JP5112093B2 - 小型ヒンジ並びにこの小型ヒンジを用いた小型電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、小型電子機器を構成するところの、上面に操作部を設けた第１の筐体と、少なくとも下面にディスプレイ部を設けた第２の筐体を、折り畳み可能に連結する際に用いて好適な、それ自身がロック機能を有する小型ヒンジ並びにこの小型ヒンジを用いた小型電子機器に関する。

従来、ノート型パソコンや電子手帳に代表される小型電子機器においては、上面にキーボードのような操作部を設けた第１の筐体と、少なくとも下面にディスプレイ部を設けた第２の筐体を、互いに２つ折可能に連結するさまざまな小型ヒンジが提案されている。これらの小型ヒンジは通称チルトヒンジと呼ばれており、例えば下記特許文献１に記載されているように、装置本体（第１の筐体）側へ取り付けられる取付部材と、この取付部材の軸支部に回転可能に取り付けられた回転シャフトと、この回転シャフトに取り付けられたところの蓋体（第２の筐体）を支持する支持部材と、この支持部材と前記取付部材の間に回転シャフトを貫通させて取り付けたフリクション機構を構成するフリクションプレートと同じく回転シャフトを貫通させて取り付けたロック機構を構成するカムプレートとで、構成されている。
特開２００１−０３２８２３号公報

上記した特許文献１に記載されたものは、ロック機構によって第１の筐体と第２の筐体とを閉成状態と開成状態を安定的に保つことができ、中間開成角度においては、フリクション機構により停止保持することができるように構成されているが、とくにフリクション機構によるフリクション機能は、永年使用すると経時的変化を生じ、初期設定時のフリクショントルクを安定維持できないという問題があった。

また、上述した特許文献１に記載されたものや、その他の公知の小型ヒンジは、一度第１の筐体と第２の筐体を連結してしまうと、その後、第１の筐体と第２の筐体を簡単に分離することができなかった。

本発明の目的は、小型電子機器における第１の筐体と第２の筐体をその閉成状態と開成状態において安定的にロック保持でき、さらに中間開成角度においても、永年使用による経時的変化を生じさせることがなく、安定したフリクショントルクを創出できる小型ヒンジ並びにこの小型ヒンジを用いた小型電子機器を提供せんとするにある。

本発明のもう一つの目的は、第１の筐体と第２の筐体を２つ折可能（開閉可能）に連結した小型電子機器において、第１の筐体と第２の筐体を容易に分離できるように構成した小型ヒンジ並びにこの小型ヒンジを用いて小型電子機器を提供せんとするにある。

本発明のもうさらに一つの目的は、第１の筐体と第２の筐体の開閉方向を縦方向と横方向に選択できるように成した小型電子機器を提供せんとするにある。

前記の目的を達成するためにこの発明は、第１の筐体と第２の筐体を折り畳み可能に連結する小型ヒンジであって、取付部とこの取付部より折り曲げて設けた軸支部を有し、前記第１の筐体か第２の筐体のいずれか一方の側へ前記取付部を介して取り付けられる取付部材と、テーパー部を有し、前記軸支部に設けた軸支孔に軸支されたヒンジピン部と、このヒンジピン部を回転規制して受け入れるがその軸方向へは摺動可能となるように収装した収装孔を有し、前記第１の筐体か第２の筐体のいずれか他方に取り付けられる支持部材と、この支持部材の前記収装孔内に収装され、前記ヒンジピン部をそのテーパー部が前記軸支孔へ圧入される方向へ摺動付勢させる弾性手段と、で構成すると共に、前記ヒンジピン部には当該ヒンジピン部を半径方向に貫通するガイド長孔を設け、前記支持部材側には前記ガイド長孔を貫通するガイドピンを設けたことを特徴とする。

