WO2012105296A1

WO2012105296A1 - ヒンジ装置

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Publication number: WO2012105296A1
Application number: PCT/JP2012/050641
Authority: WO
Inventors: 貴雄小林; 斎藤　誠; 森本　隆
Original assignee: 日本発條株式会社
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2012-08-09
Also published as: CN103339392A; JPWO2012105296A1; JP5598776B2

Abstract

軸方向に長くなることなく、部品点数を少なくすることができ、簡単な構造で、摩擦トルクを安定させることができるヒンジ装置を提供する。カム部材５と、カム部材５を挟むことによりカム部材５の両面５ａ、５ｂに摩擦面３ａ、４ａが対向した摩擦部材３，４と、カム部材５と摩擦部材３，４とが接触する方向に付勢する付勢手段６とを備える。カム部材５の両面５ａ、５ｂ及び摩擦部材３，４の対向面に相互に嵌合する凸部５５及び凹部３５、４５が形成される。カム部材５は凸部５５及び凹部３５，４５が非嵌合状態のとき凸部５５又は凹部３５，４５の反対側の端部５６ａ、５６ｂが摩擦部材３，４の摩擦面に接触するように傾斜する。

Description

ヒンジ装置

　本発明は、ノート型パソコン、携帯電話機等に組み込まれるヒンジ装置であって、例えば、本体に対して蓋体を開閉させるため、蓋体を本体に対して回動可能に連結するヒンジ装置に関する。

　図１３はノート型パソコン１００の一例を示し、本体（キーボード）が第１部材１１０、蓋体（ディスプレー）が第２部材１２０となっており、第２部材１２０が第１部材１１０に開閉可能に取り付けられている。第２部材１２０の開閉は、第１部材１１０に対して回動操作することにより行われ、第２部材１２０を第１部材１１０に回動可能に連結するため、これらの部材１１０，１２０がヒンジ装置１３０によって連結されている。

　図１４は以上のノート型パソコン１００に要求される特性を説明する図であり、ディスプレイからなる第２部材１２０は、所定角度（２０～１８０°）範囲内においては、任意の角度で保持されるフリーストップ機能が要求される。又、全閉付近（０～２０°）では、第２部材１２０が自力で閉じる吸い込み動作が要求される。

　図１５は、特許文献１に記載された従来のヒンジ装置２００を示し、吸い込み動作が可能となっている。図１５は第１部材１１０に対して第２部材１２０が閉じた角度０°の状態を示す。ヒンジ装置２００は、第１部材１１０にブラケットからなる摩擦部材２１０が立上がり状に固定され、第２部材１２０にカム部材２２０が取り付けられている。摩擦部材２１０及びカム部材２２０は相互に面接触している。第２部材１２０には、軸部材２３０がねじ２４０によって取り付けられており、軸部材２３０の軸部２３１が摩擦部材２１０及びカム部材２２０を貫通している。又、摩擦部材２１０と軸部材２３０との間には、摩擦板２５０が挟まれることにより摩擦トルクが発生している。

　軸部材２３０の軸部２３１には、複数の皿ばねを重ね合わせて形成された付勢手段２７０が取り付けられる。皿ばねからなる付勢手段２７０はカム部材２２０を摩擦部材２１０に押し付けるように付勢する。付勢手段２７０の外側には、軸部材２３０の軸部２３１が貫通したワッシャ２８０が設けられ、ワッシャ２８０から抜け出た軸部材２３０の軸部２３１の先端部分を加締めることにより付勢手段２７０を撓ませ状態とする。これにより付勢手段２７０がカム部材２２０を付勢した状態となる。

　このような構造において、軸部材２３０の軸部２３１は、外形が平行カット、Ｄカット、矩形等の非円形となっている一方、この軸部２３１が貫通する摩擦部材２１０の軸孔は円形となっており、軸部材２３０は回転するが、摩擦部材２１０は回転することがない固定側となっている。これに対し、カム部材２２０の軸孔は軸部材２３０の軸孔２３１に相応した非円形となっており、この軸孔に軸部材２３０の軸部２３１が貫通することにより、カム部材２２０は軸部材２３０（すなわち第２部材１２０）と共に一体回転する。従って第２部材１２０が回動操作されると、カム部材２２０が摩擦部材２１０に対して回転してこれらが面接触している対向面が摩擦面となって摩擦力が発生するため、カム部材２２０の回転が停止し、第２部材１２０が任意の角度で保持される。

