JP2021025391A - 蓋の開閉機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 取っ手や引っかかりの無い蓋２を、道具を使わずに手や指先だけで簡単に開き、且つ装着出来る構造を実現する。【解決手段】 磁性体３と４の磁気吸引力による面固定と、棚１−Ａと突起２−Ａとの接触を利用して、蓋２を所定の位置に保持して平板１の表面１−Ｆと、蓋２の表面２−Ｆとで平面を形成する事が出来る。蓋の開閉は、蓋の所定の箇所を２重矢印２−Ｂの方向に押すと、梃子の原理で蓋２の他端が持ち上がるので、その部分を掴んで、蓋を開けることが出来る。蓋を閉じる場合は、対になっている磁性体部分３及び４を磁気吸着させてから、蓋の他の部分、例えば２重矢印２−Ｂの部分を所定の位置に戻せば良い。【選択図】 図２

Description

本発明は、比較的大きな面や壁などの平面の一部に設けられた、相対的に小さな開口部の蓋の開閉機構に関わり、特に突起物や大きな隙間などの無いすっきりした平面を形成しながら、特別な道具や治具を必要とせず指先や手だけの簡単な操作で開閉が可能な機構に関する。

蓋を開閉する操作は、取り付けられている取っ手を操作したり隙間に道具を差し込んでこじ開ける方法や、弱い磁力で吸引している蓋を強力な磁石で吸引して開く方法などがあった。何れにせよ特別な道具が必要であった。
また、電波や導線を用いた遠隔操作には多くの費用が必要だった。

特開平２−１０３９９６号 特開２０１５−２４８５３号

本発明は以上の状況に鑑みてなされたもので、簡単な構造でありながら、指先で押す、掴むなどの簡単な操作だけでもって、１つの平面に設けられた開口部の蓋を簡単に開閉出来る機構を提案することを課題とする。

本発明は、平板と、その平板の一部に設けられた開口部に装着されている蓋とからなる構成であって、蓋の一端に磁性体を装着すると共に、該磁性体に対向する平板部位、若しくは実質平板に固定された部位であって且つ該磁性体に対向する位置に他の磁性体を装着することに拠って、お互いに磁気的吸着力を発生せしめることが可能な１対２個の磁性体を１箇所１組み装着すると共に該磁性体装着位置とは実質異なる位置で、該蓋の一部と該平板に実質固定された部位の一部とが、該開口内部で回動可能に接触している様に構成するのが好ましい態様となる。

上記構成において、平板の表面と、その平板の一部に設けられた開口部に装着されている蓋の表面とは、面一、或いは、略面一に形成されているように形成するのが好ましい。

或いは、１組の１対２個の磁性体に加えて、蓋の重心位置の略対称側の端部にも他の１組の１対２個の磁性体が装着されており、これらの２組の磁性体の内、少なくとも１組２個の磁性体は、１個は蓋の端部外周面に装着されていて、他の１個は平板の開口部の内周面に装着されており、該１組２個は対向していると共に該対向面が平板の表面に垂直であるようにしてもよい。

また、蓋の一部と平板に実質固定された部位の一部とが、開口部内部で回動可能に接触しており、且つ該接触部位間に磁気的な吸引力が作用していることはより好ましい。

なお、平板と、その平板の一部に設けられた開口部に装着されている蓋とからなる構成であって、
蓋の一端に磁性体を装着すると共に、該磁性体に対向する平板部位、若しくは実質平板に固定された部位であって且つ該磁性体に対向する位置に他の磁性体を装着することに拠って、お互いに磁気的吸着力を発生せしめることが可能な１対２個の磁性体が装着されていると共に、蓋の重心位置に対して略対象側の他端にも１対２個の他の磁性体が装着されてなる蓋の開閉機構であり、
２組の磁性体の内少なくとも１組２個の磁性体は、１個は蓋の端部外周面に装着されていて、他の１個は平板の開口部の内周面に装着されており、該１組２個は対向していると共に、該対向面が平板の表面に垂直であり、且つ蓋の裏側の該磁性体近傍か若しくは該磁性体近傍の平板に実質固定された台座のいずれか片方に、バネが装着されていても良い。

