JP4486962B2 - 二軸ヒンジ装置 - Google Patents

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Description

この発明は、互いのなす角が直角である二つの回動軸線を有する二軸ヒンジ装置に関する。
一般に、二軸ヒンジ装置は、ヒンジ本体と、このヒンジ本体に第1回動軸線を中心として回動可能に設けられた第1回動部材と、この第1回動部材に第1回動軸線と直交する第2回動軸線を中心として回動可能に設けられた第2回動部材とによって構成されている。このように構成された二軸ヒンジ装置を携帯電話機に用いる場合には、ヒンジ本体が携帯電話機の送話部に取り付けられ、第2回動部材が受話部に取り付けられる。この結果、受話部が送話部に第1、第2回動軸線を中心として回動可能に連結される。通常、第1回動軸線は、送話部の前面と直交し、第2回動軸線は送話部の前面と平行になっている(特許文献1,2参照)。
特開2000−54715 特開2003−133764
送話部と受話部とをそれらの前面どうしが互いに突き当たった折畳位置に位置させた状態において、受話部を折畳位置から第1回動軸線を中心として回動させると、受話部の前面が送話部の前面上を摺動する。ところが、送話部の前面には各種の操作ボタンが設けられている。このため、受話部を折畳位置から第1回動軸線を中心として回動させると、受話部の前面によって操作ボタンが押されることがあり、その結果携帯電話機が誤動作するおそれがあった。
この発明は、上記の問題を解決するために、第1筐体と第2筐体とを互いのなす角が直角である第1回動軸線及び第2回動軸線を中心として回動可能に連結するために、上記第1筐体に固定されるヒンジ本体と、このヒンジ本体に上記第1回動軸線を中心として回動可能に設けられた第1回動部材と、上記第2筐体に固定され、上記第1回動部材に上記第2回動軸線を中心として回動可能に設けられた第2回動部材とを備え、上記第1筐体及び上記第2筐体を互いの前面どうしが突き当たった折畳位置から離間するように上記第1回動軸線及び上記第2回動軸線を中心として回動可能に連結する二軸ヒンジ装置において、上記第1回動部材に可動部材が回動不能に、かつ上記第1回動軸線に沿って移動可能に連結され、この可動部材と上記ヒンジ本体との間に、上記第1回動部材が上記第1回動軸線を中心として所定の基準位置から離間するように回動する際には、上記可動部材を上記第1回動軸線に沿って上記ヒンジ本体から離間するように移動させ、上記第1回動部材が上記第1回動軸線を中心として上記基準位置に接近するように回動する際には、上記可動部材を上記第1回動軸線に沿って上記ヒンジ本体に接近するように移動させる移動機構が設けられ、上記可動部材は、上記第1回動部材の上記第1回動軸線を中心とする上記基準位置からの離間回動に伴って上記ヒンジ本体から離間移動する際には、上記第2筐体を上記第2回動軸線を中心として上記折畳位置から離間回動させることを特徴としている。
この場合、上記移動機構が、上記可動部材を上記第1回動軸線に沿って上記ヒンジ本体に接近するように付勢する付勢手段と、上記ヒンジ本体と上記可動部材との対向面のいずれか一方に設けられた凹部と、上記ヒンジ本体と上記可動部材との対向面のいずれか他方に設けられ、上記第1回動部材の回動に伴って上記凹部に出入りする凸部とを有し、上記第1回動部材の上記基準位置からの離間回動に伴って上記凸部が上記凹部から抜け出ることにより、上記可動部材が上記付勢手段の付勢力に抗して上記ヒンジ本体から離間するように移動させられ、上記第1回動部材の上記基準位置への接近回動に伴って上記凸部が上記凹部に入り込むことにより、上記可動部材が上記付勢手段の付勢力によって上記ヒンジ本体に接近するように移動させられることが望ましい。
上記凹部及び上記凸部がそれぞれ二つ設けられており、上記二つの凹部が上記第1回動軸線を中心とする円周上に180°離れて配置され、上記二つの凸部が上記第1回動軸線を中心とする円周上に周方向へ180°離れて配置されていることが望ましい。
この発明に係る二軸ヒンジ装置を例えば携帯電話機に用いる場合には、ヒンジ本体を送話部に取り付け、第2回動部材を受話部に取り付ける。ヒンジ本体及び第2回動部材は、受話部が折畳位置に位置しているときに第1回動部材が基準位置に位置するように、送話部及び受話部にそれぞれ取り付ける。勿論、第1回動軸線は送話部の前面と直交させ、第2回動軸線は送話部の前面と平行にする。また、可動部材を受話部に係合させておく。
送話部と受話部とがこの発明に係る二軸ヒンジ装置によって連結された携帯電話機において、いま受話部がその前面を送話部の前面に接触させた折畳位置に位置しているものとする。受話部を折畳位置から離間するように第1回動軸線を中心として回動させると、可動部材が移動機構によりヒンジ本体から離間するように移動させられる。その結果、可動部材に係合した受話部が、第2回動軸線を中心として送話部から離間するように回動させられる。つまり、受話部は、第1回動軸線を中心として折畳位置から回動し始めると同時に第2回動軸線を中心として送話部から離間するように回動させられる。したがって、受話部は送話部の前面上を摺動することがない。逆に、受話部を折畳位置に接近するように第1回動軸線を中心として回動させるときには、可動部材が移動機構によりヒンジ本体に接近するように移動させられる。その結果、可動部材に係合した受話部が、第2回動軸線を中心として送話部に接近するように回動させられる。そして、受話部が第1回動軸線を中心として折畳位置まで回動すると、受話部の前面が送話部の前面に突き当たる。換言すれば、受話部が折畳位置に接近するように回動する際には、受話部が折畳位置に達するまでは受話部の前面が送話部の前面に接触することがない。このように、受話部は、その前面が送話部の前面に接触した状態で第1回動軸線を中心として回動することがない。よって、受話部が送話部の前面に設けられた操作ボタンを押してしまうような事態を未然に防止することができる。
