WO2010092640A1 - ヒンジ機構 - Google Patents

Abstract

　開閉体６に設けた回転シャフト３の端部回転軸部３ｂを挿入貫通させる回転軸部挿入穴２ａと該回転軸部挿入穴を中心とした円周上に一方の係合凹凸部２ｂを有するブラケット２と、回転軸部３ｂの端面に形成された取付軸部３ｃを挿入貫通させる取付軸部挿入穴５ａを有するプレート５と、取付軸部３ｃを挿入貫通させる取付軸部挿入穴４ａとブラケット２の係合凹凸部２ｂと係合して開閉体６を所定の回転角度位置に保持する他方の係合凹凸部４ｃを有し、ブラケット２とプレート５との間に位置して回転シャフト３に取り付ける板ばね４とを備え、取付軸部３ｃとプレート５の取付軸部挿入穴５ａとの間に形成した隙間５ｃに、かしめ加工により潰された取付軸部３ｃの肉の進入によって板ばね４を取付軸部端面にかしめ固定するように、プレート５の取付軸部挿入穴５ａを板ばね４の取付軸部挿入穴４ａより大きく形成したものである。

Description

ヒンジ機構

　この発明は、例えば、モニタを車両天井面に開閉可能に取り付け、複数の角度で保持するクリック作用を有するヒンジ機構に関するものである。

　従来のこの種のヒンジ機構としては、例えば、特許文献１に記載されたチルトヒンジ装置がある。このチルトヒンジ装置は、ベース部と軸受けプレートを有する取り付け部材と、端部に大径部、中径部、小径部をこの順に有し、中径部を前記軸受けプレートに設けた軸受け穴に軸受けさせる回転シャフトと、前記中径部が挿入された前記軸受けプレートを挟んで前記大径部と反対側において前記小径部に取り付けるスプリングワッシャと、前記小径部の端部に取り付けられ該小径部の外周に形成された周溝内に内壁側の肉が進入することにより小径部に固定され、スプリングワッシャを圧縮することにより前記大径部壁面、軸受けプレート、スプリングワッシャ間を締め付ける押えワッシャとを具備し、回転シャフトは所定の回転トルクを加えられた時のみ回転する構成である。

特開２００１－２０７７１８号公報

　上記の特許文献１に開示されたヒンジ機構は、加圧ポンチにより押えワッシャを加圧し、この加圧で潰れた肉が膨らんで小径部上に形成された周溝内に進入するため、その肉の進入を外部から見て確認できず、確実に肉が小径部の周溝内に入り込んだか、つまり、かしめ固定が確実に行なわれているか判断する方法がない。また、加圧ポンチで押えワッシャを回転シャフトの軸方向に加圧するため、回転シャフトの中径部に座くつが発生する恐れがあり、加圧力の調整が難しい。さらに、スプリングワッシャと回転シャフトとが軸回転可能な関係となっているため、製品状態でヒンジ機構が回動動作を行うと、ポンチの加圧条件ではスプリングワッシャが回転シャフトと共に回動する場合と回動しない場合が存在し、製品の回動トルクに大きな違いが発生する。

　また、図８に示す従来のヒンジ機構は、ブラケット２０に設けられた円形部挿入穴２０ａに挿入貫通された回転シャフト３０の端部に、円形部挿入穴２０ａの穴径よりも大径のフランジ３０ａと、円形部挿入穴２０ａの穴径よりも嵌め合い程度小さくブラケット２０の板厚（ｔ）より若干長い円形部３０ｂと、この円形部端面に円形部３０ｂよりも小径でフラット面が両側面に形成された略Ｉ字型の非円形部３０ｃが設けられている。

