JPH0741937Y2 - 回転軸装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は容器の蓋体，あるいはラップトップパソコンの
ディスプレイ等の枢支部に用いられる回転軸装置に関す
る。

［従来の技術］ この種の回転軸装置は、従来１軸タイプのものと２軸タ
イプのものとがある。

１軸タイプのものは回動部材に連結する回転軸が、固定
部材に固定されるブラケットに回転自在に軸支されてお
り、この回転軸とブラケットにロックばねが懸け渡され
ている。さらに捩りばねが上記回転軸に遊挿されると共
に一端フック部が回転軸に、他端フック部がブラケット
に係止されている。

そして上記回動部材は、前記捩りばねで跳ね上げ機構が
行われ、前記ロックばねでチルト機能を奏するようにな
っている。

２軸タイプのものは、２個の回転軸を有し、これら２個
の回転軸はアームで連結している構造になっている。そ
して２個の回転軸のそれぞれに跳ね上げ機能を奏する捩
りばね及びチルト機能を奏するロックばねが装着されて
いる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながらこれら従来の回転軸装置には次のような問
題点を有していた。

即ち、１軸タイプのものは１個の回転軸に捩りばねとロ
ックばねとを装着したので、跳ね上げ角度の設定が困難
であると共に、跳ね上げからチルトへの変換に区切れが
なく良好な操作性が得られなかった。

また、２軸タイプのものは２個の回転軸を有するので回
転中心が２つとなり回転半径が大きくなって広い取付ス
ペースが必要となる。

さらに、両タイプのものは跳ね上げ速度をコントロール
するものがなく急激な跳ね上げ作動しか得られず危険を
伴なうものであった。

本考案は前記した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は跳ね上げ及びチルトの両機能を有するにも拘ら
ず回転半径が小さく、かつ両機能のそれぞれの作動範囲
が容易に設定できると共に跳ね上げ速度をもコントロー
ルできる回転軸装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案の回転軸装置は前記した目的を達成するため、ダ
ンパー機構とロック機構とが、ブラケットに回転範囲を
規制されて、取付けられたストッパ部材を介して同一軸
心上に設けられており、前記ダンパー機構が、ストッパ
部材と一体回動する回転軸と、この回転軸に一端が掛止
され前記ブラケットに他端が掛止された捩りばねと、こ
の捩りばねよりもばね力が弱く、前記回転体が回転途上
で突き当たって捩りばねのばね力を減ずる減速ばねとか
らなり、前記ロック機構が、ストッパ部材と一体回動す
る固定管と、この固定管内に回転範囲を規制されて挿入
された可動軸と、前記固定管と可動軸とに密接状態に外
挿されたロックばねとからなることを特徴としている。

［作用］ 本考案は前記した構成になっているので、ダンパー機構
により跳ね上げ機能が付与され、ロック機構によりチル
ト機能が付与される。そして前記両機能の作動範囲は前
者がストッパ部材の回転範囲であり、後者が可動軸の回
転範囲である。

また、ダンパー機構とロック機構は同一軸心上に設けら
れているので、両機能の回転中心は同一となって回転半
径が大きくならないようになっている。

さらに、跳ね上げ速度は減速ばねによって減速されて急
激な跳ね上げが防止される。

［実施例］ 以下、本考案を図示した実施例に基づいて具体的に説明
する。

第１図乃至第４図に本考案に係る回転軸装置の一実施例
を示す。本実施例における回転軸装置はダンパー機構1,
ロック機構2,ストッパ部材3,及びブラケット４とから大
略構成されている。

ダンパー機構１とロック機構２とは第２図に示すように
ストッパ部材３を介して同一軸心上に設けられる。この
場合ストッパ部材３はブラケット４に支持される。

ブラケット４はアウタケース５と、回転部材あるいは固
定部材に固着されるＬ字形の連結部材６とから構成され
ておりアウタケース５と連結部材６とはボルト７によっ
て固着されている。アウタケース５は第５図に示すよう
に筒体51と、この筒体51の一端側開口部に一体的に連設
されたストッパ部材３の支持部52とから形成されてい
る。この支持部材52はストッパ部材３の収納凹部53が形
成されると共に、この収納凹部53の内壁の対向位置には
収納凹部53の内径よりも大径に形成された円弧状溝53a,
53aが形成されている。

