WO2010041765A1 - ヒンジ装置 - Google Patents

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WO2010041765A1
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cam
cam member
convex
concave
hinge device
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Inventor
田村歩
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株式会社ストロベリーコーポレーション
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    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1675—Miscellaneous details related to the relative movement between the different enclosures or enclosure parts
    • G06F1/1681—Details related solely to hinges
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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05D—HINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D11/00—Additional features or accessories of hinges
    • E05D11/10—Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts
    • E05D11/1028—Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts for maintaining the hinge in two or more positions, e.g. intermediate or fully open
    • E05D11/1078—Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts for maintaining the hinge in two or more positions, e.g. intermediate or fully open the maintaining means acting parallel to the pivot
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    • G06F1/1616—Constructional details or arrangements for portable computers with several enclosures having relative motions, each enclosure supporting at least one I/O or computing function with folding flat displays, e.g. laptop computers or notebooks having a clamshell configuration, with body parts pivoting to an open position around an axis parallel to the plane they define in closed position
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2999/00—Subject-matter not otherwise provided for in this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a hinge device used for a foldable opening / closing device such as a personal computer.
  • a hinge device equipped with a so-called free stop mechanism that can hold the display display unit at that position at any opening angle. It is used.
  • a so-called side pressure hinge is known. This includes a first member and a second member that are attached to one and the other of the device, a shaft member that rotatably connects the first and second members, and the first and second members mounted on the shaft member.
  • a second spacer member that is adjacent to the first spacer member and rotates together with the second member.
  • Folding switchgear frequently opens and closes frequently.
  • the manufacturing specifications are set at 20,000 to 30,000 times.
  • personal computers in the foldable switchgear have a lateral pressure torque (hereinafter referred to as “free stop”).
  • free stop a lateral pressure torque
  • torque the wear resistance of the sliding portion is required.
  • the rotating part of the hinge also tends to be reduced in diameter, and on the other hand, high durability is required.
  • the torque-down rate due to a decrease in the initial torque increases, and the torque-down rate that can withstand a certain amount of use must be kept below a predetermined value.
  • the downsizing of the hinge leads to a reduction in the diameter of the sliding portion, while high torque is applied to the sliding portion.
  • the inventors of the present application have a large sliding part diameter due to the downsizing of the hinge described above and a large wear resistance of the sliding part due to the addition of high torque.
  • the present invention proposes a hinge device that can reliably maintain opening or closing at a specific rotation position.
  • the hinge device of the present invention is a hinge device used in a foldable opening / closing device, with the reference numerals used in the specific examples given later.
  • a first member 2 attached to one of the devices, a second member 3 attached to the other of the devices, a shaft member 4 rotatably connecting the first and second members, and attached to the shaft member
  • a plurality of spacer members 6 and a plurality of cam members 7 which are attached to the shaft member and are elastically pressed by the elastic means
  • the plurality of cam members 7 include a first cam member 7 ⁇ / b> A that rotates together with the first member 2, and a second cam member 7 ⁇ / b> B that is adjacent to the first cam member and rotates together with the second member 3.
  • the first cam member 7A and the second cam member 7B are hinge devices in which a convex portion is provided on one of the opposing surfaces and a concave portion that is fitted to the convex portion is provided on the other.
  • the hinge device according to the present invention is a hinge device in which a grease filling portion for filling grease is provided on at least one of the opposing surfaces of the first cam member 7A and the second cam member 7B.
  • the hinge apparatus of this invention is a hinge apparatus in which the said grease filling part is formed in the cam member provided with the said recessed part, and is formed in the position where the said convex part of the other cam member contacts. .
  • the hinge device of the present invention two pairs of the convex portion and the concave portion are provided, and each pair of the concave and convex portions is provided at first and second positions having different intervals from the rotation center of the cam member. Furthermore, the said grease filling part is a hinge apparatus currently formed in the position where each convex part slidably contacts.
  • the hinge device according to the present invention is a hinge device in which a grease reservoir is provided in at least one of the spacer members.
  • the convex portion includes a convex top surface, a first convex inclined surface adjacent to the left and right of the cam rotating direction of the convex top surface, and between the first convex inclined surface and the cam surface.
  • the hinge device according to the present invention is a hinge device in which the second convex inclined surface is formed to have a larger angle with the cam surface of the cam member than the first convex inclined surface.
  • the hinge device according to the present invention is a hinge device in which the first concave inclined surface is formed with a larger angle with the cam surface of the cam member than the second concave inclined surface.
  • the concave portion provided on the outer peripheral side is configured such that the outer periphery of the cam member at the concave bottom surface portion is the shaft.
  • This is a hinge device that is notched in a direction parallel to the member 41.
  • the hinge device of the present invention includes a first cam member 7A that rotates together with the first member 2 and a second cam member 7B that rotates adjacent to the first cam member and rotates along with the second member 3.
  • the first cam member is directly provided on the first member, or the second cam member is directly provided on the second member.
