１６によりそれ以上の移動は制限されることとなる。このため、軸芯５と上方軸筒部６は一体となり分離することはできない。
【００３３】
図３は、リングカバー８の斜視図である。図３に示すように、リングカバー８は内向きのフランジ部１７を備えた環状の嵌合壁１８を備えている。図３に示すように、嵌合壁１８のフランジ部１７より上部には、切欠部２０が設けられている。リングカバー８を上方軸筒部６の下端２１に嵌合する際に、図１（ａ）に示すように、扉用羽根板２が当該切欠部２０に嵌め込まれる。フランジ部１７は、軸芯孔２２を形成している。軸芯孔２２の内径は、軸芯５をきっちり挿入できる大きさであり、軸芯５を軸芯孔２２に通すと、軸芯孔２２が軸芯５と接触する。このため、軸芯５には常時一定の抵抗力が働き、軸芯５の落下を防止することができる。その結果、軸芯５に軸芯方向の外力を加えた場合にのみ軸芯５を移動させることができる。
【００３４】
扉用羽根板２及び外枠用羽根板３には、複数のビス孔２７が形成されている。これらのビス孔２７を介して、固定ビスにより、扉用羽根板２は扉に固定され，外枠用羽根板３は外枠に固定される。なお、アルミ等の金属製の扉及び外枠については、ビス穴を設ける必要があるが、木材などのように固定ビスをねじ込んで羽根板を固定することができる材質であればその必要はない。
【００３５】
本実施形態の蝶番１は、軸芯５の外径、軸芯５の下方軸筒部７への挿入長さＤ又は下方軸筒部７の内径に特徴がある。リングカバー８と下方軸筒部７との間に隙間がなく、軸芯５を、回り止め突起１１が下方抜け止め膨出部１６に当たるまで（下限位置まで）押し下げた状態で、上方軸筒部６と下方軸筒部７の傾きが１°を超えて２°までの範囲内のいずれかで、軸芯５の下端２５が下方軸筒部７の内壁に接する。ただし、蝶番の機能を確保するためには、１．５°までの範囲内で、軸芯５の下端２５が下方軸筒部７の内壁に接することがより好ましい。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明にかかる蝶番１の部分断面図である。図４（ａ）に示すように、本発明にかかる蝶番１において、上方軸筒部６と下方軸筒部７の傾きが１°の範囲の場合には、軸芯５の下端２５は、下方軸筒部７の内壁に接することはない。図４（ｂ）に示すように、扉の開閉時の衝撃により、扉が上方に移動した場合、上方軸筒部６の下方抜け止め膨出部１６が軸芯５の回り止め突起１１に当たっているため、軸芯５も上方軸筒部６とともに上方に移動する。ここで、本発明にかかる蝶番１においては、図４（ｃ）に示すように、軸芯５の下端２５が下方軸筒部７の内壁に当接していないため、軸芯５は、上方軸筒部６とともに下方に移動する。このため、軸芯５が上方に押し上げられることはなく、軸芯５のせり上がりを防止することができる。
【００３７】
次に、本実施形態の蝶番１による、扉の設置方法について説明する。扉を外枠に設置する際には、軸芯５を、回り止め突起１１が上方抜け止め膨出部１５に当たるまで（上限位置まで）引き上げ、リングカバー８の底面１３から突出している軸芯５の長さを所定の長さｄとする。軸芯５はリングカバー８によって下方への移動が制限されるため、扉の設置作業中に軸芯５が落下することがない。よって、作業者が、手で軸芯５の位置を保持することなく扉の設置作業を行うことができる。そして、リングカバー８の底面１３から突出している軸芯５を下方軸筒部７に挿入する。このとき、軸芯５の長さを所定の長さｄとしているため、軸芯５を下方軸筒部７に挿入する際に、扉をそれほど持ち上げる必要はない。また、軸芯５の下部が上方軸筒部６より下側に長さｄだけ突出しているため、作業中、不意の外力が働いても扉が外枠から外れるということもない。その後、軸芯５の上端２６を下方に押して、軸芯５を上方軸筒部６及び下方軸筒部７に収容し、軸芯５が外部からは見えないようにする。
【００３８】
そして、扉を一旦設置した後、建て付けに問題がないかの確認が行われる。その結果、扉の傾きや外枠の歪み等のために、建て付けに問題が生じていることが判明した場合には、蝶番１の位置を変えるなどの調整が行われる。扉を設置している状態で、蝶番１の上方軸筒部６が下方軸筒部７に対して１°以上の傾きとなると、傾きが目視で明らかに判明するので直ちに再設置される。よって、実際には、１°以上傾くことはない。１°とは、外観上、傾きを目視することができる角度として経験的に見出された数値である。
