JPS6047434B2 - 蝶番装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転角に応じてモーメントが変動する回動
部材、例えは、事務機等の重量を有する蓋体等の蝶番装
置に関するものてある。

従来この種の回動部材としては上開きあるいは下開き
等の開閉作動（横開き以外の開閉作動）する蓋体が考え
られるが、これ等の蓋体特に１０〜２０に９と云う大重
量の蓋体を常時開閉作動させて使用する器具では開閉作
動の際に大きなりが必要となり、た蓋体の慣性のために
作業者の手を挾んだり、足に当るなど作業にあたつて大
変危険てあり、これ等の問題点を解消するのが当業界内
の長年の課題であつた。

本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、
回動部材の枢支個所に装着した渦巻ばね、第１及び第２
の板はねの複合したばね特性を上記回動部材の回動角に
よるモーメント変動に近似させることによつて回動部材
の操作力を軽減しかつ回動部材を任意の回動角で停止で
きるようにし、しかも装置全体のコンパクト化を計つた
新規な蝶番装置を提供せんとするものである。

以下本発明を図示した実施例に基づいて具体的に説明
する。

第１図は本発明に係る蝶番装置の閉状態における側面
図であり、第２図は第１図のＡ矢視図、第３図は第２図
の１−１線断面図である。

１は固定部材であり、該固定部材１には一体的に立設板
１ａ、ｌａが設けてあり板ばね８をプリセットするため
の突記１２が形成されている。

立設板１ａ、ｌａには点対称の異形円の貫通孔２が穿
設してあり、この貫通孔２に芯金３が２の回転自由度を
有して挿着されている（第４図参照）。

上記芯金３は第５図イ，Ｃ］，ハに示すようにその端部
両側に面取り部３ａ，３ａを形成するとともに、該面取
り部に平行に割溝３ｂを形成し、該割溝３ｂの外端にね
じ部３ｃを形成してある。従つて芯金３の回転自由度α
は芯金の面取り部３ａ，３ａと貫通孔２の孔壁によつて
決定される。５は蓋体で芯金３に回動自在に枢着されて
おり、第１図は蓋体５の閉終点の状態（水平状態）を示
し、蓋体５はａ矢視方向に開作動してほぼ直立状態で開
終点となる。

４は渦巻ばねで、該渦巻ばね４は上記蓋体５が第】図に
おける直立状態（一点鎖線）よりもや）Ｃ方向に斜めに
なる位置で自由状態となるように、その外端４ａを蓋体
５にその内端４ｂを芯金３の割溝３ｂにそれぞれ固着し
て取付けられる。６は挺子部材でその接触端子６ａを第
１の板ばね８の一端に当接させて芯金３の外端にそのね
じ部３ｃに螺合するボルト７によつて固着されている。

第１の板ばね８は他端を固定部材１にボルトにより固着
されており、挺子部材６をｂ矢視方向に附勢する。９は
第２の板ばねて固定部材１に直立させて設立し、蓋体５
の開終点近傍において蓋体５に固着した当て板１０に当
接させるようにしてある。

上記のように構成した蝶番装置において例えば第６図に
示すように蓋体５の回転角に対するモーメントをＭ（実
線）とし、渦巻ばね４のばねトルクをＳ（一点鎖線）と
した場合、蓋体５の開閉作動範囲の中間域、即ちＹ域に
おいては蓋体５のモーメントＭと渦巻ばね４のばねトル
クＳをほぼ近似させることができるので、蓋体５の回転
に伴なう種々の摩擦を考慮すると任意の回転角て蓋体５
を停止させることが可能となり、また蓋体５の回転も小
さな操作力で行うことができる。

