JP3830746B2 - ヒンジ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、折り畳み式携帯電話機等に用いるのに好適なヒンジ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、折り畳み式携帯電話機は、図18及び図19に示すうように、送話部Aと受話部Bとを備えており、送話部Aと受話部Bとは、図18において実線で示すように互いに突き当たった不使用位置と、図19において実線で示す通話位置との間を、ヒンジ装置(図示せず)を介して回動可能に連結されている。しかも、送話部Aと受話部Bとは、互いのなす角度が所定角度αより小さいときには、ヒンジ装置に内蔵された付勢手段によって不使用位置まで回動されて、同位置に維持される。また、互いのなす角度が所定角度βより大きくなると、付勢手段によって通話位置まで回動させられて、同位置に維持されるようになっている。
【0003】
ヒンジ装置は、図20に示すように、互いに対向して配置された一対の当接板(当接部材)C,Dと、この一対の当接板C,Dを互いに接近するように付勢する付勢手段(図示せず)とを有している。一対の当接板C,Dは、送話部Aと受話部Bとにそれぞれ回動不能に連結されている。したがって、当接板C,Dは、送話部Aと受話部Bとの回動に伴って相対回動する。
【0004】
一方の当接板Cの当接板Dとの対向面には、一対の突出部C1,C1が周方向に180°離れて配置形成されている。他方の当接板Dの当接板Cとの対向面には、一対の凹部D1,D1が周方向に180°離れて配置形成されている。突出部C1及び凹部D1は、付勢手段の付勢力を利用して送話部A及び受話部Bを不使用位置又は通話位置に維持する。
【0005】
すなわち、図21に示すように、突出部C1及び凹部D1は、いずれも断面円弧状をなしており、送話部Aと受話部Bとが不使用位置に位置しているときには、図21(A)に示すように、それぞれの中央部から当接板C,Dの周方向へ若干離れた箇所において互いに突き当たっている。したがって、付勢手段の付勢力は、当接板Cを矢印方向(当接板Dを矢印方向と逆方向)へ回動させる回動付勢力に変換される。この回動付勢力により、送話部Aと受話部Bと不使用位置に維持される。図21(B)に示すように、送話部Aと受話部Bとのなす角度がα以下であるときには、突出部C1の中央部から若干離れた箇所が凹部D1の一端部に接触する。これにより、当接板Cが図21(B)の矢印方向へ付勢され、送話部A及び受話部Bが不使用位置に回動させられる。送話部Aと受話部Bとのなす角度がβ以上であるときには、突出部C1と凹部D1とが図21(B)に示す状態と対称な状態になる。したがって、当接板Cが矢印方向と逆方向へ付勢され、送話部A及び受話部Bが通話位置まで回動させられる。送話部A及び受話部Bが通話位置に位置しているときには、図21(C)に示すように、突出部C1と凹部D1とが、互いの中央部において押圧接触する。この状態では、付勢手段の付勢力は突出部C1を凹部D1の底面に押し付けるだけであり、回動付勢力に変換されることがない。しかし、当接部材C,Dが図21(C)に示す位置(以下、中立位置という。)からいずれかの方向へ回動すると、付勢手段の付勢力が回動付勢力に変換され、当接部材C,Dを中立位置に戻す。したがって、送話部A及び受話部Bが通話位置に維持される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図22及び図23に示すように、当接板C、Dの軸線方向から見たとき、突出部C1は略長方形状をなしているが、凹部D1は長方形状をなすものと、扇形をなすものとがある。当接板C,Dが中立位置に位置しているときには、凹部D1がいずれの形状をなしている場合にも、突出部C1と凹部D1とは両者の中央部において線接触する。しかし、当接板C,Dが相対回転して角度αの範囲内において中立位置から外れると、凹部D1が長方形である場合には、突出部C1の外周側の端部だけしか凹部D1に接触せず、凹部D1が扇形であるときには、突出部C1の内周側の端部だけしか凹部D1と接触しない。このため、従来のヒンジ装置においては、突出部C1が早期に摩耗するという問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の問題を解決するために、互いに対向して配置された相対回転可能な一対の当接部材と、この一対の当接部材を互いに押圧接触するように付勢する付勢手段とを備え、上記一対の当接部材の対向面の一方には、当接部材の径方向に延びる突出部が形成され、他方の対向面には上記突出部が上記一対の当接部材の相対回転に応じて出入りする凹部が形成されたヒンジ装置において、上記凹部を、上記当接部材の径方向内側の内側凹部と径方向外側の外側凹部とから構成し、上記突出部の一側部と接触する上記内側及び外側凹部の各一側面が、上記当接部材の軸線方向から見たとき、全体として「く」字状をなすように、上記内側凹部の一側面を上記当接部材の軸線と直交する線と平行に形成し、上記外側凹部の一側面を、その内側の端部が上記内側凹部の一側面の外側の端部と交差し、外側の端部が上記当接部材の径方向外側へ向かうにしたがって上記内側凹部から周方向へ離れるように上記内側凹部の一側面に対して傾斜させ、上記突出部が上記内側凹部の側面と上記外側凹部の側面との交差部と接触することができるよう、当該交差部を上記当接部材の径方向において上記突出部の中間に位置するように配置したことを特徴としている。
