JP4621153B2 - 折り畳み型機器 - Google Patents

Description

本発明は折り畳み型機器に係り、特に、第１の筐体と第２の筐体とがヒンジ構造により開閉可能に構成されてなる折り畳み型機器の構造に関する。

一般に、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等のように、第１の筐体と第２の筐体とがヒンジ構造により開閉可能に構成されてなる折り畳み型機器が知られている。このような折り畳み型機器の上記ヒンジ構造では、第１の筐体と第２の筐体が所定の回動角において所定の保持力で保持されるように構成するための弾性係合構造が設けられている。このような弾性係合構造としては、第１の筐体に取り付けられた第１のヒンジ金具と他方の筐体に取り付けられた第２のヒンジ金具の少なくとも一方を回動軸に対して回動可能に構成し、前記回動軸に挿通されて第１の筐体に対して回転方向に固定された第１の係合部材と、この第１の係合部材に対して前記回動軸の軸線方向に係合可能な第２の係合部材を第２の筐体に取り付け、第１の係合部材と第２の係合部材とを上記軸線方向に圧接するためのコイルばね等の弾性部材を設けた構造が知られている（例えば、以下の特許文献１及び２参照）。

また、上記のような折り畳み型機器では、第１の筐体と第２の筐体とが上記所定の回動角以外の角度でも当該角度を維持できるようにヒンジ構造に所定の回動抵抗を与えることが望まれる場合があり、このような場合には、さらに構造が複雑になるという問題点がある。

そこで、例えば、回動軸に平坦部を設けるとともに、これに対応する平坦部を設けた円弧状の当接面を備えたフリクション板を用いて、回動軸を両側から押圧する複数のフリクション板で挟持することにより、所定の回動抵抗を与えるとともに、回動軸の平坦部とフリクション板の平坦部とが合わさることによって所定の回動角位置でヒンジ構造が弾性的に保持されるように構成されるヒンジ構造が提案されている（例えば、以下の特許文献３参照）。
特開２００４−５２８９２号公報 特開２００５−３１２５号公報 特開２００５−１６６０４号公報

しかしながら、前述の弾性係合構造を有するヒンジ構造においては、回動軸を回動可能に軸支するための軸支構造とは別に複数の部品を含む弾性係合構造を設ける必要があるために部品点数が増大するとともに、これらの部品の組立作業が必要となるので、製造コストが増大するという問題点がある。特に、携帯電話機等の携帯型折り畳み型機器にヒンジ構造を装備する場合にはヒンジ構造のコンパクト化が必要となるので、なおさら製造コストの低減が難しい。

一方、上記の回転軸を挟持する複数のフリクション板を用いたヒンジ構造においては、複数のフリクション板が回動軸に押圧されるように組み立てる必要があるため、部品点数の削減及び組立作業の負担の軽減が困難であるという問題点がある。また、回動軸とフリクション板の双方に平坦部を設けることによって所定の回動角位置でヒンジ構造が弾性保持されるように構成されているため、平坦部の角度範囲が小さいと充分な弾性保持力が得られず、平坦部の角度範囲が大きくなると円弧状の当接面積が小さくなって円滑な軸支機能が得られにくくなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、所定の回動角位置における保持機能を有するとともに所定の回動抵抗を付与することのできるヒンジ構造の軸支構造を簡易化して部品点数を削減することにより、部品コストや組立作業の負担を軽減して製造コストの低減を図るとともに、ヒンジ構造をコンパクト化することのできる構造を実現することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の折り畳み型機器は、第１の筐体（１１０）と第２の筐体（１２０）とがヒンジ構造（１０）により回動可能に構成されてなり、前記ヒンジ構造には、前記第１の筐体に取り付けられた回動軸（１３）と、前記第２の筐体に取り付けられ、前記回動軸を回動可能に軸支する軸支部（１１Ｂ、１１Ｃ）とを有する折り畳み型機器（１００）において、前記軸支部は前記回動軸に向けて伸びる一体の弾性部材により構成され、該弾性部材は、先端側が二股に分岐することで、相互に離間した先端部をそれぞれ有する一対の弾性軸支腕（１１ｘ、１１ｙ）を備え、該一対の弾性軸支腕は、前記回動軸を軸支するための相互に対向する円弧状の軸支内面（１１ｘａ、１１ｙａ）を前記先端部にそれぞれ備えるとともに前記軸支内面のいずれか一方（１１ｘａ）のみに一つだけ凸部（１１ｐ）が形成され、前記回動軸の外周面（１３ａ）には、前記凸部に対して共に嵌合可能で相互に異なる角度位置に形成された第１及び第２の凹部（１３ｂ、１３ｃ）が設けられ、前記第１の筐体と前記第２の筐体が所定の回動角位置を越えて開放しないように設けられたストッパ（１２ｃ）を有し、前記凸部と前記第１の凹部（１３ｂ）が前記第１の筐体と前記第２の筐体の前記所定の回動角位置での開放状態において相互に嵌合し、前記凸部と前記第２の凹部（１３ｃ）が前記第１の筐体と前記第２の筐体の閉鎖状態において相互に嵌合するように構成され、前記開放状態と前記閉鎖状態の間においては、前記凸部が前記回動軸の外周面の前記第１及び第２の凹部以外の円筒面部分に摺接することで前記一対の弾性軸支腕が前記開放状態及び前記閉鎖状態よりも相互に離反する方向に弾性変形し、前記閉鎖状態においては、前記凸部と前記第２の凹部が完全に嵌合する前の角度位置にあることにより前記回動軸が閉鎖方向に引き込み力を受けることを特徴とする。

