(57)【要約】【課題】液晶部が自動的に開く角度を、従来の携帯電話機等における中心角７０°〜９０°より小さくすることを目的とする。【解決手段】ヒンジの一軸に挿通した第一カムと第二カムとを弾性材による押圧を伴って当接させることによって回転摩擦トルクを発生させ、該第一カムと第二カムにおける本体部と液晶部とが折り畳まれた状態から全開にした状態までの液晶回転可能域がヒンジの回転可能域よりも狭小に設定され、前記第一カムの当接面に突起状体が形成され、前記第二カムの当接面の中心角０°〜１８０°において０°に切欠部、次いで回転初期部位より凸頂部、斜降面及び深谷部が回転方向に順に形成され、中心角５０°未満に前記凸頂部を有し、かつ前記本体部と液晶部とが折り畳まれた際に前記第一カムの突起状体における前記第二カムの切欠部への滑落を防止する回転角度規制機能が中心角０°〜凸頂部との間に形成されているセミオート型ヒンジである。【選択図】図２
2010127381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と液晶部とが折り畳み可能な携帯電子機器用一軸セミオート型ヒンジであって、ヒンジの一軸に挿通した第一カムと第二カムとを弾性材による押圧を伴って当接させることによって回転摩擦トルクを発生させ、該第一カムと第二カムにおける本体部と液晶部とが折り畳まれた状態から全開にした状態までの液晶回転可能域がヒンジの回転可能域よりも狭小に設定され、前記第一カムの当接面に突起状体が形成され、前記第二カムの当接面の中心角０°〜１８０°において０°に切欠部、次いで回転初期部位より凸頂部、斜降面及び深谷部が回転方向に順に形成され、中心角５０°未満に前記凸頂部を有し、かつ前記本体部と液晶部とが折り畳まれた際に前記第一カムの突起状体における前記第二カムの切欠部への滑落を防止する回転角度規制機能が中心角０°〜凸頂部との間に形成されていることを特徴とするセミオート型ヒンジ。
【請求項２】
前記セミオート型ヒンジの一軸が、片端に鍔が形成されたヒンジ軸であって、該ヒンジ軸が筐体に内挿されており、該ヒンジ軸に少なくとも第一カム、第二カム、及び弾性材とが挿通され、前記筐体に第二カムを該筐体と同期して回転可能に係止し、前記回転角度規制機能を前記ヒンジ軸の鍔に形成された第一回転角度規制用突起と第一カムの当接面との反対面に形成された第二回転角度規制用突起との突き当てにより発生させることによって第一カムの突起状体における第二カムの切欠部への滑落を防止することを特徴とする請求項１に記載されたセミオート型ヒンジ。
【請求項３】
前記セミオート型ヒンジにおけるヒンジの一軸に、少なくとも第一カム、第二カム、及び弾性材とが挿通され、該ヒンジ軸が筐体に内挿され、該筐体に第二カムを該筐体と同期して回転可能に係止し、前記回転角度規制機能を前記ヒンジ軸の軸周面に形成された第一回転角度規制用突起と第二カムの当接面との反対面に形成された第二回転角度規制用突起との突き当てにより発生させ、第一カムの突起状体における第二カムの切欠部への滑落を防止することを特徴とする請求項１に記載されたセミオート型ヒンジ。
【請求項４】
前記セミオート型ヒンジにおけるヒンジの一軸に、少なくとも第一カム、第二カム、弾性材、回転角度規制用回転カム及び回転角度規制用固定カムとが挿通され、該ヒンジの一軸が筐体に内挿され、該筐体に第二カムを該筐体と同期して回転可能に係止し、前記回転角度規制機能が前記回転角度規制用回転カムと前記回転角度規制用固定カムとを当接することによって発生させ、前記回転角度規制用回転カムはヒンジ軸に回転可能に外挿され、かつ当接面の径方向に円周状に設けた溝に凹凸面が交互に形成され、前記回転角度規制用固定カムはヒンジ軸に同期して回転するように外挿され、かつ当接面の円周に設けた溝に凹凸面を交互に有し、前記回転角度規制用回転カムと回転角度規制用固定カムとの凸面同士を突き当てることによってヒンジの回転角度可能域を規制することによって第一カムの突起状体における第二カムの切欠部への滑落を防止することを特徴とする請求項１に記載されたセミオート型ヒンジ。
【請求項５】
前記凸頂部、斜降面、深谷部が軸径の円周に沿って１８０°対象に配置され、前記第二カムの凸頂部が中心角２０〜４０°及び２００〜２２０°に、かつ前記深谷部が中心角１５０°〜１８０°及び３３０°〜３６０°の２位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載されたセミオート型ヒンジ。
【請求項６】
前記回転角度規制用機能が中心角０°〜１５°と１８０°対象位置の１８０〜１９５°の２位置に形成されていることを特徴とする請求項５に記載されたセミオート型ヒンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体部と液晶部とが折り畳み可能な携帯電子機器に使用される一軸ヒンジに関し、特に折り畳まれて完全に閉じた状態から液晶部を開く際に、従来品より早い段階から自動的に液晶部が全開する機能を有するセミオート型ヒンジに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、本体部と液晶部とが折り畳み可能な携帯電子機器として、液晶部が閉じられた状態から所定の角度まで開いた際にヒンジの機能が作用して自動で開閉動作を行うものが製造されている。
