JP3683245B2 - 自動復帰ヒンジ及びドアシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉体同士間に介挿されてその開閉体の開閉動作をスムーズに行なわせる蝶番ユニットを用いたドアシステムに係り、特に、任意の位置に設定されたドアの復帰位置に精度良く復帰する自動復帰ヒンジを有するドアシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蝶番は開き戸や折戸などのように開閉体を別の開閉体または固定体に開閉自在に取り付けることができ、至る所で頻繁に使われている。
【０００３】
この内、最も一般的な蝶番の一例として図１２に示す１点支点構造の蝶番１００がある。この蝶番１００は１本の共通の軸１００ａを中心に２枚の取付板１００ｂ，１００ｃを互いに回動（回転）自在に組み合せたもので、２枚の取付板１００ｂ，１００ｃが、例えば折戸１０１を成す２枚のパネル体１０１ａ，１０１ｂの対向する側面に取り付けられる。これにより、パネル体１０１ａ，１０１ｂが固定軸１０２を中心に実線および仮想線図示のように二つ折りに折れ曲がり、スライド軸１０３が図示しないレール体内を摺動して開閉自在になっている。
【０００４】
この１点支点構造の変形として図１３に示す２点支点構造の蝶番１１０も知られている。この蝶番１１０はパネル体１１１ａ，１１１ｂの側面の縦方向の全体に亘って取り付けられる、いわゆる「全体蝶番」（「通し蝶番」とも呼ばれる）になっている。この蝶番１１０はパネル１１１ａ，１１１ｂの回動を個別に担う２つの軸１１０ａ，１１０ｂと、この２つの軸１１０ａ，１１０ｂを中心に回動する取付板１１０ｃ，１１０ｄと、２つの軸１１０ａ，１１０ｂ間を繋ぐ連結部材１１０ｅとを有する。これにより折戸１１１を開けると、実線図示から仮想線図示の状態にパネル体１１１ａ，１１１ｂが二つ折りに折れながら回転する。
【０００５】
さらに、別のタイプの蝶番の一例を図１４に示す。この蝶番１２０も全体蝶番の構造を有し、しかも２点支点になっている。この蝶番１２０はパネル体１２１ａ，１２１ｂに取り付けられ、かつ一端が湾曲した１対の取付板１２０ａ，１２０ｂと、この取付板１２０ａ，１２０ｂを回動自在に連結する連結体１２０ｃとを備える。各取付板１２０ａ，１２０ｂの湾曲部の内外にギヤがそれぞれ形成され、取付板１２０ａ，１２０ｂ同士がその外側ギヤで噛合している。連結体１２０ｃは横方向断面が図示のように凹状に形成され、この両突端内側に円筒部１２０ｄ，１２０ｅが一体に形成されている。各円筒部１２０ｄ，１２０ｅの円周部にはギヤが形成され、このギヤに前記取付板１２０ａ（１２０ｂ）の湾曲部の内側ギヤが噛合するようになっている。この結果、実線（折戸の開状態）および仮想線（折戸の閉状態）で示すように、２つの円筒部１２０ｄ，１２０ｅを中心にパネル体１２１ａ，１２１ｂを各々回動でき、折戸を開閉させることができる。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の蝶番には以下に示すような不都合があった。
【０００７】
図１２に示す１点支点の蝶番１００は簡単な構造ではあるが、図示仮想線のようにドア開放時のパネル体１０１ａ，１０１ｂ間の隙間Ｗ1 、すなわちデッドスペースが比較的多い。しかも、同図仮想線の状態から実線状態に折戸を閉めるとき、パネル体１０１ａ，１０１ｂ間の隙間Ｐに指を挟む心配があり、特に子供などにおいて、そのことが懸念されていた。指を挟まないようにパネル体１０１ａ，１０１ｂの角部をテーパー状に成形したり、戸当りを付けたりすることもできるが、そのようにすると製造コストや体裁上の問題を生じる。
【０００８】
また、図１３に示す２点支点の蝶番１１０は、特に、仮想線で示すように、蝶番１１０の連結体１１０ｅの存在に因り、パネル体１１１ａ，１１１ｂを折り畳んだ状態でのデットスペースＷ2 が非常に大きくなるという問題がある。この問題は図１４のものについても同様である。
【０００９】
さらに、図１２〜図１４の構造に共通の未解決の課題としてドアの回動中心の問題がある。この問題は特に折戸に適用した場合に顕著になる。図１２〜図１４の場合の何れも、パネル体間の回動（回転）中心は、パネルの板厚方向の中心を通る中心線Ｌ1 （〜Ｌ3 ）よりも開閉方向の一方にずれて位置する。
【００１０】
このため、一方のパネル体１０１ａ（１１１ａ，１２１ａ）を開閉するとき、そのパネル体１０１ａ（（１１１ａ，１２１ａ）の蝶番とは反対側の側端部は、図１２で言えば仮想線Ｍのように、一度壁方向に拡がってから開くまたは閉まる軌跡を描く。このため、壁（固定体）とパネル体１０１ａ（１１１ａ，１２１ａ）との間にスペースＷD を予め大きくとっておかなければならない。この隙間ＷD は通常使用の折戸で１cm程度は少なくとも必要で、ドアの隙間としてはかなり大きい値となり、仕切性が悪くなる。この仕切性の低下の問題は回動（回転）中心がドアの中心線から外れている構造の蝶番に特有のものである。この隙間ＷD を塞ぐために壁側に戸当りを付けたりする細工もできるが、体裁上の問題や製造コストの上昇の問題が発生してしまう。
【００１１】
本願発明の発明者は、上述のような従来の蝶番の問題に鑑みて、簡単な構造で、指を挟む懸念も実際上無く、閉時の仕切性にも優れた蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムを提供すべく、特許文献１及び特許文献２に記載する蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムを提案した。
【００１２】
この蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムによれば、支柱体，歯車，および連結体を主要部とする簡単な構造ながら、開状態から閉状態に移行するときの物の挟み込みを無くすることができ、開状態におけるデッドスペースを減らし、さらには閉状態での封止性能を上げて仕切性を向上させることができるという優れた効果を発揮できる。
【００１３】
この蝶番ユニットを用いた折戸形式のドアシステムは、さらに、ドアの回動中心をパネルの板厚方向の中心線上に置けば、押しても引いてもドアを開くことができる、言い換えれば、室内側へも室外側へもドアを開くことができるという長所を有する。したがって、両手に荷物を持っていて塞がっていても、体の一部をドアパネルの端部に預けることによってドアを押して開けることが可能である。
【００１４】
しかしながら、ドアを通過した後に、両手が塞がった状態でドアを閉じるには、もう一度体の一部を折戸の開いて突出した端部に預けることによってドアを押して閉じる必要がある。両手が塞がっている状態で、ドアを通過するという所期の目的を達成した後に、これを閉じるという作業は健常者であっても億劫であるところ、車椅子生活者にとっては、車椅子を１８０度回転させて向きを変えてドアを閉じ、前へ進むためにはもう一度車椅子を１８０度回転させて向きを変えなければならず、負担は小さくない。特に、トイレや廊下等の狭小な場所ではことさら難渋な作業となる（元来折戸はこのような狭小な場所に設けられることが多い）。そこで、この蝶番ユニットを用いた折戸を自閉式の折戸とすることが求められる。
【００１５】
また、自閉式の折戸の中でも、全開後直ちに元の位置に復帰し始めるのではなく、全開状態で停止して開いた状態を保ち、必要時に僅かな力を加えることによってドアを閉じることができるものが好適な場合がある。
【００１６】
一方、例えば公共施設のトイレブースのドアは、不使用時には空いていることが一目で判るように開いていることが望ましいが、常時全開にして便器がトイレブースの外から丸見えになるのは美観上好ましくないという場合がある。そのような場合に、不使用時にはドアを全開と全閉との中間の所定の位置で静止でき、使用時にはそのドアを押すまたは引くことによりドアを閉じ、ラッチを掛けることにより閉じた状態を保ちまたはサムターンで施錠し、使用後にラッチを外しまたはサムターンを解錠すれば自動的にドアが元の所定の位置に戻るようにできれば便宜である。
【００１７】
このような自動復帰ヒンジとしては、従来、特許文献３に記載のものが知られている。この自動復帰ヒンジは、ドア側に取り付けられる枢着金具内に、可動カム筒を回転可能に嵌入すると共に、摺動カム筒のカム面と反対側の端部とリングキャップとの間に弾設した大径コイルスプリングにより常時可動カム筒と当接状態に付勢した摺動カム筒を上下動可能に且つ枢着金具と一体となって回転するよう嵌入し、可動カム筒と摺動カム筒に対して軸線方向に摺動可能に嵌挿し可動カム筒と一体に回転する多角形軸を枢着金具の上方に、多角形軸の係合段部とリングキャップとの間に弾設した小径コイルスプリングにより、突出状態に付勢し、該多角形軸の先端をドア枠側に取り付けられる支持金具の多角形孔にドアの復帰位置を選択的に設定可能に嵌挿してなるものである。
【００１８】
【特許文献１】
特許第２７２８６４２号公報
【００１９】
【特許文献２】
特開平９−２７３３５０号公報
【００２０】
【特許文献３】
実用新案登録第２６０４８０９号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献３に記載の自動復帰ヒンジには、復帰位置の精度が完全ではないという問題がある。特許文献３に記載の自動復帰ヒンジは、上述の枢着金具に設けたガイド溝に係合するガイド突起を突設した摺動カム筒を上下に摺動させることによりドアを自動的に復帰位置に復するものであるが、このガイド溝とガイド突起との間には、上下にスライドさせるという機構上どうしても隙間、すなわち遊びが生じる。この遊びにより生ずる誤差は、吊元においては小さなものであってもドアパネル先端ではその距離に比例して拡大し、例えば全閉状態に復帰せず、施錠をしなくてもある程度仕切性を要する部屋では看過できない場合がある。逆に、戸当りを設ければこれを防止することも可能となるが、室外側と室内側のどちらにも開く構造の自在戸では採用することを得ない。
【００２２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、蝶番ユニットを用いた折戸システムに係り、任意の位置に設定されたドアの復帰位置に精度良く復帰する自動復帰ヒンジを有するドアシステムを提供することを目的とする。
【００２３】
本発明の他の目的は、上記ドアシステムにおいて、さらに全開状態を保持し得る機構を備えるドアシステムを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動復帰ヒンジは、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、ドア側に取り付けられた筐体内に自動復帰ヒンジ機構を備え、この自動復帰ヒンジ機構は、前記筐体に嵌挿されたダブルの山形カム部と、その下部に嵌挿され下端が固定された復帰ばね部と、この両者を連通嵌挿する多段多角形軸とを備え、前記カム部は、前記筐体内に嵌挿され、ドアの開閉に伴い回転する前記筐体と回転一体に設けられた上側カムと、前記多段多角形軸に上下動可能かつ回転不能に外嵌されるとともに前記上側カムにカム結合され、前記上側カムの回転に従って下方へ摺動する下側カムとから成り、前記多段多角形軸は、前記筐体の上部に突出する円筒状頭部がドア枠側に設けられた軸調整金具に、任意の回転位置で固定されものである。
