JP6397195B2

JP6397195B2 - 二軸ヒンジ装置

Info

Publication number: JP6397195B2
Application number: JP2014032264A
Authority: JP
Inventors: 章郎石黒
Original assignee: 四方工業株式会社
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: JP2015158216A

Description

本発明は、例えば、ノート型のパーソナルコンピュータ、携帯情報端末、電子手帳、電子辞書、携帯型ゲーム機、携帯電話機などの折り畳み式の電子機器に用いる二軸ヒンジ装置に関する。

従来より、ユーザによる携行性が良く、また保管時にスペースを取らない折り畳み式の電子機器が開発されている。例えば、ノート型のパーソナルコンピュータは、液晶ディスプレイ等を設けたカバー部が、ＣＰＵ、磁気ディスク、メモリ、キーボード等を設けた本体部に開閉自在に取り付けられている。液晶ディスプレイ及びキーボードは、カバー部を開くことによって露出し、操作可能になる。電子機器は、カバー部を閉じることによって全体がコンパクトに折り畳まれる。

また、近年では、液晶ディスプレイにタッチパネルを付加した電子機器が開発されている。ユーザは、キーボードに加えてタッチパネルによっても電子機器を操作することができる。タッチパネルを付加した電子機器では、カバー部の開き角度が異なる使用方法が考えられている。従来と同様に、本体部を机上に置き、カバー部を１３０°程度開いた状態でキーボードを操作する使用方法のほか、カバー部を１８０°、３１５°、３６０°程度開いた状態で、主としてタッチパネルを操作する使用方法も可能になる。

折り畳み式の電子機器では、カバー部を１８０°を超えて３６０°まで開閉可能とする場合、カバー部の筐体に第１軸部材を、本体部の筐体に第２軸部材をそれぞれ取り付け、両軸部材を平行に配置した二軸ヒンジ装置が利用されている。二軸ヒンジ装置は、動作の観点から、第１軸部材による回転と第２軸部材による回転が同期しない非同期型と、同期する同期型とがある。例えば、特許文献１には非同期型の二軸ヒンジ装置が、特許文献２及び特許文献３には同期型の二軸ヒンジ装置が開示されている。

特許文献１に記載の二軸ヒンジ装置は、第１筐体に取り付けられる第１軸部材、第２筐体に取り付けられる第２軸部材、第１軸部材及び第２軸部材を連結する連結部材、第１軸部材と第２軸部材との間に配置され、選択的に回転を規制する規制部材を備える。規制部材は、第１軸部材と第２軸部材のいずれか一方が回転する際に、他方が回転しないように規制する。

特許文献２に記載の二軸ヒンジ装置は、第１軸部材及び第２軸部材の周側部にそれぞれギアを設け、各ギアの間を直列に連結する２つの連結ギアを備える。第１軸部材と第２軸部材のいずれか一方が回転する際に、連結ギアによって回転が伝達され、他方が同期して回転する。

特許文献３に記載の二軸ヒンジ装置は、第１筐体に取り付けられる環状の第１ヒンジ体、第２筐体に取り付けられ、第１ヒンジ体の側方に配置される環状の第２ヒンジ体、第１ヒンジ体及び第２ヒンジ体の周側部に沿うように掛け渡され、互いに交差する一対の紐又は帯状の連動帯を備える。第１ヒンジ体及び第２ヒンジ体は、一対の連動帯の張力によって、互いに逆方向に回転するように連動する。

特開２０１３−２４９８５５号公報特開２００８−１２１７９５号公報特開２００４−３１６３８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の二軸ヒンジ装置では、第１筐体を第２筐体に対して１８０°開く際に、規制部材による規制のために、第１軸部材と第２軸部材のいずれか一方のみが回転する。第１筐体及び第２筐体には厚みがあるので、第１軸部材と第２軸部材のいずれか一方のみが１８０°回転して全体を平坦状にしようとしても、第１筐体及び第２筐体の厚みに応じた段差が生じてしまう。例えば、タッチパネルを内蔵する液晶ディスプレイが装着された第１筐体を第２筐体に対して１８０°回転させて平坦状にしても、第２筐体の厚みに応じた段差のために、該タッチパネルを押圧して入力操作を行う際に、ガタが生じてしまうという問題点がある。

また、特許文献２に記載の二軸ヒンジ装置では、２つの連結ギアを組み込むために、該連結ギアの他、軸部品、該軸部品を支持するブラケットなどの部品点数が多くなり、さらに第１軸部材及び第２軸部材の周側部にそれぞれギアを設けるため、コスト高になる。また、２つの連結ギアを第１軸部材及び第２軸部材の周側部のそれぞれに設けたギアに嵌合させるので、３箇所で発生するバックラッシにより、第１筐体及び第２筐体の角度ずれが生じてしまうという問題点がある。

また、特許文献３に記載の二軸ヒンジ装置では、紐又は帯状の連動帯に過大な応力が生じ、耐久性が低くなる可能性がある。電子機器の大きさに対して、二軸ヒンジ装置の第１ヒンジ体及び第２ヒンジ体の軸中心から連動帯の連結点までのうでの寸法は非常に小さい。このため、開閉する際に電子機器に加えられる力が、てこの原理により増幅され、連動帯に大きな応力が発生する。特に勢いよく電子機器を開閉したときに、連動帯を破損してしまう蓋然性がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、二軸を同期回転することができ、ガタを生じにくく、さらには耐久性を向上させることができる二軸ヒンジ装置を提供することにある。

