JP2001012493A

JP2001012493A - 開閉機構

Info

Publication number: JP2001012493A
Application number: JP11187897A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kikushima; 励菊島; Yasuyo Kuno; 康世久野
Original assignee: TOK Bearing Co Ltd
Current assignee: TOK Bearing Co Ltd
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】扉１のような開閉部材に対して、構造が簡単
で安価なバネクラッチを使えるようにする。【解決手段】シャフトｓの一方を支持ケースｃまたは
扉１に固定し、他方を扉１または支持ケースｃに回動自
在に挿入する。そして、シャフトｓに回転範囲を規制さ
れたリングｒをはめ、このリングと支持ケース側との間
におけるシャフトに、バネクラッチの主要素であるコイ
ルバネｃｓをはめる。上記リングが開方向の回転規制範
囲を越えてシャフトと一体回転したとき、バネクラッチ
を開放位置に保持する保持機構をリングと支持ケース間
に設けた点に特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一方向にのみ相
対回転を許容するバネクラッチを用いた開閉機構に関す
る

【０００２】

【従来の技術】バネクラッチは、コイルバネを軸に圧入
するとともに、そのコイルバネの一方の解放端を軸側に
固定し、他方の解放端は軸を支える支持部材側に固定す
る。そして、このコイルバネをねじって、コイル径を小
さくする方向に軸と支持部材とを相対回転させようとし
たときには、その回転が規制される。反対に、コイルバ
ネをネジって、コイル径を大きくする方向に軸と支持部
材とを相対回転させようとしたときには自由回転とな
る。

【０００３】このバネクラッチの最大の特徴は、構成が
簡単で故障が少なく、しかも、安価なことである。この
ように構成が簡単で安いバネクラッチを、開閉機構に利
用しようとしたときに、次のような問題が発生する。

【０００４】例えば、下から上に向けて開く棚の扉を開
閉機構として考えた場合には、その扉を開く方向に対し
て、バネクラッチが自由回転を許容するのが望ましい。
このようにすれば、扉を目的のところまで自由に開けら
れる。

【０００５】そして、扉を目的のところまで開いた時、
そこで手を放せば、その位置を保つことができる。つま
り、扉が止めたところからその重さで閉じ方向に回動し
ようとすれば、バネクラッチの自由回転の方向とは反対
方向に軸が回転しなければならない。しかし、バネクラ
ッチは自由回転の方向と反対方向への回転を阻止する機
能を持っているので、扉が自重で落ちたりしない。した
がって、扉を目的の開度に保ちながら、物の出し入れを
自由にできる。しかしながら、その開いた扉を閉じよう
としたときに、バネクラッチがその自由回転を阻止する
ので、結局、扉を閉じられなくなってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにバネクラ
ッチは、扉のように両方向に回動しなければならない開
閉機構に使った場合には、その扉を目的の開位置に保つ
ためにはよいが、それを閉じられないということになっ
てしまう。そのために、構造が簡単で故障が少なく、し
かも安価なバネクラッチを、扉のような開閉機構に使え
ないという問題があった。この発明の目的は、バネクラ
ッチを用いて、扉を自由な位置で開け放しにできるとと
もに、それを閉めるときにも、簡単に閉められるように
した開閉機構を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、シャフトの
一方を支持ケースまたは開閉部材に固定し、他方を開閉
部材または支持ケースに回動自在に挿入して、支持ケー
スに対して開閉部材を回動可能にした開閉機構を前提に
する。上記の開閉機構を前提にしつつ、第１の発明は、
シャフトに回転範囲を規制されたリングをはめ、このリ
ングと支持ケース側との間におけるシャフトに、バネク
ラッチをはめるとともに、このバネクラッチの一方の解
放端を支持ケースに固定し、他方の解放端をリングに固
定してなり、上記リングが開方向の回転規制範囲を越え
てシャフトと一体回転したとき、バネクラッチを開放位
置に保持する保持機構をリングと支持ケース間に設けた
点に特徴を有する。

