JP2016217491A - ヒンジ装置及びヒンジ装置を備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒンジ装置で連結された本体装置と表示装置を備える電子機器が開閉動作を行っても本体装置と表示装置を接続するケーブル寿命を延ばせるヒンジ装置を提供する。
【解決手段】本体装置１１0の電気回路と表示装置１２の電気回路が複数のケーブル５で接続されると共に、表示装置１２が本体装置１１に対して開閉できるヒンジ装置２Ａであって、本体装置１１に取り付ける第１の取付部材２１と、表示装置１２に取り付ける第２の取付部材２２、及び第１の取付部材に対して前記第２の取付部材を回転させるヒンジ軸２０とを備え、ヒンジ軸２０には、ヒンジ軸２０の外周部を通過する複数のケーブル５が重ならないような溝３１が設けられているヒンジ装置。
【選択図】図５

Description

本出願はヒンジ装置及びヒンジ装置を備える電子機器に関する。

従来、パーソナルコンピュータとして、図１に示すようなノート型のパーソナルコンピュータ（以後ノートパソコンと記す）１０が知られている。ノートパソコン１０は、キーボード１を備えた本体装置１１に対して、ＬＣＤ（液晶表示器）４を備えた表示装置１２がヒンジ装置２によって連結されたものである。ヒンジ装置２によって表示装置１２は本体装置１１に対して開閉自在になっており、ノートパソコン１０を使用しない時は、ヒンジ装置２によって本体装置１１に対して表示装置１２が折り畳めるようになっている。ヒンジ装置２によって、表示装置１２は本体装置１１に対して所定の角度で開いた状態（チルト状態）で止めることができる。表示装置１２を本体装置１１に対してチルト状態で停止させるヒンジ装置２の先行技術については、例えば特許文献１に開示がある。

ノートパソコン１０の本体装置１１から表示装置１２を外す時には、図２（ａ）に示すように、表示装置１２にヒンジ装置２が取り付けられた状態で本体装置１１から取り外される。このとき、図２（ｂ）に示すように、ヒンジ装置２はヒンジカバー２４が取り付けられたまま、本体装置１１から取り外される。

図１に示したノートパソコン１０の本体装置１１と表示装置１２とを連結するヒンジ装置２は図２（ｃ）に示すような構造をしており、本体装置側取付部材２１と表示装置側取付部材２２がヒンジ軸２０で連結されている。ヒンジ軸２０は一端が本体装置側取付部材２１に固定されており、他端は表示装置側取付部材２２に設けられているヒンジ軸保持筒２３内に回動可能に収容されている。ヒンジ軸保持筒２３内にはヒンジ軸２０を所定角度で保持する機構が設けられているが、本願とは直接関係がないので、この機構の説明は省略する。

通常、ヒンジ軸２０の他端はヒンジ軸保持筒２３内に収容されたままであり、ヒンジ軸保持筒２３から抜くことは行われず、ヒンジ装置２は本体装置側取付部材２１と表示装置側取付部材２２がヒンジ軸２０で連結された状態の１つの部品になっている。本体装置側取付部材２１には取付孔２５があり、本体装置側取付部材２１は図示しないネジで本体装置１１に固定される。同様に表示装置側取付部材２２にも取付孔２６があり、図示しないネジで表示装置１２に固定される。また、図３（ａ）は図１（ａ）に示したノートパソコン１０のヒンジ装置２が組み込まれた表示装置１２の部分を部分的に拡大したものである。表示装置１２の電気回路に接続されたケーブル５は、ヒンジ軸２０とヒンジカバー２４の間のスペースＳを通って、図示されない本体装置の電気回路に連絡される。図３（ｃ）はヒンジカバー２４の構造を示している。

特開平１０−２８０７８１号公報

ところが、図３（ａ）のようにヒンジ軸２０とヒンジカバー２４との間にあるスペースＳに複数のケーブル５（ケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）が通されると、スペースＳは狭いので、ケーブル５が密集して重なり易い。そして、複数のケーブル５が重なると、ケーブル５がヒンジ軸２０やヒンジカバー２４と接触して断線する虞がある。これを図３（ｂ）を用いて説明する。

