WO2019059274A1 - ヒンジおよびヒンジのモニタリング方法 - Google Patents

ヒンジおよびヒンジのモニタリング方法 Download PDF

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WO2019059274A1
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hinge
wing member
detects
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保富　英雄
孝 下西
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下西技研工業株式会社
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    • E05Y2999/00—Subject-matter not otherwise provided for in this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a hinge and hinge monitoring method for opening and closing a second connection target to a first connection target.
  • a first wing member connected to a first connection object and a second wing member connected to a second connection object are provided, and the second connection object can be rotated to the first connection object
  • the technique regarding the hinge linked to is known (refer patent document 1).
  • Specific examples of applications in which the hinge is provided include an application that opens and closes an original cover with a document reading device of a multifunction machine and a hatch (lid) for replacing a toner cartridge in a printer.
  • the state of the hinge or the condition around the hinge may be largely different depending on the installed environment, the use condition, and the like.
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it is possible to more reliably prevent problems and failures, and to perform repair and inspection efficiently. It is an issue to provide a monitoring method for
  • a hinge which is movably connected, communicates with a sensor that detects a change in a predetermined external environment in or around the hinge and information related to the change in the external environment detected by the sensor to the outside through a communication network.
  • a control unit wherein the sensor is a rotational speed sensor that detects a rotational speed of the second wing member with respect to the first wing member, a vibration sensor that detects a vibration amount, a load sensor that detects a load, the first Of an angle sensor that detects the opening angle of the second wing member with respect to the wing member, a temperature sensor that detects a temperature, or an air pressure sensor that detects an air pressure Even without it is those composed of any one.
  • the sensor is a rotational speed sensor that detects a rotational speed of the second wing member with respect to the first wing member, a vibration sensor that detects a vibration amount, a load sensor that detects a load, the first Of an angle sensor that detects the opening angle of the second wing member with respect to the wing member, a temperature sensor that detects a temperature, or an air pressure sensor that detects an air pressure Even without it is those composed of any one.
  • the sensor connected to the hinge detects a change in a predetermined external environment in or around the hinge, and the control unit communicates information on the change in the external environment detected by the sensor.
  • a monitoring method of a hinge which communicates with the outside through a network, wherein the sensor includes a rotational speed sensor that detects a rotational speed of the second wing member with respect to the first wing member, a vibration sensor that detects a vibration amount, and a load.
  • the effects of the present invention are as follows. That is, according to the present invention, it is possible to prevent the failure, the failure, and the like more surely and to perform the repair and inspection efficiently.
  • the right side view showing the box member which equips the hinge concerning the example of the present invention.
  • the block diagram which similarly shows a hinge.
  • the right side view which similarly shows a hinge.
  • Sectional drawing which similarly shows a hinge.
  • the hinge connects the other member (the second connection object) to one of the two members (the first connection object) in a pivotable (openable / closable) manner.
  • Specific examples of applications in which the hinge is provided include an application for opening and closing an original cover attached to a main body provided with an original reading device of a multifunction machine and a hatch (lid) for replacing a toner cartridge in a main body of a printer.
  • the box member 2 is demonstrated as an example of what is provided with a hinge.
  • the box member 2 comprises a main body 2a and a lid 2b, and the lid 2b is rotatably connected to the main body 2a via a hinge.
  • the main body 2a is an embodiment of the first connection object to which a hinge is connected.
  • the main body 2a has an opening at a part (upper part), and is configured to store a predetermined one inside or to allow a predetermined operation inside.
  • the lid 2b is an embodiment of the second connection target to which a hinge is connected.
  • the lid 2b is disposed on the top of the main body 2a, and opens and closes the opening of the main body 2a by rotating relative to the main body 2a.
  • a hinge it is not limited to such a structure, The thing by which the other member is rotatably connected with one member via a hinge shall be widely included.
  • the hinge 1 rotatably connects the lid 2 b to the main body 2 a of the box member 2.
  • the hinge 1 includes a lower fixing member 10, an intermediate member 11, an upper fixing member 12, an upper turning shaft 13, a lower turning shaft 14, a cam member 15, a spring 16, an upper slider 17, a lower slider 18, and a damper 19.
  • the lower fixing member 10 is an embodiment of the first wing member according to the present invention.
  • the combination of the intermediate member 11, the upper fixed member 12 and the upper pivot 13 is an embodiment of the second wing member according to the present invention.
  • the upper fixing member 12 is fixed to the lid 2 b of the box member 2.
  • the upper rotation shaft 13 rotatably connects the intermediate member 11 and the upper fixing member 12.
  • the upper rotation shaft 13 is rotatably mounted in the through hole formed in the intermediate member 11 and the through hole formed in the upper fixing member 12.
  • the lower rotation shaft 14 is a rod-like member that rotatably connects the lower fixing member 10 and the intermediate member 11.
  • the lower pivot shaft 14 is rotatably mounted in the through hole formed in the lower fixing member 10 and the through hole formed in the intermediate member 11.
  • the cam member 15 has a through hole, and the lower pivot 14 is inserted through the through hole.
  • the spring 16 extends the middle fixing member 10 to the lower fixing member 10 in a direction in which the lid 2b (with the upper fixing member 12 fixed) opens with respect to the main body 2a (with the lower fixing member 10 is fixed). It biases, and in turn supports the weight of the lid 2b.
  • the spring 16 is a compression coil spring obtained by helically forming a round bar made of spring steel.
  • the upper slider 17 is a member that supports the upper end of the spring 16. The upper slider 17 is accommodated in a space inside the intermediate member 11 and can slide along the longitudinal direction of the intermediate member 11.
  • the lower slider 18 is a member that supports the lower end portion of the spring 16.
  • the lower slider 18 is housed inside the intermediate member 11 and can slide along the longitudinal direction of the intermediate member 11.
  • the damper 19 includes a second wing member (the intermediate member 11, the upper fixing member 12 and the upper pivot shaft 13) in the direction of closing the lid 2b of the box member 2 with respect to the main body 2a.
