JP6618639B2 - ヒンジ - Google Patents

Description

本発明は、互いに相対的に回転可能な第１部材と第２部材とを備えるヒンジに関する。

ヒンジは、例えば家具、装置、電子機器等の本体に対して、扉、蓋、ディスプレイ等（以下、扉等という）を開閉可能にするのに用いられる。ヒンジは、互いに相対的に回転可能な第１部材と第２部材とを備える。第１部材が本体に設けられ、第２部材が扉等に設けられる。

ヒンジの一種として、第２部材を所定の回転位置に保持できるようにするヒンジが知られている（特許文献１参照）。この種のヒンジは、第１部材に固定される第１カムと、第２部材に回転不可能にかつ軸方向に移動可能に設けられる第２カムと、第２カムを第１カムに軸方向に付勢する付勢手段と、を備える。第１カムと第２カムとは、付勢手段の付勢力によって第１カムに対して第２カムを所定の回転位置に保持できるように形成される。第２部材は第２カムに対して回転不可能であり、第１部材は第１カムに固定されるので、第１部材に対して第２部材を所定の回転位置に保持することができる。

この種のヒンジによれば、扉等を例えば閉じ位置及び／又は開き位置に保持できるので、扉等の閉じた状態及び／又は開いた状態を保つことができる。また、扉等を例えば閉じ位置と開き位置との間の中間位置で保持できるので、ユーザが本体に収容物を出し入れするのが容易になる。

特開平１０−３０６６４５号公報

しかしながら、従来のヒンジにあっては、ヒンジを組み立てた状態で、扉等を保持するときの回転位置を調節できないという課題がある。家具、装置等の使用状況に合わせて、扉等を保持するときの回転位置を調節することが望まれている。

そこで本発明は、ヒンジを組み立てた状態で、扉等を保持するときの回転位置を調節できるヒンジ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、互いに相対的に回転可能な第１部材と第２部材とを備えるヒンジであって、前記第１部材に設けられる第１カムと、前記第２部材に回転不可能にかつ軸方向に移動可能に設けられる第２カムと、前記第２カムを前記第１カムに前記軸方向に付勢する付勢手段と、を備え、前記第１カムと前記第２カムは、前記付勢手段の付勢力によって前記第１カムに対して前記第２カムを所定の回転位置に保持するように形成され、前記ヒンジを組み立てた状態で、前記第１部材に対する前記第１カムの回転位置を調節でき、周方向において、前記第１部材と前記第１カムの保持力が、前記第１カムと前記第２カムの保持力よりも大きいヒンジである。

本発明によれば、ヒンジを組み立てた状態で、第１部材に対する第１カムの位置を調節でき、第１カムと第２カムは、付勢手段の付勢力によって第１カムに対して第２カムを所定の回転位置に保持するように形成されるので、第１部材に対して第２部材を保持するときの回転位置を調節できる。したがって、扉等を保持するときの回転位置を調節できる。また、周方向において、第１部材と第１カムの保持力が、第１カムと第２カムの保持力よりも大きいので、第２カムを回転させるとき、第１部材に対して位置調節された第１カムが回転するのを防止できる。

本発明の第１の実施形態のヒンジの斜視図である（図１（ａ）は第２部材の閉じ位置を示し、図１（ｂ）は第２部材の開き位置を示す）。 本実施形態のヒンジを装置に取り付けた例を示す斜視図である（図２（ａ）は扉の閉じ位置を示し、図２（ｂ）は扉の中間位置を示す）。 本実施形態のヒンジの分解斜視図である。 本実施形態のヒンジの回転軸に沿った断面図である。 第１部材に対して第１カムを４５°の回転位置に調節した例を示す図である（図５（ａ）はヒンジの側面図、図５（ｂ）は一部を断面図で示したヒンジの底面図、図５（ｃ）はカムの展開図である）。 第１部材に対して第１カムを９０°の回転位置に調節した例を示す図である。 第１部材に対して第１カムを１３５°の回転位置に調節した例を示す図である。 第２部材を閉じ位置に保持した例を示す図である。 第２部材を開き位置に保持した例を示す図である。 本発明の第２の実施形態のヒンジの分解斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態のヒンジを詳細に説明する。ただし、本発明の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。
（第１の実施形態）

