(57)【要約】【課題】ヒンジ装置の摩擦面の直径を小さくしても、ヒンジ装置の摩擦面におけるトルクを確保できるヒンジ装置を提供する。【解決手段】第１筐体１と第２筐体２とを備える電子機器３において、第１筐体１に対して第２筐体２を開閉可能にするヒンジ装置１０を、第１筐体１に接続されるシャフト１１と、一端にシャフト１１が挿入されてシャフト１１の軸回りに回転自由であり、他端が第２筐体２に接続されるレバー１２と、レバー１２に隣接してシャフト１１が挿入され、シャフト１１の軸回りには非回転の摩擦板１３と、摩擦板１３をシャフト１１の軸に沿ってレバー１２の方向に押圧する加圧部１４とから形成し、レバー１２と摩擦板１３の接触面をそれぞれ円錐状に形成したヒンジ装置である。【選択図】図３
2014206180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筐体と第２筐体とを備える電子機器において、前記第１筐体に対して前記第２筐体を開閉可能にするヒンジ装置であって、
前記第１筐体に接続されるシャフトと、
一端に前記シャフトが挿入されて前記シャフトの軸回りに回転自由であり、他端が前記第２筐体に接続されるレバーと、
前記レバーに隣接し、前記シャフトが挿入され、前記シャフトの軸回りには非回転の摩擦板と、
前記摩擦板を前記シャフトの軸に沿って前記レバーの方向に押圧する加圧部とを備え、
前記レバーと前記摩擦板の接触面がそれぞれ円錐状に形成されていることを特徴とするヒンジ装置。
【請求項２】
前記摩擦板と前記加圧部の間に位置し、前記シャフトが挿入されて前記シャフトの軸回りに回転自由であり、かつ、前記レバーとの係合部を備えて前記レバーと同期回転する第１クランプと、
前記第１クランプと前記加圧部の間に位置し、前記シャフトが挿入されて前記シャフトの軸回りに非回転の第２クランプとを更に備え、
前記第１クランプと前記第２クランプの接触面はそれぞれ凹凸状に形成され、
前記第１クランプと前記摩擦板の接触面がそれぞれ円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
【請求項３】
前記シャフトとこれに隣接する前記レバーの隣接面が摩擦面に形成され、該摩擦面がそれぞれ円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒンジ装置。
【請求項４】
前記第１クランプと前記第２クランプの接触面に設けられた凹凸は、前記レバーの所定回転域において前記凹凸の凸部同士が当接して前記接触面を密着させるように形成され、前記レバーのその他の回転域では前記凹凸の凹部と凸部が嵌め合わされるように形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のヒンジ装置。
【請求項５】
前記加圧部が直列配置された複数個の皿バネと、前記皿バネを前記シャフトの自由端側で押える押え板とを備え、
前記押え板は、前記レバーの前記その他の回転域において前記皿バネを付勢する位置に固定されており、
前記レバーの前記所定の回転域では前記皿バネが撓んで、前記第２クランプの前記シャフトの上の移動距離を吸収することを特徴とする請求項４に記載のヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ノートパソコンや携帯電話等の折り畳み式の電子機器の回転軸部分に設けられるヒンジ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報機器等の持ち運び可能な電子機器では、本体部に対してディスプレイ部が折り畳み式になっていて、持ち運びが便利になっている。このような電子機器では、使用されていない時に本体部とディスプレイ部が折り畳まれて小型になっており、使用時にディスプレイ部を本体部に対して回転させて開き、ディスプレイ部が視認できるようなっている。このようなヒンジ装置については、例えば特許文献１に開示がある。
