JP6184573B2 - ヒンジおよび情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒンジおよび情報処理装置に関するものである。

従来、キーボードを有する本体と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイを有するパネル部とをヒンジで連結され、パネル部が回動自在に動く携帯型パソコンなどの携帯型端末が知られている。

このようなヒンジの例について、図９を用いて説明する。例えば、図９に例示するヒンジ１０００は、回転軸１１００の端部において、パネル部２０００をネジで固定するための唯一の取り付け部１２００を備える。取り付け部１２００は、複数のネジ止め用の穴を備えており、ネジ止め用の穴にネジを通してネジ止めすることによりパネル部２０００を固定する。

特開２００９−２５７４２８号公報

しかしながら、従来技術では、パネル部におけるディスプレイや筐体が軽量、薄型である場合には、ヒンジのスペースが制約され、ヒンジの剛性が充分に保てず、パネル部の上側（ヒンジ部から遠い箇所）やパネル部の左右端部のどちらか一方を持ってパネル部を回動する時、ヒンジがねじれに弱くなるという問題があった。つまり、近年、ディスプレイや筐体の軽量化、薄型化が進み、スペースが制約されるなかで、従来のヒンジでは、ヒンジの剛性（強度）が充分でなかった。また、ヒンジとＬＣＤパネルのネジ止め箇所が直線上にあると、ヒンジがねじれに弱いという問題があった。

そこで、この発明は、パネル部が軽量、薄型でありスペースが制約される場合であっても、ヒンジの剛性（強度）を高くし、パネル部を回動する時などのねじれに強くすることを目的とする。

本願が開示するヒンジは、本体部と表示装置を有するパネル部とを回動自在に連結するヒンジであって、前記ヒンジは、回転軸と、該回転軸の端部に配置されたトルク発生機構部とが同一軸上に配置され、前記回転軸と前記トルク発生機構部との間において前記回転軸と直交する方向に係留めされる略Ｌ型の板金である第一の取り付け部と、前記回転軸に直交する方向に係留めされた板金であって、前記トルク発生機構部の反対側の前記回転軸の端部に設けられた前記本体部と前記パネル部とを連結する第二の取り付け部と、を備え、前記第一の取り付け部は、前記Ｌ型の板金のうちの一片であって、前記回転軸と直交する鉛直下方向に延伸する第一片と、前記Ｌ型の板金のうちの一片であって、前記トルク発生機構部と反対側である前記回転軸の端部方向に延伸し、少なくとも一つのネジ止め用の穴が形成された第二片とを備え、前記第二の取り付け部は、前記トルク発生機構部に近いほうから順に、前記回転軸と直交する鉛直上方向に延伸する第一アーム、前記回転軸と直交する鉛直上方向に延伸する第二アーム、前記回転軸と直交する鉛直上方向に前記第二アームよりも長く延伸する第三アームが固着されて構成され、前記第二アームは、前記回転軸と平行に、前記トルク発生機構部側に向かって延伸する前記パネル部の下部に取り付けられ、複数のネジ止め用の穴が形成された第一の取り付け片を備え、前記第三アームは、前記第一の取り付け片の上端から前記第二アームの上端部まで、前記第二アームと前記第一アームとを覆うようにＬ型に形成され、当該Ｌ型の先端に、少なくとも一つのネジ止め用の穴が形成された第二の取り付け片を備える、ことを特徴とする。

本願が開示する技術によれば、パネル部が軽量、薄型でありスペースが制約される場合であっても、ヒンジの剛性（強度）を高くし、パネル部を回動する時などのねじれに強くすることができる。

図１は、実施形態に係る情報処理装置の斜視図において、通常使用時に画面が表示された状態を示す図である。 図２は、実施形態に係る情報処理装置の斜視図において、画面表示部を１８０度開いた際の表示状態を示す図である。 図３は、実施形態に係るヒンジの全体斜視図である。 図４は、実施形態に係るヒンジの分解斜視図である。 図５は、実施形態に係るヒンジのＺ方向から見た上方平面図である。 図６は、実施形態に係るヒンジを情報処理装置に適用した際の要部を示す斜視図である。 図７は、実施形態に係るヒンジのＡ−Ａ線の断面構造を示す図である。 図８は、実施形態に係るヒンジが適用された情報処理装置の効果を説明する図である。 図９は、従来のヒンジの例を説明する図である。