  • the present invention includes a plurality of spacer members 6 and a plurality of cam members 7 which are compressed by the elastic means 5 in a hinge device used in a folding opening / closing device, and the plurality of cam members 7 are A first cam member 7A that rotates together with the first member, and a second cam member 7B that rotates adjacent to the first cam member and rotates together with the second member, the first cam member 7A and
  • the second cam member 7B is a hinge device in which a convex portion is provided on one of the opposed surfaces, and a concave portion that is fitted to the convex portion is provided on the other surface, and a plurality of spacer members 6 are disposed on the sliding portion. Therefore, high torque can be reduced and free stop can be performed with appropriate torque, and since a plurality of cam members 7 are provided, the opening or closing can be reliably maintained at a specific rotational position. Get a hinge device that can Door can be.
  • FIG. 1 is a perspective view of a hinge device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the hinge device shown in FIG. 3 is a view showing the hinge device shown in FIG. 1, wherein (a) is a front view, (b) is a plan view, (c) is a bottom view, (d) a right side view, and (e) is a left side.
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the spacer member of this example.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the first cam member (convex cam) of this example.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the second cam member (concave cam) of this example.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a hinge device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view of the hinge device shown in FIG.
  • the hinge device of the present invention is a hinge device used for a foldable opening / closing device, and is attached to a first member 2 attached to one of the devices and the other of the devices.
  • a plurality of spacer members 6 and a plurality of cam members 7 are provided.
  • the first member 2 includes an L-shaped base bracket 2A and a base shaft 2B.
  • the base bracket 2A includes a base end piece 21 for attaching a tip end portion of the base shaft 2B, and a rising piece 22.
  • the base end piece 21 is provided with a mounting hole 24 for attaching the distal end portion 23 of the base shaft 2B.
  • the base shaft 2 ⁇ / b> B has a main body portion that penetrates into one hinge attachment hole of a device (not shown), and a distal end portion 23 that penetrates the attachment hole 24 and is crimped.
  • the rising piece 22 includes a through hole 25 for inserting the shaft member 4 and a through hole 26 for attaching a support 2C described later.
  • the through holes 25 and 26 have a circular shape.
  • the support 2C is for supporting one of the cam members 7 on the rising piece 22, and in this example, the first boss 27 for attaching the first cam member 7A and the through hole 26 of the rising piece 22 are provided.
  • a second boss 28 to be attached and a partition flange 29 provided between the first boss 27 and the second boss 28 are provided.
  • the first cam member 7A is attached to the rising piece 22 using the support tool 2C.
  • the second cam member is not attached to the rising piece 22 without using the support tool 2C. 7B may be provided directly.
  • the second member 3 includes a base bracket piece 31 attached to the other side of the device, and a bent piece 32 in the same plane direction as the rising piece 22 of the first member 2, and the bent piece 32 includes: A mounting hole 33 for fixing one end portion 42 of the shaft portion 41 of the shaft member 4 is provided.
  • the other end 43 of the shaft portion 41 is fixed to the washer 8 by caulking after inserting the respective members into the last washer 8 incorporated, as will be described later.
  • the shaft member 4 includes a shaft portion 41 having one end portion 42 fixed to the mounting hole 33 and the other end portion 43 fixed to the washer 9, and a shaft at a location close to the one end portion 42.
  • a flange portion 44 provided on the portion 41, and a chamfered portion is formed on the shaft portion 41 to have a polygonal cross section.
  • members that are attached to the shaft portion 41 and rotate along with the shaft portion 41 in this example the spacer member 6, the second cam member 7B, and the washer 8, will be described later.
  • the shaft member 4 has a spacer 9, a spacer member 6, a through hole 25 for the rising piece 22, and a spacer member 6 in order from the left to the right in the drawing.
  • the first cam member 7A, the second cam member 7B, the elastic means 5 and the washer 8 are inserted, and the other end 43 is caulked and fixed to the washer 8 as described above.
  • two spacer members 6 are used.
  • the spacer member 6 further has a square through hole 61 formed at the center.
  • the shaft portion 41 of the shaft member 4 is inserted into the through hole 61, and both the spacer members 6 and 6 rotate together with the shaft portion 41 having a polygonal cross section.
  • both of these spacer members 6 and 6 rotate, by sliding between the rising piece 22 adjacent to the spacer member 6 and the cam member 7 (the first cam member 7A in this example), Realize a free stop.
  • two spacer members 6 are used.
  • the spacer The number of members 6 is not limited to this.
  • a high torque is applied to the sliding portion by the elastic means 5 using a plurality of disc springs 51, 51, while a plurality of spacer members 6, 6 are arranged on the sliding portion. Therefore, the high torque can be reduced and the free stop can be performed with the appropriate torque.
  • a ring-shaped grease storage groove 62 is provided on the sliding contact surface of the spacer member 6, or, as shown in FIG.
  • the rising piece 22 may be formed with a through hole penetrating in the shaft member insertion direction and filled with grease if necessary from the viewpoint of durability.
  • the plurality of cam members 7 include a first cam member 7A that rotates together with the first member 2, and a first cam member that rotates adjacent to the first cam member and rotates along with the second member 3. 2 cam members 7B.
  • the first cam member 7A is further formed with convex portions 71 and 72 on the surface 7a facing the second cam member 7B, as shown in FIG.
  • the second cam member 7B is provided with recesses 75 and 76 that fit into the protrusions 71 and 72 on the surface 7b facing the first cam member 7A.
  • the first cam member 7A is provided with a circular through-hole 73 through which the shaft portion 41 is rotatably inserted.
  • a rectangular bulging portion 74 that protrudes on the opposite side of the through hole 73 is formed in the vicinity of the convex portion 72, and the first boss 27 of the support 2 ⁇ / b> C is provided on the bulging portion 74.
