WO2012033056A1

WO2012033056A1 - ヒンジ機構

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Publication number: WO2012033056A1
Application number: PCT/JP2011/070178
Authority: WO
Inventors: 樹渡柿崎
Original assignee: 三菱製鋼株式会社
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-03-15
Also published as: EP2615317A1; JP2012057760A; CN103097749A; EP2615317A4; JP5763316B2; US20130160243A1

Abstract

　ヒンジ機構は、固定カム面に第１及び第２扇形凸部を有する固定カムと、回転カム面に第１及び第２扇形凹部を有する回転カムとを備え、噛合い位置において、第１及び第２扇形凸部が第１及び第２扇形凹部と噛合うと共に、固定カム面の第１及び第２扇形凸部に設けられた内周凸部及び外周凸部が、回転カム面の第１及び第２扇形凹部に設けられた内周凹部及び外周凹部と噛合うよう構成する。また、噛合い位置以外の位置においては、回転カム面の各凹部以外の位置に形成される回転側凸部が、固定カム面に形成される各凸部の少なくとも２箇所において係合するよう構成する。

Description

ヒンジ機構

　本発明はヒンジ機構に係り、特に携帯電話、ノ－ト型パソコン等の電子機器の折り畳み部に使用されるヒンジ機構に関する。

　例えば、携帯電話やノ－ト型パソコン等の電子機器には、本体部に対して蓋体部を回転可能に構成する電子機器があり、この種の電子機器には本体部と蓋体部との接合部分にヒンジ機構が配設される。また、携帯する電子機器においては、本体部に対して蓋体部が容易に開蓋しないようにする必要がある。

　このため、凸部を有する第１カムと、これと噛合う凹部を有する第２カムとを対向するよう配置した構成を有するヒンジ機構が考案されている。また、この構成のヒンジ機構では、例えば第１カム（固定カム）が本体部に接続されると共に、第２カム（回転カム）が蓋体部に接続され、固定カムに対して回転カムが回転することにより、本体部に対して蓋体部が回転する（特許文献１）。

　図１０は、従来のヒンジ機構の構成を説明するための概略構成図である。ヒンジ機構は固定カム１００と回転カム１０１とを有する。固定カム１００のカム面には夫々扇形形状を有する固定側扇形凸部１０２Ａ、１０２Ｂと固定側扇形凹部１０３Ａ、１０３Ｂが形成される。具体的には、図１０において反時計方向に固定側扇形凸部１０２Ａ、固定側扇形凹部１０３Ａ、固定側扇形凸部１０２Ｂ、固定側扇形凹部１０３Ｂの順で形成される。また、固定側扇形凸部１０２Ａと固定側扇形凸部１０２Ｂは１８０°離間して配置されており、固定側扇形凹部１０３Ａと固定側扇形凹部１０３Ｂも１８０°離間して配置される。

　一方、回転カム１０１のカム面にも夫々扇形形状を有する回転側扇形凹部１０５Ａ、１０５Ｂと回転側扇形凸部１０４Ａ、１０４Ｂが形成されており、その並び順は図１０において時計方向に、回転側扇形凹部１０５Ａ、回転側扇形凸部１０４Ａ、回転側扇形凹部１０５Ｂ、回転側扇形凸部１０４Ｂの順に形成される。また、回転側扇形凹部１０５Ａと回転側扇形凹部１０５Ｂは１８０°離間して配置されており、回転側扇形凸部１０４Ａと回転側扇形凸部１０４Ｂも１８０°離間して配置される。

　上記構成を有する固定カム１００及び回転カム１０１では、固定カム１００の固定側扇形凸部１０２Ａ、１０２Ｂと回転カム１０１の回転側扇形凹部１０５Ａ、１０５Ｂとが噛合った（係合した）状態では、いわゆる吸い込み力が作用するため、本体部に対して蓋体部の回転を規制することができる。この吸い込み力により、本体部に対する蓋体部のガタツキを防止することができる。