【００２５】
次に、上述した課題を解決するために、請求項２に係る自動復帰ヒンジの多段多角形軸は、横断面が六角形に形成されたものである。
【００２６】
そして、上述した課題を解決するために、請求項３に係るドアシステムは、ドア枠側の上枠下部にドア開口部の幅方向に沿って設けた吊りレールでパネル体をスライド自在に吊持する吊り車と上部ピボット及び下部ピボットとからなる支持機構を備え、２枚のパネル体を、隣接する側端面同士をその長手方向に沿って互いに突き合わせ、かつ、互いに相手のパネル体に対して回動自在にヒンジ結合する蝶番ユニットを備え、前記両パネル体を折戸形式に開閉するドアシステムにおいて、前記上部ピボットは、ドア側に取り付けられた筐体内に、自動復帰ヒンジ機構を備え、このヒンジ機構は、上部に嵌挿されたダブルの山形カム部と、その下部に嵌挿され下端が固定された復帰ばね部と、この両者を連通嵌挿する多段多角形軸とを備え、前記カム部は、前記筐体内に嵌挿され、ドアの開閉に伴い回転する前記筐体と回転一体に設けられた上側カムと、前記多段多角形軸に上下動可能かつ回転不能に外嵌されるとともに前記上側カムにカム結合され、前記上側カムの回転に従って下方へ摺動する下側カムとから成り、前記多段多角形軸は、前記筐体の上部に突出する円筒状頭部がドア枠側に設けられた軸調整金具に、任意の回転位置で固定されたものである。
【００２７】
また、上述した課題を解決するために、請求項４に係るドアシステムは、前記吊りレール内における前記吊り車の上部ピボット側端部に当接する位置にマグネットを取着し、前記吊り車をマグネットの引力により駐止し、前記ドアを全開位置で保持するものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る蝶番ユニット及び自動復帰ヒンジを用いたドアシステムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、本実施の形態に係る蝶番ユニット及び自動復帰ヒンジを用いたドアシステムの全体の構成を説明する。なお、本実施の形態では、全閉時を復帰位置に設定して説明する。
【００２９】
図１に示すように、３方枠体１１および床面１２により部屋の出入り口を成す開口部ＯＰが画成される。３方枠体１１は、上枠１１ｕと、その両側の縦枠１１ｓ，１１ｓとが一体に形成されて成る。３方枠体１１の内側に、ドアシステム１が開閉自在に取り付けられる。
【００３０】
このドアシステム１は、２枚のパネル体からなる折戸２０と、この折戸２０を開閉可能に支持する支持機構１８とを備える。この支持機構１８は、吊りレール１４、上部ピボット１５、下部ピボット１６及び６輪吊り車１７を含み、吊設機構を兼ねている。
【００３１】
３方枠体１１の上枠１１ｕは、図１に示すように、その幅方向の２／３以上の所定領域を切除し、この切除部分に吊りレール１４を埋め込んでいる。
【００３２】
図１において、吊りレール１４の左端部内に上部ピボット１５が固設される一方、この上部ピボット１５の真下の対向する床面１２上に下部ピボット１６が埋設される。上部ピボット１５はピボット構造に構成され、回転竪柱２１内に収められた自動復帰ヒンジ３０が折戸２０を上枠１１ｕに回動自在に連結する。
【００３３】
一方、回転竪柱２１の下端面には、この回転竪柱２１をピボット構造で回転可能に軸支するための軸受が、床面から立設されるピボット軸を挿入されるように取り付けられている。
【００３４】
また、６輪吊り車１７は図１及び図１１に示すように吊りレール１４内に収容され、その長手方向に沿って自在に移動できるように配設されている。この６輪吊り車１７からは回動自在な車軸１７ａが垂下されている。この車軸１７ａはパネル体２０ｂの上端面の所定の位置に固設されている。この固設位置は、図４に示すように、ドア全開時において通行可能幅が最大となるように、折戸２０が３方枠体１１と垂直になるような所定の位置に設定されている。この６輪吊り車１７は、少なくとも、パネル体２０ｂの吊り荷重を支持できる強度を有している。ドアの開閉に伴って、６輪吊り車１７も吊りレール１４内を転動して移動し、パネル体２０ｂのスライド動作を許容するとともに、車軸１７ａの回転がパネル体２０ｂのスイング動作を許容する。なお、吊りレール１４の側面はカバー１９により目隠しされる。また、この６輪吊り車１７は、吊りレール内を滑らかに、かつ左右にぶれることなく転動するものであれば、６輪でなくてもよい。
【００３５】
このドアシステム１において、折戸２０は開口部ＯＰを開閉する開閉体の主要部を成すものであり、２枚のパネル体２０ａ，２０ｂと、このパネル体２０ａ，２０ｂ間に装備された蝶番ユニット２２、及びパネル体２０ａの一側に固着された支柱部分としての回転竪柱２１とから成る。パネル体２０ａ，２０ｂの各々の主要部はここでは木製材料で成り、所定厚さ，サイズに形成されている。
【００３６】
回転竪柱２１は、上部ピボット１５及び下部ピボット１６によりパネル体２０ａをスイング可能に支持する機能を担うものである。なお、パネル体２０ａの荷重は上部ピボット１５、及び下部ピボット１６で支えられ、パネル体２０ｂの荷重は主に６輪吊り車１７により吊り下げられる他、両者の荷重は、蝶番ユニット２２を介して相互に他のパネルにも伝達される。
【００３７】
蝶番ユニット２２は、図１〜図３に示すように、２本の支柱体２３ａ，２３ｂを備える。この支柱体２３ａ，２３ｂは各々、ここではアルミ製の材料を断面略半円状の棒状あるいは柱状に形成したもので、その長さは前記パネル体２０ａ，２０ｂの高さにほぼ合致させるとともに、その最大径がパネル体２０ａ，２０ｂの厚さに合致させている。
【００３８】
この支柱体２３ａ，２３ｂの上下の端面には、図２及び図３に示すように、固定軸２４ａ，２４ｂを介して平歯車２５ａ，２５ｂが各々固着されている。この平歯車２５ａ，２５ｂの各々は例えば樹脂製で、軸方向の厚さが例えば１cm程度と薄いものが使われている。両平歯車２５ａ，２５ｂは互いに噛合可能で、その噛合状態で薄板状の連結板２６によってその上端（または下端）側が互いに連結されている。この連結板２６の両端部は、平歯車２５ａ，２５ｂの軸方向中心位置に固設したボルト２７ａ，２７ｂに回動可能に取り付けられている。このため、平歯車２５ａ，２５ｂ同士は噛合状態のまま連結され、かつ互いに自由に回動（回転）できるようになっている。平歯車２５ａ，２５ｂが回動すると、これに固設している支柱体２３ａ，２３ｂも一体に、その縦方向の中心軸の周りに回動する。なお、平歯車２５ａ，２５ｂ、すなわち支柱体２３ａ，２３ｂは、ボルト２７ａ，２７ｂのストッパ機構により、縦方向には互いにずれないようになっている。
【００３９】
また支柱体２３ａ，２３ｂは、平歯車２５ａ，２５ｂの径、歯の高さなどを適宜に選択することによって、その間隔が約１mm程度と極めて狭く設定されている。
【００４０】
本実施例のドアシステム１は以上のように構成され、機能する。このため、ドアを開くときには、パネル体２０ｂの回転竪柱２１とは反対側の側端部寄りを手等で押せばよい。これにより、図４に示すように、折戸２０のパネル体２０ａ，２０ｂは蝶番ユニット２２を中心に二つ折りに折れ曲がりながら、回転竪柱２１側にスイングしスライドしてドア開状態となる（同図の仮想線Ｉ参照）。ドアはその後、自動復帰ヒンジの働きにより自動的に、同図の仮想線Ｉに示す経路を戻ってドア閉状態になる。
【００４１】
また、本発明に係る本実施形態によれば、図４に示すように、室内側へも室外側へも同じようにドアを押すことにより開くことができるので、ドアを引くという動作は原則として不要である。したがって、ドアノブも不要となり、パネル体側面からの突起物がないので、より広い有効通行幅を確保することができる。もっとも、引く動作によっても開くことができるように、パネル体２０ｂの回転竪柱２１とは反対側の側端部寄りの所定高さ位置で、室外側、室内側の所定位置にドアノブを取り付けることも可能である。
【００４２】
このように開閉するときのパネル体の移動に伴う占有スペースは、通常のスイングドアに比べて小さくて済む。したがって、車椅子の利用者などにとっても容易に開閉操作できる。
【００４３】
平歯車２５ａ，２５ｂの中心がパネル体２０ａ，２０ｂの板厚方向の中心位置と合致しているため、この開閉動作に伴う蝶番ユニット２２の仮想的な折れ曲がり中心Ｃｏの位置は図４に示すように、パネル体２０ａ，２０ｂの中心線Ｌｏ上に在る。これにより開閉時のパネル体２０ａ，２０ｂの端部の移動軌跡が従来とは異なり、外側にはみ出すことはない。したがって、縦枠１１ｓ，１１ｓとパネル体２０ａ，２０ｂとの間の隙間Ｗａ，Ｗｂを極めて小さく設定することができる。
【００４４】
このため隙間隠しの戸当りなどを付けなくとも、仕切性を格段に向上させることができる。また、ドア開状態におけるパネル体２０ａ，２０ｂ間の隙間Ｗｏはほぼ零となり、デッドスペースは殆ど無くなるから、より広い通路などを確保できる。
【００４５】
ドア閉状態における縦枠１１ｓ，１１ｓとパネル体２０ａ，２０ｂとの間の隙間、およびパネル体２０ａ，２０ｂ間の隙間は元々極めて小さいが、さらに封止部材を付着すれば殆ど完全に封止される。これにより、従来に比べて格段に良好な仕切性が達成される。
【００４６】
次に、本実施の形態に係るドアシステムの上部ピボット１５の構成について、図５〜図１０を参照して説明する。上部ピボット１５は、回転竪柱２１内に収納された自動復帰ヒンジ３０と、この自動復帰ヒンジ３０を３方枠１１に連結する連結部５０とから構成される。
【００４７】
図５は、折戸２０が、全閉状態、すなわち、所定の復帰位置にある場合の自動復帰ヒンジ３０の内部を示し、図６は、折戸２０が、所定の復帰位置から９０度回転した全開状態をとる場合の自動復帰ヒンジ３０の内部を示している。また、図７は、自動復帰ヒンジ３０の分解斜視図である。
【００４８】
自動復帰ヒンジ３０は、図５〜図７に示すように、大別して、金属製例えば鋳鉄製の円筒状あるいはスリーブ状筐体３３中にダブルの山形カム部６０、復帰ばね部４０及びこれらを連通貫挿する多段多角形軸４８を組込んだヒンジ本体３１と、ヒンジ本体３１の頂部から水平に突設され、パネル体２０ａの上端に接続するパネル体取付アーム３２とから構成される。ヒンジ本体３１は、パネル体取付アーム３２によりパネル体２０ａの上端隅部に固定される。
【００４９】
