車載用電子機器のヒンジ機構
【課題】高トルクを維持することができるとともに小型化を図ることができる車載用電子機器のヒンジ機構を提供する。
【解決手段】ヒンジ機構１は、第１の筐体と第２の筐体との回動中心となって第１の筐体に回転不可に取り付けられるヒンジ軸３９と、このヒンジ軸３９に回転可能に貫装され、両面に位相をずらした駆動側噛合い部５２，５５が形成され、第２の筐体側に回動を拘束される両面噛合い部材３４とを備え、駆動側噛合い部５２，５５に噛合う固定側噛合い部４７，５９が形成され、各々が同位相で回転不可で且つ軸方向に移動可能なように両面噛合い部材３４の両側に配置される一対の片面噛み合い部材３３，３５を備えている。また、一対の固定側噛み合い部４７，５９と駆動側噛合い部５２，５５とを弾性的に押圧可能な弾性部材３６を備えている。そして、一対の固定側噛合い部４７，５９の一方と他方とが、駆動側噛合い部５２，５５に対して交互に噛合う。
【解決手段】ヒンジ機構１は、第１の筐体と第２の筐体との回動中心となって第１の筐体に回転不可に取り付けられるヒンジ軸３９と、このヒンジ軸３９に回転可能に貫装され、両面に位相をずらした駆動側噛合い部５２，５５が形成され、第２の筐体側に回動を拘束される両面噛合い部材３４とを備え、駆動側噛合い部５２，５５に噛合う固定側噛合い部４７，５９が形成され、各々が同位相で回転不可で且つ軸方向に移動可能なように両面噛合い部材３４の両側に配置される一対の片面噛み合い部材３３，３５を備えている。また、一対の固定側噛み合い部４７，５９と駆動側噛合い部５２，５５とを弾性的に押圧可能な弾性部材３６を備えている。そして、一対の固定側噛合い部４７，５９の一方と他方とが、駆動側噛合い部５２，５５に対して交互に噛合う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車内に載置され、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器のヒンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車内に載置される車載用電子機器においては、表示パネルの角度を運転者や同乗者が見やすいように調整するために、表示パネルを複数の表示角度に段階的に調節できる車載用電子機器のヒンジ機構が用いられている。
【０００３】
このような車載用電子機器のヒンジ機構では、相対的に回転する２つの回転部材の摺動面に、互いに噛み合う凹凸をそれぞれ形成して、噛み合い位置が変更されることで、任意の角度調節を行うようにしていた。
【０００４】
しかし、細かく角度調節するために、凹凸のピッチを細かくすると、自動車の走行中の大きな振動によって凹凸の凸部が潰れてしまい、凹凸の噛み合いが緩んで角度が勝手に変わってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決するために、図１５に示すように、第１アーム１０１に凹凸１０２を形成し、この第１アーム１０１に対して柔軟性のある材料からなる別ピース１０３が結合された第２アーム１０４を組み付けた車載用電子機器のヒンジ機構１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１に開示された車載用電子機器のヒンジ機構１００は、別ピース１０３が回転不可に結合された第２アーム１０４にボルト１０５が挿通され、第１アーム１０１の裏側で、ボルト１０５にナット１０６がねじ込まれることで組み立てられる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−７４８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記特許文献１に開示された車載用電子機器のヒンジ機構１００では、噛み合いを行わずに、係合を凹凸１０２と別ピース１０３との摩擦に頼っているため、自動車の走行中の振動等によって、凹凸１０２と別ピース１０３とが摺動してしまい、角度が勝手に変わってしまう虞があった。特に、このような車載用電子機器は、最近の傾向で小型化になってきているため、ヒンジ機構１００も小型化が望まれており、凹凸１０２と別ピース１０３との組み合わせを小型化しようとすると、角度を保持するための所望のトルクが得られないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高トルクを維持することができるとともに、小型化を図ることができる車載用電子機器のヒンジ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構は、自動車等の車内に載置され、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器に適用される車載用電子機器のヒンジ機構であって、第１の筐体と第２の筐体の回動中心であり、該第１の筐体に回転不可に取り付けられるヒンジ軸と、該ヒンジ軸に回転自在に貫装され、両側面に位相をずらして駆動側噛み合い部が形成されるとともに、前記第２の筐体側に回動を拘束される両面噛み合い部材と、前記駆動側噛み合い部に噛み合う固定側噛み合い部が形成されるとともに、それぞれが同位相で前記ヒンジ軸に回転不可で、且つ当該ヒンジ軸の軸方向に移動可能に前記両面噛み合い部材の両側に配置される一対の片面噛み合い部材と、前記一対の固定側噛み合い部と前記駆動側噛み合い部とを弾性的に押圧可能な弾性部材と、を備え、前記一対の固定側噛み合い部が、前記駆動側噛み合い部に対して交互に噛み合うことを特徴としている。
【００１１】
このような構成の車載用電子機器のヒンジ機構によれば、第２の筐体が押圧されて第１の筐体に対して回動を始めると、両面噛み合い部材が、ヒンジ軸に回転不可な一対の片面噛み合い部材に相対的に回動される。このとき、両面噛み合い部材において位相のずれている駆動側噛み合い部が、一対の片面噛み合い部材において同位相の固定側噛み合い部の一方に噛み合うことで、この位置で第２の筐体が固定される。そして、この位置から第２の筐体がさらに押圧されると、駆動側噛み合い部が固定側噛み合い部の他方に噛み合うことで、次の位置で第２の筐体が固定される。これにより、駆動側噛み合い部の位相差によって固定側噛み合い部に順次噛み合わせることができ、従来のものと比べて、噛み合い構造とすることで、高トルクを維持することができるとともに小型化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構は、一方の前記片面噛み合い部材が、前記ヒンジ軸の軸方向への移動を制限され、前記弾性部材が他方の前記片面噛み合い部材を前記一方の片面噛み合い部材側に向けて押圧することが好ましい。
【００１３】
このような構成の車載用電子機器のヒンジ機構によれば、ヒンジ軸の軸方向への移動を制限されている一方の片面噛み合い部材に対して、弾性部材が他方の片面噛み合い部材を押圧することで、噛み合い時の係合トルクを大きくすることができるため、振動等の外乱に対して十分に抗することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構によれば、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器に適用される車載用電子機器のヒンジ機構において、高トルクを維持することができるとともに、小型化を図ることができる車載用電子機器のヒンジ機構を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１６】
