JP2018071715A - ヒンジ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造であり、水平及び折り畳み状態への操作が容易であり、折り目発生防止にも良好に対応することが可能なヒンジ構造を提供する。【解決手段】端面が対向した横並び状となって配置される板状の一対の本体部材２と、本体部材２よりも薄い板厚に形成され、一対の本体部材２の間に配置される一対のヒンジプレート３と、それぞれのヒンジプレート３をそれぞれの本体部材２に取り付けると共に一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３を展開及び折り畳み動作可能に連結する掛け渡し部材４と、を備える。展開動作によって相互に係止して展開状態を保つ係止部１６が一対のヒンジプレート３のそれぞれに形成され、折り畳み動作では、一対のヒンジプレート３の間が収容空間となる。【選択図】図４

Description

本発明は、有機ＥＬ等のフレキシブル表示パネルや屏風絵、古地図を含む古文書、掛け軸等のように紙材をベースとした美術品等のシート状物を折り目の発生のない状態で収納すると共に収納状態から平面状態に簡単に展開させることが可能なヒンジ構造に関する。

有機ＥＬ等のフレキシブル表示パネルは折り目ができると表示特性が低下するため、折り畳む場合には、折り目発生のないようにする必要がある。又、古文書、掛け軸等の美術品は折り目ができることによって美術的な価値が損なわれることから折り目発生のない状態で収納する必要がある。加えて、これらの物品においては、データ読み取りや打ち込み、鑑賞等の際、平面状態に展開されるのが好ましい。従って、これらの物品を収納する収納部材としては、折り目ができないように折り畳む一方、簡単に一平面の状態に展開させる機能が要求される。

特許文献１には、以上の機能を有すると思われる従来構造が開示されている。この特許文献１は物品としてフレキシブル表示パネルに適用したものである。
この従来構造は、内部空間が形成される第１筐体と、第１筐体の両端に折り曲げ可能に連結された第２筐体及び第３筐体とを有しており、フレキシブル表示パネルが第２筐体及び第３筐体に固定される。そして、第２筐体及び第３筐体を折り曲げない状態では、フレキシブル表示パネルの折り畳み部分が第１筐体の空間に格納され、第２筐体及び第３筐体が相互に離れる方向に折り曲げた開状態では、フレキシブル表示パネルが平坦になると共に、第１筐体が第２筐体及び第３筐体の平面から突出する脚として機能し、第２筐体と第３筐体とを繋ぐ保持部材により第２筐体と第３筐体とが固定され、フレキシブル表示パネルの折り畳み部分が支持されるようになっている。

特開２０１６−１５６１８号公報

従来の構造では、フレキシブル表示パネルの折り畳み部分を格納するための空間を第１筐体に形成する必要があるため、第１筐体が嵩高となり、全体の構造が大型化する。又、水平状態とするための第２筐体及び第３筐体の折り曲げでは、これらの間の第１筐体が脚となって第１筐体部分に凹みが形成されるため、第２筐体及び第３筐体に載置されるフレキシブル表示パネルの平滑な平面状態を維持することができない。
フレキシブル表示パネルの平面状態を維持するためには、保持部材を第２筐体及び第３筐体の間に配置する必要がある。従って、第２筐体及び第３筐体の水平状態及び閉鎖状態への変化に際して保持部材の配置及び除去を行う付加操作が伴う。このため、操作が煩雑で操作性が悪い問題を有している。
さらに従来の構造では、フレキシブル表示パネルへの適用が可能であっても、屏風絵、古文書等の紙材に対しては適用が難しい問題を有している。紙材はフレキシブル表示パネルよりも薄く組織が脆弱で強度が小さいため、従来構造のような複雑な操作を行うと皺や折り目が発生し易いことによる。

本発明は以上の従来構造の問題点を考慮してなされたものであり、簡単な構造であり、しかも水平及び折り畳み状態への操作が容易であり、有機ＥＬ等のフレキシブル表示パネルの折り目発生防止や紙材の折り目や皺の発生防止にも良好に対応することが可能なヒンジ構造を提供することを目的とする。

