JP4794734B2 - 2位置安定ヒンジ - Google Patents
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Description
(関連出願への引照)
本特許出願は、1997年12月9日付けで出願された米国仮特許出願番号60/067,989号の特権を請求する。
【0002】
(発明の背景)
本発明は、ヒンジ部材をデバイス(デバイス)ハウジングに廻動自在に結合するためのヒンジ組立体に関するものであり、特にはヒンジ部材をデバイスハウジングに対する開位置及び閉位置の一方において保持するための、位置(姿勢)保持可能な、自己固定乃至施錠式ヒンジ(枢着機構)に関する。
【0003】
ある種のヒンジ用途において、ヒンジ部材を開位置若しくは閉位置において維持することのできるヒンジを提供することが所望される。ヒンジ部材が開位置にあるとき、携帯通話デバイス(例えば、携帯電話及びPCS電話)のようなある種の用途においてそして特にクラムシェル(二枚開き)スタイルの電話において、ヒンジ部材が安定して所定位置に保持されることが所望される。そうした用途において、保管や持ち運びのためにヒンジがヒンジ部材をデバイスハウジングに対して閉位置に維持することもまた所望される。一般に、そうした用途において、開位置は一定の所定の角度に設定される。
【0004】
既知のデバイスにおいては、バネ偏倚部材がヒンジ部材とデバイスハウジングとの間に組み込まれ、初期の施錠力が手動的に解除された後或いは別の手動施錠部が外された後、ヒンジ部材を開位置に偏倚する。しかし、既知のヒンジ組立体は、ヒンジ部材とデバイスハウジングを使用してその場で組み立てられる多数の部片でもって提供される。この型式の既知ヒンジは、デバイスハウジング及びヒンジ部材に軸線方向の力を付与しそして製作費用が高くなる。この追加的な負荷は必要な負荷伝達行路を与えるに充分な寸法を有する、ある型式のデバイスの設計においては吸収され得るけれども、ますます一層小さな電話デバイスが追求されている携帯通話デバイスの分野においては、この型式のヒンジの使用は、デバイスハウジング及び/又はヒンジ部材におけるヒンジ取付け部の早期の疲労と構造的破損を招く危険がある。
【0005】
軸線方向負荷問題に対処するように設計されたまた別のヒンジにおいては、ヒンジ部材を開位置若しくは閉位置に保持することのできる予備組立ヒンジが設けられた。このヒンジは、軸線方向の力がデバイスハウジング若しくはヒンジ部材に付与されないように軸線方向バネ力と反作用する外側シェルを含んでいる。しかしながら、この構造はかさ高く、そしてデバイスハウジングとヒンジ部材との間に簡単な作製操作で組み付けることができない。追加的に、ヒンジ部材は、ヒンジの開閉力が同じであるから、開位置において安定して保持されない。開位置において、そこにヒンジを維持するように作用する、ヒンジへのバネ力はヒンジが閉位置にある場合より弱く、従ってヒンジ部材は開位置にある間動揺やガタつきを生じやすい。これは、ヒンジ並びにヒンジにより連繋されるデバイスハウジング及びヒンジ部材に対する早期の磨耗をもたらしやすい。
【0006】
本発明は、ヒンジ部材若しくはデバイスハウジングに軸線方向負荷を付与することなくデバイスハウジングに対して、第1位置、即ち開位置或いは第2位置即ち閉位置にヒンジ部材を保持することができ、それにより長い作動寿命(50、000サイクルを超える)をもたらす、比較的廉価な、予備組立された、自蔵式の2位置ヒンジを提供する。本発明のヒンジは、工具を使用することなくそして単に指の圧力でもってヒンジ部材及びデバイスハウジングに簡単にそして容易に連結することができ、最終製品の組立コストの低減をもたらす。追加的に、デバイスハウジングに対する開位置においてヒンジ部材の安定性をコントロールすることが所望されよう。ヒンジ部材、デバイスハウジング或いはヒンジそれ自体に構造的な損傷を与えることなく、ヒンジ部材の余分の廻動、即ち所定位置を超えての廻動を許容することもまた所望されよう。