図１〜図１４は本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構を適用した車載用電子機器の外観斜視図、図２は図１の車載用電子機器における第１の筐体の分解外観斜視図、図３は図１の車載用電子機器における第２の筐体の分解図を含む外観斜視図、図４は図１のヒンジ機構の分解斜視図、図５は図４のヒンジ機構の組立後の外観斜視図である。
【００１７】
また、図６（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される片面噛み合い部材の平面図、図６(Ｂ）は図６（Ａ）の正面図、図７（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される両面噛み合い部材の平面図、図７(Ｂ）は図７（Ａ）の正面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の底面図、図８は図１のヒンジ機構に適用される一対の片面噛み合い部材と両面噛み合い部材の展開図、図９は図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置での外観斜視図、図１０は図９の内部構造の平面図、図１１は図９の第１の位置から第２の位置に回動する途中の内部構造を平面図、図１２は図１のヒンジ機構の作用を説明する第２の位置での外観斜視図、図１３は図１２の内部構造の平面図、図１４(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｄ)，(Ｅ)は図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置から第２の位置までのそれぞれ噛み合い展開図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構が適用される車載用電子機器１０は、第１の筐体１１と、一対のヒンジカバー１２，１３を回動基端側に有して第１の筐体１１に回動自在に連結された第２の筐体１４とを備えている折り畳み式信号表示器である。
【００１９】
車載用電子機器１０は、自動車等の車両内に配置されることで、例えば大型トラックのタイヤ空気圧を第２の筐体１４の表示部１５に表示して、タイヤの空気圧状態を運転者や同乗者に知らせる。この表示部１５では、大型トラックのトレーラヘッドのタイヤ空気圧が４個のタイヤマーク１６にそれぞれ表示され、トレーラのタイヤ空気圧が８個のタイヤマーク１７にそれぞれ表示される。
【００２０】
図２に示すように、車載用電子機器１０の第１の筐体１１は、ロアケース１８と、このロアケース１８に組み付けられるアッパーケース１９とを備えている。さらに、ロアケース１８にはライトガイド１８ａを備え、アッパーケース１９にはスイッチプレート１９ａを備えている。
【００２１】
ロアケース１８には、回路基板２０がねじ２１等によって固定され、回路基板２０上の不図示のプリント配線に電気的に接続された接続電線２２が後方に向けて引き出されている。ハーネス２２は、車体に搭載されている不図示の制御回路に接続されている。そして、アッパーケース１９の後端部にヒンジ機構１，２の一部を構成する固定ブロック２３，２４が、予め定められた間隔でそれぞれ固定されている。
【００２２】
図３に示すように、第２の筐体１４は、フロントケース２５と、このフロントケース２５に組み付けられるリアケース２６とを備えている。
【００２３】
フロントケース２５は、表示部１５の裏側に液晶パネル２７がねじ２１によって固定されるようになっている。液晶パネル２７は、テープ電線（ＦＰＣ）２８の一端部が電気的に接続されている。テープ電線２８の他端部は、第１の筐体１１内の回路基板２０（図２参照）に電気的に接続されている。
【００２４】
また、フロントケース２５には、回動基端側に一対のヒンジケース固定部２９，３０が、予め定められた間隔で形成されている。そして、第１の筐体１１の一対のヒンジカバー１２，１３にヒンジ機構１，２がそれぞれ組み付けられている。
【００２５】
図４、図５に示すように、ヒンジ機構１は、固定ブロック２３と、軸受部材３１と、クレビスピン３２と、一方の片面噛み合い部材３３と、両面噛み合い部材３４と、他方の片面噛み合い部材３５と、弾性部材である付勢ばね３６と、間隙部材であるワッシャ３７と、ヒンジケース３８と、ヒンジ軸であるシャフト３９とから構成されている。なお、他方のヒンジ機構２は、この一方のヒンジ機構１と同一の部品構成を有するため、以下の説明では同様の符号を付して説明することとする。
【００２６】
固定ブロック２３は、基端部に角孔形状の軸受部材拘束孔４０を有し、先端部に軸状のロアケース固定部４１を有している。
【００２７】
軸受部材３１は、外形が固定ブロック２３の軸受部材拘束孔４０に挿入される略直方体状に形成されている。軸受部材３１の中央部には、断面が長円形になるように円柱の側部を切り欠いたシャフト３９の軸部６５が回転不能に挿入されるように、軸部６５の断面長円形よりも若干大きな長円形に形成される軸受部材側シャフト拘束孔４２を有している。また、軸受部材３１には、その側部にクレビスピン挿入孔４３が軸受部材側シャフト拘束孔４２に貫通して形成されている。また、クレビスピン３２は、丸い軸形状に形成されている。
【００２８】
一方の片面噛み合い部材３３は、ジュラコン等の樹脂材料を用いて略円筒形状に形成されており、中央部に軸受部材３１の軸受部材側シャフト拘束孔４２と同一の長円形に形成される片面噛み合い部材側シャフト拘束孔４４を有している。また、一方の片面噛み合い部材３３は、両面噛み合い部材３４側にテーパ面付きの山部４５と谷部４６とを周方向に連続的に形成した固定側噛み合い部４７を有している。
【００２９】
両面噛み合い部材３４は、一方の片面噛み合い部材３３と同様のジュラコン等の樹脂材料を用いて板形状に形成され、前記一方の片面噛み合い部材３３の円筒と直径を一辺とする正方形の半分を円弧にした形状に形成されている。両面噛み合い部材３４は、前記円弧が前記一方の片面噛み合い部材３３の円筒の半円と略同一に形成され、この円弧の対向する外周面にヒンジケース拘束面４８を有し、略中央部にシャフト３９が回転自在に挿通される円形のシャフト孔４９を有している。また、両面噛み合い部材３４は、その一方の片面噛み合い部材３３側にテーパ面付きの山部５０と谷部５１とを周方向に連続的に形成した一方の駆動側噛み合い部５２を有している。また、その他方の片面噛み合い部材３５側にテーパ面付きの山部５３と谷部５４とを周方向に連続的に形成した他方の駆動側噛み合い部５５を有している。
【００３０】
他方の片面噛み合い部材３５は、一方の片面噛み合い部材３３と同様のジュラコン等の樹脂材料を用いて一方の片面噛み合い部材３３と同形状の略円筒形状に形成されており、中央部に軸受部材３１の軸受部材側シャフト拘束孔４２と同一の長円形に形成される片面噛み合い部材側シャフト拘束孔５６を有している。また、他方の片面噛み合い部材３５は、両面噛み合い部材３４側にテーパ面付きの山部５７と谷部５８とを周方向に連続的に形成した固定側噛み合い部５９を有している。
【００３１】
付勢ばね３６は、ねじりコイルばねである。また、ワッシャ３７は、中央部にシャフト３９に拘束されるシャフト拘束孔６０を有するため、付勢ばね３６がヒンジケース３８に接触しないようにする機能を有している。
【００３２】
