JP5135958B2 - ヒンジ装置及びそのヒンジ装置を備えた機器 - Google Patents

Description

本発明は、部材間を連結し、各部材の開閉や部材の回転等の交差する軸を中心とした２軸操作を可能にしたヒンジ装置に関し、特に、部材を開閉可能に支持する開閉軸が回転角度に応じて偏心させるヒンジ装置及びヒンジ装置を備えた機器に関する。

ディジタルカメラ等の機器では、筐体部とモニタ部とを連結するヒンジ装置が設置され、このヒンジ装置は、筐体部とモニタ部との開閉操作やモニタ部の回動操作を実現している。このようなヒンジ装置には、機器の仕様や一定角度で停止できる等の機能を実現するため、例えば、各軸に独立した回転角度を規制する機能、各軸に一定の摺動回転トルクの発生機能、各軸に一定角度の位置で回転抵抗を生じさせるクリック感発生機能等が求められている。

このようなヒンジ装置に関し、特許文献１には、開閉軸及び回転軸を直交させた２軸ヒンジにおいて、開閉軸側の本体と回転軸側の蓋とを離間させた構成が開示されている。また、特許文献２には、本体と別部材であるパネル部に２つの円弧状のガイド部を備える操作部が固定され、本体側に取り付けられた固定部がガイド部に挿入されることにより、本体に対してパネル部を回動させるヒンジ機構が開示されている。
特開２００２−２２７８２６号公報（要約及び図１等） 実開昭５５−１６６８７６号明細書及び図面

ところで、ヒンジ装置を備える機器では、開閉可能な２つの筐体部材がヒンジ装置によって結合されており、ヒンジ装置を中心に開閉軸を回転させて筐体部材を開閉し、また、ヒンジ装置は機器の内部に設置されて隠蔽される。しかも、各筐体部材は、機器の表示部や本体装置を構成し、機器内部に設置されるヒンジ装置より大きい厚みを備えている。このような筐体部材を機器内部に設置されたヒンジ装置で開閉すれば、筐体部材の縁部間に開閉軌跡上に干渉を生じ、互いの筐体部材の対向する縁部が当接して開閉できなくなる。これを回避するため、筐体部材側の形状を規制し、互いの筐体部材間に所要の空隙を設けることが必要となる。機器側の筐体部材の形状変更には限界があり、筐体部材側の大きさ、形状に変更を来すことなく、所望の開閉を行うための機構が要請されている。

このような課題について、特許文献１、２には開示がなく、その解決手段についての開示や示唆もない。

そこで、本発明の目的は、筐体部材の開閉等に用いられるヒンジ装置に関し、開閉される筐体部材側に干渉を来すことがない開閉機能を実現することにある。

また、本発明の他の目的は、斯かるヒンジ装置を備えた機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、偏心回転を可能にした軸に第１のカム機構と第２のカム機構とを備え、第１のカム機構は、軸に取り付られた偏心カムにより、回転角度に応じて偏心させ、第２のカム機構は、偏心回転する軸を軸上のばねの復元力により偏心位置から軸受の中心方向に復帰力を作用させ、軸の偏心回転を可能にしており、軸の偏心方向はガイド部材によって規制される。この場合、軸の偏心回転とは、軸の回転中心位置が回転角度によって変位することであり、その偏心方向がガイド部材によってガイドされている。斯かる構成により、上記目的が達成される。

上記目的を達成するため、本発明の第１の側面は、ヒンジ装置であって、軸受部に回転可能かつ偏心可能に支持された軸と、前記軸に取り付けられた偏心カムにより、前記軸の回転角度に応じて前記軸を偏心させる第１のカム機構と、前記第１のカム機構により偏心する前記軸を前記軸上に設置されたばねの復元力により偏心位置から前記軸受部の軸受中心方向に復帰力を作用させる第２のカム機構と、前記軸受部に設置され又は前記軸受部と別個に設置され、前記軸を挿通させて移動方向を規制するガイド部材とを備えることである。斯かる構成により、上記目的が達成される。

