JP4534569B2

JP4534569B2 - ヒンジ機構及び構成体

Info

Publication number: JP4534569B2
Application number: JP2004126676A
Authority: JP
Inventors: 茂雄中山; 知明岩佐; 貴博内田
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-04-22
Also published as: JP2005308112A

Description

本発明は、複数の部材間を回動可能に連結するヒンジ機構に関し、部材間のワイヤハーネスの貫通の容易化等を可能にしたヒンジ機構及び構成体に関する。

ビデオカメラや、カメラ付き携帯電話機等の電子機器では多様なシーンの撮影とその映像確認が要請されており、１つの機器でその要請に応えるには、機能部分を２以上に分割し、その各部材をヒンジ装置で連結して開閉や回転等を可能にしている。また、カメラ付き携帯電話機では、電話機能とカメラ機能との併合により、その部材間の回転や開閉を複雑化させている。

このようなヒンジ装置について、先行特許文献には次のようなものがある。
特開平１１−２５７３４２号公報特開２００３−１２０６５３号公報特許文献１には、ビデオカメラ等の液晶ユニット体を収納もしくはモニターのために展開できる構造、展開した状態で回転可能、かつ特定の角度まで回転した位置でさらに収納が可能である２軸型ヒンジを提供することを課題とし、斯かる課題を解決する構成として、プレス加工により巻きばね部、開閉回転軸受け部及びストップ部を同一プレート板に成形し結果として部品点数及び組立工数を大幅に減らす設計と、特に箱加工により剛性に優れたハウジングを得る手段と、開閉摩擦トルクを一定にする目的で巻き方向を正、逆両方向から施した単巻きばねに巻きばねの径よりも若干大きい径の開閉軸を圧入し、更に開閉角度ストップ部を付加した開閉摩擦トルク発生手段と、回転軸の摩擦トルクを発生させるため回転軸受け部に波板ばねと止め輪を締め付け回転摩擦トルク発生し、更に回転角度ストップ部を付加した回転摩擦トルク発生手段と、開閉及び回転軸の２軸交差機構により角度位置確認更には２軸の反発力による回転規制を行う機構を示す手段とを備えたものが開示されている。このような構成は、極めて複雑である。

特許文献２には、ヒンジ装置及びヒンジ装置を用いた携帯電話機について開示され、横軸状の開閉ヒンジ部と、縦軸状の折曲げヒンジ部とを備え、開閉と折曲げとを行えるようにした構造が開示されている。

ところで、ヒンジ装置を用いてビデオカメラや携帯電話機の表示部を回転させる場合、所定の回転角度で停止させる等の相対回動が可能であるとともに、回転操作時、停止角度を感じさせることが必要である。回転操作に伴って角度が意識できれば、操作感覚のみで所望の角度を設定することができる。斯かる課題は、特許文献１、２に開示された技術を用いても解決することができない。

そこで、本発明は、部品点数が少なく、部材間の開閉や回転が可能で、その回転角度でクリック感を付与させたヒンジ機構を提供し、このヒンジ機構を用いた構成体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のヒンジ機構は、固定板と、前記固定板の固定孔に挿入する挿入部を備え、該挿入部を以て前記固定板に立設されるとともに、周面部に凹部又は突部が形成され、前記凹部又は前記突部を含む前記周面部を挟んで形成された第１及び第２のフランジ部を備える軸部と、前記軸部と交差方向に軸受部を備えるヒンジフレームと、前記ヒンジフレームに固定されるとともに、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間の前記周面部に設置され、前記軸部の前記凹部に係合させる突部、又は前記軸部の前記突部に係合させる凹部を備えて前記軸部と弾性係合させ、前記ヒンジフレームに前記軸部を回転可能に保持する帯状部とを備え、前記帯状部が持つ弾性により前記帯状部と前記軸部との間の相対回転に対して前記軸部に負荷を付与するとともに、その負荷を前記凹部と前記突部との係合の前後で異ならせたものである。

斯かる構成とすれば、軸部の周面部の形態、即ち、突部又は凹部と帯状部との接触による両者間の負荷が帯状部が持つ弾性によって付与されているとともに、軸部側に凹部、帯状部側に突部とした場合には、凹部と突部とを介在させた接触により、両者間の係合の前後により負荷に相違が生じ、また、軸部側に突部、帯状部側に凹部とした場合には、突部と凹部とを介在させた接触により、両者間の係合の前後により負荷に相違が生じる。このような負荷の相違により、回転角度上の位置を認識させ、いわゆるクリック感が得られる。