以下に、本願が開示する技術にかかるヒンジの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本願が開示する技術を限定するものではなく、また、各実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組み合わせることができる。

［実施形態］
（ヒンジが適用される情報処理装置の構成）
まず、図１、図２を用いて、第１の実施形態に係る情報処理装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る情報処理装置の斜視図において、通常使用時に画面が表示された状態を示す図である。図２は、実施形態に係る情報処理装置の斜視図において、画面表示部を１８０度開いた際の表示状態を示す図である。

図１に示すように、情報処理装置１は、全体の制御機能を実行し情報処理を行う本体部２００と、本体部２００に付設され、該本体部２００に対して回動自在に構成され、本体部２００からの情報に基づいて画面に対する画像の表示を行うパネル部３００と、本体部２００に対してパネル部３００の開閉角度を変えるためのヒンジ１００によって構成されている。

このような構成により、パネル部３００が、ヒンジ１００の回動によって、本体部２００に対して所定の角度を回転できるようになっている。例えば、パネル部３００の面が本体部２００の面に対して略１８０度の角度まで回動する。

例えば、図２に例示するように、パネル部３００の開閉角度を大きくして、開閉角度を１８０度にすることができる。パネル部３００は、図２に例示するように、１８０度開いた状態でも、本体部２００の背面に接続される、ケーブル類とは、干渉しないようになっている。また、情報処理装置１では、例えば、パネル部３００の開閉角度が一定角度以上開かれた場合には、画面は反転して表示するようにしてもよい。

つまり、パネル部３００の開閉角度が一定角度以上開かれた場合には、パネル部３００に表示された文字列を逆向きに表示する。このような表示状態によって、パソコン操作側とは反対方向にいる被説明者から自然の状態で表示画面を見ることができる。

（ヒンジの構造）
図３は、実施形態に係るヒンジの全体斜視図である。図３に示すように、ヒンジ１００は、回転軸１１０と、該回転軸１１０の端部に配置されたトルク発生機構部１２０とが同一軸上に配置されている。トルク発生機構部１２０は、パネル部３００の開閉動作において、その利便性を高めるために、所定の開位置や閉位置に至る前後などにおいて回動動作に所定のトルクを生じさせ、所望の角度でパネル部３００を静止させるようにするためのものである。

また、ヒンジ１００の材質については、パネル部が開閉動作を繰り返し行った場合であっても破損しないようにするため、ダイカスト品や削り出し品ではなく、ステンレスが材質として用いられている。これにより、ヒンジ１００の強度が向上するとともに、コスト面の負担も少なくすることが可能である。

また、図３に示すように、ヒンジ１００は、回転軸１１０とトルク発生機構部１２０との略中央部において、回転軸１１０と直交する方向に係留めされる略Ｌ型の板金である第一の取り付け部１３０を有する。

第一の取り付け部１３０は、Ｌ型の板金のうちの一片であって、回転軸１１０と直交する鉛直下方向に延伸する第一片１３１と、Ｌ型の板金のうちの一片であって、トルク発生機構部１２０と反対側である回転軸１１０の端部方向に延伸し、三つのネジ止め用の穴１３２Ａ〜１３２Ｃが形成された第二片１３２とを有する。なお、ネジ止め用の穴の数は、三つに限定されるものではなく、一つ以上あればよい。

ここで図６を例に説明すると、三つのネジ止め用の穴１３２Ａ〜１３２Ｃのうち、１３２Ｂは、第一の取り付け部１３０を本体部２００へネジ止めする時の位置決め用の穴として、本体部２００に設けられた位置決め用の突起部に嵌合させて位置決めを行い、１３２Ａと１３３Ｃの２箇所にてネジ止めされる。

また、ヒンジ１００は、回転軸１１０に直交する方向に係留めされた板金であって、トルク発生機構部１２０の反対側の回転軸１１０の端部に設けられた本体部２００とパネル部３００とを連結する第二の取り付け部１４０を有する。

