(57)【要約】【課題】潤滑油漏れ防止、潤滑油の均等な塗布供給を可能にし、また高頻度開閉に耐え、長期使用を可能にする耐久性に優れるヒンジを提供する。【解決手段】羽根板２の一端に、カーリング加工により筒状部３を一体に形成したブラケット４と、筒状部３に相対回転可能に圧入されたシャフト５からなる。筒状部３の内面もしくはシャフト５の外周面に、両端が端壁６ａ，６ｂで閉塞された形の潤滑油溜め溝６を軸方向に対し斜交するように設ける。ブラケット４は高炭素鋼Ｓ６０Ｃ材もしくは特殊鋼ＳＫ材からなり、シャフト５は機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃ材からなる。ブラケット４はオーステンパー処理および無電解ニッケルメッキ処理し、シャフト５も焼入れ処理および無電解ニッケルメッキ処理した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根板の一端に、カーリング加工により筒状部を一体に形成した板金製のブラケットと、前記筒状部に相対回転可能に圧入された金属製のシャフトからなるヒンジにおいて、前記筒状部の内面もしくは前記シャフトの外周面に、両端が端壁で閉塞された形の潤滑油溜め溝を軸方向に対し斜交するように設け、該潤滑油溜め溝に潤滑油を貯溜しており、前記ブラケットは高炭素鋼Ｓ６０Ｃ材もしくは特殊鋼ＳＫ材からなり、前記シャフトは機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃ材からなることを特徴とする、ヒンジ。
【請求項２】
前記ブラケットはオーステンパー処理および無電解ニッケルメッキ処理されており、前記シャフトは焼入れ処理および無電解ニッケルメッキ処理されている、請求項１記載のヒンジ。
【請求項３】
前記シャフト又は前記筒状部の軸方向長さを変更することにより、前記シャフトと前記筒状部内面との接触面間で発生するトルクを可変可能にした、請求項１又は２記載のヒンジ。
【請求項４】
前記シャフトの前記筒状部内面との摺動領域内に、前記筒状部内面との接触面積を減少するための縮径軸部を設けている、請求項１又は２記載のヒンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラ、ゲーム機、医療機器など各種機器の開閉する動き部分に組み込まれるヒンジに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のヒンジとして、例えば、羽根板の一端縁をプレスや旋盤等で丸めるカーリング加工を行うことにより羽根板の一端に筒状部を一体に形成したＳＵＳ３０４等板金製のブラケットと、前記筒状部に相対回転可能に圧入された炭素鋼等金属製のシャフトからなり、前記筒状部の内面にグリスを塗布したものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
このヒンジによれば、ブラケットを定位置に固定し、シャフトを筒状部のカーリング方向に回転させると、ブラケットの筒状部はシャフトと締まりトルクを発生し、シャフトの回転を重くする。逆に、シャフトをカーリング方向と逆方向（反カーリング方向）に回転させると、ブラケットの筒状部はシャフトと緩みトルクが発生してスリップし、シャフトの回転を軽くする。
【０００４】
反対に、シャフトを定位置に固定し、ブラケットをカーリング方向に回転させると、ブラケットの筒状部はシャフトと緩みトルクが発生してスリップし、ブラケットの回転を軽くする。逆に、ブラケットを反カーリング方向に回転させると、ブラケットの筒状部はシャフトと締まりトルクを発生し、ブラケットの回転を重くする。
【０００５】
このようにブラケットの羽根板の一端にカーリング加工により一体に形成した筒状部にシャフトを相対回転可能に圧入したヒンジによれば、簡単な構造で、カーリング方向又は反カーリング方向の回転方向によってブラケットの筒状部とシャフト間で締まりトルクと緩みトルクの異なるトルクを発生させることができる。
【０００６】