【０００３】
図１（ａ）は電子機器であるノート型パーソナルコンピュータ（以後ノート型パソコンという）３における比較技術におけるヒンジ装置９の取付位置を、ノート型パソコン３が開いた状態で示すものである。ノート型パソコン３は、第１筺体である本体部１と、第２筺体であるディスプレイ部２とを備える。ディスプレイ部２は本体部１に対してヒンジ装置９を回転中心として開閉できるようになっており、本体部１とディスプレイ部２は２つのヒンジ装置９によって連結されている。
【０００４】
図１（ｂ）は、ノート型パソコン３における比較技術のヒンジ装置９の取付位置を、ノート型パソコン３が閉じた状態で示すものである。また、この図には、比較技術のヒンジ装置９を構成する部材が、ノート型パソコン３のサイズに対応して示してあるが、小さいので、比較技術のヒンジ装置９を構成する部材を拡大したものを図１（ｃ）に示す。
【０００５】
図１（ｃ）に示すヒンジ装置９は、支軸５５の小径部５６に、第１摩擦板５７、第２ブラケット５８、第２摩擦板５９、ワッシャ６０、皿バネ６１、押え板６２が順に挿入されたものである。支軸５５に連結している第１ブラケット６３のディスプレイ取付部６４には、図１（ａ）に示したディスプレイ部２が結合される。ヒンジ装置９は、第２ブラケット５８の本体取付部６５によって図１（ａ）に示した本体部１に結合される。押え板６２で皿バネ６１を圧縮すると、皿バネ６１のバネ力によって、ワッシャ６０、第２摩擦板５９、第２ブラケット５８、第１摩擦板５７は支軸５５方向に加圧され、ワッシャ６０、第２摩擦板５９、第２ブラケット５８、第１摩擦板５７は相互に圧接される。
【０００６】
第２ブラケット５８は小径部５６の回りに回転自由であるが、第１摩擦板５７と第２摩擦板５９は小径部５６の回りに回転不可となっている。このため、第１摩擦板５７と第２ブラケット５８、及び第２ブラケット５８と第２摩擦板５９は摩擦板構造６６となっている。摩擦板構造６６には摩擦トルクＴが作用している。ディスプレイ部２を手で開閉する場合、手の開閉動作によって支軸５５に作用する駆動トルクＱが摩擦トルクＴを上回ると、支軸５５が回転してディスプレイ部２が開閉動作する。ディスプレイ部２がある開き角度ψになったところで手を放すと、駆動トルクＱは０となり、駆動トルクＱが摩擦トルクＴより小さくなって、ディスプレイ部２は角度ψの位置でフリーストップする。
【０００７】
図１（ｃ）に示したヒンジ装置９における摩擦板構造６６は、対向する平面同士を摩擦する円環状の摩擦板になっている。この構造における摩擦トルクを図２（ａ）に示す円環状の摩擦板のモデルを用いて説明する。ここで、２枚の円環状の摩擦板５１，５２の外径をφ1、内径をφ2、２枚の円環状の摩擦板５１、５２の摩擦面の摩擦係数をμとし、２枚の円環状の摩擦板５１、５２に加わる加圧力をＦとした時の摩擦トルクをＴとする。
【０００８】
そして、Ｒｗを等価摩擦半径とすると、２枚の円環状の摩擦板５１，５２に加圧力Ｆが印加された時の摩擦トルクＴは以下に示す式（１）で表され、等価摩擦半径Ｒｗは以下に示す式（２）で表される。
Ｔ＝Ｒｗ・μ・Ｆ      …（１）
Ｒｗ＝（φ13−φ23）／[３・（φ12−φ22）]      …（２）
【０００９】
ここで、内径φ2は一定の３ｍｍとし、外径φ1を７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍに変化させた時の等価摩擦半径Ｒｗと摩擦トルクＴの大きさを計算した例を図２（ｂ）にテーブルで示す。このテーブルから分かるように、ヒンジ装置に含まれる摩擦板の外径が細くなると摩擦トルクＴが小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−３３１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一方、近年、ノート型パソコンは携帯時の利便性を向上させるために、ノート型パソコンは薄型化、軽量化される傾向にある。そして、ノート型パソコンを薄型化する場合は、ヒンジ装置に含まれる摩擦板の外径を細くする必要がある。ところが、図２（ｂ）に示したように、ヒンジ装置に含まれる摩擦板の外径を細くすると摩擦トルクＴが小さくなり、ノート型パソコンに要求される摩擦トルクＴが得られなくなるという課題がある。