　ブラケット２０の円形部挿入穴２０ａに挿入貫通させた回転シャフト３０の非円形部３０ｃは、図８（ａ）に示すように、板ばね４０の円形部挿入穴４０ａとプレート５０の円形部挿入穴５０ａに挿入貫通させた後に、図８（ｂ）に示すように、軸線方向にかしめられるが、板ばね４０の円形部挿入穴４０ａおよびプレート５０の円形部挿入穴５０ａは、回転シャフト３０の非円形部３０ｃの断面よりも嵌め合い程度大きい面積の穴となっている。そのため、かしめにより回転シャフト３０とプレート５０間が締め付けられても、板ばね４０と回転シャフト３０の非円形部３０ｃ間には、嵌め合い程度の寸法差があるため、この寸法差により、ヒンジ機構を用いた製品では操作部（図示せず）がふらついたり、回動操作時、板ばねのばね力が解放されたときに異音を発生するという課題があった。

　この発明は上記の課題を解消するためになされたもので、板ばねを直接回転シャフトにかしめ固定することにより、板ばねと回転シャフトの取付軸部との間のがたつきをなくし、回動操作時における板ばねのばね力が解放した時に発生する異音を抑制したヒンジ機構を提供することを目的とする。

　この発明に係るヒンジ機構は、開閉体に設けた回転シャフトの回転軸部を挿入貫通させる回転軸部挿入穴と該回転軸部挿入穴を中心とした円周上に一方の係合凹凸部を有するブラケットと、回転軸部の端面に形成された取付軸部を挿入貫通させる取付軸部挿入穴を有するプレートと、取付軸部を挿入貫通させる取付軸部挿入穴とブラケットの係合凹凸部と係合して開閉体を所定の回転角度位置に保持する他方の係合凹凸部を有し、ブラケットとプレートとの間に位置して回転シャフトに取り付ける板ばねとを備え、取付軸部とプレートの取付軸部挿入穴との間に形成した隙間に、かしめ加工により潰された取付軸部の肉の進入によって板ばねを回転軸部端面にかしめ固定するように、プレートの取付軸部挿入穴を板ばねの取付軸部挿入穴より大きく形成したものである。

　この発明によれば、プレートの取付軸部挿入穴を板ばねの取付軸部挿入穴より大きく形成したので、プレートの取付軸部挿入穴と回転シャフトの取付軸部との間に形成された隙間に、かしめ加工により潰された取付軸部の肉が進入して板ばねを回転シャフトの回転軸部端面にかしめ固定する。この結果、板ばねと回転シャフトとの間のがたつきをなくし、回動操作時における板ばねのばね力解放時における異音発生を抑制することができるという効果がある。

この発明に係るヒンジ機構の実施の形態１を示す斜視図である。 図１のヒンジ機構の分解斜視図である。 図１のヒンジ機構を構成する回転シャフトおよび該回転シャフトに組み付ける他の構成部品を、回転シャフトに対する組み付け方向から見た図であり、（ａ）は回転シャフトの端面図、（ｂ）は板ばねの正面図、（ｃ）はプレートの正面図、（ｄ）は板ばね、プレートの順に組み付けた回転シャフトの端面図である。 実施の形態１のヒンジ機構において、板ばね、プレートをこの順に組み付けた回転シャフトの端部を図３（ｄ）のｅ－ｅ線に沿って示す断面図であり、（ａ）はかしめ前の断面図，（ｂ）はかしめ後の断面図である。 この発明に係るヒンジ機構の実施の形態２に用いるプレートを示す正面図である。 この発明に係るヒンジ機構の実施の形態３に用いる板ばねを示す断面図である。 実施の形態３のヒンジ機構において、板ばね、プレートをこの順に組み付けた回転シャフトの端部を示す断面図であり、（ａ）はかしめ前の断面図，（ｂ）はかしめ後の断面図である。 従来のヒンジ機構において、板ばね、プレートをこの順に組み付けた回転シャフトの端部を示す断面図であり、（ａ）はかしめ前の断面図，（ｂ）はかしめ後の断面図である。

