JP2004278659A - ヒンジ構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】所定の回動位置以上に回動させる力が加えられたときその力を吸収し所定の回動位置に位置させる部材を損傷させることがないヒンジ構造体を提供する。
【解決手段】ヒンジ構造体は、第１固定カム２１と第２固定カム２４との間に、ガイド部材２５と、このガイド部材２５と共に回動する可動カム２７と、コイルばね３０を設けている。第１固定カム２１には第１カム面Ｋ１を、可動カム２７には第４カム面Ｋ４を形成している。第２固定カム２４には第２カム面Ｋ２を、ガイド部材２５には第３カム面Ｋ３を形成している。そして、第１及び第４カム面Ｋ１、Ｋ４にて、第１回動位置を保持し、また第１回動位置から、第２回動位置よりさらに拡開した第３回動位置との間を保持する。さらに、第２及び第３カム面Ｋ２、Ｋ３にて、第２回動位置を保持する。
【選択図】 図３
【解決手段】ヒンジ構造体は、第１固定カム２１と第２固定カム２４との間に、ガイド部材２５と、このガイド部材２５と共に回動する可動カム２７と、コイルばね３０を設けている。第１固定カム２１には第１カム面Ｋ１を、可動カム２７には第４カム面Ｋ４を形成している。第２固定カム２４には第２カム面Ｋ２を、ガイド部材２５には第３カム面Ｋ３を形成している。そして、第１及び第４カム面Ｋ１、Ｋ４にて、第１回動位置を保持し、また第１回動位置から、第２回動位置よりさらに拡開した第３回動位置との間を保持する。さらに、第２及び第３カム面Ｋ２、Ｋ３にて、第２回動位置を保持する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒンジ構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば折りたたみ型携帯電話機（以下、単に携帯電話という）は、複数の操作ボタン及び送話口等を備えた第１装置と第２装置とをヒンジ構造体にて回動可能（即ち折りたたみ可能）に連結している。詳述すると、前記ヒンジ構造体は、第１装置と第２装置が互いに重なりあった状態（閉じた位置）と第１装置と第２装置が１８０度に開いた状態（使用位置）の二位置の間を回動可能にしている。
【０００３】
ところで、電話のかけ易さから、第１装置と第２装置の開きは、約１６０度付近が最適とされ、折りたたみ型携帯電話機では、使用位置が約１６０度の開度のものが普及している。そして、約１６０度の開度を保持するために、第１装置と第２装置の筐体に、突起と受け部等からなるストッパー機構を形成し１６０度以上開こうとすると、突起と受け部が係合してそれ以上開かないようにその回動を規制することによって実現している。又、その他の方法として前記ヒンジ構造体を、０度と１６０度の間を回動できる構造に置き換えることによっても実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９に示すように、１６０度に開いた状態の折りたたみ型携帯電話機５０を下に向けて机等に置かれているときに、上方から大きな力が加えられたとき、ストッパー機構が弱い構造の場合、該構造が破損する虞があった。一方、ストッパー機構が強固な構造の場合には、図９に示す第１装置５１及び第２装置５２の筐体が撓み、第１装置５１内の回路基板や第２装置５２内液晶表示装置が破損する虞があった。
【０００５】
又、前記ストッパー機構を第１装置５１と第２装置５２の筐体に設けた場合、その機構が外から視認できることからデザイン上の問題も含んでいた。
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は所定の回動位置に位置させることができるとともに所定の回動位置以上に回動させるための力が加えられたときその力を吸収し所定の回動位置に位置させる部材を損傷させることがないヒンジ構造体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１装置と第２装置を相対回動可能に連結するヒンジ構造体であって、前記第１装置に設けた第１連結片に固着された第１固定部材と、前記第１固定部材に対してシャフトを介して連結された第２固定部材と、前記第２装置に設けた連結片に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結され、前記第１及び第２固定部材の間において、その第１及び第２固定部材に対して回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設された第１回動部材と、前記第１固定部材と前記第１回動部材の間において回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設され、前記第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、前記第２回動部材を前記第１固定部材に、及び、前記第１回動部材を前記第２固定部材にそれぞれ摺動可能に圧接する弾性部材と、からなり、前記第１固定部材と前記第２回動部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第１回動位置に保持する第１カム形状を形成するとともに、前記第１回動部材を前記第２固定部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第２回動位置に保持する第２カム形状を形成する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、第１装置と第２装置を、前記第１及び第２装置とが互いに重なった第１回動位置から、前記第１及び第２装置とが使用される第２回動位置よりさらに拡開した第３回動位置との間で、回動可能に連結するヒンジ構造体であって、前記第１装置に設けた連結片に固着された第１固定部材と、前記第１固定部材に対してシャフトを介して連結された第２固定部材と、前記第２装置に設けた連結片に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結され、前記第１及び第２固定部材の間においてその第１及び第２固定部材に対して回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設された第１回動部材と、前記第１固定部材と前記第１回動部材の間において回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設され、前記第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、前記第２回動部材を前記第１固定部材に、及び、前記第１回動部材を前記第２固定部材にそれぞれ摺動可能に圧接する弾性部材と、からなり、前記第１固定部材と前記第２回動部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第１回動位置に保持する第１カム形状を形成するとともに、前記第１回動部材を前記第２固定部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第２回動位置に保持する第２カム形状を形成する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のヒンジ構造体において、前記第３回動位置は、第１回動位置から１８０度以上の回動位置であって、前記第２回動位置は、第１回動位置から１８０度未満の回動位置である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のヒンジ構造体において、前記第２回動位置は、第１回動位置から約１６０度の回動位置である。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ヒンジ構造体は、第１固定部材と第２固定部材との間に、それぞれ回動可能かつ軸線方向に移動可能な第１回動部材と、この第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、第１回動部材と第２回動部材との間に摺動圧接する弾性部材とを構成した。また第１固定部材と第２回動部材との間に第１カム形状を、第２固定部材と第１回動部材との間に第２カム形状をそれぞれ形成した。その結果、第１カム形状によって第１回動位置を保持し、第２カム形状によって第２回動位置を保持することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、ヒンジ構造体は、第１固定部材と第２固定部材との間に、それぞれ回動可能かつ軸線方向に移動可能な第１回動部材と、この第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、この第１回動部材と第２回動部材との間に摺動圧接する弾性部材とを構成した。また、第１固定部材と第２回動部材との両圧接面に第１カム形状を、第２固定部材と第１回動部材の両圧接面に第２カム形状を、それぞれ形成した。その結果、第１回動位置から、第２回動位置よりさらに拡開した第３回動位置との間を保持することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載のヒンジ構造体において、第３回動位置は、第１回動位置から１８０度以上の回動位置で、第２回動位置は、１８０度未満の回動位置をなす。
【００１２】
請求項４の記載の発明によれば、請求項３に記載のヒンジ構造体において、第２回動位置は、第１回動位置から約１６０度の回動位置をなす。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の折りたたみ型携帯電話機に具体化した実施形態を図１〜図８に従って説明する。図１は、折りたたみ型携帯電話（以下、単に携帯電話という）の全体斜視図を示す。図２は、ヒンジ構造体の正面図を示す。図３は、前記ヒンジ構造体の構成を説明するための分解斜視図を示す。
