JP2009216247A - ヒンジ構造及び、該ヒンジ構造を用いる携帯電子装置 - Google Patents

ヒンジ構造及び、該ヒンジ構造を用いる携帯電子装置 Download PDF

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Abstract

【課題】加工も装着も簡単であるヒンジ構造及び該ヒンジ構造を用いる携帯電子装置を提供すること。
【解決手段】スリーブ２０と、スリーブ２０内に装着される主軸１０と、一端にカム面３２２が設けられ主軸１０に滑動可能に装着されてスリーブ内に収容される従動部３０と、スプリング４０とを備えるヒンジ構造１００。スリーブ２０内部にカム面３２２との係合部が一体成型され、スプリング４０により従動部カム面がスリーブ係合部に当接する。本体と、蓋体を備える携帯電子装置において、ヒンジ構造は本体と蓋体の一方に装着するスリーブ２０と、スリーブ２０内に挿入され本体と蓋体の他方に装着する主軸１０と、一端がカム面３２２で主軸１０に滑動可能に装着され且つスリーブ２０内に収容される従動部３０と、スプリング４０とを備える。スプリング４０の弾力性によって、従動部３０のカム面３２２がスリーブ２０内に一体成形された係合部に当接する。
【選択図】図１

Description

本発明はヒンジ構造に係り、特に折畳み式の携帯電子装置に用いられるヒンジ構造に関するものである。
現在、携帯電話、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ、個人用携帯情報端末）などの市販されている携帯電子装置において、大部分がヒンジ構造を介して電子装置の蓋体と本体を連接する折畳み式を採用する。
従来のヒンジ構造は、各種のカムとスプリングとを組み合わせてさまざまな構造を構成するが、いずれか１つもカムが蓋体と係合し、従動部が本体と係合するため、カム及び従動部と本体又は蓋体を回転不能に連接するために、カムと従動部とにそれぞれ回転止め構造を設ける必要がある。それで、カムと従動部との加工が非常に複雑になる。また、カムと従動部を本体又は蓋体に装着する時も、組み立てが面倒であって、且つ相対的な回転運動があるため、カムと従動部との使用性能にも悪い影響を与える。
本発明の目的は、加工も装着も簡単であるヒンジ構造及び該ヒンジ構造を用いる携帯電子装置を提供することである。
スリーブと、前記スリーブ内に装着される主軸と、一端にカム面が設けられ、前記主軸に滑動可能に装着され且つ前記スリーブ内に収容される従動部と、スプリングと、を備えるヒンジ構造において、前記スリーブの内部に前記カム面と係合する係合部が一体成型され、前記スプリングの弾力性によって、前記従動部のカム面が前記スリーブの係合部に当接する。
本体と、蓋体と、前記蓋体を前記本体に可動的に固定することに用いられるヒンジ構造と、を備える携帯電子装置において、前記ヒンジ構造は、前記本体と前記蓋体の一方に装着するスリーブと、前記スリーブ内に挿入され且つ前記本体と前記蓋体の他方に装着する主軸と、一端にカム面が設けられ、前記主軸に滑動可能に装着され且つ前記スリーブ内に収容される従動部と、スプリングと、を備える。且つ、前記スリーブの内部に前記カム面と係合する係合部が一体成型され、前記スプリングの弾力性によって、前記従動部のカム面が前記スリーブの係合部に当接する。
従来の技術と比べて、本発明に係るヒンジ構造の係合部がスリーブと一体成型されるため、前記係合部と前記スリーブとを別々に成型して装着する過程を省略することができる。また、係合部がスリーブと一体成型されるため、１つの部品を節約することができる。
本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造の立体分解図である。 本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造を別の方向からみた立体分解図である。 本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造のスリーブの立体図である。 図３に示すスリーブのＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２に示すヒンジ構造の回転止め部のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造の組立図である。 本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造を別の方向からみた組立図である。 本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造の装着後の状態を示す断面図である。 本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造の装着後の状態を別の方向からみた断面図である。 本発明の第二実施形態に係るヒンジ構造の立体分解図である。 本発明の第二実施形態に係るヒンジ構造のスリーブの立体図である。
