JP4902520B2

JP4902520B2 - ヒンジ装置並びにスライド装置並びにこれらを用いた電子機器

Info

Publication number: JP4902520B2
Application number: JP2007330612A
Authority: JP
Inventors: 芳隆林
Original assignee: Strawberry Corp
Current assignee: Advanex Motion Design Inc
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: JP2009150515A

Description

本発明は、ノート型パソコン，携帯電話，モバイル等の電子機器の枢着部に設けるヒンジ装置並びにスライド装置並びにこれらを用いたノート型パソコン，携帯電話，モバイル等の電子機器に関するものである。

従来、ヒンジ装置の軸受部や軸部などのヒンジ部品、スライド装置のスライドガイド部やスライド部などのスライド部品は、互いに摺動する摺動部品であるため強度・耐食性等からステンレスなどの金属で形成し、形状が複雑なものについては金属では成形できないため樹脂で成形していたが、樹脂の場合は複雑な形状でも成形できる反面、強度や摺動耐久性に劣ったり、また逆に強度や摺動耐久性に秀れる樹脂材は、入手が容易でなかったりコスト高となったりする場合がある。

一方、近年リキッドメタルなどの金属ガラスが開発され、強度がありながら、複雑な形状でも溶かして容易に成形でき、更に金型から出てからの収縮も少ないため３Ｄカムなど精度を要求される複雑な形状部品でも精度良く簡易に成形できる。その他この金属ガラス部品には様々な利点がある。

しかし、前記ヒンジ部品や前記スライド部品を単にこの金属ガラスで成形して金属ガラス部品としたのでは摺動耐久性に劣ることがわかった。

即ち、金属ガラス部品同士を摺動させる実験を行ったところ、摺動を繰り返すと削れて粉がでることもあり、摩耗が生じ耐久性に劣ることがわかった。

従って、単に金属ガラスでヒンジ部品やスライド部品を成形すると、前述のように様々な利点を有するものの、摺動を繰り返すヒンジ装置やスライド装置において重要な摺動抵抗（トルク）が変動し安定せず摺動耐久性に劣る欠点がある。

また、この摺動耐久性の欠点の原因は、強度によることだとしても金属ガラスは焼鈍など熱処理による硬度調整ができない。

本発明は、金属ガラスを摺動部品（ヒンジ部品やスライド部品）に用いることで、即ち、ヒンジ装置の摺動部品である軸部及び軸受部（ヒンジ部品）あるいはスライド装置の摺動部品であるスライドガイド部及びスライド部（スライド部品）を金属ガラスを用いて成形した金属ガラス部品として、強度があって耐食性もあり且つ複雑な形状でも容易に精度良く成形できるヒンジ装置並びにスライド装置並びにこれらを用いた電子機器を提供すると共に、これにあたって前記問題点があることを見い出し、この問題点をメッキによる表面処理によって表面硬度や表面性状をコントロールして金属ガラス部品でありながら、摺動抵抗が安定し、摺動耐久性が向上し、繰り返し使用してもトルクが劣化しにくい画期的なヒンジ装置並びにスライド装置並びにこれらを用いた電子機器を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

第一部材１と第二部材２とを回動自在に連結するヒンジ装置であって、前記第一部材１若しくは前記第二部材２に連結する第一連結部７と軸受部３とを一体成形した軸受パーツと、前記軸受部３に相対回動自在に係合連結する軸部４と前記第二部材２若しくは前記第一部材１に連結する第二連結部８とを一体成形した軸パーツとから成り、前記軸受パーツ及び前記軸パーツの双方を、各元素の原子径を比較した際に互いの原子径が１２％以上異なる３元素以上の多元素で構成される金属ガラスで成形した金属ガラス部品で構成し、前記軸受パーツの軸受部３の摺動面及び前記軸パーツの軸部４の摺動面、又は、前記軸受パーツ及び前記軸パーツの全表面にメッキ層を形成したことを特徴とするヒンジ装置に係るものである。