この発明に係るヒンジ装置が用いられた携帯電話機を、受話部を折畳位置に位置させた状態で示す図であって、図1(A)はその平面図、図1(B)、図1(C)及び図1(D)はそれぞれ図1(A)のB矢視図、C矢視図、D矢視図である。 同携帯電話機の斜視図である。 同携帯電話機を、受話部を第1終端位置に回動させた状態で示す斜視図である。 同携帯電話機を、受話部を第2終端位置に回動させた状態で示す斜視図である。 同携帯電話機を、受話部を通話位置に回動させた状態で示す斜視図である。 同携帯電話機を、逆折畳位置に回動させた状態で示す斜視図である。 同携帯電話機を、受話部を第1変位位置に回動させた状態で示す斜視図である。 同携帯電話機を、受話部を第1変位位置に回動させた状態で示す平面図である。 図8のA−A線に沿う拡大断面図である。 同携帯電話機の分解斜視図である。 図1のE−E線に沿う拡大断面図である。 図1のG―G線に沿う拡大断面図である。 図1のF−F線に沿う拡大断面図である。 図1のH―H線に沿う拡大断面図である。 受話部を逆折畳位置に回動させた状態での図12と同様の断面図である。 この発明に係るヒンジ装置の一実施の形態を示す平面図である。 図16のA矢視図である。 図16のB矢視図である。 図16のC矢視図である。 同ヒンジ装置の下面図である。 同ヒンジ装置の斜視図である。 図16のD−D線に沿う拡大断面図である。 図16のE−E線に沿う拡大断面図である。 同ヒンジ装置の分解斜視図である。 同ヒンジ装置において用いられている可動部材の一部省略平面図である。 図25のX−X線に沿う一部省略拡大断面図である。 同ヒンジ装置において用いられている可動部材の平面図である。 同ヒンジ装置において用いられている回動板の平面図である。 可動部材に設けられた球体と回動部材に設けられた第1、第2、第3凹部との関係を示す展開図である。
符号の説明
L1 第1回動軸線
L2 第2回動軸線
4 ヒンジ装置
6 移動機構
8 第2移動機構
41 取付板(ヒンジ本体)
41a 突起
41b 突起
42 支持筒(ヒンジ本体)
43 回動部材
44 可動部材
44c 凹部
44d 凹部
47 第1連結腕(第2回動部材)
51 第2連結腕(第2回動部材)
以下、この発明を実施するための最良の形態を、添付の図1〜図29を参照して説明する。図1〜図15は、この発明に係る二軸ヒンジ装置4が用いられた携帯電話機1を示す。この携帯電話機1は、送話部2、受話部3及びヒンジ装置4(図9〜図15参照)を有している。
送話部2は、図1及び図9〜図15に示すように、二つの半体2A,2Bによって構成されている。二つの半体2A,2Bは、厚さが薄い直方体状をなしており、厚さ方向に互いに重ねられ、ビスB1(図13及び図14参照)によって固定されている。送話部2の前面2aは、平面視略長方形の平坦面とされている。前面2aの長手方向の一端部には、前面2aの幅方向に延びる深さの浅い取付凹部2bが形成されている。この取付凹部2bの底面には、後述するように、ヒンジ装置4の取付板(ヒンジ本体)41が取り付けられている。前面2aの取付凹部2bより他端側の部分には、各種の操作ボタン2c、マイクロフォン(図示せず)、その他が設けられている。
受話部3も送話部2と同様に、厚さが薄い直方体状をなす二つの半体3A,3Bによって構成されている。二つの半体3A,3Bは、その厚さ方向に重ねられ、ビスB2(図13参照)によって固定されている。受話部3の幅は、送話部2の幅とほぼ同一になっており、受話部3の長さは送話部2の長さより若干短くなっている。受話部3の前面3aは、平面視略長方形の平坦面とされている。前面3aには、液晶表示部3b、スピーカ(図示せず)、その他が設けられている。受話部3の長手方向の一端面は、受話部3の幅方向における一側部から他側部まで延びる断面半円形の円弧面3cとされている。この円弧面3cが形成された一端部の幅方向における中央部には、収容凹部3dが設けられている。この収容凹部3dには、送話部2に取り付けられたヒンジ装置4の取付凹部2bから突出した部分が収容されている。
送話部2と受話部3とは、ヒンジ装置4により、第1回動軸線L1及び第2回動軸線L2を中心として回動可能に連結されている。第1回動軸線L1は、前面2aの長手方向の一端部の幅方向における中央部において前面2aと直交するように配置されている。一方、第2回動軸線L2は、前面2aの幅方向へ向かって前面2aと平行に延びている。しかも、第2回動軸線L2は、第1回動軸線L1と直交している。第2回動軸線L2は、第1回動軸線L1に対し前面2aの長手方向の一端側又は他端側へ離間させて配置してもよい。第1回動軸線L1と第2回動軸線L2とのなす角は、いずれの場合にも直角にするのが望ましいが、僅かな角度であれば直角から外れていてもよい。
受話部3の円弧面3cの中心線は、第2回動軸線L2と一致させられている。しかも、円弧面3cの曲率半径は、第2回動軸線L2と前面2aとの間隔とほぼ同一か、僅かに小さく設定されている。したがって、受話部3は、第1回動軸線L1を中心としていずれの位置に回動した状態であっても第2回動軸線L2を中心として回動可能である。
送話部2と受話部3との第1、第2回動軸線L1,L2を中心とする回動範囲について説明するに、説明の便宜上、送話部2が位置固定され、受話部3が送話部2に対して回動するものとする。いま、受話部3が、図1及び図2に示す折畳位置に位置しているものとする。以下、このときの受話部3の第1回動軸線L1を中心とする回動位置を第1始端位置と称し、第2回動軸線L2を中心とする回動位置を第2始端位置と称する。したがって、受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第1始端位置に回動し、第2回動軸線L2を中心として第2始端位置に回動したとき、折畳位置に位置することになる。受話部3が第1始端位置に位置しているときには、受話部3の第2回動軸線L2方向における両側面3e,3fが送話部2の同方向における両側面2e、2fとそれぞれ同一平面上に位置し、受話部3の前面3a全体が送話部2の前面2aと第1回動軸線L1方向において対向している。受話部3が第2始端位置に位置しているときには、受話部3の前面3aが送話部2の前面2aに突き当たっている。換言すれば、前面3aが前面2aに突き当たることによって受話部3の第2始端位置が規制されている。図1(A)に示すように、前面2aの他端部の幅方向における中央部に小突起2dを形成し、受話部3の前面3aを小突起2dに突き当てることによって受話部3の第2始端位置を規制してもよい。また、ヒンジ装置4によって第2始端位置を規制してもよく、その場合には、受話部3が第2始端位置に位置したときに前面3aを前面2aに対して平行な状態で僅かに離間させてもよい。いずれにしても、受話部3が第2始端位置に位置しているときには、受話部3の前面3aが送話部2の前面2aとほぼ同一平面上に位置している。
