JP5026583B2 - 扉開閉用ステー - Google Patents

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Description

本発明は、筐体にヒンジを介して開閉可能に取り付けられる扉や蓋の開閉動作を容易にするための扉開閉用ステーに関する。
扉や蓋の開閉動作を容易にする従来の扉開閉用ステーとして、図12に示すように、内部にスライダクランク機構5を備えるものが知られている(特許文献1参照)。扉開閉用ステーの本体部1には、アーム2の一端2aが回転可能に連結される。本体部1が筐体6に取り付けられ、アーム2が扉7に連結される。扉7にはアーム2から開閉を補助する力が伝えられる。
本体部1にはコイルばね8が設けられる。コイルばね8によって下方向に付勢される本体部スライダ4には、リンク3の一端が回転可能に取り付けられる。リンク3の他端はアーム2の回動基部に連結される。この本体部スライダ4、リンク3、及びアーム2がスライダクランク機構5を構成する。本体部スライダ4が往復運動すると、リンク3を介してクランクに相当するアーム2が回転運動する。アーム2の他端2bには、さらなるリンク9を介して取付座10が回転可能に取り付けられる。この取付座10に扉7が取り付けられる。
図12(a)に示すように、扉7が閉じた状態では、コイルばね8の付勢力によってアーム2には時計方向にトルクT1が作用する。このように閉じた状態の扉7にさらに閉じる方向のトルクを作用させることで、閉じた状態を安定して保持することができる。一方、図12(b)に示すように、閉じた状態の扉7を開くことによって、アーム2が回転し、スライダクランク機構5が思案点を超える。こうなると、コイルばね8の付勢力によって今度は逆にアーム2に反時計方向にトルクT2が作用する。扉7にさらに開こうとする方向のトルクが作用するので、扉7の開き動作を容易にしたり、扉の開き角度を一定に保ったりすることができる。
特許3120212号公報
しかし、従来の扉開閉用ステーにあっては、ガタなく扉を開閉するために、筐体6と扉7との間に二本のリンク(アーム2及びリンク9)が必要になる。そして図12(b)に示すように、扉7が開いた状態では、二本のリンクが一直線上に並び、筐体6と扉7との間に筋交いのように突っ張る。このため扉7を開いたとき、二本のリンクが収納の邪魔になったり、見た目にすっきりしなかったりするという問題がある。
本発明はこのような従来の扉開閉用ステーの課題を解決するものであり、扉を開いたとき邪魔になることがなく、見た目にもすっきりした扉開閉用ステーを提供することを目的とする。
ところで、例えば上述の扉開閉用ステーは、閉じた状態の扉にはさらに閉じる方向に力を与え、開いた状態の扉にはさらに開く方向に力を与えている。重量が重い扉の場合、開いた状態の姿勢を一定に保つためには、扉に大きな開く方向のトルクを与える必要がある。逆に、閉じた状態の扉を開く際の操作感を軽くするためには、閉じた状態の扉に与える閉じる方向のトルクを小さくする必要がある。
しかし、従来の扉開閉用ステーにあっては、開いた状態の扉の姿勢を一定に保つためにコイルばね8のばね力を強くすると、閉じた状態の扉に小さな閉じる方向のトルクを与えるのが困難になり、逆に、閉じた状態の扉を開く際の操作感を軽くするためにコイルばね8のばね力を弱くすると、開いた状態の扉に大きな開く方向のトルクを与えるのが困難になる、という問題がある。
そこで、本発明の扉開閉用ステーの他の目的は、扉を開いたときと閉じたときとで扉に伝わる開閉力を自在にコントロールできる扉開閉用ステーを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、筐体に取り付けられる本体部と、前記本体部に一端が回転可能に連結されるアームと、前記本体部に設けられ、前記アームが少なくとも一方向へ回転するように付勢する付勢手段と、前記アームに長さ方向にスライド可能に設けられるアーム用スライダと、扉や蓋に取り付けられ、前記アーム用スライダに回転可能に連結される取付座と、前記アームに対して前記スライダがスライドするときの抵抗を調整する抵抗調整手段とを備える扉開閉用ステーである。
