JP4198213B2 - ヒンジとヒンジ機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下方向の開閉部分を有する家具などに取り付けるヒンジに関し、さらに液晶ディスプレイ部のような蓋体を備えるハンディパソコンやワープロなどの電子機器に組み込むヒンジ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
既存の商品において、蓋のような上下方向の開閉部材を持っている木製家具,建具,日用品,電気製品などは数多く存在し、例えば、フロント板を有するライティングデスク,上下開閉式の鏡板を取り付けた鏡台,鍵盤蓋と開閉リッドを備えたグランドピアノ,蓋付きの宝石箱やオルゴールが例示できる。これらの商品では、上下方向の開閉部材に各種のヒンジを取り付け、該ヒンジによって開閉自在に構成している。
【0003】
一方、液晶ディスプレイ部を開閉できる小型パソコン,ワープロなどの電子機器では、液晶ディスプレイ部は、機台面に対して直角から約120度開いた任意の位置で静止することを要する。これらの電子機器は、その内部全体に回路基板が存在し且つ複雑に配線されているため、その占有面積はできるだけ少ない方が好ましい。従来、液晶ディスプレイ部に用いる開閉機構は、ピボットに緊密に嵌装し且つ両端部をケーシングに固定したコイルバネからなり、該バネの弾力でディスプレイ部のピボットの回転を抑制して任意の開口角度で静止させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のヒンジは、一連の管部に挿入したピボットによって2枚のリーフを相互に回転可能に接続し、該リーフの一方を蓋体に他方を本体にネジで固着する。この種のヒンジは、蓋体の荷重がリーフに掛かるならば該蓋体を任意の開口角度で静止することができず、蓋体を部分的に開いた状態で手を離すと全開になるかまたは元のように閉じてしまう。この開閉作動は衝撃的に行われ、使用者が蓋体に指を詰めて怪我をしたり、蓋体や本体を損傷することになる。
【0005】
また、小型パソコン,ワープロにおいて液晶ディスプレイ部の開閉に用いるコイルバネは、その弾力によってディスプレイ部を任意の開口角度で静止させるけれども、常に均一な強いバネ弾力でディスプレイ部のピボットを締め付けている。このため、液晶ディスプレイ部の開閉頻度が高いとピボットの接触部がコイルバネで磨耗しやすく、磨耗渣が生じて摩擦抵抗が上昇して該ディスプレイ部を開閉しにくくなる。
【0006】
液晶ディスプレイ部の開閉に利用可能なヒンジ機構としては、既に特開平5−132070号および特開平6−72454号が存在し、これらは液晶ディスプレイ部を任意の位置で静止することができる有用な発明である。この種のヒンジ機構では、プラスチックハウジングの中に円形両錐体の制動部材を収納するため、その小型化およびコストダウンにある程度限界が生じるのは仕方がない。
【0007】
本発明は、家具や建具などに取り付けるヒンジなどをさらに改善し、蓋体を任意の開口角度で静止できしかも数万回の開閉作業に耐える部品を提案するものである。本発明の目的は、蓋体を有する家具や建具などに取り付けると該蓋体を任意の開口角度で静止でき、使用者がいじっても変調しないヒンジを提供することである。本発明の他の目的は、液晶ディスプレイ部のような蓋体を備えるハンディパソコンやワープロに組み込み、構造の単純化によっていっそうの小型化を可能とするうえに耐久性も非常に高いヒンジ機構を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るヒンジ2は、図1に例示するように、所望数の取付孔4を設けた主および従リーフ6,8と、両リーフ隣接部において食い違い状に配列させる管部10,12と、一連の管部10,12に挿入することで両リーフ6,8を相互に回転可能に接続するピボット14とからなる。ヒンジ2は、図1に例示するようにほぼ通常のヒンジ形状であり、両リーフ6,8の平面形状および取付孔4の数と直径は任意に定めればよい。さらに、一連の管部10,12は同じ長さであっても、それぞれの長さが異なっていてもよい(図5参照)。
【0009】
本発明において、ピボット14は、従リーフ8とともに回動し(図4参照)、主リーフ6はピボット14とともに回動しないことを要する。図1において、ピボット14とともに回動しない主リーフ6の管部12は、ピボット14に密に嵌装し且つバレル部17および平行延長部18,20を有するプラスチック制動部材22と、制動部材22の外周面と対応する内周面を有する保持金具24と、保持金具24の上方延長部26の貫通孔28からリーフの貫通孔30まで通してカシメ止めする固定ピン32とで構成する。
