| 【発明の名称】 |
二軸ヒンジ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山田 恒夫
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| 【要約】 |
【課題】構造が簡単で小型化を図ることができる二軸ヒンジ装置を提供する。
【解決手段】本体取付部材１０（第一の部材）に本体支持軸２０（第一の支持軸）が設けられると共に、蓋体取付部材３０（第二の部材）に蓋体支持軸４０（第二の支持軸）が設けられ、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０とは、支持枠体５０の内部に挿通されて回転自在に設けられ、係合機構１００は、本体支持軸２０の外周に形成され蓋体支持軸４０の先端を収めて蓋体支持軸４０が回転自在となるよう設けられた凹部１１０と、蓋体支持軸４０の先端に形成された凸部１２０と、本体支持軸２０の外周に凹部１１０に連って形成され、凸部１２０が収められ、蓋体支持軸４０が軸線Ｙ（第二の軸線）まわりの回転を拘束されて軸線Ｘ（第一の軸線）まわりに回転自在となるよう設けられた外周溝１３０とを備えてなることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第一の部材に対して第二の部材が第一の軸線まわりの回転、又は第二の軸線まわりの回転が自在に設けられ、前記第二の軸線が前記第二の部材と共に前記第一の軸線まわりに回転し、前記第一の軸線まわりの所定の回転角において前記第二の軸線まわりの回転が自在となり、前記第二の軸線まわりの所定の回転角において前記第一軸線まわりの回転が自在となる係合機構を備えてなる二軸ヒンジ装置であって、前記第一の部材に第一の支持軸が設けられると共に、前記第二の部材に第二の支持軸が設けられ、前記第一の支持軸と前記第二の支持軸とは、支持枠体の内部に挿通されて回転自在に設けられ、前記係合機構は、前記第一の支持軸の外周に形成され前記第二の支持軸の先端を収めて前記第二の支持軸が回転自在となるよう設けられた凹部と、前記第二の支持軸の先端に形成された凸部と、前記第一の支持軸の外周に前記凹部に連って形成され、前記凸部が収められ、前記第二の支持軸が前記第二の軸線まわりの回転を拘束されて前記第一の軸線まわりに回転自在となるよう設けられた外周溝とを備えてなることを特徴とする二軸ヒンジ装置。
【請求項２】 請求項１記載の二軸ヒンジ装置であって、前記係合機構は、前記凸部に替えて前記第二の支持軸の先端に形成された溝と、前記外周溝に替えて前記第一の外周に前記凹部に連なって形成され、前記溝の係合する外周凸条とを備えてなることを特徴とする二軸ヒンジ装置。
【請求項３】 第一の部材に対して第二の部材が第一の軸線まわりの回転、又は第二の軸線まわりの回転が自在に設けられ、前記第二の軸線が前記第二の部材と共に前記第一の軸線まわりに回転し、前記第一の軸線まわりの所定の回転角において前記第二の軸線まわりの回転が自在となり、前記第二の軸線まわりの所定の回転角において前記第一の軸線まわりの回転が自在となる係合機構を備えてなる二軸ヒンジ装置であって、前記第一の部材に第一の支持軸が設けられると共に、前記第二の部材に第二の支持軸が設けられ、前記第一の支持軸と前記第二の支持軸とは、支持枠体の内部に挿通されて回転自在に設けられ、前記係合機構は、前記第一の支持軸の先端に形成された拘束溝と、前記第二の支持軸の外周に形成され、前記第一の支持軸先端の拘束溝に係合する誘導凸条と、前記誘導凸条の一部に形成され、前記拘束溝との係合が解除されて前記第二の支持軸が前記第一の軸線まわりに回転自在となるよう設けられた切欠部とを備えてなることを特徴とする二軸ヒンジ装置。
【請求項４】 請求項１から３いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第一の支持軸と前記支持枠体との間に第一弾性部材が設けられたことを特徴とする二軸ヒンジ装置。
【請求項５】 請求項１から４いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第二の支持軸と前記支持枠体との間に第二弾性部材が設けられたことを特徴とする二軸ヒンジ装置。
【請求項６】 請求項１から５いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第一の支持軸と前記支持枠体との間に、前記第二部材の前記第一の軸線まわりの回転範囲を規制する第一回転範囲規制機構が設けられたことを特徴とする二軸ヒンジ装置。
