JP4059769B2 - リンク機構 - Google Patents

Description

本発明は、リンク機構に関し、特に、折り畳み位置より開放位置あるいは開脚位置に移動可能な機構を有する構造に関するものである。

多くの製品は、通常開放位置にて使用され不使用時には収納スペース節減のため折り畳んで保存される折り畳み可能なリンク機構を備える。該製品には、例えば、テーブル及び椅子、壇あるいは台（platforms）、日よけや雨おおい等の遮蔽物、ドアや窓、他様々ある。

リンク機構は、使用が容易で、かつコンパクトに折り畳むことが可能であり、又、折り畳み時には薄型であることが好ましい。また、該機構は構造が簡易であることが好ましい。

本発明は、使用が容易で、かつコンパクトに折り畳むことが可能なリンク機構を提供することを目的とする。

本発明は、開放時、第一部材が三角形の一辺を形成し、第二及び第三部材が概ね同一直線上に並び該三角形の他辺を形成し、第四部材が残りの辺を形成し、又折り畳み時には前記第一、第二、第三及び第四部材が概ね重なり合い、前記第一部材が回転自在に前記第二部材と連結し、該第二部材が回転自在に前記第三部材と連結し、該第三部材が回転自在に前記第四部材と連結し、該第四部材が前記第一部材と連動して軌道に沿って移動する回転部材にて前記第一部材と連結する、四つの回転可能部材を備えるリンク機構を提供するものである。

前記軌道は、前記第四部材に備えられるピンがスライド可能に当接する前記第一部材のカムにより形成されることが好ましい。前記カムは、前記ピンがスライド可能に掛合する曲線長形孔を有していても良い。前記軌道は、更に、又は代替的に、前記第一部材に備えられるピンがスライド可能に掛合する前記第四部材の曲線長形孔により形成されていても良い。

本発明は、他の実施の形態において、開放時、第一部材が三角形の一辺を形成し、第二及び第三部材が概ね同一直線上に並び該三角形の他辺を形成し、第四部材が残りの辺を形成し、又折り畳み時には前記第一、第二、第三及び第四部材が概ね重なり合い、前記第一部材が回転自在に前記第二部材と連結し、該第二部材が回転自在に前記第三部材と連結し、該第三部材が回転自在に前記第四部材と連結し、該第四部材が回転自在に前記第一部材と連結する、四つの回転可能部材を備えるリンク機構において、折り畳み位置から開放位置への移動時、前記第二部材と前記第三部材が精密に同一直線上に並ぶ位置を経由し多少折れ曲がる位置で固定され、開放位置にて上方から下方に掛かる圧力により該固定位置を堅強に維持し、又、該固定位置を解除し該機構を折り畳む時、前記第二部材及び第三部材を同一直線上に精密に並ぶ位置を経由し折り畳み位置まで移動させることが可能な、前記第二部材及び／あるいは前記第三部材と連結する解除部材を備えるリンク機構を提供するものである。

前記解除部材は、前記第一部材と連動してスライド回転する部材を備え、また取っ手を有することが好ましい。

本発明は、又、更なる実施の形態において、回転自在に上部第一脚部材と連結する座部材を有し、該上部第一脚部材が回転自在に下部第一脚部材と連結し、該下部第一脚部材が回転自在に前記座部材と連結し、開脚時、該座部材が三角形の一辺を形成し、前記上部第一脚部材及び前記下部第一脚部材が概ね同一直線上に並び該三角形の他辺を形成し、第四部材が残りの辺を形成し、又折り畳み時には、第一部材、第二部材、第三部材及び第四部材が概ね重なり合う折り畳み式椅子を提供するものである。

前記第二脚部材は、前記座部材と連動して軌道に沿って移動する回転部材にて前記座部材と連結することが好ましい。前記軌道は、前記第二脚部材に備えられるピンがスライド可能に当接する前記座部材のカムにより形成されることが好ましい。前記カムは、前記ピンがスライド可能に掛合する曲線長形孔を有していても良い。前記軌道は、更に、又は代替的に、前記座部材に備えられるピンがスライド可能に掛合する前記第一脚部材の曲線長形孔により形成されていても良い。

