ヒンジ機構
【課題】別途係止機構を用いることなく、より強い力で回動途中の任意の位置で回動部材を位置決めすることが可能なヒンジ機構を提供する。
【解決手段】軸部材２０の外周円周方向に第１の磁極（Ｎ極）、第２の磁極（Ｓ極）、第１の磁極（Ｎ極）の順に磁極を構成し、回動部材４０の内周円周方向に第２の磁極（Ｓ極）、第１の磁極（Ｎ極）、第２の磁極（Ｓ極）の順に磁極を構成し、回動部材４０を所定の位置に位置決めする。
【解決手段】軸部材２０の外周円周方向に第１の磁極（Ｎ極）、第２の磁極（Ｓ極）、第１の磁極（Ｎ極）の順に磁極を構成し、回動部材４０の内周円周方向に第２の磁極（Ｓ極）、第１の磁極（Ｎ極）、第２の磁極（Ｓ極）の順に磁極を構成し、回動部材４０を所定の位置に位置決めする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り畳み式携帯電話器や携帯型のパソコンなどに用いられる第１筐体と第２筐体との開閉機構又は回動機構等のヒンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒンジ構造として、軸部材の軸の放射方向に向かう吸引力あるいは反発力をその前記軸部材と回動部材との間にもたらす磁力線を発生させる磁力線発生手段を備え、前記磁力線発生手段に基づく前記吸引力あるいは反発力が、前記軸部材の軸周りにおける前記軸部材および前記回動部材の相対角度に対して勾配を有し、この勾配によって前記軸部材および前記回動部材の間に相対的な回転力を生じさせるようにしたヒンジ構造が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このヒンジ構造では、回転力を磁力から得るために劣化が生じないこと、単純な構造で小型化しやすいこと、回転力制御を着磁パタ−ンにより任意に設定できること、予め設定した位置で係止させることができること、などの利点があるとされている。
【０００４】
また従来の携帯機器用の蝶番として、回転運動する板状部材に側面が傾斜した凸部を備え、相対した固定された板状部材に同じく側面が傾斜した凹部を備え、これら２部材の相対的な動きによりクリック機構と摩擦機能を有する蝶番に於いて、摩擦のための押圧を与えるばねとして、撓みの大きいばねと、荷重の大きいばねを、直列に配置した蝶番が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
この蝶番を用いることによって、蝶番のためのスペ−スが少なくて済み、閉じ位置で隙間が空くことがなく、別途の閉じ機構を必要としない利点が有る旨の記載がなされている。
【０００６】
また従来の扉装置として、家具本体に蝶番又はピン等の枢着部材を介して扉を回動自在に取付けて成る家具において、蝶番の固定片のような固定部には第１磁石を、蝶番の可動片のような可動部には第２磁石を、それら第１磁石と第２磁石とが扉の開閉途中において密着又は近接した状態で行き違うように設け、これら第１磁石と第２磁石とが行き違うときに互いに相対向する面の磁極を同じ磁極に設定したことを特徴とする家具の扉装置が知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００７】
この家具の扉装置では、キャビネットの扉を閉めたときに、扉に強い衝撃が作用することを防止することが可能であるとされている。
【０００８】
また従来の折り畳み式小型電子機器として、上ケースと下ケースとをヒンジ結合して一つに折り畳める構成としたケースの開閉操作補助機構を備える折り畳み式小型電子機器が知られている。この開閉操作補助機構は、折り畳み状態での上ケースと下ケースの相対する部分にそれぞれ配置した上ケース用マグネット及び下ケース用マグネットを備え、それら両マグネットの少なくとも一方のマグネットは他方のマグネットに対して外部からの押圧操作により移動可能であり、かつ、押圧操作時に両マグネットどうしが反発し合い、押圧操作解除時に引き合うような極性の配置形態を有する構成としたことに特徴があるとされている（例えば特許文献４参照）。
【０００９】
この折り畳み式小型電子機器では、折り畳み式小型電子機器のクローズ状態保持をボタン一つで解除でき、なおかつ機器がマグネットの反力で開くために、オープン動作が片手で容易に行えるとされている。
【００１０】
また従来の折り畳み式小型電気機器として、第１のケース体と第２のケース体とをヒンジ部を介して回動可能に結合された折り畳み型電子機器が知られている。この折り畳み式小型電気機器のヒンジ部は、前記第１のケース体と一体成形された円弧形状の第１ヒンジ部と、前記第２のケース体と一体成形された円柱形の第２ヒンジ部と、前記円弧形状の第１ヒンジ部の内面に嵌合する前記円柱形の第２ヒンジ部の逸脱を防止する円弧形状の第３ヒンジ部とからなり、前記第１と第３のヒンジ部の内周壁に磁石を具備し且つ前記第２ヒンジ部の外周壁に磁石を具備して、お互いが面する前記磁石の引き合う磁性力によって前記第１のケース体と前記第２のケース体を任意な角度で係止させることを特徴としている（例えば特許文献５参照）。
【００１１】
この折り畳み型電子機器では、折り畳み型電子機器のヒンジ部に磁石を用いて係止するように構成しているので、第１のケース体を第２のケース体に対して任意の角度に固定することが出来且つその時の位置を保持するための支持部を必要としないのでヒンジ部が破損する事は無く、ネジやばねを使って固定する従来の方法に比べて組立が簡単で部品点数も少なくて良い旨の記載がなされている。
【００１２】
また従来の携帯機器では、コイルバネまたは板バネとカムとで発生する回転力を利用して開閉動作を制御するヒンジ機構も知られている。
【特許文献１】特開２０００−１７９２２７号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７５７４号公報
【特許文献３】特開平８−１５１８５０号公報
【特許文献４】特開平１１−２３４３７７号公報
【特許文献５】特開平１１−２５２２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、特許文献１に記載のヒンジ構造ではＮ極、Ｓ極などの磁極の存在は示されているものの、このヒンジ構造ではヨークを用いていないので扉の位置決めのための保持力は弱いものと推測できる。また、回転途中の任意の位置で扉を係止させることができないという不具合を生じていた。
【００１４】
また、特許文献２に記載の蝶番では、位置決め位置以外の部分ではウェーブばねが圧縮されているために、回動の際の抵抗力が大きく、ノートパソコンの表示装置、ビデオカメラの液晶表示装置、電器釜や電気ポットの蓋、扉等の開閉操作のために大きな力が必要であるという不具合を生じていた。
【００１５】
また、特許文献３に記載の家具の扉装置では、磁石による力を用いて、扉を閉じる方向や開く方向に付勢することが可能であるが、扉の開位置や閉位置に位置決めを行うには別途機構による係止機構を設ける必要があるという不具合を生じていた。また、回転途中の任意の位置で扉を係止させることができないという不具合を生じていた。
【００１６】
また、特許文献４に記載の折り畳み式小型電子機器では、磁石による力を用いて小型電子機器のクローズ状態保持とオープン動作を行うことが可能であるが、小型電子器機器のクローズ位置や閉位置の位置決めを行うには、別途係止機構を設ける必要があるという不具合を生じていた。また、回転途中の任意の位置で扉を係止させることができないという不具合を生じていた。
【００１７】