　これに加えて、カム部材２２０の摩擦部材２１０との対向面（摩擦面）には凸部２９１が形成され、摩擦部材２１０の対向面（摩擦面）には凹部２９２が形成されている。摩擦面に形成されているこれらの凸部２９１及び凹部２９２は第２部材１２０の開角度が２０°付近から対応し、開角度が０°のときに嵌合するように形成されるものである。又、凸部２９１及び凹部２９２の始端部及び終端部には、斜面部（図示省略）が形成されており、凸部２９１及び凹部２９２が嵌合可能位置に達すると、斜面部の間で滑りを生じるようになっている。第２部材１２０の閉じ作動により凸部２９１の斜面部及び凹部２９２の斜面部が接触すると、これらの間に発生する滑りによる回転トルクと第２部材１２０の自重とによってカム部材２２０が吸い込み動作し、これにより第２部材１２０が自力で閉じることができる。

　特許文献２～６には、摩擦トルクを大きくすると共に吸い込み動作を確保する構造が記載されている。これらの特許文献では、摩擦面の外径を大きくすることなく摩擦トルクを大きくするために摩擦面を多く設けて１面あたりの面圧を軽減するものである。又、吸い込み動作を確保するために凸部及び凹部を増加している。図１６はかかる構造となっているヒンジ装置３００を示す。

　図１６のヒンジ装置３００は、摩擦部材２１０に第２の摩擦部材３１０を固定状態で組み付け、この摩擦部材２１０と第２の摩擦部材３１０との間にカム部材２２０を挟み込む構造となっている。さらに、第２の摩擦部材３１０の外側（付勢手段２７０側）に第２の摩擦部材３１０と面接触する第２のカム部材３２０を配置している。又、第２のカム部材３２０が第２の摩擦部材３１０と対向する面に凸部２９１を設け、第２の摩擦部材３１０が第２のカム部材３２０と対向する面に凹部２９２を設けると共に、カム部材２２０が摩擦部材２１０と対向する面に凸部２９１を設け、摩擦部材２１０がカム部材２２０と対向する面に凹部２９２を設けて吸い込み動作を行うようになっている。図１６（ａ）は第２部材１２０の開角度が０°の状態を示し、この状態では凸部２９１及び凹部２９２が嵌合している。図１６（ｂ）は第２部材１２０の開角度が９０°の状態を示し、凸部２９１及び凹部２９２が非嵌合状態となっている。

　図１６のヒンジ装置３００では、凹凸部２９１，２９２が形成されて対向している第２のカム部材３２０と第２の摩擦部材３１０との対向面、凹凸部２９１，２９２が形成されることなく平面で対向している平面第２の摩擦部材３１０とカム部材２２０との対向面、凹凸部２０１，２９２が形成されて対向しているカム部材２２０と摩擦部材２１０との対向面、凹凸部２９１，２９２が形成されることなく平面で対向している摩擦部材２１０と摩擦板２５０の対向面の４面を摩擦面とするものである。

特許第４３８６８６４号公報実用新案登録第３０１１５６８号公報特開２００５－１３３７５９号公報特開２００６－１７３１３号公報特開２００２－３１０１２９号公報ＷＯ２００４－２７２７４号公報

　しかしながら、図１５のヒンジ装置２００では、凸部２９１と凹部２９０とが非嵌合状態のとき、凸部２９１だけが摩擦部材２１０の対向面（摩擦面）に接触し摺動して摩擦トルクを発生するが、カム部材２２０が傾くことにより、カム部材２２０と摩擦部材２１０の接触状態が不安定となり、付勢手段２７０が軸方向に安定して撓まないで　斜めに撓むという問題が発生する。この結果、付勢力が不安定となり、摩擦トルクが安定しない欠点がある

