(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種機器の第１筐体側に取り付けられる取付部材と第２筐体側に取り付けられる支持部材とをヒンジシャフトを介して開閉可能に連結し、前記第１筐体と前記第２筐体の開閉操作時にトルク創出機構により開閉トルクを創出させるトルクヒンジであって、
前記取付部材の側に離間対向させて第１Ａ連結筒部と第１Ｂ連結筒部を設け、前記支持部材の側に前記第１Ａ連結筒部と前記第１Ｂ連結筒部の間に嵌入される第２連結筒部を設け、前記ヒンジシャフトを一端部に頭部を他端部側に雄ネジ部を設けたもので構成し、このヒンジシャフトで前記第１Ａ連結筒部及び第１Ｂ連結筒部と前記第２連結筒部を連結すると共に、前記トルク創出機構を、前記第１Ａ連結筒部と第１Ｂ連結筒部のいずれか一方の側に前記ヒンジシャフトを挿通係合させて軸方向へ非回転かつスライド可能に設けた一端部側に軸方向スライドカム部を有するスライドカム部材と、前記第１Ａ連結筒部と第１Ｂ連結筒部のいずれか他方の側に前記スライドカム部材の前記軸方向スライドカム部に対向させて設けた固定カム部と、前記ヒンジシャフトを抱えて前記第２連結筒部内に収容されたところの両端部にそれぞれ前記軸方向スライドカム部と前記固定カム部に接して第１及び第２半径方向スライドカム部を形成させた一対の第１摩擦部材及び第２摩擦部材と、で構成し、もって前記ヒンジシャフトをいずれかの方向へ回転させることにより、前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の前記第２連結筒部内に対する圧接力を調節できるように成したことを特徴とする、トルクヒンジ。
【請求項２】
前記スライドカム部材が、軸直角断面非円形状の大径部と軸直角断面円形状の軸方向スライドカム部とを有し、前記大径部が前記取付部材の前記第１Ａ連結筒部内に軸方向に移動可能かつ軸中心に回転不能なよう収容され、前記軸方向スライドカム部が前記支持部材の前記第２連結筒部の円形軸受孔内に挿入されたことを特徴とする、請求項１に記載のトルクヒンジ。
【請求項３】
前記固定カム部を廃し、前記スライドカム部材を一対設け、一方のスライドカム部材は請求項１に記載のように前記取付部材の前記第１Ａ連結筒部内に軸方向へスライド可能かつ非回転に設けられると共に、他方のスライドカム部材が第１Ｂ連結筒部内に軸方向へスライド可能かつ非回転に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のトルクヒンジ。
【請求項４】
前記第１及び第２摩擦部材が、さらに複数に分割されていることを特徴とする、請求項１に記載のトルクヒンジ。
【請求項５】
前記ヒンジシャフトの一端部に形成した雄ネジ部が、前記取付部材の第１Ｂ連結筒部に設けた雌ネジ部と螺合していることを特徴とする、請求項１に記載のトルクヒンジ。
【請求項６】
前記軸方向スライドカム部と前記固定カム部は、それぞれ第１Ａカム部及び第１Ｂカム部と第４Ａカム部及び第４Ｂカム部とから成る楔形状に形成されており、前記第１半径方向スライドカム部と前記第２半径方向スライドカム部はそれぞれ第２Ａカム部及び第２Ｂカム部と第３Ａカム部及び第３Ｂカム部から成るＶ形状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のトルクヒンジ。
【請求項７】
請求項１〜６に記載のトルクヒンジを備えたことを特徴とする、各種機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに開閉可能な第１及び第２筐体を有する電子機器、事務機器、各種収納ケース、家具、玩具等々の各種機器、とくにノートパソコン等において、そのキーボード部を有する第１筐体と、ディスプレイ部を有する第２筐体とを相対的に開閉可能に連結するトルクヒンジであって、その最適な開閉操作力や任意の開成角度でのフリーストップ機能を達成するための開閉トルクを、簡単な操作で所望の状態に調節可能なトルクヒンジ並びにこれを備えた前記の如き各種機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばノートパソコンなどに用いられているヒンジは、キーボード部を有する第１筐体に対し、ディスプレイ部を有する第２筐体を所望の開閉角度で任意に停止保持できる機能を有することが望まれることから、使用時にフリクショントルクを創出できるフリクション機能を有する、通称トルクヒンジと称されるヒンジが多く用いられている。ところがこのトルクヒンジは、とくに長期間に渡り使用頻度が高まるに連れて初期設定時のフリクショントルク値が低下するため、所望するフリクショントルク値が創出できず、第２筐体の第１筐体に対する任意の開閉角度での停止保持機能が低下するという問題があった。
