JP5704613B2 - ２軸ヒンジ - Google Patents

Description

本発明は、ノートパソコンやモバイルパソコン、PDAなどの端末機器に用いて好適な２軸ヒンジに関する。

キーボード部を設けた第１の筐体とディスプレイ部を設けた第２の筐体を有する、ノートパソコンやモバイルパソコン、PDAなどの端末機器においては、第１の筐体と第２の筐体を上下方向へ開閉可能に連結する１軸からなる１軸ヒンジと、第１の筐体と第２の筐体を上下方向へ９０度開いた後、水平方向へ第２の筐体を第１の筐体に対して回転できるようにするための２軸から成る２軸ヒンジとがある。本発明に係る２軸ヒンジは、２軸ヒンジでも第１の筐体と第２の筐体を上下方向へ１８０度ずつ合計で３６０度開くことができるように構成した２軸ヒンジに関する。

従来、このような構成の２軸ヒンジとして、下記特許文献１に記載されたものが公知である。この特許文献１に記載の２軸ヒンジは、第１の部材（筐体）に取り付けたシャフトと、第２の部材(筐体)に取り付けたシャフトを、連結アームで連結すると共に各シャフトにフリクショントルク発生手段を設け、さらにリンクアームを設けたものであるが、第１の部材と第２の部材を１８０度以上開くことができるようには構成されていず、また第１の筐体と第２の筐体を規則性を持って開閉できるようには構成されていない。

特開２００９−０６３０３９号公報

近年、ノートパソコンなどの端末機器に求められるニーズは多様化し、それ合わせて端末機器の持つ機能も多様化している。そんな中で、例えばノートパソコンとして使用できる以外に同時にタブレットとしても用いることのできるようにするために、端末機器を構成する第１の筐体と第２の筐体をヒンジを介して０度の閉成状態から３６０度まで一方の筐体の開閉操作時には他方の筐体の開閉操作を規制できるように、また、開閉操作の順番を第１の筐体か第２の筐体のいずれか一方に規制できるように、所定の規則性を持って開閉することができるように成したヒンジが求められている。

そこで本発明の目的は、とくにノートパソコンのような端末機器の第１の筐体と第２の筐体を０度から少なくとも１８０度以上好ましくは３６０度にわたって規則性を持って開閉でき、任意の開閉角度で安定停止状態で開閉できる２軸ヒンジを提供せんとするにある。

上記した目的を達成するために請求項１に係る２軸ヒンジは、第１の筐体側へ取り付けられる第１ヒンジシャフトと、第２の筐体側へ取り付けられる第２ヒンジシャフトと、前記第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを同一方向へ挿通させ回転可能に連結する連結部材と、前記第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させ前記連結部材と対置させて設けたスライドガイド部材と、このスライドガイド部材と前記連結部材の間に設けたところの前記第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの回転を選択的に規制する選択的回転規制手段と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトのそれぞれの回転時にフリクショントルクを発生させるフリクショントルク発生手段と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの所定角度の回転時にそれぞれ吸込み機能を発揮させる吸い込み手段と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの回転角度を規制するストッパー手段と、で構成したことを特徴とする。

その際に、請求項２に係る２軸ヒンジは、前記選択的回転規制手段を、前記連結部材と前記スライドガイド部材の間で、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの間に上下方向へスライド可能に設けた上部と下部に第１カム凸部及び第２カム凸部を有するロック部材と、このロック部材を挟んで前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトをそれぞれ挿通係合させ互いにそれぞれ第１カム凹部及び第２カム凹部を有する第１ロックカム部材及び第２ロックカム部材とで構成したことを特徴とする。

請求項３に係る２軸ヒンジはさらに、前記フリクショントルク発生手段を、前記選択的回転規制手段と前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの各フランジ部との間にそれぞれ当該第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させて設けたフリクションプレートと、このフリクションプレートの両側面部に前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて設けた上側の第１Ａフリクションワッシャー及び下側の第１Ｂフリクションワッシャーと、上側の第２Ａフリクションワッシャー及び下側の第２Ｂフリクションワッシャーとで構成したことを特徴とする。

請求項４に係る２軸ヒンジはさらに、前記吸い込み手段を、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトをそれぞれ第１Ａ湾曲カム凹部及び第１Ｂ湾曲カム凹部と第２Ａ湾曲カム凹部及び第２Ｂ湾曲カム凹部とそれぞれ対向させつつ前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトにそれぞれ軸方向に移動可能であるが回転を拘束されて設けた上下一対の第１カムフォロアーと第２カムフォロワーに設けた第１Ａ湾曲カム凸部及び第１Ｂ湾曲カム凸部と第２Ａ湾曲カム凸部及び第２Ｂ湾曲カム凸部と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトへそれぞれ設けた第１弾性手段及び第２弾性手段とで構成したことを特徴とする。

請求項５に係る２軸ヒンジは、前記ストッパー手段を、前記第１ロックカム部材及び前記第２ロックカム部材のそれぞれの外周に設けた第１ストッパー片及び第２ストッパー片と、前記スライドガイド部材に設けた第１ストッパー部と第２ストッパー部とで構成したことを特徴とする。

そして、請求項６に係る端末機器は、上記に各記載の２軸ヒンジを用いたことを特徴とするものである。

本発明は以上のように構成したので、請求項１発明によれば、選択的回転規制手段によって、第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトのいずれか一方の回転が選択的に許容されると、回転する第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの双方に設けられたフリクショントルク発生手段によって回転トルクを制御され、第１の筐体と第２の筐体の開閉操作は任意の開閉角度で自由に停止保持させておくことが可能となる上に、吸い込み手段によって、所定の開閉角度から自動的に閉じられることになるものである。