この場合、上記外側凹部の一側面の上記当接部材の周方向における一端部が上記当接部材の対向面に接するように、上記外側凹部の一側面を配置するのが望ましい。
上記内側凹部及び上記外側凹部の一側面を外側に凸の円弧面によって形成するのが望ましい。
上記内側凹部及び上記外側凹部を、上記当接部材の軸線方向から見たとき、上記内側凹部及び上記外側凹部の幅方向の中央を通り、かつ上記当接部材の軸線と直交する中心線に関して対称になるように形成するのが望ましい。
上記一対の当接部材を所定の中立位置に回動させたとき、上記突出部が上記内側凹部の両側部と接触するようにするのが望ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を上記折り畳み式携帯電話機に用いられるヒンジ装置に適用した一実施の形態について図1〜図16を参照して説明する。なお、この発明は、携帯電話機以外の回動する二つの部材を回動可能に連結する他のヒンジ装置にも適用可能である。
【0009】
図1〜図6に示すように、ヒンジ装置1は、第1、第2固定部材2,3、ヒンジ軸4、可動ディスク(当接部材)5、固定ディスク(当接部材)6及びコイルばね(付勢手段)7を備えている。これらの部材2〜7は、互いの軸線を一致させて配置されている。
【0010】
第1固定部材2は、図1〜図6及び図7に示すように、一端部に底部21を有し、他端部が開口した有底円筒状をなすものであり、その軸線を送話部Aと受話部Bとの回動軸線と一致させた状態で、送話部Aと受話部Bとのいずれか一方に回動不能に連結される。底部21の中央部には、貫通孔22が形成されている。第1固定部材2の周壁部の開口側端部には、開口側の端面から軸線に沿って延びる一対のガイド溝23,23が周方向に180°離れて配置形成されている。
【0011】
第2固定部材3は、第1固定部材2と対向した状態で送話部Aと受話部Bとのいずれか他方に回動不能に連結される。図1〜図6及び図8に示すように、第2固定部材3の第1固定部材2との対向面には、収容凹部31が形成されている。また、第1固定部材2の中央部には、貫通孔32が形成されている。
【0012】
ヒンジ軸4は、図6に示すように、その一端部から他端部に向かって順次形成された、頭部41、大径部42、断面六角形状の固定部43及び小径部44を有しており、これらの各部41〜44は互いの軸線を一致させて形成されている。大径部42は、頭部41が第1固定部材2の底部21に突き当たるまで貫通孔22に挿入されており、貫通孔22に回動可能に嵌合されている。小径部44は、第2固定部材3の貫通孔32に挿入されており、挿入後、小径部44の先端面に形成された加締め孔45を利用して小径部44を大径になるように加締めることにより、第2固定部材3が小径部44に位置固定されている。なお、小径部44の外径は、固定部43を構成する六角形の内接円とほぼ同一の直径を有している。
【0013】
可動ディスク5は、図1〜図6及び図9に示すように、円板状をなす基板部51を有しており、この基板部51が第1固定部材2の開口側端部に軸線方向へ移動可能に挿入されている。基板部51の中央部には、ヒンジ軸4の大径部42が相対回動可能に、かつ相対移動可能に貫通する貫通孔52が形成されている。また、基板部51の一側部と他側部とには、一対のガイド部53,53が形成されている。この一対のガイド部53,53が第1固定部材2のガイド溝23,23に摺動可能に嵌合されることにより、可動ディスク5が第1固定部材2に軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に連結されている。可動ディスク5の基板部51と第1固定部材2の底部21との間には、上記コイルばね7が圧縮された状態で配置されている。このコイルばね7により、可動ディスク5が第2固定部材3側へ付勢されている。
【0014】