また、前記メッキ層は、ニッケルメッキ層としたことを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置に係るものである。

また、前記メッキ層は、下地として銅メッキを施した後にニッケルメッキを施して形成したことを特徴とする請求項２記載のヒンジ装置に係るものである。

また、操作部を設けた本体部と、ディスプレイ部を設けた重合部とを、重合した状態から前記重合部を相対的に起伏回動できるように、前記本体部と前記重合部とを起伏回動自在に連結するヒンジ装置を有し、このヒンジ装置には、前記本体部を前記第一部材１若しくは第二部材２とし、前記重合部を前記第二部材２若しくは第一部材１とした前記請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒンジ装置を用いたことを特徴とするヒンジ装置を用いた電子機器に係るものである。

また、第一部材１と第二部材２とをスライド自在に連結するスライド装置であって、前記第一部材１若しくは前記第二部材２に連結する第一連結部９とスライドガイド部５とを一体成形したスライドガイドパーツと、前記スライドガイド部５に相対スライド自在に係合連結するスライド部６と前記第二部材２若しくは前記第一部材１に連結する第二連結部10とを一体成形したスライドパーツとから成り、前記スライドガイドパーツ及び前記スライドパーツを、各元素の原子径を比較した際に互いの原子径が１２％以上異なる３元素以上の多元素で構成される金属ガラスで成形した金属ガラス部品で構成し、前記スライドガイドパーツのスライドガイド部５の摺動面及び前記スライドパーツのスライド部６の摺動面、又は、前記スライドガイドパーツ及び前記スライドパーツの全表面にメッキ層を形成したことを特徴とするスライド装置に係るものである。

また、前記メッキ層は、ニッケルメッキ層としたことを特徴とする請求項４記載のスライド装置に係るものである。

また、前記メッキ層は、下地として銅メッキを施した後にニッケルメッキを施して形成したことを特徴とする請求項５記載のスライド装置に係るものである。

また、操作部を設けた本体部と、ディスプレイ部を設けた重合部とを重合配設し、この本体部に対して重合部を相対的に重合面に対してスライドして本体部の一部若しくは全部を露出させることができるように本体部と重合部とをスライド装置によって連結し、このスライド装置には、前記本体部を前記第一部材１若しくは前記第二部材２とし、前記重合部を前記第二部材２若しくは前記第一部材１とした前記請求項５〜７のいずれか１項に記載のスライド装置を用いたことを特徴とするスライド装置を用いた電子機器に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、ヒンジ装置の摺動部品である軸部及び軸受部（ヒンジ部品）あるいはスライド装置の摺動部品であるスライドガイド部及びスライド部（スライド部品）を金属ガラスを用いて成形した金属ガラス部品として、強度があって耐食性もあり且つ複雑な形状でも容易に精度良く成形でき、しかもこの金属ガラス部品とした前記摺動部品の摺動面（全面でも良い）をメッキ処理することで表面硬度や表面性状をコントロールして金属ガラス部品でありながら、摺動抵抗が安定し、摺動耐久性が向上し、繰り返し使用してもトルクが劣化しにくい画期的なヒンジ装置並びにスライド装置並びにこれらを用いた電子機器となる。

また、請求項２，６記載の発明においては、一層本発明の前記作用・効果が良好に発揮され、また、請求項３，７記載の発明においては、更に一層本発明の前記作用・効果が良好に発揮され、本発明を一層容易に実現できる極めて実用性に秀れたヒンジ装置並びにスライド装置並びにこれらを用いた電子機器となる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

ヒンジ装置の摺動部品である軸受部３とこれに相対回動自在に係合する軸部４，又はスライド装置の摺動部品であるスライドガイド部５とこれに相対スライド自在に係合するスライド部６とを、従来のようにステンレス等の金属や単なる硬質樹脂で成形するのではなく、リキッドメタルなどの金属ガラスで成形する。

