JP7490224B2 - 支持機構、及びこの支持機構を備えた支持装置 - Google Patents

支持機構、及びこの支持機構を備えた支持装置 Download PDF

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Description

本発明は、とくにモニター用ディスプレイ等の被支持装置を、取付台のような取付要素に対し水平方向、前後方向、さらには上下方向へ移動可能に支持する支持装置に用いて好適な支持機構、及び支持機構を備えた支持装置に関する。
モニター用のディスプレイ或は事務機器等の各種機器を、仕事机のような取付台から成る取付要素に対して支持アームを用いて保持し、前記各種機器を水平方向、前後方向、さらには上下方向へ移動可能に支持することのできる各種機器の支持装置の支持機構としては、下記特許文献1に記載されたものが公知である。
特許文献1に記載された各種機器の支持装置の支持機構は、取付台側と各種機器側を支持アーム、又は支持アーム同士をスイベルトルクヒンジを用いて連結したものである。ここで、スイベルトルクヒンジとは、連結対象物を水平方向へ回転可能に連結すると共にフリクショントルク発生機構を備えたヒンジを言う。
特開2005-83538号公報
特許文献1に記載されたモニター用ディスプレイ装置等の被支持装置の支持装置では、支持アームを介して支持機構を構成するスイベルトルクヒンジのフリクショントルク発生機構に加えられる荷重が片側(モニター用ディスプレイ装置側)に偏ってしまうことから、回転トルクが不安定となり、各種機器の停止状態又は揺動力が変動してしまうという問題が生じた。また、スイベルトルクヒンジに設けられるスプリングワッシャーのような軸方向の付勢部材に偏荷重が加わることより、前記フリクショントルク発生機構のフリクショントルクに経時変化を起こしてしまう上に、スイベルトルクヒンジの耐久性が低下するおそれがあるという問題があった。さらに、支持される装置の大型化に伴い、支持装置の垂れ下がりをより低減するための支持機構が求められている。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、スイベルトルクヒンジのフリクショントルク発生機構に加わる偏荷重を低減することができる支持機構、及びこの支持機構を備えた支持装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するため、本発明に係る支持機構は、一端部側に押し下げ荷重の加わる単数又は複数の支持アームを、取付要素に対して少なくとも水平方向へ揺動可能に支持する支持装置の支持機構であって、前記支持機構にフリクションワッシャーとスプリングワッシャーなどの弾性部材とを用いたフリクショントルク発生手段を備えたスイベルトルクヒンジを用い、前記スイベルトルクヒンジのヒンジシャフトのシャフト上部を前記支持アームに設けた取付孔部に軸支させると共に、前記ヒンジシャフトに前記フリクショントルク発生手段を介して前記支持アームを支えるブラケットをフリクション回転可能に設け、このブラケットに接して固定ガイド部材を前記ヒンジシャフトに対して回転可能に取り付け、前記支持アームと前記ブラケットと前記固定ガイド部材を取付ネジを介して共締めさせて成ることを特徴とする。
その際に、本発明に係る支持機構は、前記支持アームと前記固定ガイド部材のいずれか一方或は双方に、軸受部材を取り付けることができる。
本発明はまた、前記支持アームと前記固定ガイド部材のいずれか一方或は双方には、軸受部材が取り付けられていることを特徴とする。
本発明はさらに、前記支持機構は、前記支持アームが複数用いられる場合には、前記支持アーム間の連結個所にも用いられることを特徴とする。
本発明はさらに、前記スイベルトルクヒンジが、そのヒンジシャフトを取付要素に対して取付手段を介して取り付けられることを特徴とする。
本発明はさらに、前記スイベルトルクヒンジが、前記支持アームが複数から成る場合には、そのヒンジシャフトを互いに連結される一方の支持アームに取り付けられることを特徴とする。
本発明はさらに、前記取付要素が、支持台(例えば机)であることを特徴とする。
そして、本発明に係る支持装置は、上記に各記載の支持機構を用いたことを特徴とする。
