JP5134654B2 - ヒンジ装置 - Google Patents

Description

この発明は、携帯電話機等の携帯機器に用いられるヒンジ装置に関する。

一般に、携帯電話機に用いられるヒンジ装置は、下記特許文献１に記載されているように、筒状をなすヒンジ本体と、このヒンジ本体の先端面に対向して配置された回転部材とを有している。ヒンジ本体と回転部材とは、ヒンジ本体の軸線（回転軸線）を中心として回転可能に連結されている。ヒンジ本体は、例えば携帯電話機の送話側筐体に取り付けられ、回転部材は受話側筐体に取り付けられる。この結果、送話側筐体と受話側筐体とがヒンジ本体及び回転部材を介して、つまりヒンジ装置を介して回転可能に連結される。通常、送話側筐体と受話側筐体とは、互いの前面どうしが突き当たった折畳位置と、この折畳位置から所定の角度、例えば１６０°だけ離れた通話位置との間を回転可能になっている。

ヒンジ本体の先端開口部には、可動部材が挿入されている。この可動部材の外周面には、突出部が形成されている。この突出部は、ヒンジ本体の先端部に形成されたガイド溝に回転軸線方向へ移動可能に、かつ周方向へ移動不能に挿入されている。これにより、可動部材がヒンジ本体に回転軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に連結されている。

また、ヒンジ本体の内部には、コイルばね等の付勢手段が設けられている。この付勢手段は、可動部材を回転部材側へ付勢している。回転部材と可動部材との対向面間には、変換機構が設けられている。この変換機構は、回転部材が折畳位置とそこから通話位置側へ所定角度だけ離れた所定の角度範囲、例えば１５°の角度範囲に位置すると、付勢手段の付勢力を一方向を向く回転付勢力に変換する。この回転付勢力は、回転部材を折畳位置まで回転させてその位置に維持する。また、変換機構は、回転部材が通話位置とそこから通話位置側へ所定角度だけ離れた所定の角度範囲、例えば１５°の角度範囲に位置すると、付勢手段の付勢力を他方向を向く回転付勢力に変換する。この回転付勢力は、回転部材を通話位置まで回転させてその位置に維持する。なお、回転部材を回転させる回転付勢力の反作用として可動部材にも回転付勢力が作用するが、この回転付勢力は、可動部材の突出部がガイド溝の側面に突き当たることにより、ヒンジ本体によって支持される。

特開２００３−３４３５４３号公報

携帯電話機等の携帯機器に用いられるヒンジ装置は、携帯電話機の小型化に伴って小型化することが要望されている。例えば、従来のヒンジ装置の外径は、６ｍｍであるが、これを５ｍｍにすることが要望されている。このような要望に応えるためには、ヒンジ本体の外径を小径にする必要がある。ところが、従来のヒンジ装置においては、ヒンジ本体の外径を小さくすることが難しいという問題があった。

すなわち、ヒンジ本体の内部には、コイルばね等の付勢手段が設けられているが、これを小さくすることは所望の大きさの付勢力を確保するという観点から困難である。このため、ヒンジ本体の内径を小さくすることは難しい。したがって、ヒンジ本体の外径を小さくするためには、ヒンジ本体の周壁部の厚さを薄くしなければならない。ところが、ヒンジ本体は、製造コストの低減及び軽量化の観点から樹脂によって形成されている。このため、周壁部の厚さを薄くするとヒンジ本体の強度が低下してしまう。特に、ヒンジ本体の先端部にはガイド溝が形成されているため、先端部の強度が大幅に低下する。このため、可動部材の突出部がガイド溝の側面に回転付勢力によって押しつけられると、ヒンジ本体の先端部が変形してしまうおそれがある。このような事情から、ヒンジ本体の周壁部の厚さを薄くすることが難しく、ヒンジ本体を小径にすることができず、ヒンジ装置の小型化が達成されていないのが実情である。