　図１６のヒンジ装置３００では、凸部２９１を第２のカム部材３２０及びカム部材２２０のそれぞれに設け、凹部２９２を第２の摩擦部材３１０及び摩擦部材２１０のそれぞれに設けており、しかもこれらが直列に配置されるため、軸方向に長くなる問題がある。又、第２のカム部材３２０及び第２の摩擦部材３１０を必要とするため、部品点数が多く、構造が複雑となっている。

　さらに、吸い込み動作する際のストロークが長くなっていることから付勢手段を構成するばねのストロークも大きくなるため、耐久性を確保するためにはばねの数を多くする必要がある。すなわち、凸部２９１の高さをＨとした場合、ヒンジ装置３００の全体では２Ｈのストロークとなり、このストロークに対応するため、ばねの数は図１５のヒンジ装置２００の２倍必要となっている。このようにばね数が増えることにより、構造がさらに複雑となる。

　本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、軸方向に長くなることなく、部品点数を少なくすることができ、簡単な構造であるにもかかわらず摩擦トルクを安定させることができ、且つ吸い込み動作を確保す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。

　本発明のヒンジ装置は、第１部材と第２部材とを相対回転可能に連結するヒンジ装置であって、一方の部材に固定される第１摩擦部材と、この第１摩擦部材に回転自在に支持されて他方の部材が固定される軸部材と、この軸部材に回転拘束されて軸方向移動可能に設けられるカム部材と、このカム部材を挟み前記第１摩擦部材に対向した状態で固定される第２摩擦部材と、前記第１摩擦部材とカム部材と第２摩擦部材とが接触する方向に付勢する付勢手段とを備え、前記カム部材の両面の非同一位置に凸部もしくは凹部が形成され、前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の前記カム部材と対向する摩擦面に前記カム部材の凸部もしくは凹部に相互に嵌合する凸部もしくは凹部が形成され、前記カム部材は、凸部もしくは凹部が非嵌合状態のときに凸部もしくは凹部の反対側の端部が前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の摩擦面に接触するように傾斜することを特徴とする。

　この場合、前記非嵌合状態で前記カム部材が傾斜しているとき、前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の摩擦面が略平行であることが好ましい。

　又、前記凸部もしくは凹部は、前記軸部材を中心とした対称位置に設けられていることが好ましい。

　又、前記凸部もしくは凹部は、前記軸部材と上下方向に直交する直線に対して直交方向又は平行方向に直線的に延びるように設けられていることが好ましい。

　又、前記凸部もしくは凹部は、前記カム部材の両面及び第１摩擦部材及び第２摩擦部材の摩擦面の外周端に達しない長さとなっていることが好ましい。

　本発明によれば、カム部材の両面及び第１摩擦部材、第２摩擦部材の摩擦面に凸部もしくは凹部を形成することにより、これらが非嵌合状態のときカム部材が傾斜し、この傾斜によって凸部もしくは凹部と反対側に位置しているカム部材の端部が第１及び第２摩擦部材の摩擦面と接触して摩擦トルクを発生させる。このため、安定した摩擦トルクを発生させることができる。又、凸部もしくは凹部は、カム部材の両面及び第１及び第２の摩擦部材の摩擦面に形成されているため、摩擦部分が多くなっており、安定した摩擦トルクを作用させることができる。

　又、凸部もしくは凹部をカム部材の両面及び第１及び第２摩擦部材の摩擦面に形成していることから、摩擦トルクを発生するための部品点数を少なくすることができる。そして、このように凸部もしくは凹部をカム部材の両面及び第１及び第２摩擦部材の摩擦面に形成していることから、ストロークが長くなることがなく吸い込み動作を確保できる。これによりヒンジ装置が軸方向に長くなることを防止できる。