さらに、請求項２発明によれば、選択的回転規制手段を構成する、外周部にカム凹部を設けたところの第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトにそれぞれ回転を拘束されて取り付けられた上側の第１ロックカム部材と下側の第２ロックカム部材の間において、上下方向へスライド可能に設けた上部と下部に第１カム凸部と第２カム凸部を有するロック部材によって、第１の筐体と第２の筐体が共に閉成状態の時と、共に全開状態の時には、ロック部材のそれぞれの第１及び第２カム凸部が第１ロックカム部材と第２ロックカム部材のそれぞれの第１カム凹部及び第２カム凹部と対向することになることから、第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトをそれぞれ取り付けた第１の筐体と第２の筐体のどちらの開閉操作をも可能とするが、第１の筐体と第２の筐体のどちらか一方の開閉操作を行うと、ロック部材のそれぞれの第１ロカム凸部と第２カム凸部の一方が第１ロックカム部材と第２ロックカム部材のそれぞれの第１カム凹部と第２カム凹部の一方と対向し、ロック部材２１のそれぞれの第１カム凸部と第２カム凸部の他方が、ロック部材のそれぞれの外周部と対向することになることから、第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトのいずれか一方の回転が規制され、第１の筐体と第２の筐体のどちらか他方の開閉操作が規制されることになる。

さらに、請求項３のように構成すると、フリクショントルク発生手段によって、第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの回転時にフリクショントルクが発生するので、第１の筐体と第２の筐体のそれぞれの開閉操作時に、任意の開閉角度において安定的に停止保持させることができるものである。

さらに、請求項４のように構成すると、吸い込み手段によって、第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトのどちらが第１の筐体と第２の筐体の開閉操作に伴って回転しても、その閉成位置と開成位置において第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトと共に弾性手段により、第１Ａ湾曲カム凹部及び第１Ｂ湾曲カム凹部と第２Ａ湾曲カム凹部及び第２Ｂ湾曲カム凹部に第１Ａ湾曲カム凸部及び第１Ｂ湾曲カム凸部と第２Ａ湾曲カム凸部及び第２Ｂ湾曲カム凸部が落ち込むので、第１の筐体と第２の筐体の全開成時と全閉成時において、その直前に第１の筐体と第２の筐体が吸い込まれるように閉じられ、開成位置と閉成位置で安定的に停止保持されるものである。

請求項５のように構成すると、ストッパー手段により、第１の筐体と第２の筐体の開閉角度がそれぞれ所定の角度に規制されるものである。

そして、請求項６のように構成すると、第１の筐体と第２の筐体が１８０度ずつ合計で最大３６０度開閉できる端末機器を提供できるものである。

本発明に係る２軸ヒンジを取り付けた、例えばノートパソコンを示し、(ａ)は第２の筐体を第１の筐体に対して開いた状態を前方から見た斜視図であり、（ｂ)は第１の筐体と第２の筐体を閉じた状態を後方から見た斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジをノートパソコンに取り付けた状態を説明する説明図である。 ノートパソコンの第１の筐体と第２の筐体を、それぞれ反対方向へ１８０度回転させた状態で、本発明に係る２軸ヒンジをヒンジケースに収納させて見た斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジを、ヒンジケースより取り出し第１の筐体と第２の筐体を互いに閉じた状態における２軸ヒンジを図３とは異なった方向から見た斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの第１ヒンジシャフトを図４の状態から１８０度回転させて見た状態の斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを、図４の状態からそれぞれ反対方向へ１８０度回転させて見た状態の斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジを、図５に示した状態で分解させて見た分解斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジを図４に示した状態において、選択的回転規制手段の部分で割って見た縦断面図である。 本発明に係る２軸ヒンジを図５に示した状態において、選択的回転規制手段の部分で割って見た縦断面図である。 本発明に係る２軸ヒンジを図６に示した状態において、選択的回転規制手段の部分で割って見た縦断面図である。 本発明に係る２軸ヒンジのヒンジケースを示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る２軸ヒンジの連結部材を示し、（ａ）はその一側面図、（ｂ）はその斜視面図である。 本発明に係る２軸ヒンジのスライドガイド部材を示し、（ａ）はその一側面図、（ｂ）はその斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジのロック部材を示し、（ａ）はその一側面図、（ｂ）はその斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの上側の第１ロックカム部材を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの下側の第２ロックカム部材を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジのフリクションプレートを示す斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの上側の第１カムフォロワーを示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの下側の第２カムフォロワーを示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその斜視図である。 本発明に係る２軸ヒンジの選択的回転規制手段の他の実施例の動作を説明するための縦断面図である。 本発明に係る２軸ヒンジの、図２０に示した選択的回転規制手段の動作を説明するための縦断面図である。 本発明に係る２軸ヒンジの、図２０に示した選択的回転規制手段の動作を説明するための縦断面図である。

以下に本発明係る２軸ヒンジをノートパソコンに用いた場合の実施例について図面に基づいて説明するが、本発明に係る２軸ヒンジを用いるものはノートパソコンに限定されず、互いに上下方向へ１８０度以上の範囲で開閉可能に連結される第１の筐体と第２の筐体を有するモバイルパソコン、PDA等の端末機器、その他のものにも用いることができるものである。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る２軸ヒンジを用いた携帯端末の１例としてのノートパソコン１を示す。このノートパソコン１は、キーボード部２ａを設けた第１の筐体２と、ディスプレイ部３ａを設けた第２の筐体３の各後部の左右個所を本発明に係る一対の２軸ヒンジ４と５で開閉可能に連結されている。

