JP4523036B2

JP4523036B2 - 二軸ヒンジ装置

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Publication number: JP4523036B2
Application number: JP2007521168A
Authority: JP
Inventors: 健二冨澤
Original assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sugatsune Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2026-11-06
Also published as: WO2007055174A1; JPWO2007055174A1

Description

この発明は、互いのなす角度が直角である二つの回動軸線を有する二軸ヒンジ装置に関する。

従来のこの種のヒンジ装置としては、例えば下記特許文献１，２に記載のものがある。これらの二軸ヒンジ装置は、ヒンジ本体と、このヒンジ本体に第１回動軸線を中心として回動可能に連結された回動部材と、この回動部材の両側部に第１回動軸線と直交する第２回動軸線を中心として回動可能に連結された一対の連結部材とを有している。ヒンジ本体と回動部材との間には、回動部材を所定の回動位置において所定の大きさの力で停止させる第１クリック機構が設けられている。回動部材と連結部材との間には、連結部材を所定の回動位置において所定の大きさの力で停止させる第２クリック機構が設けられている。

上記構造を有するヒンジ装置を携帯電話機に用いる場合には、ヒンジ本体が送話側筐体に固定され、一対の連結部材が受話側筐体に固定される。それにより、受話側筐体が送話側筐体に第１、第２回動軸線を中心として回動可能に連結される。受話側筐体は、第１、第２回動軸線を中心として適宜に回動させることにより、各種の方向を向かせることができる。また、受話側筐体は、第１、第２クリック機構により、所定の各回動位置においてクリック感をもって停止させることができる。
特開２００４−１８７１８６号公報特開２００４−３３２８２７号公報

上記従来のヒンジ装置においては、第１クリック機構と第２クリック機構とが互いに独立して設けられていた。したがって、第１クリック機構と第２クリック機構とは、互いに異なる部品で構成されており、その結果ヒンジ装置の製造費が嵩むという問題があった。

この発明は、上記の問題を解決するために、主軸部を有するヒンジ本体と、連結孔を有し、この連結孔に上記主軸部が回動可能に嵌合することにより、上記ヒンジ本体に第１回動軸線を中心として回動可能に連結された回動部材と、この回動部材の一側部に上記第１回動軸線とのなす角が直角である第２回動軸線を中心として回動可能に設けられた連結部材と、上記ヒンジ本体と上記回動部材との間に設けられた第１クリック機構と、上記回動部材と上記連結部材との間に設けられた第２クリック機構とを備えた二軸ヒンジ装置において、上記第１クリック機構が、上記連結孔の内部にその内周面から出没するよう、上記回動部材の一側部に上記第２回動軸線に沿って移動可能に設けられた第１可動部材と、上記主軸部の外周面に形成され、上記回動部材の回動に伴って上記第１可動部材が係脱可能に係合する係合部とを有し、上記第２クリック機構が、上記連結部材と上記第１可動部材との間に配置され、上記回動部材に上記第２回動軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に設けられた第２可動部材と、上記連結部材と上記第２可動部材との上記第２回動軸線方向において互いに対向する対向面の一方に設けられた係合突出部と、他方の対向面に設けられ、上記連結部材の回動に伴って上記係合突出部が係脱可能に係合する係合凹部とを有し、上記第１可動部材と上記第２可動部材との間に付勢手段が配置され、この付勢手段が、上記第１可動部材を上記主軸部の外周面に押し付けるとともに、上記第２可動部材を上記連結部材側へ付勢して上記係合突出部と上記他方の対向面とを互いに押し付ける付勢手段として上記第１、第２クリック機構に共用されていることを特徴としている。

上記特徴構成を有するこの発明によれば、付勢手段が第１、第２クリック機構に共用されているので、第１、第２クリック機構に付勢手段がそれぞれ設けられている従来のヒンジ装置に比して付勢手段の数を減らすことができる。したがって、第１、第２クリック機構に要する費用を低減することができ、ひいてはヒンジ装置の製造費を低減することができる。

この発明に係る二軸ヒンジ装置が用いられた携帯電話機を、受話側筐体を閉位置に位置させた状態で示す斜視図である。同携帯電話機を、受話側筐体を通話位置に位置させた状態で示す斜視図である。同携帯電話機を、受話側筐体を逆開位置に位置させた状態で示す斜視図である。同携帯電話機を、受話側筐体を展開位置に位置させた状態で示す斜視図である。同携帯電話機を、受話側筐体を閉位置から第２回動軸線を中心としてほぼ３０°回動させた状態で示す斜視図である。この発明に係る二軸ヒンジ装置の一実施の形態を示す斜視図である。同実施の形態の側面図である。図７のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。受話側筐体を閉位置に位置させた状態で示す図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。受話側筐体を閉位置から第１回動軸線を中心としてほぼ４５°回動させた状態で示す図９と同様の断面図である。受話側筐体を閉位置に位置させた状態で示す図８のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。受話側筐体を閉位置から第１回動軸線を中心として１８０°回動させた状態で示す図１１と同様の断面図である。この発明に係る二軸ヒンジ装置の一実施の形態を示す分解斜視図である。同実施の形態を図１３と異なる方向から見た分解斜視図である。