固定ディスク6は、図1〜図6及び図10に示すように、円板状をなす基板部61、この基板部61の下面(可動ディスク5側と逆側の面)に形成された突条62とを有しており、全体として収容凹部31とほぼ同一の形状を有している。そして、固定ディスク6は、収容凹部31に嵌合されることにより、第2固定部材3に回動不能に連結されている。固定ディスク6の中央部には、貫通孔63が形成されている。この貫通孔63は、ヒンジ軸4の小径部44の外径とほぼ同一の内径を有しており、断面六角形状の固定部43が圧入固定されている。これにより、固定ディスク6及び第2固定部材3とヒンジ軸4とが一体に回転するように連結されている。ヒンジ軸4は、必ずしも第2固定部材3及び固定ディスク6と一体に回転するように連結する必要はなく、第1固定部材2および可動ディスク5と一体に回転するように連結してもよく、あるいは第1、第2固定部材2,3、可動ディスク5及び固定ディスク6の全てに対して回転可能にしてもよい。
【0015】
固定ディスク6は、第1固定部材2側から第2固定部材3側へ向かう方向に対してしては、第2固定部材3に受け止められている。したがって、固定ディスク6の可動ディスク5との対向面6aには、可動ディスク5の対向面5aがコイルばね7によって押し付けられている。図5、図6及び図9に示すように、可動ディスク5の対向面5aには、一対の突出部54,54が可動ディスク5の軸線を中心とする円周上に180°離れて配置形成されている。一方、固定ディスク6の対向面6aには、図5、図6及び図10に示すように、一対の凹部64,64が周方向に180°離れて配置形成されている。凹部64は、突出部54と同一円周上に配置されている。しかも、凹部64に突出部54が入り込むことができるよう、ディスク5,6の径方向における凹部64の長さは、突出部54の同方向の長さより長くなっている。
【0016】
図11及び図12に示すように、突出部54は、一定の幅をもって可動ディスク5の径方向に延びており、その幅方向の中心線L1が可動ディスク5の軸線と直交するよう配置されている。突出部54の外面は、外側に凸の円弧面によって形成されており、この円弧面の中心線は、可動ディスク5を軸線方向から見たとき、中心線L1と一致するように配置されている。したがって、突出部54は、中心線L1に関して対称に形成されており、中心線L1と直交する断面形状は、いずれの断面においても同一になっている。その結果、突出部54は、可動ディスク5の軸線方向から見たとき、突出部54と可動ディスク5の対向面5aとの交差稜線が中心線L1と平行になるような四角形状をなしている。
【0017】
凹部64は、固定ディスク6の径方向内側に形成された内側凹部65と、径方向外側に形成された外側凹部66とから構成されている。
内側凹部65は、一定の幅をもって固定ディスク6の径方向に延びており、その幅方向の中心線L2が固定ディスク6の軸線と直交するように配置されている。内側凹部65の中心線L2と直交する断面形状は、いずれの断面においても同一になっている。しかも、内側凹部65は、中心線L2に関して対称に形成されている。内側凹部65の両側面(固定ディスク6の周方向に位置する両側面)65a,65aは、外側に膨出する凸曲面によって形成されている。特に、この実施の形態では、円弧面によって形成されており、円弧面の中心は、中心線L2と平行になっている。しかも、この円弧面の一端部は、対向面6aに接している。
【0018】
一方、外側凹部66は、固定ディスク6の軸線方向から見たとき、固定ディスク6の内周側から外周側へ向かうにしたがって幅が広くなる扇形をなしており、外側凹部66の内周側端部の幅は、内側凹部65の幅と等しくなっている。外側凹部66も中心線L2に関して対称に形成されており、その側面66aは側面65aを構成する円弧面とほぼ同一の曲率半径を有する円弧面によって構成されている。側面66aを構成する円弧面と側面65aを構成する円弧面とは、互いの間に段差が生じることなく交差している。その交差稜線が、図11において符号L3,L4で示されている。また、側面66aを構成する円弧面の一端部は、対向面6aに接している。側面66aと対向面6aとの接触箇所を連ねた線L5は、固定ディスク6の軸線と直交するようになっている。したがって、側面66aを構成する円弧面の中心線は、線L5と平行になっている。この結果、側面66aは、側面65aに対して固定ディスク6の外周側へ向かうにしたがって内側凹部65から周方向へ離れるように傾斜し、側面65a,66a全体として「く」字状になっている。
なお、側面66aを構成する円弧面については、その中心線が線L5と平行であるので、固定ディスク6の軸線と直交しないが、直交させるようにしてもよい。その場合には、線L5が固定ディスク6の軸線と直交しなくなる。
【0019】
上記突出部54と上記内側及び外側凹部65,66との関係について述べると、図11に示すように、携帯電話機の送話部Aと受話部Bとが通話位置に位置したとき、中心線L1,L2がディスク5,6の軸線方向から見て一致する。このときの可動ディスク5と固定ディスク6との位置が中立位置である。
【0020】