　図１０に示す従来の構成では、固定側扇形凸部１０２Ａが回転側扇形凹部１０５Ａと噛合い、固定側扇形凸部１０２Ｂが回転側扇形凹部１０５Ｂと噛合った状態（この時の回転カム１０１の回転角度を０°とする）と、固定側扇形凸部１０２Ａが回転側扇形凹部１０５Ｂと噛合い、固定側扇形凸部１０２Ｂが回転側扇形凹部１０５Ａと噛合った状態の二つの状態において吸い込み力が発生する。

　固定側扇形凸部１０２Ａが回転側扇形凹部１０５Ｂと噛合い、固定側扇形凸部１０２Ｂが回転側扇形凹部１０５Ａと噛合った状態は、前記した回転角度０°の状態に対して回転カム１０１が１８０°回転した状態である。よって、従来のヒンジ機構では本体部に対して蓋体部が閉じた状態（回転角度０°の状態）と、本体部に対して蓋体部が水平に開いた状態（回転角度１８０°の状態）の二つの状態において、吸い込み力が発生する。

特開２００８－１９６５６３号公報

　ところで、蓋体に液晶表示装置を設けた構成では、液晶表示装置に対する視認性を向上させるため、本体部に対して蓋体を所定の角度に傾いた状態で保持できるよう（チルトできるよう）にすることが望まれる。

　近年の電子機器においては、本体部に対して蓋体部が閉じられた一箇所のみにおいて蓋体部を本体部に係止し、この係止位置を除く他の角度範囲においては任意の角度において本体部に対して蓋体部を係止するよう構成したヒンジ機構が提案されている。この構成を有するヒンジ機構では、第１カムに形成される凸部と第２カムに形成される凹部が互いに噛合う位置（吸い込み力が発生する位置）は一箇所のみとなる。

　上記の構成は、図１０における従来のヒンジ機構において、固定カム１００の構成を固定側扇形凸部１０２Ａのみを残し他の部分を全て凹部に形成すると共に、回転カム１０１の構成を回転側扇形凹部１０５Ａのみを残し他の部分を全て凸部に形成する構成と等価である。

　上記の構成では、凸部と凹部が噛合った状態（吸い込みが発生する状態）ではガタツキは発生しない。しかしながら、凸部が凹部から離脱した状態では、第１カムに一箇所のみ形成された凸部が、第２カムの凹部以外の凸部上を摺動することになる。このため、第１カムと第２カムとの間には空間部分が広く形成されてしまい、凸部と平面部との当接位置を中心として第１及び第２カムが傾くため、ヒンジ機構による回転動作にガタツキが発生してしまうという問題点が生じる。

　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ガタツキのない安定した回転動作を確保できるヒンジ機構を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するため、本発明のヒンジ機構は、シャフトと、前記シャフトが挿通される第１挿通孔と、第１及び第２扇形凸部が形成される固定カム面とを有し、前記シャフトが前記第１挿通孔内で回転可能とされた固定カムと、前記シャフトが挿通される第２挿通孔と、第１及び第２扇形凹部が形成される回転カム面とを有し、前記シャフトの軸線方向に移動可能で且つ前記シャフトに回転不能に配設された回転カムと、前記固定カム面と前記回転カム面とを圧接させる弾性部材とを備えるヒンジ機構であって、前記固定カム面に、前記第１扇形凸部から前記第１挿通孔に沿って両側に延出するよう内周凸部を形成すると共に、前記第２扇形凸部から前記固定カムの外周に沿って両側に延出するよう外周凸部を形成し、前記回転カム面に、前記第１扇形凹部から前記第２挿通孔に沿って両側に延出するよう内周凹部を形成すると共に、前記第２扇形凹部から前記回転カムの外周に沿って両側に延出するよう外周凹部を形成し、前記固定カムと前記回転カムが噛み合う噛合い位置において、前記第１及び第２扇型凸部がそれぞれ前記第１及び第２扇形凹部と噛合うと共に、前記内周及び外周凸部がそれぞれ前記内周及び外周凹部と噛合うよう構成し、前記噛合い位置以外の位置においては、前記回転カム面の前記第１及び第２扇形凹部と前記内周及び外周凹部の形成位置以外の位置に形成される回転側凸部が、前記固定カム面の前記第１扇型凸部、前記第２扇型凸部、前記内周凸部、前記外周凸部のいずれかと係合するよう構成したことを特徴とする。