上記の問題を解決するために、第１の発明は、少なくとも先端部が開口した筒状のヒンジ本体と、このヒンジ本体の先端面と対向して配置され、上記ヒンジ本体にその軸線を中心として回転可能に連結された回転部材と、上記ヒンジ本体の先端開口部に上記軸線方向へ移動可能に挿入された可動部材と、上記ヒンジ本体の内部に設けられ、上記可動部材を上記回転部材に向かって付勢する付勢手段と、上記回転部材と上記可動部材との対向面間に設けられ、上記付勢手段の付勢力を回転付勢力に変換する変換機構とを備え、上記ヒンジ本体が樹脂によって形成され、上記ヒンジ本体の先端部にはその周壁部を横断するガイド溝が形成され、上記可動部材の外周面には径方向に突出する突出部が形成され、この突出部が上記ガイド溝に上記軸線方向へ移動可能に、かつ周方向へ移動不能に挿入されることにより、上記可動部材が上記ヒンジ本体に上記軸線方向へ移動可能に、かつ回転不能に連結され、上記回転部材が上記回転付勢力によって上記可動部材に対して回転するときには、上記突出部が上記ガイド溝の側面に押し付けられるヒンジ装置において、上記ヒンジ本体の先端部外周面に金属製の補強筒が嵌合され、この補強筒は上記ガイド溝の少なくとも基端部を外側から覆うように配置されていることを特徴としている。
この場合、上記ヒンジ本体の先端部外周面には、当該先端部外周面に対して基端側に続く外周面より小径である小径部が形成され、この小径部に上記補強筒が嵌合されていることが望ましい。
上記可動部材の突出部の径方向を向く外面が上記小径部の外周面に対し径方向において同一位置か内側に位置させられていることが望ましい。
上記突出部の径方向を向く外面には、径方向に突出する第２突出部が形成され、上記補強筒の上記ガイド溝と対向する部位には係止溝が形成され、この係止溝に上記第２突出部が上記ヒンジ本体の軸線方向へ移動可能に挿入され、しかも上記係止溝の底面が上記第２突出部に突き当たることにより、上記補強筒が上記ヒンジ本体からその先端側へ抜け出ることが阻止されていることが望ましい。
上記の問題を解決するために、第２の発明は、少なくとも先端部が開口した筒状のヒンジ本体と、このヒンジ本体の先端面と対向して配置され、上記ヒンジ本体にその軸線を中心として回転可能に連結された回転部材と、上記ヒンジ本体の先端開口部に上記軸線方向へ移動可能に挿入された可動部材と、上記ヒンジ本体の内部に設けられ、上記可動部材を上記回転部材に向かって付勢する付勢手段と、上記回転部材と上記可動部材との対向面間に設けられ、上記付勢手段の付勢力を回転付勢力に変換する変換機構とを備え、上記ヒンジ本体が樹脂によって形成され、上記ヒンジ本体の先端部にはその周壁部を横断するガイド溝が形成され、上記可動部材の外周面には径方向に突出する突出部が形成され、この突出部が上記ガイド溝に上記軸線方向へ移動可能に、かつ周方向へ移動不能に挿入されることにより、上記可動部材が上記ヒンジ本体に上記軸線方向へ移動可能に、かつ回転不能に連結され、上記回転部材が上記回転付勢力によって上記可動部材に対して回転するときには、上記突出部が上記ガイド溝の側面に押し付けられるヒンジ装置において、上記ヒンジ本体の先端部内周面に、金属製の補強筒が嵌合され、この補強筒の内周面に上記可動部材が上記ヒンジ本体の軸線方向へ移動可能に挿入され、上記補強筒が上記ガイド溝の基端部を内側から覆うように配置されていることを特徴としている。
この場合、上記ヒンジ本体の上記ガイド溝が形成された先端部内周面には、当該先端部内周面に対して基端側に続く内周面より大径である大径孔部が形成され、この大径孔部に上記補強筒が嵌合されていることが望ましい。
上記補強筒の先端部に挿通溝が形成され、この挿通溝に上記可動部材の突出部が上記ヒンジ本体の軸線方向へ移動可能に挿入されていることが望ましい。
上記挿通溝の底面と対向する上記可動部材の上記突出部の基端面に逃げ溝が形成され、この逃げ溝に上記挿通溝の底面に続く上記可動部材の基端部が上記可動部材の移動方向へ移動可能に挿入されていることが望ましい。
上記挿通溝の底面が上記逃げ溝の底面に突き当たることにより、上記補強筒が上記ヒンジ本体からその先端側へ抜け出ることが阻止されていることが望ましい。

上記構成を有する第１及び第２の発明によれば、ガイド溝が形成されたヒンジ本体の先端部の外周面又は内周面に、ガイド溝の少なくとも基端部を覆うようにして補強筒が嵌合されているから、可動部材の突出部が回動付勢力によってガイド溝の側面に突き当たったときに、ヒンジ本体のガイド溝が形成された先端部が変形するような事態を補強筒によって阻止することができる。したがって、ヒンジ本体の周壁部を薄くすることができ、その分だけヒンジ本体の外径、ひいてはヒンジ装置の外径を小径にすることができる。

図１は、第１の発明の一実施の形態を示す正面図である。 図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図３は、同実施の形態の側面図である。 図４は、図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図５は、補強筒が上限位置まで移動した状態を示す図２と同様の断面図である。 図６は、補強筒が初期位置まで戻された状態を示す図２と同様の断面図である。 図７は、同実施の形態の分解斜視図である。 図８は、同実施の形態の図７と異なる方向から見た斜視図である。 図９は、第２の発明の一実施の形態を示す正面図である。 図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１１は、同実施の形態の側面図である。 図１２は、図１１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１３は、同実施の形態の分解斜視図である。 図１４は、同実施の形態の図１３と異なる方向から見た斜視図である。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図８は、第１の発明に係るヒンジ装置の一実施の形態を示す。ヒンジ装置１は、その回転軸線（軸線）Ｌを上下方向に向けて配置されている。勿論、ヒンジ装置１は、その回転軸線Lを水平方向、その他の任意の方向に向けて配置することが可能であるが、ここでは説明の便宜上、回転軸線Ｌが上下方向を向くように配置されているものとし、その状態でヒンジ装置１の構成を説明する。ヒンジ装置１は、ヒンジ本体２、回転部材３、ヒンジ軸４及び可動部材５を主な構成要素としている。

