JP2001065543A - 開閉トルク変動可能なチルトヒンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は蓋体の開閉操作が非常にスムーズ
で、所定角度から任意に蓋体の停止保持が安定して行
え、１軸でも高いトルクを得ると共に構造が極めて簡単
である開閉トルク変動可能なチルトヒンジを提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 シャフト１と、該シャフト１に装着する
と共に一端に折曲された突起21を有する３本以上のコイ
ルスプリング２と、シャフト１の一端が軸支される穴を
有すると共に中央側に突起21が嵌入されるスリット32及
びスリット32から開口側端部に渡って他の突起21が所定
角度回転するための切欠33を有する軸受筒３とから少な
くとも構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はノートパソコンや卓
上型ワープロ等の液晶ディスプレーなどを開閉する際に
用いるチルトヒンジに関し、特には１軸のシャフトから
成る開閉トルク変動可能なチルトヒンジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のチルトヒンジを用いたノートパソ
コンや卓上型ワープロ等の液晶ディスプレーなど（以
降、蓋体と言う）を開閉する場合、９０度〜１３５度開
いて使用するのが一般的である。蓋体を１３５度開いて
使用すると、比較的重量のある蓋体は使用中に倒れ易く
なるものがあるため、その防止方法として開閉トルクを
高く設定したものが多くあった。また従来の１軸のシャ
フトから成るチルトヒンジでは高い開閉トルクを得るこ
とは難しく、高い開閉トルクを得ようとすると、大型に
ならざるを得なかったのが現状である。しかしながら、
開閉トルクを高くすることにより、蓋体を開く際、重く
感じスムーズな開閉操作が出来ないと共に蓋体に追従し
て装置本体が持ち上がり易くなり、片手で装置本体を押
えながら、他方の手で蓋体を開かなければならないもの
も多く見受けられる。このため、蓋体を開く際に、軽く
開くことができ、且つ中間位置でも任意に停止保持する
ことが出来るように構成したものとして、１軸のものに
は特開平９−１９６０４８号や特開平１０−２８０７８
１号があり、また２軸のものには実開平６−４８０２１
号や実用新案登録第２５６９３５８号などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記１軸
の特開平９−１９６０４８号や特開平１０−２８０７８
１号にはスプリングワッシャやフリクションワッシャな
どが多く用いられているので、高い開閉トルクを安定し
て得ることが難しく、且つ長期間使用しているとそれら
がへたりを生じ、中間位置での任意停止保持が難しくな
ると共に閉める際に衝撃力が蓋体に加わる恐れが生じ
る。また前記２軸の実開平６−４８０２１号や実用新案
登録第２５６９３５８号は部品点数が多く且つ構造が複
雑であるため、部品管理や組立加工に手間が掛ると共に
コストも掛るなどの問題点があった。尚、特開平９−１
９６０４８号や特開平１０−２８０７８１号及び実開平
６−４８０２１号や実用新案登録第２５６９３５８号は
蓋体が軽く開くことが出来るように、開閉トルク変動さ
せることは記載されているが、変動角度が設定できず、
特に多段階の開閉トルク変動させる発想は従来にはなか
った。

