JP2010065847A - ヒンジ構造及び、該ヒンジ構造を用いる携帯式電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、製造コストが低く、開け易いヒンジ構造及び該ヒンジ構造を用いる携帯式電子装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るヒンジ構造を用いる携帯電子装置は、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。前記ヒンジ構造は、前記本体と前記蓋体の一方に装着される主軸と、前記主軸に別々に装着される第一位置決め機構及び弾性部と、を備える。前記ヒンジ構造は、前記主軸に装着される第二位置決め機構を更に備える。前記第一位置決め機構及び第二位置決め機構は、前記本体と蓋体の他方に装着される。前記弾性部は、前記第一位置決め機構と第二位置決め機構との間に設置され、前記第一位置決め機構及び前記第二位置決め機構を前記主軸に対して相対運動させる弾性力を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はヒンジ構造に係り、特に蓋体と本体とを折り畳んで便利に携帯することができる携帯式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式電子装置において、ディスプレイ部を備えた蓋体と操作部を備えた本体はヒンジ装置によって開閉自在に枢着される。

従来のヒンジ構造は、一般的に主軸、カム、従動部及びスプリングを含み、前記カムが電子装置の蓋体に係合し、前記従動部が電子装置の本体に係合する。前記ヒンジ構造によって、蓋体と本体との開閉を実現することができるが、ただ１つのカム又は従動部で蓋体が加えた重荷を全部負担するので、電子装置を容易に開けることができず、且つ強度の低い材料でカム又は従動部を製造すると、カム又は従動部が壊れ易い。従って高い強度を有する材料でカム又は従動部を製造しなければならなく、ヒンジ構造の製造コストを高める。

上述した問題に鑑みて、本発明は、製造コストが低く、開け易いヒンジ構造及び該ヒンジ構造を用いる携帯式電子装置を提供する。

本発明に係るヒンジ構造を用いる携帯電子装置は、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。前記ヒンジ構造は、前記本体と前記蓋体の一方に装着される主軸と、前記主軸に別々に装着される第一位置決め機構及び弾性部と、を備える。前記ヒンジ構造は、前記主軸に装着される第二位置決め機構を更に備える。前記第一位置決め機構及び第二位置決め機構は、前記本体と蓋体の他方に装着される。前記弾性部は、前記第一位置決め機構と第二位置決め機構との間に設置され、前記第一位置決め機構及び前記第二位置決め機構を前記主軸に対して相対運動させる弾性力を提供する。

本発明に係るヒンジ構造を用いる携帯電子装置は、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。前記ヒンジ構造は、前記本体と蓋体の一方に装着される主軸と、前記主軸に別々に装着される第一位置決め機構及び弾性部と、を備える。前記ヒンジ構造は、前記主軸に装着される第二位置決め機構を更に備え、且つ前記第一位置決め機構及び第二位置決め機構は、前記本体と蓋体の他方に装着される。前記弾性部は、前記第一位置決め機構と第二位置決め機構との間に設置され、且つ前記弾性部の弾力性によって、前記第一位置決め機構及び第二位置決め機構を前記主軸に対して相対運動させる。

従来の技術と比べて、本発明に係るヒンジ構造及び該ヒンジ構造を用いる携帯式電子装置は、２つの位置決め機構を利用して蓋体と本体との開閉を実現するので、蓋体を開け易い。

本発明の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。 本発明の実施形態に係るヒンジ構造の部分組立図である。 本発明の実施形態に係るヒンジ構造の組立図である。 本発明の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。

本発明の実施形態に係るヒンジ構造は、本体と蓋体を折畳むことができる携帯式電子装置（図示せず）に適用する。本発明の具体的な実施形態では、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、本発明の実施形態に係るヒンジ構造１００は、主軸１０、第一主動部２０、第二主動部３０、従動部４０、弾性部５０、スリーブ６０及びワッシャー７０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固定部１２、凸部１４及び軸部１６を含む。前記固定部１２は、前記主軸１０の一端に設けられ、且つその外周面には、携帯電話の本体に固定するための２つの削平面１２２が設置される。前記凸部１４は、前記固定部１２の一側から延伸してなり、且つその縦断面の直径は、前記固定部１２の直径より小さい。本実施形態において、前記凸部１４の端面には、凹凸形状のカム面１４２が設置される。前記カム面１４２は、対称的に設けられる２つの凸出部１４２１及び２つの凹陥部１４２２と、前記凸出部１４２１及び前記凹陥部１４２２を連接する斜面１４２３と、を含む。前記凸部１４は、対称的に設置される２つの指状突起であってもよい。前記軸部１６は、前記凸部１４の中心部位から一側へ延伸してなり、且つ前記凸部１４から離れた一端近傍に２つの回転止め面１６２が形成される。前記軸部１６の末端には、係止溝１６６が開設された係止端１６４を有する。

