JP2003120649A - フリクションヒンジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期使用にわたって所定のトルクを安定よく
発生することができて耐久性の向上を図れるフリクショ
ンヒンジを提供する。 【解決手段】 フリクションヒンジは、シャフト１、複
数の弾性を有する摩擦輪２及び軸受部材３を有する。各
摩擦輪２は相対向する受け部５と押圧部６でシャフト１
の外周面を挟んで該外周面との接触面間で摩擦力を発生
させ、第１弾性部７及び第２弾性部８で押圧部６に押圧
力を付与させる構造である。シャフト１が回転する時に
摩擦力以下の回転モーメントは受け部５と押圧部６に分
散させてかかり、摩擦輪２の一部への応力集中を避ける
ことができる。摩擦輪２は軸受部材３の内周面上の相対
向する２箇所に第１圧入固定部９及び第２圧入固定部１
０によって安定よく確実に支持固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノート型パソコン
等の開閉自在な蓋体部材の回転軸部などに適用され、蓋
体部材を任意の開き角度で停止できるフリーストップ機
能を備えた、フリクションヒンジ（摩擦によるトルクヒ
ンジ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のフリクションヒンジとして、た
とえば、米国特許第５６９７１２５号明細書に開示され
ているものがある。そこに開示されているひとつのフリ
クションヒンジは、図５及び図６に示すように、シャフ
ト２０、複数のクリップ部材２１及び軸受部材２２を有
する。複数のクリップ部材２１はシャフトの周面に締り
ばめ状態で係合している。各クリップ部材２１は、図６
に示すように、第１および第２アーム２３，２４、第１
アーム２３と第２アーム２４の基部同士を連結した連結
部２５、第１アーム２３と第２アーム２４の先端部同士
間に形成された開口２６を有して全体的にC形に形成さ
れ、前記連結部２５の外周面側には圧入固定部２７を形
成している。第１アーム２３、第２アーム２４、及び連
結部２５の各内周面はシャフト２０の外周面に締りばめ
によって摩擦的に係合している。

【０００３】軸受部材２２は、クリップ部材２１を収容
し且つシャフト２０を実質的に収容するスリーブ２８を
有している。軸受部材２２の内周面の一部に軸方向に設
けた単一の凹溝２９にクリップ部材２１の圧入固定部２
７が圧入固定されている。シャフト２０が回転すると、
シャフト２０とクリップ部材２１との間の摩擦によっ
て、クリップ部材２１は回転しようとするが、軸受部材
２２がクリップ部材２１の圧入固定部２７に係合してい
るため、クリップ部材２１は軸受部材２２に対して回転
することがない。シャフト２０と軸受部材２２とが相対
的に回転したときに、シャフト２０はクリップ部材２１
に対して回転する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のフリクショ
ンヒンジは、たとえば、ノート型パソコンの開閉自在な
蓋体部材の回転軸部に適用される場合、軸受部材２２及
びクリップ部材２１がパソコン本体に、シャフト２０が
液晶ディスプレイ（蓋体部材）にそれぞれ一体的に取り
付けられる。使用の都度、液晶ディスプレイは頻繁な開
閉操作により繰り返し回転されるが、この繰り返し回転
にも十分に耐えられることが要求され、またノート型パ
ソコンの薄型化に伴いフリクションヒンジ全体の小型、
小径化が求められる。

【０００５】しかるに、上記構成のフリクションヒンジ
では、先端部同士を離間する第１及び第２アーム２３，
２４がそれぞれ、それ自体の持つ弾性でシャフト２０と
の接触面間で摩擦力を発生するよう片持ち状に形成され
た形であるが、これでは、液晶ディスプレイがシャフト
２０と共に開閉回動するたびに摩擦力以下の回転モーメ
ントが第１及び第２アーム２３，２４の基部側の連結部
２５に集中的にかかり、この連結部２５の外周面側に形
成された単一の圧入固定部２７に応力が集中し、該圧入
固定部２７と軸受部材２２の凹溝２９との間にがたつき
が発生しやすくなる。これにより、早期に、クリップ部
材２１が軸受部材２２に対し不安定な保持状態になり、
一定したトルク発生を困難にし、耐久性上の問題が生じ
る。また、シャフト２０が傾斜すると、シャフト２０が
第１及び第２アーム２３，２４の内周面から浮いて、ト
ルクが発生しない、あるいはトルクが低くなるという好
ましくない結果になる。

