JP4318285B2

JP4318285B2 - ヒンジ及びヒンジユニット

Info

Publication number: JP4318285B2
Application number: JP2003051016A
Authority: JP
Inventors: 孝幸金子
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP2004257513A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート型パソコン等の機器本体と開閉部材であるディスプレイとを開閉自在に連結するヒンジ及びヒンジユニットに関し、特に、摩擦トルクを付与することにより円滑な開閉動作が得られるヒンジ及びヒンジユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のヒンジの一例として、図４に示すように、機器本体に取り付けられる固定側ブラケット２１と、ディスプレイに取り付けられる開閉側ブラケット２２と、一端部が開閉側ブラケット２２に固着されるとともに、他端部が固定側ブラケット２１の軸受部２２によって回動自在に支持される回転軸２４と、回転軸２４の他端部に装着される押え用ワッシャー２６と、回転軸２４の大径部２５と固定側ブラケット２１との間に装着されるスラストワッシャー２７と、固定側ブラケット２１と押え用ワッシャー２６との間の回転軸２４の部分に装着されるフリーフローワッシャー２８、摩擦板２９、及びスプリングワッシャー３０とを備えたヒンジ２０が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような構成のヒンジ２０にあっては、スプリングワッシャー３０の付勢力によって摩擦板２９が固定側ブラケット２１の方向に押圧されることにより、ディスプレイを開閉させる場合に摩擦トルクを生じさせることができるので、ディスプレイを円滑に開閉させることができるとともに、任意の開閉角度に保持することができるものである。
【０００４】
また、他のヒンジの例として、図５に示すように、機器本体側に取り付けられるブラケット３２と、ディスプレイ側に取り付けられるとともに、ブラケット３２の軸受部３３によって回動自在に支持される回転軸３４と、回転軸３４の大径部３５とブラケット３２の軸受部３３との間に装着される摩擦板３６と、ブラケット３２の軸受部３３から突出している回転軸３４の部分に装着される複数の皿ばね３７と押えワッシャー３８と、押えワッシャー３８の外側の回転軸３４の先端部に螺着されるナット３９とを備えたヒンジ３１が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
このような構成のヒンジ３１にあっては、皿ばね３７の付勢力によって摩擦板３６がブラケット３２の軸受３３の方向に押圧されることにより、ディスプレイを開閉させる場合に摩擦トルクを付与することができるので、ディスプレイを円滑に開閉させることができるとともに、任意の開閉角度に保持することができるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような構成のヒンジ２０、３１のうち特許文献１に記載のものは、スプリングワッシャー３０による付勢力を調整する機構を備えていないため、ディスプレイの開閉動作を繰り返すことによってスプリングワッシャー３０の付勢力が低下して場合に、摩擦トルクが低下してディスプレイを円滑に開閉させることができなくなり、また、任意の開閉角度に保持することもできなくなる。さらに、開閉範囲の全域においてほぼ同じ摩擦トルクが付与されるため、開閉端部等のように大きな抵抗が必要な領域で大きな摩擦トルクを得ることができず、開閉途中のように大きな抵抗が不要な領域で摩擦トルクを小さくすることができず、円滑で速い開閉動作を得ることができない。
【０００７】