【００１４】
図１において、携帯電話１０は、第１装置１１と第２装置１２を有している。
第１装置１１は、複数の操作ボタン１３及び送話口１４を備えている。又、第１装置は、一側の左右両端部に一対の第１連結片１５が突出形成されているとともに、その一対の第１連結片１５の間に第２連結片１６が両連結片１５と所定の間隔をおいて突出形成されている。
【００１５】
一方、第２装置１２はディスプレイ１７及び受話口１８を備えている。又、第２装置１２は、一側の左右両端部に一対の第３連結片１９が突出形成されている。この一対の第３連結片１９は、それぞれ前記第１装置に形成した第１連結片１５と第２連結片１６との間に形成された空間に介在されるようになっている。そして、左右一対の第３連結片１９は、それぞれ第１連結片１５と第２連結片１６に対してヒンジ構造体２０を介してそれぞれ回動可能に連結されている。つまり、第１装置１１と第２装置１２とは、ヒンジ構造体２０を介して回動可能（即ち、折りたたみ可能）に連結されている。
【００１６】
本実施形態では、この左右一対のヒンジ構造体２０によって、携帯電話１０は第１装置１１と第２装置１２がなす角度が０度となる折りたたまれた状態（第１回動位置）から第１装置１１と第２装置１２がなす角度を１８０度に開いた状態（第３回動位置）まで回動させることができる。また、この左右一対のヒンジ構造体２０によって、携帯電話１０は、第１装置１１と第２装置１２がなす角度が１６０度の第２回動位置（使用位置）に保持するようになっている。
【００１７】
次に、前記ヒンジ構造体２０について説明する。尚、左右一対のヒンジ構造体２０は、取り付ける向きが左右反対になるだけで、その構成は同じなので、説明の便宜上、左側のヒンジ構造体２０について説明し、右側のヒンジ構造体２０の説明は省略する。
【００１８】
図２は、ヒンジ構造体２０の正面図を示す。図３は、そのヒンジ構造体の構成を説明するための分解斜視図を示す。図３において、第１固定部材としての第１固定カム２１は、円柱形状をなし、その外周面には相対向する位置を切り欠いて一対の係止面２１ａが形成されている。又、第１固定カム２１は、その右側面であって前記一対の係止面２１ａと対応する位置にカム溝２２をそれぞれ凹設することによって、圧接面としての右側面に第１カム形状を構成する第１カム面Ｋ１を形成している。そして、前記第１固定カム２１は、その外周面が前記第１装置１１の第１連結片１５に形成した連結孔（図示せず）に回動不能に連結固着される。
【００１９】
第１固定カム２１は、その中心部にシャフト２３の一端が固着され、そのシャフト２３の他端には第２固定部材としての第２固定カム２４が固着されている。
第２固定カム２４は、円柱形状をなし、その外周面が前記第１装置１１の前記第２連結片１６に形成した連結孔（図示せず）に装着されている。第２固定カム２４は、圧接面としてのその左側面（前記第１固定カム２１と対向する側の面）に後記する第２カム形状を構成する第２カム面Ｋ２を形成している。
【００２０】
前記シャフト２３には、第１回動部材としてのガイド部材２５が回動可能かつ軸線方向に摺動可能に支持されている。ガイド部材２５は、右側が閉塞され左側が開口した円筒体であって、その外周面の相対向する位置に一対のガイド溝２５ａが軸線方向に形成されている。そして、ガイド部材２５は、前記第２装置１２の第３連結片１９に形成された連結孔（図示せず）に貫挿され、前記ガイド溝２５ａによって第３連結片１９に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結される。従って、第２装置１２が第１装置１１に対して回動すると、第２装置１２の回動とともに、ガイド部材２５はシャフト２３を回動中心として回動する。
【００２１】
前記ガイド部材２５の左端には、相対向する一対の収容凹部２６が開口端から切り欠き形成されている。又、ガイド部材２５は、圧接面としてのその右側面（前記第２固定カム２４に形成した第２カム面Ｋ２と対向する側の面）に後記する第２カム形状を構成する第３カム面Ｋ３が形成されている。そして、第３カム面Ｋ３は、第２カム面Ｋ２と協働して、ガイド部材２５（前記第２装置１２）と前記第２固定カム２４（前記第１装置１１）の相対回動角度に応じて同ガイド部材２５を前記シャフト２３の軸線方向に摺動させるようになっている。
【００２２】
前記シャフト２３には、第２回動部材としての可動カム２７が前記ガイド部材２５の左側において回動可能かつ軸線方向に摺動可能に支持されている。可動カム２７は、円柱形状をなし、その円柱部２７ａ外周面には相対向する位置に一対の突起２８が突出形成されている。前記可動カム２７の前記円柱部２７ａは、その外形が前記ガイド部材２５の内径より小さく形成されていて、同可動カム２７の円柱部２７ａがガイド部材２５内に収容されるようになっている。前記可動カム２７の突起２８は、円柱部２７ａがガイド部材２５内に収容される状態で、前記ガイド部材２５に形成した収容凹部２６に嵌合されるようになっている。
【００２３】
前記突起２８の表面が前記ガイド部材２５の内曲面と外周面との間にあり、突起２８は、ガイド部材２５に対して回動不能にかつ軸線方向に移動可能に前記収容凹部２６に嵌合される。従って、可動カム２７は、ガイド部材２５とともに回動する。
【００２４】
前記突起２８の左側（前記第１固定カム２１側の側面）には、圧接面を構成するカム片２９が形成されている。前記カム片２９の先端部は、前記第１固定カム２１の右側面に形成したカム溝２２に嵌合する形状の第１カム形状を構成する第４カム面Ｋ４が形成されている。つまり、前記第１固定カム２１と前記可動カム２７の相対回動によって前記カム片２９は、前記第１固定カム２１の右側面を摺動するとともに前記カム溝２２に嵌合する。因みに、カム片２９がカム溝２２に嵌合した状態において、第１固定カム２１と可動カム２７を１８０度相対回動させると、カム片２９は、他方のカム溝２２に嵌合する。
【００２５】
本実施形態では、前記携帯電話１０が折りたたまれた状態と１８０度に開いた状態において、前記カム片２９が前記カム溝２２に嵌合するようにしている。又、携帯電話１０が折りたたまれた状態において、突起２８は、収容凹部２６内にて摺接している。かつ、ガイド部材２５の開口側と第１固定カム２１との離間距離は、少なくとも第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３との軸線方向に生じる移動距離よりも寸法を長くする。
【００２６】
前記ガイド部材２５の筒内には、弾性部材としてのコイルばね３０が配設されている。コイルばね３０は圧縮コイルばねであって、右側が前記ガイド部材２５の右内側面を圧接し、左端が可動カム２７の右側面を圧接している。このコイルばね３０によって、可動カム２７は第１固定カム２１側に押圧され、前記第１カム面Ｋ１と前記第４カム面Ｋ４とが圧接する。従って、携帯電話１０が折りたたまれた状態と１８０度に開いた状態にあるとき、カム片２９は、第１固定カム２１のカム溝２２に嵌合する。そして、携帯電話１０がそれ以外の状態にあるとき、カム片２９はその先端が第１固定カム２１の右側面に圧接することから収容凹部２６内に収容された状態となる。
【００２７】
一方、このコイルばね３０によって、前記ガイド部材２５は前記第２固定カム２４側に押圧され、前記第２カム面Ｋ２と前記第３カム面Ｋ３とが圧接する。そして、前記第２カム面Ｋ２と前記第３カム面Ｋ３とが圧接しながら相対回動すると、その第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３のカム形状に従って前記ガイド部材２５が前記第２固定カム２４に対して軸線方向に移動する。
【００２８】
次に、前記第２固定カム２４に形成した第２カム面Ｋ２と前記ガイド部材２５に形成した第３カム面Ｋ３について説明する。図４は、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３の形状を説明するための要部斜視図を示す。
【００２９】
図４において、第２固定カム２４の第２カム面Ｋ２は、第１平面カム部２４ａとその第１平面カム部２４ａよりガイド部材２５側に突出した第２平面カム部２４ｂを有している。又、第２カム面Ｋ２は、その第１平面カム部２４ａと第２平面カム部２４ｂとの間にはそれぞれ第１傾斜カム部２４ｃと第２傾斜カム部２４ｄが形成されている。
【００３０】
第１平面カム部２４ａは、第２固定カム２４の左側面に扇状に形成された平面であって、図５（ａ）で示すように、第２傾斜カム部２４ｄ側の一端（以下、第１位置Ｐ１）と第１傾斜カム部２４ｃ側の他端（以下、第２位置Ｐ２）が第２固定カム２４の中心軸線を中心としてなす角度θ１を２７０度としている。
【００３１】
第２平面カム部２４ｂは、同じく扇状に形成された平面であって、第１傾斜カム部２４ｃ側の一端（以下、第３位置Ｐ３）から第２傾斜カム部２４ｄ側の他端（以下、第４位置Ｐ４）が中心軸線を中心としてなす角度θ２を８８度としている。
【００３２】
第１傾斜カム部２４ｃは、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間に形成された斜面であって、図５（ａ）で示すように、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３が第２固定カム２４の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ３を１度としている。
【００３３】
第２傾斜カム部２４ｄは、第４位置Ｐ４と第１位置Ｐ１との間に形成された斜面であって、図５（ａ）で示すように、第４位置Ｐ４と第１位置Ｐ１が第２固定カム２４の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ４を１度としている。
【００３４】
