JP5226529B2 - ヒンジ装置 - Google Patents

Description

本発明は、第一部材に対して第二部材を開閉させるヒンジ装置に関する。

携帯電話機、携帯ゲーム機などの携帯機器においては、キーボタンが配列される操作側筐体（第一部材）と、液晶表示装置等の表示装置が配置されるディスプレイ側筐体（第二部材）とが、ヒンジ装置を介して開閉できるように連結されることが多い。操作側筐体とディスプレイ側筐体とを折り畳むことができれば、携帯機器を使わない状態でのキーボタンの誤動作を防止することができる。

この種のヒンジ装置として、閉じた状態の第一部材及び第二部材を人手で所定角度まで開くと、コイルスプリングのばね力によって自動的に第一部材及び第二部材を全開させるヒンジ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このヒンジ装置は、開いた状態の第一部材及び第二部材を人手で所定角度まで閉じたときにも、コイルスプリングのばね力によって自動的に第一部材及び第二部材を全閉させる。

図１６に示されるように、ヒンジ装置は、第一部材に連結される筒状の第一の連結体４１と、第一の連結体４１内に収容されるコイルスプリング４２と、第一の連結体４１内に収容されるカム部材４３と、第二部材に連結される第二の連結体４４と、を備える。カム部材４３には、山形状のカム面４３ａが形成される。第二の連結体４４には、カム部材４３のカム面４３ａに当接するカム係合部４４ａが形成される。カム部材４３は、第一の連結体４１に対して軸線の方向にスライドできるが、軸線の回りを回転できない。第二の連結体４４は、第一の連結体４１に対して軸線の回りを回転できるが、軸線の方向にスライドできない。手動により第一部材に対して第二部材を回転させると、第二の連結体４４のカム係合部４４ａの頂部がカム部材４３のカム面４３ａの頂部を乗り越える。こうなると、コイルスプリング４２のばね力によって、カム部材４３が第二の連結体４４に向かって自動的にスライドし、カム部材４３のスライドに連動して第二の連結体４４が自動的に回転する。

特許文献２にも、特許文献１のヒンジ装置と同様に、第一部材と第二部材を開閉させるヒンジ装置が開示されている。このヒンジ装置は、図１７に示されるように、カム面５１ａを有するカム部材５１と、カム部材５１のカム面５１ａに当接するカムフォロワ５２と、を備える。カム部材５１は、筒状のケース５３内に軸線の方向に移動可能に収容され、コイルスプリング５４によってカムフォロワ５２に付勢される。カムフォロワ５２はケース５３内に回転できるように収容される。手動により第一部材に対して第二部材を回転させると、カムフォロワ５２の頂部がカム部材５１のカム面５１ａの頂部を乗り越える。そのとき、コイルスプリング５４のばね力によって、カム部材５１がカムフォロワ５２に向かって自動的にスライドし、カムフォロワ５２が自動的に回転する。

特開２００４−６８９３９号公報（段落［００３３］〜［００４０］参照） 特許第３８８３６０７号公報（段落［００３０］〜［００３２］参照）

しかし、特許文献１に記載のヒンジ装置においては、カム部材４３及び第二の連結体４４は、いずれも樹脂の成型品である。第二の連結体４４の頂部がカム部材４３の頂部を乗り越えるときに、両頂部に大きな圧力が作用するから、カム部材４３及び第二の連結体４４の頂部が摩耗する。図１８に示されるように、カム部材４３及び第二の連結体４４の頂部が摩耗すると鋭利な頂部が丸まってしまう。これが原因で、カム部材４３の頂部及び第二の連結体４４の頂部の接点の接線４６の傾きも緩やかになり、第一部材と第二部材とを閉じた状態を保持する保持力が低下してしまう。

例えば、携帯電話機が閉じた状態では、節電のために自動的に電源が切れるようになっている。閉じた状態を保持する保持力が弱くて、携帯電話機が少しでも開いてしまうと、ディスプレイが点きっぱなしになるという問題が生ずる。

