(57)【要約】【課題】安価な樹脂材料を使用可能にしてコスト低減を図ったヒンジ機構を提供する。【解決手段】金属製シャフト１０に一体成形された樹脂製カラー２０を、金属製のシャフト支持ベース３０のカラー圧入穴３１に圧入固定することで、高温時に樹脂製カラー２０の膨張をシャフト支持ベース３０が規制するため、金属製シャフト１０と樹脂製カラー２０の面摩擦抵抗の低下を低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の金属製シャフトと、
前記金属製シャフトの一端側を内包するように一体成形され、前記金属製シャフトとの間に面摩擦抵抗を発生させながら相対回転する樹脂製カラーと、
前記樹脂製カラーを圧入するカラー圧入穴を有し、当該カラー圧入穴に圧入された前記樹脂製カラーを固定する金属製の第１ベースと、
前記金属製シャフトに固定され、前記第１ベースに対して回転する第２ベースとを備えるヒンジ機構。
【請求項２】
前記金属製シャフトは、前記樹脂製カラーを一体成形する外周面に、周方向に延びた円周溝を有することを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
【請求項３】
前記金属製シャフトは、前記樹脂製カラーの端面に接する位置に、径方向に突出した段差面を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のヒンジ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓋部材を任意の開閉角度で停止し固定するヒンジ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯用事務機器の開閉蓋およびディスプレイ等を揺動支持するために用いられるヒンジを始め、その他、任意の開閉角度での途中停止を含む各種の蓋部材を開閉させるのに適した摩擦ヒンジとして、例えば特許文献１に記載された摩擦ヒンジおよび携帯用事務機器がある。
【０００３】
上記特許文献１に記載された摩擦ヒンジは、回動中心となる回転軸を有する金属製の軸部材と、該軸部材を回転軸で回動自在に支持する軸回動支持部材とからなる。この軸回動支持部材は、軸部材の回転軸周で相対的に回動自在に設けられ、回転軸を内包し該回転軸の外側に一体成形された樹脂製部材によって構成されており、樹脂製部材の成形収縮による締め代による発生応力を利用し、軸部材と軸回動支持部材との間で面摩擦抵抗を発生させて蓋部材を任意の開閉角度で固定する。そして、使用温度範囲（例えば−２０〜８０℃）内で回転軸と軸回動支持部材の摩擦力変化を小さくするために、軸回動支持部材を構成する樹脂製部材に、使用温度範囲−２０〜８０℃内における曲げ弾性率の変化の割合が最大でも３０％以内の樹脂材料を用いるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の摩擦ヒンジは、温度変化の影響を受けずに安定した摩擦力を維持するために、通常使用する環境温度内で曲げ弾性率の変化の割合が小さい樹脂材料を用いる必要があり、安価な樹脂材料を使用できないという課題があった。
【０００６】
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、安価な樹脂材料を使用可能にしてコスト低減を図ったヒンジ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るヒンジ機構は、円柱状の金属製シャフトと、金属製シャフトの一端側を内包するように一体成形され、金属製シャフトとの間に面摩擦抵抗を発生させながら相対回転する樹脂製カラーと、樹脂製カラーを圧入するカラー圧入穴を有し、当該カラー圧入穴に圧入された樹脂製カラーを固定する金属製の第１ベースと、金属製シャフトに固定され、第１ベースに対して回転する第２ベースとを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、金属製シャフトに一体成形された樹脂製カラーを金属製の第１ベースに圧入固定するようにしたので、金属製の第１ベースが樹脂製カラーの膨張を規制することにより、樹脂製カラーと金属製シャフトとの間に発生する面摩擦抵抗の低下を低減でき、温度変化の影響を受けずに安定した摩擦力を維持することができる。従って、線膨張係数の大きい安価な樹脂材料を使用できるようになり、コスト低減を図ったヒンジ機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るヒンジ機構の構成を示す外観斜視図である。
【図３】実施の形態１に係るヒンジ機構をディスプレイの開閉用に用いた例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るヒンジ機構の金属製シャフトの構成を示す平面図である。
【図５】実施の形態２に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るヒンジ機構の金属製シャフトの構成を示す平面図である。
【図７】実施の形態３に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係るヒンジ機構の金属製シャフトの構成を示す平面図である。
【図９】実施の形態４に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態５に係るヒンジ機構の金属製シャフトの構成を示す平面図である。
