JP2006283824A - 電子機器の二軸ヒンジ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】通常は第2の部材Bが第1の部材Aに対し定位置を保つように開閉可能に保持することができるが、必要に応じて左右いずれの方向にも第2の部材Bを第1の部材Aに対して回転することが出来るように構成した電子機器の二軸ヒンジ装置を提供する。
【解決手段】第1の軸5を有するところの前記第2の部材Bの垂直方向回転制御手段3と、第2の軸2aを有するところの前記第2の部材Bの水平回転制御手段15とを備え、前記垂直方向回転制御手段3の支持部材2とこの支持部材2を水平方向へ回転可能に取り付ける前記水平方向回転制御手段15の取付部材1との間に、可動ストッパー手段22を設け、この可動ストッパー手段22により前記第2の部材Bの前記第1の部材Aに対する水平方向の回転を所定角度に規制すると共に、前記第2の部材Bを前記第1の部材Aに対してさらに回転させると前記規制を解いてさらに同一方向へ回転できるように構成する。
【選択図】 図5

Description

この発明は、ラップトップ型のパソコン、ノート型のパソコン、ビデオカメラ、及びその他の携帯電子機器等のキーボードを設けた本体部を構成する第1の部材と液晶画面の表示部を構成する第2の部材との間に用いられて好適な電子機器の二軸ヒンジ装置に関する。
従来、上記に挙げた電子機器等において、第1の部材に対し第2の部材を垂直方向に開閉させることができた上で、キーボードを設けた本体部を構成する第1の部材に対して第2の部材を開いた状態で水平方向へ回転できるように構成した二軸ヒンジ装置が下記する特許文献により出願されている。
特願2004−153899号
この特許文献に記載されたものは、第2の部材の第1の部材に対する水平方向の回転は、0°から180°の間を往復する構成であり、第2の部材を第1の部材に対して開いた際に、左右いずれか一方の方向には180°まで第2の部材を選択的に回転させることができるが、ヒンジ装置に設けた固定ストッパー手段によって180°以上は回転させることができない構成であった。
かかる構成であると、商談や設計検討会等の会議において、第2の部材を第1の部材に対して開いた状態での動作中のパソコンを囲んで複数の人物にパソコンの表示画面を見せる必要のある場合、即ち、第2の部材の正面にいる人物が本体部である第1の部材をキーボード操作して、左右の人物に第2の部材の表示画面を見せたり、或は左右いずれか片側の人物が第1の部材を操作して、表示画面である第2の部材に表示された画面を当該第2の部材を回転させて、正面の人物やそのさらに隣の人物に見せたりする場合、当該第2の部材が第1の部材に対して一方向へしか回転できないと、第1の部材を第2の部材ごと回転させてやる必要が生じ、操作性が悪いという問題があった。
他方、パソコンは一人の操作者が操作することが多い。この場合には第2の部材は第1の部材に対し、容易に回転してしまうことはなく、第1の部材と第2の部材が正対正の定位置(つまり、第1の部材と第2の部材が操作者の正面を向いている位置)を安定的に保っていることが望ましい構成である。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、第1の部材に対して第2の部材を開閉でき、通常は第2の部材が第1の部材に対し定位置を保つように保持することができるが、必要に応じて左右いずれの方向にも第2の部材を第1の部材に対して回転することが出来るように構成した電子機器の二軸ヒンジ装置を提供せんとするにある。
以下にこの発明の一実施例をラップトップ型のパソコンに実施した場合について説明するが、この発明はその他のノート型パソコン、ビデオカメラ等、第1の部材に対して開閉させる第2の部材を持つその他の電子機器に実施できることは言うまでもない。
