JP2004204948A - 角度保持機能付ヒンジ装置とそれを用いた折り畳み式電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクトなヒンジ装置を提供すること、また、このヒンジ装置を用いて、特に携帯電話を製造するにあたり、ＦＰＣ等のために十分なスペースを確保すること。
【解決手段】このヒンジ装置は、比較的長い軸と、この軸が回転し得るように設けられた、角度保持部を有する固定カムと、軸の回転に伴って軸周りで回転し得るように且つ軸に沿ってスライド移動し得るように設けられ、固定カムの角度保持部と協働して固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を有する可動カムと、可動カムを固定カムに向かって常時付勢する弾性手段と、固定カムに固定された第１アーム部と、軸に固定された第２アーム部とを備える。ここで、弾性手段の径は、比較的長い軸に対応して比較的小さな径とすることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】このヒンジ装置は、比較的長い軸と、この軸が回転し得るように設けられた、角度保持部を有する固定カムと、軸の回転に伴って軸周りで回転し得るように且つ軸に沿ってスライド移動し得るように設けられ、固定カムの角度保持部と協働して固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を有する可動カムと、可動カムを固定カムに向かって常時付勢する弾性手段と、固定カムに固定された第１アーム部と、軸に固定された第２アーム部とを備える。ここで、弾性手段の径は、比較的長い軸に対応して比較的小さな径とすることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒンジ装置、特に角度保持機能付ヒンジ装置と、それを用いた折り畳み式電子機器、特に折り畳み式携帯電話に関する。
【０００２】
【従来の技術】
折り畳み式電子機器の接続、例えば、折り畳み式携帯電話の本体部と表示部を接続するために、角度保持機能付ヒンジ装置が使用されている。図８に、従来の角度保持機能付ヒンジ装置を使用した折り畳み式携帯電話８の一例を、一部分解斜視図で示す。この図において、携帯電話の本体部８１と表示部８３とを接続するために、それらの左右横穴から図示矢印方向で挿入されようとしている部材が、ここでいうヒンジ装置８５である。これらのヒンジ装置８５を、隆起部８８を有した左右の横穴８７に押し込んで、ヒンジ装置８５の外縁を利用してそこに固定することにより、本体部８１と表示部８３が回動自在な状態でヒンジ装置８５をそこに固定することができる。
【０００３】
従来のヒンジ装置８５は、その長さ８２が比較的短く、また、その径８４が比較的大きい点に注意していただきたい。長さ８２が比較的短くなっているのは、本体部８１と表示部８３の間に設けるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）５（後述する図３、図４参照）や同軸ケーブル（図示されていない）のためのスペースを確保するためである。これらＦＰＣ５や同軸ケーブルは、本体部８１と表示部８３の間で信号伝達等を行うために、それら本体部８１と表示部８３をまたいで設ける必要があるが、従来の携帯電話８ではその構造上、本体部８１と表示部８３の間のヒンジ装置脇の狭い隙間だけしか、それらを通すスペースが存在しなかった。特にＦＰＣは、一般の導線等に比べてかなり大きな幅、例えば２ｍｍの幅を有することから、従来の携帯電話では、ＦＰＣにとって必ずしも十分なスペースが確保されているとはいえなかった。
【０００４】
一方、径８４が比較的大きくなっているのは、ヒンジ装置の長さ８２を比較的短くしたことに因る。よく知られているように、角度保持機能を発揮させるために、ヒンジ装置８５の内部に弾性部材、例えばスプリングを設ける必要があるが、明らかなように、同じ大きさの弾力を得るために長さの異なるスプリングを使用した場合、短いスプリングは長いスプリングに比べてその径をより大きくする必要がある。径の大きなヒンジ装置は、本体部８１と表示部８３の間の接続部分８９、従って、携帯電話８自体を大きなものとすることから、従来のヒンジ装置をコンパクトにすることは困難であった。
【０００５】
更に、従来のヒンジ装置８５を用いた場合は、ヒンジ装置８５を携帯電話８の横穴８７に横方向から挿入する必要があったことから、生産ラインにおいて横方向からの作業が必要となってしまう。このような横方向からの作業は縦方向からの作業に比べて非常に煩雑であり、結果として、製造コストや組み立てコストが大きくなっていた。
【０００６】
更に、従来の構成では、ＦＰＣをヒンジ装置脇の狭い隙間に通すといった煩雑な作業が必要であったため、また、携帯電話８の横穴８７の内部にヒンジ装置を固定するための隆起部８８を設ける必要があったため、これらことも、コストを増大させる原因となっていた。
【０００７】
更に、従来の電子機器、例えば図８に示した携帯電話では、全ての電子機器で似通った構造のヒンジ装置が用いられていたことから、それらのデザインも互いに似通ったものとなり、デザイン上の差異を出すことは困難であるといった問題も生じていた。
【０００８】
更にまた、従来のヒンジ装置を用いた携帯電話８は、表示部８３を本体部８１に対して開くことができる角度がその通話時における角度、例えば約１５４度までであったため、そのような携帯電話８を事故で踏んづけてしまった場合には、携帯電話が破壊されてしまう危険もあった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２４６２２２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術における問題を解決するためになされたものであり、よりコンパクトなヒンジ装置を提供することを目的とする。また、このようなヒンジ装置を用いることにより、よりコンパクトで斬新なデザインの携帯電話を安価に製造することを目的とする。更に、本発明はより安全性の高い携帯電話を提供することをも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のヒンジ装置は、比較的長い軸と、前記軸が回転し得るように設けられた、角度保持部を有する固定カムと、前記軸の回転に伴って前記軸周りで回転し得るように且つ前記軸に沿ってスライド移動し得るように設けられ、前記固定カムの角度保持部と協働して前記固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を有する可動カムと、前記可動カムを前記固定カムに向かって常時付勢する弾性手段と、前記固定カムに固定された第１アーム部と、前記軸に固定された第２アーム部と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
上記ヒンジ装置において、前記弾性手段の径は、前記比較的長い軸に対応して比較的小さな径とされていてもよい。
【００１３】
また、本発明のヒンジ装置は、比較的長い軸と、前記軸が回転し得るように前記軸の一端付近で前記軸を支持し、前記軸の他端側に角度保持部を持つ固定面を有した固定カムと、前記軸の回転に伴って前記軸周りで回転し得るように且つ前記軸上でスライド移動し得るように設けられ、前記固定カムの角度保持部と係合して前記固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を前記固定カムの固定面と対向する回転面に有する可動カムと、前記軸の他端付近に設けられたスペーサと、前記スペーサと前記可動カムの間に伸縮自在に設けられ、前記可動カムを前記固定カムに向かって常時付勢するスプリングと、前記固定カムに固定された第１アーム部と、前記軸に固定された第２アーム部と、を備え、前記スプリング手段の径は、前記比較的長い軸に対応して比較的小さな径とされていることを特徴としている。