他方、特許文献２に記載のヒンジ装置においては、カム部材５１及びカムフォロワ５２が金属製なので、両頂部が摩耗しにくくなる。しかし、カム部材５１及びカムフォロワ５２は、メタルインジェクションモールド又は切削により製造される。メタルインジェクションモールドによる製造は、成型後に焼結する工程が必要になるので、工程が複雑になり、コストが高くなる。そのうえ、焼結後の収縮率が高いので、寸法のばらつきが生ずるという問題もある。切削では、一つずつ加工していくので、大量生産には適さない。

そこで本発明は、カム部材及びカム部材に当接する当接部材の頂部の摩耗を防ぐことができ、製造も容易なヒンジ装置を提供することを目的とする。

以下、本発明について説明する。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第一部材又は第二部材の一方と共に回転し、頂部を含む山形状のカム面を有する山形カム部材と、前記第一部材又は前記第二部材の他方と共に回転し、前記山形カム部材のカム面に当接する頂部を有する当接部材と、を備え、前記第一部材に対して前記第二部材を開閉可能にするヒンジ装置において、前記山形カム部材の山形状の前記カム面は、樹脂により成型されると共に、その頂部が樹脂よりも硬度の高い材質で構成され、前記当接部材は、少なくともその頂部が樹脂よりも硬度の高い材質で構成され、前記山形カム部材の前記頂部は、樹脂よりも硬度の高い材質の転動体からなると共に、前記山形カム部材の樹脂により成型された前記カム面に回転可能に埋め込まれ、前記第一部材に対する前記第二部材の開閉によって、前記当接部材の頂部が前記山形カム部材のカム面の頂部を乗り越えるヒンジ装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヒンジ装置において、前記山形カム部材及び前記当接部材のいずれもが、樹脂により成型されると共に、少なくともその頂部が樹脂よりも硬度の高い材質で構成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のヒンジ装置において、前記当接部材は、頂部を含む山形状のカム面を有し、前記当接部材の頂部は、樹脂よりも硬度の高い材質の転動体からなると共に、前記当接部材の樹脂により成型されたカム面に回転可能に埋め込まれることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のヒンジ装置において、前記当接部材は、頂部を含む山形状のカム面を有し、前記当接部材の頂部が前記山形カム部材の頂部を乗り越えるとき、前記当接部材の頂部と前記山形カム部材の頂部とが互いに当接し、前記当接部材の頂部が前記山形カム部材の頂部を乗り越える前あるいは後には、前記当接部材の樹脂製のカム面と前記山形カム部材の樹脂製のカム面とが互いに当接することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のヒンジ装置において、前記当接部材は、頂部を含む山形状のカム面を有し、前記当接部材の前記頂部及び前記カム面が、樹脂よりも硬度の高い材質で構成されており、前記第一部材に対する前記第二部材の開閉によって、前記山形カム部材の頂部が前記当接部材の前記頂部及び前記カム面上を接触しながら滑ることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のヒンジ装置において、前記ヒンジ装置はさらに、前記山形カム部材が収容されると共に樹脂よりも硬度の高い材質の筒状ケースを備え、前記山形カム部材の、前記筒状ケースに接触する部分が樹脂により成型され、前記山形カム部材は、前記筒状ケース軸線の方向にスライドできると共に、前記軸線の回りを回転できず、前記当接部材は、前記軸線の回りを回転できると共に、前記軸線の方向にスライドできないことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、山形カム部材及び当接部材の頂部が樹脂よりも硬度の高い材質で構成されているので、当接部材の頂部が山形カム部材のカム面の頂部を乗り越えるときに、当接部材及び山形カム部材の頂部の摩耗を防ぐことができる。また、山形カム部材のカム面が樹脂により成型されるので、製造も容易になる。また、山形カム部材のカム面に転動体が回転可能に埋め込まれているので、当接部材の頂部が山形カム部材の頂部を乗り越えるときに、山形カム部材の頂部が転がる。したがって、山形カム部材の頂部が摩耗するのを防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、山形カム部材及び当接部材の両方が樹脂により成型されるので、製造がより容易になる。

