JP2004132407A - ヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術は、カム面が、曲面またはほぼ曲面にならざるを得ず、カム面の加工が非常に困難である。このような形状を切削により加工することは非常に困難であり、生産コストが高価になる。
【解決手段】受話部と送話部とを開閉自在に連結し、閉状態から開状態までの任意の角度で、受話部が開放された場合に、受話部が、角度に応じて、この角度位置に留まると共に、受話部が開方向若しくは閉方向へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置において、圧縮バネ５６の軸方向の復元力と、カム面５５とを利用し、角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、ねじりバネ要素の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させるヒンジ装置を得る。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は折り畳み型携帯電話機等に用いられるヒンジ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術は、特許文献１の図３で示されるような形状のスライド駒４を使用することによって、第１部材または第２部材を開放すると第１部材または第２部材が閉方向に付勢される範囲の近傍において、第１部材または第２部材を開放した場合に、第１部材または第２部材が通話角度まで開くものである。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−１６４３６８
【特許文献２】
特開平９−２８４１６５
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は、カム面が、曲面またはほぼ曲面にならざるを得ず、このような形状を切削により加工することは非常に困難であり、生産コストが高価になる。この発明は上記課題を解決するためになされたもので、バネ要素の軸方向と回転方向の復元力を利用することによって、加工の容易なカムを用いたヒンジ装置を実現し生産コストを抑えることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るヒンジ装置は、第１部材と第２部材とを開閉自在に連結し、前記閉状態から前記開状態までの任意の角度で、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材が開放された場合に、前記部材が、前記角度に応じて、この角度位置に留まると共に、前記部材が開方向若しくは閉方向へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置において、圧縮バネ要素の軸方向の復元力と、カム面とを利用し、前記角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、ねじりバネ要素の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させるようにしたものである。
【０００６】
また、第１部材と第２部材とを開閉自在に連結し、前記閉状態から前記開状態までの任意の角度で、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材が開放された場合に、前記部材が、前記角度に応じて、この角度位置に留まると共に、前記部材が開方向若しくは閉方向へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置において、ねじりバネ要素の軸方向の復元力と、カム面とを利用し、前記角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、前記ねじりバネ要素の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この実施の形態１に係るヒンジ装置の使用される折り畳み型携帯電話機を開いた状態を表す正面図である。
【０００８】
図１に基づいて、実施の形態１に係るヒンジ装置の使用される折り畳み型携帯電話機の構成について説明する。
図１において、１０は携帯電話機、２０は携帯電話機１０の一部であって、使用者が、相手からの通話を受け取る第１の部材である受話部、３０は携帯電話機１０の一部であって、使用者が相手に送信する第２の部材である送話部、４０は受話部２０と送話部３０とを回転自在に連結するヒンジ装置で、受話部２０と送話部３０を２点において連結し、その２点の一方は第１のトルク発生装置５０であり、他方は第２のトルク発生装置６０である。
【０００９】
なお、図１において、受話部２０はディスプレイ２１とレシーバ２２とを備えている。また、送話部３０はプッシュボタン３１とマイク３２とを備えている。
【００１０】
図２は、受話部２０と送話部３０とを分解し、携帯電話機１０のヒンジ装置４０の付近を拡大して表す拡大分解斜視図である。なお、図２には、第１のトルク発生装置５０と第２のトルク発生装置６０とは記載されていない。
【００１１】
図２に基づいて、実施の形態１に係るヒンジ装置４０等の構成について説明する。