図３（ｂ）は図３（ａ）に示したヒンジ装置２が組み込まれた表示装置１２の、ヒンジ装置２が設けられた部分の断面を示すものである。本体装置１１の電気回路と表示装置１２の電気回路とを結ぶケーブル５は複数本あり、細いヒンジ軸２０の周囲を通っている。このため、ケーブル５が密集し、重なった内側のケーブル５Ａが表示装置１２の開閉時の摺動でヒンジ軸２０に押さえ付けられて断線し易い。また、外側のケーブル５Ｃは蓋となるヒンジカバー２４と接触し、擦れることで断線に至るものが多かった。これに対して、ケーブル５を挿通するためのスペースＳを広く確保するために、ヒンジ軸２０を細くすると、ヒンジ軸２０の強度が不足し、表示装置１２がグラグラして安定しなくなる。

１つの側面では、本出願は、ヒンジ装置で連結された第１と第２の装置を備える電子機器が開閉されても、第１と第２の装置とを接続するケーブルが筐体やヒンジ軸に接触せず、ケーブル寿命を延ばすことが可能なヒンジ装置を提供することを目的とする。また、ケーブル寿命を延ばすことが可能なヒンジ装置を備える電子機器を提供することを目的とする。

１つの形態によれば、第１の装置の電気回路と第２の装置の電気回路が複数のケーブルで接続されると共に、第２の装置が第１の装置に対して開閉できるヒンジ装置であって、第１の装置に取り付ける第１の取付部材と、第２の装置に取り付ける第２の取付部材、及び第１の取付部材に対して第２の取付部材を回転させるヒンジ軸とを備え、ヒンジ軸には、ヒンジ軸の外周部に配線される複数のケーブルが重ならないようにする分離構造が設けられているヒンジ装置が提供される。

他の形態によれば、第１の装置の電気回路と第２の装置の電気回路が複数のケーブルで接続されると共に、第２の装置が第１の装置に対してヒンジ装置によって開閉できる電子機器であって、ヒンジ装置が、第１の装置に取り付ける第１の取付部材と、第２の装置に取り付ける第２の取付部材、及び第１の取付部材に対して第２の取付部材を回転させるヒンジ軸とを備え、ヒンジ軸には、ヒンジ軸の外周部に配線する複数のケーブルが重ならないようにする分離構造が設けられているヒンジ装置を備える電子機器が提供される。

開示のヒンジ装置及びヒンジ装置を備える電子機器には、ヒンジ装置で連結された第１と第２の装置を備える電子機器が開閉されても、第１と第２の装置とを接続するケーブルの摩耗が防止され、ケーブル寿命を延ばすことが可能になるという効果がある。

関連技術のノートパソコンの斜視図である。 （ａ）は図１に示したノートパソコンの本体装置から表示装置を取り外した状態を示す分解斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ部分の拡大図、（ｃ）は（ｂ）に示したヒンジ装置を表示装置から取り外して示す斜視図である。 （ａ）は図１（ａ）に示したノートパソコンのヒンジ装置が組み込まれた部分の拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したヒンジ装置が組み込まれた部分の側断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したヒンジカバーの拡大斜視図である。 （ａ）は開示のヒンジ装置の第１の実施例を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したヒンジ装置にケーブルが挿通された状態とヒンジ装置に取り付けられるヒンジカバーを示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は開示のヒンジ装置のヒンジ軸の加工前の状態を示す平面図及び裏面図、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）、（ｂ）に示したヒンジ装置のヒンジ軸の加工後の状態を示す平面図及び裏面図である。 開示のヒンジ装置がノートパソコンに組み込まれた状態を示す平面図及び部分拡大平面図である。 （ａ）は開示のヒンジ装置とヒンジカバーとの位置関係を示す部分拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線における概略断面図である。 （ａ）は開示のヒンジ装置の第２の実施例の斜視図、（ｂ）は開示のヒンジ装置の更に第３の実施例の斜視図である。

以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、図４から図８に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、図４から図８に開示するノートパソコン１０Ａ及びヒンジ装置２Ａにおいて、図１に示した関連技術のノートパソコン１０及び図２（ｃ）に示した関連技術のヒンジ装置２と同じ構成部材については、同じ符号を付して説明する。

図４（ａ）は、開示のヒンジ装置２Ａの第１の実施例を示す斜視図である。ヒンジ装置２Ａは、図２（ｃ）に示した関連技術のヒンジ装置２と同様に、ヒンジ軸２０、本体装置側取付部材２１、及び表示装置側取付部材２２を備える。本体装置側取付部材２１には取付孔２５があり、取付孔２５に挿通される図示しないネジで本体装置１１に固定される。同様に表示装置側取付部材２２にも取付孔２６があり、取付孔２６に挿通される図示しないネジで表示装置１２に固定される。なお、本体装置側取付部材２１を表示装置１２に固定し、表示装置側取付部材２２を本体装置１１に固定する使い方も可能である。