特に携帯電話用のヒンジは、液晶部が閉じられた状態から通話やメールあるいはカメラ等を操作する際に、本体部と液晶部との隙間に指を押し込むか、液晶部を手で掴み押し上げることによって液晶部を開いていく。現在の一般的な製品では回転初期（中心角０°）より中心角７０°〜９０°開いた後、ヒンジの機能が作用して自動的に液晶部が開いていく。現在の一般的な製品では最大開き角度は中心角１６５°近辺に設定されている。
【０００３】
さらに液晶部を閉じる際には、液晶部を全開位置から閉じる方向に倒し、ヒンジを回転させると、約７０°〜６０°付近から液晶部が自動的に閉じていく製品が多い。
即ち、現在の一軸ヒンジにおいては、突起の頂点を中心に左右に大きな滑り傾斜面が形成された第二カム（通称スライドカム）と、第二カムの滑り傾斜面と第一カムの突起とが対向するようにヒンジ軸に外挿し、更に第二カムを圧縮コイルばねの反発力で付勢し、第一カムと第二カムとの間に回転摺動トルクが発生するように構成されていた。
【０００４】
現在の多くの一軸ヒンジは、ヒンジの３６０°回転や時計・反時計回りなどの多様性を実現するために、スライドカムの円周３６０°方向における９０°毎の四箇所に凹凸面が形成された１８０度対称カムが採用されている。
これはスライドカムの当接面に形成された頂点や傾斜面等の凹凸面が丁度１８０°で対称に形成されている機構である。このような機構では、カムの当接面の摩擦による回転トルクは、９０°毎の凹凸面の位置とばね力に依存して変化する。
【０００５】
液晶部の開閉角度とスライドカムの凹凸の配置は、凹凸面の配置におけるスライドカムの凹部で当接した際に最小のトルク値となる。そのため、この位置を中心角０°（全閉）又は１８０°（全開）とし設計されている。
更に、通常は９０°回転した凸部の頂部でトルク値が最大となるので、この位置付近を液晶部が自動的に開閉する際の動作発生部としている。
【０００６】
上記のようなヒンジを利用した携帯電子機器としては、特許文献１乃至４に示す技術が開示されている。更に特殊な特性が追加された技術として、特許文献５に示されたヒンジ機能にフリクション機能を追加しトルク特性に変化を与えるものや、特許文献６に示された回転角度の規制機構を追加することによって回転角度を最大１８０°までに制限したもの等が提案されていた。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２６２２７号公報
【特許文献２】特許２７９６２７５号公報
【特許文献３】特許３２４９７５７号公報
【特許文献４】特許３８８３６０７号公報
【特許文献５】特開２００４−１８３６９８号公報
【特許文献６】特開２００４−２７８６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、携帯電話等の携帯電子機器における液晶部が自動的に開く角度を、従来の携帯電話機等における中心角７０°〜９０°より小さくすることができる携帯電子機器用一軸セミオート型ヒンジを提供することを目的とする。
また携帯電子機器の使用によりカム等のヒンジ部品が経時劣化した場合や、衝撃落下等の応力にも対抗し得る長寿命、高耐久性もセミオート型ヒンジを提供することを目的とする。
更に好ましくは、自動的に開く角度を中心角７０°〜９０°の半分以下とし、自動的に閉じ始める角度を７０°〜６０°の半分以下にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
（１）本発明は、本体部と液晶部とが折り畳み可能な携帯電子機器用一軸セミオート型ヒンジであって、ヒンジの一軸に挿通した第一カムと第二カムとを弾性材の押圧を伴って当接させることによって回転摩擦トルクを発生させ、該第一カムと第二カムにおける本体部と液晶部とが折り畳まれた状態から全開にした状態までの液晶回転可能域がヒンジの回転可能域よりも狭小に設定され、前記第一カムの当接面に突起状体が形成され、前記第二カムの当接面の中心角０°〜１８０°において０°に切欠部、次いで回転初期部位より凸頂部、斜降面及び深谷部が回転方向に順に形成され、中心角５０°未満に前記凸頂部を有し、かつ前記本体部と液晶部とが折り畳まれた際に前記第一カムの突起状体における前記第二カムの切欠部への滑落を防止する回転角度規制機能が中心角０°〜凸頂部との間に形成されていることを特徴とするセミオート型ヒンジである。
【００１０】
（２）前記セミオート型ヒンジの一軸が、片端に鍔が形成されたヒンジ軸であって、該ヒンジ軸が筐体に内挿されており、該ヒンジ軸に少なくとも第一カム、第二カム、及び弾性材とが挿通され、前記筐体に第二カムを該筐体と同期して回転可能に係止し、前記回転角度規制機能を前記ヒンジ軸の鍔に形成された第一回転角度規制用突起と第一カムの当接面との反対面に形成された第二回転角度規制用突起との突き当てにより発生させることによって第一カムの突起状体における第二カムの切欠部への滑落を防止することを特徴とする上記（１）に記載されたセミオート型ヒンジである。
ここで弾性材としては、コイルばね、板ばね、皿ばね等が挙げられる。特に好ましくはコイルばねである。
【００１１】
（３）本発明は、前記セミオート型ヒンジにおけるヒンジの一軸に、少なくとも第一カム、第二カム、及びコイルばねとが挿通され、該ヒンジ軸が筐体に内挿され、該筐体に第二カムを該筐体と同期して回転可能に係止し、前記回転角度規制機能を前記ヒンジ軸の軸周面に形成された第一回転角度規制用突起と第二カムの当接面との反対面に形成された第二回転角度規制用突起との突き当てにより発生させ、第一カムの突起状体における第二カムの切欠部への滑落を防止することを特徴とする上記（１）に記載されたセミオート型ヒンジである。
