(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね円筒状をなす第１の部分と、
該第１の部分に対して軸方向移動可能に且つ回転可能に係合した第２の部分と、
前記第１の部分と前記第２の部分との間に設けられた回転力付与手段、クラッチ手段および該クラッチ手段を接離するための軸力付与手段と、
有底円筒体、該有底円筒体の円筒孔に挿入された軸、および前記円筒孔と前記軸との間の空隙に充填された粘性流体からなる回転抵抗付与手段とを有すると共に、
該回転抵抗付与手段の少なくとも一部に、前記回転力付与手段としてのコイルばねが巻装されることを特徴とするヒンジ用ロータリーアクチュエータ。
【請求項２】
前記クラッチ手段は、前記第１の部分に対して前記第２の部分を軸方向移動させることで係合・離脱する噛み合いクラッチであり、前記軸力付与手段は、前記第１の部分と前記第２の部分との間に圧接力を作用させるべく前記コイルばねに一体に設けられた疎巻部を含むことを特徴とする請求項１に記載のヒンジ用ロータリーアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の部分が、ヒンジの軸をなすことを特徴とする請求項１若しくは２に記載のヒンジ用ロータリーアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの部材を折り畳み自在に連結するヒンジにおける開閉いずれかの動作を自動化するためのヒンジ用ロータリーアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯用電話機は、携行時には折り畳むことができ、使用時には開くことができるように、送話部と受話部とをヒンジ装置で連結したものが普及している。このような２つ折りの電話機の利便性をより一層高めるために、閉じた状態を安定的に保持することができ、しかも片手のワンタッチ操作で開くことができるように構成されたヒンジ装置が、特許第２６７７２４７号公報に開示されている。このヒンジ装置においては、開方向への回転力を与えるための駆動手段として、ねじりコイルばねが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ねじりコイルばねは、送話部と受話部との間を閉じた状態時に最大の回転エネルギが蓄積されており、押釦で開操作した途端にそのエネルギが一挙に放出されると、勢い余って跳ね上がったりする心配があった。
【０００４】
このような不都合が生じないようにするためには、適度な摩擦抵抗を加えるためのダンパ機構を設ける必要があるが、ダンパ機構を別途設けようとすると、部品点数および組み立て工数が増加せざるを得なかった。
【０００５】
しかも上記公報に開示された構造によると、ヒンジ装置を構成する細かい部品を電話機本体に直接組み付けねばならないので、電話機の製造工程が繁雑化して製造コストの増大を招くことはもとより、仕様変更などに柔軟に対応できないといった難点がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、電話機本体などの製造工程を繁雑化することなく、開閉いずれかの動作の自動化を、コンパクト且つ簡略な構造で実現し得るように構成されたヒンジ用ロータリーアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、概ね円筒状をなす第１の部分（ハウジング１２）と、該第１の部分に対して軸方向移動可能に且つ回転可能に係合した第２の部分（クラッチロータ１３）と、前記第１の部分と前記第２の部分との間に設けられた回転力付与手段（コイルばねの密巻部１５ａ）、クラッチ手段（凸部１９と凹部２０）および該クラッチ手段を接離するための軸力付与手段（コイルばねの疎巻部１５ｂおよび押釦２４）と、有底円筒体（アウタチューブ２５）、該有底円筒体の円筒孔に挿通された軸（インナロッド２６）、および前記円筒孔と前記軸との間の空隙（２７）に充填された粘性流体からなる回転抵抗付与手段（回転ダンパ１４）とを有すると共に、該回転抵抗付与手段の少なくとも一部に、前記回転力付与手段としてのコイルばねが巻装されることを特徴とするヒンジ用ロータリーアクチュエータ（１１）を提供することとした。
【０００８】
このようにすれば、全ての機能が組み込まれた単体のロータリーアクチュエータとして独立した工程で組み立てることができるので、電話機本体などのヒンジ装置の組み立て工程を繁雑化せずに済む。
【０００９】
特に、前記クラッチ手段を、第１の部分に対して第２の部分を軸方向移動させることで係合・離脱する噛み合いクラッチとし、前記軸力付与手段を、第１の部分と第２の部分との間に圧接力を作用させるべく前記コイルばねに一体に設けられた疎巻部（１５ｂ）を含むものとすると良い。
【００１０】
