JP5878969B1 - ２軸ヒンジ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の位置で位置決めできかつ位置決めを手で感じられる２軸ヒンジ機構を提供する。【解決手段】２軸ヒンジ機構は、２つの取付け溝111を形成し、外周面に円弧状面112と平面部113を形成しかつ可変形状体を素材としてなるヒンジシャフト11と、２つの取付け溝121を形成したヒンジシャフト12と、取付け溝111と取付け溝121とに回動自在に跨設する連結部材13と、を含んでなる２軸セット10と、ヒンジシャフト11とヒンジシャフト12とが挿通するとともに可変形状体を素材としてなる位置決め部材20と、ヒンジシャフト11とヒンジシャフト12とが挿通する２つの支持部材30と、ヒンジシャフト11とヒンジシャフト12との間に配置されかつ両端がそれぞれ支持部材30に連結するとともに外周面の一方の側にはヒンジシャフト11の平面部113に接触する平面部41を形成してなる位置決め桿40と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、第１の筐体と第２の筐体とを開閉する形式の端末機器に用いて好適なる２軸ヒンジ機構に関する。

科学技術の発展にともない、液晶表示装置は電子製品に広く応用されるようになった。液晶表示装置は、高画質を達成するとともに、体積が小さく、軽量で、かつ低電圧駆動、低消費電力などの特性と、幅広い応用性を具える。このため、例えばモバイルタイプのテレビ、携帯電話機、ノートパソコン、卓上型表示装置、プロジェクターなどの家庭用電気機械器具、もしくはコンピュータ製品などに広く応用され、表示装置の主流となっている。

ノートパソコンを例に挙げれば、ノートパソコンはコンピュータ本体を収納する第１の筐体と、ヒンジ機構などを介して該第１の筐体に回動自在に取り付け、かつ該第１の筐体の蓋体となる第２の筐体とを具えてなり、液体表示装置は該第２の筐体に設けられる。係るノートパソコンの該第２の筐体を開けた状態において、該第２の筐体に固定された液晶表示装置の表示画面が現れる。

上述するように、第１の筐体と第２の筐体とを開閉する形式の端末機器を使用する上で、蓋体となる第２の筐体を開閉させることは基本の操作であって、ヒンジ機構は係る端末機器の良否を決定する要素の一つとなる。そこで、コンピュータ本体を内設し、かつキーボードを上面に設けた第１の筐体と、表示装置を設けた第２の筐体とを開閉する上で、使用者が必要とする任意の角度まで第２の筐体を開くために、業界では２軸ヒンジ機構が開発された。然しながら。従来の２軸ヒンジ機構は、その構造においても、機能においても、改善すべき欠点を有する。

本発明者は、従来の２軸ヒンジ機構も含めた端末機器のヒンジ機構に見られる欠点を改善すべく、マルチ角度で同期回転する２軸ヒンジ機構を開発し、かつ特許、実用新案出願を行い、権利を獲得した。該２軸ヒンジ機構は、予め設定した緊張を伴いながら回転し、蓋体となる第２の筐体を使用者の必要とする任意の角度で開くことができる。

然しながら、回転の過程において、ヒンジが予定する位置まで回転した場合、即ちノートパソコンの蓋を閉めるか、開く過程において予定する位置に至るまで回転させた場合（例えば蓋を半分開けた場合）、位置決めの作用が働き、且つ使用者が位置決めされたことを手で感じ取ることができる効果が具わっていれば、２軸ヒンジの実用性をさらに高めることができる。

この発明は、開閉の過程において複数の位置で位置決めすることができ、かつ位置決めを手で感じ取ることのできる２軸ヒンジ機構を提供することを課題とする。

そこで、本発明者は従来の２軸ヒンジに見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させた。

以下この発明について説明する。
本発明の２軸ヒンジ機構は、
少なくとも２つの第１取付け溝を形成するとともに、外周面に少なくとも１以上の円弧状面と少なくとも１以上の平面部を形成し、かつ可変形状体を素材としてなる第１ヒンジシャフトと、少なくとも２つの第２取付け溝を形成した第２ヒンジシャフトと、該第１取付け溝と該第２取付け溝とに回動自在に跨設する連結部材と、を含んでなる２軸セットと、
該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通するとともに、可変形状体を素材としてなる位置決め部材と、
該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通する２つの支持部材と、
該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとの間に配置され、かつ両端がそれぞれ該支持部材に連結するとともに、外周面の一方の側には、該第１ヒンジシャフトの該平面部に接触する平面部を形成してなる位置決め桿と、によってなる
ことを特徴とする。

