JP2005155820A - ヒンジ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に抗力の調整を行うことのできるヒンジを提供する。
【解決手段】調整ネジ１２の一方の回転方向の回動に伴い、調整ネジ１２とケース１１に各端が固定されたコイルスプリング１３はコイルスプリング１３を巻く方向に締め上げられ、その内径の大きさが小さくなる方向の力が加わる。また、調整ネジ１２の他方の回転方向の回動に伴い、コイルスプリング１３はコイルスプリング１３の巻きを解く方向へ緩められ、その内径の大きさが大きくなる方向の力が加わる。したがって、調整ネジ１２のケース１１内の配置位置を、適宜調整ネジ１２を回転させて調整することにより、コイルスプリング１３によって、コイルスプリング１３に挿入されたシャフト１４を締め付ける力を調整することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、開閉に対する抗力を調整可能なヒンジに関するものである。

開閉に対する抗力を発生するヒンジとしては、従来より、様々な構造のトルクヒンジ（たとえば特許文献１）やフリクションヒンジ（たとえば特許文献２）が知られている。
特開平07-321477 特開2003-120649

しかしながら、これら従来のヒンジに共通の課題として、開閉に対する抗力の調整を簡易に行うことができないという問題がある。すなわち、トルクヒンジであればトルクの大きさの調整、フリクションヒンジであれば開閉動作に対する摩擦力の大きさの調整を簡易に行うことができない。

そして、このためにヒンジを適用する装置毎に専用のヒンジの設計が必要となる。また、個々の装置において、ユーザの好みや経年変化に応じて抗力を調整することもできない。
そこで、本発明は、簡易に開閉に対する抗力の調整を行うことのできるヒンジを提供することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、ケースと、ヒンジアームと、前記ヒンジアームが連結された、前記ケースに回動可能に収容されたシャフトと、前記ケースに螺合する、前記ケースに対するねじ込み量が可変な調整ネジと、前記シャフトに巻き廻されたコイルスプリングとを有するヒンジを提供する。ここで、このヒンジでは、前記コイルスプリングの各端が、前記ケースと調整ネジにそれぞれ係止されており、前記調整ネジの前記ケースに対するねじ込み量に応じて、前記コイルスプリングに加わる当該コイルスプリングの径を変化させる方向の力が変化し、前記コイルスプリングが前記シャフトを締め付ける力が変化するように構成されている。

このようなヒンジによれば、調整ネジのケースに対するねじ込み量を変えるだけで、シャフトの回転による開閉時に、コイルスプリングのシャフトの締め付け力に起因して働く、ヒンジアームの回転に抗する摩擦力の大きさを変更することができる。すなわち、本ヒンジによれば、簡易に開閉に対する抗力の調整を行うことができる。

また、本発明は、前記課題達成のために、ケースと、ヒンジアームと、前記ヒンジアームが連結された、前記ケースに回動可能に収容されたカムと、前記ケースに螺合する、前記ケースに対するねじ込み量が可変な調整ネジと、前記カムの回転に伴い移動するカムフォロアと、前記カムフォロアを前記カム方向に付勢する、前記カムフォロアの移動に伴い伸縮するコイルスプリングとを有するヒンジを提供する。ここで、このヒンジでは、前記コイルスプリングが、前記調整ネジと前記カムフォロアの間に配置されており、前記調整ネジの前記ケースに対するねじ込み量と前記カムの回転量とに応じて、前記コイルスプリングは伸縮し、前記カムフォロアが前記カムを押圧する力を変化させるように構成されている。

このようなヒンジによれば、調整ネジのケースに対するねじ込み量を変えるだけで、ヒンジアームの回転による開閉時に、ヒンジアームに連結したカムをコイルスプリングがカムフォロアを介して押圧する力に起因して発生する、ヒンジアームの回転に抗する摩擦力の大きさを変更することができる。すなわち、本ヒンジによれば、簡易に開閉に対する抗力の調整を行うことができる。また、この摩擦力の大きさを、ヒンジアームの回転角度に応じて変化させることできる。

