JP6204101B2 - ヒンジ - Google Patents

Description

本発明は、ヒンジの技術に関する。

第一連結対象物に第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジに関する技術は、種々知られている。中でも、第一部材と第二部材との間にフリクショントルクを発生させて、小型化・軽量化を図ったヒンジが知られている（特許文献１及び特許文献２を参照）。

特開２００４−２２５７８０号公報 特開２００５−３０４６３号公報

前記の各特許文献に記載のヒンジにおいては、第一部材における軸部を第二部材における筒状部に挿入するとともに、軸部と筒状部の間にスプリングピンを介挿する構成としている。そして、スプリングピンの内周面と軸部の外周面との間で摩擦力を発生させ、第一部材と第二部材との間にフリクショントルクを発生させている。

前記従来技術の如く、スプリングピンの内周面と軸部の外周面との間で摩擦力を発生させる構成によれば、所定のフリクショントルクを発生させるためには、軸部の外径寸法をある程度大きくして、軸部とスプリングピンとの摺動面積を確保する必要があった。換言すれば、軸部の外径を小さくした場合、軸部とスプリングとの摺動面積が小さくなり、所望のフリクショントルクを得ることができない場合があった。即ち、このことがヒンジの小型化・軽量化の阻害要因となっていた。

また、スプリングピンの内周面と軸部の外周面との間で摩擦力を発生させる構成において、ヒンジにクリック感を出そうとした場合、スプリングピンと軸部との間にカム構造（カム及びカム溝）を形成する必要がある。しかし、軸部の外径を小さくした場合には、スプリングピンと軸部との間にカム構造を形成することが困難となっていた。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、軸部の外径を小さくしても、スプリングの摺動面積を確保して所望のフリクショントルクを得ることができ、小型化・軽量化が可能となるとともに、容易にカム構造を形成することができる、ヒンジを提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、軸部と、該軸部の軸心方向に前記軸部と連続する第一支持部と、を有する第一部材と、前記軸部が挿入される、筒状のスプリングピンと、前記軸部が前記スプリングピンとともに挿入される有底筒状のケース部と、前記ケース部の軸心方向に前記ケース部と連続する第二支持部と、を有する第二部材と、を備えるヒンジであって、前記スプリングピンに前記軸部を挿入した際に、前記スプリングピンは前記第一部材に対して相対回転不能とされ、前記スプリングピンが半径方向内側に収縮した状態で前記ケース部に挿入されることにより、前記ケース部の内周面には、前記スプリングピンの弾性力によって前記スプリングピンの外周面が押圧されるとともに、前記第二部材は前記スプリングピンに対して摺動抵抗を受けつつ相対回転可能とされ、前記ケース部の内周面にはカム溝が形成され、前記スプリングピンの外周面には前記カム溝と係合するカム部が外側に突出して形成され、前記スプリングピンに形成される前記カム部は、前記スプリングピンの軸心方向の長さのうち、所定部分の長さに形成され、前記スプリングピンの外周面には、前記スプリングピンの軸心方向の長さのうち、前記所定部分以外の部分に、前記スプリングピンの軸心方向に前記カム部と隣接する平面部が形成され、前記ケース部の内周面と、前記スプリングピンの平面部と、の間には固定部材が介挿されるものである。

請求項２においては、前記第一部材における前記軸部の基端部と、前記第二部材における前記ケース部の先端部と、のそれぞれには、互いの回動角度を規制する角度規制部が形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係るヒンジによれば、軸部の外径を小さくしても、スプリングの摺動面積を確保して所望のフリクショントルクを得ることができるため、小型化・軽量化が可能となるとともに、容易にカム構造を形成することができる。

第一実施形態に係るヒンジを示した斜視図。 同じくヒンジの分解斜視図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、ヒンジを示した一部切欠正面図及び一部切欠平面図。 図３（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図。 第二実施形態に係るヒンジを示した分解斜視図。 第二実施形態に係るヒンジの中途部断面図。

