JP6494583B2

JP6494583B2 - トルクヒンジ

Info

Publication number: JP6494583B2
Application number: JP2016207440A
Authority: JP
Inventors: 裕一幡野
Original assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2036-10-24
Also published as: US20180112447A1; US10151128B2; JP2018071553A

Description

本発明は、拘束部材に対して相対的に回転する軸に摩擦によるトルクを発生させるトルクヒンジに関する。

トルクヒンジは、固定体に対して可動体を任意の開き角度に保持し、及び／又は可動体が開き若しくは閉じるときの衝撃を緩和するのに用いられる。例えば、トルクヒンジは、ノート型パソコン等の電子機器において、コンピュータ本体（固定体）に対してディスプレイ（可動体）を任意の開き角度に保持するのに用いられる。電子機器の他にも、家具若しくは自動車の扉若しくは蓋を開閉式にしたり、テーブル若しくはカウンターを折り畳み式にするのに用いられる。

トルクヒンジとして、特許文献１には、穴を有する拘束部材と、拘束部材の穴に通される軸と、軸に締まり嵌め状態で係合し、拘束部材の穴に回転不可能に固定される摩擦部材と、を備えるものが開示されている。

特許文献１のトルクヒンジにおいて、拘束部材が固定体に連結され、軸が可動体に連結される。可動体が回転すると、可動体と一緒に軸が回転する。このとき、摩擦部材の回転が拘束部材によって制限されるので、軸が摩擦部材に対して回転する。軸には摩擦部材が締まり嵌め状態で係合するので、相対回転する軸に摩擦によるトルクが発生する。このため、可動体を任意の開き角度に保持することができる。

特表２０００−５０１１４９号

しかしながら、特許文献１に記載のトルクヒンジにあっては、拘束部材に摩擦部材を固定するために、拘束部材の穴に摩擦部材を圧入している。このため、トルクヒンジの組立てに手間がかかるという課題がある。

そこで本発明は、組立てが容易なトルクヒンジ及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、穴を有する拘束部材と、前記拘束部材の前記穴に通される軸と、相対回転する前記軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記軸に締まり嵌め状態で係合し、前記拘束部材の前記穴に嵌められる摩擦部材と、前記摩擦部材と前記拘束部材との間に介在し、前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するための固定用軸と、を備え、前記摩擦部材は、前記軸が貫通する軸開口部を画定する囲み部と、前記囲み部に一体に形成される楔状の回り止め部と、を有し、前記固定用軸が前記楔状の回り止め部を前記拘束部材の前記穴の内面に押し付けるトルクヒンジである。
本発明の他の態様は、穴を有する拘束部材と、前記拘束部材の前記穴に通される軸と、相対回転する前記軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記軸に締まり嵌め状態で係合し、前記拘束部材の前記穴に嵌められる摩擦部材と、前記摩擦部材と前記拘束部材との間に介在し、前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するための固定用軸と、を備え、前記拘束部材の前記穴の内面は、互いに対して傾斜する一対の傾斜内面を有し、前記固定用軸が前記摩擦部材を前記拘束部材の前記一対の傾斜内面に押し付けるトルクヒンジである。

本発明の他の態様は、拘束部材の穴に摩擦部材を嵌める工程と、前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するために前記摩擦部材と前記拘束部材との間に固定用軸を挿入する工程と、相対回転する軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記摩擦部材に締まり嵌め状態で前記軸を通す工程と、を備え、前記摩擦部材は、前記軸が貫通する軸開口部を画定する囲み部と、前記囲み部に一体に形成される楔状の回り止め部と、を有し、前記固定用軸が前記楔状の回り止め部を前記拘束部材の前記穴の内面に押し付けるトルクヒンジの製造方法である。
本発明のさらに他の態様は、拘束部材の穴に摩擦部材を嵌める工程と、前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するために前記摩擦部材と前記拘束部材との間に固定用軸を挿入する工程と、相対回転する軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記摩擦部材に締まり嵌め状態で前記軸を通す工程と、を備え、前記拘束部材の前記穴の内面は、互いに対して傾斜する一対の傾斜内面を有し、前記固定用軸が前記摩擦部材を前記拘束部材の前記一対の傾斜内面に押し付けるトルクヒンジの製造方法である。