本発明に係る二軸ヒンジ装置は、周側部に第１案内部を設けた第１軸部材と、該第１軸部材と平行に配置されており、周側部に第２案内部を設けた第２軸部材と、前記第１案内部及び第２案内部に嵌合する嵌合部を有し、前記第１軸部材の軸方向に摺動可能に支持されたスライド部材とを備えた二軸ヒンジ装置において、前記第１案内部及び第２案内部は互いに逆巻きの螺旋状に形成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１軸部材の周側部に第１案内部が、第２軸部材の周側部に第２案内部が設けられており、第１軸部材と第２軸部材は平行に配置されている。第１案内部及び第２案内部に嵌合する嵌合部を有するスライド部材は第１軸部材の軸方向に摺動する。第１案内部及び第２案内部は互いに逆巻きの螺旋状に形成してある。第１軸部材を回転させると、嵌合部が螺旋状の第１案内部によって案内され、スライド部材が第１軸部材の軸方向に摺動する。スライド部材の摺動によって、逆巻きの螺旋状に形成した第２案内部に嵌合する嵌合部が第１軸部材の軸方向に摺動することで、第２軸部材が第１軸部材の回転に同期して回転する。

本発明に係る二軸ヒンジ装置は、前記第１案内部及び第２案内部が溝状に設けてあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１案内部及び第２案内部は溝状であり、嵌合部が溝状の第１案内部及び第２案内部に嵌合しているので、連結ギアを用いた機構において生じるバックラッシに比較して、ガタを生じにくい。また、溝幅を広くすることによって嵌合部の外形寸法が大きくなり、嵌合部の強度が増すので、耐久性を向上させることができる。

本発明に係る二軸ヒンジ装置は、前記第１案内部及び第２案内部が凸条形に設けてあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１案内部及び第２案内部は凸条形に設けてあり、嵌合部が凸条形の第１案内部及び第２案内部に嵌合しているので、連結ギアを用いた機構において生じるバックラッシに比較して、ガタを生じにくい。また、幅広の凸条形とすることによって、第１案内部及び第２案内部の強度が増し、耐久性を向上させることができる。

本発明に係る二軸ヒンジ装置は、前記第１軸部材の軸体に挿入され、周面に前記第１案内部を形成した第１筒体と、前記第２軸部材の軸体に挿入され、周面に前記第２案内部を形成した第２筒体とを備えたことを特徴とする。

本発明にあっては、周面に第１案内部を形成した第１筒体が第１軸部材の軸体に挿入されており、周面に第２案内部を形成した第２筒体が第２軸部材の軸体に挿入されている。第１軸部材及び第２軸部材とは別体に、周面に第１案内部を形成した第１筒体、及び周面に第２案内部を形成した第２筒体を設けることで、各部品の加工が容易になり、製造コストが抑えられる。

本発明に係る二軸ヒンジ装置は、前記第１軸部材及び第２軸部材を回転可能に支持して連結する連結部材と、該連結部材に支持されており、前記スライド部材を摺動可能に支持する第３軸部材とを備えたことを特徴とする。

本発明にあっては、連結部材により、第１軸部材及び第２軸部材を回転可能に支持し、さらにスライド部材を摺動可能に支持する第３軸部材も支持するので、機構部の構成が簡素化される。

本発明に係る二軸ヒンジ装置は、前記第１案内部及び第２案内部は、螺旋のリード角が２０°〜４５°であることを特徴とする。

本発明にあっては、第１案内部及び第２案内部の螺旋のリード角が２０°〜４５°であるので、第１軸部材及び第２軸部材の回転角のずれが抑制され、第１軸部材及び第２軸部材の回転時の抵抗が抑制される。

本発明によれば、第１軸部材の周側部に第１案内部が、第２軸部材の周側部に第２案内部が設けられており、第１軸部材と第２軸部材は平行に配置されている。第１案内部及び第２案内部に嵌合する嵌合部を有するスライド部材は第１軸部材の軸方向に摺動する。第１案内部及び第２案内部は互いに逆巻きの螺旋状に形成してある。第１軸部材を回転させると、嵌合部が螺旋状の第１案内部によって案内され、スライド部材が第１軸部材の軸方向に摺動する。スライド部材の摺動によって、逆巻きの螺旋状に形成した第２案内部に嵌合する嵌合部が第１軸部材の軸方向に摺動することで、第２軸部材を第１軸部材の回転に同期して回転させることができる。

本発明の実施の形態１に係る二軸ヒンジ装置を用いた電子機器の外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る二軸ヒンジ装置を用いた電子機器を所定の各角度に開閉した状態での外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る二軸ヒンジ装置の外観を示す斜視図である。二軸ヒンジ装置の分解斜視図である。二軸ヒンジ装置の正面図である。スライド部材の外観を示す斜視図である。二軸ヒンジ装置を所定の各角度に回転した状態での外観を示す斜視図である。二軸ヒンジ装置１を用いた電子機器を３１５°開いた状態での外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係る二軸ヒンジ装置の第１カム筒及び第２カム筒の外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態３に係る二軸ヒンジ装置の正面図である。スライド部材の外観を示す斜視図である。