請求項３に記載の発明によれば、当接部材のカム面に転動体が回転可能に埋め込まれているので、当接部材の頂部が山形カム部材の頂部を乗り越えるときに、当接部材の頂部が転がる。したがって、当接部材の頂部が摩耗するのを防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、山形カム部材又は当接部材の樹脂製のカム面の摩耗を低減することができる。

請求項５に記載の発明によれば、当接部材のカム面の摩耗を防止することができる。

請求項６に記載の発明によれば、筒状ケースが樹脂よりも硬度の高い材質で、筒状ケースに沿ってスライドする山形カム部材が樹脂製なので、筒状ケースの肉厚を薄くできると共に、筒状ケースに対する山形カム部材のスライド抵抗を低減することができる。

本発明の第一の実施形態のヒンジ装置が組み込まれる携帯電話機を示す斜視図 上記携帯電話機の分解斜視図 本発明の第一の実施形態のヒンジ装置の斜視図 ヒンジ装置の外観図（図中（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は側面図） ヒンジ装置の断面図 ヒンジ装置の分解斜視図 当接部材及び山形カム部材の斜視図 携帯電話機の開き角度と、山形カム部材及び当接部材の動きとの関係を示す図 当接部材の頂部が山形カム部材の頂部を乗り越えるときの状態を示す図（図中（ａ）は両頂部が当接した状態を示し、図中（ｂ）は乗り越える前又は乗り越えた後の状態を示す） 当接部材と山形カム部材のカム面の展開図 本発明の第二の実施形態のヒンジ装置の分解斜視図 上記ヒンジ装置の断面図 当接部材と山形カム部材のカム面の展開図 本発明の第三の実施形態のヒンジ装置の分解斜視図 上記ヒンジ装置の断面図 従来のヒンジ装置の分解斜視図 従来のヒンジ装置の分解斜視図 カム部材及び第二の連結体の頂部が摩耗した状態を示す図

符号の説明

１…操作側筐体（第一部材）
２…ディスプレイ側筐体（第二部材）
４…ヒンジ装置
６…筒状ケース
７…当接部材
９…山形カム部材
１１ａ…カム面
１２，１５…頂部
１４ａ…カム面
２７ａ…カム面
２７…当接部材
２８…頂部
２９…山形カム部材
２９ａ…カム面
３０…当接部材
３０ａ…カム面
３３…頂部
３７…頂部

以下添付図面に基づいて、本発明の第一の実施形態におけるヒンジ装置を説明する。図１はヒンジ装置が組み込まれる携帯電話機を示す。携帯電話機は、キーボタンが配列される操作側筐体１（第一部材）と、液晶表示装置等の表示装置３が配置されるディスプレイ側筐体２（第二部材）と、を備える。操作側筐体１には、小型のマイクロフォン及び各種キーボタンが設けられる。ディスプレイ側筐体２には、小型のスピーカ及び液晶表示装置３が設けられる。

操作側筐体１の端部には、二つの連結筒部１ａが設けられる。この二つの連結筒部１ａは、操作側筐体１の左右方向の両端部に配置される。操作側筐体１は、キーボタンが配列される表側の分割筐体１ｂと、裏側の分割筐体１ｃとに二分割される。ディスプレイ側筐体２の端部には、操作側筐体１の二つの連結筒部１ａ間に挟まれる一つの連結筒部２ａが設けられる。操作側筐体１の連結筒部１ａの中心線とディスプレイ側筐体２の連結筒部２ａの中心線とは、互いに一致する。

図２は携帯電話機の分解斜視図を示す。ディスプレイ側筐体２及び操作側筐体１は、ヒンジ装置４を介して、中心線Ｌの回りを回転できるように連結される。ディスプレイ側筐体２の連結筒部２ａには、軸線方向の両端部からヒンジ装置４及びダミーヒンジ５が挿入される。ヒンジ装置４の筒状ケース６の外面には、複数の平坦面６ａが設けられる。連結筒部２ａにも、筒状ケース６の平坦面６ａに対応する平坦面が設けられる。ヒンジ装置４を連結筒部２ａに挿入したとき、筒状ケース６が連結筒部２ａと共に回転するように、筒状ケース６の平坦面６ａと連結筒部２ａの平坦面が接触する。ダミーヒンジ５は筒形状である。

