JP2002070834A - ヒンジ装置及び折り畳み式機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒンジ軸の円滑な回転を実現し、かつ長寿命
化を図る。 【解決手段】 一端面に開口３１が形成された筒状カバ
ー２２と、軸部２６と大径部２７とカム面２８とを有
し、軸部２６が開口３１から突出されてカバー２２に収
容されたヒンジ軸２３と、ヒンジ軸２３の軸心回りの互
いに１８０゜をなす位置に位置してカバー２２内に収容
され、軸心回りの回転が規制された一対の球体２４と、
球体２４を介してヒンジ軸２３を開口３１から突出する
方向に付勢する弾性部材２５とよりなるものとする。ヒ
ンジ軸２３の回転に伴い、球体２４はカム面２８と転接
するため、ヒンジ軸回転時の摩擦は極めて小さいものと
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば折り畳み式
携帯電話機やノートブック型パーソナルコンピュータ等
の折り畳み式機器において、機器本体に対して折り畳ま
れる本体カバー（フリップカバー）を開閉可能に軸支す
るために用いるヒンジ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば折り畳み式携帯電話機において
は、不使用時にはフリップカバーを閉状態にすることに
よりスイッチ等を保護して持ち運びを容易とし、使用時
にはフリップカバーを開状態にして露出したスイッチ等
を操作するものとなっており、このためフリップカバー
を閉状態及び開状態に保持する機能を備えたヒンジ装置
が従来より各種提案されている。

【０００３】図７Ａはこのような折り畳み式携帯電話機
のヒンジ装置取り付け部分を示したものであり、図７Ｂ
はその取り付けられているヒンジ装置を各部に分解して
示したものである。まず、このヒンジ装置１１の構成に
ついて説明する。ヒンジ装置１１はハウジング１２とヒ
ンジ軸１３とカム１４とコイルバネ１５とカバー１６と
によって構成されている。ハウジング１２はこの例では
図に示したように一方の側部が半円形の曲面とされ、他
方の側部が平坦面とされて筒状をなすものとされてい
る。平坦面には案内溝１２ａが形成され、その両側面部
に一対の係止穴１２ｂが形成されている。さらに、図で
は隠れて見えないが閉塞された一端面には開口が形成さ
れている。

【０００４】ハウジング１２に挿入されるヒンジ軸１３
は軸部１３ａの一端側に大径部１３ｂが設けられ、その
大径部１３ｂの軸部１３ａと反対側に山形突部１３ｃを
有するものとなっている。なお、軸部１３ａの他端側に
は一対の切欠平面１３ｄが平行に形成されている。カム
１４はヒンジ軸１３の山形突部１３ｃとかみ合って摺動
接触する谷形部１４ａ及び山形部１４ｂを端部に有して
いる。また、ハウジング１２の案内溝１２ａに係合され
て回転が阻止され、かつ案内溝１２ａに沿ってカム１４
が摺動できるように突起１４ｃが突設されており、さら
にカバー１６側の端面にはバネ固定突起１４ｄが形成さ
れている。

【０００５】カバー１６はハウジング１２の係止穴１２
ｂに係止される一対の係止突起１６ａを備えており、ま
たハウジング１２の案内溝１２ａに挿入される突起１６
ｂが設けられている。ヒンジ装置１１の組み立ては、ハ
ウジング１２の一端面に形成されている開口にヒンジ軸
１３の軸部１３ａを挿通させ、軸部１３ａを開口から突
出させてヒンジ軸１３をハウジング１２内に収容し、次
に谷形部１４ａとヒンジ軸１３の山形突部１３ｃとを合
わせるようにしてカム１４をハウジング１２内に挿入
し、さらにコイルバネ１５の一端をバネ固定突起１４ｄ
に固定した後、カバー１６の突起（図示せず）にコイル
バネ１５の他端を固定して、カバー１６の係止突起１６
ａをハウジング１２の係止穴１２ｂに係止させることに
よって行われ、これによりコイルバネ１５の押圧力によ
りカム１４はヒンジ軸１３に押し付けられた状態とな
る。

【０００６】このようにして組み立てられたヒンジ装置
１１は、電話機本体１７の収納空間に装着される。ヒン
ジ装置１１は電話機本体１７に２つ取り付けられ、図７
Ａに示したようにそのヒンジ軸１３の切欠平面１３ｄが
形成された軸部１３ａが外部に突出される。フリップカ
バー１８の一対のネック部１８ａにはヒンジ軸１３の軸
部１３ａが嵌合される嵌合口１８ｂがそれぞれ形成され
ており、これら嵌合口１８ｂにヒンジ軸１３を嵌合させ
ることにより、電話機本体１７にフリップカバー１８が
開閉可能に軸支されて取り付けられる。