以下、本発明に係る二軸ヒンジ装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る二軸ヒンジ装置１を用いた電子機器１００の外観を示す斜視図であり、図２は本発明の実施の形態１に係る二軸ヒンジ装置１を用いた電子機器１００を所定の各角度に開閉した状態での外観を示す斜視図である。電子機器１００は、例えばノート型のパーソナルコンピュータであり、携帯情報端末、電子手帳、電子辞書、携帯型ゲーム機、携帯電話機など、その他の折り畳み式の機器であっても良い。

電子機器１００は、カバー部１１０、本体部１２０、及び二軸ヒンジ装置１を備える。カバー部１１０は、液晶ディスプレイ１１１、及び液晶ディスプレイ１１１を装着するカバー部筐体１１３を有する。液晶ディスプレイ１１１は、情報処理されたデータ、文字、画像などを表示面１１２に表示する液晶パネル、表示面１１２に接触することにより入力操作が行えるタッチパネル等（図示略）を有する。カバー部筐体１１３は矩形状をなし、液晶ディスプレイ１１１の周縁部及び表示面１１２と反対側の面を覆う。

本体部１２０は、キーボード１２１、タッチパッド１２２、及び本体部筐体１２３を有する。キーボード１２１及びタッチパッド１２２は、操作部分が露出するように本体部筐体１２３に装着されている。本体部筐体１２３は矩形状をなし、内部にＣＰＵ、磁気ディスク、メモリ等（図示略）を収容する。二軸ヒンジ装置１は、カバー部筐体１１３及び本体部筐体１２３の対応する一辺の両端部にそれぞれ１つずつ取り付けられている。カバー部１１０は、二軸ヒンジ装置１によって、本体部１２０に対して０°から３６０°まで開閉動作が可能である。

図１は、カバー部１１０の開き角度を１３５°に設定した状態を示している。一般的にこの状態で、ユーザは液晶ディスプレイ１１１の表示面１１２を視認し、キーボード１２１及びタッチパッド１２２を用いて入力操作を行う。図２Ａは、カバー部１１０の開き角度を０°に設定した状態、即ちカバー部１１０を閉じた状態を示している。この状態で、液晶ディスプレイ１１１が外部から遮蔽されて保護されるとともに、電子機器１００がコンパクトに折り畳まれるので、電子機器１００の保管が容易になる。

図２Ｂは、カバー部１１０の開き角度を１８０°に設定した状態を示している。この状態で、カバー部１１０及び本体部１２０の両方を机上に平坦に置くことによって、液晶ディスプレイ１１１に設けたタッチパネルへの入力操作時における電子機器１００のガタが抑制される。従って、カバー部１１０の開き角度を１８０°に設定した状態は、液晶ディスプレイ１１１に設けたタッチパネルへの入力操作により電子機器１００を使用する方法に適する。

図２Ｃは、カバー部１１０の開き角度を３１５°に設定した状態を示している。この状態で、二軸ヒンジ装置１が設けられたカバー部１１０及び本体部１２０それぞれの一辺側を上に、カバー部１１０及び本体部１２０それぞれの対辺側を下にして机上に置くことで、液晶ディスプレイ１１１に設けたタッチパネルへの入力操作時の転倒が抑制される。従って、カバー部１１０の開き角度を３１５°に設定した状態は、液晶ディスプレイ１１１に設けたタッチパネルへの入力操作を行う電子機器１００の使用方法、さらには液晶ディスプレイ１１１に表示される動画等を鑑賞する電子機器１００の使用方法に適する。

図２Ｄは、カバー部１１０の開き角度を３６０°に設定した状態を示している。この状態で、カバー部１１０を上に、本体部１２０を下にして机上に置くことで、液晶ディスプレイ１１１に設けたタッチパネルへの入力操作が容易になる。従って、カバー部１１０の開き角度を３６０°に設定した状態は、液晶ディスプレイ１１１に設けたタッチパネルへの入力操作を行う電子機器１００の使用方法に適する。

図３は本発明の実施の形態１に係る二軸ヒンジ装置１の外観を示す斜視図、図４は二軸ヒンジ装置１の分解斜視図、図５は二軸ヒンジ装置１の正面図、図６はスライド部材３３の外観を示す斜視図である。尚、図５においてスライド部材３３は軸方向の断面で示している。二軸ヒンジ装置１は、ブラケット１１及び２１、第１軸部材１２、第２軸部材２２、第１カム筒１３、第２カム筒２３、連結部材３１及び３４、第３軸部材３２、並びにスライド部材３３等を備える。ブラケット１１は、矩形板状をなし、第１軸部材１２の端部を取り付ける座部１１ａを有しており、板面１１ｂをカバー部筐体１１３の当接部分に接触させ、螺子等の締結具によりカバー部筐体１１３に取り付けられる。ブラケット２１は、Ｌ字形の板状をなし、第２軸部材２２の端部を取り付ける座部２１ａを有しており、板面２１ｂを本体部筐体１２３の当接部分に接触させ、螺子等の締結具により本体部筐体１２３に取り付けられる。

第１軸部材１２は、軸体１２ｂの一端に取付部１２ａを有しており、取付部１２ａをブラケット１１の座部１１ａへ接触させ、螺子等の締結具によりブラケット１１に取り付けられる。第１軸部材１２は、ブラケット１１に対して軸線まわりの回転が拘束されている。軸体１２ｂは、取付部１２ａを設けた一端側から先端部１２ｃに亘って、周面の一部を切除した平坦面を有している。軸体１２ｂに挿入する部品は、該平坦面に接触する平坦面が形成されていることで回り止めとなる。