一方、特許文献２に示すヒンジ３１は、ナット３９の締付け力を調整することにより、皿ばね３７による付勢力を調整することができるので、ディスプレイの開閉動作を繰り返すことにより皿ばねの付勢力が低下しても、ナット３９を増し締めすることにより初期の付勢力を維持することにより初期の摩擦トルクを維持することができるので、ディスプレイを円滑に開閉させることができるとともに、任意の開閉角度に確実に保持することができるものである。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に示すヒンジ３１にあっては、特許文献１に示すヒンジ２０と同様に、開閉範囲の全域においてほぼ同じ摩擦トルクが付与されるため、開閉端部等のように大きな抵抗が必要な領域で大きな摩擦トルクを得ることができず、開閉途中のように大きな抵抗が不要な領域で摩擦トルクを小さくすることができず、円滑で速い開閉動作を得ることができない。
【０００９】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、長期に渡って所定の摩擦トルクを付与することができて、円滑な開閉動作が得られるとともに、任意の開閉角度に確実に保持することができ、さらに、開閉端部等のように大きな抵抗が必要な領域では大きな摩擦トルクが得られ、大きな抵抗が不要な開閉途中の領域では小さな摩擦トルクが得られ、これにより円滑で速い開閉動作が得られるヒンジ及びヒンジユニットを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために、本発明のヒンジは、機器本体と開閉部材とを相対的に開閉自在に連結するヒンジであって、前記機器本体又は前記開閉部材に取り付けられる基板と該基板の一端部に一体的に立設される支持板から成る支持部材と、前記開閉部材又は前記機器本体に取り付けられ、上記支持板の貫通孔に挿通される軸部を連設すると共に、端部にねじ部を設けた回転軸と、該ねじ部にねじ部を螺合させると共に上記支持部材に対して水平方向に移動自在に支持される移動部材と、該移動部材と上記支持部材の間に介挿される皿ばね等の圧縮ばねと、上記回転軸の軸部の根元部に一体的に連設されると共に、上記支持部材の支持板に当接して、上記圧縮ばねの付勢力により前記支持板との間に摩擦トルクを生じさせる摩擦板と、を備えてなり、前記回転軸の回動方向に応じて前記摩擦トルクを増加又は減少させるように構成したヒンジにおいて、上記支持板に上記回転軸と平行に支持ピンを取り付けると共に、上記移動部材の下部にスライド孔１７を形成して、該スライド孔に上記支持ピンをスライド自在に挿通せしめ、上記回転軸の左右の回転に伴って、上記移動部材が上記圧縮バネを圧縮あるいは緩める方向に移動自在し得るように構成したことを特徴とする。
また、本発明のヒンジユニットは、上記ヒンジを、機器本体と開閉部材との間の両端部に、特性が互いに逆となるようにそれぞれ設けて構成したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明は、上記のような手段を採用したことにより、支持部材と回転軸とを互いに螺着させる螺着手段（例えば、回転時側のねじ部とこのねじ部と相互に螺合する支持部材側のねじ部）とからなる螺着手段に付勢手段（例えば、圧縮ばね）により付勢力が付与されることにより、回転軸の回転時に摩擦トルクを生じさせることができる。そして、この摩擦トルクは、回転軸の回動方向に応じて増加又は減少することになる。さらに、機器本体と開閉部材との間の両端部に、特性が互いに逆となるようにそれぞれヒンジを設けることにより、開閉部材を開くとき、及びに閉じるときに、一定の摩擦トルクを付与することができることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図３には、本発明によるヒンジの一実施の形態が示されていて、このヒンジ１は、ノート型パソコン等の機器本体と開閉部材であるディスプレイとを相対的に開閉自在に連結するのに有効に適用することができるものであって、支持部材２と、回転軸９と、支持部材２と回転軸９とを相対的に回動自在に連結する連結手段８と、支持部材２と回転軸９とを互いに螺着させる螺着手段１４と、螺着手段１４に付勢力を付与する付勢手段１８とを備えている。
【００１３】
支持部材２は、機器本体に取り付けられるものであって、機器本体（図示せず）にねじ等によって固定される長方形板状の基板３と、基板３の一端部に一体に立設される長方形板状の支持板４とを備えている。
【００１４】