【０００７】フリップカバー１８を開ける場合、ヒンジ
軸１３の山形突部１３ｃと当接している谷形部１４ａの
傾斜面に沿ってカム１４はスライド後退し、山形部１４
ｂの頂上に至った後には他側の傾斜面に沿ってスライド
前進する。そして、コイルバネ１５による押圧力で山形
突部１３ｃと谷形部１４ａとがかみ合う位置になると、
フリップカバー１８の回動が止まり、所定の開角度が保
持される。一方、フリップカバー１８を閉じる場合、ヒ
ンジ軸１３の山形突部１３ｃと当接している谷形部１４
ａの傾斜面に沿ってカム１４はスライド後退し、山形部
１４ｂの頂上に至った後には他側の傾斜面に沿ってスラ
イド前進する。この時、コイルバネ１５の押圧力により
フリップカバー１８には閉方向の力が継続して作用する
ことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構造とされたヒンジ装置１１においては、ヒンジ軸１
３の山形突部１３ｃと、カム１４の谷形部１４ａ及び山
形部１４ｂがなす面とは摺動接触するものとなっている
ため、ヒンジ軸１３の回転時の摩擦（摺動摩擦）は比較
的大きく、その点でヒンジ軸１３の回転の円滑性に問題
があるものとなっていた。

【０００９】また、ヒンジ軸１３やカム１４は一般に樹
脂製とされるが、摩擦が大きい分、摩耗しやすく、寿命
（耐久性）の点でも問題があるものとなっていた。この
発明の目的はこれら問題に鑑み、ヒンジ軸の回転が容易
かつ円滑であり、さらに長寿命化を実現できる操作性・
耐久性に優れたヒンジ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、筒状をなし、一端面に開口が形成されたカバーと、
軸部とその軸部の一端側に設けられた大径部とその大径
部の軸部と反対側に形成されたカム面とを有し、軸部が
上記開口から突出されてカバー内に収容されたヒンジ軸
と、そのヒンジ軸の軸心回りの互いに１８０°をなす位
置に位置してカバー内に収容され、カバーの内壁により
上記軸心回りの回転が規制された一対の球体と、カバー
内に収容され、上記一対の球体を介してヒンジ軸を上記
開口から突出する方向に付勢する弾性部材とよりなるも
のとされ、上記カム面は上記軸心方向に出入りし、かつ
それぞれ軸心に対して互いに１８０°をなして放射状に
設けられた各一対の山形部と谷形部とを備え、ヒンジ軸
の回転に伴い、上記一対の球体が上記カム面と転接する
構造とされる。

【００１１】請求項２の発明では請求項１の発明におい
て、上記カム面は上記大径部と反対側に向って先細とな
るテーパ面とされ、上記一対の球体が上記弾性部材の押
圧力によりカバーの内壁に押し付けられているものとさ
れる。請求項３の発明では請求項１または２のいずれか
の発明において、上記球体が鋼球とされる。請求項４の
発明では請求項１または２のいずれかの発明において、
カバーが四角筒状もしくは六角筒状とされる。

【００１２】請求項５の発明では折り畳み式機器は請求
項１乃至４記載のいずれかのヒンジ装置が組み込まれた
ものとされる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して実施例により説明する。図１はこの発明の一実施
例を示したものであり、この例ではヒンジ装置２１はカ
バー２２とヒンジ軸２３と一対の球体２４と弾性部材２
５とによって構成されている。弾性部材２５はこの例で
はコイルバネとされている。図２及び３はヒンジ軸２３
及びカバー２２の形状をそれぞれ示したものであり、ま
ずこれらヒンジ軸２３及びカバー２２の形状について説
明する。

【００１４】ヒンジ軸２３は図２に示したように、断面
略方形状をなす軸部２６と、その軸部２６の一端側に設
けられたフランジ状大径部２７と、その大径部２７の軸
部２６と反対側に形成されたカム面２８とを有するもの
とされる。カム面２８はこの例では大径部２７と反対側
に向って先細となるテーパ面とされ、軸心方向に出入り
し、かつそれぞれ軸心に対して互いに１８０゜をなして
放射状に設けられた各一対の山形部２８ａと谷形部２８
ｂとをそのテーパ面に有するものとされる。山形部２８
ａと谷形部２８ｂとはこの例では互いに９０゜をなすよ
うに配置されている。なお、カム面２８には小径の軸２
９が軸心上に突出されて形成されている。

【００１５】カバー２２は図３に示したように、各コー
ナー部が円弧状に丸められた四角筒状をなすものとさ
れ、その閉塞された一端面には円形開口３１が形成され
ている。また、開放された他端側の対向する二辺からは
係止片３２がそれぞれ突出されて形成されている。カバ
ー２２は金属製とされ、例えばプレス加工によって形成
される。一方、ヒンジ軸２３は樹脂製とされる。なお、
ヒンジ軸２３は金属材によって形成することもできる。

