JP6084088B2 - Biaxial hinge - Google Patents
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Description
本発明は、携帯型電子機器の本体部及び表示画面部の如き見開きに配置された2つのシャーシを接続するヒンジ機構に関し、特に、2つのシャーシを360度まで回転可能とする二軸ヒンジに関する。 The present invention relates to a hinge mechanism that connects two chassis arranged in a spread such as a main body part and a display screen part of a portable electronic device, and more particularly to a biaxial hinge that allows two chassis to rotate up to 360 degrees.
キーボードを有さず、液晶パネルの如き表示画面上に表示させた仮想キーボードにタッチすることで情報入力を可能とするタブレット型PCが知られている。また、ノート型PCにおいても表示画面上に表示させた仮想キーボードの導入により、本体部に対して表示画面部を360度回転させてタブレット型PCのようにして使用できる機種が知られている。かかるノート型PCでは、本体部と表示画面部とを接続するヒンジにより、本体部と表示画面部との表面同士を付き合わせて閉じた状態から、本体部に対して表示画面部を120度程度に開いた従来のノート型PCにおける使用時の状態を経て、本体部と表示画面部との背面同士を付き合わせたタブレット型PCの如き状態にまで対応できるようになっている。 There is known a tablet PC that does not have a keyboard and allows information input by touching a virtual keyboard displayed on a display screen such as a liquid crystal panel. Also, a notebook PC is known that can be used like a tablet PC by rotating the display screen part 360 degrees with respect to the main body part by introducing a virtual keyboard displayed on the display screen. In such a notebook PC, the display screen portion is about 120 degrees with respect to the main body portion from the state in which the surfaces of the main body portion and the display screen portion are attached and closed by the hinge connecting the main body portion and the display screen portion Through the state of use in a conventional notebook type PC that is open, a state like a tablet type PC in which the back surfaces of the main body and the display screen are attached to each other can be handled.
例えば、特許文献1では、本体部に対して表示画面部を360度まで回動可能であって、机やひざの上に置いてノート型PCとして使用できるとともに、表示部を折りたたんでタッチパネルからのペン入力で情報入力するタブレット型PCとしても使用できる携帯型情報処理装置を開示している。本体部と表示画面部との接続部にはそれぞれギアが設けられ、この2つのギアを互いに噛み合わせたまま相対的に回転させることで、上記したような360度の回動を可能にしている。
For example, in
また、特許文献2では、本体部の側部に与えた一軸ヒンジにおいて表示画面部を360度までは回転できないこと、これに対して二軸ヒンジを用いることで360度までの回転を可能と出来ることについて述べた上で、二軸ヒンジにおける互いの軸が何らの規制もなく回動してしまうと、本体部と表示画面部とが相対的にふらついてしまって操作性に劣ることについて述べている。そこで特許文献1のヒンジと同様に、軸部にギアを用いた二軸ヒンジを開示している。
Further, in
ところで、上記したように、二軸ヒンジの各軸にギアを用いた場合、回動時のギアのトルクによるバックラッシュの発生や、軸のガタつきによる動作不安定、ギアとびによる同期ズレなどが生じ、操作性及び機能性に欠けるといった指摘もあった。そこで、二軸の間にカム穴とリンクピンからなる摺動リンクの如きを設けて、二軸の回転の同期を図る方法が提案されている。 By the way, as described above, when a gear is used for each shaft of the biaxial hinge, backlash occurs due to the torque of the gear during rotation, unstable operation due to shakiness of the shaft, synchronization deviation due to gear skipping, etc. Some have pointed out that it lacks operability and functionality. Therefore, a method has been proposed in which a sliding link including a cam hole and a link pin is provided between the two shafts so as to synchronize the rotation of the two shafts.
