(57)【要約】【課題】広い角度で使用形態を調整可能な回動機構を備える情報処理装置を提供する。【解決手段】第１の部材と第２の部材とが回動機構によって連結されており、回動機構は、回動の中心となる回動軸の軸方向に沿って伸縮する圧縮ばねと、圧縮ばねによって回動され、第１の部材および第２の部材を回動させるトルクを発生させるカムと、回動軸の回動速度に応じて、カムによって発生するトルクに対する負荷を発生させるダンパーと、を備え、カムの圧力角は、圧縮ばねが圧縮されるにつれて圧縮ばねの戻り力がカムを回動させる力に変換される割合が低減するように設定される、情報処理装置が提供される。【選択図】図１
2015032065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材とが回動機構によって連結されており、
前記回動機構は、
回動の中心となる回動軸の軸方向に沿って伸縮する圧縮ばねと、
前記圧縮ばねによって回動され、前記第１の部材および前記第２の部材を回動させるトルクを発生させるカムと、
前記回動軸の回動速度に応じて、前記カムによって発生するトルクに対する負荷を発生させるダンパーと、
を備え、
前記カムの圧力角は、前記圧縮ばねが圧縮されるにつれて前記圧縮ばねの戻り力が前記カムを回動させる力に変換される割合が低減するように設定される、情報処理装置。
【請求項２】
前記カムの圧力角は、前記第１の部材と前記第２の部材とが略平行となる位置で、前記圧縮ばねの戻り力が前記カムを回動させる力に変換される割合が低減するように設定される、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記カムの圧力角は、前記第１の部材と前記第２の部材とが略平行となる位置において、前記カムによって発生するトルクと前記回動機構の摩擦力との差が静止摩擦力以下となるように設定される、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記圧縮ばねは、前記カムと前記ダンパーとの間に自然長より圧縮された状態で設けられる、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記ダンパーは、ロータリー式ダンパーであり、前記回動軸が回動する正方向および逆方向の双方向に作用する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記第１の部材に対する前記第２の部材の可動範囲は１５°〜９０°である、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記第２の部材が載置面されているとき、前記載置面に対する前記第１の部材の傾斜角度が所定の傾斜角度となるまでの間と、前記第１の部材の傾斜角度が所定の傾斜角度以上であるときとにおいて、前記載置面に接触する前記情報処理装置の回動の支点が切り替わる、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記情報処理装置の回動の支点が切り替わる所定の傾斜角度は６５°〜８５°である、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記第１の部材と前記第２の部材とが重ね合わせられる場合、前記第１の部材と前記第２の部材とが離隔される場合、それぞれにおいて前記回動機構が連動して作動する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記第１の部材は前記情報処理装置の本体であり、
前記第２の部材は前記本体の背面に回動自在に設けられ、前記本体を支持するスタンドであり、
前記情報処理装置が載置される載置面と接する前記本体の下部には、前記載置面に対する前記本体の傾斜角度が所定の傾斜角度となるまでの間、前記本体の回動の支点となる第１の支持部が設けられ、
前記本体の背面または前記スタンドには、前記本体の傾斜角度が所定の傾斜角度以上となったときに前記本体の回動の支点となる第２の支持部が設けられる、請求項１に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、２つの部材を回動可能に接続する回動機構を備える情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一体型情報端末に対して、複数のユーザが本体を囲んで同時に使用できる、いわば大画面タブレットのように使用可能な情報処理装置としての期待が高まっている。複数のユーザで使用する際、ユーザは一体型情報端末を挟んで両側から画面を覗き込む姿勢で使用する。このような複数人でのレイフラットスタイルと従来型のデスクトップスタイルとを、ユーザが本体角度を操作するだけで容易に変更できるようにすることが要求されている。
【０００３】