図１（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施形態のヒンジの斜視図を示す。ヒンジは、互いに回転可能に連結される第１部材１と第２部材２とを備える。図１（ａ）は第２部材２の閉じ位置を示し、図１（ｂ）は第２部材２の開き位置を示す。第２部材２は第１部材１に対して閉じ位置から開き位置まで回転する。

閉じ位置では、第１部材１に対する第２部材２の回転位置は、例えば−４°である。この回転位置は、第１部材１の取付け面１−１を第２部材２に向かって延長した仮想平面Ｐと第２部材２の取付け面２−１とのなす角度α（図８（ａ）参照）である。一方、開き位置では、第１部材１に対する第２部材２の回転位置は、例えば１７７°である（図９（ａ）の角度β参照）。第１部材１に対して第２部材２は、閉じ位置及び開き位置で保持される。

図２（ａ）（ｂ）は、ヒンジを装置３に取り付けた例を示す。装置３は、本体４と、扉５と、を備える。本体４には第１部材１が取り付けられ、扉５には第２部材２が取り付けられる。

図２（ａ）は扉５の閉じ位置を示す。扉５の閉じ位置において、本体４に対する扉５の回転位置は０°である。そして、第１部材１に対する第２部材２の回転位置も０°である。図１（ａ）に示すように、ヒンジ自体の閉じ位置において、第１部材１に対する第２部材２の回転位置は−４°である。図２（ａ）に示す扉５の閉じ位置において、扉５に閉じ方向の付勢力を働かせるためである。

図２（ｂ）に示すように、扉５は、閉じ位置と開き位置との間の中間位置でも保持される。この実施形態では、この中間位置は、複数の回転位置、例えば４５°、９０°、１３５°のいずれかに調節可能である。

図１に示すように、ヒンジには、扉５を保持するときの中間位置を調節するための軸体６が設けられる。軸体６には、六角レンチ等の工具を挿入するための六角穴等の穴６−１が設けられる。工具によって第１部材１に対して軸体６を回転させることで、中間位置が調節される。調節された中間位置がわかるように、第１部材１には４５°、９０°、１３５°の目盛り７が付され、軸体６には目印８が付される。

図３はヒンジの分解斜視図を示す。１は第１部材、２は第２部材、１１は第１カム、１２は第２カム、１３は第３カム、１４は付勢手段としてのばね、６は軸体である。以下にこれらの構成要素を順番に説明する。

第１部材１は、２分割された分割体１ａ，１ｂを連結してなる。分割体１ａは、板状の取付け部２２と、有底筒状の本体部２１と、を備える。本体部２１には、筒状の第１カム１１が回転可能に収容される。本体部２１の底部には、軸体６が回転可能に貫通する孔２１ａが形成される。本体部２１の底部の、第１カム１１との対向面には、第１カム１１と協働するカム部３１（図５（ｂ）、図５（ｃ）参照）が形成される。また、本体部２１の底部の、第１カム１１とは反対側には、軸体６の頭部６ａが回転可能に着座する座２１ｂが形成される。取付け部２２には、ねじ等の締結部材によって第１部材１を装置３の本体４に取り付けるための取付け孔２２ａが形成される。取付け部２２には、凹部２２ｂが形成される。

