JP2017020271A - ヒンジ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒンジ構造を大型化させることなく、部材表面の美観を維持し、部材の開度を大きく確保する。【解決手段】ラックユニット３はラックギア１３に歯合したピニオンギア９をラックギア１３方向に付勢する第１のギア押え１４および第２のギア押え１５を備え、扉２は第１のギア押え１４に当接する摺動面１０と第２のギア押え１５に当接する第１の突部１１とを備え、扉２の閉位置から予め設定された切替開度までの回動では、第１のギア押え１４と摺動面１０とが当接し、扉２の切替開度から最大開度までの回動では、第１のギア押え１４と摺動面１０との当接が解除され、第２のギア押え１５と第１の突部１１とが当接する。【選択図】図３

Description

この発明は、２つの部材を回動可能に連結するヒンジ構造に関するものである。

電子機器など筐体を構成する２つの部材、例えばケースと扉部材の開閉動作はヒンジ構造を介して行われる。ケースと扉部材の構造あるいは配置によっては、扉部材を開方向に移動させる際に扉部材がケースに当接し、扉部材の開度が制限される場合があった。扉部材の大きな開度を確保するヒンジ構造として、従来よりケースと扉部材にスイングヒンジあるいはスライドヒンジを適用した構造が用いられている。

スイングヒンジは、例えばケースの内面に取り付けられたヒンジ本体と、扉部材の内面に取り付けられた扉側取り付け部材と、ヒンジ本体と扉側取り付け部材とを連結する連結機構とで構成されている。扉側取り付け部材と連結機構とは、リンクを介して回動可能に連結されている。従って、扉部材はケースにスイングヒンジを介して回転可能に支持されており、扉部材を閉めた閉位置と、扉部材を開けた開位置との間を回動する。これにより、ケースと扉部材の構造あるいは配置に影響を受けずに、扉部材の最大開度を設定することを可能にしている。

スライドヒンジは、例えば扉部材が回動するための回転軸であってケースに軸支される主軸と、当該主軸の軸受けとなるケースに設けられた溝部とで構成される。溝部は、軸支する主軸が所定方向にスライド移動可能な領域を備える。扉部材が閉位置から開状態に移行する場合、および扉部材が開状態から閉位置に移行する場合に、主軸が溝部内を所定方向に移動し、ケースと扉部材との当接を回避させる。これにより、扉部材の開度を拡大させることを可能にする。

しかし、上述した従来のスイングヒンジおよびスライドヒンジでは、ヒンジ構造を設けるための広い設置スペースを必要とし、また扉部材の開閉動作時にスライド動作とスイング動作の２つの動作を必要とし、ヒンジ構造を含めたケースおよび扉部材の構成が大型化するという問題があった。また、スイングヒンジにおいては、ヒンジ本体と連結機構と扉側取り付け部材とを連結して固定するための部品が必要となり、部品点数が増大するという問題があった。

これらの問題を解決する構造として、特許文献１には、扉部材側ヒンジ部材にピニオンギアを固定し、筐体側ヒンジ部材に当該ピニオンギアを噛み合うラックを、ドア開口より外方に向けて延びる方向に、且つラックの歯がドアの方を向くように設けて、ピニオンギアがラックから外れないように案内する手段を設けたドアヒンジが開示されている。扉部材を開状態に移行するための回動動作が、ピニオンギアとラックとを介して案内する手段内を移動する動作によって行われるため、扉部材のスライド動作を必要としない。

実開昭６２−１９９４７６号公報

しかし、上述した特許文献１に開示された技術を２つの部材間の開閉構造に適用した場合、ピニオンギア１００ａがラックギア１００ｂに噛み合って移動する際に、部材１００ｃの端部１００ｄがギア押えの摺動面１００ｅに当接しながら摺動する（図５（ａ）から図５（ｄ）参照）。摺動面１００ｅに当接しながら摺動した場合、部材１００ｃの端部１００ｄに擦れによる傷が発生するという課題があった。特に図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、部材１００ｃの開度が大きい場合には、部材１００ｃの端部１００ｄのうち、部材１００ｃの表面の意匠に影響を及ぼす領域に傷が発生するという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ヒンジ構造を大型化させることなく、部材表面の美観を維持し、部材の開度を大きく確保することを目的としている。