この発明によれば、回動軸を回動可能に軸支する軸支部が一体の弾性部材で構成され、この弾性部材に設けられた一対の円弧状の弾性軸支腕に軸支構造が構成される。したがって、部品点数を大幅に削減することができるため、部品コスト及び組立コストが低減され、全体として折り畳み型機器の製造コストを引き下げることが可能になる。

また、上記の弾性軸支腕に設けられた円弧状の軸支内面に第１及び第２の凹部が形成され、これらの第１及び第２の凹部が回動軸に設けられた凸部に嵌合することで、第１の筐体と第２の筐体とが所定の回動角位置の開放状態や閉鎖状態において弾性的に保持される。また、凸部と第１及び第２の凹部とが嵌合していない状態では、凸部が回動軸の外周面の凹部以外の部分に当接することとなるため、一対の弾性軸支腕が開くように弾性変形した状態となるので、回動軸には常に一対の弾性軸支腕から受ける挟圧力が加わることとなり、その結果、所定の回動抵抗を得ることができる。

また、本発明では、弾性部材の先端が二股に分岐して一対の弾性軸支腕を備えた構造を有することによって、弾性軸支腕の弾性変形を可能としつつ、回動軸を挟持する一対の軸支内面より先端側への突出量を抑制することができる（すなわち、軸支内面を弾性軸支腕の先端部に設けることができる）ため、回動軸の周囲の軸支構造をコンパクトに構成することが可能になり、小型機器にも容易に装備することが可能になる。

本発明においては、前記凸部と前記凹部の嵌合形状は動径方向よりも緩傾斜の側部を有する形状に構成されている。凸部と凹部の嵌合形状が動径方向よりも緩傾斜の側部を有する形状とされることにより、回動軸と軸支部とが相対的に回動したときに凸部と凹部が嵌合したり、嵌合状態から脱したりすることができるように構成されるとともに、側部の傾斜角に応じて所定の脱出トルクや引き込みトルクを設定することができる。この場合、上記嵌合形状を、上記の傾斜した側部を側辺とする台形状とすることにより、当該嵌合形状凸部が凹部以外の部分と当接して摺動したときの磨耗による回動抵抗の低下を抑制することができる。本発明では、特に、前記凸部（１１ｐ）は、動径方向よりも緩傾斜の第１の外側部（１１ｐ１）と第２の外側部（１１ｐ２）を有する台形状若しくは山形状に構成され、前記第２の凹部（１３ｃ）は、前記閉鎖状態において前記凸部の前記第１の外側部（１１ｐ１）と対接する、前記動径方向よりも緩傾斜の第１の内側部（１３ｃ１）を有し、前記第１の外側部（１１ｐ１）と前記第１の内側部（１３ｃ１）の当接により前記閉鎖状態における前記引き込み力が生ずるように構成される。これにより、第１の筐体と第２の筐体の閉鎖状態を保持できるとともに両筐体のガタつきを防止できる。

本発明においては、前記軸支部に前記凸部が設けられ、前記回動軸に前記第１及び第２の凹部が設けられているので、軸支部に凸部を設けることによって軸支部の局所的な変形を抑制することができるとともに、軸支部の肉厚を低減することが可能になるので軸支構造をコンパクトに構成できる。

本発明において、前記凸部は前記一対の弾性軸支腕の軸支内面上において一方のみに一つだけ設けられていることにより、凸部が第１及び第２の凹部から脱した状態でも、単一の凸部以外の部分では回動軸の外周面と軸支内面とが摺接しているので、安定した軸支状態を得ることができる。

本発明において、前記一対の弾性軸支腕の前記軸支内面の円弧中心角が相互に異なることが好ましい。これによれば、一対の軸支内面の円弧中心角を相互に異なるものとすることで、一方の軸支内面の円弧中心角を大きくすることができるため、連続した円弧面の角度範囲を拡大することにより、回動軸のより安定した軸支状態を得ることが可能になる。

この場合に、前記凸部は、前記円弧中心角の小さい一方の前記軸支内面に形成されていることがさらに望ましい。これによれば、凸部が円弧中心角の小さい一方の前記軸支内面に形成されているため、他方の軸支内面は円弧中心角が大きく、しかも、凸部が設けられていないこととなるので、他方の軸支内面によってさらに安定的に回動軸を軸支することができる。

本発明において、前記第１の筐体と前記第２の筐体の開放角度範囲が所定の回動角位置を越えないように規制する規制手段（１２ｃ）を有することが好ましい。この場合に、前記開放状態への移行時において、前記凸部（１１ｐ）が前記第１の凹部（１３ｂ）に嵌合することにより前記回動軸（１３）が開放方向に引き込み力を受けて、前記所定の回動角位置に保持されることが好ましい。特に、前記第１の凹部（１３ｂ）は、前記開放状態において前記凸部（１１ｐ）の前記第２の外側部（１１ｐ２）と対接する、前記動径方向よりも緩傾斜の第２の内側部（１３ｂ２）を有し、前記第２の外側部（１１ｐ２）と前記第２の内側部（１３ｂ２）の当接により前記引き込み力が生ずるように構成されることが望ましい。また、上記規制手段として、前記回動軸と一体に回動するストッパをさらに有し、該ストッパが前記弾性部材の外面に当接することにより前記第１の筐体と前記第２の筐体とが所定の回動角で停止するように構成されていることが好ましい。これによれば、回動軸と一体に回動するストッパが弾性部材の外面に当接するように構成されていることにより、回動軸を軸支部に対して所定角度位置で確実に停止させることができる。

