(57)【要約】【課題】機器本体とフタを水平回転開閉させるヒンジ装置に関して、フタを開ける際に、片手でも操作出来るヒンジ構造を提供する。【解決手段】（イ）機器本体及びフタのそれぞれに固定され、互いに回転自在に結合する回転枠ユニットと、（ロ）回転枠ユニットに設けられた開口部を貫通する軸部、径方向に形成されたカム部、フタとの回転が規制される回転係止部を有したカム軸と、（ハ）カム軸と直角方向の軸心にあって、カム部を押圧、摺動する接点部を有したばね軸と、（ニ）ばね軸を軸方向に付勢するばねとから構成されている。回転枠ユニットで定められた回転中心で、且つ、ばね軸の接点部がカム部を半径方向に押圧することによるカム軸の回動トルクによって、フタが自動回転する。【選択図】図１
2006022868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器本体とフタを水平回転自在に連結するヒンジ装置に於いて、
前記機器本体及びフタのそれぞれに固定され、互いに回転自在に結合する回転枠ユニットと、
前記回転枠ユニットに設けられた開口部を貫通する軸部、該軸部の径方向にカム波面が形成されたカム部、該軸部の一端にはフタとの回転が規制される回転係止部を設けたカム軸と、
前記カム軸と直角方向の軸心にあって、前記カム部を押圧、摺動する接点部を有し、前記機器本体に設けられたばね軸と、
前記ばね軸を軸方向に付勢するばねとを設け、
前記回転枠ユニットで定められた回転中心で、且つ、前記ばねの力により前記ばね軸の接点部が前記カム軸のカム部を半径方向に押圧して発生する該カム軸の回動トルクによって、前記フタが自動回転するようにしたことを特徴とする自動回転ヒンジ装置。
【請求項２】
前記カム軸のカム部のカム波面には谷部が設けてあり、前記フタが閉じている状態では、前記ばね軸の接点部が該谷部に位置すると共に、前記ばねの力により該接点部が該谷部を押圧して該カム軸の回転方向の位置決めを行い、前記フタを安定的に閉じた状態に保持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の自動回転ヒンジ装置。
【請求項３】
前記カム軸のカム部のカム波面は、回転方向に見て連続的に前記谷部、やや急に半径が大きくなる山部、次第に半径が小さくなる傾斜部とから成り、前記ばね軸の接点部が該谷部を抜け該山部を越えると前記ばねの力により該接点部が該傾斜部を押圧して該カム軸に自動回転トルクを発生させるようにして、前記フタを最初は手動で開き、途中では自動的に開くようにしたことを特徴とする請求項２記載の自動回転ヒンジ装置。
【請求項４】
前記カム軸のカム部のカム波面には第二の谷部が設けてあり、前記フタが開いている状態では、前記ばね軸の接点部が該谷部に位置すると共に、前記ばねの力により該接点部が該谷部を押圧して該カム軸の回転方向の位置決めを行い、前記フタを安定的に開いている状態に保持させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の自動回転ヒンジ装置。
【請求項５】
前記カム軸のカム部のカム波面は、軸心方向に見て平面的に線対称形をなし、該カム軸は左右両方向に回転可能として、前記フタが左右いずれの方向にも開けることを可能にしたことを特徴とする請求項３記載の自動回転ヒンジ装置。
【請求項６】
前記フタが連続して同方向に回転することを防止するストッパーを設けたことを特徴とする請求項５記載の自動回転ヒンジ装置。
【請求項７】
前記回転枠ユニットに設けられた開口部と前記カム軸の軸部とのスペースに、前記機器本体及びフタとの電気的接続のケーブルを通すようにしたことを特徴とする請求項１記載の自動回転ヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器本体とフタを水平回転開閉自在に連結し、フタを自動回転させるヒンジ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、折畳み携帯電話分野において、フタを水平回転させて展開する形態のものが販売されてきた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３６６２０号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−２３４６９号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この携帯電話において、フタを開ける際に、親指でフタを押し上げていっても、片手では１８０度の正規の位置まで回転させることは出来ず、両手を使って開けなければならないという課題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、フタを親指で少し押し出して回転させた後には、自動的にフタが正規の位置まで回転して、すぐに電話を使用可能にするという、操作が大変便利なヒンジ構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のヒンジ装置は、機器本体とフタを水平回転開閉自在に連結するヒンジ装置に於いて、（イ）機器本体及びフタのそれぞれに固定され、互いに回転自在に結合する回転枠ユニットと、（ロ）回転枠ユニットに設けられた開口部を貫通する軸部、該軸部の径方向にカム波面が形成されたカム部、該軸部の一端にはフタとの回転が規制される回転係止部を設けたカム軸と、（ハ）カム軸と直角方向の軸心にあって、カム部を押圧、摺動する接点部を有し、機器本体に設置されたばね軸と、（ニ）ばね軸を軸方向に付勢するばねとを設け、回転枠ユニットで定められた回転中心で、且つ、ばねの力によりばね軸の接点部がカム軸のカム部を半径方向に押圧して発生するカム軸の回動トルクによって、フタが自動回転するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載された回転枠ユニットは、機器本体及びフタとの回転可能な結合手段であり、複数の部品から構成される。
【０００８】
請求項２記載のヒンジ装置は、請求項１記載のカム軸のカム波面には谷部が設けてあり、フタが閉じている状態では、ばね軸の接点部が該谷部に位置すると共に、ばねの力により該接点部が該谷部を押圧して該カム軸の回転方向の位置決めを行い、フタを安定的に閉じた状態に保持するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載のヒンジ装置は、請求項２記載のカム軸のカム波面が、回転方向に見て連続的に第一の谷部、やや急に半径が大きくなる山部、次第に半径が小さくなる傾斜部とから成り、ばね軸の接点部が該谷部を出て該山部を越えるとばねの力により該接点部が該傾斜部を押圧して該カム軸に自動回転トルクを発生させるようにして、前記フタを最初は手動で開き、途中では自動的に開くようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載のヒンジ装置は、請求項２記載のカム軸のカム波面には第二の谷部が設けてあり、フタが開いている状態では、ばね軸の接点部が第二の該谷部に位置すると共に、ばねの力により該接点部が第二の該谷部を押圧して該カム軸の回転方向の位置決めを行い、フタを安定的に開いている状態に保持させるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載のヒンジ装置は、請求項３記載のカム軸のカム波面が、軸心方向に見て平面的に線対称形をなし、該カム軸は左右両方向に回転可能として、フタを左右いずれの方向にも開けることを可能にしたことを特徴としている。
【００１２】
請求項６記載のヒンジ装置は、請求項５記載のもので、フタが連続して同方向に回転することを防止するストッパーを設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項７記載のヒンジ装置は、請求項１記載の回転枠ユニットに設けられた開口部とカム軸の軸部とのスペースに、機器本体及びフタとの電気的接続のケーブルを通すようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フタを水平回転開閉させる携帯電話、或いはハンディな電子機器において、最初にフタを僅かに手動で開ければ、途中からは、自動的にフタが開くので、片手で開けることが可能である。
機器本体とフタとの回転支持ユニット（実施例では回転枠ユニット）とトルクを伝達する軸（実施例ではカム軸７）を別体にしたので、操作中や衝撃などによる機器にかかる大きな力に対しては回転支持ユニットを強固に設計し、一方のトルク伝達部はコンパクトに設計することが可能である。傾斜部７ｇにおいて接点部８ａの圧力により自身で回動させるためには、カム波面各点における法線角度と中心を結ぶ角度を、摩擦角より大きくする必要がある。従って、例えば、カム波面の最小径を少し大きく設定したとすると、最大径は途端に大きくなってしまい、径の落差量が大きいカムとなってしまう。すなわち、ばねは、ストロークが大きくなり、従って、サイズの大きなものが必要になってしまうが、回転支持ユニットとは別個にトルク伝達部を設計出来るので、カムを小さく、従ってばねも小さくして、装置の小型化を図ることが出来る。
カム波面は平面的な形態をしているので、プレス加工とか、簡単な切削加工により成形が可能であり、従って、低コストで生産が出来る。
以上の如く、機器の操作が大変便利であり、且つ、コンパクトで廉価であるヒンジ装置を提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる水平回動式折畳み携帯電話機用のヒンジ装置の組立て断面図である。環状の枠１は、図示下端部において下板２の押出し部２ａにカシメ固定されている。最大径段部１ｃの図示上部には角部１ｂがありストッパー１２が回転を規制されて搭載され、さらに上部には径小部１ｄがあって、上板３と回転自在に係合しており、これらは僅かな上下方向スキマを設けて、座金５を介したカシメにより取り付けられている。最大径段部１ｃ外周には上板３を押上げて、アオリ防止、下板２との高さの位置決めを行う波板バネ４と、リング６とが重なって配置されている。