JP5986156B2 - ヒンジ機構及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、２つの筐体間を回動可能に連結するヒンジ機構及び該ヒンジ機構を備える電子機器に関する。

近年、タッチパネル式の液晶ディスプレイを有し、物理的なキーボードを持たないタブレット型パーソナルコンピュータ（タブレット型ＰＣ）が急速に普及している。タブレット型ＰＣは、持ち運びが容易で入力作業もタッチパネルによって容易に行うことができる。

しかしながら、タブレット型ＰＣは、物理的なキーボードを持たないため、例えば、長文の入力作業等に支障を生じる場合がある。そこで、ディスプレイを有するディスプレイ筐体をキーボードを有する本体筐体に対して１８０度を超えて３６０度まで回動可能としたコンバーチブルタブレット型パーソナルコンピュータ（コンバーチブル型ＰＣ）が提案されている。コンバーチブル型ＰＣでは、通常のノートブック型パーソナルコンピュータ（ノート型ＰＣ）とタブレット型ＰＣの２通りの使用方法が可能であるため、使用者の利便性が非常に高いものとなっている。

このようなコンバーチブル型ＰＣでの３６０度のディスプレイ筐体の回動動作をより円滑なものとするため、特許文献１には本体筐体側とディスプレイ筐体側にそれぞれ回動軸を設けた２軸構造のヒンジ機構が開示されている。

米国特許出願公開第２０１３／０１３５８０９号明細書

上記特許文献１に開示されたヒンジ機構では、凹部を有するカム部材が２つの回動軸のそれぞれに外嵌固定されると共に、これらカム部材の各凹部間に選択的に嵌合するフローティングピンを備える。このフローティングピンの各凹部への嵌合作用により、０度位置から１８０度位置まではディスプレイ筐体側の回動軸のみが回転し、１８０度から３６０度までは本体筐体側の回動軸のみが回転する。これにより、ノート型ＰＣでの使用形態又はタブレット型ＰＣでの使用形態へとディスプレイ筐体を回動させる際の操作性を向上させている。

ところで、上記特許文献１の構成では、ヒンジ機構を構成する２つの回動軸のいずれを回転させるかを１８０度位置でのみ切り換えている。このため、ディスプレイとキーボードが共に上方を向く１８０度位置において、ディスプレイ筐体と本体筐体との間にヒンジ機構に基づく段差を生じるため、この状態での机上等での安定性及び操作性が低下する。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、２つの筐体間の回動動作での操作性が高く、さらに各角度位置での使用時の安定性や操作性を向上させることができるヒンジ機構及び該ヒンジ機構を備える電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係るヒンジ機構は、第１の筐体に固定される第１軸と第２の筐体に固定される第２軸とを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体との間を、各筐体の表面同士が対面する０度位置から各筐体の表面がそれぞれ同一方向を向いて互いに平行する１８０度位置を経て、各筐体の背面同士が対面する３６０度位置まで回動可能に連結するヒンジ機構であって、前記０度位置と第１の角度位置との間では前記第１軸の回転を許容すると共に前記第２軸の回転を規制し、前記第１の角度位置と該第１の角度位置よりも大きい第２の角度位置との間では前記第２軸の回転を許容すると共に前記第１軸の回転を規制し、前記第２の角度位置と前記３６０度位置との間では前記第１軸の回転を許容すると共に前記第２軸の回転を規制する回動軸選択機構部を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、第１軸及び第２軸のいずれを回動軸として回転させるかが、２つの角度位置で切り換わる。このため、当該ヒンジ機構によって連結される第１の筐体と第２の筐体とを所定角度位置、例えば１８０度位置においてフラットに構成することが可能となり、この角度位置を含めた各角度位置において机上等での安定性及び操作性を向上させることができる。また、ヒンジ機構では各角度位置において第１軸又は第２軸が選択的に回転するため、第１の筐体と第２の筐体とを０度位置から３６０度位置まで回動させる際の操作性が高い。

前記第１の角度位置と前記第２の角度位置との間に前記１８０度位置が設定されていると、１８０度位置で第１の筐体と第２の筐体とをフラットに構成することが可能となる。

前記回動軸選択機構部は、前記第１軸に外嵌固定され、外周面に凹部が設けられた第１カム部材と、前記第２軸に外嵌固定され、外周面に凹部が設けられた第２カム部材と、前記第１カム部材の凹部と前記第２カム部材の凹部とに対して選択的に嵌合可能なフローティングピンと、前記第１軸に外嵌固定され、軸方向端面にストッパ片が設けられたストッパカム部材と、前記第２軸に外嵌固定され、軸方向端面に傾斜面が設けられたスパイラルカム部材と、前記第１軸及び前記第２軸に対して回転可能且つ軸方向に移動可能に外挿され、前記スパイラルカム部材の傾斜面によって押圧されて軸方向に移動することで前記ストッパ片に対する係止位置及び非係止位置が切り換わるスライドカム部材とを有する構成であってもよい。

この場合、前記ストッパカム部材及び前記スパイラルカム部材は、それぞれ前記スライドカム部材を跨ぐように前記第１軸の軸方向に並んで一対設けられていてもよい。

また、本発明に係る電子機器は、上記構成のヒンジ機構を備えたことを特徴とする。

この場合、前記第１の筐体は、表面にキーボードを有する本体筐体であり、前記第２の筐体は、表面にディスプレイを有するディスプレイ筐体であり、前記ヒンジ機構は、前記本体筐体の一端部と前記ディスプレイ筐体の一端部との間を回動可能に連結するものであると、ヒンジ機構によってディスプレイ筐体と本体筐体とを円滑に回動させ、さらにフラットに変化させることができる。

前記第１の角度位置では、前記本体筐体の一端部から該一端部とは反対側の他端部に向かう方向に沿って前記第１軸と前記第２軸とが並んで配置されると、当該電子機器をノート型ＰＣの使用形態とした場合に、操作性や外観品質の高いドロップダウン型のヒンジ機構を有する電子機器として使用することができる。

