JP3721049B2

JP3721049B2 - 軸受機構

Info

Publication number: JP3721049B2
Application number: JP2000149955A
Authority: JP
Inventors: 修佐々木; 健生一戸; 正幸小岩
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-05-22
Also published as: JP2001329735A; HK1041039B; HK1041039A1; CN1324992A; CN1124421C

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、携帯用コンピュータなどのように開閉自在のディスプレイ部側を利用時に所定角度開いて使用する電子機器類などのヒンジ機構として用いるのに好適な軸受機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このように開閉自在の二つの部分からなる携帯用コンピュータなどのような電子機器類に用いられている軸受機構としては、例えば特開平８−１８４２４６号公報に掲載されたものがある。これは図６に示すように、ヒンジ機構１１は、板状の固定ブラケット１２、可動ブラケット１３、及びそれらブラケットを機械的に回転可能に結合するシャフト部材１４からなる。固定ブラケット１２はネジ孔１２Ａを通して図示しない固定ネジにより携帯用コンピュータなどの操作部Ａに固定される。可動ブラケット１３はネジ孔１３Ａを通して図示しない固定ネジにより携帯用コンピュータなどのディスプレイ部Ｂに固定される。図７に、板状の固定ブラケット１２又は可動ブラケット１３をネジ孔１２Ａ又はネジ孔１３Ａで切断した断面を示す。丸棒状のシャフト部材１４が嵌入される固定ブラケット１２、可動ブラケット１３の嵌入孔１２Ｂ、１３Ｂは、図では分からないが、シャフト部材１４の直径よりも幾分小さな内径を持つ断面円であるように形成されており、シャフト部材１４は嵌入孔１２Ｂ、１３Ｂ内に圧入される。この圧入による嵌入で、シャフト部材１４と嵌入孔１２Ｂ、１３Ｂの孔壁との間にトルクが発生する。
【０００３】
また、別の従来例として固定ブラケット１２、可動ブラケット１３に相当するそれぞれのブラケット１２’又は１３’は、図８に示すように、１枚の平板の一端を丸めて図示しないシャフトを圧入する断面円状の嵌入孔１２’Ｂ又は１３’Ｂを形成している。この場合の嵌入孔１２’Ｂ又は１３’Ｂは１枚の平板の一端を丸めて形成された関係上一端が開放されている。一般的には、ブラケット１２’又は１３’の厚みは固定ブラケット１２又は可動ブラケット１３よりも薄い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示したもののような場合には、シャフトの断面と嵌入孔の断面が双方とも円であり、製作上から全面で均一に接触することは不可能であり、ある部分での摩擦は大きく、他の部分では小さくというようにシャフトの長手方向のトルクの大きさがバラついてしまうという問題があり、設定したトルクを得るのは非常に難しいという欠点がある。また、構造上から嵌入孔の弾性が当然に乏しいので、実際上シャフトの径や嵌入孔の径のバラツキによりシャフトを嵌入孔に嵌入させるのが困難である場合が生じ、それらを高精度に製作することが求められるためにコストが高くなるという欠点がある。
【０００５】
また、図８に示したもののような場合には、嵌入孔の一方側が開いているために、回転方向によってアンバランスが生じてしまい、一方回転方向のトルクは大きく、他方回転方向のトルクが小さくなってしまうという問題がある。また、前述と同様の理由からシャフトの長手方向のトルクの大きさがバラついてしまうという欠点がある。
【０００６】