本発明のヒンジ機構において、前記ヒンジフレームと前記帯状部との間の固定強度の調整により、前記帯状部と前記軸部との接触摩擦を加減する負荷調整機構を備えた構成としてもよい。斯かる構成とすれば、例えば、ねじ等によって固定強度を調整すれば、帯状部と軸部との接触摩擦を調整でき、所望のクリック感を得ることができる。

本発明のヒンジ機構において、前記ヒンジフレームと前記軸部との所定角度範囲以上の回転を阻止する回転阻止部を備えた構成としてもよい。斯かる構成により、帯状部と軸部との相対回動を所定の角度範囲にすることができる。

本発明のヒンジ機構において、前記軸部に前記帯状部を挟むように第１及び第２のフランジ部を形成した構成によれば、帯状部が軸部の第１及び第２のフランジ部の間に規制され、既述した突部と凹部との位置関係を一定範囲におくことができる。

本発明の構成体は、ヒンジ機構によって回転可能に連結される第１及び第２の部材を備えた構成体であって、前記第１の部材に取り付けられる固定板と、前記固定板の固定孔に挿入する挿入部を備え、該挿入部を以て前記固定板に立設されるとともに、周面部に凹部又は突部が形成され、前記凹部又は前記突部を含む前記周面部を挟んで形成された第１及び第２のフランジ部を備える軸部と、前記第２の部材に取り付けられ、前記軸部と交差方向に軸受部を備えるヒンジフレームと、前記ヒンジフレームに固定されるとともに、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間の前記周面部に設置され、前記軸部の前記凹部に係合させる突部、又は前記軸部の前記突部に係合させる凹部を備えて前記軸部と弾性係合させ、前記ヒンジフレームに前記軸部を回転可能に保持する帯状部とを備え、前記帯状部が持つ弾性により前記帯状部と前記軸部との間の相対回転に対して前記軸部に負荷を付与するとともに、その負荷を前記凹部と前記突部との係合の前後で異ならせたものである。斯かる構成とすれば、ヒンジ機構により、第１及び第２の部材を相対的に回動させることができる。

本発明の構成体において、前記ヒンジフレームと前記帯状部との間の固定強度の調整により、前記帯状部と前記軸部との接触摩擦を加減する負荷調整機構を備えた構成としてもよい。

本発明の構成体において、前記ヒンジフレームと前記軸部との所定角度範囲以上の回転を阻止する回転阻止部を備えた構成としてもよい。斯かる構成とすれば、第１及び第２の部材の回動範囲を回動阻止部によって規制することができる。

本発明の構成体において、前記軸部は、筒体で構成し、その内部に複数のワイヤハーネスを貫通させた構成としてもよい。斯かる構成とすれば、第１及び第２の部材間のワイヤハーネスの引回しが容易になる。

以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。

(1) 本発明のヒンジ機構によれば、軸部に対し弾性係合部をラジアル方向に加圧させており、弾性係合部が持つ弾性により弾性係合部と軸部との間の相対回転に対して負荷を付与するとともに、第１の凹部及び第２の突部、又は第１の突部及び第２の凹部の係合の前後により負荷に相違を持たせているので、負荷の相違により回転角度を認識でき、クリック感を得ることができる。

(2) 本発明のヒンジ機構によれば、軸部に対し弾性係合部をラジアル方向に加圧させており、軸部の直径方向には弾性係合部が当接されるにすぎないため、偏平化、薄型化を図ることができる。

(3) 本発明のヒンジ機構によれば、軸部に弾性係合部の帯状部を当てて摩擦による負荷を発生させており、軸部と弾性係合部の間が線接触ないし面接触であるため、耐久性に優れ、高剛性のヒンジ構造を実現できる。

(4) 本発明のヒンジ機構において、弾性係合部を固定する固定部材と弾性係合部との間の固定強度の調整により、弾性係合部と軸部との接触摩擦を加減する負荷調整機構を備えた構成とすれば、軸部に対する弾性係合部の固定強度によって接触摩擦を加減するので、部品精度に依存しない負荷調整が可能である。

(5) 本発明の構成体によれば、部品点数が少なく、組立てが容易であって、ビデオカメラや携帯電話機等の本体部と表示部等、部材間に設置されてそれらの開閉、一方の部材に対し他方の部材の回転を行うことができる。

(6) 本発明の構成体において、軸部を筒体で構成し、その内部に複数のワイヤハーネスを貫通させれば、ワイヤハーネスの引回しが容易化するとともに、ワイヤハーネスの損傷を防止できる。

