JP2008151212A - トルクヒンジ - Google Patents

Abstract

【課題】 初期設定トルクの増減を比較的容易に行うことができて、この初期設定トルクを比較的長期にわたり保持可能なトルクヒンジを提供する。
【解決手段】 トルクヒンジ１０は、第一のフランジ部１１ｃに円形の第一のボルト挿通孔１１ｅが形成され、第二のフランジ部１１ｄには非円形の第二のボルト挿通孔１１ｆが形成された羽根板１１Ａ，１１Ｂと、螺旋山１２ａが軸方向に部分的に切り欠かれたサイドカットボルト１２とを有する。一対の羽根板は、第一のボルト挿通孔と第二のボルト挿通孔とが第一の合成樹脂製ワッシャー１３を介してそれぞれ重なるように対向配置され、これら重ね合わされたボルト挿通孔にサイドカットボルトがそれぞれ挿通され、サイドカットボルトの先端に第二の合成樹脂製ワッシャー１４、金属製ワッシャー１５及び皿バネワッシャー１６を挿通し、一対の羽根板が回動可能なようにナット１７で緊締される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２つの部材間に設けられ、部材の相対的な回動を可能にすると共に所望の角度で停止状態を保持するために使用されるトルクヒンジに関する。

本発明の出願人は、事務機器、家電製品、家具、ドア又はパソコン等において部材間を接続するためのトルクヒンジを製造しており、そのようなトルクヒンジの一例として、図４に示したものがある。このトルクヒンジ５０は、二枚の羽根板５１，５２のうち一方に筒状部５１ａが形成され、この筒状部５１ａに軸部材５３が通されて圧着固定され、この軸部材５３に連結部材５４が環装され、連結部材５４に他方の羽根板５２が固定されている。ここで、軸部材５３において連結部材５４が環装される箇所の表面には、比較的耐久性の優れた合成樹脂材料からなる被覆材（図示せず）が設けられ、この被覆材の周りに連結部材５４が緊締され、この合成樹脂材料と連結部材５４との摩擦による回動抵抗により、二枚の羽根板５１，５２は所定のトルクで相対的に回動可能なように構成されている。
なお、特許文献１としては、特開平８−１１６１８５号公報を挙げることが可能であり、これには、折り畳み式のノート型パソコンにおける本体とディスプレイとの接続部に適用されるトルクヒンジが記載されている。このトルクヒンジは、本発明のように二枚の羽根板を有するものではないので、更なる説明は省略する。
特開平８−１１６１８５号公報

上述のトルクヒンジ５０は、金属同士の摩擦力に依存するものではないため、金属粉や異音が発生しないという長所を備え、また初期設定トルクが比較的長期にわたり保持できるものであるが、適用製品によっては、この初期設定トルクの保持性能を更に改良することが求められている。またトルクヒンジ５０では、製造時に初期設定トルクの増減を比較的容易に行うことができないという問題もある。

本発明の課題は、初期設定トルクの増減を製造時に比較的容易に行うことができて、この初期設定トルクを比較的長期にわたり保持可能なトルクヒンジを提供することにある。

以下、課題を解決するための手段について、添付図面中の参照番号を付して説明する。
本発明では、螺旋山１２ａが軸方向に部分的に切り欠かれたサイドカットボルト１２と；板材１１ａの両端が曲折されて第一及び第二のフランジ部１１ｃ，１１ｄが形成され、第一のフランジ部１１ｃには前記サイドカットボルト１２を挿通して回転可能な形状の第一のボルト挿通孔１１ｅが形成され、第二のフランジ部１１ｄには前記サイドカットボルト１２を挿通可能、且つサイドカットボルト１２が回転不可能な形状の第二のボルト挿通孔１１ｆが形成された羽根板１１Ａ，１１Ｂの一対と；前記第二のボルト挿通孔１１ｆとほぼ同じ形状のボルト挿通孔１３ａ，１４ａが形成された第一及び第二の合成樹脂製ワッシャー１３，１４と；前記第二のボルト挿通孔１１ｆとほぼ同じ形状のボルト挿通孔１５ａが形成された金属製ワッシャー１５と；皿バネワッシャー１６と；ナット１７とを有するトルクヒンジ１０であって、前記一対の羽根板１１Ａ，１１Ｂは、第一のボルト挿通孔１１ｅと第二のボルト挿通孔１１ｆとが第一の合成樹脂製ワッシャー１３を介してそれぞれ重なるように対向配置され、これら重ね合わされたボルト挿通孔１１ｅ，１１ｆ，１３ａに前記サイドカットボルト１２がそれぞれ挿通され、サイドカットボルト１２の先端に第二の合成樹脂製ワッシャー１４、金属製ワッシャー１５及び皿バネワッシャー１６を挿通し、一対の羽根板１１Ａ，１１Ｂが回動可能なようにナット１７で緊締されたものであるトルクヒンジ１０が提供される。