【０００３】
そこで、下記特許文献１に記載のトルクヒンジが開発された。その概要を図９及び図１０を参照しつつ説明すれば、この公知のトルクヒンジ１０１は、例えばノートパソコンのキーボード等を備えた第１筐体に取り付けられる取付部材１１０と、ディスプレイ等を備えた第２筐体に取り付けられる支持部材１２０と、前記取付部材１１０に設けた左右２つの連結筒部１１０ａ、１１０ｂと前記支持部材１２０に設けた１つの連結筒部１２０ａとに挿入され、前記支持部材１２０を前記取付部材１１０に対して回転可能に連結するヒンジシャフト１３０と、トルク創出機構とで構成され、このトルク創出機構を、左右２つのカム体１４０、１５０と、１つの摩擦円筒体１６０と、ナット１７０とで構成すると共に、前記左右２つのカム体１４０、１５０の大径部１４０ａ、１５０ａを前記ヒンジシャフト１３０の外側において前記取付部材１１０の前記左右２つの連結筒部１１０ａ、１１０ｂ内にそれぞれ嵌合させ、前記左右２つのカム体１４０、１５０の小径部１４０ｂ、１５０ｂを前記ヒンジシャフト１３０の外側において前記支持部材１２０の前記連結筒部１２０ａ内に嵌合させ、前記摩擦円筒体１６０を前記ヒンジシャフト１３０の外側において前記支持部材１２０の前記連結筒部１２０ａ内に嵌合させ、前記左右２つのカム体１４０、１５０の前記小径部１４０ｂ、１５０ｂの先端部に形成したカム斜面１４０ｃ、１５０ｃを前記摩擦円筒体１６０の左右各端部に形成したカム斜面１６０ａ、１６０ｂにそれぞれ当接させ、前記ヒンジシャフト１３０の端部に形成した雄ネジ部１３０ａを螺合させたナット１７０へ締め込むことによって、前記カム体１４０、１５０を互いに接近させるように前記ヒンジシャフト１３０の軸方向に移動させ、前記各カム斜面１４０ｃ、１５０ｃ、１６０ａ、１６０ｂの誘導作用によって前記摩擦円筒体１６０を前記ヒンジシャフト１３０の半径方向に移動させて、前記摩擦円筒体１６０の外周面１６０ｃを前記支持部材１２０の前記連結筒部１２０ａの内周面１２０ｂに圧接させる（図１０参照）ことにより、前記支持部材１２０が前記取付部材１１０に対して回転するとき、前記摩擦円筒体１６０が前記支持部材１２０の前記連結筒部１２０ａに対して回転し、前記摩擦円筒体１６０の外周面１６０ｃと前記連結筒部１２０ａの内周面１２０ｂとの間にフリクショントルクを創出させ、そのフリクショントルクを、ヒンジシャフト１３０の締め込み量によって調節できるようにしたものである。
【０００４】
しかしながら、上記の如く構成したトルクヒンジは、そのトルク創出機構のトルク値の設定の際に、既に、図１０に示す如く、摩擦円筒体１６０の外周面１６０ｃのうち、軸方向の長さが長い領域の部分に強いフリクショントルクが創出され、軸方向の長さが短い領域の部分ではさほどに強いフリクショントルクが創出されないか、或は間隙１６１が発生するため、いわゆる片ぎきとなって、安定したフリクショントルクが創出できない上に、この傾向はトルク創出機構によるフリクショントルクの経時的変動と使用頻度増大に伴い変動するヒンジトルクを調節するためにヒンジシャフトを締め付けるとさらに増大するという問題があった。また、このことに伴い、取付部材及び支持部材の回転操作時のフリクショントルクが不安定になり易く、取付部材及び第２筐体の開閉操作感の円滑さが損なわれたり、ヒンジの寿命にも悪影響を及ぼすものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１３０２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる問題点を解決するために創作されたものであり、取付部材及び支持部材の回転摩擦部の面圧のかかる方向と力を均等に分散させ、取付部材及び支持部材の回転操作時のフリクショントルクを安定させることにより、第１筐体と第２筐体の開閉操作感の円滑さを確保し、ヒンジ寿命を延ばすことが可能なトルクヒンジ並びにこのトルクヒンジを用いたノートパソコン等の各種機器を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１発明は、各種機器の第１筐体側に取り付けられる取付部材と第２筐体側に取り付けられる支持部材とをヒンジシャフトを介して開閉可能に連結し、前記第１筐体と前記第２筐体の開閉時にトルク創出機構により開閉トルクを創出させるトルクヒンジであって、
