JP2007321919A - 係止機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、相対移動させられる２つの部材の相対移動方向に応じて、両部材の係止力を異ならせる。
【解決手段】相対移動させられる第１部材２と第２部材３との間に設けられ、両者の相対移動を係止する係止機構１であって、第１部材２に設けられた複数の凸部４と、第２部材３に設けられ、凸部４と嵌め合わされる複数の凹部５とを備え、該凸部４と凹部５との嵌め合い状態を解除する際に要する力が、相対移動方向に応じて異なる係止機構１を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、係止機構に関するものである。

一般に、ピアノ、ノート型パソコン、コピー機等の事務機器における開閉用の回転蓋や、試薬保冷庫、ＤＮＡ解析装置、抗体検出装置などの分析装置における開閉蓋においては、上記蓋の一端が回転軸によって支持されると共に、他端は上下方向に回動可能に設けられている。

しかしながら、上述の蓋等は閉じる際には、自らの自重が蓋の閉じる方向に働くため、蓋等の閉じる勢いがつき易くなっていた。蓋等の閉じる勢いが強いと、蓋が閉じた際の衝撃により蓋や本体などが破損する恐れがあった。特に、自重が重い蓋においては、蓋等の閉じる勢いが強くなりやすく、蓋等における破損等の不具合が発生しやすかった。
そこで、上述の不具合発生を防止するため、蓋等の閉じる勢いを減少させるさまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−４６３６９号公報（第３頁、第１図）

上述の特許文献１においては、蓋あるいは本体の一方に凸部を有するストッパ部を取り付け、他方に設定カバー開度でストッパ部の凸部が形成される凹部を設けたカバー開閉機構が開示されている。
しかしながら、上述のカバー開閉機構においては、上記凸部と上記凹部との係止を解く場合、蓋の開方向、閉方向いずれの場合でも同等の力が必要であった。

特に、蓋に重量がある場合には、凸部と凹部とが係止された状態から、さらに蓋を開けるときに力が必要になるという問題があった。一方、凸部と凹部とが係止された状態から蓋を閉めるときには、蓋に係止を解く力と重力とが働き、蓋の閉じる勢いがつきやすいという問題があった。蓋の閉じる勢いが強くなると蓋または本体の破損が起きるという問題があった。

また、上下方向に開閉されるカバーや蓋の場合に限られず、ドアや引き戸のように水平方向に回転移動あるいは並進移動させられる部材の場合においても、一方向に簡単に開いて、逆方向には一気に閉まらないようにすることが要求されることがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、相対移動させられる２つの部材の相対移動方向に応じて、両部材の係止力を異ならせることができる係止機構を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、相対移動させられる第１部材と第２部材との間に設けられ、両者の相対移動を係止する係止機構であって、前記第１部材に設けられた複数の凸部と、前記第２部材に設けられ、前記凸部と嵌め合わされる複数の凹部とを備え、該凸部と凹部との嵌め合い状態を解除する際に要する力が、相対移動方向に応じて異なる係止機構を提供する。

本発明によれば、第１部材に設けた複数の凸部を第２部材に設けた複数の凹部に嵌め合わせることにより、第１部材と第２部材とが相互に係止される。一方、凸部と凹部との嵌め合い状態を解除することにより、第１部材と第２部材とを相対移動可能とすることができる。この場合において、本発明によれば、凸部と凹部との嵌め合い状態を解除する際に要する力が、相対移動方向に応じて異なるので、相対移動方向に応じて係止力を異ならせたい用途、例えば、重量のある蓋の開閉機構や、閉方向あるいは開方向のみに大きな係止力を必要とする扉や引き戸等に適用するのに好適である。

上記発明においては、前記複数の凸部に同時に嵌め合わされる複数の凹部からなる凹部セットが、第１部材と第２部材との相対移動方向に間隔をあけて複数設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、第１部材と第２部材とを一方向に相対移動させていく間に複数回にわたって複数の凸部を凹部セットに嵌め合わせて係止することができる。

