JP2005054867A - ヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転側部材を任意の角度で保持すると共に、回転操作性を向上させたヒンジ装置の径方向の小型化及びトルク調整が容易であり、簡単な構造とする。
【解決手段】固定側部材２に対して回転側部材３を正逆方向に回転可能に支持するシャフト１３を有し、回転した回転側部材３の角度を摩擦力により保持する摩擦力発生機構１２と、シャフト１３を軸方向に貫通すると共に、両端部が固定側部材２及び回転側部材３に直接または間接的に固定されており、回転側部材３の正逆方向への回転に伴って捩られることにより回転側部材３を回転と反対方向へ付勢するトルクを蓄えるトーションバー１４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転側部材を固定側部材に回転可能に支持すると共に、固定側部材に対して回転側部材を任意の角度で保持するヒンジ装置に関し、特に、回転側部材への回転操作力を軽減させる機能を備えたヒンジ装置に関する。

パソコン、ワープロ、モバイル等の端末機器や、ＬＣＤモニター等においては、ディスプレイが本体に対して開閉する構造となっている。また、洋便器では、便座や便蓋が開閉する構造となっている。これらの開閉においては、ディスプレイ等を見易くしたり、操作性を向上させるため、ディスプレイや蓋体である回転側部材を固定側部材に対して適宜の角度で保持することが好ましい。

特開平９−１９６０４８号公報には、回転側部材を固定側部材に回転可能に支持し、且つ回転側部材を任意の角度で保持するヒンジ装置が開示されている。このヒンジ装置は、回転側部材と固定側部材との間に配置された回転シャフトにフリクションワッシャ及びスプリングワッシャを重ね合わせ、回転シャフトの大径部とこれらのワッシャとの間に発生する摩擦力によって回転側部材を任意の角度に保持している。また、回転側部材を開く方向に付勢する捩りコイルばねを回転シャフトに巻き付けることにより、回転側部材の開き方向への回転操作力の軽減を行う構造となっている。

このヒンジ装置は、回転側部材を開く際の一方向への操作性を向上させるものであり、回転側部材が１８０°回転して完全に開いた状態から回転側部材を閉じ方向に逆回転させる場合には、大きな操作力が必要となっている。すなわち、捩りコイルばねが開き方向に回転側部材を付勢しているため、回転側部材を閉じる際の逆回転では、ワッシャの摩擦力に加えて捩りコイルばねの付勢力に打ち勝つ操作力を作用させる必要があるためである。このようなヒンジ装置では、回転側部材を開くときに操作性が向上するだけであって、閉じ方向では、操作性が低下する欠点を有している。

これに対し、特許第３４２０９９１号公報には、回転側部材の正逆両方向の回転操作を向上させるヒンジ装置が開示されている。このヒンジ装置では、回転側部材に連結される回転側ヒンジ部材をシャフト状とし、シャフト状の回転側ヒンジ部材を、固定側部材に連結される固定側ヒンジ部材の支持孔に回転可能に挿入している。この挿入によって、回転側ヒンジ部材の外周面と支持孔の内周面との間で摩擦抵抗が発生するようになっており、この摩擦抵抗によって回転側部材を任意の角度で保持することが可能となっている。

これに加えて、シャフト状の回転側ヒンジ部材と固定側ヒンジ部材の支持孔との間には、コイルばねが配置されている。コイルばねはシャフト状の回転側ヒンジ部材の長さ方向に延びた状態で回転側ヒンジ部材に外挿されており、回転側ヒンジ部材が中立位置から正逆方向に回転すると、中立位置に復帰回転するように回転側ヒンジ部材を付勢している。従って、このヒンジ装置では、コイルばねのトルクが回転側部材の開き作動及び閉じ作動の双方の作動時に作用するため、正逆両方向（開閉両方向）への操作性を向上させることが可能となっている。
特開平９−１９６０４８号公報 特許第３４２０９９１号公報

特許第３４２０９９１号公報のヒンジ装置では、以下の問題を有している。
（１）正逆両方向への操作力軽減のために、コイルばねを用いているため、コイルばねの径を収めるだけのスペースが必要であり、ヒンジ装置の全体が径方向に大きくなって小型化することができない。
（２）コイルばねのコイル巻き数によってトルクが変化するため、ばらつきが大きいものとなる。また、巻き数によってトルクが変化することから、中立位置でコイルばねのトルクをゼロに調整することが難しいと共に、中立位置でガタが生じ易く、ガタに起因した異音が発生する。
（３）回転側部材の角度保持を回転側ヒンジ部材の外周面と支持孔の内周面との間の摩擦抵抗によって行っていることから、所定の摩擦抵抗を発生させるために全体が軸方向に長くなり、短縮化するのが困難である。
（４）回転側部材の正逆両方向のいずれの回転に対しても、コイルばねのトルクを切り換えて作用させるための切換部材が必要となる。このため、部品点数が多く、構造が複雑となり、組み付けが面倒であるばかりでなく、軽量化ができない。