この場合において、前記ストッパは前記一対の弾性軸支腕の少なくとも一方の外面に当接するように構成されていることが好ましい。これによれば、ストッパが少なくとも一方の弾性軸支腕の外面に当接することにより、弾性軸支腕の軸支径を狭める方向にストッパの応力が加わるので、回動軸を確実に停止させることができるとともに、ストッパ剛性を高めることができる。

本発明において、前記第２の筐体には前記回動軸の軸線と直交する軸線を有する第２の回動軸が取り付けられ、前記弾性部材は前記第２の回動軸を回動可能に軸支する第２の軸支部を備え、該第２の軸支部には、前記第２の回動軸に摺接する円弧状の一対の第２の軸支内面を中間部に備えたスリットが設けられていることが好ましい。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は第１実施形態のヒンジ構造を示す概略斜視図、図２は同ヒンジ構造の概略側面図、図１１及び図１２は上記ヒンジ構造を用いた折り畳み型機器の外観を示す概略斜視図である。

本実施形態は、図１１及び図１２に示す携帯電話機等の折り畳み型機器１００であり、この折り畳み型機器１００は、第１の筐体１１０と、第２の筐体１２０とを具備し、これらの第１の筐体１１０と第２の筐体１２０が図１及び図２に示すヒンジ構造１０によって相互に回動可能に構成されたものである。

ここで、図１１及び図１２に示すように、第１の筐体１１０は、その内面上に操作ボタン１１１、１１２、１１３及びマイク部１１４を備えた操作部を構成し、第２の筐体１２０は、その内面上に主表示画面１２１及びスピーカ部１２２を備え、外面上に副表示画面１２３を備えた表示部を構成している。折り畳み型機器１００は、図１１に示すように第１の筐体１１０に対して第２の筐体１２０を開いた開放状態と、図１２に示すように第１の筐体に第２の筐体を閉じた閉鎖状態とを実現できるようになっている。そして、上記ヒンジ構造１０によって開放状態と閉鎖状態における回動角度位置のいずれもが所定の保持力で保持されるように構成され、また、開放状態と閉鎖状態以外の回動角度位置では第１の筐体１１０と第２の筐体１２０の間に所定の回動抵抗が生ずるように構成されている。

図１に示すように、ヒンジ構造１０は、第１のヒンジ部材１１と、第２のヒンジ部材１２とが回動可能に接続されている。図示例の場合、第１のヒンジ部材１１は硬質金属で形成され、第２のヒンジ部材１２は合成樹脂で構成されることが好ましい。ここで、第１のヒンジ部材１１は上記第１の筐体１１０に取り付けられ、第２のヒンジ部材１２は上記第２の筐体１２０に取り付けられている。

第２のヒンジ部材１２には軸固定部１２ａ、１２ｂが設けられ、この軸固定部１２ａ、１２ｂに回動軸１３の両端部が挿入された状態で回動軸１３の軸線方向及び軸線周りに固定された状態とされている。回動軸１３は円柱形状であり、その外周面１３ａの概略形状は円筒面であるが、外周面１３ａには、所定の角度位置に凹溝１３ｂ、１３ｃが形成されている。

一方、第１のヒンジ部材１１には、上記折り畳み型機器１００の第１の筐体１１０に固定される取り付け部１１Ａと、この取り付け部１１Ａから立ち上がって回動軸１３に向けて伸びる軸支部１１Ｂ及び１１Ｃが一体に設けられている。軸支部１１Ｂ及び１１Ｃはそれぞれ先端側が二股状に分岐し、一対の弾性軸支腕１１ｘ及び１１ｙが設けられている。弾性軸支腕１１ｘ及び１１ｙの先端部はそれぞれ円弧状に湾曲して上記回動軸１３を両側から挟持している。

図３は上記軸支部１１Ｂ又は１１Ｃと回動軸１３の軸支構造を示す縦断面図である。弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙの先端部には、回動軸１３に摺接する円弧状の軸支内面１１ｘａ及び１１ｙａが形成され、これらの軸支内面１１ｘａ及び１１ｙａによって回動軸１３が回動可能に軸支された状態とされている。軸支内面１１ｘａには軸線方向から見たときに台形状若しくは山状（逆Ｖ字状）となる凸部１１ｐが形成され、軸支内面１１ｘａは当該凸部１１ｐの形成された角度範囲以外は円弧形状となるように構成されている。凸部１１ｐの上記形状は、回動軸１３の軸線１３ｘを通過する動径方向よりも緩やかな傾斜角を備えた外側部１１ｐ１及び１１ｐ２を有している。この凸部１１ｐは、上記回動軸１３に設けられた凹溝１３ｂ、１３ｃと嵌合可能な形状を備えている。なお、凸部１１ｐと凹溝１３ｂ、１３ｃとはぴったりと符合する形状であることが望ましいが、相互に嵌合可能な関係にあれば、完全に符合する形状でなくともよい。