上述した目的を達成するためにこの発明は、第1の軸と第2の軸を有し電子機器を構成する第1の部材に対し第2の部材を、前記第1の軸の回りに回転させて垂直方向へ開閉させ、前記第2の軸回りに前記第2の部材を水平方向へ回転させる二軸ヒンジ装置であって、前記第1の軸を有するところの前記第2の部材の垂直方向回転制御手段と、前記第2の軸を有するところの前記第2の部材の水平回転制御手段とを備え、前記垂直方向回転制御手段の支持部材とこの支持部材を水平方向へ回転可能に取り付ける前記水平方向回転制御手段の取付部材との間に、可動ストッパー手段を設け、この可動ストッパー手段により前記第2の部材の前記第1の部材に対する水平方向の回転を所定角度に規制すると共に、前記第2の部材を前記第1の部材に対してさらに回転させると前記規制を解いてさらに同一方向へ回転できるように構成したことを特徴とする。
その際にこの発明は、前記可動ストッパー手段を、前記支持部材と共に回転する固定ストッパーと、前記取付部材側に設けられ所定の押圧力が加えられた時にのみ動作する可動ストッパーとで構成することができる。
この発明はさらに、前記水平方向回転制御手段を、回転カムと固定カムと弾性手段とを備えて構成することができる。
そしてこの発明は、前記垂直方向回転制御手段を、前記第2の部材の前記第1の部材に対する所定の水平方向の回転角度で前記第2の部材を安定停止させるクリック手段を備えて構成することができる。
請求項1のように構成すると、キーボードを設けた本体部を第1の部材とし、液晶表示部を第2の部材として、ラップトップ型のパソコンやノート型のパソコン、及びビデオカメラ等の電子機器に用いると、第1の部材に対する第2の部材の通常の開閉操作を安定的に行うことができた上で、第2の部材を第1の部材に対し、いずれの方向でも360°回転させることができ、操作性が向上する。
請求項2のように構成すると、簡単な構成で、第2の部材の第1の部材に対する水平方向の回転制御を行い、必要に応じて180°の回転角度を越えて第2の部材を第1の部材に対して回転させることができる。
請求項3のように構成すると、第2の部材を第1の部材に対して吸い込み動作を伴わせて所定の開閉角度から自動的に閉じさせ、或いは開かせることができた上で、閉成状態と所定の開成角度で第1の部材と第2に部材をロックさせることができる。
請求項4のように構成すると、第2の部材が第1の部材に対して360°回転させることが可能であっても、力を加えないと容易には回転しない構成となり、使用時に第2の部材が第1の部材に対し安定した状態を保つことができる。
以下にこの発明に係る電子機器の二軸ヒンジ装置の一実施例を図面に基いて説明する。
図面において、指示記号1で示したものは取付部材であり、例えば図1と図3で想像線で示した第1の部材A側に固着されるものであ。この第1の部材Aはラップトップ型パソコンのキーボードを設けた本体部を構成する。この取付部材1は取付ベース部1aと、この取付ベース部1aより折曲垂下させて設けた一対の取付部1b,1bを有している。
指示記号2で示したものが、同じく図1と図3に想像線で示した第2の部材Bを支持する支持部材である。この第2の部材Bは,同じくラップトップ型パソコンの液晶表示部を構成している。この支持部材2は、正面略T字形状を呈しており、第2の軸を構成する本体筒部2aと、この本体筒部2aの左右水平方向に伸長させた支持腕部2b,2bとを有する。この支持腕部2b,2bの各々の自由端側には、一対の垂直方向回転制御手段3,3を介してブラケット4,4が取り付けられており、このブラケット4,4の取付片4a,4aに、第2の部材Bが後端部を取り付ける構成である。
この一対の垂直方向回転制御手段3,3は、その構成が同じであるので、一方のもののみを説明して、他方のものは説明を省略する。支持腕部2bの自由端側に設けた取付変形穴2cには、第1の軸を構成するシャフト5が支持腕部2bと同軸方向へその小径変形取付部5aを挿入係合させた上で、取付ビス5fで固着されている。
