JP2003120656A - ヒンジ装置及びそれを用いた携帯電話機 - Google Patents

ヒンジ装置及びそれを用いた携帯電話機

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JP2003120656A JP2001322328A JP2001322328A JP2003120656A JP 2003120656 A JP2003120656 A JP 2003120656A JP 2001322328 A JP2001322328 A JP 2001322328A JP 2001322328 A JP2001322328 A JP 2001322328A JP 2003120656 A JP2003120656 A JP 2003120656A
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    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
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    • E05D11/10Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts
    • E05D11/1028Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts for maintaining the hinge in two or more positions, e.g. intermediate or fully open
    • E05D11/1078Devices for preventing movement between relatively-movable hinge parts for maintaining the hinge in two or more positions, e.g. intermediate or fully open the maintaining means acting parallel to the pivot
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/60Application of doors, windows, wings or fittings thereof for other use
    • E05Y2900/606Application of doors, windows, wings or fittings thereof for other use for electronic devices

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で経済性に優れ、かつ耐久性にも
優れたヒンジ装置及びそれを用いた携帯電話機を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 ヒンジ装置において、筒状部材5と、所
定の曲率半径からなる凸球面が形成された係合凸部38
が設けられたキャッチ3と、付勢手段4と、キャッチの
係合凸部と向かい合う部位に、係合凸部と係合し、かつ
この係合凸部の曲率半径より大きな曲率半径の凹球面が
形成された係合凹部32がそれぞれ設けられ、キャッチ
に対して回動可能に連結されるディスク2とを有し、付
勢手段の付勢力により、係合凸部38と係合凹部32と
の係合状態が維持されて蓋体部を固定する一方、付勢力
に抗して蓋体部を開閉操作することにより係合状態が解
除される構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒンジ装置及びそ
れを用いた折畳式の携帯電話機に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯機器等に、使用時には操作部
或いは表示部としての十分な広さが確保され、未使用時
には折り畳んで携帯に便利な折畳式の携帯機器が普及し
ている。この携帯電話機では、筐体としての蓋体部(受
話部)と本体部(送話部)との間にヒンジ装置を用い、
