JP2010278270A - 扉支点構造 - Google Patents

Abstract

【課題】従来用いられている扉支点構造は、扉に無理な力が加わった場合に、フランジが変形し、扉が外れるなどの問題があった。またこれを解決するために段付きネジを用いた扉支点構造もあるが、ネジの頭が突出してしまうなどの問題があった。
【解決手段】そこで、本件発明では、機器本体を収納する筺体と、前記筺体に設けられたフランジと、前記フランジに取り付けられる扉と、扉が開閉する際の回転軸となる回転軸ネジと、前記フランジに設けられ、回転軸ネジが貫通する回転軸貫通穴と、からなる扉支点構造であり、前記回転軸ネジは、座面がテーパー状であって、前記回転軸貫通穴を貫通して扉に螺合され、前記回転軸貫通穴は、前記回転軸ネジの座面形状に沿ったテーパー状であり、回転軸貫通穴の最小直径は、回転軸ネジ頭部の最大直径より小さい扉支点構造を提供する。
【選択図】図１

Description

本件発明は、パネルに取り付けられるパネル計器において、記録計など、計器前面に扉を有し開閉可能なパネル計器の扉の支点構造に関する。

図１０に従来から用いられている記録計などの扉支点構造を説明するための概念図を示した。図１０は、計器取付パネルに取り付けられる記録計などであって、筺体（１００１）に扉（１００２）を取り付けるためのフランジ（１００３）が設けられている。図１０（ａ）に示したように、従来から記録計などに用いられている扉支点構造は、扉の下側に回転軸となる支軸（１００４）を配置し、扉の上側は図１０（ｂ）にも示したように、バネ（１００５）で矢印方向（１００６）に付勢された支軸（１００７）を配置している。上側および下側の支軸は、扉にもフランジにも固定されておらず、扉はバネによって支軸が付勢される力のみでフランジに開閉可能に設置されている。

図１１には、図１０に示した扉支点構造を有する機器の扉（１１０１）を開いた状態での側面図を示した。仮に、図１１の（ａ）のように、扉を開いた状態で、下方向の力を加えると、（ｂ）のように扉の下側のフランジ（１１０２）が、加えられた力によって歪み、場合によっては、支軸が外れ、引いては扉がフランジから外れてしまう。

そこで、特許文献１では、扉の支軸の一方を段付ネジとし、段付ネジを扉に固定することで、扉に力が加わった場合でも、扉が外れることがないように構成されている。

公開実用新案 昭６３−１５５６８１号広報

しかし、特許文献１に示した扉支点構造では、図１２の（ａ）に示したように段付きネジ（１２０１）の頭がフランジ（１２０２）から突出してしまう。（特許文献１図３参照）仮に、段付きネジの頭をフランジから突出しないように構成するには、図１２の（ｂ）に示したように、段付きネジが貫通するフランジの穴の内面に段付きネジの段に合った段を形成する必要がある。しかし、穴の内面に段を形成するには、フランジの厚さが十分にある必要があるため、フランジの厚さが薄い場合、段付きネジの頭を突出させないように構成することは不可能である。

そこで、本件発明では、上記課題に鑑み、以下の扉支点構造を提供する。すなわち、第一の発明としては、機器本体を収納する筺体と、前記筺体に設けられたフランジと、前記フランジに取り付けられる扉と、前記扉が開閉する際の回転軸となる回転軸ネジと、前記フランジに設けられ、前記回転軸ネジが貫通する回転軸貫通穴と、からなる扉支点構造であり、前記回転軸ネジは、ネジ先方向に向かって座面がテーパー状に構成され、前記回転軸貫通穴を貫通して扉に螺合され、前記回転軸貫通穴の少なくとも一部は、前記回転軸ネジの座面形状に沿ったテーパー状であり、前記扉に設けられ、回転軸ネジが螺合するメネジの深さは、回転軸ネジの軸部長さに比べ、同等またはそれ以上の深さを有する、扉支点構造を提供する。

