JP2001032822A - 摩擦ヒンジ装置 - Google Patents
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Abstract
圧力と摩擦面積が同時に調節されながら一定の大きさの
摩擦力が発生するようにし、均一な性能の製品を大量に
生産するのに適合し、製品の寿命を延長させることがで
き、軸の回転作動が少ない初期起動力でもスムースに行
うことができる摩擦ヒンジ装置を提供する。 【解決手段】軸と;前記軸が挿入される第1内径部と、
前記第1内径部に比べて大きい半径を有する第2内径
部、及び所定の形状の突出部を備えた外径部とよりなる
トーションスプリング部材と;前記トーションスプリン
グ部材を回転不可能に固定するハウジング部材;を含む
ことを特徴とする摩擦ヒンジ装置。
Description
する摩擦ヒンジ装置に関し、より詳しくは軸の回転作動
時に加圧力と摩擦面積とが同時に調節されながら一定の
大きさの摩擦力が発生するようにし、均一な性能の製品
を大量に生産するのに適合して、製品の寿命を延長させ
ることができ、軸の回転作動が少ない初期起動力でもス
ムースに回転できる摩擦ヒンジ装置に関する。
に対して回転する時回転体と被回転体との間に一定の大
きさの摩擦力が発生するようにし、回転体が前記摩擦力
により任意の角度や位置で停止及び維持できるように回
転体と被回転体を結合する時に使用するものであって、
この装置はノートブックコンピュータの画面角度調節
部、LCDモニターの画面角度調節部、自動車のサンバ
イザー位置調節部等に用いられる。回転体と被回転体の
相対的な回転作動時に発生する運動摩擦力は回転体の中
心方向に加えられる加圧力と回転体と被回転体の摩擦面
積の積で表示することができる。
を発生させる方法としては軸及び前記軸を囲んでいるス
プリングの間で発生する摩擦力を利用するラップ(wr
ap)スプリング方式と、軸上に環状の摩擦板を設置し
て軸の中心方向に摩擦力を発生させる軸ディスク圧縮方
式と、多数枚重なったU字型の板スプリングに軸を挿入
して軸とスプリング断面の間で摩擦力を発生させるU字
型クリップ方式などが主に用いられる。
は製作が比較的に容易で価格が安いが、スプリング端部
固定点の精密度によって摩擦力が左右されるので高性能
の製品を生産しようとする時は価格が高くなる短所があ
る。
バックラッシュ(backlash)の量が増加し、軸と
スプリングとを支持する器具が外部に設置されて相対的
に大きさが大きくなり、これによって小型化が不可能に
なる。
に加えられる加圧力が調節できる器具を設置するのは容
易で製作上の難しさは比較的に少ないが、外形の大きさ
を小さくすれば摩擦面積が減少して大きいトルクを要求
する場合には適用が不可能であり、潤滑油の漏れが予想
されて長時間耐久性を保障するのが難しい短所がある。
スプリングを重ねる程度によって摩擦力の大きさが決定
されるので多様な大きさのトルクを発生させる多様な種
類のヒンジ装置を容易に製作することができる長所があ
る。
の技術による摩擦ヒンジ装置を示す図面であって、摩擦
ヒンジ装置100はU字型クリップ110と、U字型ク
リップ110の内部空間部に挿入設置される軸120
と、前記クリップ110が挿入固定されるハウジング1
30を備え、U字型クリップ110は第1及び第2アー
ム112、114と前記アーム112、114により形
成される空間部116を備えてハウジング130はノー
トブックコンピュータの本体等に固定される。
中心方向に圧力を加えることにより摩擦を起こす。
字型クリップ110をハウジング130の内部に挿入固
定させた状態で軸120を時計または反時計方向に回転
させる時、初期にはクリップ110の摩擦面と軸120
の外径面の間で発生する静止摩擦力(U字型クリップが
ハウジングに固定された状態で前記クリップと軸との間
で発生する摩擦力)が回転力に比べて大きい値を有する
のでこの状態では軸120が回転せず、回転力が次第に
増加して回転力の大きさが静止摩擦力の大きさ以上にな
れば軸120が回転しはじめる。