前記１８０度位置では、前記本体筐体の一端部及び他端部と、前記ディスプレイ筐体の一端部及び該一端部とは反対側の他端部と、前記第１軸と、前記第２軸とが、直線状に並んで配置されると、電子機器が１８０度位置において完全にフラットな状態となる。

前記０度位置において前記第１軸と前記第２軸とは、前記本体筐体の前記一端部から該一端部とは反対側の他端部に向かう方向で互いにオフセットして配置されていてもよい。

本発明によれば、第１軸及び第２軸のいずれを回動軸として回転させるかが、２つの角度位置で切り換わる。このため、当該ヒンジ機構によって連結される第１の筐体と第２の筐体とを所定角度位置、例えば１８０度位置においてフラットに構成することが可能となり、この角度位置を含めた各角度位置において机上等での安定性及び操作性を向上させることができる。また、ヒンジ機構では各角度位置において第１軸又は第２軸が選択的に回転するため、第１の筐体と第２の筐体とを０度位置から３６０度位置まで回動させる際の操作性が高い。

図１は、本発明の一実施形態に係るヒンジ機構を備えた電子機器の斜視図である。 図２は、図１に示す電子機器のディスプレイ筐体を本体筐体に対して閉じた状態での側面図である。 図３は、図２に示す状態からディスプレイ筐体を開いて１３５度位置としたノート型ＰＣでの使用形態の一例を示す側面図である。 図４は、図３に示す状態からディスプレイ筐体を開き方向に回動させて１８０度位置とした状態での側面図である。 図５は、図４に示す状態からディスプレイ筐体を開き方向に回動させて３１５度位置とした状態での側面図である。 図６は、図５に示す状態からディスプレイ筐体を開き方向に回動させて３６０度位置としたタブレット型ＰＣでの使用形態の一例を示す側面図である。 図７は、０度位置でのヒンジ機構の構成図であり、図７（Ａ）は、斜視図、図７（Ｂ）は、平面図である。 図８は、９０度位置でのヒンジ機構の構成図であり、図８（Ａ）は、斜視図、図８（Ｂ）は、平面図である。 図９は、１３５度位置でのヒンジ機構の構成図であり、図９（Ａ）は、斜視図、図９（Ｂ）は、平面図である。 図１０は、１６５度位置でのヒンジ機構の構成図であり、図１０（Ａ）は、斜視図、図１０（Ｂ）は、平面図である。 図１１は、２５５度位置でのヒンジ機構の構成図であり、図１１（Ａ）は、斜視図、図１１（Ｂ）は、平面図である。 図１２は、３１５度位置でのヒンジ機構の構成図であり、図１２（Ａ）は、斜視図、図１２（Ｂ）は、平面図である。 図１３は、３６０度位置でのヒンジ機構の構成図であり、図１３（Ａ）は、斜視図、図１３（Ｂ）は、平面図である。 図１４は、図７（Ｂ）中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。 図１５は、図９（Ｂ）に示すヒンジ機構の断面図であり、図１５（Ａ）は、図９（Ｂ）中のＸＶＡ−ＸＶＡ線に沿う断面図、図１５（Ｂ）は、図９（Ｂ）中のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿う断面図である。 図１６は、図１０（Ｂ）中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。 図１７は、図１２（Ｂ）に示すヒンジ機構の断面図であり、図１７（Ａ）は、図１２（Ｂ）中のＸＶＩＩＡ−ＸＶＩＩＡ線に沿う断面図、図１７（Ｂ）は、図１２（Ｂ）中のＸＶＩＩＢ−ＸＶＩＩＢ線に沿う断面図である。 図１８は、図１３（Ｂ）に示すヒンジ機構の断面図であり、図１８（Ａ）は、図１３（Ｂ）中のＸＶＩＩＩＡ−ＸＶＩＩＩＡ線に沿う断面図、図１８（Ｂ）は、図１３（Ｂ）中のＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢ線に沿う断面図である。 図１９は、図９（Ｂ）中のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。

以下、本発明に係る電子機器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るヒンジ機構１２Ｌ，１２Ｒを備えた電子機器１０の斜視図であり、ヒンジ機構１２Ｌ，１２Ｒによってディスプレイ筐体１４を本体筐体１６から開いたノート型ＰＣでの使用形態を示している。図２〜図６は、図１に示す電子機器１０のディスプレイ筐体１４を本体筐体１６に対して０度位置から３６０度位置まで回動させた場合の各角度位置での側面図である。

本実施形態に係る電子機器１０は、ディスプレイ筐体１４を本体筐体１６に対して１３５度程度の角度位置に回動させた状態ではノート型ＰＣとして好適に使用でき（図１及び図３参照）、ディスプレイ筐体１４を本体筐体１６に対して３６０度位置まで回動させた状態ではタブレット型ＰＣとして好適に使用できる（図６参照）、いわゆるコンバーチブル型ＰＣである。ここで、本実施形態に係るヒンジ機構１２Ｌ，１２Ｒ（以下、まとめて「ヒンジ機構１２」ともいう）は、ディスプレイ筐体１４の開き動作時に該ディスプレイ筐体１４のヒンジ機構１２側の端部が後方へと突出しながら下動し、図１及び図３に示すようなノート型ＰＣに変化するドロップダウン型の構造を有する。本発明は、このようなコンバーチブル型ＰＣ以外、例えば、携帯電話、スマートフォン又は電子手帳等、ディスプレイ筐体を本体筐体に対して３６０度位置まで回動可能な電子機器であれば好適に適用できる。

以下、図２に示すようにディスプレイ筐体１４を本体筐体１６に対して閉じた状態（０度位置）での形態を基準とし、ヒンジ機構１２側を後側（後方）、その反対側を前側（前方）と呼び、電子機器１０の厚み方向を上下方向、図２の紙面と直交する方向であって紙面奥側及び紙面手前側に向かう電子機器１０の幅方向をそれぞれ左右方向と呼んで説明する。