前記取付部材の側に離間対向させて第１Ａ連結筒部と第１Ｂ連結筒部を設け、前記支持部材の側に前記第１Ａ連結筒部と前記第１Ｂ連結筒部の間に嵌入される第２連結筒部を設け、前記ヒンジシャフトを一端部に頭部を他端部側に雄ネジ部を設けたもので構成し、このヒンジシャフトで前記第１Ａ連結筒部及び第１Ｂ連結筒部と前記第２連結筒部を連結すると共に、前記トルク創出機構を、前記第１Ａ連結筒部と第１Ｂ連結筒部のいずれか一方の側に前記ヒンジシャフトを挿通係合させて軸方向へ非回転かつスライド可能に設けた一端部側に軸方向スライドカム部を有するスライドカム部材と、前記第１Ａ連結筒部と第１Ｂ連結筒部のいずれか他方の側に前記スライドカム部材の前記軸方向スライドカム部に対向させて設けた固定カム部と、前記ヒンジシャフトを抱えて前記第２連結筒部内に収容されたところの両端部にそれぞれ前記軸方向スライドカム部と前記固定カム部に接して第１及び第２半径方向スライドカム部を形成させた一対の第１摩擦部材及び第２摩擦部材と、で構成し、もって前記ヒンジシャフトをいずれかの方向へ回転させることにより、前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の前記第２連結筒部内に対する圧接力を調節できるように成したことを特徴とする。
【０００８】
その際に、請求項２に係る発明は、前記スライドカム部材が、軸直角断面非円形状の大径部と軸直角断面円形状の軸方向スライドカム部とを有し、前記大径部が前記取付部材の前記第１Ａ連結筒部内に軸方向に移動可能かつ軸中心に回転不能なよう収容され、前記軸方向スライドカム部が前記支持部材の前記第２連結筒部の円形軸受孔内に挿入されるように成したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、前記固定カム部を廃し、前記スライドカム部材を一対設け、一方のスライドカム部材は請求項１に記載のように前記取付部材の前記第１Ａ連結筒部内に軸方向へスライド可能かつ非回転に設けられると共に、他方のスライドカム部材が第１Ｂ連結筒部内に軸方向へスライド可能かつ非回転に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項４に係る発明は、前記第１及び第２摩擦部材が、さらに複数に分割されていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項５に係る発明は、前記ヒンジシャフトの一端部に形成した雄ネジ部が、前記取付部材の第１Ｂ連結筒部に設けた雌ネジ部と螺合していることを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項６に係る発明は、前記軸方向スライドカム部と前記固定カム部を、それぞれ第１Ａカム部及び第１Ｂカム部と第４Ａカム部及び第４Ｂカム部とから成る楔形状に形成し、前記第１半径方向スライドカム部と前記第２半径方向スライドカム部を、それぞれ第２Ａカム部及び第２Ｂカム部と第３Ａカム部及び第３Ｂカム部から成るＶ形状に形成したことを特徴とする
【００１３】
そして、請求項７に係る発明は、各種機器に前記請求項１〜６に記載のトルクヒンジを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以上のように構成したので、本発明に係るトルクヒンジにおいては、前記前記スライドカム部材及び固定カム部間の距離を縮めるよう前記トルク創出機構のヒンジシャフトを操作すると、前記複数の摩擦部材が半径方向外側へ移動するので、それら複数の摩擦部材の外周面がそれぞれ前記支持部材の前記第２連結筒部の内周面に圧接する力を調節できるので、第１筺体と第２筺体の開閉操作に伴う取付部材及び支持部材の回転時のフリクショントルクを調節することができるものである。このことにより、本発明に係るトルクヒンジの各種機器に対する取付時のトルク調節、並びに取付後のトルクの経時的変動と使用頻度が増大した後におけるトルク調節においても安定したフリクショントルクを創出させることができると共に、開閉操作感の円滑さを確保し、ヒンジ寿命を延ばすことが可能なトルクヒンジ及びこれを備えたノートパソコン等の各種機器を提供し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るトルクヒンジの使用状態を示す各種機器の一例としてのノートパソコンの斜視図である。
【図２】本発明に係るトルクヒンジの一実施例を示す斜視図である。
