JP2004003594A

JP2004003594A - 回動部材と被回動部材との回動機構

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Publication number: JP2004003594A
Application number: JP2002329996A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kida; 木田　信
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-01-08
Also published as: TW200302412A; KR20030064317A; CN1434223A; US20030140457A1

Abstract

【課題】回動部材が回動部材の自重で被回動部材側に勝手に倒れ込むようなことを防止でき、しかも、回動部材を回動操作し易い被回動部材と回動部材との回動機構を提供する。
【解決手段】本発明の回動機構は、被回動部材としてのパソコン本体２と上扉３とを有するノート型パソコンに用いられている。この回動機構は、第１のヒンジ装置２１と、第２のヒンジ装置２２とを備えている。第１のヒンジ装置２１は、摩擦体を備え、パソコン本体２に対する上扉３の回動に摩擦抵抗を付与する。第２のヒンジ装置２２は、捻りコイルバネを備え、パソコン本体２に対する上扉３の回動に際し、上扉３の自重により上扉３にかかるパソコン本体側への回転モーメントに対抗し得るように、上扉３をパソコン本体２に対して付勢する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ（これをパソコンと呼ぶ）等の携帯型情報処理機器の本体と上扉、電気機器の本体と蓋体等の被回動部材と回動部材との回動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被回動部材と回動部材との回動機構として、例えばノート型パソコンの上扉を開閉自在に支持するヒンジ装置と称するものがある。このヒンジ装置は樹脂製の摩擦体に形成したテーパー状の軸受け孔に同じくテーパー状の外周面を形成した金属製の回転シャフトを嵌め込み、回転シャフトのねじ部に螺合させたナットにより、その摩擦体と回転シャフトの間を強く締め付けて摩擦体それ自体にスプリング機能を発揮させて適度の回転摩擦力を生み、適度の保持力をもたせるようにしたものである。このヒンジ装置は摩擦体に回転シャフトを圧締めし、その摩擦体それ自体の変形でスプリング機能を発揮させるため、小型な構造であっても必要なる十分な回転摩擦力を得て保持力を持たせることができる利点がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３５６２１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ノート型パソコンの上扉を開閉自在に支持するヒンジ装置は上扉の回動基端縁付近を支持し、いわば片持ち状態で上扉を支持する。上扉には液晶モニター等を取り付けているため、ヒンジ装置には比較的重い状態の上扉を任意の角度にて止める保持力が必要である。したがって、上扉を保持するヒンジ装置の抵抗力、即ち摩擦力を大きく設定する必要があった。このため、ヒンジ装置はナットによる締め付け力をかなり高めるものとなっていた。それだけにヒンジ装置には常に負担がかかり、これがヒンジ装置の耐久性能を落とす要因になっていた。ヒンジ装置の耐久性を高めようとすればヒンジ装置自体を大型化させてしまうことになる。
【０００５】
一方、最近のノート型パソコンでは上扉の大型化とパソコン全体の軽量化が望まれ、その傾向がかなり進んでおり、パソコン本体は軽量である。このため、ヒンジ装置の摩擦力を大きくすると、素早く上扉を開けようとするとき、その操作力でキーボード側本体まで上扉と一緒に持ち上がってしまうという現象が起きる。この観点からすれば、ヒンジ装置の摩擦力はできるだけ小さい方が望ましい。
【０００６】
しかし、液晶モニター等を備えた重い上扉は開いた任意の角度にて上扉を止める片持ち状態で支持するため、比較的大きい保持力が必要であった。一方、上扉を開け閉めする際の操作力は小さく一定であることがスムーズな開閉操作を行なうことからは望ましい。
【０００７】
また、上扉を開け閉めする際に必要な操作力は上扉の位置によっても変わるものである。すなわち、上扉を開け始める際は上扉の自重中心位置が回動軸支中心位置から水平方向に最も離れ、上扉の自重による回転モーメントが最も大きい。したがって、上扉を開け始める際はその回転モーメントに抗して開けるため、操作が重い。逆に上扉が開いた位置から閉じる際は最初、上扉の自重による回転モーメントが小さいが、閉じるに連れ、上扉の自重による回転モーメントが次第に大きくなり、これが上扉を閉じる操作力に加わる。このため、上扉を閉める際の操作力を一定にしたつもりでも、上扉が閉じ終わる直前まで上扉が加速してしまい、勢いよく上扉が閉じ終わることが多くなる。つまり上扉の開け閉め操作の手加減が難しく上扉の開け閉めの操作性を損っていた。
【０００８】
一方、上記従来のヒンジ装置では任意の角度にて上扉を止める保持力を必要とし、そのため、上扉を開け閉めするときの摩擦抵抗力を高めざるを得ないが、摩擦抵抗力を高めると上扉を開け閉めする操作がし難くなるとともに、ヒンジ装置にダメージを与え易く、ヒンジ装置にトラブルを発生させる要因となっていた。ヒンジ装置がトラブルを起すと、使用中、液晶モニター付上扉を任意の場所で保持する必要な摩擦力が得られなくなるばかりか、反対に必要回転摩擦力が高くなって上扉を開けようとするとき、キーボード側本体が上扉と一緒に持ち上がるといった事態を起しやすくなったりする。
【０００９】
本発明はこの様な課題に鑑みてなされたものであり、回動部材が回動部材の自重で被回動部材側に勝手に倒れ込むようなことを防止でき、しかも、回動部材を回動操作し易い被回動部材と回動部材との回動機構の提供を目的とする。
【００１０】
本発明は、又、携帯型情報処理機器の上扉の開け閉め操作が軽く、かつ上扉の開け閉め操作力が安定し、上扉をスムーズに開け閉めできる携帯型情報処理機器の上扉開閉装置を提供する事を目的とする。
【００１１】
また、摩擦を利用したヒンジ装置を使用する場合にはその摩擦保持力を軽減でき、上扉を支持する上扉開閉装置の長寿命化を図れる携帯型情報処理機器の上扉開閉装置を提供する事を目的とする。
【００１２】
さらに、本発明は小形モーター等の動力源を利用して上扉を開け閉めする事で快適に使用できる携帯型情報処理機器の上扉開閉装置を提供する事を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回動部材を被回動部材に回動自在に取り付け、回動部材を回動操作できるようにした回動部材と被回動部材との回動機構であって、回動部材を被回動部材に対して付勢する付勢手段と、動力を用いて回動部材を回動させるドライブ機構とを備え、付勢手段は、被回動部材に対する回動部材の回動に際し、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントが付勢手段の付勢力により回動部材にかかる回転モーメントによって減ぜられる領域を、被回動部材に対する回動部材の回動可能範囲の少なくとも一部に形成できるように、回動部材を被回動部材に対して付勢するものである。
【００１４】