第二の発明としては、前記回転軸ネジは、前記扉に螺合される第一回転軸ネジと、前記第一回転軸ネジに対向する側から前記扉に螺合される第二回転軸ネジと、からなり、前記回転軸貫通穴は、第一回転軸ネジが貫通する第一回転軸貫通穴と、第二回転軸ネジが貫通する第二回転軸貫通穴と、からなる第一の発明に記載の扉支点構造を提供する。

本件発明の扉支点構造のように、扉を開閉する際の回転軸となる支点として、皿ネジのような座面がテーパー状の回転軸ネジを用い、扉に螺合させることで、扉がフランジに確実に取り付けられ、度重なる開閉や、扉を開いた状態で無理な荷重が加わった場合でも、扉が外れるなどのトラブルを防止することが可能となる。

またさらに、より確実にフランジから扉が外れるリスクを少なくするために、互いに対向する同一軸線上の第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジによって、扉を螺合することで、仮に扉に無理な力が加わった場合でも、第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジの両方が貫通しているフランジに力を分散するため、フランジが変形するリスク、強いては扉が外れてしまうリスクを大幅に改善することが可能となる。

実施形態１の扉支点構造を説明するための概念図 実施形態１の扉支点構造を説明するための概念図 実施形態１の扉支点構造を説明するための概念図 実施形態１の扉支点構造を説明するための概念図 実施形態１の扉支点構造を説明するための概念図 実施形態１の扉支点構造を説明するための概念図 実施形態１の具体例を説明するための概念図 実施形態２の扉支点構造を説明するための概念図 実施形態２の扉支点構造を説明するための概念図 従来技術を説明するための概念図 従来技術を説明するための概念図 従来技術を説明するための概念図 従来技術を説明するための概念図

以下、本件発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本件発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。

実施形態１は、主に請求項１などに関する。実施形態２は、主に請求項２などに関する。
＜＜実施形態１＞＞
＜実施形態１ 概要＞

本実施形態は、扉を開閉する際の回転軸となる支点として、皿ネジのような座面がテーパー状の回転軸ネジを用いて、扉に螺合させたことを特徴とする扉支点構造である。扉を筺体のフランジに回転軸ネジを用いて設置することで、扉がフランジに確実に取り付けられ、度重なる開閉や、扉を開いた状態で無理な荷重が加わった場合でも、扉が外れるなどの事故を防ぐことが可能となる。
＜実施形態１ 構成＞

図１に本実施形態の扉支点構造を説明するための概念図を示した。本実施形態の扉支点構造は、機器本体を収納する筺体（０１０１）と、前記筺体に設けられたフランジ（０１０２）と、前記フランジに取り付けられる扉（０１０３）と、前記扉が開閉する際の回転軸となる回転軸ネジ（０１０４）と、前記フランジに設けられ、前記回転軸ネジが貫通する回転軸貫通穴（０１０５）と、からなる扉支点構造であり、前記回転軸ネジは、ネジ先方向に向かって座面がテーパー状に構成され、前記回転軸貫通穴を貫通して扉に螺合され、前記回転軸貫通穴の少なくとも一部は、前記回転軸ネジの座面形状に沿ったテーパー状であり、前記扉に設けられ、回転軸ネジが螺合するメネジの深さは、回転軸ネジの軸部長さに比べ、同等またはそれ以上の深さを有する。

また、図２には、フランジ（０２０１）および回転軸ネジ（０２０２）付近の拡大図を示した。図１および図２では、扉（０２０３）の上部からのみフランジの回転軸貫通穴（０２０４）を貫通して回転軸ネジを扉に螺合させ、扉の下部は従来技術と同様に、ネジではない単なる回転軸（０２０５、０１０６）が配置されている例である。尚、扉の上部および下部ともに回転軸ネジを用いた扉支点軸構造については、実施形態２に述べる。