この発明に係るヒンジ構造は、第１の部材はラックギアに歯合したピニオンギアをラックギア方向に付勢する第１のギア押えおよび第２のギア押えを備え、第２の部材は第１のギア押えに当接する摺動面と第２のギア押えに当接する第１の突部とを備え、第２の部材の閉位置から予め設定された切替開度までの回動では、第１のギア押えと摺動面とが当接し、第２の部材の切替開度から最大開度までの回動では、第１のギア押えと摺動面との当接が解除され、第２のギア押えと第１の突部とが当接するものである。

この発明によれば、ヒンジ構造の大型化を抑制し、且つ部材表面の意匠に影響を与えることなく部材の開度を大きく確保することができる。

実施の形態１に係るヒンジ構造を備えた筐体の斜視図である。 実施の形態１に係るヒンジ構造を示す図である。 実施の形態１に係るヒンジ構造の動きを示す説明図である。 実施の形態２に係るヒンジ構造を示す図である。 従来例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るヒンジ構造を備えた筐体の斜視図である。
筐体１は、扉（第２の部材）２、ラックユニット（第１の部材）３およびラックユニット３と扉２とを開閉自在に接続するヒンジ構造４とを備えて構成される。
扉２は、扉部５と当該扉部５の短手側両側部を延設して形成した接続部６を備える。ラックユニット３の上面３ａは、扉部５および接続部６の形状によって形成される凹部に嵌合する取り付け面７を備える。接続部６と取り付け面７はヒンジ構造４を介して接続される。扉２は、ヒンジ構造４を介して、矢印Ａ−Ａ´方向に回動する。扉２の閉位置を初期位置、開度０°とした場合に、扉２はラックユニット３の上面３ａ側に向けて９０°以上の開度を有している。ラックユニット３は、扉２が矢印Ａ−Ａ´方向に回動した際に扉２の接続部６が回動移動する領域に凹部８を有している。なお、扉２の開度０°の場合、扉２が矢印Ａ方向に位置し、図１で示した扉部５の裏側に位置する表面５ａと、図１で示した接続部６の裏側に位置する表面６ａとが、取り付け面７と同一平面上に位置する。

図２は、この発明の実施の形態１に係るヒンジ構造４を示す図であり、図１で示した領域Ｂを詳細に示した図である。図２（ａ）は扉２に設けたヒンジ構造４の上方斜視図であり、図２（ｂ）は扉２に設けたヒンジ構造４の下方斜視図であり、図２（ｃ）はラックユニット３に設けたヒンジ構造４を示す上方斜視図である。
ヒンジ構造４を介して接続部６と取り付け面７を接続した場合に、後述する図２（ｃ）で示した取り付け面７の側面７ａと対向する接続部６の側面６ｂにピニオンギア９を備える。また、接続部６は、折り曲げ位置Ｃで略直角方向に折り曲げて形成した摺動面１０と、当該摺動面１０から突出する第１の突部１１を備える。図２（ｂ）に示すように、第１の突部１１は折り曲げ位置Ｃから離間した端部１２に形成される。

図２（ａ）で示した、折り曲げ位置Ｃ近傍の領域Ｄは、扉２が閉位置に位置する場合に、ユーザが視認可能な扉２の表面領域である。そのため、領域Ｄは意匠の影響を考慮してラックユニット３と凹部８との摺動により傷が発生するのを抑制すべき領域とする。

図２（ｃ）に示すように、取り付け面７の側面７ａには、上述した扉２のピニオンギア９と噛み合うラックギア１３が形成される。ピニオンギア９とラックギア１３が噛み合い、扉２が矢印Ａ方向に回動移動する際に、扉２の接続部６の移動をガイドするための部材として、凹部８に第１のギア押え１４および第２のギア押え１５が形成される。

第１のギア押え１４は、接続部６の摺動面１０に当接して当該摺動面１０の摺動移動をガイドする。一方、第２のギア押え１５は、接続部６の摺動面１０に突設した第１の突部１１に当接して当該第１の突部１１の摺動移動をガイドする。扉２が閉位置から開状態に移行すると、まず摺動面１０が第１のギア押え１４に当接し、さらに開度が広がると傷の発生を抑制すべき領域Ｄが第１のギア押え１４に当接する前に、第１の突部１１と第２のギア押え１５との当接に切り替わるように、第１の突部１１の突出量、第１のギア押え１４および第２のギア押え１５の高さを調整して配置する。また、扉２が閉位置の場合、および摺動面１０と第１のギア押え１４とが当接している領域では、第１の突部１１と第２のギア押え１５とが当接しないように、第２のギア押え１５の高さを第１のギア押え１４の高さよりも低く調整して配置する。