【請求項７】 請求項１から６いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第二の支持軸と前記支持枠体との間に、前記第二部材の前記第二の軸線まわりの回転範囲を規制する第二回転範囲規制機構が設けられたことを特徴とする二軸ヒンジ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラップトップ型のパソコン（パーソナルコンピュータ）やビデオカメラ等の本体部と画面の液晶表示部との間に用いられて好適な二軸ヒンジ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ラップトップ型のパソコンやビデオカメラのなかには、それらの本体部に対して、画面となる液晶表示部が開閉可能に設けられるとともに、この液晶表示部が開かれた状態で、上記本体部に略直交する軸線まわりに回転自在となるよう設けられたものが知られている。そして、このような動作を可能にするために、上記ラップトップ型のパソコンやビデオカメラにおいては、それらの本体部と液晶表示部との間に二軸ヒンジ装置が設けられている。この二軸ヒンジ装置は、本体部に介在部材の一端部が第一の軸線まわりに回転自在に設けられ、この介在部材の他端部に液晶表示部が上記第一の軸線に直交する第二の軸線まわりに回転自在に設けられて構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の二軸ヒンジ装置にあっては、介在部材の両端部にそれぞれヒンジ機構を設けた構成をしているために、介在部材の長さの分だけ装置が大型化するという問題がある。この問題は、可搬を前提とするパソコンやビデオカメラにあっては無視できないなものであり、より小型の二軸ヒンジ装置の開発が望まれている。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本体に対する画面の所望の開閉操作及び回転操作を行うことができるとともに、構造が簡単で小型化を図ることができる二軸ヒンジ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、第一の部材に対して第二の部材が第一の軸線まわりの回転、又は第二の軸線まわりの回転が自在に設けられ、前記第二の軸線が前記第二の部材と共に前記第一の軸線まわりに回転し、前記第一の軸線まわりの所定の回転角において前記第二の軸線まわりの回転が自在となり、前記第二の軸線まわりの所定の回転角において前記第一の軸線まわりの回転が自在となる係合機構を備えてなる二軸ヒンジ装置であって、前記第一の部材に第一の支持軸が設けられると共に、前記第二の部材に第二の支持軸が設けられ、前記第一の支持軸と前記第二の支持軸とは、支持枠体の内部に挿通されて回転自在に設けられ、前記係合機構は、前記第一の支持軸の外周に形成され前記第二の支持軸の先端を収めて前記第二の支持軸が回転自在となるよう設けられた凹部と、前記第二の支持軸の先端に形成された凸部と、前記第一の支持軸の外周に前記凹部に連って形成され、前記凸部が収められ、前記第二の支持軸が前記第二の軸線まわりの回転を拘束されて前記第一の軸線まわりに回転自在となるよう設けられた外周溝とを備えてなることを特徴とする。
【０００６】このような構成としたことにより、第二の部材が、第二の部材に設けられた第二の支持軸と、第二の支持軸が挿通される支持枠体と共に、支持枠体に挿通された第一の支持軸の軸線（第一の軸線）まわりに回転する。また、第二の部材が、支持枠体に挿通された第二の支持軸の軸線（第二の軸線）まわりに回転する。このように、第一の支持軸が設けられた第一の部材に対して、第二の部材が、第一の軸線まわり、又は第二の軸線まわりに回転する。
【０００７】これら二つの軸線まわりの回転は、第一の支持軸と第二の支持軸との間に設けられた係合機構によって互いに独立でないものとされる。すなわち、第二の部材と第二の支持軸が、第一の軸線まわりに共に回転する時、第二の支持軸の先端に設けられた凸部は、第二の軸線まわりの回転が拘束されるよう第一の支持軸の外周溝に係合している。この凸部は、第二の支持軸の第一の軸線まわりの回転と共に、外周溝に沿って第一の支持軸の外周に設けられた凹部に誘導される。このようにして、第二の部材と第二の支持軸が、第一の軸線まわりに所定の回転角だけ回転し、第二の支持軸の先端が第一の支持軸の外周に設けられた凹部に達すると、凸部と外周溝との係合状態が解除され、第二の部材と第二の支持軸が、第二の軸線まわりに回転可能な状態になる。次に、第二の部材と第二の支持軸が、第二の軸線まわりに回転すると、第二の支持軸先端の凸部が第一の軸線まわりの回転で外周溝に係合できない状態となり、第一の軸線まわりの回転は拘束される。第二の部材と第二の支持軸が、再び元の状態となる時、すなわち第二の支持軸先端の凸部が第一の軸線まわりの回転で外周溝に係合されうる状態にある時、第二の部材と第二の支持軸が、第一の軸線まわりに回転可能な状態となる。
【０００８】このように、第一の部材に対して第二の部材が、第一の軸線まわりの所定の回転角において第二の軸線まわりの回転が自在とされ、第二の軸線まわりの所定の回転角において第一の軸線まわりの回転が自在とされる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の二軸ヒンジ装置であって、前記係合機構は、前記凸部に替えて前記第二の支持軸の先端に形成された溝と、前記外周溝に替えて前記第一の支持軸の外周に前記凹部に連なって形成され、前記溝の係合する外周凸条とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】このような構成としたことにより、第二の部材と第二の支持軸が、第一の軸線まわりに共に回転する時、第二の支持軸の先端に設けられた溝は、第二の軸線まわりの回転が拘束されるよう第一の支持軸の外周凸条に係合している。