【０００８】第２の発明は、その保持機構が、リング外
周または支持ケース内周のいずれかにガイド溝を形成
し、このガイド溝内に突起を形成して、その溝内を二分
する一方、上記ガイド溝には位置規制部材を挿入すると
ともに、この位置規制部材には弾性体の弾性力を作用さ
せて、その位置規制部材をガイド溝側に押し付ける構成
にしてなり、リングが開方向の回転規制範囲を越えてシ
ャフトと一体回転したとき、上記位置規制部材が突起を
乗り越えて、バネクラッチを開放位置に保持する点に特
徴を有する。

【０００９】第３の発明は、コイルスプリングの一方の
解放端を、リングあるいは支持ケースに形成した掛止め
部に挿入するとともに、この掛止め部に連続した退避溝
を形成し、この退避溝には押さえ部材を挿入する一方、
シャフト側には、その回転位置に応じて退避溝と対応す
る逃がし溝を形成し、退避溝が逃がし溝に対応したと
き、押さえ部材が逃がし溝に移動して、コイルスプリン
グの一方の解放端が退避溝側に移動できる構成にした点
に特徴を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図面は、この発明の実施例を示す
もので、図１は一対の支持ケースｃ、ｃに、開閉部材１
を回動自在に取り付けた状態を示した斜視図である。た
だし、この図１は模式的に示したもので、以下には、開
閉部材１を、例えば、下から上に向けて開く棚の扉とし
て説明する。

【００１１】上記支持ケースｃには、図２に示すよう
に、シャフトｓの一端側を回転自在に挿入しているが、
このシャフトｓの他端側には、図２、図３に示すように
扁平部２を形成し、この扁平部２を上記扉１に挿入して
いる。したがって、シャフトｓは扉１と常に一体回転す
ることになる。なお、発明としては、シャフトと支持ケ
ースとを一体化し、扉とシャフトとを回転自在にしても
よいもので、いずれにするかは相対的なものである。ま
た、シャフトｓは、図３に示すように、その長手方向中
間部分に環状凸部３を形成するとともに、この環状凸部
３には、上記扁平部２とは反対側であって軸方向に張り
出した出張り部４を連続させている。

【００１２】このようにしたシャフトｓには、さらにリ
ングｒを回転自在にしてはめているが、このリングｒに
も軸方向に張り出した突出部５を形成している。そし
て、この突出部５と上記出張り部４とが互いに向き合う
ようにして、リングｒをシャフトｓにはめるとともに、
それら出張り部４と突出部５とを回転方向において食い
違うようにしている。

【００１３】上記のように出張り部４と吐出部５とを回
転方向において食い違わせているので、それら両者が突
き当たるまで、リングｒとシャフトｓとは相対回転自在
になる。そして、その最大回転範囲を、だいたい１２０
度に設定している。この回転許容範囲は、扉１を閉位置
から開位置まで回動する範囲と一致させている。上記の
ようにリングｒをはめたシャフトｓには、バネクラッチ
の主要素をなすコイルバネｃｓを圧入している。そし
て、このコイルバネｃｓは、図４に示すように、その両
端に軸方向に伸びる解放端６、７を形成するとともに、
一方の解放端６を、図２に示すようにリングｒの掛止め
部８に挿入し、他方の解放端７を支持ケースｃに形成し
た溝である掛止め部９に挿入している。ただし、この掛
止め部９については、次に説明する支持ケースｃととも
に、詳しく説明する。

【００１４】支持ケースｃには、図２、図５、図６に示
すように、シャフト挿入穴１０を形成し、このシャフト
挿入穴１０に、リングｒおよびコイルバネｃｓをはめた
シャフトｓを、環状凸部３のところまで挿入できるよう
にしている。また、上記シャフト挿入穴１０の底部中心
位置には軸受孔１１を形成し、この軸受孔１１でシャフ
トの先端に形成した支持軸１２を回転自在に支持してい
る。なお、図中符号１３は、支持軸１２が軸受孔１１か
ら抜けるの防止するストッパーである。上記シャフト挿
入穴１０の底部扁心位置に、上記した掛止め部９を形成
している。そして、この掛止め部９に連続するようにし
て退避溝１４を形成している。