また、説明の便宜上、ヒンジ機構１２による本体筐体１６とディスプレイ筐体１４の角度位置について、ディスプレイ筐体１４を本体筐体１６に対して完全に閉じた状態とし、ディスプレイ筐体１４の表面（前面）１４ａが本体筐体１６の表面（上面）１６ａに対面した姿勢を０度位置（図２参照）と呼び、この０度位置を基準として、ディスプレイ筐体１４を回動させながら開く方向で角度を刻みながら説明する。例えば、ディスプレイ筐体１４と本体筐体１６とが略直交した姿勢を９０度位置（図示せず）と呼び、ディスプレイ筐体１４の表面１４ａと本体筐体１６の表面１６ａが同一方向（上方）を向いて互いに平行した姿勢を１８０度位置（図４参照）と呼ぶ。さらに、ディスプレイ筐体１４の背面（後面）１４ｂと本体筐体１６の背面（下面）１６ｂとが対面した姿勢を３６０度位置（図６参照）と呼ぶ。なお、０度位置、９０度位置、１８０度位置及び３６０度位置等については、本体筐体１６、ディスプレイ筐体１４又はヒンジ機構１２の構造により、角度数字の示す正確な角度位置から多少ずれた角度位置となることも当然生じるものであり、これらのずれた角度位置も含めて、本実施形態では０度位置等と呼んで説明している。

図１〜図６に示すように、電子機器１０は、その表面１４ａにディスプレイ１８を有するディスプレイ筐体１４の後端部１４ｃと、その表面１６ａにキーボード２０を有する本体筐体１６の後端部１６ｃとを、左右一対のヒンジ機構１２Ｌ，１２Ｒによって回動可能に連結したものである。

ディスプレイ筐体１４は、本体筐体１６よりも薄く平板状に構成されている。ディスプレイ筐体１４は、その後端部１６ｃに設けられたヒンジ機構１２によって本体筐体１６と連結されると共に、ヒンジ機構１２を通過した図示しないケーブルにより本体筐体１６と電気的に接続されている。ディスプレイ１８は、例えばタッチパネル式の液晶表示装置によって構成される。

本体筐体１６は、扁平箱状に構成されている。本体筐体１６は、その後端部１４ｃに設けられたヒンジ機構１２によってディスプレイ筐体１４と連結されている。本体筐体１６の表面１６ａには、キーボード２０等の入力手段が設けられ、本体筐体１６の内部には、図示しない基板、演算装置、及びメモリ等の各種電子部品が設けられている。

図２〜図６に示すように、ヒンジ機構１２Ｌ，１２Ｒは、２軸構造によりディスプレイ筐体１４の０度位置から３６０度位置までの回動を可能とするものである。ヒンジ機構１２Ｌ，１２Ｒは、本体筐体１６に対して回転不能に連結された第１軸２４と、ディスプレイ筐体１４に対して回転不能に連結された第２軸２６と、これら第１軸２４及び第２軸２６を回転可能に保持するヒンジ筐体２８とを備える。

ヒンジ筐体２８は、０度位置及び３６０度位置において上下方向に対して傾斜して設けられており（図２及び図６参照）、本実施形態では上下方向から４５度傾いている。つまり、０度位置（３６０度位置）においてディスプレイ筐体１４側の第１軸２４が本体筐体１６側の第２軸２６よりも前方（後方）にオフセットされている。その結果、０度位置及び３６０度位置においてディスプレイ筐体１４のヒンジ機構１２側の後端部１４ｃ及び該後端部１４ｃとは反対側の前端部１４ｄと、本体筐体１６のヒンジ機構１２側の後端部１６ｃ及び該後端部１６ｃとは反対側の前端部１６ｄとが前後方向に位置ずれし、電子機器１０は側面視で略平行四辺形状に構成されている。

ヒンジ機構１２は、例えば後述する回動軸選択機構部３０を備えることにより、０度位置と１３５度位置（第１の角度位置）との間では第１軸２４の回転が許容されると共に第２軸２６の回転が規制される（図２〜図３参照）。また、１３５度位置と３１５度位置（第２の角度位置）との間では第２軸２６の回転が許容されると共に第１軸２４の回転が規制される（図３〜図５参照）。さらに、３１５度位置と３６０度位置との間では第１軸２４の回転が許容されると共に第２軸２６の回転が規制される（図５〜図６参照）。つまり、２つの切換角度位置（本実施形態では１３５度位置及び３１５度位置）で第１軸２４又は第２軸２６が選択されることにより、第１軸２４又は第２軸２６の一方のみがディスプレイ筐体１４と本体筐体１６との間の回動軸として機能する。

次に、ヒンジ機構１２の具体的な構成例について説明する。

図７は、０度位置でのヒンジ機構１２Ｌの構成図であり、図７（Ａ）は、斜視図、図７（Ｂ）は、平面図である。同様に、図８は９０度位置、図９は１３５度位置、図１０は１６５度位置、図１１は２５５度位置、図１２は３１５度位置、図１３は３６０度位置でのヒンジ機構１２Ｌの構成図である。各角度位置での構成図である図７（Ａ）及び図７（Ｂ）等は、図１〜図６に示すように電子機器１０に取り付けられたヒンジ機構１２Ｌを本体筐体１６の表面１６ａ側から見た状態を図示したものである。なお、右側のヒンジ機構１２Ｒは、左側のヒンジ機構１２Ｌに対して左右対称構造である以外は同一構成のため、以下ではヒンジ機構１２Ｌについて代表的に説明し、ヒンジ機構１２Ｒの具体的な説明及び図示は省略する。

図７〜図１３に示すように、ヒンジ機構１２Ｌは、左右方向に延在する第１軸２４と、第１軸２４と平行して設置された第２軸２６と、第１軸２４及び第１軸２６をそれぞれ回転可能に軸支したヒンジ筐体２８（図２参照）と、第１軸２４及び第２軸２６に対して取り付けられた回動軸選択機構部３０とを備える。