第二の支持軸の先端は、第一の軸線まわりの回転と共に、溝と外周凸条との係合によって外周凸条に沿って第一の支持軸の外周に設けられた凹部に誘導される。このようにして、第二の支持軸の先端が第一の支持軸の外周に設けられた凹部に達すると、溝と外周凸条との係合状態が解除され、第二の部材と第二の支持軸が、第二の軸線まわりに回転可能な状態になる。次に、第二の部材と第二の支持軸が、第二の軸線まわりに回転すると、第二の支持軸先端の溝が第一の軸線まわりの回転で外周凸条に係合できない状態となり、第一の軸線まわりの回転は拘束される。第二の部材と第二の支持軸が、再び元の状態となる時、すなわち第二の支持軸先端の溝が第一の軸線まわりの回転で外周凸条に係合されうる状態となる時、第二の部材と第二の支持軸が、第一の軸線まわりに回転可能な状態になる。
【００１１】このように、第一の部材に対して第二の部材が、第一の軸線まわりの所定の回転角において第二の軸線まわりの回転が自在とされ、第二の軸線まわりの所定の回転角において第一の軸線まわりの回転が自在とされる。
【００１２】請求項３に記載の発明は、第一の部材に対して第二の部材が第一の軸線まわりの回転、又は第二の軸線まわりの回転が自在に設けられ、前記第二の軸線が前記第二の部材と共に前記第一の軸線まわりに回転し、前記第一の軸線まわりの所定の回転角において前記第二の軸線まわりの回転が自在となり、前記第二の軸線まわりの所定の回転角において前記第一の軸線まわりの回転が自在となる係合機構を備えてなる二軸ヒンジ装置であって、前記第一の部材に第一の支持軸が設けられると共に、前記第二の部材に第二の支持軸が設けられ、前記第一の支持軸と前記第二の支持軸とは、支持枠体の内部に挿通されて回転自在に設けられ、前記係合機構は、前記第一の支持軸の先端に形成された拘束溝と、前記第二の支持軸の外周に形成され、前記第一の支持軸先端の拘束溝に係合する誘導凸条と、前記誘導凸条の一部に形成され、前記拘束溝との係合が解除されて前記第二の支持軸が前記第一の軸線まわりに回転自在となるよう設けられた切欠部とを備えてなることを特徴とする。
【００１３】このような構成としたことにより、第二の部材が、第二の部材に設けられた第二の支持軸と、第二の支持軸が挿通される支持枠体と共に、支持枠体に挿通された第一の支持軸の軸線（第一の軸線）まわりに回転する。また、第二の部材が、支持枠体に挿通された第二の支持軸の軸線（第二の軸線）まわりに回転する。このように、第一の支持軸が設けられた第一の部材に対して、第二の部材が、第一の軸線まわり、又は第二の軸線まわりに回転する。
【００１４】これら二つの軸線まわりの回転は、第一の支持軸と第二の支持軸との間に設けられた係合機構によって互いに独立でないものとされる。すなわち、第二の支持軸の外周に設けられた誘導凸条の切欠部が、第一の支持軸の先端に位置して誘導凸条と拘束溝との係合が解除されている時、第二の部材と第二の支持軸の第一の軸線まわりの回転が可能となる。一方、第二の軸線まわりの回転は、第一の支持軸先端が誘導凸条の進行を阻むために拘束される。しかしながら、第二の部材と第二の支持軸が、第一の軸線まわりに所定の回転角だけ回転し、誘導凸条が、第一の支持軸の先端に阻まれることなくこの先端に設けられた拘束溝に係合可能になると、第二の部材と第二の支持軸が、第二の軸線まわりに回転可能な状態になる。さらに、第二の部材と第二の支持軸が、第二の軸線まわりに回転すると、第二の支持軸外周の誘導凸条が、第一の支持軸先端に設けられた拘束溝に進入する。誘導凸条がこの拘束溝に係合され、第二の部材と第二の支持軸の第一の軸線まわりの回転が拘束される。第二の部材と第二の支持軸が、再び元の回転開始の状態にある時、すなわち、第二の支持軸外周の誘導凸条の切欠部が、第一の支持軸の先端に位置する時、第二の部材と第二の支持軸が、第一の軸線まわりに回転可能な状態になる。
【００１５】このように、第一の部材に対して第二の部材が、第一の軸線まわりの所定の回転角において第二の軸線まわりの回転が自在とされ、第二の軸線まわりの所定の回転角において第一の軸線まわりの回転が自在とされる。
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項１から３いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第一の支持軸と前記支持枠体との間に第一弾性部材が設けられたことを特徴とする。
【００１７】このような構成としたことにより、第一弾性部材によって、第一の支持軸と支持枠体間に所定の付勢力が付加された状態で、この付勢力に抗しながら第一の支持軸に対して支持枠体が回転することにより、支持枠体に第一弾性部材の付勢力を上回る力を加えない限り、支持枠体の姿勢が維持される。
【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１から４いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第二の支持軸と前記支持枠体との間に第二弾性部材が設けられたことを特徴とする。