以下、本発明の実施の形態による折り畳み可能なリンク機構を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、椅子の構造は、前脚部材１０、下部後脚部材１２、上部後脚部材１４、座部材１６、背部材１８より成る。通常、一対の各部材が椅子の側面部を各々形成し、座部材及び背部材が各々着座部及び背もたれ部を支持する。複数部材が椅子の両側面間に容易な手段で直交して配設されていても良く、又、一対の平行する部材と該平行部材間に介在する部材を一体化させ単一部材として形成し、他部材と交差させて脚の一部とすることも可能である。

下部後脚部材１２は回転軸２０にて上部後脚部材１４と連結し、以って椅子の後脚１５を形成する。上部後脚部材１４は回転軸２１にて座部材１６と連結する。前脚部材１０は回転軸２２にて下部後脚部材１２と連結する。前脚部材１０と座部材１６は各々スライド回転部材２３，２７にて連結する。スライド回転部材２３は前脚部材１０と掛合するピン２４を有し、このピンは座部材１６の曲線長形孔あるいは刻み目２５に掛合する。スライド回転部材２７も同様であり、座部材１６と掛合するピン２８を有し、このピンは前脚部材１０の曲線長形孔２９に掛合する。背部材１８は、回転軸１９にて座部材１６に回転自在に連結され、又座部材１６を貫通する前脚部材１０のピン２４にて前脚部材１０に連結される。

座部材１６及び前脚の長形孔は弓形で、座部材長形孔の一端（下端部）は他端（上端部）よりも前方に位置し、前脚部材１０の長形孔の弓形は座部材長形孔の弓形と対称する形で配設される。椅子開脚時、前脚部材１０のピン２４は曲線長形孔２５の下端部に掛合し、座部材１６のピン２８は長形孔２９の上端部に掛合する。

各部材の各回転軸間の形状は概ね四辺形であり、又、開脚時は三角形である。以後、該四辺形の隣り合う二辺が形成する内向する角を便宜上、内角と称する。

後脚１５は、下部後脚部材１２に配設される係止部材３２を有する。該係止部材３２は、椅子開脚時に上部後脚部材１４と当接する横方向に突設されるピンのようなものである。椅子開脚時には、椅子の重量又は使用者がいる場合はその使用者の重量が、前脚部材１０及び後脚１５を回転軸２２を中心に回動させる（この際、前脚部材１０と下部後脚部材１２との内角は増大する）。椅子開脚時は、前脚部材１０と下部後脚部材１２は、概ね、厳密ではないが同一直線上に並び、この時、両部材間の内角はやや鋭角である。椅子の下方向への重量は、又、上部後脚部材１４を回転軸２０を中心に回動させ、該上部後脚部材と下部後脚部材１２の内角が減少する。下部後脚部材１２の係止部材３２は前記回動を阻止し、椅子は開脚時下方向への重量により固定される。この状態において、前脚部材１０のピン２４は曲線長形孔２５の下端部に位置し、座部材１６のピン２８は曲線長形孔２９の上端部に位置する。ピン２４により背部材１８は最も伸長されたリクライニング位置で維持される。

椅子は、概ね回転軸２８部を把持して持ち上げ（回転軸２８は、使用者の椅子の中心部把持を許容するため椅子と同幅に伸長することが可能である。）、又、下部後脚部材１２の後端部に力を加えて、下部後脚部材１２を回転軸２２にて回動させ下部後脚部材１２と前脚部材１０間の内角を減少させることにより、コンパクトに折り畳むことが可能であっても良い。あるいは椅子は、他の方法により、例えば、何れか二つの部材を折り畳み方向に回転させたり、また椅子の重心より後方部を把持することにより、折り畳み可能であっても良いことは、自ずと理解できる。

