JP2554574B2 - Free fall prevention hinge - Google Patents
Free fall prevention hingeInfo
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- JP2554574B2 JP2554574B2 JP4129661A JP12966192A JP2554574B2 JP 2554574 B2 JP2554574 B2 JP 2554574B2 JP 4129661 A JP4129661 A JP 4129661A JP 12966192 A JP12966192 A JP 12966192A JP 2554574 B2 JP2554574 B2 JP 2554574B2
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- outer ring
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- raceway
- raceway surface
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- Hinge Accessories (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】】本発明は、固定される第二部分
と該第二部分に対して回転して持ち上げられる第一部分
との回転部分に用いられる自由落下防止付ヒンジに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a free fall preventing hinge used for a rotating portion of a second portion to be fixed and a first portion to be rotated and raised with respect to the second portion.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば複写機のカバーやラップトップ形
パソコンのディスプレー等、固定された本体に対してカ
バーを開閉して使用する機器が数多くある。このような
機器では、カバーを開いて停止させて使用し、使用後人
が手でカバーを閉じるというのが通常の操作となる。こ
の場合従来の装置では、このような開閉部分にばね等の
力と摩擦力とを利用するのが一般的であった。このた
め、希望する任意の開位置にカバーを設定するのが難し
く、又、静摩擦力と動摩擦力とに差があるため、カバー
の開閉トルクが不安定であり、カバーの円滑な開閉が困
難であった。更に、従来のこのような装置は一般に形状
が大きなものであった。2. Description of the Related Art There are many devices such as a cover of a copying machine and a display of a laptop personal computer which are opened and closed with respect to a fixed main body. In such a device, it is a normal operation that the cover is opened and stopped to be used, and then the user manually closes the cover after use. In this case, in the conventional device, it is general to use the force of a spring or the like and the frictional force for such an opening / closing portion. For this reason, it is difficult to set the cover at any desired open position, and because the static friction force and the dynamic friction force are different, the opening and closing torque of the cover is unstable, and it is difficult to open and close the cover smoothly. there were. Further, such conventional devices have generally been large in shape.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、形状が小さく、第二部分の位置
設定が容易で、これを円滑に開閉することができる自由
落下防止付ヒンジを提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems in the prior art, has a small shape, facilitates the setting of the position of the second portion, and has a free fall prevention function which can be opened and closed smoothly. It is an object to provide a hinge.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、固定される第二部分と該第二部分に対して
回転して持ち上げられる第一部分との回転部分に用いら
れる自由落下防止付ヒンジに於いて、内側回転体と、外
輪と、ころと、支持手段と、付勢手段と、移動停止手段
と、を有し、前記内側回転体は、その中心軸まわりの単
葉回転双曲面をなす内側軌道面と前記第一部分に結合さ
れる第一トルク伝達部とを備え、前記外輪は、前記内側
軌道面との間で軌道を形成するように前記中心軸まわり
の単葉回転双曲面をなす外輪軌道面と前記第二部分に結
合される第二トルク伝達部とを備え、前記ころは、ころ
がり面が円筒形状であり、前記軌道において該ころの中
心線を前記中心軸を含む断面から一定角度傾斜して前記
軌道の円周方向に複数個配設され、該ころの表面は前記
内側軌道面と前記外輪軌道面とに線状に接触し、前記支
持手段は、前記第二部分に固定され前記内側回転体を前
記中心軸方向の一定位置で回転自在に支持し、前記付勢
手段は、前記外輪を前記中心軸方向であって前記軌道の
間隔を狭くする方向に付勢し、前記移動停止手段は、軸
受を備え該軸受を介して前記外輪の前記軌道間隔を狭く
する方向への移動を所定位置で停止し、前記所定位置
を、前記第一部分の自重による回転モーメントより大き
い回転抵抗を与えるような位置とした、ことを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a free fall used in a rotating part of a fixed second part and a first part which is rotated and raised with respect to the second part. The prevention hinge has an inner rotating body, an outer ring, rollers, a supporting means, a biasing means, and a movement stopping means, and the inner rotating body has a single-leaf rotating twin around its central axis. A monotonous rotating hyperboloid about the central axis so as to form a raceway between the inner raceway surface and the inner raceway surface and a first torque transmitting portion coupled to the first portion. And a second torque transmitting portion coupled to the second portion, the roller has a cylindrical rolling surface, and the center line of the roller in the race is a cross section including the central axis. Tilted at a certain angle from the Several rollers are provided, and the surfaces of the rollers linearly contact the inner raceway surface and the outer ring raceway surface, and the supporting