JP6850329B2 - ヒンジ装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ヒンジ装置及び該ヒンジ装置を備えた電子機器に関する。

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ＰＣやスマートフォン等の電子機器が急速に普及している。この種の電子機器のディスプレイは、使用時には大きい方が望ましい反面、携帯時には小型化されることが望まれている。そこで、本出願人は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等のフレキシブルディスプレイを用いることで、筐体だけでなくディスプレイまでも折り畳み可能に構成した電子機器を提案している（例えば、特許文献１参照）。

特許第６５０７１８３号公報

上記特許文献１の構成では、ヒンジ装置による筐体の折り畳み時の回動中心をディスプレイの表面に一致させることで、ディスプレイの円滑な折曲動作を可能としている。このため、ヒンジ装置は、その構造上、構成要素の一部がディスプレイの表面よりも上方に突出した配置となっていた。その結果、ヒンジ装置が筐体の上面に露出して外観品質を低下させていた。

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、外観品質の低下を抑制することができるヒンジ装置及び該ヒンジ装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係るヒンジ装置は、ヒンジ装置であって、電子機器の第１筐体に固定するための第１ブラケットと、前記第１ブラケットと対向するように設けられ、前記電子機器の第２筐体に固定するための第２ブラケットと、第１端部が第１軸を介して前記第１ブラケットと回転可能に連結された第１連結アームと、第１端部が第２軸を介して前記第２ブラケットと回転可能に連結された第２連結アームと、第１端部が第３軸を介して前記第１ブラケットと回転可能に連結され、第２端部が第４軸を介して前記第２連結アームの第２端部と回転可能に連結された第１リンクアームと、第１端部が第５軸を介して前記第２ブラケットと回転可能に連結され、第２端部が第６軸を介して前記第１連結アームの第２端部と回転可能に連結された第２リンクアームと、前記第１連結アームの第１端部と第２端部との間の部分と、前記第２連結アームの第１端部と第２端部との間の部分とを回転可能に連結する第７軸と、を備え、前記第１ブラケットの上面と前記第２ブラケットの上面とが略同一平面上に配置された開き姿勢から、前記第１ブラケットの上面と前記第２ブラケットの上面とが対面する閉じ姿勢まで回動可能である。

このような構成によれば、当該ヒンジ装置は、その回動姿勢に関わらず、各アームが各ブラケットの上面よりも上方に突出することが防止される。このため、当該ヒンジ装置は、回動姿勢によって搭載された電子機器の外観上に各アームが突出することがなく、電子機器の外観品質を低下させることを抑制できる。

前記開き姿勢において、前記第１軸の軸方向から見た場合に、前記第１軸は、前記第１ブラケットの上面側に配置され、前記第２軸は、前記第２ブラケットの上面側に配置され、前記第７軸は、前記第１軸及び前記第２軸よりも下方であると共に該第１軸と該第２軸との間となる位置に配置され、前記第１ブラケットと前記第２ブラケットとの境界部に重なる構成としてもよい。

前記第１軸、前記第２軸、及び前記第７軸は、三角形の各頂点となる位置に配置された構成としてもよい。

前記第１ブラケットと前記第２ブラケットとの間の回動に所定の回動トルクを付与する第１トルク発生器を備える構成としてもよい。

前記第１トルク発生器は、前記第３軸と前記第４軸との間に架け渡された第１ブリッジ部材を有し、前記第１ブリッジ部材は、前記第３軸を構成するシャフトが回転可能に圧入される第１圧入部と、前記第４軸を構成するシャフトが回転可能に挿入される第１挿入部と、を有する構成としてもよい。

前記第３軸は、前記第１軸を構成するシャフトよりも大径のシャフトで構成されてもよい。

前記第１トルク発生器は、前記第５軸と前記第６軸との間に架け渡された第２ブリッジ部材を有し、前記第２ブリッジ部材は、前記第５軸を構成するシャフトが回転可能に圧入される第２圧入部と、前記第６軸を構成するシャフトが回転可能に挿入される第２挿入部と、を有する構成としてもよい。

前記第５軸は、前記第２軸を構成するシャフトよりも大径のシャフトで構成されてもよい。

さらに、前記第７軸を構成するシャフトが挿入されて前記第１連結アームと前記第２連結アームとの間に挟まれることで、前記第７軸に対する前記第１連結アーム及び前記第２連結アームの回動に所定の回動トルクを付与する第２トルク発生器を備える構成としてもよい。

本発明の第２態様に係る電子機器は、上記構成のヒンジ装置を備える電子機器であって、前記第１筐体に前記第１ブラケットが固定され、前記第２筐体に前記第２ブラケットが固定され、さらに、前記第１筐体の上面と前記第２筐体の上面とに亘るように設けられ、前記ヒンジ装置によって前記第１筐体と前記第２筐体とが相対的に回動することに応じて折り曲げられる折曲領域を有するディスプレイを備える。

本発明の上記態様によれば、外観品質の低下を抑制することができる。

図１は、一実施形態に係る電子機器を閉じて収納形態とした状態での斜視図である。 図２は、図１に示す電子機器を開いて使用形態とした状態を模式的に示す平面図である。 図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的な断面図である。 図４は、使用形態でのヒンジ装置の斜視図である。 図５は、収納形態でのヒンジ装置の斜視図である。 図６は、使用形態でのヒンジ装置の分解斜視図である。 図７Ａは、使用形態でのヒンジ装置の状態を模式的に示す側面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示す状態からヒンジ装置を折り畳み動作させた状態を模式的に示す側面図である。 図７Ｃは、図７Ｂに示す状態からヒンジ装置をさらに折り畳み動作させた状態を模式的に示す側面図である。 図７Ｄは、図７Ｃに示す状態からヒンジ装置をさらに折り畳み動作させて収納形態とした状態を模式的に示す側面図である。 図８は、第１ブリッジ部材の構成を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明に係るヒンジ装置及びこれを備えた電子機器について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を閉じて収納形態とした状態での斜視図である。図２は、図１に示す電子機器１０を開いて使用形態とした状態を模式的に示す平面図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的な断面図である。