【００１２】
１つの側面では、本出願は、電子機器の第１筐体に対して第２筐体を回転可能に連結するヒンジ装置において、電子機器の小型化のためにヒンジ装置の回転軸の直径を小さくしても、ヒンジ装置に含まれる摩擦板の摩擦面におけるトルクを確保できるヒンジ装置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】
【００１３】
実施形態の一観点によれば、第１筐体と第２筐体とを備える電子機器において、前記第１筐体に対して前記第２筐体を開閉可能にするヒンジ装置であって、第１筐体に接続されるシャフトと、一端にシャフトが挿入されてシャフトの軸回りに回転自由であり、他端が第２筐体に接続されるレバーと、レバーに隣接し、シャフトが挿入され、シャフトの軸回りには非回転の摩擦板と、摩擦板をシャフトの軸に沿ってレバーの方向に押圧する加圧部とを備え、レバーと摩擦板の接触面がそれぞれ円錐状に形成されていることを特徴とするヒンジ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）はノート型パーソナルコンピュータにおけるヒンジ装置の取付位置をノート型パーソナルコンピュータが開いた状態で示す斜視図、（ｂ）はノート型パーソナルコンピュータにおける比較技術のヒンジ装置の取付位置をノート型パーソナルコンピュータが閉じた状態で示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示した比較技術のヒンジ装置の構造を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は比較技術におけるヒンジ装置で使用されている円環状摩擦板の構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した摩擦板の外径、内径の寸法と、力が印加された時の摩擦板の各径に対応する等価摩擦半径と摩擦トルクの値を示すテーブルである。
【図３】（ａ）はノート型パーソナルコンピュータにおける本出願のヒンジ装置の取付位置をノート型パーソナルコンピュータが開いた状態で示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したヒンジ装置の拡大図、（ｃ）は（ｂ）に示したヒンジ装置をヒンジ軸で切断した断面を含む斜視図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）に示したヒンジ装置の断面図、（ｂ）は図３（ｂ）に示したヒンジ装置の分解斜視図である。
【図５】（ａ）は本願のヒンジ装置で使用されている円錐状摩擦板の構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した円錐状摩擦板の外径、内径を、図２（ａ）に示した比較技術における円環状摩擦板の外径、内径より小さくした時に、印加された力に対する等価摩擦半径と摩擦トルクの値を比較して示すテーブルである。
【図６】ヒンジ装置の摩擦部の外径をφ５とした本願のヒンジ装置と、ヒンジ装置の摩擦部の外径がφ７である比較技術のヒンジ装置における摩擦トルクを比較する図であり、（ａ）が本願のヒンジ装置の断面図、（ｂ）が比較技術のヒンジ装置の断面図である。