【００１４】
また、上記ヒンジ装置において、前記第１アーム部と前記第２アーム部の成す角は少なくとも約０度〜約１８０度の範囲で動かすこともできる。。
【００１５】
また、上記ヒンジ装置の前記第１アーム部と第２アーム部に表示部若しくは本体部を固定することによって折り畳み式携帯電話を形成してもよい。更に、上記ヒンジ装置は携帯電話の幅の略全体に亘って設けられていてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のヒンジ装置は様々な電子機器に応用できるが、ここでは、好適な例として、特に折り畳み式携帯電話への応用例を説明する。
【００１７】
１．概略
図１、図２に、本発明のヒンジ装置を使用した本発明による折り畳み式携帯電話の外観斜視図を示す。この折り畳み携帯電話３の本体部１１と表示部１３は、本発明のヒンジ装置１を利用して互いに回動自在に接続されている。図１は特に未使用時における状態を、図２は特に使用時における状態、つまり通話時等における状態を、それぞれ示している。
【００１８】
これらの図に示すように、図１の未使用時において、携帯電話３の本体部１１と表示部１３の成す角は約０度であり、一方、図２の使用時において、それら本体部１１と表示部１３の成す角は例えば約１５４度である。以下に詳述するように、この携帯電話３は、従来のヒンジ装置を使用した携帯電話と同様に、少なくとも０度〜１５４度の間で自由に回動されるとともに１５４度の角度で保持される。しかしながら、本発明のヒンジ装置１を使用した携帯電話３は、従来のヒンジ装置を使用した携帯電話とは異なり、１５４度を超えて約１８０度まで回動され得る。但し、後に説明するように、１５４度を超えた場合は、この１５４度までスプリングバックされ得る。このような構成によって、本発明のヒンジ装置１を使用した折り畳み式携帯電話３は、異常な負荷に対処することができる。例えば、携帯電話３を上から踏んづけてしまった場合でも、本体部１１と表示部１３の成す角が約１８０度を超えて開かれることがなければ、携帯電話が破壊されてしまうことはない。ただし、以下の説明から明らかなように、これら保持角や回動可能な角度の大きさは、上に例示した角度に限らず、設計者が自由に設定することができる。
【００１９】
２．ヒンジ装置及びその周辺部材
図３に、図１から本体部と表示部を取り除いた状態を、図４に、図３からヒンジ装置のためのカバーを取り除いた状態を、更に、図５に、図４からＦＰＣを取り除いた状態を、それぞれ外観斜視図で示す。これらの図のうち、正に図５が本発明のヒンジ装置１を示している。
【００２０】
図４によく示されているように、本発明のヒンジ装置１の略中心に、それらの端部がそれぞれ本体部１１や表示部１３（図１、図２参照）と接続され得るＦＰＣ５が設けられている。このＦＰＣ５は、例えば８ｍｍといった比較的大きな幅を有し、そこに２回巻き付けた状態とされている。ＦＰＣ５を巻き付けることとしたのは、ＦＰＣの繰り返し曲げに対する耐久性の向上のためである。ただし、ＦＰＣの幅や巻き付け回数は、勿論ここに例示したものに限られるわけではない。本発明のヒンジ装置１を用いた場合、ヒンジ装置１にＦＰＣ５を巻き付けた状態で設けることができ、別の言い方をすれば、ヒンジ装置１の略全幅にわたってそれを設けることができ、従って、本体部と表示部を接続する際に、従来のようにヒンジ装置脇の狭い隙間にＦＰＣを通すといった煩雑な作業を行う必要はない。
【００２１】
図３によく示されているように、ヒンジ装置１を覆うカバー７は、例えば、４つの部分、即ち、横スリットを有する筒状の２つの部分７１と、それらの両端に配置される蓋状の２つの部分７３から成っている。特に筒状カバー部分７１には、ＦＰＣ５を外部に取出すための横スリット７５が、その長手方向に亘って端から端まで切られている（なお、横スリット７５は右側にのみ示されているが、左側についても同様の横スリットが設けられていると考えてよい）。これらのカバー部分７１、７３は、携帯電話の本体部１１と表示部１３（図１、図２参照）と直接接続される部分であるヒンジアームの固定部２４付近を除いて、ヒンジ装置１のほぼ全体を覆う。
【００２２】
次に、図５を参照して、本発明のヒンジ装置の構成を説明する。本発明のヒンジ装置１は、比較的長い（少なくとも従来の携帯電話８で使用されていたヒンジ装置８５のそれより長い）シャフト２１と、このシャフトの一方の端部付近に配置されたヒンジアーム２３Ａ、２３Ｂ、シャフトの他方の端部付近に配置されたヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄ、これらヒンジアーム２３Ａと２３Ｂの間及びヒンジアーム２３Ｃと２３Ｄの間にそれぞれ設けられた環状のワッシャー３０、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｂ側に設けた環状のカム（固定カム）４０、カムの作用に応じて動く筒状のカムフォロワー（可動カム）５０、シャフトの他方の端部付近に配置された筒状のスペーサ６０、スペーサ６０とカムフォロワー５０の間に設けられてカムフォロアー５０をカム４０に向かって常時付勢するスプリング６２、ヒンジアーム２３等のシャフト２１からの抜けを防止するＣ形のストッパー（Ｅリング）６４から成る。
【００２３】
図面からは明らかでないが、これらの部材のうち、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃは、シャフト２１と直接又は間接的に固定されている。したがって、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃを回転させることにより、シャフト２１は回転する。カムフォロワー５０は、シャフト２１の回転に伴ってこのシャフトの周りで回転し得るように且つシャフト２１の上でこのシャフト２１に沿ってスライドし得るように設けられている。一方、ヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄとカム４０は互いに直接又は間接的に固定されているが、シャフト２１とは固定されていない。したがって、これらヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄとカム４０は、シャフト２１が回転してもそれら自身が回転することはない。その他の部材、即ち、スプリング６２、スペーサ６０、ストッパー６４については、シャフト２１の回転に伴って回転するかどうかはここでは問題とならない。基本的には、ヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄ等と同様に、シャフト２１が回転しても回転することはないと考えてよい。
【００２４】
シャフト２１は、ヒンジ装置１の中心を貫き、そのほぼ全幅に亘って設けられている。このシャフト２１の長さ２２は本発明のヒンジ装置１の幅を決定し、強いては、本発明のヒンジ装置１を用いた携帯電話３の幅を決定し得る。更に言えば、本発明のヒンジ装置１を表示部１３と本体部１１の間、つまり携帯電話の幅の略全体に亘って設け、携帯電話３の幅をこのヒンジ装置１と略同様の幅にすることができる。なぜなら、本発明のヒンジ装置１を用いた場合には、図３、図４を参照して説明したように、ＦＰＣ５を取り付けるためにヒンジ装置脇に隙間を設ける必要がないため、スプリング６２（やスペーサ６０）の長さを自由に設定することができ、また、従来の携帯電話のようにヒンジ装置８５（図８参照）を２個設ける必要もないからである。以下の説明から明らかなように、本発明で用いるシャフト２１の長さ２２、更に言えば、本発明のヒンジ装置１を用いた本発明の携帯電話３の幅は、図８に示した従来のヒンジ装置８５の１個分の長さ８２よりも長いが、その従来のヒンジ装置１を用いた携帯電話３の幅（その長さ）よりも容易に小さく設定することができる（勿論、大きく設定することもできる）。
【００２５】