【０００６】また、上記クリップ部材２１の連結部２５
では第１及び第２アーム２３，２４の曲げ応力が集中す
るためこれに対抗すべく当該連結部２５を径方向に幅広
の形に形成されており、しかも圧入固定部２７は第１ア
ーム及び第２アーム２３，２４の外周面上より外方へ食
み出す形に形成されている。しかし、そのように連結部
２５が径方向に幅広の形に形成され、また圧入固定部２
７が第１及び第２アーム２３，２４の外周面上より外方
へ食み出す形に形成されていると、それだけクリップ部
材２１が径方向に大型化するため、軸受部材２２の径大
化を招き、延いてはノート型パソコンの回転軸部の径大
化を招来し、ノート型パソコンの薄型化、コンパクト化
に反するという欠点がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記のような、
シャフト、複数のクリップ部材及び軸受部材を有する、
摩擦によるトルクヒンジにおいて、クリップ部材の形状
的構成を改善することにより長期使用にわたって所定の
トルクを発生することができて耐久性の向上を図れるフ
リクションヒンジを提供することにある。また本発明の
目的は、ヒンジ全体の細径、小型化を図り得ながら必要
かつ十分なトルクを得ることができるフリクションヒン
ジを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、シャフト、複
数の弾性を有する摩擦輪及び軸受部材を備えており、各
摩擦輪は前記シャフトに摩擦係合状態に挿入されてお
り、前記軸受部材は、前記摩擦輪を収容し且つ前記シャ
フトを実質的に収容するスリーブを有している、フリク
ションヒンジにおいて、前記摩擦輪は、前記シャフトの
全周を囲む環状に形成されて、自由状態にあるときに前
記シャフトの外径よりも小さい内径を有し、該シャフト
の外周面に摩擦係合する受け部と、この受け部と相対向
し且つ自由状態にあるときに前記シャフトの外径よりも
小さい内径を有し、該シャフトの外周面に摩擦係合する
押圧部と、前記受け部と押圧部との連結中間部位に、前
記受け部及び押圧部の外周面よりも外方へ凸形の部分円
弧状に形成されて前記押圧部に径方向内方への押圧力を
付与させる第１及び第２弾性部とを有しており、前記受
け部及び押圧部のそれぞれの外周面には、前記軸受部材
の内周面上の相対向する二箇所にそれぞれ軸方向に設け
た第１及び第２凹溝に圧入固定された第１及び第２圧入
固定部を設けていることに特徴を有するものである。

【０００９】この場合において、前記第１及び第２圧入
固定部は、第１及び第２弾性部の最大外径部と摩擦輪中
心とを結ぶ半径で該摩擦輪中心を中心にして描かれる円
内に収まるように形成することができる。また、前記第
１及び第２弾性部の各内周と前記シャフトの外周との間
に形成される空隙内には、グリースを溜めることができ
る。

【００１０】

【作用】シャフトの全周を囲むように環状に形成された
摩擦輪は相対向する円周上に受け部と押圧部を有し、こ
の受け部と押圧部でシャフトの相対向する外周面上を挟
んで該外周面との接触面間で摩擦力を発生させ、第１及
び第２弾性部で押圧部に押圧力を付与させてあるので、
シャフトが回転する時に摩擦力以下の回転モーメントは
受け部と押圧部に分散してかかる。したがって、前述し
た従来のC形クリップ部材の第１及び第２アームの連結
部のごとき曲げ応力集中の問題が解消される。

【００１１】摩擦輪は相対向する受け部と押圧部でシャ
フトの相対向する外周面上を挟んで該外周面との接触面
間で摩擦力を発生させるように構成してあるので、常に
安定した一定のトルクを得るし、シャフトがわずかに傾
斜しているときもこの傾斜に応じてトルクを発生させる
ことができる。

【００１２】また、摩擦輪は軸受部材の相対向する内周
面上の第１及び第２凹溝に相対向する第１及び第２圧入
固定部を圧入固定することによって保持されているの
で、摩擦輪の固定の安定化を図ることができる。さら
に、摩擦輪は第１及び第２圧入固定部が、第１及び第２
弾性部の最大外径部と摩擦輪の中心とを結ぶ半径で前記
摩擦輪の中心を中心にして描かれる円内に収まるように
形成されているので、摩擦輪２全体を可及的に小形、径
小化できてヒンジ全体の細径、小型化を図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施例のフリクシ
ョンヒンジを一部破断状態で示す平面図、図２は本発明
の一実施例のフリクションヒンジの側面図である。図３
は本発明の一実施例のフリクションヒンジを分解状態で
示す平面図、図４は図１におけるＡ―Ａ線拡大断面図で
ある。