　本発明によれば、３６０°回転する間に一回係止を行う（吸い込み力を発生させる）ヒンジ機構であっても、ガタツキのない安定した回転動作を確保することができる。

本発明の一実施形態に係るヒンジ機構の断面図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構を示す左側面図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構を示す正面図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構を示す右側面図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構を構成する固定カムを説明するための斜視図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構を構成する回転カムを説明するための斜視図である。上側に位置する固定カムと下側に位置する回転カムとを組み合わせた状態を示す斜視図である。上側に位置する回転カムと下側に位置する固定カムとを組み合わせた状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構において、回転カムの回転角度が０°である状態を示す図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構において、回転カムの回転角度が９０°である状態を示す図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構において、回転カムの回転角度が１８０°である状態を示す図である。本発明の一実施形態に係るヒンジ機構を搭載した電子機器を示す図である。従来例のヒンジ機構を説明するための概略構成図である。

　以下、本発明を実施するための形態について、図面と共に説明する。

　図１及び図２Ａ－図２Ｃは、本発明の一実施形態に係るヒンジ機構１を示す。図１はヒンジ機構１の断面図であり、図２Ａ－図２Ｃはヒンジ機構１の外観を示す。このヒンジ機構１は、例えば図９に示すような携帯電話、ノ－ト型パソコン等の電子機器８０の本体部８１と蓋体部８２を回転可能に接合する接合部分に配設されるものである。

　ヒンジ機構１は、大略するとシャフト２、固定カム４、回転カム６、スプリング８、ヘッド１０、及びケース１２等により構成される。

　シャフト２は、図１及び図２Ｂにおける左端部に設けられたフランジ２１と、このフランジ２１から図中右方向に延出する断面小判形状の小判形状部２２とを一体的に形成した構成を有する。このシャフト２は、ケース１２に挿入される。

　ケース１２は有底筒状の形状を有しており、底面に孔１２ａが形成される。シャフト２は、この孔１２ａからケース１２内に挿入される。フランジ２１の直径は、孔１２ａの直径よりも大きく設定される。よって、シャフト２がケース１２に挿入された際、フランジ２１がケース１２の底面に当接することにより位置決めが行われる。

　またシャフト２には、固定カム４及び回転カム６が装着される。１個の固定カム４と１個の回転カム６が対をなし、本実施形態ではこの固定カム４と回転カム６の対が二対設けられる。具体的には、固定カム４及び回転カム６は、スプリング８と共に前記したシャフト２に挿通されてケース１２内に装着され、一対の固定カム４及び回転カム６は中間にスプリング８を挟んでその両側に配設された構成を有する。

　また、各固定カム４及び回転カム６の対において、外側に固定カム４が配設されると共に内側に回転カム６が配設される。よって、図１において左側に位置する固定カム４の外側面４１はケース１２の底面と当接し、右側に位置する固定カム４の外側面４１はヘッド１０と当接する。

　また、シャフト２の左右位置にそれぞれ配設された回転カム６は、スプリング８の弾性力により固定カム４に押圧されるように構成される。これにより、固定カム４のカム面４２（固定カム面）と回転カム６のカム面６２（回転カム面）は圧接された状態となる。なお、固定カム４及び回転カム６の詳細構成については後述する。

　ヘッド１０は、シャフト２の図中矢印Ｘ２方向側の端部に固定される。よって、ヘッド１０はシャフト２と一体的に回転する。このヘッド１０は、例えば図９に示した電子機器８０の蓋体部８２に固定され、ケース１２は本体部８１に固定される。

　次に、図３～図６を用いて、固定カム４及び回転カム６の構成について詳述する。

　図３は、固定カム４を説明するための図である。固定カム４の固定カム面４２には、第１扇形凸部４３、第２扇形凸部４４、内周凸部４５Ａ、４５Ｂ、外周凸部４６Ａ、４６Ｂ、及び固定側凹部５２、５３等が形成される。また、固定カム４の中心位置には、シャフト２が挿通される挿通孔５１が形成される。