２軸ヒンジ４と５の構成は、両者共に同じであるので、その一方の指示記号４のもののみを説明し、他方の指示記号５で示したものの説明は省略する。勿論、動作に支障がない場合には、指示記号５で示したヒンジの構造を別なものとしても良い。

図２〜図１９は、２軸ヒンジ４の一実施例を示す。図面において、指示記号１０で示したものは、第１ヒンジシャフトであり、この第１ヒンジシャフト１０は、とくに図７に示したように、その一端部側から断面略台形状を呈し取付孔１０ｂ、１０ｂを有する取付軸部１０ａと、この取付軸部１０ａに続いて設けられたところの外周に係合凹部１０ｃを有するフランジ部１０ｄと、このフランジ部１０ｄに続いて設けられたところの断面略楕円形状を呈した第１変形軸部１０ｅと、この第１変形軸部１０ｅに続いて設けられたところの当該第１変形軸部１０ｅよりも小径の同じく断面略楕円形状を呈して成る第２変形軸部１０ｆとを有している。

取付軸部１０ａには、第１取付プレート１１が取り付けられており、この第１取付プレート１１の取付軸部１０ａへの取付方法は、第１ヒンジシャフト１０の取付孔１０ｂ、１０ｂと第１取付プレート１１の取付孔１１ａ、１１ａを通したフランジ部付の取付ピン１０ｇ、１０ｇの端部をかしめることによってなされている。そして、第１取付プレート１１は、当該第１取付プレート１１に設けた取付孔１１ｂ、１１ｂ・・を介して、とくに図２に示したように、取付ネジ６、６・・を用いて第２の筐体３へ取り付けられる構成である。

次に、指示記号１２で示したものは、第１ヒンジシャフト１０に対して上下方向へ平行に配置した第２ヒンジシャフトであり、この第２ヒンジシャフトは、とくに図７に示したように、その一端部側から、断面略台形状を呈し、取付孔１２ｂ、１２ｂを有する取付軸部１２ａと、この取付軸部１２ａに続いて設けられたところの外周に係合凹部１２ｃを有するフランジ部１２ｄと、このフランジ部１２ｄに続いて設けられたところの断面略楕円形状を呈した第１変形軸部１２ｅと、この第１変形軸部１２ｅに続いて設けられたところの第１変形軸部１２ｅよりも小径の同じく断面略楕円形状を呈して成る第２変形軸部１２ｆとを有している。

取付軸部１２ａには、第２取付プレート１３が取り付けられており、この第２取付プレート１３の取付軸部１２ａへの取付方法は、第２ヒンジシャフト１２の取付孔１２ｂ、１２ｂと第２取付プレート１３の取付孔１３ａ、１３ａを通したフランジ部付の取付ピン１２ｇ、１２ｇの端部をかしめることによってなされている。そして、第２取付プレート１３は、当該第２取付プレート１３に設けた取付孔１３ｂ、１３ｂ・・を介して、とくに図２に示したように、取付ネジ７、７・・を用いて第１の筐体２へ取り付けられる構成である。第１取付プレート１１と第２取付プレート１３を第１の筐体２と第２の筐体３へ取り付けることにより、第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２は、その軸方向に対して垂直にかつ平行に配置される構成である。

指示記号１４で示したものがヒンジケースであり、このヒンジケース１４の中に第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の各フランジ部１０ｄ、１２ｄから先の部分が取付軸部１０ａ、１２ａの部分を残して収容されている。

ヒンジケース１４は、とくに図３と図１１に示したように、断面長孔形状を示した筒状のものであり、その内部に第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２に装備した後述する選択的回転規制手段１５、フリクショントルク発生手段１６、吸い込み手段１７及びストッパー手段１９が収容され、とくに図１１に示したように、ヒンジケース１４内に設けた雌ネジ部１４ｂを設けた隔壁１４ａに選択的回転規制手段１５の連結部材２０がその中央部を、とくに図７に示したように、取付ネジ１８で固定される構成である。このヒンジケース１４は、とくに図２に示したように、第１の筐体２と第２の筐体３に設けた収容凹部２ｂと３ｂ内に収容されている。

次に、選択的回転規制手段１５について説明する。この選択的回転規制手段１５は、連結部材２０とロック部材２１とスライドガイド部材２２と一対の第１ロックカム部材２３及び第２ロックカム部材２４とから構成されている。連結部材２０は上部と下部の略円盤形状を呈した第１軸受部２０ａ及び第２軸受部２０ｂと、この第１及び第２軸受部２０ａ、２０ｂ間をつなぐ連結部２０ｃとを有する側面略瓢箪形状のもので、第１軸受部２０ａ及び第２軸受部２０ｂには、それぞれ断面円形状の第１軸受孔２０ｋ及び第２軸受孔２０ｍが設けられ、この第１軸受孔２０ｋ及び第２軸受孔２０ｍに第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２のそれぞれの第２変形軸部１０ｆ、１２ｆを挿通させて回転自在に軸受する構成である。連結部２０ｃには、雌ネジ部２０ｅを設けた突起部２０ｄが設けられ、この突起部２０ｄは、上述したように取付ネジ１８によって、ヒンジケース１４の隔壁１４ａへ取り付けられる構成である。また、連結部２０ｃは、上部側と下部側に第１カム凸部２１ａと第２カム凸部２１ｂを設けたロック部材２１の係合用溝部２１ｃ内に嵌入され、ロック部材２１の上下方向のスライド動作を許容している。