第１軸２４は円柱状のシャフトであり、その外周面の適宜箇所に外嵌される部材の回り止め用の切断面が形成されている。第１軸２４の一端（左端）には、該第１軸２４に対して本体筐体１６を回転不能に連結するための本体連結板３２が取り付けられている。本体連結板３２は、第１軸２４に回動不能な状態で外嵌固定される軸取付部３２ａと、軸取付部３２ａと一体に設けられ、本体筐体１６がねじ止め固定される平板状の本体取付部３２ｂとを有する。軸取付部３２ａの側部には、第１軸２４に回転不能に外嵌固定されて該軸取付部３２ａを補強するように支持する支持アーム３３が設けられている。

第２軸２６は円柱状のシャフトであり、その外周面の適宜箇所に外嵌される部の回り止め用の切断面が形成されている。第２軸２６の一端（左端）には、該第２軸２６に対してディスプレイ筐体１４を回転不能に連結するためのディスプレイ連結板３４が取り付けられている。ディスプレイ連結板３４は、第２軸２６に回動不能な状態で外嵌固定される軸取付部３４ａと、軸取付部３４ａと一体に設けられ、ディスプレイ筐体１４がねじ止め固定される平板状のディスプレイ取付部３４ｂとを有する。軸取付部３４ａの側部には、第２軸２６に回転不能に外嵌固定されて該軸取付部３４ａを補強するように支持する支持アーム３５が設けられている。

回動軸選択機構部３０は、第１軸２４の一端（左端）側から他端（右端）側に向かって順に、その間にフローティングピン３６をフローティング支持した左右一対のハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒと、ハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒ間に配置される第１カム部材３８と、オープンストッパカム部材４０と、スライドカム部材４２と、クローズストッパカム部材４４とを備える。さらに、回動軸選択機構部３０は、第２軸２６の一端（左端）側から他端（右端）側に向かって順に、左右一対のハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒと、ハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒ間に配置される第２カム部材４６と、オープンスパイラルカム部材４８と、スライドカム部材４２と、クローズスパイラルカム部材５０とを備える。また、第１軸２４及び第２軸２６のハウジングプレート３７Ｒの側部にはそれぞれワッシャ５２が外挿され、第１軸２４及び第２軸２６の他端側には連結プレート５４が橋架されている。ヒンジ筐体２８は、これら各部品を覆うように設けられ、第１軸２４又は第２軸２６を回動軸とするハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒや連結プレート５４の回動と共に回動する。

各ハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒは、第１軸２４及び第２軸２６に渡って橋架された平板状部材であり、両端側に形成された図示しない軸孔によって第１軸２４及び第２軸２６に対して回転可能な状態で外挿されている。フローティングピン３６は、各ハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒに形成された第１軸２４から第２軸２６に向かう方向の長孔３７ａに沿って移動可能である（図８（Ａ）等参照）。

第１カム部材３８は円柱状部材であり、第１軸２４に回転不能な状態で外嵌固定されている。第１カム部材３８の外周面には凹部３８ａが設けられている。第２カム部材４６は円柱状部材であり、第２軸２６に回転不能な状態で外嵌固定されている。第２カム部材４６の外周面には直径方向に一対の凹部４６ａ，４６ｂが設けられている。これら３つの凹部３８ａ，４６ａ，４６ｂには、ヒンジ機構１２Ｌの回動角度位置に応じてフローティングピン３６が選択的に嵌合し、嵌合している第１軸２４又は第２軸２６の回転が規制される。例えば、図７に示す０度位置では、フローティングピン３６は第２カム部材４６の凹部４６ａに嵌合し、第２軸２６の回転を規制する（図１４参照）。また、例えば、図１０に示す１６５度位置では、フローティングピン３６は第１カム部材３８の凹部３８ａに嵌合し、第１軸２４の回転を規制する（図１６参照）。

オープンストッパカム部材（ストッパカム部材）４０は円柱状部材であり、第１軸２４に回転不能な状態で外嵌固定されている。オープンストッパカム部材４０は、スライドカム部材４２側の端面から突出したストッパ片４０ａ（図１５（Ｂ）も参照）を有する。ストッパ片４０ａは、１３５度位置でスライドカム部材４２のオープンストッパ片４２ｃと当接する（図９（Ｂ）及び図１５（Ｂ）参照）。

クローズストッパカム部材（ストッパカム部材）４４は円柱状部材であり、第１軸２４に回転不能な状態で外嵌固定されている。クローズストッパカム部材４４は、スライドカム部材４２側の端面から突出したストッパ片４４ａ（図１８（Ｂ）も参照）を有する。ストッパ片４４ａは、３６０度位置でスライドカム部材４２のクローズストッパ片４２ｄと当接する（図１３（Ｂ）及び図１８（Ｂ）参照）。

オープンスパイラルカム部材（スパイラルカム部材）４８は円柱状部材であり、第２軸２６に回転不能な状態で外嵌固定されている。オープンスパイラルカム部材４８は、スライドカム部材４２側の端面に周方向に漸次傾斜したらせん状の傾斜面４８ａ（図１０等参照）を有する。傾斜面４８ａは、ディスプレイ筐体１４を０度位置から３６０度位置に向かうオープン方向に回動動作（開き動作）させた場合に、１６５度位置から２８５度位置の間でスライドカム部材４２のオープン傾斜面４２ｅに摺接しながらこれを押圧し、スライドカム部材４２を軸方向で他端側（クローズスパイラルカム部材５０側）に移動させる。

クローズスパイラルカム部材（スパイラルカム部材）５０は円柱状部材であり、第２軸２６に回転不能な状態で外嵌固定されている。クローズスパイラルカム部材５０は、スライドカム部材４２側の端面に周方向に漸次傾斜したらせん状の傾斜面５０ａ（図１１（Ｂ）等参照）を有する。傾斜面５０ａは、ディスプレイ筐体１４を３６０度位置から０度位置に向かうクローズ方向に回動動作（閉じ動作）させた場合に、２８５度から１６５度位置の間でスライドカム部材４２のクローズ傾斜面４２ｆに摺接しながらこれを押圧し、スライドカム部材４２を軸方向で他端側（クローズスパイラルカム部材５０側）に移動させる。