ヒンジアーム２３Ａ乃至２３Ｄは、ヒンジ接続の対象、例えば携帯電話３の本体部１１と表示部１３（図１、図２参照）に、それぞれ固定される。各ヒンジアーム２３Ａ乃至２３Ｄは、本体部や表示部に固定されるべき固定部２４Ａ乃至２４Ｄと、シャフト２１に貫通させるべき環状部２５Ａ乃至２５Ｄから成る。それら固定部２４Ａ乃至２４Ｄと環状部２５Ａ乃至２５Ｄは曲げ部２６Ａ乃至２６Ｄ（２６Ｂは図示されていない）によって９０度ひねった状態で互いに連結されている。ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃの固定部２４Ａ、２４Ｃは、その中心にネジ（図示されていない）を通す等して携帯電話３の表示部１３（図１、図２参照）に固定され、一方、ヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの各固定部２４Ｂ、２４Ｄは、同様の方法でその本体部１１（図１、図２参照）に固定される。また、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃの各環状部２５Ａ、２５Ｃは、その穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態でシャフト２１の一端に固定され、ヒンジアーム２３Ｃ、Ｄの各環状部２５Ｃ、２５Ｄは、その穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態で、且つ、その穴の内側でシャフト２１を自由に回動させることができる状態で設けられている。尚、特に固定部２４Ａ乃至２４Ｄの形状は、単に携帯電話３にネジ止めすることを考慮して決定されたものであって、図示の形状に限定されるものではない。
【００２６】
カム４０は、その中心に設けた穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態で、且つ、その穴の内側でシャフト２１を自由に回転させ得る状態で、シャフト２１の一端付近に配置される。カム４０は、シャフト２１の回転時に自身の内部でシャフト２１を自由に回転させるが、それ自身はシャフトの回転に伴って動くことはない。カム４０には、シャフト２１の他端側の固定面４１の円を半分に仕切る所定の直径部分４２を境に、シャフト２１が貫通する中心から円縁４３に向かってカム４０の厚みがより薄くなるように、換言すれば、直径部分４２が山頂となるように２つの傾斜面、即ち第１傾斜面４４と第２傾斜面４５を有する。尚、図面には、第２傾斜面４５はよく表されていないが、各傾斜面４４、４５には、カム４０の中心から縁４３にわたって所定深さの溝４６が設けられている。この溝４６は、後述するように、カムフォロワーの突出部５１、５３と係合することによって、カムフォロワーの角度を保持するために使用される。各傾斜面４４、４５は、この溝４６を境に多少異なる傾斜角で形成された２つの扇型傾斜面、即ち、第１扇面４７と第２扇面４８を有する。ここで、第１扇面４７の内角アは約５６度、第２扇面４８の内角イは約１２４度である。これら第１扇面４７、第２扇面４８ともに、溝４６が最も深い谷となるように傾斜していることから、それらの内角ア、イとの関係で、それら第１扇面４７の傾斜角（つまり、カム４０の厚みの傾斜）ウと第２扇面４８の傾斜角エは多少異なっている。つまり、第１扇面４７の傾斜角ウは、第２扇面４８の傾斜角エより多少大きくなっている。
【００２７】
カムフォロワー５０は、その中心に設けた穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態で、また、シャフト２１の回転に伴ってシャフト２１の周りで回転し得るように、更に、シャフト２１上でシャフト２１に沿ってスライド移動し得るように設けられている。このカムフォロワー５０は、カム４０の固定面４１に対向する回転面に、カム４０の溝４６に対応して、計２個の突出部、即ち、第１突出部５１と第２突出部５３（図６、図７参照）を有する。これら第１突出部５１と第２突出部５３は、カムフォロワー５０の中心からみて対称に設けられている。第１及び第２突出部５１、５３が、カム４０の溝４６と係合することにより、固定カム４０に対するカムフォロワー５０の回転角度（この結果、それらにそれぞれ固定されたヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの成す角）を所定の角度、例えば１５４度で保持できる。尚、カムフォロワー５０の他端５６は、次に述べるスプリング６２と常時接した状態にある。
【００２８】
スプリング６２は、その内部にシャフト２１を貫通させた状態で、且つ、その内部でシャフト２１を自由に回動させることができる状態で、カムフォロワー５０とスペーサ６０の間に伸縮自在に設けられている。スプリング６２は、カムフォロワー５０をカム４０に向かって常時付勢し、特に、カム４０の溝４６にカムフォロワー５０の突出部が嵌まったときにその状態を保持するために重要な役割を果たす。スプリング６２は、この役割を果たすのに十分な弾力を有していなければならない。十分な弾力を有するには、その径６３の大きさとの関係で十分な長さ６５を有していなければならない。上述したように、本発明のヒンジ装置１によれば、スプリング６２の長さ６５を自由に設定できるから、スプリング６２の長さ６５を従来のヒンジ装置１のスプリング６２よりも容易に長くすることができ、このように、スプリング６２の長さ６５を従来のヒンジ装置８のスプリング（８２）よりも長く設定することによって、スプリング６２の径６３（更に、このスプリング６２を用いたヒンジ装置１の径）を従来のそれ（８４）よりも小さくすることができる。この結果、本発明によれば、ヒンジ装置１やそれを用いた携帯電話３をよりコンパクトにすることもできる。
【００２９】
スペーサ６０は、その内部にシャフト２１を貫通させた状態で、また、好ましくは、その内部でシャフト２１を自由に回動させることができる状態で、スプリング６２とヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄの間に配置される。このスペーサ６０の長さを適当に調整することにより、スプリング６２のカム４０に対する付勢力を調整することが可能である。尚、スペーサ６０がヒンジアーム２３Ｃに余計な力を与えないよう、スプリング６２とヒンジアーム２３Ｃとの間を仕切るようにしてピン（図示されていない）が設けられていてもよい。このピンは、例えば、シャフト２１から放射状にシャフト２１に対して直交する方向に延在しており、その長さは、スペーサ６０の半径と略同じ若しくはそれ以下である。尚、上の説明からも明らかなように、スペーサ６０の長さは、スプリング６２の付勢力等との関係で相対的に決定されるものである。
【００３０】
ストッパー６４は、シャフト２１両端の最も外側に設けられてヒンジアーム２３等のシャフト２１から抜け落ちを防止する。ストッパー６４は、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｄの環状部２５Ａ、２５Ｄに隣接して配置され、Ｃ形の自身の内部にシャフト２１を挟み込むようにして、そこにしっかり固定される。尚、ストッパー６４は、図示の例のように、他の部材とは別部材として設けてもよいが、シャフト２１の端部を圧延等して形成してもよい。
【００３１】
３．ヒンジ装置の動作
続けて図５を参照するとともに、更に図６、図７をも参照して、本発明のヒンジ装置の動作を説明する。
【００３２】
動作の点からみた場合、図５は、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの成す角が約０度に保持されている状態を示すもの、図１、図２に示した携帯電話３の例で言えば、図１に示した未使用状態を示すもの、ということができる。一方、図６は、それらの成す角が約１５４度に保持されている状態、携帯電話３の例で言えば、図２に示した使用状態（通話時等における状態）を、図７は、それらの成す角が約１８０まで拡張された状態、携帯電話３の例で言えば、異常な状態を、それぞれ示すものということができる。ただし、図６、図７には、カム４０の周辺部だけが部分拡大斜視図として示されている。
