JP2006022868A - Automatic rotating hinge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機器本体とフタを水平回転開閉自在に連結し、フタを自動回転させるヒンジ装置に関するものである。 The present invention relates to a hinge device that connects a device main body and a lid so that the device can be rotated and opened horizontally, and automatically rotates the lid.
近年、折畳み携帯電話分野において、フタを水平回転させて展開する形態のものが販売されてきた。 In recent years, in the field of folding cellular phones, a configuration in which a lid is horizontally rotated and deployed has been sold.
この携帯電話において、フタを開ける際に、親指でフタを押し上げていっても、片手では180度の正規の位置まで回転させることは出来ず、両手を使って開けなければならないという課題があった。 In this mobile phone, when opening the lid, even if the lid was pushed up with the thumb, it could not be rotated to the regular position of 180 degrees with one hand, and there was a problem that it had to be opened with both hands .
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、フタを親指で少し押し出して回転させた後には、自動的にフタが正規の位置まで回転して、すぐに電話を使用可能にするという、操作が大変便利なヒンジ構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and after the lid is slightly pushed out with the thumb and rotated, the lid automatically rotates to a normal position, and the phone can be used immediately. The object is to provide a hinge structure that is very convenient to operate.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載のヒンジ装置は、機器本体とフタを水平回転開閉自在に連結するヒンジ装置に於いて、(イ)機器本体及びフタのそれぞれに固定され、互いに回転自在に結合する回転枠ユニットと、(ロ)回転枠ユニットに設けられた開口部を貫通する軸部、該軸部の径方向にカム波面が形成されたカム部、該軸部の一端にはフタとの回転が規制される回転係止部を設けたカム軸と、(ハ)カム軸と直角方向の軸心にあって、カム部を押圧、摺動する接点部を有し、機器本体に設置されたばね軸と、(ニ)ばね軸を軸方向に付勢するばねとを設け、回転枠ユニットで定められた回転中心で、且つ、ばねの力によりばね軸の接点部がカム軸のカム部を半径方向に押圧して発生するカム軸の回動トルクによって、フタが自動回転するようにしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a hinge device according to
請求項1に記載された回転枠ユニットは、機器本体及びフタとの回転可能な結合手段であり、複数の部品から構成される。
The rotating frame unit described in
請求項2記載のヒンジ装置は、請求項1記載のカム軸のカム波面には谷部が設けてあり、フタが閉じている状態では、ばね軸の接点部が該谷部に位置すると共に、ばねの力により該接点部が該谷部を押圧して該カム軸の回転方向の位置決めを行い、フタを安定的に閉じた状態に保持するようにしたことを特徴としている。
In the hinge device according to
請求項3記載のヒンジ装置は、請求項2記載のカム軸のカム波面が、回転方向に見て連続的に第一の谷部、やや急に半径が大きくなる山部、次第に半径が小さくなる傾斜部とから成り、ばね軸の接点部が該谷部を出て該山部を越えるとばねの力により該接点部が該傾斜部を押圧して該カム軸に自動回転トルクを発生させるようにして、前記フタを最初は手動で開き、途中では自動的に開くようにしたことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the cam wavefront of the camshaft according to the second aspect has a first trough portion, a mountain portion with a slightly larger radius, and an inclined portion with a gradually smaller radius as viewed in the rotational direction. When the contact part of the spring shaft exits the valley part and exceeds the peak part, the contact part presses the inclined part by the force of the spring to generate an automatic rotational torque on the cam shaft. The lid is first manually opened and automatically opened halfway.
請求項4記載のヒンジ装置は、請求項2記載のカム軸のカム波面には第二の谷部が設けてあり、フタが開いている状態では、ばね軸の接点部が第二の該谷部に位置すると共に、ばねの力により該接点部が第二の該谷部を押圧して該カム軸の回転方向の位置決めを行い、フタを安定的に開いている状態に保持させるようにしたことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the cam wavefront of the cam shaft according to the second aspect is provided with a second valley portion, and when the lid is open, the contact portion of the spring shaft is the second valley portion. And the contact portion presses the second trough portion by the force of the spring to position the cam shaft in the rotational direction so that the lid is stably held open. It is characterized by that.
請求項5記載のヒンジ装置は、請求項3記載のカム軸のカム波面が、軸心方向に見て平面的に線対称形をなし、該カム軸は左右両方向に回転可能として、フタを左右いずれの方向にも開けることを可能にしたことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, the cam wave surface of the cam shaft according to the third aspect has a line symmetrical shape in a plan view when viewed in the axial direction, the cam shaft is rotatable in both the left and right directions, and the lid is left and right. The feature is that it can be opened in either direction.
請求項6記載のヒンジ装置は、請求項5記載のもので、フタが連続して同方向に回転することを防止するストッパーを設けたことを特徴としている。 A hinge device according to a sixth aspect is the one according to the fifth aspect, wherein a stopper for preventing the lid from continuously rotating in the same direction is provided.