【0007】
(発明の概要)
簡単に述べると、本発明は、ヒンジ部材をデバイスハウジングに対して枢動自在に連結しそしてヒンジ部材をデバイスハウジングに対して開位置及び閉位置の一方に維持しうるヒンジを提供する。ヒンジは、軸線とカム従節を具備する第1のヒンジ部品とを含む。第1ヒンジ部品は、ヒンジ部材及びデバイスハウジングの一方に連結されるようになっている。第1ヒンジ部品の軸線と整列しそしてそれを中心として廻動自在の第2ヒンジ部品が設けられる。第2ヒンジ部品はカム表面を有する。第1ヒンジ部品におけるカム従節がカム表面と接触する。カム表面は、第1の位置、即ちカム谷部と第2の位置、即ちカム山部とを有する。第2ヒンジ部品は、ヒンジ部材及びデバイスハウジングの他方に連結されるようになっている。カム従節をカム表面にバネ力でもって押し付けるバネが設けられる。第1及び第2ヒンジ部品は各々そこを貫通して形成された軸線方向穿孔を有している。軸線方向負荷支持用連結体が、これら軸線方向穿孔を貫通して第1及び第2ヒンジ部品を連結し、バネが発生する力を反作用により受け止める。ヒンジは、カム従節が第1の位置にあるとき、デバイスハウジングに対して開位置にヒンジ部材を保持するようになっている。
【0008】
また別の様相において、本発明は、ヒンジ部材をデバイスハウジングに対して枢動自在に連結しそしてヒンジ部材をデバイスハウジングに対して開位置及び閉位置の一方に維持しうるヒンジを提供する。ヒンジは、軸線とカム従節を具備する第1ヒンジ部品を含む。第1ヒンジ部品は、ヒンジ部材及びデバイスハウジングの一方に連結されるようになっている。第1ヒンジ部品の軸線と整列しそしてそれを中心として廻動自在の第2ヒンジ部品が設けられる。第2ヒンジ部品はカム表面を有する。第1ヒンジ部品におけるカム従節が、カム表面と接触する。カム表面は、第1の位置、即ちカム谷部と第2の位置、即ちカム山部とを有する。第2ヒンジ部品は、ヒンジ部材及びデバイスハウジングの他方に連結されるようになっている。カム従節をカム表面に軸線方向バネ力でもって押し付けるバネが設けられる。第1及び第2ヒンジ部品を連結する軸線方向負荷支持用連結体が設けられ、ここにバネ力が反作用により受け止められる。トルク要素が、第1及び第2ヒンジ部品間に配置される。トルク要素は、第1ヒンジ部品の第2ヒンジ部品に対する第1回転方向において、第1ヒンジ部品の第2ヒンジ部品に対する第2回転方向におけるよりも一層高い摩擦トルクを有するものとされ、これにより、トルク要素は、カム従節がカム谷部にあるときヒンジ部材を全体に安定な状態に維持しうる。
【0009】
また別の様相において、本発明は、ヒンジ部材をデバイスハウジングに組み付ける方法を提供する。本方法は、次の段階を含む:
第1ヒンジ部品と、第2ヒンジ部品と、バネと、軸方向穿孔と、軸線方向負荷支持用連結体と、を有するヒンジ部材をデバイスハウジングに組み付ける方法であって、
第1の外側形状を具備する第1のヒンジ部品と、第2の外側形状を具備する第2ヒンジ部品と、を含む予備組立ヒンジを提供する段階、
前記ヒンジ部材及びデバイスハウジングの一方に、ヒンジ軸線に沿って位置づけられそして前記第1ヒンジ部品の第1外側形状に対面状態で嵌合及び係合し得る第1穿孔を設ける段階、
前記ヒンジ部材及びデバイスハウジングの他方に、ヒンジ軸線に沿って位置づけられそして前記第2ヒンジ部品の第2外側形状に対面状態で嵌合及び係合し得る第2穿孔にして、第1ヒンジ部品を貫通させ得るに十分な寸法を有する第2穿孔を設ける段階、
前記第1及び第2穿孔が軸線方向に整合する状態下に前記ヒンジ部材とデバイスハウジングとを整列させる段階、
前記第1ヒンジ部品を、前記デバイスハウジングの外部から内方へと前記第2穿孔を通して前記第1穿孔内へと挿入して、前記第1ヒンジ部品の第1外側形状を第1穿孔に係合させ、第2ヒンジ部品の第2外側形状を第2穿孔に係合させる段階。