本体装置側取付部材２１と表示装置側取付部材２２はヒンジ軸２０で連結されており、ヒンジ装置２Ａは、本体装置側取付部材２１と表示装置側取付部材２２がヒンジ軸２０で連結された状態の１つの部品になっている。ヒンジ軸２０は一端が本体装置側取付部材２１に固定されており、他端は表示装置側取付部材２２に設けられているヒンジ軸保持筒２３内に回動自在に収容されている。通常、ヒンジ軸２０の他端はヒンジ軸保持筒２３内に収容されたままである。ヒンジ軸保持筒２３内にはヒンジ軸２０を所定角度で保持する機構が設けられている点も同様である。

開示のヒンジ装置２Ａが関連技術のヒンジ装置２と異なる点は、ヒンジ軸２０の構造である。ヒンジ装置２では、ヒンジ軸２０は円柱状であり、ヒンジ軸２０の外側に取り付けられるヒンジカバー２４との間にスペースＳがあり、スペースＳ内に本体装置と表示装置との間で信号をやりとりするケーブル５が配線されている。一方、ヒンジ装置２Ａでは、ヒンジ軸２０の外周部に螺旋状の溝３１が設けられている。溝３１は、ヒンジ軸２０の外周面に突設された連続壁３５によって形成されている。本実施例では、溝３１は連続壁３５によって連続している。溝３１は、例えば、図５に示す方法によってヒンジ軸２０に形成することができる。

図５（ａ）、（ｂ）は開示のヒンジ装置２Ａの、ヒンジ軸２０の加工前の状態を示す平面図及び裏面図である。図５（ａ）、（ｂ）には、ヒンジ軸２０の他端がヒンジ軸保持筒２３から取り出された状態が示されている。ヒンジ軸２０に螺旋状の溝３１を形成する部分は、ヒンジ軸保持筒２３の内部に挿入される部分のヒンジ軸２０より直径が大きい大径部２０Ｌとなっている。

大径部２０Ｌはレーザ加工や放電加工等の切削加工によって螺旋状に削られ、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、大径部２０Ｌの部分に溝３１と、溝３１の両側に位置する連続壁３５が形成される。切削加工によって大径部２０Ｌは、ヒンジ軸保持筒２３内に収容されるヒンジ軸２０と同じ直径迄削ることができるが、これよりも直径を大きくすることができる。即ち、溝３１の深さは、最大でヒンジ軸保持筒２３内に収容されるヒンジ軸２０の直径と同じになるまで削ることができるが、ケーブル５の直径程度の深さに留めれば、ヒンジ軸２０の強度を高めることができる。なお、溝３１の幅は、本体装置と表示装置との間で信号をやり取りするケーブル５が挿入できる幅であれば良い。

以上のようにして形成された図４（ａ）に示すヒンジ装置２Ａには、図４（ｂ）に示すように、本体装置と表示装置との間で信号をやり取りケーブル５が、溝３１に沿って配線される。ケーブル５が配線されるのは、螺旋状の溝３１の一部分である。したがって、図４（ａ）に示すヒンジ装置２Ａには、隣接する溝３１に３本のケーブル５Ａ，５Ｂ，５Ｃを配線することが出来る。ヒンジ装置２Ａの３本のケーブル５Ａ，５Ｂ，５Ｃが配線された部分の外側にはヒンジカバー２４が取り付けられる。

図６は、本体装置１１と表示装置１２を備えるノートパソコン１０Ａに、第１の実施例のヒンジ装置２Ａが組み込まれた状態を示すものである。ヒンジ装置２Ａの溝３１には３本のケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃが配線されており、表示装置１２のヒンジ装置２Ａが取り付けられる部分に設けられた開口１２Ａには、ヒンジ装置２Ａを隠すヒンジカバー２４が取り付けられる。溝３１が螺旋状になっているので、ケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃを溝３１内に配線する際に、ケーブルの曲げストレスが低減でき、ケーブル５の断線を防止することができる。また、複数のケーブル５を分離して配線する溝３１の深さをケーブル５の直径程度にすることにより、ヒンジ軸２０の直径を増加させて断面積を増やすことができ、ヒンジ軸２０の強度を向上させてヒンジ装置２Ａで開閉される表示装置１２のグラつきを改善できる。