一方、ガイド部材２５の第３カム面Ｋ３は、第１平面カム部２５ｂとその第１平面カム部２５ｂより第２固定カム２４側に突出した第２平面カム部２５ｃを有している。又、第３カム面Ｋ３は、その第１平面カム部２５ｂと第２平面カム部２５ｃとの間にはそれぞれ第１傾斜カム部２５ｄと第２傾斜カム部２５ｅが形成されている。
【００３５】
第１平面カム部２５ｂは、ガイド部材２５の右側面に扇状に形成された平面であって、図５（ｂ）で示すように、第１傾斜カム部２５ｄ側の一端（以下、第１位置Ｑ１）と第２傾斜カム部２５ｅ側の他端（以下、第２位置Ｑ２）がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度θ５を２７０度としている。
【００３６】
第２平面カム部２５ｃは、同じく扇状に形成された平面であって、第２傾斜カム部２５ｅ側の一端（以下、第３位置Ｑ３）から第１傾斜カム部２５ｄ側の他端（以下、第４位置Ｑ４）がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度θ６を８８度としている。
【００３７】
第１傾斜カム部２５ｄは、第４位置Ｑ４と第１位置Ｑ１との間に形成された斜面であって、図５（ｂ）で示すように、第４位置Ｑ４と第１位置Ｑ１がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ７を１度としている。
【００３８】
第２傾斜カム部２５ｅは、第２位置Ｑ２と前記第３位置Ｑ３との間に形成された斜面であって、図５（ｂ）で示すように、第２位置Ｑ２と第３位置Ｑ３がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ８を１度としている。
【００３９】
次に、第２固定カム２４とガイド部材２５との相対配置関係を図６に従って説明する。図６（ａ）〜（ｂ）は、第２固定カム２４を実線で示し、前記ガイド部材２５の第１〜第４位置Ｑ１〜Ｑ４を破線で示す。そして、第２固定カム２４に対してガイド部材２５を矢印方向に回動させると、携帯電話１０が開き、ガイド部材２５を反矢印方向に回動させると、携帯電話１０が折りたたまれるものとする。
【００４０】
今、携帯電話１０が折りたたまれた状態にある（前記可動カム２７のカム片２９は前記第１固定カム２１のカム溝２２に嵌合している）とき、第２固定カム２４の第２カム面Ｋ２とガイド部材２５の第３カム面Ｋ３の配置は、図６（ａ）に示す配置となる。詳述すると、第３カム面Ｋ３の第４位置Ｑ４が、第２カム面Ｋ２の第２位置Ｐ２から反矢印方向に１６０度に配置されている。このとき、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃは、第２カム面Ｋ２の第１平面カム部２４ａに当接し、第３カム面Ｋ３の第１平面カム部２５ｂは、第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂと当接する。
【００４１】
従って、折りたたまれた状態から携帯電話１０を開くと、ガイド部材２５は、第２固定カム２４に対して矢印方向に回動する。従って、第３カム面Ｋ３の第４位置Ｑ４が、第２カム面Ｋ２の第２位置Ｐ２に向かって回動する。このとき、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃは、第２カム面Ｋ２の第１平面カム部２４ａと、第３カム面Ｋ３の第１平面カム部２５ｂは、第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂとそれぞれ圧接しながら回動する。
【００４２】
やがて、折りたたまれた状態から携帯電話１０が１６０度開くと、図６（ｂ）に示すように、第３カム面Ｋ３の第４位置Ｑ４が、第２カム面Ｋ２の第２位置Ｐ２に到達する。つまり、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄと第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃとが当接する。この回動位置において、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄが第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃに沿って矢印方向に摺動できる応力が加わらない限りこの状態が保持される。従って、携帯電話１０は、１６０度という最適な状態で使用されることになる。
【００４３】
この使用状態において、ガイド部材２５に矢印方向に大きな応力が加わると、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄは第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃに沿って矢印方向に摺動する。やがて、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃが第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂに到達し、回動方向の反力も小さくなる。そして、携帯電話１０が１８０度になるまでガイド部材２５が矢印方向に回動するとき、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃは第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂを摺接することになる。
【００４４】
尚、携帯電話１０が１８０度になると、前記可動カム２７のカム片２９が前記第１固定カム２１のカム溝２２に嵌合するため携帯電話１０は１８０度の状態が保持されることになる。
【００４５】
次に、上記のように構成した携帯電話１０の作用を以下に説明する。
今、携帯電話１０が折りたたまれているとき、第１固定カム２１のカム溝２２と可動カム２７のカム片２９は嵌合し、コイルばね３０の付勢力によって圧接されている。この状態から第１装置１１に対して第２装置１２を回動させると、これに伴って前記ガイド部材２５及び可動カム２７が回動する。このとき、カム溝２２と嵌合していた可動カム２７のカム片２９が同カム溝２２から抜け出る。尚、カム片２９が同カム溝２２から抜け出るまで、ある程度の回動力を必要とするが、抜け出た後は、カム片２９は第１カム面Ｋ１の平らな面を摺接するため大きな回動力を必要としなくなる。
【００４６】
そして、携帯電話１０が１６０度に開くと、第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃと第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄが当接する。これによって、携帯電話１０は使用状態に保持される。このとき、それ１６０度以上の回動は、コイルばね３０の付勢力に抗して第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄが第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃを乗り越えるのに必要な大きな回動力が必要となるため、第１装置１１と第２装置１２がなす角度を１６０度に容易にセットとすることができる。
【００４７】
この使用状態において、開く方向に大きな回動力が第１装置１１と第２装置１２に加わると、その力がガイド部材２５の第３カム面Ｋ３に加わる。すると、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄはコイルばね３０の付勢力に抗して第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃを乗り越える。そして、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃが第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂと摺接し、携帯電話１０は、１８０度になるまで回動する力に利用される。従って、第１装置１１と第２装置１２を変形させるほどの回動力が加わっても、その回動力は、第２及び第３カム面Ｋ２、Ｋ３によって、第１装置１１と第２装置１２の１８０度の方向に回動に利用されることになる。
【００４８】
なお、１８０度に開いた携帯電話１０は、前記と反対方向に回動させれば、使用状態を戻すことができ、さらに回動させれば折りたたむことができる。
以上説明した本実施形態のヒンジ構造体２０によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４９】
（１）本実施形態では、第２カム面Ｋ２上に第１傾斜カム部２４ｃを形成し、これに対応する第３カム面Ｋ３に第１傾斜カム部２５ｄを形成させ、互いに係止させるようにした。そのため、回動が止められ、使用状態（１６０度）の開度が確保できるので、第１装置１１と第２装置１２の外部に従来のようにストッパー機構（突起と受け部）を設けることなく、携帯電話１０を保持できる。
【００５０】
（２）しかも、本実施形態では、携帯電話１０に対して、その使用状態から、更に開く方向に回動力が加わったとき、第１傾斜カム部２５ｄが、第１傾斜カム部２４ｃを乗り越えて第２平面カム部２４ｂに到達し以後１８０度まで第２平面カム部２４ｂを摺接するように第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３を形成した。
【００５１】
従って、使用状態である携帯電話１０に、開く方向に力が加わっても、第２及び第３カム面Ｋ２、Ｋ３によってそれ以上の回動を許容することができ、その大きな力が第１及び第２装置１１、１２に直接加わって同第１及び第２装置１１、１２を損傷させることはない。
【００５２】
