(57)【要約】【課題】  確実に表示パネル等の部材を所望の角度に維持することができるヒンジ装置を提供する。【解決手段】ヒンジ機構は、ケーシングを形成するパネル１１と、軸穴１２に回転可能に保持されるシャフト２０を含む。シャフト２０には、これに相対回転不能なリング部材４０が挿入され、その外周面には外歯４１が形成されている。ロックプレート５０の中間部５６には、内歯５１が形成され、内歯５１と外歯４１とが噛み合って、リング部材４０が挟持される。ロックプレート５０の基端部５４を貫通する支軸５３には、付勢手段としてスプリング６０が取付けられ、ロックプレート５０をシャフト２０側へと付勢している。先端部５５のカム穴５８を作動ピン７０が貫通し、作動ピン７０はパネル１１に形成されたガイド穴１７に沿った直線運動するとともに、直線運動がカム穴５８を介してロックプレート５０の揺動運動に変換される。【選択図】図４
2011102629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、前記ケーシングに回転可能に保持されるシャフトとを含むヒンジ装置において、
前記シャフトの回転を規制するロック機構を含み、
前記ロック機構は、前記シャフトの周面に位置する一対のロックプレートと、前記ロックプレートを前記シャフト側へと付勢する付勢手段と、前記ケーシングに形成され前記シャフトに向かって延びるガイド穴を摺動可能な作動ピンとを含み、
一対の前記ロックプレートは、支軸を介して揺動可能に前記ケーシングに取付けられた基端部と、前記基端部の反対側に位置する先端部と、前記基端部と先端部との間に位置し前記シャフトに接触してその回転を規制する中間部と、前記先端部に形成され前記作動ピンが挿入されるカム穴とを含み、
前記作動ピンが前記ガイド穴に沿って直線運動をすると、前記カム穴を介して前記ロックプレートが前記付勢手段の付勢に抗して揺動運動をし、前記シャフトから離間されることを特徴とする前記ヒンジ装置。
【請求項２】
前記シャフトの回転に対してトルクを発生させるトルク発生機構をさらに含む請求項１記載のヒンジ装置。
【請求項３】
前記トルク発生機構は、前記ケーシング内において前記シャフトに相対回転不能に取付けられたリング部材と、前記リング部材と前記ケーシングとの間に取付けられた摩擦用ワッシャとを含む請求項１または２に記載のヒンジ装置。
【請求項４】
前記ロック機構は、前記シャフトの外周面に形成された外歯と、前記ロックプレートに形成された前記外歯に噛み合う内歯とを含む請求項１〜３のいずれかに記載のヒンジ装置。
【請求項５】
前記カム穴は、前記支軸と前記作動ピンとを結ぶ仮想中心線に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の両端において前記作動ピンを保持するピン保持部とを含み、一対の前記ロックプレートに形成された前記傾斜部は、互いに交差して前記作動ピンが挿入される請求項１〜４のいずれかに記載のヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば表示パネルの角度を調整することができるヒンジ装置に関し、より詳細には、調整後の表示パネルを固定することができるロック機構を有するヒンジ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パソコンのモニター等の表示パネルの角度を調整することができるヒンジ装置が知られている。例えば、特許文献１によれば、２つの部材間に設けられ、部材の相対的な回動を可能にするとともに、所望の角度を保持するためのトルクヒンジが記載されている。このトルクヒンジは、サイドカットボルトと、このサイドカットボルトの断面とほぼ同じ形状のボルト挿通孔が形成された合成樹脂性ワッシャおよび金属製ワッシャと、皿バネワッシャとを含み、これらワッシャを介してナットで緊締されることによって、トルクを得ることとしている。このような構成にすることによって、常に一定のトルクを比較的長期にわたり維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５１２１２号公報（ＪＰ２００８−１５１２１２  Ａ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記トルクヒンジは、一定のトルクを得ることによって、２つの部材は所望の角度を保持することができるが、一方の部材としてタッチパネルを用いた場合、ユーザがタッチパネルを押し付けるようにして使用することから、タッチパネルがヒンジを介して旋回してしまう可能性がある。
【０００５】