　第１扇形凸部４３は、図１０に示した従来の固定側扇形凸部１０２Ａに対応する部分であり扇形形状を有する。また、第２扇形凸部４４は、従来の固定側扇形凸部１０２Ｂに対応する部分であり扇形形状を有する。この第１扇形凸部４３と第２扇形凸部４４は、挿通孔５１を介して対向するよう（１８０°離間するよう）配置される。

　また、第１扇形凸部４３と第２扇形凸部４４は同一形状を有し、挿通孔５１の中心軸（図中、矢印Ｏ１で示す）を中心として点対称となるよう配置される。よって、第１扇形凸部４３及び第２扇形凸部４４の中心軸Ｏ１を中心とした中心角は、いずれも同じ角度（θ１）である。

　なお、第２扇形凸部４４は固定カム４に形成された延出部５５と一体的に形成されるため扇形状には見えないが、固定カム４でカムとして機能する領域は回転カム６と重なり合う円形の領域である（延出部５５上におけるこの領域を一点鎖線Ｐで示す）。よって、第２扇形凸部４４の形状は、実質的に図３及び図６に一点鎖線Ｐで示される扇形の形状となる。

　内周凸部４５Ａ、４５Ｂは、第１扇形凸部４３から挿通孔５１に沿って両側に延出するよう形成される。この内周凸部４５Ａ、４５Ｂの半径方向の寸法Ｗ２（図３に矢印で示す）は、第１扇形凸部４３の半径方向の寸法Ｗ１（図３に矢印で示す）の半分以下に設定される（Ｗ２≦（Ｗ１／２））。更に、内周凸部４５Ａ、４５Ｂ全体の上記の中心軸Ｏ１を中心とした中心角θ２（図６参照）は、第１扇形凸部４３の中心角θ１よりも大きく、また１８０°よりも小さくなるよう設定される（θ１＜θ２＜１８０°）。

　また、外周凸部４６Ａ、４６Ｂは、第２扇形凸部４４から固定カム４の外周に沿って両側に延出するよう形成される。前記のように、固定カム４でカムとして機能する領域は回転カム６と重なり合う円形の領域である。よって、外周凸部４６Ａ、４６Ｂは、カムとして機能する領域を示す一点鎖線Ｐに沿って第２扇形凸部４４の両側に延出するよう形成される。

　この外周凸部４６Ａ、４６Ｂの半径方向の寸法Ｗ３（図３に矢印で示す）は、第２扇形凸部４４の半径方向の寸法Ｗ１（図３に矢印で示す）の半分以下に設定される（Ｗ３≦（Ｗ１／２））。更に、外周凸部４６Ａ、４６Ｂ全体の上記の中心軸Ｏ１を中心とした中心角は、前記した内周凸部４５Ａ、４５Ｂの中心角θ２と等しく設定される（図６参照）。よって、外周凸部４６Ａ、４６Ｂの中心角θ２も、第２扇形凸部４４の中心角θ１よりも大きく、また１８０°よりも小さい値に設定される（θ１＜θ２＜１８０°）。

　更に、固定カム４の固定カム面４２において、前記した第１扇形凸部４３、第２扇形凸部４４、内周凸部４５Ａ、４５Ｂ、及び外周凸部４６Ａ、４６Ｂの形成位置以外の領域は、相対的に各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂよりも窪んだ凹部を形成する（図３に梨地で示す）。以下、固定カム面４２において、この各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ以外の窪んだ領域を固定側凹部５２、５３というものとする。

　また、第１扇形凸部４３の両側で固定側凹部５２、５３との境界部分には傾斜面４７Ａ、４７Ｂが形成され、内周凸部４５Ａ、４５Ｂと固定側凹部５２、５３との境界部分には傾斜面４８Ａ、４８Ｂが形成され、第２扇形凸部４４の両側で固定側凹部５２、５３との境界部分には傾斜面５０Ａ、５０Ｂが形成され、更に、外周凸部４６Ａ、４６Ｂと固定側凹部５２、５３との境界部分には傾斜面４９Ａ、４９Ｂが形成される。この各傾斜面を形成することにより、夫々凹凸を有する固定カム面４２と回転カム面６２が圧接されつつ回転しても、その回転を円滑に行うことが可能となる。