支持板４には、上下方向に所定の間隔をおいて一対の貫通孔５、６が設けられ、上側の貫通孔５は後述する回転軸９を回動自在に支持する連結手段８の軸受部５に形成され、下側の貫通孔６には、後述する移動部材１５を水平方向に移動自在に支持する支持ピン７の一端部が嵌合されるようになっている。
【００１５】
回転軸９は、外周面が複数段に形成される丸棒状をなすものであって、他端部に設けられている取付け部（図示せず）をねじ等によってディスプレイ（図示せず）に固定することにより、ディスプレイに一体に取り付けられるようになっている。
【００１６】
回転軸９の一端部には螺着手段１４であるねじ部１０が設けられ、このねじ部１０は後述する螺着手段１４である移動部材１５のねじ部１６と相互に螺合するようになっている。この場合、ねじ部１０は、右ねじの雄ねじに形成されるようになっている。
【００１７】
回転軸９のねじ部１０の根元部には、ねじ部１０と略同一径の連結手段８である軸部１１が連設され、この軸部１１を支持部材２の支持板４の軸受部５に挿通させることにより、回転軸９と支持部材２とが相対的に回動自在に連結されるようになっている。
【００１８】
回転軸９の軸部１１の根元部には、軸部１１よりも大径の摩擦板１２が連設され、この摩擦板１２の一側面は支持板４の一側面に当接するようになっており、回転軸９の回動持に支持板４の一側面と互いに摺動することにより、それらの間に摩擦トルクを生じさせるようになっている。なお、この摩擦トルクは、後述する付勢手段１８の付勢力に応じて増減されるようになっている。
【００１９】
回転軸９の摩擦板１２の左側の部分には、対向する二面が面取りされたスパナ掛け部１３が設けられ、このスパナ掛け部１３にスパナ（図示せず）を掛けることにより、組み立て時に回転軸９を所定の方向に回したり、押えたりすることができるものである。
【００２０】
支持部材２の支持板４の右側の部分には、支持板４と所定の間隔をおいて移動部材１５が対向して設けられるようになっている。移動部材１５は、長円形板状をなすものであって、上下に一対の貫通孔１６、１７が設けられ、上側の貫通孔１６は螺着手段１４であるねじ部１６に形成されている。ねじ部１６は、貫通孔１６の内周面に回転軸９のねじ部１０と合致する右ねじの雌ねじを螺設して構成したものであって、このねじ部１６に回転軸９のねじ部１０が相互に螺合するようになっている。
【００２１】
移動部材１５の下側の貫通孔１７は、支持部材２の支持板４に連結した支持ピン７を相対的にスライド自在に挿通させるスライド孔１７に形成され、このスライド孔１７に支持ピン７を挿通させることにより、移動部材１５が水平方向に移動自在に支持されるものである。
【００２２】
回転軸９のねじ部１０と移動部材１５のねじ部１６とは、回転軸９を右方向（図中手前方向）に回転させることにより、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して締め付けられ、左方向（図中奥方向）に回転させることにより、移動部材１５のねじ部１６に対して緩められるようになっている。
【００２３】
支持部材２の支持板４と移動部材１５との間位置する回転軸９の外周面の部分には、付勢手段１８である皿ばね等の圧縮ばね１８が介装され、この圧縮ばね１８により支持部材２の支持板４と移動部材１５とが互いに離間する方向に付勢されるようになっている。
【００２４】
この場合、支持板４と移動部材１５とが互いに離間する方向に付勢されることにより、回転軸９のねじ部１０と移動部材１５のねじ部１６とが軸線方向の互いに離間する方向に付勢されるので、回転軸９の回動時に両ねじ部１０、１６間に摩擦トルクを発生させることができる。従って、回転軸９を右方向（図中手前側）に回転させることにより、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して締め付けられて、支持板４と移動部材１５との間の距離が狭められて圧縮ばね１８の付勢力が高められ、両ねじ部１０、１６間に発生する摩擦トルクが増加する。また、回転軸９を左方向（図中奥側）に回転させることにより、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して緩められ、支持板４と移動部材１５との間の距離が広げられて圧縮ばね１８の付勢力が弱められ、両ねじ部間１０、１６に発生する摩擦トルクが減少することになる。