スライドガイド部材２２は、連結部材２０と同じように、上部と下部に略円盤形状を呈した第１軸受部２２ａと第２軸受部２２ｂと、この第１軸受部２２ａ及び第２軸受部２２ｂ間をつなぐ連結部２２ｃを有する瓢箪形状のもので、第１軸受部２２ａと第２軸受部２２ｂには、第１軸受孔２２ｄ及び第２軸受孔２２ｅが設けられ、これらの第１軸受孔２２ｄと第２軸受孔２２ｅに第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の第１変形軸部１０ｅと１２ｅが挿通されて回転可能に軸受される構成である。連結部２２ｃは、ロック部材２１のもう一方の係合用溝部２１ｄ内に嵌入され、ロック部材２１の上下方向のスライド動作を許容している。第１軸受部２２ａと第２軸受部２２ｂには、第１軸受孔２２ｄと第２軸受孔２２ｅの周囲を削除することにより第１ストッパー部２２ｆと第２ストッパー部２２ｇが設けられている。

そして、ロックカム部材は上下一対のもので、上側の第１ロックカム部材２３と下側の第２ロックカム部材２４には、それぞれ変形挿通孔２３ａ、２４ａが設けられ、この変形挿通孔２３ａ、２４ａへ第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の各第１変形軸部１０ｅ、１２ｅが挿通係合されることにより、この第１ロックカム部材２３と第２ロックカム部材２４は、第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２にそれぞれ回転を拘束されて取り付けられている。この第１ロックカム部材２３と第２ロックカム部材２４は、それぞれ外周に軸方向両端部に達する第１カム凹部２３ｂと第２カム凹部２４ｂが設けられていると共に、組み立てた際にスライドガイド部材２２側に位置する側には、その回転角度によって、スライドガイド部材２２に設けた第１ストッパー部２２ｆと第２ストッパー部２２ｇとに当接する第１ストッパー片２３ｃと第２ストッパー片２４ｃが設けられている。そして、その第１ロックカム部材２３と第２ロックカム部材２４は、連結部材２０とスライドガイド部材２２の間に挟まれると共に、ロック部材２１を挟んでその上部側と下部側に位置しており、それぞれの第１カム凹部２３ｂと第２カム凹部２４ｂは、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａと第２カム凸部２１ｂとその回転角度により対向して嵌合する構成である。

次に、フリクショントルク発生手段について説明する。このフリクショントルク発生手段１６は、第１ヒンジシャフト１０側の第１フリクショントルク発生手段１６ａと、第２ヒンジシャフト１２側の第２フリクショントルク発生手段１６ｂから成るが、ここではまとめて説明する。このリクショントルク発生手段１６は、上部と下部に第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の各々の第１変形軸部１０ｅ、１２ｅを回転可能に挿通させた第１軸受孔２５ａと第２軸受孔２５ｂを有しているところの、スライドガイド部材２２とフランジ部１０ｄ、１２ｄの間に設けられたフリクションプレート２５と、外周にフランジ部１０ｄ、１２ｄに設けた係合凹部１０ｃ、１２ｃと係合する係止片２６ｂ、２７ｂを有し、その軸心部軸方向に設けた変形係合孔２６ａと２７ａへ第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１１の各第１変形軸部１０ｅ、１２ｅを回転可能に挿通係合させて、フランジ部１０ｄ、１２ｄとフリクションプレート２５との間に介在させた第１Ａフリクションワッシャー２６と第１Ｂフリクションワッシャー２７と、中心部軸方向に第１ヒンジシャフト１０及び第２ヒンジシャフト１２の各第１変形軸部１０ｅ、１２ｅを挿通係合させた変形挿通孔２８ａ、２９ａを有し、フリクションプレート２５とスライドガイド部材２２との間に介在された第２Ａフリクションワッシャー２８及び第２Ｂフリクションワッシャー２９と、スライドガイド部材２２を介してフリクションプレート２５へ第１Ａフリクションワッシャー２６及び第１Ｂフリクションワッシャー２７と第２Ａフリクションワッシャー２８及び第２Ｂフリクションワッシャー２９を圧接させる後述する第１弾性手段３２と第２弾性手段３３とで構成されている。

次に、吸い込み手段１７は、上側の第１ヒンジシャフト１０側の第１吸い込み手段１７ａと、下側の第２ヒンジシャフト１２側の第２吸い込み手段１７ｂとから成るが、ここではまとめて説明する。この吸い込み手段１７は、その中心部軸方向に設けた変形挿通孔３０ａ、３１ａへ第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の第２変形軸部１０ｆ、１２ｆを挿通係合させると共に、その側面の外側と内側に設けた大小の第１Ａ湾曲カム凸部３０ｂ及び第１Ｂ湾曲カム凸部３０ｃと第２Ａ湾曲カム凸部３１ｂ及び第２Ｂ湾曲カム凸部３１ｃを、連結部材２０の各第１及び第２軸受部２０ａ、２０ｂの側面部の外側と内側に設けた大小の第１Ａ湾曲カム凹部２０ｆ及び第１Ｂ湾曲カム凹部２０ｇと第２Ａ湾曲カム凹部２０ｈ及び第２Ｂ湾曲カム凹部２０ｉと対向させて設けられた第１カムフォロワー３０及び第２カムフォロワー３１と、この第１カムフォロワー３０と第２カムフォロワー３１に接してその中心部軸方向に設けた挿通孔３２ｂ、３３ｂへ第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の各第２変形軸部１０ｆ、１２ｆを挿通させて設けた複数の皿バネ３２ａ、３２ａ・・・・３３ａ、３３ａ・・・・からなる第１弾性手段３２及び第２弾性手段３３と、この第１弾性手段３２と第２弾性手段３３に接してその中心部軸方向に設けた変形挿通孔３４ａ、３５ａに第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の第２変形軸部１０ｆと第２変形軸部１２ｆを挿通係合させて設けた第１押えワッシャー３４と第２押えワッシャー３５と、第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の各第第２変形軸部１０ｆ、１２ｆの自由端部側に設けた第１雄ネジ部１０ｈと第２雄ネジ部１２ｈに捻子着させた第１締付ナット３６と第２締付ナット３７とで構成されている。