本発明の一実施形態のヒンジ装置を示す分解斜視図である。一実施形態のヒンジ装置を示し、（ａ）はパソコンへの取り付け状態の端面図、（ｂ）は第２部材の開角度０°における平面図、（ｃ）は（ｂ）の縦断面図である。（ａ）は第２部材の開角度１８０°における平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。第１摩擦部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ｂ）のＥ１－Ｅ１線断面図である。カム部材を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ２－Ｅ２断面図、（ｃ）は右側面図である。第２摩擦部材を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ｃ）のＥ３－Ｅ３線断面図、（ｃ）は右側面図である。カム部材の第１変形形態を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ５－Ｅ５断面図、（ｃ）は右側面図である。カム部材の第２変形形態を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ６－Ｅ６断面図、（ｃ）は右側面図である。カム部材の第３変形形態を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ７－Ｅ７断面図、（ｃ）は右側面図である。カム部材の第４変形形態を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ４－Ｅ４線断面図、（ｃ）は右側面図である。本発明の別の実施形態のヒンジ装置を示す縦断面図である。本発明のさらに別の実施形態のヒンジ装置を示す分解斜視図である。ヒンジ装置が用いられるノート型パソコンの斜視図である。ヒンジ装置に要求される特性を説明する側面図である。（ａ）、（ｂ）は従来のヒンジ装置の平面図及び縦断面図である。（ａ）、（ｂ）は別の従来のヒンジ装置の縦断面図である。

　図１～図１０は本発明の一実施形態のヒンジ装置１を示し、図１は分解斜視図、図２は開角度０°の状態、図３は開角度１８０°の状態である。

　ヒンジ装置１は図１３及び図１４に示すヒンジ装置１３０と同様に、本体としての第１部材１１０に対し、ディスプレイや蓋体としての第２部材１２０を開閉自在に取り付けるヒンジ部分に設けられる。

　図１に示すようにヒンジ装置１は、軸部材２と、第１摩擦部材３及び第２摩擦部材４と、カム部材５と、付勢手段６とを備えている。

　軸部材２はシャフト本体２１と、シャフト本体２１の一側の側面から一体に延びる軸体２２とによって形成されている。シャフト本体２１は図２に示すように、第２部材１２０にねじ７によって固定される。従って、第２部材１２０が回動操作されると、軸部材２は第２部材１２０と一体となって回転する。軸体２２は円を平行カットした非円形の外形に形成されている。軸体２２は外形が非円形であれば良く、円をＤカットした外形や矩形状、楕円形状の外形であっても良い。

　第１摩擦部材３及び第２摩擦部材４によってカム部材５を挟む一対の摩擦部材が形成される。第１摩擦部材３は図４に示すように、底面側の平面状のフランジ部３１と、フランジ部３１から直立状に立ち上がる軸受部３２とによって形成されており、フランジ部３１が第１部材１１０にねじ８によって固定される。これにより第１摩擦部材３は固定側部材となっている。この固定状態では、軸受部３２は第１部材１１０から立ち上がった状態となっている。軸受部３２には円形の軸孔３３が形成されており、軸孔３３に軸部材２の軸体２２が回転可能に貫通する。

　第２摩擦部材４は図２及び図３に示すように外形が円形となっており、第１摩擦部材３に連結されることにより第１摩擦部材３と同様に固定側部材となっている。第２摩擦部材４を第１摩擦部材３に連結するため、第２摩擦部材４に非円形の外形の連結片４４が突出されると共に第１摩擦部材３には連結片４４が嵌合状態で挿入される連結孔３４が形成されている（図４及び図６参照）。第１摩擦部材３に連結されることにより、第２摩擦部材４は第１摩擦部材３の軸受部３２と略平行となるように立ち上がった状態で第１摩擦部材３に固定される。第２摩擦部材４には、第１摩擦部材３と同様に円形の軸孔４３が形成されており、この軸孔４３に軸部材２の軸体２２が回転可能に貫通する。

　図２及び図３に示すようにカム部材５は外形が円形となっており、第１摩擦部材３及び第２摩擦部材４に挟まれるように配置される。図５に示すように、カム部材５には軸部材２の軸体２２に相応した非円形の軸孔５３が形成されており、この軸孔５３に軸体２２が貫通する。このことによりカム部材５は軸部材２と一体回転するように軸部材２に連結される。従って、カム部材５は回転側部材となっており、第２部材１２０を回動操作することによりカム部材５は軸部材２と一体となって回転する。この回転により第１摩擦部材３及び第２摩擦部材４との間に摩擦トルクが発生する。