上記目的を達成するためには、上記ヒンジ装置において、好ましくは、前記第２のカム機構は、前記軸に軸方向に摺動可能に取り付けられた球面部を持つカムと、前記軸受部に取り付けられて前記カムの前記球面部と接触し、前記カムを摺動可能に支持する球面受け部と、前記軸に設置されて前記カムに復元力を作用させ、前記カムの前記球面部を前記球面受け部に押し当てるばねとを備える構成としてもよい。斯かる構成によっても、上記目的が達成される。

上記目的を達成するためには、上記ヒンジ装置において、好ましくは、前記ガイド部材は、前記軸受部に設置されて前記軸の変位方向又は復帰方向を案内するガイド孔を備え、このガイド孔に前記軸を挿通させた構成としてもよい。斯かる構成によっても、上記目的が達成される。

上記目的を達成するためには、上記ヒンジ装置において、好ましくは、前記ガイド部材は、前記第２のカム機構の、前記軸に軸方向に摺動可能に取り付けられた球面部を持つカムに接触し、前記カムを摺動可能に支持する球面受け部を備える構成としてもよい。斯かる構成によっても、上記目的が達成される。

上記目的を達成するため、本発明の第２の側面は、ヒンジ装置を備えた機器であって、既述のヒンジ装置を備えた構成である。斯かる構成により、上記目的が達成される。

以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。

(1) 軸の回転角度に応じて軸の回転中心を変位させることができ、軸受部を固定した部材と軸側に固定される部材との距離を軸の偏心回転による角度に応じて変化させ、その偏心方向及び距離がガイド部材によって規制でき、その偏心方向及び距離に応じて部材間の開閉の自由度を高めることができる。

(2) 軸受部を固定した部材と軸側に固定される部材との距離を軸の偏心回転による角度に応じて変化させることができるので、筐体部材の開閉等に用いれば、開閉される筐体部材間の干渉を防止できる。

(3) 斯かるヒンジ装置を備えた機器によれば、部材間の干渉を防止でき、干渉を回避するための部材の厚みや形状に制限を受けることがなく、設計の自由度を高めることができる。

(4) 軸受部を固定した部材と軸側に固定される部材との距離を軸の偏心回転による角度に応じて変化させることができるので、例えば、開閉途上と開又は閉位置との部材間の距離を異ならせ、部材間に開閉のための隙間等の対策が不要となる。

〔第１の実施の形態〕

本発明の第１の実施の形態について、図１を参照する。図１は、ヒンジ装置を示す斜視図である。

このヒンジ装置２には、図１に示すように、開閉軸４と、軸受部６、８とが備えられ、開閉軸４には、各軸受部６、８側のそれぞれに第１及び第２のカム機構１０、１２が備えられている。

開閉軸４は、軸受部６、８に回転可能かつ偏心可能に支持された軸の一例であって、この開閉軸４の中間部には、一定範囲で回転させる回転軸１４が取り付られている。軸受部６、８には、固定孔９が形成されている。開閉軸４を貫通させた回転軸１４の一端部と開閉軸４との間には回転にクリック感やトルク感を生じさせる回転トルク機構１６が設けられている。回転軸１４の他端部には固定部材１８が取り付られ、固定部材１８には固定孔１９が形成され、係止片２１が形成されている。

カム機構１０は、回転角度に応じて開閉軸４を偏心させる手段であって、開閉軸４に取り付られた偏心カム２０と、カムフォロア２２との接触関係により開閉軸４の回転角度に応じて開閉軸４を偏心させる。

また、カム機構１２は、偏心位置から回転中心方向に復帰力を作用させる手段であって、カム機構１０により偏心する開閉軸４を開閉軸４上に設置されたコイルばね２４の復元力により偏心位置から各軸受部６、８の軸受中心の方向に復帰力を作用させている。