一体型情報端末においては、ボードＰＣと呼ばれる基板やデバイスとＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部とが一体となったシステムが一枚板のシャーシ構造の中にレイアウトされている。一体型情報端末では、転倒を防ぐ本体背面のスタンド足がバランスを確保するフォトフレーム型と呼ばれるスタイルが近年多く採用されている。フォトフレーム型の情報端末は、シンプルなスタンド構造でありながら自由な角度調整が可能である（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８１３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フォトフレーム型の情報端末の角度調整機能は、ヒンジ部の回転中心部にトーションバネと皿ばねとを用いて発生させたトルクの反力と摩擦力とをバランスさせることで、本体を所望の角度に静止させているものが一般的である。トーションバネは、本体のチルト角が深くなるとばねの性質によりその反力が強くなる。皿ばねは、スタンドに対して本体がどのような姿勢でも一定の摩擦を生じさせる。このようなトーションバネと皿ばねとの力の合算によりヒンジ部の総摩擦は決定する。
【０００６】
ヒンジ部に必要な摩擦はヒンジ部の総摩擦とユーザの操作力との和により算出され、静摩擦に近い値に設定することで本体の静止時と角度変更時とにおけるユーザの操作力を適切な設定することができる。しかしながら、トーションバネは、変形可能範囲は小さく、ばね定数も大きい傾向があり、デスクトップスタイルからレイフラットスタイルまでの広い角度で変化する一体型情報端末への適用には適していない。そこで、広い角度で使用形態を調整可能な回動機構が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、第１の部材と第２の部材とが回動機構によって連結されており、回動機構は、回動の中心となる回動軸の軸方向に沿って伸縮する圧縮ばねと、圧縮ばねによって回動され、第１の部材および第２の部材を回動させるトルクを発生させるカムと、回動軸の回動速度に応じて、カムによって発生するトルクに対する負荷を発生させるダンパーと、を備え、カムの圧力角は、圧縮ばねが圧縮されるにつれて圧縮ばねの戻り力がカムを回動させる力に変換される割合が低減するように設定される、情報処理装置が提供される。
【０００８】
本開示によれば、情報処理装置の２つの部材を連結する回動機構を、圧縮ばねと、圧縮ばねの自然長からの戻り力を用いてトルクを発生するカムと、カムの発生するトルクを低減させる負荷を発生するオイルダンパーとにより構成する。圧縮ばねを用いることで、ばね定数を小さくしても大きな戻り力を発生できるように容易に調整できる。したがって、２つの部材を広い角度範囲で回動可能に構成する場合にも回動機構は安定したトルクを発生することが可能となり、広い角度で使用形態の調整が可能となる。また、カムの圧力角を、圧縮ばねが圧縮されるにつれて圧縮ばねの戻り力がカムを回動させる力に変換される割合が低減するように設定することで、情報処理装置の２つの部材が略水平となったときに発生する圧縮ばねの反力の発生を低減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本開示によれば、広い角度で使用形態を調整可能な回動機構を備える情報処理装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る情報端末の概略構成を示す斜視図であって、本体１２の背面側から見た状態を示す。
【図２】同実施形態に係る情報端末をデスクトップスタイルとしたときの状態を示す側面図である。
【図３】同実施形態に係る情報端末をレイフラットスタイルとしたときの状態を示す側面図である。
【図４】鉛直方向に対する本体の傾斜角度と同実施形態に係る回動機構で発生するトルクとの関係を示すグラフである。
【図５】同実施形態に係る回動機構の構成を示す概略平面図である。
【図６】同実施形態に係る回動機構の構成を示す斜視図である。
【図７】同実施形態に係る回動機構のカムの構成を示す分解平面図および側面図である。
【図８】同実施形態に係るカムの嵌合状態を示す斜視図である。
【図９】本開示の第２の実施形態に係る情報端末における支点の切替えを説明する説明図である。
【図１０】同実施形態に係る回動機構のカムの形状を示す平面図および側面図である。
【図１１】同実施形態に係るカムの嵌合状態を示す斜視図である。
【図１２】鉛直方向に対する本体の傾斜角度と同実施形態に係る回動機構で発生するトルクとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態（広い角度調整機能を有する回動機構を備える情報端末）
１．１．情報端末の概略構成
１．２．回動機構
１．２．１．設計思想
１．２．２．構成
１．２．３．動作
１．３．まとめ
２．第２の実施形態（スプリングバック現象の発生を回避した情報端末）
２．１．情報端末の支点の切替え
２．２．カムの圧力角の調整
２．３．本体の傾斜角度と回動機構の発生するトルクとの関係
２．４．まとめ
【００１３】
＜１．第１の実施形態＞
［１．１．情報端末の概略構成］
まず、図１〜図３を参照して、本開示の第１の実施形態に係る情報端末の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る情報端末１０の概略構成を示す斜視図であって、本体１２の背面側から見た状態を示す。図２は、本実施形態に係る情報端末１０をデスクトップスタイルとしたときの状態を示す側面図である。図３は、本実施形態に係る情報端末１０をレイフラットスタイルとしたときの状態を示す側面図である。以下において、情報端末１０を載置面Ｓに載置したときに鉛直方向となる方向を高さ方向（ｚ方向）とする。また、載置面Ｓに平行であって本体１２の奥行き方向（ｙ方向）に対して直交する方向を幅方向（ｘ方向）とする。
【００１４】
