JP4641998B2 - Hinge device - Google Patents
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Description
本発明は、携帯電話機等の開閉式の携帯機器に用いられるヒンジ装置に関する。 The present invention relates to a hinge device used for an openable / closable portable device such as a cellular phone.
折畳式の携帯電話機等においては、本体筐体(送話部)と開閉筐体(受話部)との間に用いられるヒンジ装置として、開閉筐体が所定の開位置(フリップポイント)を基準に、閉方向或いは開方向に回動付勢力が作用して自動的に開放、閉塞するヒンジがあり、通話時等には開閉筐体を開いて使用し、操作後は開閉筐体を閉じてポケット、バックなどに納めて携行する。 In a folding cellular phone, etc., the open / close housing is based on a predetermined open position (flip point) as a hinge device used between the main body housing (sending part) and the opening / closing case (receiving part). In addition, there is a hinge that automatically opens and closes when a rotating biasing force acts in the closing direction or opening direction. Carry it in your pocket or back.
例えば、特許文献1に示すヒンジ部材は、図14に示すように、本体に取付けられるケーシング内に挿入される端面カム90とこれに接触するトレース部91を備え、上記端面カム90は、凹部92、急斜面部93、凸部94、緩斜面部95が連続的に形成されている。上記トレース部91は、蓋(開閉筐体)閉鎖時において凸部94より下がった急斜面上に位置し、押圧手段の押圧力により端面カム90には閉鎖方向に回動力が作用する。
For example, as shown in FIG. 14, the hinge member shown in
蓋開放時に手動で蓋を回動すると、端面カム90は圧縮バネの押圧力に抗してトレース部91を急斜面部93に沿って押し上げながら回動する。更に、トレース部91は凸部94を乗り越えて緩斜面部95へと進み、押圧手段により凹部92に至るまで自動的に降下し、これにより端面カム90には回転力が付与され自動的に蓋が開放される。
When the lid is manually rotated when the lid is opened, the
また、特許文献2に示すヒンジ装置は、携帯電話機の送話部と受話部との相対的開成角度が25°になると、固定カム部側へ摺動付勢されるカムスライダーの凸部は第一傾斜部を乗り越えて開かれ、45°付近になるとコンプレッションスプリングの弾力により自動的に150°まで開かれる。
Further, in the hinge device shown in
さて、上記特許文献1のヒンジ部材は、蓋閉鎖時(A)には回動荷重により蓋を本体方向に押圧するが、蓋の開放停止位置(C)では、トレース部91が端面カム90の凹部92に突入した状態であるため、蓋を押圧する作用が働かずヒンジと蓋との取り付け個所の遊びによりガタツキが発生するという問題がある。
Now, the hinge member of
また、特許文献2のヒンジ装置は、送話部の受話部に対する相対回動の方向によりカムの特性が異なるため、送話部と受話部との連結個所の左右部の一方側又は両側に配置して連結するヒンジ装置は、左右対称の特性を有するものを用いる必要がある。このため、送話部の右側用のヒンジ装置、及びこれと対称的な特性の左側用のヒンジ装置といった2種類のヒンジ装置を用いる必要があり、部品点数が増加するという問題がある。
In addition, the hinge device of
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、筐体の閉塞状態及び開放状態が確実に保持できるとともに、部品点数が削減できかつ耐久性にも優れたヒンジ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a hinge device that can reliably hold the closed state and the open state of the housing, can reduce the number of components, and is excellent in durability. Objective.
以上の技術的課題を解決するため、本発明は図1に示すように、携帯機器の本体筐体と開閉筐体とを回動可能に連結するヒンジ装置において、一端部に底部が形成され、他端部が開口した筒状のケース12と、上記ケースの他端部側に設けられ、基部の中心対称な両位置に係合凸部22,22がそれぞれ形成され、各係合凸部は、先端部から基部にかけて対称形状の係合面部を有し、各係合面部は先端部から中間部にかけて次第に傾斜が急になる第一係合面及びこの第一係合面から延長して形成される第二係合面を有する第一カム部材6と、上記第一カム部材6の係合凸部22,22と向かい合わせに設けられ、これら係合凸部22,22と向かい合う部位に各係合凸部が係合し摺動する係合凹部36,36がそれぞれ形成され、各係合凹部36,36は基部の頂部から両側に対称形状の摺動面部を有し、各摺動面部は基部の頂部から中間部にかけて凸面状に形成されかつ次第に傾斜が急になる第一摺動面、さらに最も傾斜の急な斜面からなり上記摺動面部の曲面が凸面から凹面に変わる変曲点37、及びこの変曲点37から次第に傾斜が緩くなる第二摺動面を有し、上記第一カム部材6とは相対回動可能に係合する第二カム部材8と、上記ケース12内に設けられ、上記第一カム部材と上記第二カム部材との両者を係合方向に付勢するバネ部材10,11と、上記ケース12の底部、上記バネ部材、上記第二カム部材8の基部及び上記第一カム部材6の基部を貫通して各部材を連結し軸支する軸体16と、を有し、上記第二カム部材8の係合凹部36の変曲点37に、上記第一カム部材6の係合凸部22の係合面部が当接した状態で上記両カム部材の相対回動が停止し、上記開閉筐体が閉塞或いは開放する状態に保持される構成である。
In order to solve the above technical problem, as shown in FIG. 1, the present invention has a hinge device that rotatably connects a main body housing and an opening / closing housing of a portable device, and a bottom portion is formed at one end, The
本発明に係るヒンジ装置は、上記第二カム部材8の内径と外径との中間位置において、筒状面に表わされる上記係合凹部36の外郭形状を、平面に開いて表示したときに上記変曲点37における斜面の傾斜角度を、軸方向と直交する向きを基準に48°〜53°とした構成である。
In the hinge device according to the present invention, when the outer shape of the engagement recess 36 represented by the cylindrical surface is displayed open on a plane at an intermediate position between the inner diameter and the outer diameter of the
本発明に係るヒンジ装置は、上記軸体16に対して、上記第一カム部材6及び上記第二カム部材8をともに回動フリーに連結した構成である。
The hinge device according to the present invention has a configuration in which both the
本発明に係るヒンジ装置は、上記ケース12の断面形状を小判状とするとともに、上記第一カム部材6の基部の断面の外形形状を上記ケースの内周面の形状より小さい小判状に形成し、上記第一カム部材6の基部の周囲に、上記本体筐体又は開閉筐体に設けた穴部に嵌入する際に潰しが可能な複数の突起部31を設けた構成である。
