WO2005121572A1

WO2005121572A1 - ヒンジ機構及びそれを組み込んだ電子機器、その組み立て方法

Info

Publication number: WO2005121572A1
Application number: PCT/JP2005/010897
Authority: WO
Inventors: Shigehiro Terada; Yuuichirou Kimura; Yoshihito Ishiguro; Akira Yamada
Original assignee: Nec Corporation; Toyo Bussan Co., Ltd.; Yamamoto Precision Co., Ltd.
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2005-12-22
Also published as: EP1770287B1; CN1969131B; DE602005026663D1; EP1770287A1; EP1770287A4; US20070197268A1; CN1969131A; US8107995B2; JP2007309332A; JP4778207B2

Abstract

　従来の水平軸部を２分し、垂直軸部とあわせて３軸構成にする。それらをヒンジ本体で固定することで各部品にかかる応力、モーメントを低減でき、結果、２軸ヒンジ全体の小型化を実現できる。

Description

明細書

ヒンジ機構及びそれを組み込んだ電子機器、その組み立て方法技術分野

本発明は、携帯電話機、ビデオカムレコーダ、デジタルカメラ等の携帯電子機器の機構部品である 2軸ヒンジ機構に関する。背景技術

携帯電話機及び P H S (パーソナルハンディフォンシステム）は、双方の全契約者数が国内で 8 7 0 0万人を越え（2 0 0 4年 5月末時点）、一般的に所持されるアイテムとなっている。これらの機器は通話をその主な機能としているものの、近年では電子メール閲覧機能、ウェブブラウジング機能、撮影機能等を盛り込んだ複合的な形態へと進化している。かかる機能の高度化に従来の単純な折り畳み形状では対応できなくなりつつあり、従来回動動作のみを可能とする 1軸ヒンジの代わりに 2軸ヒンジが使用される構造の例が見受けられる。ここで「2軸ヒンジ」とは回転軸が 2つ存在するヒンジを意味しており、この 2つの軸は直行して配設されているのが一般的である。

図 1から図 5は従来の 2軸ヒンジが採用された折り畳み型携帯電話機 1の上部筐体 2の状態変化を説明するための図面である。これらの図に記載した折り畳み型携帯電話機 1では、下部筐体 3の短辺近傍に「固定」された回転軸を中心に、他方の回転軸が回動する 2軸ヒンジを有することを特徴とする。

なお以降の説明では、下部筐体 3の短辺と略平行に設けられた 2軸ヒンジ 2 1 の軸を水平軸 1 0 1と、下部筐体 3の短辺と略垂直に設けられた 2軸ヒンジ 2 1 の軸を垂直軸 1 0 2として説明する。

図 1は折り畳んだ状態での 2軸ヒンジを有する携帯電話機である。この状態では表示部 1 1は下部筐体 2と対向する形で格納されている。図 2は、下部筐体 3 と対向していた上部筐体 2を水平軸 1 0 1を中心に略 9 0度開けた状態を表す図面である。図 3は図 2の状態から上部筐体 2を垂直軸 1 0 2を中心に略 9 0度旋回させた図面である。図 4は図 3の状態からさらに 9 0度垂直軸 1 0 2を中心に旋回させ、表示部 1 1が下部筐体 3と背向する状態になった図面である。ここから水平軸 1 0 1を中心に上部筐体 2を略 9 0度閉じると、表示部 1 1を外部に露出した状態で上部筐体 2と下部筐体 3を閉じることができる。

図 5はこの表示部 1 1が外部に露出した形での状態である。この状態で電子メ —ルの確認を行ったり、広い画面で撮影機能を用いたりすることが可能になる。図 6は従来の 2軸ヒンジに関する 3面図である。この 2軸ヒンジは水平軸部 7 0 1と垂直軸部 7 0 2及び水平軸固定部（ブラケット） 7 0 3から構成される。そして、水平軸部 7 0 1は垂直軸部 7 0 2を貫通させる垂直貫通穴 7 1 1を有する。これにより、垂直軸部 7 0 2は水平軸部 7 0 1により構成される水平軸 1 0 1を中心として回動することが可能になり、また、垂直軸 1 0 2を中心として旋回することが可能になる。水平軸固定部 7 0 3は水平軸部 7 0 1を一定の位置に固定するための部材である。また旋回時に適当なトルク与えるため水平軸部 7 0 1と垂直軸部 7 0 2の接触面に板ばね 7 0 4をかませることで上部筐体の旋回時に一定のトルクを発生させている。