【０００４】本発明は蓋体を開く時に低いトルクで軽く
開くことができ、所定角度から高いトルクに変動し、蓋
体が安定して停止保持することが出来ると共に、蓋体が
閉じる時には低いトルクで軽く閉じ、且つ閉め切る手前
の所定角度から高いトルクに変動されて蓋体に衝撃力が
加わらない機能を持つと共に１軸でも高いトルクを得る
構造で、その構造が極めて簡単である開閉トルク変動可
能なチルトヒンジを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は成されたものであり、つまり、シャフト
と、該シャフトの外周に装着すると共に一端が外側に折
曲された突起を有する３本以上のコイルスプリングと、
シャフトの一端が軸支される穴を有すると共に中央側に
突起が嵌入されるスリット及び該スリットから端部に渡
って他の突起が所定角度回転するための切欠を有する軸
受筒とから少なくとも構成する。またコイルスプリング
の取付け方向や強さの違うものを組合せることで、多種
の開閉トルク変動が可能となると共に、切欠の所定角度
の大きさを変えることにより、開閉トルク変動の所定角
度を任意に設定することが可能なものとなる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１、図２は本発明の実施形態を
示す図であり、これに基づいて説明する。(１)は丸棒の
シャフトであり、シャフト（１）の一端には平板状に切
削されると共に取付穴が穿設された取付部（11）を形成
している。（２)はシャフト（１）の外周に弾性力を付
与して装着すると共に一端が外側に折曲された突起（2
1）を有するコイルスプリングであり、該コイルスプリ
ング（２）としては角線コイルスプリングを用い、４本
を装着するが、４本に限定されるものではなく、３本以
上であれば良く、且つ角線コイルスプリング以外のコイ
ルスプリングでも良い。また４本のコイルスプリング
（2A）,（2B）,（2C）,（2D）は1組ずつに分け、それら
の突起（2A1）,（2B1）を対向し密着させてシャフト
（１）に装着すると共に突起（2C1）,（2D1）を対向し
密着させてシャフト（１）に装着する。尚、３本のコイ
ルスプリング（２）を装着する場合には、図７に示すよ
うにコイルスプリング（2C）は両端に突起（2C1）,（2C
2）を設けると良く、この時には突起（2C1）と 突起（2
C2）が回転方向の角度をずらして設けると良い。

【０００７】（３)はシャフト（１）の一端が軸支され
る穴（31）を有すると共に中央側に突起（2A1）,（2B
1）が嵌入されるスリット（32）及び該スリット（32）
から開口側端部に渡って他の突起（2C1）,（2D1）が所
定角度（θ）回転するための切欠（33）を有する軸受筒
であり（図３、図５参照）、該軸受筒（３）の切欠（3
3）側と反対側端部に取付アーム（５）を取付けるため
のワッシャ付きネジ（７）用の取付ネジ穴が設けられ、
且つ取付アーム（５）が嵌め込まれる溝を設けても良
い。前記スリット（32）の幅は突起（2A1）,（2B1）が
対向し密着させて嵌入した際にガタがない寸法とし、ス
リット（32）の位置は切欠（33）の中心部でも左右の端
部でも良く、使用によって異なるが、加工及び組立上、
スリット（32）は切欠（33）と連続させると良い。また
前記切欠（33）の所定角度（θ）は９０度が好ましい
が、他の角度でも良い。尚、切欠（33）側にキャップ
（６）を冠着させる場合のためにネジ山を図１の図中点
線部分のように刻設させておくと良い。（４）はシャフ
ト（１）に取付けるリングスペーサーであり、該リング
スペーサー（４）はコイルスプリング（2B）,（2C）の
間に入れ、該コイルスプリング（2B）,（2C）の干渉を
防止するためのものである。前記リングスペーサー
（４）としては、平ワッシャ或いは図６に示すようなコ
イルスプリング（２）の巻き始め形状に合せた成型品を
用いると良い。前記成型品のリングスペーサー（４）の
材質としてはプラスチック,アルミニウム,亜鉛などを用
いると良い。尚、コイルスプリング（２）の突起（21）
と反対側の端部を図７に示すように平に研磨してスプリ
ングの干渉を防止したものを用いる際はリングスペーサ
ー（４）は不要である。

【０００８】次に本発明品の組立方法について説明す
る。予め用途によってコイルスプリング（２）の強さ
（巻数）と取付け方向（バネの向きによってバネを開時
に作用させるか、閉時に作用させるかによって突起の取
付け方向が決まる）及び本数を決めておく。先ず始め
に、仕様に基づいて使用本数のコイルスプリング（２）
をシャフト（１）外周へ順次挿入して装着させる。この
時、図１に示すように突起（2A1）,（2B1）を対向し密
着させて１組のコイルスプリング（2A）,（2B）をシャ
フト（１）に挿入した後、リングスペーサー（４）をシ
ャフト（１）に挿入して取付け、次に残りの１組のコイ
ルスプリング（2C）,（2D）も前記同様に突起（2C1）,
（2D1）を対向し密着させてシャフト（１）に挿入す
る。コイルスプリング（２）を装着させたシャフト
（１）を軸受筒（３）に挿入し、シャフト（１）の端部
を穴（31）に入れて軸支し、コイルスプリング（2D）を
押しながら、突起（2A1）,（2B1）をスリット（32）に
嵌入させ、突起（2C1）,（2D1）が切欠（33）内に配置
される。これでチルトヒンジの主要部の組立が完了され
るのである。