上記発明においては、前記凹部が、前記第１部材と前記第２部材との相対移動方向に延び、嵌め合い状態が同時に解除される前記凸部と前記凹部の個数が前記相対移動方向に応じて異なるように、前記凹部の位置および長さが設定されていることが好ましい。
このようにすることで、複数の第１部材と複数の第２部材とが相互に嵌め合わされた状態から、第１部材と第２部材とを一方向に相対移動させた場合と、他方向に相対移動させた場合とで、嵌め合い状態が同時に解除される個数が異なるので、嵌め合い状態が同時に解除される個数が少ない方の係止力を解除される個数が多い方の係止力より小さくすることができる。これにより、相対移動方向に応じて係止力が異なる係止機構を簡易に構成することができる。

また、上記発明においては、前記凹部が、前記第１部材と前記第２部材との相対移動方向に延びるとともに、該凹部の前記相対移動方向に交差する方向の幅寸法が、相対移動方向の両端において異なることとしてもよい。
このようにすることで、複数の第１部材と複数の第２部材とが相互に嵌め合わされた状態から、第１部材と第２部材とを一方向に相対移動させた場合と、他方向に相対移動させた場合とで、凸部と凹部との嵌め合い深さの変化する方向が相違する。したがって、幅寸法が徐々に大きくなっていく方向に第１部材と第２部材とを相対移動させる場合には、凸部と凹部とがより深く嵌め合わされることになり、最後に凸部と凹部との嵌め合いが解除される際に比較的大きな力を要する。逆に、幅寸法が徐々に小さくなっていく方向に第１部材と第２部材とを相対移動させる場合には、最後に凸部と凹部との嵌め合いが解除される際に比較的小さな力で足りる。これにより、相対移動方向に応じて係止力が異なる係止機構を簡易に構成することができる。

さらに、上記発明においては、前記凹部が、前記第１部材と前記第２部材との相対移動方向に延びるとともに、該凹部の深さ寸法が、相対移動方向の両端において異なることとしてもよい。
このようにすることで、複数の第１部材と複数の第２部材とが相互に嵌め合わされた状態から、第１部材と第２部材とを一方向に相対移動させた場合と、他方向に相対移動させた場合とで、凸部と凹部との嵌め合い深さの変化する方向が相違する。したがって、嵌め合い深さが徐々に大きくなっていく方向に第１部材と第２部材とを相対移動させる場合には、最後に凸部と凹部との嵌め合いが解除される際に比較的大きな力を要する。逆に、嵌め合い深さが徐々に小さくなっていく方向に第１部材と第２部材とを相対移動させる場合には、最後に凸部と凹部との嵌め合いが解除される際に比較的小さな力で足りる。これにより、相対移動方向に応じて係止力が異なる係止機構を簡易に構成することができる。

また、上記発明においては、前記凸部が、前記凹部に嵌め合う球状面を有する球状体と、該球状体を第２部材に向けて押圧する押圧部材とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、球状態の球状面を凹部に嵌め合わせた係止状態と、嵌め合いを解除した状態との間で、球状体を移動させて両状態を円滑に切り替えることができる。

本発明によれば、簡易な構成で、相対移動させられる２つの部材の相対移動方向に応じて、両部材の係止力を異ならせることができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態に係る係止機構について、図１〜図３を参照して説明する。
本実施形態に係る係止機構１は、軸線回りに相対回転移動させられる外側部材（第１部材）２と内側部材（第２部材）３との間に設けられ、外側部材２に設けられた複数の凸部４と、内側部材３に設けられた複数の凹部５とを備えている。

各凹部５は円筒状の内側部材３の外周面に、周方向に沿って延びる溝状に形成されている。また、本実施形態においては、各凹部５は、内側部材３の軸方向に平行間隔をあけて３カ所に設けられている。

３つの凹部５の長さは、全て相違しており、図１に示す例では、上から下に向かって順に長くなっている。また、各凹部５の端部は一端５ａ側において軸方向に沿って一列に並んだ位置に配置され、他端５ｂ側において、周方向に異なる位置に配置されている。