本発明によれば、前記スイベルトルクヒンジのヒンジシャフトの上端部を前記支持アームに設けた取付孔部に軸支させると共に、前記ヒンジシャフトに前記フリクショントルク発生機構を介して前記支持アームを支えるブラケットをフリクション回転可能に設けると共に、このブラケットに接して固定ガイド部材を回転可能に設け、前記支持アームと前記ブラケットと前記固定ガイド部材を取付ネジを介して共締めさせたので、フリクショントルク発生機構に加わる偏荷重を減衰させることができることにより、フリクショントルク発生機構の耐久性を向上でき、支持機構並びにこの支持機構を用いた支持装置を提供できるものである。
その際に、ヒンジシャフトの先端部分を軸支する支持アームの取付孔部及び又は固定ガイド部材に設けた軸挿孔に軸受部材を取り付けると、支持アームの回転動作がよりスムーズになるという効果を奏する。
そして、上記支持機構を備えた支持装置においては、上述した支持機構の優れた特徴を備えた支持装置とすることができる。
本発明の実施の形態に係る支持装置の斜視図である。 図1に示した支持装置から昇降装置を除いた部分を示し(a)は図1のA矢視図、(b)は図1のB矢視図、(c)は図1のC矢視図である。 図2の(a)のD-D線断面図である。 図1に示した支持装置の分解斜視図である。 図4に示した支持装置の取付部材を示し、(a)はその斜視図、(b)は(a)のE-E線断面図である。 図4に示した支持装置の支持機構を構成するスイベルトルクヒンジを示し、(a)はその正面図、(b)は(a)のG矢視図である。 図6に示した支持装置のスイベルトルクヒンジの分解斜視図である。 図4に示した支持装置の固定ガイド部材を示し、(a)はその平面図、(b)は(a)のH-H線断面図である。 図3に示すスイベルトルクヒンジの周りの部分拡大断面図である。 軸受部材の斜視図を示し、(a)は第1軸受部材の斜視図、(b)は第2軸受部材の斜視図である。 支持アームのスイベルトルクヒンジを取り付ける部分の構成を示すもので、(a)はその縦断面図、(b)はその底面図である。 図1に示した支持装置に用いられる昇降装置の正面図である。
以下、本発明の好適な実施の形態に係る支持装置100、並びにこの支持装置100に用いられる支持機構20と50について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図1に示されたXYZ軸に基づき、XY平面内の方向を水平方向とし、Z軸の矢印方向を上方向とし、Y軸の矢印方向を前方向とする。また、図中において回動可能な方向を適宜両矢印によって図示する。
図1及び図3に示すように、まず、支持装置100は、取付要素の一例である仕事机200の天板200aへ取り付けられた取付手段の一例である昇降装置10と、この昇降装置10の取付部材14に第1の支持機構20を介してその一端部側を水平方向へ揺動可能に取り付けられた第1の支持アーム40と、この第1の支持アーム40の他端部側に第2の支持機構50を介して水平方向へ揺動可能に取り付けられた第2の支持アーム70と、この第2の支持アーム70の先端側へ上下左右方向へ揺動可能に取り付けられたところのモニター用ディスプレイ装置などのモニター取付部80と、を備えている。
なお、支持アームは単数のものもあり、モニター取付部80にしても、ユニバーサルジョイントヒンジを用いないものもある。したがって、支持装置100は実施例のものに限定されない。さらに、第1の支持機構20と第2の支持機構50の構成は、それが昇降装置10側に取り付けられるか、第1の支持アーム40側に取り付けられるかの違いがあるのみで、構造的には同じであるので、第2の支持機構50については説明を省略する場合がある。従って、本願明細書と特許請求の範囲では、単に支持機構という場合がある。
取付手段の一例としての昇降装置10は、実施例のものは、図1と図12に示したように、仕事机200の天板200aを挟む断面コの字形状を呈した固定部材10aと、この固定部材10aの下片部10bに取り付けられ固定部材10aを天板200aへ固定する締付ネジ10cと、固定部材10aの上片部10d上に取り付けたパイプ状の支柱13と、この支柱13へ昇降自在に取り付けた取付部材14から成る。とくに図1に示したように、昇降装置10は仕事机200に固定され、他端のモニター取付部80にはモニター用ディスプレイ装置300が取り付けられる。これにより、モニター取付部80には、モニター用ディスプレイ装置300の例えば約10kgの質量に相当する力Fが下向き荷重が加わっている。