  • a second wing member (the intermediate member 11, the upper fixing member 12 and the upper pivot shaft 13) in the direction of closing the lid 2b of the box member 2 with respect to the main body 2a.
  • the damper 19 is a hydraulic damper 19, one end of which is fixed to the upper slider 17 and is disposed at a position surrounded by the spring 16.
  • the second wing member rotates relative to the lower fixing member 10 in the direction of closing the lid 2b of the box member 2 with respect to the main body 2a, and the angle between the lower surface of the lid 2b and the upper surface of the main body 2a decreases
  • the damper 19 contracts in its longitudinal direction.
  • the rotational resistance of the second wing member with respect to the lower fixing member 10 is reduced by the viscous resistance of the hydraulic oil filled in the damper 19.
  • the hinge 1 is not limited to such a configuration, and one member (first connection object) of the two members can rotate the other member (second connection object) (the first connection object). (Openable) is widely included.
  • the hinge 1 further includes a sensor 20 and a control unit 21.
  • the sensor 20 detects a change in a predetermined external environment within the hinge 1 or around the hinge 1.
  • the sensor 20 is a rotational speed sensor (for example, a magnetic encoder, an optical encoder, a gyro sensor, etc.) that detects the rotational speed of the lid 2b relative to the main body 2a (the rotational speed of the second wing member relative to the first wing member)
  • a vibration sensor that detects the amount of vibration of the first wing member or the second wing member, and a load sensor that detects a load received at a predetermined place of the hinge 1 (for example, the upper slider 17 or the lower slider 18 supporting the spring 16)
  • An angle sensor for example, a magnetic encoder, an optical encoder, a gyro sensor, etc.
  • Temperature sensor that detects the temperature in (1) or the temperature around the hinge (1), or Composed of at least one of pressure sensor for
  • the control unit 21 controls various operations of the hinge 1 (sensor 20).
  • the control unit 21 is a storage device for storing various types of information, a communication function 21a for communicating various types of information to the outside by a clock function (for example, real time clock), wired or wireless, etc., an A / D conversion circuit, and MPU (Micro Processing) Unit) etc.
  • the control unit 21 stores, in the storage device, information on the open / close state of the second wing member, information on the change in the external environment detected by the sensor 20, or information on the time when the sensor 20 detects the change in the external environment.
  • the control unit 21 transmits, via the communication circuit 21a, the information on the open / close state of the second wing member, the information on the change in the external environment detected by the sensor 20, the information on the time at which the sensor 20 detects the change in the external environment, etc.
  • control unit 21 stores information on the operation mode of sensor 20 received from the outside, and also indicates instruction information received from the outside (information on timing when sensor 20 detects a change in the external environment, control unit 21 determines It is configured to be operable based on the information on the timing at which the control unit 21 transmits the information on the predetermined threshold to be transmitted, the information on the change of the external environment detected by the sensor 20, and the like.
  • the control unit 21 is not configured to be provided to the hinge 1 but is configured by a microcomputer or the like embedded in the box member 2 or a connecting device such as a PC (Personal Computer) electrically connected to the box member 2.
  • the hinge 1 can also be configured.
  • the control unit 21 arranges the information related to the change of the external environment detected by the sensor 20 or the information related to the time when the sensor 20 detects the change of the external environment in the hinge 1 or outside the hinge 1. It may be configured to communicate from the communication circuit 21 a to a connected device (for example, a beacon device or a wireless module) to be connected, and to communicate outside via the connected device.
  • a connected device for example, a beacon device or a wireless module
  • the sensor 20 always performs an operation of detecting a change in the external environment.
  • the phrase “the sensor 20 always performs an operation to detect a change in the external environment” means that the sensor 20 always performs an operation to detect a change in the external environment in a strict sense, in addition to every very short interval (for example, 1 second) It is also included that the sensor 20 performs an operation of detecting a change in the external environment at intervals less than. Every time the sensor 20 performs an operation to detect a change in the external environment, the control unit 21 externally outputs information on a change in the external environment detected by the sensor 20 and information on a time when the sensor 20 detects a change in the external environment. Communicate with.
  • An external party receives information on the change in the external environment detected by the sensor 20 and information on the time when the sensor 20 detects the change in the external environment via the management server or directly from the hinge 1.
  • the condition of the hinge or the condition around the hinge is remote from the remote location. People can always grasp. For this reason, according to the hinge 1, it is possible to prevent the failure, the failure and the like more surely and to perform the repair and inspection efficiently.
  • the sensor 20 can be set to perform an operation of detecting a change in the external environment every predetermined time (at least every few seconds (for example, every 10 minutes or every 180 minutes)). By configuring in this way, it is possible to suppress power consumption by an operation in which the sensor 20 detects a change in the external environment while communicating information and the like related to the change in the external environment detected by the sensor 20 to the outside every predetermined time. it can.
  • the sensor 20 can also be set to perform an operation of detecting a change in the external environment only when the second wing member is in the closed state.
  • various devices such as the box member 2 provided with the hinge 1 show a large change in the external environment despite the fact that the hinge 1 is not defective when the second wing member is in the open state. In the case of such a thing, it can prevent that the misleading information at the time of an open state of such a 2nd wing member is transmitted outside.
  • the sensor 20 can also be set to perform an operation of detecting a change in the external environment only when the second wing member is in the closed state.
  • various devices such as the box member 2 provided with the hinge 1 show a large change in the external environment despite the fact that the hinge 1 is not defective when the second wing member is in the open state. In the case of such a thing, it can prevent that the misleading information at the time of an open state of such a 2nd wing member is transmitted outside.
