(57)【要約】【課題】フランジタイプパイプスプリングにおいて、簡単な構成をもって採用（適用）が可能にして汎用性の向上を図り、ヒンジ装置において、組立て性の向上、安定した作動性、耐久性の向上を図る。【解決手段】フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂは、円筒形の長手方向に沿って一端から他端まで切開口が形成されたスプリング本体と、この一端の円周に沿って放射状に突出形成されるフランジとを有する。このフランジタイプパイプスプリングを用いたヒンジ装置は、第１ブラケット２０に、挿入孔２２ａ，２２ｂ／２２ｃ、２２ｄの周囲に回転防止用の固定具が挿入されて、一端に形成されたフランジが回転防止用の固定具によって固定される。さらに、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの貫通孔にシャフト３０ａ，３０ｂが貫通して嵌め込まれ、第２ブラケット４０に回動自在に固定される。【選択図】　　　　図４
2004116275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形であって内部に貫通孔が形成されて、長手方向に沿って一端から他端までつながる切開口を有するスプリング本体と；
スプリング本体の一端の円周に沿って放射状で突出形成される少なくとも一つのフランジと；
を含んで構成されることを特徴とするフランジタイプパイプスプリング。
【請求項２】
内部に軸孔を有して軸孔周囲に回転防止固定具が形成される第１ブラケットと；
前記第１ブラケットの軸孔に挿入されて、一端に形成されたフランジ中の少なくとも一つが、前記第１ブラケットの回転防止固定具によって固定される上記請求項１に記載のフランジタイプパイプスプリングと；
前記フランジタイプパイプスプリングの貫通孔を貫通して嵌め込まれるシャフトと；
軸孔を備えて前記フランジタイプパイプスプリングのフランジに続いてシャフトに回動自在に固定される第２ブラケットと；
を含んで構成されることを特徴とするヒンジ装置。
【請求項３】
前記第１ブラケット上に形成される前記回転防止固定具は、少なくとも一つの挿入溝で形成されて、前記フランジタイプパイプスプリングのフランジ中の少なくとも一つの端部が、前記挿入溝に嵌め込まれるように直角に折り曲げられることを特徴とする請求項２に記載のヒンジ装置。
【請求項４】
前記第１ブラケットは、当該第１ブラケットの縁の一定区間にガイド溝が形成されて、
前記第２ブラケットは、前記第１ブラケットのガイド溝に対応する部分に前記ガイド溝に噛み合うことができるストッパーが突出設置されて、前記第２ブラケットの回動時に前記第１ブラケットのガイド溝の区間において、回動角度が限定されることを特徴とする請求項２または３に記載のヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒンジ装置内でシャフトの回転に対して摩擦力を加えることによってヒンジ装置に連結された対象物体の開閉角度を所望する角度に設定（維持）できるようにするフランジタイプパイプスプリング及び、このフランジタイプパイプスプリングを構成部品とするヒンジ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ用モニターなどに用いられるヒンジ装置は、このヒンジ装置を中心にしてモニターなどを一定角度の半固定状態に設定（維持）するために用いられている。この一定角度に設定させるために適切な止め手段が採用される。
【０００３】
このために従来のヒンジ装置は、一般的に所定の弾性によって隣接した部材に摩擦力を付与して開かれた角度を固定的に維持するスプリングがその軸に装着される構成を有するが、このようなヒンジ装置は構成部品の変位（揺れ）で作動性が良好とはいえず、作動時の騷音と摩耗において、甚だしい問題がある。このような問題を解決するためにスプリングを用いずに、ディスクスプリング（皿スプリング）を用いて作動性を向上させ、その騷音と摩耗を減らすことができるヒンジ装置が本願出願人において提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかし、この特許文献１，２の構成では、作動性と安全性は確保されうるものの、コイルスプリング及び複数のディスクスプリング、ワッシャなどと、これを締結するためのボルト、ナット等の多数の部品を必要とする。このため、従来のヒンジ装置は、その複雑な構成によって製品組立ての困難性と、継続的な作動における故障発生の可能性が高いという短所があった。
【０００５】
したがって、構成部品数を減らして装置を単純化するために、シャフトに対して直接摩擦力を加えることができるパイプスプリングを採用した構成の摩擦ヒンジ装置が用いられている。この摩擦ヒンジ装置は、例えば、ノートブックコンピュータのディスプレーを本体に対して一定な角度に設定して、その角度を維持させるのに極めて有用な装置として用いられている。