ヒンジケース３８は、亜鉛ダイキャスト製であり、筒部６１内に両面噛み合い部材３４を拘束挿入するために両面噛み合い部材３４の外形よりも若干小さな断面形状を有する両面噛み合い部材拘束孔６２を有し、固定孔６３を有するフランジ部６４が筒部６１側面から突設されている。また、ヒンジケース３８は、両面噛み合い部材拘束孔６２の一方を塞ぐための側壁６１ａ（図９参照）が設けられ、側壁６１ａの中央部に、両面噛み合い部材３４のシャフト孔４９と同径でシャフト３９が回転自在に挿通される円形のシャフト孔（不図示）が形成されている。ここで、シャフト３９は、金属製であり、クレビスピン３２が挿通されるクレビスピン挿入孔６７を先端近傍に有する軸部６５と、後端に頭部６６を有している。
【００３３】
ヒンジケース３８のシャフト孔（不図示）にシャフト３９の軸部６５を挿入し、ワッシャ３７、付勢ばね３６、他方の片面噛み合い部材３５および両面噛み合い部材３４が軸部６５に順次挿通されると同時に、ヒンジケース３８の両面噛み合い部材拘束孔６２に挿入される。さらに、軸部６５に、一方の片面噛み合い部材３３および軸受部材３１が順次挿通され、軸受部材３１のクレビスピン挿入孔４３およびシャフト３９のクレビスピン挿入孔６７にクレビスピン３２が挿入される。これにより、一方の片面噛み合い部材３３は、シャフト３９の軸方向への移動が制限され、他方の片面噛み合い部材３５は、弾性変形されている付勢ばね３６によって一方の片面噛み合い部材３３の方向に押圧され、一方の片面噛み合い部材３３、両面噛み合い部材３４および他方の片面噛み合い部材３５が互いに弾性的に係合する。
【００３４】
そして、軸受部材３１が固定ブロック２３の軸受部材拘束孔４０に挿入されることで、軸受部材３１が固定ブロック２３に拘束される。このとき、軸受部材３１の軸受部材側シャフト拘束孔４２に拘束されるシャフト３９の軸部６５に、片面噛み合い部材３３，３５およびワッシャ３７が拘束される。
【００３５】
また、両面噛み合い部材３４がヒンジケース３８の両面噛み合い部材拘束孔６２内に挿入されることで、両面噛み合い部材３４のヒンジケース拘束面４８がヒンジケース３８内に拘束される。
【００３６】
図６(Ａ)，(Ｂ)に示すように、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７は、山部４５と谷部４６とが、それぞれ６０度のピッチに設定されており、６個の山部４５と６個の谷部４６とを有している。なお、他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９は、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７と同一構成のため説明は省略する。
【００３７】
図７(Ａ)，(Ｂ)，（Ｃ）に示すように、両面噛み合い部材３４の一方の駆動側噛み合い部５２は、山部５０と谷部５１とが、それぞれ６０度のピッチに設定されており、６個の山部５０と６個の谷部５１とを有している。
【００３８】
また、両面噛み合い部材３４の他方の駆動側噛み合い部５５は、山部５３と谷部５４とが、それぞれ６０度のピッチに設定されており、６個の山部５３と６個の谷部５４とを有している。この他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３と谷部５４は、前述した一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０と谷部５１に対して３０度の位相差を有している。
【００３９】
図８に示すように、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７および他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９は、それぞれの山部４５，５７の仰角α１が、例えば１２０度に、高さ寸法Ｌ１が、例えば０．５ｍｍに設定されている。また、それぞれの谷部４６，５８の幅寸法Ｌ２が、例えば０．７ｍｍに設定されている。
【００４０】
両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２および他方の駆動側噛み合い部５５において、山部５０，５３の仰角α２が、例えば１３０度に、高さ寸法Ｌ３が、例えば０．３ｍｍに設定されている。また、それぞれの片面噛み合い部材３３，３５および両面噛み合い部材３４の外周長さ寸法Ｌ４は、例えば１４ｍｍを有している。
【００４１】
次に、図９〜図１４を参照して、ヒンジ機構１，２の動作について説明する。
図９に示すように、一方のヒンジ機構１は、固定ブロック２３がアッパーケース１９の後端部の一方のヒンジカバー１２内に収容され、ロアケース固定部４１がロアケース１８に固定される（図２参照）。また、同時的に、他方のヒンジ機構２は、固定ブロック２４が、アッパーケース１９の後端部の他方のヒンジカバー１３内に収容され、ロアケース固定部４１がロアケース１８に固定される（図２参照）。
【００４２】
また、一方のヒンジ機構１は、軸受部材３１が固定ブロック２３の軸受部材拘束孔４０に一方側から挿入され、他方のヒンジ機構２は、軸受部材３１が固定ブロック２４の軸受部材拘束孔４０に他方側から挿入される。これによって、両軸受部材３１が両固定ブロック２３，２４に拘束されて取り付けられることで、シャフト３９を介して、一方の片面噛み合い部材３３および他方の片面噛み合い部材３５が回転を拘束される。
【００４３】
そして、一方のヒンジ機構１は、ヒンジケース３８のフランジ部６４が、フロントケース２５の一方のヒンジケース固定部２９にねじ固定され、他方のヒンジ機構２は、ヒンジケース３８のフランジ部６４が、フロントケース２５の他方のヒンジケース固定部３０にねじ固定される（図３参照）。
【００４４】
図９に示す第２の筐体１４の閉塞時には、各ヒンジケース３８の各フランジ部６４が第１の位置Ａ１にある。そのため、図１０および図１４（Ａ）に示すように、両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０が、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７の山部４５に乗り上げて係合されていない。しかし、他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３が他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の谷部５８に係合され、他方の駆動側噛み合い部５５の谷部５４が他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の山部５７に係合されている。そのため、付勢ばね３６により両面噛み合い部材３４に向けて押圧されている他方の片面噛み合い部材３５に与えられている押圧力によって、大きな拘束トルクが発生している。
【００４５】
次に、第２の筐体１４が第１の筐体１１から離れるように回動されると、各ヒンジケース３８の各フランジ部６４が回動を始める。
【００４６】
すると、図１１に示すように、シャフト３９を介して回転が拘束されている一方の片面噛み合い部材３３および他方の片面噛み合い部材３５に対して、両面噛み合い部材３４が、図１４(Ａ）中の矢印方向へ回動を始める。このとき、付勢ばね３６によって一方の片面噛み合い部材３３に向けて押圧されている他方の片面噛み合い部材３５は、付勢ばね３６の付勢力に抗してシャフト３９の軸方向（図１１中左方向）に移動するため、両面噛み合い部材３４は、他方の片面噛み合い部材３５に押圧されながら回動する。
【００４７】