したがって、例えば、ノートパソコンにおいて、上記ブラケットをキーボードを備えた本体側に取り付け固定し、上記シャフトをディスプレイ部側に取り付け固定した場合、ディスプレイ部を開状態からシャフトごとカーリング方向に閉回動させると、シャフトは筒状部の内面との摩擦による制動を受けながら回転し、ディスプレイ部は本体に対して衝撃を与えることなく、ゆっくりと低速で閉めることができる。ディスプレイ部を閉状態からシャフトごと反カーリング方向に開回動させると、ブラケットの筒状部はシャフトと緩みトルクが発生してスリップし、大きな力を要することなく軽く開けられ、フリーな位置に止めることができる。
【０００７】
また、羽根板の一端に一体に形成した筒状部（管部）の内周面とシャフト（ピボット）との間にポリアセタール樹脂等からなる制動部材を介在させたヒンジもある（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２６８８３０号公報
【特許文献２】特開平９−２１７５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、筒状部の内面にグリスを塗布した上記ヒンジでは、筒状部とシャフト間で騒音と摩耗を減少させることができるが、グリスが筒状部の外部へ漏れて手や衣服を汚し、また高頻度の開閉回転によりグリスが少なくなり、頻繁に補給しなければならないという問題がある。また、ＳＵＳ３０４等板金製のブラケットと炭素鋼等金属製のシャフトは耐衝撃性や耐摩耗性に劣り、耐久性に欠けるという問題があった。
筒状部の内周面とシャフトとの間にポリアセタール樹脂からなる制動部材を介在させる上記ヒンジによれば、ポリアセタール樹脂の自己潤滑性によりグリス漏れや補給の問題は解消できるが、高頻度開閉に伴い摩耗しやすく、長期使用による耐久性に劣るものであった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、上記のような、羽根板の一端に、カーリング加工により筒状部を一体に形成した板金製のブラケットと、前記筒状部に圧入された金属製のシャフトからなるヒンジにおいて、潤滑油溜め手段に工夫を凝らすことにより潤滑油漏れ防止、潤滑油の均等かつ効率的な塗布供給を可能にし、またブラケットおよびシャフトの材質、処理に改善を加えることにより高頻度開閉に耐え、長期使用を可能にする耐久性に優れるヒンジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、請求項１に記載のように、羽根板の一端に、カーリング加工により筒状部を一体に形成した板金製のブラケットと、前記筒状部に相対回転可能に圧入された金属製のシャフトからなるヒンジにおいて、前記筒状部の内面もしくは前記シャフトの外周面に、両端が端壁で閉塞された形の潤滑油溜め溝を軸方向に対し斜交するように設け、該潤滑油溜め溝に潤滑油を貯溜しており、前記ブラケットは高炭素鋼Ｓ６０Ｃ材もしくは特殊鋼ＳＫ材からなり、前記シャフトは機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃ材からなることに特徴を有するものである。
【００１２】
このような構成のヒンジによれば、ブラケットの羽根板の一端にカーリング加工により一体に形成した筒状部にシャフトが相対回転可能に圧入されるので、前述した従来のヒンジと同様に、簡単な構造で、カーリング方向又は反カーリング方向の回転方向によってブラケットの筒状部とシャフト間で締まりトルクと緩みトルクの異なるトルクを発生させることができ、ノートパソコンや携帯電話など各種機器の開閉する動き部分のヒンジとして好適に使用できる。
そのうえ、筒状部の内面もしくはシャフトの外周面に設けた潤滑油溜め溝はこれの両端を端壁で閉塞しているので、潤滑油溜め溝内の潤滑油が潤滑油溜め溝の両端から外部へ漏れ出るのを防止でき、補給回数も減少できる。また該潤滑油溜め溝は軸方向に対し斜交するように設けているので、ブラケット又はシャフトの回転に伴い潤滑油溜め溝内の潤滑油は筒状部の内面とシャフトとの接触面間の円周方向に移動し、潤滑油溜め溝が１本又は数少ない本数でも、潤滑油溜め溝内の潤滑油は筒状部の内面とシャフトとの接触面間の全面にわたって均等に効率よく塗布供給できる。