ここに、「減ぜられる」とは、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントが付勢手段の付勢力により回動部材にかかる回転モーメントより大きく、自重による回転モーメントが付勢手段の付勢力による回転モーメントによって減少させられる場合、自重による回転モーメントが付勢手段の付勢力による回転モーメントとが等しく、両回転モーメントが互いに打ち消しあって０になる場合の他、回動部材の自重による回転モーメントが付勢手段による回転モーメントより小さく、自重による回転モーメントが付勢手段の付勢力による回転モーメントによって減少させられる場合も含む。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に係るドライブ機構が、モーターと、モーターの回転による動力を回動部材に伝達する動力伝達機構とを備え、動力伝達機構は、モーターの動力を、モーターの回転速度を減じた速度で回動部材に伝達する減速機構を備えたものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、回動部材を被回動部材に回動自在に取り付け、回動部材を被回動部材に対して回動操作するようにした回動部材と被回動部材との回動機構であって、被回動部材に対する回動部材の回動に抵抗を付与する抵抗付与手段と、回動部材を被回動部材に対して付勢する付勢手段とを備え、付勢手段は、被回動部材に対する回動部材の回動に際し、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントが付勢手段の付勢力により回動部材にかかる回転モーメントによって減ぜられる領域を、被回動部材に対する回動部材の回動可能範囲の少なくとも一部に形成できるように、回動部材を被回動部材に対して付勢するものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に係る回動機構が、回動部材に動力を付与して回動部材を回動させるドライブ機構を備えたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１９】
本発明の回動機構は、この実施形態では、ノート型パソコンに実施されている。
【００２０】
図１において示すように、ノート型パソコンはその上面にキーボード１を備えた被回動部材としての箱体のパソコン本体２と、このパソコン本体２の背縁部分に枢着された回動部材としての上扉３とを具備してなる。
【００２１】
上扉３は、パソコン本体２に枢着されることにより、パソコン本体２側に倒れてパソコン本体２の上面側を閉めた状態から起き上がってパソコン本体２の上面側を開けた状態になることができ、パソコン本体２に対して開閉自在とされている。
【００２２】
上扉３の内面には周縁を残して略全面にわたり液晶からなる表示画面４が設けられている。パソコン本体２の上面には上記キーボード１の他にも各種の操作ボタン５やトラックパッド６などが設けられる。
【００２３】
パソコン本体２の側部には、図２に示すようにＣＤ−ＲＯＭドライブ７やＦＤドライブ８、各種の端子９などが設けられている。その他、このノート型パソコンは一般的なノート型パソコンの機能を備える。上扉３を開くと、表示画面４を見ながらキーボード１またはマウス１０などを操作できる使用可能な状態になる。また、上扉３を閉じれば、上扉３によりパソコン本体２の上面を覆うことができる。
【００２４】
上扉３の回動先端部分にはロック爪１１が設けられ、このロック爪１１は上扉３を閉じたとき、パソコン本体２の前部上面に形成した係止部１２へ自動的に係止する。上扉３の回動先端縁にはスライド操作自在なロック解除ボタン１３が設けられ、このロック解除ボタン１３を一方向ヘスライドすることにより、上記係止部１２に係止していたロック爪１１を解除することができる。また、ロック解除操作後にロック解除ボタン１３を解放することにより、そのロック解除ボタン１３は再び元の位置へ自動的に復帰するものである。尚、ロック解除ボタン１３が不用意にスライドすることを防止するためにスライド防止ボタンを別に設けてもよいことは、もちろんである。
【００２５】
パソコン本体２の背縁部分において左右位置には、本発明の回動機構を構成する異なる形式の一対のヒンジ装置２１，２２が同軸的に配置されていて、上扉３はこの一対のヒンジ装置２１，２２を用いて開閉自在に枢着されている。ここで、右側に配置された第１のヒンジ装置２１は図３に示すように樹脂製摩擦体を利用した摩擦形式のものであり、左側に配置された第２のヒンジ装置２２は図５に示すように巻き線バネ（捻りコイルバネ）を利用したバネ形式のものである。
【００２６】
まず、右側に配置される第１のヒンジ装置２１について図３及び図４を参照して説明する。この第１のヒンジ装置２１は、亜鉛ダイカストー体製品によって形成した軸受け本体（ヒンジ本体）２３を備え、この軸受け本体２３は樹脂製摩擦体２４を保持する筒状の保持部２５と、上記パソコン本体２に取り付け固定した脚部２６を備える。摩擦体２４は略筒状に形成された樹脂成型一体品であって、この摩擦体２４はテーパー形状に形成された軸受け孔２７を形成している。摩擦体２４における基端部２８は軸受け本体２３の保持部２５に形成された内孔３１に嵌め込まれ、摩擦体２４は軸受け本体２３に回転しないように固定的に保持されている。このため、例えば、樹脂製摩擦体２４の基端部２８の外周面部は真円周面ではなく異形な形状に形成されている。
【００２７】
また、図３に示すように、樹脂製摩擦体２４の一部は保持部２５の内孔３１から外へ突き出しており、この突き出した端部３５の外径は上記基端部２８の外径よりも大きい。そして、この突き出した端部３５から上記軸受け本体２３の保持部２５にわたり、それらの外周には樹脂製摩擦体膨らみ防止用金属製カラー３７が密に被嵌している。金属製カラー３７は保持部２５に係止し、保持部２５に対して回転しないように取り付けられている。すなわち、図４に示すように、金属製カラー３７の基端縁部に複数の係止用切欠き部３８を形成し、一方、この金属製カラー３７を嵌合する保持部２５の外周には複数の係止用凸部３９を設けて、金属製カラー３７を保持部２５の外周に被嵌したとき、各切欠き部３８が、これらに対応する係止用凸部３９に嵌り込んで係止する。これにより、金属製カラー３７は回転が阻止された状態で上記保持部２５に接続固定される。
【００２８】
図３に示すように、摩擦体２４の軸受け孔２７には回動部材としての上扉３を支持する金属製の回転シャフト４１が嵌め込まれている。回転シャフト４１は摩擦体２４の軸受け孔２７に対し密に嵌め込まれた状態で回転自在に支持される。回転シャフト４１の基端には上扉３を支持する支持フレーム４２が固定的に設けられている。この支持フレーム４２は上扉３に取付け固定されている。
【００２９】
回転シャフト４１は例えばステンレス鋼等の鉄で作られている。また、軸受け孔２７に嵌り込まれる部分は少なくとも軸受け孔２７のテーパー形状に合わせたテーパー外周面４３として形成されていて、このテーパー外周面４３の部分は上記軸受け孔２７のテーパー内面に密着して嵌合している。回転シャフト４１のテーパー小径側端部は摩擦体２４から保持部２５を貫き抜けており、この突き出した先端部４４には本体固定ワッシャー４５と回転ワッシャー４６が嵌め込まれている。回転シャフト４１の先端部４４には雄ねじ４７が形成され、この雄ねじ４７に螺合する締付け用ナット４９により摩擦体２４に回転シャフト４１を締め付ける。また、ワッシャー４５，４６の間には弾性的に押し潰させられる押圧用付勢部材としてのバネ部材が介在している。このバネ部材としては例えば座バネの一種である皿バネが用いられ、一枚または必要数、ここでは３枚の皿バネ５１，５２，５３を重ねて用いられている。これら皿バネ５１，５２，５３は直列に組み合わせた配列（交互に異なる向き）であるが、それら皿バネ５１，５２，５３を並列に組み合わせた配列（同じ向き）にしてもよい。上記ワッシャー３１，３２は通常金属製の板状のものであるが、比較的強度のある硬い樹脂製のものであっても良い。皿バネ５１，５２，５３はバネ鋼などで作られる。
【００３０】
