枢纽装置 【技术领域】
本发明涉及笔记本型电脑、电子辞典等中可回转地连结机器主体和盖且可使盖停在任意位置的枢纽装置。
背景技术
通常，这种枢纽装置具有一对枢纽部件。各枢纽部件分别可回转地连结在机器主体和盖上，并相互可回转地连结。由此，将机器主体和盖可回转地连结起来。
另外，枢纽装置具有不能回转地连结在一侧的枢纽部件上并可沿回转轴线方向移动的可动部件，在该可动部件和另一侧的枢纽部件之间设有摩擦部件。该摩擦部件由将可动部件向另一侧的枢纽部件施力的螺旋弹簧(施力部件)按压并使其与另一侧的枢纽部件和可动部件接触。因此，在要转动或转动一对枢纽部件时，在另一侧的枢纽部件和可动部件之间产生对应于螺旋弹簧的施力的大小的摩擦阻力。该摩擦阻力设定得大于盖的自重引起的回转转矩。因此，可以使盖停止在任意位置(参照实公平7-47579号公报)。
在上述现有枢纽装置中，为了得到用于使盖停止的摩擦阻力，使用了螺旋弹簧，故存在由此产生的枢纽装置大型化的问题。作为施力部件使用的螺旋弹簧使其施加地力一定是困难的，偏差很大。因此，摩擦部件产生的摩擦阻力因枢纽装置不同而不同。其结果，盖的回转阻力因笔记本电脑不同而存在很大的偏差。
【发明内容】
本发明是为了解决上述问题而开发的，其包括可以回转轴线为中心相对回转地连结的第一、第二枢纽部件和配置在上述第一、第二枢纽部件之间的橡胶等弹性部件构成的摩擦部件，利用上述摩擦部件和第一及第二枢纽部件的各接触面之间产生的摩擦阻力限制上述第一、第二枢纽部件的相对回转，所述第一、第二枢纽部件之间设有限制所述第一、第二枢纽部件相对于所述摩擦部件的各接触面的间隔的间隔限制部件。
这种情况下，上述间隔限制部件也可以设置在上述第一、第二枢纽部件相对面的至少一侧，具有通过与另一侧接触限制上述第一、第二枢纽部件相对于上述摩擦部件的各接触面的间隔的触接部。
上述第一枢纽部件也可以具有主体和不能旋转且可沿上述回转轴线方向移动的、设置在该主体上的可动部，上述摩擦部件及上述间隔限制部件设置在上述可动部和上述第二枢纽部件之间。
上述第一枢纽部件也可以具有主体和可动部，上述可动部不能旋转且可沿上述回转轴线方向移动地连结在该主体上，同时，具有可在上述第二枢纽部件的上述回转轴线上回转且可移动地沿上述回转轴线方向贯通的贯穿部件和设在该贯穿部件两端部并分别与上述第二枢纽部件的两端面相对的第一、第二相对部，上述间隔限制部件设在上述第一相对部和上述第二枢纽部件之间，上述摩擦部件配置在上述第二相对部和上述第二枢纽部件之间。这种情况下，理想的是上述间隔限制部件具有根据上述第二枢纽部件在规定回转范围的回转使上述贯穿部件沿上述回转轴线方向移动的移动机构。理想的是，上述移动机构具有施力部件和凸轮机构，其中，所述施力部件向使上述第二相对部接近上述第二枢纽部件的方向，对上述贯穿部件施力，所述凸轮机构设置在上述第二相对部和上述第二枢纽部件的相对面之间，在上述第二枢纽部件向一个方向回转时，使上述贯穿部件抵抗上述施力部件的施力移动，从而使上述第二相对部离开上述第二枢纽部件，在上述第二枢纽部件向另一方向回转时，利用上述施力部件使上述贯穿部件移动，从而使上述第二相对部接近上述第二枢纽部件。
【附图说明】
图1是采用本发明枢纽装置的笔记本型电脑的局部分解立体图；
图2是显示上述枢纽装置对笔记本型电脑主体的安装方法的立体图；
图3是使盖回转到闭合位置状态下的上述笔记本型电脑的侧面图；
图4是上述笔记本型电脑处于图3状态时枢纽装置的沿图5X-X线的剖面图；
图5是沿图4的Z-Z线的剖面图；
图6是使盖回转到直立位置(半开位置)状态下的上述笔记本型电脑的侧面图；
图7是上述笔记本型电脑处于图6状态时枢纽装置的与图4同样的剖面图；
图8是与图5同样的图7的剖面图；