本体部に対して蓋体部を回動自在に連結している。この
ようなヒンジ装置を用いた携帯機器では、蓋体部を展開
したとき或いは閉塞したときに、蓋体部が不意に開閉し
ないように固定する構造が採用されている。
【0003】上記固定構造としては、例えば、本体部と
蓋体部にそれぞれマグネットを設けて、その引力により
蓋体部を固定する構造、或いはヒンジ装置自体の回動機
構としての固定部と回動部との突合せ面に、それぞれ凸
部、凹部を設けて所定の角度においてこれらを係合さ
せ、蓋体部をその角度に開いた状態で固定させる構造等
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のヒンジ構造
においては、蓋体部及び本体部にマグネットを内装する
方法を用いた場合、コンパクトに形成された筐体への実
装上の制約あるいは重量的な問題があり、また、ヒンジ
機構そのものに蓋体部を固定する構造を設けた場合に
は、機構自体が複雑となり、また蓋体部の開閉に伴う磨
耗など耐久性に対する配慮が必要となるといった問題が
ある。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、簡単な構成で経済性に優れ、かつ耐久性にも
優れたヒンジ装置及びそれを用いた携帯電話機を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の技術的課題を解決
するため、本発明は図1及び図5に示すように、本体部
13と蓋体部12とを回動可能に連結するヒンジ装置に
おいて、一端部に底部が形成される筒状部材5と、この
筒状部材の他端部に、軸方向に摺動自在に嵌合され、軸
方向と垂直な面部の中心対象な位置に、それぞれ所定の
曲率半径からなる凸球面が形成された係合凸部38が設
けられたキャッチ3と、上記筒状部材に収納され、上記
キャッチを付勢する付勢手段4と、上記キャッチの係合
凸部と向かい合う部位に、上記係合凸部と係合し、かつ
この係合凸部の曲率半径より大きな曲率半径の凹球面が
形成された係合凹部32がそれぞれ設けられ、上記キャ
ッチに対して回動可能に連結されるディスク2とを有
し、上記蓋体部12の閉位置及び180°以下の蓋体部
の展開が規制される位置において、上記付勢手段の付勢
力により、上記係合凸部38と上記係合凹部32との係
合状態が維持されて蓋体部を固定する一方、上記付勢力
に抗して上位蓋体部を開閉操作することにより上記係合
状態が解除される構成である。
【0007】なお、上記「この係合凸部の曲率半径より
大きな曲率半径の凹球面が形成され」とは、上記係合凸
部38の凸球面及び係合凹部32の凹球面は、それぞれ
必ずしも一定の曲率半径を有するものではないが、上記
凸球面の最大の曲率半径より、上記凹球面の最小の曲率
半径のほうが大きい構成である。
【0008】また、本発明に係るヒンジ装置は、上記係
合凸部を半径がR3の凸球面、上記係合凹部をディスク
の中心線方向の断面の半径がR1かつ上記中心線方向と
直交する方向の断面の半径がR2の凹球面とし、これら
各半径の間には、R2>R1>R3なる関係を有する構
成である。
【0009】本発明に係る携帯電話機は、上記ディスク
2と一体に回動するフック1を設け、送話部等を有する
上記本体部13又は受話部等を有する上記蓋体部12の
一方側に上記筒状部材5を固定させる一方、他方側に上
記フック1及びディスク2を嵌合係止させる上記記載の
ヒンジ装置を用い、上記本体部13と蓋体部12との間
に、蓋体部の展開角度が、150°以上でかつ170°
以内で停止するようにストッパ機構Sを設け、上記本体
部と上記蓋体部とを回動可能に連結した構成である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は実施の形態に係り、折畳式
の携帯電話機等の携帯機器に用いられるヒンジ装置11
の分解斜視図を示したものである。このヒンジ装置11
は、フック1、ディスク2、キャッチ3、コイルバネ
4、筒状部材5、軸体6及びカバー7を構成部材として
いる。これら部材の内、主にディスク2及びキャッチ3
によってカム機構が構成される。このヒンジ装置11の
外観形状は、図2に示すように、フック1、ディスク