これにより、図１４(Ｂ）、図１４（Ｃ）、図１４（Ｄ）に示すように、両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０が、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７の谷部４６に入り始める。そして、他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３が、他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の谷部５８から外れて固定側噛み合い部５９の次の山部５７に乗り上げ始める。同時に、他方の駆動側噛み合い部５５の谷部５４が他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の山部５７から外れ始める。このときの開閉トルクは、例えば１．２kgf・cm(５０N・mm)が発生している。
【００４８】
その後、図１３、図１４（Ｅ）に示すように、両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０が、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７の谷部４６に係合される。そして、他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３が、他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の次の山部５７に乗り上げる。
【００４９】
これにより、図１２に示すように、各ヒンジケース３８の各フランジ部６４が、第１位置Ａ１から３０度の回動ストロークを経た後の第２の位置Ａ２に係合されて第２の筐体１４がロックされる（図１参照）。このとき、付勢ばね３６により両面噛み合い部材３４に向けて押圧されている他方の片面噛み合い部材３５に与えられている押圧力によって、大きな拘束トルク、例えば０．４kgf・cm(４０N・mm)が発生して、強固な拘束が行われることになる。
【００５０】
以後、第２の筐体１４が第２位置Ａ２からさらに押圧された際に、３０度毎のストロークでロックを繰り返す。また、逆方向に押圧された場合も同様にロックを繰り返すことになる。
【００５１】
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構によれば、第２の筐体１４が押圧されて第１の筐体１１に対して回動を始めると、両面噛み合い部材３４が、シャフト３９に回転不可な一対の片面噛み合い部材３３，３５に相対的に回動される。このとき、両面噛み合い部材３４の位相のずれている駆動側噛み合い部５２，５５が、一対の片面噛み合い部材３３，３５の同位相の固定側噛み合い部４７，５９の一方に噛み合うことで、この位置で第２の筐体１４がロックされる。そして、この位置から第２の筐体１４がさらに押圧されると、駆動側噛み合い部５２，５５が、固定側噛み合い部４７，５９の他方に噛み合うことで、次の位置で第２の筐体１４がロックされる。
【００５２】
すなわち、第２の筐体１４は、第１の筐体１１に対して、各噛み合い部材３３，３４，３５の山部及び谷部のピッチの半分の３０度毎に回転がロックされる。これにより、噛み合い部材の山部及び谷部のピッチは、ヒンジ機構の回転ピッチの２倍のピッチで形成することができる。仮に、噛み合い部材の山部と谷部とを３０度のピッチで形成した場合、山部及び谷部が破損することがないように形成すると、山部の高さ（又は谷部の深さ）は低い（又は浅い）ものとなり、トルクが低くなってしまう。これに対して本発明は、山部と谷部とを３０度の２倍の６０度のピッチで形成することができるため、山部及び谷部が破損することがないように形成しても、山部の高さ（又は谷部の深さ）を高く（又は深く）することができる。したがって、従来のものと比べて、高トルクを維持することができる。また、従来のものでも大型化すれば高トルクは得られるが、本発明は大型化することなく高トルクを維持することができる。
【００５３】
また、本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構によれば、シャフト３９の軸方向への移動が制限されている一方の片面噛み合い部材３３に対して、付勢ばね３６が他方の片面噛み合い部材３５を押圧することで、噛み合い時の係合トルクを大きくすることができる。これにより、振動等の外乱に対して十分に抗することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構を適用した車載用電子機器の外観斜視図である。
【図２】図１の車載用電子機器における第１の筐体の分解外観斜視図である。
【図３】図１の車載用電子機器における第２の筐体の分解図を含む外観斜視図である。
【図４】図１のヒンジ機構の分解斜視図である。
【図５】図４のヒンジ機構の組立後の外観斜視図である。
【図６】（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される片面噛み合い部材の平面図、(Ｂ）は（Ａ）の正面図である。
【図７】（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される両面噛み合い部材の平面図、(Ｂ）は（Ａ）の正面図、（Ｃ）は（Ａ）の底面図である。
【図８】図１のヒンジ機構に適用される一対の片面噛み合い部材と両面噛み合い部材の展開図である。
【図９】図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置での外観斜視図である。
【図１０】図９の内部構造の平面図である。
【図１１】図９の第１の位置から第２の位置に回動する途中の内部構造を平面図である。
【図１２】図１のヒンジ機構の作用を説明する第２の位置での外観斜視図である。
【図１３】図１２の内部構造の平面図である。
【図１４】(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｄ)，(Ｅ)は図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置から第２の位置までのそれぞれ噛み合い展開図である。
【図１５】従来の車載用電子機器のヒンジ機構の概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ ヒンジ機構
２ ヒンジ機構
１０ 車載用電子機器
１１ 第１の筐体
１４ 第２の筐体
１５ 表示部
３３ 一方の片面噛み合い部材（片面噛み合い部材）
３４ 両面噛み合い部材
３５ 他方の片面噛み合い部材（片面噛み合い部材）
３６ 付勢ばね（弾性部材）
３９ シャフト（ヒンジ軸）
４７ 一方の固定側噛み合い部（固定側噛み合い部）
５２ 一方の駆動側噛み合い部（駆動側噛み合い部）
５５ 他方の駆動側噛み合い部（駆動側噛み合い部）
５９ 他方の固定側噛み合い部（固定側噛み合い部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車内に載置され、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器のヒンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車内に載置される車載用電子機器においては、表示パネルの角度を運転者や同乗者が見やすいように調整するために、表示パネルを複数の表示角度に段階的に調節できる車載用電子機器のヒンジ機構が用いられている。
