JP4040720B2

JP4040720B2 - Shaft locking device and rotation mechanism using this shaft locking device

Info

Publication number: JP4040720B2
Application number: JP16272097A
Authority: JP
Inventors: 逸男安田; 博池田
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2017-06-19
Also published as: JPH116520A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート型あるいは卓上型パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等のパネルディスプレイのヒンジ部あるいは各種機械・設備の回動部材のヒンジ部のように軸部を中心に回転する部材を支持するための軸ロック装置と、軸ロック装置を用いたローテーション機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型あるいはラップトップ型パーソナルコンピュータ等の卓上型情報処理装置は、その本体部に対してパネルディスプレイがヒンジ部を介して回動可能に設けられている。従来のヒンジ部の一例は、上記本体部に固定されるベースと、パネルディスプレイに固定される軸部材と、軸部材の回転運動に摩擦トルクを与えるための摩擦板およびばねなどを備えている。この種のヒンジ部は、摩擦トルクによってパネルディスプレイを所望角度で止めることができるが、所望の位置（回転角度）において節動感（いわゆるクリック感と呼ばれる位置感覚）を生じさせることができないため、操作フィーリングに改善の余地があった。
【０００３】
このような要望のもとに、図４２に示す軸ロック装置１が開発された。この軸ロック装置１は、ベース部材２に形成された孔３にシャフト４を相対回転可能に挿通し、摩擦板５とばね６によってシャフト４の回転運動に摩擦トルクを与えるようにしている。また、ベース部材２と摩擦板５との相互対向部にクリック孔７と凸部８を設け、ベース部材２とシャフト４が所定の相対回転角度に達したときに、図４３に示すように凸部８がクリック孔７に係合することにより、クリック感が得られるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記軸ロック装置１は、凸部８がクリック孔７に嵌合した状態においてクリック孔７と凸部８との間の遊びなどに原因するガタが生じやすいという問題があった。このガタは、軸ロック装置１に加わる負荷が大きくなるほど、つまり大型で重い液晶パネルディスプレイほど顕著に現れる傾向がある。
【０００５】
一方、比較的大型の液晶パネルディスプレイを備えたパーソナルコンピュータ等においては、その表示内容に応じてパネルディスプレイを横位置と縦位置とに切り替えることが望まれている。すなわち図４１（Ａ）に示すように、パネルディスプレイが横位置の状態と、図４１（Ｂ）に示すように縦位置の状態とに切り替えることができるように、パネルディスプレイを前後方向の軸線回り（矢印Ｙ方向）に９０°の範囲で回動させることができるようなローテーション機構が望まれてきている。
【０００６】
従って本発明の目的は、所望の角度においてクリック感を生じさせることができ、しかもガタを抑制することができ、操作フィーリングが向上する軸ロック装置とローテーション機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の軸ロック装置は、請求項１に記載したように、軸挿入孔を有しかつこの軸挿入孔の周りの所定位置に上記軸挿入孔の軸線方向に突出する凸部が形成された第１部材と、上記第１部材の軸挿入孔に挿入される軸部を有しかつこの軸部を中心として第１部材に対し相対回転自在な第２部材と、上記第１部材と第２部材との相対回転運動に摩擦トルクを与えるための弾性部材と、上記軸部に設けられてこの軸部と一体に上記第１部材に対し相対回転する摩擦板と、上記摩擦板の径方向に延出しかつ上記軸部の軸線方向に弾性変形可能で上記第１部材と接することにより摩擦トルクを生じ上記第１部材と第２部材とが所定の相対回転角度に達したときに上記凸部に乗り上げることにより上記第１部材との間の摩擦トルクを増加させクリック感を発生するクリックアーム部とを具備し、上記凸部が上記軸挿入孔の周方向に長い形状で該凸部の上記周方向の幅が上記クリックアーム部の上記周方向の幅よりも大きいことを特徴とする軸ロック装置である。
【０００８】
請求項２に記載したように上記クリックアーム部または上記凸部を、上記軸部の周方向に複数箇所に設けてもよい。また請求項３に記載したように、上記凸部の幅を上記クリックアーム部の幅よりも広くし、この凸部にクリックアーム部が嵌合する溝を形成してもよい。
【００１０】
請求項４に記載したように、上記軸ロック装置からなる第１のヒンジ部と、この第１のヒンジ部の軸部と直交する方向の第２の軸部を中心に回転可能な第３部材を有する第２のヒンジ部とを備え、第２のヒンジ部に摩擦発生手段を設けることにより、二軸タイプのローテーション機構を構成することができる。
【００１１】
また請求項５に記載したように、請求項１の軸ロック装置にスリットとストッパアームを付加することにより、第１部材と第２部材との回転角度範囲を規制することができる。この場合、請求項６に記載したようにクリックアーム部が上記凸部を乗り越える位置まで第２部材が相対回転したときにストッパアームの係合部をスリットの一端に当接させてもよいし、あるいは請求項７に記載したようにクリックアーム部が上記凸部に乗り上げる位置まで第２部材が相対回転したときにストッパアームの係合部をスリットの一端に当接させてもよい。
【００１２】
請求項８に記載したように、二軸タイプのローテーション機構を構成してもよいし、請求項９に記載したように、三軸タイプのローテーション機構を構成することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１乃至図１１に本発明の第１の実施形態を示す。この実施形態の軸ロック装置１０は、互いに相対回転可能な第１部材１１と第２部材１２を備えている。第１部材１１の中央部に円形の軸挿入孔１５が形成されている。第１部材１１は厚手の金属板などを適宜形状に成形したものであって、例えばパーソナルコンピュータ等の本体部（キーボード側）の筐体に固定される。この第１部材１１には固定用の部材（図示しないねじあるいはリベット等）を挿通するための孔１６が形成されている。
【００１４】
第１部材１１には、軸挿入孔１５の周りの所定位置に凸部１７が形成されている。この凸部１７は、下記クリックアーム部５０の方向を向くように、軸挿入孔１５の軸線方向（図２において右側）に突出している。図４（Ａ）に示すように凸部１７は１箇所でもよいが、図４（Ｂ）に示すように、軸挿入孔１５を中心として、周方向に複数の凸部１７を所定角度ずつ（例えば周方向に１２０°ずつ）設けてもよい。
【００１５】
第２部材１２には水平方向に延びる軸部材２０が固定されている。軸部材２０はおおむね円柱状であり、その一端側に位置する軸部２１に平行カットされた非円形の回り止め部２２が形成されている。また軸部材２０の他端側も平行カットされて連結部２５が形成されている。この連結部２５は第２部材１２の孔２６に挿入され、かしめるなどして固定される。
【００１６】
第２部材１２は、パネルディスプレイ等の回動可能な可動側枠体等に固定される。従ってパネルディスプレイを回動させるとき、第１部材１１と第２部材１２とが軸部２１を中心に相対回転する。軸部２１と連結部２５との間に円板状のフランジ部２８が設けられている。
【００１７】
軸部２１を軸挿入孔１５に挿通した状態において、第１部材１１とフランジ部２８との間に円板状の第１の摩擦板３０が設けられている。第１の摩擦板３０の一面側は第１部材１１に接し、他面側がフランジ部２８の端面に接している。この摩擦板３０には軸部２１を挿入する孔３１が形成されている。孔３１の内周面は、軸部２１の回り止め部２２に対して回転不能に嵌合する形状としてある。
【００１８】
従って上記摩擦板３０は第２部材１２と一体に回転することができる。摩擦板３０には板厚方向に貫通する潤滑剤保持用の孔３３が形成されており、この孔３３に摺動性向上のためグリース等の潤滑剤を充填することによって、摩擦板３０の回転による摩耗を抑制するとともに、潤滑剤が摩擦板３０の外部に流れ出ることを防いでいる。
【００１９】