図２（ｃ）に示すように、第１のギア押え１４および第２のギア押え１５は、それぞれ摺動面１０および第１の突部１１が当接する領域に切り欠き１４ａ，１５ａが形成されている。当該切り欠き１４ａ，１５ａにより、第１のギア押え１４および第２のギア押え１５には可動片１４ｂ，１５ｂが形成される。可動片１４ｂ，１５ｂは、当接する摺動面１０および第１の突部１１をラックユニット３の上面３ａ方向に付勢する付勢力を備える。可動片１４ｂ，１５ｂにより、摺動面１０および第１の突部１１がラックユニット３の上面３ａ方向に付勢されると、ピニオンギア９が常にラックギア１３側に押し付けられるために、扉２とラックユニット３とのがたつきを抑制することができる。

次に、ヒンジ構造４の動きについて、図３を参照しながら説明する。
図３は、扉２の接続部６が第１のギア押え１４または第２のギア押え１５に当接する際の動きを示す図である。図３（ａ）は図２（ｃ）のＥ−Ｅ線断面図であり、図３（ｂ）から図３（ｄ）は図２（ｃ）のＦ−Ｆ線断面図である。
なお、図３において折り曲げ位置Ｃ近傍の意匠上傷の発生を抑制すべき領域Ｄが第１のギア押え１４に当接する直前の角度、言い換えると摺動面１０において傷の発生が許容される扉２の開度を開度Ｘ°（切替角度）とする。

図３（ａ）は、扉２が閉位置から開度Ｘ°までのヒンジ構造４の動きを示す図である。
扉２が閉位置から開状態に移行すると、まずピニオンギア９とラックギア１３とが噛み合って扉２の回動が開始し、摺動面１０と第１のギア押え１４が当接する。摺動面１０と第１のギア押え１４との当接を維持した状態で、開度Ｘ°の位置に到達するまで扉２が回動する。扉２が開度Ｘ°の位置に到達すると、図３（ｂ）の状態に移行する。

図３（ｂ）は、扉２に設けた第１の突部１１が第２のギア押え１５に当接し、摺動面１０と第１のギア押え１４との当接が解除される。第１の突部１１と第２のギア押え１５とが当接した状態で、ピニオンギア９とラックギア１３とが噛み合って扉２が回動することにより、扉２が最大開度Ｙ°の位置まで開く。第１の突部１１と第２のギア押え１５とが当接した状態で、扉２が開度Ｘ°から最大開度Ｙ°まで開く様子を図３（ｂ）から図３（ｄ）に示している。
図３（ｂ）から図３（ｄ）に示すように、第１の突部１１が第２のギア押え１５と当接する状態では、摺動面１０の領域Ｄは第１のギア押え１４および第２のギア押え１５のどちらにも当接しない。これにより当該領域Ｄには摺動による傷が発生しない。

図３（ｂ）で示したように、第２のギア押え１５の当接開始位置は、第１のギア押え１４の当接開始位置よりも低く調整される。具体的には、扉２の閉位置から開度Ｘ°までの回動動作では、第１の突部１１が第２のギア押え１５と当接しない高さに調整される。また、扉２の開度Ｘ°から開度Ｙ°までの回動動作では、第１の突部１１と第２のギア押え１５とが当接する高さ、且つ摺動面１０と第１のギア押え１４とが当接しない高さとなるように、第１のギア押え１４および第２のギア押え１５の高さを調整する。
図３（ｂ）から図３（ｄ）では図示していないが、最大開度Ｙ°に到達すると扉２に設けた第１の突部１１の摺動を止める突片を第２のギア押え１５に設けてもよい。

また、上記では扉２が閉位置から開状態に移行する場合を示したが、開状態から閉位置に移行する場合も、当該ヒンジ構造４を用いて扉２が回動する。例えば、最大開度Ｙ°に位置する扉２が閉位置まで回動する場合に、最大開度Ｙ°から開度Ｘ°までの回動動作では第１の突部１１が第２のギア押え１５に当接して回動し、開度Ｘ°から閉位置間までの回動動作では、摺動面１０が第１のギア押え１４に当接して回動する。

このように、開度Ｘ°は、折り曲げ位置Ｃ近傍の意匠上傷の発生を抑制すべき領域Ｄが第１のギア押え１４に当接を開始する直前の角度であって、第１の突部１１が第２のギア押え１５に当接するように切り替える角度（切替角度）である。よって、切替角度である開度Ｘ°は、領域Ｄが第１のギア押え１４に当接を開始する角度に基づいて適宜設定可能である。