本発明では、
前記第１ヒンジシャフトに、ヒンジを取り付ける対象物に接続する第１固定部を形成し、かつ該第２ヒンジシャフトにヒンジを取り付ける対象物の他の部位に接続する第２固定部を形成する
ことが好ましい。

本発明では、
前記支持部材に、該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通する２つの孔部を形成する
ことが好ましい。

本発明では、
前記位置決め桿の外周面の一方の側に、該第２ヒンジシャフトの外周面に接触する凹欠した円弧状面部を形成する
ことが好ましい。

本発明では、
前記位置決め桿の両端に、該支持部材に嵌着する柱状突起をそれぞれ形成する
ことが好ましい。

本発明では、
前記第１ヒンジシャフトに第１溝部を形成し、かつ該第２ヒンジシャフトに第２溝部を形成し、該第１溝部と該第２溝部とには該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとを支持し、かつ連結する支持プレートを嵌着する
ことが好ましい。

本発明では、
前記位置決め部材の一端が三角形状を呈する突起端であって、他端が三角形状に切り欠いた切欠き端であり、かつ丸めるように曲げて該突起端を該切欠き端に近接させ、隙間を形成する
ことが好ましい。

本発明では、
前記位置決め桿の一方の側に形成する該平面部に、該第１ヒンジシャフトの該円弧状面に接触する凹状部を形成する
ことが好ましい。

本発明では、
前記支持部材と該位置決め桿とを一体に形成する
ことが好ましい。

この発明による２軸ヒンジ機構の分解図である。 この発明における位置決め部材であって、折り曲げる前の状態とその動作を示した説明図である。 図１に開示する２軸ヒンジ機構を組み立てた状態を示した斜視図である。 この発明における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した説明図である。 この発明における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した他の説明図である。 この発明における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示したその他説明図である。 図３に開示するＡ−Ａ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した説明図である。 図３に開示するＡ−Ａ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した他の説明図である。 図３に開示するＡ−Ａ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示したその他説明図である。 図３に開示するＢ−Ｂ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した説明図である。 図３に開示するＢ−Ｂ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した他の説明図である。 図３に開示するＢ−Ｂ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示したその他説明図である。 図３に開示するＢ−Ｂ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した別の説明図である。 他の実施の形態による２軸ヒンジ機構の斜視図である。 図１４に開示するＣ−Ｃ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した説明図である。 図１４に開示するＣ−Ｃ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した他の説明図である。 図１４に開示するＣ−Ｃ線に沿った断面における第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示したその他説明図である。 その他の実施の形態による２軸ヒンジ機構の第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した断面説明図である。 図１８に開示する実施の形態による２軸ヒンジ機構の第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した他の断面説明図である。 図１８に開示する実施の形態による２軸ヒンジ機構の第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示したその他の断面説明図である。 別の実施の形態による２軸ヒンジ機構の第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した断面説明図である。 さらに別の実施の形態による２軸ヒンジ機構の第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した断面説明図である。 図２２に開示する実施の形態による２軸ヒンジ機構の第１ヒンジシャフトと第２ヒンジシャフトの動作を示した他の断面説明図である。 もう一つの実施の形態による２軸ヒンジ機構の分解図である。

この発明は、開閉の過程において複数の位置で位置決めすることができ、かつ位置決めを手で感じ取ることのできる２軸ヒンジ機構を提供するものであって、
少なくとも２つの第１取付け溝を形成するとともに、外周面に少なくとも１以上の円弧状面と少なくとも１以上の平面部を形成し、かつ可変形状体を素材としてなる第１ヒンジシャフトと、少なくとも２つの第２取付け溝を形成した第２ヒンジシャフトと、該第１取付け溝と該第２取付け溝とに回動自在に跨設する連結部材と、を含んでなる２軸セットと、
該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通するとともに、可変形状体を素材としてなる位置決め部材と、
該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通する２つの支持部材と、
該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとの間に配置され、かつ両端がそれぞれ該支持部材に連結するとともに、外周面の一方の側には、該第１ヒンジシャフトの該平面部に接触する平面部を形成してなる位置決め桿と、によってなる。
係る２軸ヒンジ機構の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。

図１、図３、図１０に開示するように、この発明によるヒンジ機構は、２軸セット１０と、２つの位置決め部材２０と、２つの支持部材３０と、位置決め桿４０と、を含んでなる。

２軸セット１０は、第１ヒンジシャフト１１と、第２ヒンジシャフト１２と、少なくとも２つの連結部材１３と、を含んでなる。
第１ヒンジシャフト１１は可変形状体を素材としてなり、荷重を受けて適宜に変形する。