さらに、本発明に係る小型ヒンジにおいて、前記軸支部に設けた軸支孔には、当該軸支孔の口径より小幅の第２スリットが設けられ、前記ヒンジピン部は回転が規制されると共に、前記第２スリットを通過できる幅狭部が設けられ、前記第２スリットを介して前記ヒンジピン部の前記幅狭部が前記軸支孔に対して着脱できるように構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明に係る小型ヒンジにおいて、前記支持部材には、前記ヒンジピン部に向けて第１スリットが設けられ、この第１スリットを介して前記軸支部が挿脱されることにより、前記第１スリットを介して前記ヒンジピン部が前記軸支孔に対する着脱が成されるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る小型電子機器は、請求項１乃至４に記載の小型ヒンジを用いたことを特徴とする。

また、本発明に係る小型電子機器は、前記請求項２乃至４のいずれか１項に記載の小型ヒンジを用いることにより、前記第１の筐体と第２の筐体を互いに着脱可能となるように構成したことを特徴とする。

そして、本発明に係る小型電子機器は、前記請求項２乃至４のいずれか１項に記載の小型ヒンジを前記第１の筐体と第２の筐体が重なり合った状態における対角位置に設置し、この設置した各小型ヒンジのＸ方向とＹ方向の交わる位置に２軸のヒンジを設置することにより、前記第１の筐体と第２の筐体を縦方向と横方向の２方向へ開閉可能となるように構成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、軸支孔へヒンジピン部のテーパー部が常に圧接状態で嵌り込む構成なので、第１の筐体と第２の筐体を閉成状態と最大開成状態において、安定的にロック状態とすることができる上に、中間の開成角度においても、常にヒンジピン部のテーパー部が軸支孔へ圧入している構成なので、安定したフリクショントルクを創出でき、永年使用によりテーパー部や軸支孔に磨耗等が生じても、弾性手段がその磨耗に応じて両者の圧接状態を維持するので、永年使用によるフリクショントルクに変化が生じにくく、安定した中間開成角度における安定停止保持状態を実現できるものである。

また、本願発明によれば、軸支部に軸支孔に向けて第２スリットを設け、ヒンジピン部にこの第２スリットを通過できる幅狭部を設けた構成であるので、第１の筐体と第２の筐体の互いの連結、連結分離が容易に行えるという作用効果を奏し得る。

また、本願発明に係る軸支部の軸支孔とヒンジピン部が互いに分離可能な小型ヒンジを用いることにより、第１の筐体と第２の筐体を互いに着脱できる上に、この構成の小型ヒンジと２軸のヒンジを組み合わせて用いることにより、縦方向と横方向の２方向へ２つ折りできる、小型電子機器を提供することができる。

以下にこの発明をノート型パソコンに用いた場合について説明するが、この発明に係る小型ヒンジは、上述したようにノート型パソコン以外の電子手帳、携帯電話機、ＤＶＤモニター等の小型電子機器に用いることができる。

図面はこの発明に係る小型ヒンジ並びにこの小型ヒンジを用いた小型電子機器Ａの１例としてのノート型パソコンを示す。図１乃至図７において、指示記号１のものはその上面にキーボードのような操作部１ａを設けた第１の筐体を示し、指示記号２のものは、下面にディスプレイ部２ａを設けた第２の筐体を示す。

指示記号３のものが、第１の筐体１と第２の筐体２を互いに２つ折り可能に連結することのできる本願発明に係る小型ヒンジである。この小型ヒンジ３は、実施例では左右２個設けられているが、構造は同じなので以下右側の矢印Ｂ視ものについて詳しく説明する。勿論、左側の小型ヒンジ３を右側のものと別構成のものにしても良い。右側の小型ヒンジ３は、例えば第１の筐体の右端部上側に取り付けられる取付部４ａと、この取付部４ａより折り曲げて立ち上がらせた軸支部４ｂを有する取付部材４と、この取付部材４の軸支孔４ｃに連結された、テーパー部５ａを有するヒンジピン部５と、このヒンジピン部５をその軸方向へ摺動可能なるも軸回りの回転を規制させた状態で内部に収装させた収装孔６ａを有し、この収装孔６ａを設けた取付部６ｂを有する支持部材６と、収装孔６ａ内に収装されてヒンジピン部５を一方向へ摺動付勢させる、例えばコンプレッションスプリングのような弾性手段７とから成り、この支持部材６の取付部６ｂは、第２の筐体２の端部へ取り付けられると共に、第１スリット６ｃが設けられ、軸支部４ｂを嵌入させている。尚、ヒンジピン部５を収装孔６ａに回転規制させる手段としては、ヒンジピン部５の外形を変形させ収装孔６ａ内の形状をこの変形させてヒンジピン部に合わせる方法や、図面に示したように収装孔６ａの半径方向へガイドピン８を通し、このガイドピン８を支持部材６の取付部６ｂに取り付け、ヒンジピン部５の側にこのガイドピン８を挿通させるガイド長孔５ｂを設ける方法等があるが、このものに限定されない。要はヒンジピン部が収装孔に対し摺動可能に回転拘束される構成であれば足りる。尚、指示記号９のものは取付部材４の取付部４ａを第１の筐体１側へ固着するビスであり、指示記号７ａのものは収装孔６ａを塞ぐ栓体である。この栓体７ａはヒンジピン部５の構成により、設ける場合と設けなくともよい場合がある。

