WO2018029964A1

WO2018029964A1 - ロック機構付きヒンジ及びこのヒンジを備える支持装置

Info

Publication number: WO2018029964A1
Application number: PCT/JP2017/021244
Authority: WO
Inventors: 健太長沼
Original assignee: スガツネ工業株式会社
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2018-02-15

Abstract

ロック及びロックの解除が容易であり、過負荷が作用しても構成部品が破損するのを防止できるロック機構付きヒンジを提供することを目的とする。ロック機構付きヒンジは、第一部材（１１）に回転不可能に設けられる第一噛合部（４）と、第二部材（１２）に回転不可能に設けられる第二噛合部（５）と、第一噛合部（４）と第二噛合部（５）との間に設けられる第一付勢部材（６）と、第一噛合部（４）を軸方向に移動させ、第一噛合部（４）と第二噛合部（５）とが噛み合うロック状態と第一噛合部（４）と第二噛合部（５）との噛み合いが解除されるロック解除状態とを切り替える操作部材（３）と、ロック状態において、第一噛合部（４）を第二噛合部（５）に付勢し、過負荷が作用するとき、第二噛合部（５）が第一噛合部（４）に対して相対的に回転するのを許容する第二付勢部材（７）と、を備える。

Description

ロック機構付きヒンジ及びこのヒンジを備える支持装置

　本発明は、ロック機構付きヒンジ及びこのヒンジを備える支持装置に関する。

　例えばモニターの位置を任意に調節するモニター支持装置には、回転部及び／又はアームの折り曲げ部を任意の角度に固定するロック機構付きヒンジが組み込まれる。ロック機構付きヒンジには、レバーを操作することによって、回転部等をロックしたり、回転部等のロックを解除したりするものがある（例えば特許文献１参照）。

　特許文献１に記載のロック機構付きヒンジ装置は、本体側に取り付けられる固定ブラケットと、モニター側に取り付けられる可動ブラケットと、固定ブラケットと可動ブラケットとを回転可能に連結するヒンジ軸と、を備える。ヒンジ軸の一端部には、回転可能にレバーが設けられる。ヒンジ軸の他端部には、ナットが設けられる。レバーをロック方向に回転させると、固定ブラケットと可動ブラケットとがナットとレバーとの間に挟まれ、固定ブラケットと可動ブラケットとがロックする。一方、レバーをロック解除方向に回転させると、固定ブラケットと可動ブラケットとの間に隙間が生じ、固定ブラケットと可動ブラケットとのロックが解除される。

特開２０１０－１７４９１０号公報

　しかしながら、特許文献１に記載のロック機構付きヒンジにあっては、固定ブラケットと可動ブラケットとをロックした状態において、過負荷が作用すると、ロック機構付きヒンジの構成部品が破損するおそれがあるという課題がある。

　そこで、本発明は、ロック及びロックの解除が容易であり、過負荷が作用しても構成部品が破損するのを防止できるロック機構付きヒンジを提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明は、第一部材に回転不可能に設けられる第一噛合部と、第二部材に回転不可能に設けられる第二噛合部と、前記第一噛合部と前記第二噛合部との間に設けられる第一付勢部材と、前記第一噛合部及び前記第二噛合部の少なくとも一方を軸方向に移動させ、前記第一噛合部と前記第二噛合部とが噛み合うロック状態と前記第一噛合部と前記第二噛合部との噛み合いが解除されるロック解除状態とを切り替える操作部材と、前記ロック状態において、前記第一噛合部及び前記第二噛合部のいずれか一方を他方に付勢し、過負荷が作用するとき、前記他方が記一方に対して相対的に回転するのを許容する第二付勢部材と、を備えるロック機構付きヒンジである。

　本発明によれば、第一噛合部と第二噛合部との間に第一付勢部材を設けるので、任意の角度のロック及びロックの解除が容易である。また、ロック状態において、過負荷が作用するとき、第二噛合部が第一噛合部に対して相対的に回転するのを許容する第二付勢部材を設けるので、ロック機構付きヒンジの構成部品が破損するのを防止できる。

