JP2000130461A - 軸受機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小形かつ安価で応答性の良好な軸受機構を提供
すること。 【構成】 シャフト部材又は内輪部材に巻回方向を逆に
して複数のコイルばね部材を装着してなる軸受機構にお
いて、前記複数のコイルばね部材の内の一方側の巻き始
め端と、他方側の巻き終わり端を固定端とすると共に、
それらの巻き終わり端と巻き始め端を自由端とし、前記
シャフト部材又は内輪部材と前記コイルばね部材とが相
対的に回転するとき、その回転方向と同じ巻回方向の前
記コイルばね部材が前記シャフト部材を締め付け、この
締め付けにより発生するトルクが実質的に前記軸受機構
のトルクとなることを特徴とする軸受機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は，携帯用パソコン、複
写機などの蓋のヒンジ機構に用いられて、蓋を任意の位
置に停止させるのに適したチルトユニット又はトルクリ
ミッタのような軸受機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】 一般に携帯用パソコン、複写機などの
蓋の蝶番部、つまりヒンジ機構に用いられて、蓋に働く
重みによる回転トルクよりもチルト機構の摩擦力が大き
くなるように各定数を設定することにより、蓋を任意の
位置に停止させることも行われている。

【０００３】 また、複写機、プリンタ、あるいはファ
クシミリ装置などの電子情報機器の給紙装置において
は、紙の二重送り防止機構などに双方向トルクリミッタ
を備えて、紙の二重送りを防ぐと共に、紙詰まりの場合
にも紙送り機構を逆転させて、容易に詰まった紙を除去
できる機構になっている。

【０００４】 このように用いられる比較的簡単な構成
の従来のチルト機構又はトルクリミッタのような軸受機
構として、ばね部材と摩擦部材、被摩擦部材とを別々に
備えたものが一般的である。その軸受機構は図3 に示す
ように、内輪部材としての役割を果たすシャフト部材1
、携帯用パソコンなどの蓋を軸承するために本体側か
ら起立している軸受け片のような外輪部材として働くハ
ウジング部材2 、そのハウジング部材の開放端に固定さ
れたシールド部材3 、シャフト部材1に巻き付けられた
コイルばね部材4 とからなる。コイルばね部材4 は、両
端のフック部4A' 、4B' によりハウジング部材2 の溝
（図示せず）にそれぞれ係合され、シャフト部材1 と一
緒に回転しないようになっている。コイルばね部材4
は、実用上必要とされるトルクを得るためには、5.0 タ
ーン以上の巻数が一般的である。

【０００５】 このような従来の軸受機構は、コイルば
ね部材4 の巻回方向と同一方向にシャフト部材1 が回転
しようとするとき、コイルばね部材4 の巻数の関係、及
びその両端がそれぞれハウジング部材2 に係合されてい
ることから、コイルばね部材4 がシャフト部材1 を締め
付ける締付力が大きくなり過ぎるために回転しない。そ
して、コイルばね部材4 の巻回方向と逆方向にシャフト
部材1 が回転するとき、コイルばね部材4 の両端の係合
部に遊びがあるから若干緩んでコイルばね部材4 とシャ
フト部材1 との間にトルクを発生する。つまり、従来の
かかる軸受機構は、コイルばね部材4 の巻回方向と逆方
向にシャフト部材1 が回転するとき、コイルばね部材4
の締付力が緩み、コイルばね部材4 とシャフト部材1間
に発生するトルクを利用するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、このような
軸受機構はコイルばね部材4 の巻回方向と逆方向にシャ
フト部材1 が回転するときに発生するトルクを利用する
ものであるので、単位面積当たりのトルク値は小さくな
らざるを得ず、トルクの大きな軸受機構を得ようとする
と、巻数を大きくしなければならないためコイルばね部
材4 の長さが必然的に長くなり、又はシャフト部材1 の
径あるいはコイルばね部材4 の線材の径が大きくなり、
したがって、大きな軸受機構になってしまうという問題
点があった。

【０００７】 また、コイルばね部材4 が緩む方向の回
転時に発生するトルクを利用していると共に、その両端
の係合構造に遊びが必要であるため、これらが原因でバ
ックラッシュが大きくなってしまうという問題があっ
た。さらに、部品点数の削減が困難なために、組み立て
作業に要する時間が長くなり、コストの低減も難しかっ
た。