【0010】
制動部材22では、図2に示すように、ピボット14と密接するバレル部17の内周面が円形断面であり、平行延長部18,20によって回転が抑制されてバレル部17の内周面が摩擦面となる。制動部材22の平行延長部18,20は、バレル部17の直径方向に間隙を有し、これによって制動部材22の内方変形が可能である。保持金具24は、制動部材22と同様にバレル部29と平行延長部26,27を有し、両延長部にそれぞれ固定ピン32が通る貫通孔28を設け、該貫通孔に対応する孔を制動部材22の延長部18,20にも設ける。保持金具24は、少なくとも制動部材22のバレル部17の外周面を取り囲む。
【0011】
固定ピン32は、保持金具24を介して制動部材22でピボット14の回動を制動し、この制動強さはピン32の長さによって定まる。固定ピン32は、例えば平頭ピン(図1参照)を有し、図2のように保持金具24の上方延長部26の貫通孔28から主リーフ6の貫通孔30まで通し、該貫通孔30の通過後にカシメ止めすればよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明における制動構造は、通常は主リーフ6における管部12のうちの1個だけでよく、所望に応じて管部12の2個以上に構成する。保持金具24は、図1から図4に示すように主リーフ6において該リーフと別個に形成しても、図7のように主リーフと一体であってもよい。好ましくは保持金具24はバネ鋼製であり、制動部材22には耐磨耗性エンジニアリングプラスチックを用いる。
【0013】
ヒンジ2では、主リーフ6の管部個所において直角に折曲げた1対の軸受片16,16を形成し、軸受片16,16間において、制動部材22と保持金具24と固定ピン32との組合わせを配置する。このヒンジにおいて、一連の管部10または12を軸受片16(図3参照)で代用すると、管部10または12は少なくとも1個あればよい。1対の軸受片16,16を保持金具24の両側に配置すると、両軸受片16,16が制動部材22と保持金具24を支えることになり、ヒンジ使用の継続による制動部材22と保持金具24の変形を長期間防止できる。
【0014】
一方、本発明に係るヒンジ機構60は、図8に示すように、機台61に固着する支持プレート62において直角に折曲げた対向の軸受片64,64を形成し、両軸受片64,64間において、蓋体65に固定するピボット66と、該ピボットに密に嵌装する制動部材(図示しない)および該制動部材の全体を取り囲む保持金具68と固定ピン70とを配置する。ヒンジ機構60は、図9に例示するように、ハンディパソコン72における液晶ディスプレイ部74の旋回個所に組み込めばよい。この種のヒンジ機構を組み込み可能な電子機器は、パソコンやワープロの他に、液晶ディスプレイ部を有する車載テレビまたは魚群探知器であり、さらにポケットコンピュータ,テレビ一体型ビデオ,ポータブルテレビ用スタンドなどが例示できる。
【0015】
ヒンジ機構60は、図9のようにピボット66を液晶ディスプレイ部74に固定し、且つ支持プレート62を機器本体76に取り付け、この代りに支持プレートを液晶ディスプレイ部74に取り付けてもよい。この支持プレートの平面形状は、図10に示す汎用品のように単なる矩形であっても、図8に例示する純正部品のように複雑な折曲形状であってもよい。
【0016】
ヒンジ機構60は、図9において、ディスプレイ部74を開閉すると該ディスプレイ部に固定したピボット66が回動する一方、保持金具68とともに制動部材は静止している。保持金具68は、固定ピン70によって内方へ締め付けられ、制動部材を介してディスプレイ部74のピボット66の回動を制動し、該ディスプレイ部を任意の開閉位置で静止させる。ピボット66の回動制動力は、固定ピン70の長さによって定まり、液晶ディスプレイ部74を所望の開閉作動に設定できる。
【0017】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明を図面に基づいて説明すると、金属製のヒンジ2は、図1に示すように、それぞれ3個の取付孔4である皿孔を設けた2枚の長方形リーフ6,8を有する。従リーフ8は、主リーフ6と同一の平面上に位置するように管部10との接続部8aが上向きに屈曲している。両リーフ6,8の隣接部において、従リーフ8の管部10,10および管部10,10間に配置する主リーフ6の管部12と、一連の管部10,12に挿入することで両リーフ6,8を相互に回転可能に接続する丸棒状のピボット14とを備え、管部10,10と12はほぼ同じ長さである。