【００１５】上記のようにしたシャフト挿入穴１０に、
リングｒおよびコイルバネｃｓを圧入したシャフトｓを
挿入するとともに、その支持軸１２を軸受孔１１に回転
自在に挿入する。このときコイルバネｃｓの他方の解放
端７を上記掛止め部９に挿入するとともに、退避溝１４
に図６に示す断面円形の押さえ部材１５をはめ込む。た
だし、この押さえ部材１５の断面の直径は、コイルバネ
ｃｓに設けた解放端７の断面の直径よりも小さくしてい
る。また、シャフトｓ側には、図３に示すように逃がし
溝１６を形成し、この逃がし溝１６が退避溝１４と一致
したとき、上記押さえ部材１５がこの逃がし溝１６側に
移動できるようにしている。ただし、この逃がし溝１６
の溝幅も、上記解放端７の直径より小さくしている。

【００１６】また、シャフトｓにはめたリングｒには、
図３に示すように、ガイド溝１７を周方向に長くして形
成するとともに、このガイド溝１７内には突起１８を形
成して、この突起１８を境にしてガイド溝１７内を二分
している。このように二分されたガイド溝１７のうち、
一方の溝１７ａに対して、他方の溝１７ｂの長さを長く
している。さらに、支持ケースｃには、シャフト挿入穴
１０の軸線に沿った長孔１９を形成しているが、この長
孔１９は、支持ケースｃを貫通して、シャフト挿入孔１
０側にも開口している。

【００１７】上記長孔１９には、位置規制部材としての
断面円形のニードル２０を挿入するとともに、このニー
ドル２０を、支持ケースｃの外周にはめた弾性体である
板バネ２１で押さえつけるようにしている。このように
板バネ２１で押さえつけられたニードル２０は、ガイド
溝１７のいずれかの溝１７ａあるいは１７ｂ内に、常
に、位置するようにしている。

【００１８】なお、上記コイルバネｃｓを主要素にした
バネクラッチは、コイル径を小さくする方向にコイルバ
ネｃｓをねじったときに接続状態になって、コイルバネ
ｃｓとシャフトｓとを一体回転させる。反対に、コイル
径を大きくする方向にコイルバネｃｓをねじったときに
は、コイルバネｃｓとシャフトｓとが相対回転自在にな
って、バネクラッチはフリーの状態を維持する。そし
て、この実施例では、扉１をあける方向に回動したと
き、バネクラッチがフリーの状態になり、扉１を閉じる
方向に回動したとき、バネクラッチが接続状態を維持す
る構成にしている。

【００１９】次に、図７〜図１４を基にして各構成要素
の相対位置関係を明らかにしながら、その作用を説明す
る。ただし、上記図７〜図１４は、軸方向の前後関係を
無視して、必要な構成要素のすべてを同一平面上に表し
たものである。

【００２０】扉１が閉まっているときには、コイルバネ
ｃｓの解放端６，７が同一軸線上に位置するようにして
いる。そして、このときには、出張り部４と突出部５と
が、図７に示しように、矢印２２方向すなわち扉１を開
く方向に回動できるだけの間隔２３を保っている。な
お、コイルバネｃｓの解放端６，７は、同一軸線上に位
置させなくてもよい。また、上記のように扉１が閉まっ
ているときには、逃がし溝１６が退避溝１４から多少ず
れたところに位置し、押さえ部材１５が逃がし溝１６側
に移動しないようにしている。さらに、ニードル２０
は、一方の溝１７ａ側にあって、突起１８に接触してい
る状態を保っている。したがって、リングｒは、ニード
ル２０に規制されて、図７中時計方向の回転を阻止され
る。