軸部２１の先端側にディスク３５が設けられており、ディスク３５と第１部材１１との間に、第２の摩擦板４０と弾性部材４１が設けられている。第２の摩擦板４０の一面側は第１部材１１に接し、他面側が弾性部材４１に接する。この摩擦板４０の中央部に軸部２１を挿入するための孔４５が形成されている。孔４５の内周面は軸部２１の回り止め部２２に対して回転不能に嵌合する形状である。従ってこの摩擦板４０は、第１部材１１に密接したまま第２部材１２と一体に回転することができる。
【００２０】
第２の摩擦板４０にも板厚方向に貫通する潤滑剤保持用の孔４６が形成されており、この孔４６に摺動性向上のためグリース等の潤滑剤を充填することによって、摩擦板４０の回転による摩耗を抑制するとともに、潤滑剤が摩擦板４０の外部に流れ出ることを防いでいる。
【００２１】
摩擦板４０は弾性変形可能なばね鋼等のばね材料からなり、その外周部に、舌片状のクリックアーム部５０が一体に設けられている。クリックアーム部５０は摩擦板４０の径方向に突出し、かつ、軸部２１の軸線方向（図２において左右方向）に弾性変形可能としている。そして第１部材１１と第２部材１２とが所定の相対回転角度に達したときにクリックアーム部５０が凸部１７に乗り上げることにより、摩擦トルクが増大するなどしてクリック感が得られる。
【００２２】
図５（Ａ）に示すようにクリックアーム部４７は少なくとも１箇所にあればよいが、図５（Ｂ）に示すように２箇所、あるいは図５（Ｃ）に示すように所定角度ずつ（例えば１２０°ずつ３箇所）に設けてもよい。
【００２３】
上記構成の軸ロック装置１０は、クリックアーム部５０が凸部１７に接していない状態ではクリックアーム部５０と第１部材１１との間に摩擦力はほとんど生じないが、図６および図７に示すようにクリックアーム部５０が凸部１７に乗り上げる位置まで回転すると、凸部１７の高さに相当する分だけクリックアーム部５０の撓みが大きくなって、比較的大きな摩擦トルクが生じる。なお、図６は凸部１７を２箇所に設けた例を示している。
【００２４】
第１部材１１と第２部材１２との相対回転運動に摩擦トルクを与えるための弾性部材４１は、ディスク３５と摩擦板４０との間に配されている。弾性部材４１の中心部に軸部２１を挿通する孔５５が形成されている。この弾性部材４１は板厚方向に撓ませたときに発生する反発荷重によって摩擦板３０，４０を第１部材１１の表裏両面に押付ける機能を有し、皿ばねあるいは波形ばね（ウエーブ・ワッシャ）等をはじめとして種々の形態のばねを使用できる。
【００２５】
ディスク３５にも軸部２１を挿入する孔６０が形成されている。この孔６０の内周面は、軸部２１の回り止め部２２が回転不能に嵌合する形状である。従ってこのディスク３５は第２部材１２と一体に回転する。ディスク３５は軸部２１の先端部を広げる方向に塑性変形させた抜け止め部６１（図３に示す）によって、軸部２１から抜けないように保持される。この実施形態の抜け止め部６１は軸部２１の端部をかしめているが、これに限ることはなく、たとえば軸部２１の端部に形成した雄ねじ部にナットを螺合させることによって、ディスク３５や弾性部材４１等の抜け止めをなすようにしてもよい。
【００２６】
図７に示すように、凸部１７の幅がクリックアーム部５０の幅と同等以下でもよいし、あるいは図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、凸部１７を軸挿入孔１５の周方向に長い形状とすることにより、凸部１７の幅がクリックアーム部５０の幅よりも広くなるようにしてもよい。この場合、図９および図１０に示すようにクリックアーム部５０が凸部１７に乗り上げることによって摩擦トルクを増加させることができる。
【００２７】
また図１１（Ａ）に示すように、凸部１７にクリックアーム部５０の幅Ｗ1 とと同等の幅Ｗ2 の溝６５を形成した場合には、この溝６５にクリックアーム部５０が嵌合したときにさらなるクリック感とロック力が得られる。
【００２８】
また図１１（Ｂ）に示すように、凸部１７にクリックアーム部５０の幅Ｗ1 よりも広い幅Ｗ2 の溝６５を形成することにより、この溝６５にクリックアーム部５０が入り込んだ状態において幅方向にある程度の範囲でクリックアーム部５０が移動できるようになるため、摩擦トルクが二段階的に変化する特性を得ることができる。
【００２９】
次に、図１２乃至図１６に示す第２の実施形態の軸ロック装置１０Ａについて説明する。なお、前記第１の実施形態の軸ロック装置１０と共通の部位には共通の符号を付して説明を省略し、両者の異なる箇所について以下に説明する。
【００３０】
この第２の実施形態は、第１部材１１にクリック孔７０を形成し、摩擦板４０のクリックアーム部５０に凸状の係止部７１を形成している。クリック孔７０は軸挿入孔１５の軸線方向（第１部材１１の厚み方向）に貫通している。但しクリック孔７０はクリックアーム部５０と対向する側が窪むような凹部であってもよい。図１３および図１４に示すように、クリックアーム部５０は摩擦板４０の外周部に径方向に一体に延出しており、摩擦板４０の軸線方向（軸部２１の軸線方向）に弾性変形可能である。なお、図１５（Ａ）に示すようにクリック孔７０は１箇所でもよいが、必要に応じて複数箇所、例えば図１５（Ｂ）に示すように４箇所に設けてもよい。
【００３１】
クリックアーム部５０に形成された係止部７１は、第１部材１１と第２部材１２とが所定の相対回転角度に達したときにクリック孔７０に入り込むことによりクリック感を発生するようになっている。図１６に示す例では、軸部２１が矢印Ｒ方向に１回転する間に、周方向に４箇所のクリック孔７０に係止部７１が順次係合することにより、９０°ずつクリック感が生じる。
【００３２】
上記第１実施形態の軸ロック装置１０あるいは第２実施例形態の軸ロック装置１０Ａは、図１７に一例を示すようなローテーション機構８０に適用することができる。このローテーション機構８０は、上記軸ロック装置１０（または１０Ａ）からなる第１のヒンジ部８１と、上記軸ロック装置１０（または１０Ａ）の軸部（第１の軸部）２１と直交する方向の第２の軸部８２を有する第２のヒンジ部８３を備えて構成されている。
【００３３】
第２のヒンジ部８３は、軸部８２を中心とする第３部材８４の回転運動に摩擦トルクを与えるための摩擦発生手段として、皿ばねあるいは波形ばね等の摩擦部材８５を備えている。従ってこのローテーション機構８０は、第１部材１１と第２部材１２とが第１の軸部２１を中心として相対回転する際にクリック感を生じることができるとともに、第２の軸部８２を中心として第３部材８４が回転することもできる。
【００３４】
図１８に示すローテーション機構９０は、上記軸ロック装置１０（または１０Ａ）からなる第１のヒンジ部８１と、上記軸ロック装置１０（または１０Ａ）の軸部２１と直交する方向の第２の軸部８２を有する第２のヒンジ部８３を備えている。そして第２のヒンジ部８３は、第３部材８４の回転運動に摩擦トルクを与えるための摩擦発生手段として、コイルばね９１を備えている。
【００３５】
第２の軸部８２はその軸線方向中間部分に形成された大径部９２と、大径部９２の両側に形成された小径部９３と、小径部９３の外周側に回転可能に嵌合する外筒９４とを有し、外筒９４が第１部材１１に固定されている。外筒９４の外径は大径部９２の外径と同等である。コイルばね９１の自由状態（外力を与えない状態）における内径は大径部９２と外筒９４の外径よりもやや小さく、従ってコイルばね９１はその自由状態において大径部９２と外筒９４の双方に巻付く。第２の軸部８２は第３部材８４に固定されている。
【００３６】
このような摩擦発生用のコイルばね９１を用いたローテーション機構９０は、第１部材１１と第３部材８４とが第２の軸部８２を中心に相対回転する際に、大径部９２と外筒９４が互いに相対回転する。このため、コイルばね９１の内周面が大径部９２と外筒９４のいずれか一方に摩擦抵抗を伴って回転・摺動し、他方に対しては固定状態となるため、摩擦トルクが発生する。第１のヒンジ部８１の構成と作用については前述の第１実施形態あるいは第２実施形態の軸ロック装置１０，１０Ａと同様である。
【００３７】
図１９に示したローテーション機構１００は、第１部材１１と第３部材８４とを左右一対の第２の軸部８２を備えた第２のヒンジ部８３によって回動可能に接続したものである。第２の軸部８２は大径部９２と小径部９３とを有し、小径部９３の外周側に外筒９４が嵌合しているとともに、大径部９２と外筒９４とにわたってコイルばね９１が巻付けられている。
【００３８】
このような構成のローテーション機構１００も、第１部材１１と第３部材８４とが相対回転する際に、コイルばね９１と軸部８２との間に摩擦トルクが発生する。第１のヒンジ部８１の構成と作用は前述の第１実施形態あるいは第２実施形態の軸ロック装置１０，１０Ａと同様である。