【0018】
図4から明らかなように、ピボット14において、従リーフ8の管部10,10に対応する部分14aは円形ではなく、切欠円の断面形状である。管部10,10は、切欠円断面の部分14aに応じて変形させ、湾曲していない平坦部11を形成するから、ピボット14は従リーフ8とともに回動する一方、主リーフ6の管部12はピボット14の周面を回転する。
【0019】
主リーフ6には、図1と図3に示すように、管部12の個所において直角に折曲げた1対の軸受片16,16を形成する。軸受片16,16は、ピボット14の直径とほぼ等しい軸受孔19を有し、両軸受孔は同軸状に配置する。図1に示すように、ピボット14には、各軸受孔19と管部10との間にプラスチックワッシャ15,15を嵌装する。
【0020】
軸受片16,16間において、図2に示すように、ピボット14に密に嵌装し且つバレル部17および平行延長部18,20を有する制動部材22と、制動部材22の外周面と対応する内周面を有する保持金具24と、保持金具24の上方延長部26の貫通孔28からリーフの貫通孔30まで垂直に通して下端部でカシメ止めする固定ピン32とを配置する。制動部材22は、耐磨耗性エンジニアリングプラスチック(例えば、炭素含有のポリアセタール樹脂)の射出成形品であり、保持金具24はバネ鋼製である。
【0021】
制動部材22において、側面が円形に近いバレル部17はピボット14と密に嵌装し、ほぼ同じ長さの延長部18,20は該バレル部の両端から相互にほぼ平行に延設し、下方の延長部20はバレル部から接線方向へ延びている。平行延長部18,20にはそれぞれ貫通孔を設け、両貫通孔は保持金具24の延長部26,27の貫通孔28と垂直方向で合致し且つピン32の直径よりも大きい。両延長部18,20により、制動部材22は常に保持金具24とともに移動する。一方、保持金具24は、制動部材22の形状と対応するバレル部29と平行延長部26,27を有し、その横幅は制動部材22のそれと等しい。下方延長部27には、ピン32の直径よりも大きい貫通孔28を設け、上方延長部26にもピン32を通す貫通孔28を延長部27のそれと垂直方向で合致するように設け、上方の貫通孔28は多少縦長の形状である(図6参照)。
【0022】
固定ピン32は、保持金具24の上方延長部26の貫通孔28から下向きに垂直に通し、リーフ6に設けた貫通孔30に通してカシメ止めすると、ピン32の平頭31(図3)は、ワッシャ33とともに延長部26上に位置する。貫通孔30は皿孔であり、ピン32のカシメ拡径部32aがこの皿孔に嵌ることにより、ピン32の下端面は主リーフ6の下面と一致する。固定ピン32により、制動部材22と保持金具24を主リーフ6に固着するとともに、保持金具24を介して制動部材22を内方へ締め付け、ピボット14に対する制動部材22の制動力を設定できる。
【0023】
ヒンジ2は、上下方向に開閉する蓋体を有する家具や建具などについて、通常のヒンジと同様に、該蓋体と家具などの本体との接続個所に木ネジで取り付ける。ヒンジ2により、蓋体が開閉可能になるうえに自重で急激に閉じることが解消し、該蓋体を任意の開口角度で静止できる。ヒンジ2を取り付けた蓋体は、固定ピン32によって所望の開閉作動に設定でき、閉鎖位置から開口限界位置までの任意の開口位置で静止できるので、鏡台の鏡板の取り付けなどに用いると便利である。ヒンジ2では、1対の軸受片16,16間に制動部材22と保持金具24と固定ピン32との組合わせを配置し、両軸受片16,16で制動部材22と保持金具24を支えることにより、これらの変形を防止して長期間の使用を可能とする。
【0024】
図5は本発明の変形例を示し、ヒンジ34において、従リーフ35に狭幅の1対の管部36,36を間隔をおいて設け、主リーフ37には中央に管部38および両端に狭幅の管部39,39を形成する。従リーフ35の管部36,36は非円形断面であり、ここにピボット41の一部を係止させてリーフ35をピボット41とともに回動させる。管部36,38,39は相互に食い違い状に配列させ、リーフ37の中央管部38が最も長い。主リーフ37において、中央管部38は、細長い制動部材(図示しない)と保持金具40とで構成している。
【0025】
