(57)【要約】      （修正有）【課題】表示パネルなどの被固定物を前後、左右の単独自由方向、および複合方向に幅広い偏位角の可動範囲内に転回して位置調整を可能とする２軸ヒンジを提供する。【解決手段】Ｘ−Ｙ直行軸が十字軸３で構成された２軸シャフトのそれぞれＸ軸に固定された固定ヒンジＡ１、およびＹ軸に固定された可動ヒンジＢ２からなり、各ヒンジそれぞれには切り欠き１５ａ、１５ｂ、１７ａ、１７ｂを設けた２軸ヒンジにより前後、左右の単独自由方向、および複合方向に転回して転回限界点までの幅広い位置調整を可能とする。【選択図】図５
2019132416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒンジＡ（１）、ヒンジＢ（２）、十字軸Ａ（３）の３点の機構部品からなり、十字軸Ａ（３）にＸ−Ｙ直行軸を設けて、Ｘ軸取付けボルト穴（１１ａ）、（１１ｂ）にヒンジＡ（１）を２本のボルトで取り付け、Ｙ軸取付けボルト穴（１２ａ）、（１２ｂ）にヒンジＢ（２）を２本のボルトで取り付け、ヒンジＡ（１）を固定ヒンジとしてヒンジＢ（２）を可動ヒンジとして基本位置からそれぞれ単独方向にＹ軸を中心軸にＸ軸方向に右側転（＋９０°）から左側転（−９０°）まで、およびＸ軸を中心軸にＹ軸方向に後方転（＋９０°）から前方転（−９０°）の偏向角までの許容偏角を有する２軸ヒンジ。
【請求項２】
「請求項１」に記載の２軸ヒンジであり、各ヒンジにはそれぞれヒンジＡ切り欠き部（１５ａ）、（１５ｂ）、およびヒンジＢ切り欠き部（１７ａ）、（１７ｂ）を補間的に設けることにより、基本位置から単独方向にＸ軸を中心軸にＹ軸方向に前方転（−９０°）まで、および複合方向にＹ軸を中心軸にＸ軸方向に右側転（＋９０°）、または左側転（−９０°）まで転回して転回限界点までの幅広い許容偏角を有する２軸ヒンジ。
【請求項３】
「請求項１」、および「請求項２」に記載の２軸ヒンジであり、Ｘ軸方向（右側転、左側転）、Ｙ軸方向（後方転、前方転）に許容偏角内の任意の偏向角で転回し、十字軸Ａ（３）に設けたヒンジＡ固定ボルト穴（１３ａ）、（１３ｂ）、およびヒンジＢ固定ボルト穴（１４ａ）、（１４ｂ）にボルト止めにより固定を可能としたことを特徴とするトルクヒンジ機能を有する２軸ヒンジ。
【請求項４】
「請求項１」、および「請求項２」に記載の２軸ヒンジであり、十字軸Ａ（３）の代わりに十字軸Ｃ（５）を使用し、その２軸方向それぞれＸ軸、およびＹ軸の両端面の中心軸に同心円状にＸ軸用オーリング＆埋込溝（３３ａ）、（３３ｂ）、およびＹ軸用オーリング＆埋込溝（３４ａ）、（３４ｂ）を設けて、ヒンジＡ（１）、およびヒンジＢ（２）の各軸取付けボルト穴（３１ａ）、（３１ｂ）、および（３２ａ）、（３２ｂ）にそれぞれ２本の取付けボルトによる適度な締め付け押圧の摩擦抵抗力を利用したことを特徴とするフリ−スットプヒンジ機能を有する２軸ヒンジ。
【請求項５】
「請求項１」、「請求項２」、「請求項３」、および「請求項４」に記載の２軸ヒンジであり、ヒンジＡ（１）を固定面に取り付ける中心軸用のヒンジＡ転回ボルト穴（１６）を開けてボルトで転回自由に固定することにより、Ｚ軸（スイベル）方向に２軸ヒンジ全体を転回可能にしたことを特徴とする２軸ヒンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は２軸ヒンジ機構を持ち、各軸を中心軸として前後、左右の単独自由方向、および複合方向に偏位角の大きい位置調整が可能なため表示パネルや電子機器の架台、および各種産業用機器ヘッドの支持金具としての幅広い用途に応用することが出来る機構金具に関する。
