JP4909659B2 - トルク調節可能なヒンジ - Google Patents

Description

本発明は、市販の金属ヒンジと同様に蓋体や開閉扉のような回動体を有する物品に取り付けることができる制動回動のヒンジに関し、且つ取り付けた物品の回動体の重量や形状に応じてトルクの調節が可能なヒンジに関する。

既存の家具、建具、日用品、容器、電気製品、鍵盤楽器またはその付属品において、蓋や窓のような開閉部材を持っているものは数多く存在し、例えば、図８に示すような鍵盤蓋と開閉リッド１０２を備えたグランドピアノ１００、開閉フロント板を有するライティングデスク、開閉式の鏡板を取り付けた鏡台、蓋付きの宝石箱やオルゴールなどである。これらの商品では、開閉部材に市販の金属ヒンジ１０４を取り付け、該ヒンジによって開閉部材を回転自在に構成している。

従来の金属ヒンジは、一連の管部に挿入したピボットによって２枚のリーフを相互に回転可能に接続し、該リーフの一方を蓋体に且つ他方を本体に木ネジや釘で固着する。この種のヒンジは、蓋体の荷重がリーフに掛かるならば該蓋体を任意の開口角度で静止できず、蓋体を部分的に開いた状態で手を離すと全開になるかまたは元のように閉じてしまう。この開閉作動は衝撃的に行われ、使用者が蓋体に指を詰めて怪我をしたり、蓋体や本体を損傷することになる。

制動回動の金属ヒンジとして、実開昭５３−１４０８５７号、本発明者らが出願した特開平９−２１７５４５号、特開２００３−２４８５２７号などが存在する。これらのヒンジの取り付けにより、家具や建具などの蓋が開閉可能になるうえに、その蓋を任意の開口角度で静止でき、しかも開閉開始時に若干空回りすることもない。これらのヒンジを取り付けると、回動体の荷重がリーフに掛かってもその開閉作動が衝撃的に行われることがなく、使用者が回動体に指を詰めたり本体を損傷することを回避できる。
実開昭５３−１４０８５７号公報 特開平９−２１７５４５号公報 特開２００３−２４８５２７号公報

従来の金属ヒンジに関して、実開昭５３−１４０８５７号に開示する蝶番は、トルク調節が可能であっても、金属部材で回転軸を締め付けるため、該回転軸の制動が十分に行われにくく、嫌な金属音が発生するとともに耐久性を欠く。さらに、締め付けネジの下方部とナットがリーフ裏面から突出しているので、取付可能な物品が限定されるという問題がある。一方、特開平９−２１７５４５号または特開２００３−２４８５２７号に開示するヒンジは、中間バレル部において制動部材、保持金具および締め付け部材を有する点で同様であり、回転軸を十分に制動することができるうえに耐久性の点でも問題はない。

特開平９−２１７５４５号に開示のヒンジは、締め付けネジの下端部がリーフ裏面から突出しているので取付可能な物品が限定され、締め付けネジを緩めすぎるとヒンジから脱落して紛失するおそれがある。また、特開２００３−２４８５２７号に開示のヒンジでは、締め付け部材は単なるピンであり、ピン下端面がリーフ裏面と一致しているので取付可能な物品が限定されることはないが、該ピンを回してトルクを調節することはできず、用途が限定されてしまう。

本発明は、従来の金属ヒンジに関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、家具、建具や容器などに取り付けるヒンジについてさらに改善を加え、取り付けるべき物品の回動体によってトルクの調節が可能なヒンジを提案するものである。すなわち、本発明の目的は、調節ナットを回すだけで、取り付けた物品の回動体の重量や形状に応じてトルクを容易に調節可能であるヒンジを提供することである。本発明の他の目的は、物品の回動部分に取り付けやすく、調節ナットを紛失することがないトルク調節可能なヒンジを提供することである。本発明の別の目的は、故障が少なく且つ美観的に優れたトルク調節可能なヒンジを提供することである。

本発明に係るトルク調節可能なヒンジは、取付孔を設けた第１および第２リーフと、両リーフを相互に回転可能に接続し且つ第１リーフとともに回動するピボットとを備える。本発明に係るヒンジは、第２リーフにおいて、ピボットに密に嵌装し且つバレル部および平行延長部を有するプラスチック制動部材と、制動部材の外周面と対応する内周面を有する保持金具と、第２リーフに固着し且つ制動部材および保持金具の平行延長部の貫通孔を通過するボルトと、該ボルトにねじ込む調節ナットとで構成する。本発明に係るヒンジは、調節ナットを介して保持金具で制動部材を内方へ締め付けることにより、両リーフを任意の開口角度で静止できる。