【０００９】本発明品を使用する場合は、取付アーム
（５）を軸受筒（３）の端部にワッシャ付きネジ（７）
などで固定させる。またシャフト（１）端部の取付部
（11）を装置本体（８）側へ２個取付け、取付アーム
（５）を蓋体（９）側へ取付けることによりチルトヒン
ジが電子機器などの装置に取付けられるのである（図８
参照）。

【００１０】次に本発明の作用について説明する。予め
図１に示すように１組のコイルスプリング（2A）,（2
B）の突起（2A1）, （2B1）を対向させて密着しスリッ
ト（32）に嵌入させ、他の１組のコイルスプリング（2
C）,（2D）の突起（2C1）, （2D1）を対向させて密着し
切欠（33）に取付けておく。先ずスリット（32）に嵌入
された場合のコイルスプリング（２）の動きを図４に基
づいて説明する。軸受筒（３）が回転してコイルスプリ
ング（２）の突起（21）に点線矢印のような力が加わる
と、スプリング内径は締め込まれてシャフト（１）に押
圧状態で密着し、コイルスプリング（２）は作用して、
開閉トルクが増加するものとなるのである。又、軸受筒
（３）の回転によってコイルスプリング（２）の突起
（21）に実線矢印のような力が加わると、スプリング内
径は押し広げられるため、コイルスプリング（２）はシ
ャフト（１）と空回りに近い状態となり、開閉トルクは
作用しないものとなる。コイルスプリング（2A）,（2
B）は取付け方向が互いに違うので、開く時と閉じる時
にそれぞれが開閉トルクとしてどちらか一方が常時働
く。

【００１１】図５は切欠（33）の所定角度（θ）が９０
度であり、この切欠（33）に取付けられた場合のコイル
スプリング（２）の動きを図に基づいて説明する。先ず
始めに蓋体（９）が開かれると、軸受筒（３）は矢印の
方向に回転する。この時、突起（2C1）,（2D1）は図５
（ａ）のように切欠（33）の右端に配置している。そし
て軸受筒（３）の切欠（33）の左端に当るまでは突起
（2C1）,（2D1）は動かずそのままの状態でいる。図５
（ｂ）のように切欠（33）の左端が突起（2C1）,（2D
1）に当った後、つまり蓋体（９）が９０度に達した後
は、軸受筒（３）の回転と共に突起（2C1）,（2D1）も
回転される。この時のコイルスプリング（2C）はシャフ
ト（１）に密着して作用され、開閉トルクが変動して働
くのである。尚、コイルスプリング（2D）はシャフト
（１）と空回りに近い状態となり、開閉トルクとしては
殆ど作用しない。その後、蓋体（９）は使用角度に停止
させれば、その状態は前記コイルスプリング（2A）にコ
イルスプリング（2C）の弾性力がプラスされるため、安
定した停止保持が維持されるのである［図５（ｃ）、図
８参照］。このように蓋体（９）が１３５度近くまで開
かれて使用する時は、開く際は良好な感触を与えるコイ
ルスプリング（2A）の開閉トルクで軽く持ち上げられ、
９０度開いた時点から更にコイルスプリング（2D）の開
閉トルクが増加するのである。次に蓋体（９）を閉じる
場合には、１３５度〜４５度まではコイルスプリング
（2C）,（2D）が動かず、切欠（33）だけが回転される
ので蓋体（９）は軽く動き、４５度からは突起（2C1）,
（2D1）が図５（ｄ）のように切欠（33）の右端に当
り、コイルスプリング（2C）は略空回りするが、コイル
スプリング（2D）がシャフト（１）に密着し弾性力をプ
ラスさせて作用し、制動力を働かせながら蓋体（９）は
閉じられる［図５（ｅ）参照］。このように蓋体（９）
は勢いよく装置本体（８）に当ることなく、衝撃を与え
ることが防止されるのである。