本発明の第一の実施形態のロック機構付きヒンジの外観斜視図である（図１（ａ）は上面側斜視図であり、図１（ｂ）は底面側斜視図である）。本実施形態のロック機構付きヒンジの分解斜視図である。本実施形態のロック機構付きヒンジの断面図である（図３（ａ）はレバーのロック位置を示し、図３（ｂ）はレバーのロック解除位置を示す）。本実施形態のロック機構付きヒンジの第一噛合部の外観斜視図である。本実施形態のロック機構付きヒンジの第二噛合部の外観斜視図である。本実施形態のロック機構付きヒンジを組み込んだモニター支持装置の斜視図である。本発明の第二の実施形態のロック機構付きヒンジの断面図である（図７（ａ）はレバーのロック位置を示し、図７（ｂ）はレバーのロック解除位置を示す）。本発明の第三の実施形態のロック機構付きヒンジの断面図である（図８（ａ）はレバーのロック位置を示し、図８（ｂ）はレバーのロック解除位置を示す）。本発明の第四の実施形態のロック機構付きヒンジの外観斜視図である。

　以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態のロック機構付きヒンジ（以下単にヒンジという）を詳細に説明する。ただし、本発明のヒンジは、種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

　図１は、本発明の第一の実施形態のヒンジの外観斜視図を示す。図１（ａ）はヒンジ１の上面側斜視図であり、図１（ｂ）はヒンジ１の底面側斜視図である。ヒンジ１は、第一部材としての第一ブラケット１１と、第二部材としての第二ブラケット１２と、第一ブラケット１１と第二ブラケット１２とを回転可能に連結する軸２と、を備える。軸２の一端部には、操作部材としてのレバー３が回転可能に連結される。レバー３は、軸２に直角なロック位置と、軸２に平行なロック解除位置との間を約９０°回転可能である。図１（ａ）（ｂ）はレバーのロック位置を示す。

　図２は、ヒンジ１の分解斜視図を示す。１１が第一ブラケット、１２が第二ブラケット、２が軸、３がレバー、４が第一噛合部、５が第二噛合部、６が第一付勢部材、７が第二付勢部材である。以下、これらの構成要素を順番に説明する。

　第一ブラケット１１は、四角形の板状のブラケット本体１１ａと、ブラケット本体１１ａに一体に設けられる一対の筒体１１ｂ，１１ｃと、を備える。ブラケット本体１１ａには、相手部品に固定するための長穴２１、通し穴２２が設けられる。一対の筒体１１ｂ，１１ｃは、軸方向に離れている。一対の筒体１１ｂ，１１ｃ間に、第二ブラケット１２の筒体１２ｂが配置される。

　筒体１１ｃには、第一噛合部４が嵌められる（図３（ａ）の断面図も参照）。筒体１１ｃの内周には、軸方向に延在する案内突起２３が周方向に複数設けられる。案内突起２３は、第一噛合部４の案内溝３１に嵌る。

　第一噛合部４は、筒体１１ｃに対して軸２の回りを回転不可能であり、軸方向に移動可能である。図４は、第一噛合部４の外観斜視図を示す。第一噛合部４は、全体が略筒形状である。第一噛合部４の、第二噛合部５に対向する端面には、山部及び谷部を円周方向に交互に有する多数の歯３２が設けられる。歯３２の断面は三角形であり、歯筋は放射方向を向く。多数の歯３２は、リング状に並べられる。第一噛合部４の多数の歯３２が第二噛合部５の多数の歯４１に噛み合うと、第一噛合部４は第二噛合部５に対して、軸２の回りを相対的に回転不可能になる。

