２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器
【課題】 全体として小型化し、部品点数を削減してコストダウンを図った上で、充分な強度を有し、開閉操作時のガタを小さくすることができる２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器を提供する。
【解決手段】 ２軸ヒンジ装置としては、基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設した一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成し、この規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成することで解決し、携帯機器としては、上記２軸ヒンジ装置を第１筐体と第２筐体の角部に取り付けることで解決した。
【解決手段】 ２軸ヒンジ装置としては、基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設した一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成し、この規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成することで解決し、携帯機器としては、上記２軸ヒンジ装置を第１筐体と第２筐体の角部に取り付けることで解決した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器を構成する第１筐体と第２筐体とを互いに重ね合わせた閉成状態から、上下方向と左右方向の２方向へ相対的に開閉させる際に用いて好適な２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器の一種である携帯電話機においては、キーボード等を上面に設けた第１筐体とディスプレイ等の表示部を下面に設けた第２筐体とを有し、これらの第１筐体と第２筐体とを２方向へヒンジ装置を介して開閉可能に連結した２つ折りのものが市場に出回っている。この２つ折りの携帯電話機は、第１筐体の上面後部に対して第２筐体が２軸ヒンジ装置を介して開閉可能に連結されており、第１筐体の上面に第２筐体を重ね合わせて第２筐体で第１筐体の上面を覆う閉成状態と、第２筐体を第１筐体に対して回動させて第１筐体の上面を露出させる開成状態とを作り出すことができる。
【０００３】
近年、携帯電話機は、通話機能の他にインターネット等の通信回線を利用して各種映像を取り込んで表示する機能やゲーム機能等の多種多様な機能を備えたものが市場に出回っている。このような各種機能を持った携帯電話機は、ディスプレイ等の表示部を縦長にのみしか利用できないと、その機能を十分に発揮することができない。すなわち、従来のヒンジ装置は、第１筐体と第２筐体を上下方向に開閉可能に連結するものであり、１方向しか開閉させることができず、表示部を縦長にのみ利用することしかできなかった。このため、第１筐体と第２筐体とを上下方向に開閉させる以外に左右方向に開閉させることができるようにした２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯電話機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開2007-177829号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１に記載されている２軸ヒンジ装置は、基板部とこの基板部の両端部より軸受孔を有する一対の軸受部を離間対向させて立設してなる断面異形コの字形状の基本フレームと、前記一対の軸受部に回転可能に取り付けて成る開閉軸と、前記基板部の中央部に前記開閉軸に対し直交する方向へ回転可能に取り付けた回転軸と、開閉軸と軸受部との間に設けた多数の部品からなる弾性手段を作用させた開閉軸用のカム機構と、回転軸と基板部との間に設けた同じく多数の部品からなる弾性手段を作用させた回転軸用のカム機構と、開閉軸と回転軸の各頭部の間に設けた規制手段とから構成されている。
【０００５】
ところで、近年、携帯機器、とくに、携帯電話機は、上述した多機能化と共に小型薄型化が図られており、その開閉装置も小型化とコストダウンを図ることを迫られている。この点、特許文献１に記載された２軸ヒンジ装置は、装置としてまだ大型であり、部品点数も多いことから、携帯電話機を薄型にする点ではいまひとつである上に、部品点数が多く製作コストが高くつくという問題があった。さらに、特許文献１のものは、携帯電話機を構成する第１筐体と第２筐体を上下方向と左右方向の２方向へ開閉させる構成のものではないことから、上下方向と左右方向の２方向へ開閉させることのできる、小型で、製作コストの安価な２軸ヒンジが求められている。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、携帯機器を構成する第１筐体と第２筐体を重ね合わせた状態から、その上下方向と左右方向の２方向へ開閉操作できる機能を持ち、全体として小型化してコストダウンを図った上で、部品点数を削減した上で、充分な強度を有し、開閉操作時のガタを小さくすることができる２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を備えた携帯機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置は、基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置にそれぞれ第１軸受孔と第２軸受孔を有する一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部と第１軸部を有し、前記第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部の側を前記第１筐体の側に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部と第２軸部を有し、前記第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けると共に、前記第２軸部を前記第２筐体の側へ取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成され、前記規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成することにより、前記第１筐体及び第２筐体が閉成状態のときは、前記非交叉部が互いに対角位置にあって当該第１筐体及び第２筐体を前記２方向のいずれの方向にも開成可能であり、前記第１筐体と前記第２筐体のいずれか一方が開成されたときは、前記各交叉部と非交叉部が対角位置にあって当該第１筐体と第２筐体のいずれか他方が開成されることを規制するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
その際に本発明は、前記第１シャフト又は第２シャフトと前記第１軸受部又は第２軸受部の間に、当該第１シャフトと第２シャフトの回転を制御する回転制御手段を設けることが好ましい。
【０００９】
さらに本発明は、前記回転制御手段の一方或は双方が弾性手段を作用させたカム機構とすることができる。
【００１０】
さらに本発明は、前記弾性手段の一方或は双方を、スプリングワッシャーとしたり、コンプレッションコイルスプリングとすることができる。
【００１１】
さらに本発明は、前記第１シャフトと第２シャフトには、いずれもその軸方向にケーブルを通す挿通孔が貫通して設けられることが好ましい。
【００１２】
さらに本発明は、前記カム機構の一方又は双方を、前記第１軸受部又は第２軸受部の面部に第１軸受孔又は第２軸受孔を囲んで設けた凹部と凸部から成る固定カム部と、前記第１及び第２シャフトに回転を規制されて軸方向へスライド可能に設けられたところの前記固定カム部と対向する面部に設けた凹部と凸部から成る回転カム部を設けた回転カムとで構成することができる。
【００１３】
さらに本発明は、前記取付フレームの第１軸受部と第２軸受部の一方或は双方を、複数のプレートを重ね合わせて形成することが好ましい。
【００１４】
