JPH0710093Y2

JPH0710093Y2 - 回転体のヒンジ装置及びこの装置を用いて回転体を表示装置とした電子機器

Info

Publication number: JPH0710093Y2
Application number: JP12501589U
Authority: JP
Inventors: 正信川元
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2004-10-24
Also published as: JPH0367714U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、回転体のヒンジ装置及びこのヒンジ装置部
分に特徴を有し、回転体を表示装置とした、例えばラッ
プトップ型のパーソナルコンピュータやワードプロセッ
サ等の電子機器に関する。

［従来の技術］従来、この種のヒンジ装置としては、本体と、この本体
に回転可能に支持され、少なくとも一方向の負担トルク
により回転するシャフトと、前記ベースとシャフトの間
に介在し、シャフトに作用する負担トルクに抗してシャ
フトを静止させるコイルバネを備えたものが知られてい
る（例えば実公昭48-29019号公報、特開昭59-99111号公
報、特開昭60-6986号公報、特開昭62-74287号公報）。

又、本出願人は、コイルバネに加えて、遊星ギアを用い
たヒンジ装置を提案している（特願平1-96375号）。

上記実公昭48-29019号公報及び特開昭62-74287号公報に
記載の従来のヒンジ装置は、圧縮コイルバネを使用し、
その両端の少なくとも一方を摩擦面に弾性的に当接さ
せ、摩擦面との間の摩擦抵抗によりシャフトの回転を阻
止していた。

又、特開昭60-6986号公報に記載の従来のヒンジ装置
は、上記圧縮コイルバネによる摩擦力と、ラチェット機
構を用い、シャフトをラチェットの歯の間隔毎に静止で
きるようにしていた。

さらに、前記特開昭59-99111号公報に記載の従来のヒン
ジ装置は、ねじりコイルバネを使用し、その中心にシャ
フトを通し、一端を固定し、他端を自由端とし、コイル
バネを巻回方向に回転させることで縮径させ、シャフト
に強固に巻付かせて、シャフトをロックさせていた。

［考案が解決しようとする課題］しかし、従来のヒンジ装置は、いずれも摩擦抵抗を利用
してシャフトの回転を阻止していたので、長期間使用す
ると、摩擦面が摩耗し易く、耐久性に乏しいという問題
点があった。

又、摩擦面の粗さ、シャフトの外径寸法やバネ材の内径
寸法の誤差、摩擦面の摩耗等により、摩擦トルクにバラ
付きが生じ易いという問題点があった。

さらに、摩擦力のみでシャフトの回転を阻止すると、シ
ャフトを回転する際のスムーズさに欠けてしまうという
問題点があった。

これに加え、ラチェット機構を用いると、シャフトを任
意の位置に停止できず、又、機構が非常に複雑となると
いう問題点があった。

そこで、本考案は、上記した従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、耐久性及び信頼性が高く、しかも回転体の傾斜角度
調節がスムーズに行えるようにしたヒンジ装置及びこの
装置を用いて回転体を表示装置とした電子機器を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］そこで、本考案は上記目的を達成するためのものであ
り、以下にその内容を図面に示した実施例を用いて説明
する。

請求項１に記載の回転体のヒンジ装置は、本体（例えば機器本体20）と、この本体に回転自在に軸
支された回転体（例えば表示装置30）とを備え、上記本体と回転体のいずれか一方（例えば表示装置30の
回転軸70）には、カム（80）を設け、両者のいずれか他
方（例えば機器本体20）には、前記カムに摺接する押圧
体（90）を設けると共に、前記カムと押圧体とのいずれ
か一方（例えば押圧体90）には、両者を押圧させるバネ
（100）を設け、上記カムのカム曲線（例えばカム面121の第２円弧面12
5）を、回転体が本体の上方にほゞ直立した直立位置か
ら傾斜したときに回転体に生じる負荷モーメントと、回
転体が上記直立位置から傾斜したときに、バネに生じる
弾発力に起因する復帰モーメントとがほゞバランスする
ように設定したことを特徴とする。