【００１２】図６はコイルスプリング（２）が３巻きの
同じものを４本使用した場合の組合せを示す図であり、
これに基づいて説明する。尚、コイルスプリング（2
A）,（2B）,（2C）,（2D）は蓋体（９）が開く時に作用
する取付け状態をＡＢＣＤで表示し、閉じる時に作用す
る取付け状態をＡ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’で表示することにし
た。先ず始めに（ａ）の組合せについて説明する。蓋体
（９）が開かれると、Ａが作用し、図５（ｂ）のように
突起（2C1）,（2D1）が切欠（33）の左端に当った時点
から、Ｃが作用し、Ａと共に開閉トルクとして働く。そ
の後、蓋体（９）が閉じられる場合は、始めＢ’が作用
し、図５（ｄ）のように突起（2C1）（2D1）が切欠（3
3）の右端に当った時点、つまり蓋体（９）が閉じられ
る手前の適宜角度から、Ｄ’が作用し、Ｂ’と共に制動
力として働き、装置本体（８）に衝撃を与えることなく
閉じられるのである。次に（ｂ）の組合せについて説明
すれば、蓋体（９）が開かれる時は、始めＡが作用し、
途中の適宜角度からＣ,Ｄの作用がプラスされ、蓋体
（９）がより一層安定した停止保持で維持できるものと
なる。閉時は始めからＢ’だけが作用する。（ｃ）の組
合せは開時の始めからＡだけが作用し、蓋体（９）が閉
じられる場合は、始めＢ’が作用し、蓋体（９）が閉じ
られる手前の適宜角度から、Ｃ’,Ｄ’がプラスされて
作用し、閉時に大きな制動力を得るものとなる。（ｄ）
のものは開時の始めにＡ,Ｂが作用し、途中からＣが働
く。閉時の始めは開閉トルクが殆ど掛らず途中からＤ’
が作用する。（ｅ）のものは開時の始めから停止するま
でＡ,Ｂが作用し、閉時の始めは殆ど開閉トルクが掛ら
ず、途中からはＣ’,Ｄ’が作用する。（ｆ）のものは
開時の始めには開閉トルクが殆ど掛らず途中からＣ,Ｄ
が作用し、閉時はＡ’,Ｂ’が始めから閉じるまで作用
する。（ｇ）のものは開時の始めには開閉トルクが殆ど
掛らず途中からＣが作用して働く。閉時は始めＡ’,
Ｂ’が作用し、途中からＤ’が作用する。このように少
なくとも７通りの組合せができ、各コイルスプリング
（2A）,（2B）,（2C）,（2D）がそれぞれ強度が異なっ
たものを用いると、これよりもはるかに多数の組合せが
可能となるのである。従って、多種の仕様に対しても対
応ができ、且つ１つの仕様に対しても多数の組合せが可
能であるため、部品点数が少なくても対応が可能とな
る。

【００１３】図７はコイルスプリング（２）が３本使用
される場合を示す図であり、これはコイルスプリング
（2A）,（2B）は４本の場合と同じものを用いるが、コ
イルスプリング（2C）は突起（2C1）,（2C2）が両端に
設けられ、且つ回転方向の角度をずらして突起（2C1）
と 突起（2C2）が設けられている。この特徴はコイルス
プリング（2C）が前記実施形態のコイルスプリング（2
C）,（2D）の役目を果たす。つまり開時は所定角度
（θ）から突起（2C1）,（2C2）のずれ角度を引いた角
度位置でコイルスプリング（2C）が作用し開閉トルクの
変動が行われ、閉時は所定角度（θ）閉じた位置からコ
イルスプリング（2C）が作用して開閉トルクの変動が行
われるのである。