本発明によれば、拘束部材の穴に隙間のある状態で摩擦部材を嵌めることができるので、拘束部材の穴に摩擦部材を挿入するのが容易である。拘束部材と摩擦部材との間に固定用軸を介在させるので、拘束部材に摩擦部材を回転不可能に固定することができる。

本発明の一実施形態のトルクヒンジの外観斜視図である。本実施形態のトルクヒンジの動作図である（図２（ａ）は閉じ位置を示し、図２（ｂ）は閉じ位置から開き方向に９０度回転したときの位置を示し、図２（ｃ）は開き位置を示し、図２（ｄ）は開き位置から閉じ方向に９０度回転したときの位置を示す）。本実施形態のトルクヒンジの分解斜視図である。本実施形態のトルクヒンジの垂直断面図である。中間体の穴に嵌められた第１摩擦プレートを示す詳細図である（図５（ａ）はピンの挿入前を示し、図５（ｂ）はピン挿入後を示す）。本実施形態のトルクヒンジを跳ね上げ式カウンターに適用した例を示す図である（図６（ａ）が跳ね上げ式カウンターの閉じ位置を示し、図６（ｂ）が跳ね上げ式カウンターの開き位置を示す）。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態のトルクヒンジを詳細に説明する。ただし、本発明のトルクヒンジは、種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

図１は、本発明のトルクヒンジを２軸ヒンジに適用した実施形態を示す。本実施形態のトルクヒンジは、第１本体１と、拘束部材としての中間体３と、第２本体２と、を備える。中間体３は、第１本体１に第１軸４（図３参照）の回りを回転可能に連結される。第２本体２は、中間体３に第２軸５（図３参照）の回りを回転可能に連結される。第１軸４と第２軸５とは平行である。第１本体１は、可動体に取り付けられる。第２本体２は、固定体に取り付けられる。

図２は、可動体を開くときと閉じるときのトルクヒンジの動作図を示す。摩擦により第１軸４に発生するトルクは、摩擦により第２軸５に発生するトルクよりも小さく設定される。このため、図２（ａ）に示す閉じ位置にある可動体を開くとき（言い換えれば第１本体１を時計方向に回転させるとき）、図２（ｂ）に示すように、最初に第１本体１が中間体３に対して９０度回転し、その後、図２（ｃ）に示すように、中間体３が第２本体２に対して９０度回転する。図２（ｃ）に示す可動体の開き位置では、第１本体１のストッパ１１と第２本体２のストッパ１１とが当接する。

一方、図２（ｃ）に示す開き位置にある可動体を閉じるとき（言い換えれば第１本体１を反時計方向に回転させるとき）、図２（ｄ）に示すように、最初に第１本体１が中間体３に対して９０度回転し、その後、図２（ａ）に示すように、中間体３が第２本体２に対して９０度回転する。図２（ａ）に示す可動体の閉じ位置では、第１本体１及び第２本体２が中間体３に当接する。

図３は、トルクヒンジの分解斜視図を示す。符号１は第１本体、２は第２本体、３は中間体、４は第１軸、５は第２軸、６は積層された第１摩擦プレート、７は積層された第２摩擦プレートである。なお、以下の説明において、説明の便宜上、閉じ位置にあるトルクヒンジを垂直面に配置し、垂直面に直交する方向から見たときの方向、すなわち図２の上下、左右、前後を用いてトルクヒンジの構成を説明する。もちろん、トルクヒンジの配置は、このような配置に限られるものではない。

第１本体１は、２分割された一対の第１分割体１ａ，１ｂから構成される。第１分割体１ａ，１ｂは、全体が略直方体状に形成されると共に、その角に中間体３との干渉を避けるための切欠き１２が形成される。第１分割体１ａ，１ｂには、可動体に取り付けるためのねじ等の締結部材が通される穴１３が形成される。切欠き１２は、互いに直角な第１底面１２ａと第２底面１２ｂとを備える。第１分割体１ａ，１ｂは、中間体３に対して略９０度の範囲で回転可能である。第１分割体１ａ，１ｂの前面には、突起状のストッパ１１が形成される。

