(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第２筐体に固着される第２ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に３６０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが３６０度回転する際、対向する２箇所に、前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置。
【請求項２】
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第２筐体に固着される第２ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に１８０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが１８０度回転する際、１箇所に前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置。
【請求項３】
前記第１ブラケット、前記シャフト、前記リンク、及び前記ばねをケースに配設すると共に、前記シャフトを前記第２筐体に固着された第２ブラケットに対して挿入可能な構成とし、
該シャフトが第２ブラケットに挿入嵌合されることにより、前記第２筐体が前記シャフトと同期して回転するよう構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のヒンジ装置。
【請求項４】
前記ばねと前記リンクとの間に索条を配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ装置。
【請求項５】
前記ばねは、引張コイルばね、トーションばね、或いは板ばねの群から選択される一のばねであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヒンジ装置。
【請求項６】
前記リンクは、前記シャフトを略Ｚ字型に加工すると共に、該略Ｚ字型に加工された前記シャフトの端部を前記第１の固定部としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ装置。
【請求項７】
前記ばねが発生する弾性力が引張力であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヒンジ装置。
【請求項８】
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２筐体に設けられる第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケット、前記シャフト、前記リンク、及び前記ばねをケースに配設すると共に、前記シャフトを前記第２ブラケットに対して挿入可能な構成とし、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に３６０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが３６０度回転する際、対向する２箇所に、前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置。
【請求項９】
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２筐体に設けられる第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケット、前記シャフト、前記リンク、及び前記ばねをケースに配設すると共に、前記シャフトを前記第２ブラケットに対して挿入可能な構成とし、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に１８０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが１８０度回転する際、１箇所に前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り畳み式の携帯電話機や電子機器等に利用されているヒンジ装置に関する。  更に詳細には、本発明は携帯電話機を例に説明すると、キーボード側（第１筐体）とＬＣＤ画像表示器（第２筐体）の開閉動作が、開閉の途中から自動的に最終の開き位置若しくは閉じ位置まで動くセミオート型に属するヒンジ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の携帯電話機もしくは小型電子機器のヒンジは、シャフトを貫通して設置された表面が凸凹の形状を有する固定カム及び回転カムを圧縮コイルばねで押し付ける構成のものが殆どである。そして、フリーストップ型とセミオート型は、係合するカム表面の形状を変える事で達成している。