例えば、特許文献3では、二軸ヒンジの二軸である第1及び第2ヒンジシャフトの回転をこの間に設けられたブリッジ部材によって同期させるリンク機構を開示している。第1及び第2ヒンジシャフトには、同軸回転するように略円板状の第1及び第2リンクカム部材がそれぞれ取り付けられている。第1及び第2リンクカム部材の周縁部であって第1及び第2ヒンジシャフトの取付側には、リンクピンがそれぞれ植設され、また、第1及び第2ヒンジシャフトの間を上下動自在に取り付けられたブリッジ部材の両側部近傍には長穴である2つのカム穴が設けられており、それぞれリンクピンを収容している。これにより、リンクピンはブリッジ部材に設けられたカム穴の内部での移動に規制されて、ブリッジ部材の上下動とともに、第1及び第2ヒンジシャフトの回転の同期が図られるのである。ここではブリッジ部材に対して第1及び第2ヒンジシャフトのそれぞれが90度ずつ回転し、相対的に180度まで回転することになる。
For example,
本体部に対して表示画面部をより大きな角度に回転させる、特に、180度を越え360度まで回転させるような場合にあっては、ヒンジ機構の回転軸に負荷される力が大きくなり、軸ぶれやガタがより深刻になる。また、上記したように二軸ヒンジにギアを用いた場合、ギアの欠けや同期ズレなどを生じてしまうこともある。特に、ノート型PCなどの携帯型電子機器のような比較的コンパクトな筐体では、軸部の負荷に耐えうるような大きなギアを組み込むことも困難である。 When the display screen unit is rotated at a larger angle with respect to the main body unit, in particular, when the display screen unit is rotated beyond 180 degrees to 360 degrees, the force applied to the rotating shaft of the hinge mechanism is increased. Shake and play become more serious. In addition, when a gear is used for the biaxial hinge as described above, a missing gear or a synchronization shift may occur. In particular, in a relatively compact housing such as a portable electronic device such as a notebook PC, it is difficult to incorporate a large gear that can withstand the load on the shaft.
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、携帯型電子機器の本体部及び表示画面部の如き見開きに配置された2つのシャーシを接続するヒンジ機構に関し、特に、2つのシャーシを360度まで回転可能とする二軸ヒンジを提供することにある。 The present invention has been made in view of the situation as described above, and an object of the present invention is to connect a hinge connecting two chassis arranged in a spread such as a main body portion and a display screen portion of a portable electronic device. With regard to the mechanism, in particular, it is to provide a biaxial hinge that allows two chassis to be rotated up to 360 degrees.
本発明による二軸ヒンジは、表面上の仮想直線を挟んだ対称位置にある第1及び第2の開口に裏面から貫通させた第1及び第2の軸受孔を互いに平行になるように与えた軸受ブロックと、前記仮想直線に沿って前記表面上を往復動自在に前記軸受ブロックに組み合わせられ、前記第1及び第2の開口の近傍のそれぞれにおいて前記仮想直線に向けて延びる第1及び第2の長カム孔を有するカムプレートと、前記第1及び第2の軸受孔を前記裏面から前記表面に向けて貫挿させて回転自在に軸支させた第1及び第2のヒンジ丸棒と、を含み、前記第1及び第2のヒンジ丸棒の貫挿端面に設けられた突起を前記第1及び第2の長カム孔内に配置させ、前記第1及び第2のヒンジ丸棒の延長線上を前記カムプレートが横切るように、前記第1及び第2のヒンジ丸棒を前記軸受ブロックに対して逆向きにそれぞれ180度ずつ同期回転するようにさせたことを特徴とする。 In the biaxial hinge according to the present invention, first and second bearing holes, which are penetrated from the back surface, are provided in parallel to each other through the first and second openings located symmetrically with respect to the virtual straight line on the surface. A first and second bearing block, which is combined with the bearing block so as to reciprocate on the surface along the virtual straight line and extends toward the virtual straight line in the vicinity of the first and second openings, respectively. A cam plate having a long cam hole, and first and second hinge round bars rotatably supported by inserting the first and second bearing holes from the back surface toward the surface; And a protrusion provided on the insertion end face of each of the first and second hinge round bars is disposed in the first and second long cam holes to extend the first and second hinge round bars. The first and the second so that the cam plate crosses the line. The hinge rod, characterized in that is in sync rotated by 180 degrees, respectively in the opposite direction to the bearing block.