符号の説明

Ｌ１第１回動軸線
Ｌ２第２回動軸線
１０二軸ヒンジ装置
１１ヒンジ本体
１１Ｂ主軸部
１２回動部材
１２ｄ連結孔
１３第１連結部材（連結部材）
１３ａ対向面
６０第１クリック機構
６２球体（第１可動部材）
６４コイルばね（付勢手段）
６６係合溝（係合部）
７０第２クリック機構
７１可動部材（第２可動部材）
７１ａ対向面
７３球体（係合突出部）
７４第１カム凹部（係合凹部）
７５第２カム凹部（係合凹部）
７６第３カム凹部（係合凹部）

以下、この発明を実施するための最良の形態を、添付の図１〜図１４を参照して説明する。
図１〜図５は、この発明に係る二軸ヒンジ装置１０が用いられた携帯電話機１を示す。携帯電話機１は、送話側筐体２と受話側筐体３とを備えている。送話側筺体２は、厚さが薄い直方体状をなしており、その前面２ａには、各種の操作ボタン４やマイクロフォン（図示せず）等が設けられている。受話側筺体３は、厚さが薄い直方体状をなしており、送話側筺体２とほぼ同一の長さ及び幅を有している。受話側筐体３の前面３ａには、液晶画面５やスピーカー（図示せず）等が設けられている。送話側筐体２と受話側筐体３とは、二軸ヒンジ１０（図６〜図１４参照）により直交する第１、第２回動軸線Ｌ１，Ｌ２を中心として互いに回動可能に連結されている。ただし、説明便宜上、ここでは送話側筐体２が位置固定され、受話側筐体３が送話側筐体２に対して回動するものとする。なお、図１〜図５においては、二軸ヒンジ装置１０の送話側筐体２及び受話側筐体３から突出した部分が外部から目視されないよう、カバー６によって覆われているので、二軸ヒンジ装置１０は図示されていない。第１回動軸線Ｌ１は、送話側筐体２の前面２ａとほぼ直交している。したがって、第２回動軸線Ｌ２は、前面２ａとほぼ平行になっている。しかも、第２回動軸線Ｌ２は、送話側筐体２の幅方向に延びている。受話側筐体３が図１に示す閉位置に位置しているとき、受話側筐体３の前面３ａは第１回動軸線Ｌ１とほぼ直交し、第２回動軸線Ｌ２とほぼ平行になっている。

いま、受話側筐体３が図１に示す閉位置に位置しているものとする。受話側筐体３は、閉位置に位置しているときには、第１回動軸線Ｌ１を中心とする周方向において送話側筐体２と同一位置に位置している。つまり、受話側筐体３を第１回動軸線Ｌ１方向から見たとき、受話側筐体３の両側面が送話側筐体２の両側面とそれぞれ同一平面上に位置するように、受話側筐体３が送話側筐体２に対し第１回動軸線Ｌ１方向において重なっている。しかも、受話側筐体３が閉位置に位置しているときには、受話側筐体３の前面３ａが送話側筐体２の前面２ａに突き当たっている。受話側筐体３は、第１回動軸線Ｌ１を中心として閉位置から時計方向及び反時計方向（以下、正逆方向という。）のいずれの方向へも１８０°回動可能であり、第２回動軸線Ｌ２を中心として閉位置から１８０°回動可能である。その結果、受話側筐体３は、その背面３ｂが送話側筐体２の前面２ａに突き当たった開位置、受話側筐体３の背面３ｂが送話側筐体２の前面２ａに突き当たるとともに、受話側筐体３が第１回動軸線Ｌ１方向において送話側筐体２と重なった逆開位置（図３参照）、閉位置から第１回動軸線Ｌ１を中心として１８０°回動した展開位置（図４参照）等の各種の位置に回動可能である。

上記のように、受話側筐体３は、第１回動軸線Ｌ１を中心としては正逆方向へそれぞれ１８０°の範囲を回動可能であり、第２回動軸線Ｌ２を中心としては閉位置から開位置までの１８０°の範囲を回動可能になっている。しかし、受話側筐体３は、必ずそのような回動範囲を回動可能であるのではなく、ヒンジ装置１０によって回動範囲が制限されることがある。例えば、受話側筐体３が閉位置から第２回動軸線Ｌ２を中心として回動する場合には、閉位置から１６０°離れた図２に示す通話位置までしか回動することができない。また、受話側筐体３は、ヒンジ装置１０により、第１、第２回動軸線Ｌ１，Ｌ２を中心として回動したとき、所定の回動位置にクリック感をもって停止されるようになっている。そのように機能を有するヒンジ装置１０を以下に説明する。

ヒンジ装置１０は、図６〜図１４に示すように、ヒンジ本体１１、回動部材１２、第１連結部材（連結部材）１３及び第２連結部材１４を主な構成要素としている。

図８に示すように、ヒンジ本体１１は、平板状をなす基板部１１Ａと、この基板部１１Ａの上面１１ａに垂直に起立した状態で下端部が固定された主軸部１１Ｂとを有している。基板部１１Ａは、送話側筐体２に固定されている。主軸部１１Ｂは、その軸線が第１回動軸線Ｌ１と一致させられている。