そして、ストッパー手段１９も、第１ヒンジシャフト１０側の第１ストッパー手段１９ａと、第２ヒンジシャフト１２側の第２ストッパー手段１９ｂとから成るが、ここではまとめて説明する。このストッパー手段１９は、第１ロックカム部材２３及び第２ロックカム部材２４に設けた第１ストッパー片２３ｃ及び第２ストッパー片２４ｃと、スライドガイド部材２２の第１軸受部２２ａ及び第２軸受部２２ｂに設けた第１ストッパー部２２ｆ及び第２ストッパー部２２ｇとで構成されており、第１の筐体２と第２の筐体３の閉成状態の位置と全開成状態（共に１８０度）の位置を規制するものである。

次に、上記した本発明に係る２軸ヒンジ４の動作について以下に説明する。まず、第１の筐体２と第２の筐体３が閉じられた図１の(ｂ)に示した状態においては、図４と図８に示したように、各第１取付プレート１１と第２取付プレート１３は同一方向を向いており、図８に示したように、第１ロックカム部材２３の第１カム凹部２３ｂは上側に位置し、その外周がロック部材２１の第１カム凸部２１ａと当接し、第２ロックカム部材２４の第２カム凹部２４ｂがロック部材２１の第２カム凸部２１ｂと嵌合状態にあるので、この第１の筐体２と第２の筐体３の閉成状態においては、第１ヒンジシャフト１０は回転可能であるが、第２ヒンジシャフト１２は回転させることができないことになる。したがって、第１の筐体２と第２の筐体３の閉成状態においては、選択的回転規制手段１５により第２の筐体３のみが第１の筐体２に対して開閉することが可能である。

そこで、第２の筐体３を第１の筐体２に対して開くと、第１ヒンジシャフト１０が共に回転し、ロック部材２１の上側の第１カム凸部２１ａが第１ロックカム部材２３の外周に当接しつつ開かれることになるので、この第２の筐体３の開閉操作時には、選択的回転規制手段１５により、第１の筐体２を第２ヒンジシャフト１２と共に回転させることはできない。続いて第２の筐体３を第１の筐体２に対して開いて行くと、最初は第１吸い込み手段１７ａの第１カムフォロワー３０の第１Ａ湾曲カム凸部３０ｂ及び第１Ｂ湾曲カム凸部３０ｃが連結部材２０に設けた第１Ａ湾曲カム凹部２０ｆ及び第１Ｂ湾曲カム凹部２０ｇを脱する際の抵抗に遭遇するが、第１Ａ湾曲カム凸部３０ｂと第１Ｂ湾曲カム凸部３０ｃが第１Ａ湾曲カム凹部２０ｆと第１Ｂ湾曲カム凹部２０ｇを脱出することによって、第２の筐体３は第１の筐体２に対して開かれ、その際に、第１フリクショントルク発生手段１６ａの上部の第１Ａフリクションワッシャー２６と、同じく上部の第２Ａフリクションワッシャー２８とフリクションプレート２５との間にフリクショントルクが発生することから、第２の筐体３は第１の筐体２に対してフリーストップに開かれ、任意の開閉角度で第２の筐体３を第１の筐体２に対して停止保持させることが可能となるものである。尚、この際におけるフリクショントルクは、吸い込み手段１７の第１吸い込み手段１７ａによっても創出されるが、これは補助的なものであり、この場合の主たるフリクショントルクは、フリクショントルク発生手段１６の第１フリクショントルク発生手段１６ａによって創出される。

このようにして、第２の筐体３を第１の筐体２に対してフリーストップに開いて行くと、１８０度開いたところで、図５、図７、図１５、及び図１６に示したように、第１ストッパー手段１９ａの第１ロックカム部材２３の第１ストッパー片２３ｃがスライドガイド部材２２の第１ストッパー部２２ｆに当接することにより、第１ヒンジシャフト１０の回転は規制されるので、第２の筐体３は第１の筐体２に対して１８０度開かれたところで停止する。すると、同時に第１ロックカム部材２３の第１カム凹部２３ｂが、図９に示したように、１８０°回転してロック部材２１の第１カム凸部２１ａの位置に来て、両者の間に間隙ａが生じるので、第１の筐体２の回転（開閉）が許容される状態となる。

尚、第２の筐体３の第１の筐体２に対する１８０度の開成位置から、閉じようとすれば、それは問題なく閉じられる。即ち、第２の筐体３を第１の筐体２に対して閉じ方向へ回転させると、第１ヒンジシャフト１０と共に回転する第１ロックカム部材２３の第１カム凹部２３ｂとロック部材２１の第１カム凸部２１ａとの間には間隙ａが存在するので、第２の筐体３は第１の筐体２に対して閉じることが可能である。一度第２の筐体３を第１の筐体２に対して閉方向へ回転させると、その外周が第１カム凸部２１ａと当接することになるので、ロック部材２１の第２カム凸部２１ｂは第２ヒンジシャフト１２に固定させた第２ロックカム部材２４の第２カム凹部２４ｂと嵌合状態のままとなり、この第２の筐体３の閉成操作時においても、第１の筐体２の回動動作は規制される。