かかる発明によれば、第1及び第2のヒンジ丸棒の延長線上を横切ることの可能なカムプレートによって、第1及び第2のヒンジ丸棒を互いに180度ずつ同期回転できる。すなわち、シャーシを取り付けられる二軸ヒンジを360度まで同期回転できる。しかも、二軸ヒンジはカムプレートによるリンク機構であり、同期ズレを生じない。 According to this invention, the first and second hinge round bars can be rotated synchronously by 180 degrees with each other by the cam plate capable of crossing the extended line of the first and second hinge round bars. That is, the biaxial hinge to which the chassis is attached can be rotated synchronously up to 360 degrees. Moreover, the biaxial hinge is a link mechanism using a cam plate, and no synchronization shift occurs.
上記した発明において、前記軸受ブロックと前記カムプレートとの間には、前記カムプレートの往復動を規制する規制プレートが挿入されていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、簡便にカムプレートを往復動させ得て、第1及び第2のヒンジ丸棒のそれぞれをより確実に同期回転させ得る。 In the above-described invention, a restriction plate for restricting reciprocation of the cam plate may be inserted between the bearing block and the cam plate. According to this invention, the cam plate can be easily reciprocated, and each of the first and second hinge round bars can be more reliably synchronously rotated.
上記した発明において、前記第1及び第2のヒンジ丸棒にはそれぞれ第1及び第2のシャーシが取り付けられて、前記第1及び第2のヒンジ丸棒を前記軸受ブロックに対して逆向きにそれぞれ90度まで同期回転させた位置において前記第1及び第2のシャーシが近接移動するようになされていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、少なくとも二軸ヒンジを180度に開いた位置において、360度の回転により不可避な第1及び第2のシャーシ間の隙間を埋めることが可能になり、両シャーシをコンパクトに配置することができる。 In the above-described invention, the first and second hinge round bars are attached to the first and second chassis, respectively, and the first and second hinge round bars are opposed to the bearing block. The first and second chassis may be moved close to each other at positions rotated synchronously by 90 degrees. According to this invention, at least at the position where the biaxial hinge is opened at 180 degrees, it becomes possible to fill the gap between the first and second chassis unavoidable by the rotation of 360 degrees, and both chassis are arranged compactly. can do.
上記した発明において、前記第1及び第2のヒンジ丸棒は大径部を含み、前記貫挿端面を前記大径部の上に有することを特徴としてもよい。かかる発明によれば、大径部の上に設けられる突起に付与するトルクを大きくできて、二軸ヒンジの動作を安定させ得る。 In the above-described invention, the first and second hinge round bars may include a large-diameter portion, and the insertion end surface may be provided on the large-diameter portion. According to this invention, the torque applied to the protrusion provided on the large diameter portion can be increased, and the operation of the biaxial hinge can be stabilized.