本実施形態に係る情報端末１０は、図１〜図３に示すように、本体１２と、本体１２の背面１２ａに設けられたスタンド１４とからなる。本体１２は、正面１２ａに情報を表示する表示部（図示せず。）を備え、内部に基板やデバイス等を備えている。スタンド１４は、本体１２を載置面Ｓに載置した際に正面１２ａが鉛直方向に対して所定の傾斜角度θを有した姿勢を保持するように支持する部材である。本体１２とスタンド１４との２つの部材は、２つの回動機構１００Ａ、１００Ｂによって接続されている。
【００１５】
回動機構１００Ａ、１００Ｂは、スタンド１４を本体１２に対して回動可能とする機構であり、回動機構１００Ａ、１００Ｂを設けることにより容易に本体１２を任意の姿勢に変更させて維持させることが可能となる。回動機構１００Ａ、１００Ｂは、本体１２の幅方向に並んで設けられ、固定部材１４２、１５２によって本体１２の背面１２ｂに固定されている。
【００１６】
回動機構１００Ａ、１００Ｂは、同一構成であり、本体１２の幅方向中心に対して対称となるように設けられている。回動機構１００Ａ、１００Ｂは、それぞれ、回動軸１１０と、カム１２０と、圧縮ばね１３０と、固定部材１４０と、オイルダンパー１５０とを有して構成される。なお、回動機構１００Ａ、１００Ｂの詳細な構成とその作用については後述する。
【００１７】
情報端末１０は、図２に示すように、本体１２を載置面Ｓに立ててデスクトップスタイルとして使用したり、図３に示すように、本体１２を載置面Ｓに寝かせるようにしてレイフラットスタイルとして使用したりできる。デスクトップスタイル時の本体１２の傾斜角度θは約１５°であり、レイフラットスタイル時の本体１２の傾斜角度θは約９０°である。このように、本実施形態に係る情報端末１０は、本体１２の載置面Ｓとの接する部分に設けられた底面支持部１３を支点として、本体１２を広い角度範囲で傾斜させることができる。
【００１８】
ユーザは、例えば図２のデスクトップスタイルの状態にある情報端末１０の正面１２ａの上部を奥側に押して倒すことで、情報端末１０を図３のレイフラットスタイルとすることができる。また、ユーザは、例えば図３のレイフラットスタイルの状態にある情報端末１０のスタンド１４を載置面Ｓに抑えながら正面１２ａの上部を手前に引き上げることで、情報端末１０を図２のデスクトップスタイルとすることができる。本体１２の上部を奥側に押して倒すとき、また、本体１２の上部を手前に引き上げて起こすとき、それぞれの動作時で回動機構１００Ａ、１００Ｂは連動して可動する。
【００１９】
［１．２．回動機構］
（１．２．１．設計思想）
本実施形態に係る情報端末１０は、使用形態に応じて、本体１２を鉛直方向に対して広い角度範囲でその傾きを変化させることができ、その姿勢を保持できる。本体１２の姿勢は、回動機構１００にて発生されるトルクの反力と摩擦力とのバランスを取ることで保持できる。従来の回動機構として、トーションバネと皿ばねとを用いて構成されたヒンジが一般的に用いられている。しかし、上述したように、変形可能範囲が小さくばね定数は大きいといったトーションバネの特性上、本体１２を回動させる際のユーザの操作力を適切に設定することが困難である。
【００２０】
図４に、鉛直方向に対する本体１２の傾斜角度θと回動機構で発生するトルクＴとの関係を示す。図４では、本実施形態に係る回動機構１００を用いた場合と、従来のトーションバネと皿ばねとを用いて構成されたヒンジを用いた場合とについて、本体の傾斜角度θの変化に伴うトルクＴの変化を示している。また、図４の一点鎖線は、本体１２の傾斜角度θと、摩擦力とバランスが取れて本体１２の姿勢が保持される平衡点でのトルクＴとの関係を示している。
【００２１】
ユーザがある姿勢を保持している情報端末１０の本体１２の傾斜角度θを変化させるためには、その傾斜角度θにおける平衡点でのトルクＴよりも大きな力を本体１２に加える必要がある。本体１２を移動させる操作力をアシストするために、本実施形態に係る回動機構１００には圧縮ばね１３０が設けられており、従来のヒンジにはトーションバネが設けられている。圧縮ばね１３０およびトーションバネは、本体１２の傾斜角度θが小さくなると自然長に近づいていき、本体１２の傾斜角度θが大きくなるにつれて圧縮されていく。
【００２２】
このとき、トーションバネはばね定数が大きいため、図４の実線で示すように、本体１２の傾斜角度θの大きさによってトルクＴが大きく変化する。本体１２の傾斜角度θが小さい１５°付近ではトーションバネにより発生されるトルクＴはとても小さくなり、平衡点でのトルクより小さくなる。このため、本体１２の自立が不安定となってくる。一方、本体１２の傾斜角度θが約７０°より大きくなるとトーションバネにより発生されるトルクＴは大きくなり、平衡点でのトルクより大きくなる。この大きなトルクＴによって本体１２の姿勢が急激に変化されてしまわないように、ユーザは大きな操作力で本体１２の傾斜角度θを調整することになる。
【００２３】
このように、トーションバネを用いたヒンジは、情報端末１０の姿勢を安定して保持できる本体１２の傾斜角度θの範囲が小さい。そこで、本実施形態に係る回動機構１００では、図４の破線で示すように、本体１２の傾斜角度θの変化に伴う平衡点でのトルクの変化と同じように変化するトルクＴを発生させるようにする。これにより、本体１２の傾斜角度θが小さくなっても情報端末１０の姿勢を安定して保持することができ、本体１２の傾斜角度θが大きくなっても情報端末１０の急激な姿勢の変化を回避することができる。