【図３】図２に示したトルクヒンジの分解斜視図である。
【図４】図２に示したトルクヒンジのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図２に示したトルクヒンジのトルク創出機構の動作を説明する説明図である。
【図６】図２に示したトルクヒンジにおけるスライドカム部材を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその平面図である。
【図７】図２に示したトルクヒンジにおける取付部材を示し、（ａ）は上面方向から見た斜視図、（ｂ）は底面方向から見た斜視図、（ｃ）一部断面平面図である。
【図８】図２に示したトルクヒンジにおける支持部材を示し、（ａ）はその下面側から見た斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【図９】従来公知のトルクヒンジの一例の分解斜視図である。
【図１０】図９に示した従来公知のトルクヒンジにおけるヒンジシャフトの軸方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るトルクヒンジの好適な実施例を図面に基づいて説明する。本発明に係るトルクヒンジは、左右一対用いられても良いが、左右一対のトルクヒンジのうち一方のものに本発明に係るトルクヒンジを用い、もう一方のものには、従来公知のヒンジなど、別種のヒンジを用いることも可能である。
【００１７】
また、以下の説明では、本発明に係るトルクヒンジをノートパソコンに取り付けた例について説明するが、本発明のトルクヒンジは、開閉可能な第１及び第２筐体を有する電子機器、事務機器、各種収納ケース、家具、玩具、その他の様々な機器に取り付けて広く利用できるものであり、これらすべてを含めて、本願では、本発明に係るトルクヒンジを用いる対象物を「各種機器」と称する。
【００１８】
図面によれば、図１において、本発明に係るトルクヒンジ１Ａ、１Ｂは、同図では詳細な構成を図示していないが、図１に点線で示したように例えばノートパソコン２の第１筐体２１の後部に対して第２筐体２２を相対的に開閉可能に連結支持するために用いられる。上記第１筐体２１にはキーボード部２３が設けられ、第２筐体２２にはディスプレイ部２４が設けられている。
【００１９】
これらのトルクヒンジ１Ａ、１Ｂは、図示した実施例では同じ構成のものを左右一対設けたものであるので、以下では一方のトルクヒンジ１Ａについてのみ図２〜図８を参照しつつ説明する。トルクヒンジ１Ａの取付部材１１と支持部材１２は、ヒンジシャフト１３によって互いに回転可能に連結されており、ノートパソコン２の前記第１筐体２１と第２筐体２２を閉じたときには、互いに重ね合わされるようになっている。
【００２０】
取付部材１１は、取付ベース部１１ａと、この取付ベース部１１ａの両端領域に互いに離間して設けられた一対の第１Ａ連結筒部１１ｂ、第１Ｂ連結筒部１１ｃとを有し、取付ベース部１１ａには取付ネジ孔１１ｋ、１１ｋが設けられ、適宜の取付ネジ等によって前記第１筐体２１に取り付けられるようになっている。この取付部材１１の材質としては、実施例のものはプラスチックなどの機械的強度のある合成樹脂であるが、トルクヒンジ１Ａの使用目的に応じて、金属で製作しても良い。合成樹脂の場合は、射出成型等により低コストで量産できる。この点は、以下に説明する支持部材１２、スライドカム部材１４、第１摩擦部材１６、及び第２摩擦部材１７についても同様である。
【００２１】
一方、支持部材１２は、取付ベース部１２ａと、この取付ベース部１２ａの一端部側の中央位置に設けられた第２連結筒部１２ｂとを有し、取付ベース部１２ａには取付ネジ孔１２ｅ、１２ｅが明けられ、適宜の取付ネジ等によって前記第２筐体２２に取り付けられるようになっている。
【００２２】
前記取付部材１１の取付ベース部１１ａの一端部側に互いに離間して設けられた前記一対の第１Ａ連結筒部１１ｂと第１Ｂ連結筒部１１ｃの間に、前記支持部材１２の第２連結筒部１２ｂが嵌入され、これらの第１Ａ連結筒部１１ｂ、第１Ｂ連結筒部１１ｃ及び第２連結筒部１２ｂ内にヒンジシャフト１３を挿通し、ヒンジシャフト１３の先端部の雄ネジ部１３ｄにナット１８を螺合することにより、前記支持部材１２を前記取付部材１１に対して回転可能に連結する。
【００２３】