一方、外側部材３に設けられた凸部４は、前記３カ所の凹部５にそれぞれ対向するように、軸方向に平行間隔をあけて３つ設けられている。各凸部４は、図２に示されるように、先端に進退可能なボール部（球状体）４ａを備えるプレスフィットプランジャ（以下、プレスフィットプランジャ４とも言う。）により構成されている。プレスフィットプランジャ４内には、例えばコイルスプリング（押圧部材）４ｂが配置されており、ボール部４ａを突出させる方向に常時付勢している。各凸部４は、ボール部４ａを半径方向内方に向け、かつ、全ての凸部４が、軸方向に沿って一列に並んだ位置に配置されている。

このように構成された本実施形態に係る係止機構１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る係止機構１によれば、外側部材２の凸部４が内側部材３の凹部５に嵌め合わされていない図３（ａ）に示される第１の状態において、プレスフィットプランジャ４のボール部４ａは、内側部材３の外周面によって半径方向外方に押圧されることにより、内部のコイルスプリング４ｂを圧縮させて後退させられた図２（ａ）の状態となっている。この状態でボール部４ａは内側部材３の外周面に点接触して転がるので、内側部材３と外側部材２とは自由に相対回転移動することができる。

次に、図３（ａ）の矢印Ａに示す方向に外側部材２を回転移動させると、同図（ｂ）に示されるように、最も長い凹部５の端部５ｂに、対応する凸部４が一致する位置で、該凸部４を構成するプレスフィットプランジャ４のボール部４ａが凹部５内に落ち込む。凹部５は、周方向に沿って延びる溝状に形成されているので、両者は係止されることなく、外側部材２はさらに回転移動することができる。そして、外側部材２の矢印Ａへの回転移動を継続することにより、他の凹部５の端部５ｂに、対応する凸部４が一致した位置で、凸部４を構成するプレスフィットプランジャ４のボール部４ａが凹部５内に落ち込み、全ての凹部５と凸部４とが嵌め合わされた状態となる。

この状態からさらに同一方向に外側部材２を回転移動させていくと、図１に示されるように、全ての凸部４が全ての凹部５の端部５ａに一致する位置に配置される。すなわち、この位置においては凹部５の端部５ａは軸方向に一列に並ぶように配列されているので、この状態から外側部材２をさらに矢印Ａの方向に回転させる場合には、全ての凸部４を構成するプレスフィットプランジャ４のボール部４ａの凹部５との嵌め合い状態を同時に解除する必要がある。

ボール部４ａの凹部５からの嵌め合い状態を解除するには、プレスフィットプランジャ４のボール部４ａをコイルスプリング４ｂの押圧力に抗して後退させる必要があり、所定の力を必要とする。図に示す例では、１つのプレスフィットプランジャ４のボール部４ａを後退させる力の３倍の力が必要となる。

一方、図１に示されるように、全ての凸部４と凹部５とが嵌め合わされた状態から、上記矢印Ａとは逆方向に外側部材２を回転させると、凹部５の他の端部５ｂは、軸方向に一列に並んでいないので、凸部４を構成するプレスフィットプランジャ４のボール部４ａは、対応する凹部５の端部５ｂに一致する位置を通過する際に、１つずつ凹部５との嵌め合い状態が解除される。すなわち、この方向に外側部材２を回転させる際の凹部５と凸部４との嵌め合い状態を解除するために必要とされる力は、１つのプレスフィットプランジャ４のボール部４ａを後退させる力だけで足りる。

このように、本実施形態に係る係止機構１によれば、内側部材３に対する外側部材２の回転方向に関わらず、全ての凸部４と凹部５とが嵌め合い状態となるが、この嵌め合い状態から解除される際に要する力が、外側部材２を矢印Ａの方向に回転させる場合と、その逆方向に回転させる場合とで３倍異なるようにすることができる。