means is fixed to the second portion to move the inner rotating body in the central axis direction. It is rotatably supported at a fixed position, the biasing means biases the outer ring in the direction of the central axis and in the direction of narrowing the space between the raceways, and the movement stopping means includes a bearing. The movement of the outer ring in the direction of narrowing the track spacing is stopped at a predetermined position, and the predetermined position is set to a position that gives a rotational resistance larger than the rotational moment due to the weight of the first portion. And
【0005】[0005]
【作 用】内側回転体は支持手段により中心軸方向の一
定位置で回転自在に支持され、この支持手段は第二部分
に固定されるので、内側回転体は第二部分に対して中心
軸方向の一定位置で回転自在である。そして内側回転体
は、その第一トルク伝達部が第一部分に結合されるの
で、第一部分と同時に回転する。一方、外輪は第二トル
ク伝達部を備え、これが第二部分に結合されるので、固
定された第二部分によりその回転が拘束される。その結
果、第二部分に対する第一部分の回転は、内側回転体と
外輪との間の回転に置換される。[Operation] Since the inner rotating body is rotatably supported at a fixed position in the central axis direction by the supporting means, and this supporting means is fixed to the second portion, the inner rotating body is in the central axis direction with respect to the second portion. Can be rotated at a fixed position. The inner rotating body rotates at the same time as the first portion because the first torque transmitting portion is coupled to the first portion. On the other hand, the outer ring is provided with the second torque transmission portion, which is coupled to the second portion, so that the rotation is restrained by the fixed second portion. As a result, the rotation of the first portion with respect to the second portion is replaced by the rotation between the inner rotating body and the outer ring.
【0006】次に、内側回転体と外輪とが相対向するそ
れぞれの面を単葉回転双曲面とし、両面で形成した軌道
に複数個のころを傾斜させて両軌道面に線接触するよう
に構成し、外輪を付勢手段により軌道間隔を狭める方向
に付勢するので、内側回転体と外輪との間ではころがり
軸受クラッチとしての作用が生ずる。即ち、例えば第一
部分を開閉することにより第一トルク伝達部を介して内
側回転体に入力トルクが伝達されて内側回転体が一方向
に回転すると、ころは内側回転体及び外輪の両軌道面
(内外軌道面)に案内されてそれぞれの上を自転しつつ
公転する共に、その傾斜により内側回転体及び外輪に対
してそれぞれ中心軸方向において反対方向に進む。その
結果、ころの傾斜方向及び回転体の回転方向の関係で、
内側回転体と外輪との間には中心軸方向に引き離し力又
は引き寄せ力が発生する。そして、内側回転体はその軸
方向位置を固定されているため外輪が軸方向に動き、こ
れらの間に引き離し力が生ずるときには、軌道間隔が広
がり内側回転体と外輪との間では自由回転が可能にな
り、引き寄せ力が生ずるときには、軌道間隔が狭まり内
側回転体と外輪との間はころを介してクラッチされる。
従って、一方向の回転を自由回転側に選ぶと、その逆転
はクラッチになる。このクラッチ動作は、付勢手段が外
輪をクラッチ方向に付勢してしているので、瞬時に且つ
確実に行われる。その結果、第二部分に対して第一部分
は、一方向側には自由回転し、その反対方向側ではクラ
ッチされる。そしてクラッチされるときには、回転部分
の回転が制限されることになるが、回転部分にそのクラ
ッチトルク以上のトルクを加えれば、クラッチトルク分
が回転抵抗になりつつ回転部分の回転が可能になる。Next, the respective surfaces of the inner rotating body and the outer ring facing each other are made into single-leaf rotating hyperboloids, and a plurality of rollers are inclined in a raceway formed on both sides to make line contact with both raceway surfaces. However, since the outer ring is urged by the urging means in the direction of narrowing the raceway distance, an action as a rolling bearing clutch occurs between the inner rotating body and the outer ring. That is, for example, when the input torque is transmitted to the inner rotary body through the first torque transmission portion by opening and closing the first portion and the inner rotary body rotates in one direction, the rollers move on both raceway surfaces of the inner rotary body and the outer ring ( Guided by the inner and outer raceways) and revolve while rotating on their respective upper portions, the inclination causes them to move in opposite directions in the central axis direction with respect to the inner rotating body and the outer ring. As a result, due to the relationship between the roller inclination direction and the rotation direction of the rotating body,
A separation force or a drawing force is generated in the central axis direction between the inner rotating body and the outer ring. Since the inner rotor is fixed in its axial position, the outer ring moves in the axial direction, and when a separation force is generated between them, the orbital interval increases and free rotation is possible between the inner rotor and the outer ring. When a pulling force is generated, the raceway space is narrowed and the inner rotating body and the outer ring are clutched via rollers.