In the hinge device according to the present invention, the cross-sectional shape of the
以上説明したように、本発明に係るヒンジ装置によれば、先端部から基部にかけて対称形状の係合面部を有し、先端部から中間部にかけて次第に傾斜が急になる第一係合面及びこの第一係合面から延長して形成される第二係合面を有する第一カム部材と、基部の頂部から両側に対称形状の摺動面部を有し、各摺動面部は基部の頂部から中間部にかけて凸面状に形成されかつ次第に傾斜が急になる第一摺動面、さらに最も傾斜の急な斜面からなり摺動面部の曲面が凸面から凹面に変わる変曲点、及びこの変曲点から次第に傾斜が緩くなる第二摺動面を有し、変曲点に第一カム部材の係合凸部の係合面部が当接した状態で、開閉筐体が閉塞或いは開放する状態に保持される構成を採用したから、開閉筐体に良好なトルク(吸込み力)が得られ、筐体の閉塞状態及び開放状態が確実に保持でき、開閉筐体の閉塞時或いは開放時における比較的広い範囲で高い吸込み力が作用し開閉筐体の保持特性に優れるとともに、部品点数も削減できかつ簡単な構成で耐久性に優れ、またヒンジ装置の回動方向による特性が同一であるため、携帯機器の本体筐体と開閉筐体とを1個のヒンジ装置で連結する場合、左右の連結個所の何れ側にも用いることができ、また左右に2個用いる場合であっても、左右の別なく1種類のヒンジ装置で足りるため、部品点数の少ない簡単な構成のヒンジ装置が得られて経済性にも優れるという効果を奏する。 As described above, according to the hinge device according to the present invention, the first engagement surface having the symmetrical engagement surface portion from the distal end portion to the base portion, and gradually inclined from the distal end portion to the intermediate portion, and this A first cam member having a second engagement surface formed extending from the first engagement surface, and a symmetrical sliding surface portion on both sides from the top of the base, each sliding surface from the top of the base A first sliding surface formed in a convex shape over the middle portion and gradually inclined, and an inflection point at which the curved surface of the sliding surface portion changes from a convex surface to a concave surface, and the inflection point. The second sliding surface that gradually becomes slanted from the second has a second sliding surface, and is held in a state where the opening / closing casing is closed or opened with the engagement surface portion of the engagement convex portion of the first cam member contacting the inflection point. because was adopted by Ru configuration, good torque (suction force) to closing body is obtained, housing The closed state and the open state can be reliably maintained, closing body of the closing time or high suction force over a relatively wide range at the time of opening acts excellent retention characteristics of the closing body Rutotomoni, the number of parts can be reduced and Since the structure is simple and excellent in durability, and the characteristics of the hinge device according to the rotation direction are the same, when connecting the main body housing and the open / close housing of the portable device with one hinge device, the left and right connection locations Can be used on either side, and even if two are used on the left and right, one type of hinge device is sufficient regardless of whether it is left or right. There is an effect that it is excellent in performance.
また、本発明に係るヒンジ装置によれば、第二のカム部材の係合凹部の変曲点における斜面の傾斜角度を、軸方向と直交する向きを基準に48°〜53°とする構成としたから、開閉筐体に良好な吸込み感が得られ、開閉筐体の閉塞状態及び開放状態が確実に保持できるという効果がある。 Further, according to the hinge device of the present invention, the inclination angle of the inclined surface at the inflection point of the engaging recess of the second cam member is set to 48 ° to 53 ° on the basis of the direction orthogonal to the axial direction. Therefore, there is an effect that a good feeling of suction can be obtained in the open / close housing, and the closed state and open state of the open / close housing can be reliably maintained.
本発明に係るヒンジ装置によれば、軸体に対して、第一のカム部材及び第二のカム部材をともに回動フリーに連結した構成としたから、軸体と他の部材との接触抵抗の影響が軽減され、開閉動作の軽快感が高められるという効果がある。 According to the hinge device according to the present invention, since the first cam member and the second cam member are both connected to the shaft body so as to be free to rotate, the contact resistance between the shaft body and the other members. This has the effect of reducing the influence of the and improving the lightness of the opening and closing operation.