  • the control unit 21 controls the sensor 20 to obtain information on changes in the external environment detected by the sensor 20 at predetermined time intervals (at least every few seconds (for example, every 10 minutes, every 180 minutes, or every few days)). It can also be configured to communicate information regarding the time when a change in the external environment was detected to the outside. By configuring in this manner, information on the change in the external environment detected by the sensor 20 is communicated to the outside at predetermined time intervals, and the condition of the hinge or the condition around the hinge is transmitted to the person outside the remote location at predetermined time intervals. It is possible to suppress the power consumption by the operation of the control unit 21 communicating to the outside the information and the like regarding the change of the external environment while making the
  • the control unit 21 may be configured to determine whether the change in the external environment detected by the sensor 20 is higher than a predetermined threshold.
  • the predetermined threshold may be preset and stored in a storage device of the control device, or may be changed by external communication or the like. At this time, when the change in the external environment detected by the sensor 20 is higher than a predetermined threshold, the control unit 21 information on the change in the external environment detected by the sensor 20 when the change is higher than the predetermined threshold and the sensor It is also possible to set up to communicate information regarding the time at which a change in the external environment was detected by the system 20 to the outside.
  • the hinge 1 is provided in a notebook computer or the like, and the sensor 20 can detect the rotation speed of the second wing member with respect to the first wing member (for example, the rotation speed of the screen portion with respect to the main body of the notebook computer).
  • the control unit 21 selects the second wing with respect to the first wing member detected by the sensor 20. Information on the rotational speed of the wing and information on the time when the sensor 20 detects the rotational speed of the second wing relative to the first wing are communicated to the outside.
  • the hinge 1 when the hinge 1 is provided in a notebook personal computer or the like and configured by a vibration sensor capable of detecting the vibration amount of the hinge 1, the vibration amount of the hinge 1 detected by the sensor 20 (for example, When the amplitude and the amount of vibration, etc. of the two wing members become higher than a predetermined threshold value, the control unit 21 detects information about the amount of vibration of the hinge 1 detected by the sensor 20 and the sensor 20 corresponds to the hinge 1. The information on the time when the amount of vibration is detected is communicated to the outside. In this way, it is possible to make it possible for an outsider to know that there is a risk that the vibration amount of the hinge 1 has become a value higher than the initial value set to a good state due to long-term use or the like. .
  • the malfunction (displacement of the hinge 1, looseness of the connecting portion between the intermediate member 11 and the upper fixed member 12 by the upper pivot shaft 13, or the lower fixed member 10 and the intermediate member 11 by the lower pivot shaft 14 Maintenance or the like can be promoted by making it possible for an outsider to grasp that there is a possibility that the vibration amount of the hinge 1 has a high value due to a defect such as looseness of the connection portion.
  • the hinge 1 when the hinge 1 is provided in a notebook personal computer or the like and the sensor 20 is constituted by a load sensor that detects a load received by a predetermined place of the hinge 1, the load detected by the sensor 20 (for example, the main body of the notebook personal computer If the load received by the upper slider 17 or the lower slider 18 supporting the spring 16 of the hinge 1 when the screen portion pivots with respect to the frame portion has a value higher than a predetermined threshold value, the control unit 21 The information on the load detected by the sensor 20 and the information on the time when the sensor 20 detects a load are communicated to the outside.
  • the external person is made aware that there is a possibility that the load given to the predetermined place of the hinge 1 is higher than the initial value which is made good by long-term use or the like. be able to.
  • the predetermined place of the hinge 1 is due to a defect (displacement of the hinge 1, the load of the lid 2b applied to the first wing member due to deterioration of the spring 16 becoming larger than expected, etc.) Maintenance or the like can be promoted by making it possible for an outsider to grasp that the received load may be high.
  • the notebook computer or the like is provided with the hinge 1, and the sensor 20 is configured as an angle sensor that detects the opening angle of the second wing member with respect to the first wing member (for example, the opening angle of the screen portion with respect to the main body of the notebook computer).
  • the preset opening angle of the second wing member with respect to the first wing member detected by the sensor 20 is a predetermined threshold value. If the sensor 20 detects the opening angle of the second wing member with respect to the first wing member detected by the sensor 20, the controller 21 determines the opening angle of the second wing member with respect to the first wing member. Communicate information about the detected time to the outside.
  • the control unit 21 externally communicates information on the temperature of the hinge 1 detected by the sensor 20 and information on the time when the sensor 20 detects the temperature of the hinge 1.
  • the control unit 21 externally communicates information on the temperature of the hinge 1 detected by the sensor 20 and information on the time when the sensor 20 detects the temperature of the hinge 1.
  • the control unit 21 controls the pressure when the air pressure around the hinge 1 detected by the sensor 20 is higher or lower than a predetermined threshold.
  • the information on the air pressure around the hinge 1 detected by the sensor 20 and the information on the time when the sensor 20 detects the air pressure around the hinge 1 are communicated to the outside.
  • the environment in which the hinge 1 or the hinge 1 is provided is higher than the environment assumed (the pressure inside the rice cooker or the like is higher than in the closed state of the lid 2b, etc.) or lower Allows outsiders to know that they are being used in a barometric environment.
  • the predetermined threshold may be set in a plurality of levels, and the control unit 21 may determine whether the change in the external environment detected by the sensor 20 is higher than the predetermined threshold in the plurality of levels.
  • the predetermined thresholds of the plurality of stages are formed of two stages of a relatively low first threshold and a relatively high second threshold.
  • the predetermined threshold value is changed according to the state of the hinge 1 (for example, the open / close state of the second wing member, the open / close angle of the second wing member, the time zone, etc.), and the change of the external environment detected by the sensor 20 is
  • the control unit 21 may be configured to determine whether or not the threshold value is higher than the predetermined threshold value to be changed.
  • the predetermined threshold is set to a relatively low first threshold when the second wing is closed, and to a relatively high second threshold when the second wing is open. It is set.
  • the information on the change in the external environment detected by the sensor 20 and the information on the time at which the sensor 20 detects the change in the external environment are detected when the second wing member is in the closed state. Communicate to the outside with a relatively low degree of abnormality in the external environment detected by the sensor, and with a relatively high degree of abnormality in the external environment detected by the sensor 20 when the second wing member is open. Communicate with.