上述したブラケット4は、上述した取付片4aより折り曲げられた平板部4bを有し、平板部4bに設けた挿通孔4cへシャフト5の円形小径部5bを挿通させることにより、該シャフト5に回転可能に枢着されている。シャフト5は円形小径部5bの他に大径部5cと変形小径部5dとを有しており、大径部5cとブラケット4の平板部4bとの間に、その中心部に設けた挿通孔6aへシャフト5の円形小径部5bを挿通させてフリクションワッシャー6が介在されている。このフリクションワッシャー6はその縁部より係止片6bを曲折してあり、この係止片6bを大径部5cの縁部に設けた係止溝5eと係合させることにより、シャフト5に回転を拘束されている。
ブラケット4の平板部4bがフリクションワッシャー6と接していない側には、一端面にカム部7aを設けた回転カム7が、その中心部軸方向に設けた挿通孔7bへシャフト5の円形小径部5bを回転可能に挿通させて取り付けられており、この回転カム7がブラケット4の平板部4bと接する側には、その縁部より一対の係止突起7c,7cが突設され、この係止突起7c,7cをブラケット4の平板部4bの縁部に設けた係止溝4d,4dと係合させることによって、当該回転カム7は、ブラケット4に回転を拘束されている。
指示記号8で示したものは、固定カムであり、その中心部軸方向に設けた変形挿通孔8aへシャフト5の変形小径部5dを挿通係合させることにより、シャフト5に回転を拘束されている。
指示記号9で示したものは、比較的に材厚のある押圧用ワッシャーであり、その中心部軸方向に設けた変形挿通孔9aへシャフト5の変形小径部5dを挿通係合させている。
指示記号10で示したものは、複数枚の皿バネから成る弾性手段であり、その中心部に設けた挿通孔10aへシャフト5の変形小径部5dを挿通させて、押圧用ワッシャー9と固定カム8との間に介在されている。
そして、シャフト5の変形小径部5dは、その端面をかしめられており、このかしめによって、弾性手段10を介して回転カム7と固定カム8とは、互いのカム部7a,8bを圧接状態にしており、ブラケット4の回転と共に、この圧接状態における圧接力と、フリクションワッシャー6とシャフト5の大径部5cとの間の圧接力により、ブラケット4の回転と共に、フリクショントルクが発生するように構成されている。
上述した垂直方向回転制御手段3の構成は、他のフリクションワッシャー、スプリングワッシャー、或は弾性手段、或はコンプレッションスプリング等を組み合わせた公知構成のフリクション機構のものが考えられ、その構成に限定はなく、さまざまな公知構成のものを用いることができる。
さらに、支持部材2は、上述した水平方向回転制御手段15を介して取付部材1に水平方向へ回転可能に取り付けられている。この水平方向回転制御手段15は、本体筒部2aの変形取付孔2dに、その変形取付部16aを挿入係合させて端部をかしめることによって本体筒部2aに固着されると共に、取付部材1の取付ベース部1aに設けた取付孔1cへ水平方向へ回転可能に取り付けられた回転筒部16と、この回転筒部16の変形取付部16aをその中心部に設けた挿通孔17aへ回転可能に挿通させ、その縁部に設けた一対の係止片17b,17bを本体筒部2aに設けた係止溝2e,2e(一部のみ表示)へ係合させることにより本体筒部2aに回転を拘束されているフリクションワッシャー17と、その中心部に設けた円形挿通孔18aへ回転筒部16を回転可能に挿通させつつ取付部材1の取付ベース部1bの下側に当接されると共に、その縁部より折り曲げた係止片18b,18bを取付ベース部1aに設けた係止孔1d,1dへ挿入係止させることによって、取付部材1に回転を拘束されている第1クリックワッシャー18と、この第1クリックワッシャー18に接してその中心部に設けた変形挿通孔19aへ回転筒部16の変形部16cを挿入係合させて設けた第2クリックワッシャー19と、この第2クリックワッシャー19に接してその中心部に設けた変形挿通孔20aへ回転筒部16の変形部16cを挿入係合させて設けた第3クリックワッシャー20と、この第3クリックワッシャー20に接してその中心部に設けた変形挿通孔21aへ回転筒部16の変形部16cを挿入係合させて設けた第4クリックワッシャー21とから構成されている。
