(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結用筒部を備えた第１のヒンジと、該連結用筒部内に挿通された回転軸に連結される第２のヒンジと、該回転軸の回転に伴い軸心方向に沿って移動するピストンと、該ピストンの移動速度を緩やかにする遅動手段とを備えたヒンジ機構において、前記ピストンの後端寄りに筒状に形成された後端筒部を有し、前記回転軸の先端側の外周面に形成された雄ねじ部が、該ピストンの後端筒部内に配置され、該後端筒部を形成する周壁部に１以上の貫通孔が形成され、該各貫通孔に、後端筒部内に露出し、回転軸の雄ねじ部の谷部に当接可能な球体が配設され、前記遅動手段が、開口部を回転軸側に向けて配設され、前記ピストンが内部を軸方向に沿って移動可能であると共に、オリフィスを備えた有底筒状のインナーチューブと、連結用筒部内に充填された粘性液体とを備えてなり、前記ピストンには、該粘性液体の通過孔が形成されていると共に、インナーチューブの底壁部方向に移動する際には該通過孔を閉塞し、逆方向に移動する際には該通過孔を開放可能な弁機構が設けられていることを特徴とするヒンジ機構。
【請求項２】
請求項１記載のヒンジ機構であって、前記オリフィスがインナーチューブの底壁部に形成されていることを特徴とするヒンジ機構。
【請求項３】
請求項２記載のヒンジ機構であって、前記インナーチューブの底壁部に形成されたオリフィスを通過する粘性液体の流量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とするヒンジ機構。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のヒンジ機構であって、さらに、前記インナーチューブの周壁部に１以上のオリフィスが設けられていることを特徴とするヒンジ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒンジ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドアや蓋等の開閉部には、該ドアや蓋の開閉動作の停止時における衝撃を緩和するため、ヒンジ機構に衝撃緩和機能を持たせたものがある。例えば、２つのヒンジを連結するための連結用筒部と該連結用筒部に挿通される回転軸との間に粘性液体を封入したり、さらに回転軸にベーンを突設し、該ベーンにより封入された粘性液体が回転方向に圧縮される構造としたりしたものが知られている。これらは、回転軸の回転動作を直接遅動させるものであるが、回転軸の回転動作を直線方向の動作に変換して、内蔵したショックアブソーバ機構により遅動させるものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したヒンジ機構のうち、回転軸の回転動作を直線方向の動作に変換して、内蔵したショックアブソーバ機構により遅動させるものは、容易にかつ簡易な構造で制動力を大きくとることができるため、特に、回転トルクの大きな対象物（ドアや蓋等）用のヒンジ機構として適している。
そして、回転動作を直線動作に変換するに当たっては、回転軸の外周面に雄ねじ部を形成する一方、ショックアブソーバを構成するピストンの後端筒部に雌ねじ部を形成すると共に、該ピストンの外面に回り止めを設け、これにより回転軸の回転動作をピストンの直線動作として変換しているのが通常である。しかしながら、一般に、雌ねじ部をタップなどで形成することは雄ねじ部を形成する場合と比較して加工が難しく、加工コストが高く、結果として部品コストが高くつくという問題がある。
【０００４】
本発明は上記した事情に鑑みなされたものであり、いずれかのヒンジに連結される回転軸の回転動作を直線方向の動作に変換して遅動させる構造を採用する一方で、雌ねじ部を設ける必要がなく、従来よりも加工コスト及び部品コストを低減することができるヒンジ機構を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のヒンジ機構は、連結用筒部を備えた第１のヒンジと、該連結用筒部内に挿通された回転軸に連結される第２のヒンジと、該回転軸の回転に伴い軸心方向に沿って移動するピストンと、該ピストンの移動速度を緩やかにする遅動手段とを備えたヒンジ機構において、前記ピストンの後端寄りに筒状に形成された後端筒部を有し、前記回転軸の先端側の外周面に形成された雄ねじ部が、該ピストンの後端筒部内に配置され、該後端筒部を形成する周壁部に