(57)【要約】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前記第一及び第二部材に圧縮力を付加する弾性手段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とを備え、前記複数のスペーサ部材は、前記第一部材と同行回動する第１スペーサ部材部材６１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６２とを備え、前記第１、第２スペーサ部材の一方又は双方のスペーサ部材に、スペーサ面を貫通する通孔７を形成し、前記通孔７にグリスを充填したヒンジ装置。
2009145337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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前記第一及び第二部材に圧縮力を付加する弾性手段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とを備え、
前記複数のスペーサ部材は、前記第一部材と同行回動する第１スペーサ部材部材６１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６２とを備え、
前記第１、第２スペーサ部材の一方又は双方のスペーサ部材に、スペーサ面を貫通する通孔７を形成し、前記通孔７にグリスを充填したことを特徴とするヒンジ装置。
【請求項２】
前記第一部材２は、前記軸部材４を挿通する立ち上がり片２１と、前記第１スペーサ部材６１及び第２スペーサ部材６２のいずれか一方の回転阻止を行うための突条部２２とを備え、前記立ち上がり片２１には、軸部材挿通方向に貫通する通孔７を形成し、前記通孔７にグリスを充填したことを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
【請求項３】
前記通孔７には、充填したグリスを補足するグリス保持部材を挿入したことを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【特許文献１】特開２００１−３２８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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ることを基本に据えて、磨耗とトルクダウン率との関係を実験データに基づいて考察し、本発明を案出するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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前記第一及び第二部材に圧縮力を付加する弾性手段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とを備え、
前記複数のスペーサ部材は、前記第一部材と同行回動する第１スペーサ部材部材６１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６２とを備え、
前記第１、第２スペーサ部材の一方又は双方のスペーサ部材に、スペーサ面を貫通する通孔７を形成し、前記通孔７にグリスを充填した構成のヒンジ装置である。
また、本発明のヒンジ装置は、前記第一部材２は、前記軸部材４を挿通する立ち上がり片２１と、前記第１スペーサ部材６１及び第２スペーサ部材６２のいずれか一方の回転阻止を行うための突条部２２とを備え、前記立ち上がり片２１には、軸部材挿通方向に貫通する通孔７を形成し、前記通孔７にグリスを充填した構成のヒンジ装置である。
また、本発明のヒンジ装置は、前記通孔７には、充填したグリスを補足するグリス保持部材を挿入した構成のヒンジ装置である。
【発明の効果】
【０００５】
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前記第一及び第二部材に圧縮力を付加する弾性手段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ワッシャ６とを備え、前記複数のスペーサ部材は、前記第一部材と同行回動する第１スペーサ部材部材６１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６２とを備えたヒンジ装置において、前記第１、第２スペーサ部材の一方又は双方のスペーサ部材に、グリスを装着するにあたり、スペーサ部材の摺接面に同心円状のグリス溜り溝を用いた場合と、前記第１、第２スペーサ部材の一方又は双方のスペーサ部材に、スペーサ面を貫通する通孔７を形成し、前記通孔７にグリスを充填した構成の場合とでは、後記実験データに見るように、後者即ち本発明の方が、トルクダウン率が少ないヒンジ装置を得ることができたものである。
また、後述する実験と同様の仕様で、摺動部の材質として、ＳＫ５（焼入れ）に無電解ニッケルメッキを施したもので耐久試験を行ったところ、黒粉が多発し耐久試験を中止せざるをえなかった。尚、本実験は、摺動部の材質として、ＳＵＳ材を使用した。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】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】図１に示すヒンジ装置の分解斜視図である。
