JP2007179152A

JP2007179152A - 電子機器

Info

Publication number: JP2007179152A
Application number: JP2005374549A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nakatani; 雅人中谷; Yasuyuki Suzuki; 康之鈴木; Yosuke Miura; 洋介三浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: US20070146978A1; US7397655B2; JP4192175B2

Abstract

【課題】本発明は、回動抵抗の大きいヒンジ装置を適用しつつ、表示部を本体に対して滑らかに回動操作することのできる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１は、第１のカバー部４４を有する本体（第１の筐体）２と、第２のカバー部４５を有する表示部（第２の筐体）３と、ヒンジ装置４０とを具備する。ヒンジ装置４０は、本体および表示部を回動可能に連結し、ヒンジ軸４３と第１のアーム４１と第２のアーム４２とを有する。第１のアーム４１は、第１のカバー部４４に覆われ、一端がヒンジ軸４３に結合され、他端が本体に固定される。第２のアーム部４２は、第２のカバー部４５に覆われ、一端がヒンジ軸４３に結合され、他端が表示部に固定される。第１のカバー部と第２のカバー部とは、ヒンジ軸の周囲に対向部４６を有し、この対向部４６の一方に設けられて他方に摺接する凸部４８を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、２つの筐体がヒンジで連結された折畳み式の電子機器に関する。

キーボードを有するコンピュータ本体と、液晶表示装置を内蔵するディスプレイユニットとが、ヒンジ装置で連結された携帯形機器が特許文献１に開示されている。この携帯形機器のディスプレイユニットは、液晶表示装置を内蔵し本体に設けられる支持部に挿入される脚部を有したディスプレイハウジングを備える。

ヒンジ装置は、支持部の側面と脚部の側面とを貫通するヒンジ軸を有している。また、ヒンジ軸が貫通された側と反対側の支持部の側面は、支持部側からヒンジ軸に沿って脚部に向かって延びる筒が図示されている。この筒と対応するディスプレイハウジングの脚部には、この筒よりもひと回り大きく遊嵌する貫通孔が開口している。また、支持部と脚部との凹凸関係が逆になった実施例も図示されている。
特許第３５２１１６８号明細書

表示部（ディスプレイユニット）に内蔵される表示装置が大きくなるにつれて表示部が重くなる。そのため、表示部を任意の回動角度に保持するために回動抵抗の大きいヒンジ装置が用いられる。このような機器において、本体に対して表示部を回動させる場合、ヒンジの回動抵抗が大きくなっても表示部も大きくなっているため、利用者が、操作する上で固く感じることは少ない。

しかし、実際にはヒンジ装置の回動抵抗は大きいので、表示部を回動させると、ヒンジ装置のアームが固定されている部分からヒンジ軸までの間に大きな負荷がかかるようになる。そのため、ディスプレイハウジングが撓んだり捩れたりするので、表示部を回動させる途中で本体と表示部との予期していない部分どうしが干渉したり擦れたりすることで、滑らかな動作を妨げる可能性がある。

ヒンジ装置の回動抵抗が小さい場合は、特許文献１の支持部と脚部とのように干渉するであろう部分の間に隙間を設けることで、干渉することを回避することができた。ところが、ヒンジ装置の回動抵抗が大きくなると、捩れや撓みも大きくなるので、これを回避するための隙間も大きく取る必要がある。しかし、隙間を大きくすると見栄えが悪くなる。また、捩れや撓みを生じさせる負荷が軽減される訳ではないので、捩れや撓みの基点となる部分に応力が集中し、破損する原因となる。

そこで、本発明は、回動抵抗の大きいヒンジ装置を適用しつつ、表示部を本体に対して滑らかに回動操作することのできる電子機器を提供する。

本発明に係る電子機器は、第１のカバー部を有する第１の筐体と、第２のカバー部を有する第２の筐体と、ヒンジ装置とを具備する。ヒンジ装置は、第１の筐体および第２の筐体を回動可能に連結し、ヒンジ軸と第１のアームと第２のアームとを有する。第１のアームは、第１のカバー部に覆われ、一端がヒンジ軸に結合され、他端が第１の筐体に固定される。第２のアーム部は、第２のカバー部に覆われ、一端がヒンジ軸に結合され、他端が第２の筐体に固定される。第１のカバー部と第２のカバー部とは、ヒンジ軸の周囲において互いに対向する対向部を有し、この対向部の一方に設けられて他方に摺接する凸部を備える。

