JP3120899U - Hinge cam and hinge device - Google Patents
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Abstract
【課題】 小型でありながら、強度と耐摩耗性にすぐれ、さらに滑性にもすぐれて、長期間にわたり円滑に使用できるヒンジ用カムを提供する。
【解決手段】 上記課題は、一方に対し他方が回転する2つのカム片よりなり、両カム片の互いに対向するカム面のビッカース硬さがHV1200〜HV1500、表面粗さが0.03〜0.1μm、そして、摩擦係数が0.04〜0.1の範囲にあるヒンジ用カムによって達成される。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hinge cam which is small and has excellent strength and wear resistance, and also has excellent lubricity and can be used smoothly over a long period of time.
The above-mentioned problem consists of two cam pieces rotating with respect to one, the Vickers hardness of the cam surfaces facing each other is HV1200 to HV1500, and the surface roughness is 0.03 to 0. 0. This is achieved by a hinge cam with a friction coefficient of 1 μm and a range of 0.04 to 0.1.
[Selection] Figure 3
Description
本考案は、例えば、折畳式携帯電話機や電子辞書、ゲーム機などの折畳機器のヒンジ部に使用されるヒンジ用カムおよびヒンジ装置に関するものである。 The present invention relates to a hinge cam and a hinge device used for a hinge portion of a folding device such as a folding cellular phone, an electronic dictionary, and a game machine.
従来、折畳機器のヒンジには、例えば、次のようなものが存在している。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, there are the following hinges for folding devices.
特許第3471743号公報に開示されているヒンジは、順次連装の第2ディスクと、第1ディスクの一部材である摺動カム片と筒状本体との間に介装したコイルスプリングを同一軸線上に列装配設し、これらの構成部材には軸杆を挿通して抜け止め状態で一体に固装してしまうことで、コイルスプリングの弾力によって摺動カム片を第2ディスクに弾接させ、摺動カム片と第1ディスクの筒状本体におけるスライド用切込み溝の奥端縁との間に離間貫通空所を形成する。かくして前記折り畳み式機器の開閉保持用ヒンジ装置における第2部材(カバー)の開閉動に際し、筒状本体の側端縁から軸線方向へ欠設された上記スライド用切込み溝には、第1ディスクの摺動カム片が露呈状態で軸線方向へ、上記の離間貫通空所内にて移動可能となるように一体化するのである。このようにすることで、当該係嵌組成体を簡易な操作で第1、第2ヒンジ筒に嵌合しさえすれば、それだけで第1、第2ヒンジ筒に対して係嵌状態を確保することができ、かくして第1、第2部材の開閉自在なる枢着状態が確保され、折り畳み式機器の開閉保持用ヒンジにつき、その組立てのための作業を飛躍的に迅速かつ容易に実施し得るようにし、かつ第2ディスクに抜け止め弾性爪を設けておくことで、係嵌組成体の抜け止め状態を確保している。 The hinge disclosed in Japanese Patent No. 3471743 is composed of a second disk that is sequentially mounted, and a coil spring that is interposed between a sliding cam piece, which is a member of the first disk, and a cylindrical main body on the same axis. Are arranged in a row, and by inserting a shaft rod into these constituent members and fixing them together in a state of retaining, the sliding cam piece is brought into elastic contact with the second disk by the elasticity of the coil spring, A spacing through space is formed between the sliding cam piece and the inner edge of the sliding cut groove in the cylindrical main body of the first disk. Thus, when the second member (cover) in the hinge device for opening and closing of the foldable device is opened and closed, the slide notch groove not provided in the axial direction from the side edge of the cylindrical main body is provided in the slide cut groove. The sliding cam piece is integrated so as to be movable in the above-described separated through space in the axial direction in the exposed state. By doing in this way, as long as the engagement composition is fitted to the first and second hinge cylinders with a simple operation, the engagement state is secured to the first and second hinge cylinders. As a result, the first and second members can be pivotably attached to each other, and the assembly operation of the hinge for holding the open / close of the folding device can be performed remarkably quickly and easily. In addition, by providing the second disk with a retaining elastic claw, the retaining state of the engaging composition is ensured.
特開2005−140152号公報に開示されているヒンジでは、カム凸部品とカム凹部品を金属若しくはセラミックの粉状材料を用い、粉末射出成形法で成形することで、極めて精密な寸法を得、高度の耐摩耗性を得ている。 In the hinge disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-140152, a cam convex part and a cam concave part are formed by a powder injection molding method using a metal or ceramic powdery material, thereby obtaining extremely precise dimensions. High wear resistance is obtained.