  • a through hole 74a is formed to be inserted. In this way, the first cam member 7A rotates together with the first member 2 attached to one of the devices via the support 2C.
  • the second cam member 7B is provided with a rectangular through hole 77 through which the shaft portion 41 is inserted. The second cam member 7B rotates along with the rotation of the shaft portion 41.
  • each pair of the concave and convex portions 71 and 72 and the concave portions 75 and 76 is provided, and each pair of the concave and convex portions is provided at first and second positions at different intervals from the rotation center of the cam member. .
  • the recessed parts 75 and 76 are located in the other side with respect to the through-hole 73 of 7 A of 1st cam members, and the through-hole 77 of the 2nd cam member 7B.
  • the convex portions 71 and 72 and the concave portions 75 and 76 are fitted every 360 degrees.
  • the convex portions 71 and 72 and the concave portions 75 and 76 are configured to be fitted every 360 degrees.
  • the present invention is not limited to this, and these convex portions and concave portions are formed. By changing the position, the concave and convex can be fitted at an appropriate position.
  • a grease filling portion 78 for filling grease is provided on the facing surface 7b of the second cam member 7B facing the first cam member 7A.
  • the grease filling portion 78 is formed in an arc groove shape at a position where the convex portions 71 and 72 of the first cam member 7A are in sliding contact.
  • the convex portions 71 and 72 of the first cam member 7A are in sliding contact with the facing surface 7b of the second cam member 7B, a high torque is applied in the same manner as described above because there is a grease groove on the sliding contact surface. It has been confirmed that the durability is improved against the problem of wear resistance of the sliding portion due to. Further, a hinge device with a small torque down rate can be obtained.
  • the grease groove is not limited to the above-described aspect, and an appropriate aspect such as a continuous groove, a notch groove, a triangular groove, or a rectangular groove can be selected as necessary.
  • the convex portions 71 and 72 are convex top surfaces 711 and 721, first convex inclined surfaces 712 and 722 adjacent to the left and right in the cam rotation direction of the convex top surface, and the first. 2nd convex inclined surface 713,723 formed between a convex inclined surface and a cam surface (opposing surface 7a) is provided.
  • the concave portions 75 and 76 have concave bottom surfaces 751 and 761 and first concave portions corresponding to the convex top surfaces 711 and 721, the first convex inclined surfaces 712 and 722, and the second convex inclined surfaces 713 and 723, respectively.
  • Inclined surfaces 752 and 762 and second concave inclined surfaces 753 and 763 are provided. As described above, in the convex portion, the convex top surface, the first convex inclined surface adjacent to the left and right in the cam rotation direction of the convex top surface, and the first convex inclined surface and the cam surface are formed. A concave bottom surface, a first concave slope surface, and a second concave slope surface respectively corresponding to the convex top surface, the first convex slope surface, and the second convex slope surface. It has been confirmed that the engaging and detaching of the concavo-convex part is relatively smooth.
  • the second convex inclined surfaces 713 and 723 are formed to have a larger angle with the cam surface (opposing surface 7a) of the cam member than the first convex inclined surfaces 712 and 722.
  • the first concave inclined surfaces 752 and 762 are formed to have a larger angle with the cam surface (opposing surface 7b) of the cam member than the second concave inclined surfaces 753 and 763.
  • the concave portion 75 provided on the outer peripheral side is a portion of the concave bottom surface 753.
  • a notch 79 is formed on the outer periphery of the cam member in a direction parallel to the shaft member 41.
  • the notch 79 functions as a mark for positioning at the time of cam assembly, so that an assembly failure can be avoided.
  • the shaft portion 41 is sequentially connected to the spacer 9 and the spacer member. 6.
  • the hinge device 1 assembled in this way has the spacer member 6 and the rising piece 22 of the first member 2 by the elastic means 5, the rising piece 22 and the spacer member 6, the spacer member 6 and the first cam member 7A, The two cam members 7B and the disk spring 51 of the elastic means 5 are compressed, and frictional force is generated in these rotary sliding portions, so that a free-stop mechanism is provided to the foldable opening / closing device used therefor. .
  • first cam member 7A and the second cam member 7B are engaged and detached in the compressed state by the elastic means 5, the opening or closing can be reliably maintained at the specific rotation position.
  • a hinge device can be obtained.
  • 6 and 7 show another specific example of the present invention.
  • the second cam member is provided on the rising piece 22 of the first member 2 without using the support 2C of the previous example. 7B is provided directly.
  • symbol is attached
  • the second cam member 7 ⁇ / b> B is directly provided at the tip of the rising piece 22 of the first member 2.
  • the spacer 9 is rotatably mounted on the shaft portion 41 of the shaft member 4. Since the spacer 9 is pressed between the flange portion 44 of the shaft member 4 and the second cam member 7B, high torque can be reduced. Further, in this example, the spacer 9 is provided with grease accommodating holes 91, 91. As described above, when the spacer 9 is provided with the grease storing holes 91 and 91 and the hole is filled with the grease, the problem of the wear resistance of the sliding portion due to the high torque is applied.
  • the durability is improved.
  • a hinge device with a small torque down rate can be obtained.
  • the second cam member 7B is provided on the rising piece 22 of the first member 2.