【０００３】
このような車載用電子機器のヒンジ機構では、相対的に回転する２つの回転部材の摺動面に、互いに噛み合う凹凸をそれぞれ形成して、噛み合い位置が変更されることで、任意の角度調節を行うようにしていた。
【０００４】
しかし、細かく角度調節するために、凹凸のピッチを細かくすると、自動車の走行中の大きな振動によって凹凸の凸部が潰れてしまい、凹凸の噛み合いが緩んで角度が勝手に変わってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決するために、図１５に示すように、第１アーム１０１に凹凸１０２を形成し、この第１アーム１０１に対して柔軟性のある材料からなる別ピース１０３が結合された第２アーム１０４を組み付けた車載用電子機器のヒンジ機構１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１に開示された車載用電子機器のヒンジ機構１００は、別ピース１０３が回転不可に結合された第２アーム１０４にボルト１０５が挿通され、第１アーム１０１の裏側で、ボルト１０５にナット１０６がねじ込まれることで組み立てられる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−７４８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記特許文献１に開示された車載用電子機器のヒンジ機構１００では、噛み合いを行わずに、係合を凹凸１０２と別ピース１０３との摩擦に頼っているため、自動車の走行中の振動等によって、凹凸１０２と別ピース１０３とが摺動してしまい、角度が勝手に変わってしまう虞があった。特に、このような車載用電子機器は、最近の傾向で小型化になってきているため、ヒンジ機構１００も小型化が望まれており、凹凸１０２と別ピース１０３との組み合わせを小型化しようとすると、角度を保持するための所望のトルクが得られないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高トルクを維持することができるとともに、小型化を図ることができる車載用電子機器のヒンジ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構は、自動車等の車内に載置され、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器に適用される車載用電子機器のヒンジ機構であって、第１の筐体と第２の筐体の回動中心であり、該第１の筐体に回転不可に取り付けられるヒンジ軸と、該ヒンジ軸に回転自在に貫装され、両側面に位相をずらして駆動側噛み合い部が形成されるとともに、前記第２の筐体側に回動を拘束される両面噛み合い部材と、前記駆動側噛み合い部に噛み合う固定側噛み合い部が形成されるとともに、それぞれが同位相で前記ヒンジ軸に回転不可で、且つ当該ヒンジ軸の軸方向に移動可能に前記両面噛み合い部材の両側に配置される一対の片面噛み合い部材と、前記一対の固定側噛み合い部と前記駆動側噛み合い部とを弾性的に押圧可能な弾性部材と、を備え、前記一対の固定側噛み合い部が、前記駆動側噛み合い部に対して交互に噛み合うことを特徴としている。
【００１１】
このような構成の車載用電子機器のヒンジ機構によれば、第２の筐体が押圧されて第１の筐体に対して回動を始めると、両面噛み合い部材が、ヒンジ軸に回転不可な一対の片面噛み合い部材に相対的に回動される。このとき、両面噛み合い部材において位相のずれている駆動側噛み合い部が、一対の片面噛み合い部材において同位相の固定側噛み合い部の一方に噛み合うことで、この位置で第２の筐体が固定される。そして、この位置から第２の筐体がさらに押圧されると、駆動側噛み合い部が固定側噛み合い部の他方に噛み合うことで、次の位置で第２の筐体が固定される。これにより、駆動側噛み合い部の位相差によって固定側噛み合い部に順次噛み合わせることができ、従来のものと比べて、噛み合い構造とすることで、高トルクを維持することができるとともに小型化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構は、一方の前記片面噛み合い部材が、前記ヒンジ軸の軸方向への移動を制限され、前記弾性部材が他方の前記片面噛み合い部材を前記一方の片面噛み合い部材側に向けて押圧することが好ましい。
【００１３】
このような構成の車載用電子機器のヒンジ機構によれば、ヒンジ軸の軸方向への移動を制限されている一方の片面噛み合い部材に対して、弾性部材が他方の片面噛み合い部材を押圧することで、噛み合い時の係合トルクを大きくすることができるため、振動等の外乱に対して十分に抗することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構によれば、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器に適用される車載用電子機器のヒンジ機構において、高トルクを維持することができるとともに、小型化を図ることができる車載用電子機器のヒンジ機構を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１６】
図１〜図１４は本発明に係る車載用電子機器のヒンジ機構の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構を適用した車載用電子機器の外観斜視図、図２は図１の車載用電子機器における第１の筐体の分解外観斜視図、図３は図１の車載用電子機器における第２の筐体の分解図を含む外観斜視図、図４は図１のヒンジ機構の分解斜視図、図５は図４のヒンジ機構の組立後の外観斜視図である。
【００１７】
また、図６（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される片面噛み合い部材の平面図、図６(Ｂ）は図６（Ａ）の正面図、図７（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される両面噛み合い部材の平面図、図７(Ｂ）は図７（Ａ）の正面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の底面図、図８は図１のヒンジ機構に適用される一対の片面噛み合い部材と両面噛み合い部材の展開図、図９は図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置での外観斜視図、図１０は図９の内部構造の平面図、図１１は図９の第１の位置から第２の位置に回動する途中の内部構造を平面図、図１２は図１のヒンジ機構の作用を説明する第２の位置での外観斜視図、図１３は図１２の内部構造の平面図、図１４(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｄ)，(Ｅ)は図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置から第２の位置までのそれぞれ噛み合い展開図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構が適用される車載用電子機器１０は、第１の筐体１１と、一対のヒンジカバー１２，１３を回動基端側に有して第１の筐体１１に回動自在に連結された第２の筐体１４とを備えている折り畳み式信号表示器である。
【００１９】