【００１９】このような構成としたことにより、第二弾性部材によって、支持枠体と第二の支持軸間に所定の付勢力が付加された状態で、この付勢力に抗しながら支持枠体に対して第二の支持軸が回転することにより、第二の支持軸に上記第二弾性部材の付勢力を上回る力を加えない限り、第二の部材及び第二の支持軸の姿勢が維持される。
【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項１から５いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第一の支持軸と前記支持枠体との間に、前記第二部材の前記第一の軸線まわりの回転範囲を規制する第一回転範囲規制機構が設けられたことを特徴とする。
【００２１】このような構成としたことにより、第一の支持軸と支持枠体との間に設けられた第一回転範囲規制機構によって、第一の支持軸に対する支持枠体の回転範囲を規制することにより、支持枠体が第一の支持軸まわりに所定の範囲内において回転自在とされ、かつ回転範囲の限界において確実に位置決め停止させられる。
【００２２】請求項７に記載の発明は、請求項１から６いずれか記載の二軸ヒンジ装置であって、前記第二の支持軸と前記支持枠体との間に、前記第二部材の前記第二の軸線まわりの回転範囲を規制する第二回転範囲規制機構が設けられたことを特徴とする。
【００２３】このような構成としたことにより、支持枠体と第二の支持軸との間に設けられた第二回転範囲規制機構によって、支持枠体に対する第二の支持軸の回転範囲を規制することにより、第二の支持軸が支持枠体まわりに所定の範囲内において回転自在とされ、かつ所定の回転範囲の限界において確実に位置決め停止させられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による二軸ヒンジ装置を図面に基づき説明する。
【００２５】［第一の実施の形態］図１〜３に、本発明に係る二軸ヒンジ装置の第一の実施形態を示す。図１〜３に示す二軸ヒンジ装置Ａは、本体取付部材１０（第一の部材）に本体支持軸２０（第一の支持軸）が設けられると共に、蓋体取付部材（第二の部材）３０に蓋体支持軸４０（第二の支持軸）が設けられ、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０とは、支持枠体５０の内部に挿通されて回転自在に設けられている。本体支持軸２０と蓋体支持軸４０との間には、係合機構１００が設けられている。
【００２６】支持枠体５０は、矩形板の両端をそれぞれ折曲して形成した略コ字状のベースブラケット５１と、折曲された両端に形成され、本体支持軸２０が回転自在に嵌通するよう設けられた軸孔５２、５２と、ベースブラケット５１の中央部に形成され、両端の折曲される方向と反対側に延在して蓋体支持軸４０が回転自在に嵌通するよう設けられた軸管５３とを備えている。また、ベースブラケット５１の外面５１ａの軸孔５２の周囲には、枠体側摺動リング６１が嵌合するように、摺動リング収納凹部５４が設けられている。さらに、外面５１ａには、回転範囲規制ピン８１が設けられている。
【００２７】本体支持軸２０は、中心軸まわりに対称とされ、その両端に、幅寸法が本体支持軸２０の外径寸法より小とされた幅狭の凸状端部２１、２１を備えている。ここで、本体支持軸２０は、支持枠体５０に嵌通された時、これらの凸条端部２１、２１が、支持枠体５０より突出する長さを有している。そして、本体支持軸２０の外周には、嵌脱防止クリップ２２が装着されるクリップ溝２３が設けられている。
【００２８】嵌脱防止クリップ２２は、その外側寸法が軸孔５２の内径寸法より大とされている。そして、本体支持軸２０を支持枠体５０より引き抜く方向に移動すると、支持枠体５０に当接して、本体支持軸２０の支持枠体５０からの抜出を防止するように装着されている。
【００２９】支持枠体５０より突出した本体支持軸２０の凸条端部２１に、枠体側摺動リング６１と、支持軸側摺動リング６２と、リング状バネ６３、６３（第一弾性部材）が外嵌されている。
【００３０】枠体側摺動リング６１は、摺動リング収納凹部５４に嵌合されており、摺動リング収納凹部５４に設けられた係合突起５４ａに枠体側摺動リング６１の係合切欠部６１ａが係合して、支持枠体５０に対する回転が拘束されている。ここで、枠体側摺動リング６１の中央に設けられた孔の直径は、本体支持軸２０の回転を可能とするよう本体支持軸２０の外径寸法に等しくされている。また、枠体側摺動リング６１の支持軸側摺動リング６２に対向する側には、支持軸側摺動リング６２の摺動面６２ａに摺接し、かつ、支持軸側摺動リング６２の回転位置決め切欠部６２ｂ、６２ｂ…に係合する四つの回転位置決め凸部６１ｂ、６１ｂ…が中心に対称に配設されている。
【００３１】支持軸側摺動リング６２の中心には、本体支持軸２０と共に回転するよう凸条端部２１が嵌合する孔が設けられている。また、周辺部には、回転位置決め凸部６１ｂ、６１ｂ…が係合する四つの回転位置決め切欠部６２ｂ、６２ｂ…が中心に対称に配設されている。
【００３２】リング状バネ６３、６３は、中心付近が一方に膨出した断面円弧状のワッシャーであり、互いに中央の頂部を突き合わせ、側面視して平坦な外縁部が両端となるよう本体支持軸２０に外嵌されている。