受話部3は、第1回動軸線L1に関しては、第1始端位置から図1(A)の時計方向(図2の矢印A方向)へ180°回動可能になっている。したがって、第1始端位置から図1(A)の時計方向へ180°離れた位置を第1終端位置とすると、受話部3は、第1回動軸線L1を中心としては第1始端位置と第1終端位置との間を回動可能になっている。受話部3の第1回動軸線L1を中心とする回動範囲は、後述するように、ヒンジ装置4によって制限されている。しかも、受話部3は、第1始端位置及び第1終端位置に位置しているときには、ヒンジ装置4によりクリック感をもって、つまり所定の大きさの力で第1始端位置と第1終端位置とに維持されるようになっている。受話部3の第1回動軸線L1を中心とする回動範囲は、180°に限定されるものでなく適宜変更可能である。例えば、受話部3は、第1始端位置と第1終端位置との間を回動し得るのみならず、第1始端位置から図1(A)の反時計方向へ例えば90°だけさらに回動可能にしてもよく、あるいは第1回動軸線L1を中心として360°回動可能にしてもよい。
受話部3は、第2回動軸線L2に関しては、第2始端位置から図1(B)の時計方向へ180°だけ回動可能になっている。受話部3の第2始端位置は、上記のように、前面3aが送話部2の前面2aに突き当たることによって規制されている。受話部3が第2始端位置から180°回動した位置を第2終端位置とすると、第2終端位置は、図4に示すように、受話部3の背面3gが送話部2の前面2aに突き当たることによって規制されている。第2終端位置は、ヒンジ装置4によって規制してもよい。その場合には、受話部3が第2終端位置に位置したときに背面3gを前面2aに対して平行な状態で僅かに離間させてもよい。いずれにしても、受話部3が第2終端位置に位置しているときには、受話部3の背面3gが送話部2の前面2aとほぼ同一平面上に位置している。受話部3は、第2始端位置とこの第2始端位置から第2終端位置側へ所定角度(例えば15°)だけ離れた位置との間では、ヒンジ装置4によって第2終端位置から第2始端位置へ向かう方向へ回動付勢され、その回動付勢力によって第2始端位置まで回動させられるとともに、第2始端位置に維持される。その一方、受話部3は、第2終端開位置とこの第2終端位置から第2始端位置側へ所定角度(例えば15°)だけ離れた位置との間では、ヒンジ装置4によって第2始端位置から第2終端位置へ向かう方向へ回動付勢され、その回動付勢力によって第2終端位置まで回動付勢されるとともに、第2終端位置に維持される。受話部3は、第2回動軸線L2を中心として第2始端位置から所定角度(例えば160°)だけ第2終端位置側へ離れた図5に示す通話位置に回動すると、ヒンジ装置4によりクリック感をもって、つまり所定の大きさの力をもって通話位置に停止させられる。
このように、受話部3が第1回動軸線L1を中心として180°回動可能であるとともに、第2回動軸線L2を中心として180°回動であるので、受話部3は、図1及び図2に示す折畳位置(第1、第2始端閉位置からの第1、第2回動軸線L1,L2を中心とする回動角度がいずれも0°;以下、0°、0°と表示する)、図3に示す自分撮り位置(180°、0°)、図4に示す開位置(0°、180°)、図5に示す通話位置(0°、160°)、図5に示す逆折畳位置(180°、180°)、その他各種の位置に回動可能である。なお、逆折畳位置においては、受話部3の側面3e,3fが送話部2の側面2f、2eとそれぞれ同一平面上に位置している。
受話部3は、図1及び図2に示す折畳位置に位置している場合において、第1回動軸線L1を中心として第1始端位置から第1終端位置に向かって回動し始めると、それと同時に受話部3と二軸ヒンジ装置4との間に設けられた第1回動変位機構5により第2回動軸線L2を中心として第2始端位置から第2終端位置側へ強制的に回動させられる。この場合、受話部3は、第1始端位置から第1終端位置に向かって所定の角度(例えば10°)だけ離れた第1変位位置まで回動する間に、第2回動軸線L2を中心として第2始端位置から第2終端位置に向かって所定角度(例えば5°)だけ離れた第1逃げ位置まで回動させられる。この結果、受話部3の前面3aは、受話部3が第1回動軸線L1を中心として折畳位置(第1始端位置)から第1終端位置側へ回動し始める同時に、送話部2の前面2aから離間させられる。したがって、受話部3の前面3aが送話部2の前面2aに設けられた操作ボタン2cに接触することがない。よって、携帯電話機1の誤動作を防止することができる。また、受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第1変位位置から折畳位置まで回動する際には、第1回動変位機構5により、第2回動軸線L2を中心として第1逃げ位置から折畳位置まで回動させられようになっており、受話部3が折畳位置に回動するまでは受話部3の前面3aが送話部2の前面2aに接触することがない。したがって、このときにも、受話部3の前面3aが送話部2の操作ボタン2cに接触することがなく、携帯電話機1の誤動作を防止することができる。なお、第2始端位置と第1逃げ位置との間の角度(5°)は、二軸ヒンジ装置4が受話部3を第2回動軸線L2を中心として第2終端位置側から第2始端位置まで回動付勢することができる上記角度範囲(15°)より小さく設定されている。