したがって、例えば、本実施形態に係る係止機構１を横向きに設置して、内側部材３をベース（図示略）に固定し、外側部材２を上下方向に開閉される蓋（図示略）に固定するとともに、矢印Ａ方向が、蓋を下向きに閉める方向となるように設定することにより、蓋を上向きに開けるときには小さい力で開けることができ、下向きに閉めるときには、蓋を途中位置で比較的大きな係止力で係止することができる。その結果、本実施形態に係る係止機構１によれば、重量の大きな蓋が一気に閉じることを防止することができる。

また、例えば、本実施形態に係る係止機構１を図１の向きに設置して、内側部材３を壁面（図示略）に、外側部材３をドア（図示略）に固定して、矢印Ａ方向がドアを閉じる方向となるように設定することにより、ドアを開く際には大きな力を必要とせず、ドアが閉まる際には比較的大きな係止力で係止して、重量の大きなドアが一気に閉じてしまうことを防止することができる。

なお、本実施形態に係る係止機構１は、内側部材３を固定して外側部材２を回転させることとしたが、これに限定されるものではなく、外側部材２を固定して内側部材３を回転させる用途、あるいは、外側部材２および内側部材３の両方を相対的に回転させる用途のいずれにも適用することができる。

また、本実施形態に係る係止機構１は、内側部材３の外面に凹部５を設け、外側部材２の内側に半径方向内方に突出する凸部４を設けたが、これに代えて、内側部材３の外面に半径方向外方に突出する凸部４を設け、外側部材２の内面に凹部５を設けることにしてもよい。

また、本実施形態に係る係止機構１は、内側部材３の外面に、外側部材２に設けた凸部４に対応する１組の凹部５を設けたが、これに代えて、複数組の凹部５を周方向に間隔をあけて配置することとしてもよい。この場合に、各組の凹部５において係止力の大小関係は同一でもよいし、異ならせることとしてもよい。これとは逆に、１組の凹部５に対して複数組の凸部４を周方向に間隔をあけて設けることにしてもよい。

また、本実施形態に係る係止機構１は、周方向に延びる複数の溝状の凹部５の長さを異ならせることで、嵌め合い状態が同時に解除される凸部４と凹部５との個数を相対回転方向に応じて異ならせることとしたが、これに代えて、あるいは、これに加えて、図４に示されるように、凹部５の深さ寸法を相対回転方向に応じて異ならせることとしてもよい。このようにすることで、凹部５の深さ寸法が深い側の端部５ａから凸部４を構成するプレスフィットプランジャ４のボール部４ａが外れる際に要する力よりも、深さ寸法が浅い側の端部５ｂからボール部４ａが外れる際に要する力の方が小さくなり、相対回転方向に応じて、さらに効果的に係止力を異ならせることができる。

また、図５に示されるように、凹部５の相対回転方向に交差する方向の幅寸法、すなわち、凹部５の軸方向の幅寸法が相対回転方向に沿って一方向に徐々に変化し、凹部５の両端５ａ，５ｂにおいて異なるように構成されていてもよい。このようにすることで、凹部５の幅寸法が小さくなる端部５ｂで凸部４を構成するプレスフィットプランジャ４のボール部４ａと凹部５との嵌め合いが浅くなるので、上記と同様に、凹部５の両端５ａ，５ｂにおいて係止力を異ならせることができる。

また、本実施形態に係る係止機構１は、第１部材としての外側部材２と第２部材としての内側部材３とが半径方向に隣接する面に、相互に嵌め合う凹部５と凸部４とを設けたが、これに代えて、図６〜図８に示されるように、凸部４と凹部５とを軸方向に対向させることとしてもよい。この場合、凹部５は、半径方向に間隔をあけて複数設けられた円弧状の溝により構成され、これらの凹部５に対応する凸部４も半径方向に間隔をあけて複数設けられていることとすればよい。図６は、同一の深さ寸法および幅寸法を有する長穴状の凹部５、図７は、深さ寸法が変化する凹部５、図８は半径方向の幅寸法が変化する凹部５の場合をそれぞれ示している。図中、符号３ａは、第２部材３の回転軸である。図中、第１部材は図示を省略している。