【００３３】このように、枠体側摺動リング６１と、支持軸側摺動リング６２と、リング状バネ６３、６３が外嵌された本体支持軸２０の凸条端部２１が、さらに本体支持部材１０に設けられた支持軸孔１１に嵌通され、リング状バネ６３、６３を付勢した状態で本体支持部材１０に固定されている。
【００３４】本体支持部材１０には、回転範囲規制孔８２が、支持軸孔１１外方に略円弧状に形成されている。そして、この回転範囲規制孔８２に回転範囲規制ピン８１が挿通されている。これら回転範囲規制ピン８１と回転範囲規制孔８２が協働して第一回転範囲規制機構を形成している。
【００３５】蓋体支持軸４０は、中心軸まわりに対称とされ、一端には、軸管５３の端部に当接する当接円板４１が、他の一端には、固定ピン４２が挿入されるピン止め孔４３が設けられている。さらに、当接円板４１の設けられた端部には、固定部４４が設けられ、この固定部４４に蓋体取付部材３０が外嵌されて固定されている。また、ピン止め孔４３が設けられた端部には、外周の一部を切除して形成された鍵部４５が設けられている。
【００３６】支持枠体５０に嵌通された蓋体支持軸４０には、さらに、回転範囲規制板９０と、板状バネ９１（第二弾性部材）と、回転範囲規制円板９２が外嵌されている。
【００３７】回転範囲規制板９０は、回転範囲規制突起部９０ａを備えている。この回転範囲規制板９０は、支持枠体５０に固定され、中心の孔の直径が、蓋体支持軸４０の回転を可能とするよう蓋体支持軸４０の外径寸法に等しくされている。
【００３８】板状バネ９１は、板状の金属部材が中央を頂部とするよう湾曲され、頂部が回転範囲規制円板９２側に向けられて回転範囲規制板９０に固定されている。また、中心の孔は、蓋体支持軸４０の回転を可能とするよう十分大きいものとされている。さらに、板状バネ９１の頂部には、回転範囲規制円板９２の摺動面９２ａに摺接し、かつ回転範囲規制円板９２の回転位置決め切欠部９２ｂ、９２ｂ…に係合する二つの回転位置決め凸部９１ａ、９１ａが中心線を挟んで対称に配設されている。
【００３９】回転範囲規制円板９２は、回転範囲規制部９３を備え、蓋体支持軸４０と共に回転するよう蓋体支持軸に設けられた鍵部４５に嵌合している。回転範囲規制円板９２に設けられた回転範囲規制部９３と、回転範囲規制板９０に設けられた回転範囲規制突起部９０ａが協働して第二回転範囲規制機構を形成している。
【００４０】蓋体支持軸４０の一端に設けられたピン止め孔４３には、回転範囲規制板９０と、板状バネ９１と、回転範囲規制円板９２の嵌脱を防止するよう板状バネ９１が付勢された状態で固定ピン４２が挿入されている。こうして、回転範囲規制板９０と、板状バネ９１と、回転範囲規制円板９２が妨げとなって、蓋体支持軸４０の支持枠体５０からの嵌脱が防止されている。
【００４１】支持枠体５０に上述の如く回転自在に挿通された本体支持軸２０と蓋体支持軸４０との間に、係合機構１００が設けられている。係合機構１００は、本体支持軸２０の外周に形成され、蓋体支持軸４０の先端を収めて蓋体支持軸４０が回転自在となるよう設けられた凹部１１０と、蓋体支持軸４０の先端に幅及び長さ寸法が蓋体支持軸４０の外径寸法より小となるよう形成された略矩形板状の凸部１２０と、凸部１２０を収め、凹部１１０に連って本体支持軸２０の外周を一周する外周溝１３０とを備えている。
【００４２】図１〜３に示された二軸ヒンジ装置Ａにおいて、蓋体取付部材３０が、蓋体取付部材３０に設けられた蓋体支持軸４０と、蓋体支持軸４０が挿通される支持枠体５０と共に、支持枠体５０に挿通された本体支持軸２０の中心軸を通る軸線Ｘ（第一の軸線）まわりに回転する。また、蓋体取付部材３０が、支持枠体５０に挿通された蓋体支持軸４０の中心軸を通る軸線Ｙ（第二の軸線）まわりに回転する。このように、本体支持軸２０が設けられた本体取付部材１０に対して、蓋体取付部材３０が、軸線Ｘまわり、又は軸線Ｙまわりに回転する。
【００４３】これら二つの軸線まわりの回転は、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０との間に設けられた係合機構１００によって互いに独立でないものとされる。すなわち、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｘまわりに共に回転する時、二軸ヒンジ装置Ａは、例えば図１に示されるような状態にあり、蓋体支持軸４０の先端に設けられた凸部１２０は、凸部１２０の互いに平行な二面が外周溝１３０の側面に当接して、軸線Ｙまわりの回転が外周溝１３０の側面によって拘束されるよう外周溝１３０に係合している。この凸部１２０は、蓋体支持軸４０の軸線Ｘまわりの回転と共に、外周溝１３０に沿って本体支持軸２０の外周に設けられた凹部１１０に誘導される。このようにして、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｘまわりに所定の回転角だけ回転し、蓋体支持軸４０の先端が本体支持軸２０の外周に設けられた凹部１１０に達すると、図２に示すように、凸部１２０と外周溝１３０との係合状態が解除され、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｙまわりに回転可能な状態になる。次に、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｙまわりに回転すると、蓋体支持軸４０先端の凸部１２０が軸線Ｘまわりの回転で外周溝１３０に係合できない状態となり、軸線Ｘまわりの回転が拘束される。蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、再び元の状態となる時、すなわち蓋体支持軸４０先端の凸部１２０が軸線Ｘまわりの回転で外周溝１３０に係合されうる状態にある時、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｘまわりに回転可能な状態となる。