上述した機構において、１組の磁性体による磁気的吸引力が、永久磁石間の吸引、或いは永久磁石と軟磁性体との組み合わせによる何れか、又はそれらの複合であっても良い。

さらに、少なくとも１組２個の磁性体が次の３項目の全てを満たす事も、好ましい態様となる。
１）１組２個の磁性体は、着磁ピッチが一定且つ同一のマグネットシートである。
２）１組２個のマグネットシートは、互いに磁気吸着する様対向する磁極が異極である。
３）１組２個のマグネットシートは、表面の磁極の長手方向が平板の表面に対して並行方向になる様に装着されている。

本発明によれば、取っ手や孔や引っかかりの無い蓋を、道具を必要とせず、指先だけで開くことが出来る。そして閉めることも出来る。本発明は、プロジェクションマッピングの為の壁面や美術館の壁面などの様に、すっきりした平面であることが必須な壁面などに例えば電気コンセントを収納する開口部を設けざるを得ない場合に、本発明の構成でもってその蓋を設置できることを提案している。

本発明の実施例１の正面図である。 本発明の実施例１の断面模式図を表す。 本発明の実施例１において、開口部の内部に電気コンセントを取り付けた場合に、その蓋を取り外す際に蓋が開く状況を示す図である。 本発明の実施例１における変形例１を示す図である。 本発明の実施例１の他の変形例を表し、（ａ）は変形例２、（ｂ）は変形例３を示す。 本発明の実施例２の断面模式図の一部である。 本発明の実施例３の断面模式図の一部を表し、（ａ）は磁性体の装着状態を、（ｂ）は装着されている磁性体であるマグネットシートの着磁状態を説明する為の図である。

実施例でもって本発明を説明する。
尚、本発明では「１組２個の磁性体」と表現しているが、「１組」とは、お互いに吸引する相手を伴っているという意味で１組であり、「２個」とは、お互いに吸引する自身と相手とをそれぞれ「個」と呼称しているので２個と表現している。
但しここで「個」という呼称単位は、一般に「白い石ころが１個、黒い石ころが３個」と数える意味では無く、本発明では、お互い間に吸引作用が働く２つの磁性体それぞれを１個と呼称している。従って、「１個」は、複数のボタン磁石であったり、単数の鉄板であったり、或いは １枚、又は数枚の多極着磁マグネットシートであっても良い。或いはそれらの組み合わせであっても良い。

図１は本発明の実施態様である実施例１の正面図である。
平板１で壁面が形成され、その表面１−Ｆの左下に相対的に小さな面積の正方形の開口部が設けられ、該開口部の蓋２の表面２−Ｆと表面１−Ｆとが１つの面を形成している。

図２は実施例１の開口部の断面模式図であり、蓋の取り付け状態を示している。
なお、本発明の壁面は水平方向であっても適宜に実施することが出来るが、本発明が適用されることが多いと考えられる居住部屋の壁面を想定して、これらの図のように垂直な壁面で説明することとする。

具体的には図３示すように、壁面の表面１−Ｆを形成する平板１に開口部を設けて、電気コンセントＣを収納している。その開口部には蓋２が装着されている。
そして、蓋２には、平板１から延びた棚１−Ａに対し、接触して回動可能な突起２−Ａが形成されている。

なお、この突起２−Ａは、先端に丸みをもつ点状のものを複数並べて直線状に構成するもの、先端に丸みをもち直線状に形成したもの、先端がわずかに平面部を有するもの等、接触面に対して回動可能な適宜な形態で実施すればよい。
また蓋２において、棚１−Ａと突起２−Ａとが接触する位置は適宜決めることが出来るが、開口部を有効活用する必要と、棚が平板１から延びている構造上、上述した接触位置は蓋２の中央部では無く、どちらかと言えば周辺部の箇所に設定すると良い。

