铰链装置 【技术领域】
本发明涉及可以开闭地连接笔记本个人电脑、移动电话机等小型OA设备或便携式终端设备及坐便器的盖等本体与盖体这样的2个部件的铰链装置。
背景技术
笔记本个人电脑、移动电话机之类的信息设备在例如本体上设置键盘，在例如盖体上设置显示装置，设置有显示装置的盖体用铰链装置连接以便能够开闭、停止及保持在便于观看的角度。
以往，这样的铰链装置如日本特开平10-252739及特开平11-44142号公报等中公开的那样，一般是设置一对彼此的轴线一致、能够相对旋转并能互相接近或离开的凸轮，这些凸轮的凸轮面在弹簧弹力的作用下互相紧贴，通过两凸轮相对旋转使两凸轮沿它们的轴线相对移动来改变两凸轮彼此的角度关系。
上述以往的铰链装置虽然具有足够的显示装置(盖体)的开闭、停止、保持等功能，但以往的铰链装置存在零部件数量多、结构复杂的问题。因此制造麻烦，制造费用和成本高，而且由于在凸轮构件及滑动凸轮构件(上述两凸轮)上设置互相嵌合的凸轮部，因此缩短(小型化)轴向方向的大小(长度)存在限制。
【发明内容】
本发明就是鉴于这些问题，其目的是要提供一种结构简单、零部件数量少、组装容易，而且重量轻、能够小型化，即使体积小也能产生所需的扭矩和咔哒感，而且价格便宜的铰链装置。
本发明地铰链装置为一种能够开闭地连接一个部件与另一个部件，其特征在于，包括：被固定在一个部件上的基础部件；旋转自由地枢支承在该基础部件上、固定有另一个部件的可动轴；不能旋转但可以沿轴向移动地穿插在该可动轴上、存在弯曲部分的板簧构件；以及，即使该可动轴旋转也不旋转但能够沿轴向移动地穿插在上述可动轴上、在与上述板簧构件接触的面上设置有至少2个以上的凸起的固定板；板簧构件与固定板相互挤压、抵接并相对旋转。
由此，将基础部件固定在一个部件上，将另一个部件固定到可动轴上，如果开闭另一个部件，则可动轴旋转。此时，由于板簧构件不能转动但能沿轴向移动地穿插在可动轴上，因此与可动轴一起旋转，但固定板能沿轴向移动，即使可动轴旋转也不转动。由于该板簧构件与固定板互相挤压、接触，因此上述可动轴的旋转使板簧构件旋转，板簧构件与固定板互相挤压、接触并相对旋转。因此，在板簧构件的弯曲部旋转到与固定板的凸起重合的位置，板簧构件被压缩，由于在与该凸起接触的位置弹性力变强，因此其旋转扭矩变大，反之，在板簧构件的弯曲部旋转到与固定板的凸起互相错开的位置，由于板簧构件的弹力变弱，因此其旋转扭矩变小。通过这种旋转扭矩的变化能够控制一个部件与另一个部件的开闭。并且，该扭矩的变化在板簧构件的弯曲部的结构中圆滑地改变。
或者，本发明的铰链装置为一种能够开闭地连接一个部件与另一个部件，其特征在于，包括：固定在一个部件上的基础部件；旋转自由地枢支承在该基础部件上、固定有另一个部件的可动轴；即使该可动轴旋转也不旋转但能够沿轴向移动地穿插在该可动轴上、存在弯曲部分的板簧构件；以及，不能旋转但可以沿轴向移动地穿插在上述可动轴上、在与上述板簧构件相接触的面上设置有至少2个以上的凸起的固定板；固定板与板簧构件互相挤压、抵接并相对旋转。
由此，将基础部件固定在一个部件上，将另一个部件固定到可动轴上，如果开闭另一个部件，则可动轴旋转。此时，由于固定板不能转动但能沿轴向移动地穿插到可动轴上，因此与可动轴一起旋转，但板簧构件能沿轴向移动，即使可动轴旋转也不转动。由于该固定板与板簧构件互相挤压地接触，因此上述可动轴的旋转使固定板旋转，固定板与板簧构件互相挤压、接触并相对旋转。因此，在固定板的凸起旋转到与板簧构件的弯曲部重合的位置，板簧构件被压缩，由于在与该固定板的凸起接触的位置弹性力变强，因此其旋转扭矩变大，反之，在固定板的凸起旋转到与板簧构件的弯曲部互相错开的位置，由于板簧构件的弹力变弱，因此其旋转扭矩变小。通过这种旋转扭矩的变化能够控制一个部件与另一个部件的开闭。并且，该扭矩的变化在板簧构件的弯曲部的结构中圆滑地改变。
并且，在本发明的铰链装置中，上述基础部件为中空有底的筒状壳体，穿插有上述板簧构件及固定板的可动轴能够转动地枢支承在壳体内将该板簧构件及固定板收容在上述壳体内。
由此，由于板簧构件及固定板等结构部被收容在壳体内，因此不仅不露出到外面受到保护，而且变得结构紧凑，安装也变得容易。
