(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と回動部との間に配設され、回動部を固定部に対して相対的に回動可能に保持する第１部材と第２部材を有するヒンジ装置であって、
前記第１部材と第２部材を相対的に回動可能に保持する円柱状の支軸と、
前記第１部材に一体形成され、前記円柱状の支軸を所定間隔おいて挿通させる嵌合孔を具備した嵌合保持部と、
前記第２部材に一体形成され、前記所定間隔内において、前記円柱状の支軸を保持するように略１８０°湾曲して第２部材の本体にネジ止めされる湾曲片と、
前記第２部材の本体と湾曲片との間で前記ネジによって固定されると共に、前記円柱状の支軸を巻回するように配設されて、前記第２部材の回動に対して所定の摩擦力を生じさせる摩擦板と、
前記回動部を開く方向に回動した際は前記円柱状の支軸を空転させ、閉じる方向に回動した際は前記円柱状の支軸に抵抗力を付与する一方向抵抗部材とを有し、
前記円柱状の支軸の外周面には円周溝が形成され、前記摩擦板の中央には前記円周溝に係合する突起が形成されていることを特徴とするヒンジ装置。
【請求項２】
前記円柱状の支軸の外周面には、前記円周溝の両サイドで、かつ摩擦板が接触する範囲内にグリースを保持したグリース保持用溝が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】
前記一方向抵抗部材は、一端側が前記第１部材に固定され、前記円柱状の支軸に巻回される一方向バネであ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】
前記一方向バネは、前記湾曲片の両サイドに設置され、前記嵌合保持部によって覆われていることを特徴とする請求項３に記載のヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ゲーム機など、各種の電子機器に用いられるヒンジ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、上記のような電子機器として、本体部と液晶画面のような画像表示部（回動部）を折り重ね、使用時に画像表示部を本体部から回動させる構造が知られている。このような電子機器には、本体部と画像表示部との間に各種のヒンジ装置が配設されている。
【０００３】
通常、ヒンジ装置は、本体部側に固定される第１部材と、画像表示部側に固定される第２部材とを有し、これら第１部材と第２部材は、共通の回転軸によって相対的に回転できるよう構成されている。この場合、回転軸は、一方の部材（例えば第１部材）に圧入嵌合され、その摩擦係合力によって所定のトルクを発生し、他方の部材（例えば第２部材）に対しては、回転軸が抜けないような構造が施されている。具体的は、例えば、回転軸の中央部分を円柱形状とし、この部分を一方の部材に圧入嵌合し、その両サイドを中央の円柱形状よりも大きい径の断面多角形状として他方の部材に嵌合することで、回転軸を抜け止めすると共に、中央部分の円柱形状領域で所定のトルクを発生するようにしている。このような構造によれば、画像表示部を本体部に対して回動できると共に、上記のような摩擦力で生じるトルクによって、任意の回動位置で停止できる（いわゆる、フリーストップ構造）ようになる。
【０００４】
しかし、このような構造では、画像表示部を開く時に大きなトルクがかかってしまい、使い勝手が悪いという問題がある。すなわち、画像表示部を開く時は、フリーストップのトルクに加え、画像表示部の自重トルクが加算されることから、開く動作が重くなってしまう。  
そこで、例えば、特許文献１には、回動部側と固定部側との間に、軸方向に沿って２つの円筒ばねを所定の遊び角を持ってカム結合させ、一方の円筒ばねの内側に一方向クラッチを配設したヒンジ装置が開示されている。この一方向クラッチは、回動部側を開くときにはフリー状態となり、閉じるときには楔結合するように配設されており、回動部を開く方向には、円筒ばねによるトルクを生じさせることなく小さい力での開放を可能とし、回動部を閉じる方向には、円筒ばねによるトルクを生じさせて、フリーストップできるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９４０４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した一般的に知られているヒンジ装置によれば、回転軸は、中央部分が円柱形状であり、かつ、その両サイドが多角形状に形成されているため、部品の加工コストが高く、組み付け性も悪いという問題がある。