本発明は従来のこのような欠点を除去し、小さいトルクから大きなトルクまで得やすく、しかもトルクの調整が簡単に行えて、長期間安定なトルク特性を維持できる軸受機構を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、前記課題などを解決するため、弾性をもつ板を折り曲げた形状のバネ部材であって、そのバネ部材は折り曲げられた形状のバネ性先端部分と、それから間隙をもってそれぞれ延びる一対のバネ性板状部分と、バネ性板状部分から延びる固定用平板状部分とからなり、前記バネ性先端部分の内側は３角形状の嵌入孔になっていて、該嵌入孔にシャフト部材が嵌入され、該シャフト部材は前記嵌入孔を形成する内壁の底部１箇所とほぼ入口に近い２箇所との３箇所で均等に当接し、前記バネ性板状部分はトルク調整ネジ用の孔を備え、そのトルク調整ネジによって前記間隙が調整され、その間隙を調整することにより前記バネ性先端部分と前記シャフト部材間のトルクの調整を行える軸受機構を提供するものである。
【００１０】
本発明の請求項２は、前記課題などを解決するため、請求項１において、前記バネ性先端部分の前記嵌入孔を形成する３角形状の内壁に前記シャフト部材が当接してできた隙間に潤滑剤を備えた軸受機構を提供するものである。
【００１１】
本発明の請求項３は、前記課題などを解決するため、請求項１又は請求項２において、前記トルク調整ネジはこの軸受機構を他の部材に固定する役割も行う軸受機構を提供するものである。
【００１２】
本発明の請求項４は、前記課題などを解決するため、請求項１又は請求項２において、前記固定用平板状部分が、傾斜部を通して前記バネ性板状部分から延びる軸受機構を提供するものである。
【００１３】
本発明の請求項５は、前記課題などを解決するため、請求項４において、前記固定用平板状部分が、互いに直接当接する軸受機構を提供するものである。
【００１４】
本発明の請求項６は、前記課題などを解決するため、請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記バネ性板状部分は互いに他の部材を挟んで当接する軸受機構を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の態様及び実施例】
図１ないし図３により本発明の１実施例について説明する。図１はこの軸受機構の断面を示し、１は弾性をもつ板を折り曲げた形状のバネ部材であり、このバネ部材１は折り曲げられた形状のバネ性先端部分１Ａと、それから間隙をもってそれぞれ延びる一対のバネ性板状部分１Ｂと、バネ性板状部分１Ｂから延びて互いに直接当接する固定用平板状部分１Ｃとからなる。バネ性先端部分１Ａの内側に形成された嵌入孔Ｈ１は３角形状であって断面円形のシャフト部材２がその３角形状を押し広げる形で嵌入される。バネ部材１は比較的弾性が大きく、ねばりのある炭素工具鋼などのような金属材料からなる金属板を図示のように折り曲げ、所定の特性に近づけるように熱処理を行った後、バネ性先端部分１Ａの内壁に潤滑剤３としてグリスを塗布する。
【００１６】
しかる後に、前述のようにバネ性先端部分１Ａの３角形状の嵌入孔Ｈ１に丸棒状のシャフト部材２を圧入する。したがって、バネ性先端部分１Ａの内壁面とシャフト部材２との間の間隙には潤滑剤３が充填され保持されることになり、この潤滑剤３が長期間にわたって良好な潤滑性能を付与することになる。ここで、シャフト部材２が嵌入孔Ｈ１の壁面に当接する箇所は３箇所ａ１〜ａ３であり、図示のように箇所ａ１は嵌入孔Ｈ１の底部、箇所ａ２とａ３は嵌入孔Ｈ１の入口に近い部分にあり、これら３箇所ａ１〜ａ３は箇所ａ１を頂点とするほぼ２等辺３角形ないしは正３角形上に存在する。バランス良く特定の３箇所でシャフト部材２が嵌入孔Ｈ１の壁面に当接していることがバネ性先端部分１Ａの内壁面とシャフト部材２との間の動作時のトルクの大きさをより一層均一化し、トルクリプルの向上に特に役立っている。
【００１７】
バネ性板状部分１Ｂのほぼ中央部において、その一方側はトルク調整ネジ４の軸部４Ａの径よりも大きくかつ頭部４Ｂの径よりも小さい挿通孔Ｈ２を備え、他方側は前記一方側よりも厚くなっていて軸部４Ａに設けられたネジ山部と螺合するネジ孔Ｈ３が備えられている。トルク調整ネジ４をネジ孔Ｈ３に螺回せずに締めつけない状態では、バネ性板状部分１Ｂの双方の板状部分間には所定の大きさの間隙Ｓが存在する。トルク調整ネジ４をネジ孔Ｈ３に螺回させて進行させることにより前記間隙Ｓが狭くなり、シャフト部材２に対するバネ性先端部分１Ａの締付け力が増大する。その逆方向にトルク調整ネジ４を回せば、前記間隙Ｓが広くなり、シャフト部材２に対するバネ性先端部分１Ａの締付け力が弱くなる。