図２において、２３は受話部２０の端部である受話部端部、４１ａは、ヒンジ装置４０の一部であって、送話部３０に設けられ、第１のトルク発生装置５０が取り付けられる取り付け部、４１ｂは、ヒンジ装置４０の一部であって、送話部３０に設けられ、第２のトルク発生装置６０が取り付けられる取り付け部、４２ａは、取り付け部４１ａに設けられ、第１のトルク発生装置５０の取り付け部４１ａへの取り付けのために、第１のトルク発生装置５０が挿入される挿入孔、４２ｂは、取り付け部４１ｂに設けられ、第２のトルク発生装置６０の取り付け部４１ｂへの取り付けのために、第２のトルク発生装置６０が挿入される挿入孔、４３は、ヒンジ装置４０の一部であって、受話部２０に設けられ、第１のトルク発生装置５０と第２のトルク発生装置６０とが取り付けられる取り付け部、４４ａは、第１のトルク発生装置５０の取り付け部４３への取り付けのために、第１のトルク発生装置５０が挿入される挿入孔である。また、取り付け部４３は、挿入孔４４ａの他に、第２のトルク発生装置６０の取り付け部４３への取り付けのために、第２のトルク発生装置６０が挿入される挿入孔４４ｂ（図２において図示せず）を有する。４５は送話部３０に設けられた回転止めで、受話部２０と送話部３０とから構成される角度が１６０°になった時点で受話部２０と送話部３０とから構成される角度がそれ以上開かないように、受話部端部２３が当接する勾配面となっている。
【００１２】
図３は、第１のトルク発生装置５０を分解して表す分解斜視図である。
第１のトルク発生装置５０の構成を図２または図３に基づいて説明する。図３において、５１は、孔５１ａを有し、送話部３０の挿入孔４２ａに嵌挿して固定される筐体、５２は、孔５１ａを通じて受話部２０の挿入孔４４ａに嵌挿して固定される固定部５２ａと、カム機構に用いられるカム用突起部５２ｂとを有し、筐体５１の内部に、第１のトルク発生装置５０の軸方向ａに直交する面ｂ上での回転方向で、回転自在となるように配置されるカム用部材、５３は、カム用部材５２が筐体５１に対して回転する場合に、その回転による、筐体５１とカム用部材５２との摩擦を低減する低摩擦板、５４は、筐体５１内に、面ｂ上での回転方向で、回転不能に配置され、軸方向ａで、スライド自在に配置されるスライド駒、５５はスライド駒５４に設けられ、受話部２０と送話部３０との連結が閉状態近傍である場合に受話部２０を開放したとき、受話部２０を閉方向へ付勢するとともに、開状態近傍である場合に受話部２０を開放したとき、受話部２０を開方向へ付勢するように形成されるカム面、５６は、圧縮バネ要素として、スライド駒５４と筐体５１とを連結する圧縮バネである。
【００１３】
図４は、第１のトルク発生装置５０が、挿入孔４２ａおよび挿入孔４４ａに挿入された状態で、携帯電話機１０を拡大して切断して表した拡大断面図である。また、図４において、カム用突起部５２ｂは、カム面５５上で窪んだ部分に当接されている。
【００１４】
図５は、第２のトルク発生装置６０を分解して表す分解斜視図である。
第２のトルク発生装置６０の構成を図２または図５に基づいて説明する。図５において、６１は、孔６１ａを有し、送話部３０の挿入孔４２ｂに嵌挿して固定される筐体、６２は、孔６１ａを通じて受話部２０の挿入孔４４ｂ（図２において図示せず）に嵌挿して固定される固定部６２ａを有し、筐体６１の内部に、第２のトルク発生装置６０の軸方向ａに直交する面ｂ上での回転方向で、回転自在となるように配置される固定板、６３は、固定板６２が筐体６１に対して回転する場合に、その回転による、筐体６１と固定板６２との摩擦を低減する低摩擦板、６４は、固定板６２と接続されるねじりバネ要素で、ねじりバネ６４ａと案内棒６４ｂとを有する。なお、案内棒６４ｂは、ねじりバネ６４ａの姿勢を補助するものである。６５はねじりバネ要素６４と接続され、筐体６１の内部に固定される固定板である。
【００１５】
図６は、第２のトルク発生装置６０が、挿入孔４２ｂおよび挿入孔４４ｂに挿入された状態で、携帯電話機１０を拡大して切断して表した拡大断面図である。図６に記載された案内棒６４ｂは、図５に記載された案内棒６４ｂの形状から、一部加工されたものであり、案内棒６４ｂの左端および右端がつぶれている。このつぶれた部分は、案内棒６４ｂを固定板６２または固定板６５にかしめ止めするためのかしめ部６４ｃまたはかしめ部６４ｄである。
【００１６】
図７は、送話部３０と受話部２０とを回転させた場合の携帯電話機１０の様子を描いた図である。
なお、以降、「角度」について説明することがあるが、受話部２０についての「角度」は、受話部２０と送話部３０とから構成される角度をいい、カム用部材５２についての「角度」は、閉状態から、カム用部材５２とスライド駒５４とが回転方向にずれた角度をいう。なお、受話部２０と送話部３０とから構成される角度が任意の角度θであるときは、カム用部材５２とスライド駒５４とが回転方向にずれた角度もθである。
【００１７】
図７において、（ａ）は閉状態で、カム用部材５２および受話部２０についての角度は０°である。（ｂ）はカム用部材５２および受話部２０についての角度が閉状態（ａ）から第１角度αまで開いた状態、（ｃ）はカム用部材５２および受話部２０についての角度が閉状態（ａ）から、第１角度αを越える第２角度βまで開いた状態、（ｄ）はカム用部材５２および受話部２０についての角度が閉状態（ａ）から第２角度βを越える第３角度γまで開いた状態、（ｅ）は開状態（ｅ）で、カム用部材５２および受話部２０についての角度は１６０°である。
【００１８】
図７において、閉状態（ａ）でのカム用部材５２および受話部２０についての角度は０°、カム用部材５２および受話部２０についての角度である第１角度αは２５°、カム用部材５２および受話部２０についての角度である第２角度βは９０°、カム用部材５２および受話部２０についての角度である第３角度γは１５０°、開状態（ｅ）でのカム用部材５２および受話部２０の角度は１６０°としている。また、開状態（ｅ）でのカム用部材５２および受話部２０の角度が１６０°であって、開状態（ｅ）でのねじりバネ６４ａのねじりが０°であることから、閉状態（ａ）でのねじりバネ６４ａのねじりが１６０°となっている。
【００１９】
また、開状態（ｅ）での角度が１６０°とされているのは、携帯電話機１０の使用者が、この携帯電話機１０を通話に使用している間に、使用の快適を感じる角度が１６０°であることを根拠としている。
したがって、開状態（ｅ）での角度が１６０°でなくても、ヒンジ装置４０の動作に影響を与えるものではない。