なお、取付手段としては、昇降装置10に限定されるものではなく、その他の、例えば仕事机200上に取り付けた取付台のようなものの場合も考えられる。さらに、取付要素は、仕事机に限定されず、その他の机、壁のようなものの場合もあり、実施例のものに限定されない。
支持機構は、実施の形態では、第1の支持アームを揺動可能に支持する第1の支持機構20と、第2の支持アームを同じく揺動可能に支持する第2の支持機構50とで構成されており、その構成は、どちらも同じの構成のスイベルトルクヒンジ30,30を用いているので、第1の支持機構20について詳しく説明し、第2の支持機構50の構成については、簡単に説明するか、説明を省略する。
第1の支持アーム40は、一端が第1の支持機構20に支持され、第1の支持機構20から水平方向に延びるアーム部材である。第1の支持アーム40は、一端に第1の支持機構20が設けられ、他端は第2の支持機構50の取付部材となる。第1の支持アーム40の他端は、第1の支持機構20の回動とともに、第1の支持機構20の中心軸の周りを左右の水平方向へ揺動する。
第2の支持機構50は、第1の支持アーム40の他端に連結されている第2の支持アーム70の支持機構である。
第2の支持アーム70は、一端が第2の支持機構50に支持され、第2の支持機構50から水平方向に延びるアーム部材である。第2の支持アーム70は、一端に第2の支持機構50が設けられる、2節ジョイントアームとして配置される。第2の支持アーム70の他端は、第2の支持機構50の回動とともに、第2の支持機構50の中心軸の周りを左右の水平方向へ揺動する。
モニター取付部80は、第2の支持アーム70の他端に設けられた座76の上に配置されている。モニター取付部80は、第2の支持アーム70の他端の上下方向の中心軸の周りを水平方向に往復で回動可能に構成されている。また、モニター取付部80は、水平方向の回転軸を有する角度調節部81と、角度調節部81の回転軸の周りを往復で回動可能な取付板82と、を備える。取付板82には、4つの孔82aが設けられている。取付板82は、孔82aを通る4本のネジ310によって、モニター用ディスプレイ装置300にネジ留めされている。
次に、図3~図11を参照して、支持装置100の全体構造をより詳細に説明する。
図3及び図4に示すように、第1の支持機構20は、固定ガイド部材21と、第1の軸受である第1軸受部材22と、スイベルトルクヒンジ30と、第2の軸受である第2軸受部材23と、を備える。第2の支持機構50は、第1の支持機構20と同じ構成を有する。従って、第2の支持機構50も第1の支持機構20と同様に、固定ガイド部材21と、第1軸受部材22と、スイベルトルクヒンジ30と、第2軸受部材23と、を備える。第1軸受部材22と第2軸受部材23は、実施の形態では共に耐久性に優れたポリアミド系の樹脂製品である。
第1の支持アーム40には、軽量化のための下向きの溝部41が設けられている。第1の支持アーム40の一端には、スイベルトルクヒンジ30を収容するための下向きの開口部であるヒンジ収容部42が設けられている。ヒンジ収容部42の上端部には、円筒状の第2軸受部材23を収容する下向きの開口部であるブッシュ受け43が設けられている。また、第1の支持アーム40の他端には、昇降装置10の取付部材14のシャフト受け16及び係止部18と同様に、ヒンジシャフト31を支持するためのシャフト受け46及び係止部48が設けられている。尚、指示記号47は、ヒンジシャフト31をシャフト受け46へ固定させる締付ネジ35の挿入孔である。
第2の支持アーム70には、軽量化のための下向きの溝部71が設けられている。第2の支持アーム70の一端には、スイベルトルクヒンジ30を収容するための下向きの開口部であるヒンジ収容部72が設けられている。ヒンジ収容部72の上端部には、円筒状の第2軸受部材23を収容する下向きの開口部であるブッシュ受け73が設けられている。