Therefore, when the rotation in one direction is selected as the free rotation side, the reverse rotation becomes the clutch. This clutch operation is instantaneously and reliably performed because the biasing means biases the outer ring in the clutch direction. As a result, the first portion is free to rotate in one direction with respect to the second portion and is clutched in the opposite direction. When the clutch is engaged, the rotation of the rotating portion is limited. However, if a torque equal to or higher than the clutch torque is applied to the rotating portion, the rotating torque can be rotated while the clutch torque becomes a rotational resistance.
【0007】次に、このクラッチトルクは、外輪が付勢
手段により押されることにより逆転と同時にその付勢力
に対応したトルクとして初期的に与えられる。そして、
内側回転体と外輪との間が相対回転しその間に捩じれ角
が生ずると、外輪が中心軸方向に進み、これに対応して
軌道間隔が狭くなるので、クラッチトルクは捩じれ角従
って外輪の移動量に対応して大きくなる。ここで本発明
によれば、外輪の移動を停止する移動停止手段として軸
受を設け、この軸受を介して、外輪が軌道間隔を狭くす
る方向へ移動するのを所定位置で停止させているので、
外輪はこれ以上捩じれて移動することがないため、この
外輪の位置で発生するクラッチトルクが最大のクラッチ
トルクになる。そして、所定の停止位置を、第一部分の
自重による回転モーメントより大きい回転抵抗即ちクラ
ッチトルクを与えるような位置にしているので、自由回
転側で第一部分を持ち上げて回転部分を回転させた後
に、第一部分をフリーな状態にしても、その自重による
モーメントで第一部分が落下することがない。このよう
な所定位置は、計算や実験によって求めることができ
る。又、その位置を調整できるようにしてもよい。一
方、第一部分にそのクラッチトルク以上のトルクを与え
れば、これを落下方向に動かすことができる。従って、
第一部分を持ち上げた位置又は下方に動かした位置等、
任意の位置で第一部分を設定することができる。Next, the clutch torque is initially given as a torque corresponding to the urging force at the same time as the reverse rotation when the outer wheel is pushed by the urging means. And
When the inner rotating body and the outer ring rotate relative to each other and a twist angle is generated between them, the outer ring advances in the direction of the central axis, and the track spacing becomes narrower correspondingly, so the clutch torque is the twist angle and therefore the amount of movement of the outer ring. Grows in size. Here, according to the present invention, since a bearing is provided as a movement stopping means for stopping the movement of the outer ring, and the movement of the outer ring in the direction of narrowing the track interval is stopped at a predetermined position via this bearing,
Since the outer ring is not twisted and moves further, the clutch torque generated at the position of the outer ring becomes the maximum clutch torque. Then, since the predetermined stop position is set to a position that gives a rotation resistance, that is, a clutch torque larger than the rotation moment due to the weight of the first portion, the first portion is lifted on the free rotation side to rotate the rotating portion, Even if a part is in a free state, the first part will not drop due to the moment due to its own weight. Such a predetermined position can be obtained by calculation or experiment. Further, the position may be adjustable. On the other hand, if a torque equal to or higher than the clutch torque is applied to the first portion, it can be moved in the falling direction. Therefore,
Position where the first part is lifted or moved downward,
The first part can be set at any position.