本発明のヒンジ構造は、端面が対向した横並び状となって配置される板状の一対の本体部材と、前記本体部材よりも薄い板厚に形成され、前記一対の本体部材の間に配置される一対のヒンジプレートと、それぞれのヒンジプレートをそれぞれの本体部材に取り付けると共に前記一対の本体部材及び一対のヒンジプレートを展開及び折り畳み動作可能に連結する掛け渡し部材と、を備え、前記展開動作によって相互に係止して展開状態を保つ係止部が前記一対のヒンジプレートのそれぞれに形成され、前記折り畳み動作では、前記一対のヒンジプレートの間が収容空間となることを特徴とする。

本発明においては、前記一対の本体部材の裏側の面及び前記一対のヒンジプレートの裏側の面を覆うカバーをさらに備えており、前記カバーには一対のヒンジプレートの展開状態の支えとなる支持凸部が前記一対のヒンジプレートを跨ぐように形成される。
又、前記展開状態は、前記一対の本体部材におけるヒンジプレートとの反対側の両端部と、前記ヒンジプレートの支持凸部との３点によって支持される。

本発明では、前記掛け渡し部材は前記展開及び折り畳み動作に追随可能な弾性を有し、前記一対の本体部材の幅方向の両端部に掛け渡されて一対の本体部材を展開及び折り畳み動作可能に連結している。
又、前記掛け渡し部材は前記一対の本体部材の幅方向の両端部に掛け渡された板ばね部材と、前記板ばね部材を覆う弾性材料からなる外套部材とを備えている。

前記係止部は、前記展開動作によって相互に噛み合って係止する係止凸部及び係止凹部によって形成されている。
又、前記一対の本体部材は板厚が薄い部分が形成され、前記板厚が薄い部分の端面が対向して一対の本体部材が横並び状に配置され、前記一対のヒンジプレートは前記一対の本体部材における板厚が薄い部分の間に配置される。

本発明は、掛け渡し部材が掛け渡された一対の本体部材及び一対のヒンジプレートが展開及び折り畳み動作可能となっており、折り畳み状態では、一対のヒンジプレートの間が収容空間となるため、フレキシブル表示パネルや屏風絵等のシート状物を折り目の発生のない状態で収容できる。又、展開状態では、ヒンジプレートの係止部が相互に係止して展開状態を保つため、シート状物を展開状態とすることができる。従って、簡単な構造でシート状物の折り目の発生のない収納及び展開を容易に行うことができ、操作性が向上する。

本発明の一実施形態のヒンジ構造の全体を示す分解指図である。 ヒンジ構造の展開状態を示す表側からの斜視図である。 ヒンジ構造の展開状態を示す裏側からの斜視図である。 ヒンジ構造の折り畳み状態をカバーを省いて示す斜視図である。 ヒンジ構造の折り畳み状態をカバーを省いて示す断面図である。 展開状態を示す図２におけるＭ矢視の側面図である。 展開状態を示す図２におけるＮ−Ｎ線断面図である。 掛け渡し部材を示す斜視図である。 掛け渡し部材の分解断面図である。 ヒンジプレートの表側からの分解斜視図である。 ヒンジプレートの裏側からの分解斜視図である。 展開状態での係止部の係止状態を示す断面図である。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図１〜図１２は、本発明の一実施形態のヒンジ構造１を示す。この実施形態のヒンジ構造１は一対の本体部材２と、一対のヒンジプレート３と、掛け渡し部材４と、カバー５とを備えている。本実施形態においては、図１〜図４に示すようにヒンジ構造１の長さ方向をＸ方向、幅方向をＹ方向、厚さ方向をＺ方向として説明する。