本発明は、このような特許第３４２０９９１号公報のヒンジ装置の問題点を解決して、小型化及び中立位置のトルク調整が容易であり、しかも構造を簡素化して組み付け性を向上させることが可能なヒンジ装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明のヒンジ装置は、固定側部材に対して回転側部材を正逆方向に回転可能に支持するシャフトを有し、回転した回転側部材の角度を摩擦力により保持する摩擦力発生機構と、前記シャフトを軸方向に貫通すると共に、両端部が固定側部材及び回転側部材に直接または間接的に固定されており、回転側部材の正逆方向への回転に伴って捩られることにより回転側部材を当該回転と反対方向へ付勢するトルクを蓄えるトーションバーとを備えていることを特徴とする。

請求項１の発明における摩擦力発生機構は、その摩擦力によって回転側部材の角度を任意位置に保持する。トーションバーは摩擦力発生機構のシャフトを貫通しており、回転側部材の回転に伴って捩られることにより、回転と反対方向のトルクを蓄えるため、正逆両方向への操作力を軽減させるように作用する。

このような請求項１の発明では、正逆両方向への操作力を軽減する付勢手段としてトーションバーを用い、且つこのトーションバーが摩擦力発生機構のシャフトを貫通しているため、径方向のスペースが小さくなり、小型化することができる。また、トーションバーでは、コイルの巻き数などに起因したばらつきが少ないため、中立位置でのトルクを略ゼロに調整することが容易となる。

さらに、トーションバーは、そのままで正逆両方向への捩りが可能であり、回転側部材の正逆両方向に対して反対方向へのトルクを蓄えることができる。このため、切換部材が不要となり、部品点数を少なくすることができ、組み付け性の向上及び軽量化が可能となる。

請求項２の発明は、請求項１記載のヒンジ装置であって、前記トーションバーは、固定側部材に対して回転側部材が略直交しているときのトルクが略ゼロであり、略直交状態からの回転側部材の正逆方向への回転による角度の変化に伴って前記トルクが増大するように配置されていることを特徴とする。

請求項２の発明では、回転側部材が固定側部材と略直交している位置（中立位置）でのトーションバーのトルクを略ゼロとしているため、中立位置における摩擦力発生機構による回転側部材の保持を安定して行うことができる。また、中立位置からの回転側部材の正逆方向の回転に伴ってトーションバーのトルクが増大することにより、回転側部材の反対方向への回転操作力を軽減でき、正逆両方向への操作性が向上する。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載のヒンジ装置であって、固定側部材及び回転側部材のそれぞれに連結されるヒンジブラケットが前記シャフトに取り付けられており、このヒンジブラケットを前記トーションバーが貫通していることを特徴とする。

請求項３の発明では、固定側部材及び回転側部材のヒンジブラケットをトーションバーが貫通することにより、ヒンジブラケットに対するトーションバーの配置スペースが不要となり、小型化することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のヒンジ装置であって、前記トーションバーの少なくとも一方側の端部がシャフトから抜き出されており、この抜き出し端部が固定側部材または回転側部材に直接に固定されることを特徴とする。

請求項４の発明では、トーションバーの少なくとも一方側の端部を固定側部材または回転側部材に直接に固定するため、トーションバー固定のための部材が不要となる。このため、部品点数がさらに少なくなり、軽量化及びコスト低減を図ることができる。

請求項５の発明は、請求項３または４記載のヒンジ装置であって、前記トーションバーの端部が、対応した固定側部材のヒンジブラケットまたは回転側部材のヒンジブラケットに係合状態で固定されていることを特徴とする。

このようにトーションバーの端部を固定側部材や回転側部材のヒンジブラケットに係合させることにより、回転側部材の回転によるトーションバーの捩りを確実に行うことができ、トルクの確実な蓄えが可能となる。

請求項６の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載のヒンジ装置であって、固定側部材に対する回転側部材の角度が所定の範囲内のときに、トーションバーの捩れを回避する逃げ部が前記ヒンジブラケットに形成されていることを特徴とする。

請求項６の発明では、ヒンジブラケットの逃げ部がトーションバーの捩りを回避するため、回転側部材の回転に伴うトーションバーのトルク発生範囲を任意に設定することができ、設計の自由度が増大する。