枠１の穴１ａを貫通し、同心に配置されたカム軸７は、カム部７ａ、カム軸座１１の角穴１１ａを回転不能に、且つ強固にカシメ７ｄで固定する角部７ｃを有する。ばね軸８は、端部にカム軸のカム部７ａに当接する接点部８ａと角形状をしたツバ部８ｂを有している。接点部８ａは円筒の両側面がカットされ、さらに先端がカマボコ状に成形されている。大小２個のばね９は、ばね軸のツバ部８ｂを押圧し、接点部８ａをカム軸のカム部７ａに押圧する。１０はプラスチック製のケースであり、下板２を固定し（図示してない）、カム軸７の図示下端部、ばね軸８の図示左端部を軸支し、さらにばね軸８とばね９を収容する角形状をした収容部１０ａが設けられている。ばね軸８は、角形状のツバ部８ｂと角形状の収容部１０ａによって、回転規制と図の前、背面方向の作動規制がされて、図示左右方向に動く。細い破線で示したＡは、ばね軸８が図示右方向に押し出された状態を示している。支持板１３は、カム軸座の角部１１ｂに回転規制されて固着される角穴１３ａと、この固着を弾性的にするための長穴１３ｂを有しており、軽合金製のスペーサ１４を介して、ねじ１５で上板３と結合されている。１６は、ストッパーと係合するピンであり、上板３に固定されている。１７は、機器本体１８とフタ１９のそれぞれに配置された電気回路を接続するケーブルであり、枠の穴１ａとカム軸７のスペースに周回して引き回されている。下板２、ケース１０は機器本体１８に、上板３、支持板１３はフタにそれぞれ固定されている（図示してない）。リング６は、ヒンジ部分からの埃などの侵入を防止するために、外周が機器本体１８とフタ１９の開口部に密接している。回転枠ユニットの基本的な構成部品は、枠１、下板２、上板３である。
【００１６】
図２は、図１のカム軸のカム部７ａの回転作動状況を説明する部分作動図である。フタ（図１の１９）が閉じている状態を（ａ）、手で回転操作している最終段階の状態を（ｂ）、フタが自動的に回転している最中の状態を（ｃ）、フタが開いている状態を（ｄ）として、開ける際の作動を順に示している。図２（ａ）では、ばね軸の接点部８ａがカム波面７ｂの第一の谷部７ｅに落ち込んでいて、カム部７ａは回転安定位置にある。図２（ｂ）は、手でフタを図示矢印方向に回動操作した時、同期してカム軸７が回転し、接点部８ａが山部７ｆに乗り上げた状態である。山部７ｆを過ぎると、図２（ｃ）の如く接点部８ａが傾斜部７ｇに位置し、接点部８ａの押圧力によりカム部７ａは、自身で矢印方向に回転する。図２（ｄ）は、カム軸７が１８０度回転したフタが開き終えた状態であり、接点部８ａが第二の谷部７ｈに落ち込み、カム部７ａは回転安定位置にある。
【００１７】
図３は、図２で示した作動を力学的に説明する概略のトルク線図である。横軸にカム軸７（及びフタ１９）の回転角度、縦軸にトルクを示している。フタを開ける時は、図示矢印方向に作動し、カム軸７が０°から約２０°（図２（ｂ））まではトルクが（＋）、即ち手で押し上げる区間にあり、そこを過ぎるとトルクが（−）、即ち自動的にカム軸７が回転する区間になる。フタを閉める際は、トルクの数字は摩擦により変化するが、＋−が逆になって、カム軸７が１８０°から約２０°までは手での操作が必要であり、約２０°から０°は、自動的にカム軸７が回転して０°の安定位置に落ち着く。
【００１８】
図４は、図１に示したストッパー１２の機能を説明する作動図である。ストッパー１２には、ピン１６と当接する突起１２ａと、枠１の角部１ｂによって回転規制される角穴１２ｂを有している。ピン１６が図示矢印方向に１８０°回転してＢに位置した時、角部１ｂと角穴１２ｂの回転方向スキマが詰まった状態で突起１２ａと当接することにより、ピン１６はそれ以上に回転しない。ピン１６が矢印反対方向に回転した場合は、１８０°回転した同じＢの位置で、突起１２ａが図示Ｃに示すように当接し、同様にそれ以上に回転しない。停止する時には、フタの回転慣性力で非常に強い衝撃力をピン１６と突起１２ａが受けるので、図示してないが一部に弾性部を形成するのが良い。
【００１９】
本実施例では、回転枠ユニットの基本的な構成部品を、枠１、下板２、上板３としたが、内二部品を一体成形による複合部品にする、或いは、例えば下板２の代わりにケース１０、上板３の代わりにスペーサ１４とするなど形態を変更することも可能である。また、携帯電話に限定されるものでなく。ハンディな電子機器にも応用出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる水平回動式折畳み携帯電話機用のヒンジ装置の組立て断面図である。
【図２】図１のカム部７ａの回転作動状況を説明する部分作動図である。
【図３】図２で示した作動を説明する概略のトルク線図である。
【図４】図１のストッパー１２の機能を説明する作動図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  枠
２  下板
３  上板
１乃至３  回転枠ユニットの基本構成部品
７  カム軸
８  ばね軸
９  ばね
【図１】
2006022868.tif 000003
【図２】
2006022868.tif 000004
【図３】
2006022868.tif 000005
【図４】
2006022868.tif 000006