【０００８】 本発明は、小型、安価で安定した応答性
をもつチルトユニット又はトルクリミッタのような軸受
機構を提供することを主な目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決する
ために、第一の発明はシャフト部材又は内輪部材に巻回
方向を逆にして複数のコイルばね部材を装着してなる軸
受機構において、前記複数のコイルばね部材の内の一方
側の巻き始め端と、他方側の巻き終わり端を固定端とす
ると共に、それらの巻き終わり端と巻き始め端を自由端
とし、前記シャフト部材又は内輪部材と前記コイルばね
部材とが相対的に回転するとき、その回転方向と同じ巻
回方向の前記コイルばね部材が前記シャフト部材を締め
付け、この締め付けにより発生するトルクが実質的に前
記軸受機構のトルクとなることを特徴とする軸受機構を
提供するものである。

【００１０】 前述の課題を解決するために、第二の発
明は請求項１において、前記それぞれのコイルばね部材
の巻数が1.5 から4.0 ターンの範囲で選定されることを
特徴とする軸受機構を提供するものである。

【００１１】 前述の課題を解決するために、第三の発
明は請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、双方の
回転方向のトルクが異なるように前記それぞれの巻回方
向のコイルばね部材のトルクを設定したことを特徴とす
る軸受機構を提供するものである。。

【００１２】 前述の課題を解決するために、第四の発
明は請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、双方の
回転方向のトルクがほぼ等しくなるように前記それぞれ
の巻回方向のコイルばね部材のトルクを設定したことを
特徴とする軸受機構を提供するものである。

【００１３】

【発明を実施するための形態】 以下図面により本発明
の実施例について説明する。軸受機構の実施例の横断面
を示す図1 において、図3 に示した記号と同一の記号は
相当する部材を示すものとする。図1(A)はこの実施例の
正面図、図1(B)はそのY-Y'での断面図、図1(C)はその側
面図を示す。

【００１４】 この軸受機構の主な特徴は、コイルばね
部材4 の巻回方向と同方向にシャフト部材1 又は別途設
ける内輪が回転してコイルばね部材がシャフト部材1 を
締め付けるときのトルクを利用するものであり、このた
めにコイルばね部材4 の一端を自由端とし、その巻数を
1.5 ターン〜4.0 ターンの範囲内とするものである。

【００１５】 この実施の形態では、同一構造の二つの
コイルばね部材4A、4Bを互いに逆向きに配置してシャフ
ト部材1 を圧入している。この場合にはシャフト部材1
又は内輪がいずれの方向に回転してもほぼ同じのトルク
値を得ることができるが、一方の側のトルク値が他方の
回転方向側よりも大きくしたい場合には、トルク値を大
きくしたい側のコイルばね部材をトルク値の小さい側の
コイルばね部材に比べて巻数又は線材の径を大きくする
か、あるいはシャフト部材１が圧入される径を小さくす
ることが考えられる。

【００１６】 コイルばね部材4A、4Bは断面が円となる
丸形線材、又は断面が矩形の角形線材をコイルとしたも
のからなり、図 1ではそれらの巻き数をほぼ2 ターンと
しているが、1.5 ターンから4.0 ターンの範囲内なら良
い。コイルばね部材4A、4Bの巻数が1.5 ターンよりも小
さい場合には所望の大きさのトルク値が得られず、4.0
ターンを超えると、コイルばね部材4A、4Bとシャフト部
材1 との噛みつき力が大きくなり過ぎ、さらにシャフト
部材1 を回転させようとすると、コイルばね部材4A、4B
はその弾性力限界に達し、トルク値の再現性が失われた
り、破壊に至ることがある。

【００１７】 それぞれのコイルばね部材4A、4Bの一端
はほぼ真っ直ぐな延長部4A' 、4B' となっており、延長
部4A' 、4B' はハウジング部材2 に係着又は固定されて
いる。コイルばね部材4A、4Bの他端は何処にも係合され
ておらず、自由端となっている。