图9是使盖回转到全开位置状态下的上述笔记本型电脑的侧面图；
图10是上述笔记本型电脑处于图9状态时枢纽装置的与图4同样的剖面图；
图11是与图5同样的图10的剖面图；
图12(A)、图12(B)、图12(C)是上述枢纽装置的第一枢纽部件的主体图，图12(A)是其正面图，图12(B)、图12(C)分别是图12(A)的B-B线剖面图及C-C线剖面图；
图13(A)、图13(B)、图13(C)是显示上述枢纽装置的第一枢纽部件的贯穿部件的图，图13(A)是其纵剖面图，图13(B)、图13(C)分别是图13(A)的B向视图及C向视图；
图14(A)、图14(B)是显示上述枢纽装置的第一枢纽部件的触接部件的图，图14(A)是其放大平面图，图14(B)是图14(A)的B-B线剖面图；
图15(A)、图15(B)、图15(C)是显示上述枢纽装置的第二枢纽部件的固定部件的图，图15(A)是其正面图，图15(B)、图15(C)分别是图15(A)的B向视图及C向视图；
图16(A)、图16(B)是显示上述枢纽装置的第二枢纽部件的凸轮部件的图，图16(A)是其放大平面图，图16(B)是图16(A)的B-B线剖面图。
【具体实施方式】
下面参照图1～图16(B)说明将本发明应用于笔记本型电脑的一实施例。当然本发明除笔记本型电脑外也可用于电子记事本及其他相应装置等。
图1显示应用了本发明的枢纽装置A的笔记本型电脑的机器主体B和盖C，机器主体B的一端部的两侧形成有一对连结筒部B1、B1。各连结筒部B1、B1内侧端部(相互相对的端部)开口，外侧端部封闭。一对连结筒部B1、B1相互轴线一致地配置。
枢纽装置A的基端部插入连结筒部B1，如图2所示，由小螺钉D固定。由此，将枢纽装置A的基端部固定在机器主体B上。枢纽装置A的前端部自连结筒部B1突出至外部，盖C固定在该前端部上。其结果，使盖C利用枢纽装置A连结在机器主体B上，且可以连结筒部B1为中心回转。盖C可自与机器主体B的上面接触的闭合位置(参照图3)经相对于机器主体B大致呈直立的半开位置(参照图6)至大致回转180°后的全开位置(参照图9)旋转。
下面参照图2、图5、图8、图11及显示各部件的图12(A)～图16(B)说明上述枢纽装置A。枢纽装置A具有固定在机器主体B上的第一枢纽部件(枢纽部件)A1和固定在盖C上的第二枢纽部件(枢纽部件)A2。第一、第二枢纽部件A1、A2如后所述连结为可以机器主体B和盖C的回转轴线(连结部件B1的轴线)为中心回转。
如图5、图8及图11所示，第一枢纽部件A1具有主体1及可动部2。
如图12(A)、图12(B)、图12(C)所示，主体1的基端部形成有呈平板状的固定板部11，中间部形成有圆形断面的嵌合部12，前端部形成有圆形断面的收容筒部13。嵌合部12和收容筒部13形成同心。固定板部11插入机器主体B的连结筒部B1，嵌合部12嵌合在连结筒部B1上。固定板部21利用小螺钉D固定在连结筒部B1上，由此，主体1(第一枢纽部件A1)被固定在笔记本型电脑的机器主体B上。在该固定状态下，收容筒部13的轴线与连结筒部B1的轴线一致。收容筒部13自连结筒部B1向外部突出。
在收容筒部13的底部14形成有向收容筒部13的半径方向延伸的卡合凹部15。在嵌合部12的内部形成有自其基端部(图12中的左侧)端面至卡合凹部15的底面延伸的通孔16。该通孔16与收容筒部13同心配置。
主体1的收容筒部13插入有可动部2的基端部。可动部2具有贯穿部件3和触接部件(第一相对部)4。
如图13(A)、图13(B)、图13(C)所示，贯穿部件3形成圆筒状，其基端侧形成有大径部(第二相对部)31，其前端侧形成有小径部32。大径部31的基端侧端面上形成有卡合突出部33。通过将大径部31插入收容筒部13，同时，将卡合突出部33插入卡合凹部15，贯穿部件3被连结在主体1上，不能回转，可向收容部件13的轴线方向(回转轴线方向)移动。另外，卡合突出部33即使在贯穿部件3移动至最前端侧时，也不会脱出卡合凹部15，而总是卡合在其中。因此，贯穿部件3总是不可回转地连结在主体1上。