このように第２の筐体３は第１の筐体２に対して０度から１８０度の間で自由に開閉でき、その間、選択的回転規制手段１５により、第１の筐体２の回転は規制されたままである。

次に、第１の筐体２は、図１(ｂ)に示したような第２の筐体３との間の閉成状態のときには、上記したように第１ロックカム部材２３の外周が、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａと当接しているため、開閉操作を行うことはできないが、第２の筐体３を１８０度開いた後は、開かれた第２の筐体３とは逆方向に回転して１８０度まで回転することが可能となる。即ち、第２の筐体３を１８０度回転させると、図９に示したように、第１ロックカム部材２３の第１カム凹部２３ｂが、１８０度回転してロック部材２１の第１カム凸部２１ａと対向しており、両者の間には間隙ａが生じているので、第２ヒンジシャフト１２に回転を規制して取り付けられている第２ロックカム部材２４の回転が可能となり、第１の筐体２が回転すると、当該第２ロックカム部材２４の外周がロック部材２１の第２カム凸部２１ｂと当接することになるので、第２の筐体３の閉成操作はできなくなる。

そこで、第１の筐体２を第２の筐体３に対して第２の筐体３のときとは反対方向へ回転させると、第２ヒンジシャフト１２が共に回転し、ロック部材２１の下側の第２カム凸部２１ｂが第２ロックカム部材２４の外周に当接しつつ開かれることになるので、選択的回転規制手段１５により、第２の筐体３は閉方向へ回転させることができなくなる。第１の筐体２を第２の筐体３に対して回転させて行くと、最初は第２吸い込み手段１７ｂの第２カムフォロワー３１の第２Ａ湾曲カム凸部３１ｂと第２Ｂ湾曲カム凸部３１ｃが、連結部材２０に設けた第２Ａ湾曲カム凹部２０ｈと第２Ｂ湾曲カム凹部２０ｉを脱する際の抵抗に遭遇するが、第２カムフォロワー３１の第２Ａ湾曲カム凸部３１ｂと第２Ｂ湾曲カム凸部３１ｃが第２Ａ湾曲カム凹部２０ｈと第２Ｂ湾曲カム凹部２０ｉを脱出することによって、第１の筐体３は第２の筐体３に対して回転し、その際に、第２フリクショントルク発生手段１６ｂの下部の第２Ｂフリクションワッシャー２９及び同じく下部の第１Ｂフリクションワッシャー２７とフリクションプレート２５との間にフリクショントルクが発生することから、第１の筐体２は第２の筐体３に対してフリーストップに回転し、任意の回転（開閉）角度で第１の筐体２を第２の筐体３に対して停止保持させることが可能となるものである。尚、この際におけるフリクショントルクは、吸い込み手段１７の第２吸い込み手段１７ｂによっても創出されるが、これは補助的なものであり、この時の主たるフリクショントルクは、フリクショントルク発生手段１６の第２フリクション手段１６ｂによって創出される。

このようにして、第１の筐体２を第２の筐体３に対して第２の筐体３の開成方向とは反対の方向へフリーストップに回転させて行くと、１８０度回転させたところで、図７と図１３、及び図１６に示したことから解るように、第２ストッパー手段１９ｂを構成する第２ロックカム部材２４の第２ストッパー片２４ｃが、スライドガイド部材２２の第２ストッパー部２２ｇに当接することにより、第２ヒンジシャフト１２の回転は規制されるので、第１の筐体２は第２の筐体３に対して１８０度開かれたところで停止する。この状態が、ちょうど第１の筐体２と第２の筐体３が互いに重なり合った状態である。

尚、第１の筐体２を第２の筐体３に対する１８０度の開成位置より、元位置に戻そうとすれば、それは問題なく戻せる。即ち、図１０に示した状態より、第１の筐体２を第２の筐体３に対して閉じ方向へ回転させると、第２ヒンジシャフト１２と共に回転する第２ロックカム部材２４の外周は、ロック部材２１の第２カム凸部２１ｂと当接した状態にあり、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａは第１ヒンジシャフト１０に固定させた第１ロックカム部材２３の第１カム凹部２３ｂと嵌合状態のままであるので、第１の筐体２を元位置の方向へ回転させることが可能となる。この際には、第２の筐体３は、第１ヒンジシャフト１０に固定させた第１ロックカム部材２３の第１カム凹部２３ｂが、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａと嵌合状態のままであるので、第２の筐体３の開閉操作は規制されたままである。

このように第１の筐体２は、第２の筐体３が１８０度開かれた状態においては、第２の筐体３に対して０度から１８０度の間で自由に回転させることができ、その間、第２の筐体３の開閉操作は選択的回転規制手段１５により規制されたままである。以上に説明から明らかなように、第２の筐体３と第１の筐体２は、選択的回転規制手段１５により選択的に開閉され、一方の開閉操作時には他方の開閉操作は規制される。

以上に説明した実施例１に係る発明は、第１の筐体と第２の筐体が互いに重ね合わされた閉成状態のときには、第１の筐体２に対して第２の筐体３のみが開閉でき、第２の筐体３第１の筐体２に対して開いたときには、その開閉操作中は第１の筐体２を第２の筐体３に対して開閉(或は回転)することができない。また、第１の筐体２は第２の筐体３を第１の筐体２に対して１８０度開いた後において、第１の筐体２を第２の筐体３に対して開閉(或は回転)することができ、その開閉操作中は第２の筐体３は第１の筐体２に対して開閉できない構成である。

