JP3149892U - スライド式ヒンジ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型のスライド式ヒンジに対してヒンジ厚さの低減、アクチュエータのスムースな動き、ヒンジ組立性の大幅な改善を図ったヒンジを提供する。【解決手段】第１筐体と第２筐体がスライド式ヒンジで結合されたスライド式携帯電話にあって、第１筐体と第２筐体が完全に閉じられた第１固定位置から第２筐体を全開する第２固定位置までのスライド域に対し、厚さ方向に線材の積層が無い単層で多数のアール加工された曲率部を有し両端末部が直棒であるジグザグばね１３を、ばねの圧縮方向の伸縮移動に対し垂直方向にばねが曲がることを制限するようにした規制巻端部を両側面に持ったスライドアクチュエータ筐体１４に挟み込むように挿入し、ばねの反発力を５角形のばねガイド板１８がその頂点に集力するように押し付けスライドアクチュエータ４０と成し、ベース筐体１１とスライド筐体１２に回転が可能なようにそれぞれピンで固定される構成からなる。【選択図】図１

Description

本考案は、一般にキーボードが付いた本体部と画像を表示する液晶部が設置された携帯電話等であって、本体部と液晶部とが互いにスライド可能な状態で結合されたスライド型携帯電子機器に使用されるヒンジ機構に関する。本考案に係るヒンジ機構は、ばねの反発力によりスライド域の略中間より閉鎖側では筐体部を自動的に閉じる方向に弾撥力が発生し、逆にスライド域の略中間を超えると自動的に全開する方向に弾撥力が発生し、略中間位置においてばねの反発荷重が最大であり、動作トルクの向きが変わる遷移点を有する点が特徴である。

スライド型携帯電話に組み込まれた一般的なスライド式ヒンジは、図４（a）に示す如
く液晶部４と本体部とが閉じられた第１固定位置から、通話のために番号入力する際、メール機能においてキーボード操作を必要とする際、もしくはカメラ操作する際に、本体部を片手で保持し液晶部を同じ手の親指で３０〜５０ｍｍ程度押し上げて液晶部を全開とする第２固定位置（図４（ｂ））とする一連のスライド操作を可能にするための部品である。
従来のヒンジ機構における動作は、図４の（ａ）、（ｂ）で示されるスライド型携帯電話１においてキーボードが付いた第１筐体３に対して液晶が付いた第２筐体２とを完全に閉じた第１固定位置から、第２筐体２を手指によって押し開く際に、スライド域の略中間の遷移点までは吸い込みのトルクのために閉じようとする力が第２筐体２に働き、中間を超え更に押し広げていくと第２筐体２に自動的に開放しようとする力が作用し、図４（ｂ）のような全開した第２固定位置に達する。実際に携帯電話を使用する場合に、使用者は指に掛かる圧力が、一連のスライド動作において押上げ力が中間位置までは重く感じ、中間位置を超えた点からは軽く弾かれるように感じる。

また逆に液晶が付いた第２筐体２を指でもしくは手で第２固定位置から閉じる方向に戻す場合は、開く場合と逆の動作となる。トルクは、中間位置までは第２筐体２が開く方向に生じ、中間位置を超え自動的に閉じる方向に作用する。
通常、スライド式ヒンジは、動作トルクをねじりトーションばねや圧縮コイルばねによって発生する反発力（荷重）をアシスト力として利用する。ばねの配置は、ばねの片側のフックが第１筐体３に、そして他方側のフックを第２筐体２に回転可能な状態で係止して構成される。ばねは、必要十分なアシスト力を得るためその形状、個数、荷重に工夫が必要である。また最近では、携帯電話の厚さを薄くするために薄型のスライド式ヒンジの要望が強くなっている。