「筺体」は、その内部に記録計や調節計などの計器本体を収納するための容器である。この筺体の正面には、後述する扉を取り付けるためのフランジが設けられている。ここで、本件明細書に示す筺体の正面とは、計器取付パネルに取り付けられるパネル計器の場合、計器パネルの前面側である。つまり一般的に、計器の表示画面や、設定画面、設定スイッチなどが取り付けられている側である。筺体を構成する材料は、金属や樹脂などであり、特に限定されるものではない。筺体の大きさも、特に限定されるものではないが、計器取付パネルに取り付けられるパネル計器などでは、ＤＩＮ規格に即したサイズであることが望ましい。

図３にフランジ（０３０１、０３０２）を説明するための概念図を示した。「フランジ」は、先に述べた筺体（０３０３）に設けられており、筺体の前面上下から庇状に突出して配置されている。また、フランジには、後述する扉を取り付ける。具体的には、フランジに扉に螺合される回転軸ネジや回転軸などを取り付けるための、回転軸貫通穴が設けられている。本実施形態の扉支点構造が、先に述べたパネル計器に用いられる場合、フランジ部分は、計器取付パネルの前面から、突出した状態となる。

「扉」は、筺体の前面部に取り付けられ、後述する回転軸ネジを中心に回転することで開閉する。扉には回転軸ネジが螺合され、回転軸ネジの頭部がフランジの回転軸貫通穴に係止されることで、扉はフランジに対して回転することで開閉が可能となっている。また、扉には、回転軸ネジを扉に螺合させるための、メネジが設けられている。このメネジの深さは、回転軸ネジの軸部長さに比べて同等かまたはそれ以上の深さを有している。仮に、メネジの深さが回転軸ネジの軸部長さに比べて浅かった場合、回転軸ネジの頭が、フランジの面から突出してしまうため、扉に設けられたメネジの深さは、軸部の長さに比べて深いことが望ましい。

図４にフランジに取り付けられた扉が開閉する様子を説明するための概念図を示した。筐体内部に配置される装置が例えば記録紙を用いる記録計であった場合、記録紙を交換する際に扉を開閉する必要が生じる。一般的に記録紙を用いる記録計では、記録紙の交換の際、筐体の内部の装置本体を筐体から引き出して交換する必要がある。このため、扉は図４の（ｃ）に示したように、前面パネルに対して最低でも略９０度の角度をもって開閉する必要がある。尚、図１や図４では、扉の開閉は筺体を正面視した際に、向って左側の回転軸ネジを中心に回転することで開閉しているが、逆に向かって右側に回転軸を設けて、回転することで開閉してもよい。また、図１や図４などに示した扉では、扉の略中央部にガラスや樹脂などからなる透明な窓が配置されている。この窓は、記録計であれば記録状況などを確認したりするための窓である。特に内部を見通す必要のない装置が筐体内部に配置されている場合には、この窓は設ける必要はない。

図５に回転軸ネジ（０５０１）および回転軸貫通穴（０５０２）を説明するための拡大概念図を示した。「回転軸ネジ」は、扉（０５０３）に設けられたネジ穴（０５０４）に螺合され、扉が開閉する際の回転軸（０５０５）となる。回転軸ネジは、後述するフランジ（０５０６）に設けられた回転軸貫通穴を貫通して扉に螺合される。この際、回転軸ネジの頭（０５０７）は、回転軸貫通穴に係止され、扉がフランジから外れないように構成されている。回転軸ネジの座面はネジ先方向に向けてテーパー形状となっており、一般的に皿ネジと呼ばれるネジである。このネジの座面は、ネジの頭からネジ先方向に向かって、断面積が小さくなるような傾斜している。

