(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側端縁に一体的に結合したカム保持筒内に、螺旋状のカム面を有する立体カムを同軸に装着した第１羽根板と、側端縁に案内筒を一体的に結合した第２羽根板と、一端部を案内筒に摺動可能に嵌装され、他端をカム保持筒の開口を挿通させて立体カムのカム面に接合させると共に、一端部の外周面に突設されたガイドピンを案内筒の母線に沿って開口した案内長孔に摺動可能に係合させることにより、案内筒の軸線回りの回動を拘束された遊動プラグと、案内筒内に弾装され、遊動プラグを立体カムのカム面方向に付勢するばね部材と、カム保持筒及び案内筒の相互に対向する開口縁の接合からなるスラスト軸受とを有し、扉の開閉時遊動プラグがカム保持筒の軸線方向に移動できるようにすると共に、ばね部材の弾力を担持する扉の荷重より小さくなるように設定したことを特徴とする自動閉鎖蝶番。
【請求項２】
上記遊動プラグの他端に、立体カムのカム面と面接合する螺旋状のカム面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動閉鎖蝶番。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蝶番自体に扉を自動的に閉鎖する機能を備えた新規な自動閉鎖蝶番に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蝶番自体に扉を閉鎖する機能を付与したものとして、例えば蝶番に捩りコイルばねを組込んだ所謂ばね蝶番がある。
【０００３】
また、グラビティヒンジと称される蝶番は、扉枠側に固定された螺旋状のカム面を有する第１の立体カムと、扉側に固定されたこれも螺旋状の第２の立体カムとを面接合させ、扉を開くとき第２の立体カムのカム面を第１の立体カムのカム面に沿って乗り上がらせ、扉から手を離したとき自由になった扉を重力によって自動的に閉鎖するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した所謂ばね蝶番は、通常、蝶番の芯棒と外筒の間の小さなスペースにばねを組込まなければならないため、設計に制約が多く、作動の確実性に欠ける、という不都合がある。
【０００５】
また、グラビティヒンジは、扉を第１の立体カムの斜面に沿って持上げなければならないため、扉の上端縁と扉枠との間に大きな隙間を設けることを要し、通常の扉には適用が困難である、という不都合がある。
【０００６】
この発明は、クローザを用いずに蝶番自体に扉を自動的に閉鎖する機能を有するばかりでなく、同様の機能を有する従来のヒンジの種々の不都合が無い自動閉鎖蝶番を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、側端縁に一体的に結合したカム保持筒内に、螺旋状のカム面を有する立体カムを同軸に装着した第１羽根板と、側端縁に案内筒を一体的に結合した第２羽根板と、一端部を案内筒に摺動可能に嵌装され、他端をカム保持筒の開口を挿通させて立体カムのカム面に接合させると共に、一端部の外周面に突設されたガイドピンを案内筒の母線に沿って開口した案内長孔に摺動可能に係合させることにより、案内筒の軸線回りの回動を拘束された遊動プラグと、案内筒内に弾装され、遊動プラグを立体カムのカム面方向に付勢するばね部材と、カム保持筒及び案内筒の相互に対向する開口縁の接合からなるスラスト軸受とを有し、扉の開閉時遊動プラグがカム保持筒の軸線方向に移動できるようにすると共に、ばね部材の弾力を担持する扉の荷重より小さくなるように設定したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、上記遊動プラグの他端に、支持体のカム面と面接合する螺旋状のカム面を形成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１において符号１は第１羽根板を、符号２は第２羽根板を夫々示し、第１羽根板１の一方の側端縁にはカム保持筒３が、第２羽根板２の一方の側端縁には案内筒４が夫々一体的に結合されている。
【００１０】
なお、この発明による自動閉鎖蝶番は、通常の所謂旗蝶番と同様に、第１羽根板１を扉又は扉枠の一方に、第２羽根板２を他方に夫々ねじ止めして使用する。
【００１１】
上記カム保持筒３の図１における下方には、螺旋状のカム面５（図２及び図３参照）を有する立体カム６が同軸に、すなわちカム面５の軸線をカム保持筒３の中心軸と合致させて装着されている。
【００１２】
上記立体カム６は、図２及び図３に示すように、螺旋状のカム面５を有する大径取付部７と、後述の遊動プラグを支持案内するための芯棒８とを同軸かつ一体に結合してなる。換言すれば、上記カム面５は大径取付部７と芯棒８との段部に形成されている。
【００１３】
図示の実施例におけるカム面５は、図２において芯棒８の中心軸を通る水平線に関し上下対称に形成されている。それは、この自動閉鎖蝶番を内開き及び外開きができる扉に適用するためである。
【００１４】
ちなみに、上記した構成の立体カム６をカム保持筒３に装着するには、大径取付部７をカム保持筒３の図１における下方から圧入するとか、或いは治具を用いて第１羽根板１に対する相対角度位置を規定し、立体カム６をカム保持筒３に嵌装した後スポット溶接する、等して結合する。
【００１５】
一方、図１に示すように、一端部（上端部）を案内筒４に摺動可能に嵌装した遊動プラグ９の他端部が、カム保持筒３の上端開口から挿入され、その他端（下端）が立体カム６のカム面５に接合している。
【００１６】
この遊動プラグ９は、図４及び図５に示すように、立体カム６に対向する外端（下端）に立体カムのカム面５と同様の螺旋状のカム面５を形成した円柱体であって、その外径は例えば立体カムの大径取付部７の外径、及びカム保持筒３及び案内筒４の内径とほぼ同じに設定されている。