【図３】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、（ｆ）は背面図である。
【図４】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプのものである。
【図５】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプのものである。
【図６】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプのものである。
【図７】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプのものである。
【図８】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプのものである。
【図９】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプのものである。
【図１０】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプのものである。
【図１１】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプのものである。
【図１２】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプのものである。
【図１３】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプのものである。
【図１４】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプのものである。
【図１５】本例のヒンジ装置を用いた実験データであって、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプのものである。
【符号の説明】
【０００７】
１      ヒンジ装置
２      第一部材
２１    立ち上がり片
２２    突条部
２３    挿通孔
３      第二部材
３１    折れ曲げ片
３２    取付孔
４      軸部材
４１    軸部
４１ａ  端部
４１ｂ  端部
４２    第１フランジ部
４３    第２フランジ部
４４    円柱部
４５    面取り部
５      弾性手段
５１    皿ばね
６      スペーサ部材
６１    第１スペーサ部材
６１ａ  切欠部
６２    第２スペーサ部材
６２ａ  挿通孔
６２ｂ  面取り部
７      通孔
８      ワッシャ
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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前記第一及び第二部材に圧縮力を付加する弾性手段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とを備える。
前記複数のスペーサ部材６は、前記第一部材と同行回動する第１スペーサ部材部材６１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６２とを備えている。前記第１、第２スペーサ部材の一方又は双方のスペーサ部材に、スペーサ面を貫通する通孔７を形成している。
本発明においては、前記通孔７にグリスを充填することにより、後記のように、トルクダウン率が少ないヒンジ装置を得ることができたものである。
前記第一部材２は、前記軸部材４を挿通する立ち上がり片２１と、前記第１スペーサ部材６１及び第２スペーサ部材６２のいずれか一方の回転阻止を行うための突条部２２とを備える。前記立ち上がり片２１には、軸部材挿通方向に貫通する通孔７を形成している。この通孔７にもグリスを充填している。
尚、前記通孔７には、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よい。これにより、グリス保持が良好となる。
本例では、第１スペーサ部材６１が、第一部材２の突条部２２と係合することにより、第一部材２と同行回動する。
尚、軸部材４を挿通する立ち上がり片２１の挿通孔２３は、該挿通孔２３に挿通された軸部４１の部位のうち、円柱状の部位に対応するものであって、円形状を呈しており、挿通された軸部４１は、挿通孔２３に対し、回転自在に設けられている。
前記第二部材３は、前記第一部材２の前記立ち上がり片２１と同一面方向の折れ曲げ片３１を備え、この折れ曲げ片３１には、前記軸部材４の軸部４１の一方の端部４１ａを固着する取付孔３２を設けている。
本例では、軸部４１の一方の端部４１ａを取付孔３２に挿入した後、当該端部４１ａを、かしめることにより、取付孔３２に固着している。
前記軸部材４は、前記取付孔３２に固着される端部４１ａを備えた軸部４１と、軸部４１に設けた第１フランジ部４２及び第２フランジ部４３と、を有し、軸部４１の他端側の円柱部４４には、面取り部４５を形成している。
また、円柱部４４には、弾性手段５が装着される。この弾性手段５は、本例の場合、複数の皿ばね５１，５１によって構成される。これらの皿ばね５１，５１の双方の端部には、後に詳述する第２スペーサ部材６２が配置されている。
本例では、軸部４１の他方の端部４１ｂを、前記第一部材２の前記立ち上がり片２１から最も離れた第２スペーサ部材６２の挿通孔６２ａに挿入した後、当該端部４１ｂをかしめることにより、当該第２スペーサ部材６２に固着している。