請求項7記載のヒンジ装置は、請求項1記載の回転枠ユニットに設けられた開口部とカム軸の軸部とのスペースに、機器本体及びフタとの電気的接続のケーブルを通すようにしたことを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the hinge device according to the first aspect, a cable for electrical connection between the apparatus main body and the lid is passed through the space between the opening provided in the rotary frame unit according to the first aspect and the shaft portion of the cam shaft. It is characterized by that.
本発明によれば、フタを水平回転開閉させる携帯電話、或いはハンディな電子機器において、最初にフタを僅かに手動で開ければ、途中からは、自動的にフタが開くので、片手で開けることが可能である。
機器本体とフタとの回転支持ユニット(実施例では回転枠ユニット)とトルクを伝達する軸(実施例ではカム軸7)を別体にしたので、操作中や衝撃などによる機器にかかる大きな力に対しては回転支持ユニットを強固に設計し、一方のトルク伝達部はコンパクトに設計することが可能である。傾斜部7gにおいて接点部8aの圧力により自身で回動させるためには、カム波面各点における法線角度と中心を結ぶ角度を、摩擦角より大きくする必要がある。従って、例えば、カム波面の最小径を少し大きく設定したとすると、最大径は途端に大きくなってしまい、径の落差量が大きいカムとなってしまう。すなわち、ばねは、ストロークが大きくなり、従って、サイズの大きなものが必要になってしまうが、回転支持ユニットとは別個にトルク伝達部を設計出来るので、カムを小さく、従ってばねも小さくして、装置の小型化を図ることが出来る。
カム波面は平面的な形態をしているので、プレス加工とか、簡単な切削加工により成形が可能であり、従って、低コストで生産が出来る。
以上の如く、機器の操作が大変便利であり、且つ、コンパクトで廉価であるヒンジ装置を提供出来る。
According to the present invention, in a mobile phone or a handy electronic device that horizontally opens and closes a lid, if the lid is first opened slightly manually, the lid automatically opens from the middle, so it can be opened with one hand. Is possible.
Since the rotation support unit (rotary frame unit in the embodiment) of the device main body and the lid and the shaft (
Since the cam wavefront has a planar shape, it can be formed by pressing or simple cutting, and can be produced at low cost.
As described above, it is possible to provide a hinge device that is very convenient to operate the device and that is compact and inexpensive.
図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる水平回動式折畳み携帯電話機用のヒンジ装置の組立て断面図である。環状の枠1は、図示下端部において下板2の押出し部2aにカシメ固定されている。最大径段部1cの図示上部には角部1bがありストッパー12が回転を規制されて搭載され、さらに上部には径小部1dがあって、上板3と回転自在に係合しており、これらは僅かな上下方向スキマを設けて、座金5を介したカシメにより取り付けられている。最大径段部1c外周には上板3を押上げて、アオリ防止、下板2との高さの位置決めを行う波板バネ4と、リング6とが重なって配置されている。枠1の穴1aを貫通し、同心に配置されたカム軸7は、カム部7a、カム軸座11の角穴11aを回転不能に、且つ強固にカシメ7dで固定する角部7cを有する。ばね軸8は、端部にカム軸のカム部7aに当接する接点部8aと角形状をしたツバ部8bを有している。接点部8aは円筒の両側面がカットされ、さらに先端がカマボコ状に成形されている。大小2個のばね9は、ばね軸のツバ部8bを押圧し、接点部8aをカム軸のカム部7aに押圧する。10はプラスチック製のケースであり、下板2を固定し(図示してない)、カム軸7の図示下端部、ばね軸8の図示左端部を軸支し、さらにばね軸8とばね9を収容する角形状をした収容部10aが設けられている。ばね軸8は、角形状のツバ部8bと角形状の収容部10aによって、回転規制と図の前、背面方向の作動規制がされて、図示左右方向に動く。細い破線で示したAは、ばね軸8が図示右方向に押し出された状態を示している。支持板13は、カム軸座の角部11bに回転規制されて固着される角穴13aと、この固着を弾性的にするための長穴13bを有しており、軽合金製のスペーサ14を介して、ねじ15で上板3と結合されている。16は、ストッパーと係合するピンであり、上板3に固定されている。17は、機器本体18とフタ19のそれぞれに配置された電気回路を接続するケーブルであり、枠の穴1aとカム軸7のスペースに周回して引き回されている。下板2、ケース10は機器本体18に、上板3、支持板13はフタにそれぞれ固定されている(図示してない)。リング6は、ヒンジ部分からの埃などの侵入を防止するために、外周が機器本体18とフタ19の開口部に密接している。回転枠ユニットの基本的な構成部品は、枠1、下板2、上板3である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an assembled cross-sectional view of a hinge device for a horizontal rotation type folding cellular phone according to an embodiment of the present invention. The
図2は、図1のカム軸のカム部7aの回転作動状況を説明する部分作動図である。フタ(図1の19)が閉じている状態を(a)、手で回転操作している最終段階の状態を(b)、フタが自動的に回転している最中の状態を(c)、フタが開いている状態を(d)として、開ける際の作動を順に示している。図2(a)では、ばね軸の接点部8aがカム波面7bの第一の谷部7eに落ち込んでいて、カム部7aは回転安定位置にある。図2(b)は、手でフタを図示矢印方向に回動操作した時、同期してカム軸7が回転し、接点部8aが山部7fに乗り上げた状態である。山部7fを過ぎると、図2(c)の如く接点部8aが傾斜部7gに位置し、接点部8aの押圧力によりカム部7aは、自身で矢印方向に回転する。図2(d)は、カム軸7が180度回転したフタが開き終えた状態であり、接点部8aが第二の谷部7hに落ち込み、カム部7aは回転安定位置にある。