本発明に係るトルク調節可能なヒンジにおいて、ボルトの円錐状基部の座面をセレーション加工し、この溝付き基部を第２リーフの対応孔にかしめ止めすることにより、ボルトの空回りを防止するとともに、ボルト下端面をリーフ水平部の裏面と合致させると好ましい。望ましくは、ボルトの先端部に円板ストッパをかしめ止めすることにより、調節ナットを緩めてもボルトから脱落することがない。

本発明に係るヒンジは、第２リーフにおいて、ピボットに密に嵌装し且つバレル部および平行延長部を有するプラスチック制動部材と、制動部材の外周面と対応する内周面を有する保持金具と、制動部材および保持金具の平行延長部の貫通孔を通過する調節部材と、フランジ部を有する２個のプラスチックスリーブとで構成してもよい。本発明に係るヒンジは、両スリーブをピボットに嵌装し、各スリーブのフランジ部が第１および第２リーフの軸受部間に位置するとともに、各スリーブの後端部を保持金具の側面と隣接させる。好ましくは、金属弾性片をボルトに嵌装して制動部材の両延長部間に介在させ、調節ナットを緩めた際に弾性片の弾力によって制動部材を開放する。

本発明を図面によって説明すると、本発明に係るトルク調節可能なヒンジ１（図１）は、図８に示す従来の金属ヒンジ１０４と同様に、開閉リッド１０２のような回動体に一方のリーフ３または５を取り付け、ピアノ本体に他方のリーフ５または３を取り付ける。この明細書において、第１リーフおよび第２リーフは、２枚のリーフを単に説明のために区別して使用しているだけであり、第２リーフがピボット１０とともに回動し、第１リーフにプラスチック制動部材１６（図５）、保持金具１８、ボルト２８を含むバレル部２０を設置することも当然可能である。

ヒンジ１は、図１および図２に示すように、複数個の取付孔２を設けた第１および第２リーフ３，５からなる。第１リーフ３にはピボット１０を水平に固着し、該ピボットに嵌装するバレル部２０を第２リーフ５に取り付ける。バレル部２０つまり制動部材１６と保持金具１８の横幅は、図１に例示のような比較的狭い横幅から第２リーフ５の軸受部１２，１４の内寸と等しい横幅まで広げることは任意であり、調節ナット４０をねじ込むボルト２８を複数本立設することも可能である。

ピボット１０には、その一端部または両端部において、第１リーフ３に水平に固着するための断面異形部を形成し、該異形部の断面形状に応じた貫通孔、凹みや盲孔などを第１リーフ３の軸受部７または８に設ける。ピボット１０は、第１リーフ３の軸受部７，８にかしめ止めまたは溶接することも可能である。所望に応じて、ピボット１０の周端などに環状溝（図示しない）を設け、該環状溝に適宜の係止金具を嵌め込み、該係止金具によって第１リーフ３から脱離することを防いでもよい。

プラスチック制動部材１６は、図５に示すように、その内周面が円形断面である湾曲部２４と、該湾曲部の両端から外方へ平行に延設する延長部２６，２６を備えることにより、保持金具１８とともに回転または静止し、且つピボット１０の周面と接触する湾曲部２４の内周面が摩擦面となる。制動部材１６の延長部２６，２６は、通常の状態で所定の縦間隙を有し、この間隙の存在によって湾曲部２４の内方変形によるピボット１０の締め付けが可能となる。この縦間隙は、その距離が大きすぎると調節ナット４０を締め付けても弾性片３０を変形しないため、該弾性片の高さよりも狭くなるように定める。

保持金具１８は、制動部材１６の外周面と密接する湾曲部３６および延長部２７，２７を有する。調節ナット４０が上方延長部２７に作用することにより、保持金具１８の湾曲部３６を介して制動部材１６を内方へ締め付ける。保持金具１８の湾曲部３６は、制動部材１６の外周面の全体または一部を取り囲む。延長部２７，２７は、図示のようなほぼ同じ長さであっても長さが異なっていてもよく、第２リーフの一部を横長に延長してから湾曲させて保持金具を形成することも可能である。

