JP4731539B2 - ヒンジ機構 - Google Patents

Description

この発明は、携帯電話、ノート型パソコン、電子手帳、ＤＶＤモニター、リモコン、ゲーム機といった２つの筐体をもつ小型電子機器等で、２つの筐体を連結して、互いに直交して配置された第１の軸と第２の軸との内から選択された一方の軸の回りにだけ回動させる動作制限を伴って２つの展開状態を採るヒンジ機構に関する。

一般に、ビデオカメラ本体（以下、ＶＴＲ部と記す）とは別の筐体としてモニター画面部を備えたビデオカメラが市販されている。このようなビデオカメラでは、ＶＴＲ部とモニター画面部とを２軸ヒンジ装置で接続した構成とし、先ず、モニター画面部を２軸ヒンジ装置の第１の回転軸を中心にＶＴＲ部に対して水平に回動させてＶＴＲ部に垂直な位置まで開き、次に、その開いた状態において、２軸ヒンジ装置の第２の回転軸を中心にモニター画面部を回転可能としている。

このような２軸ヒンジ装置を備えたビデオカメラでは、２軸ヒンジ装置の２つの回転軸を同時に回転させた場合に、ＶＴＲ部の筐体とモニター画面部の筐体の角部が衝突し、いずれかの筐体に損傷を与えてしまう可能性がある。

そこで、このようなビデオカメラでは、ＶＴＲ部とモニター画面部とを、回転規制機能付の２軸ヒンジ装置で構成している。これにより、ＶＴＲ部に対してモニター画面部を直角に開いたときに初めて、モニター画面部の回転が可能となり、ＶＴＲ部とモニター画面部とが衝突して損傷するのを防止できる。

このような、従来の回転規制機能付２軸ヒンジ装置の構成としては、次のようなものが提案されている。
即ち、第１の回転軸と第２の回転軸の、それぞれの軸部を一部切り欠き凹部を形成し、第１の回転軸と第２の回転軸を凹部の位置で直交させ、直交部を保持部材で回転可能に支持している。このとき、直交部における第１の回転軸の軸線と第２の回転軸の軸線との距離は、第１の回転軸の凹部を第２の回転軸に対向させた位置において、第２の回転軸が回転可能とされ、かつ、第２の回転軸の凹部を第１の回転軸に対向させた位置において第１の回転軸の凹部以外の部位と対向した場合には、第２の回転軸は凹部の端部が第１の回転軸に当り回転不能な距離とされている。
更に、第２の回転軸の凹部を第１の回転軸に対向させた位置において、第１の回転軸が回転可能とされ、かつ、第１の回転軸の凹部を第２の回転軸に対向させた位置において第２の回転軸の凹部以外の部位と対向した場合には、第１の回転軸は凹部の端部が第２の回転軸に当り回転不能な距離とされている。
これにより、第１の回転軸と第２の回転軸との両方を、同時に回転することはできない（例えば、特許文献１参照）。

上述のような、従来のビデオカメラに用いられる回転規制機能付２軸ヒンジ装置では、第１の回転軸の中間の軸径部と第２の回転軸の中間の軸径部とにそれぞれ凹部を切欠して形成する必要があるので、第１の回転軸と第２の回転軸の軸方向のいずれも、長さを短くすることは困難である。また、第１の回転軸と第２の回転軸との間隔を大きくするには、第１の回転軸の軸径と第２の回転軸の軸径のいずれをも大きくしなければならない。
これらから、従来の回転規制機能付２軸ヒンジ装置を小型化することは困難である。
一方、２つ折り型の携帯電話機では、プッシュボタンが設置された第１筐体と、画像を写す液晶モニターが組み込まれた第２筐体とを連結する、回転規制機能付２軸ヒンジ装置の小型化が望まれている。

さらに、最近の２つ折り型の携帯電話機では、１つのヒンジ装置で、プッシュボタンが設置された第１筐体と画像を写す液晶モニターが組み込まれた第２筐体とを、例えば、第２筐体を、第１の回転軸の回りに回動させて第１筐体の縦方向に配置させる展開方向と、第２筐体を第２の回転軸の回りに回動させて第１筐体の横方向に配置させる展開方向と、の２つの方向の展開を可能にしたいという要望がある。

しかし、従来のビデオカメラに用いられている回転規制機能付２軸ヒンジ装置をそのまま用いた場合には、モニター画面部を閉じた状態から、第１の回転軸で回転させた縦方向の展開は可能であるが、第２の回転軸で回転させて横方向に展開することはできない。