　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
　本発明を車両天井面に設置された収納ケース（図示せず）に開閉体としてのモニタを出し入れ可能に取り付けた場合を例に説明する。図１に示すように、ヒンジ機構１は、モニタ（開閉体）６の側面から側方に突出させた回転シャフト３の回転軸部としての円形部３ｂをブラケット２の円形部挿入穴（回転軸部挿入穴）２ａに通し、その円形部挿入穴２ａに挿入貫通させた円形部３ｂの端部に設けた取付軸部としての非円形部３ｃに板ばね４、プレート５を組み付け、その非円形部３ｃをかしめて回転シャフト３をブラケット２に回転可能に取り付けたものである。

　以下、各構成部材を図２、図３について詳細に説明する。ブラケット２は、下端側には回転シャフト３の端部が挿入する円形部挿入穴２ａと、この円形部挿入穴２ａを中心に係合凹部（一方の係合凹凸部）２ｂが複数個設けられており、上端側には取り付けねじのねじ穴２ｃが設けられ、このブラケット２はねじ穴２ｃに通した取り付けねじによって車両天井面に設置された収納ケース（図示せず）に取り付けられる。

　回転シャフト３は、ブラケット２に形成された円形部挿入穴２ａの穴径よりも大径のフランジ３ａと、円形部挿入穴２ａの径よりも嵌め合い程度小径であり、上記ブラケット２の板厚（ｔ）より若干長い円形部３ｂと、上記円形部よりも小径（径差Ｃ）でさらに略Ｉ字形状に両側が平面３ｃ－１，３ｃ－２にカットされた非円形部３ｃとが形成されている。（尚、円形部３ｂと非円形部３ｃとが同径であり、径差Ｃは０でもかまわない。）

　板ばね４は、下端側に回転シャフト３の非円形部３ｃよりも嵌め合い程度大きい面積で該非円形部の断面形状と略同形の非円形部挿入穴（取付軸部挿入穴）４ａが設けられ、上端側にはブラケット２の係合凹部２ｂに嵌まり込み所定角度でヒンジ機構１の回転角度を保持するための係合凸部（他方の係合凹凸部）４ｃが設けられている。この非円形部挿入穴４ａの形状を図３（ａ）および（ｂ）を用いて詳細に説明すると、非円形部挿入穴４ａの幅（Ａ＋α）および高さ（Ｂ＋α）は回転シャフト３の非円形部３ｃの幅（Ａ）および高さ（Ｂ）よりも嵌め合い程度（α）大きくしている。

　プレート５は、中心部に回転シャフト３の非円形部３ｃの断面よりも嵌め合い程度大きい面積で該非円形部の断面形状と略同形の非円形部挿入穴（取付軸部挿入穴）５ａが設けられている。この非円形部挿入穴５ａの形状を図３（ａ）および（ｃ）を用いて詳細に説明すると、非円形部挿入穴５ａの幅（Ａ＋α）および高さ（Ｂ＋α）は回転シャフト３の非円形部３ｃの幅（Ａ）および高さ（Ｂ）よりも嵌め合い程度（α）大きくしている。

　ここで、回転シャフト３の非円形部３ｃにおける円弧部３ｅの半径Ｒ３はＢ／２であるのに対し、板ばね４の非円形部挿入穴４ａにおける円弧部４ｂの半径Ｒ４は（Ｂ＋α）／２である。また、プレート５の非円形部挿入穴５ａにおける円弧部５ｂの半径Ｒ５は（Ｂ＋β）／２である。ここで、非円形部挿入穴４ａと非円形部挿入穴５ａの幅（Ａ＋α）および高さ（Ｂ＋α）は同じであるが、円弧部４ｂ及び円弧部５ｂはβ＞αの関係にあるので、非円形部挿入穴４ａに対し非円形部挿入穴５ａが大きく、非円形部３ｃの円弧部３ｅとプレート５の非円形部挿入穴５ａの円弧部５ｂとの間に隙間５ｃが形成される。

