JP2006317003A - ヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく、構造が簡単であり、開閉する時に衝撃が小さいヒンジ装置を提供すること。
【解決手段】本発明の携帯型電子装置のヒンジ装置は一端に外部螺旋部が設けられるシャフトと、一端にカム面が設けられる柱状の従動
部と、内部に前記シャフトの外部螺旋部と合わされる内部螺旋部が設けられ、且つ一端にカム面が設けらる柱状のカムと、前記従動部のカム面と前記カムのカム面が互いに圧接するように付勢する弾性部材と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明はヒンジ装置に関するものであり、特に折り畳み式の携帯型電子装置に用いられているヒンジ装置に関するものである。

近年、デジタルの技術の発展によって、携帯電話、ＰＤＡ等の携帯型電子装置が多くの人々に使用されている。携帯型電子装置において、カバーが機器本体に対して折り畳まれるような折り畳み式のものは構造が簡単であり、外観が斬新であるから、広く使用されている。

携帯型電子装置を製造するメーカーは消費者の要求を満足するために、できるだけ折り畳み式の携帯型電子装置の体積、サイズ及び重量を減らしている。折り畳み式の携帯型電子装置は、通常、ヒンジ装置を通してカバーを機器本体に連結する。該ヒンジ装置は、通常、シャフト、カム、従動部、スプリングなどを備える。このヒンジ装置において、前記シャフトが前記スプリングの中心を貫通し、前記カム（又は前記従動部）が前記スプリングの一端に直に圧接される。該カムと該従動部はスプリングの弾力によってずっと圧接される。

このヒンジ装置を利用して折り畳み式の携帯型電子装置の開閉を実現できる。しかし、該ヒンジ装置のカムと従動部はスプリングの弾力によってずっと圧接されるから、携帯型電子装置を開閉する過程に、該カムと従動部との間にスライド摩擦が生じ、エネルギー損失が多くなる。且つ、該カムと従動部との間にスライド摩擦が生じるから、カムと従動部が磨耗し易く、ヒンジ装置の寿命が短くなる。また、携帯型電子装置が開く時に、スプリングの弾力衝撃によって、カバーと機器本体の連結部分が破壊される。

その上、このヒンジ装置は部材が多く、構造が複雑であり、カムと従動部の間の接続が不安定であり、組み立て難く、且つカバーを開く時、スプリングの弾力衝撃によって、カバーと機器本体の連結部分が破壊される欠点もある。

本発明の目的は、上記のこうした課題を解決する携帯型電子装置に使用されるヒンジ装置を提供することである。

前記の目的を達成するために、本願発明に係るヒンジ装置は一端に外部螺旋部を設けたシャフトと、一端にカム面を設けた柱状の従動部と、内部に前記シャフトの外部螺旋部と合わされる内部螺旋部が設けられ、且つ一端にカム面を設けた柱状のカムと、前記従動部のカム面と前記カムのカム面が互いに圧接するように付勢する弾性部材と、を含む。

前記ヒンジ装置は全体を構成する部品点数が少なく、構造が簡単である。一方、前記携帯型電子装置のカバーを開閉する時には、シャフトのねじ山と従動部のねじ山孔とが合わされて摩擦が生じるから、スプリングの弾性復帰時間を増加させることができる。即ち、カバーは機器本体に対する衝撃を減らすことができる。又、従動部のカム面とカムのカム面の間の係合を通じて、携帯電話のカバーを半自動的に閉じることができる。

本発明のヒンジ装置はカバーが機器本体に相対して回転できる折り畳み式の携帯型電子装置に適用できる。以下、本発明のヒンジ装置を折り畳み式の携帯電話に使用することを例にして説明する。

図１に示すように、本発明の第一実施形態に係るヒンジ装置１０はシャフト１２、弾性部材１４、従動部１６及びカム１８を備える。

又、図２に示すように、前記シャフト１２の一端には外部螺旋部１２２が設けられ、他端には止動部が設けられるのに、第一実施形態のヒンジ装置１０において、この止動部はフランジ１２４である。且つこのフランジ１２４の外周面には２つの突出部１２６が設けられる。