制動力を調節する部材は、ボルト２８と調節ナット４０の組み合わせが好ましく、場合によっては単なる頭付きネジ部材を用いてもよい。調節部材としての調節ナット４０を回すと、保持金具１８および制動部材１６を内方へ締め付け、該制動部材にピボット１０の制動力を付与する。調節ナット４０は、そのねじ込み量によって制動部材１６に付与する制動力を容易且つ微妙に調整でき、使用者の好みに応じた開閉作動に設定できる。また、十字穴や六角穴付の平頭ネジや六角頭ネジなどの頭付きネジ部材ならば、第２リーフ５または保持金具１８の下方延長部のネジ孔へねじ込めばよい。

ボルト２８は、第２リーフ５の裏面縦中央に設けた皿孔３２（図３）から垂直に立設し、その円錐状基部３８を皿孔３２内に嵌め込んでかしめ止めすることにより、ボルト２８の下端面は第２リーフ５の裏面と合致する（図５参照）。ボルト２８は、その円錐状基部３８の座面をセレーション加工し、一方、皿孔３２は単なる円形であっても、溝付き基部３８に対応させて溝付き加工しておいてもよい。円錐状基部３８の座面は、金型または転造によるセレーション加工によって溝付きに形成される。ボルト２８は、その円錐状基部３８を溝付き皿孔３２から挿通し、ボルト基部３８を皿孔３２内にかしめ止めする。

一方、ボルト２８の先端部には、円板ストッパ４２の中心貫通孔を嵌合してかしめ止めする。このストッパは、ボルト先端部に溶接や接着剤で固定しても、ボルト先端部を直径方向に塑性変形したり、ボルト２８の直径方向にピン（図示しない）を貫通させてもよい。調節ナット４０が極端に緩められても、該ナットはストッパ４２で止まってボルト２８から脱落することがない。

弾性片３０は、一般にバネ鋼製であり、制動部材１６の延長部２６，２６間に介在させる（図４参照）。弾性片３０は、図７に示すような台形、Ｗ形や波形側面の板材であっても、皿バネ、バネ座金、歯付座金、波形座金のような円形材でもよい。弾性片３０は、調節ナット４０を緩めた際に、その弾力によって制動部材１６の延長部２６，２６間を大きく開くことにより、両リーフ３，５が相互に自由回動することを可能とする。また、弾性片３０は、締め付け時に制動部材１６の上方延長部２７の変形を減らし、その損傷を未然に防ぐ。

プラスチックスリーブ２２は、用途に応じて任意の色に着色した耐磨耗性のプラスチックであり、通常は白色であると好ましい。スリーブ２２は、図６に示すようなフランジ部２３を有する円筒形であり、その内径はピボット１０の直径にほぼ等しく、その外径は第２リーフ５の軸受部１２，１４の貫通孔の直径にほぼ等しい。２個のスリーブ２２をピボット１０に嵌装した際に、各フランジ部２３は軸受部７と１２の間または軸受部８と１４の間に位置し、スペーサとしての機能を有する。また、各スリーブ２２の後端部は、バレル部２０における制動部材１６の側面と隣接して遮蔽することにより、該制動部材が油などで汚染されることを未然に防止する。

本発明に係るトルク調節可能なヒンジは、蓋体や開閉扉のような回動体を任意の回転位置で静止できるうえに耐久性が高く、しかもその制動力を適宜に調節でき、多くの取付個所および異なる荷重の回動体に適用できる。本発明のヒンジは、両リーフの裏面にボルト下端部のような突起物がないから、通常の金属ヒンジと同様に容易に取り付けることができる。本発明のヒンジにおいて、ボルトは固定されているので制動力を調節するにはナットを回すだけでよく、該ナットはヒンジから脱落することがなく、ケアレスミスでヒンジが使用不能になることが発生しない。

本発明のヒンジは、ピボットを２本のプラスチックスリーブでカバーしており、該スリーブはスペーサとして両スリーブの滑らかな回動と美観を高める点で好ましい。両スリーブは、その後端部で制動部材１６の側面を遮蔽することにより、該制動部材が油などで汚染されて制動力が低下することを未然に防止する。