図８、図１３及び図１４に示すように、回動部材１２は、中空の直方体状をなす本体部１２ａと、この本体部１２ａの両側部にそれぞれの軸線を互いに一致させて形成された第１、第２筒部１２ｂ，１２ｃとを有している。本体部１２ａの中央部には、本体部１２ａを貫通する連結孔１２ｄが形成されている。連結孔１２ｄは、その軸線が第１、第２筒部１２ｂ，１２ｃの軸線と直交するように配置されている。連結孔１２ｄには、主軸部１１Ｂが回動可能に嵌合されている。これにより、回動部材１２がヒンジ本体１１に回動軸線Ｌ１を中心として回動可能に連結されている。しかも、第１、第２筒部１２ｂ，１２ｃの軸線は、第２回動軸線Ｌ２と一致させられている。

図６及び図８に示すように、第１筒部１２ｂの前方には、第１連結部材１３が第１筒部１２ｂの先端面にほぼ接するようにして配置されている。第１連結部材１３は、回動部材１２に軸１５を介して回動可能に連結されている。軸１５の軸線は、第２回動軸線Ｌ２と一致させられている。したがって、第１連結部材１３は、回動部材１２に対し第２回動軸線Ｌ２を中心として回動可能になっている。第２筒部１２ｃには、第２連結部材１４が回動可能に嵌合されている。したがって、第２連結部材１４も回動部材１２に第２回動軸線Ｌ２を中心として回動可能に連結されている。第２連結部材１４は、第２筒部１２ｃに対しその先端側へ脱出不能になっている。

第１、第２連結部材１３，１４には、受話側筐体３が固定されている。この結果、受話側筐体３が、送話側筐体２に第１、第２回動軸線Ｌ１，Ｌ２を中心として回動可能に連結されている。なお、受話側筐体３が第１回動軸線Ｌ１を中心として回動するときには、回動部材１２が受話側筐体３と一体に回動し、受話側筐体３が第２回動軸線Ｌ２を中心として回動するときには、第１、第２連結部材１３，１４が受話側筐体３と一体に回動する。そこで、回動部材１２及び第１、第２連結部材１３，１４の各回動位置については、受話側筐体３の各回動位置とそれぞれ同一の名称を付すものとする。

上記のように、回動部材１２は、第１回動軸線Ｌ１を中心として受話側筐体３と一体に回動する。したがって、回動部材１２の第１回動軸線Ｌ１を中心とする回動範囲は、受話側筐体３と同様に、閉位置から正逆方向へそれぞれ１８０°の範囲に制限されている。回動部材１２の回動範囲をこのように制限するために、ヒンジ本体１１と回動部材１２との間には、図８に示す第１回動規制機構２０が設けられている。

図１１及び図１２に示すように、第１回動規制機構２０は、回動規制部材２１を有している。回動規制部材２１は、リング部２１ａとこのリング部２１ａの外周面に一体に形成され、外周面から径方向へ突出する当接部２１ｂとを有している。リング部２１ａには主軸部１１Ｂの下端部が回動可能に嵌合されている。一方、当接部２１ｂは、回動規制部材２１が閉位置から第１回動軸線Ｌ１を中心として時計方向へ回動したときには、基板部１１Ａの上面に突出して形成されたストッパ部２２の一端面に突き当たり、反時計方向へ回動したときにはストッパ部２２の他端面に突き当たる。当接部２１ｂがストッパ部２２の一端面と他端面とに突き当たることにより、回動規制部材２１の閉位置からの第１回動軸線Ｌ１を中心とする正逆方向への回動範囲が規制されている。

ここで、仮に回動部材１２が回動規制部材２１と常時一体に回動するものであるならば、回動部材１２の回動範囲は、回動規制部材２１の回動範囲と同一になる。この結果、回動規制部材２１の閉位置からの正逆方向への回動範囲が、第１回動軸線Ｌ１を中心とする周方向におけるストッパ部２２の一端面から他端面までの長さに相当する角度及び当接部２１ｂの幅に相当する角度を合計した角度α（図１２参照）の半分だけ１８０°より小さくなるはずである。しかし、上記のように、回動部材１２の実際の回動範囲は、正逆方向へそれぞれ１８０°である。

回動部材１２の正逆方向への回動範囲として１８０°を確保するために、回動部材１２は回動規制部材２１に対して回動可能になっている。しかも、図１１及び図１２に示すように、回動部材１２の下端部には、第１回動軸線Ｌ１を中心として周方向に離れた第１、第２当接面２３，２４が形成されている。第１、第２当接面２３，２４は、回動部材１２が回動規制部材２１に対し第１回動軸線Ｌ１を中心として正逆方向へ角度αだけ相対回動すると、第１、第２当接面２３，２４が当接部２１ｂの一側面と他側面とにそれぞれ突き当たるように配置されている。したがって、回動部材１２は、回動規制部材２１に対し角度αの分だけ相対回動可能である。つまり、回動部材１２は、第１、第２当接面２３，２４の一方が当接部２１ｂに突き当たってから他方が当接部２１ｂに突き当たるまでの角度αの分だけ回動規制部材２１より大きく回動することができる。したがって、回動部材１２の第１回動軸線Ｌ１を中心とする回動範囲は、ストッパ部２２及び当接部２１ｂの周方向の長さによって狭められることがなく、回動部材１２の閉位置からの第１回動軸線Ｌ１を中心とする正逆方向への回動範囲は、いずれも１８０°になっている。