上記凹溝１３ｂ、１３ｃは共に軸線方向から見たときに台形状若しくはＶ溝状となる断面形状を有し、それぞれが前後一対の傾斜した内側部１３ｂ１、１３ｂ２、１３ｃ１、１３ｃ２を備えている。これらの内側部はいずれも軸支内面１１ｘａ、１１ｙａの軸線から伸びる動径の方向よりも緩い傾斜角を備えている。これらの凹溝１３ｂ、１３ｃは軸線方向に伸びるように設けられ、これによって回動軸１３は軸線１３ｘ方向に同一の断面形状を備えたものとなっている。このような形状は回動軸１３を引き抜き加工等で製造して製造コストを低減することができる点で好ましいが、軸線１３ｘ方向に見て部分的に凹溝１３ｂ、１３ｃが形成されていても構わない。

図３は図１１に示すように第２の筐体１２０が第１の筐体１１０から最も大きく開いたとき（開放状態にあるとき）の軸支部１１Ｂ又は１１Ｃと回動軸１３の軸支状態を示すものである。このとき、凸部１１ｐは凹溝１３ｂにほぼ嵌合した状態とされている。この場合、第２のヒンジ部材１２には、上記軸固定部１２ａ，１２ｂの内側に軸線方向に突出するストッパ１２ｃが突設され、このストッパ１２ｃが弾性軸支腕１１ｙの外面に当接するようになっている。このストッパ１２ｃは回動軸１３と一体的に回動するので、ストッパ１２ｃが弾性軸支腕１１ｙの外面に当接することによって、第２の筐体１２０が図１１に示す状態よりも大きく開くことがないように規制される。

なお、本実施形態ではヒンジ構造１０内に設けられたストッパ１２ｃによって第２の筐体１２０の開放角度範囲が規制されているが、別の規制手段、例えば、図１１における第１の筐体１１０の基部に上記軸線１３ｘを越えて反対側に伸びるストッパ部を設け、このストッパ部に第２の筐体１２０の基部が抵触することによって第２の筐体１２０の開放角度範囲が規制されるようにしてもよい。

図４は、上記開放状態（図３に示す状態）から第２の筐体１２０を閉じる方向にある程度の角度θ１だけ回動させたときの軸支構造を示している。図３に示す開放状態から第２の筐体１２０を閉じる方向に回動させると、凸部１１ｐが凹溝１３ｂから脱出する。このとき、凸部１１ｐの外側部１１ｐ２が凹溝１３ｂの内側部１３ｂ２から拡径方向に応力を受けるため、弾性軸支腕１１ｘと１１ｙは外側へ広がるように弾性変形する。そして、凸部１１ｐが完全に凹溝１３ｂから脱出すると、図４に示すように凸部１１ｐの頂部が回動軸１３の円弧状の外周面１３ａと摺接することとなる。

この場合の凹溝１３ｂからの凸部１１ｐの脱出トルクは、通常、凸部１１ｐの外側部１１ｐ２の傾斜角と、凹溝１３ｂの内側部１３ｂ２の傾斜角の少なくとも一方によって決定される。ここで、外側部１１ｐ２と内側部１３ｂ２のうち、いずれか一方が他方よりも傾斜角が小さい（動径方向との交差角が大きい）と、その小さい方の傾斜角によって脱出トルクが決定される。一般的には、外側部１１ｐ２は、内側部１３ｂ２とほぼ同じ傾斜角か、或いは、それよりも大きな傾斜角を有するように構成されることが好ましい。この場合には、主として、凹溝１３ｂの内側部１３ｂ２の傾斜角によって脱出トルクが決定される。当該脱出トルクは小さい方の傾斜角が大きいほど（すなわち動径の方向に近づくほど）大きくなるが、その脱出トルクの得られる角度範囲は狭くなる。

この状態では、弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙが拡径方向に弾性変形しているため、上記の開放状態に比べると、回動軸１３に対する軸支部１１Ｂ、１１Ｃの挟圧力が大きくなり、その結果、回動軸１３に或る程度の回動抵抗が生ずるようになっている。また、この状態では、回動軸１３の軸支状態は主として弾性軸支腕１１ｙの軸支内面１１ｙａによって確保される。

図５は、図４に示す状態から回動軸１３が角度θ２だけさらに回動して、上記閉鎖状態（図１２に示す状態）になったときの軸支構造を示している。上記閉鎖状態に近づくと、回動軸１３の凹溝１３ｃに凸部１１ｐが入り込み始め、当初は、凸部１１ｐの外側部１１ｐ１と、凹溝１３ｃの内側部１３ｃ１との少なくとも一方の傾斜角によって引き込みトルクが決定される。ここで、外側部１１ｐ１と内側部１３ｃ１のうち、いずれか一方が他方よりも傾斜角が小さい（動径方向との交差角が大きい）と、その小さい方の傾斜角によって引き込みトルクが決定される。一般的には、外側部１１ｐ１は、内側部１３ｃ１とほぼ同じ傾斜角か、或いは、それよりも大きな傾斜角を有するように構成されることが好ましい。この場合には、主として、凹溝１３ｃの内側部１３ｃ１の傾斜角によって引き込みトルクが決定される。当該引き込みトルクは小さい方の傾斜角が大きいほど（すなわち動径の方向に近づくほど）大きくなるが、その引き込みトルクの得られる角度範囲は狭くなる。