特開2002−276642号公報や特開2004−332919号公報に開示されているヒンジでは、ヒンジ用カムを硬い(マトリックス硬さHV500以上)鉄系焼結合金とし、そのカム表面状態を所定の面粗さ(表面粗さを測定して得られる測定長さ0.8mmの面粗さプロフィールを用い、プロフィールの山頂を2点以上通る直線と並行な深さ1μmの直線で、プロフィールの山を横切る距離の和が40〜80%になっている)とし、さらに、含油性があるものとしたことにより、使用する初期段階からスムーズな作動を示すようにしている。 In the hinge disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-276642 and 2004-332919, the hinge cam is made of a hard (matrix hardness of HV500 or more) iron-based sintered alloy, and the cam surface state is a predetermined surface. Roughness (A surface roughness profile with a measurement length of 0.8 mm obtained by measuring the surface roughness is used. A straight line with a depth of 1 μm parallel to a straight line passing through two or more points on the top of the profile is crossed across the peak of the profile. The sum of the distances is 40 to 80%), and further, it is oil-impregnated, so that smooth operation is exhibited from the initial stage of use.
このようなヒンジ用カムを得るために、鉄系焼結合金は、Cu及びCを含むもの、或いはCr、Mo、V、W、Ni等の強化元素を含む炭素鋼組成等を採用し、これら原料粉末を圧粉成形及び焼結し、焼き入れ及び焼き戻しし、潤滑油を含浸させ、カム表面にパレル研磨を施している。 In order to obtain such a hinge cam, the iron-based sintered alloy adopts a composition containing Cu and C or a carbon steel composition containing a strengthening element such as Cr, Mo, V, W, Ni, etc. The raw material powder is compacted and sintered, quenched and tempered, impregnated with lubricating oil, and subjected to parel polishing on the cam surface.
折畳式携帯電話や他の折畳式携帯機器は年々小型化が求められ、それに伴い開閉部であるヒンジも小型化が求められている。 A foldable mobile phone and other foldable mobile devices are required to be downsized year by year, and accordingly, a hinge as an opening / closing portion is also required to be downsized.
特許第3471743号公報に記載のヒンジ装置も、小型化のために、第1ディスクの摺動カム片12Bは、筒状本体12Aと、その側端縁12cから軸線方向へ欠設されたスライド用切込み溝12dに露呈状態となるように内嵌して、軸線方向へスライド自在に嵌装されているので、筒状本体12Aの径が小さくなっても、摺動カム片12Bはスライド用切込み溝12dへの露呈部分だけ径をかせぐことができるので、回転モーメントを効率良く受けるようになっている。しかしながら、更なる小型化を実現するためには摺動カム片12Bおよび第2ディスク13の物性値(硬さ、耐摩耗性等)の改善が求められていた。
In the hinge device described in Japanese Patent No. 3471743, the sliding cam piece 12B of the first disk is also provided for sliding that is not provided in the axial direction from the cylindrical main body 12A and the side edge 12c for the purpose of miniaturization. Since it is fitted in the notch groove 12d so as to be exposed and is slidably fitted in the axial direction, the sliding cam piece 12B can be inserted into the slide notch groove even if the diameter of the cylindrical body 12A is reduced. Since the diameter can be increased only in the exposed part to 12d, the rotational moment is efficiently received. However, in order to realize further downsizing, improvement of physical property values (hardness, wear resistance, etc.) of the sliding cam piece 12B and the
特開2005−140152号公報に記載のごとくセラミックの粉状材料の焼結体をカムに使用すると硬くすることができ、耐摩耗を改善できるが、セラミックの焼結体は脆く、開閉動作を何度か繰り返すとカム凹凸部が欠けてしまい、トルクの低下を招く恐れがある。 As described in JP-A-2005-140152, if a sintered body of a powdered ceramic material is used for a cam, it can be hardened and wear resistance can be improved. If it is repeated several times, the cam irregularities may be lost, leading to a reduction in torque.
特開2002−276642号公報や特開2004−332919号公報に記載のカムも、カム面の表面粗さを改善することで、ヒンジ装置開閉時の操作性を改善しているが、同じく限界があり、例えばカムの径を直径3mmにした場合、従来のクリック感とフリーストップトルクを得るために必要なバネ力40N/mm2程度の力を当該ヒンジ装置に数万回加えると、これらの文献に記載の鉄系焼結合金製カムでは、当接面が摩耗してしまい、同じくトルクの低下を招く恐れがあった。 The cams described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-276642 and 2004-332919 also improve the operability when opening and closing the hinge device by improving the surface roughness of the cam surface. Yes, for example, when the cam diameter is 3 mm, when a force of about 40 N / mm 2 spring force necessary to obtain the conventional click feeling and free stop torque is applied to the hinge device several tens of thousands of times, these documents In the iron-based sintered alloy cam described in 1), the abutting surface is worn, and there is a possibility that the torque is similarly reduced.
本考案の目的は、このような問題点を解決して、小型でありながら、強度と耐摩
耗性にすぐれ、さらに滑性にもすぐれて、長期間にわたり円滑に使用できるヒンジ用カムを提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above problems and provide a hinge cam that is small, yet has excellent strength and wear resistance, and also has excellent lubricity and can be used smoothly over a long period of time. There is.