（３）本実施形態では、第１回動位置としての０度と第３回動位置としての１８０度を第１固定カム２１と可動カム２７で保持し、第２回動位置としての１６０度を第２固定カム２４とガイド部材２５で保持するようにした。
【００５３】
つまり、第１回動位置及び第３回動位置の保持を一側に設けた第１固定カム２１と可動カム２７で保持し、第２回動位置の保持を他側に設けた第２固定カム２４とガイド部材２５で、それぞれ分担するようにした。従って、ヒンジ構造体２０を小型化することができる。
【００５４】
詳述すると、例えば、第１回動位置、第２回動位置及び第３回動位置も三位置を、一側の第１固定カム２１と可動カム２７だけで行うとすると、第１固定カム２１に３個のカム溝２２を形成する必要が生じる。このとき、その１つ余分にカム溝２２を形成するためには、そのカム溝２２を形成する箇所を第１固定カム２１の摺動面に確保する必要が生じることから、その分だけ大型にする必要がある。これに対して、本実施形態では、分担するため、第２回動位置の保持を他側に設けた第２固定カム２４とガイド部材２５で分担するため、第１固定カム２１を小さくすることができる。
【００５５】
また、分担したため、本実施形態では、第２回動位置を１６０度にしたが、その他の開度に変更する場合でも第２固定カム２４とガイド部材２５を設計変更するだけで済み、設計変更の自由度が増す。
【００５６】
（４）本実施形態では、第１固定カム２１のカム溝２２と、これに嵌合するカム片２９が可動カム２７上に形成され、回動に伴い、可動カム２７が軸線方向に平行移動するようにした。また、ガイド部材２５上に第３カム面Ｋ３を形成させ、これに対応して第２固定カム２４上に第２カム面Ｋ２を形成させ、回動に伴い、ガイド部材２５が軸線方向に平行移動するようにした。そのため、可動カム２７とガイド部材２５とに隣接しているコイルばね３０に生じる付勢力を変え、操作性に変化を与えることができる。
【００５７】
（５）本実施形態では、ガイド部材２５には、円筒体上に、ガイド溝２５ａとシャフト２３が貫通している連結孔が閉塞面に形成されているため、第３連結片１９に対して回動不能かつ軸線方向に平行移動するようにした。また、可動カム２７の円柱部２７ａの外形は、ガイド部材２５の内径よりも小さく形成され、ガイド部材２５内に収容されるようにした。そのため、ガイド部材２５が回動する周方向の力を、ガイド部材２５と可動カム２７とを介し、平行移動に変え、これらの間に遊間されるコイルばね３０を押圧することができる。
【００５８】
（６）本実施形態では、携帯電話１０が折りたたまれた状態で、突起２８は、収容凹部２６内にて軸線方向には摺接し、周方向には嵌合するようにした。そのため、ガイド部材２５の回動を可動カム２７に伝達し、可動カム２７の軸線方向の平行移動を滑らかに案内し、可動カム２７は円滑にガイド部材２５に連れ添って回動することができる。
【００５９】
（７）本実施形態では、コイルばね３０は圧縮コイルばねとし、ガイド部材２５筒内に配設した。そのため、経済的で、しかもコイルばね３０はガイド部材２５によって常にカバーされており、外部からの影響を受けることはないので安定した圧接力が得られる。
【００６０】
なお、ヒンジ構造体２０の形成態様を、以下のように変更することもできる。
（変更例１）
折りたたみ型携帯電話の操作感を変化させることも可能である。圧接される第１カム面Ｋ１〜第４カム面Ｋ４に何らかの表面処理を施すこと、もしくは、第１カム面Ｋ１〜第４カム面Ｋ４に形成される緩急を変えること、あるいは弾性率の異なるばね材に変える。そうすれば、第１カム面Ｋ１〜第４カム面Ｋ４に形成されるずれ応力と摩擦力との関係を変え、面圧に変化を与えるからである。
【００６１】
（変更例２）
第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３の配設位置を変えることで、係止する開度を適宜変えてもよい。
【００６２】
（変更例３）
上記実施形態では、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３とを係止させるために、傾斜面にて係止させているが、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３との接触する斜面上のどちらか一方面に、平面段差を設け、相対する一方のカム面を係止させることも可能である。
【００６３】
（変更例４）
上記実施形態では、第１カム面Ｋ１にカム溝２２と第４カム面Ｋ４にカム片２９とを形成していたが、第１カム面Ｋ１にカム片２９を第４カム面Ｋ４にカム溝２２を形成してもよい。また突起２８は可動カム２７に、収容凹部２６はガイド部材２５に形成されていたが、突起２８をガイド部材２５に、収容凹部２６を可動カム２７に形成してもよい。
【００６４】
さらに、第１カム面Ｋ１と第４カム面Ｋ４からなる第１カム形状を、第１固定カム２１と可動カム２７との間に設け、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３からなる第２カム形状を、第２固定カム２４とガイド部材２５との間に設けたが、第１カム形状を、第２固定カム２４とガイド部材２５との間に設け、第２カム形状を、第１固定カム２１と可動カム２７との間に設けてもよい。
【００６５】
（変更例５）
上記実施形態では、付勢力を発生させる部材として、圧縮コイルばねとしたが、必ずしもこれに限定されない。例えば、板ばねその他の弾性材料を使用することが可能である。
【００６６】
（変更例６）
上記実施形態では、ヒンジ構造体２０を携帯電話１０に具体化したがそれ以外の装置に応用してもよい。
【００６７】
（変更例７）
前記実施形態では、第１固定部材としての第１固定カム１は、その外周面に一対の係止面２１ａを形成し第１連結片１５に対して回動不能に固着したが、これに限定されるものではなく、要は、第１連結片１５に対して回動不能になれば、第１カム面Ｋ１の形状に支障をきたさない限り第１固定カム２１の形状はどんな形状であってもよい。
【００６８】
（変更例８）
前記実施形態では、第１装置１１は、左右両端部に一対の第１連結片１５を突出形成するとともに、その一対の第１連結片１５の間に第２連結片１６を突出形成する。一方、第２装置１２は左右両端部に一対の第３連結片１９を突出形成した。そして、左右一対の第３連結片１９をそれぞれ第１連結片１５と第２連結片１６との間に介在させてヒンジ構造体２０を介してそれぞれ回動可能に連結させた。
【００６９】
これを、図７に示すように、第１装置１１は、左右両端部に一対の第１連結片１５を突出形成する。一方、第２装置１２は、左右一対の第１連結片１５に介在する第３連結片１９を形成する。そして、破線で示すように、左右一対の第１連結片１５と第３連結片１９とをヒンジ構造体２０でそれぞれ回動可能に連結するように構成してもよい。この場合、第２装置１２の第３連結片１９に装着される第２固定部材としての第２固定カム２４は、第３連結片１９に対して回動可能に装着される。
【００７０】
又、図７において、１つのヒンジ構造体２０で回動可能に連結してもよい。この場合、左右一対の第１連結片１５に、それぞれ第１固定カム２１、第２固定カム２４が装着されることになる。
【００７１】
さらに、図８に示すように、第１装置１１に１つの第１連結片１５を突出形成する。一方、第２装置１２にも１つの第３連結片１９を突出形成する。そして、破線で示すように、第１連結片１５と第３連結片１９との間を１つのヒンジ構造体２０で回動可能に連結するように構成してもよい。この場合も、第２装置１２の第３連結片１９に装着される第２固定部材としての第２固定カム２４は、第３連結片１９に対して回動可能に装着されることになる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、第１及び第２装置外部にロック機構を設けることなく、所定の回動位置に位置させることができるとともに所定の回動位置以上に回動させるための力が加えられたときその力を吸収し所定の回動位置に位置させる部材を損傷させることがない効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】折りたたみ型携帯電話機の全体を説明するための斜視図。
【図２】ヒンジ構造体外形を説明するための図。
【図３】ヒンジ構造体の構成を説明するための分解斜視図。
【図４】第２カム面と第３カム面の形状を説明するための要部斜視図。
【図５】（ａ）は第２カム面の形状要部を説明するための詳細図。（ｂ）は第３カム面の形状要部を説明するための詳細図。
【図６】（ａ），（ｂ）は第２固定カムとガイド部材との相対配置関係を説明するための図。
【図７】変更例を説明するための携帯電話機の斜視図。
【図８】変更例を説明するための携帯電話機の斜視図。
【図９】従来の折りたたみ型携帯電話機の全体を説明するための図。
【符号の説明】
２０…ヒンジ構造体、１５…第１連結片、１６…第２連結片、１９…第３連結片、２１…第１固定部材としての第１固定カム、２３…シャフト、２４…第２固定部材としての第２固定カム、２５…第１回動部材としてのガイド部材、２７…第２回動部材としての可動カム、３０…弾性部材としてのコイルばね。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒンジ構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば折りたたみ型携帯電話機（以下、単に携帯電話という）は、複数の操作ボタン及び送話口等を備えた第１装置と第２装置とをヒンジ構造体にて回動可能（即ち折りたたみ可能）に連結している。詳述すると、前記ヒンジ構造体は、第１装置と第２装置が互いに重なりあった状態（閉じた位置）と第１装置と第２装置が１８０度に開いた状態（使用位置）の二位置の間を回動可能にしている。
【０００３】
