二軸ヒンジ

【課題】本発明による二軸ヒンジでは、各軸に回動規制カムを備え、両カムの間にスライダを配設することにより、途中の回動角度までは一方のヒンジが回動し、その最終角度において一旦回動角度が半固定され、さらに力を加えることにより今度は他方のヒンジが回動することにより１８０度以上まで回動できるヒンジを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明による二軸型ヒンジモジュールは、ヒンジ基体と、周面が円周部とその両端にそれぞれ形成された直線部とからなる回動規制カムを備えヒンジ基体に回動可能に連結された２軸の回動部材と、前記２軸上の前記回動規制カムのいずれかに常に接触し前記ヒンジ基体表面に沿って摺動自在に配置されたスライダとからなることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やノートブック型パソコン等の携帯機器に用いられる小型二軸ヒンジに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の携帯機器においては、最近折り畳み型が主流である。この折り畳み式携帯電話においては、送話部２と受話部１とを回動可能に連結するためヒンジ装置が用いられている。ヒンジ装置には１軸型と２軸型がある。１軸型では、構造が単純になるという利点はあるが回動範囲が１６０度から１７０度に制限されるという欠点も有する。これに対して二軸型は、構造は若干複雑になるが送話部及び受話部がそれぞれの軸の周りに回動するため、開閉動作が全体の開閉角度の半分ですむという利点がある。
【０００３】
最も基本的な二軸ヒンジ装置としては、特許文献１に開示されているものがある。この技術においては、二軸それぞれに平歯車を配置してこれらを噛み合わせることにより、それぞれの軸に接続された取り付けフレームを駆動することが開示されている。この技術は最も単純で製造も容易であるが、平行に配置された２軸を連動して駆動するためには、半径が軸間距離の２分の１よりも大きな歯車を使用する必要がある。しかし、このことはヒンジ部が例えば携帯電話等の本体の厚さよりも大きくなってしまい、外観を損なうだけでなく小型化に反するという問題点がある。
【０００４】
また、回動動作をふらつきなくスムーズに行えることを目的として、特許文献２のヒンジ装置が提案されている。この技術では、第一回動部と第二回動部との間に連動リンク部を架設して、両回動部が連動して同時に回動できるよう構成した二軸ヒンジであり、第一回動部に取り付けられた第一部材と第二回動部に取り付けられた第二部材とを１８０度以上回動できることを特徴としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０７４６５号公報
【特許文献２】特開２００８−７５７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような歯車によるヒンジにおいても、また連動リンクによるヒンジにおいても、ヒンジに取り付ける第一部材と第二部材とを回動途中の角度で半固定することは困難であった。本発明による二軸ヒンジでは、各軸に回動規制カムを備え、両カムの間にスライダを配設することにより、途中の回動角度までは一方のヒンジが回動し、その最終角度において一旦回動角度が半固定され、さらに力を加えることにより今度は他方のヒンジが回動することにより１８０度以上まで回動できるヒンジを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明による二軸型ヒンジモジュールは、ヒンジ基体と、周面が円周部とその両端にそれぞれ形成された直線部とからなる回動規制カムを備えヒンジ基体に回動可能に連結された２軸の回動部材と、前記２軸上の前記回動規制カムのいずれかに常に接触し前記ヒンジ基体表面に沿って摺動自在に配置されたスライダとからなることを特徴とする。
【０００８】
前記カムの中心から前記それぞれの直線部までの距離が異なることが望ましく、前記カム上の前記直線部のいずれかは、前記円周部の接線上に形成されていることが好適である。
【０００９】
また、前記回動規制カムの外周上に回動ロック爪部が形成されていることが好ましい。
【００１０】