回動部材１２と第２連結部材１４との間には、図７及び図８に示す第２回動規制機構３０が設けられている。第２回動規制機構３０は、受話側筐体３が閉位置から第２回動軸線Ｌ２を中心として開位置側へ回動したときに、受話側筐体３が通話位置において停止するようその回動範囲を制限するためのものであり、上記ストッパ部２２と第２連結部材１４の外周面に設けられた当接突出部３１とを有している。当接突出部３１は、受話側筐体３及び第２連結部材１４が第２回動軸線Ｌ２を中心として閉位置から１６０°回動すると、ストッパ部２２に突き当たるように配置されている。当接突出部３１がストッパ部２２に突き当たることにより、受話側筐体３がそれ以上閉位置から離れる方向に回動することが阻止される。このときの受話側筐体３の位置が通話位置である。

ストッパ部２２が基板部１１Ａに設けられ、当接突出部３１が第２連結部材１４に設けられている。したがって、第２連結部材１４が回動部材１２と共に第１回動軸線Ｌ１を中心として閉位置から正逆方向へ所定角度（例えば２０°）以上回動すると、ストッパ部２２と当接突出部３１とが第１回動軸線Ｌ１を中心とする周方向へ離間し、互いに突き当たることができなくなる。したがって、その状態では、受話側筐体３が第２回動軸線Ｌ２を中心として閉位置から１６０°以上回動可能であり、１８０°回動すると受話側筐体３の背面３ｂが送話側筐体２の前面２ａに突き当たり、それ以上回動することができなくなる。このときの受話側筐体３の回動位置が開位置である。ただし、受話側筐体３が実際に開位置まで回動することができるのは、受話側筐体３及び回動部材１２が後述する係止位置に位置したときであり、その他の位置においては開位置まで回動することができない。

回動部材１２は、閉位置、閉位置から第１回動軸線Ｌ１を中心として正逆方向へ９０°離れた位置、並びに１８０°離れた位置（以下、閉位置を除く三つの位置を係止位置という。）においてはヒンジ本体１１に回動不能に係止される。回動部材１２のヒンジ本体１１に対する係止は、ヒンジ本体１１と回動部材１２との間に設けられた係止機構４０によって行われている。

図８〜図１２に示すように、係止機構４０は、係止部材４１を有している。係止部材４１は、略四角形の枠状をなしており、その内部には貫通孔４１ａが形成されている。この貫通孔４１ａには、第２筒部１２ｃが挿通されている。貫通孔４１ａは、第２筒部１２ｃより大径であり、貫通孔４１ａの内周面と第２筒部１２ｃの外周面との間には、所定の大きさの隙間が形成されている。したがって、係止部材４１は、第２筒部１２ｃに対し第１回動軸線Ｌ１方向（図９及び図１０において上下方向）へ相対移動可能である。第２筒部１２ｃが形成された回動部材１２の側面には、第１回動軸線Ｌ１と平行に延びるガイド凹部４２が形成されている。このガイド凹部４２には、係止部材４１がガイド凹部４２の長手方向へ移動可能に、かつガイド凹部４２の幅方向へ移動不能に嵌合されている。したがって、係止部材４１は、回動部材１２が第１回動軸線Ｌ１を中心として回動するときには、回動部材１２と一体に回動する。換言すれば、係止部材４１がヒンジ本体１１に対して停止すると、回動部材１２も停止する。なお、係止部材４１は、第２筒部１２ｃに嵌合した第２連結部材１４の端面にほぼ突き当たっており、それによってガイド凹部４２から第２回動軸線Ｌ２方向へ脱出することが阻止されている。

ヒンジ本体１１の基板部１１Ａには、位置規制孔４３が４つ形成されている。各位置規制孔４３は、第１回動軸線Ｌ１を中心とする一つの円周上に周方向へ互いに９０°離れて配置されている。しかも、各位置規制孔４３は、回動部材１２が閉位置又はいずれかの停止位置に回動すると、係止部材４１の下面に形成された突出部４１ｂがいずれかの位置規制孔４３に挿脱可能に嵌合（係合）するように配置されている。突出部４１ｂが位置規制孔４３に嵌合すると、係止部材４１が第１回動軸線Ｌ１を中心として回動することができなくなる。その結果、回動部材１２がヒンジ本体１１に対して回動不能になる。突出部４１ｂは、係止部材４１が基板部１１Ａの上面１１ａにほぼ突き当たるまで位置規制孔４３に挿入されている。したがって、係止部材４１を突出部４１ｂの突出量の分だけ基板部１１Ａから第１回動軸線Ｌ１に沿って上方へ移動させると、突出部４１ｂが位置規制孔４３から脱出し、基板部１１Ａによる係止部材４１の係止状態が解除される。