【図１１】実施の形態５に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態６に係るヒンジ機構の金属製シャフトの構成を示す平面図である。
【図１３】実施の形態６に係るヒンジ機構の構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明に係るヒンジ機構をディスプレイの開閉用に用いた場合を例にして説明する。
実施の形態１．
図１の分解斜視図および図２の外観斜視図に示すように、本実施の形態１に係るヒンジ機構は、回転軸となる円柱状の金属製シャフト１０と、金属製シャフト１０の一端側に一体成形した樹脂製カラー２０と、樹脂製カラー２０を圧入固定する金属製のシャフト支持ベース（第１ベース）３０と、金属製シャフト１０の樹脂製カラー２０が一体成形されていない一端側を圧入固定して、シャフト支持ベース３０に対して回転可能に連結されるディスプレイ支持ベース（第２ベース）４０とから構成される。
【００１１】
樹脂製カラー２０が一体成形されていない側の金属製シャフト１０を、ディスプレイ支持ベース４０のシャフト圧入穴４１に圧入固定することで、ディスプレイ支持ベース４０に対して金属製シャフト１０が回転不能となる。
【００１２】
金属製シャフト１０の一端側に樹脂製カラー２０を一体成形することで、樹脂製カラー２０の成形収縮による応力を発生させ、この応力を利用して金属製シャフト１０と樹脂製カラー２０の間で面摩擦抵抗を発生させる。この樹脂製カラー２０と金属製シャフト１０を、金属製のシャフト支持ベース３０のカラー圧入穴３１に圧入固定することで、樹脂製カラー２０を構成する樹脂材料とシャフト支持ベース３０を構成する金属材料の線膨張係数の違い（樹脂材料＞金属材料）を利用して、高温時に樹脂製カラー２０の膨張をシャフト支持ベース３０に規制させる。これにより、樹脂製カラー２０の膨張による金属製シャフト１０との間の面摩擦抵抗の低下を低減する。従って、樹脂製カラー２０を構成する樹脂材料に、線膨張係数の大きい樹脂材料を使用できるので、設計裕度が増し、コスト低減が図れる。
【００１３】
シャフト支持ベース３０のカラー圧入穴３１の内周面に、軸方向に延びる溝部３２を複数形成する。また、樹脂製カラー２０の外周面に、軸方向に延びる突条部２１を複数形成する。溝部３２に突条部２１が係合することで、シャフト支持ベース３０に対して樹脂製カラー２０が回転不能となる。
【００１４】
図３は、本実施の形態１に係るヒンジ機構をディスプレイ１の開閉用に用いた例を示す図である。ディスプレイ支持ベース４０のネジ穴４２にネジを通し、ディスプレイ支持ベース４０をディスプレイ１に固定する。また、シャフト支持ベース３０のネジ穴３３にネジを通し、シャフト支持ベース３０を本体３に固定する。ディスプレイ画面２を有するディスプレイ１は、一対のヒンジ機構の回転軸を中心にして本体３に対して開閉動作し、金属製シャフト１０と樹脂製カラー２０とのに発生する面摩擦抵抗によって任意の開閉角度で固定される。
【００１５】
以上より、実施の形態１によれば、ヒンジ機構は、円柱状の金属製シャフト１０と、金属製シャフト１０の一端側を内包するように一体成形され、金属製シャフト１０との間に面摩擦抵抗を発生させながら相対回転する樹脂製カラー２０と、樹脂製カラー２０を圧入するカラー圧入穴３１を有し、当該カラー圧入穴３１に圧入された樹脂製カラー２０を固定する金属製のシャフト支持ベース３０と、金属製シャフト１０に固定されてシャフト支持ベース３０に対して回転するディスプレイ支持ベース４０とを備えるように構成した。このため、金属製のシャフト支持ベース３０が樹脂製カラー２０の膨張を規制することによって樹脂製カラー２０と金属製シャフト１０との間に発生する面摩擦抵抗の低下を低減でき、温度変化の影響を受けずに安定した摩擦力を維持することができる。従って、樹脂製カラー２０に線膨張係数の大きい安価な樹脂材料を使用できるようになり、コスト低減を図ったヒンジ機構を提供することができる。
【００１６】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態２に係るヒンジ機構の金属製シャフト１０の構成を示す平面図である。図５は、本実施の形態２に係るヒンジ機構の分解斜視図である。なお、図４および図５において、図１および図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００１７】
本実施の形態２では、金属製シャフト１０の外周面に、周方向に延びる多数の円周溝１１からなる凹凸面が形成されている。この凹凸面に樹脂製カラー２０を一体成形することで、金属製シャフト１０と樹脂製カラー２０の間の接触面積が増し、面摩擦抵抗が大きくなる。従って、本実施の形態２に係るヒンジ機構を図３に示したディスプレイ１に適用する場合に、ディスプレイ１を任意の開閉角度で固定する力が向上する。あるいは、金属製シャフト１０と樹脂製カラー２０の間の面摩擦抵抗が大きくなる分、金属製シャフト１０の軸方向の長さを短くして、ヒンジ機構を小型化することも可能である。
【００１８】
なお、図４では、凹凸面を多数の円周溝１１で構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、周方向に延びる多数の円周凸部で構成したり、この円周凸部を鋸歯形状等にしたりしてもよい。また、金属製シャフト１０の外周面の複数箇所に凹凸面を分散して形成してもよい。また、凹凸面を１つの幅広の円周溝１１で構成してもよい。このように、凹凸面の形状を変えることにより、面摩擦抵抗の大きさを調整可能である。
ただし、複数の円周溝１１を繋げて螺旋状にすると、金属製シャフト１０の回転に伴って樹脂製カラー２０と金属製シャフト１０の軸方向の相対位置がずれていくため、各円周溝１１は１周ごとに閉じる。