ヒンジ本体２は、ポリアセタール等の比較的硬質の樹脂を成形してなるものであり、筒状に形成されている。ヒンジ本体２は、その軸線を回転軸線Ｌと一致させた状態で配置されている。ヒンジ本体２の下端部（基端部）は、底部２ａが形成されることによって閉じられている。一方、ヒンジ本体２の上端部(先端部)は、開口させられている。底部２ａは、必ずしも形成する必要がなく、ヒンジ本体２を両端が開口した筒体としてもよい。

底部２ａには、回転軸線Ｌ上を貫通する貫通孔２ｂが形成されている。この貫通孔２ｂには、ヒンジ軸４の下部が回転軸線Ｌを中心として回転可能に挿通されている。ヒンジ軸４の下端部は、貫通孔２ｂから下方に突出しており、そこには頭部４ａが形成されている。この頭部４ａが底部２ａに突き当たることにより、ヒンジ軸４がヒンジ本体２に対し上方へ移動不能とされている。つまり、ヒンジ軸４がヒンジ本体２から上方へ抜け出ることが阻止されている。ヒンジ軸４の上端部は、ヒンジ本体２から上方へ突出させられている。なお、ヒンジ本体２の下端部に底部２ａが形成されない場合には、ヒンジ軸４の下部に大径部を形成し、この大径部をヒンジ本体２の内周面に直接回転可能に嵌合させるとともに、頭部４ａをヒンジ本体２の下端面に突き当てればよい。

回転部材３は、ヒンジ本体２の上方に配置されており、ヒンジ本体２の上端面と対向している。回転部材３は、ヒンジ軸４のヒンジ本体２から上方へ突出した上端部に回転不能に取り付けられている。上記のように、ヒンジ軸４がヒンジ本体２に対し回転軸線Lを中心として回転可能である。したがって、回転部材３は、ヒンジ本体２にヒンジ軸４を介して回転可能に連結されており、回転軸線Ｌを中心として回転可能である。

回転部材３は、この実施の形態の場合、上側部材３Ａと下側部材３Ｂとから構成されている。上側部材３Ａ及び下側部材３Ｂの中央部には、ヒンジ軸４の上端部が挿通されている。上側部材３Ａは、ヒンジ軸４の上端部を加締めることによって抜け止めされている。一方、下側部材３Ｂは、ヒンジ軸４に対して回転不能に圧入され、コイルばね６によって上側部材に押し付けられている。しかも、上側部材３Ａと下側部材３Ｂとは、相対回転不能に係合されている。この結果、上側部材３Ａ及び下側部材３Ｂは、ヒンジ軸４に実質的に固定されている。しかも、上側部材３Ａ及び下側部材３Ｂは、一体的に挙動する。よって、上側部材３Ａと下側部材３Ｂとは一体に形成してもよい。

ヒンジ本体２は、携帯電話機（携帯機器）の送話側筐体（図示せず）に回転不能に連結される。一方、回転部材３は、携帯電話機の受話側筐体（図示せず）に回転不能に連結される。このような連結状態では、ヒンジ本体２と回転部材３とが回転軸線Ｌを中心として回転可能に連結されているから、送話側筐体及び受話側筐体も回転軸線Ｌを中心として回転可能に連結される。送話側筐体と受話側筐体とは、互いの前面が突き当たった折畳位置と、この折畳位置から所定角度（例えば１６０°）だけ離間した通話位置との間を回転可能である。したがって、送話側筐体及び受話側筐体にそれぞれ回転不能に連結されたヒンジ本体２及び回転部材３も、折畳位置と通話位置との間を回転可能である。送話側筐体及びヒンジ本体２と受話側筐体及び回転部材３とは、相対回転可能であるが、ここでは説明の便宜上、送話側筐体及びヒンジ本体２が位置固定され、受話側筐体及び回転部材３が回転するものとする。なお、送話側筐体に回転部材３を回転不能に連結し、受話側筐体にヒンジ本体２を回転不能に連結してもよい。

ヒンジ本体２には、複数（この実施の形態では２つ）のガイド溝２ｃが形成されている。ガイド溝２ｃは、ヒンジ本体２を構成する周壁部の上端面から下方に向かって形成されており、周壁部を径方向に横断している。この結果、ヒンジ本体の上端部が、周方向において二分されている。