【００２０】
なお、第１角度α、第２角度β、第３角度γまたは開状態での角度が、２５°、９０°または１５０°と定められているのも、使用者の利用上の便利さのためであって、その角度でなくとも、ヒンジ装置４０の動作に影響を与えるものではない。ただし、角度の大小関係は、以下の関係が成り立っていることを前提としている。
閉状態での角度＜第１角度α＜第２角度β＜第３角度γ＜開状態での角度
【００２１】
図８〜図１２は、スライド駒５４について、カム用突起部５２ｂがカム面５５上を移動した場合に、カム用突起部５２ｂと接触するカム面５５上の部分の断面を展開して描いた展開断面図である。また、図８〜図１２は、カム用部材５２が回転して図８〜図１２における左右方向に移動した場合に、スライド駒５４が、図８〜図１２での上下方向にスライドする動作をそれぞれ所定の場合について表している。なお、図８〜図１２では、開方向（ｉ）は右方向で、閉方向（ｉｉ）は左方向で表している。
【００２２】
図において、５５ａは、カム面５５の平坦な部分であって、圧縮バネ５６がほぼ完全に開放された場合に、カム用突起部５２ｂが当接する開放用平坦面、５５ｂは、カム面５５の勾配のついた部分である勾配面、５５ｃはカム面５５の平坦な部分であって、圧縮バネ５６がほぼ完全に蓄勢された場合に、カム用突起部５２ｂが当接する蓄勢用平坦面である。
【００２３】
図８は閉状態（ａ）の場合の展開断面図、図９は状態（ｂ）の場合の展開断面図、図１０は状態（ｃ）の場合の展開断面図、図１１は状態（ｄ）の場合の展開断面図、図１２は開状態（ｅ）の場合の展開断面図である。
【００２４】
図１３は、受話部２０を開放した場合、すなわち手を離した時の角度と、手を離した後、自動に受話部２０が開方向（ｉ）へ開く角度、すなわち自動に得られる本体角度の関係を表した図である。
【００２５】
各状態での携帯電話機１０の動作を説明する。
閉状態（ａ）での携帯電話機１０の動作を図７に基づいて説明する。
閉状態（ａ）では、携帯電話機１０は閉じたままである。手を離していても自動に受話部２０は開かない。これは、ヒンジ装置４０の内部において、第１のトルク発生装置５０から発生する第１のトルクが、第２のトルク発生装置６０から発生する第２のトルクよりも大きいからである。
【００２６】
閉状態（ａ）での第１のトルク発生装置５０の動作を図３および図８に基づいて説明する。閉状態（ａ）では、第１のトルク発生装置５０は閉方向（ｉｉ）へ第１のトルクを発生させる。これは、閉状態（ａ）では、圧縮バネ５６が開放されるからである。
【００２７】
閉状態（ａ）で、圧縮バネ５６が開放される動作について図３および図８に基づいて説明する。この開放は、カム用突起部５２ｂを開放用平坦面５５ａに当接させた場合に、圧縮バネ５６を自然長の状態または圧縮された状態にしておくことにより、カム用突起部５２ｂが、勾配面５５ｂと接触する閉状態（ａ）の場合には、スライド駒５４が図８での下方向へ押されて蓄勢された圧縮バネ５６によって起こる。
【００２８】
なお、第１のトルクが第２のトルクよりも大きい場合で、カム用突起部５２ｂが、勾配面５５ｂに当接されているときであっても、閉状態（ａ）であれば、カム用突起部５２ｂは勾配面５５ｂ上に静止し得る。受話部２０と送話部３０とが接触しているので、受話部２０または送話部３０がこれ以上回転しないからである。
【００２９】
閉状態（ａ）での第２のトルク発生装置６０の動作を図５に基づいて説明する。閉状態（ａ）では、第２のトルク発生装置６０は開方向（ｉ）へ第２のトルクを発生させる。閉状態（ａ）では、ねじりバネ６４ａが１６０°ねじられて蓄勢されているので、ねじりバネ６４ａが開方向（ｉ）へ、開放されようとするからである。
【００３０】
第１のトルクと第２のトルクの大きさを調節する方法を説明する。第１のトルクと第２のトルクとの大きさは、図８における勾配面５５ｂの角度の調節、圧縮バネ５６またはねじりバネ６４ａの材質を任意のものに選択することによって、閉状態（ａ）で、第１のトルクを第２のトルクよりも大きくする。
【００３１】
閉状態（ａ）から状態（ｂ）までの区間での携帯電話機１０の動作を説明する。図１３に示すように、閉状態（ａ）から状態（ｂ）までの区間とは手を離す角度が０°から２５°の場合である。この場合、携帯電話機１０が自動的に得られる本体角度は０°になる。
【００３２】
受話部２０を回転させて、この区間で受話部２０を開放した場合、受話部２０は閉方向（ｉｉ）へ付勢される。それはこの区間ではヒンジ装置４０の内部において、第１のトルク発生装置５０から発生する第１のトルクが、第２のトルク発生装置６０から発生する第２のトルクを上回り、受話部２０と送話部３０とが接触していないからである。
【００３３】
また、この区間に受話部２０が留まることはなく、受話部２０は閉状態（ａ）に収束する。
この区間での第１のトルク発生装置５０および第２のトルク発生装置６０の動作は閉状態（ａ）の場合と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
状態（ｂ）から状態（ｃ）までの区間での携帯電話機１０の動作を説明する。即ち、図１３に示すように、手を離す角度が２５°から９０°までの区間である。
【００３５】
携帯電話機１０の、受話部２０を回転させて、この区間で開放した場合、受話部２０は開方向（ｉ）へ付勢される。また、手を離した角度によって、受話部２０の回転が収束する角度が異なる。図１３において例示する数字に基づいて説明すると、２５°〜３０°までの間は、受話部２０が１６０°まで開く。一方、３０°〜９０°までは、手を離した角度に応じた角度となる。
【００３６】
この区間では、ヒンジ装置４０の内部において、第１のトルク発生装置５０が発生する第１のトルクは小さく、一方で、第２のトルク発生装置６０からは、携帯電話機１０の動作に十分な大きさの第２のトルクが発生している。
【００３７】