【図７】（ａ）は、第１クランプと第２クランプの摩擦面に設けられた凹凸の一実施例の形状を示す斜視図、（ｂ）は第１クランプと第２クランプの摩擦面に設けられた凹凸が噛み合っている時の第１クランプと第２クランプの摩擦面の状態を示す側面図、（ｃ）は第１クランプと第２クランプの摩擦面に設けられた凹凸が噛み合っていない時の第１クランプと第２クランプの摩擦面の状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例においては、ノート型パソコンの符号、本体部の符号、及びディスプレイ部の符号は、それぞれ図１（ａ）に示した符号と同じ符号を使用し、ノート型パソコン３、本体部１、ディスプレイ部２とする。
【００１６】
図３（ａ）は、ノート型パソコン３における本出願のヒンジ装置１０の取付位置を、ノート型パソコン３が開いた状態で示すものであり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示したヒンジ装置１０を拡大して示すものである。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示したヒンジ装置１０をヒンジ軸であるシャフト１１の中心線において切断した断面を含む図面である。更に、図４（ａ）は図３（ｂ）に示したヒンジ装置１０の断面図であり、図４（ｂ）は図３（ｂ）に示したヒンジ装置１０を分解して示す図である。以後の説明では、図３（ａ）、（ｂ）に図４（ａ）、（ｂ）を併用してヒンジ装置１０の構造を説明する。
【００１７】
図３（ａ）に示すように、本出願のヒンジ装置１０が取り付けられるノート型パソコン３は第１筺体である本体部１と、第２筺体であるディスプレイ部２とを備える。ディスプレイ部２は本体部１に対してヒンジ装置１０を回転中心として開閉できるようになっており、本体部１とディスプレイ部２は２つのヒンジ装置１０によって連結されている。２つのヒンジ装置１０は、左右が反対になっているだけで構造は同じであるので、右側のヒンジ装置１０の一実施例についてだけ説明する。
【００１８】
まず、図４（ｂ）により、本出願のヒンジ装置１０の一実施例の構造を説明する。ヒンジ装置１０は、一方の端部１１Ａが第１筐体１に図示しない取付部材によって固定され、他端が回転軸となるシャフト１１と、一端が第２筺体２に取付部１２Ａで固定され、他端がシャフト１１の回転軸の回りに回転するレバー１２とを備える。そして、シャフト１１とレバー１２の間に、レバー１２のシャフト１１に対する回転を規制するための部材がいくつか設けられる。
【００１９】
この実施例では、シャフト１１に、レバー１２、摩擦板１３、第１クランプ２１、第２クランプ２２、複数枚の皿バネ１５及び押え板１６がこの順に取り付けられる。複数枚の皿バネ１５と押え板１６は、レバー１２、摩擦板１３、第１クランプ２１及び第２クランプ２２をシャフト１１の段差面１１Ｄに押し付ける加圧部１４を形成している。レバー１２、第１クランプ２１及び皿バネ１５はシャフト１１に対して回転可能であるが、摩擦板１３、第２クランプ２２及び押え板１６はシャフト１１に対して回転しないようになっている。このため、シャフト１１には平行面１１Ｐが形成されており、摩擦板１３、第２クランプ２２及び押え板１６に設けられた貫通孔１３Ｈ，２２Ｈ，１６Ｈにはシャフト１１の平行面１１Ｐに対応する平行部が設けられている。
【００２０】
なお、摩擦板１３、第２クランプ２２及び押え板１６はシャフト１１に対して回転しないようにするためには、シャフト１１に平行面１１Ｐを設ける以外に、シャフト１１は円柱状のままで、軸線方向にキー溝を設ける方法がある。この場合は、摩擦板１３、第２クランプ２２及び押え板１６に設けられた貫通孔１３Ｈ，２２Ｈ，１６Ｈの内部に、キー溝に嵌め込まれる突起を設けておけば良い。
【００２１】
