(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒンジ本体と、このヒンジ本体の一端側に回動可能に配置された回動部材と、上記ヒンジ本体の一端部に上記回動部材の回動軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に設けられ、上記ヒンジ本体の他端側を向く上記回動部材の端面と対向して配置された可動部材と、この可動部材を上記回動部材に当接させる付勢手段とを備え、上記回動部材と上記可動部材との当接面の一方には突起が設けられ、他方には、上記回動部材が所定の位置に回動したときに上記突起に当接することにより、上記付勢手段の付勢力を、上記回動部材を一方向へ回動させる回動付勢力に変換するカム面が形成されたヒンジ装置において、
上記ヒンジ本体の他端側に上記回動部材と軸線を一致させて回動可能に配置され、かつ上記回動部材に回動不能に連結された第２回動部材と、上記ヒンジ本体の他端部に上記第２回動部材の回動軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に設けられ、上記ヒンジ本体の一端側を向く上記第２回動部材の端面に上記付勢手段によって当接させられた第２可動部材とをさらに備え、上記第２回動部材と上記第２可動部材との当接面の一方には第２突起が設けられ、他方には、上記回動部材が上記所定の位置に回動したときに、上記付勢手段の付勢力を、上記カム面によって変換された回動付勢力と同方向に作用する回動付勢力に変換する第２カム面が形成され、上記回動部材と上記第２回動部材とが、上記ヒンジ本体を回動可能に貫通する連結軸の両端部に回動不能に、かつ移動不能に設けられていることを特徴とするヒンジ装置。
【請求項２】
上記回動部材と上記第２回動部材とのいずれか一方が上記連結軸に一体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
【請求項３】
上記回動部材と上記可動部材との当接面のうち上記カム面が形成された当接面には、上記回動部材と上記可動部材との相対回動に伴って上記突起が係脱可能に嵌まり込む嵌合凹部が形成され、上記第２回動部材と上記第２可動部材との当接面のうち上記第２カム面が形成された当接面には、上記第２回動部材と上記第２可動部材との相対回動に伴って上記第２突起が係脱可能に嵌まり込む第２嵌合凹部が形成されている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４】
上記嵌合凹部が複数形成され、複数の嵌合凹部が上記回動部材の軸線を中心とする円周上に互いに離れて配置され、上記第２嵌合凹部が複数形成され、複数の第２嵌合凹部が上記第２回動部材の軸線を中心とする円周上に互いに離れて配置されていることを特徴とする請求項３に記載のヒンジ装置。
【請求項５】
上記嵌合凹部と上記第２嵌合凹部とが、上記回動部材及び上記第２回動部材の周方向において交互に位置するよう、周方向に互いに異なる位相をもって配置されていることを特徴とする請求項４に記載のヒンジ装置。
【請求項６】
上記嵌合凹部と上記第２嵌合凹部とが上記回動部材及び上記第２回動部材の周方向に互いに同一位相をもって配置されていることを特徴とする請求項４に記載のヒンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
この発明は、折り畳み式携帯電話機等に用いるのに好適なヒンジ装置、特に回動付勢力を強くすることができるヒンジ装置に関する。
背景技術
一般に、この種のヒンジ装置は、円筒状をなすヒンジ本体と、このヒンジ本体の一端部に回動可能に、かつ移動不能に連結された回動部材と、ヒンジ本体に移動可能にかつ回動不能に設けられ、回動部材と対向して配置された可動部材と、この可動部材を回動部材に当接させる付勢手段とを備えている。回動部材と可動部材との当接面の一方には、閉方向カム面と開方向カム面とが周方向に所定角度だけ離れて設けられており、他方には、閉位置近傍において閉方向カム面に接触する第１突出部と、開位置近傍において開方向カム面に接触する第２突出部とが設けられている。
上記構成のヒンジ装置を折り畳み式携帯電話機に用いる場合には、ヒンジ本体と回動部材とのいずれか一方が携帯電話機の送話部に回動不能に連結され、他方が受話部に回動不能に連結される。受話部が閉位置近傍に位置しているときには、付勢手段の付勢力が閉方向カム面と第１の突出部とによって閉方向への回動付勢力に変換される。この回動付勢力により、受話部が閉位置側へ回動付勢され、送話部に突き当たった閉位置に維持される。一方、受話部が開位置近傍に位置しているときには、付勢手段の付勢力が開方向カム面と第２の突出部とによって開方向への回動付勢力に変換される。この回動付勢力により、受話部が開位置に維持されるようになっている（特開平７−１１８３１号公報及び特開平１０−６５７７８号公報参照）。
携帯電話機にヒンジ装置を取り付ける場合には、通常、送話部と受話部との回動軸線方向の一端部と他端部とにそれぞれ１個宛て取り付けられる。そして、この二つのヒンジ装置によって受話部を送話部に対して回動させるようにしている。ところが、二つのヒンジ装置の間には、不可避の製造誤差及び取り付け誤差がある。このため、両ヒンジ装置の回動部材の位相が若干ずれることが往々にしてある。このような場合には、二つのヒンジ装置が受話部を閉方向又は開方向へ回動させ始める時期がずれるため、一方のヒンジ装置は受話部を設計値通りの回動付勢力で回動付勢したとしても、他方のヒンジ装置は設計値より小さい力でしか回動付勢することができない。この結果、受話部を回動させる回動付勢力が不足することがあった。