分割体１ｂは、板状の取付け部２４と、筒状の本体部２３と、を備える。本体部２３には、軸体６が回転可能に貫通する孔２３ａが形成される。本体部２３の、第３カム１３との対向面には、第３カム１３と協働するカム部３６（図５（ｃ）も参照）が形成される。取付け部２４には、ねじ等の締結部材によって第１部材１を装置３の本体４に取り付けるための取付け孔２４ａが形成される。取付け部２４には、凹部２２ｂに嵌る凸部２４ｂが形成される。凸部２４ｂが凹部２２ｂに嵌ることで、２つの分割体１ａ，１ｂが互いに回転不可能になる。分割体１ａ，１ｂは、本体部２１，２３間に第２部材２の本体部２５を挟んだ状態で軸体６によって連結される。

第２部材２は、板状の取付け部２６と、筒状の本体部２５と、を備える。本体部２５の内面には、軸方向に延びる案内溝２５ａが形成される。案内溝２５ａは周方向に所定の間隔を空けて複数設けられる。本体部２５の軸方向の一方側には、第２カム１２が軸方向に移動可能に回転不可能に収容される。また、本体部２５の軸方向の他方側には、第３カム１３が軸方向に移動可能に回転不可能に収容される。取付け部２６には、ねじ等の締結部材によって第２部材２を装置３の扉５に取り付けるための取付け孔２６ａが形成される。第１部材１の取付け部２２，２４及び第２部材２の取付け部２６は、化粧カバー１７ａ，１７ｂで覆われる。

第２部材２の本体部２５と第１部材１の本体部２１，２３との間には、これらの相対回転を安定させるためのリング状のカラー１５ａ，１５ｂが介在する。カラー１５ａ，１５ｂは、筒部と、筒部の軸方向の中央に設けられる鍔部と、を備える。図４に示すように、カラー１５ａ，１５ｂの鍔部が第１部材１と第２部材２との間に挟まれる。カラー１５ａ，１５ｂの筒部が第１部材１及び第２部材２の本体部２１，２５の内側に嵌まる。

図３に示すように、第１カム１１は、円筒状である。第１カム１１は、第１部材１の本体部２１に回転可能に収容される。第１カム１１には、軸体６が挿入される。第１カム１１は、軸体６に対して軸方向に移動可能であると共に、回転不可能である。第１カム１１の内面は、その断面が四角形、小判状等の異形である。第１カム１１の一端部には、第１カム部３２（図５（ｃ）も参照）が形成される。第１カム１１の他端部には、第２カム部３３（図５（ｃ）も参照）が形成される。

第２カム１２は、略円筒状である。第２カム１２は、第２部材２の本体部２５に対して回転不可能であると共に、軸方向に移動可能である。第２カム１２の外面には、軸方向に延びる案内突起１２ａが形成される。案内突起１２ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられる。案内突起１２ａは、第２部材２の本体部２５の案内溝２５ａに嵌る。第２カム１２の一端部には、カム部３４（図５（ｃ）も参照）が形成される。

第３カム１３は、略円筒状である。第３カム１３は、第２部材２の本体部２５に対して回転不可能であると共に、軸方向に移動可能である。第３カム１３の外面には、軸方向に延びる案内突起１３ａが形成される。案内突起１３ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられる。案内突起１３ａは、第２部材２の本体部２５の案内溝２５ａに嵌る。第３カム１３の一端部には、カム部３５（図５（ｃ）も参照）が形成される。

図４に示すように、第２カム１２と第３カム１３との間には、コイルばね等のばね１４が介在する。ばね１４は、第２カム１２を第１カム１１に付勢する。また、ばね１４は、第２カム１２を介して第１カム１１を第１部材１に付勢する。さらに、ばね１４は、第３カム１３を第２カム１２とは反対方向に第１部材１に付勢する。

軸体６は、第１部材１の本体部２１、第１カム１１、第２カム１２、ばね１４、第３カム１３、カラー１５ａ，１５ｂ、第２部材２、第１部材１の本体部２３を貫通する。軸体６をこれらの部品に通した後、軸体６の先端のかしめ部６ｄにワッシャ１８をかしめ固定することで、ヒンジが組み立てられる。