また、さらに、本発明は、ケースと、ヒンジアームと、前記ヒンジアームが連結された、当該ケースに回動可能に収容されたシャフトと、前記ケースに螺合する前記ケースに対するねじ込み量が可変な調整ネジと、前記シャフトに巻き廻されたコイルスプリングとを有するヒンジを提供する。ここで、このヒンジでは、前記コイルスプリングの各端が、前記調整ネジと前記シャフトにそれぞれ係止されており、前記調整ネジの前記ケースに対するねじ込み量と前記シャフトの回転量とに応じて、前記コイルスプリングに加わる当該コイルスプリングの径を変化させる方向の力が変化し、前記コイルスプリングが前記シャフトを締め付ける力が変化するように構成されている。

このようなヒンジによれば、調整ネジのケースに対するねじ込み量を変えるだけで、ヒンジアームの回転による開閉時に、コイルスプリングのシャフトの締め付け力に起因して働く、ヒンジアームの回転に抗する摩擦力の大きさを変更することができる。すなわち、本ヒンジによれば、簡易に開閉に対する抗力の調整を行うことができる。また、さらに、また、この摩擦力の大きさやコイルスプリングによってヒンジアームに加わるトルクを、シャフトの回転角度に応じて変化するようにできる。

以上のように、本発明によれば、簡易に開閉に対する抗力の調整を行うことのできるヒンジを提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１に、本第１実施形態に係るヒンジの構造を、その断面により模式的に示す。また、図２aに本第１実施形態に係るヒンジの外観を、図２ｂに本第１実施形態に係るヒンジの分解図を示す。
本第１実施形態に係るヒンジは、フリクションヒンジであり、図示するように、ケース１１、調整ネジ１２、コイルスプリング１３、シャフト１４、リング１５、ヒンジアーム１６、止環１７とより構成される。
ここで、ケース１１は、ヒンジによって開閉する一方の被開閉体に固着されるものであり、ヒンジアーム１６はヒンジによって開閉する他方の被開閉体に固着されるものである。そして、図２aに示すように、ヒンジアーム１６がケース１１に対して回転することにより、二つの被開閉体は一方に対して他方が開閉する。

さて、図示するように、ヒンジアーム１６の一端は、当該一端に設けた雄ネジとリング１５を貫通するように設けたネジ孔の螺合によって、シャフト１４の一端に締着されている。すなわち、シャフト１４とリング１５とヒンジアーム１６は、一体化されている。

そして、中空のケース１１には、コイルスプリング１３と環状の調整ネジ１２とが、当該順序で挿入された形態で配置される。また、ここで調整ネジ１２は、調整ネジ１２の外周側壁に切った雄ネジとケース１１の内周側壁に設けた雌ネジとを用いて、ケース１１に螺合されている。なお、図中の１２２は、調整ネジ１２の回動作業用の溝である。そして、調整ネジ１２のケース１１内の配置位置（調整ネジ１２のケース１１へのねじ込み量）は、調整ネジ１２を回動させることにより、ケース１１の内周側壁に雌ネジを設けた一定の範囲内において任意に調整可能である。

そして、シャフト１４は、ヒンジアーム１６の取り付け端と逆側の端を調整ネジ１２とコイルスプリング１３とケース１１を貫通させた形態で、中空のケース１１に挿入され、ケース１１の図中における下部と調整ネジ１２の内周側壁で回動可能に枢支される。また、シャフト１４のヒンジアーム１６の取り付け端と逆側の端には、図２ｃに示すようにシャフト１４の回転軸方向のケース１１に対する移動を抑止するための止環が嵌着されている。