前記第一主動部２０は、プラスチック材料からなる略柱状体であって、本体２２及び装着部２４を備える。前記本体２２の直径は前記装着部２４の直径より大きいため、両者の連接部分に当接面２２０が形成される。前記本体２２及び前記装着部２４の内部には、前記主軸１０の軸部１６を挿入させるための貫通孔２６が穿設される。前記本体２２は、カム面２２３を有する凹凸部２２２及び該凹凸部２２２を囲んで形成される環状部２２４を含む。前記カム面２２３は、対称的に設けられる２つの凸出部２２３１及び２つの凹陥部２２３２と、前記凸出部２２３１及び前記凹陥部２２３２を連接する斜面２２３３と、を含む。前記カム面２２３は、前記主軸１０のカム面１４２と組み合わせて第一位置決め機構を構成する。前記環状部２２４は、前記当接面２２０から外部へ軸方向に一定の距離ほど延伸して、前記当接面２２０と一緒に収容空間２２６を形成する。前記環状部２２４の外周面の両側には、別々に携帯電話の蓋体に固定するための平面２２８が形成される。

前記第二主動部３０は、前記第一主動部２０と同じ構造及び材料を有する。前記第二主動部３０も、本体３２及び装着部３４を備え、前記本体３２及び前記装着部３４の内部には貫通孔３６が穿設され、且つ両者の間に当接面３２０が形成される。前記本体３２は、カム面を有する凹凸部３２２及び前記凹凸部３２２を囲んで形成される環状部３２４を含む。前記第二主動部３０のカム面は、前記第一主動部２０のカム面２２３のような構造を有する。前記環状部３２４及び前記当接面３２０によって収容空間３２６を形成する。前記環状部３２４の外周面の両側には、別々に携帯電話の蓋体に固定するための平面３２８が形成される。

前記従動部４０は、略柱状体であって、その一端にはカム面４２２を有するカム部４２が設けられ、その他端には環状延伸部４４が設けられ、前記延伸部４４の直径は、前記カム部４２の縦断面の直径より小さい。前記カム面４２２は、前記第二主動部３０のカム面３２３と組み合わせて第二位置決め機構を構成する。前記従動部４０の内部には、矩形断面を有する通路４６が穿設される。前記従動部４０は、前記通路４６によって前記主軸１０の軸部１６の回転止め面１６２に滑動可能に装着される。

本実施形態において、前記弾性部５０は、コイルスプリングであって、前記主軸１０の軸部１６の直径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。前記弾性部５０の一端は、前記第一主動部２０の当接面２２０に当接して前記第一主動部２０の収容空間２２６内に収容され、他端は、前記第二主動部３０の当接面３２０に当接して前記第二主動部３０の収容空間３２６内に収容される。

前記スリーブ６０は、前記第一主動部２０、前記第二主動部３０、前記従動部４０及び前記弾性部５０の外径より大きい内径を有する中空スリーブであるため、これらを前記スリーブ６０の内部に装着することができる。前記スリーブ６０は、開口端６２と、中心孔６４２を有する半閉口端６４と、を備える。前記スリーブ６０の開口端６２の直径は、前記主軸１０の固定部１２の直径より大きいので、前記固定部１２を前記スリーブ６０内に挿入することができる。前記中心孔６４２の直径は前記従動部４０の延伸部４４の直径よりわずかに大きいので、前記延伸部４４は前記中心孔６４２に収容されることができる。前記スリーブ６０の外周面に平行する２つの平面６６が設けられ、且つ前記スリーブ６０の内周面に前記２つの平面６６と対応する２つのガイド溝６８が形成される。前記２つの平面６６は、前記スリーブ６０を携帯電話の蓋体に固定することに用いられる。

前記ワッシャー７０は、金属材料で作られ、前記主軸１０の係止端１６４に係止される。本実施形態において、前記ワッシャー７０は、前記係止端１６４の係止溝１６６に係止されて、前記主軸１０に装着された部品を一体に係止する。

図３ないし図５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を前記第一主動部２０の貫通孔２６に挿入して、前記第一主動部２０の凹凸部２２２を前記主軸１０の凸部１４に凹凸係合させる。次に、前記弾性部５０を前記主軸１０に被せて、前記弾性部５０の一端が前記第一主動部２０の当接面２２０に当接した状態で前記収容空間２２６内に収容される。次に、前記第二主動部３０を前記主軸１０に被せて、前記弾性部５０の他端が前記第二主動部３０の収容空間３２６内に収容される。次に、前記従動部４０を前記主軸１０の回転止め面１６２に滑動可能に装着して、前記カム部４２を前記第二主動部３０の凹凸部３２２に凹凸係合させる。