贯穿部件3的小径部32的前端部设有触接部件4。如图14(A)、图14(B)所示，触接部件4由金属性圆板构成，其中央部形成小径部32可滑动地贯穿的通孔41。该通孔41的内周面形成有键部42。通过使该键部42可滑动地嵌入形成于小径部32外周面上的键槽34(参照图13(A)、图13(B)、图13(C))，使触接部件4连结在小径部32，其不可回转，可沿小径部32的轴线方向移动。触接部件4利用设在小径部32前端部的挡块S防止脱出，故不会自小径部32的前端部脱出。另外，挡块S可在规定范围内沿小径部32的轴线方向移动，除阻止触接部件4超过规定范围向前端侧移动外，并不妨碍触接部件4的移动。
轴体5贯穿上述贯穿部件3。该轴体5的一端部贯通主体1的通孔16，自通孔16突出至枢纽装置A基端侧的端部在此处紧固形成扩径部51。该扩径部51与嵌合部12的基端侧端面12a接触，使轴体5不能沿自枢纽装置A的基端侧向前端侧的方向移动。轴体5的另一端部贯通通孔16及贯穿部件3向枢纽装置A的前端侧突出，在其突出的前端部形成有圆板状的头部52。
在位于头部52和上述挡块S之间的轴体5的外侧装有螺旋弹簧(施力部件)6。该螺旋弹簧6的一端部经挡块S与触接部件4接触，螺旋弹簧6的另一端部与头部52接触。其结果，扩径部51接触在主体1的端面12a上，轴体5相对于主体1维持在一定的位置。另一方面，触接部件4朝自枢纽装置A的前端侧向基端侧的方向被施力。另外，螺旋弹簧6也可以直接抵接在触接部件4上。
上述第二枢纽部件A2具有固定部件7和凸轮部件8。如图15(A)、图15(B)、图15(C)所示，固定部件7通过冲压成形金属板而构成，具有相互正交的安装板部71和连结板部72。安装板部71形成有多个通孔73，小螺钉(未图示)插通在各通孔73上。通过将插通在通孔73上的小螺钉拧入盖C的安装筒部C1并紧固，盖C被固定在安装板部71上。
固定部件7的连结板部72上形成有嵌合孔74。该嵌合孔74中插入贯穿部件3的小径部32的基端部，该基端部可回转且可沿轴线方向移动。由此，将第二枢纽部件A2可回转地连结在第一枢纽部件A1上，并将盖C连结在机器主体B上，且使盖C可以回转轴线(连结筒部B1的轴线)为中心回转。
上述凸轮部件8为金属性板状部件，如图16(A)、图16(B)所示，上述凸轮部件8包括具有与收容筒部13的外径大致同一外径的圆板部81和一体形成在该圆板部81的外周面一侧部的大致半圆形侧板部82。在圆板部81的中央部形成有通孔83。小径部32可回转且可沿轴线方向移动地插入通孔83。另一方面，侧板部82的中央部形成有卡止孔84。固定部件7的连结板部72形成的卡止突起75嵌合在该卡止孔84中。这样，凸轮部件8被不可回转地连结在固定部件7上，与固定部件7一体回转。卡止突起75的外径也可以稍小于卡止孔84的内径，使凸轮部件8相对于固定部件7可以与该直径差对应的微小角度相对回转。卡止突起75的外径也可与卡止孔84的内径相同，这种情况下，由于凸轮部件8和固定部件7总是一体回转，故凸轮部件8和固定部件7也可以不分体而形成一体。
上述凸轮部件8的圆板部81的外径与触接部件4的外径大致相同，两者的相对面即朝向枢纽装置A的前端侧的圆板部81的端面85和朝向枢纽装置A的基端侧的触接部件4的端面43利用上述螺旋弹簧6经后述的球体94抵接。因此，凸轮部件8由螺旋弹簧6朝枢纽装置A的基端侧施力，与固定部件7的连结板部72抵接。其结果，固定部件7的连结板部72也被向枢纽装置A的基端侧施力，与收容筒部13的前端面抵接。由此，第二枢纽部件A2通常位置被固定。也就是说，第二枢纽部件A2只要没有大于螺旋弹簧6施加的力的力自枢纽装置A的基端侧向前端侧作用在其上，位置就被固定。