本発明の他の態様は、筐体に取り付けられる本体部と、前記本体部に一端が回転可能に連結されるアームと、前記本体部に設けられ、前記アームが少なくとも一方向へ回転するように付勢する付勢手段と、前記アームに長さ方向にスライド可能に設けられるアーム用スライダと、扉や蓋に取り付けられ、前記アーム用スライダに回転可能に連結される取付座と、を備え、前記付勢手段は、前記本体部にスライド可能に設けられると共に、弾性体によって一方向に付勢される本体部スライダと、前記アーム及び前記本体部スライダに回転可能に連結されるリンクと、を含み、前記本体部スライダ又は前記アームに対する前記リンクの回転の支点が、少なくとも二つ設けられ、一つのピンが前記本体部スライダ又は前記アームに対する前記リンクの回転の支点になっている状態から、前記リンクが回転することによって、他の一つのピンが前記本体部スライダ又は前記アームに対する前記リンクの回転の支点になる状態へと切り替わる扉開閉用ステーである。
本発明の一態様によれば、アームに対してスライド可能なアーム用スライダを設け、スライド部材が扉に取り付けられる取付座に対して回転できるようにすることで、二本のリンク(アーム及び連結リンク)を設けなくても、一本のアームから扉に開閉する力を伝えることができる。したがって、邪魔になることがなく、また見た目にもすっきりした扉開閉用ステーが得られる。
本発明の他の態様によれば、リンクが本体部スライダ又はアームに対して回転することによって、リンクの回転の支点になるピンが切り替わるので、本体部スライダからリンクを介してアームに伝わる弾性体の付勢力を一気に変化させることができる。このため、扉を開いたときと閉じたときとで扉に伝わる開閉力を自在にコントロールできる。
本発明の第一の実施形態の扉開閉用ステーを取り付けた筐体及び扉の斜視図 扉の開閉状態と扉開閉用ステーの動作との関係を示す断面図 扉開閉用ステーの要部断面図 扉開閉用ステーの分解斜視図 アーム用スライダの分解斜視図 アーム及びスライダの断面図 扉に取り付けたアーム及びスライダの断面図(図中(a)はアーム本体と摩擦プレートとの間にすきまを空けた状態を示し、図中(b)はアーム本体に摩擦プレートを密着させた状態を示す) スライダクランク機構の動作図(図中(a)は扉が開いた状態を示し、図中(b)はスライダクランク機構が思案点に到達した状態を示し、図中(c)は扉が閉じた状態を示す) ピンを切り替えたスライダクランク機構からアームに作用するトルクを示す図(図中(a)は本実施形態の例を示し、図中(b)は比較例を示す) 本発明の第二の実施形態の扉開閉用ステーの要部断面図 本発明の第三の実施形態の扉開閉用ステーの要部断面図 従来の扉開閉用ステーの断面図(図中(a)は扉を閉じた状態を示し、図中(b)は扉を開いた状態を示す)
以下添付図面に基づいて本発明の第一の実施形態の扉開閉用ステーを詳細に説明する。図1は、扉開閉用ステーを取り付けた筐体11及び扉12の斜視図を示す。扉開閉用ステーは、筐体11に固定される本体部15と、扉12側に連結されるアーム14と、を備える。アーム14は本体部15に垂直面内で回転可能に取り付けられる。扉12を開閉する際、アーム14は扉12の開閉を補助する付勢力を扉12に付与する。筐体11と扉12との間には、扉開閉用ステー以外にスライド蝶番13が取り付けられる。扉12の回転軌道はスライド蝶番13によって決定される。なお、スライド蝶番13は扉12が開くとき、回転軸が移動する公知の蝶番である。スライド蝶番13の回転軸が移動することで、扉12を開いたとき、筐体11の枠と扉12との間のクリアランスを小さくすることができる。
図1に示すように、扉開閉用ステーの本体部15は、筐体11の側板11aの上部に取り付けられる。側板11aの天井側の一辺11a1と枠側の一辺11a2とは直交していて、本体部15はこれらの辺の角に位置を合わせて取り付けられる。アーム14には、アーム14の長さ方向にスライド可能にアーム用スライダ16が取り付けられる。アーム用スライダ16には、取付座17が回転可能に連結される。この取付座17に扉12が取り付けられる。