本発明に係るヒンジ装置によれば、第一カム部材の基部の周囲に、本体筐体又は開閉筐体に設けた穴部に嵌入する際に潰しが可能な複数の突起部を設けた構成を採用したから、第一カム部材を筐体の穴部へ嵌入する際、突起部は一部又は全部が潰されつつ嵌め入れられ、これにより、第一カム部材の嵌入後は、第一カム部材は筐体の穴部に遊びのない状態で固定することができ、また突起部は、潰すことを前提としており、突起部の突起の寸法の範囲内において各部材の誤差が吸収でき、製品の信頼性が向上するという効果がある。 According to the hinge device according to the present invention, a configuration is provided in which a plurality of protrusions that can be crushed when fitted into holes provided in the main body housing or the opening / closing housing are provided around the base portion of the first cam member. Since the first cam member is inserted into the hole of the housing, the projection is inserted while being partially or entirely crushed. Thus, after the first cam member is inserted, the first cam member is inserted. Can be fixed to the hole of the housing without play, and the projection is assumed to be crushed, and the error of each member can be absorbed within the range of the projection size of the projection. There is an effect that reliability is improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は実施の形態に係り、折畳み式の携帯電話機に用いられるヒンジ装置2の分解斜視図を示したものである。このヒンジ装置2は、ワッシャー4、第一カム部材6、第二カム部材8、コイルバネ10,11、ケース12、スライダー14、及び軸体16を構成部材としている。これら部材の内、第一カム部材6及び第二カム部材8によってヒンジ装置(フリップヒンジ)のカム機構が構成される。また上記携帯電話機は、本体筐体と上記ヒンジ装置2により連結される開閉筐体とからなる。なお、ヒンジ装置2は、携帯電話機の他に携帯ゲーム機等の折畳み式の携帯機器にも用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a
上記ワッシャー4及びケース12はSUS(ステンレス鋼)などの鋼材、上記第一カム部材6及び第二カム部材8はPOM(ポリアセタール)、ABS等の合成樹脂材からなる。上記スライダー14は、合成樹脂製のポリスライダー(登録商標)ワッシャーからなる。上記軸体16はSWCHなどの鋼材、上記コイルバネ10,11は鋼材からなる。
The
ここで各構成部材について説明する。
図2(a)〜(g)に示すように、上記第一カム部材6は断面小判状で、左右の円弧状の部位と上下の平坦な嵌合面部21,21からなる基部20を有し、この基部20の軸方向の一方側には向い合わせに係合凸部22,22が形成された形状である。各係合凸部22は、それぞれ左右対称形状の係合面部24,24を有する山形形状をなしている。
Here, each component will be described.
As shown in FIGS. 2A to 2G, the
上記基部20の他方側には、左右の円弧状の位置にそれぞれ端片部30が軸方向に突出形成されている。これら端片部30の内側には、円形状の窪み部28が形成されている。上記窪み部28は、上記ワッシャー4を収納することでヒンジ装置2全体のコンパクト化を図っている。
On the other side of the
また、上記基部20の両嵌合面部21,21には、それぞれ左右部に僅かに突出した突起部31が軸方向に筋条に設けられている。上記基部20の中央には、軸方向に貫通する孔部32が設けられている。
In addition, the both
上記第二カム部材8は図3(a)〜(f)及び図4に示すように、断面小判状の基部34の軸方向の一方側には、左右両側に係合凹部36,36が形成されている。上記係合凹部36,36は、それぞれ頂部35(又は谷底部39)を中心に左右対称形状の摺動面部38,38が形成された凹形状をなしている。上記基部34の一方側の上端部近傍の両側面には、それぞれ摺動凸部42,42が形成されている。また、基部34の中央には軸方向に貫通する孔部44が設けられ、基部34の軸方向の他方側には、平坦な端面部33が形成されている。
As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (f) and FIG. 4, the
図4及び図8は、上記第一カム部材6の係合凸部22、及び第二カム部材8の係合凹部36の各外郭曲線43を示したものである。図5に示すように、上記係合凹部36の外郭の曲線は、孔部44のある内径φ1側と外径φ3側では異なるが、ここでの外郭曲線43は第二カム部材8の内径φ1と外径φ3との略中間位置φ2における外郭の形状(この中間位置における径φ2からなる円筒面に形成される形状)を、平面に開いて表示したものである。また、上記係合凸部22の外郭曲線25は、上記係合凹部36の外郭曲線43に対応する位置における形状を示したものである。
4 and 8 show the contour curves 43 of the engaging
上記第二カム部材8の係合凹部36の外郭曲線は、対称形状の摺動面部38,38を有し、各摺動面部38は、基部34の頂部35から中間部にかけて凸面状に形成されかつ次第に傾斜が急になる第一摺動面40、さらに中間部において最も傾斜の急な斜面からなり上記摺動面部の曲面が凸面から凹面に変わる変曲点37、及びこの変曲点37から次第に傾斜が緩くなり谷底部39に至る第二摺動面41を有している。
The contour curve of the engaging
一方、上記第一カム部材6の係合凸部22の外郭曲線は、左右対称形状の係合面部24,24を有し、各係合面部24は、先端部23から中間部にかけて次第に傾斜が急になる第一係合面26、及び上記傾斜が急な状態の斜面が基部20まで連続する略直線状の第二係合面27を有している。また、上記第二カム部材8の外郭曲線と第一カム部材6の外郭曲線とは両形状に差異を設け、第二カム部材と第一カム部材との当接摺動部位以外は常に所定の隙間が生じるようにしている。上記隙間は、グリースが流動するためのスペースとして有効である。