　付勢手段６は複数の板ばね６ａを軸部材２の軸体２２の長さ方向に沿って積層状態とすることにより形成されている。それぞれの板ばね６ａには軸部材２の軸体２２に相応した非円形の軸孔６ｂが形成されており、この軸孔６ｂに軸体２２が貫通する。これによりそれぞれの板ばね６ａは軸部材２の回転、すなわち第２部材１２０の回動と一体となって回転する。なお、複数の板ばね６ａに代えて複数の弾性体を積層させることにより付勢手段６としても良い。

　図１及び図２において、符号９は軸部材２と第１摩擦部材３との間に挿入された摩擦板であり、軸部材２の軸体２２に相応した非円形の軸孔９ｂが形成されており、この軸孔９ｂに軸体２２が貫通する。従って、摩擦板９は軸部材２の回転と一体となって回転する。この回転により摩擦板９と第１摩擦部材３との間に摩擦トルクが発生する。

　図１及び図２において、符号１０は付勢手段６の外側に配置されるストッパプレートである。ストッパプレート１０には軸部材２の軸体２２に相応した非円形の軸孔１０ｂが形成されており、軸孔１０ｂに軸体２２が貫通する。従って、ストッパプレート１０は軸部材２の回転と一体となって回転する。軸部材２の軸体２２はストッパプレート１０を貫通しており、その貫通端２２ａを加締めることにより付勢手段６の板ばね６ａを撓ませた状態とする。これにより付勢手段６は第２摩擦部材４、カム部材５、第１摩擦部材３及び摩擦板９が相互に接触するように付勢する。

　この実施形態においては、カム部材５、第１摩擦部材３及び第２摩擦部材４には凸部５５及び凹部３５，４５が形成されている。凸部５５はカム部材５の両面に形成され、凹部３５，４５は摩擦部材３，４におけるカム部材５との対向面に形成されている。

　図５に示すように、凸部５５はカム部材５の第１摩擦部材３側の面５ａ（以下、右面５ａ）に形成されると共に第２摩擦部材４側の面５ｂ（以下、左面５ｂ）に形成されている。カム部材５の両面５ａ及び５ｂの凸部５５は軸孔５３を挟んで軸孔５３を中心とした対称位置に形成されており、右面５ａの凸部５５及び左面５ｂの凸部５５はカム部材５の両面の非同一位置に形成されている。すなわち図５の状態では、面５ａ側の凸部５５が軸孔５３の下側に位置し、面５ｂ側の凸部５５はこれと対称位置となる軸孔５３の上側に位置している。ここで軸孔５３には軸部材２の軸体２２が貫通することから、両面５ａ，５ｂの凸部５５は、軸体２２を中心とした対称位置に形成されるようになっている。カム部材５の両面５ａ，５ｂにおける凸部５５が形成されていない部分は平面となっている。

　カム部材５の両面５ａ，５ｂの凸部５５は、軸部材２の軸体２２と上下方向に直交する直線に対して直交する方向に沿って所定長さで直線的に延びている。このように直線的に延びた形状となっていることにより、凸部５５は後述する凹部３５，４５と交差しながら摺動することができ、この凹部３５，４５との摺動によって摩擦トルクが発生する。カム部材５の両面５ａ，５ｂのそれぞれの凸部５５は、頂部５５ａと、頂部５５ａを囲む斜面部５５ｂとを有しており、頂部５５ａを囲む斜面部５５ｂを設けることにより滑りを生じるため、吸い込み動作が可能となっている。

　一対の摩擦部材３，４における凹部３５，４５はカム部材５の凸部５５が嵌合するものであり、図２及び図４に示すように凹部３５は第１摩擦部材３におけるカム部材５と対向した摩擦面３ａに形成され、図２及び図６に示すように凹部４５は第２摩擦部材におけるカム部材５と対向した摩擦面４ａに形成されている。これらの凹部３５，４５は、カム部材５の凸部５５に対応するように形成されるものであり、それぞれの軸孔３３，４３を貫通する軸部材２の軸体２２を中心とした対称位置に形成されていると共に、凸部５５と同じ長さを有して軸部材２の軸体２２と上下方向に直交する直線に対して直交する方向に直線的に延びている。さらに、凹部３５，４５は底部３５ａ，４５ａと、底部３５ａ，４５ａを囲む斜面部３５ｂ，４５ｂとを有しており、斜面部３５ｂ，４５ｂと凸部５５の斜面部５５ｂとの間で滑りを生じることにより吸い込み動作が可能となっている。一対の摩擦部材３，４の摩擦面３ａ，４ａにおける凹部３５，４５が形成されていない部分は平面となっている。