円筒状の筐体３３は下方が開いたままに形成される一方、頂面は一旦閉じられたうえで、ダブルの山形カム部６０の上側カム６１頂部に突設された正四角柱状の凸部６４を嵌合挿入するための正方形状の孔３４が穿設される。また、パネル体取付アーム３２には、パネル体２０ａを取り付けるためにビス孔３５が複数穿設されている。
【００５０】
ダブルの山形カム部６０は、図６及び図７に示すように、上側カム６１と下側カム６５とから成り、内周側及び外周側にダブルのカム面を備え、ダブルカム機構を構成している。
【００５１】
上側カム６１は、図８に示すように、外周層６２と内周層６３の２層に構成される。また上側カム６１の上端面には、例えば正四角柱状の凸部６４が形成され、この凸部６４が円筒状筐体３３の頂部に穿設された正四角形状の孔３４に嵌合しており、上側カム６１は、円筒状の筐体３３と一体となって回動せしめられる。
【００５２】
上側カム６１の円筒状の外周層６２は、下端面に傾斜カム面７０が形成され、円筒状の外周層６２の内側に形成される内周層６３の下端面には、上記傾斜カム面７０，７０に交差する方向に傾斜する傾斜カム面７１が形成される。上側カム６１の軸芯側に円形中心孔７２が軸孔として形成される。この円形中心孔７２は、多段多角形軸４８と接することなく回動可能に遊挿するよう多段多角形軸の外径より大きな直径を有する。外周層６２の傾斜カム面７０，７０は対称形で最も低い底部７３から左右に振分けて最も高い頂部７４まで連続するなだらかなカム面が通常直線勾配状に形成される。底部７３は境界が直線であり、頂部７４には下向きに溝７５が穿設されている。また、内周層６３の傾斜カム面７１，７１も対称形で最も低い底部７６から左右に振分けて最も高い頂部７７まで連続するなだらかなカム面が直線勾配状に形成される。底部７６は境界が直線であり、頂部７７には下向きに溝７８が穿設されている。ここで頂部７４，７７の溝７５，７８は、下側カム６５の製品精度、変形及び摩耗等による影響を防ぐ逃げのために設けられている。
【００５３】
下側カム６５も同様に、外周層と内周層の同心円状の２層構造に構成され、下端面は、復帰ばね部４０のばね受け上部固定リング４１と当接するように平面に形成される。
【００５４】
下側カム６５は、上端面に傾斜カム面８０，８０をもった円筒状の外周層６６と、円筒状の外周層６６の内側に上端面に傾斜カム面８１，８１を持ち軸芯部に多段多角形軸４８が嵌挿される多角形の中心孔８２を有する円筒状の内周層６７とが一体に形成されている。ここで下側カム６５は多段多角形軸４８と回転一体となって、上側カム６１がドアの開閉に伴って回転しても回転は抑止され、多段多角形軸４８に沿って上下に摺動するものであるため、中心孔８２は、多段多角形軸４８とスライド可能に係合している。外周層６６の傾斜カム面８０，８０は対称形で最も高い頂部８３から左右に振分けて最も低い底部８４まで連続するなだらかなカム面が通常直線勾配状に形成され、頂部８３は直線の稜線にとられ底部８４には上向きの溝８５が穿設されている。また、内周層の傾斜カム面７１，７１は対称形で最も高い頂部８６から左右に振分けて最も引き低い底部８７まで連続するなだらかなカム面が通常直線勾配状に形成され、頂部８６は直線の稜線を成し、底部８７には上向きの溝８８が穿設されている。外周層６６の傾斜カム面８０，８０と内周層６７の傾斜カム面８１，８１とは頂点が対峙するように、位相が１８０度ずれて配設されている。ここで底部８４，８７の溝８５，８８は、下側カム６５の製品精度、変形及び摩耗等による影響を防ぐ逃げのために設けられている。
【００５５】
山形カム部６０の下側カム６５の下方には、復帰ばね部４０が設けられる。この復帰ばね部４０は、ばね受け上部固定リング４１、コイルばね４３及びばね受け下部固定リング４４から構成される。
【００５６】
ばね受け上部固定リング４１は、基部４１ａと基部４１ａから下側へ突設された突起部４１ｂとから成り、軸芯部には、多段多角形軸４８に遊挿される余裕を持って外接する直径の円形中心孔４２を有し、下面にばね受け部を形成している。基部４１ａは下側カム６５底面と当接し、下側カム６５が下方へ摺動する時の圧力を受け止め、この圧力をコイルばね４３に伝達する。突起部４１ｂは、コイルばね４３の内側へ嵌挿され、コイルばね４３が左右へぶれて円筒状筐体３３の内壁に接触することを防止し、また、下側カムからの圧力がばね受け部に正しく真下に伝わるようにするものである。
【００５７】
ばね受け下部固定リング４４は、基部４４ａと基部４４ａから上側へ突設された突起部４４ｂとから成り、その上面にばね受け部を構成している。軸芯部には、多段多角形軸４８のボルト部４８ｄが遊挿する直径の円形中心孔４５を有する。ばね受け下部固定リング４４は、多段多角形軸４８のボルト部４８ｄに螺合された長ナット４６及びナット４７により底面が支持され、下方への移動が拘束され、コイルばね４３の復元力を確保する。それと同時に、長ナット４６及びナット４７の位置を調整することによりコイルばね４３の反発力を調整することができる。基部４４ａの底面は直接自動復帰ヒンジ本体３１の底面を形成する。突起部４４ｂは、コイルばね４３の内側へ嵌挿され、コイルばね４３が左右へぶれて円筒状筐体３３の内壁に接触することを防止する。
【００５８】
ばね受け上部固定リング４１とばね受け下部固定リング４４とに挟持されたコイルばね４３は、折戸２０の回動と一体に回動する上側カム６１に従動して下降してくる下側カム６５をその復元力を利用して押し戻す方向へばね付勢するものである。このコイルばね４３のばね作用及び上側カム６１と下側カム６５とのダブルカム機構のカム作用により、折戸２０は元の位置に復帰する方向へ、すなわち、全閉位置側に自動的にばね付勢される。
【００５９】
多段多角形軸４８は上から円形部４８ａ、面取り多角形部４８ｂ、多角形部４８ｃ及びボルト部４８ｄに分けられ、上端には軸調整金具５１をビスを用いて取り付けるためのねじ孔４９が螺設されている。そして、この軸調整金具５１が、吊りレール１４に取付金具を介して固定されることから、多段多角形軸４８は折戸２０が開閉されても回動することはない。
【００６０】
多段多角形軸４８の最上部に位置する円形部４８ａは、軸調整金具５１の軸受孔５２に遊挿され、これを六角穴付止めねじ５３を用いて固定する。このように、軸受け孔５２に遊挿される部分が円形であるため、軸受け孔５２内で多段多角形軸４８を自由に回動させて、復帰位置を任意の位置に設定することが可能となる。
【００６１】
円形部４８ａの直下に位置する面取り多角形部４８ｂは、横断面が多角形であるが、ベアリング部５４を外嵌するために、多角形の角部は面取りがされている。ベアリング部５４の中心孔５８の直径は上記円形部４８ａよりは大きく、多角形部４８ｃに外接する外接円の直径よりは小さく穿設されているので、多段多角形軸４８をベアリング部５４の中心孔５８に挿通すると、円形部４８ａと面取り多角形部４８ｂとは挿通可能であるが、下に位置する多角形部４８ｃにまで挿入することはできない。したがって、取付け作業が容易となり、効率が良くなる。
【００６２】
面取り多角形部４８ｂの下の多角形部４８ｃは、多段多角形軸４８の主要部を成すものであり、具体的には、折戸２０が、延いては山形カム部６０の上側カム６１が回動しても、この多段多角形軸４８は下側カム６５と一体となって下側カム６５の回転を阻止し、それでいて回動する上側カム６１に押された下側カム６５を上下に摺動させるものである。したがって、例えば多角形部４８ｃの断面形状が八角形では回転させようとする上側カム６１の力の方が強くなり下側カム６５の中心孔８２と多段多角形軸４８表面とで滑りを生じ易く、下側カム６５が回転するおそれがある。一方、多角形部４８ｃの断面形状が四角形では、下側カムの中心孔８２と多段多角形軸４８表面との上下方向の滑りが悪くなり、摺動がスムーズに行き難くなる。したがって、多角形部４８ｃの断面計上は、多角形の中でも六角形前後が好適である。また、かかる目的から、下側カム６５の中心孔８２の大きさは、多段多角形軸４８の多角形部４８ｃと密着するものであってはならず、また、ルーズであってもいけない。
【００６３】
最下部に位置するボルト部４８ｄは、多角形部４８ｃ等よりは細い棒状に形成され、復帰ばね部４０に内挿された端部において長ナット４６及びナット４７を螺合するようにねじが螺刻されている。
【００６４】
ダブルの山形カム部６０と復帰ばね部４０及びこれらを連通貫挿する多段多角形軸４８はこのように構成されているので、これを筐体３３に組込むには、筐体３３の下方より、上側カム６１、下側カム６５、ばね受け上部固定リング４１、コイルばね４３、ばね受け下部固定リング４４の順に挿入し、多段多角形軸４８をこれに挿通させて、上側カム６１上部の凸部６４を筐体３３上部に穿設された正方形状の孔３４に嵌合させた後、長ナット４６及びナット４７のダブルナットで多段多角形軸４８のボルト部４８ｄに緩みが生じないように螺合させる。これにより、上側カム６１は筐体３３に従って回動可能なように筐体３３内に嵌合され、下側カム６５は多段多角形軸４８により回動が防止されつつ上下に摺動可能に筐体３３内に嵌合され、コイルばね４３に圧力を加え、その反発力によって下側カムを押し戻す方向に付勢され、その力により上側カム６１に回転が与えられた方向とは逆方向に回転する力を加えることによって、この折戸２０を元の位置に復帰させるものである。
【００６５】
続いて、この自動復帰ヒンジ３０を３方枠１１に連結する連結部５０について、図を参照して説明する。連結部５０は、折戸２０の復帰位置を設定する軸調整金具５１と、この軸調整金具５１と自動復帰ヒンジ３０の筐体３３の上部とに挟装されるベアリング部５４と軸調整金具５１を吊レール１４に取り付ける取付金具部９０から構成される。
【００６６】
軸調整金具５０は、図９に示すように、平たい直方体の金属ブロックで、平面上の一方の短辺側に偏った位置の上下方向に、多段多角形軸４８の円形部４８ａを挿通させる軸受孔５２が穿設される。そして、この軸受孔５２に近接する３つの側面から軸受孔５２の中心へとねじ孔５９が穿設されている。このねじ孔５９に六角穴付止めねじ５３を螺嵌し、挿通された多段多角形軸４８の円形部４８ａを３方から押圧し、回転できないように固定する。これにより、折戸２０の復帰位置を任意に定めることが可能となる。
【００６７】
この軸調整金具５１の側面のうち残りの短辺中央と、２つの長辺の多段多角形軸４８を挿通させる軸受孔５２とは反対側に偏った位置には、軸調整金具５１を吊りレールに取り付ける取付孔９０が穿設される。図９に示すように、アングル状の取付金具９１がねじ９２を用いて取り付けられ、この取付金具９１を吊レール１４に取り付けられたやはりアングル状の取付補助金具９３にボルト止めすることにより吊レール１４に取付け固定される。この場合の取付高さは、取付金具９１の取付補助金具９３側に穿設された縦長のルーズホール９４で調節する。これにより、軸調整金具５１及びこれに固設された多段多角形軸４８は、折戸２０が開閉されても回転することなく一定の位置に静止する。連結部を別の角度から見たところを図１０に示す。
