JP2012062077A

JP2012062077A - 樹脂ヒンジ

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Publication number: JP2012062077A
Application number: JP2010206353A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kawakami; 肇川上; Koji Sato; 浩司佐藤; Toshiyuki Morishima; 敏之森島
Original assignee: Kawakami Sangyo KK
Current assignee: Kawakami Sangyo KK
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジでありながら、連結状態を維持し得る強度と、スムーズな屈曲を可能にする柔軟性を兼ね備えたものとする。
【解決手段】二つの部材１００を屈曲自在に連結する樹脂ヒンジ１（Ａ〜Ｋ）であって、部材１００が取り付けられる一対の取付け部１０と、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する連結部２０と、を備え、連結部２０が、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な軟質樹脂部２１と、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な薄膜状の硬質樹脂部２２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、二つの部材を屈曲自在に連結する樹脂ヒンジに関し、特に、ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジに関する。

従来から、二つの部材を屈曲自在に連結する樹脂ヒンジが知られている。特に、ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジは、構造が簡略で、安価であることから、折り畳み式のコンテナ、看板、パーティション（屏風）などの屈曲部分に広く用いられている。

例えば、特許文献１、２に示される曲げ変形式の樹脂ヒンジは、折り畳み式のコンテナに適用されたものであって、中空樹脂板が取り付けられる一対の取付け部と、取付け部同士を屈曲自在に連結する連結部とを備えており、連結部が、曲げ変形自在な軟質樹脂で形成されている。

特開平１１−１０００３０号公報特開平１１−２９２０７３号公報

ところで、上記のような樹脂ヒンジの連結部には、連結状態を維持し得る強度と、スムーズな屈曲を可能にする柔軟性が求められるが、これらの二つの要求性能は、相反するものであるため、両立させることが難しいという問題がある。

例えば、特許文献１、２に示されるように、樹脂ヒンジの連結部を曲げ変形自在な軟質樹脂（例えば、熱可塑性エラストマ）で形成した場合は、柔軟性に優れるので、スムーズな屈曲が可能となるが、大きな荷重が作用すると、連結部が裂ける可能性がある。特に、表面に傷が付いた軟質樹脂は、裂けやすいので、連結強度が著しく低下するという問題がある。

一方、樹脂ヒンジの連結部を曲げ変形自在な薄板状の硬質樹脂（例えば、ポリプロピレン樹脂）で形成した場合は、要求される連結強度を確保することが可能となるが、柔軟性に劣るので、スムーズな屈曲が困難になるだけでなく、曲げ変形の繰り返しによって割れの発生する可能性がある。
なお、硬質樹脂であっても、薄膜状（例えば、厚さ１．５ｍｍ以下）にすれば、良好な柔軟性を得ることは可能であるが、相反して強度が低下するので、連結強度の確保が困難になる。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジでありながら、連結状態を維持し得る強度と、スムーズな屈曲を可能にする柔軟性を兼ね備えることができる樹脂ヒンジの提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明の樹脂ヒンジは、二つの部材を屈曲自在に連結する樹脂ヒンジであって、前記部材が取り付けられる一対の取付け部と、前記取付け部同士を屈曲自在に連結する連結部と、を備え、前記連結部が、前記取付け部同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な軟質樹脂部と、前記取付け部同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な薄膜状の硬質樹脂部と、を備える構成としてある。

以上のように、本発明によれば、ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジでありながら、連結状態を維持し得る強度と、スムーズな屈曲を可能にする柔軟性を兼ね備えることができる。

本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの断面図である。本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジを封止部材と兼用した状態を示す断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの変形例（連結部）を示す断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの変形例（取付け部）を示す断面図である。（ｄ）〜（ｆ）は、本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの変形例（取付け部）を示す断面図である。本発明の第二実施形態に係る樹脂ヒンジの断面図である。本発明の第三実施形態に係る樹脂ヒンジの断面図である。機能性部材を挟み込んだ部材における屈曲性を確保するための従来方法を示す断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの断面図である。
この図に示すように、本発明の実施形態に係る樹脂ヒンジ１Ａは、二つの部材１００を屈曲自在に連結する樹脂製の継手部材であって、例えば、中空樹脂板（気泡ボード、プラスチック段ボール、プラスチックハニカムボード等の部材及びこれら部材を組み合わせた複合部材並びにこれら部材と遮音、断熱等の機能部材を組み合わせた部材）を屈曲自在に連結してなる折り畳み式のコンテナ、看板、パーティション（屏風）、スリーブなどの屈曲部分に適用される。
ちなみに、図１に示す樹脂ヒンジ１Ａの連結部２０は、部材１００同士の初期連結角度が０゜、屈曲連結角度が９０゜の場合に適しているが、１８０゜程度までの屈曲が可能である。

