JP4730174B2

JP4730174B2 - ヒンジ装置及びヒンジ装置を用いる機器

Info

Publication number: JP4730174B2
Application number: JP2006100726A
Authority: JP
Inventors: 茂雄中山
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007271063A

Description

本発明は、合成樹脂製のカムを用いるヒンジ装置に関し、特に、カムを機械的に強化したヒンジ装置及びヒンジ装置を用いる機器に関する。

ディジタルムービーカメラ等の撮像機器では、ムービーカメラ本体とモニター装置とをヒンジ装置によって連結し、ムービーカメラ本体に対してモニター装置の開閉、その開閉位置を所定の角度位置で静止、又は回転等の機能を実現している。

このようなヒンジ装置に関し、特許文献１では、角度規制（位置規制）がカムの噛み合いによって達成されている。
特開平１１−６５１９号公報（要約及び図１等）

ところで、ヒンジ装置に関し、ムービーカメラ等の撮像及び音声を収録する機器ではモニターの開閉に伴うクリック音等、操作の度にヒンジ装置からクリック音が生じると、このクリック音が音声として収録されることがある。このようなクリック音の発生源は機械的な摩擦部分であることから、合成樹脂製のカムを用いることにより、クリック音の発生を軽減させることができる。

合成樹脂製のカムは異常音の発生を抑制できるものの、柔軟性を備えているためにトルクが加わると、回転軸や支持軸のＤカット部で係止されているカムでは、そのカムの変形により、カムと回転軸や支持軸との係止が損なわれてしまうおそれがある。剛性の高い金属で形成されたカムを用いれば斯かる不都合は解消されるが、金属同士の摩擦が大きなクリック音を生じさせるので、金属製カムは採用できない。

そこで、本発明の目的は、合成樹脂製のカムを用いたヒンジ装置に関し、合成樹脂製のカムの特性を損なうことなく、過大な回転トルクによる変形をも防止することにある。

本発明は、合成樹脂製のカムを用いたヒンジ装置に関し、カムに金属環を被せることにより、合成樹脂製のカムの特性を生かしつつ、カムを金属環によって補強したものである。

そこで、上記目的を達成するため、本発明の第１の側面は、合成樹脂製のカムを用いる
ヒンジ装置であって、円柱状部と平坦面部とを有する回転軸と、前記回転軸の前記平坦面
部側に取り付けられたフランジ部と、前記フランジ部から所定間隔を設けて前記回転軸の
前記円柱状部に取り付けられ、前記回転軸を回動可能に貫通させた第１のカムと、この第
１のカムと前記フランジ部との間にある前記回転軸の前記平坦面部に摺動可能に取り付け
られ、前記回転軸とともに回転可能である、突部を有する第２のカムと、この第２のカム
の環状部の内の前記突部を除いた部分に剛性の高い金属からなる金属環を被せてなり、前
記第２のカムの前記環状部を補強する補強部材と、前記回転軸の前記平坦面部に設置され
て前記第２のカムと前記フランジ部との間に挟み込まれ、前記第２のカムと前記フランジ
部との間を拡開方向に復元力を作用させたばねとを備え、前記ばねの復元力を受けて前記
第２のカムと前記第１のカムとが噛み合わされ、前記回転軸の回転により、前記第２のカ
ムが回転するとともに前記ばねの復元力に対抗して前記平坦面部上を摺動し、前記第１の
カムと前記第２のカムとの間にトルクを生じさせる構成である。斯かる構成により、上記
目的を達成することができる。

上記目的を達成するためには、上記ヒンジ装置において、好ましくは、前記第１のカム及び第２のカムは、ポリアセタール樹脂で形成された構成としてもよく、斯かる構成によっても、上記目的を達成することができる。