ヒンジ本体２の上端部内周面には、可動部材５が上下方向（回転軸線Ｌ方向）へ移動可能に挿入されている。可動部材５の中央部には、ヒンジ軸４が回転可能に、かつ回転軸線Ｌ方向へ移動可能に挿通されている。可動部材５の外周面には、径方向に突出する一対の突出部５ａ，５ａが形成されている。一対の突出部５ａ，５ａは、ガイド溝２ｃ，２ｃとほぼ同一の幅を有しており、各ガイド溝２ｃ，２ｃに上下方向へ移動可能に、かつ周方向へはほとんど移動不能に挿入されている。これにより、可動部材５がヒンジ本体２に上下方向へ移動可能に、かつ回転不能に連結されている。なお、突出部５ａは、可動部材５から下方へ突出しているが、突出部５ａを可動部材５から下方へ突出させることなく、突出部５ａの下端面を可動部材５の下面と同一平面上に位置させてもよい。

可動部材５の突出部５ａの突出量は、ヒンジ本体２のガイド溝２ｃが形成された部分（後述する小径部２ｄ）の周壁部の厚さに対して同等以下に設定されている。したがって、可動部材５の径方向外側を向く突出部５ａの外面は、径方向においてヒンジ本体２の外周面と同一位置か若干内側に位置しており、突出部５ａがガイド溝２ｃからヒンジ本体２の径方向外側へ突出することはない。

底部２ａと可動部材５との間に位置するヒンジ本体２の内部には、コイルばね（付勢手段）６が圧縮状態で収容されている。このコイルばね６は、可動部材５を上方へ付勢し、後述する一対の球体７２，７２を介して回転部材３の下面に押し付けている。なお、ヒンジ本体２に底部２ａが形成されない場合には、ヒンジ本体２の基端部内周面にリング状のストッパ（図示せず）を設け、このストッパにコイルばね６の下端部を支持させればよい。

可動部材５がコイルばね６によって回転部材３に押し付けられる結果、ヒンジ軸４が上方へ付勢され、その頭部４ａが底部２ａに押し付けられている。これにより、ヒンジ本体２、回転部材３、ヒンジ軸４、可動部材５及びコイルばね６が分離不能にユニット化されている。

可動部材５と回転部材３（下側部材３Ｂ）との対向面間には、変換機構７が設けられている。変換機構７は、可動部材５を上方へ付勢するコイルばね６の付勢力を回転付勢力に変換するためのものであり、次のように構成されている。すなわち、可動部材５の上面（回転部材３との対向面）には、一対の収容凹部７１，７１が形成されている。一対の収容凹部７１，７１は、可動部材５の径方向に延びており、周方向に１８０°離れて配置されている。収容凹部７１には、球体７２が収容凹部７１の長手方向へ移動可能に収容されている。球体７２は、その上側の略半分が収容凹部７１から上方へ突出させられている。

回転部材３の下面（可動部材５との対向面）には、一対の第１凹部７３，７３と他の一対の第２凹部７４，７４が形成されている。第１凹部７３，７３は、回転部材３の周方向へ互いに１８０°離れて配置されている。第２凹部７４，７４も回転部材３の周方向へ互いに１８０°離れて配置されている。しかも、第２凹部７４，７４は、第１凹部７３，７３より回転部材３の径方向において外側に配置されている。一方の第１凹部７３と一方の第２凹部とは、それらの間を渦巻き状に延びる第１連結凹部７５によって連結されている。他方の第１凹部７３と他方の第２凹部７４とは、それらの間を渦巻き状に延びる第２連結凹部７６によって連結されている。

第１及び第２凹部７３，７４は、いずれも凹球面状をなす底面を有しており、次のような作用をなすように配置されている。すなわち、回転部材３（受話側筐体）が折畳位置とそこから通話位置側へ所定角度（例えば１５°）だけ離れた位置との間の所定の角度範囲内に位置しているときには、球体７２，７２が第１凹部７３，７３の底面のうちの第１、第２連結凹部７５，７６側に位置する傾斜部分に押し付けられる。この結果、コイルばね６の付勢力が一方向への回転付勢力に変換される。この一方向への回転付勢力により、回転部材３が通話位置側から折畳位置まで回転させられるとともに、折畳位置に維持される。

回転部材３が折畳位置から通話位置側へ回転すると、球体７２，７２が第１凹部７３，７３から抜け出た後、それぞれ第１、第２連結凹部７５，７６内を転動して第２凹部７４，７４へ向かう。このとき、第１、第２連結凹部７５，７６が渦巻き状をなしているので、回転部材３の回転に伴って球体７２，７２が可動部材５の径方向外側へ移動するが、球体７２，７２が径方向に延びる収容凹部７１，７１に収容されているので、球体７２，７２は、第１、第２連結凹部７５，７６内を円滑に転動することができる。回転部材３が通話位置に対して所定の角度（例えば１５°）だけ手前の位置に達すると、球体７２，７２が第２凹部７４，７４の底面のうちの第１及び第２連結凹部７５，７６側に位置する傾斜部分に押し付けられる。この結果、コイルばね６の付勢力が他方向への回転付勢力に変換される。この他方向への回転付勢力により、回転部材３がヒンジ本体２に対し折畳位置側から通話位置まで回転させられるとともに、通話位置に維持される。

