JP4018093B2 - ヒンジ機構 - Google Patents

Description

本発明は、開閉軸と、この開閉軸に直交する回転軸とを有するヒンジ機構に関するものである。

ヒンジ機構は、例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の筐体およびモニタ部を回動可能に結合するものであり、筐体からモニタ部を開閉可能に支持する開閉軸と、開閉軸と直交し開状態のモニタ部を回転可能に支持する回転軸とを有した構造が採用されている。
このようなヒンジ機構において、例えば、開閉軸を支持する支持部と開閉軸に相互に当接するように設けられた角度規制片と、回転軸に突設された規制フランジと、開閉軸の支持部に取付けられ規制フランジに臨む回転規制部とを備えたものが提案されている（特許文献１参照）。これは、開閉軸と回転軸とがそれぞれ独立した回転に対する角度規制機能を有しており、例えば開閉軸が一定の角度範囲でないときには回転軸の回転を規制できるようになっている。
特開２０００−２４０６３６号公報

ところが、上記従来のヒンジ機構は、ヒンジ機構を構成する部品が細分化されている。例えば、開閉軸を回転可能に支持する支持部材は、バネ部材およびブラケットをそれぞれ左右一対に備えて筐体に取付けられており、これらバネ部材およびブラケットが接合された構成となっている。この場合、支持部材の部品点数が多くなるとともに、それら部品のそれぞれを切削加工する加工工数が増加する。その結果、ヒンジ機構の製造コストが増加してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、部品点数を削減するとともに、それら部品の加工工数を削減して、製造コストを削減することができるヒンジ機構を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち本発明は、筐体に固定される開閉ブラケットと、前記開閉ブラケットに回転可能に支持され開閉軸をなすメインベースと、前記メインベースを直交するように貫通して回転可能に支持され回転軸をなすメインシャフトと、を備えてなるヒンジ機構であって、前記メインシャフトは、その上部に、天面が円弧状に形成され互いに間隔をおいて対向した一対の回転規制板を備えてなり、前記開閉ブラケットは、前記開閉軸に沿って延びる延在部を一体に備えてなり、前記延在部は、前記回転軸方向下側に突出する段差部を備えてなり、前記段差部は、前記一対の回転規制板の間に、前記一対の回転規制板の天面に沿う方向に挿脱可能に係合されることを特徴とする。

開閉ブラケットは、メインシャフトの上部に設けた一対の回転規制板に当接して相対回転を規制する機能を有する。このような開閉ブラケットが延在部を一体に備えることで、相対回転を規制するために必要な部品を多数設置する必要がなくなるとともに、それら部品のそれぞれを切削加工する必要がなくなる。
また、一対の回転規制板は、その天面が円弧状に形成されており、開閉ブラケットの延在部に設けられ一対の回転規制板の間に係合可能な段差部がその天面に沿う方向に挿脱可能である。そのため、その延在部が開閉軸回りに回転移動してメインシャフトの上方に位置していないとき、段差部が一対の回転規制板の間に係合されないため、段差部が一対の回転規制板に当接せずその相対回転が規制されなくなる。しかし、開閉ブラケットがメインシャフトの上方に位置したとき、段差部が一対の回転規制板の間に係合されるため、メインシャフトが回転軸回りに相対回転する際、段差部が一対の回転規制板に当接してその相対回転が規制される。したがって、所定の条件でのみ相対回転を規制することが、このような簡易な構成で実現可能である。

また、本発明に係るヒンジ機構において、前記メインシャフトには、前記一対の回転規制板の固定位置を調節するためのカラーが設けられていることを特徴とする。

メインシャフトにカラーを設けることで、一対の回転規制板の固定位置を適当な高さに調節することが可能となる。そのため、相対回転を規制する際に必要な回転規制板の強度を確保するように回転規制板の高さ寸法を短めに設定し、そのような高さ寸法であっても段差部と係合できるようにメインシャフトの固定位置を底上げするカラーを設けることで、縦横比の増大に伴って構造的な剛性の低下を来たした回転規制板が変形して相対回転を規制できなくなる、といった不具合を防止することができる。