前記２軸上の前記回動規制カムがそれぞれ同一形状とすることが好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の二軸ヒンジでは、円周部と２つの直線分を有するカムを２個用い、これらのカムの間にスライダを摺動可能に配置することにより、２軸のヒンジを逐次的に駆動することが可能となり、回動途中で被接続部材を半固定停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１２】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。図１は本発明の実施例に使用した回動規制カム１０の正面図を示す。このカムの主要部は、円周部１２及びこの円周部１２の接線上に形成した第１直線部１３、並びに円周部１２よりも半径の小さい弦である第２直線部１４からなる。カム１０の背面側（図１の奥側）には円周部１２、第１直線部１３及び第２直線部１４よりも半径の大きな円形のフランジ部１１が形成してある。図１の左下側には、フランジ部１１よりも半径の小さな円周である小径部１７を設けることにより、ロック爪１５及び１６を形成してある。また、このカム１０の中心部には両側に直線部を有する軸穴１８が形成してある。
【００１３】
次に、本発明による二軸ヒンジ実施例の全体の構成について説明する。図２にこの実施例の組立図を示した。ヒンジ基体３０の前面には中央部に摺動可能にスライダ２０が配置される。また、ヒンジ基体３０には図５に示したように２つの軸穴３２が形成されており、ヒンジ軸４０Ａ、４０Ｂが挿通される。これらヒンジ軸４０Ａ、４０Ｂの各々には大径部４１が形成されており、これらのヒンジ軸４０Ａ、４０Ｂそれぞれをヒンジ基体３０に挿通する際にヒンジ基体３０と大径部４１との間に回動規制カム１０Ａ、１０Ｂをそれぞれ配置する。これらのカム１０Ａ、１０Ｂはフランジ部１１がヒンジ軸４０Ａ、４０Ｂ上の大径部４１側に来るように配置する。
【００１４】
一方、ヒンジ基体の背面側（図２の右上側）には、ヒンジ軸４０Ａ、４０Ｂの各々にクリック機構を設ける。このクリック機構は、ヒンジ軸と連動しないよう固定されたクリックカム５０、ヒンジ軸に固定されたクリックフォロワ６０、クリックフォロワ６０をクリックカム５０に対して付勢するスプリング７０及びワッシャ８０とからなる。ヒンジ軸が回動した際には、クリックカム５０に形成された凹部にクリックフォロワ６０上の凸部が嵌合することにより、取り付けフレーム９１および９２を所定の角度で規制することができる。
【００１５】
上記実施例の組立て後の状態を図３に示す。スライダ２０は、ヒンジ基体３０と回動規制カム１０Ａ、１０Ｂのフランジ部１１との間に配置され、図３の左右方向のみに摺動可能になされている。
【００１６】
スライダの配置について詳しく説明すると、図４に示したように長方形板状スライダ２０の片側には突起２２が２箇所に設けられている。一方、ヒンジ基体３０には図５に示したように、スライダ２０の突起２２に対応する箇所にスライダ保持穴３３が形成されており、突起２２と嵌合することによりスライダ２０をヒンジ基体３０に接触保持する。また、スライダ保持穴３３は図５の左右方向に長く形成してあるため、スライダ２０は図５の左右方向に摺動可能となる。図４におけるスライダの背面（突起のない方の表面）は、上述したように回動規制カム１０Ａ、１０Ｂのフランジ部１１により押さえられるため、スライダ２０がヒンジ基体３０から離脱することはない。スライダ２０の対角隅２箇所のみに面取り部２１が形成されているのは、スライダ２０を装着する際に裏表を間違えないためである。
【００１７】
図２におけるヒンジ軸４０Ａ、４０Ｂの大径部４１手前側には取付けフレーム９１、９２がそれぞれ挿通され、最終的に各ヒンジ軸を両側から加締めることにより部品全部を一体化する。
【００１８】
次に、上記実施例の動作について説明する。図６（ａ）に取付けフレーム９１、９２が閉じた状態（全閉状態）を示す。この際の回動規制カム１０Ａの状態を（ｂ）に、１０Ｂの状態を（ｃ）に、さらにスライダ２０の状態を（ｄ）にそれぞれ示す。回動規制カム１０Ａ、１０Ｂはこの図の角度からはフランジ部１１が邪魔となってカム部（１２、１３、１４）が見えない状態のため、（ｂ）と（ｃ）は透視図である。回動規制カム１０Ａは第１直線部１３が下側に来ており、スライダ２０と接している。また、回動規制カム１０Ｂは第２直線部１４が上側に来ており、やはりスライダ２０と接している。この状態では、回動規制カム１０Ａの第１直線部１３は円周部１２の接線上にあるため、ヒンジ軸４０Ａを時計回りに回転すると、スライダ２０との接点はスムーズに円周部１２に移行するため、ヒンジ軸４０Ａが回動できる。一方、回動規制カム１０Ｂは第２直線部１４においてスライダ２０と接しており、第２直線部１４は円周部１２よりカムの中心側にあるため、このカムは回動が規制され、ヒンジ軸４０Ｂは回動できない。従って、全閉状態から取付けフレーム９１、９２を開こうとすると、ヒンジ軸４０Ａのみが回動動作を行う。
【００１９】