水平軸固定部 7 0 3によって水平軸部 7 0 1は下部筐体 3に固定され、これにより水平軸 1 0 1は下部筐体や基板に固定される。

なお、通常の折り畳み型携帯電話機（図示せず）では上部筐体 2を折り畳むとき若しくは開く時に、適切なトルクを湧出するために、水平軸部（図示せず）は複数のパーツで構成されている。そして従来の 2軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話機においても水平軸部 7 0 1はパネ等の複数のパーツで構成されている。しかし、かかる構成にすると以下のような問題点を生ずる。

すなわち、水平軸部 7 0 1には垂直貫通穴 7 1 1を開ける必要があるためかかる穴以上で設計強度を満たす太さを水平軸部 7 0 1に要求する点である。このため、 2軸ヒンジ自体の大きさもそれに応じて大きくなり、小型化の妨げとなる点である。

また水平軸部 7 0 1に垂直貫通穴 7 1 1を設けると、応力集中が生じるため部品の破損が考えられる点である。さらに水平軸部 7 0 1の軸長が伸びると長さと力により求められるモーメントの大きさが大きくなり、ねじり ·ひねり等の問題が生じることも考えられる。

さらに垂直軸部 7 0 2へのトルク付与のために板ばね 7 0 4を用いると、垂直軸部 7 0 2の旋回角度にかかわらず同じトルクがかかるため、所定の角度での吸い込みトルクを与える際に、水平軸部 7 0 1や上部筐体 2に加工を行う必要が生じる。

本発明はこれらの諸問題を解決することを目的として、従来の水平軸部 7 0 1 を 3分割し、それぞれに適当な部材を用いることで部品の強度問題を解決することを目的とする。また、部材に応じて加工方法を変更できるため、部品価格の原価低減を図ることが可能である。

また、垂直軸に Dカットを施し、水平軸の垂直軸接触端面に溝を施すことで、水平軸を適当な角度に開かなければ垂直軸方向の旋回をできなくすることで、筐体相互の接触を避け、筐体表面の塗料はげなどを防止し、あわせて水平軸方向にパネを設けることで、垂直軸の旋回角度に応じて適当なトルクを付与し、吸い込みトルクを発生させることを可能にする。発明の開示

本発明にかかわる 2軸ヒンジは 3つの軸部品より構成される。

またこの 3つの軸部品は第 1水平軸部、第 2水平軸部及び垂直軸部であり、第 1水平軸部と第 2水平軸部は同一の水平軸上に配され、垂直軸部は第 1水平軸部の軸端と第 2水平軸部の軸端の間に配されることを特徴とする。

この垂直軸部は軸側面を第 1水平軸部の軸端と第 2水平軸部の軸端に接して配しても良い。

さらに垂直軸部の軸側面の略対向する 2面を切り欠き、第 1水平軸部の垂直軸部と接する端面に溝を施しても良い。

この第 2水平軸部は受け皿、弾性体及び第 2水平軸部本体より構成され垂直軸部の旋回時にトルクを付与することもできる。

また、第 2水平軸部を構成する弾性体はコイルパネでもよい。

さらに第 1水平軸部の溝は水平軸上に配しても、水平軸上からずらして配しても良い。

さらに第 2水平軸部はストツバによって固定され、このストツバはスナップフィッ卜によって前記第 2水平軸部を固定しても良い。

また、本発明にかかわる 2軸ヒンジの製造方法では水平軸上に開口面をひとつ有し前記開口面に対向する面及び垂直軸上の 2面にそれぞれ軸貫通穴を有する軸本体部、 1つの垂直軸部品、第 1の水平軸部品及び第 2の水平軸部品からなる 2 軸ヒンジを、第 1の水平軸部品を開口面から水平軸上の軸貫通穴に挿入し、その後、垂直軸上の 2つの軸貫通穴に垂直軸部品を挿入したのち、第 2の水平軸部品を水平軸上に前記開口面から露出するように配することを特徴とする。