本実施例では、上記突起２−Ａが形成された位置から比較的近い蓋の端部には磁性体３が装着されている。さらに、該磁性体３に対向する平板１の位置には、磁性体４が装着されている。
磁性体３と磁性体４とは１組を成し、磁気的に吸着力が働く様に、永久磁石同士、或いは永久磁石と軟磁性体との組み合わせ、或いはその複合で構成される。
このようにして、蓋の表面２‐Ｆと平板の表面１−Ｆとが実質１つの平面を形成することが出来た。
また図２において、蓋２の下端は平板の開口部の内周部に乗って蓋の重量を支えることが出来るが、磁性体３及び４との磁気吸着力でもって浮かしておくことも可能である。

本発明に於いて蓋の開閉操作をする上で必要な最小限の隙間は確保されている。本発明の機構に従えばその隙間は実質無視が可能な小さな隙間であり、或いは該平面に何かの画像を投影する場合、目障りな陰影となら無い程度の隙間なのである。
この意味において本発明では、１つの大きな平面とその一部に設けられた開口部の蓋とが成す２つの表面が、実質的に１つの平面と見做すことが出来る状態と成る。
厳密な意味では無いが、実質「面一」（つらいち）な平面を形成出来るのである。

以上のような構成において、蓋の開閉を図３で説明する。但し、本実施例は、室内の壁面に適用していて、開口部の中には電気コンセントＣを設置している。電気コンセントＣは取り付け枠Ｄに装着されていて、取り付けネジＥでもって、平板と一体化している棚１−Ａに固定されている。

さて、図２において、蓋の表面２−Ｆの下方を図の２重線矢印２−Ｂの方向（左方）へ指で押すと、梃子の原理で、図３に示すように、平板１の棚１−Ａと蓋２の突起２―Ａとが接する部分を支点として、吸引力が働いている磁性体３と磁性体４とが引き離なされ、蓋２の上端が壁面１−Ｆより右方へ開いてくるので、指で掴んで開き、蓋を取り除くことが出来るのである。
上記操作中、指が矢印２−Ｂの位置に添えられており、更に蓋の直ぐ裏側にコンセントが設置されているので、蓋２が開口部の中に入り込んでしまうことは無い。

蓋２を閉める場合は、先ず、磁性体３と磁性体４とを近づけ吸引させてから、蓋の他の端・例えば２重矢印２−Ｂの部分をそっと押えると、蓋は元通りの位置に納まり、表面１−Ｆと表面２−Ｆとは面一になる。

なお、本実施例では、蓋２の突起部２−Ａが壁面ボードの棚１−Ａと接しているが、該突起が、棚１−Ａ側に作られていても良い。

更に、図２の磁性体３及び４の２個１組に加えて、接触部の１−Ａと２−Ａとがそれぞれ磁性体で構成され、磁気的に吸引されることは蓋２の取り付け力が向上するので好適なものとなる。
また、接触部の磁性体を磁性体３及び４と区別せず、１−Ａ部までを含めた新たな磁性体４と、２−Ａ部までを含めた新たな磁性体３としても良い。

即ち図４は、図２の接触部の変形例１を示している。特別に突起部２−Ａを製作する必要が無い構造である。
棚１−Ａの表面はその全面が埋め込まれた磁性体４と面一であり、磁性体３が埋め込まれた蓋２の内側表面も面一であり、棚と蓋は１組２個の磁性体で吸引されている。
図４の２重矢印２−Ｂの位置を矢印の方向へ押すと、１−Ａと２−Ａの位置が支点となって、図３の場合と同様に蓋の端部が壁面１−Ｆより右方へ開くのである。