【００１４】本発明に係るフリクションヒンジ（摩擦に
よるトルクヒンジ）は、図１ないし図４に示すように、
シャフト１、複数の弾性を有する摩擦輪２及び軸受部材
３を有する。摩擦輪２はシャフト１に摩擦係合状態に挿
入され、軸受部材３は、摩擦輪２を収容し且つシャフト
１を実質的に収容するスリーブ４を有している。

【００１５】図４に示されるように、各摩擦輪２は、ば
ね用金属材料をシャフト１の全周を囲むべく変形環状に
成形してなり、受け部５、この受け部５と対向するよう
配備された押圧部６、受け部５と押圧部６との連結中間
部にそれぞれ配された第１弾性部７及び第２弾性部８、
および受け部５と押圧部６のそれぞれの外周面側に設け
た第１圧入固定部９、第２圧入固定部１０を有する。各
摩擦輪２の板厚は０．５mm程度である。

【００１６】摩擦輪２の受け部５は、シャフト１に挿入
する前の自由状態にあるときシャフト１の外径よりも小
さい内径を有している。したがって、摩擦輪２を受け部
５はシャフト１に挿入すると受け部５の内周がシャフト
１の外周面に摩擦的に係合する。押圧部６においても、
自由状態にあるときシャフト１の外径よりも小さい内径
を有し、シャフト１に挿入すると押圧部６の内周がシャ
フト１の外周面に摩擦的に係合する。受け部５の内周の
円周方向長さは半円以上に設定することにより静摩擦力
をアップさせている。

【００１７】摩擦輪２の第１及び第２弾性部７，８は、
受け部５と押圧部６との連結中間部位にそれぞれ外方へ
凸形の部分円弧状に形成されて押圧部６に径方向内方へ
の押圧力を付与させる。図示例では、第１及び第２弾性
部７，８は共に押圧部６寄りに配設してあるが、受け部
５と押圧部６との連結部の略中間部にそれぞれを配設す
るもよい。第１及び第２弾性部７，８の内周とシャフト
１の外周面との間には空隙１１が形成されるが、この空
隙１１は潤滑用のグリースを溜めるのに利用される。

【００１８】摩擦輪２は相対向する受け部５と押圧部６
でシャフトの相対向する外周面上を挟んで該外周面との
接触面間で摩擦力を発生させ、第１及び第２弾性部７，
８で押圧部６に押圧力を付与させる構造にしてある。す
なわち、摩擦輪２とシャフト１の外周面との摩擦力発生
は受け部５と押圧部６で負担させ、押圧部６への押圧力
付与は第１及び第２弾性部７，８で負担させるという分
担構造にしてある。

【００１９】第１圧入固定部９はばち形に形成され、第
２圧入固定部１０は第１圧入固定部９よりも小さい棒状
突起形状に形成されて、それぞれが軸受部材３のスリー
ブ４の内周面上の相対向する二箇所に軸方向に設けた蟻
溝形状の第１凹溝１２と断面Ｕ形状の第２凹溝１３に圧
入固定される。摩擦輪２全体をできる限り小形、径小化
するために、これら第１及び第２圧入固定部９，１０
は、受け部５、押圧部６の各外径よりも大きい第１及び
第２の弾性部７，８の最大外径部と、摩擦輪２の中心と
を結ぶ半径で、摩擦輪２の中心を中心にして描かれる円
C内に収まるように形成される。

【００２０】軸受部材３のスリーブ４の内周面の形状
は、摩擦輪２の外周面の形状にほぼ沿う形に形成してい
る。但し、摩擦輪２の第１及び第２圧入固定部９，１０
と第１及び第２凹溝１２，１３との圧入固定部以外の、
受け部５、押圧部６、第１及び第２弾性部７，８のそれ
ぞれの外周面と、軸受部材３のスリーブ４の内周面との
間には隙間１５が形成されている。

【００２１】上記構成の摩擦によるトルクヒンジは、例
えば、ノート型パソコンに取り付ける場合、図２に示す
ように、パソコン本体１６側に軸受部材３が一体的に取
り付けられ、液晶ディスプレイ（蓋体部材）１７にシャ
フト１がこれの一端部に圧入固定されたブラケット１８
を介して一体的に取り付けられる。シャフト１の一端部
とブラケット１８とは一体に形成されることもある。