金属ガラスは、原子が無秩序な状態のアモルファス金属で、原子が規則正しく並んだ結晶状態の普通の金属に比べて強くてしなやかで、非常に錆びにくく、磁気特性も秀れる。また、普通の金属に比べて成形加工性に秀れている。

言い換えると、金属ガラスは、結晶構造を持たないアモルファス金属材料で、高機能，高精度，省エネ加工が可能で、また従来のアモルファス金属が急冷の必要性などから非常に薄いものしかできなかったのに対して、近年研究開発が進み厚みのある形状の製品が可能となった。

具体的には、例えばチタン，ジルコニウム，銅及びバリウムから成る合金で、８００℃程度の熱でプラスチックのように成形が自由自在なリキッドメタルなどのアモルファス金属であり、このようにジルコニウム系やマグネシウム系など組成が３元素以上の多元素で、各原子の径が１２％以上異なって各元素が化合物化しやすいことを条件に、ゆっくり冷やすことで厚みのある板状にでも成形できるものである。

このような特性のあるリキッドメタルなどの金属ガラスで摺動部品（ヒンジ部品やスライド部品）を成形することで、アモルファス故に強度があり、耐食性に秀れ、複雑な形状でもプラスチックのように容易に成形が可能で、また成形後収縮率が低く、３Ｄカムなどの高精度が要求される摺動部品でもあるいは金属成形は困難な形状でもプラスチックのように容易に精度の高い成形が行える。

一方、単なる金属ガラスで成形しただけでは、摺動部品において重要な摺動抵抗（トルク）が安定せず摺動耐久性に劣る。即ち、携帯電話，ノート型パソコンやモバイル等において１０万回の開閉使用に耐える必要があるが、単なる金属ガラス部品では所望の摺動抵抗（トルク）が生じるように設けても、希望回数の半分の５万回程度で摺動抵抗が半減してしまい実用化できないことがわかった。

これに対して本発明は、摺動部品を金属ガラスで成形した金属ガラス部品とし、更にこの全面若しくは少なくとも摺動面となる表面にメッキを施すことで、摺動耐久性がステンレス等の普通の金属と同等あるいはそれ以上の耐久性を保持でき得る。

即ち、例えば実施例に示すように１０万回開閉を繰り返してもトルクは、初期の所望値に対して数％しか変動しないことが確認できた。

本発明は、メッキを表面に施すことで、金属ガラスの利点を有しつつ、しかも表面強度をコントロールあるいは表面性状をコントロールして摩耗しにくくトルクが安定し１０万回以上摺動を繰り返しても摺動抵抗が変化しにくい摺動耐久性にも秀れたヒンジ部品あるいはスライド部品を提供できることとなる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

図１〜図９は、第一部材１と第二部材２とを回動自在に連結するヒンジ装置に本発明を適用したものであるが、図１〜図５の第一実施例及び図６〜図９の第二実施例は、いずれもノート型パソコンに用いるヒンジ装置に適用したもので、前記第一部材１に連結する第一連結部７に設ける軸受部３と、この軸受部３に相対回動自在に係合連結され前記第二部材２に連結する第二連結部８に設ける軸部４とから成り、第一実施例では金属成形は困難な形状の軸受部３に軸部４を係合連結し、この軸部４を付勢体12で押圧部11を介して押圧して所望の摺動（回動）抵抗が生じるように構成し、第二実施例では、断面形状の設定によって断面Ｃ状の軸受部３で軸部４を弾圧抱持して所望の摺動（回動）抵抗が生じるように構成し、この軸受部３及び軸部４を夫々金属ガラスで成形した金属ガラス部品で構成し、この各金属ガラス部品３，４の相対回動時の摺動面となる表面を含む全表面あるいは摺動面を含む一部表面にメッキ層を形成したヒンジ装置としている。