【0010】
また別の様相において、本発明はヒンジ組立方法を提供する。本方法は次の段階を含む:
ヘッドを含む第1端と、第1直径を有する第2端と、を具備するピンを提供する段階、
カム従節を含み且つ第1軸線方向穿孔を貫通状態で形成した第1ヒンジ部品をピン周囲に置く段階、
第2ヒンジ部品をピンの第2端上に置く段階にして、第2ヒンジ部品は、該第2ヒンジ部品を貫通して形成した第2軸線方向穿孔と、前記第1ヒンジ部品のカム従節が接触するカム表面と、カム表面とは反対側において第1ヒンジ部品の軸線方向穿孔と整列する第2直径の端ぐり孔とを有し且つ前記第1ヒンジ部品の軸線を中心として回転自在であり、第2ヒンジ部品をピンの第2端部上に置くことにより該ピンの第2端が端ぐり孔内に伸延する前記段階、
ピンの第2端の第1直径より小さな内径と、端ぐり孔の第2直径より小さな外径と、を有するブシュをピンの第2端周囲に且つ端ぐり孔内に圧入し、圧入したブシュの膨脹によりピンの第2端部と第2ヒンジ部品とをしまり嵌めさせ、かくしてピンが、第2ヒンジ部品にしっかりと連結され且つ該第2ヒンジ部品と共に回転するようにする段階。
【0011】
以上の概要、並びに本発明の好ましい具体例についての以下の詳細な記載は、添付図面を参照して一層理解されよう。図面は、本発明を例示する目的のためのものであり、図示されるデバイス及び部品に限定されるものでない。
【0012】
(発明の詳細な記述)
幾つかの術語が、以下の説明において便宜上使用されるが、制限を意図するものではない。用語「右」、「左」、「下方」及び「上方」は、参照が為される図面においての方向を示すものである。用語「内方」及び「外方」は、本発明に従うヒンジ及びその表示部品の幾何学的中心に向かう方向及び離れる方向をそれぞれ言及するものである。術語は、上に特定した用語、その誘導用語及び類似の意味の用語をも包括する。
【0013】
図1〜3を参照すると、本発明の第1の好ましい具体例に従うヒンジ10が示されている。図3に示されるように、ヒンジ10は、例えば携帯電話或いはラジオ電話におけるデバイスハウジング14にヒンジ部材12を連結する。ヒンジ10は、ヒンジ部材12をデバイスハウジング14に対して図3に示す開位置及び閉位置(図3に仮想線12’で示す)の一方に維持する働きを為す。図3に示すデバイスにおいては、閉位置において、ヒンジ部材12はデバイスハウジング14と接面している。
【0014】
図1及び2に示すように、ヒンジ10は、長手方向軸線22を有しそしてカム従節24を備える第1ヒンジ部品20を含んでいる。第1ヒンジ部品20は、ヒンジ部材12及びデバイスハウジング14の一方に連結されるようになっており、そして好ましくはヒンジ部材12に連結されるようになっている。好ましくは、第1ヒンジ部品20は、以下に詳しく説明するように、カム従節24を可動状態で内部に配置する別のハウジング23を含んでいる。しかし、以下に記載する本発明の第2具体例と関連して説明するように、第1ヒンジ部品20はカム従節24と単一部品としても形成されうることが本開示から当業者には認識されよう。
【0015】
ヒンジ10はまた、第1ヒンジ部品20の軸線22と整列しそしてそれを中心として回転自在である第2ヒンジ部品30を含んでいる。第2ヒンジ部品30は、その端面においてカム表面32を含んでいる。第1部品20のカム従節24は、図1に示されるようにカム表面32と接触する。好ましい具体例において、第2のヒンジ部品30は、図2及び5に明示するように、2つのカム表面32a、32bを含んでいる。各カム表面32a、32bは、第1の位置、即ちカム谷部34と第2の位置、即ちカム山部36とを含んでいる。しかしながら、単一のカム表面32があれば十分でありそしてもし約180度以上の開き角度が所望されるなら、単一のカム表面32及びカム従節との接触を使用すればよいことが本開示から当業者には認識されよう。
【0016】