【００１８】
固定用平板状部分１Ｃは傾斜部１Ｄを通してバネ性板状部分１Ｂから延びており、双方の平板状部分が直接当接している。固定用平板状部分１Ｃには、固定用ネジ５の軸部５Ａの径よりも大きくかつ頭部５Ｂの径よりも小さい挿通孔Ｈ４が形成されている。固定用ネジ５で固定用平板状部分１Ｃを携帯用コンピュータなどの操作部又はディスプレイ部のような部材Ａに固定される。なお、図示していないが、従来例で示したような用い方をする場合にはシャフト部材２に同様なバネ部材を反対方向に向けて取り付けた機構とし、そのバネ部材を携帯用コンピュータなどのディスプレイ部又は操作部のような他の部材に固定すれば良い。
【００１９】
この軸受機構の場合には、予めトルク調整ネジ４によりバネ性先端部分１Ａの嵌入孔Ｈ１の壁面とシャフト部材２との間のトルクの大きさを調整することができるだけでなく、携帯用コンピュータなどのような電子機器類などに組み込んだ後にもトルク調整ができる。したがって、組立工場の出荷前、あるいは購入したユーザ各人が自分好みに合ったトルクの大きさに調整することも可能というところに大きな効果がある。また、トルク調整により大きなトルクから小さなトルクまで広範囲のトルクを呈するヒンジのような軸受機構を得ることができる。
【００２０】
次に、本発明の別の一実施例について図４により説明する。この実施例ではトルク調整ネジ４が固定用ネジの役割も行う。一対のバネ性板状部分１Ｂはトルク調整ネジ４の軸部４Ａの径よりも少し大きい径の挿通穴を有し、トルク調整ネジ４の軸部４Ａの先端側に形成されたネジ山部分は携帯用コンピュータなどの操作部又はディスプレイ部のような部材Ａに形成されたネジ山部と螺合部６で螺合する。したがって、この実施例のトルク調整ネジ４はこのバネ部材１を他の部材Ａに取り付ける役割も果たす。
【００２１】
また、この実施例では一方側が他方側よりも長くなるように折り曲げ加工されており、一方側のバネ性板状部分１Ｂが途中で無くなり、他方には部材Ａ側からの加圧成形による加工処理で形成された台形状の凸部１Ｅが形成される。この凸部１Ｅが短い側のバネ性板状部分１Ｂに当接し、凸部１Ｅの高さが双方のバネ性板状部分１Ｂ間の間隙Ｓを形成する。バネ性板状部分１Ｂの厚みや間隙Ｓの大きさによっては凸部１Ｅの代わりに所定の厚みをもった別体の金属板などを用いても良い。そして、部材Ａに対する軸受機構１の固定をより確実なものにするため、長い方のバネ性板状部分１Ｂは先端部分は、例えばスピン仕上げで形成されたカシメ部７でスピンカシメされ固定される。この実施例では固定用ネジが不要であり、部材Ａから軸受機構１が突出する長さを小さくできるので、装置全体の小型化に役立つ。
【００２２】
次に図５はバネ性先端部分１Ａの内壁形状の一例を説明する図である。その（Ａ）は折り曲げる前のバネ性先端部分１Ａの内壁面を示す図であり、ディンプリング加工により多数の円錐状、又は３角錐状や４角錐状などの多角錐状、あるいは断面円弧状の潤滑剤保持小孔１ａが形成されているところに特徴がある。そして、潤滑剤保持小孔１ａが形成されている部分を図５（Ｂ）に示すように折り曲げて形成したバネ性先端部分１Ａの内壁面にワニスのような潤滑剤を塗布することにより多数の潤滑剤保持小孔１ａ内にも潤滑剤を塗り込み、しかる後にシャフト部材２を嵌入孔Ｈ１に圧入する。このような多数の潤滑剤保持小孔１ａをバネ性先端部分１Ａの内壁面に備えていれば潤滑剤の保持性が高くなるので、長期間にわたって優れた潤滑性能を維持することができる。
【００２３】
なお、以上述べた実施例では嵌入孔を３角形状のものとして述べたが、断面円形のシャフト部材と所定の箇所で当接可能な４角形状又は５角形状などの多角形状、あるいは楕円形状のものであっても良く、前記実施例で述べた３角形状の嵌入孔の場合とほぼ同様な効果を得ることができる。また、バネ部材１とシャフト部材２を金属材料からなる例について述べたが、これらはエンジニアリングプラスチックからなっても良く、この場合にはバネ部材１を図示のような形状に予め成形することが可能である。