  • the first cam member 7A is provided directly on the rising piece 22 of the first member 2. You may comprise as a hinge apparatus.
  • the hinge device of the present example described above is not limited to the above-described specific example, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
  • the hinge device of the present invention is intended for a personal computer or the like, but in addition to this, a compact for makeup, a door, a lid of a toilet, etc. that opens and closes or rotates, and that is free to open / close or rotate. Any request can be applied.

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Abstract

　折り畳み式開閉機器に用いられるヒンジ装置において、前記機器の一方に取付けられる第一部材２と、前記機器の他方に取付けられる第二部材３と、前記第一及び第二部材を回動可能に連結する軸部材４と、前記軸部材に装着される弾性手段５と、前記軸部材に装着され前記弾性手段により圧縮される、複数のスペーサ部材６及び複数のカム部材７とを備え、前記複数のカム部材７は、前記第一部材２と同行回動する第１カム部材７Ａと、この第１カム部材に隣接し前記第二部材３と同行回動する第２カム部材７Ｂとを備え、前記第１カム部材７Ａ及び第２カム部材７Ｂは、その対向面の一方に凸部が、他方に前記当該凸部と嵌合する凹部が、設けられているヒンジ装置である。

Description

ヒンジ装置
　本発明は、パソコン等の折り畳み式開閉機器に用いられるヒンジ装置に関する。
　パソコン等の折り畳み式開閉機器において、ディスプレー表示部の開き角度は使用者によって種々異なることから、どの開き角度においてもその位置でディスプレー表示部が保持できるような所謂フリーストップ機構を備えたヒンジ装置が用いられている。
　この種のヒンジ装置として、側圧ヒンジと称されるものが知られている。これは、機器の一方及び他方に取付けられる第一部材及び第二部材と、これら第一及び第二部材を回動可能に連結する軸部材と、この軸部材に装着され前記第一及び第二部材に圧縮力を付加する弾性手段と、前記軸部材に装着され前記弾性手段により圧縮される複数のスペーサ部材とを備えたものであって、前記スペーサ部材は、前記第一部材と同行回動する第１スペーサ部材と、この第１スペーサ部材に隣接し前記第二部材と同行回動する第２スペーサ部材とを備えて構成され、これらのスペーサ部材の相互の圧接摺動により、フリーストップを実現するものである（例えば、特許文献１、図１及び図２等参照）。
特開２００１−３２８２３号公報
　折り畳み式開閉機器は、開閉頻度がかなり多く、例えば製造仕様としては耐久２~３万回と設定され、また、折り畳み式開閉機器のうちのパソコン等は、フリーストップを実現するため側圧トルク（以下、単にトルクと称する。）が大きいので、摺動部の耐磨耗性が要求される。
　一方で、機器の軽量化に伴い、ヒンジの回転部位も小径化する傾向にあり、他方で、高耐久性が求められることになる。とりわけ、永年使用による摺動部の磨耗が大きくなると、当初のトルクが低下することによるトルクダウン率が高くなり、ある程度の使用に耐えうるトルクダウン率も所定値以下に抑えなければならない。
　また、ヒンジの小型化は摺動部の小径化をもたらす一方で、摺動部に高トルクが付加される。このような小径高トルクの要望に対して、本願の発明者は、前述したヒンジの小型化による摺動部の小径化と、高トルクが付加されることによる摺動部の耐磨耗が大きな問題となることに鑑み、摺動部に複数のスペーサ部材を配置することにより高トルクを低減させて、フリーストップが適正トルクにより実施でき、これに加えて、複数のカム部材を設けることにより、更に特定回動位置にて確実に開成或いは閉成を維持することが可能なヒンジ装置を提案するものである。
　本発明のヒンジ装置は、後記具体例で用いた符号を付して記すと、折り畳み式開閉機器に用いられるヒンジ装置において、
　前記機器の一方に取付けられる第一部材２と、前記機器の他方に取付けられる第二部材３と、前記第一及び第二部材を回動可能に連結する軸部材４と、前記軸部材に装着される弾性手段５と、前記軸部材に装着され前記弾性手段により弾圧される、複数のスペーサ部材６及び複数のカム部材７とを備え、
　前記複数のカム部材７は、前記第一部材２と同行回動する第１カム部材７Ａと、この第１カム部材に隣接し前記第二部材３と同行回動する第２カム部材７Ｂとを備え、