本考案は、このような課題を解決したヒンジ用カムを提供するものであり、このヒンジ用カムは、ビッカース硬さがHV1200〜HV1500以上、表面粗さが0.03〜0.1μm、そして、摩擦係数が0.04〜0.1の範囲にあることを特徴としている。 The present invention provides a hinge cam that solves such problems. The hinge cam has a Vickers hardness of HV1200 to HV1500 or more, a surface roughness of 0.03 to 0.1 μm, and The friction coefficient is in the range of 0.04 to 0.1.
バネ力40N/mm2程度の力を数万回続けて加えても摩耗したり、欠けたりしないよう、ビッカース硬さがHV1200〜HV1500、表面粗さが0.03〜0.1μm、そして、摩擦係数が0.04〜0.1の範囲とした。 Vickers hardness is HV1200 to HV1500, surface roughness is 0.03 to 0.1 μm, and friction is applied so that the spring force of 40 N / mm 2 is not worn or chipped even if it is continuously applied several tens of thousands of times. The coefficient was in the range of 0.04 to 0.1.
例えば、直径3mm〜4mmの携帯電話等のヒンジ用カムに本考案によるヒンジ用カムを採用することにより、バネ力40N/mm2程度の力を数千回加えても、当接面が削られることがなく、また、当接面が摩耗してしまうということがなくなり、トルクの低下を防止できる。 For example, by adopting a hinge cam according to the present invention as a hinge cam of a mobile phone or the like having a diameter of 3 mm to 4 mm, the contact surface is cut even when a force of about 40 N / mm 2 is applied. In addition, the contact surface is not worn out, and a reduction in torque can be prevented.
本考案のカムは、軸部を中心に一方が他方に対し回転する2つの円柱状カム片の互に対向するカム面に凹凸が形成されていて、この凹凸が噛合することによってカム作用を発揮するものである。凹部と凸部は、通常は放射方向に形成される。数は1〜2個程度である。この2つのカム片は、直径が3〜4mm。幅(軸方向の長さ)は用途等によって定まり特に限定されないが、通常1.5〜2.5mm程度である。 The cam of the present invention has a cam surface that is formed on the opposite cam surfaces of two cylindrical cam pieces, one of which rotates with respect to the other about the shaft portion. To do. The concave and convex portions are usually formed in the radial direction. The number is about 1-2. The two cam pieces have a diameter of 3 to 4 mm. The width (length in the axial direction) is determined by the application and is not particularly limited, but is usually about 1.5 to 2.5 mm.
この本考案のカムは、カム面のビッカース硬さがHV1200〜HV1500である。 In the cam of the present invention, the Vickers hardness of the cam surface is HV1200 to HV1500.
カム面の表面粗さは、0.03〜0.1μmである。また、摩擦係数は、0.04〜0.1である。 The surface roughness of the cam surface is 0.03 to 0.1 μm. The friction coefficient is 0.04 to 0.1.
カム片の材質としては、セラミックが好ましく、そのなかでもジルコニア系のものが好ましい。ジルコニア系セラミックは、ジルコニアの含有量が酸化物の重量で60重量%以上、好ましくは80重量%以上、より好ましくは、90重量%以上、特に好ましくは95重量%以上である。ジルコニア以外の成分としては、酸化イットリウム、アルミナ等を例として挙げることができる。 As the material of the cam piece, ceramic is preferable, and among them, zirconia is preferable. In the zirconia-based ceramic, the content of zirconia is 60% by weight or more, preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and particularly preferably 95% by weight or more by weight of the oxide. Examples of components other than zirconia include yttrium oxide and alumina.
本考案のカムは、セラミック原料粉末、例えばジルコニア系セラミックの場合には、必要により他の成分を添加したジルコニア粉末を粉末プレス、CIMなどにより成形し、脱脂後焼結することによって取得することができる。焼結体は、表面粗さを0.1μm以下にするためにパレル研磨を行なった。 The cam of the present invention can be obtained by forming a ceramic raw material powder, for example, zirconia-based ceramic, if necessary, zirconia powder with other components added by powder pressing, CIM, etc., and degreasing and sintering. it can. The sintered body was subjected to parel polishing in order to make the surface roughness 0.1 μm or less.
そして、さらに、摩擦係数を0.1以下にするために、カム面に潤滑剤を塗布している。 Further, in order to make the friction coefficient 0.1 or less, a lubricant is applied to the cam surface.
