JP6788997B2 - ２軸ヒンジ及びこの２軸ヒンジを用いた端末機器 - Google Patents

Description

本発明は、ノートパソコンやモバイルパソコン、ＰＤＡなどの端末機器の第１筐体と第２筐体を相対的に開閉する際に用いて好適な２軸ヒンジ及びこの２軸ヒンジを用いた端末機器に関する。

２軸ヒンジには、第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを互いに交わる方向へ配置した交叉２軸ヒンジと、互いに平行方向へ配置した平行２軸ヒンジとがあるが、本発明は後者の平行２軸ヒンジに属する。

この平行２軸ヒンジは、１軸のヒンジに較べて、第１の筐体と第２の筐体を手に持った本を開くように左右均等に開くように構成することができるという利点がある。そのような平行２軸ヒンジとして例えば下記特許文献１に記載されたものが公知である。

しかしながら、この特許文献１に記載の２軸ヒンジは、第１筐体と第２筐体を相対的に９０°以上開いた場合、第１筐体の後側面に対して第２筐体の後側面が覆い被さるようになりなってしまうことから、第１筐体の後側面に配置されることの多いＬＡＮポートやＵＳＢポート等々の各種ポートや電源コネクタや、排熱口等を塞ぎ、それらの各種ポート等に接続されたケーブル類と干渉し、それらの使用に支障を生じさせたり、排熱が思うようにいかず、商品寿命を短くするといった問題があった。

また、最近はノートパソコンを軽量化かつ薄型化することが望まれており、特許文献１に記載の２軸ヒンジでは、対応が十分にできないという問題があった。

特開２０１２−２３７３９２号公報

本発明はこれらの問題点を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、端末機器の薄型化に対応できると共に、端末機器に接続された各種プラグやケーブル等の使用に障害を生じさせない上に、排熱にも支障を生じさせず、かつ製造コストの安価な２軸ヒンジを提供せんとするにある。

上記した目的を達成するために本発明に係る２軸ヒンジは、端末機器の第１筐体に対して第２筐体を開閉可能に連結する２軸ヒンジであって、前記第１筐体へ取り付けられる取付プレート部とこの取付プレート部から上方へ立設した大径部と小径部を有する軸受部から成る取付部材と、この取付部材の前記小径部に回転可能に軸支されると共に、取付プレートを介して前記第２筐体へ取り付けられる外径の細い第１ヒンジシャフトと、前記取付部材の前記大径部に前記第１ヒンジシャフトと平行状態を保ちつつ軸方向へ位置をずらせて回転可能に軸支される前記第１ヒンジシャフトより外径の太い第２ヒンジシャフトと、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの間に設けられる一方のヒンジシャフトの回転に同期して他方のヒンジシャフトを互いに異なる方向に回転させる同期回転手段とを有し、前記第１ヒンジシャフトの側には、当該第１ヒンジシャフトの回転時にフリクショントルクを発生させるサブのフリクショントルク発生手段を設け、前記第２ヒンジシャフトの側には、当該第２ヒンジシャフトの回転時に前記第１ヒンジシャフトの側のサブのフリクショントルク発生手段と較べて強いフリクショントルクを発生させるメインのフリクショントルク発生手段と、当該第２ヒンジシャフトをその所定の回転角度から一方向へ回転付勢させて自動的に回転させる吸込み手段とを設け、この吸込み手段による前記第２ヒンジシャフトの回転を、前記同期回転手段を介して前記第１ヒンジシャフトへ伝達させることを特徴とする。

その際に、本発明は、前記同期回転手段を、前記第１ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられた第１ギアと、前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられた前記第１ギアより大径の第２ギアと、前記第１ギアと前記第２ギアとの間に設けられ、一方の回転を他方に伝え、それぞれ異なる方向へ回転させる中間ギアと、で構成したことを特徴とする。

本発明はさらに、前記同期回転手段を、前記第１ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられた第１ギアと、前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられ、前記第１ギアと噛み合わせられて前記第１ギアと異なる方向へ回転する前記第１ギアより大径の第２ギアと、で構成したことを特徴とする。

本発明はさらに、前記メインのフリクショントルク発生手段を、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させたフリクションプレートと、前記第２ヒンジシャフト上に回転を拘束された状態で装着され、前記取付部材の前記軸受部の前記大径部と前記フリクションプレートの大径部との間に介在されるフリクションワッシャーと、前記フリクションワッシャーに前記取付部材と前記フリクションプレートを圧接するために前記第２ヒンジシャフト上に設けられた弾性手段と、で構成したことを特徴とする。