【００１６】ヒンジ装置２１の組み立てはカバー２２に
順次ヒンジ軸２３、一対の球体２４及び弾性部材２５を
挿入し、カバー２２の一対の係止片３２を内側に折り曲
げて、弾性部材２５を押圧し、抜け止めすることによっ
て行われる。ヒンジ装置２１は組み立てられた状態では
図１Ｃに示した状態となり、ヒンジ軸２３はその軸部２
６がカバー２２の開口３１から突出され、大径部２７が
カバー２２の端面によって抜け止めされてカバー２２に
収容されている。なお、この例では図に示したように、
カバー２２の端面と大径部２７との間にワッシャ３３が
介在されている。

【００１７】一対の球体２４はヒンジ軸２３の軸心回り
の互いに１８０゜をなす位置に位置され、かつ図１Ｂに
示したようにカバー２２のコーナー部に位置されてカバ
ー２２内に収容される。球体２４の大きさ（径）はヒン
ジ軸２３のカム面２８に突設されている軸２９の周面
と、カバー２２のコーナー部内壁との間隔よりわずかに
小とされる。球体２４の大きさ及び配置位置を上記のよ
うに設定することにより、球体２４はカバー２２の内壁
によってヒンジ軸２３の軸心回りの回転が規制され、即
ちカバー２２内における軸心回りの位置が規定される。

【００１８】弾性部材２５はその一端が一対の球体２４
と圧接され、他端が一対の係止片３２と圧接される。一
対の球体２４は弾性部材２５の押圧力によりカム面２８
に押し付けられると共に、カバー２２の内壁に押し付け
られる。また、ヒンジ軸２３は一対の球体２４を介して
弾性部材２５の押圧力により開口３１から突出する方向
に付勢される。上記のような構造により、各球体２４は
カム面２８、カバー２２の内壁及び弾性部材２５とそれ
ぞれ点接触する状態となる。なお、球体２４のカム面２
８との接点と中心を結ぶ線及び弾性部材２５との接点と
中心を結ぶ線がなす角度を図１Ｃ中に示したようにαと
すると、α＜１８０゜となるように構成することによ
り、球体２４のカバー２２内壁に対する押し付け力が得
られるものとなる。

【００１９】次に、このヒンジ装置２１の動きについて
説明する。図１Ｃに示したように、一対の球体２４がヒ
ンジ軸２３のカム面２８の谷形部２８ｂに位置する状態
からヒンジ軸２３を回転させると、球体２４はカム面２
８と転接し、カム面２８に沿って軸方向に後退して弾性
部材２５を圧縮する。そして、図１Ａに示したように山
形部２８ａの頂上に至った後、弾性部材２５の押圧力に
よって軸方向に前進し、再び谷形部２８ｂに位置するよ
う弾性部材２５の押圧力が球体２４に作用してヒンジ軸
２３に回転力を与える。そして、この回転力は球体２４
が谷形部２８ｂに位置するまで、つまり安定な状態とな
るまで継続されることになる。

【００２０】上記のような構成とされたヒンジ装置２１
によれば、カム面２８の山形部２８ａ、谷形部２８ｂと
係合する部材として球体２４を用いており、球体２４は
カム面２８と点接触し、ヒンジ軸２３の回転に伴ない、
ころがり接触するため、ヒンジ軸２３の回転時の摩擦を
極めて小さくすることができ、よってヒンジ軸の回転が
容易かつ円滑なヒンジ装置を得ることができる。また、
摩擦が小さい分、摩耗も進行しずらく、その点で長寿命
化を図ることができる。なお、図１Ａ中、二点鎖線３４
はカム面２８と転接する球体２４の軌跡を示す。球体２
４の構成材料としては金属、セラミック、ガラス等の各
種硬質材料を使用することができる。コスト、品質の面
から鋼球を用いるのが好ましい。

【００２１】なお、上述した例では一対の球体２４はそ
れぞれカバー２２の内壁に押し付けられ、カバー２２の
内壁とヒンジ軸２３と弾性部材２５とによって挟持され
て安定に固定される構造となっているため、ヒンジ軸２
３の回転時に球体２４によって音が出ることもなく、操
作性に優れたものとなっている。球体２４は各コーナー
部が丸められた四角筒状のカバー２２のコーナー部に配
置され、ヒンジ軸２３の回転に伴って共回りすることな
く、その位置が規定されるものとなっているが、カバー
２２の形状は上記のような形状に限らず、例えば図４Ａ
に示した形状としてもよく、また図４Ｂに示したように
六角筒状とすることもできる。

