JP2013002482A - Hinge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回動角度によって回動時のトルクが変化するように設けたヒンジ装置に関する。 The present invention relates to a hinge device provided so that torque at the time of rotation changes depending on a rotation angle.
乗用車やその他の移動手段において、ディスプレイ装置が車内に配置されることがある。例えば、乗用車用のディスプレイ装置としては、天井面等に配置されることが多い。
図１０に示すように、映像を視聴しないときには、ディスプレイ装置は天井に収納されて閉じており、視聴するときには、水平方向に延びるように設けられた回動軸を中心にディスプレイ装置を回動させて開き、見やすい角度になるまで回動軸を中心に回動させることができる。
In passenger cars and other moving means, the display device may be arranged in the vehicle. For example, a display device for a passenger car is often arranged on a ceiling surface or the like.
As shown in FIG. 10, when the user does not view the video, the display device is housed in the ceiling and closed, and when the user views the video, the display device is rotated around a rotation shaft provided so as to extend in the horizontal direction. It can be opened and rotated around the rotation axis until it is easy to see.
このようなディスプレイ装置の回動軸には、以下のような動作が必要なヒンジ装置が採用される。
まず、ディスプレイ装置が閉じた状態から３０°程度まで回動するまでは、ディスプレイ装置を天井面に固定している固定手段を解除すれば、自重により回動する程度の極めて弱いトルクであればよい。３０°程度までディスプレイ装置が開けば、あとはユーザが手で調整できるためである。
次に、ディスプレイ装置が９０°程度まで回動するまでは、手で容易に回動可能となるような弱いトルクが必要である。９０°未満ではディスプレイは見にくいので、９０°程度まではユーザが一気に回動させて９０°までの間で細かい角度の調整をすることはあまり想定できないためである。
A hinge device that requires the following operations is adopted as the rotation shaft of such a display device.
First, until the display device is rotated from the closed state to about 30 °, if the fixing means that fixes the display device to the ceiling surface is released, the torque may be extremely weak enough to rotate by its own weight. . This is because if the display device is opened to about 30 °, the user can adjust it by hand.
Next, until the display device is rotated to about 90 °, a weak torque that can be easily rotated by hand is required. If the angle is less than 90 °, the display is difficult to see. Therefore, it is unlikely that the user can adjust the fine angle between 90 ° and 90 °.
次に、ディスプレイ装置が９０°程度から１２０°程度までに回動までは高いトルクが必要とされる。実際にユーザが視聴する場合のディスプレイ装置の角度としてはこの範囲であることが想定され、ユーザが見やすい角度まで回動させた後は、車内の振動によって角度が変わってしまわないよう、ユーザが回動させた角度で停止していることが求められるためである。 Next, a high torque is required until the display device is rotated from about 90 ° to about 120 °. The angle of the display device when the user actually watches is assumed to be within this range, and after the user rotates it to an angle that is easy for the user to see, the user can rotate the angle so that the angle does not change due to vibration in the vehicle. This is because it is required to stop at the moved angle.
上述してきたように、回動角度によってトルクが変化するようなヒンジ装置としては、特許文献１に示すような構成が従来より知られている。
図１１に示すように、特許文献１に記載されたヒンジ装置によれば、ベース部材２に対して軸部材４が回動可能に取り付けられており、軸部材４にはアーム部５Ａを有する制動部材５が軸部材４と一体に回動するように取り付けられている。また、制動部材５は、皿バネ６によってベース部材２に圧接されている。
皿バネ６は、平ワッシャ７及びナット８によって軸部材４に固定される。
As described above, as a hinge device in which the torque changes depending on the rotation angle, a configuration as shown in Patent Document 1 is conventionally known.
As shown in FIG. 11, according to the hinge device described in Patent Document 1, the shaft member 4 is rotatably attached to the base member 2, and the shaft member 4 has the arm portion 5 </ b> A. The member 5 is attached so as to rotate integrally with the shaft member 4. The braking member 5 is pressed against the base member 2 by a disc spring 6.
The disc spring 6 is fixed to the shaft member 4 by a flat washer 7 and a nut 8.
制動部材５のアーム部５Ａには、ベース部材２の表面に形成された円弧状の溝１１内で摺動するような突起９が形成されている。
また、ベース部材２の円弧状の溝１１と同心円弧上には、突起９が入り込むことができる窪み１０も形成されている。
The arm portion 5A of the braking member 5 is formed with a projection 9 that slides in an arc-shaped groove 11 formed on the surface of the base member 2.
A recess 10 into which the protrusion 9 can enter is also formed on the arc concentric with the arc-shaped groove 11 of the base member 2.