このような構成によれば、矢印Ｎｘで示すように、開閉軸４を回転させると、偏心回転が可能な開閉軸４は、偏心カム２０とカムフォロア２２との接触関係から、その回転角度に応じて回転中心が変位する。また、開閉軸４に回転可能に支持されている回転軸１４は、矢印Ｎｙで示すように回転させることができ、回転トルク機構１６によって所定の回転角度でクリック感を生じさせることができる。

次に、開閉軸４及びカム機構１０、１２について、図２、図３及び図４を参照する。図２は、ヒンジ装置の一部を切断して示した正面図、図３は、ヒンジ装置の分解斜視図、図４は、球面受け部を示す図である。図２、図３及び図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。

開閉軸４には、図２及び図３に示すように、カム固定部２６、カム支持部２８、ばね支持部３０及び軸受部３２が形成されている。カム固定部２６は開閉軸４の両端部に形成され、カム機構１０の偏心カム２０が取り付けられる。カム支持部２８にはカム機構１２の球体カム３４が支持される。ばね支持部３０はカム支持部２８より径大であって、カム機構１２のコイルばね２４に挿入されてコイルばね２４を支持する。軸受部３２は中央の径大部分であって、開閉軸４と直交する回転軸１４を回転可能に支持する手段であり、軸受部３２とばね支持部３０との境界部には段部３７が形成されている。

カム機構１０は、軸受部６又は軸受部８に突設したカムフォロア２２と、偏心カム２０とで構成されている。偏心カム２０には固定孔４０が形成され、この固定孔４０には開閉軸４のカム固定部２６が挿入されて固定される。

カム機構１２は、球体カム３４、コイルばね２４及び球面受け部４２で構成されている。球体カム３４は、中心に摺動孔４４を備える円環状であって、コイルばね２４側をフラット面部４６、球面受け部４２側に半球面部４８を備え、開閉軸４のカム支持部２８に軸方向に摺動可能に取り付けられている。球面受け部４２は、球体カム３４を受ける手段であるとともに、移動する開閉軸４のガイド部材であって、図４の（Ａ）に示すように、半球面部４８より小さい直径の円孔部５０と、図４の（Ｂ）に示すように、軸受部６又は軸受部８に固定する長円状の嵌合突部５２と、開閉軸４の移動をガイドする長円状のガイド孔５３とを備えている。この球面受け部４２は、軸受部６又は軸受部８に固定されて球体カム３４の半球面部４８を円孔部５０の縁部に接触させて球体カム３４を摺動可能に支持する。また、ガイド孔５３は、開閉軸４のカム支持部２８を挿通させ、開閉軸４の偏心移動を案内するとともに、その変位方向を規制する。この実施の形態では、図４の（Ｃ）に示すように、球面受け部４２の中心に対し、開閉軸４を移動させるに必要な開閉軸４より大きい直径の球面部を持つ長円状のガイド孔５３が形成され、ガイド孔５３の長径Ｌｍが開閉軸４の移動範囲である。

軸受部６又は８には、球面受け部４２を固定するための固定手段として嵌合窓部５４が形成され、この嵌合窓部５４には嵌合突部５２を嵌合させ、球面受け部４２が固定される。コイルばね２４はばね支持部３０によって圧縮状態で支持されており、軸受部３２の段部３７と、球体カム３４のフラット面部４６との間にコイルばね２４の復元力が作用する。従って、球体カム３４の半球面部４８が球面受け部４２の円孔部５０に押し当てられ、適当な押圧力を作用させている。

次に、回転軸１４及び回転トルク機構１６について、図５を参照する。図５は、回転軸、ストッパ部及び回転トルク機構を示す図である。図５において、図１〜図３と同一部分には同一符号を付してある。