そして、回転シャフト４１の雄ねじ４７にナット４９をねじ込むことによりそのナット４９側へ回転シャフト４１を強く引き付け、摩擦体２４の軸受け孔２７のテーパー状内面に回転シャフト４１のテーパー状周面を圧接させる締め付け状態に保持する。ナット４９を締め付けるとき、皿バネ５１，５２，５３はワッシャー４５，４６の間で圧迫され、そして弾性的に変形させられ、図３に示すように、全面的に密着した平らに重なり合う状態に圧縮して維持される。皿バネ５１，５２，５３が全面的に密着した平らな状態で重なり合う状態になるまで締め付けられたとき、皿バネ５１，５２，５３の総合反発力（バネ力）は最大になる。通常はこれ以上に強く締め付け、摩擦体２４に対する回転シャフト４１の締付け力を皿バネ５１，５２，５３の総合反発力（バネ力）以上の値の例えば１２０％に設定する。
【００３１】
通常、固定ワッシャー４５は保持部２５に固定され、回転ワッシャー４６は回転シャフト４１と一緒に回転するため、ワッシャー４５，４６の間に介在する皿バネ５１，５２，５３自身の相互間及びワッシャー４５，４６との間で滑りが生まれ、上記回転シャフト４１は滑らかに回転する。
【００３２】
尚、樹脂製摩擦体２４の軸受け孔２７におけるテーパー角θは１０°〜２５°位であり、特に１４°が好ましい。上記回転シャフト４１のテーパー外周面のテーパー角はその軸受け孔２７のテーパー角θに合わせて形成される。両者のテーパー角はテーパー嵌合できる関係にあればよいものであって厳密に一致する必要はない。
【００３３】
上記樹脂製摩擦体２４の軸受け孔２７のテーパー内面にはグリス溜まり溝６１が形成されている。ここでのグリス溜まり溝６１は樹脂製摩擦体２４の軸中心線に平行に細長く配置されているが、斜めのものでもよい。グリス溜まり溝６１の横断面形状は例えば略Ｖ字型のものである。これらのグリス溜まり溝６１には潤滑剤としてのグリス油が収納される。グリス溜まり溝６１は回転シャフト４１のテーパー状周面部が接合する樹脂製摩擦体２４の軸受け孔２７のテーパー状内面の領域に限定して配置する。
【００３４】
また、第１のヒンジ装置２１は、図３に示すように回転シャフト４１に対し樹脂製摩擦体２４及びカラー３７を被せ、ナット４９にて金属製回転シャフト４１を締め込むことにより組み立てられる。ナット４９及び皿バネ５１，５２，５３のバネ力による締め付け力が金属製回転シャフト４１のテーパー周面を介して樹脂製摩擦体２４に加わり、樹脂製摩擦体２４を外側へ伸ばそうとする力が生まれる。樹脂製摩擦体２４はこの力を受けてそれ自体が外側へ伸びようとするが、樹脂製摩擦体２４の外周には金属製カラー３７が被嵌されているため、外側への伸びは阻止され、締付け力は有効に働く。樹脂製摩擦体２４と金属製回転シャフト４１の圧接する力を高める。このため、樹脂製摩擦体２４はそれ自体で強力な弾性作用を生み、十分なスプリング効果を発揮する。また、樹脂製摩擦体２４は僅かな厚さのコンパクトな部品であっても強いスプリング効果を発揮し、弾性体としての機能を十分に果たす。
【００３５】
そして、樹脂製摩擦体２４のテーパー内面と回転シャフト４１のテーパー外面が楔作用によって強く圧接し、摺動摩擦力を高め、回転シャフト４１を回転する際、回転シャフト４１に必要な抵抗力を発生させる。従って、これらの樹脂製摩擦体２４と回転シャフト４１は、パソコン本体２に対する上扉３の回動に抵抗を付与する抵抗付与手段として機能する。
【００３６】
ここで、グリス溜まり溝６１に封入したグリス油が、樹脂製摩擦体２４と金属製回転シャフト４１との間にしみ出して、樹脂製摩擦体２４と金属製回転シャフト４１との間にグリス膜を生成する。このため、樹脂製摩擦体２４と金属製回転シャフト４１が圧締めされても堅く固着してしまうことがなく、金属製回転シャフト４１の回転を阻害しない。つまり、金属製転シャフト４１を回動するときの抵抗力が強くなり過ぎたり、回転シャフト４１がロックして動かなくなったりすることがない。そして適切な抵抗力での必要な抵抗感を安定的に得ることができると同時に金属製回転シャフト４１を回転した任意位置において確実かつ安定したロック機能を奏する。
【００３７】
ここで、仮に摩擦体２４が劣化し、その反発力が弱まった場合、その反発力が弱まった分、皿バネ５１，５２，５３が伸び、そのバネ力により回転シャフト４１に与える締め付け力を自動的に補うので、回転摩擦力が長期に維持できる。したがってヒンジ装置２１の回転摩擦力はいわば半永久的に落ちることなく、再調整作業は不要である。また、締付け用ナット４９を締め直し、再調整する作業も不要である。このため、製品の耐久性や信頼性が増す。このヒンジ装置２１によれば、全てプラスチック成型品の摩擦体２４と回転シャフト４１での面圧で抵抗感が出るので回転の滑らかさはいわば半永久的に変わることがない。
【００３８】
尚、この抵抗付与手段は、上記実施形態のように、シャフト４１と、シャフト４１との回転に際してシャフト４１に摩擦抵抗を付与する摩擦体２４とを備えたものに限らず、被回動部材としてのパソコン本体２に対する回動部材としての上扉３の回動に抵抗を付与できるものであれば良く、適宜変更できる。
【００３９】
次に、左側に配置される第２のヒンジ装置２２について図５及び図６を参照して説明する。この第２のヒンジ装置２２はパソコン本体２に取り付け固定する脚部としての軸支本体７１と、この軸支本体７１に保持される軸７２を備える。上記軸７２には図６で示すような付勢手段としての捻りコイルバネ７３が巻装されている。捻りコイルバネ７３はその巻き線部７４内に軸７２を通してシャフト７２に回転自在に支持される。軸７２は上述した第１のヒンジ装置２１の軸中心に一致して同軸に配置されるため、捻りコイルバネ７３の巻き線部７４も第１のヒンジ装置２１の軸中心に一致して配置される。
【００４０】
この実施形態での捻りコイルバネ７３は２つの巻き線部７４を設けたダブル巻き線部形式のものであり、一本のばね線材を用いて左右対称に形成されている。左右一対の巻き線部７４は巻き方向を異ならせて捻り反発力を発生させるように形成している。捻りコイルバネ７３の巻き線部７４から延びる一端がわは固定具７５を介してパソコン本体２に固定される。捻りコイルバネ７３の他端がわは上扉３を取付け固定する支持フレーム７８に別の固定具７６により固定されている。軸支本体７１と固定具７５はユニット基板７９に固定され、このユニット基板７９をパソコン本体２に取り付けるようになっている。
【００４１】
支持フレーム７８は軸７２の一端に枢着されている。また、支持フレーム７８を軸７２に固定し、その軸７２自体を軸支本体７１に軸支するようにしてもよい。後者のようにすれば、支持フレーム７８を軸７２に枢着しなくてもよい。もちろん、両者とも互いに枢着するようにしてもよい。
【００４２】
そして、この捻りコイルバネ７３はその捻り反発力によってシャフト７２を中心として上扉３を開く向きに付勢する弾性手段を構築する。すなわち、捻りコイルバネ７３は図２において示すように上扉３を垂直に起き上がろうとする開く向きの回転モーメントを上扉３に付与するように働く。又、上扉３が垂直の９０度から先、略１２０°まで倒すと本ヒンジ装置２２には垂直側に起き上がろうとする捻り反発力が発生する。
【００４３】
尚、この実施形態での捻りコイルバネ７３は巻き線部７４がダブル形式のものであったが、一つの巻き線部７４で構成するものでもよい。
【００４４】
上扉３はパソコン本体２の背縁部分において同軸的に配置された左右一対のヒンジ装置２１，２２により回動自在に支持される。
【００４５】
次に、ノート型パソコンの上扉３を開け閉めする際の作用について、以下に説明する。ノート型パソコンを使用しないとき、上扉３は閉じ、ロック爪１１は係止部１２に係止したロック状態にある。ノート型パソコンを使用する場合は、まず、上扉３の前端縁にあるロック解除ボタン１３を解除方向ヘスライドすることにより、係止部１２に係止していたロック爪１１を解除する。すると、上扉３は開くことができる待機状態になる。上扉３を手で開けることができる。そしてパソコンの電源スイッチを入れ、プログラムを立ち上げてパソコンを使用することができる。一方、ノート型パソコンの使用を終了し、上扉３を閉じる場合は先にプログラムを終了し、上扉３を閉じる。上扉３が略完全に閉じる段階で、ロック爪１１は係止部１２に係止する。この後、ノート型パソコンを再び使用するまで上扉３は閉じた状態でロックされ続ける。