また、ヒンジ装置を回動軸線方向の一端側にしか取り付けることができず、他端側には単なる軸受しか取りつけることができない場合がある。そのような場合には、一つのヒンジ装置だけで受話部を回動付勢することになるため、受話部に対する回動付勢力がより一層不足するという問題があった。
【０００２】
発明の開示
この発明は、例えば携帯電話機に用いられたときに、一つでも十分に受話部を回動させることができるヒンジ装置を提供することを目的としており、そのような目的を達成するために、ヒンジ本体と、このヒンジ本体の一端側に回動可能に配置された回動部材と、上記ヒンジ本体の一端部に上記回動部材の回動軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に設けられ、上記ヒンジ本体の他端側を向く上記回動部材の端面と対向して配置された可動部材と、この可動部材を上記回動部材に当接させる付勢手段とを備え、上記回動部材と上記可動部材との当接面の一方には突起が設けられ、他方には、上記回動部材が所定の位置に回動したときに上記突起に当接することにより、上記付勢手段の付勢力を、上記回動部材を一方向へ回動させる回動付勢力に変換するカム面が形成されたヒンジ装置において、上記ヒンジ本体の他端側に上記回動部材と軸線を一致させて回動可能に配置され、かつ上記回動部材に回動不能に連結された第２回動部材と、上記ヒンジ本体の他端部に上記第２回動部材の回動軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に設けられ、上記ヒンジ本体の一端側を向く上記第２回動部材の端面に上記付勢手段によって当接させられた第２可動部材とをさらに備え、上記第２回動部材と上記第２可動部材との当接面の一方には第２突起が設けられ、他方には、上記回動部材が上記所定の位置に回動したときに、上記付勢手段の付勢力を、上記カム面によって変換された回動付勢力と同方向に作用する回動付勢力に変換する第２カム面が形成されていることを特徴としている。
この場合、上記回動部材と上記第２回動部材とが、上記ヒンジ本体を回動可能に貫通する連結軸の両端部に回動不能に、かつ移動不能に設けられていることが望ましい。上記回動部材と上記第２回動部材とのいずれか一方が上記連結軸に一体に設けられていることがさらに望ましい。
上記回動部材と上記可動部材との当接面のうち上記カム面が形成された当接面には、上記回動部材と上記可動部材との相対回動に伴って上記突起が係脱可能に嵌まり込む嵌合凹部が形成され、上記第２回動部材と上記第２可動部材との当接面のうち上記第２カム面が形成された当接面には、上記第２回動部材と上記第２可動部材との相対回動に伴って上記第２突起が係脱可能に嵌まり込む第２嵌合凹部が形成されていることが望ましい。上記嵌合凹部が複数形成され、複数の嵌合凹部が上記回動部材の軸線を中心とする円周上に互いに離れて配置され、上記第２嵌合凹部が複数形成され、複数の第２嵌合凹部が上記第２回動部材の軸線を中心とする円周上に互いに離れて配置されていることが望ましい。
上記嵌合凹部と上記第２嵌合凹部とは、上記回動部材及び上記第２回動部材の周方向において交互に位置するよう、周方向に互いに異なる位相をもって配置してもよく、あるいは周方向に互いに同一位相をもって配置してもよい。
【０００３】
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の形態について図１〜図１７を参照して説明する。
図８は、この発明の第１の実施の形態たるヒンジ装置１が用いられた折り畳み式携帯電話機Ａを示す。この携帯電話機Ａは、前面ｂにマイクロホン及び各種のキー（いずれも図示せず）が設けられた送話部Ｂと、前面ｃに液晶表示部Ｄ及びスピーカー（図示せず）が設けられた受話部Ｃとを有している。受話部Ｃは、送話部Ｂに対しヒンジ装置１により回動軸線Ｌを中心として回動可能に連結されている。受話部Ｃの回動範囲は、閉位置と開位置との間に規制されている。閉位置は、受話部Ｃの前面ｃが送話部Ｂの前面ｂに突き当たることによって位置決めされている。開位置は、閉位置から受話部Ｃが図８の矢印方向へ１６０°程度回動した位置であり、送話部Ｂと受話部Ｃとの間に設けられたストッパ機構（図示せず）によって位置決めされている。
送話部Ｂの受話部Ｃ側端部には、軸線を回動軸線Ｌと一致させた第１収容筒部Ｂ１が二つ形成されている。第１収容筒部Ｂ１，Ｂ１は、送話部Ｂの左右方向の両端部に配置されている。一方、受話部Ｃの送話部Ｂ側端部には、軸線を回動軸線Ｌと一致させた第２収容筒部Ｃ１が二つ形成されている。第２収容筒部Ｃ１は、第１収容筒部Ｂ１と同一の外径及び内径を有している。各第２収容筒部Ｃ１は、それぞれの外側の端面が各第１収容筒部Ｂ１の内側の端面にほぼ接触するように配置されており、左右方向に隣接する第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１が一組になっている。一方の組（この実施の形態の場合、図８（Ａ）において右側の組）の第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１には、図１１に示すように、この発明に係るヒンジ装置１が収容されている。このヒンジ装置１によって一方の組の第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１が回動軸線Ｌを中心として回動可能に連結され、ひいては送話部Ｂと受話部Ｃとが回動可能に連結されている。他方の組の第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１には、他の周知のヒンジ装置、又は第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１を単に回動可能に連結する軸が収容されている。勿論、他方の組の第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１にも、この発明に係るヒンジ装置１を収容させてもよい。