このようなヒンジ装置において、軸部材４を回動させると、制動部材５の突起９が溝１１内で移動しているときは低トルクであり、そして軸部材４の回動によって突起９が溝１１から出てベース部材２の通常の表面に当接しているときは高トルクとなる。
また、制動部材５の突起９が窪み１０内に入り込んで、その窪みから出るときには、そのときの抵抗力によってクリック感を生じさせることができる。
In such a hinge device, when the shaft member 4 is rotated, the projection 9 of the braking member 5 has a low torque when moving in the groove 11, and the projection 9 is grooved by the rotation of the shaft member 4. When it comes out of 11 and is in contact with the normal surface of the base member 2, the torque is high.
Further, when the protrusion 9 of the braking member 5 enters the recess 10 and exits from the recess 10, a click feeling can be generated by the resistance force at that time.
従来のヒンジ装置においては、制動部材のアーム部に突起を形成しており、この突起とベース部材の表面形状とでトルクを変化させるようにしていた。
しかし、このような構成によれば、皿バネや、皿バネを止める平ワッシャと比較して、ベース部材及び制動部材が大きな径になってしまうため、スペース的に無駄が大きいという課題がある。
また、従来のヒンジ装置では、制動部材等の高精度の部品を使用しなくてはならない。高精度部品を使用すると、高コストになりまた製造にも手間がかかるという課題もある。
In the conventional hinge device, a projection is formed on the arm portion of the braking member, and the torque is changed by the projection and the surface shape of the base member.
However, according to such a configuration, the base member and the braking member have a large diameter as compared with a disc spring or a flat washer that stops the disc spring.
Further, in the conventional hinge device, it is necessary to use high-precision parts such as a braking member. When high-precision parts are used, there is a problem that the cost is high and manufacturing is troublesome.
そこで本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、回転スペースの小径化を図れ、且つ高精度部品を使用しなくてもよいヒンジ装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention is made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a hinge device that can reduce the diameter of the rotation space and does not require the use of high-precision parts.
本発明にかかるヒンジ装置によれば、第１部材と第２部材とを相対的に回動可能に装着し、回動角度によってその回動トルクが変化するヒンジ装置において、第１部材と、他端部が第２部材に固定されており、一端部が第１部材に回動可能に取り付けられている軸部と、第１部材に固定される第１カムと、第１カムと凹凸が噛み合うように形成され、前記軸部に固定されて軸部と共に回動可能な、第１カムと同径の第２カムと、第２カムを第１カムに圧接させるべく、前記軸部を貫通して配置され、第１カム及び第２カムと同径の複数枚の皿バネとを具備し、各前記皿バネは、低い圧力で変形する第１の皿バネと、高い圧力で変形する第２の皿バネとを含むことを特徴としている。
この構成を採用することによって、異なる圧力で変形する（その厚さが異なる）複数の皿バネを用いることにより、回動角度によってその回動トルクが変化するヒンジ装置を構成することができる。したがって、従来のヒンジ装置のように大きなスペースを必要とすることなく、回転スペースを小さくすることができる。
According to the hinge device according to the present invention, in the hinge device in which the first member and the second member are mounted so as to be relatively rotatable, and the rotation torque varies depending on the rotation angle, An end portion is fixed to the second member, a shaft portion whose one end portion is rotatably attached to the first member, a first cam fixed to the first member, and the first cam and the unevenness mesh with each other. A second cam having the same diameter as the first cam, fixed to the shaft portion and rotatable with the shaft portion, and penetrating the shaft portion so as to press the second cam against the first cam. And a plurality of disc springs having the same diameter as the first cam and the second cam, each disc spring being a first disc spring that is deformed at a low pressure, and a second disc spring that is deformed at a high pressure. And a disc spring.
By adopting this configuration, it is possible to configure a hinge device in which the rotation torque changes depending on the rotation angle by using a plurality of disc springs that are deformed by different pressures (thicknesses are different). Therefore, the rotation space can be reduced without requiring a large space as in the conventional hinge device.
また、第1カム及び第２カムの凹凸がちょうどはまりあっているときは、各皿バネのうち低い圧力で変形する第１の皿バネが変形して第２カムに対して低い加重をかけている。すなわち、この状態においては、低い回動トルクでの回動となる。
さらに軸部を回動させて第１カム及び第２カムの凹凸においていずれかに形成された凸部が他方に形成された凹部以外の箇所に乗り上げると、第１カム及び第２カムの間隔が広がるため、第２カムによって各皿バネが押圧され、低い圧力で変形する第１の皿バネは圧縮されて平ワッシャと同じ状態となる。このとき、高い圧力で変形する第２の皿バネが第２カムから押圧されて変形して第２カムに対して高い荷重をかけることができる。このため、第１カム及び第２カムの凹凸においていずれかに形成された凸部が他方に形成された凹部以外の箇所に乗り上げると、回動時に高いトルクが必要となる。
このようにして、本発明のヒンジ装置は、高精度部品を使用しなくても回動角度によって回動トルクを変えることができるのである。
In addition, when the irregularities of the first cam and the second cam are just in place, the first disc spring that is deformed at a low pressure among the disc springs is deformed and a low load is applied to the second cam. Yes. That is, in this state, the rotation is performed with a low rotation torque.
