JPH032628Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、蓋板などの開閉体を任意の開き角
度で停止させることができる所謂フリーストツプ
機能を備えたヒンジに関する。

〔従来の技術〕

フリーストツプ機能を有するヒンジは、ステレ
オの蓋板を複写機の用紙押えカバーなどの開閉体
の取り付けに使用するとその開閉操作を楽に行え
るところから、近時、その研究が盛んに行われて
おり、種々のものが提案されている。

その一つに第５図に示すヒンジがある。このも
のは、支軸１００によつて相対揺動自在に連結さ
れたベースホルダー１０１と開閉体ホルダー１０
２との間に亘つてロツド状のスプリングガイド１
０３を設け、このスプリングガイドに長いスプリ
ング１０４と短いスプリング１０５とを嵌め込む
と共に、開閉体ホルダー１０２とベースホルダー
１０１との対向部分に摺動面１０６を設けたもの
である。

このヒンジによると、開閉体ホルダー１０２の
開き角度が大きいために開閉体の重量などによつ
て生じる開閉体ホルダー１０２の支軸１００回り
の閉方向のモーメントが小さいときには、開閉体
ホルダー１０２が長いスプリング１０４によつて
付勢され、このスプリング１０４の付勢による開
方向のモーメントと上記閉方向のモーメントと摺
動面１０６の摺動による摩擦力が釣り合つてフリ
ーストツプ機能が発挿される。また、開閉体ホル
ダー１０２の開き角度が小さいために開閉体の重
量などによつて生じる開閉体ホルダー１０２の支
軸１００回りの閉方向のモーメントが大きいとき
には、開閉体ホルダー１０２が長いスプリング１
０４と短いスプリング１０５の双方によつて付勢
され、これらのスプリング１０４，１０５の付勢
による開方向のモーメントと上記閉方向のモーメ
ントと摺動面１０６の摺動による摩擦力が釣り合
つてフリーストツプ機能が発揮される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述した従来のヒンジにおいて、閉方向のモー
メントと開方向のモーメントの大きさの差は摺動
面１０６の摩擦力によつて捕われているので、一
定の開き角度範囲内においてフリーストツプ機能
を発揮させるためには、上記閉方向のモーメント
と開方向のモーメントとの大きさの差が最大にな
る開き角度での摺動面１０６の摩擦力が、その差
を補えるだけの大きさであることが必要となる。

ところで、そのようにすると、上記モーメント
の大きさの差が余り大きくない開き角度のところ
で摩擦力が必要以上に大きくなり、そのためにフ
リーストツプ機能を発揮し得る開き角度の全範囲
において開閉体を開け閉めするのに大きな力が必
要になり、操作性の低下を来す一因となる。特
に、重量の重い開閉体の揺動支点を構成するため
のヒンジにこの傾向が大きい。

このようなことから従来のヒンジにおいては、
フリーストツプ機能を発揮する開き角度範囲を大
きくする開閉体の操作性が犠性になる反面、大き
い開き角度範囲において良好な操作性を確保しよ
うとすればフリーストツプ機能を発揮し得る開き
角度範囲が小さくなるという問題があつた。

また、従来のヒンジでは、摺動面１０６の摩耗
によるフリーストツプ機能の不調や、開閉体を開
け閉めするときに摺動面１０６の摺動に伴うきし
み音が発生しやすいという問題もあつた。

この考案は以上の問題を解決するもので、開閉
体の自重などによつて生じる閉方向のモーメント
に対向する開方向のモーメントをばね力によつて
生じさせると共に、この開方向のモーメントがカ
ム機構の作用によつて大きい開き角度範囲内で閉
方向のモーメントと釣り合うように構成して、開
閉体を開か閉めするときの操作性を犠性にするこ
となく、大きい開き角度範囲内でフリーストツプ
機能を発揮するヒンジを提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の目的を達成するために講じられた手段
は、ベースが取り付けられるベースホルダーと、
開閉体が取り付けられる開閉体ホルダーとが支軸
により相対揺動自在に連結され、湾曲状に張り出
すカム面を備えたカム部材が上記ベースホルダー
に設けられ、上記開閉体ホルダーに上記カム面に
倣わされる倣い部材とこの倣い部材を摺動自在に
保持する保持体とが設けられ、上記保持体と上記
ベースホルダーがこれらに対して相対揺動自在な
アームで連結されていると共に、このアームのベ
ースホルダー側の連結端が上記支軸よりも開閉体
の開き方向側へ隔てられた個所に配置され、上記
保持体と倣い部材との間にこの倣い部材を上記カ
ム面に常時押し付ける方向へ付勢する圧縮ばねが
介装されていることである。

