WO2006073026A1

WO2006073026A1 - ヒンジ装置

Info

Publication number: WO2006073026A1
Application number: PCT/JP2005/021212
Authority: WO
Inventors: Yoshiharu Kitamura
Original assignee: Nhk Spring Co., Ltd.
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2006-07-13
Also published as: JP2006189135A

Description

明細書

ヒンジ装置

技術分野

[0001] この発明は、ノート型パソコン、携帯電話機などの小型の OA機器、携帯端末機器および便座の蓋などの、本体と蓋体のような 2つの部材を開閉可能に連結するヒンジ装置に関する。

背景技術

[0002] ノート型パソコン、携帯電話機のような情報機器は、キーボードが例えば本体に、デイスプレイ装置が例えば蓋体に設けられ、ディスプレイ装置が設けられて、る蓋体は、見やすい角度に開閉、停止及び保持ができるようにヒンジ装置で連結されている。従来のこのようなヒンジ装置は、ディスプレイ装置が固着された回転シャフトに軸受プレートを挟んで、軸受プレートとの間で摩擦力を生ずるワッシャー (摩擦板）が介在され、この摩擦力でディスプレイ装置を任意の位置で停止 '保持するような、軸方向の摩擦力を利用するものが知られている（例えば、特許文献 1参照)。

また、通常使用位置のディスプレイ装置の保持は、摩擦板と軸の摩擦力を利用し、全開及び全閉位置では同方向へ自動的に回動すると共に、その位置の保持にカムとばねとを組み合わせたヒンジ装置が知られている（例えば、特許文献 2参照)。特許文献 1 :実開平 5— 21082号公報

特許文献 2：特開平 11― 303492号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、従来の軸方向の摩擦力を利用するヒンジ装置では、大きなトルクを必要とする場合、摩擦板の接触面積を増大しなければならず必然的にその外径が大きくなる課題がある。これはより小型化が求められている情報機器のトレンドから外れ、到底認められるものではな、。

また、従来の摩擦板と軸の摩擦力を利用すると共に、カムとばねとを組み合わせたヒンジ装置では、通常使用位置のディスプレイ装置の保持と、全閉及び全開位置の保持に別々の構造を設けているので、部品点数が多く構造も複雑となり、製造に手数が力かるし製造費も嵩みコスト高となる課題がある。さらに、この従来のヒンジ装置では、全閉（0度）、全開（180度)位置共に閉または開方向へ動いてしまうため、例えばノート型パソコンに用いる場合、全開位置付近での開方向の動き、保持は、非常に使、勝手が悪、ものとなって、る。

[0004] この発明は、このような課題を解決せんと提案されたものであり、その目的は、外径を大きくしなくても大きなトルクを得られ、通常使用位置のディスプレイ装置の保持と、全閉および全開位置の保持とを共通の構造で実現しても高トルクが得られ、それにより部品点数の少ない安価なヒンジ装置であって、更に全閉（0度)位置では閉方向に自動的に閉じ、その位置を保持するが、全開（180度)位置付近でも使い勝手の良いヒンジ装置の提供にある。

課題を解決するための手段

[0005] 前記課題を解決するため、この発明のヒンジ装置は、一方の部材と他方の部材を開閉可能に連結するヒンジ装置であって、一方の部材に固定される固定ブラケットと、この固定ブラケットに回転可能に支承され他方の部材が固定して取付けられるシャフトと、略 U字状をなす板ばねとより成り、

この板ばねは、固定ブラケットに、略 U字状をなす両側部が前記シャフトの外周面に押圧当接して装着されていることを特徴とする。

これにより他方の部材 (例えば、蓋体）はシャフトに固定して取付けられているので、他方の部材を開閉するとシャフトは回転する。この時、板ばねの略 U字状をなす両側部がシャフトの外周面に押圧当接して、るので、この当接部 (接触部）の摩擦力によりトルクが発生する。このトルク Tは、シャフトの半径を！:、板ばねのシャフトへの押圧力を P、摩擦係数を wとすると、

T= 2 ;z rPとなる。

従って、このトルク Tにより他方の部材 (例えば、蓋体に設けられたノート型パソコンのディスプレイ装置)を任意の角度位置に開閉'停止及び保持することができる。また、トルク Tの増減調整は、上記トルク式において押圧力 Pを調整すればよい。例えば、蓋体などの他方の部材の重量が大きくなり、高トルクが必要の場合には、板ばねの板厚および Zまたは板幅を大きくし、押圧力 Pを大きくすればよい。従って、外径を増やすことなくトルクの増減対応も可能となる。

[0006] また、この発明のヒンジ装置は、前記シャフトの少なくとも板ばねの接触部力非円形断面形状となって!/ヽることを特徴とする。

これにより上記シャフトのように断面円形であると発生するトルクは一定である力この発明の場合は、シャフトへの板ばねの接触位置によって発生するトルクが変化する。従って、シャフトの非円形断面形状を変化させることによって、開閉する部材への角度位置に対応した必要トルクを発生させることが可能となり、より操作性も向上できる

[0007] また、この発明のヒンジ装置の板ばねは、略 U字状をなす両側部がシャフトの外周面に線接触して押圧当接することを特徴とする。

これにより板ばねのシャフトへの接触が均一になり、安定したトルクを得ることができる。板ばねのシャフトへの接触は、必ずしも線接触でなくてもよいが、例えば、面接触だと接触にバラツキが生じ、均一で、安定したトルクを得るのが困難となることがあるので、線接触であることが好ましい。