第２軸部材２２は、軸体２２ｂの一端に柱状の取付部２２ａを有しており、取付部２２ａをブラケット２１の座部２１ａに設けた取付穴に差し込み、取付部２２ａの先端をかしめてブラケット２１に取り付けられる。取付部２２ａの周面、及び座部２１ａに設けた取付穴の内周面には、互いに接触する平坦面が形成されており、第２軸部材２２はブラケット２１に対して軸線まわりの回転が拘束されている。軸体２２ｂは、取付部２２ａを設けた一端側から先端部２２ｃに亘って、周面の一部を切除した平坦面を有する。軸体２２ｂに挿入する部品は、該平坦面に当接する平坦面が形成されていることで回り止めとなる。

連結部材３１は、長円板状をなし、長手方向の両端部に貫通穴を有する。連結部材３１は、一方の貫通穴に第１軸部材１２の軸体１２ｂが、他方の貫通穴に第２軸部材２２の軸体２２ｂが挿通され、第１軸部材１２及び第２軸部材２２を連結する。また、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の軸間距離は、両方の貫通穴の中心間の寸法によって決まり、一定に保たれる。第１軸部材１２及び第２軸部材２２は、連結部材３１によって軸線まわりに回転可能に支持されている。また、連結部材３１は、中央部に第３軸部材３２を取り付けるための取付穴を有し、該取付穴の内周面には平坦面３１ａが形成されている。２つの摩擦用ワッシャ４１は、連結部材３１の両面を挟さむように軸体１２ｂに挿入されている。同様に２つの摩擦用ワッシャ５１は、連結部材３１の両面を挟さむように軸体２２ｂに挿入されている。摩擦用ワッシャ４１及び５１は、内周面に回り止め用の平坦面が設けてある。

第１カム筒１３は、円筒状をなし、周面１３ａにＵ字溝状のカム溝１３ｂが形成されている。カム溝１３ｂは、周面１３ａを螺旋状に巻回する形状で、半周（筒端から見て中心軸まわりに１８０°）よりもやや大きい角度に亘って設けられている。第１カム筒１３は、内周面に平坦面１３ｃが設けてあり、第１軸部材１２の軸体１２ｂに挿入した状態で軸線まわりの回転が軸体１２ｂに拘束され、第１軸部材１２と一体的に軸線まわりに回転する。第１軸部材１２における軸体１２ｂの周側部に第１カム筒１３のカム溝１３ｂが設けられ、第１軸部材１２の軸線まわりの回転に伴って、カム溝１３ｂも回転する。尚、カム溝１３ｂは本発明の第１案内部に相当する。第１カム筒１３は本発明の第１筒体に相当する。

第２カム筒２３は、第１カム筒１３と同様に、円筒状をなし、周面２３ａにＵ字溝状のカム溝２３ｂが形成されている。カム溝２３ｂは、周面２３ａを螺旋状に巻回する形状で、半周（筒端から見て中心軸まわりに１８０°）よりもやや大きい角度に亘って設けられている。第２カム筒２３は、内周面に平坦面２３ｃが設けてあり、第２軸部材２２の軸体２２ｂに挿入した状態で軸線まわりの回転が軸体２２ｂに拘束され、第２軸部材２２と一体的に軸線まわりに回転する。第２軸部材２２における軸体２２ｂの周側部に第２カム筒２３のカム溝２３ｂが設けられ、第２軸部材２２の軸線まわりの回転に伴って、カム溝２３ｂも回転する。尚、カム溝２３ｂは本発明の第２案内部に相当する。第２カム筒２３は本発明の第２筒体に相当する。

図５を参照し、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂについて詳述する。カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂは、互いに逆巻きにそれぞれ周面１３ａ及び周面２３ａを螺旋状に巻回する形状で設けられている。また、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂのリード及びリード角は同一である。リードは螺旋が１周したときの軸方向の距離であり、リード角は軸垂直断面からの螺旋の傾きの角度である。第１カム筒１３を第１軸部材１２の軸体１２ｂに挿入し、第２カム筒２３を第２軸部材２２の軸体２２ｂに挿入した状態で、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂのうち正対する箇所それぞれの筒端からの距離Ｌ１及び距離Ｌ２が等しくなるように構成されている。

カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂのリード角は、例えば２０°から４５°の範囲で設けると良く、３０°程度とするのが好適である。カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂにはそれぞれ、後述するように、スライド部材３３の突起部３３ｃ及び突起部３３ｄが嵌め合わされており、嵌め合い公差によって、第１カム筒１３及び第２カム筒２３の周方向への遊びが生じる。リード角を２０°より小さくすると、遊びが大きくなり、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角のずれが大きくなる。リード角を２０°以上とすることで、遊びが小さくなり、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角のずれを小さく抑えることができる。一方、リード角を４５°より大きくすると、突起部３３ｃ及び突起部３３ｄそれぞれがカム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂを移動する際に生じる抵抗が大きくなり、カバー部１１０が開きにくくなる。リード角を４５°以下とすることで、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転時の抵抗が抑制され、スムーズにカバー部１１０を開くことができる。第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角のずれの許容性、並びにカバー部１１０の開き易さを考慮すると、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂのリード角は３０°程度とするのが好適である。