一方、レバー１２と第１クランプ２１は、シャフト１１に対して回転可能であるが、両者は同期して回転させる必要がある。このため、レバー１２と第１クランプ２１の間に係合部２３を設ける。係合部２３は、第１クランプ２１の側面に突設されたアーム２３Ａと、アーム２３Ａの先端部にシャフト１１の軸線に平行な方向に設けられた係合ロッド２３Ｂと、レバー１２の取付部１２Ａに設けられた係合孔１２Ｂを備える。そして、レバー１２と摩擦板１３をシャフト１１に取り付けた後に、シャフト１１に第１クランプ２１を取り付ける場合は、ロッド２３Ｂの先端部を、レバー１２の取付部１２Ａに設けられた係合孔１２Ｂに挿通させる。
【００２２】
一方、シャフト１１の段差部１１Ｄと、段差部１１Ｄに当接するレバー１２の接触面（接触面は摩擦面と記載することもある）１２Ｂは、それぞれ円錐状のテーパ面に形成され、テーパ面同士が摩擦結合する。また、レバー１２の摩擦板１３との接触面１２Ｃが円錐状のテーパ面に形成されると共に、摩擦板１３のレバー１２との接触面１３Ｂも円錐状のテーパ面に形成される。更に、摩擦板１３の第１クランプ２１との接触面１３Ｃが円錐状のテーパ面に形成されると共に、第１クランプ２１の摩擦板１３との接触面２１Ｂも円錐状のテーパ面に形成される。一方、第１クランプ２１の第２クランプ２２との接触面に形成される凹凸部ＶＸについては、後に図７を用いて説明する。
【００２３】
シャフト１１に、レバー１２、摩擦板１３、第１クランプ２１、第２クランプ２２及び複数枚の皿バネ１５が取り付けられた後に、シャフト１１の先端部近傍に押え板１６が、シャフト１１に対して回転しない状態で固着される。そして、押え板１６をシャフト１１に固着する時は、押え板１６によって皿バネ１５が圧縮され、皿バネ１５によって第２クランプ２２の凹凸のない端面２２Ｄが押圧されるようにする。
【００２４】
シャフト１１に、レバー１２、摩擦板１３、第１クランプ２１、第２クランプ２２、複数枚の皿バネ１５及び押え板１６がこの順に取り付けられた状態は、図３（ｂ）に示すようになる。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示したヒンジ装置１０をヒンジ軸であるシャフト１１の中心線において切断した断面を含む図として示すものである。更に、図４（ａ）は図３（ｂ）に示したヒンジ装置１０の断面図であり、３箇所の摩擦面ＴＰと１箇所の凹凸部ＶＸの位置を示すものである。
【００２５】
ここで、図４（ａ）に示す第１クランプ２１と第２クランプ２２の間に設けられた凹凸部ＶＸについて、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、第１クランプ２１の第２クランプ２２側の面と、第２クランプ２２の第１クランプ２１側の面に設けられた凹凸部ＶＸの一実施例の形状を示すものである。第１クランプ２１側の凹凸部ＶＸは２つの凹部２１Ｃと２つの凸部２１Ｂとを備え、第２クランプ側の凹凸部ＶＸは２つの凹部２２Ｃと２つの凸部２２Ｂとを備える。第１クランプ２１にはシャフト１１を通すための孔２１Ｈがあり、第２クランプ２２にもシャフト１１を通すための孔２２Ｈがある。孔２１Ｈは円孔であり、孔２２Ｈにはシャフト１１の平行面１１Ｐに対応する平行面２２Ｐがある。したがって、第１クランプ２１と第２クランプ２２の間に設けられた凹凸部ＶＸは円環状である。
【００２６】
本実施例では凹部と凸部の形状は同じであり、図７(ｂ)に示すように、第１クランプ２１の凹部２１Ｃに第２クランプ２２の凸部２２Ｂが隙間なく嵌め込まれ、同様に第１クランプ２１の凸部２１Ｂは第２クランプ２２の凹部２２Ｃに隙間なく嵌め込まれる。一方、図７(ｃ)は、第１クランプ２１の凸部２１Ｂに第２クランプ２２の凸部２２Ｂが乗り上げた時の状態を示すものである。図７(ｃ)に示す状態では、第２クランプ２２に対して第１クランプ２１が回転した時に、第１クランプ２１の凸部２１Ｂと第２クランプ２２の凸部２２Ｂとの当接面に摩擦力が発生する。例えば、図７(ｂ)に示す状態は、図３(ａ)に示した電子機器３が閉じた時に発生するようにし、図７(ｃ)に示す状態は、電子機器３が開いている時に発生させるようにすることができる。なお、情報機器３の本体部１に対してディスプレイ部２が全開（例えばフルフラット）になる時は、本体部１に対してディスプレイ部２が全開した時に図７(ｂ)に示す状態になるようにすることができる。