【背景技術】
【０００２】  ２軸ヒンジ機構に類似する技術には回転トルクを伝達するユニバ−サルジョイント、固定軸の保持力の大きいトルクヒンジ、自由な位置に固定可能なフリ−ストップヒンジ、および自由回転ア−ムを構成するスイベルジョイントなどの機構構造があり、一般的なヒンジとしては本体装置の第一の筐体側に取り付けられた取付け部材と表示パネルなどの第二の筐体側に取り付けられた支持部材とがヒンジシャフトで回転可能なように連結された２軸ヒンジが公知となっている。（特許文献１）【０００３】  これらの２軸ヒンジのそれぞれの軸の回転方向、および偏位角の範囲は装置としての限られた範囲での使用には特に支障がない構造となっているが、前後回転、左右回転について一定の制約があり汎用性のある２軸ヒンジ機構としては制約の少ない幅広い自由な可動範囲を有するヒンジ機構が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献１】特開２０１６−１５６４２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は２軸のヒンジを構成するコの字形のヒンジＡ（１）、ヒンジＢ（２）、および十字軸Ａ（３）から構成され、ヒンジＡ（１）とヒンジＢ（２）は十字軸Ａ（３）に設けたＸ−Ｙ直行軸にそれぞれ２本のボルトで各軸を中心軸として転回自由に動作する状態に取り付けられている。【０００５】  ヒンジＡ（１）を固定ヒンジとしてヒンジＢ（２）を可動ヒンジとして各ヒンジにはそれぞれ切り欠きを設けることにより基点位置からそれぞれ単独方向にＸ軸方向に右側転（＋９０°）、左側転（−９０°）の偏位角まで、およびＹ軸方向に後方転（＋９０°）、前方転（−９０°）まで幅広い偏位角で単独方向に転回して位置調整することが出来、更に複合してＸ軸方向、およびＹ軸方向に転回して転回限界点までの範囲で幅広い偏向角を実現することが重要となっている。【０００６】  また、目的に合わせてヒンジの転回位置を固定する場合、Ｘ軸、およびＹ軸の各軸取付けボルトによる締め付け力のみではトルク不足となるためトルクヒンジを構成するためには固定手段が必要であり、また、ヒンジの転回を自由な位置に停止させるなどのフリ−ストップヒンジ機能が求められており、更には支持金具全体をスイベル方向に転回することで制約を緩和する機能拡張することも重要な課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の２軸ヒンジでは図１に示す通り基点位置から単独方向にＸ軸方向、およびＹ軸方向に自由動作が可能で、且つ複合して転回させた時に図５における転回限界点を緩和するために機構構造でヒンジＡ（１）、およびヒンジＢ（２）のそれぞれに補間的に設けた切り欠きにより幅広い偏位角を実現可能となり、Ｙ軸方向に基点位置から前方転（−９０°）の偏向角まで、およびＸ軸方向に左側転（−９０°）、または右側転（＋９０°）までの幅広い偏位角で位置調整可能な２軸ヒンジ機構となっている。