なお、図５に示すように、閉鎖状態においては、凸部１１ｐと凹溝１３ｃとが完全に嵌合する前の角度位置にあって、凸部１１ｐと凹溝１３ｃによる引き込みトルクが加わったままの状態とされることが好ましい。このようにすると、第２の筐体１２０は第１の筐体１１０に対して常に閉じる方向に引き込みトルクを受けた状態となるので、凸部１１ｐと凹溝１３ｃの嵌合状態に多少の遊びがあったとしても、閉鎖状態において第１の筐体１１０と第２の筐体１２０とがガタツクことを防止できる。

上記とは逆に、図５に示す閉鎖状態から図４に示す中間状態を経て図３に示す開放状態に移行する場合においては、最初に、閉鎖状態から脱する際に、外側部１１ｐ１と内側部１３ｃ１の少なくとも一方の傾斜角によって定まる脱出トルクが必要となる。その後、中間状態では弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙの弾性力に起因する所定の回動抵抗が付与される。そして、最後に、外側部１１ｐ２と内側部１３ｂ２の少なくとも一方の傾斜角によって定まる引き込みトルクを受け、開放状態に保持される。

本実施形態では、第１のヒンジ部材１１に設けられた軸支部１１Ｂ，１１Ｃの先端側が二股に分岐して一対の弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙが一体に設けられ、これらの弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙにそれぞれ回動軸１３を軸支するための円弧状の軸支内面１１ｘａ、１１ｙａが形成され、これらの軸支内面１１ｘａ、１１ｙａと回動軸１３の外周面１３ａに凸部１１ｐと凹部（凹溝）１３ｂ、１３ｃが形成されて、相互に嵌合可能に構成されている。これにより、回動軸１３を回動可能に軸支する軸支構造と、回動軸１３の回動運動に所定の抵抗を与えたり、所定の回動角度位置で所定の保持力を与えたりする機能を有する構造とを一体に構成することができる。

そして、上記のように所要の機能（所定の回動角度位置の保持機能や、回動時の回動抵抗付与機能）を満たしつつ、部品点数を削減することができるため、部品コスト及び組立コストが低減されるとともに、ヒンジ構造をコンパクトに構成することが可能になる。また、軸支部と上記機能を有する構造とが一体に構成されていることにより、実際に携帯電話機等に組み込んだ場合に、保持力が与えられる回動角度位置に到達したとき或いは同位置から脱出したときの機器のガタ付き（振動）や騒音を大幅に低減することができることが確認された。

また、凸部１１ｐと凹溝１３ｂ、１３ｃの嵌合形状が動径方向よりも緩傾斜の側部を有する形状に構成されていることにより、上記の機能を確保しつつ、充分な脱出トルクや引き込みトルクを容易に設定することが可能になる。特に、上記嵌合形状が台形状に構成されていることにより、凸部１１ｐの頂部の磨耗による回動抵抗の低下を抑制し、長期間にわたって安定した回動抵抗を得ることができる。

さらに、本実施形態では、軸支部１１Ｂ、１１Ｃに凸部１１ｐが形成され、回動軸１３に凹溝１３ｂ、１３ｃが設けられていることにより、軸支部１１Ｂ、１１Ｃに凹溝を設けた場合において軸支部の肉厚が局部的に薄くなるといったことを防止できるため、軸支部の局部的な変形を抑制することができる。また、軸支部の肉厚（軸支内面の設けられた先端部分における動径方向の厚み）を低減することが可能になるので、軸支構造をさらにコンパクトに構成できる。

本実施形態では、凸部１１ｐが軸支内面１１ｘａ及び１１ｙａと回動軸１３の摺接面上において一つだけ設けられていることにより、凸部１１ｐが凹溝１３ｂ、１３ｃから脱した状態（図４に示す状態）でも、単一の凸部１１ｐ以外の部分では回動軸１３の円弧状の外周面１３ａと円弧状の軸支内面１１ｘａ、１１ｙａとが摺接しているので、安定した軸支状態を得ることができる。

また、本実施形態では、回動軸１３と共に回動するストッパ１２ｃが弾性軸支腕１１ｙの外面に当接することによって回動軸１３の回動角度範囲が規制されるように構成されていることにより、ストッパ１２ｃが弾性軸支腕１１ｙの外面に当接した角度位置を越えてさらに回動軸１３が回動しようとすると、ストッパ１２ｃが弾性軸支腕１１ｙを回動軸１３に押し付ける側に押圧するので、確実に所定角度位置で回動軸１３を停止させることができるとともに、ストッパ剛性を高めることができる。

図６（ａ）及び（ｂ）は上記実施形態の変形例を示す概略縦断面図である。上記実施形態では、一対の弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙがほぼ同等に弾性変形するように構成されているが、一方の弾性軸支腕を他方より高い弾性率を有するように構成し、一方の弾性軸支腕をより大きく弾性変形させるようにしてもよい。

例えば、図６（ａ）に示す構造では、弾性軸支腕１１ｘよりも弾性軸支腕１１ｙを変形方向に厚く形成することにより、弾性軸支腕１１ｘの弾性変形量を弾性軸支腕１１ｙよりも大きくすることができる。この場合には、凸部１１ｐを備えた弾性軸支腕１１ｘの弾性変形量が大きく、凸部を有しない弾性軸支腕１１ｙの弾性変形量が小さいので、回動軸１３の軸支状態の安定性を確保しつつ、第１の筐体１１０に対する回動軸１３の軸支位置のずれを低減できる。