受話部3は、図3に示す自分撮り位置に位置している場合において、第1回動軸線L1を中心として第1終端位置から第1始端位置に向かって所定角度だけ離れた第2変位位置まで回動すると、第1回動変位機構5により第2回動軸線L2を中心として第2始端位置から所定角度だけ離れた第2逃げ位置まで回動させられる。逆に、第2変位位置から第1終端位置まで回動すると、第1回動変位機構5により第2逃げ位置から第2始端位置まで強制的に回動させられる。第1終端位置と第2変位位置との間の角度は、第1始端位置と第1変位位置との間の角度(10°)と同一に設定されており、第1逃げ位置と第2逃げ位置とは同一位置に設定されている。受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第1変位位置と第2変位位置との間を回動する際には、二軸ヒンジ装置4により第1逃げ位置(=第2逃げ位置)に維持される。
受話部3は、図6に示す逆折畳位置に位置している場合において、第1回動軸線L1を中心として第1終端位置から第1始端位置に向かって回動し始めると、それと同時に受話部3とヒンジ装置4の間に設けられた第2回動変位機構7により第2回動軸線L2を中心として第2終端位置から第2始端位置側へ強制的に回動させられる。この場合、受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第1終端位置から第1始端位置に向かって所定の角度(例えば10°)だけ離れた第3変位位置まで回動する間に、第2回動軸線L2を中心として第2終端位置から第2始端位置に向かって所定角度(例えば5°)だけ離れた第3逃げ位置まで回動させられる。この結果、受話部3の背面3gは、受話部3が第1回動軸線L1を中心として逆折畳位置(第1終端位置)から第1始端位置側へ回動し始めると同時に、送話部2の前面2aから離間させられる。したがって、受話部3の背面3gが受話部2の前面2aに設けられた操作ボタン2cに接触することがない。よって、携帯電話機1の誤動作を防止することができる。また、受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第3変位位置から第1終端位置まで回動する際には、第2回動変位機構7により第2回動軸線L2を中心として第3逃げ位置から逆折畳位置まで回動させられるようになっており、受話部3が逆折畳位置に回動するまでは受話部3の背面3gが送話部2の前面2aに接触することがない。したがって、このときにも、受話部3の背面3gが送話部2の操作ボタン2cに接触することがなく、携帯電話機1の誤動作を防止することができる。なお、第2終端位置と第3逃げ位置との間の角度(5°)は、二軸ヒンジ装置4が受話部3を第2回動軸線L2を中心として第2始端位置側から第2終端位置まで回動付勢することができる上記角度範囲(15°)より小さく設定されている。
受話部3は、図4に示す開位置に位置している場合において、第1回動軸線L1を中心として第1始端位置から第1終端位置に向かって所定角度だけ離れた第4変位位置まで回動すると、第2回動変位機構7により第2回動軸線L2を中心として第2終端位置から所定角度だけ離れた第4逃げ位置まで強制的に回動させられる。逆に、第4変位位置から第1始端位置まで回動すると、第2回動変位機構7により第4逃げ位置から第2終端位置まで強制的に回動させられる。第1始端位置と第4変位位置との間の角度は、第1終端位置と第3変位位置との間の角度(10°)と同一に設定されており、両角度は、第1始端位置と第1変位位置との間の角度及び第1終端位置と第2変位位置との間の角度と同一に設定されている。また、第4逃げ位置は、第3逃げ位置と同一位置に設定されており、第2終端位置と第3逃げ位置との間の角度、及び第2終端位置と第4逃げ位置との間の角度は、第2始端位置と第1逃げ位置との間の角度、及び第2始端位置と第2逃げ位置との間の角度と同一に設定されている。受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第3変位位置と第4変位位置との間を回動する際には、二軸ヒンジ装置4により第3逃げ位置(=第4逃げ位置)に維持される。
次に、受話部3を送話部2に対して第1、第2回動軸線L1,L2を中心として回動可能に連結するための二軸ヒンジ装置4及びこの二軸ヒンジ装置4と受話部3との間に設けられた第1、第2回動変位機構5,7について説明する。
図16〜図24に示すように、ヒンジ装置4は、取付板41を有している。この取付板41の中央部には、円筒状をなす支持筒42の一端部(図22、図23において下端部)が固定されている。取付板41と支持筒42とによってヒンジ装置4のヒンジ本体が構成されている。したがって、取付板41と支持筒42とは一体に形成してもよい。つまり、ヒンジ本体全体を一体に形成してもよい。
支持筒42の他端部(図22において上端部)外周面には、円筒状をなす回動部材(第1回動部材)43の一端部(図22において下端部)が支持筒42の軸線(第1回動軸線L1)を中心として回動可能に、かつ支持筒42の軸線方向へ移動可能に嵌合されている。ただし、回動部材43は、後述するコイルばね45によって支持筒42のフランジ部42aに押し付けられており、支持筒42に対しその軸線方向へ実質的に移動することはない。回動部材43の一端面には、一対のガイド溝43aが周方向に180°離れて形成されている。
回動部材43と取付板41との間に位置する支持筒42の外周面には、可動部材44の中央部に形成された嵌合孔44aが回動可能に、かつ支持筒42の軸線方向へ移動可能に嵌合されている。可動部材44は、略長方形の板状をなしており、その長手方向を支持筒42の軸線及び後述する突出筒部43b,43cの軸線(第2回動軸線L2)と直交する方向に向けて配置されている。可動部材44の長手方向の一端部44eと他端部44fとは、回動部材43の一対のガイド溝43a,43aに摺動可能に、かつ回動不能に挿通されている。これにより、可動部材44が回動部材43に回動不能に、かつ支持筒42の軸線方向へ移動可能に連結されている。可動部材44の一端部44e及び他端部44fは、ガイド溝43a,43aをそれぞれ貫通して回動部材43から外部に突出している。