本発明の電子機器によれば、回動抵抗の大きいヒンジ装置を適用した場合にも、ヒンジ装置の周辺に加わる捩れや撓みを防止するので、本体に対して表示部を滑らかに回動操作することができる。

本発明に係る１実施形態の電子機器１について、図１から図１１を参照して説明する。図１に示す電子機器１は、本体２と表示部３とを備える。利用者側から見て奥側の縁に沿って右と左の両方の端に一対に設けられるヒンジ部４において、本体２と表示部３とが回動可能に連結されている。なお、本実施形態の説明の便宜上、卓上などに本体２を据えた状態で利用者側から見て右側、左側、手前側を前側、奥側を後側、および鉛直方向に上方、下方を定義する。

本体２は、第１の筐体としての外殻を形成する本体ハウジング２０を有し、この本体ハウジング２０の内部にＭＰＵ等の電子部品が実装された基板や大容量記憶媒体を収納する。本体２の上部２ａには、入力手段としてのキーボード５が設けられている。表示部３は、第２の筐体としての外殻を形成するディスプレイハウジング３０を有し、利用者から表示面３１ａが見える向きに表示装置３１を内蔵している。ディスプレイハウジング３０は、表示装置３１の背面を覆うカバー部材３２と、利用者側から見える表示面３１ａの外周を覆うマスク３３とで構成されている。

ヒンジ部４は、本体２に重なる閉状態Ｐ１から本体２に対して立て起された開状態Ｐ２まで表示部３を本体２に対して回動可能に連結している。ヒンジ部４には、ヒンジ装置４０が組み込まれている。ヒンジ装置４０は、図４に示すように第１のアーム４１と、第２のアーム４２とヒンジ軸４３とを備える。

第１のアーム４１は、ヒンジ軸４３から延びて、本体ハウジング２０側にヒンジベース４１ａを介して固定される。ヒンジベース４１ａは、本体ハウジング２０の上壁２１の内面に沿ってヒンジ部４側から広がっている。

第２のアーム４２は、図２および図３に示すように、ヒンジ軸４３からカバー部材３２の外周縁の内側を表示装置３１の外周に沿って延びており、先端までの数箇所でカバー部材３２に固定されている。第２のアーム４２は、表示装置３１の角部３１ｂを回り込むために、途中でヒンジ軸４３に沿う方向へ屈曲された横行部４２１を有している。ヒンジ軸４３に最も近い第２のアーム４２の固定部４２２は、図２および図３に示すように、この屈曲された横行部４２１に設けられる。

ヒンジ軸４３は、第１のアーム４１と第２のアーム４２を枢着する。このヒンジ軸４３は、本体２に対して任意の角度に閉状態Ｐ１から開状態Ｐ２までの間で表示部３を支持する十分な回転抵抗を有している。

ヒンジ部４寄りの第１のアーム４１は、本体ハウジング２０から延びる第１のカバー部４４に覆われている。ヒンジ部４寄りの第２のアーム４２は、ディスプレイハウジング３０から延びる第２のカバー部４５に覆われている。ヒンジ部４は、第１のカバー部４４と第２のカバー部４５との間に対向部４６，４７を有している。本実施形態において、第２のカバー部４５は、第１のカバー部４４に対して回動可能に外挿している。

第１のカバー部４４と第２のカバー部４５との対向部４６のうち、軸線αに沿ってヒンジ軸４３が通される側の対向部４６と反対側の対向部４７は、本体ハウジング２０からディスプレイハウジング３０にケーブル７が通されている。このケーブル７は、本体２に内蔵される電子部品と表示部３に内蔵される電子部品とを接続する。本体２に内蔵される電子部品の一例は、ＭＰＵやＧＰＵ等の半導体素子やコンデンサ、およびこれ等を実装する基板であり、表示部３に内蔵される電子部品の一例は、表示装置３１である。

ケーブル７は、基板から表示装置３１まで引き回される図３に示す通信ケーブル７１や、表示装置３１のバックライトに供給される図２に示す電源ケーブル７２の他、表示部３に内蔵されるアンテナに接続されるアンテナケーブルであっても良い。