ヒンジ装置１は、図１〜図６に示すように、ヒンジ本体２、このヒンジ本体２の図１における右側（以下、左右は図１〜図４における左右を意味するものとする。）に配置された第１回動部材（回動部材）３及び第１可動部材（可動部材）４と、ヒンジ本体２の左側に配置された第２回動部材５、第２可動部材６及び固定部材７と、第１回動部材３、第２回動部材５及び固定部材７を相対移動不能、かつ回動不能に連結する連結軸８と、ヒンジ本体２内に挿入配置されたコイルばね（付勢手段）９とを備えている。
ヒンジ本体２は、両端が開口した円筒体として形成されている。ヒンジ本体２の外周面には、２つのキー溝２１，２１が形成されている。各キー溝２１は、ヒンジ本体２の全長にわたって延びており、周方向に１８０°離れて配置されている。また、ヒンジ本体２の左右の端面には、各端面から内側へ向かって延びるガイド溝２２が一対ずつ形成されている。一対のガイド溝２２，２２は、ヒンジ本体２の周方向に１８０°離れ、かつ各キー溝２１に対して９０°離れて配置されている。
図１１に示すように、ヒンジ本体２の右側の大部分は、第１収容筒部Ｂ１に挿入されており、第１収容筒部Ｂ１の内周面に形成されたキー部Ｂ２，Ｂ２がヒンジ本体２のキー溝２１，２１に嵌まり込むことにより、ヒンジ本体２が第１収容筒部Ｂ１に回動不能に連結され、ひいては送話部Ｂに回動不能に連結されている。ヒンジ本体２の左側の端部は、第２収容筒部Ｃ１の外側の端部に回動可能に挿入されている。これにより、第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１がヒンジ本体２を介して回動可能に連結され、送話部Ｂと受話部Ｃとが回動軸線Ｌを中心として回動可能に連結されている。
第１回動部材３は、外径がヒンジ本体２とほぼ同一である円板状をなしており、その軸線をヒンジ本体２の軸線と一致させ、かつヒンジ本体２の右端面にほぼ接触した状態で配置されている。第１回動部材３の外周面には、二つのキー溝３１，３１が形成されている。この二つのキー溝３１，３１は、第１回動部材３の周方向に１８０°離れて形成されている。キー溝３１は、この実施の形態の場合、後述する理由により必ずしも形成する必要はない。
第１可動部材４は、円板部４１と、この円板部４１の外周面に形成された一対のガイド部４２，４２とを備えている。円板部４１は、ヒンジ本体２の右端部内周に摺動自在に嵌合されている。一方、ガイド部４２，４２は、円板部４１の周方向に１８０°離れて配置されており、円板部４１からその軸線に沿って延びている。各ガイド部４２，４２は、ヒンジ本体２の右端側のガイド溝２２，２２にそれぞれ摺動可能に挿入されている。これにより、第１可動部材４がヒンジ本体２の右端部にその軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に連結されている。しかも、第１可動部材４は、第１回動部材３の左端面と対向している。
第２回動部材５は、外径がヒンジ本体２の外径とほぼ同一である円板状をなしており、その軸線をヒンジ本体２の軸線と一致させ、かつヒンジ本体２の左端面にほぼ接触した状態で配置されている。第２回動部材５の外周面には、二つのキー溝５１，５１が形成されている。二つのキー溝５１，５１は、第２回動部材５の周方向に１８０°離れて配置されている。各キー溝５１は、キー溝３１と同一形状、同一寸法であるが、ヒンジ本体２のキー溝２１よりは周方向の幅及び深さが大きく設定されている。
図１１に示すように、第２回動部材５は、第２収容筒部Ｃ１内に挿入されている。第２収容筒部Ｃ１の内周面には、一対のキー部Ｃ３，Ｃ３が形成されている。この一対のキー部Ｃ３，Ｃ３が第２回動部材５のキー溝５１，５１にそれぞれ嵌まり込むことにより、第２回動部材５が第２収容筒部Ｃ１に回動不能に連結され、受話部Ｃと一体に回動するようになっている。
第２可動部材６は、第１可動部材４と左右の向きが逆である点、及びヒンジ本体２の左端部側に配置されている点を除き、第１可動部材４と同様に構成されている。つまり、第２可動部材６も、円板部６１及び一対のガイド部６２，６２を有しており、円板部６１がヒンジ本体２の左端部内周に摺動自在に嵌合するとともに、ガイド部６２，６２がヒンジ本体２の左側のガイド溝２２，２２に摺動可能に挿入されている。これにより、第２可動部材６も、ヒンジ本体２にその軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に連結されている。しかも、第２可動部材６は、第２回動部材５の右端面と対向している。
固定部材７は、円板部７１と、この円板部７１の左端面中央部から左方へ延びる首部７２とを有している。円板部７１は、第２回動部材５とほぼ同一の外径を有しており、その軸線を第２回動部材５の軸線と一致させ、かつ第２回動部材５の左端面に接触した状態で配置されている。円板部７１の外周には、一対の凹部７３，７３が周方向に１８０°離れて配置形成されている。凹部７３は、その幅及び深さのいずれもが第２回動部材５のキー溝５１より若干大きく設定されている。一方、首部７２は、その外径が円板部７１より小径に設定されており、その先端部には挟持突出部７４及び先細りのテーパ部７５が形成されている。挟持突出部７４の外径も円板部７１より小径であるが、首部７２より大径になっている。また、首部７２には、その先端面から円板部７１まで延びる複数（この実施の形態では４個）のスリット７６が周方向に等間隔だけ離れて配置形成されている。このスリット７６が形成されることにより、首部７２の先端部が基端部を中心として揺動するように弾性変形可能になり、それによって挟持突出部７４及びテーパ部７５が拡縮径可能になっている。