本発明のヒンジ構造は、本体と蓋体とを備える折り折畳み式の携帯電子装置（図示せず）に適用する。本発明の第一及び第二実施形態では、ヒンジ構造を携帯電話に応用することに対して説明する。
図１と図２を参照すると、本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造１００は、主軸１０、スリーブ２０、従動部３０、スプリング４０、ワッシャー５０及び回転止め部６０を備える。
前記主軸１０は、長軸であって、その軸方向に沿って順次に一体成型されるフランジ部１２、軸部１４、連接部１６及び係止端部１８を含む。図１と図２に示したように、前記フランジ部１２、前記軸部１４、前記連接部１６及び前記係止端部１８の側面Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８は、平滑に連接して平面Ｓを形成し、それと対向する側面も平滑な平面である。前記主軸１０の一端に設けられる前記フランジ部１２は、矩形断面を有する。細長な長方体である前記軸部１４の横断面のＸ方向のサイズは、前記フランジ部１２の横断面のＸ方向のサイズより小さい。前記連接部１６の横断面のＸ方向のサイズは、さらに前記軸部１４の横断面のＸ方向のサイズより小さい。前記連接部１６の自由端が前記係止端部１８に連接し、且つ前記係止端部１８の横断面のＸ方向のサイズが前記連接部１６の横断面のＸ方向のサイズより大きい。
図３と図４を参照すると、前記スリーブ２０は、開口端２２及び中心孔２４２を有する半閉口端２４を備える。前記半閉口端２４の内周壁には、前記開口端２２に向かって軸方向に対称的に延伸する２つの突起２６が設置される。前記突起２６は、前記スリーブ２０と一体成型される。前記突起２６の断面は、略指状である。携帯電話の蓋体に固定するために、前記スリーブ２０の外周壁にお互いに平行な２つの平面２８が設置される。
前記従動部３０は、柱状体であって、本体３２及び装着部３４を備える。前記本体３２の直径が前記装着部３４の直径より大きいため、両者の間に当接面３２０が形成される。前記本体３２及び前記装着部３４の内部には、矩形断面を有し且つ前記主軸１０の軸部１４を挿入させるための貫通孔３６が穿設される。前記本体３２の前記装着部３４から離れた一端にカム面３２２が設けられる。前記カム面３２２は、２つの凹陥部３２２２と、２つの凸出部３２２４と、前記凹陥部３２２２と前記凸出部３２２４の間に位置する緩斜面３２２６及び急斜面３２２８と、を含む。
前記スプリング４０は、コイルスプリングであって、その一端が前記従動部３０の当接面３２０に当接する。前記スプリング４０は、前記主軸１０の連接部１６及び軸部１４のＸ方向の断面のサイズより大きい内径を有するため、前記主軸１０に装着することができる。
前記ワッシャー５０は、弾性材料で作られ、その直径が前記スリーブ２０の開口端２２の内径よりわずかに小さいため、前記スリーブ２０に収容されることができる。前記ワッシャー５０の中部に矩形開口５２が開けられる。前記矩形開口５２の幅と前記係止端部１８の幅がおおむね等しいから、前記ワッシャー５０を前記係止端部１８に装着してから、前記ワッシャー５０を一定角度回転させることによって、前記係止端部１８が前記ワッシャー５０の矩形開口５２から脱落することを防止する。
図５を参照すると、前記回転止め部６０は、略柱状体であって、固定部６２及びそれと連接する延伸部６４を備える。前記固定部６２の一端に前記固定部６２の一部分を貫通する回転止め溝６２２が開設される。前記固定部６２及び前記延伸部６４の中部に前記回転止め溝６２２と連通する貫通穴６４２が開設される。前記固定部６２の外周壁に携帯電話の本体に固定するための削平面６２４が２つ設置される。
