JP5467187B2 - ヒンジ装置及びヒンジ装置を用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、パソコン等の折り畳み式開閉機器に用いられるヒンジ装置及びヒンジ装置を用いた電子機器に関する。

パソコン等の折り畳み式開閉機器において、ディスプレー表示部の開き角度は使用者によって種々異なることから、どの開き角度においてもその位置でディスプレー表示部が保持できるような所謂フリーストップ機構を備えたヒンジ装置が用いられている。この種のヒンジ装置として、ヒンジ筒の内側にヒンジ軸が挿通され、ヒンジ軸とヒンジ筒との間に摩擦回転抵抗を生じるタイプのヒンジ装置が知られている。

ヒンジ軸とヒンジ筒との間に摩擦回転抵抗を生じるタイプのヒンジ装置は、例えば、ヒンジ軸を断面楕円形状に設け、円形状のヒンジ筒の内部には、徐々に盛り上がる壁面部を形成し、ヒンジ軸の回転に伴い、ヒンジ軸の外周面が前記壁面部に摺接して、摩擦回転抵抗を徐々に大きくするもの（実開平３−５０１７８号公報）や、ヒンジ軸を断面楕円形状に設け、円形状のヒンジ筒の内部には、内径が連続的に変化する段部を形成し、ヒンジ軸の回転に伴い、ヒンジ軸の外周面が前記段部に摺接して、摩擦回転抵抗を徐々に大きくするもの（特開平８−１２１００９号公報）等が提案されている。
実開平３−５０１７８号公報 特開平８−１２１００９号公報

上述したヒンジ装置において、ヒンジ筒の内部に徐々に盛り上がる壁面部を形成するものや、ヒンジ筒の内部に内径が連続的に変化する段部を形成するものは、当然ながら、ヒンジ筒の内部に別途、徐々に盛り上がる壁面部や連続的に変化する段部を形成しなければならない。

本発明は、ヒンジ筒の内部に別途、徐々に盛り上がる壁面部や連続的に変化する段部を形成することなく、しかも、簡単な構成で、回転範囲が異なると回転トルクも異なり得る構造のヒンジ装置を提案するものである。

本願第１請求項に記載した発明は、後記具体例で用いた符号を付して記すと、一の部材と他の部材が開閉する機器に用いられるヒンジ装置であって、前記一の部材に連結するヒンジ筒４の内側に、前記他の部材に連結するヒンジ軸３が挿通され、前記ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３は、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗が生じるタイプのヒンジ装置Ｈにおいて、
前記ヒンジ筒４は、前記一の部材に連結する連結部９を備え、前記ヒンジ軸３は、その両端部に前記他の部材に連結する連結部１０，１０を備え、
前記前記ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３の双方の端部との間に形成される筒状空間部５０，５０と、前記各筒状空間部５０，５０の箇所に装着される筒状体５，５と、前記各筒状体５，５の端縁に形成される凹み部８，８と、前記各凹み部８，８の円周方向の両側に形成される段部６，６と、前記ヒンジ軸３の前記双方の連結部１０，１０に設けられるピン７，７と、を備え、
前記ヒンジ筒４と前記双方の筒状体５，５は、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗を生じるように設けられ、
前記双方の筒状体５，５と前記ヒンジ軸３は、相対回転自在に設けられ、
前記ヒンジ軸３の前記双方のピン７は、前記双方の筒状体５，５の前記各凹み部８，８の箇所に位置しているとともに、前記ヒンジ軸３と前記双方の筒状体５，５の相対回転により、当該各ピン７，７が前記各段部６，６の一方又は他方に当接する位置関係を備えていることを特徴とするヒンジ装置である。

また、本願第２請求項に記載した発明は、操作部１１を備えた本体部１と、ディスプレー表示部１２を備えた回動部２との間に、前記請求項１のヒンジ装置Ｈを設けたことを特徴とするヒンジ装置を用いた電子機器である。

上述した第１のヒンジ装置Ｈによれば、前記ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３の相対回転によって、当初、前記筒状体５は前記ヒンジ筒４と同行回転している。そして、前記ピン７が、前記筒状体５の前記一方又は他方の段部６に当接すると、爾後、ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３の相対回転に伴い、ピン７と筒状体５は同行回転する。

筒状体５がピン７と同行回転すると、爾後、筒状体５とヒンジ筒４は相対回転し、これらの間に摩擦回転抵抗が生じる。即ち、本発明のヒンジ装置Ｈは、ヒンジ筒４、ヒンジ軸３及び筒状体５の三者間において、ヒンジ筒４とヒンジ軸３との間に相対回転が生じると、筒状体５はヒンジ筒４と同行回転するので、ヒンジ軸３は筒状体５に対し相対回転する。その後、ピン７が、筒状体５の前記一方又は他方の段部６に当接すると、爾後、ピン７と筒状体５は同行回転する。筒状体５がピン７と同行回転すると、爾後、筒状体５とヒンジ筒４は相対回転し、これらの間に摩擦回転抵抗が生じる。