Further, when the shaft portion is further rotated so that the convex portion formed on one of the concave and convex portions of the first cam and the second cam rides on a place other than the concave portion formed on the other, the interval between the first cam and the second cam is increased. In order to spread, each disc spring is pressed by the second cam, and the first disc spring that is deformed with a low pressure is compressed to be in the same state as the flat washer. At this time, the second disc spring that is deformed by a high pressure is pressed from the second cam and deformed, and a high load can be applied to the second cam. For this reason, if the convex part formed in either of the unevenness | corrugations of a 1st cam and a 2nd cam rides on locations other than the recessed part formed in the other, a high torque will be needed at the time of rotation.
In this way, the hinge device of the present invention can change the rotation torque depending on the rotation angle without using high-precision components.
また、前記第１カム及び前記第２カムは、何れか一方に凹部が形成され、他方に前記凹部に進入可能な凸部が形成され、前記凹部の側壁であって、前記凹部から前記凸部が離脱する側は、凸部が徐々に離脱するようにテーパ状に形成されていることを特徴としてもよい。
このような構成によれば、凸部がテーパ状に形成された部位に乗り上げていくことで、徐々に皿バネによる押圧力が大きくなるため、低トルクから高トルクへの切り換え時に、回動トルクを急激に上げることなく、徐々に上げることができる。
The first cam and the second cam have a recess formed in one of them, and a protrusion that can enter the recess is formed on the other, and is a side wall of the recess, from the recess to the protrusion. The side from which the protrusion is separated may be formed in a tapered shape so that the convex portion is gradually separated.
According to such a configuration, since the pressing force by the disc spring gradually increases by climbing on the portion where the convex portion is formed in a tapered shape, the rotation torque is changed when switching from low torque to high torque. Can be raised gradually without raising it rapidly.
さらに、前記第１の皿バネは１枚、前記第２の皿バネは２枚設けられていることを特徴としてもよい。
このようにして回動時に必要なトルクに合わせ、皿バネの枚数を調整すれば所望のトルクを出すことができる。
Further, one first disc spring and two second disc springs may be provided.
In this way, a desired torque can be obtained by adjusting the number of disc springs in accordance with the torque required for rotation.
本発明にかかるヒンジ装置によれば、従来のヒンジ装置のように大きなスペースを必要とすることなく、回転スペースを小さくすることができ、また高精度部品を使用しなくてもよい。 According to the hinge device according to the present invention, the rotation space can be reduced without requiring a large space as in the conventional hinge device, and high-precision parts need not be used.
本発明に係るヒンジ装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１には、ヒンジ装置の外観構成を示し、図２には図１のヒンジ装置の分解図を示している。
ヒンジ装置３０は、第１部材２０と第２部材（図示せず）とが相対的に回動可能となっている構成であって、且つ回動角度によって回動トルクが変化するように設けられている。
An embodiment of a hinge device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an external configuration of the hinge device, and FIG. 2 shows an exploded view of the hinge device of FIG.
The hinge device 30 has a configuration in which the first member 20 and the second member (not shown) are relatively rotatable, and is provided such that the rotation torque changes depending on the rotation angle. ing.
第１部材２０と、図示しない第２部材とは軸部２２によって連結されている。軸部２２の一方の端部２２ａは、第１部材２０に回動可能となるように取り付けられている。軸部２２の他方の端部２２ｂは、第２部材に取り付けられる側であって、ここでは後述する複数の皿バネを、第１部材２０側に押圧させておくための押さえ部として、各皿バネよりも大径のフランジ部２２ｂが形成されている。 The first member 20 and a second member (not shown) are connected by a shaft portion 22. One end 22a of the shaft 22 is attached to the first member 20 so as to be rotatable. The other end portion 22b of the shaft portion 22 is a side attached to the second member, and here, each plate serves as a pressing portion for pressing a plurality of disc springs, which will be described later, to the first member 20 side. A flange portion 22b having a diameter larger than that of the spring is formed.
軸部２２の一方の端部２２ａには、軸部２２を第１部材２０から抜け止めするためのかしめ部材４０が取り付けられる。かしめ部材４０は、軸部２２の断面形状と同一形状の貫通穴４６が形成されている。第１部材２０を貫通して突出した軸部２２の一方の端部２２ａは、かしめ部材４０の貫通穴４６内に挿入され、かしめによって軸部２２とかしめ部材４０とが固定される。 A caulking member 40 for preventing the shaft portion 22 from coming off from the first member 20 is attached to one end portion 22 a of the shaft portion 22. The caulking member 40 is formed with a through hole 46 having the same shape as the cross-sectional shape of the shaft portion 22. One end 22a of the shaft portion 22 protruding through the first member 20 is inserted into the through hole 46 of the caulking member 40, and the shaft portion 22 and the caulking member 40 are fixed by caulking.