図２に示すように、下部後脚部材１２は前脚部材１０と連動して回転軸２２にて回転するが、同様に、上部後脚部材１４は下部後脚部材１２と連動して回転軸２２にて回転し、上部後脚部材１４と下部後脚部材１２間の内角を増大させる。前脚部材１０はスライド回転軸にてスライド移動する。同時に、前脚部材１０は、座部材１６と連動してスライド回転部材２３，２７を軸に回転し、両部材間の内角を減少させる。この前脚部材１０の回転に伴い、前脚部材１０のピン２４が曲線長形孔２５に沿って上方移動し、又、座部材１６のピン２８が曲線長形孔２９に沿って下方移動する。該ピン２４の移動により、背部材１８は回転軸１９にて下方に回転し、折り畳まれる。

図３に示すように、下部後脚部材１２に加えられる力は、椅子が折り畳み位置に達するまで各部材を回動させ続ける。側面からみると、各々の部材は概ね一直線上に並ぶ。この時、前脚部材１０のピン２４は曲線長形孔２５の上端部に位置し、座部材１６のピン２８は曲線長形孔２９の下端部に位置する。この形態により、椅子折り畳み時には前脚部材１０の外郭は座部材１６の外郭と概ね一致する様に配置されコンパクトに折り畳まれ、又、椅子開脚時には前脚部材１０は座部材の下部に配置され、床から適度の高さを保つ。

上部後脚部材１４は、図３の側面図に示すように、座部材１６と下部後脚部材１２の背部に折り畳まれる。前脚部材１０は、座部材１６と下部後脚部材１２の上部に折り畳まれる。図４に示すように、折り畳み時の部材を端面から見ると、座部材１６と下部後脚部材１２は概ね同一平面状に並んでおり、また上部後脚部材１４と前脚部材１０は該座部材１６及び下部後脚部材１２と平行して並んでいる。

椅子を折り畳み位置より開脚するには、背部材１８を把持して椅子を持ち上げ、該背部材１８を座部材１６及び前脚部材１０と連動して回転させて開脚する様にしても良い。背部材１８が持ち上げられて他部材との当接を解除されると、該他部材は椅子が全開位置に達するまで所定の方法で開き続ける。

背部材１８部分についてここでは理想的な形態を示しているが、背もたれ部はリンク機構ではなく、異なった手段あるいは別個の独立した手段でヒンジ結合することも可能である。更に、折り畳み機構は、背もたれ部を有さず、脚部材及び座部材のみにより構成することも可能である。

前述の本発明の実施の形態では、部材，回転軸，及びスライド回転部材において、リンク機構は１自由度を有する。すなわち、ある二つの部材の位置及び動きが、残る全ての部材の位置及び動きを決定付ける。（下部後脚部材１２及び上部後脚部材１４については、概ね同一直線上にある状態では、他の部材に対して二通りの位置にのみ移動可能で、その移動範囲は狭い範囲に限定されるという特性が当然ある。）該機構は長形孔のうち一つを省いて簡略化されても良い。例えば椅子は、ピン２４及び長形孔２５を有さずピン２８及び長形孔２９のみにより構成され、長形孔におけるピンが使用者の椅子折り畳み動作や部材の重量あるいはその他の所定の要素によって動く様にしても良い。長形孔は弓形である必要は無く、又、二つの長形孔を有する場合、該長形孔が同一形状である必要も無いが、長形孔の特性の変化は椅子の開脚時及び折り畳み時における前脚部材１０の動きを変化させる。長形部分は又、カム機構を有する刻み目であっても良い。

椅子は、同様の構造を相反する方法で有していても良いことがわかる。例えば、前脚が二つの回転可能部材より構成され、後脚が座部と連動してスライド回転部材を軸に回転するように構成されても良い。開脚位置を決定付ける係止部材が、他の部分例えば、他の部材間に配設されていても良いことも、又わかる。

そのようなリンク機構は他の折り畳み機構にも（必要であれば機構のサイズを調整することにより）使用可能である。図５に示すように、テーブルや壇あるいは台（platform）は、テーブル台座１６，第一脚１０及び第二脚１５より構成され、第二脚１５は上部リンク１４及び下部リンク１２より構成される。上部リンク１４は、回転軸２１にて回転自在にテーブル台座１６と連結し、また回転軸２２にて回転自在に下部リンク１２と連結する。該下部リンクは回転軸２０にて回転自在に第一脚１０と連結する。該第一脚はスライド回転部材２３，２７にてテーブル台座と連結する。この実施の形態において、スライド回転部材２３，２７は、第一脚１０上部に固定されテーブル台座１６の側面に備えられた長形孔２５と掛合するピン２４、及び、該テーブル台座側面に配設され該第一脚に備えられた同様の長形孔２９と掛合するピン２８を有する。