【００３３】
図５に示すように、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの成す角が約０度のとき、それらのヒンジアームは、それらが成す角が大きくなる方向にのみ、換言すれば、第１突出部５１（及び第２突出部５３）が第１扇面４７の傾斜面を登る方向にのみ進むことが可能であるから、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃに何らかの力が加わらない限りこの状態は維持される。
【００３４】
図５の状態にあるとき、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃを図示矢印方向に回動させようとすると、携帯電話３の例で言えば、表示部を開こうとすると、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃに固定されたカムフォロワー５０はスプリング６２の力に抗してスペーサ６０側に押されつつ、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとともに回動される。このとき、第１突出部５１（及び第２突出部５３）は、第１扇面４７の傾斜面を登る方向に進むことになるから、途中でヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃを回動させる力を緩めれば、カムフォロワー５０は図示矢印方向とは逆の方向に回動して、元の位置にスプリングバックし得る。
【００３５】
回動させる力を緩めることなく、ヒンジアーム２３Ａ、Ｃを図示矢印方向に約３０度回動させたとき、カムフォロワー５０の第１突出部５１（及び第２突出部５３）はカム４０の直径部分４２の山頂を乗り越え、その後、第２扇面４８の傾斜面を下る方向に進む。従って、図示矢印方向と逆の方向に力を加えない限り、カムフォロワー５０が再び元の位置に戻ることはない。この山頂を乗り越える動作は、携帯電話の例で言えば、表示部と本体部の開閉操作に当る。
【００３６】
図６によく示されているように、回動角度が約１５４度に達したとき、第２突出部５３（第１突出部５１）は第１傾斜面４４（第２傾斜面４５）の溝４６に達し、この結果、カムフォロワー５０は、スプリング６２の働きによってカム４０の溝４６にパチンと嵌まる。カムフォロワー５０はスプリング６２によってカム４０に向かって常時付勢されていることから、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃに何らかの力が加わらない限り、この状態は保持される、つまり、１５４度という角度が保持される。
【００３７】
異常時にあって、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃがヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄに対して図示矢印方向に約１５４度を超えて回動されようとした場合、携帯電話３の例でいえば、通話状態を超えて表示部が本体部に対して開かれようとした場合、図７に示すように、カムフォロワー５０はスプリング６２の力に抗してスペーサ６０側に押されつつ、１５４度を超えてヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとともに回動される。このとき、カムフォロワー５０の第２突出部５３（第１突出部５１）は、カム４０の溝４６から抜け出て第１扇面４７の傾斜を登る。従って、カムフォロワー５０は図示矢印方向とは逆方向の力を受け、この結果、ヒンジアームＡ、Ｃは、元の角度である１５４度までスプリングバックし得る。
【００３８】
４．組み立て
最後に、図１乃至図５を参照して、本発明のヒンジ装置１を携帯電話３に組み込む方法を簡単に説明する。携帯電話３の組み立てに入る前に、先ず、ヒンジ装置１を図３の状態とする。これには、図４に示すようにヒンジ装置１のシャフトにＦＰＣ５を巻き付け（この段階ではヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄやストッパーは組み付けられていない）、その後、ＦＰＣ５を巻き付けたシャフトをＦＰＣとともに外部から包み込むように、その両脇から筒状カバー部分７１を取り付け、その後、ヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄを組み付けて、両端をストッパー６４で固定し、最後に、それら筒状カバー部分７１の両端に蓋状カバー部分７３を取り付けてやればよい。この結果、図３の状態でヒンジ装置が得られる。次に、カバー７から露出させたヒンジアーム２３Ａ乃至２３Ｄの固定部２４Ａ乃至２４Ｄに、携帯電話３の本体部１１と表示部１３をそれぞれ上部方向からネジ止めするとともに、カバー７から露出しているＦＰＣ５の各端部をそれぞれ、本体部１１と表示部１３の所定位置にその上部方向から接続する。最後に、本体部１１や表示部１３の蓋等を閉めれば完成である。
【００３９】
このように、本発明のヒンジ装置１を用いた携帯電話３では、従来のヒンジ装置８５を用いた携帯電話８（図８参照）のように、ＦＰＣをヒンジ装置脇の狭い隙間に通したり、ヒンジ装置８５を横方向から組み込むといった煩雑な作業が不要である。更に、従来のヒンジ装置を用いた場合のように、携帯電話８の横に穴８７（図８参照）を設けたりそこに隆起部８８を設ける必要もない。従って、本発明のヒンジ装置を用いた場合、従来よりも携帯電話をより安価に製造することができる。また、本発明のヒンジ装置は従来のヒンジ装置とは明らかに形状が異なることから、本発明のヒンジ装置を用いて従来の携帯電話、あるいは電子機器とは異なるデザインを容易に生み出すことができる。
【００４０】
尚、上の実施形態では、カムを固定しカムフォロワーを回転可能としたが、逆に、カムフォロワーを固定しカムを回転可能としてもよい。また、上の実施形態では、ヒンジアームの拡張角度を約１８０度としたが、勿論これより大きくすることもできる。この角度は、ヒンジ装置を接続する対象（その構成）等との関係で自由に決定することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、よりコンパクトなヒンジ装置を安価に製造することができる。また、本発明によれば、斬新なデザインの電子機器を提供することができ、また、より安全性の高い携帯電話を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒンジ装置を使用した折り畳み式携帯電話の外観斜視図であって、特に未使用時の状態を示す。
【図２】本発明のヒンジ装置を使用した折り畳み式携帯電話の外観斜視図であって、特に使用時の状態を示す。
【図３】図１から本体部と表示部を取り除いた状態を示す。
【図４】図３からカバーを取り除いた状態を示す。
【図５】本発明のヒンジ装置の外観斜視図であって、特にヒンジアームの成す角が約０度に保持されている状態を示す。
【図６】本発明のヒンジ装置の部分拡大斜視図であって、特にヒンジアームの成す角が約１５４度に保持されている状態を示す。
【図７】本発明のヒンジ装置の部分拡大斜視図であって、特にヒンジアームの成す角が約１８０度まで拡張された状態を示す。
【図８】従来のヒンジ装置を使用した携帯電話の一部分解斜視図。
【符号の説明】
１ ヒンジ装置
７ カバー
２１ シャフト
２３ ヒンジアーム
４０ カム
４６ 溝
５０ カムフォロワー
５１ 第１突出部
５３ 第２突出部
６０ スペーサ
６２ スプリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒンジ装置、特に角度保持機能付ヒンジ装置と、それを用いた折り畳み式電子機器、特に折り畳み式携帯電話に関する。