【００２７】
図７（ｃ）に示した状態では、皿バネが押されるので、前述の加圧力Ｆが増大し、第１クランプ２１がシャフトに固定の第２クランプ２２に対して回転する時の摩擦トルクＴが増大する。例えば、ディスプレイの閉じ位置と全開位置で第１クランプ２１と第２クランプ２２の摩擦面に設けられた凹凸部ＶＸの凹凸が噛み合うようにしておくことが可能である。こうすれば、ディスプレイ部を閉じた時とディスプレイ部を全開した時の状態からディスプレイ部が回転し難くなる。第１クランプ２１と第２クランプ２２の摩擦面に設けられた凹凸が噛み合う際に、凸部が凹部に引き込まれるようにして嵌め合わされるので、凹凸部ＶＸは引込機構と呼ばれることもある。
【００２８】
なお、図７に示した実施例では、説明を簡単にするために凹部と凸部の長さを同じにしているが、凸部の長さを長くし、凹部の長さを短くしておけば、第２クランプ２２に対して第１クランプ２１が回転する所定の領域で摩擦トルクを増大させることができる。即ち、第１クランプ２１と第２クランプ２２の間に設けられた凹凸部ＶＸは、レバー１２の所定回転領域において凸部同士が対向し、その他の回転領域では凹部と凸部が対向するように形成することができる。また、凸部の凹部からの高さや形状に変化をつけることも可能である。そうすれば、凹凸部ＶＸによる第２クランプ２２の第１クランプ２１からの移動距離が小さい時には第１クランプ２１と第２クランプ２２の摩擦トルクを小さくすることができる。また逆に、凹凸部ＶＸによる第２クランプ２２の第１クランプ２１からの移動距離が大きい時に第１クランプ２１と第２クランプ２２の摩擦トルクを大きくすることができる。
【００２９】
以上のような構造を備えた本出願のヒンジ装置１０は、比較技術において説明したヒンジ装置９に対して大きな摩擦トルクを得ることができる。図４（ａ）に示したように、本出願の実施例では、摩擦面ＴＰが３箇所ある。そこで、図４（ａ）に示したヒンジ装置１０における１箇所の摩擦面ＴＰにおける摩擦トルクについて、図５（ａ）に示す円錐状の摩擦板のモデルを用いて説明する。ここでは、２枚の円錐状の摩擦板３１，３２の外径をφ1、内径をφ2、２枚の円錐状の摩擦板３１、３２の摩擦面の摩擦係数をμとし、２枚の円錐状の摩擦板３１、３２に加わる加圧力をＦとした時の摩擦トルクをＴとする。また、円錐の角度をθとし、加圧力Ｆが加わった時の２枚の円錐状の摩擦板３１、３２の法線方向の加圧力をＦｎとする。
【００３０】
そして、Ｒｗを等価摩擦半径とすると、２枚の円錐状の摩擦板３１，３２に加圧力Ｆが印加された時の摩擦トルクＴは以下に示す式（３）で表され、等価摩擦半径Ｒｗは以下に示す式（４）で表される。なお、円錐状の摩擦板３１，３２における等価摩擦半径Ｒｗの式（４）は、比較技術において説明した円環状の摩擦板５１，５２の等価摩擦半径Ｒｗの式（２）と同じである。更に、２枚の円錐状の摩擦板３１，３２の側面に作用する法線方向の加圧力Ｆｎは以下に示す式（５）で表される。
Ｔ＝Ｒｗ・μ・Ｆｎ      …（３）
Ｒｗ＝（φ13−φ23）／[３・（φ12−φ22）]      …（４）
Ｆｎ＝Ｆ／（ｓｉｎθ＋μ・ｃｏｓθ）      …（５）
【００３１】
式（５）において、分母の（ｓｉｎθ＋μ・ｃｏｓθ）が１より小さくなるように円錐の角度θを設定すれば、２枚の円錐状の摩擦板３１，３２の側面に作用する法線方向の加圧力Ｆｎを加圧力Ｆより大きくできる。すると、加圧力Ｆは一定のままで、式（３）で表される摩擦トルクＴを増加させることができる。即ち、ヒンジ装置１０の外径を細径化しても、等価摩擦半径Ｒｗの減少分を、２枚の円錐状の摩擦板３１，３２の側面に作用する法線方向の加圧力Ｆｎの増加で補うことにより、摩擦トルクＴを細径化する前と同等以上にすることができる。