スライドカム部材４２は、第１軸２４に対して回転可能且つ軸方向に移動可能に外挿される第１円筒部４２ａと、第２軸２６に対して回転可能且つ軸方向に移動可能に外挿される第２円筒部４２ｂとを有し、これら第１円筒部４２ａと第２円筒部４２ｂとの間が一体的に連結されている。第１円筒部４２ａの軸方向左右端面にはそれぞれオープンストッパ片４２ｃ及びクローズストッパ片４２ｄが設けられ、第２円筒部４２ｂの軸方向左右端面にはそれぞれオープン傾斜面４２ｅ及びクローズ傾斜面４２ｆが設けられている。

スライドカム部材４２は、第２軸２６を回動軸としたヒンジ機構１２Ｌの回動動作に伴って軸方向にスライド可能である。具体的には、スライドカム部材４２は、開き動作時の１６５度位置から２８５度位置の間にオープンスパイラルカム部材４８の傾斜面４８ａによって押圧されて軸方向他端側（右側）に移動し、２８５度位置から３６０度位置の間ではクローズストッパ片４２ｄがクローズストッパカム部材４４のストッパ片４４ａを係止可能な位置に配置される（例えば、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）参照）。また、スライドカム部材４２は、閉じ動作時の２８５度位置から１６５度位置の間ではクローズスパイラルカム部材５０の傾斜面５０ａによって押圧されて軸方向一端側（左側）に移動し、０度位置から１６５度位置の間ではオープンストッパ片４２ｃがオープンストッパカム部材４０のストッパ片４０ａを係止可能な位置に配置される（例えば、図７（Ｂ）及び図１０（Ｂ）参照）。このように、スライドカム部材４２は、クローズスパイラルカム部材５０又はオープンスパイラルカム部材４８によって押圧されて軸方向に移動することで、オープンストッパカム部材４０又はクローズストッパカム部材４４のストッパ片４０ａ，４４ａに対する係止位置又は非係止位置に切り替わる。

次に、ヒンジ機構１２によるディスプレイ筐体１４と本体筐体１６の回動動作について説明する。

先ず、０度位置にあるディスプレイ筐体１４を３６０度位置まで開き動作させる場合のヒンジ機構１２の動作及び作用について説明する。

ディスプレイ筐体１４を本体筐体１６から開く方向に回動させる場合、先ず、０度位置（図２及び図７参照）から１３５度位置（図３及び図９参照）の間では、フローティングピン３６が第２軸２６側の第２カム部材４６の凹部４６ａに嵌合しており（図１４参照）、第２軸２６の回転が規制されている。従って、例えばディスプレイ筐体１４の前端部１４ｄを把持して本体筐体１６から持ち上げるように回動させると、この回動角度範囲では本体筐体１６側の第１軸２４が回動軸として機能する。このため、図２〜図３及び図７〜図９に示すようにディスプレイ筐体１４が第２軸２６と共に第１軸２４を中心として回動し、ハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒ、スライドカム部材４２及びヒンジ筐体２８も第１軸２４を中心として回動する。

その結果、図９に示す１３５度位置において、スライドカム部材４２のオープンストッパ片４２ｃが第１軸２４に外嵌されたオープンストッパカム部材４０のストッパ片４０ａに当接し、第１軸２４を回動軸とした開き動作が規制される（図１５（Ｂ）参照）。また、この１３５度位置では、第１カム部材３８の凹部３８ａが第２カム部材４６の凹部４６ａと対向し、フローティングピン３６を受け入れ可能な状態となっている（図１５（Ａ）参照）。

ところで、この１３５度位置において電子機器１０は、図３に示すように本体筐体１６の前後方向に沿って第１軸２４と第２軸２６とヒンジ筐体２８とが直線状に並んで配置される。従って、電子機器１０を図１及び図３に示すようなドロップダウン型のヒンジ機構１２によってディスプレイ筐体１４を開いたノート型ＰＣとして好適に使用することができる。勿論、１３５度位置の前後角度位置（例えば、１２０度位置や１５０度位置）等であってもノート型ＰＣとして使用可能である。

続いて、１３５度位置（図３及び図９参照）からディスプレイ筐体１４をさらに開き動作させると、スライドカム部材４２のオープンストッパ片４２ｃとオープンストッパカム部材４０のストッパ片４０ａとが係止状態にあって第１軸２４の回転が規制されているため、今度はディスプレイ筐体１４側の第２軸２６が回動軸として機能する。

１３５度位置からディスプレイ筐体１４が第２軸２６を中心として回動すると、この回動に伴ってフローティングピン３６は第２カム部材４６の凹部４６ａから離脱し、図１０に示す１６５度位置において第１カム部材３８の凹部３８ａに嵌入する（図１６参照）。これにより、スライドカム部材４２のオープンストッパ片４２ｃによる回転規制作用と合わせ、フローティングピン３６によっても第１軸２４の回転が規制される。

図１０〜図１２に示すように、１６５度位置（図１０参照）から２８５度位置（図示せず）までの間では、第２軸２６と共に回転するオープンスパイラルカム部材４８の傾斜面４８ａによってスライドカム部材４２のオープン傾斜面４２ｅが押圧され、スライドカム部材４２が軸方向でクローズスパイラルカム部材５０側に移動する。

そうすると、２５５度位置において、スライドカム部材４２のオープンストッパ片４２ｃがオープンストッパカム部材４０のストッパ片４０ａに対する係止位置から離脱する（図１１（Ｂ）参照）。これにより、第１軸２４はフローティングピン３６のみによって回転が規制された状態となる。さらに、２５５度位置では、スライドカム部材４２のクローズストッパ片４２ｄがクローズストッパカム部材４４のストッパ片４４ａを係止可能な位置に配置される（図１１（Ｂ）参照）。スライドカム部材４２の移動が終了する２８５度位置では、図１２（Ｂ）に示す３１５度位置での場合と同位置にクローズストッパ片４２ｄが配置されるため、ストッパ片４４ａをより確実に係止可能な位置となる。

