JP2009281552A

JP2009281552A - ヒンジ機構

Info

Publication number: JP2009281552A
Application number: JP2008136192A
Authority: JP
Inventors: Gunchu Iwasaki; 軍忠岩崎
Original assignee: IWASAKI SEIKI KK
Current assignee: IWASAKI SEIKI KK
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-26
Also published as: JP4629128B2; TW200949089A; KR20090122861A

Abstract

【課題】簡単に所定の回動トルクを得ることが出来るように組み立て可能なヒンジ機構を提供することにある。
【解決手段】中空支軸１を、平ワッシャー２，３と板部材Ｂとスプリングワッシャー４，５が嵌装されるべき大径の主軸部分１ｂと、抑えワッシャー６の嵌装されるべき小径の頭部部分１ａとに区分し、主軸部分１ｂの肩部１ｂ'に抑えワッシャー６を載置した状態で頂壁１ａ'を抑えワッシャー６にカシメ付けるように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶テレビ，ノートパソコン及び携帯電話等の本体とディスプレイ部との連結や、その他のＯＡ機器等において、本体に対し蓋を任意の開放角度位置に確実に保持できるように連結する目的に好適に使用しうるヒンジ機構に関する。

液晶テレビやノートパソコン等においては、多くの場合本体部分とディスプレイ部分とはヒンジにより起伏自在に連結されていて、本体部分に対してディスプレイ部分を９０°以上開いた状態に維持させて使用するのが普通である。この場合、ディスプレイ部分は所望の起立位置に確実に保持され、起伏操作は軽快且つ円滑に行われるようにすることが要求される。この要求に応じるため、従来、ヒンジ機構にクリック装置を組み込んだり、ヒンジの可動部分の回転トルクを増大させる等の工夫をしたりして、対応してきた。しかし、これらの工夫は製品のコストアップにつながり、コストダウンの要求に逆行する結果となり、問題であった。

本願出願人は、この問題点を解決するために、図６に示すように、板部材Ａに形成されていて頂壁１ａ' が倒立円錐形状をなす頭部部分を有する中空支軸１に、平ワッシャー２と機器本体の板状部分Ｂと平ワッシャー３と二枚のスプリングワッシャー４，５と抑えワッシャー６とを順次嵌装すると共に、前記頂壁１ａ' の周縁部を潰して該頂壁１ａ'を前記抑えワッシャー６にカシメ付けることにより、前記スプリングワッシャー４，５の弾力により平ワッシャー２，３を介して基板部材Ａに板状部分Ｂを押圧し、機器本体即ち板部材Ａに対してディスプレイ部分即ち板状部分Ｂを所定のトルクで回動し得るように構成したヒンジ機構を提案した（特許文献１参照）。
特開２００３−２６２２１４号公報

ところで、このヒンジ機構の組み立ては、図７に示すように、中空支軸１内に挿入された棒状の治具ＬＧにより倒立円錐形状をなす頂壁１ａ' を上方へ突き上げながら上方よりカシメ治具ＵＧにより頂壁周縁部を押し潰すことにより行われる。これにより、中空支軸１の頂部周縁は抑えワッシャー６上に広く展延し、倒立円錐形状をなす頂壁１ａ'は中央部が若干窪んだ円盤状に変形して、図６に示す如く組み立てが完了するが、この場合、板部材Ａと板状部分Ｂの相対回動時のトルクの大きさは、スプリングワッシャー４，５の変形量によって決まる。この変形量はカシメ具合により微妙に変化するので、所定値のトルクが得られるようにカシメを行うのには、治具ＬＧ及びＵＧの移動ストロークの調整やカシメ作業に熟練を要するという問題点があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単に所定の回動トルクを得ることが出来るように組み立て可能な構造を有する、上記形式のヒンジ機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によるヒンジ機構は、軸絞り加工により基板部材と一体に形成されていて頂壁が倒立円錐形状をなす閉じた頭部部分を有する中空支軸に、少なくとも平ワッシャーと板状部材とスプリングワッシャーと抑えワッシャーとを順次嵌装すると共に、前記頂壁の周縁部を潰して前記頂壁を前記抑えワッシャーにカシメ付けることにより、前記スプリングワッシャーの弾力により前記平ワッシャーを介して前記基板部材に前記板部材を押圧し、前記基板部材と前記板部材とを所定のトルクで相対回動し得るように構成したヒンジ機構において、前記中空支軸を、前記平ワッシャーと板部材とスプリングワッシャーが嵌装されるべき大径の主軸部分と、前記抑えワッシャーの嵌装されるべき小径の前記頭部分とに区分し、前記主軸部分の肩部に前記抑えワッシャーを載置した状態で前記頂壁を前記抑えワッシャーにカシメ付けるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、前記抑えワッシャーを前記主軸部分の肩部に載置したとき、前記抑えワッシャーの内周ザグリ部底縁位置が前記倒立円錐形状頂壁の下面の最高位置と略同一高さ位置となるようにして、カシメ付けられていることを特徴とする。