【００１４】図８は本発明の使用状態を示す図であり、
この図に基づいて切欠の所定角度と開閉トルク変動の関
係について説明する。先ず所定角度（θ）を９０度に設
定した場合の蓋体（９）の動作について説明する。始め
に蓋体（９）を開くと、９０度まで軽く、９０度で開閉
トルクの変動が行われて重くなり、９０度以上のどこの
位置でも停止保持が可能となる。使用位置が１３５度で
あった場合、蓋体（９）を閉じる場合は、４５度まで軽
く閉じ、４５度から重くなって閉じる。次に所定角度
（θ）を６０度に設定すると、開時は始め軽く、６０度
で開閉トルクの変動が行われて重くなる。使用位置が１
３５度の場合、閉時は７５度で開閉トルクが変動して重
くなり、また使用状態が１２０度であれば、閉時は６０
度で開閉トルクが変動して重くなる。つまり、所定角度
（θ）の大きさは、蓋体（９）の開時はθから開閉トル
クの変動が行われ、閉時は使用状態からθを過ぎた位置
から開閉トルクの変動が行われるものとなる。

【００１５】

【発明の効果】本発明はこのように構成させたことによ
り、下記に記載する効果を有する。

【００１６】請求項１のようにシャフト（１）と、一端
に突起（21）を有する３本以上のコイルスプリング
（２）と、スリット（32）及び切欠（33）を有する軸受
筒（３）とから構成することにより、極めて構造が簡単
で且つ部品点数が少なくなると共に小型化が可能とな
る。また３本以上のコイルスプリング（２）を設けたこ
とにより、１軸でも２軸のものと同等以上の高い開閉ト
ルクを得ることが可能となった。又、多数の組合せが可
能であるため、多種の仕様に対応出来るものとなる。更
に切欠（33）の所定角度（θ）を種々に設定することに
より、蓋体（９）の開閉トルクの変動が任意に設定する
ことが出来る。従って、本発明のチルトヒンジは電子機
器などの装置に取付けるだけでなく、他の多くの用途に
対応可能なものとなった。特にノートパソコンや卓上型
ワープロ用として使用すると、蓋体（９）の開閉操作が
軽くスムーズにでき、任意角度の停止保持が可能である
便利なものとなる。

【００１７】請求項２のようにシャフト（１）に丸棒を
用い、その一端に取付部（11）を形成することにより、
簡単な構造の本発明品を装置に取付ける際、シャフト
（１）と、軸受筒（３）に取付けた取付アーム（５）と
によって容易に電子機器などの装置へ取付けが出来るも
のとなる。

【００１８】請求項３に示すようにコイルスプリング
（２）を角線コイルスプリングとし、シャフト（１）に
４本装着させると共に、その中央にリングスペーサー
（４）を挿入して取付けることにより、１組のコイルス
プリング（2A）,（2B）の突起（2A1）, （2B1）を密着
させてスリット（32）に嵌入させ、他の１組のコイルス
プリング（2C）,（2D）の突起（2C1）, （2D1）を密着
させて切欠（33）に取付けるだけの簡単な構造で且つ小
型化でき、１軸でも高い開閉トルクを得ると共に低い開
閉トルクから高い開閉トルクまで自在に変動させること
が可能となる。またコイルスプリング（2B）, （2C）の
間にリングスペーサー（４）を取付けることにより、ス
プリングの干渉を防止することが出来るものとなる。

【００１９】請求項４に示すようにコイルスプリング
（２）を角線コイルスプリングとし、シャフト（１）に
３本装着させると共に、１組のコイルスプリング（2
A）,（2B）の突起（2A1）, （2B1）を密着させてスリッ
ト（32）に嵌入させ、他のコイルスプリング（2C）の突
起（2C1）を有する端部と反対側の端部も折曲させて突
起（2C2）を設け、コイルスプリング（2C）を切欠（3
3）に取付けることにより、上記請求項と同様に蓋体
（９）を開く時は軽く開くことができ、所定角度（θ）
以上の任意位置から蓋体（９）が安定して停止保持する
ことが出来ると共に、蓋体（９）が閉じる時にも軽く閉
じ、且つ閉め切る手前のから重くなって蓋体（９）に衝
撃力が加わる心配がなくなり、しかも１軸でも２軸と同
様の高いトルクが得られ、その構造が極めて簡単で小型
化出来るものとなる。

【００２０】請求項５のようにリングスペーサー（４）
として平ワッシャーを用いると、市販品であるので入手
が容易であり、コストも安価である。またコイルスプリ
ング（２）の巻き始め形状に合せた成型品とすることに
より、コイルスプリング（２）と密着した状態となるた
め、スプリングの位置が安定すると共に干渉が確実に防
止出来るものとなる。

