JP7450904B2

JP7450904B2 - ヒンジ及びヒンジを備える折り畳み可能な機器

Info

Publication number: JP7450904B2
Application number: JP2019161542A
Authority: JP
Inventors: 禎治高橋; 英雄保富
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2024-03-18
Anticipated expiration: 2039-09-04
Also published as: WO2021044977A1; JP2021038827A; US20220243509A1; CN113874632A

Description

本発明は、開閉可能な機器の回動部に設けられるヒンジの技術に関する。

従来、開閉可能な機器の回動部に設けられるヒンジは種々知られている。
また、前記ヒンジには、折り畳み可能に構成されるフレキシブルディスプレイの回動部に設けられるものがある（特許文献１参照）。

特表２０１７－５１００６５号公報

しかしながら、前記ヒンジは、複数個のギア部材や連結ブラケット等を備えて構成され、回動部の全開状態または閉塞状態を保持するための構成が比較的複雑なものとなっていた。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、回動部の全開状態または閉塞状態で保持可能なものを簡易な構成で実現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、開閉可能な機器の回動部に設けられるヒンジであって、前記回動部の回動軸と直交する方向に沿って、隣接した状態で一列に配置される複数個の回動部材と、隣接する前記回動部材同士が当接した状態を保持した状態で、隣接する前記回動部材を連結する連結部材と、を備え、前記回動部材における隣の回動部材と対向する側の面は、前記回動部の全開状態において隣りの回動部材と当接する全開時当接部と、前記回動部の閉塞状態において隣の回動部材と当接する閉塞時当接部と、を備え、前記回動部材は、前記回動部材における前記回動部の回動軸の軸方向に開口する支持孔を備え、前記連結部材は、棒状の部材であって一対の延出する部分と前記一対の延出する部分を連結する部分とを備えて構成され、前記連結部材は、前記連結部材の一方の延出する部分が隣接する前記回動部材のうち一方の回動部材の支持孔に挿入され、前記連結部材の他方の延出する部分が隣接する前記回動部材のうち他方の回動部材の支持孔に挿入されて、隣接する前記回動部材を連結するものである。

請求項２においては、前記複数個の回動部材それぞれは、前記全開状態において、前記回動部材が並ぶ方向に沿って設けられた、２つの前記支持孔を有し、前記連結部材は、隣接する前記回動部材のうち一方の回動部材における前記２つの支持孔のうち、隣接する前記回動部材のうち他方の回動部材側に位置する支持孔に、前記連結部材の一方の延出する部分が挿入され、隣接する前記回動部材のうち他方の回動部材における前記２つの支持孔のうち、隣接する前記回動部材のうち一方の回動部材側に位置する支持孔に、前記連結部材の他方の延出する部分が挿入されて、隣接する前記回動部材を連結するものである。

請求項３においては、前記回動部材における隣の回動部材と対向する側の面は、前記回動部の回動軸方向からみて、前記全開時当接部と前記閉塞時当接部とが連続する多角形状に構成されるものである。

請求項４においては、前記回動部材は、三個以上備えられるものである。

請求項５においては、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のヒンジを備える折り畳み可能な機器とするものである。

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、本発明によれば、回動部の全開状態または閉塞状態で保持可能なものを簡易な構成で実現することができる。

本発明の実施形態に係るヒンジを備えるフレキシブルディスプレイの全開状態を示す平面図。同じくヒンジを示す斜視図。同じくヒンジを示す正面図。同じくヒンジを示す平面図。同じくヒンジの閉塞状態を示す正面図。同じくヒンジの回動途中状態を示す正面図。同じくヒンジを示す平面図。同じくヒンジを示す斜視図。同じくヒンジを示す正面図。同じくヒンジの閉塞状態を示す正面図。同じくヒンジの全開状態を示す正面図。同じくヒンジを示す正面図。同じくヒンジを示す平面図。同じくヒンジを示す斜視図