このテーブルの構造は前述した椅子の構造と類似する。図示する通り、開脚時は、上部リンク１４と下部リンク１２は、両リンク間の内角が減少しない様に係止部材３３により固定され、又、その内角が増大しない様にテーブル台座の重量及び台座上に載せられる物の重量により固定される。第一脚１０のピン２４はテーブル台座の曲線長形孔２５の下端部に固定され、一方で、テーブル台座のピン２８は第一脚の曲線長形孔２９の上端部に固定される。テーブル折り畳み時には、第二脚の上部リンク及び下部リンクが使用者により押圧され、両リンク間内角が増大して、一直線上の位置を経由して更に折れ曲がる。その後、上部リンク及び下部リンク上でテーブルに押圧力を掛け、両リンク間の内角を更に増大させて折り畳み位置に至らしめる。回転軸２０及び２１間の距離が縮まるにつれて、第一脚１０は通常テーブル台座１６と連動し、第一脚のピン２４がテーブル台座の曲線長形孔２５の上端部に移動し、テーブル台座のピン２８が第一脚の曲線長形孔２９の下端部に移動して、折り畳まれる。テーブル台座１６と連動する第一脚１０の回動は、概ね第一脚の最上端部分にて行われる。第一脚と第二脚が折り畳まれると、前述した椅子と同様、両脚の外郭が概ねテーブル台座の外郭と一致する。これらの脚は長形孔ではなく刻み目によって移動可能であっても良く、又長形孔あるいは刻み目が必ずしも曲線状である必要は無いことは、同様に明らかである。

図６に示すように、椅子は、回転自在に下部後脚部材１２と連結する上部後脚部材１４、回転自在に下部後脚部材１２と連結する前脚部材１０、及び回転自在に上部後脚部材１４と連結する座部材１６を有する。前脚部材１０は、該前脚部材１０の曲線長形孔３９で連結する座部材１６と掛合するピン３８を有し、スライド回転部材３７により連結される。背部材１８は、回転軸３８にて前脚部材と連結し、また回転軸１９にて座部材１６と連結する。

座部材１６と連動する前脚部材１０の動きは、座部材の曲線長形孔に掛合する前脚部材のピン、及び前脚部材１０と関連した背部材１８の位置により規制されるが、前述した発明の実施の形態においては、座部材１６と関連した前脚部材１０の位置は、座部材の曲線長形孔に掛合する前脚部材のピン、及び前脚部材の曲線長形孔に掛合する座部材のピンにより規制される。折り畳み時、座部材１６、前脚部材１０、上部後脚部材１４、下部後脚部材１２、及び背部材１８は概ね重なり合う。座部材１６と連動して背部材１８が回転軸１９にて回転すると、前脚部材１０は回転軸１９及びスライド回転部材３７にて回転し、その結果、上部後脚部材１４及び下部後脚部材１２が折り畳み位置より開脚位置へ移動する。前述した様に、上部後脚部材１４及び下部後脚部材１２は係止部材３３を有し、該係止部材３３は、上部後脚部材１４及び下部後脚部材１２が回転して両部材の内角を増大させ同一直線上に並ぶ位置を経由し多少折れ曲がる位置に達すると両部材の回転を阻止し、継いで、椅子に対する上方から下方に掛かる力が上部後脚部材１４及び下部後脚部材１２を固定し、然して、椅子が厳重に固定される。椅子の折り畳みは、椅子の重心より後方部、特に枢軸となる３８部周辺を把持して持ち上げることにより可能であっても良い。ピン３８は前脚部材１０の横幅のちょうど中央あるいは中央付近に配設されることが好ましい。この方法により椅子が持ち上げられると、部材は部材自身の重量により折り畳まれる。