ヒンジピン部５が収装孔６ａより抜け出ないようにする手段は、上述したように、ガイドピン８とガイド長孔５ｂの組み合わせ以外に、ヒンジピン部５のテーパー部５ａと軸支孔４ｃとの組み合わせ、或はヒンジピン部５に取り付けられた図示してない止め輪等があり、要するにヒンジピン部５が弾性手段７に押されて収装孔６ａより外側へ抜け出ないようにすれば足りる。

テーパー部５ａは、上述したように、ヒンジピン部５に設けられることが好ましく、軸支孔４ｃの方をこのテーパー部５ａに合わせたテーパー孔とすることは任意である。

尚、上述した小型ヒンジ３の構成材料としては、取付部材４とヒンジピン部５は、例えばクロームモリブデン鋼のような耐磨耗性に優れた強度のある材料であることが望ましく、他の支持部材６やガイドピン８等は例えば通常のバネ鋼を用いることができる。

以上のように構成すると、通常時は図７（ａ）に示したように、弾性手段７が常にヒンジピン部５を軸支孔４ｃの方向へ押圧しており、ヒンジピン部５のテーパー部５ａが軸支孔４ｃへ圧入している状態であるので、第１の筐体１と第２の筐体２は、閉成状態と最大開成状態で安定的にロック保持された状態を保つことができる。また、中間開成角度においても、ヒンジピン部５のテーパー部５ａが軸支孔４ｃへ圧入した状態を保つことができるので、第１の筐体１と第２の筐体２を常にフリーストップに停止保持させることができ、この停止保持能力は、永年使用によりテーパー部５ａと軸支孔４ｃの一方向或は双方が磨耗しても、弾性手段７が磨耗した分だけヒンジピン部５のテーパー部５ａを軸支孔４ｃ内へ押圧するので、経時変化を起こすことを可及的に防止できるものである。

第１の筐体１と第２の筐体２の相対的開閉操作は、ヒンジピン部５が収装孔６ａより突出した側の頭部５ｃを押さなくとも、余り支障は生じないが、図７（ｂ）に示したように、ヒンジピン部５の頭部５ｃを押して、テーパー部５ａを軸支孔４ｃより離脱させることにより、よりスムーズになる。

図８〜図１１は、本願発明に係る小型ヒンジ並びに小型電子機器の他の実施例を示し、この実施例に係る小型電子機器Ｂの小型ヒンジ１０（実施例１と同じで左右一対であり、右側のものを示している。）の取付部材１１の取付部１１ａより折り曲げて立設した軸支部１１ｂに設けた軸支孔１１ｃには、第２スリット１１ｄが設けられると共に、略中央部にテーパー部１２ａを有するヒンジピン部１２には、第２スリット１１ｄを通過できる幅の幅狭部１２ｄが形成されている。さらに、幅狭部１２ｄには、ガイド長孔１２ｂが設けられると共に、軸支部１１ｂから弾性手段１４の側に向けて傾斜部１２ｅ、１２ｅが両側より設けられている。尚、傾斜部１２ｅはヒンジピン部１２の片側のみに設けても良い。その他の指示記号１２ｃは頭部である。支持部材１３には、収装孔１３ａと交差して軸支部１１ｂを通過させる第１スリット１３ｃが設けられている。第１スリット１３ｃの幅は、軸支部１１ｂの幅より若干広く形成されている。さらに、指示記号１３ｄのものはガイドピンである。