変換機構７は、上記構成に限定されるものではない。例えば、回転部材３に球体７２，７２を設け、可動部材５に第１、第２凹部７３，７４を形成してもよい。また、変換機構７は、折畳位置側の所定の角度範囲と、通話位置側の所定の角度範囲との二つの角度範囲においてコイルばね６の付勢力を回転付勢力に変換するように構成されているが、いずれか一方の角度範囲においてのみコイルばね６の付勢力を回転付勢力に変換するものであってもよい。さらに、変換機構７に代えて周知の他の変換機構を採用してもよい。

ヒンジ本体２の外周面の上端部には、小径部２ｄが形成されている。この小径部２ｄの外径は、小径部２ｄより下側（基端側）に位置するヒンジ本体２の外周面の外径より所定の寸法だけ小径に設定されている。したがって、小径部２ｄとそれより下側の部分との間には、上方を向く段差面２ｅが形成されている。

小径部２ｄの上下方向の寸法、つまりヒンジ本体２の上端面から段差面２ｅまでの長さは、ガイド溝２ｃの回転軸線Ｌ方向の深さと同一に設定されている。しかし、小径部２ｄの上下方向の寸法は、必ずしもそのような寸法に定める必要がなく、ガイド溝２ｃの深さより若干長くてしてもよく、短くしてもよい。小径部２ｄの外周面には、ヒンジ本体２の上端面から段差面２ｅまで延びる一対の平坦部２ｆ，２ｆが形成されている。一対の平坦部２ｆ，２ｆは、小径部２ｄの周方向へ互いに１８０°離れ、しかもガイド溝２ｃから９０°だけ離れて配置されている。一対の平坦部２ｆ，２ｆが形成されることにより、小径部２ｄの外周面が非円形になっている。

小径部２ｄには、補強筒８が外挿されている。補強筒８は、ステンレス鋼等の金属からなるものであり、その長さは、小径部２ｄの長さとほぼ同一に設定されている。したがって、補強筒８の下端面を段差面２ｅに押し付けると、補強筒８の上端面がヒンジ本体２（小径部２ｄ）の上端面とほぼ同一平面上に位置する。以下、このときの補強筒２の位置を初期位置と称する。補強筒８の内径は、小径部２ｄの外径とほぼ同一に設定されている。しかも、補強筒８の内周面には、平坦部２ｆ，２ｆに対応する一対の平坦部８ａ，８ａが形成されている。これにより、補強筒８の内形状が小径部２ｄの外形状とガイド溝２ｃを除きほぼ同一に形成され、補強筒８が小径部２ｄにほとんどガタなく、しかも回転不能に嵌合されている。補強筒８の厚さは、小径部２ｄの半径とそれより下側に位置する部分の半径との差とほぼ同一に設定されている。つまり、補強筒８の外径は、ヒンジ本体２の小径部２ｄより下側に位置する部分の外径とほぼ同一に設定されている。

補強筒８には、一対の係止溝８ｂ，８ｂが形成されている。一対の係止溝８ｂ，８ｂは、ヒンジ本体２の上端面から下方に向かって形成されている。一対の係止溝８ｂ，８ｂは、周方向においてガイド溝２ｃ，２ｃとそれぞれ同一位置に配置されている。係止溝８ｂの周方向の幅はガイド溝２ｃの周方向の幅より若干広くなっている。前述したように、突出部５ａがガイド溝２ｃから径方向外側へ突出することがないから、突出部５ａが係止溝８ｂに入り込むことがない。したがって、係止溝８ｂの幅は、ガイド溝２ｃの幅と同一であってもよく、ガイド溝２ｃの幅より狭いものであってもよい。

可動部材５の突出部５ａの上端部には、第２突出部５ｂが形成されている。この第２突出部５ｂは、突出部５ａの突出方向と同一方向、つまり可動部材５の径方向に突出しており、ガイド溝２ｃから小径部２ｄの径方向外側へ突出し、係止溝８ｂに入り込んでいる。したがって、第２突出部５ｂは、可動部材５が上下方向へ移動すると、それに伴って係止溝８ｂ内を上下方向へ移動する。このとき、第２突出部５ｂの下面が係止溝８ｂの底面に突き当たって可動部材５の上下方向への移動を阻害することがないように、係止溝８ｂの深さ並びに第２突出部５の上下方向の位置及び寸法が定められている。係止溝８ｂの深さは、そのような条件を満たす範囲においてできる限り浅くすることが望ましい。そのようにすれば、補強筒８が図１及び図２に示す初期位置から係止溝８ｂの底面が第２突出部５ｂに突き当たるまでの間に上方へ移動する移動量、つまり補強筒８の上下方向へのガタを小さくすることができるからである。