　第一噛合部４の外周には、軸方向に延びる案内溝３１が周方向に複数設けられる。案内溝３１は、第一ブラケット１１の筒体１１ｃの案内突起２３に嵌る。図３（ａ）に示すように、第一噛合部４には、第一付勢部材６を収容するための有底円筒状の収容凹部２０が設けられる。

　図２に示すように、第一ブラケット１１の筒体１１ｂには、軸２が挿入される穴２４が設けられる（図３（ａ）も参照）。筒体１１ｂ、軸２には、軸２に直交するスプリングピン９が貫通する。軸２は、スプリングピン９によって、筒体１１ｂに軸方向に移動不可能にかつ回転不可能に連結される。

　図２に示すように、第二ブラケット１２は、四角形の板状のブラケット本体１２ａと、ブラケット本体１２ａに一体に設けられる筒体１２ｂと、を備える。ブラケット本体１２ａには、相手部品に固定するための長穴２５、通し穴２６が設けられる。

　筒体１２ｂには、第二噛合部５が嵌められる（図３（ａ）も参照）。筒体１２ｂの内周には、軸方向に延在する突起２７が周方向に複数設けられる。突起２７は、第二噛合部５の溝４２に嵌る。第二噛合部５は、筒体１２ｂに対して軸２の回りを回転不可能であり、かつ軸方向に移動不可能である。第二噛合部５と第一噛合部４との間には、第一付勢部材６が介在する。第一付勢部材６は、第二噛合部５が軸方向に移動不可能なように第二噛合部５を筒体１２ｂに付勢する。

　図５は、第二噛合部５の外観斜視図を示す。第二噛合部５は全体が略筒形状である。第二噛合部５の、第一噛合部４に対向する端面には、山部及び谷部を円周方向に交互に有する多数の歯４１が設けられる。歯４１の断面は三角形であり、歯筋は放射方向を向く。多数の歯４１は、リング状に並べられる。第二噛合部５の端面には、リング状の多数の歯４１の内側に、第一付勢部材６が着座するリング状の受座４３が設けられる。

　第二噛合部５の外周には、第二噛合部５の軸方向の下端から途中まで延びる溝４２が周方向に複数設けられる。溝４２は、第二ブラケット１２の筒体１２ｂの突起２７に嵌る。第二噛合部５の上端部には、溝４２の一端を区画するリング状の壁部４４が設けられる。第二噛合部５の壁部４４が筒体１２ｂに突き当たる。

　図２に示すように、軸２と第二ブラケット１２の筒体１２ｂとの間には、樹脂製で円筒状のカラー１０が介在する（図３（ａ）も参照）。第二ブラケット１２は、第一ブラケット１１に対して軸２の回りを回転可能である。第二ブラケット１２の筒体１２ｂと第一ブラケット１１の筒体１１ｂ，１１ｃとの間には、樹脂製でリング状のスリーブ２８が介在する。

　第一噛合部４と第二噛合部５との間には、第一付勢部材６が介在する。第一付勢部材６は、コイルばねから構成される。第一付勢部材６は、第一噛合部４と第二噛合部５とが離れるように付勢力を発生する。図３（ａ）に示すように、第一付勢部材６の一端部は、第一噛合部４の収容凹部２０の底面に着座する。第一付勢部材６の他端部は、第二噛合部５の受座４３に着座する。

　図２に示すように、軸２は、第一噛合部４と第二噛合部５を貫通する。軸２の一端部には、リベット軸２９を介してレバー３が回転可能に連結される。リベット軸２９の一端部には、頭部２９ａが設けられる。レバー３、軸２にリベット軸２９を貫通させた後、リベット軸２９の他端部２９ｂがかしめられる。

　レバー３は、対向する一対の側壁３ａと底壁３ｂとを有して、断面コ字状に形成される。レバー３は、一方向に細長く形成される。レバー３の基端側には、カム３ｃが設けられる。レバー３を回転させると、カム３ｃの機能によって、押え体８が軸方向に移動する。