また、本発明によれば、前記抑えワッシャーを前記主軸部分の肩部に載置したとき、前記抑えワッシャーの上面が前記倒立円錐形状頂壁の下面の最高位置と略同一高さ位置となるようにして、カシメ付けられていることを特徴とする。

また、本発明によれば、前記主軸部分に、１枚の平ワッシャーと前記板部材と１枚の平ワッシャーと２枚のスプリングワッシャーが順次配列されていることを特徴とする。

本発明によれば、軸絞り加工により基板部材と一体に形成されていて頂壁が倒立円錐形状をなす閉じた頭部部分を有する中空支軸に、少なくとも平ワッシャーと板状部材とスプリングワッシャーと抑えワッシャーとを順次嵌装すると共に、前記頂壁の周縁部を潰して前記頂壁を前記抑えワッシャーにカシメ付けることにより、前記スプリングワッシャーの弾力により前記平ワッシャーを介して前記基板部材に前記板部材を押圧し、前記基板部材と前記板部材とを所定のトルクで相対回動し得る構成のヒンジ機構を、容易且つ廉価に提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図示した実施例に基づき説明する。
図１は本発明に係るヒンジ機構を組み込んだヒンジ装置の一例を示す斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図、図３は図２に示したスプリングワッシャーの常態の斜視図、図４は本発明のヒンジ機構における軸絞りにより形成された閉じた頭部部分を有する中空支軸と抑えワッシャーの位置関係を説明するための要部拡大図で、（a）はカシメ前、（b）はカシメ後の状態をそれぞれ示す断面図である。

図中、Ａは軸絞り加工によりその表面に対し直角方向に頂壁１ａ'が倒立円錐形状に成形された小径の閉じた頭部部分１ａと大径の主軸部分１ｂとを区分して中空支軸１を形成した本実施例では回動側として用いられる一対の回動部材の一方（以下、説明の都合上「回動部材」という。）、Ｂは中空支軸１の主軸部分１ｂに平ワッシャー２を介して回動可能に嵌装された本実施例では固定側として用いられる一対の回動部材の他方（以下、説明の都合上「固定部材」という。）、３は主軸部分１ｂに嵌装された平ワッシャー、４及び５は主軸部分１ｂに圧入嵌装されたスプリングワッシャーとしての皿ばね、６は中空支軸１の頭部部分１ａと主軸部分１ｂとの境界をなす主軸部分１ｂの肩部１ｂ' に載置された状態で頭部部分１ａに嵌装され、頂壁１ａ' がカシメ治具により潰されてカシメ付けられたとき、二枚のスプリングワッシャー４，５と二枚の平ワッシャー２，３とを介して回動部材Ａを固定部材Ｂに押し付けて、所定の大きさの摩擦力即ちトルクをもって回動部材Ａが回動し得るようにすると共に、平ワッシャー２，固定部材Ｂ，平ワッシャー２及びスプリングワッシャー４，５の中空支軸１からの脱出を防止するための抑えワッシャーである。