また、本発明に係るヒンジ機構において、前記開閉ブラケットは、板状体をプレス成形してなることを特徴とする。

開閉ブラケットを板状体でプレス成形することで、開閉ブラケットの成形が容易となるため、開閉ブラケットを余分に接合したり切断したりする手間を省略することが可能となる。

本発明のヒンジ機構によれば、簡易な構成で機能し、相対回転を規制するために必要な部品を多数設置する必要がなくなるとともに、それら部品のそれぞれを切削加工する必要がなくなるので、ヒンジ機構の部品点数を削減することができ、また、それら部品のそれぞれを切削加工する加工工数を削減することができる。したがって、ヒンジ機構の製造コストを削減することができる。

また、本発明のヒンジ機構によれば、回転規制板が変形して相対回転を規制できなくなる、といった不具合を防止することができるので、回転規制板による相対回転の規制を確実に行うことができる。

また、本発明のヒンジ機構によれば、開閉ブラケットを余分に接合したり切断したりする手間を省略することが可能となるので、部品点数削減、切削加工削減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明を適用したヒンジ機構を示す斜視図であり、図２は、このヒンジ機構を分解して示した斜視図である。このヒンジ機構は、例えばビデオカメラの筐体に固定される開閉ブラケット２と、この開閉ブラケット２にピン１０，１１を介して回転可能に支持されたメインベース１と、このメインベース１を直交するように貫通して回転可能に支持されたメインシャフト７と、このメインシャフト７の下端部に設けられて例えば液晶ユニットを有するモニタ部が取付けられるＬＣＤプレート８とを備えてなる。このヒンジ機構は、筐体の側面に装着されたモニタ部の開閉及び回転動作を可能にする２軸ヒンジ機構である。

また、このヒンジ機構は、開閉ブラケット２に対するメインベース１の回転を規制する、言い換えれば、モニタ部の開閉軸回りの開閉動作を所定の角度範囲内、例えば図１の開閉軸における矢印の方向を＋としたときの０°〜＋９０°でのみ許容する開閉ストッパ１２と、開閉ブラケット２に対するメインシャフト７の回転を規制する、言い換えれば、モニタ部の回転軸回りの回転動作を所定の角度範囲内、例えば図１の回転軸における矢印の方向を＋としたときの−９０°〜＋１８０°でのみ許容する回転ストッパ４と、これらメインベース１及びメインシャフト７のいずれか一方の回転が所定の角度範囲内にあるときだけ、他方の回転を許容する機構（回転規制板６）とを備えている。

以下、ヒンジ機構の各構成要素について詳細に説明する。なお、以下で使用する左右、上下、前後等は、このフランジ機構を図１の矢視方向から見た場合における左右、上下、前後等をいうものとする。
メインベース１は、金属製の板状体を成形してなるものであり、ＬＣＤプレート８に取付けられたモニタ部の開閉軸となる。そして、メインシャフト挿通孔２４および一対の付勢板挿通孔２５が穿設された長方形板状の底板部２１と、該底板部２１の長さ方向両端部からそれぞれ略直角に起立する一対の側壁部２２と、底板部２１の長さ方向中央部長辺側にて略直角に起立する回転ストッパ受け部２３とを備えてなる。なお、一対の側壁部２２には、ピン挿通孔２２ａが穿設されている。
このメインベース１は、一対の側壁部２２によって開閉ブラケット２の支持部３２を挟持させた状態で、これら側壁部２２の挿通孔２２ａと後述する支持部３２の挿通孔３２ａにピン１０，１１を挿通することにより、開閉ブラケット２に対し相対回転可能に支持される。

底板部２１の上側には、中央にメインシャフト挿通孔４１を有して上方に緩やかに屈曲した付勢板３が設置されている。この付勢板３の両端には、両端から屈曲して下方に突出した脚部４２が設けられている。これら脚部４２が底板部２１の付勢板挿通孔２５に係合することで、付勢板３が底板部２１に固定される。また、付勢板３の上面には、半球状に形成され前後方向に配置された一対の突起部４３が設けられている。メインシャフト７が回転して後述する回転ストッパ４の凹部４ｂがこの突起部４３に係合したとき、メインシャフト７の相対回転が係止される。