2、筒状部材5及びカバー7で構成されている。
【0011】上記フック1、筒状部材5はABS、PO
M等の合成樹脂製、又は焼結、MIM(金属射出成形)
により成形された材料からなる。カバー7はABS、P
OM等の合成樹脂製、軸体6はアルミニウム製又は鋼材
等の金属製、コイルバネ4は鋼材からなる。上記ディス
ク2及びキャッチ3は鋼材又はステンレス鋼などの金属
製からなっている。また、ディスク2、キャッチ3及び
軸体6には無電解Niメッキ又はNiメッキ等の表面処
理を行うのが望ましい。
【0012】ここで各構成部材について説明する。上記
フック1は、図1に示すように、基板21から外向きに
4本の係止爪20が形成され、基板21の中心部には四
角の角孔22が設けられている。また、基板21外面の
左右部位にはそれぞれ嵌合溝部24が設けられている。
【0013】ディスク2は図3に示すように、円板状の
基部の中心部に四角の角孔26が設けられ、基部の左右
部位にそれぞれ嵌合溝部28が設けられている。また、
上記円板部の外面部には環状に浅い溝状の案内路30が
形成され、この案内路30の上下の部位にはそれぞれ係
合凹部32が形成されている。これら2つの係合凹部3
2は、ディスク2の中心に対して対称な位置に配置され
ている。
【0014】この係合凹部32は、凹球面の一部をなす
浅い穴でありこの球面の曲率半径は、ディスク2の周方
向と直交するA−A線断面(図3(b))の凹球面の半
径R1よりも、周方向のB−B線断面(図3(c))の
凹球面の半径R2が大きく形成されている。さらに、上
記A−A線断面の半径R1は、後述するキャッチ3の係
合凸部38の凸球面の半径R3より大きく形成されてい
る。したがって、上記各半径の大きさについては、R2
>R1>R3の関係が成立する。この関係により、キャ
ッチ3の係合凸部38は、ディスク2の係合凹部32の
凹球面への侵入脱出が滑らかに行え、かつこの侵入脱出
時におけるコイルバネ4の付勢力により、蓋体部12に
適度な開閉トルクが得られる。また、係合凸部38は係
合凹部32に対する接触面積が少ないので、スムーズに
移動する。上記各球面の半径をそれぞれ一定としたの
は、加工を容易にしかつ作用の安定化を図るためであ
る。
【0015】また、案内路30から係合凹部32に侵入
するコーナには、上記半径R2の半分以下の半径R5の
凸面状の丸みを持たせている。上記案内路30の溝は、
その方向と直交するC−C線断面(図3(d))が半径
R4の凹面状に形成されている。この半径R4の大きさ
は、上記A−A線断面の半径R1と同一である。なお、
上記係合凹部32のB−B線断面(図3(c))の凹球
面を、半径R2と一定としないで、例えば係合凸部38
が侵入する付近(係合凹部32の中央部より遠い部位)
の曲率半径を部分的にR2よりも小さくしてもよい。こ
の場合には、係合凸部38が侵入する勾配が急になり、
蓋体部12に加わるトルクが大きくなる。
【0016】図4はキャッチ3を示したものであり、こ
のキャッチ3は板片を断面コの字状に屈曲した形状であ
り、基板部34の中央には円形の孔36が形成され、こ
の孔36を挟んだ上下の部位にそれぞれ外向きに突出し
た係合凸部38が設けられている。これら係合凸部38
は半径R3の半球状に形成されている。これら2つの係
合凸部38は、キャッチ3の回転中心に対して対称な位
置に配置されている。また、屈曲した上下の部位には嵌
合部40が形成されており、この嵌合部40は、後述す
る筒状部材5の嵌合凹部49に嵌め込まれる。
【0017】コイルバネ4は圧縮ばねであり、キャッチ
3を付勢する。筒状部材5は図1に示すように、一端側
には中心部に貫通孔44が設けられた底部46が形成さ
れ、他端側は開放口48が形成された筒状の容器であ
る。この開放口48の上下の部位には、それぞれ軸方向
に平行状に切り込んだ嵌合凹部49が設けられている。
また、筒状部材5の筒部50は、左右部の一方に平坦な
壁面52が形成され、他方には、軸方向に平行な係合溝
部54が形成されている。
【0018】軸体6は図1に示すように、円板状の頭部
56と軸部58からなる。この軸部58には先端部以外
は断面が円形状の円形軸部60が、また先端部には断面
が四角形状の第一の角軸部62が、この内側には第二の