【０００３】
例えば、特許文献１，２には、凸面や凹面を有するカムを圧縮ばねの反発力で係合する方法で摩擦トルクを発生させるセミオート型のヒンジ装置が示されている。
【特許文献１】特開平０９−１３０４６２号公報
【特許文献２】特開平１０−２４６２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のセミオート型のヒンジ装置は、バランスの良いカム回転を得るためカムの傾斜が大きい凸面若しくは凹面がシャフト軸の中心に対向するよう設置させる必要があった。このためヒンジ装置の回転角度は理論上は１８０度であるが、実質はカムの厚さに相当する角度を１８０度から減算した範囲になり、第１筐体及び第２筐体が１８０度フルオープンする機器の実現は不可能であった。
【０００５】
また、大きな形状を有するカムをシャフト軸の略中央位置に配置する必要があるため構造が複雑化し、ヒンジ装置が大型化（大径化）してしまう。このため、従来のヒンジ装置では、特に携帯電話機等の小型電子機器で強く要望されている小型化に対応することができないという問題点があった。
【０００６】
更に、カムは凸面と凹面が摺接する構成であるため、両者の摺接位置で摩耗が発生する。このため、経時的に凸面と凹面に変形が発生し、耐久性が低下するという問題点もある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、広角の回転角度を実現できると共に小型化及び低コスト化を図りうるヒンジ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題は、本発明の第１の観点からは、
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第２筐体に固着される第２ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に３６０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが３６０度回転する際、対向する２箇所に、前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置により解決することができる。
【０００９】
また、上記の課題は、本発明の別の観点によれば、
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第２筐体に固着される第２ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に１８０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが１８０度回転する際、１箇所に前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置により解決することができる。
【００１０】
また、上記発明において、前記第１ブラケット、前記シャフト、前記リンク、及び前記ばねをケースに配設すると共に、前記シャフトを前記第２筐体に固着された第２ブラケットに対して挿入可能な構成とし、
該シャフトが第２ブラケットに挿入嵌合されることにより、前記第２筐体が前記シャフトと同期して回転するよう構成することが望ましい。
【００１１】
また、上記発明において、前記ばねと前記リンクとの間に索条を配設した構成とすることが望ましい。
【００１２】
また、上記発明において、前記ばねは、引張コイルばね、トーションばね、或いは板ばねの群から選択される一のばねであることが望ましい。
【００１３】
また、上記発明において、前記リンクは、前記シャフトを略Ｚ字型に加工すると共に、該略Ｚ字型に加工された前記シャフトの端部を前記第１の固定部とした構成とすることが望ましい。
【００１４】
また、上記発明において、前記ばねが発生する弾性力が引張力であるよう構成することとが望ましい。
【００１５】
また、上記の課題は、本発明の別の観点によれば、
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２筐体に設けられる第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケット、前記シャフト、前記リンク、及び前記ばねをケースに配設すると共に、前記シャフトを前記第２ブラケットに対して挿入可能な構成とし、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に３６０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが３６０度回転する際、対向する２箇所に、前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置により解決することができる。