或者，在本发明的铰链装置中，上述基础部件为两端开口的中空筒状壳体，穿插有上述板簧构件及固定板的可动轴贯穿壳体能够转动地被枢支承着，将该板簧构件及固定板收容在上述壳体内。
由此，由于板簧构件及固定板等结构部被收容在壳体内，因此不仅不露出到外面受到保护，而且变得结构紧凑，由于可动轴贯穿壳体，因此零部件的安装变得容易。
并且，在本发明的铰链装置中，上述板簧构件及固定板中的一个上设置有凸起，另一个上设置有该凸起陷入的凹穴、孔或缺口，板簧构件与固定板互相挤压、抵接并相对旋转，当一个上的凸起与另一个上的凹穴、孔或缺口一致时产生咔哒感。
由此，在开闭时的预定位置能够产生咔哒感觉。
或者，本发明的铰链装置为一种能够开闭地连接一个部件与另一个部件，其特征在于，包括：固定在一个部件上的托架；旋转自由地枢支承在该托架上、固定有另一个部件的可动轴；以及，不能旋转但可以沿轴向移动地穿插在该可动轴上、存在弯曲部分的板簧构件；在上述托架的与板簧构件接触的面上设置有至少2个以上的凸起，板簧构件与托架互相挤压、抵接并相对旋转。
由此，由于由托架兼用作固定板，因此能够省去上述固定板，零部件数量变少。并且，由于是托架，因此在所使用的开闭装置中容易适用。
并且，本发明的铰链装置在上述板簧构件及托架中的一个上设置有凸起，另一个上设置有该凸起陷入的凹穴、孔或缺口，板簧构件与托架互相挤压、接触并相对旋转，当一个上的凸起与另一个上的凹穴、孔或缺口一致时产生咔哒感。
由此，上述铰链装置也能够在开闭时的预定位置产生咔哒感。
或者，本发明的铰链装置为一种能够开闭地连接一个部件与另一个部件，其特征在于，包括：可动轴；不能转动地固定设置在该可动轴上、并固定到一个部件上的第1托架；转动自由并能沿轴向移动地穿插在上述可动轴上、并固定到另一个部件上的第2托架；在穿插到上述可动轴上的状态下固定在该第2托架上的固定板；以及，不能转动但能沿轴向移动地穿插到上述可动轴上、存在弯曲部分的板簧构件；在上述固定板及板簧构件中的任何一个的接触面上设置有至少2个以上的凸起，固定板与板簧构件互相挤压、抵接并相对旋转。
由此，除了能够获得上述那样的旋转扭矩特性外，还能够通过托架(第1托架和第2托架)安装到一个部件及另一个部件上。因此，在适于用托架安装的设备中最适用。
或者，本发明的铰链装置上述板簧构件及固定在第2托架上的固定板中的一个上设置有凸起，另一个上设置有该凸起陷入的凹穴、孔或缺口，板簧构件与固定板挤压、抵接并相对旋转，当一个上的凸起与另一个上的凹穴、孔或缺口一致时产生咔哒感。
由此，上述铰链装置也能够在开闭时的预定位置产生咔哒感。
或者，本发明的铰链装置的特征在于，上述可动轴在中间具有法兰盘部，摩擦板不能转动但能沿轴向移动地穿插在该可动轴上与该可动轴的法兰盘部相抵接，加强板在穿插到上述可动轴上的状态下被固定到上述第2托架的固定有上述固定板的侧面的另一个侧面上，上述摩擦板与该加强板互相挤压、抵接并相对旋转。
由此，摩擦板与加强板之间在旋转时能够产生摩擦力，将该摩擦力加到开闭2个部件时的上述旋转扭矩中，能够控制一个部件与另一个部件的开闭。
并且，本发明的铰链装置的特征在于，上述板簧构件上层叠有加强板簧构件。
由此可以增减板簧构件的弹力，能够调整板簧构件与固定板互相滑动接触的摩擦力。
并且，本发明的铰链装置的特征在于，上述层叠的板簧构件与加强板簧构件的弹力不同。
并且，本发明的铰链装置的特征在于，使上述层叠的板簧构件与加强板簧构件的弯曲量不同。
由此，能够将它们的作用(例如重叠板的弹性作用)分开，在需要挠曲时由加强板簧构件承担，在需要扭矩时由板簧构件承担。
并且，本发明的铰链装置的特征在于，上述凸起为滚珠。
该滚珠也是在与板簧构件的接触面为凸起，起同样的作用。
上述本发明的铰链装置还具有以下特征，在固定板的凸起位置和形状或者板簧构件的弯曲部的结构中能够自由地改变(调整)所产生的旋转扭矩；而且通过设置多级固定板与板簧构件的组合能够增大产生的旋转扭矩，即使设置多级(多层)也不会大型化。
如果采用本发明的铰链装置，具有以下效果：
(1)由于板簧构件例如弹簧垫圈起以往技术中的弹簧和凸轮部件的双重作用，因此不需要其中之一的凸轮部件，相应地减少了零部件的数量，结构也变得简单。