請求項２に記載の電子機器は、上面に入力キー（21）を有する機器本体（20）と、この
機器本体に回転自在に軸支され、前記機器本体の上面の
入力キーの上方にほゞ重合する重合位置と、この重合位
置から上方に開いてほゞ直立した直立位置と、この直立
位置から後傾した後傾位置をとることができる表示装置
（30）とを備え、上記機器本体と表示装置のいずれか一方（例えば表示装
置30の回転軸70）には、カム（80）を設け、両者のいず
れか他方（例えば機器本体20）には、前記カムに摺接す
る押圧体（90）を設けると共に、前記カムと押圧体との
いずれか一方（例えば押圧体90）には、両者を押圧させ
るバネ（100）を設け、上記カムのカム曲線（例えばカム面121の第２円弧面12
5）を、表示装置が機器本体の上方にほゞ直立した直立
位置から後傾したときに回転体に生じる負荷モーメント
と、表示装置が上記直立位置から後傾したときに、バネ
に生じる弾発力に起因する復帰モーメントとがほゞバラ
ンスするように設定したことを特徴とする。

［作用］請求項１に記載の回転体のヒンジ装置によれば、本体
（20）に対して回転体（30）が回転すると、カム（80）
と押圧体（90）との相対位置が変位することで、バネ
（100）が伸長或は短縮し、バネに生じる弾発力に起因
する復帰モーメントが回転体に作用する。

一方、回転体が本体の上方にほゞ直立した直立位置から
傾斜するときには、回転体に負荷モーメントが発生し、
回転体がさらに傾斜しようとする。

これに対し、カムのカム曲線を、バネによる復帰モーメ
ントと回転体に作用する負荷モーメントとがほゞバラン
スするように設定したことにより、回転体は、バネによ
る復帰モーメントにより手を離した傾斜位置で静止す
る。

請求項２に記載の電子機器によれば、請求項１に記載の
回転体のヒンジ装置を用いて、回転体を表示装置とした
ので、表示装置（30）を機器本体（20）に対し、直立位
置と後傾位置の間の自由な傾斜位置に静止させることが
できる。

［実施例］以下に本考案を図面に示した実施例に基づき説明する。

第１〜12図は、本考案の第１実施例を示すもので、第１
図は電子機器の分解斜視図、第２図は電子機器の概略側
面図、第３図はヒンジ装置の斜視図、第４図は同上の分
解斜視図、第５図は組立てた状態のヒンジ装置の横断面
図、第６図は第５図のVI−VI線に沿う断面図、第７図は
カムの断面図、第８〜10図はカムと押圧体との動きを順
次示す要部斜視図、第11図はカムと押圧体との関係を示
す説明図、第12図はバネ荷重の変化を示す図表である。

図中、10は電子機器を示し、この電子機器10は、本体と
しての機器本体20と、この機器本体20の後端部に回転自
在に軸支される回転体としての表示装置30と、この表示
装置30を前記機器本体20に対して回転自在に軸支するヒ
ンジ装置40と回転部50とから構成される。機器本体20
は、例えばパーソナルコンピュータやワードプロセッサ
等に用いる。

上記機器本体20は、第１図に示すように、全体が樹脂製
のハウジングで覆われ、その上面には複数の入力キー21
…を配設している。そして、機器本体20の表面積は、例
えばほゞA4サイズに設定している。

前記表示装置30は、機器本体20と同様に全体が樹脂製の
ハウジングで覆われ、機器本体20の上面の入力キー21に
向い合う面に表示面31を有し、機器本体20に対しては電
気的に接続されて、例えば液晶やプラズマ等を利用して
表示を行う。そして、表示装置30は、第２図に示すよう
に、機器本体20の上面にほゞ重なり合う大きさを有し、
その厚さも機器本体20とほゞ等しく設定している。表示
装置30は、第２図に示すように、ヒンジ装置40及び回転
部50により機器本体20に軸支され、機器本体20の上面に
ほゞ重合した重合位置と、この重合位置からほゞ90度開
いて、機器本体20の上方に直立した直立位置と、この直
立位置からほゞ50度後傾した最大傾斜位置をとり得える
と共に、ヒンジ装置40により、前記直立位置と最大傾斜
位置との間の任意の位置で停止可能となっている。又、
最大傾斜位置は、表示装置30の下端部が機器本体20の後
部上面に当接することで規制される。

次に、ヒンジ装置40について説明する。このヒンジ装置
40は、本件考案の特徴的な構造を有する。

上記ヒンジ装置40は、第3,4図に示すように、機器本体2
0に固定される取付ベース60と、この取付ベース60に回
転自在に支持され、表示装置30と一体に回転する回転軸
70と、この回転軸70と一体に回転するカム80と、取付ベ
ース60にスライド可能に保持され、カム80に摺接する押
圧体90と、取付ベース60と押圧体90との間で弾縮され、
押圧体90をカム80に向って押し付ける一対のバネ100と
から構成する。