【００３９】
図２０乃至図３０は、本発明の第３の実施形態の軸ロック装置１０Ｂを示している。この実施形態は、前述の第１の実施形態（図１〜図１１）の軸ロック装置１０に、ストッパアーム１１０とスリット１１１を追加したものである。すなわち第１部材１１に、軸挿入孔１５を中心とする円弧状のスリット１１１が形成されている。また、摩擦板４０と弾性部材４１との間にストッパアーム１１０が介在し、このストッパアーム１１０に鉤形の係合部１１２が形成されている。係合部１１２はスリット１１１に挿入される。ストッパアーム１１０の中央に形成された孔１１３は、軸部２１に対して回り止めをなすことのできる形状となっており、軸部２１と一体にストッパアーム１１０が回転することができるようになっている。
【００４０】
従ってこの軸ロック装置１０Ｂは、第１部材１１と第２部材１２とが所定の相対回転角度に達したときにストッパアーム１１０の係合部１１２がスリット１１１の端１１１ａ（または１１１ｂ）に当たることにより、それ以上の回転が阻止される。図２５に示すように軸挿入孔１５を中心としてほぼ９０°の範囲にスリット１１１を設けた場合、第１部材１１と第２の部材１２との回動領域を９０°の範囲に規制することができる。
【００４１】
図２６に示す例では、クリックアーム部５０が凸部１７を乗り越える位置まで軸部２１（第２部材１２）が相対回転したとき、スリット１１１の一端１１１ａまたは他端１１１ｂに係合部１１２が当接するようになっている。なお、図２７に示すように、スリット１１１は必要に応じて９０°以外の角度範囲θにわたって形成してもよい。
【００４２】
図２８乃至図３０に示すように凸部１７を軸挿入孔１５の周方向に長い形状とすることにより、凸部１７の幅をクリックアーム部５０の幅よりも広くしてもよい。この場合、図２９に示すようにクリックアーム部５０が凸部１７に乗り上げる位置まで軸部２１（第２部材１２）が相対回転したときに、係合部１１２がスリット１１１の一端１１１ａまたは他端１１１ｂに当接するようになっている。なお、図３０に示すようにスリット１１１は必要に応じて９０°以外の角度範囲θにわたって形成してもよい。
【００４３】
図３１乃至図３３は、本発明の第４の実施形態の軸ロック装置１０Ｃを示している。この実施形態は、前述の第２の実施形態（図１２〜図１６）の軸ロック装置１０Ａに、ストッパアーム１１０とスリット１１１を追加したものである。すなわち第１部材１１に、軸挿入孔１５を中心とする円弧状のスリット１１１が形成されている。また、摩擦板４０と弾性部材４１との間にストッパアーム１１０が介在し、このストッパアーム１１０に鉤形の係合部１１２が形成されている。係合部１１２はスリット１１１に挿入される。ストッパアーム１１０の中央に形成された孔１１３は軸部２１に対して回り止めをなすことのできる形状となっており、軸部２１と一体にストッパアーム１１０が回転することができるようになっている。
【００４４】
従ってこの軸ロック装置１０Ｃは、第１部材１１と第２部材１２とが所定の相対回転角度に達したときにストッパアーム１１０の係合部１１２がスリット１１１の端１１１ａ（または１１１ｂ）に当たることにより、それ以上の回転が阻止される。図３２に示すように軸挿入孔１５を中心として９０°の範囲にスリット１１１を設けた場合には、第１部材１１と第２の部材１２との回動領域を９０°に規制することができる。
【００４５】
そして図３３に示すようにクリックアーム部５０の係止部７１がクリック孔７０に係合する位置まで軸部２１すなわち第２部材１２が相対回転したときに、ストッパアーム１１０の係合部１１２がスリット１１１の一端１１１ａあるいは他端１１１ｂに当たるようにしている。
【００４６】
上記第３の実施例形態の軸ロック装置１０Ｂあるいは第４の実施例形態の軸ロック装置１０Ｃは、図３４に一例を示すようなローテーション機構１２０に適用することができる。このローテーション機構１２０は、上記軸ロック装置１０Ｂ（または１０Ｃ）からなる第１のヒンジ部８１と、上記軸ロック装置１０Ｂ（または１０Ｃ）の軸部２１と直交する方向の第２の軸部８２を有する第２のヒンジ部８３を備えて構成されている。
【００４７】
第２のヒンジ部８３は、軸部８２を中心とする第３部材８４の回転運動に摩擦トルクを与えるための摩擦発生手段として、摩擦部材８５を備えている。従ってこのローテーション機構１２０は、第１部材１１と第２の部材１２とが第１の軸部２１を中心として相対回転する際にクリック感を生じることができるとともに、ストッパアーム１１０によって回動範囲が規制され、しかも第２の軸部８２を中心として第３部材８４が回転することもできる。
【００４８】
図３５に示すローテーション機構１３０は、上記軸ロック装置１０Ｂ（または１０Ｃ）からなる第１のヒンジ部８１と、上記軸ロック装置１０Ｂ（または１０Ｃ）の軸部２１と直交する方向の第２の軸部８２を有する第２のヒンジ部８３を備えている。そして第２のヒンジ部８３は、第３部材８４の回転運動に摩擦トルクを与えるための摩擦発生手段として、コイルばね９１を備えている。
【００４９】
第２の軸部８２はその軸線方向中間部分に形成された大径部９２と、大径部９２の両側に形成された小径部９３と、小径部９３の外周側に回転自在に嵌合する外筒９４とを有し、外筒９４が第１部材１１に固定されている。外筒９４の外径は大径部９２の外径と同等である。コイルばね９１の自由状態における内径は大径部９２と外筒９４の外径よりもやや小さく、従ってコイルばね９１はその自由状態において大径部９２と外筒９４の双方に巻付く。第２の軸部８２は第３部材８４に固定されている。
【００５０】
このような摩擦発生用のコイルばね９１を用いたローテーション機構１３０は第１部材１１と第３部材８４とが第２の軸部８２を中心に相対回転する際に、大径部９２と外筒９４が互いに相対回転する。このため、コイルばね９１の内周面が大径部９２と外筒９４のいずれか一方に摩擦抵抗を伴って回転・摺動し、他方に対しては固定状態となるため、摩擦トルクが発生する。第１のヒンジ部８１の構成と作用については前述の第３実施形態あるいは第４実施形態の軸ロック装置１０Ｂ，１０Ｃと同様である。
【００５１】
図３６に示したローテーション機構１４０は、第１部材１１と第３部材８４とを左右一対の第２の軸部８２を備えた第２のヒンジ部８３によって回動可能に接続したものである。第２の軸部８２は大径部９２と小径部９３とを有し、小径部９３の外周側に外筒９４が嵌合しているとともに、大径部９２と外筒９４とにわたってコイルばね９１が巻付けられている。
【００５２】
このような構成のローテーション機構１４０も、第１部材１１と第３部材８４とが相対回転する際に、コイルばね９１と軸部８２との間に摩擦トルクが発生する。第１のヒンジ部８１の構成と作用は前述の第３実施形態あるいは第４実施形態の軸ロック装置１０Ｂ，１０Ｃと同様である。
【００５３】
上記各実施例形態の軸ロック装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、図３７と図３８に一例を示すような三軸タイプのローテーション機構１５０に適用することもできる。このローテーション機構１５０は、上記軸ロック装置１０（または１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）からなる第１のヒンジ部８１と、このヒンジ部８１の第１の軸部２１と直交する方向の第２の軸部８２を中心に回転可能な第３部材を有する第２のヒンジ部８３と、これら第１の軸部２１および第２の軸部８２と直交する方向の第３の軸部１５１を含む第３のヒンジ部１５２を有し、第３のヒンジ部１５２は、第３の軸部１５１の回転運動に摩擦トルクを与える摩擦発生手段としての皿ばねあるいは波形ばね等の摩擦部材１５３（図３８に示す）を備えている。
【００５４】
従ってこのローテーション機構１５０は、第１部材１１と第２の部材１２が第１の軸部２１を中心として相対回転する際にクリック感を生じるとともに、その回動範囲がストッパアーム１１０によって規制され、しかも第３部材８４が第２の軸部８２を中心として回転することができ、さらに第４部材１５５が第３の軸部１５１を中心として回転することもできる。
【００５５】
図３９と図４０に示す卓上型のパーソナルコンピュータ等の電子機器１６０において、その本体部１６１にパネルディスプレイ１６２を回動可能に支持するための手段として前述のローテーション機構１５０を採用することができる。この場合は、第３の軸部１５１を中心とする左右方向の首振り（図４１Ａに示す矢印Ｘ方向の回動）と、第１の軸部２１を中心とする縦位置・横位置の切り替え（図４１Ｂに示す矢印Ｙ方向の回動）と、第２の軸部８２を中心とする上下方向の傾角調整（図４１Ｃに示す矢印Ｚ方向の回動）を可能ならしめる。