なお、第１部材２０は、取り付ける機器の構造に応じてどのような形状であってもよいが、本実施形態では、軸部２２が垂直に取り付けられる平面状の平面部２３と、平面部２３に対して垂直に立ち上げられている固定部２５とを有している。固定部２５には固定用の穴２７が形成されている。
また、第１部材２０の平面部２３には、軸部２２の一方の端部２２ａを貫通させると共に後述する第１カム２８の固定部２９を固定するために形成された固定穴３１が形成されている。
The first member 20 may have any shape depending on the structure of the device to be attached, but in the present embodiment, a planar planar portion 23 to which the shaft portion 22 is vertically attached and a planar portion 23. And a fixing portion 25 which is raised vertically. A fixing hole 27 is formed in the fixing portion 25.
Further, the flat portion 23 of the first member 20 is formed with a fixing hole 31 that is formed to penetrate one end portion 22a of the shaft portion 22 and to fix a fixing portion 29 of the first cam 28 described later. ing.
軸部２２には、第１部材２０に固定されて回動しない第１カム２８と、第１カム２８と凹凸が噛み合う第２カム３２とが設けられている。第１カム２８及び第２カム３２のそれぞれは、中心に軸部２２を貫通させるための貫通穴２８ａ，３２ａが形成されている。
また、上記のように第１カム２８の第１部材２０に対向する側（図面上方側）は、第１部材２０の固定穴３１にはめ込まれる固定部２９となっている。固定部２９及び固定穴３１は円形ではなく直線部分を有している同一形状となっているので、固定穴３１内に挿入された固定部２９は回転することなく、第１部材２０に固定される。
The shaft portion 22 is provided with a first cam 28 that is fixed to the first member 20 and does not rotate, and a second cam 32 that meshes with the first cam 28. Each of the first cam 28 and the second cam 32 is formed with through holes 28 a and 32 a for allowing the shaft portion 22 to pass through the center.
Further, as described above, the side of the first cam 28 facing the first member 20 (the upper side in the drawing) is a fixing portion 29 that is fitted into the fixing hole 31 of the first member 20. Since the fixing portion 29 and the fixing hole 31 are not circular but have the same shape having a straight portion, the fixing portion 29 inserted into the fixing hole 31 is fixed to the first member 20 without rotating. The
第２カム３２の第２部材側（図面下方側）には、複数枚の皿バネが配置される。本実施形態では、第２カム３２の第２部材側面（図面下方側）に接する位置に、低い圧力で変形する第１の皿バネ３４（低荷重皿バネ）が１枚配置され、第１の皿バネ３４の第２部材側面（図面下方側）に高い圧力で変形する第２の皿バネ３６（高荷重皿バネ）が４枚配置される。
第１の皿バネ３４及び第２の皿バネ３６のそれぞれは、中心に軸部２２を貫通させるための貫通穴３４ａ，３６ａが形成されている。
A plurality of disc springs are arranged on the second member side (lower side in the drawing) of the second cam 32. In this embodiment, one first disc spring 34 (low load disc spring) that is deformed with a low pressure is disposed at a position in contact with the second member side surface (lower side in the drawing) of the second cam 32, Four second disc springs 36 (high load disc springs) that are deformed by a high pressure are arranged on the second member side surface (lower side in the drawing) of the disc spring 34.
Each of the first disc spring 34 and the second disc spring 36 is formed with through holes 34 a and 36 a for allowing the shaft portion 22 to pass through the center.
次に、図３〜図６に、第１カム２８、第２カム３２、第１の皿バネ３４及び第２の皿バネ３６が軸部２２に沿って配置された側面を示す。なお、これらの図面においては、実際の皿バネはもっと厚さが厚いものであるが、図面上では薄いもので図示している。
なお、本実施形態では、第１カム２８、第２カム３２、第１の皿バネ３４及び第２の皿バネ３６は全て同じ直径である。したがって、大きなスペースを必要とすることなく、回転スペースを小さくすることができるヒンジ装置３０を構成することが可能である。本発明では、このスペース内で回動角度によって回動トルクを変化させることができる。
ただし、必ずしも第１カム２８、第２カム３２、第１の皿バネ３４及び第２の皿バネ３６が同じ直径である必要はないが、少なくとも第１カム２８及び第２カム３２の直径が、第１の皿バネ３４及び第２の皿バネ３６の直径以上となっていることは必要である。
Next, FIGS. 3 to 6 show side surfaces on which the first cam 28, the second cam 32, the first disc spring 34, and the second disc spring 36 are arranged along the shaft portion 22. In these drawings, the actual disc spring is thicker, but is shown thin in the drawings.