図３に示すように、軸体６は、基端側から先端側に向かって順番に、鍔状に張り出す頭部６ａと、断面が異形の回転制限部６ｂと、円柱状の細長部６ｃと、かしめ部６ｄと、を備える。軸体６の回転制限部６ｂは、第１カム１１の内面に嵌る。回転制限部６ｂの断面は、第１カム１１の内面に合わせた形状である。

図５は、ヒンジを組み立てた状態で、第１部材１に対して第１カム１１を４５°の回転位置に調節した例を示す。図５（ａ）はヒンジの側面図、図５（ｂ）は一部を断面図で示したヒンジの底面図、図５（ｃ）は分割体１ａ、第１カム１１、第２カム１２、第３カム１３、分割体１ｂの展開図を示す。

図５（ｃ）の展開図において、３１は分割体１ａのカム部、３２は第１カム１１の第１カム部、３３は第１カム１１の第２カム部、３４は第２カム１２のカム部、３５は第３カム１３のカム部、３６は分割体１ｂのカム部である。

図５（ｃ）に示すように、分割体１ａのカム部３１には、４５°の位置に凹部３１ａが形成され、９０°の位置に凹部３１ｂが形成され、及び１３５°の位置に凹部３１ｃが形成される。また、カム部３１には、４５°＋１８０°の位置に凹部３１ｄが形成され、９０°＋１８０°の位置に凹部３１ｅが形成され、及び１３５°＋１８０°の位置に凹部３１ｆが形成される。凹部３１ａと凹部３１ｄとがペアであり、凹部３１ｂと凹部３１ｅとがペアであり、凹部３１ｃと凹部３１ｆとがペアである。

６つの凹部３１ａ〜３１ｆの形状は互いに同一であり、いずれも台形状である。各凹部３１ａ〜３１ｆは、軸方向に関して左右対称であり、一対の傾斜面３１ｇを有する。傾斜面３１ｇと軸方向とのなす角度はθ１である。

第１カム１１の第１カム部３２には、一対の凸部３２ａ，３２ｂが周方向に１８０°の間隔を空けて形成される。一対の凸部３２ａ，３２ｂの形状は互いに同一であり、いずれも台形状である。各凸部３２ａ，３２ｂは、軸方向に関して左右対称であり、一対の傾斜面３２ｃを有する。傾斜面３２ｃと軸方向とのなす角度もθ１である。

分割体１ａに対して第１カム１１を回転させると、第１カム１１の一対の凸部３２ａ，３２ｂが３組の一対の凸部３１ａ〜３１ｆのいずれかに嵌まる。分割体１ａに対して第１カム１１の回転位置を調節するときは、工具を用いて軸体６を回転させる。軸体６には、第１カム１１が回転不可能に軸方向に移動可能に嵌められるので、軸体６を回転させると、第１カム１１の凸部３２ａ，３２ｂが第１部材１の凹部３１ａ，３１ｄの傾斜面を乗り越えるように、第１カム１１がばね１４の付勢力に抗して軸方向に移動し、隣の凹部３１ｂ，３１ｅに嵌る。これにより、第１部材１に対する第１カム１１の回転位置を４５°、９０°、１３５°のいずれかに調節できる。第１カム１１の回転位置を調節した後は、ばね１４の付勢力によって第１カム１１が調節された回転位置に保持される。

第１カム１１の第２カム部３３には、一対の凹部３３ａ，３３ｂが周方向に１８０°の間隔を空けて形成される（図５（ｃ）参照）。一対の凹部３３ａ，３３ｂの形状は互いに同一であり、いずれも台形状である。各凹部３３ａ，３３ｂは、軸方向に関して左右対称であり、一対の傾斜面３３ｃ（図５（ｃ）参照）を有する。傾斜面３３ｃと軸方向とのなす角度はθ２である。θ２はθ１よりも大きい。

