JP2016033393A - 円筒状部材、及びヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒンジ軸を介して回動可能に結合される二つの部材の間において、クリアランスを詰め、最小クリアランスを確実に維持する。
【解決手段】ヒンジ軸１２を介して回動可能に結合される二つの部材１・３の間に配置される部材２１であって、ヒンジ軸１２の周りに設けられ二つの部材１・３を離間する方向に付勢する皿バネ１３と、ヒンジ軸１２と、を含んでその周囲を覆う円筒状に形成されている。この円筒状部材２１は、さらに、二つの部材１・３の間に挟まれるフランジ部２２を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヒンジ軸を介して回動可能に結合される二つの部材間に設けられる円筒状部材と、その円筒状部材を備えるヒンジ装置に関する。

表示部を有する表示ブロックと、レンズ部を有するレンズブロックと、これら表示ブロック及びレンズブロックの周囲を回転可能なグリップブロックとからなる筐体構造がある（特許文献１参照）。具体的には、表示ブロックとレンズブロックを第１ヒンジで回動可能に結合して、レンズブロックとグリップブロックとを第２ヒンジで回動可能に結合している。

このようなヒンジにより回動可能な筐体構造において、回動時に筐体が擦れないようにするためには、各部品の公差と組み付けバラツキを考慮して、筐体間に一定以上のクリアランスを設ける必要がある。

特許第５１０４９３９（特開２０１２−１３３０６１）号公報

しかし、筐体間にクリアランスを設けた場合、組み付けバラツキにより筐体両側のクリアランスが同クリアランスとならない、という問題があった。

本発明の課題は、ヒンジ軸を介して回動可能に結合される二つの部材の間において、 二つの部材間の最小クリアランスを維持できるようにすることである。

以上の課題を解決するため、本発明は、
ヒンジ軸を介して回動可能に結合される二つの部材の間に配置される部材であって、
前記ヒンジ軸の周りに設けられ前記二つの部材を離間する方向に付勢する付勢部材と、前記ヒンジ軸と、を含んでその周囲を覆う円筒状に形成されている円筒状部材を特徴とする。

本発明によれば、ヒンジ軸を介して回動可能に結合される二つの部材の間において、 二つの部材間の最小クリアランスを維持することができる。

本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成を示すもので、筐体の折り畳み状態を実線で示して筐体を回動させた状態を仮想線で示した斜視図である。 筐体を回動可能に結合するヒンジユニットの拡大斜視図である。 図１のヒンジ結合部での縦断面図である。 図３の矢印Ａ部の拡大図である。 図２の円筒状部材を拡大して示す側面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。 図５の円筒状部材のバネ力によって押し上げた状態の側面図（ａ）とその要部縦断面図（ｂ）である。 図５の円筒状部材のバネ部が潰れた状態の側面図（ａ）とその要部縦断面図（ｂ）である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。

（要点）
筐体のヒンジ部において、ヒンジ軸周りのバネの目隠しと、グリスのはみ出しを防止できるように、ヒンジ部に円筒状部材を追加する。
そして、その円筒状部材に、筐体間の最小クリアランスを維持できるように、筐体間に挟まれるフランジ部を設ける。

（実施形態）
図１は本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成としてカメラ筐体の折り畳み状態を実線で示して筐体を回動させた状態を仮想線で示したもので、１はレンズブロック、２は表示ブロック、３はグリップブロック、４はレンズである。

図示のように、カメラの筐体は、レンズブロック１、表示ブロック２、グリップブロック３の三ブロックに分かれている。
そして、レンズ４を中央に備えるレンズブロック１に対して、表示部（図略）を一面に備える表示ブロック２が、第１ヒンジ軸（図略）を介して結合されて、その第１ヒンジ軸を中心に回転可能となっている。
また、レンズブロック１に対して、レンズブロック１及び表示ブロック２を囲む形状の枠体によるグリップブロック３が、第２ヒンジ軸１２（図２参照）を介して結合されて、前記第１ヒンジ軸と直交する第２ヒンジ軸１２を中心に回転可能となっている。

すなわち、実線で示すように、レンズブロック１、表示ブロック２、及びグリップブロック３の折り畳み状態であり、仮想線で示すように、レンズブロック１に対してグリップブロック３が第２ヒンジ軸１２回りに３６０度フリー回転をする。

図２はレンズブロック１に対して表示ブロック２とグリップブロック３を回動可能に結合するヒンジユニット５を拡大したもので、６はメインフレーム、７はサブフレーム、８はサブフレーム、１２は第２ヒンジ軸、２１は円筒状部材である。

図示のように、ヒンジユニット５は、メインフレーム６に対して、一対のサブフレーム７が第２ヒンジ軸１２を介して回転可能に結合されるとともに、サブフレーム８が図略の第１ヒンジ軸を介して回転可能に結合されている。
また、メインフレーム６には、レンズブロック１を構成する前ケース１ａ及び後ケース１ｂが組み付けられる。サブフレーム７には、グリップブロック３の端部が組み付けられる。サブフレーム８には、表示ブロック２が組み付けられる。