従来のスライド型ヒンジの機構におけるアシスト力を得るためのばねとしては、中央に丸線材を積層巻きしたフープ部が設けられたねじりトーションばねが用いられることが一般的であった。しかし、かかるねじりトーションばねは、フープ分の積層構造により厚さが増大するため、スライド型携帯電話の厚みを薄くすることが困難であった。またヒンジの厚さが大きくなる欠点を有する圧縮コイルばねを採用し、ばねの直線的な弾性変形特性とリンク等の補助部材でヒンジを構成し、本考案と類似したスライドアクチュエータ４０の動きを示すものとしては、下記の特許文献１及び２が挙げられる。
また特許文献３及び４には、機構の点で本考案と相違するばね形状の一部がジグザグとなったものを使用したスライド型ヒンジの機構が開示されている。
さらに特許文献５には、単層のトーションばねを使用しヒンジ厚さを薄くしたスライド型ヒンジが開示されている。いずれの機構においても、本考案とは構造面で相違する他、ヒンジ厚さやばねの反発力や耐久問題、部品が複雑で組立における困難性といった問題点
が認められる。

特許文献１：ＷＯ２００５／０７６４８７（ＰＣＴ／ＫＲ２００５／０００３０３）
特許文献２：ＷＯ２００５／０２０４５２（ＰＣＴ／ＫＲ２００４／００２１３２）
特許文献３：特開２００５−３１１５１０
特許文献４：特開２００５−３１１９８９
特許文献５：米国特許公開第ＵＳ２００６／０１８０４５７ Ａ１

本考案の目的は、携帯電話の厚さを薄くするために、その要望が特に強い薄型のスライド式ヒンジ機構において、（１）ヒンジ機構の厚さの低減、（２）アクチュエータのスムースな動作、（３）ヒンジ組立性の大幅な向上、に供するヒンジ機構を提供することにある。

本考案は、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
（１）第１筐体と第２筐体とをスライド式ヒンジで結合したスライド式携帯電話であって、前記第１筐体と第２筐体とが完全に閉じられた第１固定位置から第２筐体を全開とする第２固定位置までのスライド域を規制するスライド式ヒンジ機構が、厚さ方向に線材が巻回積層しておらず、かつ二以上のアール加工された曲率部を有し両端末部が直線状に形成されたジグザグばねを有し、該ばねの圧縮による伸縮移動における垂直方向へのばねの曲折を制限する規制巻端部を両側面に持ったスライドアクチュエータ用筐体に内嵌挿入されており、前記ばねの直線状の片端末部が５角形のばねガイド板の底辺に当接しており、前記ばねによって生じる反発力が前記ばねガイド板の頂点に集力するようにスライドアクチュエータを構成し、当該スライドアクチュエータを第１筐体と第２筐体に組立されるベース筐体及びスライド筐体の対向面に回転可能にピンで係止したことを特徴とするスライド式ヒンジ機構である。

（２）前記スライドアクチュエータ用筐体の規制巻端部はスライド方向両端が曲折加工され、該スライドアクチュエータ用筐体の一端近傍は前記ばねの直線状を固定する巻端部が形成されており、前記ばね固定用の巻端部と他端には前記スライドピンを挿入移動するためのスライド切欠け溝が形成されており、該切欠け溝は前記スライドピンがガタ無く移動可能なように略長四角状に切欠していることを特徴とする上記（１）に記載したスライド式ヒンジ機構である。

（３）前記ばねガイド板は、前記スライドアクチュエータ用筐体の規制巻端部に挿入されガタ無くスライド移動が可能なように両端が平行に形成され、略中央に前記スライドピンの挿入穴が穿設されていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載したスライド式ヒンジ機構である。

（４）前記スライドアクチュエータ用筐体の略長四角状の切欠け溝に嵌め込まれ移動するスライドピンは、ガタを防ぐために溝と接触する面が小判形状を有することを特徴とする上記（２）に記載したスライド式ヒンジ機構である。