まず、本発明の第一実施形態に係るヒンジ１０について、図１から図４を用いて説明する。本明細書においては、図１から図４中に示す矢印の方向をヒンジ１０における方向として説明する。つまり、本実施形態に係るヒンジ１０は軸心方向を左右に向けた軸状部材として形成されており、後述する第一部材２０と第二部材５０とが、左右方向に向けた軸心を中心として相対的に回転可能に構成されている。なお、図２における一点鎖線は各部材を接続する際の位置関係を示している。

ヒンジ１０は、例えばノートパソコンの本体部とディスプレイ部のような二つの部材を回動可能に連結するための連結具として用いられる。以下、ヒンジ１０が連結する二つの部材を、「第一連結対象物」及び「第二連結対象物」として説明する。

図１から図４に示すようにヒンジ１０は、第一部材２０と、スプリングピン３０と、スペーサ４０と、第二部材５０と、を主な構成要素として備える。

第一部材２０は、第一連結対象物に固定される樹脂製部材である。第一部材２０は、軸部２１と、軸部２１の左側で軸部２１と連続する第一支持部２２と、を有する。
軸部２１は、左右方向における中途部が拡径した円柱形状の上下面が一対の平面で切り取られた形状に形成されている。軸部２１の上下におけるそれぞれの平面を平面部２１ａ・２１ａとする。

軸部２１の左側には、第一連結対象物に固定される第一支持部２２が形成されている。第一支持部２２は円柱形状の上下面が一対の平面で切り取られた形状に形成されている。第一支持部２２には、一対の平面を貫いて固定孔２２ａが開口されている。この固定孔２２ａにボルト等の固定具を挿入した状態で、固定具を第一連結対象物に固定することにより、第一支持部２２は第一連結対象物に固定されるのである。

軸部２１と第一支持部２２との間には、半径方向外側に拡径した被係合部２３が形成されている。この被係合部２３が後述する第二部材５０における係合部５１ｃと係合することにより、第一部材２０と第二部材５０とが連結されるのである。

第一部材２０の軸部２１は金属製の筒状部材であるスプリングピン３０に挿入される。スプリングピン３０の下部は、軸方向に切り込みが形成されて前後に分割されている。スプリングピン３０の外径は、通常状態においては第二部材５０におけるケース部５１の内径よりも大きくなるように形成されている。スプリングピン３０の上部には、上側に突出するカム部３１が軸方向に形成されている。

軸部２１がスプリングピン３０に挿入された際に、スプリングピン３０の切り込みには樹脂製のスペーサ４０が介挿される。スペーサ４０の上部には平面部４０ａが形成され、スプリングピン３０の切り込みに介挿された際には、平面部４０ａが軸部の下側に形成された平面部２１ａと当接する。

第二部材５０は、第二連結対象物に固定される樹脂製部材である。第二部材５０は、ケース部５１と、ケース部５１の右側でケース部５１と連続する第二支持部５２と、を有する。
ケース部５１は、右側が閉塞され、左側が開放された有底筒状部材である。図４に示す如く、ケース部５１の内周面には軸方向にカム溝５１ａが形成されている。ケース部５１の左側端部における上下部には切欠き５１ｂが形成されている。また、ケース部５１の左側端部における内周面には、半径方向内側に突出した係合部５１ｃが形成されている。第一部材２０の軸部２１をケース部５１に挿入した際には、被係合部２３によってケース部５１の左側端部が拡径するように弾性変形される。そして、係合部５１ｃが被係合部２３と係合して、第一部材２０と第二部材５０とが連結されるのである。

ケース部５１の右側には、第二連結対象物に固定される第二支持部５２が形成されている。第二支持部５２は円柱形状の上下面が一対の平面で切り取られた形状に形成されている。第二支持部５２には、一対の平面を貫いて固定孔５２ａが開口されている。この固定孔５２ａにボルト等の固定具を挿入した状態で、固定具を第二連結対象物に固定することにより、第二支持部５２は第二連結対象物に固定されるのである。

