JPH04119230A - 方向性トルク機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｅ産業上の利用分野コ 本発明は、駆動力に抗してトルクを発生するトルク機構
に関し、特に駆動力の方向によって発生するトルクが興
なる方向性トルク機構に関する。

Ｅ従来の技術］ 鍵盤楽器の鍵盤蓋等ある程度の重量を有し、重心から外
れた位１で回転自在に支持されているものは、回転角度
によって重力による回転モーメントを大きく変化させる
。

蓋が回転軸上に直立している状態では、回転モーメント
は零であるが、蓋が倒れるにしたがって、回転モーメン
トは大きくなり、水平位置で最大となる。このため、不
注意に蓋を閉めようとすると、回転モーメントが大きく
なって、手から滑って衝撃的に落下したりする。

そこで、回転角度に応じて何らかのトルクを与えること
が好ましい。

第２図に、実公昭６２−４６２１９号公報に提案されて
いる、従来の技術による鍵盤楽器の蓋開閉機構を示す。

ｍ１ｌｌは、本体とヒンジ１２によって結合されており
、奥に向って延在するステー上にピン１３を有している
６Ｍ１１が閉められる時、ピン１３は一点破線のような
軌跡を描く、このピン１３の軌跡上に、軸１５の周りに
回転する連動板１４が待ち構えている。連動板１４は、
スロット状の切込みを有し、ピン１３が回転してきた時
、そのピン１３と係合し、滑り係合を保ちながら軸１５
の周囲に回転する。この連動板１４は、バネ１６によっ
て反時計方向の力を与えられている。したがって、ふた
１１が閉められる時、この閉められる動作に抗する力を
発揮する。

さらに、軸１５の回転は、摩擦を有する摩擦回転とされ
ている。たとえば、軸１５は粘性の大きいトルクグリー
スを用いて軸受けと係合している。

このため、ピン１３が連動板１４と係合した後は、蓋を
閉める運動に対して反対方向の力と、運動に対する摩擦
力とが働く。

１ｕｌｌを図示の状態から閉めようとすると、菩１１の
重心かヒンジ１２の上部にある間は、Ｗｌｌに働く回転
モーメントは極めて小さい０Ｍ１１が次第に傾くにした
がって、重心がヒンジ１２から左方向にずれ、回転モー
メントが大きくなる。

この時、ピン１３か連動板１４と係合を始める。

１１１１が重力にしたがって落下しようとする力に対し
て、バネ１６の引張り力か対抗し、合力は小さなものと
なる。さらに、軸１５の回転に対しては、摩擦力が働く
ので、１１１１の急激な運動は抑制される。このように
して、蓋１１は自由落下させられた場合にも、静かに閉
まる。

［発明が解決しようとする課題］ 第２図に示すような従来の技術によれは、対象物の運動
の方向によらず、摩擦力が働く、すなわち、蓋を閉めよ
うとする時に摩擦力が働き、蓋が靜かに閉まるのは好ま
しいが、蓋を開けようとする時にも同様の摩擦力が働き
、蓋が重く感じられる。好ましくは、急激な運動を抑制
する時には、摩擦力が働き、軽く動いて欲しい時には、
摩擦力が働かないようなトルク機構が望まれる。

本発明の目的は、運動の方向によって、異なる大きさの
トルクを発生する方向性トルク機構を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、簡単な構成で、所望の方向に対象
物が運動する時に、所望のトルクを発生することのでき
る方向性トルク機構を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の方向性トルク機構は、一定の軸を中心にして回
転自在な、周面を有する回転部材と、回転部材の周面と
の間に単調に変化する間隙を形成する固定部材と、間隙
に配置され、回転部材および固定部材に接触するローラ
と、間隙の狭くなる方向にローラを押す押圧手段とを含
む。