次に、本発明の実施形態に係るヒンジ１について、図１から図１４を用いて説明する。
なお以下において、図３中における上方、即ちヒンジ１の全開状態（回動部１０１の全開状態）を回動軸１０２の軸心方向からみて、上方をヒンジ１の上方とし、左右方向をヒンジ１の左右方向として説明するが、ヒンジ１の方向をこれに限定するものではない。

ヒンジ１は、開閉可能な機器の回動部に設けられる。以下においてヒンジ１は、フレキシブルディスプレイ１００の回動部１０１に設けられる構成として説明するが、ヒンジ１が設けられる機器や用途等についてはこれに限定するものではく、開閉可能な機器の回動部に広く適用可能である。ヒンジ１は、例えば、事務機器の本体にトナーカートリッジを交換するためのハッチ（蓋）を開閉可能に連結する用途、自動車の車体にボンネットを開閉可能に連結する用途、便器に便座を開閉可能に連結する用途等に用いることもできる。

図１に示すように、フレキシブルディスプレイ１００は、各種の情報を表示可能に構成される表示装置であり、折り畳み可能に構成される。フレキシブルディスプレイ１００の折り畳む際に回動する部分は、回動部１０１として構成される。フレキシブルディスプレイ１００は、回動部１０１を二ヵ所備えるが回動部１０１の個数はこれに限定するものではなく、回動部１０１を一カ所または三ヵ所以上備える構成であってもよいものとする。

ヒンジ１は、フレキシブルディスプレイ１００の回動部１０１に、回動軸１０２の軸心方向に沿って四個ずつ設けられる。もっとも、ヒンジ１がフレキシブルディスプレイ１００の回動部１０１に設けられる個数は、これに限定されるものではなく、回動部１０１の仕様に応じて適宜選択することができる。ヒンジ１は、回動部１０１の全開状態において回動部１０１の回動角度が１８０°、閉塞状態において回動部１０１の回動角度が０°となるように設定される。
図２から図５に示す如く、ヒンジ１は、複数個（六個）の回動部材１０・１０・・・と、複数個（前後五個ずつ）の連結部材２０・２０・・・と、を備える。

回動部材１０は、全開時当接部１２と、閉塞時当接部１１と、一対の支持孔１３・１３とを備える。
複数個の回動部材１０は、回動部１０１の回動軸１０２と直交する方向（左右方向）に並べて配置される。隣合う回動部材１０同士は、互いに当接した状態とされる。
回動部材１０は、断面形状が回動部１０１の回動軸１０２の軸心方向からみて（側面視で）六角形状で左右対称に構成される。隣合う側の面（ヒンジ１の全開状態において隣の回動部材１０と対向する側の面）は、多角形状に構成される。隣合う側の面は、側面視略Ｖ字状（鈍角なＶ字状）に構成される。回動部１０１の回動方向の内側（回動軸１０２側）の面と全開状態において対向する側の面との境界部分が、側面視で直線状に切取られるように構成される。

回動部材１０における全開状態において隣りの回動部材１０と当接する部分は、全開時当接部１２として構成される。前記隣合う側の面の切取られる部分は、閉塞時当接部１１として構成され、閉塞状態において隣の回動部材１０と当接する。
回動部材１０の全開時当接部１２と閉塞時当接部１１とは、回動部１０１の回動軸１０２と直交する方向に連続する。

回動部材１０の支持孔１３は、回動部材１０における回動部１０１の回動軸１０２の軸心方向の面を（前後方向に）貫通するように構成される。支持孔１３は、回動部材１０における回動部１０１の回動軸１０２の軸心方向側の面（前方の面と後方の面）に開口する。一対の支持孔１３は、回動部材１０の上下略中央部において左右に並べて配置される。