図７（ａ）は、取付けフレーム９１、９２が９０度開いた状態を示す。この際の回動規制カム１０Ａの状態を（ｂ）に、１０Ｂの状態を（ｃ）に、さらにスライダ２０の状態を（ｄ）にそれぞれ示す。この状態では回動規制カム１０Ａはロック爪１５がヒンジ基体のストッパーに当接しそれ以上の回動が制限される。このとき回動規制カム１０Ａは第２直線部１４においてスライダ２０と対向することになるが、カム中心から第２直線部１４までの距離は円周部１２までの距離よりも短いため、回動規制カム１０Ａとスライダ２０との間に間隙が生ずる。従って、取付けフレーム９１をさらに開こうとすると、その力によりスライダが上方へ摺動して回動規制カム１０Ａの第２直線部１４に接する一方、回動規制カム１０Ｂの第２直線部１４との間には間隙が生ずる。これにより、今度は回動規制カム１０Ｂが回動可能となりヒンジ軸４０Ｂが回動を開始する。
【００２０】
図８（ａ）は取付けフレーム９１、９２が１２０度開いた状態を示す。この際の回動規制カム１０Ａの状態を（ｂ）に、１０Ｂの状態を（ｃ）に、さらにスライダ２０の状態を（ｄ）にそれぞれ示す。この状態では、回動規制カム１０Ａはロック爪１５がヒンジ基体のストッパー３１に当接しそれ以上の回動が制限されたままであり、なおかつ第２直線部１４においてスライダ２０と接しているため固定されている。一方、回動規制カム１０Ｂは円周部１２においてスライダ２０と接しているため、回動がスムーズに行われる。
【００２１】
図９（ａ）は、取付けフレーム９１、９２が１８０度開いた状態を示す。この際の回動規制カム１０Ａの状態を（ｂ）に、１０Ｂの状態を（ｃ）に、さらにスライダ２０の状態を（ｄ）にそれぞれ示す。この状態では、回動規制カム１０Ａは依然として固定されたままであり、回動規制カム１０Ｂはスライダ２０との接点が円周部１２から第１直線部１３に移行し、このときヒンジ基体３０のストッパー３１が回動規制カム１０Ｂ上のロック爪１６に当接するため、それ以上の回動が制限される。取付けフレーム９１、９２を閉じる際は、上記の逆の動作となるため、やはり回動規制カム１０Ａ、１０Ｂが逐次的に動作することになる。
【００２２】
以上説明した実施例は１８０度までの回動を想定したものであるが、回動規制カム１０の第１直線部１３と第２直線部１４との角度を変更することにより、１８０度以上の回動に対応することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明による二軸ヒンジでは、円周部と２つの直線分を有するカムを２個用い、これらのカムの間にスライダを摺動可能に配置することにより、２軸のヒンジを逐次的に駆動することが可能となり、回動途中で被接続部材を半固定停止させることができるため、機器の開閉動作の自由度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による二軸ヒンジに使用した回動規制カムの正面図である。
【図２】図１に示した回動規制カムを２個使用した二軸ヒンジ実施例の組立図である。
【図３】図２に示した二軸ヒンジ実施例の組立後の平面図である。
【図４】図２に示した二軸ヒンジ実施例に用いたスライダの斜視図である。
【図５】図４に示したスライダとヒンジ基体との連結状態を示す斜視図である。
【図６】図２に示した二軸ヒンジ実施例の全閉状態を示す動作説明図である。
【図７】図２に示した二軸ヒンジ実施例の９０度開放状態を示す動作説明図である。
【図８】図２に示した二軸ヒンジ実施例の１２０度開放状態を示す動作説明図である。
【図９】図２に示した二軸ヒンジ実施例の１８０度開放状態を示す動作説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０、１０Ａ、１０Ｂ回動規制カム
１１フランジ部
１２円周部
１３第１直線部
１４第２直線部
１５ロック爪
１６ロック爪
１７小径部
１８軸穴
２０スライダ
２１面取り部
２２突起
３０ヒンジ基体
３１ストッパー
３２軸穴
３３スライダ保持穴
４０Ａ、４０Ｂヒンジ軸
４１大径部
５０クリックカム
６０クリックフォロワー
７０スプリング
８０ワッシャ
９１、９２取付けフレーム

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒンジ基体と、周面が円周部とその両端にそれぞれ形成された直線部とからなる回動規制カムを備えヒンジ基体に回動可能に連結された２軸の回動部材と、前記２軸上の前記回動規制カムのいずれかに常に接触し前記ヒンジ基体表面に沿って摺動自在に配置されたスライダとからなることを特徴とする二軸ヒンジ。
【請求項２】
前記カムの中心から前記それぞれの直線部までの距離が異なることを特徴とする請求項１記載の二軸ヒンジ。
【請求項３】
前記カム上の前記直線部のいずれかが、前記円周部の接線上に形成されていることを特徴とする請求項２記載の二軸ヒンジ。
【請求項４】
前記回動規制カムの外周上に回動ロック爪部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の二軸ヒンジ。
【請求項５】
前記２軸上の前記回動規制カムがそれぞれ同一形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の二軸ヒンジ。

【図１】