(2)与零部件数量减少、结构变得简单相对应，组装的工作量减少而且容易组装，能够高精度地组装，还能提高品质。
(3)由于结构简单，因此制造变得容易，而且由于零部件的数量减少，因此整体上变得便宜。
(4)由于结构简单零部件数量少，主要部分用板体构成，因此能够更加轻量、小型化。而且通过板体的层叠结构，不增大体积也能增加扭矩。
(5)由于能够任意地设定负荷特性及旋转扭矩，因此不仅能够用于开闭部件的铰链装置，而且可以作为各种需要平衡特性等的铰链装置用于广泛的领域。
(6)在板簧构件的弯曲部的结构中，能够成为圆滑的旋转扭矩的变化。
另外，在本发明中，固定板的凸起与板簧构件的弯曲部重合的旋转位置为与弯曲部的凸起一侧重合的旋转位置。
【附图说明】
图1是表示本发明的第1实施方式的铰链装置，(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为右视图。
图2是图1(c)的A-A线放大剖视图。
图3是表示可动轴，(a)为其俯视图，(b)为其主视图，(c)为其侧视图。
图4是表示作为板簧构件的弹簧垫圈，(a)为其侧视图，(b)为其主视图，(c)为其透视图。
图5是表示固定板，(a)为其主视图，(b)为(a)的B-B线放大剖视图。
图6是表示压紧垫圈，(a)为其侧视图，(b)为其主视图。
图7是表示壳体，(a)为其主视图，(b)为其左视图，(c)为其放大右视图，(d)为其C-C线剖视图。
图8是表示用来说明旋转扭矩的特性的固定板，(a)为其放大主视图，(b)为其中央纵剖视图。
图9是表示第1实施方式中的固定板为图8所示结构时的旋转扭矩特性的曲线图。
图10是表示用来说明旋转扭矩的特性的固定板，(a)为其放大主视图，(b)为其中央纵剖视图。
图11是表示第1实施方式中的固定板为图10所示结构时的旋转扭矩的特性的曲线图。
图12是表示用来说明旋转扭矩的特性的固定板，(a)为其放大主视图，(b)为其中央纵剖视图。
图13是表示第1实施方式中的固定板为图12所示结构时的旋转扭矩的特性的曲线图。
图14是表示本发明的第2实施方式的放大剖视图。
图15是表示本发明的第3实施方式的放大剖视图。
图16是表示本发明的第4实施方式的放大剖视图。
图17是表示本发明的第5实施方式的放大剖视图。
图18是表示本发明的第6实施方式的放大剖视图。
图19是表示固定板的其他例子，(a)为其主视图，(b)为(a)的D-D线剖视放大图。
图20是表示固定板的再其他的例，(a)为其主视图，(b)为(a)的E-E线剖视放大图。
图21是表示本发明的第7实施方式的剖视放大图。
图22是表示本发明的第8实施方式的放大分解透视图。
图23是表示本发明的第8实施方式的放大剖视图。
图24是表示本发明的第9实施方式的放大分解透视图。
图25是表示本发明的第9实施方式的放大剖视图。
图26是表示本发明的第10实施方式的放大分解透视图。
图27是表示本发明的第10实施方式的放大剖视图。
图28是表示本发明的第11实施方式的放大透视图。
图29是表示本发明的第11实施方式的放大主视图。
图30是表示本发明的第11实施方式的放大分解透视图。
图31是从图30的相反一侧看第2托架的透视图。
图32是表示弹簧垫圈的其他变型例，(a)为其放大侧视图，(b)为其放大主视图，(c)为其放大透视图。
图33是表示第11实施方式的固定板，(a)为其放大侧视图，(b)为其放大主视图，(c)为其放大透视图。
图34是表示作为第11实施方式的板簧构件的弹簧垫圈，(a)为其放大侧视图，(b)为其放大主视图，(c)为其放大透视图。
图35是表示弹簧垫圈的变型例，(a)为其放大侧视图，(b)为其放大主视图，(c)为其放大透视图。
图36是表示固定板的变型例，(a)为其放大侧视图，(b)为其放大主视图，(c)为其放大透视图。
图37是表示本发明的第12实施方式的放大主视图。
图38是表示本发明的第12实施方式的放大分解透视图。
图39是表示本发明的第13实施方式的放大主视图。
图40是表示本发明的第13实施方式的放大分解透视图。
图41是表示本发明的第14实施方式的放大主视图。
图42是表示本发明的第14实施方式的放大分解透视图。