【0008】この場合、このようなクラッチトルクは、
ころと内側回転体及び外輪との間の微小変形に伴うころ
がり摩擦及びころの軸方向のすべり摩擦の作用によって
得られるので、ばらつきが無く安定したものとなる。そ
して外輪の移動停止を軸受により行うので、外輪の回転
も円滑に行われ、正確で安定した回転抵抗が維持され
る。更に、このような自由落下防止付ヒンジによれば、
その構造がころがり軸受形状のものであるため、許容面
圧が高いと共に大きな摺動部分を必要としないので、そ
の形状を小形化することができる。In this case, such a clutch torque is
Since it is obtained by the action of the rolling friction and the axial sliding friction of the rollers due to the minute deformation between the rollers and the inner rotating body and the outer ring, there is no variation and the stability is obtained. Since the outer ring is stopped moving by the bearing, the outer ring is smoothly rotated, and accurate and stable rotation resistance is maintained. Furthermore, according to such a free fall prevention hinge,
Since the structure has a rolling bearing shape, the allowable surface pressure is high and a large sliding portion is not required, so that the shape can be reduced.
【0009】[0009]
【実 施 例】図1は、実施例の自由落下防止付ヒンジ
の概略構造を示す。本実施例の装置は、固定された第二
部分とこれに対して回転して持ち上げられる第一部分と
の回転部分の一例として、第一部分としてのパソコンや
ワープロのディスプレー付のカバー100と、第二部分
としてのそれらの本体200との間の回転部分に用いる
ことができる。そして本装置は、内側回転体としての内
軸1と、外輪2と、ころ3と、支持手段としてのハウジ
ング4及び支持軸受5と、付勢手段としての予圧ばね6
と、移動停止手段としてのスラスト軸受7とを有する。
内軸1は、その一部分にその中心軸1bまわりの単葉回
転双曲面をなす内側軌道面1aとカバー100に結合さ
れる第一トルク伝達部としてのカバー取付部1cとを備
え、本体200に固定されたハウジング4及び支持軸受
5によって中心軸1b方向の一定位置で回転自在に支持
されている。なお本実施例では、内側回転体を上記の如
く内軸1として一体に形成しているが、例えば軌道面部
分と軸とを別体にする等、各構成部分を別体としこれら
を結合して形成することができるのは勿論である。[Example] Fig. 1 shows a schematic structure of a hinge with free fall prevention according to an embodiment. The device of the present embodiment is, as an example of a rotating part of a fixed second part and a first part which is rotated and raised with respect to the fixed second part, as a first part, a cover 100 with a display of a personal computer or a word processor, and a second part. It can be used for the rotating part between its body 200 as a part. The present apparatus includes an inner shaft 1 serving as an inner rotating body, an outer ring 2, rollers 3, a housing 4 and a supporting bearing 5 serving as supporting means, and a preload spring 6 serving as urging means.
And a thrust bearing 7 as a movement stopping means.
The inner shaft 1 includes an inner raceway surface 1a forming a single-leaf rotation hyperboloid around the central axis 1b and a cover mounting portion 1c as a first torque transmitting portion coupled to the cover 100, and is fixed to the main body 200. It is rotatably supported at a fixed position in the direction of the central axis 1b by the housing 4 and the support bearing 5 which are formed. In the present embodiment, the inner rotating body is integrally formed as the inner shaft 1 as described above, but each component is formed as a separate body, for example, the raceway surface portion and the shaft are formed as separate bodies, and these components are joined together. Of course, it can be formed by.
【0010】外輪2は、内側軌道面1aとの間で軌道8
を形成するように中心軸1bまわりの単葉回転双曲面を
なす外輪軌道面2aと本体200に結合される第二トル
ク伝達部としての予圧ばね6とを備えている。即ち、本
実施例では、予圧ばね6は、後に説明するようにトルク
伝達手段も兼ねており、又、予圧ばね6と本体200と
の間ではハウジング4を介してトルクが伝達されるよう
になっている。但し、第二トルク伝達部としては、ボー
ルスプラインやトルク伝達ピン等他の形式のものを用い
るようにしてもよい。The outer ring 2 has a raceway 8 between itself and the inner raceway surface 1a.
Is provided with an outer ring raceway surface 2a forming a single-leaf rotation hyperboloid around the central axis 1b so as to form a preload spring 6 as a second torque transmitting portion coupled to the main body 200. That is, in this embodiment, the preload spring 6 also serves as a torque transmitting means as described later, and the torque is transmitted between the preload spring 6 and the main body 200 via the housing 4. ing. However, as the second torque transmission portion, another type such as a ball spline or a torque transmission pin may be used.