これに対して、図２０〜図２２に示した実施例２に係る２軸ヒンジは、第１の筐体と第２の筐体が互いに重ね合わされた閉成状態のときには、第１の筐体２も第２の筐体３も共に開閉操作可能であり、どちらか一方の筐体を他方の筐体に対して開閉操作したときには、他方の筐体の開閉操作を行うことができず、さらに、第１の筐体２と第２の筐体３が共に所定の開成角度(或は回転角度)となったときには、第１の筐体２と第２の筐体３のどちらも開閉操作でき、一度どちらかの筐体を開閉操作したときには、他方の筐体の開閉操作ができないようにしたものである。

即ち、図２０〜図２２によれば、この実施例２に係る２軸ヒンジ４０の第１ロックカム部材４１と第２ロックカム部材４２の外周には１８０度間隔で、それぞれ第１Ａカム凹部４１ｂ及び第１Ｂカム凹部４１ｃと、第２Ａカム凹部４２ｂ及び第２Ｂカム凹４２ｃ部が設けられ、第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の各第２変形軸部１０ｆと１２ｆに、それぞれの変形挿通孔４１ａ、４２ａを挿通係合させている。尚、指示記号の同じものは先の実施例１と同じ部材を表している。

したがって、図示してない第１の筐体と第２の筐体が共に閉じられた状態においては、図２０に示したように、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａと第２カム凸部２１ｂが、それぞれ第１ロックカム部材４１と第２ロックカム部材４２の第１Ｂカム凹部４１ｃと第２Ａカム凹部４２ｂと対向し、間隙ｂが生じていることから、第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１１のどちらも回転可能であるので、第１の筐体と第２の筐体はどちらも開閉操作可能である。

しかるに、第１の筐体と第２の筐体のどちらかの筐体の開閉操作がなされると、回転するどちらかの第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の回転動作に伴って、第１ロックカム部材４１か第２ロックカム部材４２のどちらかが共に回転することになり、この回転動作により、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａか第２カム凸部２１ｂが各第１ロックカム部材４１か第２ロックカム部材４２のいずれか一方の外周と接することになることから、他方の回転は規制されることになる。

図２１は、第２の筐体３が第１の筐体２に対して１８０度開かれた状態を示しており、この状態は、第２の筐体３を閉成方向へ回転させて元位置へ戻すことが可能な状態であり、同時に第２の筐体３を第１の筐体２に対して１８０度開いた状態において、第１の筐体２を第２の筐体３に対して反対方向へ回転させることのできる状態である。勿論、この状態においても、第１の筐体２か第２の筐体３のどちらかが回転させられると、他方の回転は規制される。

そして、図２２に示したように、第１の筐体２と第２の筐体３がともに１８０度開かれた状態においても、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａと第２カム凸部２１ｂがそれぞれ第１ロックカム部材４１と第２ロックカム部材４２の第１Ｂカム凹部４１ｃと第２Ｂカム凹部４２ｃと対向していることから、第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２のどちらも回転可能であるので、第１の筐体と第２の筐体はどちらも開閉操作可能である。しかるに、第１の筐体か第２の筐体のどちらか一方が開閉操作中においては、前述したように、第１ロックカム部材４１と第２ロックカム部材４２の各外周が、ロック部材２１の第１カム凸部２１ａと第２カム凸部２１ｂのどちらかと当接することになるため、他方の開閉操作は規制されることになる。

このように実施しても、第１の筐体２と第２の筐体３の開閉操作に一定の規則性が生まれ、本発明の目的は達成できる。尚、以上は一例であって、このものに限定されず、第１カム凹部２３ｂと第２カム凹部２４ｂを設ける位置を、第１及び第２ロックカム部材２３と２４の任意の外周に設けることは可能である。

よって、以上の説明から明らかなように、本願発明に係る２軸ヒンジ４と４０は、第１の筐体２と第２の筐体３をそれぞれ第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２を介して交互に１８０度ずつ回転させて合計で３６０度の開閉操作を可能としたものであるが、その開閉角度にとくに限定はない。

そして、ノートパソコンをそれ本来の用い方で用いることができた上で、第１の筐体を第２の筐体に対して同一方向に折り曲げて、略Ｌ時形状にしたり、山形状にしたり、重ね合わせて平板状としたりして、第２の筐体を操作者側に向けてタブレットとして種々多様な用い方をすることができるものである。

以上の説明から明らかなように、本発明は以上説明したもの以外に、例えば、第１及び第２弾性手段３２、３３をフリクショントルク発生手段１６と吸い込み手段１７の両機構に作用せしめることが可能となったので、効率の良いものとなっており、かつ、ロック部材とロックカム部材をその外形を用いたり、吸い込み手段のカム形状を任意に変えることが容易となって、カム特性の設計が容易となったため、第２の筐体３の第１の筐体２に対する開成角度を特定の角度においてふらつきの生じないようにしたり、特定の開成角度において吸い込み機能をもたせることもできるものである。

尚、その他の実施例としては、連結部材２０に設ける各第１Ａ湾曲カム凹部２０ｆ及び第１Ｂ湾曲カム凹部２０ｇと第２Ａ湾曲カム凹部２０ｈ及び第２Ｂ湾曲カム凹部２０ｉと、第１カムフォロアー３０や第２カムフォロアー３１に設ける第１Ａ湾曲カム凸部及び第１Ｂ湾曲カム凸部と第２Ａ湾曲カム凸部及び第２Ｂ湾曲カム凸部は、これらを連結部材２０と第１及び第２カムフォロアー３０、３１の軸心部から外周へ放射状に設けたカム凸部とカム凹部に変えることは可能である。また、皿バネから成る第１及び第２弾性手段３２、３３は、これをスプリングワッシャー、圧縮コイルスプリング、弾性を備えたゴムを始とする合成樹脂製のものなどに代えることができ、第１及び第２締付ナット３６、３７は、第１ヒンジシャフト１０と第２ヒンジシャフト１２の端部をかしめることによって代えることが可能である。さらに、各第１カム凹部及び第２カム凹部の設置位置を変えることにより、第１の筐体が第２の筐体より先に開閉することができるように構成することも可能である。また、ヒンジケース１４は、これがなくともとくに２軸ヒンジ４、５、及び４０の機能に支障は生じないが、このヒンジケースがあると、２軸ヒンジを端末機器へ取り付けた際に選択的回転規制手段や、フリクショントルク発生手段、吸い込み手段等が外部へ露出することがないので、外観状すっきりとしたものになるという利点がある。