図１１に示すように、固定部材７は、第２収容筒部Ｃ１の内側の端部に挿入されている。第２収容筒部Ｃ１の内周面の内側の端部には、環状突出部Ｃ２が形成されている。この環状突出部Ｃ２の内径及び軸線方向における長さは、固定部材７の首部７２の外径及び長さとほぼ同一になっている。したがって、テーパ部７５を先にして第２収容筒部Ｃ１にその外側（第１収容筒部Ｂ１側）の開口部から固定部材７を挿入すると、まずテーパ部７５が環状突出部Ｃ２の端部に突き当たる。その状態で固定部材７をさらに挿入すると、首部７２が弾性変形し、テーパ部７５及び挟持突出部７４が縮径する。挟持突出部７４が環状突出部Ｃ２を通過すると、首部７２が元の状態に復帰し、挟持突出部７４が元の状態まで拡径する。この結果、挟持突出部７４と円板部７１とが環状突出部Ｃ２を挟持する。これにより、固定部材７が第２収容筒部Ｃ１に回動軸線Ｌ方向へ移動不能に位置固定され、ひいてはヒンジ装置１全体が第２収容筒部Ｃ１に移動不能に位置固定されている。
なお、固定部材７の凹部７３，７３には、キー部Ｃ３，Ｃ３が入り込んでいるが、凹部７３の幅がキー部Ｃ３の幅より広いので、固定部材７がキー部Ｃ３によって第２収容筒部Ｃ１に回動不能に連結されることはない。ただし、後述するように、固定部材７は、連結軸８を介して第２回動部材５に一体的に連結されている。したがって、固定部材７は、受話部Ｃと一緒に回動する。
上記第１回動部材３、第１可動部材４、ヒンジ本体２、第２可動部材６，第２回動部材５及び固定部材７は、連結軸８によって互いに連結されている。すなわち、連結軸８は、その軸線をヒンジ本体２の軸線と一致させて配置されており、その右端部から左端部へ向かって順次形成された、円板状をなす頭部８１、この頭部８１の左端面中央部に形成された断面正方形状の第１固定部８２、この第１固定部の対向する２辺間の距離より小さい半径を有する断面円形の軸部８３、対角線の長さが軸部８３の外径とほぼ同一である断面正方形状の第２固定部８４、及び断面正方形状で、第２固定部８４より一回り小さい第３固定部８５を有している。これらの各部８１〜８５は、互いの軸線を一致させて形成されている。
連結軸８の第１固定部８２には、第１回動部材３の中央部に形成された断面四角形の貫通孔３２が回動不能に嵌合している。特に、この実施の形態では、貫通孔３２に第１固定部８２が圧入されることにより、第１回動部材３が連結軸８に固定されている。連結軸８の軸部８３の右端部と左端部とには、第１、第２可動部材４，６の中央部にそれぞれ形成された貫通孔４３，６３が摺動自在に、かつ回動自在に嵌合している。連結軸８の第２固定部８４には、第２回動部材５の中央部に形成された貫通孔５２が回動不能に嵌合され、第３固定部８５には、固定部材７の円板部７１の中央部に形成された貫通孔７７（図１及び図２参照）が回動不能に嵌合されている。しかも、第３固定部８５を加締めることにより、固定部材７が第２回動部材５に押し付けられ、さらに第２回動部材５が軸部８３と第２固定部８４との間に形成された段差面８６に押し付けられている。これにより、第２回動部材５が第２固定部８４に、固定部材７が第３固定部８５にそれぞれ固定されている。この結果、第１回動部材３と第２回動部材５とがヒンジ本体２をその両側からほぼ挟持した状態になり、ヒンジ装置１全体がユニット化されている。しかも、第１、第２回動部材３，５が、連結軸８を介して互いに回動不能、かつ移動不能に連結されている。
ヒンジ本体２の内周面と連結軸８の軸部８３の外周面との間の空間には、上記コイルばね９が配置されている。このコイルばね９は、圧縮状態で配置されており、その一端が第１可動部材４に、その他端が第２可動部材６にそれぞれ突き当たっている。したがって、コイルばね９の付勢力により、第１可動部材４が第１回動部材３に、第２可動部材６が第２回動部材５にそれぞれ当接させられている。第１回動部材３と第１可動部材４との当接面間には、コイルばね９の付勢力を、第１回動部材３を回動させる力に変換する第１、第２の変換機構１００，２００が設けられている。第２回動部材５と第２可動部材６との間には、コイルばね９の付勢力を、第２回動部材５を回動させる力に変換する第３、第４変換機構３００，４００が設けられている。
第１回動部材３と第１可動部材４との間に設けられた第１、第２変換機構１００，２００について説明すると、第１回動部材３と対向する第１可動部材４の右端面には、一対のボール１０１、１０２が回動可能に設けられている。各ボール１０１，１０２は、同一外径を有しており、第１可動部材４の軸線を中心とする円周上に周方向に１８０°離れて配置されている。各ボール１０１，１０２に代えて、略半球状をなす突起または単なる突起を第１可動部材４に一体に形成してもよい。
一方、第１可動部材４と対向する第１回動部材３の左端面には、図７に示すように、互いに同一形状、同一寸法を有する一対の係合凹部１０３，１０４が形成されている。一対の係合凹部１０３、１０４は、第１回動部材３の軸線を中心とする円周上に、それもボール１０１，１０２が配置された円周と同一直径を有する円周上に周方向に１８０°離れて配置されている。図７（Ｄ）に示すように、第１回動部材３の周方向と直交する断面（第１回動部材３の直径線を含む断面）における係合凹部１０３，１０４の曲率半径は、ボール１０１，１０２の外径と同等か若干大径に設定されている。第１回動部材３の周方向における係合凹部１０３，１０４長さ（曲率半径）は、図７（Ｃ）に示すように、ボール１０１，１０２の半径より長く設定されている。各係合凹部１０３，１０４の深さは、その中央部、つまり第１回動部材３の周方向における中央部で最も深く、そこから第１回動部材３の周方向へ向かうにしたがって漸次浅くなっている。ただし、各係合凹部１０３，１０４は、最も深い部分でもボール１０１，１０２の半径より若干浅くなっている。