開閉軸４の軸受部３２には、図５に示すように、平坦部６２が形成され、この平坦部６２にはストッパ部材６４が設置されている。このストッパ部材６４には、ストッパ部６６６７が形成されるとともに、軸受部３２の軸受孔６８に対応する透孔７０が形成され、この透孔７０を挟んで係止凹部７２が形成されている。ストッパ部材６４の上部にはばね板７４が設置され、このばね板７４は、固定片７６を係止凹部７２に挿入して回転阻止が図られている。このばね板７４には、回転軸１４を挿通させる挿通孔７８が形成されているとともに、クリック感を発生させるための突部８０が形成されている。また、ばね板７４の上面には、回転軸１４の先端部に固定されるカム板８２が設置され、このカム板８２には、ストッパ部６６、６７に係止されるストッパ部８４が形成されているとともに、突部８０に対応する切欠凹部８６が形成されている。

回転軸１４の径小部８８が軸受部３２の軸受孔６８に支持されることにより回転軸１４は回転可能であり、カム板８２のストッパ部８４がストッパ部材６４のストッパ部６６に当たる部分を開始点とすれば、回転によってストッパ部６７に当たる部分を終点とする範囲で回転し、ばね板７４の押圧力によるトルク感と、回転途上で切欠凹部８６にばね板７４の突部８０が嵌まり込む位置でばね板７４の押圧力の開放によるクリック感を生じる。

次に、カム機構１０について、図６を参照する。図６は、カム機構の偏心カム及びカムフォロアを示す図である。図６において、図１〜図３と同一部分には同一符号を付してある。

この偏心カム２０は、図６に示すように、楕円部９０を備えるとともに、カムフォロア２２によって回転を停止するためのストッパ部９２を備えている。楕円部９０は、最小径Ｒmin から最大径Ｒmax までの緩やかなカム面９４を備え、偏心カム２０は偏心可能な開閉軸４に固定されているので、図６の実線で示す位置から偏心カム２０が回転し、その回転角度θの回転位置（即ち、破線で示す位置）では、カムフォロア２２と開閉軸４の中心を結ぶ軸線上において、開閉軸４がΔＬだけ変位することになる。即ち、このように開閉軸４が偏心状態になる。

そこで、このようなヒンジ装置２の機能について、図７を参照する。図７は、カム機構による開閉軸の偏心回転を示す図である。図７において、図１〜６と同一部分には同一符号を付してある。

今、偏心カム２０が図７の（Ａ）に示す位置にあるとすれば、開閉軸４を反時計方向（矢印Ｎｘ方向）に回転させると、カムフォロア２２にカム面９４が接触して偏心カム２０が回転し、図７の（Ａ）に示す位置から、図７の（Ｂ）、（Ｃ）の位置を経てカムフォロア２２にストッパ部９２に当たる位置即ち、図７の（Ｄ）に示す位置で停止する。この回転範囲において、カムフォロア２２と偏心カム２０の回転中心Ｏは、偏心カム２０の最小径Ｒmin から最大径Ｒmax の範囲で変位する。この場合、図７の（Ａ）は、偏心カム２０の最小径Ｒmin にカムフォロア２２が接触しているので、開閉軸４はカムフォロア２２に最も近づき、図７の（Ｃ）は、偏心カム２０の最大径Ｒmax にカムフォロア２２が接触しているので、開閉軸４はカムフォロア２２から最も離れることになる。この変位について、特定の一点として例えば、カムフォロア２２の中心と開閉軸４の回転中心Ｏとを結ぶ中心線上の距離の変化即ち、開閉軸４の変位ΔＬは、
ΔＬ＝Ｒmax −Ｒmin ・・・(1)
となる。従って、Ｒmax とＲmin との差を大きくすれば、それに比例して開閉軸４の変位ΔＬが大きくなる。

このカム機構１０の機能に対し、カム機構１２は、開閉軸４を軸受部６、８の中心即ち、球面受け部４２の中心方向に復帰させる機能を果たす。この機能について、図８は、偏心する開閉軸のカム機構による復帰動作を示す図である。図８において、図１〜７と同一部分には同一符号を付してある。