連結部材３４は、長円板状をなし、長手方向の両端部に貫通穴を有している。連結部材３４は、一方の貫通穴に第１軸部材１２の軸体１２ｂが、他方の貫通穴に第２軸部材２２の軸体２２ｂが挿通され、第１軸部材１２及び第２軸部材２２を連結する。また、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の軸間距離は、両方の貫通穴の中心間の寸法によって決まり、一定に保たれる。連結部材３４の長手方向の両端部に設けた貫通穴の中心間の寸法は、連結部材３１の長手方向の両端部に設けた貫通穴の中心間の寸法と同一であり、第１軸部材１２及び第２軸部材２２は、それぞれの軸線が平行になるように配置されている。

第１軸部材１２及び第２軸部材２２は、連結部材３４によって軸線まわりに回転可能に支持されている。また、連結部材３４は、中央部に第３軸部材３２を取り付けるための取付穴を有し、該取付穴の内周面には平坦面３４ａが形成されている。連結部材３４の第１カム筒１３側には、摩擦用ワッシャ４１と同等な摩擦用ワッシャ４２が軸体１２ｂに挿入されており、同様に摩擦用ワッシャ５１と同等な摩擦用ワッシャ５２が軸体２２ｂに挿入されている。連結部材３４の第１カム筒１３と反対側には、位置決めワッシャ４３、複数の皿ばね４４、ワッシャ４５が軸体１２ｂに挿入され、位置決めワッシャ５３、複数の皿ばね５４、ワッシャ５５が軸体２２ｂに挿入されている。第１軸部材１２及び第２軸部材２２は、それぞれの先端部１２ｃ及び先端部２２ｃを鍔状にかしめて抜け止めする。

第３軸部材３２は、軸線方向のほぼ全長に亘って、周面を切除した平坦面３２ａを有する。第３軸部材３２は、連結部材３１及び連結部材３４それぞれの中央部に設けた取付穴に端部が挿通され、取り付けられている。第３軸部材３２は、平坦面３２ａが連結部材３１側の平坦面３１ａ及び連結部材３４側の平坦面３４ａに当接することにより、連結部材３１及び連結部材３４に対して軸線まわりの回転が拘束される。第３軸部材３２は、第１軸部材１２及び第２軸部材２２と平行に、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の各軸線間の中央に配置されている。

スライド部材３３は筒状をなし、周面３３ａに突起部３３ｃを、周面３３ｂに突起部３３ｄ（図６参照）を有する。周面３３ａは第１カム筒１３の周面１３ａに沿う湾曲した凹面形状を有する。同様に、周面３３ｂは第２カム筒２３の周面２３ａに沿う湾曲した凹面形状を有する。突起部３３ｃは円錐台状をなし、カム溝１３ｂに嵌合する。同様に、突起部３３ｄは円錐台状をなし、カム溝２３ｂに嵌合する。スライド部材３３は、第３軸部材３２に挿入されており、内周面に設けた平坦面３３ｅが第３軸部材３２の平坦面３２ａに当接し、第３軸部材３２に対して軸線まわりの回転が拘束されている。また、スライド部材３３は、第１軸部材１２及び第２軸部材２２に沿って、第３軸部材３２の軸体に摺動可能に支持されている。尚、突起部３３ｃ及び突起部３３ｄは本発明の嵌合部に相当する。

位置決めワッシャ４３及び位置決めワッシャ５３は、内周面に回り止め用の平坦面を有し、連結部材３４に対向する面に凸部が形成されている。連結部材３４の長手方向の両端部に設けた貫通穴の縁部には、該凸部が嵌まる凹部が設けられている。位置決めワッシャ４３及び位置決めワッシャ５３に設けた凸部は、カバー部１１０の開き角度を０°に設定する直前の角度（例えば５°程度の角度）で、連結部材３４に設けた凹部に嵌まり始める。また、位置決めワッシャ４３及び位置決めワッシャ５３に設けた凸部は、カバー部１１０の開き角度を３６０°に設定する直前の角度（例えば３５５°程度の角度）で、連結部材３４に設けた別の凹部に嵌まり始める。カバー部１１０及び本体部１２０は、皿ばね４４及び５４の押圧力に基づいて、開き角度が０°又は３６０°になる方向に付勢力を受ける。

次に二軸ヒンジ装置１の動作について説明する。図７は二軸ヒンジ装置１を所定の各角度に回転した状態での外観を示す斜視図である。

図７Ａは、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度が０°の状態を示している。この状態で、二軸ヒンジ装置１を用いる電子機器１００は、カバー部１１０の開き角度を０°に設定した状態、即ちカバー部１１０を閉じた状態になっている。スライド部材３３は、第３軸部材３２上における第１軸部材１２の先端部１２ｃ側に位置し、カバー部１１０を開いていくと、フランジ１１側に移動していく。尚、第１カム筒１３及び第２カム筒２３を両筒端が逆に位置するように組み立てた場合、スライド部材３３は、第３軸部材３２上におけるフランジ１１側に位置し、カバー部１１０を開いていくと、第１軸部材１２の先端部１２ｃ側に移動していく。

