JP2008133945A - ヒンジ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、安定で円滑な回動機能を有するヒンジ機構を提供する。
【解決手段】一対の回動部材の一方１の中空支軸１ａに他方２を回動可能に嵌装すると共に、前記中空支軸１ａに平ワッシャー３，４と、抑えワッシャー７と、スプリングワッシャー５、６とを嵌装して、前記中空支軸１ａの頂面外縁を潰すことにより、前記一対の回動部材１，２を相対回動可能にカシメ付け、前記平ワッシャー４の外周縁に設けた突起４aと前記抑えワッシャー７の外周縁に設けた係合部７aとが係合せしめられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶テレビやノートパソコン等の基体とディスプレイとの連結や、その他のOA機器等において本体に対し蓋を任意の開放角度位置に維持できるように連結する目的に好適に使用しうるヒンジ機構に関する。

ヒンジ機構は、機器の機構要素の一つとして古くから多用され、各種の構造のものが提案され市販されているが、基本構造は、何れも独立したヒンジ軸を設けて、これに一対の相対的に回動すべき部材（基板と蓋板等）を回転可能に装着するようにしたものが総てである。そして、このようなヒンジ機構は、用途によって上記一対の回動部材が円滑に回動するタイプのものと、特許文献１に示すような妄りには回動しないが所定値以上の回動力を加えれば回動するタイプのものとがある。
特開２００３−２６２２１４号公報

上記のタイプのヒンジ機構では、ヒンジ軸に一対の相対的に回動すべき部材を回転可能に装着する際に、該一対の部材間に複数の平ワッシャーやスプリングワッシャー等を介在させて、上記一対の部材間に所定の大きさの回動摩擦抵抗が生じるように構成したり、ヒンジ軸を特定の形状に加工してバネ手段との協働作用で目的を達成させるように構成したりしている。

この場合、平ワッシャーやスプリングワッシャー等を介在させて上記一対の部材間に所定の大きさの回動摩擦抵抗が生じるように調整、設定し、平ワッシャーが回動部材と一体に回動しないようにしている。この調整、設定にはかなりの時間と、スキルが必要である。そして、この組み立て当初において、上記一対の部材間に所定の大きさの回動摩擦抵抗が生じるように設定するが、その後、回転部材の回動を数多く繰り返すうちに、当初に設定した状態が変化し、平ワッシャーが、回動部材の回転時に回動するようになることがある。このように平ワッシャーが、回動部材の回転時に回動するようになることは、望ましくない。何故ならば、このような場合には、回動が円滑に行われず、また、回動部材を所望の位置に安定して留めることが困難になるからである。

本発明は、上記のような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造が簡単で、回動操作を安定に、また、円滑に行うことができ、且つ、低価格で製作できるヒンジ機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によるヒンジ機構は、一対の回動部材の一方の一部を軸絞り加工して中空支軸となすと共に、該支軸の頂面が凹面をなすように成形して、前記一対の回動部材の他方を前記支軸に回動可能に嵌装すると共に、少なくとも１枚の平ワッシャーと抑えワッシャーと、少なくとも１枚のスプリングワッシャーとを嵌装し、前記支軸の頂面外縁を潰すことにより前記抑えワッシャーとスプリングワッシャーと上記平ワッシャーを介して前記一対の回動部材を相対回動可能にカシメ付けてなるヒンジ機構において、前記平ワッシャーの外周縁に突起を設けるとともに、前記抑えワッシャーの外周縁に前記突起と係合可能の係合部を設け、前記突起を前記係合部に係合させてなることを特徴とする。

また、本発明によるヒンジ機構は、一対の回動部材の一方の一部を軸絞り加工して中空支軸となすと共に、該支軸の頂面が凹面をなすように成形して、前記一対の回動部材の他方を前記支軸に回動可能に嵌装すると共に、少なくとも１枚の平ワッシャーと抑えワッシャーと、少なくとも１枚のスプリングワッシャーとを嵌装し、前記支軸の頂面外縁を潰すことにより前記抑えワッシャーとスプリングワッシャーと前記平ワッシャーを介して前記一対の回動部材を相対回動可能にカシメ付けてなるヒンジ機構において、前記平ワッシャーの外周縁に係合部を設けるとともに、前記抑えワッシャーの外周縁に前記係合部と係合可能の突起を設け、前記係合部を前記突起に係合させてなることを特徴とする。