以下に詳述するように、カム表面32に対してカム従節24をバネ力で押接するバネ40が設けられる。バネ40は、ハウジング23の端面23aに座着している。好ましくは、バネ40は圧縮コイルバネである。しかし、所望なら、ディスクバネや任意の他の適当なバネのような他の型式のバネも使用可能である。
【0017】
図2に示されるように、好ましくは、カム従節24は、各カム表面32a、32bをそれぞれ追従するための2つの接触部(接触子)26、28を含んでいる。第1ヒンジ部品20のハウジング23は、内部に形成される、軸線方向に配置される室42を含んでいる。バネ40は室42内に収納され、そしてカム従節24もまたバネ40と接触して室42内に摺動自在に収納され、バネ40がカム従節24を、第1ヒンジ部品20内で軸線方向に移動可能とする状態下にカム表面32にバネ力によって押し付ける。
【0018】
好ましくは、ハウジング23は、図4に示すような軸線方向案内構造44を含み、そしてカム従節24はそれと対面状態で嵌合する軸線方向整列構造46を含み、以てカム従節24は第1ヒンジ部品20のハウジング23に対しては回転変位しないように拘束されるが、ハウジング23内を往復動することは許容されるようになっている。好ましくは、カム従節24における軸線方向整列構造46は、カム従節24の対向する側から半径方向に突出する突起の形態をとり、これら突起は、軸線方向案内構造44を形成する第1ヒンジ部品20のハウジング23内の軸線方向に伸延する溝内に受容される。
【0019】
図2及び4に示されるように、第1及び第2ヒンジ部品20、30は、各々、それらを貫通してそれぞれ形成される軸線方向穿孔48、50を具備する。好ましくは、カム従節24もまた、図2及び4に詳細に示されるようにそこを貫通して形成される軸線方向穿孔52を含んでいる。軸線方向負荷支持用連結体60が、軸線方向穿孔48、50、52を貫いて伸延して、第1及び第2ヒンジ部品20、30を互いに連結する。バネ40の力は、軸線方向負荷支持用連結体60において反作用により受け止められるので、ヒンジ部材12若しくはデバイスハウジング14に、デバイスとして組み立てられた後、ヒンジ組立体10により軸線方向負荷は付与されない。
【0020】
図5を参照すると、軸線22を中心としての角度位置に対する、カム表面32a、32bの軸線方向変位の変化量を示すグラフが提示される。例示の目的のため、カム従節24の接触部26、28は共に互いに180度ずらしたものとして示されている。開位置において、カム従節24の接触部26、28は、それぞれのカム表面32a、32bのカム谷部にある。カム谷部34にあるカム従節24に対するバネ40の圧縮力は、カム従節24がカム山部36にある場合の圧縮力よりも小さい。これは、バネがそれほど圧縮されていないからである。カム表面32a、32bはまた、カム谷部34と、カム山部36との間の中間位置38を含んでいる。中間位置38は好ましくは、カム山部からカム谷部方向にかけて短い棚段を構成しそして図5に24’により表されるように、カム従節24がカム谷部34から最大バネ力にうち勝たねばならないカム山部36を通り超えてそして中間位置38へと移動するとき、デバイスハウジング14に対する閉位置にヒンジ部材12を保持するようになっている。カム従節24は、ヒンジ部材12を中間位置38へとまたこの中間位置から移動するためには、常に、カム表面(輪郭)32a、32bにおけるカム山部36を通って移動しなければならない。閉位置においては、ヒンジ部材12はそれ以上の変位を防止するようにデバイスハウジング14に当接する。
【0021】