［作用コ 回転部材の周面と固定部材とがこの間に単調に変化する
間隙を形成する。この間隙にローラ（円柱または球体）
が係合することにより、回転部材が所定方向に回転する
時にはローラが食込むようになり、摩擦力が大きくなっ
て大きなトルクが発生するが、回転部材か逆方向に回転
する時には、ローラが排出される方向に動き、摩擦力が
小さくなって発生するトルクは極めて小さくなる。

［実施例］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に、本発明の実施例によ
る方向性トルク機構の基本的形態を示す。

第１図（Ａ）において、回転部材１は軸２の周囲に回転
し、円周面３を有する、たとえば円筒型の部材である。

この回転部材１と対抗して、平面状の固定部材４が配置
されている。この回転部材１の周面３と、固定部材４と
の間に形成される間隙に、その間隙よりも大きな径を有
するローラ８が係合している。このローラ８には、間隙
のより狭い方向に向かうような力が加えられている。

回転部材１が反時計方向に回転すると、ローラ８も回転
部材１／）回転にしたがって、回転を始める。この回転
方向は、ローラ８と固定部材４とが静止摩擦によって係
合していると、ローラ８が右方向に移動するように働く
、すなわち、ローラ８は、より間隙の狭い方向移動しよ
うとし、摩擦力はさらに大きくなる。ローラ８と、回転
部材１および固定部材４との間の摩擦係数を適当に調整
しておくことにより、ローラ８は固定部材４上で滑り係
合しながら、回転部材１の回転に逆トルクを与える。

第１図（Ａ）の形態においては、固定部材４は平坦な表
面を有していた４回転部材と固定部材との間に形成され
る間隙の変化は、所望の目的に応じて、種々に変化させ
てもよい。

第１図（Ｂ）は、固定部材５が凹面を有する場合を示す
０回転部材１の周面と、固定部材５の表面とが同じ方向
に変化する曲面で形成されるため、間隙の変化は緩かな
ものとなる。

第１図（Ｃ）は、間隙の変化か急激なものとなる形態の
例を示す、固定部材６は、回転部材１４に対して凸な表
面を形成している。このため、第１図（Ａ）に示す場合
よりも間隙の変化は激しくなる。

なお、回転部材として、円周面を有する場合を説明した
が、回転部材１の周面が楕円形等、他の形態であっても
構わない。

回転部材が回転する時、ローラかそれに伴って回転する
が、その回転方向にしなかって、摩擦力が強くなったり
、弱くなったりする。このようにして、運動の方向に依
存してトルクが変化する方向性トルク機構が得られる。

第３図は、本発明の実施例による電子楽器の蓋部分を示
す側面図である。

蓋２１は、回転軸２２によって回転自在に支持されてお
り、ピン２３を奥に向って延在するステー２４上に備え
ている。蓋２１を閉めると、ピン２３は一点鎖線２５で
示す軌跡上を移動する。この軌跡上に連動板２７の開口
スロット２８が待ち構えている。ピン２３か開口スロッ
ト２８に達すると、連動板２７はピン２３に押されて連
動する。

連動板２７は、回転軸２９の周囲に回転自在に支持され
ている。Ｍ２１が閉められるにしたがって、ピン２３は
一点鎖線の軌跡上を右方向に移動し、この移動に件って
連動板２７も反時計方向に回転する。蓋２１が閉められ
た時、連動板２７およびピン２３は破線で示す位置とな
る。この連動板２７の軸２９か、第１図で説明したよう
な方向性トルク機構によって軸受けされている。

第４図、第５図は、トルク機構の側面図と正面図を示す
。

連動板２７は、軸２９の周囲に回転可能に支持されてい
る。この軸２９の軸受は部は、第４図に示すように、回
転部材３１を備えている。この回転部材３１に対抗して
固定部材３３が配置されており、その間に間隙を形成し
ている。この間隙にローラ３２が入込んで回転部材３１
と固定部材３３に接触している。

