JP2002286022A - ヒンジ用ロータリーアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉いずれかの動作の自動化を、簡略な構造
で実現し得るように構成されたヒンジ用ロータリーアク
チュエータを提供する。 【解決手段】 相対回転可能に且つ軸方向移動不能に組
み合わされた第１部分（ステータ要素１２）および第２
部分（アウタカム１６）と、第１・第２両部分の内部に
中心軸（１８）周りで回転可能且つ軸方向移動可能に装
着されたインナロータ（１７）と、前記第２部分と前記
インナロータとの間に設けられた回転変位を軸方向変位
に変換するカム機構（カム溝２１およびカム突起２３）
と、前記第１部分と前記インナロータとの間に設けられ
たクラッチ要素（２６）、回転力付与手段（ねじりコイ
ルばね３２）、および軸力付与手段（圧縮コイルばね３
１）とを有するものとする。これにより、ヒンジに回転
力を与えるアクチュエータとして単体で構成し得るの
で、製造工数や部品管理を簡略化することができ、しか
も本体の仕様が変わっても転用ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの部材を折り
畳み自在に連結するヒンジにおける開閉いずれかの動作
を自動化するためのヒンジ用ロータリーアクチュエータ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の携帯用電話機は、携行時には折り
畳むことができ、使用時には開くことができるように、
送話部と受話部とをヒンジ装置で連結したものが普及し
ている。このような２つ折りの電話機の利便性をより一
層高めるために、閉じた状態を安定的に保持することが
でき、しかも片手のワンタッチ操作で開くことができる
ように構成された開閉装置が、特開平８−１２５７２５
号公報に提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
開示された構造には、開閉装置を組み付けるために電話
機本体に複雑な加工を施す必要があり、電話機の製造工
程が繁雑化して製造コストの増大を招くことはもとよ
り、仕様変更などに柔軟に対応できないといった難点が
ある。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、開
閉いずれかの動作の自動化を、簡略な構造で実現し得る
ように構成されたヒンジ用ロータリーアクチュエータを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、相対回転可能に且つ軸方向
移動不能に組み合わされた第１部分（実施の形態中のス
テータ要素１２）および第２部分（実施の形態中のアウ
タカム１６）と、第１・第２両部分の内部に中心軸（１
８）周りで回転可能且つ軸方向移動可能に装着されたイ
ンナロータ（１７）と、前記第２部分と前記インナロー
タとの間に設けられた回転変位を軸方向変位に変換する
カム機構（実施の形態中のカム溝２１およびカム突起２
３）と、前記第１部分と前記インナロータとの間に設け
られたクラッチ要素（２６）、回転力付与手段（実施の
形態中のねじりコイルばね３２）、および軸力付与手段
（実施の形態中の圧縮コイルばね３１）とを有すること
を特徴とするヒンジ用ロータリーアクチュエータを提供
するものとした。

【０００６】このようにすれば、ヒンジに回転力を与え
るアクチュエータとして単体で構成し得るので、製造工
程や部品管理を簡略化することができ、しかも本体の仕
様が変わっても転用ができる。

【０００７】特に、回転力付与手段がねじりコイルばね
であり、軸力付与手段が圧縮コイルばねであるものとす
れば、操作力と作動力との関係の設定自由度を高めるこ
とができる。またこの場合、ねじりコイルばねと圧縮コ
イルばねとを内外二重に設けるものとすれば、アクチュ
エータの軸長を増大させずに済む。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明について詳細に説明する。

【０００９】図１は、本発明が適用された携帯用電話機
の外観を示している。この電話機１は、操作キーが設け
られた送話部２と、液晶ディスプレーが設けられた受話
部３とを、二つ折り可能なようにヒンジ４で連結してな
るものである。なお、電話機自体の基本的な構成は既に
公知のものと同様なので、ここでは詳細な説明は省略す
る。

【００１０】ヒンジ４には、ロータリーアクチュエータ
が組み込まれている。このロータリーアクチュエータ１
１は、図２に示したように、送話部２に一体形成された
軸受部５内に装着されるステータ要素（第１部分）１２
と、受話部３に一体形成された軸受部６に装着されるロ
ータ要素１３とを備えている。なお、ステータ要素とロ
ータ要素と呼称したが、これは単に説明の便宜上であ
り、ステータが静止体でなければならないわけではな
い。