特許第３４９６４４５号

本発明は、上述した点に鑑み、２つの筐体を、直交して配置された第１の回転軸と第２の回転軸に連結し、選択されたいずれの方向にも展開可能とするヒンジ機構を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、一方の筐体に取り付けられ、端部に開閉制限用突起部が設けられた動作規制用開閉軸部材と、他方の筐体に取り付けられ、端部に回転制限用突起部を設けた動作規制用回転軸部材と、前記動作規制用開閉軸部材を回動自在に支持する開閉軸用保持部と、前記開閉軸用保持部と直交して配置され、前記動作規制用開閉軸部材に直交させて前記動作規制用回転軸部材を回動自由に支持すると共に、前記開閉制限用突起部と前記回転制限用突起部を直接接触可能に対向させる回転軸用保持部と、を備えたヒンジハウジングと、前記開閉制限用突起部に形成した円弧状の開閉規制用外周面部と、前記外周面部の一部を切欠いて面状とした制止端面と、前記回転制限用突起部に形成した円弧状の回転規制用外周面部と、前記回転規制用外周面部の一部を切欠いて段差とした制止端部と、を有し、前記制止端面と前記制止端部が対向している状態では、前記動作規制用開閉軸部材及び前記動作規制用回転軸部材を回動自在とし、前記回転規制用外周面部が前記制止端面と対向している状態では、前記制止端面が前記回転規制用外周面部に当って前記動作規制用開閉軸部材の回動を制止し、前記開閉規制用外周面部が前記制止端部と対向している状態では、前記制止端部が前記開閉規制用外周面部に当って前記動作規制用回転軸部材の回動を制止するように、前記開閉軸用保持部と前記回転軸用保持部の間隔を設定したことを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、動作規制用開閉軸部材に設けられた開閉制限用突起部の制止端面と、動作規制用回転軸部材に設けられた回転制限用突起部の制止端部が対向している状態では、動作規制用開閉軸部材及び前記動作規制用回転軸部材は回動自在となっている。

つまり、一方の筐体と他方の筐体が閉じた状態から、一方の筐体を動作規制用開閉軸部材及び前記動作規制用回転軸部材の回りに展開可能となっている。このため、一方の筐体を横開き、縦開きにすることが出来る。

また、開閉制限用突起部の制止端面と回転制限用突起部の回転規制用外周面部が対向している状態では、制止端面が回転規制用外周面部に当って動作規制用開閉軸部材の回動を制止する。このため、一方の筐体を横開きしているときは、動作規制用開閉軸部材の回りに展開できないので、一方の筐体と他方の筐体がぶつからない。

さらに、開閉規制用外周面部が制止端部と対向している状態では、制止端部が開閉規制用外周面部に当って動作規制用回転軸部材の回動を制止する。
このため、一方の筐体を縦開きしているときは、動作規制用回転軸部材の回りに展開できないので、他方の筐体と一方の筐体がぶつからない。

請求項２に記載の発明は、前記開閉制限用突起部の軸方向の長さを前記回転制限用突起部の軸方向の長さの約半分としたことを特徴としている。
請求項２に記載の発明では、開閉制限用突起部の軸方向の長さを回転制限用突起部の軸方向の長さの約半分とすることで、小型化でき、ヒンジ機構全体のデザインを向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、前記動作規制用開閉軸部材に設けられたロック突部と、前記開閉軸用保持部に形成され、前記制止端部と前記開閉規制用外周面部による制止を越えて前記動作規制用開閉軸部材が回動したとき、ロック突部が当たって前記動作規制用開閉軸部材の回動範囲を制限する制止面部と、有することを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、制止端部と開閉規制用外周面部による制止を越えて動作規制用開閉軸部材が回動したときには、ロック突部が制止面部に当たって動作規制用開閉軸部材の回動範囲を制限するので、所定の角度以上に筐体が開放されない。

請求項４に記載の発明は、前記動作規制用回転軸部材に設けられたロック突部と、前記回転軸用保持部に形成され、前記制止端面と前記回転規制用外周面部による制止を越えて前記動作規制用回転軸部材が回動したとき、ロック突部が当たって前記動作規制用回転軸部材の回動範囲を制限する制止面部と、有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、制止端面と回転規制用外周面部による制止を越えて動作規制用回転軸部材が回動したとき、ロック突部が制止面部に当たって動作規制用回転軸部材の回動範囲を制限するので、所定の角度以上に筐体が開放されない。

請求項５に記載の発明は、前記動作規制用開閉軸部材に固着したホルダ部材に前記一方の筐体に固定した取り付け部材を結合したことを特徴としている。
請求項５に記載の発明では、ホルダ部材を介して一方の筐体の取り付け部材に動作規制用開閉軸部材を取付けるたけで、組み付けが簡単にできる。

請求項６に記載の発明は、前記動作規制用回転軸部材を前記他方の筐体に配置した取り付け部材に結合したことを特徴としている。
請求項６に記載の発明では、他方の筐体に配置した取り付け部材に動作規制用回転軸部材を取付けるだけで組み付けが簡単にできる。

本発明のヒンジ機構によれば、２つの筐体を、直交して配置された第１の軸と第２の軸に連結し、選択されたいずれの軸の回りにも展開させることができる。

以下、本発明のヒンジ機構について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
図１〜図４はヒンジ機構の全体斜視図である。１はヒンジハウジングで、互いに交差する状態（ここでは直交する状態）に回転中心軸が配置されるように、開閉軸部２と回転軸部３とをそれぞれ装着してヒンジ機構が構成されている。

図９及び図１０に示すように、このヒンジ機構におけるヒンジハウジング１は、開閉軸部２の端部と回転軸部３の端部とを直角に交差（直角以外の角度で交差するように構成してもよい）させて向かい合わせ、回動可能に支持できるように金属材料で構成されている。

このためヒンジハウジング１は、回転軸部３を支持するための筒状の軸孔を形成した回転軸用保持部４と、回転軸用保持部４の端部には、開閉軸部２を支持するための筒状の軸孔を形成した開閉軸用保持部５の端部が直交する状態で一体化されており、全体が略Ｌ字状に構成されている。