ヒンジ１０を形成する際には、第一部材２０の軸部２１をスプリングピン３０に挿入する。そして、スプリングピン３０の切り込みにスペーサ４０を介挿する。この状態で、スプリングピン３０に対して半径方向内側に力を加えて収縮させる。この状態で、軸部２１、スプリングピン３０、及び、スペーサ４０を第二部材５０のケース部５１に挿入するのである。

前記の如くスプリングピン３０に軸部２１を挿入してヒンジ１０を形成した際には、図４に示す如く、軸部２１の下側における平面部２１ａはスペーサ４０の平面部４０ａに当接する。また、軸部２１の上側における平面部２１ａはスプリングピン３０に形成されている段差部３２に当接する。このため、スプリングピン３０は第一部材２０に対して係合することとなり、相対的に回転不能となる。換言すれば、第一部材２０が軸心を中心として回転した場合は、スプリングピン３０は第一部材２０とともに回転するのである。

また、前記の如くスプリングピン３０は半径方向内側に収縮した状態でケース部５１に挿入される。これにより、ケース部５１の内周面には、スプリングピン３０の弾性力によってスプリングピン３０の外周面が押圧される。このように、第二部材５０はスプリングピン３０に対して摺動抵抗を受けつつ相対的に回転可能とされる。即ち、第一部材２０と第二部材５０とは、スプリングピン３０とケース部５１の内周面との摺動抵抗によるフリクショントルクを受けつつ、軸心回りに回転可能となるのである。

また、前記の如く、ケース部５１の内周面にはカム溝５１ａが形成され、スプリングピン３０の外周面にはカム溝５１ａと係合するカム部３１が外側に突出して形成されている。このため、ケース部５１に軸部２１及びスプリングピン３０を挿入してヒンジ１０を形成し、第一部材２０と第二部材５０とを相対的に回転させた場合に、カム部３１がカム溝５１ａに係合した際に、使用者にクリック感を与えることができる。

本実施形態に記載のヒンジ１０によれば上記の如く、スプリングピン３０の外周面とケース部５１の内周面との間で摩擦力を発生させる構成としている。このため、スプリングピンの内側で摺動抵抗を生じさせる構成と比較して、スプリングピン３０とケース部５１との摺動面積を大きくすることができる。即ち、ヒンジ１０の外径寸法を小さくした場合であっても、スプリングピン３０とケース部５１との摺動面積を確保することができるため、所定のフリクショントルクを発生させることが可能となる。つまり、本実施形態に係るヒンジ１０によれば、簡易な構成で小型化・軽量化を図ることができるのである。

また、本実施形態に記載のヒンジ１０によれば、スプリングピン３０の外周面とケース部５１の内周面との間で摩擦力を発生させて、カム溝５１ａと係合するカム部３１によってクリック感を出す構成としている。つまり、スプリングピンの内側でカム構造を形成する構成と比較して、スプリングピン３０とケース部５１との摺動面積が大きくなるため、カム構造の形成が容易となる。つまり、ヒンジ１０の外径寸法を小さくした場合であっても、スプリングピン３０とケース部５１との間に容易にカム構造を形成することができるのである。

上記の如く、本実施形態に係るヒンジ１０によれば、軸部の外径を小さくしても、スプリングピン３０の摺動面積を確保して所望のフリクショントルクを得ることができるため、小型化・軽量化が可能となるとともに、容易にカム構造を形成することができるのである。

次に、本発明の第二実施形態に係るヒンジ１１０について、図５及び図６を用いて説明する。本明細書においては、図５及び図６中に示す矢印の方向をヒンジ１１０における方向として説明する。なお、図５はスプリングピン１３０に第一部材２０の軸部２１を挿入した状態を示しており、図５における一点鎖線は各部材を接続する際の位置関係を示している。本実施形態に係るヒンジ１１０においては、前記第一実施形態に係るヒンジ１０と共通する構成には同符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

本実施形態に係るヒンジ１１０において、スプリングピン１３０に形成されるカム部１３１は、左右方向の長さのうち所定部分の長さに形成される。具体的には図５に示す如く、スプリングピン１３０の右端部における長さＬの部分のみが上側に突出してカム部１３１として形成されているのである。