ブラケットは高炭素鋼Ｓ６０Ｃ材もしくは特殊鋼ＳＫ材からなり、シャフトは機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃ材からなるので、従来一般のＳＵＳ製のブラケットやシャフトに比べて耐衝撃性、耐摩耗性に優れ、高頻度開閉に十分に耐え、長期間の使用を可能とする。
【００１３】
請求項１記載のヒンジは、請求項２に記載のように、前記ブラケットはオーステンパー処理および無電解ニッケルメッキ処理し、前記シャフトは焼入れ処理および無電解ニッケルメッキ処理した構成を採用することができる。このように表面処理された高炭素鋼Ｓ６０Ｃ製もしくは特殊鋼ＳＫ製のブラケット、および機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃ製のシャフトは耐衝撃性、耐摩耗性、耐蝕性、耐摩擦性を高めることができ、耐久性に優れる。
【００１４】
請求項１又は２記載のヒンジは、請求項３に記載のように、前記シャフト又は前記筒状部の軸方向長さを変更することにより、前記シャフトと前記筒状部内面との接触面間で発生するトルクを可変可能にした構成を採用することができる。
【００１５】
請求項１又は２記載のヒンジは、請求項４に記載のように、前記シャフトの前記筒状部内面との摺動領域内に、前記筒状部内面との接触面積を減少するための縮径軸部を設けた構成を採用することができる。この構成によると、前記ブラケットの筒状部と前記シャフト間で発生するトルクの調整を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のヒンジによれば、カーリング方向又は反カーリング方向の回転方向によってブラケットの筒状部とシャフト間で締まりトルクと緩みトルクの異なるトルクを発生させることができるので、ノートパソコンや携帯電話など各種機器の開閉する動き部分のヒンジとして好適に使用できるうえ、潤滑油漏れ防止、潤滑油の均等でかつ効率的な塗布供給を可能にし、また耐衝撃性、耐摩耗性に優れ、高頻度開閉に耐え、長期使用を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施例のヒンジの斜視図、図２は同ヒンジの断面図、図３は同ヒンジのブラケットの展開平面図、図４は同ヒンジのシャフトの斜視図である。
【００１８】
図１、図２に示すように、本発明に係るヒンジ１は、羽根板２の一端に、カーリング加工により筒状部３を一体に形成した板金製のブラケット４と、筒状部３に相対回転可能に圧入された金属製のシャフト５からなる。筒状部３は、羽根板２の一端縁をプレスや旋盤等で図２中、矢印Ａ方向（カーリング方向）に丸めるカーリング加工を行うことにより羽根板２の一端に一体に形成される。
【００１９】
ブラケット４は耐衝撃性、耐摩耗性に優れる高炭素鋼Ｓ６０Ｃ材、もしくは特殊鋼ＳＫ材（好ましくはＳＫ−５材）からなる。筒状部３の内面には、筒状部３の内面とシャフト５との接触面間の全面にわたって均等に効率よく潤滑を促すことができるようにするため、潤滑油が貯溜される潤滑油溜め溝６を軸方向に対し斜交するように設ける。潤滑油溜め溝６は、図３のようにカーリング加工される前の展開状態の筒状構成部３１の内面に、カーリング加工に先立ってプレス加工で１本もしくは２本以上、軸方向Ｘに対し所定角度θ、例えば５５°傾くように形成される。また潤滑油溜め溝６は、潤滑油溜め溝６内の潤滑油が潤滑油溜め溝６の両端から外部へ漏れ出るのを防止できるようにするために、その両端を端壁６ａ，６ｂで閉塞する形に形成される。
【００２０】
また、ブラケット４は耐衝撃性、耐摩耗性などを高めるため表面処理されるが、表面処理はバレル研磨後、オーステンパー処理、例えば、熱処理用の塩浴で焼入れ処理される。さらに、無電解ニッケルメッキ処理も行われる。無電解ニッケルメッキ処理により耐蝕性、耐摩耗性に優れ、またシャフト５との摩擦によるかじりや焼きつきを防止する耐摩擦性も得られる。
【００２１】