本考案のカムは、各種のヒンジ装置に用いることができるが、例えば、ケースとコイルスプリングと摺動カム片と回転カム片とこれらを挿通する軸部材とを含み、
ケースと摩擦板とコイルスプリングと摺動カム片と回転カム片とこれらを挿通する軸部材とを含み、
前記ケースは、有底筒状をしていて、前記軸部材に対し回転可能に前記軸部材に挿入されており、
前記摩擦板は、前記軸部材の回転に対し連動するように前記軸部材に固定されていて、前記軸部材の回転に伴い前記ケース内部底面との間で摩擦が発生するように前記ケース内部底面に接する位置に設けられており、
前記コイルスプリングは、前記ケース内に嵌め込まれており、
前記摺動カム片は、前記軸部材に対し回転可能に前記軸部材に挿入されており、前記コイルスプリングに付勢されることによって前記ケース内を軸線方向に摺動可能となっており、
前記回転カム片は、前記軸部材の回転に対し連動するように前記軸部材に固定されているとともに、前記摺動カム片および前記ケースに対しては回転可能であり、
前記摺動カム片および前記回転カム片の相互間に前記回転カム片の回転に伴い係脱するカム部が形成されており、
前記摺動カム片と回転カム片の互いに対向するカム面のビッカース硬さがHV1200〜HV1500、表面粗さが0.03〜0.1μm、そして、摩擦係数が0.04〜0.1の範囲にあることを特徴とするヒンジ装置に用いることができる。
このヒンジ装置は、ケースとコイルスプリングと摺動カム片と回転カム片とを含むヒンジ装置において、次の構成を備えたことを特徴とする。
(a) ケースは、位置決め用凹部又は凸部を内壁に有している。
(b) コイルスプリングは、ケース内に嵌め込まれている。
(c) 摺動カム片は、ケースの内壁に嵌まり込むことができるような周面形状を有するとともに、コイルスプリングに付勢されることによってケース内を軸線方向に摺動可能となっている。
(d) 摺動カム片の周面には、ケースの内壁に形成された位置決め用凹部又は凸部に嵌ることで、ケースに対し回転抑制するための凸部又は凹部を有している。
(e) 回転カム片は、摺動カム片およびケースに対しては回転可能である。
(f) 摺動カム片および回転カム片の相互間に回転カム片の回転に伴い係脱するカム部が形成されている。
(g) 摺動カム片に形成されたカム部は、摺動カム片の外周面よりも外形方向へ突き出して形成されている。
(h) 回転カム片に形成されたカム部は、摺動カム片に形成されたカム部と対応する径方向長さを有している。
The cam of the present invention can be used for various types of hinge devices, and includes, for example, a case, a coil spring, a sliding cam piece, a rotating cam piece, and a shaft member through which these are inserted.
Including a case, a friction plate, a coil spring, a sliding cam piece, a rotating cam piece, and a shaft member inserted therethrough,
The case has a bottomed cylindrical shape and is inserted into the shaft member so as to be rotatable with respect to the shaft member;
The friction plate is fixed to the shaft member so as to be interlocked with the rotation of the shaft member, and the case inner bottom surface is configured to generate friction with the case inner bottom surface as the shaft member rotates. It is provided at a position that touches
The coil spring is fitted in the case,
The sliding cam piece is inserted into the shaft member so as to be rotatable with respect to the shaft member, and is slidable in the axial direction in the case by being biased by the coil spring.
The rotating cam piece is fixed to the shaft member so as to interlock with the rotation of the shaft member, and is rotatable with respect to the sliding cam piece and the case,
A cam portion is formed between the sliding cam piece and the rotating cam piece to be engaged and disengaged with the rotation of the rotating cam piece.
The Vickers hardness of the cam surfaces of the sliding cam piece and the rotating cam piece facing each other is HV1200 to HV1500, the surface roughness is 0.03 to 0.1 μm, and the coefficient of friction is 0.04 to 0.1. It can use for the hinge apparatus characterized by being in.
This hinge device includes a case, a coil spring, a sliding cam piece, and a rotating cam piece, and has the following configuration.
(A) The case has a positioning recess or projection on the inner wall.
(B) The coil spring is fitted in the case.
(C) The sliding cam piece has a peripheral shape that can be fitted into the inner wall of the case, and is slidable in the axial direction in the case by being biased by a coil spring. .
(D) The peripheral surface of the sliding cam piece has a convex portion or a concave portion for suppressing rotation with respect to the case by fitting into a positioning concave portion or convex portion formed on the inner wall of the case.
(E) The rotating cam piece is rotatable with respect to the sliding cam piece and the case.
(F) A cam portion is formed between the sliding cam piece and the rotating cam piece to be engaged and disengaged with the rotation of the rotating cam piece.
(G) The cam portion formed on the sliding cam piece is formed so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the sliding cam piece.
(H) The cam portion formed on the rotating cam piece has a radial length corresponding to the cam portion formed on the sliding cam piece.
このようなヒンジ装置において、軸部材に挿入されてケースの内部底面に接する摩擦板を設けることによってカムカの摩擦係数を高めて、カムの凹凸が嵌合した部位以外の位置でも停止させることができる。摩擦枢は軸部材とともに回転することによってケースの内部底面と擦れて摩擦が起こるが、カムの摩擦を小さくした分、この摩擦枢とケースの間摩擦で摩擦を稼ぎ、フリーストップを実現させることができる。 In such a hinge device, the friction coefficient of the cam cam is increased by providing a friction plate inserted into the shaft member and in contact with the inner bottom surface of the case, and can be stopped at a position other than the portion where the cam irregularities are fitted. . The friction pivot rotates with the shaft member and rubs against the inner bottom surface of the case to cause friction. However, the friction between the friction pivot and the case can be increased to achieve a free stop by reducing the friction of the cam. it can.