従って、本発明のヒンジ装置Ｈにおいては、ヒンジ筒４とヒンジ軸３との相対回転により、ヒンジ軸３の前記ピン７が、筒状体５の前記凹み部８の前記一方の段部６と他方の段部６との間を相対回転する「ヒンジ軸３の第１回転範囲」と、前記ピン７が、前記凹み部８の前記一方又は他方の段部６に当接した状態で前記筒状体５と共に回転移行する「ヒンジ軸３の第２回転範囲」とを備える。

ヒンジ装置Ｈの摩擦回転抵抗は、前記の第１回転範囲では、ヒンジ軸３とヒンジ筒４との間における回転抵抗のみであるが、前記の第２回転範囲では、第１回転範囲における回転抵抗に、更に筒状体５とヒンジ筒４との間における回転抵抗が加わることになる。

以上のように、本発明のヒンジ装置によれば、簡単な構成で、回転範囲が異なると回転トルクも異なり得る構造のヒンジ装置を得ることができ、これにより、従来のヒンジ装置のようなヒンジ筒の内部に別途、徐々に盛り上がる壁面部や連続的に変化する段部を形成することを要しない。また、本発明によれば、改良されたヒンジ装置を具備する電子機器を得ることができる。

本発明の一具体例に係るヒンジ装置を携帯電話機に用いた状態を示す斜視図である。 本発明の一具体例に係るヒンジ装置をノート型パソコンに用いた状態を示す斜視図である。 本例のヒンジ装置を示す斜視図である。 本例のヒンジ装置を示す分解斜視図である。 本例のヒンジ装置を示す断面図であって、（ａ）は筒状体５を備えた図、（ｂ）は筒状体５を外して筒状空間部５０を示す図である。 本例のヒンジ装置を示す一部切欠き斜視図であって、（ａ）（ｂ）（ｃ）は順次、ヒンジ軸３が作動した状態を示す図である。 本例のヒンジ装置を示す一部切欠き側面図であって、（ａ）（ｂ）（ｃ）は順次、ヒンジ軸３が作動した状態を示す図である。 本例の電子機器を示す側面図であって、（ａ）（ｂ）（ｃ）は順次、回動部２が作動した状態を示す図である。 本例のヒンジ軸３の連結部１０と、これに装着されるピン７を示す斜視図である。 本例のヒンジ軸３の連結部１０と、これに突設されるピン７を示す斜視図である。 本例のヒンジ装置を示す一部切欠き側面図であって、図１０におけるピン７を用いた場合の図である。 本例のヒンジ装置を示す一部切欠き側面図であって、図１０におけるピン７を用いた場合の図である。 本例のヒンジ装置を示す一部切欠き側面図であって、（ａ）（ｂ）（ｃ）は順次、ヒンジ軸３が作動した状態を示す図である。 本発明の他の具体例に係るヒンジ装置を示す分解斜視図である。 本発明の他の具体例に係るヒンジ装置を示す分解斜視図である。

図１及び図２において、本発明のヒンジ装置Ｈは、操作部１１を備えた本体部１に対し、ディスプレー表示部１２を備えた回動部２が回動する電子機器に用いられる。ヒンジ装置Ｈは、ヒンジ筒４の内側にヒンジ軸３が挿通される。ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３は、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗が生じる。

この例では、ヒンジ筒４に連結部９を延設し、この連結部９を本体部１に連結する。また、ヒンジ軸３の端部をヒンジ筒４の外部に延設して連結部１０を形成し、この連結部１０を回動部２に連結する。

更に、図３〜図５に示すように、本例のヒンジ装置Ｈは、ヒンジ筒４の内側にヒンジ軸３が挿通された際、ヒンジ筒４とヒンジ軸３との間に筒状空間部５０が形成される。

この筒状空間部５０の箇所には、筒状体５が装着される。この筒状体５は、ヒンジ軸３に対し相対回転自在に設けられるが、ヒンジ筒４に対しては、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗を生じるように設けられている。

尚、ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３の相対回転により、摩擦回転抵抗が生じるのは、図５の間隔Ａの部位である。また、筒状体５とヒンジ軸３が相対回転自在に設けられ、且つ、筒状体５とヒンジ筒４の相対回転により摩擦回転抵抗が生じるのは、間隔Ｂの部位である。

前記筒状体５は、その端縁に凹み部８が形成されている。この凹み部８の円周方向の両側には、段部６，６が形成されている。

また、ヒンジ軸３には、ピン７が設けられる。このピン７は、筒状体５の前記凹み部８の箇所に位置している。そして、ヒンジ軸３と筒状体５の相対回転により、当該ピン７が前記段部６，６の一方又は他方に当接する位置関係を備えている。