連結筒部２ａから突出したヒンジ装置４の一部とダミーヒンジ５の一部は、表側の分割筐体１ｂと裏側の分割筐体１ｃとの間に挟まれる。ヒンジ装置４の当接部材７には、平坦面７ａが設けられる。表側の分割筐体１ｂには、当接部材７の平坦面７ａに対応させた平坦面が設けられる。ヒンジ装置４の当接部材７を表側の分割筐体１ｂと裏側の分割筐体１ｃとで挟んだとき、当接部材７の平坦面７ａに表側の分割筐体１ｂの平坦面が接触する。このため、当接部材７は操作側筐体１と共に回転する。ヒンジ装置４の当接部材７が筒状ケース６に対して相対的に回転するから、結局ディスプレイ側筐体２が操作側筐体１に対して相対的に回転する。

図３はヒンジ装置４の斜視図を示し、図４は異なる四つの方向からみたヒンジ装置４を示す。いずれの図においても、筒状のヒンジ装置４の軸線を鉛直方向に向けている状態が示されている。ヒンジ装置４は、有底円筒形状の筒状ケース６と、筒状ケース６の内部に収容される当接部材７と、を備える。筒状ケース６の側面には、例えば四つの平坦面６ａが周方向に均等間隔を開けて設けられる。この平坦面６ａは、筒状ケース６の上端から下端に向かってその途中まで伸びる。筒状ケース６は、薄板状の金属をプレス加工することで製造される。

当接部材７の下端部は、筒状ケース６の下端から突出する。当接部材７の、筒状ケース６の下端から突出する部分には、互いに平行な一対の平坦面７ａが設けられる。

図５はヒンジ装置４の断面図を示し、図６は分解斜視図を示す。筒状ケース６には、付勢手段であるコイルスプリング８ａ，８ｂ、山形カム部材９、当接部材７が順次収容される。

コイルスプリング８ａ，８ｂは、筒状ケース６の底部６ｂと山形カム部材９との間に介在され、山形カム部材９を当接部材７に付勢する。付勢力を強くするために、コイルスプリング８ａ，８ｂは、内側と外側の二重に設けられる。

図６に示されるように、山形カム部材９は、樹脂製の本体部１１と、樹脂よりも硬度の高い材質の頂部１２と、から構成される。樹脂よりも硬度の高い材質とは、例えば金属又はセラミックである。樹脂には強度の高いエンジニアリングプラスチックを用いるのが望ましい。金属には鋼を用いるのが望ましく、セラミックには強度の高いファインセラミックを用いるのが望ましい。

図７は、山形カム部材９及び当接部材７の詳細図を示す。樹脂製の本体部１１の下端面には、山形状のカム面１１ａが形成される。カム面１１ａには、頂部と谷部が周方向に二回ずつ繰返し形成される（図８も参照）。カム面１１ａは、軸線を中心にした点対称に形成される。本体部１１の側面には、筒状ケース６の平坦面に対応させた複数の平坦面１１ｂが形成される。本体部１１の平坦面１１ｂと筒状ケース６の内面とが平面接触するので、本体部１１は筒状ケース６に対して筒状ケース６の軸線の方向にスライドでき、かつ筒状ケース６の軸線の回りを回転できない。本体部１１の中心には軸線方向に伸びる貫通孔１１ｃが開けられる。この貫通孔１１ｃを当接部材７の軸部１４ｂが貫通する。本体部１１は樹脂の成型品である。

本体部１１のカム面１１ａの頂点となる頂部１２は、転動体である金属製のローラからなる。樹脂製のカム面１１ａには、ローラの形状に対応した凹み１１ｄ（図９参照）が形成される。頂部１２はこの凹み１１ｄに埋め込まれる。頂部１２は凹み１１ｄに結合されてはおらず、凹み１１ｄに対して回転できる。