【００３９】
扉の設置時の蝶番１においては、図１（ｂ）に示すように、軸芯５の回り止め突起１１が下方抜け止め膨出部１６に当接し、リングカバー８の底面１３からの軸芯５の突出長さが下方軸筒部７への挿入長さＤとなっている。本発明では、上方軸筒部６が下方軸筒部７に対して１°の傾きを有する場合に、下方軸筒部７に挿入された軸芯の下端２５が下方軸筒部７の内壁に接触しないように、挿入長さＤを決定している。挿入長さＤは、下方軸筒部７の内径、軸芯５の外径、及び上方軸筒部６が下方軸筒部７に対して有する傾きの大きさ（１°）と相対的な関係にある。よって、これらの要素（軸芯５の下方軸筒部７への挿入長さＤ、軸芯５の外径、下方軸筒部７の内径）は、その他それぞれの要素に基づき幾何学的方法によって決定してもよいし、また、様々な蝶番について実際に開閉試験を行い、その試験結果により決定してもよい。
【００４０】
なお、所定の長さｄは、任意に設定することができるが、例えば、３〜７ミリメートルとすることができる。
【００４１】
外枠に扉を設置した状態、すなわち、蝶番１の下方軸筒部７に対して軸芯５を備えた上方軸筒部６を装着した状態において、上述した軸芯５の下方軸筒部７への挿入長さＤ、軸芯５の外径ｒ、及び下方軸筒部７の内径Ｘの関係を図４（ｄ）を参照しながら具体的な寸法をもって、以下で説明する。
【００４２】
Ｄ、ｒ、Ｘの各寸法を次のとおりに設定する。
【００４３】
Ｄ＝１４ｍｍ、ｒ＝８ｍｍ、Ｘ＝８．３ｍｍ
この場合の下方軸筒部７に対する軸芯５の許容される傾斜角度Ｙは、１．２°となる。ちなみに、通常は、軸芯５の下端２５には、面取り加工Ｃが施される。
【００４４】
軸芯５の下端２５を面取り加工Ｃ（Ｃ＝０．５〜２．０ｍｍ）を施した場合の傾斜角度Ｙは、以下のようになる。
【００４５】
Ｃ＝０．５の場合、Ｙ＝１．２８°
Ｃ＝１．０の場合、Ｙ＝１．３３°
Ｃ＝１．５の場合、Ｙ＝１．３９°
Ｃ＝２．０の場合、Ｙ＝１．４４°
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）は、本発明にかかる蝶番の分解正面図であり、（ｂ）は、本発明にかかる蝶番の正面図である。
【図２】図１のII‐II断面図である。
【図３】リングカバーの斜視図である。
【図４】（ａ）は、上部軸筒部がモーメント荷重を受け、上部軸筒部及び軸芯が傾いた状態における、本発明にかかる蝶番の部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から、扉が上方に移動した場合における、本発明にかかる蝶番の部分断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態から扉が下方に移動した場合における、本発明にかかる蝶番の部分断面図であり、（ｄ）は、本発明にかかる蝶番の部分断面図である。
【図５】（ａ）は、上部軸筒部がモーメント荷重を受ける直前の従来の蝶番の部分断面図であり、（ｂ）は、上部軸筒部がモーメント荷重を受け、上部軸筒部が横に移動した状態における、従来の蝶番の部分断面図であり、（ｃ）は、上部軸筒部がモーメント荷重を受け、上部軸筒部及び軸芯が傾いた状態における、従来の蝶番の部分断面図であり、（ｄ）は、（ｃ）の状態から、扉が上方に移動した場合における、従来の蝶番の部分断面図であり、（ｅ）は、（ｄ）の状態から、扉が下方に移動した場合における、従来の蝶番の部分断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  蝶番
２  扉用羽根板
３  外枠用羽根板
５  軸芯
６  上方軸筒部
７  下方軸筒部
２５  軸芯下端
【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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