JP4412829B2

JP4412829B2 - 連結機構

Info

Publication number: JP4412829B2
Application number: JP2000236495A
Authority: JP
Inventors: 康世久野; 眞平並木
Original assignee: TOK Bearing Co Ltd
Current assignee: TOK Bearing Co Ltd
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: JP2002048126A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば携帯電話の蓋板などを、連結部材によって回転自在に連結する連結機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２３に示すように、携帯電話ａには、プッシュボタン１などをカバーする蓋板２を設けている。
この蓋板２は、図２４，２５に示すように、連結部材３によって本体４に回転自在に連結されている。すなわち、図２６に示すように、蓋板２には、一対の支持部２ａ，２ｂを形成し、これら支持部２ａ，２ｂ間に、本体４に形成した支持部４ａを挟み込んでいる。
また、これら支持部２ａ，２ｂ，４ａには、図２７に示すように、組み付け穴５，６，７をそれぞれ形成し、これら組み付け穴５〜７を一致させている。そして、この一致させた組み付け穴５〜７に連結部材３を挿入し、蓋板２と本体４とを回転自在に連結している。
【０００３】
上記連結部材３は、図２８に示すように、回転軸８と、この回転軸８を回転自在に支持するケース９と、このケース９から回転軸８が抜けないようにするキャップ１０と、Ｏリング１１と、回転軸８の先端に固定するアダプター１２と、このアダプター１２とキャップ１０とを連結するコイルスプリング１３とから構成されている。
上記回転軸８には、フランジ部８ａを形成し、このフランジ部８ａの図面右側に、大径部８ｂと小径部８ｃとを形成している。
一方、図２７に示すように、ケース９には、大径穴９ａ、中径穴９ｂおよび小径穴９ｃを形成している。そして、ケース９に上記回転軸８を挿入すると、大径穴９ａによって回転軸８のフランジ部８ａが支持されて、小径穴９ｃによって回転軸８の小径部８ｃが支持される。
【０００４】
上記のようにして、ケース９に回転軸８が回転自在に支持されているが、この回転軸８の小径部８ｃとケース９の中径穴９ｂとの間には隙間を形成し、この隙間に粘性流体を供給している。そして、この粘性流体によって、回転軸８の回転速度を減速するようにしている。
なお、粘性流体の漏れは、上記Ｏリング１１によって規制している。
また、上記アダプター１２を固定した回転軸８の表面には、平面１４を形成し、この平面１４に対応する平面１５を、アダプター１２の組み付け穴１６に形成している。そして、これら平面１４、１５によって、回転軸８とアダプター１２との相対回転を規制している。
【０００５】
上記コイルスプリング１３は、その一端１３ａをアダプター１２に形成した穴１２ａに挿入し、その他端１３ｂをキャップ１０に形成した穴１０ａに挿入している。
このようにしたコイルスプリング１３は、キャップ１０とアダプター１２との相対回転によってねじれて、回転方向の弾性力を蓄えるようにしている。
【０００６】
一方、図２８に示すように、上記ケース９の表面には、凸部９ｄ，９ｄを形成している。これら凸部９ｄ、９ｄは、軸線方向に形成しているが、図２７に示すように、組み付け穴７内に組み込んだときに、この組み付け穴７内に収まる長さにしている。
また、図示していないが、組み付け穴５，６の内周には、上記凸部９ｄ，９ｄに対応する溝を軸方向に形成している。そして、このようにした組み付け穴５，６に、上記ケース９を挿入することによって、ケース９と支持部４ａとの相対回転を規制している。
【０００７】
上記アダプター１２の表面には、平面１７を形成し、その断面をＤ形にしている。