[0008] また、この発明のヒンジ装置は、板ばねの略 U字状をなす両側部又は片側部力複数箇所で線接触する形状となってヽることを特徴とする。

これにより板ばねのシャフトへの接触箇所が複数になるため、押圧力 Pが分散し、耐久性が向上する。

[0009] また、この発明のヒンジ装置のシャフトには、板ばねの接触部が落ち込む切欠部が設けられて、ることを特徴とする。

これにより板ばねの略 U字状をなす両側部はシャフトの外周面に押圧当接して!/、るので、シャフトが回転して板ばねの片側部がシャフトの切欠部に位置すると、この板ばねの片側部はシャフトの切欠部に落ち込むので、シャフトと板ばねの略 U字状をなす両側部との接触部で発生するトルク力変化する。いわゆるクリック感を生ずる。また、板ばねがシャフトの切欠部に落ち込む力により自動的に回動すると共に、その位置を保持することができる。従って、他方の部材、例えば、ノート型パソコンのディスプレ装置の全閉及び全開位置を、板ばねがシャフトの切欠部に落ち込む位置に設定することによって、全閉及び全開位置で同方向に自動的に回動すると共にクリック感も生じ、かつその位置を保持することができる。

[0010] また、この発明のヒンジ装置の略 U字状をなす板ばねの片側部は、幅を狭くし、前記シャフトには板ばねのこの幅を狭くした片側部のみが落ち込むことができる切欠部が設けられて、ることを特徴とする。

これにより前記のものでは略 u字状をなす板ばねの両側部のいずれもがシャフトの切欠部に落ち込むことができるが、この発明では、板ばねの幅を狭くした片側部しかシャフトの切欠部に落ち込むことができない。従って、他方の部材、例えば、ノート型パソコンのディスプレイ装置の全閉位置を、板ばねの幅の狭、片側部がシャフトの切欠部に落ち込む位置に設定することによって、板ばねの片側部がシャフトの切欠部に落ち込む力により全閉位置で同方向に自動的に回動すると共に、その位置を保持することができる。一方、全開位置では板ばねの他側部（幅の広い側）はシャフトの切欠部に落ち込まないので、通常のトルクでの使用となり、自動的に開方向に回動することもなく、通常のトルクでの保持となり使、勝手の良、ものとなる。

[0011] また、この発明のヒンジ装置のシャフトには、板ばねが当接する軸方向隣接位置に凸部が設けられ、板ばねによりシャフトが固定ブラケットから抜け止めされていることを特徴とする。

シャフトの板ばねが当接する軸方向隣接位置に凸部、例えばフランジ体、段部が設けられていると、この凸部によりシャフトは板ばねに規制されて抜け止めされるため、この板ばねが装着されている固定ブラケットもシャフトから抜け止めされる。従って、シャフトから抜け止めする Eリング等の手段が不要となる。

[0012] さらに、この発明のヒンジ装置の固定ブラケットには、板ばねの位置決め手段が設けられて、ることを特徴とする。

これにより板ばねが常に所定の位置に保持され、安定したトルクを生ずることができる。

発明の効果

[0013] この発明のヒンジ装置によれば、次のような効果を奏する。

(1)外径を増やすことなぐ大型化せずに大きなトルクに対応することが可能となる (2)構造が簡単なので、製作も容易となると共に、部品点数も少なくより安価となる。

(3)部品点数が少なくシンプルになった分、組み付けに手間も力からず容易となると共に、精度の良い組み付けが可能となり、品質も向上する。

(4)使い方に合った必要なトルクを変化させることができ、操作性を向上させることができる。例えば、ノート型パソコンのディスプレイ装置では、全閉位置で同方向に自動的に回動し、また、その位置を保持するが、全開位置では、同方向に自動的に回動することなぐ通常のトルクでその位置を保持するようにできるので、使い勝手を良くすることがでさる。

(5)板ばねとシャフトとの線接触箇所を複数に増やすことにより耐久性を更に向上することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0014] この発明のヒンジ装置をより詳細に説明するために、添付の図面に従ってこれを説明する。

図 1はこの発明の第 1の実施の形態を示すヒンジ装置の斜視図、図 2はこの発明の第 1の実施の形態を示すヒンジ装置の分解斜視図である。

このヒンジ装置は、シャフト 1、可動ブラケット 2、固定ブラケット 3、板ばね 4および Eリング 5とから構成されている。固定ブラケット 3は、一方の部材、例えば本体に固定され、シャフト 1はこの固定ブラケット 3に回転可能に取付けられる。このシャフト 1には可動ブラケット 2が固定（回転不可）して取り付けられ、この可動ブラケット 2に他方の部材、例えば蓋体が固定して取付けられる。他方の部材、例えば蓋体はシャフト 1に直接固定して取り付けてもよいが、本例では可動ブラケット 2を介して取付ける場合を示している。板ばね 4は、略 U字状をなす両側部 4a、 4aが、シャフト 1の外周面に押圧当接して、即ち、板ばね 4の両側部 4a、 4aがシャフト 1を挟圧する格好で固定ブラケット 3に装着されている。 Eリング 5はシャフト 1の抜け止めをは力るため、シャフト 1の一方の端部に取付けられる。