本発明によれば、好ましくは、前記突起と前記係合部は複数個形成されている。

また、本発明によれば、好ましくは、前記突起が、前記平ワッシャーの一部で形成されているか、又は、前記平ワッシャーに固着された部材で構成されている。

また、本発明によれば、好ましくは、前記突起が、前記抑えワッシャーの一部で形成されているか、又は、前記抑えワッシャーに固着された部材で構成されている。

また、本発明によれば、好ましくは、前記係合部が、前記平ワッシャーの周縁に形成された凹陥部であるか、又は、前記平ワッシャーの周縁部に開けられた穴である。

また、本発明によれば、好ましくは、前記係合部が、前記抑えワッシャーの周縁に形成された凹陥部であるか、又は、前記抑えワッシャーの周縁部に開けられた穴である。

以下、本発明を図示した実施例に基づき説明する。
図１は本発明に係るヒンジ機構を組込んだヒンジ装置の一例を示す斜視図、図２は図１のII-IIに沿う断面図、図３は図２に示した回動部材の一方の斜視図、図４は図２に示したスプリングワッシャーの常態の斜視図、図５は図２に示した突起部を有する平ワッシャーと抑えワッシャーの斜視図、図６は本発明に係るヒンジ機構の組立過程を説明するための図２と同様の断面図である。

図中、１は軸絞り加工によりその表面に対し垂直の方向に頂面１ａ’が凹面を成すように成形された中空支軸１ａを形成した本実施例では回動側として用いられる一対の回動部材の一方（以下、説明の都合上、回動部材という）、２は中空支軸１ａに平ワッシャー３を介して回動可能に嵌装された嵌合部２ａがバーリング加工（嵌合穴の内縁を折り曲げて所定の長さに起立させる加工）された本実施例では固定側として用いられる一対の回動部材の他方（以下、説明の都合上、固定部材という）、４は固定部材２の嵌合部２ａに嵌着された平ワッシャー、５は中空支軸１ａに圧入嵌装されたスプリングワッシャーとしての皿ばね、６は皿ばね５に重ねて中空支軸１ａに圧入嵌装されたスプリングワッシャーとしての皿ばね、７は中空支軸１ａに嵌装されていてヒンジ機構が組立てられた時固定部材２、皿ばね５及び６等の中空支軸１ａからの脱出を防止するための抑えワッシャーである。

なお、上記平ワッシャー4の外周縁には、折り曲げられて中空支軸１ａと平行に延びた突起４aが、また、上記抑えワッシャー７の外周縁には、上記突起４aが係合すべき係合部７aがそれぞれ形成されていて、ヒンジ装置が図６に示された如く組立てられたとき、上記突起４aの先端部が上記係合部７aに係合するようになっている。従って、上記突起４aの長さは、上記平ワッシャー４と抑えワッシャー７の間に介装されるスプリングワッシャー５，６の合計厚さより大きくする必要があるが、抑えワッシャー７の厚さとスプリングワッシャー５，６の厚さとを合計した長さ程度に定めることが好ましい。また、上記突起４aの幅については、使用する材質の特性、必要な強度等を考慮して、適宜、定めることができる。

次に、図示したヒンジ装置の組立てについて説明する。先ず、プレス機械を用いて、所定のサイズと形態の回動部材１と固定部材２を量産し、平ワッシャー３、外周縁に折り曲げた突起４ aを形成した平ワッシャー４、スプリングワッシャー５，６、係合部７aを形成した抑えワシャー７等の部品を準備する。そして、回動部材１の中空支軸１ａに、平ワッシャー３を嵌装し、続いて、固定部材２の嵌合部２ａ上に突起４aを有する平ワッシャー４を嵌着した状態で、この固定部材２を中空支軸１ａに嵌装する。この場合、平ワッシャー４の厚さは、その表面（図示の状態で左側表面）が嵌合部２ａの頂面２ａ’よりも突出するように、選定されている。そして、平ワッシャー４は、突起４aが外側（図５において左側）を向くように配置する。

