JPH0529341Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、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
能を備えた開閉体ヒンジに関するものである。

〔従来の技術〕

フリーストツプ機能を有する開閉体ヒンジは、
ステレオの蓋板や複写機の用紙押え蓋などの取り
付けに使用するとその開閉操作が楽になるとろか
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図に示す開閉体ヒンジがある。
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１０２との間に設けられたロツド状のスプリン
グガイド１０３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、上記開閉
体ホルダー１０２とベースホルダー１０１の対向
部分に摺動面１０６を設けたものである。

このような開閉体ヒンジによると、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
軸周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の摺動によつて生じる摩擦力が
釣り合つてフリーストツプ機能が発揮される。ま
た、開閉体ホルダー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１
０２の支軸周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
１０４と短いスプリング１０５との双方によつて
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の摺動によつて生じる摩
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〕

上記開閉体ヒンジにおいて、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上記摺動
面１０６の摩擦力によつて補われているので、一
定の角度範囲内において上記フリーストツプ機能
を発揮させるようにするためには、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
が最も大きくなる開き角度での上記摩擦力が、そ
の差を補えるだけの大きさであることが必要とな
る。

ところが、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
でも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
るための開閉体ヒンジにこの傾向が大きい。

このようなことから、従来の開閉体ヒンジにお
いては、フリーストツプ機能を発揮する開き角度
範囲を大きくすると開閉体の操作性が犠牲になる
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。

そこで、フリーストツプ機能を広い角度範囲で
達成することができ、また操作性も比較的よい、
カム機構を採用した開閉体のヒンジとして、特開
昭59−192172号公報や実開昭61−37369号公報に
開示されたものが知られている。そのうち、前者
の公報に開示されたものは、開閉体ホルダーがベ
ースホルダーに支軸を介して揺動自在に連結さ
れ、開閉体ホルダーの先端に湾曲状のカム面が設
けられ、ベースホルダーに、上記カム面に倣わす
カム受けシヤフトを上記支軸に対して接近離反す
る方向に案内する長孔のガイド部材が設けられ
て、このカム受けシヤフトの周面部と上記カム面
が接触され、上記開閉体ホルダーと上記カム受け
シヤフトとの間に、カム受けシヤフトの周面部を
カム面に常時押し付けて摩擦力を発生させるばね
体が張設されているものである。

また、後者の公報に開示されたものは、本体側
にカム体が取り付けられ、このカム体のカム輪郭
面に、その周面が接当する受圧軸（シヤフト）が
開閉体側の揺動体に横架状に支持され、この受圧
軸を上記カム体のカム輪郭面に押付け付勢するば
ね体が上記揺動体に設けられて、このばね体の弾
性力により受圧軸を上記カム体のカム輪郭面に押
付けることで摩擦力を発生させるようになしたも
のである。

上記のような構成の従来技術によれば、広い角
度範囲でフリーストツプ機能を達成でき、また操
作性も比較的よいものの、いずれも、カム受けシ
ヤフトや受圧軸といつたように、円断面の細いシ
ヤフトの周面部をカム面に強く押付けることで得
られる摩擦力でフリーストツプ機能を発揮させる
構成であるために、次のような問題がある。

すなわち、開閉体の重量が非常に大きい場合、
その重量に対応してばね体も非常に押付け力の強
力なものを使用しなければならない。しかし、こ
のように、ばね体による押付け力が強くなればな
る程、シヤフトには大きな曲げ力が働いて、該シ
ヤフトが曲り変形したり、折れたりし易くなる。
特に、開閉体の開閉時のきしみ音や滑り性（開閉
操作性）を良くするために、シヤフトおよびカム
面を樹脂で構成することが望ましいが、このよう
に樹脂製とした場合、上述の理由からシヤフトが
強度的に耐応できず、折損しやすい。つまり、上
記従来技術によれば、重量の重い開閉体のヒンジ
に適用する場合は、強度面からもてシヤフトを金
属製とすることが必要であり、そのために、開閉
時の金属特有のきしみ音の発生および滑り性の悪
化は避けられない。また、開閉時のきしみ音の発
生をなくし、かつ滑り性を良くするように樹脂製
とする場合は、適用可能な開閉体の重量の上限が
小さいものに制約されるという問題がある。