【００４６】
次に、上扉３を開け閉めするときの特有の作用について説明する。上扉３はパソコン本体２の背縁部分において左右に同軸的に配置された一対のヒンジ装置２１，２２を用いて開け閉め自在に枢着されている。上扉３は開く角度に応じてそれ自身の重さの重心位置が水平に移動し、上扉３が閉じたとき、上扉３の回転中心から上扉３の重心位置までの水平距離が最も長く、上扉３が開く向きに起上するに連れてその距離が短くなる。このため、上扉３を開け閉めするときの自重による回転モーメントは上扉３の回動位置に応じて変わり、それに必要な保持力も変わる。つまり、上扉３が開いた位置にあるときよりも上扉３が閉まる位置近くにある方が大きな保持力が必要となる。
【００４７】
ここで、第１のヒンジ装置２１は摩擦形式のものであり、上扉３を回動させた位置に摩擦力で保持する機能の形式であるため、その摩擦力は上扉３がどの位置でも一定のものである。この種のヒンジ装置のみを使用する場合は上扉３が閉まる位置近くにある場合に必要な最大の保持力に合わせてその摩擦力を設定することになる。この種の第１のヒンジ装置２１の摩擦力だけで保持力を持たせようとすると、摩擦力が大きくなってしまい、上扉３の開け閉め操作が重くなってしまう。
【００４８】
しかし、本発明では左側に配置される第２のヒンジ装置２２の捻りコイルバネ７３の捻り反発力で、上扉３を開け閉めするときの自重による回転モーメントを極力打ち消すようにした。これにより第１のヒンジ装置２１の摩擦力による負担を大幅に軽減できる。すなわち、第２のヒンジ装置２２の捻りコイルバネ７３は上扉３を付勢するため、この捻りコイルバネ７３の捻り反発力が上扉３を開く向きに加わって上扉３を開け閉めするときの自重による回転モーメントを打ち消し、第１のヒンジ装置２１による樹脂製摩擦体２４の摩擦保持力の負担を軽減する。その結果、第１のヒンジ装置２１の摩擦保持力は小さくてよいため、上扉３の開け閉め操作は非常に軽くスムーズになる。
【００４９】
しかも、第２のヒンジ装置２２は上扉３を緩く回動自在に軸支する形式のものであり、同時に捻りコイルバネ７３の捻り反発力によってシャフト７２を中心として上扉３を上向きに開くように付勢するようにし、図２に示すように上扉３を鉛直に起き上げる向きの回転力を上扉３に与える。ここで、捻りコイルバネ７３の捻り反発力は上扉３の位置によって異なる。すなわち、上扉３が閉じたとき、捻りコイルバネ７３の捩れ量が最も大きく、捻り反発力は最大となる。また、図２に示すように、上扉３が開く過程では捻りコイルバネ７３の捩れ量が次第に小さくなる。そして、上扉３が鉛直に開く位置で最小になるように設定してあるため、捻りコイルバネ７３の付勢力に無駄がない。捻りコイルバネ７３の付勢力は上扉３を開け閉めするときの自重による回転モーメントと逆向きの力であり、両者は互いに打ち消し合う関係である。そして、上扉３の自重による回転モーメントは理論的に垂直な位置でゼロであるが、垂直から徐々に倒して来る角度が増すごと上扉３の重さによる回転モーメントが増して来る。
【００５０】
すなわち、図２に示すように上扉３が垂直の位置から上扉３が閉じる０°の位置まで上扉３の重さによる回転モーメントが増す。そこで、捻りコイルバネ７３により上扉３の重さによる回転モーメントに反発する力を持たせ、どの角度でも上扉３の回動する操作力がゼロ、又はゼロに近くなるように設定することができることになる。故に、第１のヒンジ装置２１としては上扉３を任意の角度にて止めるためだけの摩擦力を呈せればよいことになる。
【００５１】
また、図２に示すように、上扉３を開く向きに付勢する第２のヒンジ装置２２は捻りコイルバネ７３の捻り反発力を上扉３がパソコン本体２に対して９０°に開いたときに零となるように設計する。上扉３が完全に折り畳まれた状態では最大の捻り反発力が上扉３に掛かるようになり、そして第２のヒンジ装置２２の捻りコイルバネ７３の付勢力で上扉３の各回動位置の重さを支え、上扉３を回動するときの各回動位置での上扉３の重さは略一定にするようにすることができる。
【００５２】
さらに、上扉３が９０度の位置に開かれ、即ち垂直状態のとき、捻り反発力がゼロになるようにすると、上扉３が垂直の９０度から先、１００度、１２０度と液晶画面上扉３を倒すと本ヒンジ装置２２には垂直側に起き上がろうとする反発力が発生する。即ち、上扉３が折り畳まれた状態から垂直な状態に至るまで（反対方向も同じ）上扉３にかかる重力は、捻りコイルバネ７３の捻り反発力によってほぼ相殺される。
【００５３】
故に、捻りコイルバネ７３の反対側に使用する第１のヒンジ装置２１は上扉３を任意の所で止めるだけの目的で良いことになる。このため、第１のヒンジ装置２１は小形で回転摩擦力の小さいものでも良い。第１のヒンジ装置２１による樹脂製摩擦体２４の摩擦保持力は小さくて済み、その第１のヒンジ装置２１の負担を軽くすることができる。これにより、第１のヒンジ装置２１を、パソコン本体２の左右の両側に設けなくてもパソコン本体２の左右の何れか一方にだけに配設すれば良いものにすることもできる。更に、第１のヒンジ装置２１による樹脂製摩擦体２４の摩擦保持力を小さくできるため、第１のヒンジ装置２１のライフを２倍以上にすることもでき、ヒンジ装置２１の軽量小型化が図れる。
【００５４】
さらに、第２のヒンジ装置２２は捻りコイルバネ７３を利用する構成であるため、第１のヒンジ装置２１に比べても極めて簡単な構造であり、従来品のヒンジ装置の半分以下の価格で生産出来る。また、上扉３を開閉する際の安定性を出すために一対のヒンジ装置を上扉３の左右それぞれに設ける場合であってもそれらのヒンジ装置全体の簡略小型化が図れ、かつ各ヒンジ装置を安価なものとすることができる。よって、製品の信頼感を大幅に向上させ、安価で高級感を持たせることができる。
【００５５】
図２のように組み立てられた開閉装置によれば、上扉３が非常に軽く動き、以前のように上扉３を手で開くときでも下側に位置するパソコン本体２側が連れて上がる様な事が無く、強いて言えば片手でも気楽に簡単に持ち上げられ、任意の場所で簡単に止められ、上扉３を開閉する際の取扱い操作性が向上した。また樹脂製摩擦体２４を利用した第１のヒンジ装置２１の形式のヒンジ装置を複数組、例えば左右にそれぞれ配置する必要性はなくなり、構成の簡略化が図れる。
【００５６】
また、本発明はパソコン本体２側に設置したモーター８１（図７に図示）により上扉３を開け閉めする上扉ドライブ機構を構築するものでもよい。この場合、上扉３を支持するヒンジ装置としては上述した第１のヒンジ装置２１と第２のヒンジ装置２２をそのまま用いて上扉３を軸支するようにしてもよいが、次のようにヒンジ装置を構成することが望ましい。
【００５７】
すなわち、一方のヒンジ装置には上述した第２のヒンジ装置２２をそのまま使用し、他方の第１のヒンジ装置２１には図７で示すようにパソコン本体２に取り付け固定する脚部としての軸支本体７１０と、この軸支本体７１０に回動自在に保持される軸７２０を設ける。上記軸７２０には上扉３を取付け固定する支持フレーム７８０を固定する。上扉３と一緒に回動する軸体たる上記軸７２０には、動力伝達機構としての減速歯車列を介してパソコン本体２側に設置したモーター８１を連結する。例えば、図７に示すように、第１のヒンジ装置２１の軸７２０の露出シャフト部分にウォームホイール８２を取付け固定し、このウォームホイール８２に上記モーター８１の出力軸８１ａに取着したウォームギアー８３を噛合させる。このウォームホイール８２とウォームギアー８３とにより構成される歯車列は、減速機構を構成し、この歯車列によりモーター８１の回転数を減じ、上扉３の開け閉めするときの回動速度を減じ、上扉３を回動する上扉ドライブ機構の駆動力を高めると共に、上記減速歯車列により上扉３を回動位置に保持するロック機構を構成する。ここでは特にウォームホイール８２とウォームギアー８３を直接噛み合わせた歯車列であるため、その減速比率が大きい。また、上記モーター８１の出力軸８１ａに直接ウォームギアー８３を取り付けることができるため、その歯車列がコンパクト化し、上扉ドライブ機構及びこの周辺のコンパクト化が図れる。