第２カム１２のカム部３４には、一対の凸部３４ａ，３４ｂが周方向に１８０°の間隔を空けて形成される（図９（ｃ）も参照）。一対の凸部３４ａ，３４ｂの形状は互いに同一であり、いずれも台形状である。各凸部３４ａ，３４ｂは、軸方向に関した左右対称であり、一対の傾斜面３４ｃ（図９（ｃ）参照）を有する。傾斜面３４ｃと軸方向とのなす角度もθ２である。

第１カム１１に対して第２カム１２を回転させると、第１カム１１の凹部３３ａ，３３ｂに第２カム１２の凸部３４ａ，３４ｂが嵌まる。第１カム１１の凹部３３ａ，３３ｂに第２カム１２の凸部３４ａ，３４ｂが嵌まると、ばね１４の付勢力によって第１カム１１に対して第２カム１２が所定の回転位置に保持される。

上記のように、分割体１ａに対して第１カム１１の回転位置を４５°、９０°、１３５°のいずれかに調節可能である。このため、第２カム１２、ひいては第２部材２を保持するときの回転位置も４５°、９０°、１３５°のいずれかに調節可能である。

第１カム１１の第１カム部３２の傾斜面３２ｃの傾斜角度θ１は、第２カム１２のカム部３４の傾斜面３４ｃの傾斜角度θ２よりも小さい。周方向において、分割体１ａと第１カム１１の保持力は、第１カム１１と第２カム１２の保持力よりも大きい。したがって、第２部材２を回転させるとき、調節された第１カム１１が回転することなく、第２カム１２のみが回転する。

第３カム１３のカム部３５には、一対の凸部３５ａ，３５ｂが周方向に１８０°の間隔を空けて形成される。一対の凸部３５ａ，３５ｂの形状は互いに同一であり、いずれも台形状である。各凸部３５ａ，３５ｂは、軸方向に関して左右対称であり、一対の傾斜面３５ｃを有する。傾斜面３５ｃと軸方向とのなす角度はθ２である（図８（ｃ）参照）。

分割体１ｂのカム部３６には、一対の凹部３６ａ，３６ｂが周方向に１８０°の間隔を空けて形成される。一対の凹部３６ａ，３６ｂの形状は互いに同一であり、いずれも台形状である。各凹部３６ａ，３６ｂは、軸方向に関した左右対称であり、一対の傾斜面３６ｃを有する。傾斜面３６ｃと軸方向とのなす角度もθ２である（図８（ｃ）参照）。

図８は、第２部材２を閉じ位置に保持した例を示し、図９は、第２部材２を開き位置に保持した例を示す。第３カム１３と分割体１ｂとは、第２部材２が閉じ位置及び開き位置にあるときに、ばね１４の付勢力によって第３カム１３の凸部３５ａ，３５ｂが第１部材１の凹部３６ａ，３６ｂに嵌まるように形成される。これにより、第２部材２が開き位置及び閉じ位置で保持される。

以上に第１の実施形態のヒンジの構成を説明した。第１の実施形態のヒンジによれば以下の効果を奏する。

本実施形態のヒンジによれば、ヒンジを組み立てた状態で、第１カム１１の回転位置を複数の回転位置のいずれかに調節可能である。ばね１４の付勢力によって第２カム１２が第１カム１１に対して所定の回転位置に保持されるので、第２部材２を保持するときの回転位置を複数の回転位置のいずれかに調節可能である。したがって、扉５を保持するときの中間位置を調節できる。また、周方向において、第１部材１と第１カム１１の保持力は、第１カム１１と第２カム１２の保持力よりも大きいので、第２カム１２を回転させるとき、第１部材１に対して位置調節された第１カム１１が回転するのを防止できる。

第２カム１２を第１カム１１に付勢するばね１４と、第１カム１１を第１部材１に付勢するばね１４とを兼用するので、部品点数を削減し、ヒンジの機構をシンプルにすることができる。