可動部材44の嵌合孔44aの内周面には、回動規制突起44bが形成されている。回動規制突起44bは、支持筒42の周壁部に形成された切欠き部42bに支持筒42の周方向へ移動可能に入り込んでいる。回動部材43及び可動部材44が支持筒42の軸線を中心として回動すると、回動規制突起44bが支持筒42の周方向における切欠き部42bの一側面と他側面とに突き当たる。これにより、回動部材43及び可動部材44の回動範囲が制限されている。
図23及び図24に示すように、回動部材43と可動部材44との間には、コイルばね(付勢手段)45が設けられている。このコイルばね45は、回動部材43を支持筒42のフランジ部42aに押し付けて位置固定する一方、可動部材44を取付板41に向かって付勢し、可動部材44と取付板41との対向面を互いに当接させている。
取付板41の可動部材44との対向面には、一対の凸部41a,41bが形成されている。したがって、取付板41は、実際には一対の凸部41a,41bだけが可動部材44に当接している。一対の凸部41a,41bは、支持筒42の軸線を中心とする円周上に周方向へ180°離れて配置されている。一対の凸部41a,41bについては、球体の一部によって構成してもよい。すなわち、取付板41の対向面に一対の球体を、その一部を対向面から突出させた状態で埋設し、各球体の取付板41から突出する部分を凸部41a,41bとしてもよい。
図23〜図26に示すように、可動部材44の取付板41との対向面には、一対の凹部44c,44dが形成されている。一対の凹部44c,44dは、凸部41a,41bが配置された円周と同一の円周上に周方向へ180°離れて配置されている。したがって、可動部材44及び回動部材43が所定の位置に回動すると、凸部41a,41bが凹部44c,44dにそれぞれ嵌り込む。この状態では、可動部材44及び回動部材43がコイルばね45の付勢力により取付板41に所定の大きさの力でクリック感をもって固定される。以下、このときの可動部材44及び回動部材43の位置を第1回動始端位置(基準位置)と称する。可動部材44及び回動部材43が支持筒42の軸線(第1回動軸線L1)を中心として第1回動始端位置から180°回動すると、凸部41a,41bが凹部44d、44cにそれぞれ嵌り込む。以下、このときの可動部材44及び回動部材43の位置を第1回動終端位置と称する。可動部材44及び回動部材43は、第1回動終端位置においてもコイルばね45の付勢力により取付板41にクリック感をもって固定される。
なお、第1回動始端位置及び第1回動終端位置は、回動規制凸部44bと切欠き部42bとによって制限される可動部材44及び回動部材43の回動範囲の一方の限界位置と他方の限界位置とそれぞれほぼ同一位置に設定されている。したがって、可動部材44及び回動部材43の回動範囲は、第1回動始端位置と第1回動終端位置との間に実質的に制限されている。
可動部材44が第1回動始端位置から第1回動終端位置側へ回動すると、その回動に伴って凸部41a,41bが凹部44c,44dから脱出するように移動する。そして、可動部材44が第1回動始端位置から所定角度だけ回動すると、凸部41a,41bが凹部44c,44dから完全に脱出して可動部材44の取付板41との対向面に突き当たる。その結果、可動部材44がコイルばね45の付勢力に抗して取付板41から離間するように所定距離だけ移動させられる。逆に、可動部材44が第1回動始端位置に対して所定角度だけ離れた位置から第1回動始端位置まで回動すると、可動部材44の対向面に突き当たった凸部41a,41bが凹部44d,44cに入り込む。その結果、可動部材44がコイルばね45の付勢力により取付板41に接近するように所定距離だけ移動させられる。凸部41a,41bが凹部44c,44dに対して出没する間に可動部材44が支持筒42を中心として回動する角度は、受話部3が第1回動軸線L1を中心として折畳位置と第1変位位置との間を回動する際の回動角度(10°)と同一に設定されている。また、凸部41a,41bが凹部44c,44dに対して出没することによって可動部材44が取付板41に対して接近離間する距離は、受話部3を折畳位置から第1逃げ位置まで回動させるのに必要な距離に設定されている。
可動部材44が第1回動終端位置とそこから第1回動終端位置に向かって所定距離だけ離れた位置との間を回動するときには、凸部41a,41bが凹部44d、44cに対してそれぞれ出没する。したがって、この場合にも、可動部材44がその回動に伴って取付板41に対して接近離間移動する。凸部41a,41bが凹部44d,44cに対して出没する間に可動部材44が支持筒42を中心として回動する角度は、凸部41a,41bが互いに同一寸法、同一形状を有し、凹部44c,44dが互いに同一寸法、同一形状を有しているので、凸部41a,41bが凹部44c,44dに対して出没する間に可動部材44が支持筒42を中心として回動する角度と同一であり、受話部3が第1回動軸線L1を中心として逆折畳位置(第1終端位置)と第3変位位置との間を回動する際の角度(10°)と同一に設定されている。同様に、凸部41a,41bが凹部44d,44cに対して出没することによって可動部材44が取付板41に対して接近離間する距離は、凸部41a,41bが凹部44c,44dに対して出没することによって可動部材44が取付板41に対して接近離間する距離と同一であり、受話部3を逆折畳位置から第3逃げ位置まで回動させるのに必要な距離に設定されている。
回動部材43の外周面の他端部(取付板41側と逆側の端部、つまり図22において上側の端部)には、一対の突出筒部43b,43cが設けられている。一対の突出筒部43b,43cは、回動部材43の周方向へ互いに180°離れ、かつガイド溝43aに対して90°離れて配置されている。しかも、突出筒部43b,43cは、互いの軸線(第2回動軸線L2)を一致させるとともに、支持筒42の軸線と直交させて配置されている。図21に示すように、一方の突出筒部(図22において右側の突出筒部)43bの内部は、回動部材43の周壁部を貫通して回動部材43の内周面に開口している。他方の突出筒部43cの内部は、回動部材43の周壁部によって回動部材43の内部との間が遮断されている。