さらに、実開昭54−42528号公報に開示されて
いるように、開閉体と固定部材との間に、開閉体
の揺動に対して摩擦力を与えるように、ばねを介
して接触子を固定案内部に押付けるような構成の
摩擦装置を設けるとともに、この摩擦装置の摩擦
力に抗して開閉体に開放方向への揺動力を与える
ばね装置とを併設したものも知られている。

しかし、このような構成のものにおいては、ヒ
ンジ部に摩擦装置とばね装置という２つの機構部
を設ける必要があり、構造が複雑で、所要スペー
スも大きくなるとともに、コスト的にも高いもの
になる。また、かかる構成のものにおいて、フリ
ーストツプ機能を達成させようとすると、摩擦装
置における接触子と固定案内部との間の摩擦力、
つまりは、ばねによる押付け力を、開閉体の重量
だけでなく、ばね装置による開放方向への揺動力
にも打ち勝つに足りる非常に大きなものに設定す
る必要が生じ、その結果、接触子の強度上の問題
が一層顕著になる。

本考案は、上記のような実情に鑑みてなされた
もので、一つのばね体を用いるだけで、構造簡単
に、かつコンパクトに構成しやすいものでありな
がら、重量の重い開閉体に適用する場合に、円滑
な操作性が得られる樹脂同士の組み合わせにして
も、強度上の問題を発生することがない開閉体の
ヒンジを提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は、ベース
に取り付けられるベースホルダーと開閉体に取り
付けられる開閉体ホルダーとが設けられ、このベ
ースホルダーに上記開閉体ホルダーが支軸を介し
て揺動自在に連結され、上記ベースホルダー又は
開閉体ホルダーのいずれか一方のホルダーに、湾
曲状に張り出したカム面を備えたカム部材が設け
られると共に、他方のホルダーに、その先端部が
上記カム面に接触し、かつ、他端部が上記支軸に
より構成される揺動支点および上記先端部のカム
面への接触点を結ぶ直線の延長線方向に向つて延
出される棒状の倣い部材とこの倣い部材を上記延
長線上において上記支軸に対して接近離反する方
向に移動案内するガイド部が設けられ、上記倣い
部材の側部で、上記カム部材が設けられているベ
ースホルダー又は開閉体ホルダーと上記倣い部材
の他端部との間に、該倣い部材を上記ガイド部に
案内させて支軸に対して接近する方向に移動付勢
して、その先端部を上記カム面に常時押し付ける
ばね体が張設され、かつ、上記カム部材を上記一
方のホルダーと別体に構成すると共に、上記倣い
部材も他方のホルダーと別体に構成したものであ
る。

［作用］ 本考案によれば、ばね体によつて倣い部材をカ
ム部材のカム面に押付けて摺動させるカム機構の
採用により、カム面の形状を適宜に設定しておけ
ば、閉方向も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閉体の開き角度の大小に関係
なく常に釣り合う状態に設定することが可能であ
る。これによって、広い角度範囲においてフリー
ストツプ機能を発揮させることができるにもかか
わらず、開閉体の開閉に要する操作力を、その広
い角度範囲にわたつて均一となり、良好な操作性
が確保される。