２５°から３０°までの間は、受話部２０が収束する角度が１６０°となるのは、ここで開放された場合は、受話部２０が後述する状態（ｄ）から開状態（ｅ）の区間まで開き、その後は受話部２０が状態（ｄ）から開状態（ｅ）までの区間で行われる動作に従うからである。
【００３８】
この区間での第１のトルク発生装置５０の動作を図３、図９および図１０に基づいて説明する。
この区間では、カム用部材５２とスライド駒５４との位置関係は、図９から図１０の中間にある。
【００３９】
この区間において、第１のトルク発生装置５０は、カム用突起部５２ｂが、蓄勢用平坦面５５ｃ上に位置している。したがって、圧縮バネ５６は、図９および図１０での上方向へ開放しようとしても、スライド駒５４の上方向への移動が、カム用突起部５２ｂに妨げられるため、圧縮バネ５６は開放されない。したがって、第１のトルクは小さい。
【００４０】
この区間での第２のトルク発生装置６０の動作について説明する。
第２のトルク発生装置６０では、ねじりバネ６４ａが開放されるので、第２のトルクが発生する。
ここでの第２のトルクは、第１のトルクと比べて十分大きい。したがって、ヒンジ装置４０からは、開方向（ｉ）への付勢力が発生する。
【００４１】
状態（ｃ）から状態（ｄ）までの区間での携帯電話機１０の動作を図７および図１３に基づいて説明する。
携帯電話機１０の、受話部２０を回転させて、この区間で受話部２０を開放した場合、受話部２０はその角度位置に留まる。
【００４２】
この区間でのヒンジ装置４０の動作を説明する。
ヒンジ装置４０では、第１のトルク発生装置５０からは第１のトルクが小さい。一方、第２のトルク発生装置６０からは第２のトルクが発生する。
【００４３】
なお、この区間で発生する第２のトルクは、状態（ｂ）から状態（ｃ）までの区間で発生する第２のトルクよりも小さい。開状態（ｅ）に近づくにしたがって、ねじりバネ６４ａの蓄勢が開放されるからである。
【００４４】
また、第１のトルクと第２のトルクとを合わせたトルクの大きさは、カム用突起部５２ｂとカム面５５との間に発生する動摩擦力によって、カム用突起部５２ｂの開方向（ｉ）への移動が静止しない程度の大きさに、ねじりバネ６４ａ、カム用突起部５２ｂまたはカム面５５の材質または形状を調節する。
【００４５】
一方、第１のトルクと第２のトルクとを合わせたトルクの大きさは、カム用突起部５２ｂとカム面５５との間に発生する静止摩擦力によって、カム用突起部５２ｂの静止状態が開方向（ｉ）への移動状態とならない程度の大きさとなるよう、ねじりバネ６４ａ、カム用突起部５２ｂまたはカム面５５の材質または形状を調節する。
【００４６】
状態（ｄ）から開状態（ｅ）までの区間での携帯電話機１０の動作を図７および図１３に基づいて説明する。
受話部２０を回転させて、この区間で受話部２０を開放した場合、受話部２０は開方向（ｉ）へ付勢される。図１３に基づけば、手を離す角度が１５０°から１６０°である場合は、受話部２０の角度は１６０°に収束する。
【００４７】
この区間でのヒンジ装置４０の動作を図３、図５、図１１および図１２に基づいて説明する。
この区間は、第１のトルク発生装置５０から開方向（ｉ）に第１のトルクが発生し、第２のトルク発生装置６０から開方向（ｉ）にわずかな第２のトルクが発生する。したがって、ヒンジ装置４０からは、開方向（ｉ）のトルクが発生する。
【００４８】
第１のトルク発生装置５０の動作を図３、図１１および図１２に基づいて説明する。この区間においては、カム用部材５２とスライド駒５４との接触状態は、状態（ｄ）と開状態（ｅ）との中間にある。
したがって、カム用突起部５２ｂは勾配面５５ｂに位置し、蓄勢されていた圧縮バネ５６が開放されるので、スライド駒５４が、図１１および図１２での上方向へスライドし、第１のトルクが発生する。
【００４９】
第２のトルク発生装置６０の動作を図５に基づいて説明する。第２のトルク発生装置６０から発生する第２のトルクは、受話部２０を開方向（ｉ）へ付勢するが、ねじりバネ６４ａの蓄勢がほとんどないため、実質的にはほとんど第２のトルクが発生しない。
【００５０】
開状態（ｅ）での携帯電話機１０の動作を図７および図１３に基づいて説明する。
開状態（ｅ）では、受話部２０が１６０°開いた状態で静止している。この状態は、ヒンジ装置４０の内部において、開方向（ｉ）へ働く第１のトルクおよび第２のトルクによる受話部２０の回転を、回転止め４５が受話部端部２３を止めることによって実現している。
【００５１】
この実施の形態１の効果を説明する。
この実施の形態は、受話部２０と送話部３０とを開閉自在に連結し、閉状態（ａ）からその開状態（ｅ）までの任意の角度で、受話部２０が開放された場合に、受話部２０が、その角度に応じて、この角度位置に留まると共に、受話部２０が開方向（ｉ）若しくは閉方向（ｉｉ）へ付勢され、また、第１角度αの近傍で、受話部２０を開放した場合に、受話部２０が開状態（ｅ）になるまで、開方向（ｉ）へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置４０において、圧縮バネ５６の軸方向の復元力と、カム面５５とを利用し、その角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、ねじりバネ要素６４の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させるので、第１部材または第２部材を開放した場合に、受話部２０または送話部３０が閉方向に付勢される範囲の近傍において、受話部２０または送話部３０を開放した場合に、受話部２０または送話部３０が通話角度まで開くヒンジ装置４０のカム面５５の形状が簡単になるため、複雑なカム形状に起因する摩耗を防いでヒンジの高寿命化を図ることができるとともに、カム面５５の加工が容易になり、ひいてはヒンジ装置４０の生産コストを抑えることができる。
【００５２】