第１のカバー部４４は、図２および図４に示す右側のヒンジ部４と図３に示す左側のヒンジ部４において、ヒンジ軸４３に沿って両方向へ延びるスリーブ４４１と、このスリーブ４４１の端部からヒンジ軸４３の半径方向へ広がるリブ４４２とを有している。リブ４４２は、図５に示すように、ヒンジ軸４３に対してスリーブ４４１の上半分に少なくとも設けられている。

第２のカバー部４５は、リブ４４２に摺接する凸部４８が内周面に設けられている。この凸部４８は、図５に示すように、表示部３が本体２に対して直立する状態で、ヒンジ軸４３の真後ろに位置する内周面に設けられている。凸部４８は、図６に示すように表示部３が閉状態Ｐ１において、ヒンジ軸４３の真上の位置でリブ４４２と接している。

以上のように構成された電子機器1において、表示部３を閉状態Ｐ１から開状態Ｐ２へ、開状態Ｐ２から閉状態Ｐ１へ、それぞれ回動させる場合にディスプレイハウジング３０に加わる力の関係と、それによって生じる挙動について、図６から図１１を参照して説明する。

図６に示す閉状態Ｐ１の電子機器１の表示部３を開状態Ｐ２へ立て起こす場合、利用者は、少ない力で操作できるようにヒンジ軸４３から離れた表示部３の縁３０ｃに手を掛けて持ち上げる。ディスプレイハウジング３０は、第２のアーム４２に対して固定部４２２で止められている。表示部３に大きいサイズの表示装置３１を内蔵する場合、この表示装置３１の重量を支えるために十分な強さにヒンジ装置４０の回動抵抗力が設定されている。

ヒンジ装置４０が回動し始めるまでは、ヒンジ軸４３回りの静止摩擦係数に基づく拘束力に抗って、表示部３を回動させることとなる。このとき、ディスプレイハウジング３０にとって、ヒンジ軸４３に対して最も近い連結部となるのは、第２のアーム４２の固定部４２２である。したがって、利用者が表示部３に入力する力は、ヒンジ軸４３に平行に固定部４２２を通る軸線βを中心とする回転モーメントとして作用する。また、表示部３には、表示部３自身の重量も作用しているため、利用者が前側にある表示部３の縁３０ｃを掴んで持ち上げる方向へ操作すると、重力による回転モーメントがさらに加わる。

この結果、固定部４２２よりもヒンジ軸４３に近いディスプレイハウジング３０、特に第２のカバー部４５は、本体ハウジング２０へ近づく方向へ付勢される。この場合、第２のカバー部４５が第１のカバー部４４に対して非接触であると、固定部４２２を中心とする捩れがディスプレイハウジング３０に生じてしまう。

これに対して、本実施形態の電子機器１のヒンジ部４は、第１のカバー部４４の外周面に摺接する凸部４８を第２のカバー部４５の内周面に備えている。この凸部４８は、第２アームの４２の先端部にヒンジ装置４０の回動方向へ入力される力に対して固定部４２２を中心に反対の方向へ第２のカバー部４５の内面から第１のカバー部４４の外周面に向かって突出している。

つまり、開方向の入力によって固定部４２２を中心に生じる捩れに対する反力を第１のカバー部４４のリブ４４２に当接する凸部４８から受けることができる。したがって、表示部３は、固定部４２２に作用する回転モーメントを相殺することができ、ヒンジ部４において第１のカバー部４４と第２のカバー部４５との間にずれが生じない。この結果、意図しない部分で本体ハウジング２０とディスプレイハウジング３０とが干渉するといった不具合を生じることが無い。また、ヒンジ軸４３を中心に表示部３が回動し始めても、凸部４８が表示部３側に設けられているので、凸部４８ととの接点は固定部４２２に対して一定の位置関係に保たれる。したがって、表示部３は、ヒンジ軸４３に対して滑らかに回動される。

図６に示す閉状態において、表示部３は、本体２に対してほぼ平行に重なっている。開方向へ表示部３が付勢されることで、第１のアーム４１が固定されるヒンジベース４１ａと第２のアーム４２とに作用する力どうしは、ほぼ反対方向に向いているとともに、重力の方向に沿って作用する。

また、閉状態Ｐ１の表示部３を開方向へ操作する場合、本体２との間に設けられるラッチ９を解除するなどの操作が同時に必要となる。このラッチ９は、前側となる縁のほぼ中央部に操作部９ａを有していることが多い。本実施形態では、本体２側に設けられている。したがって、閉状態Ｐ１から開方向へ操作する場合、利用者は、表示部３のほぼ中央部を掴んで上方へ持ち上げる。