【００３２】
図５（ｂ）に示すテーブルは、外径φ1が７ｍｍ、内径φ2が３ｍｍである円環状の摩擦板５１，５２の比較技術と、外径φ1が５ｍｍ、内径φ2が３ｍｍである円錐の摩擦板３１，３２の本願発明における等価摩擦半径Ｒｗと摩擦トルクＴの大きさの計算例である。図５（ｂ）から分かるように、比較技術の摩擦板５１，５２に比べて、本願の摩擦板３１，３２は、外径φ1が小さいにもかかわらず、摩擦トルクＴが大きくなっている。式（５）により、本願の摩擦板３１，３２の円錐面への加圧力Ｆｎは摩擦係数μに依存するが、円錐の角度θを３０°程度にすれば、本願の円錐状の摩擦板３１，３２の摩擦トルクＴを、比較技術の円環状の摩擦板５１，５２よりも大きくできる。なお、摩擦力は、２つの摩擦板の接触面積には関係がないので、２枚の円錐状の摩擦板３１，３２の側面に作用する法線方向の加圧力Ｆｎを大きくすれば増加させることができる。
【００３３】
図６（ａ）は本出願のヒンジ装置１０において、外径φを５ｍｍとし、加圧力Ｆが加わった状態を示すモデルを示すものである。このモデルには、摩擦面ＴＰが３箇所あり、凹凸部ＶＸが１箇所ある。従って、このモデルの摩擦トルクＴ２は３個の円錐状の摩擦板間の摩擦トルクと１個の円環状の摩擦板間の摩擦トルクの和となる。そして、摩擦面ＴＰにおける円錐の角度θを３０°とする。この時の摩擦トルクＴ２は以下の式（６）で表される。
Ｔ２＝３×Ｒｗ×μ×Ｆｎ＋Ｒｗ×μ×Ｆ
＝（φ13−φ23）／[３×（φ12−φ22）]
×｛[３／（ｓｉｎθ＋μ×ｃｏｓθ）]＋１｝×μ×Ｆ
＝Ｒ２×μ×Ｆ      …（６）
そして、φ1＝５ｍｍ、φ2＝３ｍｍ、μ＝０．２、θ＝３０°の時にＲ２＝１１．１ｍｍとなるので、Ｔ２＝１１．１×μ×Ｆ（Ｎｍｍ）となる。
【００３４】
一方、  図６（ｂ）は比較技術のヒンジ装置９において、外径φを７ｍｍとし、加圧力Ｆが加わった状態を示すモデルを示すものである。このモデルには、凹凸部ＶＸを摩擦面として数えると、摩擦面ＴＰが４箇所あることになる。従って、このモデルの摩擦トルクＴ１は４個の円環状の摩擦板間の摩擦トルクの和となる。この時の摩擦トルクＴ１は以下の式（７）で表される。
Ｔ１＝４×Ｒｗ×μ×Ｆ
＝４×（φ13−φ23）／[３×（φ12−φ22）] ×μ×Ｆ
＝Ｒ１×μ×Ｆ      …（７）
そして、φ1＝７ｍｍ、φ2＝３ｍｍ、μ＝０．２の時にＲ１＝１０．５ｍｍとなるので、Ｔ１＝１０．５×μ×Ｆ（Ｎｍｍ）となる。
【００３５】
このように、式（６）の値の方が式（７）の値よりも大きいので、本出願のヒンジ装置によれば、ヒンジ装置の外径を７ｍｍから５ｍｍに細くしても所要の大きな摩擦トルクを発生することができ、薄型のノートパソコンを実現できる。また、円錐状の摩擦板の円錐角で摩擦トルクを調整することができるので、同一外径のヒンジ装置でも複数の摩擦トルクを設定できる。即ち、ヒンジ装置の摩擦部材間の摩擦係数μと加圧力Ｆが一定でも、円錐状の摩擦板の円錐角を変化させることで摩擦トルクを調整できる。
【００３６】
以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。
【００３７】
（付記１）  第１筐体と第２筐体とを備える電子機器において、前記第１筐体に対して前記第２筐体を開閉可能にするヒンジ装置であって、
前記第１筐体に接続されるシャフトと、
一端に前記シャフトが挿入されて前記シャフトの軸回りに回転自由であり、他端が前記第２筐体に接続されるレバーと、
前記レバーに隣接し、前記シャフトが挿入され、前記シャフトの軸回りには非回転の摩擦板と、
前記摩擦板を前記シャフトの軸に沿って前記レバーの方向に押圧する加圧部とを備え、
前記レバーと前記摩擦板の接触面がそれぞれ円錐状に形成されていることを特徴とするヒンジ装置。
（付記２）  前記摩擦板と前記加圧部の間に位置し、前記シャフトが挿入されて前記シャフトの軸回りに回転自由であり、かつ、前記レバーとの係合部を備えて前記レバーと同期回転する第１クランプと、