【００４４】このように、本体取付部材１０に対して蓋体取付部材３０が、軸線Ｘまわりの所定の回転角において軸線Ｙまわりの回転が自在とされ、軸線Ｙまわりの所定の回転角において軸線Ｘまわりの回転が自在とされる。
【００４５】本体支持軸２０に固定された支持軸側摺動リング６２と支持枠体５０に固定された枠体側摺動リング６１との間に、リング状バネ６３、６３によって所定の付勢力が付加される。支持枠体５０が軸線Ｘまわりに所定の回転角を有する時、回転位置決め凸部６１ｂ、６１ｂ…が摺動面６２ａ上に当接する。したがって、リング状バネ６３、６３の付勢力によって回転位置決め凸部６１ｂと摺動面６２ａとの間に働く静止摩擦力を上回る力を加えない限り、支持枠体５０の姿勢が維持される。
【００４６】さらに、回転位置決め凸部６１ｂ、６１ｂ…が、支持枠体５０の軸線Ｘまわりの回転によって支持軸側摺動リング６２に設けられた回転位置決め切欠部６２ｂ、６２ｂ…の位置に到達すると、四つの回転位置決め凸部６１ｂ、６１ｂ…と回転位置決め切欠部６２ｂ、６２ｂ…がリング状バネ６３、６３の付勢力によって係合する。したがって、支持枠体５０にリング状バネ６３、６３の付勢力を上回る力を加えてこの係合状態を解除しない限り、支持枠体５０の姿勢が維持される。
【００４７】このような係合状態は、回転位置決め凸部６１ｂと回転位置決め切欠部６２ｂが中心に対称にそれぞれ四つ配設されているため、支持枠体５０の軸線Ｘまわりの回転において９０°毎に存在する。
【００４８】一方、支持枠体５０の軸線Ｘまわりの回転の範囲は、第一回転範囲規制機構によって規制される。すなわち、支持枠体５０が軸線Ｘまわりに回転すると、回転範囲規制孔８２に挿入された回転範囲規制ピン８１が、孔の中の挿入位置を変え、回転範囲規制孔８２の端に係止すると、それ以上の回転が拘束される。回転範囲規制孔８２は、略四分の一周分の円弧とされており、回転範囲規制ピン８１の可動可能な支持枠体５０の回転範囲は、９０°に規制される。このように、本体支持軸２０と支持枠体５０との間に設けられた第一回転範囲規制機構によって、本体支持軸２０に対する支持枠体５０の回転範囲を規制することにより、支持枠体５０が本体支持軸２０まわりに所定の範囲内において回転自在とされ、かつ回転範囲の限界において確実に位置決め停止させられる。
【００４９】ここで、回転範囲規制ピン８１と回転範囲規制孔８２は、回転位置決め凸部６１ｂと回転位置決め切欠部６２ｂが、規制される回転範囲の両端でそれぞれ係合するよう配設されている。したがって、支持枠体５０の軸線Ｘまわりの回転は、回転範囲の両端において確実に位置決めされ停止されると共に、支持枠体５０の姿勢がリング状バネの付勢により維持される。
【００５０】蓋体支持軸４０に固定された回転範囲規制円板９２に、板状バネ９１によって、所定の付勢力が付加される。蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｙまわりに所定の回転角を有する時、回転位置決め凸部９１ａ、９１ａが摺動面９２ａ上に当接する。したがって、板状バネ９１の付勢力によって回転位置決め凸部９１ａと、摺動面９２ａとの間に働く静止摩擦力を上回る力を加えない限り、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０の姿勢が維持される。
【００５１】さらに、回転位置決め凸部９１ａ、９１ａが、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０の軸線Ｙまわりの回転によって回転位置決め切欠部９２ｂ、９２ｂ…の位置に到達すると、回転位置決め凸部９１ａ、９１ａと回転位置決め切欠部９２ｂ、９２ｂが板状バネ９１の付勢力によって係合する。したがって、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０に板状バネ９１の付勢力を上回る力を加えてこの係合状態を解除しない限り、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０の姿勢が維持される。
【００５２】このような係合状態は、回転位置決め切欠部９２ｂ、９２ｂ…が中心に対称に四つ、回転位置決め凸部９１ａ、９１ａが中心線に対称に二つ配設されているため、蓋体支持軸４０の軸線Ｙまわりの回転において９０°毎に存在する。