以上のように、この実施の形態１によれば、ラックユニット３に第１のギア押え１４および第２のギア押え１５を設け、扉２の摺動面１０に第１の突部１１を設け、扉２の閉位置から摺動面１０に傷の発生が許容される角度である開度Ｘ°までの回動動作では、摺動面１０と第１のギア押え１４が当接して回動し、開度Ｘ°から最大開度Ｙ°までの回動動作では、第１の突部１１と第２のギア押え１５が当接して回動するように構成したので、意匠に影響を及ぼす扉の表面がラックユニットに当接して擦れて傷が発生するのを抑制することができる。これにより、扉表面の美観を維持することができる。

また、この実施の形態１によれば、第１のギア押え１４および第２のギア押え１５が、摺動面１０および第１の突部１１をラックユニット３の上面３ａ方向に付勢する可動片１４ｂ，１５ｂを備えるように構成したので、ピニオンギアとラックギアとの間の隙間の発生を抑制し、扉とラックユニットのがたつきを防止することができる。

実施の形態２．
この実施の形態２では、第１の突部１１と第２のギア押え１５が摩耗した場合にも、扉２の表面に傷が付くのを防止する構成を示す。
図４は、実施の形態２に係るヒンジ構造４を示す図である。図４（ａ）は扉２に設けたヒンジ構造４の上方斜視図であり、図４（ｂ）はラックユニット３に設けたヒンジ構造４を示す上方斜視図である。
なお、以下では、実施の形態１に係るヒンジ構造４と同一または相当する部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。

この実施の形態２では、扉２に第２の突部１６を追加して設け、ラックユニット３に第３のギア押え１７を追加して設けている。
第２の突部１６は、扉２の摺動面１０から突出し、図４（ａ）に示すように折り曲げ位置Ｃから離間した端部１２に形成される。第３のギア押え１７は、ラックユニット３の凹部８の第１のギア押え１４と第２のギア押え１５の間に形成され、第２の突部１６に当接して第２の突部１６の摺動移動をガイドする。第３のギア押え１７は、第２の突部１６が当接する領域に切り欠き１７ａが設けられ、可動片１７ｂが形成される。可動片１７ｂは、当接する第２の突部１６をラックユニット３の上面３ａ方向に付勢する付勢力を備える。可動片１７ｂにより、第２の突部１６がラックユニット３の上面３ａ方向に付勢されると、ピニオンギア９が常にラックギア１３側に押し付けられるために、扉２とラックユニット３とのがたつきを抑制することができる。

実施の形態１と同様に摺動面１０に傷の発生が許容される扉２の開度を開度Ｘ°とし、扉２の最大開度Ｙ°とする。第１の突部１１と第２のギア押え１５との当接面が摩耗により擦り減った場合に、開度Ｘ°を超えても摺動面１０と第１のギア押え１４との当接が解除されない場合に、第１の突部１１と第２のギア押え１５に換えて、第２の突部１６と第３のギア押え１７とを当接させる。よって、第２の突部１６と第３のギア押え１７の高さは、扉２の開度Ｘ°から最大開度Ｙ°の範囲において、摺動面１０と第１のギア押え１４との当接を解除させる高さを有している。また、第１の突部１１と第２のギア押え１５の当接面が摩耗により予め設定された量擦り減った場合に、開度Ｘ°から最大開度Ｙ°において摺動面１０と第１のギア押え１４とが当接するよりも前に第２の突部１６と第３のギア押え１７とが当接するように、当該第２の突部１６と第３のギア押え１７の高さを調整して配置する。

実施の形態２に係るヒンジ構造４の動作について説明する。
扉２が閉位置から開状態に移行すると、まずピニオンギア９とラックギア１３とが噛み合って扉２の回動が開始し、摺動面１０と第１のギア押え１４が当接する。摺動面１０と第１のギア押え１４との当接を維持した状態で、開度Ｘ°の位置に到達するまで扉２が回動する。扉２が開度Ｘ°の位置に到達すると、摺動面１０に設けた第１の突部１１が第２のギア押え１５に当接する、あるいは第２の突部１６が第３のギア押え１７に当接する。いずれかの突部とギア押えが当接した状態で、ピニオンギア９とラックギア１３とが噛合い扉２が回動することにより、扉２が最大開度Ｙ°の位置まで開く。