請求項７の発明は、請求項１記載のヒンジ装置であって、前記摩擦力発生機構は、撓められた状態で前記シャフトに直接または間接的に重ね合わせられて接触する断面Ｕ字形に形成されたスプリングワッシャを備えていることを特徴とする。

請求項７の発明では、摩擦力を発生するスプリングワッシャが断面Ｕ字形に形成されていることにより、スプリングワッシャの直接または間接的なシャフトへの接触を確実に行うことができる。これにより、摩擦力による回転側部材の角度保持を安定して行うことができる。

本発明のヒンジ装置によれば、回転側部材の正逆方向への操作力の軽減をトーションバーによって行うと共に、トーションバーが摩擦力発生機構のシャフトに貫通しているため、径方向のスペースが小さくなり、小型化することができ、しかもトーションバーはばらつきが少ないため、中立位置でのトルク調整を簡単に行うことができる。また、トーションバーは、回転側部材の正逆両方向に対して反対方向へのトルクを蓄えることができるため、切換部材が不要となり、部品点数を少なくすることができ、構造が簡単となって組み付け性が向上すると共に軽量化が可能となる。

図１は、本発明のヒンジ装置が適用されるノート型パソコン１を示し、キーボード（図示省略）が配置されたベースが固定側部材２となっている。この固定側部材（ベース）２に対して、正逆両方向に回転して開閉作動するディスプレイが回転側部材３となる。図１における矢印Ａ方向が回転側部材（ディスプレイ）３を開く回転方向、矢印Ｂ方向が閉じる回転方向である。

後述する各実施の形態のヒンジ装置は、回転側部材３を回転可能に支持する軸支部位４に配置されることにより、回転側部材３の回転を任意の角度で保持するようになっている。この場合、実線で示す回転側部材３の直立状態が、固定側部材２に対して回転側部材３が略直交した中立位置となる。また、回転側部材３は固定側部材２に対して、略１８０°の範囲で回転可能となっている。

以下、本発明のヒンジ装置を図示する実施の形態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

（実施の形態１）
図２〜図８は、本発明の実施の形態１であり、図２は組み立て状態を示す。この実施の形態のヒンジ装置１１は、シャフト１３を構成部材として有した摩擦力発生機構１２と、シャフト１３内を貫通したトーションバー１４（図８参照）と、固定側ヒンジブラケット１５と、回転側ヒンジブラケット１６とを備えている。

摩擦力発生機構１２の構成部材であるシャフト１３は、図３に示すように、平行カットされることにより外形が略小判形状となった非円形の取付軸部１３ａと、取付軸部１３ａの反対側に同軸的に延びるシャフト部１３ｂと、これらの境界部分に一体的に形成された大径のフランジ部１３ｃとを備える。また、シャフト１３には、円形の貫通孔１３ｄが軸方向に貫通している。貫通孔１３ｄには、後述するトーションバー１４が挿通されて軸方向に貫通する。

このシャフト１３に加えて、摩擦力発生機構１２は、摩擦板１７（図４参照）及びスプリングワッシャ１８（図５参照）を備えている。これらの摩擦板１７及びスプリングワッシャ１８は、シャフト１３における取付軸部１３ａに取り付けられるものである。

図４に示すように、摩擦板１７はシャフト１３のフランジ部１３ｃの外径と略同等の円板形状に形成されており、その中央部分には、外形が非円形の取付軸部１３ａに相応した形状の取付孔部１７ａが形成されている。この取付孔部１７ａ内にシャフト１３の取付軸部１３ａが挿通することにより、摩擦板１７は図２に示すようにフランジ部１３ｃと面接触した状態でシャフト１３に取り付けられる。非円形の取付軸部１３ａが取付孔部１７ａに嵌合するため、摩擦板１７はシャフト１３に対して回転拘束状態となっている。

スプリングワッシャ１８もシャフト１３のフランジ部１３ｃの外径と略同等の外径となっている。図５に示すように、スプリングワッシャ１８の中央部分には、シャフト１３の取付軸部１３ａに相応した形状の取付孔部１８ａが形成されており、この取付孔部１８ａに取付軸部１３ａが嵌合状態で挿通することにより、スプリングワッシャ１８は回転拘束状態でシャフト１３に取り付けられる。

スプリングワッシャ１８は、断面Ｕ字形となるように湾曲されており、この湾曲状態でシャフト１３に取り付けられる。このような断面Ｕ字形に形成されることにより、スプリングワッシャ１８は、相手部材（この実施の形態では回転側ヒンジブラケット１６）と確実に接触することができるため、安定した摩擦力を発揮することができる。