また、特許文献５に記載の折り畳み式小型電子機器では、閉じ位置から開く動作を行う際に、中間位置までは常に磁石の吸引力に逆らって開動作を行わなければならず、開閉動作の広い範囲において回動抵抗が大きくなるという不具合を生じている。また同様に、開位置から閉じる動作を行う際にも、中間位置までは常に磁石の吸引力に逆らって閉動作を行わなければならないという不具合を生じていた。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その第１の目的は、別途係止機構を設けることなく強い保持力で任意の位置に回動部材を位置決めすることが可能なヒンジ機構を提供することにある。
【００１９】
また本発明の第２の目的は、前記第１の目的に加えて特定の位置決め位置における保持力を強化させることが可能なヒンジ機構を提供することにある。
【００２０】
また本発明の第３の目的は、特定の位置決め位置における保持力を強化させつつ、位置決め位置以の範囲においては回転抵抗を減らして回動しやすくすることが可能なヒンジ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記第１の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と第１の磁極から第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と第２の磁極から第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、前記ヨークと磁石との間に非磁性体からなるスペーサを設置したことを特徴としている。
【００２４】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面を備えたことを特徴とする。
【００２６】
また前記第３の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、更に回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面と、回動部材と軸部材とを軸方向に相対的に移動して軸部材側摩擦面と部材側摩擦面とを隔離する隔離機構とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたので、別途係止機構を用いることなく、より強い力で回動途中の任意の位置かつ特定の位置で回動部材を位置決めすることが可能となる。また、位置決め位置以外における回動のための抵抗力を小さくすることが可能となる。
【００２８】
また本発明によれば、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたので、別途係止機構を用いることなく、より強い力で回動途中の任意の位置かつ特定の位置で回動部材を位置決めすることが可能となる。また、位置決め位置以外における回動のための抵抗力を小さくすることが可能となる。また、ヨークを用いることによって、軸部材と回動部材との隙間の局部に磁力線を集中させることが可能となるので、特定の位置決め位置における保持力を強くすることが可能となる。
【００２９】
また本発明によれば、ヨークと磁石との間にスペーサを設置したので、軸部材と回動部材との隙間により多くの磁力線を出すことが可能となり、特定の位置決め位置における保持力を強くすることが可能となる。
【００３０】
また本発明によれば、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたので、別途係止機構を用いることなく、より強い力で回動途中の任意の位置かつ特定の位置で回動部材を位置決めすることが可能となる。また、位置決め位置以外における回動のための抵抗力を小さくすることが可能となる。
【００３１】
また本発明のヒンジ機構によれば、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面を備えたので、位置決め位置における保持力を強化させることが可能となる。
【００３２】
また本発明のヒンジ機構によれば、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、更に回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面と、回動部材と軸部材とを軸方向に相対的に移動して軸部材側摩擦面と部材側摩擦面とを隔離する隔離機構とを備えたので、特定の位置決め位置における保持力を強化させつつ、位置決め位置以の範囲においては回転抵抗を減らして回動しやすくすることが可能となる。
【００３３】
また本発明によれば、回転力が磁力に基づくため劣化を少なくすることが可能となり、単純構造により小型化が可能になることに加えて軸部材と回動部材との特定相対角度のみに回転力を発生させることが可能となる。また、回転摺動抵抗を任意に付与または削除することが可能となり、折り畳み携帯機器の操作性を向上さ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】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００３５】
図１は、本発明に係るヒンジ機構の分解斜視図である。
【００３６】
同図に示すように本発明に係るヒンジ機構１０は、ヒンジ機構１０の固定軸となる軸部材２０と、ヒンジ機構１０の回動側の軸となる回動部材４０と、前記回動部材４０を軸部材２０に対してスラスト方向及びラジアル方向に軸支するブッシュ５０、５２とを備えている。なお同図に示す例では、ブッシュ５０、５２は回動部材４０の内面に圧入する構造としているために、ブッシュ５０、５２は回動部材４０と共に回動する。
【００３７】
同図に示す例では、軸部材２０の軸の放射方向に、第１の磁極（例えばＮ極）及び第２の磁極（例えばＳ極）を有する磁石２２、２３と、前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すための磁性素材からなるヨーク２４、２５と、前記ヨーク２４、２５と磁石２２、２３との間に設置する非磁性体からなるスペーサ２６、２７とを収納する収納部２８を２カ所設けてある。このように磁石２２、２３を配置することによって、軸部材２０の軸外周の円周方向に第１の磁極（例えばＮ極）、第２の磁極（例えばＳ極）、第１の磁極（例えばＮ極）の順に磁極を構成している。
【００３８】
また軸部材２０には、ブッシュ５０、回動部材４０、磁性板６０、ブッシュ５２、摺動部材６２の脱落を防止するためのＣリング７０を装着するリング溝３０を設けてある。
【００３９】
また、軸部材２０の先端には、摺動部材６２の回動を制限する面取３２（同図に示す例では上下の２面）を設けてあり、一方の摺動部材６２には、当該面取３２と勘合する回動制限面６４を設けてある。同図に示す例では摺動部材６２を磁石で構成しており、必要に応じて磁性板６０を吸着してブッシュ５２の回動部材側摩擦面と摺動部材６２の軸部材側摩擦面との間で摩擦力を生じ、回動部材４０に回動抵抗を発生させることが可能となっている。
【００４０】
また、回動部材４０の内面には、軸の放射方向に第１の磁極（例えばＮ極）及び第２の磁極（例えばＳ極）を有する磁石４２、４３と、前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すためのヨーク４４、４５と、前記ヨーク４４、４５と磁石４２、４３との間に設置する非磁性体からなるスペーサ４６、４７とを収納する収納部４８を２カ所設けてある。このように磁石４２、４３を配置することによって、軸部材２０の磁極部分を挿入する回動部材４０の内周の円周方向に第２の磁極（例えばＳ極）、第１の磁極（例えばＮ極）、第２の磁極（例えばＳ極）の順に磁極を構成している。