【００５６】
なおこの発明は前述した卓上型情報処理装置に限ることはなく、各種機器，設備等において回動する部材を支持するローテーション機構に適用できることは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１に記載した軸ロック装置によれば、クリックアーム部と凸部の位置などに応じて第１部材と第２部材とが互いに所望の角度に達したときにクリック感を生じさせることができ、その際に凸部にクリックアーム部が弾性的に乗り上げた状態になるためガタの発生が抑制される。請求項２に記載した構成によれば、クリックアーム部または凸部の位置あるいは数等に応じて所望の角度にてクリック感を生じさせることができる。請求項３によれば、所望の角度にて摩擦トルクを二段階的に変化させることができる。
【００５９】
請求項４によれば、請求項１に記載した軸ロック装置による効果に加えて、第２の軸部を中心に回動可能でかつ所望位置に停止可能な二軸タイプのローテーション機構を得ることができる。
【００６０】
請求項５に記載した軸ロック装置によれば、所望の角度にてクリック感を生じさせることができ、しかもスリットに応じて第１部材と第２部材との回動範囲を規制することができる。
【００６１】
請求項６によれば、クリックアーム部が凸部を乗り越えた時点で第１部材と第２部材との相対回転を止めることができる。請求項７によれば、クリックアーム部が凸部に乗り上げている状態において第１部材と第２部材との相対回転を止めることができる。
【００６２】
請求項８に記載した構成によれば、請求項５に記載した軸ロック装置による効果に加えて、第２の軸部を中心に回動可能でかつ所望位置に停止可能な二軸タイプのローテーション機構を得ることができる。請求項９に記載した構成によれば、請求項８に記載のローテーション機構の効果に加えて、さらに第３の軸部を中心に回動可能でかつ所望位置に停止可能な三軸タイプのローテーション機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す軸ロック装置の分解斜視図。
【図２】上記軸ロック装置を分解した状態で一部断面で示す側面図。
【図３】上記軸ロック装置を組立てた状態の側面図。
【図４】上記軸ロック装置の第１部材の正面図。
【図５】上記軸ロック装置の摩擦板の正面図。
【図６】上記軸ロック装置の第１部材とクリックアーム部を示す正面図。
【図７】上記軸ロック装置のクリックアーム部と凸部を示す断面図。
【図８】第１部材の変形例を示す正面図。
【図９】第１部材の変形例とクリックアーム部を示す正面図。
【図１０】クリックアーム部と凸部の変形例を示す平面図。
【図１１】凸部の更に別の変形例を示す平面図。
【図１２】本発明の第２の実施形態を示す軸ロック装置を分解した状態で一部断面で示す側面図。
【図１３】図１２に示された軸ロック装置に使われる摩擦板の正面図。
【図１４】図１２に示された軸ロック装置に使われる摩擦板の断面図。
【図１５】図１２に示された軸ロック装置に使われる第１部材の側面図。
【図１６】図１２に示された軸ロック装置の第１部材とクリックアーム部を示す正面図。
【図１７】上記軸ロック装置を備えたローテーション機構の側面図。
【図１８】上記軸ロック装置を備えたローテーション機構の変形例を一部断面で示す側面図。
【図１９】上記軸ロック装置を備えたローテーション機構の更に別の変形例を一部断面で示す側面図。
【図２０】本発明の第３の実施形態を示す軸ロック装置の分解斜視図。
【図２１】図２０に示された軸ロック装置を分解した状態で一部断面で示す側面図。
【図２２】図２０に示された軸ロック装置を組立てた状態の側面図。
【図２３】図２０に示された軸ロック装置に使われるストッパアームの正面図。
【図２４】図２０に示された軸ロック装置に使われるストッパアームの断面図。
【図２５】図２０に示された軸ロック装置に使われる第１部材の正面図。
【図２６】図２０に示された軸ロック装置の第１部材とストッパアームを示す側面図。
【図２７】図２０に示された軸ロック装置の第１部材の変形例を示す正面図。
【図２８】図２０に示された軸ロック装置の第１部材の更に別の変形例を示す正面図。
【図２９】図２０に示された軸ロック装置の正面図。
【図３０】スリットを有する第１部材の変形例を示す正面図。
【図３１】本発明の第４の実施形態を示す軸ロック装置を分解した状態で一部断面で示す側面図。
【図３２】図３１に示された軸ロック装置に使われる第１部材の正面図。
【図３３】図３１に示された軸ロック装置の正面図。
【図３４】上記軸ロック装置を有するローテーション機構の側面図。
【図３５】上記軸ロック装置を有するローテーション機構の変形例を一部断面で示す側面図。
【図３６】上記軸ロック装置を有するローテーション機構の更に別の変形例を一部断面で示す側面図。
【図３７】上記軸ロック装置を有する三軸タイプのローテーション機構の背面図。
【図３８】図３７に示されたローテーション機構の側面図。
【図３９】パネルディスプレイを有する卓上型電子機器の側面図。
【図４０】図３９に示された卓上型電子機器の背面図。
【図４１】卓上型電子機器の作動態様を示す概略図。
【図４２】従来の軸ロック装置を示す分解斜視図。
【図４３】図４２に示す軸ロック装置の断面図。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…軸ロック装置
１１…第１部材
１２…第２部材
１５…軸挿入孔
１７…凸部
２１…軸部
４０…摩擦板
５０…クリックアーム部
８０…ローテーション機構
８１…第１のヒンジ部
８２…第２の軸部
８３…第２のヒンジ部
８４…第３部材
９０…ローテーション機構
１００…ローテーション機構
１１０…ストッパアーム
１１１…スリット
１１２…係合部
１２０，１３０，１４０，１５０…ローテーション機構
１５１…第３の軸部
１５２…第３のヒンジ部
１５５…第４部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shaft lock for supporting a member that rotates around a shaft portion, such as a hinge portion of a panel display of a notebook or desktop personal computer or a word processor, or a hinge portion of a rotating member of various machines / equipment. The present invention relates to a rotation mechanism using a device and a shaft locking device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A desktop information processing apparatus such as a laptop or laptop personal computer has a panel display that is rotatable with respect to its main body via a hinge. An example of a conventional hinge part includes a base fixed to the main body part, a shaft member fixed to the panel display, a friction plate and a spring for applying a friction torque to the rotational motion of the shaft member, and the like. This kind of hinge part can stop the panel display at a desired angle by frictional torque, but cannot produce a sense of movement (a so-called click feeling) at a desired position (rotation angle). There was room for improvement in the feeling.