本発明のトルクヒンジ１０では、第二のフランジ部１１ｄにおける第二のボルト挿通孔１１ｆの周りに凸部１１ｇを設け、第一の合成樹脂製ワッシャー１３に凹部１３ｂを設け、当該凸部１１ｇと当該凹部１３ｂとを嵌合可能なように構成することが好ましい。
また第一及び第二の合成樹脂製ワッシャー１３，１４は、例えば、ポリアセタール・コポリマー又はポリエーテルエーテルケトン（PEEK）等の比較的耐摩耗性や耐熱性が優れた高分子樹脂材料から形成されたものが好ましい。

本発明のトルクヒンジでは、羽根板の第二のフランジ部、第一及び第二の合成樹脂製ワッシャー及び金属製ワッシャーの各部材に、サイドカットボルトの断面とほぼ同じ形状の非円形のボルト挿通孔が形成されている。そのため、これら非円形のボルト挿通孔にサイドカットボルトが挿通され、皿バネワッシャーを介してナットで緊締されると、これらの部材は羽根板の第二のフランジ部に対して相対的に回動しないように固定される。一方、羽根板の第一のフランジ部には、丸孔の第一のボルト挿通孔が形成されているため、サイドカットボルトに対して相対的に回動自在である。
そして、本発明のトルクヒンジでは、ナットで緊締された皿バネワッシャーの弾性力により、第一及び第二の合成樹脂製ワッシャーを介して第一のフランジ部を圧縮し、摩擦力によりトルクを得るものであるため、常に一定のトルクを比較的長期にわたり維持することができる。また回動自在な第一のフランジ部と、皿バネワッシャーとの間には、回動しない金属製ワッシャー及び合成樹脂製ワッシャーが介在しているため、第一のフランジ部が回動するときにも、皿バネワッシャーやナット自体には回転方向への力が伝わらず、二枚の羽根板が繰り返し相対的に回動しても、ナットは緩まずに緊締状態が維持できる。
またトルクヒンジの製造時には、多種類の皿バネワッシャーのなかから、適切な弾力性能のものを選び、適切な枚数の皿バネワッシャーを使用するだけで、初期トルクの増減を比較的容易に設定することができる。

以下、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１（ａ）は本発明のトルクヒンジ１０を上から見下ろした平面図、図１（ｂ）は側面図である。また図２は、トルクヒンジ１０を構成する羽根板１１の斜視図である。
トルクヒンジ１０は、図２に示した羽根板１１を二枚、図１（ａ）のように対向配置し、これらをサイドカットボルト１２、複数のワッシャー１３〜１６及びナット１７により回動可能なように緊締したものである。

以下、トルクヒンジ１０を構成する各部材について説明する。
前記サイドカットボルト１２は、図３に示したように、螺旋山１２ａが形成されたボルト軸１２ｂの二箇所が軸方向に切り欠かれたものであり、この螺旋山１２ａには、ナット等の雌螺旋を螺合することが可能である。なお、これ以外にも、ボルト軸１２ｂの一箇所だけ切り欠いたサイドカットボルトも使用可能である。

前記羽根板１１は、図２に示したように、本体部１１ａにビス又はボルト等を挿通するための孔１１ｂが形成され、この本体部１１ａの両端が同じ方向にほぼ９０°の角度で曲げられて第一のフランジ部１１ｃ及び第二のフランジ部１１ｄが形成されている。第一のフランジ部１１ｃにはサイドカットボルト１２を挿通可能な丸孔、すなわち第一のボルト挿通孔１１ｅが形成され、第二のフランジ部１１ｄにはサイドカットボルト１２の断面よりも若干大きく、サイドカットボルト１２とほぼ同じ断面形状の孔、すなわち非円形の第二のボルト挿通孔１１ｆが形成される。これらボルト挿通孔１１ｅ，１１ｆの周りのフランジ部周縁１１ｃ’，１１ｄ’は円弧状に形成されており、これにより、二枚の羽根板１１が図１のように組み立てられたときに回動を可能にしている。また第二のフランジ部１１ｃの内側面には、第二のボルト挿通孔１１ｅの周りに複数の凸部１１ｇが対象位置に形成されている。図２では凸部１１ｇを二つ設けたが、この凸部１１ｇは少なくとも一つ設ければ良い。なお、第一のフランジ部１１ｂには内側面及び外側面の何れにも凸部は形成されず、平滑な面として形成される。

