JPWO2012160592A1 - ヒンジ機構および車載用ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

ブラケット３０上に当接した抵抗凸部４４の摺動抵抗トルクと、テーパ部３４に当接したクリック凸部５１の徐々に増大する摺動抵抗トルクとにより、自重回動するディスプレイ２の回動速度を徐々に減速させ、摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２の縁に当接してブラケット３０上に乗り上がるためのトルクによりディスプレイ２を確実に静止させる。

Description

この発明は、車載天井に設置されるディスプレイを所定角度まで自重回動させるヒンジ機構および車載用ディスプレイ装置に関する。

従来、ディスプレイなどを回動自在に支持するヒンジ機構は、凹凸を設けたブラケットと、ディスプレイと一体に回動してブラケット上を摺動するクリックワッシャとを備え、このクリックワッシャの弾性力により、回動に抵抗するトルクを発生させている。図１１（ａ）は、従来の車両天井に設置されるディスプレイ用のヒンジ機構を構成するブラケット１００とクリックワッシャの凸部１０１の断面の模式図である。図示するように、ディスプレイが収納状態から自重で回動すると、ブラケット１００のテーパ部１０２から土手部１０３に向かってクリックワッシャの凸部１０１が摺動していき、クリックワッシャがたわんで凸部１０１がＬだけ変位したときに、ディスプレイが静止する摺動抵抗が得られる。

他方、天井に設置される天吊りタイプのディスプレイ装置として、ディスプレイの自重により、収納位置から所定の自重開き角度までの通過範囲を回動させて垂れ下がった状態にし、その状態から視聴者が手動で使用範囲へ回動させて視聴に適した角度にするものがある。このようなディスプレイ装置に用いるヒンジ機構の一例として特許文献１がある。

上記特許文献１のディスプレイ装置は、左ヒンジ部と右ヒンジ部とで、ブラケットのテーパ部および土手部の形状を変えることにより、左右で異なるトルク特性を設定している。トルク特性は、左ヒンジ部では、ディスプレイが収納位置から回動で垂れ下がる位置までの通過範囲のうちの収納位置に近い角度にて高いトルクＴＬが生じ、その角度から通過範囲を超えて使用範囲の終端までトルクＴＬが生じたままとなる。一方、右ヒンジ部では、左ヒンジ部とは異なる位置にテーパ部と土手部が設けられており、収納位置に近い角度であってトルクＴＬが生じるより手前の角度からトルクが生じて徐々に大きくなり、使用範囲に入るときに所定のトルクＴＲに達する。そして、使用範囲では終端まで一定のトルクＴＲが生じたままとなる。

従って、ヒンジ全体としてみると、通過範囲では、初期段階からある程度の大きさのトルクが生じ、かつ、トルクが徐々に大きくなり、通過範囲の終わりでは、ディスプレイを視聴姿勢に保持するために必要なトルク（ＴＬ＋ＴＲ）が生じる。

特許第４５５９８１６号公報

従来のヒンジ機構は以上のように構成されているので、各部品のばらつきおよび組立ばらつきが生じた場合には、図１１（ｂ）に示すようにクリックワッシャの凸部１０１とブラケット１００との位置関係がずれ、凸部１０１がテーパ部１０２を超え土手部１０３に達してもＬ１（Ｌ１＜Ｌ）しか変位しない。よって、ディスプレイが静止するために必要な摺動抵抗が得られず、静止位置がずれてしまう。このように、ばらつきにより、ディスプレイが自重で開く角度のばらつきが大きくなるという課題があり、品位が損なわれてしまう。
また、繰り返し使用時の金属磨耗によってもトルクが変化するので、自重により開く角度が安定しないという課題もあった。

これに加えて、上記特許文献１の場合は、左ヒンジ部にて常に高いトルクＴＬを生じているため、このトルクＴＬの設定によってはディスプレイが自重回動しないことがある。また、右ヒンジ部のトルクＴＲの設定により、視聴者が意図しない角度までディスプレイが自重回動してしまうことがある。さらに、左右で異なるトルク特性が設定されているので、ディスプレイの回動時にねじれが生じ、品位が損なわれていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ディスプレイが自重で開く角度のばらつきを抑制することを目的とする。

この発明のヒンジ機構は、回動部材の自重回動に抵抗するトルクを生じる第１のトルク発生部および第２のトルク発生部を備え、第１のトルク発生部は、回動部材が固定部材に保持された初期角度から自重開き角度までの間の所定角度で第１トルクを生じ、自重開き角度で当該第１トルクより大きい第２トルクを生じ、第２のトルク発生部は、回動部材が自重開き角度に近づくにつれ徐々に増大する第３トルクを生じるようにしたものである。

また、この発明の車載用ディスプレイ装置は、上述のヒンジ機構を用いて、車両の天井に固定された筐体にディスプレイを連結し、ディスプレイが筐体内に収納された状態の初期角度から所定の自重開き角度まで、ディスプレイを自重で回動させるようにしたものである。

この発明によれば、第１のトルク発生部で生じる第１トルクと第２のトルク発生部で生じる第３トルクとにより、自重で回動するディスプレイを十分に減速させた後、第１のトルク発生部で第２トルクを生じて確実に静止させることにより、ディスプレイが自重で開く角度のばらつきを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係るヒンジ機構を用いた天吊り式の車載用ディスプレイ装置の構成を示す斜視図であり、収納状態を示す。 実施の形態１に係るヒンジ機構を用いた天吊り式の車載用ディスプレイ装置の構成を示す斜視図であり、自重開き状態を示す。 実施の形態１に係るヒンジ機構を用いた天吊り式の車載用ディスプレイ装置の構成を示す斜視図であり、視聴状態を示す。 実施の形態１に係るヒンジ機構の構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構のクリックプレートとディスプレイの動作を示す図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構の摺動プレートとディスプレイの動作を示す図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構を、図６（ａ）に示すＡＡ線およびＢＢ線に沿って切断した断面図である。 実施の形態１においてディスプレイの回動に伴って発生するトルクを示すグラフである。 実施の形態１に係るヒンジ機構の変形例を示す図である。 従来のヒンジ機構を構成するブラケットとクリックワッシャの断面の模式図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
実施の形態１に係るヒンジ機構を、車両天井に設置された筐体（固定部材）からディスプレイ（回動部材）を回動させて出し入れするために用いる場合を例にして説明する。図１に示す天吊り式の車載用ディスプレイ装置１は、車両の天井に固定された筐体４にディスプレイ２が収納された状態である。同一構造の２つのヒンジ機構１０は、ディスプレイ２の片側の両端に取り付けられ、ディスプレイ２を筐体４に対して回動自在に支持している。

図２は、ディスプレイ２が自重で回動し自重開き角度で静止した状態、図３は、ディスプレイ２が視聴者に視聴可能な角度で保持された状態を示す。車載用ディスプレイ装置１のディスプレイ２を、図１に示す収納状態から図３に示す視聴状態にするためには、筐体４に設けられた解除ボタン３を視聴者が押すことで、解除ボタン３に連動してロック部材５が回動してディスプレイ２の保持凹部６との係合が外れ、ディスプレイ２が２箇所のヒンジ機構１０を軸として自重回動する。その後、視聴者がディスプレイ２の先端側を手で押すことにより、図３に示すようにディスプレイ画面７が視聴者側を向いて視聴しやすい位置までディスプレイ２を回動させ、映像を視聴する。

次に、ヒンジ機構１０を説明する。
図４はヒンジ機構１０の斜視図、図５はその分解斜視図であり、共にディスプレイ２の収納状態である。ヒンジ機構１０は、ディスプレイ２の回動中心軸となるシャフト２０と、シャフト２０に取り付けられて回動する摺動プレート（第１のトルク発生部）４０、クリックプレート（第２のトルク発生部）５０および平座金６０と、筐体４に固定されるブラケット３０とから構成される。なお、以下の説明では、回動中心軸に沿ってディスプレイ２の中央に近い側を内側、ディスプレイ２の中央から遠い側を外側という。