上記取付ベース60は、例えば金属製で、第４〜６図に示
すように、上方取付板61と、この取付板61の下方に位置
し、押圧体90をスライド可能に保持するために、上方取
付板61とによって一方が開放した箱状体となる保持枠62
と、この保持枠62の左右両側板を後向きに延出した左右
一対の軸支片63,63から構成し、両軸支片63には、回転
軸70を横に通す円形の軸穴64,64を夫々開設する。

上記保持枠62は、第６図に示すように、略コ字形断面形
状を成し、その一方の面、すなわち軸支片63に向う面が
開放している。

前記回転軸70は、例えば金属製で、第4,5図に示すよう
に、上記取付ベース60の軸支片63の軸穴64の内径にほゞ
等しい外径を有する円形断面の基軸部71と、この基軸部
71の一端部から軸線方向に延び、表示装置30に軸止され
ると共に、取付ベース60の軸支片63の軸穴64の内径より
大径で、且つ非円形断面、例えば小判形断面の突軸部72
から構成し、前記基軸部71の中央部分には、非円形断
面、例えば小判形断面の非円形部73を形成すると共に、
基軸部71の他端部にはネジ溝を刻設したネジ部74を形成
する。回転軸70は、第５図に示すように、そのネジ部74
を取付ベース60の一方の軸支片63の軸穴64から通し、他
方の軸支片63の軸穴64から外に突出させ、ネジ部74にナ
ット110をねじ込んで抜止めする。

前記カム80は、第４〜７図に示すように、回転軸70に固
定された状態で取付ベース60の両軸支片63の間隔内に位
置すると共に、前方に略ハート形のカム面121を有する
カム本体120と、このカム本体120の背面左右両端から前
記軸支片63の外面に沿って延出する左右一対のガイド片
130,130から構成し、例えば樹脂にて一体に成形する。

上記カム本体120の内部には、第5,6図に示すように、回
転軸70の基軸部71が横一連に通る貫通孔122を開設す
る。

カム本体120のカム面121は、そのカム曲線を、表示装置
30が機器本体20の上方にほゞ直立した直立位置から後傾
ときに表示装置30に生じる負荷モーメントと、表示装置
30が上記直立位置から後傾したときに、バネ100に生じ
る弾発力に起因する復帰モーメントとがほゞバランスす
るように設定され、より具体的には、第７図に示すよう
に、ほゞハート形を成し、上記貫通孔122の軸心Ｏを中
心にｘ−ｙ軸座標を取った場合に、ｘ軸方向にずれ、ｙ
軸に平行な平坦面123と、この平坦面123に連続し、その
中心0₁がｘ軸方向に偏心した第１円弧面124と、この第
１円弧面124とｙ軸線上で交わると共に、その中心0₂が
−ｘ軸方向と−ｙ軸方向に偏心し、第１円弧面124より
半径の長い第２円弧面125から構成し、両円弧面124,125
の交点には、下向きに円弧状に窪んだ窪部126を形成す
る。

従って、第２円弧面125は、軸心Ｏから０−ｙ軸を反時
計回りに回転させたとき、軸心Ｏからその表面までの距
離が、順次長くなっていくものである。

上記カム80の平坦面123には、第８図に示すように、表
示装置30が機器本体20の上面にほゞ重合した重合位置に
おいて押圧体90が接し、これに続く第１円弧面124に
は、表示装置30が前記重合位置から機器本体20の上方に
ほゞ直立した直立位置に至るまでの90度の角度範囲内で
押圧体90が接し、第１円弧面124の終端に位置する窪部1
26には、第９図に示すように、表示装置30の前記直立位
置で押圧体90が嵌り込み、これ続く第２円弧面125に
は、第10図に示すように、表示装置30が前記直立位置か
ら機器本体20に対して後傾した最後傾位置に至るまでの
50度の角度範囲内で押圧体90が接する。

又、カム本体120には、第５〜８図に示すように、その
窪部126と反対側の背面から内部の貫通孔122に至る中空
部127を形成すると共に、この中空部127内は、貫通孔12
2の手前に位置し、中空部127を横に跨がり、厚さが回転
軸70の非円形部73に等しいバー128を形成する。

