JP6185782B2

JP6185782B2 - ヒンジ

Info

Publication number: JP6185782B2
Application number: JP2013154702A
Authority: JP
Inventors: 達実川野
Original assignee: Simotec Co Ltd
Current assignee: Simotec Co Ltd
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: JP2015025490A

Description

本発明は、ヒンジの技術に関する。

第一連結対象物に第二連結対象物を回動可能に連結するヒンジに関する技術は、種々知られている。中でも、第一部材と第二部材との間にフリクショントルクを発生させて、小型化・軽量化を図ったヒンジが知られている（特許文献１及び特許文献２を参照）。

特開２００４−２２５７８０号公報特開２００５−３０４６３号公報

前記の各特許文献に記載のヒンジにおいては、第一部材における軸部を第二部材における筒状部に挿入するとともに、軸部と筒状部の間にスプリングピンを介挿する構成としている。そして、スプリングピンの弾性力を利用して、スプリングピンの内周面と軸部の外周面との間で摩擦力を発生させ、第一部材と第二部材との間にフリクショントルクを発生させている。

前記従来技術の如く、軸部と筒状部の間にスプリングピンを介挿する構成によれば、スプリングピンの厚さ分だけヒンジの外径が大きくなっていた。即ち、フリクショントルクを得るためのスプリングピンを軸部の周囲に配置しているため、ヒンジの小型化・軽量化の阻害要因となっていた。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、ヒンジの外径を小さくすることにより、小型化・軽量化が可能となる、ヒンジを提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、略円柱形状に形成され、その中途部において直径方向に貫通する貫通孔が開口された軸部と、該軸部の軸心方向に前記軸部と連続する第一支持部と、を有する第一部材と、前記軸部が挿入される有底筒状のケース部と、該ケース部の軸心方向に前記ケース部と連続する第二支持部と、を有する第二部材と、を備えるヒンジであって、前記貫通孔は、前記軸部の軸心方向を長手方向とする長穴として開口され、前記軸部における軸心方向中途部には、前記貫通孔の長手方向における一端から他端までの間の部分が径方向外側に突出して形成された大径部が設けられ、前記軸部の途中部が半径方向内側に収縮した状態で前記ケース部に挿入されることにより、前記ケース部の内周面には、前記軸部の弾性力によって前記軸部における前記大径部の外周面が押圧されるとともに、前記第二部材は前記第一部材に対して摺動抵抗を受けつつ相対回転可能とされるものである。

請求項２においては、前記貫通孔には、前記軸部の半径方向内側に収縮した状態のスプリングピンが挿入されるものである。

請求項３においては、前記大径部の外周面には、前記軸部の周方向に、潤滑用の溝が形成されるものである。

請求項４においては、前記ケース部の内周面にはカム溝が形成され、前記大径部の外周面には前記カム溝と係合するカム部が外側に突出して形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係るヒンジによれば、ヒンジの外径を小さくすることにより、小型化・軽量化が可能となる。

第一実施形態に係るヒンジを示した斜視図。同じくヒンジの分解斜視図。（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、ヒンジを示した一部切欠正面図及び一部切欠平面図。図３（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図。第二実施形態に係るヒンジを示した分解斜視図。第三実施形態に係るヒンジを示した分解斜視図。第三実施形態に係るヒンジの中途部断面図。

まず、本発明の第一実施形態に係るヒンジ１０について、図１から図４を用いて説明する。本明細書においては、各図中に示す矢印の方向をヒンジにおける方向として説明する。つまり、本実施形態に係るヒンジ１０は軸心方向を左右に向けた軸状部材として形成されており、後述する第一部材２０と第二部材５０とが、左右方向に向けた軸心を中心として相対的に回転可能に構成されている。なお、図２、図５、及び図６における一点鎖線は各部材を接続する際の位置関係を示している。

ヒンジ１０は、例えばノートパソコンの本体部とディスプレイ部のような二つの部材を回動可能に連結するための連結具として用いられる。以下、ヒンジ１０が連結する二つの部材を、「第一連結対象物」及び「第二連結対象物」として説明する。

図１から図４に示すようにヒンジ１０は、第一部材２０と第二部材５０とを主な構成要素として備える。

第一部材２０は、第一連結対象物に固定される金属製部材である。第一部材２０は、軸部２１と、軸部２１の左側で軸部２１と連続する第一支持部２２と、を有する。
軸部２１は、左右方向における中途部が拡径した円柱形状に形成され、拡径した中途部の上下面が一対の平面で切り取られている。そして、軸部２１の中途部においては、上下の平面に対して直交する直径方向（上下方向）に、軸部２１を貫通する貫通孔２１ａが開口されている。この貫通孔２１ａにより、軸部２１の中途部は前後方向に弾性変形可能に（外力によって前後方向に縮幅可能に）構成されている。