図７に示すように、テーブルは、テーブル台座４６と、回転軸４９にてテーブル台座４６と回転自在に連結する脚４０と、回転軸５１にてテーブル台座と回転自在に連結する上部部材４４及び回転軸５０にて上部部材４４と回転自在に連結し回転軸５０にて脚４０と回転自在に連結する下部部材４２を有する支持部材４５から成る。解除部材５４は、上部部材４４と下部部材４２間の回転軸４２を中心に５５位置にて回転自在に連結し、又、テーブル台座４６とスライド可能に連結される。開放時、脚４０は概ね直立し、上部及び下部部材４４，４２は概ね同一直線上である。前述の本発明の実施の形態に示すように、上部及び下部部材４４，４２は厳密には同一直線上では無く、やや折れ曲がる位置まで移動する。係止部材４３により更なる移動を阻止される直前の上部及び下部部材間の内角は、１８０度より大きい。然して、テーブルに対する上方から下方に掛かる力が上部及び下部部材４４，４２間の内角の減少を阻止し、テーブルを全開位置にて固定する。

テーブル台座に対するスライド移動を可能にする為、解除部材はテーブル台座４６の水平孔５８に掛合するスライドピン５７を備える。テーブル開放時は、スライドピン５７は水平孔４６の脚４０に近い側の端部に位置する。解除部材５４は又、テーブル台座４６から外部に伸長する取っ手としてスライドピン５７部を備える。テーブルは解除部材の取っ手を引き上げることにより容易に折り畳むことが可能で、解除部材５４は脚４０との連結を外され、継いで上部及び下部部材４４，４２が相互回転し、同一直線上に並ぶ位置を経て、両部材間の内角を減少させる。上部部材と下部部材が同一直線上に並ぶ位置を経由した後、テーブルに対する上方から下方に掛かる力が上部部材と下部部材間の内角を増大させる。上部部材と下部部材を折り畳むと、脚は回転軸４９にて回転し、テーブル台座側に引き寄せられる。脚はテーブル台座４６と同位置に至るまで回転を続ける。この時、上部及び下部部材４４，４２は完全に折り畳まれ、テーブル台座と重なる。解除部材５４も又、テーブル台座４６と重なり、この時、スライドピン５７は、水平孔５８の脚４０から最も遠い側の端部に位置する。ある種の係止部材、例えばテーブル台座から伸長して備えられるフランジのような部材が、テーブルの脚４０のテーブル台座上方への回転を阻止する為に配設される。

テーブルの四脚は上述の構造を有することが理想的であるが、床面に対して平行する部材が各々の二脚を連結していても良く、この場合、解除部材は各組の脚に一つずつ配設される。更に、脚の折れ曲がり過ぎ防止の為、単一解除部材を適切に四脚の脚に配設して、単一簡易動作によってテーブルを折り畳める様にしても良い。

回転自在部材は、回転面から見ると、種々の組合せが可能であることは明らかである。例えば、側面から見て、一つの部材を他部材の前面に配設あるいは背面に配設しても良い。

テーブルの脚４０の回転軸４９は、テーブルに配設される曲線長形孔と連結する様にしても良く、この場合も又、折り畳むと、脚はその側面がテーブル台座の側面と一致する位置まで移動する。前述した実施の形態においては、テーブル台座がテーブルの脚４０に配設される曲線長形孔と掛合するピンを有していても良い。

本発明のリンク機構は、伸長し開放した位置から折り畳んだコンパクトな位置への移動が可能な折り畳み機能を有することが必須あるいは好適である多種多様の製品に適用可能であることがわかる。種々の製品によっては、リンク機構のサイズ変更、又はその製品の特性に従って枢軸部分と関連するリンク機構のサイズ伸長が必要である場合もある。更に、本発明の原理は他の同様のリンク機構にも適用可能であることがわかる。又、本発明におけるリンク機構は、固定時、回転軸を挟むリンク機構の内角が凹角である二本の部材を有し、該部材をやや折れ曲がる位置で固定する係止部材を備える。リンク機構の固定位置は、凹角を有さず製品折り畳み時凹角方向に折り畳むのでは無く内角を増大させる支持部材により、維持することが可能であることがわかる。