開閉ブラケット２は、金属製の板状体を成形してなるものであり、筐体にネジ止め固定される被固定部３１と、ピン挿通孔３２ａが穿設された支持部３２と、これら左右一対の支持部３２及び被固定部３１を相互に連結する連結部（延在部）３３とを一体に備えている。
被固定部３１は、筐体に当接する面とは反対側の面３１Ａを正面側に向けて開閉軸に沿って延びており、ネジ挿通孔３４が穿設された正方形板状のネジ止め部３５と、このネジ止め部３５よりも幅の狭い長方形板状のアーム部３６とからなる。このアーム部３６の開閉軸に沿う方向の内側端部は、支持部３２の後面側に連なっている。

連結部３３は、被固定部３１の上面側同士を連結するように、開閉軸に沿って延びており、その長さ方向中央部には回転規制板受け部３７が形成されている。この回転規制板受け部３７は、連結部３３の中央部を上面側から下面側に向けて局所的にプレス成形することにより、回転軸方向下側に突出する段差部を形成してなるものである。この回転規制板受け部（段差部）３７がメインシャフト７に設けられた回転規制板６の直上に位置しているとき、メインシャフト７の回転動作は規制される。

メインシャフト７は、付勢板３を回転可能に挿通できるように、中央部より上側を小径として円柱状に形成されている。また、下端部には、円柱外縁の対向する一部を切欠いたＬＣＤプレート取付部７ａが形成されている。そのＬＣＤプレート取付部７ａには、挿通孔８ａを穿設されたＬＣＤプレート８が相対回転不能に取付けられている。このメインシャフト７は、このＬＣＤプレート８に穿設された挿通孔８ｂに取付けられるモニタ部の回転軸となるものであり、メインベース１の底板部２１に穿設されたメインシャフト挿通孔２４を直交するように貫通して該メインベース１に回転可能に支持されている。

また、メインシャフト７には、小径に形成された中央部から上端部にわたって、外縁の対向する一部を切除して断面積を小さくしたストッパ取付部７ｂが形成されている。このストッパ取付部７ｂには、付勢板３の上面に摺動可能に配置される回転ストッパ４が設けられている。この回転ストッパ４は、略円板状をなす回転ストッパ本体４ｂの外縁の一部を径方向外方に突出させてなるストッパ部４ａと、付勢板３の一対の突起部４３に係合可能に配置され、回転ストッパ本体４ｂの外縁の一部を径方向内方に切欠いてなる一対の凹部４ｂと、中央にストッパ取付部７ｂを挿通し係合できる挿通孔４ｃとを備えてなり、メインシャフト７に相対回転不能に固定されている。このストッパ部４ａは、メインシャフト７が開閉ブラケット２に対して所定角度相対回転すると、メインベース１側の回転ストッパ受け部２３に当接し、それ以上の相対回転を規制する。またこのとき、一対の凹部４ｂに一対の突起部４３がそれぞれ係合して、メインシャフト７の相対回転が係止される。

また、メインシャフト７の上端部には、挿通孔６ｂを有する底板部６ａが、ストッパ取付部７ｂを挿通孔６ｂに係合して固定されている。この底板部６ａの両端には、互いに間隔をおいて対向する一対の回転規制板６が立設されている。これら回転規制板６は、その天面が円弧面状に凸曲している。そのため、開閉ブラケット２が回転軸回りに相対回転する際、一対の回転規制板６が回転規制板受け部３７に当接してその回転を規制する一方で、開閉軸回りに相対回転する際、一対の回転規制板６が回転規制板受け部３７に当接せずにその回転を許容する。すなわち、回転規制板受け部３７は、一対の回転規制板６の間に係合されており、開閉ブラケット２が開閉軸回りに相対回転して一対の回転規制板６の天面に沿う方向に挿脱できるようになっている。

また、回転ストッパ４と底板部６ａとの間には、メインシャフト７を挿通される円筒状のカラー５が介装されている。このカラー５は、所定の高さ寸法を有しており、一対の回転規制板６を固定する底板部６ａの位置を調節する。