  • control unit 21 determines that the change in the external environment detected by the sensor 20 is higher than a predetermined threshold value
  • the control unit 21 determines that the change in the external environment detected by the sensor 20 is a predetermined value.
  • Information on the change in the external environment detected by the sensor 20 when it is higher than the predetermined threshold, when it is determined that “higher than the threshold” is consecutively determined several times (for example, three times within 10 minutes) within the predetermined time And it can also be set as the setting which communicates outside the information about time when the sensor 20 concerned detected change of external environment.
  • control unit 21 determines that the change in the external environment detected by the sensor 20 is higher than a predetermined threshold value
  • the control unit 21 determines that the change in the external environment detected by the sensor 20 is a predetermined threshold value. It is also possible to set the operation of judging whether the pressure is higher than the pressure only when the second wing member is in the closed state. By configuring in this way, for example, when various devices such as the box member 2 provided with the hinge 1 are not defective when the second wing member is open, the change in the external environment appears largely In addition, it is possible to prevent such misleading information in the open state of the second wing member from being communicated to the outside.
  • control unit 21 determines that the change in the external environment detected by the sensor 20 is higher than a predetermined threshold value
  • the control unit 21 determines that the change in the external environment detected by the sensor 20 is a predetermined threshold value. It is also possible to set that the operation of judging whether or not it is higher than that is performed only when the second wing member is in the open state (when the second wing member is at the predetermined opening / closing angle). By configuring in this way, for example, when various devices such as the box member 2 provided with the hinge 1 do not have a problem when the second wing member is closed, the change in the external environment appears largely In addition, it is possible to prevent such misleading information in the closed state of the second wing member from being communicated to the outside.
  • the present invention is applied to a hinge and hinge monitoring method for opening and closing a second connection target to a first connection target.

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Abstract

不具合や故障等をより確実に未然に防止することができ、また、修理点検作業を効率良くおこなうことができる、ヒンジを提供する。 第一連結対象物に連結される第一ウイング部材と、第二連結対象物に連結される第二ウイング部材と、を備え、第一連結対象物に第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジであって、ヒンジ内またはヒンジの周囲の所定の外部環境の変化を検知するセンサと、センサにおいて検知した外部環境の変化に関する情報を通信ネットワークを通じて外部に通信する制御部と、を備え、センサは、第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度を検知する回転速度センサ、振動量を検知する振動センサ、荷重を検知する荷重センサ、第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の開き角度を検知する角度センサ、温度を検知する温度センサ、または、気圧を検知する気圧センサ、のうち少なくともいずれか一つで構成される。

Description

ヒンジおよびヒンジのモニタリング方法
　本発明は、第一連結対象物に第二連結対象物を開閉可能に連結するヒンジおよびヒンジのモニタリング方法に関する。
　従来、第一連結対象物に連結される第一ウイング部材と、第二連結対象物に連結される第二ウイング部材と、を備え、第一連結対象物に第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジに関する技術は公知となっている（特許文献１参照）。