本発明はさらに、前記サブのフリクショントルク発生手段を、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させたフリクションプレートと、前記フリクションプレートの小径部の一方の側と前記取付部材の軸受部の小径部との間に前記第１ヒンジシャフトに回転を拘束されて配置された第１ワッシャーと、前記フリクションプレートの小径部の他方の側と前記第１ヒンジシャフトにネジ着させた第１締付ナットとの間に前記第１ヒンジシャフトの回転を拘束させて配置された第２ワッシャーと、で構成したことを特徴とする。

本発明はさらに、前記吸込み手段を、フリクションプレートに係止させて前記第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させると共に、その一側部外側に略円弧状のカム凹部又はカム凸部を備えたカムプレート部材と、前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられ、前記カムプレート部材の前記カム凹部又はカム凸部と対向する面にカム凸部又はカム凹部を有するカムフォロワー部材と、前記第２ヒンジシャフトに設けられた前記カムプレート部材と前記カムフォロワー部材とを互いに圧接させる弾性手段と、で構成したことを特徴とする。

そして、本発明は、前記いずれかに記載の発明に係る２軸ヒンジを端末機器に用いたことを特徴とする。

本発明は上記したように、第２筐体の側に取り付けられる第１ヒンジシャフトの外形及びこの第１ヒンジシャフトに装着される第１ギアやワッシャーなどの部品の外径を、第１筐体側に取り付けられる第２ヒンジシャフト及びこの第２ヒンジシャフト側に装着される第２ギアやフリクションワッシャーなどより小径に構成することによって、第１筐体を薄くすることが可能となり、さらに前記メインのフリクショントルク発生手段や吸込み手段、及びそれらを機能させる弾性手段を第２ヒンジシャフト上にだけ設けることによって必要なフリクショントルクを確保することができるので、第２筐体の開成時に、第１筐体の後側面に設けられた各種ポートに接続された各種プラグやケーブルに対して第２筐体の後側面がぶつかったり、排熱口が塞がれたりして、それらの機能が妨げられることのない、安価で適応性に優れた２軸ヒンジとして好適に用いることができるという作用効果を奏し得るものである。

そして、本発明はまた、上記の如き本発明に係る２軸ヒンジを用いることにより、薄型で使い勝手の良い端末機器を提供できるものである。

本発明に係る２軸ヒンジを取り付けた、例えば端末機器の１例であるノートパソコンを示し、(ａ)は第２筐体を第１筐体に対して開いた状態を前方から見た斜視図であり、（ｂ)は第１筐体と第２筐体を閉じた状態を後方から見た斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジを端末機器に取り付けた状態を説明する説明図である。 本発明に係る２軸ヒンジの斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）右側面図である。 本発明に係る２軸ヒンジの分解斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジにおける第１ヒンジシャフトの（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）右側面図である。 本発明に係る２軸ヒンジにおける中間ギアを拡大して示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）右側面図である。 本発明に係る２軸ヒンジにおけるギアサポート部材を兼ねる取付部材を拡大して示す（ａ）正面図、（ｂ）右側面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）平面図である。 本発明に係る２軸ヒンジにおけるフリクションプレートを拡大して示す（ａ）斜視図、（ｂ）左側面図、（ｃ）正面図である。 本発明に係る２軸ヒンジにおけるカムプレート部材を拡大して示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面図、（ｃ）右側面図である。 本発明に係る２軸ヒンジにおけるカムフォロワー部材を拡大して示す（ａ）斜視図、（ｂ）左側面図、（ｃ）正面図である。 本発明に係る２軸ヒンジの動作を示す説明図であり、（ａ）は第１筐体と第２筐体の閉成時の状態を示す側面図、（ｂ）はその場合のカムプレート部材とカムフォロワー部材の接触状態を示す説明図である。 本発明に係る２軸ヒンジの動作を示す説明図であり、（ａ）は第１筐体と第２筐体の４５°開成時の状態を示す側面図、（ｂ）はその場合のカムプレート部材とカムフォロワー部材の接触状態を示す説明図である。 本発明に係る２軸ヒンジの動作を示す説明図であり、（ａ）は第１筐体と第２筐体の９０°開成時の状態を示す側面図、（ｂ）はその場合のカムプレート部材とカムフォロワー部材の接触状態を示す説明図である。 本発明に係る２軸ヒンジの動作を示す説明図であり、（ａ）は第１筐体と第２筐体の１９０°開成時の状態を示す側面図、（ｂ）はその場合のカムプレート部材とカムフォロワー部材の接触状態を示す説明図である。