図７Ｂは、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度が各６７．５°であり、全体として１３５°開いた状態を示している。スライド部材３３は、第３軸部材３２上を第１軸部材１２の先端部１２ｃ側からフランジ１１側にスライド移動した位置にある。上述のように、第１軸部材１２に設けたカム溝１３ｂ及び第２軸部材２２に設けたカム溝２３ｂは、互いに逆巻きにそれぞれ周面１３ａ及び周面２３ａを螺旋状に巻回し、軸方向ピッチは同一である。このため、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度は同期し、同じ角度だけ回転する。この状態で、二軸ヒンジ装置１を用いる電子機器１００は、カバー部１１０の開き角度を１３５°に設定した状態になっている。

図７Ｃは、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度が各９０°であり、全体として１８０°開いた状態を示している。スライド部材３３は、第３軸部材３２上をさらにフランジ１１側にスライド移動した位置にある。また、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度は同期し、同じ角度だけ回転する。この状態で、二軸ヒンジ装置１を用いる電子機器１００は、カバー部１１０の開き角度を１８０°に設定した状態になっており、カバー部１１０及び本体部１２０が平坦になる。

図７Ｄは、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度が各１５７．５°であり、全体として３１５°開いた状態を示している。スライド部材３３は、第３軸部材３２上をさらにフランジ１１側にスライド移動した位置にある。また、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度は同期し、同じ角度だけ回転する。この状態で、二軸ヒンジ装置１を用いる電子機器１００は、カバー部１１０の開き角度を３１５°に設定した状態になっている。

図７Ｅは、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度が各１８０°であり、全体として３６０°開いた状態を示している。スライド部材３３は、第３軸部材３２上をさらにフランジ１１側にスライド移動した位置にある。また、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の回転角度は同期し、同じ角度だけ回転する。この状態で、二軸ヒンジ装置１を用いる電子機器１００は、カバー部１１０の開き角度を３６０°に設定した状態になっており、カバー部１１０及び本体部１２０が完全に折り返されている。

図７Ａから図７Ｅまでの一連の回転において、皿ばね４４の押圧力に基づいて生じる連結部材３１及び摩擦用ワッシャ４１間の摩擦力と、連結部材３４及び摩擦用ワッシャ４２間の摩擦力とによって、第１軸部材１２の回転角度は任意の角度で保持される。同様に、皿ばね５４の押圧力に基づいて生じる連結部材３１及び摩擦用ワッシャ５１間の摩擦力と、連結部材３４及び摩擦用ワッシャ５２間の摩擦力とによって、第２軸部材２２の回転角度は任意の角度で保持される。

図８は、二軸ヒンジ装置１を用いた電子機器１００を３１５°開いた状態での外観を示す斜視図である。二軸ヒンジ装置１を設けたカバー部１１０及び本体部１２０それぞれの一辺側を上に、カバー部１１０及び本体部１２０それぞれの対辺側を下にして机上に置いたとき、連結部材３１及び連結部材３４の長手方向が水平になり、カバー部１１０及び本体部１２０の傾斜角度が同じになる。このため、電子機器１００が転倒しにくくなり、外観上も安定感がありデザイン的にもよい。

以上のとおり、本実施形態によれば、第１軸部材１２の周側部に第１カム筒１３のカム溝１３ｂが設けられ、第２軸部材２２の周側部に第２カム筒２３のカム溝２３ｂが設けられており、第１軸部材１２と第２軸部材２２は平行に配置されている。カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂに嵌合する突起部３３ｃ及び突起部３３ｄを有するスライド部材３３は第１軸部材１２に沿って摺動する。カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂは互いに逆巻きの螺旋状に形成してある。第１軸部材１２を回転させると、突起部３３ｃが螺旋状のカム溝１３ｂによって案内され、スライド部材３３が第１軸部材１２に沿って摺動する。スライド部材３３の摺動によって、逆巻きの螺旋状に形成したカム溝２３ｂに嵌合する突起部３３ｄが第１軸部材１２に沿って摺動することで、第１軸部材１２の回転に同期して第２軸部材２２を回転させることができる。

また、突起部３３ｃが螺旋状のカム溝１３ｂに嵌合し、突起部３３ｄがカム溝２３ｂに嵌合しているので、連結ギアを用いた連結によって生じるバックラッシに比較して、ガタを生じにくい。また、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂの溝幅を広くすることによって、突起部３３ｃ及び突起部３３ｄの外形寸法が大きくなり強度が増すので、耐久性を向上させることができる。

また、第１軸部材１２及び第２軸部材２２とは別体に、周面にカム溝を形成した第１カム筒１３及び第２カム筒２３を設けることで、各部品の加工が容易になり、製造コストを抑えることができる。

また、連結部材３１及び連結部材３４により、第１軸部材１２及び第２軸部材２２を回転可能に支持するとともに、スライド部材３３を摺動可能に支持する第３軸部材３２も支持するので、機構部の構成が簡素化される。

（実施の形態２）
実施の形態１では、第１カム筒１３及び第２カム筒２３にカム溝を１８０°程度形成した場合を示したが、実施の形態２では、カム溝を９０°程度形成する構成とする。図９は、本発明の実施の形態２に係る二軸ヒンジ装置１の第１カム筒１３及び第２カム筒２３の外観を示す斜視図である。尚、実施の形態２における第１カム筒１３及び第２カム筒２３以外の二軸ヒンジ装置１の構成及び動作は、実施の形態１における二軸ヒンジ装置１の構成及び動作と同等であり、記載の簡潔化のため、説明を省略する。