即ち、回転軸用保持部４の軸孔の内部に挿入されて支持される回転軸部３の軸線と、開閉軸用保持部５の軸孔の内部に挿入されて支持される開閉軸部２の軸線とが平面視で直交している。
この、回転軸用保持部４と開閉軸用保持部５が直交する位置では、お互いの筒状の部分が切り欠かれ、この切り欠かかれた部分同士を重ねて、直交部が形成されている。
これにより、回転軸部３の軸線と開閉軸部２の軸線が直交する位置におけるヒンジハウジング１の高さは、切り欠き部を設けずに、外形寸法をそれぞれ合計したと仮定した時の高さの約半分となり、小型化が図られている。

小型化された量を体積換算すると、お互いの筒状の部分を切り欠いて、切り欠き部を重ねた場合には、回転軸用保持部４と開閉軸用保持部５を、切り欠き部を形成せずに外形寸法のまま直交させた場合に比べ、ヒンジハウジング１の全体の体積の約４分の１に相当する体積の削減となる。
更に、開閉軸用保持部５の先端部に制止面部６を形成することで、開閉軸用保持部５の角部がそのまま出っ張ることも避けることができる。

開閉軸用保持部５の軸孔の両端の開口部には、開閉軸部２の回動範囲を制限するための制止面部６、７が形成されている。さらに、開閉軸用保持部５の軸孔内部には、開閉軸部２を軸方向に回転可能に支持する摺接支持面部８が形成されている。
また、回転軸用保持部４の中心線と開閉軸用保持部５の中心線が直交する位置には、第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９を支持する凹部１１１が形成されており、凹部１１１の底面には、小型頭部４９と、第２の回転動作範囲制限用の頭部３１とを直接接触可能に対向させる、開口部９が設けられている。

ヒンジハウジング１には、回転軸用保持部４の軸孔の両端の開口部には、回転軸部３の回動範囲を制限するための制止面部１０、１１が形成されている。さらに、回転軸用保持部４の軸孔内部には、図示していないが開閉軸用保持部５の摺接支持面部８と同様に、回転軸部３を軸方向に回転可能に支持するための、摺接支持面部が形成されている。

図９に示すように、ヒンジハウジング１の回転軸用保持部４に装着する回転軸部３は、動作規制用回転軸部材１２に対して、第１摺動板１３、第２摺動板１５、第１圧縮コイルばね１６、第１固定カム１７、第１回転カム１８、第１固定板１９、第１ホルダ部材２０及び第１ロック板３３を装着した構成である。

図１０に示すように、ヒンジハウジング１の開閉軸用保持部５に装着する開閉軸部２は、動作規制用開閉軸部材２１に対して、第３摺動板２２、第４摺動板２４、第２圧縮コイルばね２５、第２固定カム２６、第２回転カム２７、第２固定板２８、第２ホルダ部材２９及び第２ロック板３４を装着した構成である。

図９に示すように、動作規制用回転軸部材１２は、断面長円形の軸部材の先端部に第２の回転動作範囲制限用の頭部３１が一体的に形成されている。

動作規制用回転軸部材１２の第２の回転動作範囲制限用の頭部３１は、円柱形に形成された第２の規制用の外周面部３１Ａと、この第２の規制用の外周面部３１Ａの所定部分を回転軸部３の軸線と平行な方向に切断した逃げ凹部３２Ａと、逃げ凹部３２Ａの終端から断面Ｌ字形に切欠して形成された制止端部３２とを有している。

即ち、頭部３１は、外周面部３１Ａの一部を切り欠いて段差とした制止端部３２を有する。
なお、後述するように、頭部３１に設けられた逃げ凹部３２Ａは、小型頭部４９の逃げ部として利用され、頭部３１に設けられた制止端部３２は、小型頭部４９の制止部として利用される。このため、逃げ凹部３２Ａは、平面状の断面に限定されず凹部等の形状で形成しても良い。

また、頭部３１の先端から延出した部分には、第１ロック板３３が取り付けられている。この第１ロック板３３は、長円形の外周部の一部から、ロック突部３５が突設して設けられている。この第１ロック板３３は、その中央部に開口された長円形の開口部に、動作規制用回転軸部材１２の第２の回転動作範囲制限用の頭部３１から延出した先端部が挿入される。

このように構成した動作規制用回転軸部材１２は、その先端部に第１ロック板３３を取り付け、第１摺動板１３を動作規制用回転軸部材１２の軸部材部分を通して頭部３１の側面に当接させ、動作規制用回転軸部材１２を回転軸用保持部４の軸孔内へ挿入する。このとき、頭部３１を開口部９に位置させる。

この状態でヒンジハウジング１の回転軸用保持部４から延出した動作規制用回転軸部材１２の軸部材部分には、ステンレス製の第２摺動板１５を摺動自在に挿入する。

さらに、ヒンジハウジング１の回転軸用保持部４から延出した動作規制用回転軸部材１２の軸部材部分には、第２摺動板１５に続けて、第１圧縮コイルばね１６が挿入される。さらに、２組の動作制限手段としての第１固定カム１７、第１回転カム１８及び第１固定板１９が相互に摺接可能に挿入される。