【0011】ころ3は、図2にも示す如く、ころがり面
が円筒形状であり、軌道8においてころ3の中心線を中
心軸1bを含む断面から一定角度β(例えば15°)傾
斜して軌道の円周方向に複数個配設され、その表面は内
側軌道面1aと外輪軌道面2aとに線状に接触するよう
になっている。又ころ3は、それぞれが相互に干渉する
ことなく円滑に回転するように、保持器9によりそれぞ
れの間が位置保持されている。As shown in FIG. 2, the roller 3 has a cylindrical rolling surface, and the raceway 8 is inclined with the center line of the roller 3 from the cross section including the central axis 1b by a constant angle β (for example, 15 °). A plurality of them are arranged in the circumferential direction, and their surfaces are in linear contact with the inner raceway surface 1a and the outer ring raceway surface 2a. The rollers 3 are held in position by a retainer 9 so that the rollers 3 rotate smoothly without interfering with each other.
【0012】内軸1及び外輪2の軌道面1a及び2a
は、上記の如く、ころ3と線状に接するように、それぞ
れ次式に示す双曲線を中心線1b回りに回転させた単葉
回転双曲面としている。 yi2 /ai2 −xi2 /bi2 =1 yo2 /ao2 −xo2 /bo2 =1 ここで、xi 、xo は、それぞれ内輪軌道面1a、外輪
軌道面2aの原点から中心線1b方向への距離、yi 、
yo は、それぞれ、中心線1bを含む任意断面における
内輪軌道面1a、外輪軌道面2aの中心線1bからの距
離、又、ai、bi、ao、boは定数である。今、内
外輪の小径側の基準面(双曲線の原点面)における中心
線1bから軌道4の中心までの距離をF、ころ3の半径
をr、傾斜角をβとして、F=9、r=1.5 、β=15
°の場合の計算を行うと(計算は複雑であるため省略す
る)、ai、bi、ao、boの値はそれぞれ、約7.
5、30.1、10.5、37となり、内外輪軌道面の
単葉回転双曲面の形状が与えられる。Raceways 1a and 2a of the inner shaft 1 and the outer ring 2
Is a single-plane hyperboloid of revolution obtained by rotating the hyperbola expressed by the following equation around the center line 1b so as to linearly contact the roller 3 as described above. yi 2 / ai 2 -xi 2 / bi 2 = 1 yo 2 / ao 2 -xo 2 / bo 2 = 1 Here, x i and x o are the centers from the origin of the inner raceway surface 1a and the outer raceway surface 2a, respectively. The distance in the direction of line 1b, y i ,
yo is the distance from the center line 1b of the inner ring raceway surface 1a and the outer ring raceway surface 2a in an arbitrary section including the center line 1b, and ai, bi, ao, and bo are constants. Now, assuming that the distance from the center line 1b to the center of the track 4 on the reference surface on the small diameter side of the inner and outer rings (origin plane of the hyperbola) is F, the radius of the roller 3 is r, and the inclination angle is β, F = 9, r = 1.5, β = 15
When the calculation in the case of ° is performed (the calculation is omitted because it is complicated), the values of ai, bi, ao, and bo are about 7.
5, 30.1, 10.5, and 37, giving the shape of the single-blade hyperboloid of the inner and outer raceway surfaces.
【0013】付勢手段兼トルク伝達手段としての予圧ば
ね6は、図3に示すような構造のものである。この予圧
ばね6は、弾性体でできていて、付勢力及びトルクを伝
達するそれぞれ外輪2側及びハウジング4側の凸部6
a、6bを備え、凸部6a及び6bの先端面及び片方の
側面がそれぞれ外輪2及びハウジング4の凹部2b及び
4aの正面及び片方の側面に圧接し、これらの間で付勢
力及びトルクが伝達されるようになっている。付勢力は
軌道間隔を狭める方向に作用する。図は、予圧ばね6
が、外輪2及びハウジング4から付勢力としてスラスト
T1 、T2 及びトルクM1 、M2 (T1 とT2 及びM1
とM2 はそれぞれ方向が反対で大きさが等しい)を受け
て変形した状態を示している。The preload spring 6 as the urging means and torque transmitting means has a structure as shown in FIG. The preload spring 6 is made of an elastic body, and transmits the urging force and the torque. The protrusions 6 on the outer ring 2 side and the housing 4 side, respectively.
a and 6b, the tip surfaces and one side surface of the convex portions 6a and 6b are in pressure contact with the front surface and one side surface of the concave portions 2b and 4a of the outer ring 2 and the housing 4, respectively, and the biasing force and torque are transmitted between them. It is supposed to be done. The biasing force acts in a direction to reduce the track interval. The illustration shows the preload spring 6
However, thrust T 1 , T 2 and torques M 1 , M 2 (T 1 , T 2 and M 1 from the outer ring 2 and the housing 4 as biasing forces.