そして、メインフレーム６とサブフレーム７との間において、第２ヒンジ軸１２の周りを覆う円筒状部材２１が設けられている。
また、メインフレーム６とサブフレーム８との間にも、第１ヒンジ軸の周りを覆う円筒状部材２１が設けられている。
この円筒状部材２１は、表面が滑る材質、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）や油含浸樹脂等、摺動性のある樹脂で成形されている。

図３はレンズブロック１に対するグリップブロック３のヒンジ結合部での縦断面を示すもので、図４はその矢印Ａ部を拡大したものであり、１３は皿バネ、１４はバネ受けワッシャ、１５はカムである。

図示のように、第２ヒンジ軸１２の周囲には、皿バネ１３と、その両端部を受けるバネ受けワッシャ１４とカム１５が設けられている。そして、ヒンジユニット５のメインフレーム６とサブフレーム７が第２ヒンジ軸１２により加締め付けて固定される。
皿バネ１３は、メインフレーム６とサブフレーム７を離間する方向に付勢するもので、そのバネ力によって、レンズブロック１に対するグリップブロック３の回転時にメインフレーム６とサブフレーム７を介してトルクが発生する。

このように、ヒンジユニット５に、第２ヒンジ軸１２周りの皿バネ１３と、そのバネ受けワッシャ１４とカム１５の周囲を覆う円筒状部材２１を追加することにより、第２ヒンジ軸１２周りの皿バネ１３を目隠しできて、第２ヒンジ軸１２周りと皿バネ１３とバネ受けワッシャ１４とカム１５に塗布するグリスのはみ出しも防止できる。

ここで、レンズブロック１とグリップブロック３のクリアランスは、それぞれの部品公差及び組み付けズレを考慮しても、回転動作時に確実に擦らないクリアランスを空ける必要がある。
このため、円筒状部材２１の中間部外周に、レンズブロック１とグリップブロック３の間に挟まれて、そのレンズブロック１とグリップブロック３が当接しないように所定の空隙が保たれる厚さのフランジ部２２が形成されている。

そして、各部品の公差バラツキ、組立バラツキが発生しても、摺動性のある樹脂で成形された円筒状部材２１のフランジ部２２がスペーサーとなり、レンズブロック１とグリップブロック３の最小クリアランスを確実にキープできることで、クリアランスを最小まで詰めることができる。

なお、図２に示したように、図示しない第１ヒンジ軸周りの皿バネと、そのバネ受けワッシャとカムの周囲を覆う円筒状部材２１も追加することにより、第１ヒンジ軸周りの皿バネも目隠しできて、第１ヒンジ軸周りと皿バネとバネ受けワッシャとカムに塗布するグリスのはみ出しも防止できる。

そして、各部品の公差バラツキ、組立バラツキが発生しても、摺動性のある樹脂で成形された円筒状部材２１のフランジ部２２がスペーサーとなり、レンズブロック１と表示ブロック２の最小クリアランスも確実にキープできることで、クリアランスを最小まで詰めることができる。

また、図示例では、円筒状部材２１のフランジ部２２を、グリップブロック３の端面に形成した段差溝に収容したが、その段差溝は必須ではなく、最小クリアランスを確実にキープできる範囲でフランジ部２２が薄ければ不要となる。

ところで、図３に示したように、ヒンジ部において、上下のサブフレーム７を含む上下寸法が大きく、レンズブロック１の上下寸法が小さくなってしまった場合、レンズブロック１と円筒状部材２１にはクリアランスが生じ、組立により片側に寄ってしまうことが想定される。
このため、円筒状部材２１にバネ性を持たせることで、レンズブロック１に対し両側から同じ加重で押し付けることにより、レンズブロック１に対する両側のクリアランスを均一にすることができる。

図５（ａ）及び（ｂ）は円筒状部材２１を拡大してバネ化の概要を示すもので、図示のように、円筒状部材２１のフランジ部２２を基準に一半部側に、直径方向に対向して円周方向に長い穴開け部２３を形成する。この穴開け部２３の存在により、円筒状部材２１の一端部側には、穴開け部２３に沿った弾性を具備するバネ部２４が一対形成される。
そして、その直径方向に対向する一対のバネ部２４の端面中央に突起部２５を形成する。

図６（ａ）及び（ｂ）は円筒状部材２１のバネ部２４のバネ力によって押し上げた状態を示すもので、図示のように、円筒状部材２１のフランジ部２２がレンズブロック１の端面に密着して、円筒状部材２１の直径方向に対向する一対のバネ部２４上の突起部２５がサブフレーム７に当接して、サブフレーム７が押し上げられている。
このとき、図６（ｂ）に拡大して示すように、円筒状部材２１の端面とサブフレーム７との間にクリアランスが形成されるとともに、フランジ部２２とグリップブロック３の段差溝端面との間にもクリアランスが形成されていて、レンズブロック１とグリップブロック３との間にはクリアランスαが保たれている。