図８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、図７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に対応し、図８の（Ａ）では、偏心カム２０の最小径Ｒmin にカムフォロア２２が接触しているので、球体カム３４の半球面部４８の中心が球面受け部４２の円孔部５０の中心に一致した位置となる。これに対し、カムフォロア２２との接触位置が偏心カム２０の最小径Ｒmin から最大径Ｒmax に移行すると、開閉軸４の変位ΔＬに応じて図８の（Ｃ）に示すように、球体カム３４の半球面部４８が球面受け部４２の円孔部５０の中心から変位した位置にせり上がり、コイルばね２４は最大圧縮状態となり、その復元力が球体カム３４と球面受け部４２との間に作用することになる。このような復元力を受けると、球体カム３４の半球面部４８は球面受け部４２の円孔部５０の中心方向に移動する力ｆを受け、中心方向に移動し、復帰する。

このような偏心動作が得られるヒンジ装置２では、開閉軸４の回転位置に応じて開閉軸４の回転中心を変位させることができ、軸受部６、８を固定した部材と開閉軸４側に固定される部材との距離を開閉軸４の偏心回転による角度に応じて変化させることができ、部材間の開閉の自由度を高めることができることになる。

この場合、開閉軸４の偏心回転について、図９を参照すると、図９の（Ａ）は、図７の（Ａ）及び図８の（Ａ）の位置に対応しており、開閉軸４は球面受け部４２の中心側に位置している。図９の（Ｂ）は、図７の（Ｃ）及び図８の（Ｃ）の位置に対応しており、偏心カム２０の長径部分がカムフォロア２２に接触し、開閉軸４がカムフォロア２２から最も離間しているが、この開閉軸４の偏心移動及びその範囲はガイド孔５３によって規制されている。

〔第２の実施の形態〕

本発明の第２の実施の形態について、図１０及び図１１を参照する。図１０は、ヒンジ装置を示す斜視図、図１１は、偏心動作を示す図である。図１０及び図１１において、図１と同一部分には同一符号を付してある。

第１の実施の形態では、偏心カム２０とストッパ部９２とを一体に構成し、ストッパ部９２がカムフォロア２２に当たることにより、開閉軸４を停止させる構成であったのに対し、第２の実施の形態では、図１０に示すように、偏心カム２０とストッパ９６とを分離して構成したものである。

ストッパ９６は、図１１の（Ａ）に示すように、開閉軸４に固定される円形の固定部９８と、この固定部９８から突出した矩形状のストッパ部１００とによって構成され、カムフォロア２２と無関係にストッパ部１００が回転する構成である。

斯かる構成によれば、開閉軸４を図１１の（Ａ）の位置から反時計方向（矢印Ｎｘ方向）に回転すると、図１１の（Ｂ）に示す位置に移動し、ストッパ部１００は図１１の（Ｃ）の位置に至り、ストッパ部１００が軸受部６又は軸受部８の固定部１０２に形成されている係止窓部１０４に当たるので、開閉軸４はそれ以上の回転が阻止され、停止状態となる。

次に、偏心カム２０について、図１２及び図１３を参照する。図１２は、偏心カム及びカムフォロアを示す図、図１３は、偏心動作を示す図である。図１２及び図１３において、図１、図６又は図１１と同一部分には同一符号を付してある。

この偏心カム２０は長円形であって、図１２に示すように、滑らかな曲面を成すカム面９４を有し、このカム面９４は、開閉軸４の中心Ｏから最大径Ｒmax と最小径Ｒmin を備える曲面である。従って、図１３の（Ａ）に示す位置から図１３の（Ｂ）に示す位置に偏心カム２０が回転すると、図１３の（Ｂ）に示す位置では、カムフォロア２２に対して偏心カム２０が最大径Ｒmax の位置となり、二点鎖線で示す位置からすると、開閉軸４は変位ΔＬを生じ、さらに、図１３の（Ｃ）に示す位置に回転すると、開閉軸４の中心Ｏは、図１３の（Ｂ）に示す位置よりカムフォロア２２に近い位置に偏心する。