そして、回転筒部16の第4クリックワッシャー21を取り付けた側をかしめることにより、フリクションワッシャー17と第1クリックワッシャー18が取付ベース部1aの両側に圧接され、さらに、第1〜第4クリックワッシャー18〜21が互いに圧接されて第1クリックワッシャー18側へ圧接される構成となっている。
尚、フリクションワッシャー17の表面と第2乃至第3クリックワッシャー19,20の表面には、それぞれ複数の潤滑油溜め用の小孔17c,19b及び20bが設けられると共に、第1クリックワッシャー18の縁部には一対の切欠部18cが設けられ、第2クリックワッシャー19の表面と第4クリックワッシャー21の表面には互いに対向位置に凸部19cと凸部21bが一対づつ設けられている。
そして、フリクションワッシャー17の縁部には、固定ストッパー23が設けられると共に、取付部材1の取付ベース部1aには可動ストッパー24が設けられており、この固定ストッパー23と可動ストッパー24で可動ストッパー手段22を構成している。可動ストッパー24は、取付ベース部1aにかしめて固着した取付ピン25によって旋回動作可能に取付ベース部1a上に取り付けられており、この取付ピン25に作用させたフリクションワッシャー26と押え用ワッシャー27によって、フリクショントルクが発生するようになっている。即ち、取付ピン25の押え用ワッシャー27側をかしめてある。可動ストッパー24の自由端側にはストッパーピン28が取り付けられ、このストッパーピン28は取付ベース部1aに設けた扇状のガイド孔29へ嵌入している。このことにより、可動ストッパー24は、定められた角度で、固定ストッパー23による所定の押圧力が加わった時のみ、旋回動作可能である。
次に、作用について説明する。まず、垂直方向回転制御手段3の作用について説明すると、第2の部材Bは、この垂直方向回転制御手段3のブラケット4の取付片4a,4aに取り付けられており、通常は第2の部材Bは閉じられて第1の部材Aと重なり合っているが、図1に示したように、ブラケット4が第1の軸であるシャフト5,5の軸心回りに回転することにより、この第2の部材Bは第1の部材Aに対して垂直方向へ回転可能である。しかるに、第1の部材Aと第2の部材Bとが互いに閉じられた状態において、固定カム8に設けられたカム部8bの凸部8c、8cが、他方の回転カム7のカム部7aに設けられた凹部7d,7d内に落ち込んでいることから、第2の部材Bは第1の部材Aに対して閉成状態でロックされている。
この閉成ロック状態から第2の部材Bの手前側(操作者側)に手を掛けて第1の部材Aに対し垂直方向へ押してやると、凸部8c,8cが弾性手段10の弾力に抗して凹部7d,7dより脱出することにより、第2の部材Bは第1の部材に対して開かれ、しかる後は、各カム部7a,8bの凸部7e,7eと凸部8c,8c同士が圧接状態となることから、フリーストップに停止可能な状態で開閉できる。
第2の部材Bが第1の部材Aに対して180°まで開かれると、その直前において、再び各カム8の凸部8c,8cが回転カム7の凹部7d,7dへ落ち込むことにより、弾性手段10の弾力で自動的に開かれ、ロックされることになる。この動作を吸い込み動作、或はスイベル動作という。180°まで開かれると、図示してないストッパーにより、第2の部材Bは第1の部材Aに対してそれ以上に開かれることはない。
第1の部材Aに対して開いた第2の部材Bを閉じる際には、上述した開く際と逆の動作によってフリーストップに閉じられ、完全に閉じられる直前において固定カム8のカム部8bの凸部8c,8cが、回転カム7のカム部7aの凸部7e,7eから凹部7d,7dへ落ち込むことにより、先に説明した吸い込み動作が生じて自動的に閉じられ、閉成状態でロックされる。
尚、第2の部材Bを中間開成角度でクリック停止させることは、各カム部7a,8bの凹部と凸部の位置を変えることによって、任意に変更できる。また、全開成角度も同様にして任意に選択できる。
