【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本体とフタを回転開閉自在に連結するヒンジ装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
本体に回転規制されるカムと、フタに回転規制されるもう一つのカムとに凹凸面を設け、それぞれの凹凸面を対向させ、それらのカム回転軸方向にバネで押圧することにより、カム凸面の摺動摩擦力、及びお互いの凹凸面の食合い作用力によって、フタ開閉の規定回転トルクを発生させるヒンジ装置が多く実用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−１２５７７３号公報（第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】
この構造のヒンジ装置は、カムの凸面にかかる圧力が高く、また開閉回数が多い場合、その凸面が磨耗したり、また、カム凸面に給油するものでは油膜が切れて摩擦係数が変化したりして、規定のフタ開閉トルク値から大きく逸脱してしまうという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本体に回転規制され、且つ回転軸方向に凹凸面を設けたカムＡと、フタに回転規制され、且つ回転軸方向に前記カムＡと対向する面に凹凸を設けたカムＢと、前記カムＡと前記カムＢを回転軸方向に押圧するバネとからなり、前記フタの回転作動に伴って回転トルクを発生させる機構を有しており、前記カムＡと前記カムＢの少なくともいずれかの凸面にくぼみを形成する。
【０００６】さらに、前記カムＡと前記カムＢの少なくともいずれかの凹凸面には、凹部と凸部の間に他方のカム凸部が乗り上がる斜面部を有しており、前記斜面部にくぼみを形成する。
【０００７】さらに、前記カムＡと前記カムＢの少なくともいずれかの凸面に形成した前記くぼみに固形潤滑材を埋め込む。
【０００８】
【作用】
前記カムＡと前記カムＢの凸部摺動面に回転耐久磨耗防止のために給油をしても、この油が、凸面接触部の高い圧力でそこから押し出されてしまったり、摺動時に凸面の端部稜線部分でそぎとられてしまったりして、摺動面に油を保持することが難しく、従って、耐磨耗性が良くない。本案では凸面に浅いくぼみを形成したので、この部分に油が保持され、長期にわたって摺動面に油膜を作るので、耐磨耗性が向上する。
【０００９】前記カムＡと前記カムＢのいずれかの斜面部には、他方のカム凸部が乗り上がる或いは滑り込むが、上記と同様に油を保持することが難しい。本案では、斜面部にくぼみを形成したので、この部分に油が保持され、長期にわたって斜面部の摺動面に油膜を作る。
【００１０】磨耗粉が発生した場合、磨耗粉がそのくぼみに落ち込み、磨耗粉を巻き込む加速度的な磨耗を防ぐ。
【００１１】前記くぼみに固形潤滑材を埋め込むと、摺動することにより固体潤滑剤がへき開して乾性の潤滑皮膜を作り、耐磨耗性を向上させる。さらに、油では、ほこりなどを付着する、外部に流れて他部品を汚すといった問題が発生し易いが、これも解決できる。
【００１２】前記カムＡと前記カムＢがステンレスなどの金属材料であり、上記くぼみをプレス加工で押圧形成した場合、その凸面は加工硬化によって硬度が上がり、摺動に対する磨耗性能が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１及び図２は、本発明にかかる折畳み携帯電話機用のヒンジ装置のそれぞれ外観、断面を示したものである。可動軸２には、円板状の固定カム３が軸方向、回転方向作動自在に嵌っていて、また、円板状の可動カム４が固定されている。コイル状のバネ５は、可動軸２にガイドされていて、固定カム３を軸方向に押圧して可動カム４と密着させている。筒１は、一方の端部が可動軸２に回転自在に保持されており、他方の端部は固定カム３の外周部にガイドされている。筒１の溝部１ａに固定カム３の角部３ｄが嵌っていて、固定カム３と回転不能状態になっている。そして、筒１は円筒の二面をカットした概略小判状の断面をなしていて、電話機の本体７の同じ小判形状の穴に回転不能に嵌っている。電話機のフタ８は、筒１の円筒面に回転ガイドされるように、且つ、可動カム４に回転不能に嵌っていて（詳細は後述する）、フタ８の開閉動作に連動して可動カム４が回転するようになっている。しかして、固定カム３と可動カム４の位相を変化させて、摩擦力や作用力によって（詳細は後述する）回転トルクを発生させ、フタ８の開閉作動に適正なトルクを付与する。プラスチック製のフック６は、可動軸２に固定されていて、端部の鉤状部分６ａがフタ８の穴に引っ掛かり、ヒンジ装置を定位置に保持する。
