| 【発明の名称】 |
折り畳み式機器のヒンジ構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】神谷 愼一
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| 【要約】 |
【課題】上部パネルと下部パネルの開き角度を使用者の望む任意の角度位置に無段階に設定しロックするとともに、経時変化によるへたりや設定角度の戻りを防止する。
【解決手段】第１ヒンジ1Ａに第１ヒンジ１Ａと一体的に回転するように設けられた第１ヒンジボス部材３１の支持部３１５に、第２ヒンジ２Ａと一体的に回転するように設けられた第２ヒンジボス部材３２を相対回転可能に支持し、この第２ヒンジボス部材３２の小径円筒部３２３に対向して、角度設定部材３３を回転可能に設け、角度設定部材３３を第１ヒンジボス部材３１に固定するネジ部材３４を弛めた状態で、上部パネル１Ａと下部パネル２Ａの開き角度が大きくなる方向及び小さくなる方向に回転して、上部パネル１Ａと下部パネルの開き角度を任意の角度に設定できる構成にした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 折り畳み式機器を構成する上部パネルと下部パネルを開閉可能に連結するヒンジ構造であって、前記上部パネルの一端に設けられた第１ヒンジと、前記下部パネルの一端に前記第１ヒンジと軸線が一致するように前記第１ヒンジと対向して設けられた第２ヒンジと、前記第１及び第２ヒンジの一方のヒンジに、該ヒンジと一体的に回転するように設けられた第１ヒンジボス部材と、前記第１ヒンジボス部材に設けられ、前記一方のヒンジと同軸上で他方のヒンジ側へ突出する所定長さの支持部と、前記第１及び第２ヒンジの他方のヒンジに、該ヒンジと一体的に回転するように設けられ、かつ、前記支持部に相対回転可能に支持された第２ヒンジボス部材と、前記一方のヒンジとは離れた側の前記第２ヒンジボス部材に対向して前記他方のヒンジの軸線を中心に回転可能に設けられ、前記上部パネルと下部パネルの開き角度を任意の角度に設定する角度設定部材と、前記角度設定部材を前記第１ヒンジボス部材に固定するネジ部材と、前記角度設定部材と前記第２ヒンジボス部材間に設けられ、前記角度設定部材で設定された角度位置に前記上部パネルと下部パネルの開き角度をロックする第１ロック部材と、を備えることを特徴とする折り畳み式機器のヒンジ構造。
【請求項２】 前記第１ヒンジボス部材と前記第２ヒンジボス部材間に設けられ、前記上部パネルと下部パネルを閉めた位置にロックする第２ロック部材を備えることを特徴とする請求項１記載の折り畳み式機器のヒンジ構造。
【請求項３】 前記角度設定部材の外周面とこれに対向する前記他方のヒンジの一方に前記上部パネルと下部パネルの開き角度を指示する指示マークを設け、他方に前記指示マークに対応して開き角度の目安となる目盛を設けたことを特徴とする請求項１記載の折り畳み式機器のヒンジ構造。
【請求項４】 前記第１ロック部材は板バネで構成され、前記板バネの一端は前記第２ヒンジボス部材及び前記角度設定部材の一方に固定され、他端に前記第２ヒンジボス部材及び前記角度設定部材の他方の凹部に係止する係止部が設けられ、前記係止部が凹部に係止することにより前記上部パネルと下部パネルの開き角度をロック状態に保持することを特徴とする請求項１記載の折り畳み式機器のヒンジ構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機、ノート型パソコン、ワードプロセッサ等の折り畳み式機器に適用されるヒンジ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話機やノート型パソコン等の折り畳み式機器は、主に表示部を有する上部パネルと、各種のボタンを有する下部パネルを備え、この上部パネルと下部パネルはヒンジ機構により開閉可能に連結されている。