以下に本発明に係る２軸ヒンジを端末機器の１例であるノートパソコンに用いた場合の実施例について図面に基づいて説明するが、本発明に係る２軸ヒンジを用い得る対象機器はノートパソコンに限定されず、互いに上下方向へ開閉可能に連結される第１筐体と第２筐体を有するモバイルパソコン、ＰＤＡ等の端末機器、その他のものにも広く用いることができるものである。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る２軸ヒンジを用いた端末機器の１例としてのノートパソコン１を示す。このノートパソコン１は、キーボード部２ａを設けた第１筐体２と、ディスプレイ部３ａを設けた第２筐体３の各後部の左右個所を、本発明に係る一対の２軸ヒンジ４と５で開閉可能に連結させて成るものである。第１筐体２の右側面には、電源プラグ７を差し込むための電源コネクタ６ａが設けられ、後側面には、ＬＡＮポート６ｂやＵＳＢポート６ｃ、６ｄ、等々の各種ポートや排熱口が配設されている。

２軸ヒンジ４と５の構成は、両者共に同じ構成であるので、以下その一方の指示記号４のもののみを説明し、他方の指示記号５で示したものの説明は省略する。勿論、動作に支障がない場合には、指示記号５で示した２軸ヒンジの構成を別なものとしても良い。

図２〜図１１は、本発明に係る２軸ヒンジ４の一実施例を示す。とくに図５、図６に示す如く、第１ヒンジシャフト１１は、後述する第２ヒンジシャフト１２より小径に形成されている。この第１ヒンジシャフト１１は、その一端部側から断面扁平形状を呈し、その表面に取付孔１１ｂ、１１ｂを設けた取付板部１１ａと、この取付板部１１ａに続いて設けられた第２ヒンジシャフト１２に設けられるフランジ部１２ａよりも小径のフランジ部１１ｃと、このフランジ部１１ｃに続いて設けられた断面略楕円形状を呈した変形軸部１１ｄと、この変形軸部１１ｄの先端近くに設けられた雄ネジ部１１ｅとから構成されている。

図２〜図６に示したように、第１ヒンジシャフト１１の取付板部１１ａには、取付プレート１３が取り付けられており、この取付プレート１３の取付板部１１ａへの取付方法は、第１ヒンジシャフト１１の２個の取付孔１１ｂ、１１ｂと取付プレート１３の取付孔１３ａ、１３ａを通したフランジ部付の取付ピン１３ｄ、１３ｄの各端部をかしめることによってなされている。そして、取付プレート１３は、当該取付プレート１３に設けた取付孔１３ｂ、１３ｂ及び１３ｃにねじ込まれる取付ネジ１３ｅ、１３ｅ及び１３ｆ（図２）を用いて、ノートパソコン１の第２筐体３の下面側へ取り付けられる構成である。尚、取付ピン１３ｄ、１３ｄはこれを取付ネジとしてもよい。この第１ヒンジシャフト１１の変形軸部１１ｄには、後述する第２ヒンジシャフト１２に装着された第２ギア１７よりも小径の第１ギア１６がこの変形軸部１１ｄに対して回転不能なように拘束された状態で装着されている。第１ヒンジシャフト１１の変形軸部１１ｄは更に、取付部材１４の第１軸受孔１４ｃ、第１ワッシャー２２の変形挿通孔２２ａ、フリクションプレート２１の第１軸受孔２１ａ、第２ワッシャー２４の変形挿通孔２４ａに順次挿通され、その先端の雄ネジ部１１ｅに第１締付ナット２５がその雌ネジ孔２５ａによってネジ着される。

次に、同じく図２〜図５に示したように、指示記号１２で示したものは、前記第１ヒンジシャフト１１に対して上下方向へ平行に配置される第２ヒンジシャフトである。この第２ヒンジシャフト１２は、第１ヒンジシャフトに対し大径に構成されており、その一端部に設けられたところの第１ヒンジシャフトのフランジ部１１ｃよりも大径のフランジ部１２ａと、このフランジ部１２ａに続いて設けられた断面略楕円形状を呈した変形軸部１２ｂと、この変形軸部１２ｂに続いて設けられた雄ネジ部１２ｃとから構成されている。

この第２ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｂには、第１ギア１６よりも大径の第２ギア１７がこの変形軸部１２ｂに対して回転不能なように拘束された状態で装着され、更に前記取付部材１４が回転可能なように装着される。この取付部材１４には取付プレート部１４ａが一体的に設けられ、当該取付プレート部１４ａは、当該取付プレート部１４ａに設けた取付孔１４ｈ、１４ｈにねじ込まれる取付ネジ１４ｉ、１４ｉ（図２）を用いて、ノートパソコン１の第１筐体２の上面側へ取り付けられる構成となっている。