前記弾性部材１４は、圧縮可能なコイルスプリングである。このスプリング１４は前記シャフト１２がスプリング１４の中心を貫通するように、シャフト１２に装着される。

従動部１６は柱状体であり、この柱状体の内部に内径が前記シャフト１２の直経より大きい通孔１６２が設けられる。この従動部１６は通孔１６２を通じて前記シャフト１２に装着される。従動部１６の一端面にカム面１６４が設けられる。このカム面１６４は、対称な２つの凹底１６４２と、２つの凸峰１６４４と、隣接する凹底１６４２と凸峰１６４４を連結する斜面１６４６と、を含む。

且つ、従動部１６に止転手段が設けられる。第一実施形態のヒンジ装置１０において、この止転手段は従動部１６の外周面に設けた止転槽１６６である。携帯電話のカバーが開いた時、この止転槽１６６は携帯電話の機器本体と係合するが、カバーが閉じた時、この止転槽１６６は携帯電話の機器本体と係合しない。

又、図３に示すように、前記カム１８は柱状体である。このカム１８の外周面に２つの凸部１８０が対称に設けられ、内部にシャフト１２の外部螺旋部１２２と合わされる内部螺旋部１８２が設けられる。このカム１８はこの内部螺旋部１８２を通じてシャフト１２に装着される。前記従動部１６を向いたカム１８の一端に、従動部１６のカム面１６４と合わされるカム面１８４が設けられる。このカム面１８４は、対称な２つの凹底１８４２と、２つの凸峰１８４４と、隣接する凹底１８４２と凸峰１８４４を連結する斜面１８４６と、を含む。

ヒンジ装置１０を組み立てる時、先ず前記スプリング１４及び従動部１６を、外部螺旋部１２２を設けたシャフト１２の一端から、シャフト１２に順序通りに挿入する。その後、カム１８の内部螺旋部１８２をシャフト１２の外部螺旋部１２２に合うように、カム１８をシャフト１２に装着する。

ヒンジ装置１０を携帯電話に装着する時、前記シャフト１２（又はカム１８）は携帯電話の機器本体に装着され、カム１８（又はシャフト１２）はカバーに装着される。機器本体に、例えば、凸出部のような係止構造が設けられ、携帯電話のカバーが開いた時、この係止構造が前記従動部１６の止転槽１６６に係合される。

第一実施形態において、前記シャフト１２は携帯電話のカバーに連結され、カム１８は機器本体に連結されると仮定し、ヒンジ装置１０の動作の過程を詳しい説明する。この時、前記スプリング１４は、シャフト１２のフランジ１２４と従動部１６の間に当接する。

始動時、携帯電話のカバーが機器本体に対して閉じているばかりでなく、携帯電話のロック装置によって機器本体にロックされている。この時、シャフト１２はフランジ１２０の突出部１２６を通じて機器本体に係合し、カム１８は凸部１８０を通じてカバーに係合する。

前記スプリング１４の一端はシャフト１２のフランジ１２４に圧接され、他端は従動部１６に圧接されるために、スプリング１４が変形し、スプリング１４に弾性エネルギーが溜められる。従動部１６のカム面１６４はスプリング１４の弾力によってカム１８のカム面１８４に圧接される。

携帯電話のカバーのロック状態を解除して、カバーを開く時、従動部１６とカム１８はスプリング１４の弾力によってシャフト１２の軸線に沿って移動しようとする。シャフト１２の外部螺旋部１２２とカム１８の内部螺旋部１８２の係合によって、カム１８が軸線に沿って移動するばかりでなくシャフト１２に相対して回転する。携帯電話のカバーがカム１８に連動して回転するから、完全に開くことができる。その過程で、従動部１６はスプリング１４の弾力によってカム１８に常に圧接されるから、カム１８と一緒に回転する。即ち、従動部１６がカム１８に相対して回転しない。

携帯電話のカバーを閉じる時、携帯電話の該表面に設けたボタンをクリックすると、機器本体の係止構造（即ち凸出部）が従動部１６の止転槽１６６に係合する。すると従動部１６がシャフト１２に沿って移動するばかりで、シャフト１２を相対して回転できなくなる。カバーに力を加えると、カム１８がカバーに連動されて回転する。カム１８は、外部螺旋部１２２と内部螺旋部１８２の間の係合によって回転するばかりでなく、シャフト１２の軸線に沿って移動しながら、スプリング１４を圧縮する。