図6に示すように、保持金具40は、バレル部とそれぞれ2個の貫通孔を設けた平行延長部42,43を有し、上方延長部42における貫通孔44は多少縦長の形状である。固定ピン45,45は、保持金具40における上方延長部42の貫通孔44からそれぞれ下向きに垂直に通し、主リーフ37に設けた貫通孔(図示しない)に通してカシメ止めする。ヒンジ34は、その寸法に比べて大きい開口時の静止力を要する場合に用いると好ましい。ヒンジ34では、管部36または39の位置に前記の軸受片を直角に折曲げ、該軸受片で管部36または39を代用することも可能である。
【0026】
図7は本発明の別の変形例を示し、ヒンジ48において、従リーフ49に1対の管部を形成し、主リーフ50に中央の管部52を形成するとともに、従リーフ49は非円形断面の管部によってピボット54とともに回動する。主リーフ50において、中央管部52は前記の保持金具に相当する形状を有するように成形し、その内部に制動部材56を収納するとともに、リーフ50に貫通孔57を設けて固定ピン58を垂直に通してカシメ止めする。リーフ50は通常の鋼製でもよいが、全体がバネ鋼製であると好ましい。
【0027】
ヒンジ48では、図1のように中央管部52の両側に1対の軸受片を形成しておくと使用中に該中央管部が変形することが少なく、使用中に保持金具が脱離するような事態も発生しない。ヒンジ48は、前記のヒンジに比べて部品数が少なく、より安価に製造することが可能である。
【0028】
図8に示すヒンジ機構60は、機台61に固着する支持プレート62において直角に折曲げた対向の軸受片64,64を形成し、両軸受片64,64の貫通孔を同軸状に配列する。両軸受片64,64は、蓋体65に固定するピボット66を回転自在に支承し、図2や図7とほぼ同様の側面形状である制動部材(図示しない)をピボット66に密に嵌装し、該制動部材の全体を保持金具68を取り囲む。固定ピン70は、支持プレート62の貫通孔(図示しない)へ垂直に通してカシメ止めする。
【0029】
図8では、ピボット66の前方部につば部80を形成し、その後方部を一方の軸受片64から制動部材つまり保持金具68を経て他方の軸受片64まで差し込み、止め座金82で抜け落ちを防止する。一方、ピボット66の前端面は、受け板84の側面に直角に溶接する。ヒンジ機構60は、図9のようにハンディパソコン72における液晶ディスプレイ部74の旋回個所に2個組み込み、ピボット66に溶接した受け板84をディスプレイ部74の下方部に取り付けるとともに、支持プレート62を機器本体76にボルトで固着する。
【0030】
ハンディパソコン72のディスプレイ部74を開閉すると、該ディスプレイ部とともにピボット66が回動し、この際に制動部材つまり保持金具68は静止している。保持金具68は、固定ピン70によって内方へ締め付けられ、制動部材を半径方向の内方へ押圧する。この制動部材は、半径方向内方への押圧でピボット66の回動を抑制し、これによってディスプレイ部74を任意の開閉位置で静止する。この制動部材によるピボット66の回動制動力は、保持金具68を締め付ける固定ピン70の長さによって正確に設定できる。また、この制動部材は、ディスプレイ部74を開閉する際に作用する荷重をその全横幅で受けることにより、該ディスプレイ部の重量が比較的大きくても破損することはない。
【0031】
図10に示すヒンジ機構86は汎用品であり、矩形平面の支持プレート87の一部を直角に折曲げ、対向する1対の軸受片88,88を形成し、軸受片88,88でピボット90を回転自在に支承する。前方部につば部91を形成したピボット90は、その後方部を一方の軸受片88から制動部材つまり保持金具92を経て他方の軸受片88まで差し込み、止め座金93で抜け落ちを防止する。ピボット90の回動制動力は、保持金具92を締め付ける固定ピン95の長さによって正確に設定できる。
【0032】
ヒンジ機構86では、ピボット90の前端部94を異形断面に成形し、支持プレート87を機器本体にボルト止めするとともに、蓋体側壁に固着した受板(図示しない)の異形孔にピボット前端部94を差し込む。ヒンジ機構86は、ハンディパソコンやワープロだけでなく、液晶ディスプレイ部を有する車載テレビまたは魚群探知器、さらにポケットコンピュータ,テレビ一体型ビデオのような電子機器に設置でき、ポータブルテレビ用スタンドなどにも使用可能である。
【0033】
【発明の効果】