図１〜図３に示すように、電子機器１０は、第１筐体１２Ａと、第２筐体１２Ｂと、ヒンジ装置１４と、ディスプレイ１６とを備える。本実施形態の電子機器１０は、本のように折り畳み可能なタブレット型ＰＣである。電子機器１０は、携帯電話、スマートフォン、電子手帳又は携帯用ゲーム機等であってもよい。

各筐体１２Ａ，１２Ｂは、矩形の扁平な箱体である。筐体１２Ａ，１２Ｂは、互いに隣接する縁部以外の３辺に側板１７が起立形成されている（図３参照）。ディスプレイ１６は、使用形態時に略１枚板状に構成される筐体１２Ａ，１２Ｂの上面開口を塞ぐように配置されている。各筐体１２Ａ，１２Ｂは、例えばステンレスやマグネシウム、アルミニウム等の金属板、或いは炭素繊維等の強化繊維を含む繊維強化樹脂板等で構成される。

以下、図１〜図３に示すように、電子機器１０について、筐体１２Ａ，１２Ｂの並び方向をＸ方向、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向と呼び、さらに各筐体１２Ａ，１２Ｂの厚み方向を上下方向と呼んで説明する。

筐体１２Ａ，１２Ｂ間は、互いの隣接縁部である一縁部１２Ａａ，１２ＢａのＹ方向両端部に設けられた一対のヒンジ装置１４，１４を介して連結されている。ヒンジ装置１４は、第１筐体１２Ａ及び第２筐体１２Ｂの一縁部１２Ａａ，１２Ｂａ同士を、第１筐体１２Ａに対して第２筐体１２Ｂが開閉するように回動可能に連結している。筐体１２Ａ，１２Ｂ間は、図１に示す収納形態と図２に示す使用形態との間で、所望の角度位置に動作させることができる。図２中に１点鎖線で示す線Ｃは、筐体１２Ａ，１２Ｂの折り畳み動作の中心となる折曲中心Ｃを示している。

筐体１２Ａ，１２Ｂは、図１に示す収納形態において、一縁部１２Ａａ，１２Ｂａ間が大きく離間する。そこで、一縁部１２Ａａ，１２Ｂａの境界部は、背表紙部材１８によって覆われている。図３に示すように、背表紙部材１８は、筐体１２Ａ，１２Ｂの内面１２Ａｂ，１２Ｂｂに取り付けられている。背表紙部材１８は、蛇腹形状のシート状部材である。背表紙部材１８は、例えばＸ方向一端部が第１筐体１２Ａに固定され、Ｘ方向他端部が第２筐体１２Ｂにスライド可能に支持されている。

ディスプレイ１６は、例えばタッチパネル式の液晶ディスプレイである。ディスプレイ１６は、例えば柔軟性の高いペーパー構造を持った有機ＥＬ等のフレキシブルディスプレイである。ディスプレイ１６は、第１筐体１２Ａと第２筐体１２Ｂとの上面を連続して覆い、筐体１２Ａ，１２Ｂの開閉動作に伴って開閉する。ディスプレイ１６は、その表面１６ａの外周縁部にベゼル部材２０が配設されている（図２参照）。ベゼル部材２０は、可撓性を持った枠状のシート状部材である。ベゼル部材２０は、ディスプレイ１６の表面１６ａの表示領域（アクティブ領域）を除く外周縁部の非表示領域（非アクティブ領域）を覆っている。ベゼル部材２０は、側板１７と、表面１６ａの外周縁部とに跨るように取り付けられている（図３参照）。

ディスプレイ１６は、筐体１２Ａ，１２Ｂの内面１２Ａｂ，１２Ｂｂ間に亘るように設けられている。ディスプレイ１６は、内面１２Ａｂ，１２Ｂｂに対して、第１支持プレート２２Ａ及び第２支持プレート２２Ｂを介して支持されている（図３及び図４参照）。支持プレート２２Ａ，１８Ｂは、それぞれ矩形状に形成された薄いプレート部材である。第１支持プレート２２Ａは、第１筐体１２Ａと固定されている。第２支持プレート２２Ｂは、第２筐体１２Ｂと固定されている。ディスプレイ１６は、支持プレート２２Ａ，１８Ｂの上面に両面テープ等を用いて固定されている。ディスプレイ１６は、ヒンジ装置１４と重なる位置でＹ方向に延びた帯状の領域が、筐体１２Ａ，１２Ｂ間の回動に応じて折り曲げられる折曲領域１６ｂとなる。折曲領域１６ｂは、支持プレート２２Ａ，１８Ｂに対して固定されておらず、相対移動可能な状態にある（図７Ａ〜図７Ｄ参照）。

各筐体１２Ａ，１２Ｂ内には、例えば各種半導体チップ等を実装した基板、バッテリ装置、アンテナ装置の各種電子部品の他、冷却装置等も収容されている。これらの電子部品等は、内面１２Ａｂ，１２Ｂｂと支持プレート２２Ａ，２２Ｂとの間に形成された空間に収容されている。