「回転軸貫通穴」は、フランジに設けられ、回転軸ネジのネジ先部分が貫通する穴である。回転軸貫通穴は、回転軸貫通穴の穴内面は、回転軸ネジの座面形状に沿ったテーパー状である。つまり、回転軸貫通穴を貫通するネジの頭からねじ先方向に沿って、回転軸貫通穴の直径が小さくなるように構成されている。また、回転軸ネジの頭部を係止するため、回転軸貫通穴の直径は、回転軸ネジの頭部が通り抜けできない程度の大きさである必要がある。したがって、回転軸貫通穴の最小直径は、回転軸ネジ頭部の最大直径に比べて小さくなるように構成されている。この回転軸貫通穴の内面に設けられたテーパー形状の角度は、回転軸ネジの座面の角度にほぼ等しいことが望ましい。

図６に本実施形態の扉支点構造の回転軸ネジ付近の拡大概念図を示した。回転軸ネジ（０６０１）は、フランジ（０６０２）に設けられた回転軸貫通穴を貫通して、扉（０６０３）に螺合されている。回転軸ネジの座面は、テーパー形状となっており、回転軸ネジの頭からネジ先方向、つまりネジのねじ込み方向に向かって、断面が小さくなるように傾斜している。回転軸貫通穴の内面も、回転軸ネジの座面に沿ってテーパー形状となっている。このような構成とすることで、扉に螺合された回転軸ネジは、フランジに係止され、尚且つ扉は回転軸ネジを回転軸として回転することで開閉が可能となる。

また、回転軸貫通穴のテーパー形状は、（ａ）や（ｂ）のように、回転軸貫通穴の内面全体であってもよいし、（ｃ）のように回転軸貫通穴の内面の一部であってもよい。

ここで、回転軸ネジの座面がテーパー状ではないネジを用いた場合を説明する。図１３には、回転軸ネジとして、一般的に丸ネジ（１３０１）と呼ばれるネジを用いた場合の断面図を示した。仮に丸ネジを回転軸ネジとした場合、図１３の（ａ）に示したように使用することが想定される。この場合、丸ネジを扉（１３０２）に螺合させた際に、扉から丸ネジの座面（１３０３）までの距離（１３０４）は、フランジ（１３０５）の厚さ（１３０６）よりも大きくなる必要がある。もし、扉から座面までの距離に比べて、フランジの厚さが薄い場合、丸ネジによってフランジと扉が螺合されて固定されてしまい、扉の開閉ができなくなってしまう。したがって、丸ネジの精度が悪く、丸ネジの長さが短いものが混入していた場合、図１３の（ｂ）のように、扉と座面の距離が短くなってしまい、扉を固定する結果となってしまう。

また、丸ネジのほかに、引用文献１にも示されているが、段付きネジを用いることも考えられる。段付きネジ（１２０１）を用いた場合には図１２の（ａ）のように、段付きネジの一段目の座面（１２０３）が、扉（１２０４）と接触するようにすることで、段付きネジが扉に螺合される。この際一段目の座面から、二段目の座面（１２０５）までの距離（１２０６）を、フランジの厚さ（１２０７）よりも大きくする。このようにすることで、段付きネジを扉に螺合した状態で、扉の開閉が可能となる。しかし、図１２の（ａ）を見て明らかなように、段付きネジの頭部が、フランジ面から突出してしまう。フランジからネジの頭が突出すると、使用者の手に引っ掛かり怪我の原因になったり、美観上好ましいものではない。そこで、（ｂ）に示すように、フランジの回転軸貫通穴の内面に段付きネジの段に沿った段を形成することで、頭部が突出することがなくなる。しかし、一般的に、穴の内面に段を形成するのは、手間がかかるため好ましくない。また、フランジの厚さが薄い場合には段を形成することができない。具体的には、回転軸貫通穴の内面に段をもける場合には、フランジの厚さは、最低２ｍｍ以上必要となる。したがって、フランジの厚さが２ｍｍ以下の場合には、フランジに段付きの回転軸貫通穴を設けることは極めて困難である。