そして、コイルスプリング１３の一端はケース１１に設けた穴部１１１によって係止される。また、コイルスプリング１３の他端は調整ネジ１２に設けた穴部１２１によって係止され、調整ネジ１２の回転に伴い移動する。
したがって、調整ネジ１２の一方の回転方向の回動に伴い、コイルスプリング１３はコイルスプリング１３を巻く方向に締め上げられ、その内径の大きさが小さくなる方向の力が働く。また、調整ネジ１２の他方の回転方向の回動に伴い、コイルスプリング１３はコイルスプリング１３の巻きを解く方向へ緩められ、その内径の大きさが大きくなる方向の力が加わる。したがって、調整ネジ１２のケース１１内の配置位置（ケース１１に対する調整ネジ１２のねじ込み量）を、適宜調整ネジ１２を回転させて調整することにより、コイルスプリング１３によって、コイルスプリング１３に挿入されたシャフト１４を締め付ける力を調整することができる。

すなわち、調整ネジ１２によって、ヒンジアーム１６のケース１１に対する回動時に、ヒンジアーム１６の回動に対する抗力として、コイルスプリングとシャフト１４の間で働く摩擦力の大きさを調整することができる。
以上、本発明の第１実施形態について説明した。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３aに、本第２実施形態に係るヒンジの構造を、その断面によって模式的に示す。また、図４aに本第２実施形態に係るヒンジの外観を、図４ｂに本第２実施形態に係るヒンジの分解図を示す。
本第２実施形態に係るヒンジは、フリクションヒンジであり、図示するように、ケース２１、調整ネジ２２、コイルスプリング２３、ヒンジアーム２４、カム２５、カムフォロア２６とより構成される。
ここで、ケース２１は、ヒンジによって開閉する一方の被開閉体に固着されるものであり、ヒンジアーム２４はヒンジによって開閉する他方の被開閉体に固着されるものである、そして、図４aに示すように、ヒンジアーム２４がケース２１に対して回転することにより、二つの被開閉体は一方に対して他方が開閉する。

さて、図示するように、中空のケース２１内には、カム２５と、カムフォロア２６とコイルスプリング２３と、調整ネジ２２とが、当該順序でケース２１内に挿入された形態で配置されている。そして、ケース２１には、ヒンジアーム回転用の窓２１２が設けられており、ヒンジアーム２４は、この窓２１２を貫通した形態で、カム２５に螺着されている。そして、カム２５は、ヒンジアーム２４の回動に伴い回転する。

また、カム２５の図中上方の一端は、ケース２１に枢支されており、カム２５の図中可能の他端に対向するようにカムフォロア２６が配置されている。カムフォロア２６には、ケース２１の内周側壁に設けたガイド溝２１１によって、ガイドされる二つの突部２６１が設けられており、このガイド溝２１１による突部２６１のガイドにより、カムフォロア２６の動きは、カム２５の回転軸方向のみに制限される。

次に、カムフォロア２６は、コイルスプリング２３によって、カム２５方向に対付勢されており、この付勢力のオフセット（カムフォロア２６が最もカム２５寄りとなる位置にあるときの付勢力）は、調整ネジ２２のケース２１へのねじ込み量によって調整できる。すなわち、調整ネジ２２は、その外周側壁に切った雄ネジとケース２１の内周側壁に設けた雌ネジとを用いて、ケース２１に螺合されている。そして、調整ネジ２２のケース２１内の配置位置（ケース２１への調整ネジ２２のねじ込み量）は、調整ネジ２２を回動させることにより、ケース２１の内周側壁に雌ネジを設けた一定の範囲内において任意に調整可能である。
このような構造において、ヒンジアーム２４を回動すると、カム２５も回転し、このカム２５のカム面に追従して、図３aに破線で示すようにカムフォロア２６がカム２５の回転軸方向に移動する。そして、このカムフォロア２６の移動に伴ってコイルスプリング２３が伸縮しカムフォロア２６をカム２５に押しつける力も変化し、ヒンジアーム２４のケース２１に対する回動時に、ヒンジアーム２４の回動に対する抗力として、カム２５とカムフォロア２５及びケース２１との間に働く摩擦力も変化する。

すなわち、本第２実施形態に係るヒンジでは、ヒンジアーム２４のケース２１に対する回転角の増加に従って、増加または減少する抗力を与えることができる。したがって、たとえば、本ヒンジを用いて、被開閉体が閉じるに従って抗力を増加させて開閉速度を減少させるようにすれば、高級感あるソフトな開閉動作を実現することができる。
なお、このような、ヒンジアーム２４のケース２１に対する回動に対する抗力のオフセットは、調整ネジ２２のケース２１内の配置位置（調整ネジ２２のケース２１へのねじ込み量）によって任意に調整可能である。