より具体的には、前記取付部材１１の第１Ａ連結筒部１１ｂ内にはスライドカム部材１４とワッシャー１９を収容し、前記支持部材１２の第２連結筒部１２ｂ内には２本の第１摩擦部材１６及び第２摩擦部材１７をヒンジシャフト１３を抱える状態で収容し、更に前記取付部材１１の第１Ｂ連結筒部１１ｃ内には、固定カム部１１ｆを第１Ｂ連結筒部１１ｃと一体的に形成し、前記ヒンジシャフト１３を、前記ワッシャー１９の中心孔１９ａと、スライドカム部材１４のシャフト挿通孔１４ｅと、第１摩擦部材１６、第２摩擦部材１７の内周面１６ｂ、１７ｂ間と、取付部材１１の第１Ｂ連結筒部１１ｃの軸受孔１１ｊとに挿通し、ヒンジシャフト１３の先端側の雄ネジ部１３ｄをナット１８に締め込むことによって、前記取付部材１１と支持部材１２を互いに回転可能なように連結する。
【００２４】
取付部材１１の片方の第１Ａ連結筒部１１ｂには、軸直角断面が６角形状の変形軸受孔１１ｄが明けられ、その内部に前記スライドカム部材１４の大径部１４ａが、その軸中心に回転不能なように、かつ、軸方向に移動可能なように収容される。即ち、スライドカム部材１４の大径部１４ａは、その軸直角断面が、取付部材１１の前記第１Ａ連結筒部１１ｂの変形軸受孔１１ｄの軸直角断面と同形の６角形状に形成されることにより、前記大径部１４ａは、前記第１Ａ連結筒部１１ｂ内に軸中心に回転不能、かつ、軸方向に移動可能なように収容、保持されている。尚、取付部材１１の第１Ａ連結筒部１１ｂの変形軸受孔１１ｄの形状は６角形状に限らず、非円形であれば各種形状が採用でき、それに対応してスライドカム部材１４の大径部１４ａの軸直角断面の形状も各種の形状が採用できる。
【００２５】
取付部材１１の他方の第１Ｂ連結筒部１１ｃには、図示した実施例においては、前記第１Ａ連結筒部１１ｂと対向する端部側に、変形軸受孔１１ｄと同じ大きさの軸直角断面が６角形状のカム形成室１１ｅが形成され、その内部に固定カム部１１ｆが第１Ｂ連結筒部１１ｃと一体的に形成されている。尚、カム形成室１１ｅは軸直角断面が円形状であっても良い。第１Ｂ連結筒部１１ｃのもう一方の端部側には、ナット１８を回転不能に収容、保持するナット穴１１ｉが形成され、カム形成室１１ｅからナット穴１１ｉに軸受孔１１ｊが形成されている。前記スライドカム部材１４の軸方向スライドカム部１４ｂの第１Ａカム部１４ｃ及び第１Ｂカム部１４ｄと固定カム部１１ｆの第４Ａカム部１１ｇ及び第４Ｂカム部１１ｈは、図示した実施例においては、円筒の周壁の両側を互いに対称に斜めにカットしたような形状（図３〜図６参照）をしており、後述する第１摩擦部材１６の第２Ａカム部１６ｃ及び第２Ｂカム部１６ｄと第２摩擦部材１７の第３Ａカム部１７ｃ及び第３Ｂカム部１７ｄから成る第１半径方向スライドカム部２０ａ及び第２半径方向スライドカム部２０ｂとそれぞれ摺接するようになっている。尚、前記固定カム部１１ｆは、必ずしも第１Ｂ連結筒部１１ｃと一体的に形成する必要はなく、スライドカム部材１４のように第１Ｂ連結筒部１１ｃとは別体で例えばプラスチック材料を用いて射出成型などで製作したものを用いても良い。この場合には、固定カム部１１ｆは省略され、スライドカム部材１４と同じように、第１Ｂ連結筒部１１ｃ内に非回転かつ軸方向へスライド可能に前記カム形成室１１ｅ内に収容させるものである。尚、図示した実施例において、取付部材１１の底面には、軽量化のため、図７に示す如く、複数の凹部１１ｍ、１１ｎ、１１ｐが形成されている。
【００２６】
支持部材１２の前記第２連結筒部１２ｂには円形軸受孔１２ｃが形成され、その内部に、図示した実施例においては、スライドカム部材１４の軸方向スライドカム部１４ｂと、２本の第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７が収容されるようになっている。支持部材１２の底面にも、軽量化のため、図８に示す如く、複数の凹部１２ｆ、１２ｇ、１２ｈが形成されている。
【００２７】
スライドカム部材１４は、前記の如く、軸直角断面非円形状の大径部１４ａと軸直角断面円形状の軸方向スライドカム部１４ｂとを有し、図４に示す如く、前記大径部１４ａが取付部材１１の前記第１Ａ連結筒部１１ｂ内に設けた変形軸受孔１１ｄ内に軸方向に移動可能かつ軸中心に回転不能なよう収容され、また、前記軸方向スライドカム部１４ｂが前記支持部材１２の前記第２連結筒部１２ｂ内に挿入されるようになっている。前記軸方向スライドカム部１４ｂには第１Ａカム部１４ｃと第1Ｂカム部１４ｄが形成され、これらの第1Ａカム部１４ｃと第1Ｂカム部１４ｄは、軸方向スライドカム部１４ｂの円筒状の周壁の両側を互いに対称に斜めにカットしたような楔形状（図３、図４、図５参照）を呈し、後述する第１摩擦部材１６の第２Ａカム部１６ｃ、及び第２摩擦部材１７の第３Ａカム部１７ｃとそれぞれ摺接するようになっている。