この実施の形態１は、第１のトルクは、開方向（ｉ）および閉方向（ｉｉ）へ発生し、第２のトルクは、開方向（ｉ）または閉方向（ｉｉ）へ発生するので、第１のトルクと第２のトルクを組み合わせることによって、方向および大きさが多様なトルクを発生するヒンジ装置４０を実現することができる。
【００５３】
この実施の形態１は、閉状態（ａ）で、ねじりバネ要素６４が蓄勢され、角度が、閉状態（ａ）から開状態（ｅ）の中間に有る場合に、ねじりバネ要素６４が開放されて第２のトルクを発生させ、角度が、閉状態（ａ）から開状態（ｅ）の中間に有る場合に、圧縮バネ５６が蓄勢され、角度が閉状態（ａ）の近傍にある場合に、ねじりバネ要素６４が開放されて、閉方向（ａ）へ、前記第２のトルクを上回る第１のトルクを発生させるので、閉状態（ａ）の近傍で、受話部２０が開放された場合は、受話部２０が閉方向（ｉｉ）へ付勢され、閉状態（ａ）から開状態（ｅ）の中間で、受話部２０が開放された場合は、受話部２０が開方向（ｉ）へ付勢されるヒンジ装置４０を実現することができる。
【００５４】
この実施の形態１は、第１のトルクは、送話部３０に対して固定され、孔を有する筐体５１と、この筐体５１内部に、この筐体５１の内壁に対して回転自在に配置され、孔５１ａを通して、受話部２０に対して固定され、カム用突起部５２ｂを有するカム用部材５２と、カム用突起部５２ｂが当接され、筐体５１に対して回転不能に取り付けられ、角度に応じて筐体５１をスライドするスライド駒５４と、このスライド駒５４と、筐体５１の内壁との間に取り付けられる圧縮バネ５６とを備えるので、受話部２０と送話部３０とを開閉自在に連結し、閉状態（ａ）からその開状態（ｅ）までの任意の角度で、受話部２０が開放された場合に、受話部２０が、その角度に応じて、この角度位置に留まると共に、受話部２０が開方向（ｉ）若しくは閉方向（ｉｉ）へ付勢され、また、第１角度αの近傍で、受話部２０を開放した場合に、受話部２０が開状態（ｅ）になるまで、開方向（ｉ）へ付勢されるよう構成されるヒンジ装置４０を実現することが出来る。
【００５５】
この実施の形態１は、第２のトルクは、送話部３０に対して固定され、孔６１ａを有する筐体６１と、この筐体６１の内部に、この筐体６１の内壁に対して回転自在に配置され、孔６１ａを通して、受話部に対して固定される固定板６２と、この固定板６２と筐体６１の内壁である固定板６５との間に取り付けられるねじりバネ要素６４とを備えるので、受話部２０と送話部３０とを開閉自在に連結し、閉状態（ａ）からその開状態（ｅ）までの任意の角度で、受話部２０が開放された場合に、受話部２０が、その角度に応じて、この角度位置に留まると共に、受話部２０が開方向（ｉ）若しくは閉方向（ｉｉ）へ付勢され、また、第１角度αの近傍で、受話部２０を開放した場合に、受話部２０が開状態（ｅ）になるまで、開方向（ｉ）へ付勢されるよう構成され、加工が容易で、生産コストを抑えたヒンジ装置４０を実現することができる。
【００５６】
実施の形態２．
この実施の形態２は、実施の形態１と異なり、１種類のみのトルク発生装置を備えている点に特徴を有する。
【００５７】
図１４（ａ）は実施の形態２に係るトルク発生装置７０の構成を表す分解斜視図、図１４（ｂ）は実施の形態２のトルク発生装置７０の一部を図１４（ａ）と異なる方向から眺めた斜視図である。
【００５８】
実施の形態２のトルク発生装置７０の構成を図１４（ａ）および図１４（ｂ）に基づいて説明する。
７１は孔７１ａを有し、送話部３０に固定される筐体、７２は、筐体７１の内部に、トルク発生装置７０の軸方向ａに直交する面ｂ上での回転方向で、回転自在となるように配置され、孔７１ａを通じて受話部２０に固定される固定部７２ａとスライド用孔７２ｂとを有する固定板、７３は筐体７１内を固定板７２が回転する場合に、固定板７２と筐体７１の内壁との間に発生する摩擦を低減する低摩擦板、７４は、図１４での面ｂ上では回転不能に配置され、スライド用孔７４ａを有する固定駒、７５は固定駒７４に設けられ、カム面５５と同様の形状のカム面、７６はカム用突起部７６ａと、スライド用孔７２ｂおよびスライド用孔７４ａ内において軸方向ａにスライド自在のスライド軸７６ｂとを有し、図１４での面ｂ上で回転自在に配置され、筐体７１内をスライドするよう配置されるスライド回転板、７７は、スライド回転板７６に接続され、ねじりバネ７７ａと案内棒７７ｂとを有するねじりバネ要素、７８は、ねじりバネ要素７７と接続され、筐体７１の内部に固定される固定板、７９は、筐体７１の内部に各部品７２〜７８を配置した状態で、折り曲げられる折り曲げ部である。
【００５９】
トルク発生装置７０を用いた携帯電話機の動作を説明する。
トルク発生装置７０を用いた携帯電話機は、実施の形態１の携帯電話機１０と同様、図１３に示す動作を行う。
【００６０】
図７での閉状態（ａ）から開状態（ｅ）までの各状態について、トルク発生装置７０の動作を説明する。
図１５〜図１９は、固定駒７４について、カム用突起部７６ａがカム面７５上を移動した場合に、カム用突起部７６ａと接触するカム面７５上の部分の断面を展開して描いた展開断面図である。また、図１５〜図１９は、スライド回転板７６が回転して図１５〜図１９における左右方向に移動すると共に、図１５〜図１９での上下方向にスライドする動作をそれぞれ所定の場合について表している。なお、図１５〜図１９では、開方向（ｉ）は右方向で、閉方向（ｉｉ）は左方向で表している。
【００６１】
図において、７５ａは、カム面７５の平坦な部分であって、ねじりバネ７７ａが軸方向に完全に開放された場合に、カム用突起部７６ａが当接する開放用平坦面、７５ｂは、カム面７５の勾配のついた部分である勾配面、７５ｃはカム面７５の平坦な部分であって、ねじりバネ７７ａが軸方向に完全に蓄勢された場合に、カム用突起部７６ａが当接する蓄勢用平坦面である。
【００６２】
図１５は閉状態（ａ）の場合の展開断面図、図１６は状態（ｂ）の場合の展開断面図、図１７は状態（ｃ）の場合の展開断面図、図１８は状態（ｄ）の場合の展開断面図、図１９は開状態（ｅ）の場合の展開断面図である。
