JP2006161971A - ヒンジ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】携帯電話のような小形機器に対して好適に適用する。
【解決手段】筒部材11と、筒部材11を回転自在に支持する一対の固定軸12、13と、固定軸12、13の間において筒部材11を回転自在に貫通する回転軸14とを設け、固定軸12、13、回転軸14は、同一平面上に直交させて配置する。
【選択図】図1
【解決手段】筒部材11と、筒部材11を回転自在に支持する一対の固定軸12、13と、固定軸12、13の間において筒部材11を回転自在に貫通する回転軸14とを設け、固定軸12、13、回転軸14は、同一平面上に直交させて配置する。
【選択図】図1
Description
この発明は、携帯電話において、本体部に対して表示部を開閉自在に、しかも回転自在に連結するために特に好適に使用することができるヒンジ装置に関する。
本体部に対し、液晶ディスプレイのような表示部を開閉自在に、しかも回転自在に連結するために、小形のヒンジ装置が実用されている(たとえば特許文献1)。
このものは、本体部側の固定軸と、表示部側の回転軸とを備える2軸形のヒンジであり、1本の長い固定軸と、固定軸を介して揺動自在に支持するベース板と、ベース板上に回転自在に立設する回転軸とを備えている。なお、固定軸には、回転軸の回転範囲を90°に制限する規制板が併せて固定され、ベース板には、回転軸の回転範囲の両端においてクリック感を発現させるノッチが形成されている。ただし、このものは、携帯用のビデオカメラ用に開発されたものである。
特開平11−247837号公報
かかる従来技術によるときは、固定軸、回転軸は、それぞれの軸心がベース板を介して離れて配置されているため、小形化することに限界があり、携帯電話のような小形機器に適用することが困難であるという問題があった。
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、筒部材を介し、固定軸、回転軸を同一平面上に直交させて配置することによって、携帯電話のような小形機器に対しても好適に適用することができるヒンジ装置を提供することにある。
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、筒部材と、筒部材を回転自在に支持する一対の固定軸と、固定軸の間において筒部材を回転自在に貫通する回転軸と、筒部材に組み込む規制機構とを備えてなり、固定軸、回転軸は、同一平面上に直交させて配置し、規制機構は、筒部材の特定の回転角度において回転軸の回転を許容することをその要旨とする。
なお、各固定軸、回転軸には、それぞれ本体部、表示部に連結するブラケットを付設することができ、筒部材の特定の回転角度においてクリック感を発現するノッチ機構を筒部材に組み込むことができる。
また、回転軸の回転範囲を規定する制限機構を筒部材に組み込むことができ、回転軸の回転範囲を規定する制限機構を筒部材に組み付けることができる。
かかる発明の構成によるときは、固定軸、回転軸は、それぞれたとえば携帯電話の本体部、表示部に連結することにより、本体部に対して表示部を開閉し、回転させることができる。一方、本体部側の固定軸、表示部側の回転軸は、筒部材を介し、同一平面上に直交させて配置されている。すなわち、固定軸、回転軸の各軸心は、筒部材内において、同一平面上に直交するから、全体サイズを最小に小形化することができ、携帯電話のような小形機器にも、好適に組み込んで適用することができる。
また、固定軸、回転軸の連結強度は、筒部材の強度に依存するが、筒部材は、単純な板材ではなく、三次元的な立体であるから、所要強度を実現することも極めて容易である。ただし、筒部材は、一対の固定軸を介して軸方向の両端部を回転自在に支持し、固定軸の間に回転軸を回転自在に貫通させることができればよく、その外形形状は、角筒状、円筒状などの任意の形状であってもよい。なお、表示部は、筒部材を回転させることにより本体部から開き、特定の開き角度において、回転軸を介して回転させることができる。回転軸は、規制機構を介し、筒部材の特定の回転角度において回転を許容されるからである。
本体部、表示部に連結するブラケットを各固定軸、回転軸に付設すれば、ブラケットを介し、本体部、表示部を各固定軸、回転軸に対して必要十分に強固に連結することができる。
ノッチ機構は、筒部材の特定の回転角度、すなわち表示部の特定の開き角度においてクリック感を発現し、たとえば表示部の回転可能位置を適確に示すことができる。ただし、ノッチ機構は、表示部の回転可能位置に加えて、表示部の開閉限界を含む1または2以上の表示部の開き角度に対応してクリック感を発現させるようにしてもよい。