当接部材７は、樹脂製の本体部１４と、樹脂よりも硬度の高い材質の頂部１５と、から構成される。本体部１４及び頂部１５の材質は、山形カム部材９と同一である。

本体部１４は、筒状ケース６の軸線方向に伸び、山形カム部材９を貫通する軸部１４ｂと、山形カム部材９のカム面１１ａに対向する山形状のカム面１４ａと、本体部１４の下方に伸びる連結軸部１４ｄと、から構成される。軸部１４ｂには、その上端から下方に向かって軸部１４ｂの途中まで伸びる流体通路溝１４ｂ１が加工される。

カム面１４ａには、頂部と谷部が交互に繰返して二回周方向に形成される。カム面１４ａは、軸線を中心にした点対称に形成される。山形カム部材９のカム面１１ａと当接部材７のカム面１４ａとが、山形カム部材９のスライド運動と当接部材７の回転運動とを連動させる。なお、カム面１４ａが形成される円筒部分を軸部１４ｂ及び連結軸部１４ｄから分離して成型してもよい。

本体部１４のカム面１４ａの頂点となる頂部１５は、転動体である金属製のローラからなる。樹脂製のカム面１４ａには、ローラの形状に対応した凹み１４ｅ（図９参照）が形成される。頂部１５はこの凹み１４ｅに回転可能に埋め込まれる。頂部１２，１５がカム面１１ａ，１４ａの凹み１１ｄ，１４ｅから脱落しないように、山形カム部材９のカム面１１ａと当接部材７のカム面１４ａとは互いに対向している。

ヒンジ装置は以下のように組立てられる。図６に示されるように、まず、山形カム部材９の本体部１１及び当接部材７の本体部１４にローラからなる頂部１２，１５を埋め込む。次に、当接部材７の軸部１４ｂを山形カム部材９の貫通孔１１ｃに通す。筒状ケース６には、あらかじめコイルスプリング８ａ，８ｂが挿入され、粘性流体が注入されている。

次に、山形カム部材９及び当接部材７の組立体を筒状ケース６内に挿入する。その後、当接部材７の外周にＯリング１６、軸受１７、ワッシャ１８を順次嵌める。ワッシャ１８を当接部材７に嵌めた後、筒状ケース６の開放端部の周囲をワッシャ１８を押さえるように内側に折り曲げる。以上により、ヒンジ装置が組立てられる。

図５に示されるように、Ｏリング１６は当接部材７の下部の段差を付けた部分の外周に嵌められ、筒状ケース６内に充填される粘性流体２０が漏れるのを防止する。ワッシャ１８は、筒状ケース６に固定される。軸受１７は、ワッシャ１８に回転可能に支持され、ワッシャ１８に対して滑りながら回転できる。軸受１７には、連結軸部１４ｄの断面形状に合わせた開口が開けられる。軸受１７と当接部材７は共に回転する。

当接部材７は、筒状ケース６の軸線の回りを回転する。当接部材７の軸部１４ｂの先端部は、筒状ケース６の底部６ｂに当接する。当接部材７の上部の回転は、筒状ケース６の底部６ｂによって案内される。当接部材７の下部は、ワッシャ１８によって筒状ケース６から抜けないようにされる。軸受１７は樹脂製である。軸受１７の外周面が筒状ケース６の内周面に接触しながら回転する。当接部材７の下部の回転は、軸受１７によって案内される。すなわち、当接部材７の回転は、筒状ケース６の上下の二箇所で支持される。当接部材７の筒状ケース６に接触する部分は樹脂製なので、当接部材７は金属製の筒状ケース６に対しても滑らかに回転する。

山形カム部材９は、筒状ケース６の軸線の方向にスライドする。山形カム部材９の筒状ケース６と接触する部分は樹脂製なので、山形カム部材９は筒状ケース６に対して滑らかにスライドできる。

図８は、携帯電話機の開き角度と、山形カム部材９の軸線方向の位置、当接部材７の回転角度との関係を示す図である。図中上段が携帯電話機の開き角度を示し、下段が山形カム部材９と当接部材７の位置関係を示す。山形カム部材９によって、筒状ケース６の内部空間は軸線方向に第一の空間Ｓ１と第二の空間Ｓ２とに区画される。第一の空間Ｓ１及び第二の空間Ｓ２それぞれには、粘性流体２０が充填される。山形カム部材９のスライドに伴って粘性流体２０が第一の空間Ｓ１と第二の空間Ｓ２との間を移動する。