図2に明示されるように、軸線方向負荷支持用連結体60は好ましくは、第1端及び第2端を含むピン61の形態にある。ヘッド62が第1端に配置される。第1及び第2ヒンジ部品20、30の一方、好ましくは第2ヒンジ部品30が、第2端に連結される。トルク要素64が、ピン61に配置されそして第1及び第2ヒンジ部品20、30の他方、好ましくは第1ヒンジ部品20に、トルク要素64における延長部66を第1ヒンジ部品20におけるスロット68に係入することを通して連結される。トルク要素64は、ピン61の第1回転方向においてその第2回転方向におけるより高い摩擦トルクを有する。これは、第1ヒンジ部品20が第2ヒンジ部品30に対して第1の閉鎖方向(すなわち図1〜3において時計方向)に廻動するに際して、第1ヒンジ部品20を第2ヒンジ部品30に対して廻動するのに大きめのトルクが必要とされ、そして第1ヒンジ部品20を第2ヒンジ部品30に対して第2の開放方向に(図1〜3において反時計方向)に廻動するのに必要なトルクが小さくて済むことを意味する。第1及び第2ヒンジ部品20、30間でトルク要素64を使用することで、ヒンジ部材12をデバイスハウジング14に対する開位置から最初閉鎖するのにヒンジ部材12を閉位置から開放するのに要するよりも大きなトルクが必要とされるようにヒンジ10が設定され、かくしてヒンジ部材12が開位置に安定状態下に維持される。
【0022】
トルク要素64は好ましくは、本件出願人に係わる米国特許第5,491,874号に記載される実質上一様な強さの構造から成る型式のものである。この特許はここに言及することによりその全内容を本明細書の一部となす。しかし、一様な強さを有しないトルク要素のような他の型式のトルク要素もまた所望なら使用されうることが本開示により当業者には認識されよう。
【0023】
更に図2を参照して、ピン61と第2ヒンジ部品30との間の連結は好ましくは圧入ブシュ70を使用して達成される。圧入ブシュ70は、ピン61の外径より僅かに小さな内径と第2ヒンジ部品30に配置されるブシュ収容穿孔72の内径より僅かに小さな外径とを有する。ヒンジ10の要素のすべてがピン61に組み付けられた後、圧入ブシュ70が、第2ヒンジ部品30における穿孔72に圧入されると同時にピン61の第2端周囲に圧入される。ブシュ70がピン61の第2端周囲で拡大されるに際して、ブシュ70は穿孔72の内径面と接触してピン61の第2端と第2ヒンジ部品との間の連結部を形成する。これにより、ピン61は、第2ヒンジ部品30にしっかりと連結されそして第1ヒンジ部品20に対しての廻動中第2ヒンジ部品と共に廻動する。しかし、ピン61の第2端の溶接又は機械的変形のような他の型式の連結或いは任意の他の適当な連結手段がピン61の第2端を第2ヒンジ部品30に連結するのに使用できることが、本開示から当業者には認識されよう。別法として、ピン61は、第2ヒンジ部品30の一部として形成できそしてピン61へのヒンジ要素の組み付け後にヘッド62を第1端に形成するようにもできる。
【0024】
さて、図1、3及び6を参照すると、ヒンジ10は、簡単な組立操作でヒンジ部材12及びデバイスハウジング14と組み付けられる。図1に示されるように、好ましくは、ヒンジ10の第1ヒンジ部品20は第1の外側形状76を含みそして第2ヒンジ部品30は第2外側形状78を含んでいる。図6に示されるように、ヒンジ部材12とデバイスハウジング14の一方には、好ましくはデバイスハウジング14には、ヒンジ軸線22に沿って配向される第1穿孔80が形成される。第1穿孔80は、第1ヒンジ部品20の第1外側形状76と対面状態で嵌合しそして係合することができる。ヒンジ部材12とデバイスハウジング14の他方、好ましくはヒンジ部材12には、ヒンジ軸線22に沿って配向される第2穿孔82が形成される。第2穿孔82は、第2ヒンジ部品30の第2外側形状78と対面状態で嵌合しそして係合することができる。第2穿孔82は、第1ヒンジ部品20がそこを通過することを許容するに十分の寸法を有する。ヒンジ部材12とデバイスハウジング14とを第1及び第2穿孔が軸線方向に整合するように整列させた後、ヒンジ10が、ヒンジ部材12とデバイスハウジング14の外側から、第1ヒンジ部品20が第2穿孔82を通して第1穿孔80内に第1ヒンジ部品20の第1外側形状76が第1穿孔80と係合するようにして挿入される。ヒンジ10が図6に示されるようにしかるべき位置に圧入されると、第2ヒンジ部品30の第2外側形状78は第2穿孔82内に係入する。この操作は、デバイスハウジング14へのヒンジ部材12の簡単にして効率的な組付けを可能ならしめる。一層安定したヒンジ連結を与えるように、デバイスハウジング14の本発明のヒンジ10とは反対側に、枢動可能な連結体(図示なし)を設けることができる。