そして、図５及び図１２に示す３１５度位置では、１３５度位置以降で回動軸となっていた第２軸２６と共に回転する支持アーム３５の端面に突設された終端ストッパ片３５ａがハウジングプレート３７Ｌの側面に突設された回転規制片３７ｂに当接する（図１２（Ｂ）及び図１７（Ａ）参照）。これにより、第２軸２６の回転が規制され、第２軸２６を回動軸とした開き動作が規制される。つまり、終端ストッパ片３５ａと回転規制片３７ｂは、第２軸２６の開き動作での最大回転位置（ここでは３１５度位置）を規定する。また、この３１５度位置では、第２カム部材４６の凹部４６ｂが第１カム部材３８の凹部３８ａと対向し、フローティングピン３６を受け入れ可能な状態となっている（図１７（Ｂ）参照）。

なお、１３５度位置から３１５度位置までの第２軸２６が回動軸として機能する回動角度範囲において、１８０度位置では、図４に示すように本体筐体１６の後端部１６ｃ及び前端部１６ｄと、ディスプレイ筐体１４の後端部１４ｃ及び前端部１４ｄと、第１軸２４と、第２軸２６と、ヒンジ筐体２８とが直線状に並んで配置される。すなわち、１８０度位置では、本体筐体１６、ヒンジ筐体２８及びディスプレイ筐体１４が完全にフラットな状態となるため、机上等での安定性が高く、高い操作性が得られる。

続いて、３１５度位置（図５及び図９参照）からディスプレイ筐体１４をさらに開き動作させると、支持アーム３５の終端ストッパ片３５ａとハウジングプレート３７Ｌの回転規制片３７ｂとが係止状態にあって第２軸２６の回転が規制されているため、本体筐体１６側の第１軸２４が再び回動軸として機能する。このため、図５〜図６及び図１２〜図１３に示すようにディスプレイ筐体１４が第２軸２６と共に第１軸２４を中心として回動し、ハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒ、スライドカム部材４２及びヒンジ筐体２８についても第１軸２４を中心として回動する。

３１５度位置からディスプレイ筐体１４が第１軸２４を中心として回動すると、この回動に伴ってフローティングピン３６は第１カム部材３８の凹部３８ａから離脱し、図１３に示す３６０度位置において第２カム部材４６の凹部４６ｂに嵌入する（図１８（Ａ）参照）。これにより、ハウジングプレート３７Ｌの回転規制片３７ｂによる回転規制作用と合わせ、フローティングピン３６によっても第２軸２６の回転が規制される。

さらに、図５及び図１３に示す３６０位置において、スライドカム部材４２のクローズストッパ片４２ｄが第１軸２４に外嵌されたクローズストッパカム部材４４のストッパ片４４ａに当接し、第１軸２４を回動軸とした開き動作が規制される（図１３（Ｂ）及び図１８（Ｂ）参照）。その結果、３６０度位置では第１軸２４及び第２軸２６の開き方向への回転が全て規制された状態となり、電子機器１０は図６に示すようなタブレット型ＰＣとして好適に使用できる。

次に、３６０度位置にあるディスプレイ筐体１４を０度位置まで閉じ動作させる場合のヒンジ機構１２の動作及び作用について説明する。

この閉じ動作は上記した開き動作の逆の動作となる。すなわち、３６０度位置ではフローティングピン３６によって第２軸２６の回転が規制されている（図１８（Ａ）参照）。従って、例えばディスプレイ筐体１４の前端部１４ｄを把持して本体筐体１６から引き離すように回動させると、図６〜図５及び図１３〜図１２に示すようにディスプレイ筐体１４が第２軸２６と共に第１軸２４を中心として回動し、ハウジングプレート３７Ｌ，３７Ｒ、スライドカム部材４２及びヒンジ筐体２８も第１軸２４を中心として回動する。

その結果、図５及び図１２に示す３１５度位置において、第１カム部材３８の凹部３８ａが第２カム部材４６の凹部４６ｂと対向し、フローティングピン３６を受け入れ可能な状態となる（図１７（Ｂ）参照）。従って、３１５度位置（図５及び図１２参照）からディスプレイ筐体１４をさらに閉じ動作させると、フローティングピン３６が第２カム部材４６の凹部４６ｂから第１カム部材３８の凹部３８ａへと移動し、今度は第１軸２４の回転が規制される。

図１２〜図１０に示すように、２８５度位置（図示せず）から１６５度位置（図１０参照）までの間では、第２軸２６と共に回転するクローズスパイラルカム部材５０の傾斜面５０ａによってスライドカム部材４２のクローズ傾斜面４２ｆが押圧され、スライドカム部材４２が軸方向でオープンスパイラルカム部材４８側に移動する。

そして、図３及び図９に示す１３５度位置では、３１５度位置以降で回動軸となっていた第２軸２６と共に回転する支持アーム３５の終端ストッパ片３５ａが、ハウジングプレート３７Ｌの回転規制片３７ｂに当接する（図１３（Ｂ）及び図１９参照）。この場合の終端ストッパ片３５ａと回転規制片３７ｂとの当接は、図１７（Ａ）に示す３１５度位置の場合とは反対側の端部同士の当接となる。これにより、第２軸２６の回転が規制され、第２軸２６を回動軸とした閉じ動作が規制される。つまり、終端ストッパ片３５ａと回転規制片３７ｂは、第２軸２６の閉じ動作での最少回転位置（ここでは１３５度位置）についても規定する。

この１３５度位置では、第２カム部材４６の凹部４６ａが第１カム部材３８の凹部３８ａと対向し、フローティングピン３６を受け入れ可能な状態となっている（図１５（Ａ）参照）。従って、１３５度位置（図３及び図９参照）からディスプレイ筐体１４をさらに閉じ動作させると、フローティングピン３６が第１カム部材３８の凹部３８ａから第２カム部材４６の凹部４６ａへと移動する。これにより、ハウジングプレート３７Ｌの回転規制片３７ｂによる回転規制作用と合わせ、フローティングピン３６によっても第２軸２６の回転が規制される。