【００４１】
スペーサ２６、２７、４６、４７は、より多くの磁力線を軸部材２０と回動部材４０との隙間に出すための部材であり、各スペーの厚さは前記隙間との関係で適宜定める。また、前記隙間を広く取る必要が無い場合には、スペーサ２６、２７、４６、４７を省くようにしてもよい。
【００４２】
同図に示す例では、回動部材４０を１８０毎に位置決めするために、磁石２２、磁石２３及び磁石４２、４３を１８０度間隔で配置しているが、本発明は１８０度毎に限定されるものではなく、磁石２２、磁石２３、及び図磁石４２、４３を１２０度等の間隔で配置するようにしてもよい。
【００４３】
また、磁力線を通すヨーク２４、２５、又は４４、４５を用いる代わりに、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石等を用いるようにしても本発明の目的を達成することが可能である。
【００４４】
図２は、軸部材と回動部材とが第１の位置決め位置に存在する場合の断面図である。
【００４５】
同図に示すように、軸部材２０に磁石２２、２３とヨーク２４、２５とを設けたので、軸部材２０の外周の円周方向の磁極は、Ｎ極（例えば第１の磁極）、Ｓ極（例えば第２の磁極）、Ｎ極（例えば第１の磁極）の順に並ぶことになる。
【００４６】
他方の回動部材４０には、磁石４２、４３とヨーク４４、４５とを設けたので、回動部材４０の内周の磁極は、Ｓ極（例えば第２の磁極）、Ｎ極（例えば第１の磁極）、Ｓ極（例えば第２の磁極）の順に並ぶ。
【００４７】
したがって、同図に示す状態では、軸部材２０の外周と回動部材４０の内周に設けた各磁極同士が引き合う力を発生するので吸引力が最大となり、第１の位置決め位置として定まることになる。なお、同図に示す状態から回動部材４０を右方向、又は左方向に回動させようとすると、軸部材２０の外周に設けたＳ極（第２の磁極）と回動部材４０の内周に設けたＳ極（第２の磁極）とが近づくので、お互いの磁極が反発する方向に力が発生するとともに、軸部材２０の外周に設けたＳ極（第２の磁極）と回動部材４０の内周に設けたＮ極（第１の磁極）とが吸引する力を発生するので、より強い力で第１の位置決め位置に戻すことが可能となっている。
【００４８】
本発明によれば、磁石２２、２３、４２、４３の磁力線を効率よく通すヨーク２４、２５、４４、４５を設けたので、磁力線の漏洩を抑制し、軸部材２０の外周又は回動部材４０の外周の局部に磁力線を集中させることができる（磁力線の発生する範囲を限定することができる）ので、軸部材２０と回動部材４０の特定相対角度における位置決め位置を特定しやすくすることが可能となる。
【００４９】
図３は、軸部材と回動部材とが位置決め位置に存在しない場合の断面図である。
【００５０】
同図に示す状態では、軸部材２０の外周に設けたＮ極（第１の磁極）と回動部材４０の内周に設けたＳ極（第２の磁極）同士が引き合う力を発生するので、第１の位置決め位置に向かう回転力を発生している。
【００５１】
そして、同図に示す状態から更に右方向に回動部材４０を回動させると、軸部材２０の外周に設けたＮ極（第１の磁極）及びＳ極（第２の磁極）と、回動部材４０の内周に設けたＳ極（第２の磁極）及びＮ極（第１の磁極）とが反発し合う力を発生するので第１の位置決め位置に向かう回転力が減少するが、更に回動部材４０を右方向に回動させると、前述のように第１の位置決め位置に向かって強い回転力が発生し、回動部材４０が特定の相対角度に位置決めされる。
【００５２】
図４は、図２に示す軸部材と回動部材との相対回転位置（第１の位置決め位置）を境にして回動部材を反時計回りに回転させる回転力を正として表した回転力の特性図である。
【００５３】
同図に示すように本発明によれば、第１の位置決め位置（Θ＝０°）及び第２の位置決め位置（Θ＝１８０°）に向かって位置決めするための回転力を発生させることが可能となる。
【００５４】
前述のように、同図に示すＡの位置では第１の位置決め位置に向かう回転力が減少する。軸部材２０及び回動部材４０との隙間の寸法や磁石２２、２３、４２、４３の磁力の強さ、ヨーク２４、２５、４４、４５の形状によっては、同図のＢに示すように第１の位置決め位置に向かう回転力が負の値を取るように設計することも可能である。
【００５５】
図５は、本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部を説明する正面図である。
【００５６】
同図に示す状態では、回動部材４０の軸方向の一端面に磁性板６０（回動側磁性体）とブッシュ５２とが固定されており、共に回動する。また回動部材４０の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材２０側に摺動部材６２（軸側磁性体）を固定してある。
【００５７】
同図に示す状態では、回動部材４０に固定したブッシュ５２の回動部材側摩擦面は、摺動部材６２の軸部材側摩擦面と接触している。そして、摺動部材６２は磁石で構成しているので、摺動部材６２と、磁性を有する磁性板６０との間では磁力による吸引力を発生している。したがって、この吸引力とブッシュ５２の回動部材側摩擦面と、摺動部材６２の軸部材側摩擦面との間の摩擦係数を乗算した値から、回動部材４０の摺動抵抗ならびに回転抵抗力を定めることが可能となっている。なお、図５に示す例では摺動部材６２（軸側磁性体）を磁石で構成する実施例を示したが、摺動部材６２（軸側磁性体）又は磁性板６０（回動側磁性体）の少なくとも一方を磁石としても本発明の目的を達成することが可能である。また、図５に示す例では摺動部材６２の磁石と磁性板６０との間に発生する吸引力を用いて摺動抵抗を発生する例で説明したが、摺動部材６２と磁性板６０とを同極の磁石で構成してその反発力を用いて摺動抵抗を発生する構成としてもよい。
【００５８】
図６は、本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部より発生する回転抵抗の値を示す図である。
【００５９】
同図に示すように、接触面の面粗さが均一ならば、ブッシュ５２の回動部材側摩擦面と摺動部材６２の軸部材側摩擦面との接触による回転抵抗は回転角度（Θ）及び回転方向によらずほぼ均一な抵抗値を示す。そして、回転方向が正方向である場合には逆の負方向に回転抵抗が生じ、回転方向が負方向である場合には逆の正方向に回転抵抗が生じる。
【００６０】
図７は、摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力合力を示す図である。
【００６１】
同図に示す例では、摺動部材６２と磁性板６０とが互いに吸引して、摺動部材６２の軸部材側摩擦面とブッシュ５２の回動部材側摩擦面とが互いに密着して摺動抵抗が発生している状態を示している。この状態における、軸部材２０と回動部材４０とを相対的に一方向に回動させるために必要な力（回転力合力）のグラフを同図に示す。
【００６２】
同図に示すように回転力合力は、回転力に対向する力と回転抵抗とを加算した値となる。
【００６３】
図８は、摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力を示す図である。
【００６４】