角軸部64がそれぞれ形成されている。この第二の角軸
部64は第一の角軸部62より少し太く形成されてお
り、第一の角軸部62は上記フック1の角孔22と、ま
た第二の角軸部64は上記ディスク2の角孔26とそれ
ぞれ嵌合する。カバー7は、キャップ状の部材である。
【0019】上記ヒンジ装置11は図2に示すように、
筒状部材5にコイルバネ4を収納し、このコイルバネ4
の他端部をキャッチ3に当接させた状態で、キャッチ3
の嵌合部40を筒状部材5の嵌合凹部49に嵌合させ
る。この嵌合凹部49は、一定幅に切り欠かれており、
キャッチ3の嵌合部40は軸方向に移動自在である。
【0020】さらに、筒状部材5の底部46の貫通孔4
4から軸体6の軸部58を挿入し、コイルバネ4及びキ
ャッチ3を挿通させ、そしてキャッチ3にディスク2を
押し当てる状態でその角孔26に第二の角軸部64を挿
通して、先端の第一の角軸部62にフック1の角孔22
を嵌め込む。最後に、フック1から突出した第一の角軸
部62の先端部をかしめてヒンジ装置を組み立てる。
【0021】この状態で、軸体6の各角軸部62,64
には、ディスク2の角孔26及びフック1の角孔22が
ともに嵌合される。これにより、ディスク2及びフック
1は軸体6と一体に回動する。一方、軸体6の円形軸部
60には、筒状部材5の貫通孔44及びキャッチ3の孔
36が挿通しており、このため、筒状部材5及びキャッ
チ3は軸体6の回動に対してフリーである。また、キャ
ッチ3は筒状部材5の嵌合凹部49に嵌合しており、キ
ャッチ3と筒状部材5とは一体に回動する。
【0022】一方、コイルバネ4によりキャッチ3は常
にディスク2方向に付勢され、ディスク2の回動に伴
い、キャッチ3の係合凸部38がディスク2の係合凹部
32への侵入及び脱出を繰り返すカム機構を形成する。
したがってこのヒンジ装置は、上記カム機構を介して、
筒状部材5に対してディスク2及びフック1が回動す
る。
【0023】折畳式の携帯電話機は、図5に示すように
表示画面等が設けられた受話部からなる蓋体部12と、
操作キー等が設けられた送話部からなる本体部13とを
有している。上記のヒンジ装置11をこの携帯電話機に
取り付ける場合には、携帯電話機の蓋体部12に設けた
ヒンジ装着用の孔部にヒンジ装置11のフック1の係止
爪20を係止させ、併せてディスク2を嵌合固定する一
方、本体部13に設けたヒンジ装着用の筒状部の左右の
部位に、筒状部材5の壁面52及び係合溝部54を嵌合
固定させる。通常、本体部13と蓋体部12の連結部に
は、2個のヒンジ装置を取り付ける。
【0024】ここで、上記ヒンジ装置の基本的動作につ
いて説明する。上記ディスク2に設けられた2つの係合
凹部32、及び上記キャッチ3に設けられた2つの係合
凸部38は、いずれも中心に対して180°の角度を隔
てて配置されている。したがって、係合凹部32の中央
部に係合凸部38が係合する場合には、その間の回動角
度は180°となる。
【0025】しかしこの実施の形態では、上記係合凸部
38が係合凹部32に侵入してその中央部に向かう途中
で、蓋体部12の閉塞、或いは展開が終了して係合凸部
38の侵入が停止するように構成する。このとき、係合
凹部32の途中まで滑り込んだ係合凸部38は、コイル
バネ4の付勢力により、係合凹部32の中心部へと移動
する作用が生じ、これにより蓋体部12に所定のトルク
が加えられる。
【0026】すなわち、上記のヒンジ装置11を、以下
の要領で図5に示す携帯電話機に取り付ける。この場合
には図6に示すように、蓋体部12の操作に伴い移動す
る係合凸部38(A)が、蓋体部12を閉じる直前に係
合凹部32への侵入を開始し、蓋体部12を閉じた状態
において、係合凸部38の侵入が途中で停止(Bの位
置)するように構成する。さらに、蓋体部12を展開し
て例えば蓋体部12の展開角度が160°になったとき
に、上記係合凹部32を脱出した係合凸部38が、他の
係合凹部32への侵入を開始してその中央部に向かう途
中で、係合凸部38の侵入が停止(Bの位置)するよう
に構成する。そして、上記展開角度が160°の位置
で、本体部13と蓋体部12との端部同士が当接して、
蓋体部12の展開が停止するようにストッパ機構Sを設
けておく。
【0027】上記蓋体部12の閉塞時及び展開時に、係