In the present embodiment, the first cam 28, the second cam 32, the first disc spring 34, and the second disc spring 36 all have the same diameter. Therefore, it is possible to configure the hinge device 30 that can reduce the rotation space without requiring a large space. In the present invention, the rotation torque can be changed by the rotation angle in this space.
However, the first cam 28, the second cam 32, the first disc spring 34, and the second disc spring 36 do not necessarily have the same diameter, but at least the diameters of the first cam 28 and the second cam 32 are It is necessary that the diameter is larger than the diameter of the first disc spring 34 and the second disc spring 36.
第１カム２８と第２カム３２の構造について説明する。
第１カム２８の第２カム３２側（図面下方）には、第１部材２０方向（図面上方）に向かって凹む凹部３９が形成されている。凹部３９を形成する周囲の壁面は、垂直に形成されている垂直面４５と、第２カム３２方向（図面下方）に向けて徐々に凹部３９が広がる方向に傾斜するテーパ面４１とが形成されている。
第２カム３２の第１カム２８側（図面上方）には、第１カム２８の凹部３９に進入するように第１カム２８方向に突出する凸部４２が形成されている。凸部４２の突出長さは、凸部４２が凹部３９に入り込んだ時に、凸部４２の上面４２ａが、凹部３９の下面３９ａに当接する程度の長さである。また、凸部４２の高さは、第１カム２８の底面と第２カム３２の上面とが当接しないような高さが必要である。
The structure of the first cam 28 and the second cam 32 will be described.
On the second cam 32 side (downward in the drawing) of the first cam 28, a recess 39 that is recessed toward the first member 20 (upward in the drawing) is formed. The peripheral wall surface forming the recess 39 is formed with a vertically formed vertical surface 45 and a tapered surface 41 that is inclined in a direction in which the recess 39 gradually expands toward the second cam 32 (downward in the drawing). ing.
On the first cam 28 side (upward in the drawing) of the second cam 32, a convex portion 42 that protrudes toward the first cam 28 so as to enter the concave portion 39 of the first cam 28 is formed. The protruding length of the convex portion 42 is such a length that the upper surface 42 a of the convex portion 42 contacts the lower surface 39 a of the concave portion 39 when the convex portion 42 enters the concave portion 39. Further, the height of the convex portion 42 needs to be such that the bottom surface of the first cam 28 and the top surface of the second cam 32 do not come into contact with each other.
次に皿バネについて説明する。
第２カム３２の第２部材側（図面下方）に配置されている皿バネのうち、第２カム３２に最も近い位置に配置されている皿バネは、低い圧力で変形する第１の皿バネ３４である。
一般的に皿バネは薄い円盤状の板材であって、側面視すると軸部２２を貫通させる貫通穴の周囲は平面状であるが、その周囲は中心方向に向かって傾斜して形成されている。この傾斜により、皿バネに圧力をかけると傾斜部分の弾性力により、接触している部分に対して所定の圧力をかけることができる。
低い圧力で変形する第１の皿バネ３４は、その厚さが第２の皿バネ３６と比較して薄く形成されているので、第２の皿バネ３６よりも低い圧力で変形し、低い圧力がかかったときには対象物に対して圧力をかけることができる。
Next, the disc spring will be described.
Of the disc springs arranged on the second member side (lower side of the drawing) of the second cam 32, the disc spring arranged at the closest position to the second cam 32 is a first disc spring that is deformed with a low pressure. 34.
In general, the disc spring is a thin disk-shaped plate material, and when viewed from the side, the periphery of the through hole that penetrates the shaft portion 22 is planar, but the periphery is formed to be inclined toward the center direction. . Due to this inclination, when a pressure is applied to the disc spring, a predetermined pressure can be applied to the contacting portion by the elastic force of the inclined portion.
The first disc spring 34 that is deformed at a low pressure is formed thinner than the second disc spring 36, so that the first disc spring 34 is deformed at a lower pressure than the second disc spring 36, and the low pressure When applied, pressure can be applied to the object.
第１の皿バネ３４の第２部材側（図面下方）には、高い圧力で変形する第２の皿バネ３６が４枚重ねて配置されている。
各第２の皿バネ３６は、その厚さが第１の皿バネ３４と比較して厚く形成されているので、第１の皿バネ３４よりも高い圧力を付加しないと変形しない。
本実施形態では、第２の皿バネ３６は４枚重ねて配置されているが、その傾斜の向きが互い違いとなるように配置されている。すなわち、４枚の第２の皿バネ３６は、第１の皿バネ３４側から順に、上方に凹となるように配置された第２の皿バネ３６ａ、下方に凹となるように配置された第２の皿バネ３６ｂ、上方に凹となるように配置された第２の皿バネ３６ｃ、下方に凹となるように配置された第２の皿バネ３６ｄとから構成される。
On the second member side (lower side of the drawing) of the first disc spring 34, four second disc springs 36 that are deformed by a high pressure are arranged in an overlapping manner.