軸体６を回転させることで、第１部材１に対する第１カム１１の回転位置を調節するので、第１カム１１の回転位置の調節が容易である。

第２部材２に第３カム１３を設けるので、閉じ位置及び開き位置にある第２部材２を保持することができる。
（第２の実施形態）

図１０は、本発明の第２の実施形態のヒンジの分解斜視図を示す。第２の実施形態では、第１カム１１が軸体４１に軸方向に移動不可能に設けられる点、第３カム１３が設けられていない点が第１の実施形態と異なる。第１部材１の２つの分割体１ａ，１ｂ、第２部材２、第１カム１１、第２カム１２、ばね１４、カラー１５ａ，１５ｂ、化粧カバー１７ａ，１７ｂの構成は、第１の実施形態と略同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。

軸体４１は円柱状である。第１カム１１と軸体４１とは、ピン４２によって軸方向に移動不可能にかつ回転不可能に連結される。第１カム１１の回転位置を調節するときは、ばね１４の付勢力に抗して軸体４１を押しながら軸体４１を回転させる。第１カム１１の回転位置を調節した後は、ばね１４の付勢力によって第１カム１１の回転位置が保持される。分割体１ａ，１ｂはねじ等の締結部材４３によって互いに締結される。

第１の実施形態と同様に、第１カム１１の回転位置を調節できるので、第２部材２を保持するときの回転位置を調節できる。

第２の実施形態では、第１の実施形態の第３カム１３が設けられていないので、第２部材２を閉じ位置及び開き位置に保持する機能はない。ただし、第２部材２を保持するときの回転位置を調節できるので、この回転位置を閉じ位置又は開き位置に調節することもできる。

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他の実施形態に変更可能である。

例えば上記実施形態では、ヒンジの第１部材を本体に取り付け、ヒンジの第２部材を扉に取り付けているが、ヒンジの第１部材を本体に一体にし、ヒンジの第２部材を扉に一体にすることもできる。

第１の実施形態では、第２部材が閉じ位置及び開き位置にあるとき、第２部材を保持するようにしているが、第２部材が閉じ位置及び開き位置のいずれか一方にあるとき、第２部材を保持するようにすることもできる。

本明細書は、２０１７年１１月２４日出願の特願２０１７−２２５５６２に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

１…第１部材
２…第２部材
６…軸体
１１…第１カム
１２…第２カム
１３…第３カム
１４…ばね（付勢手段）

Claims (4)

1. 互いに相対的に回転可能な第１部材と第２部材とを備えるヒンジであって、
   前記第１部材に設けられる第１カムと、
   前記第２部材に回転不可能にかつ軸方向に移動可能に設けられる第２カムと、
   前記第２カムを前記第１カムに前記軸方向に付勢する付勢手段と、を備え、
   前記第１カムと前記第２カムは、前記付勢手段の付勢力によって前記第１カムに対して前記第２カムを所定の回転位置に保持できるように形成され、
   前記ヒンジを組み立てた状態で、前記第１部材に対する前記第１カムの回転位置を調節でき、
   周方向において、前記第１部材と前記第１カムの保持力が、前記第１カムと前記第２カムの保持力よりも大きいヒンジ。
2. 前記付勢手段は、前記第２カムを介して前記第１カムを前記第１部材に付勢し、
   前記第１部材と前記第１カムは、前記付勢手段の付勢力によって前記第１部材に対して前記第１カムを調節された回転位置に保持できるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ。
3. 前記第１カムは、軸体に回転不可能に嵌められており、
   前記軸体を回転させることで、前記第１部材に対する前記第１カムの回転位置が調節されることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ。
4. 前記第２部材には、第３カムが回転不可能に前記軸方向に移動可能に設けられ、
   前記第３カムは、前記付勢手段によって前記第２カムとは反対方向に前記第１部材に付勢され、
   前記第１部材と前記第３カムは、前記付勢手段の付勢力によって前記第１部材に対して前記第２部材を閉じ位置及び／又は開き位置に保持できるように形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のヒンジ。
   

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