ところで、電話のかけ易さから、第１装置と第２装置の開きは、約１６０度付近が最適とされ、折りたたみ型携帯電話機では、使用位置が約１６０度の開度のものが普及している。そして、約１６０度の開度を保持するために、第１装置と第２装置の筐体に、突起と受け部等からなるストッパー機構を形成し１６０度以上開こうとすると、突起と受け部が係合してそれ以上開かないようにその回動を規制することによって実現している。又、その他の方法として前記ヒンジ構造体を、０度と１６０度の間を回動できる構造に置き換えることによっても実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図９に示すように、１６０度に開いた状態の折りたたみ型携帯電話機５０を下に向けて机等に置かれているときに、上方から大きな力が加えられたとき、ストッパー機構が弱い構造の場合、該構造が破損する虞があった。一方、ストッパー機構が強固な構造の場合には、図９に示す第１装置５１及び第２装置５２の筐体が撓み、第１装置５１内の回路基板や第２装置５２内液晶表示装置が破損する虞があった。
【０００５】
又、前記ストッパー機構を第１装置５１と第２装置５２の筐体に設けた場合、その機構が外から視認できることからデザイン上の問題も含んでいた。
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は所定の回動位置に位置させることができるとともに所定の回動位置以上に回動させるための力が加えられたときその力を吸収し所定の回動位置に位置させる部材を損傷させることがないヒンジ構造体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１装置と第２装置を相対回動可能に連結するヒンジ構造体であって、前記第１装置に設けた第１連結片に固着された第１固定部材と、前記第１固定部材に対してシャフトを介して連結された第２固定部材と、前記第２装置に設けた連結片に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結され、前記第１及び第２固定部材の間において、その第１及び第２固定部材に対して回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設された第１回動部材と、前記第１固定部材と前記第１回動部材の間において回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設され、前記第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、前記第２回動部材を前記第１固定部材に、及び、前記第１回動部材を前記第２固定部材にそれぞれ摺動可能に圧接する弾性部材と、からなり、前記第１固定部材と前記第２回動部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第１回動位置に保持する第１カム形状を形成するとともに、前記第１回動部材を前記第２固定部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第２回動位置に保持する第２カム形状を形成する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、第１装置と第２装置を、前記第１及び第２装置とが互いに重なった第１回動位置から、前記第１及び第２装置とが使用される第２回動位置よりさらに拡開した第３回動位置との間で、回動可能に連結するヒンジ構造体であって、前記第１装置に設けた連結片に固着された第１固定部材と、前記第１固定部材に対してシャフトを介して連結された第２固定部材と、前記第２装置に設けた連結片に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結され、前記第１及び第２固定部材の間においてその第１及び第２固定部材に対して回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設された第１回動部材と、前記第１固定部材と前記第１回動部材の間において回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設され、前記第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、前記第２回動部材を前記第１固定部材に、及び、前記第１回動部材を前記第２固定部材にそれぞれ摺動可能に圧接する弾性部材と、からなり、前記第１固定部材と前記第２回動部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第１回動位置に保持する第１カム形状を形成するとともに、前記第１回動部材を前記第２固定部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第２回動位置に保持する第２カム形状を形成する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のヒンジ構造体において、前記第３回動位置は、第１回動位置から１８０度以上の回動位置であって、前記第２回動位置は、第１回動位置から１８０度未満の回動位置である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のヒンジ構造体において、前記第２回動位置は、第１回動位置から約１６０度の回動位置である。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ヒンジ構造体は、第１固定部材と第２固定部材との間に、それぞれ回動可能かつ軸線方向に移動可能な第１回動部材と、この第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、第１回動部材と第２回動部材との間に摺動圧接する弾性部材とを構成した。また第１固定部材と第２回動部材との間に第１カム形状を、第２固定部材と第１回動部材との間に第２カム形状をそれぞれ形成した。その結果、第１カム形状によって第１回動位置を保持し、第２カム形状によって第２回動位置を保持することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、ヒンジ構造体は、第１固定部材と第２固定部材との間に、それぞれ回動可能かつ軸線方向に移動可能な第１回動部材と、この第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、この第１回動部材と第２回動部材との間に摺動圧接する弾性部材とを構成した。また、第１固定部材と第２回動部材との両圧接面に第１カム形状を、第２固定部材と第１回動部材の両圧接面に第２カム形状を、それぞれ形成した。その結果、第１回動位置から、第２回動位置よりさらに拡開した第３回動位置との間を保持することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載のヒンジ構造体において、第３回動位置は、第１回動位置から１８０度以上の回動位置で、第２回動位置は、１８０度未満の回動位置をなす。
【００１２】
請求項４の記載の発明によれば、請求項３に記載のヒンジ構造体において、第２回動位置は、第１回動位置から約１６０度の回動位置をなす。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の折りたたみ型携帯電話機に具体化した実施形態を図１〜図８に従って説明する。図１は、折りたたみ型携帯電話（以下、単に携帯電話という）の全体斜視図を示す。図２は、ヒンジ構造体の正面図を示す。図３は、前記ヒンジ構造体の構成を説明するための分解斜視図を示す。
【００１４】
図１において、携帯電話１０は、第１装置１１と第２装置１２を有している。
第１装置１１は、複数の操作ボタン１３及び送話口１４を備えている。又、第１装置は、一側の左右両端部に一対の第１連結片１５が突出形成されているとともに、その一対の第１連結片１５の間に第２連結片１６が両連結片１５と所定の間隔をおいて突出形成されている。
【００１５】
一方、第２装置１２はディスプレイ１７及び受話口１８を備えている。又、第２装置１２は、一側の左右両端部に一対の第３連結片１９が突出形成されている。この一対の第３連結片１９は、それぞれ前記第１装置に形成した第１連結片１５と第２連結片１６との間に形成された空間に介在されるようになっている。そして、左右一対の第３連結片１９は、それぞれ第１連結片１５と第２連結片１６に対してヒンジ構造体２０を介してそれぞれ回動可能に連結されている。つまり、第１装置１１と第２装置１２とは、ヒンジ構造体２０を介して回動可能（即ち、折りたたみ可能）に連結されている。
【００１６】
本実施形態では、この左右一対のヒンジ構造体２０によって、携帯電話１０は第１装置１１と第２装置１２がなす角度が０度となる折りたたまれた状態（第１回動位置）から第１装置１１と第２装置１２がなす角度を１８０度に開いた状態（第３回動位置）まで回動させることができる。また、この左右一対のヒンジ構造体２０によって、携帯電話１０は、第１装置１１と第２装置１２がなす角度が１６０度の第２回動位置（使用位置）に保持するようになっている。
【００１７】
次に、前記ヒンジ構造体２０について説明する。尚、左右一対のヒンジ構造体２０は、取り付ける向きが左右反対になるだけで、その構成は同じなので、説明の便宜上、左側のヒンジ構造体２０について説明し、右側のヒンジ構造体２０の説明は省略する。
【００１８】
図２は、ヒンジ構造体２０の正面図を示す。図３は、そのヒンジ構造体の構成を説明するための分解斜視図を示す。図３において、第１固定部材としての第１固定カム２１は、円柱形状をなし、その外周面には相対向する位置を切り欠いて一対の係止面２１ａが形成されている。又、第１固定カム２１は、その右側面であって前記一対の係止面２１ａと対応する位置にカム溝２２をそれぞれ凹設することによって、圧接面としての右側面に第１カム形状を構成する第１カム面Ｋ１を形成している。そして、前記第１固定カム２１は、その外周面が前記第１装置１１の第１連結片１５に形成した連結孔（図示せず）に回動不能に連結固着される。