同図に示すように回転力（復元力）は、摺動部材６２の軸部材側摩擦面とブッシュ５２の回動部材側摩擦面とが磁力によって吸引密着していない状態における回転力（復元力）から回転抵抗を減算した値となる。
【００６５】
図９は、摺動部材とブッシュとの間にギャップが存在している状態における回転力合力を示す図である。
【００６６】
軸部材２０と回動部際４０との相対位置を軸方向に相対的に移動させることが可能なように回動部材４０を短めにした隔離機構を用いると、摺動部材６２と回動部材４０とを引き離す方向に軸部材２０を押し込むことで、摺動部材６２の軸部材側摩擦面とブッシュ５２の回動部材側摩擦面とを隔離してギャップを設けることができる。すると、摺動部材６２とブッシュ５２との密着に基づく摩擦力を無くすことが可能となり、摺動抵抗は無くなる。
【００６７】
このときの軸部材２０と回動部材４０との相対位置変化量は、隙間ができるわずかな変位で十分で、この相対位置変化による回転力特性への影響は無視できるレベルである。また軸部材２０の押し込み力を解除すると摺動部材６２と磁性板６０との吸引力により軸部材２０と回動部材４０との相対位置は図７に戻る。
【００６８】
同図に示すように、摺動部材６２とブッシュ５２との間にギャップが存在している状態における回転力合力は、図４に示す回転力に対抗する力となる。
【００６９】
したがって、軸部材２０と回動部材４０とが第１の位置決め位置にあるときに摺動部材６２とブッシュ５２とを互いに密着させて摺動抵抗を発生させることによって、第１の位置決め位置における保持力を強化させることが可能となる。
【００７０】
また、軸部材２０と回動部材４０とを第１の位置決め位置から動かす場合には、摺動部材６２と回動部材４０とを引き離す方向に軸部材２０を押し込むことで摺動部材６２とブッシュ５２との間にギャップを設けて、摩擦力による回転抵抗を無くして回動しやすくすることが可能となる。
【００７１】
なお、軸部材２０と回動部材４０とが第１の位置決め位置にあるときには摺動部材６２とブッシュ５２とが互いに密着し、軸部材２０と回動部材４０とを第１の位置決め位置から小角度動かすと摺動部材６２と回動部材４０とを引き離す方向に変位させるカムなどの変位機構を設けることによって、第１の位置決め位置にあるときの保持力を強めるとともに、回動時には回転の抵抗を減じて回動しやすくさせることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、開閉部を任意の位置に位置決め可能な操作感の優れた小型のヒンジ機構を備えた折り畳み式携帯電話器、携帯端末等を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係るヒンジ機構の分解斜視図である。
【図２】軸部材と回動部材とが第１の位置決め位置に存在する場合の断面図である。
【図３】軸部材と回動部材とが位置決め位置に存在しない場合の断面図である。
【図４】第１の位置決め位置を境にして回動部材を反時計回りに回転させる回転力を正として表した回転力の特性図である。
【図５】本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部を説明する正面図である。
【図６】本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部より発生する回転抵抗の値を示す図である。
【図７】摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力合力を示す図である。
【図８】摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力を示す図である。
【図９】摺動部材とブッシュとの間にギャップが存在している状態における回転力合力を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ ヒンジ機構
１２ 回転抵抗発生部
２０ 軸部材
２２、２３ 磁石
２４、２５ ヨーク
２６、２７ スペーサ
２８ 収納部
３０ リング溝
３２ 面取
４０ 回動部材
４２、４３ 磁石
４４、４５ ヨーク
４６、４７ スペーサ
４８ 収納部
５０、５２ ブッシュ
６０ 磁性板
６２ 摺動部材
６４ 回動制限面
７０ Ｃリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り畳み式携帯電話器や携帯型のパソコンなどに用いられる第１筐体と第２筐体との開閉機構又は回動機構等のヒンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒンジ構造として、軸部材の軸の放射方向に向かう吸引力あるいは反発力をその前記軸部材と回動部材との間にもたらす磁力線を発生させる磁力線発生手段を備え、前記磁力線発生手段に基づく前記吸引力あるいは反発力が、前記軸部材の軸周りにおける前記軸部材および前記回動部材の相対角度に対して勾配を有し、この勾配によって前記軸部材および前記回動部材の間に相対的な回転力を生じさせるようにしたヒンジ構造が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このヒンジ構造では、回転力を磁力から得るために劣化が生じないこと、単純な構造で小型化しやすいこと、回転力制御を着磁パタ−ンにより任意に設定できること、予め設定した位置で係止させることができること、などの利点があるとされている。
【０００４】
また従来の携帯機器用の蝶番として、回転運動する板状部材に側面が傾斜した凸部を備え、相対した固定された板状部材に同じく側面が傾斜した凹部を備え、これら２部材の相対的な動きによりクリック機構と摩擦機能を有する蝶番に於いて、摩擦のための押圧を与えるばねとして、撓みの大きいばねと、荷重の大きいばねを、直列に配置した蝶番が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
この蝶番を用いることによって、蝶番のためのスペ−スが少なくて済み、閉じ位置で隙間が空くことがなく、別途の閉じ機構を必要としない利点が有る旨の記載がなされている。
【０００６】
また従来の扉装置として、家具本体に蝶番又はピン等の枢着部材を介して扉を回動自在に取付けて成る家具において、蝶番の固定片のような固定部には第１磁石を、蝶番の可動片のような可動部には第２磁石を、それら第１磁石と第２磁石とが扉の開閉途中において密着又は近接した状態で行き違うように設け、これら第１磁石と第２磁石とが行き違うときに互いに相対向する面の磁極を同じ磁極に設定したことを特徴とする家具の扉装置が知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００７】
この家具の扉装置では、キャビネットの扉を閉めたときに、扉に強い衝撃が作用することを防止することが可能であるとされている。
【０００８】
また従来の折り畳み式小型電子機器として、上ケースと下ケースとをヒンジ結合して一つに折り畳める構成としたケースの開閉操作補助機構を備える折り畳み式小型電子機器が知られている。この開閉操作補助機構は、折り畳み状態での上ケースと下ケースの相対する部分にそれぞれ配置した上ケース用マグネット及び下ケース用マグネットを備え、それら両マグネットの少なくとも一方のマグネットは他方のマグネットに対して外部からの押圧操作により移動可能であり、かつ、押圧操作時に両マグネットどうしが反発し合い、押圧操作解除時に引き合うような極性の配置形態を有する構成としたことに特徴があるとされている（例えば特許文献４参照）。