図５は、実施例１の他の変形例を表したものである。
そのうち、図５（ａ）は、変形例２を表し、蓋の下方にも１組の磁性体が装着される構成としたものである。
具体的には、磁性体５と磁性体６とは、装着され且つ対向している面が、面２−Ｆ及び面１−Ｆに垂直である必要がある。蓋２の外周面に磁性体５を装着し、壁面ボードの内周面の対向する位置に磁性体６を装着することで実現できる。
このような構成とすれば、蓋２は２つの端部で磁気吸着にて取り付けられるので、取り付け力が向上し、かつ、平板１の表面１−Ｆと蓋２の表面２−Ｆとの面一状態も確実に維持できることになる。
なお本配置であれば、２重矢印２−Ｂの部分を矢印の方向へ押すと、蓋の取り外しと装着とが上述した手順と同様でもって可能となる。

図５（ｂ）は、実施例１の変形例３を表したものである。
この図に示すように、平板１の表面１−Ｆと蓋２の表面２−Ｆとを面一にする為には、蓋２の下方に設けた磁性体５及び平板１の磁性体６を磁気吸着させて且つ、平板１の棚１−Ａと蓋２の突起２−Ａとで支える構造とする事で確実となる。或いは１−Ａと２−Ａとを磁気吸着させてなる構成とすればより好ましい。

以上述べてきたとおり、本実施例においては、平板１と蓋２との間で磁気吸着力を発生せしめることが可能な１対２個の磁性体を少なくとも１組装着することで、平板１の表面１−Ｆと蓋２の表面２−Ｆとを面一に維持でき、かつ、蓋の取り外しと装着とを簡単に行うことが可能となる。
勿論、磁性体３及び磁性体４は、装着位置と形状が本実施例の形態に限られることは無い。

本実施例の他に、図５の（ａ）において、磁性体５及び６はそのままに磁性体３及び４の配置を磁性体５及び６の配置とする事、即ち磁性体の対向面を面２−Ｆに垂直に装着しても良い。この場合、蓋の着脱操作は全く同様である。

第２の実施態様である実施例２を図６で説明する。
平板１１の開口部の内周部に磁性体８を装着し、蓋２２の外周部の、磁性体８に対向する位置に磁性体７を装着すると共に、磁性体８と磁性体７とは２個１組の磁性体で、吸着力が働くと共に面１１−Ｆの垂直方向の位置を維持する力も働いている。即ち、表面１１−Ｆと表面２２−Ｆとが面一である状態を維持することが出来る。
また、図示していないが、蓋の上方にあって、蓋の重心に概ね相当する位置に対して磁性体７の位置の概ね対称位置に、例えば図５（ａ）の様な２個１組の吸引力が働く磁性体を配置する。

本発明においては、必要なら蓋の総重量を支え、面一表面を維持する力を磁気吸着力で実現しているので、蓋に作用する力は蓋全体にバランス良く働く必要がある。そこで２組の磁性体は蓋の重心位置を挟んで磁性体を装着することが好ましいのである。

平板１１の開口部内部の台座部分１１−Ｂに、適切な弾性を有するバネ１００を適宜の手段で外れないように装着しており、蓋２２を蓋の外部から図の２重矢印２２−Ａの位置を矢印方向に向って押えると、磁気吸着力に勝って蓋が移動し、引き続きバネ１００の弾力に逆らって押すと、バネにエネルギーが蓄えられる。
そこで一気に離すと、バネ１００の反発力が磁気吸着力に勝って蓋を跳ね挙げるのである。それを指で掴んで蓋を取り外すことが出来る。
蓋を閉める操作は簡単で、少なくとも１箇所にある磁気吸着の作用する位置を合わせておいて、蓋２２の他の部分を壁面に近付けると、磁気吸着力でもっておのずと所定の位置におさまるのである。

なおこの時、蓋２２に対してバネ１００の弾力が常時作用することが無いように、バネ１００を平板１１の台座１１−Ｂに装着する場合は、バネ１００と蓋２２とは接触させず、バネ１００を蓋２２に装着する場合は、バネ１００と平板１１の台座１１−Ｂとは接触させないのが、より好ましい対応となる。
また、バネの装着は１箇所だけで無く、数箇所、更に１箇所に付き複数個であっても良い。
更に本実施例では、図５に示した回動可能な接点１−Ａと２−Ａは必ずしも必要では無い。