　前記ヒンジが設けられる用途の具体例としては、複合機の原稿読取装置等を備える本体に原稿圧着版を開閉可能に連結する用途、プリンターの本体にトナーカートリッジを交換するためのハッチ（蓋）を開閉可能に連結する用途、ノートパソコンや携帯電話の本体に画面部を開閉可能に連結する用途、自動車の車体にボンネットを開閉可能に連結する用途、便器に便座を開閉可能に連結する用途、炊飯器の窯部を備える本体に蓋部を開閉可能に連結する用途、また、炉や作業部屋等内部に連通する開口部に窓や扉を開閉可能に連結する用途、等が挙げられる。
　前記ヒンジでは、不具合や故障等のヒンジの状態またはヒンジの周囲の状況については、主に、定期的に行う点検作業やユーザーが通報すること等によって、メンテナンス業者等の外部の者が把握していた。
特開２００９－２３７０４６号公報
　しかしながら、前記ヒンジでは、設置されている環境や使用状態等によって、ヒンジの状態またはヒンジの周囲の状況は大きく異なる。また、ヒンジの状態またはヒンジの周囲の状況を把握する点検者やユーザー等の点検技術や注意力にはバラツキがある。
　このため、定期的に行う点検作業やユーザーから通報を受けた時点では、既に手遅れの状況となっていたり、大掛かりな修理を要する場合があった。また、定期的に行う点検作業やユーザーから通報を受けること等によって、修理等を必要としない状態でも点検作業または修理作業等を行う場合もあった。
　本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、不具合や故障等をより確実に未然に防止することができ、また、修理点検作業を効率良くおこなうことができる、ヒンジ、および、ヒンジのモニタリング方法を提供することを課題とする。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　即ち、第一連結対象物に連結される第一ウイング部材と、第二連結対象物に連結される第二ウイング部材と、を備え、前記第一連結対象物に前記第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジであって、前記ヒンジ内または前記ヒンジの周囲の所定の外部環境の変化を検知するセンサと、前記センサにおいて検知した外部環境の変化に関する情報を通信ネットワークを通じて外部に通信する制御部と、を備え、前記センサは、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の回転速度を検知する回転速度センサ、振動量を検知する振動センサ、荷重を検知する荷重センサ、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の開き角度を検知する角度センサ、温度を検知する温度センサ、または、気圧を検知する気圧センサ、のうち少なくともいずれか一つで構成されるものである。
　第一連結対象物に連結される第一ウイング部材と、第二連結対象物に連結される第二ウイング部材と、を備え、前記第一連結対象物に前記第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジにおいて、前記ヒンジに設けられたセンサが、前記ヒンジ内またはヒンジの周囲の所定の外部環境の変化を検知し、制御部が、前記センサにおいて検知した外部環境の変化に関する情報を通信ネットワークを通じて外部に通信する、ヒンジのモニタリング方法であって、前記センサは、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の回転速度を検知する回転速度センサ、振動量を検知する振動センサ、荷重を検知する荷重センサ、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の開き角度を検知する角度センサ、温度を検知する温度センサ、または、気圧を検知する気圧センサ、のうち少なくともいずれか一つで構成されるものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　即ち、本発明によれば、不具合や故障等をより確実に未然に防止することができ、また、修理点検作業を効率良くおこなうことができる。
本発明の実施例に係るヒンジを具備する箱部材を示す右側面図。 同じくヒンジを示すブロック図。 同じくヒンジを示す右側面図。 同じくヒンジを示す断面図。
　次に、本発明の実施形態に係るヒンジについて、図１から図４を用いて説明する。
　ヒンジは、二つの部材のうちの一方の部材（第一連結対象物）に他方の部材（第二連結対象物）を回動可能（開閉可能）に連結する。
　ヒンジが設けられる用途の具体例としては、複合機の原稿読取装置等を備える本体に原稿圧着版を開閉可能に連結する用途、プリンターの本体にトナーカートリッジを交換するためのハッチ（蓋）を開閉可能に連結する用途、ノートパソコンや携帯電話の本体に画面部を開閉可能に連結する用途、自動車の車体にボンネットを開閉可能に連結する用途、便器に便座を開閉可能に連結する用途、炊飯器の窯部を備える本体に蓋部を開閉可能に連結する用途、また、炉や作業部屋等内部に連通する開口部に窓や扉を開閉可能に連結する用途、等が挙げられる。
　次に、ヒンジが設けられるものの一例として、箱部材２について説明する。
　図１に示すように、箱部材２は、本体２ａと蓋体２ｂとを具備し、ヒンジを介して本体２ａに蓋体２ｂが回動可能に連結される。
　本体２ａは、ヒンジが連結される第一連結対象物の実施の一形態である。本体２ａは、一部（上部）に開口部を備え、内部に所定のものを収納すること、または、内部において所定の作業を可能に構成される。
　蓋体２ｂは、ヒンジが連結される第二連結対象物の実施の一形態である。蓋体２ｂは、本体２ａの上部に配置され、本体２ａに対して相対的に回動することによって、本体２ａの開口部を開閉する。
　なお、ヒンジが設けられるものとしては、このような構成に限定されるものではなく、ヒンジを介して一方の部材に他方の部材が回動可能に連結されているものを広く含むものとする。
　次に、ヒンジの一例として、ヒンジ１について説明する。
　図１から図４に示すように、ヒンジ１は、箱部材２の本体２ａに蓋体２ｂを回動可能に連結する。ヒンジ１は、下部固定部材１０、中間部材１１、上部固定部材１２、上部回動軸１３、下部回動軸１４、カム部材１５、バネ１６、上部スライダ１７、下部スライダ１８、および、ダンパー１９を具備する。
　下部固定部材１０は、本発明に係る第一ウイング部材の実施の一形態である。中間部材１１、上部固定部材１２および上部回動軸１３を合わせたものは、本発明に係る第二ウイング部材の実施の一形態である。
　上部固定部材１２は、箱部材２の蓋体２ｂに固定される。
　上部回動軸１３は、中間部材１１と上部固定部材１２とを回動可能に連結する。上部回動軸１３は、中間部材１１に形成された貫通孔および上部固定部材１２に形成された貫通孔に回動可能に貫装される。
　下部回動軸１４は、下部固定部材１０と中間部材１１とを回動可能に連結する棒状の部材である。下部回動軸１４は、下部固定部材１０に形成された貫通孔および中間部材１１に形成された貫通孔に回動可能に貫装される。
　カム部材１５は、貫通孔を有し、当該貫通孔には下部回動軸１４が貫装される。
　バネ１６は、伸長することにより、（上部固定部材１２が固定された）蓋体２ｂが（下部固定部材１０が固定された）本体２ａに対して開く方向に中間部材１１を下部固定部材１０に対して付勢し、ひいては蓋体２ｂの重量を支持する。バネ１６は、バネ鋼からなる丸棒を螺旋状に成形することにより得られる圧縮コイルバネからなる。
　上部スライダ１７は、バネ１６の上端部を支持する部材である。上部スライダ１７は、中間部材１１の内部の空間に収容され、中間部材１１の長手方向に沿って摺動することが可能である。
　下部スライダ１８は、バネ１６の下端部を支持する部材である。下部スライダ１８は、中間部材１１の内部に収容され、中間部材１１の長手方向に沿って摺動することが可能である。
　ダンパー１９は、箱部材２の蓋体２ｂを本体２ａに対して閉じる方向に第二ウイング部材（中間部材１１、上部固定部材１２および上部回動軸１３を合わせたもの）を下部固定部材１０に対して回動し、かつ蓋体２ｂの下面と本体２ａの上面との成す角度が小さいとき、下部固定部材１０に対する第二ウイング部材の回動速度を低減する。ダンパー１９は、油圧式のダンパー１９であり、その一端が上部スライダ１７に固定され、バネ１６で囲まれる位置に配置される。