可動ディスク5及び固定ディスク6が中立位置に位置した状態では、図12に示すように、突出部54の両側部が内側凹部65の両側面65a,65aとそれぞれ接触している。しかも、突出部54の中心線L1と内側凹部6の側面65aを構成する円弧面の中心線が平行であるから、突出部54と側面65aは、実際には図11においてダブルハッチングで示すように、線接触(実質的には面接触)している。一方、外側凹部66は内側凹部65から外側へ離れるのにしたがってその幅が広がっているので、図13に示すように、突出部54は、外側凹部66の側面66aは勿論のこと、外側凹部66を区画するいずれの面に対しても離れているる。
【0021】
両ディスク5,6が図11及び図12に示す中立位置から角度αより小さい角度範囲において回動すると、突出部54は、図14においてダブルハッチングで示すように、内側凹部65の側面65aの外周側の端部及び外側凹部66の側面66aの内側の端部が突出部54と接触する。ただし、送話部Aと受話部Bとが中立位置から角度αだけ回動すると、中心線L2が線L5と平面視において一致する。この結果、突出部54の中央部が線L5上において側面65a(対向面6a)と線接触する。
なお、送話部Aと受話部Bとのなす角度がβより大きくなった場合には、図14に示す状態と対称になる。
【0022】
上記構成のヒンジ装置1においては、可動ディスク5が中立位置から回動すると、図14においてダブルハッチングで示すように、可動ディスク5の径方向における突出部54の中間部が、内側凹部65の側面65aと外周側の端部Qにおいて接触する。しかも、突出部54の中間部は、外側凹部66の側面66aとその内側の端部Rにおいて接触する。したがって、突出部54と凹部64との接触面積は、凹部64を四角形又は扇形に形成した従来のヒンジ装置における接触面積に比して倍増する。よって、突出部54及び凹部64の早期摩耗を防止することができる。
【0023】
また、ヒンジ装置1においては、可動ディスク5と固定ディスク6とが中立位置に位置したときには、突出部54と凹部64の内側凹部65とが、ディスク5,6の周方向に離れた2箇所において互いに接触するから、可動ディスク5と固定ディスク6とを節度をもって位置固定することができ、ひいえは送話部Aと受話部Bとを通話位置において節度をもって位置固定することができる。
【0024】
さらに、図15及び図16から明かなように、このヒンジ装置1のように凹部64の側面65a,66aを外側に凸の円弧面で構成した場合には、可動ディスク5が固定ディスク6に対して中立位置から正逆方向へそれぞれ角度αだけ回動する間に突出部54が側面65a,66aに対して接触する接触長さ(図15においてダブルハッチングを施した箇所の長さ)が、凹部64を区画する底面64aを凹曲面で構成した場合の同様の接触長さ(図16においてダブルハッチングを施した箇所の長さ)より長くなる。これにより、突出部54の早期摩耗をより一層防止することができる。
【0025】
なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。
例えば、図17に示すように、内側凹部65を区画する面を外側凹部65の幅方向中央の凹曲面65cと両側の凹曲面65dとから構成してもよい。この場合、凹曲面65cについては、可動ディスク5と固定ディスク6とが中立位置に回動したとき、突出部54が周方向に離れた2箇所で内側凹部65と接触することができるようにするために、突出部54を構成する円弧面より小さい曲率半径を有する円弧面で構成する。また、凹曲面65dについては、突出部54を構成する円弧面より大きい曲率半径を有する円弧面で構成する。このように、内側凹部65を中央側の一つの凹曲面65cと両側の二つの凹曲面65dとから構成する点については、外側凹部66にも同様に同様に適用することができる。
また、上記の実施の形態においては、一対の突出部54と一対の凹部64とのいずれをも周方向へ180°離して配置しているが、特開平10−317779号公報(特に、図12)に記載されているように、一対の突出部54を180°以下の角度、例えば160°程度に配置し、凹部64を三つ形成し、それらを「Y」字状に配置してもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一対の当接部材に形成された突出部及び凹部が早期に摩耗するのを防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示す正面図である。
【図2】図1のX矢視図である。
【図3】図1のY矢視図である。
【図4】図1のZ矢視図である。
【図5】同実施の形態の正断面図である。
【図6】同実施の形態の分解斜視図である。
【図7】同実施の形態において用いられている第1固定部材を示す図であって、図7(A)はその正面図、図7(B)はその右側面図、図7(C)はその平面図、図7(D)はその下面図、図7(E)はその正断面図である。