【００２１】上記の状態から扉１を開く方向（矢印２２
方向）に回動すると、リングｒがその回転を阻止されて
いるので、コイルバネｃｓの両解放端６，７には、互い
に反対方向の力が作用する。この反対方向の力は、コイ
ルバネｃｓをゆるめる方向のねじり力となる。

【００２２】上記のようにコイルバネｃｓに、それをゆ
るめる方向の力が作用するので、バネクラッチがフリー
の状態になって、シャフトｓが扉１の開方向に対して自
由回転の状態に維持される。したがって、シャフトｓと
ともに扉１が、間隔２３の範囲で開方向に自由に回動で
きる。このようにして開けられた扉１は、それを間隔２
３内のどの位置に止めても、そのまま開状態を維持す
る。なぜなら、上記間隔２３の範囲内で止められた扉１
が、閉じ方向に回動しようとすると、コイルバネｃｓは
それを締める方向にねじられるので、シャフトｓの自由
回転が阻止されて、扉１はその開位置を保つ。

【００２３】そして、出張り部４がリングｒの突出部５
に突き当たる図８の状態から、扉１をさらに開方向に強
制的に回動すると、リングｒもその方向に回転させられ
る。リングｒが強制的に回転すれば、今度は、図９に示
すように、突起１８がニードル２０を乗り越えて、ニー
ドル２０が他方の溝１７ｂ側に移動するとともに、上記
解放端６，７をさらに反対方向に押して、コイルバネｃ
ｓをゆるめる方向にねじる。このときのバネの反力がリ
ングｒに作用してそれを戻そうとする。しかし、突起１
８がニードル２０に規制されるので、リングｒの回転が
阻止される。

【００２４】なお、図１０は、ニードル２０が突起１８
を乗り越えてからさらに扉１を開く方向に回動させた場
合の図である。実際には、突起１８が上記のようにニー
ドル２０を乗り越えさえすれば、バネクラッチがフリー
の状態になるが、勢い余って扉１をさらに大きく押し上
げてしまうことも想定できる。そこで、この実施例で
は、他方の溝１７ｂの周方向長さを十分に長くして、そ
の長さ分だけ、図１０に示すように、よけいに回動でき
るようにしている。

【００２５】上記図１０の状態ではバネクラッチがフリ
ーの状態にあるので、図１１に示すように、扉１を閉じ
る方向である矢印２４方向に自由に回動させることがで
きる。したがって、扉１をスムーズに閉位置に戻すこと
ができる。そして、図１２に示すように、出張り部４が
突出部５に突き当たった位置で、扉１が完全に閉まった
状態になる。ここまで扉１が復帰すると、突起１８もニ
ードル２０を乗り越えて原位置に復帰する。上記のよう
にして出張り部４が突出部５に突き当たった位置まで復
帰したとしても、いろいろな組み付け誤差やずれなどに
よって、扉１が完全に閉まらないことも十分に考えられ
る。このようなことを考慮して、この実施例では、図１
２の状態から、さらに矢印２４方向に回動できるように
している。

【００２６】すなわち、図１２の状態から扉１を矢印２
４方向にさらに回動すると、図１３に示すように、シャ
フトｓに形成した逃がし溝１６が押さえ部材１４に対向
する。これによって、図１４および図１５に示すよう
に、押さえ部材１５が逃がし溝１６側に逃げるが、押さ
え部材１５が逃げた分、退避溝１４に空間ができる。こ
の空間に、コイルバネｃｓの他方の解放端７が入り込む
ことができるようになる。したがって、退避溝１５に解
放端７が入り込める分、リングｒと一体になってシャフ
トｓが矢印２４方向に回転でき、扉１を完全に締めるこ
とができる。そして、再び図７の状態に戻って、開閉動
作を繰り返すことができる。