また、図２７に示すように、支持部２ｂの組み付け穴６にも平面６ａを形成し、その穴の形状をＤ形にしている。そして、この組み付け穴６に、上記アダプター１２を挿入し、このアダプター１２と支持部２ｂとの相対回転を規制している。
【０００８】
次に、上記連結部材３の作用について説明する。
図２４に示すように、蓋板２が全開の状態から、図２５に示すように蓋板２を閉じる方向に回動させると、この蓋板２と本体４とが相対回転する。これら蓋板２と本体４とが相対回転すると、ケース９とアダプター１２とが相対回転し、それによってコイルスプリング１３が巻き込み方向にねじられる。このようにコイルスプリング１３が巻き込み方向にねじられると、蓋板２を開く方向の弾性力がコイルスプリング１３に蓄積される。そして、蓋板２が完全に閉じたとき、コイルスプリング１３の弾性力が最大となる。
【０００９】
一方、図２３に示すように、本体４には、ラッチ１８を設けている。このラッチ１８は、蓋板２を完全に閉じたときに、蓋板２に形成した穴１９の側面に引っかかり、蓋板２を閉じた状態に保つ。
この閉状態から、本体４に設けたボタンＢを押すと、ラッチ１８が蓋板２の側面から外れる。そのため、蓋板２は、コイルスプリング１３に蓄えられた回転方向の弾性力によって回動する。そして、この蓋板２は、それに形成したストッパー２１が、本体４に形成したストッパー２０にぶつかるまで回動する。
【００１０】
また、蓋板２の全開状態を保つために、コイルスプリング１３には、イニシャル弾性力を付与している。すなわち、コイルスプリング１３は、蓋板２が全開状態のときでも、所定量だけ巻き込み方向にねじった状態に設定している。そして、このコイルスプリング１３のイニシャル弾性力は、連結部材３を携帯電話ａに組み付けるときに設定するが、以下にその手順を説明する。
【００１１】
まず、図２４に示すように、蓋板２を全開状態にしておく。
次に、図２６に示すように、一方の支持部２ａ側から、その組み付け穴５に連結部材３を挿入していく。アダプター１２の先端が、支持部２ｂの組み付け穴６の直前まで達したら、組み付け穴６に外側からドライバーを挿入する。そして、このドライバーをアダプター１２の端面に形成した工具穴２２に挿入して、アダプター１２を回転させる。このとき、支持部４ａに対するケース９の回転が規制されているので、上記のようにアダプター１２を回転させると、ケース９とアダプター１２とが相対回転する。このようにケース９とアダプター１２とが相対回転すれば、コイルスプリング１３が巻き込み方向にねじられるので、このコイルスプリング１３にイニシャル弾性力が付与される。
【００１２】
上記のようにして、コイルスプリング１３にイニシャル弾性力を付与したら、アダプター１２の平面１７と、組み付け穴６の平面６ａとを一致させる。そして、この一致させた状態で、アダプター１２を組み付け穴６に挿入する。
このようにすれば、コイルスプリング１３にイニシャル弾性力を与えた状態を保持することができる。そして、このコイルスプリング１３のイニシャル弾性力によって、常に開く方向の弾性力を蓋板２に与えておけば、この蓋板２が全開したときにも、それが外力によって動いたり、がたついたりしない。
なお、図２７符号２３は、連結部材３が組み付け穴５〜７から抜け出さないようにするキャップである。
【００１３】
一方、上記のように、コイルスプリング１３によって、常に開く方向の弾性力を蓋板２に与えていると、全開状態になったときに、その勢いでこの蓋板２が跳ね返ってくるおそれがある。
そこで、上記したように、ケース９内に粘性流体を封入し、この粘性流体によるダンパー効果によって、蓋板２の回動速度を減速させている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、連結部材３を組み付けるときに、わざわざドライバーによってアダプター１２を回転させなければならなかったので、その組み付け作業が非常にやりにくく、その分、作業コストが高くなっていた。
また、アダプター１２の回転数を間違えると、コイルスプリング１３のイニシャル弾性力にばらつきが生じるおそれもあった。