次に、図示したヒンジ装置の組み立てについて説明する。先ず、プレ機械を用いて、所定のサイズと形態の回動部材Ａと固定部材Ｂを量産し、軸絞り加工により回動部材Ａの所要箇所に所要のサイズの頭部部分１ａと主軸部分１ｂを有する中空支軸１を形成し、
必要な平ワッシャー，スプリングワッシャー等の部品を準備する。そして、回動部材Ａの中空支軸１の主軸部分１ｂに、平ワッシヤー２，固定部材Ｂ及び平ワッシャー３を嵌装し、次に、皿ばね４及び５を重ねてそれらの膨出部が外側（図３において左側）を向くようにして圧入し、続いて抑えワッシャー６を頭部部分１ａに嵌装した後、図示しない周知の治具を用いて、頂壁１ａ' の外縁を叩打して放射方向外側へ延ばし、抑えワッシャー６を肩部１ｂ' に載置した状態で中空支軸１にカシメ付ける。この時、スプリングワッシャー４及び５は皿状ワッシャーから平ワッシャーに近くなるように所定量変形されて応力が生じ、この応力により固定部材Ｂは、平ワッシャー２及び３を介して圧接挟持され、所定の回転力以上を加えない限り、回動部材Ａと固定部材Ｂは相対回動し得ないように組み立てられる。この場合の所定の回転力は、スプリングワッシャー４及び５のばね常数と常態での形状を適宜選定することにより決定されることは言うまでもない。

ここで、本願発明者らの長年の研究と実験により見出した最良の頭部部分１ａの形態と抑えワッシャー６の厚さとの相対関係について説明する。この種のヒンジ機構において、ばね常数の大きいスプリングワッシャーを必要とする場合即ちより大きな回転力を加えない限り回動部材Ａを回動することができないように構成する必要のある場合は、抑えワッシャー６の厚さを厚くする必要があるが、この場合にはカシメ強さを増大させるために通常抑えワッシャーの内周にザグリ加工を施して、カシメ時の頂壁１ａ' の展延面積を増大させるようにする。この場合、図４（a）に示すように、抑えワッシャー６を主軸部分１ｂの肩部１ｂ' に載置したとき、ザグリ部底縁６ａが頂壁下面の最高位置即ち倒立円錐形下面の底部位置１ａ" と略同一高さ位置（図４（a）の破線位置）にあるように選定するのが好ましい。

上述のように、肩部１ｂ' を設けることにより、カシメ時における主軸部分１ｂの座屈を確実に防ぐことができ、また、抑えワッシャー６のザグリ部底縁６ａと頂壁１ａ' の下面の最高位置１ａ" とを略同一高さ位置に選定することにより、頭部部分１ａが開放されているのではなく閉じていることと相俟って、頂壁１ａ'と抑えワッシャー６とのカシメは適正且つ極めて強固に行われ得、長期間の使用によってもカシメが緩むようなことはない。即ち、抑えワッシャー６のザグリ部底縁６ａの高さ位置が頂壁１ａ' の下面の最高位置１ａ"より高いと、カシメ時頭部部分の展延範囲が小さくなってカシメ強度が低下し、また、抑えワッシャー６のザグリ部底縁６ａの高さ位置が頂壁１ａ' の下面の最高位置１ａ"より低いと、カシメ時頭部部分の展延範囲が過大となってカシメ部の外観を損ねる。かくして、本発明によれば、設定トルクを長期間に亘って保持し得るカシメ部外観のすっきりした、この種ヒンジ機構を提供することができる。