一対の本体部材２のそれぞれは矩形外形の同形同大の平板状となっており、全体が樹脂、軽金属等によって形成されている。一対の本体部材２は異なった大きさであっても良い。
この実施形態に用いる本体部材２のそれぞれは、長さ方向（Ｘ方向）に沿って板厚が薄くなるように形成される。すなわち図５及び図７に示すように、本体部材２は板厚が薄い部分１１（以下、薄板部分１１）を長さ方向の一側の端部に有し、この薄板部分１１から長さ方向の他側に向かって徐々に板厚が厚くなった厚い部分１２（以下、厚板部分１２）となっている。図５に示すように、厚板部分１２は本体部材２の大部分を占めており、厚板部分１２の厚さによって本体部材２の板厚が決定される。一対の本体部材２は図１に示すように、薄板部分１１の端面１１ａが対向した状態で横並び状に配置される。

それぞれの本体部材２における薄板部分１１を除く外周部分には、段状に厚くなった枠フレーム部１３が形成されている。各本体部材２の枠フレーム部１３における端部（相手の本体部材２側の端部）は、薄板部分１１よりも先方に延びている。この延びた部分は後述するヒンジプレート３及び掛け渡し部材４を取り付けるための取り付け部１４となる。

一対のヒンジプレート３は幅方向（Ｙ方向）に延びた平板状となっており、一対の本体部材２のそれぞれに取り付けられる。それぞれのヒンジプレート３は本体部材２のＹ方向の幅に合わせた横幅となっており、本体部材２への取り付け状態では、本体部材２から幅方向に突出することがない。図１及び図２に示すように、それぞれのヒンジプレート３は本体部材２における薄板部分１１側の端部に配置される。図５及び図７に示すように、ヒンジプレート３は本体部材２の薄板部分１１とほぼ同じ厚さとなるように形成されている。すなわちヒンジプレート３は厚板部分１２によって決定される本体部材２の板厚よりも薄い板厚となっている。このように本体部材２よりも薄い板厚となっていることにより、一対のヒンジプレート３の折り畳み状態では、一対のヒンジプレート３が相互に離れた状態で対向するため、対向したヒンジプレート３の間に収容空間７を形成することができる（図５及び図４参照）。この収容空間７には、折り畳みによってシート状物６に発生した弛み部分６ａを収容することができる。

シート状物６としては、屏風絵、古地図を含む古文書、掛け軸等のように紙材をベースとした美術品、さらには有機ＥＬ等のフレキシブル表示パネルが使用できる。シート状物６が有機ＥＬ等のフレキシブル表示パネルの場合、フレキシブル表示パネルを駆動するための電子部品や回路基板等の駆動手段が必要となる。これに対応するため、シート状物６がフレキシブル表示パネルの場合には、本体部材２としてはこれらの駆動手段を収納する薄いケースが用いられる。このように本体部材２が薄いケースであっても、本体部材２の外形は平板状となるものである。なお、本体部材２がフレキシブル表示パネルの駆動手段を収納する構成とした場合は、この実施形態のヒンジ構造１を折り畳み構造のスマートフォンに適用することができる。

図１０及び図１１に示すように、ヒンジプレート３のそれぞれは、本体部材２側に位置するプレート本体部１５と、プレート本体部１５から相手側のヒンジプレート３に向かって延びるように一体に形成された係止部１６とによって形成されている。プレート本体部１５の幅方向の両端部には、取付ブラケット部１７が形成されている。この取付ブラケット部１７は本体部材２に形成された取り付け部１４に取り付けられる。取付ブラケット部１７が本体部材２の取り付け部１４に取り付けられることにより、ヒンジプレート３の係止部１６は本体部材２の端部よりも先方側に延びた状態となる。なお、取り付け部１４への取付ブラケット部１７の取り付けは後述する掛け渡し部材４を介して行われる。