第１軸４の軸方向の両端部は、第１分割体１ａ，１ｂに回転不可能に支持される。第１軸４の軸方向の両端部には、例えばローレット加工により回り止め部２１，２２が形成される。回り止め部２１，２２は、第１軸４の外周面に形成された、軸方向に延びる多数の凸条及び／又は溝条から構成される。第１軸４の他端部には、回り止め部２２としてローレット加工部２２ａに加えて平坦部２２ｂも形成される。

第１分割体１ａには、第１軸４の一端部が挿入される穴１４ａが形成される。穴１４ａには、第１軸４の一端部に形状を合わせた回り止め部が形成される。第１分割体１ｂには、第１軸４の他端部が挿入される穴１４ｂが形成される。穴１４ｂには、第１軸４の他端部に形状を合わせた回り止め部が形成される。第１軸４の両端部の回り止め部２１，２２を第１分割体１ａ，１ｂに挿入することで、第１軸４が第１本体１に対して時計方向にも反時計方向にも回転不可能になる。

第２本体２も、２分割された一対の第２分割体２ａ，２ｂから構成される。第２分割体２ａは第１分割体１ａと同一形状であり、第２分割体２ｂは第１分割体１ｂと同一形状である。第２分割体２ａ，２ｂの各部に第１分割体１ａ，１ｂと同一の符号を附し、詳しい説明を省略する。

第２軸５も第１軸４と同一形状である。第２軸５の各部に第１軸４と同一の符号を附し、詳しい説明を省略する。

拘束部材としての中間体３は、全体が横長直方体形状に形成されると共に、上下端が丸みを帯びた形状に形成される。中間体３には、第１軸４が貫通し、摩擦部材としての第１摩擦プレート６が収容される穴３１が形成される。また、中間体３には、第２軸５が貫通し、摩擦部材としての第２摩擦プレート７が収容される穴３２が形成される。中間体３の軸方向の両端面には、凹陥部３ａが形成される。この凹陥部３ａには、穴３１，３２を塞ぐ蓋３７が嵌められる。図４の断面図に示すように、穴３１及び蓋３７によって第１収容部Ｓ１が区画される。穴３２及び蓋３７によって第２収容部Ｓ２が区画される。

図３に示すように、蓋３７は、金属部分３５と、樹脂部分３６と、を備える。金属部分３５及び樹脂部分３６は、中間体３の端面の凹陥部３ａに形状を合わせた縦長板状に形成される。金属部分３５及び樹脂部分３６には、第１軸４及び第２軸５が貫通する穴が形成される。

図３に示すように、穴３１には、２枚以上の第１摩擦プレート６が回転不可能に収容される。第１摩擦プレート６は、第１軸４の軸方向に積層される。相対回転する第１軸４には、第１摩擦プレート６の積層枚数に比例したトルクが発生する。穴３２には、２枚以上の第２摩擦プレート７が回転不可能に収容される。第２摩擦プレート７は、第２軸５の軸方向に積層される。相対回転する第２軸５には、第２摩擦プレート７の積層枚数に比例したトルクが発生する。

図５は、中間体３の穴３１に収容された第１摩擦プレート６を示す。図５（ａ）は固定用軸としてのピン４１の挿入前を示し、図５（ｂ）はピン４１の挿入後を示す。第１摩擦プレート６は、第１軸４が貫通する軸開口部４２を画定する囲み部４３と、囲み部４３に一体に形成される楔状の回り止め部４４と、を有する。第１摩擦プレート６は、薄板の打ち抜き加工により製造される。

囲み部４３は、リング状である。囲み部４３の内径は、第１軸４の外径よりも小さい。囲み部４３は、締まり嵌め状態で第１軸４に係合する。囲み部４３の内面には、周方向に複数の切欠き４８が形成される。なお、囲み部４３にスリットを形成する（言い換えれば囲み部４３を一対の円弧状のアームから構成したり、囲み部４３をフック状に形成したりする）ことも可能である。

回り止め部４４は、楔状である。回り止め部４４には、囲み部４３から離れるにしたがって除々に回り止め部４４の横幅が広くなるように、一対の傾斜外面４４ａ，４４ｂが形成される。傾斜外面４４ａ，４４ｂのなす角度はαである（図５ｂ参照）。傾斜外面４４ａ，４４ｂには、底面４４ｃが繋がる。底面４４ｃには、軸方向視における第１摩擦プレート６の仮想中心線Ｃ１から左方向にずれた位置に切欠き４４ｄが形成される。第１摩擦プレート６は、切欠き４４ｄを除いて、仮想中心線Ｃ１に関して左右対称である。