【００２４】
また、平衡点となるトルクと回動機構１００が発生させるトルクとの差が、ユーザが本体１２を動かす際に必要な操作力となる。したがって、ユーザが操作しやすい操作力となるように回動機構１００にトルクを発生させるように設定することで、ユーザは情報端末１０の姿勢の変更を快適に行うことができるようになる。
【００２５】
（１．２．２．構成）
図５〜図８に基づいて、本実施形態に係る回動機構１００の構成を詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る回動機構１００の構成を示す概略平面図である。図６は、本実施形態に係る回動機構１００の構成を示す斜視図である。図７は、本実施形態に係る回動機構１００のカム１２０の構成を示す分解平面図および側面図である。図８は、本実施形態に係るカム１２０の嵌合状態を示す斜視図である。
【００２６】
本実施形態に係る回動機構１００は、図５に示すように、回動軸１１０と、カム１２０と、圧縮ばね１３０と、固定部材１４０と、オイルダンパー１５０を有して構成される。
【００２７】
回動軸１１０は、回動機構１００によって連結される本体１２とスタンド１４との回動中心となる軸である。回動軸１１０の一端はスタンド１４に固定されており、スタンド１４とともに回動する。また、回動軸１１０の他端は、オイルダンパー１５０の羽軸に固定されている。
【００２８】
カム１２０は、圧縮ばね１３０が自然長より圧縮された状態から伸長しようとする戻り力によって回転される要素である。カム１２０は、回動軸１１０に固定される第１カム１２２と、第１カム１２２と嵌合可能に構成された第２カム１２４とからなる。
【００２９】
第１カム１２２は、図７に示すように、中心に貫通孔１２２ｃが形成され、一端が二股に分かれている円筒形状の部材である。二股に分かれた円筒部分の一端側は第１肢部１２２１と第２肢部１２２２とからなり、これらは回動軸１１０に対して略対称の形状に形成されている。第１肢部１２２１および第２肢部１２２２は、先端に向かって曲面を有するような形状となっている。貫通孔１２２ｃには回動軸１１０が挿通され、挿通された回動軸１１０は第１カム１２２に固定される。
【００３０】
第２カム１２４は、図７に示すように、第１カム１２２と同様、中心に貫通孔１２４ｃが形成され、一端が二股に分かれている円筒形状の部材である。二股に分かれた円筒部分の一端側は第１肢部１２４１と第２肢部１２４２とからなり、これらは回動軸１１０に対して略対称の形状に形成されている。円筒部分の他端側には回動軸１１０の軸方向に突出する突出部１２４ｄが設けられている。突出部１２４ｄの端面１２４ｅは圧縮ばね１３０と接触している。このとき、圧縮ばね１３０の第２カム１２４側の端部を第２カム１２４と固定させてもよい。貫通孔１４２ｃは円筒部分および突出部１２４ｄを貫通するように形成されており、貫通孔１４２ｃには回動軸１１０が挿通される。
【００３１】
第１カム１２２と第２カム１２４とは、図８に示すように、それぞれの肢部１２２１、１２２２、１２４１、１２４２が嵌合するように形成される。第２カム１２４は圧縮ばね１３０の戻り力によって回転される。このとき第２カム１２４は、第１カム１２２の肢部１２２１、１２２２の先端部１２２ａ、１２２ｂの曲面に沿って移動し、第１カム１２２に嵌合されたり第１カム１２２から離隔されたりする。
【００３２】
圧縮ばね１３０は、回動機構１００を回動させるトルクを発生させる弾性部材である。圧縮ばね１３０は、金属線等をコイル状に巻回して形成されており、圧縮方向に加えられた力に対して伸長しようとする。圧縮ばね１３０は、回動軸１１０に挿通され、自然長より縮んだ状態でカム１２０と固定部材１４０との間に設けられる。このとき、圧縮ばね１３０の一端は第２カム１２４に固定されていてもよく、他端は固定部材１４０に固定されていてもよい。圧縮ばね１３０の端部を第２カム１２４、固定部材１４０に固定することで、回動機構１００の作動時に各要素の接触音が発生するのを防止することができる。
【００３３】
圧縮ばね１３０は、自然長を長くとることでそのばね定数を小さく設定することができる低荷重ばねとして用いられる。このため、圧縮ばね１３０は、本実施形態に係る回動機構１００のよう広い角度調整範囲でアシストトルクを発生させる機構に適用するのに適している。また、圧縮ばね１３０は回動軸１２０に挿通させてカム１２０を押し込むように設ければよいため、回動機構１３０の製造も容易であり、製造時におけるトルク管理も簡単である。
【００３４】
固定部材１４０は、回動機構１００を本体１２に固定し、圧縮ばね１３０の他端の軸方向への移動を規制するための部材である。固定部材１４０は、図６に示すように、プレート部１４２と、ばね固定部１４４とからなる。
【００３５】
プレート部１４２は、回動機構１００を本体１２に固定する部材である。プレート部１４２は、回動機構１００の回動軸１１０を跨ぐように設けられる。これにより、プレート部１４２と本体１２の背面１２ｂとの接触面積を大きくすることができ、回動機構１００を確実に本体１２に固定できる。また、プレート部１４２の回動軸１１０の軸方向の長さも大きくすることで、回動機構１００と本体１２とをより安定して固定することができる。例えば図６に示すように、スタンド１４が接続される回動軸１１０の一端からカム１２０、圧縮ばね１３０、ばね固定部１４４が設置される部分まで、軸方向にプレート部１４２を設けてもよい。
【００３６】