図４は、実施形態に係るヒンジの分解斜視図である。図４に示すように、第二の取り付け部１４０は、トルク発生機構部１２０に近いほうから順に、回転軸１１０と直交する鉛直上方向に延伸する第一アーム１４０Ａ、回転軸１１０と直交する鉛直上方向に延伸する第二アーム１４０Ｂ、回転軸１１０と直交する鉛直上方向に第二アーム１４０Ｂよりも長く延伸する第三アーム１４０Ｃが固着されて構成されている。なお、第一アーム１４０Ａ、第二アーム１４０Ｂおよび第三アーム１４０Ｃは、溶接されて一体化してもよいし、リベット締結などにより接合してもよい。

図４に示すように、第二の取り付け部１４０は、板金３枚重ね構造として、強度を上げている。また、第一アーム１４０Ａが回転軸１１０と直交する鉛直上方向に対して最も短く構成され、第三アーム１４０Ｃが回転軸１１０と直交する鉛直上方向に対して最も長く構成されている。このため、補強が最も必要な部分である根元のみを３枚重ねとして、途中から２枚重ねとする。

例えば、図４に例示するように、第一アーム１４０Ａの長さは、第二アーム１４０Ｂの長さに対して略半分の長さであるものとする。また、例えば、第二アーム１４０Ｂの長さは、第三アーム１４０Ｃの長さと比較して、第二アーム１４０Ｂの先端に設けられた第二の取り付け片１４２の長さ分だけ短いものとする。また、例えば、第三アーム１４０Ｃは、パネル部３００の縦の長さに対して略半分の長さであるものとする。

ここで、各アームの長さについて具体例を挙げて説明する。なお、各アームの長さは、以下に記載する数値に限定されるものではない。例えば、第一アーム１４０Ａの長さは、略３０ミリであるものとする。また、第二アーム１４０Ｂの長さは、略７５ミリであるものとする。第三アーム１４０Ｃの長さは、略９０ミリであるものとする。また、パネル部３００の縦の長さは、略１９５ミリであるものとする。

また、一番外側の第三アーム１４０Ｃおよび第二アーム１４０Ｂは、固定用のタブである第一の取り付け片１４１、第二の取り付け片１４２をそれぞれ有しており、一番外側の第三アーム１４０Ｃおよび中間の第二アーム１４０Ｂで、パネル部３００を回動した時のパネル部３００への応力集中を低減させる。さらに、ヒンジ１００への負担が軽減され、破損し難くすることが可能である。

第二アーム１４０Ｂは、回転軸１１０と平行に、トルク発生機構部１２０側に向かって延伸するパネル部３００の下部に取り付けられ、二つのネジ止め用の穴１４１Ａ、１４１Ｂが形成された第一の取り付け片１４１を備える。なお、第二アーム１４０Ｂに形成されるネジ止め用の穴の数は、二つに限定されるものではなく、複数であればよい。また、第一の取り付け片１４１は、締結用ネジのネジ頭高さよりも低く段曲げ加工がされている（図３のα参照）。例えば、第一の取り付け片１４１は、略０．６ミリ以上低く段曲げ加工されている。

第一の取り付け片１４１の根元部分が低く段曲げ加工されている。例えば、第一の取り付け片１４１は、トルク発生機構部１２０側に向かって略１５ミリ延伸しているものとする。そして、第一の取り付け片１４１の根元から略４ミリの部分から低く段曲げ加工がなされている。

第三アーム１４０Ｃは、第一の取り付け片１４１の上端から第二アーム１４０Ｂの上端部まで、第二アーム１４０Ｂと第一アーム１４０Ａを覆うようにＬ型にて形成され、Ｌ型形成の先端に、少なくとも一つのネジ止め用の穴が形成された第二の取り付け片１４２を有する。（図４では二つのネジ止め用の穴１４２Ａ、１４２Ｂが形成されている例を示している）また、第二の取り付け片１４２は、第一の取り付け片１４１と同様に、締結用ネジのネジ頭高さよりも低く段曲げ加工がされている（図３のβ参照）。

第三のアーム１４０Ｃは、例えば、第一アーム１４０Ａの略３倍の長さであり、第二の取り付け片１４２に形成されたネジ止め用の穴１４２Ａ、１４２Ｂが回転軸１１０から離れているため、パネル部３００上端部を持って、パネル部３００を回動した際に、パネルのタワミが低減される。