本考案のカムの用途は特に制限されないが、例えば、携帯電話機のヒンジ部に好ましく使用できる。 The application of the cam of the present invention is not particularly limited, but for example, it can be preferably used for a hinge part of a mobile phone.
本考案の一実施例であるヒンジ用カムを、以下図面を参照しつつ説明する。 A hinge cam according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本考案の一実施例であるカムを装着したヒンジ装置1を携帯電話機に用いた例を示す概略斜視図であり、本体2とカバー4が、それぞれの端部に突出形成された軸筒片3、5にヒンジ装置1を挿通することによって回転自在に連結されている。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example in which a hinge device 1 equipped with a cam according to an embodiment of the present invention is used in a mobile phone. A
このヒンジ装置1は、図2、3に示すように、ケース10と、摺動カム片20と、回転カム片30と、フック部材40と、これらを挿通する軸部材50よりなっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the hinge device 1 includes a
ケース10は、図3、図4に示すように、有底筒状の部材であり、基端面の中心軸上には軸部材50を挿通するための円型挿通孔11が設けられている。このケース10の筒内には摺動カム片20を押付けるためのコイルスプリング60などが挿入される。ケース10の周面には、開口部10aから所定の位置まで軸方向に沿って切り欠いた逃げ溝12が設けてある。また、ケース10の筒内周面には、開口部10aから所定の位置まで軸方向に沿って位置決め用凹部13が刻設してある。さらに、ケース10の外周面には、軸方向に沿って延在する溝部14が設けられている。これら位置決め用凹部13及び溝部14は、ケース10の肉厚が極端に薄くならないように互いにずらした位置に配置している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
摺動カム片20は、図3、図5に示すように、ケース10の開口部10aに摺動自在に挿入される円柱形状の部材である。摺動カム片20の中心軸上には、軸部材50を挿通するための円型挿通孔21が設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the sliding
また、摺動カム片20には、ケース10と逆方向の端面(以下、第1カム面22と称する)にテーパー形状の凸状カム23が突設してある。この凸状カム部23は、中心軸位置から左右対称に径方向に延設してあり、その端部は摺動カム片20の側周面から突き出ている。この凸状カム部23の突出部23aは、ケース10の逃げ溝12内を摺動する。さらに、摺動カム片20の側周面には、軸方向に沿って突起状の位置決め用凸部24が設けられている。位置決め用凸部24は、ケース10の位置決め用凹部13と係合し、摺動カム片20の回転を規制する。この位置決め用凸部24は、位置決め用凹部13に沿って摺動自在である。
Further, the sliding
この摺動カム片20は、極めて高度な寸法精度(真円度等)を得るために、縦断面図の図5(d)と底面図の図(e)に示すように、カム中心の円型挿通孔21の周囲にリング状のゲート25を設けた。この際、ゲートカットで挿通孔21に悪影響を与えないように挿通孔21よりもひと回り外側に設けている。
In order to obtain extremely high dimensional accuracy (roundness, etc.), the sliding
また、摺動カム片20は、挿通孔21の周りにカム部分上面と同じ面になるリング状の成形部26を設ける。これは、次の理由による。すなわち、粉末成形後に焼成を行うが、この時カム上面部を上にすると凸カム部23外周の突出部23aは重力で少し垂れ下がる。すると凹カム部33とは凸カム部23の内周側で接触することになり、回転トルクは摺動半径が小さいために低くなる。従って、カム面を下にして焼成したいが、凸カム部23は上面に相当する面積が狭いので、支えきれない。
そこでトルクに寄与しない内周部に同一高さの成形面を設けることで、カム面を下にして焼成してもカムの重みを支えられるようにする。このリング状の成形26は、プレス加工では至難の技術であるが、粉末成形では容易である。また、このリング状の成形部26は、摺動カム片20の挿通孔21が中心軸にスライドする時のガイド丈を長くする作用があり、強いバネ力により傾き加減の摺動カム片20のスライド作動をスムースにする効果も併せ持つ。なお、回転カム片20は、上面部の面積が広くなってくるので、そのままでも良いし、下面側を下にしても同じ平面形状なので垂れ下がることはない。
Further, the sliding
Therefore, by providing a molding surface having the same height on the inner peripheral portion that does not contribute to the torque, the weight of the cam can be supported even when firing with the cam surface facing down. This ring-shaped