シャフト２０の一端側には、ブラケット３０に開口した回転軸穴３１の穴径よりも大きな径のフランジ部２１と、その先端側に回転軸穴３１の穴径よりも若干小さい直径で、かつ側面にシャフト溝２３を施した中径部２２と、更にその先端側に中径部２２より小径で、かつ側面に平面カットを２面施した小径部２４とが設けられている。なお、中径部２２の軸方向の長さは、ブラケット３０の板厚と摺動プレート４０の板厚とを合わせた厚みよりも若干長くし、小径部２４の軸方向の長さは、クリックプレート５０の板厚と平座金６０の板厚を合わせた厚みよりも長くしている。
また、シャフト２０の他端側にはディスプレイ２が固定されている。

シャフト２０の中径部２２には、内側に摺動プレート４０、外側にブラケット３０が挿入され、小径部２４には、内側にクリックプレート５０、外側に平座金６０が挿入されている。
この摺動プレート４０のプレート軸穴４３は、中径部２２の径よりも若干大きい径の円弧と、シャフト溝２３の径方向の深さよりも若干小さめで、かつシャフト溝２３の周方向の幅よりも小さい幅の突出部４２とから構成されており、突出部４２とシャフト溝２３とが遊びを持って係合しているので、シャフト２０に対して摺動プレート４０が一定の角度だけ回動可能となっている。また、摺動プレート４０は金属弾性体とし、その外周部分にはブラケット３０上を摺動してトルクを生じるための摺動凸部（第２の凸形状）４１と、抵抗凸部（第１の凸形状）４４とが設けられている。なお、プレート軸穴４３を中心にした一方側に摺動凸部４１、反対側に抵抗凸部４４が設けられている。

また、ブラケット３０は図示しないねじにより筐体４に締結されており、回転軸穴３１に挿入されたシャフト２０を回動自在に支持している。そのため、ディスプレイ２は筐体４に対し回動自在となっている。また、ブラケット３０には、シャフト２０を中心とした円周上であってクリックプレート５０のクリック凸部（第３の凸形状）５１が摺動する経路上に、収納凹部（第２の凹形状）３３とテーパ部３４とクリック凹部３５ａ，３５ｂとが設けられており、また、回転中心軸を中心とした円周上であって摺動プレート４０の摺動凸部４１が摺動する経路上に、凸部逃がし穴（第１の凹形状）３２が設けられている。これらの凹凸形状の詳細は後述する。

クリックプレート５０のシャフト挿入穴５２は、小径部２４の断面よりも若干大きい面積の穴にし、クリックプレート５０とシャフト２０とが一体に回動するようにする。また、クリックプレート５０は金属弾性体とし、その先端には、ブラケット３０上を摺動してトルクを生じると共にクリック凹部３５ａ，３５ｂに係合することによりクリック作用を生じるためのクリック凸部５１が設けられている。

平座金６０は、小径部２４の断面よりも若干大きい面積のかしめ穴６１が設けられており、シャフト２０の先端と平座金６０とがかしめ固着されることで平座金６０とシャフト２０とは一体に回動することになる。また、この平座金６０とシャフト２０のフランジ部２１とで、摺動プレート４０、ブラケット３０およびクリックプレート５０を保持する。

なお、金属弾性体であるクリックプレート５０をシャフト２０にかしめると、クリックプレート５０がたわんだときにかしめた部分に応力が集中して緩みが生じることがあるので、本実施の形態１では金属製の平座金６０をシャフト２０にかしめるようにしてかしめた部分に応力が集中しない構成にしている。また、クリックプレート５０がたわんだときに平座金６０が押さえとなるので、クリックプレート５０のばね定数が大きくなり高荷重を得ることができる。ただし、ヒンジ機構１０の構成によってはこの平座金６０を省略して、クリックプレート５０をシャフト２０の先端にかしめ固着するようにしてもよい。

次に、ヒンジ機構１０の凹凸形状の詳細を説明する。
凸部逃がし穴３２は、ディスプレイ２が収納角度（図１）から自重開き角度（図２）までを回動する間、摺動プレート４０の摺動凸部４１が入り込むための穴である。
収納凹部３３は、ディスプレイ２が収納角度にあるとき、クリックプレート５０のクリック凸部５１が入り込むための凹みである。この収納凹部３３の、クリックプレート５０の回動方向には、クリック凸部５１が当接するためのテーパ部３４が設けられている。これら凹凸形状の位置関係として、摺動プレート４０の摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２に入り込んでその縁部に当接するまでの間に、クリックプレート５０のクリック凸部５１が収納凹部３３を通過してテーパ部３４に当接し、さらに摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２の縁部に当接した時点ではクリック凸部５１がテーパ部３４の頂点を若干乗り越えた位置になるようにしている。また、摺動プレート４０の抵抗凸部４４は常にブラケット３０の面上を摺動するように当接している。

また、クリック凹部３５ａ，３５ｂは、ディスプレイ２が視聴位置（図３）にあるときに、クリックプレート５０のクリック凸部５１が入り込んでディスプレイ２の姿勢を保持するための凹みである。クリック凹部３５ａ，３５ｂを設ける位置は、視聴者がディスプレイ２を視聴しやすい角度であればよく、視聴者によって視聴しやすい角度が異なるため、複数箇所に設けてもよい。本実施の形態１では、ディスプレイ２の収納角度を０°とし、１００°および１２０°の各角度でディスプレイ２を開いて保持できるように２箇所のクリック凹部３５ａ，３５ｂが設けられている。
図示例では、クリック凸部５１とクリック凹部３５ａ，３５ｂとの嵌合によるディスプレイ２の保持力を高めるために、クリック凹部３５ａ，３５ｂの周りを一段高くして土手部にしている。

さらに、摺動プレート４０とクリックプレート５０は、ブラケット３０を両側から挟み込む位置に配置されてそれぞれの面上を摺動するようにしている。これにより、摺動プレート４０およびクリックプレート５０の押し付け力によりブラケット３０が変形することを防止して、ブラケット３０との間に生じる力の逃げを無くし、安定したトルクを発生させることができる。

次に、ヒンジ機構１０の動作を説明する。
図６は、ヒンジ機構１０のクリックプレート５０とディスプレイ２の動作を示す図である。図６において平座金６０は図示を省略する。図７は、ヒンジ機構１０の摺動プレート４０とディスプレイ２の動作を示す図である。図７においてクリックプレート５０および平座金６０は図示を省略する。図８は、ヒンジ機構１０を図６（ａ）に示すＡＡ線およびＢＢ線に沿って切断した断面図である。
なお、図６〜図８の（ａ）〜（ｃ）は各々同じディスプレイ位置に対応しており、図６（ａ）、図７（ａ）および図８（ａ）はディスプレイ２が筐体４内に収納された収納状態、図６（ｂ）、図７（ｂ）および図８（ｂ）はディスプレイ２が収納状態から自重により回動している途中の状態、図６（ｃ）、図７（ｃ）および図８（ｃ）はディスプレイ２が自重回動して静止した自重開き状態、図６（ｄ）および図７（ｄ）はディスプレイ２が自重開き状態からさらに回動した視聴状態を示す。
また、図９は、ディスプレイ２の回動角度に応じて生じるトルクのグラフであり、図９（ａ）はクリックプレート５０により発生する摺動抵抗トルク値、図９（ｂ）は摺動プレート４０により発生する摺動抵抗トルク値である。