[0015] 更に詳細に説明する。まず、前記シャフト 1を図 3に示す。図 3はシャフトを示す斜視図（a)及び正面図（b)である。このシャフト 1は、一端部に可動ブラケット 2を固定する非円形部 la (図では W—D形状となっている）が形成され、他端部に固定ブラケット 3 力もの抜け止めをする Eリング 5を挿入する溝 Idが設けられ、その中間部は主軸部 1 bとなっている。本例においては、非円形部 la、主軸部 lb及び溝 Idの設けられている小径軸部 lcの外径は、この順序で順次小径となって、る。

[0016] 図 4は可動ブラケット 2を示す斜視図である。この可動ブラケット 2は、シャフト 1の非円形部 laに対応する非円形穴 2a (本例では W— D形状）が設けられており、この非円形穴 2aをシャフト 1の非円形部 laに挿入し、シャフト 1に固定 (例えばカシメ固定）して取付けられる。このシャフト 1に固定して取付けられた可動ブラケット 2には、他方の部材、例えば蓋体 (ノート型パソコンの場合、ディスプレイ装置側）が固定される。

[0017] 図 5は固定ブラケットを示す斜視図（a)およびその A— A線断面図（b)である。この固定ブラケット 3は、板体でコの字形状に形成され、その両側壁 3a、 3aには、シャフト 1を回転自在に揷着するため、シャフト 1の主軸部 lbおよび溝 Idの設けられている小径軸部 lcが揷通する穴 3bおよび 3cが設けられている。本例ではシャフト 1を揷通したとき、穴 3bにはシャフト 1の主軸部 lbが位置し、穴 3cにはシャフト 1の小径軸部 lc が位置するので、穴 3bおよび 3cの径は、それぞれ主軸部 lbおよび小径軸部 lcの外径に対応するものとなっている。また、コの字形状における両側壁 3a、 3aの内側には、板ばね 4を位置決めする凸部 3dが設けられている。この固定ブラケット 3は、一方の部材、例えば本体 (ノート型パソコンの場合、キーボード側）に固定される。

[0018] 図 6は板ばねを示す斜視図（a)および側面図（b)である。この板ばねは略 U字状をなし、前記コの字形状の固定ブラケット 3の両側壁 3a、 3a間に嵌入して取付けられる。この時、板ばね 4の略 U字状の根元 R形成部 4bが、コの字形状の凸部 3dに嵌合することにより位置決めされて支持される。この板ばね 4の略 U字状をなす両側部 4a、 4 aが、固定ブラケット 3に挿着されたシャフト 1の主軸部 lbに押圧当接する。即ち、板ばね 4の略 U字状をなす両側部 4a、 4aがシャフト 1の主軸部 lbを挟圧する格好で取付けられる。ここで、板ばね 4の U字状をなす両側部 4a、 4aの自由時の間隔幅 hは、シャフト 1の主軸部 lbの外径より小さく設定されている

なお、図 7は Eリングを示す斜視図である。この Eリング 5は、従来公知のものであるので詳細な説明は省略する。 [0019] 次に、上記各部品の組み付けを説明する。まず、固定ブラケット 3に板ばね 4を取付ける。この板ばね 4の取付けはコの字形状の固定ブラケット 3の両側壁 3a、 3a間に嵌入し、板ばね 4の略 U字状の根元 R形成部 4bを、固定ブラケット 3の凸部 3dに嵌合することによって位置決めして装着する。これにより板ばね 4の両側部 4a、 4a間が、この両側壁 3a、 3aに設けた穴 3b、 3cを結ぶ軸線上となる。次に、固定ブラケット 3の穴 3b 、 3cにシャフト 1を揷通後、シャフト 1の小径軸部 lcの溝 Idに Eリング 5を挿入することによって抜け止めし組み立てが完了する。このシャフト 1の揷通では、固定ブラケット 3 に取付けた板ばね 4の両側部 4a、 4a間に圧入して通過させる。即ち、シャフト 1の主軸部 lbは、板ばね 4の両側部 4a、 4aに押圧力を持って挟圧されて装着されている。このようにして図 1および図 8に示すようなヒンジ装置に組み付けられる。図 8はヒンジ装置の正面図（a)、左側面図（b)および右側面図（c)である。

[0020] しかして、この図 1および図 8に示す第 1の実施の形態に示すヒンジ装置は、固定ブラケット 3がー方の部材、例えば本体 (ノート型パソコンの場合、キーボード側）に固定され、可動ブラケット 2が他方の部材、例えば蓋体 (ノート型パソコンの場合、ディスプレイ装置側）に固定される。そこで、本体 (一方の部材）に対し蓋体 (他方の部材)を開閉すると、可動ブラケット 2はシャフト 1に固定（回転不可）して取付けられているので、固定ブラケット（本体）に対しシャフト 1が回転する。シャフト 1の主軸部 lbは、図 9 に示すように板ばね 4の両側部 4a、 4aに押圧力を持って挟圧されているので、シャフト 1が回転すると、シャフト 1の主軸部 lbと板ばね 4の両側部 4a、 4aとの接触部 Mには、摩擦力による回転トルクが発生する。この回転トルクにより蓋体 (他方の部材)の開閉'停止及び保持を行うことができる。