前記取付部材１４は、前記第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とを、互いに平行状態で上下方向に配置させて回転可能に保持するように構成されている。即ち、取付部材１４は、前記取付プレート部１４ａより上方に設けた軸受部１４ｂの小径部１４ｊと大径部１４ｋに上下方向に位置して互いに平行に設けた第１軸受孔１４ｃと第２軸受孔１４ｄを有し、この各第１軸受孔１４ｃと第２軸受孔１４ｄに、前記第１ヒンジシャフト１１の一端部側に位置する変形軸部１１ｄと第２ヒンジシャフト１２の他端部側に位置する変形軸部１２ｂをそれぞれ回転可能に挿通させて成るものである。また、第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２は、平行状態であるが、その取付部材１４の軸受部１４ｂに対する装着部分が互いに軸方向へずれている。この構成が、第１ヒンジシャフト１１自体とこの第１ヒンジシャフト１１へ取り付けられる部材の外径を第２ヒンジシャフトの側のものよりも小径とし、かつ、第１ヒンジシャフト１１側に設けた大きなフリクショントルクを創出しないサブのフリクショントルク発生手段の簡略な構成と相まって、この第１ヒンジシャフト１１を取り付ける第２筐体３の厚さを減じさせる効果を奏するようにすることができるものである。また、この取付部材１４は、後述する第１ギア１６、第２ギア１７及び中間ギア１８を互いに噛合状態で保持するギアサポート部材を兼ねる構成となっている。

次に、２軸ヒンジ４の第２ヒンジシャフト１２に設けられた回転制御手段１９について順次説明する。この回転制御手段１９は、同期回転手段１５、フリクショントルク発生手段２０、吸込み手段２６から構成される。尚、フリクショントルク発生手段２０と吸込み手段２６は、両者で兼用する弾性手段２９を有する。まず、同期回転手段１５について説明する。この同期回転手段１５は、とくに図３〜図５に示したように、第１ヒンジシャフト１１の変形軸部１１ｄに、その中心部軸方向に設けた変形挿通孔１６ａを挿通係合させた傘歯車から成る第１ギア１６と、第２ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｂにその中心部軸方向に設けた変形挿通孔１７ａを挿通係合させた同じく傘歯車から成る第２ギア１７と、これらの第１ギア１６と第２ギア１７との間に設けられ、一方の回転を他方に伝え、それぞれ異なる方向へ回転させる小径の上部傘歯部１８ｃと大径の下部傘歯部１８ｄを有する中間ギア１８とから構成される。この中間ギア１８は、ギアサポート部材を兼ねる前記取付部材１４の前記第１軸受孔１４ｃの下部周壁に設けた第１軸支溝１４ｆと［図８（ｃ）参照］、第２軸受孔１４ｄの上部周壁に設けた第２軸支溝１４ｇとに、軸心を共通にして設けた上部支軸１８ａと下部支軸１８ｂを回転可能に挿入支持させて成り、その上部と下部に設けた前記上部傘歯部１８ｃと下部傘歯部１８ｄに、前記第１ギア１６と第２ギア１７をそれぞれ噛合させるように構成されている。これらの第１ギア、第２ギア及び中間ギアを介することにより、図５に回転矢符で示す如く、第１ヒンジシャフト１１を例えば時計回り方向（開成方向）に回転させると、その回転に同期して第２ヒンジシャフト１２は反時計回り方向に回転せしめられるものであり、これによって同期回転手段１５が構成される。尚、前記３つのギアを用いる代わりに、前記第１ヒンジシャフト１１に回転を拘束されて取り付けられた第１ギアと、前記第２ヒンジシャフト１２に回転を拘束されて取り付けられ、前記第１ギアと噛み合わせられて前記第１ギアと異なる方向へ回転する第２ギアと、を用いるようにすることも可能である。

次に、２軸ヒンジ４の第２ヒンジシャフト１２の先端部側に設けられている弾性手段２９について説明する。この弾性手段２９は、その各円形挿通孔２９ｂに第２ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｂを挿通させつつ重ねて設けた複数の皿バネ、或いはスプリングワッシャーなどの弾性部材２９ａ、２９ａと、この弾性部材２９ａ、２９ａに隣接して設けたところのその変形挿通孔３０ａに第２ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｂを挿通係合させて設けた第２押えワッシャー３０と、この第２押えワッシャー３０に隣接して第２ヒンジシャフト１２の先端の雄ネジ部１２ｃにその雌ネジ孔３１ａをネジ着させて設けた第２締付ナット３１とで構成されている。この弾性手段２９は、後述するように、フリクショントルク発生手段２０と、吸込み手段２６に圧接力を作用させ、第１筐体２と第２筐体３の開閉操作時の第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２の回転時に、フリクション機能と吸込み機能を発揮させるものである。つまり、この弾性手段２９は、フリクショントルク発生手段２０と吸込み手段２６の構成部材である。