【０００２】
【従来の技術】
折り畳み式電子機器の接続、例えば、折り畳み式携帯電話の本体部と表示部を接続するために、角度保持機能付ヒンジ装置が使用されている。図８に、従来の角度保持機能付ヒンジ装置を使用した折り畳み式携帯電話８の一例を、一部分解斜視図で示す。この図において、携帯電話の本体部８１と表示部８３とを接続するために、それらの左右横穴から図示矢印方向で挿入されようとしている部材が、ここでいうヒンジ装置８５である。これらのヒンジ装置８５を、隆起部８８を有した左右の横穴８７に押し込んで、ヒンジ装置８５の外縁を利用してそこに固定することにより、本体部８１と表示部８３が回動自在な状態でヒンジ装置８５をそこに固定することができる。
【０００３】
従来のヒンジ装置８５は、その長さ８２が比較的短く、また、その径８４が比較的大きい点に注意していただきたい。長さ８２が比較的短くなっているのは、本体部８１と表示部８３の間に設けるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）５（後述する図３、図４参照）や同軸ケーブル（図示されていない）のためのスペースを確保するためである。これらＦＰＣ５や同軸ケーブルは、本体部８１と表示部８３の間で信号伝達等を行うために、それら本体部８１と表示部８３をまたいで設ける必要があるが、従来の携帯電話８ではその構造上、本体部８１と表示部８３の間のヒンジ装置脇の狭い隙間だけしか、それらを通すスペースが存在しなかった。特にＦＰＣは、一般の導線等に比べてかなり大きな幅、例えば２ｍｍの幅を有することから、従来の携帯電話では、ＦＰＣにとって必ずしも十分なスペースが確保されているとはいえなかった。
【０００４】
一方、径８４が比較的大きくなっているのは、ヒンジ装置の長さ８２を比較的短くしたことに因る。よく知られているように、角度保持機能を発揮させるために、ヒンジ装置８５の内部に弾性部材、例えばスプリングを設ける必要があるが、明らかなように、同じ大きさの弾力を得るために長さの異なるスプリングを使用した場合、短いスプリングは長いスプリングに比べてその径をより大きくする必要がある。径の大きなヒンジ装置は、本体部８１と表示部８３の間の接続部分８９、従って、携帯電話８自体を大きなものとすることから、従来のヒンジ装置をコンパクトにすることは困難であった。
【０００５】
更に、従来のヒンジ装置８５を用いた場合は、ヒンジ装置８５を携帯電話８の横穴８７に横方向から挿入する必要があったことから、生産ラインにおいて横方向からの作業が必要となってしまう。このような横方向からの作業は縦方向からの作業に比べて非常に煩雑であり、結果として、製造コストや組み立てコストが大きくなっていた。
【０００６】
更に、従来の構成では、ＦＰＣをヒンジ装置脇の狭い隙間に通すといった煩雑な作業が必要であったため、また、携帯電話８の横穴８７の内部にヒンジ装置を固定するための隆起部８８を設ける必要があったため、これらことも、コストを増大させる原因となっていた。
【０００７】
更に、従来の電子機器、例えば図８に示した携帯電話では、全ての電子機器で似通った構造のヒンジ装置が用いられていたことから、それらのデザインも互いに似通ったものとなり、デザイン上の差異を出すことは困難であるといった問題も生じていた。
【０００８】
更にまた、従来のヒンジ装置を用いた携帯電話８は、表示部８３を本体部８１に対して開くことができる角度がその通話時における角度、例えば約１５４度までであったため、そのような携帯電話８を事故で踏んづけてしまった場合には、携帯電話が破壊されてしまう危険もあった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２４６２２２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術における問題を解決するためになされたものであり、よりコンパクトなヒンジ装置を提供することを目的とする。また、このようなヒンジ装置を用いることにより、よりコンパクトで斬新なデザインの携帯電話を安価に製造することを目的とする。更に、本発明はより安全性の高い携帯電話を提供することをも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のヒンジ装置は、比較的長い軸と、前記軸が回転し得るように設けられた、角度保持部を有する固定カムと、前記軸の回転に伴って前記軸周りで回転し得るように且つ前記軸に沿ってスライド移動し得るように設けられ、前記固定カムの角度保持部と協働して前記固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を有する可動カムと、前記可動カムを前記固定カムに向かって常時付勢する弾性手段と、前記固定カムに固定された第１アーム部と、前記軸に固定された第２アーム部と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
上記ヒンジ装置において、前記弾性手段の径は、前記比較的長い軸に対応して比較的小さな径とされていてもよい。
【００１３】
また、本発明のヒンジ装置は、比較的長い軸と、前記軸が回転し得るように前記軸の一端付近で前記軸を支持し、前記軸の他端側に角度保持部を持つ固定面を有した固定カムと、前記軸の回転に伴って前記軸周りで回転し得るように且つ前記軸上でスライド移動し得るように設けられ、前記固定カムの角度保持部と係合して前記固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を前記固定カムの固定面と対向する回転面に有する可動カムと、前記軸の他端付近に設けられたスペーサと、前記スペーサと前記可動カムの間に伸縮自在に設けられ、前記可動カムを前記固定カムに向かって常時付勢するスプリングと、前記固定カムに固定された第１アーム部と、前記軸に固定された第２アーム部と、を備え、前記スプリング手段の径は、前記比較的長い軸に対応して比較的小さな径とされていることを特徴としている。
【００１４】
また、上記ヒンジ装置において、前記第１アーム部と前記第２アーム部の成す角は少なくとも約０度〜約１８０度の範囲で動かすこともできる。。
【００１５】
また、上記ヒンジ装置の前記第１アーム部と第２アーム部に表示部若しくは本体部を固定することによって折り畳み式携帯電話を形成してもよい。更に、上記ヒンジ装置は携帯電話の幅の略全体に亘って設けられていてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のヒンジ装置は様々な電子機器に応用できるが、ここでは、好適な例として、特に折り畳み式携帯電話への応用例を説明する。
【００１７】
１．概略
図１、図２に、本発明のヒンジ装置を使用した本発明による折り畳み式携帯電話の外観斜視図を示す。この折り畳み携帯電話３の本体部１１と表示部１３は、本発明のヒンジ装置１を利用して互いに回動自在に接続されている。図１は特に未使用時における状態を、図２は特に使用時における状態、つまり通話時等における状態を、それぞれ示している。
【００１８】
これらの図に示すように、図１の未使用時において、携帯電話３の本体部１１と表示部１３の成す角は約０度であり、一方、図２の使用時において、それら本体部１１と表示部１３の成す角は例えば約１５４度である。以下に詳述するように、この携帯電話３は、従来のヒンジ装置を使用した携帯電話と同様に、少なくとも０度〜１５４度の間で自由に回動されるとともに１５４度の角度で保持される。しかしながら、本発明のヒンジ装置１を使用した携帯電話３は、従来のヒンジ装置を使用した携帯電話とは異なり、１５４度を超えて約１８０度まで回動され得る。但し、後に説明するように、１５４度を超えた場合は、この１５４度までスプリングバックされ得る。このような構成によって、本発明のヒンジ装置１を使用した折り畳み式携帯電話３は、異常な負荷に対処することができる。例えば、携帯電話３を上から踏んづけてしまった場合でも、本体部１１と表示部１３の成す角が約１８０度を超えて開かれることがなければ、携帯電話が破壊されてしまうことはない。ただし、以下の説明から明らかなように、これら保持角や回動可能な角度の大きさは、上に例示した角度に限らず、設計者が自由に設定することができる。