樹脂ヒンジ１Ａは、部材１００の端部が取り付けられる一対の取付け部１０と、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する連結部２０とを備えている。
樹脂ヒンジには、連結部にヒンジ軸を持ち、このヒンジ軸を中心とする回動によって取付け部同士を屈曲させる回動式や、ヒンジ軸を持たず、連結部の曲げ変形によって取付け部同士を屈曲させる曲げ変形式がある。本実施形態に係る樹脂ヒンジ１Ａは、曲げ変形式であり、曲げ変形自在な連結部２０に特徴を有する。

すなわち、本発明の実施形態に係る樹脂ヒンジ１Ａの連結部２０は、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な軟質樹脂部２１と、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な薄膜状（例えば、厚さ０．５〜１．５ｍｍ）の硬質樹脂部２２とを備えている。

このようにすると、ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジ１Ａでありながら、連結状態を維持し得る強度と、スムーズな屈曲を可能にする柔軟性を兼ね備えることができる。
つまり、連結部２０は、軟質樹脂部２１だけでなく、強度的に優れる硬質樹脂部２２を併せ持つので、要求される連結強度を確保することが可能となる。
また、硬質樹脂部２２は、柔軟性に優れる薄膜状としたので、連結部２０のスムーズな屈曲も可能となる。

硬質樹脂部２２は、軟質樹脂部２１の少なくとも一つの面を覆うことが好ましい。
例えば、図１に示す樹脂ヒンジ１Ａでは、軟質樹脂部２１の二つの側面のうち、一方の側面を硬質樹脂部２２で覆っている。
このようにすると、軟質樹脂部２１の表面を硬質樹脂部２２で保護することができるので、軟質樹脂部２１の損傷に起因する連結部２０の強度低下を防止することができる。

また、硬質樹脂部２２は、取付け部１０と同一の樹脂材料によって、取付け部１０と一体に成形されることが好ましい。
例えば、図１に示す樹脂ヒンジ１Ａでは、取付け部１０及び硬質樹脂部２２を同一の樹脂材料（例えば、ポリプロピレン樹脂）で一体に成形し、硬質樹脂部２２の片側に沿って軟質樹脂部２１を形成している。
このようにすると、硬質樹脂部２２による取付け部１０同士の連結強度を高めることができるだけでなく、共押出成形などによって樹脂ヒンジ１Ａを一工程で製造することが可能となり、樹脂ヒンジの製造工程を簡略化することができる。

また、硬質樹脂部２２の片側又は両側に凹部２３を有し、この凹部２３内に軟質樹脂部２１を形成することが好ましい。
例えば、図１に示す樹脂ヒンジ１Ａでは、硬質樹脂部２２の片側に凹部２３を有し、この凹部２３内に軟質樹脂部２１を形成している。
すなわち、硬質樹脂部２２の取付け部１０と取付け部１０の間に凹部２３を形成し、この凹部２３に軟質樹脂部２１を充填して一体成形してある。
このようにすると、軟質樹脂部２１の露出部分を減らすことができるので、軟質樹脂部２１の損傷に起因する連結部２０の強度低下を防止することができる。

また、軟質樹脂部２１は、熱可塑性エラストマとし、硬質樹脂部２２は、ポリプロピレン樹脂とすることが好ましい。
例えば、図１に示す樹脂ヒンジ１Ａでは、軟質樹脂部２１を熱可塑性エラストマとし、硬質樹脂部２２及び取付け部１０をポリプロピレン樹脂としている。
このようにすると、いずれも押出成形が可能になるので、軟質樹脂部２１、硬質樹脂部２２及び取付け部１０を共押出成型法によって同時成形することができる。

なお、軟質樹脂部２１は、熱可塑性エラストマに限らず、熱硬化性エラストマなどで形成してもよく、エラストマとしては、スチレン系、オレフィン系、ＰＮＣ系、ウレタン系、エステル系、アミド系などのものを用いることができる。
また、硬質樹脂部２２や取付け部１０は、ポリプロピレン樹脂に限らず、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂などの汎用樹脂あるいは、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などのエンジニアリングプラスチックで形成してもよい。