【００２８】
第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７は、同一の形状と寸法を有し、図示した実施例において、円筒体をその軸方向に沿って縦に２分割したような軸直角断面円弧形状を成し（図３参照）、前記支持部材１２の第２連結筒部１２ｂの円形軸受孔１２ｃの内周面１２ｄの曲率半径と同一またはそれより僅かに小さな曲率半径を有する外周面１６ａ、１７ａと、ヒンジシャフト１３の主軸部１３ａ及び雄ネジ部１３ｄの外周面の曲率半径と同一またはそれより僅かに大きな曲率半径を有する内周面１６ｂ、１７ｂと、前記スライドカム部材１４の第１Ａカム部１４ｃ及び第１Ｂカム部１４ｄとそれぞれ摺接する軸方向に斜めにカットした第２Ａカム部１６ｃ及び第３Ａカム部１７ｃと、前記固定カム部１１ｆの第４Ａカム部１１ｇ及び第４Ｂカム部１１ｈとそれぞれ摺接する同じく軸方向に斜めにカットした第２Ｂカム部１６ｄ及び第３Ｂカム部１７ｄとを有している。
【００２９】
これらの第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７は、図２、図４、図５に示すように、前記支持部材１２の前記第２連結筒部１２ｂの円形軸受孔１２ｃの内周面１２ｄと前記ヒンジシャフト１３の外周面との間において、前記スライドカム部材１４と固定カム部１１ｆの間に挟持されるような状態で収容される。これらの第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７の肉厚は、前記支持部材１２の第２連結筒部１２ｂの円形軸受孔１２ｃの内周面１２ｄと前記ヒンジシャフト１３の外周面との間の間隔よりも短く設定される。また、第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７の軸方向の両端部と第１Ａ連結筒部１１ｂと第１Ｂ連結筒部１１ｃの軸方向と半径方向との間には、図４に示したように、第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７の軸方向及び半径方向の移動を許容する間隙ａ、ａ’と間隙ｂ、ｂ’が設けられている。
【００３０】
つまり、以上のように、スライドカム部材１４の軸方向スライドカム部１４ｂの先端側は、第１Ａカム部１４ｃ及び第１Ｂカム部１４ｄによって、固定カム部１１ｆは、第４Ａカム部１１ｇ及び第４Ｂカム部１１ｈによって、それぞれ楔形状の凸部を形成し、第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７の各両端部は第２Ａカム部１６ｃ及び第２Ｂカム部１６ｄと、第３Ａカム部１７ｃ及び第３Ｂカム部１７ｄにより、前記各凸部を収容する凹部を形成する一対の第１半径方向スライドカム部２０ａ及び第２半径方向スライドカム部２０ｂを形成しており、前記各凸部が前記各凹部に対して進退することにより、第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７が半径方向へ移動して第２連結筒部１２ｂ内との間でフリクショントルクが調節される構成である。
【００３１】
前記支持部材１２を前記取付部材１１に対して回転可能に連結するヒンジシャフト１３は、図２〜図５に示す如く、主軸部１３ａと、その一端に設けた頭部１３ｂと、この頭部１３ｂに設けた工具穴１３ｃと、主軸部１３ａの他端部側に設けた雄ネジ部１３ｄとを有している。ヒンジシャフト１３は、前記の如く、前記ワッシャー１９の中心孔１９ａから、スライドカム部材１４のシャフト挿通孔１４ｅ、第１摩擦部材１６、第２摩擦部材１７の内周面１６ｂ、１７ｂ間を通過し、取付部材１１の第１Ｂ連結筒部１１ｃの軸受孔１１ｊへ挿通され、ヒンジシャフト１３の先端側の雄ネジ部１３ｄをナット１８に締め込むことによって、前記取付部材１１と支持部材１２が互いに回転可能に連結されるようになっている。この場合において、ヒンジシャフト１３の雄ネジ部１３ｄへのナット１８の締め込み量を増減することによって、スライドカム部材１４が固定カム部１１ｆに対して接近、開離するので、ヒンジシャフト１３の雄ネジ部１３ｄとナット１８とによって、前記スライドカム部材１４と固定カム部１１ｆとの間の距離を調節するようになっている。ヒンジシャフト１３やナット１８の材質は、通常は金属であるが、特殊な使用目的の場合にはプラスチックで作製することを排除するものではない。
【００３２】