前記ワッシャー１３，１４は、合成樹脂材料から形成されたものであり、特に、ポリアセタール・コポリマー又はポリエーテルエーテルケトン（PEEK）等の超耐熱性高分子樹脂材料から形成されたものが好ましい。またワッシャー１５は金属材料から形成されたものが用いられる。これらワッシャー１３，１４，１５には、図３に示したように、第二のボルト挿通孔１１ｆとほぼ同じ形状のボルト挿通孔１３ａ，１４ａ，１５ａが設けられる。
ワッシャー１３には、羽根板１１の凸部１１ｇに対応する位置に凹部１３ｂが形成されている。ワッシャー１３は、そのボルト挿通孔１３ａがサイドカットボルト１２の断面とほぼ同じ形状に形成されたものであるため、羽根板１１Ａ，１１Ｂ同士の相対的な回動時には、ボルト挿通孔１３ａがサイドカットボルト１２から応力を受けるものであるが、ワッシャー１３の凹部１３ｂが羽根板１１の凸部１１ｇに嵌合することにより、この応力を分散・低下させることが可能になる。
ワッシャー１６は皿バネワッシャーであり、トルクヒンジ１０の初期設定トルクに対応した弾力性能を有するものが使用される。

次に、トルクヒンジ１０が上述の各部材から如何に構成されるかについて説明する。
トルクヒンジ１０は、図１（ａ）（ｂ）に示したように、二枚の羽根板１１Ａ，１１Ｂが対向配置されることにより、羽根板１１Ａの第一のフランジ部１１ｃが羽根板１１Ｂの第二のフランジ部１１ｄに対向し、羽根板１１Ａの第二のフランジ部１１ｄが羽根板１１Ｂの第一のフランジ部１１ｃに対向している。これら両フランジ部１１ｃ，１１ｄの間には、図３に示したように、合成樹脂製ワッシャー１３が挟まれ、これらの部材のボルト挿通孔１１ｆ，１３ａ，１１ｅにサイドカットボルト１２がそれぞれ外側から内側に向けて挿入される。二本のサイドカットボルト１２には、先端から合成樹脂製ワッシャー１４、金属製ワッシャー１５及び皿バネワッシャー１６が環装され、ナット１７が締め込まれて緊締される。図１及び図３では、金属製ワッシャー１５及び皿バネワッシャー１６がそれぞれ二枚ずつ設けられたが、これらの枚数は適宜変更可能である。
本発明のトルクヒンジ１０では、二枚の羽根板１１Ａ，１１Ｂを相対的に回動させるとき、第一のフランジ部１１ｃと合成樹脂製ワッシャー１３，１４との間の摩擦力によりトルクを得るものであり、この摩擦力はナット１７による締付けと、皿バネワッシャー１６の弾力性能によるものである。皿バネワッシャー１６は、その枚数を増減することにより、トルクヒンジ１０のトルク調整が可能になる。

トルクヒンジ１０では、羽根板１１の第二のフランジ部１１ｄ、合成樹脂製ワッシャー１３，１４及び金属製ワッシャー１５の各部材に、サイドカットボルト１２の断面とほぼ同じ形状で非円形のボルト挿通孔１１ｆ，１３ａ，１４ａ，１５ａが形成されているため、これらボルト挿通孔１１ｆ，１３ａ，１４ａ，１５ａにサイドカットボルト１２が挿通されると、各部材は相対的に回動しないように固定される。一方、羽根板１１の第一のフランジ部１１ｃには、丸孔の第一のボルト挿通孔１１ｅが形成されているため、サイドカットボルト１２に対して相対的に回動自在である。
皿バネワッシャー１６は、回動自在な第一のフランジ部１１ｃとの間に、回動しない金属製ワッシャー１５及び合成樹脂製ワッシャー１４が介在しているため、第一のフランジ部１１ｃの回動による影響を受けず、羽根板１１の第二のフランジ部１１ｄ及びサイドカットボルト１２に対して相対的に回動しないで固定される。これにより、皿バネワッシャー１６に接触しているナット１７も回動せず固定状態が保たれるため、二枚の羽根板１１Ａ，１１Ｂが繰り返し相対的に回動しても、ナット１７は緩まず緊締状態が維持される。