さらに本発明は、前記取付フレームの基板部を複数プレートを重ね合わせて形成させ、上側に位置するプレートの端部と前記第１及び第２軸受部の一方或は双方との間に、前記第１シャフト及び又は第２シャフトの第１変形頭部と第２変形頭部の端部を嵌入させる動作安定溝を設けたことを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明は、前記第１筐体の端部に、当該第１筐体と第２筐体の開成時にその開成角度を規制するストッパー部を設けることができる。
【００１６】
そして本発明は、上記各構成の２軸ヒンジ装置の第１シャフトと第２シャフトのいずれか一方を第１筐体へ、他方を第２筐体へ取り付けて携帯機器を構成するものである。
【００１７】
本発明によれば、２軸ヒンジ装置を、基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置に一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部と第１軸部を有し、前記第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部の側を前記第１筐体の側に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部と第２軸部を有し、前記第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けると共に、前記第２軸部を前記第２筐体の側へ取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成し、この規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成したので、上下方向と左右方向の２方向へ第１筐体と第２筐体を開閉させることができる構成としても、装置の小型化を図ることができ、かつ、部品点数を省略してコストダウンを図ることができるものである。また、基板部や軸受部にプレートの二重構造を採用した場合には、小型でも必要な強度が得られるものである。したがって、２軸ヒンジ装置を小型化することができることから携帯機器を小型薄型にすることが可能となっている。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器によれば、２軸ヒンジ装置の小型化を図ることができ、部品点数を省略してコストダウンを図った上で、必要な強度を得ることができ、この２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器の小型薄肉化を図ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る２軸ヒンジ装置並びのこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１は本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置を備えた携帯機器の一例を示す図である。図２〜図７は本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置の一例を示す図である。本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置は、図１と図５、図７に示すように、携帯機器１を構成する第１筐体２と第２筐体３とを互いに重ね合わせた閉成状態から、上下方向と左右方向の２方向へ相対的に開閉させるものである。
【００２１】
携帯機器１としては、特に限定されず、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、ノート型のパソコン、ザウルス（商標）等の携帯端末機、電卓、ポケットコンピュータ、携帯ゲーム機等が挙げられ、携帯電話機等であることが好ましい。なお、本発明において携帯機器としては、その他、灰皿、ケース蓋等も含まれる。すなわち、２つの筐体を互いに上下方向と左右方向の２方向へ開閉させるものであれば特に限定されない。また、本実施の形態では、携帯機器としては、特に限定することなく説明する。
【００２２】
第１筐体２は、小型電子機器のような携帯機器の場合には、図示してないがキーボード等を上面に有しており、第２筐体３は、図示してないＬＣＤなどのディスプレイ装置等を下面に有している。第１筐体２及び第２筐体３は、略同じ略矩形状にそれぞれ形成されている。これらの第１筐体２と第２筐体３は、互いに重ね合わされた閉成状態から第１筐体２と第２筐体３をその上下方向と左右方向の２方向に相対的に開閉可能に２軸ヒンジ装置４を介して連結されて携帯機器１が構成されている。すなわち、この携帯機器１は、第１筐体２の上面に第２筐体３の下面が互いに重ね合わされて第１筐体２の上面を閉塞すると共に、第１筐体２の上面から第２筐体３の下面が離間して第１筐体２の上面を露出させることができるようになっている。
【００２３】
本発明に係る２軸ヒンジ装置４は、第１筐体２と第２筐体３の互いの角部を連結して上下方向と左右方向へ開閉可能に連結するものであって、基板部５ａとこの基板部５ａより互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置に第１軸受孔５ｆと第２軸受孔５ｇを有する一対の第１軸受部５ｂと第２軸受部５ｃとを具えた取付フレーム５と、第１変形頭部６ａと第１軸部６ｂを有し、第１変形頭部６ａの側を第１軸受部５ｂに回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部６ｂの側を前記第２筐体３の側に取り付けて成る第１シャフト６と、第２変形頭部１７ａと第２軸部１７ｂを有し、第２変形頭部１７ａの側を第２軸部１７ｂに回転可能に取り付けると共に、第２軸部１７ｂを第１筐体２の側へ取り付けて成る第２シャフト１７と、第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａとの間に設けられた規制手段Ａと、を含んで構成されているところに特徴がある。
【００２４】
取付フレーム５は、例えばＳＵＳのような金属プレートをプレス加工によって形成させたものであり、第２軸受部５ｃは、基板部５ａより折り曲げた第１プレート５ｄと第１軸受部５ｂより折り曲げて来た第２プレート５ｅを重ね合わせた二重構造と成っている。尚、取付フレーム５はＳＵＳに限定されず、他の強度を有する材料で構成しても良く、鍛造品或は焼結金属で構成することもまた任意である。また、軸受部の二重構造は、実施例のものは第２軸受部５ｃのみであるが、第１軸受部５ｂの側にも、例えば第２軸受部５ｃを形成する第１プレート５ｄを第１軸受部５ｂ側に折り曲げて重ね合わせることによって、二重構造とすることができる。このように、軸受部を二重構造にすると、強度が増大する利点がある。さらに、この二重構造にする手段については、とくに限定はなく、例えば別のプレートを各軸受部に重ね合わせて固着することによって、形成させても良い。そして、第１軸受部５ｂと第２軸受部５ｃを基板部５ａに対して直交状態に立設した点が、本発明に係る２軸ヒンジ装置を小型化することに大きく寄与している。
【００２５】
第１軸受部５ｂに設けた第１軸受孔５ｆには、第１変形頭部６ａと第１軸部６ｂから成る第１シャフト６が第１変形頭部６ａ側の第１軸部６ｂを回転可能に軸受させている。この第１シャフト６は、例えばＳＵＳのような金属製の丸棒を加工して作ってあるが、材料や作り方はこのものに限定されない。鍛造品や焼結金属製であっても良い。この第１シャフト６の中芯部軸方向には、ケーブル７を通す挿通孔６ｃが貫通して設けられると共に、第１変形頭部６ａには、その外周端面でカットした非交叉部６ｄと、カットしてない交叉部６ｅと、この交叉部６ｅにさらに形成したストッパー部６ｆが設けられている。第１軸部６ｂの外周は、その両側部を削り取ることにより、断面略楕円形状を呈した回転規制部６ｇが設けられ、自由端部側にはさらに断面略４角形状の取付部６ｈが設けられている。
【００２６】
第１シャフト６が第１軸受孔５ｆを貫通して第１軸受部５ｂの外方向へ突出した第１軸部６ｂの回転規制部６ｇには、第１軸受部５ｂに接して回転カム８がその中心部軸方向に設けた変形挿通孔８ａ内に回転規制部６ｇを挿通させて第１シャフト６と共に回転するように取り付けられており、この回転カム８と第１軸受部５ｂの接触面に第１カム機構９が設けられている。この第１カム機構９は、同じく第１軸受孔５ｆを挟んだ対向位置に設けた一対の凸部１０ｃ、１０ｄから成る固定カム部１０と、回転カム８の第１軸受部５ｂ側に変形挿通孔８ａを挟んで対向位置に設けた一対の凸部１１ａ、１１ｂと、同じく変形挿通孔８ａを挟んで対向位置に設けた一対の凹部１１ｃ、１１ｄから成る回転カム部１１とで構成されている。尚、各凸部１０ｃ、１０ｄと１１ａ、１１ｂの上面は平坦に形成されている。