１以上の貫通孔が形成され、該各貫通孔に、後端筒部内に露出し、回転軸の雄ねじ部の谷部に当接可能な球体が配設され、前記遅動手段が、開口部を回転軸側に向けて配設され、前記ピストンが内部を軸方向に沿って移動可能であると共に、オリフィスを備えた有底筒状のインナーチューブと、連結用筒部内に充填された粘性液体とを備えてなり、前記ピストンには、該粘性液体の通過孔が形成されていると共に、インナーチューブの底壁部方向に移動する際には該通過孔を閉塞し、逆方向に移動する際には該通過孔を開放可能な弁機構が設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の本発明のヒンジ機構は、請求項１記載のヒンジ機構であって、前記オリフィスがインナーチューブの底壁部に形成されていることを特徴とする。
請求項３記載の本発明のヒンジ機構は、請求項２記載のヒンジ機構であって、前記インナーチューブの底壁部に形成されたオリフィスを通過する粘性液体の流量を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする。
請求項４記載の本発明のヒンジ機構は、請求項２又は３に記載のヒンジ機構であって、さらに、前記インナーチューブの周壁部に１以上のオリフィスが設けられていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一の実施の形態にかかるヒンジ機構１を示す概略断面図である。このヒンジ機構１は、ドア等の回転対象物とドア枠等の支持体のうちの一方に取り付けられる第１のヒンジ２と、他方に取り付けられる第２のヒンジ１２とを有して構成される。
【０００７】
第１のヒンジ２の一方の側縁には、連結用筒部３が形成されている。この連結用筒部３の内部には、一端３ａ側から回転軸４が挿通されている。回転軸４は、全体の長さが連結用筒部３の全体の長さよりも短く形成されている。具体的には、本実施の形態では、連結用筒部３の全長に対して半分以下の長さで形成されている。これにより、連結用筒部３内において、回転軸４の配設されていない部位に後述のピストン５等を配設するスペースが確保される。回転軸４の先端（連結用筒部３内において他端３ｃ側に位置する端部）４ａ側の外面に、すなわち先端４ａから該回転軸４の長さ方向略中央部までの間の外面に、雄ねじ部４ｂが形成されている。なお、雄ねじ部４ｂが形成されている部位の直径は、連結用筒部３の内径よりも小さくなっている。該回転軸４には、この雄ねじ部４ｂに隣接して周面が連結用筒部３の内面に当接すると共に、粘性液体８の封入用Ｏリング４ｄが装着された環状突出部４ｃが形成されている。また、該環状突出部４ｃを挟んだ後端４ｄ側は連結用筒部３の一端３ａから突出するように配設されると共に、環状突出部４ｃに隣接する部位には、該回転軸４の抜けを防止するストッパ部材５が装填される。なお、符号４ｆは、回転軸４の軸方向に貫通された粘性液体注入孔である。
【０００８】
ピストン５は、図１及び図４に示したように、全体が筒状に形成されていると共に、長さ方向略中央部に隔壁部５ａを有する。隔壁部５ａを挟んだ後端５ｂ側に位置する後端筒部５ｃの内径は、上記した回転軸４の雄ねじ部４ｂが侵入し得る径を有している。外径は連結用筒部３の内面に当接する程度に設定されているが、外面には軸方向に沿って複数の溝部５ｄが形成されている。この溝部５ｄは、上記した連結用筒部３の内面に軸方向に沿って突設した突条部３ｂ（図２，図３参照）に係合し、回り止め機能を果たすものであり、回転軸４の回転動作がこの係合し合った溝部５ｄと突条部３ｂによって直線方向への動作として変換される。
【０００９】
ピストン５の後端筒部５ｃを形成する周壁部の適宜箇所には、厚み方向に貫通する貫通孔５ｅが設けられている。この貫通孔５ｅには、一部が後端筒部５ｃ内に露出し、該後端筒部５ｃ内に配設されている回転軸４の雄ねじ部４ｂの谷部に当接する鋼球等の球体６が配設される。なお、貫通孔５ｅの数及びそれと同数配設される球体６の配設数はいずれも限定されるものではない。
【００１０】
ピストン５の隔壁部５ａには、粘性液体の通過孔５ｆが貫通形成されていると共に、該隔壁部５ａの先端側には、該通過孔５ｆを開閉するための弁機構が設けられている。本実施の形態にかかる弁機構は、ボール弁５ｇと該ボール弁５ｇを支持する弁押さえ５ｈとから構成されている。なお、弁押さえ５ｈは、インナーチューブ７の底壁部７ｃとの間に設けられたスプリング部材５ｐによりボール弁５ｇを、常時通過孔５ｆを閉塞する方向に付勢している。隔壁部５ａを挟んだ先端５ｉ側の先端筒部５ｊは、その外径が隔壁部５ａの外径よりも小さくなるよう加工されており、この結果、隔壁部５ａの周縁は、先端筒部５ｊの外径よりも周方向に突出することになる。そして、この周方向に突出した隔壁部５ａの周縁には、厚み方向に貫通する粘性液体用通路５ｍ，５ｎが形成されている。