図６ないし図９を参照すると、前記ヒンジ構造１００を組み立てる時、まず、前記主軸１０を前記回転止め部６０に挿入すると、前記フランジ部１２が前記回転止め部６０の回転止め溝６２２に収容され、前記軸部１４の一部分が貫通穴６４２に収容され、余剰の部分が前記貫通穴６４２から露出する。次に、前記回転止め部６０と一緒に前記主軸１０を前記係止端部１８が設けられた一端から前記スリーブ２０の半閉口端２４の中心孔２４２に挿入すると、前記回転止め部６０の延伸部６４が前記スリーブ２０の半閉口端２４の中心孔２４２に収容されるとともに、前記主軸１０の係止端部１８が前記スリーブ２０の開口端２２から露出する。
その後、前記従動部３０を前記主軸１０に被せてから前記スリーブ２０の中に押し込むと、前記カム面３２２が前記スリーブ２０の突起２６とが互いに嵌合する。次に、前記スプリング４０を前記主軸１０に被せて、前記スプリング４０の一端が前記当接面３２０に当接する。続いて前記スプリング４０が前記スリーブ２０に完全に収容されるように押圧して弾性力を蓄える。最後に、前記主軸１０の係止端部１８を前記ワッシャー５０の矩形開口５２に挿入して、前記係止端部１８が前記ワッシャー５０から通り抜けた後、前記ワッシャー５０を９０度回転させて前記主軸１０に係止させることで前記ヒンジ構造１００の組み立てを完成する。
図４を一緒に参照すると、本発明のヒンジ構造を採用する時、前記スリーブ２０の平面２８を携帯電話の蓋体に固定し、前記回転止め部６０の固定部６２の削平面６２４を携帯電話の本体（図示せず）に固定する。蓋体が完全に閉まる時、前記スリーブ２０の突起２６と前記従動部３０の凹陥部３２２２とがお互い嵌合し、且つ前記スプリング４０の弾性力によって安定状態に保持される。
前記蓋体を開ける時、蓋体が外部の力によって回転するとともに前記スリーブ２０の突起２６を回転させ、前記主軸１０の従動部３０が前記突起２６の回転によって前記主軸１０に沿って滑動して前記スプリング４０を圧縮する。前記突起２６が前記緩斜面３２２６から前記凸出部３２２４に滑る時、前記スプリング４０が最短となるように圧縮され、弾性力も一番大きくなり、不安定な状態になる。蓋体に力を加え続けると、前記突起２６が前記凸出部３２２４を乗り越える。この時蓋体から手を離すと、前記突起２６が前記スプリング４０の蓄えた弾性力により、前記従動部３０の急斜面３２２８に沿って迅速に滑動し、最後に、蓋体が携帯電話の本体に止められる。それで、両者が再び安定した状態に戻り、蓋体が完全に開けられる。前記蓋体を閉じる時、前記突起２６の行程は、前記蓋体を開ける時と相反する。
本発明のヒンジ構造において、前記突起が前記スリーブと一体成型される故、前記突起と前記スリーブを別々に成型して装着する過程を省略することができる。また、前記突起が前記スリーブと一体成型されることで、１つの部品を節約してコストを減らすことができる。
また、本発明のヒンジ構造において、前記スリーブの半閉口端が前記回転止め部に覆われ、前記スリーブの他端に前記ワッシャーが設けられたから、前記従動部と前記スリーブの突起の間に潤滑油が塗布された場合、潤滑油の漏れを防ぐことができる。また、携帯電話の蓋体と本体の連接箇所がちょうど前記回転止め部と前記スリーブの半閉口端が連接する箇所であり、且つ前記スリーブの半閉口端が前記回転止め部によって覆われたから、前記スリーブ内部からの騒音をさらに減少し、且つ外部の塵などの侵入による内部部品の損害も防止することができる。
図１０を参照すると、本発明の第二実施形態に係るヒンジ構造２００は、主軸７０、スリーブ８０、従動部９０、スプリング９４及びＣ型リング９６を備える。
前記主軸７０は、長軸であって、その軸方向に沿って順次に一体成型されるフランジ部７２、挿入部７４、変形部７６及び係止端部７８を含む。前記フランジ部７２は、前記主軸７０の一端に設けられ、携帯電話の本体に固定するために、前記フランジ部７２の外周壁に２つの削平面７２２が設置される。前記挿入部７４の直径が前記フランジ部７２の直径より小さいため、両者の間に当接面７２４が形成される。前記変形部７６は、その断面が略楕円形である非円柱体である。前記係止端部７８は、前記変形部７６の一端に設けられ、その自由端にリング溝７８２が設けられる。
図１１を一緒に参照すると、前記スリーブ８０は、開口端８２及び中心孔８４２を有する半閉口端８４を備える。前記半閉口端８４の内周壁には、前記開口端８２に向かって軸方向に延伸するカム部８６が設置される。前記カム部８６は、前記スリーブ８０と一体成型され、対称に設けられる２つの凸部８６２及び２つの凹部８６４を有する。携帯電話の蓋体に固定するために、前記スリーブ８０の外周壁に縦方向に平行な２つの平面８８が設置される。