ところで、本実施形態における取付け部１０は、中空樹脂板１００の端面に接合させることにより、中空樹脂板１００の端面封止部材としても機能する。
すなわち、中空樹脂板１００は、中空樹脂板１００における所定の機能を強化するため、例えば、緩衝部材、断熱部材、遮音部材、電磁波遮蔽部材などのうちの少なくとも一つの機能を備えたものがある。図２に示す中空樹脂板１００は、気泡ボード１１０とプラスチック段ボール１２０の間に機能部材としての緩衝部材１３０を挟み込んだ構成としてある。この場合、機能部材の機能を損なわせることがないようにするため、中空樹脂板１００の端面全周を封止する必要があり、通常は、中空樹脂板１００の端面に封止部材を熱溶着させて封止している。

封止部材として樹脂ヒンジ１Ａの取付け部１０を兼用している例を図２に示している。図２に示す実施形態では中空樹脂板１００の三方の端面を封止部材で封止してあり、ヒンジを取り付ける側の端面に樹脂ヒンジ１Ａの取付け部１０を熱溶着することによって、中空樹脂板１００の樹脂ヒンジ１Ａへの取り付けと、中空樹脂板１００の一端面の封止を同時に行っている。
これにより、中空樹脂板１００の一端面を封止するための封止部材を省略することができる。

なお、機能部材を挟み込んだ中空樹脂板は、中空樹脂板の板厚が大きくなることから、屈曲可能とするための方法として、図７に示すように、二枚の気泡ボード１１０の間に機能部材１３０を挟み込んだ中空樹脂板１００に、一方の気泡ボードのバックシートを残した状態でＶ字状の切り込みを入れたものがある。
しかしながら、このような構成のものであると、切り込み部分に機能部材が露出してしまって機能を損なうことから、露出面を封止しなければならず、製造工程が増えてしまうという問題がある。
本発明の樹脂ヒンジは、機能性部材を挟み込んだ肉厚の部材の屈曲性を確保する場合にも、好適に利用することができ、しかも、封止部材として兼用することができる。

つぎに、本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの変形例について、図３及び図４を参照して説明する。

図３の（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの変形例（連結部）を示す断面図である。
これらの図に示すように、樹脂ヒンジ１Ｂ〜１Ｄの連結部２０は、部材１００同士の初期連結角度、最大屈曲連結角度、屈曲方向、要求連結強度などに応じて、適宜変更することができる。

例えば、図３の（ａ）に示す樹脂ヒンジ１Ｂのように、硬質樹脂部２２を取付け部１０の一側面から突出する円弧形状とし、そのほぼ内周面に沿って軟質樹脂部２１を形成してもよい。このようにすれば、より広い角度で屈曲させることが可能となる。

また、部材１００同士の間における屈曲が頻繁に行われるような場合には、図３の（ｂ）に示す樹脂ヒンジ１Ｃのように、硬質樹脂部２２の両側に凹部２３を形成し、これらの凹部２３内に軟質樹脂部２１を形成すればよい。このようにすれば、硬質樹脂部２２の両側に軟質樹脂部２１が位置することになり、頻繁に屈曲する場合であっても、軟質樹脂部２１が硬質樹脂部２２を保護し、硬質樹脂部２２の割れを防ぐことができる。

また、図１に示す樹脂ヒンジ１Ａよりも高い連結強度が要求される場合は、図３の（ｃ）に示す樹脂ヒンジ１Ｄのように、所定の間隔をあけて並列する複数の硬質樹脂部２２を形成し、硬質樹脂部２２間の空間２４に軟質樹脂部２１を形成すればよい。
このようにすると、硬質樹脂部２２による取付け部１０同士の連結強度を高めることができる。この場合、大きく屈曲する側の硬質樹脂部２２の肉厚を薄くしておくことが好ましい。また、この構成からなる樹脂ヒンジは、屈曲角度の小さいヒンジとして用いるときに適している。

図４の（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第一実施形態に係る樹脂ヒンジの変形例（取付け部）を示す断面図である。
これらの図に示すように、樹脂ヒンジ１Ｅ〜１Ｊの取付け部１０は、部材１００の取り付け形態などに応じて、適宜変更することができる。
ちなみに、図１に示す樹脂ヒンジ１Ａの取付け部１０は、最も汎用性が高い平板形状であり、部材１００の厚さなどにかかわらず、部材１００の一側面又は端面に接合させることができる。また、接合に際しては、熱融着、接着、ネジ止め、面ファスナなど、任意の接合方法を用いることができる。