本発明に係るヒンジは、蓋体や開閉扉のような回動体を有する家具、建具、容器や鍵盤楽器などについて、該回動体と基材との接続個所に木ネジや釘で取り付ければよい。本発明のヒンジにより、家具や建具などの蓋や開閉扉が開閉可能になるうえに任意の開口角度で静止できる。したがって、本発明のヒンジにより、回動体の荷重がリーフに掛かってもその開閉作動が衝撃的に行われることがなく、使用者が回動体に指を詰めたり本体を損傷することを回避できる。

次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明に係るトルク調節可能なヒンジ１は主として金属製であり、図１および図２に例示するように、複数個の取付孔２である皿孔を設けた長方形平面の第１および第２リーフ３，５で構成する。第１および第２リーフ３，５は、両端部を直角に折り曲げた浅いＵ字形断面である。

第１リーフ３は、その両端部を直角に折り曲げた軸受部７，８によってピボット１０を水平に支持する。ピボット１０は、軸受部７，８にかしめ止めして固着することによって第１リーフとともに回動する。また、ピボット１０の両端部を異形断面に成形し、この両端部を軸受部７，８の異形貫通孔に嵌入して固着してもよい。

第２リーフ５は、第１リーフ３よりも幅が狭く、その両端部を直角に折り曲げた軸受部１２，１４の貫通孔（図示しない）をピボット１０と嵌合することにより、第２リーフ５はピボット１０の周面を回動する。第２リーフ５の中央部には、プラスチック制動部材１６（図５）および該制動部材を覆う保持金具１８を含むバレル部２０を設置する。軸受部１２，１４の貫通孔の内径は、ピボット１０の直径よりも大きく、該ピボットにはプラスチックスリーブ２２（図６）を嵌装するため、該スリーブの外径とほぼ等しい。

プラスチックスリーブ２２は、フランジ部２３を有する円筒形であり、その内径はピボット１０の直径にほぼ等しい。２個のスリーブ２２を図１のようにピボット１０に嵌装した際に、各フランジ部２３は軸受部７と１２の間または軸受部８と１４の間に位置する。また、各スリーブ２２の後端部は、バレル部２０における制動部材１６の側面と隣接する。スリーブ２２，２２は、ピボット１０の保護と美観のために用い、通常は白色であるが、ヒンジ１の取付個所に応じて任意の色に着色できる。

第２リーフ５において、バレル部２０は、図５に示すように、ピボット１０に嵌装する湾曲部２４および延長部２６，２６を有するプラスチック制動部材１６と、該制動部材の外周面と対応する内周面を有する保持金具１８と、制動部材１６の延長部２６，２６および保持金具１８の延長部２７，２７の貫通孔を通過するボルト２８と、該制動部材の延長部２６，２６間に介在させる弾性片３０とを有する（図４参照）。ボルト２８は、第２リーフ５の裏面縦中央に設けた皿孔３２（図３）から垂直に立設する。

制動部材１６は、耐磨耗性エンジニアリングプラスチック（例えば、炭素含有のポリアセタール樹脂）の射出成形品であり、保持金具１８はバネ鋼製であると好ましい。弾性片３０（図７）は、例えば波形断面の薄いバネ鋼製の板材であり、該弾性片の中心にボルト２８を挿通する貫通孔３４を設ける。制動部材１６の延長部２６，２６に設けた貫通孔は、保持金具１８の延長部２７，２７の貫通孔と垂直方向で整列し、両貫通孔はボルト２８の直径よりも僅かに大きい。保持金具１８は、制動部材１６の湾曲部２４の形状と対応する湾曲部３６と平行延長部２７，２７を有し、その横幅は制動部材１６のそれと等しい。

ボルト２８は、その円錐状基部３８（図３）の座面をセレーション加工し、この溝付き基部に対応する皿孔３２は単なる円形である。ボルト２８は、制動部材１６の延長部２６，２６および保持金具１８の延長部２７，２７の貫通孔に挿通させ、その円錐状基部３８を皿孔３２内に嵌め込んでかしめ止めする。ボルト基部３８を皿孔３２内に十分に嵌め込むことにより、ボルト２８の下端面は第２リーフ５の裏面と合致する（図５参照）。ついで、ボルト上方から調節ナット４０をねじ込む。ボルト２８の先端部には、円板ストッパ４２の中心貫通孔を嵌合してかしめ止め、調節ナット４０を極端に緩めても、該ナットはストッパ４２で止まってボルト２８から脱落することがない。