しかしながら蓋体５の閉終点近傍（Ｘ域）及び開終点近
傍（Ｚ域）においては渦巻はね４のはねトルクＳが蓋体
５のモーメントＭを大巾に上回る結果、蓋体５はＸ域及
びＺ域て安定に停止することができずはねトルクＳの作
用を受けて閉終点においては浮上り開終点においては開
方向に勢いよく附勢される。そこで本実施例においては
上記Ｘ域及びｚ域において第１の板はね８及び第２の板
ばね９のそれぞれと渦巻ばね４の複合作用により蓋体５
の全作動範囲に亘つて蓋体５のモーメント変動とばね特
性をほＳ゛近似させることに成功したものてある。この
第２の板ばね９はＺ域において第１図の一点鎖線で示す
ように蓋体５に固着した当て板１０が第２の板ばね９に
当接したとき渦巻ばね４のばねトルクによる蓋体５のｃ
方向への附勢力を弱め、第６図の二点鎖線で示すばね特
性Ｓ１を得るように設計されるものであり、その結果Ｚ
域におけるばね特性を蓋体５のモーメント変動Ｍに近似
させることができる。また第１の板ばね８は渦巻ばね４
のばねトルクとの関係において設計されるものであり、
そのばね力は蓋体５の作動範囲Ｙ．Ｚ域では上記ばねト
ルクより高くなるようにまたその作動範囲Ｘ域では上記
ばねトルクより低くなるように設計される。従つて蓋体
５を開終点から閉作動する過程でその回動角に応じて渦
巻はね４のばねトルクは第６図の一点鎖線に沿つて上昇
する。この過程におけるＹ，．Ｚ域においては芯金３に
挺子部材６を介して第１の板はね８のはね力が渦巻ばね
４のはねトルクに打勝つて作用し芯金３は第４図の点線
で示す状態に附勢されて保持される。そして蓋体５がＸ
域の過程に入つたとき渦巻ばね４のばねトルクが第１の
板ばね８のはね力に打勝つて芯金３に作用し、芯金３は
その自由度αの範囲内て第４図の点線の状態から実線の
状態に回動する。この回動は蓋体５の閉作動方向と同一
方向となるので、蓋体５の回動角に対応する渦巻ばね４
のばねトルクの増加を無くすることがてきＸ域における
はね特性は第１の板ばね８及ひ渦巻ばね４の複合作用に
より第６図の二点鎖線Ｓ２で示す特性となる。従つてＸ
域においてもはね特性を”蓋体５のモーメント変動Ｍに
近似させることができる。以上は蓋体５の開→閉への作
動説明であるが蓋体５の閉→開への作動は当然ながら上
記とは逆作動となるが（芯金３の挙動も当然逆挙動とな
る）ばね特性と蓋体５のモーメント変動とは上記と同様
に蓋体５の全作動範囲に亘つて近似させることができる
。

従つて蓋体５の回動の際の多少の摩擦を考慮すると蓋体
５の開あるいは閉作動の全作動範囲に亘・つて任意の位
置に蓋体５を停止させることができる。

尚、第２図における１１は皿ばねであり、芯金３に挿通
させて固定部材１の立設板１ａと蓋体５の外側壁との間
に介在させてある。

そして蓋体５の回動作動の際の摩擦力は上記皿ばね１１
によつてより適格に得ることができる。皿ばね１１は通
常硬質材料から成形されるものであり、そのま）用いた
場合蓋体１１の外側壁及び立設板１ａを損傷し摩耗し及
び摩擦音を発生するので、これ等の欠点を解消するため
皿ばねをフッソ樹脂あるいはポリアセタール樹脂等の樹
脂で被覆した皿ばね１１を用いるのが望ましい。さらに
この被覆した皿ばね１１は蓋体５の回動の際に適当な摩
擦力を附与し易くなると云う長所をも有する。この適当
な摩擦力とは第６図て示す蓋体５のモーメント変動Ｍと
ばね特性Ｓ１−Ｓ−Ｓ２との差を充分に吸収できかつで
きるだけ小さな操作力で蓋体５を回動操作てきる範囲内
の摩擦力を云う。例えば蓋体５の回動に際して第６図で
点線で示す大きさＱの摩擦力を附与した楊合、蓋体５の
モーメント変動Ｍとばね特性Ｓ１−Ｓ−Ｓ２との差を充
分に吸収できるのでこの差による影響を全く無視するこ
とができる。このため蓋体５の開あるいは閉作動におけ
る全作動範囲に亘つそ蓋体５を任意の位置て停止させる
ことができるとともに、小さな操作力で蓋体５の回動操
作を行うことができる。尚、第１図の１２は板ばね８を
プリセットするための突起で、この突起１２は１ａと一
体に形成されている。本蝶番装置を複写機の開閉蓋に使
用した一例を第７図に基づいて説明する。符号１０１は
複写機本体てあり、該複写機本体１０１の上方には一端
を枢支されて上下方向に開閉する蓋体１０２が装着され
ている。本蝶番装置１００は上記蓋体１０２の枢支部位
に装着されるものである。尚、符号１０３は原稿台ガラ
スであり、符号１０４は原稿排紙トレーである。