各ヒンジプレート３の係止部１６は、長さ方向（Ｘ方向）に延びた引出し部分１６ａと長さ方向に引っ込んだ引込み部分１６ｂとが幅方向に沿って交互に形成されたジグザグ状となっている（図４、図１０及び図１１参照）。図４に示すように、一方のヒンジプレート３の引出し部分１６ａは他方のヒンジプレート３の引込み部分１６ｂと対応している。そして、引出し部分１６ａには係止凸部１８が厚さ方向（Ｚ方向）に沿って形成され、引込み部分１６ｂには係止凹部１９が対応するように厚さ方向に沿って形成されている。図１２に示すように、一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３を折り畳み状態から開き方向に展開させると、対応している係止凸部１８と係止凹部１９とが相互に噛み合うようになっており、この噛み合いによって一対のヒンジプレート３の係止部１６が係止し、この係止によってヒンジプレート３が相互に支え合う状態となる。これにより本体部材２及びヒンジプレート３の展開動作が停止し、一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３はほぼ平面状態を保持することができる。

図８及び図９に示すように、掛け渡し部材４は板ばね部材２１と、樹脂からなるスペーサ２２と、外套部材２３とによって形成されている。板ばね部材２１及びスペーサ部材２２は重ね合わせられ、この重ね合わせ状態で長さ方向の両端部が本体部材２の取り付け部１４に取り付けられる。この取り付けを行うため、板ばね部材２１及びスペーサ部材２２の長さ方向の両端部には、取り付け片部２１ａ、２２ａが形成される。

図１０及び図１１に示すように、取り付け片部２１ａ、２２ａの重ね合わせ状態でヒンジプレート３の取付ブラケット部１７にねじ止めして掛け渡し部材４をヒンジプレート３の幅方向両端部に取り付けて組み付け、この組み付け状態でこれらを本体部材２の取り付け部１４にねじ止めする。これにより、掛け渡し部材４が本体部材２の取り付け部１４に掛け渡され、この掛け渡しによりヒンジプレート３のそれぞれが本体部材２の薄板部分１１の端部に取り付けられる。かかる掛け渡し部材４によって一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３が展開及び折り畳み動作可能に連結される。

板ばね部材２１は、一対の本体部材２の展開及び折り畳み動作に追随可能な弾性を有しており、本体部材２の折り畳み状態で弧状に屈曲し、本体部材２の展開状態で板状に復帰する。スペーサ部材２２は板ばね部材２１の厚さ及び強度を補助する。外套部材２３はラバー、樹脂、皮等の弾性材料によって形成されており、板ばね部材２１及びスペーサ部材２２が重ね合わせ状態で差し込まれる受け部材となっている。外套部材２３に差し込まれることにより、板ばね部材２１及びスペーサ部材２２が一体となって動作する。この差し込みを行うため、外套部材２３の側面にはスリット部２３ａが形成されている。外套部材２３が弾性材料によって形成されていることから、本体部材２の折り畳み状態では、掛け渡し部材４が弾性的に湾曲することができる（図５参照）。

カバー５は、薄い樹脂シートによって形成されており、一対の本体部材２の裏側の面及び一対のヒンジプレート３の裏側の面の全体を覆うように設けられる（図１、図３、図６及び図７参照）。カバー５は図１に示すように、それぞれの本体部材２の裏側の面を覆う一対の本体覆い部２６と、本体覆い部２６の間に設けられてヒンジプレート３の裏側の面を覆うヒンジ覆い部２７とによって形成されている。

本体覆い部２６は本体部材２の裏側の面に接着される。これに対し、ヒンジ覆い部２７はヒンジプレート３に接着されることなく、ヒンジプレート３の裏側の面を単に覆った状態となっている。このため本体部材２を折り畳むと、折り畳みによって生じた偏位を吸収することができる。この実施形態において、ヒンジ覆い部２７には支持凸部２８が形成されている。支持凸部２８はヒンジ覆い部２７の長さ方向（Ｘ方向）の中央部分に形成されており、これにより一対のヒンジプレート３を跨ぐように形成される。支持凸部２８はヒンジプレート３の裏側の面よりもさらに厚み方向（Ｚ方向）の下側に向かって凸となるコブ状となって湾曲している。支持凸部２８がこのような形状を維持するため、ヒンジ覆い部２７には樹脂や金属等からなる硬質材料が積層又は混合されて形成される。