　以下、回転シャフト３をブラケット２に回転可能に組み付ける順序について説明する。モニタ６と一体の回転シャフト３の端部をブラケット２の円形部挿入穴２ａに、大径のフランジ３ａがブラケット２に当接するまで挿入する。この挿入状態で、ブラケット２の板厚（ｔ）より若干長い回転シャフト３の円形部３ｂはブラケット２の円形部挿入穴２ａに位置し、円形部挿入穴２ａを挿入貫通した回転シャフト３の非円形部３ｃに板ばね４、プレート５をそれぞれ非円形部挿入穴４ａ、非円形部挿入穴５ａによって組み付ける。この状態が図４(ａ)の状態である。この図４は図３（ｄ）のｅ－ｅ線に沿って示す断面図である。

　この状態において、図示しないかしめ機によって回転シャフト３の端部、つまり、非円形部３ｃを回転シャフト３の軸線方向にかしめると、図４（ｂ）に示す通りかしめにより潰されて変形した非円形部３ｃの肉のうち、プレート５の表面に広がった肉で該プレート５を板ばね４に押し付けるとともに、円弧部３ｅと非円形部挿入穴５ａの円弧部５ｂとの間に形成された隙間５ｃに嵌まり込んだ非円形部３ｃの肉が、板ばね４を円形部３ｂの端面に押さえ込み、確実に回転シャフト３にかしめ固定する。

　以上のように、この実施の形態１によれば、板ばね４に設けた非円形部挿入穴４ａよりプレート５の非円形部挿入穴５ａの径を大きく形成したので、かしめにより潰されて変形した非円形部３ｃの肉がプレート５の非円形部挿入穴５ａと回転シャフト３の非円形部３ｃとの隙間５ｃに嵌まり込んで板ばね４を押さえ込むため、板ばね４を確実に回転シャフト３にかしめ固定することができる。この結果、板ばねと回転シャフトとの間にがたつきをなくし、回動操作時における板ばねのばね力が解放した時に発せられる異音を抑制することができるという効果がある。

　また、回転シャフト３の非円形部３ｃの端面中央部にかしめ促進用凹部３ｄを形成しておけば、かしめ潰し体積を減らせることができ、かしめ時に必要な加圧力を低減できる。しかも非円形部３ｃの円弧部３ｅにはかしめ時に潰され広がる肉があるため、回転シャフト３の非円形部３ｃの端面中央部にかしめ促進用凹部３ｄを設けていない場合と同等のかしめ効果が期待できると共に、かしめ機の能力、つまり、加圧能力を下げることができる。

実施の形態２．
　この実施の形態２に係るヒンジ機構は、プレート５の非円形部挿入穴５ａの形状を図５に示すように、幅（Ａ＋α）および高さ（Ｂ＋α）とし、四隅のみを小さな円弧として略矩形状に形成したもので、四隅には図３（ｄ）の場合より大きな隙間５ｃ－１が形成され、かしめにより潰された回転シャフト３の非円形部３ｃの変形した肉が多く入り込み、より大きなかしめ効果を得ることができる。しかも、略矩形状とすることにより、非円形部挿入穴５ａの金型作成およびメンテナンス性が容易となる。

実施の形態３．
　この実施の形態３に係るヒンジ機構は、図７に示すように板ばね４の非円形部挿入穴壁面とプレート５との間に隙間７を形成するように、該プレートに向かって外広がりの傾斜面４ｄを設けたものである。この場合、板ばね４の非円形部挿入穴４ａとプレート５の非円形部挿入穴５ａの穴径および形状は同じとし、上記非円形部挿入穴４ａおよび非円形部挿入穴５ａは回転シャフト３の非円形部３ｃより嵌め合い程度大きくした形状である。