一方の突出筒部43bの内周面には、連結筒46の一端部が回動不能に嵌合されている。この連結筒46の一端部外周面には、係止爪(図示せず)が形成されており、この係止爪が突出筒部43bの基端部に係合することによって連結筒46が突出筒部43bに抜け止めされている。連結筒46の支持筒部43bから外部に突出した他端部外周には、第1連結腕(第2回動部材)47の一端部が回動可能に嵌合されている。したがって、第1連結腕47は、突出筒部43bの軸線を中心として回動部材43に回動可能に連結されている。なお、第1連結腕47の他端部には、後述するように受話部3が取り付けられる。
他方の突出筒部43cの内周面の先端部には、円板状をなす可動板48が回動不能に、かつ突出筒部43cの軸線方向へ移動可能に嵌合されている。突出筒部43cの内部には、軸線を突出筒部43cの軸線と一致させたヒンジ軸49が配置されている。このヒンジ軸49の基端部は、回動部材43の周壁部を回動可能に貫通しており、先端部は可動板48の中央部を回動可能に貫通している。これにより、ヒンジ軸49がその軸線を突出筒部43cの軸線と一致させた状態で突出筒部43cに回動可能に支持されている。ヒンジ軸49の可動板48を貫通した先端部外周面には、回動板50が回動可能に嵌合され、さらにその先端側には第2連結腕(第2回動部材)51の一端部が回動不能に嵌合されている。したがって、第2連結腕51は、回動部材43にヒンジ軸49を介して回動可能に連結されている。回動板50は、第2連結腕51に回動不能に連結されている。したがって、回動板50と第2連結腕51とは一体に形成してもよい。第2連結腕51は、ヒンジ軸49により回動部材43にその径方向外側へ移動不能に連結されている。なお、第2連結腕51の他端部には、受話部3が取り付けられる。突出筒部43cの内周面とヒンジ軸49の外周面との間には、コイルばね52が設けられている。このコイルばね52は、可動板48を回動板50に向かって付勢している。
図22及び図27に示すように、可動板48の回動板50との対向面には、一対の収容凹部48a,48bが形成されている。一対の収容凹部48a,48bは、可動板48の径方向に延びており、突出筒部43cの軸線に関して対称に配置されている。つまり、突出筒部43cの軸線を中心とする円周上に周方向へ180°離れて配置されている。収容凹部48a,48bには、球体53A,53Bがそれぞれ収容されている。球体53A,53Bは、それぞれの一部を収容凹部48a,48bから回動板50側に突出させた状態で収容凹部48a,48bの長手方向(可動板48の径方向)へ移動可能に収容されている。
図28及び図29に示すように、回動板50の可動板48との対向面には、一対の第1凹部50a,50b、一対の第2凹部50c,50d、及び一対の第3凹部50e,50fが形成されている。第1凹部50a,50bは、突出筒部43cの軸線に関して対称に配置されている。つまり、突出筒部43cの軸線を中心とする円周上に周方向へ180°離れて配置されている。第2凹部50c,50d及び第3凹部50e,50fも同様である。ただし、第2凹部50c,50dは、第1凹部50a,50bより回動板50の径方向外側に配置されており、第3凹部50e,50fは、第2凹部50c,50dとほぼ同一直径を有する円周上に配置されている。しかも、各凹部50a〜50fは、球体53A,53Bと次のような関係をもって配置されている。
すなわち、図28に示すように、いま球体53A,53Bが回動板50の周方向における第1凹部50a,50bの底面の傾斜した一端部に接触するように位置しているものとする。以下、このときの回動板50及び第2連結腕51の位置を第2回動始端位置という。回動板50及び第2連結腕51が第2回動始端位置から一方向(図25において時計方向)へ所定角度(15°)回動すると、球体53A,53Bが第1凹部50a,50bから脱出する。回動板50が第2回動始端位置から160°回動すると、球体53A,53Bが第3凹部50e,50fにそれぞれ嵌り込む。以下、このときの回動板50及び第2連結腕51の位置をクリック位置という。ここで、第1凹部50a,50bと第3凹部50e,50fとは、回動板50の径方向に離れているが、第1凹部50aと第3凹部50eとの間、及び第1凹部50bと第3凹部50fとの間には、それらを互いに連結する渦巻き状のガイド溝50g,50hがそれぞれ形成されているので、球体50A,50Bは、回動板50の一方向への回動に伴ってガイド溝50g,50h内をその長手方向へそれぞれ転動して第3凹部50e,50fに入り込むことができる。回動板50及び第2連結腕51が第2回動始端位置から一方向へ180°回動すると、球体50A,50Bが第2凹部50c,50dに入り込み、その底面の傾斜した一端部(回動板50及び第2連結腕51の一方向への回動方向において後方側の端部)に接触するように位置する。以下、このときの回動板50及び第2連結腕51の位置を第2回動終端位置という。
可動板48がコイルばね52によって回動板50側に付勢されているので、回動板50及び第2連結腕51が第2回動始端位置に位置し、球体53A,53Bが第1凹部50a,50bの底面の傾斜した一端部に突き当たっているときには、コイルばね52の付勢力が回動板50及び第2連結腕51を他方向へ回動させる回動付勢力に変換される。回動板50及び第2連結板51がクリック位置に位置し、球体53A,53Bが第3凹部50e,50fに嵌り込んでいるときには、回動板50及び第2連結板51がコイルばね53の付勢力によりクリック位置に所定の大きさの力で停止させられる。回動板50及び第2連結板51が第2回動終端位置に位置し、球体53A,53Bが第2凹部50c,50dの底面の傾斜した他端部に突き当たっているときには、コイルばね53の付勢力が回動板50及び第2連結腕51を一方向へ回動させる回動付勢力に変換される。