係合凹部１０３，１０４の深さが中央部において最も深くなっているので、ボール１０１，１０２が係合凹部１０３，１０４の中央部に位置しているときには、第１回動部材３がコイルばね９により第１可動部材４及びボール１０１，１０２を介して右方へ単に押されるだけであり、回動付勢されることがない。したがって、第１回動部材３は、回動することなく一定の回動位置に維持される。この状態のときには、第１回動部材３のキー溝３１、第２回動部材５のキー溝５１及び固定部材７の凹部７３が、ヒンジ本体２のキー溝２１と同一円周上に位置するようになっている。
係合凹部１０３，１０４の周方向における断面の曲率半径がボール１０１，１０２の半径より大きくなっているので、ボール１０１，１０２が係合凹部１０３，１０４の中央部から周方向にずれると、ボール１０１，１０２が係合凹部１０３，１０４の底面のうちの傾斜した部分に接触する。この結果、第１回動部材３がコイルばね９により第１可動部材４を介して回動付勢される。すなわち、図７（Ｃ）に示すように、係合凹部１０３，１０４の底面のうち、その中央から円周に沿って一方向側に存在する部分を第１傾斜面（カム面）１０５，１０６とし、他方向側に存在する部分を第２傾斜面（カム面）１０７，１０８とすると、ボール１０１，１０２が第１の傾斜面１０５，１０６にそれぞれ接しているときには、第１傾斜面１０５，１０６がカム面として作用する結果、コイルばね９の付勢力は、第１回動部材３を矢印Ｘ方向（閉方向）に回動付勢する回動付勢力に変換される。この回動付勢力により、第１回動部材３が閉方向へ回動付勢される。
ボール１０１，１０２が第１傾斜面１０５，１０６に接触した状態から第１回動部材３を矢印Ｙ方向へ１４０°〜１５０°程度回動させると、ボール１０１，１０２が、係合凹部１０３，１０４の間に形成されたガイド溝３３，３４内を転動し、係合凹部１０４，１０３内にそれぞれ入り込む。そして、第２傾斜面１０８，１０７にそれぞれ接するようになる。この状態では、第２の傾斜面１０７，１０８のカム作用により、コイルばね９の付勢力が第１回動部材３を矢印Ｙ方向（開方向）に回動付勢する回動付勢力に変換される。この回動付勢力により、第１回動部材３が開方向に回動付勢される。勿論、ボール１０１，１０２が第２傾斜面１０８，１０７に接触した状態において第１回動部材３を矢印Ｘ方向へ１４０°〜１５０°回動させると、ボール１０１，１０２がガイド溝３３，３４を通って第１傾斜面１０５，１０６に接触するようになる。上の内容から明らかなように、ボール１０１，１０２及び第１の傾斜面１０５，１０６によって第１変換機構１００が構成され、ボール１０１，１０２及び第２の傾斜面１０７，１０８によって第２変換機構２００が構成されている。
一方、第２回動部材５と第２可動部材６との間に設けられた第３、第４変換機構３００，４００であるが、それらは第１、第２変換機構１００，２００とそれぞれ同様に構成されており、第１変換機構１００が第１回動部材３を閉方向（図７において矢印Ｘ方向）へ回動させる際には、第３変換機構３００が第２回動部材５を矢印Ｘ方向へ回動させ、第２変換機構２００が第１回動部材３を開方向（図７において矢印Ｙ方向）へ回動させる際には、第４変換機構４００が第２回動部材５を矢印Ｙ方向へ回動させるようになっている。そこで、第３、第４変換機構３００，４００についての詳細な説明は省略する。
次に、上記構成のヒンジ装置１を右側の第１、第２収容筒部Ｂ１、Ｃ１に収容する場合について説明する。
図９及び図１０に示すように、第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１の軸線を回動軸線Ｌと一致させる。そして、第１収容筒部Ｂ１のキー部Ｂ２と第２収容筒部Ｃ１のキー部Ｃ３とを一直線上に並べる。これは、送話部Ｂと受話部Ｃとを閉位置からほぼ１８０°回動させることによってそのようにすることができる。一方、ヒンジ装置１については、ボール１０１，１０２を係合凹部１０３，１０４の中央部にそれぞれ位置させる。すると、図４及び図９に示すように、ヒンジ本体２のキー溝２１、第１、第２回動部材３，５の各キー溝３１，５１及び固定部材７の凹部７３が一直線上に並ぶ。次に、キー溝２１，３１，５１及び凹部７３とキー部Ｂ２，Ｃ３との周方向における位置合わせをする。その後、固定部材７を先にしてヒンジ装置１を第１収容筒部Ｂ１の外側の開口部から第１収容筒部Ｂ１及び第２収容筒部Ｃ１に挿入する。
ヒンジ装置１を第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１に対して図１１に示す所定の位置まで挿入すると、固定部材７の円板部７１及び挟持突出部７４が第２の収容筒部Ｃ１の環状突出部Ｃ２を挟持する。これにより、ヒンジ装置１が第２収容筒部Ｃ１に位置固定され、第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１から抜け止めされる。この状態においては、ヒンジ本体２の右側の大部分が第１収容筒部Ｂ１に回動不能に嵌合されるとともに、ヒンジ本体２の左側の端部が第２収容筒部Ｃ１に回動可能に嵌合される。これによって、第１、第２収容筒部Ｂ１，Ｃ１が回動可能に連結され、ひいては送話部Ｂと受話部Ｃとが回動可能に連結される。また、第２回動部材５のキー溝５１に第２収容筒部Ｃ１のキー部Ｃ３が嵌まり込むことにより、第２回動部材５が第２収容筒部Ｃ１に回動不能に連結され、ひいては受話部Ｃに回動不能に連結される。勿論、第１回動部材３も、連結軸８を介して第２回動部材５に回動不能に連結されているので、受話部Ｃに回動不能に連結される。なお、第１回動部材３のキー溝３１には、第１収容筒部Ｂ１のキー部Ｂ２が嵌まり込むことがない。したがって、第１回動部材３は、第１収容筒部Ｂ１に対して回動可能である。よって、キー溝３１については、形成する必要がない。