この場合、開閉軸４の偏心回転について、図１４を参照すると、図１４の（Ａ）は、図１３の（Ａ）の位置に対応しており、開閉軸４は球面受け部４２の中心側に位置している。図１４の（Ｂ）は、図１３の（Ｂ）の位置に対応しており、偏心カム２０の長径部分がカムフォロア２２に接触し、開閉軸４がカムフォロア２２から最も離間しているが、この開閉軸４の偏心移動及びその範囲はガイド孔５３によって規制されている。

〔第３の実施の形態〕

本発明の第３の実施の形態について、図１５及び図１６を参照する。図１５は、偏心カム及びカムフォロアを示す図、図１６は、偏心動作を示す図である。図１５及び図１６において、図１又は図１３と同一部分には同一符号を付してある。

この実施の形態の偏心カム２０は、図１５に示すように、滑らかな曲面を成すカム面９４上に、カムフォロア２２に合致する例えば、円形の第１の凹部１０６を備えており、この凹部１０６は、開閉軸４の中心Ｏから最小径Ｒmin を構成している。この最小径Ｒmin の部分から時計方向に一定角度として例えば、４５〔度〕の位置には最大径Ｒmax が設定され、この最大径Ｒmax の部分から時計方向に一定角度として例えば、４５〔度〕の位置に最小径Ｒmin となる第２の凹部１０８が形成されている。

このような偏心カム２０を用いれば、図１６の（Ａ）に示すように、カムフォロア２２が偏心カム２０の凹部１０６に嵌まり込み、開閉軸４は停止状態となる。この位置から反時計方向（矢印Ｎｘ方向）に回転させると、図１６の（Ｂ）に示すように、偏心カム２０の最大径Ｒmax の位置がカムフォロア２２に接触し、このとき、開閉軸４は図１６の（Ａ）の位置より最小径Ｒmin と最大径Ｒmax との差である変位ΔＬだけ変位する。

そして、この最大径Ｒmax の位置から反時計方向に回転を進めると、凹部１０８にカムフォロア２２が嵌まり込み、最小径Ｒmin の位置で偏心カム２０及び開閉軸４が停止することになる。

いずれの凹部１０６、１０８においても、カムフォロア２２が嵌まり込むので、開閉軸４は確実に停止されるとともに、既述のカム機構１２による加圧トルクが加わることにより、凹部１０６、１０８から離脱させようとすれば、その加圧トルクに打ち勝ち、かつ凹部１０６又は凹部１０８とカムフォロア２２との係合を解くための力を加えることが必要となる。このため、開閉軸４には安定した停止状態が得られる。

この場合、開閉軸４の偏心回転について、図１７を参照すると、図１７の（Ａ）は、図１６の（Ａ）の位置に対応しており、開閉軸４は球面受け部４２の中心側に位置している。図１７の（Ｂ）は、図１６の（Ｂ）の位置に対応しており、偏心カム２０の長径部分がカムフォロア２２に接触し、開閉軸４がカムフォロア２２から最も離間しているが、この開閉軸４の偏心移動及びその範囲はガイド孔５３によって規制されている。

〔他の実施の形態〕

上記実施の形態では、ガイド部材を構成するガイド孔５３を備える球面受け部４２を軸受部６又は８に一体に構成したが、別個に構成してもよい。

上記実施の形態では、ガイド部材を構成するガイド孔５３を球面受け部４２と一体に構成したが、別個に構成してもよい。

上記実施の形態において、各部材は金属として例えば、ステンレススチールで構成すればよいが、合成樹脂で形成してもよい。

〔第１の実施例〕

本発明のヒンジ装置を備えた機器の第１の実施例について、図１８を参照する。図１８は、第１の実施の形態である図１〜図８に示すヒンジ装置を備えた機器の一例を示す斜視図である。図１８において、図１〜図８と同一部分には同一符号を付してある。