次に、ヒンジ装置１４の具体的な構成例を説明する。図４は、使用形態でのヒンジ装置１４の斜視図である。図５は、収納形態でのヒンジ装置１４の斜視図である。図６は、使用形態でのヒンジ装置１４の分解斜視図である。図７Ａ〜図７Ｄは、ヒンジ装置１４を使用形態から収納形態まで折り畳む動作図である。図７Ａ〜図７Ｄは、図７Ａに示す使用形態での筐体１２Ａ，１２Ｂ間の角度を１８０度と呼んだ場合に、図７Ｂに示す状態は１２０度を示し、図７Ｃに示す状態は６０度を示し、図７Ｄに示す収納形態は０度を示す。

図２及び図３に示すように、各ヒンジ装置１４は、ディスプレイ１６の外周縁部の側方であって、ベゼル部材２０の下方となる位置に配置されている。ヒンジ装置１４は、ディスプレイ１６の下方、つまり支持プレート２２Ａ，２２Ｂの下方に配置されていてもよい。本実施形態のヒンジ装置１４は、ディスプレイ１６の表面１６ａを予め設定された開閉軌跡に沿って常に移動させることができるように、筐体１２Ａ，１２Ｂ間を回動させる。

図４〜図６及び図７Ａに示すように、ヒンジ装置１４は、第１ブラケット３０と、第２ブラケット３１と、第１連結アーム３２と、第２連結アーム３３と、第１リンクアーム３４と、第２リンクアーム３５とを備える。これら各要素は、回転軸となる第１軸３６〜第７軸４２によって連結されている。以下では、特に説明する場合を除き、図６及び図７Ａに示す使用形態でのヒンジ装置１４の配置を基準として各要素の位置関係を説明する。

図４〜図６に示すように、第１ブラケット３０は、Ｙ方向で一対の第１分割部３０Ａと、第２分割部３０Ｂとを連結した構成である。第１ブラケット３０は、ヒンジ装置１４の第１筐体１２Ａに対する取付部であり、全体としてブロック状の金属で形成されている。第１ブラケット３０は、正面視で竿旗形状を成している。第１ブラケット３０は、上面３０ａのＸ方向長さが下面３０ｂのそれよりも長い。第１ブラケット３０は、例えば下面３０ｂに沿って図示しない取付片が突出形成され、この取付片を介して内面１２Ａｂにねじ止めされる。

第２ブラケット３１は、第１ブラケット３０と左右対称構造である。第２ブラケット３１は、Ｙ方向で一対の第１分割部３１Ａと、第２分割部３１Ｂとを連結した構成である。第２ブラケット３１は、ヒンジ装置１４の第２筐体１２Ｂに対する取付部であり、全体としてブロック状の金属で形成されている。第２ブラケット３１は、正面視で竿旗形状を成している。第２ブラケット３１は、上面３１ａのＸ方向長さが下面３１ｂのそれよりも長い。第２ブラケット３１は、例えば下面３１ｂに沿って図示しない取付片が突出形成され、この取付片を介して内面１２Ｂｂにねじ止めされる。ブラケット３０，３１の形状は適宜変更可能である。ブラケット３０，３１は、分割構造ではなく、それぞれ１枚板状に構成されてもよい。

第１ブラケット３０と第２ブラケット３１とは、互いの内端面３０ｃ，３１ｃが隙間４４を介して対向配置されている。第１ブラケット３０の第１分割部３０Ａ及び第２分割部３０Ｂは、それぞれ一部の板厚を凹ませた凹状部３０ｄを有する。第１分割部３０Ａの凹状部３０ｄと、第２分割部３０Ｂの凹状部３０ｄとは、互いに連通し、上面３０ａ、内端面３０ｃ及び下面３０ｂに開口した１つの凹状部３０ｄを形成する。第２ブラケット３１の第１分割部３１Ａ及び第２分割部３１Ｂについても、それぞれ一部の板厚を凹ませた凹状部３１ｄを有する。これら凹状部３１ｄ，３１ｄについても互いに連通し、上面３１ａ、内端面３１ｃ及び下面３１ｂに開口した１つの凹状部３１ｄを形成する。

第１連結アーム３２は、略ブーメラン形状を成した金属製の棒状部材である。図６及び図７Ａに示すように、第１連結アーム３２は、左上の第１端部から右下の第２端部に向かって、次第に下方に傾斜した後、第７軸４２付近からはＸ方向に沿って延在している。第１連結アーム３２の第１端部は、凹状部３０ｄ内に配置され、第１軸３６を介して第１ブラケット３０と回転可能に連結されている。第１連結アーム３２の第２端部は、凹状部３１ｄ内に配置され、第６軸４１を介して第２リンクアーム３５と回転可能に連結されている。さらに第１連結アーム３２は、第１端部と第２端部との間の部分が、第７軸４２を介して第２連結アーム３３と回転可能に連結されている。第７軸４２は、隙間４４に配置され、ブラケット３０，３１間の境界部に重なる位置にある。

第２連結アーム３３は、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直軸回りに第１連結アーム３２を１８０度回転させた構成である。つまり第２連結アーム３３も、略ブーメラン形状を成した金属製の棒状部材である。図６及び図７Ａに示すように、第２連結アーム３３は、右上の第１端部から左下の第２端部に向かって、次第に下方に傾斜した後、第７軸４２付近からはＸ方向に沿って延在している。第２連結アーム３３の第１端部は、凹状部３１ｄ内に配置され、第２軸３７を介して第２ブラケット３１と回転可能に連結されている。第２連結アーム３３の第２端部は、凹状部３０ｄ内に配置され、第４軸３９を介して第１リンクアーム３４と回転可能に連結されている。第２連結アーム３３は、第１端部と第２端部との間の部分が、第７軸４２を介して第１連結アーム３２と回転可能に連結されている。連結アーム３２，３３の形状は適宜変更可能である。本実施形態の場合、第１連結アーム３２及び第２連結アーム３３は、第１軸３６等の軸方向（Ｙ方向）に向かって並んで配置されている。