さらに軸本体部はさらにストッパ換装穴を有し、第 2の水平軸部品配した後にストツバをストッパ換装穴に挿入して第 2の水平軸部品を固定することを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、表示部を格納した状態で筐体を閉じたときの 2軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。

図 2は、上部筐体を開いた 2軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。図 3は、上部筐体旋回中の 2軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。図 4は、上部筐体を 1 8 0度旋回させた後の 2軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。

図 5は、表示部を露出した状態で筐体を閉じたときの 2軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。

図 6は、従来の 2軸ヒンジを表す 3面図である。

図 7は、本発明の第 1の実施例にかかわるヒンジ本体部の 4面図及びヒンジス卜ツバの平面図である。

図 8は、本発明の第 1の実施例にかかわる 2軸ヒンジの組立工程を表す図面である。

図 9は、本発明の第 1の実施例にかかわる 2軸ヒンジの断面図である。

図 1 0は、本発明の第 2の実施例にかかわる第 1水平軸部の 3面図である。図 1 1は、本発明の第 2の実施例にかかわる垂直軸部の 2面図である。

図 1 2は、本発明の第 2の実施例にかかわる 2軸ヒンジの動作を表す断面動作図である。

図 1 3は、本発明の第 3の実施例にかかわる第 2水平軸部の構成図である。図 1 4は、本発明の第 3の実施例にかかわる 2軸ヒンジの組立工程を表す図面である。

図 1 5は、本発明の第 3の実施例にかかわる 2軸ヒンジの動作を表す断面動作図である。

図 1 6は、本発明の第 4の実施例にかかわる垂直軸部の 2面図である。

図 1 7は、本発明の第 4の実施例にかかわるヒンジ本体部及び垂直軸部を組み合わせたものの 2面図である。

図 1 8は、本発明の第 4の実施例にかかわる 2軸ヒンジの動作を表す下面図である。

図 1 9は、本発明の第 4の実施例にかかわる 2軸ヒンジの断面を表す図である。図 2 0は、本発明の第 5の実施例にかかわる第 1水平軸部の溝形状を表す図である。

図 2 1は、従来の 2軸ヒンジの問題点を説明する図である。

図 2 2は、本発明の第 6の実施例にかかわる 2軸ヒンジの断面図である。

図 2 3は、本発明の第 6の実施例にかかわる第 1水平軸部の溝形状のひとつを表す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明において解決しょうとする課題ごとに応じて実施例の説明を行う。なお、以下の実施例を一部実施しても、組み合わせて実施しても良い。なお携帯電話機本体の構成は従来のものと相違ないので図 1から図 5に示した構成をそのまま用いる。

(第 1の実施例) 図 7及び図 8を用いて第 1の実施例にかかわるヒンジ 2 0 0の構成を説明する。図 7は第 1の実施例における構造部材であるヒンジ本体部 2 0 1を表す 4面図及びヒンジストツパ 2 0 5の平面図であり、図 8は組み立て手順を表す工程図である。

第 1の実施例における 2軸ヒンジ 2 0 0は、ヒンジ本体部 2 0 1、第 1水平軸部 2 0 2、第 2水平軸部 2 0 3、垂直軸部 2 0 4及びストッパ 2 0 5から構成される。

ヒンジ本体部 2 0 1は、各部を固定するための構造部材であり、機械的強度が要求される部材である。

第 1水平軸部 2 0 2と第 2水平軸部 2 0 3は、図 6の水平軸部 7 0 1に相当する部材であり、この 2つで水平軸 1 0 1を形成する。この第 1水平軸部 2 0 2と第 2水平軸部 2 0 3は、その端面で垂直軸部 2 0 4を挟み込むように固定される。なお、実際にはこれらは水平軸 1 0 1を中心とした旋回動作の際に適切なトルクを発生させるために、複数のパーツで構成されているが本発明の実施例では簡略化のために 2つの第 1水平軸部 2 0 2と第 2水平軸部 2 0 3として説明する。なお実際の使用状況では、水平軸は基板や筐体に固定される。本実施例においても実際の使用に際しては第 1水平軸部 2 0 2と第 2水平軸部 2 0 3は下部筐体 3 等に固定されるが、その方法は問わない。