【００２７】
次に、第１シャフト６の第１軸部６ｂには、その中心部軸方向に設けた各挿通孔１２ａ、１３ａ、１４ａに第１軸部６ｂを挿通させて３枚のスプリングワッシャー１２、１３、１４から成る弾性手段１５が設けられており、この弾性手段１５は、第１軸部６ｂの取付部６ｈに取付部材１６に設けた取付孔１６ａを嵌め、第１軸部６ｂしかして取付部６ｈの端部をかしめることによって、弾性手段１５を介して回転カム８の回転カム部１１を第１軸受部５ｂ側に設けた固定カム部１０へ圧接させている。尚、弾性手段１５は、スプリングワッシャーの他に皿ばね、その他のもので構成されても良いし、コンプレッションコイルスプリングとしても良い。また、指示記号１５ａの円筒状のものは、第１カム機構９や弾性手段１５を覆うカバーである。
【００２８】
次に、第２軸受部５ｃに設けたところの第１軸受部５ｂに設けた第１軸受孔５ｆと軸芯の高さを共通にし、その水平方向の対角位置に形成した第２軸受孔５ｇには、第２変形頭部１７ａと第２軸部１７ｂから成る第２シャフト１７が第２変形頭部１７ａ側の第２軸部１７ｂを回転可能に軸受けさせている。このように各第１軸受孔５ｆと第２軸受孔５ｇを軸芯の高さを共通にしてその水平方向の対角位置に設けたことも、これによって第１シャフト６と第２シャフト１７の取付方向が決まることから、２軸ヒンジ装置の小型化に寄与している。この第２シャフト１７は、例えばＳＵＳのような金属製の丸棒の加工品であるが、材料はこのものに限定されない。鍛造品や焼結金属製であっても良い。この第２シャフト１７の中芯部軸方向には、ケーブル７を通す挿通孔１７ｃが貫通して設けられると共に、第２変形頭部１７ａには、その外周端面でカットした非交叉部１７ｄと、カットしてない交叉部１７ｅと、この交叉部１７ｅにさらに形成したストッパー部１７ｆが設けられている。第２軸部１７ｂの外周は、その両側部を削り取ることにより、断面略楕円形状を呈した回転規制部１７ｇが設けられ、自由端部側にはさらに断面略４角形状の取付部１７ｈが設けられている。
【００２９】
第２シャフト１７が第２軸受孔５ｇを貫通して第２軸受部５ｃの外方向へ突出した第２軸部１７ｂの回転規制部１７ｇには、第２軸受部５ｃに接して回転カム１８がその中芯部軸方向に設けた変形挿通孔１８ａ内に回転規制部１７ｇを挿通させて第２シャフト１７と共に回転するように取り付けられており、この回転カム１８と第２軸受部５ｃの接触面に第２カム機構１９が設けられている。この第２カム機構１９は、第２軸受部５ｃの側の第２軸受孔５ｇを挟んだ対向位置に設けた一対の凹部２０ａ、２０ｂと、同じく第２軸受孔５ｇを挟んだ対向位置に設けた一対の凸部２０ｃ、２０ｄから成る固定カム部２０と、回転カム１８の変形挿通孔１８ａを挟んだ対向位置に設けた一対の凸部２１ａ、２１ｂと、同じく変形挿通孔１８ａを挟んだ対向位置に設けた一対の凹部２１ｃ、２１ｄとから成る回転カム部２１とで構成されている。尚、各凸部２０ｃ、２０ｄと２１ａ、２１ｂの上面は平坦に構成されている。
【００３０】
次に、第２シャフト１７の第２軸部１７ｂには、その外周に環巻きさせて圧縮コイルスプリングから成る弾性手段２２が設けられており、この弾性手段２２は、第２軸部１７ｂの取付部１７ｈに取付部材２３に設けた取付孔２３ｆを嵌め、第２軸部１７ｂしかして取付部１７ｈの端部をかしめることによって、回転カム１８の回転カム部２１を軸受部５ｃの固定カム部２０側に圧接させている。尚、弾性手段２２は、弾性手段１５のようにスプリングワッシャーや皿ばね、その他のもので構成しても良い。
【００３１】
取付部材２３は、基板部２３ａと、この基板部２３ａより立ち上げた補強部２３ｂと、取付部２３ｃから構成されており、取付部２３ｃは、基板部２３ａから立ち上げた第１プレート２３ｄと補強部２３ｂから折り曲げた第２プレート２３ｅを重ね合わせた二重構造と成っている。
【００３２】
この取付部材２３の材料はＳＵＳであるが、このもの限定されない。ＳＵＳ以外の金属、或は焼結金属、鍛造品とすることは任意である。尚、指示記号２２ａの円筒状のものは、第２カム機構１９や弾性手段２２を覆うカバーである。
【００３３】
次に、本発明の作用効果について説明する。図１と図２に示したように、２軸ヒンジ装置の取付部材１６は第２筐体３の端部に取り付けられ、取付部材２３は第１筐体２の端部に取り付けられて、２軸ヒンジ装置４の取付フレーム５は第１筐体２の角部に形成した収容部２ａ内に収装されている。そして、携帯機器１の第１筐体２と第２筐体３が互いに閉じられて上下方向に重なり合った状態においては、充分に図示してないが、２軸ヒンジ装置４の第１カム機構９の回転カム部１１の凸部１１ａ、１１ｂが、取付フレーム５の第１軸受部５ｂに設けた固定カム部１０の凹部１０ａ、１０ｂ内に落ち込んでおり、第２カム機構１９の回転カム部２１の凸部２１ａ、２１ｂが、取付フレーム５の第２軸受部５ｃの固定カム部２０の凹部２０ａ、２０ｂ内へ落ち込んでいるので、第１筐体２と第２筐体３は上下方向と左右方向のどちらの方向にも外力が加えられない限り開くことなく閉成状態を保っている。
【００３４】
また、この閉成状態においては、とくに図２と図４に示したように、第１シャフト６の第１変形頭部６ａの非交叉部６ｄと、第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａの非交叉部１７ｄが、対角位置にあって非交叉状態となっており、空間部ａが形成されていることから、第１筐体２と第２筐体３は相対的に上下方向と左右方向のどちらの方向にも開くことが可能である。つまり、第１シャフト６と第２シャフト１７の第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａは、第１シャフト６と第２シャフト１７のどちらの回転も阻止しない状態にある。この状態から、第１筐体２と第２筐体３を上下方向か左右方向のどちらかの方向へ開くと、その開成方向により共に回転する第１シャフト６と第２シャフト１７によって、その第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａの交叉部６ｅか１７ｅのどちらかが、空間部ａ内に侵入することから、第１シャフト６か第２シャフト１７のどちらかが回転を阻まれることになる。つまり、第１筐体２と第２筐体３が上下方向へ開かれると、共に回転する第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａの交叉部１７ｅが、空間部ａ内に侵入するので、第１シャフト６はその第１変形頭部６ａが回転することができないことから、左右方向への開成操作はできないことになる。
【００３５】
また、第１筐体２と第２筐体３を相対的に左右方向へ開くと、第１シャフト６の第１変形頭部６ａの交叉部６ｅが空間部ａ内に侵入するので、第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａは回転することができず、第１筐体２と第２筐体３の上下方向の開成操作はできないことになる。
【００３６】
このようにして、第１筐体２と第２筐体３が同時に上下方向と左右方向へ開閉されることを防止して、そのことによる不都合を解消しているものである。
【００３７】
次に、第２筐体３の下面にディスプレイ装置等を取り付けてある場合、第１筐体２に対する全開成時に、第２筐体３が第１筐体２に対して１８０°まで開かず、１６０°程度にその開成角度を規制することは、ディスプレイ装置を見易くするために望まれるところであり、本発明はこの開成角度規制を第１シャフト６と第２シャフト１７との第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａに、それぞれ設けたストッパー部６ｆと１７ｆで行っている。即ち、第２筐体３を上下方向へ開いた時には、第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａに設けたストッパー部１７ｆが、第１軸受部５ｂの内側に当接することによって開成角度規制させ、第２筐体３を第１筐体２に対して左右方向へ開いた時には、第１シャフト６の第１変形頭部６ａに設けたストッパー部６ｆが第２軸受部５ｃに当接するとこによって開成角度規制される。