図８〜図１０に示すように、第２連結部材１４と係止部材４１との間には、移動機構５０が設けられている。移動機構５０は、係止部材４１を、突出部４１ｂが位置規制孔４３に嵌合した嵌合位置と、突出部４１ｂが位置規制孔４３から脱出した脱出位置との間において移動させるものであり、係止部材４１の貫通孔４１ａと、第２連結部材１４に形成された円弧状突出部５１とを有している。

貫通孔４１ａの内周面には、第１、第２突出部５２，５３が形成されている。第１、第２突出部５２，５３は、第２回動軸線Ｌ２を間にして第１回動軸線Ｌ１方向に対向するよう、第２回動軸線Ｌ２を中心とする周方向へ互いにほぼ１８０°離れて配置されている。第１、第２突出部５２，５３間の第１回動軸線Ｌ１方向における間隔は、後述する円弧状突出部５１の厚さとほぼ等しい大きさの分だけ第２筒部１２ｃの外径より大きくなっている。したがって、係止部材４１は、第２筒部１２ｃに対し円弧状突出部５１の厚さの分だけ第１回動軸線Ｌ１方向へ移動可能になっている。

円弧状突出部５１は、第２連結部材１４の係止部材４１と対向する端面に係止部材４１側へ突出するようにして形成されており、第２回動軸線Ｌ２を中心とする円周に沿って円弧状に延びている。円弧状突出部５１は、貫通孔４１ａに挿入されている。円弧状突出部５１の内周面の曲率半径は、第２筒部１２ｃの外周面の半径とほぼ同一に設定されており、円弧状突出部５１の内周面は、第２筒部１２ｃの外周面に回動可能に接している。円弧状突出部５１の厚さは、上記のように、第１、第２突出部５２，５３間の距離から第２筒部１２ｃの外径を差し引いた値とほぼ等しくなっている。

図９に示すように、円弧状突出部５１の周方向における一端部が下側に配置された第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間に入り込むと、第１突出部５２が円弧状突出部５１によって下方へ押され、係止部材４１が下方へ移動させられる。係止部材４１は、その下面が基板部１１Ａの上面１１ａにほぼ接触するまで、つまり嵌合位置まで下方へ移動させられる。その結果、突出部４１ｂが位置規制孔４３に嵌合される。円弧状突出部５１が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間に入り込んだ状態においては、上側に配置された第２突出部５３が第２筒部１２ｃの外周面にほぼ接触している。円弧状突出部５１の厚さが第１、第２突出部５２，５３間の距離から第２筒部１２ｃの外径を差し引いた値とほぼ等しく設定されているからである。しかも、円弧状突出部５１の外周面の他端側の一部が貫通孔４１ａの内周面に接触している。したがって、円弧状突出部５１が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間に入り込むと、係止部材４１が第２筒部１２ｃ及び円弧状突出部５１によって嵌合位置に第１回動軸線Ｌ１方向へ移動不能に位置固定され、突出部４１ｂが位置規制孔４３に嵌合した状態に維持される。

図１０に示すように、第２連結部材１４が図９に示す位置（受話側筐体３が閉位置に位置しているときの位置）から所定角度（この実施の形態では３０°）以上回動すると、円弧状突出部５１の一端部が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間から脱出するとともに、円弧状突出部５１の他端部が第２突出部５３と第２筒部１２ｃとの間に入り込む。すると、第２突出部５３が円弧状突出部５１によって上方へ押され、係止部材４１が円弧状突出部５１の厚さの分だけ上方へ移動して解除位置に達する。円弧状突出部５１の厚さは、嵌合位置と脱出位置との間の間隔、つまり嵌合位置における突出部４１ｂの位置規制孔４３に対する嵌合深さより若干厚く設定されている。したがって、円弧状突出部５１が第２突出部５３と第２筒部１２ｃとの間に入り込むと、突出部４１ｂが位置規制孔４３から上方へ脱出する。この状態では、第１突出部５２が第２筒部１２ｃにほぼ接触するとともに、円弧状突出部５１の外周面が貫通孔４１ａの内周面にほぼ接触している。したがって、係止部材４１が解除位置に位置固定され、ひいては突出部４１ｂが位置規制孔４３から脱出した状態に維持される。

円弧状突出部５１が図９に示す位置から所定角度（この実施の形態では、１６０°）以上回動すると、円弧状突出部５１が第２突出部５３と第２筒部１２ｃとの間から脱出するとともに、円弧状突出部５１の周方向の他端部が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間に入り込む。その結果、係止部材４１が嵌合位置まで下方へ移動して突出部４１ｂが位置規制孔４３に嵌合する。したがって、円弧状突出部５１の他端部が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間に入り込むことによっても突出部４１ｂが位置規制孔４３に嵌合した状態に維持される。