〔作用〕

開閉体ホルダーに作用する閉方向のモーメント
はこの開閉体ホルダーに取り付けられた開閉体の
重量によつて生じ、開閉体ホルダーの開き角度が
大きくなるとそのモーメントが小さくなり、逆に
上記開き角度が小さくなるとそのモーメントが大
きくなる。一方、開方向のモーメントは、保持体
がアームによりベースホルダーに連結されている
こと、アームのベースホルダー側の連結端が支軸
よりも開閉体の開き方向側へ隔てられた個所に配
置されていること、保持体と倣い部材との間に圧
縮ばねが介在されており、かつこの圧縮ばねによ
つて倣い部材がカム部材のカム面に常時押し付け
られていることによつて生じる。

ここで、開き角度が変化すると、それに伴つて
倣い部材がカム面に沿いながら支軸に対して接近
する方向又は離反する方向に移動する。このため
上記圧縮ばねの長さが上記開き角度の変化に応じ
て伸縮し、その結果圧縮ばねのばね力が上記開き
角度の変化に応じて変化するので、上記開方向の
モーメントの大きさもそれに伴つて変化する。従
つて、カム面の形状を適正に設定しておけば、上
記閉方向のモーメントの大きさと開方向のモーメ
ントの大きさを開き角度の大小に関係なく常に釣
り合う状態に設定でき、そのようにすることによ
つて大きな開き角度範囲内においてフリーストツ
プ機能を発揮させ得るにもかかわらず、開閉体を
開け閉めするのに必要な力が、その全角度範囲に
おいて均一になり、良好な操作性が確保される。

〔実施例〕

第１図は実施例によるヒンジの分解斜視図であ
る。同図において、１はベースホルダーで、例え
ばステレオ本体や複写機本体などのようなベース
に図外の取付ビスなどを用いて取り付けられる。
２は開閉体ホルダーで、例えばステレオの蓋体や
複写機の用紙押えカバーなどの開閉体に図外の取
付ビスなどを用いて取り付けられる。開閉体ホル
ダー２はコ字形断面を有し、その背板部３に長手
方向に延びる左右一対の切り起こし片４，４が形
成されていると共に、左右の側板部５，５のそれ
ぞれにブラケツト６，６が延設されており、この
ブラケツト６，６に支軸７の挿通孔８，８が開設
されている。ベースホルダー１はその左右の側板
部９，９に上記支軸７の挿通孔１０，１０と軸体
１１の挿通孔１２，１２が開設され、その下板部
１３に後述するカム部材１４の位置決め孔１５が
開設されている。ここで、軸体１１の挿通孔１
２，１２は支軸７の挿通孔１０，１０よりも開閉
体の開き方向Ａ（第２図参照）側へ隔てられた個
所に開設されている。

カム部材１４は湾曲状に張り出したカム面１６
と、カム面１６に連続する平坦なカム面１７と、
突起１８と、上記軸体１１に対する凹入状の係止
部１９と、上記支軸７の挿通孔２０とを備えてい
る。

２１は倣い部材で、下端部に凹溝２２を有する
有底筒状部２３と上記一対の切り起こし片４，４
間に嵌め込まれる摺動部２４とを一体に備えてな
る。２５は保持体である。この保持体２５は下端
が開放された中空の柱状体２６の一端部にピン２
７が貫挿されるピン受部２８を一体に設けてな
る。２９は圧縮コイルばねである。３０はアーム
で、両端部に輪部３１，３２を備えている。３３
は上記開閉体ホルダー２に取り付けられる支持棒
である。