触接部件4和凸轮部件8的端面43、85之间设有棘爪机构(间隔限制机构)9。即，如图16(A)、图16(B)所示，凸轮部件8的端面85上形成有一对定位凹部91、91。定位凹部91、91形成大致半球形，在圆板部81的周向间隔180°配置。
端面85上形成有一对导向槽92、92。导向槽92断面呈圆弧形，其曲率半径设定为与定位凹部91的曲率半径相同。导向槽92的深度远小于定位凹部91的深度。一侧的导向槽92自一侧的定位凹部91的大致中央部沿圆板部81的大致半周螺旋状延伸，大致与另一侧的定位凹部91的内侧相接。另一侧的导向槽92也同样自另一侧的定位凹部91的大致中央部沿圆板部81的大致半周螺旋状延伸，大致与一侧的定位凹部91的内侧相接。
另一方面，在触接部件4的端面43上周向间隔180°配置有一对驱动凹部93、93。驱动凹部93以相对于触接部件4的半径方向一定程度倾斜的状态向内外方向延伸。驱动凹部93的两端部形成与定位凹部91大致相同的球面形状。驱动凹部93的中间部形成断面呈圆弧形，其曲率半径与两端部的曲率半径相同。各驱动凹部93的深度在全长范围内大致一定。
球体94的一部分插入驱动凹部93。该球体94具有与驱动凹部93的曲率半径大致相同的半径。球体94的另外一部分自驱动凹部93突出，球体94利用螺旋弹簧6的施力经触接部件4向凸轮部件8侧施力，从而，嵌入凸轮部件8的定位凹部91或导向槽92。球体94进入定位凹部91还是进入导向槽92由凸轮部件8(第二枢纽部件A2)的回转位置决定。也就是说，定位凹部91及驱动凹部93配置为在盖C位于自闭合位置向开位置侧的规定角度范围内时，球体94的一部分进入定位凹部91。在该角度范围外时，球体94进入导向槽92，当盖C回转到全开位置时，球体94移动到导向槽92的前端部。此时，由于导向槽92形成螺旋状，故球体94在驱动凹部93内沿其长度方向移动。
此处，在盖C(第二枢纽部件A2)沿自开位置向闭合位置侧的方向(图3及图4所示的箭头X方向)回转时，卡止突起75的朝向箭头X方向的外周面按压接触在卡止孔84的内周面上。这样，当盖C到达比闭合位置靠近人体侧规定角度的位置时，球体94的中心位于定位凹部91和导向槽92的交叉棱角线上，当盖C进一步向闭合位置侧回转时，球体94与构成定位凹部91的底面中与导向槽92的交叉部和定位凹部91的曲率中心之间的倾斜面接触。在该状态下，利用螺旋弹簧6的施力，球体94被向箭头Y方向推压，而定位凹部91的壁面即凸轮部件8被向箭头X方向(自开位置侧向闭合位置侧的方向)推压。利用该推压力，使凸轮部件8向箭头X方向急剧回转卡止突起75和卡止孔84的直径差的量，卡止突起75与卡止孔8的内周面抵接。这样，会产生冲击和冲击声(卡搭声)。大致与此同时，盖C到达闭合位置。因此，可利用冲击及冲击声识别盖C到达闭合位置的情况。
另外，盖C即使在到达闭合位置后，仍会利用螺旋弹簧6、定位凹部91及球体94的作用继续向箭头X方向推压，故其被维持在闭合位置。
在第二枢纽部件A2的固定部件7的连结板部72和贯穿部件3的大径部31的相互相对的端面(接触面)72a、31a之间配置有摩擦部件10。该摩擦部件10如O型密封环般由橡胶等弹性部件构成。摩擦部件10的外径与收容部件13的内径大致相同，但最好稍大一些。摩擦部件10的厚度即收容部件13的轴线方向的厚度设定为与端面72a、31a之间的最大距离大致相等或比其稍厚。