【００１２】
（４）本発明は、前記セミオート型ヒンジにおけるヒンジの一軸に、少なくとも第一カム、第二カム、コイルばね、回転角度規制用回転カム及び回転角度規制用固定カムとが挿通され、該ヒンジの一軸が筐体に内挿され、該筐体に第二カムを該筐体と同期して回転可能に係止し、前記回転角度規制機能が前記回転角度規制用回転カムと前記回転角度規制用固定カムとを当接することによって発生させ、前記回転角度規制用回転カムはヒンジ軸に回転可能に外挿され、かつ当接面の径方向に円周状に設けた溝に凹凸面が交互に形成され、前記回転角度規制用固定カムはヒンジ軸に同期して回転するように外挿され、かつ当接面
の円周に設けた溝に凹凸面を交互に有し、前記回転角度規制用回転カムと回転角度規制用固定カムとの凸面同士を突き当てることによってヒンジの回転角度可能域を規制することによって第一カムの突起状体における第二カムの切欠部への滑落を防止することを特徴とする上記（１）に記載されたセミオート型ヒンジである。
【００１３】
（５）本発明は、前記凸頂部、斜降面、深谷部が軸径の円周に沿って１８０°対象に配置され、前記第二カムの凸頂部が中心角２０〜４０°および２００〜２２０°に、かつ前記深谷部が、中心角１５０°〜１８０°および３３０°〜３６０°の２位置に配置されていることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれか一に記載されたセミオート型ヒンジである。
（６）本発明は、前記回転角度規制用機能が中心角０°〜１５°と１８０°対象位置の１８０〜１９５°の２位置に形成されていることを特徴とする上記（５）に記載されたセミオート型ヒンジである。
【００１４】
以下、本発明に係るセミオート型ヒンジについて詳細に説明する。
本発明における携帯電子機器用一軸セミオート型ヒンジは、第一カムと第二カムとを当接させることによって回転摩擦トルクを発生させる。
【００１５】
第一カムと第二カムとの本体部と液晶部とが折り畳まれた状態から全開にした状態までの液晶回転可能域がヒンジの回転可能域よりも狭小であることを特徴とする。
また前記第一カムの当接面には突起状体が形成されている。
本願の第１および第2カムは180°対象に同じ形態の凸凹の形状を有すカム形状が配置されているので、以下回転角度の表記は、０〜１８０°の領域に限定し説明する。
前記第二カムの当接面の中心角０°〜１８０°において０°未満に切欠部、次いで回転初期部位より凸頂部、斜降面及び深谷部が回転方向に順に形成され、中心角５０°未満に前記凸頂部を有している。
【００１６】
自動的に開閉する角度の引き下げを実現するためには、最大の回転トルクが発生する第二カムの当接面における凸面（凸頂部）を中心角５０°未満にすることによって実現することができる。
さらに好ましくは、前記第二カムの凸頂部が中心角２０〜４０°の位置に配置され、かつ前記深谷部が、中心角１５０°〜１８０°の位置に配置されるのが好ましい。
【００１７】
このような構成を採用することにより、現在の同製品が例えば左手に携帯電話を保持し、右手で液晶部の開閉操作を行う必要があったのに対し、左手の指を本体部と液晶部の間に入れ、又は指で液晶部を持ち上げる程度の操作で、容易に液晶部が自動的に開くことが可能になる。自動的に開閉する角度の引き下げを実現するためには、最大の回転トルクが発生する第二カムの凸頂部を切欠部の凹面（０°）側に大幅に接近させて第二カムの凸頂部を中心角２０〜４０°にすることによって実現することができる。
このようなセミオート型ヒンジを用いることによって、携帯電話等の携帯電子機器における液晶部の開閉操作をすばやく行うことができ、また利便性を飛躍的に向上させることができる。
【００１８】
しかし、このような構成にするためには、従来品より全回転角度域（０°〜１８０°）に渡って大きなトルク変化を付与する必要がある。そのためには第二カムの滑り斜面の傾斜を大きくとり、また凹凸部間の溝の高低差を大きくとる必要があった。そこで本発明は、中心角５０°未満に凸頂部を形成し、深谷部との連接部に斜降面を形成した。現在の製品では９０°毎に凹凸部が形成されているが、本発明において左右非対称であり、かつ０°〜凸頂部に急斜面が形成されている。
【００１９】
さらに本発明に係るセミオート型ヒンジは、前記本体部と液晶部とが折り畳まれた際に前記第一カムの突起状体における前記第二カムの切欠部への滑落を防止する回転角度規制機能が中心角０°〜凸頂部との間に形成されていることを特徴とする。特に回転角度規制機能が０°〜１５°の位置に形成されているのが好ましい。
【００２０】
自動的に開閉する角度を中心角０°側に近接させると以下の技術的な問題が発生する。即ち、本発明に係るセミオート型ヒンジは、第二カムの滑り面が０°側に近接し、かつ切欠部（０°）側に急斜面を有する。液晶部が完全に閉じられた状態のまま携帯電子機器が床等に落下した場合、携帯電子機器の筐体が変形を受け設計からは予想外なカムの滑りが発生したり、あるいはヒンジの開閉動作による部品の摩耗損傷によって発生するガタの影響により、第一カムの突起状体が第二カムの０°に設置された急峻な切欠部（溝）に滑落するという問題がある。
【００２１】