例えば、取付け部１０に部材１００の端部を嵌合状態で取り付ける場合は、図４の（ａ）〜（ｄ）に示す樹脂ヒンジ１Ｅ〜１Ｈのように、取付け部１０を断面コ字状とする。
また、取付け部１０に部材１００の端面を突当て状態で接合させる場合は、図４の（ｅ）に示す樹脂ヒンジ１Ｉのように、取付け部１０を四角筒状とする。
また、一対の取付け部１０は、同一形状としなくてもよく、例えば、図４の（ｆ）に示す樹脂ヒンジ１Ｊのように、一方の取付け部１０を平板状とし、他方の取付け部１０を断面コ字状としてもよい。
図４の（ｅ）（ｆ）に示す四角筒状の取付け部１０も、その一面を封止のために用いることができることから、封止部材として兼用することが可能となる。

以上のように構成された本実施形態によれば、二つの部材１００を屈曲自在に連結する樹脂ヒンジ１（Ａ〜Ｊ）であって、部材１００が取り付けられる一対の取付け部１０と、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する連結部２０と、を備え、連結部２０が、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な軟質樹脂部２１と、取付け部１０同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な薄膜状の硬質樹脂部２２と、を備えるので、ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジ１Ａでありながら、連結状態を維持し得る強度と、スムーズな屈曲を可能にする柔軟性を兼ね備えることができる。
つまり、連結部２０は、軟質樹脂部２１だけでなく、強度的に優れる硬質樹脂部２２を併せ持つので、要求される連結強度を確保することが可能となる。
また、硬質樹脂部２２は、柔軟性に優れる薄膜状としたので、連結部２０のスムーズな屈曲も可能となる。

また、硬質樹脂部２２が、軟質樹脂部２１の少なくとも一つの面を覆うようにした場合は、軟質樹脂部２１の表面を硬質樹脂部２２で保護することができるので、軟質樹脂部２１の損傷に起因する連結部２０の強度低下を防止することができる。

また、硬質樹脂部２２が、取付け部１０と同一の樹脂材料によって、取付け部１０と一体に成形されるようにした場合は、硬質樹脂部２２による取付け部１０同士の連結強度を高めることができるだけでなく、樹脂ヒンジ１Ａの製造工程を簡略化することができる。

また、硬質樹脂部２２の片側又は両側に、凹部２３を有し、軟質樹脂部２１が、凹部２３内に形成されるようにした場合は、軟質樹脂部２１の露出部分を減らすことができるので、軟質樹脂部２１の損傷に起因する連結部２０の強度低下を防止することができる。
なお、凹部２３の深さ、及び、凹部２３内に充填して形成される軟質樹脂部２１の高さは、樹脂ヒンジの用途に応じて任意の値とすることができる。例えば、凹部２３内に形成される軟質樹脂部２１の高さは、凹部２３の深さと同じで硬質樹脂部２２（取付け部１０）と面一の状態でもよく、また、軟質樹脂部２１が硬質樹脂部２２より高く突出していてもよく、逆に、軟質樹脂部２１が硬質樹脂部２２より凹んでいてもよい。

また、所定の間隔をあけて並列する複数の硬質樹脂部２２を有し、軟質樹脂部２１が、硬質樹脂部２２間の空間２４に形成されるようにした場合は、硬質樹脂部２２による取付け部１０同士の連結強度を高めることができ、しかも、軟質樹脂部２１は、硬質樹脂部２２間の空間２４に形成されるので、軟質樹脂部２１の損傷に起因する連結部２０の強度低下も防止することができる。
この場合、所定の間隔をあけて並列する複数の硬質樹脂部２２のうち、大きく屈曲する側に位置する硬質樹脂部２２の肉厚を薄くしておくと、ヒンジ屈曲時における屈曲性の阻害を最小限に抑えることが可能となる。

また、軟質樹脂部２１が、熱可塑性エラストマであり、硬質樹脂部２２が、ポリプロピレン樹脂である場合は、いずれも押出成形が可能になるので、軟質樹脂部２１及び硬質樹脂部２２を共押出成型法によって同時成形することができる。

［第二実施形態］
つぎに、本発明の第二実施形態に係る樹脂ヒンジ１Ｋについて、図５を参照して説明する。ただし、前記実施形態と共通の構成については、前記実施形態と同じ符号を用いることにより、前記実施形態の説明を援用する。