【００３８】
勿論、ここのところは、各ストッパー部６ｆ、１７ｆが基板部５ａに当接するように構成しても良い。但し、ストッパー部６ｆを２重に重ねた第２軸受部５ｃに当接するように構成すると、停止保持状態が安定するという利点がある。この回転規制角度は、実施例のもので１６０°であるが、この角度に限定されない。
【００３９】
次に、第１カム機構９の回転カム８の回転カム部１１の凸部１１ａ、１１ｂ及び固定カム部１０の凸部１０ｃ、１０ｄと、第２カム機構１９の回転カム１８の回転カム部２１の凸部２１ａ、２１ｂ及び固定カム部２０の凸部２０ｃ、２０ｄの各上面は、共に平坦であるので、第１筐体２と第２筐体３を上下方向と左右方向のどちらの方向へ開閉させてもフリクショントルクが発生する。
【００４０】
尚、各第１カム機構９と第２カム機構１９の凸部の位置と凹部の位置はこれを逆にしても良い。さらにその設置位置を適宜選択することにより、第１筐体２と第２筐体３の開閉操作時にクリック停止させることが可能である。
【００４１】
図８は、本発明に係る２軸ヒンジ装置の他の実施例を示す。図面によればこの実施例に係る２軸ヒンジ装置３０は、取付フレーム３１の基板部３１ａに、もう一枚の補強プレート３２を重ね合わせると共に、この補強プレート３２の端面と、第１軸受部３１ｂと第２軸受部３１ｃとの間に、第１シャフト３３と第２シャフト３４の各第１変形頭部３３ａと第２変形頭部３４ａを挟む動作安定溝３５ａと３５ｂが設けられている。
【００４２】
このように構成すると、取付フレーム３１の強度が増大する上に、第１筐体２と第２筐体３の上下方向と左右方向の開閉操作時に、各第１シャフト３３と第２シャフト３４の回転及び支承動作が安定しガタガタしないという利点を有する。
【００４３】
図９は、本発明に係る携帯機器の他の実施例を示す。図面によれば、この実施例に係る携帯機器４０の第１筐体４１の後端部には、ストッパー用突出部４１ａが形成されており、第２筐体４２を上下方向へ開いた際に所定の開成角度で第２筐体４２の後端部４２ａがストッパー用突出部４１ａに当接して、開成角度を規制するように構成されている。
【００４４】
このように構成すると、第２筐体４１を第１筐体４２に対して開いた際に、煽り力を受ける図示してない２軸ヒンジ装置が変形してしまうことを極力防止できるという利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、２軸ヒンジ装置を小型にし、部品点数を省略できた上で、十分な強度を持つものとしたので、携帯機器、とくに携帯電話機に用いる２軸ヒンジ装置として最適であり、また、本発明にかかる２軸ヒンジ装置を携帯機器に用いた場合には、筐体を薄型にすることが可能であるので、筐体を薄くすることが求められている、とくに携帯電話機に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器の斜視図である。
【図２】本発明に係る２軸ヒンジ装置の斜視図である。
【図３】本発明に係る２軸ヒンジ装置を示し、（ａ）はその分解斜視図であり、（ｂ）は取付フレームを逆方向から見た斜視図である。
【図４】本発明に係る２軸ヒンジ装置の平面断面図である。
【図５】本発明に係る携帯機器の動作を説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る２軸ヒンジ装置の動作を説明する説明図である。
【図７】本発明に係る２軸ヒンジ装置と携帯機器の動作を説明するための説明図である。
【図８】本発明に係る２軸ヒンジ装置の他の実施例を説明するための説明図である。
【図９】本発明に係る携帯機器の他の実施例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ 規制手段
ａ 空間部
１ 携帯機器
２ 第１筐体
３ 第２筐体
４ ２軸ヒンジ装置
５ 取付フレーム
５ａ 基板部
５ｂ 第１軸受部
５ｃ 第２軸受部
５ｆ 第１軸受孔
５ｇ 第２軸受孔
６ 第１シャフト
６ａ 第１変形頭部
６ｃ 挿通孔
６ｄ 非交叉部
６ｅ 交叉部
６ｆ ストッパー部
７ ケーブル
８ 回転カム
９ 第１カム機構
１０ 固定カム部
１１ 回転カム部
１５ 弾性手段
１７ 第２シャフト
１７ａ 第２変形頭部
１７ｃ 挿通孔
１７ｄ 非交叉部
１７ｅ 交叉部
１７ｆ ストッパー部
１８ 回転カム
１９ 第２カム機構
２０ 固定カム部
２２ 弾性手段
３２ 補強プレート
４１ａ ストッパー用突出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器を構成する第１筐体と第２筐体とを互いに重ね合わせた閉成状態から、上下方向と左右方向の２方向へ相対的に開閉させる際に用いて好適な２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器の一種である携帯電話機においては、キーボード等を上面に設けた第１筐体とディスプレイ等の表示部を下面に設けた第２筐体とを有し、これらの第１筐体と第２筐体とを２方向へヒンジ装置を介して開閉可能に連結した２つ折りのものが市場に出回っている。この２つ折りの携帯電話機は、第１筐体の上面後部に対して第２筐体が２軸ヒンジ装置を介して開閉可能に連結されており、第１筐体の上面に第２筐体を重ね合わせて第２筐体で第１筐体の上面を覆う閉成状態と、第２筐体を第１筐体に対して回動させて第１筐体の上面を露出させる開成状態とを作り出すことができる。
【０００３】
近年、携帯電話機は、通話機能の他にインターネット等の通信回線を利用して各種映像を取り込んで表示する機能やゲーム機能等の多種多様な機能を備えたものが市場に出回っている。このような各種機能を持った携帯電話機は、ディスプレイ等の表示部を縦長にのみしか利用できないと、その機能を十分に発揮することができない。すなわち、従来のヒンジ装置は、第１筐体と第２筐体を上下方向に開閉可能に連結するものであり、１方向しか開閉させることができず、表示部を縦長にのみ利用することしかできなかった。このため、第１筐体と第２筐体とを上下方向に開閉させる以外に左右方向に開閉させることができるようにした２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯電話機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開2007-177829号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１に記載されている２軸ヒンジ装置は、基板部とこの基板部の両端部より軸受孔を有する一対の軸受部を離間対向させて立設してなる断面異形コの字形状の基本フレームと、前記一対の軸受部に回転可能に取り付けて成る開閉軸と、前記基板部の中央部に前記開閉軸に対し直交する方向へ回転可能に取り付けた回転軸と、開閉軸と軸受部との間に設けた多数の部品からなる弾性手段を作用させた開閉軸用のカム機構と、回転軸と基板部との間に設けた同じく多数の部品からなる弾性手段を作用させた回転軸用のカム機構と、開閉軸と回転軸の各頭部の間に設けた規制手段とから構成されている。
【０００５】
ところで、近年、携帯機器、とくに、携帯電話機は、上述した多機能化と共に小型薄型化が図られており、その開閉装置も小型化とコストダウンを図ることを迫られている。この点、特許文献１に記載された２軸ヒンジ装置は、装置としてまだ大型であり、部品点数も多いことから、携帯電話機を薄型にする点ではいまひとつである上に、部品点数が多く製作コストが高くつくという問題があった。さらに、特許文献１のものは、携帯電話機を構成する第１筐体と第２筐体を上下方向と左右方向の２方向へ開閉させる構成のものではないことから、上下方向と左右方向の２方向へ開閉させることのできる、小型で、製作コストの安価な２軸ヒンジが求められている。