本発明による二軸ヒンジの1つの実施例について、図1乃至図5を用いて詳細に説明する。 One embodiment of the biaxial hinge according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1(a)に示すように、二軸ヒンジ1は、前後方向(紙面上下方向)に貫通して互いに平行な軸受け孔21a及び21bを左右対称に有する軸受ブロック2と、軸受け孔21a及び21bにそれぞれ貫挿されたヒンジ丸棒25a及び25bと、軸受ブロック2の表面22側に取り付けられてヒンジ丸棒25a及び25bの回転を同期させるリンク機構3とを有する。軸受け孔21a及び21bは、それぞれヒンジ丸棒25a及び25bを回転自在に軸支している。
As shown in FIG. 1 (a), the
また、軸受ブロック2には、その周囲を表面22側(紙面上方向)に延長する形状のカバー50が取り付けられる。カバー50は、その軸受ブロック2と反対側の壁面と、これに設けられた2つの貫通穴51によって、リンク機構3の前方にケーブル52を挿通させる通路を形成している。ケーブル52は、二軸ヒンジ1に取り付けられる左右のシャーシ60(図5参照)に挿通され、互いの内部の装置を接続する。例えば、ケーブル52はディスプレイケーブルであり、本体部をなす回路基板と表示部をなすLCDを電気接続させる。
The
図1(b)を併せて参照すると、二軸ヒンジ1は、軸受ブロック2の裏面23側において、ヒンジ丸棒25a及び25bのそれぞれに固定されるアーム11a及び11bをさらに有する。アーム11a(11b)は回転軸Ma(Mb)から離間する方向に延びる平板形状を有し、その穴14にヒンジ丸棒25a(25b)の後端面に設けられた突出部26を嵌め込んで固定される。これにより、アーム11a(11b)はヒンジ丸棒25a(25b)とともに回転軸Ma(Mb)の周りで回転できる。また、アーム11a(11b)には、その法線を回転方向に向ける平板状のフレーム取り付け部12a(12b)が一体となって設けられている。フレーム取り付け部12a(12b)は、回転軸Ma(Mb)から離間する方向に延びる長穴13a(13b)を有している。
Referring also to FIG. 1B, the
図2に示すように、リンク機構3は、軸受ブロック2の表面22上においてヒンジ丸棒25a及び25bの間を上下方向に延びる仮想直線Lに対して左右対称に設けられる。すなわち、軸受ブロック2の表面22には規制プレート35が固定されている。規制プレート35は、ヒンジ丸棒25a及び25bに対してその位置を固定されるようこれらの周囲を囲うように拡がり、その左右方向の中央に仮想直線Lに沿って上下に延びるスライド孔36を有する。規制プレート35より前方(紙面手前側)に位置するヒンジ丸棒25a及び25bの前方端面には、左右方向に延びる板状のカムプレート31が取り付けられる。カムプレート31は、その両端近傍からそれぞれ中央の仮想直線Lに向かって延びる長カム孔32a及び32bを有する。長カム孔32a及び32bには、ヒンジ丸棒25a及び25bの前方端面に設けられた突起27a及び27bがそれぞれ挿通される。突起27a及び27bをそれぞれヒンジ丸棒25a及び25bの回転軸Ma及びMbの真下又は真上に位置させたときに、それぞれ長カム孔32a及び32bの外側の端部に当接するよう(図6(a)参照)、長カム孔32a及び32bの寸法が定められる。すなわち、突起27a及び27bは、それぞれ長カム孔32a及び32bに当接するため、ヒンジ丸棒25a及び25bの回転軸Ma及びMbより左右方向外側へは移動しない。
As shown in FIG. 2, the
図2に図3を併せて参照すると、カムプレート31はその中央の裏面側に突出する角柱体33を有する。角柱体33は規制プレート35のスライド孔36に挿通されて、軸受ブロック2の表面22の中央に設けられた溝28内に延び、規制プレート35の裏面側において溝28内に収容される係合片34に固定されてスライド孔36からの脱落を防止される。これにより、角柱体33は規制プレート35に対してスライド孔36に沿って上下方向に往復動できる。また、角柱体33は、スライド孔36内で回転しない寸法とされており、カムプレート31をスライド孔36に沿って上下方向に平行移動自在とさせている。
Referring to FIG. 2 together with FIG. 3, the
図4に示すように、アーム11aと一体をなすフレーム取り付け部12aには屈曲部45を有する細板状のフレーム41が取り付けられる。フレーム41は、フレーム取り付け部12aを挟んで対向する板状の小片からなる止め板42に対して、2つの軸体43によって固定される。このとき、各軸体43は、フレーム取り付け部12aの長穴13a(図1参照)に挿通されてこれに沿って摺動自在とされている。これによって、フレーム41はアーム11aに対して長穴13aの延びる方向に摺動自在である。また、フレーム41にはシャーシ(筐体プレート)60が穴46に係合される図示しない留め具により固定される。つまり、シャーシ60も、長穴13aに沿って、すなわち、ヒンジ丸棒25aの回転軸Maから離間又は近接する方向(紙面上下方向)に移動可能である。フレーム41の屈曲部45には回転軸Maに向けた凹部44’を有するスペーサ44が固定され、軸受ブロック2との間に配置される(図6(a)参照)。アーム11bについても、アーム11aと左右対称となる以外は同様である。
As shown in FIG. 4, a thin plate-