[0021] 前記シャフト 1の主軸部 lbと板ばね 4の両側部 4a、 4aとの接触部 Mの摩擦力により発生するトルク Tは、シャフト 1の主軸部 lbの半径を!:、板ばね 4の両側部 4a、 4aの主軸部 lbへの押圧力を P、摩擦係数をとすると、 T= 2 /z rPとなる。従って、このトルク Tにより蓋体 (他方の部材)を任意の角度位置に開閉'停止及び保持することができる。また、トルク Tの増減調整は、上記トルク式において押圧力 Pを調整すればよい。例えば、蓋体などの他方の部材の重量が大きくなり、高トルクが必要な場合には、板ばね 4の板厚および Zまたは板幅を大きくし、押圧力 Pを大きくすればよい。従って、外径を増やすことなくトルクの増減対応が可能となる。

[0022] 図 9は第 1の実施の形態のヒンジ装置の作用を説明する図 8 (a)の B— B線断面図であり、（a)は可動ブラケット 2が中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態から可動ブラケット 2を矢印 Xの方向（例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、（c) は（a)の状態力も可動ブラケット 2を矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。この図 9からシャフト 1の主軸部 lbが板ばね 4の両側部 4a、 4a で押圧力を持って挟圧されている様子、および固定ブラケット 3を本体 (一方の部材）に固定し、可動ブラケット 2を蓋体 (他方の部材）に固定し、蓋体 (他方の部材)を開閉すると可動ブラケット 2が矢印 Xまたは Y方向に回転し、その時、シャフト 1の主軸部 1 bと板ばね 4の両側部 4a、 4aとの接触部 Mで摩擦力による回転トルクが発生する様子がよく理解できる。

[0023] 図 10乃至図 12は、この発明の第 2の実施の形態を示し、図 10は第 2の実施の形態を示すシャフト 1の斜視図（a)、正面図（b)および C— C線断面図（c)であり、図 11 は第 2の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図であり、図 12は第 2の実施の形態の作用を説明する図 11の D— D線断面図であり、（a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態から可動ブラケットを矢印 X方向（例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、 (c)は (a)の状態力も可動ブラケットを矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

この第 2の実施の形態は、シャフト 1の主軸部 lbに、主軸部 lbに接触している板ばね 4の両側部 4a、 4aが落ち込む切欠部 leが設けられているものであって、他は前記第 1の実施の形態と同様である。第 1の実施の形態と同一構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

[0024] しかして、この第 2の実施の形態のヒンジ装置によれば、図 12 (a) (b) (c)に示すようにシャフト 1の主軸部 lbが板ばね 4の両側部 4a、 4aで押圧力を持って挟圧されているので、固定ブラケット 3を本体 (一方の部材）に固定し、可動ブラケット 2を蓋体 (他方の部材）に固定し、蓋体を開閉すると可動ブラケット 2が矢印 Xまたは Y方向に回転し、それに伴いシャフト 1も矢印 Xまたは Y方向に回転し、シャフト 1の主軸部 lbと板ばね 4の両側部 4a、 4aとの接触部 Mで摩擦力による回転トルクが発生し、これにより蓋体 (他方の部材)の開閉'停止及び保持を行うことができる。

それにカ卩え、この第 2の実施の形態のヒンジ装置は、シャフト 1の主軸部 lbに、主軸部 lbに接触している板ばね 4の両側部 4a、 4aが落ち込む切欠部 (本例では Dカット形状） leが設けられているので、蓋体 (他方の部材)の開閉によるシャフト 1の回転で、シャフト 1の主軸部 lbの切欠部 leと板ばね 4の両側部 4a、 4aの接触部 Mとが一致する位置にくると、板ばね 4の両側部 4a、 4aは主軸部 lbの切欠部 leに落ち込むので、この切欠部 leに落ち込む力により自動的に回動すると共に、その位置を保持することができる。図 12 (b) (c)では、可動ブラケット 2が X方向または Y方向に回動し、板ばね 4の両側部 4a、 4aのうち一方がシャフト 1の切欠部 leに落ち込んだ状態を示している。従って、例えば、図 12 (b)の状態を蓋体 (他方の部材)の全閉位置、図 12 (c)の状態を蓋体の全開位置に設定すれば、蓋体の全閉および全開位置では、板ばね 4がシャフト 1の切欠部 leに落ち込む力により、自動的に同方向に回動すると共に、その位置を保持することができる。

しかも、板ばね 4がシャフト 1の切欠部 leに落ち込む時にトルクが変化する。いわゆるクリック感を生ずる。従って、蓋体の全閉および全開位置では、クリック感を生じて同方向に回動し停止して、その位置を保持することとなる。

[0025] 図 13乃至図 16は、この発明の第 3の実施の形態を示し、図 13は第 3の実施の形態を示す板ばねの斜視図（a)および側面図 (b)であり、図 14は第 3の実施の形態を示すシャフトの斜視図（a)、正面図（b)およびその E— E線断面図（c)であり、図 15は第 3の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図であり、図 16は第 3の実施の形態の作用を説明する図 15の F— F線断面図であり、 (a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態から可動ブラケットを矢印 X方向（例えば、蓋体の全閉方向 )に回動した場合を示し、 (c)は (a)の状態力も可動ブラケットを矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

この第 3の実施の形態は、シャフト 1と板ばね 4の構成が異なる以外は、前記第 2の実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