また、倣い部材として、その先端部がカム部材
のカム面に接触し、かつ他端部が開閉体の揺動支
点および上記先端部のカム面への接触点を結ぶ直
線の延長線方向に向つて延出される棒状に形成さ
れたものを用い、この棒状の倣い部材を、一方の
ホルダーと該倣い部材の他端部との間に張設した
ばね体によつて、そのほぼ長手方向から押付ける
ようにしているので、重量の大きい開閉体に適用
するように、ばね体として非常にばね力の強いも
のを使用したとしても、その強力なばね力が倣い
部材のほぼ軸力として作用することになり、倣い
部材が曲り変形したり、折れることがない。した
がつて、重量の大きい開閉体にも強度的な問題を
発生することなく、適用することが可能となる。
さらに、カム部材および倣い部材を、ホルダーと
は別体にしているので、これらを滑り性のよい、
また開閉時にきしみ音を発生しないで済む樹脂製
とした場合でも、倣い部材が上述のように強度的
に十分耐応できるものであつて、重量の大きい開
閉体のヒンジの場合の操作性の改善にも大きな効
果を奏することができる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は実施例による開閉体ヒンジの分解斜視
図、第２図は側面図、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蓋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の取付板３には、この取付板３の一端部か
ら突出されたアーム４と、このアーム４と一体の
押え板５が設けられ、取付板３と押え板５との間
には所定幅の間隙が形成されている。６はカム部
材で、湾曲状に張り出したカム面７と、このカム
面７にその一端部で連続する平坦なカム面８と、
上記カム面７の他端部に隆起状に形成された突
部、９とを備えると共に、上記アーム４が嵌まり
込む溝部１０を備える。１１は倣い部材であつ
て、その先端部は丸く構成されて上記カム面７に
接触する二股状の脚部１２，１２を備え、かつ、
他端部は後述する支軸１４により構成される揺動
支点および上記先端の脚部１２，１２のカム面７
への接触点を結ぶ直線ａ（図２参照）の延長線方
向に向つて延出されて全体が棒状に形成されてい
る。１３はコイルスプリングよりなるばね体で、
そのばね体１３のばね力により上記倣い部材１１
の先端脚部１２，１２が上記カム面７に常時押し
付けられている。

以上において、開閉体ホルダー２のアーム４が
カム部材６の溝部１０に嵌め込まれ、かつ、カム
部材６がベースホルダー１に嵌め込まれる。そし
て、カム部材６及びアーム４に貫通された支軸１
４に止め輪１５が取り付けられる。こうすると、
ベースホルダー１と開閉体ホルダー２とが支軸１
４によつて相対揺動自在に連結される。倣い部材
１１はその二股状の脚部１２，１２が上記アーム
４に跨がる状態で開閉体ホルダー２の取付板３と
押え板５との間の間隙に嵌め込まれ、これら取付
板３と押え板５とアーム４とのガイド作用によつ
て上記支軸１４に対して接近する方向及び離間す
る方向の移動が案内される。従つて、上記取付板
３と押え板５とアーム４とによつて倣い部材１１
の上記方向の移動を案内するガイド部が構成され
ている。また、この倣い部材１１は後述のばね体
１３の長手方向と対向するように延出形成されて
おり、この倣い部材１１の端部には支持ピン１６
が挿入され、この支持ピン１６と、上記ベースホ
ルダー１に取り付けられているカム部材６に設け
られた支持ピン１７との間にばね体１３が張設さ
れる。この状態では、ばね体１３の付勢によつて
倣い部材１１の脚部１２の先端部がカム部材６の
カム面７に常時押し付けられ、かつ、倣い部材６
を取付板３と押え板５との間に保持している開閉
体ホルダー２が上記ばね体１３によつて常時開方
向に付勢される。そして、カム部材６の突部９に
倣い部材１１の脚部１２が当たることによつて開
閉体ホルダー３の最大開き角度が規制される。