【０００８】  また、Ｘ軸、およびＹ軸の各軸取付けボルトによる締め付け力のみでは転回を抑止するトルク不足となるため強化対策として位置固定ボルトを追加して固定する構造を設けており、十字軸Ａ（３）にはＸ−Ｙ直行軸用の取付けボルト穴の他にそれぞれのヒンジ固定用の固定ボルト穴を設け、それぞれのヒンジの調整位置を保持するためにヒンジＡ（１）、およびヒンジＢ（２）をそれぞれ２本ずつの位置固定ボルトで十字軸Ａ（３）に固定することで転回を抑止するトルクヒンジを構成する構造となっている。【０００９】  更に、十字軸Ｃ（５）のそれぞれＸ軸、およびＹ軸の取り付け両端面にその中心軸と同心円状に環状パッキング（オーリング）を埋め込む溝を設けた構造により、それぞれＸ軸、Ｙ軸の取付けボルトの締め付け押圧によりオーリングが転回に一定の摩擦抵抗力を発生させるフリ−ストップヒンジを構成することが出来る構造となっている。【００１０】  先に挙げた一定の偏位角内の可動範囲の制約を緩和するための構造として、固定ヒンジ側のヒンジＡ（１）の取付け面の中心位置に１本のボルト穴を開けて取り付け固定面にボルト１本で取り付ける構造により２軸ヒンジ全体をスイベル方向に自由に転回可能な状態にする構造となっており、可動ヒンジとしてヒンジＢ（２）の可動範囲を更に広げることが出来る構造となっている。
【発明の効果】
【００１１】  本発明においては上記２軸ヒンジの構造により幅広い偏位角を持ったユニバ−サルジョイント、位置固定ボルトを持ったトルクヒンジ、滑り止め構造のフリ−ストップヒンジ、および２軸ヒンジ全体を転回可能なスイベルジョイントのそれぞれの特徴を合わせ持った２軸ヒンジを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  本発明に係わる２軸ヒンジ組立の組み立て図である。（基点位置）
【図２】  本発明に係わる２軸ヒンジ組立の組み立て図である。（左側転）
【図３】  本発明に係わる２軸ヒンジ組立の組み立て図である。（後方転）
【図４】  本発明に係わる２軸ヒンジ組立の組み立て図である。（前方転）
【図５】  本発明に係わる２軸ヒンジ組立の組み立て図である。（前方左側転）
【図６】  ヒンジＡの個片詳細図である。
【図７】  ヒンジＢの個片詳細図である。
【図８】  十字軸Ａの個片詳細図である。（フラットタイプ）
【図９】  十字軸Ｂの個片詳細図である。（スリムタイプ）
【図１０】  十字軸Ｃの個片詳細図である。（フリクションタイプ）
【発明を実施するための形態】
【００１３】  図１は本発明の２軸ヒンジ組立の基点位置の組み立て図を示し、コの字形のヒンジＡ（１）とヒンジＢ（２）が対向した位置に９０°ひねった状態でＸ−Ｙ直行軸を設けた十字軸Ａ（３）を介して組み立てられ、それぞれヒンジＡ（１）は十字軸Ａ（３）のＸ−Ｙ直行軸のＸ軸に２本のボルト穴１１ａ、１１ｂで、およびヒンジＢ（２）はＹ軸に２本のボルト穴１２ａ、１２ｂにボルトで止められている。正面から見てＸ−Ｙ直行軸に直行するＺ軸ベクトルはＹ軸を中心軸としてＸ軸方向に右側転（＋方向）、左側転（−方向）に転回、Ｘ軸を中心軸としてＹ軸方向に後方転（＋方向）、前方転（−方向）に転回可能な構造となっている。