ここで、円弧状突出部５１の周方向の一端部が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間に入り込むのは、受話側筐体３が閉位置とそこから開位置側へ３０°だけ離れた位置との間に位置しているときであり、円弧状突出部５１の周方向の他端部が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間に入り込むのは、受話側筐体３が開位置とそこから閉位置側へ２０°だけ離れた位置（閉位置から１６０°離れた位置）との間に位置しているときである。したがって、受話側筐体３を係止位置に位置させた状態で第２回動軸線Ｌ２を中心として閉位置とそこから３０°離れた位置との間の範囲又は閉位置から１６０°離れた位置と開位置との間の範囲に回動させることにより、受話側筐体３を送話側筐体２に対し第１回動軸線Ｌ１を中心として回動不能に係止することができる。その一方、円弧状突出部５１は、その一端部又は他端部が第１突出部５２と第２筒部１２ｃとの間から脱出すると、それとほぼ同時に円弧状突出部５１の他端部又は一端部が第２突出部５３と第２筒部１２ｃとの間に入り込むようにその周方向の長さが設定されている。したがって、円弧状突出部５１を受話側筐体３が閉位置から３０°離れた位置と１６０°離れた位置との間に位置させると、突出部４１ｂが位置規制孔４３から脱出し、受話側筐体３が第１回動軸線Ｌ１を中心として回動可能になる。

なお、受話側筐体３が閉位置及び係止位置以外の位置に位置しているときには、突出部４１ｂと位置規制孔４３との第１回動軸線Ｌ１を中心とする周方向の位置が互いに異なっているので、係止部材４１の突出部４１ｂが位置規制孔４３に嵌り込むことができない。したがって、係止部材４１は図１０に示す脱出位置から図９に示す嵌合位置まで下方へ移動することができない。このため、受話側筐体３は、閉位置及び係止位置以外の位置に位置しているときには、第２回動軸線Ｌ２を中心とする回動範囲が閉位置から第２回動軸線Ｌ２を中心として３０°離れた位置と１６０°離れた位置との間に制限され、閉位置又は開位置に回動することができない。

上記のように、受話側筐体３を第２回動軸線Ｌ２を中心として閉位置から３０°〜１６０°離れた範囲に位置させると、受話側筐体３の係止機構４０による係止状態が解除される。その結果、受話側筐体３は、第１回動軸線Ｌ１を中心として自由に回動することができるはずである。しかし、実際には、ヒンジ本体１１と回動部材１２との間に第１クリック機構６０が設けられ、この第１クリック機構６０によって受話側筐体３が係止機構４０による係止位置と同一の位置において所定の大きさの力で停止される。第１クリック機構６０は、次のように構成されている。

図８に示すように、回動部材１２には、ガイド孔６１が形成されている。このガイド孔６１は、回動部材１２の第１筒部１２ｂが形成された側部に配置されている。しかも、ガイド孔６１は、第１回動軸線Ｌ１とほぼ直交し、かつ第２回動軸線Ｌ２とほぼ平行に配置されている。ガイド孔６１の一端部は、連結孔１２ｄの内周面に開口し、他端部は第１筒部１２ｂ内に開口している。ガイド孔６１の内側（連結孔１２ｄ側）の端部と外側の端部とには、それぞれガイド孔６１の内径とほぼ同一の外径を有する球体（第１可動部材）６２及び押圧部材６３がそれぞれガイド孔６１の長手方向へ移動可能に挿入されている。球体６２と押圧部材６３とは、隣接する端部どうしが互いに接触している。球体６２は、その一部がガイド孔６１から連結孔１２ｄ内に突出可能になっている。押圧部材６３は、その一部をガイド孔６１から第１筒部１２ｂ内に突出させている。押圧部材６３の第１筒部１２ｂ内に突出した端部は、第１筒部１２ｂ内に収容されたコイルばね（付勢手段）６４により座金６５を介して連結孔１２ｄ側に向かって付勢されている。この結果、球体６２がコイルばね６４により座金６５及び押圧部材６３を介して連結孔１２ｄ側に向かって付勢されている。

ヒンジ本体１１の主軸部１１Ｂの外周面には、係合溝（係合部）６６が４つ形成されている。各係合溝６６は、第１回動軸線Ｌ１と平行に延びており、主軸部１１Ｂの周方向へ等間隔に、つまり互いに９０°ずつ離れて配置されている。しかも、各係合溝６６は、受話側筐体３及び回動部材１２が閉位置又は係止位置に位置すると、球体６２がいずれかの係合溝６６に入り込む（係合する）ように配置されている。球体６２は、係合溝６６に入り込んだとき、係合溝６６の幅方向の両側縁部にのみ突き当り、係合溝６６の幅方向の中央部に対しては離間している。しかも、球体６２は、コイルばね６４によって付勢されている。したがって、球体６２が係合溝６６に入り込むことにより、受話側筐体３及び回動部材１２が主軸部１１Ｂにいずれかの係止位置において所定の大きさの力でクリック感をもって停止させられる。
なお、球体６２に代えて軸体（第１可動部材）を用い、この軸体の主軸部１１Ｂとの対向面に凹部を形成する一方、主軸部１１Ｂの外周面に回動部材１２の回動に伴って凹部に出入りする凸部（係合部）を形成してもよい。