　カム３ｃは、レバー３の長さ方向と平行な第一カム部３ｃ１と、レバー３の長さ方向に対して直交する第二カム部３ｃ２と、を有する。図３（ａ）に示すように、カム３ｃは、レバー３をロック位置まで回転させると、押え体８を第一噛合部４に接近させるように構成される。レバー３のロック位置において、カム３ｃの第一カム部３ｃ１が押え体８に接触する。第二付勢部材７の付勢力によって、レバー３のロック位置が保持される。

　図３（ｂ）に示すように、カム３ｃは、レバー３をロック解除位置まで回転させると、押え体８を第一噛合部４から離間させるように構成される。レバー３のロック解除位置において、第二カム部３ｃ２が押え体８に接触する。第一付勢部材６の付勢力によって、レバー３のロック解除位置が保持される。

　図２に示すように、押え体８は、リング状で板状である。押え体８は、第一ブラケット１１の筒体１１ｃ内に収容される。

　押え体８と第一噛合部４との間には、第二付勢部材７が介在する。第二付勢部材７は、複数の皿ばねを軸方向に積層して構成される。第二付勢部材７のばね定数は、第一付勢部材６のばね定数よりも大きい。すなわち、押え体８によって、第一付勢部材６及び第二付勢部材７を圧縮するとき、第一付勢部材６の圧縮量が第二付勢部材７の圧縮量よりも大きい。

　図３（ａ）に示すように、レバー３をロック位置まで回転させると、押え体８が上方に移動する。これにより、第一付勢部材６が圧縮され、第一噛合部４が第二噛合部５に噛み合う。このため、第二ブラケット１２が第一ブラケット１１に対して相対的に回転不可能なロック状態になる。

　このロック状態において、過負荷が作用すると（例えば利用者が第一ブラケット１１に対して第二ブラケット１２を無理に回そうとすると）、第二噛合部５が第一噛合部４に対して回転するように第二付勢部材７が縮む。このため、ヒンジ１の構成部品が破損するのを防止できる。

　図３（ｂ）に示すように、レバー３をロック解除位置まで回転させると、押え体８が下方に移動する。これにより、第一付勢部材６の付勢力によって、第一噛合部４が第二噛合部５から離間する。第一噛合部４と第二噛合部５との噛み合いが解除され、第二ブラケット１２が第一ブラケット１１に対して回転可能になる。

　図６は、本発明の第一の実施形態のヒンジ１をモニター支持装置の折り曲げ部に適用した例を示す。モニター支持装置は、ヒンジ１の第一ブラケット１１に取り付けられる第一アーム５１と、ヒンジ１の第二ブラケット１２に取り付けられる第二アーム５２と、を備える。第二アーム５２には、モニター５３が取り付けられる。第一ブラケット１１の取付け位置は、第一アーム５１の長さ方向に調節可能である。第二ブラケット１２の取付け位置は、第二アーム５２の長さ方向に調節可能である。

　レバー３をロック解除位置まで回転させると、第一アーム５１と第二アーム５２との任意の折り曲げ角度を調節可能になる。レバー３をロック位置まで回転させれば、任意の折り曲げ角度をロックすることができる。ロック状態において、モニター５３に過負荷が作用しても、第二アーム５２が第一アーム５１に対して回転するのが許容される。このため、ヒンジ１の構成部品又はモニター５３の破損が防止される。