And M 2 are in the opposite directions and have the same size) and are deformed.
【0014】スラスト軸受7は、中心軸1b方向におい
て軌道8の間隔を狭くする方向(図において右から左の
方向)への外輪2の移動を所定位置で停止するが、本実
施例では、大鍔10を介してこの動作が行われるように
なっている。この軸受7の所定位置は、外輪2の移動が
停止したときの最大クラッチトルクが、付与すべき回転
抵抗に等しくなるように設定される。この回転抵抗は、
カバー取付部1cにかかるカバー100の自重によるモ
ーメントに抗してカバー100を開いた状態で維持する
に十分な抵抗であり、且つ、カバー100を閉じるとき
に適当な強さになるような抵抗である。なおこのような
回転抵抗を付与する所定位置は、軸受7を内軸1にねじ
で取り付ける等の方法により、調整可能にすることがで
きる。以上のような構成により、本ヒンジの動作は次の
ようになる。カバー100が持ち上げられて開かれた状
態からこれを閉にするときに、カバー取付部1cを矢印
A方向に回転させその方向に内軸1を回転させると、こ
ろ3は内側軌道面1a及び外輪軌道面2aに案内されて
それぞれの上を自転しつつ公転し、内軸1と外輪2との
間に中心軸1b方向の引き寄せ力を発生させる。そし
て、内軸1がその中心軸1b方向の位置を固定されてい
るため、外輪2が図において右から左方向に動き、軌道
間隔が狭まると共に予圧ばね6の付勢力もはたらいて、
内軸1と外輪2との間がころ3を介してクラッチされ
る。一方、外輪2は、予圧ばね6及びハウジング4を介
して本体200に結合されているので、カバー100と
本体200との間がクラッチされることになる。この動
作は、予圧ばね6の付勢力が作用するので、内軸1の矢
印A方向の回転と同時に且つ確実に行われる。The thrust bearing 7 stops at a predetermined position the movement of the outer ring 2 in the direction in which the distance between the raceways 8 is narrowed in the direction of the central axis 1b (right to left in the figure). This operation is performed via the collar 10. The predetermined position of the bearing 7 is set so that the maximum clutch torque when the movement of the outer ring 2 is stopped becomes equal to the rotational resistance to be applied. This rotation resistance is
The resistance is sufficient to maintain the cover 100 in an open state against the moment due to the weight of the cover 100 that is applied to the cover mounting portion 1c, and is a resistance that provides an appropriate strength when the cover 100 is closed. is there. It should be noted that the predetermined position for imparting such rotation resistance can be adjusted by a method such as mounting the bearing 7 to the inner shaft 1 with a screw. With the above configuration, the operation of this hinge is as follows. When the cover 100 is lifted and closed from the opened state, the cover 3 is rotated in the direction of the arrow A and the inner shaft 1 is rotated in that direction, so that the rollers 3 move the inner raceway surface 1a and the outer ring. It is guided by the raceway surface 2a and revolves on its own axis while revolving, and a pulling force in the direction of the central axis 1b is generated between the inner shaft 1 and the outer ring 2. Since the inner shaft 1 is fixed at the position in the direction of the central axis 1b, the outer ring 2 moves from the right to the left in the drawing, the track interval is narrowed, and the urging force of the preload spring 6 also acts.
The inner shaft 1 and the outer ring 2 are clutched via rollers 3. On the other hand, since the outer ring 2 is coupled to the main body 200 via the preload spring 6 and the housing 4, the cover 100 and the main body 200 are clutched. This operation is performed at the same time as the rotation of the inner shaft 1 in the direction of arrow A and reliably because the biasing force of the preload spring 6 acts.