次に、サブとメインのフリクショントルク発生手段２０aと２０bについて説明する。とくに図３〜図５に示したように、第２ヒンジシャフト１２の側にメインのフリクショントルク発生手段２０ｂと吸込み手段２６が設けられており、そのメインのフリクショントルク発生手段２０ｂは、同期回転手段１５側に隣接して設けられている。このメインのフリクショントルク発生手段２０ｂは、第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２をその小径部２１ｆに設けた第１軸受孔２１aと大径部２１ｇに設けた第２軸受孔２１ｂに回転可能に挿通させたフリクションプレート２１と、第２ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｂを変形挿通孔２３ａへ通すことによって回転を拘束された状態で装着され、取付部材１４の側部とフリクションプレート２１の間に配置されたフリクションワッシャー２３と、弾性手段２９とで構成されている。次に、サブのフリクショントルク発生手段２０ａは、第１ヒンジシャフト１１の変形軸部１１ｄへその変形挿通孔２２ａを通すことによって回転を拘束された状態で装着され、取付部材１４の軸受部１４ｂの小径部１４ｊとフリクションプレート２１の小径部２１ｆの一方の面との間に介在させた第１ワッシャー２２と、第１ヒンジシャフト１１の変形軸部１１ｄへその変形挿通孔２４ａを通すことによって回転を拘束された状態で装着され、フリクションプレート２１の小径部２１ｆの他方の面と第１ヒンジシャフト１１の雄ネジ部１１ｅにネジ着させた第１締付ナット２５との間に介在させた第２ワッシャー２４とで構成されている。尚、フリクションプレート２１の小径部２１ｆと大径部２１ｇの一側面側には、それぞれナナコメ加工部２１ｃ、２１ｄが設けられている。また、第１ワッシャー２２とフリクションワッシャー２３の側にもナナコメ加工部２２ｂ、２３ｂが設けられているが、これは必須ではない。
尚、第１ワッシャー２２とフリクションワッシャー２３は、それぞれ第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２に対してはその軸中心の回転を拘束されているが、軸方向にスライド可能である。

つぎに、メインのフリクショントルク発生手段２０ｂに隣接して弾性手段２９との間に設けられる吸込み手段２６について説明する。この吸込み手段２６は、軸受孔２７ａに前記第２ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｂが回転可能に挿通されると共に、その一側部外側に略円弧状のカム凹部２７ｃ（図１０参照）が形成されたカムプレート部材２７と、変形挿通孔２４ａによって前記第２ヒンジシャフト１２に回転を拘束されて取り付けられ、前記カムプレート部材２７の前記カム凹部２７ｃを有する面と対向する面にカム凸部２８ｂを有するカムフォロワー部材２８と、前記カムプレート部材２７と前記カムフォロワー部材２８とを互いに圧接させる前記弾性手段２９とで構成される。即ち、上述したように、弾性手段２９は、前記メインのフリクショントルク発生手段２０ｂにおいて用いられたものを兼用する。前記カムプレート部材２７には係止凸片２７ｂが設けられ、これを前記フリクションプレート２１の係止孔２１ｅへ挿入した状態でその軸受孔２７ａへ第２ヒンジシャフト１２を挿通することにより、第２ヒンジシャフト１２はフリクションプレート２１及びカムプレート部材２７に対して回転可能に保持される。カムプレート部材２７のカム凹部２７ｃと平坦部２７ｄとの間には傾斜部２７ｅ、２７ｆが設けられる。他方、カムフォロワー部材２８は、その変形挿通孔２８ａに第２ヒンジシャフト１２の変形軸部１２ｂが挿通されていることにより、第２ヒンジシャフト１２に対して回転を拘束されている。カムフォロワー部材２８のカム凸部２８ｂと平坦部２８ｃとの間には傾斜部２８ｄ、２８ｅが設けられる。このような構成により、第２ヒンジシャフト１２がカムプレート部材２７に対して回転するときは、カムフォロワー部材２８も第２ヒンジシャフト１２と一緒にカムプレート部材２７に対して回転し、したがって、その回転角度位置に応じて、カムプレート部材２７のカム凹部２７ｃとカムフォロワー部材２８のカム凸部２８ｂとが嵌まり合ったり、嵌まり合わなかったりする。尚、カムフォロワー部材２８は、第２ヒンジシャフト１２に回転を拘束されているが、軸方向にはスライド可能である。

尚、カムプレート部材２７に設けられるカム凹部２７ｃは、これをカム凸部に形成しても良く、フリクショントルク発生手段２０と吸込み手段２６は、その設置位置に限定はなく、実施例のものに限定されない。