【００６８】
ベアリング部５４は、この回転しない軸調整金具５１と、折戸２０の開閉に伴って回動する自動復帰ヒンジ３０の筐体３３頂部との間に挟装されて、自動復帰ヒンジ３０の筐体３３の回動を滑らかにするものであり、上下のワッシャ５５，５７とそれらに挟装されたスラストベアリング５６とから成る。
【００６９】
本実施の形態に係るドアシステム１の上部ピボット１５はこのように、回転しない軸調整金具５１、多段多角形軸４８及び下側カム６５と、折戸２０の開閉に伴って回動する自動復帰ヒンジ３０の筐体３３及び上側カム６１とに大別され、この両者の相互作用によって復帰ばね部４０のコイルばね４３が圧縮され、そのコイルばね４３の復元力によって折戸２０が自動的に元の位置に復帰されるように構成されている。
【００７０】
本実施の形態に係る蝶番ユニット及び自動復帰ヒンジを用いたドアシステム１は上記のように構成されており、以下その動作について説明する。
【００７１】
パネル体２０ｂを押して、折戸２０を開くと、パネル体２０ａに固定されたパネル体取付アーム３２が回転する。このパネル体取付アーム３２の回転により、自動復帰ヒンジ３０の筐体３３が同じ角度だけ同じ方向に回転する。この筐体３３頂部に穿設された正方形状の孔３４に頂部の凸部６４が嵌合された山形カム部６０の上側カム６１もそれに従動して同様に回転する。
【００７２】
一方、山形カム部６０の下側カム６５は、多段多角形軸４８に上下摺動可能、回転不能に外嵌されており、多段多角形軸４８は、軸調整金具５１に固定されており、その軸調整金具５１は、取付金具９１等を介して吊レール１４に固定されているため、回転しない。そこで、上側カム６１は、回転することにより下側カム６５と当接する傾斜カム面を介して下側カム６５に圧力を加える。ここで下側カム６５は回転運動が拘束されて回転できず、下方へと摺動する。
【００７３】
下側カム６５が下方に摺動すると、復帰ばね部４０をコイルばね４３のばね力に抗して押し下げる圧力が加えられることになるが、復帰ばね部４０は下部がナット５７等で固定されているため、コイルばね４３が収縮して下側カム６５の下部を押圧する。
【００７４】
したがって、パネル体２０ｂを押す力が解除されると、復帰ばね部４０のコイルばね４３に蓄えられたエネルギーが解放され、コイルばね４３の復元力によって、ばね受け上部固定リング４１を介して下側カム６５が上方へ押し上げられる。この下側カム６５の押し上げ力により、折戸２０を開く場合とは逆にカム作用し、上側カム６１の傾斜カム面を介して上側カム６１を元に復帰させる力が作用する。
【００７５】
上側カム６１は上部を固定されているため、下側カム６５と当接する傾斜カム面のダブルカム作用により折戸２０を開く場合とは反対の向き、すなわち、閉じる方向に回転し、元の位置に戻ろうとする。
【００７６】
この場合、上下のカムの内外周層の傾斜カム面の頂部及び底部は先端が凸または凹に尖っており、ずれることなく咬合する。例えば、上側カム６１の外周層の底部７３は凹に尖っており、下側カム６５の外周層の頂部８３は凸に尖っている。
【００７７】
そして、所定の復帰位置にあるとき、両者は咬合し、コイルばね４３に付勢されているため、図５に示すように、下側カム６５は移動が拘束されて咬合がずれることはない。この状態からパネル体を押す或いは引くと、上側カム６１の回転により、上側カム６１と下側カム６５は傾斜カム面７０，８０に沿って滑り、図６に示すように、上側カム６１の外周層の底部７３と下側カム６５の外周層の頂部８３とは離れていく。
【００７８】
ここで、パネル体２０ｂを押す或いは引く力を解除すると、コイルばね４３の復元力により、上側カム６１は逆方向に回転し、上側カム６１と下側カム６５は傾斜カム面７０，８０に沿って先ほどとは逆方向に滑り、上側カム６１の外周層の底部７３と下側カム６５の外周層の頂部８３とは確実に元の咬止した位置に戻り、それ以上行き過ぎることはない。すなわち、たとえ最初は復帰力が大きいために加速がついて行き過ぎることがあっても、この力はやがて減衰し、ばねの強さにも拠るが、極く短時間のうちに元の位置に確実かつ精度良くスムーズに復帰する。
【００７９】
これにより、本実施の形態に係るドアシステム１によれば、例えば一般住宅のトイレのようなところにも、不使用時に内部が見えるというようなことがない自閉式ドアを提供することができる。
【００８０】
また、例えば公共施設のトイレのように幾つものトイレブースが並んでいる場合に、トイレブースのドアを不使用時にはドアを全開と全閉との中間の所定の位置で静止させるようにしたときでも、本実施の形態に係るドアシステムによれば、不使用のトイレブースのドアが、ばらつくことなく同一の角度で開いた状態に保たれ、整然とした印象を与えることができる。
【００８１】
次に、本発明に係る自動復帰ヒンジ及び蝶番ユニットを用いたドアシステムの第２の実施形態について、図１１を参照して説明する。
【００８２】
本実施の形態のドアシステムは、図１１に示すように、全開状態を保持し得る機構を備える点で、第１の実施形態におけるものと基本的に相違し、他の構成は第１の実施形態と実質的に同じであり、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８３】
図１１は、本実施の形態に係るドアシステム２の折戸２０が全開状態にある場合の、上部ピボット１５廻りの断面を示すものである。
【００８４】
図４においても説明したように、本実施の形態によれば、全開時においては、パネル体２０ａ，２０ｂ間の隙間Ｗｏは十分に小さくすることが可能である。この場合、パネル体２０ａと２０ｂとは殆ど接するまで近づき、したがって、６輪吊り車１７も、吊りレール１４内をこれ以上縦枠１１ｓ側に摺動することができない。この６輪吊り車１７は、前後に２列並んだ垂直に配置された車１７ｂと、その下部に水平に取り付けられた車１７ｃ及びこれらの車を一体に結合するシャーシ１７ｄとから構成される。この内、垂直及び水平の車１７ｂ，１７ｃはプラスティック等の材料でできており、シャーシ１７ｄは、例えば垂直断面がＵ字状に形成された磁性体でできている。
【００８５】
ここで、全開状態に開いた折戸２０のパネル体２０ａに加えている力を解除すれば、折戸２０は自動的に予め設定された所定の復帰位置へと戻る。しかし、引き続いて人がこのドアを通過する場合や、このドア廻りで作業をする場合等、ドアを開放状態に保っておきたい場合がある。このような場合に、マグネット９５をマグネット取付金具９６を介して、吊りレール１４の、ドア全開位置にある６輪吊り車１７の上部ピボット１５側の端部に当接する位置に取り付ければ、簡易に全開状態を保持することが可能となる。また、マグネット９５は吊りレール１４内に収められているので、外部からは見えず、美観を損なうこともない。
【００８６】
本発明に係る自動復帰ヒンジ３０は、蝶番ユニット２２を備える折戸形式のドアシステムを、自動的に、かつ精度良く元の位置に復帰させることを目的として開発されたものであり、したがって、蝶番ユニット２２を備える折戸に用いるのが最も好適であるが、他の種類の開き戸、例えばパネル体が室内側及び室外側に１８０度開閉する片開き自在戸や両開き自在戸においても採用することが可能である。
【００８７】
これらの場合においても、本発明に係る自動復帰ヒンジを備えた自在戸では、精度良く元の位置に復帰するので、仕切性を要求される部屋にも使用することができる。特に従来の両開き自在戸であれば、２枚の扉パネルが全閉の位置に静止せず、各々バラバラの位置で静止しているのが時々見られるが、これは美観上も好印象を与えるものではない。しかし、本発明に係る自動復帰ヒンジを採用すれば、このような不都合も生じない。
【００８８】
【発明の効果】
本発明に係る自動復帰ヒンジを用いたドアシステムによれば、任意の位置に設定されたドアの復帰位置に精度良く復帰する自動復帰ヒンジを有するドアシステムを提供することができる。
【００８９】
また、以上述べたように、本発明に係るドアシステムにおいては、さらに全開状態を保持し得る機構を備えるドアシステムを提供するが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のドアシステムの一例を示す正面図。
【図２】蝶番ユニットの歯車部分の部分拡大図。
【図３】図２の歯車部分の平面図。
【図４】折戸の開閉動作の軌跡を示す図。
【図５】折戸が所定の復帰位置にある場合の自動復帰ヒンジの内部を示す図。
【図６】折戸を所定の復帰位置から９０度回転させた場合の自動復帰ヒンジの内部を示す図。
【図７】自動復帰ヒンジの分解斜視図。
【図８】ダブルの山形カムを説明する図であり、（ａ）は上側カムの平面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は同底面図、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は下側カムのそれぞれ平面図、側面図、底面図。
【図９】軸受け調整金具の平断面図。
【図１０】連結部を説明する断面図。
【図１１】全開保持機構を示す図。
【図１２】従来の１点支点の蝶番の例を示す動作図。
【図１３】従来の２点支点の蝶番の例を示す動作図。
【図１４】従来の全体蝶番の例を示す部分動作図。
【符号の説明】
１，２ ドアシステム
１４ 吊りレール
１５ 上部ピボット
１６ 下部ピボット
１７ ６輪吊り車
２０ 折戸
２０ａ，２０ｂ パネル体
２１ 回転竪柱
２２ 蝶番ユニット
３０ 自動復帰ヒンジ
３１ ヒンジ本体
３３ 円筒状筐体
４０ 復帰ばね部
４３ コイルばね
４８ 多段多角形軸
５１ 軸調整金具
５４ ベアリング部
５６ スラストベアリング
６０ 山形カム部
６１ 上側カム
６５ 下側カム
９５ マグネット
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉体同士間に介挿されてその開閉体の開閉動作をスムーズに行なわせる蝶番ユニットを用いたドアシステムに係り、特に、任意の位置に設定されたドアの復帰位置に精度良く復帰する自動復帰ヒンジを有するドアシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蝶番は開き戸や折戸などのように開閉体を別の開閉体または固定体に開閉自在に取り付けることができ、至る所で頻繁に使われている。
【０００３】
この内、最も一般的な蝶番の一例として図１２に示す１点支点構造の蝶番１００がある。この蝶番１００は１本の共通の軸１００ａを中心に２枚の取付板１００ｂ，１００ｃを互いに回動（回転）自在に組み合せたもので、２枚の取付板１００ｂ，１００ｃが、例えば折戸１０１を成す２枚のパネル体１０１ａ，１０１ｂの対向する側面に取り付けられる。これにより、パネル体１０１ａ，１０１ｂが固定軸１０２を中心に実線および仮想線図示のように二つ折りに折れ曲がり、スライド軸１０３が図示しないレール体内を摺動して開閉自在になっている。