【００５３】一方、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０の軸線Ｙまわりの回転の範囲は、第二回転範囲規制機構によって規制される。すなわち、回転範囲規制円板９２に設けられた回転範囲規制部９３が、蓋体支持軸４０と共に軸線Ｙまわりに回転し、回転範囲規制板９０に設けられた回転範囲規制突起部９０ａに係止すると、それ以上の回転が拘束される。回転範囲規制部９３は、回転範囲規制円板９２の略四分の一の外縁部が外方へ膨出したものとされているから、回転範囲規制部９３の可動可能な回転範囲は、回転範囲規制突起部９０ａの幅も考慮すると、２７０°以内に規制される。このように、蓋体支持軸４０と支持枠体５０との間に設けられた第二回転範囲規制機構によって、支持枠体５０に対する蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０の回転範囲を規制することにより、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、支持枠体５０まわりに所定の範囲内において回転自在とされ、かつ回転範囲の限界において確実に位置決め停止させられる。
【００５４】図１〜３に示される二軸ヒンジ装置Ａによれば、本体取付部材１０と蓋体取付部材３０とに、例えばラップトップパソコンの本体及び画面となる液晶表示部等をそれぞれ固定すれば、これら二つの部材間に二軸の回転の自由度を付与することができ、本体に対する画面の所望の開閉操作及び回転操作を行うことができる。この時、支持枠体５０に、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０を回転自在に挿入し、これらの軸の間に係合機構１００を設ける簡潔な構造によって、携帯に簡便な装置の小型化を図ることができる。
【００５５】なお、上記の実施例では、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０の間に設けられる係合機構１００として、蓋体支持軸４０の先端に設けられた凸部１２０と、凸部１２０が係合するよう本体支持軸２０の外周に設けられた外周溝１３０とを用いる構成としたが、凸部１２０の替わりに溝と、外周溝１３０の替わりにこの溝の係合する外周凸条が設けられる構成としてもよい。
【００５６】[第二の実施の形態]次に、本発明に係る二軸ヒンジ装置の第二の実施形態を図４〜６を用いて説明する。図４〜６に示す二軸ヒンジ装置Ｂは、本体取付部材１０（第一の部材）に本体支持軸２０（第一の支持軸）が設けられると共に、蓋体取付部材（第二の部材）３０に蓋体支持軸４０（第二の支持軸）が設けられ、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０とは、支持枠体５０の内部に挿通されて回転自在に設けられている。本体支持軸２０と蓋体支持軸４０との間には、係合機構１００が設けられている。
【００５７】図４〜６に示された二軸ヒンジ装置Ｂにおいて、図１〜３に示されたものにそれぞれ対応する部分は、同一の符号を付し、ここではその説明を省略する。
【００５８】本体支持軸２０は、中心軸まわりに対称とされ、支持枠体５０に嵌通される先端には、拘束溝１４０が形成されている。さらに、本体支持軸２０は、支持枠体５０に嵌通された時、ベースブラケット５１に当接して、本体支持軸２０のそれ以上の嵌通を阻止する摺動円板２４を有している。そして、嵌脱防止クリップ２２が装着可能なようにクリップ溝２３が、円筒外周に設けられている。
【００５９】支持枠体５０より突出した本体支持軸２０の円筒部に枠体側摺動リング６１が、凸条端部２１に支持軸側摺動リング６２と、リング状バネ６３、６３（第一弾性部材）が外嵌されている。ここで、枠体側摺動リング６１は、非円形とされ、摺動リング収納凹部５４に嵌合されており、支持枠体５０に対する回転が拘束されている。
【００６０】蓋体支持軸４０は、中心軸まわりに対称とされ、一端には、軸管５３と反対の側でベースブラケット５１に当接する支持円板４６が、他の一端には、蓋体取付部材３０が外嵌される固定部４４が設けられている。
【００６１】蓋体支持軸４０は、支持枠体５０に軸管５３の反対の側より嵌通されており、固定部４４に、蓋体取付部材３０が外嵌されて固定されている。また、蓋体取付部材３０と軸管５３の間には、蓋体取付部材３０と軸管５３の間の滑らかな回転を可能にする取付リング５４が設けられている。さらに、支持円板４６とベースブラケット５１の間には、回転範囲規制板９０が設けられている。
【００６２】支持枠体５０に嵌通された蓋体支持軸４０には、さらに、支持円板４６より突出した鍵部４５に、板状バネ９１（第二弾性部材）と、回転範囲規制円板９２が外嵌されている。さらに、蓋体支持軸４０の先端に、板状バネ９１が付勢された状態でスペーサー９４を介して誘導凸板１５０が固定されている。
【００６３】支持枠体５０に上述の如く回転自在に挿通された本体支持軸２０と蓋体支持軸４０との間に、係合機構１００が設けられている。係合機構１００は、本体支持軸２０の先端に形成された拘束溝１４０と、蓋体支持軸４０の外周に形成され、拘束溝１４０に係合する誘導凸板１５０と、誘導凸板１５０の一部に形成され、拘束溝１４０との係合が解除されて蓋体支持軸４０が軸線Ｘまわりに回転自在となるよう設けられた切欠部１６０とを備えている。