【0025】
好ましくは、第1及び第2ヒンジ部品20、30には、第2ヒンジ部品30から第1ヒンジ部品20へと伸びる全体的に切頭円錐状の外側テーパ及び複数の半径方向外側に突出するリブが設けられ、後者はデバイスハウジング14及びヒンジ部材12それぞれの対面状態で合致する形態の穿孔80、82に係入される。図4に明示される、こうした軸線方向に伸びるリブは、穿孔とつかみ合いそして第1ヒンジ部品20とデバイスハウジング14との間でまた第2ヒンジ部品30とヒンジ部材12との間でしっかりとした連結を提供する。
【0026】
本発明に従うヒンジ10は、携帯電話ハウジングと関連して使用することができ、その場合ヒンジ部材12はマイクロホン若しくはスピーカ保持部材の一方であり、これが図3に示されるような携帯電話ハウジング14に枢動自在に連結される。
【0027】
ヒンジ10を組み立てるためには、第1ヒンジ部品20がピン61周囲に置かれる。好ましくは、第1ヒンジ部品20をピン61に組み付けるに先立って、ワッシャ65及びトルク要素64がピン61に組み付けられる。第1ヒンジ部品20は、バネ40及びカム従節24を内部に組み込むハウジング23を含んでいる。第2ヒンジ部品30が、カム表面32がカム従節24と接触する状態で第1ヒンジ部品の軸線22を中心として回転自在であるようにピン61の周囲に置かれる。圧入ブシュ70がその後、ピン61の第2端周囲に且つブシュ受容穿孔72内に押し込まれる。
【0028】
さて、図7〜9を参照すると、本発明の第2具体例に従うヒンジ110が示されている。ヒンジ110は、ヒンジ10と同様の原理で作動し、そして接触部126及び128を有するカム従節124を備える第1ヒンジ部品120と、カム表面132を含む第2ヒンジ部品130とを含んでいる。この第2の好ましい具体例においては、第1及び第2ヒンジ部品120、130は同等であり、そして各々一端面に賦形された、周囲に沿って延在する表面を含んでいる。これら周囲に沿って延在する表面は、ヒンジの開位置において、第1ヒンジ部品120が軸線122を中心として第2ヒンジ部品130に対して変位することにより互いに合着状態で係合する。第1ヒンジ部品120におけるカム従節124は、第2ヒンジ部品130におけるカム表面132の一部に圧接する。好ましくは、第1ヒンジ部品120における接触部126、128は、第2ヒンジ部品130におけるカム表面132a、132bに当接する。
【0029】
図8に詳しく示されるように、ヘッド162を備える第1端を有するピン161が設けられる。ピン161は、軸線方向負荷支持用連結体として作用し、そして圧縮コイルバネ140並びに第1及び第2ヒンジ部品120、130それぞれにおける軸線方向穿孔148、150を通して挿入される。ワッシャ165がピン161の第2端周囲に置かれ、そしてピン161の第2端が図7に示されるようにクリンプ加工(縁部の曲げ返し)されてヒンジ組立体110を形成する。
【0030】
第1及び第2ヒンジ部品120、130の各々は、突起176、178を含んでおり、これらは第1及び第2ヒンジ部品120、130がヒンジ部材及びデバイスハウジング(図示なし)に連結されることを可能ならしめる。ヒンジ110が使用されるべきヒンジ部材及びデバイスハウジングの一方は、ヒンジが開閉されるに際して突起176、178の一方が軸線方向に変位されることを許容するためのスロットを含まねばならない。別法として、突起176、178の一方が内部を摺動することのできる軸線方向チャネルを含む外側ハウジング(第1具体例のハウジング23に類似の)を設けることができる。そうしたハウジングの外面は、磨耗を防止するためにヒンジ部材及びデバイスハウジング(図示なし)の一方に係止されよう。