このようにコブ状に形成された支持凸部２８はテーブル、デスク等の外部部材に接触して一対のヒンジプレート３の展開状態を支持する。すなわちヒンジプレート３は本体部材２よりも薄い板厚となっていることから、展開状態ではヒンジプレート３が凹んで本体部材２よりも低くなり易いが、支持凸部２８によってヒンジプレート３を支えることによりヒンジプレート３の凹みを防止する。これによりヒンジプレート３が本体部材２と同一の高さとなるように支えることができ、本体部材２及びヒンジプレート３の上に設けられるシート状物６を面一の展開状態とすることができる（図６及び図７参照）。

又、この実施形態において、支持凸部２８は展開状態を支持するように作用する。図６は本体部材２の展開状態を示し、カバー５の支持凸部２８がヒンジプレート３の裏側の面から湾曲状に突出している。この支持凸部２８と一対の本体部材２における各厚板部分１２の端部、すなわち本体部材２におけるヒンジプレート３と反対側の両端部２９、とがテーブル、デスク等の外部部材に接触し、これらの接触による３点支持によって展開状態が支持される。このような３点支持では、展開状態を安定させることができる。又、ヒンジ構造１の長さ方向の中央部分が支持凸部２８に支持された状態で３点支持されるため、シート状物６を平面状態で展開させることができる。そして、このように平面状態となることによりシート状物６の視認、観察を良好に行うことができる。特に、シート状物６が有機ＥＬ等のフレキシブル表示パネルの場合においては、同パネルへのタップ操作、キーイン操作を良好に且つ安定して行うことができる。

次に、この実施形態のヒンジ構造１の組み付けを説明する。
板ばね部材２１とスペーサ２２とを重ね合わせて外套部材２３に差し込むことにより掛け渡し部材４を作成する。又、一対のヒンジプレート３を横並びさせ、その取付ブラケット部１７に掛け渡し部材４を取り付けることにより一対のヒンジプレート３及び掛け渡し部材４を組み付ける。そして図１に示すように、薄板部分１１の端面１１ａを対向させて一対の本体部材２を横並びさせ、この本体部材２の間に上述した組み付け体を配置し、本体部材２の取り付け部１４にヒンジプレート３の取付ブラケット部１７及び掛け渡し部材４の取り付け片部２１ａ、２２ａをねじ止めして組み付ける。
その後、本体部材２及びヒンジプレート３の裏側の面に対してカバー５を取り付ける。カバー５はその本体覆い部２６を本体部材２の裏側の面に接着することにより取り付ける。このときカバー５のヒンジ覆い部２７はヒンジプレート３の裏側の面に接着することなく単に覆った状態とする。これによりヒンジ構造１の組み付けが終了する。
その後、シート状物６をヒンジ構造１に取り付ける。シート状物６が有機ＥＬ等のフレキシブル表示パネルの場合、長さ方向の中央部分を除く両側のシート本体部６ｂ（図１参照）を本体部材２の表側の面に接着する。シート状物６が屏風絵、古地図を含む古文書、掛け軸等のように紙材の場合、接着は好ましくないため、フック等の手段によって本体部材２の表側の面に係止する。

この実施形態の動作を説明する。
図４及び図５は、一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３を折り畳んだ状態を示す。一対の本体部材２の薄板部分１１には薄板部分１１とほぼ同じ薄い板厚のヒンジプレート３が連設されている。折り畳み状態では、一対のヒンジプレート３が対向した状態で離れていることから、対向したヒンジプレート３の間に収容空間７が形成される。このため、本体部材２の折り畳みによってシート状物６に発生した弛み部分６ａを折り目のない状態で収納することができる。折り目が発生しないことから、シート状物６を損傷のない状態で格納することができる。従って、展開状態におけるシート状物６の視認を良好に行うことができる。