合凸部38の侵入が途中で停止するように構成すると、
コイルバネ4の付勢力によりさらに係合凸部38を係合
凹部32の中央部に向かわせる力が作用する。したがっ
て蓋体部12を閉じた状態においても、なお蓋体部12
には閉方向にトルクが加わるので、蓋体部12がガタつ
いたり不意に開いたりせず、安定して閉塞状態を維持す
る。
【0028】蓋体部12の展開が終了し(160°の角
度)、蓋体部12が停止する時も上記と同様に、係合凸
部38が係合凹部32へ侵入する途中で停止するので、
蓋体部12は展開方向に付勢された状態におかれるた
め、蓋体部12がガタついたりせず安定して固定する。
また、係合凸部38は、係合凹部32の凹球面を摺動す
るのみで、両者が直接当接して蓋体部12の回動を規制
するような構成でないため、これら部材の消耗による機
能の低下等の懸念がなく、耐久性にも富む構成である。
【0029】なお、上記例では展開角度が160°の位
置で展開を停止するようにストッパ機構Sを構成した
が、この展開角度は160°に限られず、係合凹部32
の半径R2等に応じて拡大縮小することができる。この
展開角度は180°以下であれば良いが、上記蓋体部1
2を固定する適度なトルクを得るためには、150°以
上で170°以下の範囲が好適である。展開角度が15
0°以下だと、係合凹部32の半径R2が大きくなりす
ぎて充分なトルクが得られず、また170°以上だと、
係合凹部32に対する係合凸部38の侵入が深くなりす
ぎて凹球面の傾斜が緩やかになり、充分なトルクが得ら
れない。
【0030】さて、上記ヒンジ装置を装着した携帯電話
機は、蓋体部12を手で開くと上記カム機構が作動し、
蓋体部12とともにディスク2(フック1)が回動す
る。このディスク2の回動に伴い、キャッチ3の係合凸
部38はディスク2の係合凹部32の係合から抜け出
し、ディスク2の案内路30を摺動する。上記係合凸部
38が抜け出す間は、蓋体部12には所定のトルクが加
わっており、これに抗して蓋体部を開くことになる。や
がて、蓋体部12の展開が終了するとき、キャッチ3の
係合凸部38はディスク2の他の係合凹部32に侵入し
係合する。
【0031】この際、キャッチ3の係合凸部38がディ
スク2の係合凹部32に侵入する途中でストッパ機構S
が作用し、蓋体部12の展開が停止する。この蓋体部1
2の展開が終了するとき、コイルバネ4の付勢力により
蓋体部12に勢いが付加されてクリック感が得られ、蓋
体部12の展開にメリハリ感を与える。
【0032】蓋体部12を閉じる際にも、上記開操作時
と同様に蓋体部12に加わるトルクに抗して蓋体部12
を閉操作する。そして、蓋体部12の閉移動とともにデ
ィスク2は回動し、キャッチ3の係合凸部38はディス
ク2の係合凹部32の係合から抜け出し、案内路30を
摺動する。蓋体部12が閉塞すると同時に、上記係合凸
部38が元の係合凹部32に係合する。このときにも上
記開時と同様に、係合凸部38が係合凹部32の凹球面
に滑り込む際に勢いが増して、クリック感が得られる。
【0033】従って上記実施の形態に係るヒンジ装置1
1を用いた携帯電話機によれば、カム機構としてのディ
スクに凹球面の係合凹部を設ける一方、キャッチに凸球
面の係合凸部を設ける構成としたから、部品点数の少な
い簡単な構成のヒンジ装置が得られ、このため製造が容
易となって経済性にも優れ、また球面部同士の係合とス
トッパ機構を併用して蓋体部を固定する構成であるため
耐久性にも優れる。さらに、蓋体部の開閉時におけるク
リック感が得られ、蓋体部の開閉にメリハリ感が与えら
れるという効果がある。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るヒン
ジ装置によれば、係合凸部を有するキャッチと、係合凸
部と係合し、かつこの係合凸部の曲率半径より大きな曲
率半径の凹球面が形成された一対の係合凹部が設けら
れ、上記キャッチに対して回動可能に連結されるディス
クと、を有し、係合凸部と係合凹部との係合状態が維持
されて蓋体部を固定する構成を採用したから、部品点数
の少ない簡単な構成のヒンジ装置が得られて経済性に優
れ、また耐久性にも優れ、さらに、蓋体部の開閉時にお
けるクリック感が得られるという効果を奏する。