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、携帯機器を構成する第１筐体と第２筐体を重ね合わせた状態から、その上下方向と左右方向の２方向へ開閉操作できる機能を持ち、全体として小型化してコストダウンを図った上で、部品点数を削減した上で、充分な強度を有し、開閉操作時のガタを小さくすることができる２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を備えた携帯機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置は、基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置にそれぞれ第１軸受孔と第２軸受孔を有する一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部と第１軸部を有し、前記第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部の側を前記第１筐体の側に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部と第２軸部を有し、前記第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けると共に、前記第２軸部を前記第２筐体の側へ取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成され、前記規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成することにより、前記第１筐体及び第２筐体が閉成状態のときは、前記非交叉部が互いに対角位置にあって当該第１筐体及び第２筐体を前記２方向のいずれの方向にも開成可能であり、前記第１筐体と前記第２筐体のいずれか一方が開成されたときは、前記各交叉部と非交叉部が対角位置にあって当該第１筐体と第２筐体のいずれか他方が開成されることを規制するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
その際に本発明は、前記第１シャフト又は第２シャフトと前記第１軸受部又は第２軸受部の間に、当該第１シャフトと第２シャフトの回転を制御する回転制御手段を設けることが好ましい。
【０００９】
さらに本発明は、前記回転制御手段の一方或は双方が弾性手段を作用させたカム機構とすることができる。
【００１０】
さらに本発明は、前記弾性手段の一方或は双方を、スプリングワッシャーとしたり、コンプレッションコイルスプリングとすることができる。
【００１１】
さらに本発明は、前記第１シャフトと第２シャフトには、いずれもその軸方向にケーブルを通す挿通孔が貫通して設けられることが好ましい。
【００１２】
さらに本発明は、前記カム機構の一方又は双方を、前記第１軸受部又は第２軸受部の面部に第１軸受孔又は第２軸受孔を囲んで設けた凹部と凸部から成る固定カム部と、前記第１及び第２シャフトに回転を規制されて軸方向へスライド可能に設けられたところの前記固定カム部と対向する面部に設けた凹部と凸部から成る回転カム部を設けた回転カムとで構成することができる。
【００１３】
さらに本発明は、前記取付フレームの第１軸受部と第２軸受部の一方或は双方を、複数のプレートを重ね合わせて形成することが好ましい。
【００１４】
さらに本発明は、前記取付フレームの基板部を複数プレートを重ね合わせて形成させ、上側に位置するプレートの端部と前記第１及び第２軸受部の一方或は双方との間に、前記第１シャフト及び又は第２シャフトの第１変形頭部と第２変形頭部の端部を嵌入させる動作安定溝を設けたことを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明は、前記第１筐体の端部に、当該第１筐体と第２筐体の開成時にその開成角度を規制するストッパー部を設けることができる。
【００１６】
そして本発明は、上記各構成の２軸ヒンジ装置の第１シャフトと第２シャフトのいずれか一方を第１筐体へ、他方を第２筐体へ取り付けて携帯機器を構成するものである。
【００１７】
本発明によれば、２軸ヒンジ装置を、基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置に一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部と第１軸部を有し、前記第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部の側を前記第１筐体の側に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部と第２軸部を有し、前記第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けると共に、前記第２軸部を前記第２筐体の側へ取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成し、この規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成したので、上下方向と左右方向の２方向へ第１筐体と第２筐体を開閉させることができる構成としても、装置の小型化を図ることができ、かつ、部品点数を省略してコストダウンを図ることができるものである。また、基板部や軸受部にプレートの二重構造を採用した場合には、小型でも必要な強度が得られるものである。したがって、２軸ヒンジ装置を小型化することができることから携帯機器を小型薄型にすることが可能となっている。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置並びにこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器によれば、２軸ヒンジ装置の小型化を図ることができ、部品点数を省略してコストダウンを図った上で、必要な強度を得ることができ、この２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器の小型薄肉化を図ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る２軸ヒンジ装置並びのこの２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１は本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置を備えた携帯機器の一例を示す図である。図２〜図７は本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置の一例を示す図である。本発明に係る携帯機器の２軸ヒンジ装置は、図１と図５、図７に示すように、携帯機器１を構成する第１筐体２と第２筐体３とを互いに重ね合わせた閉成状態から、上下方向と左右方向の２方向へ相対的に開閉させるものである。
【００２１】
携帯機器１としては、特に限定されず、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、ノート型のパソコン、ザウルス（商標）等の携帯端末機、電卓、ポケットコンピュータ、携帯ゲーム機等が挙げられ、携帯電話機等であることが好ましい。なお、本発明において携帯機器としては、その他、灰皿、ケース蓋等も含まれる。すなわち、２つの筐体を互いに上下方向と左右方向の２方向へ開閉させるものであれば特に限定されない。また、本実施の形態では、携帯機器としては、特に限定することなく説明する。
【００２２】
第１筐体２は、小型電子機器のような携帯機器の場合には、図示してないがキーボード等を上面に有しており、第２筐体３は、図示してないＬＣＤなどのディスプレイ装置等を下面に有している。第１筐体２及び第２筐体３は、略同じ略矩形状にそれぞれ形成されている。これらの第１筐体２と第２筐体３は、互いに重ね合わされた閉成状態から第１筐体２と第２筐体３をその上下方向と左右方向の２方向に相対的に開閉可能に２軸ヒンジ装置４を介して連結されて携帯機器１が構成されている。すなわち、この携帯機器１は、第１筐体２の上面に第２筐体３の下面が互いに重ね合わされて第１筐体２の上面を閉塞すると共に、第１筐体２の上面から第２筐体３の下面が離間して第１筐体２の上面を露出させることができるようになっている。
【００２３】