ヒンジ装置２を備える機器２００は、第１の部材として筐体２０２と第２の部材として筐体２０４とを備えており、筐体２０２、２０４間をヒンジ装置２で連結させたものである。筐体２０２にはヒンジ装置２の軸受部６、８を固定ねじ２０６で固定し、また、筐体２０４は、ヒンジ装置２の固定部材１８を固定ねじ２０８を以て固定している。

斯かる構成によれば、ヒンジ装置２の開閉軸４の回転機能により、筐体２０２に対して筐体２０４を開閉軸４を中心に矢印Ｎｘで示す方向に開閉させることができるとともに、筐体２０２と筐体２０４との距離を開閉軸４の偏心回転による角度に応じて変位させることができる。

〔第２の実施例〕

本発明のヒンジ装置を備えた機器の第２の実施例について、図１９及び図２０を参照する。図１９は、第２の実施の形態である図９〜図１３に示すヒンジ装置を備えた機器の一例を示す斜視図、図２０は、筐体を開いた状態の機器を示す斜視図である。図１９、図２０において、図９〜図１３と同一部分には同一符号を付してある。

この実施例においても、図１９に示すように、第１の実施例と同様に、ヒンジ装置２の開閉軸４の回転機能により、筐体２０２に対して筐体２０４を開閉軸４を中心に矢印Ｎｘで示す方向に開閉させることができ、また、筐体２０２と筐体２０４との距離を開閉軸４の偏心回転による角度に応じて変位させることができる。

また、この実施例では、図２０に示すように、筐体２０４を筐体２０２から９０〔度〕だけ回転させると、ストッパ９６が開閉軸４の回転を阻止し、筐体２０２に対して筐体２０４を直角状態で維持することができ、筐体２０４は回転軸１４を中心に矢印Ｎｙ方向に回転させることができる。

〔第３の実施例〕

本発明のヒンジ装置を備えた機器の第３の実施例について、図２１及び図２２を参照する。図２１及び図２２は、第１の実施の形態である図１〜図８に示すヒンジ装置を備えた機器の開閉動作を示す図である。図２１及び図２２において、図１〜図８、図１８と同一部分には同一符号を付してある。

機器２００の筐体２０２にはヒンジ装置２の軸受部６、８が固定されて開閉軸４が支持され、また、筐体２０４には回転軸１４が取り付けられている。図２１の（Ａ）に示す状態は、筐体２０２と筐体２０４とが直角に維持されている。

この状態から筐体２０４を時計方向（矢印Ｎｘ方向）に回転させると、図２１の（Ｂ）、（Ｃ）、図２２の（Ｄ）、図２２の（Ｅ）の各位置を経て筐体２０４は筐体２０２側に閉じられる。

筐体２０４の回転において、カム機構１０の偏心カム２０はカムフォロア２２に接触し、図２１の（Ｃ）の位置から図２２の（Ｄ）に示す最大径Ｒmax の位置を通過し、筐体２０２に対して筐体２０４が最も近づく位置で、開閉軸４が変位し、筐体２０２から筐体２０４が遠ざかり、両者の接触が回避されている。そして、偏心カム２０の最小径Ｒmin の位置では、筐体２０２に対し筐体２０４を保持するための保持力が最も高く、安定した閉状態が維持される。

以上述べたように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は、発明を実施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。