【００２５】
そして、上記のように構成したヒンジ１を機器本体とディスプレイとの間の右端部に位置し、移動部材１５を支持ピン７によって支持部材２に支持し、回転軸９の軸部１１を支持部材２の支持板４の軸受部５を挿通させ、支持板４から突出させた回転軸９のねじ部１０の外周面に圧縮ばね１８を装着し、圧縮ばね１８から突出させた回転軸９のねじ部１０の部分に移動部材１５のねじ部１６を螺合させ、圧縮ばね１８の付勢力が所定の値に達するまで締め付ける。そして、この状態で支持部材２をねじ等により機器本体側に取り付け、回転軸９をねじ等によりディスプレイ側に取り付ける。
【００２６】
そして、上記と同じ構成のヒンジ１を機器本体とディスプレイとの間の左端部に位置し、同様にして全体を組み立て、支持部材２をねじ等により機器本体側に取り付け、回転軸９をねじ等によりディスプレイ側に取り付ける。
【００２７】
この場合、右端部のヒンジ１の回転軸９と左端部のヒンジ１の回転軸９とが同一軸線上に位置するように、両ヒンジ１、１を取り付ける。また、両ヒンジ１、１の回転軸９、９の特性が互いに逆となるように取り付ける。すなわち、右端部のヒンジ１は、回転軸９が右回転した時に、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して締め付けられ、左回転した時に、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して緩められ、左端部のヒンジ１は、回転軸９が右回転した時に、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して緩められ、左回転した時に、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して締め付けられるように、取り付ける。
【００２８】
このようにして、この実施の形態によるヒンジ１によって機器本体とディスプレイとを相対的に開閉自在に連結するヒンジユニット（図示せず）が構成されるものである。この場合、ディスプレイが機器本体に対して０°から１８０°の範囲内を開閉可能となるように、両者間にストッパー等（図示せず）を設ける。
【００２９】
上記のように構成したこの実施の形態によるヒンジ１及びヒンジユニットにあっては、ディスプレイを機器本体に対して開く場合には、右端部のヒンジ１は、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して緩められる方向に回転することになるので、圧縮ばね１８による付勢力が弱められ、両ねじ部１０、１６間の摩擦トルク、及び回転軸９の摩擦板１２と支持部材２の支持板４との間の摩擦トルクが次第に減少することになる。この場合、左端部のヒンジ１は、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して締め付けられる方向に回転することになるので、圧縮ばね１８による付勢力が強められ、両ねじ１０、１６部間の摩擦トルク、及び回転軸９の摩擦板１２と支持部材２の支持板４との間の摩擦トルクが次第に増加することになる。
【００３０】
従って、ディスプレイを開く場合には、開放端部等のように大きな抵抗が必要な領域では大きな摩擦トルクが得られ、開放途中等のように大きな抵抗が必要ない領域では小さな摩擦トルクが得られることになるので、円滑で速い開放動作が得られるとともに、開放端部での保持位置の微調整が可能となる。
【００３１】
また、ディスプレイを機器本体に対して閉じる場合には、右端部のヒンジ１は、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して締め付けられる方向に回転することになるので、圧縮ばね１８による付勢力が強められ、両ねじ部１０、１６間の摩擦トルク、及び回転軸９の摩擦板１２と支持部材２の支持板４との間の摩擦トルクが次第に増加することになる。この場合、左端部のヒンジ１は、回転軸９のねじ部１０が移動部材１５のねじ部１６に対して緩められる方向に回転することになるので、圧縮ばね１８による付勢力が弱められ、両ねじ部１０、１６間の摩擦トルク、及び回転軸９の摩擦板１２と支持部材２の支持板４との間の摩擦トルクが次第に減少することになる。