【００１７】
また、この遊動プラグ９の下端部には、その中心軸線に沿って、立体カム６の芯棒８（図３参照）に回転可能に被嵌されるガイド孔１１が形成されている。
【００１８】
更にまた、遊動プラグ９の図５における上端部にはガイドピン１２が突設されており、このガイドピン１２は、案内筒４の一部にその母線方向に沿って開口する案内長孔１３（図１参照）に摺動可能に係合している。
【００１９】
上記した構成により、遊動プラグ９は案内筒４の軸線方向には一定距離相対移動できるが、案内筒４の軸線回りの回動は拘束される。
【００２０】
また、図１に示すように、案内筒４の底板（図１では天井板）と遊動プラグ９との間には、圧縮コイルばね等のばね部材１４が弾装されており、このばね部材１４の弾力により、遊動プラグ９はそのカム面が立体カム６のカム面５に弾圧される方向に付勢されている。
【００２１】
上記した諸構成部材は、図１に示すように、例えば図示しない扉枠側に固定される立体カム６上に、その芯棒８をガイド孔１１（図５参照）に差込んだ状態で遊動プラグ９を載置し、ばね部材１４を介してこれらに案内筒４を被せるようにして、この発明の一実施例による自動閉鎖ヒンジを構成する。
【００２２】
このとき、カム保持筒３の上端開口縁と、案内筒４の下端開口縁との接合部はスラスト軸受け部１５を構成する。
【００２３】
なお、上記ばね部材１４の弾力は、この蝶番が担持する扉の重量（この蝶番を２個使う場合扉の重量の約半分）の例えば半分以上で、担持する扉の重量以下に設定する。
【００２４】
それは、ばね部材１４の弾力が小さいとこの蝶番は通常のスラスト軸受け部１５で扉の重量を担持する通常の旗蝶番になってしまうし、ばね部材１４の弾力が担持する扉の重量より大きいと、案内筒３がカム保持筒３から浮び上がってしまい、この蝶番が従来のグラビティヒンジと同じになってしまうからである。
【００２５】
上述したようにばね部材１４の弾力を担持する扉の重量以下である程度以上に設定すると、図１から明らかなように、担持する扉の重量は案内筒３、ばね部材１４、遊動プラグ９及び立体カム６を介してカム保持筒３に弾性的に担持されると共に、案内筒４及びスラスト軸受け部１５を介してカム保持筒３に担持される。
【００２６】
この場合、ばね部材１４の弾力とスラスト軸受け部１５の垂直方向の負荷を加えたものがこの蝶番が担持する扉Ｄの重量になる。
【００２７】
この発明による自動閉鎖蝶番は、例えば図１の第２羽根板２が手前に近接するように回動した場合、案内筒４は、図１に示すものを上方から見たとして、時計方向に回動する。
【００２８】
前記したように案内筒４に嵌装された遊動プラグ９は案内筒４の軸線回りの相対回動を拘束されているから、遊動プラグ９は案内筒４と一体的にカム保持筒３内の立体カム６に対し相対回動する。
【００２９】
その結果、遊動プラグ９のカム面５は立体カム６のそれと摺接しつつ、楔作用により、カム保持筒３の中心軸線に沿って上方に移動する方向に力を受ける。
【００３０】
そして、図６に示すように、ばね部材１４を押し縮めつつ立体カム６上に乗り上がっていく。
【００３１】
このときばね部材１４の弾力は増加するが、担持する扉の重量を越えないので、案内筒４はカム保持筒３から浮き上がらず、従って扉はグラビティヒンジのように上昇することはない。
【００３２】
扉口を人が出入りした後扉から手を離すと、カム保持筒３内の立体カム６に乗り上がった遊動プラグ９に対し、ばね部材１４がこれを立体カム６に押圧するように弾力を及ぼす。
【００３３】
その結果、遊動プラグ９は立体カム６のカム面に沿って回動しながら滑り降り、回転方向においてこれと一体の案内筒４及び扉は閉鎖する方向に力を受けるので扉は自動的に閉鎖される。
【００３４】
これを正確に言うと、ばね部材１４の弾力の立体カム６の接線方向の分力がカム保持筒３を回動させようとするが、カム保持つつ３は扉枠に固定されているので、立体カム６からの反力により遊動プラグ９は扉閉鎖方向に回転モーメントを受ける。
【００３５】
この回転モーメントは、ばね部材の弾力や立体カムの傾斜度等を調節することにより自由に設定できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明は、扉を開ける際立体カムと遊動プラグとの相対回動による遊動プラグの移動を担持する扉の重量より小さい弾力のばね部材によって吸収するようにしたので、扉の開閉の際扉が上下することがない。
【００３７】
また、扉を閉鎖方向に駆動する回転モーメントを決定するばね部材の寸法や立体カムの傾斜度の設定の自由度が大きいので、充分な閉鎖回転モーメントを設定することができ、自動閉鎖ヒンジの作動の確実性を向上させることができる、等種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による自動閉鎖蝶番の一部断面正面図で、扉が閉鎖されている状態を示す。
【図２】立体カムの平面図。
【図３】立体カムの正面図。
【図４】遊動プラグの平面図。
【図５】遊動プラグの正面図。
【図６】この発明の一実施例による自動閉鎖蝶番の一部断面正面図で、扉が９０度開放されている状態を示す。
【符号の説明】
１  第１羽根板
２  第２羽根板
３  カム保持筒
４  案内筒
５  カム面
６  立体カム
８  芯棒
９  遊動プラグ
１１  ガイド孔
１２  ガイドピン
１３  案内長孔
１４  ばね部材
１５  スラスト軸受け部
【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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