【００６３】
閉状態（ａ）で第１のトルクが発生する動作を図１４および図１５に基づいて説明する。閉状態（ａ）では、軸方向に圧縮されて蓄勢されたねじりバネ７７ａが軸方向に開放される。なお、この開放のために、カム用突起部７６ａを開放用平坦面７５ａに当接させた場合に、ねじりバネ７７ａを軸方向が自然長の状態または軸方向に圧縮された状態にしておく。また、固定駒７４は、筐体７１内にスライド不能に配置されているので、固定駒７４が、図１５において、上下方向にスライドすることはない。したがって、スライド回転板７６が、図１５の上方向へ移動しようとすると、スライド回転板７６は、図１５の左方向へ移動するため、閉方向（ｉｉ）へ第１のトルクが発生する。
【００６４】
閉状態（ａ）で、第２のトルクが発生する動作を図１４に基づいて説明する。閉状態（ａ）では、ねじりバネ７７ａは軸方向に圧縮されるとともに、１６０°ねじられている。したがって、ねじりバネ７７ａが回転方向に開放しようとして、開方向（ｉ）へ第２のトルクが発生する。
【００６５】
また、図１５における勾配面７５ｂの角度の調節または、ねじりバネ７７ａのねじり方向および軸方向の性質を考慮して、材料を選択することによって、閉状態（ａ）で、第１のトルクを第２のトルクよりも大きくする。
【００６６】
閉状態（ａ）から状態（ｂ）までの区間でのヒンジ装置の動作を説明する。受話部２０を回転させて、この区間で受話部２０を開放した場合、受話部２０は閉方向（ｉｉ）へ付勢されるのは、この区間ではヒンジ装置の内部において、第１のトルクが、第２のトルクを上回るからである。
【００６７】
また、この区間に受話部２０が留まることはなく、受話部２０は閉状態（ａ）に収束する。
この区間でのトルク発生装置７０の動作は閉状態（ａ）の場合と同様であるので説明を省略する。
状態（ｂ）から状態（ｃ）までの区間でのトルク発生装置７０の動作を説明する。
【００６８】
この区間でのトルク発生装置７０の動作を図１４、図１６および図１７に基づいて説明する。
この区間では、固定駒７４とスライド回転板７６との位置関係は、図１６から図１７の中間にある。
【００６９】
この区間において、トルク発生装置７０は、カム用突起部７６ａが、蓄勢用平坦面７５ｃに当接している。したがって、ねじりバネ７７ａは、図１６および図１７での上方向へ開放しようとしても、スライド回転板７６の上方向への移動が固定駒７４に妨げられるため、ねじりバネ７７ａは軸方向に開放されない。したがって、第１のトルクは小さい。
【００７０】
この区間での第２のトルクは、ねじりバネ７７ａの回転方向の蓄勢が開放されることによって発生する。
ここでの第２のトルクは、第１のトルクと比べて十分大きい。したがって、この区間では、この実施の形態でのヒンジ装置から、開方向（ｉ）への付勢力が発生する。
【００７１】
状態（ｃ）から状態（ｄ）までの区間でのヒンジ装置の動作を図１４、図１７または図１８に基づいて説明する。
この区間において、このヒンジ装置では、第１のトルクは小さい。一方、十分大きな第２のトルクが発生する。このとき、第１のトルクと第２のトルクとを合わせたトルクは、開方向（ｉ）へ働く。
【００７２】
なお、この区間で発生する第２のトルクは、状態（ｂ）から状態（ｃ）までの区間で発生する第２のトルクよりも小さい。開状態（ｅ）に近づくに従って、ねじりバネ７７ａの回転方向の蓄勢が開放されるからである。
【００７３】
また、ねじりバネ７７ａ、カム用突起部７６ａまたはカム面７５の材質または形状を調節する等して、第１のトルクと第２のトルクとを合わせたトルクの大きさは、カム用突起部７６ａと蓄勢用平坦面７５ｃとの間に発生する動摩擦力によって、カム用突起部７６ａの開方向（ｉ）への移動が静止しない程度の大きさにする。
【００７４】
一方、先述の調整によって、第１のトルクと第２のトルクとを合わせたトルクの大きさは、カム用突起部７６ａとカム面７５との間に発生する静止摩擦力によって、カム用突起部７６ａの静止状態が開方向（ｉ）への移動状態とならない程度の大きさとなるようにもする。
【００７５】
状態（ｄ）から開状態（ｅ）までの区間でのこの実施の形態にかかるヒンジ装置の動作を図１４、図１８および図１９に基づいて説明する。
この区間は、十分大きな第１のトルクが開方向（ｉ）に発生し、第２のトルクが開方向（ｉ）に僅かに発生する。したがって、このヒンジ装置からは、開方向（ｉ）のトルクが発生する。
【００７６】
第１のトルクが発生する動作を図２、図１４、図１８および図１９に基づいて説明する。この区間においては、カム用突起部７６ａとカム面７５との接触状態は、状態（ｄ）と開状態（ｅ）との中間にある。
【００７７】
したがって、カム用突起部７６ａは勾配面７５ｂに当接し、軸方向に蓄勢されていたねじりバネ７７ａが開放されるので、スライド回転板７６が、図１８および図１９での上方向へスライドし、第１のトルクが発生する。
【００７８】
第２のトルクが発生する動作を図１４に基づいて説明する。第２のトルクは、受話部２０を開方向（ｉ）へ付勢するが、ねじりバネ７７ａの蓄勢がほとんどないため、実質的にはほとんど発生しない。
【００７９】
開状態（ｅ）での、この実施の形態のヒンジ装置の動作を図１４および図１９に基づいて説明する。
開状態（ｅ）では、受話部２０が１６０°開いた状態で静止している。この状態は、このヒンジ装置の内部において、開方向（ｉ）に働く第１のトルクおよび第２のトルクによる受話部２０の回転を、回転止め４５が受話部端部２３を止めることによって実現している。
【００８０】
この実施の形態２の効果を説明する。