トルク創出機構１５は、前記第１Ａ連結筒部１１ｂの側に前記ヒンジシャフト１３を挿通係合させて軸方向へ非回転かつスライド可能に設けた一端部側に第１Ａカム部１４ｃ及び第１Ｂカム部１４ｄを有するスライドカム部材１４と、第１Ｂ連結筒部１１ｃの側に前記スライドカム部材１４の前記第１Ａカム部１４ｃ及び第１Ｂカム部１４ｄに対向させて設けた第４Ａカム部１１ｇ及び第４Ｂカム部１１ｈを有する固定カム部１１ｆと、前記ヒンジシャフト１３を抱えて前記第２連結筒部１２ｂ内に収容されたところの両端部にそれぞれ前記第１Ａカム部１４ｃ及び第１Ｂカム部１４ｄと前記第４Ａカム部１１ｇ及び第４Ｂカム部１１ｈに接して第２Ａカム部１６ｃと第２Ｂカム部１６ｄ及び第３Ａカム部１７ｃと第３Ｂカム部１７ｄを設けた一対の第１摩擦部材１６及び第２摩擦部材１７とで構成し、もって、前記ヒンジシャフト１３をいずれかの方向へ回転させることにより、前記第１摩擦部材１６及び第２摩擦部材１７の外周面が前記第２連結筒部１２ｂの内周面１２ｄに圧接する強度を調節できるように構成してある。
【００３３】
次に、前記の如く構成された本発明に係るトルクヒンジ１Ａの機能について説明する。図４に示すように、本発明に係るトルクヒンジ１Ａは、納品時において第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７の各外周面１６ａと１７ａが支持部材１２の第２連結筒部１２ｂの内周面１２ｄに圧接しており、第１筐体２１に対して第２筐体２２を開閉させると取付部材１１に対して支持部材１２が回転し、第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７の各外周面１６ａ、１７ａと支持部材１２の第２連結筒部１２ｂの内周面１２ｄとの間にフリクショントルクが創出され、このトルク値は意図した値に設定される。
【００３４】
但し、本発明に係るトルクヒンジ１Ａは、そのトルク値を任意に変更することが可能なので、納入先或はトルクヒンジの製造メーカーにおいて、必要ならば後述するように、ヒンジシャフト１３を操作して任意にトルク値を変更することができる。この点が、フリクションワッシャーとスプリングワッシャーとをかしめによって、フリクショントルクを創出させるものに比べて、有利な点である。
【００３５】
トルクヒンジは、一般的には使用するにつれてトルク値が変動しトルクダウンを生ずるのを避けることができない。また、本発明に係るトルクヒンジは、使用後のトルク値の変動に対応するものであるが、トルクヒンジを各種機器へ取り付ける段階において、上述したように、トルク値を調節する必要のある場合もある。本発明に係るトルクヒンジ１Ａは、この場合にも対応できる。この場合には、ヒンジシャフト１３を締め付けるのではなく、緩める場合もある。トルク値の初期動作時の経時的変動、或は長年に渡る使用の結果、トルク値が変動したときに本発明に係るトルクヒンジ１Ａは、トルク値を調節して、必要なトルク値にして対応し、また、安定したフリーストップ機能を取り戻すことができるものである。
【００３６】
このトルク値の調節は、ヒンジシャフト１３の頭部１３ｂに設けた工具穴１３ｃに６角レンチ等の工具を差し込み、ヒンジシャフト１３を捩じることにより、ナット１８に締め込んで、ヒンジシャフト１３の頭部１３ｂとナット１８との距離を短くすると、前記スライドカム部材１４が固定カム部１１ｆに近づく方向に移動させられる。これに伴って、第１摩擦部材１６は、その一方の第２Ａカム部１６ｃがスライドカム部材１４の第１Ａカム部１４ｃと摺接し、もう一方の第２Ｂカム部１６ｄが固定カム部１１ｆの第４Ａカム部１１ｇと摺接していることにより、上記の如きスライドカム部材１４と固定カム部１１ｆとの間の距離の縮小により、第１摩擦部材１６は、これらの各カム部のガイド作用によって、半径方向外側へ移動させられる。これにより第１摩擦部材１６の外周面１６ａと円形軸受孔１２ｃの内周面１２ｄとがより強く圧接する。これと同時に、第１摩擦部材１６の内周面１６ｂと前記ヒンジシャフト１３の外周面との間には間隙１３ｅが生じる場合もある。同様に、第２摩擦部材１７は、その一方の第３Ａカム部１７ｃがスライドカム部材１４の第１Ｂカム部１４ｄと摺接し、もう一方の第３Ｂカム部１７ｄが固定カム部１１ｆの第４Ｂカム部１１ｈと摺接していることにより、上記の如きスライドカム部材１４と固定カム部１１ｆとの間の距離の縮小により、第２摩擦部材１７は、これらの各カム部のガイド作用によって、半径方向外側へ移動させられる。これにより、第２摩擦部材１７の外周面１７ａと円形軸受孔１２ｃの内周面１２ｄとが圧接する。これと同時に、第２摩擦部材１７の内周面１７ｂと前記ヒンジシャフト１３の外周面との間には間隙１３ｆが生じる場合もある。