また、上記目的を達成するため、本発明の第２の側面は、合成樹脂で形成されたカムを
備えるヒンジ装置を用いて第１及び第２の部材を回動可能に連結してなる機器であって、
円柱状部と平坦面部とを有する回転軸と、前記回転軸の前記平坦面部側に取り付けられた
フランジ部と、前記フランジ部との間に所定の間隔を設けて前記回転軸の前記円柱状部に
取り付けられ、前記回転軸を回動可能に貫通させた第１のカムと、この第１のカムと前記
フランジ部との間にある前記回転軸の前記平坦面部に摺動可能に取り付けられ、前記回転
軸とともに回転可能である、突部を有する第２のカムと、前記回転軸の前記平坦面部に設
置されて前記第２のカムと前記フランジ部との間に挟み込まれ、前記第２のカムと前記フ
ランジ部との間を拡開方向に復元力を作用させたばねと、前記第２のカムの環状部の内の
前記突部を除いた部分に被せられて前記第２のカムの前記環状部を補強する、剛性の高い
金属からなる補強環とを備え、前記ばねの復元力を受けて前記第２のカムと前記第１のカ
ムとが噛み合わされ、前記回転軸の回転により、前記第２のカムが回転するとともに前記
ばねの復元力に対抗して前記平坦面部上を摺動し、前記第１のカムと前記第２のカムとの
間にトルクを生じさせるヒンジ装置を用いた構成である。斯かる構成によっても、上記目
的を達成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。

(1) 本発明のヒンジ装置によれば、合成樹脂製のカムを金属環で補強したので、合成樹脂製のカムが持つクリック音の軽減性等の特性を維持しながら、過大な回転トルクが作用しても、カムの変形がなく、カムとしての機能を維持することができる。

(2) 本発明のヒンジ装置を用いた機器によれば、ヒンジ装置としての機能を維持しながらクリック音の発生がなく、異常音の録音等の不都合を防止できる。

〔第１の実施の形態〕

本発明の第１の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るヒンジ装置を示す図、図２は、ヒンジ装置を示す正面図である。

このヒンジ装置２には、ポリアセタール樹脂等の合成樹脂で形成された第１及び第２のカム４、６が用いられ、第１の回転軸８にはフランジ部１０が取り付けられ、このフランジ部１０から所定間隔を設けて回転軸８にカム４が取り付けられ、このカム４とフランジ部１０との間には回転軸８上を摺動可能な摺動カムであるカム６が取り付けられている。カム６とフランジ部１０との間にはカム６とフランジ部１０との間を拡開させるばね１２が取り付けられ、回転軸８にカム４、６及びばね１２によってトルクを生じさせるための第１のトルク機構１３が構成されている。また、カム６の周囲部には、補強部材として金属環１４が被せられ、機械的な強度が補強されている。

このヒンジ装置２には、回転軸８を回転可能に支持する軸受部１６、１８を備えるコ字形の軸受枠２０が設置され、この軸受枠２０に回転可能に第２の回転軸２２が立設され、回転軸２２は、回転軸８と直交方向に設置されている。軸受枠２０の内側には、コ字形の補強枠２４が取り付けられ、この補強枠２４と軸受枠２０との間に形成された間隔部２６には、軸受枠２０を貫通させた回転軸２２にトルクを発生させるための第２のトルク機構２８が設置されている。回転軸２２の端部には、回転軸８と平行に取付部３０が取り付けられ、この取付部３０には取付孔３２、３４が形成されている。

軸受部１６の外側には、軸受部１６に回転支持軸３６を以て回動可能にＬ字形の第１の支持アーム部３８が取り付けられ、この支持アーム部３８には、複数の取付孔４０を備える固定部４２が形成されている。

軸受部１８の外側には、軸受部１８に回転軸８を以て回動可能にＬ字形の第２の支持アーム部４４が取り付けられ、この支持アーム部４４には、複数の取付孔４６を備える固定部４８が形成されている。

次に、トルク機構１３について、図３を参照して説明すると、軸受部１６、１８には軸受孔５０、５２が形成されている。回転軸８は、軸受孔５２を貫通させて回転可能に支持させるとともに、その先端側を軸受孔５０側に取り付けられた軸受環５４に回転可能に支持させている。回転軸８の先端部側には、固定溝５６が形成されており、この固定溝５６にフランジ部１０が固定されている。回転軸８に取り付けられたカム４は板状支持部５８を備えており、この板状支持部５８の上平坦部６０は補強枠２４の下面側に一致し、かつ、軸受部１８の内側に突出したボタン状の突部６２、６４に係合する凹部６６、６８が形成され、これらによって、回動が阻止されている。カム４には、一対の突部７０と凹部７２とが形成されている。