この発明の目的は、連結部材３の組み付け作業が簡単にでき、しかも、所定のイニシャル弾性力を、コイルスプリングに確実に付与することができる連結機構を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、第１部材と第２部材とを連結部材によって回転自在に連結する連結構造において、上記連結部材は、回転軸と、この回転軸を回転自在に支持するケースと、上記回転軸の先端に設けた筒状のアダプターと、上記ケースとアダプターとを接続するとともに、ケースとアダプターとの相対回転に応じて回転方向の弾性力を蓄える弾性体とを備え、上記アダプターは、その外周に平面を形成して断面をＤ形にするとともに、その先端の角部には、上記平面に対して傾斜する切り欠き面を形成する一方、上記第１部材または第２部材のいずれか一方には、内周に平面を有する断面Ｄ形の組み付け穴を形成し、この組み付け穴に上記アダプターを挿入するときに、切り欠き面を組み付け穴の平面に接触させながら挿入することを特徴とする。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、回転軸の外周には、径方向に突出するハネ部を設ける一方、粘性流体を封入したケースには、上記ハネ部を臨ませる拡径部を周方向所定の範囲に形成し、しかも、この拡径部の底面には、上記回転軸のハネ部の先端面が接触する接触面と、上記ハネ部の先端面との間に所定の隙間を形成する流路形成面とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜６に示す第１実施例は、連結部材３を構成するアダプター２４の形状を変更したものであり、その他の構成については前記従来例と同じである。
以下では、アダプター２４を中心に説明し、従来と同じ構成要素については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
なお、この第１実施例では、支持部２ａ、２ｂがこの発明の第１部材に相当し、支持部４ａがこの発明の第２部材に相当する。
【００１８】
図１に示すように、アダプター２４の表面には、切り欠き面２５を形成している。この切り欠き面２５は、図２に示すように、アダプター２４の先端角部に形成し、アダプター２４に形成した平面２６に連続させている。
また、この切り欠き面２５は、図３および図４に示すように、平面２６に対して、角度αおよび角度βだけ傾斜させている。
そして、この第１実施例では、前記従来例のような工具穴を省略して、アダプター２４の先端面を平らにしている。
【００１９】
上記のようにしたアダプター２４を備えた連結部材３は、以下のようにして携帯電話ａに組み付ける。
まず、図１に示すように、蓋板２を全開状態にしておき、この蓋板２の一方の支持部２ａ側から、連結部材３を組み付け穴５〜７に挿入していく。
連結部材３のケース９が、支持部４ａの組み付け穴７に達すると、ケース９の凸部９ｄと組み付け穴７の図示していない凹部とによって、支持部４ａに対するケース９の回転が規制される。このとき、ケース９に対するアダプー２４の回転位置が、コイルスプリング１３によって特定されるが、その回転位置を、図５に示す関係にしている。すなわち、アダプター２４の切り欠き面２５の先端が、支持部２ｂに形成した組み付け穴６の平面６ａと平行になるように設定している。
【００２０】
上記のように切り欠き面２５の先端と組み付け穴６の平面６ａとを平行にした状態で、連結部材３を挿入してくと、切り欠き面２５には、傾斜角度α（図３参照）があるため、この切り欠き面２５に平面６ａが押しつけられる。また、切り欠き面２５には、傾斜角度β（図４参照）があるため、上記平面６ａからの押しつけ力によって、図５に示すように、アダプター２４が矢印方向に回転していく。
そして、切り欠き面２５の基端側まで、アダプター２４が組み付け穴６に挿入されると、図６に示すように、アダプター２４が角度βだけ回転して、その平面２６と組み付け穴６の平面６ａとが平行になる。
つまり、アダプター２５を組み付け穴６に挿入するときに、コイルスプリング１３が自動的に巻き込み方向にねじられるようにしている。
【００２１】