制限機構は、回転軸の回転範囲を規定することにより、表示部の回転範囲を制限することができる。なお、制限機構は、筒部材の内部に組み込んでもよく、筒部材の外部に組み付けてもよい。
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
ヒンジ装置は、筒部材11、一対の固定軸12、13、回転軸14を主要部材としてなる(図1、図2)。
筒部材11は、左右に長い角筒状に形成されている(図1、図3)。筒部材11の軸上には、フランジ12a付きの固定軸12、フランジ13a付きの固定軸13を回転自在に挿入する大小の孔11a、11bが連続して形成されている。ただし、孔11a、11bの内径は、それぞれ固定軸13のフランジ13a、固定軸12のフランジ12aの外径に適合しているものとする。大径の孔11aの内面には、相対向する位置にスリット11c、11cが形成され、小径の孔11bの先端は、固定軸12に適合する開口11dが形成されている。また、孔11a、11bを接続する段部には、角孔11eが孔11a側に上下に貫通して形成され、孔11bの開口11d寄りには、回転軸14を回転自在に貫通させる孔11fが形成されている。ただし、孔11b、11fの各軸心は、同一平面上において直交し、スリット11c、11cの形成位置は、孔11fと同方向であり、角孔11eの形成方向は、孔11fと直交しているものとする。
そこで、固定軸12、13を筒部材11の孔11b、11aに組み込み(図1、図2)、回転軸14を筒部材11の孔11fに貫通させると、固定軸12、13は、筒部材11を軸まわりに回転自在に支持することができる。また、回転軸14は、固定軸12、13の間において筒部材11を回転自在に貫通し、このとき、固定軸12、13と、回転軸14とは、筒部材11を介し、同一平面上に直交させて配置されている。なお、筒部材11の開口11dから長く突出する固定軸12の先端、筒部材11の孔11aから僅かに突出する固定軸13には、それぞれの短い角柱部分に対して図示しない携帯電話の本体部に連結するブラケットB1 が付設され、筒部材11を貫通する回転軸14の先端には、短い角柱部分に対して図示しない表示部に連結するブラケットB2 が付設されている。また、回転軸14は、一端の大径のフランジ14aと、筒部材11の外部において装着するEリング14bとを介して筒部材11から抜止めされている。
筒部材11内において、固定軸12のフランジ12aは、回転軸14の大径部14cに形成する平行な切欠面14d、14dの一方に対面している(図4、図5)。ただし、フランジ12aには、平行な切欠面12b、12bが形成されており、大径部14cには、底部が円弧状に膨出する浅い切欠き14eと、底部が山形に突出する深い切欠き14fとが切欠面14d、14dの間に互いに背向するようにして形成されている。なお、切欠き14fの高さhは、切欠面12b、12bの間隔dに適合するものとし、切欠き14eは、切欠き14fの上下に延長されている。
そこで、回転軸14は、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分だけを切欠き14fに収納するようにして、180°だけ反時計方向に回転させることができる(図4、図5の各矢印方向)。回転軸14は、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分が切欠き14fに進入することにより、フランジ12aが一方の切欠面14dに対向する位置から他方の切欠面14dに対向する位置まで回転させることができ、それ以上の回転は、フランジ12aが切欠き14eの円弧状の底部に接触して阻止されてしまうからである。すなわち、回転軸14の切欠き14fは、固定軸12の切欠面12b、12b付きのフランジ12aとともに、回転軸14の回転範囲を規定する制限機構を形成しており、制限機構は、筒部材11に組み込まれている。
ただし、このようにして回転軸14が回転し得るのは、切欠き14fの上下面が切欠面12b、12bと平行になるような筒部材11の特定の回転角度に限られている。それ以外の回転角度では、筒部材11と一体に旋回する回転軸14の傾きに起因して、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分が切欠き14fに正しく進入することができなくなり、回転軸14の回転が阻止されてしまうからである。すなわち、回転軸14の切欠き14fは、フランジ12aの切欠面12b、12bとともに、筒部材11の特定の回転角度において回転軸14の回転を許容する規制機構を形成しており、規制機構は、筒部材11に組み込まれている。