【００１６】
更に、上記の課題は、本発明の別の観点によれば、
第１筐体と第２筐体とを折り畳み動作可能に連結するヒンジ装置において、
前記第１筐体に固着される第１ブラケットと、
前記第１ブラケットの軸受部に回転可能に軸承されると共に、一端部が前記第２筐体に設けられる第２ブラケットに連結されて該第２ブラケットと同期して回転するよう構成されたシャフトと、
該シャフトの他端部に配設されることにより該シャフトと同期して回転するよう構成されると共に、その回転中心位置から離間した位置に第１の固定部が配設された単一の部材からなるリンクと、
該第１の固定部と第２の固定部との間に設けられ、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に弾性力を作用させることにより、前記シャフトに回転トルクを発生させるばねとを設け、
前記第１ブラケット、前記シャフト、前記リンク、及び前記ばねをケースに配設すると共に、前記シャフトを前記第２ブラケットに対して挿入可能な構成とし、
前記第１ブラケットに対して前記第２ブラケットが前記シャフトを中心に１８０度回転することが可能な構成とし、
第２ブラケットが１８０度回転する際、１箇所に前記弾性力の方向と前記第１の固定部と前記リンクの回転中心とを結ぶ線分の方向が一致し、前記シャフトに発生する回転トルクがゼロとなる中立位置があり、
かつ、該中立位置以外の位置では、前記シャフトの回転トルクにより前記第２ブラケットに回転力が付与される構成としたことを特徴とするヒンジ装置により解決することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回転トルク発生に必要な部品（ばねやリンク等）をシャフトの端部に集中的に配置することが出来るため、ヒンジの中央の構成を簡単化できる。このため、本発明に係るヒンジ装置を電子機器等に適用した場合、ヒンジ装置の中央にスペースを設けることができ電子機器のスペース効率を高めることができると共に、電子機器の小型化を図ることができる。
【００１８】
また、従来必要とされた精密加工された凸凹表面を有するカムを不要とすることができるため、簡単な構成でセミオート機能を実現することができる。更に、第１のブラケットに対する第１のブラケットの回転角度を１８０度以上の広角で回転させることができ、第１筐体と第２筐体との角度に自由度を持たせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００２０】
図１乃至図５は、本発明の第１実施例であるヒンジ装置３Ａを説明するための図である。図１はヒンジ装置３Ａの分解斜視図であり、図２は閉じた状態のヒンジ装置３Ａを示す図であり、図３は開いた状態のヒンジ装置３Ａを示す図である。また、図４及び図５は３Ａを電子機器の一種である携帯電話機に適用した例を示している。
【００２１】
本実施例に係るヒンジ装置３Ａは、キーボード１−４側である第１筐体１と、ＬＣＤ２−１が搭載された第２筐体２の開閉動作が、開閉の途中から自動的に最終の開き位置或いは閉じ位置まで動く、いわゆるセミオート型のヒンジ装置に属するものである。また本実施例では、第２ブラケット６を共通部品とし、その左右に対称な構成の一対のヒンジ装置３Ａを配設した例を示している。尚、一対のヒンジ装置３Ａは左右対称な構成であるため、各ヒンジ装置３Ａで対応する構成については同一符号を付して説明するものとする。
【００２２】
ヒンジ装置３Ａは、大略するとヒンジシャフト４，第１ブラケット５，第２ブラケット６，引張コイルばね７，及びリンクプレート９（請求項に記載のリンクに相当する）等により構成されている。
【００２３】
第１ブラケット５は、ヒンジシャフト４を通貫する軸受部５−１、平板部５−４、第１筐体１に固着するねじが挿通される固着用穴５−３、及び引張コイルばね７の一端部を固定するためのばね固定用ピン１０（請求項に記載の第２の固定部に相当する）が配設される穴５−６等が形成されている。この穴５−６は、第１ブラケット５の側板部５−８に形成されている。
【００２４】
また、第２ブラケット６は、平板部６−１、ヒンジシャフト４を嵌合固定するための軸受部６−２、第２筐体２に固着するネジが挿通される固着用穴６−３、及びヒンジシャフト４を固着する固着ピンが挿入される固着用穴６−３等が形成されている。上記の第１及び第２ブラケット５，６は、本実施例では後述するように金属板をプレス成型することにより形成しているが、樹脂をモールド成型することによっても形成することができる。
【００２５】