また、軸受機構は、弾性をもつ板を折り曲げた形状のバネ部材であって、そのバネ部材は折り曲げられた形状のバネ性先端部分と、それから間隙をもってそれぞれ延びる一対のバネ性板状部分と、傾斜部を通してバネ性板状部分から延びる固定用平板状部分とからなり、前記バネ性先端部分の内側は３乃至５角形のいずれかの多角形状、又は楕円形状の嵌入孔になっていて、該嵌入孔にシャフト部材が嵌入され、該シャフト部材は前記嵌入孔の内壁面の形状に応じた箇所で当接する構造を有し、前記バネ性板状部分はトルク調整ネジ用の孔を備え、そのトルク調整ネジによって前記間隙が調整され、その間隙を調整することにより前記バネ性先端部分と前記シャフト部材間のトルクの調整を行えることを特徴としてもよい。そこでは、前記バネ性先端部分の前記嵌入孔を形成する３乃至５角形のいずれかの多角形状、又は楕円形状の内壁に前記シャフト部材が当接してできた隙間に潤滑剤を備えてもよい。また、前記固定用平板状部分は互いに直接当接、あるいは他の部材を挟んで当接するか、又は前記一対のバネ性板状部分の一方から延びる単一のものからなってもよい。さらに、軸受機構は、前記固定用平板状部分の一部分に形成された挿通孔を通して固定用ネジで他の部材に固定されてもよい。
また、前記嵌入孔は３角形以上の多角形状であってもよく、前記バネ性先端部分の前記嵌入孔を形成する内壁に凹凸が形成されてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、小さいトルクから大きなトルクまで容易に得ることができ、しかもトルクの調整が簡単に行え、トルクリプルの良好な軸受機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による軸受機構の一実施例の横断面を示す図である。
【図２】本発明による軸受機構の一実施例を示すための正面図である。
【図３】本発明による軸受機構の一部分を示す図である。
【図４】本発明による軸受機構の他の一実施例の横断面を示す図である。
【図５】本発明による軸受機構の実施例を説明するための図である。
【図６】従来の軸受機構の一例を説明するための図である。
【図７】従来の軸受機構を説明するための図である。
【図８】従来の軸受機構を説明するための図である。
【符号の説明】
１・・・バネ部材１Ａ・・・バネ性先端部分
１Ｂ・・・バネ性板状部分１Ｃ・・・固定用平板状部分
２・・・シャフト部材３・・・潤滑材
４・・・トルク調整ネジ５・・・固定用ネジ
６・・・螺合部７・・・カシメ部
Ａ・・・他の部材Ｈ１・・・嵌入孔

Claims

弾性をもつ板を折り曲げた形状のバネ部材であって、該バネ部材は折り曲げられた形状のバネ性先端部分と、それから間隙をもってそれぞれ延びる一対のバネ性板状部分と、該バネ性板状部分から延びる固定用平板状部分とからなり、
前記バネ性先端部分の内側は３角形状の嵌入孔になっていて、該嵌入孔にシャフト部材が嵌入され、該シャフト部材は前記嵌入孔を形成する内壁の底部１箇所とほぼ入口に近い２箇所との３箇所で均等に当接し、
前記バネ性板状部分はトルク調整ネジ用の孔を備え、該トルク調整ネジによって前記間隙が調整され、その間隙を調整することにより前記バネ性先端部分と前記シャフト部材間のトルクの調整を行えることを特徴とする軸受機構。
請求項１において、
前記バネ性先端部分の前記嵌入孔を形成する３角形状の内壁に前記シャフト部材が当接してできた隙間に潤滑剤を備えたことを特徴とする軸受機構。
請求項１又は請求項２において、
前記トルク調整ネジはこの軸受機構を他の部材に固定する役割も行うことを特徴とする軸受機構。
請求項１又は請求項２において、
前期固定用平板状部分が、傾斜部を通して前記バネ性板状部材から延びることを特徴とする軸受機構。
請求項４において、
前記固定用平板状部分が、互いに直接当接することを特徴とする軸受機構。
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記バネ性板状部分は互いに他の部材を挟んで当接することを特徴とする軸受機構。