JP2008095938A - 平行二軸ヒンジモジュール及びそれを用いた折り畳み型電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明による平行二軸ヒンジモジュールでは、部品点数が少なくて製造コストが安価ですみ、しかも強度が強くて信頼性の高い小型ヒンジモジュールを提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明による平行二軸型ヒンジモジュールでは、平行する二軸のヒンジ軸、及びカムとカムフォロワーとからなる回転角度規制手段を有する前記平行二軸連動手段を有底筒状ヒンジケースに収納したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話やノートブック型パソコン等の携帯機器に用いられる平行二軸微小ヒンジ用として好適なヒンジモジュール、及びそれを用いた折り畳み型電子機器に関する。

携帯電話機等の携帯機器においては、最近折り畳み型が主流である。この折り畳み式携帯電話においては、表示部と操作部とを回動可能に連結するためヒンジ装置が用いられている。ヒンジ装置には１軸型と２軸型がある。１軸型では、構造が単純になるという利点はあるが回動範囲が１６０度から１７０度に制限されるという欠点も有する。これに対して２軸型は、構造は若干複雑になるが表示部及び操作部がそれぞれの軸の周りに回動するため、開閉動作が全体の開閉角度の半分ですむという利点がある。

一般的な２軸ヒンジ構造としては、例えば特許文献１の図６や特許文献２の図２に示されるように、ヒンジを構成する２軸それぞれに平歯車を設け、これらを噛み合わせることが行われている。しかしながら、このような単純な２軸ヒンジの場合、機器の大きさに比例して歯車が噛み合う距離が決定されてしまうため、歯車の直径がどうしても大きくなってしまうという問題があった。

そこで最近では、特許文献３に開示されているように４段歯車を用いた２軸ヒンジも提案されている。歯車を使用したヒンジの場合、ヒンジ軸に固定された歯車は回動方向を逆にしなければならないので、歯車数としては偶数が必須となる。このヒンジの場合、ヒンジ軸の各歯車は間に２個の歯車を挟んで連結されるため、径をそれほど大きくする必要がなくなり、ヒンジ自体を小型にできる。ただし、このような型のヒンジを携帯電話等の小型携帯機器に搭載しようとするとヒンジ外形を小さくする必要が生ずる。ヒンジ自体が小さい上、４段にして歯車径を小型化すると、ヒンジを回動するためには一定のトルクが必要となるため、歯面に加わる作用力が大きくなり強度を確保するには歯巾（歯車の厚み）を大きく取り強度に対し強くしなければならない。

特開２００５−２０７４６５号公報 特開２００６−６４０００号公報 特開２００６−２３４１６０号公報

上記のような従来の問題点を解決するため、本発明による平行二軸ヒンジモジュールでは、部品点数が少なくて製造コストが安価ですみ、しかも強度が強くて信頼性の高い小型ヒンジモジュールを提供することを課題とする。

上述の課題を解決するため本発明による平行二軸型ヒンジモジュールでは、平行する二軸のヒンジ軸、及びカムとカムフォロワーとからなる回転角度規制手段を有する前記平行二軸連動手段を有底筒状ヒンジケースに収納したことを特徴とする。

前記ヒンジケースは扁平型であり、底部に２個のヒンジ軸導出孔を有し、頂部は開放されていることが望ましい。

また、前記ヒンジモジュールは付勢スプリング部材を内設し、該スプリング部材の弾力により取付フレームに対して付勢されていることが好適である。

前記二軸のヒンジ軸は各々分割されてヒンジモジュールの両端部に配置され、前記ヒンジケース開放部側においては二軸が一体形成された一体型中空ヒンジ軸として構成され、該中空ヒンジ軸のそれぞれの中心部に貫通孔が設けられていることが好適である。

前記ヒンジケース開放部側に、前記付勢スプリング部材のスプリングを支持し、前記スプリング軸端部との圧接を回避するための逃げ穴を形成した保持キャップを設けるとさらに好ましい。

前記保持キャップの前記スプリング部材と反対側表面には前記一体型中空ヒンジ軸と嵌合される段部を形成し、該段部上の前記中空ヒンジ軸の貫通孔に対応する位置に凹部を設けることもできる。

また、本発明による折り畳み型電子機器は、上述のいずれかの平行二軸ヒンジモジュールをヒンジとして使用したことを特徴とする。

さらに、本発明による折り畳み型電子機器では、前記平行二軸ヒンジモジュールの有底筒状ヒンジケースを化粧ケースにより被覆することもできる。

本発明による平行二軸ヒンジモジュールでは、平行する二軸のヒンジ軸、及びカムとカムフォロワーとからなる回転角度規制手段を有する前記平行二軸連動手段を有底筒状ヒンジケースに収納することにより、ヒンジ取付フレームの支点間の幅を長くすることができるので、携帯電話等の開閉動作が安定しまた強度も強くなる。また、このヒンジケースは内部の機構を保護すると同時に外部から遮蔽できるので外装として使用でき、従来のヒンジモジュールに必要であった樹脂製ヒンジカバーや回転角度規制手段用のカバーを省略することが可能となる。