【００３７】
このように、第１摩擦部材１６の外周面１６ａ及び第２摩擦部材１７の外周面１７ａが、支持部材１２の円形軸受孔１２ｃの内周面１２ｄと圧接することにより、これらの間にフリクショントルクが発生し、前記支持部材１２を前記取付部材１１に対して回転するときにフリクショントルクを発生させることができる。即ち、第１筐体２１に対する第２筐体２２の開閉操作時に取付部材１１と支持部材１２を互いに回転させようとすると、取付部材１１の第１Ａ連結筒部１１ｂ及び第１Ｂ連結筒部１１ｃ内に軸中心に回転不能に設けられた前記スライドカム部材１４及び固定カム部１１ｆは前記取付部材１１と共に回転し、これと一緒に前記第１摩擦部材１６及び第２摩擦部材１７も回転しようとするが、前記第１摩擦部材１６及び第２摩擦部材１７の外周面１６ａ、１７ａは前記支持部材１２の円形軸受孔１２ｃの内周面１２ｄと圧接し、フリクショントルクを発生させるため、取付部材１１と支持部材１２を互いに回転させるには相当の操作力が必要となる。したがって、取付部材１１と支持部材１２にそれぞれ取り付けられている前記第１筐体２１と第２筐体２２を開閉するには、所定の開閉操作力を必要とし、第１筐体２１と第２筐体２２を任意の開成角度に保持するフリーストップ機能を達成することが可能となる。また、前記ヒンジシャフト１３を捩じってナット１８の締め込み量を変更するという簡単な操作により、取付部材１１と支持部材１２の回転トルクを容易に調節することが可能となる。
【００３８】
その他の実施例として、ヒンジシャフト１３の雄ネジ部１３ｄに取り付けるナット１８については、これを省略し、ヒンジシャフト１３の雄ネジ部１３ｄを直に第１Ｂ連結筒部１１ｃに設けた雌ネジ部へネジ着させることも可能である。さらに、スライドカム部材１４は、これを一対とし、一方は上述したように第１Ａ連結筒部１１ｂに取り付け、他方を第１Ｂ連結筒部１１ｃに上述したように装着するように実施しても良い。この場合には、上述した固定カム部１１ｆは省略すること認ある。また、摩擦部材は、前述した一対の第１摩擦部材１６と第２摩擦部材１７に限らず、例えば３〜８個程度の範囲内で適宜変更することも可能であり、その個数に応じてスライドカム部材１４及び固定カム部１１ｆに設けるカム部の形状や数も変更される。さらにまた、その他の各部材の形状、サイズ、等々も使用目的等に応じて適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、以上のように構成したので、本発明に係るトルクヒンジにおいては、スライドカム部材及び固定カム部間の距離を伸縮するよう前記ヒンジシャフトを操作し、前記複数の摩擦部材を半径方向へ移動させると、それら複数の摩擦部材の外周面がそれぞれ前記支持部材の前記連結筒部の内周面に圧接する力を調節でき、トルク値の調節を任意に行うことができるものである。その際に、第１摩擦部材と第２摩擦部材によって面圧のかかる方向と力が均等に分散されるため、本発明に係るトルクヒンジは、取付部材及び支持部材の回転操作時のフリクショントルクを安定させることができると共に、開閉操作感の円滑さを確保し、ヒンジ寿命を延ばすことが可能なトルクヒンジ、或はこのトルクヒンジを用いた各種機器として好適に用いられるものである。
【符号の説明】
【００４０】
１Ａ、１Ｂ  トルクヒンジ
１１      取付部材
１１ｂ    第１Ａ連結筒部
１１ｃ    第１Ｂ連結筒部
１１ｆ    固定カム部
１１ｇ    第４Ａカム部
１１ｈ    第４Ｂカム部
１２      支持部材
１２ｂ    第２連結筒部
１２ｃ    円形軸受孔
１３      ヒンジシャフト
１３ｂ    頭部
１３ｄ    雄ネジ部
１４      スライドカム部材
１４ａ    大径部
１４ｂ    軸方向スライドカム部
１４ｃ    第１Ａカム部
１４ｄ    第１Ｂカム部
１５      トルク創出機構
１６      第１摩擦部材
１６ｃ    第２Ａカム部
１６ｄ    第２Ｂカム部
１７      第２摩擦部材
１７ｃ    第３Ａカム部
１７ｄ    第３Ｂカム部
２        ノートパソコン
２１      第１筐体
２２      第２筐体
２０ａ    第１半径方向スライドカム部
２０ｂ    第２半径方向スライドカム部
【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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