[0026] この第 3の実施の形態の板ばね 4は、図 13 (a) (b)に示すように略 U字状をなす両側部 4a、 4cのうち、一方の側部 4cの幅 H4が、他方の側部 4aより狭く形成されている。また、この第 3の実施の形態のシャフト 1は、図 14の（a) (b) (c)に示すようにシャフト 1の主軸部 lbの一部に、板ばね 4の幅が狭い方の側部 4cより幅 HIが広ぐ広い方の側部 4aより幅 HIが狭い切欠部 Ifが設けられている。他は前記第 2の実施の形態と同様である。

[0027] しかして、この第 3の実施の形態のヒンジ装置によれば、図 16 (a) (b) (c)に示すようにシャフト 1の主軸部 lbが板ばね 4の両側部 4a、 4cで押圧力を持って挟圧されているので、固定ブラケット 3を本体 (一方の部材）に固定し、可動ブラケット 2を蓋体 (他方の部材）に固定し、蓋体を開閉すると可動ブラケット 2が矢印 Xまたは Y方向に回転し、それに伴いシャフト 1も矢印 Xまたは Y方向に回転し、シャフト 1の主軸部 lbと板ばね 4の両側部 4a、 4cとの接触部 Mで摩擦力による回転トルクが発生し、これにより蓋体 (他方の部材)の開閉'停止及び保持を行うことができる。

それにカ卩え、この第 3の実施の形態のヒンジ装置は、板ばね 4の両側部 4a、 4cのうち、一方の側部 4cの幅 H4が他方の側部 4aより狭く形成され、シャフト 1の主軸部 lb の一部に、板ばね 4の幅が狭い方の側部 4cより幅 HIが広ぐ広い方の側部 4aより幅 HIが狭い切欠部 Ifが設けられているので、シャフト 1の切欠部 Ifには、板ばね 4の幅が狭、方の側部 4cは落ち込むことができる力板ばね 4の幅が広、方の側部 4aは落ち込むことはできない。従って、蓋体 (他方の部材)の開閉によるシャフト 1の回転で、シャフト 1の主軸部 lbの切欠部 Ifと板ばね 4の幅の狭い方の側部 4cとの接触部 Mとが一致したときのみ、側部 4cが切欠部 Ifに落ち込み、幅の広い方の側部 4aは落ち込まない。この板ばね 4の幅が狭い方の側部 4cが、シャフト 1の主軸部 lbの切欠部 Ifに落ち込む時のみ、この切欠部 Ifに落ち込む力により自動的に回動すると共に、その位置を保持することができる。

[0028] 図 16 (b)では可動ブラケット 2が X方向に回動し、板ばね 4の幅の狭い方の側部 4c がシャフト 1の切欠部 Ifに落ち込んだ状態を示し、図 16 (c)では可動ブラケット 2が Y 方向に回動して板ばね 4の幅の広い方の側部 4aとシャフト 1の切欠部 Ifがー致した位置となっても切欠部 Ifに落ち込まない状態を示している。従って例えば、図 16 (b) の状態時を蓋体 (他方の部材)の全閉位置、図 16 (c)の状態時を蓋体の全開位置に設定すれば、蓋体の全閉位置では板ばね 4の幅の狭レ、側部 4cがシャフト 1の切欠部 Ifに落ち込む力により自動的に閉方向に回動すると共に、その位置を保持することができる。一方、蓋体の全開位置では板ばね 4の側部 4aが、幅の広い方のためシャフト 1の切欠部 Ifに落ち込まないので、自動的に回動することもその位置を保持することもなく、通常のトルクでの'開閉おょぴ停止となり、使い勝手の良レ、ものとなる。

[0029] 図 17乃至図 19は、この発明の第 4の実施の形態を示し、図 17は第 4の実施の形態を示すヒンジ装置の一部切欠の斜視図、図 18は第 4の実施の形態を示すシャフトの斜視図（a)、正面図（b)およびその G— G線断面図 (c)iであり、図 19は第 4の実施の形態を示す固定ブラケットの斜視図（a)およびその H— H線断面図（b)である。この第 4の実施の形態は、 Eリング 5を廃止すると共に、シャフト 1および固定ブラケット 3の構成が異なる以外は、前記第 1の実施の形態と同様であるので、同一構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

[0030] この第 4の実施の形態のシャフト 1は、板ばね 4が当接する軸方向隣接位置に凸部が設けられている。本例ではシャフト 1の主軸部 lbが小径部となっており、この小径部の両側の大径部 lgとの間に凸部としての段差 lhが設けられている。この小径部 1 bの幅 Wは、板ばね 4の幅より僅かに広くなつている。従って、板ばね 4の両側部 4a、 4aがシャフト 1の小径部 lbを押圧力を持つて挟圧するように固定ブラケット 3に取付けると、固定ブラケット 3に揷通されたシャフト 1は、板ばね 4が段差 lh、 lh間に位置するので、この段差 lhが板ばね 4に係止してシャフト 1の軸方向の移動が規制され抜け止めされる。従って、 Eリングは不要となる。

この場合、シャフト 1は、大径部 lgが固定ブラケット 3に支持されるよう挿着されるので、図 19 (a) (b)に示すようにこの両側壁 3a、 3aには、シャフト 1の大径部 lgに対応する径のシャフト 1の揷着穴 3e、 3eが設けられている。

この第 4の実施の形態のヒンジ装置では、組み付け後、板ばね 4がシャフト 1の小径部 lbを挟み込み、シャフト 1の段差 lhを係止してシャフト 1の軸方向の移動を規制するので、抜け止めして必要であった Eリングは必要なくなり、部品点数が減るばかりでなぐ組み付け工数の低減ともなる。