以上のようにすれば、ドライバーなどを用いなくても、連結部材３を組み付けるだけで、コイルスプリング１３のイニシャル弾性力を自動的に設定することができる。
しかも、コイルスプリング１３の回転角度が、切り欠き面２５の角度βによって決まっているので、コイルスプリング１３のイニシャル弾性力にばらつきが生じることもない。
なお、上記コイルスプリング１３が、この発明の弾性体に相当する。
【００２２】
次に、第２実施例を図７〜２３に示すが、この第２実施例は、図７に示すように、連結部材３の回転軸２７の形状と、ケース２８の形状とを変更したものであり、その他の構成は、上記第１実施例と同じである。
また、連結部材３の組み付け方についても、上記第１実施例と同じである。
【００２３】
図８（ｂ）に示すように、回転軸２７には、フランジ部２７ａ、大径部２７ｂおよび小径部２７ｃを形成している。そして、小径部２７ｃの外周には、大径部２７ｂと同じ半径のハネ部２９を形成している。
このハネ部２９は、図８（ａ）に示すように、小径部２７ｃの外周９０°の範囲に形成している。また、このハネ部２９の軸線方向長さを、小径部２７ｃの長さよりも短くしている。すなわち、先端面２９ａを、小径部２７ｃの先端よりも手前に位置させている。
【００２４】
一方、図９に示すように、ケース２８には、大径穴２８ａと小径穴２８ｂとを形成するともに、小径穴２８ｂの所定の範囲に、拡径部３０を形成している。
この拡径部３０は、図１０に示すように、周方向２７０°の範囲に形成している。だだし、この径径部３０は、その軸線方向の深さを範囲Ａと範囲Ｂとで変えている。すなわち、１８０°の範囲Ｂの深さを、残りの９０°の範囲Ａよりもδ分だけ深くしている。
したがって、図１０に示すように、図９のＸ−Ｘ線断面では、２７０°の範囲に拡径部３０が形成されているが、図１１に示すように、図９のXI−XI線断面では、１８０°の範囲にのみ拡径部３０が形成されている。
【００２５】
図１２は、上記拡径部３０を備えたケース２８に、上記回転軸２７を挿入した状態を示した断面図である。
回転軸２７は、そのフランジ部２７ａを、ケース２８の大径穴２８ａによって回転自在に支持されて、その小径部２７ｃを、ケース２８の小径穴２８ｂによって回転自在に支持されている。
また、ケース２８の拡径部３０に、回転軸２７のハネ部２９を臨ませるとともに、その先端面２９ａを、拡径部３０の範囲Ａの底面に接触させている。そして、ハネ部２９の先端面２９ａと、拡径部３０の範囲Ｂの底面との間には、所定の隙間が形成されている。
なお、上記範囲Ａの底面が、この発明の接触面に相当し、上記範囲Ｂの底面が、この発明の流路形成面に相当する。
【００２６】
上記ケース２８に挿入された回転軸２７は、図１３に示すように、拡径部３０の１８０°の範囲でのみ回転する。すなわち、図示する状態から、拡径部３０の一方の側面３０ａにハネ部２９が当接するまで回転軸２７が回転する。ただし、この回転軸２７の回転範囲は、厳密にいうと、蓋板２の最大回動角度１８０°よりも若干多い１８０°＋α°の範囲を回転できるように設定している。このように設定することによって、蓋板２側から大きな力が作用しないようにしている。つまり、蓋板２の回動をハネ部２９によって規制する状態になったりすると、それが破壊されるおそれがあるが、この実施例では、回転軸２７の回転範囲にゆとりを持たせることによって、そのような不都合を防止している。
また、上記拡径部３０とハネ部２９との間には、粘性流体を供給している。
なお、この粘性流体は、図１４に示すように、拡径部３０の範囲Ｂにも満たされている。
【００２７】
上記のように粘性流体を満たした状態で、回転軸２７を回転させると、粘性流体による抵抗力がハネ部２９に作用する。このように粘性流体による抵抗力がハネ部２９に作用すると、回転軸２７の回転速度が減衰される。ただし、この粘性流体による減衰力は、回転軸２７に設けたハネ部２９の位置に応じて変化する。この減衰力が変化する仕組みを以下に説明する。
【００２８】
図１５は、回転軸２７の回転角度と、この回転軸２７に作用するトルクとの関係を示した図である。
なお、ここでは、図１６に示すように、回転軸２７のハネ部２９が拡径部３０の一方の側面３０ａに当接した状態で、蓋板２が完全に閉じるように設定している。