従来、このような折り畳み式機器のヒンジ構造としては、例えば、特許第２７３７７７０号公報（特開平８−４９４６４号）等で示すものが知られている。このヒンジ構造は、上部パネル及び下部パネルにそれぞれ設けられ両パネルを開閉可能に連結するヒンジと、この一方のヒンジに設けた受け部材と、他方のヒンジに該ヒンジの軸線方向にのみ移動可能に設けられたヒンジボス部材を備え、この受け部材及びヒンジボス部材の相対向する端面の一方の端面には複数の開角度設定用の凹部を軸回り方向に所定角度離して設け、受け部材及びヒンジボス部材の相対向する端面の他方の端面には上記凹部と係脱する凸部を設け、さらに、上記他方のヒンジからヒンジボス部材及び受け部材の軸心を貫通して上記一方のヒンジに螺着された取付ねじにより両ヒンジを相対回転可能に連結する。そして、この取付ねじの頭部とヒンジボス部材間には、ヒンジボス部材を受け部材の方向に付勢するバネが介在されている。したがって、上部パネルと下部パネルが開かれる時、凸部を任意１つの凹部に係合することにより、上部パネルを下部パネルに対して凸部で設定された開角度位置にロックすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の折り畳み式機器のヒンジ構造では、上部パネルと下部パネルの開き角度を複数段階に設定することができるが、この各開き角度以外の角度に上部パネルと下部パネルの開き角度を設定しロックすることができない。すなわち、上部パネルと下部パネルの開き角度を無段階に調節することができないため、上部パネルと下部パネルの開き角度を個々の使用者に合わせて細かく調節することが不可能である。また、従来においては、上部パネルと下部パネルの開き角度を無段階に調節できるようにするために、オイルやトーションバネを利用したトルクヒンジ機構があるが、このトルクヒンジ機構では、上部パネルと下部パネルを開いた状態で手を離すと戻りが発生して希望する開き角度を維持できないほか、トルクヒンジ機構の経時変化によるへたりで、設定した開き角度位置に固定できなくなるという問題がある。
【０００４】本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたのもで、その目的は、上部パネルと下部パネルの開き角度を使用者の望む任意の角度位置に無段階に設定しロックできるとともに、経時変化によるへたりや設定角度の戻りを防止できる折り畳み式機器のヒンジ構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明は、折り畳み式機器を構成する上部パネルと下部パネルを開閉可能に連結するヒンジ構造であって、前記上部パネルの一端に設けられた第１ヒンジと、前記下部パネルの一端に前記第１ヒンジと軸線が一致するように前記第１ヒンジと対向して設けられた第２ヒンジと、前記第１及び第２ヒンジの一方のヒンジに、該ヒンジと一体的に回転するように設けられた第１ヒンジボス部材と、前記第１ヒンジボス部材に設けられ、前記一方のヒンジと同軸上で他方のヒンジ側へ突出する所定長さの支持部と、前記第１及び第２ヒンジの他方のヒンジに、該ヒンジと一体的に回転するように設けられ、かつ、前記支持部に相対回転可能に支持された第２ヒンジボス部材と、前記一方のヒンジとは離れた側の前記第２ヒンジボス部材に対向して前記他方のヒンジの軸線を中心に回転可能に設けられ、前記上部パネルと下部パネルの開き角度を任意の角度に設定する角度設定部材と、前記角度設定部材を前記第１ヒンジボス部材に固定するネジ部材と、前記角度設定部材と前記第２ヒンジボス部材間に設けられ、前記角度設定部材で設定された角度位置に前記上部パネルと下部パネルの開き角度をロックする第１ロック部材とを備えることを特徴とする。