また、図６（ｂ）に示す構造では、弾性軸支腕１１ｘよりも弾性軸支腕１１ｙを変形方向に薄く形成することにより、弾性軸支腕１１ｘの弾性変形量を弾性軸支腕１１ｙよりも小さくすることができる。この場合には、上記第１実施形態のストッパ１２ｃを設けなくても、図３に示す開放状態において回動軸１３が回動角度範囲を越えてさらに回動しようとしたときに、図示左方向の応力が加わって弾性軸支腕１１ｘの弾性変形量が過大になることにより、弾性軸支腕１１ｘが折損するといった事故を防止することができる。

なお、本実施形態では、上記の一対の軸支部１１Ｂと１１Ｃの双方にそれぞれ弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙを形成しているが、いずれか一方の軸支部に弾性軸支腕１１ｘ、１１ｙを形成し、他方の軸支部には回動軸１３を回動可能に軸支する円周状の軸支面を設けることも可能である。また、中央部に一対の弾性軸支腕を備えた軸支部を構成し、その両側に円周状の軸支面を備えた軸支部をそれぞれ形成することも可能である。さらには、一対の軸支部１１Ｂと１１Ｃにおける凸部と凹部の形成角度位置は相対的に異なるが、一対の筐体の開閉角度位置に対する作用（回動抵抗作用や回動角度位置保持作用）が同じ角度位置で発生するように構成することも可能である。なお、これらの点は以下に説明する各実施形態でも同様である。

［第２実施形態］
次に、図７を参照して、本発明に係る第２実施形態のヒンジ構造２０について説明する。この実施形態のヒンジ構造２０では、取り付け部２１Ａと、弾性軸支腕２１ｘ、２１ｙを備えた軸支部２１Ｂ、２１Ｃとを有する第１のヒンジ部材２１を具備し、この軸支部２１Ｂ、２１Ｃによってそれぞれ回動可能に軸支された回動軸２３を有する点では上記第１実施形態と同様であるので、同様の部分の説明は省略する。

本実施形態では、第１実施形態の第２のヒンジ部材に相当する部材が設けられておらず、その代わりに、回動軸２３の両端部に第２の筐体へ取り付けるための取り付け部２３ａ、２３ｂが形成されている。これらの取り付け部２３ａ、２３ｂは、回動軸２３の外周面における軸線の両側部分をカットして、対向する一対の平坦面を設けてなる。取り付け部２３ａ、２３ｂには例えば図示のような取り付け孔が設けられ、第２の筐体に対して直接若しくは間接的にネジ等によって取り付けできるようになっている。ただし、取り付け部２３ａ，２３ｂを溶接、接着等の他の手段によって第２の筐体に直接若しくは間接的に取り付けてもよい。

なお、本実施形態では、回動軸２３の外周面２３ａに回転方向の環状溝を形成し、この環状溝に止め輪（リテーナ）２４を装着し、この止め輪２４によって軸支部２１Ｂ、２１Ｃを規制することにより、第１のヒンジ部材２１に対して回動軸２３の軸線方向の位置決めをしている。

図８は本実施形態の軸支部２１Ｂ、２１Ｃの構造を示す側面図である。本実施形態では、軸支部２１Ｂ，２１Ｃにそれぞれ一対の弾性軸支腕２１ｘ、２１ｙが設けられ、これらの弾性軸支腕２１ｘ、２１ｙの先端部に回動軸２３に摺接する円弧状の軸支内面２１ｘａ、２１ｙａが形成されている点で上記第１実施形態と同様であるが、第１実施形態では両軸支腕の軸支内面の円弧中心角が等しく構成されていたのに対して、本実施形態では、弾性軸支腕２１ｘの軸支内面２１ｘａの円弧中心角θｘと、弾性軸支腕２１ｙの軸支内面２１ｙａの円弧中心角θｙとが異なる点で、第１実施形態とは異なる。

上記のように構成することにより、円弧中心角の大きい方の軸支内面２１ｙａにより、広い角度範囲に亘って連続的に回動軸２３を軸支することができるため、回動軸２３の軸支状態をより安定したものとすることができる。

また、本実施形態では、円弧中心角が小さい方の軸支内面２１ｘａに凸部２１ｐが形成されている。これによって、円弧中心角が大きい軸支内面２１ｙａ全体を円弧状に形成することができるため、軸支内面２１ｙａによる回動軸２３の軸支状態の安定化をさらに高めることができる。特に、凸部２１ｐが回動軸２３に設けられた凹溝２３ｂ、２３ｃに嵌合していない状態では、回動軸２３の軸支状態は軸支内面２１ｙａによってのみ確保されることとなるので、軸支内面２１ｙａの円弧面の広範囲化はより効果的である。

なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に一対の軸支部２１Ｂ，２１Ｃが同一構造となっていなくてもよい。例えば、一方のみに上記一対の弾性軸支腕が形成され、他方は通常の円周状の軸支面を備えたものであってもよい。また、上記の一対の弾性軸支腕２１ｘ、２１ｙのそれぞれの軸支内面２１ｘａ、２１ｙａの円弧中心角θｘとθｙの関係を軸支部２１Ｂと２１Ｃとで相互に異なるものとしてもよい。このようにすると、軸支内面の存在しない角度範囲が軸支部２１Ｂと２１Ｃとでずれるように構成することができるので、より安定した軸支状態を得ることができる。特に軸支内面の存在しない角度範囲が相互に重ならないように構成することがより望ましい。