　箱部材２の蓋体２ｂを本体２ａに対して閉じる方向に第二ウイング部材が下部固定部材１０に対して回動し、蓋体２ｂの下面と本体２ａの上面との成す角度が小さくなったとき、ダンパー１９の他端が下部スライダ１８に当接し、ダンパー１９がその長手方向において収縮する。そして、ダンパー１９がその長手方向において収縮するときに、ダンパー１９の内部に充填された作動油の粘性抵抗により下部固定部材１０に対する第二ウイング部材の回動速度が低減される。
　なお、ヒンジ１は、このような構成に限定されるものではなく、二つの部材のうちの一方の部材（第一連結対象物）に他方の部材（第二連結対象物）を回動可能（開閉可能）に連結するものを広く含むものとする。
　また、ヒンジ１は、センサ２０と、制御部２１と、を備える。
　センサ２０は、ヒンジ１内、またはヒンジ１の周囲の所定の外部環境の変化を検知する。センサ２０は、本体２ａに対する蓋体２ｂの回転速度（第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度）を検知する回転速度センサ（例えば、磁気エンコーダ、光学式エンコーダまたはジャイロセンサ等）、ヒンジ１（第一ウイング部材または第二ウイング部材）の振動量を検知する振動センサ、ヒンジ１の所定の場所（例えば、バネ１６を支持する上部スライダ１７または下部スライダ１８）が受ける荷重を検知する荷重センサ、本体２ａに対する蓋体２ｂの開き角度（第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の開き角度）を検知する角度センサ（例えば、磁気エンコーダ、光学式エンコーダまたはジャイロセンサ等）、ヒンジ１の温度（ヒンジ１内の温度またはヒンジ１の周囲の温度）を検知する温度センサ、または、ヒンジ１の周囲の気圧を検知する気圧センサのうち少なくともいずれか一つで構成される。
　センサ２０は、ヒンジ１内（例えば、第一ウイング部材内または第二ウイング部材内）においてセンサ２０が外部環境の変化を検知可能な所定の空間内に設けられる。なお、センサ２０は、ヒンジ１の外側に配置される構成とすることもできる。
　制御部２１は、ヒンジ１（センサ２０）の各種の動作を制御する。制御部２１は、各種の情報を記憶する記憶装置、時計機能（例えばリアルタイムクロック）、有線または無線等によって各種情報を外部へ通信する通信回路２１ａ、Ａ／Ｄ変換回路、および、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等を備える。制御部２１は、第二ウイング部材の開閉状態に関する情報、センサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報、または、センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報等を記憶装置に記憶する。制御部２１は、第二ウイング部材の開閉状態に関する情報、センサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報、または、センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報等を、通信回路２１ａからインターネット等の通信ネットワークを通じて外部（例えば、管理サーバー、外部通信機器、または、管理センター等）に通信する。また、制御部２１は、外部から受付けたセンサ２０の動作態様に関する情報を記憶し、また、外部から受付けた指示情報（センサ２０が外部環境の変化を検知するタイミングに関する情報、制御部２１が判断する所定の閾値に関する情報、また、センサ２０が検知した外部環境の変化に関する情報等を制御部２１が送信するタイミングに関する情報等）に基づいて動作可能に構成される。
　なお、制御部２１は、ヒンジ１に備えられる構成ではなく、箱部材２に内臓されるマイコン等で構成、または、箱部材２に電気的に接続されるＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の接続機器で構成することもできる。このように制御部２１をヒンジ１の外部に配置する構成とすることにより、ヒンジ１をコンパクトに構成することができる。
　また、制御部２１は、センサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報またはセンサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報等を、ヒンジ１内またはヒンジ１外に配置されて制御部２１に接続される接続機器（例えば、ビーコン装置または無線モジュール等）に通信回路２１ａから通信し、当該接続機器を経由して外部に通信する構成とすることもできる。
　センサ２０は外部環境の変化を検知する動作を常時おこなう。「センサ２０が外部環境の変化を検知する動作を常時おこなう」とは、厳密な意味において常時センサ２０が外部環境の変化を検知する動作を行うことの他に、極めて短い間隔毎（例えば１秒未満の間隔毎）にセンサ２０が外部環境の変化を検知する動作をおこなうことも含むものとする。
　制御部２１は、センサ２０が外部環境の変化を検知する動作をおこなう毎に、当該センサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報および当該センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報を外部に通信する。外部の者は、センサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報およびセンサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報を、管理サーバー等を経由してまたはヒンジ１から直接受け取る。
　このようにして、センサ２０が検知した外部環境の変化に関する情報および当該センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報を基に、ヒンジの状態またはヒンジの周囲の状況を遠隔地の外部の者に常時把握させることができる。このため、ヒンジ１によれば、不具合や故障等をより確実に未然に防止することができ、また、修理点検作業を効率良くおこなうことができる。
　センサ２０は、外部環境の変化を検知する動作を所定時間毎（少なくとも数秒間隔毎（例えば、１０分間隔毎または１８０分間隔毎））に行う設定とすることもできる。このように構成することによって、センサ２０が検知した外部環境の変化に関する情報等を所定時間毎に外部に通信しつつ、センサ２０が外部環境の変化を検知する動作による消費電力を抑制することができる。
　また、センサ２０は、外部環境の変化を検知する動作を、第二ウイング部材の閉状態時にのみ行う設定とすることもできる。このように構成することによって、例えば、ヒンジ１が設けられる箱部材２等の各種の機器が、第二ウイング部材の開状態時にヒンジ１の不具合でないにも関わらず外部環境の変化が大きく表れてしまうものの場合には、このような第二ウイング部材の開状態時の紛らわしい情報が外部に通信されることを防止することができる。
　また、センサ２０は、外部環境の変化を検知する動作を、第二ウイング部材の閉状態時にのみ行う設定とすることもできる。このように構成することによって、例えば、ヒンジ１が設けられる箱部材２等の各種の機器が、第二ウイング部材の開状態時にヒンジ１の不具合でないにも関わらず外部環境の変化が大きく表れてしまうものの場合には、このような第二ウイング部材の開状態時の紛らわしい情報が外部に通信されることを防止することができる。