図中（ａ）に示されるように、携帯電話機を閉じた状態では、当接部材７のカム面１４ａの第一の傾斜面１４ａ１と山形カム部材９のカム面１１ａの第一の傾斜面１１ａ１が接触する。このとき、コイルスプリング８ａ，８ｂのばね力によって、山形カム部材９がさらに下方にスライドし、当接部材７が回転しようとするが、折り畳まれた操作側筐体１とディスプレイ側筐体２とが当接しているので、当接部材７の回転が制限されている。

閉じた状態から、手動によってディスプレイ側筐体２をわずかに（例えば３０度）開くと、ディスプレイ側筐体２と共に当接部材７が回転し、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２に乗り上げる（図中（ｂ））。このとき、山形カム部材９は、コイルスプリング８ａ，８ｂのばね力に抗して図中上方向にわずかに移動する。さらにディスプレイ側筐体２を開くと（ディスプレイ側筐体２の開き角度が図中（ｂ）に示される変換点の３０°をすぎると）、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越え、当接部材７の第二の傾斜面１４ａ２と山形カム部材９の第二の傾斜面１１ａ２が接触するようになる。こうなると、コイルスプリング８ａ，８ｂのばね力によって山形カム部材９が図中下方へ自動的にスライドし、当接部材７が自動的に回転し、図中（ｃ）〜（ｄ）に示されるように、携帯電話機は全開まで自動的に開く。

軸部１４ｂの流体通路溝１４ｂ１と山形カム部材９の内周面との間には、第一の空間Ｓ１又は第二の空間Ｓ２の一方から他方へ粘性流体を導く流体通路Ｐが設けられる。山形カム部材９の下方向へのスライド運動と当接部材７の回転運動によって、流体通路Ｐは、粘性流体を導くときの流体の抵抗を変化させる。開き角度が１２０度を越えると、流体通路の流体の抵抗が増加し、ディスプレイ側筐体２の開き動作に制動力が付与される。この制動力によって、ディスプレイ側筐体２が全開するときの衝撃を緩和する。

開いた状態の携帯電話機を閉じるときは、上述の動作と逆の動作になる。まず、手動でコイルスプリング８ａ，８ｂのばね力に抗してディスプレイ側筐体２を折り畳み、携帯電話機の開き角度を３０度にする。このとき、当接部材７の頂部１５と山形カム部材９の頂部１２とが当接する。開き角度を３０度未満にすると、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越え、コイルスプリング８ａ，８ｂのばね力によって、自動的に携帯電話機が０度まで閉じる。

図９（ａ）は、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越えるときの状態を示し、図９（ｂ）は、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越えた後の状態を示す。図９（ａ）に示されるように、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越えるとき、両頂部１２，１５が互いに当接する。両頂部１２，１５にはコイルスプリング８ａ，８ｂのばね力によって圧縮力が働くが、両頂部１２，１５は樹脂よりも硬度の高い材質から構成されるので、圧縮力が働いても両頂部１２，１５が摩耗するのを防止できる。しかも、両頂部１２，１５は山形カム部材９及び当接部材７に回転可能に埋め込まれているので、両頂部１２，１５が当接したときに転がることもできる。したがって、より一層、両頂部１２，１５が摩耗するのを防止できる。図９（ｂ）に示されるように、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越えた後には、両頂部１２，１５は当接することはなく、当接部材７の頂部１５と山形カム部材９のカム面１１ａが当接すると共に、山形カム部材９の頂部１２と当接部材７のカム面１４ａが当接するようになる。