軸部２１の左側には、第一連結対象物に固定される第一支持部２２が形成されている。第一支持部２２は円柱形状の上下面が一対の平面で切り取られた形状に形成されている。第一支持部２２には、一対の平面を貫いて固定孔２２ａが開口されている。この固定孔２２ａにボルト等の固定具を挿入した状態で、固定具を第一連結対象物に固定することにより、第一支持部２２は第一連結対象物に固定されるのである。

軸部２１と第一支持部２２との間には、半径方向外側に拡径した被係合部２３が形成されている。この被係合部２３が後述する第二部材５０における係合部５１ｃと係合することにより、第一部材２０と第二部材５０とが連結されるのである。

第二部材５０は、第二連結対象物に固定される樹脂製部材である。第二部材５０は、ケース部５１と、ケース部５１の右側でケース部５１と連続する第二支持部５２と、を有する。
ケース部５１は、右側が閉塞され、左側が開放された有底筒状部材である。ケース部５１の左側端部における上下部には切欠き５１ｂが形成されている。また、ケース部５１の左側端部における内周面には、半径方向内側に突出した係合部５１ｃが形成されている。第一部材２０の軸部２１をケース部５１に挿入した際には、被係合部２３によってケース部５１の左側端部が拡径するように弾性変形される。そして、係合部５１ｃが被係合部２３と係合して、第一部材２０と第二部材５０とが連結されるのである。

ケース部５１の右側には、第二連結対象物に固定される第二支持部５２が形成されている。第二支持部５２は円柱形状の上下面が一対の平面で切り取られた形状に形成されている。第二支持部５２には、一対の平面を貫いて固定孔５２ａが開口されている。この固定孔５２ａにボルト等の固定具を挿入した状態で、固定具を第二連結対象物に固定することにより、第二支持部５２は第二連結対象物に固定されるのである。

ヒンジ１０を形成する際には、第一部材２０における軸部２１の中途部に対して、半径方向内側に力を加えて前後方向に縮幅させる。この状態で、軸部２１を第二部材５０のケース部５１に挿入するのである。

前記の如くケース部５１に軸部２１を挿入してヒンジ１０を形成した際には、貫通孔２１ａが形成された軸部２１の中途部が半径方向内側に収縮した状態でケース部５１に挿入される。これにより、ケース部５１の内周面には、図４中の矢印Ｆに示す如く、軸部２１の弾性力によって軸部２１の外周面からの押圧力が加えられる。換言すれば、ケース部５１の内周面は、軸部２１の弾性力によって軸部２１の外周面が押圧されるのである。このように、第二部材５０は軸部２１に対して摺動抵抗を受けつつ相対的に回転可能とされる。即ち、第一部材２０と第二部材５０とは、軸部２１とケース部５１の内周面との摺動抵抗によるフリクショントルクを受けつつ、軸心回りに回転可能となるのである。

上記の如く、本実施形態に係るヒンジ１０によれば、軸部２１における中途部に貫通孔２１ａを開口し、軸部２１の中途部の弾性力を利用して摩擦力を発生させる構成であるため、スプリングピン等、他の部品を使用しない。このためヒンジ１０は、スプリングピンを軸部の周囲に配置して摩擦力を発生させる構成と比較して、外径を小さくすることができる。即ち、フリクショントルクを得るために貫通孔２１ａを開口した軸部２１を用いることにより、軸部２１とケース部５１との間に他の部品を配設しないため、ヒンジの小型化・軽量化が可能となるである。

次に、本発明の第二実施形態に係るヒンジ１１０について、図５を用いて説明する。本実施形態以降で説明するヒンジにおいては、前記第一実施形態に係るヒンジ１０と共通する構成には同符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

本実施形態に係るヒンジ１１０においては、軸部１２１の中途部において、上下方向に軸部１２１を貫通する貫通孔１２１ａが開口されている。この貫通孔１２１ａにより、軸部１２１の中途部は前後方向に弾性変形可能に構成されている。そして、貫通孔１２１ａには、軸部１２１の半径方向内側に収縮した状態のスプリングピン３０が挿入される。