【０００４】
この１点支点構造の変形として図１３に示す２点支点構造の蝶番１１０も知られている。この蝶番１１０はパネル体１１１ａ，１１１ｂの側面の縦方向の全体に亘って取り付けられる、いわゆる「全体蝶番」（「通し蝶番」とも呼ばれる）になっている。この蝶番１１０はパネル１１１ａ，１１１ｂの回動を個別に担う２つの軸１１０ａ，１１０ｂと、この２つの軸１１０ａ，１１０ｂを中心に回動する取付板１１０ｃ，１１０ｄと、２つの軸１１０ａ，１１０ｂ間を繋ぐ連結部材１１０ｅとを有する。これにより折戸１１１を開けると、実線図示から仮想線図示の状態にパネル体１１１ａ，１１１ｂが二つ折りに折れながら回転する。
【０００５】
さらに、別のタイプの蝶番の一例を図１４に示す。この蝶番１２０も全体蝶番の構造を有し、しかも２点支点になっている。この蝶番１２０はパネル体１２１ａ，１２１ｂに取り付けられ、かつ一端が湾曲した１対の取付板１２０ａ，１２０ｂと、この取付板１２０ａ，１２０ｂを回動自在に連結する連結体１２０ｃとを備える。各取付板１２０ａ，１２０ｂの湾曲部の内外にギヤがそれぞれ形成され、取付板１２０ａ，１２０ｂ同士がその外側ギヤで噛合している。連結体１２０ｃは横方向断面が図示のように凹状に形成され、この両突端内側に円筒部１２０ｄ，１２０ｅが一体に形成されている。各円筒部１２０ｄ，１２０ｅの円周部にはギヤが形成され、このギヤに前記取付板１２０ａ（１２０ｂ）の湾曲部の内側ギヤが噛合するようになっている。この結果、実線（折戸の開状態）および仮想線（折戸の閉状態）で示すように、２つの円筒部１２０ｄ，１２０ｅを中心にパネル体１２１ａ，１２１ｂを各々回動でき、折戸を開閉させることができる。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の蝶番には以下に示すような不都合があった。
【０００７】
図１２に示す１点支点の蝶番１００は簡単な構造ではあるが、図示仮想線のようにドア開放時のパネル体１０１ａ，１０１ｂ間の隙間Ｗ1 、すなわちデッドスペースが比較的多い。しかも、同図仮想線の状態から実線状態に折戸を閉めるとき、パネル体１０１ａ，１０１ｂ間の隙間Ｐに指を挟む心配があり、特に子供などにおいて、そのことが懸念されていた。指を挟まないようにパネル体１０１ａ，１０１ｂの角部をテーパー状に成形したり、戸当りを付けたりすることもできるが、そのようにすると製造コストや体裁上の問題を生じる。
【０００８】
また、図１３に示す２点支点の蝶番１１０は、特に、仮想線で示すように、蝶番１１０の連結体１１０ｅの存在に因り、パネル体１１１ａ，１１１ｂを折り畳んだ状態でのデットスペースＷ2 が非常に大きくなるという問題がある。この問題は図１４のものについても同様である。
【０００９】
さらに、図１２〜図１４の構造に共通の未解決の課題としてドアの回動中心の問題がある。この問題は特に折戸に適用した場合に顕著になる。図１２〜図１４の場合の何れも、パネル体間の回動（回転）中心は、パネルの板厚方向の中心を通る中心線Ｌ1 （〜Ｌ3 ）よりも開閉方向の一方にずれて位置する。
【００１０】
このため、一方のパネル体１０１ａ（１１１ａ，１２１ａ）を開閉するとき、そのパネル体１０１ａ（（１１１ａ，１２１ａ）の蝶番とは反対側の側端部は、図１２で言えば仮想線Ｍのように、一度壁方向に拡がってから開くまたは閉まる軌跡を描く。このため、壁（固定体）とパネル体１０１ａ（１１１ａ，１２１ａ）との間にスペースＷD を予め大きくとっておかなければならない。この隙間ＷD は通常使用の折戸で１cm程度は少なくとも必要で、ドアの隙間としてはかなり大きい値となり、仕切性が悪くなる。この仕切性の低下の問題は回動（回転）中心がドアの中心線から外れている構造の蝶番に特有のものである。この隙間ＷD を塞ぐために壁側に戸当りを付けたりする細工もできるが、体裁上の問題や製造コストの上昇の問題が発生してしまう。
【００１１】
本願発明の発明者は、上述のような従来の蝶番の問題に鑑みて、簡単な構造で、指を挟む懸念も実際上無く、閉時の仕切性にも優れた蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムを提供すべく、特許文献１及び特許文献２に記載する蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムを提案した。
【００１２】
この蝶番ユニットおよびこの蝶番ユニットを用いたドアシステムによれば、支柱体，歯車，および連結体を主要部とする簡単な構造ながら、開状態から閉状態に移行するときの物の挟み込みを無くすることができ、開状態におけるデッドスペースを減らし、さらには閉状態での封止性能を上げて仕切性を向上させることができるという優れた効果を発揮できる。
【００１３】
この蝶番ユニットを用いた折戸形式のドアシステムは、さらに、ドアの回動中心をパネルの板厚方向の中心線上に置けば、押しても引いてもドアを開くことができる、言い換えれば、室内側へも室外側へもドアを開くことができるという長所を有する。したがって、両手に荷物を持っていて塞がっていても、体の一部をドアパネルの端部に預けることによってドアを押して開けることが可能である。
【００１４】
しかしながら、ドアを通過した後に、両手が塞がった状態でドアを閉じるには、もう一度体の一部を折戸の開いて突出した端部に預けることによってドアを押して閉じる必要がある。両手が塞がっている状態で、ドアを通過するという所期の目的を達成した後に、これを閉じるという作業は健常者であっても億劫であるところ、車椅子生活者にとっては、車椅子を１８０度回転させて向きを変えてドアを閉じ、前へ進むためにはもう一度車椅子を１８０度回転させて向きを変えなければならず、負担は小さくない。特に、トイレや廊下等の狭小な場所ではことさら難渋な作業となる（元来折戸はこのような狭小な場所に設けられることが多い）。そこで、この蝶番ユニットを用いた折戸を自閉式の折戸とすることが求められる。
【００１５】
また、自閉式の折戸の中でも、全開後直ちに元の位置に復帰し始めるのではなく、全開状態で停止して開いた状態を保ち、必要時に僅かな力を加えることによってドアを閉じることができるものが好適な場合がある。
【００１６】
一方、例えば公共施設のトイレブースのドアは、不使用時には空いていることが一目で判るように開いていることが望ましいが、常時全開にして便器がトイレブースの外から丸見えになるのは美観上好ましくないという場合がある。そのような場合に、不使用時にはドアを全開と全閉との中間の所定の位置で静止でき、使用時にはそのドアを押すまたは引くことによりドアを閉じ、ラッチを掛けることにより閉じた状態を保ちまたはサムターンで施錠し、使用後にラッチを外しまたはサムターンを解錠すれば自動的にドアが元の所定の位置に戻るようにできれば便宜である。
【００１７】
このような自動復帰ヒンジとしては、従来、特許文献３に記載のものが知られている。この自動復帰ヒンジは、ドア側に取り付けられる枢着金具内に、可動カム筒を回転可能に嵌入すると共に、摺動カム筒のカム面と反対側の端部とリングキャップとの間に弾設した大径コイルスプリングにより常時可動カム筒と当接状態に付勢した摺動カム筒を上下動可能に且つ枢着金具と一体となって回転するよう嵌入し、可動カム筒と摺動カム筒に対して軸線方向に摺動可能に嵌挿し可動カム筒と一体に回転する多角形軸を枢着金具の上方に、多角形軸の係合段部とリングキャップとの間に弾設した小径コイルスプリングにより、突出状態に付勢し、該多角形軸の先端をドア枠側に取り付けられる支持金具の多角形孔にドアの復帰位置を選択的に設定可能に嵌挿してなるものである。
【００１８】
【特許文献１】
特許第２７２８６４２号公報
【００１９】
【特許文献２】
特開平９−２７３３５０号公報
【００２０】
【特許文献３】
実用新案登録第２６０４８０９号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献３に記載の自動復帰ヒンジには、復帰位置の精度が完全ではないという問題がある。特許文献３に記載の自動復帰ヒンジは、上述の枢着金具に設けたガイド溝に係合するガイド突起を突設した摺動カム筒を上下に摺動させることによりドアを自動的に復帰位置に復するものであるが、このガイド溝とガイド突起との間には、上下にスライドさせるという機構上どうしても隙間、すなわち遊びが生じる。この遊びにより生ずる誤差は、吊元においては小さなものであってもドアパネル先端ではその距離に比例して拡大し、例えば全閉状態に復帰せず、施錠をしなくてもある程度仕切性を要する部屋では看過できない場合がある。逆に、戸当りを設ければこれを防止することも可能となるが、室外側と室内側のどちらにも開く構造の自在戸では採用することを得ない。
【００２２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、蝶番ユニットを用いた折戸システムに係り、任意の位置に設定されたドアの復帰位置に精度良く復帰する自動復帰ヒンジを有するドアシステムを提供することを目的とする。
【００２３】
本発明の他の目的は、上記ドアシステムにおいて、さらに全開状態を保持し得る機構を備えるドアシステムを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動復帰ヒンジは、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、ドア側に取り付けられた筐体内に自動復帰ヒンジ機構を備え、この自動復帰ヒンジ機構は、前記筐体に嵌挿されたダブルの山形カム部と、その下部に嵌挿され下端が固定された復帰ばね部と、この両者を連通嵌挿する多段多角形軸とを備え、前記カム部は、前記筐体内に嵌挿され、ドアの開閉に伴い回転する前記筐体と回転一体に設けられた上側カムと、前記多段多角形軸に上下動可能かつ回転不能に外嵌されるとともに前記上側カムにカム結合され、前記上側カムの回転に従って下方へ摺動する下側カムとから成り、前記多段多角形軸は、前記筐体の上部に突出する円筒状頭部がドア枠側に設けられた軸調整金具に、任意の回転位置で固定されものである。
【００２５】
次に、上述した課題を解決するために、請求項２に係る自動復帰ヒンジの多段多角形軸は、横断面が六角形に形成されたものである。
【００２６】