【００１９】
２．ヒンジ装置及びその周辺部材
図３に、図１から本体部と表示部を取り除いた状態を、図４に、図３からヒンジ装置のためのカバーを取り除いた状態を、更に、図５に、図４からＦＰＣを取り除いた状態を、それぞれ外観斜視図で示す。これらの図のうち、正に図５が本発明のヒンジ装置１を示している。
【００２０】
図４によく示されているように、本発明のヒンジ装置１の略中心に、それらの端部がそれぞれ本体部１１や表示部１３（図１、図２参照）と接続され得るＦＰＣ５が設けられている。このＦＰＣ５は、例えば８ｍｍといった比較的大きな幅を有し、そこに２回巻き付けた状態とされている。ＦＰＣ５を巻き付けることとしたのは、ＦＰＣの繰り返し曲げに対する耐久性の向上のためである。ただし、ＦＰＣの幅や巻き付け回数は、勿論ここに例示したものに限られるわけではない。本発明のヒンジ装置１を用いた場合、ヒンジ装置１にＦＰＣ５を巻き付けた状態で設けることができ、別の言い方をすれば、ヒンジ装置１の略全幅にわたってそれを設けることができ、従って、本体部と表示部を接続する際に、従来のようにヒンジ装置脇の狭い隙間にＦＰＣを通すといった煩雑な作業を行う必要はない。
【００２１】
図３によく示されているように、ヒンジ装置１を覆うカバー７は、例えば、４つの部分、即ち、横スリットを有する筒状の２つの部分７１と、それらの両端に配置される蓋状の２つの部分７３から成っている。特に筒状カバー部分７１には、ＦＰＣ５を外部に取出すための横スリット７５が、その長手方向に亘って端から端まで切られている（なお、横スリット７５は右側にのみ示されているが、左側についても同様の横スリットが設けられていると考えてよい）。これらのカバー部分７１、７３は、携帯電話の本体部１１と表示部１３（図１、図２参照）と直接接続される部分であるヒンジアームの固定部２４付近を除いて、ヒンジ装置１のほぼ全体を覆う。
【００２２】
次に、図５を参照して、本発明のヒンジ装置の構成を説明する。本発明のヒンジ装置１は、比較的長い（少なくとも従来の携帯電話８で使用されていたヒンジ装置８５のそれより長い）シャフト２１と、このシャフトの一方の端部付近に配置されたヒンジアーム２３Ａ、２３Ｂ、シャフトの他方の端部付近に配置されたヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄ、これらヒンジアーム２３Ａと２３Ｂの間及びヒンジアーム２３Ｃと２３Ｄの間にそれぞれ設けられた環状のワッシャー３０、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｂ側に設けた環状のカム（固定カム）４０、カムの作用に応じて動く筒状のカムフォロワー（可動カム）５０、シャフトの他方の端部付近に配置された筒状のスペーサ６０、スペーサ６０とカムフォロワー５０の間に設けられてカムフォロアー５０をカム４０に向かって常時付勢するスプリング６２、ヒンジアーム２３等のシャフト２１からの抜けを防止するＣ形のストッパー（Ｅリング）６４から成る。
【００２３】
図面からは明らかでないが、これらの部材のうち、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃは、シャフト２１と直接又は間接的に固定されている。したがって、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃを回転させることにより、シャフト２１は回転する。カムフォロワー５０は、シャフト２１の回転に伴ってこのシャフトの周りで回転し得るように且つシャフト２１の上でこのシャフト２１に沿ってスライドし得るように設けられている。一方、ヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄとカム４０は互いに直接又は間接的に固定されているが、シャフト２１とは固定されていない。したがって、これらヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄとカム４０は、シャフト２１が回転してもそれら自身が回転することはない。その他の部材、即ち、スプリング６２、スペーサ６０、ストッパー６４については、シャフト２１の回転に伴って回転するかどうかはここでは問題とならない。基本的には、ヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄ等と同様に、シャフト２１が回転しても回転することはないと考えてよい。
【００２４】
シャフト２１は、ヒンジ装置１の中心を貫き、そのほぼ全幅に亘って設けられている。このシャフト２１の長さ２２は本発明のヒンジ装置１の幅を決定し、強いては、本発明のヒンジ装置１を用いた携帯電話３の幅を決定し得る。更に言えば、本発明のヒンジ装置１を表示部１３と本体部１１の間、つまり携帯電話の幅の略全体に亘って設け、携帯電話３の幅をこのヒンジ装置１と略同様の幅にすることができる。なぜなら、本発明のヒンジ装置１を用いた場合には、図３、図４を参照して説明したように、ＦＰＣ５を取り付けるためにヒンジ装置脇に隙間を設ける必要がないため、スプリング６２（やスペーサ６０）の長さを自由に設定することができ、また、従来の携帯電話のようにヒンジ装置８５（図８参照）を２個設ける必要もないからである。以下の説明から明らかなように、本発明で用いるシャフト２１の長さ２２、更に言えば、本発明のヒンジ装置１を用いた本発明の携帯電話３の幅は、図８に示した従来のヒンジ装置８５の１個分の長さ８２よりも長いが、その従来のヒンジ装置１を用いた携帯電話３の幅（その長さ）よりも容易に小さく設定することができる（勿論、大きく設定することもできる）。
【００２５】
ヒンジアーム２３Ａ乃至２３Ｄは、ヒンジ接続の対象、例えば携帯電話３の本体部１１と表示部１３（図１、図２参照）に、それぞれ固定される。各ヒンジアーム２３Ａ乃至２３Ｄは、本体部や表示部に固定されるべき固定部２４Ａ乃至２４Ｄと、シャフト２１に貫通させるべき環状部２５Ａ乃至２５Ｄから成る。それら固定部２４Ａ乃至２４Ｄと環状部２５Ａ乃至２５Ｄは曲げ部２６Ａ乃至２６Ｄ（２６Ｂは図示されていない）によって９０度ひねった状態で互いに連結されている。ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃの固定部２４Ａ、２４Ｃは、その中心にネジ（図示されていない）を通す等して携帯電話３の表示部１３（図１、図２参照）に固定され、一方、ヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの各固定部２４Ｂ、２４Ｄは、同様の方法でその本体部１１（図１、図２参照）に固定される。また、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃの各環状部２５Ａ、２５Ｃは、その穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態でシャフト２１の一端に固定され、ヒンジアーム２３Ｃ、Ｄの各環状部２５Ｃ、２５Ｄは、その穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態で、且つ、その穴の内側でシャフト２１を自由に回動させることができる状態で設けられている。尚、特に固定部２４Ａ乃至２４Ｄの形状は、単に携帯電話３にネジ止めすることを考慮して決定されたものであって、図示の形状に限定されるものではない。
【００２６】