第１固定カム１７には、動作規制用回転軸部材１２の断面長円形の軸部材が、摺動自在でかつ回動不能に挿入される軸孔３８が穿設されている。
また、第１回転カム１８には、動作規制用回転軸部材１２の断面長円形の軸部材が回動自由に挿入される軸孔３９が穿設されている。この第１回転カム１８には、径方向に向けて外周からそれぞれ延出する、取り付け用突片部４０が突設されている。
さらに、第１固定板１９には、動作規制用回転軸部材１２の断面長円形の軸部材が、摺動自在でかつ回動不能に挿入される軸孔４１が穿設されている。

回転軸部３では、２組の動作制限手段を構成するため、ヒンジハウジング１の回転軸用保持部４から延出した動作規制用回転軸部材１２の軸部材部分に、第１圧縮コイルばね１６に続けて第１固定カム１７を、動作規制用回転軸部材１２と一体的に回動するよう挿入する。

第１回転カム１８には、その軸孔３９に動作規制用回転軸部材１２の軸部材部分を挿入すると共に、２つの取り付け用突片部４０を、回転軸用保持部４の軸孔開口部に設けた各係止用凹部４２に嵌合させ、回転軸用保持部４に対して回転しないように設置する。

第１固定板１９は、長円形の貫通孔４１に動作規制用回転軸部材１２の軸部材部分を挿入し、回転軸部３と一体的に回動する。

第１固定カム１７と第１回転カム１８との摺接面には、それぞれ回転軸方向に対して突出するカム面（凹凸部）を形成し、形成されたカム面において、第１固定カム１７と第１回転カム１８が相対的に１７０度回転したときにそれぞれのカム面（凹凸部）が嵌まって制止する動作を行うよう構成されている。

さらに、第１回転カム１８と第１固定板１９との摺接面には、回転軸方向に対して突出するカム面（凹凸部）が形成されている。この、カム面において、第１回転カム１８と第１固定板１９とが相対的に１３５度回転したときに、相互のカム面（凹凸部）が嵌まって、仮留めのために制止するクリック動作が行なわれる。

このように回転軸部３に２組の動作制限手段を構成した結果、所定の閉状態の基準位置からヒンジハウジング１と動作規制用回転軸部材１２とが相対的に回転を始め、１３５度回動したときに仮留めされて一旦制止され、さらに相対的に回転させて１７０度回動したときに所定の開状態となり制止される。なお、開状態から閉状態へ移行する場合には、上述と逆の動作が行なわれる。

回転軸用保持部４から延出した動作規制用回転軸部材１２の軸部材部分には、第１固定板１９の次に第１ホルダ部材２０を取り付ける。この第１ホルダ部材２０には、動作規制用回転軸部材１２における断面長円形の軸部材の自由端部が挿入される貫通孔４３が設けされている。

第１ホルダ部材２０の貫通孔４３には、第１圧縮コイルばね１６を圧縮させながら、動作規制用回転軸部材１２の軸部材先端部を挿入し、所定位置まで挿入した状態で軸部材先端部をカシメ（リベット止め）等で固定する。
この第１ホルダ部材２０は、小型電子機器等（ここでは携帯電話機）を構成し、２つ折りとされる２つの筐体（プッシュボタンを配置した筐体６２とＬＣＤモニターを配置した筐体６３）の、いずれか一方に取り付けられる（図２参照）。

このように構成した回転軸部３では、第１圧縮コイルばね１６の付勢力により、動作規制用回転軸部材１２の回転制限用突起部３１が、第１摺動板１３を介してヒンジハウジング１の軸孔内に設けた摺接支持面部（図示せず）に圧接されるので、ヒンジハウジング１に対する動作規制用回転軸部材１２の取り付け状態を適切に保持できる。

これと共に、この回転軸部３では、圧縮コイルばね１６の付勢力で第１固定カム１７と第１回転カム１８とのカム面が圧接された状態を保つことができるので、カム面（凹凸部）が嵌まって制止する動作が確実に行える。
また、第１回転カム１８と第１固定板１９とのカム面も圧接された状態を保つことができるので、カム面（凹凸部）が嵌まって仮留めするように制止するクリック動作が確実に行える。

また、このように構成した回転軸部３では、動作規制用回転軸部材１２が、第１固定カム１７と第１回転カム１８とによって、閉状態の基準位置から所定の開状態の位置である１７０度回動した位置で制止される。
さらに、動作規制用回転軸部材１２に設置した第１ロック板３３に設けたロック突部３５が、所定の開状態の位置以上に開けようとした場合に、ヒンジハウジング１に設けられた２つの制止面部１０に当り制止される構成とされており、動作規制用回転軸部材１２の所定の開状態以上の回動動作が制限される。
また、第１ホルダ部材２０の回転動作範囲制限用に、第１回転カムの外周に設けられた取付用突片部４０が、回転軸用保持部４の２つの制止面部４２で回動動作が制限される。
これらの作用で、動作規制用回転軸部材１２により大きな回動負荷が加わった場合でも、確実に動作規制用回転軸部材１２が過剰に回動することを防止できる。

図１０に示すように、ヒンジハウジング１の開閉軸用保持部５に装着する開閉軸用の回転系を構成する開閉軸部２の動作規制用開閉軸部材２１は、断面長円形の軸部材の先端部に第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９が一体的に形成されている。

小型頭部４９は、円柱形に形成された第１の規制用の外周面部４９Ａと、外周面部４９Ａの外周部分の一部を開閉軸部２の軸線に平行な平面で切断して形成された制止端面５０とを有している。