固定側ヒンジブラケット１５は、図７に示すように、略直交した状態の固定板部１５ａと取付板部１５ｂとが一体的に形成されることにより構成されている。固定板部１５ａは、図１における固定側部材（ベース）２に固定されるものであり、そのための固定用孔１５ｅが形成されている。取付板部１５ｂは、シャフト１３に取り付けられるものであり、シャフト１３が貫通する軸孔１５ｃが形成されている。軸孔１５ｃには、シャフト１３の取付軸部１３ａが嵌合状態で挿通するものであり、取付軸部１３ａの外形に相応した非円形となっている。このように取付軸部１３ａが軸孔１５ｃに嵌合することにより、固定側ヒンジブラケット１５は回転拘束状態でシャフト１３に取り付けられる。

回転側ヒンジブラケット１６は、図６に示すように、略直交した状態の固定板部１６ａ及び取付板部１６ｂとが一体的に形成されることにより構成されている。固定板部１６ａは、図１における回転側部材（ディスプレイ）３に固定されるものであり、そのための固定用孔１６ｅが形成されている。取付板部１６ｂは、シャフト１３に取り付けられるものであり、シャフト１３が貫通する軸孔１６ｃが形成されている。軸孔１６ｃには、シャフト１３の取付軸部１３ａが挿通する。この軸孔１６ｃは非円形の取付軸部１３ａに対し円形となっており、これにより、回転側ヒンジブラケット１６はシャフト１３に対して回転可能となっている。また、取付板部１６ｂには、トーションバー１４の一端側が係止される係止孔１６ｄが形成されている。

図８は、トーションバー１４を示す。トーションバー１４は円形断面のものが使用されており、貫通孔１３ｄを軸方向に貫通することによりシャフト１３に取り付けられる。トーションバー１４は、貫通孔１３ｄ内に挿入される直線状の本体部１４ａと、本体部１４ａの一端側でＵ字形に折り返された係止部１４ｂとを備えるものである。なお、係止部１４ｂとしては、固定側ヒンジブラケット１５に係止されるものであれば良く、Ｌ字形等のＵ字形以外の形状としても良い。

この実施の形態のヒンジ装置１１の組み立ては、図２に示すように、非円形の取付軸部１３ａに対して、摩擦板１７、回転側ヒンジブラケット１６の取付板部１６ｂ、スプリングワッシャ１８、固定側ヒンジブラケット１５の取付板部１５ｂを順に組み付ける。この場合、スプリングワッシャ１８は、そのＵ字形の頂部が固定側ヒンジブラケット１５の取付板部１５ｂに当接する向きで配置される。そして、回転側ヒンジブラケット１６の取付板部１６ｂを押圧するようにスプリングワッシャ１８を撓めた状態でシャフト１３の取付軸部１３ａの端部を加締める。これにより、摩擦板１７とスプリングワッシャ１８とによって回転側ヒンジブラケット１６の取付板部１６ｂを挟み込んだ構造となって摩擦力発生機構１２が形成される。

一方、シャフト１３のシャフト部１３ｂに対し、トーションバー１４の本体部１４ａを固定側ヒンジブラケット１５の方向から挿通して貫通させ、その係止部１４ｂを回転側ヒンジブラケット１６の係止孔１６ｄに係止させる。また、シャフト部１３ｂの先端部分を加締めることにより、トーションバー１４の本体部１４ａをシャフト１３、すなわち、シャフト１３に回転拘束されている固定側ヒンジブラケット１５に固定する。これにより、トーションバー１４の両端部が回転側ヒンジブラケット１６と固定側ヒンジブラケット１５とに固定され、これらのヒンジブラケット１６，１５を介してトーションバー１４は両端部が回転側部材３及び固定側部材２に間接的に固定される。

そして、固定側ヒンジブラケット１５を固定側部材２に固定し、回転側ヒンジブラケット１６を回転側部材３に固定することによりヒンジ装置１１を図１のパソコン１に組み込む。ヒンジ装置１１が組み込まれた状態に対し、回転側部材３を開閉操作して正逆方向に回転させると、回転側ヒンジブラケット１６の取付板部１６ｂの両側面が摩擦板１７及びスプリングワッシャ１８による押圧状態で挟まれているため、これらの間に摩擦トルクが発生する。従って、操作力を解除することにより、回転側部材３を任意の角度で保持することができる。

回転側部材３への回転操作では、回転側ヒンジブラケット１６を介してトーションバー１４が捩られるため、トーションバー１４には、回転方向と反対方向のトルク（復帰トルク）が蓄えられる。従って、摩擦力発生機構１２の摩擦トルクとトーションバー１４の復帰トルクとの合力によって回転側部材３の重量を保持することとなる。このため、回転側部材３を操作方向（例えば、図１における矢印Ａ方向）との逆方向（例えば、図１における矢印Ｂ方向）に戻し開閉操作する場合の操作力を軽減することができ、操作性が向上する。この操作性の向上は、正逆回転の両方向に対して作用するものである。