前記メッキ層は、ニッケルメッキ層としているが、電解メッキでも無電解メッキでも良い。

具体的には、光沢バレルを施した後に下地層として銅メッキを施した後にニッケルメッキを施して形成している。これによりコスト高とならず容易にメッキを施せ、しかもこのメッキの耐久性にも秀れる。また、前述のようにこのメッキ処理により摺動抵抗（トルク）が安定し、摺動耐久性が良好となる画期的な本発明を容易に実現できる。

即ち本実施例では、操作部を設けた本体部（第一部材）１と、ディスプレイ部を設けた重合部（第二部材）２とを、重合した状態から前記重合部２を相対的に起伏回動できるように、前記本体部１と前記重合部２とを起伏回動自在にヒンジ装置で連結し、このヒンジ装置のヒンジ部品（摺動部品）である前記軸受部３及び軸部４を双方とも金属ガラス部品とし、双方ともその互いに摺動面を含む全表面若しくは一部表面にニッケルメッキ処理を施した構成としている。

また、図１０〜図１２は、第一部材１と第二部材２とをスライド自在に連結するスライド装置に本発明を適用したものであるが、この図１０〜図１２に示す第三実施例は、携帯電話に用いるスライド装置に適用したもので、前記第一部材１に連結する第一連結部９に設けるスライドガイド部５と、このスライドガイド部５に相対スライド自在に係合連結され前記第二部材２に連結する第二連結部10に設けるスライド部６とを、金属ガラスで成形した金属ガラス部品で構成し、この各金属ガラス部品５，６の相対回動時の摺動面となる表面を含めて全表面あるいは一部表面に前記メッキ層を形成したスライド装置としている。

即ち、本実施例では、操作部を設けた本体部（第一部材）１と、ディスプレイ部を設けた重合部（第二部材）２とを重合配設し、この本体部１に対して重合部２を相対的に重合面に対してスライドして本体部１の一部若しくは全部を露出させることができるように本体部１と重合部２とをスライド装置によって連結し、このスライド装置の前記摺動部品のスライドガイド部５，スライド部６の双方を金属ガラス部品とし、この双方の摺動面にメッキ処理を施した構成としている。

いずれの実施例においてもメッキ層は、各金属ガラス部品３，４、５，６の摺動内面だけに形成しても良いし、その他、例えば図１２(ｂ)に示すように、前記スライドガイド部５の内側に更に設ける摺動部品５Ａのみ（この摺動部品５Ａ）の全表面あるいは少なくともこの摺動面のみにメッキ層を設けても良い。

また、第一実施例での軸受部３，軸部４を、ニッケルメッキ層を施した金属ガラス部品３，４として行った摺動耐久性の実験結果を図１３に示す。

ステンレス等の通常の金属では成形が困難な形状の軸受部３である前記第一実施例において、この軸受部３及び軸部４を金属ガラス部品３，４とし、これに数μｍ（８μｍ）程度のニッケルメッキ層を施して、所望の約２Ｎ・ｃｍの摺動抵抗（回動抵抗）が生じるように設定し、１０万回の摺動を繰り返す摺動耐久テストを夫々２回行ったが、この実験結果に示すように、要求される１０万回の摺動を行っても、開き方向の回動に際しても、閉じ方向の回動に際してもその摺動（回動）に必要なトルク（Ｎ・ｃｍ）の値は１０万回繰り返しても変動は数％（３％）程度であり、摺動面の摩耗も生じずトルクは変動せず常に安定し１０万回の予定使用頻度に対して耐久性があることが確認できた。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

例えば、スライド装置において、摺動部品であるスライドガイド部５とスライド部６とは直線レール部とこれに係合するスライダー部としても良いが、回動スライドの場合は、円弧状溝部とこれに係合するピン部でも良く、またこの回動スライドの場合は、回動支点部の枢着部も摺動部品となることもあり、これらを金属ガラスで成形する実施例もある。