上記のヒンジシャフト４が貫通する第１ブラケット５の軸受部５−１、及び第２ブラケット６の軸受部６−２は、プレスによるカール加工により形成される。このカール加工が行われた部位は、平板部５−４及び平板部６−１の端部が丸くカールされて、側面視するとＰ字状に成型された状態となっている。このカール加工を用いることにより、軸受部５−１，６−２を容易に形成することができる。
【００２６】
またカール加工を実施する際、第１ブラケット５の平板部５−４と第２ブラケット６の平板部６−１との間隔が、ヒンジシャフト４の外径と略同じ間隔で対峙するよう設定されている。これにより、ヒンジ装置３Ａの薄型化を図ることができる。
【００２７】
ヒンジシャフト４は、本実施例では直線状の金属製の丸棒体であり第１ブラケット５に形成された軸受部５−１に回転自在に軸承される。また、ヒンジシャフト４の一端部４−１は、後述するリンクプレート９と嵌合するため小判形状に成形されている。更に、ヒンジシャフト４の他端部には、第２ブラケット６の軸受部６−２に嵌合され固定ピン（図示せず）で固定されるための固定用孔４−２が形成されている。
【００２８】
ヒンジシャフト４に第２ブラケット６を固着するには、ヒンジシャフト４を軸受部６−２に挿入し、固定用孔４−２と固着用穴６−３を位置決めした後、各穴４−２，６−３に固定ピンを嵌入し固着する。これにより第２ブラケット６はヒンジシャフト４と一体化し、よってヒンジシャフト４と第２ブラケット６は同期して回転する構成となる。
【００２９】
リンクプレート９は、略楕円形状の板状部材である。このリンクプレート９には、前記したヒンジシャフト４の端部４−１が嵌合固定する穴９−２と、ばね固定用ピン８（請求項に記載の第１の固定部に相当する）が挿入固定される穴９−１が形成されている。このばね固定用ピン８が固定される穴９−１と、ヒンジシャフト４が嵌合固定する穴９−２は、リンクプレート９上で離間するよう配置されている。
【００３０】
また、ヒンジシャフト４が嵌合固定する穴９−２の形状は、ヒンジシャフト４の端部４−１の形状と同一の小判形状とされている。よって、ヒンジシャフト４に対してリンクプレート９が滑るようなことはなく、ヒンジシャフト４とリンクプレート９は一体的に回転する。また、穴９−１に挿入固定するばね固定用ピン８には、引張ばね７の一端部が固定される。
【００３１】
引張ばね７は、その両側にフックが設けられている。この引張ばね７の一方のフックはばね固定用ピン８に引っ掛けられ、他方のフックはばね固定用ピン１０に引っ掛けられる。よって、ばね固定用ピン８とばね固定用ピン１０との間には引張コイルばね７の弾性力による引張力が作用する。
【００３２】
この際、前記のようにばね固定用ピン８が固定される穴９−１とヒンジシャフト４が嵌合固定する穴９−２とは離間した構成とされている。即ち、図２（Ｄ）に示されるように、ヒンジシャフト４の端部４−１が固着した位置に対し、引張コイルばね７の一端が取り付けられたばね固定用ピン８はずれた位置に固定されている。更に、引張コイルばね７の他端は、第１ブラケット５に固定されたばね固定用ピン１０に取り付けられている。従って、引張コイルばね７の引張力（弾性力）により、図２（Ｄ）に示される場合には、ヒンジシャフト４には図中矢印Ｍで示す回転トルクが発生する。
【００３３】
本実施例に係るヒンジ装置３Ａでは、回転トルクを発生させるのに必要な部品（引張コイルばね７、ばね固定用ピン８，１０、リンクプレート９等）をヒンジシャフト４の両端に集中的に配置した構成としている。このため、一対のヒンジ装置３Ａ間のヒンジ中央においては、ヒンジシャフト４と第１及び第２ブラケット５，６の軸受部５−１，６−２が配設されているのみである。
【００３４】
また、上記のようにカール加工等を行うことにより、軸受部５−１，６−２の外径は小さくすることが可能である。このため、細径のヒンジシャフト４と軸受部５−１，６−２を採用することにより、ヒンジ装置３Ａの小型化を可能にすることができる。また、ヒンジ装置３Ａを適用した電子機器においては、中央部分にスペースを確保したデザインとすることができる。
【００３５】
図４及び図５は、本実施例に係るヒンジ装置３Ａを折り畳み式の携帯電話機に適用した例を示している。同図に示す携帯電話機は、第１筐体１にヒンジ装置３Ａの第１ブラケット５を固着し、またＬＣＤ２−１が設置される第２筐体２にヒンジ装置３Ａの第２ブラケット６を固着した構成とされている。
【００３６】
図４に示されるように、本実施例のヒンジ装置３Ａを適用することにより、一対のヒンジ装置３Ａの間においては、ヒンジシャフト４及び軸受部５−１，６−２が配設されるのみである。よって、ヒンジ装置３ＡがＬＣＤ２−１やキーボード１−４の配設の邪魔になるようなことはなく、携帯電話機のスペース効率の向上及び小型化を図ることができる。また、図５に示すように、ヒンジ装置３Ａは、ブラケットカバー１−２及びブラケットカバー２−２をねじ１−３，２−３で固定することにより容易に覆い隠すことができる。