図5に示すように、二軸ヒンジ1は、その2つを対としてノート型PCなどの携帯型電子機器において使用される。すなわち、2つの二軸ヒンジ1は、その軸受ブロック2(図1参照)の裏面23を互いに外側に向けて、つまり表面22側を互いに向き合わせて配置され、シャーシ60によって接続される。
As shown in FIG. 5, the
続いて、二軸ヒンジ1の動作について図6乃至図8を用いて詳細に説明する。
Next, the operation of the
図6(a)に示すように、アーム11a及び11bはその長手方向を互いに平行とする初期位置(回転:0度)にある。ことのき、図示を省略するが、シャーシ60は互いにその主面を近接させており、携帯電子機器をいわゆる閉じた状態としている。また、アーム11a及び11bのそれぞれの延びる方向に対して、ヒンジ丸棒25a及び25bの突起27a及び27bは、回転軸Ma及びMbの反対側に位置している。ここでは、アーム11a及び11bは真上に延びており、突起27a及び27bは回転軸Ma及びMbの真下に位置している。このとき突起27a及び27bはカムプレート31の長カム孔32a及び32bの外側の端部に当接している。よって、突起27a及び27bはこれ以上外側へ移動せず、内側へのみ移動し得る。つまり、初期位置において、ヒンジ丸棒25a及び25bの回転可能な方向は、紙面に対してそれぞれ反時計回り及び時計回りの1方向へ定まっている。
As shown in FIG. 6A, the
続いて、図6(b)に示すように、アーム11a及び11bを初期位置から左右に45度ずつ回転させる。ヒンジ丸棒25aが反時計回りに45度回転すると、これに伴い突起27aも反時計回りに45度回転する。このとき、突起27aはカムプレート31の長穴32a内に配置されており、カムプレート31は上方に平行移動する。ヒンジ丸棒25bの突起27bもカムプレート31の長穴32b内に配置されているため、カムプレート31の平行移動に合わせて上方に移動する。つまり、突起27bはカムプレート31を介して突起27aと同期しつつ、時計回りに45度回転する。これにより、ヒンジ丸棒25bもアーム11bとともに、ヒンジ丸棒25aに同期して逆方向に45度回転するのである。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the
図7(a)に示すように、アーム11a及び11bを初期位置からそれぞれ左右に90度の位置までさらに回転させる。すなわち、二軸ヒンジ1を180度開くのである。ここでも、ヒンジ丸棒25a及び25bは、突起27a及び27bによって平行移動するカムプレート31を介して同期している。
As shown in FIG. 7A, the
さらに、図7(b)を参照すると、このとき左右のシャーシ60もそれぞれ初期位置から左右に90°回転した位置にある。シャーシ60は回転軸Ma及びMbに対してそれぞれ厚みを有しているため、回転中に互いに干渉しないように回転軸Ma及びMbの位置やシャーシ60の中央側への突出寸法などを調整すると、180°開いた両者の間には隙間が開く。そこで、フレーム取り付け部12a及び12bに対して、左右のフレーム41をそれぞれ回転軸Ma及びMbに向けてスライドさせ、スペーサ44の凹部44’を軸受ブロック2の左右の曲面にそれぞれ当接させる。すると、図7(c)に示すように、左右のフレーム60を互いに近接移動させ、さらにその隙間を埋めるように互いの端部を当接させることができる。これにより、左右のシャーシ60をコンパクトに配置し得る。また、例えば左右のシャーシ60の両者にLCDを備える場合において、使用者に両方のLCDの端部を接続させたように見せることも可能である。さらに、回転を防止するストッパを追加して、スライドによりこれに係合するようにすれば、二軸ヒンジ1の開き角度を安定させることもできる。
Further, referring to FIG. 7B, at this time, the left and
再び、図7(a)に示すように、左右のフレーム41をスライドさせて元の位置に戻した上で、図8(a)に示すように更に回転角度を増加させて、アーム11a及び11bを初期位置から左右に135度の位置まで回転させる。ここでも、ヒンジ丸棒25a及び25bは同期して回転する。
Again, as shown in FIG. 7 (a), the left and
さらに、図8(b)に示すように、アーム11a及び11bを初期位置からそれぞれ左右に180度の位置まで回転させると、2軸ヒンジ1は360°回転したことになる。このとき、初期位置のときと同様に、突起27a及び27bはカムプレート31の長カム孔32a及び32bの外側の端部に当接している。つまり、ヒンジ丸棒25a及び25bは、これ以上同方向へは回転しない。このように、長カム孔32a及び32bによって、ヒンジ丸棒25a及び25bの回転方向は1方向へ定められ、同期ズレを生じることなく安定して動作できる。
Further, as shown in FIG. 8B, when the
以上のように、カムプレート31は、ヒンジ丸棒25a及び25bの前方端面上にあるため、回転軸Ma及びMbに干渉することなく、ヒンジ丸棒25a及び25bの前方を横切ることができる。これにより、上記したように、ヒンジ丸棒25a及び25bのそれぞれを180度ずつ同期回転させることができる。
As described above, since the