このように第一カムの突起状体が第二カムの当接面における切欠部に滑落した場合、第一カムの突起状体は第二カムの溝に強く嵌まり込むため、軸回転が不能になるか、あるいは一度滑落したカム同士において再度容易に滑落するように部品が変形することも考えられるため、使い勝手が極めて悪い携帯電話になる可能性がある。
このような問題を解決する構成として、回転角度規制機能が中心角０°〜凸頂部の位置に形成するのが好ましい。更に前記回転角度規制機能が中心角０°〜１５°の位置に形成されていることがより好ましい。
【００２２】
ここで、本発明に係るヒンジの回転角度規制機能を説明する。図１７は、回転角度に対して第１カムと第２カムのカム斜面の当接から上記のトルク発生と回転角度規制機能を説明する概念図を示す。
本発明に係るセミオート型ヒンジにおいては、上記（２）に係る発明については、回転軸と第１カム間で、上記（３）に係る発明については、回転軸と第２カムの間で、上記（４）に係る発明については、回転角度規制用回転カムと回転角度規制用固定カムの間で滑落防止機構が働き、第１カムの突起状体が第２カムの切欠部に滑落する危険を防止する機能を発揮する。
【００２３】
図１７は、回転角度とカムの当接位置を示す概念図であり、Ａ点未満は深谷部への切欠部であり、A-C間は回転初期部位、Ｃ−Ｄ間は凸頂部、Ｄ−Ｅ間は斜降面であり、Ｅ点は
深谷部となっている。
また第一カム２の突起状体２−１が第２カムのA−C-D-E方向に動く場合がヒンジを開く動作であり、第１カムの突起２−１がD点を通過するとヒンジが自動で開く動作域に入る
。
図１７は、第１カムの突起状体が第２カムの斜面A-C間の中間Bにあり、この位置で上記した滑落防止機構が作用して突起状体がAの切欠部方向への移動や滑落を防止する様子を
示している。
図１７は、ヒンジが閉じた状態と滑落防止機能が作用する回転角度位置が同一であり、この後ヒンジを開く場合はこの位置が初期回転開始位置となる。
本実施形態に係るセミオート型ヒンジを携帯電話等に組み込み使用する場合、ヒンジは回転角度規制値に対し若干回転させた位置を初期回転開始位置するオフセット角度で設置し、落下等の状況以外の一般使用に当たっては、回転角度規制機構が働かない様にすることも可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、携帯電子機器において、液晶部が自動的に開く角度を従来の携帯電話機等における中心角７０°〜９０°より小さくすると共に、長寿命、高耐久性を有した携帯電子機器用一軸セミオート型ヒンジを提供するという効果を奏する。
更に自動的に開く角度を中心角７０°〜９０°の半分以下とし、自動的に閉じ始める角度を７０°〜６０°の半分以下にするという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る実施の形態を図面に則して説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明に係るセミオート型ヒンジの一例を示すものであって本発明を限定するものではない。
実施形態１
図１は本実施形態１に係るセミオート型ヒンジ１０を示す分解図である。
図１に示す如く、本実施形態に係るセミオート型ヒンジ１０は、筐体１、第一カム２、第二カム３、弾性材（コイルばね）４及びヒンジ軸５とから構成されている。なお符号６はスライディングリングであり、符号７は固定用板である。
前記ヒンジ軸５は筐体１に内挿されており、該ヒンジ軸５には第一カム２及び第二カム３とが挿通されている。第二カムの当接面の反対側にはコイルばね４が配置され、第一カム２と第二カム３とを当接させることによって回転トルクを付勢している。
【００２６】
図２は、本実施形態１に係るセミオート型ヒンジ１０についての分解斜視図である。
図２に示す如く、ヒンジ軸５に第一カム２と、第二カム３と、コイルばね４とを順に挿通し、ヒンジ軸５の先端を筐体の側壁に設けた貫通孔に挿入し、スライディングリング６を外挿し、固定用板７によって端部を固定する。
第二カム３はコイルばね４によって押圧されており、筐体１と同期して回転可能に係止されるが、軸方向に移動可能となっている。
【００２７】
図３は、前記筐体１の構造を示す断面図である。（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は縦断面図である。
図３（ａ）に示す如く、本実施形態１に用いられる筐体１は、側壁にヒンジ軸を挿通する貫通孔１−２を有している。また筐体１の開口部における周面二箇所には第二カム３を軸方向への移動を案内するガイド溝１−３が形成されている。
また図３（ｂ）に示す如く、筐体１の平面及び底面は曲面であるが、両側面は平滑部１−４となっている。
【００２８】
図４は、ヒンジ軸５の構造を示す図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図（一部透視形状を点線で示す。）である。
図４（ａ）に示す如く、本実施形態１に用いられるヒンジ軸５は、右側面が前記筐体１の側壁に設けた貫通孔に挿入し、固定用板７によって固定される端部５−３を有する。左側面は鍔５−１となっている。さらにシャフトの一部にはＤカット断面部５−２が形成されている。
また図４（ｂ）に示す如く、ヒンジ軸５の鍔５−１の外周には第一角度規制用突起５−４が形成されている。
【００２９】
図５は、第二カム３の構造を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）左側面図、（ｃ）は平面図を示す。