また、第１ヒンジシャフト１１は、外周面が円周に沿って形成される円弧状面１１２と、円周の一部を切断して平面状に形成する平面部１１３と、を具えるとともに、２つの第１取付け溝１１１を形成し、かつ第２ヒンジシャフト１２に２つの第２取付け溝１２１を形成し、第１取付け溝１１１と第２取付け溝１２１とには連結部材１３を回動自在に跨設する。

位置決め部材２０は中空であって、かつ可変形状体を素材としてなり、荷重を受けて適宜に変形する。
また、位置決め部材２０には第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とが挿設する。
中空領域は位置決め桿４０の収納部となる。

支持部材３０は、は第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とに挿設する。
実施例において、支持部材３０は２つの位置決め部材２０のそれぞれ一方の側に位置するように設ける。

位置決め桿４０の両端は、それぞれ支持部材３０に連結し、かつ第１ヒンジシャフト１１と、第２ヒンジシャフト１２との間に配置される。また、位置決め桿４０の外周面の一方の側には、第１ヒンジシャフト１１の平面部１１３に接触する平面部４１を形成する。

実施の形態の一つとして、第１ヒンジシャフト１１は第１固定部１１４を具える。第１固定部１１４はヒンジを取り付ける対象物に接続する部分であって、該対象物とは、第１の筐体と第２の筐体とを開閉する形式の端末機器において蓋体となる第２の筐体であって、例えばノートパソコンの蓋体である。
また、第２ヒンジシャフト１２は第２固定部１２２を具える。第２固定部１２２はヒンジを取り付ける対象物に接続する部分であって、該対象物とは、第１の筐体と第２の筐体とを開閉する形式の端末機器において本体となる第１の筐体であって、例えばノートパソコンの本体である。

実施の形態の一つとして、支持部材３０は、２つの孔部３１が形成される。２つの孔部３１には、それぞれ第１ヒンジシャフト１１と、第２ヒンジシャフト１２とを挿通する。

実施の形態の一つとして、位置決め桿４０の外周面の一方の側は、凹欠した円弧状面部４２とする。円弧状面部４２は第２ヒンジシャフト１２の外周面に接触する。また、位置決め桿４０の両端には、それぞれ柱状突起４３を形成し、柱状突起４３を支持部材３０に嵌着して固定する。

実施の形態の一つとして、第１ヒンジシャフト１１は、第１溝部１１５を含み、第２ヒンジシャフト１２は第２溝部１２３を含む。第１溝部１１５と第２溝部１２３には、第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とを支持し、かつ連結する支持プレート５０を嵌着する。また、支持プレート５０は支持部材３０と位置決め部材２０とが緩んで外れるのを防ぐ作用を有する。

図２に開示するように、一つの実施の形態として、位置決め部材２０は一端が三角形状を呈する突起端２１であって、他端が三角形状に切り欠いた切欠き端２２であり、かつ丸めるように曲げて突起端２１を切欠き端２２に近接させ、隙間２３を形成する。隙間２３は位置決め部材２０が外部からの荷重を受けて変形するために予め設けておく隙間である。

この発明による２軸ヒンジ機構を構成する各部材については上述するとおりであって、その作用と特徴を次に説明する。

図４から図９に開示するように、この発明による２軸ヒンジ機構は、連結部材１３が第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とに連結していることから、第１ヒンジシャフト１１か第２ヒンジシャフト１２の一方が回転する場合は、第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とが互いに作用し合って押す、もしくは引く力が発生する。この、第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とが互いに作用し合って発生する、押す、もしくは引く力によって、同期して回転させる操作を軽く、容易に達成することができる。

図１０から図１２に開示するように、第１ヒンジシャフト１１が回転し、円弧状面１１２が位置決め桿４０の平面部４１に接触すると、第１ヒンジシャフト１１が所定の距離だけ位置がずれてシフトする。
このため位置決め部材２０を外方向に圧迫し、緊張して支持する作用が発生する。即ち、第１ヒンジシャフト１１と第２ヒンジシャフト１２とは所定の緊張の度合いを以て回転する。このため、蓋体となる第２の筐体を開閉する操作において、必要に応じて任意の角度に開閉することができる。

図１３に開示するよう、第１ヒンジシャフト１１が反転して平面部１１３が再度位置決め桿４０の平面部４１に接触すると、第１ヒンジシャフト１１とは本来の位置に復帰し、位置決め部材２０は本来の外方向に圧迫されていない状態に復帰し、かつ平面部１１３と平面部４１とには位置決めの作用が発生する。よって、第１ヒンジシャフト１１の平面部１１３が複数形成されていれば、例えばノートパソコンの蓋体である第２の筐体を所定の角度で開閉する場合（例えば該蓋体を半分開ける）に位置決めの作用が発生し、使用者は開閉の操作を行う上で、位置決めの効果が発生したことを手の感覚で感じ取ることができる。