具体的には図５に示す如く、軸部１２１の軸心部分に、右端側から中途部に至るまで、スプリングピン３０と略同径の挿入孔１２１ｂが開口されている。そして、スプリングピン３０を半径方向内側に収縮させた状態で、右側から軸部１２１の挿入孔１２１ｂに挿入し、さらに軸部１２１をケース部５１に挿入するのである。これにより、ケース部５１の内周面には、軸部１２１の弾性力に加えて、スプリングピン３０の弾性力によって、軸部１２１の外周面から押圧力が加えられる。換言すれば、ケース部５１の内周面は、軸部１２１の弾性力とスプリングピン３０の弾性力との合力によって軸部１２１の外周面が押圧されるのである。このように、第二部材５０は軸部１２１に対して摺動抵抗を受けつつ相対的に回転可能とされる。

上記の如く、本実施形態に係るヒンジ１１０によれば、軸部１２１における中途部に貫通孔１２１ａを開口し、軸部１２１の中途部の弾性力だけではなく、スプリングピン３０の弾性力をも利用して摩擦力を発生させる構成としている。このためヒンジ１１０は、軸部のみの弾性力を利用して摩擦力を発生させる構成と比較して、より効率的にフリクショントルクを得ることが可能となる。換言すれば、ヒンジ１１０におけるフリクショントルクの安定性を向上させ、さらにヒンジ１１０の耐久性を向上させることができるのである。また、所望のフリクショントルクが必要な場合でもヒンジ１１０を大径化する必要がないため、ヒンジ１１０の小型化・軽量化が可能となる。

また、本実施形態に係るヒンジ１１０においては、軸部１２１の外周面には、軸部１２１の周方向に溝１２１ｃ・１２１ｃが形成されている。この溝１２１ｃ・１２１ｃに潤滑材であるグリスが溜ることにより、ケース部５１の内周面と軸部１２１の外周面との摺動性能及び耐久性能を向上させることができる。即ち、第一部材１２０と第二部材５０とが摺動抵抗によるフリクショントルクを受けつつ回転する際の摺動性能及び耐久性能を向上させることができるのである。

次に、本発明の第三実施形態に係るヒンジ２１０について、図６及び図７を用いて説明する。本実施形態に係るヒンジ２１０において、ケース部２５１の内周面には軸心方向（左右方向）にカム溝２５１ａが形成され、軸部２２１の外周面にはカム溝２５１ａと係合するカム部２２１ｂが外側に突出して形成されている。このため、ケース部２５１に軸部２２１を挿入してヒンジ２１０を形成し、第一部材２２０と第二部材２５０とを相対的に回転させた場合に、図７に示す如くカム部２２１ｂがカム溝２５１ａに係合した際に、使用者にクリック感を与えることができる。

なお、本実施形態に係るヒンジ２１０において、前記第二実施形態におけるヒンジ１１０の如く、軸部２２１にスプリングピンを挿入する構成や、軸部２２１の外周面に周方向に溝を形成する構成とすることも可能である。

１０ヒンジ
２０第一部材
２１軸部
２１ａ貫通孔
５０第二部材
５１ケース部

Claims

略円柱形状に形成され、その中途部において直径方向に貫通する貫通孔が開口された軸部と、該軸部の軸心方向に前記軸部と連続する第一支持部と、を有する第一部材と、
前記軸部が挿入される有底筒状のケース部と、該ケース部の軸心方向に前記ケース部と連続する第二支持部と、を有する第二部材と、を備えるヒンジであって、
前記貫通孔は、前記軸部の軸心方向を長手方向とする長穴として開口され、
前記軸部における軸心方向中途部には、前記貫通孔の長手方向における一端から他端までの間の部分が径方向外側に突出して形成された大径部が設けられ、
前記軸部の途中部が半径方向内側に収縮した状態で前記ケース部に挿入されることにより、前記ケース部の内周面には、前記軸部の弾性力によって前記軸部における前記大径部の外周面が押圧されるとともに、前記第二部材は前記第一部材に対して摺動抵抗を受けつつ相対回転可能とされる、ヒンジ。
前記貫通孔には、前記軸部の半径方向内側に収縮した状態のスプリングピンが挿入される、請求項１に記載のヒンジ。
前記大径部の外周面には、前記軸部の周方向に、潤滑用の溝が形成される、請求項１又は請求項２に記載のヒンジ。
前記ケース部の内周面にはカム溝が形成され、前記大径部の外周面には前記カム溝と係合するカム部が外側に突出して形成される、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のヒンジ。