このようにしてヒンジ装置１を携帯電話機Ａの第１、第２の収容筒部Ｂ１，Ｃ１に収容したら、受話部Ｃを送話部Ｂに対して閉位置側へ所定の角度、例えば２０°程度回動させる。すると、受話部Ｃが開位置に位置する。その後、送話部Ｂと受話部Ｃとの間に、ストッパ機構を取り付け、受話部Ｃが閉位置側から開位置側へ向かう方向へ開位置を越えて回動するのを阻止する。受話部Ｃが開位置に位置した状態においては、ボール１０１，１０２が第２の傾斜面１０８，１０７にそれぞれ接触しており、受話部Ｃがコイルばね９の付勢力によって閉位置側から開位置側へ向かう方向へ回動付勢されている。その結果、受話部Ｃが開位置に維持される。
受話部Ｃをコイルばね９の付勢力に抗して閉位置側へ所定角度、例えば１０〜２０°程度回動させると、ボール１０１，１０２が係合凹部１０４，１０３から抜け出て、ガイド溝３３，３４内を転動するようになる。この状態では、受話部Ｃに回動付勢力が作用しないので、受話部Ｃを任意の位置で停止させることができる。
受話部Ｃを開位置から所定角度、例えば１４０°〜１５０°程度回動させると、ボール１０１，１０２が係合凹部１０３，１０４に入り込み、第１傾斜面１０５，１０６にそれぞれ接触するようになる。この結果、受話部Ｃがコイルばね９の付勢力により第１，第３変換機構１００，３００を介して開位置側から閉位置側へ向かう方向へ回動付勢される。この回動付勢力により、受話部Ｃの前面ｃが送話部Ｂの前面ｂに突き当たるまで回動させられて閉位置に維持される。
ヒンジ装置１が装着された上記の携帯電話機Ａにおいて、いま、受話部Ｃが閉位置に位置しているものとする。この状態から受話部Ｃを開位置側へ向かって回動させると、ボール１０１，１０２が第１、第３変換機構１００，３００による回動付勢力に抗して係合凹部１０３，１０４からガイド溝３３，３４に抜け出る。ここで、受話部Ｃが閉位置に位置しているときのコイルばね９の長さをＬとし、第１変換部１００によるボール１０１，１０２の回動軸線Ｌ方向への移動距離（＝第１、第２可動部材４，６の移動距離）をΔＬとすると、ボール１０１，１０２が係合凹部１０３，１０４から抜け出たときのコイルばね９の長さＬ１は、コイルばね９の付勢力を回動付勢力に変換する変換部として第１、第３変換機構１００，３００の二つの変換機構が用いられているから、換言すればカム面としての第１傾斜面１０５，１０６が二組用いられているから、
Ｌ１＝Ｌ−２Δ
になる。これから明らかなように、この発明のヒンジ装置１では、コイルばね９が係合凹部１０３，１０４からガイド溝３３，３４に抜け出ると、２ΔＬだけ圧縮されることになり、第１変換部１００と第３変換部３００とのいずれか一方だけが設けられている従来のヒンジ装置に比してコイルばね９の圧縮量が２倍になる。
受話部Ｃをさらに開位置側へ回動させ、ボール１０１，１０２が係合凹部１０４，１０３にそれぞれ入り込むようになると、コイルばね９の付勢力が第２，第４変換部２００、４００により閉位置から開位置側へ向かう方向への回動力に変換される。この回動力によって受話部Ｃが回動させられて開位置に維持される。このとき、コイルばね９の変形量が２ΔＬで従来のヒンジ装置の２倍になっているから、受話部Ｃを十分に大きな力で閉位置に回動させ、かつ維持することができる。これは、受話部Ｃを開位置から閉位置側へ回動させた場合も同様である。
図１２は、この発明に係るヒンジ装置の第２の実施の形態を示す。この実施の形態のヒンジ装置１′においては、連結軸８の頭部８１の外径がヒンジ本体２の外径とほぼ同一にされており、この頭部８１が第１回動部材（回動部材）として兼用されている。したがって、頭部８１の第１可動部材４と対向する左端面には、係合凹部１０３，１０４及びガイド溝３３，３４（図７参照）が形成されている。その他の構成は、上記ヒンジ装置１と同様である。
このヒンジ装置１′では、頭部８１を第１回動部材として兼用しているので、その分だけ部品点数を減らすことができ、それによってヒンジ装置１′の製造費を低減することができる。
図１３は、この発明に係るヒンジ装置の第３の実施の形態を示す。この実施の形態ヒンジ装置１″においては、第２回動部材５及び固定部材７が連結軸８と一体に形成されている。すなわち、連結軸８の図１３における左端部には、断面円形の複合部８７がその軸線を連結軸８の軸線と一致させて形成されている。この複合部８７は、第２回動部材５と固定部材７の円板部７１とを兼ねるものである。したがって、複合部８７の外径は、第２回動部材５及び円板部７１の外径と同一に設定され、複合部８７と可動部材６との間には、第３、第４変換機構３００，４００が設けられ、複合部８７の外周面には、キー溝５１と同一の深さ及び幅を有するキー溝（図示せず）が複合部８７をその軸線方向に横断するように形成され、さらに複合部８７の左端面には、首部７２が形成されている。勿論、首部７２の先端部には、環状突出部７４が形成され、環状突出部７４及び首部７２には、スリット７６が形成されている。連結軸８の右端部には、第１回動部材３が回動不能に連結されており、第１回動部材３は、ストッパ１０によって連結軸８から図１３の右方へ抜け止めされている。その他の構成は、上記ヒンジ装置１と同様である。
この第３の実施の形態のヒンジ装置１″においては、連結軸８に第２回動部材５と固定部材７が一体に設けられているので、第２の実施の形態のヒンジ装置１′よりさらに部品点数を減らすことができ、それによって製造費をさらに低減することができる。