このような実施の形態では、正逆両方向への操作力を軽減するトーションバー１４が摩擦力発生機構１２のシャフト１３を貫通した構造となっているため、径方向のスペースを小さくすることができ、小型化することができる。また、トーションバー１４は、コイルばねのようにその巻き数と無関係であり、巻き数に起因したばらつきが少ない。このため、トルク調整が容易となると共に、調整後におけるガタが少なくなり、異音の発生も防止することができる。さらに、トーションバー１４は、そのままで回転側部材３の正逆両回転方向に対して反対方向へのトルクを蓄えることができるため、トルクの方向を切り換えるための切換部材が不要となり、部品点数を少なくすることができる。このため、組み付け性が向上するばかりでなく、軽量化及び低コスト化が可能となる。

この実施の形態において、図１に示すように固定側部材２と略直交した中立位置に回転側部材３が停止した状態で、トーションバー１４のトルクが略ゼロとなるように調整することが容易である。これは、上述したように、トーションバー１４がコイル巻き数とは無関係で、トルクのばらつきが小さいためである。

このように中立位置でのトルクが略ゼロと調整した場合、中立位置から矢印Ａ方向に回転する際に、トーションバー１４には、回転側部材３の回転角度に伴って復帰トルクが増大するように蓄えられる。同様に、中立位置から矢印Ｂ方向に回転する際にも、トーションバー１４には、回転側部材３の回転角度に伴って復帰トルクが増大するように蓄えられる。従って、回転側部材３の全開位置及び閉位置で、トーションバー１４の復帰トルクが最大となり、全開位置及び閉位置では、回転側部材３への操作力が最も少なくなり、回転側部材３への操作当初における操作性が格段に向上する。

（実施の形態２）
図９〜図１２は、本発明の実施の形態２であり、図９は組み立て状態を示す。この実施の形態のヒンジ装置２１は、シャフト２３を構成部材として有した摩擦力発生機構２２と、シャフト２３内を貫通したトーションバー１４と、固定側ヒンジブラケット２５と、回転側ヒンジブラケット２６とを備えている。

シャフト２３は、図１０に示すように、大径のフランジ部２３ｃの両側から軸部２３ａ、２３ｂが同軸的に延びた形状に成形されている。また、トーションバー１４が貫通する円形の貫通孔２３ｄが軸方向に貫通している。軸部２３ａ、２３ｂは、いずれも平行カットされることにより外形が略小判形状となった非円形となっている。

トーションバー１４としては、実施の形態１と同様のものが使用される（図８参照）が、この実施の形態では、矩形の非円形断面となっている。この実施の形態において、シャフト２３は短尺となっており、このため、貫通孔２３ｄを貫通した状態では、図９に示すように、トーションバー１４の大部分がシャフト２３から抜け出た状態となる。

摩擦力発生機構２２は、シャフト２３に加えて、図４に示す摩擦板１７と、図５に示すスプリングワッシャ１８とを備える。これらの摩擦板１７及びスプリングワッシャ１８は、シャフト２３における一方の軸部２３ａが挿入されることにより、回転拘束状態でシャフト２３に取り付けられる。

摩擦力発生機構２２は、押さえ板２８をさらに有している。図示を省略するが、押さえ板２８は摩擦板１７と同形状に成形されると共に、シャフト２３が嵌合状態で貫通する非円形の軸孔を有しており、これにより、押さえ板２８はシャフト２３に回転拘束状態で取り付けられるようになっている。

回転側ヒンジブラケット２６は、図１１に示すように、略直交した状態の固定板部２６ａ及び取付板部２６ｂとが一体的に形成されることにより構成されている。固定板部２６ａは、回転側部材３（図１参照）に固定されるものであり、そのための固定用孔２６ｅが形成されている。取付板部２６ｂは、シャフト２３の一方の軸部２３ａに取り付けられるものであり、シャフト２３の軸部２３ａが貫通する軸孔２６ｃが形成されている。軸孔２６ｃは非円形の軸部２３ａに対し円形となっており、これにより、回転側ヒンジブラケット２６はシャフト２３に対して回転可能となっている。この取付板部２６ｂには、トーションバー１４の一端側が係止される係止孔２６ｄが形成されている。