前記従動部９０においては、一方の端面９２１が平面であって、他方の端面９２２がカム面に形成される柱状体である。前記カム面９２２は、２つの凹陥部９２２２と２つの凸出部９２２４を有し、前記スリーブ８０のカム部８６と嵌合することができる。前記従動部９０の中部にそれを貫通する回転止め溝９２４が穿設される。前記回転止め溝９２４の断面が矩形であって、前記主軸７０の変形部７６と係合することができる。
前記スプリング９４は、コイルスプリングであって、その一端が前記従動部９０の端面９２１に当接する。前記スプリング９４の直径が前記主軸７０の変形部７６及び係止端部７８の直径より大きいため、前記主軸７０に装着することができる。
前記リング９６は、弾性材料で作られ、略Ｃ型に形成される。前記リング９６の直径が前記スリーブ８０の開口端８２の内径よりわずかに小さいため、前記スリーブ８０に収容されることができる。前記リング９６の中部に開口９６２が開けられる。前記開口９６２を通して前記リング９６を前記係止端部７８のリング溝７８２に係止することができる。
前記ヒンジ構造２００を組み立てる時、まず、前記主軸７０を前記係止端部７８が設けられた一端から前記スリーブ８０の半閉口端８４の中心孔８４２に挿入すると、前記挿入部７４が前記スリーブ８０に収容されるとともに、前記主軸７０の係止端部７８が前記スリーブ８０の開口端８２から露出する。次に、前記従動部９０を前記主軸７０に被せてから前記スリーブ８０内に押し込んで、前記従動部９０のカム面９２２が前記スリーブ８０のカム部８６と互いに係合し、且つ前記従動部９０が前記主軸７０に沿って滑動することができる。それから、前記スプリング９４を前記主軸７０に被せて、前記スプリング９４の一端が前記端面９２１と当接する。続いて前記スプリング９４が前記スリーブ８０に完全に収容されるように押圧して弾性力を蓄える。最後に、前記リング９６を前記主軸７０の係止端部７８に載せて前記主軸７０のリング溝７８２に係止させることで前記ヒンジ構造２００の組み立てを完成する。
本発明の第二実施形態に係るヒンジ構造２００を携帯電話に装着する過程は、本発明の第一実施形態に係るヒンジ１００構造を携帯電話に装着する場合と似ているから、ここでは省略する。
本発明の第二実施形態に係るヒンジ構造において、カム部とスリーブとが一体成型される故、前記カム部と前記スリーブを別々に成型して装着する過程を省略することができる。また、前記カム部が前記スリーブと一体成型されることで、１つの部品を節約してコストを減らすことができる。
また、本発明の第二実施形態に係るヒンジ構造おいて、前記主軸の挿入部が前記スリーブの半閉口端に挿入されるとともに前記フランジ部が前記スリーブの半閉口端を覆う。携帯電話の蓋体と本体との連接箇所がちょうど前記回転止め部と前記スリーブの半閉口端が連接する箇所であり、且つ前記スリーブの半閉口端が前記回転止め部によって覆われたから、前記スリーブ内部からの騒音をさらに減少し、且つ外部の塵などの侵入による内部部品の損害も防止することができる。
本発明の第一実施形態に係るヒンジ構造におけるワッシャー５０と主軸１０の係止端部１８との結合方式は、膨張による接合方法（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ）又は溶接を採用してもよい。
本発明の第二実施形態に係るヒンジ構造において、前記リングの直径が前記スリーブの半閉口端の直径より大きいため、前記主軸を前記スリーブの閉口端から挿入して前記ヒンジ構造を装着することもできる。
前記従動部と当接する係合部は、本発明の第一実施形態におけるスリーブの突起と第二実施形態におけるカム部に限定されるものではなく、前記従動部と前記スリーブとを安定状態及び不安定状態で自由に転換させることで、蓋体と本体の開合を実現することができる。
１００ ヒンジ
１０ 主軸
１２ フランジ部
１４ 軸部
１６ 連接部
１８ 係止端部
２０ スリーブ
２２ 開口端
２４ 半閉口端
２４２ 中心孔
２６ 突起
２８ 平面
３０ 従動部
３２ 本体
３２０ 当接面
３２２ カム面
３２２２ 凹陥部
３２２４ 凸出部
３２２６ 緩斜面
３２２８ 急斜面
３４ 装着部
３６ 貫通孔
４０ スプリング
５０ ワッシャー
５２ 矩形開口
６０ 回転止め部
６２ 固定部
６２２ 回転止め溝
６２４ 削平面
６４ 延伸部
６４２ 貫通穴
２００ ヒンジ
７０ 主軸
７２ フランジ部
７２２ 削平面
７２４ 当接面
７４ 挿入部
７６ 変形部