Since each second disc spring 36 is formed thicker than the first disc spring 34, it does not deform unless a pressure higher than that of the first disc spring 34 is applied.
In the present embodiment, four second disc springs 36 are arranged so as to overlap each other, but are arranged so that their inclination directions are staggered. That is, the four second disc springs 36 are sequentially arranged from the first disc spring 34 side so as to be concave upward, and are arranged so as to be concave downward. It comprises a second disc spring 36b, a second disc spring 36c arranged to be concave upward, and a second disc spring 36d arranged to be concave downward.
図４〜図６においては、軸部２２に対して第１部材２０を相対的に回動させたところを示す。
図４では、第１カム２８の凹部３９内に、第２カム３２の凸部４２が完全に収納されている所を示している。この状態で、第１カム２８が図面右方向に回動すると、第２カム３２の凸部４２の上面４２ａが凹部３９の下面３９ａに接する範囲内（範囲ａ内）で回動する。この状態においては、軸部２２のフランジ部２２ｂと第２カム３２との間で各皿バネ３４，３６が配列方向に圧縮されるが、第１の皿バネ３４のみが変形して圧力を生じさせ、４枚の第２の皿バネ３６は変形せずに圧力を生じさせないように、設けられている。このときの回動トルクは低トルクであって、その大きさは一定である。
4 to 6 show the first member 20 rotated relative to the shaft portion 22.
In FIG. 4, the convex portion 42 of the second cam 32 is completely accommodated in the concave portion 39 of the first cam 28. In this state, when the first cam 28 is rotated in the right direction in the drawing, the upper surface 42a of the convex portion 42 of the second cam 32 is rotated within a range where the upper surface 42a is in contact with the lower surface 39a of the concave portion 39 (in the range a). In this state, the disc springs 34 and 36 are compressed in the arrangement direction between the flange portion 22b of the shaft portion 22 and the second cam 32, but only the first disc spring 34 is deformed to generate pressure. The four second disc springs 36 are provided so as not to be deformed and not to generate pressure. The rotational torque at this time is low torque, and its magnitude is constant.
そして、図５に示すように、第１カム２８が回動して、第２カム３２の凸部４２が、第１カム２８の凹部３９内のテーパ面４１に当接すると、凸部４２はテーパ面４１に乗り上げる。すると、テーパ面４１の傾斜に沿って徐々に第２カム３２が各皿バネ３４，３６をフランジ部２２ｂとの間で圧縮しつつ、フランジ部２２ｂ方向に接近する方向に移動する（矢印ｂ）。
すると、低い圧力で変形する第１の皿バネ３４が傾斜部分が平面状になるように変形していき、この変形に伴う圧力を生じさせる。このときの回動トルクは第１の皿バネ３４の作用に伴うものであって、回動角度に応じて徐々に大きいトルクとはなるが、トルクの大きさの変化量は小さい。
このように、低トルクから高トルクへの切り換え時に徐々にトルクが大きくなるように構成したことで、トルクの大きさを急激に上げることなく、徐々に上げることができ、高トルクへの移行時における違和感を解消することができる。
Then, as shown in FIG. 5, when the first cam 28 rotates and the convex portion 42 of the second cam 32 contacts the tapered surface 41 in the concave portion 39 of the first cam 28, the convex portion 42 is Ride on the tapered surface 41. Then, the second cam 32 gradually moves along the inclination of the taper surface 41 while moving the disc springs 34 and 36 toward the flange portion 22b while compressing the disc springs 34 and 36 (arrow b). .
Then, the 1st disc spring 34 which deform | transforms with a low pressure deform | transforms so that an inclined part may become planar shape, and the pressure accompanying this deformation | transformation is produced. The rotational torque at this time is associated with the action of the first disc spring 34, and gradually increases according to the rotational angle, but the amount of change in the magnitude of the torque is small.
In this way, the torque is gradually increased when switching from low torque to high torque, so that the torque can be gradually increased without suddenly increasing. The feeling of strangeness can be eliminated.