［第３実施形態］
次に、図９を参照して、本発明に係る第３実施形態のヒンジ構造３０について説明する。この実施形態のヒンジ構造３０では、第１のヒンジ部材３１、第２のヒンジ部材３２、及び、回動軸３３を有し、第１のヒンジ部材３１に、取り付け部３１Ａ、軸支部３１Ｂ、３１Ｃが設けられ、各軸支部３１Ｂ、３１Ｃにそれぞれ一対の弾性軸支腕３１ｘ、３１ｙが形成されている点、弾性軸支腕３１ｘ、３１ｙに軸支内面がそれぞれ設けられ、軸支内面に凸部（図示せず）が設けられている点、第２のヒンジ部材３２に軸固定部３２ａ、３２ｂが設けられ、これらの軸固定部３２ａ、３２ｂに回動軸３３が固定されている点、回動軸３３に凹溝が設けられている点では、上記第１実施形態や第２実施形態と同様である。

本実施形態が上記各実施形態と異なる点は、第１のヒンジ部材３１に取り付け部３１Ａと一体に構成された固定軸支片３１ｂ１、３１ｃ１が設けられ、この固定軸支片３１ｂ１、３１ｃ１も回動軸３３を回動可能に軸支している点である。また、軸支部３１Ｂ、３１Ｃは、固定軸支片３１ｂ１、３１ｃ１と、この固定軸支片に基部が固定されてなる弾性軸支片３１ｂ２、３１ｃ２とからなり、この弾性軸支片３１ｂ２、３１ｃ２に上記弾性軸支腕３１ｘ、３１ｙが設けられている。ここで、弾性軸支片３１ｂ２、３１ｃ２は先の各実施形態の軸支部と同様の構造を備えている。

本実施形態では、第１のヒンジ部材３１と、弾性軸支腕３１ｘ及び３１ｙを備えた弾性軸支片３１ｂ２、３１ｃ２とが別体に構成されているので、弾性軸支片３１ｂ２、３１ｃ２の素材を第１のヒンジ部材３１の素材とは別に選定することができるため、弾性軸支腕３１ｘ及び３１ｙの弾性特性をより自由に設定することが可能になる。

なお、図示例では、固定軸支片３１ｂ１、３１ｃ１と弾性軸支片３１ｂ２、３１ｃ２は基部同士がスポット溶接によって固定されているが、ねじなどの締結部材や接着剤などの他の固定手段を用いても構わない。

［第４実施形態］
次に、図１０を参照して、本発明に係る第４実施形態のヒンジ構造４０について説明する。このヒンジ構造４０では、第１実施形態と同様の第１のヒンジ部材４１、第２のヒンジ部材４２及び回動軸４３を備え、軸支部４１Ｂ、４１Ｃによって回動軸４３が回動可能に軸支されている。そして、これらの各部品は、第１実施形態と同様の構成要素を備えている。もちろん、これらの部分は第２又は第３実施形態と同様に構成されていてもよい。

本実施形態が先の各実施形態と異なる点は、第１のヒンジ部材４１の取り付け部４１Ａにスリット４１ｚが設けられ、このスリット４１ｚの中央部に対向する一対の円弧状の軸支内面４１ｚａが設けられていて、これらの一対の軸支内面４１ｚａによって回動軸４５が回動可能に軸支されている点である。回動軸４５は上記回動軸４３の軸線と直交する方向に伸びる軸線を有している。回動軸４５は、取り付け部４１Ａと重なるように配置された取り付け部材４６に固定されている。回動軸４５には凹溝４５ｂ、４５ｃが形成され、上記軸支内面４１ｚａには凸部４１ｐが形成されている。この凸部４１ｐと凹溝４５ｂ、４５ｃの形状や嵌合構造は、上記の軸支部４１Ｂ、４１Ｃと回動軸４３に設けられる凸部と凹溝の形状や嵌合構造とほぼ同様に構成されている。なお、取り付け部材４６は第１の筐体に取り付け固定される。

この実施形態のヒンジ構造４０では、軸支部４１Ｂ、４１Ｃと回動軸４３との軸支構造によって第１実施形態と同様の機能を得ることができるとともに、取り付け部材４６に対して第１のヒンジ部材４１、第２のヒンジ部材４２及び回動軸４３からなる構造が回動軸４５の軸線周りに回動し、かつ、凸部４１ｐと凹溝４５ｂ、４５ｃの嵌合構造によって定められた所定の回動角度位置にて保持されるように構成されている。したがって、第１の筐体に対して図示垂直軸周りに第２の筐体を回動させ、しかも、所定の角度位置で停止させることが可能になる。

本実施形態のヒンジ構造４０は、第１のヒンジ部材４１が回動軸４３に対する弾性軸支構造を有するとともに、回動軸４５に対する弾性軸支構造をも有する点で、従来にない単純な構造（少ない部品点数）で２軸の周りに回動可能、かつ、所定の回動角度位置で保持可能な機能を実現できる。この場合、第１のヒンジ部材４１が所定の弾性特性を備えていれば、その弾性特性は、回動軸４３と４５の双方に対する軸支部分において有効に作用する。

尚、本発明のヒンジ構造を備えた折り畳み型機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、携帯電話機に本発明を適用した例を示したが、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、電子手帳等のＰＤＡなどにも同様に適用することができる。