次に、この発明に係るヒンジ装置の第４の実施の形態を説明する。この実施の形態においては、上記第１回動部材３に代えて図１４に示す第１回動部材３′が用いられ、上記第２回動部材５に代えて図１５に示す第２回動部材５′が用いられている。その他の構成は、上記ヒンジ装置１と同様に構成されている。そこで、この実施の形態に関しては、第１、第２回動部材３′，５′についてのみ、それも第１、第２回動部材３，５と異なる構成についてのみ説明する。
第１回動部材３′の係合凹部１０３及び１０４が形成された面には、第１嵌合凹部１１１，１１２が形成されている。第１嵌合凹部１１１，１１２は、１又は複数個宛て形成されている。しかも、第１嵌合凹部１１１，１１２は、互いに同数個形成されている。この実施の形態では、第１嵌合凹部１１１，１１２は３個宛て形成されている。
一方の第１嵌合凹部１１１は、ボール１０１が係脱可能に嵌り込むように、その底面がボール１０１の半径とほぼ同一の曲率半径をもって形成されている。しかも、各第１嵌合凹部１１１は、係合凹部１０３，１０４が配置された円周と同一の円周上に配置されている。したがって、第１回動部材３′がその軸線を中心として回動すると、その回動に伴ってボール１０１が各第１嵌合凹部１１１に順次嵌り込む。ここで、第１嵌合凹部１１１のうち係合凹部１０３に最も近い第１嵌合凹部１１１は、第１回動部材３′が閉位置から所定の角度α１だけ回動するとボール１０１が嵌合するように配置され、他の第１嵌合凹部１１１は、第１回動部材３′の周方向へ角度β１だけ互いに離れて配置されている。この実施の形態では、α１＝９０°に設定され、β１＝２０°に設定されている。第１回動部材３′の表面における第１嵌合凹部１１１の直径は、各嵌合凹部１１１が配置された円周の角度β１に対応する長さより長く定められている。この結果、隣接する第１嵌合凹部１１１，１１１の第１回動部材３′の周方向における端部どうしが、互いに重なり合っている。
他方の第１嵌合凹部１１２は、ボール１０２が係脱可能に嵌り込むように、その底面がボール１０２の半径とほぼ同一の曲率半径をもって形成されている。しかも、第１嵌合凹部１１２は、第１回動部材３′の軸線に関し第１嵌合凹部１１１と点対称に配置されている。したがって、第１回動部材３′が閉位置から角度α１だけ回動した位置、及びそこからさらに角度β１ずつ回動した位置において、ボール１０２が各第１嵌合凹部１１２に嵌り込む。
第２回動部材５′の係合凹部１０３及び１０４が形成された面には、第２嵌合凹部（第２凹部）１１３，１１４が形成されている。第２嵌合凹部１１３，１１４は、嵌合凹部１１１，１１２と同数宛て形成されている。したがって、第２嵌合凹部１１３，１１４は、この実施の形態では３個宛て形成されている。
係合凹部１０３に最も近い第２嵌合凹部１１３は、閉位置から所定の角度α２だけ離れて配置されている。角度α２は、α１±β１／２に設定されている。特に、この実施の形態では、α２＝α１＋β１／２＝１００°に設定されている。第２回動部材５′の周方向に隣接する二つの第２嵌合凹部１１３，１１３は、角度β１（＝２０°）だけ互いに離れて配置されている。したがって、各第２嵌合凹部１１３は、各嵌合凹部１１１に対し回動部材３′及び第２回動部材５′の周方向にβ１／２＝１０°だけ位相がずれた状態で配置されている。つまり、第１嵌合凹部１１１と第２嵌合凹部１１３とは、第１、第２回動部材３′，５′の周方向に一定の間隔で交互に配置されている。一方、第２嵌合凹部１１４は、第２回動部材５′の軸線に関し第２嵌合凹部１１３と点対称に配置されている。したがって、第２嵌合凹部１１４は、第１嵌合凹部１１２に対しβ１／２ずつ位相がずれた状態で配置されている。第２嵌合凹部１１３，１１４に関するその他の構成は、第１嵌合凹部１１１，１１２と同様になっている。
上記構成の第１回動部材３′及び第２回動部材５′を有するヒンジ装置が用いられた携帯電話機において、受話部が閉位置から開位置側へ回動し、それに伴って第１、第２回動部材３′，５′が閉位置から開位置側へ９０°回動すると、ボール１０１、１０２が第１嵌合凹部１１１，１１２にそれぞれ嵌り込む。その後は、第１、第２回動部材３′，５′がβ１／２＝１０°だけ開位置側へ回動する毎に第２嵌合凹部１１３，１１４と第１嵌合凹部１１１，１１２とに交互に嵌り込む。そして、第１、第２回動部材３′，５′がほぼ１６０°回動すると、ボール１０１，１０２が係合凹部１０３，１０４の第２傾斜面１０７，１０８に接触して開位置に達する。第１、第２回動部材３′，５′を開位置から閉位置側へ回動させる場合には、ボール１０１，１０２が第１嵌合凹部１１１，１１２と第２嵌合凹部１１３，１１４に対して上記と逆の順序で嵌合する。
この実施の形態のヒンジ装置においては、係合凹部１０３，１０４の間に第１嵌合凹部１１１，１１２及び第２嵌合凹部１１３，１１４が配置されているから、ボール１０１，１０２が第１嵌合凹部１１１，１１２及び第２嵌合凹部１１３，１１４にそれぞれ嵌り込むことにより、閉位置と開位置との間において第１、第２回動部材３′，５′をクリック感をもって停止させることができ、ひいては受話部Ｃをクリック感をもって停止させることができる。特に、この実施の形態では、第１嵌合凹部１１１，１１２と第２嵌合凹部１１３，１１４とが互いの中間に位置するように、位相をずらして配置されているから、受話部を停止させることができる位置を多くすることができる。
第１嵌合凹部１１１，１１２と第２嵌合凹部１１３，１１４とは、第１、第２回動部材３′，５′の周方向において同一位置に配置してもよい。そのように配置した場合には、ボール１０１，１０２が第１嵌合凹部１１１，１１２及び第２嵌合凹部１１３，１１４に同時に嵌まり込むので、第１、第２回動部材３′，５′及び受話部Ｃをより強いクリック感をもって停止させることができる。この点は、次に述べる実施の形態においても同様である。