打ち抜き加工により第１摩擦プレート６を製造すると、第１摩擦プレート６の中央部が凸状に膨らむ。仮想中心線Ｃ１からずれた位置に切欠き４４ｄを形成することで、凸の向きを揃えて第１摩擦プレート６を積層することが容易になる。

図５（ａ）に示すように、穴３１は、円筒部５１と、円筒部５１に連続する断面台形の四角柱部５２と、を有する。円筒部５１の内面は、囲み部４３の外径よりも半径の大きな円筒状である。円筒部５１の内面と囲み部４３の外面との間には隙間ｇ１が開く。

四角柱部５２は、互いに対して傾斜する一対の傾斜内面５２ａ，５２ｂを有する。四角柱部５２の内面は、回り止め部４４よりも大きな台形断面を持つ四角柱状である。四角柱部５２の内面と回り止め部４４の外面との間には隙間ｇ２が開く。傾斜内面５２ａ，５２ｂのなす角度αは、傾斜外面４４ａ，４４ｂのなす角度に等しい（図５ｂ参照）。傾斜内面５２ａ，５２ｂには、底面５２ｃが繋がる。底面５２ｃには、穴３１の仮想中心線Ｃ１から左方向にずれた位置に切欠き５２ｄが形成される。穴３１は、切欠き５２ｄを除いて、仮想中心線Ｃ１に関して左右対称である。

図５（ａ）に示すように、第１摩擦プレート６は、穴３１に隙間ｇ１，ｇ２のある状態で嵌められる。第１摩擦プレート６を穴３１に嵌めた後、ピン４１を切欠き４４ｄ，５２ｄの間に挿入する。これにより、図５（ｂ）に示すように、回り止め部４４の傾斜外面４４ａ，４４ｂが穴３１の傾斜内面５２ａ，５２ｂに押し付けられ、第１摩擦プレート６が中間体３の穴３１の内面に回転不可能に固定される。

ここで、第１摩擦プレート６の回り止め部４４が楔状であり、第１摩擦プレート６がピン４１、傾斜内面５２ａ，５２ｂの３か所で中間体３に支持されるので、第１摩擦プレート６を安定して一定の位置に保持することができる。第１摩擦プレート６には、第１軸４が支持されている。このため、第１軸４も安定して一定の位置に保持することができる。

第２摩擦プレート７の形状は、第１摩擦プレート６と同一である。穴３２の形状も、穴３１の形状と同一である。第２摩擦プレート７も、第１摩擦プレート６と同様にピン４１によって穴３２の内面に固定される。

図３に示すように、第１摩擦プレート６及び第２摩擦プレート７を中間体３に固定した後、穴３１及び穴３２を蓋３７で塞ぐ。その後、第１摩擦プレート６及び蓋３７に第１軸４を貫通させ、第２摩擦プレート７及び蓋３７に第２軸５を貫通させる。その後、第１軸４の両端部に２分割された第１分割体１ａ，１ｂを取り付け、第２軸５の両端部に２分割された第２分割体２ａ，２ｂを取り付ける。

図６は、本実施形態のトルクヒンジを跳ね上げ式カウンターに適用した例を示す。図６（ａ）は跳ね上げ式カウンターの閉じ位置（折り畳み位置）を示し、図６（ｂ）は跳ね上げ式カウンターの開き位置（平坦位置）を示す。図６（ａ）に示すように、第１本体１は、跳ね上げ式カウンターＣの小口面に取り付けられる。第２本体２は、カウンター本体Ｂの小口面に取り付けられる。

跳ね上げ式カウンターＣを開くときにも閉じるときにも、第１軸４及び第２軸５に摩擦によるトルクが発生するので、跳ね上げ式カウンターＣを任意の開き角度に保持したり、及び／又は跳ね上げ式カウンターＣが開き若しくは閉じるときの衝撃を緩和したりできる。

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変更できる。

上記実施形態では、本発明のトルクヒンジを２軸ヒンジに適用した例を説明したが、本発明のトルクヒンジは１軸ヒンジにも適用することができる。この場合、第２摩擦プレート、第２本体が不要になる。第１本体が可動体に連結され、中間体が固定体に連結される。