　前記第１カム部材７Ａ及び第２カム部材７Ｂは、その対向面の一方に凸部が、他方に前記当該凸部と嵌合する凹部が、設けられているヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記第１カム部材７Ａ及び第２カム部材７Ｂの対向面の少なくとも一方に、グリスを充填するグリス充填部を設けたヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記グリス充填部は前記凹部が設けられているカム部材に形成され、且つ、他方のカム部材の前記凸部が摺接する位置に形成されているヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記凸部及び前記凹部はそれぞれ二対設けられるとともに、各一対の凹凸部は、カム部材の回転中心からの間隔が異なる第１及び第２の位置に設けられ、更に、前記グリス充填部は、それぞれの凸部が摺接する位置に形成されているヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記スペーサ部材の少なくとも一つに、グリス溜まり設けたヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置において、前記凸部は、凸頂面、この凸頂面のカム回動方向の左右に隣接する第１凸傾斜面、この第１凸傾斜面とカム面との間に形成される第２凸傾斜面とを備え、前記凹部は、前記凸頂面、前記第１凸傾斜面、前記第２凸傾斜面にそれぞれ対応する、凹底面、第１凹傾斜面、第２凹傾斜面を備えたヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記第２凸傾斜面の方が、前記第１凸傾斜面よりも、カム部材のカム面とのなす角が大きく形成されているヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記第１凹傾斜面の方が、前記第２凹傾斜面よりも、カム部材のカム面とのなす角が大きく形成されているヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記凹部が設けられているカム部材の二対の当該凹部のうち、外周側に設けられている凹部は、前記凹底面の部位のカム部材外周が、前記軸部材４１と平行な方向に切欠き形成されているヒンジ装置である。
　また、本発明のヒンジ装置は、前記第一部材２と同行回動する第１カム部材７Ａと、この第１カム部材に隣接し前記第二部材３と同行回動する第２カム部材７Ｂのうち、前記第一部材に前記第１カム部材を直接設けるか、又は、前記第二部材に前記第２カム部材を直接設けるヒンジ装置である。
　本発明は、上述の通り、折り畳み式開閉機器に用いられるヒンジ装置において、前記弾性手段５により圧縮される、複数のスペーサ部材６及び複数のカム部材７とを備え、前記複数のカム部材７は、前記第一部材と同行回動する第１カム部材７Ａと、この第１カム部材に隣接し前記第二部材と同行回動する第２カム部材７Ｂとを備え、前記第１カム部材７Ａ及び第２カム部材７Ｂは、その対向面の一方に凸部が、他方に前記当該凸部と嵌合する凹部が、設けられているヒンジ装置であり、摺動部に複数のスペーサ部材６を配置しているので、高トルクが低減してフリーストップが適正トルクにより実施でき、また、複数のカム部材７を設けているので、更に特定回動位置にて確実に開成或いは閉成を維持することが可能なヒンジ装置を得ることができる。
　図１は、本発明の一具体例に係るヒンジ装置の斜視図である。
　図２は、図１に示すヒンジ装置の分解斜視図である。
　図３は、図１に示すヒンジ装置を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）右側面図、（ｅ）は左側面図である。
　図４は、本例のスペーサ部材を示す斜視図である。
　図５は、本例の第１カム部材（凸カム）を示す斜視図である。
　図６は、本例の第２カム部材（凹カム）を示す斜視図である。
　図７は、本発明の他の具体例に係るヒンジ装置の分解斜視図である。
　図８は、図７に示すヒンジ装置の正面図である。
１　　　ヒンジ装置
２　　　第一部材
２Ａ　　　ベースブラケット
２Ｂ　　　ベースシャフト
２Ｃ　　　支持具
２１　　　基端片
２２　　　立ち上がり片
２３　　　ベースシャフトの先端部
２４　　　取付孔
２５　　　通孔
２６　　　通孔
２７　　　第１ボス
２８　　　第２ボス
２９　　　仕切りフランジ
３　　　第二部材
３１　　　ベースブラケット片
３２　　　折れ曲げ片
３３　　　取付孔
４　　　軸部材
４１　　　軸部
４２　　　端部
４３　　　端部
４４　　　フランジ部
５　　　弾性手段
５１　　　皿ばね
６　　　スペーサ部材
６１　　　通孔
６２　　　グリス収納用溝
６３　　　グリス収納用孔
７　　　カム部材
７Ａ　　　第１カム部材
７ａ　　　対向面（カム面）
７Ｂ　　　第２カム部材
７ｂ　　　対向面（カム面）
７１　　　凸部
７２　　　凸部
７３　　　通孔
７４　　　矩形状膨出部
７４ａ　　　通孔
７５　　　凹部
７６　　　凹部
７７　　　通孔
７８　　　グリス充填部
７９　　　切欠き
７１１　　　凸頂面
７１２　　　第１凸傾斜面
７１３　　　第２凸傾斜面
７２１　　　凸頂面
７２２　　　第１凸傾斜面
７２３　　　第２凸傾斜面
７５１　　　凹底面
７５２　　　第１凹傾斜面
７５３　　　第２凹傾斜面
７６１　　　凹底面
７６２　　　第１凹傾斜面
７６３　　　第２凹傾斜面
８　　　ワッシャ
９　　　スペーサ
９１　　　グリス収納用孔