た状態で前記軸に加えられる回転力を除去すれば軸12
0は前記角度で回転された状態で回転が中止し、この状
態では軸120とクリップ110との間に作用する静止
摩擦力により軸120は回転した位置で維持される。
U字型クリップを採用した摩擦ヒンジ装置によれば下記
のような問題点が発生する。
の摩擦力が発生するようにするために摩擦面積は調節せ
ず軸の中心方向に加えられる加圧力だけを調節したり維
持する方法を適用している。
転作動時にも軸の中心方に加えられる加圧力は常に一定
であるので軸の初期起動に大きい力がかかると共に回転
作動がスムースに行われず、これによって摩擦面が容易
に摩耗する。
も軸がクリップにより支持されているために摩耗がさら
に速く進行し、摩擦面が摩耗する場合には軸の中心方向
に加えられる加圧力が急激に減少して軸とクリップとの
間の結合状態が緩むので、全体的に製品の寿命が短くな
るという問題点がある。
り、ヒンジ装置の両端部が開放されているので、潤滑油
の漏れを防止するのが難しいなどの問題点がある。
めのものであって、軸の回転作動時に軸の中心方向に加
えられる加圧力と摩擦面積が同時に調節されながら一定
の大きさの摩擦力が発生するようにし、均一な性能の製
品を大量に生産するのに適合し、製品の寿命を延長させ
ることができ、軸の回転作動が少ない初期起動力でもス
ムースに行うことができる摩擦ヒンジ装置を提供するこ
とを目的とする。
に本発明は、軸と;前記軸が挿入される第1内径部と、
前記第1内径部に比べて大きい半径を有する第2内径部
及び所定の形状の突出部が備えられた外径部を備えたト
ーションスプリング部材と;前記トーションスプリング
部材を回転不能に固定するハウジング部材;を含んでな
る摩擦ヒンジ装置を提供する。
ョンスプリング部材は押出方式により形成されたり、ま
たは同一の形状を有する多数個の板状セグメントを接着
することによって形成され、この場合セグメントは打抜
または写真エッチング方式により形成することができ
る。
ーションスプリング部材の第2内径部には軸の外径面を
加圧する摩擦板が設置される。
ば、トーションスプリング部材の両側には潤滑油の漏れ
を防止するためのエンドキャップが設置されて、ハウジ
ングの両端部側内面には軸を支持するためのベアリング
部材が各々設置される。
ンジ装置によれば、摩擦面に作用する第1内径部(及び
摩擦板)が軸の回転時に発生する反撥力により変形され
ながら摩擦面積が減少するので軸の中心方向に加えられ
る加圧力が減少する。
心方向に加えられる加圧力の偏差、摩擦面積の偏差)が
あっても相互補完作用がなされるようになって均一な性
能の製品を大量に生産でき、従来に比べて摩擦面の摩耗
速度が顕著に減少するので製品の寿命を延長させること
ができて、少ない初期起動力でも軸を容易に回転させる
ことができる等の長所がある。
に摩擦板を挿入設置する場合には摩擦面積が増加するの
で小型の装置でも大きい摩擦力を発生する。
おらず、このスプリングの両側にエンドキャップが設置
されているので潤滑油の漏れが確実に防止でき、軸がベ
アリングにより支持されるので摩擦面の摩耗速度をさら
に減少させることができる。
発明による摩擦ヒンジ装置の好ましい実施例を詳細に説
明する。
摩擦ヒンジ装置を示した図面であって、図2は摩擦ヒン
ジ装置の組立状態を示す部分断面図を示し、図3は作動
状態図である。
10aと、軸20が挿入される第1内径部10b及び第
1内径部10bに比べて大きい半径を有して第1内径部
10bの間の空間に形成された互いに対向する一組の第
2内径部10cを備え、第1内径部10bと第2内径部
10cは部分的に環状で形成され、外径部10aには鏃
形状の突出部10dが一体に形成される。
結合して軸の中心方向に圧力を加えて摩擦を起こす摩擦
面として作用し、第2内径部10cは軸の回転時にねじ
れ及び圧縮力を発生する弾性構造面として作用する。
ング10はアルミニウム、またはスチール材質の板状原
材料を上記のようなトーションスプリングの形状通りに
打抜または写真エッチング方式により加工して多数個の
セグメントを形成し、このセグメントをスプリング特性