第1の支持アーム40への第1の支持機構20の組み付けについては、図8~図11を参照して後述する。第2の支持機構50は第1の支持機構20と同様の構成を有するため、第2の支持アーム70への第2の支持機構50の組み付けについても同様である。
第2の支持アーム70の他端には、座76を貫通する座ぐり孔である孔77が設けられている。モニター取付部80の角度調節部81には、下向きのネジ孔83が設けられている。ネジ84は、下方から孔77を経由して、第2の支持アーム70とモニター取付部80の角度調節部81とを締め付けて固定する。
図9、図5(a)、(b)に示すように、取付部材14は、平面長円形状を呈したもので、その一端側に形成された挿通孔14aに支柱13が弛挿されており、挿通孔14aからは外部に向けて割り溝14bが設けられ、この割り溝14bに直交する方向に設けた雌ネジ孔14cに締付ネジ14dがネジ着されている。取付部材14には、一端から他端に向けて、挿通孔14a、空洞部14e、シャフト受け16の順に形成され、シャフト受け16の挿通孔14aと反対側に平坦な係止部18が形成されている。係止部18を有するシャフト受け16は、第1の支持アーム40と対向する側の面で第1の支持機構20を構成するヒンジシャフト31の係止部31dの断面形状と略同形状に形成されており、係止部31dが係止部18に拘束されてシャフト受け16にヒンジシャフト31が回動不能に挿入されている。このシャフト受け16の側面には座ぐり孔である挿入孔14hに続いて孔14iが設けられ、挿入孔14hへ挿入された締付ネジ35を、孔14iを介してヒンジシャフト31のネジ孔31eへネジ着させることにより、ヒンジシャフト31は取付部材14に固着されている。
言い換えれば、ヒンジシャフト31は、シャフト胴体31aの内、下方に円柱の一部を中心軸に沿って切り欠いた平面部である係止部31dを備える。係止部31dが設けられている部分が取付部材14の係止部18を有するシャフト受け16に挿入され、係止部31dの平面部と係止部18の平面部とが対面する。係止部31dには、係止部31dの平面部に垂直にネジ孔31eが設けられている。ネジ孔31eには、取付部材14の孔14iを経由して、締付ネジ35が挿入される。
図6(a)、(b)及び図7に示すように、スイベルトルクヒンジ30は、下から順にヒンジシャフト31、フリクションワッシャー36、フリクションワッシャー37b、ブラケット32、フリクションワッシャー37a、フリクションワッシャー36、スプリングワッシャー33、平ワッシャー38、及び、締付ネジ35となるように組み付けられた構成を有する。締付ネジ35を除いて、これらの部材は、いずれもネジ部31bに組み付けられる。
ヒンジシャフト31のシャフト胴体31aの上方には、シャフト胴体31aの外径より小さい外径を有し一部に雄ネジが形成された、ネジ部31bが設けられている。ネジ部31bは、円柱の側面が軸方向に沿って平行に切り欠かれた一対の平面部31f、31fが形成された外面を有する。ネジ部31bは、ネジ部31bの一対の平面部31f、31fに適合する孔を有する2個のフリクションワッシャー36、及び、平ワッシャー38は、ヒンジシャフト31に対して回り止めとなっている。
ネジ部31bの上方には、ネジ部31bの外径より小さい外径を有する、シャフト上部31cが設けられている。
2個のフリクションワッシャー36は、円形の板状部材である。フリクションワッシャー36は、ネジ部31bの円周状及び一対の平面部31f、31fの外面に適合する孔36aを有する。
フリクションワッシャー37a、37bは、円形の板状部材である。フリクションワッシャー37aは、ネジ部31bの円周状の外面に適合する円形の孔37a1と、固定部32b及び固定部32cに挿入される一対の突起である爪37a2、37a2を有する。フリクションワッシャー37bは、ネジ部31bの円周状の外面に適合する円形の孔37b1と、固定部32b及び固定部32cに挿入される一対の突起である爪37b2、37b2を有する。
ブラケット32は平板から形成された部材である。ブラケット32には、ネジ部31bの円周状の外面に適合する円形の孔32aと、フリクションワッシャー37a、37bの周り止めのための切欠きである固定部32bと、フリクションワッシャー37a、37bの周り止めのための固定部32cと、ネジ固定用の4つの取付孔32dが設けられている