また、上記した特許文献１に開示されているヒンジ装置においても、軸方向に２つの軸部材（円筒ばね、固定軸）を配設して両者をカム結合すると共に、一方向クラッチを収容するため、構造が複雑であると共に、各軸部を精度良く加工して組み込む必要があり、コストが高くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、回動部側の開閉が容易であると共にフリーストップ構造を備え、更には、構造が簡単で組み込み性も良い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】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明は、固定部と回動部との間に配設され、回動部を固定部に対して相対的に回動可能に保持する第１部材と第２部材を有するヒンジ装置であって、当該ヒンジ装置は、前記第１部材と第２部材を相対的に回動可能に保持する円柱状の支軸と、前記第１部材に一体形成され、前記円柱状の支軸を所定間隔おいて挿通させる嵌合孔を具備した嵌合保持部と、前記第２部材に一体形成され、前記所定間隔内において、前記円柱状の支軸を保持するように略１８０°湾曲して第２部材の本体にネジ止めされる湾曲片と、前記第２部材の本体と湾曲片との間で前記ネジによって固定されると共に、前記円柱状の支軸を巻回するように配設されて、前記第２部材の回動に対して所定の摩擦力を生じさせる摩擦板と、前記回動部を開く方向に回動した際は前記円柱状の支軸を空転させ、閉じる方向に回動した際は前記円柱状の支軸に抵抗力を付与する一方向抵抗部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記した構成のヒンジ装置は、例えば、電子機器の固定部と、固定部に対して回動される画像表示部（回動部）との間に配設され、前記第１部材を固定部側に固定し、第２部材を回動部側に固定して使用される（両者は相対回転可能であるため、第１部材を回動部側に固定し、第２部材を回動部側に固定しても良い）。この場合、円柱状の支軸を巻回するように配設される摩擦板は、第２部材の回動に対して所定の摩擦力を生じさせるようになっており、前記一方向抵抗部材は、回動部を開く方向に回動した際は円柱状の支軸を空転させ、閉じる方向に回動した際は円柱状の支軸に抵抗力を付与するようになっているため、前記摩擦板による摩擦力を弱く設定しておき、かつ、一方向抵抗部材は、回動部が自重による負荷で自然に回動しない程度に設定しておくことが可能となる。すなわち、前記摩擦板による摩擦力を弱く設定しておくことで、回動部を弱い力で開けることができ、かつ、自重で閉じようとする回動力に対しては、一方向抵抗部材の抵抗力によって阻止することが可能となり、フリーストップ構造が得られるようになる。換言すると、一方向抵抗部材は、回動部を開く時はトルクを作用させない（フリーストップトルクを作用させない）ようになっているため、回動部の自重トルク程度の力で回動部を開くことができ、開く動作を軽くすることが可能となる。この場合、一方向抵抗部材の抵抗力を調整することで、閉じる方向に対する抵抗力を調整することができるため、例えば、回動部に、閉じる方向へタッチ操作するようなディスプレイが配置されていても、タッチ操作によって回動部が不用意に回動しない程度の抵抗力に設定しておけば、タッチ操作時に回動が移動することを防止することが可能となる。
【００１０】
また、上記した構成では、基本的に、第１部材と第２部材は、円柱状の支軸によって回動可能に保持されており、かつ摩擦板と一方向抵抗部材を組み込むだけであるため、構造が簡略化されてコストの低減が図れると共に、組み込み作業等も容易に行える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回動部側の開閉が容易であると共にフリーストップ構造を備え、構造が簡単で組み込み性が良いヒンジ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るヒンジ装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は図（ａ）を矢印方向Ｄ１から見た斜視図。
【図２】第１部材の構成を示す図であり、（ａ）は上面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側から見た斜視図。
【図３】第２部材の構成を示す図であり、（ａ）は上面側から見た斜視図、（ｂ）は裏面側から見た斜視図、（ｃ）は中央断面図。
【図４】ヒンジ装置に組み込まれる摩擦板の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は図（ａ）を矢印方向Ｄ２から見た側面図、（ｃ）は、図（ｂ）を矢印方向Ｄ３から見た平面図。
【図５】ヒンジ装置に組み込まれる円柱状の支軸の一例を示す斜視図。
【図６】ヒンジ装置に組み込まれる一方向抵抗部材の一例を示す図。
【図７】ヒンジ装置を構成する各部材の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るヒンジ装置の一実施形態について、図１から図７を参照して具体的に説明する。
【００１４】
これらの図に示すように、本実施形態に係るヒンジ装置１は、図示されていない電子機器などの固定部（機器本体部）と回動部（画像表示部）との間に配設されるようにっており、図に示すようにヒンジ装置１は、固定部と回動部との間の回動部分に設置される。ヒンジ装置１は、第１部材１０と第２部材２０とを備えており、電子機器の固定部（図示せず）は、第１部材１０に固定され、図示されていない回動部は、第２部材２０に固定される。なお、第１部材１０と第２部材２０は、相対的に回動可能となる構造のため、第１部材１０に回動部を、第２部材２０に固定部をそれぞれ固定しても良い（本実施形態では、前者として説明する）。