【００３７】
図２に示したヒンジ装置３Ａの状態は、第１ブラケット５の平板部５−４と第２ブラケット６の平板部６−１が略平行に位置する状態である。この状態は、折り畳み式の携帯電話機の例では第１筐体１と第２筐体２が閉じた状態である。
【００３８】
この図２に示す状態より、第１ブラケット５を固定して第２ブラケット６を手前から奥に開く（回転する）か、或いは逆に第２ブラケット６を奥に押し込む方向に閉じる（回転する）ことにより、第２ブラケット６はヒンジシャフト４を中心として最大で３６０度回転することが可能である。尚、図３は、ヒンジ３の第１ブラケット５を固定して、第２ブラケット６を１８０度回転した状態（開いた状態）を示している。
【００３９】
次に、ヒンジ装置３Ａの動作について図６を用いて説明する。図６はヒンジシャフト４に回転トルクが発生する様子を説明するための図であり、引張ばね７とリンクプレート９の位置関係を示している。尚、図６では図示の便宜上、第１及び第２ブラケット５，６の図示は省略している。
【００４０】
同図において、直線ＡＣと直線ＢＤはヒンジシャフト４の端部４−１の軸心Ｘ点で直角に交差している。リンクプレート９は一端（穴９−２の形成位置）をガタのない状態でヒンジシャフト４（端部４−１）の固定され、他端（穴９−１の形成位置）はばね固定用ピン８が装着された略長方形のプレートである。このリンクプレート９は、軸心Ｘを中心に回転する。
【００４１】
引張コイルばね７は、固定ピン８，１０に装着される。この際、固定ピン８，１０への引張コイルばね７の装着は、比較的小さな初張力（荷重）で引っ掛けが可能なＡ点（距離ＡＤ間）で実施する。
【００４２】
リンクプレート９がＡ点にある状態は、第１及び第２ブラケット５，６は図２に示した閉じられた状態である。またリンクプレート９がＢ点にある状態は、第２ブラケット６が第１ブラケット５に対して９０度に開かれた状態である。更に、リンクプレート９がＣ点にある状態は、第２ブラケット６が第１ブラケット５に対して１８０度まで開かれ、図３で示されるようにヒンジ装置３Ａの第１及び第２ブラケット５，６が平坦である状態である。
【００４３】
リンクプレート９はＡ点からＢ点、及びＢ点からＣ点に回転する際、常にリンクプレート９をＡ点或いはＣ点に引き戻そうとするばね張力（ダウンフォース）の作用を引張コイルばね７から受けている。
【００４４】
Ａ点からＢ点間のダウンフォースは、リンクプレート９（第２ブラケット６）をＡ点方向に閉じる力として作用し、一方Ｂ点からＣ点間のダウンフォースはリンクプレート９（第２ブラケット６）をＣ点方向に開く力として働く。この際、ヒンジシャフト４に発生する回転トルクは、上記で示したダウンフォースにリンクプレート９の回転角度に依存した有効リンク長を積算した値となる。
【００４５】
これに対し、引張コイルばね７とリンクプレート９の方向、換言するとばね固定用ピン８とリンクプレート９の回転中心位置Ｘとを結ぶ線分の方向が直線ＢＤ上で一致するＢ点では、ばねの張力は最大になるにも拘らず、ヒンジシャフト４に対する回転トルクがゼロとなる中立位置となる。この中立位置は、図６に示すようなリンクプレート９が１８０度回転可能な構成では１箇所（図６におけるＢ点）が存在し、リンクプレート９が３６０度回転可能な構成の場合には２箇所（図６におけるＢ，Ｄ点）が存在する。
【００４６】
図６に示した機構を図５に示した携帯電話機に適用した例で説明すると、Ａ点は第１筐体１と第２筐体２が閉じた状態であり、Ａ点からＢ点の間は第２筐体２から手を離すとＡ点に戻ってしまう（閉じてしまう）状態である。
【００４７】
これに対してＢ点は、第２筐体２が第１筐体１に対して約９０度開いた位置で、且つ第２筐体２がＡ点或いはＣ点方向に動かない中立状態となる位置である。また、Ｂ点からＣ点の間は、自然に第２筐体２がＣ点の方向に開く（回転する）セミオート状態となる。またＣ点→Ｂ点→Ａ点方向への閉じ（回転）は、開き時と逆の動きとなり、Ｃ点からＢ点間で開く方向に、またＢ点からＡ点では閉じる（セミオート状態）方向にダウンフォースが作用する。
【００４８】
また本実施例では、第２ブラケット６の平板部６−１の延出方向に対し、リンクプレート９の方向（各ばね固定用ピン８，１０を結ぶ線分の方向）が、約４５度ずれるように構成されている。このように取付角度を４５度ずらすことにより、図５の携帯電話機の例で示すと、Ｂ点の中立位置では第２筐体２は第１筐体１に対して９０度開いた位置に相当することになる。本実施例に係るセミオート型のヒンジ装置３Ａは、設計上で希望する中立位置を引張コイルばね７の張力方向、リンクプレート９の方向及びヒンジシャフト４に固定する第２ブラケット６−１の方向を相互に変更する事で容易に実現可能である。
【００４９】