【具体实施方式】
为了更详细地说明本发明，下面根据附图来说明它。
图1为表示本发明的第1实施方式的铰链装置的图，(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为右视图，图2为图1(c)的A-A线放大剖视图。
该铰链装置由以下部件构成：作为固定在一个部件上，例如本体上的基础部件的壳体5；旋转自由地安装在该壳体5内，固定有另一个部件例如盖体的可动轴1；作为旋转被约束(不能旋转)但能够沿轴向自由移动地穿插在该可动轴1上的板簧构件的弹簧垫圈2；能够旋转并沿轴向移动地穿插在上述可动轴1上，并且旋转被壳体5约束，抵接上述弹簧垫圈2的固定板3。弹簧垫圈2与固定板3的轴向方向的移动被作为限制构件的压紧垫圈4和螺母7限制，互相按压抵接。
由于作为板簧构件的弹簧垫圈2的旋转被约束(不能旋转)但沿轴向方向移动自由地穿插在可动轴1上，因此能够与可动轴1一起旋转并沿轴向方向移动。
并且，由于固定板3能够旋转并沿轴向方向移动地穿插在可动轴1上，并且旋转被壳体5约束，因此即使可动轴1旋转也不旋转，并且能沿轴向方向移动。
下面更详细地说明。首先，将上述可动轴1表示在图3中。图3为表示可动轴的图，(a)为俯视图，(b)为主视图，(c)为侧视图。该可动轴1由法兰盘部1a、主轴部1b及支承轴部1c构成。主轴部1b由非圆形截面部1e及设置在非圆形截面部1e的一端的螺纹部1d构成，支承轴部1c上也设置有非圆形截面部1f。另一个部件例如盖体不能旋转地固定在该支承轴部1c的非圆形截面部1f上。在本例中，上述主轴部1b和支承轴部1c的非圆形截面部1e、1f为W-D的形状。
图4为表示弹簧垫圈的图，(a)为其侧视图，(b)为其主视图，(c)为其透视图。该弹簧垫圈2用板簧材料构成为圆形，在中心设置非圆形孔2a，成为形成有近似圆弧状的凸部2b(非圆锥形状)作为弯曲部的垫圈。非圆形孔2a为与上述可动轴1的主轴部1b的非圆形截面部1e相对应的W-D形状的非圆形孔，弹簧垫圈2不能旋转但可以沿轴向移动地插在可动轴1的主轴部1b上，与可动轴1一起旋转。
图5为表示固定板的图，(a)为主视图，(b)为其B-B线放大剖视图。该固定板3用板体形成，在其中心设置有让上述可动轴1的主轴部1b插入，相对可动轴1的主轴部1b自由旋转的圆形孔3a，其外形为非圆形部3b，在侧面(与弹簧垫圈2接触的面)上设置有凸起3c。在本例中，外形为六边形的非圆形部3b，并且凸起3c在对称位置设置有2个。
图6为表示压紧垫圈的图，(a)为侧视图，(b)为主视图。该压紧垫圈4为圆形的板体，在中心设置有与上述可动轴1的主轴部1b相对应的W-D形状的非圆形孔4a，穿插到可动轴1的主轴部1b上与可动轴1一起旋转。
图7为表示壳体5的图，(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为放大右视图，(d)为C-C线剖视图。该壳体5为中空有底的圆筒状(杯状)，在中空内，最靠近底侧为旋转自由地支持上述可动轴1的法兰盘部1a的圆形凹穴5a，其次为与上述固定板3的外形非圆形部3b相对应的非圆形凹穴5b，最后开口部为嵌合后述的盖6的圆形凹穴5c。上述固定板3位于非圆形凹穴5b内，其外形非圆形部3b嵌合在非圆形凹穴5b内，不能旋转但可以沿轴向方向移动地支持固定板3。并且，在盖6的外周端部设置固定到一个部件例如本体上使其不能转动的非圆形部5d。
下面说明组装上述各部件的方法。首先，将弹簧垫圈2插到可动轴1的主轴部1b上，使凸部2b背朝法兰盘部1a一侧，接着背靠背(凸起3c相互向外侧的方向)插入2枚固定板3，然后使凸部2b与固定板3相对地插入弹簧垫圈2，再然后插入压紧垫圈4，接着将螺母7拧紧到螺纹部1d上防止从可动轴1上脱落。
接着，将上述组件插入壳体5内。此时，可动轴1的法兰盘部1a旋转自如地枢支在壳体5的圆形凹穴5a中，固定板3通过非圆形部3b嵌入壳体5的非圆形凹穴5b中不能转动地支承在壳体5内(轴向移动自由)，弹簧垫圈2、压紧垫圈4及螺母7与可动轴1一起旋转，即使可动轴1旋转固定板3也不旋转。最后，将盖6嵌入壳体5的开口部的圆形凹穴5c中。该盖6设置有旋转自由地插入可动轴1的支承轴部1c的孔，外形为与壳体5的圆形凹穴5c相对应的环状，与壳体5的开口部的圆形凹穴5c紧贴嵌合密封壳体5的开口。这样一来就组装好图2所示的铰链装置。