この実施の形態２は、受話部２０と送話部３０とを開閉自在に連結し、その閉状態からその開状態までの任意の角度で、受話部２０または送話部３０が開放された場合に、受話部２０または送話部３０が、その角度に応じて、その角度位置に留まると共に、受話部２０または送話部３０が開方向若しくは閉方向へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置において、ねじりバネ要素７７の軸方向の復元力と、カム面７５とを利用し、その角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、ねじりバネ要素７７の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させるので、カム面７５は形状が簡単になるため、複雑なカム形状に起因する摩耗を防いでヒンジの高寿命化を図ることができるとともに、カム面７５の加工が容易になり、ひいては生産コストを抑えることができる。
【００８１】
この実施の形態２は、第１のトルクおよび第２のトルクは、送話部３０に対して固定され、孔７１ａを有する筐体７１と、この筐体７１の内部に、この筐体７１の内壁に対して回転自在に配置され、孔７１ａを通して、受話部２０に対して固定される固定板７２と、この固定板７２とともに、筐体７１の内壁に対して回転自在に配置され、筐体７１の内部をスライド自在に配置され、カム用突起部７６ａを有するスライド回転板７６と、カム面７５を有し、このカム面７５にカム用突起部７６ａが当接され、筐体７１の内壁に対して回転不能に配置され、筐体７１内をスライド不能に配置された固定駒７４と、スライド回転板７６と筐体７１の内壁との間に取り付けられるねじりバネ要素７７とを備えるトルク発生装置７０から発生するので、複雑なカム形状に起因する摩耗を防いでヒンジの高寿命化を図り、生産コストを抑えて、受話部２０と送話部３０とを開閉自在に連結し、閉状態（ａ）からその開状態（ｅ）までの任意の角度で、受話部２０が開放された場合に、受話部２０が、その角度に応じて、この角度位置に留まると共に、受話部２０が開方向（ｉ）若しくは閉方向（ｉｉ）へ付勢され、また、第１角度αの近傍で、受話部２０を開放した場合に、受話部２０が開状態（ｅ）になるまで、開方向（ｉ）へ付勢されるよう構成されるヒンジ装置を実現することができる。
【００８２】
【発明の効果】
この発明は、第１部材と第２部材とを開閉自在に連結し、前記閉状態から前記開状態までの任意の角度で、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材が開放された場合に、前記部材が、前記角度に応じて、この角度位置に留まると共に、前記部材が開方向若しくは閉方向へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置において、圧縮バネ要素の軸方向の復元力と、カム面とを利用し、前記角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、ねじりバネ要素の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させるので、第１部材または第２部材を開放すると第１部材または第２部材が閉方向に付勢される範囲の近傍において、第１部材または第２部材を開放した場合に、第１部材または第２部材が通話角度まで開くカム面の形状が簡単になるため、複雑なカム形状に起因する摩耗を防いでヒンジの高寿命化を図ることができるとともに、カム面の加工が容易になり、ひいてはヒンジ装置の生産コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る携帯電話機の構成図である。
【図２】実施の形態１に係るヒンジ装置の拡大分解斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る第１のトルク発生装置の分解斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る第１のトルク発生装置周辺の断面図である。
【図５】実施の形態１に係る第２のトルク発生装置の分解斜視図である。
【図６】実施の形態１に係る第２のトルク発生装置周辺の断面図である。
【図７】実施の形態１に係る携帯電話機の動作説明図である。
【図８】実施の形態１に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図９】実施の形態１に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図１０】実施の形態１に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
である。
【図１１】実施の形態１に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図１２】実施の形態１に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図１３】実施の形態１に係る携帯電話機の、手を離す角度と自動に得られる本体角度の関係図である。
【図１４】実施の形態２に係るトルク発生装置の分解斜視図である。
【図１５】実施の形態２に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図１６】実施の形態２に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図１７】実施の形態２に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図１８】実施の形態２に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【図１９】実施の形態２に係るカム面とカム用突起部との動作説明用展開断面図である。
【符号の説明】
２０　受話部　　　　　　　　　　３０　送話部
４０　ヒンジ装置　　　　　　　　５５、７５　カム面
５６　圧縮バネ　　　　　　　　　６４、７７　ねじりバネ要素