一方、ストッパ部材３は第６図に示すようにＷ−Ｄカッ
トに穿設された筒状内部31とＷ−Ｄカット孔32aが穿設
された底部32とを有する底残の有底円筒体で形成されて
おり、外周壁の対向位置に突起33が穿設されている。そ
してこのストッパ部材３は第７図（ｃ）に示すように突
起33を円弧状溝53a,53aに嵌め込むようにして支持部52
の収納凹部53内に収納される。この収納によってストッ
パ部材３は突起33が円弧状溝53aの端壁に当接してその
回転が拘束されるようになっており、円弧状溝53a内で
回転可能となっている。本実施例ではストッパ部材３は
支持部52内に90°の範囲内で回転可能となっている。

このようにストッパ部材３はアウターケース５内に回転
範囲を規制されて取付けられている。

また、ダンパー機構１は、回転軸11と、捩りばね12と、
減速ばね13とを具備している。回転軸11は大径軸部11a
とこの大径軸部11aに一体的に設けられた小径軸部11bと
から形成されている。大径軸部11aはアウタケース５の
筒体51の外径と略同等の外径を有しており、小径軸部11
bに反対側端面にはスリット14が形成されている。小径
軸部11bは筒体51の内径よりも充分小さな外径で形成さ
れており、その先端部にフランジ部15が形成されると共
に、このフランジ部15の更に先端部は外周が平行カット
されて連結部16となっている（第６図参照）。

このように形成された回転軸11は連結部16を先頭にして
筒体51の開口部からアウタケース５内に挿入され、既に
アウタケース５内に収納されたストッパ部材３のＷ−Ｄ
カット孔32aに連結部16を嵌合すると共に（第６図
（ａ）参照）、フランジ部15をアウタケース５内の軸受
部55で回転自在に支持し、かつ大径軸部11aの端面を筒
体51の開口縁部に当接させてアウタケース５内に取付け
られている（第２図，第７図（ｂ）参照）。

このように回転軸11とストッパ部材３は連結部16のＷ−
Ｄカット孔32aへの嵌合によって一体回動するように連
結されている。そして回転軸11とストッパ部材３とは連
結部16に形成したねじ孔81（第６図（ａ）参照）に螺合
するねじ８の締付けによって、フランジ部15と座金９と
でストッパ部材３の底部32を挟むようにして連結されて
いる。

捩りばね12はコイル部12aがアウタケース５の筒体51及
び回転軸11の大径軸部11aに外挿されると共に一端フッ
ク部12bを回転軸11のスリット14に掛止されると共に他
端フック部12cをブラケット４の連結部材６に掛止させ
ることによって取付けられている。この捩りばね12は大
径軸部11aのスリット14形成部位に嵌着したＥリング70
と、アウタケース５の段部とで抜け止めが図られている
（第２図参照）。

減速ばね13は第８図に示すようにアウタケース５の筒体
51の内径よりも小さい外径を有して巻回されたコイル部
13aと、このコイル部13aの両端に形成されたフック部13
b,13cを有しており、回転軸11の小径軸部11bに遊挿され
た状態で筒体51内に挿入され、かつフック部13bを自由
端とすると共にフック部13cをアウタケース５の軸受55
に形成した突起54に掛止させて取付けられている。前記
フック13bは回転軸11の回転により大径軸部11aに植設さ
れたピン10が突き当たるようになっている。このピン10
がフック13bに突き当たると減速ばね13のばね力が回転
軸11の回転方向とは反対方向に作用し回転軸11の回転を
減速する。減速ばね13は捩りばね12よりもばね力が用い
られる。

一方、ロック機構２は固定管21,可動軸22,及びロックば
ね23とを備えている。固定管21は第９図に示すように中
空部21aが軸方向に貫通形成されており、この中空部21a
の一端開口部の対向位置に中空部21aよりも大径に形成
された円弧溝24,24が形成されている。固定管21の他端
側外周にはフランジ部25が形成されており、このフラン
ジ部25よりも先端側部分は外周が平行カットされて連結
部26となっている。

この固定管21はその連結部26をストッパ部材の筒部内部
31に嵌合させてストッパ部材３と一体回転するように接
続されると共に、ブラケット４の連結部材６の軸受孔6a
に回転自在に支持されている（第２図参照）。この取付
状態においてはフランジ部25が連結部材26内側面に当接
して固定管21の抜け止めが図られている。