【００５８】
尚、動力伝達機構は、駆動部材としてのモーター８１と上扉３に設けられた軸７２０とに動力伝達可能に接続する伝達部材であれば良い。又、伝達部材として、例えば複数の結合部材を備えたものから構成できる。また、複数の結合部材としては、上記のウォームホイール８２とウォームギアー８３との歯車列を用いることができる。又、上扉３と一緒に回動する軸体に駆動用モーター８１の出力軸８１ａを連結する歯車列を用いる場合、図８に示すように多数の平歯車８４を用いた平歯車列８５としてもよい。また、図示しないが、歯車列に傘歯車等を介装すれば、その軸の向きの変更等の配置が適宜自由である。又、複数の結合部材は、歯車列から構成するものに限らず、例えば摩擦伝動方式やベルト伝動方式等の伝動方式又はそれらを組み合わせたものを使用して駆動用モーター８１の回転駆動力を上扉３に伝えるものであっても良い。また、伝動系にドラグ機構を介在させれば上扉３に異常な外力が加わってもその過剰な外力を逃がすことができる。尚、上記摩擦伝動方式やベルト伝動方式ではそれ自体でもドラグ機構を構築している。
【００５９】
また、伝達部材は、モーター８１の回転を受けて可動し、モーター８１の回転速度を減じた速度で上扉３に設けた軸７２０を回転させるものであれば良い。そして、これを減速機構として採用するようにすれば良い。
【００６０】
上記モーター８１や歯車列等の上扉ドライブ機構は通常上記第１のヒンジ装置２１と一緒にユニット化され、ユニット基板８６を介してパソコン本体２に取付け固定されている。このユニットはパソコン本体２側の空き空間を利用して設置できる。
【００６１】
さらに上扉ドライブ機構を構築する場合は、上扉３の回動先端部分に設けられたロック爪１１のロック解除ボタン１３を利用して電源スイッチの操作ボタンを兼ねるようにする。たとえばこのロック解除ボタン１３を解除側にスライドすることにより電源スイッチを入力する操作が行なわれるようにする。すなわち、上扉３を開くため、ロック解除ボタン１３をスライドすると、電源スイッチがオンし、上述した上扉ドライブ機構のモーターが作動を開始する。また、同時にパソコンの起動も開始するようにする。
【００６２】
尚、ロック解除ボタン１３が不用意にスライドすることを防止するためにスライド防止ボタンを別に設けてもよいこともちろんである。また、上記電源スイッチは例えばマウス１０に設け、同じくマウス１０に設けた操作ボタン１４を、マウス１０を操作する手で操作できるようにしてもよい。
【００６３】
次に、ノート型パソコンの作用について以下に説明する。ノート型パソコンを使用しないとき、上扉３は閉じ、ロック爪１１は係止部１２に係止したロック状態にある。
【００６４】
この上扉ドライブ機構を組み込んだ形式のノート型パソコンを使用する場合には、まず、上扉３の前端縁にあるロック解除ボタン１３を解除方向ヘスライドすることにより係止部１２に係止していたロック爪１１を解除する。すると、上扉３を開くことができる待機状態になる。ロック解除ボタン１３は電源スイッチの操作ボタンを兼ねているため、ロック解除ボタン１３をスライドする同時にパソコンの電源スイッチが入り、パソコンは起動状態に入る。これと同時に上扉ドライブ機構のモーター８１が動き始め、上扉３が開き始める。上扉３が開き始めたらロック解除ボタン１３を解放すると、ロック解除ボタン１３は元の位置に自動的に復帰する。
【００６５】
上記モーター８１の回転はその出力軸８１ａからウォームギアー８３およびウォームホイール８２を介して減速され、増幅した駆動力が第１のヒンジ装置２１の軸７２０に伝わり、軸７２０と共に上扉３を回動し、図２に示すように上扉３は開く。この上扉３を回動する量は例えば上扉３が図２に示す位置まで開いたときを終端とするが、その上扉３の回動終端位置は予めパソコンに記憶させた設定値によりモーター８１の回動量を制御することにより決める。また、パソコン本体２の背縁部付近に上扉３の回動終端位置を検出するリミットスイッチを設けて、これにより上扉３の回動終端位置を検出し、モーター８１の動作を停止させるようにしてもよい。また、両者の方式を併せて採用するようにしてもよい。
【００６６】
一方、ノート型パソコンの使用を終了し、上扉３を閉じる場合はプログラム的に終了動作に入る。プログラムの終了動作に合わせて上扉ドライブ機構のモーター８１が作動を開始し、上扉３を自動的に閉じる。尚、図２に示すようにパソコン本体２の側面に特別の扉用スイッチボタン８８を設け、プログラム終了動作後、この扉用スイッチボタン８８を操作し、これにより上扉３の閉じ動作を開始するようにしてもよい。勿論、通常の電源スイッチ８９で行なってもよい。
【００６７】
そして上扉３が略完全に閉じる段階でロック爪１１は係止部１２に係止する。この後、ノート型パソコンを再び使用するまで上扉３は閉じた状態でロックされる。以上の如く、ノート型パソコンの使用開始または使用終了に応じて上扉３の開け閉めを自動的に行なわせることができる。
【００６８】
上扉ドライブ機構は上扉３を回動位置に保持するロック機構としての機能を備えるため、上扉３のヒンジ等を利用した摩擦手段で上扉３を保持する必要がないので、そのヒンジ装置の簡略化が図れる。さらに上扉３を開閉する際の力は小さくて済むため、それの開け閉めをモーターで駆動する場合でも小型モーターで十分である。小形モーターの回転数を減速する事により液晶画面付きの上扉３が任意に回転し停止するだけの力を得ることができる。上扉３を確実に任意の角度に止めたい場合は最終段のギアーをウォームギアにする事により確実に止めることができた。また、液晶画面の上扉３を開閉する電動回路をいかようにもおり込み、一般的に使用される角度、１００〜１３０度位は微妙に調整出来るようにしたり、開閉したときに自動でソフト起動が出来る様連携することも可能である。そして、小形モーターを使用する場合、手で開け閉めする動作が無くなり、しかも、一定のスピードにて開け閉めが行われる事により高級感が出るばかりでなく、抵抗感はモーターのトルクと減速ギアー比で出すことができ、各ギアーの強度選定にて開け閉め回数の長寿命化を図ることができる。
【００６９】
尚、上扉３が開いていて、ノート型パソコン内蔵バッテリが無くなり、上扉３が開閉できない状態の場合は充電すれば開閉出来るが、充電器が無い場合は外側から最終段のギアーを簡単に外す機構か、又は、ギアーをドライバー等で回せるようにしておけばより安全に使用することが出来る。
【００７０】
例えば互いに回転伝達可能に結合した結合部材としての歯車同士の結合を解除する結合解除手段として、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すようなものを例示できる。この図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示す結合解除手段は、モーター８１を、モーター８１に取り付けた第２の結合部材としてのウォームギアー８３が、上扉３に取り付けた第１の結合部材としてのウォームホイール８２に退行・接近する方向の上下方向に移動可能にパソコン本体２に取り付ける。これにより、ウォームギアー８３を、ウォームホイール８２に対して移動可能にする。又、モーター８１とパソコン本体２との間に、ウォームギアー８３をモーター８１を介してウォームホイール８２に接近する方向の上方向に付勢する結合用付勢部材としての湾曲状の板バネ９１を備えたものとする。また、モーター８１の上下位置を調整するとともに、ウォームギアー８３をウォームホイール８２から結合解除した位置に維持させるストッパーとしてのボルト９２によって、モーター８１に取り付けたウォームギアー８３とウォームホイール８２とが円滑に噛み合うようにモーター８１の位置決めをできるようにしておく。
【００７１】