図９に示す第１カム筒１３は、実施の形態１における第１カム筒と同様に、円筒状をなし、周面１３ａにＵ字溝状のカム溝１３ｂが形成されている。カム溝１３ｂは、周面１３ａを螺旋状に巻回する形状で、１／４周（筒端から見て中心軸まわりに９０°）よりもやや大きい角度に亘って設けられている。第１カム筒１３は、内周面に平坦面１３ｃが設けてあり、第１軸部材１２の軸体１２ｂに挿入した状態で軸線まわりの回転が軸体１２ｂに拘束され、第１軸部材１２と一体的に軸線まわりに回転する（図４参照）。第１軸部材１２における軸体１２ｂの周側部に第１カム筒１３のカム溝１３ｂが設けられ、第１軸部材１２の軸線まわりの回転に伴って、カム溝１３ｂも回転する。

第２カム筒２３は、第１カム筒１３と同様に、円筒状をなし、周面２３ａにＵ字溝状のカム溝２３ｂが形成されている。カム溝２３ｂは、周面２３ａを螺旋状に巻回する形状で、１／４周（筒端から見て中心軸まわりに９０°）よりもやや大きい角度に亘って設けられている。第２カム筒２３は、内周面に平坦面２３ｃが設けてあり、第２軸部材２２の軸体２２ｂに挿入した状態で軸線まわりの回転が軸体２２ｂに拘束され、第２軸部材２２と一体的に軸線まわりに回転する（図４参照）。第２軸部材２２における軸体２２ｂの周側部に第２カム筒２３のカム溝２３ｂが設けられ、第２軸部材２２の軸線まわりの回転に伴って、カム溝２３ｂも回転する。

カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂは、互いに逆巻きにそれぞれ周面１３ａ及び周面２３ａを螺旋状に巻回する形状で設けられている。また、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂのリード及びリード角は同一である。実施の形態１と同様に、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂのリード角は、例えば２０°から４５°の範囲で設けると良く、３０°程度とするのが好適である。カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂが、１／４周分設けてあるので、二軸ヒンジ装置１は、０°から１８０°まで開閉することができる。カバー部１１０と本体部１２０との開き角度を１８０°まで使用する電子機器１００についても、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂを１／４周よりもやや大きい角度に亘って設け、カバー部１１０と本体部１２０とを同期して回転させることができる。

（実施の形態３）
実施の形態１及び２では、第１カム筒１３及び第２カム筒２３にカム溝を形成する場合を示したが、実施の形態３では、凸条形をなすカムを形成する構成とする。図１０は本発明の実施の形態３に係る二軸ヒンジ装置１の正面図、図１１はスライド部材３３の外観を示す斜視図である。図１０においてスライド部材３３は軸方向の断面で示している。尚、実施の形態３における第１カム筒１３、第２カム筒２３、スライド部材３３以外の二軸ヒンジ装置１の構成及び動作は、実施の形態１における二軸ヒンジ装置１の構成及び動作と同等であり、記載の簡潔化のため、説明を省略する。

第１カム筒１３は、実施の形態１における第１カム筒と同様に円筒状をなす。第１カム筒１３は、周面１３ａに凸条形のカム６１が形成されている。カム６１は、周面１３ａを螺旋状に巻回する形状で、半周（筒端から見て中心軸まわりに１８０°）よりもやや大きい角度に亘って設けられている。第１カム筒１３は、内周面に平坦面１３ｃが設けてあり、第１軸部材１２の軸体１２ｂに挿入した状態で軸線まわりの回転が軸体１２ｂに拘束され、第１軸部材１２と一体的に軸線まわりに回転する（図４参照）。第１軸部材１２における軸体１２ｂの周側部に第１カム筒１３のカム６１が設けられ、第１軸部材１２の軸線まわりの回転に伴って、カム６１も回転する。尚、カム６１は本発明の第１案内部に相当する。

第２カム筒２３は、実施の形態１における第２カム筒と同様に円筒状をなす。第２カム筒２３は、周面２３ａに凸条形のカム６２が形成されている。カム６２は、周面２３ａを螺旋状に巻回する形状で、半周（筒端から見て中心軸まわりに１８０°）よりもやや大きい角度に亘って設けられている。第２カム筒２３は、内周面に平坦面２３ｃが設けてあり、第２軸部材２２の軸体２２ｂに挿入した状態で軸線まわりの回転が軸体２２ｂに拘束され、第２軸部材２２と一体的に軸線まわりに回転する（図４参照）。第２軸部材２２における軸体２２ｂの周側部に第２カム筒２３のカム６２が設けられ、第２軸部材２２の軸線まわりの回転に伴って、カム６２も回転する。尚、カム６２は本発明の第２案内部に相当する。

カム６１及びカム６２は、互いに逆巻きにそれぞれ周面１３ａ及び周面２３ａを螺旋状に巻回する形状で設けられている。また、カム６１及びカム６２のリード及びリード角は同一である。実施の形態１と同様に、カム６１及びカム６２のリード角は、例えば２０°から４５°の範囲で設けると良く、３０°程度とするのが好適である。第１カム筒１３を第１軸部材１２の軸体１２ｂに挿入し、第２カム筒２３を第２軸部材２２の軸体２２ｂに挿入した状態で、カム６１及びカム６２のうち正対する箇所それぞれの筒端からの距離が等しくなるように構成されている。