第１リンクアーム３４は、略カンマ形状を成した金属製のプレート状部材である。第１リンクアーム３４は、上端の第１端部から下端の第２端部に向かって第２ブラケット３１側とは逆側に膨らむように湾曲しながら延在している。第１リンクアーム３４の第１端部は、第３軸３８を介して第１ブラケット３０と回転可能に連結されている。第１リンクアーム３４の第２端部は、第４軸３９を介して第２連結アーム３３の第２端部と回転可能に連結されている。

第２リンクアーム３５は、第１リンクアーム３４と左右対称構造である。つまり第２リンクアーム３５は、略カンマ形状を成した金属製のプレート状部材である。第２リンクアーム３５は、上端の第１端部から下端の第２端部に向かって第１ブラケット３０側とは逆側に膨らむように湾曲しながら延在している。第２リンクアーム３５の第１端部は、第５軸４０を介して第２ブラケット３１と回転可能に連結されている。第２リンクアーム３５の第２端部は、第６軸４１を介して第１連結アーム３２の第２端部と回転可能に連結されている。リンクアーム３４，３５の形状は適宜変更可能である。本実施形態の場合、第１リンクアーム３４が第１連結アーム３２の外側部に配置され、第２リンクアーム３５が第２連結アーム３３の外側部に配置されている。これにより、連結アーム３２，３３は、左右のリンクアーム３４，３５間に挟まれるように配置されている。

各軸３６〜４２は、円柱形状を成した金属製のシャフトである。図６及び図７Ａに示すように、第１軸３６は、第１ブラケット３０の凹状部３０ｄをＹ方向に横切っている。第１軸３６は、第１分割部３０Ａの内面からＹ方向に突出し、第２分割部３０Ｂの孔部３０ｅに嵌挿されている。第１軸３６は、第１連結アーム３２の第１端部に設けられた軸受孔３２ａを回転可能に挿通している。第１軸３６は、第１連結アーム３２の第１端部に突設されてもよく、この第１軸３６を軸支する軸受孔を第１ブラケット３０に設ければよい。

第２軸３７は、第２ブラケット３１の凹状部３１ｄをＹ方向に横切っている。第２軸３７は、第１分割部３１Ａの内面からＹ方向に突出し、第２分割部３１Ｂの孔部３１ｅに嵌挿されている。第２軸３７は、第２連結アーム３３の第１端部に設けられた軸受孔３３ａを回転可能に挿通している。第２軸３７は、第２連結アーム３３の第１端部に突設されてもよく、この場合、この第２軸３７を軸支する軸受孔を第２ブラケット３１に設ければよい。

第３軸３８及び第５軸４０は、他の軸３６，３７，４０〜４２よりも大径のシャフトである。第３軸３８は、第１軸３６と並んで上面３０ａ側に設けられ、第１軸３６よりも第２ブラケット３１から離間した位置で凹状部３０ｄをＹ方向に横切っている。第３軸３８は、第１分割部３０Ａの内面からＹ方向に突出し、第２分割部３０Ｂの孔部３０ｆに嵌挿されている。第３軸３８は、第１リンクアーム３４の第１端部に設けられた軸受孔３４ａを回転可能に挿通している。第３軸３８は、第１リンクアーム３４の第１端部に突設されてもよく、この場合、この第３軸３８を軸支する軸受孔を第１ブラケット３０に設ければよい。

第５軸４０は、第２軸３７と並んで上面３１ａ側に設けられ、第２軸３７よりも第１ブラケット３０から離間した位置で凹状部３１ｄをＹ方向に横切っている。第５軸４０は、第１分割部３１Ａの内面からＹ方向に突出し、第２分割部３１Ｂの孔部３１ｆに嵌挿されている。第５軸４０は、第２リンクアーム３５の第１端部に設けられた軸受孔３５ａを回転可能に挿通している。第５軸４０は、第２リンクアーム３５の第１端部に突設されてもよく、この場合、第５軸４０を軸支する軸受孔を第２ブラケット３１に設ければよい。

第４軸３９は、第２連結アーム３３の第２端部からＹ方向に突出し、第１リンクアーム３４の第２端部に設けられた軸受孔３４ｂに回転可能に挿入されている。第４軸３９は、第３軸３８の下方に配置されている。第４軸３９は、第２連結アーム３３と第１リンクアーム３４とを相対的に回動可能な状態で連結している。第４軸３９は、第１リンクアーム３４の第２端部に突設されてもよく、この場合、第４軸３９を軸支する軸受孔を第２連結アーム３３の第２端部に設ければよい。

第６軸４１は、第１連結アーム３２の第２端部からＹ方向に突出し、第２リンクアーム３５の第２端部に設けられた軸受孔３５ｂに回転可能に挿入されている。第６軸４１は、第５軸４０の下方に配置されている。第６軸４１は、第１連結アーム３２と第２リンクアーム３５とを相対的に回動可能な状態で連結している。第６軸４１は、第２リンクアーム３５の第２端部に突設されてもよく、この場合、第６軸４１を軸支する軸受孔を第１連結アーム３２の第２端部に設ければよい。

