JP5984751B2 - ヒンジ機構およびそれを備えたモニタ装置 - Google Patents
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Description
このヒンジ装置は、2つの部材を開閉自在に連結するものであって、一方の部材に固定されるブラケットと、当該ブラケットに回転自由に装着され他方の部材に固定されるシャフトと、このシャフトに回転不可で軸方向には移動可能に装着されブラケットの一方側面である摺動面と摺接して互いに相対回転する制動部材と、シャフトに装着されブラケットの他方側面に押圧当接してブラケットを制動部材に押し付ける板ばね部材と、シャフトに巻回した状態で嵌装されシャフトに回転力を付与する捩りばねと、軸方向の移動を規制する平座金とより成る。そして、制動部材のブラケットとの摺接面には凸起が設けられ、ブラケットの制動部材との摺接面には、制動部材の凸起が摺接するテーパ溝または開口幅が徐々に拡大する凹溝と、制動部材の凸起が落ち込む穴が設けられ、シャフトには捩りばねにより初期トルクが設定されている。
以下では、この発明の実施の形態1に係るヒンジ機構を天吊り用のモニタ装置に適用し、筐体(固定部材)とモニタ(開閉体)を開閉自在に連結した例を説明する。
回転軸穴2aが設けられたベース2には、回転軸穴2aを中心に同一径rの円周上に収納用クリック凹部2bと複数個の視聴用クリック凹部2eとが設けられている。また、回転軸穴2aを挟んで収納用クリック凹部2bとは対称位置かつ異なる径上に、ロック用凹部2cが設けられており、ロック用凹部2cのモニタ回動方向壁面にはロック用テーパ2dが設けられている。ベース2は、天吊り用モニタ装置10の筐体6にねじ等により固定されており、ベース2の回転軸穴2aにはモニタ5と一体化した回転シャフト3が挿入され回転可能に支持されている。これにより、モニタ5は天井に取り付けられた筐体6に対し開閉自在に取り付けられた状態となる。
図6は、ヒンジ機構1の各状態を表す断面図であり、図6(a)は図1のA−A線で切断したヒンジ機構1のモニタ収納状態、図6(b)は図6(a)の収納状態から少し回動した状態、図6(c)はモニタ視聴状態を示している。図7は、図6のヒンジ機構1の板ばね4とベース2との関係を表した断面図であり、図7(a)は図6(a)のB1−B1,C1−C1線で切断した断面、図7(b)は図6(b)のB2−B2,C2−C2線で切断した断面、図7(c)は図6(c)のB3−B3,C3−C3線で切断した断面を示している。図8は、ヒンジ機構1の回転トルクとモニタ5の回転角度との関係を表すグラフであり、図8(a)はクリック用ばね部4aの押し付け力に抗してモニタ5を回動させるために必要な回転トルク(Fa1)、図8(b)は折り曲げ部4bの押し付け力に抗してモニタ5を回動させるために必要な回転トルク(Fb1)、図8(c)はヒンジ機構1全体の押し付け力に抗してモニタ5を回動させるために必要な回転トルク(Fa1+Fb1)を示している。
従って、図8(c)に示すように、モニタ収納状態のヒンジ機構1を回転させるのに必要な回転トルク(Fa1+Fb1)は最大となる。
このように、折り曲げ部4bを回転シャフト3にカシメ固着するようにしたので、折り曲げ部4bと同一部材のクリック用ばね部4aが回転シャフト3と同期してガタ無く回転できる。また、カシメ穴4dを間に挟んで向かい合わせにクリック用凸部4cと摩擦用凸部4eとを設けるようにしたので、視聴用クリック凹部2eとクリック用凸部4cとが係合した状態でモニタ5に振動が加わった場合でも係合による保持力と摩擦用凸部4eの摩擦抵抗とによって板ばね4が動きにくくなるため、ベース2と回転シャフト3とに軸ガタが生じていても衝突しにくくなる。
従って、ガタを抑制して、衝突音の発生を防止したヒンジ機構1を提供することができる。
また、従来はカシメ穴4dから先のたわみ範囲L2(図4(c)に示す)でしか弾性変形できなかったが、本実施の形態1では、折り曲げ部4bにカシメ穴4dを設け、クリック用ばね部4aにクリック用凸部4cを設け、折り曲げ部根元4fをカシメ穴4dよりも摩擦用凸部4e側に設けたので、クリック用ばね部4aの弾性変形可能なたわみ範囲L1(図4(c)に示す)を従来のたわみ範囲L2に比べて長く取ることができ、板ばね4の小型化、ひいてはヒンジ機構1の小型化が可能となる。