また、図２０に示すように、ハネ部２９が拡径部３０の他方の側面３０ｂに当接した状態で、蓋板２が完全に開くように設定している。
さらに、回転軸２７には、コイルスプリング１３によって、常に反時計回りの弾性力が作用するように設定している。ただし、この第２実施例では、連結部材３を携帯電話ａに組み付ける前の段階で、コイルスプリング１３に所定のイニシャル弾性力を付与している。そして、連結部材３を携帯電話ａに組み付ける段階で、上記第１実施例で説明したように、さらに弾性力を強く設定するようにしている。
【００２９】
なお、上記のように、コイルスプリング１３に所定のイニシャル弾性力を付与しておくのは、連結部材３を組み付けるときに、そのアダプター２４を支持部２ｂに形成した組み付け穴６にスムーズに挿入させるためである。すなわち、コイルスプリング１３の弾性力にばらつきがあって、その弾性力が基準よりも弱い場合に、ケース２８に対するアダプター２４の角度がずれることがある。このようにケース２８に対するアダプター２４の角度がずれていると、連結部材３を組み付けるときに、組み付け穴６にアダプター２４をスムーズに挿入できない。
しかし、上記のようにイニシャル弾性力をコイルスプリング１３に与えておけば、弾性力に多少のばらつきがあったとしても、ケース２８に対するアダプター２４の角度を所定の角度に設定できる。
したがって、連結部材３の組み付け作業もスムーズにできる。
【００３０】
図１６に示す閉じた状態から、図１７に示すように、コイルスプリング１３の弾性力によって蓋板２とともに回転軸２７が反時計回りに回転すると、ハネ部２９の右側にある粘性流体が、ハネ部２９の左側に移動する。すなわち、粘性流体が、範囲Ｂに形成した隙間を介してハネ部２９の左側に流れ込む。そして、このとき粘性流体の流動抵抗によって回転軸２７に作用するトルクＴ１は、図１５に示すように一定となる。
【００３１】
上記の状態から、図１８に示す位置まで回転軸２７が回転すると、ハネ部２９の一端が、範囲Ａにさしかかる。すなわち、図２１に示すように、ハネ部２９の先端面２９ａが、範囲Ａの接触面３４に接触して、隙間３３が閉ざされる。このように隙間３３が閉ざされると、ハネ部２９の先端面２９ａと、範囲Ａの流路形成面３４との僅かな隙間を粘性流体が通過することになる。
したがって、粘性流体の流動抵抗が増えて、回転軸２７に作用するトルクも増え始め、それによって蓋板２の回動速度が減速される（図１５の開閉角度（３）参照）。
【００３２】
また、図１９に示す位置まで回転軸２７が回転すると、図２２に示すように、ハネ部２９の先端面２９ａと範囲Ａの底面３４とのラップ量が大きくなる。
このようにラップ量が多くなると、それがチョークの機能を発揮するため、流動抵抗がさらに増加する。
したがって、回転軸２７に作用するトルクもさらに増加して、それによって蓋板２の回動速度がさらに減速される（図１５の開閉角度（４）参照）。
そして、図２０に示すように、ハネ部２９がケース２８の他方の側面３０ｂに当接したときに、流動抵抗が最大となり、回転軸２７に作用するトルクも最大となる（図１５の開閉角度（５）参照）。すなわち、蓋板２の回動速度が最も遅くなる。
【００３３】
以上のように、この第２実施例によれば、回転軸２７の回転角度が９０°を超えた段階で、回転軸２７に作用するトルクが増加するので、蓋板２も、ほぼ９０°開いた段階で、ダンパー効果が発揮され始める。
そして、蓋板２が完全に開く直前で、そのダンパー効果が最大となって、蓋板２の跳ね返りを防止することができる。
【００３４】
なお、この第２実施例によれば、拡径部３０の軸線方向の深さを変えることによって、ダンパー機能を自由に設定することができるので、携帯電話の蓋板２を連結する連結部材３のように、全体の直径が非常に小さい場合に最適である。
また、この第２実施例では、蓋板２が９０°開いた位置から徐々にダンパー効果を発揮する設定にしているが、このダンパー効果が発揮される角度は、拡径部３０の軸線方向深さである範囲Ａの大きさおよび範囲Ｂの大きさを調節することによって、自由に設定することができる。また、範囲Ａを設ける位置および範囲Ｂを設ける位置を調節することによっても、ダンパー効果が発揮される位置を自由に設定することができる。