以上、本発明の第２実施形態について説明した。
ところで、本第２実施形態に係るヒンジは、たとえば、図３ｂに示すように応用することも可能である。
図３ｂに示した構造は、カム２５の両側に、以上の第２実施形態で示したカムフォロア２６とコイルスプリング２３と調整ネジ２２を設けることにより、より大きい抗力と、より大きい抗力の変化が得られるようにしたものである。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図５に本第３実施形態に係るヒンジの構造を、その断面によって模式的に示す。
本第３実施形態に係るヒンジは、フリクションとトルクを利用するヒンジであり、図示するように、ケース３１、調整ネジ３２、コイルスプリング３３、シャフト３４、リング３５、ヒンジアーム３６とより構成される。
ここで、ケース３１は、ヒンジによって開閉する一方の被開閉体に固着されるものであり、ヒンジアーム３６はヒンジによって開閉する他方の被開閉体に固着されるものである。そして、ヒンジアーム３６がケース３１に対して回転することにより、二つの被開閉体は一方に対して他方が開閉する。

さて、図示するように、ヒンジアーム３６の一端は、当該一端に設けた雄ネジとリング３５を貫通するように設けたネジ孔の螺合によって、シャフト３４の一端に締着されている。すなわち、シャフト３４とリング３５とヒンジアーム３６は、一体化されている。なお、ケース３１には、ヒンジアーム回転用の窓３１１が設けられており、ヒンジアーム３６は、この窓３１１を貫通した形態で、配置される。

そして、中空のケース３１には、コイルスプリング３３が挿入される。また、環状の調整ネジ３２が、ケース３１に挿入された形態で、調整ネジ３２の外周側壁に切った雄ネジとケース３１の内周側壁に設けた雌ネジとを用いて、ケース３１に螺合されている。なお、図中の３２２は、調整ネジ１２の回動作業用の溝である。そして、調整ネジ３２のケース３１内の配置位置（整ネジ３２のケース３１へのねじ込み量）は、調整ネジ３２を回動させることにより、ケース３１の内周側壁に雌ネジを設けた一定の範囲内において任意に調整可能である。

そして、シャフト３４は、ヒンジアーム３６の取り付け側端と逆側の端をコイルスプリング３３と調整ネジ３２を貫通させた形態で、中空のケース３１内に配置される。そして、シャフト３４のヒンジアーム３６の取り付け側端はケース３１に枢支され、シャフト３４のヒンジアーム３６の取り付け側と反対側の端は調整ネジ３２の内周側壁で枢支される。

そして、コイルスプリング３３の一端は調整ネジ３２の穴部３２１によって係止され、調整ネジ３２の回転に伴い移動する。また、コイルスプリング３３の他端はリング３５に設けた穴部３５１によって係止され、リング３５の回転に伴い移動する。
さて、このような構造において、ヒンジアーム３６を一方の回転方向に回動すると、コイルスプリング３３はコイルスプリング３３を巻く方向に締め上げられ、その内径の大きさを小さくする方向の力が働いて、シャフト３４に与える摩擦力を増加する。また、コイルスプリング３３の巻きを戻そうとする力が、シャフト３４に回転方向と逆回転方向のトルクを与える。

一方、調整ネジ１２の他方の回転方向の回動に伴い、コイルスプリング１３はコイルスプリング１３の巻きを解く方向へ緩められ、その内径の大きさを大きくする方向の力が働いて、シャフト３４に与える摩擦力を減少する。また、締め上げられた巻きが標準の巻き状態に戻るまでの間は、また、コイルスプリング３３の巻きを戻そうとする力が、シャフト３４に回転方向のトルクを与える。