【００１４】図３及び図４は、図１及び図２にある固定カム３と可動カム４の作動図である。図３は、図１にあるフタ８が閉じられた時の状態であり、可動カム３には凸部３ａと凹部３ｂが形成されていて、凸部３ａの端部の稜線部３ｅが、可動カム４の凸部４ａと凹部４ｂとの間の斜面部４ｅに掛かっていて、その作用力で可動カム４にトルクが発生して、フタ８を閉め込む。フタ８を開けると図４に示すように可動カム４は、矢印方向に動き、凸部４ａと固定カム３の凸部３ａが当接する。この状態での摩擦力によって、フタ開閉操作の抵抗感とフタ任意位置停止機能が付与される。以上のように、固定カム３、可動カム４の凸部３ａ，４ａと斜面部４ｅが摺動面であり、フタ開閉作動によって磨耗し易い所である。
【００１５】図５は、図１及び図２にある固定カム３の斜視図である。略円板状であるが、軸方向に凸部３ａ、凹部３ｂが形成されていて、凸部３ａには筋目模様の浅い溝３ｃが形成されている。図７は、溝３ｃの拡大図である。
【００１６】図６は、図１及び図２にある可動カム４の斜視図である。同様に略円板状であるが、軸方向に凸部４ａ、凹部４ｂが形成されていて、凸部４ａには筋目模様の浅い溝４ｃが形成され、さらに斜面部４ｅにも斜面に沿って筋目模様の浅い溝４ｆが形成されている。すなわち、プレス工程で溝を押圧成形する時には、斜面に沿ってなければならないためである。４ｄは、フタ８の穴に設けられているキー部分に嵌るキー溝であり、フタ８の回転に可動カム４が連動する。
【００１７】図５及び図６にある固定カム３、可動カム４の摺動面に溝３ｃ、４ｃ、４ｆを形成したので、磨耗粉をそこに落とし込んで、さらなる磨耗を防ぎ、給油した場合には、そこに保油されるので、磨耗耐久性が向上し、前述のようにステンレス等の金属材料では、プレス工程で溝を押圧形成すれば、加工硬化によって、硬度が向上して耐磨耗性が向上する。この効果を出すために、溝の深さはカムの厚さの５％から２０％位に設定する。
【００１８】図８は、図６の可動カム４の浅い溝４ｃの他の形状を示すもので、それぞれの溝が単独になっており、油が凸部４ａの外に流出し難いようになっている。実施例では筋目模様の浅い溝を説明したが、筋目模様や溝といった細長いものに限られるものでなく、くぼみならばいずれも同じ作用を呈する。
【００１９】図９は、図６の可動カム４の浅い溝４ｃに固形潤滑剤９を埋め込んだものである。同様に、図５の固定カム３の浅い溝３ｃに埋め込むことも出来る。摺動により固体潤滑剤がへき開して乾性の潤滑皮膜を作る。
【００２０】以上の説明では、３ヶ所の摺動面に浅い溝を形成したが、１ヶ所でも、また局部的でも、それに応じた作用をさせることが出来る。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、部品を増加させること無く磨耗耐久性の良いヒンジ装置を提供できるので、開閉回数が多く、小型サイズの機械、例えば折畳み携帯電話機などに適用出来るものである。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヒンジ装置の外観図である。
【図２】図１のヒンジ装置の断面図である。
【図３】図１及び図２にある固定カムと可動カムの作動図である。
【図４】図１及び図２にある固定カムと可動カムの作動図である。
【図５】図１及び図２にある固定カムの斜視図である。
【図６】図１及び図２にある可動カムの斜視図である。
【図７】溝の拡大図である。
【図８】図６の可動カムの溝の他の形状を示すものである。
【図９】図６の可動カムの溝に固形潤滑剤を埋め込んだものである。
【符号の説明】３ 固定カム４ 可動カム５ バネ３ｃ、４ｃ、４ｆ 溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hinge device for connecting a main body and a lid so as to be rotatable and openable.