さらに、で発明による平行二軸ヒンジモジュールは、スプリング部材の弾力によりヒンジ主要部を取付フレームに対して付勢することによりヒンジ取付フレームに接続するため、ネジ等の固定部材が不要である。

また、二軸のヒンジ軸の片側を一体型中空ヒンジ軸としてヒンジ軸のそれぞれの中心部に貫通孔を設け、保持キャップの中空ヒンジ軸の貫通孔に対応する位置に凹部を設けることにより、一方のヒンジ軸からこの貫通孔及び凹部を通って他方のヒンジ軸に電気ケーブルを導くことが可能となり、携帯電話の小型化に寄与できる。

本発明によるヒンジモジュールを折り畳み型電子機器に使用することにより、薄くて小型のヒンジを実現できるため、電子機器のデザイン上の多様性を向上することが可能となる。また、必要に応じてヒンジモジュールを化粧ケースにより被覆することにより、色彩の統一性など、電子機器の質感を向上することもできる。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明によるヒンジモジュールの第１の実施例要部を示す部分断面図である。この実施例の分解図を図２に示した。本実施例のヒンジモジュールは、ヒンジケース１１（図２（ｅ））、ヒンジ連動手段部（図２（ｄ））、付勢スプリング部（図２（ｃ））、保持キャップ４１（図２（ｂ））、及び一体型中空ヒンジ軸５１（図２（ａ））とからなる。

ヒンジケース１１は、一端が閉止されていて他端が開放している扁平型の有底筒状ケースであり、断面形状は図３に示したように長円形である。閉止された底部には２つのヒンジ軸導出孔が形成されている。このケースの素材としては特に限定されるものではないが、強度、製造の容易性及びコストを考慮すると金属が最も好ましく、絞り加工等により製造することができる。断面形状は長円形に限定されるものではなく、上下の平坦部に窪みを形成するなど、携帯電話のデザインに従って形状を選択することが可能である。

ヒンジ連動手段部（図２（ｄ））は、平行する２本のヒンジ軸２１Ａ、２１Ｂ、これらのヒンジ軸を保持するヒンジ軸受け２２、２３、及び２つの軸を連動するためのヒンジ軸連動手段２０とからなり、それぞれの軸には回転角度を規制するためのいわゆるクリック機構と呼ばれる手段が付加されている。クリック機構は、各軸に固定されたカム２４Ａ（または２４Ｂ）、このカムに従動するカムフォロワー２５Ａ（または２５Ｂ）、カムフォロワーを付勢するスプリング２６Ａ（または２６Ｂ）、及び軸に固定されてスプリングを支持するスプリング支持板２７Ａとからなる。ヒンジ軸連動手段２０としては、この実施例においては４段の歯車を使用した。これらの歯車の構成を図７に示す。両端の歯車がそれぞれの軸に連結されていて、片側の軸を回動させると他方の軸もそれと反対方向へ回動させられる機構となっている。ただし、このヒンジ軸連動手段はこの歯車に限定されるものではなく、２つのヒンジ軸を対称的に連動する機構であれば、どのようのものでも使用することができる。

付勢スプリング部（図２（ｃ））は付勢スプリング３１と付勢スプリング軸３２とからなる。付勢スプリング軸３２は、細幅部３３と広幅部３４が形成されており、付勢スプリングは細幅部３３に挿通して広幅部３４端部において一端を支持する。

保持キャップ４１（図２（ｂ））は、底面側（図の下側）が繰り貫かれた形状とされていて、その中心部に逃げ穴４２を形成してある。これは、保持キャップ４１により付勢スプリング３１を支持して、付勢スプリングが縮短した際に付勢スプリング軸３２が保持キャップ４１と干渉してスプリングの縮短を邪魔しないようにするためである。また、保持キャップ４１の上部には一体型中空ヒンジ軸５１と嵌合して保持するための段部４３が形成してあり、この段部４３の表面には断面曲面状の凹部４４を設けてある。保持キャップ４１の平面図を図５に示したが、凹部４４は上から見ると長方形であり、その両端部は一体型中空ヒンジ軸５１と嵌合した際のヒンジ軸貫通孔５３の位置まで伸びている。これは、ヒンジモジュール完成後、携帯電話等の電気ケーブルを操作部から表示部へ接続する際に、この貫通孔５３を通して曲面状の凹部に沿って他方の貫通孔５３まで容易に到達できるようにするためである。

一体型中空ヒンジ軸５１（図２（ａ））は、底面側（図の下側）が繰り抜き形状に形成されていて、保持キャップ４１の段部４３に嵌合できるようになされている。このヒンジ軸の上部には２つの円筒型ヒンジ軸５２が形成されている。これらのヒンジ軸５２は中心部が貫通孔となっていて、表面から裏面まで連通している。この一体型中空ヒンジ軸５１の平面図を図６に示す。