上記中空部127内には、第４〜６図に示すように、その
開放面からＵ字形断面形状のストッパ140を差し込む。
このストッパ140は、例えば金属製で、第6,8図に示すよ
うに、中空部127内に差し込んだ両先端部で、カム本体1
20の貫通孔122内に通る回転軸70の非円形部73の扁平部
分を両側から挟持することで、回転軸70に対するカム本
体120の回り止めをし、カム本体120が回転軸70と一体に
回転するようにするものである。

尚、ストッパ140の差し込み限界は、バー128に当ること
で規制し、そのバネ性により両自由端の間隔内にバー12
8及び回転軸70の非円形部73の扁平部分を挟持すること
で、カム本体120の中空部127内から抜けなくなる。

前記カム80の左右一対のガイド片130には、第４〜６図
に示すように、回転軸70の基軸部71を通す、取付ベース
60の軸支片63の軸穴64の内径にほゞ等しい内径を有する
円形の連通孔131を夫々開設する。左右のガイド片130
は、第５図に示すように、その連通孔131に回転軸70を
通し、取付ベース60に組み付けた際に、夫々のガイド片
130の内側面とカム本体120との間に形成される間隙中
に、取付ベース60の左右の軸支片63が位置するものであ
る。

回転軸70が回転すると、カム80もこれと一体に回転する
ため、機器本体20に固定の取付ベース60の左右の軸支片
63の両内側面とカム本体120の左右外側面、及び左右の
軸支片63の両外側面と左右のガイド片130の対向内側面
との間に摩擦抵抗が働く。この摩擦抵抗は、回転軸70の
ネジ部74にねじ込むナット110の締め付け程度により可
変させることができる。上記摩擦抵抗は、回転軸70に付
加モーメントとして作用し、表示装置30が確実に静止す
るようにするためのものである。

前記押圧体90は、取付ベース60の上方取付板61と保持枠
62とによって形成される角筒内部を摺動するものであっ
て、その先端部91を湾曲させ、摺動方向の断面形状を略
弾丸形形状としてある。又、押圧体90の先端部91の湾曲
形状を、略半円形断面に形成すると共に、その背面から
前方に向って、バネ100が嵌り込む盲孔状の嵌入部92,92
を左右一対形成し、全体は例えば樹脂にて一体成形す
る。

前記バネ100には、圧縮コイルスプリングを使用し、押
圧体90の上記嵌入部91に挿入し、第5,6図に示すよう
に、嵌入部92の内側面と取付ベース60の保持枠62の閉塞
面との間で弾縮し、押圧体90を取付ベース60の開放側で
あるカム本体120のカム面121に向って押し付けている。

一方、回転部50は、第１図に示すように、機器本体20に
直接軸承される回転軸51から成る。この回転軸51は、例
えば金属製で、円形断面の円形軸部52と、非円形断面、
例えば回転軸70の突軸部72と同じ小判形断面の非円形軸
部53から構成する。

次に、両ヒンジ装置40及び回転部50の取付構造について
説明する。

まず、機器本体20の後端部には、第1,2図に示すよう
に、表示装置30の厚みにほゞ等しく上方に隆起し、左右
方向に離れた左右一対の隆起部22,23を形成する。又、
表示装置30には、機器本体20の上記隆起部22,23の間隔
内に嵌り込む凸部32を形成する。

機器本体20の隆起部22,23の一方、こゝでは第１図にお
いて右側に位置する隆起部22には、組立てた状態のヒン
ジ装置40がスッポリと嵌り込む大きさの空洞部24と、ヒ
ンジ装置40の突軸部72が通り抜ける挿通孔25を形成す
る。ヒンジ装置40は、第３図に示すように、上記空洞部
24内に位置させ、その突軸部72を挿通孔25を通して両隆
起部22,23の間隔内に突出させ、上方取付板61をビス止
めすることで空洞部24内に固定する。

他方の左側の隆起部23は、第１図に示すように、上記挿
通孔25と対向する位置に、回転軸51の円形軸部52を軸承
する軸承孔26を開設する。この軸承孔26に回転軸51の円
形軸部52を挿入することで、回転軸51の非円形軸部53
を、上記した突軸部72と軸心を一致させ、且つ対向する
ように、両隆起部22,23の間隔内に突出させる。

一方、表示装置30の凸部32の両側面には、共に非円形の
突軸部72と非円形軸部53に嵌り合う非円形断面、例えば
小判形断面形状の軸止孔33,34を夫々開設する。そし
て、表示装置30の凸部32を、両隆起部22,23の間隔内に
位置させておき、その軸止孔33,34に、両隆起部22,23の
間隔内に横に突出する突軸部72と非円形軸部53を夫々嵌
め込む。