[0002]
[Prior art]
A convex and concave surface is provided on the cam that is restricted to rotate on the main body and another cam that is restricted on the lid, and the concave and convex surfaces are opposed to each other and pressed by a spring in the direction of the cam rotation axis. Many hinge devices that generate a specified rotational torque for opening and closing the lid by the sliding frictional force and the mutual acting force of the concavo-convex surfaces are widely used.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-3-125773 (FIG. 4)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the hinge device having this structure, when the pressure applied to the convex surface of the cam is high and the number of times of opening and closing is large, the convex surface is worn, and when lubricating the cam convex surface, the oil film is broken and the friction coefficient changes. Therefore, there is a problem that the torque greatly deviates from a specified lid opening / closing torque value.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A cam A whose rotation is restricted by the main body and which has an uneven surface in the direction of the rotation axis; a cam B which is rotation-controlled by the lid and whose surface is opposite to the cam A in the direction of the rotation axis; And a spring that presses the cam B in the direction of the rotation axis, and has a mechanism for generating a rotational torque in accordance with the rotation operation of the lid. The convex surface of at least one of the cam A and the cam B Form a depression.
Further, at least one of the concave and convex surfaces of the cam A and the cam B has a slope portion on which the other cam convex portion rides between the concave portion and the convex portion. To form
Further, a solid lubricant is embedded in the recess formed on at least one of the convex surfaces of the cam A and the cam B.
[0008]
[Action]
Even if lubrication is applied to the convex sliding surfaces of the cams A and B in order to prevent rotational durability and wear, the oil is pushed out from the convex contact portions by the high pressure, or the convex sliding surfaces are protruded when sliding. It is difficult to retain the oil on the sliding surface due to the end edge line portion being scraped off, and therefore the abrasion resistance is not good. In the present invention, since a shallow recess is formed on the convex surface, oil is retained in this portion, and an oil film is formed on the sliding surface for a long period of time, so that abrasion resistance is improved.
[0009] The other cam projection climbs or slides into one of the slopes of the cam A and the cam B, but it is difficult to retain oil as described above. In the present invention, since the depression is formed in the slope, oil is retained in this portion, and an oil film is formed on the sliding surface of the slope for a long time.
[0010] When abrasion powder is generated, the abrasion powder falls into the recess and prevents accelerated abrasion involving the abrasion powder.
When a solid lubricant is embedded in the recess, the solid lubricant is cleaved by sliding to form a dry lubricating film, thereby improving abrasion resistance. Furthermore, oil tends to cause problems such as adhesion of dust and the like, and flowing to the outside to contaminate other parts, but this can also be solved.
When the cams A and B are made of a metal material such as stainless steel, and the depressions are formed by press working, the convex surfaces have increased hardness due to work hardening, and the wear performance against sliding is improved.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show the appearance and cross section of a hinge device for a folding mobile phone according to the present invention, respectively. A disk-shaped fixed cam 3 is fitted on the movable shaft 2 so as to be freely movable in the axial and rotational directions, and a disk-shaped movable cam 4 is fixed. The coil-shaped spring 5 is guided by the movable shaft 2 and presses the fixed cam 3 in the axial direction so as to be in close contact with the movable cam 4. One end of the cylinder 1 is rotatably held by the movable shaft 2, and the other end is guided by the outer periphery of the fixed cam 3. The corner 3d of the fixed cam 3 is fitted in the groove 1a of the cylinder 1 and is not rotatable with the fixed cam 3. The cylinder 1 has a roughly oval cross section obtained by cutting two surfaces of the cylinder, and is fitted in the same oval hole of the telephone body 7 in a non-rotatable manner. The cover 8 of the telephone is fitted so as to be rotatably guided by the cylindrical surface of the cylinder 1 and non-rotatably on the movable cam 4 (details will be described later). Is designed to rotate. Thus, by changing the phase of the fixed cam 3 and the movable cam 4, a rotational torque (described in detail later) is generated by a frictional force or an acting force, and an appropriate torque is applied to the opening and closing operation of the lid 8. The plastic hook 6 is fixed to the movable shaft 2, and the hook-like portion 6a at the end hooks into the hole of the lid 8, and holds the hinge device in place.