図７（ａ）は、２個１組の磁性体の好適な実施態様の１つである、実施例３を示している。
即ち、厚さが１．５ｍｍ、磁極ピッチが３．０ｍｍのマグネットシートから、丁度３磁極分の幅９．０ｍｍを切り出し、長さ（図面に垂直方向）は３０ｍｍとした。このとき、切り出した２個のシートを対向させると異極が向い会い、磁気吸着力が働く組み合わせとした。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のマグネットシート９、１０を詳しく説明する為の図であって、吸着する様に切り出されたマグネットシート９、１０を、吸着させた状態の対向面が表面１１１−Ｆ及び２２２−Ｆに垂直になっている。更に、シート表面に現れている磁極が図の垂直方向に、言い換えると表面１１１−Ｆや２２２−Ｆに対して平行方向に長さが３０ｍｍとなっている。
壁面ボード１１１と蓋２２２には吸引力が働くと共に、表面１１１−Ｆと表面２２２−Ｆとが面一になる様に、２枚のマグネットシート９、１０の位置が調整されている。
例えば何らかの弱い力で蓋２２２が押されると、磁性体９が磁性体１０に対して左側へ押されるが、この時対向する磁極がずれて同極が近づくので反発力が働くのである。こうして蓋の表面２２２−Ｆと平板の表面１１１−Ｆとの面一が維持される。

本実施態様を実施例２、即ち図６に適用すると、必要にして十分な磁気吸着力（及び磁気反発力）は、蓋の総重量やバネの力などを考慮して決めるが、磁気吸着力は、マグネットシートの厚さや着磁ピッチの大きさなどで決まる。マグネットシートが等方性であるか異方性であるかも考慮する必要がある。磁力が高い異方性は磁力が相対的に低い等方性より小面積で済むのでより好ましい。

マグネットシート表面の磁極を直角に横切る方向の幅は任意である。この方向の磁極の繰り返し単位をピッチと呼称するが、前記幅は、ピッチの整数倍で無くても良い。１つの磁極が異極に反転する境界域をニュートラルゾーンと呼称するが、必ずしもこのニュートラルゾーンで区切られる必要は無いのである。
しかし、マグネットシート幅がニュートラルゾーンで区切られていると、図７のマグネットシート１０、９の相対位置を正確に決定・設計及び製作出来るので好都合である。
そして、磁性体９，１０の磁極数は２個でも良く４個でも良いが、適切な磁気吸引力を確保する為の磁極ピッチとマグネットシートの厚みを考慮すると、一般的に磁極数は図７（ｂ）に示す様に３個がより好適である。

以上の実施例とは別に例えば、磁性体２個１組の片方を永久磁石として、他の磁性体として軟磁性体、例えば薄い鉄板を採用する事が出来る。この場合、永久磁石は軟磁性体との間の磁気吸着力を確保する上で多くの選択肢が可能である。例えばボタン型でも良く、多極着磁シートである場合はその磁極が図の様に規則正しく面１１１−Ｆに並行に並ぶ必要は無い。しかし何れの組み合わせにしても、表面１１１−Ｆと表面２２２−Ｆとが少なくとも１つの面を形成する為には、或いは面一にする為には、適切な大きさと相対位置を設計しなければなら無い。

より精密な位置決めは、図２の１組の磁性体３及び４と、１−Ａと２−Ａとの接点とで構造的に決めるか、若しくは、図７の様な磁性体の組み合わせでもって確保することが出来る。

本発明は、上記の実施例に限らず、趣旨を変えない範囲で各種に変形して実施することが可能である。
平板の表面と、その平板の一部に設けられた開口部に装着されている蓋の表面とは、これまで説明してきた平らな状態での面一でなくても、用途に応じて湾曲させたり、自由な曲面で実施してよいことはいうまでもないことである。