固定側ヒンジブラケット２５は、図１２に示すように、固定板部２５ａと、固定板部２５ａの両側で同板部２５ａと略直交するように一体的に設けられた取付板部２５ｂとを有している。固定板部２５ａは、固定側部材２（図１参照）に固定されるものであり、そのための固定用孔２５ｅが形成されている。

両側の取付板部２５ｂの内、シャフト２３側に位置する取付板部２５ｂは、シャフト２３に取り付けられるものであり、シャフト２３が貫通する非円形の軸孔２５ｃが形成されている。シャフト２３は他方の軸部２３ｂが軸孔２５ｃを貫通するものであり、これにより、固定側ヒンジブラケット２５は回転拘束状態でシャフト２３に取り付けられる。さらに、両側の取付板部２５ｂには、トーションバー１４が貫通する矩形の支持孔２５ｆが形成されている。

この実施の形態のヒンジ装置２１では、シャフト２３の一方の軸部２３ａに対し、摩擦板１７、回転側ヒンジブラケット２６の取付板部２６ｂ、スプリングワッシャ１８及び押さえ板２８を順に取り付ける。この場合、スプリングワッシャ１８は、そのＵ字形の頂部が回転側ヒンジブラケット２６の取付板部２６ｂに当接する向きで配置される。そして、取付板部２６ｂを押圧するように撓めた状態でシャフト２３の軸部１３ａの端部を加締めることにより、摩擦力発生機構２２を形成する。

一方、トーションバー１４は、シャフト２３の貫通孔２３ｄを貫通させた後、固定側ヒンジブラケット２５の取付板部２５ｂにおける非円形の支持孔２５ｆを貫通させる。そして、Ｕ字形の係止部１４ｂを回転側ヒンジブラケット２６の係止孔２６ｄに係合させると共に、固定側ヒンジブラケット２５の非円形の支持孔２５ｆを貫通した端部を加締めて潰すことにより抜け止め状態で取り付けられる。これにより、トーションバー１４は固定側ヒンジブラケット２５及び回転側ヒンジブラケット２６を介して両端部が回転側部材３及び固定側部材２に間接的に固定される。

この実施の形態において、トーションバー１４は非円形断面となっており、固定側ヒンジブラケット２５における同形状の支持孔２５ｆを貫通することによりトーションバー１４は回転しないように取り付けられるものである。

このような実施の形態２のヒンジ装置２１では、実施の形態１と同様な作用及び効果を有するものである。特に、シャフト２３が短尺となっているため、実施の形態１に比べて軽量化を行うことが可能となるメリットがある。

（実施の形態３）
図１３〜図１５は、本発明の実施の形態３であり、図１３は組み立て状態を示す。この実施の形態のヒンジ装置３１は、実施の形態２と同様に、シャフト２３と、摩擦板１７と、スプリングワッシャ１８と、押さえ板２８とを有すると共に、トーションバー３４、固定側ヒンジブラケット３５及び回転側ヒンジブラケット３６を有している。

トーションバー３４は、矩形の非円形断面に形成されており、一直線状となった状態で組み立てに用いられる。

回転側ヒンジブラケット３６は、図１４に示すように、固定板部３６ａの両側に取付板部３６ｂを一体的に有するコ字形に形成されている。固定板部３６ａには、回転側部材３に固定するための固定用孔３６ｅが形成されている。両側の取付板部３６ｂには、トーションバー３４が貫通する非円形の支持孔３６ｆが形成されている。また、シャフト２３側の取付板部３６ｂには、シャフト２３の軸部２３ａが貫通する円形の軸孔３６ｃが形成されるものであり、これにより、回転側ヒンジブラケット３６はシャフト２３に回転可能に取り付けられる。

固定側ヒンジブラケット３５は、実施の形態２と略同様な形状に成形されるものであり、このため、固定板部３５ａの両側に取付板部３５ｂが直交状に形成され、固定板部３５ａに固定用孔３５ｅが形成されている。また、両側の取付板部３５ｂには、トーションバー３４が貫通する非円形（矩形）の支持孔３５ｆが形成され、シャフト２３側の取付板部３５ｂには、シャフト２３が嵌合状態で貫通する非円形の軸孔３５ｃが形成されている。この固定側ヒンジブラケット３５は、回転拘束状態でシャフト２３に取り付けられる。

この実施の形態では、実施の形態２と同様に、摩擦力発生機構３２を組み付けることができる。また、直線状のトーションバー３４は、回転側ヒンジブラケット３６における両側の取付板部３６ｂの支持孔３６ｆを貫通した後、シャフト２３を貫通し、さらに固定側ヒンジブラケット３５における両側の取付板部３５ｂの支持孔３５ｆを貫通することにより取り付けられる。そして、その両端部を加締めて潰すことにより抜け止め状態となる。これにより、トーションバー３４は固定側ヒンジブラケット３５及び回転側ヒンジブラケット３６を介して両端部が回転側部材３及び固定側部材２に間接的に固定される。