しかして、この第 4の実施の形態のヒンジ装置は、図 9 (a) (b) (c)に示す第 1の実施訂正された用鉞 (規則 91) の形態と同様の作用をする。

[0031] 図 20乃至図 22は、この発明の第 5の実施の形態のヒンジ装置を示し、図 20は第 5 の実施の形態を示すシャフトの斜視図（a)、正面図 (b)およびその I I線断面図（c) であり、図 21は、第 5の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図である。図 22は第 5の実施の形態の作用を説明する図 21の J J線断面図であり、 (a)は可動ブラケット 2が中間位置の場合を示し、 (b)は (a)の状態力も可動ブラケットを矢印 Xの方向（例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、（c)は (a)の状態力も可動ブラケットを矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

この第 5の実施の形態は、シャフト 1の構成が異なる以外は、第 1の実施の形態と同様であるので、第 1の実施の形態と異なる点を主に説明し、他の詳細な説明は省略する。

[0032] この第 5の実施の形態のシャフト 1は、第 1の実施の形態のシャフト 1の主軸部 lbの断面が円形であるのに対し、図 20 (c)に断面で示すように非円形断面形状となっている。本例では断面楕円形状のものを示している。

従って、第 1の実施の形態では、発生するトルクは一定である力この第 5の実施の形態の場合は、可動ブラケット 2の角度位置 (シャフト 1の回転位置）によりその発生するトルクは変化する。

即ち、この第 5の実施の形態のヒンジ装置によれば、図 22 (a) (b) (c)に示すようにシャフト 1の主軸部 lbが板ばね 4の両側部 4a、 4aで押圧力をもって挟圧されているので、固定ブラケット 3を本体 (一方の部材）に固定し、可動ブラケット 2を蓋体 (他方の部材）に固定し、蓋体を開閉すると可動ブラケット 2が矢印 Xまたは Y方向に回転し、それに伴いシャフト 1も矢印 Xまたは Y方向に回転し、シャフト 1の主軸部 lbと板ばね 4の両側部 4a、 4aとの接触部 Mで摩擦力による回転トルクが発生し、これにより蓋体 (他方の部材)の開閉'停止及び保持を行うことができる。

[0033] このシャフト 1の主軸部 lbと板ばね 4の両側部 4a、 4aとの接触部 Mで摩擦力により発生するトルクは、シャフト 1の主軸部 lbが断面楕円形状であるので、シャフト 1の主軸部 lbの外径の小さい部分と板ばね 4の両側部 4a、 4aが接触するときは、板ばね 4 の橈み量が少なく押圧力が小さくなることにより、小さなトルクが発生し、シャフト 1の主軸部 lbの外径の大きい部分と板ばね 4の両側部 4a、 4aが接触するときは、板ばね 4の橈み量が多く押圧力が大きくなることにより、大きなトルクが発生する。

図 22 (a)では可動ブラケット 2が中間位置であって、シャフト 1の主軸部 lbの外径の小さい部分が板ばね 4の両側部 4a、 4aと接触している場合が示され、図 22 (b)では可動ブラケット 2が矢印 X方向（例えば、蓋体の全閉方向）に回動され、シャフト 1の主軸部 lbの外径の大きい部分が板ばね 4の両側部 4a、 4aと接触している場合が示され、図 22 (c)では可動ブラケット 2が矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動され、シャフト 1の主軸部 lbの外径の大きい部分が板ばね 4の両側部 4a、 4aと接触している場合が示されている。従って、例えば、図 22 (b)の状態時を蓋体 (他方の部材 )の全閉位置、図 22 (c)の状態時を蓋体 (他方の部材)の全開位置に設定すれば、蓋体の全閉および全開位置では高トルクが生じ高トルクで保持され、中間では低トルクが生じ、低トルクで開閉'停止が可能となる。

このようにこの第 5の実施の形態のヒンジ装置では、シャフト 1の主軸部 lbの非円形断面形状を変化させることによって、可動ブラケット 2 (他方の部材)の角度位置 (シャフト 1の回転位置）に対応した必要トルクを発生させることが可能となり、操作性が向上する。

図 23乃至図 27は、この発明の第 6の実施の形態を示し、図 23は第 6の実施の形態の板ばねを示す斜視図（a)および側面図 (b)であり、図 24は第 6の実施の形態を示す固定ブラケットの斜視図（a)およびその K K線断面図であり、図 25は第 6の実施の形態を示すヒンジ装置の斜視図であり、図 26は第 6の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図（a)および右側面図（b)である。図 27は第 6の実施の形態の作用を説明する図 26 (a)の L— L線断面図であり、（a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、 (b)は（a)の状態力も可動ブラケットを矢印 Xの方向（例えば、蓋体の全閉方向 )に回動した場合を示し、 (c)は (a)の状態力も可動ブラケットを矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

この第 6の実施の形態は、板ばね 4および固定ブラケット 3が異なる以外は、第 1の実施の形態と同様であるので、第 1の実施の形態と異なる点を主に説明し、他の詳細な説明は省略する。 [0035] この第 6の実施の形態の板ばね 4は、図 23に示すように略 U字状をなす両側部 4a 、 4aに、曲げ部 4d、 4d力設けられ、ここでシャフト 1の主軸部 lbを挟み込む構成となつている。本例の曲げ部 4dは、くの字形状を示している。この第 6の実施の形態の板ばね 4においても、両側部 4a、 4aの曲げ部 4d、 4d間の自由時の幅 h (図 23 (b)参照 )は、シャフト 1の主軸部 lbの径より小さく設定される。従って、シャフト 1は板ばね 4の両側部 4a、 4aを押し広げて揷着され、シャフト 1は板ばね 4の両側部 4a、 4aの曲げ部 4d、 4dに押圧力を持って挟圧される。

