JP2674481B2 - トルク軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にワードプロセッサ
やラップトップ型のパーソナルコンピュータ等のＯＡ機
器にあって、本体とパネル蓋とをヒンジ連結するトルク
軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯や収納便利でコンパクトに構
成されたラップトップ型、ブック型のワードプロセッ
サ、パソコン等のＯＡ機器においては、キーボード及び
プリンタを備えた本体を液晶表示などによるディスプレ
イ兼用パネル蓋で開閉するようになっていて、使用時以
外は本体をパネル蓋で閉塞してキーボードや表示画面を
保護する構造となっている。パネル蓋の本体への取付構
造としては、パネル蓋の後端を本体の後端縁に回動自在
にヒンジして片開きできるようにしたものが主流であ
る。ヒンジ部はこの支軸周りにコイルスプリング（トー
ションスプリング）を装着して、ねじりバネ力による定
トルクをパネル蓋に付与して、閉じる方向に付勢してい
る。使用に際しては、パネル蓋をコイルスプリングのね
じりバネ力による定トルクに抗して開き、使用者はディ
スプレイ表示画面を見やすい任意の角度にパネル蓋をセ
ットできるようになっている。ところで、こうしたコイ
ルスプリングによる従来からのパネル蓋定トルク付勢構
造では次のような問題があった。即ち、コイルスプリン
グ自体のバネ強度に品質的なバラツキが多く、パネル蓋
に定常的に一定トルクを付与することが困難である。し
かも、コイルスプリングを用いることでコスト面でも不
利であり、コイルスプリングの装着スペースを確保する
必要があるなどの制約もある。また一方では、コイルス
プリングの摩耗を防止するために潤滑用グリースが塗布
されることが多く、経時使用によりグリースが欠乏する
と摩耗が進み、トルク値が例えば約３０％以上も変化す
る不都合があることなどが知られている。このような問
題を解消するために、本出願人は先に実開平３−１２７
８１６号公報においてトルク軸受を提案した。それによ
ると、コイルスプリングの代用部材を用いることで部品
コストの削減、省スペース化、そして定トルクの付与な
どの問題に対しては、それまでの従来構造と比較して大
幅に改善され、満足すべき結果が得られた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、定トル
クの付与という問題に関して上記提案のトルク軸受では
それを解決したが、トルク値自体まだ満足すべきもので
ないことに着目し、定トルク値を一段と高めて高トルク
化の実現を懸案として改良目標とした。従って、本発明
の目的は、部品コストの削減及び省スペース化をふま
え、パネル蓋に高トルクによる定トルクを付与できるト
ルク軸受を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトルク軸受
は、シャフトの一方端部外周にＪＩＳ Ａ硬度９０以上
のウレタンゴム製弾性ブッシュが一体化結合され、該弾
性ブッシュを介してシャフトの一方端部を機器本体に固
定されたブラケットのシャフト軸孔に回転可能に圧入嵌
合させると共に、シャフトの他方端部には機器本体を開
閉する蓋体を結合し、蓋体の開閉回動でシャフトをシャ
フト軸孔で回転させる嵌合摩擦力によって変形した弾性
ブッシュの弾性復元力を、回転トルクとして蓋体に付与
する構成となっている。

【０００５】

【作用】 蓋体の開閉回動によってシャフトがブラケッ
トのシャフト軸孔で回転すると、ここに圧入嵌合された
ＪＩＳ Ａ硬度９０以上のウレタンゴム製弾性ブッシュ
との間に嵌合摩擦力が作用し、摩擦力で変形した弾性ブ
ッシュには原形状に復元する力が発生し、この弾性復元
力による回転トルクがシャフトを介して蓋体に付与され
る。即ち、蓋体を例えば開く方向に回動させると、蓋体
には弾性ブッシュから付与された回転トルクでもって閉
塞位置に戻す復帰力が働く。

【０００６】

【実施例】以下、本発明によるトルク軸受の実施例を図
面に基づいて説明する。図１は、実施例のトルク軸受が
装着されたラップトップ型、もしくはブック型と呼ばれ
るワードプロセッサ、パーソナルコンピュータを一例と
してその外観を示している。即ち、配列されたキーボー
ドとこの後方部に印字用プリンタ装置を内蔵した機器本
体１を有し、機器本体１にはパネル蓋（蓋体）２がこの
両側で図２に示すトルク軸受３でもって蝶開き自在に軸
支され、使用しない保管時は閉蓋によってキーボード、
そしてパネル蓋２の内側に設けられた液晶表示画面によ
るディスプレイを保護するようになっている。

【０００７】図３〜図７は、トルク軸受３の各部構造を
示している。トルク軸受３は、主部材であるブラケット
４を有し、このブラケット４には図２で明らかなように
機器本体１に締結固定するためのボルト又はビス用締結
孔５、６が設けてある。また、ブラケット４にはシャフ
ト軸孔７が設けられ、このシャフト軸孔７には弾性ブッ
シュ２０を介してシャフト１０が回動可能に圧入され、
このシャフト１０にパネル蓋２を取り付けて機器本体１
を閉塞開放する方向に蝶開回動を可能としている。