回転軸８の中間部には、カム６を摺動可能に支持するためのいわゆるＤカットからなる平坦面部７４が形成され、カム６には、回転軸８の中間断面に対応する摺動孔７６が形成されている。このカム６とフランジ部１０との間には、コイル状のばね１２が圧縮状態で設置され、このばね１２の復元力を受け、カム６とフランジ部１０との間には、拡開方向の力がばね１２によって付与されている。このため、カム６は、回転軸８と一体となって回転するとともに、ばね１２の復元力を受けて平坦面部７４上を摺動可能である。

そして、回転軸８の軸受部１８を貫通させた一端には、支持アーム部４４の固定部７８が固定され、回転軸８と支持アーム部４４が一体化されている。

次に、カム６について、図４を参照して説明すると、このカム６には、合成樹脂として例えば、ポリアセタール樹脂で成形されたカム本体部８０が備えられ、このカム本体部８０には、摺動孔７６を中心部に備えるとともに、一対の突部８２及び凹部８４が形成されている。カム本体部８０の環状部８６には、図４のＢに示すように、補強部材として例えば、真鍮等の剛性の高い金属で形成された金属環１４が被せられている。この金属環１４は、カム本体部８０と一体に成形してもよく、また、その内部にインサート成形してもよい。

金属環１４は、図４のＣに示すように、カム本体部８０の環状部８６の一部を覆うように形成してもよく、また、図示しないがカム本体部８０の突部８２を残して他の外壁部分を覆うように形成してもよい。このようなカム６によれば、合成樹脂が持つ潤滑性を備えるとともに、金属環１４によって機械的強度が維持される。

このようなヒンジ装置２によれば、図５に示すように、軸受枠２０を回転軸８を中心に矢印Ｎで示す方向に回動させることができるとともに、図６に示すように回転軸２２を中心に取付部３０をトルク機構１３を介して矢印Ｐで示す方向に回動させることができる。

そして、回転軸８とともにカム６を回転させると、カム４との間に相当大きなトルクによる応力がカム６に作用するが、金属環１４によって補強されているので、カム６は変形を来すことなく、回転軸８とともに回転する。カム４、６の噛み合いにより、回転軸８のみが回転し、カム６の回転が損なわれるといった不都合は生じない。この結果、回転軸８の回転とカム４、６との噛み合いにより、所望のトルク値を得ることができる。

また、合成樹脂で形成されたカム４、６の潤滑性により、合成樹脂製のカムが持つクリック音の軽減性等の特性を維持しながら、過大な回転トルクが作用しても、カムの変形がなく、金属環１４を真鍮によって形成したので、錆等の発生もなく、長期に亘って安定したトルク感を維持することができる。

〔第２の実施の形態〕

次に、本発明の第２の実施の形態について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係るヒンジ装置を用いた機器及びその回動を示す図、図８は、その機器の他の回動状態を示す図である。図７及び図８において、図１〜図６と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

ヒンジ装置２を備える機器２００は、第１の部材２０２と第２の部材２０４とを備えており、部材２０２、２０４間をヒンジ装置２で連結させたものである。部材２０２は、支持アーム部３８、４４の固定部４２、４８に複数の固定ねじ２０６を以て固定されている。また、部材２０４は、ヒンジ装置２の取付け部３０に複数の固定ねじを以て固定されている。

斯かる構成によれば、ヒンジ装置２の２軸回転機能により、図７に示すように、部材２０２に対して部材２０４を矢印Ｏで示す方向に屈曲させることができるとともに、図８に示すように、部材２０２と部材２０４との相対的な位置関係を回転軸８を中心に矢印Ｐで示すように、回動させて変位させることができる。