次に、最終的に組立てた状態の電子機器10の作用を説明
する。

まず、第２図に一点鎖線で示すように、機器本体20の上
面にほゞ重合した重合位置から、表示装置30を持って上
方に開くと、ヒンジ装置40の回転軸70と回転体50の回転
軸51が表示装置30と一体に回転する。

このとき、ヒンジ装置40の回転軸70は、第８図から第10
図に示すように、時計回りに回転し、カム80も回転軸70
と一体に回転する。

まず、最初に第８図に示すように、表示装置30の重合位
置で、押圧体90は、第７図に示したｘ軸と平坦面123と
の交点Ｐに位置し、その後の回転によりカム面121が平
坦面123の範囲で変位するに従って、カム80の軸心Ｏか
ら押圧体90と平坦面123との交点まで距離が次第に遠く
なり、バネ100が次第に弾縮される。

その後、押圧体90が、カム面121の平坦面123から第１円
弧面124に移動すると、第１円弧面124がｘ軸方向に偏心
しているため、カム80の軸心Ｏから押圧体90と第１円弧
面124との交点まで距離が次第に接近し、弾縮されてい
たバネ100が逆にその弾発力で伸長する。

そして、表示装置30が、機器本体20の上方にほゞ90度開
いた直立位置まで開くと、第９図に示すように、押圧体
90が、カム面121の第１円弧面124から窪部126に嵌り込
む。窪部126は、第７図に示すように、ｙ軸方向に位置
するため、表示装置30の荷重がカム80の軸心Ｏに垂直に
働き、この直立位置で表示装置30から手を離しても、表
示装置30は、第２図に実線で示したように、機器本体20
の上方にほゞ垂直に直立した直立位置で静止する。

こうして表示装置30を重合位置から直立位置まで開いて
手を離すと、表示装置30が静止するので、この直立位置
において、機器本体20の入力キー21からの入力が可能と
なる。

たゞし、電子機器10の機器本体20を机等に置いて入力す
るのが一般的であるので、その際にはオペレータの目の
位置が直立位置の表示装置30の表示面31に対し上方に位
置する。

このため、オペレータの視角の向きと表示装置30の表示
面31の向きとを相互に一致させるには、表示装置30を持
って直立位置からさらに後傾させればよい。

表示装置30を後傾させると、ヒンジ装置40の回転軸70と
回転体50の回転軸51が表示装置30と一体にさらに回転す
る。

このとき、ヒンジ装置40の回転軸70は、第９図から第10
図に示すように、時計回りにさらに回転し、カム80も回
転軸70と一体に回転する。

こうして、カム80が回転すると、押圧体90がカム面121
の窪部126から第２円弧面125に相対的に移動する。

押圧体90が第２円弧面125に移動すると、第２円弧面125
は、第７図に示したように−ｘ軸方向と−ｙ軸方向に偏
心しているため、カム80の軸心Ｏから押圧体90と第２円
弧面125との交点までの距離が次第に遠くなり、バネ100
が次第に弾縮される。

このとき生じるモーメントとしては、表示装置30をその
回転軸70を中心に下向きに回転させようとする表示装置
30の自重に起因する負荷モーメントと、この負荷モーメ
ントとは逆方向のモーメントであって、バネ100の弾発
力に起因し、表示装置30を回転軸70を中心に上向きに回
転させようとする復帰モーメントとがある。

そして、本考案では、第２円弧面125のカム曲線を、表
示装置30をその回転軸70を中心に下向きに回転しようと
する負荷モーメントと、バネ100に生じる弾発力に起因
し、表示装置30を回転軸70を中心に上向きに回転しよう
とする復帰モーメントとがほゞバランスするように設定
してあることから、表示装置30は手を離した任意の位置
で静止する。

このように、表示装置30は、直立位置からほゞ50度後傾
した最大傾斜位置の間においては、手を離した任意の位
置で静止する。このため、表示装置30を後傾すること
で、オペレータの視角の向きと表示装置30の表示面31の
向きとを最適に設定することができる。

尚、窪部126の位置において、カム80の軸心Ｏから距離
が最短となるように設定しているので、押圧体90が窪部
126に嵌り込む際に、操作者がクリック感を感じる。こ
のようにしたのは、操作者に直立位置を知らせるためで
あり、例えば直立位置の手前で表意装置30から手を離し
てしまい、表示装置30が再度、閉じてしまうようなこと
がないようにするためである。