図８に示すように、回動部材１２と第１連結部材１３との間には、第２クリック機構７０が設けられている。第２クリック機構７０は、第２回動軸線Ｌ２を中心として回動する第１連結部材１３を閉位置、通話位置及び開位置の各位置において所定の大きさの力でクリック感をもって停止させ、ひいては受話側筐体３を閉位置、通話位置及び開位置の各位置においてクリック感をもって停止させるためのものであり、次のように構成されている。

すなわち、第１筒部１２ｂの先端部には、可動部材（第２可動部材）７１が回動軸線Ｌ１を中心として回動不能に、かつ第２回動軸線Ｌ２方向へ移動可能に嵌合されている。この可動部材７１と上記座金６５との間に位置する第１筒部１２ｂの内部には、上記コイルばね６４が配置されている。このコイルばね６４により、可動部材７１が第１連結部材１３側へ向かって付勢されている。図８及び図１３に示すように、可動部材７１の第１連結部材１３との対向面７１ａには、一対のガイド溝７２，７２が形成されている。一対のガイド溝７２，７２は、可動部材７１の径方向に延びており、第２回動軸線Ｌ２を中心として周方向へ１８０°離れて配置されている。ガイド溝７２，７２には、球体（係合突出部）７３，７３がそれぞれガイド溝７２の長手方向へ移動可能に収容されている。

図８及び図１４に示すように、第１連結部材１３の可動部材７１との対向面１３ａには、第１カム凹部（係合凹部）７４、第２カム凹部（係合凹部）７５及び第３カム凹部（係合凹部）７６がそれぞれ一対づつ形成されている。一対の第１カム凹部７４，７４は、第２回動軸線Ｌ２を中心とする一つの円周上に周方向へ１８０°離れて配置されている。一対の第２カム凹部７５，７５は、第１カム凹部７４が配置された円周より大径の円周上に周方向へ互いに１８０°離れて配置されている。第３カム凹部７６，７６は、第２カム凹部７５が配置された円周と同一の円周上に互いに１８０°離れて配置されている。

第１、第２、第３カム凹部７４，７５，７６は、受話側筐体３が第２回動軸線Ｌ２を中心として回動して閉位置、通話位置及び開位置のいずれかの位置に位置したときに、球体７３がそれぞれ入り込むように配置されており、球体７３と協働してコイルばね６４の付勢力を回動付勢力に変換する。

すなわち、第１カム凹部７４は、受話側筐体３が閉位置とそこから第２回動軸線Ｌ２を中心として開位置側へ所定角度（例えば１０°）だけ離れた位置との間に位置しているときに、球体７３が第１カム凹部７４の第２回動軸線Ｌ２を中心とする周方向の一端部に入り込み、球体７３が第１カム凹部７４の傾斜した底面に突き当たるように配置されている。球体７３及び第１カム凹部７４の傾斜した底面は、互いに突き当たることにより、コイルばね６４の付勢力を回動付勢に変換する。この回動付勢力により、第１連結部材１３及び受話側筐体３が第２回動軸線Ｌ２を中心として開位置から閉位置に向かう方向へ回動させられ、受話側筐体３の前面３ａが送話側筐体２の前面２ａに突き当てられる。そして、受話側筐体３が閉位置に維持される。

第２カム凹部７５は、受話側筐体３が閉位置から１６０°離れた位置と、そこから第２回動軸線Ｌ２を中心として閉位置側へ所定角度（例えば１０°）だけ離れた位置との間に位置しているときに、球体７３が第２カム凹部７５の第２回動軸線Ｌ２を中心とする周方向の一端部に入り込み、球体７３が第２カム凹部７５の傾斜した底面に突き当たるように配置されている。球体７３及び第２カム凹部７５の傾斜した底面は、互いに突き当たることにより、コイルばね６４の付勢力を回動付勢に変換する。この回動付勢力により、第１連結部材１３及び受話側筐体３が第２回動軸線Ｌ２を中心として閉位置から開位置に向かう方向へ回動させられる。この場合、受話側筐体３が閉位置から第１回動軸線Ｌ１を中心として正逆方向へ所定の角度範囲内に位置しているときには、第２連結部材１４の当接突出部３１がストッパ部２２に突き当たるまで、つまり通話位置まで受話側筐体３が回動させられる。そして、受話側筐体３が通話位置に維持される。また、受話側筐体３が閉位置から第１回動軸線Ｌ１を中心として正逆方向へ所定の角度範囲内の位置と係止位置とを除く位置に位置しているときには、円弧状突出部５１が第１突出部５２に突き当たるまで回動させられる。円弧状突出部５１が第１突出部５２に突き当たったときの受話側筐体３の位置も通話位置と同一位置である。したがって、この場合にも受話側筐体３は、通話位置に維持される。受話側筐体３がいずれかの係止位置に位置しているときには、受話側筐体３が通話位置を越えて開位置側へ回動可能である。したがって、受話側筐体３は、第２カム凹部７５の底面と球体７３とによって変換されたコイルばね６４に基づく回動付勢力により、通話位置を越えて開位置側へ回動させられる。受話側筐体３が通話位置を若干越えて開位置側へ回動すると、球体７３が第２回動軸線Ｌ２を中心とする周方向における第２カム凹部７５の中央部に嵌り込む。これにより、受話側筐体３が所定の大きさの力でクリック感をもって停止させられる。

