JP2015102159A - ヒンジ機構およびパネル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このとき、例えば、ヒンジの軸受プレート部にモニタ等のパネルユニットが取付された場合、モニタ等の質量のもたらす慣性力の影響が大きく作用し、振動等に伴う回転シャフトのずれ角度の範囲も大きくなるため、ユーザの所望した角度から大きくずれる。振動に伴うモニタ等(回転シャフト)の落ち着く角度は、制限を受ける予め定められた開閉可能な特定角度または重力の働く方向と略一致する角度に向けて、次第に移動していく。
それらの特定角度または重力方向の角度に移動した状態で振動が加わり続けると、モニタ等パネルユニットがもつ慣性エネルギーを吸収するために必要な摩擦熱を生み出す実効的な回転範囲が著しく狭くなる。これにより、ヒンジに加わる負荷が著しく大きくなって故障に至る。
図1は、この発明の実施の形態1に係るヒンジ機構1の外観斜視図であり、図2は分解斜視図である。図3は、図2に示すAa−Ab線に沿ってブラケット(固定部)3を切断した断面図であり、図4は、図2に示すBa−Bb線に沿ってブラケット(固定部)3を切断した断面図である。また、本実施の形態1では、ヒンジ機構1を車載用のシートバックモニタ装置(パネル装置)に適用する場合を例に説明する。図5にヒンジ機構1を適用したシートバックモニタ装置のパネルユニット(回動部材)19が本体ユニット(固定部材)20内に収納された状態を示した外観図を示し、図6にパネルユニット19が視聴位置まで回動され保持された状態を示す。
なお、図7の例では、収納角度から180°回動した視聴角度にパネルユニット19を保持した状態を示しているが、シート23のリクライニング角度に応じて、視聴者25が保持角度範囲内の任意の角度にパネルユニット19を回動可能である。
以下では、回転軸Xを中心に半径小側を内周側、半径大側を外周側と称す。
保持用凸部7は、ブラケット3の摺動面5からテーパ状に突設された凸部に下り勾配(下り勾配テーパ部7a)と上り勾配(上り勾配テーパ部7b)のテーパ面を連続して形成してなるテーパ部である。
保持用凸部8は、ブラケット3に設けられた凸部とし、摺動面5と保持用凸部8との接続部分に緩やかなテーパ面を形成している。
凹部6a,6bは回転軸Xに関して軸対称であり、かつ回転軸Xを中心とした径方向の異なる位置に形成されており、凹部6bは凹部6aよりも内周側にある。
同様に、保持用凸部7,8についても回転軸Xに関して軸対称な位置にあり、保持用凸部7は凹部6aの半径上に存在し、保持用凸部8は凹部6bの同半径上に存在する位置関係にある。
そして、小径部13の先端をかしめることで、シャフト2、ブラケット3、フリクションプレート4が一体となり、ブラケット3がシャフト2を回動自在に支持し、フリクションプレート4がシャフト2と一体的に回動することになる。
凸部16a(第1の凸部)は、パネルユニット19が収納角度にあるときにブラケット3の凹部6aに嵌まり込み、パネルユニット19の回動に伴って凹部6aの段部を乗り上げた後、摺動面5から保持用凸部7へ摺動する。
もう一方の凸部16b(第2の凸部)は、パネルユニット19が収納角度にあるときにブラケット3の凹部6bに嵌まり込み、パネルユニット19の回動に伴って凹部6bの段部を乗り上げた後、摺動面5から保持用凸部8へ摺動する。
図8は、パネルユニット19が収納角度にあるときのヒンジ機構1の斜視図、図9は、パネルユニット19が保持角度範囲内の任意の視聴角度にあるときのヒンジ機構1の斜視図である。図10は、パネルユニット19の回動角度とフリクションプレート4の凸部16a,16bの摺動抵抗との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は凸部16a,16bの摺動抵抗、横軸はパネルユニット19の回動角度である。
また、凸部16a,16bが凹部6a,6bから抜け出るまでの間に、フリクションプレート4のリングアーム15a,15bの弾性変形とリングアーム15a,15bの弾性変形の反力で摺動抵抗が得られる。これにより、図10に示すように凸部16a,16bが凹部6a,6bを脱出する直前で最も操作力が大きくなる。
ただし、テーパ傾きの角度は小さく、通常は保持力、すなわち摩擦力に対してこの分力は小さな力となるため、パネルユニット19がテーパ下り方向に動くことはない。
テーパ境界部7cの位置まで移動し終えると、この位置においては、凸部16aとテーパ部7a,7bとの当接による分力が発生せず、かつ、パネルユニット19の開閉どちらの方向に回動しようとしても摺動負荷が増大する方向である。このため、振動時もパネルユニット19は、この位置の周囲に留まることができる。すなわち、予め定められた位置の周囲にパネルユニット19を留まらせ続けることが可能である。
従って、振動が発生し続けても摩擦熱を生み出す実効的な回転範囲を確保できるため、ヒンジの故障を防ぐことができる。
図11(a)は、テーパ境界部7cを、幅をもった平面形状とした場合を示している。