ヒンジ１において、ピボット１０は第１リーフ３とともに回転・静止し、一方、制動部材１６および保持金具１８を含むバレル部２０は第２リーフ５とともに回転・静止する。袋レンチ（図示しない）などで調節ナット４０を回し、制動部材１６および保持金具１８を適宜に締め付けると、ピボット１０の外周面と制動部材１６の内周面とが摩擦面となり、両リーフ３，５を任意の開口角度で静止できる。調節ナット４０を回す際に、ボルト２８の円錐状基部３８を溝付き皿孔３２にかしめ止めしたことにより、該ボルトが空回りすることはない。

調節ナット４０を適宜に回すと、保持金具１８を介して制動部材１６を内方へ締め付ける力を変更でき、ピボット１０に対する制動部材１６の回動制動力を正確に調節できる。この際に、調節ナット４０を極端に緩めても、該ナットはストッパ４２で止まってボルト２８から脱落せず、制動部材１６の延長部２６，２６間が弾性片３０の弾力で大きく開かれることにより、該制動部材の湾曲部２４がピボット１０の周面と接触しなくなり、両リーフ３，５は相互に自由回動する。

ヒンジ１は、蓋体や開閉扉などの回動体を有する家具や建具などについて、通常のヒンジと同様に、該蓋体と家具などの本体との接続個所に木ネジで取り付ける。例えば、図８においてグランドピアノ１００の開閉リッド１０２のために金属ヒンジ１０４の代わりに使用すると、該リッドを任意の開放位置で静止できる。ヒンジ１は、寸法に応じて約５〜２０ｋｇ重の荷重を受けることができ、長期間使用しても開閉作動は一定であり、該ヒンジは数万回以上の開閉試験に耐えうる。

本発明に係るトルク調節可能なヒンジを示す平面図である。 図１のヒンジを示す斜視図である。 図１のヒンジの裏面を示す平面図である。 図１のヒンジにおいて主として第２リーフを示す側面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断したヒンジを拡大して示す横断面図である。 本発明で用いるプラスチックスリーブを拡大して示す縦断面図である。 本発明で用いる金属弾性片を拡大して示す斜視図である。 金属ヒンジの取付け例を示すグランドピアノの斜視図である。

符号の説明

１ トルク調節可能なヒンジ
２ 取付孔
３ 第１リーフ
５ 第２リーフ
１０ ピボット
１６ プラスチック制動部材
１８ 保持金具
２０ バレル部
２２ プラスチックスリーブ
２８ ボルト
３０ 弾性片
３２ 溝付き皿孔
３８ ボルトの円錐状基部
４０ 調節ナット

Claims (4)

1. 取付孔を設けた第１および第２リーフと、両リーフを相互に回転可能に接続し且つ第１リーフとともに回動するピボットとを備える金属製のヒンジであって、第２リーフにおいて、ピボットに密に嵌装し且つバレル部および平行延長部を有するプラスチック制動部材と、制動部材の外周面と対応する内周面を有する保持金具と、第２リーフに固着し且つ制動部材および保持金具の平行延長部の貫通孔を通過するボルトと、該ボルトにねじ込む調節ナットとで構成し、ボルトの円錐状基部のテーパ座面をセレーション加工し、この溝付き基部を第２リーフの円形皿孔にかしめ止めすることにより、ボルトの空回りを防止するとともにボルト下端面をリーフ水平部の裏面と合致させ、調節ナットを介して保持金具で制動部材を内方へ締め付けることで両リーフを任意の開口角度で静止できるトルク調節可能なヒンジ。
2. ボルトの先端部に円板ストッパをかしめ止めすることにより、調節ナットを緩めてもボルトから脱落することがない請求項１記載のヒンジ。
3. フランジ部を有する２個のプラスチックスリーブを有し、両スリーブをピボットに嵌装し、各スリーブのフランジ部が第１および第２リーフの軸受部間に位置するとともに、各スリーブの後端部を制動部材の側面と隣接させ、両リーフを任意の開口角度で静止できる請求項１記載のヒンジ。
4. 金属弾性片をボルトに嵌装して制動部材の両延長部間に介在させ、調節ナットを緩めた際に弾性片の弾力によって制動部材を開放する請求項１記載のヒンジ。

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