【００１５】
前記第１部材１０及び第２部材２０は、合成樹脂等によって一体成形することが可能であり、両部材は、互いに組み付けられて後述する円柱状の支軸５０によって相対的に回動可能に保持されている。この場合、第１部材１０及び第２部材２０は、金属によって構成されていても良いし、いずれか一方を金属にし、他方を合成樹脂にしても良い。
【００１６】
前記第１部材１０は、板状の本体１１と、本体１１の両サイドにおいて膨出するように一体形成される同じ形状の嵌合保持部１５とを備えており、嵌合保持部１５は、図２に示すように、所定間隔Ｗをおいて一体形成されている。前記本体１１には、電子機器の固定部を固定するための固定部材（ビス等）が螺入されるネジ止め部１１ａが形成されており、前記嵌合保持部１５には、それぞれ、円柱状の支軸５０を嵌合する円形の嵌合孔１５ａが同軸上に形成されている。なお、前記嵌合保持部１５には、図２に示すように、カバー部１５ｂが一体形成されており、このカバー部１５ｂ内に、後述する一方向バネ６０が配設されるようになっている。
【００１７】
前記第２部材２０は、板状の本体２１と、本体２１の中央部に一体形成され、前記第１部材１０の所定間隔Ｗ内に位置して、円柱状の支軸５０を保持するように略１８０°湾曲する湾曲片２２と、を備えている。前記湾曲片２２は、図３に示すように、湾曲領域２２ａにおいて円柱状の支軸５０が挿通できるようになっており、湾曲して本体２１と所定の隙間をおいて折り重なる部分には、本体２１に対してネジ止めされる（ネジ２３が挿通される）ネジ孔２２ｂが形成されている。また、本体２１にも、ネジ２３が挿通されるネジ孔２１ａ、及びネジ孔２１ａを挿通したネジ２３を止めるビス２５が配設されるビス穴２１ｂが形成されている。さらに、前記本体２１には、電子機器の回動部を固定するための固定部材（ビス等）が螺入されるネジ止め部２１ｃが形成されている。
【００１８】
前記第２部材２０の本体２１と、本体２１に対して湾曲形成された湾曲片２２との間には、前記ネジ２３によって固定されると共に、円柱状の支軸５０を巻回するように配設されて、前記第２部材２０の回動に対して所定の摩擦力を生じさせる摩擦板４０が配設される（図４参照）。この板状部材４０は、比較的弾性変形し易く（反発力がある）、摩耗に対して強い材料によって形成されており、前記第２部材２０の本体２１に一体形成される湾曲片２２の内面に面接する湾曲片側板状部４１と、前記本体２１の内面に面接する本体側板状部４２と、両板状部を連結して前記湾曲片２２の湾曲領域２２ａの内面に沿って配設される湾曲部４３とを備えている。そして、このような摩擦板４０を第２部材に組み付けることで、湾曲部４３の内周面と円柱状の支軸５０の外周面との間で所定の摩擦力が発生し、第２部材２０の回動に対して所定の摩擦力が発生するようになっている。
【００１９】
前記湾曲片側板状部４１、及び本体側板状部４２には、それぞれネジ２３が挿通される開口４１ａ，４２ａが形成されており、図１に示すように、摩擦板４０を第２部材２０に組み付けた状態で、ビス２３を湾曲片２２のネジ孔２２ｂ、前記開口４１ａ，４２ａ及び本体２１のネジ孔２１ａに挿通し、裏側のビス穴２１ｂでビス２５によって抜け止めすることで摩擦板４０が固定される。
【００２０】
なお、本実施形態の摩擦板４０の湾曲部４３の軸方向中央部には、本体側板状部４２の内面から内部に向けて突出する突部４３ａが形成されており、その突部４３ａの端面中央には、突起４３ｂが形成されている。このような突部４３ａは、前記本体側板状部４２の開口４２ａの下方に、加工用の開口４２ｂを形成し、この部分の下端領域を内部に折り曲げ加工等することで形成することが可能である。
【００２１】
そして、前記第１部材１０の嵌合保持部１５に形成された嵌合孔１５ａ、及び摩擦板４０が配設された第２部材２０の湾曲領域２２ａには、図５に示すような円柱状の支軸５０が挿通される。この円柱状の支軸５０には、その中央に円周溝５１が形成され、この円周溝５１には、前記摩擦板４０の中央に突出形成された突起４３ｂが係合するようになっている。このため、円柱状の支軸５０は、組み付けられた状態では軸方向に抜けないように構成されている。
【００２２】
また、円柱状の支軸５０の外周面には、円周溝５１の両サイドで、かつ摩擦板４０が接触する範囲内にグリースを保持するグリース保持用溝５２，５２を形成しておくことが好ましい。このようなグリース保持用溝５２，５２には、円柱状の支軸５０を組み込む際にグリースが充填され、これにより、図示されていない回動部を固定部に対して回動した際、すなわち、摩擦板４０が第２部材２０とともに、円柱状の支軸５０の外周面の周りを回動移動した際、滑らかに回動でき、きしみ音を生じさせることがなくなる。また、外部から異物や油分等が入り込むことを防止し、長期に亘って、第２部材２０に対するトルク変動が生じないようにすることが可能となる。