　本実施形態のヒンジによれば、以下の効果を奏する。

　第二付勢部材７のばね定数が第一付勢部材６のばね定数よりも大きいので、ロック及びロックの解除と過負荷保護の両立を容易に図ることができる。

　第二付勢部材７が皿ばねであり、第一付勢部材６がコイルばねであるので、第二付勢部材７のばね定数を第一付勢部材６のばね定数よりも大きくすることができる。

　第一噛合部４が第一付勢部材６と第二付勢部材７との間に挟まれるので、ロック及びロックの解除と過負荷保護の両立を容易に図ることができる。

　第二付勢部材７が軸方向に移動する押え体８と第一噛合部４との間に設けられるので、ロック及びロックの解除と過負荷保護の両立を容易に図ることができる。

　図７は、本発明の第二の実施形態のヒンジ６１の断面図を示す。図７（ａ）がレバー３のロック位置を示し、図７（ｂ）がレバー３のロック解除位置を示す。レバー３、第一ブラケット１１、第二ブラケット１２の構成は、第一の実施形態と略同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。第一の実施形態では、レバー３を操作すると、第一噛合部４が軸方向に移動する。これに対して、第二の実施形態では、レバー３を操作すると、第二噛合部６３が軸方向に移動する。

　軸６４は、スプリングピン６５を介して、第一ブラケット１１の筒体１１ｃに軸方向に移動可能にかつ回転不可能に連結される。軸６４には、段差６４ａが設けられ、この段差６４ａに押え体６６が支持される。

　第一噛合部６２は、第一ブラケット１１の筒体１１ｃに軸方向に移動不可能にかつ回転不可能に連結される。第二噛合部６３は、第二ブラケット１２の筒体１２ｂに軸方向に移動可能にかつ回転不可能に連結される。

　図７（ａ）に示すように、レバー３をロック位置まで回転させると、軸６４と一緒に押え体６６が下方に移動する。これにより、第二噛合部６３が下方に移動し、第二噛合部６３と第一噛合部６２とが噛み合い、第二ブラケット１２が第一ブラケット１１に対して相対的に回転不可能なロック状態になる。このロック状態において、過負荷が作用すると、第一噛合部６２に対して第二噛合部６３が回転するように第二付勢部材７が縮む。このため、ヒンジ６１の構成部品が破損するのを防止できる。

　図７（ｂ）に示すように、レバー３をロック解除位置まで回転させると、軸６４と一緒に押え体６６が上方に移動する。そして、第一付勢部材６の付勢力によって、第一噛合部６２が第二噛合部６３から離間する。このため、第二ブラケット１２が第一ブラケット１１に対して回転可能になる。

　図８は、本発明の第三の実施形態のヒンジ７１の断面図を示す。図８（ａ）がレバー３のロック位置を示し、図８（ｂ）がレバー３のロック解除位置を示す。軸２、レバー３、第一ブラケット１１、第二ブラケット１２の構成は、第一の実施形態と略同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。第一及び第二の実施形態では、レバー３を操作すると、第一噛合部又は第二噛合部が軸方向に移動する。これに対して、第三の実施形態では、レバー３を操作すると、第一噛合部７２及び第二噛合部７３が軸方向に移動する。

　第一噛合部７２は、第一ブラケット１１の筒体１１ｃに軸方向に移動可能にかつ回転不可能に連結される。第二噛合部７３は、第二ブラケット１２の筒体１２ｂに軸方向に移動可能にかつ回転不可能に連結される。

　第一付勢部材６は、第一噛合部７２と第二噛合部７３との間に設けられる。第二付勢部材７は、第二噛合部７３と第二ブラケット１２の筒体１２ｂとの間に設けられる。第二噛合部７３は、第一付勢部材６と第二付勢部材７との間に挟まれる。

　レバー３のカム３ｃが第一噛合部７２に接触する。図８（ａ）に示すように、レバー３をロック位置まで回転させると、第一噛合部７２が上方に移動する。これにより、第一噛合部７２と第二噛合部７３とが噛み合い、第二ブラケット１２が第一ブラケット１１に対して相対的に回転不可能なロック状態になる。このロック状態において、過負荷が作用すると、第一噛合部７２に対して第二噛合部７３が回転するように第二付勢部材７が縮む。このため、ヒンジ７１の構成部品が破損するのを防止できる。