図５は本発明のヒンジ機構における軸絞りにより形成された中空支軸と抑えワッシャーの位置関係を説明するための他の実施例の要部拡大図で、（a）はカシメ前、（ｂ）はカシメ後の状態をそれぞれ示す断面図である。図中、上記実施例と実質上同一の部材及び部分には同一符号を付し、説明を省略する。
本実施例は、抑えワッシャー６の内周縁部にザグリを設けない場合を示している。この場合には、図５（a）に示すように、抑えワッシャー６を主軸部分１ｂの肩部１ｂ' に載置したとき、抑えワッシャー６の上面６ｂと倒立円錐形状頂壁１ａ' の下面の最高位置１ａ" とが略同一高さ位置となるように抑えワッシャー６の厚さが選定されている。抑えワッシャー６の厚さをこのように選定してカシメ加工を行うことにより、上述の実施例と同様の作用効果を奏することができる。

なお、実施例では、２枚の平ワッシャーと２枚のスプリングワッシャーを用い、更にスプリングワッシャーとして皿ばねを用いた場合について説明したが、ワッシャーの数及びスプリングワッシャーの形態はこれに限定されるものではなく、必要とされるヒンジの回動トルクの大きさにより、適宜変更することができる。

以上説明したように、本発明によれば、固定部材に対する回動部材の回動トルクが極めて大きく且つその設定値を長期間に亘って維持し得るこの種のヒンジ機構を廉価に提供することができ、液晶テレビやノートパソコンその他のＯＡ機器等において、極めて好適に使用することができる。

本発明に係るヒンジ機構を組み込んだヒンジ装置の一例を示す斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図である。図２に用いられているスプリングワッシャーの常態の斜視図である。本発明のヒンジ機構の一実施例における軸絞りにより形成された中空支軸と抑えワッシャーの位置関係を説明するための要部拡大図で、（a）はカシメ前、（ｂ）はカシメ後の状態をそれぞれ示している。本発明のヒンジ機構の他の実施例における軸絞りにより形成された中空支軸と抑えワッシャーの位置関係を説明するための要部拡大図で、（a）はカシメ前、（ｂ）はカシメ後の状態をそれぞれ示している。図２に対応する従来のヒンジ機構における拡大断面図である。この種ヒンジ機構の組立時における抑えワッシャーのカシメ状態を説明するための模式図である。

符号の説明

１中空支軸
１a 頭部部分
１a' 頂壁
１a" 頂壁下面の最高位置
１b 主軸部分
１b' 主軸部分の肩部
２，３平ワッシャー
４，５スプリングワッシャー
６抑えワッシャー
６a 抑えワッシャーのザグリ部底縁
６b 抑えワッシャーの上面
Ａ回動部材
Ｂ固定部材

Claims

軸絞り加工により基板部材と一体に形成されていて頂壁が倒立円錐形状をなす閉じた頭部部分を有する中空支軸に、少なくとも平ワッシャーと板状部材とスプリングワッシャーと抑えワッシャーとを順次嵌装すると共に、前記頂壁の周縁部を潰して前記頂壁を前記抑えワッシャーにカシメ付けることにより、前記スプリングワッシャーの弾力により前記平ワッシャーを介して前記基板部材に前記板部材を押圧し、前記基板部材と前記板部材とを所定のトルクで相対回動し得るように構成したヒンジ機構において、前記中空支軸を、前記平ワッシャーと板部材とスプリングワッシャーが嵌装されるべき大径の主軸部分と、前記抑えワッシャーの嵌装されるべき小径の前記頭部部分とに区分し、前記主軸部分の肩部に前記抑えワッシャーを載置した状態で前記頂壁を前記抑えワッシャーにカシメ付けるようにしたことを特徴とするヒンジ機構。
前記抑えワッシャーを前記主軸部分の肩部に載置したとき、前記抑えワッシャーの内周ザグリ部底縁位置が前記倒立円錐形状頂壁の下面の最高位置と略同一高さ位置となるようにして、カシメ付けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ機構。
前記抑えワッシャーを前記主軸部分の肩部に載置したとき、前記抑えワッシャーの上面が前記倒立円錐形状頂壁の下面の最高位置と略同一高さ位置となるようにして、カシメ付けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ機構。
前記主軸部分に、１枚の平ワッシャーと前記板部材と１枚の平ワッシャーと２枚のスプリングワッシャーが順次配列されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のヒンジ機構。