[0003]
Based on such a request, the shaft locking device 1 shown in FIG. 42 has been developed. In this shaft locking device 1, a shaft 4 is inserted into a hole 3 formed in a base member 2 so as to be relatively rotatable, and a friction torque is applied to the rotational motion of the shaft 4 by a friction plate 5 and a spring 6. In addition, a click hole 7 and a convex portion 8 are provided in the mutually opposing portion of the base member 2 and the friction plate 5, and when the base member 2 and the shaft 4 reach a predetermined relative rotation angle, the convex portion as shown in FIG. When the portion 8 is engaged with the click hole 7, a click feeling is obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the shaft locking device 1 has a problem that looseness due to play between the click hole 7 and the convex portion 8 easily occurs when the convex portion 8 is fitted in the click hole 7. The backlash tends to appear more prominently as the load applied to the shaft locking device 1 increases, that is, as the liquid crystal panel display becomes larger and heavier.
[0005]
On the other hand, in a personal computer or the like equipped with a relatively large liquid crystal panel display, it is desired to switch the panel display between a horizontal position and a vertical position according to the display contents. That is, as shown in FIG. 41 (A), the panel display is rotated about the longitudinal axis so that the panel display can be switched between a horizontal position and a vertical position as shown in FIG. A rotation mechanism that can be rotated in the range of 90 ° in the direction of arrow Y has been desired.
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a shaft locking device and a rotation mechanism that can generate a click feeling at a desired angle, suppress backlash, and improve the operational feeling.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the shaft lock device of the present invention has a shaft insertion hole and has a shaft insertion hole at a predetermined position around the shaft insertion hole in the axial direction of the shaft insertion hole. A first member formed with a projecting convex portion; a second member having a shaft portion inserted into the shaft insertion hole of the first member and rotatable relative to the first member around the shaft portion; An elastic member for applying a friction torque to the relative rotational movement of the first member and the second member; a friction plate provided on the shaft portion and rotating relative to the first member integrally with the shaft portion; The friction plate extends in the radial direction of the friction plate and is elastically deformable in the axial direction of the shaft portion. When the first member and the second member are brought into contact with the first member, the first member and the second member have a predetermined relative rotation angle. Friction between the first member and the first member ; And a click arm that generates a click feeling increasing torque, the projections of the convex portion is elongated in the circumferential direction of the shaft insertion holeIn the circumferential directionThe width of the click armIn the circumferential directionThe shaft locking device is characterized by being larger than the width.
[0008]
As described in claim 2, the click arm portion or the convex portion may be provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the shaft portion. According to a third aspect of the present invention, the width of the convex portion may be wider than the width of the click arm portion, and a groove into which the click arm portion is fitted may be formed in the convex portion.
[0010]
  Claim 4As described above, a first hinge portion comprising the shaft locking device and a third member rotatable about a second shaft portion in a direction orthogonal to the shaft portion of the first hinge portion. The biaxial rotation mechanism can be configured by providing the second hinge portion with friction generating means.
[0011]
  AlsoClaim 5As described above, by adding the slit and the stopper arm to the shaft lock device according to the first aspect, the rotation angle range between the first member and the second member can be regulated. in this case,Claim 6The engaging portion of the stopper arm may be brought into contact with one end of the slit when the second member rotates relative to the position where the click arm portion climbs over the convex portion as described above, orClaim 7As described above, the engaging portion of the stopper arm may be brought into contact with one end of the slit when the second member rotates relative to the position where the click arm portion rides on the convex portion.
[0012]
Claim 8As described in, a biaxial rotation mechanism may be configured,Claim 9As described above, a triaxial type rotation mechanism can also be configured.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 11 show a first embodiment of the present invention. The shaft locking device 10 of this embodiment includes a first member 11 and a second member 12 that can rotate relative to each other. A circular shaft insertion hole 15 is formed at the center of the first member 11. The first member 11 is formed by appropriately shaping a thick metal plate or the like, and is fixed to a housing of a main body (keyboard side) such as a personal computer. The first member 11 has a hole 16 through which a fixing member (a screw or a rivet (not shown)) is inserted.
[0014]
The first member 11 has a convex portion 17 at a predetermined position around the shaft insertion hole 15. The convex portion 17 projects in the axial direction of the shaft insertion hole 15 (right side in FIG. 2) so as to face the direction of the click arm portion 50 described below. As shown in FIG. 4 (A), the number of the convex portions 17 may be one. However, as shown in FIG. (For example, 120 ° in the circumferential direction) may be provided.
[0015]
A shaft member 20 extending in the horizontal direction is fixed to the second member 12. The shaft member 20 is generally cylindrical, and is formed with a non-circular detent portion 22 that is cut in parallel with the shaft portion 21 located on one end side thereof. Further, the other end side of the shaft member 20 is also cut in parallel to form a connecting portion 25. The connecting portion 25 is inserted into the hole 26 of the second member 12 and fixed by caulking or the like.
[0016]
The second member 12 is fixed to a rotatable movable frame such as a panel display. Accordingly, when the panel display is rotated, the first member 11 and the second member 12 rotate relative to each other about the shaft portion 21. A disc-shaped flange portion 28 is provided between the shaft portion 21 and the connecting portion 25.
[0017]
In a state where the shaft portion 21 is inserted into the shaft insertion hole 15, a disk-shaped first friction plate 30 is provided between the first member 11 and the flange portion 28. One surface side of the first friction plate 30 is in contact with the first member 11, and the other surface side is in contact with the end surface of the flange portion 28. The friction plate 30 is formed with a hole 31 into which the shaft portion 21 is inserted. The inner peripheral surface of the hole 31 has a shape that is non-rotatably fitted to the rotation preventing portion 22 of the shaft portion 21.
[0018]
Therefore, the friction plate 30 can rotate integrally with the second member 12. The friction plate 30 is formed with a hole 33 for retaining a lubricant penetrating in the plate thickness direction. By filling the hole 33 with a lubricant such as grease for improving the slidability, the rotation of the friction plate 30 is performed. And the lubricant is prevented from flowing out of the friction plate 30.
[0019]
A disk 35 is provided on the distal end side of the shaft portion 21, and a second friction plate 40 and an elastic member 41 are provided between the disk 35 and the first member 11. One surface side of the second friction plate 40 is in contact with the first member 11, and the other surface side is in contact with the elastic member 41. A hole 45 for inserting the shaft portion 21 is formed in the central portion of the friction plate 40. The inner peripheral surface of the hole 45 has a shape that is non-rotatably fitted to the rotation preventing portion 22 of the shaft portion 21. Accordingly, the friction plate 40 can rotate integrally with the second member 12 while being in close contact with the first member 11.
[0020]
The second friction plate 40 is also formed with a hole 46 for retaining a lubricant penetrating in the thickness direction. By filling the hole 46 with a lubricant such as grease for improving the slidability, the friction plate The wear due to the rotation of 40 is suppressed, and the lubricant is prevented from flowing out of the friction plate 40.
[0021]
The friction plate 40 is made of an elastically deformable spring material such as spring steel, and a tongue-like click arm portion 50 is integrally provided on the outer periphery thereof. The click arm portion 50 projects in the radial direction of the friction plate 40 and is elastically deformable in the axial direction of the shaft portion 21 (left and right direction in FIG. 2). Then, when the first member 11 and the second member 12 reach a predetermined relative rotation angle, the click arm portion 50 rides on the convex portion 17 so that a click feeling is obtained by increasing the friction torque.
[0022]
As shown in FIG. 5 (A), the click arm 47 may be at least at one place, but at two places as shown in FIG. 5 (B), or at a predetermined angle as shown in FIG. It may be provided at three positions of 120 °.
[0023]
In the shaft lock device 10 having the above-described configuration, frictional force is hardly generated between the click arm 50 and the first member 11 in a state where the click arm 50 is not in contact with the convex portion 17. As shown, when the click arm portion 50 rotates to the position where it rides on the convex portion 17, the click arm portion 50 is flexed by an amount corresponding to the height of the convex portion 17, and a relatively large friction torque is generated. FIG. 6 shows an example in which the convex portions 17 are provided at two locations.