次に、上記した本発明に係る２軸ヒンジ４の動作について以下に説明する。上記の如き構成を有する本発明の２軸ヒンジ４において、ノートパソコン１等の第１筐体２に対して第２筐体３を開閉操作すると、前記取付部材１４により互いに平行状態を保って回転可能なように保持された第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とは、前記同期回転手段１５によって互いに反対方向に同期して回転せしめられる。その際、サブのフリクショントルク発生手段２０ａにおいて、第１ヒンジシャフト１１上に回転を拘束された状態で装着された第１ワッシャー２２と第２ワッシャー２４は第１ヒンジシャフト１１と共に回転することから、フリクションプレート２１の小径部２１ｆの両面と取付部材１４の小径部１４ｊとの間で弱いフリクショントルクを発生させるが、メインのフリクショントルク発生手段２０ｂにおいては、第２ヒンジシャフト１２上に回転を拘束された状態で装着された大径のフリクションワッシャー２３は第２ヒンジシャフト１２と共に回転して、フリクションプレート２１の大径部２１ｇと取付部材１４の大径部１４ｋとの間でメインの大きなフリクショントルクを発生させ、第２筐体３を第１筐体２に対し任意の開閉角度で、安定停止させることができるものである。また、第１ヒンジシャフト１１の側に、吸込み手段２６や弾性手段２９を設けてないので、構成が簡単となり、製造コストを下げることができるものである。

この開閉操作時のフリクショントルク及び吸込み機能について、図１２〜図１５を参照しつつ更に説明する。図１２の（ａ）には、端末機器の１例であるノートパソコン１の第１筐体２と第２筐体３（いずれも、図１２〜１５中において想像線で示す。）の閉成状態（開度０°）が示されており、（ｂ）図にはそのときの前記吸込み手段２６のカムプレート部材２７とカムフォロワー部材２８との接触状態が示されている。（ｂ）図において、カムプレート部材２７については、そのカム凹部２７ｃよりも隆起した平坦部２７ｄに斜線を施してあり、カムフォロワー部材２８については、その平坦部２８ｃよりも隆起したカム凸部２８ｂに細かい点模様を施してある。この開度０°の状態において、カムフォロワー部材２８の傾斜部２８ｄ、２８ｅは、カムプレート部材２７の傾斜部２７ｅ、２７ｆと部分的に重なり合うため、前記弾性手段２９の押圧力によって、カムフォロワー部材２８のカム凸部２８ｂがカムプレート部材２７のカム凹部２７ｃ内に落ち込む方向、即ち、図１２の（ｂ）図において、カムフォロワー部材２８（そして第２ヒンジシャフト１２）を時計回りに回転させる方向の力（吸込み手段２６による吸込み力）が生じ、これに伴って前記同期回転手段１５を介して、第１ヒンジシャフト１１（そして第２筐体３）を反時計回りに回転させる方向の力（吸込み力）が生じる。そして、この吸込み作用によって、第１筐体２と第２筐体３の閉成状態において、第１筐体２と第２筐体３の間にラッチ手段等を設けなくとも、自然に第１筐体２及び第２筐体３が開いてしまうことなく閉成状態を保持できるものである。

次いで、図１３（ａ）に示すように、第１筐体２を机上等で水平に保ったまま、第２筐体３を時計方向へ例えば４５°まで開くと、前記同期回転手段１５（図５参照）の作用により、まず、第１ヒンジシャフト１１が時計方向へ４５°回転し、共に回転する第１ギア１６の第１傘歯部１６ｂが噛み合っている中間ギア１８の上部傘歯部１８ｃを介して当該中間ギア１８が反時計方向へ４５°回転し、この中間ギア１８の下部傘歯部１８ｄと、その第２傘歯部１７ｂを噛み合わせている第２ヒンジシャフト１２に取り付けた第２ギア１７が反時計方向へ回転することから、第２ヒンジシャフト１２が第１ヒンジシャフト１１とは反対方向へ４５°回転することになる。これに伴い、図１３（ｂ）に示すように、第２ヒンジシャフト１２と一緒に回転するカムフォロワー部材２８も反時計方向へ４５°回転し、カムフォロワー部材２８のカム凸部２８ｂの半分以上がカムプレート部材２７の平坦部２７ｄ上に乗り上げた状態となる。そのため、弾性手段２９の弾性部材２９ａ、２９ａは図１２のときよりも圧縮されることとなり、その弾性力が増大することによって、前記フリクショントルク発生手段２０によるフリクショントルクが増加し、第２筐体３の開閉動作時の任意の角度位置における安定停止（チルト）作用を確保できるものである。