上記のように、丸ネジや段付きネジでは、このような問題が発生するが、本実施形態の扉支点構造では、座面がテーパー状のネジ、つまり一般的に流通している皿ネジを用いることで上記のような問題を解決することが可能となった。図６のように回転軸ネジとして、座面がテーパー状の皿ネジを用いた場合、フランジの回転軸貫通穴の内面には、回転軸ネジ座面の形状に沿ったテーパー状となっている。回転軸貫通穴のテーパー形状は、フランジの厚さによらずに形成することが可能である。具体的には、１ｍｍ以下、たとえば０．８ｍｍのような厚さであっても、テーパー状を形成することが可能である。

また、皿ネジを用いることで、ネジの大きさなどの精度が悪い場合でも対応することが可能となる。たとえば、図６の（ａ）のように、扉に設けられたネジ穴の深さが、回転軸ネジの大きさと合っていた場合には、なんら問題はないが、仮に、（ｂ）のようにネジが短かったり、扉に設けられたネジ穴の深さが深すぎた場合、回転軸ネジは、座面のテーパー状の部分が扉に接した時点で、ネジは入らなくなるため、フランジは、扉に固定されることがなく、開閉することが可能となる。また、皿ネジの頭部は、フランジから突出することはない。

ここで、具体的な一例として、幅１４４ｍｍの計器取付パネルに取り付けられるパネル計器を一例に説明する。図７に示した例では、回転軸ネジとして、一般に流通しているISO準拠のネジを用いている。回転軸ネジとして用いるネジは、ネジの頂面の直径が略６ｍｍ、ネジ先の直径が略３ｍｍの皿ネジを用いている。座面のテーパー形状の角度は、兆面に対して略４５°の角度をもって傾斜している。このとき、回転軸ネジの頂面から、扉までの距離は、略１．５ｍｍとなる。したがって、フランジの厚を、１．５ｍｍ以下とすることで、フランジは回転軸ネジによって、扉に固定されることは無いため、扉は開閉可能に構成することが可能となる。また、フランジの厚さを、１．５ｍｍ以下にすることで、前述のように、扉を開閉可能に構成することが可能となるが、フランジの厚さが極端に薄い場合、フランジから回転軸ネジの頭が突出してしまう。なお、本実施形態の扉支点構造の回転軸ネジに使用可能な皿ネジは、ＩＳＯ準拠の皿ネジのほか、一般に流通している皿ネジであればどのようなものでもよい。
＜実施形態１ 効果＞

本実施形態の扉支点構造のように、扉を開閉する際の回転軸となる支点として、皿ネジのような座面がテーパー状の回転軸ネジを用い、扉に螺合させることで、
扉がフランジに確実に取り付けられ、度重なる開閉や、扉を開いた状態で無理な荷重が加わった場合でも、扉が外れるなどのトラブルを防止することが可能となる。
＜＜実施形態２＞＞
＜実施形態２ 概要＞

本実施形態は、扉を上下方向から２つの回転軸ネジによって取り付けたことを特徴とする扉支点構造である。実施形態１では、回転軸のうち、少なくとも上または下のみが回転軸ネジを用いていたが、本実施形態では、より扉を外れにくくするために上下方向から２つの回転軸ネジによって取り付けている。これにより、扉は確実にフランジに取り付けられ、扉に無理な力が加わった場合でも、扉が簡単に外れることがないように構成することが可能となる。
＜実施形態２ 構成＞

図８に本実施形態の扉支点構造を説明するための概念図を示した。本実施形態の扉支点構造は、実施形態１の機器本体を収納する筺体（０８０１）と、前記筺体に設けられたフランジ（０８０２、０８０３）と、前記フランジに取り付けられる扉（０８０４）に加えて、さらに回転軸ネジは、扉に螺合される第一回転軸ネジ（０８０５）と、第一回転軸ネジに対向する面から扉に螺合される第二回転軸ネジ（０８０６）と、からなり、前記回転軸貫通穴は、第一回転軸ネジが貫通する第一回転軸貫通穴（０８０７）と、第二回転軸ネジが貫通する第二回転軸貫通穴（０８０８）と、からなる。