また、第 6の実施の形態の固定ブラケット 3は、第 1の実施の形態における板ばね 4 を位置決めする凸部 3dに替えて、保持片 3fが設けられているものであり、他は第 1の実施の形態と同様である。この保持片 3fは、固定ブラケット 3のコの字形状における両側壁 3a、 3aの端部から互いに内側に突出して設けられ、固定ブラケット 3に挿着された板ばね 4の位置決めを行うものである。

[0036] しかして、この第 6の実施の形態のヒンジ装置によれば、シャフト 1は板ばね 4の両側部 4a、 4aの曲げ部 4d、 4dに押圧力を持って挟圧されるので、シャフト 1が回転すると、シャフト 1と板ばね 4の曲げ部 4d、 4dとの接触部 Mで摩擦力による回転トルクが発生する。従って、このトルクにより蓋体 (一方の部材)の開閉'停止及び保持を行うことができるのは、第 1の実施の形態と同様である力この第 6の実施の形態では、シャフト 1と板ばね 4の曲げ部 4d、 4dとが接触するため、接触部 Mが増加し、その分押圧力も分散するため、耐久性が向上する。例えば、本例の曲げ部 4dは、くの字形状であるため板ばね 4の一方の側部 4aでシャフト 1の接触が 2箇所になり、両側部 4a、 4a では 4箇所になる。このように、この第 6の実施の形態のヒンジ装置によれば、板ばね 4の両側部 4a、 4aのシャフト 1への接触部分が複数となるため、板ばね 4の押圧力 P が分散し、耐久性が向上するものである。

[0037] 図 28は前記各実施の形態のヒンジ装置におけるトルク線のイメージ図である。この図 28に示すように、第 1、第 4及び第 6の実施の形態のヒンジトルクは、全角度で常に一定であり、第 2の実施の形態のヒンジトルクは、 0° の低いトルクから 15° 付近まで急激に増加 (蓋体が開、て、る状態力も全閉する場合は急激に低下)し、それから一定となり、 165° 付近から 180° まで急激に低下する。従って、蓋体の全閉および全開時にトルクが急激に変化することが理解できる。このトルクの急激な変化は、板ばね 4の両側部 4a、 4aのうち、いずれか一方がシャフト 1の切欠部 leに落ち込んで生ずるものである。

また、第 3の実施の形態のヒンジトルクは、 0° の低いトルクから 15° 付近まで急激に増カロ (蓋体が開方向から全閉する場合は急激に低下)し、その後は一定となる。従つて、蓋体の全閉時にトルクが急激に変化することが理解できる。このトルクの急激の変化は、板ばね 4の幅の狭い方の側部 4cがシャフト 1の切欠部 Ifに落ち込んで生ずるものである。

さらに、第 5の実施の形態のヒンジトルクは、 0° の高トルクから中間の 90° まで徐々に低下し、そこから 180° まで徐々に増加する。従って、蓋体の全閉および全開時が最も高トルクとなる。この高トルクは、板ばね 4の両側部 4a、 4aに楕円形のシャフト 1の外径の最も大きい部分が接触することによって生ずるものである。

この図 28において、トルク側のトルク線の位置はトルクの強弱を表すものではない。例えば、第 1、第 4及び第 6の実施の形態の形態のトルク線が最も高い位置に表示されているから、発生するトルクが最も高トルクであるというものでもなぐ第 5の実施の形態のトルク線が最も低い位置に表示されているから発生するトルクが最も低トルクであるというものでもない。各実施の形態のトルクの変化を角度ごとに表示したものであり、イメージ図である。

[0038] なお、この発明における板ばね 4の両側部 4a、 4aのシャフト 1への接触構造には制限はない。例えば、線接触、面接触、等を例示できるが、接触にバラツキがなく安定性がよ！ヽ点で線接触が好ま Uヽ。

また、前記実施の形態は、この発明を制限するものではなぐこの発明は、要旨を逸脱しな、範囲にお!、て種々の変更が可能である。

産業上の利用可能性

[0039] 以上のように、この発明に力かるヒンジ装置は、一方の部材と他方の部材を開閉可能に連結するヒンジ装置に適しており、特にノート型パソコン、携帯電話機などの小型の OA機器や携帯端末機器における本体と蓋体とを開閉可能に連結するヒンジ装置、および便器本体と便座、蓋体とを開閉可能に連結するヒンジ装置等に有用である。

図面の簡単な説明

[図 1]この発明の第 1の実施の形態を示すヒンジ装置の斜視図である。

[図 2]この発明の第 1の実施の形態を示すヒンジ装置の分解斜視図である。

[図 3]第 1の実施の形態のシャフトを示す斜視図（a)および正面図（b)である。

[図 4]第 1の実施の形態の可動ブラケットを示す斜視図である。

[図 5]第 1の実施の形態の固定ブラケットを示す斜視図（a)およびその A— A線断面図（b)である。

[図 6]第 1の実施の形態の板ばねを示す斜視図（a)および側面図（b)である。

[図 7]Eリングを示す斜視図である。

[図 8]この発明の第 1の実施の形態のヒンジ装置を示す正面図（a)、その左側面図（b )およぴ右側面図（c)である。

[図 9]第 1の実施の形態のヒンジ装置の作用を説明する図 8 (a)の B—B線断面図であり、（a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態から可動ブラケットを矢印 Xの方向（例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、（c)は (a) の状態力可動ブラケットを矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