以下、同様にして、第２筐体３を時計方向へ例えば９０°まで開いた状態を図１４に示し、さらに、本実施例における限界角度の略１９０°まで開いた状態を図１５に示す。これらの状態においても、カムフォロワー部材２８のカム凸部２８ｂがカムプレート部材２７の平坦部２７ｄ上に乗り上げた状態が維持され、第２筐体３の任意の角度位置における安定停止作用が維持できる。また、図１５に示したような限界角度まで開いた場合においても、第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２が取付部材１４に設けた軸受部１４ｂに上下方向に位置して取り付けられているので、第２筐体３が第１筐体２の後側面に設けられた前記のＬＡＮポート６ｂやＵＳＢポート６ｃ、６ｄ（図１参照）、等々の各種ポートに接続された各種プラグやケーブルと干渉することがなく、それらの使用が妨げられることがない。また、第１筐体２の後側面に排熱口が設けられている場合には、それを塞ぐこともない。尚、第２筐体３を過剰に開くことによって、第１筐体２や第２筐体３が損傷等するのを防止するため、第２筐体３を所定の開度位置で停止させるストッパーを、例えば第１ヒンジシャフト１１と取付部材１４との相互間に設けるようにしても良い。

第２筐体３を閉じる場合には、第１ヒンジシャフト１１及び第２ヒンジシャフト１２が上記とは逆方向へ回転し、図１２に示すようなカムフォロワー部材２８のカム凸部２８ｂがカムプレート部材２７のカム凹部２７ｃ内に吸い込まれる角度位置に近づくと、その吸込み作用によって第２筐体３が自動的に閉じる方向へ回転付勢される。

尚、その他の実施例としては、図示は省略するが、前記第１ギア１６と第２ギア１７を平歯車にして、互いに中間ギアを介さずに直接噛み合うように構成することができる。また、弾性手段２９に用いている弾性部材２９ａ、２９ａは、これらを圧縮コイルスプリング或は弾性を備えたゴムを始めとする合成樹脂製のものなどに代えることが可能である。また、２軸ヒンジ４や５をノートパソコン１へ取り付けた際に、同期回転手段１５や、フリクショントルク発生手段２０、吸込み手段２６、弾性手段２９等が外部へ露出して外観を損なうのを防止するよう、これら全体をカバーし得るヒンジケースを設けることも推奨される。

本発明は以上のように構成したので、メインのフリクショントルク発生手段や吸込み手段を第２ヒンジシャフト上に設けることによって必要なフリクショントルクを確保し、第１ヒンジシャフト側の第２筐体の薄型化が可能になると共に、第２筐体の開成時に第１筐体の後側面に設けられた各種ポートに接続された各種プラグやケーブルに対して第２筐体の後側面がぶつかったり、排熱口が塞がれたりして、それらの機能が妨げられることのない、適応性に優れた２軸ヒンジとして好適に用いることができる。

１ ノートパソコン
２ 第１筐体
２ａ キーボード部
３ 第２筐体
３ａ ディスプレイ部
４、５ ２軸ヒンジ
６ａ 電源コネクタ
６ｂ ＬＡＮポート
６ｃ、６ｄ ＵＳＢポート
７ 電源プラグ
１１ 第１ヒンジシャフト
１１ａ 取付板部
１１ｂ、１１ｂ 取付孔
１１ｃ フランジ部
１１ｄ 変形軸部
１１ｅ 雄ネジ部
１２ 第２ヒンジシャフト
１２ａ フランジ部
１２ｂ 変形軸部
１２ｃ 雄ネジ部
１３ 取付プレート
１３ａ〜１３ｃ 取付孔
１３ｄ 取付ピン
１３ｅ、１３ｆ 取付ネジ
１４ ギアサポート部材を兼ねる取付部材
１４ａ 取付プレート部
１４ｂ 軸受部
１４ｃ 第１軸受孔
１４ｄ 第２軸受孔
１４ｆ 第１軸支溝
１４ｇ 第２軸支溝
１４ｈ、１４ｈ 取付孔
１４ｉ、１４ｉ 取付ネジ
１４ｊ 小径部
１４ｋ 大径部
１５ 同期回転手段
１６ 第１ギア
１６ａ 変形挿通孔
１６ｂ 第１傘歯部
１７ 第２ギア
１７ａ 変形挿通孔
１７ｂ 第２傘歯部
１８ 中間ギア
１８ａ 上部支軸
１８ｂ 下部支軸
１８ｃ 上部傘歯部
１８ｄ 下部傘歯部
１９ 回転制御手段
２０ａ サブのフリクショントルク発生手段
２０ｂ メインのフリクショントルク発生手段
２１ フリクションプレート
２１ａ 第１軸受孔
２１ｂ 第２軸受孔
２１ｃ ナナコメ加工部
２１ｄ ナナコメ加工部
２１ｅ 係止孔
２１ｆ 小径部
２１ｇ 大径部
２２ 第１ワッシャー
２２ａ 変形挿通孔
２２ｂ ナナコメ加工部
２３ フリクションワッシャー
２３ａ 変形挿通孔
２３ｂ ナナコメ加工部
２４ 第２ワッシャー
２４ａ 変形挿通孔
２５ 第１締付ナット
２５ａ 雌ネジ孔
２６ 吸込み手段
２７ カムプレート部材
２７ａ 軸受孔
２７ｂ 係止凸片
２７ｃ カム凹部
２７ｄ 平坦部
２７ｅ、２７ｆ 傾斜部
２８ カムフォロワー部材
２８ａ 変形挿通孔
２８ｂ カム凸部
２８ｃ 平坦部
２８ｄ、２８ｅ 傾斜部
２９ 弾性手段
２９ａ 弾性部材
２９ｂ 円形挿通孔
３０ 第２押えワッシャー
３０ａ 変形挿通孔
３１ 第２締付ナット
３１ａ 雌ネジ孔