これに対して、図７および図８に示すように表示部３が本体２に対して直立した開状態Ｐ２では、表示部３を回動させる力は、前後方向に入力される。また、第２のアーム４２は、表示装置３１の角部３１ｂを回りこむように途中でヒンジ軸４３に平行に屈曲している。したがって、ヒンジ部４には、図９に示すように、ヒンジ軸４３と平行に固定部４２２を通る軸線βを中心とする回転モーメントに加えて、第２のアーム４２の基部４２ａを通り上方へ延びる軸線γを中心とする回転モーメントも加わる。

表示部３は、表示装置３１の側部に沿って延びる第２のアーム４２の途中とも数か所で固定されている。表示部３が直立した状態で、表示部３の縁３０ｃを開方向へさらに回動操作すると、第２のアーム４２の基部４２ａを通る軸線γを中心に第２のアーム４２が撓み、表示部３は、図１０に示すように、本体２に対して全体的に後方へ付勢される。この結果、固定部４２２に加わる回転モーメントによって第２のカバー部４５が前方へずれる量と、第２のアーム４２の撓みとによって第２のカバー部４５が後方へずれる量とが、ほぼ相殺される。

また、本体２に対して直立する開状態Ｐ２から、表示部３の縁３０ｃを掴んで、表示部３を閉方向へ回動させる操作を行うと、表示部３は、図８に示すように、ヒンジ軸４３と平行に固定部４２２を通る軸線βを中心とする回転モーメントを受けるとともに、図１１に示すように、第２のアーム４２が撓むことによって前方へ付勢される。

その結果、ヒンジ部４の対向部４６，４７において、第２のカバー部４５は、固定部４２２を中心とする回転モーメントによって後方へずれる量と、第２のアーム４２が撓むことによって前方へずれる量とが、ほぼ相殺される。また、表示部３は、閉状態Ｐ１に向けて回動するにつれて、徐々に重力の影響を受け始める。そのため、表示部３を閉方向へ回動する操作において、固定部４２２を中心とする回転モーメントによるずれと重量によるずれとが相殺されるので、ヒンジ部４に加わるずれは、ほとんどない。

以上のように、表示部３を開方向、閉方向へ回動させる操作による表示部３の挙動をまとめると、ヒンジ部４の対向部４６，４７に設けられる凸部４８は、表示部３側から延びる第２のカバー部４５の内周面、特に、閉状態Ｐ１でヒンジ軸４３の上側となる部分、言い換えると、表示部３が直立する状態でヒンジ軸４３の後側に位置する部分、に設けておくだけで、ヒンジ部４のずれを防止する効果を得られることが分かる。

本発明に係る第２の実施形態の電子機器１Ａについて、図１２および図１３を参照して説明する。なお、第１の実施形態に記載した電子機器１の構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる箇所は、ヒンジ部４Ａの構成であるので、その他の詳細は、第１の実施形態を参照するものとし、ここでの記載を省略する。

本実施形態のヒンジ部４Ａは、第１のカバー部４４の端部から第２のカバー部４５に向かって延びるリブ４４３と、第２のカバー部４５からヒンジ軸４３に沿う方向へ延びるスリーブ４５３と、このスリーブ４５３の外周面に設けられた凸部４８１とを備える。

凸部４８１は、表示部３が閉状態Ｐ１においてヒンジ軸４３に対して下側となる部分、言い換えると図１３に示すように開状態Ｐ２においてヒンジ軸４３に対して前側となる部分に設けられ、リブ４４３に摺接している。以上のように構成することで、ヒンジ部４Ａは、第１の実施形態のヒンジ部４と同じ効果を得られる。

なお、第１の実施形態や第２の実施形態のように、表示部３が閉状態Ｐ１から本体２に対して直立する開状態Ｐ２までの間で、回動する場合には、ヒンジ部４Ａは、表示部３を閉状態Ｐ１から開状態Ｐ２へ表示部３を回動させることによって、ヒンジ軸４３から回動操作するために力を加える位置までの間に設けられる固定部４２２を中心に、ヒンジ軸４３に対して回動操作する側と反対の側に凸部４８，４８１を有していればよい。そこで、表示部３が本体２に対して直立する開状態Ｐ２からさらに利用者から遠退く後側へ倒される場合は、重力が加わるので、ヒンジ軸４３に対して回動操作する側と同じ側にも凸部を設けるると良い。