次に、水平方向回転制御手段15の作用について説明する。通常の状態においては、支持部材2の本体筒部2aに取り付けた回転筒部16は、取付部材1の取付ベース部1aに係止固定されている第1クリックワッシャー18の切欠部18c,18cへ、回転筒部16に回転を拘束されている第2クリックワッシャー19の上面に設けた凸部19c,19cが嵌入係合していることから、この位置でロックされており、回転筒部16の軸線回りの回転押圧力が加えられない限り、この状態を保っている。この状態を説明の便宜のために0°とする。
第2の部材Bを第1の部材Aに対して、上述したように垂直方向へ開いて第1の部材Aを操作し、第2の部材Bに表示された表示画面を、例えば正面に居る操作者の左右側に居る人に見せるために、水平方向の左右方向へ第2の部材Bを回転させる必要が生じた時には、第2の部材Bを第1の部材に対して左右いずれかの方向へ回すことにより、凸部19c,19cが切欠部18c,18cより脱出して水平方向回転が可能となる。そして、180°まで開かれると、固定ストッパー23が可動ストッパー24に当接することと、再び凸部19c,19cが切欠部18c,18cへ落ち込むことにより、この180°の位置で停止する。
この部分が従来技術であると、第1の部材Aに対して一方向へ180°第2の部材を水平回動させると、この180°のところに固定ストッパー手段があったので、また元に戻さないと次の0°から先ほどとは異なる方向へ180°回転させることができなかったが、この発明によれば、一度180°まで開いた時に、さらに第2の部材Bを180°を越える方向へ押すと、可動ストッパー手段22により同一の方向へさらに回転させることができるものである。
即ち、第2の部材Bを第1の部材Aに対して一方向へ180°まで開いて、いったん停止させられた第2の部材Bをさらに同一方向へ押すと、支持部材2の本体筒部2aと共に回転するフリクションワッシャー17に設けた固定ストッパー23が、可動ストッパー24のストッパーピン28を押すことにより、この可動ストッパー24を取付ピン25を支点に旋回させることになり、180°を越える角度を同一方向へさらに回転させることが可能となるものである。このようにして、第2の部材Bは第1の部材Aに対して180°回転させた後も、同一方向へ第2の部材B同一方向へ押して回転させることにより、さらに回転させることができるものである。
したがって、従来技術のもののように、一度元位置の0°に戻して反対方向へ回転させるという手間を省略でき、操作性が向上するものである。事実、第2の部材Bが液晶表示部であって、この液晶表示部を囲んで会議や商談をしている場合に、上述したような要望が生じることはしばしばあり、第2の部材Bを同一方向へ押すことによって、360°回転できるように構成することは便利有用なことである。
また、第2の部材Bが上述した0°の時と、180°の時には、第2クリックワッシャー19に設けた凸部19c,19cが、第1クリックワッシャー18に設けた切欠部18c,18c内に落ち込むので、その際に吸い込み動作がなされる。そのためには、凸部の回動方向左右に若干の傾斜を設けることが望ましい。
さらに、水平方向回転制御手段15の構成は、実施例のものに限定されず、その他の公知構成のものに代えることができる。
また可動ストッパー手段22の構成は、実施例以外に、例えば可動ストッパーを板バネのように弾性部材としたり、可動ストッパーにコイルスプリングを作用させて自動的に元位置に戻るように構成したり、固定ストッパーを設けた側(支持部材側)に弾性手段を作用させて軸方向へ附勢された可動ストッパー或はボールを設け、取付部材1の取付ベース部1Aの側に、この可動ストッパーを受け入れる凹部を設けるように構成しても良い。さらに、上記構成の軸方向へ付勢された可動ストッパーを取付ベースの側に設けて、凹部を固定ストッパーを設けた側(支持部材側)に設けても良い。
この発明は以上のように構成したので、とくに第1の部材をキーボードを設けた本体部とし、第2の部材を液晶表示部とする、ラップトップ型のパソコンやノート型のパソコン等の電子機器の二軸ヒンジ装置として用いることができる。