図２、図３、図６、図７は、一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３を展開した状態を示す。展開状態では、図１２に示すように、一対のヒンジプレート３の係止凸部１８及び係止凹部１９が噛み合って係止部１６が相互に係止した状態となる。これにより、ヒンジプレート３が互いに支え合う状態となるため、一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３の平面状態を保持することができる。平面状態を保持することにより、シート状物６を良好に鑑賞したり、シート状物６のデータを確実に読み取ることができる。
一対の本体部材２及び一対のヒンジプレート３の展開状態では、図６に示すように、カバー５のヒンジ覆い部２７に形成した支持凸部２８がヒンジプレート３の凹みを防止するため、シート状物６を面一の平面状に展開させることができる。又、この支持凸部２８と本体部材２の長さ方向の両端部２９との三点で展開状態を支持するため、シート状物６の平面状態を安定させることができる。このため、シート状物６の視認を良好に行うことができ、シート状物６がフレキシブル表示パネルの場合には、タップ操作、キーイン操作を安定して行うことができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、種々変形が可能である。
例えば、一対の本体部材２に薄板部分１１を形成することなく、均一厚さの板厚の一対の本体部材２としても良く、薄板部分１１と厚板部分１２とを段部によって仕切る形状としても良い。又、本体部材２の展開状態を三点支持で行うことなく、ヒンジ構造１の裏側の面の全体を支持する面支持によって行っても良い。又、ヒンジプレート３の係止部１６としては、ピンとピン孔による係止構造としても良い。

１ ヒンジ構造
２ 本体部材
３ ヒンジプレート
４ 掛け渡し部材
５ カバー
６ シート状物
７ 収容空間
１１ 薄板部分
１１ａ 薄板部分の端面
１６ 係止部
１８ 係止凸部
１９ 係止凹部
２１ 板ばね部材
２３ 外套部材
２８ 支持凸部

Claims (7)

1. 端面が対向した横並び状となって配置される板状の一対の本体部材と、
   前記本体部材よりも薄い板厚に形成され、前記一対の本体部材の間に配置される一対のヒンジプレートと、
   それぞれのヒンジプレートをそれぞれの本体部材に取り付けると共に前記一対の本体部材及び一対のヒンジプレートを展開及び折り畳み動作可能に連結する掛け渡し部材と、を備え、
   前記展開動作によって相互に係止して展開状態を保つ係止部が前記一対のヒンジプレートのそれぞれに形成され、
   前記折り畳み動作では、前記一対のヒンジプレートの間が収容空間となることを特徴とするヒンジ構造。
2. 前記一対の本体部材の裏側の面及び前記一対のヒンジプレートの裏側の面を覆うカバーをさらに備えており、前記カバーには一対のヒンジプレートの展開状態の支えとなる支持凸部が前記一対のヒンジプレートを跨ぐように形成されていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ構造。
3. 前記展開状態は、前記一対の本体部材におけるヒンジプレートとの反対側の両端部と、前記ヒンジプレートの支持凸部との３点によって支持されることを特徴とする請求項２記載のヒンジ構造。
4. 前記掛け渡し部材は前記展開及び折り畳み動作に追随可能な弾性を有し、前記一対の本体部材の幅方向の両端部に掛け渡されて一対の本体部材を展開及び折り畳み動作可能に連結していることを特徴とする請求項１記載のヒンジ構造。
5. 前記掛け渡し部材は前記一対の本体部材の幅方向の両端部に掛け渡された板ばね部材と、前記板ばね部材を覆う弾性材料からなる外套部材とを備えていることを特徴とする請求項４記載のヒンジ構造。
6. 前記係止部は、前記一展開動作によって相互に噛み合って係止する係止凸部及び係止凹部によって形成されていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ構造。
7. 前記一対の本体部材は板厚が薄い部分が形成され、前記板厚が薄い部分の端面が対向して一対の本体部材が横並び状に配置され、前記一対のヒンジプレートは前記一対の本体部材における板厚が薄い部分の間に配置されることを特徴とする請求項１記載のヒンジ構造。

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