車内の天井に取り付けられた車載用ディスプレイ装置１のディスプレイ２が、図１に示す収納状態にある場合、図６（ａ）および図８（ａ）に示すように、クリックプレート５０のクリック凸部５１はブラケット３０の収納凹部３３に入り込んだ状態であり、クリック凸部５１はブラケット３０に当接していない。そして、ディスプレイ２が開方向にθ３°回動すると、クリック凸部５１がテーパ部３４に当接する。そのため、収納角度０°からθ３°までの間は、クリックプレート５０はたわまず、トルクも発生しない。
また、図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、摺動プレート４０の摺動凸部４１はブラケット３０の凸部逃がし穴３２に入り込んだ状態でディスプレイ２の収納方向の縁部３６に寄せられており、ディスプレイ２が開方向にθ２°回動するまで摺動凸部４１がもう一方の縁部３７に当接しない位置にある。また、摺動プレート４０の突出部４２はシャフト２０のシャフト溝２３の一方の溝壁２６に寄せられており、ディスプレイ２が開方向にθ１°回動するまで突出部４２がもう一方の溝壁２５に当接しない位置にある。更に、摺動プレート４０の抵抗凸部４４はブラケット３０の面に圧接した状態であるため、摺動プレート４０は振動等により回動することもない。

ディスプレイ２を収納状態から視聴状態にするために、視聴者が筐体４上の解除ボタン３を押すと、ディスプレイ２を保持していたロック部材５が保持凹部６から外れ、ディスプレイ２が自重により開方向へ回動し始める。
このとき、ヒンジ機構１０では、ディスプレイ２に固定されたシャフト２０と、このシャフト２０に固定されたクリックプレート５０とが同期して回動し始める。一方、摺動プレート４０はθ１°の回動裕度があり、かつ、抵抗凸部４４がブラケット３０に押し付けられて摺動抵抗が生じているので、摺動プレート４０はシャフト２０に同期しない。
この状態では、図９の通り、ディスプレイ２がθ１°回動するまでヒンジ機構１０にトルクが発生しないので、ディスプレイ２は自重により回動し始める。このとき、回動速度は重力により加速していく。

その後、ディスプレイ２の回動角度がθ１°になると、図７（ｂ）に示すようにシャフト２０のシャフト溝２３の溝壁２５が摺動プレート４０の突出部４２に当接する。このとき、図６（ｂ）および図８（ｂ）に示すように、クリックプレート５０はディスプレイ２と同期して回動するが、クリック凸部５１はブラケット３０のテーパ部３４の手前（収納凹部３３）にあってまだ当接していない。
なお、図８（ｂ）では、回動角度θ１°のとき、収納凹部３３からテーパ部３４への切り替え部分にクリック凸部５１が位置しているが、クリック凸部５１がテーパ部３４に当接する手前であればどの位置であってもよい。

ディスプレイ２の回動角度がθ１°を超えると、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、シャフト２０と摺動プレート４０が同期して回動し始める。そして、摺動プレート４０の抵抗凸部４４がブラケット３０上を摺動するので、図９（ｂ）に示すように、θ１°を超えた時点から抵抗凸部４４によるトルクＴ１（第１トルク）が発生する。
このとき、図６（ｂ）に示す通り、クリックプレート５０のクリック凸部５１はまだブラケット３０のテーパ部３４に当接していないので、図９に示すように、ディスプレイ２は摺動プレート４０の抵抗凸部４４により発生するトルクＴ１の摺動抵抗のみを受け回動する。ただし、トルクＴ１は、ディスプレイ２の自重により回動する回動トルクＴよりも小さいため、ディスプレイ２の自重による回動が止まることはないが、角加速度は小さくなっている。

ディスプレイ２の回動角度がθ１°を超えてθ３°になると、クリックプレート５０のクリック凸部５１がブラケット３０のテーパ部３４に当接し、θ３°を超えると、クリック凸部５１がテーパ部３４を摺動してクリックプレート５０がたわみ始める。そのため、図９（ａ）に示すように、θ３°を超えた時点からクリックプレート５０により徐々に増大するトルク（第３トルク）が生じ、最大トルクＴ３に近づくにつれディスプレイ２の回動速度が減速する。
そして、ディスプレイ２の回動角度がθ１°＋θ２°になると、図６（ｃ）、図７（ｃ）および図８（ｃ）に示すように、摺動プレート４０の摺動凸部４１がブラケット３０の凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接することでトルクＴ２（第２トルク）が生じ、よって、図９（ｂ）に示すように、摺動プレート４０に生じるトルクはＴ１＋Ｔ２となり、すでに減速が始まっているディスプレイ２の回動が完全に止まり、自重開き状態となる。

なお、ディスプレイ２の回動トルクＴは、トルクＴ３の摺動抵抗のみでは静止できないトルク値とし、トルクＴ３とトルクＴ１とを合わせることでディスプレイ２が減速するトルク値となっている。
また、説明では、摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接した時点ではクリック凸部５１がテーパ部３４の頂点を若干乗り越えた位置になるようにして、図９のようにθ１°＋θ２°より手前でトルクＴ３が最大になるようにしたが、これに限定されるものではなく、θ１°＋θ２°と同じか、過ぎた後でトルクＴ３が最大になるようにしてもよい。

その後、自重開き角度で静止した状態のディスプレイ２を、視聴者が手で押し回動させて視聴位置まで開く。この回動に要する力は、摺動プレート４０の抵抗凸部４４により発生するトルクＴ１と、摺動プレート４０の摺動凸部４１をたわませてブラケット３０の凸部逃がし穴３２の縁部３７を抜け出てブラケット３０上を摺動させるのに必要なトルクＴ２と、クリックプレート５０を摺動させるために必要なトルクＴ３とを合わせたトルク以上である。
ディスプレイ２の回動に同期してクリックプレート５０がブラケット３０上を摺動し、クリック凸部５１がクリック凹部３５ａに嵌り込むと、クリック凸部５１とクリック凹部３５ａとの嵌合によりディスプレイ２が収納角度０°から１００°開いた位置で保持される。視聴者がさらにディスプレイ２を回動させると、クリック凸部５１がクリック凹部３５ａから抜け出て隣接するクリック凹部３５ｂに嵌り込み、図６（ｄ）および図７（ｄ）に示すように、クリック凸部５１とクリック凹部３５ｂとの嵌合によりディスプレイ２が収納角度０°から１２０°開いた位置で保持される。

なお、摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２を抜け出てブラケット３０を摺動することにより生じるトルクＴ２は、部品のばらつきおよび組み立てばらつきにより、摺動抵抗が失われる値以上に設定している。これにより、部品のばらつきおよび組立てばらつきによってクリックプレート５０に生じるトルクＴ３が小さくなったとしても、トルクＴ２によりディスプレイ２は確実に所定の自重開き角度で静止させることができる。

以上より、実施の形態１によれば、ヒンジ機構１０は、ディスプレイ２の自重回動に抵抗するトルクを生じる摺動プレート４０およびクリックプレート５０を備え、摺動プレート４０は、所定角度θ１°でトルクＴ１を生じ、自重開き角度θ１°＋θ２°でトルクＴ１より大きいトルクＴ２を生じ、クリックプレート５０は、ディスプレイ２が所定角度θ３°（＞θ１°）を超えた時点から自重開き角度θ１°＋θ２°に近づくにつれ徐々に増大してトルクＴ３になるトルクを生じるように構成にした。このため、摺動プレート４０で生じるトルクＴ１とクリックプレート５０で生じるトルクＴ３とにより、自重で回動するディスプレイ２を十分に減速させた後、摺動プレート４０でトルクＴ２を生じて確実に静止させることができる。よって、ディスプレイ２が自重で開く角度のばらつきを抑制することができ、品位を向上できる。
さらに、摺動プレート４０の摺動凸部４１をたわませてブラケット３０の凸部逃がし穴３２から抜け出るために必要なトルクＴ２は、部品のばらつき、組立ばらつきおよび金属磨耗等により摺動抵抗が失われる値以上に設定するようにしたので、部品のばらつき等によってトルクＴ３が小さくなったとしても、トルクＴ２によりディスプレイ２を確実に自重開き角度で静止させることができる。