そして、モーター８１が回転できなくなったような場合には、ボルト９２を締め込むことにより、モーター８１を、板バネ９１の付勢力に抗して下方側に押圧する。これにより、図９（Ｂ）に示すように、ウォームギアー８３がモーター８１と共に下方側に移動し、ウォームギアー８３とウォームホイール８２との噛合を外すことができる。従って、この状態では、ウォームホイール８２の回転抵抗が少なくなり、上扉３を手で回動させて閉めることができる。
【００７２】
又、上扉３に不測の外力が作用し、その力がウォームホイール８２からウォームギアー８３にかかったような場合でも、ウォームギアー８３からモーター８１に力がかかるとモーター８１が板バネ９１の付勢力に抗して下方側に移動することができる。これにより、両ギアー８２、８３の噛合を外すことができ、上扉３を回動できる。従って、両ギアー８２、８３或いはモーター８１の損傷を防止できる。
【００７３】
尚、モーター８１は、ボルト９２を締め込むことにより板バネ９１の付勢力に抗して下方側に押圧する形態のものに限らず、例えば手でモーター８１を押圧することによりウォームギアー８３を下方側に移動させるようにしても良い。
【００７４】
さらに、液晶を備えた上扉３の大きさや重さによってギアー比の増幅力と小形モーターのトルクを変更する事でどのようなノートパソコンでも、上扉３を任意の角度に止める事が出来る。
【００７５】
この方式はモバイルノートパソコンの様な画面が小さく箱体が小さく小形モーターが取り付けるスペースが無いものには有効である。勿論、Ａ−４サイズノートパソコン型等にも使用出来る。そして、手で開け閉めする動作が無くなり、電動で、しかも一定のスピードにて開け閉めが行われる事により高級感が出るばかりでなく、抵抗感はモーターのトルクと減速ギアー比で出力し、各ギアーの強度選定にて開け閉め回数の長寿命化を図ることができる。また、本発明の開閉装置は製品の信頼感を大幅に向上させ、高級感を持たせたものである。
【００７６】
尚、付勢手段は、上述のように、捻りコイルバネ７３から構成する形態のものに限らず、板バネ、空気バネ等の種々のバネから構成できる。例えば捻りコイルバネ７３に代え、又は、捻りコイルバネ７３と共に、パソコン本体２に対して上扉３を付勢する板バネ、空気バネ等を用いるようにしても良い。
【００７７】
又、上記実施形態では、付勢手段の付勢力としての捻りコイルバネ７３の捻り反発力を、上扉３がパソコン本体２に対して垂直に開いた位置で零となるように設定することにより、上扉３の自重により上扉３にかかる回転モーメントが捻りコイルバネ７３の捻り反発力により上扉３にかかる回転モーメントによって減ぜられる領域であるモーメント減殺領域を、パソコン本体２に対する上扉３の角度が０°となる閉位置の略水平位置から略１２０°に開いた位置までの上扉３の回動可能範囲の全範囲に形成するようにしているが、この形態のものに限らず、モーメント減殺領域を、パソコン本体２に対する上扉３の回動可能範囲の少なくとも一部に形成するようにすれば良い。
【００７８】
例えば捻りコイルバネ７３の捻り反発力を、上扉３がパソコン本体２に対して垂直以上、開いたときに零となるように設定し、モーメント相殺領域を上扉３の略水平位置から垂直に開いた位置までの範囲に形成する。或いは、捻りコイルバネ７３の捻り反発力を、上扉３がパソコン本体２に対して略４５°開いたときに零となるように設定し、モーメント相殺領域を上扉３の略水平位置から４５°の角度位置までの範囲に形成する。
【００７９】
また、捻りコイルバネを用いて構成するヒンジ装置の場合には、この形式のヒンジ装置を上扉の左右にバランスよく配置し、その中間位置に上扉ドライブ機構の動力伝達機構を連結するように構築してもよい。このようにすれば、左右バランスよく上扉の開閉動作が行なわれ、上扉の開閉が安定するようになる。
【００８０】
又、上扉３を速く閉めるための速閉手段を設けるようにしても良い。例えば速閉手段を次のように構成する。図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）に示すように，モーター８１の出力軸８１ａに取り付けた動力伝達歯車８３０と上扉３に設けた軸７２０に取り付けた被伝達歯車８２０とにより構成される歯車列の歯車同士を、クリアランス８６０を持って結合できるようにしたものとする。又、捻りコイルバネ７３の上端部を上扉３に支持部材７６０によって支持した上扉バネ支持部７６１を、クリアランス７７を持って捻りコイルバネ７３の上端部を支持できるものにする。
【００８１】
こうすることにより、例えば上扉３がパソコン本体２に対して略１２０°開いた全開状態からモーター８１を作動させると、出力軸８１ａの回転に伴なう動力伝達歯車８３０の回転によって被伝達歯車８２０が回転し、上扉３が閉まる方向に回転する。
【００８２】
そして、図１１（Ａ）に示すように、上扉３が垂直の状態を通過し上扉３の自重による回転モーメントが上扉３にかかり始めると、図１１（Ａ）及び図１１（Ｃ）中に破線で示すように、上扉３は、上扉バネ支持部７６１のクリアランス７７の分だけ、動力伝達歯車８３０の回転によらずに自重による回転モーメントによって回転する。これにより、上扉３を、モーター８１による回転速度よりも速く閉めることができる。更に、図１１（Ｂ）中に破線で示すように、被伝達歯車８２０と動力伝達歯車８３０との間に形成されたクリアランス８６０によって、被伝達歯車８２０は動力伝達歯車８３０に当接せずに動力伝達歯車８３０から回転抵抗を受けずに自由に回転できるため、被伝達歯車８２０が自重による回転モーメントによってクリアランス８６０の分だけ、動力伝達歯車８３０よりも速く回転し、その結果、上扉３を動力伝達歯車８３０よりも速く回転させることができ、上扉３を、更に速く閉めることができる。
【００８３】
尚、速閉手段は、上記のようにクリアランス８６０を形成した歯車同士８３０、８２０との結合と、クリアランス７７を有するバネ支持部７６１とにより構成するものに限らず、例えばクリアランス７７を有するバネ支持部７６１だけで構成することもでき、適宜変更できる。ただし、上記実施形態のようにバネ支持部７６１と、クリアランス８６０を形成する歯車同士８３０、８２０との結合とから構成することにより、バネ支持部７６１だけから構成する場合に比し、歯車同士８３０、８２０との結合に際して形成されるクリアランス８６０の分だけ、上扉３を動力伝達歯車８３０よりも速く回転させることができ、上扉３を、より速く閉め得るものにできる点で好ましい。
【００８４】
又、クリアランス７７を上扉バネ支持部７６１に設けたものに限らず、例えば上扉バネ支持部７６１に設けず、捻りコイルバネ７３の下端部をパソコン本体２に支持部材７５０によって支持した本体バネ支持部７５１に設ける。或いは、上扉バネ支持部７６１と本体バネ支持部７５１との両方に設けるようにしても良い。尚、上扉バネ支持部７６１及び本体バネ支持部７５１は、捻りコイルバネ７３の巻き線部７４から外径方向に突設されたアーム７４０、７４０の一部又は全部を支持するようにすれば良い。従って、上扉バネ支持部７６１又は本体バネ支持部７５１によって支持するバネの端部には、端部及び端部近傍を含む。
【００８５】
また、クリアランス８６０は、モーター８１の出力軸８１ａと動力伝達歯車８３０との結合部、上述の動力伝達歯車８３０と被伝達歯車８２０とが噛合する結合部と、被伝達歯車８２０と上扉３の軸７２０との結合部の内の一つ又は二つ以上に設けるようにしても良い。又、歯車を三つ以上設ける場合は、一つ又は二つ以上の結合部に結合に際してクリアランスを形成できるようにしておけば良い。
【００８６】
又、上記実施形態では、本発明の回動機構を、ノートパソコンに実施しているが、ノートパソコンに限らず、種々のものに適応できる。例えば電気炊飯器における電気炊飯器本体と蓋体とに適応できる。
【００８７】
詳しくは、図１０に示すように、この電気炊飯器１００の被回動部材としての電気炊飯器本体１０１と回動部材としての蓋体１０２とは、蓋体１０２に固定された回動軸１０３を介して回動自在とされている。この回動軸１０３には、付勢手段としての捻りコイルバネ１２０が備えられている。