図５に示すように、補強筒８が初期位置から所定距離だけ上方へ移動すると、係止溝８ｂの底面が第２突出部５ｂに突き当たる。これにより、補強筒８が小径部２ｄから上方へ抜け出ることが阻止されている。しかも、補強筒８が初期位置から上方へ移動したとしても、図６に示すように、回動部材３の回動に伴って可動部材５が下方へ移動すると、係止溝８ｂの底面が第２突出部５ｂによって下方へ押され、補強筒８が初期位置まで戻される。

第２突出部５ｂの周方向の幅は、突出部５ａと同一に設定されている。その一方、係止溝８ｂの幅は、突出部５ａの幅より広く設定されている。したがって、突出部５ａがガイド溝２ｃの側面に突き当たったとき、第２突出部５ｂは係止溝８ｂの側面から離間しており、第２突出部５ｂが係止溝８ｂの側面に突き当たることはない。上記のように、係止溝８ｂの幅がガイド溝２ｃの幅より狭く設定されることもあるが、その場合には第２突出部５ｂの幅が係止溝８ｂの幅より狭く設定される。

上記構成のヒンジ装置１においては、回転部材３が折畳位置を含む所定の角度範囲、又は通話位置を含む所定の角度範囲に位置すると、変換手段７によって変換された回転付勢力により、回転部材３と可動部材５とが互いに逆方向へ回転付勢される。その結果、可動部材５の突出部５ａがガイド溝２ｃの側面に押し当てられる。すると、ヒンジ本体２の上端部のうち、一対のガイド溝２ｃ，２ｃによって分断された二つの部分が、回転付勢力によって周方向に押され、二つの部分の周方向における各一端部、つまり突出部５ａが押し付けられた側面側に位置する一端部が径方向外側へ変位し、それぞれの他端部が内側へ変位しようとする。特に、この実施の形態では、ガイド溝２ｃが形成されたヒンジ本体２の上端部に小径部２ｄが形成され、ヒンジ本体２の上端部の周壁部の厚さが下端部の厚さより薄く、その強度が低くなっている。このため、小径部２ｄの二つの部分は、より一層大きく変形しようとする。しかるに、小径部２ｄには金属製の補強筒８が外挿状態で嵌合されており、補強筒８は、ガイド溝２ｃ，２ｃによって分断された小径部２ｄの二つの部分の一端部が外側へ変位しようとするのを阻止する。その結果、他端部が内側へ変位しようとすることをも阻止する。つまり、補強筒８は、小径部２ｄを変形しないように補強する。このように、ガイド溝２ｃが形成されたヒンジ本体２の上端部、つまりヒンジ本体２のうちの最も強度が低い上端部が補強筒８によって補強されているから、ヒンジ本体２の周壁部全体の厚さを薄くすることができる。よって、ヒンジ本体２の外径を小径にすることができ、ひいてはヒンジ装置１の外径を小径にすることができる。

なお、この実施の形態においては、補強筒８が小径部２ｄから抜け出ることを阻止するために、補強筒８に係止溝８ｂを形成する一方、突出部５ａに第２突出部５ｂを形成しているが、補強筒８をねじ部材、その他の抜け止め手段によって抜け止めしてもよい。そのようにした場合には、係止溝８ｂ及び第２突出部５ｂが不要である。また、係止溝８ｂの底面より上側に位置する補強筒８の上部を切り落として単なる筒状のものを形成し、それを補強筒８に代わる補強筒として用いてもよい。

次に、第２の発明に係るヒンジ装置の一実施の形態について図９〜図１４を参照して説明する。なお、この実施の形態に関しては、上記実施の形態と異なる部分についてのみ説明することとし、上記実施の形態と同様な部分には同一符号を付してその説明を省略する。

この実施の形態のヒンジ装置１′においては、ヒンジ本体２の外径が、全長にわたって一定になっており、小径部２ｄが形成されていない。小径部２ｄを形成する代わりに、ヒンジ本体２の内周面の上端部には、断面円形をなす大径孔部２ｇが形成されている。この大径孔部２ｇの内径は、大径孔部２ｇから下側に続くヒンジ本体２の下部の内径より所定の寸法だけ大径になっている。この結果、大径孔部２ｇとその下側に続く部分との間には、上方を向く段差面２ｈが環状に形成されている。

大径孔部２ｇには、補強筒８′が挿入されている。補強筒８′の長さは、大径孔部２ｇの長さとほぼ同一に設定されている。したがって、補強筒８′を大径孔部２ｇに挿入して補強筒８′の下端面を段差面２ｈに突き当たらせると、補強筒８′の上端面がヒンジ本体２の上端面とほぼ同一平面上に位置する。補強筒８′の外径は、大径孔部２ｇの内径とほぼ同一に設定されている。したがって、補強筒８′は、大径孔部２ｇにほとんど隙間なく嵌合している。