【０００６】
すなわち、ノートブックコンピュータの場合に、摩擦ヒンジ装置は、ディスプレーが設けられているカバーを上下方向へ開閉自在に本体に結合させて、カバーの開放時に、摩擦ヒンジ装置に内蔵されたパイプスプリングなどの加圧力によってカバーを本体に対して適切な角度の状態で維持させる役割を有している。
【０００７】
さらに、この摩擦ヒンジ装置は、ノートブックコンピュータのカバーのような対象物体が移動したり、回転時に摩擦作用による動的トルクを発生させて対象物体の急激な変位（作動）を抑制して、衝撃を緩衝する機能も有している。このような摩擦ヒンジ装置が本出願人によって提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００８】
【特許文献１】
韓国実用新案登録第１７３２８３号
【特許文献２】
韓国実用新案登録第２３３４８４号
【特許文献３】
韓国実用新案登録第２８０６２８号
【特許文献４】
韓国実用新案登録第２７９１５９号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のヒンジ装置のパイプスプリングは、図１及び図２に示したように、ヒンジ装置において固定のためにパイプスプリング１００の折曲部１０３から延びた突出部１０２が形成されており、この突出部１０２がハウジング内に固定されている。このような構成によってスプリングを貫通して嵌め込まれたシャフトの回転方向によって摩擦力が非対称的に形成されしまい、このため相異なったトルクが発生するという問題があった。
【００１０】
このような問題を解決するために、突出部１０２から反対側にカーリングされたカーリング部１０１を有する二個のパイプスプリングを平行に配列したり（特許文献３）、また、二個のパイプスプリングを一体で形成するようにして（特許文献４）、回転方向に関係がなく同一な摩擦力が発生するようにしている。
【００１１】
しかしこのようなパイプスプリングは、二重のパイプスプリング程度の、比較的大きな空間が必要になり、その部品数の低減も制限されてしまう。
【００１２】
さらに、パイプスプリングを固定するために、ハウジング内部にスプリングを圧入する比較的複雑な組み立て工程が必要となる。このため組み立て作業性が低下するという問題がある。
【００１３】
さらに、この構成では、特定構造のハウジングなどを備えた特定のヒンジ装置でのみ用いることが可能であり、このため汎用性（適応性）が低下するという短所があった。
【００１４】
このような課題を解決するために、本発明は、シャフトの回転方向に関係がなく同一の摩擦力を発生できるようになり、また、適用するヒンジ装置が特定（特殊）な構造でない場合にも、簡単な構成をもって採用（適用）が可能で、その汎用性が向上するフランジタイプパイプスプリングの提供を目的とする。
【００１５】
さらに、本発明は、構成部品の数が大幅に減少して、組立て性が向上し、かつ、安定した作動性を有し、その耐久性が向上するヒンジ装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明によるフランジタイプパイプスプリングは次の構成を有する。
【００１７】
すなわち、本発明によるフランジタイプパイプスプリングは、円筒形であって内部に貫通孔が形成されて、長手方向に沿って一端から他端までつながる切開口を有するスプリング本体と、このスプリング本体の一端の円周に沿って放射状で突出形成されている少なくとも一つのフランジを含んで構成されている。
【００１８】
また、このフランジタイプパイプスプリングを採用したヒンジ装置は次の構成を有する。
【００１９】
すなわち、本発明によるヒンジ装置は、内部に軸孔を有して軸孔周囲に回転防止固定具が形成される第１ブラケットと、第１ブラケットの軸孔に挿入されて、一端に形成されたフランジ中の少なくとも一つが第１ブラケットの回転防止固定具によって固定される上記記載のフランジタイプパイプスプリングと、このフランジタイプパイプスプリングの貫通孔を貫通して嵌められるシャフトと、軸孔を備えてフランジタイプパイプスプリングのフランジに続いてシャフトに回動自在に固定される第２ブラケットを含んで構成されている。
【００２０】
さらに、本発明の望ましい形態として、上記したヒンジ装置は、第１ブラケット上に形成される回転防止固定具に、少なくとも一つの挿入溝で形成されて、フランジタイプパイプスプリングのフランジ中の少なくとも一つの端部が挿入溝に嵌め込まれるように直角に折り曲げられる。
【００２１】
また、本発明の望ましい形態としの上記したヒンジ装置において、第１ブラケットは、当該第１ブラケットの縁の一定区間にガイド溝が形成されて、前記第２ブラケットは、前記第１ブラケットのガイド溝に対応する部分に前記ガイド溝に噛み合うことができるストッパーが突出設置されて、前記第２ブラケットの回動時に前記第１ブラケットのガイド溝の区間において、回動角度が限定される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の望ましい実施形態によるフランジタイプパイプスプリングとそれを用いたヒンジ装置について説明する。