【０００６】本発明においては、角度設定部材が他方のヒンジの軸線を中心にして、上部パネルと下部パネルの開き角度が大きくなる方向及び小さくなる方向に回転できるように構成されているから、ネジ部材を弛めた状態で角度設定部材を回転操作するだけで、上部パネルと下部パネルの開き角度を使用者の望む任意の角度位置に無段階に設定しロックすることが可能になるとともに、経時変化によるへたりや設定角度の戻りを防止することが可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１ないし図５により本発明にかかる折り畳み式機器のヒンジ構造の実施の形態について説明する。図１は本発明にかかるヒンジ構造を携帯電話機に適用した場合を示す全体の斜視図、図２は本発明の実施の形態におけるヒンジ構造の分解斜視図、図３は本発明の実施の形態におけるヒンジ構造の拡大断面図、図４（Ａ）は本発明の実施の形態において上部パネルと下部パネルが閉じられた時の図３のＢ−Ｂに沿う動作説明用の断面図、同図（Ｂ）は本発明の実施の形態において上部パネルと下部パネルが閉じられた時の図３のＣ−Ｃに沿う動作説明用の断面図、図５（Ａ）は本発明の実施の形態において上部パネルと下部パネルが開かれた時の図３のＢ−Ｂに沿う動作説明用の断面図、同図（Ｂ）は本発明の実施の形態において上部パネルと下部パネルが開かれた時の図３のＣ−Ｃに沿う動作説明用の断面図である。
【０００８】図１において、折り畳み式の形態電話機は、表示部１１を有する長方形状の上部パネル１と、各種のボタン２１を有する長方形状の下部パネル２を備え、この上部パネル１と下部パネル２の長手方向の一端はヒンジ機構３により開閉可能に連結されている。前記ヒンジ機構３は、図２及び図３に示すように、上部パネル１の長手方向の一端に設けられた円筒状の第１ヒンジ１Ａと、下部パネル２の長手方向の一端に第１ヒンジ１Ａに隣接して軸線が一致するように設けられた円筒状の第２ヒンジ２Ａを備え、さらに、第１ヒンジボス部材３１、第２ヒンジボス部材３２、角度設定部材３３、ネジ部材３４、コイルバネ３５、リング状板バネ３６、３７を備えている。
【０００９】前記第１ヒンジ１Ａの開口端側内周面には、図２及び図３に示すように、一対の凸部１Ａ１が周方向に１８０度の間隔をおいて形成されており、また、第１ヒンジ１Ａ内に設けた隔壁１Ａ２の中心部には第１ヒンジボス部材３１を取り付けるための貫通穴１Ａ３が形成されている。前記第２ヒンジ２Ａは、図２及び図３に示すように、前記第２ヒンジボス部材３２が嵌合される小径内周部２Ａ１、及び前記角度設定部材３３が挿入される大径内周部２Ａ２が形成されており、小径内周部２Ａ１の内周面には、一対の凸部２Ａ３が周方向に１８０度の間隔をおいて形成されている。
【００１０】前記第１ヒンジボス部材３１は、図２ないし図４に示すように、第１ヒンジ１Ａ内に嵌合され、その凸部１Ａ１と係合して第１ヒンジ１Ａと一体的に回転できるように回り止めを行うための凹部３１１を外周面に有する円盤部３１２と、この円盤部３１２の一端面に軸線を一致して突設され、第１ヒンジ１Ａの貫通穴１Ａ３に嵌合されるすり割り及び抜け止め用爪３１３Ａを有する円筒状軸部３１３と、円盤部３１２の他端面に軸線を一致して第２ヒンジ２Ａ側へ向け所定長さに突設された、円盤部３１２の径より小さい径の円柱部３１４と、この円柱部３１４の端面に軸線を一致して第２ヒンジ２Ａ側へ所定長さに突設され、前記第２ヒンジボス部材３２を支持するすり割り及び抜け止め用爪３１５Ａを有する円筒状支持部３１５を備える。また、前記円柱部３１４には前記コイルバネ３５が挿入されるリング状溝３１６が同心に形成され、さらに、円柱部３１４の端面中心には、前記ネジ部材３４が螺合される雌ねじ穴３１７が形成されている。