図５（ａ）に示す如く、本実施形態１に用いられる第二カム３は、側面に前記筐体１のガイド溝１−３に係合するスライド突起３−４が形成されている。スライド突起３−４の一側面は切欠部３−８となっている。また第一カム２との当接面は、回転初期の部位である斜面３−３、凸頂部３−９、急斜面３−７、斜降面３−１と続き深谷部３−２が形成されており、コイルばねはカムの底部３−６に反撥力を押圧している。
【００３０】
前記図５（ｂ）に示す如く、閉じた筐体を開く場合、第1カムの突起面２−１は、第2カムの斜面３−３、３−９、３−７、３−１、３−２の順に反時計周りに摺動する。
また第二カムの軸中心はＤカット形状の軸孔３−５となっており、前記ヒンジ軸５のＤ
カット断面部５−２と嵌合する。即ち、本実施形態１においては、筐体１と第二カム３及びヒンジ軸５とは回転ガタがなく同期して回転するように形成されている。
【００３１】
またヒンジは、図５（ｃ）に示す如く、後述する第一カム２の突起状体２−１が斜降面３−７、３−１をコイルばねに押圧されながら滑り落ちることにより筐体を開くトルクが発生する。
上述の如く、本実施形態１において凸頂部３−９は中心角２０〜４０°に形成されており、該凸頂部３−９を第一カム２の突起状体２−１が通過すると、斜降面３-７、３−１
における開きトルクが発生する。従って、本実施形態１に係るセミオート型ヒンジを組み込んだ携帯電子機器は、自動的に開く角度が中心角７０°〜９０°の半分以下となる。
【００３２】
図６は、第一カムの構造を説明するための図である。（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
図６（ａ）に示す如く、本実施形態１に用いられる第一カム２は、右側面に第二回転角度規制用突起２−５を有している。また第一カム２の貫通孔２−３は円筒状に形成されており、前述のヒンジ軸５のシャフトに対しては回転可能な形状になっている。
また図６（ｂ）及び（ｃ）に示す如く、第一カム２の当接面との反対面には二箇所に突起状体２−１が形成されている。かかる突起状体２−１は、前述の第二カム３と当接する箇所である。
回転角度規制機能は、第一カム２とヒンジ軸５の鍔５−１とが当接しながら相互に回転することによって、ヒンジ軸５の鍔５−１に形成され第2カム３と同期して回転するヒン
ジ軸５に設置した前記第一回転角度規制突起５−４と、第一カム２の左側面に形成された第二回転角度規制突起２−５とが突き立てられることによって回転角度規制機能が発揮される。
【００３３】
回転角度規制機能は、第2カム３の回転角度で言えば中心角０°〜第二カム３の前記凸
頂部３−９の間で発生するように設計される。このように第一回転角度規制突起と第二角度規制突起とを突き当てることによって、図6（ｂ）に示される2つの第一カムの突起状体２−１が第二カムの切欠部３−８への滑落を防止する効果が生じる。
【００３４】
図７は、筐体１、第一カム２、第二カム３、コイルばね４、ヒンジ軸５、スライディングリング６及び固定用板７とによって、本実施形態１に係るセミオート型ヒンジ１０を組み立てた状態を示す図である。（ａ）は第1カム２の突起状体２−１が第２カムの深谷部
３−２に位置し、いわゆる斜降面３−１を滑り降りた時の内部の状態を示した正面透視図である。（ｂ）及び（ｃ）は第一カム２とヒンジ軸５との回転における回転角度規制機能の発生を説明する右側面図である。先ず図７（ｂ）は、ヒンジが回転を開始する初期状態を示し第１カムの突起状体２−１が第２カムの斜面３−３にあり、且つヒンジ軸５の鍔に設置された第１回転角度規制用突起５−４と第1カム２の第２回転角度規制用突起２−５
がＡ点で吸込み力を発揮しながら突き当たり回転規制を受けている状態を示す。尚、この図では第１カム２がＡからＢ方向に回転する場合が自動的に開く方向であり、逆にＢからＡ方向が閉じ方向を表す。（ｃ）は、ヒンジ軸５に対して第１カム２が１８０°回転し、図７（a）と同じ状態で停止した場合を示す。本実施形態１に係るヒンジは、軸５の回転
域は、（ｂ）に示したＡ〜Ｂの１８０°以内に限定し、３６０°回転は不可と規定している。
【００３５】
実施形態２
図８は、本実施形態２に係るセミオート型ヒンジを示す分解斜視図である。図８に示す如く、本実施形態に係るセミオート型ヒンジ３０は、筐体３１、第一カム３２、第二カム３３、コイルばね３４及びヒンジ軸３５とから構成されている。図に示す如く、ヒンジ軸３５に第一カム３２と、第二カム３３と、コイルばね３４とを順に挿通し、ヒンジ軸の右
端を固定板３５−５によって固定する。さらにヒンジ軸３５の先端を、筐体の側壁に設けた貫通孔３１−２に挿入し、スライディングリング３６を外挿し、固定用板３７によって端部を固定する。第二カムの当接面の反対側にはコイルばね３４が配置され、第一カム３２と第二カム３３とを当接させることによって回転トルクを付勢している。
第二カム３３はコイルばね３４によって押圧されており、筐体３１と同期して回転可能に係止されるが、軸方向へは移動可能となっている。
【００３６】
図９は、ヒンジ軸３５の構造を示す図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図（一部透視形状を点線で示す。）である。