このように構成すると、例えば取付部材１１を第１の筐体１へ、支持部材１３の取付部１３ｂを第２の筐体２へ取り付けた後、取付部材１１の軸支部１１ｂを支持部材１３の第１スリット１３ｃに嵌入させつつヒンジピン部１２の幅狭部１２ｄを軸支部１１ｂの第２スリット１１ｄへ当てがい、少し強く押すことでヒンジピン部１２が軸支孔１１ｃと連結されることになり、連結作業が極めて容易となる。また、第１の筐体１と第２の筐体２を分離させようとする場合には、ヒンジピン部１２を収装孔１３ａの軸方向へ押し込むことによって、幅狭部１２ｄの位置を第２スリット１１ｄの位置に来させて外すことで可能となるものである。通常時においては、第１の筐体１と第２の筐体２の相対的な開閉操作に伴って、ヒンジピン部１２が軸支孔１１ｃ内で回転するが、第２スリット１１ｄより幅の広いテーパー部１２ａと傾斜部１２ｅが軸支孔１１ｃ内にあることなどから、ヒンジピン部１２が軸支部１１ｂの第２スリット１１ｄを介して軸支孔１１ｃより自然に外へ抜け出てしまうことはない。その他のロック機能については、実施例１のものと同じである。尚、取付部材１１は、これを第２の筐体２側へ取り付け、支持部材１３を第１の筐体１側へ取り付けるようにしても良い。

尚、ヒンジピン部１２の幅狭部１２ｄの形状は、扁平にした形状であるが、この部分を半円形状或は周溝とすることは可能である。また、第２スリット１１ｄの形状は、軸支部１１ｂの外縁に向けて開く形状とするとヒンジピン部１２の着脱がより容易となろう。また、傾斜部１２ｅを設けることは、ヒンジピン部１２のスライド動作がよりスムーズになるという効果を有する。その他、指示記号１ｂのものは取付部材１１の取付部１１ａを第1の筐体１側へ固着するビスであり、指示記号１３ｅのものは収装孔１３ａを塞ぐ栓体である。この栓体１３ｅはヒンジピン部１２の構成により、設ける場合と設けなくともよい場合がある。

さらに、以上いずれの実施例においても、支持部材は第２の筐体と一体的に構成することは任意である。また、支持部材１３に設ける第１スリット１３ｃはこれを省略することは可能である。さらに、ヒンジピン部の形状によっては、収装孔に栓部材を取り付けることにより、ヒンジピン部の収装穴への挿入方向を変えることができ、また、ヒンジピン部に設けるテーパー部の方向を上記実施例のものと逆にした場合には、弾性手段作用方向を上記各実施例のものと逆にすることができる。

小型ヒンジを第２の実施例のように互いに連結、分離可能に構成すると、例えば図１２乃至図１６に示したように、このような構成の小型ヒンジ１０を、小型電子機器Ｃの対角位置に用いることにより、縦方向と横方向の２方向に第１の筐体１と第２の筐体２を２つ折りに折り畳むことができる。即ち、図１２に示したように、実施例２に記載した小型ヒンジ１０、１０を小型電子機器Ｃの後部側右端と前部側左端との対角位置に設置し、さらに後部側左端同士を連結する２軸ヒンジ１５を用いることにより、第２の筐体２を第１の筐体１に対して、縦方向と横方向の２方向へ開閉させることが可能となるものである。この場合、一方の小型ヒンジ１０は、他方の小型ヒンジ１０の動作時には、ロック装置として機能するものである。２軸ヒンジ１５の構成は、保持部材１８に互いに直交する方向に取り付けて成る第１ヒンジ部１７と第２ヒンジ部２０とから成る。第１ヒンジ部１７は、とくに図１３と図１４に示したように、第１の筐体１上に取り付けた取付プレート１６ａとこの取付プレート１６ａより立ち上げた軸支プレート１６ｂから成る取付部材１６と、この取付部材１６の軸支プレート１６ｂに設けた取付孔１６ｃへその取付部２１ｂを挿入固着させた固定筒体２１と、この固定筒体２１の筒部２１ａ内に挿入され圧入ピン２２によって当該筒部２１ａに固定されたフリクションピン２４と、このフリクションピン２４をフリクション回動可能に挿入させるフリクション発生孔２３ａを有する筒部２３ｂと、この筒部２３bの軸方向に設けられた固定部２３cを有し、保持部材１８の変形固定孔１８ａへ挿入され、固定部２３cを固定ピン２３ｄによって固着された回転筒体２３とで構成されている。