このような実施の形態では、実施の形態１及び２と同様な作用及び効果を有している。

図１６は、この実施の形態の変形々態を示す。この形態では、固定側ヒンジブラケット３５における支持孔３５ｆが矩形断面ではなく、トーションバー３４から離れる方向に向かって傾斜する変形溝状となっている。このような変形溝状に形成されることにより、支持孔３５ｆには、逃げ部Ｆが設けられるものであり、逃げ部Ｆの領域内では、トーションバー３４は捩られることなく、自由回転することができる。

このよう逃げ部３５ｆを形成することにより、固定側部材２に対して回転側部材３を回転させ、トーションバー３４の捩れを開始したとき、トーションバー３４は逃げ部Ｆの領域内で捩られることがない。従って、回転側部材３が回転しても、逃げ部Ｆの領域内では、トーションバー３４に復帰トルクが蓄えられることがない。このような形態では、トーションバー３４の復帰トルクの発生範囲を回転側部材３の回転角度に応じて変更することができる。このため、設計の自由度が増大する効果を有している。

（実施の形態４）
図１７〜図２２は、本発明の実施の形態４を示す。この実施の形態のヒンジ装置４１において、摩擦力発生機構４２は、シャフト２３と、シャフト２３のフランジ部２３ｃと面接触するように重ね合わせられる摩擦板１７と、固定側ヒンジブラケット４５の取付板部４５ｂを摩擦板１７との間で挟み込むスプリングワッシャ１８と、スプリングワッシャ１８に重ね合わせられる押さえ板２８とによって構成される。

図１８は、この実施の形態の固定側ヒンジブラケット４５を示し、図１９は回転側ヒンジブラケット４６をそれぞれ示している。固定側ヒンジブラケット４５は、固定側部材２に取り付けられ、回転側ヒンジブラケット４６は回転側部材３に取り付けられる。

固定側ヒンジブラケット４５は、固定側部材２への固定用孔４５ｅが形成された固定板部４５ａと、固定板部４５ａと直交するように一体形成され、シャフト２３と同様な非円形の軸孔４５ｃが形成された取付板部４５ｂとを備えている。また、取付板部４５ｂには、トーションバー４４の一端が係止される係止孔４５ｄが形成されている。この固定側ヒンジブラケット４５は回転拘束された状態でシャフト２３に取り付けられる。

回転側ヒンジブラケット４６は、回転側部材３への固定用孔４６ｅが形成された固定板部４６ａと、固定板部４６ａと直交するように一体形成され、シャフト２３が貫通する円形の軸孔４６ｃが形成された取付板部４６ｂとを備えている。この回転側ヒンジブラケット４６はシャフト２３に回転可能に取り付けられる。

図２０は、この実施の形態に用いるトーションバー４４を示す。トーションバー４４は、円形断面の直線状の本体部４４ａを有し、本体部４４ａの長さ方向の一端側（左端側）にＣ字形に湾曲された取付部４４ｃが形成されている。図２０は、組み付け前の状態であり、本体部４４ａの他端側は加工が施されることのない直線状となっている。この他端側は、組み付けの際に、図２１に示すように、Ｕ字形に折り返されることにより係止部４４ｂとなる。

この実施の形態のヒンジ装置４１では、図１７に示すように、上述した摩擦力発生機構４２を組み付ける。組み付けの際には、スプリングワッシャ１８を撓めるように押圧した状態でシャフト２３の両端部を加締めることにより、回転部材３の角度を摩擦力によって保持することが可能となる。

摩擦力発生機構４２を組み付けた後、直線状となっている一端側からトーションバー４４を摩擦力発生機構４２に貫通させる。貫通は、押さえ板２８側から行い、摩擦力発生機構４２を貫通後、貫通した端部に対してＵ字形に折り返す加工を行い、形成した係止部４４ｂを固定側ヒンジブラケット４５の係止孔４５ｄに挿入して係止すると共に、その先端部分を加締めて潰すことにより、トーションバー４４の抜け止めを行う。これにより、この実施の形態のヒンジ装置４１の組み立てが完了する。

かかるヒンジ装置４１においては、図１７に示すようにトーションバー４４の大部分がシャフト２３から抜き出ている。図２２は、このヒンジ装置４１を回転側部材３としてのディスプレイに取付けた状態を示す。回転側ヒンジブラケット４６の固定板部４６ａを回転側部材３の一面に当接させ、この当接状態でねじ４９を締め付けることにより回転側ヒンジブラケット４６を固定する。一方、シャフト２３から抜き出されているトーションバー４４の取付部４４ｃを回転側部材３における同じ面にねじ５０により固定する。これにより、トーションバー４４は回転側部材３に直接に固定される。