垂直軸部 2 0 4は、垂直軸 1 0 2を構成する部材である。本実施例では特に従来例の部材と相違点を有しない。

ヒンジストツノ、° 2 0 5は、第 2水平軸部 2 0 3をヒンジ本体部 2 0 1に固定するための部材である。本実施例ではスナップフィッ卜による方法を利用して固定することを想定して図面を記載しているが固定方法は特にスナップフィッ卜に限定されるものではない。

図 7は本実施例におけるヒンジ本体部 2 0 1の四面図及びヒンジストッパ 2 0 5の平面図を表す。ここではヒンジ本体部 2 0 1がメタル ·インジェクション · モールドで作成されることを想定しているが、必ずしも工法に制限はない。ただし本部品は構造部材であるため、組上げ後に十分な強度を保持するようにすることが必須である。ヒンジ本体部 2 0 1は中空の略直方体に形成されている。六面のうちの上面には、垂直軸部 2 0 4を通すための垂直貫通穴 2 1 1及びヒンジストツパ 2 0 5を通すためのストツバ穴 2 1 2が設けられている。同様に、ヒンジ本体部 2 0 1の下面には、垂直軸部 2 0 4を通すための垂直貫通穴 2 1 3が設けられている。ヒンジ本体部 2 0 1のうち、水平軸 1 0 1と垂直に交わる端面の一方には第 1 水平軸部 2 0 2を通すための第 1水平軸貫通穴 2 1 4が開けられている。一方、水平軸 1 0 1と垂直に交わる他方の端面は開放されている。この開放面（開口部分）を通して第 1水平軸部 2 0 2と第 2水平軸部 2 0 3をヒンジ本体部 2 0 1の内部に組み入れる。

次に、ヒンジの具体的な組み立て方法について図 8を用いて説明する。

ヒンジ本体部 2 0 1には、開放された面（開口部分）から、まず第 1水平軸部 2 0 2を揷入する（図 8 ( a ) ) 。

次に、垂直軸部 2 0 4を垂直貫通穴 2 1 3及び垂直貫通穴 2 1 1を介して挿入し、 2軸ヒンジ 2 0 0に垂直軸 1 0 2を構成する（図 8 ( b ) ) 。

その後、第 2水平軸部 2 0 3を開放面からヒンジ本体 2 0 1に挿入し（図 8 ( c ) ) 、ヒンジストッパ 2 0 5をストツバ穴 2 1 2から差込むことにより、第 2水平軸部 2 0 3を固定する（図 8 ( d ) ) 。

図 9は、図 8の A— A '断面から見た組み立て後の 2軸ヒンジ 2 0 0の断面図である。

このようにして 2軸ヒンジを構成することで、強度を確保しながら個々の部品の小型化ができる。その結果、全ての部品を組み立てた 2軸ヒンジ全体での小型化を実現することができる。あわせて、この 2軸ヒンジを組み込んだ電子機器全体をも小型にすることができる。

なお、本実施例ではストツバ穴 2 1 2は、ヒンジ本体部 2 0 1の上面に配しているが必ずしもこれに拘るものではない。例えばヒンジ本体部 2 0 1の側面または下面に配しても良い。

(第 2の実施例) 次に、本発明の第 2の実施例を、図 1 0から図 1 2を用いて説明する。本実施例においては、第 1水平軸部 2 0 2と第 2水平軸部 2 0 3が下部筐体等に固定されている点に着目して垂直軸部の旋回に規制を掛けることを目的としている。なお特に説明しない部材については、第 1の実施例の部材をそのまま用いている。図 1 0は本実施例に用いる第 1水平軸部 3 0 2を 3方向から見た 3面図、図 1 1は垂直軸部 3 0 4を 2方向から見た 2面図である。

第 2の実施例で用いる第 1水平軸部 3 0 2は、垂直軸部 3 0 4に接する軸端部に溝部 3 1 1を形成している。

一方、垂直軸部 3 0 4は、軸部側面の垂直軸 1 0 2に向かって対向する 2箇所 (二面）を Dカットにより垂直に切り欠いている。以降この切り欠きを切り欠き面 3 2 1と切り欠き面 3 2 2という。これを組み合わせることで、上部筐体 2と下部筐体 3を特定の角度で開けたときにのみ垂直軸部 3 0 4を旋回可能とする構造としている。