以上のように構成される本例のヒンジ装置Ｈにおいて、ヒンジ筒４とヒンジ軸３の相対回転が、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、前記ピン７が筒状体５の前記一方の段部６に当接する箇所と、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、ピン７が他方の段部６に当接する箇所との間、この例では、１２０°の範囲では、ヒンジ筒４とヒンジ軸３の相対回転により、これらの間に摩擦回転抵抗が生じる。このとき、筒状体５は前記ヒンジ筒４と同行回転する。

更に、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示す位置から、図６（ｃ）及び図７（ｃ）に示す位置（この例では１２０°の位置から１８０°の位置）へとヒンジ軸３が回転して、ピン７が筒状体５を同行回転させると、この同行回転により、筒状体５とヒンジ筒４は相対回転し、これらの間に摩擦回転抵抗が生じる。

上述した例では、０°〜１２０°の間（ヒンジ軸３の第１回転範囲）ではヒンジ筒４とヒンジ軸３との相対回転による摩擦回転抵抗が生じ、１２０°〜１８０°の間（ヒンジ軸３の第２回転範囲）では、更に筒状体５とヒンジ筒４との相対回転による摩擦回転抵抗が加わることになる。

また、図６（ｃ）及び図７（ｃ）に示す状態を、図８（ａ）の二点鎖線の回動部２が本体部１に重なり合わさっている状態に対応させてみると、回動部２を０〜１２０°開放する迄は、前記の「ヒンジ軸３の第１回転範囲」であり、所定の摩擦回転抵抗が生じる。更にこの１２０°を越えると、上記の「ヒンジ軸３の第２回転範囲」に移行し、更なる摩擦回転抵抗が加わる（図８（ｂ）（ｃ）における実線の回動部２）。これにより、フリーストップ作用が発揮されて、所望位置でディスプレー表示部（回動部２）を保持することができる。

図８（ｃ）における実線の回動部２を、本体部１に重ね合わせようとすると、図８（ｂ）における二点鎖線の回動部２の６０°の箇所から、更なる摩擦回転抵抗が加わることになり、回動部２の回転ストッパーとしての作用を奏する。これにより、ディスプレー表示部（回動部２）の急激な本体部への閉塞動作を緩和させることができる。

本例のヒンジ装置Ｈにおいて、ピン７は、図９に示すように、ヒンジ軸３とは別部材であるが、図１０及び図１１に示すように、ヒンジ軸３に一体形成してもよい。また、図１２及び図１３に示すように、ピン７を複数形成したり、筒状体５に突き当たり部６０を形成して、この突き当たり部６０にピン７を当接させるようにしてもよい。

尚、図１２及び図１３に示すヒンジ装置において、筒状体５に突き当たり部６０を形成する例では、突き当たり部６０が形成されていない部位が、前例の凹み部８に相応し、また、突き当たり部６０の両側が、前例の段部６，６に相応する。従って、この筒状体５に突き当たり部６０を形成する例においても、前例と同様の構成を備えるとともに、前例同様の作用効果を奏するものである。

図１４及び図１５は、本発明の他の具体例を示すもので、前例同様に、ヒンジ筒４の内側にヒンジ軸３が挿通され、ヒンジ筒４とヒンジ軸３は、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗が生じるタイプのヒンジ装置Ｈである。

この例のヒンジ装置Ｈは、ヒンジ軸３の一方の端部に、サブヒンジ軸３０を設ける。サブヒンジ軸３０は、ヒンジ筒４に装着されるものであり、ヒンジ軸３の軸線と同一軸線上に位置している。

この例では、ヒンジ筒４とヒンジ軸３及び、ヒンジ筒４とサブヒンジ軸３０は、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗を生じるように設けられている。

また、ヒンジ軸３とサブヒンジ軸３０との対向部の一方には、凹み部８が形成され、他方には、ピン７が設けられている。前記凹み部８の円周方向の両側には、段部６，６が形成される。

そして、ピン７は、凹み部８の箇所に位置しているとともに、ヒンジ筒４と、ヒンジ軸３との相対回転により、当該ピン７が段部６，６の一方又は他方に当接する位置関係を備えている。

この例では、ヒンジ軸３にピン７が設けられ、サブヒンジ軸３０に凹み部８が形成されている。尚、図１５に示す具体例では、図１４の具体例とは反対に、ヒンジ軸３に凹み部８が形成され、サブヒンジ軸３０にピン７が設けられている。

図１４及び図１５に示すヒンジ装置Ｈによれば、ヒンジ筒４とヒンジ軸３の相対回転によって、摩擦回転抵抗を生じる。このとき、サブヒンジ軸３０は、ヒンジ筒４と同行回転する。更に、ヒンジ筒４とヒンジ軸３の相対回転が進むと、前記ピン７と、前記一方又は他方の段部６との当接により、爾後、サブヒンジ軸３０は、ヒンジ軸３と同行回転する。