上述したように、前記主軸１０及びその上に装着された部品を前記係止端１６４が設けられた一端から前記スリーブ６０の開口端６２に挿入すると、前記第一主動部２０、前記弾性部５０、前記第二主動部３０及び前記従動部４０が前記スリーブ６０内に収容され、前記第一主動部２０及び前記第二主動部３０の平面２２８、３２８が前記スリーブ６０のガイド溝６８に回転不能に装着される。この時、前記従動部４０が前記スリーブ６０の半閉口端６４に当接して、前記従動部４０の延伸部４４が前記スリーブ６０の半閉口端６４の中心孔６４２内に収容されるとともに、前記主軸１０の係止端１６４が前記半閉口端６４の中心孔６４２から露出する。

最後に、前記ワッシャー７０を前記係止溝１６６に係止させて、前記ワッシャー７０が前記主軸１０に係止されて、前記ヒンジ構造１００の組み立てを完成する。

本発明のヒンジ構造１００を携帯電話に装着する時、前記主軸１０の固定部１２を押圧すると、前記固定部１２が前記第一主動部２０を押圧して軸方向に滑動させるとともに、前記軸部１６が前記従動部４０に相対して滑動する。前記固定部１２が前記スリーブ６０内に完全に収容されると、前記ヒンジ構造１００を携帯電話の蓋体内に挿入して、前記スリーブ６０の平面６６を携帯電話の蓋体に固定するとともに、前記固定部１２を携帯電話の本体の軸孔に対向させる。手を離すと、前記固定部１２は、弾力により自動的に携帯電話の本体内に入り、且つ前記主軸１０の固定部１２の削平面１２２を介して携帯電話の本体（図示せず）に回転不能に固定される。蓋体が完全に閉まる時、前記凸部１４の凸出部１４２１と前記第一主動部２０の凹陥部２２３２とが凹凸係合し、前記第二主動部３０の凹凸部３２２の凸出部と前記従動部４０のカム面４２２の凹陥部とが凹凸係合するため、前記弾性部５０の弾性力により、携帯電話の蓋体及び本体が安定状態に保持される。

前記蓋体を開ける時、前記蓋体が外力によって回転しながら前記スリーブ６０を連動して回転させるとともに、前記第一主動部２０及び前記第二主動部３０を回転させる。前記第一主動部２０は、前記主軸１０の凸部１４に相対して回転しながら軸方向に滑動し、前記第二主動部３０は、前記従動部４０に相対して回転しながら前記主軸１０に沿って滑動し且つ前記スプリング５０を圧縮する。前記凸部１４の凸出部１４２１が前記第一主動部２０の凸出部２２３１で滑り、前記従動部４０のカム面４２２の凸出部が前記第二主動部３０の凹凸部３２２の凸出部で滑る時、前記スプリング５０が最も短く圧縮されて、蓄えた弾性力が一番大きくなり、不安定状態になる。続いて前記蓋体に力を加えて、前記凸出部を乗り越える時、前記蓋体から手を離すと、前記スプリング５０の蓄えた弾性力により、前記第一主動部２０が前記凸部１４に相対し、前記第二主動部３０が前記従動部４０に相対して迅速に滑動し、最後に、前記蓋体が本体に止められて再び安定状態になり、前記蓋体が完全に開けられる。前記蓋体を閉じる過程は、前記蓋体を開ける過程と相反する。

本発明のヒンジ構造は、第一位置決め機構の第一主動部及び第二位置決め機構の第二主動部を介して、携帯電話の蓋体及び本体を連接するので、蓋体を容易に開けることができる。本発明のヒンジ構造は、第一主動部及び第二主動部を利用して、蓋体が加えた圧力を分担するので、第一主動部及び第二主動部の強度に対する要求が低くなり、プラスチックのような強度の低い材料で第一主動部及び第二主動部を製造することもできる。本発明のヒンジ構造は、２つの主動部を設置したため、主動部のカム面の傾斜度をより低く設計することができ、従って蓋体をより穏やかに開けることができる。

本発明の具体的な実施形態に係るワッシャー７０と前記主軸１０の係止端１６４との結合方式は、膨張による接合方法（ｅｘｐａｎｄｉｎｇ）又は溶接を採用することができる。

本発明の具体的な実施形態に係る第一位置決め機構及び第二位置決め機構において、カムの係合方式に限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能であり、例えば、前記第二位置決め機構の従動部４０のカム面４２２は対称に設置される２つの突起で構成されることができ、且つ携帯電子装置の所望の開けられる角度によって前記第一位置決め機構及び前記第二位置決め機構の間のカム面の傾斜度を変えることができる。

本発明の具体的な実施形態に係る第一主動部及び第二主動部は異なる構造を有し、且つ前記第一主動部及び前記第二主動部の環状部及び装着部を省略することができる。

本発明の具体的な実施形態に係る凸部１４は、前記主軸１０と係合することさえできれば、前記従動部４０と同じ構造を有し、且つ前記主軸１０とは別の部品として成型されることができる。本発明の具体的な実施形態に係る従動部４０は、前記スリーブの内周面に一体成型されることができる。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形、又は修正が可能であり、該変形、又は修正も本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