ばね固定部１４４は、回動軸１１０に挿通され、回動可能に設けられた略円筒形状の部材であって、側面の一部がプレート部１４２に固定されている。ばね固定部１４４は、回動軸１１０に挿通されたときに圧縮ばね１３０の他端と対向される側の面に、軸方向に突出する突出部１４４ａが形成されている。圧縮ばね１３０の他端は、突出部１４４ａの端面１４４ｂと接触するように設けられる。
【００３７】
オイルダンパー１５０は、オイルの粘性を利用して衝撃を吸収する部材である。本実施形態の回動機構１００に設けられるオイルダンパー１５０は、回動機構１００が発生するトルクが非常に大きくなった際に急激に本体１２が回動しないように、回動軸１１０の回転速度が大きくなったときにその回転を妨げる。
【００３８】
本実施形態に係るオイルダンパー１５０としては、例えばロータリー方式の搖動オイルダンパーを用いることができる。オイルダンパー１５０は、オイルが注入されたハウジング内部に、回動軸１１０と連結された羽軸が設けられた構成となっている。オイルダンパー１５０のハウジングはダンパー固定部１５２ａ、１５２ｂによって本体１２の背面１２ｂに固定される。オイルダンパー１５０は、回動軸１１０の回転に伴って羽軸が回転する際に、オイルの粘性抵抗によって制動力を発生させる。
【００３９】
本実施形態に係る回動機構１００は、回動軸１１０に、カム１２０、圧縮ばね１３０、ばね固定部１４４が順に挿通され、ばね固定部１４４側の端部に羽軸が回動軸１１０と接続されたオイルダンパー１５０が設けられている。また、カム１２０が設けられている側の回動軸１１０の端部にはスタンド１４が固定されている。回動軸１１０とともにスタンド１４は回動する。
【００４０】
（１．２．３．動作）
回動機構１００は、自然長から縮んだ状態で設けられた圧縮ばね１３０の戻り力を用いてカム１２０を回転させるトルクを発生させる。すなわち、圧縮ばね１３０は、縮んだ状態で設けられているために自然長に戻ろうとして常にその両端で接触する部材を押圧している。圧縮ばね１３０の一端が接触しているばね固定部１４４は、回動軸１１０に固定されている。一方、圧縮ばね１３０の他端が接触している第２カム１２４は、回動軸１１０に対して軸方向に移動可能である。したがって、圧縮ばね１３０の戻り力によって第２カム１２４が移動する。
【００４１】
第２カム１２４は、圧縮ばね１３０に押されることにより第１カム１２２側へ移動される。このとき、第２カム１２４は、肢部１２４１、１２４２の先端部１２４ａ、１２４ｂの曲面が、第１カム１２２の肢部１２２１、１２２２の先端部１２２ａ、１２２ｂの曲面に沿って移動し、第１カム１２２に嵌合されたり第１カム１２２から離隔されたりする。
【００４２】
情報端末１０において、回動機構１００は、本体１２の傾斜角度θが大きくなり、図３に示すようなレイフラットスタイルでの使用状態に近づくにつれて、大きなトルクが発生されるように設けられる。すなわち、本体１２の傾斜角度θが大きくなるにつれて圧縮ばね１３０は大きく圧縮されるようになり、第２カム１２４を回動させる戻り力が大きくなる。したがって、本体１２の傾斜角度θを大きくすると、カム１２０により発生される、本体１２の傾斜角度θが小さくなる方向に働くトルクが大きくなる。一方で、回動軸１１０の回転速度も大きくなるため、オイルダンパー１５０の制動力も大きくなり、結果として、本体１２の傾斜角度θを小さくする方向へのトルクは小さくなり、本体１２が急激に移動されるのを防止できる。
【００４３】
なお、本体１２の傾斜角度θが大きくなるほど回動軸１１０の回転は大きくなり、オイルダンパー１５０による制動力は大きくなる。したがって、本体１２の傾斜角度θが小さい間はオイルダンパー１５０による制動力も小さく、本体１２を動かす際のアシストトルクを抑制し過ぎることはない。
【００４４】
このような回動機構１００は、本実施形態に係る一体型情報端末１０のように、径方向のサイズはなるべく小さくしたいが幅方向にスペースを確保しやすい、大画面の情報処理装置においても安定したアシストトルクを発生させることができる。また、回動機構１００を小径にすることができるので、図３に示すようなレイフラットスタイルにおける端末全体の高さを小さくすることができ、載置面Ｓに近い面での操作が可能になる。
【００４５】
なお、オイルダンパー１５０の羽軸は、正方向および逆方向の２方向に回転可能であるが、いずれの方向に回転したときにも制動力を発生する双方向性のオイルダンパーを用いるのがよい。双方向性のオイルダンパーは、いずれか一方に回転したときのみ制動力を発生する一方向性のオイルダンパーと比較して、短時間で十分な制動力を発生できる。
【００４６】
例えば、情報端末１０の本体１２の正面１２ａを載置面Ｓに載置すると、スタンド１４に掛かる負荷はなくなる。このようにスタンド１４が無負荷状態であるとき、スタンド１４と本体１２とを接触させた状態から接触を解除すると、カム１２０の発生するトルクでスタンド１４が高速で回動する可能性がある。このとき、オイルダンパー１５０の制動力を短時間で発生させることで、カム１２０の発生するトルクを抑制でき、スタンド１４の回動速度を減速させることが可能となる。
【００４７】
［１．３．まとめ］