【０００８】シャフト１０は、図５〜図７に示すよう
に、この一方側には断面円形の圧入部１１を有し、圧入
部１１の外周には長手方向に延びて平目ローレット等に
よる多数の凸条１２が穿たれている。圧入部１１に隣合
う部分は太径で段付き加工された突当て段部１３として
加工され、突当て段部１３から更に他方側はパネル係止
部１４として加工されている。即ち、突当て段部１３及
びパネル係止部１４からなるシャフト１０の他方側はパ
ネル蓋２側に固定して取り付けられる。パネル係止部１
４の先端は断面偏平な空回り止め部１７として加工して
ある。従って、空回り止め部１７を介してシャフト１０
の他方側がパネル蓋２に固定結合され、パネル蓋２は機
器本体１に対し回動可能に軸支される。

【０００９】 一方、シャフト１０の圧入部１１の外周
には筒状の弾性ブッシュ２０が例えば焼付成形、又はこ
れに代わる接着接合手段でもって一体化結合され、圧入
部１１の外周の凸条１２との噛み込みによって成形後の
共廻り防止を強化している。弾性ブッシュ２０の材質
は、好ましくは耐摩耗性を有するポリウレタンゴムを用
いることができ、ＪＩＳ Ａによる硬度で９０以上のも
のである。本実施例では、ＪＩＳ Ａ硬度９５のウレタ
ンゴム製ブッシュ２０が採用されている。

【００１０】図６の部分断面図に示すように、弾性ブッ
シュ２０の外周にはブラケット４のシャフト軸孔７に回
動を許容する範囲内での圧入嵌合に備え、平目ローレッ
ト等による多数の凸条２１が長手方向にリブ状に延びて
穿たれている。弾性ブッシュ２０の一方端にはシャフト
１０の突当て段部１３に当接させる鍔状のフランジ２２
が設けられている。多数の凸条２１を介してシャフト軸
孔７に嵌合させることで、弾性ブッシュ２０はシャフト
軸孔７に対し摺接面積を最小限にとどめて所要の圧入力
を得つつ回動できるようになっている。また、多数の凸
条２１でもってシャフト軸孔７に摺接させる意味は、シ
ャフト軸孔７との摩擦力によって弾性ブッシュ２０に弾
性変形を発生させ易くするためであり、弾性変形後に原
形状に復元するときに回転トルクを得る効果を狙ってい
る。この回転トルクとは、従来例でいうトーションスプ
リングによってパネル蓋を閉塞復帰位置に付勢する力と
同機能を有するものである。

【００１１】 ここ迄の説明で理解されるように、実施
例ではシャフト１０の外周に弾性ブッシュ２０が焼付手
段等でもって一体化結合され、シャフト１０と一緒に弾
性ブッシュ２０がブラケット４側のシャフト軸孔７で摺
接回転する構造である。本発明の要旨はここにあるので
あって、先に実開平３−１２７８１６号公報で提案され
たトルク軸受の場合のハウジング（本発明でいうブラケ
ット４）に固定されたブッシュにシャフトを摺接回転さ
せる構造と異っている。

【００１２】 従って、実施例によるトルク軸受では、
図１及び図２に示す機器本体１とパネル蓋２の組立状態
による実機使用に際して、機器本体１に対してパネル蓋
２を両側のトルク軸受３を介して開閉し、開放及び閉塞
がなされる。パネル蓋２に伴ってシャフト１０も一体に
回動する。機器本体１に固定のブラケット４側では、シ
ャフト軸孔７にてシャフト１０が弾性ブッシュ２０を伴
って摺接回動する。この時、弾性ブッシュ２０にはシャ
フト軸孔７との嵌合圧入による摩擦抵抗力が作用する。
即ち、摩擦抵抗力によって弾性ブッシュ２０はその外周
のリブ状凸条２１で弾性変形し、それぞれの凸条２１に
は原形状に戻ろうとする復元力が生じる。この弾性復元
力はシャフト１０を介してパネル蓋２に閉塞位置に復帰
させようとする回転トルクを付与する。つまり、開かれ
たパネル蓋２には弾性ブッシュ２０の弾性復元力による
回転トルクでもって閉塞位置に戻す復帰力が働く。

【００１３】このような使用条件下で、弾性ブッシュ２
０は材質的にも無潤滑状態で安定した回動トルク値を得
ることができ、従って耐摩耗性にも優れている。また、
繰り返し使用による耐久性からみたトルクの変化は従来
のトーションスプリングと比較しても少ない。また、図
示の実施例のような形状に限定されることなく、形状や
寸法の仕様を変えることで、例えば約０．５〜２０ｋｇ
ｆ・ｃｍの回動トルク値を得ることができる。使用され
る温度条件によって回動トルク値に多少の変化はある
が、０〜６０℃といった温度範囲の条件下では特に問題
はない。