連結部材２０は、弾性変形可能な、金属素材、ゴム素材、またはナイロン等の伸び性の高い樹脂素材等で構成され、隣合う回動部材１０の隣合う側の面同士が当接した状態を保持した状態で、隣合う回動部材１０を連結する。連結部材２０は、隣合う回動部材１０の面同士を互いに近接する方向に付勢する。連結部材２０は、ヒンジ１の全開状態には隣合う回動部材１０の全開時当接部１２同士が当接し、また、ヒンジ１の閉塞状態には隣合う回動部材１０の閉塞時当接部１１同士が当接した状態となるように隣合う回動部材１０を連結する。
連結部材２０は、丸棒状の部材であって、一対の前後方向に延出する部分と当該一対の延出する部分を連結する部分とを備える平面視略Ｕ字状に構成される。連結部材２０の直径は、回動部材１０の支持孔１３の直径と略同一に構成される。

連結部材２０の一方の前後方向に延出する部分は、隣合う回動部材１０のうち一方の回動部材１０の支持孔１３（左方か右方のうちいずれか一方の支持孔１３）に挿入され、また、連結部材２０の他方の前後方向に延出する部分は、隣合う回動部材１０のうち他方の回動部材１０の支持孔１３（左方か右方のうちいずれか他方の支持孔１３）に挿入される。回動部材１０が連結部材２０に対して回動可能なように、連結部材２０の一方の延出する部分と他方の延出する部分は回動部材１０の支持孔１３に圧入される。連結部材２０は、一方の延出する部分と他方の延出する部分とによって隣合う回動部材１０の面同士を互いに近接する方向に付勢することによって、隣合う回動部材１０の隣合う側の面同士が当接した状態を保持する。連結部材２０は、このような状態が保持されて、隣合う回動部材１０を連結する。

以上のように、回動部材１０は、全開時当接部１２と閉塞時当接部１１とを備えることから、回動部１０１の全開状態において隣合う回動部材１０の全開時当接部１２同士が当接して全開状態を超えて回動部１０１が回動することを規制し、また、回動部１０１の閉塞状態において隣合う回動部材１０の閉塞時当接部１１同士が当接して閉塞状態を超えて回動部１０１が回動すること規制する。
このように構成されることから、回動部１０１の全開状態または閉塞状態で保持可能なものを簡易な構成で実現することができる。またこのように構成されることから、回動部１０１が設定範囲（例えば、全開状態または閉塞状態）を超えて回動した際にフレキシブルディスプレイ１００を構成する電子素子等が破損することを防止することができるものを簡易な構成で実現することができる。

以上のように、回動部材１０における隣の回動部材１０と対向する側の面は、回動部１０１の回動軸１０２の軸心方向からみて、全開時当接部１２と閉塞時当接部１１とが連続する多角形状に構成される。
このように構成されることから、回動部１０１の全開状態または閉塞状態で保持可能なものを簡易な構成で実現することができる。

以上のように、回動部材１０は、支持孔１３を備え、連結部材２０は、連結部材２０の一方の延出する部分が隣合う回動部材１０のうち一方の回動部材１０の支持孔１３に挿入され、連結部材２０の他方の延出する部分が隣合う回動部材１０のうち他方の回動部材１０の支持孔１３に挿入されて、隣合う回動部材１０を連結する。
このように構成されることから、回動部１０１の全開状態または閉塞状態で保持可能なものを簡易な構成で実現することができる。

以上のように、連結部材２０は、隣合う回動部材１０の面同士を互いに近接する方向に付勢し、回動部１０１の全開状態または閉塞状態で隣合う回動部材１０同士が当接した状態とされる。また、回動部材１０が連結部材２０に対して回動可能なように、連結部材２０の一方の延出する部分と他方の延出する部分は回動部材１０の支持孔１３に圧入される。
このように構成されることから、回動部１０１の全開状態（フレキシブルディスプレイ１００が平坦な状態）、または、閉塞状態（フレキシブルディスプレイ１００が折り畳まれた状態）をある程度保持することができるものを簡易な構成で実現することができる。

さらに、ヒンジ１では、閉じる方向または開く方向に回動した状態（開閉途中の状態）においても、連結部材２０が隣合う回動部材１０の面同士を互いに近接する方向に付勢し、連結部材２０によって付勢されて隣合う回動部材１０の全開時当接部１２と閉塞時当接部１１との境界部分（角部）同士が当接した状態とされる（図６参照）。
このため、回動部１０１の開閉途中の状態の開閉角度を保持することができるものを簡易な構成で実現することができる。