これによれば、クラッチ手段を接続させる付勢手段と、開（閉）方向への駆動力を与える付勢手段とを共通のコイルばねで構成し得るので、構造を簡略化して部品点数を低減することができる。
【００１１】
また、前記第１の部分を、ヒンジの軸をなすものとすれば、より一層構造を簡略化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明が適用された携帯用電話機の外観を示している。この電話機１は、操作キーが設けられた送話部２と、液晶ディスプレーが設けられた受話部３とを、二つ折り可能なようにヒンジ４で連結してなるものである。なお、電話機自体の基本的な構成は既に公知のものと同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００１４】
ヒンジ４は、図２に示したように、送話部２に一体形成された２つの軸受部５ａ・５ｂと、受話部３に一体形成された３つの軸受部６ａ・６ｂ・６ｃと、これらの軸受部を互い違いに組み合わせた状態で、これらの軸受部を同軸的に貫通するように延設されたロータリーアクチュエータ１１とからなっている。
【００１５】
ロータリーアクチュエータ１１は、概ね円筒状をなすハウジング１２と、ハウジング１２に対して軸方向移動可能に且つ回動可能にハウジング１２の右端部の内側に装着されたクラッチロータ１３と、ハウジング１２の左端部から軸方向中央部にかけて延在するように設けられた回転ダンパ１４と、その左端をクラッチロータ１３に係合し、その右端をハウジング１２に係合し、かつ回転ダンパ１４の右半分を外囲するように設けられたコイルばね１５とからなっている。そしてハウジング１２の右端部には、クラッチステータ１６が一体的に固定されている。
【００１６】
ハウジング１２は、軸線に沿って半割に形成され、一方の半体の内側に上記各部品を組み込んだ上で他方の半体を結合することで一体化されており、送話部２の２つの軸受部５ａ・５ｂに対応する部分に形成された凸部１７ａ・１７ｂが軸受部５ａ・５ｂの内周に形成された軸方向溝１８ａ・１８ｂに係合することをもって、送話部２に対して回転不能に結合されている。
【００１７】
クラッチロータ１３のクラッチステータ１６との対向面には、径方向から見て台形をなす凸部１９が、直径線上に一対形成されている。そしてクラッチステータ１６のクラッチロータ１３との対向面には、上記凸部１９に対応する凹部２０と、凹部２０の最深部とクラッチステータ１６のクラッチロータ１３との対向面との間を接続するカム斜面２１ａ・２１ｂとが一対形成されている。このカム斜面は、凹部２０の最深部に直接つながる急角度な第１段部分２１ａとその後の緩角度の第２段部分２１ｂとからなっている。
【００１８】
クラッチロータ１３のクラッチステータ１６との対向面における中心部には、クラッチステータ１６の中心部およびハウジング１２の右側の端壁２２を貫通するプッシュロッド２３が一体形成されている。このプッシュロッド２３は、その軸線と直交する断面の形状が例えばＤ字形をなしており、受話部３の右端側の軸受部６ｃに対し、回転不能にかつ軸方向変位可能に結合している。また右端側の軸受部６ｃには、押釦２４が装着されている。
【００１９】
回転ダンパ１４は、有底円筒状をなすアウタチューブ２５と、該アウタチューブ２５内に挿通されたインナロッド２６と、アウタチューブ２５とインナロッド２６との間の空隙２７に充填されたシリコングリスとからなる公知形式のものであり、アウタチューブ２５の左半分がハウジング１２に固定されている。
【００２０】
受話部３の左側の軸受部６ａには、ストッパ２８が一体的に結合されている。このストッパ２８の右端は、送話部２の右側の軸受部５ａ内に突入しており、この突入部２９には、回転ダンパ１４のインナロッド２６の外端が固着されている。
【００２１】
コイルばね１５は、両端の密巻部１５ａと、中央の疎巻部１５ｂとからなり、密巻部１５ａが回転力を蓄える役割を担い、疎巻部１５ｂが軸力を蓄える役割を担うようにされている。
【００２２】
次に本発明によるヒンジ用ロータリーアクチュエータ１１の作動要領について図３を併せて参照して説明する。
【００２３】
送話部２と受話部３とを重ね合わせた閉状態では、コイルばね１５の疎巻部１５ｂの発生する軸力によってクラッチロータ１３に右方への軸力が加わっている。この状態では、クラッチロータ１３の凸部１９がクラッチステータ１６の凹部２０の最深部に入り込んでおり（クラッチ接続状態）、従って、コイルばね１５の密巻部１５ａの回転力が作用しているにも拘わらず、ハウジング１２に対してクラッチロータ１３は回転できず、クラッチロータ１３のプッシュロッド２３が回転不能に挿通された軸受部６ｃと一体をなす受話部３も静止している。これにより、送話部２と受話部３との折り畳み状態が保持されている。
【００２４】