【００１９】
第１固定カム２１は、その中心部にシャフト２３の一端が固着され、そのシャフト２３の他端には第２固定部材としての第２固定カム２４が固着されている。
第２固定カム２４は、円柱形状をなし、その外周面が前記第１装置１１の前記第２連結片１６に形成した連結孔（図示せず）に装着されている。第２固定カム２４は、圧接面としてのその左側面（前記第１固定カム２１と対向する側の面）に後記する第２カム形状を構成する第２カム面Ｋ２を形成している。
【００２０】
前記シャフト２３には、第１回動部材としてのガイド部材２５が回動可能かつ軸線方向に摺動可能に支持されている。ガイド部材２５は、右側が閉塞され左側が開口した円筒体であって、その外周面の相対向する位置に一対のガイド溝２５ａが軸線方向に形成されている。そして、ガイド部材２５は、前記第２装置１２の第３連結片１９に形成された連結孔（図示せず）に貫挿され、前記ガイド溝２５ａによって第３連結片１９に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結される。従って、第２装置１２が第１装置１１に対して回動すると、第２装置１２の回動とともに、ガイド部材２５はシャフト２３を回動中心として回動する。
【００２１】
前記ガイド部材２５の左端には、相対向する一対の収容凹部２６が開口端から切り欠き形成されている。又、ガイド部材２５は、圧接面としてのその右側面（前記第２固定カム２４に形成した第２カム面Ｋ２と対向する側の面）に後記する第２カム形状を構成する第３カム面Ｋ３が形成されている。そして、第３カム面Ｋ３は、第２カム面Ｋ２と協働して、ガイド部材２５（前記第２装置１２）と前記第２固定カム２４（前記第１装置１１）の相対回動角度に応じて同ガイド部材２５を前記シャフト２３の軸線方向に摺動させるようになっている。
【００２２】
前記シャフト２３には、第２回動部材としての可動カム２７が前記ガイド部材２５の左側において回動可能かつ軸線方向に摺動可能に支持されている。可動カム２７は、円柱形状をなし、その円柱部２７ａ外周面には相対向する位置に一対の突起２８が突出形成されている。前記可動カム２７の前記円柱部２７ａは、その外形が前記ガイド部材２５の内径より小さく形成されていて、同可動カム２７の円柱部２７ａがガイド部材２５内に収容されるようになっている。前記可動カム２７の突起２８は、円柱部２７ａがガイド部材２５内に収容される状態で、前記ガイド部材２５に形成した収容凹部２６に嵌合されるようになっている。
【００２３】
前記突起２８の表面が前記ガイド部材２５の内曲面と外周面との間にあり、突起２８は、ガイド部材２５に対して回動不能にかつ軸線方向に移動可能に前記収容凹部２６に嵌合される。従って、可動カム２７は、ガイド部材２５とともに回動する。
【００２４】
前記突起２８の左側（前記第１固定カム２１側の側面）には、圧接面を構成するカム片２９が形成されている。前記カム片２９の先端部は、前記第１固定カム２１の右側面に形成したカム溝２２に嵌合する形状の第１カム形状を構成する第４カム面Ｋ４が形成されている。つまり、前記第１固定カム２１と前記可動カム２７の相対回動によって前記カム片２９は、前記第１固定カム２１の右側面を摺動するとともに前記カム溝２２に嵌合する。因みに、カム片２９がカム溝２２に嵌合した状態において、第１固定カム２１と可動カム２７を１８０度相対回動させると、カム片２９は、他方のカム溝２２に嵌合する。
【００２５】
本実施形態では、前記携帯電話１０が折りたたまれた状態と１８０度に開いた状態において、前記カム片２９が前記カム溝２２に嵌合するようにしている。又、携帯電話１０が折りたたまれた状態において、突起２８は、収容凹部２６内にて摺接している。かつ、ガイド部材２５の開口側と第１固定カム２１との離間距離は、少なくとも第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３との軸線方向に生じる移動距離よりも寸法を長くする。
【００２６】
前記ガイド部材２５の筒内には、弾性部材としてのコイルばね３０が配設されている。コイルばね３０は圧縮コイルばねであって、右側が前記ガイド部材２５の右内側面を圧接し、左端が可動カム２７の右側面を圧接している。このコイルばね３０によって、可動カム２７は第１固定カム２１側に押圧され、前記第１カム面Ｋ１と前記第４カム面Ｋ４とが圧接する。従って、携帯電話１０が折りたたまれた状態と１８０度に開いた状態にあるとき、カム片２９は、第１固定カム２１のカム溝２２に嵌合する。そして、携帯電話１０がそれ以外の状態にあるとき、カム片２９はその先端が第１固定カム２１の右側面に圧接することから収容凹部２６内に収容された状態となる。
【００２７】
一方、このコイルばね３０によって、前記ガイド部材２５は前記第２固定カム２４側に押圧され、前記第２カム面Ｋ２と前記第３カム面Ｋ３とが圧接する。そして、前記第２カム面Ｋ２と前記第３カム面Ｋ３とが圧接しながら相対回動すると、その第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３のカム形状に従って前記ガイド部材２５が前記第２固定カム２４に対して軸線方向に移動する。
【００２８】
次に、前記第２固定カム２４に形成した第２カム面Ｋ２と前記ガイド部材２５に形成した第３カム面Ｋ３について説明する。図４は、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３の形状を説明するための要部斜視図を示す。
【００２９】
図４において、第２固定カム２４の第２カム面Ｋ２は、第１平面カム部２４ａとその第１平面カム部２４ａよりガイド部材２５側に突出した第２平面カム部２４ｂを有している。又、第２カム面Ｋ２は、その第１平面カム部２４ａと第２平面カム部２４ｂとの間にはそれぞれ第１傾斜カム部２４ｃと第２傾斜カム部２４ｄが形成されている。
【００３０】
第１平面カム部２４ａは、第２固定カム２４の左側面に扇状に形成された平面であって、図５（ａ）で示すように、第２傾斜カム部２４ｄ側の一端（以下、第１位置Ｐ１）と第１傾斜カム部２４ｃ側の他端（以下、第２位置Ｐ２）が第２固定カム２４の中心軸線を中心としてなす角度θ１を２７０度としている。
【００３１】
第２平面カム部２４ｂは、同じく扇状に形成された平面であって、第１傾斜カム部２４ｃ側の一端（以下、第３位置Ｐ３）から第２傾斜カム部２４ｄ側の他端（以下、第４位置Ｐ４）が中心軸線を中心としてなす角度θ２を８８度としている。
【００３２】
第１傾斜カム部２４ｃは、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間に形成された斜面であって、図５（ａ）で示すように、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３が第２固定カム２４の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ３を１度としている。
【００３３】
第２傾斜カム部２４ｄは、第４位置Ｐ４と第１位置Ｐ１との間に形成された斜面であって、図５（ａ）で示すように、第４位置Ｐ４と第１位置Ｐ１が第２固定カム２４の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ４を１度としている。
【００３４】
一方、ガイド部材２５の第３カム面Ｋ３は、第１平面カム部２５ｂとその第１平面カム部２５ｂより第２固定カム２４側に突出した第２平面カム部２５ｃを有している。又、第３カム面Ｋ３は、その第１平面カム部２５ｂと第２平面カム部２５ｃとの間にはそれぞれ第１傾斜カム部２５ｄと第２傾斜カム部２５ｅが形成されている。
【００３５】
第１平面カム部２５ｂは、ガイド部材２５の右側面に扇状に形成された平面であって、図５（ｂ）で示すように、第１傾斜カム部２５ｄ側の一端（以下、第１位置Ｑ１）と第２傾斜カム部２５ｅ側の他端（以下、第２位置Ｑ２）がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度θ５を２７０度としている。
【００３６】
第２平面カム部２５ｃは、同じく扇状に形成された平面であって、第２傾斜カム部２５ｅ側の一端（以下、第３位置Ｑ３）から第１傾斜カム部２５ｄ側の他端（以下、第４位置Ｑ４）がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度θ６を８８度としている。
【００３７】
第１傾斜カム部２５ｄは、第４位置Ｑ４と第１位置Ｑ１との間に形成された斜面であって、図５（ｂ）で示すように、第４位置Ｑ４と第１位置Ｑ１がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ７を１度としている。
【００３８】
第２傾斜カム部２５ｅは、第２位置Ｑ２と前記第３位置Ｑ３との間に形成された斜面であって、図５（ｂ）で示すように、第２位置Ｑ２と第３位置Ｑ３がガイド部材２５の中心軸線を中心としてなす角度（投影角度）θ８を１度としている。
【００３９】
次に、第２固定カム２４とガイド部材２５との相対配置関係を図６に従って説明する。図６（ａ）〜（ｂ）は、第２固定カム２４を実線で示し、前記ガイド部材２５の第１〜第４位置Ｑ１〜Ｑ４を破線で示す。そして、第２固定カム２４に対してガイド部材２５を矢印方向に回動させると、携帯電話１０が開き、ガイド部材２５を反矢印方向に回動させると、携帯電話１０が折りたたまれるものとする。
【００４０】