【0015】このように内軸1と外輪2とがクラッチさ
れると、回転部分の回転が制限されることになるが、回
転部分にそのクラッチトルク以上のトルクを加えれば、
クラッチトルク分が回転抵抗になりつつ回転部分の回転
が可能になる。このクラッチトルクは、逆転と同時に、
予圧ばね6の付勢力に対応したトルクとして初期的に与
えられる。そして、カバー100を介してカバー取付部
1cに大きいトルクが加えられると、内軸1と外輪2と
の間が更に相対回転してその間の捩じれ角が増すと共に
外輪2が中心軸1b方向を右から左に進み、これに対応
して軌道間隔が狭くなり、クラッチトルクは捩じれ角従
って外輪の移動量に対応して大きくなって行く。このク
ラッチトルクMは、クラッチ後の外輪の進み量をδ(こ
れは捩じれ角αに対応)とすると、 M=Aδ3/2 (M=A´α3/2 ) となる。なお、A、A´は捩じりばね定数であり、各装
置毎に定まる値であり、計算又は実験から容易に求める
ことができる。When the inner shaft 1 and the outer ring 2 are clutched in this way, the rotation of the rotating portion is restricted. However, if a torque greater than the clutch torque is applied to the rotating portion,
Rotation of the rotating part becomes possible while the amount of clutch torque becomes rotational resistance. This clutch torque is
It is initially given as a torque corresponding to the biasing force of the preload spring 6. Then, when a large torque is applied to the cover mounting portion 1c through the cover 100, the inner shaft 1 and the outer ring 2 are further rotated relative to each other to increase the twist angle therebetween, and the outer ring 2 is moved rightward in the direction of the central axis 1b. From the left to the left, the track spacing becomes narrower correspondingly, and the clutch torque becomes larger corresponding to the twist angle and hence the amount of movement of the outer ring. The clutch torque M is M = Aδ 3/2 (M = A′α 3/2 ) where δ (which corresponds to the twist angle α) is the amount of advance of the outer wheel after clutching. Note that A and A ′ are torsion spring constants, which are values determined for each device, and can be easily calculated or calculated.
【0016】このようにして回転抵抗モーメントを計算
することができるので、カバー100の自由落下を防止
すると共に、カバー100を閉じるときに最適な最大回
転抵抗モーメントを与えるように、上式でδの値を計算
し、外輪2の移動停止手段である軸受7の中心軸1b方
向の所定位置を決定することになる。図4は、外輪2の
移動量δ又は捩じれ量αに対するクラッチトルク曲線の
一例を示す。図示の如く、トルクM1 を得るためには、
外輪2の移動量をδ1 として、その位置に軸受7を設定
する。Since the rotational resistance moment can be calculated in this manner, the free fall of the cover 100 is prevented, and at the time of closing the cover 100, the optimum maximum rotational resistance moment is given so that δ of the above equation is given. By calculating the value, the predetermined position in the direction of the central axis 1b of the bearing 7, which is the movement stopping means of the outer ring 2, is determined. FIG. 4 shows an example of a clutch torque curve with respect to the movement amount δ or the twist amount α of the outer ring 2. As shown, in order to obtain the torque M 1 ,
The amount of movement of the outer ring 2 is δ 1 , and the bearing 7 is set at that position.
【0017】カバー100を開きカバー取付部1cを矢
印Aの反対方向に回転させるときには、上記と反対の動
作になり、内軸1と外輪2との間はクラッチされること
なく自由回転し、カバー100を軽く開くことができ
る。When the cover 100 is opened and the cover mounting portion 1c is rotated in the direction opposite to the arrow A, the operation is opposite to that described above, and the inner shaft 1 and the outer ring 2 rotate freely without being clutched, 100 can be opened lightly.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、第二部分の
位置設定が容易で、一定の回転抵抗を安定して付与する
ことができると共に、装置を小形化することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to easily set the position of the second portion, stably provide a constant rotational resistance, and to downsize the device.
【図1】実施例の自由落下防止付ヒンジの断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view of a hinge with free fall prevention according to an embodiment.
【図2】そのころの配置を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of the rollers.
【図3】その予圧ばねの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the preload spring.
【図4】捩じれ角又は外輪変位とクラッチトルクとの関
係を示す曲線図である。FIG. 4 is a curve diagram showing a relationship between a twist angle or an outer ring displacement and a clutch torque.
