JP2006283824A5 - - Google Patents

Description

電子機器の二軸ヒンジ装置

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の部材と第２の部材において、前記第１の部材に対し前記第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、前記垂直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、前記水平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１ａ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、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。

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の部材と第２の部材において、前記第１の部材に対し前記第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. 前記垂直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. 前記水平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。