回転カム片30は、図3、図6に示すように、摺動カム片20の第1カム面22に接触する第2カム面32を有している。回転カム片30は、円柱形状の部材であり、その中心軸上には軸部材50を挿通するための小判型挿通孔31が設けられている。回転カム片30の第2カム面32には、摺動カム片20の凸状カム部23に係合する凹状カム部33が設けられている。この凹状カム部33は、凸状カム部23と同様の傾斜角を有したテーパー形状であり、係合時には一定の摩擦力で互いを係止できる。また、回転カム片30は、カバー4に対し回転しないように固定するため、軸方向に沿って溝部34が外周面に設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 6, the rotating
フック部材40は、図3、図7に示すように、中心軸上に軸部材50を挿通するための小判型挿通孔41が設けられている。また、フック部材40は、鈎状のフック42が一対備えられ、例えば携帯電話機のカバー4に設けられた挿入部5内に引っかけて固定することが可能である。なお、フック部材40は、図7に示すような形状に限定されるわけではなく種々の形状があることは勿論である。
As shown in FIGS. 3 and 7, the
既述したように軸部材50は、ヒンジ装置1の各部材の中心軸上を貫通する構成である。軸部材50は、図3、図8に示すように、基端側から順にフランジ部51、第一の丸棒部52、第1の固定部53、第2の丸棒部54、第2の固定部55、細成先端部56が形成されている。軸部材50のフランジ部51は、ケース10の基端面に係合する径寸法を有している。第1の丸棒部52は、断面円形に形成された部位であり、フランジ部51の中心位置から延出している。第1の丸棒部52は、ケース10挿入時に、その円型挿通孔11が回転自在に外嵌される。第1の固定部53には、第1の丸棒部52に続く、断面小判型に形成された部位である。この第1の固定部53には、後述する摩擦板62が外嵌される。
As described above, the
第2の丸棒部54は、断面円形の棒状に形成された部位であり、コイルスプリング60、摺動カム片20の円型挿通孔21などが外嵌される。第2の固定部55は、断面小判型の棒状に形成された部位であり、回転カム片30及びフック部材40の小判型挿通孔31、41が外嵌される。細成先端部56は、ヒンジ装置1の組み立て時にこの部位をかしめること若しくは、リング状の部材を用いることにより、各部材の抜けを防止する構成である。
The second
上記各部材のうち、摺動カム片20と回転カム片30は、ジルコニア97モル%、酸化イットリウム3モル%よりなるジルコニア系セラミックよりなり、ビッカース硬さがHV1200〜HV1500、カム面22、32の表面粗さが0.03〜0.1μm、そして、摩擦係数が0.04〜0.1の範囲にある。両カム片20、30の直径は3mmである。これらのカム片20、30は、常法に従い、CIMで射出成形して、脱脂後焼結し、さらにバレル研磨して得たものであり、カム面22、32には潤滑剤を塗布してある。
Among the above members, the sliding
その他の部材はいずれもSUS製及びプラスチック製である。 All other members are made of SUS and plastic.
次に、図2及び図3を主に参照して、このヒンジ装置1の細部構造と各構成部材の組付け方法について説明する。 Next, with reference mainly to FIG.2 and FIG.3, the detailed structure of this hinge apparatus 1 and the assembly method of each structural member are demonstrated.
ヒンジ装置1は、可塑性を有するプラ座61を介して、ケース10の円型挿入孔11に軸部材50が挿入される。軸部材50は、プラ座61及びケース10の基端部をフランジ部51に当接するまで挿入することで、軸部材50の各部位と軸装する各部材との位置決めができる。ケース10がフランジ部に当接した状態では、まず、軸部材50の第1の丸棒部52にプラ座61及びケース10の基端部が外嵌される。
In the hinge device 1, the
次に、ケース10の挿入された軸部材50には、摩擦板62が挿入される。摩擦板62は、軸部材50の第1の固定部53に係合する挿通孔62aが中心位置に穿設されている。すなわち、摩擦板62は、軸部材50への軸装時に第1の固定部53に嵌合し、軸部材50の回転に連動することとなる。
Next, the
軸部材50の第2の丸棒部54には、ばね座63、コイルスプリング60、摺動カム片20が順に挿入され、ケース10の筒内部に配置される。このとき、摺動カム片20は、位置決め用凸部24がケース10の位置決め用凹部13に、且つ、凸状カム部23の突出部23aがケース10の逃げ溝12に係合するように挿入される。ケース10及び摺動カム片20が挿入された軸部材50には、さらに回転カム片30が第2の固定部55に挿入される。回転カム片30は、第2カム面32が摺動カム片の第1カム面22と接するように軸部材50に挿入される。すなわち、軸部材50には、第1カム面22の凸状カム部23と第2カム面32の凹状カム部33が嵌合した状態で外嵌される。
A
さらに、軸部材50の第2の固定部55には、フック部材40が挿入される。この軸部材50の第2の固定部55に、回転カム片30及びフック部材40の小判型挿通孔31、41が嵌合固定する構成である。このため、後述するカバー4の開閉によって、回転カム片30及びフック部材40は軸部材50と共に回転する。
Further, the
最後に軸部材50の細成先端部56にワッシャ64が挿入される。ワッシャ64まで挿入したヒンジ装置1は、細成先端部54の先端端末をハンマーなどでかしめること若しくは、リング状の部材を用いることにより、各部材の抜けをなくす。
Finally, the
以上のような手順にしたがって各部材を組み立てることで、ヒンジ装置が完成される。 The hinge device is completed by assembling the members in accordance with the procedure as described above.