すなわち、本実施形態に係るヒンジでは、摩擦力とトルクの双方を用いつつ、ヒンジアーム３６のケース３１に対する回転角の増加に従って、増加または減少する抗力を与えることができる。したがって、たとえば、本ヒンジを用いて、被開閉体が閉じるに従って抗力を増加させて開閉速度を減少さるようにすれば、高級感あるソフトな開閉動作を実現することができる。
なお、このような、ヒンジアーム３６のケース３１に対する回動に対する抗力のオフセットは、調整ネジ３２のケース３１内の配置位置（調整ネジ３２のケース３１へのねじ込み量）によって任意に調整可能である。

以上、本発明の実施形態について説明した。
ここで、以上の各実施形態において各コイルスプリングは、その線の断面が円形状のものでも、角形状のものであってもかまわない。また、以上の各実施形態において、各ケースや各ヒンジアームには、適宜、被開閉体に連結するための構造、たとえば、ボルト穴などを備えるようにしてかまわない。
なお、以上の各実施形態に係るヒンジは、たとえば、ラップトップ（ノート）コンピュータにおける本体と液晶表示部とを液晶表示部を開閉可能に連結するためのヒンジや、コピー機やフラッドベットスキャナにおける本体と原稿抑え部とを開閉可能に連結するためのヒンジなどとして好適に用いることができる。

本発明の第１実施形態に係るヒンジの構造を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態に係るヒンジの外観図と分解図である。 本発明の第２実施形態に係るヒンジの構造を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態に係るヒンジの外観図と分解図である。 本発明の第３実施形態に係るヒンジの構造を模式的に示す図である。

符号の説明

１１…ケース、１２…調整ネジ、１３…コイルスプリング、１４…シャフト、１５…リング、１６…ヒンジアーム、１７…止環、２１…ケース、２２…調整ネジ、２３…コイルスプリング、２４…ヒンジアーム、２５…カム、２６…カムフォロア、３１…ケース、３２…調整ネジ、３３…コイルスプリング、３４…シャフト、３５…リング、３６…ヒンジアーム。

Claims (3)

1. ケースと、ヒンジアームと、前記ヒンジアームが連結された、前記ケースに回動可能に収容されたシャフトと、前記ケースに螺合する、前記ケースに対するねじ込み量が可変な調整ネジと、前記シャフトに巻き廻されたコイルスプリングとを有し、
   前記コイルスプリングの各端は、前記ケースと調整ネジにそれぞれ係止されており、
   前記調整ネジの前記ケースに対するねじ込み量に応じて、前記コイルスプリングに加わる当該コイルスプリングの径を変化させる方向の力が変化し、前記コイルスプリングが前記シャフトを締め付ける力が変化することを特徴とするヒンジ。
2. ケースと、ヒンジアームと、前記ヒンジアームが連結された、前記ケースに回動可能に収容されたカムと、前記ケースに螺合する、前記ケースに対するねじ込み量が可変な調整ネジと、前記カムの回転に伴い移動するカムフォロアと、前記カムフォロアを前記カム方向に付勢する、前記カムフォロアの移動に伴い伸縮するコイルスプリングとを有し、
   前記コイルスプリングは、前記調整ネジと前記カムフォロアの間に配置され、
   前記調整ネジの前記ケースに対するねじ込み量と前記カムの回転量とに応じて、前記コイルスプリングは伸縮し、前記カムフォロアが前記カムを押圧する力を変化させることを特徴とするヒンジ。
3. ケースと、ヒンジアームと、前記ヒンジアームが連結された、当該ケースに回動可能に収容されたシャフトと、前記ケースに螺合する、前記ケースに対するねじ込み量が可変な調整ネジと、前記シャフトに巻き廻されたコイルスプリングとを有し、
   前記コイルスプリングの各端は、前記調整ネジと前記シャフトにそれぞれ係止されており、
   前記調整ネジの前記ケースに対するねじ込み量と前記シャフトの回転量とに応じて、前記コイルスプリングに加わる当該コイルスプリングの径を変化させる方向の力が変化し、前記コイルスプリングが前記シャフトを締め付ける力が変化することを特徴とするヒンジ。

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