【００２７】上記のようにこの実施例によれば、扉１を
開いたときには、それを開いたどの位置にでも止めてお
くことができる。また、扉１を一度大きく開いて、突起
１８がニードル２０を乗り越えてしまえば、バネクラッ
チをフリーの状態に保つことができる。したがって、扉
を簡単に閉じることができる。なお、上記実施例のリン
グｒに形成したガイド溝１７、このガイド溝１７に入れ
た位置規制部材としてのニードル２０および板バネ２１
で、この発明の保持機構を構成するものである。ただ
し、この発明としては、上記実施例のニードル２０に代
えて、例えばボールを用いたりしてもよいのは当然であ
る。

【００２８】

【発明の効果】第１、２の発明によれば、扉などの開閉
部材を開閉させるのに、簡単で安価なバネクラッチを使
うことができる。第３の発明によれば、開閉部材をいつ
も完全に閉めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】扉（開閉部材）を取り付けた状態の斜視図であ
る。

【図２】指示器ケースにシャフトを組み込んだ状態の断
面図である。

【図３】シャフトの分解斜視図である。

【図４】コイルスプリングの側面図である。

【図５】支持ケースの断面図である。

【図６】図５のＶ−Ｖ線断面図である。

【図７】扉を少し開く方向に回動した状態の説明図であ
る。

【図８】扉を大きく開いた状態の説明図である。

【図９】扉を図８の状態からさらに開く方向に回動させ
た状態の説明図である。

【図１０】扉を図９の状態から少し開く方向に回動させ
た状態の説明図である。

【図１１】扉を図１０の状態から閉じる方向に少し戻し
た状態の説明図である。

【図１２】扉を閉じた位置に戻した状態の説明図であ
る。

【図１３】扉を図１２の状態からさらに閉じ方向に回動
した状態の説明図である。

【図１４】扉を図１３の状態からさらに閉じ方向に少し
回動した状態の説明図である。

【図１５】扉を図１４の状態からさらに閉じ方向に少し
回動した状態の説明図である。

【符号の説明】

ｃ支持ケース１開閉部材としての扉ｓシャフトｒリングｃｓバネクラッチの主要素であるコイルバネ６コイルバネの解放端７コイルバネの解放端１４退避溝１５押さえ部材１６逃がし溝１７ガイド溝１８突起２０位置規制部材としてのニードル２１弾性体としての板バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャフトの一方を支持ケースまたは開閉
部材に固定し、他方を開閉部材または支持ケースに回動
自在に挿入して、支持ケースに対して開閉部材を回動可
能にした開閉機構において、上記シャフトには回転範囲
を規制されたリングをはめ、このリングと支持ケース側
との間におけるシャフトに、バネクラッチを構成するコ
イルバネをはめるとともに、このコイルバネの一方の解
放端を支持ケースに固定し、他方の解放端をリングに固
定してなり、上記リングが開方向の回転規制範囲を越え
てシャフトと一体回転したとき、バネクラッチを開放位
置に保持する保持機構をリングと支持ケース間に設けた
開閉機構。
【請求項２】保持機構は、リング外周または支持ケー
ス内周のいずれかにガイド溝を形成し、このガイド溝内
に突起を形成して、その溝内を二分する一方、上記ガイ
ド溝には位置規制部材を挿入するとともに、この位置規
制部材には弾性体の弾性力を作用させて、その位置規制
部材をガイド溝側に押し付ける構成にしてなり、リング
が開方向の回転規制範囲を越えてシャフトと一体回転し
たとき、上記位置規制部材が突起を乗り越えて、バネク
ラッチを開放位置に保持する請求項１記載の開閉機構。
【請求項３】コイルスプリングの一方の解放端を、リ
ングあるいは支持ケースに形成した掛止め部に挿入する
とともに、この掛止め部に連続した退避溝を形成し、こ
の退避溝には押さえ部材を挿入する一方、シャフト側に
は、その回転位置に応じて退避溝と対応する逃がし溝を
形成し、退避溝が逃がし溝に対応したとき、押さえ部材
が逃がし溝に移動して、コイルスプリングの一方の解放
端が退避溝側に移動できる構成にした請求項１または２
記載の開閉機構。