固定軸13には、止めワッシャ13bを介し、カムディスク15、コイルばね16、押え板17が装着されている(図1、図2)。ただし、止めワッシャ13bは、固定軸13の先端にかしめられており、押え板17には、筒部材11のスリット11c、11cに係合する係合突部17a、17aが形成されている。そこで、固定軸13は、カムディスク15、コイルばね16、押え板17とともに筒部材11の孔11aに挿入し、筒部材11の角孔11eを介して押え板17を回転させ、係合突部17a、17aの位置をスリット11c、11cから外すことにより、筒部材11から抜止めすることができる。
また、固定軸13の前方には、回転軸14の一方の切欠面14dに対面するキャップ19が配設され(図1、図5)、キャップ19は、コイルばね18とともに筒部材11の孔11bに組み込まれている。ただし、コイルばね18の一端は、キャップ19に収納され、他端は、止めワッシャ13bに当接している。そこで、コイルばね18は、キャップ19を切欠面14dに押し当てることにより、回転軸14の回転範囲の両端においてクリック感を発現し、回転中に摩擦トルクを発生させるノッチ機構を形成しており、ノッチ機構は、筒部材11に組み込まれている。
固定軸13のフランジ13aの前面には、一対のカム13c、13cが径方向に形成されている(図6(A))。また、カムディスク15の外周には、筒部材11のスリット11c、11cに係合する係合突部15a、15aが形成され(同図(B))、固定軸13のフランジ13aに対向する面には、カム13c、13cに係合する高低のカム15b、15b…が放射状に形成されている。そこで、カムディスク15は、コイルばね16を介してフランジ13aに押し付けることにより、カム13c、13c、15b、15b…を介し、筒部材11の特定の回転角度においてクリック感と開閉トルクとを発現する別のノッチ機構を形成しており、このノッチ機構も、筒部材11に組み込まれている。カムディスク15は、固定軸13に摺動自在に装着されており、係合突部15a、15aがスリット11c、11cに係合していることにより、筒部材11と一体に回転することができるからである。なお、図6(A)、(B)は、それぞれ固定軸13、カムディスク15の拡大斜視図である。
かかるヒンジ装置は、本体部A、液晶ディスプレイD1 付きの表示部Dを有する携帯電話に組み込み(図7)、本体部Aに対して表示部Dを開閉し、表示部Dを回転させることができる。ただし、図7において、ヒンジ装置は、筒部材11に対してのみ代表的に符号が付されており、本体部Aは、ブラケットB1 、B1 を介してヒンジ装置の固定軸12、13に連結され、表示部Dは、ブラケットB2 を介してヒンジ装置の回転軸14に連結されている。また、図7において、ヒンジ装置、ブラケットB1 、B1 、B2 は、図示しないカバーを介して体裁よく隠蔽するものとする。
表示部Dは、本体部Aの表面に液晶ディスプレイD1 を伏せるようにして閉じることができ(図7(A)の一点鎖線)、また、液晶ディスプレイD1 を表にして、本体部Aに対して約160°の使用状態に開くことができる(同図(A)の二点鎖線)。回転軸14上の表示部Dは、筒部材11を回転させることにより、本体部Aに対して開閉させることができるからである。また、このとき、カムディスク15、コイルばね16、フランジ13aによるノッチ機構は、表示部Dの閉じ側、開き側の限界に加えて、その中間の表示部Dの直立位置(同図(A)の実線)に相当する筒部材11の回転角度において、クリック感を発現させることができる。ただし、表示部Dの閉じ側、開き側の限界は、表示部Dが本体部Aと機械的に干渉することにより規定するものとし、ヒンジ装置によって規定される訳ではない。
筒部材11を90°回転させて表示部Dを直立位置に開くと(図7(A)の実線)、回転軸14の切欠き14f、固定軸12の切欠面12b、12bによる規制機構は、回転軸14の回転を許容し、直立状態の表示部Dを反時計方向に180°回転させることができる(図7(B)〜(D))。なお、このとき、回転軸14の切欠面14d、14d、固定軸12のフランジ12aによる制限機構は、表示部Dの回転範囲を規定しており、コイルばね18、キャップ19、切欠面14d、14dによるノッチ機構は、表示部Dの回転範囲の両端においてクリック感を発現し、回転中に適切な摩擦トルクを発生する。ただし、表示部Dの回転方向は、回転軸14を軸まわりに180°回転させて筒部材11に組み込むことにより、時計方向にすることも可能である。また、180°回転させた表示部Dは、本体部Aに対して約160°に開くことができる(図7(D)の二点鎖線)。