そして、上述した課題を解決するために、請求項３に係るドアシステムは、ドア枠側の上枠下部にドア開口部の幅方向に沿って設けた吊りレールでパネル体をスライド自在に吊持する吊り車と上部ピボット及び下部ピボットとからなる支持機構を備え、２枚のパネル体を、隣接する側端面同士をその長手方向に沿って互いに突き合わせ、かつ、互いに相手のパネル体に対して回動自在にヒンジ結合する蝶番ユニットを備え、前記両パネル体を折戸形式に開閉するドアシステムにおいて、前記上部ピボットは、ドア側に取り付けられた筐体内に、自動復帰ヒンジ機構を備え、このヒンジ機構は、上部に嵌挿されたダブルの山形カム部と、その下部に嵌挿され下端が固定された復帰ばね部と、この両者を連通嵌挿する多段多角形軸とを備え、前記カム部は、前記筐体内に嵌挿され、ドアの開閉に伴い回転する前記筐体と回転一体に設けられた上側カムと、前記多段多角形軸に上下動可能かつ回転不能に外嵌されるとともに前記上側カムにカム結合され、前記上側カムの回転に従って下方へ摺動する下側カムとから成り、前記多段多角形軸は、前記筐体の上部に突出する円筒状頭部がドア枠側に設けられた軸調整金具に、任意の回転位置で固定されたものである。
【００２７】
また、上述した課題を解決するために、請求項４に係るドアシステムは、前記吊りレール内における前記吊り車の上部ピボット側端部に当接する位置にマグネットを取着し、前記吊り車をマグネットの引力により駐止し、前記ドアを全開位置で保持するものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る蝶番ユニット及び自動復帰ヒンジを用いたドアシステムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、本実施の形態に係る蝶番ユニット及び自動復帰ヒンジを用いたドアシステムの全体の構成を説明する。なお、本実施の形態では、全閉時を復帰位置に設定して説明する。
【００２９】
図１に示すように、３方枠体１１および床面１２により部屋の出入り口を成す開口部ＯＰが画成される。３方枠体１１は、上枠１１ｕと、その両側の縦枠１１ｓ，１１ｓとが一体に形成されて成る。３方枠体１１の内側に、ドアシステム１が開閉自在に取り付けられる。
【００３０】
このドアシステム１は、２枚のパネル体からなる折戸２０と、この折戸２０を開閉可能に支持する支持機構１８とを備える。この支持機構１８は、吊りレール１４、上部ピボット１５、下部ピボット１６及び６輪吊り車１７を含み、吊設機構を兼ねている。
【００３１】
３方枠体１１の上枠１１ｕは、図１に示すように、その幅方向の２／３以上の所定領域を切除し、この切除部分に吊りレール１４を埋め込んでいる。
【００３２】
図１において、吊りレール１４の左端部内に上部ピボット１５が固設される一方、この上部ピボット１５の真下の対向する床面１２上に下部ピボット１６が埋設される。上部ピボット１５はピボット構造に構成され、回転竪柱２１内に収められた自動復帰ヒンジ３０が折戸２０を上枠１１ｕに回動自在に連結する。
【００３３】
一方、回転竪柱２１の下端面には、この回転竪柱２１をピボット構造で回転可能に軸支するための軸受が、床面から立設されるピボット軸を挿入されるように取り付けられている。
【００３４】
また、６輪吊り車１７は図１及び図１１に示すように吊りレール１４内に収容され、その長手方向に沿って自在に移動できるように配設されている。この６輪吊り車１７からは回動自在な車軸１７ａが垂下されている。この車軸１７ａはパネル体２０ｂの上端面の所定の位置に固設されている。この固設位置は、図４に示すように、ドア全開時において通行可能幅が最大となるように、折戸２０が３方枠体１１と垂直になるような所定の位置に設定されている。この６輪吊り車１７は、少なくとも、パネル体２０ｂの吊り荷重を支持できる強度を有している。ドアの開閉に伴って、６輪吊り車１７も吊りレール１４内を転動して移動し、パネル体２０ｂのスライド動作を許容するとともに、車軸１７ａの回転がパネル体２０ｂのスイング動作を許容する。なお、吊りレール１４の側面はカバー１９により目隠しされる。また、この６輪吊り車１７は、吊りレール内を滑らかに、かつ左右にぶれることなく転動するものであれば、６輪でなくてもよい。
【００３５】
このドアシステム１において、折戸２０は開口部ＯＰを開閉する開閉体の主要部を成すものであり、２枚のパネル体２０ａ，２０ｂと、このパネル体２０ａ，２０ｂ間に装備された蝶番ユニット２２、及びパネル体２０ａの一側に固着された支柱部分としての回転竪柱２１とから成る。パネル体２０ａ，２０ｂの各々の主要部はここでは木製材料で成り、所定厚さ，サイズに形成されている。
【００３６】
回転竪柱２１は、上部ピボット１５及び下部ピボット１６によりパネル体２０ａをスイング可能に支持する機能を担うものである。なお、パネル体２０ａの荷重は上部ピボット１５、及び下部ピボット１６で支えられ、パネル体２０ｂの荷重は主に６輪吊り車１７により吊り下げられる他、両者の荷重は、蝶番ユニット２２を介して相互に他のパネルにも伝達される。
【００３７】
蝶番ユニット２２は、図１〜図３に示すように、２本の支柱体２３ａ，２３ｂを備える。この支柱体２３ａ，２３ｂは各々、ここではアルミ製の材料を断面略半円状の棒状あるいは柱状に形成したもので、その長さは前記パネル体２０ａ，２０ｂの高さにほぼ合致させるとともに、その最大径がパネル体２０ａ，２０ｂの厚さに合致させている。
【００３８】
この支柱体２３ａ，２３ｂの上下の端面には、図２及び図３に示すように、固定軸２４ａ，２４ｂを介して平歯車２５ａ，２５ｂが各々固着されている。この平歯車２５ａ，２５ｂの各々は例えば樹脂製で、軸方向の厚さが例えば１cm程度と薄いものが使われている。両平歯車２５ａ，２５ｂは互いに噛合可能で、その噛合状態で薄板状の連結板２６によってその上端（または下端）側が互いに連結されている。この連結板２６の両端部は、平歯車２５ａ，２５ｂの軸方向中心位置に固設したボルト２７ａ，２７ｂに回動可能に取り付けられている。このため、平歯車２５ａ，２５ｂ同士は噛合状態のまま連結され、かつ互いに自由に回動（回転）できるようになっている。平歯車２５ａ，２５ｂが回動すると、これに固設している支柱体２３ａ，２３ｂも一体に、その縦方向の中心軸の周りに回動する。なお、平歯車２５ａ，２５ｂ、すなわち支柱体２３ａ，２３ｂは、ボルト２７ａ，２７ｂのストッパ機構により、縦方向には互いにずれないようになっている。
【００３９】
また支柱体２３ａ，２３ｂは、平歯車２５ａ，２５ｂの径、歯の高さなどを適宜に選択することによって、その間隔が約１mm程度と極めて狭く設定されている。
【００４０】
本実施例のドアシステム１は以上のように構成され、機能する。このため、ドアを開くときには、パネル体２０ｂの回転竪柱２１とは反対側の側端部寄りを手等で押せばよい。これにより、図４に示すように、折戸２０のパネル体２０ａ，２０ｂは蝶番ユニット２２を中心に二つ折りに折れ曲がりながら、回転竪柱２１側にスイングしスライドしてドア開状態となる（同図の仮想線Ｉ参照）。ドアはその後、自動復帰ヒンジの働きにより自動的に、同図の仮想線Ｉに示す経路を戻ってドア閉状態になる。
【００４１】
また、本発明に係る本実施形態によれば、図４に示すように、室内側へも室外側へも同じようにドアを押すことにより開くことができるので、ドアを引くという動作は原則として不要である。したがって、ドアノブも不要となり、パネル体側面からの突起物がないので、より広い有効通行幅を確保することができる。もっとも、引く動作によっても開くことができるように、パネル体２０ｂの回転竪柱２１とは反対側の側端部寄りの所定高さ位置で、室外側、室内側の所定位置にドアノブを取り付けることも可能である。
【００４２】
このように開閉するときのパネル体の移動に伴う占有スペースは、通常のスイングドアに比べて小さくて済む。したがって、車椅子の利用者などにとっても容易に開閉操作できる。
【００４３】
平歯車２５ａ，２５ｂの中心がパネル体２０ａ，２０ｂの板厚方向の中心位置と合致しているため、この開閉動作に伴う蝶番ユニット２２の仮想的な折れ曲がり中心Ｃｏの位置は図４に示すように、パネル体２０ａ，２０ｂの中心線Ｌｏ上に在る。これにより開閉時のパネル体２０ａ，２０ｂの端部の移動軌跡が従来とは異なり、外側にはみ出すことはない。したがって、縦枠１１ｓ，１１ｓとパネル体２０ａ，２０ｂとの間の隙間Ｗａ，Ｗｂを極めて小さく設定することができる。
【００４４】
このため隙間隠しの戸当りなどを付けなくとも、仕切性を格段に向上させることができる。また、ドア開状態におけるパネル体２０ａ，２０ｂ間の隙間Ｗｏはほぼ零となり、デッドスペースは殆ど無くなるから、より広い通路などを確保できる。
【００４５】
ドア閉状態における縦枠１１ｓ，１１ｓとパネル体２０ａ，２０ｂとの間の隙間、およびパネル体２０ａ，２０ｂ間の隙間は元々極めて小さいが、さらに封止部材を付着すれば殆ど完全に封止される。これにより、従来に比べて格段に良好な仕切性が達成される。
【００４６】
次に、本実施の形態に係るドアシステムの上部ピボット１５の構成について、図５〜図１０を参照して説明する。上部ピボット１５は、回転竪柱２１内に収納された自動復帰ヒンジ３０と、この自動復帰ヒンジ３０を３方枠１１に連結する連結部５０とから構成される。
【００４７】
図５は、折戸２０が、全閉状態、すなわち、所定の復帰位置にある場合の自動復帰ヒンジ３０の内部を示し、図６は、折戸２０が、所定の復帰位置から９０度回転した全開状態をとる場合の自動復帰ヒンジ３０の内部を示している。また、図７は、自動復帰ヒンジ３０の分解斜視図である。
【００４８】
自動復帰ヒンジ３０は、図５〜図７に示すように、大別して、金属製例えば鋳鉄製の円筒状あるいはスリーブ状筐体３３中にダブルの山形カム部６０、復帰ばね部４０及びこれらを連通貫挿する多段多角形軸４８を組込んだヒンジ本体３１と、ヒンジ本体３１の頂部から水平に突設され、パネル体２０ａの上端に接続するパネル体取付アーム３２とから構成される。ヒンジ本体３１は、パネル体取付アーム３２によりパネル体２０ａの上端隅部に固定される。
【００４９】
円筒状の筐体３３は下方が開いたままに形成される一方、頂面は一旦閉じられたうえで、ダブルの山形カム部６０の上側カム６１頂部に突設された正四角柱状の凸部６４を嵌合挿入するための正方形状の孔３４が穿設される。また、パネル体取付アーム３２には、パネル体２０ａを取り付けるためにビス孔３５が複数穿設されている。
【００５０】
ダブルの山形カム部６０は、図６及び図７に示すように、上側カム６１と下側カム６５とから成り、内周側及び外周側にダブルのカム面を備え、ダブルカム機構を構成している。
【００５１】
上側カム６１は、図８に示すように、外周層６２と内周層６３の２層に構成される。また上側カム６１の上端面には、例えば正四角柱状の凸部６４が形成され、この凸部６４が円筒状筐体３３の頂部に穿設された正四角形状の孔３４に嵌合しており、上側カム６１は、円筒状の筐体３３と一体となって回動せしめられる。
【００５２】