　上記の固定カム４は、ケース１２に固定される。この際、固定カム４は挿通孔５１にシャフト２が挿通された状態でケース１２内に配設されるが、シャフト２は挿通孔５１内で自在に回転しうるよう構成される。

　図４は、回転カム６を説明するための図である。回転カム６の回転カム面６２は、第１扇形凹部６３、第２扇形凹部６４、内周凹部６５Ａ、６５Ｂ、外周凹部６６Ａ、６６Ｂ、及び回転側凸部７４、７７等が形成された構成を有する（各凹部を図４に梨地で示す）。また、回転カム６の中心位置には、シャフト２が挿通される小判形孔７１が形成される。

　第１扇形凹部６３は、図１０に示した従来の回転側扇形凹部１０５Ａに対応する部分であり扇形形状を有する。また、第１扇形凹部６３は、従来の回転側扇形凹部１０５Ｂに対応する部分であり扇形形状を有する。この第１扇形凹部６３と第２扇形凹部６４は、小判形孔７１を介して対向するよう（１８０°離間するよう）配置される。

　また、第１扇形凹部６３と第２扇形凹部６４は同一形状を有し、小判形孔７１の中心軸（図中、矢印Ｏ２で示す）を中心として点対称となるよう配置される。よって、第１扇形凹部６３及び第２扇形凹部６４の中心軸Ｏ２を中心とした中心角はいずれも等しく、かつ前記した固定カム４の第１及び第２扇形凸部４３、４４の中心角と同じ角度（θ１）である。

　更に、第１及び第２扇形凹部６３、６４の平面視した形状は、前記した固定カム４の第１及び第２扇形凸部４３、４４の形状と対応するよう構成される。具体的には、後述するように固定カム４と回転カム６とが所定の噛合い位置にある時、第１及び第２扇形凹部６３、６４と第１及び第２扇形凸部４３、４４は、噛合うよう構成される。

　内周凹部６５Ａ、６５Ｂは、第１扇形凹部６３から小判形孔７１に沿って両側に延出するよう形成される。この内周凹部６５Ａ、６５Ｂの半径方向の寸法Ｗ４（図４に矢印で示す）は、第１扇形凹部６３の半径方向の寸法Ｗ１（図４に矢印で示す）の半分以下に設定される（Ｗ４≦（Ｗ１／２））。更に、内周凹部６５Ａ、６５Ｂ全体の上記の中心軸Ｏ２を中心とした中心角θ２（図６参照）は、第１扇形凹部６３の中心角θ１よりも大きく、また１８０°よりも小さくなるよう設定される（θ１＜θ２＜１８０°）。

　また内周凹部６５Ａ、６５Ｂの平面視した形状は、前記した固定カム４の内周凸部４５Ａ、４５Ｂの形状と対応するよう構成される。具体的には、後述するように固定カム４と回転カム６とが所定の噛合い位置にある時、内周凹部６５Ａ、６５Ｂと内周凸部４５Ａ、４５Ｂとは噛合うよう構成される。

　また、外周凹部６６Ａ、６６Ｂは、第２扇形凹部６４から回転カム６の外周に沿って両側に延出するよう形成される。この外周凹部６６Ａ、６６Ｂの半径方向の寸法Ｗ５（図４に矢印で示す）は、第２扇形凹部６４の半径方向の寸法Ｗ１（図４に矢印で示す）の半分以下に設定される（Ｗ５≦（Ｗ１／２））。更に、外周凹部６６Ａ、６６Ｂ全体の上記の中心軸Ｏ２を中心とした中心角は、前記した内周凹部６５Ａ、６５Ｂの中心角θ２と等しく設定される。よって、外周凹部６６Ａ、６６Ｂの中心角θ２も、第２扇形凹部６４の中心角θ１よりも大きく、また１８０°よりも小さい値に設定される（θ１＜θ２＜１８０°）。