即ち、小型頭部４９は断面視がＤ字形に形成され、小型頭部４９の開閉軸部２の軸線方向の長さは、頭部３１の回転軸部３の軸線方向の長さの約半分で形成されている。これにより、小型化が図られている。

動作規制用開閉軸部材２１に設けられた小型頭部４９の側面から延出した軸部２１Ｅには、第２ロック板３４が取り付けられている。

第２ロック板３４は、長円形に形成された外周部の一部から、ロック用の凸部であるロック突部５１が突設されている。この第２ロック板３４は、中央部に設けられた長円形の開口部に、小型頭部４９から延出された軸部２１Ｅを挿入して固定する。

動作規制用開閉軸部材２１の、第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９と反対側の端部には、固定用の貫通孔５２が設けられている。

動作規制用開閉軸部材２１の軸部材部分には、第３摺動板２２が挿入され、第３摺動板２２を小型頭部４９の端面４８に当接させた状態で開閉軸用保持部５の軸孔内へ挿入する。このとき、小型頭部４９を開口部９に位置させる。

この状態で凹部１１１から延出した動作規制用開閉軸部材２１の軸部材部分には、ステンレス製の第４摺動板２４を挿入して、ヒンジハウジング１の軸孔内部の摺接支持面部８と当接させる。

さらに、ヒンジハウジング１の開閉軸用保持部５から延出した動作規制用開閉軸部材２１の軸部材部分には、第４摺動板２４に続けて第２圧縮コイルばね２５を挿入し、続いて動作制限手段としての第２固定カム２６及び第２回転カム２７を、隣接する側面が相互に摺接するように挿入する。

この第２固定カム２６には、動作規制用開閉軸部材２１の断面長円形の軸部材が、軸方向の摺動は自在で、かつ回動不能に挿入される軸孔５３が穿設されている。
また、第２回転カム２７には、動作規制用開閉軸部材２１の断面長円形の軸部材が回動自由に挿入される軸孔５４が穿設されている。この第２回転カム２７には、径方向に沿って外周から凸設された取り付け用突片部５５が設けられている。

開閉軸部２には、動作制限手段を構成するため、ヒンジハウジング１の開閉軸用保持部５から延出した動作規制用開閉軸部材２１の軸部材部分に、第２圧縮コイルばね２５に続けて第２固定カム２６が、動作規制用開閉軸部材２１と一体的に回動するよう挿入されている。

第２回転カム２７は、軸孔５４に動作規制用開閉軸部材２１の軸部材部分を挿入すると共に、外周に設けられた２つの取り付け用突片部５５を、開閉軸用保持部５の軸孔開口部に設けられた２つの係止用凹部５６に嵌合させる。これにより、回転カム２７の回転が開閉軸用保持部５により制限される。

第２固定カム２６と第２回転カム２７との摺接面には、回転軸方向に対して突出するカム面（凹凸部）が形成されている。第２固定カム２６と第２回転カム２７が相対的に１６０度回転したときに、カム面（凹凸部）が嵌まって回転が制止される。

このように開閉軸部２に動作制限手段を設けたことで、所定の閉状態の基準位置から開閉軸用保持部５と動作規制用開閉軸部材２１が、相対的に回転を開始して１６０度回動したときに所定の開状態となり、回動が制止される。なお、開状態から閉状態へ移行する場合には、上述と逆の動作が行なわれる。

ヒンジハウジング１の開閉軸用保持部５から延出した動作規制用開閉軸部材２１の軸部材部分には、動作制限手段を構成する第２回転カム２７の次に、長円形の開口部を有する第２固定板２８を挿入してから第２ホルダ部材２９を取り付ける。

この第２ホルダ部材２９には、動作規制用開閉軸部材２１における断面長円形の軸部材の自由端部が挿入される中空部５７が設けられている。
また、動作規制用開閉軸部材２１の固定用の貫通孔５２と連通させ、固定ピン６０で固定するための固定ピン用の貫通孔５９が、第２ホルダ部材２９の対応した位置に設けられている。

これにより、第２ホルダ部材２９は、中空部５７に動作規制用開閉軸部材２１の軸部材先端部を挿入しながら、開閉軸部２の軸方向に第２圧縮コイルばね２５を圧縮させ、動作規制用開閉軸部材２１の固定用の貫通孔５２と、固定ピン用の貫通孔５９を一致させ、固定ピン６０で動作規制用開閉軸部材２１を固定する。

第２ホルダ部材２９は、小型電子機器等（ここでは携帯電話機）を構成し、２つ折りとされる２つの筐体（プッシュボタンを配置した筐体６２、ＬＣＤモニターを配置した筐体６３）の、いずれか一方に取り付けられる（図２参照）。

例えば、第２ホルダ部材２９をＬＣＤモニターを配置した筐体６３に取付ける場合には、断面外形が長円形の第２ホルダ部材２９を、携帯電話機の筐体６３側の取り付け部材６１の嵌合穴６１Ａに挿入して、前述した固定ピン６０を利用して固定する。
これにより、携帯電話機筐体６３に第２ホルダ部材２９を取り付けることができる。
なお、この取り付け部材６１は、図示した形状に限定されるものではない。離間した複数の部品で構成し、動作規制用開閉軸部材２１の対応する各部所を保持しても良い。

開閉軸部２では、第２圧縮コイルばね２５の付勢力により、小型頭部４９の側面に形成された摺動台座部４８が第３摺動板２２を介してヒンジハウジング１の軸孔内に設けた摺接支持面部８に圧接されるので、ヒンジハウジング１に対する動作規制用開閉軸部材２１の取り付け状態を適切に保持することができる。