次に、スプリングワッシャー５及び６を重ねてそれらの膨出部が外側（図５において左側）を向くようにして中空支軸１ａ上に圧入し、続いて抑えワッシャー７を中空支軸１ａ上に嵌装する。この場合、係合部７aを平ワッシャー４の突起４aに整合させて、両者を嵌合させる（図６参照）。その後、図示しない周知のカシメ用冶具を用いて、中空支軸１ａの頂部外縁を図６の矢印方向へ叩打して放射方向外側へ延ばし、抑えワッシャー７を中空支軸１ａにカシメ付ける。この時、スプリングワッシャー５及び６は平板状になるように変形されて（図２参照）応力が生じ、この応力により固定部材２は、平ワッシャー３及び４を介して圧接挟持され、回動部材１に所定の大きさ以上の回転力を加えない限り、回動部材１と固定部材２は相対回動し得ないように組立てられる。この場合の所定の回転力は、皿ばね５及び６のばね常数を適宜選定することによって決定される。

本発明に係るヒンジ機構は、上記のように組立てられて構成されるが、中空支軸１ａの頂面１ａ´ を凹面（皿状）にすることにより、絞り軸カシメ加工時の中空支軸１ａの座屈を有効に防止することが出来る。また、スプリングワッシャー５及び６を嵌合部２ａに圧入することにより、回動部材１と固定部材２の相対回動時、スプリングワッシャー５及び６は常に回動部材１と一体に回動する。

本発明によれば、平ワッシャー４の外周縁に折り曲げた突起４aを形成するとともに、抑えワッシャー７の外周縁に係合部7aを形成し、上記突起４aと上記係合部７aとを係合させるように構成したので、回動部材１の回動を数多く繰り返すうちに、組み立て当初に設定した状態が変化しても、平ワッシャー４が、回動部材１の回転時に回動するようになることが抑止される。したがって、回動部材１と固定部材２の相対回動が円滑に行われ、また、回動部材１を所望の位置に安定して留めることが可能となり、回動部材１と固定部材２の相対回動の安定性と円滑性の確保、向上に資することができる。更に、固定部材２の嵌合部２ａをバーリング加工（嵌合穴の内縁を折り曲げて所定の長さに起立させる加工）することにより、中空支軸１ａの外周面との接触面積を大きくすることができ、回動部材１と固定部材２の相対回動の安定性と円滑性を確保することが出来る。

以上、実施例では、平ワッシャー4の突起４aは、平ワッシャー4の放射方向へ延びた細長片を折り曲げることにより形成したが、この突起は折り曲げ以外の方法で形成されても良い。すなわち、平ワッシャー4の外周縁に突起部材を付設した後これを折り曲げて形成しても良いし、また、平ワッシャー4の外周縁に突起片を溶着などで固着して形成しても良い。また、抑えワッシャー７の係合部７aは、抑えワッシャー７の外周縁を凹状に切り欠いて形成したが、これに代えて抑えワッシャー７の外周縁部に穴を設け、この穴に突起４aの先端を嵌合させるように構成することも出来る。なお、突起４a及び係合部７a等は複数個設けられても良く、これらをそれぞれ係合させることにより、平ワッシャー４と抑えワッシャー７の結合をより安定且つ強固にすることも出来る。

実施例では、スプリングワッシャーとして皿ばねを用いたが、これに限定されるものではなく、他の各種形態のものを用いることが出来る。また、１を回動部材、２を固定部材として説明したが、この関係は逆であっても良いことは云うまでもない。
また、実施例では、突起４aを平ワッシャー４に、係合部７aを抑えワッシャー７に形成したが、これに替えて、突起を抑えワッシャー７に、係合部を平ワッシャー４に形成して、これらを互いに嵌合させるように構成しても良い。更に、このヒンジ機構は、回動部材と固定部材が比較的軽い力で円滑に相対回動する形式のものにも適用することが出来ることは云うまでもない。