第７軸４２は、第１連結アーム３２の第１端部と第２端部との間となる部分からＹ方向に突出し、第２連結アーム３３の第１端部と第２端部との間となる部分に設けられた軸受孔３３ｃを回転可能に挿通している。第７軸４２は、第１連結アーム３２と第２連結アーム３３とを相対的に回動可能な状態で連結している。第７軸４２は、軸受孔３３ｃを挿通した先端部に固定リング４６が取り付けられている。固定リング４６は、第７軸４２からの第２連結アーム３３の脱落を防止するものである。固定リング４６は、例えば第７軸４２の外周面に嵌合する金属リングや第７軸４２に設けた雄ねじに螺合する金属ナットである。第７軸４２は、第１軸３６と第２軸３７との間であって、その下方となる位置で隙間４４に配置されている。これにより、３本の軸３６，３７，４２は三角形の各頂点となる位置に配置されている。本実施形態の場合、第１軸３６、第２軸３７及び第７軸４２を線で結ぶと、下向きの二等辺三角形が描かれる。

図４及び図５に示すように、連結アーム３２，３３の大部分、及びリンクアーム３４，３５の全体は、ブラケット３０，３１の凹状部３０ｄ，３１ｄ内に収容されている。図７Ａに示すように、ヒンジ装置１４は、連結アーム３２，３３、リンクアーム３４，３５、及び第１軸３６〜第６軸４１が、第７軸４２の軸心を含む上下方向の鉛直平面に対して左右対称構造となっている。

さらに、本実施形態のヒンジ装置１４は、第１トルク発生器４８と、第２トルク発生器５０とを備える。第１トルク発生器４８は、第１ブリッジ部材５２と、第２ブリッジ部材５３とを有する（図７Ａ参照）。第２トルク発生器５０は、皿ばね５４を有する（図６及び図７Ａ参照）。第１トルク発生器４８及び第２トルク発生器５０は、いずれか一方のみを用いてもよい。

図８は、第１ブリッジ部材５２の構成を模式的に示す斜視図である。図７Ａ及び図８に示すように、第１ブリッジ部材５２は、第３軸３８と第４軸３９との間に架け渡された金属板である。第１ブリッジ部材５２は、一端部に第１圧入部５２ａを有し、他端部に第１挿入部５２ｂを有する。

第１圧入部５２ａは、第１ブリッジ部材５２を構成する金属板の一端を円形状にカールさせた部分である。第１圧入部５２ａには、第３軸３８が所定の摺動抵抗を発生可能な状態で相対回転可能に圧入される。第１挿入部５２ｂは、第１ブリッジ部材５２を構成する金属板の他端を円形状にカールさせた部分である。第１挿入部５２ｂには、第４軸３９がほとんど摺動抵抗のない状態で回転可能に挿入される。これにより、第１ブリッジ部材５２は、第３軸３８を中心とした第４軸３９の旋回動作に所定の回動トルクを付与する。

ところで、本実施形態では、第３軸３８を大径に構成することで、第１圧入部５２ａのカール形状の精度、つまり第３軸３８に対する回動トルクの管理精度を向上することができる。換言すれば、仮に第３軸３８が第４軸３９等と同様に小径である場合、第１圧入部５２ａのカール形状の成形が難しく、回動トルクの管理を精度よく行うことが難しい。勿論、第１圧入部５２ａを所望のカール形状に成形できる場合、第３軸３８を第４軸３９等と同様な小径シャフトで構成してもよい。

第２ブリッジ部材５３は、第１ブリッジ部材５２と左右対称構造である。つまり第２ブリッジ部材５３は、第５軸４０が所定の摺動抵抗を発生可能な状態で相対回転可能に圧入される第２圧入部５３ａと、第６軸４１がほとんど摺動抵抗のない状態で回転可能に挿入される第２挿入部５３ｂとを有する。これにより、第２ブリッジ部材５３は、第５軸４０を中心とした第６軸４１の旋回動作に所定の回動トルクを付与する。第２圧入部５３ａに圧入される第５軸４０についても、上記した第３軸３８と同じ理由で大径に構成されている。

従って、第１トルク発生器４８は、各リンクアーム３４，３５の回動に所定の回動トルクを付与する。その結果、当該ヒンジ装置１４は、ブラケット３０，３１間の相対的な回動に所定の回動トルクが付与される。第１トルク発生器４８は、ブリッジ部材５２，５３の一方のみで構成されてもよい。

図６に示すように、第２トルク発生器５０を構成する皿ばね５４は、第７軸４２を構成するシャフトに外挿され、第１連結アーム３２と第２連結アーム３３との間で挟持される。これにより、第２トルク発生器５０は、連結アーム３２，３３の相対的な回動に所定の回動トルクを付与する。その結果、当該ヒンジ装置１４は、ブラケット３０，３１間の相対的な回動に所定の回動トルクが付与される。皿ばね５４は、例えば第７軸４２に対する固定リング４６の締付強度を調整することで、連結アーム３２，３３間に付与する回動トルクを調整できる。

なお、第１トルク発生器４８を構成するブリッジ部材５２，５３は、特に圧入部５２ａ，５３ａを高精度に成形することが難しい。このため、各軸３８，４０との間での摺動抵抗による発生トルクを厳格に管理しようとすると、歩留まりが低下する。そこで、本実施形態の場合、第２トルク発生器５０を構成する皿ばね５４で連結アーム３２，３３間の回動トルクを調整することで、左右のブラケット３０，３１間のトルクバランスを容易に調整できる。つまり第２トルク発生器５０は、トルク調整部としての機能も有する。