また、実施の形態１によれば、ヒンジ機構１０はディスプレイ２に固定されて回動中心軸となるシャフト２０を備え、摺動プレート４０は、シャフト２０に対して所定角度θ１°回動可能に取り付けられ、収納角度０°から所定角度θ１°まではディスプレイ２の回動に同期せず、所定角度θ１°からはディスプレイ２に同期して回動してトルクＴ１，Ｔ２を生じ、クリックプレート５０は、シャフト２０に取り付けられてディスプレイ２に同期して回動し、所定角度θ３°を超えると回動角度に応じて増大するトルクＴ３を生じるように構成した。これにより、摺動プレート４０とクリックプレート５０とが同一のシャフト２０に取り付けられて同期して回動するようになるので、組立ばらつきが少なくなり、結果としてディスプレイ２の自重による開き角度のばらつきも少なくできる。

また、実施の形態１によれば、ヒンジ機構１０は、筐体４に固定され、シャフト２０を挿通して回動自在に支持するブラケット３０を備え、摺動プレート４０およびクリックプレート５０は、ブラケット３０を両側から挟み込む位置に配置され、ブラケット３０上を摺動してトルクを生じる弾性部材としたので、摺動プレート４０とクリックプレート５０の押し付け力はブラケット３０を挟むことで相殺され、ブラケット３０は変形しづらくなる。よって、ブラケット３０の変形による力の逃げを無くし、安定したトルクを発生させることができる。

また、実施の形態１によれば、車載用ディスプレイ装置１は、ディスプレイ２の両端にそれぞれヒンジ機構１０を取り付けて筐体４と連結するようにしたので、左右同じトルク特性になり、ディスプレイ２が回動中ねじれにくくなる。よって、回動時の品位を向上できる。

また、実施の形態１によれば、摺動プレート４０は、ディスプレイ２に同期して回動しているときブラケット３０上を摺動してトルクＴ１を生じる抵抗凸部４４と、抵抗凸部４４とは異なる位置に形成され、収納角度０°のときはブラケット３０の凸部逃がし穴３２に入り込んでトルクを生じず、ディスプレイ２に同期して回動すると凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接してトルクＴ２を生じる摺動凸部４１とを有する構成にした。このため、摺動プレート４０は０を含めた複数のトルクを段階的に発生させることができ、トルクの切り替え角度で確実に意図する回動制御が可能となる。

また、実施の形態１によれば、クリックプレート５０は、収納角度０°のときはブラケット３０の収納凹部３３に入り込んでトルクを生じず、ディスプレイ２に同期して回動するとテーパ部３４を摺動して徐々に増大するトルクＴ３を生じるクリック凸部５１を有する構成にした。このため、収納角度０°では摺動プレート４０だけでなくクリックプレート５０にもトルクが生じないので、自重によりディスプレイ２を収納角度０°から確実に回動させ、かつ、自重開き角度θ１°＋θ２°に近づくにつれディスプレイ２を緩やかに減速させて、品位を向上できる。

なお、上記実施の形態１では、ディスプレイ２の自重による回動を、ブラケット３０のテーパ部３４とクリックプレート５０のクリック凸部５１との摺動抵抗（Ｔ３）と、摺動プレート４０の摺動抵抗（Ｔ１）とにより十分に減速させた後、摺動プレート４０の摺動凸部４１がブラケット３０の凸部逃がし穴３２に当接して確実に静止させるようにして、クリックプレート５０のクリック凸部５１がブラケット３０のテーパ部３４を乗り越えたときに静止するように構成したが（図９の通りθ１°＋θ２°到達付近でトルクＴ３が最大値になる）、クリック凸部５１がテーパ部３４を乗り越える前に静止するように構成してもよい（図９とは異なりトルクＴ３が最大になった後でθ１°＋θ２°に到達する）。具体的にはクリックプレート５０のばね定数を大きくしたり、テーパ部３４を急傾斜にしたりして、クリックプレート５０のたわみ量を増やせばよい。これにより、ディスプレイ２が自重開き角度に近づくにつれ回動速度が減速し緩やかに静止させることができ、部品のばらつき等が生じてクリックプレート５０の摺動抵抗（Ｔ３）だけでディスプレイ２が静止しなかった場合であっても、摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接して確実に所定の自重開き角度で静止させることができる。

また、上記実施の形態１では、図７に示すようにシャフト２０のシャフト溝２３と摺動プレート４０の突出部４２との間に隙間を形成して、収納角度０°から所定角度θ１°まで摺動プレート４０がディスプレイ２の回動に同期しないように構成したが、これに限定されるものではない。図１０に、ヒンジ機構１０の変形例を示す。
図１０（ａ）はディスプレイ２が筐体４内に収納された収納状態、図１０（ｂ）はディスプレイ２が収納状態から自重により回動している途中の状態を示す。なお、クリックプレート５０および平座金６０は図示を省略する。この例では、シャフト２０の中径部２２に平面カットを施してストレート部２７を形成すると共に、他方の摺動プレート４０のプレート軸穴４３に中径部２２の断面と同形状としながら隙間をもたせたストレート部４５を形成している。この構成の場合、簡単な構造で同様の性能が期待できる。

上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

以上のように、この発明に係るヒンジ機構は、回動部材の自重による回動を減速させた上で所定の自重開き角度で静止させるようにしたので、車両天井に設置する点吊タイプの車載用ディスプレイ装置などに用いるのに適している。

１ 車載用ディスプレイ装置、２ ディスプレイ（回動部材）、３ 解除ボタン、４ 筐体（固定部材）、５ ロック部材、６ 保持凹部、７ ディスプレイ画面、１０ ヒンジ機構、２０ シャフト、２１ フランジ部、２２ 中径部、２３ シャフト溝、２４ 小径部、２５，２６ 溝壁、２７ ストレート部、３０ ブラケット、３１ 回転軸穴、３２ 凸部逃がし穴（第１の凹形状）、３３ 収納凹部（第２の凹形状）、３４ テーパ部、３５ａ，３５ｂ クリック凹部、３６，３７ 縁部、４０ 摺動プレート（第１のトルク発生部）、４１ 摺動凸部（第２の凸形状）、４２ 突出部、４３ プレート軸穴、４４ 抵抗凸部（第１の凸形状）、４５ ストレート部、５０ クリックプレート（第２のトルク発生部）、５１ クリック凸部（第３の凸形状）、５２ シャフト挿入穴、６０ 平座金、６１ かしめ穴。

この発明は、車載天井に設置されるディスプレイを所定角度まで自重回動させるヒンジ機構および車載用ディスプレイ装置に関する。

従来、ディスプレイなどを回動自在に支持するヒンジ機構は、凹凸を設けたブラケットと、ディスプレイと一体に回動してブラケット上を摺動するクリックワッシャとを備え、このクリックワッシャの弾性力により、回動に抵抗するトルクを発生させている。図１１（ａ）は、従来の車両天井に設置されるディスプレイ用のヒンジ機構を構成するブラケット１００とクリックワッシャの凸部１０１の断面の模式図である。図示するように、ディスプレイが収納状態から自重で回動すると、ブラケット１００のテーパ部１０２から土手部１０３に向かってクリックワッシャの凸部１０１が摺動していき、クリックワッシャがたわんで凸部１０１がＬだけ変位したときに、ディスプレイが静止する摺動抵抗が得られる。

他方、天井に設置される天吊りタイプのディスプレイ装置として、ディスプレイの自重により、収納位置から所定の自重開き角度までの通過範囲を回動させて垂れ下がった状態にし、その状態から視聴者が手動で使用範囲へ回動させて視聴に適した角度にするものがある。このようなディスプレイ装置に用いるヒンジ機構の一例として特許文献１がある。