さらに、摩擦用アーム部4jおよびアーム部4gは、折り曲げ部4bのカシメ穴4d周辺よりも狭い幅とすることで、摩擦用アーム部4jおよびアーム部4gが弾性変形したときにカシメ穴4dに応力が集中しにくい形状となり、カシメ部分が緩みにくい。
このため、モニタ5の収納保持をクリック作用で行った場合に、天吊り用モニタ装置10のように重力方向に不利な状態においても十分なモニタ保持力が得られる。従って、モニタ5を収納状態で保持するためのロック機構のような特別な機構が必要ない。
また、先立って説明した特許文献1のような従来のヒンジ機構では、重力方向に不利なモニタ収納状態でモニタ5を筐体6に収納する保持力を得るために、収納状態での保持トルクを高く設定する必要がある。しかしながら、収納状態での保持トルクを高くすると視聴状態での保持トルクが高くなりすぎて、開閉の操作性が悪くなる。一方、本実施の形態1のヒンジ機構1は、収納状態での保持トルクを高くしても視聴状態での保持トルクに影響しないので、開閉の操作性が良好である。
図9に、クリック用ばね部4aと折り曲げ部4bの間に若干の隙間S1を設けて折り曲げ加工した板ばね4−1を示す。この板ばね4−1を用いたヒンジ機構1の収納状態の断面図を、図10に示す。折り曲げ加工時のクリック用ばね部4aと折り曲げ部4bの隙間S1は、クリック用ばね部4aの最低たわみ量である、クリック用凸部4cが収納用クリック凹部2b(または視聴用クリック凹部2e)に嵌まり込んだときのたわみ量S2よりも少ない値とする。製品組み立て後は、図10に示すようにクリック用ばね部4aと折り曲げ部4bが密着状態になるため、クリック用ばね部4aと折り曲げ部4bの衝突音の発生を防ぐことができる。
Claims (7)
- 固定部材に対して開閉体を開閉自在に連結するヒンジ機構において、
前記開閉体に固定されて前記開閉体の回転軸となるシャフト部と、
前記固定部材に固定されて前記シャフト部を回転自在に軸支すると共に、前記回転軸を中心とした円周上にクリック用凹凸部の一方を有するベース部と、
同一部材を折り曲げて互いを密着させて成るクリック用ばね部および折り曲げ部を有し、前記クリック用ばね部を前記ベース部との間に挟んだ状態で前記折り曲げ部が前記シャフト部にカシメ固着された板ばね部と、
前記ベース部に設けられた前記クリック用凹凸部の一方に嵌まり込んでクリック作用を発生させる、前記クリック用ばね部に設けられたクリック用凹凸部の他方と、
前記カシメ固着部分を間に挟んで前記クリック用ばね部の前記クリック用凹凸部とは反対側において前記折り曲げ部から突設された摩擦用アーム部の先端に設けられ、前記ベース部の表面を摺動して摩擦抵抗を発生させる摩擦用凸部とを備えるヒンジ機構。 - 前記ベース部は、前記クリック用凹凸部の一方に前記クリック用ばね部の前記クリック用凹凸部の他方が嵌まり込む回転角度のときに、前記折り曲げ部の前記摩擦用凸部と係合して前記開閉体の姿勢を保持するロック用凹部を有することを特徴とする請求項1記載のヒンジ機構。
- 前記折り曲げ部は、前記カシメ固着部分を間に挟んで前記クリック用ばね部の前記クリック用凹凸部と同じ側に、前記クリック用ばね部と共に弾性変形するアーム部を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載のヒンジ機構。
- 前記クリック用ばね部と前記折り曲げ部の折り曲げ位置である折り曲げ根元は、前記カシメ固着部分よりも前記摩擦用凸部側に設けられたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のヒンジ機構。
- 前記アーム部は、前記クリック用ばね部の前記クリック用凹凸部に重なる部分が切り欠かれていることを特徴とする請求項3記載のヒンジ機構。
- 前記板ばね部は、前記クリック用ばね部と前記折り曲げ部の間に隙間を有して折り曲げ加工が施され、前記折り曲げ部が前記シャフト部にカシメ固着された状態では前記クリック用ばね部と前記折り曲げ部とが密着状態になっていることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載のヒンジ機構。
- 請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載のヒンジ機構を備えたモニタ装置。
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