このような２軸回転が可能であれば、機器２００は、例えば、ビデオカメラや携帯電話機等に適用し、所望の回転変位を実現することができ、利便性を高めることができる。

以上述べたように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は、発明を実施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。

本発明は、合成樹脂製のカムを用いるヒンジ装置に関し、カムに金属環を被せることにより、合成樹脂製のカムの特性を生かしつつ、カムを金属環によって補強し、合成樹脂製のカムが持つクリック音の軽減性等の特性を維持しながら、過大な回転トルクが作用しても、カムの変形がなく、カムとしての機能を維持することができ、有用である。

本発明の第１の実施の形態に係るヒンジ装置を示す斜視図である。ヒンジを示す正面図である。ヒンジを示す分解斜視図である。カムを示す図である。ヒンジ装置の動作を示す図である。ヒンジ装置の動作を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係るヒンジ装置を用いた機器及びその動作を示す図である。機器の動作を示す図である。

符号の説明

２ヒンジ装置
４カム（第１のカム）
６カム（第２のカム）
８回転軸（第１の回転軸）
１０フランジ部
１２ばね
１４金属環

Claims

合成樹脂製のカムを用いるヒンジ装置であって、
円柱状部と平坦面部とを有する回転軸と、
前記回転軸の前記平坦面部側に取り付けられたフランジ部と、
前記フランジ部から所定間隔を設けて前記回転軸の前記円柱状部に取り付けられ、前記
回転軸を回動可能に貫通させた第１のカムと、
この第１のカムと前記フランジ部との間にある前記回転軸の前記平坦面部に摺動可能に
取り付けられ、前記回転軸とともに回転可能である、突部を有する第２のカムと、
この第２のカムの環状部の内の前記突部を除いた部分に剛性の高い金属からなる金属環
を被せてなり、前記第２のカムの前記環状部を補強する補強部材と、
前記回転軸の前記平坦面部に設置されて前記第２のカムと前記フランジ部との間に挟み
込まれ、前記第２のカムと前記フランジ部との間を拡開方向に復元力を作用させたばねと
、
を備え、前記ばねの復元力を受けて前記第２のカムと前記第１のカムとが噛み合わされ
、前記回転軸の回転により、前記第２のカムが回転するとともに前記ばねの復元力に対抗
して前記平坦面部上を摺動し、前記第１のカムと前記第２のカムとの間にトルクを生じさ
せることを特徴とするヒンジ装置。
請求項１のヒンジ装置において、
前記第１のカム及び第２のカムは、ポリアセタール樹脂で形成されたことを特徴とする
請求項１記載のヒンジ装置。
合成樹脂で形成されたカムを備えるヒンジ装置を用いて第１及び第２の部材を回動可能
に連結してなる機器であって、
円柱状部と平坦面部とを有する回転軸と、
前記回転軸の前記平坦面部側に取り付けられたフランジ部と、
前記フランジ部との間に所定の間隔を設けて前記回転軸の前記円柱状部に取り付けられ
、前記回転軸を回動可能に貫通させた第１のカムと、
この第１のカムと前記フランジ部との間にある前記回転軸の前記平坦面部に摺動可能に
取り付けられ、前記回転軸とともに回転可能である、突部を有する第２のカムと、
前記回転軸の前記平坦面部に設置されて前記第２のカムと前記フランジ部との間に挟み
込まれ、前記第２のカムと前記フランジ部との間を拡開方向に復元力を作用させたばねと
、
前記第２のカムの環状部の内の前記突部を除いた部分に被せられて前記第２のカムの前
記環状部を補強する、剛性の高い金属からなる補強環と、
を備え、前記ばねの復元力を受けて前記第２のカムと前記第１のカムとが噛み合わされ
、前記回転軸の回転により、前記第２のカムが回転するとともに前記ばねの復元力に対抗
して前記平坦面部上を摺動し、前記第１のカムと前記第２のカムとの間にトルクを生じさ
せるヒンジ装置を用いたことを特徴とする、ヒンジ装置を用いる機器。