次に、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、当該電子機器１０を使用形態から収納形態まで回動させる動作を説明する。

ヒンジ装置１４は、図７Ａに示す使用形態では、第１ブラケット３０と第２ブラケット３１とがＸ方向に並んでおり、互いの上面３０ａ，３１ａが略同一平面上に配置されている。この状態では、ブラケット３０，３１は、互いの内端面３０ｃ，３１ｃ同士が対向し、近接している。第１連結アーム３２は、第１軸３６を回動中心として、第１ブラケット３０に対して最も時計方向に回動した姿勢にある。逆に、第２連結アーム３３は、第２軸３７を回動中心として、第２ブラケット３１に対して最も反時計方向に回動した姿勢にある。第１リンクアーム３４は、第３軸３８を回動中心として、第１ブラケット３０に対して最も時計方向に回動した姿勢にある。逆に、第２リンクアーム３５は、第５軸４０を回動中心として、第２ブラケット３１に対して最も反時計方向に回動した姿勢にある。第７軸４２は、ディスプレイ１６から最も離間した位置に引き下げられ、第４軸３９と第６軸４１との間に位置している。

従って、ヒンジ装置１４は、使用形態では、各要素が上下方向に圧縮されて薄型化されている。このため、ヒンジ装置１４は、側面視で筐体１２Ａ，１２Ｂの内側に完全に収容されている。

次に、電子機器１０を使用形態（１８０度）から図７Ｄに示す収納形態（０度）とする場合は、例えば各筐体１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ左右の手で把持し、ディスプレイ１６を閉じる方向に折り畳む。

そうすると、図７Ａ〜図７Ｄに示すように、ヒンジ装置１４は、第７軸４２を中心とした連結アーム３２，３３の相対的な回動に伴って左右のブラケット３０，３１間が相対的に回動し、次第に折り畳まれる。その際、第１連結アーム３２は、第１軸３６を回動中心として反時計方向に回動する。同時に、第６軸４１で第１連結アーム３２と連結された第２リンクアーム３５は、第５軸４０を回動中心として時計方向に回動する。逆に、第２連結アーム３３は、第２軸３７を回動中心として時計方向に回動する。同時に、第４軸３９で第２連結アーム３３と連結された第１リンクアーム３４は、第３軸３８を回動中心として反時計方向に回動する。このため、連結アーム３２，３３間を連結した第７軸４２は、次第にディスプレイ１６側に近づくように移動する。同時に、ディスプレイ１６は、その折曲領域１６ｂが次第に円弧状に折り曲げられる。

ここで、第１連結アーム３２は、第１端部が第１ブラケット３０と連結され、第２端部が第２リンクアーム３５を介して第２ブラケット３１と連結されている。また、第２連結アーム３３は、第１端部が第２ブラケット３１と連結され、第２端部が第１リンクアーム３４を介して第１ブラケット３０と連結されている。つまりヒンジ装置１４は、第７軸４２で互いに回動可能に連結されて交差した第１連結アーム３２と第２連結アーム３３とが筋交い状にブラケット３０，３１間を連結している。その結果、ヒンジ装置１４は、連結アーム３２，３３間の回動が同期し、ブラケット３０，３１間の回動も同期する。その結果、ヒンジ装置１４によってブラケット３０，３１間（筐体１２Ａ，１２Ｂ間）が回動する際、ディスプレイ１６は、折曲領域１６ｂに左右で偏ったアンバランスな折曲負荷を受けることが抑制され、バランスよく折り曲げられる。従って、ヒンジ装置１４は、ディスプレイ１６の折曲領域１６ｂを所望の曲率に維持したまま円滑に折り曲げることができ、ディスプレイ１６が不具合を生じることを抑制できる。

しかも、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、筐体１２Ａ，１２Ｂ間の回動開始直後から、左右のブラケット３０，３１の内端面３０ｃ，３１ｃ間は、第１軸３６と第２軸３７とが離間する動作に伴って離間移動する。このため、回動開始直後に、ディスプレイ１６の折曲領域１６ｂに圧縮力が付与され、この部分にしわや浮き上がりを生じることも防止される。

さらにヒンジ装置１４は、トルク発生器４８，５０を備えるため、筐体１２Ａ，１２Ｂ間の回動動作が安定する。このため、例えば図７Ｂに示すように、筐体１２Ａ，１２Ｂを１２０度に回動させてこの状態で筐体１２Ａ，１２Ｂ間の角度位置を維持することもできる。そうすると、例えば図７Ｂ中で第２筐体１２Ｂ側のディスプレイ１６の一部にソフトウエアキーボード等を表示し、当該電子機器１０をノート型ＰＣとしても利用することができる。

ヒンジ装置１４は、図７Ｄに示す収納形態では、左右のブラケット３０，３１の上面３０ａ，３１Ａが互いに対面した配置となる。この状態では、第１連結アーム３２は、第１軸３６を回動中心として最も反時計方向に回動した姿勢となる。同時に、第２リンクアーム３５は、第５軸４０を回動中心として最も時計方向に回動した姿勢となる。逆に、第２連結アーム３３は、第２軸３７を回動中心として最も時計方向に回動した姿勢となる。同時に、第１リンクアーム３４は、第３軸３８を回動中心として最も反時計方向に回動した姿勢となる。このため、連結アーム３２，３３間を連結した第７軸４２は、ディスプレイ１６の折曲領域１６ｂの裏面に対して最も近接した位置に配置される。そして、第７軸４２は、略Ｕ字状を成した折曲領域１６ｂの裏面との間に所定の隙間を介して配置される。その結果、収納形態において、ヒンジ装置１４は、特に第７軸４２及びその周辺部がブラケット３０，３１の内端面３０ｃ，３１ｃから大きく突出することが抑制される。