補強筒８′には、一対の挿通溝８ｃ，８ｃが形成されている。この一対の挿通溝８ｃ，８ｃは、周方向において一対のガイド溝２ｃ，２ｃとそれぞれ同一位置に配置されている。挿通溝８ｃの周方向の幅は、ガイド溝２ｃの幅より僅かに広く設定されている。

補強筒８′の内周面には、可動部材５が回転可能に、かつ回転軸線方向へ移動可能に挿入されている。可動部材５の突出部５ａは、挿通溝８ｃを径方向に貫通してガイド溝２ｃ内に入り込んでいる。この結果、可動部材５は、前述した実施の形態と同様に、ヒンジ本体２に対し回転軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に連結されている。突出部５ａの幅は、挿通溝８ｃの幅より狭いが、その差は僅かである。したがって、可動部材５は、補強筒８′に対してほとんど回転することがない。換言すれば、可動部材５の突出部５ａが挿通溝８ｃに入り込むことにより、補強筒８′が可動部材５に対してほぼ回転不能とされ、ひいてはヒンジ本体２に対して回転不能とされている。

突出部５ａの下端面のうちの内周側部分には、逃げ溝５ｃが形成されている。この逃げ溝５ｃは、補強筒８′のうちの挿通溝８ｃの底面から下側（基端側）に続く部分が上下方向へ相対移動可能に入り込むように配置されている。逃げ溝５ｃの深さは、補強筒８′が段差面２ｈに突き当たっている状態において、逃げ溝５ｃの底面と挿通溝８ｃの底面との間の距離が可動部材５の上下方向への移動距離より長くなるような深さに設定されている。したがって、逃げ溝５ｃの深さを深くすればするほど挿通溝８ｃの深さを浅くすることができる。ただし、逃げ溝５ｃの深さを過度に深くすると、突出部５ａの可動部材５に対する連結強度が低下してしまう。そこで、逃げ溝５ｃの深さは、突出部５ａの連結強度低下が問題にならない範囲においてできる限り深くし、それによって挿通溝８ｃの深さを浅くすることが望ましい。なお、挿通溝８ｃの底面とこれに対向する可動部材５の下面との間に間隙を形成し、この間隙の大きさ（回転軸線方向の距離）を可動部材５の移動距離より大きくすれば、逃げ溝５ｃを形成する必要がない。

なお、この実施の形態においては、挿通溝８ｃの底面が逃げ溝５ｃの底面に突き当たることにより、補強筒８′が大径孔部２ｇから上方へ抜け出ることが阻止されているので、前述した実施の形態の第２突出部５ｂが形成されていない。

上記構成のヒンジ装置１′においては、可動部材５の突出部５ａが変換機構７によって変換された回転付勢力によってガイド溝２ｃの側面に突き当たると、上記の実施の形態と同様に、ヒンジ本体２のガイド溝２ｃが形成された上端部が回転付勢力によって変形させられる。特に、この実施の形態では、ヒンジ本体２の内周面の上端部に大径孔部２ｇが形成されることによってヒンジ本体２の上端部の周壁部の厚さが薄くなっているから、ヒンジ本体２の上端部が大きく変形させられる。ところが、補強筒８′は、ヒンジ本体２の上端部の二つの部分のうちの周方向における他端部（突出部５ａが突き当たるガイド溝２ｃの側面と逆側に位置する端部）が内側へ変位することを阻止する。それによってヒンジ本体２の上端部の一端部が外側へ変位することをも阻止する。したがって、ヒンジ本体２の上端部は、実際にはほとんど変形することがない。よって、ヒンジ本体２の周壁部の厚さを薄くすることができ、その分だけヒンジ本体２の外径を小径にすることができ、ひいてはヒンジ装置１′を小径にすることができる。

なお、この実施の形態においても、挿通溝８ｃの底面より上側に位置する補強筒８′の上部を切り落とし、挿通溝８ｃの底面から下側の単なる筒状の部分で補強筒８′を構成してもよい。
また、上記の各実施の形態においては、ガイド溝２ｃが形成されたヒンジ本体２の上端部に小径部２ｄ又は大径孔部２ｇを形成し、小径部２ｄ及び大径孔部２ｇに補強筒８，８′をそれぞれ嵌合させているが、ヒンジ本体２の上端部に小径部２ｄや大径孔部２ｇを形成することなく、補強筒８，８′をヒンジ本体の上端部の外周面又は内周面にそれぞれ嵌合させてもよい。

この発明に係るヒンジ装置は、携帯電話機や携帯ゲーム機のように二つの筐体をヒンジ装置を用いて回転可能に連結された携帯機器において、回転可能に連結する部分の小型化を図ることが要望される携帯機器に用いることができる。

Ｌ 回転軸線
１ ヒンジ装置
１′ ヒンジ装置
２ ヒンジ本体
２ｃ ガイド溝
２ｄ 小径部
２ｇ 大径孔部
３ 回転部材
５ 可動部材
５ａ 突出部
５ｂ 第２突出部
５ｃ 逃げ溝
６ コイルばね（付勢手段）
７ 変換機構
８ 補強筒
８′ 補強筒
８ｂ 係止溝
８ｃ 挿通溝