本発明は、ヒンジ装置及びそのヒンジ装置を備えた機器であって、軸の回転位置に応じて軸の回転中心を変位させることができ、軸受部を固定した部材と軸側に固定される部材との距離を軸の偏心回転による角度に応じてガイド部材によって規制された案内方向及び規制範囲内で変化させることができ、部材間の開閉の自由度を高めることができ、軸受部を固定した部材と軸側に固定される部材との距離を軸の偏心回転による角度に応じて変化させることができるので、筐体部材の開閉等に用いれば、開閉される筐体部材側に干渉を防止できる等、有用性が高い。また、互いの筐体部材間に設けていた空隙の幅を小さくし、極めて接近した状態に配置することができるので、互いの筐体部材の表面を連続面に近い形態とすることができるため、機器全体の美的外観を向上させることができる。

第１の実施の形態に係るヒンジ装置を示す斜視図である。 ヒンジ装置の一部を切断して示した正面図である。 ヒンジ装置の分解斜視図である。 球面受け部を示す図である。 回転軸、ストッパ部及び回転トルク機構を示す図である。 第１のカム機構の偏心カム及びカムフォロアを示す図である。 第１のカム機構による偏心動作を示す図である。 第２のカム機構による復帰動作を示す図である。 開閉軸の変位及び球面受け部のガイド孔の機能を示す図である。 第２の実施の形態に係るヒンジ装置を示す斜視図である。 開閉軸の回転及びストッパ動作を示す図である。 第１のカム機構の偏心カム及びカムフォロアを示す図である。 第１のカム機構による偏心動作を示す図である。 開閉軸の回転及びストッパ動作を示す図である。 第３の実施の形態に係る第１のカム機構の偏心カム及びカムフォロアを示す図である。 第１のカム機構による偏心動作を示す図である。 開閉軸の回転及びストッパ動作を示す図である。 ヒンジ装置を備えた機器の第１の実施例を示す図である。 ヒンジ装置を備えた機器の第２の実施例を示す図である。 第２の実施例に係る機器の開いた状態を示す図である。 第３の実施例に係る機器の開閉動作を示す図である。 図２１に続く機器の開閉動作を示す図である。

符号の説明

２ ヒンジ装置
４ 開閉軸
６、８ 軸受部
１０ 第１のカム機構
１２ 第２のカム機構
２０ 偏心カム
２２ カムフォロア
２４ コイルばね
３４ 球体カム
４２ 球面受け部
５３ ガイド孔
２００ 機器

Claims (5)

1. 軸受部に回転可能かつ偏心可能に支持された軸と、
   前記軸に取り付けられた偏心カムにより、前記軸の回転角度に応じて前記軸を偏心させる第１のカム機構と、
   前記第１のカム機構により偏心する前記軸を前記軸上に設置されたばねの復元力により偏心位置から前記軸受部の軸受中心方向に復帰力を作用させる第２のカム機構と、
   前記軸受部に設置され又は前記軸受部と別個に設置され、前記軸を挿通させて移動方向を規制するガイド部材と、
   を備えることを特徴とする、ヒンジ装置。
2. 請求項１に記載のヒンジ装置において、
   前記第２のカム機構は、前記軸に軸方向に摺動可能に取り付けられた球面部を持つカムと、
   前記軸受部に取り付けられて前記カムの前記球面部と接触し、前記カムを摺動可能に支持する球面受け部と、
   前記軸に設置されて前記カムに復元力を作用させ、前記カムの前記球面部を前記球面受け部に押し当てるばねとを備えることを特徴とする、ヒンジ装置。
3. 請求項１に記載のヒンジ装置において、
   前記ガイド部材は、前記軸受部に設置されて前記軸の変位方向又は復帰方向を案内するガイド孔を備え、このガイド孔に前記軸を挿通させたことを特徴とする、ヒンジ装置。
4. 請求項３に記載のヒンジ装置において、
   前記ガイド部材は、前記第２のカム機構の、前記軸に軸方向に摺動可能に取り付けられた球面部を持つカムに接触し、前記カムを摺動可能に支持する球面受け部を備えることを特徴とする、ヒンジ装置。
5. 請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４のヒンジ装置を備えたことを特徴とする、ヒンジ装置を備えた機器。

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