【図8】同実施の形態において用いられている第2固定部材を示す図であって、図8(A)はその正面図、図8(B)はその右側面図、図8(C)はその平面図、図8(D)はその下面図、図8(E)はその側断面図である。
【図9】同実施の形態において用いられている可動ディスクを示す図であって、図9(A)はその正面図、図9(B)はその右側面図、図9(C)はその平面図、図9(D)はその下面図、図9(E)はその正断面図である。
【図10】同実施の形態において用いられている固定ディスクを示す図であって、図10(A)はその平面図、図10(B)はその右側面図、図10(C)はその正断面図、図10(D)はその下面図である。
【図11】可動デスクと固定ディスクとが中立位置に回動したときにおける凹部と突出部との関係を示す平面図である。
【図12】図11のX−X線に沿う断面図である。
【図13】図11のY−Y線に沿う断面図である。
【図14】可動ディスクと固定ディスクとが中立位置から若干回動したときにおける凹部と突出部との関係を示す平面図である。
【図15】この発明に係る突出部の凹部に対する接触範囲を示す図である。
【図16】従来の突出部の凹部に対する接触範囲を示す図である。
【図17】この発明の他の実施の形態を示す図12と同様の断面図である。
【図18】この発明に係るヒンジ装置が用いられる携帯電話機の一例を、送話部と受話部とが不使用位置に回動させられらたときの状態で示す図である。
【図19】同携帯電話機の一例を、送話部と受話部とが通話位置に回動させられたときの状態で示す図である。
【図20】従来のヒンジ装置の一対の当接板を示す斜視図である。
【図21】図20に示す一対の当接板に形成された突出部と凹部との関係を示す拡大断面図であって、図21(A)は送話部と受話部とが不使用位置に回動させられているときの状態を示し、図21(B)は送話部と受話部とが不使用位置から角度αだけ回動させられたときの状態を示し、図21(C)は送話部と受話部とが通話位置に回動させられたときの状態を示している。
【図22】従来のヒンジ装置における突出部と凹部との一例を示す平面図である。
【図23】従来のヒンジ装置における突出部と凹部との他の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 ヒンジ装置
5 可動ディスク
6 固定ディスク
7 付勢手段
54 突出部
64 凹部
65 内側凹部
65a 側面
66 外側凹部
66a 側面
Claims (5)
- 互いに対向して配置された相対回転可能な一対の当接部材と、この一対の当接部材を互いに押圧接触するように付勢する付勢手段とを備え、上記一対の当接部材の対向面の一方には、当接部材の径方向に延びる突出部が形成され、他方の対向面には上記突出部が上記一対の当接部材の相対回転に応じて出入りする凹部が形成されたヒンジ装置において、
上記凹部を、上記当接部材の径方向内側の内側凹部と径方向外側の外側凹部とから構成し、
上記突出部の一側部と接触する上記内側及び外側凹部の各一側面が、上記当接部材の軸線方向から見たとき、全体として「く」字状をなすように、上記内側凹部の一側面を上記当接部材の軸線と直交する線と平行に形成し、上記外側凹部の一側面を、その内側の端部が上記内側凹部の一側面の外側の端部と交差し、外側の端部が上記当接部材の径方向外側へ向かうにしたがって上記内側凹部から周方向へ離れるように上記内側凹部の一側面に対して傾斜させ、上記突出部が上記内側凹部の側面と上記外側凹部の側面との交差部と接触することができるよう、当該交差部を上記当接部材の径方向において上記突出部の中間に位置するように配置したことを特徴とするヒンジ装置。 - 上記外側凹部の一側面の上記当接部材の周方向における一端部が上記当接部材の対向面に接するように、上記外側凹部の一側面を配置したことを特徴とする請求項1に記載のヒンジ装置。
- 上記内側凹部及び上記外側凹部の一側面を外側に凸の円弧面によって形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のヒンジ装置。
- 上記内側凹部及び上記外側凹部を、上記当接部材の軸線方向から見たとき、上記内側凹部及び上記外側凹部の幅方向の中央を通り、かつ上記当接部材の軸線と直交する中心線に関して対称になるように形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のヒンジ装置。
- 上記一対の当接部材を所定の中立位置に回動させたとき、上記突出部が上記内側凹部の両側部と接触することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のヒンジ装置。
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