図9(a)に示すように、折りたたみ機器の本体2には、軸筒片3の内周面にガイドレール3aを延在させている。ヒンジ装置1は、この軸筒片3に挿入され、ケース10の溝部14がガイドレール3aに係合固定される。この固定状態においてヒンジ装置1のフック部材40、回転カム片30が軸筒片3から延出しており、カバー4の軸筒片5に挿入される。カバー4の軸筒片5は、図9(b)に示すように、軸筒片3と同じくガイドレール5aが内部周面に設けてある。回転カム片30は、この軸筒片5のガイドレール5aに溝部34が係合固定される。さらに、ヒンジ装置は、フック部材40のフック42がガイドレール5aの端部に引っ掛かる。以上のような構成により、本体2とカバー4がヒンジ装置1で連結される。なお、図示例では、携帯電話機の本体2とカバー4がヒンジ装置で連結される。なお、図示例では、携帯電話機の本体2とケース10が係合し、カバー4と回転カム片30及びフック部材40が係合する構成としたが、これと逆に本体2と回転カム片30及びフック部材40が係合し、カバー4とケース10が係合する構成であってもよい。
As shown in FIG. 9A, a
図10は、ヒンジ装置の回転前の摺動カム片20と回転カム片30の状態を示す拡大側面図であり、図11は、ヒンジ装置の回転中の摺動カム片20と回転カム片30の状態を示す拡大側面図である。
FIG. 10 is an enlarged side view showing a state of the sliding
次に、図10、図11を主に参照して、このヒンジ装置の動作について説明する。 Next, the operation of the hinge device will be described with reference mainly to FIGS.
既述したようにヒンジ装置1は、携帯電話機の本体2とカバー4を開閉自在に連結している。携帯電話機の本体2とカバー4が閉じている状態で、図10に示すように、回転カム片30の凹状カム部33と摺動カム片20の凸状カム部23が嵌合している。このとき、摺動カム片は20、ケース10に挿入したコイルスプリング60から押圧力を受けており、回転カム片30の回転を係止した状態に保持している。
As described above, the hinge device 1 connects the
携帯電話機のカバー4を開く場合、カバー4の開方向の動きにともなって回転カム片30及びフック部材40が回転する。回転カム片30及びフック部材40は、軸部材50の第2の固定部55と嵌合していることから、同時に軸部材50も回転させる。
When the cover 4 of the mobile phone is opened, the rotating
回転カム片30の回転が開始すると、凹状カム部33と摺動カム片20の凸状カム部23の嵌合が次第にズレていく。図11に示すように、このズレにともなって、凹状カム部33は、凸状カム部23をテーパー形状に沿って押し上げていくこととなる。すなわち、回転カム片30は回転することによって、摺動カム片20をケース10側に摺動させる。このとき、摺動カム片20は、凸状カム23の突出部23aがケース10の逃げ溝12上を摺動する。さらに回転カム片30を回転させていき、180度回転した(カバー4が180度開いた状態)位置にて、再び凹状カム部33と凸状カム部23が嵌合することとなる。凹状カム部33と凸状カム部23が再び嵌合する際は、コイルスプリング60が付勢していることから、凸状カム部23が凹状カム部33の凹部に積極的に落ち込むこととなる。このときの凸状カム部23の動きがクリック感となって効果的に使用者に伝達される。
When the rotation of the
ここで、回転カム片30の回転時の回転トルクは、当接している摺動カム片20にも伝達される。したがって、摺動カム片20は、回転カム片30から伝達された回転トルクによって回転力が働くこととなる。この摺動カム片20に働く回転力は、外周面に設けられた位置決め用凸部24をケース10の位置決め用凹部13に積極的に当接させる。すなわち、ケース10の位置決め用凹部13は、位置決め用凸部24に当接することで、摺動カム片20の回転力を受け止めている。
Here, the rotational torque during rotation of the
このため、位置決め用凸部24及び位置決め用凹部13は、軸方向に長く延在する構成であることが好ましい。位置決め用凸部24及び位置決め用凹部13を軸方向に長く延在させることで、回転トルクをいっそう分散させることができる。
For this reason, it is preferable that the positioning
なお、ケース10と摺動カム片20に設ける位置決め用凹部13と位置決め用凸部24は、逆の配置であっても構わない。ケース10に位置決め用凸部を、摺動カム片20に位置決め用凹部をそれぞれ設けて係合させてもよい。
Note that the
また、摺動カム片20の外周面は、一定の摩擦力をもってケース10の内周面に嵌め込まれる形状及び寸法で形成させることが好ましい。このように構成することで、摺動カム片20はケース10との面接触により一定の摩擦力が生じる。このため、回転カム片30から受ける回転トルクを、ケース10の内周面と摺動カム片20外周面との接触部分に拡散させることができる。
Moreover, it is preferable to form the outer peripheral surface of the sliding
さらに、回転カム片30を回転途中で停止した場合(カバー4の開閉運動を途中の位置で停止した状態)、摺動カム片20の凸状カム部23がコイルスプリング60の付勢力によって、回転カム片30の第2カム面32を押圧する。このとき、ケース10内は、摩擦板62がばね座63を介してコイルスプリング60に押圧されている。このため、摩擦板62が回転カム片30と軸部材50の回転を抑止するブレーキとして機能し、停止位置で固定させることができる。
Furthermore, when the rotating
以上のヒンジ装置によれば、摺動カム片20の突出部23aがケース10の逃げ溝12に入り込むため、軸方向の寸法が短縮され、装置の小型化を実現することができる。
According to the above hinge device, since the protruding
なお、本考案のヒンジ装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の応用実施または変形実施が可能であることは勿論である。例えば、本実施形態のヒンジ装置1では、回転カム片30を180度回転させることで、凸状カム部23と凹状カム部33が嵌合される構成としたが、任意の回転位置で嵌合する構成としてもよい。また、凸状カム部23及び凹状カム部33の形状は、回転位置など目的に応じて種々の形状に形成できる。