以上のように本実施例に係るヒンジ装置３Ａによれば、従来のように精密加工された凸凹表面を有するカムを使用することなく、簡単なリンク機構でセミオート機能を実現することができる。
【００５０】
尚、本実施例に係るヒンジ装置３Ａにおいて、ブラケット５，６やヒンジシャフト４の形状や構造は、図１乃至図６に示したものに限定されるものでなく、ブラケットは必要に応じた形状に適宜変更が可能であり、ヒンジシャフト４や第２ブラケット６を左右に分割し２つのヒンジユニット或いは単独ユニットとして使用することも可能である。
【００５１】
次に、本発明の第２実施例について説明する。
【００５２】
図７（Ａ）は、本発明の第２実施例であるヒンジ装置３Ｂを示しており、第１筐体１と第２筐体２が閉じた状態を示している。本実施例に係るヒンジ装置３Ｂでは、引張コイルばね７−１が第１筐体１の側面に設けられた溝部１−５に埋設された構成とされている。
【００５３】
この引張コイルばね７−１の奥部側の端部は、固定ピン１１に固定されている。また、引張コイルばね７−１の他端部は、索条１０−３（ワイヤー状の部材）を介してリンクプレート９のリンクピン８−１（請求項に記載の第１の固定部に相当する）と連結された構成としたことを特徴とするものである。即ち、本実施例に係るヒンジ装置３Ｂは、引張コイルばね７−１とリンクピン８−１との間に索条１０−３を配設した構成とされている。
【００５４】
図７（Ｂ）は、リンクプレート９の近傍を拡大して示している。本実施例では、第１及び第２ブラケット５，６はネジ２−５で第１筐体１及び第２筐体２にそれぞれ固着されている。また、上記のように索条１０−３は引張コイルばね７−１のフック７−５とリンクピン８−１との間に張られた構成とされている。この索条１０−３は、第１筐体１に引張方向を制限する目的で設置された一対のガイドピン１０−１，１０−２の間に配設され、このガイドピン１０−１，１０−２より外側への変位が規制される構成となっている。
【００５５】
上記のように、引張コイルばね７−１が索条１０−３を介してリンクピン８−１と接続されることにより、引張コイルばね７−１の引張力は索条１０−３を介してリンクピン８−１に伝達され、またリンクプレート９上におけるリンクピン８−１の位置は端部４−１（リンクプレート９の回転中心位置）からずれているため、ヒンジシャフト４には回転トルクが発生する。尚、索条１０−３は、引張コイルばね７−１の片側を直線状に延出させてリンクピン８−１に係止する構成とすることも可能であり、また索条１０−３の材質としてはゴムのような弾性紐や繊維状紐を用いることが可能である。
【００５６】
続いて、ヒンジ装置３Ｂの動作について説明する。
【００５７】
図７（Ｂ）において、第１筐体１と第２筐体２が閉じた状態であるとき、索条１０−３がフック７−５に掛止された位置Ｐとリンクピン８−１を結ぶ線分をＡとする。また、端部４−１の中心位置Ｘ（リンクプレート９の回転中心）と、リンクピン８−１と、前記の索条１０−３がフック７−５に掛止された位置Ｐとが直線状になるときの当該直線をＢとする。この時、第２筐体２は、第１筐体１に対して約９０度開いた状態となる。更に、第１筐体１と第２筐体２が１８０度開いた状態であるとき、索条１０−３がフック７−５に掛止された位置Ｐとリンクピン８−１を結ぶ線分をＣとする。
【００５８】
第２筐体２を第１筐体１に対して回動させた場合、リンクピン８−１が線分Ａから線分Ｂに至るまでの間の回動範囲では、第２筐体２から手を離すとリンクピン８−１はＡ点に戻ってしまう（第１筐体１は閉じてしまう）。これに対してリンクピン８−１が線分Ｂ上にある状態では、第２筐体２は中立状態となり、よって第２筐体２に作用する回転トルクはゼロとなる。
【００５９】
また、リンクピン８−１が線分Ｂから線分Ｃに至るまでの間の回動範囲では、リンクピン８−１は自動的に線分Ｃ側に移動し、よって第２筐体２が自動的に開く（回転する）セミオート状態となる。また線分Ｃ→線分Ｂ→線分Ａ方向への閉じ（回転）は、開き時と逆の動きとなり、線分Ｃから線分Ｂに至る間で開く方向に、また線分Ｂから線分Ａに至る間では閉じる（セミオート状態）方向にダウンフォースが作用する。よって、本実施例に係るヒンジ装置３Ｂにおいても、第１実施例で説明したヒンジ装置３Ａと同等の動作を実現することができる。
【００６０】
上記構成とされたヒンジ装置３Ｂでは、引張コイルばね７−１自体は回動変位（揺動動作）することはなく、溝部１−５内に位置した状態を維持する。そして、リンクプレート９の回転に伴うリンクピン８−１の変位は、索条１０−３が変位することにより吸収される。この索条１０−３の変位はガイドピン１０−１，１０−２で規制することができるため、その変位範囲を狭く規制することができ、よってヒンジ装置３Ｂの更なる小型化を図ることができる。また、引張コイルばね７−１のフック７−５を直接リンクピン８−１に取り付ける方法に比べ、索条１０−３をトーションばね７−２とリンクピン８−１との間に介在させた方が、組立性の改善を図ることができる。