メインベース１の側壁部２２の一方、すなわち右側には、開閉ストッパ１２が取付けられている。この開閉ストッパ１２は、ピン挿通孔１２ｂを有しており、開閉ブラケット２にメインベース１を回転可能に支持しているピン１０にカシメられて、メインベース１に対しては相対回転不能である一方で、開閉ブラケット２に対しては相対回転可能となるように固定されている。そして、略「６」字状をなすように形成されており、開閉ブラケット２がメインベース１に対して開閉軸回りに９０°相対回転すると、開閉ブラケット２のアーム部３６が開閉ストッパ１２の鉤部１２ａに当接し、それ以上の相対回転が規制される。

また、側壁部２２の他方、すなわち左側には、ピン止め部１３が取付けられている。このピン止め部１３は、ピン挿通孔１３ａを有しており、開閉ブラケット２にメインベース１を回転可能に支持しているピン１１にカシメられて、メインベース１に対しては相対回転不能である一方で、開閉ブラケット２に対しては相対回転可能となるように固定されている。

次に、上記の構成からなるヒンジ機構の機能および作用について説明する。
このヒンジ機構を用いて、筐体の側面に装着されたモニタ部の開閉及び回転動作を以下の手順で行う。
まず、ヒンジ機構の初期状態は、図１に示すような状態である。すなわち、筐体の側面に装着されたモニタ部を筐体に閉じた状態（閉状態）であり、メインベース１もメインシャフト７も未回転である。このとき、モニタ部を固定したＬＣＤプレート８が回転軸回りに相対回転しようとしても、開閉ブラケット２の回転規制板受け部３７と一対の回転規制板６とが当接してその回転が規制されるため、相対回転できない。

ここで、モニタ部を筐体から開いた状態（開状態）にすると、図３に示すような状態、すなわち、開閉ブラケット２がメインベース１に対して開閉軸回りに９０°相対回転させた状態となる。このとき、ＬＣＤプレート８が、メインシャフト７、メインベース１および開閉ストッパ１２と一体となって、メインベース１を開閉軸として図１の矢印の方向に相対回転する。
しかしながら、開閉ブラケット２がメインベース１に対して開閉軸回りに９０°相対回転すると、開閉ブラケット２のアーム部３６と開閉ストッパ１２の鉤部１２ａとが当接して、それ以上の相対回転は規制される。なお、このとき、開閉ブラケット２が相対回転したことで、開閉ブラケット２の回転規制板受け部３７と一対の回転規制板６とが当接した状態を解除されるため、モニタ部を固定したＬＣＤプレート８が回転軸回りに相対回転できるようになる。

さらに、モニタ部が開状態のままモニタ部を回転軸回りに９０°相対回転すると、図４に示すような状態、すなわち、メインシャフト７を回転軸回りに９０°相対回転させた状態となる。このとき、ＬＣＤプレート８が、メインシャフト７および回転ストッパ４と一体となって、メインシャフト７を回転軸として図１の矢印の方向に相対回転する。
しかしながら、メインシャフト７がメインベース１に対して回転軸回りに１８０°相対回転すると、メインベース１の回転ストッパ受け部２３と回転ストッパ４のストッパ部４ａとが当接して、それ以上の相対回転は規制される。なお、このとき、回転ストッパ４の凹部４ｂと、付勢板３の突起部４３がそれぞれ係合するとともに、付勢板３がその上面を回転ストッパ４の下面に押付けるように付勢することによって、メインシャフト７の相対回転が係止される。
なお、この状態から上記手順を逆に行うことで、モニタ部を開状態から閉状態にすることが可能である。

上記のようなヒンジ機構において、開閉ブラケット２は、メインシャフト７の上部に設けた一対の回転規制板６に当接して相対回転を規制する機能を有する。このような開閉ブラケット２が開閉軸に沿って延びた連結部３３を一体に備えることで、開閉ブラケット２の相対回転を規制するために必要な部品を多数設置する必要がなくなるとともに、それら部品のそれぞれを切削加工する必要がなくなる。したがって、ヒンジ機構の部品点数を削減することができ、また、それら部品のそれぞれを切削加工する加工工数を削減することができる。その結果、ヒンジ機構の製造コストを削減することができる。