上側カム６１の円筒状の外周層６２は、下端面に傾斜カム面７０が形成され、円筒状の外周層６２の内側に形成される内周層６３の下端面には、上記傾斜カム面７０，７０に交差する方向に傾斜する傾斜カム面７１が形成される。上側カム６１の軸芯側に円形中心孔７２が軸孔として形成される。この円形中心孔７２は、多段多角形軸４８と接することなく回動可能に遊挿するよう多段多角形軸の外径より大きな直径を有する。外周層６２の傾斜カム面７０，７０は対称形で最も低い底部７３から左右に振分けて最も高い頂部７４まで連続するなだらかなカム面が通常直線勾配状に形成される。底部７３は境界が直線であり、頂部７４には下向きに溝７５が穿設されている。また、内周層６３の傾斜カム面７１，７１も対称形で最も低い底部７６から左右に振分けて最も高い頂部７７まで連続するなだらかなカム面が直線勾配状に形成される。底部７６は境界が直線であり、頂部７７には下向きに溝７８が穿設されている。ここで頂部７４，７７の溝７５，７８は、下側カム６５の製品精度、変形及び摩耗等による影響を防ぐ逃げのために設けられている。
【００５３】
下側カム６５も同様に、外周層と内周層の同心円状の２層構造に構成され、下端面は、復帰ばね部４０のばね受け上部固定リング４１と当接するように平面に形成される。
【００５４】
下側カム６５は、上端面に傾斜カム面８０，８０をもった円筒状の外周層６６と、円筒状の外周層６６の内側に上端面に傾斜カム面８１，８１を持ち軸芯部に多段多角形軸４８が嵌挿される多角形の中心孔８２を有する円筒状の内周層６７とが一体に形成されている。ここで下側カム６５は多段多角形軸４８と回転一体となって、上側カム６１がドアの開閉に伴って回転しても回転は抑止され、多段多角形軸４８に沿って上下に摺動するものであるため、中心孔８２は、多段多角形軸４８とスライド可能に係合している。外周層６６の傾斜カム面８０，８０は対称形で最も高い頂部８３から左右に振分けて最も低い底部８４まで連続するなだらかなカム面が通常直線勾配状に形成され、頂部８３は直線の稜線にとられ底部８４には上向きの溝８５が穿設されている。また、内周層の傾斜カム面７１，７１は対称形で最も高い頂部８６から左右に振分けて最も引き低い底部８７まで連続するなだらかなカム面が通常直線勾配状に形成され、頂部８６は直線の稜線を成し、底部８７には上向きの溝８８が穿設されている。外周層６６の傾斜カム面８０，８０と内周層６７の傾斜カム面８１，８１とは頂点が対峙するように、位相が１８０度ずれて配設されている。ここで底部８４，８７の溝８５，８８は、下側カム６５の製品精度、変形及び摩耗等による影響を防ぐ逃げのために設けられている。
【００５５】
山形カム部６０の下側カム６５の下方には、復帰ばね部４０が設けられる。この復帰ばね部４０は、ばね受け上部固定リング４１、コイルばね４３及びばね受け下部固定リング４４から構成される。
【００５６】
ばね受け上部固定リング４１は、基部４１ａと基部４１ａから下側へ突設された突起部４１ｂとから成り、軸芯部には、多段多角形軸４８に遊挿される余裕を持って外接する直径の円形中心孔４２を有し、下面にばね受け部を形成している。基部４１ａは下側カム６５底面と当接し、下側カム６５が下方へ摺動する時の圧力を受け止め、この圧力をコイルばね４３に伝達する。突起部４１ｂは、コイルばね４３の内側へ嵌挿され、コイルばね４３が左右へぶれて円筒状筐体３３の内壁に接触することを防止し、また、下側カムからの圧力がばね受け部に正しく真下に伝わるようにするものである。
【００５７】
ばね受け下部固定リング４４は、基部４４ａと基部４４ａから上側へ突設された突起部４４ｂとから成り、その上面にばね受け部を構成している。軸芯部には、多段多角形軸４８のボルト部４８ｄが遊挿する直径の円形中心孔４５を有する。ばね受け下部固定リング４４は、多段多角形軸４８のボルト部４８ｄに螺合された長ナット４６及びナット４７により底面が支持され、下方への移動が拘束され、コイルばね４３の復元力を確保する。それと同時に、長ナット４６及びナット４７の位置を調整することによりコイルばね４３の反発力を調整することができる。基部４４ａの底面は直接自動復帰ヒンジ本体３１の底面を形成する。突起部４４ｂは、コイルばね４３の内側へ嵌挿され、コイルばね４３が左右へぶれて円筒状筐体３３の内壁に接触することを防止する。
【００５８】
ばね受け上部固定リング４１とばね受け下部固定リング４４とに挟持されたコイルばね４３は、折戸２０の回動と一体に回動する上側カム６１に従動して下降してくる下側カム６５をその復元力を利用して押し戻す方向へばね付勢するものである。このコイルばね４３のばね作用及び上側カム６１と下側カム６５とのダブルカム機構のカム作用により、折戸２０は元の位置に復帰する方向へ、すなわち、全閉位置側に自動的にばね付勢される。
【００５９】
多段多角形軸４８は上から円形部４８ａ、面取り多角形部４８ｂ、多角形部４８ｃ及びボルト部４８ｄに分けられ、上端には軸調整金具５１をビスを用いて取り付けるためのねじ孔４９が螺設されている。そして、この軸調整金具５１が、吊りレール１４に取付金具を介して固定されることから、多段多角形軸４８は折戸２０が開閉されても回動することはない。
【００６０】
多段多角形軸４８の最上部に位置する円形部４８ａは、軸調整金具５１の軸受孔５２に遊挿され、これを六角穴付止めねじ５３を用いて固定する。このように、軸受け孔５２に遊挿される部分が円形であるため、軸受け孔５２内で多段多角形軸４８を自由に回動させて、復帰位置を任意の位置に設定することが可能となる。
【００６１】
円形部４８ａの直下に位置する面取り多角形部４８ｂは、横断面が多角形であるが、ベアリング部５４を外嵌するために、多角形の角部は面取りがされている。ベアリング部５４の中心孔５８の直径は上記円形部４８ａよりは大きく、多角形部４８ｃに外接する外接円の直径よりは小さく穿設されているので、多段多角形軸４８をベアリング部５４の中心孔５８に挿通すると、円形部４８ａと面取り多角形部４８ｂとは挿通可能であるが、下に位置する多角形部４８ｃにまで挿入することはできない。したがって、取付け作業が容易となり、効率が良くなる。
【００６２】
面取り多角形部４８ｂの下の多角形部４８ｃは、多段多角形軸４８の主要部を成すものであり、具体的には、折戸２０が、延いては山形カム部６０の上側カム６１が回動しても、この多段多角形軸４８は下側カム６５と一体となって下側カム６５の回転を阻止し、それでいて回動する上側カム６１に押された下側カム６５を上下に摺動させるものである。したがって、例えば多角形部４８ｃの断面形状が八角形では回転させようとする上側カム６１の力の方が強くなり下側カム６５の中心孔８２と多段多角形軸４８表面とで滑りを生じ易く、下側カム６５が回転するおそれがある。一方、多角形部４８ｃの断面形状が四角形では、下側カムの中心孔８２と多段多角形軸４８表面との上下方向の滑りが悪くなり、摺動がスムーズに行き難くなる。したがって、多角形部４８ｃの断面計上は、多角形の中でも六角形前後が好適である。また、かかる目的から、下側カム６５の中心孔８２の大きさは、多段多角形軸４８の多角形部４８ｃと密着するものであってはならず、また、ルーズであってもいけない。
【００６３】
最下部に位置するボルト部４８ｄは、多角形部４８ｃ等よりは細い棒状に形成され、復帰ばね部４０に内挿された端部において長ナット４６及びナット４７を螺合するようにねじが螺刻されている。
【００６４】
ダブルの山形カム部６０と復帰ばね部４０及びこれらを連通貫挿する多段多角形軸４８はこのように構成されているので、これを筐体３３に組込むには、筐体３３の下方より、上側カム６１、下側カム６５、ばね受け上部固定リング４１、コイルばね４３、ばね受け下部固定リング４４の順に挿入し、多段多角形軸４８をこれに挿通させて、上側カム６１上部の凸部６４を筐体３３上部に穿設された正方形状の孔３４に嵌合させた後、長ナット４６及びナット４７のダブルナットで多段多角形軸４８のボルト部４８ｄに緩みが生じないように螺合させる。これにより、上側カム６１は筐体３３に従って回動可能なように筐体３３内に嵌合され、下側カム６５は多段多角形軸４８により回動が防止されつつ上下に摺動可能に筐体３３内に嵌合され、コイルばね４３に圧力を加え、その反発力によって下側カムを押し戻す方向に付勢され、その力により上側カム６１に回転が与えられた方向とは逆方向に回転する力を加えることによって、この折戸２０を元の位置に復帰させるものである。
【００６５】
続いて、この自動復帰ヒンジ３０を３方枠１１に連結する連結部５０について、図を参照して説明する。連結部５０は、折戸２０の復帰位置を設定する軸調整金具５１と、この軸調整金具５１と自動復帰ヒンジ３０の筐体３３の上部とに挟装されるベアリング部５４と軸調整金具５１を吊レール１４に取り付ける取付金具部９０から構成される。
【００６６】
軸調整金具５０は、図９に示すように、平たい直方体の金属ブロックで、平面上の一方の短辺側に偏った位置の上下方向に、多段多角形軸４８の円形部４８ａを挿通させる軸受孔５２が穿設される。そして、この軸受孔５２に近接する３つの側面から軸受孔５２の中心へとねじ孔５９が穿設されている。このねじ孔５９に六角穴付止めねじ５３を螺嵌し、挿通された多段多角形軸４８の円形部４８ａを３方から押圧し、回転できないように固定する。これにより、折戸２０の復帰位置を任意に定めることが可能となる。
【００６７】
この軸調整金具５１の側面のうち残りの短辺中央と、２つの長辺の多段多角形軸４８を挿通させる軸受孔５２とは反対側に偏った位置には、軸調整金具５１を吊りレールに取り付ける取付孔９０が穿設される。図９に示すように、アングル状の取付金具９１がねじ９２を用いて取り付けられ、この取付金具９１を吊レール１４に取り付けられたやはりアングル状の取付補助金具９３にボルト止めすることにより吊レール１４に取付け固定される。この場合の取付高さは、取付金具９１の取付補助金具９３側に穿設された縦長のルーズホール９４で調節する。これにより、軸調整金具５１及びこれに固設された多段多角形軸４８は、折戸２０が開閉されても回転することなく一定の位置に静止する。連結部を別の角度から見たところを図１０に示す。
【００６８】
ベアリング部５４は、この回転しない軸調整金具５１と、折戸２０の開閉に伴って回動する自動復帰ヒンジ３０の筐体３３頂部との間に挟装されて、自動復帰ヒンジ３０の筐体３３の回動を滑らかにするものであり、上下のワッシャ５５，５７とそれらに挟装されたスラストベアリング５６とから成る。
【００６９】
本実施の形態に係るドアシステム１の上部ピボット１５はこのように、回転しない軸調整金具５１、多段多角形軸４８及び下側カム６５と、折戸２０の開閉に伴って回動する自動復帰ヒンジ３０の筐体３３及び上側カム６１とに大別され、この両者の相互作用によって復帰ばね部４０のコイルばね４３が圧縮され、そのコイルばね４３の復元力によって折戸２０が自動的に元の位置に復帰されるように構成されている。
【００７０】
本実施の形態に係る蝶番ユニット及び自動復帰ヒンジを用いたドアシステム１は上記のように構成されており、以下その動作について説明する。
【００７１】
パネル体２０ｂを押して、折戸２０を開くと、パネル体２０ａに固定されたパネル体取付アーム３２が回転する。このパネル体取付アーム３２の回転により、自動復帰ヒンジ３０の筐体３３が同じ角度だけ同じ方向に回転する。この筐体３３頂部に穿設された正方形状の孔３４に頂部の凸部６４が嵌合された山形カム部６０の上側カム６１もそれに従動して同様に回転する。