【０００９】
この折り畳み式小型電子機器では、折り畳み式小型電子機器のクローズ状態保持をボタン一つで解除でき、なおかつ機器がマグネットの反力で開くために、オープン動作が片手で容易に行えるとされている。
【００１０】
また従来の折り畳み式小型電気機器として、第１のケース体と第２のケース体とをヒンジ部を介して回動可能に結合された折り畳み型電子機器が知られている。この折り畳み式小型電気機器のヒンジ部は、前記第１のケース体と一体成形された円弧形状の第１ヒンジ部と、前記第２のケース体と一体成形された円柱形の第２ヒンジ部と、前記円弧形状の第１ヒンジ部の内面に嵌合する前記円柱形の第２ヒンジ部の逸脱を防止する円弧形状の第３ヒンジ部とからなり、前記第１と第３のヒンジ部の内周壁に磁石を具備し且つ前記第２ヒンジ部の外周壁に磁石を具備して、お互いが面する前記磁石の引き合う磁性力によって前記第１のケース体と前記第２のケース体を任意な角度で係止させることを特徴としている（例えば特許文献５参照）。
【００１１】
この折り畳み型電子機器では、折り畳み型電子機器のヒンジ部に磁石を用いて係止するように構成しているので、第１のケース体を第２のケース体に対して任意の角度に固定することが出来且つその時の位置を保持するための支持部を必要としないのでヒンジ部が破損する事は無く、ネジやばねを使って固定する従来の方法に比べて組立が簡単で部品点数も少なくて良い旨の記載がなされている。
【００１２】
また従来の携帯機器では、コイルバネまたは板バネとカムとで発生する回転力を利用して開閉動作を制御するヒンジ機構も知られている。
【特許文献１】特開２０００−１７９２２７号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７５７４号公報
【特許文献３】特開平８−１５１８５０号公報
【特許文献４】特開平１１−２３４３７７号公報
【特許文献５】特開平１１−２５２２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、特許文献１に記載のヒンジ構造ではＮ極、Ｓ極などの磁極の存在は示されているものの、このヒンジ構造ではヨークを用いていないので扉の位置決めのための保持力は弱いものと推測できる。また、回転途中の任意の位置で扉を係止させることができないという不具合を生じていた。
【００１４】
また、特許文献２に記載の蝶番では、位置決め位置以外の部分ではウェーブばねが圧縮されているために、回動の際の抵抗力が大きく、ノートパソコンの表示装置、ビデオカメラの液晶表示装置、電器釜や電気ポットの蓋、扉等の開閉操作のために大きな力が必要であるという不具合を生じていた。
【００１５】
また、特許文献３に記載の家具の扉装置では、磁石による力を用いて、扉を閉じる方向や開く方向に付勢することが可能であるが、扉の開位置や閉位置に位置決めを行うには別途機構による係止機構を設ける必要があるという不具合を生じていた。また、回転途中の任意の位置で扉を係止させることができないという不具合を生じていた。
【００１６】
また、特許文献４に記載の折り畳み式小型電子機器では、磁石による力を用いて小型電子機器のクローズ状態保持とオープン動作を行うことが可能であるが、小型電子器機器のクローズ位置や閉位置の位置決めを行うには、別途係止機構を設ける必要があるという不具合を生じていた。また、回転途中の任意の位置で扉を係止させることができないという不具合を生じていた。
【００１７】
また、特許文献５に記載の折り畳み式小型電子機器では、閉じ位置から開く動作を行う際に、中間位置までは常に磁石の吸引力に逆らって開動作を行わなければならず、開閉動作の広い範囲において回動抵抗が大きくなるという不具合を生じている。また同様に、開位置から閉じる動作を行う際にも、中間位置までは常に磁石の吸引力に逆らって閉動作を行わなければならないという不具合を生じていた。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その第１の目的は、別途係止機構を設けることなく強い保持力で任意の位置に回動部材を位置決めすることが可能なヒンジ機構を提供することにある。
【００１９】
また本発明の第２の目的は、前記第１の目的に加えて特定の位置決め位置における保持力を強化させることが可能なヒンジ機構を提供することにある。
【００２０】
また本発明の第３の目的は、特定の位置決め位置における保持力を強化させつつ、位置決め位置以の範囲においては回転抵抗を減らして回動しやすくすることが可能なヒンジ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記第１の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と第１の磁極から第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と第２の磁極から第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、前記ヨークと磁石との間に非磁性体からなるスペーサを設置したことを特徴としている。
【００２４】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
また前記第２の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面を備えたことを特徴とする。
【００２６】
また前記第３の目的を達成するために本発明のヒンジ機構は、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、更に回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面と、回動部材と軸部材とを軸方向に相対的に移動して軸部材側摩擦面と部材側摩擦面とを隔離する隔離機構とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたので、別途係止機構を用いることなく、より強い力で回動途中の任意の位置かつ特定の位置で回動部材を位置決めすることが可能となる。また、位置決め位置以外における回動のための抵抗力を小さくすることが可能となる。
【００２８】
また本発明によれば、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたので、別途係止機構を用いることなく、より強い力で回動途中の任意の位置かつ特定の位置で回動部材を位置決めすることが可能となる。また、位置決め位置以外における回動のための抵抗力を小さくすることが可能となる。また、ヨークを用いることによって、軸部材と回動部材との隙間の局部に磁力線を集中させることが可能となるので、特定の位置決め位置における保持力を強くすることが可能となる。
【００２９】
また本発明によれば、ヨークと磁石との間にスペーサを設置したので、軸部材と回動部材との隙間により多くの磁力線を出すことが可能となり、特定の位置決め位置における保持力を強くすることが可能となる。
【００３０】
また本発明によれば、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材とを備えたので、別途係止機構を用いることなく、より強い力で回動途中の任意の位置かつ特定の位置で回動部材を位置決めすることが可能となる。また、位置決め位置以外における回動のための抵抗力を小さくすることが可能となる。
【００３１】