スライド部材３３は筒状をなし、周面７１ａに溝部７１ｂを、周面７２ａに溝部７２ｂを有する。周面７１ａは第１カム筒１３の周面１３ａに対向し、周面７２ａは第２カム筒２３の周面２３ａに対向する。溝部７１ｂはＵ字溝状をなし、カム６１に嵌合する。同様に、溝部７２ｂはＵ字溝状をなし、カム６２に嵌合する。スライド部材３３は、第３軸部材３２に挿入されており、内周面に設けた平坦面３３ｅが第３軸部材３２の平坦面３２ａに当接し、第３軸部材３２に対して軸線まわりの回転が拘束されている（図４参照）。また、スライド部材３３は、第１軸部材１２及び第２軸部材２２に沿って、第３軸部材３２の軸体に摺動可能に支持されている。尚、溝部７１ｂ及び溝部７２ｂは本発明の嵌合部に相当する。

以上のように、第１カム筒１３に凸条形のカム６１を、第２カム筒２３に凸条形のカム６２を形成し、スライド部材３３に溝部７１ｂ及び溝部７２ｂを設けることで、第１軸部材１２及び第２軸部材２２を同期して回転させ、０°から３６０°開閉動作を行わせることができる。さらに、カム６１及びカム６２を実施の形態２と同様に１／４周（筒端から見て中心軸まわりに９０°）よりもやや大きい角度に亘って形成するようにしてもよい。

また、第１カム筒１３に形成した凸条形のカム６１と溝部７１ｂとが嵌合し、第２カム筒２３に形成した凸条形のカム６２と溝部７２ｂが嵌合しているので、連結ギアを用いた機構において生じるバックラッシに比較して、ガタを生じにくい。また、幅広の凸条形とすることによって、カム６１及びカム６２の強度が増し、耐久性を向上させることができる。

（変形例）
上述の実施形態では、第３軸部材３２は、第１軸部材１２及び第２軸部材２２と平行に、第１軸部材１２及び第２軸部材２２の各軸線間の中央に配置する構成としたが、該中央からオフセットした位置に配置する構成としてもよい。第１軸部材１２及び第２軸部材２２の軸線間の距離が小さく、部品寸法及び強度の都合上、第１軸部材１２及び第２軸部材２２間に第３軸部材３２を配置できない場合に好適である。

また、実施の形態１におけるカム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂは、第１カム筒１３を第１軸部材１２の軸体１２ｂに挿入し、第２カム筒２３を第２軸部材２２の軸体２２ｂに挿入した状態で、カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂのうち正対する箇所それぞれの筒端からの距離Ｌ１及び距離Ｌ２を等しくする例を示したが、正対する箇所が軸線方向にオフセットしていてもよい。カム溝１３ｂ及びカム溝２３ｂに嵌合する突起部３３ｃ及び突起部３３ｄを軸線方向に同等にオフセットしてスライド部材３３に設けることで、第１軸部材１２と第２軸部材２２を同期して回転させることが可能である。

上述の実施形態では、第１カム筒１３、第２カム筒２３、及びスライド部材３３に形成する各溝の形状としてＵ字溝状を例としたが、これに限ることなくＶ字溝状等のその他の形状としてもよい。また、スライド部材３３に形成する突起部３３ｃ及び突起部３３ｄの形状として円錐台状を例としたが、これに限ることなく円柱状等のその他の形状としてもよい。

尚、本発明は、上述の実施形態に限ることなく、特許請求の範囲に記載された発明の技術範囲及びそれと均等な範囲に及ぶものとする。

１二軸ヒンジ装置
１２第１軸部材
１３第１カム筒（第１筒体）
１３ｂカム溝（第１案内部）
２２第２軸部材
２３第２カム筒（第２筒体）
２３ｂカム溝（第２案内部）
３１連結部材
３２第３軸部材
３３スライド部材
３３ｃ、３３ｄ突起部（嵌合部）
３４連結部材
６１カム（第１案内部）
６２カム（第２案内部）
７１ｂ、７２ｂ溝部（嵌合部）

Claims

周側部に第１案内部を設けた第１軸部材と、
該第１軸部材と平行に配置されており、周側部に第２案内部を設けた第２軸部材と、
前記第１案内部及び第２案内部に嵌合する嵌合部を有し、前記第１軸部材の軸方向に摺動可能に支持されたスライド部材とを備えた二軸ヒンジ装置において、
前記第１案内部及び第２案内部は互いに逆巻きの螺旋状に形成してあることを特徴とする二軸ヒンジ装置。
前記第１案内部及び第２案内部は溝状に設けてあることを特徴とする請求項１に記載の二軸ヒンジ装置。
前記第１案内部及び第２案内部は凸条形に設けてあることを特徴とする請求項１に記載の二軸ヒンジ装置。
前記第１軸部材の軸体に挿入され、周面に前記第１案内部を形成した第１筒体と、
前記第２軸部材の軸体に挿入され、周面に前記第２案内部を形成した第２筒体とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の二軸ヒンジ装置。
前記第１軸部材及び第２軸部材を回転可能に支持して連結する連結部材と、
該連結部材に支持されており、前記スライド部材を摺動可能に支持する第３軸部材とを
備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の二軸ヒンジ装置。
前記第１案内部及び第２案内部は、螺旋のリード角が２０°〜４５°であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の二軸ヒンジ装置。