図 1 2は、第 1水平軸部 3 0 2及び垂直軸部 3 0 4を用いて組み立てた 2軸ヒンジ 3 0 1の断面がどのような状態で動くかを表した図である（第 1の実施例の図 9に相当）。この図は図 1から図 5の 2 ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話機における筐体の状態の変化に応じてヒンジがどのように動作するかを説明している。なお、この図で用いられる五角形の矢印は、表示部 2がどちらの方向に向いているかを表す。

筐体が閉じられているときには（図 1の状態）、溝部 3 1 1は切り欠き部 3 2 1に直交する。したがって垂直軸部 3 0 4を旋回させようとしても、その切り欠き部 3 2 1が第 1水平軸部 3 0 2に規制（制限）がかけられる。このため、垂直軸 1 0 2を中心として上部筐体 2を旋回させることはできない（図 1 2 ( a ) ) 。

次に、上部筐体 2を開け下部筐体 3と直行するところまで開けると（図 2の状態）、溝部 3 1 1は切り欠き部 3 2 1と平行になる（図 1 2 ( b ) ) 。このようにすると垂直軸 1 0 2から溝部 3 1 1までの距離が第 1水平軸部 3 0 2に接する垂直軸部 3 0 4の半径よりも長くなるため、垂直軸部 3 0 4の旋回動作に第 1水平軸部 3 0 2が規制をかけることが無くなる。したがって、図 3に表されるように垂直軸 1 0 2を中心に上部筐体 2を旋回することが可能になる（図 1 2 ( c ) ) 。この上部筐体 2を旋回させた状態になると、垂直軸部 3 0 4の切り欠き部 3 2 1及び切り欠き部 3 2 2を施されていない箇所が溝部 3 1 1に食いこむことになる。したがって、水平軸 1 0 1を中心に上部筐体 2を閉じようとする動作が制限されて不可能となる。

表示部を 1 8 0度回転させると（図 4 ) 、切り欠き面 3 2 2が第 1水平軸部 3 0 2と対向する状態になる（図 1 2 ( d ) ) 。これにより、上部筐体 2を閉じる動作が可能になり、図 5の状態にして収納することが可能になる。図 1 2 ( e ) は図 5の状態にしたときのヒンジの内部構造を示している。

以上のように、第 2の実施例では、第 1水平軸部 3 0 2及び垂直軸部 3 0 4の構造を改善することで、設計時に想定していない動作を操作者が取ることを防止する。これにより、筐体の開閉操作によって筐体の表面を傷つけたりすることなく携帯電話機を使用することが可能になる。

(第 3の実施例）

以上の実施例のような構造とすることで、部品の小型化及び操作者による不測の動作の制限を行うことが可能となる。次に、垂直軸 1 0 2を中心とした上部筐体 2の旋回動作に適切なトルク（吸い込みトルク）を付与するための構造について他の実施例によって説明する。なお、この第 3の実施例においては、第 1の実施例における第 2水平軸部 2 0 3を複数のパーツで構成し、垂直軸部に対してトルクを付与する構造をとる。ヒンジストツバ 4 0 5を除き、他の部品については第 2の実施例と同じものを使用する。

図 1 3は第 3の実施例における第 2水平軸部 4 0 3の垂直軸部 3 0 4に接する端部の構成を表す図である。第 2水平軸部 4 0 3は受け皿 4 1 1、ばね（弾性体) 4 1 2及び第 2水平軸部本体 4 1 3の 3つの部品から構成される。

ばね 4 1 2は垂直軸部 3 0 4に対してばね応力をトルクとして付与するパーツである。そして、このばね 4 1 2が発生するばね応力を受け止め、均等に垂直軸部 3 0 4にばね応力を伝達するために受け皿 4 1 1を設ける。

第 1の実施例のヒンジストツパ 2 0 5と同様、ヒンジストツパ 4 0 5は第 2水平軸部 403を固定するための部材である。ただし、第 1の実施例では第 2水平軸部 40 3は 1つの部品だったため、ヒンジストツパ 205は最後に取り付けられていたが本実施例では第 2水平軸部本体 4 1 3よりも前にヒンジストッパ 40 5を取り付ける。