【００２３】
図３は本発明によるフランジタイプパイプスプリング１０の斜視図である。
【００２４】
図３に示されるように本発明によるフランジタイプパイプスプリング１０は、円筒状で長手方向に定間隔の切開口１１を有している。したがって図示しないシャフトが、フランジタイプパイプスプリング１０の貫通孔１３に挿入された状態で貫通孔１３内壁の全面が、図示しないシャフトの外周面に接触して圧迫（加圧）する。これによって図示しないシャフトの回転時に、その回転方向に対して、フランジタイプパイプスプリング１０が図示しないシャフトに対し、摩擦力を加えることが出来る様になる。
【００２５】
そして、フランジタイプパイプスプリング１０の片側端（図３における左側）には、その長手方向に垂直をもって、この例では４つのフランジ１２が突出して設けられている。この場合、フランジ１２が相互なす角度が同一であるように二つ以上のフランジ１２が設けられるのが望ましい。
【００２６】
本発明の望ましい実施形態では、図３において９０゜の角度で形成された四個のフランジ１２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が図示されている。
【００２７】
本発明の実施形態によるフランジタイプパイプスプリング１０のフランジ１２は、図示しないヒンジ装置（図４参照）内おけるフランジタイプパイプスプリング１０の固定のための部分である。すなわち、ヒンジ装置のブラケットに形成された軸孔等に、このフランジタイプパイプスプリング１０を挿入すれば、ヒンジ装置のブラケット面にフランジタイプパイプスプリング１０のフランジ１２が当接するようになって、このヒンジ装置のブラケット面上の当接する部分にフランジ１２を固定させることが出来る固定具が形成される。
【００２８】
これによって、フランジタイプパイプスプリング１０が、図示しないヒンジ装置内に固定される（図４の詳細説明参照）。
【００２９】
この図示しないヒンジ装置内への固定では、図１に示した従来のパイプスプリングの固定時とは異なり、回転方向に対して対称的な位置（フランジタイプパイプスプリング１０のフランジ１２の位置）で、本発明の実施形態によるフランジタイプパイプスプリング１０が固定される。
【００３０】
これによって、回転方向に関係がなく同一な摩擦力が発生する。すなわち、同一なトルクが発生する。したがって、従来のパイプスプリングを用いたヒンジ装置の場合が、両方向に同一なトルクを発生させるために二個のスプリングを必要としていた反面、本発明の実施形態によるフランジタイプパイプスプリング１０を用いた構成では、一つのフランジタイプパイプスプリング１０のみで回転方向に関係がない同一トルクを発生させることができるようになる。
【００３１】
以下、本発明の実施形態によるフランジタイプパイプスプリング１０を構成部品として採用する本発明のヒンジ装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３２】
図４は本発明によるヒンジ装置の実施形態の分解斜視図である。
【００３３】
図４に示すように、このヒンジ装置は、第１ブラケット２０と、この第１ブラケット２０に形成された軸孔２１ａ，２１ｂに挿入される、上記した本発明の実施形態のフランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂと、このフランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂに貫通して挿入されるシャフト３０ａ，３０ｂと、このシャフト３０ａ，３０ｂの一端に固定される第２ブラケット４０とで構成されている。
【００３４】
図４に示すヒンジ装置は、コンピュータモニターの連結部等に用いることが出来るヒンジ装置であって、同一回転軸上に配置された二個の回転軸を有するヒンジ装置である。なお、基本的に一つの回転軸のみを有するように構成されたヒンジ装置（図示せず）も容易に、その構成が類推できるものである。
【００３５】
図４に示したように第１ブラケット２０にはフランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂが貫通して挿入される軸孔２１ａ，２１ｂが形成されている。フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの外径は軸孔２１ａ，２１ｂの内径と略一致しているが、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの外径は、軸孔２１ａ，２１ｂの内径に対して微細な大径で形成されており、圧入によって軸孔２１ａ，２１ｂに挿入されようになっている。