この発明に係る二軸ヒンジ装置の正面図である。 この発明に係る二軸ヒンジ装置の平面図である。 この発明に係る二軸ヒンジ装置の右側面図である。 図1のA−A線断面図である。 この発明に係る二軸ヒンジ装置の分解斜視図である。 この発明に係る二軸ヒンジ装置の一方の垂直方向回転制御手段の拡大分解斜視図である。 この発明に係る二軸ヒンジ装置の他方の垂直方向回転制御手段の拡大分解斜視図である。 この発明に係る二軸ヒンジ装置の水平方向回転制御手段の拡大分解斜視図である。
符号の説明
A 第1の部材
B 第2の部材
1 取付部材
1a 取付ベース部
1b 取付部
1c 取付孔
1d 係止孔
2 支持部材
2a 本体筒部(第2の軸)
2b 支持腕部
2c 取付変形穴
2d 変形取付孔
2e 係止溝
3 垂直方向回転制御手段
4 ブラケット
4a 取付片
4b 平板部
4c 挿通孔
4d 係止溝
5 シャフト(第1の軸)
5a 小径変形取付部
5b 円形小径部
5c 大径部
5d 変形小径部
5e 係止溝
5f 取付ビス
6 フリクションワッシャー
6a 挿通孔
6b 係止片
7 回転カム
7a カム部
7b 挿通孔
7c 係止突起
7d 凹部
7e 凸部
8 固定カム
8a 変形挿通孔
8b カム部
8c 凸部
9 押圧用ワッシャー
9a 変形挿通孔
10 弾性手段
10a 挿通孔
15 水平方向回転制御手段
16 回転筒部
16a 変形取付部
16b 係止孔
16c 変形部
17 フリクションワッシャー
17a 挿通孔
17b 係止片
18 第1クリックワッシャー
18a 円形挿通孔
18b 係止片
18c 切欠部
19 第2クリックワッシャー
19a 変形挿通孔
19b 小孔
19c 凸部
20 第3クリックワッシャー
20a 変形挿通孔
20b 小孔
21 第4クリックワッシャー
21a 変形挿通孔
21b 凸部
22 可動ストッパー手段
23 固定ストッパー
24 可動ストッパー
25 取付ピン
26 フリクションワッシャー
27 押え用ワッシャー
28 ストッパーピン
29 ガイド孔

Claims (4)

  1. 第1の軸と第2の軸を有し電子機器を構成する第1の部材に対し第2の部材を、前記第1の軸の回りに回転させて垂直方向へ開閉させ、前記第2の軸回りに前記第2の部材を水平方向へ回転させる二軸ヒンジ装置であって、前記第1の軸を有するところの前記第2の部材の垂直方向回転制御手段と、前記第2の軸を有するところの前記第2の部材の水平回転制御手段とを備え、前記垂直方向回転制御手段の支持部材とこの支持部材を水平方向へ回転可能に取り付ける前記水平方向回転制御手段の取付部材との間に、可動ストッパー手段を設け、この可動ストッパー手段により前記第2の部材の前記第1の部材に対する水平方向の回転を所定角度に規制すると共に、前記第2の部材を前記第1の部材に対してさらに回転させると前記規制を解いてさらに同一方向へ回転できるように構成したことを特徴とする、電子機器の二軸ヒンジ装置。
  2. 前記可動ストッパー手段を、前記支持部材と共に回転する固定ストッパーと、前記取付部材側に設けられ所定の押圧力が加えられた時にのみ動作する可動ストッパーとで構成したことを特徴とする、請求項1に記載の電子機器の二軸ヒンジ装置。
  3. 前記水平方向回転制御手段は、回転カムと固定カムと弾性手段とを備えていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電子機器の二軸ヒンジ装置。
  4. 前記垂直方向回転制御手段は、前記第2の部材の前記第1の部材に対する所定の水平方向の回転角度で前記第2の部材を安定停止させるクリック手段を備えていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子機器の二軸ヒンジ装置。
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