今、携帯電話１０が折りたたまれた状態にある（前記可動カム２７のカム片２９は前記第１固定カム２１のカム溝２２に嵌合している）とき、第２固定カム２４の第２カム面Ｋ２とガイド部材２５の第３カム面Ｋ３の配置は、図６（ａ）に示す配置となる。詳述すると、第３カム面Ｋ３の第４位置Ｑ４が、第２カム面Ｋ２の第２位置Ｐ２から反矢印方向に１６０度に配置されている。このとき、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃは、第２カム面Ｋ２の第１平面カム部２４ａに当接し、第３カム面Ｋ３の第１平面カム部２５ｂは、第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂと当接する。
【００４１】
従って、折りたたまれた状態から携帯電話１０を開くと、ガイド部材２５は、第２固定カム２４に対して矢印方向に回動する。従って、第３カム面Ｋ３の第４位置Ｑ４が、第２カム面Ｋ２の第２位置Ｐ２に向かって回動する。このとき、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃは、第２カム面Ｋ２の第１平面カム部２４ａと、第３カム面Ｋ３の第１平面カム部２５ｂは、第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂとそれぞれ圧接しながら回動する。
【００４２】
やがて、折りたたまれた状態から携帯電話１０が１６０度開くと、図６（ｂ）に示すように、第３カム面Ｋ３の第４位置Ｑ４が、第２カム面Ｋ２の第２位置Ｐ２に到達する。つまり、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄと第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃとが当接する。この回動位置において、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄが第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃに沿って矢印方向に摺動できる応力が加わらない限りこの状態が保持される。従って、携帯電話１０は、１６０度という最適な状態で使用されることになる。
【００４３】
この使用状態において、ガイド部材２５に矢印方向に大きな応力が加わると、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄは第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃに沿って矢印方向に摺動する。やがて、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃが第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂに到達し、回動方向の反力も小さくなる。そして、携帯電話１０が１８０度になるまでガイド部材２５が矢印方向に回動するとき、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃは第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂを摺接することになる。
【００４４】
尚、携帯電話１０が１８０度になると、前記可動カム２７のカム片２９が前記第１固定カム２１のカム溝２２に嵌合するため携帯電話１０は１８０度の状態が保持されることになる。
【００４５】
次に、上記のように構成した携帯電話１０の作用を以下に説明する。
今、携帯電話１０が折りたたまれているとき、第１固定カム２１のカム溝２２と可動カム２７のカム片２９は嵌合し、コイルばね３０の付勢力によって圧接されている。この状態から第１装置１１に対して第２装置１２を回動させると、これに伴って前記ガイド部材２５及び可動カム２７が回動する。このとき、カム溝２２と嵌合していた可動カム２７のカム片２９が同カム溝２２から抜け出る。尚、カム片２９が同カム溝２２から抜け出るまで、ある程度の回動力を必要とするが、抜け出た後は、カム片２９は第１カム面Ｋ１の平らな面を摺接するため大きな回動力を必要としなくなる。
【００４６】
そして、携帯電話１０が１６０度に開くと、第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃと第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄが当接する。これによって、携帯電話１０は使用状態に保持される。このとき、それ１６０度以上の回動は、コイルばね３０の付勢力に抗して第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄが第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃを乗り越えるのに必要な大きな回動力が必要となるため、第１装置１１と第２装置１２がなす角度を１６０度に容易にセットとすることができる。
【００４７】
この使用状態において、開く方向に大きな回動力が第１装置１１と第２装置１２に加わると、その力がガイド部材２５の第３カム面Ｋ３に加わる。すると、第３カム面Ｋ３の第１傾斜カム部２５ｄはコイルばね３０の付勢力に抗して第２カム面Ｋ２の第１傾斜カム部２４ｃを乗り越える。そして、第３カム面Ｋ３の第２平面カム部２５ｃが第２カム面Ｋ２の第２平面カム部２４ｂと摺接し、携帯電話１０は、１８０度になるまで回動する力に利用される。従って、第１装置１１と第２装置１２を変形させるほどの回動力が加わっても、その回動力は、第２及び第３カム面Ｋ２、Ｋ３によって、第１装置１１と第２装置１２の１８０度の方向に回動に利用されることになる。
【００４８】
なお、１８０度に開いた携帯電話１０は、前記と反対方向に回動させれば、使用状態を戻すことができ、さらに回動させれば折りたたむことができる。
以上説明した本実施形態のヒンジ構造体２０によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４９】
（１）本実施形態では、第２カム面Ｋ２上に第１傾斜カム部２４ｃを形成し、これに対応する第３カム面Ｋ３に第１傾斜カム部２５ｄを形成させ、互いに係止させるようにした。そのため、回動が止められ、使用状態（１６０度）の開度が確保できるので、第１装置１１と第２装置１２の外部に従来のようにストッパー機構（突起と受け部）を設けることなく、携帯電話１０を保持できる。
【００５０】
（２）しかも、本実施形態では、携帯電話１０に対して、その使用状態から、更に開く方向に回動力が加わったとき、第１傾斜カム部２５ｄが、第１傾斜カム部２４ｃを乗り越えて第２平面カム部２４ｂに到達し以後１８０度まで第２平面カム部２４ｂを摺接するように第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３を形成した。
【００５１】
従って、使用状態である携帯電話１０に、開く方向に力が加わっても、第２及び第３カム面Ｋ２、Ｋ３によってそれ以上の回動を許容することができ、その大きな力が第１及び第２装置１１、１２に直接加わって同第１及び第２装置１１、１２を損傷させることはない。
【００５２】
（３）本実施形態では、第１回動位置としての０度と第３回動位置としての１８０度を第１固定カム２１と可動カム２７で保持し、第２回動位置としての１６０度を第２固定カム２４とガイド部材２５で保持するようにした。
【００５３】
つまり、第１回動位置及び第３回動位置の保持を一側に設けた第１固定カム２１と可動カム２７で保持し、第２回動位置の保持を他側に設けた第２固定カム２４とガイド部材２５で、それぞれ分担するようにした。従って、ヒンジ構造体２０を小型化することができる。
【００５４】
詳述すると、例えば、第１回動位置、第２回動位置及び第３回動位置も三位置を、一側の第１固定カム２１と可動カム２７だけで行うとすると、第１固定カム２１に３個のカム溝２２を形成する必要が生じる。このとき、その１つ余分にカム溝２２を形成するためには、そのカム溝２２を形成する箇所を第１固定カム２１の摺動面に確保する必要が生じることから、その分だけ大型にする必要がある。これに対して、本実施形態では、分担するため、第２回動位置の保持を他側に設けた第２固定カム２４とガイド部材２５で分担するため、第１固定カム２１を小さくすることができる。
【００５５】
また、分担したため、本実施形態では、第２回動位置を１６０度にしたが、その他の開度に変更する場合でも第２固定カム２４とガイド部材２５を設計変更するだけで済み、設計変更の自由度が増す。
【００５６】
（４）本実施形態では、第１固定カム２１のカム溝２２と、これに嵌合するカム片２９が可動カム２７上に形成され、回動に伴い、可動カム２７が軸線方向に平行移動するようにした。また、ガイド部材２５上に第３カム面Ｋ３を形成させ、これに対応して第２固定カム２４上に第２カム面Ｋ２を形成させ、回動に伴い、ガイド部材２５が軸線方向に平行移動するようにした。そのため、可動カム２７とガイド部材２５とに隣接しているコイルばね３０に生じる付勢力を変え、操作性に変化を与えることができる。
【００５７】
（５）本実施形態では、ガイド部材２５には、円筒体上に、ガイド溝２５ａとシャフト２３が貫通している連結孔が閉塞面に形成されているため、第３連結片１９に対して回動不能かつ軸線方向に平行移動するようにした。また、可動カム２７の円柱部２７ａの外形は、ガイド部材２５の内径よりも小さく形成され、ガイド部材２５内に収容されるようにした。そのため、ガイド部材２５が回動する周方向の力を、ガイド部材２５と可動カム２７とを介し、平行移動に変え、これらの間に遊間されるコイルばね３０を押圧することができる。
【００５８】
（６）本実施形態では、携帯電話１０が折りたたまれた状態で、突起２８は、収容凹部２６内にて軸線方向には摺接し、周方向には嵌合するようにした。そのため、ガイド部材２５の回動を可動カム２７に伝達し、可動カム２７の軸線方向の平行移動を滑らかに案内し、可動カム２７は円滑にガイド部材２５に連れ添って回動することができる。
【００５９】