　本発明のヒンジ装置は、図１ないし図３に示すように、折り畳み式開閉機器に用いられるヒンジ装置であって、前記機器の一方に取付けられる第一部材２と、前記機器の他方に取付けられる第二部材３と、前記第一及び第二部材を回動可能に連結する軸部材４と、前記軸部材に装着される弾性手段５と、前記軸部材に装着され前記弾性手段により圧縮される、複数のスペーサ部材６及び複数のカム部材７とを備える。
　前記第一部材２は、Ｌ字形のベースブラケット２Ａと、ベースシャフト２Ｂとから構成される。ベースブラケット２Ａは、ベースシャフト２Ｂの先端部を取付ける基端片２１と、立ち上がり片２２とを備える。前記基端片２１には、ベースシャフト２Ｂの先端部２３を取付ける取付孔２４を備える。ベースシャフト２Ｂは、その本体部が、図示を省略した機器の一方のヒンジ取付孔に貫装され、先端部２３が前記取付孔２４に貫装されて加締められる。また、前記立ち上がり片２２は、前記軸部材４を挿通する通孔２５と、後述する支持具２Ｃを取付けるための通孔２６を備える。尚、これらの通孔２５，２６は、円形状を呈している。
　支持具２Ｃは、前記カム部材７の一方をこの立ち上がり片２２に支持するためのものであり、本例では、第１カム部材７Ａを取付ける第１ボス２７、前記立ち上がり片２２の通孔２６に取付けられる第２ボス２８、これら第１ボス２７及び第２ボス２８の間に設けられる仕切りフランジ２９を備えている。
　尚、本例では、支持具２Ｃを用いて立ち上がり片２２に第１カム部材７Ａを取付けたが、後記の具体例のように、支持具２Ｃを用いないで、立ち上がり片２２に第２カム部材７Ｂを直接設けるようにしてもよい。
　前記第二部材３は、前記機器の他方に取付けられるベースブラケット片３１と、前記第一部材２の前記立ち上がり片２２と同一面方向の折れ曲げ片３２を備え、この折れ曲げ片３２には、前記軸部材４の軸部４１の一方の端部４２を固着する取付孔３３を設けている。尚、軸部４１の他方の端部４３は、後述するように、各部材を組込み最後のワッシャ８に挿通後、加締めてワッシャ８に固着される。
　前記軸部材４は、前記取付孔３３に固着される一方の端部４２並びにワッシャ９に固着される他方の端部４３を備えた軸部４１と、一方の端部４２に近接する箇所の軸部４１に設けたフランジ部４４と、を有し、軸部４１には面取り部を形成して断面多角形状としている。
　また、軸部４１を断面多角形状に形成したのに相応させて、この軸部４１に装着されて同行回転する部材、本例ではスペーサ部材６、第２カム部材７Ｂ、ワッシャ８は、後述するように、これらの通孔は同形の多角形状に形成されている。このように、軸部４１並びに前記各通孔を断面多角形状ないし多角形状に形成した場合は、軸部とスペーサ部材、カム部材等との間でガタによる音発生を可及的に防ぐことが可能となる。
　尚、図２に示すように、軸部材４は、その軸部４１に、図中、左から右に向けて、順次、スペーサ９、スペーサ部材６、立ち上がり片２２の通孔２５、スペーサ部材６、第１カム部材７Ａ、第２カム部材７Ｂ、弾性手段５並びにワッシャ８に挿通され、前述したように、他方の端部４３を加締めてワッシャ８に固着される。
　前記スペーサ部材６は、本例の場合、２つ用いられている。これら２つのスペーサ部材６は、前記立ち上がり片２２を挟んで対向している。このスペーサ部材６は、更に図４（ａ）に示すように、中央に四角状の通孔６１が形成されている。この通孔６１には、前記軸部材４の軸部４１が挿通し、双方のスペーサ部材６，６は断面多角形状の軸部４１と共に回転する。これら双方のスペーサ部材６，６が回転すると、スペーサ部材６に隣接する前記立ち上がり片２２及びカム部材７（本例では第１カム部材７Ａ）との間で、圧接して摺動することにより、フリーストップを実現する。
　尚、本例では、スペーサ部材６を２つ用いたが、摺動部に複数のスペーサ部材を配置することにより高トルクを低減させて、フリーストップが適正トルクにより実施できるようにするため、スペーサ部材６の個数はこれに限られない。
　本例のヒンジ装置は、複数の皿ばね５１，５１を用いた弾性手段５により、摺動部に高トルクが付加される一方で、摺動部に複数のスペーサ部材６，６を配置することにより、高トルクを低減させて、フリーストップが適正トルクにより実施できるものである。発明者の実験によると、図４（ｂ）に示すように、スペーサ部材６の摺接面にリング状のグリス収納用溝６２を設け、或いは、図４（ｃ）に示すように、スペーサ部材６の摺接面に、裏面へ貫通（即ち軸部材挿通方向に貫通）するグリス収納用孔６３を設けて、前記溝や孔にグリスを充填すると、高トルクが付加されることによる摺動部の耐磨耗性の課題に対し、耐久性の向上することが確認されている。また、トルクダウン率が少ないヒンジ装置を得ることができる。
　前記のように、グリス収納用孔６３を設ける場合、この孔内に、充填したグリスを補足するグリス保持部材を挿入すると、グリス保持が持続するので、必要により設けるとよい。グリス保持部材としては、例えば不織布や微細金属製ワイヤ等、適宜のものが採用され得る。
　尚、前記立ち上がり片２２にも耐久性の観点から必要により、軸部材挿通方向に貫通する通孔を形成して、当該通孔にグリスを充填する構成を採ってもよい。
　前記複数のカム部材７は、既に説明したように、前記第一部材２と同行回動する第１カム部材７Ａと、この第１カム部材に隣接し前記第二部材３と同行回動する第２カム部材７Ｂとを備える。