本発明に係るヒンジは、上下方向に開閉する蓋体を有する家具や建具などについて、通常のヒンジと同様に、該蓋体と家具などの本体との接続個所に木ネジなどで取り付ければよい。このヒンジにより、家具や建具の蓋体が開閉可能になり、しかも該蓋体を任意の開口角度で静止できる。このヒンジでは、上下方向に開閉するために蓋体の荷重がリーフに掛かっても該蓋体の開閉作動が衝撃的に行われることがなく、使用者が蓋体に指を詰めたり蓋体や本体を損傷することを回避できる。このヒンジは、家具,建具や自動車などにおいて、上下方向に開閉自在な各種の扉部材に取り付けることも可能である。
【0034】
本発明のヒンジまたはヒンジ機構は、液晶ディスプレイ部などの蓋体を開閉する際に、該蓋体用のピボットを制動する力を固定ピンの長さで正確に設定できる。この固定ピンは、ネジ部材でないので使用者がいじっても変調せず、いったん使用者の好みに応じた開閉作動に設定すれば、閉鎖位置から開口限界位置までにおいて任意の位置で静止できる一方、蓋体を閉じる際に該蓋体が自重で急激に閉じることを常に防いでいる。
【0035】
本発明のヒンジ機構は、小型化が可能であり、内部全体に回路基板が存在するパソコンやワープロなどにも十分に設置可能である。このヒンジ機構では、使用を長期間継続しても蓋体の開閉作動は一定である。また、一体的に作動する保持金具で制動部材の外周面全体を取り囲み、開閉作動時に作用する約5〜10Kg重の荷重を制動部材の全横幅で受けることによって数万回の開閉試験にも耐えることが可能である。このヒンジ機構は、従来製品よりも部品数がいっそう少なくなり、製造コストもいっそう安くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のヒンジを示す正面図である。
【図2】 図1のA−A線に沿って示す拡大断面図である。
【図3】 図1のB−B線に沿って示す拡大断面図である。
【図4】 図1のC−C線に沿って示す拡大断面図である。
【図5】 本発明の変形例を示す正面図である。
【図6】 図5のヒンジで用いる保持金具を示す斜視図である。
【図7】 本発明の別の変形例を拡大して示す横中央断面図である。
【図8】 本発明のヒンジ機構を示す部分正面図である。
【図9】 本発明のヒンジ機構を小型パソコンに設置した例を示す概略斜視図である。
【図10】 汎用品であるヒンジ機構を示す正面図である。
【符号の説明】
2 ヒンジ
6 主リーフ
8 従リーフ
10,12 管部
14 ピボット
16 軸受片
22 制動部材
24 保持金具
32 固定ピン
60 ヒンジ機構
Claims (3)
- 所望数の取付孔を設けた主および従リーフと、両リーフ隣接部において食い違い状に配列させる管部と、一連の管部に挿入することで両リーフを相互に回転可能に接続するピボットとを備え、主リーフにおける少なくとも1個の管部は、ピボットに密に嵌装するバレル部を有するプラスチック制動部材と、制動部材のバレル部外周面と対応する内周面を有し且つ主リーフと一体または別体の保持金具と、保持金具の上方延長部の縦長の貫通孔からリーフ孔まで通る固定ピンとで構成し、固定ピンが主リーフに設けた貫通孔に通してカシメ止めされる際に、固定ピンのカシメ拡径部が主リーフの貫通孔裏面の皿孔に嵌ることにより、固定ピン下端面を主リーフの下面と一致させ、主および従リーフを蓋体と家具などの本体との接続個所に取り付け、固定ピンで保持金具を介して制動部材を内方へ締め付けることにより、制動部材の内周面とピボットの周面とが摩擦面となり、両リーフを任意の開口角度で静止できるヒンジ。
- 所望数の取付孔を設けた主および従リーフと、両リーフ隣接部において食い違い状に配列させる管部と、一連の管部に挿入することで両リーフを相互に回転可能に接続するピボットとを備え、主リーフの管部個所に直角に折曲げた1対の軸受片を形成し、1対の軸受片間において、ピボットに密に嵌装するバレル部を有するプラスチック制動部材と、主リーフと別体の保持金具と、保持金具の上方延長部の貫通孔からリーフ孔まで通す固定ピンとを配置し、1対の軸受片で制動部材と保持金具を支えることにより、これらの変形を長期間防止し、固定ピンで保持金具を介して制動部材を内方へ締め付けることにより、制動部材の内周面とピボットの周面とが摩擦面となり、両リーフを任意の開口角度で静止できるヒンジ。
- ピボットは、従リーフの上方および/または下方管部に相当する個所の断面が切欠円形状であり、一方、従リーフの上方および/または下方管部には前記切欠円断面の個所に応じて部分的に平坦部を形成することにより、ピボットを従リーフとともに回動させる請求項1または2記載のヒンジ。
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