【００１１】
次に、本実施の形態にかかるヒンジ機構１で採用した遅動手段について説明する。この遅動手段は、図１及び図５に示したように、上記したピストン５が内部を摺動可能な内径を有すると共に、外径が連結用筒部３の内面に当接し得るよう設定された有底筒状のインナーチューブ７と、連結用筒部３内に充填される粘性液体８とを有して構成される。インナーチューブ７は、開口部７ａを回転軸４及びピストン５側に向けて配設されると共に、該インナーチューブ７の周壁外面には軸方向に沿って溝部７ｂが形成されている。この溝部７ｂは上記した連結用筒部３の内面に形成した突条部３ｂ（図２及び図３参照）に係合し、該インナーチューブ７の回り止め機能を果たすものである。
【００１２】
インナーチューブ７の底壁部７ｃには、粘性液体８を通過させるための第１のオリフィス７ｄが形成されている。この第１のオリフィス７ｄは、ピストン５によりインナーチューブ７内で押圧された粘性液体８をインナーチューブ７外へ排出し得るように形成されていればよいが、本実施の形態では、この排出量を制御するための調整手段が設けられている。
【００１３】
本実施の形態で採用した調整手段は、図１及び図６に示したように、棒状部材からなり、一端９ａが内端面に開口し、他端９ｂが周面に開口するように形成された連通孔９ｃを有する調整軸９からなる。調整軸９の周面のうち、連通孔９ｃの他端９ｂの周囲には、円周方向に沿って形成された円弧溝９ｄが形成されている（図６（ｃ）参照）。この円弧溝９ｄは、他端９ｂから円周方向に遠ざかるに従って、溝幅Ｄが狭くなるように形成されている。この調整軸９は、インナーチューブ７の底壁部７ｃに連結用筒部３の他端３ｃ側より挿入されて連結されるが、調整軸９は、第１のオリフィス７ｄの経路中に挿入されるように形成されている。従って、第１のオリフィス７ｄは、該調整軸９によって、インナーチューブ７の底壁部７ｃの厚み方向に貫通する縦方向オリフィス部７ｅと径方向に貫通する横方向オリフィス部７ｆとに分断される。そして、調整軸９は、連通孔９ｃの一端９ａが縦方向オリフィス部７ｅに連通するように配設され、円弧溝９ｄが横方向オリフィス部７ｆに対面するように配設される。従って、ピストン５によって押圧された粘性液体８は、第１のオリフィス７ｄを構成する縦方向オリフィス部７ｅを経由した後、連通孔９ｃの一端９ａから他端９ｂに抜け、さらに円弧溝９ｄを経た後、横方向オリフィス部７ｆを通過してインナーチューブ７外へ噴出する。この際、調整軸９を任意量回転させれば、円弧溝９ｄの溝幅Ｄが円周方向に一定でないため、円弧溝９ｄを通ることのできる粘性液体８の流量を変化させることができる。これにより、ピストン５の押圧スピード、すなわち回転軸４の回転スピードを調整することができる。
【００１４】
なお、インナーチューブ７の周壁部には、適宜位置に適宜数の第２のオリフィス７ｇを形成しておくことが好ましい。本実施の形態では２つの第２のオリフィス７ｇを形成しているが、これにより、ピストン５の位置、すなわち回転軸３の回転角度により、発生する抵抗力を異なったものとすることができる。すなわち、インナーチューブ７の開口部７ａ寄りに第２のオリフィス７ｇを形成しておけば、ピストン５の周壁により第２のオリフィス７ｇを閉塞した時点で、粘性液体８が上記した第１のオリフィス７ｄのみからインナーチューブ７外へ噴出することになるので、回転軸３の回転量が大きくなるに従って抵抗力を大きくすることができる。
【００１５】
ここで、符号１０は、フランジ部１０ａがインナーチューブ７の底壁部７ｃの外面に当接し、筒部１０ｂが調整軸９の外面に当接するよう設けられたスペーサであり、符号１１は、該スペーサの外面に配設された、連結用筒部３の他端３ｃ側における抜け止め用のストッパである。また、第２のヒンジ１２は、基端部に突出片１２ａ，１２ｂを有すると共に、この突出片１２ａ，１２ｂに厚み方向に貫通された取り付け孔１２ｃ，１２ｄを有する。そして、一方の取り付け孔１２ｃが上記した回転軸４の後端４ｅに、該後端４ｅと共に回転し得るように連結され、他方の取り付け孔１２ｄが連結用筒部３の他端３ｃから突出するスペーサ１０の筒部１０ａに、該筒部１０ａの周囲を自由に回転し得るように連結される。