但是，该图2所示的第1实施方式的铰链装置的壳体5用非圆形部5d不能旋转地固定在一个部件例如本体上，另一个部件例如盖体不能转动地固定在可动轴1的支承轴部1c的非圆形截面部1f上。因此，当相对于本体开闭盖体时，可动轴1相对于壳体5旋转，同时弹簧垫圈2、压紧垫圈4和螺母7也一起旋转。此时，固定板3不旋转。
由于通过螺母7经压紧垫圈4挤压弹簧垫圈2和固定板3使它们的面互相接触，因此，该旋转使弹簧垫圈2与固定板3面接触并旋转。因此，由于在弹簧垫圈2的凸部2b旋转到与固定板的凸起3c重叠的位置弹簧垫圈2被压缩，与固定板的凸起3c接触的弹性力变得很强，因此其旋转扭矩变大。
反之，当弹簧垫圈2的凸部2b旋转到与固定板3的凸起3c互相错开的位置时，由于弹簧垫圈2的弹力变小，因此其旋转扭矩变小。
即，通过弹簧垫圈2与固定板3的相对旋转改变弹簧垫圈2的凸部2b与固定板3的凸起3c的相对旋转位置，其旋转扭矩也变化。由于弹簧垫圈2的凸部2b由弯曲部构成，因此该旋转扭矩的变化为圆滑的扭矩变化。利用该旋转扭矩的变化能够任意地设定2个部件的开闭，例如盖体相对于本体开闭时的感觉(feeling)。
本实施方式中，由于固定板3的凸起3c如图8的主视图(a)及其中央纵剖视图(b)所示的那样位于180°对称的位置，因此每180°旋转扭矩的强弱产生变化。如果像图8(a)所示那样假设固定板3的凸起3c的位置为a，凸起3c、3c中间点为b，则产生的旋转扭矩如图9所示。因此，为了防止例如盖体落下，通过在盖体闭合的位置附近产生大的扭矩(图9的最初点a点)，并且在竖起位置附近产生小的扭矩(图9的b点)，再在180°打开位置附近产生大的扭矩(图9的后面的a点)，这样在各位置产生必要的扭矩，能够防止盖体落下或将盖体保持在任意的角度。
这样的扭矩特性最适合于笔记本型个人电脑采用。即，由于不仅能够防止显示装置(盖体)在闭合位置附近不经意落下，同时能使竖起位置附近的保持显示装置的扭矩变小，因此由于减小了扭矩，使开闭操作显示装置的感觉良好。
从以上说明能够理解，通过改变固定板3的凸起3c和弹簧垫圈2的凸部2b的配置位置、形状、数量等，能够自由地改变扭矩特性，能够改变例如盖体的保持角度、操作感等。
例如，如果像图10的放大主视图(a)及其中央纵剖视图(b)所示那样每隔90°在4个地方形成固定板3的凸起3c，假设该凸起3c的位置为a，该凸起3c与3c中间的点为b和c的话，则其产生的扭矩如图11所示。因此，如果据此在盖体的闭合位置附近产生小的扭矩(图11的b点)，在稍微打开的位置产生大的扭矩(图11的a点)，在竖起位置附近产生小的扭矩(图11的c点)，在继续打开的位置再次产生大扭矩(图11的a点)，在打开到180°的位置附近产生小的扭矩(图11的b点)，通过这样在各位置产生必要的扭矩，能够依靠自身力量维持盖体在闭合位置及打开位置的状态(即使没有插销等也不会意外开闭)，能够在其他的位置保持任意的角度。
并且，通过改变该扭矩的特性，在盖体的闭合位置附近产生大的扭矩(图11的a点)，在稍微打开的位置产生小的扭矩(图11的c点)，在竖起位置附近再次产生大的扭矩(图11的a点)，通过这样在各位置产生必要的扭矩，不仅能够在盖的闭合位置在盖上施加制动防止落下，而且能够在竖起位置保持其竖起状态(不意外闭合)，成为适于例如坐便器的盖等的开闭的扭矩特性。
或者，如果使固定板3的凸起3c为图12的放大主视图(a)及其中央纵剖视图(b)所示那样的长的凸起3c，则其产生的扭矩如图13所示。通过这样使固定板3的凸起3c的形状变为圆弧形状，或变为带有高低等，能够获得各种扭矩特性，即能够进行开闭控制。
而且，通过在弹簧垫圈2上设置固定板3的凸起3c陷入的凹陷部或孔能够在预定的开闭位置产生咔哒感(クリツク感)。
图14为表示本发明的第2实施方式的放大剖视图。本例为用铆接部8代替上述第1实施方式中的螺母7的例子，由于其他与上述第1实施方式的相同，因此相同的构成要素添加相同的附图标记，详细的说明省略。在本例中，也是用铆接部8使弹簧垫圈2及固定板3互相挤压抵接。