その後の１３５度位置から０度位置までの閉じ動作は上記した開き動作と逆の回動動作となり、０度位置においてディスプレイ筐体１４が本体筐体１６に対して閉じられる。

以上のように、本実施形態に係るヒンジ機構１２によれば、０度位置と第１の角度位置となる１３５度位置との間では第１軸２４の回転を許容すると共に第２軸２６の回転を規制し、１３５度位置とこれよりも大きい第２の角度位置となる３１５度位置との間では第２軸２６の回転を許容すると共に第１軸２４の回転を規制し、３１５度位置と３６０度位置との間では第１軸２４の回転を許容すると共に第２軸２６の回転を規制する回動軸選択機構部３０を備える。

このように、ヒンジ機構１２では、第１軸２４及び第２軸２６のいずれを回動軸として回転させるかが、１３５度位置及び３１５度位置の２つの角度位置で切り換わる。このため、このようなヒンジ機構１２を備える電子機器１０では、例えばディスプレイ１８とキーボード２０が共に上方を向く１８０度位置において、ディスプレイ筐体１４と本体筐体１６とをフラットに構成することが可能となり、この１８０度位置を含めた各角度位置において机上等での安定性及び操作性が向上する。従って、１８０度位置で電子機器１０を完全にフラットな状態とするためには、回動軸の切換角度位置となる２つの角度位置の間に１８０度位置が設定されていることが望ましい。また、電子機器１０では、ディスプレイ筐体１４を開き動作させた場合に、各角度位置において第１軸２４又は第２軸２６が選択的に回転するため、ノート型ＰＣでの使用形態又はタブレット型ＰＣでの使用形態へとディスプレイ筐体１４を回動させる際の操作性が高い。

しかも、電子機器１０では、第１の角度位置である１３５度位置までは本体筐体１６側の第１軸２４が回転するため、ヒンジ機構１２がドロップダウン型として機能し、ノート型ＰＣの使用形態での操作性や外観品質が向上する。

なお、ヒンジ機構１２の２つの回動軸である第１軸２４及び第２軸２６の切換角度位置となる２つの角度位置は、それぞれ１３５度位置、３１５度位置以外に設定されても勿論よく、当該ヒンジ機構１２を搭載する電子機器の仕様等に応じて適宜設定変更されてもよい。

電子機器１０では、０度位置において第１軸２４と第２軸２６とは、本体筐体１６の後端部１６ｃから前端部１６ｄに向かう前後方向で互いにオフセットして配置されており、例えば第１軸２４と第２軸２６とを結ぶ線は図２に示すように上下方向に対して４５度傾いている。このため、０度位置や３６０度位置では、ディスプレイ筐体１４と本体筐体１６とが互いに位置ずれした略平行四辺形状になって外観品質が向上する。さらに、上記したように第１の角度位置である１３５度位置においてディスプレイ筐体１４及びヒンジ機構１２がドロップダウンしたノート型ＰＣとして使用することができる。勿論、０度位置において第１軸２４と第２軸２６とが上下方向に沿って配置される構成であってもよい。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ 電子機器
１２Ｌ，１２Ｒ ヒンジ機構
１４ ディスプレイ筐体
１４ａ，１６ａ 表面
１４ｂ，１６ｂ 背面
１４ｃ，１６ｃ 後端部
１４ｄ，１６ｄ 前端部
１６ 本体筐体
１８ ディスプレイ
２０ キーボード
２４ 第１軸
２６ 第２軸
２８ ヒンジ筐体
３０ 回動軸選択機構部
３２ 本体連結板
３３，３５ 支持アーム
３４ ディスプレイ連結板
３６ フローティングピン
３７Ｌ，３７Ｒ ハウジングプレート
３８ 第１カム部材
３８ａ，４６ａ，４６ｂ 凹部
４０ オープンストッパカム部材
４０ａ，４４ａ ストッパ片
４２ スライドカム部材
４２ｃ オープンストッパ片
４２ｄ クローズストッパ片
４２ｅ オープン傾斜面
４２ｆ クローズ傾斜面
４４ クローズストッパカム部材
４６ 第２カム部材
４８ オープンスパイラルカム部材
４８ａ，５０ａ 傾斜面
５０ クローズスパイラルカム部材

Claims (9)