従動部１６は回転せず、カム１８が回転するために、従動部１６のカム面１６４とカム１８のカム面１８４の間にスライドが生じる。もしカム１８の凸峰１８４４が従動部１６の凸峰１６４４を越えると、スプリング１４が付勢され、且つスプリング１４が復帰する長さが前記外部螺旋部１２２より大きくなるために、カム１８が従動部１６に相対して自動的に回転する。これで、カム１８は自身の凸峰１８４４が従動部１６の凹底１６４２入るまで回転する。

携帯電話のカバーはカム１８に連動するから、閉じる方向へ回転できる。カバーが完全に閉じた時、前記ロック装置を通じてカバーを機器本体に再びロックする。

上述したように、このヒンジ装置１０は構成する部材が少なく、且つシャフト１２の外部螺旋部１２２とカム１８の内部螺旋部１８２との間に摩擦が生じるために、カバーの機器本体に対する衝撃が小さい。又、従動部１６のカム面とカム１８のカム面の間の係合を通じて、携帯電話のカバーを半自動的に閉じることができる。

図４乃至図６に示すように、本発明の第二実施形態に係るヒンジ装置２０はシャフト２２、スプリング２４、従動部２６及び円柱体２８を備える。

前記シャフト２２の一端には外部螺旋部２２２が設けられ、他端にはフランジ２２４が設けられる。このフランジ２２４の外周面には２つの突出部２２６が設けられる。

前記スプリング２４は、圧縮可能なコイルスプリングである。このスプリング２４は前記シャフト２２がスプリング２４の中心を貫通するように、シャフト２２に装着される。

前記従動部２６は円盤状であり、この円盤状の従動部２６の中心には前記シャフト２２を通せる通孔１６２が設けられ、従動部２６の一端面には２つの半球形の凸部２６４が対称に設けられる。

又、従動部２６に少なくとも１つの止転手段が設けられるのに、本実施形態のヒンジ装置２０において、この止転手段は従動部２６の外周面に設けた止転槽２６６である。携帯電話のカバーが開いた時、この止転槽２６６は携帯電話の機器本体に係合するが、カバーが閉じた時、この止転槽２６６は携帯電話の機器本体に係合しない。

前記円柱体２８の外周面に２つの凸部２８０が対称に設けられ、内部にシャフト２２の外部螺旋部２２２と合われる内部螺旋部２８２が設けられる。この円柱体２８はこの内部螺旋部２８２を通じてシャフト２２に装着される。前記従動部２６を向いた円柱体２８の一端面に、従動部２６の半球形の凸部２６４と対応する２つの半球形の凹部２８４が設けられる。この半球形の凹部２８４のサイズと半球形の凸部２６４のサイズが相似であることから、半球形の凸部２６４は半球形の凹部２８４に係合することができる。

ヒンジ装置２０を組み立てる時、前記スプリング２４及び従動部２６をシャフト１２に順序通りに挿入した後、円柱体２８の内部螺旋部２８２をシャフト２２の外部螺旋部２２２に装着する。

ヒンジ装置２０を携帯電話に装着する時、前記シャフト２２（又は円柱体２８）は携帯電話の機器本体に装着され、円柱体２８（又はシャフト１２）はカバーに装着される。第二実施形態で、前記シャフト２２は携帯電話の機器本体に連結され、円柱体２８はカバーに連結されると仮定し、ヒンジ装置２０の動作の過程を更に詳しく説明する。この時、スプリング２４はシャフト２２のフランジ２２４と従動部２６の間に当接する。又、携帯電話の機器本体に例えば凸出部のような係止構造が設けられるのに、この係止構造が前記従動部２６の止転槽２６６に係合する。

始動時、携帯電話のカバーが機器本体に対して閉じているばかりでなく、携帯電話のロック装置によって機器本体にロックされる。この時、シャフト２２はフランジ２２０の突出部２２６を通じて機器本体に係合し、円柱体２８は凸部２８０を通じてカバーに係合する。

前記スプリング２４の一端はシャフト２２のフランジ２２４に圧接され、他端は従動部２６に圧接されるから、スプリング２４が変形し、スプリング２４に弾性エネルギーが溜められる。スプリング２４の弾力によって従動部２６の半球形の凸部２６４が円柱体２８の半球形の凹部２８４に圧接され、携帯電話の機器本体の係止構造は従動部２６の止転槽２６６に係合しない。