第２ヒンジ部２０は、とくに図１５に示したように、保持部材１８に第１ヒンジ部１７と直交する方向に設けた収装孔１８ｂに挿入され、固定ピン２７によってその固定部２６ｂを固定させた固定筒体２６と、この固定筒体２６の筒部２６ａの軸心部軸方向に設けたフリクション発生孔２６ｃ内にフリクション回動可能に挿入されると共に、その一端部側を回転筒体２５の筒部２５ａの軸心部軸方向に設けた固定孔２５ｃに挿入され、圧入ピン２８によって固着されたフリクションピン２９と、回転筒体２５の固定部２５ｂにその取付部１９ａを取り付けられ、第２の筐体２にその支持部１９ｂ、１９ｂを取り付けた支持部材１９とで構成されている。

そして、第１ヒンジ部１７の回動支点は、小型電子機器Ｃの前部側左端の小型ヒンジ１０の回動支点と一致するようにその位置関係が定められており、第２ヒンジ部２０の回動支点は、小型電子機器Ｃの後部側右端の小型ヒンジ１０の回動支点と一致するようにその位置関係が定められている。したがって、第１の筐体１に対する第２の筐体２の縦方向の開閉操作は、小型電子機器Ｃの後部側右端の小型ヒンジ１０と、２軸ヒンジ１５の第２ヒンジ部２０が動作することによって行うことができる。その際に、小型ヒンジ１０にあっては、ヒンジピン部１２のテーパー部１２ａが取付部材１１の軸支孔１１ｃへ圧入しており、第２ヒンジ部２０のフリクションピン２９が固定筒体２６のフリクション発生孔２６ｃ内に圧入しているので、フリクショントルクが発生する。

次に、第２の筐体２の第１の筐体１に対する横方向の開閉操作は、とくに図１６に示したように、小型電子機器Ｃの前部側左端の小型ヒンジ１０と２軸ヒンジ１５の第１ヒンジ部１７が動作することによって行うことができ、その際に、フリクショントルクが発生することは、第２の筐体２の縦方向の開閉操作時と同じである。この場合、小型電子機器Ｃの後部側右側の小型ヒンジ１０はロック装置の役割を果たすことになる。

以上の実施例３の場合、第１ヒンジ部１７と第２ヒンジ部２０のフリクション発生孔２３ａ、２６ｃには、潤滑オイルが充填されている。また、２軸ヒンジ１５の構成は、図示のものに限定されず、その他の公知構成のものを用いることができ、第１ヒンジ部１７と第２ヒンジ部２０の一方或は双方をフリクショントルクを創出しない通常のヒンジとすることは可能である。さらに、フリクションピンは例えば軸方向に２つ割となっているもの、螺旋形状になっているもの、その他のものを用いることができ、要はフリクショントルクを創出できるものであれば足りる。

以上、詳細に説明したように、本発明に係る小型ヒンジは、簡単な構成を有する安価な小型ヒンジとして第１の筐体と第２の筐体から成るノート型パソコン、電子手帳、ＤＶＤモニター、携帯電話機のような小型電子機器の連結手段として用いることができる。

