JP4660893B2

JP4660893B2 - 開閉装置

Info

Publication number: JP4660893B2
Application number: JP2000217944A
Authority: JP
Inventors: 木健鈴; 本隆森
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2002030851A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ製品などの蓋体と本体のような２つの部材を開閉可能に連結する開閉装置に関し、特に、電子手帳、携帯電話機及び化粧用コンパクト等の携帯用品に適用して最適な開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機、電子手帳等において、携帯時に誤ってキーパネルを押してしまったり、液晶画面を傷つけることがないようにしたり、小さくするために本体と蓋体のような２つの部材を開閉可能とする２つ折り構造のものが提供されており、この２つ折り構造としては、２つの部材を開閉装置としてのヒンジ装置で開閉可能に連結するものが採用されている。
このヒンジ装置としては、従来、特開平８−３１７０２５号公報及び特開２０００−１７９３２号公報に示されているように、一対のカムが、互いの軸線を一致させて、相対回転可能にかつ互いに接近、離間可能に設けられ、これらのカムのカム面がばねによって互いに密接するように付勢されてなり、両カムが相対的に回転することにより、前記両カムがそれらの軸線に沿って相対的に移動して、両カム相互の角度関係を変更するものが一般的である。
【０００３】
因みに、特開閉８−３１７０２５号公報のヒンジ装置は、図２１に示すように、筒状部材１０１、ばね１０２、カム１０３、カムホロワ１０４及びキャップ１０５とより構成され、ばね１０２、カム１０３、及びカムホロワ１０４が筒状部材１０１内に収納され、キャップ１０５で抜け止めされている。カムホロワ１０４に開閉部材が固定され、開閉部材の開閉によるカムホロワ１０４の回転で、カム１０３がばね１０２でカムホロワ１０４側に付勢力されていることにより、カム１０３は離間、接近してばね１０２の付勢力の強弱を発生させ、開閉できるものである。
【０００４】
また、特開２０００−１７９３２号公報のヒンジ装置は、図２２に示すように一対のカム１１０、１１１が互いの軸線を一致させて、相対回転可能にかつ互いに接近、離間可能に設けられ、これらのカム１１０、１１１のカム面がばね１１５によって互いに密接するように付勢されてなり、両カム１１０、１１１が相対的に回転することにより、前記両カム１１０、１１１がそれらの軸線に沿って相対的に移動して、両カム１１０、１１１相互の角度関係を変更するものである。カム１１０は可動側カムとなり、頭部１１２と軸部１１３とカム部１１４とで形成され、カム１１１は固定側カムとなり、前記可動側カム１１０の軸部１１３に、その軸線方向に沿って移動自在にかつ回転可能に装着されてなり、これらがガイドホルダ１１６に収納されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の開閉装置は、部品点数が多く構造も複雑である。例えば、前記したヒンジ装置においても、図２１に示すものは筒状部材１０１、ばね１０２、カム１０３、カムホロワ１０４及びキャップ１０５等の部品点数があり、図２２に示すものでも可動側カム１１０、固定側カム１１１、ばね１１５及びガイドホルダ１１６等の部品点数があり、それらの構造も複雑である。このように部品点数が多く、構造が複雑であると、製造に手数がかかるし、製造費も嵩み高価となるし、部品の組み付けも手数を要し、精度よく組み付けるとなると、大変である。特に、小型製品となると、それぞれの部品も小さくなるので、精度をだしての組み付けは一層困難となる。また、部品点数が多いとさらに軽量、小型化するには難しくなる課題がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷重特性の選択が容易で、構造が簡単で部品点数も少なく、組み付けも容易であり、さらに軽量、小型化が可能であり、しかも安価な開閉装置の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１の開閉装置は、固定側及び可動側の、一方に位置するヒンジ軸と、他方に位置するばね部材とが、相対回転可能に連結され、
ヒンジ軸には、このヒンジ軸と同期回転し前記ばね部材と接触する固定面が形成され、ばね部材は、前記ヒンジ軸にその軸線方向に付勢力が作用して前記ヒンジ軸の固定面に密接するように規制部材に規制されて設けられ、
ヒンジ軸の固定面とばね部材の互いに接する面がカムに形成されている開閉装置であって、