【００８８】
電気炊飯器本体１０１には、出力軸８１ａを有するモーター８１が取り付けられている。又、モーター８１の出力軸８１ａと回動軸１０３には、動力伝達機構としての複数の歯車１１１・・・１１５からなる歯車列１１０が動力伝達可能に接続されている。又、これらの歯車列１１０は、減速機構を構成するように配列されることにより、モーター８１の出力軸８１ａの回転速度を減じた速度で回動軸１０３が回動するようになっている。
【００８９】
そして、図示しない開スイッチの操作により、モーター８１が正回転を開始し、歯車列１１０を介して回動軸１０３を回動させる。これにより、電気炊飯器本体１０１に対して蓋体１０２が回動し、蓋体１０２を開けることができる。この場合においても、蓋体１０２の自重により蓋体１０２にかかる回転モーメントに抗して捻りコイルバネ１２０の付勢力が蓋体１０２にかかっているとともに、減速機構を構成する歯車列１１０によってモーター８１の動力を、回転速度を減じて大きい回転トルクで回動軸１０３にかけることができるため、小さい力で蓋体１０２を開けることができる。従って、モーター８１を出力の小さいものを使用でき、電気炊飯器１００に組み付け易く、しかも、低コストで製作できる。
【００９０】
そして、モーター８１が所定の回転数だけ回転すると、モーター８１が停止し、蓋体１０２の回動が止まる。又、この実施形態では、図示しない停止スイッチを操作することにより、モーター８１が停止し、蓋体１０２を適宜位置で止めることができるようになっている。その際、例えば蓋体１０２を閉状態から僅かに回動した位置で、停止スイッチを操作したような場合、蓋体１０２の回動軸１０３は回動軸１０３から大きい力を加えて歯車列１１０を回転させなければ回転できない。従って、蓋体１０２は、歯車列１１０によって大きな回転抵抗を受けた状態になる。しかも、上述のように捻りコイルバネの付勢力が蓋体１０２にかかっている。従って、蓋体１０２を適宜位置で止めても、蓋体１０２が自重による回転モーメントによって勝手に閉まってしまうようなことを防止できる。
【００９１】
一方、蓋体１０２を閉める場合は、図示しない閉スイッチを操作することにより、モーター８１が逆回転を開始し、これにより、蓋体１０２を閉めた閉状態にできる。以上が、本発明の回動機構を有する電気炊飯器の説明である。
【００９２】
又、本発明の回動機構は、電気ポット等の各種の電気機器における本体と蓋体、便器における本体と蓋体、或いは本体と便座、折り畳み可能なベッドにおけるベッド本体と折り畳み部、壁等の被取付部材に折り畳み可能に取付けた棚における被取付部材と棚、或いは壁等の被取付部材に折り畳み可能に取付けた椅子における被取付部材と椅子、更には、複写機における複写機本体と蓋体等、被回動部材に回動自在に取り付けた回動部材に適応できる。
【００９３】
又、ドライブ機構は、駆動部材としてのモーター８１と、モーター８１と上扉３とに動力伝達可能に接続された伝達部材とを備えたものに限らず、伝達部材を設けずに駆動部材だけを備えたものにして実施することもできる。例えば上扉３に駆動部材と動力伝達可能に接続し得る接続部を設け、この駆動部材を上扉３の接続部に接続させて上扉３を駆動部材の動力によって駆動させるようにしても良い。
【００９４】
以上、この実施形態の発明は、次のように把握することができる。
【００９５】
即ち、付勢手段は、回動部材と被回動部材との間に設けられたバネであることを特徴とする。又、バネは、捻りコイルバネであることを特徴とする。
【００９６】
被回動部材と回動部材とは、夫々、バネの端部を支持したバネ支持部を備え、これらのバネ支持部の少なくとも一つは、遊びを持たせてバネを支持したものであることを特徴とする。
【００９７】
減速機構は、複数の結合部材を備え、これらの結合部材を、モーターの回転速度を減じた速度でモーターの動力を回動部材に伝達し得るように設けたものであることを特徴とする。
【００９８】
動力伝達機構は、モーターと結合部材との間、結合部材同士の間、及び結合部材と回動部材との間の少なくとも一つの結合を解除し得る結合解除手段を設けたものであることを特徴とする。
【００９９】
結合解除手段は、複数の結合部材における互いに結合する第１の結合部材と第２の結合部材とのいずれか一方が、第１の結合部材と第２の結合部材とのいずれか他方に対し、少なくとも結合可能位置から結合不能状態となる結合不能位置までの範囲を移動可能とされ、この移動により、第１の結合部材と第２の結合部材とが結合・結合解除可能とされたことを特徴とする。
【０１００】
このようにして、結合解除手段を設けておくことにより、モーターの作動停止に際し、回動部材にかかる回転抵抗を減少させた状態にして回動部材を回動操作できる。又、回動部材の回動に際し、回動部材に不測の外力が作用した場合でも、容易に結合が外れて、回動部材を回動させることができる。従って、結合部材或いはモーターの損傷を防止できる。
【０１０１】
回動機構は、第１の結合部材と第２の結合部材とのいずれか一方を、結合不能位置から結合可能位置の方向に付勢する結合用付勢部材を備え、この結合用付勢部材によって、第１の結合部材と第２の結合部材とが結合可能とされることを特徴とする。こうすることにより、第１の結合部材と第２の結合部材とが結合解除した場合、結合用付勢部材の付勢力によって、第１の結合部材と第２の結合部材とを結合状態に自然と復帰させることができる。
【０１０２】
回動機構は、第１の結合部材と第２の結合部材とのいずれか一方を、結合不能位置に維持させるストッパーを備えているものであることを特徴とする。
【０１０３】
複数の結合部材は、ウォームと、このウォームに噛合するウォームホイールとを備えたものであることを特徴とする。
【０１０４】
上記複数の結合部材は、複数の平歯車を有する平歯車列を備えたものであることを特徴とする。
【０１０５】
上記モーターと結合部材との間、結合部材同士の間、及び結合部材と回動部材との間の少なくとも一つの間が、遊びを持って結合されていることを特徴とする。
【０１０６】
上記被回動部材は、電気機器に設けられた電気機器本体であり、回動部材は、電気機器本体に開閉自在に取り付けられた蓋体であることを特徴とする。
【０１０７】
被回動部材は、携帯型情報機器に設けられた携帯型情報機器本体であり、回動部材は、携帯型情報機器本体に開閉自在に取り付けられた上扉であることを特徴とする。
【０１０８】
抵抗付与手段は、回動部材と被回動部材との何れか一方に設けられたシャフトと、回動部材と被回動部材との何れか他方に設けられ摩擦体とを備え、被回動部材に対する回動部材の回動に際し、シャフトは摩擦体に当接して摩擦体に対して回動し、摩擦体に対するシャフトの回動に際し、摩擦体はシャフトに摩擦抵抗を付与するものであることを特徴とする。
【０１０９】
シャフトは、テーパー状の外周面を備え、上記摩擦体は、シャフトの外周面を受容する軸受け孔を備え、上記抵抗付与手段には、軸受け孔に受容したシャフトの外周面と軸受け孔の内面とを押圧させるように付勢する押圧用付勢部材が備えられていることを特徴とする。
【０１１０】
上記軸受け孔の内面には、グリスを入れるためのグリス溜り溝が備えられていることを特徴とする。
【０１１１】
更には、本発明を次のように把握することもできる。
【０１１２】
情報処理機器本体に上扉を開閉自在に軸支した携帯型情報処理機器の上扉開閉装置において、捻りコイルバネを備え、この捻りコイルバネの一端を上扉側に取着し、捻りコイルバネの他端を情報処理機器本体側に取着し、上記捻りコイルバネにより上扉を開け閉め自在に軸支すると共に、上記捻りコイルバネは上扉を開ける向きに付勢する弾性力を上扉に与える上扉を支持するヒンジ装置と、減速歯車列を介して上記情報処理機器本体に組み込まれたモータの動力を上記上扉に伝え、上記上扉を開け閉めする上扉ドライブ機構とを備えたことを特徴とする携帯型情報処理機器の上扉開閉装置である。
【０１１３】