　制御部２１は、所定時間毎（少なくとも数秒間隔毎（例えば、１０分間隔毎、１８０分間隔毎、または、数日毎））に、センサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報および当該センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報を外部に通信する設定とすることもできる。このように構成することによって、センサ２０が検知した外部環境の変化に関する情報等を所定時間毎に外部に通信してヒンジの状態またはヒンジの周囲の状況を遠隔地の外部の者に所定時間毎に把握させつつ、外部環境の変化に関する情報等を制御部２１が外部に通信する動作による消費電力を抑制することができる。
　センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高いか否かについて、制御部２１が判断する設定とすることもできる。前記所定の閾値は、予め設定されて制御装置の記憶装置に記憶され、また、外部からの通信等によってその値を変更することもできる。
　このとき、制御部２１は、センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高い場合に、当該所定の閾値よりも高い場合のセンサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報および当該センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報を外部に通信する設定とすることもできる。このように構成することによって、センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値を超える場合に（例えば、センサ２０が検知する外部環境の変化が異常度の高いものである場合にのみ）、当該センサ２０が検知した外部環境の変化に関する情報等を外部に通信してヒンジの状態またはヒンジの周囲の状況を遠隔地の外部の者にセンサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値を超えたことを把握させつつ、外部環境の変化に関する情報等を制御部２１が外部に通信する動作による消費電力を抑制することができる。
　例えば、ノートパソコン等にヒンジ１が設けられて、センサ２０が第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度（例えば、ノートパソコンの本体に対する画面部の回転速度）を検知可能な回転速度センサで構成されるとき、センサ２０が検知する第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度が所定の閾値よりも高い場合に、制御部２１は、当該センサ２０が検知した第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度に関する情報および当該センサ２０が第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度を検知した時間に関する情報を外部に通信する。このようにして、第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度が長期使用等によって良好な状態とされる初期値よりも速くまたは遅くなっている不具合が発生している虞があることを外部の者に把握させることができる。このようにして、不具合（ヒンジ１のズレ、または、バネ１６またはダンパー１９の劣化等の不具合）によって第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の回転速度が速くまたは遅くなっている虞があることを外部の者に把握させて、メンテナンス等を促すことができる。
　また例えば、ノートパソコン等にヒンジ１が設けられて、ヒンジ１の振動量を検知可能な振動センサで構成されるとき、センサ２０が検知するヒンジ１の振動量（例えば、第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の振幅や振動量等）が所定の閾値よりも高い値となった場合に、制御部２１は、当該センサ２０が検知したヒンジ１の振動量に関する情報および当該センサ２０がヒンジ１の振動量を検知した時間に関する情報を外部に通信する。このようにして、ヒンジ１の振動量が長期使用等によって良好な状態とされる初期値よりも高い値となった不具合が発生している虞があることを外部の者に把握させることができる。このようにして、不具合（ヒンジ１のズレ、上部回動軸１３による中間部材１１と上部固定部材１２との連結部分の緩み、または、下部回動軸１４による下部固定部材１０と中間部材１１との連結部分の緩み等の不具合）によってヒンジ１の振動量が高い値となっている虞があることを外部の者に把握させて、メンテナンス等を促すことができる。
　また例えば、ノートパソコン等にヒンジ１が設けられて、センサ２０がヒンジ１の所定の場所が受ける荷重を検知する荷重センサで構成されるとき、センサ２０が検知した荷重（例えば、ノートパソコンの本体に対して画面部が回動するときの、ヒンジ１のバネ１６を支持する上部スライダ１７または下部スライダ１８が受ける荷重）が所定の閾値よりも高い値となった場合に、制御部２１は、当該センサ２０が検知した荷重に関する情報および当該センサ２０が荷重を検知した時間に関する情報を外部に通信する。このようにして、ヒンジ１の所定の場所が受ける加重が長期使用等によって良好な状態とされる初期値よりも高くなっている不具合が発生している虞があることを外部の者に把握させることができる。このようにして、不具合（ヒンジ１のズレ、バネ１６の劣化による第一ウイング部材にかかる蓋体２ｂの荷重が想定していたものよりも大きくなる等の不具合）によってヒンジ１の所定の場所が受ける加重が高くなっている虞があることを外部の者に把握させて、メンテナンス等を促すことができる。
　また例えば、ノートパソコン等にヒンジ１が設けられて、センサ２０が第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の開き角度（例えば、ノートパソコンの本体に対する画面部の開き角度）を検知する角度センサで構成され、第二ウイング部材が予め設定された角度で開いた状態で静止する構成の場合において、センサ２０が検知する第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の前記予め設定された開き角度が所定の閾値とずれている場合に、制御部２１は、当該センサ２０が検知した第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の開き角度に関する情報および当該センサ２０が第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の開き角度を検知した時間に関する情報を外部に通信する。このようにして、第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の開き角度が長期使用等によって良好な状態とされる初期値（予め設定された開き角度）からずれている不具合が発生している虞があることを外部の者に把握させることができる。このようにして、不具合（ヒンジ１のズレ、または、上部回動軸１３による中間部材１１と上部固定部材１２との連結部分若しくは下部回動軸１４による下部固定部材１０と中間部材１１との連結部分が破損する等の不具合）によって第一ウイング部材に対する第二ウイング部材の開き角度が予め設定されたものからずれている虞があることを外部の者に把握させて、メンテナンス等を促すことができる。