第 2水平軸部本体 4 1 3は水平軸 20 1にトルクを与えるための機構等を含む部材である。

ヒンジストツバ 40 5は、第 1の実施例と同様にスナップフィット構造を有している。ただし、差し込むべき第 2水平軸部本体 41 3の径が相違する。

次に、図 14を用いて第 3の実施例に基づく 2軸ヒンジ 40 1の組み方について説明する。なお、図 8 (b) までの工程については共通するため、図面では省略している。なお、この工程ではジグ 43 1を用いて作業する。このジグ 43 1 はマイナスドライバのように先端がつぶれた棒である。

垂直軸部 304をヒンジ本体 20 1に組み入れた後（図 8 (b) ) 、ジグ 43 1を用いて受け皿 41 1及びばね 4 1 2をヒンジ本体 20 1に挿入する（図 14 (a) ) 。

その後、ジグ 43 1で抑えたままの状態で、ヒンジストツバ 40 5を差し込む (図 14 (b) ) 。この際、ジグ 43 1を縦にしておくとヒンジストッパ 40 5 の開口部に沿わせてヒンジストッパ 405を挿入することができるため作業性が向上する。

ヒンジストッパ 40 5を挿入することで受け皿 4 1 1及びばね 4 1 2が固定される。この後、ジグ 43 1を引き抜いても、安定した状態で保持される（図 14 (c) ) 。この状態からヒンジストツバ 40 5に第 2水平軸部本体 41 3を差し込むことで 2軸ヒンジ 40 1は完成する。

次に、 2軸ヒンジ 40 1がどのように動作するかを図 1 5を参照して説明する。なお、図 1 5 (a) から（c) は図 1 2の（b) から（d) に対応している。上部筐体 2を適切な角度に水平軸 1 0 1を中心に開くことで、垂直軸 1 02を中心に上部筐体 2を旋回させることができる（図 1 5 (a) ) 。この状況で上部筐体 2を旋回させると（図 1 5 (b) ) 、切り欠き面 32 1を乗り越え、垂直軸 1 02から受け皿 4 1 1までの距離が長くなる。これによりバネ 4 1 2に対して力が加えられパネ応力が生じる。このパネ応力が垂直軸部 3 0 4に伝わることにより、トルク感を操作者に伝えることが可能になる。

そして、一定の角度だけ旋回させると、切り欠き面 3 2 2に到達するため、反力が急速に小さくなる。これにより所定の角度に吸い込みトルクを生じさせることができる。

以上のように、第 3の実施例では、 2軸ヒンジ 4 0 1を構成することで、水平軸 1 0 1を中心とした上部筐体 2の開閉動作だけでなく、垂直軸 1 0 2を中心とした上部筐体 2の旋回動作にも適切なトルクを付与し、吸い込みトルクを生じさせることができる。また、従来例では板ばね 7 0 4を用いていたが、本実施例の構造によれば耐久性に優れたコイルパネの使用が可能となり、結果として 2軸ヒンジ全体の信頼性が従来よりも向上する。

(第 4の実施例）

上記各実施例では垂直軸部 2 0 4及び垂直軸部 3 0 4の旋回に対してトルクを付与することができる。しかし、現実には上部筐体 2と下部筐体 3との間には各種配線がなされている。よって、上部筐体 2の旋回角度には一定の制限が加えられることが望ましい。

この第 4の実施例においては、上部筐体 2の旋回時の回転軸となる垂直軸部 5 0 4の回転角度制限するための方法について説明する。

図 1 6は第 4の実施例において用いる垂直軸部 5 0 4を表した 2面図である。一方、図 1 7は本実施例において用いられるヒンジ本体部 5 0 1及び垂直軸部 5 0 4を組み立てたときの 2面図である。

ヒンジ本体部 5 0 1と前述のヒンジ本体部 2 0 1の相違点は、突出部 5 1 3を有するか否かでである。そして、垂直軸部 5 0 4と垂直軸部 3 0 4の相違点は、エラ 5 1 1及びエラ 5 1 2を有するか否かである。

垂直軸 5 0 4の中心である垂直軸 1 0 2からエラ 5 1 1若しくはエラ 5 1 2の最遠部までの距離は、ヒンジ本体部 5 0 1の垂直軸 1 0 2から突出部 5 1 3までの距離より長いものとする。このようにすると、配線に影響を与えるような状態でヒンジ本体部 5 0 1と垂直軸部 5 0 4を組み付けたりすることを防止することができる。