上記特許文献１のディスプレイ装置は、左ヒンジ部と右ヒンジ部とで、ブラケットのテーパ部および土手部の形状を変えることにより、左右で異なるトルク特性を設定している。トルク特性は、左ヒンジ部では、ディスプレイが収納位置から回動で垂れ下がる位置までの通過範囲のうちの収納位置に近い角度にて高いトルクＴＬが生じ、その角度から通過範囲を超えて使用範囲の終端までトルクＴＬが生じたままとなる。一方、右ヒンジ部では、左ヒンジ部とは異なる位置にテーパ部と土手部が設けられており、収納位置に近い角度であってトルクＴＬが生じるより手前の角度からトルクが生じて徐々に大きくなり、使用範囲に入るときに所定のトルクＴＲに達する。そして、使用範囲では終端まで一定のトルクＴＲが生じたままとなる。

従って、ヒンジ全体としてみると、通過範囲では、初期段階からある程度の大きさのトルクが生じ、かつ、トルクが徐々に大きくなり、通過範囲の終わりでは、ディスプレイを視聴姿勢に保持するために必要なトルク（ＴＬ＋ＴＲ）が生じる。

特許第４５５９８１６号公報

従来のヒンジ機構は以上のように構成されているので、各部品のばらつきおよび組立ばらつきが生じた場合には、図１１（ｂ）に示すようにクリックワッシャの凸部１０１とブラケット１００との位置関係がずれ、凸部１０１がテーパ部１０２を超え土手部１０３に達してもＬ１（Ｌ１＜Ｌ）しか変位しない。よって、ディスプレイが静止するために必要な摺動抵抗が得られず、静止位置がずれてしまう。このように、ばらつきにより、ディスプレイが自重で開く角度のばらつきが大きくなるという課題があり、品位が損なわれてしまう。
また、繰り返し使用時の金属磨耗によってもトルクが変化するので、自重により開く角度が安定しないという課題もあった。

これに加えて、上記特許文献１の場合は、左ヒンジ部にて常に高いトルクＴＬを生じているため、このトルクＴＬの設定によってはディスプレイが自重回動しないことがある。また、右ヒンジ部のトルクＴＲの設定により、視聴者が意図しない角度までディスプレイが自重回動してしまうことがある。さらに、左右で異なるトルク特性が設定されているので、ディスプレイの回動時にねじれが生じ、品位が損なわれていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ディスプレイが自重で開く角度のばらつきを抑制することを目的とする。

この発明のヒンジ機構は、回動部材に固定され、当該回動部材の回動中心軸となるシャフトと、シャフトに対して初期角度から自重開き角度までの間の第１所定角度回動可能に取り付けられ、初期角度から第１所定角度までは回動部材の回動に同期せず、第１所定角度からは回動部材に同期して回動部材の自重回動に抵抗するトルクを生じる第１のトルク発生部と、シャフトに取り付けられて回動部材に同期して回動し、第１所定角度から自重開き角度までの間の第２所定角度を超えると回動部材の自重回動に抵抗するトルクを生じる第２のトルク発生部とを備え、第１のトルク発生部は、第１所定角度で第１トルクを生じ、自重開き角度で当該第１トルクより大きい第２トルクを生じ、第２のトルク発生部は、回動部材が自重開き角度に近づくにつれ回動角度に応じて徐々に増大する第３トルクを生じるようにしたものである。

また、この発明の車載用ディスプレイ装置は、上述のヒンジ機構を用いて、車両の天井に固定された筐体にディスプレイを連結し、ディスプレイが筐体内に収納された状態の初期角度から所定の自重開き角度まで、ディスプレイを自重で回動させるようにしたものである。

この発明によれば、第１のトルク発生部で生じる第１トルクと第２のトルク発生部で生じる第３トルクとにより、自重で回動するディスプレイを十分に減速させた後、第１のトルク発生部で第２トルクを生じて確実に静止させることにより、ディスプレイが自重で開く角度のばらつきを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係るヒンジ機構を用いた天吊り式の車載用ディスプレイ装置の構成を示す斜視図であり、収納状態を示す。 実施の形態１に係るヒンジ機構を用いた天吊り式の車載用ディスプレイ装置の構成を示す斜視図であり、自重開き状態を示す。 実施の形態１に係るヒンジ機構を用いた天吊り式の車載用ディスプレイ装置の構成を示す斜視図であり、視聴状態を示す。 実施の形態１に係るヒンジ機構の構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構のクリックプレートとディスプレイの動作を示す図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構の摺動プレートとディスプレイの動作を示す図である。 実施の形態１に係るヒンジ機構を、図６（ａ）に示すＡＡ線およびＢＢ線に沿って切断した断面図である。 実施の形態１においてディスプレイの回動に伴って発生するトルクを示すグラフである。 実施の形態１に係るヒンジ機構の変形例を示す図である。 従来のヒンジ機構を構成するブラケットとクリックワッシャの断面の模式図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
実施の形態１に係るヒンジ機構を、車両天井に設置された筐体（固定部材）からディスプレイ（回動部材）を回動させて出し入れするために用いる場合を例にして説明する。図１に示す天吊り式の車載用ディスプレイ装置１は、車両の天井に固定された筐体４にディスプレイ２が収納された状態である。同一構造の２つのヒンジ機構１０は、ディスプレイ２の片側の両端に取り付けられ、ディスプレイ２を筐体４に対して回動自在に支持している。

図２は、ディスプレイ２が自重で回動し自重開き角度で静止した状態、図３は、ディスプレイ２が視聴者に視聴可能な角度で保持された状態を示す。車載用ディスプレイ装置１のディスプレイ２を、図１に示す収納状態から図３に示す視聴状態にするためには、筐体４に設けられた解除ボタン３を視聴者が押すことで、解除ボタン３に連動してロック部材５が回動してディスプレイ２の保持凹部６との係合が外れ、ディスプレイ２が２箇所のヒンジ機構１０を軸として自重回動する。その後、視聴者がディスプレイ２の先端側を手で押すことにより、図３に示すようにディスプレイ画面７が視聴者側を向いて視聴しやすい位置までディスプレイ２を回動させ、映像を視聴する。

次に、ヒンジ機構１０を説明する。
図４はヒンジ機構１０の斜視図、図５はその分解斜視図であり、共にディスプレイ２の収納状態である。ヒンジ機構１０は、ディスプレイ２の回動中心軸となるシャフト２０と、シャフト２０に取り付けられて回動する摺動プレート（第１のトルク発生部）４０、クリックプレート（第２のトルク発生部）５０および平座金６０と、筐体４に固定されるブラケット３０とから構成される。なお、以下の説明では、回動中心軸に沿ってディスプレイ２の中央に近い側を内側、ディスプレイ２の中央から遠い側を外側という。

シャフト２０の一端側には、ブラケット３０に開口した回転軸穴３１の穴径よりも大きな径のフランジ部２１と、その先端側に回転軸穴３１の穴径よりも若干小さい直径で、かつ側面にシャフト溝２３を施した中径部２２と、更にその先端側に中径部２２より小径で、かつ側面に平面カットを２面施した小径部２４とが設けられている。なお、中径部２２の軸方向の長さは、ブラケット３０の板厚と摺動プレート４０の板厚とを合わせた厚みよりも若干長くし、小径部２４の軸方向の長さは、クリックプレート５０の板厚と平座金６０の板厚を合わせた厚みよりも長くしている。
また、シャフト２０の他端側にはディスプレイ２が固定されている。

シャフト２０の中径部２２には、内側に摺動プレート４０、外側にブラケット３０が挿入され、小径部２４には、内側にクリックプレート５０、外側に平座金６０が挿入されている。
この摺動プレート４０のプレート軸穴４３は、中径部２２の径よりも若干大きい径の円弧と、シャフト溝２３の径方向の深さよりも若干小さめで、かつシャフト溝２３の周方向の幅よりも小さい幅の突出部４２とから構成されており、突出部４２とシャフト溝２３とが遊びを持って係合しているので、シャフト２０に対して摺動プレート４０が一定の角度だけ回動可能となっている。また、摺動プレート４０は金属弾性体とし、その外周部分にはブラケット３０上を摺動してトルクを生じるための摺動凸部（第２の凸形状）４１と、抵抗凸部（第１の凸形状）４４とが設けられている。なお、プレート軸穴４３を中心にした一方側に摺動凸部４１、反対側に抵抗凸部４４が設けられている。