FIGS. 3 and 4 are operation diagrams of the fixed cam 3 and the movable cam 4 shown in FIGS. FIG. 3 shows a state in which the lid 8 shown in FIG. 1 is closed. The movable cam 3 has a convex portion 3a and a concave portion 3b, and the ridge 3e at the end of the convex portion 3a is movable. The movable force is applied to the slope 4 e between the convex portion 4 a and the concave portion 4 b of the cam 4, and a torque is generated in the movable cam 4 by the acting force, thereby closing the lid 8. When the lid 8 is opened, as shown in FIG. 4, the movable cam 4 moves in the direction of the arrow, and the projection 4a and the projection 3a of the fixed cam 3 abut. The frictional force in this state provides a sense of resistance in opening and closing the lid and a function of stopping the lid at any position. As described above, the convex portions 3a and 4a of the fixed cam 3 and the movable cam 4 and the inclined surface 4e are sliding surfaces, and are easily worn by opening and closing the lid.
FIG. 5 is a perspective view of the fixed cam 3 shown in FIGS. Although it is substantially disc-shaped, a convex portion 3a and a concave portion 3b are formed in the axial direction, and a shallow groove 3c having a stripe pattern is formed in the convex portion 3a. FIG. 7 is an enlarged view of the groove 3c.
FIG. 6 is a perspective view of the movable cam 4 shown in FIGS. Similarly, it has a substantially disc shape, but has a convex portion 4a and a concave portion 4b formed in the axial direction, a shallow groove 4c having a streak pattern formed in the convex portion 4a, and a slope 4e along the slope. A shallow groove 4f having a line pattern is formed. That is, when the grooves are pressed and formed in the pressing step, they must be along the slope. Reference numeral 4 d denotes a key groove which fits into a key portion provided in a hole of the lid 8, and the movable cam 4 interlocks with rotation of the lid 8.
Since the grooves 3c, 4c and 4f are formed on the sliding surfaces of the fixed cam 3 and the movable cam 4 shown in FIGS. 5 and 6, the abrasion powder is dropped into the grooves to prevent further abrasion. The oil is retained there, so the wear durability is improved. As described above, if a metal material such as stainless steel is formed by pressing the groove in the press process, the hardness is improved by work hardening, and the wear resistance is improved. The performance is improved. To achieve this effect, the depth of the groove is set at about 5% to 20% of the thickness of the cam.
FIG. 8 shows another shape of the shallow groove 4c of the movable cam 4 shown in FIG. 6, in which each groove is independent, so that oil does not easily flow out of the convex portion 4a. ing. In the embodiment, a groove having a shallow streak pattern has been described. However, the present invention is not limited to an elongated one such as a streak pattern and a groove.
FIG. 9 shows a solid cam 9 embedded in a shallow groove 4c of the movable cam 4 shown in FIG. Similarly, it can be embedded in the shallow groove 3c of the fixed cam 3 in FIG. The sliding cleaves the solid lubricant to form a dry lubricating film.
In the above description, shallow grooves are formed on the three sliding surfaces, but the corresponding action can be made even at one location or locally.
[0021]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since a hinge apparatus with good abrasion durability can be provided without increasing components, it can be applied to small-sized machines, such as a folding portable telephone, which have many opening and closing times.
[0022]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a hinge device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the hinge device of FIG. 1;
FIG. 3 is an operation diagram of a fixed cam and a movable cam shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is an operation diagram of a fixed cam and a movable cam shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 5 is a perspective view of the fixed cam shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 6 is a perspective view of the movable cam shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 7 is an enlarged view of a groove.
FIG. 8 shows another shape of the groove of the movable cam of FIG.
FIG. 9 shows the movable cam of FIG. 6 in which a solid lubricant is embedded in a groove.
[Description of Signs] 3 Fixed cam 4 Movable cam 5 Spring 3c, 4c, 4f Groove