1 内軸(内側回転体) 1a 内軸軌道面(内側軌道面) 1b 中心軸 1c カバー取付部(第一トルク伝達部) 2 外輪 2a 外輪軌道面 3 ころ 4 ハウジング(支持手段) 5 支持軸受(支持手段) 6 予圧ばね(付勢手段、第二トルク伝達部) 7 スラスト軸受(移動停止手段) 8 軌道 100 カバー(第一部分) 200 本体(第二部分) 1 inner shaft (inner rotating body) 1a inner shaft raceway surface (inner raceway surface) 1b center shaft 1c cover mounting portion (first torque transmitting portion) 2 outer ring 2a outer ring raceway surface 3 roller 4 housing (supporting means) 5 support bearing ( Supporting means) 6 Preload spring (biasing means, second torque transmitting section) 7 Thrust bearing (moving stopping means) 8 Track 100 Cover (first part) 200 Main body (second part)
Claims (1)
て回転して持ち上げられる第一部分との回転部分に用い
られる自由落下防止付ヒンジに於いて、 内側回転体と、外輪と、ころと、支持手段と、付勢手段
と、移動停止手段と、を有し、 前記内側回転体は、その中心軸まわりの単葉回転双曲面
をなす内側軌道面と前記第一部分に結合される第一トル
ク伝達部とを備え、 前記外輪は、前記内側軌道面との間で軌道を形成するよ
うに前記中心軸まわりの単葉回転双曲面をなす外輪軌道
面と前記第二部分に結合される第二トルク伝達部とを備
え、 前記ころは、ころがり面が円筒形状であり、前記軌道に
おいて該ころの中心線を前記中心軸を含む断面から一定
角度傾斜して前記軌道の円周方向に複数個配設され、該
ころの表面は前記内側軌道面と前記外輪軌道面とに線状
に接触し、 前記支持手段は、前記第二部分に固定され前記内側回転
体を前記中心軸方向の一定位置で回転自在に支持し、 前記付勢手段は、前記外輪を前記中心軸方向であって前
記軌道の間隔を狭くする方向に付勢し、 前記移動停止手段は、軸受を備え該軸受を介して前記外
輪の前記軌道間隔を狭くする方向への移動を所定位置で
停止し、 前記所定位置を、前記第一部分の自重による回転モーメ
ントより大きい回転抵抗を与えるような位置とした、 ことを特徴とする自由落下防止付ヒンジ。1. A free fall preventing hinge used for a rotating part of a fixed second part and a first part which is rotated and raised with respect to the second part, wherein an inner rotating body, an outer ring, and A roller, a supporting means, a biasing means, and a movement stopping means, wherein the inner rotating body is connected to the inner raceway surface forming a single-leaf rotating hyperboloid about its central axis and the first portion. A first torque transmitting portion, wherein the outer ring is coupled to the second portion and the outer ring raceway surface forming a single-leaf rotation hyperboloid about the central axis so as to form a raceway with the inner raceway surface. And a plurality of rollers in the circumferential direction of the raceway, wherein the rolling surface of the roller has a cylindrical shape, and the center line of the roller in the raceway is inclined at a constant angle from a cross section including the central axis. The inner raceway surface and the surface of the roller In linear contact with the outer ring raceway surface, the supporting means is fixed to the second portion and rotatably supports the inner rotating body at a constant position in the central axis direction, and the biasing means is The outer ring is urged in the direction of the central axis in the direction of narrowing the space between the raceways, and the movement stopping means includes a bearing to move the outer ring in the direction of narrowing the space between the raceways. A hinge with free fall prevention, characterized in that the hinge is stopped at a predetermined position, and the predetermined position is a position that gives a rotation resistance larger than a rotation moment due to the weight of the first portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4129661A JP2554574B2 (en) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | Free fall prevention hinge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4129661A JP2554574B2 (en) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | Free fall prevention hinge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295943A JPH05295943A (en) | 1993-11-09 |
| JP2554574B2 true JP2554574B2 (en) | 1996-11-13 |
Family
ID=15015026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4129661A Expired - Lifetime JP2554574B2 (en) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | Free fall prevention hinge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554574B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6837819B2 (en) * | 2016-12-02 | 2021-03-03 | 古野電気株式会社 | Underwater detector |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP4129661A patent/JP2554574B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05295943A (en) | 1993-11-09 |
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