以上詳細に述べたように本発明の蝶番装置によれば、渦
巻ばねと第１の板ばねあるいは／及び第２の板ばねとの
複合によりばね特性を回動部材の回動モーメントに近似
させたので回動部材の回動に際して必要な操作力を小さ
くすることができるとともに回動部材をその作動範囲の
任意の位置に停止させることができるので回動部材の慣
性のために作業者が手を挾んだり足に当るなどの事故を
未然に防止することがき、実用上の効果は著大である。

さらに本発明の蝶番装置によれば特別な大型部材との組
合せではなく板ばねという小型部材と渦巻ばねとの組合
せなのて装置全体を小型化することができ装置の据付け
場所の選択を全く必要としない利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蝶番装置の閉状態における実施例
の側面図、第２図は第１図のＡ矢視図、第３図は第２図
のＩ−■線断面図、第４図は第２図の■−■線断面図、
第５図は芯金に係る図てありイはその側面図、Ｏ！まイ
のＢ矢視図、ハはイのＣ矢視図、第６図は回動部材の回
動角変化による回動モーメント及びばね特性を示す図、
第７図は・本発明に係る蝶番装置を複写機の開閉蓋に使
用した一例を示す斜視図である。 １・・・・・・固定部材、２・・・・・・貫通孔、３・
・・・・・芯金、４・・・・・・渦巻ばね、５・・・・
・・蓋体、６・・・・・・挺子部材、７・・・・・・ボ
ルト、８・・・・・・第１の板ばね、９・・・・・・第
２）の板ばね、１０・・・・・・当て板、１１・・・・
・・皿ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転角に応じてモーメントが変動する回動部材に用
   いる蝶番において、固定部材に穿設した貫通孔に適宜の
   回転自由度を有して挿着した芯金と該芯金に内端を上記
   回動部材に外端をそれぞれ固着した渦巻ばねと、上記芯
   金の一端に固着した挺子部材と、一端を適宜固定部材に
   固着し他端を上記挺子部材に当接して上記芯金の回転を
   一方向に押圧附勢する第１の板ばねと、一端を適宜固定
   部材に固着し他端を上記回動部材のモーメント最小点近
   傍において回動部材に当接して上記渦巻ばねのばねトル
   クに抗して作用する第２の板ばねとからなり、上記回動
   部材のモーメント最大点近傍において上記渦巻ばねのば
   ねトルクが上記第１の板ばねのばね力を上回つて上記芯
   金を上記自由度の範囲内で上記方向と逆方向に回動させ
   るように構成し、上記第１、２の板ばね及び上記渦巻ば
   ねの複合ばね特性と上記回動部材のモーメント変動との
   差を上記回動部材の回動摩擦で吸収できる範囲内に近似
   させたことを特徴とする蝶番装置。 ２ 回動部材の枢支部材と適宜の固定部材との間にばね
   等の弾性部材を介在させて上記回動部材の回動摩擦を適
   宜増大させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の蝶番装置。