　この構成により、回転シャフト３の非円形部３ｃを板ばね４の非円形部挿入穴４ａおよびプレート５の非円形部挿入穴５ａに挿入貫通させ（図７（ａ））、その非円形部３ｃを回転シャフト３の軸線方向からかしめると、図７（ｂ）に示すように、かしめにより潰された非円形部３ｃの変形した肉が板ばね４の傾斜面４ｄによってできた隙間７に嵌まり込む。このため、かしめにより潰された非円形部３ｃの肉のうち、プレート５の表面に広がった肉で該プレートを板ばね４に押し付けるとともに、隙間７に嵌まり込んだ非円形部３ｃの肉が板ばね４を回転シャフト３の円形部３ｂの端面に押し付ける。この結果、より確実に回転シャフト３に板ばね４をかしめ固定でき、回動操作時における板ばねのばね力が解放した時に発せられる異音を抑制することができるという効果がある。

　なお、上記の各実施の形態においては、回転シャフト３の非円形部３ｃを横断面矩形状とし、この非円形部３ｃを挿入貫通させる板ばね４の非円形部挿入穴４ａおよびプレート５の非円形部挿入穴５ａを同形の矩形状としている。これは、回転シャフト３の回転に対し板ばね４、プレート５が一体回転できるようにしたものである。従って、回転シャフト３の非円形部３ｃを横断面楕円形とし、板ばね４の非円形部挿入穴４ａおよびプレート５の非円形部挿入穴５ａを同形の楕円形としてもよい。要するに、回転シャフト３と共に板ばね４、プレート５が一体回転できる形状であればよい。

　この発明に係るヒンジ機構は、板ばねと回転シャフトとの間のがたつきをなくし、回動操作時における板ばねのばね力解放時における異音発生を抑制することができるため、モニタを車両天井面に開閉可能に取り付け、複数の角度で保持するクリック作用を有するヒンジ機構等に用いるのに適している。

Claims (4)

1. 　開閉体に設けた回転シャフトと、
   　前記回転シャフトの端部回転軸部を挿入貫通させる回転軸部挿入穴と該回転軸部挿入穴を中心とした円周上に一方の係合凹凸部を有するブラケットと、
   　前記回転軸部の端面に形成された取付軸部を挿入貫通させる取付軸部挿入穴を有するプレートと、
   　前記取付軸部を挿入貫通させる取付軸部挿入穴と前記ブラケットの係合凹凸部と係合して前記開閉体を所定の回転角度位置に保持する他方の係合凹凸部を有し、前記ブラケットと前記プレートとの間に位置して前記回転シャフトに取り付ける板ばねとを備え、
   　前記取付軸部と前記プレートの取付軸部挿入穴との間に形成された隙間に、かしめ加工により潰された前記取付軸部の肉の進入によって前記板ばねを前記回転軸部端面にかしめ固定するように、前記プレートの取付軸部挿入穴を前記板ばねの取付軸部挿入穴より大きく形成したことを特徴とするヒンジ機構。
2. 　開閉体に設けた回転シャフトと、
   　前記回転シャフトの端部回転軸部を挿入貫通させる回転軸部挿入穴と該回転軸部挿入穴を中心とした円周上に一方の係合凹凸部を有するブラケットと、
   　前記回転軸部の端面に形成された取付軸部を挿入貫通させる取付軸部挿入穴を有するプレートと、
   　前記取付軸部を挿入貫通させる取付軸部挿入穴と前記ブラケットの係合凹凸部と係合して前記開閉体を所定の回転角度位置に保持する他方の係合凹凸部を有し、前記ブラケットと前記プレートとの間に位置して前記回転シャフトに取り付ける板ばねとを備え、
   　前記板ばねの取付軸部挿入穴壁面をプレートとの間に隙間を形成するように該プレートに向かって外広がりの傾斜面としたことを特徴とするヒンジ機構。
3. 　取付軸部の端面中央部にかしめ促進用凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
4. 　取付軸部の端面中央部にかしめ促進用凹部を形成したことを特徴とする請求項２記載のヒンジ機構。

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