【００６４】図４〜６に示された二軸ヒンジ装置Ｂにおいて、蓋体取付部材３０が、蓋体取付部材３０に設けられた蓋体支持軸４０と、蓋体支持軸４０が挿通される支持枠体５０と共に、支持枠体５０に挿通された本体支持軸２０の中心軸を通る軸線Ｘ（第一の軸線）まわりに回転する。また、蓋体取付部材３０が、支持枠体５０に挿通された蓋体支持軸４０の中心軸を通る軸線Ｙ（第二の軸線）まわりに回転する。このように、本体支持軸２０が設けられた本体取付部材１０に対して、蓋体取付部材３０が、軸線Ｘまわり、又は軸線Ｙまわりに回転する。
【００６５】これら二つの軸線まわりの回転は、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０との間に設けられた係合機構１００によって互いに独立でないものとされる。すなわち、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｘまわりに共に回転する時、二軸ヒンジ装置Ｂは、例えば図４に示されるような状態にある。このように、蓋体支持軸４０の外周に設けられた誘導凸板１５０の切欠部１６０が、本体支持軸２０の先端に位置して誘導凸板１５０と拘束溝１４０との係合が解除されている時、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０の軸線Ｘまわりの回転が可能となる。一方、軸線Ｙまわりの回転は、本体支持軸２０先端が誘導凸板１５０の進行を阻むために拘束される。しかしながら、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｘまわりに所定の回転角だけ回転し、誘導凸板１５０が、本体支持軸２０の先端に阻まれることなく、この先端に設けられた拘束溝１４０に進入可能になると、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｙまわりに回転可能な状態になる。次に、例えば図５に示すように、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｙまわりに回転すると、蓋体支持軸４０外周の誘導凸板１５０が、本体支持軸２０先端に設けられた拘束溝１４０に進入する。誘導凸板１５０がこの拘束溝１４０に係合され、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０の軸線Ｘまわりの回転が拘束される。蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、再び元の回転開始の状態にある時、すなわち、蓋体支持軸４０外周の誘導凸板１５０の切欠部１６０が、本体支持軸２０の先端に位置する時、蓋体取付部材３０と蓋体支持軸４０が、軸線Ｘまわりに回転可能な状態になる。
【００６６】このように、本体取付部材１０に対して蓋体取付部材３０が、軸線Ｘまわりの所定の回転角において軸線Ｙまわりの回転が自在とされ、軸線Ｙまわりの所定の回転角において軸線Ｘまわりの回転が自在とされる。
【００６７】この他、図４〜６に示す二軸ヒンジ装置Ｂにおいて、リング状バネ６３、６３及び板状バネ９１の弾性部材や、第一及び第二回転範囲規制機構の機能については、図１〜３に示す二軸ヒンジ装置Ａと同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００６８】図４〜６に示される二軸ヒンジ装置Ｂによれば、本体取付部材１０と蓋体取付部材３０とに、例えばラップトップパソコンの本体及び画面となる液晶表示部等をそれぞれ固定すれば、これら二つの部材間に二軸の回転の自由度を付与することができ、本体に対する画面の所望の開閉操作及び回転操作を行うことができる。この時、支持枠体５０に、本体支持軸２０と蓋体支持軸４０を回転自在に挿入し、これらの軸の間に係合機構１００を設ける簡潔な構造によって、携帯に簡便な装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、二軸ヒンジ装置の両端に固定される二つの部材間に二軸の回転の自由度を付与することができると共に、支持枠体に、第一の支持軸と第二の支持軸を回転自在に挿入し、これらの軸の間に係合機構を設けることで、構造を簡潔化し小型化を図ることができる。また、本発明によれば、第一及び第二の軸線まわりの回転において、外から力を加えない場合に回転角を維持することができる。また、本発明によれば、第一及び第二の軸線まわりの回転において、回転範囲に制限を設けることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９６０１９０２２
【氏名又は名称】株式会社ストロベリーコーポレーション
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| 【出願日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２２７２２９（Ｐ２００１−２２７２２９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月２４日（２００１．８．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−４１８０２（Ｐ２０００−４１８０２） |
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