【００１８】 次に、図 1及び図 2を用いて動作説明を
行う。コイルばね部材4Aの延長部4A' はハウジング部材
2 に係合されており、回転方向X におけるコイルばね部
材4Aの巻き始め端は固定、巻き終り端が自由端であるの
で、シャフト部材1 をa 方向に回転させると、コイルば
ね部材4Aはシャフト部材1 を締め付け、所望の大きさの
トルクを発生する。一方、コイルばね部材4Bはシャフト
部材1 の回転方向X における巻き始め端が自由端になっ
ていて、巻き終り端が延長部4B' により固定なので緩む
ことになり、その巻数は小さいので発生するトルクはコ
イルばね部材4Aのトルクに比べて十分に小さい。この回
転方向の実質的なトルク値はコイルばね部材4Aが発生す
るトルクとなる。次にシャフト部材1 がb 方向に回転す
る場合には、前述と同様にしてコイルばね部材4Bが発生
するトルクが実質的にこの軸受機構のトルク値となる。

【００１９】 なお、以上述べた実施の形態では双方向
に所望のトルク値が得られる軸受機構について述べた
が、片方向だけに所望のトルクが発生し、他方向には実
質的に空転するような一方向の軸受機構であっても良
い。また、方向によって異なるトルク値の軸受機構を得
たい場合には、所望のトルク値に合わせてコイルばね部
材4A、4Bの巻数を1.5 〜4.0 ターンの範囲内で選択すれ
ば良い。

【００２０】 また、以上の実施の形態ではシャフト部
材を直接コイルばね部材に圧入させたが、必要に応じて
内輪部材を圧入し、その内輪部材にシャフト部材を嵌合
する構造としてもよい。さらに、コイルばね部材は3 個
以上でも良く、従来のようなコイルばね部材の緩む方向
で生じる機構との組み合わせも必要に応じて採用するこ
とも可能である。

【００２１】

【発明の効果】 以上述べたように本発明によれば，こ
の軸受機構ではコイルばね部材がシャフト部材に巻き付
く方向で発生するトルクを利用しているので、コイルば
ね部材の単位面積当たり発生するトルク値を大きくする
ことができ、したがってコイルばね部材を短く、又はシ
ャフト部材の径を小さくできるので軸受機構を小型化で
きる。また、この構造ではバックラッシュを小さくで
き、応答速度を向上させることができる。さらに、シー
ルド板などを省略でき、部品点数を削減できるのでコス
トの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る軸受機構の実施の形態を示す図
である。

【図２】 図１に示した軸受機構を説明するための図で
ある。

【図３】 従来の軸受機構を説明するための図である。

【符号の説明】 1 ・・・シャフト部材 3 ・・・シ
ールド部材 2 ・・・ハウジング部材 4A,4B ・コ
イルばね部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根岸 幸雄 東京都豊島区高田１丁目18番１号 オリジ ン電気株式会社内 Ｆターム(参考） 3J056 AA49 BE07 DA02 GA27 3J068 BA02 BB10 CB03 CC05 EE20 GA19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト部材又は内輪部材に巻回方向を
   逆にして複数のコイルばね部材を装着してなる軸受機構
   において、 前記複数のコイルばね部材の内の一方側の巻き始め端
   と、他方側の巻き終わり端を固定端とすると共に、それ
   らの巻き終わり端と巻き始め端を自由端とし、 前記シャフト部材又は内輪部材と前記コイルばね部材と
   が相対的に回転するとき、その回転方向と同じ巻回方向
   の前記コイルばね部材が前記シャフト部材を締め付け、
   この締め付けにより発生するトルクが実質的に前記軸受
   機構のトルクとなることを特徴とする軸受機構。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記それぞれのコイ
   ルばね部材の巻数が1.5から4.0 ターンの範囲で選定さ
   れることを特徴とする軸受機構。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２のいずれかにおい
   て、双方の回転方向のトルクが異なるように前記それぞ
   れの巻回方向のコイルばね部材のトルクを設定したこと
   を特徴とする軸受機構。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２のいずれかにおい
   て、双方の回転方向のトルクがほぼ等しくなるように前
   記それぞれの巻回方向のコイルばね部材のトルクを設定
   したことを特徴とする軸受機構。