なお、図７Ｄに示す収納形態から図７Ａに示す使用形態への回動動作は、上記した折り畳み動作と逆の動作となるため、説明は省略する。

以上のように、本実施形態のヒンジ装置１４は、ブラケット３０，３１と、連結アーム３２，３３と、リンクアーム３４，３５と、これらの回転軸となる第１軸３６〜第７軸４２と、を備える。

従って、当該ヒンジ装置１４は、その回動姿勢に関わらず、各アーム３２〜３５が各ブラケット３０，３１の上面３０ａ，３１ａよりも上方に突出することが防止される。このため、当該ヒンジ装置１４は、搭載された電子機器１０の筐体１２Ａ，１２Ｂの外観上に各アーム３２〜３５が突出せず、その外観品質の低下を抑制できる。具体的には、当該電子機器１０では、ディスプレイ１６の表面１６ａよりも外側にあるヒンジ装置１４の各要素は、折り畳み時に内輪差を受ける。しかしながら、ヒンジ装置１４は、各アーム３２〜３５によって上記の内輪差を吸収でき、ディスプレイ１６に干渉することを防止できる。このため、当該ヒンジ装置１４は、電子機器１０に搭載された際、ブラケット３０，３１、連結アーム３２，３３、リンクアーム３４，３５及び第１軸３６〜第７軸４２を、ディスプレイ１６の表面１６ａよりも外側に配置できる。これにより、ヒンジ装置１４が筐体１２Ａ，１２Ｂの上面に露出し、電子機器１０の外観品質を低下させることを抑制できる。従って、当該電子機器１０は、このようなヒンジ装置１４を備えたことで、その外観品質を確保しつつ、ディスプレイ１６の安定した折曲動作が可能となっている。

当該ヒンジ装置１４において、第１軸３６、第２軸３７及び第７軸４２は、三角形の各頂点となる位置に配置されている。このため、当該ヒンジ装置１４は、図７Ａ〜図７Ｄに示すようにディスプレイ１６の円滑且つ正確な曲率での折曲動作を可能としつつ、可及的に小型化が図られている。

当該ヒンジ装置１４では、連結アーム３２，３３のブラケット３０，３１への連結軸となる第１軸３６及び第２軸３７は、それぞれブラケット３０，３１の上面３０ａ，３１ａに近接した位置に配置されている。これにより、連結アーム３２，３３のブラケット３０，３１に対する連結軸である第１軸３６及び第２軸３７は、その軸心が可及的にディスプレイ１６に近接した位置に配置される。このため、当該ヒンジ装置１４は、連結アーム３２，３３やリンクアーム３４，３５を最小限の大きさで構成しつつ、ディスプレイ１６を所望の曲率で折り曲げることができる。

すなわち、仮に第１軸３６及び第２軸３７の軸心が、例えば図７Ａで示す位置よりも下面３０ｂ，３１ｂ側に配置されている構成を考えてみる。この構成では、図７Ａ〜図７Ｄに示す構成例よりも連結アーム３２，３３やリンクアーム３４，３５を大型化しないと、図７Ａ〜図７Ｄに示す構成例と同様な曲率でのディスプレイ１６の折り曲げができない事態を生じる。その結果、ヒンジ装置１４が全体として大型化し、筐体１２Ａ，１２Ｂの薄型化を阻害する。

また、このような理由から、本実施形態では、第１トルク発生器４８を構成するブリッジ部材５２，５３の圧入部５２ａ，５３ａは、第１軸３６及び第２軸３７ではなく、第３軸３８及び第５軸４０に連結している。これにより、軸３８，４０を大径に構成し、軸３８，４０の軸心が上面３０ａ，３１ａから下方に離間しても、第１軸３６及び第２軸３７の位置は維持される。このため、ヒンジ装置１４が大型化することが抑制される。但し、このようなヒンジ装置１４の大型化の問題を考慮する必要のない仕様等では、例えば第１ブリッジ部材５２を第１軸３６と第７軸４２との間に架け渡し、第２ブリッジ部材５３を第２軸３７と第７軸４２との間に架け渡し、これら各軸３６，３７を大径化してもよい。

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。

上記では、図７Ｄに示す収納形態において、左右のブラケット３０，３１の上面３０ａ，３１ａ同士が互いに平行して対面する構成を例示した。しかしながら、上面３０ａ，３１ａは、収納形態において多少傾いた状態で対面する構成であってもよい。

上記では、本のように二つ折りに折り畳み可能な電子機器１０を例示したが、本発明は、同形の筐体同士を二つ折りに折り畳む構成以外、例えば大形の筐体の左右縁部にそれぞれ小形の筐体を折り畳み可能に連結した観音開きの構成、１つの筐体の左右縁部にそれぞれ折り畳み方向の異なる筐体を連結したＳ型の折り畳み構成、大形の筐体の左右一方の縁部に小形の筐体を折り畳み可能に連結したＪ型の折り畳み構成等、各種構成に適用可能であり、筐体の連結数は４以上としてもよい。

１０ 電子機器
１２Ａ 第１筐体
１２Ｂ 第２筐体
１４ ヒンジ装置
１６ ディスプレイ
１６ａ 表面
１６ｂ 折曲領域
３０ 第１ブラケット
３１ 第２ブラケット
３２ 第１連結アーム
３３ 第２連結アーム
３４ 第１リンクアーム
３５ 第２リンクアーム
３６ 第１軸
３７ 第２軸
３８ 第３軸
３９ 第４軸
４０ 第５軸
４１ 第６軸
４２ 第７軸
４８ 第１トルク発生器
５０ 第２トルク発生器
５２ 第１ブリッジ部材
５３ 第２ブリッジ部材
５４ 皿ばね