図１０は、当接部材７及び山形カム部材９のカム面１１ａ，１４ａの展開図を示す。携帯電話機を閉じた状態（開き角度０度）では、当接部材７の頂部１５と山形カム部材９のカム面１１ａの第一の傾斜面１１ａ１が当接し、山形カム部材９の頂部１２と当接部材７のカム面１４ａの第一の傾斜面１４ａ１が当接する。この状態から携帯電話機を１５°〜４５°開くと、当接部材７及び山形カム部材９の両頂部１２，１５が当接し、当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越える。当接部材７の頂部１５が山形カム部材９の頂部１２を乗り越えた後（携帯電話機が９０°〜１６５°開いた状態になると、）には、当接部材７のカム面１４ａの第二の傾斜面１４ａ２と山形カム部材９のカム面１１ａの第二の傾斜面１１ａ２が当接する。当接部材７のカム面１４ａと山形カム部材９のカム面１１ａは面接触するので、これらのカム面１１ａ，１４ａが摩耗するのを防止することができる。

図１１及び図１２は、本発明の第二の実施形態のヒンジ装置を示す。この実施形態のヒンジ装置は、当接部材２７の頂部を含む全体が樹脂よりも硬度の材質である金属から構成される点が、上記第一の実施形態のヒンジ装置と異なる。残りの筒状ケース６、コイルスプリング８ａ，８ｂ、山形カム部材９、Ｏリング１６、軸受１７、ワッシャ１８の構成は、上記第一の実施形態と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。

当接部材２７の回転は、軸受１７及び筒状ケース６の内周面により案内されていて、当接部材２７の外周と筒状ケース６との間には僅かなすきまが開いている。このため、筒状ケース６及び当接部材２７の両方を金属としても、当接部材２７の回転の動きが悪くなることはあまりない。このため、この実施形態では、当接部材２７の全体を金属製とする。

一方、山形カム部材９には、当接部材２７からの反力によって常にトルクが付与されていて、山形カム部材９は筒状ケース６に常に接触している。山形カム部材９を金属製にすると、山形カム部材９が筒状ケース６に対してスライドするときに摩れが生じて、山形カム部材９の動きが悪くなる。このため、この実施形態でも山形カム部材９の筒状ケース６に接する部分は樹脂製にする。

図１３は、当接部材２７と山形カム部材９のカム面２７ａ，１１ａの展開図を示す。携帯電話機が閉じた状態（開き角度０°）から開いた状態（開き角度１６５°）に至るまで、山形カム部材９の頂部１２は、当接部材２７の頂部２８を含む山形状のカム面２７ａに常に当接し、カム面２７ａ上を接触しながら滑る。当接部材２７のカム面２７ａは金属から構成されるので、山形カム部材９の頂部１２が当接部材２７の山形状のカム面２７ａを滑っても、カム面２７ａが摩耗するのを防止できる。

図１４及び図１５は、本発明の第三の実施形態のヒンジ装置を示す。図１４はヒンジ装置の分解斜視図を示し、図１５は断面図を示す。この実施形態では、山形カム部材２９を当接部材３０に付勢するコイルスプリングが設けられていない。コイルスプリングの替わりに、当接部材３０と共に回転する樹脂製の付勢部材３１が設けられる。

付勢部材３１はほぼ円筒形状で、その下端面に付勢用カム面３１ａが形成される。この付勢用カム面３１ａは、当接部材３０のカム面３０ａと同じ山形状に形成される。付勢用カム面３１ａには、金属製のローラからなる頂部３２が回転可能に埋め込まれる。

樹脂製の山形カム部材２９の下端面には、上記第一及び第二の実施形態の同様に、山形状のカム面２９ａが形成される。カム面２９ａには、頂部３３として金属製のローラが回転可能に埋め込まれる。山形カム部材２９の上端面には、付勢部材３１の付勢用カム面３１ａに対向する付勢用カム面２９ｂが形成される。山形カム部材２９の付勢用カム面２９ｂも、カム面２９ａと同じ山形状に形成される。付勢用カム面２９ｂにも、頂部３３として回転可能に金属製のローラが埋め込まれる。