【００１６】
本実施の形態のヒンジ機構１は、例えば、第１のヒンジ２をドア枠等に固定し、第２のヒンジ１２をドア等の回転対象物に固定する。この結果、例えば、ドアを閉じると、第２のヒンジ１２に連結された回転軸４が回転する。回転軸４の雄ねじ部４ｂの谷部には球体６が当接しているため、球体６の位置は雄ねじ部４ｂに沿って脱出する方向に変化する。この際、ピストン５は連結用筒部３の突条部３ｂに溝部５ｄが係合しているため、回転せずに、連結用筒部３の軸方向に沿って他端３ｃ側に移動する。ピストン５がこのように移動すると、ボール弁５ｇが粘性液体８により通過孔５ｆに圧接され、該通過孔５ｆを閉塞する。従って、粘性液体８は、第１のオリフィス７ｄと第２のオリフィス７ｇのみからインナーチューブ７外へ噴出する。ピストン５は、粘性液体８が該オリフィス７ｄ，７ｇを通過することによる抵抗を受けながら移動するため、回転軸４の回転動作もかかる抵抗によって緩やかになる。粘性液体８はさらに、ピストン５の先端筒部５ｊにより第２のオリフィス７ｇが閉塞されると第１のオリフィス７ｄのみから噴出するため、ドアの閉成角度が大きくなるに従って、抵抗力が大きくなり、回転軸４の回転動作及び第２のヒンジ１２に取り付けられたドアの閉成動作が遅くなる。なお、調整軸９を任意角度回転させることによりこの抵抗力を変化させることができることは上記したとおりである。
【００１７】
各オリフィス７ｄ，７ｇを通過した粘性液体８は、インナーチューブ７と連結用筒部３の間を通過し、粘性液体用通路５ｍ，５ｎを介してピストン５の隔壁部５ａの後部側に至る。
【００１８】
ドアを上記と逆方向に動作させた場合、例えば、開放させた場合には、回転軸４が上記と逆に回転するため、球体６の位置が回転軸４の雄ねじ部４ｂに沿って上記と逆方向に変化する。この際、ピストン５は、溝部５ｄが連結用筒部３の突条部３ｂに係合しているため、連結用筒部３の一端３ａ方向に移動する。この結果、ピストン５の隔壁部５ａの後部側に溜まっていた粘性液体８が通過孔５ｆを通過して先端筒部５ｊ側に流入しようとするため、ボール弁５ｇを押圧して、通過孔５ｆを開放する。従って、粘性液体８の移動量が大量になり、回転軸４の回転動作が速やかになって第２のヒンジ１２に連結されたドアの逆方向への動作がスムースに行われる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のヒンジ機構は、いずれかのヒンジに連結される回転軸の回転動作を直線方向の動作に変換して遅動させる構造を採用する一方で、ピストンの後端寄りに筒状に形成された後端筒部を有し、前記回転軸の先端側の外周面に形成された雄ねじ部が、該ピストンの後端筒部内に配置されると共に、該後端筒部を形成する周壁部に１以上の貫通孔が形成され、該各貫通孔に、後端筒部内に露出し、回転軸の雄ねじ部の谷部に当接可能な球体を配設している。従って、回転軸に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を設ける必要がなく、従来よりも加工コスト及び部品コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施の形態にかかるヒンジ機構を示す断面図である。
【図２】図２は、第１のヒンジを示す側面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、ピストンの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、インナーチューブの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は端面図である。
【図６】図４は、調整軸の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面拡大図である。
【符号の説明】
１  ヒンジ機構
２  第１のヒンジ
３  連結用筒部
４  回転軸
５  ピストン
６  球体
７  インナーチューブ
８  粘性液体
９  調整軸
１２  第２のヒンジ
【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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【図６】
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