【００２１】請求項６のように軸受筒（３）の切欠（3
3）側にキャップ（６）を冠着させることにより、シャ
フト（１）の抜けやずれが防止出来ると共に軸心が安定
する。またチルトヒンジを単品として出荷する際、ゴミ
が入りにくくなり、見た目も良いので商品価値が上が
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す一部分解された部品の
斜視図である。

【図２】本発明の実施形態の要部構造を示す断面図であ
る。

【図３】本実施形態の切欠部分を切断した要部構造を示
す説明図である。

【図４】本実施形態で使用するコイルスプリングの作用
を示す説明図である。

【図５】本実施形態に於ける開閉トルク変動が行われる
作用を示す説明図である。

【図６】本実施形態で使用する同一の４本のコイルスプ
リングが実際に組合せ出来る状態を示す説明図である。

【図７】３本のコイルスプリングが使用される場合の状
態を示す説明図である。

【図８】本発明の使用状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ シャフト 11 取付部 ２,2A,2B,2C,2D コイルスプリング 21,2A1,2B1,2C1,2C2,2D1 突起 ３ 軸受筒 31 穴 32 スリット 33 切欠 ４ リングスペーサー ５ 取付アーム ６ キャップ θ 所定角度

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J105 AA03 AB13 AB49 AC07 BA10 BB03 BB44 BB54 BC14 DA13 4E360 AA02 AB04 AB05 AB12 BA06 BB02 BB12 BB17 BB26 BC03 BC04 BC05 EC14 ED04 ED23 ED28 ED29 GA02 GA06 GB42 GB46

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト（１）と、該シャフト（１）の
   外周に装着すると共に一端が外側に折曲された突起（2
   1）を有する３本以上のコイルスプリング（２）と、前
   記シャフト（１）の一端が軸支される穴（31）を有する
   と共に中央側に前記突起（21）が嵌入されるスリット
   （32）及び該スリット（32）から開口側端部に渡って他
   の突起（21）が所定角度（θ）回転するための切欠（3
   3）を有する軸受筒（３）とから少なくとも構成したこ
   とを特徴とする開閉トルク変動可能なチルトヒンジ。
2. 【請求項２】 前記シャフト（１）が丸棒で且つその一
   端に取付部（11）を形成すると共に前記軸受筒（３）の
   切欠（33）側と反対側端部に取付アーム（５）を取付け
   た請求項１記載の開閉トルク変動可能なチルトヒンジ。
3. 【請求項３】 前記コイルスプリング（２）が角線コイ
   ルスプリングであり、前記シャフト（１）に４本装着さ
   せると共に、１組のコイルスプリング（2A）,（2B）の
   突起（2A1）, （2B1）を対向させて密着し前記スリット
   （32）に嵌入させ、他の１組のコイルスプリング（2
   C）,（2D）の突起（2C1）, （2D1）を対向させて密着し
   前記切欠（33）に取付け、且つ前記コイルスプリング
   （2B）, （2C）の間にリングスペーサー（４）を取付け
   た請求項1記載の開閉トルク変動可能なチルトヒンジ。
4. 【請求項４】 前記コイルスプリング（２）が角線コイ
   ルスプリングであり、前記シャフト（１）に３本装着さ
   せると共に、１組のコイルスプリング（2A）,（2B）の
   突起（2A1）, （2B1）を対向させて密着し前記スリット
   （32）に嵌入させ、他のコイルスプリング（2C）の突起
   （2C1）を有する端部と反対側の端部も折曲させて突起
   （2C2）を設け、前記コイルスプリング（2C）を前記切
   欠（33）に取付けた請求項1記載の開閉トルク変動可能
   なチルトヒンジ。
5. 【請求項５】 前記リングスペーサー（４）が、平ワッ
   シャ或いは前記コイルスプリング（２）の巻き始め形状
   に合せた成型品である請求項３記載の開閉トルク変動可
   能なチルトヒンジ。
6. 【請求項６】 前記軸受筒（３）の切欠（33）側にキャ
   ップ（６）を冠着させた請求項１記載の開閉トルク変動
   可能なチルトヒンジ。