また、一対の回転規制板６は、その天面が円弧状に形成されており、連結部３３に設けられ一対の回転規制板６の間に係合された回転規制板受け部３７がその天面に沿う方向に挿脱可能である。そのため、連結部３３が回転軸回りに回転移動してメインシャフト７の上方に位置していないとき、回転規制板受け部３７が一対の回転規制板６の間に係合されないため、回転規制板受け部３７が一対の回転規制板６に当接せず、回転軸回りの相対回転が規制されなくなる。しかし、開閉ブラケット２がメインシャフト７の上方に位置したとき、回転規制板受け部３７が一対の回転規制板６の間に係合されるため、メインシャフト７が回転軸回りに相対回転する際、回転規制板受け部３７が一対の回転規制板６に当接して回転軸回りの相対回転が規制される。したがって、所定の条件でのみ相対回転を規制することが、このような簡易な構成で実現可能である。

また、上記のようなヒンジ機構において、メインシャフト７にカラー５を設けることで、一対の回転規制板６の固定位置を適当な高さに調節することが可能となる。そのため、相対回転を規制する際に必要な回転規制板６の強度を確保するように回転規制板６の高さ寸法を短めに設定し、そのような高さ寸法であっても回転規制板受け部３７と係合できるようにメインシャフト７の固定位置を底上げするカラー５を設けることで、縦横比の増大に伴って構造的な剛性の低下を来たした回転規制板６が変形して相対回転を規制できなくなる、といった不具合を防止することができる。したがって、回転規制板６による相対回転の規制を確実に行うことができる。

また、上記のようなヒンジ機構において、開閉ブラケット２を板状体でプレス成形することで、開閉ブラケット２の成形が容易となるため、開閉ブラケット２を余分に接合したり切断したりする手間を省略することが可能となる。したがって、部品点数削減、切削加工削減を図ることができ、その結果、ヒンジ機構の製造コストを削減することができる。

なお、上記実施の形態において、開閉ブラケット２は、板状体をプレス成形してなるものに限るものではなく、開閉軸に沿って延びる延在部を一体に備えていればよい。
また、上記実施の形態において、メインシャフト７が相対回転して一対の回転規制板６が回転規制板受け部３７に当接しても、一対の回転規制板６の強度を確保することができれば、メインシャフト７には、一対の回転規制板６の固定位置を調節するためのカラー５が設けられなくてもよい。

本発明の実施の形態に係るヒンジ機構の初期状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を分解して示した斜視図である。 図１の状態から開閉ブラケットに対してメインベースを開閉軸回りに９０°相対回転させた状態を示す斜視図である。 図３の状態から更にメインシャフトを回転軸回りに９０°相対回転させた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ メインベース
２ 開閉ブラケット
４ 回転ストッパ
５ カラー
６ （一対の）回転規制板
７ メインシャフト
８ ＬＣＤプレート
１２ 開閉ストッパ
３３ 連結部（延在部）
３７ 回転規制板受け部（段差部）

Claims (3)

1. 筐体に固定される開閉ブラケットと、
   前記開閉ブラケットに回転可能に支持され開閉軸をなすメインベースと、
   前記メインベースを直交するように貫通して回転可能に支持され回転軸をなすメインシャフトと、
   を備えてなるヒンジ機構であって、
   前記メインシャフトは、その上部に、天面が円弧状に形成され互いに間隔をおいて対向した一対の回転規制板を備えてなり、
   前記開閉ブラケットは、前記開閉軸に沿って延びる延在部を一体に備えてなり、
   前記延在部は、前記回転軸方向下側に突出する段差部を備えてなり、
   前記段差部は、前記一対の回転規制板の間に、前記一対の回転規制板の天面に沿う方向に挿脱可能に係合されることを特徴とするヒンジ機構。
2. 前記メインシャフトには、前記一対の回転規制板の固定位置を調節するためのカラーが設けられていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
3. 前記開閉ブラケットは、板状体をプレス成形してなることを特徴とする請求項１または２記載のヒンジ機構。

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