また、ブラケット３０は図示しないねじにより筐体４に締結されており、回転軸穴３１に挿入されたシャフト２０を回動自在に支持している。そのため、ディスプレイ２は筐体４に対し回動自在となっている。また、ブラケット３０には、シャフト２０を中心とした円周上であってクリックプレート５０のクリック凸部（第３の凸形状）５１が摺動する経路上に、収納凹部（第２の凹形状）３３とテーパ部３４とクリック凹部３５ａ，３５ｂとが設けられており、また、回転中心軸を中心とした円周上であって摺動プレート４０の摺動凸部４１が摺動する経路上に、凸部逃がし穴（第１の凹形状）３２が設けられている。これらの凹凸形状の詳細は後述する。

クリックプレート５０のシャフト挿入穴５２は、小径部２４の断面よりも若干大きい面積の穴にし、クリックプレート５０とシャフト２０とが一体に回動するようにする。また、クリックプレート５０は金属弾性体とし、その先端には、ブラケット３０上を摺動してトルクを生じると共にクリック凹部３５ａ，３５ｂに係合することによりクリック作用を生じるためのクリック凸部５１が設けられている。

平座金６０は、小径部２４の断面よりも若干大きい面積のかしめ穴６１が設けられており、シャフト２０の先端と平座金６０とがかしめ固着されることで平座金６０とシャフト２０とは一体に回動することになる。また、この平座金６０とシャフト２０のフランジ部２１とで、摺動プレート４０、ブラケット３０およびクリックプレート５０を保持する。

なお、金属弾性体であるクリックプレート５０をシャフト２０にかしめると、クリックプレート５０がたわんだときにかしめた部分に応力が集中して緩みが生じることがあるので、本実施の形態１では金属製の平座金６０をシャフト２０にかしめるようにしてかしめた部分に応力が集中しない構成にしている。また、クリックプレート５０がたわんだときに平座金６０が押さえとなるので、クリックプレート５０のばね定数が大きくなり高荷重を得ることができる。ただし、ヒンジ機構１０の構成によってはこの平座金６０を省略して、クリックプレート５０をシャフト２０の先端にかしめ固着するようにしてもよい。

次に、ヒンジ機構１０の凹凸形状の詳細を説明する。
凸部逃がし穴３２は、ディスプレイ２が収納角度（図１）から自重開き角度（図２）までを回動する間、摺動プレート４０の摺動凸部４１が入り込むための穴である。
収納凹部３３は、ディスプレイ２が収納角度にあるとき、クリックプレート５０のクリック凸部５１が入り込むための凹みである。この収納凹部３３の、クリックプレート５０の回動方向には、クリック凸部５１が当接するためのテーパ部３４が設けられている。これら凹凸形状の位置関係として、摺動プレート４０の摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２に入り込んでその縁部に当接するまでの間に、クリックプレート５０のクリック凸部５１が収納凹部３３を通過してテーパ部３４に当接し、さらに摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２の縁部に当接した時点ではクリック凸部５１がテーパ部３４の頂点を若干乗り越えた位置になるようにしている。また、摺動プレート４０の抵抗凸部４４は常にブラケット３０の面上を摺動するように当接している。

また、クリック凹部３５ａ，３５ｂは、ディスプレイ２が視聴位置（図３）にあるときに、クリックプレート５０のクリック凸部５１が入り込んでディスプレイ２の姿勢を保持するための凹みである。クリック凹部３５ａ，３５ｂを設ける位置は、視聴者がディスプレイ２を視聴しやすい角度であればよく、視聴者によって視聴しやすい角度が異なるため、複数箇所に設けてもよい。本実施の形態１では、ディスプレイ２の収納角度を０°とし、１００°および１２０°の各角度でディスプレイ２を開いて保持できるように２箇所のクリック凹部３５ａ，３５ｂが設けられている。
図示例では、クリック凸部５１とクリック凹部３５ａ，３５ｂとの嵌合によるディスプレイ２の保持力を高めるために、クリック凹部３５ａ，３５ｂの周りを一段高くして土手部にしている。

さらに、摺動プレート４０とクリックプレート５０は、ブラケット３０を両側から挟み込む位置に配置されてそれぞれの面上を摺動するようにしている。これにより、摺動プレート４０およびクリックプレート５０の押し付け力によりブラケット３０が変形することを防止して、ブラケット３０との間に生じる力の逃げを無くし、安定したトルクを発生させることができる。

次に、ヒンジ機構１０の動作を説明する。
図６は、ヒンジ機構１０のクリックプレート５０とディスプレイ２の動作を示す図である。図６において平座金６０は図示を省略する。図７は、ヒンジ機構１０の摺動プレート４０とディスプレイ２の動作を示す図である。図７においてクリックプレート５０および平座金６０は図示を省略する。図８は、ヒンジ機構１０を図６（ａ）に示すＡＡ線およびＢＢ線に沿って切断した断面図である。
なお、図６〜図８の（ａ）〜（ｃ）は各々同じディスプレイ位置に対応しており、図６（ａ）、図７（ａ）および図８（ａ）はディスプレイ２が筐体４内に収納された収納状態、図６（ｂ）、図７（ｂ）および図８（ｂ）はディスプレイ２が収納状態から自重により回動している途中の状態、図６（ｃ）、図７（ｃ）および図８（ｃ）はディスプレイ２が自重回動して静止した自重開き状態、図６（ｄ）および図７（ｄ）はディスプレイ２が自重開き状態からさらに回動した視聴状態を示す。
また、図９は、ディスプレイ２の回動角度に応じて生じるトルクのグラフであり、図９（ａ）はクリックプレート５０により発生する摺動抵抗トルク値、図９（ｂ）は摺動プレート４０により発生する摺動抵抗トルク値である。

車内の天井に取り付けられた車載用ディスプレイ装置１のディスプレイ２が、図１に示す収納状態にある場合、図６（ａ）および図８（ａ）に示すように、クリックプレート５０のクリック凸部５１はブラケット３０の収納凹部３３に入り込んだ状態であり、クリック凸部５１はブラケット３０に当接していない。そして、ディスプレイ２が開方向にθ３°（第２所定角度）回動すると、クリック凸部５１がテーパ部３４に当接する。そのため、収納角度０°からθ３°までの間は、クリックプレート５０はたわまず、トルクも発生しない。
また、図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、摺動プレート４０の摺動凸部４１はブラケット３０の凸部逃がし穴３２に入り込んだ状態でディスプレイ２の収納方向の縁部３６に寄せられており、ディスプレイ２が開方向にθ２°回動するまで摺動凸部４１がもう一方の縁部３７に当接しない位置にある。また、摺動プレート４０の突出部４２はシャフト２０のシャフト溝２３の一方の溝壁２６に寄せられており、ディスプレイ２が開方向にθ１°（第１所定角度）回動するまで突出部４２がもう一方の溝壁２５に当接しない位置にある。更に、摺動プレート４０の抵抗凸部４４はブラケット３０の面に圧接した状態であるため、摺動プレート４０は振動等により回動することもない。

ディスプレイ２を収納状態から視聴状態にするために、視聴者が筐体４上の解除ボタン３を押すと、ディスプレイ２を保持していたロック部材５が保持凹部６から外れ、ディスプレイ２が自重により開方向へ回動し始める。
このとき、ヒンジ機構１０では、ディスプレイ２に固定されたシャフト２０と、このシャフト２０に固定されたクリックプレート５０とが同期して回動し始める。一方、摺動プレート４０はθ１°の回動裕度があり、かつ、抵抗凸部４４がブラケット３０に押し付けられて摺動抵抗が生じているので、摺動プレート４０はシャフト２０に同期しない。
この状態では、図９の通り、ディスプレイ２がθ１°回動するまでヒンジ機構１０にトルクが発生しないので、ディスプレイ２は自重により回動し始める。このとき、回動速度は重力により加速していく。