５１ａ、６１ａ、７１ａ　孔　　　５１、６１、７１　筐体
５２ｂ、７６ａ　カム用突起部　　５２　　　　カム用部材
６２、７２　　　固定板　　　　　５４　　　　スライド駒
７４　固定駒

Claims (9)

1. 第１部材と第２部材とを開閉自在に連結し、前記閉状態から前記開状態までの任意の角度で、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材が開放された場合に、前記部材が、前記角度に応じて、この角度位置に留まると共に、前記部材が開方向若しくは閉方向へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置において、
   圧縮バネ要素の軸方向の復元力と、カム面とを利用し、前記角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、
   ねじりバネ要素の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させることを特徴とするヒンジ装置。
2. 前記第１のトルクは、前記開方向および前記閉方向へ発生し、前記第２のトルクは、前記開方向または前記閉方向へ発生することを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置。
3. 前記閉状態で、前記ねじりバネ要素が蓄勢され、前記角度が、前記閉状態から前記開状態の中間に有る場合に、前記ねじりバネ要素が開放されて第２のトルクを発生させ、
   前記角度が、前記閉状態から前記開状態の中間に有る場合に、前記圧縮バネ要素が蓄勢され、前記角度が前記閉状態の近傍にある場合に、前記圧縮バネ要素が開放されて、前記閉方向へ、前記第２のトルクを上回る第１のトルクを発生させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のヒンジ装置。
4. 前記第１のトルクは、
   前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材に対して固定され、孔を有する筐体と、
   この筐体内部に、この筐体の内壁に対して回転自在に配置され、前記孔を通して、前記第１の部材または前記第２の部材の他方の部材に対して固定され、カム機構用の突起部を有するカム用部材と、
   前記突起部が当接され、前記筐体に対して回転不能に取り付けられ、前記角度に応じて前記筐体内部をスライドするスライド駒と、
   このスライド駒と、前記ヒンジ部品用筐体の内壁との間に取り付けられる圧縮バネ要素とを備える装置から発生することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のヒンジ装置。
5. 前記第２のトルクは、
   前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材に対して固定され、孔を有する筐体と、
   この筐体の内部に、この筐体の内壁に対して回転自在に配置され、前記孔を通して、前記第１の部材または前記第２の部材の他方の部材に対して固定される固定板と、
   この固定板と前記筐体の内壁との間に取り付けられるねじりバネ要素とを備える装置から発生することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のヒンジ装置。
6. 第１部材と第２部材とを開閉自在に連結し、前記閉状態から前記開状態までの任意の角度で、前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材が開放された場合に、前記部材が、前記角度に応じて、この角度位置に留まると共に、前記部材が開方向若しくは閉方向へ付勢されるよう構成されたヒンジ装置において、
   ねじりバネ要素の軸方向の復元力と、カム面とを利用し、前記角度に応じる第１のトルクを発生させると共に、
   前記ねじりバネ要素の回転方向の復元力を利用して第２のトルクを発生させることを特徴とするヒンジ装置。
7. 前記第１のトルクは、前記開方向および前記閉方向へ発生し、
   前記第２のトルクは、前記開方向または前記閉方向へ発生することを特徴とする請求項６記載のヒンジ装置。
8. 前記閉状態で、前記ねじりバネ要素が回転方向に蓄勢され、前記角度が、前記閉状態から前記開状態の中間に有る場合に、前記ねじりバネ要素が回転方向に開放されて第２のトルクを発生させ、
   前記角度が、前記閉状態から前記開状態の中間に有る場合に、前記ねじりバネ要素が、軸方向に蓄勢され、前記角度が前記閉状態の近傍にある場合に、前記ねじりバネ要素が軸方向に開放されて、前記閉方向へ、前記第２のトルクを上回る第１のトルクを発生させることを特徴とする請求項６または請求項７記載のヒンジ装置。
9. 前記第１のトルクおよび前記第２のトルクは、
   前記第１の部材または前記第２の部材のいずれか一方の部材に対して固定され、孔を有する筐体と、
   この筐体の内部に、この筐体の内壁に対して回転自在に配置され、前記孔を通して、前記第１の部材または前記第２の部材の他方の部材に対して固定される固定板と、
   この固定板とともに、前記筐体の内壁に対して回転自在に配置され、前記筐体の内部をスライド自在に配置され、カム機構用の突起部を有するスライド回転板と、
   カム面を有し、このカム面に前記突起部が当接され、前記筐体の内壁に対して回転不能に配置され、前記筐体内をスライド不能に配置された固定駒と、
   前記スライド回転板と前記筐体の内壁との間に取り付けられるねじりバネ要素とを備える装置から発生することを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか一項記載のヒンジ装置。

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