車載用電子機器１０は、自動車等の車両内に配置されることで、例えば大型トラックのタイヤ空気圧を第２の筐体１４の表示部１５に表示して、タイヤの空気圧状態を運転者や同乗者に知らせる。この表示部１５では、大型トラックのトレーラヘッドのタイヤ空気圧が４個のタイヤマーク１６にそれぞれ表示され、トレーラのタイヤ空気圧が８個のタイヤマーク１７にそれぞれ表示される。
【００２０】
図２に示すように、車載用電子機器１０の第１の筐体１１は、ロアケース１８と、このロアケース１８に組み付けられるアッパーケース１９とを備えている。さらに、ロアケース１８にはライトガイド１８ａを備え、アッパーケース１９にはスイッチプレート１９ａを備えている。
【００２１】
ロアケース１８には、回路基板２０がねじ２１等によって固定され、回路基板２０上の不図示のプリント配線に電気的に接続された接続電線２２が後方に向けて引き出されている。ハーネス２２は、車体に搭載されている不図示の制御回路に接続されている。そして、アッパーケース１９の後端部にヒンジ機構１，２の一部を構成する固定ブロック２３，２４が、予め定められた間隔でそれぞれ固定されている。
【００２２】
図３に示すように、第２の筐体１４は、フロントケース２５と、このフロントケース２５に組み付けられるリアケース２６とを備えている。
【００２３】
フロントケース２５は、表示部１５の裏側に液晶パネル２７がねじ２１によって固定されるようになっている。液晶パネル２７は、テープ電線（ＦＰＣ）２８の一端部が電気的に接続されている。テープ電線２８の他端部は、第１の筐体１１内の回路基板２０（図２参照）に電気的に接続されている。
【００２４】
また、フロントケース２５には、回動基端側に一対のヒンジケース固定部２９，３０が、予め定められた間隔で形成されている。そして、第１の筐体１１の一対のヒンジカバー１２，１３にヒンジ機構１，２がそれぞれ組み付けられている。
【００２５】
図４、図５に示すように、ヒンジ機構１は、固定ブロック２３と、軸受部材３１と、クレビスピン３２と、一方の片面噛み合い部材３３と、両面噛み合い部材３４と、他方の片面噛み合い部材３５と、弾性部材である付勢ばね３６と、間隙部材であるワッシャ３７と、ヒンジケース３８と、ヒンジ軸であるシャフト３９とから構成されている。なお、他方のヒンジ機構２は、この一方のヒンジ機構１と同一の部品構成を有するため、以下の説明では同様の符号を付して説明することとする。
【００２６】
固定ブロック２３は、基端部に角孔形状の軸受部材拘束孔４０を有し、先端部に軸状のロアケース固定部４１を有している。
【００２７】
軸受部材３１は、外形が固定ブロック２３の軸受部材拘束孔４０に挿入される略直方体状に形成されている。軸受部材３１の中央部には、断面が長円形になるように円柱の側部を切り欠いたシャフト３９の軸部６５が回転不能に挿入されるように、軸部６５の断面長円形よりも若干大きな長円形に形成される軸受部材側シャフト拘束孔４２を有している。また、軸受部材３１には、その側部にクレビスピン挿入孔４３が軸受部材側シャフト拘束孔４２に貫通して形成されている。また、クレビスピン３２は、丸い軸形状に形成されている。
【００２８】
一方の片面噛み合い部材３３は、ジュラコン等の樹脂材料を用いて略円筒形状に形成されており、中央部に軸受部材３１の軸受部材側シャフト拘束孔４２と同一の長円形に形成される片面噛み合い部材側シャフト拘束孔４４を有している。また、一方の片面噛み合い部材３３は、両面噛み合い部材３４側にテーパ面付きの山部４５と谷部４６とを周方向に連続的に形成した固定側噛み合い部４７を有している。
【００２９】
両面噛み合い部材３４は、一方の片面噛み合い部材３３と同様のジュラコン等の樹脂材料を用いて板形状に形成され、前記一方の片面噛み合い部材３３の円筒と直径を一辺とする正方形の半分を円弧にした形状に形成されている。両面噛み合い部材３４は、前記円弧が前記一方の片面噛み合い部材３３の円筒の半円と略同一に形成され、この円弧の対向する外周面にヒンジケース拘束面４８を有し、略中央部にシャフト３９が回転自在に挿通される円形のシャフト孔４９を有している。また、両面噛み合い部材３４は、その一方の片面噛み合い部材３３側にテーパ面付きの山部５０と谷部５１とを周方向に連続的に形成した一方の駆動側噛み合い部５２を有している。また、その他方の片面噛み合い部材３５側にテーパ面付きの山部５３と谷部５４とを周方向に連続的に形成した他方の駆動側噛み合い部５５を有している。
【００３０】
他方の片面噛み合い部材３５は、一方の片面噛み合い部材３３と同様のジュラコン等の樹脂材料を用いて一方の片面噛み合い部材３３と同形状の略円筒形状に形成されており、中央部に軸受部材３１の軸受部材側シャフト拘束孔４２と同一の長円形に形成される片面噛み合い部材側シャフト拘束孔５６を有している。また、他方の片面噛み合い部材３５は、両面噛み合い部材３４側にテーパ面付きの山部５７と谷部５８とを周方向に連続的に形成した固定側噛み合い部５９を有している。
【００３１】
付勢ばね３６は、ねじりコイルばねである。また、ワッシャ３７は、中央部にシャフト３９に拘束されるシャフト拘束孔６０を有するため、付勢ばね３６がヒンジケース３８に接触しないようにする機能を有している。
【００３２】
ヒンジケース３８は、亜鉛ダイキャスト製であり、筒部６１内に両面噛み合い部材３４を拘束挿入するために両面噛み合い部材３４の外形よりも若干小さな断面形状を有する両面噛み合い部材拘束孔６２を有し、固定孔６３を有するフランジ部６４が筒部６１側面から突設されている。また、ヒンジケース３８は、両面噛み合い部材拘束孔６２の一方を塞ぐための側壁６１ａ（図９参照）が設けられ、側壁６１ａの中央部に、両面噛み合い部材３４のシャフト孔４９と同径でシャフト３９が回転自在に挿通される円形のシャフト孔（不図示）が形成されている。ここで、シャフト３９は、金属製であり、クレビスピン３２が挿通されるクレビスピン挿入孔６７を先端近傍に有する軸部６５と、後端に頭部６６を有している。
【００３３】
ヒンジケース３８のシャフト孔（不図示）にシャフト３９の軸部６５を挿入し、ワッシャ３７、付勢ばね３６、他方の片面噛み合い部材３５および両面噛み合い部材３４が軸部６５に順次挿通されると同時に、ヒンジケース３８の両面噛み合い部材拘束孔６２に挿入される。さらに、軸部６５に、一方の片面噛み合い部材３３および軸受部材３１が順次挿通され、軸受部材３１のクレビスピン挿入孔４３およびシャフト３９のクレビスピン挿入孔６７にクレビスピン３２が挿入される。これにより、一方の片面噛み合い部材３３は、シャフト３９の軸方向への移動が制限され、他方の片面噛み合い部材３５は、弾性変形されている付勢ばね３６によって一方の片面噛み合い部材３３の方向に押圧され、一方の片面噛み合い部材３３、両面噛み合い部材３４および他方の片面噛み合い部材３５が互いに弾性的に係合する。
【００３４】
そして、軸受部材３１が固定ブロック２３の軸受部材拘束孔４０に挿入されることで、軸受部材３１が固定ブロック２３に拘束される。このとき、軸受部材３１の軸受部材側シャフト拘束孔４２に拘束されるシャフト３９の軸部６５に、片面噛み合い部材３３，３５およびワッシャ３７が拘束される。
【００３５】
また、両面噛み合い部材３４がヒンジケース３８の両面噛み合い部材拘束孔６２内に挿入されることで、両面噛み合い部材３４のヒンジケース拘束面４８がヒンジケース３８内に拘束される。
【００３６】
図６(Ａ)，(Ｂ)に示すように、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７は、山部４５と谷部４６とが、それぞれ６０度のピッチに設定されており、６個の山部４５と６個の谷部４６とを有している。なお、他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９は、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７と同一構成のため説明は省略する。