図９（ａ）に示す如く、本実施形態２に用いられるヒンジ軸３５は、右側面が前記筐体３１の側壁に設けた貫通孔３１−２に挿入し、固定用板３７によって固定される端部を有している。左端には別部材からなる固定板３５−５が固着されている。またヒンジ軸３５の右端近傍は、Ｄカット断面部３５−２となっている。さらにヒンジ軸の軸周面には、図に示す如く第一角度規制用突起３５−６が形成されている。
また図９（ｂ）に示す如く、前記第一角度規制用突起３５−６は、軸対称二箇所に形成されている。さらにヒンジ軸の右端には略四角形状の固定板３５−５が固着されている。
【００３７】
図１０は、第二カム３３の構造を示す図である。（ａ）は左側面図、（ｂ）正面図である。
図１０（ａ）に示す如く、本実施形態２に用いられる第二カム３３は、側面に前記筐体３１のガイド溝３１−３に係合するスライド突起３３−４が形成されている。また第一カム３２との当接面には凹凸形状が形成されており、コイルばねに押圧されてカムトルクが生じるようになっている。
また第二カム３３の左側面には、第二角度規制用突起３３−７が形成されている。また第二カム３３の軸中心は円筒状であり、内挿されるヒンジ軸とは同期して回転しない。
従って、第二カム３３とヒンジ軸３５の軸周面に形成された第一角度規制用突起３５−６とが相互に回転することによって、ヒンジ軸３５に形成された前記第一回転角度規制突起３５−６と、第二カム３３の左側面に形成された第二回転角度規制突起３３−７とが突き立てられることによって回転角度規制機能が発揮される。
【００３８】
第二カム３３の前記凹凸形状は、図１０（ｂ）に示す如く、液晶部が閉じた状態を中心角０°とすると、０°から順に凸頂部３３−９、斜降面３３−１及び深谷部（切欠部）となっている。
本実施形態２においては、凸頂部３３−９は中心角２０°〜４０°の位置に形成される。このような構成によって、後述する第一カム３２の突起状体が斜降面３３−１をコイルばねに押圧されることにより、カムの当接面に吸込トルクが発生する。
回転角度規制機能は、中心角０°〜第二カム３３の前記凸頂部３３−９の間で発生するように設計される。
【００３９】
本実施形態２においては、ヒンジ軸３５の第一回転角度規制突起３５−６と第二カム３３の第二角度規制突起３３−７とを突き当てることによって、第一カムの突起状体３２−１が第二カムの切欠部への滑落を防止する効果が生じる。  
さらに本実施形態２において凸頂部は、中心角３０〜５０°に形成されており、該凸頂部を第一カム３２の突起状体が通過すると、斜降面３３−１における吸込トルクが発生する。従って、本実施形態２に係るセミオート型ヒンジを組み込んだ携帯電子機器は、自動的に開く角度が中心角７０°〜９０°の半分以下となる。
【００４０】
図１１は、第一カムの構造を説明するための図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
図１１（ａ）に示す如く、本実施形態２に用いられる第一カム３２は、左側面に第二カ
ム３３に当接する突起状体１２−１が形成されている。また第一カム３２の貫通孔は円筒状に形成されている。
また図１１（ｂ）に示す如く、第一カム３２の右側面には略四角形状の凹溝３２−６が形成されている。該凹溝３２−６は、前述のヒンジ軸３５の固定用板３５−５が嵌合し、ヒンジ軸３５と第一カム３２とは同期して回転可能になる。
【００４１】
図１２は、筐体３１、第一カム３２、第二カム３３、コイルばね３４、ヒンジ軸３５、スライディングリング３６及び固定用板３７とによって、本実施形態２に係るセミオート型ヒンジ３０を組み立てた状態を示す図である。（ａ）は内部の状態を示した正面透視図であり、第１カムの３２の突起状体３２−１が第２カム３３の深谷部に落ち込みヒンジが開いた状態を示す。（ｂ）は(a)に示された状態で第二カム３３に設置された第２回転角
度規制用突起３３−７とヒンジ軸３５に設置された第１回転角度規制用突起３１−６の位置関係を固定板３７側から見た模式図である。（ａ）と（ｂ）は、第１回転角度規制用突起３１−６と第２回転角度規制用突起３３−７が離れた位置にあり、回転角度規制を受けていない状態にあることが判る。
【００４２】
図１２の（ｃ）は、ヒンジの閉じ操作により第１カム３３の突起状体が第２カムの降斜面３３−１を登り、ばね１４が最大に圧縮され大きな反発力を発揮して第１カム３２の突起状体と第２カム３３の凸頂部が当接して閉じた状態（回転初期部位）に位置していることを示す。第２カム３３がヒンジ軸３５の軸方向に沿って圧縮されることで第２回転角度規制突起も移動し、第１回転角度規制突起３１−６と第２回転角度規制突起３３−７が当接し回転角度規制機構が働いている状態を示す。（ｄ）は、（ｃ）の回転角度規制が実施されている状態を固定板３７側から見た模式図を示している。ヒンジ軸３５に対して傾斜して設置された第１回転角度規制突起３１−６に第２カム３３の第２回転角度規制突起３３−７がＡ点で当接し、第２カム３３が矢印で示されたＡ点以上に移動することを阻止され、滑落を免れることを示す。尚、（ｃ）はヒンジの回転軸３５が固定され回転カム３３のみが一方的に回転すると仮定すれば、Ａ点が回転初期位置でありＢ点が１８０°回転した位置で（ａ）と（ｂ）で示された状態となる。
【００４３】
実施形態３
図１３は、本実施形態３に係るセミオート型ヒンジを示す分解斜視図である。図１３に示す如く、本実施形態に係るセミオート型ヒンジ５０は、筐体５１、第一カム５２、第二カム５３、コイルばね５４、ヒンジ軸５５、回転角度規制用固定カム５８及び回転角度規制用回転カム５９とから構成されている。