【００１４】  このような構造によりヒンジＡ（１）を固定ヒンジして、ヒンジＢ（２）を可動ヒンジとして単独方向にＺ軸ベクトル即ちヒンジＢ（２）がＹ軸を中心軸にＸ軸方向に右側転（＋９０°）から左側転（−９０°）まで、およびＸ軸を中心軸にＹ軸方向に後方転（＋９０°）から前方転（−９０°）までの幅広い偏位角で転回するこが出来る構造を有しており、更に、複合方向にＸ軸方向の転回とＹ軸方向の転回を同時に行うことの出来るヒンジ機構となっている。その他に十字軸Ａ（３）にはＸ軸に取り付けられているヒンジＡ（１）用の転回位置を保持するための２本のヒンジＡ固定ボルト穴１３ａ、１３ｂ、およびＹ軸に取り付けられているヒンジＢ（２）用の転回位置を保持するための２本のヒンジＢ固定ボルト穴１４ａ、１４ｂを備えている。
【００１５】  図２から図４までの図は２軸ヒンジ組立の組み立て図を示し、ヒンジＡ（１）を固定ヒンジとして、ヒンジＢ（２）が可動ヒンジとして見た時にＺ軸ベクトル即ちヒンジＢ（２）を図１に示す基点位置から単独方向に前後、左右に転回する場合の代表としてそれぞれ左側転、後方転、前方転に転回した状態を示している。更に、図２の左側転の状態を１８０°右に転回した右側転の状態まで転回することが可能であるが、この説明による組み立て図は省略している。
【００１６】  図２ではヒンジＢ（２）が単独方向にＹ軸を中心軸として正面から見て左右に転回可能な範囲のうちＸ軸の（−）方向に左側転した状態を示し、図３ではヒンジＢ（２）がＸ軸を中心軸としてＹ軸の（＋）方向まで後方転した状態を示し、図４では同様にヒンジＢ（２）がＸ軸を中心軸としてＹ軸の（−）方向まで前方転した状態を示している。
【００１７】  図５は本発明の第一の特徴となる幅広い偏位角を実現するために図４に示す単独方向にＹ軸の（−）方向まで前方転した状態から、更にヒンジＢ（２）が複合方向にＹ軸を中心軸としてＸ軸の（−）方向まで左側転した状態を示しており、それぞれのヒンジに設けたヒンジＡ切り欠き部１５ｂとヒンジＢ切り欠き部１７ｂが直角に交差する転回限界点まで転回した状態を示している。結果的にＸ軸を中心軸にＹ軸方向に前方転（−９０°）まで、およびＹ軸を中心軸にＸ軸方向に左側転（−９０°）まで複合して幅広い偏位角で転回するこが出来る構造を示した図となっている。更に、この左側転の状態からＹ軸を中心軸にＸ軸方向に１８０°右に転回した右側転（＋９０°）までヒンジＡ切り欠き部１５ａとヒンジＢ切り欠き部１７ａが直角に交差する転回限界点までの幅広い偏位角で転回することが可能であるが、この説明による組み立て図は省略している。
【００１８】  図５に示すヒンジＡ切り欠き部（１５ａ）、（１５ｂ）、およびヒンジＢ切り欠き部（１７ａ）、（１７ｂ）において、それぞれヒンジＡ切り欠き部（１５ａ）とヒンジＢ切り欠き部（１７ａ）の切り欠き位置は相互に補間的であれば、またヒンジＡ切り欠き部（１５ｂ）とヒンジＢ切り欠き部（１７ｂ）の切り欠き位置は相互に補間的であればヒンジＡ（１）、およびヒンジＢ（２）の機構寸法位置を変更しても同様の効果を生じることが出来る。
【００１９】  尚、図１から図５までの２軸ヒンジ組立の組み立て図において、ヒンジＡ（１）、ヒンジＢ（２）、および十字軸Ａ（３）は透視図となっているが、ヒンジＡ（１）に対してヒンジＢ（２）、および十字軸Ａ（３）は相対的な位置関係を示し、図面の煩雑性を避けるためにヒンジＡ（１）以外については主な輪郭線のみを描いているので、その詳細図についてはそれぞれの個片図に示している。また、図１から図５までの各図の上部にはＺ軸ベクトル即ちヒンジＢ（２）のＸ軸方向、およびＹ軸方向への単独、および複合動作可能範囲を示している。