前記ヒンジ軸は、大径部と小径部とよりなり、大径部と小径部との段部を、ばね部材と接触する固定面とすることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２の開閉装置は、前記ばね部材が、板ばねであることを特徴とする。
また、本発明の請求項３記載の開閉装置は、固定側及び可動側の、一方に位置するヒンジ軸と、他方に位置するばね部材とが、相対回転可能に連結され、
ヒンジ軸には、このヒンジ軸と同期回転し前記ばね部材と接触する固定面が形成され、ばね部材は、前記ヒンジ軸にその軸線方向に付勢力が作用して前記ヒンジ軸の固定面に密接するように規制部材に規制されて設けられ、
ヒンジ軸の固定面とばね部材の互いに接する面がカムに形成されている開閉装置であって、
前記ヒンジ軸は、大径部と小径部とよりなり、大径部と小径部との段部を、ばね部材と接触する固定面として成り、
前記ばね部材は、板ばねであり、前記ヒンジ軸の固定面と板ばねとの互いに接する面に形成されたカムは、凹部または凸部であり、ヒンジ軸と板ばねとの相対回転で前記凹部または凸部の相対位置関係がずれ、カムにより板ばねの付勢力の強弱が得られると共に、クリック感が得られることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４の開閉装置は、前記板ばねは、ヒンジ軸の固定面と規制部材との間で１個以上の折り曲げ部を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５の開閉装置は、前記板ばねは、折り曲げ及び切欠によって形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６の開閉装置は、前記板ばねは、付勢力の作用方向において圧縮すると付勢力を発揮する複数の部分を具備するように折り曲げられて形成され、圧縮すると複数の付勢力を発揮する部分の増減により荷重特性が変化することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態を示す折り畳み可能な携帯電話機の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
同図において、折り畳み可能な携帯電話機１は各種機能のキー等が配設された本体（固定側）２と、液晶表示部が設けられた蓋体（可動側）３とが、開閉装置４で開閉可能に連結されている。開閉装置４は、図２に示すようにヒンジ軸５と板ばね６とＥリング７とで構成される。
【００１３】
この開閉装置４を構成するヒンジ軸５、板ばね６及びＥリング７の構成は、図３で斜視図、図４で分解斜視図で示している。
ヒンジ軸５は、大径部５ａと小径部５ｂとよりなり、大径部５ａと小径部５ｂとの段部は、板ばね６と接触する固定面８に形成されている。また、ヒンジ軸５の大径部５ａには平面（カット面）９が形成された非円形に構成され、この大径部５ａに蓋体（可動側）３が固定される。大径部５ａの平面９は、蓋体３との間で回転不可に取り付けるのに役立つ。従って、蓋体３の開閉によりヒンジ軸は回転する。
【００１４】
板ばね６は、本実施の形態では折り曲げられてＮ字状に形成されており、この板ばね６は、前記ヒンジ軸５の小径部５ｂに、その軸線方向に付勢力が作用してヒンジ軸５の固定面８に密接するように装着され、Ｅリング７で規制される。この時、板ばね６には初期トルクを設定してＥリング７で規制する。図４の符号１０は、Ｅリング７を装着する溝である。この板ばね６は、本体（固定側）２に回転不可に固定されているが、ヒンジ軸５とは相対回転可能となっている。従って、通常は本体２を持って蓋体３を開閉するが、蓋体３を持って本体２側を開閉することが可能である。
【００１５】
そして、板ばね６とヒンジ軸５の固定面８の接触面は、カム１１に形成されている。本実施の形態においては、カム１１は、固定面８に凹部（Ｖ字状溝）１２が形成され、板ばね６の接触面には前記凹部１２に対応する凸部（く字状の凸部）１３が形成されている。
【００１６】
しかして、ヒンジ軸５の径大部５ａを蓋体（可動側）３に固定し、板ばね６を本体（固定側）２に固定し、蓋体３（本体２でもよいが通常は蓋体）を開閉すると、ヒンジ軸５が回転する。するとこのヒンジ軸５と同期して回転する固定面８のカム（凹部）１２と、板ばね６の凸部１３は、固定面８の平面に乗り上がるため板ばね６は圧縮され、ヒンジ軸５の固定面８との間に付勢力が強くなり回転トルクが増大し、ヒンジ軸５の固定面８のカム（凹部）１２と板ばね６の凸部１３とが合致すると瞬時に板ばね６の付勢力が解除または弱くなり、クリック感が生ずる。
【００１７】
すなわち、ヒンジ軸５と板ばね６との相対回転により、ヒンジ軸５のカム（凹部）１２と板ばね６の凸部との相対角度の関係で、回転トルクが発生し、この回転トルクにより２つの部材の開閉、本例では蓋体３の開閉を行うものである。本実施の形態においては、ヒンジ軸５のカム（凹部）１２が１８０°対称に配置されているので、１８０°毎にクリック感を発生させることとなり、蓋体３を閉めるときは閉止方向にトルクをかけ、また、蓋体３を開けるときは１８０°弱開いた角度に保持可能となる。