次に、本実施例によるヒンジモジュールの組立方法について説明する。まず、回転角度規制手段を含めたヒンジ軸連動手段部（図２（ｄ））を最初に組み立てる。続いて、付勢スプリング軸３２に付勢スプリング３１を装着した上で、第２ヒンジ軸受け２３上の固定溝（図示してない）に挿入固定する。次に保持キャップ４１と一体型中空ヒンジ軸５１を嵌合してから付勢スプリング軸細幅部３３に逃げ穴４２を差し込んだ上で、ヒンジケース１１の開放部１３側から収納する。この組み立てた状態では、付勢スプリング３１の弾性力により一体型ヒンジ軸５１の位置は前後に可動であるので、一体型ヒンジ軸５１を押し込んだ状態で取付フレームに装着する。ヒンジモジュールが取付フレームの軸穴に嵌合すると、付勢スプリング３１の弾性力により一体型ヒンジ５１が外側に押され、取付フレームにぴったりと嵌って回動可能となる。尚、組立は上述の順序に限られるわけではないので、適宜変更することが可能である。

上述の平行二軸ヒンジモジュールを折り畳み型携帯電話に使用することにより、小型ですっきりしたデザインの携帯電話を実現することができる。

図７にヒンジモジュール用の化粧ケースの説明図を示した。上下一対のケース部材６１、６２の平面図及び側面図である。ヒンジ部の傷等の防止のため、或いは携帯電話本体との色彩の統一を意図する場合は、ヒンジモジュール全体を図７に示した化粧ケースにて被覆することにより、より質感を高めることもできる。材質としては特に限定されるものではないが、加工容易性やコストなどの観点からプラスチックが好適である。

本発明による平行二軸ヒンジモジュールでは、部品点数が少なくて製造コストが安価ですみ、しかも強度が強くて信頼性の高い小型ヒンジモジュールを提供することができるため、携帯機器分野の小型化やコスト削減に寄与するものである。

本発明によるヒンジモジュールの第１の実施例要部を示す部分断面図である。 図１に示したヒンジモジュール実施例の分解図である。 図１に示したヒンジモジュール実施例に使用したヒンジケースの平面図である。 図１に示したヒンジモジュール実施例に使用した保持キャップの平面図である。 図１に示したヒンジモジュール実施例に使用した一体型ヒンジ軸の平面図である。 図１に示したヒンジモジュール実施例に使用したヒンジ軸連動手段の歯車構成を示す図である。 ヒンジモジュール用の化粧ケースの実施例を示す説明図である。

符号の説明

１ 取付フレーム
１１ ヒンジケース
１２ ヒンジ軸導出孔
１３ 開放部
２０ ヒンジ軸連動手段
２１Ａ、２１Ｂ ヒンジ軸
２２ 第１ヒンジ軸受け
２３ 第２ヒンジ軸受け
２４Ａ、２４Ｂ カム
２５Ａ、２５Ｂ カムフォロワー
２６Ａ、２６Ｂ スプリング
２７Ａ スプリング支持板
３１ 付勢スプリング
３２ 付勢スプリング軸
３３ 細幅部
４１ 保持キャップ
４２ 逃げ穴
４３ 段部
４４ 凹部
５１ 一体型中空ヒンジ軸
５２ 軸部
５３ 貫通孔
６１，６２ 化粧ケース部材

Claims (6)

1. 平行する二軸のヒンジ軸、及びカムとカムフォロワーとからなる回転角度規制手段を有する前記平行二軸連動手段を有底筒状ヒンジケースに収納したことを特徴とする平行二軸ヒンジモジュール。
2. 前記ヒンジケースは扁平型であり、底部に２個のヒンジ軸導出孔を有し、頂部は開放されていることを特徴とする請求項１記載の平行二軸ヒンジモジュール。
3. 前記ヒンジモジュールは付勢スプリング部材を内設し、該スプリング部材の弾力により取付フレームに対して付勢されていることを特徴とする請求項１または２記載の平行二軸ヒンジモジュール。
4. 前記二軸のヒンジ軸は各々分割されてヒンジモジュールの両端部に配置され、前記ヒンジケース開放部側においては二軸が一体形成された一体型中空ヒンジ軸として構成され、該中空ヒンジ軸のそれぞれの中心部に貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の平行二軸ヒンジモジュール。
5. 前記ヒンジケース開放部側に、前記付勢スプリング部材のスプリングを支持し、前記スプリング軸端部との圧接を回避するための逃げ穴を形成した保持キャップを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の平行二軸ヒンジモジュール。
6. 前記保持キャップの前記スプリング部材と反対側表面には前記一体型中空ヒンジ軸と嵌合される段部を形成し、該段部上の前記中空ヒンジ軸の貫通孔に対応する位置に凹部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の平行二軸ヒンジモジュール。

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