この発明は、確実に表示パネル等の部材を所望の角度に維持することができるヒンジ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、ケーシングと、前記ケーシングに回転可能に保持されるシャフトとを含むヒンジ装置の改良に関わる。
【０００７】
この発明は、前記ヒンジ装置において、前記シャフトの回転を規制するロック機構を含み、前記ロック機構は、前記シャフトの周面に位置する一対のロックプレートと、前記ロックプレートを前記シャフト側へと付勢する付勢手段と、前記ケーシングに形成され前記シャフトに向かって延びるガイド穴を摺動可能な作動ピンとを含み、一対の前記ロックプレートは、支軸を介して揺動可能に前記ケーシングに取付けられた基端部と、前記基端部の反対側に位置する先端部と、前記基端部と先端部との間に位置し前記シャフトに接触してその回転を規制する中間部と、前記先端部に形成され前記作動ピンが挿入されるカム穴とを含み、前記作動ピンが前記ガイド穴に沿って直線運動をすると、前記カム穴を介して前記ロックプレートが前記付勢手段の付勢に抗して揺動運動をし、前記シャフトから離間されることを特徴とする。
【０００８】
この発明の実施態様のひとつとして、前記シャフトの回転に対してトルクを発生させるトルク発生機構をさらに含む。
【０００９】
他の実施態様のひとつとして、前記トルク発生機構は、前記ケーシング内において前記シャフトに相対回転不能に取付けられたリング部材と、前記リング部材と前記ケーシングとの間に取付けられた摩擦用ワッシャとを含む。
【００１０】
他の実施態様のひとつとして、前記ロック機構は、前記シャフトの外周面に形成された外歯と、前記ロックプレートに形成された前記外歯に噛み合う内歯とを含む。
【００１１】
他の実施態様のひとつとして、前記カム穴は、前記支軸と前記作動ピンとを結ぶ仮想中心線に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の両端において前記作動ピンを保持するピン保持部とを含み、一対の前記ロックプレートに形成された前記傾斜部は、互いに交差して前記作動ピンが挿入される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のヒンジ装置は、シャフトの回転を規制するロック機構を含むこととしたので、シャフトの位置を固定することができる。したがって、ヒンジ装置が取付けられた表示パネル等が押し付けられた場合であっても、これが旋回してしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ヒンジ機構の使用状態を示す斜視図。
【図２】ヒンジ機構の斜視図。
【図３】図２の平面図。
【図４】図２の分解組立図。
【図５】図４の一部分解組立図。
【図６】ケーシング内部を示す斜視図。
【図７】作動説明図。
【図８】作動説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の一実施形態を、表示パネル２に取付けられるヒンジ機構１を例に挙げて説明する。図１は、ヒンジ機構１の使用状態の一例を示す斜視図である。図１に示したように、ヒンジ機構１は、一対のパネル１１から形成されるケーシング１０と、ケーシング１０を貫通するシャフト２０とを含む。ヒンジ機構１は、表示パネル２の裏面に取付けられ、パネル１１から突出したシャフト２０に脚３を係合することによって、当該表示パネル２と脚３とを連結している。また、パネル１１には、上下に移動するアーム４が取付けられている。
【００１５】
図２はヒンジ機構１の斜視図、図３は図２の平面図、図４は図２の分解組立図、図５は図４の一部についての分解組立図、図６は一方のパネル１１を外してその内部を視認可能にした斜視図、図７および８はヒンジ機構１の作動説明図である。ヒンジ機構１は、ケーシング１０と、ケーシング１０の軸穴１２に回転可能に保持されるシャフト２０を含む。
【００１６】
ケーシング１０は、対向する一対のパネル１１，１１を含み、パネル１１は、Ｌ字状に曲げられたブラケット１３と側部１４とを含む。パネル１１は、ブラケット１３を表示パネル２の裏面に対向させ、ネジ止めされる（図１参照）。側部１４は、ボス１５を介して互いにネジ止めされている。側部１４には、軸穴１２を貫通してシャフト２０が保持されている。シャフト２０の両端部には、ネジ孔２４が形成され、このネジ孔２４によって脚３とヒンジ機構１とが連結されている（図１参照）。
【００１７】