以上、第１の実施形態に係る情報端末１０とこれに用いる回動機構１００とについて、構成および動作を説明した。本実施形態に係る情報端末１０は、圧縮ばね１３０と、圧縮ばね１３０の自然長からの戻り力を用いてトルクを発生するカム１２０と、カム１２０の発生するトルクを低減させる負荷を発生するオイルダンパー１５０とにより構成される回動機構１００を備える。圧縮ばね１３０を用いることで、ばね定数を小さくしても大きな戻り力を発生できるように容易に調整できる。これにより、本体１２の傾斜角度θが小さい場合にも情報端末１０の姿勢を安定して保持することができ、本体１２の傾斜角度θが大きい場合にも情報端末１０の急激な姿勢の変化を回避することができる。
【００４８】
＜２．第２の実施形態＞
次に、本開示の第２の実施形態に係る情報端末について説明する。本実施形態に係る情報端末は、第１の実施形態に係る情報端末１０に対して、さらにレイフラットスタイルでの使用時に発生するスプリングバック現象を回避するための対応を行っている。
【００４９】
レイフラットスタイルでは、本体１２の正面１２ａを載置面Ｓに対して水平となることが要求される。このとき、僅かな回動機構の圧縮ばねの反力が情報端末１０を操作する際の使用感を低下させる。この圧縮ばねの反力による僅かな搖動をスプリングバック現象という。本体１２の正面１２ａが完全に載置面Ｓに対して水平となった状態からの本体１２の搖動角度が１°以内であれば使用感への影響はほとんどない。そこで、本実施形態に係る情報端末は、本体１２の水平状態からの搖動角度を１°以内としスプリングバック現象を回避するため、情報端末の支点の切替えと、回動機構のカムの圧力角の調整とを行っている。
【００５０】
以下、図９〜図１２に基づいて、本開示の第２の実施形態に係る情報端末２０の構成について説明する。なお、図９は、本実施形態に係る情報端末２０における支点の切替えを説明する説明図である。図１０は、本実施形態に係る回動機構２００のカム２２０の形状を示す平面図および側面図である。図１１は、本実施形態に係るカム２２０の嵌合状態を示す斜視図である。図１２は、鉛直方向に対する本体１２の傾斜角度θと回動機構２００で発生するトルクＴとの関係を示すグラフである。
【００５１】
［２．１．情報端末の支点の切替え］
本実施形態に係る情報端末２０は、図９に示すように、第１の実施形態に係る情報端末１０と同様、本体１２とスタンド１４とから構成される。本実施形態に係る情報端末２０は、第１の実施形態に係る情報端末１０と比較して、情報端末２０が載置面Ｓに載置された際にスタンド１４の載置面Ｓに接する部分に脚部１５および支持部１６が設けられている点で相違する。その他の構成は情報端末１０と同一であるため、同一構成の部材には第１の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５２】
情報端末２０の本体１２の傾斜角度θが大きくなり、レイフラットスタイルに近づくと、回動機構２００に要求されるアシストトルクが大きくなり、相対的に情報端末２０の摩擦が小さくなる。このため、アシストトルクと情報端末２０の摩擦とのバランスに僅かな際が生じやすくなり、本体１２の正面１２ａに対して操作を行う際に圧縮ばね１３０による振動を発生させる場合がある。そこで、本実施形態に係る情報端末２０では、情報端末２０の本体１２の傾斜角度θが大きくなり正面１２ａが水平に近くなったときに、情報端末２０の支点を、本体１２の底面支持部１３から脚部１５に切り替わるようにする。
【００５３】
脚部１５は、図９に示すように、本体１２とスタンド１４との回動中心である回動軸１１０の近傍に設けられる。また、スタンド１４の回動軸１１０から離れた端部には、脚部１５と略同一高さの支持部１６が設けられている。脚部１５および支持部１６は、底面支持部１３と同一材質で形成してもよく、例えばゴム等のように摩擦係数の大きい材質から形成してもよい。
【００５４】
情報端末２０は、図９上側に示すように、本体１２の傾斜角度θが所定の角度θｔｈとなるまでは、少なくとも底面支持部１３と支持部１６とが載置面Ｓに接触して、底面支持部１３と載置面Ｓとの接触部分が支点となって本体１２が回動される。そして、本体１２の傾斜角度θが所定の角度θｔｈ以上となると、本体１２の底面支持部１３は載置面Ｓから離れ、情報端末２０の支点がスタンド１４の脚部１５に切り替わる。このとき、情報端末１２は脚部１５と支持部１６とに支持される。
【００５５】
このように、本体１２の傾斜角度が所定の角度θｔｈ以上となったときに回動軸１１０に近い位置に情報端末２０の支点を移動させることで、本体１２を回動させるために必要なトルクを低減することができる。なお、所定の角度θｔｈは、例えばユーザが本体１２の正面１２ａに設けられた表示面を上方から操作するような状態となる角度、例えば約６５°〜８５°に設定することができる。この角度θｔｈは、好ましくは６８°〜７２°程度、より好ましくは約７０°に設定される。
【００５６】
［２．２．カムの圧力角の調整］
本実施形態に係る情報端末１０では、本体１２の傾斜角度が所定の角度θｔｈ以上となったときに回動軸１１０に近い位置に情報端末２０の支点を移動させ、本体１２を回動させるために必要なトルクを低減させる。これにより、回動機構２００に要求されるアシストトルクも小さくすることが可能となる。そこで、本実施形態に係る回動機構２００は、本体１２の傾斜角度が大きくなったときに、回動機構２００によって発生するトルクを小さくすることで、スプリングバック現象の発生を回避する。
【００５７】