【００３２】
従って、ディスプレイを閉じる場合には、閉塞端部等のように大きな抵抗が必要な領域では大きな摩擦トルクが得られ、閉塞途中等のように大きな抵抗が必要がない領域では小さな摩擦トルクが得られることになるので、円滑で速い閉塞動作が得られるとともに、閉塞端部での衝撃の発生を防止できる。
【００３３】
さらに、この実施の形態によるヒンジユニットにあっては、ディスプレイを開くときには左端部のヒンジ１による摩擦トルクを主として利用し、ディスプレイを閉じるときには、右端部のヒンジ１による摩擦トルクを主として利用することができるので、耐久性を大幅に高めることができることになる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によるヒンジによれば、支持部材と回転軸とを互いに螺着させる螺着手段に付勢手段により付勢力を付与することにより、回転軸の回動時に摩擦トルクを生じさせ、この摩擦トルクを回転軸の回動方向に応じて増加又は減少させるように構成したので、開閉端部等のように大きな抵抗が必要な領域では大きな摩擦トルクが得られ、開閉の途中等のように大きな抵抗が必要ない領域では小さな摩擦トルクが得られることなる。従って、開閉動作を円滑で速く行うことができるとともに、開閉端部における抵抗を増やして、開放端部側での角度の微調整を可能とし、閉塞端部側での衝撃の発生を防止することができる。
【００３５】
また、本発明によるヒンジユニットによれば、機器本体と開閉部材との間の両端部にそれぞれ特性が互いに逆のヒンジを設けることができるので、開閉部材を開くときには、一方のヒンジによって摩擦トルクを次第に増加させ、開閉部材を閉じるときには、他方のヒンジによって摩擦トルクを次第に増加させることができることになる。従って、開閉端部等のように大きな抵抗が必要な領域では大きな摩擦トルクが得られ、開閉の途中等のように大きな抵抗が必要ない領域では小さな摩擦トルクが得られることなるので、開閉部材の開閉動作を円滑で速く行うことができる。また、開閉端部における抵抗を増やすことができるので、開閉部材の開放端部側での角度の微調整を可能とし、開閉部材の閉塞端部での衝撃の発生を防止できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヒンジの一実施の形態を示した平面図である。
【図２】図１に示すものの正面図である。
【図３】図１に示すものの側面図である。
【図４】従来のヒンジの一例を示した断面図である。
【図５】従来のヒンジの他の例を示した斜視図である。
【符号の説明】
１ヒンジ
２支持部材
８連結手段
９回転軸
１０ねじ部
１４螺着手段
１６ねじ部
１８付勢手段

Claims

機器本体と開閉部材とを相対的に開閉自在に連結するヒンジであって、前記機器本体又は前記開閉部材に取り付けられる基板（３）と該基板の一端部に一体的に立設される支持板（４）から成る支持部材（２）と、前記開閉部材又は前記機器本体に取り付けられ、上記支持板（４）の貫通孔（５）に挿通される軸部（１１）を連設すると共に、端部にねじ部（１０）を設けた回転軸（９）と、該ねじ部（１０）にねじ部（１６）を螺合させると共に上記支持部材に対して水平方向に移動自在に支持される移動部材（１５）と、該移動部材と上記支持部材（２）の間に介挿される皿ばね等の圧縮ばね（１８）と、上記回転軸（９）の軸部（１１）の根元部に一体的に連設されると共に、上記支持部材（２）の支持板（４）に当接して、上記圧縮ばね（１８）の付勢力により前記支持板（４）との間に摩擦トルクを生じさせる摩擦板（１２）と、を備えてなり、前記回転軸（９）の回動方向に応じて前記摩擦トルクを増加又は減少させるように構成したヒンジにおいて、上記支持板（４）に上記回転軸（９）と平行に支持ピン（７）を取り付けると共に、上記移動部材（１５）の下部にスライド孔１７を形成して、該スライド孔（１７）に上記支持ピン（７）をスライド自在に挿通せしめ、上記回転軸（９）の左右の回転に伴って、上記移動部材（１５）が上記圧縮バネ（１８）を圧縮あるいは緩める方向に移動自在し得るように構成したことを特徴とするヒンジ。
請求項１に記載のヒンジを、機器本体と開閉部材との間の両端部に、特性が互いに逆となるようにそれぞれ設けて構成したことを特徴とするヒンジユニット。