【００７２】
一方、山形カム部６０の下側カム６５は、多段多角形軸４８に上下摺動可能、回転不能に外嵌されており、多段多角形軸４８は、軸調整金具５１に固定されており、その軸調整金具５１は、取付金具９１等を介して吊レール１４に固定されているため、回転しない。そこで、上側カム６１は、回転することにより下側カム６５と当接する傾斜カム面を介して下側カム６５に圧力を加える。ここで下側カム６５は回転運動が拘束されて回転できず、下方へと摺動する。
【００７３】
下側カム６５が下方に摺動すると、復帰ばね部４０をコイルばね４３のばね力に抗して押し下げる圧力が加えられることになるが、復帰ばね部４０は下部がナット５７等で固定されているため、コイルばね４３が収縮して下側カム６５の下部を押圧する。
【００７４】
したがって、パネル体２０ｂを押す力が解除されると、復帰ばね部４０のコイルばね４３に蓄えられたエネルギーが解放され、コイルばね４３の復元力によって、ばね受け上部固定リング４１を介して下側カム６５が上方へ押し上げられる。この下側カム６５の押し上げ力により、折戸２０を開く場合とは逆にカム作用し、上側カム６１の傾斜カム面を介して上側カム６１を元に復帰させる力が作用する。
【００７５】
上側カム６１は上部を固定されているため、下側カム６５と当接する傾斜カム面のダブルカム作用により折戸２０を開く場合とは反対の向き、すなわち、閉じる方向に回転し、元の位置に戻ろうとする。
【００７６】
この場合、上下のカムの内外周層の傾斜カム面の頂部及び底部は先端が凸または凹に尖っており、ずれることなく咬合する。例えば、上側カム６１の外周層の底部７３は凹に尖っており、下側カム６５の外周層の頂部８３は凸に尖っている。
【００７７】
そして、所定の復帰位置にあるとき、両者は咬合し、コイルばね４３に付勢されているため、図５に示すように、下側カム６５は移動が拘束されて咬合がずれることはない。この状態からパネル体を押す或いは引くと、上側カム６１の回転により、上側カム６１と下側カム６５は傾斜カム面７０，８０に沿って滑り、図６に示すように、上側カム６１の外周層の底部７３と下側カム６５の外周層の頂部８３とは離れていく。
【００７８】
ここで、パネル体２０ｂを押す或いは引く力を解除すると、コイルばね４３の復元力により、上側カム６１は逆方向に回転し、上側カム６１と下側カム６５は傾斜カム面７０，８０に沿って先ほどとは逆方向に滑り、上側カム６１の外周層の底部７３と下側カム６５の外周層の頂部８３とは確実に元の咬止した位置に戻り、それ以上行き過ぎることはない。すなわち、たとえ最初は復帰力が大きいために加速がついて行き過ぎることがあっても、この力はやがて減衰し、ばねの強さにも拠るが、極く短時間のうちに元の位置に確実かつ精度良くスムーズに復帰する。
【００７９】
これにより、本実施の形態に係るドアシステム１によれば、例えば一般住宅のトイレのようなところにも、不使用時に内部が見えるというようなことがない自閉式ドアを提供することができる。
【００８０】
また、例えば公共施設のトイレのように幾つものトイレブースが並んでいる場合に、トイレブースのドアを不使用時にはドアを全開と全閉との中間の所定の位置で静止させるようにしたときでも、本実施の形態に係るドアシステムによれば、不使用のトイレブースのドアが、ばらつくことなく同一の角度で開いた状態に保たれ、整然とした印象を与えることができる。
【００８１】
次に、本発明に係る自動復帰ヒンジ及び蝶番ユニットを用いたドアシステムの第２の実施形態について、図１１を参照して説明する。
【００８２】
本実施の形態のドアシステムは、図１１に示すように、全開状態を保持し得る機構を備える点で、第１の実施形態におけるものと基本的に相違し、他の構成は第１の実施形態と実質的に同じであり、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８３】
図１１は、本実施の形態に係るドアシステム２の折戸２０が全開状態にある場合の、上部ピボット１５廻りの断面を示すものである。
【００８４】
図４においても説明したように、本実施の形態によれば、全開時においては、パネル体２０ａ，２０ｂ間の隙間Ｗｏは十分に小さくすることが可能である。この場合、パネル体２０ａと２０ｂとは殆ど接するまで近づき、したがって、６輪吊り車１７も、吊りレール１４内をこれ以上縦枠１１ｓ側に摺動することができない。この６輪吊り車１７は、前後に２列並んだ垂直に配置された車１７ｂと、その下部に水平に取り付けられた車１７ｃ及びこれらの車を一体に結合するシャーシ１７ｄとから構成される。この内、垂直及び水平の車１７ｂ，１７ｃはプラスティック等の材料でできており、シャーシ１７ｄは、例えば垂直断面がＵ字状に形成された磁性体でできている。
【００８５】
ここで、全開状態に開いた折戸２０のパネル体２０ａに加えている力を解除すれば、折戸２０は自動的に予め設定された所定の復帰位置へと戻る。しかし、引き続いて人がこのドアを通過する場合や、このドア廻りで作業をする場合等、ドアを開放状態に保っておきたい場合がある。このような場合に、マグネット９５をマグネット取付金具９６を介して、吊りレール１４の、ドア全開位置にある６輪吊り車１７の上部ピボット１５側の端部に当接する位置に取り付ければ、簡易に全開状態を保持することが可能となる。また、マグネット９５は吊りレール１４内に収められているので、外部からは見えず、美観を損なうこともない。
【００８６】
本発明に係る自動復帰ヒンジ３０は、蝶番ユニット２２を備える折戸形式のドアシステムを、自動的に、かつ精度良く元の位置に復帰させることを目的として開発されたものであり、したがって、蝶番ユニット２２を備える折戸に用いるのが最も好適であるが、他の種類の開き戸、例えばパネル体が室内側及び室外側に１８０度開閉する片開き自在戸や両開き自在戸においても採用することが可能である。
【００８７】
これらの場合においても、本発明に係る自動復帰ヒンジを備えた自在戸では、精度良く元の位置に復帰するので、仕切性を要求される部屋にも使用することができる。特に従来の両開き自在戸であれば、２枚の扉パネルが全閉の位置に静止せず、各々バラバラの位置で静止しているのが時々見られるが、これは美観上も好印象を与えるものではない。しかし、本発明に係る自動復帰ヒンジを採用すれば、このような不都合も生じない。
【００８８】
【発明の効果】
本発明に係る自動復帰ヒンジを用いたドアシステムによれば、任意の位置に設定されたドアの復帰位置に精度良く復帰する自動復帰ヒンジを有するドアシステムを提供することができる。
【００８９】
また、以上述べたように、本発明に係るドアシステムにおいては、さらに全開状態を保持し得る機構を備えるドアシステムを提供するが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のドアシステムの一例を示す正面図。
【図２】蝶番ユニットの歯車部分の部分拡大図。
【図３】図２の歯車部分の平面図。
【図４】折戸の開閉動作の軌跡を示す図。
【図５】折戸が所定の復帰位置にある場合の自動復帰ヒンジの内部を示す図。
【図６】折戸を所定の復帰位置から９０度回転させた場合の自動復帰ヒンジの内部を示す図。
【図７】自動復帰ヒンジの分解斜視図。
【図８】ダブルの山形カムを説明する図であり、（ａ）は上側カムの平面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は同底面図、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は下側カムのそれぞれ平面図、側面図、底面図。
【図９】軸受け調整金具の平断面図。
【図１０】連結部を説明する断面図。
【図１１】全開保持機構を示す図。
【図１２】従来の１点支点の蝶番の例を示す動作図。
【図１３】従来の２点支点の蝶番の例を示す動作図。
【図１４】従来の全体蝶番の例を示す部分動作図。
【符号の説明】
１，２ ドアシステム
１４ 吊りレール
１５ 上部ピボット
１６ 下部ピボット
１７ ６輪吊り車
２０ 折戸
２０ａ，２０ｂ パネル体
２１ 回転竪柱
２２ 蝶番ユニット
３０ 自動復帰ヒンジ
３１ ヒンジ本体
３３ 円筒状筐体
４０ 復帰ばね部
４３ コイルばね
４８ 多段多角形軸
５１ 軸調整金具
５４ ベアリング部
５６ スラストベアリング
６０ 山形カム部
６１ 上側カム
６５ 下側カム
９５ マグネット
Claims (4)
- ドア側に取り付けられた筐体内に自動復帰ヒンジ機構を備え、この自動復帰ヒンジ機構は、前記筐体に嵌挿されたダブルの山形カム部と、その下部に嵌挿され下端が固定された復帰ばね部と、この両者を連通嵌挿する多段多角形軸とを備え、前記カム部は、前記筐体内に嵌挿され、ドアの開閉に伴い回転する前記筐体と回転一体に設けられた上側カムと、前記多段多角形軸に上下動可能かつ回転不能に外嵌されるとともに前記上側カムにカム結合され、前記上側カムの回転に従って下方へ摺動する下側カムとから成り、前記多段多角形軸は、前記筐体の上部に突出する円筒状頭部がドア枠側に設けられた軸調整金具に、任意の回転位置で固定されたことを特徴とする自動復帰ヒンジ。
- 前記多段多角形軸は、横断面が六角形に形成されたことを特徴とする請求項１記載の自動復帰ヒンジ。
- ドア枠側の上枠下部にドア開口部の幅方向に沿って設けた吊りレールでパネル体をスライド自在に吊持する吊り車と上部ピボット及び下部ピボットとからなる支持機構を備え、２枚のパネル体を、隣接する側端面同士をその長手方向に沿って互いに突き合わせ、かつ、互いに相手のパネル体に対して回動自在にヒンジ結合する蝶番ユニットを備え、前記両パネル体を折戸形式に開閉するドアシステムにおいて、前記上部ピボットは、ドア側に取り付けられた筐体内に、自動復帰ヒンジ機構を備え、このヒンジ機構は、上部に嵌挿されたダブルの山形カム部と、その下部に嵌挿され下端が固定された復帰ばね部と、この両者を連通嵌挿する多段多角形軸とを備え、前記カム部は、前記筐体内に嵌挿され、ドアの開閉に伴い回転する前記筐体と回転一体に設けられた上側カムと、前記多段多角形軸に上下動可能かつ回転不能に外嵌されるとともに前記上側カムにカム結合され、前記上側カムの回転に従って下方へ摺動する下側カムとから成り、前記多段多角形軸は、前記筐体の上部に突出する円筒状頭部がドア枠側に設けられた軸調整金具に、任意の回転位置で固定されたことを特徴とするドアシステム。
- 前記ドアが全開状態において、前記吊りレール内における前記吊り車の上部ピボット側端部に当接する位置にマグネットを取着し、前記吊り車をマグネットの引力により駐止し、前記ドアを全開位置で保持することを特徴とする請求項３記載のドアシステム。
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