回動機構２００によって発生するトルクの大きさは、カム２２０に伝達される圧縮ばね１３０の戻り力の大きさにより決定される。カム２２０に伝達される圧縮ばね１３０の戻り力の大きさは、カム２２０の圧力角を調整することで変更可能である。カム２２０の圧力角とは、回動軸１１０に固定された第１カム２２２の曲面の法線と、第１カム２２２の曲面に沿って従動する第２カム２２４の運動方向とのなす角度をいう。搖動運動をするカムの場合、一般に最大圧力角は４５°以下に設定される。カム２２０の圧力角を小さくすることでカム２２０に伝達される圧縮ばね１３０の戻り力を小さくすることができる。
【００５８】
本実施形態に係るカム２２０は、本体１２が載置面Ｓに対して略水平となったときに圧縮ばね１３０から伝達される戻り力が小さくなるように、圧力角が調整されている。図１０および図１１に示すように、第１カム２２２の第１肢部２２２１の先端部２２２ａの形状が、第２肢部２２２２の先端部２２２ｂの形状よりも丸みを帯びた形状となっている。すなわち、第１肢部２２２１の先端部２２２ａの曲率は、第２肢部２２２２の先端部２２２ｂの曲率より大きくなっている。
【００５９】
また、第２カム２２４も、第１カム２２２と同様、第１肢部２２４１の先端部２２４ａの形状が、第２肢部２２４２の先端部２２４ｂの形状よりも丸みを帯びた形状となっている。すなわち、第１肢部２２４１の先端部２２４ａの曲率は、第２肢部２２４２の先端部２２４ｂの曲率より大きくなっている。第１カム２２２および第２カム２２４をこのような形状とすることにより、本体１２の傾斜角度θが９０°に近くなったときに発生するトルクを減少させている。
【００６０】
［２．３．本体の傾斜角度と回動機構の発生するトルクとの関係］
情報端末２０の支点の切替えおよび回動機構２００のカム２２０の圧力角調整を行うことにより、本実施形態に係る情報端末２０の、本体１２の傾斜角度θと回動機構２００が発生するトルクＴとの関係は、図１２に示すようになる。図１２の一点鎖線は、本体１２の傾斜角度θと、摩擦力とバランスが取れて本体１２の姿勢が保持される平衡点でのトルクＴとの関係を示している。
【００６１】
図１２の破線で示すように、本実施形態に係る回動機構２００では、本体１２の傾斜角度θが所定の角度θｔｈとなるまでは、傾斜角度θの変化に伴う平衡点でのトルクの変化と同じように変化するトルクＴを発生させるようにする。本体１２の傾斜角度θが所定の角度θｔｈとなると、情報端末２０の支点が底面支持部１３から脚部１５に切り替わる。これにより、情報端末２０の支点が回動機構２００の回動軸１１０に近くなり、回動機構２００に要求されるトルクが小さくなり、結果として平衡点でのトルクＴも小さくなる。
【００６２】
本体１２の傾斜角度θが所定の角度θｔｈを超えて大きくされていくと、平衡点でのトルクＴはまた増加する。このとき、第１カム２２２と第２カム２２４とが、圧力角が小さくなるように先端部の曲率が変更された部分で接するようになる。カム２２０に伝達される圧縮ばね１３０の戻り力の増加割合は小さくなり、本体１２の正面１２ａが略水平となったときに回動機構２００が発生するトルクは第１の実施形態の回動機構１００のときよりも小さくなる。
【００６３】
ここで、平衡点でのトルクと回動機構２００が発生するトルクとの差ΔＴが静止摩擦力以下であれば、本体１２の正面１２ａが略水平となったときの搖動角度は１°以内となり、スプリングバック現象は発生しない。したがって、本体１２の正面１２ａが略水平となったときのトルクの差ΔＴが静止摩擦力以下となるように、カム２２０の圧力角は調整される。
【００６４】
［２．４．まとめ］
以上、本実施形態に係る情報端末２０および回動機構２００のカム２２０の構成とその動作について説明した。情報端末２０は、圧縮ばね１３０、カム２２０、オイルダンパー１５０から構成される回動機構２００を備えることで、第１の実施形態と同様、本体１２の傾斜角度θが小さい場合にも情報端末２０の姿勢を安定して保持することができ、本体１２の傾斜角度θが大きい場合にも情報端末２０の急激な姿勢の変化を回避することができる。
【００６５】
また、カム２２０の圧力角は、圧縮ばね１３０が圧縮されるにつれてその戻り力がカム２２０を回動させる力に変換される割合が低減するように設定される。これにより、本体１２とスタンド１４とが略水平となったときに発生する圧縮ばね１３０の反力の発生を低減することができるので、スプリングバック現象の発生を防止でき、軽快で快適な角度調整を実現することができる。この際、本体１２の傾斜角度θに応じて情報端末２０の支点を切り替えることで、本体１２の正面１２ａが水平に近い状態となったときに平衡点でのトルクを小さくすることができ、回動機構２００のトルク調整を容易に行うことができる。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、回動機構１００、２００を適用した情報処理装置は、表示部や基板等を備える本体１２をスタンド１４によって支持する情報端末１０、２０であったが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、情報処理装置は、ノートブック型パソコンや折り畳み式の移動通信端末、ゲーム機器のように、２つの部材を回動可能に連結して構成される装置であってもよい。本開示の回動機構１００、２００は、上記情報端末１０、２０のように回動可能に連結される２つの部材の重量が大きく異なる場合であっても、２つの部材の重量が略同一である場合であっても適用可能である。
【００６８】