　図８（ｂ）に示すように、レバー３をロック解除位置まで回転させると、第一噛合部７２が下方に移動する。そして、第一付勢部材６の付勢力によって、第一噛合部７２が第二噛合部７３から離間する。このため、第二ブラケット１２が第一ブラケット１１に対して回転可能になる。

　図９は、本発明の第四の実施形態のヒンジ８１を示す。この第四の実施形態では、ヒンジ８１の第一ブラケットが第一アーム８２に一体に設けられる。また、ヒンジ８１の第二ブラケットが第二アーム８３に一体に設けられる。

　第一アーム８２には、一対の筒体８２ａ，８２ｂが一体に設けられる。第二アーム８３には、筒体８３ａが一体に設けられる。筒体８３ａは、筒体８２ａ，８２ｂ間に配置される。筒体８２ａには、図示しない第一噛合部が回転不可能にかつ軸方向に移動可能に設けられる。軸２、第一噛合部、第二噛合部、レバー３の構成は、第一の実施形態と同一である。

　第四の実施形態でも、レバー３をロック位置まで回転させると、第一アーム８２に対する第二アーム８３の任意の角度がロックされる。このロック状態において、過負荷が作用しても、第二アーム８３が第一アーム８２に対して回転するのが許容される。このため、ヒンジ８１の構成部品が破損するのが防止される。レバー３をロック解除位置まで回転させると、第二アーム８３が第一アーム８２に対して回転可能になる。

　なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に変更できる。

　上記実施形態のヒンジの構成要素の形状、配置は一例であり、本発明の要旨を変更しない範囲で他の形状、配置を採用し得る。

　また、上記実施形態では、第二付勢部材のばね定数を第一付勢部材のばね定数よりも大きくしているが、本発明の要旨を変更しない範囲で、第二付勢部材のばね定数を第一付勢部材のばね定数と同等にすることもできる。

　本明細書は、２０１６年８月９日出願の特願２０１６－１５６４０４に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

１，６１，７１，８１…ロック機構付きヒンジ
２，６４…軸
３…レバー（操作部材）
４，６２，７２…第一噛合部
５，６３，７３…第二噛合部
６…第一付勢部材
７…第二付勢部材
８，６６…押え体
１１…第一ブラケット（第一部材）
１２…第二ブラケット（第二部材）
５３…モニター
８２…第一アーム（第一部材）
８３…第二アーム（第二部材）

Claims

　第一部材に回転不可能に設けられる第一噛合部と、
　第二部材に回転不可能に設けられる第二噛合部と、
　前記第一噛合部と前記第二噛合部との間に設けられる第一付勢部材と、
　前記第一噛合部及び前記第二噛合部の少なくとも一方を移動させ、前記第一噛合部と前記第二噛合部とが噛み合うロック状態と前記第一噛合部と前記第二噛合部との噛み合いが解除されるロック解除状態とを切り替える操作部材と、
　前記ロック状態において、前記第一噛合部及び前記第二噛合部のいずれか一方を他方に付勢し、過負荷が作用するとき、前記他方が前記一方に対して相対的に回転するのを許容する第二付勢部材と、を備えるロック機構付きヒンジ。
　前記第二付勢部材のばね定数は、前記第一付勢部材のばね定数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のロック機構付きヒンジ。
　前記第二付勢部材は、少なくとも一つの皿ばねを備え、
　前記第一付勢部材は、コイルばねであることを特徴とする請求項１又は２に記載のロック機構付きヒンジ。
　前記第一噛合部又は前記第二噛合部は、前記第一付勢部材と前記第二付勢部材との間に挟まれることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロック機構付きヒンジ。
　前記操作部材は、前記第一噛合部及び前記第二噛合部を貫通する軸に回転可能に設けられており、
　前記ロック機構付きヒンジは、前記操作部材を操作することによって軸方向に移動する押え体を備え、
　前記第二付勢部材は、前記押え体と前記一方との間に設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロック機構付きヒンジ。
　請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロック機構付きヒンジを備える支持装置。