次に本考案のヒンジ装置40の作動を、実験例をもとに実
際の数値に従って説明する。

この実験例で使用するヒンジ装置40は、前述した実施例
で示したヒンジ装置40と同形のものであり、具体的には
第７図に示したカム80をもとにカム寸法をまず説明する
と、第１円弧面124を形成するための中心0₁と、カム80
の軸心Ｏとの距離であるＯ−0₁を、3mmとし、この中心0
₁から第１円弧面124までの半径が5mmであり、且つ第２
円弧面125を形成するための中心0₂をＸ軸方向に−4mm、
Ｙ軸方向に−1.5mmずらせ、且つこの中心0₂から第２円
弧面125までの半径を7mmとして形成してあるものであ
る。又さらに、このときに、このカム80に圧接する押圧
体90の先端部91における曲率は、６φとして形成してあ
る。

一方、この押圧体90をカム面121に圧接させるためのバ
ネ100としては、自由長さが20mmで、且つ押圧体90がカ
ム80の窪部126に位置した際の圧縮された状態のバネ100
の長さが18.3mmであり、且つこれに使用するバネ100の
バネ定数が1.22のものを使用している。

このような状況で、第11図に示したように、カム本体12
0の軸心Ｏから順次10°,20°,30°,40°,50°とずらし
ていった際の負荷モーメントと、復帰モーメントとの具
体的な数値を説明する。

まず、各回転角度における負荷モーメントに均一するバ
ランスバネ加重について説明する。

まず、０°の際には、表示装置30が機器本体20の上方に
直立しているために、負荷モーメントの原因となるバラ
ンスバネ加重は０となるものである。

次いで、この押圧体90と、カム80とが10°ずれた際にあ
っては、回転軸70の中心である軸心Ｏと、押圧体90がカ
ム80の第２円弧面125に接している点P₁₀との距離が実測
値で5.5mmとなる。又、このとき、このＯ−P₁₀に加わっ
ている回転軸70の中心とは直交する方向の力F₁₀は、こ
の表示装置30に生じるマックスモーメントＭを8Kg/cmと
したときに、 F₁₀＝Msin10°／OP₁₀ となり、その値は2.53Kgとなる。又さらに、このときに
第11図に示したベクトル解析図より、F₁₀を100と仮定し
たときに、押圧体90の先端部91の中心から、カム80の回
転中心とは逆方向に作用する力F₁₀′の数値を求めよう
とすると、 F₁₀：F₁₀′＝100:178 となり、F₁₀′の具体的な力としては、 F₁₀′＝F₁₀×178/100 となり、4.5Kgとなる。

又、このようにバランスバネ加重を同様の実測値をもと
に計算すると、 20°の場合のF₂₀′＝7.94Kg、 30°の場合のF₃₀′＝10.71Kg、 40°の場合のF₄₀′＝13.07Kg、 50°の場合のF₅₀は、F₅₀＝15.21Kg となるものである。

このような各数値は、第12図に曲線的に描かれているバ
ランスバネ加重として示されるものである。

一方、復帰モーメントの基となる取付バネ加重として
は、カム80の窪部126に押圧体90の先端部91が位置して
いるとき、すなわち、表示装置30が機器本体20の上方に
直立しているときにも、バネ100がその自然長を20mmか
ら18.3mmへと圧縮され、且つ２本用いられているため
に、その時の取付バネ加重P₀は、 P₀＝｛（20−18.3）×1.22｝×２となり、具体的には4.14Kgとなる。

又、その後、10°,20°,30°,40°,50°と、随時回転さ
せた時のバネ100の長さを実測値をもとに計測し、その
状態における取付バネ加重を計算すると、 P₁₀＝5.62Kg、 P₂₀＝7.32Kg、 P₃₀＝9.16Kg、 P₄₀＝11.1Kg、 P₅₀＝13.18Kg となる。

又、このような各数値は、第12図において、直線状に描
かれた取付バネ加重として示されている。

このような第12図に示した取付バネ加重と、バランスン
バネ加重との差をもとに検討すると、カム80の窪部126
から押圧体90の先端部91が第２円弧面125に随時移動し
ていくにつれて、第12図をもとに判断すると、約17°程
度回転したところで、バランスバネ加重と、取付バネ加
重との絶対値が逆転することゝなる。