【００６１】
次に、本発明の第３及び第４実施例について説明する。
【００６２】
図８は、本発明の第３実施例であるヒンジ装置３Ｃのリンクプレート１９近傍を拡大して示す図である。本実施例では、ヒンジシャフト４に回転トルクを発生させるばねとしてトーションバネ（捻りばね）７−２を用いると共に、楕円形状のリンクプレート１９を用いたことを特徴としている。
【００６３】
ヒンジシャフト４−１と嵌合し回転する楕円のリンクプレート１９は、楕円の長軸がＣ点でトーションばね７−２と接触した時に回転トルクがゼロとなる中立位置となり、長軸がＢ,Ｄ点にある時にトーションばね７−２が開いた状態になりばねから受ける反発力（ヒンジシャフト４に発生する回転トルク）が最低に成る位置である。
【００６４】
図９は、本発明の第４実施例であるヒンジ装置３Ｄのリンクプレート２９近傍を拡大して示す図である。本実施例では、ヒンジシャフト４に回転トルクを発生させるばねとしてばね板をカール状に加工した板ばね７−３を用いると共に、卵形状のリンクプレート２９を用いたことを特徴としている。本実施例では、リンクプレート２９の長軸がＣ点で板ばね７−３と接触した時に中立位置となり、長軸がＡ,Ｂ,Ｄ点にある時に板ばね７−３が開いた状態になり反発力（ヒンジシャフト４に発生する回転トルク）が最低となる。
【００６５】
上記の第３及び第４本実施例に係るヒンジ装置３Ｃ，３Ｄでは、第１及び第２実施例で用いた引張コイルばね７，７−１に比べ、トーションばね７−２及び板ばね７−３は小型化が図れる。よって、第１及び第２実施例にかかるヒンジ装置３Ａ，３Ｂに比べ、ヒンジ装置３Ｃ，３Ｄによれば更なる装置の小型化を図ることができる。
【００６６】
尚、トーションばね７−２及び板ばね７−３の作用は、前記した引張コイルばね７，７−１の作用と同じである。即ち、トーションばね７−２及び板ばね７−３は、リンクプレート１９，２９の長軸がＣ点以外に位置する時にはダウンフォースが発生し、第１筐体１を第２筐体２に対して閉じもしくは開きの方向に回転させようとする回転トルクをヒンジシャフト４（端部４−１）に発生させる。
【００６７】
次に、本発明の第５実施例について説明する。
【００６８】
図１０は、本発明の第５実施例であるヒンジ装置に用いられるヒンジシャフト４Ａを拡大して示している。図１０（Ａ）はヒンジシャフト４Ａの正面図であり、図１０（Ｂ）はヒンジシャフト４Ａの底面図である。
【００６９】
本実施例では、ヒンジ装置に用いられるヒンジシャフト４Ａの形状を正面視で略Ｚ字状に曲げ加工したことを特徴としている。即ち、ヒンジシャフト４Ａの中央に位置するシャフト本体４−３の軸心に対し、ヒンジシャフト４の両側部に位置するリンク形成端部４−５は図１０（Ａ）に矢印ΔＬで示す量だけずれた（シフトした）構成とされている。
【００７０】
リンク形成端部４−５は引張コイルばね７の端部（図示せず）が引っ掛けられる部位であり、ばねの離脱を防止する鍔部４−６が形成されている。このリンク形成端部４−５は、前記した各実施例におけるばね固定用ピン８或いはリンクピン８−１に相当するものである。
【００７１】
上記のように本実施例によるヒンジシャフト４Ａは、引張コイルばね７の端部が引っ掛けられるリンク形成端部４−５がシャフト本体４−３の軸心よりずれた構成であるため、引張コイルばね７の引張力がリンク形成端部４−５に作用した場合、シャフト本体４−３には回転トルクが発生する。
【００７２】
従って、本実施例によればリンクプレート９を用いることなくヒンジシャフト４Ａ（シャフト本体４−３）に回転トルクを発生させることが可能となり、ヒンジシャフト４Ａを用いたヒンジ装置の部品点数の削減、組立性の向上、及び装置の小型化を図ることができる。尚、図１０に示すヒンジシャフト４Ａは、第２ブラケット６との嵌合固定を容易にするために、中央部４−４が丸以外の四角の断面に加工されている。
【００７３】
次に、本発明の第６実施例について図１１を用いて説明する。
【００７４】
本実施例に係るヒンジ装置３Ｅは予め単体として別工程で組立てられ、この単体のヒンジ装置３Ｅを第１及び第２筐体１，２の左右に各々配置する構成としたものである。このヒンジ装置３Ｅは、例えば図１〜３を用いて説明した第１ブラケット５，ヒンジシャフト４，リンクプレート９，及び引張コイルばね７等がケース１５内に配設されることによりユニット化された構成とされている。このケース１５からは、図１１に示すように第１ブラケット５及びヒンジシャフト４が露出している。
【００７５】
第１ブラケット５は第１筐体１に形成された装着部１−６にねじ止めにより固定される。また、ケース１５から延出したヒンジシャフト４は、第２筐体２に予め埋設されている軸受２−４に嵌入することにより固着される。この際、ヒンジシャフト４及び筐体軸受２−４の断面は、嵌合固定の際にガタ発生を抑制する目的で四角形に加工されている。このように、ヒンジシャフト４が軸受２−４（第２ブラケットに相当）に挿入嵌合されることにより、第２筐体２をヒンジシャフト４の回転と同期して回転させることが可能となる。