前記スペーサ部材６の第１スペーサ部材６１は、前記の通り、第一部材２と同行回動するものであり、この例では、当該第１スペーサ部材６１の一部を延出形成し、この延出部位に、前記第一部材２の突条部２２に係止される切欠部６１ａを設けている。この切欠部６１ａが前記突条部２２に係止されるので、第１スペーサ部材６１は第一部材の回動に伴って回動する。
前記第２スペーサ部材６２は、軸部材４の軸部４１を挿通する挿通孔６２ａが設けられている。この挿通孔６２ａは、軸部４１の円柱部４４に設けた面取り部４５に適合する面取り部６２ｂを設けている。従って、軸部材４が回転すると、軸部４１の円柱部４４に設けた面取り部４５と、前記第２スペーサ部材６２の面取り部６２ｂとが係合することにより、第２スペーサ部材６２は第二部材３の回動に伴って回動する。
符号８はワッシャで、第一部材２は、前記軸部材４の立ち上がり片２１と前記軸部材４の第２フランジ部４３との間に装着される。
図１に示す本例のヒンジ装置１において、前記軸部材４の軸部４１の一方の端部４１ａを、前記第二部材３の取付孔３２に固着した後、円柱部４４側の軸部４１を、順次、ワッシャ８、第一部材２の立ち上がり片２１の挿通孔２３、互い違いに配置される第１スペーサ部材６１と第２スペーサ部材６２、弾性手段５たる複数の皿ばね５１，５１、そして、端部に位置する第２スペーサ部材６２に挿通し、軸部４１の他方の端部４１ｂをかしめて、前記端部に位置する第２スペーサ部材６２に固着する（図２参照）。
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により第１スペーサ部材６１と第２スペーサ部材６２、並びに、第一部材２の立ち上がり片２１、ワッシャ８及び軸部材４の第２フランジ部４３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。
図４ないし図１５は、スペーサ部材の摺接面に同心円状のグリス溜り溝を設けたものでその溝の深さが「０．１ｍｍ」のもの（「グリス溜り小、Ｒ０．１」と表記）と、スペーサ部材の摺接面に図１に示すように軸方向に４つのグリス溜り孔を設けたものでその孔の径が「０．２ｍｍ」のもの（「グリス溜り大、Ｒ０．２」と表記）の２種類のもので、それぞれ、摺接面の数（「摺動部のペア数」と表記）が「４」「６」「８」のもの、また、耐久回数が０〜３００００回のものと、５０００〜３００００回のもののデータを採り、そのトルク変動率を記録して、前述の「トルクダウン率」を求めたものである。
そして、図４〜図１５は、図４〜図６が、「グリス溜り小、Ｒ０．１」でペア数が「４」「６」「８」のもの、図７〜図９が、「グリス溜り小、Ｒ０．１」でペア数が「４」「６」「８」で耐久回数５０００回以降のもの、同様に、図１０〜図１２が、「グリス溜り大、Ｒ０．２」でペア数が「４」「６」「８」のもの、図１３〜図１５が、「グリス溜り大、Ｒ０．２」でペア数が「４」「６」「８」で耐久回数５０００回以降のものである。尚、耐久回数５０００回以降で実験したのは、摺動部の馴染みに回数５０００回程度を必要とするので、耐久回数５０００回以降に着目したものである。
以上の実験データからすると、グリス溜り形状の違いについては、基本的には、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプのものに対し、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプのものの方が、全体的なトルクダウン率の少ない傾向が覗える。特に、図４〜図６の「グリス溜り小、Ｒ０．１」と、図１０〜図１２の「グリス溜り大、Ｒ０．２」とを対比してみると、初期から５０００回までの差が、顕著に現れていることが判明している。
この要因としては、「グリス溜り大、Ｒ０．２」のタイプはグリス溜りが大きいことにより、耐久動作中でも摺動部にグリスが残存し、潤滑性が保たれていることに起因し、他方、「グリス溜り小、Ｒ０．１」のタイプは相対的に潤滑性が低く、摺動部の磨耗がトルクダウンの現象として現れているものと思料される。
また、摺動部のペア数及び面圧の違いについては、ペア数が「４」「６」「８」のものにおいて、ペア数が「４」ペアのものに耐久初期のトルクアップが認められる（図４〜図６及び図１０〜図１２参照）。この要因としては、摺動部のペア数が少ない場合は、その部分の面圧が高いため、カジリ傾向となってトルクが上昇し、その後、磨耗が進んでトルクダウンに移行するのではないかと推察される。
また、図７〜図９の「グリス溜り小、Ｒ０．１」と、図１３〜図１５の「グリス溜り大、Ｒ０．２」の、耐久回数５０００回以降のものを対比すると、双方とも急激な変化は認められない。これは、摺動面が馴染んだ後の耐久性は、問題ないことを示しているものと思われる。
以上示した実験は、φ６ｍｍのトルク発生部を持つ側圧ヒンジであり、実験結果から５００Ｎｍｍまで対応可能であることが判明している。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
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。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2009145337.tif 000019
2009145337.tif 000020
2009145337.tif 000021