この状態から、コイルばね１５の疎巻部１５ｂの軸力に抗して押釦２４を僅かに押す（図における左方へ）と、押釦２４の内端に当接したプッシュロッド２３が左動し、プッシュロッド２３と一体をなすクラッチロータ１３が左動する。ここでプッシュロッド２３は受話部３の右側の軸受部６ｃに相対回動不能に係合しているので、プッシュロッド２３と一体のクラッチロータ１３の凸部１９がクラッチステータ１６の凹部２０から出て行くに連れてクラッチロータ１３の凸部１９がカム斜面の第１段部分２１ａに当接し、コイルばね１５の密巻部１５ａが発する回転力の作用でクラッチロータ１３がゆっくりと回り始める。このクラッチロータ１３の回転により、プッシュロッド２３に軸受部６ｃを介して相対回転不能に結合した受話部３が開き始める。
【００２５】
押釦２４をさらに押し込むと、クラッチロータ１３の凸部１９がクラッチステータ１６のカム斜面の第２段部分２１ｂに当接する。すると、凸部１９とカム斜面の第２段部分２１ｂとの間の摩擦角の関係で、コイルばね１５の密巻部１５ａの回転力が疎巻部１５ｂの軸力による摩擦力を上回るため、この回転力により、送話部２と受話部３との間が自動的に一杯まで開かれる。この際、回転ダンパ１４のアウタチューブ２５とインナロッド２６間に封入されたシリコングリスに作用する剪断抵抗により、開放速度が適度に抑制される。
【００２６】
送話部２と受話部３との間が一杯に開かれた位置で押釦２４への押し込み力を解除しても、クラッチロータ１３の凸部１９はクラッチステータ１６のカム斜面の頂面、つまりクラッチステータ１６の軸方向内端面３０に当接し、クラッチ切断状態が保たれる。この状態では、コイルばね１５の疎巻部１５ｂ軸力が加わっているにも拘わらずクラッチロータ１３は右動できず、送話部２と受話部３との間に閉方向への外力を加えない限り、開状態が保持される。なお、送話部２と受話部３との間の最大開角度は、ヒンジ４の機械的な回動範囲で定められている。
【００２７】
コイルばね１５の密巻部１５ａ回転力に抗して送話部２と受話部３との間を手動にて閉じると、クラッチロータ１３が受話部３と一体回動し、クラッチステータ１６にコイルばね１５の疎巻部１５ｂの軸力で押しつけられているクラッチロータ１３の凸部１９がクラッチステータ１６の凹部２０の最深部に入り込むまで、つまりクラッチが再び接続状態となるまで回動する。
【００２８】
クラッチロータ１３の凸部１９がクラッチステータ１６の凹部２０に入り込むと、カム斜面の第１段部分２１ａと凸部１９との間に作用するコイルばね１５の密巻部１５ａの軸力による摩擦力が回転力を上回り、コイルばね１５の密巻部１５ａが発する回転力だけでクラッチロータ１３を回動させることができなくなるので、送話部２と受話部３とが完全に重なり合った閉状態が保持される。
【００２９】
上記は携帯用電話機への適用例についてのみ説明したが、本発明は、例えばラップトップコンピュータのキーボード部とディスプレー部とを連結するヒンジ装置や、収納装置などの蓋を本体に連結するヒンジ装置などにも適用可能である。また、上記は閉状態を常態としたが、クラッチが接続される位置の設定及びねじり力の作用方向により、開状態を常態とし、自動的に閉じるように構成することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
このように本発明によれば、２つ折りに重なり合った２つの部材が、押釦を僅かに押すとカム面の傾斜の作用で徐々に開き、押釦を更に押すとねじりばねの弾発力によって全開位置まで自動的に開き、閉じる時は、従来のものと同様にして閉じることができるので、この種の２つ折りの機器の利便性を著しく高めることができる。特に、回転抵抗を作用させるダンパを軸方向に長くしてコイルばねの内側に設けるものとしたので、単体でユニット化したロータリーアクチュエータをコンパクト化し得る。またロータリーアクチュエータ自体がヒンジの軸をなすので、本体の仕様が変わってもアクチュエータ自体は転用可能であることと相俟って、製造工程並びに部品管理を簡略化する上にも大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される携帯用電話機の外観図
【図２】本発明によるロータリーアクチュエータのクラッチ接続状態の図１中のII−II線に沿う断面図
【図３】本発明によるロータリーアクチュエータのクラッチ切断状態の要部断面図
【符号の説明】
１１  ロータリーアクチュエータ
１２  ハウジング
１３  クラッチロータ
１４  回転ダンパ
１５  コイルばね
１５ａ  密巻部
１５ｂ  疎巻部
１９  凸部
２０  凹部
２４  押釦
２５  アウタチューブ
２６  インナロッド
２７  空隙
【図１】
0004357764.tif 000002
【図２】
0004357764.tif 000003
【図３】
0004357764.tif 000004