[0024]
An elastic member 41 for giving a friction torque to the relative rotational movement between the first member 11 and the second member 12 is disposed between the disk 35 and the friction plate 40. A hole 55 through which the shaft portion 21 is inserted is formed in the central portion of the elastic member 41. The elastic member 41 has a function of pressing the friction plates 30 and 40 against both the front and back surfaces of the first member 11 by a repulsive load generated when the elastic member 41 is bent in the plate thickness direction, and is a disc spring or a wave spring (wave washer). Various types of springs can be used, including the like.
[0025]
A hole 60 for inserting the shaft portion 21 is also formed in the disk 35. The inner peripheral surface of the hole 60 has a shape in which the rotation preventing portion 22 of the shaft portion 21 is fitted so as not to rotate. Accordingly, the disk 35 rotates integrally with the second member 12. The disk 35 is held so as not to come out of the shaft portion 21 by a retaining portion 61 (shown in FIG. 3) that is plastically deformed in the direction in which the tip portion of the shaft portion 21 is expanded. The retaining portion 61 of this embodiment is caulked at the end portion of the shaft portion 21. However, the present invention is not limited to this. For example, a disk is formed by screwing a nut into a male screw portion formed at the end portion of the shaft portion 21. 35, the elastic member 41, etc. may be prevented from coming off.
[0026]
As shown in FIG. 7, the width of the convex portion 17 may be equal to or less than the width of the click arm portion 50, or the convex portion 17 may be inserted into the shaft insertion hole 15 as shown in FIGS. You may make it the width | variety of the convex part 17 become wider than the width | variety of the click arm part 50 by setting it as a shape long in the circumferential direction. In this case, the friction torque can be increased by the click arm portion 50 riding on the convex portion 17 as shown in FIGS.
[0027]
As shown in FIG. 11A, when a groove 65 having a width W2 equivalent to the width W1 of the click arm portion 50 is formed in the convex portion 17, the click arm portion 50 is fitted in the groove 65. Sometimes you can get more click and lock.
[0028]
Further, as shown in FIG. 11B, a groove 65 having a width W2 wider than the width W1 of the click arm portion 50 is formed in the convex portion 17, so that the width in the state where the click arm portion 50 enters the groove 65 is increased. Since the click arm portion 50 can move in a certain range in the direction, a characteristic in which the friction torque changes in two steps can be obtained.
[0029]
Next, a shaft locking device 10A according to a second embodiment shown in FIGS. 12 to 16 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part common to the axis | shaft locking apparatus 10 of the said 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted, and both different locations are demonstrated below.
[0030]
In the second embodiment, a click hole 70 is formed in the first member 11, and a convex locking portion 71 is formed in the click arm portion 50 of the friction plate 40. The click hole 70 penetrates in the axial direction of the shaft insertion hole 15 (the thickness direction of the first member 11). However, the click hole 70 may be a concave portion in which the side facing the click arm portion 50 is recessed. As shown in FIGS. 13 and 14, the click arm portion 50 extends in the radial direction integrally with the outer peripheral portion of the friction plate 40, and can be elastically deformed in the axial direction of the friction plate 40 (the axial direction of the shaft portion 21). It is. As shown in FIG. 15A, the click hole 70 may be provided at one place, but may be provided at a plurality of places as required, for example, at four places as shown in FIG.
[0031]
The locking portion 71 formed on the click arm portion 50 generates a feeling of clicking by entering the click hole 70 when the first member 11 and the second member 12 reach a predetermined relative rotation angle. ing. In the example shown in FIG. 16, while the shaft portion 21 makes one rotation in the direction of the arrow R, the click portions 70 are sequentially engaged with the four click holes 70 in the circumferential direction, thereby causing a click feeling by 90 °. .
[0032]
The shaft locking device 10 according to the first embodiment or the shaft locking device 10A according to the second embodiment can be applied to a rotation mechanism 80 as shown in FIG. The rotation mechanism 80 includes a first hinge portion 81 composed of the shaft locking device 10 (or 10A) and a direction orthogonal to the shaft portion (first shaft portion) 21 of the shaft locking device 10 (or 10A). A second hinge portion 83 having a second shaft portion 82 is provided.
[0033]
The second hinge portion 83 includes a friction member 85 such as a disc spring or a wave spring as friction generating means for applying a friction torque to the rotational motion of the third member 84 around the shaft portion 82. Accordingly, the rotation mechanism 80 can generate a click feeling when the first member 11 and the second member 12 rotate relative to each other about the first shaft portion 21, and also center on the second shaft portion 82. The third member 84 can also rotate.
[0034]
A rotation mechanism 90 shown in FIG. 18 includes a first hinge portion 81 made of the shaft locking device 10 (or 10A) and a second shaft in a direction orthogonal to the shaft portion 21 of the shaft locking device 10 (or 10A). A second hinge part 83 having a part 82 is provided. The second hinge portion 83 includes a coil spring 91 as friction generating means for giving a friction torque to the rotational motion of the third member 84.
[0035]
The second shaft portion 82 is rotatably fitted on the outer peripheral side of the small-diameter portion 93, the large-diameter portion 92 formed in the intermediate portion in the axial direction, the small-diameter portion 93 formed on both sides of the large-diameter portion 92, and The outer cylinder 94 is fixed to the first member 11. The outer diameter of the outer cylinder 94 is equal to the outer diameter of the large diameter portion 92. The inner diameter of the coil spring 91 in a free state (a state in which no external force is applied) is slightly smaller than the outer diameter of the large-diameter portion 92 and the outer cylinder 94. Wound around both sides. The second shaft portion 82 is fixed to the third member 84.
[0036]
The rotation mechanism 90 using such a coil spring 91 for generating friction is such that when the first member 11 and the third member 84 rotate relative to each other about the second shaft portion 82, the outer diameter portion 92 and the outer The cylinders 94 rotate relative to each other. For this reason, the inner peripheral surface of the coil spring 91 rotates and slides with frictional resistance on one of the large-diameter portion 92 and the outer cylinder 94 and is in a fixed state with respect to the other, so that frictional torque is generated. To do. The configuration and operation of the first hinge portion 81 are the same as those of the shaft locking devices 10 and 10A of the first embodiment or the second embodiment described above.
[0037]
In the rotation mechanism 100 shown in FIG. 19, the first member 11 and the third member 84 are rotatably connected by a second hinge portion 83 having a pair of left and right second shaft portions 82. The second shaft portion 82 has a large-diameter portion 92 and a small-diameter portion 93, and an outer cylinder 94 is fitted on the outer peripheral side of the small-diameter portion 93, and a coil spring extends over the large-diameter portion 92 and the outer cylinder 94. 91 is wound.
[0038]
The rotation mechanism 100 having such a configuration also generates a friction torque between the coil spring 91 and the shaft portion 82 when the first member 11 and the third member 84 rotate relative to each other. The configuration and operation of the first hinge portion 81 are the same as those of the shaft locking devices 10 and 10A of the first embodiment or the second embodiment described above.
[0039]
20 to 30 show a shaft locking device 10B according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a stopper arm 110 and a slit 111 are added to the shaft locking device 10 of the first embodiment (FIGS. 1 to 11) described above. That is, an arcuate slit 111 centered on the shaft insertion hole 15 is formed in the first member 11. A stopper arm 110 is interposed between the friction plate 40 and the elastic member 41, and a hook-shaped engagement portion 112 is formed on the stopper arm 110. The engaging part 112 is inserted into the slit 111. The hole 113 formed in the center of the stopper arm 110 has a shape that can prevent rotation with respect to the shaft portion 21, and the stopper arm 110 can rotate integrally with the shaft portion 21. ing.
[0040]
Therefore, the shaft locking device 10B is configured such that when the first member 11 and the second member 12 reach a predetermined relative rotation angle, the engaging portion 112 of the stopper arm 110 hits the end 111a (or 111b) of the slit 111. Further rotation is prevented. As shown in FIG. 25, when the slit 111 is provided in the range of about 90 ° with the shaft insertion hole 15 as the center, the rotation region of the first member 11 and the second member 12 is restricted to the range of 90 °. Can do.