【００２０】  個片図としてヒンジＡ（１）、ヒンジＢ（２）、および十字軸Ａ（３）の詳細図についてはそれぞれ図６、図７、および図８にその詳細を示している。図９、および図１０は図８に示す十字軸Ａ（３）の他に２種類の十字軸としてＸ−Ｙ直行軸が基本的な形状をした十字軸Ｂ（４）、およびＸ−Ｙ直行軸の各軸の両端面にその中心軸と同心円に沿って摩擦抵抗力を発生する構造の十字軸Ｃ（５）の詳細図を示している。
【００２１】  本発明の第二の特徴となるトルクヒンジ機能については図８の十字軸Ａ（３）（フラットタイプ）に示すようにＸ−Ｙ直行軸の各軸取付けボルト穴に加えて設けられた位置固定ボルト穴によりそれぞれのヒンジＡ（１）、およびヒンジＢ（２）をそれぞれ２本のボルトで固定機能を実現したトルクヒンジ機能を示している。図８に示す十字軸Ａ（３）の形状はＸ−Ｙ直行軸のためのＸ軸取付けボルト穴１１ａ、１１ｂ、およびＹ軸取付けボルト穴１２ａ、１２ｂの他にヒンジＡ固定ボルト穴１３ａ、１３ｂ、ヒンジＢ固定ボルト穴１４ａ、１４ｂを設けるために十字軸全体の形状を十字形から矩形に形状変更した十字軸Ａ（３）（フラットタイプ）の個片詳細図を示している。
【００２２】  図９に示す十字軸Ｂ（４）（スリムタイプ）は図８の十字軸Ａ（３）よりヒンジＡ固定ボルト穴１３ａ、１３ｂ、およびヒンジＢ固定ボルト穴１４ａ、１４ｂを取り除き単純化したもので、従来から在る十字軸の形状をした個片詳細図を示している。
【００２３】  図１０に示す十字軸Ｃ（５）（フリクションタイプ）はフリクションヒンジを構成するための重要な部分で本発明の第三の特徴となる詳細構造をＡ−Ａ‘部分切断面の拡大図と共に示した個片詳細図を示している。
【００２４】  フリクションヒンジを構成するにあたり十字軸Ａ（３）、または十字軸Ｂ（４）を使用して、十字軸Ａ（３）ではＸ−Ｙ直行軸にそれぞれヒンジＡ（１）を２本のＸ軸取付けボルト穴１１ａ、１１ｂ、およびヒンジＢ（２）を２本のＹ軸取付けボルト穴１２ａ、１２ｂに取り付けるボルト押圧力を利用することが可能であるが、重い被固定物を保持した状態で一定の転回力を抑止することは難しい状況となっている。同様に十字軸Ｂ（４）ではＸ軸取付けボルト穴２１ａ、２１ｂ、およびＹ軸取付けボルト穴２２ａ、２２ｂに取り付けるボルト押圧力のみの利用では一定の転回力を抑止することは難しい状況となっている。
【００２５】  そのため、図１０に示す十字軸Ｃ（５）は各軸の両端面に同心円に沿って発生する摩擦抵抗を保つ構造により一定の摩擦抵抗力を利用している。十字軸Ｃ（５）のＸ−Ｙ直行軸のためのＸ軸取付けボルト穴３１ａ、３１ｂ、およびＹ軸取付けボルト穴３２ａ、３２ｂの他に各軸のそれぞれに同心円状に設置したオーリング＆埋込溝３３ａ、３３ｂ、および３４ａ、３４ｂに設けており、Ａ−Ａ’矢視断面（拡大図）に示すように各軸の取付けボルトでそれぞれヒンジＡ（１）、およびヒンジＢ（２）の両端を取り付ける際にそのボルト押圧力により発生するオーリングの摩擦抵抗力が保たれフリクションヒンジを構成することが可能となっている。