本実施例の説明斜視図である。本実施例の要部の斜視図である。本実施例の要部の分解斜視図である。本実施例の要部の正断面図である。本実施例の要部の側断面図である。第二実施例の説明斜視図である。第二実施例の要部の斜視図である。第二実施例の要部の分解斜視図である。第二実施例の要部の側断面図である。第三実施例の説明斜視図である。第三実施例の要部の分解斜視図である。（ａ）は第三実施例の要部の説明正断面図であり、（ｂ）はこの別例を示す要部の説明正断面図である。第一実施例の摺動耐久性が向上したことを示す耐久テストの２回分の実験結果を示す表である。

１第一部材（本体部）
２第二部材（重合部）
３軸受部（金属ガラス部品）
４軸部（金属ガラス部品）
５スライドガイド部（金属ガラス部品）
６スライド部（金属ガラス部品）
７第一連結部
８第二連結部
９第一連結部
10 第二連結部

Claims

第一部材と第二部材とを回動自在に連結するヒンジ装置であって、前記第一部材若しくは前記第二部材に連結する第一連結部と軸受部とを一体成形した軸受パーツと、前記軸受部に相対回動自在に係合連結する軸部と前記第二部材若しくは前記第一部材に連結する第二連結部とを一体成形した軸パーツとから成り、前記軸受パーツ及び前記軸パーツの双方を、各元素の原子径を比較した際に互いの原子径が１２％以上異なる３元素以上の多元素で構成される金属ガラスで成形した金属ガラス部品で構成し、前記軸受パーツの軸受部の摺動面及び前記軸パーツの軸部の摺動面、又は、前記軸受パーツ及び前記軸パーツの全表面にメッキ層を形成したことを特徴とするヒンジ装置。
前記メッキ層は、ニッケルメッキ層としたことを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
前記メッキ層は、下地として銅メッキを施した後にニッケルメッキを施して形成したことを特徴とする請求項２記載のヒンジ装置。
操作部を設けた本体部と、ディスプレイ部を設けた重合部とを、重合した状態から前記重合部を相対的に起伏回動できるように、前記本体部と前記重合部とを起伏回動自在に連結するヒンジ装置を有し、このヒンジ装置には、前記本体部を前記第一部材若しくは第二部材とし、前記重合部を前記第二部材若しくは第一部材とした前記請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒンジ装置を用いたことを特徴とするヒンジ装置を用いた電子機器。
第一部材と第二部材とをスライド自在に連結するスライド装置であって、前記第一部材若しくは前記第二部材に連結する第一連結部とスライドガイド部とを一体成形したスライドガイドパーツと、前記スライドガイド部に相対スライド自在に係合連結するスライド部と前記第二部材若しくは前記第一部材に連結する第二連結部とを一体成形したスライドパーツとから成り、前記スライドガイドパーツ及び前記スライドパーツを、各元素の原子径を比較した際に互いの原子径が１２％以上異なる３元素以上の多元素で構成される金属ガラスで成形した金属ガラス部品で構成し、前記スライドガイドパーツのスライドガイド部の摺動面及び前記スライドパーツのスライド部の摺動面、又は、前記スライドガイドパーツ及び前記スライドパーツの全表面にメッキ層を形成したことを特徴とするスライド装置。
前記メッキ層は、ニッケルメッキ層としたことを特徴とする請求項４記載のスライド装置。
前記メッキ層は、下地として銅メッキを施した後にニッケルメッキを施して形成したことを特徴とする請求項５記載のスライド装置。
操作部を設けた本体部と、ディスプレイ部を設けた重合部とを重合配設し、この本体部に対して重合部を相対的に重合面に対してスライドして本体部の一部若しくは全部を露出させることができるように本体部と重合部とをスライド装置によって連結し、このスライド装置には、前記本体部を前記第一部材若しくは前記第二部材とし、前記重合部を前記第二部材若しくは前記第一部材とした前記請求項５〜７のいずれか１項に記載のスライド装置を用いたことを特徴とするスライド装置を用いた電子機器。