【００３７】
図７(Ａ)，(Ｂ)，（Ｃ）に示すように、両面噛み合い部材３４の一方の駆動側噛み合い部５２は、山部５０と谷部５１とが、それぞれ６０度のピッチに設定されており、６個の山部５０と６個の谷部５１とを有している。
【００３８】
また、両面噛み合い部材３４の他方の駆動側噛み合い部５５は、山部５３と谷部５４とが、それぞれ６０度のピッチに設定されており、６個の山部５３と６個の谷部５４とを有している。この他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３と谷部５４は、前述した一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０と谷部５１に対して３０度の位相差を有している。
【００３９】
図８に示すように、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７および他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９は、それぞれの山部４５，５７の仰角α１が、例えば１２０度に、高さ寸法Ｌ１が、例えば０．５ｍｍに設定されている。また、それぞれの谷部４６，５８の幅寸法Ｌ２が、例えば０．７ｍｍに設定されている。
【００４０】
両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２および他方の駆動側噛み合い部５５において、山部５０，５３の仰角α２が、例えば１３０度に、高さ寸法Ｌ３が、例えば０．３ｍｍに設定されている。また、それぞれの片面噛み合い部材３３，３５および両面噛み合い部材３４の外周長さ寸法Ｌ４は、例えば１４ｍｍを有している。
【００４１】
次に、図９〜図１４を参照して、ヒンジ機構１，２の動作について説明する。
図９に示すように、一方のヒンジ機構１は、固定ブロック２３がアッパーケース１９の後端部の一方のヒンジカバー１２内に収容され、ロアケース固定部４１がロアケース１８に固定される（図２参照）。また、同時的に、他方のヒンジ機構２は、固定ブロック２４が、アッパーケース１９の後端部の他方のヒンジカバー１３内に収容され、ロアケース固定部４１がロアケース１８に固定される（図２参照）。
【００４２】
また、一方のヒンジ機構１は、軸受部材３１が固定ブロック２３の軸受部材拘束孔４０に一方側から挿入され、他方のヒンジ機構２は、軸受部材３１が固定ブロック２４の軸受部材拘束孔４０に他方側から挿入される。これによって、両軸受部材３１が両固定ブロック２３，２４に拘束されて取り付けられることで、シャフト３９を介して、一方の片面噛み合い部材３３および他方の片面噛み合い部材３５が回転を拘束される。
【００４３】
そして、一方のヒンジ機構１は、ヒンジケース３８のフランジ部６４が、フロントケース２５の一方のヒンジケース固定部２９にねじ固定され、他方のヒンジ機構２は、ヒンジケース３８のフランジ部６４が、フロントケース２５の他方のヒンジケース固定部３０にねじ固定される（図３参照）。
【００４４】
図９に示す第２の筐体１４の閉塞時には、各ヒンジケース３８の各フランジ部６４が第１の位置Ａ１にある。そのため、図１０および図１４（Ａ）に示すように、両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０が、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７の山部４５に乗り上げて係合されていない。しかし、他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３が他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の谷部５８に係合され、他方の駆動側噛み合い部５５の谷部５４が他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の山部５７に係合されている。そのため、付勢ばね３６により両面噛み合い部材３４に向けて押圧されている他方の片面噛み合い部材３５に与えられている押圧力によって、大きな拘束トルクが発生している。
【００４５】
次に、第２の筐体１４が第１の筐体１１から離れるように回動されると、各ヒンジケース３８の各フランジ部６４が回動を始める。
【００４６】
すると、図１１に示すように、シャフト３９を介して回転が拘束されている一方の片面噛み合い部材３３および他方の片面噛み合い部材３５に対して、両面噛み合い部材３４が、図１４(Ａ）中の矢印方向へ回動を始める。このとき、付勢ばね３６によって一方の片面噛み合い部材３３に向けて押圧されている他方の片面噛み合い部材３５は、付勢ばね３６の付勢力に抗してシャフト３９の軸方向（図１１中左方向）に移動するため、両面噛み合い部材３４は、他方の片面噛み合い部材３５に押圧されながら回動する。
【００４７】
これにより、図１４(Ｂ）、図１４（Ｃ）、図１４（Ｄ）に示すように、両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０が、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７の谷部４６に入り始める。そして、他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３が、他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の谷部５８から外れて固定側噛み合い部５９の次の山部５７に乗り上げ始める。同時に、他方の駆動側噛み合い部５５の谷部５４が他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の山部５７から外れ始める。このときの開閉トルクは、例えば１．２kgf・cm(５０N・mm)が発生している。
【００４８】
その後、図１３、図１４（Ｅ）に示すように、両面噛み合い部材３４は、一方の駆動側噛み合い部５２の山部５０が、一方の片面噛み合い部材３３の固定側噛み合い部４７の谷部４６に係合される。そして、他方の駆動側噛み合い部５５の山部５３が、他方の片面噛み合い部材３５の固定側噛み合い部５９の次の山部５７に乗り上げる。
【００４９】
これにより、図１２に示すように、各ヒンジケース３８の各フランジ部６４が、第１位置Ａ１から３０度の回動ストロークを経た後の第２の位置Ａ２に係合されて第２の筐体１４がロックされる（図１参照）。このとき、付勢ばね３６により両面噛み合い部材３４に向けて押圧されている他方の片面噛み合い部材３５に与えられている押圧力によって、大きな拘束トルク、例えば０．４kgf・cm(４０N・mm)が発生して、強固な拘束が行われることになる。
【００５０】
以後、第２の筐体１４が第２位置Ａ２からさらに押圧された際に、３０度毎のストロークでロックを繰り返す。また、逆方向に押圧された場合も同様にロックを繰り返すことになる。
【００５１】