　第１カム部材７Ａは、本例の場合、更に図５に示すように、第２カム部材７Ｂへの対向面７ａに、凸部７１，７２が形成されている。一方、図６に示すように、第２カム部材７Ｂには、第１カム部材７Ａへの対向面７ｂに、凸部７１，７２と嵌合する凹部７５，７６が設けられている。
　前記第１カム部材７Ａは、軸部４１が回転自在に挿通される円形の通孔７３を設けている。また、凸部７２の近傍には通孔７３とは反対側に突出する矩形状膨出部７４が形成されており、更にこの膨出部７４には、前記支持具２Ｃの第１ボス２７を挿通する通孔７４ａが形成されている。このようにして、前記第１カム部材７Ａは、前記支持具２Ｃを介して、機器の一方に取付けられる第一部材２と同行回転する。
　また、前記第２カム部材７Ｂは、軸部４１が挿通される矩形状の通孔７７を設けている。この軸部４１の回転により、第２カム部材７Ｂは同行回転する。
　前記凸部７１，７２及び前記凹部７５，７６は、それぞれ二対設けられるとともに、各一対の凹凸部は、カム部材の回転中心からの間隔が異なる第１及び第２の位置に設けられている。本例の場合、カム部材の回転中心からの間隔が大きい凸部７１及びこれに対応する凹部７５と、同間隔が小さい凸部７２及びこれに対応する凹部７６において、それぞれの凸部７１，７２及び凹部７５，７６が、第１カム部材７Ａの通孔７３及び第２カム部材７Ｂの通孔７７に対し反対側に位置している。従って、本例では、凸部７１，７２及び前記凹部７５，７６の嵌合が３６０度毎になされる。
　本例では、凸部７１，７２及び前記凹部７５，７６の嵌合が３６０度毎になされるように構成したが、これに限られないことは勿論であり、これらの凸部及び凹部の形成位置を変えることにより、適宜の位置で凹凸嵌合させることができるものである。
　本例では、第２カム部材７Ｂの前記第１カム部材７Ａへの対向面７ｂに、グリスを充填するグリス充填部７８を設けている。このグリス充填部７８は、前記第１カム部材７Ａの前記凸部７１，７２が摺接する位置に、円弧溝状に形成されている。従って、第１カム部材７Ａの凸部７１，７２が第２カム部材７Ｂの対向面７ｂに摺接する際、摺接面にグリス溝があるので、前記と同様に、高トルクが付加されることによる摺動部の耐磨耗性の課題に対し、耐久性の向上することが確認されている。また、トルクダウン率が少ないヒンジ装置を得ることができる。
　尚、グリス溝は、上記の態様に限定されずに、連続溝、切欠き溝、或いは三角溝や矩形溝等、適宜の態様を必要に応じて選択することができるものである。
　また、本例のヒンジ装置において、前記凸部７１，７２は、凸頂面７１１，７２１、この凸頂面のカム回動方向の左右に隣接する第１凸傾斜面７１２，７２２、この第１凸傾斜面とカム面（対向面７ａ）との間に形成される第２凸傾斜面７１３，７２３とを備える。一方、前記凹部７５，７６は、前記凸頂面７１１，７２１、前記第１凸傾斜面７１２，７２２、前記第２凸傾斜面７１３，７２３にそれぞれ対応する、凹底面７５１，７６１、第１凹傾斜面７５２，７６２、第２凹傾斜面７５３，７６３を備えている。
　上述したように、前記凸部において、凸頂面、この凸頂面のカム回動方向の左右に隣接する第１凸傾斜面、この第１凸傾斜面とカム面との間に形成される第２凸傾斜面とを備え、前記凹部において、前記凸頂面、前記第１凸傾斜面、前記第２凸傾斜面にそれぞれ対応する、凹底面、第１凹傾斜面、第２凹傾斜面を備えた場合は、凹凸部の係嵌着脱が比較的円滑になされることが確認されている。
　更に、本例の場合、前記第２凸傾斜面７１３，７２３の方が、前記第１凸傾斜面７１２，７２２よりも、カム部材のカム面（対向面７ａ）とのなす角が大きく形成されている。他方、前記第１凹傾斜面７５２，７６２の方が、前記第２凹傾斜面７５３，７６３よりも、カム部材のカム面（対向面７ｂ）とのなす角が大きく形成されている。このように、傾斜面に大小を設けることにより、対向する傾斜面に角度差が生じて、傾斜面とこれに接する面の稜線とで線接触がなされ、前述した凹凸部の係嵌着脱がより一層円滑になされるものである。
　また、本例のヒンジ装置は、前記凹部７５，７６が設けられている第２カム部材７Ｂの二対の当該凹部のうち、外周側に設けられている凹部７５は、前記凹底面７５３の部位のカム部材外周が、前記軸部材４１と平行な方向に切欠き７９が形成されている。このように、切欠き７９を形成した場合は、カム組み立て時において、この切欠き７９が位置決めのための目印として機能するので、組み立て不良を回避することができる。
　本例のヒンジ装置１において、前記軸部材４の軸部４１の一方の端部４２を、前記第二部材３の取付孔３３に固着した後、軸部４１を、順次、スペーサ９、スペーサ部材６、立ち上がり片２２の通孔２５、スペーサ部材６、第１カム部材７Ａ、第２カム部材７Ｂ、弾性手段５並びにワッシャ８に挿通し、軸部材４１の他方の端部４３を加締めて、ワッシャ８に固着する。
　このようにして組み立てられたヒンジ装置１は、弾性手段５によりスペーサ部材６と第一部材２の立ち上がり片２２、この立ち上がり片２２とスペーサ部材６、このスペーサ部材６と第１カム部材７Ａ、第２カム部材７Ｂと弾性手段５のディスクスプリング５１とが圧縮され、これらの回転摺動部に摩擦力が発生して、これに用いられる折り畳み式開閉機器にフリーストップ機構が付与されることになる。
　更に、弾性手段５による圧縮状態の中で、第１カム部材７Ａと第２カム部材７Ｂとが係嵌着脱するので、特定回動位置にて確実に開成或いは閉成を維持することが可能なヒンジ装置を得ることができる。