图15为表示本发明的第3实施方式的剖视放大图。本例为将上述第1实施方式中的弹簧垫圈2、固定板3及压紧垫圈4的组合组成多级(3级)的例，由于其他与上述第1实施方式的相同，因此相同的构成要素添加相同的附图标记，详细的说明省略。在本例中，能够产生更大的旋转扭矩。并且，虽然为多级但由于弹簧垫圈2、固定板3及压紧垫圈4为板体，因此在长度方向(轴向)的大小不是很大。
图16为表示本发明的第4实施方式的剖视放大图。本例与第1实施方式不同，将弹簧垫圈2及固定板3作成一个，使压紧垫圈4直接与固定板3接触，由于其他与上述第1实施方式的相同，因此相同的构成要素添加相同的附图标记，详细的说明省略。如果采用本例，能够利用压紧垫圈4与固定板3之间产生的摩擦力作为旋转钮矩，能够使对另一个部件，例如对盖体的保持更稳固。
图17为表示本发明的第5实施方式的放大剖视图。本例为将第1实施方式中的压紧垫圈4插在2片固定板3、3之间的例子，由于其他与上述第1实施方式的相同，因此相同的构成要素添加相同的附图标记，详细的说明省略。本例由于使固定板3与压紧垫圈4的两面接触，使压紧垫圈4与固定板3的摩擦力更大，因此能够使对另一个部件，例如对盖体的保持更稳固。
图18为表示本发明的第6实施方式的剖视放大图。本例为在第1实施方式的固定板3的凸起3c的位置开图19(a)(b)所示的孔3d，在此埋入滚珠9代替凸起3c的例，其他与上述第1实施方式的相同。该滚珠9可以固定也可以旋转自由。
图20所示的固定板3为在两侧一体形成凸起3c的板。如果采用该图20所示的固定板3及图18所示的使用了滚珠9的固定板3，则与图2所示的第1实施方式及图15所示的第3实施方式不同，只要1枚固定板3就可以。
并且，本发明也可以交换上述弹簧垫圈2与固定板3的结构。例如，在图2所示的第1实施方式中使弹簧垫圈2的外形形状为与壳体5的非圆形凹穴5b相对应的非圆形状(六边形)，并且使中心孔为圆形形状，能够相对于可动轴1的主轴部1b自由旋转，同时使固定板3的中心孔为与可动轴1的主轴部1b的非圆形部相对应的非圆形孔，并且使其外形为圆形形状，能够相对于壳体5自由旋转，也能起到与第1实施方式相同的作用。即，虽然弹簧垫圈2不旋转，但固定板3的面与弹簧垫圈2的面接触与可动轴1一起旋转，因此在固定板3的凸起3c旋转到与弹簧垫圈2的凸部2b重合的位置，弹簧垫圈2被压缩，其弹性力变强，因此旋转扭矩变大；在固定板3的凸起3c旋转到与弹簧垫圈2的凸部2b互相错开的位置，由于弹簧垫圈2的弹性力变弱，因此旋转扭矩也变小。
图21为表示本发明的第7实施方式的放大剖视图。本例为基础部件不是上述实施方式的壳体5，而是托架10时的情况，并且具有该托架10的一部分兼具固定板3的作用的显著特征。
即，托架10为固定在一个部件例如本体上的部件，可动轴1旋转自由地枢支在该托架10上。该可动轴1由法兰盘部1a、主轴部1b和支承轴部1c构成，摩擦垫圈11、托架10、弹簧垫圈2及压紧垫圈4穿插在该主轴部1b上，主轴部1b的端部被铆接1d防止脱落，并且通过弹簧垫圈2挤压托架10和摩擦垫圈11。主轴部1b为非圆形截面形状(例如W-D形状)，摩擦垫圈11、弹簧垫圈2及压紧垫圈4为与主轴部1b的非圆形截面形状相对应的非圆形孔，它们穿插在主轴部1b上，旋转被约束，与可动轴1一起旋转。而托架10为圆形孔，能够在可动轴1上自由旋转，即使可动轴1旋转也不旋转。
并且，上述托架10的与弹簧垫圈2接触的面上设置有凸起3c，成为上述固定板3。
而且，可动轴1的支承轴部1c上存在非圆形截面形状的部分，另一个部件例如盖体固定在该部分上。
因此，将托架10固定在一个部件上，将另一个部件固定在可动轴1的支承轴部1c上，当开闭另一个部件时，可动轴1旋转。当可动轴1旋转时，摩擦垫圈11、弹簧垫圈2及压紧垫圈4也一起旋转，但托架10(也包含固定板3部分)不旋转。由此，弹簧垫圈2与托架10的固定板3部分，以及托架10与摩擦垫圈11互相挤压地面接触，滑动接触地相对旋转。因此，在弹簧垫圈2的凸部2b旋转到与托架10的凸起3c重叠的位置上，由于弹簧垫圈2被压缩，与托架10的凸起3c的接触弹力变强，因此其旋转扭矩变大；反之，在弹簧垫圈2的凸部2b旋转到与托架10的凸起3c互相错开的位置，由于弹簧垫圈2的弹力变弱，因此其旋转扭矩变小。通过该旋转扭矩的变化能够控制一个部件与另一个部件的开闭。