その後、ディスプレイ２の回動角度がθ１°になると、図７（ｂ）に示すようにシャフト２０のシャフト溝２３の溝壁２５が摺動プレート４０の突出部４２に当接する。このとき、図６（ｂ）および図８（ｂ）に示すように、クリックプレート５０はディスプレイ２と同期して回動するが、クリック凸部５１はブラケット３０のテーパ部３４の手前（収納凹部３３）にあってまだ当接していない。
なお、図８（ｂ）では、回動角度θ１°のとき、収納凹部３３からテーパ部３４への切り替え部分にクリック凸部５１が位置しているが、クリック凸部５１がテーパ部３４に当接する手前であればどの位置であってもよい。

ディスプレイ２の回動角度がθ１°を超えると、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、シャフト２０と摺動プレート４０が同期して回動し始める。そして、摺動プレート４０の抵抗凸部４４がブラケット３０上を摺動するので、図９（ｂ）に示すように、θ１°を超えた時点から抵抗凸部４４によるトルクＴ１（第１トルク）が発生する。
このとき、図６（ｂ）に示す通り、クリックプレート５０のクリック凸部５１はまだブラケット３０のテーパ部３４に当接していないので、図９に示すように、ディスプレイ２は摺動プレート４０の抵抗凸部４４により発生するトルクＴ１の摺動抵抗のみを受け回動する。ただし、トルクＴ１は、ディスプレイ２の自重により回動する回動トルクＴよりも小さいため、ディスプレイ２の自重による回動が止まることはないが、角加速度は小さくなっている。

ディスプレイ２の回動角度がθ１°を超えてθ３°になると、クリックプレート５０のクリック凸部５１がブラケット３０のテーパ部３４に当接し、θ３°を超えると、クリック凸部５１がテーパ部３４を摺動してクリックプレート５０がたわみ始める。そのため、図９（ａ）に示すように、θ３°を超えた時点からクリックプレート５０により徐々に増大するトルク（第３トルク）が生じ、最大トルクＴ３に近づくにつれディスプレイ２の回動速度が減速する。
そして、ディスプレイ２の回動角度がθ１°＋θ２°になると、図６（ｃ）、図７（ｃ）および図８（ｃ）に示すように、摺動プレート４０の摺動凸部４１がブラケット３０の凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接することでトルクＴ２（第２トルク）が生じ、よって、図９（ｂ）に示すように、摺動プレート４０に生じるトルクはＴ１＋Ｔ２となり、すでに減速が始まっているディスプレイ２の回動が完全に止まり、自重開き状態となる。

なお、ディスプレイ２の回動トルクＴは、トルクＴ３の摺動抵抗のみでは静止できないトルク値とし、トルクＴ３とトルクＴ１とを合わせることでディスプレイ２が減速するトルク値となっている。
また、説明では、摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接した時点ではクリック凸部５１がテーパ部３４の頂点を若干乗り越えた位置になるようにして、図９のようにθ１°＋θ２°より手前でトルクＴ３が最大になるようにしたが、これに限定されるものではなく、θ１°＋θ２°と同じか、過ぎた後でトルクＴ３が最大になるようにしてもよい。

その後、自重開き角度で静止した状態のディスプレイ２を、視聴者が手で押し回動させて視聴位置まで開く。この回動に要する力は、摺動プレート４０の抵抗凸部４４により発生するトルクＴ１と、摺動プレート４０の摺動凸部４１をたわませてブラケット３０の凸部逃がし穴３２の縁部３７を抜け出てブラケット３０上を摺動させるのに必要なトルクＴ２と、クリックプレート５０を摺動させるために必要なトルクＴ３とを合わせたトルク以上である。
ディスプレイ２の回動に同期してクリックプレート５０がブラケット３０上を摺動し、クリック凸部５１がクリック凹部３５ａに嵌り込むと、クリック凸部５１とクリック凹部３５ａとの嵌合によりディスプレイ２が収納角度０°から１００°開いた位置で保持される。視聴者がさらにディスプレイ２を回動させると、クリック凸部５１がクリック凹部３５ａから抜け出て隣接するクリック凹部３５ｂに嵌り込み、図６（ｄ）および図７（ｄ）に示すように、クリック凸部５１とクリック凹部３５ｂとの嵌合によりディスプレイ２が収納角度０°から１２０°開いた位置で保持される。

なお、摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２を抜け出てブラケット３０を摺動することにより生じるトルクＴ２は、部品のばらつきおよび組み立てばらつきにより、摺動抵抗が失われる値以上に設定している。これにより、部品のばらつきおよび組立てばらつきによってクリックプレート５０に生じるトルクＴ３が小さくなったとしても、トルクＴ２によりディスプレイ２は確実に所定の自重開き角度で静止させることができる。

以上より、実施の形態１によれば、ヒンジ機構１０は、ディスプレイ２の自重回動に抵抗するトルクを生じる摺動プレート４０およびクリックプレート５０を備え、摺動プレート４０は、所定角度θ１°でトルクＴ１を生じ、自重開き角度θ１°＋θ２°でトルクＴ１より大きいトルクＴ２を生じ、クリックプレート５０は、ディスプレイ２が所定角度θ３°（＞θ１°）を超えた時点から自重開き角度θ１°＋θ２°に近づくにつれ徐々に増大してトルクＴ３になるトルクを生じるように構成にした。このため、摺動プレート４０で生じるトルクＴ１とクリックプレート５０で生じるトルクＴ３とにより、自重で回動するディスプレイ２を十分に減速させた後、摺動プレート４０でトルクＴ２を生じて確実に静止させることができる。よって、ディスプレイ２が自重で開く角度のばらつきを抑制することができ、品位を向上できる。
さらに、摺動プレート４０の摺動凸部４１をたわませてブラケット３０の凸部逃がし穴３２から抜け出るために必要なトルクＴ２は、部品のばらつき、組立ばらつきおよび金属磨耗等により摺動抵抗が失われる値以上に設定するようにしたので、部品のばらつき等によってトルクＴ３が小さくなったとしても、トルクＴ２によりディスプレイ２を確実に自重開き角度で静止させることができる。

また、実施の形態１によれば、ヒンジ機構１０はディスプレイ２に固定されて回動中心軸となるシャフト２０を備え、摺動プレート４０は、シャフト２０に対して所定角度θ１°回動可能に取り付けられ、収納角度０°から所定角度θ１°まではディスプレイ２の回動に同期せず、所定角度θ１°からはディスプレイ２に同期して回動してトルクＴ１，Ｔ２を生じ、クリックプレート５０は、シャフト２０に取り付けられてディスプレイ２に同期して回動し、所定角度θ３°を超えると回動角度に応じて増大するトルクＴ３を生じるように構成した。これにより、摺動プレート４０とクリックプレート５０とが同一のシャフト２０に取り付けられて同期して回動するようになるので、組立ばらつきが少なくなり、結果としてディスプレイ２の自重による開き角度のばらつきも少なくできる。

また、実施の形態１によれば、ヒンジ機構１０は、筐体４に固定され、シャフト２０を挿通して回動自在に支持するブラケット３０を備え、摺動プレート４０およびクリックプレート５０は、ブラケット３０を両側から挟み込む位置に配置され、ブラケット３０上を摺動してトルクを生じる弾性部材としたので、摺動プレート４０とクリックプレート５０の押し付け力はブラケット３０を挟むことで相殺され、ブラケット３０は変形しづらくなる。よって、ブラケット３０の変形による力の逃げを無くし、安定したトルクを発生させることができる。