本考案に係るスライド式ヒンジ機構は、ヒンジ機構の厚さを低減するために、図１に示す如く単層平曲げ構造のジグザグばね１３の採用により解決を図る。本考案において使用される薄型形状のジグザグばねは、固定するために形成されるばねの両端の丸フックを省
略した点に特徴を有する。ばねの両端末部を直線状に形成することによって、曲げ部を長尺化し、耐久性を向上し、且つ必要十分な変位(たわみ)と反発力が得られる設計を実現している。

図１に示す如く、本考案においてスライド式ヒンジ機構における、ヒンジアクチュエータのスムースな動作は、ばねの撓みを抑止し、直線的な伸縮を可能にする規制巻端部４３を有するスライドアクチュエータ用筐体１４、及びばねの反発力を集力させる５角形のばねガイド板１８を採用することによって実現される。
従来、本スライド式ヒンジ機構に使用されるジグザグばね１３がスライド方向に対して伸縮する際に垂直方向にばねが曲折することを規制する機構を採用したものはない。
さらに、従来の機種の場合、最後の段階においてばね張力に反抗してベース筐体１１とスライド筐体１２を合体させる組立作業が困難となる。しかし、本考案に係るスライド式ヒンジ機構は、アクチュエータ部を外段取りで組み立てることができ、ユニット化されたアクチュエータをヒンジ機構に組み込む方式を採用することができるため、ヒンジ組立性の大幅な向上が実現できる。

以上説明したように本考案に係るスライド式ヒンジ機構は、薄いジグザグばねと動きが滑らかなアクチュエータユニット化の採用や組立性を改善することによって、薄型のスライド式携帯電話の要望を具現化するヒンジの提供を可能にする。

本考案に係るスライド式ヒンジ機構を説明するための分解斜視図を示す。 縦型スライド型携帯電話に使用される本考案に係るスライド式ヒンジ機構を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）背面図、（ｄ）はスライドが開いた状態を示す正面図、（ｅ）は上面図である。 本考案に係るスライド式ヒンジ機構の他の実施形態を示す図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）はスライドピンの斜視図、（ｅ）は前記（ｄ）を別角度から見た斜視図である。 スライド式ヒンジ機構を組み込んだスライド式携帯電話の動きを説明するための斜視図である。（ａ）は筐体が閉じた状態を示し、（ｂ）は筐体が開いた状態を示す図である。

以下、本考案に係るスライド式ヒンジ機構についての実施の形態を図面に基づいて説明する。以下に示す実施の形態は、一例であり本考案を限定するものではない。
図１は、本実施形態に係るスライド式ヒンジ機構を構成する部品を説明するための部品展開図である。
ベース筐体１１は、両側に平滑度が高いスライド端部１９、ストッパーピン１６，１６を固定する穴３８，３８、スライド筐体１２の下方への移動を制限するための曲げ部３５、スライドアクチュエータ４０の回転・固定穴４４に挿入され、本筐体と連結するガイド板固定ピン１７を固定する穴３２を有する。スライド筐体１２は、両側に潤滑性の高いＰＯＭ樹脂で作られたガイド１５，１５が嵌め込められるアール加工された溝部３３，３３、ベース筐体１１に固定された２本のストッパーピン１６，１６に当接させ停止させるための突起部３１、スライドアクチュエータ４０と本筐体を回転可能に係止するスライドピン４８が挿入固定される穴３４を有する。ガイド１５は、片側面にベース筐体１１のスライド端部１９が挿入される溝２０が形成されている。

前記筐体１１及び１２は、それぞれ液晶付き第２筐体２およびキーボード付第１筐体３に固定するための穴３７，３７及び３６，３６がある。スライドアクチュエータ用筐体１
４には、後述するようにばねを固定するための巻端部４１や、両側にばねの曲折を制限するための規制巻端部４３、スライドアクチュエータピン４８を当接移動するための溝４２が形成されている。更にスライドアクチュエータ用筐体１４には、複数のアール加工された曲率部を有し両端末部が直線状に形成されたジグザグばね１３が内嵌されている。かかるジグザグばねの両端は、前記規制巻端部４３に内嵌されているので、ばねの垂直方向への撓みが抑止され、直線的な伸縮を可能にすることができる。更に、ジグザグばね１３の直線状の上端末部にはばねガイド板１８が当接する。
図２は、図１で示された部品をスライド式ヒンジに組み立てたもので、（ａ）はスライド筐体１２がベース筐体１１の上方に位置する場合における正面図、（ｂ）は側面図、（ｅ）は上面図、（ｃ）は背面面、（ｄ）はスライド筐体１２がベース筐体１１の下方に位置する場合を示す。（ａ）は、スライドアクチュエータ４０がガイド板固定ピン１７を軸中心として回転しスライド筐体１２を押し上げ、スライド筐体１２の突起部３１とベース筐体１１に設置されたストッパーピン１６とが当接し停止した状態を示す。
（ｂ）及び（ｅ）はベース筐体１１とスライド筐体１２にスライドアクチュエータ４０がサンドイッチ状態に配置されている様子を示す。背面（ｃ）は、スライドアクチュエータ４０がスライド筐体１２の固定穴３４とベース筐体１１の固定穴３２に渡って固定される様子を示す。（ｄ）は、スライドアクチュエータ４０がスライド筐体１２を押し下げ、ベース筐体１１の下限突起３５にスライド筐体１２の両側の樹脂製ガイド１５が保持されて溝部３３の底部に当接し停止した状態を示す。移動距離（ａ）から（ｄ）位置間が本実施形態に係るスライド式ヒンジ機構におけるスライド域となる。

また図４は、図２で示したベース筐体１１を液晶付き第２筐体２に取付け、更にスライド筐体１２をキーボード付第１筐体３にそれぞれ取り付けたスライド式携帯電話１を示す。図４（ａ）は図２（ａ）で示すスライド筐体１２がベース筐体１１の上方に位置し携帯電話１の液晶付第２筐体２が閉じた状態であり、付属のファンクションキー６のみが操作可能な状態である。また図４（ｂ）は、図２（ｂ）で示すスライド筐体１２がベース筐体１１の下方に位置し第２筐体２が開き、第１筐体３のキーボード５の操作が可能な状態にあることをそれぞれ示している。

図３は、本実施形態に係るスライドアクチュエータ４０について説明するためのものである。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）及び（ｅ）はスライドピン４８の詳細を示す。
先ずスライドアクチュエータ４０の組立は、ばね１３の伸縮移動に対し垂直方向にばね曲折を制限する規制巻端部４３，４３を両側面に持ったアクチュエータ筐体１４に，ジグザグばね１３を挟み込むように上溝部４２側より挿入して内嵌し、スライドアクチュエータ用筐体１４の下端に形成されたカール加工された巻部４１，４１にばね１３の一方の直線状に形成された下端末部を挟持し固定する。
次にスライドピン４８が差し込まれた５角形のばねガイド板１８が規制巻端部４３に内嵌され、ばねガイド板１８の先端４５をばね１３の直線状に形成された上端末部に当接させる。この際、ジグザグばね１３は、ばねガイド板１８に接触した状態でたわみを与えていない。尚、スライドアクチュエータ用筐体１４に形成されているスライドピン４８が移動するための溝は、ピンのガタを防ぐ目的で平行辺を有する長四角状に加工されている。ここまで外段取りで仮組されたアクチュエータを（ｂ）及び（ｃ）に示す。

ばねガイド板１８は、スライドアクチュエータ用筐体１４の規制巻端部４３に挿入されガタの発生が無い状態で上下移動が可能なように両側が平行に加工された５角形であり、且つばね１３の反発力をスライド筐体１２に伝達するためのスライドピン４８の挿入穴が、効率的に集力できバランスの良い頂点部に設置されている。