を有するように熱処理した後、セグメントを必要なだけ
(要求される摩擦力が生成できるだけ)接着して形成する
ことができる。
不可能な小型のトーションスプリングを製作する場合や
摩擦面が均一なトーションスプリングを製作する場合等
に使用できる方法で、均一な性能の製品を大量に生産す
る場合や、製品を小型で製作する場合に適している。
グは積層するセグメントの数量によって摩擦力の大きさ
を決定することができる長所がある。
置されるハウジング30は突出部10dが挿入固定され
る突出部固定溝30a及びトーションスプリング10の
外径部10aと一定の間隔が維持できるように前記外径
部10aに比べて大きく形成される外径部挿入孔30b
を備える。
部10aと外径部挿入孔30bの間に一定の間隔が維持
できるようにしたことは後述のように、軸とハウジング
の相対的な回転時にトーションスプリング10の摩擦面
に生じるねじれを阻止しないようにするためである。
ハウジング30の内部に挿入固定させ、軸20をトーシ
ョンスプリング10の第1内径部10bに挿入固定させ
た状態で軸20を図3Bに示したように時計方向に回転
させる時(またはハウジングを反時計方向に回転させる
時)、初期には第1内径部10bの摩擦面と軸20の外
径面の間に発生する静止摩擦力が回転力に比べて大きい
値を有するのでこの状態では軸20が回転せず、回転力
が次第に増加して回転力の大きさが静止摩擦力の大きさ
以上になれば軸20が回転し始めて回転方向の接線方向
に運動摩擦力が発生すると同時に、回転方向の法線方向
に反撥力(F)が発生する。
た環状部分、つまり、第1内径部10bの摩擦面の一側
端部地点でねじれが発生して、このようなねじれにより
第1内径部10bの摩擦面と軸20の外径面の間の摩擦
面積が減少するので軸に加えられる第1内径部10bの
加圧力が減少する。
より第2内径部10cが圧縮される圧縮力とねじれ抑制
力の合力が反撥力(F)と一致するまで行われ、これによ
って回転力に反発する一定の摩擦力が生成されるので、
小さい初期起動力でも軸を回転させることができるよう
になる。
第1内径部10bによる最初加圧力が作用するので軸が
停止状態で維持される。
型摩擦ヒンジ装置の組立状態を示す部分切開斜視図を示
し、図5は図4の断面図を示す。
0の第2内径部10cには軸20の外径面を加圧するた
めの摩擦板40を挿入設置し、トーションスプリング1
0の両側には潤滑油の漏れを防止するためにエンドキャ
ップ(50)を設置して、ハウジング30の両端部側内面
には軸20を支持するベアリング(60)を設置した。
明する。図6Aに図示するように、トーションスプリン
グ10をハウジング30の内部に挿入固定し、軸20を
トーションスプリング10の第1内径部10bに挿入固
定し、トーションスプリング10の第2内径部10cに
摩擦板40を挿入設置した状態で軸20を図6Bに示し
たように時計方向で回転させる時(またはハウジングを
反時計方向に回転させる時)、初期には第1内径部10
bの摩擦面と軸20の外径面の間及び摩擦板40の摩擦
面と軸20の外径面の間に発生する静止摩擦力が回転力
に比べて大きい値を有するのでこの状態では軸20が回
転しない。
の大きさが静止摩擦力の大きさ以上になれば軸20が回
転し始めて回転方向の接線方向に運動摩擦力が発生する
と共に、回転方向の法線方向に反撥力(F)が発生する。
た環状部分、つまり、摩擦板40及び第1内径部10b
の一側端部地点でねじれが発生し、このようなねじれに
より摩擦面積が減少するので軸20に加えられる加圧力
が減少する。
じれ作動は反撥力(F)により摩擦板40が圧縮される圧
縮力とねじれ抑制力の合力が反撥力(F)と一致するまで
行われ、これによって回転力に反発する一定の摩擦力が
生成するので、少ない初期起動力でも軸を回転させるこ
とができる。
内径部及び摩擦板による最初加圧力が作用するので軸が
停止した位置で維持される。
0を設置すれば、小型の装置でも大きい摩擦力を得るこ
とができる。
潤滑油の漏れはエンドキャップ(50)により確実に防止