図2に示すように、扉開閉用ステーのアーム14は、扉12と略平行に伸びる。扉12を開閉する際、アーム14は扉12と略平行状態を保ったまま本体部15に対して回転する。図2(a)に示すように、扉12が閉じた状態では、アーム14は扉12にさらに閉じる方向に力を与える。このため、扉12が閉じた状態が安定して保たれる。図2(b)に示すように、閉じた状態の扉12を例えば20度以上開くと、今度は逆にアーム14は扉12に開く方向の力を与える。このアーム14の開く方向の力によって、扉12を開く動作が容易になると共に、扉12の任意の開き角度を一定に保つこともできるようになる。図2(c)に示すように、扉12は最大90度まで開くことができる。開いた状態の扉12を閉じるときは、扉12を例えば20度まで閉じると(図2(c)→図2(b))、扉12が自動的に閉まるようになる(図2(a))。この実施形態においては、筐体11の枠に対して扉12はアウトセット、すなわち筐体11の枠を覆うように扉12が設けられる。
図3は扉開閉用ステーの要部断面図を示し、図4は扉開閉用ステーの分解斜視図を示す。図3に示すように、本体部15には、スライダクランク機構21が組み込まれる。スライダクランク機構21は、アーム14、アーム14のアーム保持プレート22に連結されるリンク23、及び本体部15に一方向にスライド可能に設けられる本体部スライダ24から構成される。扉12の重量は、本体部15に内包された弾性体としてのコイルばね25の付勢力により支持される。すなわち、コイルばね25の付勢力F1は、本体部スライダ24及びリンク23によってアーム14のトルクT1に変換される。アーム14のトルクT1により扉の重量を支持できる。
図2(c)に示すように、扉12が開いた状態では、アーム14にはコイルばね25の付勢力によって時計方向(扉12を開く方向)のトルクが付与される。扉12が例えば20度以下に閉じると、スライダクランク機構の思案点に到達する。図2(a)に示すように、扉12がさらに閉じると、アーム14にはコイルばね25の付勢力によって反時計方向(扉12を閉じる方向)のトルクが付与される。このときのトルクは閉じた扉12のキャッチ力に利用される。
図4に示すように、本体部15は二分割されたケース半体15a,15bを結合してなる。各ケース半体15a,15bは、薄板を曲げ加工することにより形成される。ケース半体15a,15bには、内側に向かって突出する案内壁27a,27bが形成される。案内壁27a,27bには、略矩形状の本体部スライダ24及びばね受け28が案内壁27a,27bに沿って一方向へスライド可能に収容される。一対のケース半体15a,15b間には、アーム14の回転の支点となるピンP1が架け渡される。見栄えをよくするために、本体部15は化粧カバー29で覆われる。
本体部15には、アーム14の一端がピンP1を介して回転可能に連結される。ピンP1は、本体部15に対するアーム14の回転の支点になる。アーム14は細長く伸びる中空のアーム本体30と、アーム本体30の一端側に取り付けられる一対のアーム保持プレート22と、一対のアーム保持プレート22の間に介在される円筒形状の軸受け19と、から構成される。
アーム本体30の断面は扁平な四角形に形成される。アーム本体30の一端側には、一対のアーム保持プレート22を取り付けるための取り付け孔30aが開けられる。一対のアーム保持プレート22それぞれは、アーム本体30に合わせて細長く伸びる連結部22aと、連結部22aに対して面積を広げた拡大部22bと、を有する。一対のアーム保持プレート22の連結部22aはアーム本体30の一方の端部に挿入される。ピン18により一対のアーム保持プレート22とアーム本体30とを連結した後、アーム本体30の一方の端部は枠状の固定片20によって囲まれる。アーム本体30の逆方向の端部はプラグ35によって塞がれる。
軸受け19の内周には、ピンP1が嵌められる。ピンP1に対するアーム14の回転運動はこの軸受け19によって案内される。アーム保持プレート22には、さらなるピンP2を介してリンク23が回転可能に連結される。アーム14に対するリンク23の回転の支点になるピンP2は、アーム保持プレート22に、本体部15に対するアーム14の回転の支点となるピンP1から平面的にずれた位置に配置される。