本発明に係る２軸ヒンジ装置４は、第１筐体２と第２筐体３の互いの角部を連結して上下方向と左右方向へ開閉可能に連結するものであって、基板部５ａとこの基板部５ａより互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置に第１軸受孔５ｆと第２軸受孔５ｇを有する一対の第１軸受部５ｂと第２軸受部５ｃとを具えた取付フレーム５と、第１変形頭部６ａと第１軸部６ｂを有し、第１変形頭部６ａの側を第１軸受部５ｂに回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部６ｂの側を前記第２筐体３の側に取り付けて成る第１シャフト６と、第２変形頭部１７ａと第２軸部１７ｂを有し、第２変形頭部１７ａの側を第２軸部１７ｂに回転可能に取り付けると共に、第２軸部１７ｂを第１筐体２の側へ取り付けて成る第２シャフト１７と、第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａとの間に設けられた規制手段Ａと、を含んで構成されているところに特徴がある。
【００２４】
取付フレーム５は、例えばＳＵＳのような金属プレートをプレス加工によって形成させたものであり、第２軸受部５ｃは、基板部５ａより折り曲げた第１プレート５ｄと第１軸受部５ｂより折り曲げて来た第２プレート５ｅを重ね合わせた二重構造と成っている。尚、取付フレーム５はＳＵＳに限定されず、他の強度を有する材料で構成しても良く、鍛造品或は焼結金属で構成することもまた任意である。また、軸受部の二重構造は、実施例のものは第２軸受部５ｃのみであるが、第１軸受部５ｂの側にも、例えば第２軸受部５ｃを形成する第１プレート５ｄを第１軸受部５ｂ側に折り曲げて重ね合わせることによって、二重構造とすることができる。このように、軸受部を二重構造にすると、強度が増大する利点がある。さらに、この二重構造にする手段については、とくに限定はなく、例えば別のプレートを各軸受部に重ね合わせて固着することによって、形成させても良い。そして、第１軸受部５ｂと第２軸受部５ｃを基板部５ａに対して直交状態に立設した点が、本発明に係る２軸ヒンジ装置を小型化することに大きく寄与している。
【００２５】
第１軸受部５ｂに設けた第１軸受孔５ｆには、第１変形頭部６ａと第１軸部６ｂから成る第１シャフト６が第１変形頭部６ａ側の第１軸部６ｂを回転可能に軸受させている。この第１シャフト６は、例えばＳＵＳのような金属製の丸棒を加工して作ってあるが、材料や作り方はこのものに限定されない。鍛造品や焼結金属製であっても良い。この第１シャフト６の中芯部軸方向には、ケーブル７を通す挿通孔６ｃが貫通して設けられると共に、第１変形頭部６ａには、その外周端面でカットした非交叉部６ｄと、カットしてない交叉部６ｅと、この交叉部６ｅにさらに形成したストッパー部６ｆが設けられている。第１軸部６ｂの外周は、その両側部を削り取ることにより、断面略楕円形状を呈した回転規制部６ｇが設けられ、自由端部側にはさらに断面略４角形状の取付部６ｈが設けられている。
【００２６】
第１シャフト６が第１軸受孔５ｆを貫通して第１軸受部５ｂの外方向へ突出した第１軸部６ｂの回転規制部６ｇには、第１軸受部５ｂに接して回転カム８がその中心部軸方向に設けた変形挿通孔８ａ内に回転規制部６ｇを挿通させて第１シャフト６と共に回転するように取り付けられており、この回転カム８と第１軸受部５ｂの接触面に第１カム機構９が設けられている。この第１カム機構９は、同じく第１軸受孔５ｆを挟んだ対向位置に設けた一対の凸部１０ｃ、１０ｄから成る固定カム部１０と、回転カム８の第１軸受部５ｂ側に変形挿通孔８ａを挟んで対向位置に設けた一対の凸部１１ａ、１１ｂと、同じく変形挿通孔８ａを挟んで対向位置に設けた一対の凹部１１ｃ、１１ｄから成る回転カム部１１とで構成されている。尚、各凸部１０ｃ、１０ｄと１１ａ、１１ｂの上面は平坦に形成されている。
【００２７】
次に、第１シャフト６の第１軸部６ｂには、その中心部軸方向に設けた各挿通孔１２ａ、１３ａ、１４ａに第１軸部６ｂを挿通させて３枚のスプリングワッシャー１２、１３、１４から成る弾性手段１５が設けられており、この弾性手段１５は、第１軸部６ｂの取付部６ｈに取付部材１６に設けた取付孔１６ａを嵌め、第１軸部６ｂしかして取付部６ｈの端部をかしめることによって、弾性手段１５を介して回転カム８の回転カム部１１を第１軸受部５ｂ側に設けた固定カム部１０へ圧接させている。尚、弾性手段１５は、スプリングワッシャーの他に皿ばね、その他のもので構成されても良いし、コンプレッションコイルスプリングとしても良い。また、指示記号１５ａの円筒状のものは、第１カム機構９や弾性手段１５を覆うカバーである。
【００２８】
次に、第２軸受部５ｃに設けたところの第１軸受部５ｂに設けた第１軸受孔５ｆと軸芯の高さを共通にし、その水平方向の対角位置に形成した第２軸受孔５ｇには、第２変形頭部１７ａと第２軸部１７ｂから成る第２シャフト１７が第２変形頭部１７ａ側の第２軸部１７ｂを回転可能に軸受けさせている。このように各第１軸受孔５ｆと第２軸受孔５ｇを軸芯の高さを共通にしてその水平方向の対角位置に設けたことも、これによって第１シャフト６と第２シャフト１７の取付方向が決まることから、２軸ヒンジ装置の小型化に寄与している。この第２シャフト１７は、例えばＳＵＳのような金属製の丸棒の加工品であるが、材料はこのものに限定されない。鍛造品や焼結金属製であっても良い。この第２シャフト１７の中芯部軸方向には、ケーブル７を通す挿通孔１７ｃが貫通して設けられると共に、第２変形頭部１７ａには、その外周端面でカットした非交叉部１７ｄと、カットしてない交叉部１７ｅと、この交叉部１７ｅにさらに形成したストッパー部１７ｆが設けられている。第２軸部１７ｂの外周は、その両側部を削り取ることにより、断面略楕円形状を呈した回転規制部１７ｇが設けられ、自由端部側にはさらに断面略４角形状の取付部１７ｈが設けられている。
【００２９】
第２シャフト１７が第２軸受孔５ｇを貫通して第２軸受部５ｃの外方向へ突出した第２軸部１７ｂの回転規制部１７ｇには、第２軸受部５ｃに接して回転カム１８がその中芯部軸方向に設けた変形挿通孔１８ａ内に回転規制部１７ｇを挿通させて第２シャフト１７と共に回転するように取り付けられており、この回転カム１８と第２軸受部５ｃの接触面に第２カム機構１９が設けられている。この第２カム機構１９は、第２軸受部５ｃの側の第２軸受孔５ｇを挟んだ対向位置に設けた一対の凹部２０ａ、２０ｂと、同じく第２軸受孔５ｇを挟んだ対向位置に設けた一対の凸部２０ｃ、２０ｄから成る固定カム部２０と、回転カム１８の変形挿通孔１８ａを挟んだ対向位置に設けた一対の凸部２１ａ、２１ｂと、同じく変形挿通孔１８ａを挟んだ対向位置に設けた一対の凹部２１ｃ、２１ｄとから成る回転カム部２１とで構成されている。尚、各凸部２０ｃ、２０ｄと２１ａ、２１ｂの上面は平坦に構成されている。
【００３０】
次に、第２シャフト１７の第２軸部１７ｂには、その外周に環巻きさせて圧縮コイルスプリングから成る弾性手段２２が設けられており、この弾性手段２２は、第２軸部１７ｂの取付部１７ｈに取付部材２３に設けた取付孔２３ｆを嵌め、第２軸部１７ｂしかして取付部１７ｈの端部をかしめることによって、回転カム１８の回転カム部２１を軸受部５ｃの固定カム部２０側に圧接させている。尚、弾性手段２２は、弾性手段１５のようにスプリングワッシャーや皿ばね、その他のもので構成しても良い。
【００３１】
取付部材２３は、基板部２３ａと、この基板部２３ａより立ち上げた補強部２３ｂと、取付部２３ｃから構成されており、取付部２３ｃは、基板部２３ａから立ち上げた第１プレート２３ｄと補強部２３ｂから折り曲げた第２プレート２３ｅを重ね合わせた二重構造と成っている。
【００３２】
この取付部材２３の材料はＳＵＳであるが、このもの限定されない。ＳＵＳ以外の金属、或は焼結金属、鍛造品とすることは任意である。尚、指示記号２２ａの円筒状のものは、第２カム機構１９や弾性手段２２を覆うカバーである。
【００３３】
次に、本発明の作用効果について説明する。図１と図２に示したように、２軸ヒンジ装置の取付部材１６は第２筐体３の端部に取り付けられ、取付部材２３は第１筐体２の端部に取り付けられて、２軸ヒンジ装置４の取付フレーム５は第１筐体２の角部に形成した収容部２ａ内に収装されている。そして、携帯機器１の第１筐体２と第２筐体３が互いに閉じられて上下方向に重なり合った状態においては、充分に図示してないが、２軸ヒンジ装置４の第１カム機構９の回転カム部１１の凸部１１ａ、１１ｂが、取付フレーム５の第１軸受部５ｂに設けた固定カム部１０の凹部１０ａ、１０ｂ内に落ち込んでおり、第２カム機構１９の回転カム部２１の凸部２１ａ、２１ｂが、取付フレーム５の第２軸受部５ｃの固定カム部２０の凹部２０ａ、２０ｂ内へ落ち込んでいるので、第１筐体２と第２筐体３は上下方向と左右方向のどちらの方向にも外力が加えられない限り開くことなく閉成状態を保っている。
【００３４】