また、本実施形態に係る係止機構１は、第１部材２と第２部材３とが相互に相対回転可能に配される場合について説明したが、これに代えて、図９〜図１１に示されるように、相対的に並進移動させられる第１部材と第２部材３との間に設けることとしてもよい。図９は、同一の深さ寸法および幅寸法を有する長穴状の凹部５、図１０は、深さ寸法が変化する凹部５、図１１は半径方向の幅寸法が変化する凹部５の場合をそれぞれ示している。

この係止機構１は、重量が大きいために、一気に閉じてしまう場合には挟まれる等の不都合がある引き戸式の門等に適用して、開けるときには小さい力で開けることができ、閉めるときには大きな係止力で一旦係止され、その後、さらに大きな力を加えることで係止状態を解除することができる。

また、上記各実施形態においては、凹部５に嵌め合わされる凸部４としてプレスフィットプランジャ４を例示したが、これに限定されるものではない。また、プレスフィットプランジャ４のボール部４ａを球体により構成したが、これに限定されるものではなく、半球体あるいは球状面を有する他の任意の部材により構成してもよい。また、球状面ではなくローラでもよい。

本発明の一実施形態に係る係止機構を示す斜視図である。 図１の係止機構の凸部を構成するプレスフィットプランジャを示す縦断面図である。 図１の係止機構であって（ａ）凹部と凸部との嵌め合いが解除されている状態、（ｂ）１組の凹部と凸部とが嵌め合わされた状態をそれぞれ示す斜視図である。 図１の係止機構の第１の変形例を示す斜視図である。 図１の係止機構の第２の変形例を示す斜視図である。 図１の係止機構の第３の変形例を示す斜視図である。 図１の係止機構の第４の変形例を示す斜視図である。 図１の係止機構の第５の変形例を示す斜視図である。 図１の係止機構の第６の変形例を示す斜視図である。 図１の係止機構の第７の変形例を示す斜視図である。 図１の係止機構の第８の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 係止機構
２ 外側部材（第１部材）
３ 内側部材（第２部材）
４ プレスフィットプランジャ（凸部）
４ａ ボール部（球状体）
４ｂ コイルスプリング（押圧部材）
５ 凹部

Claims (6)

1. 相対移動させられる第１部材と第２部材との間に設けられ、両者の相対移動を係止する係止機構であって、
   前記第１部材に設けられた複数の凸部と、
   前記第２部材に設けられ、前記凸部と嵌め合わされる複数の凹部とを備え、
   該凸部と凹部との嵌め合い状態を解除する際に要する力が、相対移動方向に応じて異なる係止機構。
2. 前記複数の凸部に同時に嵌め合わされる複数の凹部からなる凹部セットが、第１部材と第２部材との相対移動方向に間隔をあけて複数設けられている請求項１に記載の係止機構。
3. 前記凹部が、前記第１部材と前記第２部材との相対移動方向に延び、
   嵌め合い状態が同時に解除される前記凸部と前記凹部の個数が前記相対移動方向に応じて異なるように、前記凹部の位置および長さが設定されている請求項１または請求項２に記載の係止機構。
4. 前記凹部が、前記第１部材と前記第２部材との相対移動方向に延びるとともに、
   該凹部の前記相対移動方向に交差する方向の幅寸法が、相対移動方向の両端において異なる請求項１または請求項２に記載の係止機構。
5. 前記凹部が、前記第１部材と前記第２部材との相対移動方向に延びるとともに、
   該凹部の深さ寸法が、相対移動方向の両端において異なる請求項１または請求項２に記載の係止機構。
6. 前記凸部が、前記凹部に嵌め合う球状面を有する球状体と、該球状体を第２部材に向けて押圧する押圧部材とを備える請求項１から請求項５のいずれかに記載の係止機構。

Images