【００１４】弾性ブッシュ２０の回転トルク値（静トル
ク）：Ｔ（ｋｇｆ・ｃｍ）は算出する目安として次式に
より決定することができる。実開平３−１２７８１６号
公報で提案されたトルク軸受の場合の（１）式と、本発
明によるトルク軸受の場合の（２）式とを対比させる。 Ｔ＝0.030×(ｄ／２）²×Ｂ・・・・・・・・・・・・・・（１） Ｔ＝0.030×〔(ｄ＋３）／２〕²×Ｂ・・・・・・・・・・（２） 図４で示すように、式中の符号Ｂ（ｍｍ）はブラケット
４の幅、即ちシャフト圧入部１１の長さに対応したブッ
シュ幅であり、ｄ（ｍｍ）は弾性ブッシュ２０の内径を
示す。実開平３−１２７８１６号公報及び本発明の双方
のトルク軸受において、ブラケット４のシャフト軸孔７
の孔径を一定と仮定する。そうすると、弾性ブッシュ２
０の内径での摩擦力により回転トルクを得る場合
〔（１）式〕に対して、本発明の（２）式のように(ｄ
＋３）をブッシュ外径として、このブッシュ外径での摩
擦力により回転トルクを得る場合〔（２）式〕の方が、
トルク値Ｔが高くなることが明らかである。(ｄ＋３）
の数値設定は一般的条件として考えられているものであ
る。

【００１５】例えば、弾性ブッシュ２０の外径(ｄ＋
３）を９ｍｍ、ブラケット（ブッシュ）幅Ｂを１０ｍｍ
とした場合、前記（２）式によると弾性ブッシュ２０の
回動トルク値Ｔは６．１ｋｇｆ・ｃｍである。（１）式
による実開平３−１２７８１６号公報のトルク軸受に比
べて約２倍強の高い回動トルク値を得ることができる。
即ち、実開平３−１２７８１６号公報のトルク軸受に比
べて、本発明では同一の取付スペースでもって２倍強の
高トルクが得られ、それの定トルク化が実現できるので
ある。

【００１６】また、実施例の弾性ブッシュ２０は、その
耐久試験の結果においても、パネル蓋２の繰り返し回動
数が約30000回に及んでも、回動トルク値Ｔの変化を２
０％程度に抑えることができた。ちなみに、実施例のト
ルク軸受３をワードプロセッサに適用した場合、通常こ
の種の繰り返し回動数による耐久テストはワードプロセ
ッサで10000〜20000回が目安となることから、この通常
レベルを上回る耐久性能が得られることが理解できる。

【００１７】

【発明の効果】 本発明によるトルク軸受は、機器本体
の開閉用蓋体を軸支するシャフト上にＪＩＳ Ａ硬度９
０以上のウレタンゴム製弾性ブッシュを一体化して設
け、この弾性ブッシュをブラケット側の軸孔で回転許容
する範囲で圧入嵌合した構成であるから、固定した弾性
ブッシュ（実開平３−１２７８１６号公報で提案された
トルク軸受）に対してシャフトを回転させる構造と比較
して、数倍の高回転トルクを定トルクでバネ部材に代わ
る付勢力として蓋体に付与することが可能となり、ラッ
プトップ型パソコン等のＯＡ機器装着用として最適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトルク軸受装着例のＯＡ機器の斜
視図である。

【図２】実施例のトルク軸受のＯＡ機器装着例の要部斜
視図である。

【図３】実施例のトルク軸受の組立側面図である。

【図４】実施例のトルク軸受の組立正面図である。

【図５】実施例のトルク軸受用シャフトと弾性ブッシュ
との組立正面断面図である。

【図６】実施例の弾性ブッシュの部分断面図である。

【図７】実施例の弾性ブッシュの側面図である。

【符号の説明】 １ 機器本体 ２ パネル蓋 ３ トルク軸受 ４ ブラケット ７ シャフト軸孔 １０ シャフト １１ 圧入部 １２ 凸条 １３ 突当て段部 １４ パネル係止部 １７ 空回り止め部 ２０ 弾性ブッシュ ２１ 凸条

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトの一方端部外周にＪＩＳ Ａ硬
   度９０以上のウレタンゴム製弾性ブッシュが一体化結合
   され、該弾性ブッシュを介してシャフトの一方端部を機
   器本体に固定されたブラケットのシャフト軸孔に回転可
   能に圧入嵌合させると共に、シャフトの他方端部には機
   器本体を開閉する蓋体を結合し、蓋体の開閉回動でシャ
   フトをシャフト軸孔で回転させる嵌合摩擦力によって変
   形した弾性ブッシュの弾性復元力を、回転トルクとして
   蓋体に付与することを特徴とするトルク軸受。
2. 【請求項２】 シャフト軸孔に圧入嵌合される弾性ブッ
   シュの外周面に凹凸部を設けた請求項１記載のトルク軸
   受。