On the other hand, the contour curve of the engaging
上記ワッシャー4は図6に示すように、円板状の基板46の周囲部から筒状に立ち上がった筒片部48が形成され、中央には円形の孔部50が設けられた形状である。また、ワッシャー4の筒片部48の端部には、外径が少し拡径された押え部49が形成されている。
As shown in FIG. 6, the
上記ケース12は図7に示すように、断面小判状の筒部54の一端側には中心部に挿通孔56が設けられた底部58が形成され、他端側は開放口52が形成された筒状の容器である。このケース12には、筒部54の軸対称な部位にそれぞれ平坦な嵌合面部60,60が形成され、また各嵌合面部60には、それぞれ開放口52から軸方向にストレートに切り込まれた摺動凹部62,62が形成されている。
As shown in FIG. 7, the
図1に示すように、上記スライダー14は中央に円形の孔部を有する円板状の部材である。このスライダー14は、摩擦係数が低い材料が用いられており、ケース12と軸体16との間の回転摩擦抵抗を低減する。
As shown in FIG. 1, the
上記コイルバネ10,11は、太さ及び巻き径が異なり、コイルバネ10はコイルバネ11より細くまた巻き径が小さく形成されている。このため、コイルバネ10はコイルバネ11の内部に位置する形態で用いられ、両方のバネ力を加えた強い付勢力を得ることができる。このようにヒンジ装置2のバネの付勢力を高めることで、開閉筐体の閉塞時及び開放時の保持特性の強化が図れ、また適切かつ十分な開閉特性が得られる。なお、ここではコイルバネを2個用いたが、コイルバネを1個用いる形態とすることもできる。
The coil springs 10 and 11 are different in thickness and winding diameter, and the
また、上記軸体16は、円板状の頭部64と軸部66からなる。この軸部66は、全体の断面が円形状に形成され、先端部は縮径された断面円形状の取付軸部68が形成され、この取付軸部68の端部には穴部が設けられている。
The
図8は、ヒンジ装置2において、上記係合凹部36に係合凸部22が係合したときの状態を示したものである。この状態は、ヒンジ装置2を取り付けた携帯電話機の開閉筐体を閉じて本体筐体に重ねた閉塞状態を示している。ここで係合凸部22の先端部23は、係合凹部36の谷底部39に当達する直前の位置で停止しており、このとき、係合凸部22の係合面部は係合凹部36の摺動面部の変曲点37の位置で係合している。
FIG. 8 shows a state in the
上記係合凹部36において、上記変曲点37は最も傾斜が急な斜面を形成する位置であり、この最大傾斜の傾斜角度(α:軸と直交する線とのなす角)は、ここでは50°としている。この傾斜角度(α)は、48°〜53°程度の範囲が好適である。
In the
上記最大傾斜の傾斜角度が48°より小さいと、開閉筐体を閉塞位置或いは開放位置で保持する力が十分得られない。これは、下記社内試験からして傾斜角度が50°では良好なトルクが得られており、傾斜角度が45°程度ではトルクが不十分であるためである。また、上記傾斜角度が53°よりも大きいと第二カム部材8の係合凹部36を昇る第一カム部材6の係合凸部22の負荷が過大になり、強度、耐久性に支障をきたすおそれがある。なお、ヒンジ装置2の上記係合凹部36の外郭曲線は、孔部44のある内径φ1側ではさらに急な曲線となり、ここでの変曲点における傾斜角度は65°程度である。
When the inclination angle of the maximum inclination is less than 48 °, a sufficient force to hold the open / close housing in the closed position or the open position cannot be obtained. This is because a good torque is obtained when the inclination angle is 50 ° from the following in-house test, and the torque is insufficient when the inclination angle is about 45 °. Further, if the inclination angle is larger than 53 °, the load on the engaging
上記ヒンジ装置2の組み立てに際しては、図9,10に示すように、ケース12に収納したコイルバネ10,11の端部を第二カム部材8の端面部に当接させた状態で、第二カム部材8の両摺動凸部42,42をそれぞれケース12の摺動凹部62,62に軸方向摺動自在に嵌合させる。一方、ケース12の底部58の外側にスライダー14を介在させ、軸体16の軸部66を挿通孔56から挿入して、コイルバネ10,11及び第二カム部材8の孔部44を通過させる。
When assembling the
ケース12の摺動凹部62,62により、第二カム部材8はケース12の軸方向に移動自在であり、この第二カム部材8に上記第一カム部材6を係合させる状態で、軸体16の軸部66に第一カム部材6を挿通する。最後に、軸体16の軸部66にワッシャー4を嵌め、取付軸部68の穴部を開くようにかしめてワッシャー4を軸体16の端部に係止させて取付け、ヒンジ装置2を組み立てる。
The
上記第一カム部材6はPOM材を用いており、上記ワッシャー4を用いることにより、軸体16のかしめから第一カム部材6の端部近傍の変形、破損を防止し保護する。また、ワッシャー4は第一カム部材6の基部20に設けた窪み部28に嵌め入れられるが、ワッシャー4の筒片部48は、第一カム部材6の端片部30に密着状態で内嵌される形態であるため、この端片部30を補強して剛性を高める。このとき、ワッシャー4の押え部49により第一カム部材6の端片部30が効果的に補強される。
The
上記ヒンジ装置2は、第二カム部材8がケース12と嵌合して両者一体に回動し、第一カム部材6は第二カム部材8と係合しつつこの第二カム部材8とは相対的に回動する。上記第一カム部材6及び第二カム部材8は、何れも軸体16の回動に拘束されずフリーな形態であるため、軸体16と他の部材との接触抵抗の影響が軽減され、開閉動作の軽快感が高められる。
In the
一方、コイルバネ10,11により第一カム部材6と第二カム部材8とは常に両者は圧接する状態に付勢され、第一カム部材6と第二カム部材8との相対回動に伴い、第一カム部材6の係合凸部22,22が第二カム部材8の係合凹部36,36への侵入及び脱出を繰り返すカム機構を形成する。したがってヒンジ装置2は、上記カム機構を介して、ケース12(第二カム部材8)に対して第一カム部材6が相対回動する。
On the other hand, the
上記第二カム部材8は、第一カム部材6との相対回動に伴い、ケース12の内部を軸方向に摺動移動する。そして、第二カム部材8の係合凹部36,36は、各谷底部39を含めた近傍のスペースにはグリースが充填され、グリース溜まりとして用いられる。このとき、第二カム部材8の係合凹部36,36はケース12の内部に収納されていることから、グリースは係合凹部36,36とケース12の内壁内に収まり、グリース漏れが防げる。