図9に示すように、ヒンジ装置4は、化粧カバー54によって覆われている。これにより、受話部3の収容凹部3d内に入り込んだ部分が外部から目視することができないようになっている。化粧カバー54は、回動部材43を跨ぐようにして配置されており、回動部材43に対して支持筒42の軸線方向へ移動可能になっている。回動部材43を跨いだカバー54の一端部と他端部とは可動部材44の一端部44eと他端部44fとにそれぞれビスB4(図10参照)によって固定されている。したがって、化粧カバー54は、可動部材44と一体に挙動する。つまり、化粧カバー54は、支持筒42の軸線方向へ可動部材44と一体に移動するとともに、支持筒42の軸線を中心として可動部材44と一体に回動する。
図12に示すように、受話部3が折畳位置に位置しているときには、送話部2の他端側(図12において左側)に位置する化粧カバー54の一端部54aが受話部3の収容凹部3dの底面に形成された係合突出部3hの送話部2側を向く面(図12において下側の面)にほぼ接触している。したがって、可動部材44が第1回動軸線L1に沿って送話部2(取付板41)から離間する方向(図12において上方)へ移動すると、可動部材44の一端部44eが係合突出部3hを化粧カバー54の一端部54aを介して同方向へ押す。この結果、受話部3が第2回動軸線L2を中心として第2始端位置から第2終端位置に向かう方向(図12において時計方向)へ回動させられる。なお、可動部材44の一端部44eは、化粧カバー54の一端部54aを介在させることなく、係合突出部3hに直接接触させてもよい。
図15に示すように、受話部3が逆折畳位置に位置しているときには、化粧カバー54の他端部(図15において左側に位置する端部)54bが係合突出部3hの送話部2側を向く面にほぼ接触している。したがって、可動部材44が第1回動軸線L1に沿って送話部2から離間する方向に移動すると、可動部材44の他端部44fが係合突出部3hを化粧カバー54の他端部54bを介して同方向に押す。この結果、受話部3が第2回動軸線L2を中心として逆折畳位置(第2終端位置)から第2始端位置に向かう方向へ回動させられる。この場合にも、可動部材44の他端部44fを係合突出部3hに直接接触させてもよい。
上記のように構成されたヒンジ装置4は、次のようにして第1、受話部2,3に取り付けられている。すなわち、図11に示すように、取付板41が送話部2の取付凹部2bに挿入され、ビスB3(図10参照)によって固定されている。この状態では、ヒンジ装置4の支持筒42の軸線が第1回動軸線L1と一致させられるとともに、突出筒部43b,43cの軸線が第2回動軸線L2と一致させられている。しかも、第1回動軸線L1に関しては、回動部材43及び可動部材44の第1回動始端位置及び第1回動終端位置が、受話部3の第1始端位置及び第1終端位置とそれぞれ一致させられ、第2回動軸線L2に関しては、第2連結腕51の第2回動始端位置、クリック位置及び第2回動終端位置が、受話部3の第2始端位置、通話位置及び第2終端位置とそれぞれ一致させられている。
送話部2と受話部3とがヒンジ装置4を介して連結された携帯電話機1においては、受話部3が第1始端位置、第1終端位置及び通話位置の各位置に位置すると、受話部3が各位置において送話部2にクリック感をもって固定(停止)させられる。また、受話部3は、第2始端位置とそこから第2終端位置へ向かって所定角度(15°)だけ離れた位置との間に位置しているときには、第2回動軸線L2を中心として第2始端位置まで回動させられた後、第2始端位置に維持される。同様に、受話部3は、第2終端位置とそこから第2始端位置へ向かって所定角度(15°)だけ離れた位置との間に位置しているときには、第2回動軸線L2を中心として第2終端位置まで回動させられた後、第2終端位置に維持される。
折畳位置に位置している受話部3が第1始端位置から第1変位位置まで回動すると、取付板41の凸部41a,41bが可動部材44の凹部44c、44dからそれぞれ脱出し、可動部材44の取付板41との対向面に接触するようになる。その結果、可動部材44及び化粧カバー54がコイルばね45の付勢力に抗して取付板41から離間するように移動させられる。すると、化粧カバー54の一端部54aが受話部3の係合突出部3hを押す。それにより、受話部3が第2回動軸線L2を中心として第2始端位置から第1逃げ位置まで回動させられる。それに伴って、受話部3の前面3aが送話部2の前面2aから離間する。また、受話部3が第1変位位置から第1始端位置まで回動すると、凸部41a,41bが凹部44c,44dにそれぞれ嵌り込むので、可動部材44及び化粧カバー54がコイルばね45によって取付板41側へ移動させられる。その結果、受話部3が第2回動軸線L2を中心として逃げ位置から第2始端位置まで回動可能になり、コイルばね52の付勢力に基づく回動付勢力によって第2始端位置まで回動させられる。このように、受話部3が第1回動軸線L1を中心として第1始端位置と第1変位位置との間を回動するときには、受話部3の前面3aが第1回動軸線L1に沿って移動するので送話部2の前面2aに設けられた操作ボタン2cに接触することがない。よって、携帯電話機1が誤動作するのを防止することができる。上記の内容から明らかなように、この実施の形態では、取付板41の凸部41a,41b、可動部材44の凹部44c、44d、可動部材44の一端部(第1当接部)44e、コイルばね45、化粧カバー54の一端部54a、コイルばね52の付勢力を回動付勢力に変換する変換機構及び受話部3の係合突出部3hによって第1回動変位機構5が構成され、コイルばね45、凸部41a,41b及び凹部44c、44dによって移動機構6が構成されている。
なお、受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第1変位位置と第2変位位置との間を回動するときには、凸部41a,41bが可動部材44の取付板41との対向面上を摺動する。このとき、当該対向面が第1回動軸線L1と直交する平面になっているので、受話部3は第1回動軸線L1を中心とする回動に伴って第2回動軸線L2を中心として回動することがなく、第1逃げ位置(第2逃げ位置)に維持される。また、受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第2変位位置と第1終端位置との間を回動するときには、第1回動変位機構5により、第2回動軸線L2を中心として第2始端位置と第2逃げ位置との間を回動させられる。