【0031】
図9を参照すると、軸線122を中心としての角度位置を基準としてカム表面132a、132bの軸線方向変位における変化を示すグラフが提示される。カム谷部134において、カム従節124の接触部126、128は、ヒンジ部材(図示なし)がデバイスハウジング(図示なし)に対して開放された、ヒンジ110の開位置に相当する位置に位置決めされる。接触部126、128がカム表面132a、132bにおけるカム山部136を通り超えて中間位置138へと落ち込んだ状態で、ヒンジ部材はカム従節124’により表される閉位置へと移動されうる。閉位置におけるヒンジ部材とデバイスハウジングとの物理的位置が、接触部126、128が中間位置138を超えての移動を防止する。ヒンジ110を開放するためには、バネ140が伸長しそしてヒンジ110を開位置に押しやるに先立ってバネを圧縮する初期の力が克服されねばならない。
【0032】
ヒンジ110の第2具体例において、カム従節124は、第1及び第2カム表面132a、132bの間の遷移スロープを上って移動することによりカム谷部134から矢印186の方向に余分に移動することができる。遷移スロープは第1及び第2カム表面132a、132bに比較して比較的急傾斜ではあるが、それらは、第1ヒンジ部品120を第2ヒンジ部品130のカム谷部134に戻そうとするバネ140の力に抗して第1及び第2ヒンジ部品120、130の余分の移動を許容する。
【0033】
好ましくは、第1及び第2ヒンジ部品120、130における穿孔148、150は、ピン161への滑り嵌めを提供するように寸法づけられる。これは、第1ヒンジ部品120の当接面に作用するバネ140の端面との間で発生する摩擦に基づいてヒンジ部材(図示なし)の開放を助成するべくバネ140の捩り荷重の部分的使用を可能ならしめる。捩り荷重はバネ140による圧縮力に比例しよう。
【0034】
ここで、図10を参照すると、本発明の第3の具体例のヒンジ210が示される。ヒンジ210の要素は、上述したような第2具体例に従うヒンジ110の要素と類似し、同様の要素には接頭数字「1」の代わりに接頭数字「2」を用いて同じ参照番号で表示してある。例えば、第2具体例の第1ヒンジ部品120は第3具体例の第1ヒンジ部品220に類似である。従って、これら類似要素の詳細な説明は簡潔化のため省略してあり、そして本発明の第2及び第3具体例に従うヒンジ110、210間の差異を以下に述べる。
【0035】
第3の好ましい具体例においては、タブ263が軸線方向連結体ピン261のヘッド262に設けられる。タブ263は、突起276と同じ、ハウジング若しくはヒンジ部材におけるスロットに位置づけられるべく適応する。これは、バネ240により第1ヒンジ部材230に適用される可能性のある僅かの捩り荷重を排除するために、ピン261の第1ヒンジ部品230に対する廻動を防止する。
【0036】
次に、図11を参照すると、本発明の第4の好ましい具体例のヒンジ310が示される。ヒンジ310の要素は、上述したような第2具体例に従うヒンジ110の要素と類似し、同様の要素には接頭数字「1」の代わりに接頭数字「3」を用いて同じ参照番号で表示してある。例えば、第2具体例の第1ヒンジ部品120は第4具体例の第1ヒンジ部品320に類似である。従って、これら類似要素の詳細な説明は簡潔化のため省略してあり、そして本発明の第2及び第4具体例に従うヒンジ110、310間の差異を以下に述べる。
【0037】