【００７６】
尚、本実施例では、第２筐体２が前記した各実施例における第２ブラケット６としての機能も奏しており、第２筐体２内に第２ブラケット６は配設されていない。これにより、ヒンジ装置３Ｅの軽量化及び部品点数の削減を図っている。
【００７７】
本実施例によれば、ヒンジ装置３Ｅを構成する各部品がケース１５内に配設されてユニット化されているため、その取り扱いが容易になる。また、第１筐体１及び第２筐体２への取付作業も簡単化することができる。尚、本実施例に係るヒンジ装置３Ｅは、第２筐体２に対して第１筐体１を１８０度回転させる構成、及び３６０度回転させる構成のいずれにおいても適用することが可能である。
【００７８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記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。
【００７９】
例えば、第１筐体に対する第２筐体の開き角度を制限する角度制限機構（ストッパー）を設けることも可能である。この場合、角度制限機構は、所定の開き角度で第１筐体と第２筐体のヒンジ固定側の端部を衝突させる構造、若しくは第１筐体に設置した突起とヒンジのリンク板の間で衝突させる構造等を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の第１実施例であるヒンジ装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例であるヒンジ装置を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施例であるヒンジ装置において第１ブラケットに対して第２ブラケットが開いた状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施例であるヒンジ装置を第１筐体及び第２筐体に取り付けた様子を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施例であるヒンジ装置を適用した折り畳み式携帯電話の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施例であるヒンジ装置の動作を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施例であるヒンジ装置を説明するための図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はリンクプレート近傍を拡大して示す図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施例であるヒンジ装置の要部拡大図である。
【図９】図９は、本発明の第４実施例であるヒンジ装置の要部拡大図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５実施例であるヒンジ装置のシャフト及びリンクを拡大して示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第６実施例であるヒンジ装置を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  第１筐体
２  第２筐体
３Ａ〜３Ｅ  ヒンジ装置
４，４Ａ  ヒンジシャフト
４−１  端部
４−２  固定用孔
４−３  シャフト本体
４−４  矩形部
４−５  リンク形成端部
４−６  鍔部
５  第１ブラケット
５−１  軸受部
５−４  平板部
６  第２ブラケット
６−１  平板部
６−２  軸受部
７，７−１  引張コイルばね
７−２  トーションばね
７−３  板ばね
８，８−１  リンクピン
９，１９，２９  リンクプレート
１０−１，１０−２  ガイドピン
【図１】
0004445526.tif 000002
【図２】
0004445526.tif 000003
【図３】
0004445526.tif 000004
【図４】
0004445526.tif 000005
【図５】
0004445526.tif 000006
【図６】
0004445526.tif 000007
【図７】
0004445526.tif 000008
【図８】
0004445526.tif 000009
【図９】
0004445526.tif 000010
【図１０】
0004445526.tif 000011
【図１１】
0004445526.tif 000012