次に、 2軸ヒンジ 5 0 0の底面から見た垂直軸部 5 0 4の動作を表す図 1 8を用いて、第 4の実施例における垂直軸部 5 0 4の動作を説明する。ここでも表示部 1 1の向きを五角形の矢印で示す。

図 1 8 ( a ) はエラ 5 1 1を用いて垂直軸部 5 0 4の旋回動作を制限している状態を表す図である。この状態では、垂直軸部 5 0 4を反時計回り（左周り）にまわすことはできない。突出部 5 1 3にエラ 5 1 1が干渉するためである。一方、時計回り（右回り）方向には何らの制約もないために自由にまわすことができる。図 1 8 ( b ) は垂直軸部 5 0 4を略 9 0度回転させたときの状態を表す。この状態では、左右どちらの方向にも旋回させることができる。エラ 5 1 1及びエラ 5 1 2による制約を受けることはないためである。

図 1 8 ( c ) は垂直軸部 5 0 4をさらに略 9 0度（図 1 8 ( a ) から略 1 8 0 度）回転させたときの状態を表す。この状態になると、エラ 5 1 2が突出部 5 1 3に干渉するために、時計回り（右回り）に旋回させることはできない。

以上のように、第 4の実施例においては、エラ 5 1 1とエラ 5 1 2、突出部 5 1 3を組み合わせることで、垂直軸部 5 0 4の動作を制限する構造としている。これにより上部筐体 2と下部筐体 3をつなぐ配線の断線を防止することが可能になる。

なお、本実施例においては、エラ 5 1 1とエラ 5 1 2の厚みを他のフランジ部分と同等の厚みにしているが、エラ 5 1 1とエラ 5 1 2の部分のみを薄くすることで、想定される動作で生ずる以上の力が加わったときでも、軸の回転動作を保証することができる。すなわち、図 1 9の斜線部（フランジ部）以外のエラ 5 1 1とエラ 5 1 2を薄くすることで、垂直方向の膨らみが生じた場合にも、 2軸ヒンジ 5 0 0にある程度の耐性を与え、動作しなくなることを防止することも検討すべきである。これを実現する構造は、第 3の実施例のように第 2水平軸部が垂直軸を中心とした旋回時にトルクを付与していることではじめて可能になる。すなわち、従来例にあるように板ばね 7 0 4によるトルクの発生では垂直軸 1 0 2 方向に応力を発生するため、ある程度ヒンジ本体部 5 0 1と密着しなければならず、垂直方向の厚みを確保しなければならない。一方、本発明では垂直軸方向の応力は考慮する必要は無いため薄肉化に対する障害はない。

(第 5の実施例）

第 2の実施例の図 1 0では第 1水平軸部 3 0 2にただの溝を設けた。し力、し、耐障害性の観点から工業製品には一定の「遊び」が必要である。そこで、この第 5の実施例では、図 2 0のように軸の中心線を境界としてテーパをつけることで垂直軸部の動作に「遊び」を設けることができる構造としている。

(第 6の実施例）

第 1の実施例から第 4の実施例では、垂直軸 1 0 2は水平軸 1 0 1と直交（文字通り一点で交わる）する関係にあった。しかし、上部筐体 2の厚みを調整する観点から見ると、このようにすることは設計上の足かせとなる可能性がある。図 2 1は従来の 2軸ヒンジで用いる水平軸部 8 0 1を直上から見た図である。この図では垂直軸 1 0 2は水平軸 1 0 1を直交させないようにした際の問題点を示している。この従来例では、水平軸部 8 0 1を貫通して垂直軸部（図示せず）を通す。これにより、垂直軸 1 0 2を水平軸 1 0 1と直交しないようにすると、薄肉の箇所（Δ η ) と厚肉の箇所（Δ ΐ ) が生じ強度設計上問題となる。