第３カム凹部７６は、受話側筐体３が開位置とそこから閉位置側へ所定角度（例えば１０°）だけ離れた位置との間に位置しているときに、球体７３が第３カム凹部７６の一端部に入り込み、球体７３が第３カム凹部７６の傾斜した底面に突き当たるように配置されている。球体７３及び第３カム凹部７６の傾斜した底面は、互いに突き当たることにより、コイルばね６４の付勢力を回動付勢に変換する。この回動付勢力により、第１連結部材１３及び受話側筐体３が閉位置から開位置に向かう方向へ回動させられる。受話側筐体３は、その背面３ｂが送話側筐体２の前面２ａに突き当たるまで、つまり開位置まで回動させられる。そして、開位置に維持される。

第１カム凹部７４と第２カム凹部７５とが第２回動軸線Ｌ２を中心とする円周の径方向に離れているので、球体７３は、第１カム凹部７４と第２カム凹部７５との間を移動するときには、第２回動軸線Ｌ２を中心とする周方向へ移動するのみならず、径方向へも移動する。そこで、第１カム凹部７４と第２カム凹部７５との間には、渦巻き状に延びるガイド溝７７が形成されている。球体７３は、ガイド溝７７を通って第１カム凹部７４と第２カム凹部７５との間を移動する。第２カム凹部７５と第３カム凹部７６とは、同一円周上に配置され、しかも周方向に接近して配置されているので、それらの間にはガイド溝が形成されていない。しかし、第２、第３カム凹部７５，７６間にもガイド溝を形成してもよい。

上記構成の二軸ヒンジ装置１０においては、一つのコイルばね６４が第１クリック機構６０と第２クリック機構７０とに共通して用いられているので、第１、第２クリック機構６０，７０にそれぞれコイルばねを設けた場合に比してコイルばねを減らすことができる。よって、二軸ヒンジ装置１０の製造費を低減することができる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、可動部材７１に球体７３が設けられ、第１連結部材１３に第１、第２、第３カム凹部７４，７５，７６が設けられているが、可動部材７１に第１、第２、第３カム凹部を設け、第１連結部材１３に球体を設けてもよい。また、球体７３に代えて可動部材７１に半球状その他の形状の突起を一体に設けてもよい。
また、この実施の形態のように、第１連結部材１３に第１、第２、第３カム凹部７４，７５，７６を設ける場合には、球体７３を回動部材１２に直接に、それも第２回動軸線Ｌ２方向へ移動可能に、かつ第２回動軸線Ｌを中心とする周方向へ回動不能に設けてもよい。その場合には、球体７３が第２可動部材となる。

この発明に係る二軸ヒンジ装置は、携帯電話機の送話部と受話部とを回動可能に連結したり、携帯式のゲーム機の本体部と表示部とを回動可能に連結するためのヒンジとして利用することができる。

Claims

主軸部を有するヒンジ本体と、連結孔を有し、この連結孔に上記主軸部が回動可能に嵌合することにより、上記ヒンジ本体に第１回動軸線を中心として回動可能に連結された回動部材と、この回動部材の一側部に上記第１回動軸線とのなす角が直角である第２回動軸線を中心として回動可能に設けられた連結部材と、上記ヒンジ本体と上記回動部材との間に設けられた第１クリック機構と、上記回動部材と上記連結部材との間に設けられた第２クリック機構とを備えた二軸ヒンジ装置において、
上記第１クリック機構が、上記連結孔の内部にその内周面から出没するよう、上記回動部材の一側部に上記第２回動軸線に沿って移動可能に設けられた第１可動部材と、上記主軸部の外周面に形成され、上記回動部材の回動に伴って上記第１可動部材が係脱可能に係合する係合部とを有し、
上記第２クリック機構が、上記連結部材と上記第１可動部材との間に配置され、上記回動部材に上記第２回動軸線方向へ移動可能に、かつ回動不能に設けられた第２可動部材と、上記連結部材と上記第２可動部材との上記第２回動軸線方向において互いに対向する対向面の一方に設けられた係合突出部と、他方の対向面に設けられ、上記連結部材の回動に伴って上記係合突出部が係脱可能に係合する係合凹部とを有し、
上記第１可動部材と上記第２可動部材との間に付勢手段が配置され、この付勢手段が、上記第１可動部材を上記主軸部の外周面に押し付けるとともに、上記第２可動部材を上記連結部材側へ付勢して上記係合突出部と上記他方の対向面とを互いに押し付ける付勢手段として上記第１、第２クリック機構に共用されていることを特徴とする二軸ヒンジ装置。