なお、本実施の形態に係る図面においては、ヒンジ軸の固定面８にカムとしての凹部１２、板ばね６に凸部１３が設けられているが、これは逆であっても同様の作用をする。すなわち、ヒンジ軸５の固定面８が凸部であり、板ばね６がこれに対応する凹部であってもよい。
【００１８】
本発明によれば、ヒンジ軸５の固定面８と板ばね６の接触面に形成されるカム１１の配置、角度、形状、数等を変えることにより、また、板ばね６の形状を変えることにより、蓋体の保持角度、フィーリング、回転トルク等を自由に変えることができる。板ばねは、折曲形状を変化させたり、切欠を設けることによって、種々の形状の板ばねが採用可能であり、これにより好みのばね荷重を選択できる。特に、本発明ではカムの形状により、全開・全閉間でばね部材（板ばね６）に初期荷重を加える設定とすることにより、全開・全閉位置に自動的に移動（開閉）できる。すなわち、閉じ勝手、開き勝手、とさせることが可能である。
【００１９】
図５乃至図９は、折曲形状を変化させたり、種々の切欠を設けた板ばねの変形例を例示したもので、斜視図で示し、図８だけ正面図（Ｂ）があり、前記実施の形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明する。
図５はＷ形状の板ばね６であり、図６は折り曲がり頂部から下方に折り曲がった片の中央が切欠１４されて、２つのストラップ状片６ａ、６ｂとなり、下端から上方に折り曲がった片６ｃの両側が切欠１４されたものである。図７は一側に上端から下方に向けた、他側に下端から上方に向けたストラップ状片６ａ、６ｂが設けられたものであり、図８は下端から上方に向けており曲がった片６ｄと上端から下方に折り曲がった片６ｅとが重なり合っており、上端と下端の折り曲がり部に切欠１４が設けられたものであり、図９は、両端が下方から互に内側に折り曲がって対称的に立設するものであり、頂部に切欠１４及び下端の折り曲がり部に切欠１４が設けられたものである。
【００２０】
上記のように折り曲げ形状や切欠を設けることによって荷重特性を変化させることができる。例えば、図８に示す板ばねにおいては、同図（Ｂ）に示すように板ばね６が圧縮され、ｂ部分がたわみ、ａ部分とｃ部分とが接触すると、この点で板ばね６の荷重特性が変化する。
【００２１】
図１０乃至図１４は板ばねを変えての使用状態を示す正面図で、（ａ）はセット時、（ｂ）が作動時を示す。（ａ）のセット時は、初期荷重を加えてセットする。作動時の（ｂ）は、ヒンジ軸５のカム（凹部）１２と板ばね６の凸部１３の位置がずれ、ばねが圧縮された状態を示している。
これらの図１０乃至図１４で、板ばね６の形状を変化させることで荷重特性を自由に変えられることが理解できる。
因みに、図１０は低荷重で、ばね定数が低く、荷重特性の設定が容易かつ広い（荷重のばらつきの影響を受けにくい）。図１１は低荷重で、ばね定数が低く、対称形状で作動バランスがよい。図１２は高荷重で、ばね定数が高く、対称形状で作動バランスがよい。図１３は高荷重で、ばね定数は低い。荷重特性の設定が容易かつ広い（荷重のばらつきの影響を受けにくい）。
特に、図１４に示す板ばね６においては、図１４（ａ）のセット状態では、ｅ部は初期荷重を加えた状態でｄ部に接触しているが、（ｂ）の作動時には、板ばね６が圧縮されてｈ１だけたわむと、初期荷重以上の荷重が加わり、ｅ部とｄ部との間に間隙ｈ２が発生し、荷重特性が変化する。この場合の荷重特性とすれば、図１９のようになる。
【００２２】
図１５乃至１８は、板ばねを変化させたさらに別の変形例を示す正面図で、（ａ）はセット時、（ｂ）は作動時を示す。本実施の形態は、板ばね６が非線形ばね特性を示す場合で、（ａ）図のように初期設定では、矢印ｃ部分でａ間隙を持ってセットされ、それが（ｂ）図に示すように作動されカム１１の作用で板ばね６がｂの間隔だけ圧縮されると、矢印ｃで示した部分もばねとして作用するので、この部分で荷重特性が変化するものである。この場合の荷重特性は、図２０で示すようになる。他は前記実施の形態と同様であるので、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２３】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の範囲を逸脱しない限りの変形が許容される。例えば、カムの形状、凸部及び凹部の形状は種々の変形が可能であり、ばね部材としても板ばねだけでなく実施可能なものは全て採用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、本発明は、ヒンジ軸、ばね部材及び規制部材だけで構成されているので、次のような効果を奏する。
（1）ヒンジ軸の固定面とばね部材との接触面に形成されるカムの配置角度、形状、数等を変えたり、ばね部材の形状を変えたりして、蓋体（可動側）の保持角度、フィーリング、回転トルク等を容易に選択できる。特に、ばね部材が板ばねであると、形状や切欠の選択により容易に設定する荷重特性を得ることができる。