図に示す如く、ヒンジ軸５５に第一カム５２と、第二カム５３と、コイルばね５４と、回転角度規制用回転カム５９と、回転角度規制用固定カム５８とを順に挿通し、ヒンジ軸５５の先端を、筐体５１の側壁に設けた貫通孔に挿入し、スライディングリング５６を外挿し、固定用板５７によって端部を固定する。第二カム５３と回転角度規制用回転カム５９との間にコイルばね５４を配置し、第一カム５２と第二カム５３及び回転角度規制用固定カム５８と回転角度規制用回転カム５９とを当接させることによって回転トルクを付勢している。
第二カム５３はコイルばね５４によって押圧されており、筐体５１と同期して回転可能に係止されるが、軸方向へは移動可能となっている。
【００４４】
図１４は、筐体５１及びヒンジ軸５５の構造を示す図である。（ａ）は筐体５１の断面図であり、（ｂ）は筐体５１の右側面図、（ｃ）はヒンジ軸５５の正面図、（ｄ）はヒンジ軸５５の左側面図である。
図１４（ａ）に示す如く、本実施形態３に用いられる筐体５１は、側壁にヒンジ軸を挿通する貫通孔を有している。また筐体５１の開口部における周面二箇所には第二カム５３を軸方向への移動を案内するガイド溝５１−３が形成されている。符号５１−６は、回転
角度規制用回転カム５９の軸方向への移動を規制する凸部である。
また図１４（ｂ）に示す如く、筐体５１の平面及び底面は曲面であるが、両側面は平滑部５１−４となっている。
図１４（ｃ）に示す如く、本実施形態３に用いられるヒンジ軸５５は、側面が前記筐体５１の側壁に設けた貫通孔に挿入され、固定用板５７によって固定される端部を有している。またヒンジ軸５５の左端近傍は、Ｄカット断面部５５−６となっている。かかるＤカット断面部５５−６は、回転角度規制用固定カム５８の回転をヒンジ軸５５に同期させるための機構となっている。
また図１４（ｄ）に示す如く、前記ヒンジ軸５５の右左端は略四角形状の鍔５５−７が形成されている。かかる鍔は第一カム５２に嵌合して固定される。
【００４５】
図１５は、回転角度規制機能を発生する部材に関する説明図である。（ａ）は回転角度規制用固定カム５８の正面図、（ｂ）は回転角度規制用固定カム５８の側面図、（ｃ）は回転角度規制用回転カム５９の正面図、（ｄ）は回転角度規制用回転カム５９の側面図、（ｅ）はトルクプレート６０の正面図、（ｆ）はトルクプレートの側面図である。
図１５（ａ）に示す如く、回転角度規制用固定カム５８は、側面に凸部５８−２及び平滑部５８−７を有している。また図１５（ｂ）に示す如く、回転角度規制用固定カム５８の中心には貫通孔５８−４が形成されている。かかる貫通孔５８−４は、Ｄカット断面を有しており、前記ヒンジ軸のＤカット断面５５−６に嵌合することによってヒンジ軸５５と回転角度規制用固定カム５８は同期して回転可能となる。また、固定カム５８の凸部５８−２は、（ｂ）に示すようにハッチングされた突起５８−５と斜面５８−６からなる。
【００４６】
また図１５（ｃ）に示す如く、回転角度規制用回転カム５９は、回転角度規制用固定カム５８の当接面が凹溝５９−２となっている。かかる凹溝５９−２は、図１５（ｄ）に示す如く、凸部５９−４と、凹部５９−２、傾斜部５９−３を有する。
【００４７】
本実施形態３においては、回転角度規制用回転カム５９と回転角度規制用固定カム５８とを突き当て、具体的には固定カム５８の突起５８−５と回転カム５９の凹部５９―２が嵌り回転可能域をなす。詳細には固定カム５８の突起５８−５の端部５８−８と回転カム５９の凹部５９−２の端部５９−８が当接した状態が第１カム５２と第２カム５３の間に滑落を防止した回転角度規制位置となる。
【００４８】
図１６は、実施形態３に係るセミオート型ヒンジの動作を説明する正面透視図である。図１６（ａ）は、ヒンジが閉じられた場合であり、第１カム５２が第２カム５３の降斜面を登り、ばね５４が圧縮された初期回転位置にある場合を示し、回転角度規制用固定カム５８と回転角度規制用回転カム５９が上記した回転角度規制位置にある状態を示す。
図１６（ｂ）は、ヒンジが回転し回転規制用固定カム５８の斜面５８−６と回転規制用回転カム５９の斜面５９−３が当接した位置を示す。図中におけるばね５４は、ヒンジ回転により最大圧縮位置から開放されていることが判る。
図１６（ｃ）は、セミオート型ヒンジの回転角度の後半を示す図であって、回転規制用固定カム５８と回転規制用回転カム５９のそれぞれの突起部（５８−５と５９−４）が当接し、回転移動する際に発生する摩擦トルクによってフリーストップ動作が追加されたヒンジ例を示している。
【００４９】
図１８は、上記実施形態１、２、３に係るセミオート型ヒンジのトルク値と回転角度の関係を示すグラフである。曲線（ａ）は開く動作を示し、曲線（ｂ）は閉じる動作を示すグラフである。曲線（ｃ）と曲線（ｄ）は実施形態３にのみ関わるもので１３５°付近からフリーストップ動作が追加された場合の軌跡を示している。本発明に係る回転角度規制は、点Ｂ(約１０°)で発揮されＢ点から０度側にヒンジが回転できない様子が示されている。
図１８に示された曲線特性を有するヒンジは、トルクの変化点が４５度付近にあるので、このヒンジを携帯電話の実機に組み込むとするとＢ点（１０度）までの不動域は、取り付けオフセットとなるので、自動的に液晶側の筐体が開く動作を開始する角度は、４５−１０＝３５°、同様に閉じ側は、変化点が約２８°であるので、２８−１０＝１８°となる。これは従来機種の半分以下を実現するものである。