１００ ヒンジ構造
１０ 主軸
１２ 固定部
１２２ 削平面
１４ 凸部
１４２ カム面
１４２１ 凸出部
１４２２ 凹陥部
１４２３ 斜面
１６ 軸部
１６２ 回転止め面
１６４ 係止端
１６６ 係止溝
２０ 第一主動部
２２ 本体
２２０ 当接面
２２２ 凹凸部
２２３ カム面
２２３１ 凸出部
２２３２ 凹陥部
２２３３ 斜面
２２４ 環状部
２２６ 収容空間
２２８ 平面
２４ 装着部
２６ 貫通孔
３０ 第二主動部
３２ 本体
３２０ 当接面
３２２ 凹凸部
３２４ 環状部
３２６ 収容空間
３２８ 平面
３４ 装着部
３６ 貫通孔
４０ 従動部
４２ カム部
４２２ カム面
４４ 環状延伸部
４６ 通路
５０ 弾性部
６０ スリーブ
６２ 開口端
６４ 半閉口端
６４２ 中心孔
６６ 平面
６８ ガイド溝
７０ ワッシャー

Claims (9)

1. 主軸と、前記主軸に別々に装着される第一位置決め機構及び弾性部と、を備えるヒンジ構造であって、
   前記主軸に装着される第二位置決め機構を更に備え、
   前記弾性部は、前記第一位置決め機構と前記第二位置決め機構との間に設置され、前記第一位置決め機構及び前記第二位置決め機構を前記主軸に対して相対運動させる弾性力を提供することを特徴とするヒンジ構造。
2. 前記第一位置決め機構は、前記主軸に固定される凸部と、一端に凹凸部が設置された第一主動部と、を備え、
   前記凹凸部と前記凸部とが互いに係合し、前記弾性部の一端が前記第一主動部に当接し、
   前記第二位置決め機構は、一端に凹凸部が設置された第二主動部と、一端に係合部が設置された従動部と、を備え、
   前記凹凸部と前記係合部とが互いに係合し、前記弾性部の他端が前記第二主動部に当接することを特徴とする請求項１に記載のヒンジ構造。
3. 前記第一主動部及び前記第二主動部において、それぞれ、各前記凹凸部に対向する一端に装着部が設置され、前記凹凸部と前記装着部との間に当接面が形成され、前記凹凸部の外周面に環状部が設置され、前記当接面及び前記環状部によって収容空間を形成し、前記弾性部の両端が別々に前記第一主動部及び前記第二主動部の当接面に当接し且つ前記収容空間内に収容されることを特徴とする請求項２に記載のヒンジ構造。
4. 前記ヒンジ構造は、スリーブを更に備え、前記主軸、前記第一位置決め機構、前記弾性部及び前記第二位置決め機構が別々に前記スリーブ内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。
5. 前記主軸は、前記第一位置決め機構と当接し、且つ前記スリーブ内に挿入される固定部を備えることを特徴とする請求項４に記載のヒンジ構造。
6. 前記ヒンジ構造は、ワッシャーを更に備え、前記主軸の前記固定部から離れた一端に係止端を有し、前記係止端は、前記スリーブ内から露出して前記ワッシャーを係止させることを特徴とする請求項５に記載のヒンジ構造。
7. 本体と、
   蓋体と、
   前記本体と前記蓋体の一方に装着される主軸と、前記主軸に別々に装着される第一位置決め機構及び弾性部と、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、
   を備えてなる携帯式電子装置であって、
   前記ヒンジ構造は、前記主軸に装着される第二位置決め機構を更に備え、且つ前記第一位置決め機構及び前記第二位置決め機構は、前記本体と蓋体の他方に装着され、
   前記弾性部は、前記第一位置決め機構と第二位置決め機構との間に設置され、前記第一位置決め機構及び前記第二位置決め機構を前記主軸に対して相対運動させる弾性力を提供することを特徴とする携帯式電子装置。
8. 前記第一位置決め機構は、前記主軸に固定される凸部と、一端に凹凸部が設置された第一主動部と、を備え、
   前記凹凸部と前記凸部とが互いに係合し、前記弾性部の一端が前記第一主動部に当接することを特徴とすることを特徴とする請求項７に記載の携帯式電子装置。
9. 前記第二位置決め機構は、一端に凹凸部が設置された第二主動部と、一端に係合部が設置された従動部と、を備え、
   前記凹凸部と前記係合部とが互いに係合し、前記弾性部の他端が前記第二主動部に当接することを特徴とする請求項８に記載の携帯式電子装置。

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