【００３６】
このとき、第１ブラケット２０の軸孔２１ａ，２１ｂの周囲には、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの挿入が完了された後、フランジ（図３参照）が当接する部分に、以降で説明する固定具（（本発明の回転防止固定具に対応する）が形成されている。
【００３７】
本発明の望ましい実施形態では、次に詳細を説明するように、第１ブラケット２０上に形成される回転防止としての固定具は、一つ以上の挿入溝で形成されており、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂのフランジ部（図３参照）中の一つ以上の、その端部が挿入溝に嵌め込むことができるように直角に折り曲げられている。
【００３８】
図４では固定具として、軸孔２１ａ，２１ｂの周りにそれぞれ二個の挿入溝２２ａ，２２ｂ／２２ｃ，２２ｄが形成されている。これによって、この実施形態によるヒンジ装置に適用できるように、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの挿入方向に折れ曲がった二個のフランジ（図３中のフランジ１２）がパイプスプリング１０ａ，１０ｂの挿入完了と同時に挿入溝２２ａ，２２ｂ／２２ｃ，２２ｄに嵌め込まれる。
【００３９】
上記（図３）のように構成されたフランジタイプパイプスプリング１０は、図４に示すように第１ブラケット２０に嵌め込まれた後に、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂが回転してしまわないように固定される。図４では、挿入溝２２ａ，２２ｂ／２２ｃ，２２ｄと、これに嵌め込まれるフランジの先端部を固定する例を図示したが、この固定は回転を防止できる構成であれば良い。
【００４０】
例えば、フランジの第１ブラケット２０の部材面側に凹凸（エンボシング）を形成し、この凹凸と第１ブラケット２０の部材面の凹凸と噛み合うようにして、回転を防止する構成としても良い（図示せず）。また、フランジを第１ブラケット２０の部材に熔接などによって固定して、その回転を防止する構成としても良い（図示せず）。これらは、当業者にとって容易な類推技術である。
【００４１】
このようにして、フランジタイプスプリング１０ａ，１０ｂの第１ブラケット２０への取り付けが完了した後に、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂのそれぞれ貫通孔１３（図３参照）にシャフト３０ａ，３０ｂが挿入される。フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの軸孔２１への挿入時と同様であって、シャフト３０ａ，３０ｂの外径は、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの内径と略一致しているが、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂの内径に対して、シャフト３０ａ，３０ｂの外径が微細な大径で形成されており、圧入によって挿入されようになっている。
【００４２】
シャフト３０ａ，３０ｂの挿入が完了した後には、フランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂのフランジが位置する側のシャフト３０ａ，３０ｂの端部が、第２ブラケット４０の挿入孔４２ａ，４２ｂに圧入して固定される。このため、シャフト３０ａ，３０ｂは、第２ブラケット４０との連結のために必要な長さとなっている。すなわち、シャフト３０ａ，３０ｂが挿入されたフランジタイプパイプスプリング１０ａ，１０ｂから外部に突出する長さをもって挿入されている。
【００４３】
図４では、シャフト３０ａ，３０ｂと第２ブラケット４０の連結と、その固定を容易にするために、第２ブラケット４０に連結されるシャフト３０ａ，３０ｂの端部をカッティング処理（例えば、微細な傾斜）して、第２ブラケット４０にはカッティング処理されたシャフト３０の先端部との形状を整合して嵌め込まれる挿入孔４２ａ，４２ｂが形成されている。
【００４４】
このような説明のシャフト３０ａ，３０ｂと第２ブラケット４０との連結状態が、図５に示されている。このようにして連結された後、シャフト３０ａ，３０ｂの端部をリベッティング（ｒｅｖｅｔｔｉｎｇ）処理などによって、シャフト３０ａ，３０ｂに第２ブラケット４０を固定する。なお、これ以外にも熔接その他多くの固定方法を利用してシャフト３０ａ，３０ｂに第２ブラケット４０を固定することができることは、容易な類推技術である。
【００４５】
この発明の望ましい実施形態によって、本発明の実施形態のヒンジ装置は、回転角度区間の設定が、構成部品形状の簡単な変更によって得られることが出来るようになる。
【００４６】