【００２６】  更に、他の機能拡張の手段として２軸ヒンジ組立全体にスイベルジョイント機能を持たせることにより、図１から図５の固定ヒンジとしてのヒンジＡ（１）の取り付け面の中心にヒンジＡ転回ボルト穴１６を設けてボルト１本で取り付け、２軸ヒンジ組立全体をスイベル方向に自由に転回可能な状態にすることで、可動ヒンジとしてのヒンジＢ（２）の可動範囲はヒンジＡ転回ボルト穴１６を中心軸として１８０°の点対象範囲まで可動範囲を広げることが出来る構造となっている。
【００２７】  図５による複合動作の説明では第一の動作が図４に示す単独方向にＹ軸の（−）方向まで前方転した状態から第二の動作となっているが、図３に示す単独方向にＹ軸の（＋）方向まで後方転した状態から、更に第二の動作としてヒンジＢ（２）が複合してＹ軸を中心軸としてＸ軸の（＋）方向に右側転、（−）方向に左側転する状態はそれぞれのヒンジの機構的制約から転回限界点の偏位角は狭い状況とならざるを得ない。即ち、図５における前方左側転または前方右側転の転回動作を後方転させた場合の左側転および右側転の動作範囲での狭い偏位角を回避するために設けたスイベルジョイント機能により２軸ヒンジ組立全体がヒンジＡ転回ボルト穴１６を中心に１８０°転回すれば、図５と同様の動作範囲を１８０°反対方向まで拡張することができる構造となっている。
【符号の説明】
【００２８】  １  ヒンジＡ（固定ヒンジ）
２  ヒンジＢ（可動ヒンジ）
３  十字軸Ａ（フラットタイプ）
４  十字軸Ｂ（スリムタイプ）
５  十字軸Ｃ（フリクションタイプ）
１１ａ  Ｘ軸取付けボルト穴ａ（十字軸Ａ）
１１ｂ  Ｘ軸取付けボルト穴ｂ（  〃  ）
１２ａ  Ｙ軸取付けボルト穴ａ（  〃  ）
１２ｂ  Ｙ軸取付けボルト穴ｂ（  〃  ）
１３ａ  ヒンジＡ固定ボルト穴ａ
１３ｂ  ヒンジＡ固定ボルト穴ｂ
１４ａ  ヒンジＢ固定ボルト穴ａ
１４ｂ  ヒンジＢ固定ボルト穴ｂ
１５ａ  ヒンジＡ切り欠き部ａ
１５ｂ  ヒンジＡ切り欠き部ｂ
１６    ヒンジＡ転回ボルト穴
１７ａ  ヒンジＢ切り欠き部ａ
１７ｂ  ヒンジＢ切り欠き部ｂ
２１ａ  Ｘ軸取付けボルト穴ａ（十字軸Ｂ）
２１ｂ  Ｘ軸取付けボルト穴ｂ（  〃  ）
２２ａ  Ｙ軸取付けボルト穴ａ（  〃  ）
２２ｂ  Ｙ軸取付けボルト穴ｂ（  〃  ）
３１ａ  Ｘ軸取付けボルト穴ａ（十字軸Ｃ）
３１ｂ  Ｘ軸取付けボルト穴ｂ（  〃  ）
３２ａ  Ｙ軸取付けボルト穴ａ（  〃  ）
３２ｂ  Ｙ軸取付けボルト穴ｂ（  〃  ）
３３ａ  Ｘ軸用オーリング＆埋込溝ａ
３３ｂ  Ｘ軸用オーリング＆埋込溝ｂ
３４ａ  Ｙ軸用オーリング＆埋込溝ａ
３４ｂ  Ｙ軸用オーリング＆埋込溝ｂ
【図１】
2019132416.tif 000003
【図２】
2019132416.tif 000004
【図３】
2019132416.tif 000005
【図４】
2019132416.tif 000006
【図５】
2019132416.tif 000007
【図６】
2019132416.tif 000008
【図７】
2019132416.tif 000009
【図８】
2019132416.tif 000010
【図９】
2019132416.tif 000011
【図１０】
2019132416.tif 000012