本発明のヒンジ機構の実施形態について、図１を参照して説明する。図１はヒンジ機構を示す分解斜視図である。

このヒンジ機構２は軸部４と弾性係合部６とを備える。軸部４は、円筒体であって、貫通孔８を備えており、第１、第２及び第３のフランジ部９、１０、１２が形成されているとともに、フランジ部９、１０の間には溝部１１、フランジ部１０、１２の間には弾性係合部６と接触させる摺動面部１４が形成されている。軸部４の上端部には所定角度範囲以上の回転を阻止する回転阻止部１６の扇型の突部１８が形成されている。また、軸部４のフランジ部１２の下側には第１の固定部材として固定板２０の固定孔２２に挿入する挿入部２４が形成されている。この挿入部２４には平坦部２６が形成され、この平坦部２６に対応する固定突部２８が固定板２０の固定孔２２の壁部に形成されている。固定板２０には、複数の取付孔３０が形成されており、取付ねじ３２によって取付部材に取り付けられる。固定板２０の透孔３４は固定孔又は位置決め孔として用いることができる。

軸部４の摺動面部１４には弾性係合部６との摺動による摩擦によるトルク感、クリック感を生じさせるための凹部３６が形成されている。この凹部３６は、この実施形態では、軸部４の軸方向と一致する溝部で形成されているが、この凹部３６に代え、突部で構成してもよい。

弾性係合部６は、軸部４の摺動面部１４に対応した幅のばね板等の剛性材料で形成され、中央部分に帯状部３８が設けられ、この帯状部３８の両側に固定部４０、４２が形成されている。帯状部３８は、軸部４の摺動面部１４の大半を覆う角筒状を構成しており、この実施形態では、摺動面部１４の直径に対応する平行面部４４、４６と、この平行面部４４、４６に直交する直交面部４８と、平行面部４４と直交面部４８との間に形成された傾斜面部５０と、平行面部４６と直交面部４８との間に形成された傾斜面部５２とを備えている。

平行面部４４及び傾斜面部５０には、弾性係合部６の素材が持つ弾性を適当に緩和するための手段として、複数の溝部５４が形成されているとともに、平行面部４４側には軸部４の摺動面部１４の凹部３６に係合させるための突部５６が形成されている。この突部５６は、弾性係合部６の素材を例えば、プレス加工により突出させたものである。また、直交面部４８には高さ方向に溝部５８が形成されている。この溝部５８は、グリース等の潤滑油の溜め部等として利用することができる。

また、弾性係合部６の固定部４０には、固定部材としてのヒンジフレーム部６０に形成されている位置決め突部６２、固定孔６４に対応する位置決め孔６６、透孔６８が形成されている。位置決め突部６２に位置決め孔６６を係合させ、透孔６８から固定ねじ７０を固定孔６４にねじ込むことにより、弾性係合部６をヒンジフレーム部６０に固定することができる。

また、弾性係合部６の固定部４２には、ヒンジフレーム部６０に形成されている位置決め突部７２、固定孔７４に対応する位置決め孔７６、透孔７８が形成されている。位置決め孔７６は長孔である。同様に、位置決め突部７２に位置決め孔７６を係合させ、透孔７８から固定ねじ８０を固定孔７４にねじ込むことにより、弾性係合部６をヒンジフレーム部６０に固定することができる。この場合、固定部４２の背面側の端部には、突部８２が形成されており、この突部８２がヒンジフレーム部６０に当たり、固定部４２は突部８２によってヒンジフレーム部６０の面部との密着が阻止され、固定部４２とヒンジフレーム部６０との間には突部８２を介在させた空間部が形成されることになる。この結果、固定ねじ８０の締め付け、即ち、固定強度によって弾性係合部６と軸部４の摺動面部１４との密着状態が加減され、両者の摩擦による負荷が調整される。このことから、この実施形態では、固定部４２、ヒンジフレーム部６０、固定ねじ８０等で負荷調整機構８４が構成され、固定ねじ８０は単に固定だけでなく、負荷を調整する調整ねじを構成しているのである。

そして、ヒンジフレーム部６０は断面Ｌ字形の基板部８６を備えており、この基板部８６には既述した位置決め突部６２、７２、固定孔６４、７４が形成されているとともに、固定孔６４、７４の間には軸部４の摺動面部１４に臨ませる矩形の突部８８が形成されている。基板部８６の天板部９０には軸部４を挿通させる窓部９１が形成されているとともに、軸部４の溝部１１に挿入させて軸部４との相対回転をガイドする突部９２、９４が形成されている。また、基板部８６には、軸部４の頂部に摺動させ、突部１８と衝突させて軸部４との相対回転を阻止するストッパ部９６が形成されている。このストッパ部９６は突部１８とともに回転範囲を所定角度以内に抑える回転阻止部１６を構成している。この実施形態では、突部１８の角度とストッパ部９６の幅とを以て、軸部４の円周の４分の１の角度に設定されており、この結果、回転角度は２７０度に設定されている。この角度範囲を変更するには、例えば、突部１８の角度幅を変更すればよく、また、突部１８又はストッパ部９６を除けば、３６０度以上の相対回転が可能となる。この場合、相対回転とは、軸部４とヒンジフレーム部６０との間の回転を指している。