　図６及び図７に示すヒンジ装置は、本発明の他の具体例を示すもので、この例では、前例の支持具２Ｃを用いないで、第一部材２の立ち上がり片２２に第２カム部材７Ｂを直接設けたものである。尚、前例と共通の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
　この例では、第一部材２の立ち上がり片２２の先端部に、第２カム部材７Ｂを直接設けている。このように、第一部材２の立ち上がり片２２に第２カム部材７Ｂを直接設けた場合は、前例で用いた支持具２Ｃを不要とするので、部品点数を軽減して、その取り扱い並びに費用等を省力化することができる。
　また、この例では、軸部材４の軸部４１にスペーサ９を回転自在に装着している。このスペーサ９は、軸部材４のフランジ部４４と第２カム部材７Ｂとの間で圧接されるので、高トルクを低減させることが可能となる。更に、この例では、スペーサ９に、グリス収納用孔９１，９１を設けている。
　このように、スペーサ９にグリス収納用孔９１，９１を設けて、前記孔にグリスを充填すると、高トルクが付加されることによる摺動部の耐磨耗性の課題に対し、前例のスペーサ部材６１の場合と同様に、耐久性の向上することが確認されている。また、前例同様、トルクダウン率が少ないヒンジ装置を得ることができる。
　この例では、前例とは異なり、第一部材２の立ち上がり片２２に第２カム部材７Ｂを設けたが、前例同様、第一部材２の立ち上がり片２２に第１カム部材７Ａを直接設けるようなヒンジ装置として構成してもよい。
　以上説明した本例のヒンジ装置は、上述の具体例に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜の改変を加えることができるものである。
　本発明のヒンジ装置は、パソコン等を対象とするものであるが、この他にも、化粧用コンパクト、ドア、便器の蓋等、開閉又は回動するものでその開閉又は回動にフリーストップの要請があれば、如何なるものにも適用することが可能である。

Claims (10)

  1. 　折り畳み式開閉機器に用いられるヒンジ装置において、
    　前記機器の一方に取付けられる第一部材と、前記機器の他方に取付けられる第二部材と、前記第一及び第二部材を回動可能に連結する軸部材と、前記軸部材に装着される弾性手段と、前記軸部材に装着され前記弾性手段により弾圧される、複数のスペーサ部材及び複数のカム部材とを備え、
    　前記複数のカム部材は、前記第一部材と同行回動する第１カム部材と、この第１カム部材に隣接し前記第二部材と同行回動する第２カム部材とを備え、
    　前記第１カム部材及び第２カム部材は、その対向面の一方に凸部が、他方に前記当該凸部と嵌合する凹部が、設けられていることを特徴とするヒンジ装置。
  2. 　前記第１カム部材及び第２カム部材は、その対向面の少なくとも一方に、グリスを充填するグリス充填部を設けたことを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
  3. 　前記グリス充填部は、前記凹部が設けられているカム部材に形成され、且つ、他方のカム部材の前記凸部が摺接する位置に形成されていることを特徴とする請求項２記載のヒンジ装置。
  4. 　前記凸部及び前記凹部は、それぞれ二対設けられるとともに、各一対の凹凸部は、カム部材の回転中心からの間隔が異なる第１及び第２の位置に設けられ、更に、前記グリス充填部は、それぞれの凸部が摺接する位置に形成されていることを特徴とする請求項３記載のヒンジ装置。
  5. 　前記スペーサ部材の少なくとも一つに、グリス溜まりを設けたことを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
  6. 　前記凸部は、凸頂面、この凸頂面のカム回動方向の左右に隣接する第１凸傾斜面、この第１凸傾斜面とカム面との間に形成される第２凸傾斜面とを備え、前記凹部は、前記凸頂面、前記第１凸傾斜面、前記第２凸傾斜面にそれぞれ対応する、凹底面、第１凹傾斜面、第２凹傾斜面を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載のヒンジ装置。
  7. 　前記第２凸傾斜面の方が、前記第１凸傾斜面よりも、カム部材のカム面とのなす角が大きく形成されていることを特徴とする請求項６記載のヒンジ装置。
  8. 　前記第１凹傾斜面の方が、前記第２凹傾斜面よりも、カム部材のカム面とのなす角が大きく形成されていることを特徴とする請求項６記載のヒンジ装置。
  9. 　前記凹部が設けられているカム部材の二対の当該凹部のうち、外周側に設けられている凹部は、前記凹底面の部位のカム部材外周が、前記軸部材と平行な方向に切欠き形成されていることを特徴とする請求項６記載のヒンジ装置。
  10. 　前記第一部材と同行回動する第１カム部材と、この第１カム部材に隣接し前記第二部材と同行回動する第２カム部材のうち、前記第一部材に前記第１カム部材を直接設けるか、又は、前記第二部材に前記第２カム部材を直接設けることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
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