次に、図６に示すように、第１カム２８がさらに回動すると、第２カム３２の凸部４２が、第１カム２８の凹部から抜け出て第１カム２８の底面２８ｂに接触する。すると、第２カム３２が各皿バネ３４，３６をさらに押圧し、第１の皿バネ３４は傾斜部分が完全に平面状となる。この状態以降、第１の皿バネ３４をさらに押圧してもこれ以上変形せず、単なるワッシャの状態のままとなる。
第１の皿バネ３４が平面状に変形してこれ以上変形しない場合、第２カム３２は各第２の皿バネ３６を変形させる。
各第２の皿バネ３６は、第２カム３２に押圧されて配列方向に圧縮されて変形し、この変形に伴う圧力を生じさせる。このときの回動トルクは第２の皿バネ３６の作用に伴うものであって、高トルクであって、その大きさは一定である。
Next, as shown in FIG. 6, when the first cam 28 further rotates, the convex portion 42 of the second cam 32 comes out of the concave portion of the first cam 28 and contacts the bottom surface 28 b of the first cam 28. Then, the second cam 32 further presses the disc springs 34 and 36, and the inclined portion of the first disc spring 34 is completely flat. After this state, even if the first disc spring 34 is further pressed, it is not further deformed and remains in a simple washer state.
When the first disc spring 34 is deformed into a flat shape and is not further deformed, the second cam 32 deforms each second disc spring 36.
Each of the second disc springs 36 is pressed by the second cam 32 and compressed and deformed in the arrangement direction, and generates a pressure associated with the deformation. The rotational torque at this time is accompanied by the action of the second disc spring 36, is high torque, and its magnitude is constant.
次に、図７〜図８に、第１の皿バネ３４と第２の皿バネ３６を押圧したときの、バネのたわみ量とバネ荷重との関係について示す。なお、バネ荷重が大きくなるほど回動トルクが大きくなる。
第１の皿バネ３４を押圧していくと、たわみ量とバネ荷重との関係は、比例関係となり、たわみ量が増加するほどバネ荷重も直線的に増加する。
一方、第２の皿バネ３６を押圧していくと、たわみ量とバネ荷重との関係は、比例関係となるが、第１の皿バネ３４と比較して傾きが大きい直線となる。
Next, FIGS. 7 to 8 show the relationship between the amount of spring deflection and the spring load when the first disc spring 34 and the second disc spring 36 are pressed. The rotational torque increases as the spring load increases.
As the first disc spring 34 is pressed, the relationship between the deflection amount and the spring load becomes a proportional relationship, and the spring load increases linearly as the deflection amount increases.
On the other hand, when the second disc spring 36 is pressed, the relationship between the amount of deflection and the spring load becomes a proportional relationship, but becomes a straight line having a larger inclination than the first disc spring 34.
図９には、本実施形態における回動角度とバネ荷重との関係を示す。
まず図４の状態では、第２カム３２の凸部４２が、第１カム２８の凹部３９内にはまり込んでいる状態で回動した場合であって、第１の皿バネ３４のバネ荷重のみが作用し、バネ荷重は一定である。
FIG. 9 shows the relationship between the rotation angle and the spring load in this embodiment.
First, in the state of FIG. 4, the convex portion 42 of the second cam 32 rotates in a state of being fitted in the concave portion 39 of the first cam 28, and only the spring load of the first disc spring 34 is obtained. Acts and the spring load is constant.
そして、図５の状態のように、第２カム３２の凸部４２が、第１カム２８のテーパ面４１に乗り上げた状態で回動した場合、第１の皿バネ３４が徐々に潰れていき、バネ荷重は回動角度に対して直線的に増加する。
そして、図６の状態のように、第２カム３２の凸部４２が、第１カム２８の底面２８ａに当接した状態で回動した場合、第１の皿バネ３４は単なるワッシャとなり、第２の皿バネ３６のバネ荷重のみが作用し、バネ荷重は一定である。
このように、本実施形態では、第１部材２０と第２部材とを相対的に回動させたとき、ある回動位置までは回動時の操作荷重が一定の低い荷重であり、またこの回動位置から更に回動させると徐々に回動時の操作荷重が高くなり、次に一定の高い操作荷重となる。
When the convex portion 42 of the second cam 32 rotates on the tapered surface 41 of the first cam 28 as in the state of FIG. 5, the first disc spring 34 gradually collapses. The spring load increases linearly with the rotation angle.
When the convex portion 42 of the second cam 32 rotates in contact with the bottom surface 28a of the first cam 28 as in the state of FIG. 6, the first disc spring 34 becomes a simple washer, Only the spring load of the second disc spring 36 acts, and the spring load is constant.
Thus, in this embodiment, when the 1st member 20 and the 2nd member are rotated relatively, the operation load at the time of rotation is a fixed low load to a certain rotation position, and this When it is further rotated from the rotation position, the operation load at the time of rotation gradually increases, and then becomes a constant high operation load.