また、ヒンジフレーム部６０には、基板部８６と一体に複数の軸受部９８、１００、１０２が形成されている。各軸受部９８〜１０２には軸孔１０４が形成されている。

次に、ヒンジ機構を備えた構成体の実施形態について、図２を参照して説明する。図２は既述のヒンジ機構２及びヒンジ機構２を備えた構成体を示す斜視図である。

この実施形態では、構成体１０６が第１の部材１０８、第２の部材１１０を備え、これら部材１０８、１１０の間に第１のヒンジ機構部１１２及び第２のヒンジ機構部１１４を備えて構成されている。第１のヒンジ機構部１１２は既述した図１に示すヒンジ機構２で構成される。また、第２のヒンジ機構部１１４はヒンジフレーム部６０に部材１１０に固定された回動支持部１１６を回動自在に取り付けたものである。

部材１０８には固定板２０が取付ねじ３２によって固定され、固定板２０の上面部には軸部４が立設され、この軸部４は弾性係合部６を以てヒンジフレーム部６０に固定されている。そして、ヒンジフレーム部６０の各軸受部９８、１０２には、部材１１０側の固定部材である回動支持部１１６の軸受部１１８、１２０が軸１２２、１２４によって回動可能に取り付けられ、軸１２４の他端部が軸受部１００に支持させてある。即ち、部材１０８に軸部４を介して固定されているヒンジフレーム部６０に対して回動支持部１１６が回動し、部材１０８、１１０がその回動によって開閉可能である。

次に、ヒンジ機構部１１２の構成について、図３及び図４を参照して説明する。図３は軸部４に対応する弾性係合部６を切断して示した図であり、図４は図３のIV−IV線断面図である。

軸部４の摺動面部１４には、弾性係合部６が線又は面で接触するとともに、突部５６の先端部が接触し、両者間の接触摩擦により所定の負荷を与える。この負荷により、軸部４とヒンジフレーム部６０とは両者間に反対方向の力が加わらない限り、その力が両者間の摩擦抵抗に打ち勝たなければ、回動は生じない。即ち、両者間に斯かる力が加えられない限り、安定した保持状態が得られる。

そして、軸部４の凹部３６には、図４に示すように、突部５６が嵌まり込み、斯かる係合による安定状態が確立する。即ち、軸部４とヒンジフレーム部６０との相対回動において、突部５６と凹部３６との係合の前後で両者間の負荷が変化し、操作するユーザには負荷の相違によるトルク感、クリック感を認識させることができる。このような感覚的な負荷の変化により、その回動位置をユーザに認識させることができる。

また、図４に示すように、軸部４の貫通孔８には複数のワイヤハーネス１２６を貫通させ、例えば、部材１０８、１１０間の電気的な結合や信号伝送等を行うことができる。貫通孔８は、軸部４の太さに応じた内径を維持することができ、その内部に障害物がないことから、多数のワイヤハーネス１２６を引き回すことができる。

次に、この構成体１０６の回動又は開閉について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、部材１０８、１１０を一直線上に配置した状態を示す斜視図、図６は部材１０８、１１０を直角に屈曲配置した状態を示す斜視図である。

ヒンジ機構部１１２を備えたことにより、部材１０８に対して部材１１０を矢印Ｎ₁に示すように、回動させることができ、その回動範囲は既述したように２７０度である。

また、ヒンジ機構部１１４を備えたことにより、部材１０８、１１０を９０度から矢印Ｎ₂で示すように、両者を折り畳む等、開閉させることができる。また、図６に示すように、９０度に維持させた部材１１０は、ヒンジ機構部１１２により矢印Ｎ₁で示すように、回動させることができる。

また、上記実施形態では、弾性係合部６の帯状部３８に形成された傾斜面部５０、５２と軸部４の摺動面部１４とを摺動可能に構成しているが、傾斜面部５０、５２は、例えば、図７に示すように、摺動面部１４の周面形状に対応する湾曲部５１、５３で構成してもよい。