【００２３】
そして、前記円柱状の支軸５０には、回動部（回動部を固定した第２部材２０）を開く方向に回動した際は円柱状の支軸５０を空転させ、回動部を閉じる方向に回動した際は円柱状の支軸５０に抵抗力を付与する一方向抵抗部材６０が設置されている。
【００２４】
このような一方向抵抗部材６０は、例えば、図６に示すように、一端側が前記第１部材１０に固定され、前記円柱状の支軸５０に巻回される一方向バネによって構成することが可能である。すなわち、このような一方向バネによれば、構造が簡略化されると共に、安価となり、ヒンジ装置を大型化することが防止される。本実施形態では、一方向バネによる一方向抵抗部材６０は、第２部材２０の湾曲片２２の両サイドに設置され、それぞれの一方向バネ６１，６２の一端側６１ａ，６２ａが第１部材１０に固定されると共に、円柱状の支軸５０に巻回された際、図１に示すように、第１部材１０の嵌合保持部１５（カバー部１５ｂ）によって覆われるようになっている。このため、両サイドに設置された一方向バネ６１，６２によって、抵抗力が安定するとともに、一方向バネが露出することもなく、外観を向上することが可能となる。
【００２５】
そして、上記したような各部材については、図７に示すように、第１部材１０に対して摩擦板４０を設置した第２部材２０を位置合わせしつつ、円柱状の支軸５０を嵌入しながら一方向バネ６１，６２を装着することで、容易に組み立てることができ、最終的に、ビス２３を挿通して、その端部にナット２５を螺合することで、摩擦板４０と円柱状の支軸５０との間に所定の摩擦力が生じた状態で一体化される。この場合、円柱状の支軸５０は、摩擦板４０の中央に突出形成された突起４３ｂが円周溝５１に係合することで抜け止めがされており、また、支軸５０は、断面多角形状でもなく、フライス加工等されていないため、加工コストが高くなることはなく、組み込み作業や分解作業も容易に行えるようになる。
【００２６】
上記した構成のヒンジ装置１は、例えば、電子機器の固定部に対して、ネジ止め部１１ａを利用してビス等により第１部材１０を固定し、かつ回動する画像表示部に、ネジ止め部２１ｃを利用して、第２部材２０を固定する。この場合、円柱状の支軸５０を巻回するように配設された摩擦板４０は、第２部材２０の回動に対して所定の摩擦力を生じさせ、さらには、一端が第１部材１０に固定された一方向バネ６１，６２は、回動部を開く方向に回動した際は円柱状の支軸５０を空転させ、かつ、閉じる方向に回動した際は円柱状の支軸５０に抵抗力を付与するようになっている。このため、摩擦板４０による摩擦力を弱く設定することが可能となり、非常に弱い力で回動部を回動させる（持ち上げ回動させる）ことが可能となる。また、一方向バネ６１，６２は、回動部の構成や使用態様に応じて所望のバネ力を付与するようにしておけば良い。例えば、一方向バネ６１，６２が、回動部の自重による負荷で自然に回動しない程度に設定しておけば、回動部を弱い力で開けることができ、かつ、自重で閉じようとする回動力に対しては、一方向バネ６１，６２の抵抗力によって阻止することが可能となり、フリーストップ構造が得られるようになる。すなわち、回動部を開くときは、支軸５０及び一方向バネ６１，６２によってフリーストップトルクが作用しないため、回動部を軽い力で開けることが可能となる。この場合、回動部に、閉じる方向へタッチ操作するようなディスプレイが配置されるような構造では、タッチ操作による負荷を考慮して多少抵抗力の大きい一方向バネ６１，６２を配設しておけば良い。このようにすることで、回動部の軽い開操作（上記したように、フリーストップトルクが作用しない軽い開操作）ができると共に、タッチ操作しても回動部が不用意に回動することを阻止するフリーストップ構造が得られるようになる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、種々変形することが可能である。例えば、上記した一方向抵抗部材については、一方向クラッチによって構成しても良く、そのような一方向部材については、支軸上に１箇所だけ設けるような構成であっても良い。また、円柱状の支軸は、内部に空洞部を形成する等、適宜変形することが可能であり、固定部や回動部に取り付ける手段についても、適宜変形することが可能である。
【００２８】
また、上記したようなヒンジ装置は、電子機器の大きさや回動部（画像表示装置）の使用態様等に応じて複数個、設置することが可能である。また、摩擦板４０と円柱状の支軸５０とは、好ましい摩擦力が生じるように、様々な材料の組み合わせで実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ヒンジ装置
１０  第１部材
１５  嵌合保持部
２０  第２部材
４０  摩擦板
５０  円柱状の支軸
６０  一方向抵抗部材
６１，６２  一方向バネ
【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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