このような構造では、実施の形態１と同様に、摩擦力発生機構４２が回転側部材３を任意の角度で保持する。また、回転側部材３の正逆方向の回転に伴って、トーションバー４４が捩じられるため、反対方向の復帰トルクがトーションバー４４に蓄えられる。従って、反対方向への回転側部材３の回転操作の操作力を軽減することができ、操作性が向上する。

このような実施の形態では、トーションバー４４を回転側部材３に直接に固定するため、トーションバー４４を固定するための部材が不要となる。このため、部品点数を少なくすることができ、構造が簡単で軽量化することができ、しかも組立性が向上し、安価に提供することができる。

（実施の形態５）
図２３は、本発明の実施の形態５におけるヒンジ装置５１を示す。このヒンジ装置５１は、実施の形態４におけるトーションバー４４がシャフト２３の軸方向両側で抜き出されるものである。トーションバー４４に対しては、シャフト２３から抜き出された両端部をＣ字形に湾曲加工する。これにより、トーションバー４４の両端部に取付部４４ｃが形成される。

この実施の形態では、トーションバー４４の両端部の取付部４４ｃを固定側部材２及び回転側部材３にねじ等により直接に固定することができる。このため、固定側部材２及び回転側部材３への取付用の部材が一切不要となり、部品点数をさらに少なくすることができ、軽量化及び低コスト化を行うことができる。

本発明が適用されるノート型パソコンの開閉状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態１における組み付け状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態１に用いられるシャフトを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 摩擦板を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 スプリングワッシャを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。 実施の形態１に用いられる回転側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態１に用いられる固定側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態１に用いられるトーションバーの正面図である。 実施の形態２における組み付け状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態２に用いられるシャフトを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 実施の形態２に用いられる回転側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態２に用いられる固定側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態３における組み付け状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態３に用いられる回転側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態３に用いられる固定側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態３における回転側ヒンジブラケットの変形々態を示す左側面図及び拡大断面図である。 実施の形態４における組み付け状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。 実施の形態４に用いられる固定側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。 実施の形態４に用いられる回転側ヒンジブラケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。 実施の形態４に用いられるトーションバーを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。 実施の形態４に用いられるトーションバーの加工後を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。 実施の形態４の固定状態を示す正面図である。 実施の形態５における組み付け状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。

符号の説明

２ 固定側部材
３ 回転側部材
１１，２１，３１，４１，５１ ヒンジ装置
１２，２２，３２，４２ 摩擦力発生機構
１３，２３ シャフト
１４，２４，３４，４４ トーションバー

Claims (7)

1. 固定側部材に対して回転側部材を正逆方向に回転可能に支持するシャフトを有し、回転した回転側部材の角度を摩擦力により保持する摩擦力発生機構と、
   前記シャフトを軸方向に貫通すると共に、両端部が固定側部材及び回転側部材に直接または間接的に固定されており、回転側部材の正逆方向への回転に伴って捩られることにより回転側部材を当該回転と反対方向へ付勢するトルクを蓄えるトーションバーとを備えていることを特徴とするヒンジ装置。
2. 前記トーションバーは、固定側部材に対して回転側部材が略直交しているときのトルクが略ゼロであり、略直交状態からの回転側部材の正逆方向への回転による角度の変化に伴って前記トルクが増大するように配置されていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
3. 固定側部材及び回転側部材のそれぞれに連結されるヒンジブラケットが前記シャフトに取り付けられており、このヒンジブラケットを前記トーションバーが貫通していることを特徴とする請求項１又は２記載のヒンジ装置。
4. 前記トーションバーの少なくとも一方側の端部がシャフトから抜き出されており、この抜き出し端部が固定側部材または回転側部材に直接に固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒンジ装置。
5. 前記トーションバーの端部が、対応した固定側部材のヒンジブラケットまたは回転側部材のヒンジブラケットに係合状態で固定されていることを特徴とする請求項３または４記載のヒンジ装置。
6. 固定側部材に対する回転側部材の角度が所定の範囲内のときに、トーションバーの捩れを回避する逃げ部が前記ヒンジブラケットに形成されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のヒンジ装置。
7. 前記摩擦力発生機構は、撓められた状態で前記シャフトに直接または間接的に重ね合わせられて接触する断面Ｕ字形に形成されたスプリングワッシャを備えていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。

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