Claims (9)

1. ヒンジ装置であって、
   電子機器の第１筐体に固定するための第１ブラケットと、
   前記第１ブラケットと対向するように設けられ、前記電子機器の第２筐体に固定するための第２ブラケットと、
   第１端部が第１軸を介して前記第１ブラケットと回転可能に連結された第１連結アームと、
   第１端部が第２軸を介して前記第２ブラケットと回転可能に連結された第２連結アームと、
   第１端部が第３軸を介して前記第１ブラケットと回転可能に連結され、第２端部が第４軸を介して前記第２連結アームの第２端部と回転可能に連結された第１リンクアームと、
   第１端部が第５軸を介して前記第２ブラケットと回転可能に連結され、第２端部が第６軸を介して前記第１連結アームの第２端部と回転可能に連結された第２リンクアームと、
   前記第１連結アームの第１端部と第２端部との間の部分と、前記第２連結アームの第１端部と第２端部との間の部分とを回転可能に連結する第７軸と、
   を備え、
   前記第１ブラケットの上面と前記第２ブラケットの上面とが略同一平面上に配置された開き姿勢から、前記第１ブラケットの上面と前記第２ブラケットの上面とが対面する閉じ姿勢まで回動可能であり、
   前記開き姿勢において、前記第１軸の軸方向から見た場合に、
   前記第１軸は、前記第１ブラケットの上面側に配置され、
   前記第２軸は、前記第２ブラケットの上面側に配置され、
   前記第７軸は、前記第１軸及び前記第２軸よりも下方であると共に該第１軸と該第２軸との間となる位置に配置され、前記第１ブラケットと前記第２ブラケットとの境界部に重なることを特徴とするヒンジ装置。
2. 請求項１に記載のヒンジ装置であって、
   前記第１軸、前記第２軸、及び前記第７軸は、三角形の各頂点となる位置に配置されていることを特徴とするヒンジ装置。
3. ヒンジ装置であって、
   電子機器の第１筐体に固定するための第１ブラケットと、
   前記第１ブラケットと対向するように設けられ、前記電子機器の第２筐体に固定するための第２ブラケットと、
   第１端部が第１軸を介して前記第１ブラケットと回転可能に連結された第１連結アームと、
   第１端部が第２軸を介して前記第２ブラケットと回転可能に連結された第２連結アームと、
   第１端部が第３軸を介して前記第１ブラケットと回転可能に連結され、第２端部が第４軸を介して前記第２連結アームの第２端部と回転可能に連結された第１リンクアームと、
   第１端部が第５軸を介して前記第２ブラケットと回転可能に連結され、第２端部が第６軸を介して前記第１連結アームの第２端部と回転可能に連結された第２リンクアームと、
   前記第１連結アームの第１端部と第２端部との間の部分と、前記第２連結アームの第１端部と第２端部との間の部分とを回転可能に連結する第７軸と、
   を備え、
   前記第１ブラケットの上面と前記第２ブラケットの上面とが略同一平面上に配置された開き姿勢から、前記第１ブラケットの上面と前記第２ブラケットの上面とが対面する閉じ姿勢まで回動可能であり、
   前記第１ブラケットと前記第２ブラケットとの間の回動に所定の回動トルクを付与する第１トルク発生器を備えることを特徴とするヒンジ装置。
4. 請求項３に記載のヒンジ装置であって、
   前記第１トルク発生器は、前記第３軸と前記第４軸との間に架け渡された第１ブリッジ部材を有し、
   前記第１ブリッジ部材は、前記第３軸を構成するシャフトが回転可能に圧入される第１圧入部と、前記第４軸を構成するシャフトが回転可能に挿入される第１挿入部と、を有することを特徴とするヒンジ装置。
5. 請求項４に記載のヒンジ装置であって、
   前記第３軸は、前記第１軸を構成するシャフトよりも大径のシャフトで構成されていることを特徴とするヒンジ装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載のヒンジ装置であって、
   前記第１トルク発生器は、前記第５軸と前記第６軸との間に架け渡された第２ブリッジ部材を有し、
   前記第２ブリッジ部材は、前記第５軸を構成するシャフトが回転可能に圧入される第２圧入部と、前記第６軸を構成するシャフトが回転可能に挿入される第２挿入部と、を有することを特徴とするヒンジ装置。
7. 請求項６に記載のヒンジ装置であって、
   前記第５軸は、前記第２軸を構成するシャフトよりも大径のシャフトで構成されていることを特徴とするヒンジ装置。
8. 請求項３〜７のいずれか１項に記載のヒンジ装置であって、
   さらに、前記第７軸を構成するシャフトが挿入されて前記第１連結アームと前記第２連結アームとの間に挟まれることで、前記第７軸に対する前記第１連結アーム及び前記第２連結アームの回動に所定の回動トルクを付与する第２トルク発生器を備えることを特徴とするヒンジ装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のヒンジ装置を備える電子機器であって、
   前記第１筐体に前記第１ブラケットが固定され、
   前記第２筐体に前記第２ブラケットが固定され、
   さらに、前記第１筐体の上面と前記第２筐体の上面とに亘るように設けられ、前記ヒンジ装置によって前記第１筐体と前記第２筐体とが相対的に回動することに応じて折り曲げられる折曲領域を有するディスプレイを備えることを特徴とする電子機器。

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