【００１１】ステータ要素１２は、概ね有底円筒形をな
すハウジング１４と、ハウジング１４の開口に固着され
たストッパ１５とからなっている。そしてロータ要素１
３は、ストッパ１５の外端面に突き合わされたアウタカ
ム（第２部分）１６と、ハウジング１４内に受容された
インナロータ１７とからなっている。これらステータ要
素１２とロータ要素１３とは、その中心を貫通する軸１
８をもって同軸的に且つ一体的に連結されている。ここ
で軸１８は、その一端に形成された拡径部１９と、その
他端に装着されたストップリング２０とにより、ステー
タ要素１２とロータ要素１３とを同軸上に連結した状態
を保持するようにされている。なお、ステータ要素１２
とロータ要素１３とは、適宜な回り止め手段をもって、
送話部２並びに受話部３に対し、それぞれが回転不能に
結合されるようになっている。

【００１２】アウタカム１６は、基本的に有底円筒状を
なし、その内周面には、中心を挟む対称位置に、一対の
カム溝２１が凹設されている（図４参照）。

【００１３】インナロータ１７は、軸１８上に摺動自在
に装着されており、ストッパ１５に設けられた貫通孔２
２を経てアウタカム１６内に突出した端部の外周面に、
一対のカム溝２１に対応する一対のカム突起２３が突設
されている。

【００１４】アウタカム１６のカム溝２１とインナロー
タ１７のカム突起２３とは、アウタカム１６を例えば１
０度回転させると、アウタカム１６の底壁内面とストッ
パ１５の外端面との間でカム突起２３が軸方向に移動し
得るようにそのねじれ角が設定されたカム斜面２４・２
５をもって、相互に係合している。

【００１５】インナロータ１７におけるストッパ１５の
貫通孔２２に挿通された部分とストッパ１５との間に
は、インナロータ１７の軸方向移動に応じて断続するク
ラッチ要素２６が設けられている。このクラッチ要素２
６は、図４に示したように、ストッパ１５の貫通孔２２
の内周面に形成された断面形状が扇形をなす凸部からな
るクラッチアウタ２７と、凸部に対応してインナロータ
１７側に形成された凹部からなるクラッチインナ２８と
からなっており、アウタカム１６の底壁内面にカム突起
２３の軸方向端面が当接した位置でクラッチアウタ（凸
部）２７とクラッチインナ（凹部）２８とが互いに係合
し、ストッパ１５の外端面にカム突起２３の軸方向端面
が当接した位置でクラッチアウタ２７とクラッチインナ
２８とが互いに分離する（図４の状態）ようにされてい
る。

【００１６】インナロータ１７の内端側には、筒状をな
すばねガイド２９が形成され、かつばねガイド２９とク
ラッチインナ２８との境にフランジ３０が固着されてい
る。そしてばねガイド２９の内周側に、軸１８を外囲す
る圧縮コイルばね３１が装着され、ばねガイド２９の外
周側に、その一端をフランジ３０に繋着し且つハウジン
グ１４の底壁にその他端を繋着したねじりコイルばね３
２が装着されている。

【００１７】次に本発明によるヒンジ用アクチュエータ
１１の作動要領について図３を併せて参照して説明す
る。

【００１８】送話部２と受話部３とを重ね合わせた閉状
態では、圧縮コイルばね３１の軸方向弾発力によってイ
ンナロータ１７が図２における左方へ押されている。こ
の状態では、クラッチアウタ２７とクラッチインナ２８
とが互いに係合しており（クラッチ要素２６が接続状
態）、従って、ねじりコイルばね３２による回転力が作
用しているにも拘わらず、インナロータ１７はハウジン
グ１４に対して回転できずに静止している。従って、送
話部２と受話部３との折り畳み状態が保持される。この
保持力は、主に圧縮コイルばね３１の軸力によるアウタ
カム１６に対する回転抵抗で与えられる。