端面72a、31a的间隔如下决定。也就是说，端面72a的位置通过端面72a与收容筒部13的前端部抵接形成一定。而端面31a当贯穿部件3沿回转轴线方向移动时，随其向同方向移动。这里，贯穿部件3由于触接部件4经挡块S与其抵接，故当触接部件4向枢纽装置A的前端侧移动时，与触接部件4一起向枢纽装置A的前端侧移动。其结果，端面72a、31a的间隔变窄。相反，当触接部件4向枢纽装置A的基端侧移动时，贯穿部件3变得可向枢纽装置A的基端侧移动。由摩擦部件10使贯穿部件3向枢纽装置A的基端侧移动。其结果，端面72a、31a的间隔变宽。因此，端面72a、31a的间隔在盖C位于闭合位置，球体94进入定位凹部91时最宽。这是由于球体94进入定位凹部91时与进入导向槽92时相比向枢纽装置A的基端侧移动，随之触接部件4向枢纽装置A的基端侧移动的缘故。摩擦部件10的厚度由于设定为与端面72a、31a的间隔的最大间隔大致相同，故在盖C位于闭合位置及其附近时，在摩擦部件10与固定部件7之间几乎不产生摩擦阻力。这是由于在产生上述冲击声后，盖C利用螺旋弹簧6的施力迅速回转到闭合位置的缘故。而当盖C自闭合位置向开位置侧回转规定角度以上时，球体94自定位凹部91脱出进入导向槽92。于是，球体94向枢纽装置A的前端侧移动，使触接部件4向同方向移动。其结果，端面72a、31a的间隔变得最窄，摩擦部件10的两端面分别按压接触在端面72a、31a上。因此，当第一第二枢纽部件A1、A2将要相对回转或相对回转时，在第一枢纽部件A1的贯穿部件3和第二枢纽部件A2的固定部件7之间产生要阻止它们的相对旋转的摩擦阻力。该摩擦阻力与盖C的回转位置无关，是一定的，设定得大于盖C的自重引起的回转转矩。因此，可使盖C相对于机器主体B停止在任意位置。
如上所述，由于在球体94自导向槽92进入定位凹部91时及相反自定位凹部91出到导向槽92时，使球体94沿枢纽装置A的轴线方向移动，因此，端面72a、31a的间隔据此而变化。由此可知，定位凹部91和导向槽92的交叉部附近的定位凹部91的壁面及球体94构成使贯穿部件3及触接部件4(可动部2)沿枢纽装置A的轴线方向移动的移动机构(凸轮机构)。
在上述结构的枢纽装置1中，作用于第一、第二枢纽部件A1、A2的摩擦部件10的摩擦阻力的大小由第一枢纽部件A1的贯穿部件3的大径部31和第二枢纽部件A2的固定部件7的连结板部72的端面31a、72a的间隔决定。因此，不需要使用大直径的螺旋弹簧，由此可使枢纽装置1小型化。而且，调节端面72a、31a的间隔与调节螺旋弹簧的施力相比极其容易。因此可容易地将端面31a、72a的间隔调节到规定的大小，可将摩擦部件10的摩擦阻力正确地设定到所需的大小。由此，盖C的回转阻力不会因笔记本型电脑不同而出现偏差，可使其大致一定。
另外，本发明不限于上述实施例，可适当变更。
例如，在上述实施例中，是使贯穿部件3相对于主体1可沿回转轴线方向移动，由棘爪机构9使按压接触在摩擦部件10的端面31a定位，并由此确定与摩擦部件10接触的端面31a、72a的间隔。但是，也可以使贯穿部件3(可动部2)与主体1形成一体使端面31a的位置固定。这种情况下，是利用收容筒部13来定端面31a、72a的间隔，收容筒部13成为确定它们的间隔的触接部。
在上述实施例中，导向槽92的深度在其全长一定，但是，也可在长度方向各部分改变其深度。例如，也可以将导向槽92设定为在其两端部最浅，在盖C向图6所示的半开位置回转后球体94所处的部位最深。这样，可使盖C的自重造成的回转力矩最大时摩擦部件10的摩擦阻力最大，盖C的自重造成的回转力矩最小时摩擦部件10的摩擦阻力最小。这种情况下，导向槽92也构成移动机构(凸轮机构)的一部分。
另外，球体94也可作为突出部一体形成在触接部件4上。只是，由于在这种情况下，突出部不能沿径向移动，故导向槽92不是形成螺旋状，而必须沿圆周形成。