図 2 2はこの第 6の実施例を表す組み立て後の 2軸ヒンジ 6 0 0の断面図である（第 2の実施例の図 1 0相当）。

この図でも明らかな通り、第 1水平軸 6 0 2に施した溝部 6 1 1の幅を第 2の実施例の溝部 3 1 1より広げることで、水平軸 1 0 1と垂直軸 1 0 2との間で△ dのズレを作ることを可能にする。すなわち、もとより第 1水平軸 6 0 2と第 2 水平軸 6 0 3に分割されているため、水平軸部の強度を配慮する必要が無い。また図 2 3のように Δ dのズレの分だけ溝もずらすことで水平軸 1 0 1と垂直軸 1 0 2とのズレに対応することも可能である（ずらしていない元の図は図 2 0 )。このようにすると、簡単に垂直軸 1 0 2を A dだけずらして配置することが可能になり上部筐体 2の厚みについての設計上の自由度が増すことになる。この際、垂直軸部 6 0 4が水平軸部 1 0 1から偏って位置するため、予期せぬモーメントが生ずるため、期待する上部筐体 2の角度が出ないことも考えられる。これを改善するために対向する垂直軸部 6 0 4の両切り欠き部の一方または双方の角度をあらかじめ傾けておくことも一策である。

以上説明したように本発明によれば、 2軸ヒンジを構成する各構成部品の小型化を図ることができ、結果 2軸ヒンジ全体の小型化が可能になる。さらには 2軸ヒンジの小型化に伴い、 2軸ヒンジを組み込んだ電子機器自体の小型化も可能になる。

産業上の利用可能性

本発明は前述の通り、携帯電話機や P H S (パーソナルハンディフォンシステム）、 I P電話機の他、コードレス電話機などが考えられる。

Claims

請求の範囲

1 . 3つの軸部品より構成される 2軸ヒンジ機構。

2 . 第 1水平軸部と第 2水平軸部が同一の水平軸上に配され、

垂直軸部は前記第 1水平軸部の軸端と前記第 2水平軸部の軸端の間に配されることを特徴とする 2軸ヒンジ機構。

3 . 前記垂直軸部は軸側面を前記第 1水平軸部の軸端と前記第 2水平軸部の軸端に接して配されることを特徴とする請求項 2記載の 2軸ヒンジ機構。

4 . 前記垂直軸部の軸側面の略対向する 2面を切り欠く事を特徴とする請求項 3記載の 2軸ヒンジ機構。

5 . 前記第 1水平軸部の垂直軸部と接する端面に溝を施すことを特徴とする請求項 4記載の 2軸ヒンジ機構。

6 . 前記第 2水平軸部が受け皿、弾性体及び第 2水平軸部本体より構成される請求項 4または請求項 5記載の 2軸ヒンジ機構。

7 . 弾性体はユイルバネであることを特徴とする請求項 6記載の 2軸ヒンジ機構。

8 . 前記溝は前記水平軸上に配されることを特徴とする請求項 5記載の 2軸ヒンジ機構。

9 . 前記溝は前記水平軸上からずらして配されることを特徴とする請求項 5記載の 2軸ヒンジ機構。

1 0 . さらにストツパを有し、

前記第 2水平軸部はストツパによって固定されることを特徴とする請求項 2記載の 2軸ヒンジ機構。

1 1 . 前記ストツバはスナップフィットによって前記第 2水平軸部を固定することを特徴とする請求項 1 0記載の 2軸ヒンジ機構。

1 2 . 請求項 1乃至 1 1のいずれか 1つに記載の 2軸ヒンジ機構を有する電子機器。

1 3 . 請求項 1乃至 1 1のいずれか 1つに記載の 2軸ヒンジ機構を有する携帯電話機。

1 4 . 水平軸上に開口面を一つ有し前記開口面に対向する面及び垂直軸上の 2 面にそれぞれ軸貫通穴を有する軸本体部、 1つの垂直軸部品、第 1の水平軸部品及び第 2の水平軸部品からなる 2軸ヒンジの製造の方法であって、

前記第 1の水平軸部品を前記開口面から前記水平軸上の軸貫通穴に挿入し、その後、前記垂直軸上の軸貫通穴に前記垂直軸部品を挿入したのち、前記第 2の水平軸部品を前記水平軸上に前記開口面から露出するように配することを特徴とする 2軸ヒンジ機構の製造方法。

1 5 . 前記軸本体部はさらにストッパ換装穴を有し、

前記第 2の水平軸部品配した後にストツバを前記ストッパ換装穴に挿入して前記第 2の水平軸部品を固定することを特徴とする請求項 1 4記載の 2軸ヒンジ機構の製造方法。