第２図は上述した各部品を組み付けた状態の縦
断側面図、第３図は第２図の−線に沿う断面
図である。これらの図から明らかなように、ベー
スホルダー１と開閉体ホルダー２はそれらの挿通
孔８，１０に貫挿された支軸７により相対揺動自
在に連結されている。カム部材１４はその挿通孔
２０に上記支軸７が貫挿されていると共に、突起
１８がベースホルダー１の位置決め孔１５に嵌め
込まれ、係止部１９が上記挿通孔１２，１２に挿
通した軸体１１に係止されている。これによりカ
ム部材１４がベースホルダー１に強固に固定され
ている。倣い部材２１はその有底筒状部２３が保
持体２５の柱状体２６に摺動自在に外嵌合されて
おり、かつ、倣い部材２１と保持体２５との間に
圧縮コイルばね２９が介装されている。また、倣
い部材２１の摺動部２４は開閉体ホルダー２の一
対の切り起こし片４，４間に摺動自在に嵌め込ま
れている。保持体２５のピン受部２８にはピン２
７が貫挿されている。そして、アーム３０の一端
部の輪部３１が上記ピン２７に遊嵌状に係合さ
れ、他端部の輪部３２が上記軸体１１に遊嵌状に
係合されている。このアーム３０は左右に一対配
置されている。さらに、倣い部材２１の凹溝２２
は上記カム部材１４に嵌め込まれている。この状
態では、圧縮コイルばね２９のばね力によつて、
倣い部材２１が保持体２５から突出する方向へ常
時付勢される。そのため、倣い部材２１がカム面
１６又は１７に常時押し付けられると共に、アー
ム３０，３０が軸体１１を支点として常時立ち上
がる方向に付勢され、その結果、開閉体ホルダー
２が上記開き方向に付勢される。また、第２図の
ようにブラケツト６が軸体１１に当たることによ
つて開閉体ホルダー２の最大開き角度が規制され
る。さらに開閉体ホルダー２がベースホルダー１
に対して相対揺動するとき、それに応じて圧縮コ
イルばね２９により付勢された倣い部材２１がカ
ム面１６に倣いながら保持体２５に対して出退す
るが、その出退動作は倣い部材２１が開閉体ホル
ダー２の背板３と一対の切り起こし片４，４と支
持棒３３とにより挟されていることから円滑に行
われる。なお、保持体２５の柱状部２６の直径を
縮小し、その柱状部２６と倣い部材２１の有底筒
状部２３との間に圧縮コイルばね２９を介在させ
ることにより、保持体２５を圧縮コイルばね２９
のガイドコアとして利用してもよい。

次に、第４図を中心に上記ヒンジの作用を説明
する。なお、同図において、２００はベースホル
ダー１が取り付けられたベース、３００は開閉体
ホルダー２が取り付けられた開閉体を示し、ベー
ス２００に対する開閉体３００の揺動支点Ｐが上
記ヒンジの支軸７によつて構成される。また、θ₁
はブラケツト６（第２図参照）が軸体１１に当た
るまで開閉体３００を開いたときの開き角度であ
り、この開き角度θ₁が最大開き角度である。θ₂は
倣い部材２１がカム面１６の中間部に押し付けら
れているときの開き角度、θ₂は倣い部材２１がカ
ム面１７に押し付けられているときの開き角度で
あり、この開き角度θ₃は上記した二つの場合の開
き角度θ₁，θ₂に対して逆向きの開き角度である。

開閉体３００に作用する閉方向のモーメントは
主に開閉体３００の重量によつて生じ、開閉体ホ
ルダー２の開き角度が変わると開閉体３００の重
心の位置から支軸７までの水平距離が変わるの
で、上記閉方向のモーメントも変わる。従つて、
開き角度θ₁での閉方向のモーメントをM_W1、開き
角度θ₂での閉方向のモーメントをM_W2、開き角度
θ₂が零度での閉方向のモーメントをM_W3、開き角
度θ₃でのモーメントをM_W4とすると、 M_W1＜M_W2＜M_W3＜M_W4 … の関係となる。

また、開閉体３００に作用する開方向のモーメ
ントは主に圧縮コイルばね２９のばね力によつて
生じ、フツクの法則により開方向のモーメントの
大きさは圧縮コイルばね２９が長く伸長されるほ
ど小さくなる。従つて、開き角度θ₁での開方向の
モーメントをM_F1、開き角度θ₂での開方向のモー
メントをM_F2、開き角度θ₂が零度での開方向のモ
ーメントをM_F3とし、カム面１６の形状により開
き角度が小さくなるほど支軸７とカム面１６に対
する倣い部材２１の接触個所との間隔が小さくな
つているとすると、 M_F1＜M_F2＜M_F3 … の関係となる。

さらに、開き角度θ₃での開方向のモーメントを
M_F4とし、その開き角度θ₃が大きくなるほど支軸
７とカム面１６に対する倣い部材２１の接触個所
との間隔が小さくなつているとする。

以上において、軸体１１とピン２７との相互間
距離はアーム３０により常に一定保たれるから、
支軸７とカム面１６に対する倣い部材２１の接触
個所との間隔が小さいほど圧縮コイルばね２９の
長さが長くなつてばね力が小さくなり、逆に上記
間隔が大きいほど圧縮コイルばね２９の長さが短
くなつてばね力が大きくなる。このため上記の
関係はカム面１６の形状を適正に設定することに
よつて満足される。従つて、カム面１６の形状を
適正に設定すれば、開き角度θ₂の変化に伴つて開
方向のモーメントの大きさが変化する状態を、開
き角度θ₂の変化に伴つて閉方向のモーメントの大
きさが変化する状態に近時させることができる。
このことにより、圧縮コイルばね２９のばね力を
所定の強さにしておけば、上記倣い部材２１がカ
ム面１６に押し付けられているときには閉方向の
モーメントと開方向のモーメントが常時釣り合う
ようになる。従つて、フリーストツプ機能を発揮
し得る開き角度範囲を０≦θ₂≦θ₁の間で設定でき
る。