　更に、回転カム６の回転カム面６２において、前記した第１扇形凹部６３、第２扇形凹部６４、内周凹部６５Ａ、６５Ｂ、及び外周凹部６６Ａ、６６Ｂの形成位置以外の領域は、相対的に各凸部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂよりも突出した凸部を形成する。以下、固定カム面６２において、この各凹部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂ以外の突出した領域を回転側凸部７４、７７というものとする。

　回転側凸部７４、７７は、外周側に形成される外周凸部７５、７８と、内周側に形成される内周凸部７６、７９とにより構成される。外周凸部７５、７８は回転カム６の外周縁に沿って形成される。また、内周凸部７６、７９は小判形孔７１に沿って形成される。また、外周凸部７５、７８の半径方向に対する寸法は、外周凹部６６Ａ、６６Ｂの寸法Ｗ５と等しく、また内周凸部７６、７９の半径方向に対する寸法は、内周凹部６５Ａ、６５Ｂの寸法Ｗ４と等しく設定される。

　また、第１扇形凹部６３の両側で回転側凸部７４、７７との境界部分には傾斜面６７Ａ、６７Ｂが形成され、内周凹部６５Ａ、６５Ｂと回転側凸部７４、７７との境界部分には傾斜面６８Ａ、６８Ｂが形成され、第２扇形凹部６４の両側で回転側凸部７４、７７との境界部分には傾斜面７０Ａ、７０Ｂが形成され、更に、外周凹部６６Ａ、６６Ｂと回転側凸部７４、７７との境界部分には傾斜面６９Ａ、６９Ｂが形成される。この各傾斜面を形成することによっても、夫々凹凸を有する固定カム面４２と回転カム面６２が圧接されつつ回転しても、その回転を円滑に行うことが可能となる。

　上記の回転カム６は、シャフト２と共に回転するようケース１２内に配設される。即ち、回転カム６は小判形孔７１にシャフト２が挿通された状態でケース１２内に配設される。この際、小判形孔７１の形状は小判形状であり、かつシャフト２の断面形状もこれに対応する小判形状である。このため、回転カム６は２に対して回転不能な構成となっている。しかしながら、回転カム６は、ケース１２内でシャフト２の軸線方向（図１に矢印Ｘ１、Ｘ２で示す方向）に対しては移動可能な構成となっている。

　上記構成とされた固定カム４と回転カム６は、前記のようにスプリング８により固定カム４及び回転カム６の各カム面４２、６３が当接（圧接）される。また、スプリング８はシャフト２に挿通されることにより、シャフト２と同軸的に配置された構成となっている。このスプリング８の弾性力により、各カム面４２、６２間にはトルクが発生する。

　次に、主に図６～８を用いて、上記構成とされたヒンジ機構１の動作について説明する。

　なお、前記のように固定カム４と回転カム６は、ケース１２内において固定カム面４２と回転カム面６２が圧接されるよう構成される（図２Ａ－図２Ｃ及び図５Ａ－図５Ｂ参照）。しかしながら、図６～８には、説明の便宜上、実際には圧接される、固定カム４と回転カム６を展開した状態を示す。従って、例えば図６に示す状態において、実際には第１扇形凸部４３と第１扇形凹部６３とが圧接され、第２扇形凸部４４と第２扇形凹部６４とが圧接される。また図７及び図８においても、図６と同様な展開方法で図示する。

　図６は、固定カム４の各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂが、回転カム６の各凹部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂに噛合った状態（係合した状態）を示す。具体的には、第１扇形凸部４３が第１扇形凹部６３に噛合い、第２扇形凸部４４が第２扇形凹部６４に噛合い、内周凸部４５Ａ、４５Ｂが内周凹部６５Ａ、６５Ｂと噛合い、外周凸部４６Ａ、４６Ｂが外周凹部６６Ａ、６６Ｂと噛合った状態となっている。