ブラケット32を挟んで2つのフリクションワッシャー37a、37bが組み付けられることで、フリクションワッシャー36とフリクションワッシャー37aと、及び、フリクションワッシャー36とフリクションワッシャー37bと、が相対的にフリクション回動する。また、ブラケット32及びフリクションワッシャー37a、37bは、一体としてヒンジシャフト31に対して回動可能に構成される。
スプリングワッシャー33は、円形の孔33aを有する円板状の部材であるが、フリクションワッシャー36、フリクションワッシャー37a、37b及びブラケット32に対して軸方向に付勢するバネ状の付勢部材である。
平ワッシャー38は、円形の平板状の部材である。平ワッシャー38は、ネジ部31bの円周状及び一対の平面部31f、31fの外面に適合する孔38aを有する。
以下、図8~図11を参照して、第1の支持機構20の各部材の組み付けについて説明する。
図9に示すように、第1の支持機構20の固定ガイド部材21、第1軸受部材22、第2軸受部材23及びスイベルトルクヒンジ30が、図11(a)、(b)に示す第1の支持アーム40のヒンジ収容部42に組み付けられる。
図8(a)、(b)に示す固定ガイド部材21には、円筒状の第1軸受部材22を収容する上向きの開口であるブッシュ受け21aが設けられている。なお、シャフト胴体31aが貫通するため、ブッシュ受け21aの下方も開口している。また、固定ガイド部材21は、ブッシュ受け21aが設けられる第1の部分の隣にタブ状に突出し、第1の部分より板厚が薄くなる第2の部分である取付部21bと、取付部21bに設けられる座ぐり孔であり、下方からのネジ固定用である4つの孔21cと、を備える。
図10(a)に示す第1軸受部材22は、円筒状に形成された無給油型の滑り軸受である。第1軸受部材22は、固定ガイド部材21のブッシュ受け21aに挿入される。ブッシュ受け21aの内側には、スイベルトルクヒンジ30のヒンジシャフト31のシャフト胴体31aが挿入される。
図10(b)に示す第2軸受部材23は、円筒状に形成された無給油型の滑り軸受である。第2軸受部材23の外径及び内径は、第1軸受部材22の外径及び内径に比べていずれも小さい。ヒンジシャフト31のシャフト上部31cは、第2軸受部材23に挿入される。第2軸受部材23は、第1の支持アーム40のブッシュ受け43に挿入される。
そして、第1の支持アーム40に設けた軸受孔部に取り付けた第2軸受部材23にヒンジシャフトのシャフト31の上端部31cを軸受けさせ、ヒンジシャフトのシャフト胴体31aを固定ガイド部材21に設けた第1軸受部材22で軸支させると共に、第1の支持アーム40に対し、当該支持アームに設けられた固定ガイド部材21の4つの孔21c、及び、スイベルトルクヒンジ30のブラケット32の4つの孔32dを経由して、固定ガイド部材21及びブラケット32は4本のネジ45によって第1の支持アーム40に設けた4つの雌ネジ孔44に共締めさせている。
このように構成すると、モニター取付部80の例えば10kg程度の質量に基づく図1の下向きの力Fが加わっても、スプリングワッシャー33に大きな偏荷重がかからないようにすることができる。その結果、第1の支持機構20及び第2の支持機構50における回転トルクが安定するとともに、耐久性が向上する。また、モニター取付部80の垂れ下がりを低減させ、フリクショントルク発生機構の耐久性を増大させることができる。
次に、本実施形態に係る支持装置100の作用を説明する。モニター用ディスプレイ装置300は、昇降装置10の支柱13に対する取付部材14の取付位置を調節することにより、上下方向の位置が調整され、締付ネジ14dによりその位置が保持される。さらに、モニター用ディスプレイ装置300は、第1の支持アーム40の固定端が第1支持機構20を介して取付部材14に取付けられ、第2の支持アーム70の固定端が第2支持機構50を介して第1の支持アーム40に取付けられていることにより、水平方向及び前後方向の位置が調整される。そして、第1の支持機構20のスイベルトルクヒンジ30のフリクショントルク発生機構と第2の支持機構50のスイベルトルクヒンジ30のフリクショントルク発生機構によりフリクショントルクが創出され、モニター用ディスプレイ装置300の水平方向の位置が任意の位置で停止保持される。