而且，由于摩擦垫圈11的旋转，在与托架10的接触面上产生摩擦扭矩(摩擦力)，因此在上述旋转扭矩上加上该摩擦扭矩能够控制一个部件与另一个部件的开闭。
图22为表示本发明的第8实施方式的放大分解透视图，图23为表示本发明的第8实施方式的剖视放大图。本例为第1实施方式中的可动轴1贯穿作为基础部件的壳体5时的情况。即，可动轴1在轴向大致中间的地方设置法兰盘部1a，其一侧为主轴部1b，另一侧为支承轴部1c，壳体5为两端开口的中空圆筒状，中空内为非圆形凹穴5b。并且，盖6嵌合到壳体5的一端的开口中，可动轴1的主轴部1b从该盖6旋转自由地插入壳体5内，贯穿壳体5。弹簧垫圈2、固定板3及弹簧垫圈2从壳体5的另一个开口按照这个顺序安装在该可动轴1的主轴部1b上，被密封另一个开口的盖6压住互相抵接。凸起3c互相向着外侧背靠背地配置2片该固定板3，弹簧垫圈2以凸部2b向着固定板3的方式配置。可动轴1的主轴部1b的顶端部贯穿密封另一个开口的盖6，在该顶端部用E型环12通过压紧垫圈13防止盖6脱落，由此维持弹簧垫圈2及固定板3互相挤压接触的状态并收容到壳体5内。也可以用铆接部代替E型环12防止上述盖6的脱落。
由于在该实施方式中弹簧垫圈2也设置有与可动轴1的主轴部1b的非圆形截面形状相对应的非圆形孔2a，因此不能旋转但能沿轴向移动地穿插到可动轴1的主轴部1b上与可动轴1一起旋转。由于固定板3不仅设置有相对于可动轴1的主轴部1b自由旋转的圆形孔3a，而且其外形为与壳体5的中空内的非圆形凹穴5b相对应的非圆形形状，因此能够旋转且能够沿轴向移动地穿插在可动轴1的主轴部1b上，并且其旋转被壳体5约束，因此即使可动轴1旋转也不旋转，并且能沿轴向方向移动。因此，弹簧垫圈2与固定板3互相挤压接触相对旋转。
图24为表示本发明的第9实施方式的放大分解透视图，图25为表示本发明的第9实施方式的放大剖视图。本例为将上述第8实施方式中的使凸起3c互相向外背靠背地配置的2片固定板3、3形成为一体的固定板3的例子，由于其他与上述第8实施方式的相同，因此相同的构成要素添加相同的附图标记，详细的说明省略。
图26为表示本发明的第10实施方式的放大分解透视图，图27为表示本发明的第10实施方式的剖视放大图。本例为将上述第8实施方式中的弹簧垫圈2、固定板3的组合组成多级(3层)的例子，但位于中央的弹簧垫圈2为将本来是让凸部2b向着固定板3背靠背配置的2片弹簧垫圈2、2形成为一体的弹簧垫圈。由于其他与上述第8实施方式的相同，因此相同的构成要素添加相同的附图标记，详细的说明省略。在本例中，能够产生更大的旋转扭矩，并且，虽然为多级(多层)但由于弹簧垫圈2及固定板3为板体，因此在长度方向(轴向)的大小并不是很大。
特别是图22至图27所示的实施方式由于弹簧垫圈2及固定板3等机构部被收容在壳体5内，因此不露出到外面，受到保护，并且变得结构紧凑，而且可动轴1贯穿壳体5，因此具有组装容易的特征。
图28为表示本发明的第11实施方式的放大透视图，图29为表示本发明的第11实施方式的放大主视图，图30为表示本发明的第11实施方式的放大分解透视图。本例为具备第1托架14和第2托架15，用第1托架14、15安装到一个部件和另一个部件上的结构的例子。即，可动轴1在轴向方向的中间设置法兰盘部1a，其一侧为主轴部1b，另一侧为支承轴部1c，主轴部1b和支承轴部1c为非圆形截面的形状，例如为W-D的形状。
第1托架14上具有与可动轴1的支承轴部1c的非圆形截面形状相对应的非圆形孔14a，第1托架14将该非圆形孔14a穿插到支承轴部1c上固定为不能旋转，支承轴部1c的顶端被铆接防止脱落。可动轴1的主轴部1b上依顺安装有作为摩擦板的摩擦垫圈17、加强板16、第2托架15、固定板3、作为板簧构件的弹簧垫圈2，在被压紧垫圈13挤压互相接触的状态下，上述主轴部1b的端部被铆接防止脱落。作为上述防止脱落的方式，并不局限于铆接，也可以使用E型环等其他方式。