本発明に係る小型ヒンジを用いた小型電子機器の斜視図である。 図１に示した小型ヒンジの拡大斜視図である。 図１に示した小型ヒンジの支持部材の部分の平面図である。 図１に示した小型ヒンジの取付部材の斜視図である。 図１に示した小型ヒンジのヒンジピン部の斜視図である。 図１に示した小型ヒンジの断面図である。 図１に示した小型ヒンジの動作を説明する説明図であり、（ａ）はロック動作時の状態を示し、（ｂ）はロック解除時の状態を示している。 本発明に係る小型ヒンジの他の実施例を示す拡大斜視図である。 図８に示した小型ヒンジの支持部材の部分の平面図である。 図８に示した小型ヒンジの取付部材の斜視図である。 図８に示した小型ヒンジのヒンジピン部を示し、（ａ）は一方の側から見た斜視図、（ｂ）は他方の側から見た斜視図である。 図８乃至図１１に示した小型ヒンジと他の構成の２軸ヒンジを用いて第１の筐体と第２の筐体を２方向へ開閉できるようにした小型電子機器を示す斜視図である。 図１２に示した２軸ヒンジの説明図である。 図１２に示した２軸ヒンジの第１ヒンジ部の縦断面図である。 図１２に示した２軸ヒンジの第２ヒンジ部の縦断面図である。 図１２に示した２軸ヒンジを用いた小型電子機器の動作を説明する説明図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ、Ｃ 小型電子機器
１ 第１の筐体
２ 第２の筐体
３、１０ 小型ヒンジ
４、１１ 取付部材
４ｂ、１１ｂ 軸支部
４ｃ、１１ｃ 軸支孔
５、１２ ヒンジピン部
５ａ、１２ａ テーパー部
５ｂ、１２ｂ ガイド長孔
６、１３ 支持部材
６ａ、１３ａ 収装孔
６ｃ、１３ｃ 第１スリット
７、１４ 弾性手段
８、１３ｄ ガイドピン
１１ｄ 第２スリット
１２ｄ 幅狭部
１５ ２軸ヒンジ
１６ 取付部材
１７ 第１ヒンジ部
１８ 保持部材
１９ 支持部材

Claims (6)

1. 第１の筐体と第２の筐体を折り畳み可能に連結する小型ヒンジであって、取付部とこの取付部より折り曲げて設けた軸支部を有し、前記第１の筐体か第２の筐体のいずれか一方の側へ前記取付部を介して取り付けられる取付部材と、テーパー部を有し、前記軸支部に設けた軸支孔に軸支されたヒンジピン部と、このヒンジピン部を回転規制して受け入れるがその軸方向へは摺動可能となるように収装した収装孔を有し、前記第１の筐体か第２の筐体のいずれか他方に取り付けられる支持部材と、この支持部材の前記収装孔内に収装され、前記ヒンジピン部をそのテーパー部が前記軸支孔へ圧入される方向へ摺動付勢させる弾性手段と、で構成すると共に、前記ヒンジピン部には当該ヒンジピン部を半径方向に貫通するガイド長孔を設け、前記支持部材側には前記ガイド長孔を貫通するガイドピンを設けたことを特徴とする、小型ヒンジ。
2. 前記軸支部に設けた軸支孔には、当該軸支孔の口径より小幅の第２スリットが設けられ、前記ヒンジピン部には、前記第２スリットを通過できる幅の幅狭部が設けられ、前記第２スリットを介して前記ヒンジピン部の前記幅狭部が前記軸支孔に対して着脱できるように構成したことを特徴とする、請求項１に記載の小型ヒンジ。
3. 前記支持部材には、前記ヒンジピン部に向けて第１スリットが設けられ、この第１スリットを介して前記軸支部が挿脱されることにより、前記第１スリットを介して前記ヒンジピン部が前記軸支孔に対する着脱が成されるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の小型ヒンジ。
4. 請求項１乃至３に記載の小型ヒンジを用いたことを特徴とする、小型電子機器。
5. 前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の小型ヒンジを用いることにより、前記第１の筐体と第２の筐体を互いに着脱可能となるように構成したことを特徴とする、小型電子機器。
6. 前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の小型ヒンジを前記第１の筐体と第２の筐体が重なり合った状態における対角位置に設置し、この設置した各小型ヒンジのＸ方向とＹ方向の交わる位置に２軸のヒンジを設置することにより、前記第１の筐体と第２の筐体を縦方向と横方向の２方向へ開閉可能となるように構成したことを特徴とする、小型電子機器。

Images