また、開閉軸部２では、第２圧縮コイルばね２５の付勢力で、第２固定カム２６と第２回転カム２７のそれぞれの側面に設けられたカム面（凹凸部）が圧接された状態を保つことができるので、カム面（凹凸部）が嵌まって回転を制止する動作が確実に行える。

これにより、開閉軸部２では、動作規制用開閉軸部材２１が、第２固定カム２６と第２回転カム２７とによって、所定の閉状態の基準位置から１６０度回動したときに、それ以上の回動が制止される。
更に、第２ロック板３４の外周から凸設されたロック突部５１が、ヒンジハウジング１の２つの制止面部６に当り、開閉軸部２の回動動作が制限される。
また、ホルダ部材２９の回転動作範囲制限用に設けられた突片部５５が、ヒンジハウジング１の２つの制止面部７で制止されることで回動動作が制限される。
これらにより、動作規制用開閉軸部材２１に大きな回動負荷が加わった場合でも、確実に動作規制用開閉軸部材２１が過剰に回動することを防止できる。

このヒンジ機構では、ヒンジハウジング１に装着した小型頭部４９と、回転軸部３の第２の回転動作範囲制限用の頭部３１が、開口部９を通して、図５〜図８に示すように、直接接触可能に対向している。

また、前述したように小型頭部４９の開閉軸部の軸線方向の長さは、第２の回転動作範囲制限用の頭部３１の回転軸部の軸線方向の長さの約半分に形成されており、小型頭部４９の最大直径は、頭部３１の最大直径とほぼ同等に形成されている。

さらに、開閉軸部２の回転軸の軸線と回転軸部３の回転軸の軸線との間の距離は、第２の規制用の外周面部３１Ａの半径と第１の規制用の外周面部４９Ａの半径とを足した距離より小さい値に設定されている。

これと共に、開閉軸部２の回転軸の軸線と回転軸部３の回転軸の軸線との間の距離を、開閉軸部２の回転軸から制止端面５０までの距離に第２の規制用の外周面部３１Ａの半径を足した距離以上で、かつ第２の規制用の外周面部３１Ａの半径と第１の規制用の外周面部４９Ａの半径とを足した距離から制止端部３２の回転軸に対する径方向の距離を引いた距離以上に設定する。

なお、ヒンジ機構では、携帯電話の一方の筐体６２と他方の筐体６３とが閉じられて開閉軸部２と回転軸部３とが所定の閉状態の基準位置にあるとき、図６に示すように、開閉軸部２の制止端面５０と回転軸部３の逃げ凹部３２Ａとが対向し、制止端部３２が制止端面５０から先端側へ離脱する状態に設定する。

この図６に示すヒンジ機構が閉状態の基準位置にある状態では、開閉軸部２の第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９が回転軸部３の逃げ凹部３２Ａに対向しているので、開閉軸部２が回動自由な状態である。
また、回転軸部３の第２の回転動作範囲制限用の頭部３１が開閉軸部２の制止端面５０に対向しているので、回転軸部３が回動自由な状態である。

すなわち、図１、図５及び図６に示すヒンジ機構が閉状態の基準位置にある状態では、ヒンジハウジング１に対して開閉軸部２と回転軸部３とが、共に回動可能な状態となっている。

よって、このヒンジ機構を用いて２つの筐体６２、６３を接続した２つ折り型の携帯電話機では、図２に示す閉状態から、図３に示すいわゆる縦方向の開状態又は図４に示すいわゆる横方向の開状態のいずれかを、任意に選ぶことができる。

このヒンジ機構を備えた２つ折り型の携帯電話機で、図２に示す閉状態から図３に示す縦方向の開状態に開く動作を行う場合には、使用者が一方の（例えばプッシュボタンを配置した筐体）筐体６２を持って、他方の（例えばＬＣＤモニターを配置した筐体）筐体６３を縦方向に持ち上げる操作により、ヒンジ機構の開閉軸部２を中心にして、一方の筐体６２と他方の筐体６３とを縦方向の開状態に開くことができる。

この動作では、図２及び図６に示すヒンジ機構の閉状態から、開閉軸部２が回動することにより、図７に示すように第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９が回動して第１の規制用の外周面部４９Ａが、回転軸部３の第２の回転動作範囲制限用の頭部３１における逃げ凹部３２Ａの部分に入り込む。

この状態で開閉軸部２は、逃げ凹部３２Ａに入った第１の規制用の外周面部４９Ａが円弧であるため、回動自由となる。

開閉軸部２は、動作制限手段としての固定カム２６及び回転カム２７により、閉状態から１６０度回転して制止されるまでの範囲を、縦方向に開くことができる。なお、開閉軸部２は、開状態と閉状態との回動範囲から外れて過剰に回動することがないよう、ロック板３４のロック突部５１が制止面部６に当たって制止されると共に、ホルダ部材２９のロック突部５５が制止面部７に当たって制止する。