カム４０は、その中心に設けた穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態で、且つ、その穴の内側でシャフト２１を自由に回転させ得る状態で、シャフト２１の一端付近に配置される。カム４０は、シャフト２１の回転時に自身の内部でシャフト２１を自由に回転させるが、それ自身はシャフトの回転に伴って動くことはない。カム４０には、シャフト２１の他端側の固定面４１の円を半分に仕切る所定の直径部分４２を境に、シャフト２１が貫通する中心から円縁４３に向かってカム４０の厚みがより薄くなるように、換言すれば、直径部分４２が山頂となるように２つの傾斜面、即ち第１傾斜面４４と第２傾斜面４５を有する。尚、図面には、第２傾斜面４５はよく表されていないが、各傾斜面４４、４５には、カム４０の中心から縁４３にわたって所定深さの溝４６が設けられている。この溝４６は、後述するように、カムフォロワーの突出部５１、５３と係合することによって、カムフォロワーの角度を保持するために使用される。各傾斜面４４、４５は、この溝４６を境に多少異なる傾斜角で形成された２つの扇型傾斜面、即ち、第１扇面４７と第２扇面４８を有する。ここで、第１扇面４７の内角アは約５６度、第２扇面４８の内角イは約１２４度である。これら第１扇面４７、第２扇面４８ともに、溝４６が最も深い谷となるように傾斜していることから、それらの内角ア、イとの関係で、それら第１扇面４７の傾斜角（つまり、カム４０の厚みの傾斜）ウと第２扇面４８の傾斜角エは多少異なっている。つまり、第１扇面４７の傾斜角ウは、第２扇面４８の傾斜角エより多少大きくなっている。
【００２７】
カムフォロワー５０は、その中心に設けた穴（図示されていない）にシャフト２１を貫通させた状態で、また、シャフト２１の回転に伴ってシャフト２１の周りで回転し得るように、更に、シャフト２１上でシャフト２１に沿ってスライド移動し得るように設けられている。このカムフォロワー５０は、カム４０の固定面４１に対向する回転面に、カム４０の溝４６に対応して、計２個の突出部、即ち、第１突出部５１と第２突出部５３（図６、図７参照）を有する。これら第１突出部５１と第２突出部５３は、カムフォロワー５０の中心からみて対称に設けられている。第１及び第２突出部５１、５３が、カム４０の溝４６と係合することにより、固定カム４０に対するカムフォロワー５０の回転角度（この結果、それらにそれぞれ固定されたヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの成す角）を所定の角度、例えば１５４度で保持できる。尚、カムフォロワー５０の他端５６は、次に述べるスプリング６２と常時接した状態にある。
【００２８】
スプリング６２は、その内部にシャフト２１を貫通させた状態で、且つ、その内部でシャフト２１を自由に回動させることができる状態で、カムフォロワー５０とスペーサ６０の間に伸縮自在に設けられている。スプリング６２は、カムフォロワー５０をカム４０に向かって常時付勢し、特に、カム４０の溝４６にカムフォロワー５０の突出部が嵌まったときにその状態を保持するために重要な役割を果たす。スプリング６２は、この役割を果たすのに十分な弾力を有していなければならない。十分な弾力を有するには、その径６３の大きさとの関係で十分な長さ６５を有していなければならない。上述したように、本発明のヒンジ装置１によれば、スプリング６２の長さ６５を自由に設定できるから、スプリング６２の長さ６５を従来のヒンジ装置１のスプリング６２よりも容易に長くすることができ、このように、スプリング６２の長さ６５を従来のヒンジ装置８のスプリング（８２）よりも長く設定することによって、スプリング６２の径６３（更に、このスプリング６２を用いたヒンジ装置１の径）を従来のそれ（８４）よりも小さくすることができる。この結果、本発明によれば、ヒンジ装置１やそれを用いた携帯電話３をよりコンパクトにすることもできる。
【００２９】
スペーサ６０は、その内部にシャフト２１を貫通させた状態で、また、好ましくは、その内部でシャフト２１を自由に回動させることができる状態で、スプリング６２とヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄの間に配置される。このスペーサ６０の長さを適当に調整することにより、スプリング６２のカム４０に対する付勢力を調整することが可能である。尚、スペーサ６０がヒンジアーム２３Ｃに余計な力を与えないよう、スプリング６２とヒンジアーム２３Ｃとの間を仕切るようにしてピン（図示されていない）が設けられていてもよい。このピンは、例えば、シャフト２１から放射状にシャフト２１に対して直交する方向に延在しており、その長さは、スペーサ６０の半径と略同じ若しくはそれ以下である。尚、上の説明からも明らかなように、スペーサ６０の長さは、スプリング６２の付勢力等との関係で相対的に決定されるものである。
【００３０】
ストッパー６４は、シャフト２１両端の最も外側に設けられてヒンジアーム２３等のシャフト２１から抜け落ちを防止する。ストッパー６４は、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｄの環状部２５Ａ、２５Ｄに隣接して配置され、Ｃ形の自身の内部にシャフト２１を挟み込むようにして、そこにしっかり固定される。尚、ストッパー６４は、図示の例のように、他の部材とは別部材として設けてもよいが、シャフト２１の端部を圧延等して形成してもよい。
【００３１】
３．ヒンジ装置の動作
続けて図５を参照するとともに、更に図６、図７をも参照して、本発明のヒンジ装置の動作を説明する。
【００３２】
動作の点からみた場合、図５は、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの成す角が約０度に保持されている状態を示すもの、図１、図２に示した携帯電話３の例で言えば、図１に示した未使用状態を示すもの、ということができる。一方、図６は、それらの成す角が約１５４度に保持されている状態、携帯電話３の例で言えば、図２に示した使用状態（通話時等における状態）を、図７は、それらの成す角が約１８０まで拡張された状態、携帯電話３の例で言えば、異常な状態を、それぞれ示すものということができる。ただし、図６、図７には、カム４０の周辺部だけが部分拡大斜視図として示されている。
【００３３】
図５に示すように、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄの成す角が約０度のとき、それらのヒンジアームは、それらが成す角が大きくなる方向にのみ、換言すれば、第１突出部５１（及び第２突出部５３）が第１扇面４７の傾斜面を登る方向にのみ進むことが可能であるから、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃに何らかの力が加わらない限りこの状態は維持される。
【００３４】
図５の状態にあるとき、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃを図示矢印方向に回動させようとすると、携帯電話３の例で言えば、表示部を開こうとすると、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃに固定されたカムフォロワー５０はスプリング６２の力に抗してスペーサ６０側に押されつつ、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとともに回動される。このとき、第１突出部５１（及び第２突出部５３）は、第１扇面４７の傾斜面を登る方向に進むことになるから、途中でヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃを回動させる力を緩めれば、カムフォロワー５０は図示矢印方向とは逆の方向に回動して、元の位置にスプリングバックし得る。
【００３５】