また、実施の形態１によれば、車載用ディスプレイ装置１は、ディスプレイ２の両端にそれぞれヒンジ機構１０を取り付けて筐体４と連結するようにしたので、左右同じトルク特性になり、ディスプレイ２が回動中ねじれにくくなる。よって、回動時の品位を向上できる。

また、実施の形態１によれば、摺動プレート４０は、ディスプレイ２に同期して回動しているときブラケット３０上を摺動してトルクＴ１を生じる抵抗凸部４４と、抵抗凸部４４とは異なる位置に形成され、収納角度０°のときはブラケット３０の凸部逃がし穴３２に入り込んでトルクを生じず、ディスプレイ２に同期して回動すると凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接してトルクＴ２を生じる摺動凸部４１とを有する構成にした。このため、摺動プレート４０は０を含めた複数のトルクを段階的に発生させることができ、トルクの切り替え角度で確実に意図する回動制御が可能となる。

また、実施の形態１によれば、クリックプレート５０は、収納角度０°のときはブラケット３０の収納凹部３３に入り込んでトルクを生じず、ディスプレイ２に同期して回動するとテーパ部３４を摺動して徐々に増大するトルクＴ３を生じるクリック凸部５１を有する構成にした。このため、収納角度０°では摺動プレート４０だけでなくクリックプレート５０にもトルクが生じないので、自重によりディスプレイ２を収納角度０°から確実に回動させ、かつ、自重開き角度θ１°＋θ２°に近づくにつれディスプレイ２を緩やかに減速させて、品位を向上できる。

なお、上記実施の形態１では、ディスプレイ２の自重による回動を、ブラケット３０のテーパ部３４とクリックプレート５０のクリック凸部５１との摺動抵抗（Ｔ３）と、摺動プレート４０の摺動抵抗（Ｔ１）とにより十分に減速させた後、摺動プレート４０の摺動凸部４１がブラケット３０の凸部逃がし穴３２に当接して確実に静止させるようにして、クリックプレート５０のクリック凸部５１がブラケット３０のテーパ部３４を乗り越えたときに静止するように構成したが（図９の通りθ１°＋θ２°到達付近でトルクＴ３が最大値になる）、クリック凸部５１がテーパ部３４を乗り越える前に静止するように構成してもよい（図９とは異なりトルクＴ３が最大になった後でθ１°＋θ２°に到達する）。具体的にはクリックプレート５０のばね定数を大きくしたり、テーパ部３４を急傾斜にしたりして、クリックプレート５０のたわみ量を増やせばよい。これにより、ディスプレイ２が自重開き角度に近づくにつれ回動速度が減速し緩やかに静止させることができ、部品のばらつき等が生じてクリックプレート５０の摺動抵抗（Ｔ３）だけでディスプレイ２が静止しなかった場合であっても、摺動凸部４１が凸部逃がし穴３２の縁部３７に当接して確実に所定の自重開き角度で静止させることができる。

また、上記実施の形態１では、図７に示すようにシャフト２０のシャフト溝２３と摺動プレート４０の突出部４２との間に隙間を形成して、収納角度０°から所定角度θ１°まで摺動プレート４０がディスプレイ２の回動に同期しないように構成したが、これに限定されるものではない。図１０に、ヒンジ機構１０の変形例を示す。
図１０（ａ）はディスプレイ２が筐体４内に収納された収納状態、図１０（ｂ）はディスプレイ２が収納状態から自重により回動している途中の状態を示す。なお、クリックプレート５０および平座金６０は図示を省略する。この例では、シャフト２０の中径部２２に平面カットを施してストレート部２７を形成すると共に、他方の摺動プレート４０のプレート軸穴４３に中径部２２の断面と同形状としながら隙間をもたせたストレート部４５を形成している。この構成の場合、簡単な構造で同様の性能が期待できる。

上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 車載用ディスプレイ装置、２ ディスプレイ（回動部材）、３ 解除ボタン、４ 筐体（固定部材）、５ ロック部材、６ 保持凹部、７ ディスプレイ画面、１０ ヒンジ機構、２０ シャフト、２１ フランジ部、２２ 中径部、２３ シャフト溝、２４ 小径部、２５，２６ 溝壁、２７ ストレート部、３０ ブラケット、３１ 回転軸穴、３２ 凸部逃がし穴（第１の凹形状）、３３ 収納凹部（第２の凹形状）、３４ テーパ部、３５ａ，３５ｂ クリック凹部、３６，３７ 縁部、４０ 摺動プレート（第１のトルク発生部）、４１ 摺動凸部（第２の凸形状）、４２ 突出部、４３ プレート軸穴、４４ 抵抗凸部（第１の凸形状）、４５ ストレート部、５０ クリックプレート（第２のトルク発生部）、５１ クリック凸部（第３の凸形状）、５２ シャフト挿入穴、６０ 平座金、６１ かしめ穴。

Claims (7)

1. 固定部材と回動部材とを連結し、前記回動部材を、前記固定部材に対して自重で所定の自重開き角度まで回動させるヒンジ機構であって、
   前記回動部材の自重回動に抵抗するトルクを生じる第１のトルク発生部および第２のトルク発生部を備え、
   前記第１のトルク発生部は、前記回動部材が前記固定部材に保持された初期角度から前記自重開き角度までの間の所定角度で第１トルクを生じ、前記自重開き角度で当該第１トルクより大きい第２トルクを生じ、
   前記第２のトルク発生部は、前記回動部材が前記自重開き角度に近づくにつれ徐々に増大する第３トルクを生じることを特徴とするヒンジ機構。
2. 回動部材に固定され、当該回動部材の回動中心軸となるシャフトを備え、
   第１のトルク発生部は、前記シャフトに対して所定角度回動可能に取り付けられ、初期角度から前記所定角度までは前記回動部材の回動に同期せず、前記所定角度からは前記回動部材に同期して回動して第１トルクおよび第２トルクを生じ、
   第２のトルク発生部は、前記シャフトに取り付けられて前記回動部材に同期して回動し、前記所定角度を超えると回動角度に応じて増大する第３トルクを生じることを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
3. 固定部材に固定され、シャフトを挿通して回動自在に支持するブラケットを備え、
   第１のトルク発生部および第２のトルク発生部は、前記ブラケットを両側から挟み込む位置に配置され、前記ブラケット上を摺動してトルクを生じる弾性部材であることを特徴とする請求項２記載のヒンジ機構。
4. ブラケットは、シャフトを中心とした円周上に第１の凹形状を有し、
   第１のトルク発生部は、前記回動部材に同期して回動しているとき前記ブラケット上を摺動して第１トルクを生じる第１の凸形状と、前記第１の凸形状とは異なる位置に形成され、初期角度のときは前記ブラケットの前記第１の凹形状に入り込んでトルクを生じず、回動部材に同期して回動すると前記第１の凹形状の縁に当接して第２トルクを生じる第２の凸形状とを有することを特徴とする請求項３記載のヒンジ機構。
5. ブラケットは、シャフトを中心とした円周上に第２の凹形状と、当該第２の凹形状の縁に形成されたテーパ部とを有し、
   第２のトルク発生部は、初期角度のときは前記ブラケットの前記第２の凹形状に入り込んでトルクを生じず、回動部材に同期して回動すると前記テーパ部を摺動して第３トルクを生じる第３の凸形状を有することを特徴とする請求項３記載のヒンジ機構。
6. 回動部材の両端が固定部材にそれぞれ連結され、当該連結部分それぞれが第１のトルク発生部および第２のトルク発生部を１組ずつ備えることを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
7. 請求項１記載のヒンジ機構を用いた車載用ディスプレイ装置であって、
   当該ヒンジ機構は、車両の天井に固定された筐体にディスプレイを連結し、前記ディスプレイが前記筐体内に収納された状態の初期角度から所定の自重開き角度まで、前記ディスプレイを自重で回動させることを特徴とする車載用ディスプレイ装置。

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