次に、トルクヒンジ１０の作用について説明する。
図１（ａ）（ｂ）において、例えば、羽根板１１Ｂを固定し、羽根板１１Ａを矢印Ｒ方向に回動した場合、上側に位置するサイドカットボルト１２とナット１７により締め込まれた箇所では、合成樹脂製ワッシャー１３，１４、金属製ワッシャー１５、皿バネワッシャー１６及びナット１７が、羽根板１１Ｂの第二のフランジ部１１ｄに一体に固定されて動かず、羽根板１１Ａの第二のフランジ部１１ｃのみが両側の合成樹脂製ワッシャー１３，１４からの摩擦力によるトルクに逆らって回動する。
一方、下側に位置するサイドカットボルト１２とナット１７により締め込まれた箇所では、合成樹脂製ワッシャー１３，１４、金属製ワッシャー１５、皿バネワッシャー１６及びナット１７が、羽根板１１Ａの第二のフランジ部１１ｄに一体に固定された状態で、羽根板１１Ａと伴に羽根板１１Ｂに対して相対的に回動する。この下側のサイドカットボルト１２とナット１７により締め込まれた箇所においても、羽根板１１Ｂの第二のフランジ部１１ｃと、その両側の合成樹脂製ワッシャー１３，１４との間に摩擦力によるトルクが生じる。

（ａ）は本発明のトルクヒンジを上から見下ろした平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明のトルクヒンジを構成する羽根板の斜視図である。 本発明のトルクヒンジを構成する各部材を並べて示した斜視図である。 従来のトルクヒンジの斜視図である。

符号の説明

１０ トルクヒンジ
１１ 羽根板
１１ｃ 第一のフランジ部
１１ｄ 第二のフランジ部
１１ｅ 第一のボルト挿通孔
１１ｆ 第二のボルト挿通孔
１１ｇ 凸部
１２ サイドカットボルト
１３ 第一の合成樹脂製ワッシャー
１３ａ ボルト挿通孔
１３ｂ 凹部１３ｂ
１４ 第二の合成樹脂製ワッシャー
１４ａ ボルト挿通孔
１５ 金属製ワッシャー
１５ａ ボルト挿通孔
１６ 皿バネワッシャー
１７ ナット

Claims (2)

1. 螺旋山が軸方向に部分的に切り欠かれたサイドカットボルトと；板材の両端が曲折されて第一及び第二のフランジ部が形成され、第一のフランジ部には前記サイドカットボルトを挿通して回転可能な形状の第一のボルト挿通孔が形成され、第二のフランジ部には前記サイドカットボルトを挿通可能且つサイドカットボルトが回転不可能な形状の第二のボルト挿通孔が形成された羽根板の一対と；前記第二のボルト挿通孔とほぼ同じ形状のボルト挿通孔が形成された第一及び第二の合成樹脂製ワッシャーと；前記第二のボルト挿通孔とほぼ同じ形状のボルト挿通孔が形成された金属製ワッシャーと；皿バネワッシャーと；ナットとを有するトルクヒンジであって、
   前記一対の羽根板は、第一のボルト挿通孔と第二のボルト挿通孔とが第一の合成樹脂製ワッシャーを介してそれぞれ重なるように対向配置され、これら重ね合わされたボルト挿通孔に前記サイドカットボルトがそれぞれ挿通され、サイドカットボルトの先端に第二の合成樹脂製ワッシャー、金属製ワッシャー及び皿バネワッシャーを挿通し、一対の羽根板が回動可能なようにナットで緊締されたものであるトルクヒンジ。
2. 第二のフランジ部における第二のボルト挿通孔の周りに凸部が設けられ、第一の合成樹脂製ワッシャーに凹部が設けられ、当該凸部と当該凹部とが嵌合するように設けられたものである請求項１に記載のトルクヒンジ。

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