回動させる力を緩めることなく、ヒンジアーム２３Ａ、Ｃを図示矢印方向に約３０度回動させたとき、カムフォロワー５０の第１突出部５１（及び第２突出部５３）はカム４０の直径部分４２の山頂を乗り越え、その後、第２扇面４８の傾斜面を下る方向に進む。従って、図示矢印方向と逆の方向に力を加えない限り、カムフォロワー５０が再び元の位置に戻ることはない。この山頂を乗り越える動作は、携帯電話の例で言えば、表示部と本体部の開閉操作に当る。
【００３６】
図６によく示されているように、回動角度が約１５４度に達したとき、第２突出部５３（第１突出部５１）は第１傾斜面４４（第２傾斜面４５）の溝４６に達し、この結果、カムフォロワー５０は、スプリング６２の働きによってカム４０の溝４６にパチンと嵌まる。カムフォロワー５０はスプリング６２によってカム４０に向かって常時付勢されていることから、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃに何らかの力が加わらない限り、この状態は保持される、つまり、１５４度という角度が保持される。
【００３７】
異常時にあって、ヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃがヒンジアーム２３Ｂ、２３Ｄに対して図示矢印方向に約１５４度を超えて回動されようとした場合、携帯電話３の例でいえば、通話状態を超えて表示部が本体部に対して開かれようとした場合、図７に示すように、カムフォロワー５０はスプリング６２の力に抗してスペーサ６０側に押されつつ、１５４度を超えてヒンジアーム２３Ａ、２３Ｃとともに回動される。このとき、カムフォロワー５０の第２突出部５３（第１突出部５１）は、カム４０の溝４６から抜け出て第１扇面４７の傾斜を登る。従って、カムフォロワー５０は図示矢印方向とは逆方向の力を受け、この結果、ヒンジアームＡ、Ｃは、元の角度である１５４度までスプリングバックし得る。
【００３８】
４．組み立て
最後に、図１乃至図５を参照して、本発明のヒンジ装置１を携帯電話３に組み込む方法を簡単に説明する。携帯電話３の組み立てに入る前に、先ず、ヒンジ装置１を図３の状態とする。これには、図４に示すようにヒンジ装置１のシャフトにＦＰＣ５を巻き付け（この段階ではヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄやストッパーは組み付けられていない）、その後、ＦＰＣ５を巻き付けたシャフトをＦＰＣとともに外部から包み込むように、その両脇から筒状カバー部分７１を取り付け、その後、ヒンジアーム２３Ｃ、２３Ｄを組み付けて、両端をストッパー６４で固定し、最後に、それら筒状カバー部分７１の両端に蓋状カバー部分７３を取り付けてやればよい。この結果、図３の状態でヒンジ装置が得られる。次に、カバー７から露出させたヒンジアーム２３Ａ乃至２３Ｄの固定部２４Ａ乃至２４Ｄに、携帯電話３の本体部１１と表示部１３をそれぞれ上部方向からネジ止めするとともに、カバー７から露出しているＦＰＣ５の各端部をそれぞれ、本体部１１と表示部１３の所定位置にその上部方向から接続する。最後に、本体部１１や表示部１３の蓋等を閉めれば完成である。
【００３９】
このように、本発明のヒンジ装置１を用いた携帯電話３では、従来のヒンジ装置８５を用いた携帯電話８（図８参照）のように、ＦＰＣをヒンジ装置脇の狭い隙間に通したり、ヒンジ装置８５を横方向から組み込むといった煩雑な作業が不要である。更に、従来のヒンジ装置を用いた場合のように、携帯電話８の横に穴８７（図８参照）を設けたりそこに隆起部８８を設ける必要もない。従って、本発明のヒンジ装置を用いた場合、従来よりも携帯電話をより安価に製造することができる。また、本発明のヒンジ装置は従来のヒンジ装置とは明らかに形状が異なることから、本発明のヒンジ装置を用いて従来の携帯電話、あるいは電子機器とは異なるデザインを容易に生み出すことができる。
【００４０】
尚、上の実施形態では、カムを固定しカムフォロワーを回転可能としたが、逆に、カムフォロワーを固定しカムを回転可能としてもよい。また、上の実施形態では、ヒンジアームの拡張角度を約１８０度としたが、勿論これより大きくすることもできる。この角度は、ヒンジ装置を接続する対象（その構成）等との関係で自由に決定することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、よりコンパクトなヒンジ装置を安価に製造することができる。また、本発明によれば、斬新なデザインの電子機器を提供することができ、また、より安全性の高い携帯電話を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒンジ装置を使用した折り畳み式携帯電話の外観斜視図であって、特に未使用時の状態を示す。
【図２】本発明のヒンジ装置を使用した折り畳み式携帯電話の外観斜視図であって、特に使用時の状態を示す。
【図３】図１から本体部と表示部を取り除いた状態を示す。
【図４】図３からカバーを取り除いた状態を示す。
【図５】本発明のヒンジ装置の外観斜視図であって、特にヒンジアームの成す角が約０度に保持されている状態を示す。
【図６】本発明のヒンジ装置の部分拡大斜視図であって、特にヒンジアームの成す角が約１５４度に保持されている状態を示す。
【図７】本発明のヒンジ装置の部分拡大斜視図であって、特にヒンジアームの成す角が約１８０度まで拡張された状態を示す。
【図８】従来のヒンジ装置を使用した携帯電話の一部分解斜視図。
【符号の説明】
１ ヒンジ装置
７ カバー
２１ シャフト
２３ ヒンジアーム
４０ カム
４６ 溝
５０ カムフォロワー
５１ 第１突出部
５３ 第２突出部
６０ スペーサ
６２ スプリング
Claims (7)
- 比較的長い軸と、前記軸が回転し得るように設けられた、角度保持部を有する固定カムと、前記軸の回転に伴って前記軸周りで回転し得るように且つ前記軸に沿ってスライドし得るように設けられ、前記固定カムの角度保持部と協働して前記固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を有する可動カムと、前記可動カムを前記固定カムに向かって常時付勢する弾性手段と、前記固定カムに固定された第１アーム部と、前記軸に固定された第２アーム部と、を備えることを特徴とするヒンジ装置。
- 前記弾性手段の径は、前記比較的長い軸に対応して比較的小さな径とされている請求項１に記載のヒンジ装置。
- 比較的長い軸と、前記軸が回転し得るように前記軸の一端付近で前記軸を支持し、前記軸の他端側に角度保持部を持つ固定面を有した固定カムと、前記軸の回転に伴って前記軸周りで回転し得るように且つ前記軸上で該軸に沿ってスライド移動し得るように設けられ、前記固定カムの角度保持部と係合して前記固定カムに対する自身の回転角度を所定角度で保持し得る角度保持部を前記固定カムの固定面と対向する回転面に有する可動カムと、前記軸の他端付近に設けられたスペーサと、前記スペーサと前記可動カムの間に伸縮自在に設けられ、前記可動カムを前記固定カムに向かって常時付勢するスプリングと、前記固定カムに固定された第１アーム部と、前記軸に固定された第２アーム部と、を備え、前記スプリング手段の径は、前記比較的長い軸に対応して比較的小さな径とされていることを特徴とするヒンジ装置。
- 前記第１アーム部と前記第２アーム部の成す角が少なくとも約０度〜約１８０度の範囲で動く請求項１乃至３のいずれかに記載のヒンジ装置。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載のヒンジ装置の前記第１アーム部と前記第２アーム部に表示部若しくは本体部を固定することによって形成される折り畳み式携帯電話。
- 前記ヒンジ装置が携帯電話の幅の略全体に亘って設けられている請求項５に記載の折り畳み式携帯電話。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載のヒンジ装置を有する折り畳み式電子機器。
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