【００１１】前記第２ヒンジボス部材３２は、図２ないし図４に示すように、第２ヒンジ２Ａの小径内周部２Ａ１に嵌合され、その凸部２Ａ３と係合して第２ヒンジ２Ａと一体的に回転できるように回り止めを行うための凹部３２１を外周面に有する大径円筒部３２２と、この大径円筒部３２２の一端に軸線を一致して連設した小径円筒部３２３を備え、小径円筒部３２３の中心軸線上には前記第１ヒンジボス部材３１の円筒状支持部３１５に回転可能に嵌合される軸穴３２４が形成されている。また、大径円筒部３２２の内径は第１ヒンジボス部材３１の円柱部３１４の外径より大きくなっており、これにより、大径円筒部３２２の内周面と円柱部３１４の外周面間に空間３８が形成されている。
【００１２】前記角度設定部材３３は、上部パネル１と下部パネル２の開き角度αを任意の角度に設定するもので、図２および図３に示すように、中心に前記ネジ部材３４が挿通される貫通穴３３１を有する円盤部３３２と、この円盤部３３２の外周に第２ヒンジボス部材３２に向け突設された円筒部３３３を備え、この円筒部３３３は前記第２ヒンジ２Ａの大径内周部２Ａ２に対応する外径に形成されているとともに、第２ヒンジボス部材３２の小径円筒部３２３の外径より大きい内径に形成され、この小径円筒部３２３の外周と円筒部３３３内周間に空間３９が形成されている。また、円盤部３３２の外周面には、上部パネル１と下部パネル２の開き角度αを指示する指示マーク３３３Ｂが形成され、さらに、この指示マーク３３３Ｂに対応して第２ヒンジ２Ａの端面に開き角度αの目安となる目盛２Ａ４が形成されている。前記ネジ部材３４は、角度設定部材３３を第１ヒンジボス部材３１に締め付け固定するもので、角度設定部材３３の円盤部３３２に外面から圧接する円盤状の頭部３４１と、この頭部３４１の軸心に突設され、円盤部３３２の貫通穴３３１に挿通される円柱部３４２と、この円柱部３４２の先端に設けた雄ねじ部３４３を備える。
【００１３】前記リング状板バネ３６は、上部パネル１と下部パネル２を閉位置にロックする第１ロック部材を構成するもので、このリング状板バネ３６は、図３〜図５に示すように前記空間３８において、第２ヒンジボス部材３２の大径円筒部３２２の内周に係合され、さらに、このリング状板バネ３６の一端部に設けた固定片３６１を大径円筒部３２２の内周面に形成したスリット３２２Ａに係合することにより、リング状板バネ３６を大径円筒部３２２の内周面に固定する。また、リング状板バネ３６の他端にはＶ字状に折り曲げ加工した係止部３６２が設けられ、この係止部３６２は前記第１ヒンジボス部材３１の円柱部３１４の外周面に常時圧接される構成になっていおり、そして、円柱部３１４の外周面には、上部パネル１と下部パネル２が閉じられた位置で係止部３６２が係合するＶ字状の凹部３１４Ａが形成されている。
【００１４】前記リング状板バネ３７は、角度設定部材３３で設定された角度位置に上部パネル１と下部パネル２の開き角度をロックする第２ロック部材を構成するもので、このリング状板バネ３７は、図３〜図５に示すように前記空間３９において、第２ヒンジボス部材３２の小径円筒部３２３の外周に係合され、そして、このリング状板バネ３７の一端部に設けた固定片３７１を小径円筒部３２３の外周面に形成したスリット３２３Ａに係合することにより、リング状板バネ３７を小径円筒部３２３の外周面に固定する。また、リング状板バネ３７の他端には逆Ｖ字状に折り曲げ加工した係止部３７２が設けられ、この係止部３７２は前記角度設定部材３３の円筒部３３３の内周面に常時圧接される構成になっており、さらに、円筒部３３３の外周面には、上部パネル１と下部パネル２が角度設定部材３３で設定された角度位置で係止部３７２が係合するＶ字状の凹部３３３Ａが形成されている。
【００１５】次に、上記のように構成されたヒンジ機構を折り畳み式機器、すなわち携帯電話機に組み付ける場合について説明する。まず、第１ヒンジボス部材３１の凹部３１１を第１ヒンジ１Ａの凸部１Ａ１に合わせた状態で、第１ヒンジボス部材３１の円筒状軸部３１３を第１ヒンジ１Ａの貫通穴１Ａ３に押し込み、嵌合する。円筒状軸部３１３が貫通穴１Ａ３に嵌合された状態では、円筒状軸部３１３の先端に設けた抜け止め用爪３１３Ａが貫通穴１Ａ３の縁部に係止するため、第１ヒンジボス部材３１は抜けることなく第１ヒンジ１Ａに安定に支持される。そして、第１ヒンジボス部材３１の凹部３１１が第１ヒンジ１Ａの凸部１Ａ１に係合されることにより、第１ヒンジボス部材３１は第１ヒンジ１Ａと一体的に回転できるように保持される。