上述の如く本発明によれば、相対回動する部材の一方をヒンジの回動支軸として構成するようにしたから、構成が簡単で組立容易なヒンジ機構を廉価に提供することが出来る。また、本発明によれば、平ワッシャー４と抑えワッシャー７とを一体に結合するように構成したから、回動部材１の回動を数多く繰り返すうちに、組み立て当初に設定した状態が変化しても、平ワッシャー４が、回動部材１の回転時に回動するようになることが抑止される。したがって、回動部材と固定部材の相対回動が円滑に行われ、また、回動部材を所望の位置に安定して留めることが可能となり、回動部材と固定部材の相対回動の安定性と円滑性の確保、向上に資することができる。長期間の使用によっても円滑で安定した操作・性能を維持し得るヒンジ機構を提供することが出来る。

本発明のヒンジ機構は、液晶テレビやノートパソコン等の基体とディスプレイとの連結や、その他のＯＡ機器等において本体に対し蓋を任意の開放角度位置に維持することが求められる分野に有用である。

本発明に係るヒンジ機構を組込んだヒンジ装置の一例を示す斜視図である。 図１のII-IIに沿う断面図である。 図２に示した回動部材の一方の斜視図である。 図２に示したスプリングワッシャーの常態の斜視図である。 図２に示した抑えワッシャー、平ワッシャーの斜視図である。 本発明に係るヒンジ機構の組立過程を説明するための図２と同様の断面図である。

符号の説明

１ 一対の回動部材の一方（回動部材）
１ａ 回動支軸
１ａ´ 回動支軸の頂面
２ 一対の回動部材の他方（固定部材）
２ａ 嵌合部
２ａ´ 起立頂面
３，４ 平ワッシャー
４a 突起
５，６ スプリングワッシャー（皿ワッシャー）
７ 抑えワッシャー
７a 係合部

Claims (7)

1. 一対の回動部材の一方の一部を軸絞り加工して中空支軸となすと共に、該支軸の頂面が凹面をなすように成形して、前記一対の回動部材の他方を前記支軸に回動可能に嵌装すると共に、少なくとも１枚の平ワッシャーと抑えワッシャーと、少なくとも１枚のスプリングワッシャーとを嵌装し、前記支軸の頂面外縁を潰すことにより前記抑えワッシャーとスプリングワッシャーと上記平ワッシャーを介して前記一対の回動部材を相対回動可能にカシメ付けてなるヒンジ機構において、前記平ワッシャーの外周縁に突起を設けるとともに、前記抑えワッシャーの外周縁に前記突起と係合可能の係合部を設け、前記突起を前記係合部に係合させてなることを特徴とするヒンジ機構。
2. 一対の回動部材の一方の一部を軸絞り加工して中空支軸となすと共に、該支軸の頂面が凹面をなすように成形して、前記一対の回動部材の他方を前記支軸に回動可能に嵌装すると共に、少なくとも１枚の平ワッシャーと抑えワッシャーと、少なくとも１枚のスプリングワッシャーとを嵌装し、前記支軸の頂面外縁を潰すことにより前記抑えワッシャーとスプリングワッシャーと前記平ワッシャーを介して前記一対の回動部材を相対回動可能にカシメ付けてなるヒンジ機構において、前記平ワッシャーの外周縁に係合部を設けるとともに、前記抑えワッシャーの外周縁に前記係合部と係合可能の突起を設け、前記係合部を前記突起に係合させてなることを特徴とするヒンジ機構。
3. 前記突起と前記係合部を複数個設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ機構。
4. 前記突起が、前記平ワッシャーの一部で形成されているか、又は、前記平ワッシャーに固着された部材で構成されていることを特徴とする請求項１又は３に記載のヒンジ機構。
5. 前記突起が、前記抑えワッシャーの一部で形成されているか、又は、前記抑えワッシャーに固着された部材で構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のヒンジ機構。
6. 前記係合部が、前記平ワッシャーの周縁に形成された凹陥部であるか、又は、前記平ワッシャーの周縁部に開けられた穴であることを特徴とする請求項１、３又は４に記載のヒンジ機構。
7. 前記係合部が、前記抑えワッシャーの周縁に形成された凹陥部であるか、又は、前記抑えワッシャーの周縁部に開けられた穴であることを特徴とする請求項２、３又は５に記載のヒンジ機構。

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