【００１９】この状態から、送話部２と受話部３との間
を手動にて開くと、ハウジング１４およびストッパ１５
からなるステータ要素１２とアウタカム１６とが相対回
転し、クラッチ要素２６が接続状態にあるためにステー
タ要素１２と一体回転するインナロータ１７が互いのカ
ム斜面２４・２５の作用で図２における右方へと押され
る。そして約１０度の開角度で、クラッチアウタ２７と
クラッチインナ２８との係合が外れる（クラッチ要素２
６が切断状態）位置までインナロータ１７が軸方向移動
する。

【００２０】するとインナロータ１７に常時作用してい
るねじりコイルばね３２の回転力が解放される。ここ
で、アウタカム１６のカム溝２１とインナロータ１７の
カム突起２３とがロック状態にあるため、インナロータ
１７がアウタカム１６と一体回転し、即ちステータ要素
１２とロータ要素１３とが相対回転する。これにより、
送話部２と受話部３との間が自動的に開かれる。なお、
最大開角度は、ヒンジ４の機械的な回動範囲で定められ
ている。

【００２１】ねじりコイルばね３２の回転力に抗して送
話部２と受話部３との間を閉じると、圧縮コイルばね３
１による左方への軸力が常時インナロータ１７に作用し
ているので、クラッチアウタ２７とクラッチインナ２８
とが互いに整合した位置でクラッチ要素２６が再び接続
状態となる。これにより、ねじりコイルばね３２の回転
力がロックされ、送話部２と受話部３とが折り重なった
状態が保持される。

【００２２】上記は携帯用電話機への適用例についての
み説明したが、本発明は、例えばラップトップコンピュ
ータのキーボード部とディスプレー部とを連結するヒン
ジ装置や、収納装置などの蓋を本体に連結するヒンジ装
置などにも適用可能である。また、上記は閉状態を常態
としたが、クラッチ要素が接続される位置の設定及びね
じり力の作用方向により、開状態を常態とし、自動的に
閉じるように構成することもできる。これに加えて、ね
じりコイルばね３２による回転力が一挙に解放されない
ようにするために、例えば粘性流体を封入した公知の回
転ダンパを、ヒンジ４の適所に組み込んでおくと良い。

【００２３】

【発明の効果】このように本発明によれば、送話部と受
話部など２つ折りに重なり合った２つの部材を僅かに開
くと、それをきっかけにして自動的に開き、閉じる時
は、従来のものと同様にして閉じることができるので、
この種の２つ折りの機器の利便性を著しく高めることが
できる。しかもヒンジに回転力を与えるアクチュエータ
として単体でユニット化し得るので、本体の仕様が変わ
ってもアクチュエータ自体は転用可能であり、製造工程
並びに部品管理を簡略化する上にも大きな効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される携帯用電話機の外観図

【図２】本発明によるアクチュエータのクラッチ要素が
接続した状態の断面図

【図３】本発明によるアクチュエータのクラッチ要素が
切断した状態の断面図

【図４】クラッチ要素部分の一部切除して示す分解斜視
図

【符号の説明】

２ 送話部 ３ 受話部 １７ インナロータ １８ 軸 ２１ カム溝 ２３ カム突起 ２６ クラッチ要素 ３１ 圧縮コイルばね ３２ ねじりコイルばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転可能に且つ軸方向移動不能に組
   み合わされた第１部分および第２部分と、 第１・第２両部分の内部に中心軸周りで回転可能且つ軸
   方向移動可能に装着されたインナロータと、 前記第２部分と前記インナロータとの間に設けられた回
   転変位を軸方向変位に変換するカム機構と、 前記第１部分と前記インナロータとの間に設けられたク
   ラッチ要素、回転力付与手段、および軸力付与手段とを
   有することを特徴とするヒンジ用ロータリーアクチュエ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記回転力付与手段がねじりコイルばね
   であり、前記軸力付与手段が圧縮コイルばねであること
   を特徴とする請求項１に記載のヒンジ用ロータリーアク
   チュエータ。
3. 【請求項３】 前記ねじりコイルばねと前記圧縮コイル
   ばねとが内外二重に設けられることを特徴とする請求項
   ２に記載のヒンジ用ロータリーアクチュエータ。