また、上記のように閉方向のモーメントと開方
向のモーメントが釣り合つている状態では、開閉
体３００を開け閉めするのに必要な力は開き角度
の大小に関係なく一定であり、かつ、非常に小さ
く済むから、フリーストツプ機能を発揮し得る開
き角度の全範囲において良好な操作性が確保され
る。

さらに、上記倣い部材２１が平坦なカム面１７
に押し付けられている場合については、上記のよ
うに開き角度θ₃が大きくなるほど支軸７とカム面
１６に対する倣い部材２１の接触個所との間隔が
小さくなるので、開き角度θ₃が大きくなるほど圧
縮コイルばね２９の長さが長くなり、それに伴つ
て開方向のモーメントM_F4が小さくなる。従つ
て、開閉体３００が徐々に閉じられていき、倣い
部材２１の凹溝２２がカム面１６，１７の境界を
乗り越えてカム面１７に倣わされた時点で閉方向
のモーメントM_W4が開方向のモーメントM_F4より
大きくなり、開閉体３００がスナツプアクシヨン
動作に類似した動作によつて自然に閉じられる。

この実施例では、圧縮コイルばね２９を倣い部
材２１の有底筒状部２３と保持体２５の柱状部２
６との内部に収容しているから、圧縮コイルばね
２９が外部から見えなくなり、外観がすつきりと
したものとなる。

ところで、開閉体ホルダーに倣い部材のガイド
機構を設け、倣い部材とカム部材が設けられたベ
ースホルダーとの間に引つ張りばねを介装するこ
とによつても、上述したヒンジと同等の作用を奏
するヒンジを構成できる。しかし、このようなヒ
ンジでは、カム部材のカム面に対する倣い部材の
円滑な倣い動作を保証するために、引つ張りばね
を倣い部材の両側に配置して倣い部材とカム面と
の接触個所に偏荷重がかからないようにする必要
がある。しかし、そのようにすると、引つ張りば
ねを倣い部材の両側に配置する分だけヒンジが大
型化する。この考案のヒンジでは、圧縮コイルば
ねなどの圧縮ばねを用いているから、その圧縮ば
ねを上記実施例のように倣い部材の内部に配置で
きるようになり、それだけヒンジをコンパクトに
構成できる利点がある。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案のヒンジはカム
機構の作用によつて閉方向のモーメントと開方向
のモーメントとを釣り合わせ、フリーストツプ機
能を発揮させるものであるから、開閉体を開け閉
めするときの操作性を犠牲にすることなく、大き
な開き角度範囲内で上記フリーストツプ機能を発
揮させることが可能になる。また、従来のように
摺動面の摩擦力を利用していないから、摺動面の
摩耗によるフリーストツプ機能の不調やきしみ音
を発生する余地がなくなる。

特に、この考案では開方向のモーメントを発生
させるばね力に圧縮ばねのばね力を利用してお
り、しかもその圧縮ばねを倣い部材とこの倣い部
材を摺動自在に保持する保持体との間に介装して
あるから、倣い部材や保持体を上述した実施例の
ように筒状のものにしてその内部に圧縮ばねを収
容させることが可能であり、そうすることによつ
てヒンジのコンパクト化や軽量化や価格の低減化
を容易に達成できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例によるヒンジの分解
斜視図、第２図は上記ヒンジの縦断側面図、第３
図は第２図の−線に沿う断面図、第４図は作
用説明図、第５図は従来のヒンジの斜視図であ
る。 １……ベースホルダー、２……開閉体ホルダ
ー、７……支軸、１４……カム部材、１６……カ
ム面、２１……倣い部材、２５……保持体、２９
……圧縮コイルばね、３０……アーム、２００…
…ベース、３００……開閉体、Ｐ……開閉体の揺
動支点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ベースが取り付けられるベースホルダーと、開
   開体が取り付けられる開閉体ホルダーとが支軸に
   より相対揺動自在に連結され、 湾曲状に張り出すカム面を備えたカム部材が上
   記ベースホルダーに設けられ、上記開閉体ホルダ
   ーに上記カム面に倣わされる倣い部材とこの倣い
   部材を摺動自在に保持する保持体とが設けられ、 上記保持体と上記ベースホルダーがこれらに対
   して相対揺動自在なアームで連結されていると共
   に、このアームのベースホルダー側の連結端が上
   記支軸よりも開閉体の開き方向側へ隔てられた個
   所に配置され、 上記保持体と倣い部材との間にこの倣い部材を
   上記カム面に常時押し付ける方向へ付勢する圧縮
   ばねが介装されていることを特徴とする開閉体の
   ヒンジ。