サブヒンジ軸３０がヒンジ軸３と同行回転すると、ヒンジ筒４との間に摩擦回転抵抗が生じる。即ち、本例のヒンジ装置Ｈは、ヒンジ筒４、ヒンジ軸３及びサブヒンジ軸３０の三者間において、ヒンジ筒４とヒンジ軸３との間に相対回転が生じると、サブヒンジ軸３０はヒンジ筒４と同行回転する。その後、ピン７が、前記一方又は他方の段部６に当接すると、爾後、サブヒンジ軸３０がヒンジ軸３と同行回転するので、サブヒンジ軸３０とヒンジ筒４は相対回転し、これらの間に摩擦回転抵抗が生じる。

従って、本例のヒンジ装置Ｈにおいては、ヒンジ筒４とヒンジ軸３との相対回転により、ピン７が、凹み部８の前記一方の段部６と他方の段部６との間を相対回転する「ヒンジ軸３の第１回転範囲」と、ピン７が、凹み部８の前記一方又は他方の段部６に当接した状態で前記サブヒンジ軸３０と共に回転移行する「ヒンジ軸３の第２回転範囲」とを備える。

ヒンジ装置Ｈの摩擦回転抵抗は、前記の第１回転範囲では、ヒンジ軸３とヒンジ筒４との間における回転抵抗のみであるが、前記の第２回転範囲では、第１回転範囲における回転抵抗に、更にサブヒンジ軸３０とヒンジ筒４との間における回転抵抗が加わることになる。

以上説明した各例のヒンジ装置において、例えば第１具体例では筒状体５を２つ用いて説明したが、２つに限られずに１つでもよく、また、図１２及び図１３に示す具体例では筒状体５を1つ用いて説明したが、筒状体５を２つ用いてもよい。このように、本発明は、上述した具体例に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜の改変を加えることができるものである。

以上のように、本発明の各ヒンジ装置によれば、簡単な構成で、回転範囲が異なると回転トルクも異なり得る構造のヒンジ装置を得ることができ、これにより、従来のヒンジ装置のようなヒンジ筒の内部に別途、徐々に盛り上がる壁面部や連続的に変化する段部を形成することを要しない。また、本発明によれば、改良されたヒンジ装置を具備する電子機器を得ることができる。

本発明のヒンジ装置は、パソコン等を対象とするものであるが、その他、化粧用コンパクト、ドア、便器の蓋等、開閉又は回動するものでその開閉又は回動にフリーストップの要請があるもの一般に適用することが可能である。

Ｈ ヒンジ装置
１ 本体部
２ 回動部
３ ヒンジ軸
３０ サブヒンジ軸
４ ヒンジ筒
５ 筒状体
５０ 筒状空間部
６ 段部
６０ 突き当たり部
７ ピン
８ 凹み部
９ 連結部
１０ 連結部
１１ 操作部
１２ ディスプレー表示部
Ａ 間隔
Ｂ 間隔

Claims (2)

1. 一の部材と他の部材が開閉する機器に用いられるヒンジ装置であって、前記一の部材に連結するヒンジ筒４の内側に、前記他の部材に連結するヒンジ軸３が挿通され、前記ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３は、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗が生じるタイプのヒンジ装置Ｈにおいて、
   前記ヒンジ筒４は、前記一の部材に連結する連結部９を備え、前記ヒンジ軸３は、その両端部に前記他の部材に連結する連結部１０，１０を備え、
   前記前記ヒンジ筒４と前記ヒンジ軸３の双方の端部との間に形成される筒状空間部５０，５０と、前記各筒状空間部５０，５０の箇所に装着される筒状体５，５と、前記各筒状体５，５の端縁に形成される凹み部８，８と、前記各凹み部８，８の円周方向の両側に形成される段部６，６と、前記ヒンジ軸３の前記双方の連結部１０，１０に設けられるピン７，７と、を備え、
   前記ヒンジ筒４と前記双方の筒状体５，５は、これらの相対回転により、摩擦回転抵抗を生じるように設けられ、
   前記双方の筒状体５，５と前記ヒンジ軸３は、相対回転自在に設けられ、
   前記ヒンジ軸３の前記双方のピン７は、前記双方の筒状体５，５の前記各凹み部８，８の箇所に位置しているとともに、前記ヒンジ軸３と前記双方の筒状体５，５の相対回転により、当該各ピン７，７が前記各段部６，６の一方又は他方に当接する位置関係を備えていることを特徴とするヒンジ装置。
2. 操作部１１を備えた本体部１と、ディスプレイ部１２を備えた回動部２との間に、前記請求項１記載のヒンジ装置Ｈを設けたことを特徴とするヒンジ装置を用いた電子機器。
   

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