JP4198213B2 - ヒンジとヒンジ機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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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