　以上のカム部材５側の凸部５５及び一対の摩擦部材３，４の凹部３５，４５は、第２部材１２０の開角度が約２０°～３４０°（この実施形態では約２０°～１８０°）のときに、非嵌合状態となって摺動するため摩擦トルクを発生する。又、第２部材１２０の開角度が約２０°～０°、３４０°～０°（この実施形態では約２０°～０°）のときに吸い込み動作を行う。以下、カム部材５及び摩擦部材３，４の動作及び作用を説明する。

　図２は第２部材１２０の開角度が０°付近の状態を示し、この状態ではカム部材５の右面５ａの凸部５５が第１摩擦部材３の凹部３５に嵌合すると共にカム部材５の左面５ｂの凸部５５が第２摩擦部材４の凹部４５に嵌合している。これにより第２部材１２０の閉じ状態が維持されている。

　図３は第２部材１２０の開角度が１８０°の状態を示し、約２０°～１８０°の状態ではカム部材５の両面５ａ，５ｂの凸部５５と、一対の摩擦部材３，４の凹部３５，４５が非嵌合状態となっている。この状態では、カム部材５は両面５ａ，５ｂの凸部５５が一対の摩擦部材３，４の摩擦面３ａ，４ａにおける平面部分に接触しており、この接触によってカム部材５は一対の摩擦部材３，４の間で傾斜している。この傾斜状態では、カム部材５のそれぞれの凸部５５の反対側の端部が、対向している摩擦部材３，４の平面部分に接触する。すなわち、図３に示すようにカム部材５の右面５ａの凸部５５と反対側となっている左面５ｂの端部５６ａが第２摩擦部材４の摩擦面４ａにおける平面部分に接触し、カム部材５の左面５ｂの凸部５５と反対側となっている右面５ａの端部５６ｂが第１摩擦部材３の摩擦面３ａにおける平面部分に接触している。そして、これらの接触によってカム部材５と一対の摩擦部材３，４との間で摩擦トルクが発生するため、安定した摩擦トルクを発生させることができる。なお、カム部材５の傾斜を可能とするため、カム部材５の軸孔５３と軸部材２の軸体２２との間には、傾斜可能なだけの隙間が設けられている。

　カム部材５の凸部５５が摩擦部材３，４の凹部３５，４５に嵌合していない非嵌合状態において、摩擦部材３，４の摩擦面３ａ，４ａは略平行となっている。これは軸体２２を挟んだ位置の凸部５５及び端部５６ｂがカム部材５の両面５ａ，５ｂで摩擦部材３，４のそれぞれの摩擦面３ａ，４ａに接触するためである。このように摩擦部材３，４の摩擦面３ａ，４ａが略平行となっていることにより、摩擦トルクが偏在することがなくなり、安定した摩擦トルクを発生させることができる。

　このようにカム部材５が一対の摩擦部材３，４の間で傾斜することにより、カム部材５の両面５ａ，５ｂの２つの凸部５５が摩擦部材３，４と接触した状態となると共に、カム部材５における凸部５５の反対側の端部５６ａ，５６ｂが摩擦部材３，４と接触した状態となる。従って、カム部材５と一対の摩擦部材３，４とが４点での接触状態となり、摩擦部分が多くなっている。これにより安定した摩擦トルクを得ることができる。この場合、カム部材５の両面５ａ，５ｂの凸部５５を長くすることにより、２つの凸部５５及び２つの端部５６ａ，５６ｂが略三角形位置で接触するため、摩擦部材３，４の倒れを防止して平行を保つことができ、安定した摩擦トルクを得ることができる。