さらに、180°回転させた表示部Dは、液晶ディスプレイD1 を表にして本体部A上に閉じることができる(図7(E)の実線、二点鎖線)。また、図7(E)の表示部Dは、逆の手順をたどることにより、図7(A)の実線に復帰させ、同図の一点鎖線、二点鎖線のいずれかに復帰させることができる。ただし、表示部Dは、図7(A)、(D)のように、回転軸14の回転角度0°、180°の状態にあるときに限り、本体部Aに対して開閉させることができ、図7(B)、(C)のように、それ以外の回転角度では、開閉不能となっている。切欠き14f、切欠面12b、12bによる規制機構は、回転軸14の回転角度0°、180°以外では、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分が切欠き14fに進入することにより、筒部材11の回転を阻止しているからである。
一方の固定軸12は、フランジ12aを切り離し、コイルばね18を介してフランジ12aを回転軸14に向けて付勢することができる(図8、図9)。ただし、フランジ12aの後面側には、固定軸12側の半月状の係合突部12c、12cの間に進入して係合する平板状の係合部12dが突設されており、フランジ12aは、固定軸12に対し、係合部12d、係合突部12c、12cを介して相対回転不能に連結されている。
一方、固定軸13に装着するカムディスク15、コイルばね16、押え板17は、固定軸13の先端のEリング13dを介して抜止めされている。また、係合突部17a、17a付きの押え板17は、弾性を有する合成樹脂製とし、筒部材11のスリット11c、11cに係合突部17a、17aを対応させて孔11aに圧入し、係合突部17a、17aを筒部材11の上下の小さな角孔11e、11eに弾発的に係合させることにより、固定軸13を抜止めしている。ただし、角孔11e、11eは、スリット11c、11cを横断するようにして形成されている(図10)。
フランジ12aは、コイルばね18を介して回転軸14の一方の切欠面14dに押し付けられ(図11)、コイルばね18とともに、回転軸14の回転範囲の両端においてクリック感を発現するノッチ機構を形成している。また、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分は、回転軸14の切欠き14fに進入することにより、筒部材11の特定の回転角度において回転軸14の回転を許容する規制機構を形成するとともに、回転軸14の回転範囲を規定する制限機構を形成している。
ただし、回転軸14の切欠き14fは、底部が円弧状に膨出しており、上下面がフランジ12aの切欠面12b、12bと平行なときにのみ、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分の進入が可能である。また、切欠き14fの背面側は、大径部14cがそのまま連続しており、したがって、回転軸14は、フランジ12aが相対的に切欠面14dを越えて切欠き14fの背面側に移行しようとすると、コイルばね18に抗してフランジ12aが後退し、係合部12dが固定軸12に当接して回転が阻止されるものとする。なお、図11(B)は、同図(A)のY−Y線矢視断面相当図である。
筒部材11の特定の回転角度において回転軸14の回転を許容する規制機構と、回転軸14の回転範囲を規定する制限機構とを機械的に分離することができる(図12、図13)。
回転軸14のフランジ14aは、長方形と半円とを接合する形状に形成されており、長方形の一方の短辺が筒部材11の一面に形成する凹部11gの一辺に接するように配置されている(図12、図14(A))。そこで、回転軸14は、規制機構により回転が許容されると、フランジ14aの半円側に180°だけ回転させることができ(図14(A)の矢印方向)、フランジ14a、凹部11gは、筒部材11の外部に組み付ける制限機構を形成している。ただし、図14(A)、(B)は、それぞれ図12のZ矢視相当図、図14(A)のA−A線矢視断面相当図である。なお、筒部材11には、スリット11c、11c、開口11d付きの孔11aが形成され(図14(B))、各スリット11cの中途には、角孔11eが設けられている。