本発明は以上のように構成したので、とくにノートパソコンのような端末機器やその他のもので、第１の筐体と第２の筐体を相対的に１８０度以上開閉させる場合の２軸ヒンジとして好適に用いられるものであるが、とくにノートパソコンを同時にタブレットとしても用いるものに用いて好適である。

１ ノートパソコン
２ 第１の筐体
３ 第２の筐体
４ ２軸ヒンジ
５ ２軸ヒンジ
１０ 第１ヒンジシャフト
１０ｄ フランジ部
１２ 第２ヒンジシャフト
１２ｄ フランジ部
１５ 選択的回転規制手段
１６ フリクショントルク発生手段
１７ 吸い込み手段
１９ ストッパー手段
２０ 連結部材
２０ｆ 第１Ａ湾曲カム凹部
２０ｇ 第１Ｂ湾曲カム凹部
２０ｈ 第２Ａ湾曲カム凹部
２０ｉ 第２Ｂ湾曲カム凹部
２１ ロック部材
２１ａ 第１カム凸部
２１ｂ 第２カム凸部
２２ スライドガイド部材
２２ｆ 第１ストッパー部
２２ｇ 第２ストッパー部
２３ 第１ロックカム部材
２３ｂ 第１カム凹部
２３ｃ 第１ストッパー片
２４ 第２ロックカム部材
２４ｂ 第２カム凹部
２４ｃ 第２ストッパー片
２５ フリクションプレート
２６ 第１Ａフリクションワッシャー（上）
２７ 第１Ｂフリクションワッシャー（下）
２８ 第２Ａフリクションワッシャー（上）
２９ 第２Ｂフリクションワッシャー（下）
３０ 第１カムフォロワー
３０ｂ 第１Ａ湾曲カム凸部
３０ｃ 第１Ｂ湾曲カム凸部
３１ 第２カムフォロワー
３１ｂ 第２Ａ湾曲カム凸部
３１ｃ 第２Ｂ湾曲カム凸部
３２ 第１弾性手段
３３ 第２弾性手段
４０ ２軸ヒンジ
４１ 第１ロックカム部材
４２ 第２ロックカム部材

Claims (6)

1. 第１の筐体側へ取り付けられる第１ヒンジシャフトと、第２の筐体側へ取り付けられる第２ヒンジシャフトと、前記第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを同一方向へ挿通させ回転可能に連結する連結部材と、前記第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させ前記連結部材と対置させて設けたスライドガイド部材と、このスライドガイド部材と前記連結部材の間に設けたところの前記第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの回転を選択的に規制する選択的回転規制手段と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトのそれぞれの回転時にフリクショントルクを発生させるフリクショントルク発生手段と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの所定角度の回転時にそれぞれ吸込み機能を発揮させる吸い込み手段と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの回転角度を規制するストッパー手段と、で構成したことを特徴とする、２軸ヒンジ。
2. 前記選択的回転規制手段を、前記連結部材と前記スライドガイド部材の間で、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの間に上下方向へスライド可能に設けた上部と下部に第１カム凸部及び第２カム凸部を有するロック部材と、このロック部材を挟んで前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトをそれぞれ挿通係合させ互いにそれぞれ第１カム凹部及び第２カム凹部を有する第１ロックカム部材及び第２ロックカム部材とで構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
3. 前記フリクショントルク発生手段は、前記選択的回転規制手段と前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトの各フランジ部との間にそれぞれ当該第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトを回転可能に挿通させて設けたフリクションプレートと、このフリクションプレートの両側面部に前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトに回転を拘束されて設けた上側の第１Ａフリクションワッシャー及び下側の第１Ｂフリクションワッシャーと、上側の第２Ａフリクションワッシャー及び下側の第２Ｂフリクションワッシャーとで構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
4. 前記吸い込み手段は、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトをそれぞれ第１Ａ湾曲カム凹部及び第１Ｂ湾曲カム凹部と第２Ａ湾曲カム凹部及び第２Ｂ湾曲カム凹部とそれぞれ対向させつつ前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトにそれぞれ軸方向に移動可能であるが回転を拘束されて設けた上下一対の第１カムフォロアーと第２カムフォロワーに設けた第１Ａ湾曲カム凸部及び第１Ｂ湾曲カム凸部と第２Ａ湾曲カム凸部及び第２Ｂ湾曲カム凸部と、前記第１ヒンジシャフトと前記第２ヒンジシャフトへそれぞれ設けた第１弾性手段及び第２弾性手段とで構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
5. 前記ストッパー手段は、前記第１ロックカム部材及び前記第２ロックカム部材のそれぞれの外周に設けた第１ストッパー片及び第２ストッパー片と、前記スライドガイド部材に設けた第１ストッパー部と第２ストッパー部とで構成したことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ。
6. 前記請求項１〜５に各記載の２軸ヒンジを用いたことを特徴とする、端末機器。

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