なお、図9では第1の支持アーム40のヒンジ収容部42に第1の支持機構20を組み付ける形態を示している。これに対して、第2の支持アーム70のヒンジ収容部72にブッシュ受け73、ネジ孔74及びネジ75を用いて第2の支持機構50を組み付ける形態も第1の支持機構20と同様である。
また、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
上記実施の形態では、取付部材14を昇降可能な昇降装置10を仕事机200にネジ固定されるものとしている。このように構成すると、モニター用ディスプレイ装置300の高さを調節できる利点があるが、このものに限定されない。その取付方法、取付形態は任意である。したがって、取付部材14が仕事机200のような機器に直に取り付けられる構成としても良い。
上記実施の形態では、第1の支持アーム40に組み付けられる第1の支持機構20と、第2の支持アーム70に組み付けられる第2の支持機構50と、で同じ部品を使用している。これに対し、第1の支持機構20と第2の支持機構50とで互いに異なる大きさのスイベルトルクヒンジを用いる構成としてもよい。
上記実施の形態では、支持装置100が支持する機器をモニター用ディスプレイ装置300としている。これに対し、ディスプレイ装置モニターのみならず、電話機、事務機器等の各種機器を支持し、水平方向に延びる回動可能なアームを有し、アームの自由端側に下向きの力が加わる支持機構及びこの支持機構を用いた支持装置に本発明を適用することができる。
10 昇降装置(取付要素)
20 第1の支持機構
21 固定ガイド部材
22 第1軸受部材
23 第2軸受部
0 スイベルトルクヒンジ
31 ヒンジシャフト
31c シャフト上部
32 ブラケット
33 スプリングワッシャー
36 フリクションワッシャー
37a フリクションワッシャー
37b フリクションワッシャー
40 第1の支持アーム
50 第2の支持機構
70 第2の支持アーム
100 支持装置

Claims (7)

  1. 一端部側に押し下げ荷重の加わる単数又は複数の支持アームを、取付要素に対して少なくとも水平方向へ揺動可能に支持する支持装置の支持機構であって、前記支持機構にフリクションワッシャーとスプリングワッシャーなどの弾性部材とを用いたフリクショントルク発生手段を備えたスイベルトルクヒンジを用い、
    前記スイベルトルクヒンジのヒンジシャフトのシャフト上部を前記支持アームに設けた取付孔部に軸支させると共に、前記ヒンジシャフトに前記フリクショントルク発生手段を介して前記支持アームを支えるブラケットをフリクション回転可能に設け、このブラケットに接して固定ガイド部材を前記ヒンジシャフトに対して回転可能に取り付け、前記支持アームと前記ブラケットと前記固定ガイド部材を取付ネジを介して共締めさせて成ることを特徴とする、支持機構。
  2. 前記支持アームと前記固定ガイド部材のいずれか一方或は双方には、軸受部材が取り付けられていることを特徴とする、請求項1に記載の支持機構。
  3. 前記支持機構は、前記支持アームが複数用いられる場合には、前記支持アーム間の連結個所にも用いられることを特徴とする、請求項1~2のいずれか1項に記載の支持機構。
  4. 前記スイベルトルクヒンジは、そのヒンジシャフトを取付要素に対して取付手段を介して取り付けられることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の支持機構。
  5. 前記スイベルトルクヒンジは、前記支持アームが複数から成る場合には、そのヒンジシャフトを互いに連結される一方の支持アームに取り付けられることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の支持機構。
  6. 前記取付要素は、支持台(例えば机)であることを特徴とする、請求項1に記載の支持機構。
  7. 請求項1~5に各記載の支持機構を用いたことを特徴とする、支持装置。
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