The
なお、上記第一カム部材6と第二カム部材8とは相対回動を行うものであり、構成上は両カム部材を向い合せた状態で配置位置を入れ替えることは可能であり、カム機構として同様な作用効果が得られる。この場合、第二カム部材8を軸体16の端部側に配置し、各部材はそれぞれ各配置位置に適合するように構成する。
The
上記ヒンジ装置2の外形は、上述したようにケース12と第一カム部材6とから形成され、軸に垂直な断面は全体的に小判形状である。またヒンジ装置2は、第二カム部材8がケース12内に収納され、第一カム部材6はケース12の開放口52から突出した形態であるが、第一カム部材6の断面の外形はケース12の内形より小さく形成されており、この第一カム部材6を軸方向に押圧することにより、コイルバネ10,11の圧縮に伴い第一カム部材6はケース12内に没入収納が可能に形成されている。
The outer shape of the
ここで、社内試験により、図8に示すヒンジ装置2と、図11に示す第一カム部材67、第二カム部材69を有するヒンジ装置Pとのトルク特性の比較を行なったので、この試験結果について説明する。この実施の形態に係るヒンジ装置2は、上記ヒンジ装置Pを基礎に検討を加えて改良したものである。ヒンジ装置Pは、第一カム部材67及び第二カム部材69の各外郭曲線は、上記ヒンジ装置2と対応する位置に形成されたものである。
Here, a comparison of torque characteristics between the
ヒンジ装置Pの第一カム部材67及び第二カム部材69は、係合凸部が摺動する係合凹部の摺動面部は、基部の頂部の少し下方部位から谷底部の手前部位にかけて直線状の斜面部が形成され、谷底部の手前で緩やかなカーブを描く形状である。このヒンジ装置Pは、摺動面部が直線的であるため変曲点は明確には表れていない。ヒンジ装置Pは、上記係合凹部における最大傾斜角度(β:軸と直交する線とのなす角)が45.5°である。
In the
上記トルク特性の試験では、ヒンジ装置を取り付けた試験機(開閉筐体と本体筐体とからなる携帯電話機の模型)を、試験装置に横向き(回動軸は垂直)に配置し、開閉筐体の開閉を100回繰り返した後に測定を行なった。上記試験装置には負荷トルク計が用いられ、この負荷トルク計のアームに上記試験機の開閉筐体を取り付けてこれを開閉させ、その開閉角度とトルクとの関係を測定した。なお、上記試験装置は自社製のものを用いた。 In the above torque characteristics test, a testing machine (a model of a mobile phone comprising an opening / closing housing and a main body housing) with a hinge device is placed on the testing device sideways (rotation axis is vertical), and the opening / closing housing The measurement was carried out after repeating the opening and closing of 100 times. A load torque meter was used for the test device, and an open / close housing of the test machine was attached to the arm of the load torque meter to open / close it, and the relationship between the open / close angle and torque was measured. In addition, the said test device used the company-made thing.
上記ヒンジ装置2(又はヒンジ装置P)を取付けた試験機は、開閉筐体を閉塞した状態では、係合凸部が係合凹部の谷底部の手前の位置で停止しており、コイルバネの押圧力による吸込みにより停止状態が保持されている。開閉筐体を開くと、係合凸部はコイルバネの押圧力に抗して、係合凹部の一方の摺動面部を上りやがて頂部を乗り越えて他方の摺動面部へと進み、コイルバネの押圧力による吸込みにより係合凹部の谷底部の手前に至るまで自動的に降下し、この位置で開閉筐体はストッパにより所定の開角度(165°)に開いた開放状態で停止する。開閉筐体を閉じる場合には、上記と逆に、他方の摺動面部を上り頂部から一方の摺動面部へと進み、係合凹部の谷底部の手前位置で停止する。 In the test machine to which the hinge device 2 (or the hinge device P) is attached, the engagement convex portion is stopped at a position before the valley bottom of the engagement concave portion when the open / close housing is closed, and the coil spring is pressed. The stopped state is maintained by suction due to pressure. When the open / close housing is opened, the engaging convex part resists the pressing force of the coil spring, climbs one sliding surface part of the engaging concave part and over the top part to the other sliding surface part, and the pressing force of the coil spring Is automatically lowered until it reaches the bottom of the valley of the engaging recess, and at this position, the open / close housing stops in an open state opened at a predetermined opening angle (165 °) by the stopper. When closing the open / close housing, contrary to the above, the other sliding surface portion proceeds from the rising top portion to the one sliding surface portion, and stops at a position just before the bottom of the engaging recess.