本体部スライダ24及びばね受け28の間には、複数のコイルばね25が収納される。複数のコイルばね25は、その長さ方向の一端部が複数の円筒状の凹部を有する本体部スライダ24に挿入され、他端が複数の円筒状の凹部を有するばね受け28に挿入され、本体部スライダ24及びばね受け28に挟まれる。本体部スライダ24及びばね受け28は、ケース半体15a,15bの案内壁27a,27bによって一方向にスライド可能である。一対のケース半体15a,15b間には、ばね受け28のスライドを制限するためのピンP5が架け渡される。ばね受け28にはピンP5に嵌まる長孔28aが形成される。コイルばね25によってばね受け28には図中右奥方向の付勢力が作用する。ばね受け28の右奥方向のスライドはピンP5によって制限される。なお、本体部スライダ24及びばね受け28は同一形状に形成される。本体部スライダ24及びばね受け28を射出成型するときの金型を共通化するためである。
本体部スライダ24の一端には、山状の突起24aが形成される。この突起24aには、リンク23の二つのピンP3,P4に対応する二つのピン受けとして、凹部24b及び長孔24cが形成される。二つのピンの一方P4が長孔24cに挿入され、他方P3が凹部24bに嵌められる。
リンク23は平行な二枚のリンク板を底部プレートで結合してなり、断面がコ字形状に形成される。リンク23の一方の端部は、ピンP2を介してアーム保持プレート22に回転可能に連結される。リンク23の他方の端部には、上述の二つのピンP3,P4が設けられる。
アーム本体30には、アーム本体30の長さ方向にスライド可能にアーム用スライダ16が取り付けられる。図5にも示すように、アーム用スライダ16は、アーム本体30を囲む枠状のスライダ本体31と、スライダ本体31に螺合する位置調整ねじ32と、アーム本体30とスライダ本体31との間に設けられる摩擦プレート33と、を備える。
スライダ本体31には、山形状の突起31aが形成される。この突起31aにピンP6を介して取付座17が回転可能に取り付けられる。取付座17は、板状のプレート本体17aと、プレート本体17aから下方に突出する略三角形状の突起プレート17bと、を有する。プレート本体17aには、扉12に取り付けるための通し孔17dが開けられる。突起プレート17bには、ピンP6に嵌まる孔17cが開けられる。取付座17はこのピンP6を中心にして回転する。
スライダ本体31の底部には雌ねじ部36が嵌め込まれる。雌ねじ部36は、内周面に雌ねじが形成される円筒状の雌ねじ本体36aと、雌ねじ本体36aの上端に一体に設けられる矩形状のフランジ部36bと、を有する。図6に示すように、雌ねじ部36の雌ねじ本体36aがスライダ本体31の底部の孔31bに嵌められる。雌ねじ部36のフランジ部36bはスライダ本体31の底部の上面に載る。雌ねじ部36には、外側から位置調整ねじ32がねじ込まれる。位置調整ねじ32は、見栄えをよくするために、また不用意に位置調整ねじ32が回るのを防止するために、化粧プレート37によって覆われる。化粧プレート37はスライダ本体31のフック31cに圧入・固定される。
アーム本体30とスライダ本体31との間には摩擦プレート33が介在される。摩擦プレート33は、弾力のある合成樹脂から製造される。摩擦プレート33の、アーム本体30との接触面には、高さを一段盛り上げて接触部33a(図5参照)が形成される。摩擦プレート33の背面には、雌ねじ部36のフランジ部36bに対応する切欠き33bが形成される。雌ねじ部36のフランジ部36bが摩擦プレート33の切欠き33bに嵌まることによって、摩擦プレート33がスライダ本体31と一緒にスライドするようになる。
摩擦プレート33は位置調整ねじ32の送りねじの作用によって、アーム本体30に向かって進退する。摩擦プレート33とアーム本体30との接触圧力を調整することによって、アーム本体30に対してスライダ本体31がスライドするときの抵抗が調整される。図7(a)に示すように、扉12を開き易くするときは、アーム本体30と摩擦プレート33との間にすきまを空ける。その一方、図7(b)に示すように、扉12を開きにくくするときは、アーム本体30と摩擦プレート33との間にすきまをなくし、アーム本体30に摩擦プレート33を密着させる。
再び図4に示すように、本体部15には、流体の粘性抵抗によって制動力を発生させるダンパ41が組み込まれる。アーム14が所定角度以上方向に回転すると、アーム14とダンパ41の可動部42が当接し、ダンパ41が圧縮される。このダンパ41の圧縮に伴い、アーム14には回転を制動する力が与えられる。ダンパ41を設けることにより、扉12が閉じて筐体11に衝突するときの衝撃を緩和することができる。