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３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１４によつて構成される。また、
θ₁は倣い部材１１の脚部１２が突部９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は上記
脚部１２がカム面７の中間部に押し付けられてい
るときの開き角度、θ₃は上記脚部１２が平坦なカ
ム面８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３の開き角度が変わると開閉体３００の重
心の位置から支軸１４までの距離の水平成分距離
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_W1、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での閉方向のモーメントを
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
ントは主にばね体１３の付勢によつて生じ、フツ
クの法則により開方向のモーメントの大きさはば
ね体１３が長く伸長されるほど大きくなる。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７の形状により開き角度が小さくなる
ほど支軸１４とカム面７に対する脚部１２の接触
個所との間隔が大き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
１４とカム面８に対する脚部１２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、上記の関係はカム面７の形状
によつて定まるものであるから、カム面７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似させることができ
る。このことにより、ばね体１３の付勢力を所定
の強さにしておけば、上記脚部１２がカム面７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を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≦θ₁≦θ₂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
くて済むから、上記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、上記脚部１２が平坦なカム面８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１４とカム面８に
対する脚部１２の接触個所との間隔が小さくなる
ので、開き角度θ₃が大きくなるほど開方向のモー
メントM_W4が小さくなる。従つて、開閉体３００
が徐々に閉じられていき、上記脚部１２がカム面
７，８の境界を乗り越えてカム面８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。

以上説明した実施例では、カム部材６をベース
ホルダーに設け、倣い部材１１を開閉体ホルダー
２に設けたものを説明したが、カム部材６を開閉
体ホルダー２に設け、倣い部材１１をベースホル
ダーに設けても同様の作用が奏される。また、ば
ね体１３を支持する支持ピン１７は、ベースホル
ダー１に直接保持させてもよい。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案の開閉
体ヒンジは、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の犠牲に
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、倣い部材として、その先端部がカム部材の
カム面に接触し、かつ他端部が開閉体の揺動支点
および上記先端部のカム面への接触点を結ぶ直線
の延長線方向に向つて延出される棒状に形成され
たものを用い、この棒状の倣い部材を、ばね体を
介して、そのほぼ長手方向から押付けるようにし
ているので、重量の大きい開閉体に適用する場合
のように、ばね体として非常にばね力の強いもの
を使用したとしても、その強力なばね力が倣い部
材のほぼ軸力として作用することになり、倣い部
材が曲り変形したり、折れることがない。したが
つて、重量の大きい開閉体にも強度的な問題を発
生することなく、適用することができる。

しかも、カム部材および倣い部材を、ホルダー
とは別体にしているので、これらを滑り性のよ
い、また、きしみ音を発生しない樹脂製とした場
合でも、倣い部材が上述のように強度的に十分耐
応できるから、重量の大きい開閉体のヒンジの場
合の操作性の改善にも大きな効果を奏することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例による開閉体のヒンジ
を示す分解斜視図、第２図は第１図の側面図、第
３図は第２図の−線に沿つた断面図、第４図
は作用説明図、第５図は従来の開閉体のヒンジを
示す斜視図である。 １……ベースホルダー、２……開閉体ホルダ
ー、取付板３・アーム４・押え板５……ガイド
部、６……カム部材、７……カム面、１１……倣
い部材、１３……ばね体、１４……支軸、２００
……ベース、３００……開閉体、Ｐ……揺動支
点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ベースに取り付けられるベースホルダーと開閉
   体に取り付けられる開閉体ホルダーとが設けら
   れ、このベースホルダーに上記開閉体ホルダーが
   支軸を介して揺動自在に連結され、 上記ベースホルダー又は開閉体ホルダーのいず
   れか一方のホルダーに、湾曲状に張り出したカム
   面を備えたカム部材が設けられると共に、他方の
   ホルダーに、その先端部が上記カム面に接触し、
   かつ、他端部が上記支軸により構成される揺動支
   点および上記先端部のカム面への接触点を結ぶ直
   線の延長線方向に向つて延出される棒状の倣い部
   材とこの倣い部材を上記延長線上において上記支
   軸に対して接近離反する方向に移動案内するガイ
   ド部が設けられ、 上記倣い部材の側部で、上記カム部材が設けら
   れているベースホルダー又は開閉体ホルダーと上
   記倣い部材の他端部との間に、該倣い部材を上記
   ガイド部に案内させて支軸に対して接近する方向
   に移動付勢して、その先端部を上記カム面に常時
   押し付けるばね体が張設され、 かつ、上記カム部材を上記一方のホルダーと別
   体に構成すると共に、上記倣い部材も他方のホル
   ダーと別体に構成していることを特徴とする開閉
   体のヒンジ。