また、この閉成状態においては、とくに図２と図４に示したように、第１シャフト６の第１変形頭部６ａの非交叉部６ｄと、第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａの非交叉部１７ｄが、対角位置にあって非交叉状態となっており、空間部ａが形成されていることから、第１筐体２と第２筐体３は相対的に上下方向と左右方向のどちらの方向にも開くことが可能である。つまり、第１シャフト６と第２シャフト１７の第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａは、第１シャフト６と第２シャフト１７のどちらの回転も阻止しない状態にある。この状態から、第１筐体２と第２筐体３を上下方向か左右方向のどちらかの方向へ開くと、その開成方向により共に回転する第１シャフト６と第２シャフト１７によって、その第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａの交叉部６ｅか１７ｅのどちらかが、空間部ａ内に侵入することから、第１シャフト６か第２シャフト１７のどちらかが回転を阻まれることになる。つまり、第１筐体２と第２筐体３が上下方向へ開かれると、共に回転する第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａの交叉部１７ｅが、空間部ａ内に侵入するので、第１シャフト６はその第１変形頭部６ａが回転することができないことから、左右方向への開成操作はできないことになる。
【００３５】
また、第１筐体２と第２筐体３を相対的に左右方向へ開くと、第１シャフト６の第１変形頭部６ａの交叉部６ｅが空間部ａ内に侵入するので、第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａは回転することができず、第１筐体２と第２筐体３の上下方向の開成操作はできないことになる。
【００３６】
このようにして、第１筐体２と第２筐体３が同時に上下方向と左右方向へ開閉されることを防止して、そのことによる不都合を解消しているものである。
【００３７】
次に、第２筐体３の下面にディスプレイ装置等を取り付けてある場合、第１筐体２に対する全開成時に、第２筐体３が第１筐体２に対して１８０°まで開かず、１６０°程度にその開成角度を規制することは、ディスプレイ装置を見易くするために望まれるところであり、本発明はこの開成角度規制を第１シャフト６と第２シャフト１７との第１変形頭部６ａと第２変形頭部１７ａに、それぞれ設けたストッパー部６ｆと１７ｆで行っている。即ち、第２筐体３を上下方向へ開いた時には、第２シャフト１７の第２変形頭部１７ａに設けたストッパー部１７ｆが、第１軸受部５ｂの内側に当接することによって開成角度規制させ、第２筐体３を第１筐体２に対して左右方向へ開いた時には、第１シャフト６の第１変形頭部６ａに設けたストッパー部６ｆが第２軸受部５ｃに当接するとこによって開成角度規制される。
【００３８】
勿論、ここのところは、各ストッパー部６ｆ、１７ｆが基板部５ａに当接するように構成しても良い。但し、ストッパー部６ｆを２重に重ねた第２軸受部５ｃに当接するように構成すると、停止保持状態が安定するという利点がある。この回転規制角度は、実施例のもので１６０°であるが、この角度に限定されない。
【００３９】
次に、第１カム機構９の回転カム８の回転カム部１１の凸部１１ａ、１１ｂ及び固定カム部１０の凸部１０ｃ、１０ｄと、第２カム機構１９の回転カム１８の回転カム部２１の凸部２１ａ、２１ｂ及び固定カム部２０の凸部２０ｃ、２０ｄの各上面は、共に平坦であるので、第１筐体２と第２筐体３を上下方向と左右方向のどちらの方向へ開閉させてもフリクショントルクが発生する。
【００４０】
尚、各第１カム機構９と第２カム機構１９の凸部の位置と凹部の位置はこれを逆にしても良い。さらにその設置位置を適宜選択することにより、第１筐体２と第２筐体３の開閉操作時にクリック停止させることが可能である。
【００４１】
図８は、本発明に係る２軸ヒンジ装置の他の実施例を示す。図面によればこの実施例に係る２軸ヒンジ装置３０は、取付フレーム３１の基板部３１ａに、もう一枚の補強プレート３２を重ね合わせると共に、この補強プレート３２の端面と、第１軸受部３１ｂと第２軸受部３１ｃとの間に、第１シャフト３３と第２シャフト３４の各第１変形頭部３３ａと第２変形頭部３４ａを挟む動作安定溝３５ａと３５ｂが設けられている。
【００４２】
このように構成すると、取付フレーム３１の強度が増大する上に、第１筐体２と第２筐体３の上下方向と左右方向の開閉操作時に、各第１シャフト３３と第２シャフト３４の回転及び支承動作が安定しガタガタしないという利点を有する。
【００４３】
図９は、本発明に係る携帯機器の他の実施例を示す。図面によれば、この実施例に係る携帯機器４０の第１筐体４１の後端部には、ストッパー用突出部４１ａが形成されており、第２筐体４２を上下方向へ開いた際に所定の開成角度で第２筐体４２の後端部４２ａがストッパー用突出部４１ａに当接して、開成角度を規制するように構成されている。
【００４４】
このように構成すると、第２筐体４１を第１筐体４２に対して開いた際に、煽り力を受ける図示してない２軸ヒンジ装置が変形してしまうことを極力防止できるという利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、２軸ヒンジ装置を小型にし、部品点数を省略できた上で、十分な強度を持つものとしたので、携帯機器、とくに携帯電話機に用いる２軸ヒンジ装置として最適であり、また、本発明にかかる２軸ヒンジ装置を携帯機器に用いた場合には、筐体を薄型にすることが可能であるので、筐体を薄くすることが求められている、とくに携帯電話機に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る２軸ヒンジ装置を用いた携帯機器の斜視図である。
【図２】本発明に係る２軸ヒンジ装置の斜視図である。
【図３】本発明に係る２軸ヒンジ装置を示し、（ａ）はその分解斜視図であり、（ｂ）は取付フレームを逆方向から見た斜視図である。
【図４】本発明に係る２軸ヒンジ装置の平面断面図である。
【図５】本発明に係る携帯機器の動作を説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る２軸ヒンジ装置の動作を説明する説明図である。
【図７】本発明に係る２軸ヒンジ装置と携帯機器の動作を説明するための説明図である。
【図８】本発明に係る２軸ヒンジ装置の他の実施例を説明するための説明図である。
【図９】本発明に係る携帯機器の他の実施例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ 規制手段
ａ 空間部
１ 携帯機器
２ 第１筐体
３ 第２筐体
４ ２軸ヒンジ装置
５ 取付フレーム
５ａ 基板部
５ｂ 第１軸受部
５ｃ 第２軸受部
５ｆ 第１軸受孔
５ｇ 第２軸受孔
６ 第１シャフト
６ａ 第１変形頭部
６ｃ 挿通孔
６ｄ 非交叉部
６ｅ 交叉部
６ｆ ストッパー部
７ ケーブル
８ 回転カム
９ 第１カム機構
１０ 固定カム部
１１ 回転カム部
１５ 弾性手段
１７ 第２シャフト
１７ａ 第２変形頭部
１７ｃ 挿通孔
１７ｄ 非交叉部
１７ｅ 交叉部
１７ｆ ストッパー部
１８ 回転カム
１９ 第２カム機構
２０ 固定カム部
２２ 弾性手段
３２ 補強プレート
４１ａ ストッパー用突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筐体と第２筐体とを、互いに重ね合わせた閉成状態から、上下方向と左右方向の２方向へ択一的かつ相対的に開閉させる２軸ヒンジ装置であって、
基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置にそれぞれ第１軸受孔と第２軸受孔を有する一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部と第１軸部を有し、前記第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部の側を前記第１筐体の側に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部と第２軸部を有し、前記第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けると共に、前記第２軸部を前記第２筐体の側へ取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成され、