　前記のように、各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂの形状と、各凹部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂの形状は互いに対応する。また、固定側凹部５２、５３の形状も、当然に回転側凸部７４、７７の形状と対応する。

　従って、回転カム６の回転に伴い固定カム４と回転カム６が、各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂと、回転カム６の各凹部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂとが対向する位置（以下、この位置を噛合い位置という）に至ると、各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂと、回転カム６の各凹部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂは噛合った状態となる。

　この噛合い位置を図９における本体部８１に対して蓋体部８２が閉じた位置（図中、蓋体部８２ａで示す位置）に設定しておくことにより、噛合い位置において吸い込み作用（トルクが増大する作用）を発生させることができる。このため、蓋体部８２ａを閉蓋位置で規制することができ、蓋体部８２ａにガタツキが発生することを防止することができる。なお、この時の本体部８１と蓋体部８２ａとのなす角度を０°とし、本体部８１と蓋体部８２ａとの状態を閉蓋状態という。

　本実施形態では、各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂの形状と、各凹部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂの形状とは、噛合い位置でのみ噛合いが発生するように構成される。即ち、本実施形態に係るヒンジ機構１では、固定カム４に対して回転カム６が３６０°回転する際に、一回のみ噛合い状態があり、これによる吸い込み力が発生する構成となっている。よって、本体部８１に対して蓋体部８２が閉じられた時（閉蓋状態）にのみ上記の吸い込み作用が発生し、蓋体部８２を閉蓋状態に係止することができる。

　図７は、噛合い位置から回転カム６が矢印Ａ方向に９０°回転した状態（以下、９０°回転状態という）を示す。この９０°回転状態は、図９における本体部８１に対して蓋体部８２が直角に開かれた状態（この状態の蓋体部を符号８２ｂで示す）に対応する。

　回転カム６が矢印Ａ方向に回転することにより、各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂの形状と、各凹部６３、６４、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂの噛合いは解除され、吸い込み作用（トルクが増大する作用）もなくなる。

　この９０°回転状態では、第１扇形凸部４３は回転側凸部７７の中央位置（外周凸部７８と内周凸部７９が接続する位置）に係合し、内周凸部４５Ｂは回転側凸部７７の内周凸部７９と係合する。また、第２扇形凸部４４は回転側凸部７４の中央位置（外周凸部７５と内周凸部７６が接続する位置）に係合しており、外周凸部４６Ａは回転側凸部７４の外周凸部７５と係合する。

　即ち、本実施形態に係るヒンジ機構１は、９０°回転状態において、回転側凸部７４は第２扇形凸部４４及び外周凸部４６Ａの２箇所と係合しており、また回転側凸部７７は第１扇形凸部４３及び内周凸部４５Ｂの２箇所と係合する。

　図８は、９０°回転状態から更に回転カム６が矢印Ａ方向に９０°回転した状態（以下、１８０°回転状態という）を示す。この１８０°回転状態は、図９における本体部８１に対して蓋体部８２が水平に開かれた状態（この状態の蓋体部を符号８２ｃで示す）に対応する。

　この１８０°回転状態では、内周凸部４５Ａは回転側凸部７７の内周凸部７９に係合しており、内周凸部４５Ｂは回転側凸部７４の内周凸部７６と係合する。また、外周凸部４６Ａは回転側凸部７７の外周凸部７８に係合しており、外周凸部４６Ｂは回転側凸部７４の外周凸部７５と係合する。

　よって本実施形態に係るヒンジ機構１は、１８０°回転状態において、回転側凸部７４は内周凸部４５Ｂ及び外周凸部４６Ｂの２箇所と係合しており、また回転側凸部７７は内周凸部４５Ａ及び外周凸部４６Ａの２箇所と係合する。

　このように本実施形態に係るヒンジ機構１では、噛合い位置以外の位置においては、回転カム６に形成された回転側凸部７４、７７が、固定カム４に形成された第１扇形凸部４３と、第２扇形凸部４４と、内周凸部４５Ａ、４５Ｂと、外周凸部４６Ａ、４６Ｂとから選択される少なくとも２箇所以上において係合するよう構成される。よって、固定カム４と回転カム６の位置が噛合い位置以外の位置であっても、固定カム４と回転カム６との間にガタツキが発生するようなことはなく、安定した回転動作を実現することができる。