でき、軸20がベアリング(60)により支持されている
ので摩擦面の摩耗速度を減少させることができる。
ーションスプリングは図7の変形実施例に図示するよう
に、管形状のトーションスプリング10を押出方式によ
り加工した後、一定の長さで切断し、以後、表面を硬化
処理することによって製造しても構わない。
れた特許請求範囲の精神と範疇内で本技術分野の熟練者
により修正及び変更することができる。
置によれば、摩擦面として作用する第1内径部(及び摩
擦板)が軸の回転時に発生する反撥力により変形されな
がら摩擦面積が減少するので軸の中心方向に加えられる
加圧力が減少する。
の偏差、摩擦面積の偏差)があっても相互補完作用がな
されて均一な性能の製品を大量に生産でき、従来に比べ
て摩擦面の摩耗速度が顕著に減少して製品の寿命を延長
することができ、少ない初期起動力でも軸をスムースに
回転させることができる等の長所がある。
に摩擦板を押入設置する場合には摩擦面積が増加するの
で小型の装置でも大きい摩擦力を発生させることができ
るようになる。
おらず、このスプリングの両側にエンドキャップが設置
されているので潤滑油の漏れが確実に防止でき、軸がベ
アリングにより支持されるので摩擦面の摩耗速度をさら
に低減させることができる等の効果がある。
示す図面である。
すもので、摩擦ヒンジ装置の組立状態を示す一部切開斜
視図である。
すもので、図3Aは軸が停止している状態を示す図面で
ある。また、図3Bは軸が時計方向に回転する状態を示
す図面である。
した図面であって、摩擦ヒンジ装置の組立状態を示す一
部切開斜視図である。
した図面であって、図4の断面図である。
した図面であって、図6Aは軸が停止している状態を示
す図面である。図6Bは軸が時計方向で回転する状態を
示す図面である。
例を示す斜視図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 軸と;前記軸が挿入される第1内径部
と、前記第1内径部に比べて大きい半径を有する第2内
径部、及び所定の形状の突出部が備えられた外径部とよ
りなるトーションスプリング部材と;前記トーションス
プリング部材を回転不可能に固定するハウジング部材;
を含むことを特徴とする摩擦ヒンジ装置。 - 【請求項2】 前記トーションスプリング部材の両側に
はエンドキャップが設置される請求項1に記載の摩擦ヒ
ンジ装置。 - 【請求項3】 前記ハウジング部材は、前記突出部が嵌
入固定される突出部固定溝及び前記トーションスプリン
グ部材の外径部と一定の間隔が維持できるように前記外
径部に比べて大きく形成される外径部挿入孔を備える請
求項1に記載の摩擦ヒンジ装置。 - 【請求項4】 前記ハウジング部材の両端部側には前記
軸を支持するためのベアリングが各々設置される請求項
3に記載の摩擦ヒンジ装置。 - 【請求項5】 前記トーションスプリング部材は同一の
形状を有する多数個の板状セグメントを接着することに
より形成されたものであることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれかに記載の摩擦ヒンジ装置。 - 【請求項6】 前記セグメントは打抜方式により形成さ
れたものであることを特徴とする請求項5に記載の摩擦
ヒンジ装置。 - 【請求項7】 前記セグメントは写真エッチング方式に
より形成されたものであることを特徴とする請求項5に
記載の摩擦ヒンジ装置。 - 【請求項8】 前記トーションスプリング部材は押出方
式により形成されることを特徴とする請求項5に記載の
摩擦ヒンジ装置。 - 【請求項9】 前記第2内径部には前記軸の外径面を加
圧する摩擦板が設置されることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれかに記載の摩擦ヒンジ装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR99/8668 | 1999-05-20 | ||
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