また、上記第２の実施形態では、本体１２の傾斜角度θに応じて底面支持部１３と支点が切り替わる脚部１５はスタンド１４に設けられたが本技術はかかる例に限定されない。脚部１５は、本体１２の傾斜角度θが所定の角度θｔｈ以上となったときに載置面Ｓに接触するように回動軸１１０の近傍に設けられていればよく、本体１２の背面１２ｂに設けてもよい。
【００６９】
さらに、上記実施形態では、情報端末１０、２０には２つの部材の連結部分に２つの回動機構１００、２００が設けられていたが、本技術はかかる例に限定されない。２つの部材の１つの連結部分に設けられる回動機構は１つであってもよい。
【００７０】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）第１の部材と第２の部材とが回動機構によって連結されており、
前記回動機構は、
回動の中心となる回動軸の軸方向に沿って伸縮する圧縮ばねと、
前記圧縮ばねによって回動され、前記第１の部材および前記第２の部材を回動させるトルクを発生させるカムと、
前記回動軸の回動速度に応じて、前記カムによって発生するトルクに対する負荷を発生させるダンパーと、
を備え、
前記カムの圧力角は、前記圧縮ばねが圧縮されるにつれて前記圧縮ばねの戻り力が前記カムを回動させる力に変換される割合が低減するように設定される、情報処理装置。
（２）前記カムの圧力角は、前記第１の部材と前記第２の部材とが略平行となる位置で、前記圧縮ばねの戻り力が前記カムを回動させる力に変換される割合が低減するように設定される、前記（１）に記載の情報処理装置。
（３）前記カムの圧力角は、前記第１の部材と前記第２の部材とが略平行となる位置において、前記カムによって発生するトルクと前記回動機構の摩擦力との差が静止摩擦力以下となるように設定される、前記（２）に記載の情報処理装置。
（４）前記圧縮ばねは、前記カムと前記ダンパーとの間に自然長より圧縮された状態で設けられる、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（５）前記ダンパーは、ロータリー式ダンパーであり、前記回動軸が回動する正方向および逆方向の双方向に作用する、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（６）前記第１の部材に対する前記第２の部材の可動範囲は１５°〜９０°である、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（７）前記第２の部材が載置面されているとき、前記載置面に対する前記第１の部材の傾斜角度が所定の傾斜角度となるまでの間と、前記第１の部材の傾斜角度が所定の傾斜角度以上であるときとにおいて、前記載置面に接触する前記情報処理装置の回動の支点が切り替わる、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（８）前記情報処理装置の回動の支点が切り替わる所定の傾斜角度は６５°〜８５°である、前記（７）に記載の情報処理装置。
（９）前記第１の部材と前記第２の部材とが重ね合わせられる場合、前記第１の部材と前記第２の部材とが離隔される場合、それぞれにおいて前記回動機構が連動して作動する、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（１０）前記第１の部材は前記情報処理装置の本体であり、
前記第２の部材は前記本体の背面に回動自在に設けられ、前記本体を支持するスタンドであり、
前記情報処理装置が載置される載置面と接する前記本体の下部には、前記載置面に対する前記本体の傾斜角度が所定の傾斜角度となるまでの間、前記本体の回動の支点となる第１の支持部が設けられ、
前記本体の背面または前記スタンドには、前記本体の傾斜角度が所定の傾斜角度以上となったときに前記本体の回動の支点となる第２の支持部が設けられる、前記（１）〜（９）のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【符号の説明】
【００７１】
１０、２０      情報端末
１２            本体
１３            底面支持部
１４            スタンド
１５            脚部
１６            支持部
１００、２００  回動機構
１１０          回動軸
１２０、２２０  カム
１２２、２２２  第１カム
１２４、２２４  第２カム
１３０          圧縮ばね
１４０          固定部材
１４２          プレート部
１４４          ばね固定部
１５０          オイルダンパー
Ｓ              載置面
【図１】
2015032065.tif 000003
【図２】
2015032065.tif 000004
【図３】
2015032065.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015032065.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015032065.tif 000009
【図８】
2015032065.tif 000010
【図９】
2015032065.tif 000011
【図１０】
2015032065.tif 000012
【図１１】
2015032065.tif 000013
【図１２】
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