（７）本実施形態では、コイルばね３０は圧縮コイルばねとし、ガイド部材２５筒内に配設した。そのため、経済的で、しかもコイルばね３０はガイド部材２５によって常にカバーされており、外部からの影響を受けることはないので安定した圧接力が得られる。
【００６０】
なお、ヒンジ構造体２０の形成態様を、以下のように変更することもできる。
（変更例１）
折りたたみ型携帯電話の操作感を変化させることも可能である。圧接される第１カム面Ｋ１〜第４カム面Ｋ４に何らかの表面処理を施すこと、もしくは、第１カム面Ｋ１〜第４カム面Ｋ４に形成される緩急を変えること、あるいは弾性率の異なるばね材に変える。そうすれば、第１カム面Ｋ１〜第４カム面Ｋ４に形成されるずれ応力と摩擦力との関係を変え、面圧に変化を与えるからである。
【００６１】
（変更例２）
第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３の配設位置を変えることで、係止する開度を適宜変えてもよい。
【００６２】
（変更例３）
上記実施形態では、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３とを係止させるために、傾斜面にて係止させているが、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３との接触する斜面上のどちらか一方面に、平面段差を設け、相対する一方のカム面を係止させることも可能である。
【００６３】
（変更例４）
上記実施形態では、第１カム面Ｋ１にカム溝２２と第４カム面Ｋ４にカム片２９とを形成していたが、第１カム面Ｋ１にカム片２９を第４カム面Ｋ４にカム溝２２を形成してもよい。また突起２８は可動カム２７に、収容凹部２６はガイド部材２５に形成されていたが、突起２８をガイド部材２５に、収容凹部２６を可動カム２７に形成してもよい。
【００６４】
さらに、第１カム面Ｋ１と第４カム面Ｋ４からなる第１カム形状を、第１固定カム２１と可動カム２７との間に設け、第２カム面Ｋ２と第３カム面Ｋ３からなる第２カム形状を、第２固定カム２４とガイド部材２５との間に設けたが、第１カム形状を、第２固定カム２４とガイド部材２５との間に設け、第２カム形状を、第１固定カム２１と可動カム２７との間に設けてもよい。
【００６５】
（変更例５）
上記実施形態では、付勢力を発生させる部材として、圧縮コイルばねとしたが、必ずしもこれに限定されない。例えば、板ばねその他の弾性材料を使用することが可能である。
【００６６】
（変更例６）
上記実施形態では、ヒンジ構造体２０を携帯電話１０に具体化したがそれ以外の装置に応用してもよい。
【００６７】
（変更例７）
前記実施形態では、第１固定部材としての第１固定カム１は、その外周面に一対の係止面２１ａを形成し第１連結片１５に対して回動不能に固着したが、これに限定されるものではなく、要は、第１連結片１５に対して回動不能になれば、第１カム面Ｋ１の形状に支障をきたさない限り第１固定カム２１の形状はどんな形状であってもよい。
【００６８】
（変更例８）
前記実施形態では、第１装置１１は、左右両端部に一対の第１連結片１５を突出形成するとともに、その一対の第１連結片１５の間に第２連結片１６を突出形成する。一方、第２装置１２は左右両端部に一対の第３連結片１９を突出形成した。そして、左右一対の第３連結片１９をそれぞれ第１連結片１５と第２連結片１６との間に介在させてヒンジ構造体２０を介してそれぞれ回動可能に連結させた。
【００６９】
これを、図７に示すように、第１装置１１は、左右両端部に一対の第１連結片１５を突出形成する。一方、第２装置１２は、左右一対の第１連結片１５に介在する第３連結片１９を形成する。そして、破線で示すように、左右一対の第１連結片１５と第３連結片１９とをヒンジ構造体２０でそれぞれ回動可能に連結するように構成してもよい。この場合、第２装置１２の第３連結片１９に装着される第２固定部材としての第２固定カム２４は、第３連結片１９に対して回動可能に装着される。
【００７０】
又、図７において、１つのヒンジ構造体２０で回動可能に連結してもよい。この場合、左右一対の第１連結片１５に、それぞれ第１固定カム２１、第２固定カム２４が装着されることになる。
【００７１】
さらに、図８に示すように、第１装置１１に１つの第１連結片１５を突出形成する。一方、第２装置１２にも１つの第３連結片１９を突出形成する。そして、破線で示すように、第１連結片１５と第３連結片１９との間を１つのヒンジ構造体２０で回動可能に連結するように構成してもよい。この場合も、第２装置１２の第３連結片１９に装着される第２固定部材としての第２固定カム２４は、第３連結片１９に対して回動可能に装着されることになる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、第１及び第２装置外部にロック機構を設けることなく、所定の回動位置に位置させることができるとともに所定の回動位置以上に回動させるための力が加えられたときその力を吸収し所定の回動位置に位置させる部材を損傷させることがない効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】折りたたみ型携帯電話機の全体を説明するための斜視図。
【図２】ヒンジ構造体外形を説明するための図。
【図３】ヒンジ構造体の構成を説明するための分解斜視図。
【図４】第２カム面と第３カム面の形状を説明するための要部斜視図。
【図５】（ａ）は第２カム面の形状要部を説明するための詳細図。（ｂ）は第３カム面の形状要部を説明するための詳細図。
【図６】（ａ），（ｂ）は第２固定カムとガイド部材との相対配置関係を説明するための図。
【図７】変更例を説明するための携帯電話機の斜視図。
【図８】変更例を説明するための携帯電話機の斜視図。
【図９】従来の折りたたみ型携帯電話機の全体を説明するための図。
【符号の説明】
２０…ヒンジ構造体、１５…第１連結片、１６…第２連結片、１９…第３連結片、２１…第１固定部材としての第１固定カム、２３…シャフト、２４…第２固定部材としての第２固定カム、２５…第１回動部材としてのガイド部材、２７…第２回動部材としての可動カム、３０…弾性部材としてのコイルばね。
Claims (4)
- 第１装置と第２装置を相対回動可能に連結するヒンジ構造体であって、
前記第１装置に設けた連結片に固着された第１固定部材と、
前記第１固定部材に対してシャフトを介して連結された第２固定部材と、
前記第２装置に設けた連結片に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結され、前記第１及び第２固定部材の間において、その第１及び第２固定部材に対して回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設された第１回動部材と、
前記第１固定部材と前記第１回動部材の間において回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設され、前記第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、
前記第２回動部材を前記第１固定部材に、及び、前記第１回動部材を前記第２固定部材にそれぞれ摺動可能に圧接する弾性部材と、からなり、
前記第１固定部材と前記第２回動部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第１回動位置に保持する第１カム形状を形成するとともに、前記第１回動部材を前記第２固定部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第２回動位置に保持する第２カム形状を形成することを特徴とするヒンジ構造体。 - 第１装置と第２装置を、前記第１及び第２装置とが互いに重なった第１回動位置から、前記第１及び第２装置とが使用される第２回動位置よりさらに拡開した第３回動位置との間で、回動可能に連結するヒンジ構造体であって、
前記第１装置に設けた連結片に固着された第１固定部材と、
前記第１固定部材に対してシャフトを介して連結された第２固定部材と、
前記第２装置に設けた連結片に対して回動不能かつ軸線方向に移動可能に連結され、前記第１及び第２固定部材の間において、その第１及び第２固定部材に対して回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設された第１回動部材と、
前記第１固定部材と前記第１回動部材の間において回動可能かつ軸線方向に移動可能に配設され、前記第１回動部材と共に回動する第２回動部材と、
前記第２回動部材を前記第１固定部材に、及び、前記第１回動部材を前記第２固定部材にそれぞれ摺動可能に圧接する弾性部材と、からなり、
前記第１固定部材と前記第２回動部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第１回動位置に保持する第１カム形状を形成するとともに、前記第１回動部材を前記第２固定部材の両圧接面に、前記第１及び第２装置を前記第２回動位置に保持する第２カム形状を形成することを特徴とするヒンジ構造体。 - 請求項２に記載のヒンジ構造体において、
前記第３回動位置は、第１回動位置から１８０度以上の回動位置であって、前記第２回動位置は、第１回動位置から１８０度未満の回動位置であることを特徴とするヒンジ構造体。 - 請求項３に記載のヒンジ構造体において、
前記第２回動位置は、第１回動位置から約１６０度の回動位置であることを特徴とするヒンジ構造体。
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2003
- 2003-03-14 JP JP2003070763A patent/JP2004278659A/ja active Pending
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