図４に示したように、シャフト２０は、その断面がほぼ真円になる円形領域２１と、円形領域２１の軸方向両側においてその一部が軸方向に面取りされたサイドカット領域２２，２３とを含む。円形領域２１は、側部１４に形成された軸穴１２のいずれか一方で回転可能に保持されている。サイドカット領域２２および２３の一部は、側部１４に形成された軸穴１２から延出されている。この実施形態では一方のサイドカット領域２２は、他方のサイドカット領域２３よりも軸方向の長さ寸法が小さくなるようにされている。延出したサイドカット領域２２，２３には、複数のワッシャを介してナット３１が螺合されている。ワッシャは、パネル１１の側部１４に隣接する摩擦用ワッシャ３２と、その軸方向外側に位置し一対の金属ワッシャ３３で挟まれた３枚の皿バネワッシャ３４とを含む。これらワッシャは、サイドカット領域２２，２３の両方で同様のものが用いられている。摩擦用ワッシャ３２は、合成樹脂性のものを用いることができる。これらワッシャをナット３１で締め付けることによって、シャフト２０の抜け止めをするとともに、シャフト２０の回転に対してトルクを発生させることができる。
【００１８】
シャフト２０のパネル１１間に位置する部分には、リング部材４０と、リング部材４０の軸方向両側に位置する一対の摩擦用ワッシャ３５とが挿入されている。リング部材４０の貫通孔４２は、シャフト２０のサイドカット領域２３の断面とほぼ同じ形状を有し、リング部材４０にシャフト２０のサイドカット領域２３を挿入することによって、これらが相対回転不能に取付けられる。摩擦用ワッシャ３５は、プラスチック等の合成樹脂を用いることができる。パネル１１の側部１４は、ボス１５を介してネジ止めすることによって、これらの間の摩擦力が大きくなるようにしている。したがって、シャフト２０とパネル１１とが相対回転した際には、この回転によってトルクが発生する。すなわち、シャフト２０の回転に対して、パネル１１間に位置する摩擦用ワッシャと、パネル１１外に位置するワッシャ群とによってトルクが発生される。
【００１９】
リング部材４０の外周面には、外歯４１が形成されている。外歯４１のさらに外周側には、これに噛み合う内歯５１を有する一対のロックプレート５０が位置されている。図６〜８に示したように、ロックプレート５０は、シャフト２０の軸方向に直交するとともに、後述する支軸５３と作動ピン７０とを結ぶ仮想中心線Ｐ−Ｐに対称に形成されている。
【００２０】
図５，６に示したように、ロックプレート５０は、基端部５４と、基端部５４の反対側に位置する先端部５５と、これら基端部５４と先端部５５の間に位置する中間部５６とを有する。ロックプレート５０は、基端部５４から先端部５５に向かって弧を描くように湾曲し、一方の基端部５４と他方の基端部５４、一方の先端部５５と他方の基端部５５とがそれぞれ互いに重なり、中間部５６は互いに離間される。中間部５６には、内歯５１が形成され、内歯５１と外歯４１とが噛み合うことによって、ロックプレート５０の間でリング部材４０が挟持される。
【００２１】
基端部５４には、軸穴５２が形成され、支軸５３を介してロックプレート５０がパネル１１に取付けられている。支軸５３は、上記軸穴５２を貫通するとともに、パネル１１の軸穴１６に挿入され、ロックプレート５０は、支軸５３を中心に揺動可能とされている。支軸５３には、パネル１１とロックプレート５０との間において、ワッシャ８０が取付けられている。また、支軸５３には、付勢手段としてスプリング６０が取付けられている。スプリング６０の一端６１は、一方のロックプレート５０の保持穴５７に取付けられ、他端６２は他方のロックプレート５０の保持穴５７に取付けられ、ロックプレート５０は、シャフト２０側へと付勢されている。
【００２２】
ロックプレート５０の先端部５５には、カム穴５８が形成され、作動ピン７０が、互いに重なったこのカム穴５８を貫通している。作動ピン７０とロックプレート５０との間には、ワッシャ７２が取付けられている。カム穴５８は、仮想中心線Ｐ−Ｐに対して傾斜する傾斜部５８ａと、傾斜部５８ａの両端において作動ピン７０を保持するピン保持部として、第１および第２保持部５８ｂ，５８ｃとを有している。傾斜部５８ａと第１および第２保持部５８ｂ，５８ｃとの間には、それぞれ変局点Ｒ，Ｓが形成されている。変局点Ｒ，Ｓは、傾斜部５８ａにほぼ対称に形成され、これによって、第１および第２保持部５８ｂ，５８ｃが、傾斜部５８ａにほぼ対称に形成されている。
【００２３】
図２および４に示したように、カム穴５８を貫通する作動ピン７０は、その両端においてパネル１１に形成されたガイド穴１７で支持されている。ガイド穴１７は、パネル１１の側部１４であって、仮想中心線Ｐ−Ｐに沿った直線上に形成されている。したがって、作動ピン７０はガイド穴１７に沿って直線運動をする。作動ピン７０には、連結部材７１が取付けられ、連結部材７１には、アーム４が連結されている（図１参照）。アーム４は、表示パネル２の下方に延出し、このアーム４を上下に移動させることによって、連結部材７１を介して作動ピン７０を直線運動させることができる。
【００２４】