図７（ａ）及び（ｂ）は円筒状部材２１のバネ部２４が潰れた状態を示すもので、図示のように、円筒状部材２１の直径方向に対向する一対の突起部２５がサブフレーム７に押し下げられて、バネ部２４が穴開け部２３に入り込むように潰れて、円筒状部材２１の端面がサブフレーム７に密着している。
このとき、図７（ｂ）に拡大して示すように、フランジ部２２がグリップブロック３の段差溝端面に密着して、レンズブロック１とグリップブロック３との間には、図６のクリアランスαよりも小さい最小クリアランスβが確保されている。

このように、バネ部２４が完全に潰れても、レンズブロック１とグリップブロック３の最小クリアランスβをキープできる。
従って、円筒状部材２１をバネ部２４によりレンズブロック１に対し両側から同じ加重で押し付けることにより、グリップブロック３のレンズブロック１に対する両側のクリアランスを均一にすることができる。

以上、実施形態の円筒状部材２１を備えるヒンジユニット５によれば、特に、第２ヒンジ軸１２を介して回動可能に結合されるレンズブロック１とグリップブロック３の間に、第２ヒンジ軸１２の周りに設けられレンズブロック１とグリップブロック３を離間する方向に付勢する皿バネ１３と、そのバネ受けワッシャ１４とカム１５の周囲を覆う摺動性のある樹脂で成形された円筒状部材２１を配置した構成となっている。
そして、円筒状部材２１には、レンズブロック１とグリップブロック３の間に挟まれるフランジ部２２を備える構成となっている。
さらに、円筒状部材２１は、レンズブロック１とグリップブロック３を離間する方向に付勢し、かつレンズブロック１とグリップブロック３間で圧縮変形可能なバネ部２４及び突起部２５を備えている。

従って、次に列挙する効果が得られる。
１）円筒状部材２１によって、第２ヒンジ軸１２周りの皿バネ１３の目隠しと、グリスのはみ出し防止ができる。従って、見栄えが良くなる。
２）レンズブロック１とグリップブロック３との間のクリアランスを詰めても、摺動性のある樹脂で成形された円筒状部材２１のフランジ部２１によって最小クリアランスを確実に維持することができる。
３）円筒状部材２１にバネ部２４及び突起部２５によるバネ性を持たせることで、グリップブロック３のレンズブロック１に対する両側のクリアランスを均一のクリアランスにすることができる。従って、見栄えが良くなる。

（変形例）
以上の実施形態においては、カメラとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、カメラを備える携帯電話など他の電子機器であってもよい。
また、実施形態では、回動可能に結合される二つの部材を筐体としたが、筐体に限らず、回動可能に結合される二つの部材であればどのような部材であってもよい。
さらに、実施形態では、２軸ヒンジとしたが、１軸ヒンジであってもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。
付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
ヒンジ軸を介して回動可能に結合される二つの部材の間に配置される部材であって、
前記ヒンジ軸の周りに設けられ前記二つの部材を離間する方向に付勢する付勢部材と、前記ヒンジ軸と、を含んでその周囲を覆う円筒状に形成されていることを特徴とする円筒状部材。
＜請求項２＞
前記二つの部材の間に挟まれるフランジ部を備えることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材。
＜請求項３＞
摺動性を具備する樹脂材料により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の円筒状部材。
＜請求項４＞
前記二つの部材を離間する方向に付勢し、かつ前記二つの部材間で圧縮変形可能なバネ性を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の円筒状部材。
＜請求項５＞
二つの部材を回動可能に結合するヒンジ軸を備えるヒンジ装置であって、
前記ヒンジ軸の周りに設けられ前記二つの部材を離間する方向に付勢する付勢部材と、
請求項１から４のいずれか一項に記載の円筒状部材を備えることを特徴とするヒンジ装置。

１・３ 回動可能に結合される二つの部材
５ ヒンジ装置
６ メインフレーム
７ サブフレーム
８ サブフレーム
１２ ヒンジ軸
１３ 皿バネ
１４ ワッシャ
１５ カム
２１ 円筒状部材
２２ フランジ部
２３ 穴開け部
２４ バネ部
２５ 突起部

Claims (5)

1. ヒンジ軸を介して回動可能に結合される二つの部材の間に配置される部材であって、
   前記ヒンジ軸の周りに設けられ前記二つの部材を離間する方向に付勢する付勢部材と、前記ヒンジ軸と、を含んでその周囲を覆う円筒状に形成されていることを特徴とする円筒状部材。
2. 前記二つの部材の間に挟まれるフランジ部を備えることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材。
3. 摺動性を具備する樹脂材料により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の円筒状部材。
4. 前記二つの部材を離間する方向に付勢し、かつ前記二つの部材間で圧縮変形可能なバネ性を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の円筒状部材。
5. 二つの部材を回動可能に結合するヒンジ軸を備えるヒンジ装置であって、
   前記ヒンジ軸の周りに設けられ前記二つの部材を離間する方向に付勢する付勢部材と、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の円筒状部材を備えることを特徴とするヒンジ装置。

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