また、扉２が開状態から閉位置に移行する場合も、実施の形態２のヒンジ構造４を用いて扉２が回動する。例えば、最大開度Ｙ°に位置する扉２が閉位置まで回動する場合に、最大開度Ｙ°から開度Ｘ°までの回動動作では第１の突部１１が第２のギア押え１５に当接する、または第２の突部１６が第３のギア押え１７に当接して回動し、開度Ｘ°から閉位置間までの回動動作では、摺動面１０が第１のギア押え１４に当接して回動する。

以上のように、この実施の形態２によれば、第１の突部１１と第２のギア押え１５の当接面が摩耗により擦り減った場合に、開度Ｘ°から最大開度Ｙ°において摺動面１０と第１のギア押え１４とが当接するよりも前に、互いに当接する第２の突部１６と第３のギア押え１７とを備えるように構成したので、第１の突部と第２のギア押えが擦り減った場合にも、意匠に影響を及ぼす扉の表面がラックユニットに当接して擦れて傷が発生するのを抑制することができる。これにより、扉表面の美観を維持することができる。

また、この実施の形態２によれば、第１のギア押え１４、第２のギア押え１５および第３のギア押え１７が、扉２の摺動面１０および第１の突部１１をラックユニット３の上面３ａ方向に付勢する付勢力を有する可動片１４ｂ，１５ｂ、１７ｂを備えるように構成したので、ピニオンギアとラックギアとの間の隙間の発生を抑制し、扉とラックユニットのがたつきを防止することができる。

なお、上述した実施の形態１および実施の形態２では、筐体１を構成する扉２とラックユニット３とをヒンジ構造４を用いて開閉自在に接続する構成を示したが、当該ヒンジ構造４を用いて接続する部材は扉２とラックユニット３に限定されるものではなく、種々適用可能である。

上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 筐体
２ 扉
３ ラックユニット
３ａ 上面
４ ヒンジ部
５ 扉部
５ａ 表面
６ 接続部
６ａ 表面
６ｂ 側面
７ 取り付け面
７ａ 側面
８ 凹部
９ ピニオンギア
１０ 摺動面
１１ 第１の突部
１２ 端部
１３ ラックギア
１４ 第１のギア押え
１４ａ，１５ａ，１７ａ 切り欠き
１４ｂ，１５ｂ，１７ｂ 可動片
１５ 第２のギア押え
１６ 第２の突部
１７ 第３のギア押え
１００ａ ピニオンギア
１００ｂ ラックギア
１００ｃ 部材
１００ｄ 端部
１００ｅ 摺動面

Claims (5)

1. 第１の部材に設けたラックギアと第２の部材に設けたピニオンギアとを歯合させ、前記第１の部材に対して前記第２の部材を回動可能に連結するヒンジ構造において、
   前記第１の部材は、前記ラックギアに歯合した前記ピニオンギアを前記ラックギア方向に付勢する第１のギア押えおよび第２のギア押えを備え、
   前記第２の部材は、前記第１のギア押えに当接する摺動面と、前記第２のギア押えに当接する第１の突部とを備え、
   前記第２の部材の閉位置から予め設定された切替開度までの回動では、前記第１のギア押えと前記摺動面とが当接し、前記第２の部材の前記切替開度から最大開度までの回動では、前記第１のギア押えと前記摺動面との当接が解除され、前記第２のギア押えと前記第１の突部とが当接することを特徴とするヒンジ構造。
2. 前記第１の部材は、前記ピニオンギアを前記ラックギア方向に付勢する第３のギア押えを備え、
   前記第２の部材は、前記第３のギア押えに当接する第２の突部を備え、
   前記第２の部材の前記切替角度において、前記第２のギア押えと前記第１の突部とが当接しない場合に、前記第３のギア押えと前記第２の突部とが当接して前記第１のギア押えと前記摺動面との当接を解除することを特徴とする請求項１記載のヒンジ構造。
3. 前記第１のギア押えおよび前記第２のギア押えは、当接した前記摺動面および前記第１の突部とを前記ラックギア方向に付勢する可動片を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のヒンジ構造。
4. 前記第３のギア押えは、当接した前記第２の突部を前記ラックギア方向に付勢する可動片を備えたことを特徴とする請求項２記載のヒンジ構造。
5. 前記摺動面のうち前記第２の部材の意匠面を形成する領域と前記第１のギア押えとが当接を開始する角度に応じて前記切替開度を設定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のヒンジ構造。

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