可動軸22は第２図に示すように小径部22aと大径部22bと
からなる段付軸体であり、小径部22aは固定管21の中空
部21aの内径と略同等の外径で形成されており、大径部2
2bは固定管21の外径と略同等の外径で形成されている。
大径部22bの先端部分は外周が平行カットされて回転部
材あるいは固定部材（図示せず）への連結部27となって
いる。

可動軸22にはその段部付近の小径部22aに径方向に貫通
孔が穿設されており、この貫通孔に平行ピン28が挿通固
定されている。この平行ピン28は小径部22aの径よりも
長くなっており小径部22aに固定された状態では両端部
が小径部22aの外方へ突出するようになっている。

このように形成された可動軸22は小径部22aを固定管21
の中空部21a内に挿通させると共に平行ピン28の両端突
出部を固定管21の円弧溝24に嵌まるようにして固定管21
に取付けられる。このような取付け状態では可動軸22は
平行ピン28の両端突出部が円弧溝24の端壁に当接するこ
とによって固定管21との相対回転が規制される。このよ
うに可動軸22は固定管21に回転範囲を規制されて取付け
られている。可動軸22は小径部22aの先端部に嵌めたＥ
リング71と、小径部22aと大径22bの段部によって抜け止
めが図られている。

また、ロックばね23はコイル内径が自由状態で固定管21
及び可動軸22の大径部22bの外径よりも小さくなるよう
に巻回形成されており、拡径されて固定管21及び大径部
22bに外挿されている。この外挿でロックばね23は固定
管21及び大径部22bの外周面に密接状態となっており、
かつ両端部は自由端となっている。

本実施例ではロックばね23の有効巻数が固定管21より大
径部22側の方が少なくなっている。

このように構成された回転軸装置はブラケット４内に回
転範囲を規制されたストッパ部材３を介して回転軸11及
び可動軸22が同一軸心上に配設されることになる。

次に、以上のようにして構成された本実施例（回転軸装
置）の作動を説明する。この場合、ディスプレイ装置の
枢支部位に本実施例を用いたときの作動について説明す
る。

第10図はディスプレイ装置のディスプレイの開閉作動を
説明する。ディスプレイ100は本体101に対して枢支部位
102を中心に開閉作動するようになっている、本実施例
の回転軸装置はこの枢支部位102に取付けられる。

この取付けは、ロック機構２の可動軸22の連結部27をデ
ィスプレイ100に連結し、ブラケット４の連結部材６を
本体101に固定する。

第10図において、ａ点はディスプレイ100の全閉状態を
示す。この全閉状態においてはダンパー機構１の捩りば
ね12は充分に捩られてエネルギーが蓄積された状態とな
っており、ディスプレイ100は適宜のロック手段（図示
せず）で全閉状態が維持されている。

この全閉状態でロック解除するとディスプレイ100は捩
りばね12のばね力により開方向へ作動する（跳ね上げ作
動）。この作動は捩りばね12のばね力による回転軸11の
回転力はストッパ部材３を介してロック機構２の固定管
21に伝達され、さらに固定管21の円弧溝24に係合する平
行ピン28を介して可動軸22に伝達されることによって行
われる。

この跳ね上げ作動の中途ｂ点で回転軸２に植設したピン
10が減速ばね13の一端フック部13bに突き当たり、それ
以降の回転軸11の回転で減速ばね13を巻締める。この減
速ばね13の巻締めにより捩りばね12のばね力の一部が消
費され、ｂ点以降のディスプレイ100の跳ね上げ速度が
減速される。このとき減速ばね13により回転軸11に跳ね
上げ方向と逆方向のばね力が作用するが捩りばね12のば
ね力が減速ばね13のばね力よりも上回っているので、デ
ィスプレイ100の跳ね上げ方向の作動は進行する。

しかしてディスプレイ100は捩りばね12により略90°の
角度に直立（ｃ点）して跳ね上げ作動が終了する。この
ｃ点においてはストッパ部材３の突起33がブラケット４
を構成するアウタケース５の収納凹部53内に形成した円
弧状溝53aに係合してそれ以降の回転が阻止されてい
る。このためｃ点以降のディスプレイ100の回動は捩り
ばね12のばね力が何等影響しない。