1. 第１の筐体に固定される第１軸と第２の筐体に固定される第２軸とを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体との間を、各筐体の表面同士が対面する０度位置から各筐体の表面がそれぞれ同一方向を向いて互いに平行する１８０度位置を経て、各筐体の背面同士が対面する３６０度位置まで回動可能に連結するヒンジ機構であって、
   前記０度位置と第１の角度位置との間では前記第１軸の回転を許容すると共に前記第２軸の回転を規制し、前記第１の角度位置と該第１の角度位置よりも大きい第２の角度位置との間では前記第２軸の回転を許容すると共に前記第１軸の回転を規制し、前記第２の角度位置と前記３６０度位置との間では前記第１軸の回転を許容すると共に前記第２軸の回転を規制する回動軸選択機構部を備え、
   前記回動軸選択機構部は、前記第１軸に対して回転不能な状態で外嵌固定され、外周面に凹部が設けられた第１カム部材と、
   前記第２軸に対して回転不能な状態で外嵌固定され、外周面に凹部が設けられた第２カム部材と、
   前記第１カム部材の凹部と前記第２カム部材の凹部とに対して選択的に嵌合可能にフローティング支持されたフローティングピンと、
   前記第１軸に対して回転不能な状態で外嵌固定され、軸方向端面に第１ストッパ片が設けられたストッパカム部材と、
   前記第２軸に対して回転不能な状態で外嵌固定され、軸方向端面に第１傾斜面が設けられたスパイラルカム部材と、
   前記第１軸に対して回転可能且つ軸方向に移動可能に外挿されて前記ストッパカム部材の側部に配置された第１部分、及び、前記第２軸に対して回転可能且つ軸方向に移動可能に外挿されて前記スパイラルカム部材の側部に配置された第２部分が設けられ、前記スパイラルカム部材の第１傾斜面によって前記第２部分に設けた第１押圧傾斜面が押圧されて軸方向に移動することで前記第１部分に設けた第１ストッパ部の前記第１ストッパ片に対する係止位置及び非係止位置が切り換わるスライドカム部材と、
   前記第１軸及び前記第２軸を回転可能に保持し、前記第１軸を回動軸として前記スライドカム部材と共に回動するヒンジ筐体と、
   を有し、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とが前記０度位置から前記第１の角度位置までの間にある場合は、前記フローティングピンが前記第２カム部材の凹部に嵌合した状態にあり、且つ、前記スライドカム部材の前記第１ストッパ部が前記ストッパカム部材の前記第１ストッパ片に対する非係止位置にあることで、前記第１軸の回転が許容されると共に前記第２軸の回転が規制された状態にあり、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体との間を前記０度位置から前記第１の角度位置まで開き動作させた場合は、前記第２の筐体及び前記ヒンジ筐体が前記第１軸を回動軸として回動すると共に、前記スライドカム部材は前記第１部分が前記第１軸の軸周りに回転すると同時に前記第２部分が前記第１軸を回動軸として回動し、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とが前記第１の角度位置となった場合は、前記フローティングピンが嵌合した前記第２カム部材の凹部と前記第１カム部材の凹部とが対向したに状態となり、且つ、前記スライドカム部材の前記第１ストッパ部が前記ストッパカム部材の前記第１ストッパ片に対して係止位置になることで、前記第１軸の回転及び前記ヒンジ筐体の回動が規制されると共に、前記第２軸の回転が許容された状態となり、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体との間を前記第１の角度位置から前記第２の角度位置まで開き動作させた場合は、前記フローティングピンが前記第２カム部材の凹部から前記第１カム部材の凹部に移動して前記第２の筐体が前記第２軸を回動軸として回動すると共に、前記スパイラルカム部材の第１傾斜面によって前記第１押圧傾斜面が押圧されて前記スライドカム部材が軸方向に移動し、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とが前記第２の角度位置となった場合は、前記フローティングピンが嵌合した前記第１カム部材の凹部と前記第２カム部材の凹部とが対向したに状態となり、且つ、前記スライドカム部材の前記第１ストッパ部が前記ストッパカム部材の前記第１ストッパ片に対して非係止位置になることで、前記第１軸の回転及び前記ヒンジ筐体の回動が許容されると共に、前記第２軸の回転が規制された状態となり、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体との間を前記第２の角度位置から前記３６０度位置まで開き動作させた場合は、前記フローティングピンが前記第１カム部材の凹部から前記第２カム部材の凹部に移動して前記第２の筐体及び前記ヒンジ筐体が前記第１軸を回動軸として回動すると共に、前記スライドカム部材は前記第１部分が前記第１軸の軸周りに回転すると同時に前記第２部分が前記第１軸を回動軸として回動することを特徴とするヒンジ機構。
2. 請求項１記載のヒンジ機構において、
   前記第１の角度位置と前記第２の角度位置との間に前記１８０度位置が設定されていることを特徴とするヒンジ機構。
3. 請求項１又は２記載のヒンジ機構において、
   前記ストッパカム部材は、前記スライドカム部材の第１部分を跨ぐように前記第１軸の軸方向に並んで一対設けられると共に、該一対のストッパカム部材のうち、一方には前記第１ストッパ片が設けられ、他方には第２ストッパ片が設けられ、
   前記スライドカム部材の第１部分には、前記第１ストッパ片に対する係止位置及び非係止位置が切り換わる前記第１ストッパ部と、前記第２ストッパ片に対する係止位置及び非係止位置が切り換わる第２ストッパ部とが設けられ、
   前記第２ストッパ片と前記第２ストッパ部とは、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが前記３６０度位置となった場合に係止位置となり、前記第１軸の前記３６０度位置から開き方向への回転を規制することを特徴とするヒンジ機構。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒンジ機構において、
   前記スパイラルカム部材は、前記スライドカム部材の第２部分を跨ぐように前記第２軸の軸方向に並んで一対設けられると共に、該一対のスパイラルカム部材のうち、一方には前記第１傾斜面が設けられ、他方には第２傾斜面が設けられ、
   前記スライドカム部材の第２部分には、前記第１傾斜面によって押圧されて前記スライドカム部材を前記第２軸の軸方向で一方側へと移動させる前記第１押圧傾斜面と、前記第２傾斜面によって押圧されて前記スライドカム部材を前記第２軸の軸方向で他方側へと移動させる第２押圧傾斜面とが設けられ、
   前記第２傾斜面と前記第２押圧傾斜面とは、前記第１の筐体と前記第２の筐体との間を前記第２の角度位置から前記第１の角度位置まで閉じ動作させた場合に、前記第２傾斜面によって前記第２押圧傾斜面を押圧して前記スライドカム部材を軸方向に移動させることで、前記スライドカム部材の前記第１ストッパ部を前記ストッパカム部材の前記第１ストッパ片に対して係止可能な位置に設定することを特徴とするヒンジ機構。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒンジ機構を備えたことを特徴とする電子機器。
6. 請求項５記載の電子機器において、
   前記第１の筐体は、表面にキーボードを有する本体筐体であり、
   前記第２の筐体は、表面にディスプレイを有するディスプレイ筐体であり、
   前記ヒンジ機構は、前記本体筐体の一端部と前記ディスプレイ筐体の一端部との間を回動可能に連結することを特徴とする電子機器。
7. 請求項６記載の電子機器において、
   前記第１の角度位置では、前記本体筐体の一端部から該一端部とは反対側の他端部に向かう方向に沿って前記第１軸と前記第２軸とが並んで配置されることを特徴とする電子機器。
8. 請求項７記載の電子機器において、
   前記１８０度位置では、前記本体筐体の一端部及び他端部と、前記ディスプレイ筐体の一端部及び該一端部とは反対側の他端部と、前記第１軸と、前記第２軸とが、直線状に並んで配置されることを特徴とする電子機器。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の電子機器において、
   前記０度位置において前記第１軸と前記第２軸とは、前記本体筐体の前記一端部から該一端部とは反対側の他端部に向かう方向で互いにオフセットして配置されていることを特徴とする電子機器。
   
   

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