従って、本実施形態１、２、３に係るセミオート型ヒンジを組み込んだ携帯電子機器は、自動的に開く角度が中心角７０°〜９０°の半分以下となり、さらに自動的に閉じ始める角度を７０°〜６０°の半分以下することが可能になるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係るセミオート型ヒンジは広く携帯電子機器に使用することができる。特に携帯電話機に利用するのが最適である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態１に係るセミオート型ヒンジを示す分解図である。
【図２】実施形態１に係るセミオート型ヒンジについての分解斜視図である。
【図３】実施形態１に係る前記筐体の構造を示す断面図である。（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は縦断面図である。
【図４】実施形態１に係るヒンジ軸の構造を示す図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図５】実施形態１に係る第二カムの構造を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）左側面図、（ｃ）は平面図を示す
【図６】実施形態１に係る第一カムの構造を説明するための図である。（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
【図７】本実施形態１に係るセミオート型ヒンジを組み立てた状態を示す図である。（ａ）は内部の状態を示した正面透視図である。（ｂ）及び（ｃ）は第一カムとヒンジ軸との回転における回転角度規制機能の発生を説明する右側面図である。
【図８】本実施形態２に係るセミオート型ヒンジを示す分解斜視図である。
【図９】実施形態２に係るヒンジ軸の構造を示す図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は右側面図である。
【図１０】実施形態２に係る第二カムの構造を示す図である。（ａ）は左側面図、（ｂ）正面図である。
【図１１】実施形態２に係る第一カムの構造を説明するための図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
【図１２】本実施形態２に係るセミオート型ヒンジを組み立てた状態を示す図である。（ａ）は内部の状態を示した正面透視図である。（ｂ）は第二カムとヒンジ軸との回転における回転角度規制機能の発生を説明する左側面図である。
【図１３】本実施形態３に係るセミオート型ヒンジを示す分解斜視図である。
【図１４】実施形態３に係る筐体及びヒンジ軸の構造を示す図である。（ａ）は筐体の断面図であり、（ｂ）は筐体の右側面図、（ｃ）はヒンジ軸の正面図、（ｄ）はヒンジ軸の左側面図である。
【図１５】実施形態３に係る回転角度規制機能を発生する部材に関する説明図である。（ａ）は回転角度規制用固定カム５８の正面図、（ｂ）は回転角度規制用固定カム５８の側面図、（ｃ）は回転角度規制用回転カム５９の正面図、（ｄ）は回転角度規制用回転カム５９の側面図、（ｅ）はトルクプレート６０の正面図、（ｆ）はトルクプレートの側面図である。
【図１６】実施形態３に係るセミオート型ヒンジの動作を説明する正面透視図である。（ａ）、（ｂ）は滑落防止方法について、（ｃ）はセミオートの動きに１３５°からフリーストップの動きが追加されたヒンジの例を示す。
【図１７】実施形態１、２、３に係るセミオート型ヒンジにおけるトルク発生機構及び回転角度規制機能を説明した概念図である。
【図１８】実施形態１、２、３に係るセミオート型ヒンジに共通するトルク曲線と回転角度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１，３１，５１  筐体
２，３２，５２  第一カム
２−１  突起状体
２−５，３３−７  第二回転角度規制突起
３，３３，５３  第二カム
３−２  深谷部
３−１，３−７  斜降面
３−９  凸頂部
４，３４，５４  弾性材
５，３５，５５  ヒンジ軸
５−１  鍔
５−４，３５−６  第一回転角度規制用突起
６，３６  スライディングリング
７，３７  固定用板
１０，３０，５０  セミオート型ヒンジ
５８  回転角度規制用固定カム
５９  回転角度規制用回転カム
【図２】
2010127381.tif 000003
【図３】
2010127381.tif 000004
【図４】
2010127381.tif 000005
【図５】
2010127381.tif 000006
【図６】
2010127381.tif 000007
【図９】
2010127381.tif 000008
【図１０】
2010127381.tif 000009
【図１１】
2010127381.tif 000010
【図１２】
2010127381.tif 000011
【図１３】
2010127381.tif 000012
【図１４】
2010127381.tif 000013
【図１５】
2010127381.tif 000014
【図１７】
2010127381.tif 000015
【図１】
2010127381.tif 000016
【図７】
2010127381.tif 000017
【図８】
2010127381.tif 000018
【図１６】
2010127381.tif 000019
【図１８】
2010127381.tif 000020