　第２部材１２０が開角度約２０°から０°に移行する間においては、カム部材５の両面５ａ，５ｂの凸部５５及びこれに対向した一対の摩擦部材３，４の対向面３ａ，４ａの凹部３５，４５は付勢手段６の付勢力により、相互に嵌合する方向に回転力が発生する。これにより吸い込み動作が生じ、第２部材１２０が自重と相俟って閉じ状態となる。

　以上の動作中でカム部材５が斜めに傾斜するときには、カム部材５と一対の摩擦部材３，４とが４点で平行接触することから、摩擦部材３，４における摩擦面３ａ，４ａは概ね平行状態を保つ。このため付勢手段６の板ばね６ａに対して傾くような偏荷重が作用しない。

　図４において、符号３６はカム部材５の右面５ａにおける端部５６ｂが第１摩擦部材３の対向面３ａを摺動する軌跡であり、図６において、符号４６はカム部材５の左面５ｂにおける端部５６ａが第２摩擦部材４の摩擦面４ａを摺動する軌跡である。かかる軌跡３６及び４６は摩擦部材３，４に形成されている凹部３５，４５よりも外周側に形成されるものであり、カム部材５の端部５６ａ，５６ｂは摩擦部材３，４の凹部３５，４５を通過することなく、摩擦部材３，４の平面部分を通過するようになっている。これにより摩擦トルクの変動を少なくすることができ、安定した摩擦トルクとすることができる。このような軌跡３６，４６は、カム部材５の凸部５５及び一対の摩擦部材３，４の凹部３５，４５をこれらの外周端に達しない長さに設定することにより形成することが可能となる。

　以上のようにカム部材５が傾斜することにより第２摩擦部材４の軸方向の移動量が低減し、付勢手段６の板ばね６ａの撓みが低減する。例えば、カム部材５の外径が直径１０ｍｍ、凸部５５の位置が中心から３．５ｍｍであり、高さ（Ｈ）が０．５ｍｍ（図５参照）とした場合、板ばね６ａの撓み量（Ｗ１－Ｗ２）は０．５９ｍｍとなる。一方、カム部材２２０及び第２のカム部材３２０を直列に配置した図１６の従来装置においては、Ｗ１－Ｗ２＝２Ｈであり、１ｍｍとなる。この実施形態においては、Ｗ１－Ｗ２＝１．１８Ｈとなるからストロークを約４０％低減することができる。これにより、ヒンジ装置１が軸方向に長くなることを防止することができる。さらに、図１６の従来装置に対してストロークを低減できることから板ばね６ａの数を２／３とすることができるため、部品点数を削減することができる。

　図７～図１０はカム部材５に形成される凸部５５の別の実施形態を示す。図示を省略するが、カム部材５を挟む一対の摩擦部材３，４の摩擦面には、それぞれの実施形態の凸部５５に対応した凹部３５，４５が形成されるものである。

　図７においては、凸部５５がカム部材５の両面５ａ，５ｂのそれぞれに対し２つが形成されている。両面５ａ，５ｂの２つの凸部５５は、軸部材２の軸体２２の対称位置に設けられている。又、各面５ａ，５ｂの凸部５５は軸体２２と上下方向に直交する直線に対して平行方向に直線的に延びている。このような図７の凸部５５によっても安定した摩擦トルクを得ることができると共に、ストロークを低減することができ、部品点数を少なくすることができる。

　図８はカム部材５の各面５ａ，５ｂに対し、２つの凸部５５が形成されている。両面５ａ，５ｂにおける２つの凸部５５は、軸部材２の軸体２２の対称位置に設けられると共に軸体２２と上下方向に直交する直線に対し直交方向に直線的に延びている。両面５ａ，５ｂの凸部５５はカム部材５をプレスすることにより形成されるものであり、これによりカム部材５を軽量化することができる。

　図９は右面５ａの凸部５５に対し、左面５ｂの凸部５５が軸体２２を中心とした対称位置に設けられることなく、対称位置からずれた位置に形成されている。両面５ａ，５ｂの凸部５５は、いずれも軸体２２と上下方向に直交する直線に対し直交方向に延びているが、左面５ｂの凸部５５は直線的に延びることなく幾分湾曲した状態で延びている。このような構造においても安定した摩擦トルクを得ることができると共に、ストロークを低減することができ、部品点数を削減することが可能となる。