【0035】また、係合凸部を半径がR3の凸球面、係
合凹部を半径がR1の凹球面、これと直交する方向の断
面の半径がR2の凹球面とし、これら各半径の間には、
R2>R1>R3なる関係を有する構成を採用したか
ら、キャッチの係合凸部はディスクの係合凹部への侵入
脱出を滑らかに行え、かつ付勢手段により蓋体部に適度
な開閉トルクが得られるとともに、各球面はそれぞれ半
径を一定としたから加工が容易に行えかつ作用の安定化
が図れるという効果がある。
【0036】本発明に係る携帯電話機によれば、本体部
に対する蓋体部の展開角度が、150°以上でかつ17
0°以内で停止するようにストッパ機構を設け、本体部
と蓋体部とを回動可能に連結した構成を採用したから、
部品点数の少ない簡単な構成のヒンジ装置が得られて経
済性に優れ、また球面部同士の係合とストッパ機構を併
用して蓋体部を固定する構成であるため耐久性にも優
れ、さらに携帯電話機の蓋体部の開閉時において十分な
トルクが得られることからクリック感が得られ、蓋体部
の開閉にメリハリ感が与えられるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るヒンジ装置の分解斜
視図を示す図である。
【図2】実施の形態に係るヒンジ装置の断面を示す図で
ある。
【図3】ヒンジ装置のディスクにつき、(a)は左側面
を、(b)はA−A線断面を、(c)はB−B線断面
を、(d)はC−C線断面を示す図である。
【図4】ヒンジ装置のキャッチにつき、(a)は正面
を、(b)は左側面を、(c)は右側面を、(d)はD
−D線断面を示す図である。
【図5】実施の形態に係るヒンジ装置を用いた携帯電話
機を示す図である。
【図6】実施の形態に係り、キャッチとディスクとの係
合状態を説明する図である。
【符号の説明】
1 フック 2 ディスク 3 キャッチ 4 付勢手段(コイルバネ) 5 筒状部材 6 軸体 12 蓋体部 13 本体部 32 係合凹部 38 係合凸部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体部と蓋体部とを回動可能に連結する
    ヒンジ装置において、 一端部に底部が形成される筒状部材と、 この筒状部材の他端部に、軸方向に摺動自在に嵌合さ
    れ、軸方向と垂直な面部の中心対象な位置に、それぞれ
    所定の曲率半径からなる凸球面が形成された係合凸部が
    設けられたキャッチと、 上記筒状部材に収納され、上記キャッチを付勢する付勢
    手段と、 上記キャッチの係合凸部と向かい合う部位に、上記係合
    凸部と係合し、かつこの係合凸部の曲率半径より大きな
    曲率半径の凹球面が形成された係合凹部がそれぞれ設け
    られ、上記キャッチに対して回動可能に連結されるディ
    スクとを有し、 上記蓋体部の閉位置及び180°以下の蓋体部の展開が
    規制される位置において、上記付勢手段の付勢力によ
    り、上記係合凸部と上記係合凹部との係合状態が維持さ
    れて蓋体部を固定する一方、上記付勢力に抗して上位蓋
    体部を開閉操作することにより上記係合状態が解除され
    ることを特徴とするヒンジ装置。
  2. 【請求項2】 上記係合凸部を半径がR3の凸球面、上
    記係合凹部をディスクの中心線方向の断面の半径がR1
    かつ上記中心線方向と直交する方向の断面の半径がR2
    の凹球面とし、これら各半径の間には、 R2>R1>R3 なる関係を有することを特徴とする請求項1記載のヒン
    ジ装置。
  3. 【請求項3】 上記ディスクと一体に回動するフックを
    設け、 送話部等を有する上記本体部又は受話部等を有する上記
    蓋体部の一方側に上記筒状部材を固定させる一方、 他方側に上記フック及びディスクを嵌合係止させる請求
    項1又は請求項2に記載のヒンジ装置を用い、 上記本体部と蓋体部との間に、蓋体部の展開角度が、1
    50°以上でかつ170°以内で停止するようにストッ
    パ機構を設け、上記本体部と上記蓋体部とを回動可能に
    連結したことを特徴とする携帯電話機。
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