また、筐体６２と筐体６３を縦方向に開いた状態では、回転軸部３が横方向の開状態に開くよう回動しようとしても、制止端部３２が開閉軸部２の小型頭部４９の先端面４９Ｂに線接触の状態で当たって負荷を分散しており、安定した状態で回動を制止する。
また、制止端部３２が開閉軸部２の第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９の先端面４９Ｂに当たる方向が、動作規制用開閉軸部材２１の回転軸の方向であるので、制止端部３２が第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９を押圧する力が摺接支持面部８によって支持されているため、動作規制用開閉軸部材２１を変形させることがない。

すなわち、制止端部３２が、小型頭部４９の端面に線接触の状態で当たる場合には、点接触で当たる場合と比較して応力集中を回避して接触部に傷が付くことを防止できると共に、点接触で当たる部所に凹みがある等の加工形状の誤差によって制止位置に誤差を生じる確率を、線接触で当たるようにすることにより凹みがある等の加工形状の誤差を平均化して制止位置に誤差を生じる確率を低下させることができる。

なお、回転軸部３の回動を制止するため、動作規制用開閉軸部材２１の第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９を回転軸に直交する方向に押圧するよう構成した場合には、動作規制用開閉軸部材２１が回転軸に対して曲がるように変形するので、これを防止するため、ヒンジハウジング１の剛性を高め、軸受穴の加工精度を高めなければならなくなり、ヒンジハウジング１が高価となる。

さらに、この携帯電話機では、回転軸部３が横方向の開状態に開くのと反対側に回動しようとする負荷が加わると、第１の規制用の外周面部４９Ａに逃げ凹部３２Ａが当たって回動を制止する。
この携帯電話では、縦方向の開状態から閉状態に戻す場合には、上述の動作と逆の動作を行う。

次に、携帯電話機を閉状態から横方向の開状態に開く場合について説明する。
この横方向の開状態に開く場合には、使用者が一方の（例えばプッシュボタンを配置した筐体）筐体６２を持って、他方の（例えばＬＣＤモニターを配置した筐体）筐体６３を横方向に広げる操作により、ヒンジ機構の回転軸部３を中心にして一方の筐体６２と他方の筐体６３とを横方向の開状態に開くことができる。

この動作では、図２及び図６に示すヒンジ機構の閉状態から、回転軸部３が回動することにより、図８に示すように、第２の回転動作範囲制限用の頭部３１が回動して第２の規制用の外周面部３１Ａが、開閉軸部２の第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９における制止端面５０が形成された凹部内に入り込む。

この状態で回転軸部３は、制止端面５０が形成された凹部内に入った第２の規制用の外周面部３１Ａが円弧であるため、回動自由となる。

よって、回転軸部３は、２組の動作制限手段としての第１固定カム１７、第１回転カム１８及び第１固定板１９の作用により、一方の筐体６２と他方の筐体６３とを横方向に１３５度回転したときに第１回転カム１８及び第１固定板１９における相互のカム面の凹凸が嵌まって仮留めされて制止するクリック動作を行う。

引き続き、回転軸部３は、一方の筐体６２と他方の筐体６３とを横方向の回転を進め、１７０度回動したときに第１固定カム１７と第１回転カム１８のカム面（凹凸部）同士が嵌まって所定の横方向の開状態で制止される。

なお、回転軸部３は、開状態と閉状態との回動範囲から外れて過剰に回動することがないよう、第１ロック板３３のロック突部３５が制止面部１０に当たって制止されると共に、第１ホルダ部材２０のロック突部４０が制止面部１１に当たって制止される。

また、筐体６２と筐体６３とを横方向の開状態に開く状態では、制止端面５０を形成した凹部内に入った第２の回転動作範囲制限用の頭部３１の第２の規制用の外周面部３１Ａが、制止端面５０近傍に隣接する状態となっているので、開閉軸部２が縦方向の開状態に開くよう回動しようとしても、制止端面５０が回転軸部３の第２の規制用の外周面部３１Ａに当たって回動が制止される。
なお、開閉軸部２が横方向の開状態に開くのと反対側に回動しようとする負荷が加わった場合でも、制止端面５０が回転軸部３の第２の規制用の外周面部３１Ａに当たって回動を制止する。

このヒンジ機構は、開閉軸部２の軸線方向の小型頭部４９の長さを、回転軸部３の軸線方向の頭部３１の軸線方向の長さの約半分の長さに形成して、小型化を図っている。

この小型頭部４９に形成した制止端面５０は、開閉軸部２の回転軸に直交する方向で第２の規制用の外周面部３１Ａに当接して回動を制限する。
これにより、小型頭部４９の小型化のため、制止端面５０における開閉軸部２の回転軸方向の幅を短く形成しても、開閉軸部２の回転軸に直交する方向の長さは短くならないので、開閉軸部２の回動を制止する作用に変わりがない。

なお、横方向の開状態から閉状態に戻す場合には、上述の動作と逆の動作を行う。
また、上述のヒンジ機構の構成は、縦方向の開状態に回動する軸を開閉軸部２とし、横方向の開状態に回動する軸を回転軸部３として構成したが、縦方向の開状態に回動する軸を回転軸部３とし、横方向の開状態に回動する軸を開閉軸部２とした構成でも良い。

さらに、この携帯電話機に装着するヒンジ機構では、開閉軸部２を所定の細い軸部材として形成した動作規制用開閉軸部材２１の頭部に携帯電話の筐体６２、６３の厚さ寸法に対応した大径の第１の回転動作範囲制限用の小型頭部４９を形成し、回転軸部３を所定の細い軸部材として形成した動作規制用回転軸部材１２の頭部に携帯電話機の筐体６２、６３の厚さ寸法に対応した大径の第２の回転動作範囲制限用の頭部３１を形成して構成する。