第１実施形態のヒンジ構造を示す概略斜視図。 第１実施形態のヒンジ構造を示す概略側面図。 第１実施形態の開放状態時における軸支構造を示す縦断面図。 第１実施形態の中途状態時における軸支構造を示す縦断面図。 第１実施形態の閉鎖状態時における軸支構造を示す縦断面図。 第１実施形態の変形例を示す概略図（ａ）及び（ｂ）。 第２実施形態のヒンジ構造を示す概略斜視図。 第２実施形態の軸支構造を示す概略側面図。 第３実施形態のヒンジ構造を示す概略斜視図。 第４実施形態のヒンジ構造を示す概略斜視図。 各実施形態のヒンジ構造を含む折り畳み型機器の開放状態を示す概略斜視図。 各実施形態のヒンジ構造を含む折り畳み型機器の閉鎖状態を示す概略斜視図。

１０…ヒンジ構造、１１…第１のヒンジ部材、１１Ａ…取り付け部、１１Ｂ、１１Ｃ…軸支部、１１ｘ、１１ｙ…弾性軸支腕、１１ｘａ、１１ｙａ…軸支内面、１１ｐ…凸部、１２…第２のヒンジ部材、１３…回動軸、１３ａ…外周面、１３ｂ、１３ｃ…凹溝（凹部）、１１０…第１の筐体、１２０…第２の筐体

Claims (6)

1. 第１の筐体（１１０）と第２の筐体（１２０）とがヒンジ構造（１０）により回動可能に構成されてなり、前記ヒンジ構造には、前記第１の筐体に取り付けられた回動軸（１３）と、前記第２の筐体に取り付けられ、前記回動軸を回動可能に軸支する軸支部（１１Ｂ、１１Ｃ）と、を有する折り畳み型機器（１００）において、
   前記軸支部は前記回動軸に向けて伸びる一体の弾性部材により構成され、該弾性部材は、先端側が二股に分岐することで、相互に離間した先端部をそれぞれ有する一対の弾性軸支腕（１１ｘ、１１ｙ）を備え、該一対の弾性軸支腕は、前記回動軸を軸支するための相互に対向する円弧状の軸支内面（１１ｘａ、１１ｙａ）を前記先端部にそれぞれ備えるとともに前記軸支内面のいずれか一方（１１ｘａ）のみに一つだけ凸部（１１ｐ）が形成され、
   前記回動軸の外周面（１３ａ）には、前記凸部に対して共に嵌合可能で相互に異なる角度位置に形成された第１及び第２の凹部（１３ｂ、１３ｃ）が設けられ、
   前記凸部と前記第１の凹部（１３ｂ）が前記第１の筐体と前記第２の筐体の開放状態において相互に嵌合し、前記凸部と前記第２の凹部（１３ｃ）が前記第１の筐体と前記第２の筐体の閉鎖状態において相互に嵌合するように構成され、
   前記開放状態と前記閉鎖状態の間においては、前記凸部が前記回動軸の外周面の前記第１及び第２の凹部以外の円筒面部分に摺接することで前記一対の弾性軸支腕が前記開放状態及び前記閉鎖状態よりも相互に開くように弾性変形し、
   前記閉鎖状態においては、前記凸部と前記第２の凹部が完全に嵌合する前の角度位置にあることにより前記回動軸が閉鎖方向に引き込み力を受けることを特徴とする折り畳み型機器。
2. 前記凸部（１１ｐ）は、動径方向よりも緩傾斜の第１の外側部（１１ｐ１）と第２の外側部（１１ｐ２）を有する台形状若しくは山形状に構成され、
   前記第２の凹部（１３ｃ）は、前記閉鎖状態において前記凸部の前記第１の外側部（１１ｐ１）と対接する、前記動径方向よりも緩傾斜の第１の内側部（１３ｃ１）を有し、前記第１の外側部（１１ｐ１）と前記第１の内側部（１３ｃ１）の当接により前記閉鎖状態における前記引き込み力が生ずることを特徴とする請求項１に記載の折り畳み型機器。
3. 前記第１の筐体と前記第２の筐体の開放角度範囲が所定の回動角位置を越えないように規制する規制手段（１２ｃ）を有し、
   前記開放状態への移行時において、前記凸部（１１ｐ）が前記第１の凹部（１３ｂ）に嵌合することにより前記回動軸（１３）が開放方向に引き込み力を受けて、前記所定の回動角位置に保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の折り畳み型機器。
4. 前記第１の凹部（１３ｂ）は、前記開放状態において前記凸部（１１ｐ）の前記第２の外側部（１１ｐ２）と対接する、前記動径方向よりも緩傾斜の第２の内側部（１３ｂ２）を有し、前記第２の外側部（１１ｐ２）と前記第２の内側部（１３ｂ２）の当接により前記引き込み力が生ずることを特徴とする請求項３に記載の折り畳み型機器。
5. 前記規制手段は、前記回動軸（１３）と一体に回動するストッパ（１２ｃ）を有し、該ストッパが前記所定の回動角位置において前記弾性部材の外面に当接することにより前記開放角度範囲が規制されることを特徴とする請求項３又は４に記載の折り畳み型機器。
6. 前記一対の弾性軸支腕（１１ｘ、１１ｙ）の前記軸支内面（１１ｘａ、１１ｙａ）の円弧中心角（θｘ、θｙ）が相互に異なり、前記凸部（１１ｐ）は、前記円弧中心角の小さい一方の前記軸支内面（１１ｘａ）に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の折り畳み型機器。

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