【００１６】次いで、第１ヒンジボス部材３１のリング状溝３１６にコイルバネ３５を挿入した後、リング状板バネ３６、３７を装着した第２ヒンジボス部材３２の凹部３２１を第２ヒンジ２Ａの凸部２Ａ３に合わせた状態で、第２ヒンジボス部材３２の軸穴３２４に第１ヒンジボス部材３１の円筒状支持部３１５を押し込んで嵌合することにより第２ヒンジボス部材３２を第１ヒンジボス部材３１に対して相対回転可能に支持させる。この時、第２ヒンジボス部材３２の凹部３２１が第２ヒンジ２Ａの凸部２Ａ３に係合されるため、第２ヒンジボス部材３２は第２ヒンジ２Ａと一体的に回転できるように保持される。また、円筒状支持部３１５の先端に設けた抜け止め用爪３１５Ａが軸穴３２４の縁部に係止するため、第２ヒンジボス部材３２は抜けることなく第１ヒンジボス部材３１の円筒状支持部３１５に支持され、かつコイルバネ３５により抜け止め用爪３１５Ａに押圧される方向に付勢される。
【００１７】次に、角度設定部材３３を、その円筒部３３３を内側にして第２ヒンジ２Ａの大径内周面２Ａ２に嵌合し、この角度設定部材３３の貫通穴３３１にネジ部材３４の円柱部３４２を挿通して、その雄ねじ部３４３を第１ヒンジボス部材３１の雌ねじ穴３１７に螺合し締め付けることにより、角度設定部材３３を第１ヒンジボス部材３１に固定する。この時、角度設定部材３３の第２ヒンジ２Ａに対する回転方向の固定位置は、使用者が望む開き角度αが得られるように設定されている。
【００１８】次に、上部パネル１と下部パネル２を閉じる時の動作と開く時の動作について図４及び図５を参照して説明する。上部パネル１と下部パネル２を閉じる場合は、例えば上部パネル１を閉方向に回動すると、第１ヒンジ１Ａ、第１ヒンジボス部材３１及び角度設定部材３３が図４（Ａ）、（Ｂ）の矢印Ｌ方向に回転される。そして、上部パネル１が完全に閉じられた位置まで回動されると、図４（Ａ）に示すように、第１ヒンジボス部材３１に設けられたＶ字状の凹部３１４Ａがリング状板バネ３６の係止部３６２に係合する。これにより、上部パネル１と下部パネル２は閉状態にロックされる。この時、角度設定部材３３も同一方向に回動されるため、角度設定部材３３の凹部３３３Ａはリング状板バネ３７の係止部３７２から外れ、図４（Ｂ）に示す位置関係に置かれる。この図４（Ｂ）において、凹部３３３Ａと係止部３７２間の角度が開き角度αに相当する。
【００１９】また、上部パネル１と下部パネル２を開く場合は、例えば上部パネル１を開方向に回動すると、第１ヒンジ１Ａ、第１ヒンジボス部材３１及び角度設定部材３３が図５（Ａ）、（Ｂ）の矢印Ｒ方向に回転される。そして、上部パネル１が図４（Ｂ）に示す開き角度αに相当する角度まで回動されると、図５（Ｂ）に示すように、角度設定部材３３に設けられたＶ字状の凹部３３３Ａがリング状板バネ３の係止部３７２に係合する。これにより、上部パネル１と下部パネル２は開状態にロックされる。この時、第１ヒンジボス部材３１の凹部３１４Ａがリング状板バネ３６の係止部３６２から外れ、図５（Ａ）に示す位置関係に置かれる。また、上部パネル１と下部パネル２の開き角度αを変更する場合は、ネジ部材３４を弛めた状態で、角度設定部材３３を図４（Ｂ）の矢印Ａ方向に回転して、凹部３３３Ａと係止部３７２間の角度αを変えればよい。この時、指示マーク３３３Ｂを目安となる目盛２Ａ４に沿って移動することにより、開き角度α調節が容易になる。