[0041]
In the example shown in FIG. 26, when the shaft portion 21 (second member 12) rotates relative to the position where the click arm portion 50 gets over the convex portion 17, the engaging portion 112 contacts the one end 111 a or the other end 111 b of the slit 111. It comes to touch. As shown in FIG. 27, the slit 111 may be formed over an angle range θ other than 90 ° as necessary.
[0042]
As shown in FIGS. 28 to 30, the convex portion 17 may be longer in the circumferential direction of the shaft insertion hole 15, so that the width of the convex portion 17 may be wider than the width of the click arm portion 50. In this case, as shown in FIG. 29, when the shaft portion 21 (second member 12) rotates relative to the position where the click arm portion 50 rides on the convex portion 17, the engaging portion 112 has one end 111a or the other end of the slit 111. It comes in contact with 111b. As shown in FIG. 30, the slit 111 may be formed over an angle range θ other than 90 ° as necessary.
[0043]
31 to 33 show a shaft locking device 10C according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a stopper arm 110 and a slit 111 are added to the shaft locking device 10A of the second embodiment (FIGS. 12 to 16) described above. That is, an arcuate slit 111 centered on the shaft insertion hole 15 is formed in the first member 11. A stopper arm 110 is interposed between the friction plate 40 and the elastic member 41, and a hook-shaped engagement portion 112 is formed on the stopper arm 110. The engaging part 112 is inserted into the slit 111. The hole 113 formed in the center of the stopper arm 110 has a shape that can prevent rotation with respect to the shaft portion 21, and the stopper arm 110 can rotate integrally with the shaft portion 21. Yes.
[0044]
Therefore, the shaft locking device 10C is configured such that when the first member 11 and the second member 12 reach a predetermined relative rotation angle, the engaging portion 112 of the stopper arm 110 hits the end 111a (or 111b) of the slit 111. Further rotation is prevented. As shown in FIG. 32, when the slit 111 is provided in the range of 90 ° around the shaft insertion hole 15, the rotation region of the first member 11 and the second member 12 can be restricted to 90 °. it can.
[0045]
As shown in FIG. 33, when the shaft portion 21, that is, the second member 12 is rotated relative to the position where the locking portion 71 of the click arm portion 50 engages with the click hole 70, the engaging portion 112 of the stopper arm 110 is moved. The slit 111 is made to hit one end 111a or the other end 111b.
[0046]
The shaft locking device 10B of the third embodiment or the shaft locking device 10C of the fourth embodiment can be applied to a rotation mechanism 120 as shown in FIG. The rotation mechanism 120 includes a first hinge portion 81 made of the shaft locking device 10B (or 10C) and a second shaft portion 82 in a direction orthogonal to the shaft portion 21 of the shaft locking device 10B (or 10C). The second hinge portion 83 is provided.
[0047]
The second hinge portion 83 includes a friction member 85 as friction generating means for applying a friction torque to the rotational motion of the third member 84 around the shaft portion 82. Accordingly, the rotation mechanism 120 can generate a click feeling when the first member 11 and the second member 12 rotate relative to each other about the first shaft portion 21, and the rotation range is set by the stopper arm 110. Further, the third member 84 can be rotated around the second shaft portion 82.
[0048]
The rotation mechanism 130 shown in FIG. 35 includes a first hinge portion 81 made of the shaft locking device 10B (or 10C) and a second shaft in a direction orthogonal to the shaft portion 21 of the shaft locking device 10B (or 10C). A second hinge part 83 having a part 82 is provided. The second hinge portion 83 includes a coil spring 91 as a friction generating means for applying a friction torque to the rotational motion of the third member 84.
[0049]
The second shaft portion 82 is rotatably fitted to the large-diameter portion 92 formed at the intermediate portion in the axial direction, the small-diameter portions 93 formed on both sides of the large-diameter portion 92, and the outer peripheral side of the small-diameter portion 93. The outer cylinder 94 is fixed to the first member 11. The outer diameter of the outer cylinder 94 is equal to the outer diameter of the large diameter portion 92. The inner diameter of the coil spring 91 in the free state is slightly smaller than the outer diameters of the large diameter portion 92 and the outer cylinder 94, and therefore the coil spring 91 is wound around both the large diameter section 92 and the outer cylinder 94 in the free state. The second shaft portion 82 is fixed to the third member 84.
[0050]
The rotation mechanism 130 using such a coil spring 91 for generating friction has a large diameter portion 92 and an outer cylinder when the first member 11 and the third member 84 rotate relative to each other about the second shaft portion 82. 94 rotate relative to each other. For this reason, the inner peripheral surface of the coil spring 91 rotates and slides with frictional resistance on one of the large-diameter portion 92 and the outer cylinder 94 and is in a fixed state with respect to the other, so that frictional torque is generated. To do. The configuration and operation of the first hinge portion 81 are the same as those of the shaft locking devices 10B and 10C of the third embodiment or the fourth embodiment described above.
[0051]
In the rotation mechanism 140 shown in FIG. 36, the first member 11 and the third member 84 are rotatably connected by a second hinge portion 83 having a pair of left and right second shaft portions 82. The second shaft portion 82 has a large-diameter portion 92 and a small-diameter portion 93, and an outer cylinder 94 is fitted on the outer peripheral side of the small-diameter portion 93, and a coil spring extends over the large-diameter portion 92 and the outer cylinder 94. 91 is wound.
[0052]
The rotation mechanism 140 having such a configuration also generates a friction torque between the coil spring 91 and the shaft portion 82 when the first member 11 and the third member 84 rotate relative to each other. The configuration and operation of the first hinge portion 81 are the same as those of the shaft locking devices 10B and 10C of the third embodiment or the fourth embodiment described above.
[0053]
The shaft locking devices 10, 10A, 10B, and 10C of the above-described embodiments can be applied to a three-axis type rotation mechanism 150 as shown in FIG. 37 and FIG. The rotation mechanism 150 includes a first hinge portion 81 composed of the shaft lock device 10 (or 10A, 10B, 10C) and a second shaft portion in a direction orthogonal to the first shaft portion 21 of the hinge portion 81. A second hinge portion 83 having a third member rotatable about 82 and a third shaft portion 151 in a direction orthogonal to the first shaft portion 21 and the second shaft portion 82. The third hinge portion 152 includes a friction member 153 such as a disc spring or a wave spring as friction generating means for applying a friction torque to the rotational motion of the third shaft portion 151 (shown in FIG. 38). It has.
[0054]
Therefore, the rotation mechanism 150 generates a click feeling when the first member 11 and the second member 12 rotate relative to each other about the first shaft portion 21, and the rotation range thereof is restricted by the stopper arm 110. Moreover, the third member 84 can rotate around the second shaft portion 82, and the fourth member 155 can also rotate around the third shaft portion 151.
[0055]
In the electronic device 160 such as a desktop personal computer shown in FIGS. 39 and 40, the above-described rotation mechanism 150 can be employed as means for rotatably supporting the panel display 162 on the main body portion 161. In this case, swinging in the horizontal direction around the third shaft 151 (rotation in the direction of arrow X shown in FIG. 41A) and switching between the vertical position and the horizontal position around the first shaft 21 are performed. (Rotation in the direction of arrow Y shown in FIG. 41B) and vertical inclination adjustment (rotation in the direction of arrow Z shown in FIG. 41C) about the second shaft portion 82 are made possible.
[0056]
Needless to say, the present invention is not limited to the desktop information processing apparatus described above, and can be applied to a rotation mechanism that supports a rotating member in various devices, facilities, and the like.
[0057]
【The invention's effect】
According to the shaft locking device of the first aspect, when the first member and the second member reach a desired angle with each other according to the positions of the click arm portion and the convex portion, the click feeling can be generated. In this case, since the click arm portion is elastically ridden on the convex portion, the occurrence of backlash is suppressed. According to the configuration described in claim 2, it is possible to generate a click feeling at a desired angle according to the position or number of the click arm portion or the convex portion. According to the third aspect, the friction torque can be changed in two steps at a desired angle.