本実施形態においては上記の如く構成することにより、第一部材２０と第二部材５０とを相対的に回転させた場合に、カム部１３１がカム溝５１ａに係合して使用者に与えるクリック感の強さを調整することができる。即ち、カム部１３１の長さＬを適切な長さにすることにより、最適なクリック感を出すことができるのである。また、これにより、スプリングピン１３０のカム部１３１とケース部５１の内周面との摺動抵抗によるフリクショントルクの強さを調整することもできる。

また、本実施形態に係るヒンジ１１０において、スプリングピン１３０の外周面には、スプリングピン１３０の左右方向の長さのうち、前記所定部分におけるカム部１３１以外の部分に、スプリングピン１３０の軸心方向にカム部１３１と隣接する平面部１３２が形成されている。また、ケース部５１の内周面と、スプリングピン１３０の平面部１３２と、の間には固定部材６０が介挿される。

本実施形態においては上記の如く構成することにより、スプリングピン１３０に軸部２１を挿入してヒンジ１１０を形成した際には、図６に示す如く、軸部２１の上側における平面部２１ａがスプリングピン１３０に形成されている平面部１３２の下面１３２ａに当接する。このように、スプリングピン１３０が第一部材２０に対して係合する際の面積を、前記第一実施形態と比較して大きくすることができる。このため、スプリングピン１３０を第一部材２０に対してより強固に係合させることができるのである。

また、本実施形態に係るヒンジ１１０において、第一部材２０における軸部２１の基端部と、第二部材５０におけるケース部５１の先端部と、のそれぞれには、互いの回動角度を規制する角度規制部が形成される。具体的には、第一部材２０の被係合部２３に角度規制突起２３ａが形成される。そして、第一部材２０と第二部材５０とを結合した際には、角度規制突起２３ａは第二部材５０の切欠き５１ｂの間に挿入されるのである。これにより、第一部材２０は角度規制突起２３ａが切欠き５１ｂの間にある範囲内でのみ第二部材と相対回転可能となる。換言すれば、本実施形態に係るヒンジ１１０において、第一部材２０及び第二部材５０は、角度規制部である角度規制突起２３ａ及び切欠き５１ｂによって、互いの回動角度を規制することができるのである。

１０ ヒンジ
２０ 第一部材
２１ 軸部
３０ スプリングピン
３１ カム部
５０ 第二部材
５１ ケース部
５１ａ カム溝

Claims (2)

1. 軸部と、該軸部の軸心方向に前記軸部と連続する第一支持部と、を有する第一部材と、
   前記軸部が挿入される、筒状のスプリングピンと、
   前記軸部が前記スプリングピンとともに挿入される有底筒状のケース部と、前記ケース部の軸心方向に前記ケース部と連続する第二支持部と、を有する第二部材と、を備えるヒンジであって、
   前記スプリングピンに前記軸部を挿入した際に、前記スプリングピンは前記第一部材に対して相対回転不能とされ、
   前記スプリングピンが半径方向内側に収縮した状態で前記ケース部に挿入されることにより、前記ケース部の内周面には、前記スプリングピンの弾性力によって前記スプリングピンの外周面が押圧されるとともに、前記第二部材は前記スプリングピンに対して摺動抵抗を受けつつ相対回転可能とされ、
   前記ケース部の内周面にはカム溝が形成され、前記スプリングピンの外周面には前記カム溝と係合するカム部が外側に突出して形成され、
   前記スプリングピンに形成される前記カム部は、前記スプリングピンの軸心方向の長さのうち、所定部分の長さに形成され、
   前記スプリングピンの外周面には、前記スプリングピンの軸心方向の長さのうち、前記所定部分以外の部分に、前記スプリングピンの軸心方向に前記カム部と隣接する平面部が形成され、
   前記ケース部の内周面と、前記スプリングピンの平面部と、の間には固定部材が介挿される、ヒンジ。
2. 前記第一部材における前記軸部の基端部と、前記第二部材における前記ケース部の先端部と、のそれぞれには、互いの回動角度を規制する角度規制部が形成される、請求項１に記載のヒンジ。

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