第５図は、トルク機構の正面図であり、第６図は、連動
板２７を取り除いた状態でトルク機構を正面から見た構
成図である。

回転部材３１に対抗して平板状の固定部材３３か配置さ
れ、その間に変化する間隙を形成している。この間隙に
円筒状のローラ３２がバネ３５によって、間隙の小さく
なる方向に押付けられている。バネ３５は固定部材で支
持されており、この固定部材は微調整用ネジ３６によっ
てその位置を調節し、押圧力を制御できる。ローラ３２
はバネ３５で押されることにより、間隙のより狭い方向
に押付けられている。このため、ローラ３２から回転部
材３１および固定部材３３にある程度の押付は力が与え
られる。第３図に示す蓋２１を閉める場合には、回転部
材３１は第７図（Ａ＞に示す方向に回転しようとする。

このため、ローラ３２は時計方向に回転し、固定部材３
３上を右方向に進もうとする。しかしながら、右方向に
移動すると間隙が狭くなり、ローラ３２は移動すること
ができない、このため、ローラ３２は滑り係合を始め、
一定の摩擦力を回転部材３１の回転運動に対して与える
。

一方、１１２１を開けようとする時は、回転部材３１は
第７図（Ｂ）に示す矢印方向に回転する。

この時は、ローラ３２は反時計方向に回転しようとし、
このため固定部材３３上で左方向に移動しようとする。

左方向に移動する時は、回転部材３１と固定部材３３の
間の間隙が拡がるため、ローラ３２から回転部材３１に
与える摩擦力は小さなものとなる。なお、ローラ３２は
バネ３５によって右方向に押付けられているため、第７
図（Ｂ）の状態においてもローラ３２が左方向に移動し
てしまうことはない、また、前述のように微調整ネジ３
６を操作することで、ｉ！２１を開ける時に働く摩擦力
を調節することができる。

このように、回転部材が回転する時、その回転方向によ
って高いトルクが発生したり、低いトルクが発生したり
する。この方向性トルク機構は、楽器の蓋等に限ること
はなく、広く利用することができる。たとえば、ドアに
この方向性トルク機構を備えることにより、ドアを閉め
る時にはトルクが高くなり、ドアを開ける時にはトルク
の軽いドアを実現することができる。なお、この場合、
ドアを閉める方向に一定の力を与えるようなバネ等を併
用するのか好ましい。

以上実施例に沿って本発明を説明したか、本発明はこれ
らに制限されるものではない、たとえば、種々の変更、
改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、回転部材と固定
部材の形成する可変間隙にローラを係合させることによ
り、回転部材の回転方向に依存して発生するトルクの変
化する方向性トルク機構か提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例によ
る方向性トルク機構の基本的形態を示す概念図、 第２図は、従来の技術による電子楽器の蓋開閉機構を示
す概略図、 第３図は、本発明の実施例による電子楽器の蓋部分を示
す側面図、 第４図、第５図は、第３図の電子楽器におけるトルクｔ
ＩＡＷＡの側面図および正面図、第６図は、第５図の状
態から連動板等を除去した状態の正面図、 第７図（Ａ）、（Ｂ）は、第６図に示すトルク機構の動
作を説明するための概略図である。 図において、 ４．５．６ １１．２１ １２．２２ １３．２３ １４．２７ １５．２９ 回転部材 固定部材 ローラ 蓋 回転軸（ヒンジ） ピ　　ン 連動板 回転軸 回転部材 ローラ 固定部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、一定の軸を中心にして回転自在な、周面を有す
   る回転部材と、 前記回転部材の周面との間に単調に変化する間隙を形成
   する固定部材と、 前記間隙に配置され、前記回転部材および前記固定部材
   に接触するローラと、 前記間隙の狭くなる方向に前記ローラを押す押圧手段と を含む方向性トルク機構。
2. （２）、さらに、回転軸の周囲に回動する対象物と、前
   記対象物上に設けられた係合ピンと、 前記回転部材に固定され、前記対象物が所定角度まで回
   転した時、前記係合ピンを受けて滑り係合する連動板と を有する方向性トルク機構。