また本発明のヒンジ機構によれば、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面を備えたので、位置決め位置における保持力を強化させることが可能となる。
【００３２】
また本発明のヒンジ機構によれば、回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材側に軸側磁性体を設け、回動側磁性体又は軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、更に回動側磁性体と軸側磁性体とによる吸引力又は反発力に基づいて軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面と、回動部材と軸部材とを軸方向に相対的に移動して軸部材側摩擦面と部材側摩擦面とを隔離する隔離機構とを備えたので、特定の位置決め位置における保持力を強化させつつ、位置決め位置以の範囲においては回転抵抗を減らして回動しやすくすることが可能となる。
【００３３】
また本発明によれば、回転力が磁力に基づくため劣化を少なくすることが可能となり、単純構造により小型化が可能になることに加えて軸部材と回動部材との特定相対角度のみに回転力を発生させることが可能となる。また、回転摺動抵抗を任意に付与または削除することが可能となり、折り畳み携帯機器の操作性を向上さ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】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００３５】
図１は、本発明に係るヒンジ機構の分解斜視図である。
【００３６】
同図に示すように本発明に係るヒンジ機構１０は、ヒンジ機構１０の固定軸となる軸部材２０と、ヒンジ機構１０の回動側の軸となる回動部材４０と、前記回動部材４０を軸部材２０に対してスラスト方向及びラジアル方向に軸支するブッシュ５０、５２とを備えている。なお同図に示す例では、ブッシュ５０、５２は回動部材４０の内面に圧入する構造としているために、ブッシュ５０、５２は回動部材４０と共に回動する。
【００３７】
同図に示す例では、軸部材２０の軸の放射方向に、第１の磁極（例えばＮ極）及び第２の磁極（例えばＳ極）を有する磁石２２、２３と、前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すための磁性素材からなるヨーク２４、２５と、前記ヨーク２４、２５と磁石２２、２３との間に設置する非磁性体からなるスペーサ２６、２７とを収納する収納部２８を２カ所設けてある。このように磁石２２、２３を配置することによって、軸部材２０の軸外周の円周方向に第１の磁極（例えばＮ極）、第２の磁極（例えばＳ極）、第１の磁極（例えばＮ極）の順に磁極を構成している。
【００３８】
また軸部材２０には、ブッシュ５０、回動部材４０、磁性板６０、ブッシュ５２、摺動部材６２の脱落を防止するためのＣリング７０を装着するリング溝３０を設けてある。
【００３９】
また、軸部材２０の先端には、摺動部材６２の回動を制限する面取３２（同図に示す例では上下の２面）を設けてあり、一方の摺動部材６２には、当該面取３２と勘合する回動制限面６４を設けてある。同図に示す例では摺動部材６２を磁石で構成しており、必要に応じて磁性板６０を吸着してブッシュ５２の回動部材側摩擦面と摺動部材６２の軸部材側摩擦面との間で摩擦力を生じ、回動部材４０に回動抵抗を発生させることが可能となっている。
【００４０】
また、回動部材４０の内面には、軸の放射方向に第１の磁極（例えばＮ極）及び第２の磁極（例えばＳ極）を有する磁石４２、４３と、前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すためのヨーク４４、４５と、前記ヨーク４４、４５と磁石４２、４３との間に設置する非磁性体からなるスペーサ４６、４７とを収納する収納部４８を２カ所設けてある。このように磁石４２、４３を配置することによって、軸部材２０の磁極部分を挿入する回動部材４０の内周の円周方向に第２の磁極（例えばＳ極）、第１の磁極（例えばＮ極）、第２の磁極（例えばＳ極）の順に磁極を構成している。
【００４１】
スペーサ２６、２７、４６、４７は、より多くの磁力線を軸部材２０と回動部材４０との隙間に出すための部材であり、各スペーの厚さは前記隙間との関係で適宜定める。また、前記隙間を広く取る必要が無い場合には、スペーサ２６、２７、４６、４７を省くようにしてもよい。
【００４２】
同図に示す例では、回動部材４０を１８０毎に位置決めするために、磁石２２、磁石２３及び磁石４２、４３を１８０度間隔で配置しているが、本発明は１８０度毎に限定されるものではなく、磁石２２、磁石２３、及び図磁石４２、４３を１２０度等の間隔で配置するようにしてもよい。
【００４３】
また、磁力線を通すヨーク２４、２５、又は４４、４５を用いる代わりに、軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石等を用いるようにしても本発明の目的を達成することが可能である。
【００４４】
図２は、軸部材と回動部材とが第１の位置決め位置に存在する場合の断面図である。
【００４５】
同図に示すように、軸部材２０に磁石２２、２３とヨーク２４、２５とを設けたので、軸部材２０の外周の円周方向の磁極は、Ｎ極（例えば第１の磁極）、Ｓ極（例えば第２の磁極）、Ｎ極（例えば第１の磁極）の順に並ぶことになる。
【００４６】
他方の回動部材４０には、磁石４２、４３とヨーク４４、４５とを設けたので、回動部材４０の内周の磁極は、Ｓ極（例えば第２の磁極）、Ｎ極（例えば第１の磁極）、Ｓ極（例えば第２の磁極）の順に並ぶ。
【００４７】
したがって、同図に示す状態では、軸部材２０の外周と回動部材４０の内周に設けた各磁極同士が引き合う力を発生するので吸引力が最大となり、第１の位置決め位置として定まることになる。なお、同図に示す状態から回動部材４０を右方向、又は左方向に回動させようとすると、軸部材２０の外周に設けたＳ極（第２の磁極）と回動部材４０の内周に設けたＳ極（第２の磁極）とが近づくので、お互いの磁極が反発する方向に力が発生するとともに、軸部材２０の外周に設けたＳ極（第２の磁極）と回動部材４０の内周に設けたＮ極（第１の磁極）とが吸引する力を発生するので、より強い力で第１の位置決め位置に戻すことが可能となっている。
【００４８】
本発明によれば、磁石２２、２３、４２、４３の磁力線を効率よく通すヨーク２４、２５、４４、４５を設けたので、磁力線の漏洩を抑制し、軸部材２０の外周又は回動部材４０の外周の局部に磁力線を集中させることができる（磁力線の発生する範囲を限定することができる）ので、軸部材２０と回動部材４０の特定相対角度における位置決め位置を特定しやすくすることが可能となる。
【００４９】
図３は、軸部材と回動部材とが位置決め位置に存在しない場合の断面図である。
【００５０】
同図に示す状態では、軸部材２０の外周に設けたＮ極（第１の磁極）と回動部材４０の内周に設けたＳ極（第２の磁極）同士が引き合う力を発生するので、第１の位置決め位置に向かう回転力を発生している。
【００５１】
そして、同図に示す状態から更に右方向に回動部材４０を回動させると、軸部材２０の外周に設けたＮ極（第１の磁極）及びＳ極（第２の磁極）と、回動部材４０の内周に設けたＳ極（第２の磁極）及びＮ極（第１の磁極）とが反発し合う力を発生するので第１の位置決め位置に向かう回転力が減少するが、更に回動部材４０を右方向に回動させると、前述のように第１の位置決め位置に向かって強い回転力が発生し、回動部材４０が特定の相対角度に位置決めされる。