摩擦垫圈17具有与主轴部1b相对应的非圆形孔17a，不能旋转但可以沿轴向移动地穿插在主轴部1b上，加强板16和固定板3具有圆形孔16a和3a，能够旋转并能沿轴向移动地穿插在主轴部1b上，如图31所示，第2托架15有圆形孔15a，能够旋转并能够沿轴向移动地穿插在主轴部1b上，弹簧垫圈2具有与主轴部1b相对应的非圆形孔2a，不能旋转但能沿轴向移动地穿插在主轴部1b上。
本例的弹簧垫圈2如图32所示那样具有凸起2c。并且，固定板3如图33所示那样具有当与弹簧垫圈2面接触旋转时上述弹簧垫圈2的凸起2c陷入的缺口3e以及后述安装到第2托架15上的缺口3d。
即，在第2托架15的安装到可动轴1上的安装部15A上，在与加强板16和固定板3的接触面上设置凸起15b，在加强板16和固定板3上，在穿插到可动轴1的主轴部1b上时与该凸起15b相对应的位置设置缺口16b和3d，加强板16及固定板3通过第2托架15的凸起15b嵌入缺口16b及3d中固定在第2托架15的安装部15A上。由此，加强板16及固定板3与第2托架15一起同步工作。该凸起15b与缺口16b和3d的组合也可以采取在加强板16和固定板3上设置凸起，在第2托架15上设置缺口的结构。
然后，将第1托架14安装到一个部件例如盖体上，将第2托架15安装到另一个部件例如本体上，如果相对于本体开闭盖体的话，则可动轴1相对于本体(第2托架15)旋转，同时摩擦垫圈17、弹簧垫圈2及压紧垫圈13也一起旋转。此时，第2托架15、固定板3和加强板16不旋转。由于弹簧垫圈2与固定板3以及加强板16与摩擦垫圈17互相挤压而面接触，因此该旋转使弹簧垫圈2与固定板3面接触，并且使摩擦垫圈17与加强板16面接触，而分别旋转。因此，弹簧垫圈的凸起2c有时落入该缺口3e有时骑在缺口3e上，因此弹簧垫圈2有时压缩有时伸展，由此使接触力变化，产生的扭矩也改变。并且，凸起2c落入缺口3e时也产生咔哒感。并且，摩擦垫圈17与加强板16之间产生摩擦力。由此，能够将该摩擦力施加给旋转扭矩控制开闭。
图34及图35表示弹簧垫圈2的变形例，图34为有缺口2d的例子，图35为有孔2e的例子。图36表示固定板3的变型例，为除了有缺口3d还有凸起3f的例子。如果将上述第11实施方式中的弹簧垫圈2和固定板3变成图34或图35所示的弹簧垫圈2以及图36所示的固定板3的话，则能够变化成不同的旋转扭矩。也可以根据需要的旋转扭矩特性将弹簧垫圈2和固定板3的形状变形成各种各样的形状。
另外，产生该实施方式所描述的咔哒感的结构也可以用于第1至第10实施方式中。
图37为表示本发明的第12实施方式的放大主视图，图38为表示本发明的第12实施方式的放大分解透视图。本例为在上述第11实施方式中的弹簧垫圈(板簧构件)2上层叠作为加强板弹簧构件的加强弹簧垫圈18时的情况，由于其他部分与上述第11实施方式相同，因此对于相同的构成要素添加相同的附图标记，详细的说明省略。由此可以通过改变加强弹簧垫圈18的层叠片数来改变旋转扭矩，因此根据需要的扭矩设定片数。本例描述层叠了2片加强弹簧垫圈18时的情况。
图39为表示本发明的第13实施方式的放大主视图，图40为表示本发明的第13实施方式的放大分解透视图。本例为将上述第12实施方式中的加强弹簧垫圈18设置在第2托架15的两侧时的情况，对于其他的构成要素添加相同的附图标记。由于本例能够在第2托架15的两侧控制旋转扭矩，因此最适合于需要大的旋转扭矩的设备。
图41为表示本发明的第14实施方式的放大主视图，图42为表示本发明的第14实施方式的放大分解透视图。
本例为增加第12实施方式(图37、38)所示方式中的弹簧垫圈(板簧构件)2的板的厚度时的情况，其他与上述第12实施方式相同。如果采用本实施例，由于使弹簧垫圈2和加强弹簧垫圈18的弹性力和弯曲量不同，因此能够将它们的所起作用分开，在需要挠曲时由加强弹簧垫圈18承担，在需要扭矩时由弹簧垫圈2承担。另外，如果像本例这样增加弹簧垫圈2的厚度，则使凸起2c的强度也增强，因此提高了可靠性。
工业应用
如上所述，本发明的铰链装置适用于能够开闭连接一个部件与另一个部件的铰链装置，特别是对于能够开闭地连接笔记本个人电脑、移动电话机等小型OA设备或便携式终端设备的本体和盖体的铰链装置、以及能够开闭地将坐便器本体与便座、盖体相连接的铰链装置等有用。