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構によれば、第２の筐体１４が押圧されて第１の筐体１１に対して回動を始めると、両面噛み合い部材３４が、シャフト３９に回転不可な一対の片面噛み合い部材３３，３５に相対的に回動される。このとき、両面噛み合い部材３４の位相のずれている駆動側噛み合い部５２，５５が、一対の片面噛み合い部材３３，３５の同位相の固定側噛み合い部４７，５９の一方に噛み合うことで、この位置で第２の筐体１４がロックされる。そして、この位置から第２の筐体１４がさらに押圧されると、駆動側噛み合い部５２，５５が、固定側噛み合い部４７，５９の他方に噛み合うことで、次の位置で第２の筐体１４がロックされる。
【００５２】
すなわち、第２の筐体１４は、第１の筐体１１に対して、各噛み合い部材３３，３４，３５の山部及び谷部のピッチの半分の３０度毎に回転がロックされる。これにより、噛み合い部材の山部及び谷部のピッチは、ヒンジ機構の回転ピッチの２倍のピッチで形成することができる。仮に、噛み合い部材の山部と谷部とを３０度のピッチで形成した場合、山部及び谷部が破損することがないように形成すると、山部の高さ（又は谷部の深さ）は低い（又は浅い）ものとなり、トルクが低くなってしまう。これに対して本発明は、山部と谷部とを３０度の２倍の６０度のピッチで形成することができるため、山部及び谷部が破損することがないように形成しても、山部の高さ（又は谷部の深さ）を高く（又は深く）することができる。したがって、従来のものと比べて、高トルクを維持することができる。また、従来のものでも大型化すれば高トルクは得られるが、本発明は大型化することなく高トルクを維持することができる。
【００５３】
また、本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構によれば、シャフト３９の軸方向への移動が制限されている一方の片面噛み合い部材３３に対して、付勢ばね３６が他方の片面噛み合い部材３５を押圧することで、噛み合い時の係合トルクを大きくすることができる。これにより、振動等の外乱に対して十分に抗することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載用電子機器のヒンジ機構を適用した車載用電子機器の外観斜視図である。
【図２】図１の車載用電子機器における第１の筐体の分解外観斜視図である。
【図３】図１の車載用電子機器における第２の筐体の分解図を含む外観斜視図である。
【図４】図１のヒンジ機構の分解斜視図である。
【図５】図４のヒンジ機構の組立後の外観斜視図である。
【図６】（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される片面噛み合い部材の平面図、(Ｂ）は（Ａ）の正面図である。
【図７】（Ａ）は図１のヒンジ機構に適用される両面噛み合い部材の平面図、(Ｂ）は（Ａ）の正面図、（Ｃ）は（Ａ）の底面図である。
【図８】図１のヒンジ機構に適用される一対の片面噛み合い部材と両面噛み合い部材の展開図である。
【図９】図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置での外観斜視図である。
【図１０】図９の内部構造の平面図である。
【図１１】図９の第１の位置から第２の位置に回動する途中の内部構造を平面図である。
【図１２】図１のヒンジ機構の作用を説明する第２の位置での外観斜視図である。
【図１３】図１２の内部構造の平面図である。
【図１４】(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)，(Ｄ)，(Ｅ)は図１のヒンジ機構の作用を説明する第１の位置から第２の位置までのそれぞれ噛み合い展開図である。
【図１５】従来の車載用電子機器のヒンジ機構の概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ ヒンジ機構
２ ヒンジ機構
１０ 車載用電子機器
１１ 第１の筐体
１４ 第２の筐体
１５ 表示部
３３ 一方の片面噛み合い部材（片面噛み合い部材）
３４ 両面噛み合い部材
３５ 他方の片面噛み合い部材（片面噛み合い部材）
３６ 付勢ばね（弾性部材）
３９ シャフト（ヒンジ軸）
４７ 一方の固定側噛み合い部（固定側噛み合い部）
５２ 一方の駆動側噛み合い部（駆動側噛み合い部）
５５ 他方の駆動側噛み合い部（駆動側噛み合い部）
５９ 他方の固定側噛み合い部（固定側噛み合い部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車等の車内に載置され、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器に適用される車載用電子機器のヒンジ機構であって、
第１の筐体と第２の筐体の回動中心であり、該第１の筐体に回転不可に取り付けられるヒンジ軸と、
該ヒンジ軸に回転自在に貫装され、両側面に位相をずらして駆動側噛み合い部が形成されるとともに、前記第２の筐体側に回動を拘束される両面噛み合い部材と、
前記駆動側噛み合い部に噛み合う固定側噛み合い部が形成されるとともに、それぞれが同位相で前記ヒンジ軸に回転不可で、且つ当該ヒンジ軸の軸方向に移動可能に前記両面噛み合い部材の両側に配置される一対の片面噛み合い部材と、
前記一対の固定側噛み合い部と前記駆動側噛み合い部とを弾性的に押圧可能な弾性部材と、を備え、
前記一対の固定側噛み合い部が、前記駆動側噛み合い部に対して交互に噛み合うことを特徴とする車載用電子機器のヒンジ機構。
【請求項２】
一方の前記片面噛み合い部材が、前記ヒンジ軸の軸方向への移動を制限され、前記弾性部材が他方の前記片面噛み合い部材を前記一方の片面噛み合い部材側に向けて押圧することを特徴とする請求項１記載の車載用電子機器のヒンジ機構。
【請求項１】
自動車等の車内に載置され、表示部の表示角度を調整自在な車載用電子機器に適用される車載用電子機器のヒンジ機構であって、
第１の筐体と第２の筐体の回動中心であり、該第１の筐体に回転不可に取り付けられるヒンジ軸と、
該ヒンジ軸に回転自在に貫装され、両側面に位相をずらして駆動側噛み合い部が形成されるとともに、前記第２の筐体側に回動を拘束される両面噛み合い部材と、
前記駆動側噛み合い部に噛み合う固定側噛み合い部が形成されるとともに、それぞれが同位相で前記ヒンジ軸に回転不可で、且つ当該ヒンジ軸の軸方向に移動可能に前記両面噛み合い部材の両側に配置される一対の片面噛み合い部材と、
前記一対の固定側噛み合い部と前記駆動側噛み合い部とを弾性的に押圧可能な弾性部材と、を備え、
前記一対の固定側噛み合い部が、前記駆動側噛み合い部に対して交互に噛み合うことを特徴とする車載用電子機器のヒンジ機構。
【請求項２】
一方の前記片面噛み合い部材が、前記ヒンジ軸の軸方向への移動を制限され、前記弾性部材が他方の前記片面噛み合い部材を前記一方の片面噛み合い部材側に向けて押圧することを特徴とする請求項１記載の車載用電子機器のヒンジ機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２６９５４８（Ｐ２００９−２６９５４８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２３６４１（Ｐ２００８−１２３６４１）
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００６７５８）株式会社ヨコオ (158)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００６７５８）株式会社ヨコオ (158)
【Ｆターム（参考）】
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