７８ 係止端部
７８２ リング溝
８０ スリーブ
８２ 開口端
８４ 半閉口端
８４２ 中心孔
８６ カム部
８６２ 凸部
８６４ 凹部
９０ 従動部
９２１ 端面
９２２ カム面
９２２２ 凹陥部
９２２４ 凸出部
９２４ 回転止め溝
９４ スプリング
９６ Ｃ型リング
９６２ 開口

Claims (12)

  1. スリーブと、
    前記スリーブ内に装着される主軸と、
    一端にカム面が設けられ、前記主軸に滑動可能に装着され且つ前記スリーブ内に収容される従動部と、
    スプリングと、
    を備え、前記スリーブの内部に前記カム面と係合する係合部が一体成型され、前記スプリングの弾力性によって、前記従動部のカム面が前記スリーブの係合部に当接することを特徴とするヒンジ構造。
  2. 前記スリーブは、開口端及び半閉口端を備え、前記係合部は、前記半閉口端の内周面から前記開口端へ向かって延伸し、且つお互いに平行な２つの突起からなり、前記突起毎が略指状であることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ構造。
  3. 前記主軸の一端に設置されて且つ前記主軸に相対的に固定されるともに前記スリーブの一端を覆う回転止め部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ構造。
  4. 前記主軸の他端に設けられて且つ前記スリーブ内部の部品を前記主軸に係止するワッシャーを更に備えることを特徴とする請求項３に記載のヒンジ構造。
  5. 前記従動部は、本体及び前記本体と連接する装着部を備え、前記カム面が前記本体に設けられ、前記装着部及び前記本体の内部に貫通孔が設けられ、前記主軸が前記貫通孔に回転不能に収容されることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ構造。
  6. 前記主軸は、一体に連接されるフランジ部、軸部及び係止端部を備え、前記フランジ部の横断面の軸方向のサイズは、前記軸部の横断面の軸方向のサイズより大きく、前記係止端部の横断面の軸方向のサイズは、前記軸部の横断面の軸方向のサイズより大きいことを特徴とする請求項１に記載のヒンジ構造。
  7. 固定部及び延伸部を備える回転止め部を更に備え、前記固定部に前記主軸のフランジ部を係止するための回転止め溝が設けられ、前記延伸部及び前記固定部に貫通穴が開設され、前記主軸の軸部が前記貫通穴に回転不能に挿通されることを特徴とする請求項６に記載のヒンジ構造。
  8. 前記ヒンジ構造の係合部が、前記従動部のカム面と係合するカム部であることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ構造。
  9. 本体と、
    蓋体と、
    前記本体と前記蓋体の一方に装着するスリーブと、前記スリーブ内に挿入され且つ前記本体と前記蓋体の他方に装着する主軸と、一端にカム面が設けられ、前記主軸に滑動可能に装着され且つ前記スリーブ内に収容される従動部と、スプリングと、を備え、且つ前記蓋体を前記本体に可動的に固定することに用いられるヒンジ構造と、
    を備え、前記スリーブの内部に前記カム面と係合する係合部が一体成型され、前記スプリングの弾力性によって、前記従動部のカム面が前記スリーブの係合部に当接することを特徴とする携帯電子装置。
  10. 前記スリーブは、開口端及び半閉口端を備え、前記係合部は、前記半閉口端の内周面から前記開口端へ向かって延伸し、且つお互いに平行な２つの突起からなり、前記突起毎が略指状であることを特徴とする請求項９に記載の携帯電子装置。
  11. 前記主軸の一端が前記スリーブの半閉口端を覆い、前記ヒンジ構造は、前記主軸の他端に設けられて前記スリーブ内部の部品を前記主軸に係止するワッシャーを更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の携帯電子装置。
  12. 前記主軸は、一体に連接されるフランジ部、挿入部、変形部及び係止端部を備え、前記フランジ部は、前記主軸の一端に設けられて携帯電話の本体に固定され、前記挿入部は、前記フランジ部の直径より小さい直径を有し、前記変形部は、非円柱体であって、前記スリーブは、携帯電話の蓋体に固定されることを特徴とする請求項９に記載の携帯電子装置。
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