図１６及び図１７は、この発明の第５の実施の形態を示す。この実施の形態は、図１４及び図１５に示す実施の形態を変形したものであり、上記第１回動部材３′に代えて図１６に示す第１回動部材３″が用いられ、上記第２回動部材５′に代えて図１７に示す第２回動部材５″が用いられている。その他の構成はヒンジ装置１と同様に構成されている。そこで、この実施の形態においても、第１、第２回動部材３″，５″についてのみ説明する。
第１回動部材３″にも、第１嵌合凹部１１１，１１２が複数宛て形成されている。ただし、上記の実施の形態とは異なり、この実施の形態では、第１嵌合凹部１１１，１１２が２個宛て形成されている。第１嵌合凹部１１１，１１１は、周方向に角度β２だけ離れて配置されている。角度β２は、嵌合凹部１１１が配置された円周の角度β２に対応する長さが第１嵌合凹部１１１の直径より長くなるような角度に定められている。この実施の形態では、β２＝３０°に設定されている。したがって、第１嵌合凹部１１１，１１１は、第１回動部材３″の周方向における端部どうしが重なり合うことなく、全体が互いに離れている。第１嵌合凹部１１２も同様に、第２回動部材５″の周方向に角度β２だけ離れて配置されている。
第２回動部材５″には、第２嵌合凹部１１３，１１４が複数宛て形成されている。この実施の形態では、第２嵌合凹部１１３，１１４が２個宛て形成されている。第２嵌合凹部１１３，１１４は、第２回動部材５″の周方向へ角度β２だけ互いに離れるとともに、第１嵌合凹部１１１，１１２に対して角度β２／２だけ異なる位相をもって配置されている。
なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態は、この発明に係るヒンジ装置１を携帯電話機Ａに用いたものであるが、ヒンジ装置１は他の回動可能に連結されるべき二つの物品間にも用いることができる。
また、上記の実施の形態においては、第２回動部材５だけを受話部Ｃに回動不能に連結しているが、第１回動部材３と第２回動部材５の両者を、あるいは第１回動部材３だけを受話部Ｃに回動不能に連結してもよい。第１回動部材３を受話部Ｃに回動不能に連結する場合には、受話部Ｃに送話部Ｂの第１収容筒部Ｂ１の右端面に隣接する収容筒部を形成し、この収容筒部にキー部を形成して第１回動部材３のキー溝３１に嵌合させればよい。
さらに、上記の実施の形態では、ヒンジ装置１を携帯電話機Ａに用いているため、コイルばね９の付勢力を、第１回動部材３（第２回動部材５）を閉位置側へ回動付勢する回動付勢力に変換する第１傾斜面（カム面）１０５，１０６と、開位置側へ回動付勢する回動付勢力に変換する第２傾斜面（カム面）１０７，１０８とを用いているが、いずれか一方だけを用いるようにしてもよい。
産業上の利用の可能性
この発明に係るヒンジ装置は、携帯電話機、パーソナルコンピュータの本体と蓋体のような二つの物品を回動可能に連結するとともに、一方の物品を所定の回動位置で回動付勢するヒンジ装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明に係るヒンジ装置の第１の実施の形態を示す、図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
図２は、同ヒンジ装置の断面図であって、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
図３は、同ヒンジ装置の正面図である。
図４は、同ヒンジ装置の平面図である。
図５は、図３のＹ矢視図である。
図６は、同ヒンジ装置の分解斜視図である。
図７は、同ヒンジ装置の第１回動部材を示す図であって、図７（Ａ）はその平面図、図７（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図、図７（Ｄ）は図７（Ｂ）のＤ部分の拡大図である。
図８は、この発明に係るヒンジ装置が用いられた携帯電話機を示す図であって、図８（Ａ）は開状態で示す形態電話機の平面図、図８（Ｂ）は同携帯電話機の側面図、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）のＣ部分の拡大図である。
図９は、ヒンジ装置が挿入される前の状態で示す第１及び第２収容筒部の図８（Ｃ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
図１０は、ヒンジ装置が挿入される前の状態で示す第１及び第２収容筒部の図８（Ｃ）におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
図１１は、ヒンジ装置が挿入された状態で示す第１及び第２収容筒部の図８（Ｃ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
図１２は、この発明に係るヒンジ装置の第２の実施の形態を示す図１と同様の断面図である。
図１３は、この発明に係るヒンジ装置の第３の実施の形態を示す図１と同様の断面図である。
図１４は、この発明に係るヒンジ装置の第４の実施の形態における第１回動部材を示す平面図である。
図１５は、この発明に係るヒンジ装置の第４の実施の形態における第２回動部材を示す平面図である。
図１６は、この発明に係るヒンジ装置の第５の実施の形態における第１回動部材を示す平面図である。
図１７は、この発明に係るヒンジ装置の第５の実施の形態における第１回動部材を示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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