以上のように、ヒンジ１は、回動部材１０を六個（三個以上）備えることによって、少なくとも回動部材１０が二個の構成のときに比べて、回動部１０１が回動した状態（回動部材１０が左右方向に並んだ状態以外の状態）において回動部１０１を緩やかに湾曲させる構成とすることができる。
このため、回動部１０１を比較的緩やかに湾曲させない構成のものに比べて、回動部１０１が回動したときにフレキシブルディスプレイ１００を構成する電子素子等が破損することを防止することができる。
なお、ヒンジ１は回動部材１０を六個備える構成としたが、回動部材１０の個数は、これに限定されるものではなく、ヒンジ１の仕様に応じて適宜選択することができる。もっとも、回動部１０１を緩やかに湾曲させるにあたっては、回動部材１０の個数は比較的多いことが好ましい。

図８に示すように、回動部材１０の支持孔１３が回動部材１０の前方または後方の面のいずれか一方側の面のみに開口する構成とし、連結部材２０は、前方または後方のいずれか一方側のみに設けられる構成とすることもできる。
このように構成することによって、ヒンジ１を構成する部品点数を削減することができ、また、ヒンジ１をよりコンパクトに構成することができる。

ヒンジ１は、回動部材１０の隣合う側の仕様を変更することによって、全開状態の回動角度または閉塞状態の回動角度をヒンジ１が設けられる機器の仕様に応じて適宜の角度に設定することができる。図９から図１１に示すように、例えば、ヒンジ１は、全開状態において回動部１０１の回動角度が１８０°、閉塞状態において回動部１０１の回動角度が３６０°となるように設定することもできる。
このとき、回動部材１０の隣合う側の面は、側面視略Ｖ字状（比較的鋭角なＶ字状）に構成される。閉塞時当接部１１が切取られるように構成されることに加えて、回動部材１０の回動部１０１の回動方向の外側（回動軸１０２側と反対側）の面と全開状態において対向する側の面との境界部分が、側面視で直線状に切取られるように構成される。前記隣合う側の面の切取られる部分は、全開時当接部１２として構成され、全開状態において隣の回動部材１０と当接する。

図１２から図１３に示すように、回動部材１０は、一個の支持孔１３を備える構成とすることもできる。
このとき、支持孔１３は、回動部材１０の上下略中央部且つ左右中央部に配置される。
またこのとき、連結部材２０の一方の前後方向に延出する部分は、隣合う回動部材１０のうち一方の回動部材１０の支持孔１３に挿入され、また、連結部材２０の他方の前後方向に延出する部分は、隣合う回動部材１０のうち他方の回動部材１０の支持孔１３に挿入される。
このように構成することによって、ヒンジ１を構成する部品点数を削減することができ、また、ヒンジ１をよりコンパクトに構成することができる。

回動部材１０が所定の突起を備え、連結部材２０が所定の孔を備え、回動部材１０の突起が連結部材２０の孔に挿入されることによって、連結部材２０が隣合う回動部材１０を連結する構成とすることもできる。このようなヒンジ１の実施形態について以下において説明するが、図１から図１３に記載のヒンジ１と同様の構成の説明については適宜省略するものとする。

図１４に示すように、回動部材１０は、全開時当接部１２と、閉塞時当接部１１と、一対の突起部１４とを備える。
一対の突起部１４・１４は、回動部材１０における回動部１０１の回動軸１０２の軸心方向側の面（前後の面）から前方または後方に突出するように構成される。突起部１４は円柱状に構成される。突起部１４は、回動部材１０の上下略中央部且つ左右略中央部配置される。