図12は、上記ヒンジ装置2と上記ヒンジ装置Pとのトルク特性の測定結果を比較したグラフである。このグラフにおいて、横軸はヒンジ装置が取付けられる携帯電話機の本体筐体に対する開閉筐体の開角度(deg)を示し、縦軸は上記開角度におけるヒンジ装置のトルクを示す。この縦軸はゼロ(0)を基準に、正側は開閉筐体が閉塞位置からフリップポイントまでの間において、ヒンジ装置の吸込み力(閉方向)に抗して開閉筐体を開くときのトルク及びこの吸込み力に係るトルク(T)を、負側は開閉筐体がフリップポイントから開放位置までの間において、ヒンジ装置の吸込み力(開方向)に係るトルク及びこの吸込み力に抗して開閉筐体を閉じるときのトルク(−T)を示している。
FIG. 12 is a graph comparing torque characteristic measurement results of the
上記トルク特性を示すトルク曲線は、この実施の形態に係るヒンジ装置2の開動作のときのトルク曲線A、閉動作のときのトルク曲線Bと、ヒンジ装置Pの開動作のときのトルク曲線a、閉動作のときのトルク曲線bからなる。このグラフにおいて、開角度が0°は開閉筐体が閉塞した状態を、開角度が略165°は開閉筐体が通話位置に開放した状態を示す。
The torque curve indicating the torque characteristics includes a torque curve A when the
ここで、ヒンジ装置2に係るトルク曲線Aは、開閉筐体が閉塞した開角度0°の近傍では急激に高いトルクが得られ開角度25°付近まではその高い状態が維持されている。また、トルク曲線Bについても、開閉筐体の開角度25°付近から高いトルクが得られ閉塞する開角度0°近傍まではその高い状態が維持されている。また、開閉筐体が開放した開角度165°の近傍(但しトルクの正負は逆)についても、同様の特性のトルク曲線が得られている。
Here, the torque curve A related to the
一方、ヒンジ装置Pに係るトルク曲線aは、開閉筐体の開角度0°の近傍から次第に上昇して開角度25°付近で高いトルクが得られている。また、トルク曲線bについても、開閉筐体の開角度25°付近からトルクが次第に低下して開角度0°に至っている。開閉筐体が開放した開角度165°の近傍(この場合トルクの正負は逆になる)についても、同様の特性のトルク曲線が得られている。 On the other hand, the torque curve a according to the hinge device P gradually increases from the vicinity of the opening angle of 0 ° of the open / close housing, and a high torque is obtained in the vicinity of the opening angle of 25 °. As for the torque curve b, the torque gradually decreases from the vicinity of the opening angle of 25 ° of the open / close housing to the opening angle of 0 °. A torque curve with similar characteristics is also obtained in the vicinity of an opening angle of 165 ° where the open / close housing is opened (in this case, the sign of the torque is reversed).
上記測定結果から、ヒンジ装置2はヒンジ装置Pと比べて、開閉筐体が閉塞した開角度0°近傍では、開閉筐体の開動作のときも閉動作のときも、ともに2倍程度のトルクが得られており、これは開閉筐体が開放した開角度165°近傍でも同様である。これから、ヒンジ装置2においては、変曲点を設けかつこの変曲点で最大傾斜角度を形成した結果、上記開閉筐体の閉塞位置及び開放位置において、ヒンジ装置Pには見られない強い吸込みトルクが得られたためと考えられる。
From the above measurement results, the
また、トルク曲線Aの開角度が120°以上の範囲においては、トルク曲線Aはトルク曲線aと比べて2倍前後の高いトルクを維持しており、これにより開閉筐体の開移動が軽快に行なわれることになる。これは、ヒンジ装置2の第二カム部材8の係合凹部36に、凸面状に形成された第一摺動面40を形成したことから、傾斜角度の高い範囲が広く形成され、これにより強い吸込み力が広い範囲で確保されたためと考えられる。このような作用効果は、トルク曲線Aの開角度50°以下の範囲についても同様であり、ヒンジ装置2はヒンジ装置Pと比べて強い吸込み力が広い範囲で確保されている。
Further, in the range where the opening angle of the torque curve A is 120 ° or more, the torque curve A maintains a torque about twice as high as that of the torque curve a. Will be done. This is because the first sliding
このようにヒンジ装置2は、開閉筐体の閉塞時及び開放時には強い吸込みのトルクが作用し、開閉筐体を本体筐体に強く押圧してがたつきの無い確実な保持がなされることになり、耐久性にも優れる。一方、ヒンジ装置Pは、開閉筐体の閉塞時及び開放時におけるトルクはヒンジ装置2の1/2程度しかなく、このため開閉筐体の保持力及び耐久性においても十分な期待はできない。
Thus, the
さて、上記ヒンジ装置2は、図13に示す折畳式の携帯電話機に取り付けられる。この携帯電話機は、液晶表示画面71等が設けられた受話部からなる開閉筐体70と、操作キー等が設けられた送話部からなる本体筐体72とを有している。
The
上記開閉筐体70には、筐体端部に本体筐体72と接続する第一接続部74が設けられている。この第一接続部74の一方側には、ヒンジ装置2の嵌装が可能な断面小判状の嵌合穴部76が設けられ、他方側にはピン78が取付けられる。
The opening / closing
上記嵌合穴部76の奥には、この嵌合穴部76より径の小さい第二穴部が設けられ、嵌合穴部76の底部の一部をなす段差部75が形成されている。また、ヒンジ装置2の第一カム部材6及びケース12の外周はともに小判状であるため、ヒンジ装置2は全体が上記嵌合穴部76に嵌入可能であり、且つヒンジ装置2は筐体内での回転が阻止される。
A second hole portion having a diameter smaller than that of the
一方の本体筐体72には、筐体端部の各側部に開閉筐体70と接続する第二接続部80、及び第三接続部82が設けられている。この内、ヒンジ装置2の一端部が接続される第二接続部80には、ヒンジ装置2の第一カム部材6の嵌合が可能で第一カム部材6の回転を阻止する断面小判状の固定穴部84が設けられている。また、上記ピン78が接続される第三接続部82には、このピン78の先端部が突入可能な穴部86が設けられ、この穴部86はピン78を回動可能に支持する。
One
そして図13(a)に示すように、上記開閉筐体70の嵌合穴部76に、ヒンジ装置2のケース12部分を軸方向に嵌入すると、ケース12の底部58が嵌合穴部76の段差部75に当接してこの位置で固定される。このとき、ヒンジ装置2の第一カム部材6の一部(基部20)は第一接続部74の端部から突出した状態である。