Claims (9)

1. 少なくとも先端部が開口した筒状のヒンジ本体と、このヒンジ本体の先端面と対向して配置され、上記ヒンジ本体にその軸線を中心として回転可能に連結された回転部材と、上記ヒンジ本体の先端開口部に上記軸線方向へ移動可能に挿入された可動部材と、上記ヒンジ本体の内部に設けられ、上記可動部材を上記回転部材に向かって付勢する付勢手段と、上記回転部材と上記可動部材との対向面間に設けられ、上記付勢手段の付勢力を回転付勢力に変換する変換機構とを備え、上記ヒンジ本体が樹脂によって形成され、上記ヒンジ本体の先端部にはその周壁部を横断するガイド溝が形成され、上記可動部材の外周面には径方向に突出する突出部が形成され、この突出部が上記ガイド溝に上記軸線方向へ移動可能に、かつ周方向へ移動不能に挿入されることにより、上記可動部材が上記ヒンジ本体に上記軸線方向へ移動可能に、かつ回転不能に連結され、上記回転部材が上記回転付勢力によって上記可動部材に対して回転するときには、上記突出部が上記ガイド溝の側面に押し付けられるヒンジ装置において、
   上記ヒンジ本体の先端部外周面に金属製の補強筒が嵌合され、この補強筒は上記ガイド溝の少なくとも基端部を外側から覆うように配置されていることを特徴とするヒンジ装置。
2. 上記ヒンジ本体の先端部外周面には、当該先端部外周面に対して基端側に続く外周面より小径である小径部が形成され、この小径部に上記補強筒が嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
3. 上記可動部材の突出部の径方向を向く外面が上記小径部の外周面に対し径方向において同一位置か内側に位置させられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ装置。
4. 上記突出部の径方向を向く外面には、径方向に突出する第２突出部が形成され、上記補強筒の上記ガイド溝と対向する部位には係止溝が形成され、この係止溝に上記第２突出部が上記ヒンジ本体の軸線方向へ移動可能に挿入され、しかも上記係止溝の底面が上記第２突出部に突き当たることにより、上記補強筒が上記ヒンジ本体からその先端側へ抜け出ることが阻止されていることを特徴とする請求項３に記載のヒンジ装置。
5. 少なくとも先端部が開口した筒状のヒンジ本体と、このヒンジ本体の先端面と対向して配置され、上記ヒンジ本体にその軸線を中心として回転可能に連結された回転部材と、上記ヒンジ本体の先端開口部に上記軸線方向へ移動可能に挿入された可動部材と、上記ヒンジ本体の内部に設けられ、上記可動部材を上記回転部材に向かって付勢する付勢手段と、上記回転部材と上記可動部材との対向面間に設けられ、上記付勢手段の付勢力を回転付勢力に変換する変換機構とを備え、上記ヒンジ本体が樹脂によって形成され、上記ヒンジ本体の先端部にはその周壁部を横断するガイド溝が形成され、上記可動部材の外周面には径方向に突出する突出部が形成され、この突出部が上記ガイド溝に上記軸線方向へ移動可能に、かつ周方向へ移動不能に挿入されることにより、上記可動部材が上記ヒンジ本体に上記軸線方向へ移動可能に、かつ回転不能に連結され、上記回転部材が上記回転付勢力によって上記可動部材に対して回転するときには、上記突出部が上記ガイド溝の側面に押し付けられるヒンジ装置において、
   上記ヒンジ本体の先端部内周面に、金属製の補強筒が嵌合され、この補強筒の内周面に上記可動部材が上記ヒンジ本体の軸線方向へ移動可能に挿入され、上記補強筒が上記ガイド溝の基端部を内側から覆うように配置されていることを特徴とするヒンジ装置。
6. 上記ヒンジ本体の上記ガイド溝が形成された先端部内周面には、当該先端部内周面に対して基端側に続く内周面より大径である大径孔部が形成され、この大径孔部に上記補強筒が嵌合されていることを特徴とする請求項５に記載のヒンジ装置。
7. 上記補強筒の先端部に挿通溝が形成され、この挿通溝に上記可動部材の突出部が上記ヒンジ本体の軸線方向へ移動可能に挿入されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のヒンジ装置。
8. 上記挿通溝の底面と対向する上記可動部材の上記突出部の基端面に逃げ溝が形成され、この逃げ溝に上記挿通溝の底面に続く上記可動部材の基端部が上記可動部材の移動方向へ移動可能に挿入されていることを特徴とする請求項７に記載のヒンジ装置。
9. 上記挿通溝の底面が上記逃げ溝の底面に突き当たることにより、上記補強筒が上記ヒンジ本体からその先端側へ抜け出ることが阻止されていることを特徴とする請求項８に記載のヒンジ装置。

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