図8に示すように、扉開閉用ステーのアーム14、リンク23及び本体部スライダ24が、スライダクランク機構21を構成する。図8(a)に示すように、扉12が開いた状態では、リンク23のピンP4が本体部スライダ24の長孔24cの右端に着座する。この状態では、本体部スライダ24に対するリンク23の回転の支点はピンP4である。本体部15に内包されたコイルばね25の付勢力は、ピンP4、リンク23、ピンP2を介してクランクに相当するアーム14にトルクとして伝達される。扉12を開いた状態では、アーム14には扉12をさらに開く方向のトルクが作用する。
図8(b)に示すように、扉12を閉じる方向に回転させる(本体部15に対してアーム14を反時計方向に回転させる)と、スライダクランク機構21が思案点に到達する。すなわち、アーム14は反時計方向にも時計方向にも回転できる状態にあり、アーム14にはコイルばね25からのトルクが伝達されない。
図8(c)に示すように、さらに扉12を閉じる方向に回転させる(本体部15に対してアーム14をさらに反時計方向に回転させる)と、スライダクランク機構が思案点を超え、コイルばね25の付勢力によってアーム14に扉12を閉じる方向のトルクが作用する。
本実施形態のようなスライダクランク機構21を用いた扉開閉用ステーにおいては、コイルばね25の付勢力によって扉12の重量を支えている。そして、このコイルばね25の付勢力はスライダクランク機構21の思案点を利用することにより、扉12を閉じる方向のキャッチ力にも利用されている。扉12が重い場合には、コイルばね25の付勢力を強めて扉12を支える必要がある。しかし、付勢力を強めることによりキャッチ力が強まり、扉12を開く際の操作感の重さにつながってしまう。これを防止するため、本実施形態においては、図8(b)から図8(c)に示すように、本体部スライダ24に対するリンク23の回転の支点をピンP4からピンP3に切り替えている。すなわち、図8(c)に示すように、リンク23が回転することによって、ピンP4が本体部スライダ24の長孔24cの右端に着座した状態から浮き上がり、替わりにピンP3が本体部スライダ24の凹部24bに着座するようになる。こうなると、本体部スライダ24に対するリンク23の回転の支点はピンP4からピンP3へと切り替わる。
図9(a)に示すように、リンク23からアーム14には、リンク23のピンP3とピンP2を結んだ方向に力Fが伝わる。アーム14に伝わるトルクは、力F×腕の長さLで表わされる。腕の長さL’は、アーム14の回転中心(ピンP1)からリンク23のピンP3とピンP2を結んだ線L’までの距離で表わされる。本体部スライダ24に対するリンク23の回転の支点となるピンをP4からP3に切り替えることで、腕の長さL’を短くすることができる。このため、アーム14に作用するトルクを低減させることができ、ひいては閉じた状態の扉12のキャッチ力を低減させることができる。
図9(b)は、ピンを切り替えないときの比較例を示す。ピンを切り替えないと、腕の長さLが長くなるので、F×Lも低減することができず、アーム14に作用するトルクも低減することができないことがわかる。
図10は、本発明の第二の実施形態の扉開閉用ステーの要部断面図を示す。この実施形態においても、上記第一の実施形態の扉開閉用ステーと同様に、本体部51にはスライダクランク機構52が組み込まれる。スライダクランク機構52は、アーム53、アーム53のアーム保持プレート54に連結されるリンク55、及び本体部51に一方向にスライド可能に設けられる本体部スライダ56から構成される。しかし、第二の実施形態の扉開閉用ステーにおいては、上記第一の実施形態の扉開閉用ステーと異なり、本体部スライダ56に二つのピン57が設けられ、リンク55に二つのピン57に対応するピン受け58が設けられる。本体部スライダ56に対するリンク55の回転により、リンク55の回転の支点になるピン57が切り替わるのは上記第一の実施形態と同様である。