FIG. 2 is a partial operation diagram for explaining a rotation operation state of the
図3は、図2で示した作動を力学的に説明する概略のトルク線図である。横軸にカム軸7(及びフタ19)の回転角度、縦軸にトルクを示している。フタを開ける時は、図示矢印方向に作動し、カム軸7が0°から約20°(図2(b))まではトルクが(+)、即ち手で押し上げる区間にあり、そこを過ぎるとトルクが(−)、即ち自動的にカム軸7が回転する区間になる。フタを閉める際は、トルクの数字は摩擦により変化するが、+−が逆になって、カム軸7が180°から約20°までは手での操作が必要であり、約20°から0°は、自動的にカム軸7が回転して0°の安定位置に落ち着く。
FIG. 3 is a schematic torque diagram for dynamically explaining the operation shown in FIG. The horizontal axis indicates the rotation angle of the cam shaft 7 (and the lid 19), and the vertical axis indicates the torque. When opening the lid, it operates in the direction of the arrow shown in the figure. When the
図4は、図1に示したストッパー12の機能を説明する作動図である。ストッパー12には、ピン16と当接する突起12aと、枠1の角部1bによって回転規制される角穴12bを有している。ピン16が図示矢印方向に180°回転してBに位置した時、角部1bと角穴12bの回転方向スキマが詰まった状態で突起12aと当接することにより、ピン16はそれ以上に回転しない。ピン16が矢印反対方向に回転した場合は、180°回転した同じBの位置で、突起12aが図示Cに示すように当接し、同様にそれ以上に回転しない。停止する時には、フタの回転慣性力で非常に強い衝撃力をピン16と突起12aが受けるので、図示してないが一部に弾性部を形成するのが良い。
FIG. 4 is an operation diagram illustrating the function of the
本実施例では、回転枠ユニットの基本的な構成部品を、枠1、下板2、上板3としたが、内二部品を一体成形による複合部品にする、或いは、例えば下板2の代わりにケース10、上板3の代わりにスペーサ14とするなど形態を変更することも可能である。また、携帯電話に限定されるものでなく。ハンディな電子機器にも応用出来る。
In this embodiment, the basic components of the rotary frame unit are the
1 枠
2 下板
3 上板
1乃至3 回転枠ユニットの基本構成部品
7 カム軸
8 ばね軸
9 ばね
1
Claims (7)
前記機器本体及びフタのそれぞれに固定され、互いに回転自在に結合する回転枠ユニットと、
前記回転枠ユニットに設けられた開口部を貫通する軸部、該軸部の径方向にカム波面が形成されたカム部、該軸部の一端にはフタとの回転が規制される回転係止部を設けたカム軸と、
前記カム軸と直角方向の軸心にあって、前記カム部を押圧、摺動する接点部を有し、前記機器本体に設けられたばね軸と、
前記ばね軸を軸方向に付勢するばねとを設け、
前記回転枠ユニットで定められた回転中心で、且つ、前記ばねの力により前記ばね軸の接点部が前記カム軸のカム部を半径方向に押圧して発生する該カム軸の回動トルクによって、前記フタが自動回転するようにしたことを特徴とする自動回転ヒンジ装置。 In the hinge device that connects the device body and the lid horizontally and freely,
A rotating frame unit fixed to each of the device main body and the lid and coupled to each other rotatably;
A shaft portion that passes through an opening provided in the rotary frame unit, a cam portion having a cam wave surface formed in a radial direction of the shaft portion, and a rotation lock that restricts rotation with a lid at one end of the shaft portion A camshaft provided with a portion,
A spring shaft provided in the device main body, having a contact portion that presses and slides the cam portion, and is at an axis perpendicular to the cam shaft;
A spring for urging the spring shaft in the axial direction;
Due to the rotation torque of the cam shaft generated by the rotation center defined by the rotary frame unit and the contact portion of the spring shaft pressing the cam portion of the cam shaft in the radial direction by the force of the spring. An automatic rotary hinge device characterized in that the lid automatically rotates.
Priority Applications (1)
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JP2008079093A (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Fujitsu Ltd | Electronic device |
CN101749316A (en) * | 2008-12-11 | 2010-06-23 | 兆利科技工业股份有限公司 | Rotating shaft structure with easy opening and heavy closing and cam structure thereof |
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US7881758B2 (en) | 2006-09-22 | 2011-02-01 | Fujitsu Limited | Electronic apparatus having rotating display housing |
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