このため、図４に示したように、第１ブラケット２０の立ち上がり部材の縁には、シャフト３０ａ，３０ｂの回転中心と同一な円中心を有する円周上のガイド溝２３ａ，２３ｂが一定な角度区間（モニターなどの変化角度）となるように形成されている。ガイド溝２３ａ，２３ｂの両側端で据え掛け段差（第１ブラケット２０に形成されているガイド溝２３ａ，２３ｂに連なり、第２ブラケット４０に形成されているストッパー４１ａ，４１ｂがかかるように、ガイド溝２３ａ，２３ｂから延長して形成される段差）が形成されるようにして、第２ブラケット４０には本発明の実施形態によるヒンジ装置の組立てが完了した状態で、ガイド溝２３ａ，２３ｂに接し，かつ、シャフト３０及び第２ブラケット４０の回転時に、ガイド溝２３ａ，２３ｂに沿いながら移動するストッパー４１ａ，４１ｂが形成されている。ストッパー４１ａ，４１ｂは、図４に示したように第１ブラケット２０の方向に突出するように設けられている。
【００４７】
このように構成されることによって、回転角度区間を設定（限定）するための特殊な部品を追加しなくても、簡単な構成の本発明の実施形態によって、ヒンジ装置の回転角度を設定（限定）できるようになる。
【００４８】
また、本発明の実施形態によるヒンジ装置は、角度設定時のトルク値の調整のために、一端は、第１ブラケット２０に固定されて他端が，第２ブラケット４０に固定されるコイルスプリングを追加的に配置した構成となる。このコイルスプリングでトルク値を調整可能であることは、容易な類推技術である（図示せず）。
【００４９】
図５は、上記のように構成された本発明の実施形態によるヒンジ装置の完成された形態を示す斜視図である。
【００５０】
この図５による本発明の実施形態のヒンジ装置の完成された状態における作動及び回転角度区間の設定（限定）のためのストッパー４１ａ，４１ｂ及びガイド溝２３ａ，２３ｂの相互作用をさら明確に理解できる。
【００５１】
結局、上記のように構成されたヒンジ装置は、構成部品の数が少なく、ボルト、ナット等で締結されて回転軸上に複数の構成部品を備えた従来のヒンジ装置に比べてヒンジ装置の作動時構成部品の安全性を図ることができるので、故障発生率が少なくなって、寿命も長くなる。
【００５２】
なお、本願発明者の実験による結果は、ディスクスプリングを採用した従来ヒンジ装置が５０００回程度の使用可能回数であるのに対して、本発明によるヒンジ装置は、１００００回を越える使用可能回数を有しており、従来のヒンジ装置に比べて２倍に近い寿命を有することを示した。
【００５３】
【発明の効果】
上記の説明のように、本発明によるフランジタイプパイプスプリングは、スプリング内に挿入されたシャフトの両側の回転方向に同一にトルクを発生させることができるようになり、さらに多様なヒンジ装置内での適応が可能になる。
【００５４】
また、本発明によるヒンジ装置は、フランジタイプパイプスプリングを構成部品として構成され、従来のヒンジ装置に比べて構成部品数を画期的に減らすことができる。これによって組立て性が向上して、生産単価が節約されるだけでなく、単純ながらも安定した構成により故障発生率が少なくて寿命が長くなるヒンジ装置を提供することができる。
【００５５】
以上のように本発明の望ましい実施形態を、図面を参照して説明したが、本発明は、図示による説明の実施形態による構成及び作用に限定されるものではない。すなわち、記載された特許請求の範囲の技術思想、及びこの範疇を逸脱することなく、本発明に対する様々な変更及び修正が可能なことを当業者は、よく理解できるところである。したがって、このような適切な変更及び修正と均等物も本発明の範囲に属するもであると見なされるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパイプスプリングの正面図である。
【図２】従来のパイプスプリングの側面図である。
【図３】本発明の実施形態によるフランジタイプパイプスプリングの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態によるヒンジ装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態によるヒンジ装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ：フランジタイプパイプスプリング
１１：切開口
１２ａ〜１２ｄ：フランジ
１３：貫通孔
２０：第１ブラケット
２１ａ，２１ｂ：第１ブラケット軸孔
２２ａ，２２ｂ／２２ｃ，２２ｄ：挿入溝
２３ａ，２３ｂ：ガイド溝
３０ａ，３０ｂ：シャフト
４０：第２ブラケット
４１ａ，４１ｂ：ストッパー
４２ａ，４２ｂ：第２ブラケット軸孔
【図１】
2004116275.tif 000003
【図２】
2004116275.tif 000004
【図３】
2004116275.tif 000005
【図４】
2004116275.tif 000006
【図５】
2004116275.tif 000007