図11は、本発明の第三の実施形態の扉開閉用ステーの要部断面図を示す。この実施形態においても、上記第一の実施形態の扉開閉用ステーと同様に、本体部61にはスライダクランク機構62が組み込まれる。スライダクランク機構62は、アーム63、アーム63のアーム保持プレート64に連結されるリンク65、及び本体部61に一方向にスライド可能に設けられる本体部スライダ66から構成される。しかし、第三の実施形態の扉開閉用ステーにおいては、上記第一及び第二の実施形態の扉開閉用ステーと異なり、アーム保持プレート64に二つのピン67が設けられ、リンク65に二つのピン67に対応するピン受け68が設けられる。二つのピン67はアーム保持プレート64に対するリンク65の回転の支点になる。アーム保持プレート64に対するリンク65の回転により、リンク65の回転の支点になるピン67が切り替わるのは上記第一及び第二の実施形態と同様である。
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に具現化できる。例えば、扉の開閉状態とアームに作用するトルクの方向は任意に設定できる。扉の開閉状態にかかわらず、常に開方向又は閉じ方向にトルクが作用してもよい。また、扉が開いた状態で閉じる方向のトルクが作用し、扉が閉じた状態で開く方向のトルクが作用してもよい。
さらにアーム、リンク及び本体部スライダには、回転の支点になる三つ以上のピンが設けられてもよいし、アーム及びリンクの双方、又はリンク及び本体部スライダの双方に二つのピンが設けられてもよい。
本明細書は、2009年2月27日出願の特願2009−045498に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
11…筐体
12…扉
14,53,63…アーム
15,51,61…本体部
16…アーム用スライダ
17…取付座
23,55,65…リンク
24b…凹部(ピン受け)
24c…長孔(ピン受け)
24,56,66…本体部スライダ
31…スライダ本体
32…位置調整ねじ
33…摩擦プレート
P1〜P5…ピン

Claims (3)

  1. 筐体に取り付けられる本体部と、
    前記本体部に一端が回転可能に連結されるアームと、
    前記本体部に設けられ、前記アームが少なくとも一方向へ回転するように付勢する付勢手段と、
    前記アームに長さ方向にスライド可能に設けられるアーム用スライダと、
    扉や蓋に取り付けられ、前記アーム用スライダに回転可能に連結される取付座と、
    前記アームに対して前記スライダがスライドするときの抵抗を調整する抵抗調整手段とを備える扉開閉用ステー。
  2. 前記抵抗調整手段は、
    前記アームを囲む枠状のスライダ本体と、
    前記スライダ本体に螺合する位置調整ねじと、
    前記アームと前記スライダ本体との間に設けられ、前記位置調整ねじを回すことによって前記アームに向かって進退する摩擦プレートと、を含み、
    前記摩擦プレートを前記アームに向かって進退させることによって、前記アームに対して前記スライダがスライドするときの抵抗を調整することを特徴とする請求項に記載の扉開閉用ステー。
  3. 筐体に取り付けられる本体部と、
    前記本体部に一端が回転可能に連結されるアームと、
    前記本体部に設けられ、前記アームが少なくとも一方向へ回転するように付勢する付勢手段と、
    前記アームに長さ方向にスライド可能に設けられるアーム用スライダと、
    扉や蓋に取り付けられ、前記アーム用スライダに回転可能に連結される取付座と、を備え、
    前記付勢手段は、
    前記本体部にスライド可能に設けられると共に、弾性体によって一方向に付勢される本体部スライダと、
    前記アーム及び前記本体部スライダに回転可能に連結されるリンクと、を含み、
    前記本体部スライダ又は前記アームに対する前記リンクの回転の支点が、少なくとも二つ設けられ、
    一つのピンが前記本体部スライダ又は前記アームに対する前記リンクの回転の支点になっている状態から、前記リンクが回転することによって、他の一つのピンが前記本体部スライダ又は前記アームに対する前記リンクの回転の支点になる状態へと切り替わる扉開閉用ステー。
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