逆折畳位置に位置している受話部3が第1回動軸線を中心として第1終端位置から第3変位位置まで回動すると、取付板41の凸部41a,41bが可動部材44の凹部44d、44cからそれぞれ脱出し、可動部材44の取付板41との対向面に接触するようになる。その結果、可動部材44及び化粧カバー54がコイルばね45の付勢力に抗して取付板41から離間するように移動させられる。すると、化粧カバー54の他端部54bが受話部3の係合突出部3hを押す。それにより、受話部3が第2回動軸線L2を中心として第2終端位置から第3逃げ位置まで回動させられる。それに伴って、受話部3の背面3gが送話部2の前面2aから離間する。また、受話部3が第3変位位置から第1終端位置まで回動すると、凸部41a,41bが凹部44d,44cにそれぞれ嵌り込むので、可動部材44及び化粧カバー54がコイルばね45によって取付板41側へ移動させられる。その結果、受話部3が第2回動軸線L2を中心として第3逃げ位置から第2終端位置まで回動可能になり、コイルばね52の付勢力に基づく回動付勢力によって第2始端位置まで回動させられる。このように、受話部3が第1回動軸線L1を中心として第1終端位置と第3変位位置との間を回動するときには、受話部3の背面3gが第1回動軸線L1に沿って移動するので送話部2の前面2aに設けられた操作ボタン2cに接触することがない。よって、携帯電話機1が誤動作するのを防止することができる。上記の内容から明かなように、この実施の形態では、取付板41の凸部41a,41b、可動部材44の凹部44d、44c、可動部材44の他端部(第1当接部)44f、コイルばね45、化粧カバー54の他端部54b、コイルばね52の付勢力を回動付勢力に変換する変換機構及び受話部3の係合突出部3hによって第2回動変位機構7が構成され、コイルばね45、凸部41a,41b及び凹部44d、44cによって第2移動機構8が構成されている。
なお、受話部3は、第1回動軸線L1を中心として第3変位位置と第4変位位置との間を回動するときには、第2回動変位機構7により第3逃げ位置(第4逃げ位置)に維持され、第1回動軸線L1を中心として第4変位位置と第1始端位置との間を回動するときには、第2回動変位機構7により第2回動軸線L2を中心として第2終端位置と第4逃げ位置との間を回動させられる。
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、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、この発明は、携帯電話機以外の携帯機器、例えばノートブック型パソコンにも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、取付板41に凸部41a,41bを設け、可動部材44に凹部44c、44dを設けているが、取付板41の凹部を設け、可動部材44に凸部を設けてもよい。
この発明に係る二軸ヒンジ装置は、携帯電話機の送話部と受話部や、パソコンの本体部とディスプレー部を回動可能に連結するためのヒンジ装置として用いることができる。

Claims (3)

  1. 第1筐体と第2筐体とを互いのなす角が直角である第1回動軸線及び第2回動軸線を中心として回動可能に連結するために、上記第1筐体に固定されるヒンジ本体と、このヒンジ本体に上記第1回動軸線を中心として回動可能に設けられた第1回動部材と、上記第2筐体に固定され、上記第1回動部材に上記第2回動軸線を中心として回動可能に設けられた第2回動部材とを備え、上記第1筐体及び上記第2筐体を互いの前面どうしが突き当たった折畳位置から離間するように上記第1回動軸線及び上記第2回動軸線を中心として回動可能に連結する二軸ヒンジ装置において、
    上記第1回動部材に可動部材が回動不能に、かつ上記第1回動軸線に沿って移動可能に連結され、この可動部材と上記ヒンジ本体との間に、上記第1回動部材が上記第1回動軸線を中心として所定の基準位置から離間するように回動する際には、上記可動部材を上記第1回動軸線に沿って上記ヒンジ本体から離間するように移動させ、上記第1回動部材が上記第1回動軸線を中心として上記基準位置に接近するように回動する際には、上記可動部材を上記第1回動軸線に沿って上記ヒンジ本体に接近するように移動させる移動機構が設けられ、上記可動部材は、上記第1回動部材の上記第1回動軸線を中心とする上記基準位置からの離間回動に伴って上記ヒンジ本体から離間移動する際には、上記第2筐体を上記第2回動軸線を中心として上記折畳位置から離間回動させることを特徴とする二軸ヒンジ装置。
  2. 上記移動機構が、上記可動部材を上記第1回動軸線に沿って上記ヒンジ本体に接近するように付勢する付勢手段と、上記ヒンジ本体と上記可動部材との対向面のいずれか一方に設けられた凹部と、上記ヒンジ本体と上記可動部材との対向面のいずれか他方に設けられ、上記第1回動部材の回動に伴って上記凹部に出入りする凸部とを有し、上記第1回動部材の上記基準位置からの離間回動に伴って上記凸部が上記凹部から抜け出ることにより、上記可動部材が上記付勢手段の付勢力に抗して上記ヒンジ本体から離間するように移動させられ、上記第1回動部材の上記基準位置への接近回動に伴って上記凸部が上記凹部に入り込むことにより、上記可動部材が上記付勢手段の付勢力によって上記ヒンジ本体に接近するように移動させられることを特徴とする請求項1に記載の二軸ヒンジ装置。
  3. 上記凹部及び上記凸部がそれぞれ二つ設けられており、上記二つの凹部が上記第1回動軸線を中心する円周上に周方向へ180°離れて配置され、上記二つの凸部が上記第1回動軸線を中心とする円周上に周方向へ180°離れて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の二軸ヒンジ装置。
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