よって、開閉軸部２と回転軸部３との軸間距離を携帯電話機の筐体６２、６３の厚さ寸法に対応して任意に設定して構成することができると共に、動作規制用開閉軸部材２１と動作規制用回転軸部材１２とを必要な強度に対応した細い軸部材で構成して小型化を図ることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。

本発明の実施の形態に係るヒンジ機構の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を装着した２つ折り型の携帯電話機を、閉状態とした状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を装着した２つ折り型の携帯電話機を、縦方向に開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を装着した２つ折り型の携帯電話機を、横方向に開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を閉状態としたときの開閉軸部と回転軸部とを示す要部の斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を閉状態としたときの開閉軸部の回転動作範囲制限用の小型頭部と回転軸部の回転動作範囲制限用の頭部とを示す要部の拡大斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を縦方向の開状態とするときの開閉軸部の回転動作範囲制限用の小型頭部と回転軸部の回転動作範囲制限用の頭部とを示す要部の拡大斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構を横方向の開状態とするときの開閉軸部の回転動作範囲制限用の小型頭部と回転軸部の回転動作範囲制限用の頭部とを示す要部の拡大斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構におけるヒンジハウジングに装着する開閉軸部を取り出して示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るヒンジ機構におけるヒンジハウジングに装着する回転軸部を取り出して示す分解斜視図である。

符号の説明

１ ヒンジハウジング
２ 開閉軸部
３ 回転軸部
４ 回転軸用保持部
５ 開閉軸用保持部
６ 制止面部
７ 制止面部
８ 摺接支持面部
９ 開口部
１０ 制止面部
１１ 制止面部
１２ 動作規制用回転軸部材
２０ 第１取り付け部材（ホルダ部材）
２１ 動作規制用開閉軸部材
２９ 第２取り付け部材（ホルダ部材）
３１ 第２の回転動作範囲制限用の頭部（回転制限用突起部）
３１Ａ 第２の規制用の外周面部（回転規制用外周面部）
３２ 制止端部
３２Ａ 逃げ凹部
３３ 第１ロック板
３４ 第２ロック板
３５ ロック突部
４４ ロック突部
４７ 回転軸用保持部
４９ 第１の回転動作範囲制限用の小型頭部（開閉制限用突起部）
４９Ａ 第１の規制用の外周面部（開閉規制用外周面部）
５０ 制止端面
５１ ロック突部
５８ ロック突部
６１ 取り付け部材
６２ 筐体
６３ 筐体

Claims (6)

1. 一方の筐体に取り付けられ、端部に開閉制限用突起部が設けられた動作規制用開閉軸部材と、
   他方の筐体に取り付けられ、端部に回転制限用突起部を設けた動作規制用回転軸部材と、
   前記動作規制用開閉軸部材を回動自在に支持する開閉軸用保持部と、前記開閉軸用保持部と直交して配置され、前記動作規制用開閉軸部材に直交させて前記動作規制用回転軸部材を回動自由に支持すると共に、前記開閉制限用突起部と前記回転制限用突起部を直接接触可能に対向させる回転軸用保持部と、を備えたヒンジハウジングと、
   前記開閉制限用突起部に形成した円弧状の開閉規制用外周面部と、
   前記外周面部の一部を切欠いて面状とした制止端面と、
   前記回転制限用突起部に形成した円弧状の回転規制用外周面部と、
   前記回転規制用外周面部の一部を切欠いて段差とした制止端部と、
   を有し、
   前記制止端面と前記制止端部が対向している状態では、前記動作規制用開閉軸部材及び前記動作規制用回転軸部材を回動自在とし、
   前記回転規制用外周面部が前記制止端面と対向している状態では、前記制止端面が前記回転規制用外周面部に当って前記動作規制用開閉軸部材の回動を制止し、前記開閉規制用外周面部が前記制止端部と対向している状態では、前記制止端部が前記開閉規制用外周面部に当って前記動作規制用回転軸部材の回動を制止するように、前記開閉軸用保持部と前記回転軸用保持部の間隔を設定したことを特徴とするヒンジ機構。
2. 前記開閉制限用突起部の軸方向の長さを前記回転制限用突起部の軸方向の長さの約半分としたことを特徴とする請求項１に記載のヒンジ機構。
3. 前記動作規制用開閉軸部材に設けられたロック突部と、
   前記開閉軸用保持部に形成され、前記制止端部と前記開閉規制用外周面部による制止を越えて前記動作規制用開閉軸部材が回動したとき、ロック突部が当たって前記動作規制用開閉軸部材の回動範囲を制限する制止面部と、
   を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒンジ機構。
4. 前記動作規制用回転軸部材に設けられたロック突部と、
   前記回転軸用保持部に形成され、前記制止端面と前記回転規制用外周面部による制止を越えて前記動作規制用回転軸部材が回動したとき、ロック突部が当たって前記動作規制用回転軸部材の回動範囲を制限する制止面部と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のヒンジ機構。
5. 前記動作規制用開閉軸部材に固着したホルダ部材に前記一方の筐体に固定した取り付け部材を結合したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のヒンジ機構。
6. 前記動作規制用回転軸部材を前記他方の筐体に配置した取り付け部材に結合したことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のヒンジ機構。

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