【００２０】上記のような本発明の実施の形態によれば、第１ヒンジ１Ａに第１ヒンジ１Ａと一体的に回転するように設けられた第１ヒンジボス部材３１の支持部３１５に、第２ヒンジ２Ａと一体的に回転するように設けられた第２ヒンジボス部材３２を相対回転可能に支持し、この第２ヒンジボス部材３２の小径円筒部３２３に対向して、角度設定部材３３を第１ヒンジ１Ａの軸線を中心に回転可能に設け、この角度設定部材３３を第１ヒンジボス部材３１に固定するネジ部材３４を弛めた状態で、上部パネル１Ａと下部パネル２Ａの開き角度が大きくなる方向及び小さくなる方向に回転することにより、角度設定部材３３の凹部３３３Ａとリング状板バネ３７の係止部３７２間の開き角度αを任意の角度に設定できる構成にしたので、上部パネル１Ａと下部パネル２Ａの開き角度αを使用者の望む任意の角度位置に無段階に設定することができると共に、この設定角度位置にリング状板バネ３７から構成されるロック部材を利用してロックすることができるほか、従来のトルクヒンジ機構のような経時変化によるへたりや設定角度の戻りを防止することができる。
【００２１】図６は本発明の図２に示す構成のヒンジ機構３をノート型パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の折り畳み式の電子機器に適用した場合の電子機器の斜視図である。この図６において、折り畳み式の電子機器４は表示部４１１を有する上部パネル４１と、キーボード４２１を有する下部パネル４２を備え、この上部パネル４１と下部パネル４２は、上部パネル４１に設けた第１ヒンジ４１Ａと、この第１ヒンジ４１Ａの左右両端に対向して下部パネル４２に設けた第２ヒンジ４２Ａに装着されたヒンジ機構３により開閉可能に連結されている。このような電子機器においても、上記折り畳み式携帯電話機と同様な作用効果が得られる。
【００２２】なお、上記の実施の形態では、角度設定部材３３で設定された角度位置に上部パネル１と下部パネル２の開き角度をロックする第１ロック部材にリング状板バネ３７を使用し、このリング状板バネ３７を第２ヒンジボス部材３２の小径円筒部３２３の外周面に固定し、リング状板バネ３７の他端に設けた係止部３７２を角度設定部材３３の円筒部３３３の内周面に常時圧接させ、円筒部３３３の外周面に、上部パネル１と下部パネル２が角度設定部材３３で設定された角度位置で係止部３７２が係合するＶ字状の凹部３３３Ａを形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、角度設定部材３３の円盤部３３２の内面とこれに対向する第２ヒンジボス３２の端面間の一方に板バネの一端を固定し、この板バネの他端に設けた係合部を他方に形成した凹部に係合して、上部パネル１と下部パネル２を開き角度位置にロックするようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の折り畳み式機器のヒンジ構造によれば、上部パネルと下部パネルの開き角度を使用者の望む任意の角度位置に無段階に設定しロックすることができるとともに、従来のトルクヒンジ機構のような経時変化によるへたりや設定角度の戻りを防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１９７３６６
【氏名又は名称】静岡日本電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年５月３０日（２０００．５．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９８７５
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３３６３３９（Ｐ２００１−３３６３３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月７日（２００１．１２．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１６０１１７（Ｐ２０００−１６０１１７） |
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