Then, as shown in FIG. 13A, when the
図13(b)に示すように、本体筐体72と開閉筐体70との接続に際しては、先ず上記ピン78を上記第三接続部82の穴部86に突入し、次に上記開閉筐体70の第一接続部74に嵌着したヒンジ装置2の突出した第一カム部材6の基部20を嵌合穴部76内に押し込む。上記第一カム部材6を軸体16とともに押し込むと、第二カム部材8はコイルバネ10,11を圧縮しつつその付勢力に抗して摺動凸部42,42がケース12の摺動凹部62,62に沿って奥へ摺動する。
As shown in FIG. 13B, when the
ヒンジ装置2の全体が嵌合穴部76内に押圧没入されると、図13(c)に示すように、この押圧状態のまま、開閉筐体70の第一接続部74を本体筐体72の第二接続部80に合わせる。ここで、ヒンジ装置2のコイルバネ10,11の反発力を利用して、第一カム部材6の基部20を本体筐体72の第二接続部80の固定穴部84に突入固定させる。上記第一接続部74を本体筐体72の第二接続部80に合わせる際、コイルバネ10,11の反発力により第一カム部材6の基部20の端片部30には、相当の力が作用するが、この端片部30はワッシャー4の筒片部48により補強されているため変形、破損することはない。
When the
また、本体筐体72の第二接続部80に設けた固定穴部84の穴形状は断面小判状であり、一方第一カム部材6の基部20も断面小判状でその外形は、固定穴部84の穴より僅かに小さい程度であり、嵌入した状態では僅かの隙間はあるものの略密着した状態である。
Further, the hole shape of the fixing
このとき、第一カム部材6の基部20には上記突起部31が設けられており、第一カム部材6を固定穴部84へ嵌入する際、上記突起部31は一部又は大半が潰されつつ嵌め入れられる。これにより、第一カム部材6の嵌入後は、第一カム部材6は固定穴部84に遊びのない状態で固定される。また、上記突起部31は潰すことを前提としており、突起部31の突起の寸法の範囲内において各部材の製造誤差等を吸収カバーすることができ、不良率も低減される。
At this time, the
上記ヒンジ装置2の携帯電話機への取付けでは、本体筐体72に対して開閉筐体70を閉塞した状態及び開放(開角度165°)した状態において、第一カム部材6の係合凸部22の係合面部24は、第二カム部材8の摺動面部38の変曲点37に当接した状態となり、係合凸部22の先端部23が谷底部39に到達する直前の位置で停止するように取り付けられる。
When the
ここで、上記ヒンジ装置2のカム機構の作用について説明する。上記第一カム部材6の係合凸部22は、先端部23を中心に左右対称形状であり、また上記第二カム部材8の係合凹部36は、頂部35(又は谷底部39)を中心に左右対称形状である。
Here, the operation of the cam mechanism of the
このためヒンジ装置2の特性は、第二カム部材8に対する第一カム部材6の相対回動の方向の如何に係わらず同一であり、携帯電話機の本体筐体72の左右部の何れにも同じ形状のヒンジ装置2を用いることができる。したがって、このヒンジ装置2を本体筐体72の左右の一方側又は両側に用いる場合、本体筐体72の右側用、及びこれと対称的な特性の左側用といった2種類のヒンジ装置を用いる必要はなく、一の種類のヒンジ装置2のみで足りるので部品点数の削減にも寄与する。
Therefore, the characteristics of the
携帯電話機の開閉筐体70を開閉すると、ヒンジ装置2が作動して第一カム部材6の係合凸部22は、第二カム部材8の係合凹部36への侵入および脱出を繰り返す。そして、開閉筐体70の開閉の途中位置(フリップポイント:開角度が165°/2付近)において係合凸部22は係合凹部36の頂部35に至り、ここから係合凸部22が左右の各係合凹部36を降下するに伴い、開閉筐体70を閉じる方向或いは開く方向に付勢力が作用し自動的に開閉筐体70が開閉する。
When the opening / closing
開閉筐体70を閉じるとき、上記係合凸部22は上記係合凹部36へ侵入して第一摺動面40を通過し、傾斜角度が最大となる変曲点37へと移動する。このとき、係合凹部36の途中まで滑り込んだ係合凸部22は、コイルバネ10,11の付勢力により、係合凹部36の谷底部39へと吸込まれる作用が生じ、これにより所定のトルクが発生する。
When closing the open /
開閉筐体を開くときには、上記係合凸部22は上記係合凹部36を上昇し、その先端部23が頂部35に至り(フリップポイント)さらに、係合凸部22は他方の係合凹部36を降下し谷底部39へ至る途中(少し手前)の位置で、開閉筐体70は本体筐体72に対して所定の開角度(165°)で、筐体同士の当接等によるストッパにより開放状態が停止しこの位置で保持固定される。
When the opening / closing housing is opened, the engaging
上記開閉筐体70の閉塞時或いは開放時における保持状態において、上記係合凸部22の係合面部24は係合凹部36の摺動面部38の最大傾斜角度となる変曲点37に当接係合した状態にある。このため、第一カム部材6の係合凸部22は、第二カム部材8の係合凹部36への吸込みの力が非常に強い状態で保持され、本体筐体72に対する開閉筐体70の閉塞状態及び通話位置に開いた開放状態が確実に保持される。したがって、開閉筐体70が閉塞状態或いは通話位置でがたついたりすることがない。
In the holding state when the opening / closing
また、上記ヒンジ装置2は、上記軸体16に対して上記第一カム部材6及び第二カム部材8は何れもフリーな状態におかれている。このため、開閉筐体70が本体筐体72に対してフリップ回動動作を行っても、軸体16の回動の有無とは無関係に第一カム部材6と第二カム部材8とは相対回動を行ない、軸体16の動きによる摩擦抵抗の影響が少ないため、開閉筐体70がフリップポイントを基準に閉方向或いは開方向へ自動回動するフリップ動作が軽快に行なえる。
In the
ヒンジ装置2は、軸体16の端部に取付けたワッシャー4と第一カム部材6との間には摩擦が生じて、第一カム部材6と軸体16とが連動する可能性はある。この場合、第一カム部材6と相対回動する第二カム部材8と連動するケース12と軸体16とは相対回動する。しかし、軸体16の頭部64とケース12の底部58との間に介在したスライダー14により、両者間の摩擦力が軽減され開閉筐体70の開閉は軽快に行なえる。
In the
従って、上記実施の形態に係るヒンジ装置2及びこのヒンジ装置2を用いた携帯電話機によれば、筐体の閉塞状態及び開放状態が確実に保持できるとともに、部品点数も削減できかつ簡単な構成で耐久性に優れ、またヒンジ装置の回動方向による特性が同一であるため、携帯機器の本体筐体と開閉筐体とを1個のヒンジ装置で連結する場合、左右の連結個所の何れ側にも用いることができ、また左右に2個用いる場合であっても、左右の別なく1種類のヒンジ装置で足りるため、部品点数の少ない簡単な構成のヒンジ装置が得られて経済性にも優れるという効果を奏する。
Therefore, according to the
6 第一カム部材
8 第二カム部材
10,11 バネ部材(コイルバネ)
12 ケース
16 軸体
22 係合凸部
31 突起部
36 係合凹部
37 変曲点
6
12
Claims (4)
一端部に底部が形成され、他端部が開口した筒状のケースと、
上記ケースの他端部側に設けられ、基部の中心対称な両位置に係合凸部がそれぞれ形成され、各係合凸部は、先端部から基部にかけて対称形状の係合面部を有し、各係合面部は先端部から中間部にかけて次第に傾斜が急になる第一係合面及びこの第一係合面から延長して形成される第二係合面を有する第一カム部材と、