【００２２】図５はこの発明の他の実施例を示したもの
であり、この例ではヒンジ軸のカム面の形状が図１にお
けるカム面とは異なるものとされる。このヒンジ装置４
１におけるヒンジ軸４２は図６に示したような形状を有
するものとされる。即ち、図２に示したヒンジ軸２３と
同様に、軸部４３と大径部４４とを備えており、この大
径部４４に続いて中央がへこんだ図に示すようなカム面
４５を有するものとされる。カム面４５には９０゜ピッ
チで放射状に山形部４５ａと谷形部４５ｂとが順次設け
られている。

【００２３】ヒンジ装置４１はカバー２２にヒンジ軸４
２、一対の球体２４及び弾性部材２５を順次挿入し、係
止片３２を折り曲げることによって組み立てられ、この
組み立てられた状態では図５Ｃに示すような状態とな
る。ヒンジ軸４２が回転されることにより、一対の球体
２４はカム面４５と転接する。図５Ａは球体２４が山形
部４５ａの頂上に位置した状態を示しており、この後、
弾性部材２５の押圧力によって球体２４は軸方向に前進
し、再び谷形部４５ｂに位置するよう弾性部材２５の押
圧力が球体２４に作用してヒンジ軸４２に回転力を与え
るものとなっている。

【００２４】なお、この例では一対の球体２４は図１に
おける球体２４より大きいものとされており、弾性部材
２５の押圧力により、互いに圧接される構造となってい
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
ヒンジ軸にカム面を形成し、球体がそのカム面と係合す
る構造とし、球体を介して弾性部材の押圧力がヒンジ軸
に加わるものとなっており、ヒンジ軸の回転に伴い、球
体がカム面と転接する構造となっているため、ヒンジ軸
の回転時の摩擦は極めて小さく、よってヒンジ軸の容易
かつ円滑な回転が得られるものとなっている。

【００２６】また、摩擦が小さい分、係合部の摩耗、損
傷も少なく、その点で耐久性に優れ、長寿命化を図るこ
とができるものとなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａはこの発明の一実施例を示す断面図、Ｂはそ
の一部省略した底面図、ＣはＡに対し、ヒンジ軸が９０
゜回転した状態を示す断面図。

【図２】図１におけるヒンジ軸の形状を示す図、Ａは左
側面図、Ｂは正面図、Ｃは右側面図、Ｄは底面図。

【図３】図１におけるカバーの形状を示す図、Ａは正面
図、Ｂは底面図、Ｃは右側面図。

【図４】カバーの筒形状の他の例を説明するための図。

【図５】Ａはこの発明の他の実施例を示す断面図、Ｂは
その一部省略した底面図、ＣはＡに対し、ヒンジ軸が９
０゜回転した状態を示す断面図。

【図６】図５におけるヒンジ軸の形状を示す図、Ａは左
側面図、Ｂは正面図、Ｃは右側面図、Ｄは底面図。

【図７】Ａは折り畳み式携帯電話機のヒンジ装置取り付
け部分を示す斜視図、Ｂは従来のヒンジ装置の構成を示
す分解斜視図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 徹 大阪府八尾市北久宝寺１丁目４番33号 ホ シデン株式会社内 Ｆターム(参考） 3J105 AA03 AB14 AC06 BB01 BB52 BB54 BC14 DA03 DA15 DA22 DA23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状をなし、一端面に開口が形成された
   カバーと、 軸部と、その軸部の一端側に設けられた大径部と、その
   大径部の軸部と反対側に形成されたカム面とを有し、軸
   部が上記開口から突出されて上記カバー内に収容された
   ヒンジ軸と、 そのヒンジ軸の軸心回りの互いに１８０°をなす位置に
   位置して上記カバー内に収容され、上記カバーの内壁に
   より上記軸心回りの回転が規制された一対の球体と、 上記カバー内に収容され、上記一対の球体を介して上記
   ヒンジ軸を上記開口から突出する方向に付勢する弾性部
   材とよりなり、 上記カム面は上記軸心方向に出入りし、かつそれぞれ軸
   心に対して互いに１８０°をなして放射状に設けられた
   各一対の山形部と谷形部とを備え、 上記ヒンジ軸の回転に伴い、上記一対の球体が上記カム
   面と転接する構造とされていることを特徴とするヒンジ
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のヒンジ装置において、 上記カム面は上記大径部と反対側に向って先細となるテ
   ーパ面とされ、上記一対の球体が上記弾性部材の押圧力
   により上記カバーの内壁に押し付けられていることを特
   徴とするヒンジ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のいずれかのヒン
   ジ装置において、 上記球体が鋼球とされていることを特徴とするヒンジ装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のいずれかのヒン
   ジ装置において、 上記カバーが四角筒状もしくは六角筒状とされているこ
   とを特徴とするヒンジ装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載のいずれかのヒンジ
   装置を組み込んだことを特徴とする折り畳み式機器。