上述する構造は、ヒンジを具え、第１の筐体と第２の筐体とを開閉する形式の端末機器、例えばノートパソコン、モバイルタイプのテレビ、携帯電話機、もしくはその他表示装置など、又は壁面に一方の側を開閉自在に取り付けるドアなどに応用することができ、いずれも同様の効果が得られる。

実施の形態の一つとして、図１４から図１７に開示するように、第１ヒンジシャフト１１は二つの円弧状面１１２と、二つの平面部１１３とを具える。
係る構造は複数の位置決め位置を形成する作用を有する。
その動作の原理は上述するとおりであるので、ここでは説明を省略する。

他の実施の形態の一つとして、図１８、図２０に開示するように、第１ヒンジシャフト１１は三つの円弧状面１１２と、三つの平面部１１３とを具える。
係る構造は複数の位置決め位置を形成する作用を有する。
その動作の原理は上述するとおりであるので、ここでは説明を省略する。

その他実施の形態の一つとして、図２１に開示するように、第１ヒンジシャフト１１は四つの円弧状面１１２と、四つの平面部１１３とを具える。
係る構造は複数の位置決め位置を形成する作用を有する。
その動作の原理は上述するとおりであるので、ここでは説明を省略する。

別の実施の形態の一つとして、図２２、２３に開示するように、位置決め桿４０の一方の側に形成する平面部４１には、第１ヒンジシャフト１１の円弧状面１１２に接触する凹状部４１１を形成する。
第１ヒンジシャフト１１が回転する場合、円弧状面１１２が凹状部４１１に接触して第１ヒンジシャフト１１の回転の安定性が得られ、かつ第１ヒンジシャフト１１を回転させる力を軽減させることができる。

さらに別の実施の形態の一つとして、図２４に開示するように、支持部材３０と位置決め桿４０とを一体に形成してもよい。

１０ ２軸セット
１１ 第１ヒンジシャフト
１１１ 第１取付け溝
１１２ 円弧状面
１１３ 平面部
１１４ 第１固定部
１１５ 第１溝部
１２ 第２ヒンジシャフト
１２１ 第２取付け溝
１２２ 第２固定部
１２３ 第２溝部
１３ 連結部材
２０ 位置決め部材
２１ 突起端
２２ 切欠き端
２３ 隙間
３０ 支持部材
３１ 孔部
４０ 位置決め桿
４１ 平面部
４１１ 凹状部
４２ 円弧状面
４３ 柱状突起
５０ 支持プレート

Claims (9)

1. 少なくとも２つの第１取付け溝を形成するとともに、外周面に少なくとも１以上の円弧状面と少なくとも１以上の平面部を形成し、かつ可変形状体を素材としてなる第１ヒンジシャフトと、少なくとも２つの第２取付け溝を形成した第２ヒンジシャフトと、該第１取付け溝と該第２取付け溝とに回動自在に跨設する連結部材と、を含んでなる２軸セットと、
   該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通するとともに、可変形状体を素材としてなる位置決め部材と、
   該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通する２つの支持部材と、
   該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとの間に配置され、かつ両端がそれぞれ該支持部材に連結するとともに、外周面の一方の側には、該第１ヒンジシャフトの該平面部に接触する平面部を形成してなる位置決め桿と、によってなる
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
2. 請求項１に記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記第１ヒンジシャフトに、ヒンジを取り付ける対象物に接続する第１固定部を形成し、かつ該第２ヒンジシャフトにヒンジを取り付ける対象物の他の部位に接続する第２固定部を形成する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
3. 請求項１または請求項２に記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記支持部材に、該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとが挿通する２つの孔部を形成する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記位置決め桿の外周面の一方の側に、該第２ヒンジシャフトの外周面に接触する凹欠した円弧状面部を形成する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記位置決め桿の両端には、該支持部材に嵌着する柱状突起をそれぞれ形成する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記第１ヒンジシャフトに第１溝部を形成し、かつ該第２ヒンジシャフトに第２溝部を形成し、該第１溝部と該第２溝部とには該第１ヒンジシャフトと該第２ヒンジシャフトとを支持し、かつ連結する支持プレートを嵌着する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記位置決め部材は、一端が三角形状を呈する突起端であって、他端が三角形状に切り欠いた切欠き端であり、かつ丸めるように曲げて該突起端を該切欠き端に近接させ、隙間を形成する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記位置決め桿の一方の側に形成する該平面部には、該第１ヒンジシャフトの該円弧状面に接触する凹状部を形成する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の２軸ヒンジ機構において、
   前記支持部材と該位置決め桿とを一体に形成する
   ことを特徴とする２軸ヒンジ機構。