又、この第12図の結果から、例えばカム本体120を取付
ベース60に固定する際に、回転軸70のネジ部74に、外部
からナット110を締め付けて固定することゝなるもの
ゝ、この固定によって、生じる力を第12図に示したバラ
ンスバネ加重と、取付バネ加重との相対的な差よりも大
きくしておけば、表示装置30が直立状態から後方に回転
させていったときに、その任意の場所で回転を停止させ
たとしても、後方或は前方に回転してしまうことはなく
なるものである。

具体的には、例えばこの締付力によって生じる力を2.5K
g程度にしておけば、この第12図に示したグラフ比較か
らいうと、少なくても表示装置30が窪部126から７〜８
°程度回転した後は、取付バネ荷重とバランスバネ荷重
との差が、締付力である2.5Kg以下となるので、その状
態で停止していることゝなる。

又さらに、このような力をセリトルクと考え、垂直状態
である０°から最大傾斜状態である50°まで各々のセリ
トルクを計算すると、垂直状態のセリトルクT₀が｜F₀′−P₀｜×OP₀ となり、1.84Kgcmとなる。

又、10°の場合のセリトルクT₁₀は、｜F₁₀′−P₁₀｜×100/178×OP₁₀ となり、具体的には0.35Kg/cmとなる。又、このように
して、T₂₀，T₃₀，T₄₀，T₅₀を求めると、 T₂₀＝0.21Kg/cm、 T₃₀＝0.58Kg/cm、 T₄₀＝0.77Kg/cm、 T₅₀＝0.82Kg/cm となる。

従って、押圧体90がカム80の窪部126に位置している部
分から若干動かした状態、例えば垂直状態から６〜７°
の範囲で動かした状態において、窪部126に戻ってしま
うようなことさえ容認できれば、少なくても、このセリ
トルクを1Kg/cm程度に設定することによって、任意の位
置で表示装置30を傾斜した状態で停止させることが可能
である。

又、以上の説明においては、カム80と押圧体90との摩擦
を一切考慮に入れていないが、このカム80と押圧体90と
の摩擦を考慮にいれると、表示装置30が機器本体20の上
方で回転しないように傾斜して停止している状態を維持
することは、もっと容易なものとなる。

又、このような具体的な数値を代入した実験例について
説明したが、前述したような数値が変更された場合であ
っても負荷モーメントと復帰モーメントがほゞバランス
できるような状態でカム面121を形成することによっ
て、同様の結果を得ることができるものである。

一方、第13〜14図は、本考案の他の実施例を示すもの
で、夫々の異なる方向からの断面図である。

本実施例の特徴点は、カムを非回転式とし、機器本体20
に固定したおき、押圧体が表示装置30と一体に旋回する
ようにしたものである。

又、第２の特徴点は、カムを大小直径の異なる２つの円
筒体から構成したことにある。

以下に具体的に説明すると、図中、150はヒンジ装置を
示し、このヒンジ装置150は、機器本体20に固定する固
定ベース160と、この固定ベース160に回転可能に軸止さ
れ、表示装置30と一体に回転する回転アーム170と、こ
の回転アーム170を軸止する固定ベース160に固定された
固定軸180と、固定ベース160に固定される第1,第２円筒
体191,192から構成されたカム190と、このカム190の第
1,第２円筒体191,192に摺接すると共に、回転アーム170
にスライド可能に保持された押圧体200と、この押圧体2
00を第1,第２円筒体191,192に向って押し付けるバネ210
とから構成する。

上記第1,第２円筒体191,192は、前記固定軸180を挟んで
その両側に少し離して配設され、第１円筒体191に比較
して第２円筒体192を大径に設定し、第１円筒体191の上
方面が先に説明した実施例のカム80の第１円弧面124
に、第２円筒体192の上方面が第２円弧面125に夫々相当
すると共に、両円筒体191,192の間の隙間193がカム80の
窪部126に相当する。

本実施例においては、第1,第２円筒体191,192から構成
されるカム190に対して押圧体200が、固定軸180の軸心
を中心にして表示装置30と一体に旋回するが、その作用
については先に説明した実施例のものと同様であるの
で、こゝでは説明を省略する。