図５は、実施形態に係るヒンジのＺ方向から見た上方平面図である。図５に示すように、第一の取り付け片１４１は、二つのネジ止め用の穴１４１Ａ、１４１Ｂが形成され、ネジ止め穴１４１Ａ、１４１Ｂ同士が互いに対角となる位置に形成されている。これにより、第一の取り付け片１４１の平面上において、ネジ止め穴１４１Ａとネジ止め穴１４１Ｂとの距離を長くすることができる。

また、図５に示すように、第二の取り付け部１４０は、薄いステンレス板である第一アーム１４０Ａ〜第三アーム１４０Ｃを３枚重ねているので、従来のヒンジと比べて、横幅Ｗを短くすることができる。例えば、第二の取り付け部１４０の横幅Ｗが略４ミリで構成されているものとする。このように、ヒンジ１００は、薄いステンレス板が３枚重ねられていることで、強度を保ちつつ、薄型のパネル部３００の内部に収納されることが可能となる。

図６は、実施形態に係るヒンジを情報処理装置に適用した際の要部を示す斜視図である。また、第一の取り付け片１４１に形成されたネジ止め用の穴１４１Ａと、ネジ止め用の穴１４１Ｂと、第二の取り付け片１４２に形成されたネジ止め用の穴１４２Ａとを直線で結んだ場合に、図６に示すように、三角形の面を構成する。

このようにネジ止め部を複数箇所設けて面を構成し、第二の取り付け部１４０とパネル部３００を一体化させることにより、ヒンジとパネル部を直線上にネジ止めする場合と比較して、ヒンジ１００は開閉時のねじれ、タワミの影響を受けにくくなるため、ヒンジ１００の回転軸１１０と、トルク発生機構部１２０への負荷が低減され、パネル部３００の開閉動作をスムーズに行なうことが可能である。

また、上記したように、ネジ止め穴１４１Ａ、１４１Ｂ同士を互いに対角となる位置に形成することにより、第一の取り付け片１４１の平面上において、ネジ止め穴１４１Ａとネジ止め穴１４１Ｂとの距離を長くして、第一の取り付け片１４１の下側にケーブル５００を通す等、部品実装のスペースが制約される中での、スペースの有効利用が可能である。

図７は、実施形態に係るヒンジのＡ−Ａ線の断面構造を示す図である。図７に示すように、第一の取り付け片１４１は、締結用ネジのネジ頭高さよりも低く段曲げ加工がされている（図７のα部分を参照）。つまり、ヒンジ１００は、パネル部３００の薄型化を図るために、ネジ頭の影響がないようにするため、ネジ頭逃げのためにしぼりを一段落としている。

さらに、このような「しぼり」をいれることで、第一の取り付け片１４１における根元の強度を上げることができる。また、ヒンジ１００の材質は、薄くて強度のあるステンレスが使用されているため、ネジ止めの有効深さｄを適切に確保しつつ、パネル部３００の厚みｔを薄くすることが可能である。

以上の実施形態によれば、ヒンジ１００では、上記したように、板金３枚重ね構造としており、剛性が高く、ねじれに強い。また、第一アーム１４０Ａが回転軸１１０と直交する鉛直上方向に対して最も短く構成され、第三アーム１４０Ｃが回転軸１１０と直交する鉛直上方向に対して最も長く構成されている。このため、補強が最も必要な部分である根元のみを３枚重ねとして、根元の強度を高くし、また、途中から２枚重ねとすることで、パネル部３００に収納し易くすることが可能である。また、強度の必要な根元のみを３枚重ねることとしたので、強度へ寄与しない部分の材料を低減することが出来るのでコスト面の負担も少なくすることが可能である。

また、ヒンジ１００では、第三のアーム１４０Ｃが第一アームの略３倍の長さであり、第二の取り付け片１４２に形成されたネジ止め用の穴１４２Ａ、１４２Ｂが回転軸１１０から離れている。このため、図８に示すように、パネル部３００上端部を持って、パネル部３００を押した場合であっても、パネル部３００のタワミを小さくすることが可能である。

例えば、パネル部３００の角度調整動作を行った直後において、パネル部３００の振動を少なくすることができる。これにより、パネル部３００は、振動による影響が少なくなるので、パネル部３００の内部に配置したＬＣＤの破損や、基板部のハンダ付けが取れたりするリスクが減り、故障が発生する可能性が低減する。