図５は、本発明の第二実施形態に係る樹脂ヒンジの断面図である。
この図に示すように、本発明の第二実施形態に係る樹脂ヒンジ１Ｋは、硬質樹脂部２２が、取付け部１０及び軟質樹脂部２１の形成後に、軟質樹脂部２１の片側又は両側に沿って接合される点が前記実施形態と相違している。
例えば、図５に示す樹脂ヒンジ１Ｋは、ポリプロピレン樹脂からなる取付け部１０と、熱可塑性エラストマからなる軟質樹脂部２１を、共押出形成法によって成形した後、軟質樹脂部２１の片側に、任意の硬質樹脂材料からなる薄膜状の硬質樹脂部２２を接合して製造される。

以上のように構成された第二実施形態によれば、硬質樹脂部２２が、取付け部１０及び軟質樹脂部２１の形成後に、軟質樹脂部２１の片側又は両側に沿って接合されるので、連結部が軟質樹脂材で形成される従来の樹脂ヒンジの製造工程を活かし、硬質樹脂部２２の接合工程を追加するだけで、本発明の樹脂ヒンジを製造することができる。また、硬質樹脂部２２は、別工程で形成されるので、硬質樹脂部２２を任意の硬質樹脂材料で形成できるという利点もある。
なお、軟質樹脂部２１の両側に沿って硬質樹脂部２２を接合するときは、大きく屈曲する側に位置する硬質樹脂部２２の肉厚を薄くしておくことが屈曲性を確保する上で好ましい。

［第三実施形態］
つぎに、本発明の第三実施形態に係る樹脂ヒンジ１Ｌについて、図６を参照して説明する。ただし、前記実施形態と共通の構成については、前記実施形態と同じ符号を用いることにより、前記実施形態の説明を援用する。

図６は、本発明の第三実施形態に係る樹脂ヒンジの断面図である。
この図に示すように、本発明の第三実施形態に係る樹脂ヒンジ１Ｌは、樹脂ヒンジが取付け部と一体化しており、硬質樹脂部２２の一部が取付け部１０を構成している。
例えば、図６に示す樹脂ヒンジ１Ｌは、ポリプロピレン樹脂からな硬質樹脂部２２と、熱可塑性エラストマからなる軟質樹脂部２１を、共押出形成法によって扁平形状に一体成形した後、硬質樹脂部２２の一側を、一対の取付け部１０とし、それぞれ部材１００の端面に接合している。

以上のように構成された第三実施形態によれば、取付け部１０を有する樹脂ヒンジ１Ｌの全体が連結部２０として機能することになる。

以上、本発明について、実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、ヒンジ軸を持たない曲げ変形式の樹脂ヒンジに適用でき、特に、連結状態を維持し得る強度と、スムーズな屈曲を可能にする柔軟性が要求される樹脂ヒンジに好適に用いることができる。具体的には、折り畳み式のコンテナ、看板、パーティションなどの屈曲部分に広く用いられる。

１Ａ〜１Ｌ樹脂ヒンジ
１０取付け部
２０連結部
２１軟質樹脂部
２２硬質樹脂部
２３凹部
２４空間
１００部材

Claims

二つの部材を屈曲自在に連結する樹脂ヒンジであって、
前記部材が取り付けられる一対の取付け部と、
前記取付け部同士を屈曲自在に連結する連結部と、を備え、
前記連結部が、
前記取付け部同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な軟質樹脂部と、
前記取付け部同士を屈曲自在に連結する曲げ変形自在な薄膜状の硬質樹脂部と、を備えることを特徴とする樹脂ヒンジ。
前記硬質樹脂部が、前記軟質樹脂部の少なくとも一つの面を覆う請求項１記載の樹脂ヒンジ。
前記硬質樹脂部が、前記取付け部と同一の樹脂材料によって、前記取付け部と一体に成形される請求項１又は２記載の樹脂ヒンジ。
前記硬質樹脂部の片側又は両側に、凹部を有し、
前記軟質樹脂部が、前記凹部内に形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂ヒンジ。
所定の間隔をあけて並列する複数の前記硬質樹脂部を有し、
前記軟質樹脂部が、前記硬質樹脂部間の空間に形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂ヒンジ。
前記軟質樹脂部が、熱可塑性エラストマであり、
前記硬質樹脂部が、ポリプロピレン樹脂である請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂ヒンジ。
前記硬質樹脂部が、前記取付け部及び前記軟質樹脂部の形成後に、前記軟質樹脂部の片側又は両側に沿って接合される請求項１又は２記載の樹脂ヒンジ。
前記硬質樹脂部が、前記軟質樹脂部と一体に成形された後に、前記取付け部に接合される請求項１又は２記載の樹脂ヒンジ。
前記取付け部を、前記部材の封止部材として兼用する請求項１〜８のいずれか一項に記載の樹脂ヒンジ。