図７は、シャフト２０の回転が規制されたロック状態を示した図である。このロック状態は、アーム４が下方に位置している状態、すなわち作動ピン７０が、カム穴５８の第１保持部５８ｂに位置されている。この状態においては、ロックプレート５０がスプリング６０によって、矢印Ａ方向に付勢され、リング部材４０の外歯４１に対してロックプレート５０の内歯５１が噛み合っている。このような状態では、ロックプレート５０によってシャフト２０の回転が規制されているから、シャフト２０とパネル１１とが相対的に回転することができず、ユーザによって表示パネル２が押されたとしてもこれが旋回して動いてしまうことがない。作動ピン７０は、カム穴５８の第１保持部５８ｂに位置するとともに、スプリング６０の付勢によって、第１保持部５８ｂから抜けることがない。しかも、第１保持部５８ｂと傾斜部５８ａとの間には変局点Ｒを有しているから、作動ピン７０は、この変局点Ｒを乗り越えない限り、第１保持部５８ｂから傾斜部５８ａへと移動することができず、このロック状態を維持することができる。
【００２５】
図８は、図７のロック状態を解除した図である。アーム４を上方に押し上げると、連結部材７１を介して作動ピン７０がガイド穴１７に沿って図の上方に移動する。さらに、作動ピン７０は、カム穴５８の第１保持部５８ｂから変局点Ｒを乗り越えて傾斜部５８ａへと移動し、傾斜部５８ａを第２保持部５８ｃに向かって移動する。このようにカム穴５８を摺動することによって、ロックプレート５０が、スプリング６０の付勢に抗して互いに離間する矢印Ｂ方向に旋回する。すなわち、作動ピン７０の直線運動が、カム穴５８を介してロックプレート５０の揺動運動に変換される。
【００２６】
ロックプレート５０が矢印Ｂ方向に旋回すると、リング部材４０の外歯４１からロックプレート５０の内歯５１が離間して、シャフト２０のロック状態が解除される。シャフト２０が回転可能となるので、表示パネル２を旋回させて動かすことができ、ユーザの好みの角度に表示パネル２を傾けることができる。
【００２７】
第２保持部５８ｃに位置する作動ピン７０は、スプリング６０によって付勢されたロックプレート５０によって、両側から押し付けられる。したがって、作動ピン７０が、第２保持部５８ｃから変局点Ｓを越えて傾斜部５８ａへと移動するのを防止することができる。すなわち、ピン７０が第２保持部５８ｃから脱落することなく、維持される。図７および８においては、分かり易いように第１および第２保持部５８ｂ, ５８ｃと作動ピン７０とに隙間を形成しているが、実際には、一対の第１および第２保持部５８ｂ，５８ｃは、スプリング６０の付勢によって、作動ピン７０に接触している。
【００２８】
シャフト２０には、トルクが発生するので、表示パネル２が急速に回転するのを防止することができる。そして、好みの角度になったら、アーム４を図面下方に引っ張ってシャフト２０の回転を規制し、この角度に表示パネル２を再びロックして、図７の状態にすることができる。
【００２９】
この実施形態において、シャフト２０を一対のロックプレート５０によって、その外周面の二方向から回転を規制することとしているので、確実にその規制が可能となる。また、シャフト２０の回転の規制を外歯４１と内歯５１との噛み合わせによって実現しているので、シャフト２０の回転をより確実におこなうことができる。外歯４１と内歯５１との噛み合わせによって回転を規制することによって、スプリング６０の付勢力を大きくしなくてもよい。この実施形態では、外歯、内歯およびスプリングによってこの発明のロック機構を形成している。
【００３０】
この実施形態において、シャフト２０にトルクを発生させるトルク発生機構として、摩擦用ワッシャ３２および３５を用いているが、これらの機構に限られることなく、例えば、流体を用いた回転ダンパ等を用いることもできる。また、ロック機構として、ロックプレート５０とシャフト２０との間の摩擦力を大きくすることによって、シャフト２０の回転を規制することも考えられる。
【符号の説明】
【００３１】
１    ヒンジ機構
１０    ケーシング
１７    ガイド穴
２０    シャフト
３２    摩擦用ワッシャ
３５    摩擦用ワッシャ
４０    リング部材
４３    外歯
５０    ロックプレート
５１    内歯
５３    支軸
５４    基端部
５５    先端部
５６    中間部
５８    カム穴
５８ａ  傾斜部
５８ｂ  第１保持部（ピン保持部）
５８ｃ  第２保持部（ピン保持部）
６０    スプリング（付勢手段）
７０    作動ピン
【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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