尚、図面に示した実施例では、電子機器10としてラップ
トップ型のパーソナルコンピュータやワードプロセッサ
を例に挙げで説明したが、本考案のヒンジ装置50,150
は、回転体のヒンジ装置として広く利用することができ
る。例えば、本体は、機器本体20に限らず、液晶テレビ
等の単なる置台やコピー機本体でもよい。又、回転体
は、表示装置30に限らず、液晶テレビであってもよい
し、コピー機等の蓋でもよい。さらに、大きさも携帯用
の電子手帳や電子辞書等のように小型のものであっても
よいし、ディスクトップ型のパーソナルコンピュータや
ワードプロセッサ、あるいはコピー機のような大型のも
のであってもよい。

さらに、第１実施例では、ヒンジ装置40を片側だけに使
用したが、他の片側の回転部50をヒンジ装置40に代え
て、一対のヒンジ装置を用いて表示装置30を軸支するよ
うにしてもよい。又、回転部50の代わりに回転ダンパー
に使用してもよく、回転ダンパーを使用すれば、その減
衰力により表示装置30が直立位置から重合位置に静粛に
且つゆっくりと閉じるようにすることができる。

一方、第１実施例においては、ヒンジ装置40の取付ベー
ス60を機器本体20に固定したが、逆に表示装置30に固定
してもよい。又、他の実施例においても、ヒンジ装置15
0の固定ベース160を機器本体20に固定したが、逆に表示
装置30に固定してもよい。

さらに、両実施例においては、バネ100,210で押圧体90,
200をカム80,190に向って夫々押し付けるようにした
が、逆にカム80,190を押圧体90,200に対してスライドで
きるようにしおき、カム80,190をバネ100,210で押圧体9
0,200に向って押し付けるようにしてもよい。

［考案の効果］本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

請求項１に記載の回転体のヒンジ装置によれば、摩擦力
のみで回転体を静止していた従来のヒンジ装置に比較し
て、耐久性及び信頼性が高く、しかも回転体の動きのス
ムーズなヒンジ装置を提供することができる。

請求項２に記載のラップトップ型の電子機器によれば、
表示装置を見易い傾斜位置に静止できるので、特に液晶
等のように、視角により視認性が変化する薄型の表示装
置に好適なラップトップ型の電子機器を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜12図は、本考案の第１実施例を示すもので、第１
図は電子機器の分解斜視図、第２図は電子機器の概略側
面図、第３図はヒンジ装置の斜視図、第４図は同上の分
解斜視図、第５図は組立てた状態のヒンジ装置の横断面
図、第６図は第５図のVI−VI線に沿う断面図、第７図は
カムの断面図、第８〜10図はカムと押圧体との動きを順
次示す要部斜視図、第11図はカムと押圧体との関係を示
す説明図、第12図はバネ荷重の変化を示す図表、第13〜
14図は、本考案の他の実施例を示すもので、第13図はヒ
ンジ装置の断面図、第14図は同上の他の断面図である。 10……電子機器、20……機器本体、21……入力キー、30
……表示装置、40……ヒンジ装置、70……回転軸、80…
…カム、90……押圧体、100……バネ、121……カム面、
125……第２円弧面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】本体と、この本体に回転自在に軸支された
回転体とを備え、上記本体と回転体のいずれか一方には、カムを設け、両
者のいずれか他方には、前記カムに摺接する押圧体を設
けると共に、前記カムと押圧体とのいずれか一方には、
両者を押圧させるバネを設け、上記カムのカム曲線を、回転体が本体の上方にほゞ直立
した直立位置から傾斜したときに回転体に生じる負荷モ
ーメントと、回転体が上記直立位置から傾斜したとき
に、バネに生じる弾発力に起因する復帰モーメントとが
ほゞバランスするように設定したことを特徴とする回転
体のヒンジ装置。
【請求項２】上面に入力キーを有する機器本体と、この
機器本体に回転自在に軸支され、前記機器本体の上面の
入力キーの上方にほゞ重合する重合位置と、この重合位
置から上方に開いてほゞ直立した直立位置と、この直立
位置から後傾した後傾位置をとることができる表示装置
とを備え、上記機器本体と表示装置のいずれか一方には、カムを設
け、両者のいずれか他方には、前記カムに摺接する押圧
体を設けると共に、前記カムと押圧体とのいずれか一方
には、両者を押圧させるバネを設け、上記カムのカム曲線を、表示装置が機器本体の上方にほ
ゞ直立した直立位置から後傾したときに回転体に生じる
負荷モーメントと、表示装置が上記直立位置から後傾し
たときに、バネに生じる弾発力に起因する復帰モーメン
トとがほゞバランスするように設定したことを特徴とす
る電子機器。