また、表示部３が水平姿勢での重量を第１の実施形態や第２の実施形態のように凸部で受ける場合は、第１のカバー部４４側に凸部を設けることも効果的である。この場合、第１のカバー部４４が第２のカバー部４５に対して外嵌する場合は、凸部をヒンジ軸４３の下側に配置し、第１のカバー部４４が第２のカバー部４５に対して内挿される場合は、凸部をヒンジ軸４３の上側に配置すると良い。

また、第１の実施形態の電子機器１は、ヒンジ部４の近傍にスピーカ８が内蔵されている。第１の筐体となる本体２の本体ハウジング２０と第２の筐体となる表示部３のディスプレイハウジング３０とが、第１のカバー部４４と第２のカバー部４５との対向部４６に設けられた凸部４８で常に接した状態になっている。したがって、出力の大きいスピーカ８を取り付けた場合にも、スピーカ８によって発生する振動によって、筐体どうしの間にビビリ音が発生することを防止することもできる。

本発明に係る一実施形態の電子機器を示す斜視図。図１に示した電子機器の表示部のマスクを外した状態で、右側のヒンジ部を拡大した斜視図。図１に締しだ電子機器の表示部のマスクを外した状態で、左側のヒンジ部を拡大した斜視図。図２に示したヒンジ部の回動中心に沿う平面で本体側対向部を断面にした斜視図。図４に示したヒンジ部のリブおよび本体側アームをベースプレートに固定するカシメ部を通る断面図。図５に示したヒンジ部において、表示部が閉状態から開方向に付勢される場合に表示部に作用する力を示す断面図。図５に示したヒンジ部において、表示部が本体に対して直立する開状態で開方向へ回動する力を受ける場合に作用する力を示す断面図。図５に示したヒンジ部において、表示部が本体に対してきりつする状態で兵方向へ回動する力を受ける場合に作用する力を示す断面図。図３に示したヒンジ装置に作用する捩れを模式的に示す斜視図。図９に示したヒンジ装置に開方向の力が作用する状態を上から見て模式的に示す平面図。図９に示したヒンジ装置に閉方向の力が作用する状態を上から見て模式的に示す平面図。本発明に係る第２の実施形態の電子機器のヒンジ部を示すヒンジ軸に沿う断面図。図１２中のＦ１３−Ｆ１３線に沿って示すヒンジ部の断面図。

符号の説明

１，１Ａ…電子機器、２…本体（第１の筐体）、３…表示部（第２の筐体）、３１…表示装置、４０…ヒンジ装置、４１…第１のアーム、４２…第２のアーム、４３…ヒンジ軸、４４…第１のカバー部、４５…第２のカバー部、４６，４７…対向部、４８，４８１…凸部。

Claims

第１のカバー部を有する第１の筐体と、
第２のカバー部を有する第２の筐体と、
前記第１の筐体および前記第２の筐体を回動可能に連結するヒンジ装置であって、ヒンジ軸と、一端が前記ヒンジ軸に結合され他端が前記第１の筐体に固定されるとともに前記第１のカバー部に覆われる第１のアームと、一端が前記ヒンジ軸に結合され他端が前記第２の筐体に固定されるとともに前記第２のカバー部に覆われる第２のアームと、を有するヒンジ装置と、
を具備し、
前記ヒンジ軸の周囲において、前記第１のカバー部と前記第２のカバー部とは互いに対向する対向部を有し、前記第１のカバー部および前記第２のカバー部の対向部の一方に設けられて他方に摺接する凸部を備えることを特徴とする電子機器。
前記第１のカバー部または前記第２のカバー部の他方の対向部に、前記凸部と摺接するリブが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記第２のカバー部の対向部は前記第１のカバー部の対向部に外挿し、前記凸部は、前記第２のカバー部の内周面に設けられ、前記第１のカバー部の外周面に摺接することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記第１のカバー部の対向部は前記第２のカバー部の対向部に外挿し、前記凸部は、前記第２のカバー部の外周面に設けられ、前記第１のカバー部の内周面に摺接することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記第１の筐体はキーボードが上面に配置された本体であり、前記第２の筐体は表示装置が内蔵された表示部であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電子機器。