連結部材２０は、平板状の部材であって、左右方向を長手方向とする側面視略長丸状に構成される。
連結部材２０は、一対の挿入孔２１・２１を備える。連結部材２０の挿入孔２１は、連結部材２０を前後方向に貫通するように構成される。一対の挿入孔２１は、連結部材２０の上下略中央部において左右に並べて配置される。連結部材２０の挿入孔２１の直径は、回動部材１０の突起部１４の直径と略同一に構成される。

そして、連結部材２０における一対のうち一方の挿入孔２１に、隣合う回動部材１０のうち一方の回動部材１０の突起部１４が挿入され、また、連結部材２０における一対のうち他方の挿入孔２１に、隣合う回動部材１０のうち他方の回動部材１０の突起部１４に挿入される。連結部材２０は、このような状態が保持されて、隣合う回動部材１０を連結する。

このように構成されることから、回動部１０１の全開状態または閉塞状態で保持可能なものを簡易な構成で実現することができる。またこのように構成されることから、回動部１０１が設定範囲（例えば、全開状態または閉塞状態）を超えて回動した際にフレキシブルディスプレイ１００を構成する電子素子等が破損することを防止することができるものを簡易な構成で実現することができる。

なお、ヒンジ１は、フレキシブルディスプレイ１００内の回動部分内に設けられる構成としたが、複数個の回動部材１０のうち一部の回動部材１０が機器の一部分に固定される構成とすることもできる。例えば、両端の回動部材１０が一方の連結対象物と他方の連結対象物にそれぞれ固定されて、一方の連結対象物が他方の連結対象物に対して回動する構成とすることもできる。
また、回動部材１０における回動部１０１の回動軸１０２方向の長さは、仕様に応じて適宜の長さに設定することができる。

１ヒンジ
１０回動部材
１１閉塞時当接部
１２全開時当接部
１３支持孔
１４突起部
２０連結部材
２１挿入孔
１００フレキシブルディスプレイ
１０１回動部
１０２回動軸

Claims

開閉可能な機器の回動部に設けられるヒンジであって、
前記回動部の回動軸と直交する方向に沿って、隣接した状態で一列に配置される複数個の回動部材と、
隣接する前記回動部材同士が当接した状態を保持した状態で、隣接する前記回動部材を連結する連結部材と、を備え、
前記回動部材における隣の回動部材と対向する側の面は、前記回動部の全開状態において隣りの回動部材と当接する全開時当接部と、前記回動部の閉塞状態において隣の回動部材と当接する閉塞時当接部と、を備え、
前記回動部材は、前記回動部材における前記回動部の回動軸の軸方向に開口する支持孔を備え、
前記連結部材は、棒状の部材であって一対の延出する部分と前記一対の延出する部分を連結する部分とを備えて構成され、
前記連結部材は、前記連結部材の一方の延出する部分が隣接する前記回動部材のうち一方の回動部材の支持孔に挿入され、前記連結部材の他方の延出する部分が隣接する前記回動部材のうち他方の回動部材の支持孔に挿入されて、隣接する前記回動部材を連結する、
ヒンジ。
前記複数個の回動部材それぞれは、前記全開状態において、前記回動部材が並ぶ方向に沿って設けられた、２つの前記支持孔を有し、
前記連結部材は、隣接する前記回動部材のうち一方の回動部材における前記２つの支持孔のうち、隣接する前記回動部材のうち他方の回動部材側に位置する支持孔に、前記連結部材の一方の延出する部分が挿入され、隣接する前記回動部材のうち他方の回動部材における前記２つの支持孔のうち、隣接する前記回動部材のうち一方の回動部材側に位置する支持孔に、前記連結部材の他方の延出する部分が挿入されて、隣接する前記回動部材を連結する、
請求項１に記載のヒンジ。
前記回動部材における隣の回動部材と対向する側の面は、前記回動部の回動軸方向からみて、前記全開時当接部と前記閉塞時当接部とが連続する多角形状に構成される、
請求項１または請求項２に記載のヒンジ。
前記回動部材は、三個以上備えられる、
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のヒンジ。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のヒンジを備える折り畳み可能な機器。