【００２２】しかるときは、摩擦輪２の受け部５及び押
圧部６とシャフト１との間の摩擦が、液晶ディスプレイ
１７をパソコン本体１６に対して円滑に開閉できながら
任意の開き角度位置に停止させるために利用され得るト
ルクを生成する。液晶ディスプレイ１７を開閉回動する
に伴いシャフト１が回転すると、シャフト１の周面と摩
擦輪２の受け部５及び押圧部６との間で生じた摩擦力
が、摩擦輪２をシャフト１と共に回転させようとする。
しかし、軸受部材３の内周面が摩擦輪２の第１及び第２
圧入固定部９，１０と圧入固定しているため、摩擦輪２
はシャフト１が回転する際に軸受部材３に対して回転す
ることはない。

【００２３】とくに、摩擦輪２は相対向する受け部５と
押圧部６でシャフト１の相対向する外周面上を挟んで該
外周面との接触面間で摩擦力を発生させると共に、第１
及び第２弾性部７，８で押圧部６に押圧力を付与させる
構造にしてある。したがって、シャフト１が回転する時
に摩擦力以下の回転モーメントは受け部５と押圧部６に
分散させてかかり、前述した従来のC形クリップ部材の
ごとき応力集中の問題が解消される。また、摩擦輪２と
シャフト１との間で常に一定のトルクを得るし、シャフ
ト１が傾斜しているときもこの傾斜に応じてトルクを発
生させることができる。また、摩擦輪２は、軸受部材３
の内周面上の相対向する二箇所に設けた第１及び第２凹
溝１２，１３に第１及び第２の圧入固定部９，１０を圧
入することによって軸受部材３の内周面に対し安定よく
保持することができる。本発明のフリクションヒンジ
は、ノート型パソコンのほかに、折り畳み式携帯電話、
液晶ディスプレイ用トルクヒンジなどにも適用できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明のフリクションヒンジによれば、
長期使用にわたって所定のトルクを安定よく発生させる
ことができて耐久性の向上を図れて有利である。また、
ヒンジ全体の細径、小型化を図り得ながら必要かつ十分
なトルクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のフリクションヒンジを一部
破断状態で示す平面図である。

【図２】本発明の一実施例のフリクションヒンジの側面
図である。

【図３】本発明の一実施例のフリクションヒンジを分解
状態で示す平面図である。

【図４】図１におけるＡ―Ａ線拡大断面図である。

【図５】従来例のフリクションヒンジの斜視図である。

【図６】従来例のフリクションヒンジの端面図である。

【符号の説明】

１ シャフト ２ 摩擦輪 ３ 軸受部材 ４ スリーブ ５ 受け部 ６ 押圧部 ７ 第１弾性部 ８ 第２弾性部 ９ 第１圧入固定部 １０ 第２圧入固定部 １２ 第１凹溝 １３ 第２凹溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト、複数の弾性を有する摩擦輪及
   び軸受部材を備えており、各摩擦輪は前記シャフトに摩
   擦係合状態に挿入されており、前記軸受部材は、前記摩
   擦輪を収容し且つ前記シャフトを実質的に収容するスリ
   ーブを有している、フリクションヒンジにおいて、 前記摩擦輪は、前記シャフトの全周を囲む環状に形成さ
   れて、自由状態にあるときに前記シャフトの外径よりも
   小さい内径を有し、該シャフトの外周面に摩擦係合する
   受け部と、この受け部と相対向し且つ自由状態にあると
   きに前記シャフトの外径よりも小さい内径を有し、該シ
   ャフトの外周面に摩擦係合する押圧部と、前記受け部と
   押圧部との連結中間部位に、前記受け部及び押圧部の外
   周面よりも外方へ凸形の部分円弧状に形成されて前記押
   圧部に径方向内方への押圧力を付与させる第１及び第２
   弾性部とを有しており、 前記受け部及び押圧部のそれぞれの外周面には、前記軸
   受部材の内周面上の相対向する二箇所にそれぞれ軸方向
   に設けた第１及び第２凹溝に圧入固定された第１及び第
   ２圧入固定部を設けていることを特徴とする、フリクシ
   ョンヒンジ。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２圧入固定部が、第１及
   び第２弾性部の最大外径部と摩擦輪中心とを結ぶ半径で
   該摩擦輪中心を中心にして描かれる円内に収まるように
   形成されている、請求項１記載のフリクションヒンジ。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２弾性部の各内周と前記
   シャフトの外周との間に形成される空隙内に、グリース
   を溜めている、請求項１又は２記載のフリクションヒン
   ジ。