また、上記したように、ヒンジ１００とパネル部３００のネジ止め部を複数箇所設けて面を構成することで、第二の取り付け部１４０とパネル部３００を一体化させることにより、ヒンジとパネル部を直線上にネジ止めする場合と比較して、ヒンジ１００は開閉時のねじれ、タワミの影響を受けにくくなるため、ヒンジ１００の回転軸１１０と、トルク発生機構部１２０への負荷が低減され、パネル部３００の開閉動作をスムーズに行なうことが可能である。

また、上記したように、ネジ止め穴１４１Ａ、１４１Ｂ同士を互いに対角となる位置に形成することにより、第一の取り付け片１４１の平面上において、ネジ止め穴１４１Ａとネジ止め穴１４１Ｂとの距離を長くして、第一の取り付け片１４１の下側にケーブル５００を通す等、部品実装のスペースが制約される中での、スペースの有効利用が可能である。

ヒンジ１００の材質は、パネル部３００が開閉動作を繰り返し行った場合であっても破損しないようにするため、ダイカスト品や削り出し品ではなく、ステンレスが使用されている。これにより、ヒンジ１００の強度が向上するとともに、コスト面の負担も少なくすることが可能である。

なお、上述してきた実施形態に係るヒンジは、携帯型パソコンや携帯電話などの、本体部とパネル部を有する各種情報処理装置に適用することができる。また、ヒンジの大きさや長さについては、上記の実施形態の説明により限定されるものではない。

１ 情報処理装置
１００ ヒンジ
１１０ 回転軸
１２０ トルク発生機構部
１３０ 第一の取り付け部
１３１ 第一片
１４０ 第二の取り付け部
１４０Ａ 第一アーム
１４０Ｂ 第二アーム
１４０Ｃ 第三アーム
１４１ 第一の取り付け片
１４２ 第二の取り付け片
１４１Ａ、１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂ ネジ止め穴
５００ ケーブル

Claims (5)

1. 本体部と表示装置を有するパネル部とを回動自在に連結するヒンジであって、
   前記ヒンジは、
   回転軸と、該回転軸の端部に配置されたトルク発生機構部とが同一軸上に配置され、
   前記回転軸と前記トルク発生機構部との間において前記回転軸と直交する方向に係留めされるＬ型の板金である第一の取り付け部と、
   前記回転軸に直交する方向に係留めされた板金であって、前記トルク発生機構部の反対側の前記回転軸の端部に設けられた前記本体部と前記パネル部とを連結する第二の取り付け部と、を備え、
   前記第一の取り付け部は、
   前記Ｌ型の板金のうちの一片であって、前記回転軸と直交する鉛直下方向に延伸する第一片と、
   前記Ｌ型の板金のうちの一片であって、前記トルク発生機構部と反対側である前記回転軸の端部方向に延伸し、少なくとも一つのネジ止め用の穴が形成された第二片とを備え、
   前記第二の取り付け部は、
   前記トルク発生機構部に近いほうから順に、前記回転軸と直交する鉛直上方向に延伸する第一アーム、前記回転軸と直交する鉛直上方向に延伸する第二アーム、前記回転軸と直交する鉛直上方向に前記第二アームよりも長く延伸する第三アームが固着されて構成され、
   前記第二アームは、前記回転軸と平行に、前記トルク発生機構部側に向かって延伸する前記パネル部の下部に取り付けられ、複数のネジ止め用の穴が形成された第一の取り付け片を備え、
   前記第三アームは、前記第一の取り付け片の上端から前記第二アームの上端部まで、前記第二アームと前記第一アームとを覆うようにＬ型に形成され、当該Ｌ型の先端に、少なくとも一つのネジ止め用の穴が形成された第二の取り付け片を備える、
   ことを特徴とするヒンジ。
2. 前記第一の取り付け片または前記第二の取り付け片のどちらか一つ、もしくは両方は、締結用ネジのネジ頭高さよりも低く段曲げ加工がされていることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ。
3. 前記第一の取り付け片は、二つのネジ止め用の穴が形成され、ネジ止め穴同士が互いに対角となる位置に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒンジ。
4. 前記パネル部の面が前記本体部の面に対して略１８０度の角度まで回動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のヒンジ。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載のヒンジにより前記本体部と前記パネル部とが連結されたことを特徴とする情報処理装置。

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