Claims (7)

1. 端末機器の第１筐体に対して第２筐体を開閉可能に連結する２軸ヒンジであって、
   前記第１筐体へ取り付けられる取付プレート部とこの取付プレート部から上方へ立設した大径部と小径部を有する軸受部から成る取付部材と、
   この取付部材の前記小径部に回転可能に軸支されると共に、取付プレートを介して前記第２筐体へ取り付けられる外径の細い第１ヒンジシャフトと、
   前記取付部材の前記大径部に前記第１ヒンジシャフトと平行状態を保ちつつ軸方向へ位置をずらせて回転可能に軸支される前記第１ヒンジシャフトより外径の太い第２ヒンジシャフトと、
   前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの間に設けられる一方のヒンジシャフトの回転に同期して他方のヒンジシャフトを互いに異なる方向に回転させる同期回転手段とを有し、
   前記第１ヒンジシャフトの側には、当該第１ヒンジシャフトの回転時にフリクショントルクを発生させるサブのフリクショントルク発生手段を設け、
   前記第２ヒンジシャフトの側には、当該第２ヒンジシャフトの回転時に前記第１ヒンジシャフトの側のサブのフリクショントルク発生手段と較べて強いフリクショントルクを発生させるメインのフリクショントルク発生手段と、当該第２ヒンジシャフトをその所定の回転角度から一方向へ回転付勢させて自動的に回転させる吸込み手段とを設け、この吸込み手段による前記第２ヒンジシャフトの回転を、前記同期回転手段を介して前記第１ヒンジシャフトへ伝達させることを特徴とする、２軸ヒンジ。
2. 前記同期回転手段を、
   前記第１ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられた第１ギアと、
   前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられた前記第１ギアより大径の第２ギアと、
   前記第１ギアと前記第２ギアとの間に設けられ、一方の回転を他方に伝え、それぞれ異なる方向へ回転させる中間ギアと、
   で構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
3. 前記同期回転手段を、
   前記第１ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられた第１ギアと、
   前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられ、前記第１ギアと噛み合わせられて前記第１ギアと異なる方向へ回転する前記第１ギアより大径の第２ギアと、
   で構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
4. 前記メインのフリクショントルク発生手段を、
   前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させたフリクションプレートと、
   前記第２ヒンジシャフト上に回転を拘束された状態で装着され、前記取付部材の前記軸受部の前記大径部と前記フリクションプレートの大径部との間に介在されるフリクションワッシャーと、
   前記フリクションワッシャーに前記取付部材と前記フリクションプレートを圧接するために前記第２ヒンジシャフト上に設けられた弾性手段と、
   で構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
5. 前記サブのフリクショントルク発生手段を、
   前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させたフリクションプレートと、
   前記フリクションプレートの小径部の一方の側と前記取付部材の軸受部の小径部との間に前記第１ヒンジシャフトに回転を拘束されて配置された第１ワッシャーと、
   前記フリクションプレートの小径部の他方の側と前記第１ヒンジシャフトにネジ着させた第１締付ナットとの間に前記第１ヒンジシャフトの回転を拘束させて配置された第２ワッシャーと、
   で構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
6. 前記吸込み手段を、
   フリクションプレートに係止させて前記第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させると共に、その一側部外側に略円弧状のカム凹部又はカム凸部を備えたカムプレート部材と、
   前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて取り付けられ、前記カムプレート部材の前記カム凹部又はカム凸部と対向する面にカム凸部又はカム凹部を有するカムフォロワー部材と、
   第２ヒンジシャフト上に設けられた前記カムプレート部材と前記カムフォロワー部材とを互いに圧接させる弾性手段と、
   で構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
7. 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の２軸ヒンジを用いたことを特徴とする、端末機器。

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