また、ヒンジ丸棒25a及び25bのそれを同期させるので、アーム11a又は11bの初期位置からの回転角度は常に同一となり、一方だけを大きく回転させるようなことがない。これにより、ケーブル52(図1参照)において、左右のシャーシ60のそれぞれの内部でほぼ同様の変形を与えることになり、一方だけを大きく変形させることがない。よって、ケーブル52の不必要な変形を防止して、その寿命を長く保つことができる。
Further, since the hinge round bars 25a and 25b are synchronized with each other, the rotation angle from the initial position of the
以上、本発明による実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。 As mentioned above, although the Example by this invention and the modification based on this were demonstrated, this invention is not necessarily limited to this, A person skilled in the art will deviate from the main point of this invention, or the attached claim. Various alternative embodiments and modifications could be found without doing so.
1 二軸ヒンジ
2 軸受ブロック
3 リンク機構
21a、21b 軸受け孔
25a、25b ヒンジ丸棒
27a、27b 突起
31 カムプレート
32a、32b 長カム孔
L 仮想直線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記仮想直線に沿って前記表面上を往復動自在に前記軸受ブロックに組み合わせられ、前記第1及び第2の開口の近傍のそれぞれにおいて前記仮想直線に向けて延びる第1及び第2の長カム孔を有するカムプレートと、
前記第1及び第2の軸受孔を前記裏面から前記表面に向けて貫挿させて回転自在に軸支させた第1及び第2のヒンジ丸棒と、を含み、
前記第1及び第2のヒンジ丸棒の貫挿端面に設けられた突起を前記第1及び第2の長カム孔内に配置させ、前記第1及び第2のヒンジ丸棒の延長線上を前記カムプレートが横切るように、前記第1及び第2のヒンジ丸棒を前記軸受ブロックに対して逆向きにそれぞれ180度ずつ同期回転するようにさせたことを特徴とする二軸ヒンジ。 A bearing block provided with first and second bearing holes penetrating from the back surface to the first and second openings located symmetrically across the virtual straight line on the surface so as to be parallel to each other;
First and second long cam holes that are combined with the bearing block so as to reciprocate along the virtual straight line and extend toward the virtual straight line in the vicinity of the first and second openings, respectively. A cam plate having
First and second hinge round bars that are rotatably inserted by inserting the first and second bearing holes from the back surface toward the surface;
Protrusions provided on the insertion end surfaces of the first and second hinge round bars are disposed in the first and second long cam holes, and the extension lines of the first and second hinge round bars are on the extension line. A biaxial hinge characterized in that the first and second hinge round bars are synchronously rotated 180 degrees in opposite directions with respect to the bearing block so as to cross the cam plate.
The biaxial shaft according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second hinge round bars include a large-diameter portion, and the penetrating end surface is provided on the large-diameter portion. Hinge.
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