【００１９】
以上より、実施の形態２によれば、金属製シャフト１０は、樹脂製カラー２０を一体成形する外周面に、周方向に延びた円周溝１１を有する構成にした。このため、金属製シャフト１０と樹脂製カラー２０の接触面積が増えて摩擦力が増加するので、金属製シャフト１０を短くすることが可能となり、ヒンジ機構の小型化を図ることができる。
【００２０】
実施の形態３．
図６は、本実施の形態３に係るヒンジ機構の金属製シャフト１０の構成を示す平面図である。図７は、本実施の形態３に係るヒンジ機構の分解斜視図である。なお、図６および図７において、図１および図２と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２１】
本実施の形態３では、金属製シャフト１０の外周面にフランジ部１２を突設し、径方向に突出した段差面１３を設けている。金属製シャフト１０のフランジ部１２の位置まで樹脂製カラー２０を一体成形することで、樹脂製カラー２０の端面が段差面１３に当接する。そのため、金属製シャフト１０をシャフト支持ベース３０のカラー圧入穴３１に圧入するときに、金属製シャフト１０の端面のみ押圧すれば樹脂製カラー２０も一体的に圧入可能となる。また、樹脂製カラー２０の端面がフランジ部１２に当接するので、圧入時の樹脂製カラー２０の軸方向の位置ずれおよび破損を防止することができる。従って、ヒンジ機構の組立が容易になり組立性が向上する。
【００２２】
以上より、実施の形態３によれば、金属製シャフト１０は、樹脂製カラー２０の端面に接する位置に、径方向に突出した段差面１３を有する構成にした。このため、樹脂製カラー２０の位置ずれおよび破損を防止しつつ、金属製シャフト１０と一体にシャフト圧入穴４１に圧入固定することができるようになり、組立が容易になり組立性が向上する。
【００２３】
実施の形態４．
図８は、本実施の形態４に係るヒンジ機構の金属製シャフト１０の構成を示す平面図である。図９は、本実施の形態４に係るヒンジ機構の分解斜視図である。なお、図８および図９において、図１〜図７と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２４】
本実施の形態４では、金属製シャフト１０に対して、上記実施の形態２で説明した円周溝１１と、上記実施の形態３で説明したフランジ部１２および段差面１３とを形成している。これにより、ヒンジ機構の小型化および組立性の向上を図ることができる。
【００２５】
実施の形態５．
図１０は、本実施の形態５に係るヒンジ機構の金属製シャフト１０の構成を示す平面図である。図１１は、本実施の形態５に係るヒンジ機構の分解斜視図である。なお、図１０および図１１において、図１〜図９と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態５では、上記実施の形態３で説明したフランジ部１２の代わりに、金属製シャフト１０の一端部を大径にして大径部１４を形成し、径方向に突出した段差面１３を設けている。金属製シャフト１０のシャフト圧入穴４１に圧入する一端側から段差面１３まで樹脂製カラー２０を一体成形することで、樹脂製カラー２０の端面が段差面１３に当接する。そのため、金属製シャフト１０をシャフト支持ベース３０のカラー圧入穴３１に圧入するときに、金属製シャフト１０の大径部１４側の端面のみ押圧すれば樹脂製カラー２０も一体的に圧入可能となる。また、樹脂製カラー２０の端面が大径部１４の段差面１３に当接するので、圧入時の樹脂製カラー２０の軸方向の位置ずれおよび破損を防止することができる。従って、上記実施の形態３と同様に、ヒンジ機構の組立が容易になり組立性が向上する。
【００２７】
実施の形態６．
図１２は、本実施の形態６に係るヒンジ機構の金属製シャフト１０の構成を示す平面図である。図１３は、本実施の形態６に係るヒンジ機構の分解斜視図である。なお、図１２および図１３において、図１〜図１１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態６では、金属製シャフト１０に対して、上記実施の形態２で説明した円周溝１１と、上記実施の形態５で説明した大径部１４および段差面１３とを形成している。これにより、ヒンジ機構の小型化および組立性の向上を図ることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１〜６では、ヒンジ機構を携帯用事務機器に適用してディスプレイ１を開閉させる例を説明したが、これに限定されるものではなく、ヒンジ機構の回転軸まわりに回転させる蓋部材であれば適用可能である。例えば、移動体の座席背面に設置されるシートバックモニタにヒンジ機構を適用し、モニタ画面を視聴に適した角度に回転させて固定する。
【００３０】
上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ディスプレイ、２  ディスプレイ画面、３  本体、１０  金属製シャフト、１１  円周溝、１２  フランジ部、１３  段差面、１４  大径部、２０  樹脂製カラー、２１  突条部、３０  シャフト支持ベース（第１ベース）、３１  カラー圧入穴、３２  溝部、  ３３，４２  ネジ穴、４０  ディスプレイ支持ベース（第２ベース）、４１  シャフト圧入穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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