図７（ａ）は、図６に示した表示装置１２の開口１２Ａにヒンジカバー２４が取り付けられた状態を、ヒンジカバー２４の部分だけ平面視したものである。ヒンジカバー２４の内側には、ヒンジ装置２Ａの溝３１と連続壁３５があり、溝３１には３本のケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃが配線されている。図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線における断面を示しているが、説明を分かり易くするために、断面形状は正確ではない。

図７（ｂ）に示すように、本体装置１１の電気回路と表示装置１２の電気回路とを結ぶ複数のケーブル５、例えば、図７（ａ）に示す３本のケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、連続壁３５で仕切られたヒンジ装置２Ａの溝３１にそれぞれ挿入されている。このため、隣接するケーブル同士は連続壁３５で分離されて接触しないので、３本のケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃは重なることがない。また、３本のケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃはそれぞれ溝３１の中に配線されており、連続壁３５の高さ以内に収まっているので、ヒンジ装置２Ａが回転してもヒンジ軸２０にもヒンジカバー２４にも接触する虞もない。

即ち、ヒンジ装置２Ａが開閉動作を行っても、各溝３１内に配線された３本のケーブル５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、ヒンジ軸２０に押さえ付けられることも、ヒンジカバー２４と接触することもない。この結果、ヒンジ装置２Ａを経由して本体装置と表示装置を接続するケーブル５が、ヒンジ装置２Ａの開閉動作時にヒンジ軸２０やヒンジカバー２４と接触せず、摩耗による断線が防止される。また、ヒンジ装置２Ａのヒンジ軸２０の直径は関連技術のヒンジ装置２におけるヒンジ軸２０と同等以上の直径を備えているので、ヒンジ軸２０の強度は十分であり、表示装置１２がグラグラして安定しなくなることもない。

以上説明した実施例では、ヒンジ装置２Ａのヒンジ軸２０に、螺旋状に連続する連続壁３５によって螺旋状の溝３１を設け、各溝３１に複数のケーブル５をそれぞれ配線することにより、ヒンジ装置２Ａの開閉動作時のケーブル同士の重なりを防止している。一方、ヒンジ装置２Ａの開閉動作時にケーブル同士の重なりを防止する構造は、溝３１を設ける構造でなくても実現可能である。

図８（ａ）は、開示のヒンジ装置２Ａの第２の実施例のヒンジ装置２Ｂの構造を示すものである。第２の実施例のヒンジ装置２Ｂが第１の実施例のヒンジ装置２Ａと相違するのは、ヒンジ装置２Ａではヒンジ軸２０に、連続壁３５によってワイヤを収容する溝３１が設けられていたのに対して、連続壁３５の代わりに複数の部分壁３２が設けられている点である。部分壁３２は、連続壁３５と同様に、ヒンジ軸２０の外周面に螺旋状に点在して並んでいる。

ヒンジ装置２Ｂでは、部分壁３２によってヒンジ軸２０の外周面に、螺旋状の通路３６が形成される。通路３６の幅はケーブルの直径以上であり、部分壁３２の高さもケーブルの直径以上である。よって、この通路３６にヒンジ装置２Ｂのヒンジ軸２０の部分を通過する複数のケーブルを１本ずつ配線すれば、ケーブル同士が分離され、ヒンジ装置２Ｂの開閉動作時に重なることがない。このように、第２の実施例のヒンジ装置２Ｂは第１の実施例のヒンジ装置２Ａと同様の効果がある。

図８（ｂ）は、開示のヒンジ装置２Ａの第３の実施例のヒンジ装置２Ｃの構造を示すものである。第３の実施例のヒンジ装置２Ｃが第１のヒンジ装置２Ａと相違するのは、ヒンジ装置２Ａではヒンジ軸２０に、連続壁３５によってワイヤを収容する溝３１が設けられていたのに対して、連続壁３５の代わりに複数の円柱３３が設けられている点である。円柱３３は、連続壁３５と同様に、ヒンジ軸２０の外周面に螺旋状に点在して並んでいる。

ヒンジ装置２Ｃでは、複数の円柱３３によってヒンジ軸２０の外周面に、螺旋状の通路３７が形成される。通路３７の幅はケーブルの直径以上であり、円柱３３の高さもケーブルの直径以上である。よって、この通路３７にヒンジ装置２Ｃのヒンジ軸２０の部分を通過する複数のケーブルを１本ずつ配線すれば、ケーブル同士が分離され、ヒンジ装置２Ｃの開閉動作時に重なることがない。このように、第３の実施例のヒンジ装置２Ｃは第１の実施例のヒンジ装置２Ａと同様の効果がある。