【００５２】
図４は、図２に示す軸部材と回動部材との相対回転位置（第１の位置決め位置）を境にして回動部材を反時計回りに回転させる回転力を正として表した回転力の特性図である。
【００５３】
同図に示すように本発明によれば、第１の位置決め位置（Θ＝０°）及び第２の位置決め位置（Θ＝１８０°）に向かって位置決めするための回転力を発生させることが可能となる。
【００５４】
前述のように、同図に示すＡの位置では第１の位置決め位置に向かう回転力が減少する。軸部材２０及び回動部材４０との隙間の寸法や磁石２２、２３、４２、４３の磁力の強さ、ヨーク２４、２５、４４、４５の形状によっては、同図のＢに示すように第１の位置決め位置に向かう回転力が負の値を取るように設計することも可能である。
【００５５】
図５は、本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部を説明する正面図である。
【００５６】
同図に示す状態では、回動部材４０の軸方向の一端面に磁性板６０（回動側磁性体）とブッシュ５２とが固定されており、共に回動する。また回動部材４０の軸方向の一端面と対向する位置に存在する軸部材２０側に摺動部材６２（軸側磁性体）を固定してある。
【００５７】
同図に示す状態では、回動部材４０に固定したブッシュ５２の回動部材側摩擦面は、摺動部材６２の軸部材側摩擦面と接触している。そして、摺動部材６２は磁石で構成しているので、摺動部材６２と、磁性を有する磁性板６０との間では磁力による吸引力を発生している。したがって、この吸引力とブッシュ５２の回動部材側摩擦面と、摺動部材６２の軸部材側摩擦面との間の摩擦係数を乗算した値から、回動部材４０の摺動抵抗ならびに回転抵抗力を定めることが可能となっている。なお、図５に示す例では摺動部材６２（軸側磁性体）を磁石で構成する実施例を示したが、摺動部材６２（軸側磁性体）又は磁性板６０（回動側磁性体）の少なくとも一方を磁石としても本発明の目的を達成することが可能である。また、図５に示す例では摺動部材６２の磁石と磁性板６０との間に発生する吸引力を用いて摺動抵抗を発生する例で説明したが、摺動部材６２と磁性板６０とを同極の磁石で構成してその反発力を用いて摺動抵抗を発生する構成としてもよい。
【００５８】
図６は、本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部より発生する回転抵抗の値を示す図である。
【００５９】
同図に示すように、接触面の面粗さが均一ならば、ブッシュ５２の回動部材側摩擦面と摺動部材６２の軸部材側摩擦面との接触による回転抵抗は回転角度（Θ）及び回転方向によらずほぼ均一な抵抗値を示す。そして、回転方向が正方向である場合には逆の負方向に回転抵抗が生じ、回転方向が負方向である場合には逆の正方向に回転抵抗が生じる。
【００６０】
図７は、摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力合力を示す図である。
【００６１】
同図に示す例では、摺動部材６２と磁性板６０とが互いに吸引して、摺動部材６２の軸部材側摩擦面とブッシュ５２の回動部材側摩擦面とが互いに密着して摺動抵抗が発生している状態を示している。この状態における、軸部材２０と回動部材４０とを相対的に一方向に回動させるために必要な力（回転力合力）のグラフを同図に示す。
【００６２】
同図に示すように回転力合力は、回転力に対向する力と回転抵抗とを加算した値となる。
【００６３】
図８は、摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力を示す図である。
【００６４】
同図に示すように回転力（復元力）は、摺動部材６２の軸部材側摩擦面とブッシュ５２の回動部材側摩擦面とが磁力によって吸引密着していない状態における回転力（復元力）から回転抵抗を減算した値となる。
【００６５】
図９は、摺動部材とブッシュとの間にギャップが存在している状態における回転力合力を示す図である。
【００６６】
軸部材２０と回動部際４０との相対位置を軸方向に相対的に移動させることが可能なように回動部材４０を短めにした隔離機構を用いると、摺動部材６２と回動部材４０とを引き離す方向に軸部材２０を押し込むことで、摺動部材６２の軸部材側摩擦面とブッシュ５２の回動部材側摩擦面とを隔離してギャップを設けることができる。すると、摺動部材６２とブッシュ５２との密着に基づく摩擦力を無くすことが可能となり、摺動抵抗は無くなる。
【００６７】
このときの軸部材２０と回動部材４０との相対位置変化量は、隙間ができるわずかな変位で十分で、この相対位置変化による回転力特性への影響は無視できるレベルである。また軸部材２０の押し込み力を解除すると摺動部材６２と磁性板６０との吸引力により軸部材２０と回動部材４０との相対位置は図７に戻る。
【００６８】
同図に示すように、摺動部材６２とブッシュ５２との間にギャップが存在している状態における回転力合力は、図４に示す回転力に対抗する力となる。
【００６９】
したがって、軸部材２０と回動部材４０とが第１の位置決め位置にあるときに摺動部材６２とブッシュ５２とを互いに密着させて摺動抵抗を発生させることによって、第１の位置決め位置における保持力を強化させることが可能となる。
【００７０】
また、軸部材２０と回動部材４０とを第１の位置決め位置から動かす場合には、摺動部材６２と回動部材４０とを引き離す方向に軸部材２０を押し込むことで摺動部材６２とブッシュ５２との間にギャップを設けて、摩擦力による回転抵抗を無くして回動しやすくすることが可能となる。
【００７１】
なお、軸部材２０と回動部材４０とが第１の位置決め位置にあるときには摺動部材６２とブッシュ５２とが互いに密着し、軸部材２０と回動部材４０とを第１の位置決め位置から小角度動かすと摺動部材６２と回動部材４０とを引き離す方向に変位させるカムなどの変位機構を設けることによって、第１の位置決め位置にあるときの保持力を強めるとともに、回動時には回転の抵抗を減じて回動しやすくさせることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、開閉部を任意の位置に位置決め可能な操作感の優れた小型のヒンジ機構を備えた折り畳み式携帯電話器、携帯端末等を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係るヒンジ機構の分解斜視図である。
【図２】軸部材と回動部材とが第１の位置決め位置に存在する場合の断面図である。
【図３】軸部材と回動部材とが位置決め位置に存在しない場合の断面図である。
【図４】第１の位置決め位置を境にして回動部材を反時計回りに回転させる回転力を正として表した回転力の特性図である。
【図５】本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部を説明する正面図である。
【図６】本発明に係るヒンジ機構の回転抵抗発生部より発生する回転抵抗の値を示す図である。
【図７】摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力合力を示す図である。
【図８】摺動部材とブッシュとが磁力によって吸引密着している状態における回転力を示す図である。