この形状では、凸部16aが下り勾配テーパ部7aから上り勾配テーパ部7bへ摺動するときに上記平面形状の部分によって負荷の変化が滑らかになり、回動時の引っ掛かり感を低減できる。
図11(b)は、テーパ境界部7cを凹形状とした場合を示している。この場合、凸部16aが凹形状で引っ掛かるようになるため、テーパ境界部7cで他の位置よりも強い保持力を得ることができる。すなわち、振動時により強い保持力でパネルユニット19の回動を阻止することができる。
図11(c)は、テーパ境界部7cを下り勾配テーパ部7aと上り勾配テーパ部7bの境界線とした場合を示している。この形状は、図11(a)の形状と図11(b)の形状との中間の形態であり、機能的な特徴も両者の中間である。すなわち、テーパ境界部7cの位置における引っ掛かり感および保持力は、図11(b)の形状>図11(c)の形状>図11(a)の形状の関係となる。これらの形状は製品に必要な特性から選択するものとする。
例えば、図6に示すようにパネルユニット19の保持角度がヒンジ機構1よりも上側になるシートバックモニタ装置に適用した場合において、パネルユニット19を保持角度の範囲内に回動させた状態で振動が加わっても、パネルユニット19は、下り勾配テーパ部7aと上り勾配テーパ部7bとの境界部分であるテーパ境界部7cの位置へ向かって回動し収納角度側へ倒れることがない。
このように振動が加わっても、この振動が加わる前に保持角度範囲内の任意の角度に固定したパネルユニット19がその角度から大きくずれることがないので、保持力を維持しつつ、振動を受けてもパネルユニット19が予め定めた位置に留まるヒンジ機構1を提供することができる。
Claims (5)
- 固定部材と回動部材とを回動自在に連結し、前記固定部材に対して前記回動部材を予め定めた第1角度に保持すると共に、前記回動部材を当該第1角度から回動させ、予め定めた第2角度範囲に保持するヒンジ機構において、
前記回動部材に固定された支軸と、
前記固定部材に固定されて前記支軸を回転自在に支持し、一側面の前記第2角度範囲に相当する位置に下り勾配と上り勾配のテーパ面を連続して形成してなるテーパ部が設けられた固定部と、
前記支軸と一体的に回動し、前記固定部の前記一側面に圧接して摺動抵抗を発生させると共に、前記回動部材が前記第2角度範囲にあるときに前記テーパ部に圧接する第1の凸部が設けられた弾性変形可能なフリクションプレートとを備えたことを特徴とするヒンジ機構。 - 前記固定部は、前記一側面に前記支軸の回転軸に関して軸対称かつ前記回転軸を中心とした径方向の異なる位置に第1の凹部および第2の凹部がそれぞれ設けられ、前記回転軸に関して前記テーパ部と軸対称かつ前記回転軸を中心とした径方向の異なる位置に保持用凸部が設けられ、
前記フリクションプレートは、前記回転軸を中心に前記第1の凸部が前記第1の凹部と同半径上に設けられ、前記回転軸に関して前記第1の凸部と軸対称な位置かつ前記第2の凹部と同半径上に第2の凸部が設けられ、
前記第1の凸部は、前記回動部材が前記第1角度にあるときに前記第1の凹部に嵌合し、
前記第2の凸部は、前記回動部材が前記第1角度にあるときに前記第2の凹部に嵌合し、前記回動部材が前記第2角度範囲にあるときに前記保持用凸部に圧接することを特徴とする請求項1記載のヒンジ機構。 - 前記テーパ部は、前記下り勾配と前記上り勾配の境界部が平面形状であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のヒンジ機構。
- 前記テーパ部は、前記下り勾配と前記上り勾配の境界部が凹形状であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のヒンジ機構。
- 本体ユニットとモニタ画面を有するパネルユニットとを回動自在に連結するヒンジ機構を用い、前記モニタ画面を前記本体ユニット側に閉じた第1角度に保持すると共に、前記パネルユニットを当該第1角度から回動させ前記モニタ画面を開いた第2角度範囲に保持するパネル装置において、
前記ヒンジ機構は、
前記パネルユニットに固定された支軸と、
前記本体ユニットに固定されて前記支軸を回転自在に支持し、一側面の前記第2角度範囲に相当する位置に下り勾配と上り勾配のテーパ面を連続して形成してなるテーパ部が設けられた固定部と、
前記支軸と一体的に回動し、前記固定部の前記一側面に圧接して摺動抵抗を発生させると共に、前記パネルユニットが前記第2角度範囲にあるときに前記テーパ部に圧接する第1の凸部が設けられた弾性変形可能なフリクションプレートとを備えたことを特徴とするパネル装置。
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2013
- 2013-11-25 JP JP2013242939A patent/JP2015102159A/ja active Pending
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