リンク機構を有する椅子の前脚時の側面図。 椅子の部分開脚時の側面図。 椅子の折り畳み時の側面図。 椅子の折り畳み時の正面図。 テーブルの側面図。 本発明の他の実施の形態における椅子の側面図。 本発明の他の実施の形態におけるテーブルの側面図。

Claims (12)

1. 開放時、第一部材が三角形の一辺を形成し、第二及び第三部材が概ね同一直線上に並び該三角形の他辺を形成し、第四部材が残りの辺を形成し、又折り畳み時には前記第一、第二、第三及び第四部材が概ね重なり合い、前記第一部材が回転自在に前記第二部材と連結し、該第二部材が回転自在に前記第三部材と連結し、該第三部材が回転自在に前記第四部材と連結し、該第四部材は、前記第一部材と該第四部材とが相互に移動する間は、該第四部材のいずれかの部分において前記第一部材と固定された状態にあるのではなく、折れ曲がった軌道に沿って移動できる回転可能部材にて回転自在に前記第一部材と連結する、四つの回転可能部材を備えるリンク機構。
2. 前記軌道は、前記第四部材に備えられるピンがスライド可能に当接する前記第一部材のカムにより形成される、請求項１記載のリンク機構。
3. 前記カムは、前記ピンがスライド可能に掛合する曲線長形孔を有する、請求項２記載のリンク機構。
4. 前記軌道は、前記第一部材に備えられるピンがスライド可能に掛合する前記第四部材の曲線長形孔により形成される、請求項１，２又は３記載のリンク機構。
5. 第五部材は、回転自在に前記第一部材と連結する、請求項１，２，３又は４記載のリンク機構。
6. 前記第五部材は又、回転自在に前記第四部材と連結する、請求項５記載のリンク機構。
7. 該機構の折り畳み位置から開放位置への移動時、前記第二部材と前記第三部材が精密に同一直線上に並ぶ位置を経由し多少折れ曲がる位置で固定され、開放位置にて上方から下方に掛かる圧力により該固定位置を堅強に維持する、請求項１，２，３，４，５又は６記載のリンク機構。
8. 該リンク機構は、前記第二部材及び前記第三部材が椅子の脚の一方を形成し、又前記第四部材が椅子の脚の他方を形成して、椅子の部分構造を成す、請求項１，２，３，４，５，６又は７記載のリンク機構。
9. 前記椅子は、該椅子の重心より後方部に配設される携帯用部材を備える、請求項８記載のリンク機構。
10. 開放時、第一部材が三角形の一辺を形成し、第二及び第三部材が概ね同一直線上に並び該三角形の他辺を形成し、第四部材が残りの辺を形成し、又折り畳み時には前記第一、第二、第三及び第四部材が概ね重なり合い、前記第一部材が回転自在に前記第二部材と連結し、該第二部材が回転自在に前記第三部材と連結し、該第三部材が回転自在に前記第四部材と連結し、該第四部材が回転自在に前記第一部材と連結する、四つの回転可能部材を備えるリンク機構において、折り畳み位置から開放位置への移動時、前記第二部材と前記第三部材が精密に同一直線上に並ぶ位置を経由し多少折れ曲がる位置で固定され、開放位置にて掛かる圧力により該固定位置を堅強に維持し、又、該固定位置を解除し該機構を折り畳む時、前記第二部材及び第三部材を同一直線上に精密に並ぶ位置を経由し折り畳み位置まで移動させることが可能な、前記第二部材及び／あるいは前記第三部材と連結する解除部材を備えるリンク機構であって、前記解除部材は、スライド可能な回転手段を使用して前記第一部材に連結する部材を備える、リンク機構。
11. 前記解除部材は取っ手を有する請求項１０記載のリンク機構。
12. 前記リンク機構は壇あるいは台（ platform ）の一部を形成し、前記第四部材が該壇あるいは台の支持軸の一部を形成し、前記第一部材が該壇あるいは台の一部を形成する、請求項１０又は１１記載のリンク機構。

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