　例えば、センサ２０がヒンジ１の温度を検知可能な温度センサで構成されるとき、センサ２０が検知するヒンジ１（ヒンジ１内またはヒンジ１の周囲）の温度が所定の閾値よりも高いまたは低い場合に、制御部２１は、当該センサ２０が検知したヒンジ１の温度に関する情報および当該センサ２０がヒンジ１の温度を検知した時間に関する情報を外部に通信する。このようにして、長期使用等によって、ヒンジ１を構成する部材同士において異常な摩擦が生じて発熱したり、冷凍庫等の庫内から冷気が漏れている等、ヒンジ１の温度が高くまたは低くなっている不具合が発生している虞があることを外部の者に把握させることができる。このようにして、不具合（ヒンジ１のズレ等の不具合）によってヒンジ１の温度が高くまたは低くなっている虞があることを外部の者に把握させて、メンテナンス等を促すことができる。
　例えば、センサ２０がヒンジ１の周囲の気圧を検知する気圧センサで構成されるとき、センサ２０が検知するヒンジ１の周囲の気圧が所定の閾値よりも高いまたは低い場合に、制御部２１は、当該センサ２０が検知したヒンジ１の周囲の気圧に関する情報および当該センサ２０がヒンジ１の周囲の気圧を検知した時間に関する情報を外部に通信する。このようにして、窯部内ヒンジ１またはヒンジ１が設けられる機器が想定している環境よりも高い（蓋体２ｂが閉じている状態でも炊飯器等の内部の圧力が以上に高い等）または低い気圧環境で使用されていることを外部の者に把握させることができる。
　前記所定の閾値が複数段階に設定され、センサ２０が検知する外部環境の変化が前記複数段階の所定の閾値よりも高いか否かについて、制御部２１がそれぞれ判断する設定とすることもできる。例えば、前記複数段階の所定の閾値は、比較的低い値の第一段階の閾値と比較的高い値の第二段階の閾値との二段階で構成される。このように構成することによって、センサ２０が検知する外部環境の変化の異常度が比較的低い状態と比較的高い状態とを順に、外部の者に把握させることができる。
　前記所定の閾値がヒンジ１の状態（例えば、第二ウイング部材の開閉状態、第二ウイング部材の開閉角度、または、時間帯等）に応じて変更され、センサ２０が検知する外部環境の変化が前記変更される所定の閾値よりも高いか否かについて、制御部２１がそれぞれ判断する設定とすることもできる。例えば、所定の閾値は、第二ウイング部材の閉状態時において比較的低い値の第一段階の閾値に設定され、第二ウイング部材の開状態時において比較的高い値の第二段階の閾値に設定される。このように構成することによって、例えば、センサ２０が検知する外部環境の変化に関する情報および当該センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報を、第二ウイング部材の閉状態時においてはセンサ２０が検知する外部環境の変化の異常度が比較的低い状態で外部に通信し、第二ウイング部材の開状態時においてはセンサ２０が検知する外部環境の変化の異常度が比較的高い状態で外部に通信する。
　センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高いか否かについて制御部２１が判断する設定とする場合において、制御部２１は、「センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高い」と所定時間以内に複数回（例えば、１０分以内に３回）連続して判断した場合に、当該所定の閾値よりも高い場合のセンサ２０において検知した外部環境の変化に関する情報および当該センサ２０が外部環境の変化を検知した時間に関する情報を外部に通信する設定とすることもできる。このように構成することによって、センサ２０が検知する外部環境の変化の異常度が実際には高くない場合に、ノイズ等によってセンサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高いと制御部２１によって判断されて、外部に通信されることを防止することができる。
　センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高いか否かについて制御部２１が判断する設定とする場合において、制御部２１は、センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高いか否かについて判断する動作を、第二ウイング部材の閉状態時にのみ行う設定とすることもできる。このように構成することによって、例えば、ヒンジ１が設けられる箱部材２等の各種の機器が、第二ウイング部材の開状態時に不具合でないにも関わらず外部環境の変化が大きく表れてしまうものの場合には、このような第二ウイング部材の開状態時の紛らわしい情報が外部に通信されることを防止することができる。
　センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高いか否かについて制御部２１が判断する設定とする場合において、制御部２１は、センサ２０が検知する外部環境の変化が所定の閾値よりも高いか否かについて判断する動作を、第二ウイング部材の開状態時（第二ウイング部材が所定の開閉角度のとき）にのみ行う設定とすることもできる。このように構成することによって、例えば、ヒンジ１が設けられる箱部材２等の各種の機器が、第二ウイング部材の閉状態時に不具合でないにも関わらず外部環境の変化が大きく表れてしまうものの場合には、このような第二ウイング部材の閉状態時の紛らわしい情報が外部に通信されることを防止することができる。
　本発明は、第一連結対象物に第二連結対象物を開閉可能に連結するヒンジおよびヒンジのモニタリング方法に利用される。
　１　　ヒンジ
　２　　箱部材
　２ａ　本体
　２ｂ　蓋体
　１０　下部固定部材
　１１　中間部材
　１２　上部固定部材
　１３　上部回動軸
　１４　下部回動軸
　１５　カム部材
　１６　バネ
　１７　上部スライダ
　１８　下部スライダ
　１９　ダンパー
　２０　センサ
　２１　制御部

Claims (2)

  1. 　第一連結対象物に連結される第一ウイング部材と、第二連結対象物に連結される第二ウイング部材と、を備え、前記第一連結対象物に前記第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジであって、
    　前記ヒンジ内または前記ヒンジの周囲の所定の外部環境の変化を検知するセンサと、
    　前記センサにおいて検知した外部環境の変化に関する情報を通信ネットワークを通じて外部に通信する制御部と、を備え、
    　前記センサは、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の回転速度を検知する回転速度センサ、振動量を検知する振動センサ、荷重を検知する荷重センサ、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の開き角度を検知する角度センサ、温度を検知する温度センサ、または、気圧を検知する気圧センサ、のうち少なくともいずれか一つで構成される、ヒンジ。
  2. 　第一連結対象物に連結される第一ウイング部材と、第二連結対象物に連結される第二ウイング部材と、を備え、前記第一連結対象物に前記第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジにおいて、前記ヒンジに設けられたセンサが、前記ヒンジ内またはヒンジの周囲の所定の外部環境の変化を検知し、制御部が、前記センサにおいて検知した外部環境の変化に関する情報を通信ネットワークを通じて外部に通信する、ヒンジのモニタリング方法であって、
    　前記センサは、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の回転速度を検知する回転速度センサ、振動量を検知する振動センサ、荷重を検知する荷重センサ、前記第一ウイング部材に対する前記第二ウイング部材の開き角度を検知する角度センサ、温度を検知する温度センサ、または、気圧を検知する気圧センサ、のうち少なくともいずれか一つで構成される、ヒンジのモニタリング方法。
PCT/JP2018/034806 2017-09-25 2018-09-20 ヒンジおよびヒンジのモニタリング方法 WO2019059274A1 (ja)

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