固定軸12から分離する切欠面12b、12b付きのフランジ12aは、スリット11c、11cに係合する係合突部12e、12eが外周に形成されている(図12、図15(B))。また、フランジ12aの円柱状の係合部12dの先端には、一対の扇面形の係合突部12f、12fが突設されている。一方、固定軸12には、フランジ12a側の係合突部12f、12fに適合する係合突部12cが形成されている(図12、図15(A))。ただし、固定軸12には、筒部材11の大径の孔11aの内径に適合させるために、補助フランジ12gが形成されている。
そこで、筒部材11を回転させてフランジ12aを回転させ、フランジ12a側の係合突部12f、12fを固定軸12側の係合突部12cの両側に位置させると(図16(A)、(B))、コイルばね18を介して回転軸14の一方の切欠面14dに押し付けられているフランジ12aは、コイルばね18に抗して固定軸12側に後退可能となり、回転軸14の回転を許容することができる(図16(A)の矢印方向、二点鎖線)。すなわち、フランジ12a側、固定軸12側の係合突部12f、12f、12cは、筒部材11の内部に組み込む規制機構を形成している。ただし、回転軸14の大径部14cには、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分が進入し得る切欠面14d、14dが形成されており、回転軸14の大径部14cには、フランジ12aの切欠面12b、12bの部分が進入し得る切欠面14d、14dが形成されており、図13には、このようにして回転軸14の回転が許容されている状態が図示されている。
なお、図12において、固定軸13は、フランジ13aを分離するとともに、平行な平面13e、13eを軸方向に形成する変形軸となっている。また、フランジ13aは、筒部材11のスリット11c、11cに適合する係合突部13f、13fを外周に突設するとともに、固定軸13の大径部13gに適合するキャップ状に形成されている。また、カムディスク15は、固定軸13に適合する変形孔を介し、固定軸13に対し、前後に摺動自在であるが、相対回転不能に装着されている。そこで、筒部材11を回転させると、フランジ13aは、筒部材11と一体に回転し、固定軸13上の固定のカムディスク15と係合してクリック感を発現することができる。なお、図12の押え板17、Eリング13dは、図8の押え板17、Eリング13dと全く同一である。
以上の説明において、規制機構は、回転軸14の回転を許容する筒部材11の回転角度として、90°以外の任意の角度を設定することができる。また、制限機構に、回転軸14の回転範囲として、180°以外に、360°未満の任意の角度を設定してもよい。筒部材11の回転、回転軸14の回転に応じてクリック感を発現する各ノッチ機構も、それぞれの任意の回転角度においてクリック感を発現させてもよい。
なお、この発明は、携帯電話に限らず、開閉動作、回転動作を必要とする任意の用途に適用可能である。ただし、そのときの本体部A、表示部Dは、ヒンジ装置を介して連結する2部材のそれぞれを指称するものとする。
A…本体部
D…表示部
B1 、B2 …ブラケット
11…筒部材
12、13…固定軸
14…回転軸
特許出願人 オリエンタルチエン工業株式会社
代理人 弁理士 松 田 忠 秋
D…表示部
B1 、B2 …ブラケット
11…筒部材
12、13…固定軸
14…回転軸
特許出願人 オリエンタルチエン工業株式会社
代理人 弁理士 松 田 忠 秋
Claims (5)
- 筒部材と、該筒部材を回転自在に支持する一対の固定軸と、該固定軸の間において前記筒部材を回転自在に貫通する回転軸と、前記筒部材に組み込む規制機構とを備えてなり、前記固定軸、回転軸は、同一平面上に直交させて配置し、前記規制機構は、前記筒部材の特定の回転角度において前記回転軸の回転を許容することを特徴とするヒンジ装置。
- 前記各固定軸、回転軸には、それぞれ本体部、表示部に連結するブラケットを付設することを特徴とする請求項1記載のヒンジ装置。
- 前記筒部材の特定の回転角度においてクリック感を発現するノッチ機構を前記筒部材に組み込む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。
- 前記回転軸の回転範囲を規定する制限機構を前記筒部材に組み込むことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか記載のヒンジ装置。
- 前記回転軸の回転範囲を規定する制限機構を前記筒部材に組み付けることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか記載のヒンジ装置。
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