【００３５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、連結部材を組み付けるときに、コイルスプリングを自動的に巻き込み方向にねじることができるので、その組み付け作業性を向上させることができる。
また、コイルスプリングのねじこみ量が、切り欠き面の傾斜角度によって決まっているので、コイルスプリングのイニシャル弾性力にばらつきが生じることもない。
【００３６】
第２の発明によれば、回転軸のハネ部を臨ませる拡径部の底面に、上記回転軸のハネ部の先端面に接触する接触面と、上記回転軸のハネ部の先端面との間に所定の隙間を形成する流路形成面とを設けたので、回転軸に所定の角度でダンパー効果を作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例を示す斜視図である。
【図２】アダプター２４の平面図である。
【図３】アダプター２４の側面図である。
【図４】アダプター２４の正面図である。
【図５】アダプター２４と組み付け穴６との関係を示す図である。
【図６】アダプター２４と組み付け穴６との関係を示す図である。
【図７】第２実施例を示す斜視図である。
【図８】（ａ）が回転軸２７の正面図であり、（ｂ）が回転軸２７の側面図である。
【図９】ケース２８の断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図９のXI−XI線断面図である。
【図１２】連係部材３を組み付けた状態を示す断面図である。
【図１３】ケース２８と回転軸２７との関係を示す断面図である。
【図１４】ケース２８と回転軸２７との関係を示す断面図である。
【図１５】蓋板の開閉角度と回転軸に作用するトルクとの関係を表すグラフである。
【図１６】図１５のグラフの（１）の状態を示す、ケース２８と回転軸との関係を示す断面図である。
【図１７】図１５のグラフの（２）の状態を示す、ケース２８と回転軸との関係を示す断面図である。
【図１８】図１５のグラフの（３）の状態を示す、ケース２８と回転軸との関係を示す断面図である。
【図１９】図１５のグラフの（４）の状態を示す、ケース２８と回転軸との関係を示す断面図である。
【図２０】図１５のグラフの（５）の状態を示す、ケース２８と回転軸との関係を示す断面図である。
【図２１】ハネ部２９と拡径部３０の底面との関係を示す断面図である。
【図２２】ハネ部２９と拡径部３０の底面との関係を示す断面図である。
【図２３】携帯電話ａの平面図である。
【図２４】蓋板２が全開した状態の携帯電話ａの側面図である。
【図２５】蓋板２が閉じかけている状態の携帯電話ａの側面図である。
【図２６】従来例の側面図である。
【図２７】連結部材３を組み付けた状態を示す断面図である。
【図２８】従来の連結部材３の斜視図である。

Claims

第１部材と第２部材とを連結部材によって回転自在に連結する連結機構において、上記連結部材は、回転軸と、この回転軸を回転自在に支持するケースと、上記回転軸の先端に設けた筒状のアダプターと、上記ケースとアダプターとを接続するとともに、ケースとアダプターとの相対回転に応じて回転方向の弾性力を蓄える弾性体とを備え、上記アダプターは、その外周に平面を形成して断面をＤ形にするとともに、その先端の角部には、上記平面に対して傾斜する切り欠き面を形成する一方、上記第１部材または第２部材のいずれか一方には、内周に平面を有する断面Ｄ形の組み付け穴を形成し、この組み付け穴に上記アダプターを挿入するときに、切り欠き面を組み付け穴の平面に接触させながら挿入することを特徴とする連結機構。
回転軸の外周には、径方向に突出するハネ部を設ける一方、粘性流体を封入したケースには、上記ハネ部を臨ませる拡径部を周方向所定の範囲に形成し、しかも、この拡径部の底面には、上記回転軸のハネ部の先端面が接触する接触面と、上記ハネ部の先端面との間に所定の隙間を形成する流路形成面とを備えたことを特徴とする請求項１記載の連結機構。