　なお、噛合い位置以外の位置においては、上記のように回転カム６に形成された回転側凸部７４、７７が、固定カム４に形成された各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂと２箇所以上において係合するが、この際スプリング８の弾性力により各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂと回転側凸部７４、７７は圧接される。よって、両者の間に発生する摩擦力により、ヒンジ機構１を電子機器８０に装着した場合、蓋体部８２を本体部８１に対してフリーストップする（任意の回転角度に係止する）ことが可能となる。

　また、本実施形態では上記のように噛合い位置以外の位置において回転カム６に形成された回転側凸部７４、７７が、固定カム４に形成された各凸部４３、４４、４５Ａ、４５Ｂ、４６Ａ、４６Ｂと２箇所以上において係合するように構成する。しかし、この係合箇所は２箇所に限定されるものではなく、３箇所以上において係合するよう構成することも可能である。この構成により、更に回転動作の安定化を図ることができる。

　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能なものである。

　本国際出願は、２０１０年９月１０日に出願された日本国特許出願２０１０－２０３６１７号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１０－２０３６１７号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims

　シャフトと、
　前記シャフトが挿通される第１挿通孔と、第１及び第２扇形凸部が形成される固定カム面とを有し、前記シャフトが前記第１挿通孔内で回転可能とされた固定カムと、
　前記シャフトが挿通される第２挿通孔と、第１及び第２扇形凹部が形成される回転カム面とを有し、前記シャフトの軸線方向に移動可能で且つ前記シャフトに回転不能に配設された回転カムと、
　前記固定カム面と前記回転カム面とを圧接させる弾性部材とを備えるヒンジ機構であって、
　前記固定カム面に、前記第１扇形凸部から前記第１挿通孔に沿って両側に延出するよう内周凸部を形成すると共に、前記第２扇形凸部から前記固定カムの外周に沿って両側に延出するよう外周凸部を形成し、
　前記回転カム面に、前記第１扇形凹部から前記第２挿通孔に沿って両側に延出するよう内周凹部を形成すると共に、前記第２扇形凹部から前記回転カムの外周に沿って両側に延出するよう外周凹部を形成し、
　前記固定カムと前記回転カムが噛み合う噛合い位置において、前記第１及び第２扇型凸部がそれぞれ前記第１及び第２扇形凹部と噛合うと共に、前記内周及び外周凸部がそれぞれ前記内周及び外周凹部と噛合うよう構成し、
　前記噛合い位置以外の位置においては、前記回転カム面の前記第１及び第２扇形凹部と前記内周及び外周凹部の形成位置以外の位置に形成される回転側凸部が、前記固定カム面の前記第１扇型凸部、前記第２扇型凸部、前記内周凸部、前記外周凸部のいずれかと係合するよう構成したことを特徴とするヒンジ機構。
　前記噛合い位置以外の位置において、前記回転カム面の前記回転側凸部が、前記固定カム面の前記第１扇型凸部、前記第２扇型凸部、前記内周凸部、及び前記外周凸部の少なくとも２箇所において係合するよう構成したことを特徴とする請求項１記載のヒンジ機構。
　前記回転カム面の前記回転側凸部は、外周側に形成され、前記外周凹部の半径方向の寸法と等しい半径方向の寸法を有する外周凸部と、内周側に形成され、前記内周凹部の半径方向の寸法と等しい半径方向の寸法を有する内周凸部とから構成されることを特徴とする請求項２に記載のヒンジ機構。
　前記噛合い位置以外の位置において、前記回転カム面の前記回転側凸部が、前記固定カム面の前記第１扇型凸部、前記第２扇型凸部、前記内周凸部、及び前記外周凸部の少なくとも２箇所において係合するとき、前記弾性部材の弾性力により前記回転側凸部は前記固定カム面に対し圧接されることを特徴とする請求項２に記載のヒンジ機構。