前記規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成することにより、前記第１筐体及び第２筐体が閉成状態のときは、前記非交叉部が互いに対角位置にあって当該第１筐体及び第２筐体を前記２方向のいずれの方向にも開成可能であり、前記第１筐体と前記第２筐体のいずれか一方が開成されたときは、前記各交叉部と非交叉部が対角位置にあって当該第１筐体と第２筐体のいずれか他方が開成されることを規制するように構成したことを特徴とする、携帯機器の２軸ヒンジ装置。
【請求項２】
前記第１シャフト又は第２シャフトと前記第１軸受部又は第２軸受部の間に、当該第１シャフトと第２シャフトの回転を制御する回転制御手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項３】
前記回転制御手段の一方或は双方が弾性手段を作用させたカム機構であることを特徴とする、請求項２に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項４】
前記弾性手段の一方或は双方がスプリングワッシャーであることを特徴とする、請求項３に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項５】
前記弾性手段の一方或は双方がコンプレッションスプリングであることを特徴とする、請求項３に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項６】
前記第１シャフトと第２シャフトには、いずれもその軸方向にケーブルを通す挿通孔が貫通して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項７】
前記カム機構の一方又は双方は、前記第１軸受部又は第２軸受部の面部に第１軸受孔又は第２軸受孔を囲んで設けた凹部と凸部から成る固定カム部と、前記第１及び第２シャフトに回転を規制されて軸方向へスライド可能に設けられたところの前記固定カム部と対向する面部に設けた凹部と凸部から成る回転カム部を有する回転カムとで構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項８】
前記取付フレームの第１軸受部と第２軸受部の一方或は双方は、複数のプレートを重ね合わせて形成されていること特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項９】
前記取付フレームの基板部を複数のプレートを重ね合わせて形成させ、上側に位置するプレートの端部と前記第１及び第２軸受部の一方或は双方との間に、前記第１シャフト及び又は第２シャフトの第１変形頭部と第２変形頭部の端部を嵌入させる動作安定溝を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項１０】
前記第１筐体の端部に、当該第１筐体と第２筐体の開成時にその開成角度を規制するストッパー部を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０に各記載の２軸ヒンジ装置の第１シャフトと第２シャフトのいずれか一方を第１筐体へ、他方を第２筐体へ取り付けたことを特徴とする、携帯機器。
【請求項１】
第１筐体と第２筐体とを、互いに重ね合わせた閉成状態から、上下方向と左右方向の２方向へ択一的かつ相対的に開閉させる２軸ヒンジ装置であって、
基板部とこの基板部より互いに直交する方向へ立設すると共に、互いの水平方向対角位置にそれぞれ第１軸受孔と第２軸受孔を有する一対の第１軸受部と第２軸受部とを具えた取付フレームと、第１変形頭部と第１軸部を有し、前記第１変形頭部の側を前記第１軸受部に回転可能に取り付ける共に、前記第１軸部の側を前記第１筐体の側に取り付けて成る第１シャフトと、第２変形頭部と第２軸部を有し、前記第２変形頭部の側を前記第２軸受部に回転可能に取り付けると共に、前記第２軸部を前記第２筐体の側へ取り付けて成る第２シャフトと、前記第１変形頭部と第２変形頭部との間に設けられた規制手段と、を含んで構成され、
前記規制手段を、前記第１変形頭部と第２変形頭部の各側部に設けた交叉部と非交叉部で構成することにより、前記第１筐体及び第２筐体が閉成状態のときは、前記非交叉部が互いに対角位置にあって当該第１筐体及び第２筐体を前記２方向のいずれの方向にも開成可能であり、前記第１筐体と前記第２筐体のいずれか一方が開成されたときは、前記各交叉部と非交叉部が対角位置にあって当該第１筐体と第２筐体のいずれか他方が開成されることを規制するように構成したことを特徴とする、携帯機器の２軸ヒンジ装置。
【請求項２】
前記第１シャフト又は第２シャフトと前記第１軸受部又は第２軸受部の間に、当該第１シャフトと第２シャフトの回転を制御する回転制御手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項３】
前記回転制御手段の一方或は双方が弾性手段を作用させたカム機構であることを特徴とする、請求項２に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項４】
前記弾性手段の一方或は双方がスプリングワッシャーであることを特徴とする、請求項３に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項５】
前記弾性手段の一方或は双方がコンプレッションスプリングであることを特徴とする、請求項３に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項６】
前記第１シャフトと第２シャフトには、いずれもその軸方向にケーブルを通す挿通孔が貫通して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項７】
前記カム機構の一方又は双方は、前記第１軸受部又は第２軸受部の面部に第１軸受孔又は第２軸受孔を囲んで設けた凹部と凸部から成る固定カム部と、前記第１及び第２シャフトに回転を規制されて軸方向へスライド可能に設けられたところの前記固定カム部と対向する面部に設けた凹部と凸部から成る回転カム部を有する回転カムとで構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項８】
前記取付フレームの第１軸受部と第２軸受部の一方或は双方は、複数のプレートを重ね合わせて形成されていること特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項９】
前記取付フレームの基板部を複数のプレートを重ね合わせて形成させ、上側に位置するプレートの端部と前記第１及び第２軸受部の一方或は双方との間に、前記第１シャフト及び又は第２シャフトの第１変形頭部と第２変形頭部の端部を嵌入させる動作安定溝を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項１０】
前記第１筐体の端部に、当該第１筐体と第２筐体の開成時にその開成角度を規制するストッパー部を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の２軸ヒンジ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０に各記載の２軸ヒンジ装置の第１シャフトと第２シャフトのいずれか一方を第１筐体へ、他方を第２筐体へ取り付けたことを特徴とする、携帯機器。
【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２０１０−１４１５８（Ｐ２０１０−１４１５８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７２８１６（Ｐ２００８−１７２８１６）
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００１２４０８５）加藤電機株式会社 (117)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００１２４０８５）加藤電機株式会社 (117)
【Ｆターム（参考）】
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