In addition, the hinge apparatus of this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, various application implementation or deformation | transformation implementation is possible as needed. For example, in the hinge device 1 of the present embodiment, the
本考案のカムは、カム動作を行う各種のヒンジに使用できる。このようなヒンジの例として、折畳式携帯電話機の外、パーソナルコンピュータ、自動車のオーディオ関係のシャッターなどに用いられるものを挙げることができる。 The cam of the present invention can be used for various hinges that perform cam operation. Examples of such hinges include those used for audio-related shutters of personal computers and automobiles in addition to folding cellular phones.
1…ヒンジ装置
2…本体
3…軸筒片(本体)
3a…ガイドレール(本体)
4…カバー
5…軸筒片(カバー)
5a…ガイドレール(カバー)
10…ケース
10a…開口部
11…円型挿通孔
12…逃げ溝
13…位置決め用凹部
14…溝部
20…摺動カム片
21…円型挿通孔
22…第1カム面
23…凸状カム部
23a…突出部
24…位置決め用凸部
25…ゲート
26…成形部
30…回転カム片
31…小判型挿通孔
32…第2カム面
33…凹状カム部
34…溝部
40…フック部材
41…小判型挿通孔
42…フック
50…軸部材
51…フランジ部
52…第1の丸棒部
53…第1の固定部
54…第2の丸棒部
55…第2の固定部
56…細成先端部
60…コイルスプリング
61…プラ座
62…摩擦板
62a…挿入孔
63…ばね座
64…ワッシャ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
3a ... Guide rail (main body)
4 ... Cover 5 ... Shaft cylinder piece (cover)
5a ... Guide rail (cover)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ケースは、有底筒状をしていて、前記軸部材に対し回転可能に前記軸部材に挿入されており、
前記摩擦板は、前記軸部材の回転に対し連動するように前記軸部材に固定されていて、前記軸部材の回転に伴い前記ケース内部底面との間で摩擦が発生するように前記ケース内部底面に接する位置に設けられており、
前記コイルスプリングは、前記ケース内に嵌め込まれており、
前記摺動カム片は、前記軸部材に対し回転可能に前記軸部材に挿入されており、前記コイルスプリングに付勢されることによって前記ケース内を軸線方向に摺動可能となっており、
前記回転カム片は、前記軸部材の回転に対し連動するように前記軸部材に固定されているとともに、前記摺動カム片および前記ケースに対しては回転可能であり、
前記摺動カム片および前記回転カム片の相互間に前記回転カム片の回転に伴い係脱するカム部が形成されており、
前記摺動カム片と回転カム片の互いに対向するカム面のビッカース硬さがHV1200〜HV1500、表面粗さが0.03〜0.1μm、そして、摩擦係数が0.04〜0.1の範囲にあることを特徴とするヒンジ装置。 Including a case, a friction plate, a coil spring, a sliding cam piece, a rotating cam piece, and a shaft member inserted therethrough,
The case has a bottomed cylindrical shape and is inserted into the shaft member so as to be rotatable with respect to the shaft member;
The friction plate is fixed to the shaft member so as to interlock with the rotation of the shaft member, and the case inner bottom surface is configured to generate friction with the case inner bottom surface with the rotation of the shaft member. It is provided at a position that touches
The coil spring is fitted in the case,
The sliding cam piece is inserted into the shaft member so as to be rotatable with respect to the shaft member, and is slidable in the axial direction in the case by being biased by the coil spring.
The rotating cam piece is fixed to the shaft member so as to interlock with the rotation of the shaft member, and is rotatable with respect to the sliding cam piece and the case,
A cam portion is formed between the sliding cam piece and the rotating cam piece to be engaged and disengaged with the rotation of the rotating cam piece.
The Vickers hardness of the cam surfaces of the sliding cam piece and the rotating cam piece facing each other is HV1200 to HV1500, the surface roughness is 0.03 to 0.1 μm, and the friction coefficient is 0.04 to 0.1. A hinge device characterized by that.
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