本発明は、一般住宅の建装材や内装材或いは、ホールやイベント会場などの壁面などに適用することが出来る。
平時は全面が面一ですっきりした平面であり、映像を投影したり、シートを貼着することが出来る平面でありながら、例えば点検孔や電気コンセントを収納する開口部が必要な場合に採用される。

１ 平板
２ 蓋
３ 磁性体
４ 磁性体
５ 磁性体
６ 磁性体
７ 磁性体
８ 磁性体
９ 磁性体
１０ 磁性体
１１ 平板
２２ 蓋
１００ バネ
１１１ 平板
２２２ 蓋
１―Ａ 棚
２−Ａ 突起
１−Ｆ 平板表面
２−Ｆ 蓋表面
１１−Ｆ 平板表面
２２−Ｆ 蓋表面
１１−Ｂ 台座
１１１−Ｆ 平板表面
２２２−Ｆ 蓋表面
Ｃ 電気コンセント
Ｄ 取り付け枠
Ｅ 取り付けネジ

Claims (7)

1. 平板と、その平板の一部に設けられた開口部に装着されている蓋とからなる構成であって、
   蓋の一端に磁性体を装着すると共に、該磁性体に対向する平板部位、若しくは実質平板に固定された部位であって且つ該磁性体に対向する位置に他の磁性体を装着することに拠って、お互いに磁気的吸着力を発生せしめることが可能な１対２個の磁性体を１箇所１組み装着すると共に
   該磁性体装着位置とは実質異なる位置で、該蓋の一部と該平板に実質固定された部位の一部とが、該開口内部で回動可能に接触していることを特徴とする蓋の開閉機構。
2. 平板の表面と、その平板の一部に設けられた開口部に装着されている蓋の表面とは、面一、或いは、略面一に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蓋の開閉機構。
3. １組の１対２個の磁性体に加えて、蓋の重心位置の略対称側の端部にも他の１組の１対２個の磁性体が装着されており、これらの２組の磁性体の内、少なくとも１組２個の磁性体は、１個は蓋の端部外周面に装着されていて、他の１個は平板の開口部の内周面に装着されており、該１組２個は対向していると共に該対向面が平板の表面に垂直であることを特徴とする請求項１または２に記載の蓋の開閉機構。
4. 蓋の一部と平板に実質固定された部位の一部とが、開口部内部で回動可能に接触しており、且つ該接触部位間に磁気的な吸引力が作用していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の蓋の開閉機構。
5. 平板と、その平板の一部に設けられた開口部に装着されている蓋とからなる構成であって、
   蓋の一端に磁性体を装着すると共に、該磁性体に対向する平板部位、若しくは実質平板に固定された部位であって且つ該磁性体に対向する位置に他の磁性体を装着することに拠って、お互いに磁気的吸着力を発生せしめることが可能な１対２個の磁性体が装着されていると共に、蓋の重心位置に対して略対象側の他端にも１対２個の他の磁性体が装着されてなる蓋の開閉機構であり、
   ２組の磁性体の内少なくとも１組２個の磁性体は、１個は蓋の端部外周面に装着されていて、他の１個は平板の開口部の内周面に装着されており、該１組２個は対向していると共に、該対向面が平板の表面に垂直であり、且つ蓋の裏側の該磁性体近傍か若しくは該磁性体近傍の平板に実質固定された台座のいずれか片方に、バネが装着されていることを特徴とする蓋の開閉機構。
6. 少なくとも１組２個の吸引する磁性体が、２個の永久磁石間の吸引か、永久磁石と軟磁性体との吸引、若しくはそれらの複合であることを特徴とする、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の、蓋の開閉機構。
7. 少なくとも１組２個の磁性体が次の３項目の全てを満たす事を特徴とする、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の、蓋の開閉機構。
   １）１組２個の磁性体は、着磁ピッチが一定且つ同一のマグネットシートである。
   ２）１組２個のマグネットシートは、互いに磁気吸着する様対向する磁極が異極である。
   ３）１組２個のマグネットシートは、表面の磁極の長手方向が平板の表面に対して並行方向になる様に装着されている。
   

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