（ｄ）及び（ｅ）はスライドピン４８の詳細を説明するための斜視図である。ガタの無
い移動を確保するために（ｄ）に示す如くスライドピン４８の両端部には平行な滑り面４６が形成されている。また、（ｅ）に示す如くスライドピン４８には、スライドアクチュエータ用筐体１４を挟み込む鍔４６が形成されている。ベース筐体１１とスライド筐体１２へのスライドアクチュエータ４０の組立は、ベース筐体１１の穴３２とアクチュエータ４０の穴４４にガイド板固定ピン１７を貫通させ、またスライド筐体１２の穴３４とガイド板１８の穴にスライドピン４８の突起４７を挿入し、ジグザグばねに所定の撓みを与えアシスト力となる反発力を発生させ、維持するようにそれぞれかしめ固定されている。

この様に本実施形態に係るスライド式ヒンジ機構を採用することによって、ばねの曲がり伸縮やガイド板１８のガタ移動を極力減らす機構でスムースな動きを達成し、曲がりや摩擦によるばね１３の反発力の低下を防止し、より高いアシスト力と応答性の良いアクチュエータ４０を得るという効果を奏する。このことから本実施形態に係るスライド式ヒンジ機構は、従来技術の問題点を解決し、薄肉でスムースな動きと応答性及び組立性が大幅に改善された携帯電話等の携帯電子機器用のスライド式ヒンジ機構を提供することができる。

１ スライド式携帯電話
１１ ベース筐体
１２ スライド筐体
１３ ジグザグばね
１４ スライドアクチュエータ筐体
１５ 潤滑の高い樹脂製ガイド
１６ ストッパーピン
１７ ガイド板固定ピン
１８ ばねガイド板
１９ ベース筐体のスライド端部
２０ 樹脂製ガイドの凹部
４０ スライドアクチュエータ
４８ スライドピン

Claims (4)

1. 第１筐体と第２筐体とをスライド式ヒンジで結合したスライド式携帯電話であって、前記第１筐体と第２筐体とが完全に閉じられた第１固定位置から第２筐体を全開とする第２固定位置までのスライド域を規制するスライド式ヒンジ機構が、厚さ方向に線材が巻回積層しておらず、かつ二以上のアール加工された曲率部を有し両端末部が直線状に形成されたジグザグばねを有し、該ばねの圧縮による伸縮移動における垂直方向へのばねの曲折を制限する規制巻端部を両側面に持ったスライドアクチュエータ用筐体に内嵌挿入されており、前記ばねの直線状の片端末部が５角形のばねガイド板の底辺に当接しており、前記ばねによって生じる反発力が前記ばねガイド板の頂点に集力するようにスライドアクチュエータを構成し、当該スライドアクチュエータを第1筐体と第2筐体に組立されるベース筐体及びスライド筐体の対向面に回転可能にピンで係止したことを特徴とするスライド式ヒンジ機構。
2. 前記スライドアクチュエータ用筐体の規制巻端部はスライド方向両端が曲折加工され、該スライドアクチュエータ用筐体の一端近傍は前記ばねの直線状を固定する巻端部が形成されており、前記ばね固定用の巻端部と他端には前記スライドピンを挿入移動するためのスライド切欠け溝が形成されており、該切欠け溝は前記スライドピンがガタ無く移動可能なように略長四角状に切欠していることを特徴とする請求項１に記載したスライド式ヒンジ機構。
3. 前記ばねガイド板は、前記スライドアクチュエータ用筐体の規制巻端部に挿入されガタ無くスライド移動が可能なように両端が平行に形成され、略中央に前記スライドピンの挿入穴が穿設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載したスライド式ヒンジ機構。
4. 前記スライドアクチュエータ用筐体の略長四角状の切欠け溝に嵌め込まれ移動するスライドピンは、ガタを防ぐために溝と接触する面が小判形状を有することを特徴とする請求項２に記載したスライド式ヒンジ機構。

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