上記実施形態では、中間体の各穴に２枚以上の摩擦プレートを収容しているが、１枚の摩擦プレートを収容することも可能である。また、２枚以上の摩擦プレートを一体にした１つの摩擦部材を収容することも可能である。

本発明のトルクヒンジは、家具、自動車等の乗物、ノート型パソコン等の電子機器、半導体製造装置若しくは医療器械等の機械に適用することができる。

３…中間体（拘束部材）
４…第１軸（軸）
５…第２軸（軸）
６…第１摩擦プレート（摩擦部材）
７…第２摩擦プレート（摩擦部材）
３１…中間体の穴（拘束部材の穴）
３２…中間体の穴（拘束部材の穴）
４１…ピン（固定用軸）
４２…軸開口部
４３…囲み部
４４…楔状の回り止め部
４４ａ…回り止め部の傾斜外面
４４ｂ…回り止め部の傾斜外面
５２ａ…中間体の穴の傾斜内面
５２ｂ…中間体の穴の傾斜内面
５２ｃ…中間体の穴の底面
Ｃ１…軸方向視における摩擦プレートの仮想中心線
ｇ１…隙間
ｇ２…隙間

Claims

穴を有する拘束部材と、
前記拘束部材の前記穴に通される軸と、
相対回転する前記軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記軸に締まり嵌め状態で係合し、前記拘束部材の前記穴に嵌められる摩擦部材と、
前記摩擦部材と前記拘束部材との間に介在し、前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するための固定用軸と、を備え、
前記摩擦部材は、前記軸が貫通する軸開口部を画定する囲み部と、前記囲み部に一体に形成される楔状の回り止め部と、を有し、
前記固定用軸が前記楔状の回り止め部を前記拘束部材の前記穴の内面に押し付けるトルクヒンジ。
穴を有する拘束部材と、
前記拘束部材の前記穴に通される軸と、
相対回転する前記軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記軸に締まり嵌め状態で係合し、前記拘束部材の前記穴に嵌められる摩擦部材と、
前記摩擦部材と前記拘束部材との間に介在し、前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するための固定用軸と、を備え、
前記拘束部材の前記穴の内面は、互いに対して傾斜する一対の傾斜内面を有し、
前記固定用軸が前記摩擦部材を前記拘束部材の前記一対の傾斜内面に押し付けるトルクヒンジ。
前記拘束部材の前記穴の内面は、互いに対して傾斜する一対の傾斜内面を有し、
前記固定用軸が前記楔状の回り止め部を前記拘束部材の前記一対の傾斜内面に押し付け、
前記固定用軸が前記拘束部材の前記一対の傾斜内面に繋がる底面と前記摩擦部材の前記回り止め部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のトルクヒンジ。
前記摩擦部材は、打抜き加工された摩擦プレートであり、
２枚以上の前記摩擦プレートが積層され、
軸方向視において、仮想中心線に関して左右対称の前記摩擦プレートには、前記固定用軸に係合する切欠きが前記摩擦プレートの前記仮想中心線からずれた位置に形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトルクヒンジ。
拘束部材の穴に摩擦部材を嵌める工程と、
前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するために前記摩擦部材と前記拘束部材との間に固定用軸を挿入する工程と、
相対回転する軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記摩擦部材に締まり嵌め状態で前記軸を通す工程と、を備え、
前記摩擦部材は、前記軸が貫通する軸開口部を画定する囲み部と、前記囲み部に一体に形成される楔状の回り止め部と、を有し、
前記固定用軸が前記楔状の回り止め部を前記拘束部材の前記穴の内面に押し付けるトルクヒンジの製造方法。
拘束部材の穴に摩擦部材を嵌める工程と、
前記拘束部材に前記摩擦部材を回転不可能に固定するために前記摩擦部材と前記拘束部材との間に固定用軸を挿入する工程と、
相対回転する軸に摩擦によるトルクを発生させるように前記摩擦部材に締まり嵌め状態で前記軸を通す工程と、を備え、
前記拘束部材の前記穴の内面は、互いに対して傾斜する一対の傾斜内面を有し、
前記固定用軸が前記摩擦部材を前記拘束部材の前記一対の傾斜内面に押し付けるトルクヒンジの製造方法。