以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１） 第１の装置の電気回路と第２の装置の電気回路が複数のケーブルで接続されると共に、前記第２の装置が前記第１の装置に対して開閉できるヒンジ装置であって、
前記第１の装置に取り付ける第１の取付部材と、
前記第２の装置に取り付ける第２の取付部材、及び
前記第１の取付部材に対して前記第２の取付部材を回転させるヒンジ軸とを備え、
前記ヒンジ軸には、前記ヒンジ軸の外周部に配線される前記複数のケーブルが重ならないようにする分離構造が設けられているヒンジ装置。
（付記２） 前記分離構造が、前記ヒンジ軸に形成された螺旋状の複数条の溝である付記１に記載のヒンジ装置。
（付記３） 前記複数条の溝の深さが、前記複数のケーブルの各個の直径以上である付記２に記載のヒンジ装置。
（付記４） 前記分離構造が、前記ヒンジ軸の外周面に螺旋状に並んで突設された複数条の部分壁である付記１に記載のヒンジ装置。
（付記５） 前記複数条の部分壁の高さ及び螺旋状に隣り合う部分壁との距離が共に前記複数のケーブルの各個の直径以上である付記４に記載のヒンジ装置。

（付記６） 前記分離構造が、前記ヒンジ軸の外周面に螺旋状に並んで突設された複数の円柱を備える円柱列である付記１に記載のヒンジ装置。
（付記７） 複数条の前記円柱列の各円柱の高さ及び螺旋状に隣り合う前記円柱列との距離が共に前記複数のケーブルの各個の直径以上である付記４に記載のヒンジ装置。
（付記８） 前記第１の装置がキーボードを備えた本体装置であり、前記第２の装置が表示装置である付記１から７の何れかに記載のヒンジ装置。
（付記９） 第１の装置の電気回路と第２の装置の電気回路が複数のケーブルで接続されると共に、前記第２の装置が前記第１の装置に対してヒンジ装置によって開閉できる電子機器であって、前記ヒンジ装置が、
前記第１の装置に取り付ける第１の取付部材と、
前記第２の装置に取り付ける第２の取付部材、及び
前記第１の取付部材に対して前記第２の取付部材を回転させるヒンジ軸とを備え、
前記ヒンジ軸には、前記ヒンジ軸の外周部に配線する前記複数のケーブルが重ならないようにする分離構造が設けられているヒンジ装置を備える電子機器。

２，２Ａ ヒンジ装置
５ ケーブル
１０ ノートパソコン
１１ 本体装置
１２ 表示装置
２０ ヒンジ軸
２１ 本体装置側取付部材
２２ 表示装置側取付部材
２４ ヒンジカバー
３０ 分離構造
３１ 溝
３２ 部分壁
３３ 円柱
３３Ａ 円柱列
Ｓ スペース

Claims (5)

1. 第１の装置の電気回路と第２の装置の電気回路が複数のケーブルで接続されると共に、前記第２の装置が前記第１の装置に対して開閉できるヒンジ装置であって、
   前記第１の装置に取り付ける第１の取付部材と、
   前記第２の装置に取り付ける第２の取付部材、及び
   前記第１の取付部材に対して前記第２の取付部材を回転させるヒンジ軸とを備え、
   前記ヒンジ軸には、前記ヒンジ軸の外周部を通過する前記複数のケーブルが重ならないように分離構造が設けられているヒンジ装置。
2. 前記分離構造が、前記ヒンジ軸に形成された螺旋状の複数条の溝である請求項１に記載のヒンジ装置。
3. 前記分離構造が、前記ヒンジ軸の外周面に螺旋状に並んで突設された複数条の部分壁である請求項１に記載のヒンジ装置。
4. 前記分離構造が、前記ヒンジ軸の外周面に螺旋状に並んで突設された複数の円柱を備える円柱列である請求項１に記載のヒンジ装置。
5. 第１の装置の電気回路と第２の装置の電気回路が複数のケーブルで接続されると共に、前記第２の装置が前記第１の装置に対してヒンジ装置によって開閉できる電子機器であって、前記ヒンジ装置が、
   前記第１の装置に取り付ける第１の取付部材と、
   前記第２の装置に取り付ける第２の取付部材、及び
   前記第１の取付部材に対して前記第２の取付部材を回転させるヒンジ軸とを備え、
   前記ヒンジ軸には、前記ヒンジ軸の外周部を通過する前記複数のケーブルが重ならないように分離構造が設けられているヒンジ装置を備える電子機器。

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