上記実施形態について、特徴事項や利点を列挙すれば、次の通りである。

(1) 回転軸として軸部４に対して、板ばねからなる弾性係合部６を設置し、軸半径方向（ラジアル方向）に加圧してトルクを得ているため、ヒンジ機構２の偏平化が可能である。

(2) また、トルクは固定ねじ８０の締め付けでトルク調整を可能にしているため、組立後の歩留りを向上させることができる。

(3) ヒンジ機構２は軸部４と弾性係合部６との組合せにより、高剛性を備えた構造を実現することができる。

(4) 軸部４と弾性係合部６との組合せにより、耐久性を補助するグリース溜まりの構造が容易である。これらの構造を持ちながら、回転軸は中空でＦＰＣやワイヤハーネスを通すだけの余裕のある空間を確保することができる。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明のヒンジ機構又は構成体は、部材間の開閉や回転等、各部材の独立した移動に用いることができ、利便性を高めることができ、有用である。

本発明の実施形態に係るヒンジ機構を示す分解斜視図である。ヒンジ機構及びヒンジ機構を用いた構成体を示す斜視図である構成体における第１のヒンジ機構部を部分的に切断して示した部分断面図である。図３のIV−IV線断面図である。ヒンジ機構を用いた構成体の回動を示す斜視図である。ヒンジ機構を用いた構成体の開閉及び回動を示す斜視図である。弾性係合部の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

２ヒンジ機構
４軸部
６弾性係合部
８貫通孔
１０、１２フランジ部
１４摺動面部（周面部）
１６回転阻止部
３６凹部
３８帯状部
５６突部
６０ヒンジフレーム部（固定部材）
８４負荷調整機構
１０８第１の部材
１１０第２の部材
１１２第１のヒンジ機構部
１１４第２のヒンジ機構部
１２６ワイヤハーネス

Claims

固定板と、
前記固定板の固定孔に挿入する挿入部を備え、該挿入部を以て前記固定板に立設されるとともに、周面部に凹部又は突部が形成され、前記凹部又は前記突部を含む前記周面部を挟んで形成された第１及び第２のフランジ部を備える軸部と、
前記軸部と交差方向に軸受部を備えるヒンジフレームと、
前記ヒンジフレームに固定されるとともに、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間の前記周面部に設置され、前記軸部の前記凹部に係合させる突部、又は前記軸部の前記突部に係合させる凹部を備えて前記軸部と弾性係合させ、前記ヒンジフレームに前記軸部を回転可能に保持する帯状部と、
を備え、前記帯状部が持つ弾性により前記帯状部と前記軸部との間の相対回転に対して前記軸部に負荷を付与するとともに、その負荷を前記凹部と前記突部との係合の前後で異ならせたことを特徴とするヒンジ機構。
前記ヒンジフレームと前記帯状部との間の固定強度の調整により、前記帯状部と前記軸部との接触摩擦を加減する負荷調整機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
前記ヒンジフレームと前記軸部との所定角度範囲以上の回転を阻止する回転阻止部を備えたことを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
ヒンジ機構によって回転可能に連結される第１及び第２の部材を備えた構成体であって、
前記第１の部材に取り付けられる固定板と、
前記固定板の固定孔に挿入する挿入部を備え、該挿入部を以て前記固定板に立設されるとともに、周面部に凹部又は突部が形成され、前記凹部又は前記突部を含む前記周面部を挟んで形成された第１及び第２のフランジ部を備える軸部と、
前記第２の部材に取り付けられ、前記軸部と交差方向に軸受部を備えるヒンジフレームと、
前記ヒンジフレームに固定されるとともに、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間の前記周面部に設置され、前記軸部の前記凹部に係合させる突部、又は前記軸部の前記突部に係合させる凹部を備えて前記軸部と弾性係合させ、前記ヒンジフレームに前記軸部を回転可能に保持する帯状部と、
を備え、前記帯状部が持つ弾性により前記帯状部と前記軸部との間の相対回転に対して前記軸部に負荷を付与するとともに、その負荷を前記凹部と前記突部との係合の前後で異ならせたことを特徴とする構成体。
前記ヒンジフレームと前記帯状部との間の固定強度の調整により、前記帯状部と前記軸部との接触摩擦を加減する負荷調整機構を備えたことを特徴とする請求項４記載の構成体。
前記ヒンジフレームと前記軸部との所定角度範囲以上の回転を阻止する回転阻止部を備えたことを特徴とする請求項４記載の構成体。
前記軸部は、筒体で構成し、その内部に複数のワイヤハーネスを貫通させたことを特徴とする請求項４記載の構成体。