[0059]
  Claim 4According to the claim1In addition to the effects of the described shaft lock device, a biaxial rotation mechanism that can rotate around the second shaft portion and can stop at a desired position can be obtained.
[0060]
  Claim 5According to the shaft lock device described in (1), it is possible to generate a click feeling at a desired angle, and it is possible to regulate the rotation range of the first member and the second member according to the slit.
[0061]
  Claim 6Accordingly, the relative rotation between the first member and the second member can be stopped when the click arm portion gets over the convex portion.Claim 7Accordingly, the relative rotation between the first member and the second member can be stopped in a state where the click arm portion rides on the convex portion.The
[0062]
  Claim 8According to the configuration described inClaim 5In addition to the effects of the shaft locking device described in (2), it is possible to obtain a biaxial type rotation mechanism that can rotate around the second shaft portion and can stop at a desired position.Claim 9According to the configuration described inClaim 8In addition to the effect of the rotation mechanism described in (3), a three-axis type rotation mechanism that can be rotated about the third shaft portion and can be stopped at a desired position can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a shaft locking device showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a partial cross section of the shaft locking device in an exploded state.
FIG. 3 is a side view of the shaft lock device assembled.
FIG. 4 is a front view of a first member of the shaft locking device.
FIG. 5 is a front view of a friction plate of the shaft locking device.
FIG. 6 is a front view showing a first member and a click arm portion of the shaft locking device.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a click arm portion and a convex portion of the shaft locking device.
FIG. 8 is a front view showing a modification of the first member.
FIG. 9 is a front view showing a modified example of the first member and a click arm portion.
FIG. 10 is a plan view showing a modification example of a click arm portion and a convex portion.
FIG. 11 is a plan view showing still another modified example of the convex portion.
FIG. 12 is a side view, partly in cross section, in an exploded state of the shaft locking device showing the second embodiment of the present invention.
13 is a front view of a friction plate used in the shaft locking device shown in FIG.
14 is a sectional view of a friction plate used in the shaft locking device shown in FIG.
15 is a side view of a first member used in the shaft locking device shown in FIG.
16 is a front view showing a first member and a click arm portion of the shaft locking device shown in FIG.
FIG. 17 is a side view of a rotation mechanism provided with the shaft locking device.
FIG. 18 is a side view showing a modification of the rotation mechanism provided with the shaft locking device in a partial cross section.
FIG. 19 is a side view showing a partial cross section of still another modification of the rotation mechanism provided with the shaft locking device.
FIG. 20 is an exploded perspective view of a shaft locking device showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a side view, partly in cross section, of the shaft locking device shown in FIG. 20 in an exploded state.
22 is a side view showing a state in which the shaft locking device shown in FIG. 20 is assembled.
FIG. 23 is a front view of a stopper arm used in the shaft locking device shown in FIG. 20;
24 is a cross-sectional view of a stopper arm used in the shaft locking device shown in FIG.
FIG. 25 is a front view of a first member used in the shaft lock device shown in FIG. 20;
FIG. 26 is a side view showing a first member and a stopper arm of the shaft locking device shown in FIG. 20;
FIG. 27 is a front view showing a modification of the first member of the shaft locking device shown in FIG. 20;
FIG. 28 is a front view showing still another modification of the first member of the shaft locking device shown in FIG. 20;
FIG. 29 is a front view of the shaft locking device shown in FIG. 20;
FIG. 30 is a front view showing a modification of the first member having a slit.
FIG. 31 is a side view, partly in cross section, in an exploded state of a shaft locking device showing a fourth embodiment of the present invention.
32 is a front view of a first member used in the shaft locking device shown in FIG. 31. FIG.
FIG. 33 is a front view of the shaft locking device shown in FIG. 31;
FIG. 34 is a side view of a rotation mechanism having the shaft locking device.
FIG. 35 is a side view showing in partial cross section a modification of the rotation mechanism having the shaft locking device.
FIG. 36 is a side view showing, in partial cross section, still another modification of the rotation mechanism having the shaft locking device.
FIG. 37 is a rear view of a three-axis type rotation mechanism having the shaft locking device.
38 is a side view of the rotation mechanism shown in FIG. 37. FIG.
FIG. 39 is a side view of a desktop electronic device having a panel display.
40 is a rear view of the desktop electronic device shown in FIG. 39. FIG.
FIG. 41 is a schematic diagram illustrating an operation mode of a desktop electronic device.
42 is an exploded perspective view showing a conventional shaft locking device. FIG.
43 is a sectional view of the shaft locking device shown in FIG. 42. FIG.
[Explanation of symbols]
10, 10A, 10B, 10C ... Shaft locking device
11 ... 1st member
12 ... Second member
15 ... Shaft insertion hole
17 ... convex
21 ... Shaft
40 ... friction plate
50 ... Click arm
80 ... Rotation mechanism
81 ... 1st hinge part
82 ... Second shaft portion
83 ... 2nd hinge part
84 ... Third member
90 ... Rotation mechanism
100 ... Rotation mechanism
110 ... Stopper arm
111 ... Slit
112 ... engaging portion
120, 130, 140, 150 ... rotation mechanism
151. Third shaft portion
152 ... Third hinge
155 ... Fourth member

Claims

A first member having a shaft insertion hole and having a convex portion protruding in the axial direction of the shaft insertion hole at a predetermined position around the shaft insertion hole;
A second member having a shaft portion inserted into the shaft insertion hole of the first member and rotatable relative to the first member around the shaft portion;
An elastic member for applying a friction torque to the relative rotational movement between the first member and the second member;
A friction plate provided on the shaft portion and rotating relative to the first member integrally with the shaft portion;
The friction plate extends in the radial direction of the friction plate and is elastically deformable in the axial direction of the shaft portion and comes into contact with the first member to generate a friction torque, whereby the first member and the second member reach a predetermined relative rotation angle. A click arm portion that increases the friction torque with the first member by riding on the convex portion and generates a click feeling,
Shaft lock device the protrusions, wherein the width in the circumferential direction in a long shape of the convex portion above the circumferential direction of the shaft insertion hole is larger than the circumferential width of the click arm portion.

The shaft lock device according to claim 1, wherein the click arm portion or the convex portion is provided at a plurality of locations in a circumferential direction of the shaft portion.

2. The circumferential width of the convex portion is wider than the circumferential width of the click arm portion, and a groove into which the click arm portion is fitted is formed in the convex portion. The shaft locking device as described.

A second hinge having a first hinge portion comprising the shaft locking device according to claim 1 and a third member rotatable about a second shaft portion in a direction orthogonal to the shaft portion of the shaft locking device. A rotation mechanism, wherein the second hinge portion is provided with friction generating means for applying a friction torque to the rotational motion of the third member.

An arcuate slit formed in the first member over a predetermined angular range centered on the shaft insertion hole;
It has an engaging portion that can rotate integrally with the shaft portion and is inserted into the slit, and hits the end of the slit when the first member and the second member reach a predetermined relative rotation angle. A stopper arm that prevents further rotation by
The shaft locking device according to claim 1, comprising:

6. The shaft lock device according to claim 5, wherein when the second member rotates relative to a position where the click arm part passes over the convex part, the engaging part of the stopper arm comes into contact with one end of the slit. .

6. The shaft locking device according to claim 5, wherein when the second member rotates relative to a position where the click arm portion rides on the convex portion, the engaging portion of the stopper arm comes into contact with one end of the slit. .

A second hinge having a first hinge portion comprising the shaft locking device according to claim 5 and a third member rotatable about a second shaft portion in a direction orthogonal to the shaft portion of the shaft locking device. A rotation mechanism, wherein the second hinge part includes a friction generating means for applying a friction torque to the rotational movement of the third member.

A third hinge portion having a fourth member rotatable about a shaft portion of the first hinge portion and a third shaft portion orthogonal to the shaft portion of the second hinge portion; 9. The rotation mechanism according to claim 8, wherein the hinge portion includes a friction generating means for applying a friction torque to the rotational motion of the fourth member.