携帯電話のカバーのロック状態を解除して、カバーを開く時、従動部２６と円柱体２８はスプリング２４の弾力によってシャフト１２の軸線に沿って移動しようとする。シャフト２２の外部螺旋部２２２と円柱体２８の内部螺旋部２８２の係合によって、円柱体２８が軸線に沿って移動するのと同時にシャフト２２に相対して回転する。携帯電話のカバーが円柱体２８に連動して回転するから、完全に開くことができる。その過程で、従動部２６はスプリング２４の弾力によって円柱体２８に常に圧接されるから、円柱体２８と一緒に回転する。即ち、カバーが開く過程で、従動部２６が円柱体２８に相対して回転しない。

携帯電話のカバーを閉じる時、携帯電話の該表面に設けたボタンをクリックすると、機器本体の係止構造（即ち凸出部）が従動部２６の止転槽２６６に係合する。すると従動部２６がシャフト２２に沿って移動するばかりで、シャフト２２に相対して回転できなくなる。カバーに力を加えると、円柱体２８がカバーに連動して回転する。円柱体２８は、外部螺旋部１２２と内部螺旋部１８２の間の係合によって回転するばかりでなく、シャフト２２の軸線に沿って移動しながら、スプリング２４を圧縮する。

従動部２６が回転せず、円柱体２８が回転するために、従動部２６の半球形の凸部２６４が円柱体２８の半球形の凹部２８４から出て、円柱体２８の端面でスライドする。この時、カバーに加える力を停止すると、カバーが機器本体に対して任意の位置に滞在することができる。

カバーに引き続き力を加えると、従動部２６の半球形の凸部２６４が円柱体２８の他の半球形の凹部２８４に再び入る。スプリング２４が付勢し、且つスプリング２４の復帰する長さが前記外部螺旋部１２２より大きいために、円柱体２８は、従動部２６の半球形の凸部２６４が円柱体２８の半球形の凹部２８４に沿って、半球形の凹部２８４の底面までスライドするように自動的に回転することができる。

携帯電話のカバーは円柱体２８に連動するから、閉じる方向へ回転できる。カバーが完全に閉じた時、前記ロック装置を通してカバーを機器本体に再びロックする。

上述したように、このヒンジ装置２０は構成する部材が少なく、且つシャフト２２の外部螺旋部２２２と円柱体２８の内部螺旋部２８２が係合するために、カバーの機器本体に対する衝撃が小さい。又、従動部２６の半球形の凸部２６４と円柱体２８の半球形の凹部２８４の間の係合を通じて、携帯電話のカバーを半自動的に閉じることができる。

図７乃至図９に示すように、本発明の第二実施形態に係るヒンジ装置３０はシャフト２２、スプリング２４、従動部３６、ボール４０及び円柱体２８を備える。

前記従動部３６は円盤状であり、この円盤状の従動部３６の中心には前記シャフト２２を通せる通孔３６２が設けられ、従動部３６の一端面には２つの半球形の凹部２６４が対称に設けられる。又、従動部２６の外周面に少なくとも１つの止転槽２６６設けらる。携帯電話のカバーが開いた時、この止転槽３６６は携帯電話の機器本体に係合するが、カバーが閉じた時、この止転槽３６６は携帯電話の機器本体に係合しない。

前記ボール４０は、従動部３６の半球形の凹部３６４と円柱体２８の半球形の凹部２８４に係合する。

第三実施形態のヒンジ装置３０と第二実施形態のヒンジ装置２０は相似である。相違点は、第二実施形態の従動部２６に半球形の凸部２６４を設けられるが、第三実施形態の従動部３６には半球形の凸部２６４を設けられるだけでなく、ボール４０を使用する。カバーを開閉する時、従動部２６、円柱体２８の間のスライド摩擦が、ボール４０、従動部３６、円柱体２８の間のスライド摩擦に転換されるから、従動部３６と円柱体２８の寿命を延ばし、従ってヒンジ装置３０の寿命を延ばすことができる。