ｃ点以降のディスプレイ100の回動は固定管21に対する
可動軸22の回転によって行われる。この可動軸22の回転
範囲は平行ピン28の両端部が挿入される固定管21の円弧
溝24の範囲内となっている。そしてこの範囲内ではロッ
クばね23と可動軸22の大径部22bとの間で摩擦力が生
じ、この摩擦力でディスプレイ100は任意の位置で停止
させることができるし、上記摩擦力に打ち勝つ外力でデ
ィスプレイ100を回動させることができ、最大全開点
（ｄ点）まで回動させることができる（チルト機能）。

ディスプレイ100の閉作動は前述した開作動とは逆の作
動となりｃ点からａ点までの作動は可動軸22と回転軸11
とがストッパ部材３を介して一体回転する。この回転で
捩りばね12は捩られて跳ね上げエネルギーが蓄積され
る。

また、以上述べた作動説明のうち、跳ね上げ作動範囲を
特性線図で表わすと第11図のようになる。

第11図は縦軸にモーメント（kgf・mm）、横軸にディス
プレイ100の回転角度を目盛ってあり、横軸のａ点,b
点，及びｃ点は第10図のディスプレイ100の回動位置に
対応させてある。図中、Ａは捩りばね12の特性、Ｂはデ
ィスプレイ100の回転モーメント、Ｃは減速ばね13の特
性、及びＤは捩りばね12と減速ばね13とを合算した特性
をそれぞれ示す。

第11図から明らかなように全閉状態（ａ点）のときの捩
りばね12のトルクはディスプレイ100の回転モーメント
を十分に上回っており、この上回ったトルクによりディ
スプレイ100は跳ね上げ作動する。ｂ点において捩りば
ね12と減速ばね13とが合算され、そのトルクＤは捩りば
ね12のトルクＡを下回ることとなるがディスプレイ100
の回転モーメントよりも上回っているのでディスプレイ
100の回動速度は減速されながら開作動する。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案の回転軸装置によれば、ダンパ
ー機構及びロック機構によりそれぞれ跳ね上げ及びチル
トの両機能を有しており、しかも前記両機能の回転中心
（回転軸及び可動軸）は同一となって回転半径を大きく
する必要がなく取付けスペースが節約できる。

また、ダンパー機構とロック機構とはその作動範囲をそ
れぞれ別個に設定することができるので、動きに区切れ
が生じて良好な操作感が得られる。

さらに、跳ね上げ作動は減速ばねによって跳ね上げ終了
点付近の急激な作動が阻止され安全であると共に操作性
も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る回転軸装置の平面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線断面図、第３図及び第４図は同上回転軸
装置の左側側面図、及び右側面図、第５図は同上回転軸
装置に用いるアウタケースを示し、同図（ａ）は側面
図、同図（ｂ）は左側面図、第６図は同上回転軸装置に
用いるストッパ部材と回転軸との連結構造を示し、同図
（ａ）は一部破断側面図、同図（ｂ）は左側面図、第７
図は同上回転軸装置の捩りばねを外したダンパー機構を
示し、同図（ａ）は左側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は右側面図、第８図は同上回
転軸装置に用いる減速ばねを示し、同図（ａ）は左側面
図、同図（ｂ）は一部省略した側面図、第９図は同上回
転軸装置に用いる固定管を示し、同図（ａ）は左側面
図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第10図はデ
ィスプレイの作動説明図、第11図は同上回転軸装置の跳
ね上げ作動範囲内の特性線図である。 １……ダンパー機構、２……ロック機構、３……ストッ
パ部材、４……ブラケット、11……回転軸、12……捩り
ばね、13……減速ばね、21……固定管、22……可動軸、
23……ロックばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ダンパー機構とロック機構とが、ブラケッ
   トに回転範囲を規制されて、取付けられたストッパ部材
   を介して同一軸心上に設けられており、 前記ダンパー機構が、ストッパ部材と一体回動する回転
   軸と、この回転軸に一端が掛止され前記ブラケットに他
   端が掛止された捩りばねと、この捩りばねよりもばね力
   が弱く、前記回転軸が回転途上で突き当たって捩りばね
   のばね力を減ずる減速ばねとからなり、 前記ロック機構が、ストッパ部材と一体回動する固定管
   と、この固定管内に回転範囲を規制されて挿入された可
   動軸と、前記固定管と可動軸とに密接状態に外挿された
   ロックばねとからなることを特徴とする回転軸装置。