なお、本実施形態では、第１の皿バネ３４を１枚、第２の皿バネ３６を４枚用い、その各第２の皿バネ３６は傾斜方向が互い違いとなるように配置した。
しかし、本発明のヒンジ装置としては、このような構成に限定されるものではない。すなわち、第１の皿バネ３４及び第２の皿バネ３６の必要枚数は、回動時に必要とされるトルクに合わせて適宜変更することができる。また、第２の皿バネ３６の傾斜部分の配列方向も、傾斜方向が同じ向きとなるように配列させてもよい。
ただし、皿バネの傾斜方向を同じ向きとなるように配列させると、傾斜方向が互い違いとなるように配列させたときよりも、同じたわみ量でもバネ荷重が4倍となる。したがって、回動時に必要とされるトルクに合わせて皿バネの傾斜方向の配列を決定すればよい。
In the present embodiment, one first disc spring 34 and four second disc springs 36 are used, and the second disc springs 36 are arranged so that the inclination directions are staggered.
However, the hinge device of the present invention is not limited to such a configuration. That is, the required number of the first disc springs 34 and the second disc springs 36 can be changed as appropriate in accordance with the torque required during rotation. Further, the arrangement direction of the inclined portions of the second disc springs 36 may also be arranged so that the inclination directions are the same.
However, if the disc springs are arranged so that the inclination directions are the same, the spring load is quadrupled even with the same deflection amount than when the disc springs are arranged so that the inclination directions are staggered. Therefore, the arrangement of the disc springs in the tilt direction may be determined in accordance with the torque required during rotation.
また、所定の回動角度となったときにクリック感をもたせるように構成してもよい（図示せず）。
クリック感をもたせるためには、第１カム２８及び第２カム３２の互いに接触する箇所に、凹凸嵌合する凹部及び凸部を設け、第１カム２８及び第２カム３２が相対的に所定角度となったときに、凹部内に凸部がはまり込むように構成すればよい。
Moreover, you may comprise so that a click feeling may be given when it becomes a predetermined rotation angle (not shown).
In order to give a feeling of clicking, a concave and convex portion for fitting the concave and convex portions is provided at a location where the first cam 28 and the second cam 32 contact each other, and the first cam 28 and the second cam 32 are relatively at a predetermined angle. When it becomes, what is necessary is just to comprise so that a convex part may fit in a recessed part.
また、本発明のヒンジ装置としては、乗用車用のディスプレイ装置に用いることに限定するものではなく、回動角度に応じてトルクが変化するような機器であればどのような機器であっても採用することができる。 In addition, the hinge device of the present invention is not limited to use in a display device for a passenger car, and any device can be used as long as the torque changes according to the rotation angle. can do.
２０ 第１部材
２２ 軸部
２３ 平面部
２５ 固定部
２７ 固定用の穴
２８ 第１カム
２９ 固定部
３０ ヒンジ装置
３１ 固定穴
３２ 第２カム
３４ 第１の皿バネ
３６ 第２の皿バネ
３９ 凹部
４０ かしめ部材
４１ テーパ面
４２ 凸部
４５ 垂直面
４６ 貫通穴
20 First member 22 Shaft portion 23 Flat portion 25 Fixing portion 27 Fixing hole 28 First cam 29 Fixing portion 30 Hinge device 31 Fixing hole 32 Second cam 34 First disc spring 36 Second disc spring 39 Recess 40 Caulking member 41 Tapered surface 42 Convex portion 45 Vertical surface 46 Through hole
Claims (3)
第１部材と、
他端部が第２部材に固定されており、一端部が第１部材に回動可能に取り付けられている軸部と、
第１部材に固定される第１カムと、
第１カムと凹凸が噛み合うように形成され、前記軸部に固定されて軸部と共に回動可能な、第１カムと同径の第２カムと、
第２カムを第１カムに圧接させるべく、前記軸部を貫通して配置され、第１カム及び第２カムと同径の複数枚の皿バネとを具備し、
各前記皿バネは、低い圧力で変形する第１の皿バネと、高い圧力で変形する第２の皿バネとを含むことを特徴とするヒンジ装置。 In the hinge device in which the first member and the second member are mounted so as to be relatively rotatable, and the rotation torque changes depending on the rotation angle.
A first member;
The other end portion is fixed to the second member, and the one end portion is rotatably attached to the first member;
A first cam fixed to the first member;
A second cam having the same diameter as that of the first cam, which is formed so as to mesh with the first cam, and is fixed to the shaft portion and rotatable together with the shaft portion;
A plurality of disc springs having the same diameter as the first cam and the second cam, arranged to penetrate the shaft portion so as to press the second cam against the first cam;
Each of the disc springs includes a first disc spring that is deformed with a low pressure and a second disc spring that is deformed with a high pressure.
前記凹部の側壁であって、前記凹部から前記凸部が離脱する側は、凸部が徐々に離脱するようにテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。 The first cam and the second cam have a recess formed in one of them, and a protrusion that can enter the recess is formed in the other.
2. The hinge device according to claim 1, wherein a side of the concave portion from which the convex portion is detached from the concave portion is formed in a tapered shape so that the convex portion is gradually separated.
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