「第一回転軸ネジ」および「第二回転軸ネジ」の基本的な構成は、実施形態１の回転軸ネジとほぼ同様であるため詳細な説明は省略する。第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジは、互いに対向し、互いの回転軸が同一直線上となるように配置される。第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジが対向する方向は、筺体に対して上下方向であっても、左右方向であってもよいし、場合によっては斜めであってもよい。

「第一回転軸貫通穴」および「第二回転軸貫通穴」の基本的な構成は、実施形態１の回転軸貫通穴とほぼ同様であるため詳細な説明は省略する。第一回転軸貫通穴および第二回転軸貫通穴は、それぞれ第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジが貫通する位置に設けられる。第一回転軸貫通穴および第二回転軸貫通穴は、それぞれ第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジが貫通するように構成されるため、それぞれの回転軸貫通穴の中心は、回転軸ネジの回転軸上になるように構成される。

図９に本実施形態の扉支点構造の側面概念図を示した。図１０に示した扉支点構造では、扉に無理な力が加わった場合、図１１に示したように、容易に扉がフランジから外れてしまう問題があることを既に説明した。実施形態１では少なくとも一つの回転軸を回転軸ネジとすることで、扉がフランジから外れるリスクを少なくすることが可能となった。さらに、実施形態２では、より確実にフランジ（０９０１）から扉（０９０２）が外れるリスクを少なくするために、第一回転軸ネジ（０９０３）および第二回転軸ネジ（０９０４）によって、扉を取り付けている。図１０では、扉に力が加わると、図１１に示したように、どちらか一方のフランジに力が集中し、フランジが変形してしまう。しかし、本実施形態の扉支点構造のように、第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジにより扉を取り付けた場合、扉に力（０９０５）が加わっても、どちらか一方のフランジのみに力が加わることがなく、第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジが取り付けられた両方のフランジに力が加わる。これにより、フランジは変形しにくくなり、扉が外れるリスクも大幅に改善される。

また、実施形態１にも述べたように、本件発明の扉支点構造では、フランジの厚さを薄くすることが可能となる。このため、フランジを薄くすることで強度が弱くなる問題が発生する。しかし、本実施形態のように、互いに対向する同一軸線上の第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジによって扉を螺合することで、破損するリスクを抑えることが可能である。
＜実施形態２ 効果＞

さらに、実施形態２では、より確実にフランジから扉が外れるリスクを少なくするために、互いに対向する同一軸線上の第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジによって、扉を螺合することで、仮に扉に無理な力が加わった場合でも、第一回転軸ネジおよび第二回転軸ネジの両方が貫通しているフランジに力を分散するため、フランジが変形するリスク、強いては扉が外れてしまうリスクを大幅に改善することが可能となる。

Claims (2)

1. 機器本体を収納する筺体と、
   前記筺体に設けられたフランジと、
   前記フランジに取り付けられる扉と、
   前記扉が開閉する際の回転軸となる回転軸ネジと、
   前記フランジに設けられ、前記回転軸ネジが貫通する回転軸貫通穴と、
   からなる扉支点構造であり、
   前記回転軸ネジは、ネジ先方向に向かって座面がテーパー状に構成され、前記回転軸貫通穴を貫通して扉に螺合され、
   前記回転軸貫通穴の少なくとも一部は、前記回転軸ネジの座面形状に沿ったテーパー状であり、
   前記扉に設けられ、回転軸ネジが螺合するメネジの深さは、回転軸ネジの軸部長さに比べ、同等またはそれ以上の深さを有する、扉支点構造。
2. 前記回転軸ネジは、前記扉に螺合される第一回転軸ネジと、
   前記第一回転軸ネジに対向する側から前記扉に螺合される第二回転軸ネジと、からなり、
   前記回転軸貫通穴は、第一回転軸ネジが貫通する第一回転軸貫通穴と、
   第二回転軸ネジが貫通する第二回転軸貫通穴と、
   からなる請求項１に記載の扉支点構造。