上記第一カム部材の係合凸部と向かい合わせに設けられ、これら係合凸部と向かい合う部位に各係合凸部が係合し摺動する係合凹部がそれぞれ形成され、各係合凹部は基部の頂部から両側に対称形状の摺動面部を有し、各摺動面部は基部の頂部から中間部にかけて凸面状に形成されかつ次第に傾斜が急になる第一摺動面、さらに最も傾斜の急な斜面からなり上記摺動面部の曲面が凸面から凹面に変わる変曲点、及びこの変曲点から次第に傾斜が緩くなる第二摺動面を有し、上記第一カム部材とは相対回動可能に係合する第二カム部材と、
上記ケース内に設けられ、上記第一カム部材と上記第二カム部材との両者を係合方向に付勢するバネ部材と、
上記ケースの底部、上記バネ部材、上記第二カム部材の基部及び上記第一カム部材の基部を貫通して各部材を連結し軸支する軸体と、を有し、
上記第二カム部材の係合凹部の変曲点に、上記第一カム部材の係合凸部の係合面部が当接した状態で上記両カム部材の相対回動が停止し、上記開閉筐体が閉塞或いは開放する状態に保持されることを特徴とするヒンジ装置。 In the hinge device that rotatably connects the main body housing and the open / close housing of the mobile device,
A cylindrical case having a bottom portion at one end and an opening at the other end;
Provided on the other end portion side of the case, engaging convex portions are formed at both positions symmetrical with respect to the center of the base, each engaging convex portion has a symmetrical engaging surface portion from the tip portion to the base portion, Each engagement surface portion has a first cam member having a first engagement surface whose inclination gradually becomes steeper from a tip portion to an intermediate portion, and a second engagement surface formed by extending from the first engagement surface,
Engagement recesses that are provided facing the engagement projections of the first cam member and that engage with the engagement projections are formed at portions facing the engagement projections. Has symmetrical sliding surface parts on both sides from the top part of the base part, and each sliding surface part is formed in a convex shape from the top part of the base part to the middle part, and the first sliding surface with a steep slope, and the most inclined The inflection point at which the curved surface of the sliding surface portion changes from a convex surface to a concave surface, and a second sliding surface whose inclination gradually decreases from the inflection point, relative to the first cam member. A second cam member that is pivotably engaged;
A spring member provided in the case and biasing both the first cam member and the second cam member in the engaging direction;
Bottom of the case, the spring member, a shaft member for pivotally supporting and connecting each member through the base and the base of the first cam member of said second cam member, was closed,
The relative rotation of the two cam members is stopped in a state where the engagement surface portion of the engagement convex portion of the first cam member is in contact with the inflection point of the engagement concave portion of the second cam member, and the opening / closing housing hinge apparatus body and wherein Rukoto is held in a state of closing or opening.
上記第一カム部材の基部の周囲に、上記本体筐体又は開閉筐体に設けた穴部に嵌入する際に潰しが可能な複数の突起部を設けたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のヒンジ装置。 The cross-sectional shape of the case is an oval shape, and the outer shape of the cross section of the base portion of the first cam member is formed in an oval shape smaller than the shape of the inner peripheral surface of the case,
Around the base of the first cam member, according to claim 1 to 3, characterized in that crushed it is provided with a plurality of projections capable when fitted into the hole portion provided in the body casing or closing body The hinge apparatus in any one of.
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