（２）従来構造に比較し部品点数が少なく、かつ構造も簡単である。
（３）簡単な構造で、部品点数が少ないので、組み付けに手数もかからず容易となるし、精度のよい組み付けが可能となり、品質が向上する。
（４）構造が簡単なので製造が容易となるし、部品点数が少ないので全体に安価となる。
（５）簡単な構造で、部品点数が少ないので、より軽量、小型化が可能となる。
（６）容易に荷重特性及び回転トルクを調整できるので、広い範囲の開閉部材の開閉装置に対応し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す折り畳み可能な携帯電話機の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる開閉装置の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる開閉装置の分解斜視図である。
【図５】板ばねの他の変形例を示す斜視図である。
【図６】板ばねの他の変形例を示す斜視図である。
【図７】板ばねの他の変形例を示す斜視図である。
【図８】板ばねの変形例を示す斜視図（Ａ）及び正面図（Ｂ）である。
【図９】板ばねの他の変形例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１２】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１３】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１４】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１５】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１６】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１７】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１８】本発明の他の実施の形態にかかる開閉装置を示す正面図で、セット時（ａ）及び作動時（ｂ）である。
【図１９】図１４に示す板ばねの荷重特性図である。
【図２０】図１５乃至図１８に示す板ばねの荷重特性図である。
【図２１】従来例を示す斜視図である。
【図２２】他の従来例を示す一部断面正面図である。
【符号の説明】
４開閉装置
５ヒンジ軸
５ａ大径部
５ｂ小径部
６板ばね
７Ｅリング（規制部材）
８ヒンジ軸の固定面
１１カム
１２カムとしての凹部
１３凸部
１４切欠

Claims

固定側及び可動側の、一方に位置するヒンジ軸と、他方に位置するばね部材とが、相対回転可能に連結され、
ヒンジ軸には、このヒンジ軸と同期回転し前記ばね部材と接触する固定面が形成され、ばね部材は、前記ヒンジ軸にその軸線方向に付勢力が作用して前記ヒンジ軸の固定面に密接するように規制部材に規制されて設けられ、
ヒンジ軸の固定面とばね部材の互いに接する面がカムに形成されている開閉装置であって、
前記ヒンジ軸は、大径部と小径部とよりなり、大径部と小径部との段部を、ばね部材と接触する固定面とすることを特徴とする開閉装置。
前記ばね部材は、板ばねであることを特徴とする請求項１記載の開閉装置。
固定側及び可動側の、一方に位置するヒンジ軸と、他方に位置するばね部材とが、相対回転可能に連結され、
ヒンジ軸には、このヒンジ軸と同期回転し前記ばね部材と接触する固定面が形成され、ばね部材は、前記ヒンジ軸にその軸線方向に付勢力が作用して前記ヒンジ軸の固定面に密接するように規制部材に規制されて設けられ、
ヒンジ軸の固定面とばね部材の互いに接する面がカムに形成されている開閉装置であって、
前記ヒンジ軸は、大径部と小径部とよりなり、大径部と小径部との段部を、ばね部材と接触する固定面として成り、
前記ばね部材は、板ばねであり、前記ヒンジ軸の固定面と板ばねとの互いに接する面に形成されたカムは、凹部または凸部であり、ヒンジ軸と板ばねとの相対回転で前記凹部または凸部の相対位置関係がずれ、カムにより板ばねの付勢力の強弱が得られると共に、クリック感が得られることを特徴とする開閉装置。
前記板ばねは、ヒンジ軸の固定面と規制部材との間で１個以上の折り曲げ部を有することを特徴とする請求項２または３記載の開閉装置。
前記板ばねは、折り曲げ及び切欠によって形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の開閉装置。
前記板ばねは、付勢力の作用方向において圧縮すると付勢力を発揮する複数の部分を具備するように折り曲げられて形成され、圧縮すると複数の付勢力を発揮する部分の増減により荷重特性が変化することを特徴とする請求項２、３及び４のいずれか１項に記載の開閉装置。