【図９】摺動部材とブッシュとの間にギャップが存在している状態における回転力合力を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ ヒンジ機構
１２ 回転抵抗発生部
２０ 軸部材
２２、２３ 磁石
２４、２５ ヨーク
２６、２７ スペーサ
２８ 収納部
３０ リング溝
３２ 面取
４０ 回動部材
４２、４３ 磁石
４４、４５ ヨーク
４６、４７ スペーサ
４８ 収納部
５０、５２ ブッシュ
６０ 磁性板
６２ 摺動部材
６４ 回動制限面
７０ Ｃリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項２】
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項３】
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークと、前記ヨークと磁石との間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークと、前記ヨークと磁石との間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項４】
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項５】
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石と、前記３つの磁石間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石と、前記３つの磁石間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載のヒンジ機構において、
前記回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、
前記回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する前記軸部材側に軸側磁性体を設け、
前記回動側磁性体、又は、前記軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、
前記回動側磁性体と前記軸側磁性体とによる吸引力、又は、反発力に基づいて、前記軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項７】
請求項１乃至５に記載のヒンジ機構において、
前記回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、
前記回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する前記軸部材側に軸側磁性体を設け、
前記回動側磁性体、又は、前記軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、
前記回動側磁性体と前記軸側磁性体とによる吸引力、又は、反発力に基づいて、前記軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面と、
前記回動部材と前記軸部材とを軸方向に相対的に移動して前記軸部材側摩擦面と回動部材側摩擦面とを隔離する隔離機構と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項１】
軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項２】
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークとを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項３】
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第１の磁極から前記第２の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークと、前記ヨークと磁石との間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する磁石と、前記第２の磁極から前記第１の磁極の両側に向かって磁力線を通すヨークと、前記ヨークと磁石との間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項４】
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石とを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項５】
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石と、前記３つの磁石間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、軸外周の円周方向に第１の磁極、第２の磁極、第１の磁極の順に磁極を構成した軸部材と、
軸の放射方向に第２の磁極及び第１の磁極を有する２つの磁石と、軸の放射方向に第１の磁極及び第２の磁極を有する１つの磁石と、前記３つの磁石間に設置する非磁性体からなるスペーサとを収納部に収納して、前記軸部材の磁極部分を挿入する部材内周の円周方向に第２の磁極、第１の磁極、第２の磁極の順に磁極を構成した回動部材と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載のヒンジ機構において、
前記回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、
前記回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する前記軸部材側に軸側磁性体を設け、
前記回動側磁性体、又は、前記軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、
前記回動側磁性体と前記軸側磁性体とによる吸引力、又は、反発力に基づいて、前記軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【請求項７】
請求項１乃至５に記載のヒンジ機構において、
前記回動部材の軸方向の一端面に回動側磁性体を設け、
前記回動部材の軸方向の一端面と対向する位置に存在する前記軸部材側に軸側磁性体を設け、
前記回動側磁性体、又は、前記軸側磁性体の少なくとも一方に磁石を設け、
前記回動側磁性体と前記軸側磁性体とによる吸引力、又は、反発力に基づいて、前記軸部材と回動部材との間に回転抵抗を生じさせる軸部材側摩擦面及び回動部材側摩擦面と、
前記回動部材と前記軸部材とを軸方向に相対的に移動して前記軸部材側摩擦面と回動部材側摩擦面とを隔離する隔離機構と、
を備えたことを特徴とするヒンジ機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１１２５２３（Ｐ２００６−１１２５２３Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３００５００（Ｐ２００４−３００５００）
【出願日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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