カバーを開く過程で、前記外部螺旋部１２２、２２２と内部螺旋部１８２、２８２が合わされるいるから、スプリング１４、２４の弾力を抑えて、カバーの平滑に開くことができる。だから、カバーを開く過程で、カバーの機器本体に対する衝撃を下げることができる。

第一実施形態において、シャフト１２の一端に設けられるフランジ１２４を、他の形態の止動部へ交替することができる。

前記カム１８に設けられる凸部１８０も、他の形態の止転構造、例えば凹槽、又は方形等へ交替することができる。

前記スプリング１４も、他の形態の弾性部材、例えば、弾性を有するスポンジへ交替することができる。

ヒンジ装置において、スプリングの一端をフランジに固定し、他端を従動部に固定して、スプリングがフランジと従動部の間で回転するようにする。もし携帯電話のカバーを開き過ぎると、シャフトが従動部に対して閉じる反対方向へ回転し、フランジと従動部の距離が遠くなる。ここで、スプリングの長さが増大するから、携帯電話のカバーがスプリングの弾力によって元の位置に自動的に復帰することができる。

本発明の第一の実施形態に係るヒンジ装置の立体図である。 本発明の第一の実施形態に係るヒンジ装置を１つの方向へ見た立体分解図である。 本発明の第一の実施形態に係るヒンジ装置を他の方向へ見た立体分解図である。 本発明の第二の実施形態に係るヒンジ装置の立体図である。 本発明の第二の実施形態に係るヒンジ装置を１つの方向へ見た立体分解図である。 本発明の第二の実施形態に係るヒンジ装置を他の方向へ見た立体分解図である。 本発明の第三の実施形態に係るヒンジ装置の立体図である。 本発明の第三の実施形態に係るヒンジ装置を１つの方向へ見た立体分解図である。 本発明の第三の実施形態に係るヒンジ装置を他の方向へ見た立体分解図である。

符号の説明

１０、２０、３０ ヒンジ装置
１２、２２ シャフト
１２２、２２２ 外側螺旋部
１２４ フランジ
１２６ 突出部
１４ スプリング
１６ 従動部
１６２、２６２、３６２ 通孔
１６４、１８４ カム面
１６４２、１８４２ 凹底
１６４４、１８４４ 凸底
１６４６、１８４６ 斜面
１６６、２６６、３６６ 止転槽
１８ カム
１８０ 凸部
１８２、２８２ 内部螺旋部
２６４ 半球形の凸部
２８ 円柱体
２８４、３６４ 半球形の凹部
４０ ボール

Claims (7)

1. 携帯型電子装置用ヒンジ装置において、
   一端に外側螺旋部を設けたシャフトと、
   一端にカム面を設けた柱状の従動部と、
   内部に前記シャフトの外部螺旋部と合わされる内部螺旋部が設けられ、且つ一端にカム面を設けた柱状のカムと、
   前記従動部のカム面と前記カムのカム面が互いに圧接するように付勢する弾性部材と、を含むことを特徴とするヒンジ装置。
2. 前記外側螺旋部を設けていない前記シャフトの他端に止動部が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のヒンジ装置。
3. 前記弾性部材は圧縮可能なコイルスプリングであり、該コイルスプリングの一端は前記止動部に当接し、他端は従動部に当接することを特徴とする、請求項１に記載のヒンジ装置。
4. 前記従動部の外周面に止転手段が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のヒンジ装置。
5. 携帯型電子装置用ヒンジ装置において、
   一端に外部螺旋部を設けたシャフトと、
   円盤状の従動部と、
   摩擦を減らすバッファーと、
   内部に該シャフトの外部螺旋部と合わされる螺旋孔が設けた円柱体と、
   該円柱体と前記シャフトが相対回転するように付勢し、且つ該従動部が円柱体に圧接されるように付勢する弾性部材と、を含むことを特徴とするヒンジ装置。
6. 前記バッファーは前記従動部の１つの表面に対称に設けた半球形の凸部であり、且つ、前記円柱体の１つの表面に、前記半球形の凸部と合わされる半球形の凹部が設けられることを特徴とする、請求項５に記載のヒンジ装置。
7. 前記バッファーは二つのボールであり、前記従動部の１つの表面と円柱体の１つの表面に、該ボールと合わされる半球形の凹部が２つずつ対称に設けられることを特徴とする、請求項５に記載のヒンジ装置。
   

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