　図１０はカム部材５の両面５ａ，５ｂに対し、軸体２２の対称位置となるように凸部５５が形成されている。いずれの凸部５５も軸体２２と上下方向に直交する直線上に延びて配置されている。このような構造においても、安定した摩擦トルクを得ることができると共に、ストロークを低減させることができ、部品点数を削減することが可能となる。

　図１１及び図１２は、本発明の別の実施形態のヒンジ装置１Ａ及び１Ｂをそれぞれ示し、上述した実施形態のヒンジ装置１と同一の部材には同一の符号を付してある。

　図１１に示すヒンジ装置１Ａは、カム部材５に凹部５７を形成し、カム部材５を挟む一対の摩擦部材３，４に凸部３７，４７を形成するものであり、その他の構成はヒンジ装置１と同様である。凹部５７、凸部３７，４７はヒンジ装置１における凸部５５及び凹部３５，４５と同様に軸部材２の軸体２２を中心とした対称位置に設けられると共に、軸体２２と上下方向に直交する直線に対して直交方向に直線的に延びるように形成されている。すなわち、この実施形態のヒンジ装置１Ａにおいては、凹凸部をヒンジ装置１と反対に設けるものである。このような形態においても摩擦トルクを安定させることができ、部品点数を少なくして軸方向に長くなることのないヒンジ装置とすることができる。

　図１２に示すヒンジ装置１Ｂは付勢手段６のばねとして複数の皿ばね６ｃを用いるものである。複数の皿ばね６ｃは表裏反転して隣接するように設けられている。この場合、付勢手段６と第２摩擦部材４との間には、仕切板１１が設けられて皿ばね６ｃが第２摩擦部材４と直接に接触しないようになっている。このような皿ばね６ｃを用いた場合においても摩擦トルクを安定させることができ、部品点数を少なくして軸方向に長くなることのないヒンジ装置とすることができる。

　本発明は以上の実施形態に限定されることなく種々変形が可能である。例えば、カム部材５を第１部材１１０に連結して固定側とする一方、一対の摩擦部材３，４を第１部材１１０に連結して回転側としても良い。

１、１Ａ、１Ｂ　ヒンジ装置
２　軸部材
３　第１摩擦部材
３ａ　摩擦面
４　第２摩擦部材
４ａ　摩擦面
５　カム部材
５ａ　右面
５ｂ　左面
６　付勢手段
２２　軸体
３５、４５、５７　凹部
３７、４７、５５　凸部
１１０　第１部材
１２０　第２部材

Claims

　第１部材と第２部材とを相対回転可能に連結するヒンジ装置であって、
　一方の部材に固定される第１摩擦部材と、この第１摩擦部材に回転自在に支持されて他方の部材が固定される軸部材と、この軸部材に回転拘束されて軸方向移動可能に設けられるカム部材と、このカム部材を挟み前記第１摩擦部材に対向した状態で固定される第２摩擦部材と、前記第１摩擦部材とカム部材と第２摩擦部材とが接触する方向に付勢する付勢手段とを備え、
　前記カム部材の両面の非同一位置に凸部もしくは凹部が形成され、前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の前記カム部材と対向する摩擦面に前記カム部材の凸部もしくは凹部に相互に嵌合する凸部もしくは凹部が形成され、前記カム部材は、凸部もしくは凹部が非嵌合状態のときに凸部もしくは凹部の反対側の端部が前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の摩擦面に接触するように傾斜することを特徴とするヒンジ装置。
　前記非嵌合状態で前記カム部材が傾斜しているとき、前記第１摩擦部材及び第２摩擦部材の摩擦面が略平行であることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
　前記凸部もしくは凹部は、前記軸部材を中心とした対称位置に設けられ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。
　前記凸部もしくは凹部は、前記軸部材と上下方向に直交する直線に対して直交方向又は平行方向に直線的に延びるように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のヒンジ装置。
　前記凸部もしくは凹部は、前記カム部材の両面及び第１摩擦部材及び第２摩擦部材の摩擦面の外周端に達しない長さとなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のヒンジ装置。