[図 10]この発明の第 2の実施の形態を示すシャフトの斜視図 (a)、正面図 (b)およびその C— C線断面図 (c)である。

[図 11]第 2の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図である。

[図 12]第 2の実施の形態のヒンジ装置の作用を説明する図 11の D—D線断面図であり、（a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態から可動ブラケットを矢印 X方向 (例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、（c)は (a)の状態力可動ブラケットを矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

[図 13]第 3の実施の形態を示す板ばねの斜視図 (a)および側面図 (b)である。

[図 14]第 3の実施の形態を示すシャフトの斜視図（a)、正面図（b)ぉょぴその E— E 線断面図（c)である。

差替え用紙 26 [図 15]第 3の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図である。

園 16]第 3の実施の形態のヒンジ装置の作用を説明する図 15の F—F線断面図であり、（a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態力可動ブラケットを矢印 X方向（例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、（c)は (a)の状態カゝら可動ブラケットを矢印 Y方向（例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

[図 17]第 4の実施の形態を示すヒンジ装置の一部切欠の斜視図である。

[図 18]第 4の実施の形態を示すシャフトの斜視図（a)、正面図 (b)およびその G—G 線断面図 (c)である。

[図 19]第 4の実施の形態を示す固定ブラケットの斜視図（a)およびその H— H線断面図（b)である。

[図 20]第 5の実施の形態を示すシャフトの斜視図（a)、正面図（b)およびその I一 I線断面図（c)である。

[図 21]第 5の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図である。

[図 22]第 5の実施の形態のヒンジ装置の作用を説明する図 21の J— J線断面図であり、（a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態力も可動ブラケットを矢印 Xの方向 (例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、 (c)は (a)の状態から可動ブラケットを矢印 Υ方向 (例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合を示している。

[図 23]第 6の実施の形態を示す板ばねの斜視図 (a)および側面図 (b)である。

[図 24]第 6の実施の形態を示す固定ブラケットの斜視図（a)およびその K— K線断面図（b)である。

[図 25]第 6の実施の形態を示すヒンジ装置の斜視図である。

[図 26]第 6の実施の形態を示すヒンジ装置の正面図（a)および右側面図 (b)である。園 27]第 6の実施の形態のヒンジ装置の作用を説明する図 26 (a)の L— L線断面図であり、（a)は可動ブラケットが中間位置の場合を示し、（b)は (a)の状態から可動プラケットを矢印 Xの方向（例えば、蓋体の全閉方向）に回動した場合を示し、（c)は (a )の状態力可動ブラケットを矢印 Y方向 (例えば、蓋体の全開方向）に回動した場合差替え用鈹（規則 26) を示している。

[図 28]各実施の形態のヒンジ装置のトルク線のイメージ図である, 符号の説明

1 シャフト

la 非円形部

lb 主軸部

lc 小径軸部

Id 溝

le 切欠部

If 切欠部

lg 大径部

lh 凸部としての段差

2 可動ブラケット

2a 非円形穴

3 固定ブラケット

3a 側壁

3b、 3c シャフト揷通用の穴

3d 位置決め手段としての凸部

3e シャフト揷通用の穴

3f 位置決め手段としての保持片

4 板ばね

4a 板ばねの側部

4b R形成部

4c 板ばねの幅の狭い方の側部

4d 曲げ部

5 Eリング

Claims

請求の範囲

[1] 一方の部材と他方の部材を開閉可能に連結するヒンジ装置であって、一方の部材に固定される固定ブラケットと、この固定ブラケットに回転可能に支承され他方の部材が固定して取付けられるシャフトと、略 u字状をなす板ばねとより成り、

この板ばねは、固定ブラケットに、略 U字状をなす両側部が前記シャフトの外周面に押圧当接して装着されていることを特徴とするヒンジ装置。

[2] 前記シャフトの少なくとも板ばねの接触部が、非円形断面形状である請求項 1記載のヒンジ装置。

[3] 前記板ばねは、略 U字状をなす両端部がシャフトの外周面に線接触して押圧当接することを特徴とする請求項 1または 2記載のヒンジ装置。

[4] 前記板ばね部材は、略 U字状をなす両側部または片側部が、複数箇所で線接触する形状となっていることを特徴とする請求項 3記載のヒンジ装置。

[5] 前記シャフトには、板ばねの接触部が落ち込む切欠部が設けられていることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載のヒンジ装置。

[6] 前記略 U字状をなす板ばねの片側部は幅を狭くし、前記シャフトには板ばねのこの幅を狭くした片側部のみが落ち込むことができる切欠部が設けられていることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載のヒンジ装置。

[7] 前記シャフトには、板ばねが当接する軸方向隣接位置に凸部が設けられ、シャフト力固定ブラケットおよび板ばねの抜け止めがされていることを特徴とする請求項 1 乃至 6の!、ずれかに記載のヒンジ装置。

[8] 前記固定ブラケットには、板ばねの位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項 1乃至 7のいずれかに記載のヒンジ装置。