ブラケット４の羽根板２には取付孔２ａを設け、ブラケット４は、例えば、図外のノートパソコンのキーボードを備えた本体側に取付孔２ａを介して取り付け固定される。
【００２２】
シャフト５は機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃ材からなる。シャフト５も、ブラケット４と同様に、耐衝撃性、耐摩耗性などを高めるため焼入れ処理、および無電解ニッケルメッキ処理がなされる。
【００２３】
ブラケット４の筒状部３から突出するシャフト５の端部には取付孔５ａを設け、シャフト５は、例えば、前記ブラケット４が取り付けられる図外のノートパソコンのディスプレイ部側にブラケット４の筒状部３に圧入するように取付孔５ａを介して取り付け固定される。
【００２４】
図１〜図４に示す上記実施形態では潤滑油溜め溝６をブラケット４の筒状部３の内面に設けるが、これに代えて図５のようにシャフト５の外周面に潤滑油溜め溝６を軸方向に対し斜交するように螺旋状に設けることもできる。この場合、潤滑油溜め溝６の両端の端壁６ａ，６ｂは潤滑油溜め溝６の両端側に連通状にそれぞれ設けた各環状溝７の内周壁に形成されている。
【００２５】
シャフト５又は筒状部３の軸方向長さを変更することにより、シャフト５の外周面と筒状部３内面との接触面間で発生するトルクを可変可能にすることができる。
または、図６に示すように、シャフト５の筒状部３の内面との摺動領域内に、筒状部３の内面との接触面積を減少するための縮径軸部５１を設ける。これによっても、ブラケット４の筒状部３とシャフト５間で発生するトルクの調整を行うことができる。
【００２６】
次に、実施例と比較例のヒンジを挙げる。
【００２７】
（実施例）
ブラケット４は板厚１．０ｍｍのＳ６０Ｃ材もしくはＳＫ−５材で、羽根板２と、この羽根板２の一端に、カーリング加工により筒状部３を一体に形成し、オーステンパー処理および無電解ニッケルメッキ処理で作った。シャフト５はＳ４５Ｃ材で軸径５ｍｍに形成し、焼入れ、無電解ニッケルメッキ処理で作った。かくして、図１のようにシャフト５を筒状部３に相対回転可能に圧入してヒンジ１を組み立てた。
【００２８】
（比較例）
図示省略するが、ブラケットは板厚１．０ｍｍのＳＵＳ３０４材で、羽根板と、この羽根板の一端に、カーリング加工により筒状部３を一体に形成した。シャフトはＳＵＳ３０４材で軸径５ｍｍに形成した。かくして、上記実施例と同様にシャフトを筒状部に相対回転可能に圧入してヒンジを組み立てた。
【００２９】
上記実施例のヒンジと比較例のヒンジをそれぞれ２０，０００回、開閉したときの締まりトルクの変化率を比較試験した。但し、変化率は、（初期の締まりトルク値−２０，０００回目の締まりトルク値）／初期の締まりトルク値である。
その結果、上記実施例のヒンジは、上記変化率が６％（初期の締まりトルク値が１Ｎ・ｍで２０，０００回目の締まりトルク値が０．９４Ｎ・ｍ）に過ぎず、耐久性に著しく優れるが、比較例のヒンジでは２０，０００回目で変化率が３０％であって耐久性に劣ることが判った。比較例のヒンジではシャフトと筒状部間の摩擦によるかじりや焼きつきがみられたが、実施例のヒンジではそのようなかじりや焼きつきがなく、耐摩耗性、耐摩擦性に優れることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例のヒンジの斜視図である。
【図２】同ヒンジの断面図である。
【図３】同ヒンジのブラケットの展開平面図である。
【図４】同ヒンジのシャフトの斜視図である。
【図５】他の実施例のシャフトの側面図である。
【図６】更に他の実施例のシャフトの斜面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ヒンジ
２  羽根板
３  筒状部
４  ブラケット
５  シャフト
６  潤滑油溜め溝
６ａ，６ｂ  端壁
５１  縮径軸部
【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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