樹脂製の当接部材３０には、軸線と直交する方向に貫通孔３０ｂが開けられる。この貫通孔３０ｂに当接部材３０と付勢部材３１を共に回転させるピン３６が挿入される。当接部材３０には、第一の実施形態と同様に山形状のカム面３０ａが形成される。カム面３０ａには頂部３７として回転可能にローラが埋め込まれる。筒状ケース６、Ｏリング１６、軸受１７及びワッシャ１８の構成は、上記第一及び第二実施形態のヒンジ装置と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。

筒状ケース６に対して当接部材３０を回転させると、当接部材３０と付勢部材３１との間に挟まれた山形カム部材２９が上下方向にスライドする。この実施形態のヒンジ装置は、便座の自重によって回転する力が作用する便座と便蓋の連結部分に用いられる。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に具現化できる。例えば、ヒンジ装置を筒状ケースに収容することなく、直接第一及び第二部材に収容してもよい。ヒンジ装置を筒状ケースに収容する場合にも、当接部材を筒状ケースから露出させ、当接部材を第一又は第二部材に直接収容してもよい。

さらに本発明のヒンジ装置は、携帯電話機のみならず、ラップトップ、ハンドヘルド、ＰＤＡ，ＰｏｃｋｅｔＰＣ，Ｐａｌｍ等の携帯して使用が可能なポータブルコンピュータや、携帯ゲーム機、化粧用コンパクトなどの携帯機器に適用することができる。また、便座と便蓋の連結部分にも適用することもできる。

本明細書は、２００７年８月２４日出願の特願２００７-２１８１１７に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

Claims (6)

1. 第一部材又は第二部材の一方と共に回転し、頂部を含む山形状のカム面を有する山形カム部材と、前記第一部材又は前記第二部材の他方と共に回転し、前記山形カム部材のカム面に当接する頂部を有する当接部材と、を備え、前記第一部材に対して前記第二部材を開閉可能にするヒンジ装置において、
   前記山形カム部材の山形状の前記カム面は、樹脂により成型されると共に、その頂部が樹脂よりも硬度の高い材質で構成され、
   前記当接部材は、少なくともその頂部が樹脂よりも硬度の高い材質で構成され、
   前記山形カム部材の前記頂部は、樹脂よりも硬度の高い材質の転動体からなると共に、前記山形カム部材の樹脂により成型された前記カム面に回転可能に埋め込まれ、
   前記第一部材に対する前記第二部材の開閉によって、前記当接部材の頂部が前記山形カム部材のカム面の頂部を乗り越えるヒンジ装置。
2. 前記山形カム部材及び前記当接部材のいずれもが、樹脂により成型されると共に、少なくともその頂部が樹脂よりも硬度の高い材質で構成されることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
3. 前記当接部材は、頂部を含む山形状のカム面を有し、
   前記当接部材の頂部は、樹脂よりも硬度の高い材質の転動体からなると共に、前記当接部材の樹脂により成型されたカム面に回転可能に埋め込まれ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. 前記当接部材は、頂部を含む山形状のカム面を有し、
   前記当接部材の頂部が前記山形カム部材の頂部を乗り越えるとき、前記当接部材の頂部と前記山形カム部材の頂部とが互いに当接し、
   前記当接部材の頂部が前記山形カム部材の頂部を乗り越える前あるいは後には、前記当接部材の樹脂製のカム面と前記山形カム部材の樹脂製のカム面とが互いに当接することを特徴とする請求項２に記載のヒンジ装置。
5. 前記当接部材は、頂部を含む山形状のカム面を有し、
   前記当接部材の前記頂部及び前記カム面が、樹脂よりも硬度の高い材質で構成されており、
   前記第一部材に対する前記第二部材の開閉によって、前記山形カム部材の頂部が前記当接部材の前記頂部及び前記カム面上を接触しながら滑ることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
6. 前記ヒンジ装置はさらに、前記山形カム部材が収容されると共に樹脂よりも硬度の高い材質の筒状ケースを備え、
   前記山形カム部材の、前記筒状ケースに接触する部分が樹脂により成型され、
   前記山形カム部材は、前記筒状ケース軸線の方向にスライドできると共に、前記軸線の回りを回転できず、
   前記当接部材は、前記軸線の回りを回転できると共に、前記軸線の方向にスライドできないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のヒンジ装置。

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