又、第１のヒンジ装置と第２のヒンジ装置によって情報処理機器本体側に上扉を開け閉め自在に軸支し、上記第１のヒンジ装置は樹脂製摩擦体に形成したテーパー状の内面を有する軸受け孔にテーパー状の外周面を有するシャフトを圧入し、テーパー状の内面とテーパー状の外周面との間の摩擦力で回転する際に抵抗を持たせて上扉を開け閉め自在に軸支するものであり、上記第２のヒンジ装置は捻りコイルバネを備え、この捻りコイルバネの一端を上扉側に取着し、捻りコイルバネの他端を情報処理機器本体側に取着し、上記捻りコイルバネにより上扉を開け閉め自在に軸支すると共に、上記捻りコイルバネは上扉を開ける向きに付勢する弾性力を上扉に与えるものであることを特徴とする携帯型情報処理機器の上扉開閉装置である。
【０１１４】
また、樹脂製摩擦体は、軸受け孔の内面に、グリスを入れるためのグリス溜まり溝を備えている。
【０１１５】
更に、上記携帯型情報処理機器の上扉開閉装置は、動力伝達機構を介して上記情報処理機器本体に組み込まれたモーターの動力を上記上扉に伝え、上記上扉を開け閉めする上扉ドライブ機構を備えたことを特徴とするものである。
【０１１６】
上記のように構成することにより、情報処理機器の上扉の開け閉め操作が軽く、かつ上扉の開け閉め操作力が安定し、上扉をスムーズに開け閉めできる。また、本発明によれば、摩擦を利用したヒンジ装置による摩擦保持力の負担を大幅に軽減でき、情報処理機器の上扉の開け閉め操作力を小さく、できるだけ一定にすることにより、上扉をスムーズに開け閉めできる。さらに、上扉を手で開け閉めするのではなく、小形モーター等を利用して上扉を開け閉めする事で快適に使用でき、且つ、上扉を支持する上扉開閉装置の長寿命化を図れる。
【０１１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントが付勢手段の付勢力により回動部材にかかる回転モーメントによって減ぜられる領域を、被回動部材に対する回動部材の回動可能範囲の少なくとも一部に形成できるように、回動部材を被回動部材に対して付勢するため、被回動部材に対する回動部材の回動に際し、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントを軽減できる。これにより、回動部材の重量が大きい場合でも小さい力で回動部材を回動操作できる。従って、ドライブ機構によって回動部材に小さい動力を伝達させれば良いものにできる。よって、例えばドライブ機構として、モーターを使用するような場合には、モーターを小型化でき、モーターの取り付けの容易なものにできるとともに、全体の軽量化も可能にできる。
【０１１８】
請求項２に記載の発明は、減速機構を有する動力伝達機構によって、モーターの動力を、速度を遅くして大きな回転トルクで回動部材に伝達できる。これにより、被回動部材に対する回動部材の回動の速度を適宜設定して行うことができる。又、より小さい出力のモーターを使用でき、より一層の小型化を図ることができる。一方、モーターが作動を停止している間、回動部材は、減速機構を有する動力伝達機構によって大きな回転抵抗を受けた状態になる。従って、回動部材を適宜位置で止めても、その停止位置で確実に回動部材を保持でき、回動部材が自重による回転モーメントによって勝手に倒れ込むようなことを防止できる。
【０１１９】
請求項３に記載の発明は、付勢手段によって、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントを軽減できる。これにより、抵抗付与手段によってかける回動部材の被回動部材に対する回動の抵抗を小さいものにできる。従って、回動部材を小さい力で円滑に回動操作できる。
【０１２０】
請求項４に記載の発明は、ドライブ機構によって、回動部材を手で回動操作せずに済み、使用便利なものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回動機構を上扉開閉装置として組み込んだ一実施形態のノート型パソコンの斜視図である。
【図２】上記ノート型パソコンの上扉を開いた状態を示す側面図である。
【図３】上記上扉開閉装置の第１のヒンジ装置付近の縦断面図である。
【図４】上記第１のヒンジ装置の樹脂製摩擦体とカラーとを示す展開斜視図である。
【図５】上記上扉開閉装置の第２のヒンジ装置付近の縦断面図である。
【図６】上記第１のヒンジ装置の捻りコイルバネを示す斜視図である。
【図７】上記上扉開閉装置に組み込んだ上扉ドライブ機構の説明図である。
【図８】他の歯車列の例を示す説明図である。
【図９】図９（Ａ）は、ギアー接続解除機構の説明図、図９（Ｂ）は、ギアー接続解除機構によって、噛合した歯車を外した状態の説明図である。
【図１０】本発明の回動機構を上扉開閉装置として組み込んだ一実施形態の電気炊飯器の炊飯器本体と蓋体との接続部の要部説明図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、速閉手段を説明するためのノート型パソコンの概略側面図、図１１（Ｂ）は、クリアランス保持部を有する歯車同士の噛合部の要部拡大説明図、図１１（Ｃ）は、バネ保持部を有するバネ取付部の要部拡大説明図である。
【符号の説明】
１・・・キーボード
２・・・パソコン本体
３・・・上扉
４・・・表示画面
５・・・操作ボタン
１０・・・マウス
１１・・・ロック爪
１２・・・係止部
１３・・・ロック解除ボタン
２１・・・第１のヒンジ装置
２２・・・第２のヒンジ装置
２３・・・本体
２４・・・摩擦体
２５・・・保持部
２６・・・脚部
２７・・・孔
３１・・・内孔
３７・・・金属製カラー
３８・・・切欠き部
３９・・・係止用凸部
４１・・・金属製回転シャフト
４２・・・支持フレーム
４３・・・テーパー外周面
４６・・・回転ワッシャー
４９・・・ナット
７１・・・軸支本体
７２・・・シャフト
７３・・・捻りコイルバネ
７４・・・巻き線部
７５・・・固定具
８１・・・駆動用モーター
８２・・・ウォームホイール

Claims

回動部材を被回動部材に回動自在に取り付け、回動部材を回動操作できるようにした回動部材と被回動部材との回動機構であって、
回動部材を被回動部材に対して付勢する付勢手段と、動力を用いて回動部材を回動させるドライブ機構とを備え、
付勢手段は、被回動部材に対する回動部材の回動に際し、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントが付勢手段の付勢力により回動部材にかかる回転モーメントによって減ぜられる領域を、被回動部材に対する回動部材の回動可能範囲の少なくとも一部に形成できるように、回動部材を被回動部材に対して付勢するものであることを特徴とする被回動部材と回動部材との回動機構。
上記ドライブ機構は、モーターと、モーターの回転による動力を回動部材に伝達する動力伝達機構とを備え、
動力伝達機構は、モーターの動力を、モーターの回転速度を減じた速度で回動部材に伝達する減速機構を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の被回動部材と回動部材との回動機構。
回動部材を被回動部材に回動自在に取り付け、回動部材を被回動部材に対して回動操作するようにした回動部材と被回動部材との回動機構であって、
被回動部材に対する回動部材の回動に抵抗を付与する抵抗付与手段と、回動部材を被回動部材に対して付勢する付勢手段とを備え、
付勢手段は、被回動部材に対する回動部材の回動に際し、回動部材の自重により回動部材にかかる回転モーメントが付勢手段の付勢力により回動部材にかかる回転モーメントによって減ぜられる領域を、被回動部材に対する回動部材の回動可能範囲の少なくとも一部に形成できるように、回動部材を被回動部材に対して付勢するものであることを特徴とする被回動部材と回動部材との回動機構。
上記回動機構は、回動部材に動力を付与して回動部材を回動させるドライブ機構を備えたものであることを特徴とする請求項３記載の被回動部材と回動部材との回動機構。