前記第１クランプと前記加圧部の間に位置し、前記シャフトが挿入されて前記シャフトの軸回りに非回転の第２クランプとを更に備え、
前記第１クランプと前記第２クランプの接触面はそれぞれ凹凸状に形成され、
前記第１クランプと前記摩擦板の接触面がそれぞれ円錐状に形成されていることを特徴とする付記１に記載のヒンジ装置。
（付記３）  前記シャフトとこれに隣接する前記レバーの隣接面が摩擦面に形成され、該摩擦面がそれぞれ円錐状に形成されていることを特徴とする付記１または２に記載のヒンジ装置。
（付記４）  前記第１クランプと前記第２クランプの接触面に設けられた凹凸は、前記レバーの所定回転域において前記凹凸の凸部同士が当接して前記接触面を密着させるように形成され、前記レバーのその他の回転域では前記凹凸の凹部と凸部が嵌め合わされるように形成されていることを特徴とする付記２または３に記載のヒンジ装置。
（付記５）  前記加圧部が直列配置された複数個の皿バネと、前記皿バネを前記シャフトの自由端側で押える押え板とを備え、
前記押え板は、前記レバーの前記その他の回転域において前記皿バネを付勢する位置に固定されており、
前記レバーの前記所定の回転域では前記皿バネが撓んで、前記第２クランプの前記シャフトの上の移動距離を吸収することを特徴とする付記４に記載のヒンジ装置。
【００３８】
（付記６）  前記その他の回転域は、前記第１筐体と第２筐体の、閉じ位置及び完全に開いた位置であることを特徴とする付記４に記載のヒンジ装置。
（付記７）  前記シャフトの側面に、前記シャフトの軸線に平行な平坦面が形成されており、前記摩擦板に設けられた前記シャフトの挿通孔は、前記シャフトの断面形状に一致することを特徴とする付記１から６の何れかに記載のヒンジ装置。
（付記８）  前記シャフトの側面に、前記シャフトの軸線に平行なキー溝が形成されており、前記摩擦板に設けられた前記シャフトの挿通孔は、前記シャフトの断面形状に一致することを特徴とする付記１から６の何れかに記載のヒンジ装置。
（付記９）前記シャフトの側面に、前記シャフトの軸線に平行な平坦面が形成されており、前記第１クランプに設けられた前記シャフトの挿通孔は、前記シャフトの断面形状に一致することを特徴とする付記２から６の何れかに記載のヒンジ装置。
（付記１０）  前記シャフトの側面に、前記シャフトの軸線に平行なキー溝が形成されており、前記第１クランプに設けられた前記シャフトの挿通孔は、前記シャフトの断面形状に一致することを特徴とする付記２から６の何れかに記載のヒンジ装置。
【００３９】
（付記１１）  前記シャフトは、前記シャフトに一体的に形成された取付部によって前記第１筐体に接続され、
前記レバーは、前記レバーに一体的に形成された取付部によって前記第２筐体に接続されることを特徴とする付記１から１０の何れかに記載のヒンジ装置。
（付記１２）  前記係合部は、前記第１クランプの側面に突設されたアームと、前記アームの先端部に前記シャフトの軸線に平行な方向に設けられた係合ロッドと、前記レバーの取付部に設けられて前記係合ロッドの先端部を挿通する係合孔を備えることを特徴とする付記１１に記載のヒンジ装置。
【符号の説明】
【００４０】
１    第１筺体（本体部）
２    第２筺体（ディスプレイ部）
３    電子機器（ノート型パソコン）
１０    ヒンジ装置
１１    シャフト
１２    レバー
１３    摩擦板
１４    加圧部
１５    皿バネ
２１    第１クランプ
２２    第２クランプ
２３    係合部
ＴＰ    摩擦面
ＶＸ    凹凸部
【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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