図11に示されるように、本発明の第4の好ましい具体例においては、バネ340は、バネ340への捩り荷重を付加及び解除する突起341、343を各端に有している。バネ340の第1端の突起341は、第1ヒンジ部品320の突起376と整列され且つ、ハウジング若しくはヒンジ部材の、前記突起376を位置付けたと同じスロット内に位置づけられる。バネ340の第2端の突起343は、ピン361のヘッド362の凹所365内に受容される。第2ヒンジ部品360における穿孔350はピン361に圧入し得るように寸法づけられている。
【0038】
第2ヒンジ部品330及び関連ヒンジ部材(図示なし)が、関連するハウジング(図示なし)内に位置づけられる第1ヒンジ部品320に対して閉位置に向けて移動されるに際して、バネ340は圧縮されそして捩り荷重が付加される。これはヒンジ310の閉位置において最小限の保持力を提供する。捩り荷重は開放方向において接触部326、328を中間位置に維持するべく作用する圧縮力に抗して作用するからである。ヒンジ310の開放に際して、バネ340の圧縮力が克服されて接触部326、328がカム山部を超えて移動するに際して、バネ340の捩り荷重は、バネ340の圧縮力の解除と共作用して、第2ヒンジ部品340に付設されたヒンジ部材を、第1ヒンジ部品320に付設されたハウジングに対して開放するための最大限の助けを提供する。
【0039】
好ましい具体例におけるヒンジ10、110、210、310において、ヒンジ部材は好ましくはデバイスハウジングに対して130度と160度との間の開位置に保持される。これは、ラジオ若しくは携帯電話に対してとりわけ有用である。しかし、開放角度の変位は任意所望の角度において設計できそして本発明は特定の開放角度に制限されるものでないことは本開示から当業者には認識されよう。
【0040】
本発明の広い発明概念から逸脱することなく上述した具体例に変更を為し得ることが当業者には理解されよう。従って、本発明は開示された特定の具体例に限定されるものではなく、添付請求の範囲で定義するものとしての本発明の精神及び範囲内での変更を包括するものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従うヒンジの第1の好ましい具体例の斜視図である。
【図2】 図1に示したヒンジの分解斜視図である。
【図3】 図1に示したヒンジの折り畳み式の電話デバイスに組み込んだ状態での斜視図である。
【図4】 図1の4−4線に沿っての断面図である。
【図5】 図1に示した本発明の第1の好ましい具体例に従うヒンジに対して、カム表面の角度位置に対する軸線方向変位を示すグラフである。
【図6】 図3に示した電話デバイスのその6−6線に沿っての拡大部分断面図であり、ヒンジを組み付けるための開口を示す。
【図7】 本発明に従うヒンジの第2の好ましい具体例の斜視図である。
【図8】 図7に示した、本発明の第2の好ましい具体例に従うヒンジの分解斜視図である。
【図9】 図7に示した本発明の第2の好ましい具体例に対して、カム表面の角度位置に対する軸線方向変位を示すグラフである。
【図10】 図7に示したものと同様の本発明の第3の好ましい具体例に従うヒンジの分解斜視図である。
【図11】 図7に示したものと同様の本発明の第4の好ましい具体例に従うヒンジの分解斜視図である。
Claims (13)
- ヒンジ部材をデバイスハウジングに対して枢動自在に連結しそして該ヒンジ部材を該デバイスハウジングに対して開位置及び閉位置の一方に維持しうるヒンジであって、
軸線を具備し、カム従節を備え、前記ヒンジ部材及びデバイスハウジングの一方に連結されうる第1ヒンジ部品と、
前記第1ヒンジ部品の軸線と整列し、該第1ヒンジ部品の軸線を中心として廻動自在であり、前記第1ヒンジ部品におけるカム従節が接触し、カム谷部とカム山部とを有するカム表面を備える第2ヒンジ部品であって、前記ヒンジ部材及びデバイスハウジングの他方に連結されうる第2ヒンジ部品と、
前記カム従節を前記カム表面に押し付けるバネと、
第1及び第2ヒンジ部品の各々を貫いて形成された軸線方向穿孔と、
前記軸線方向穿孔を通して伸延し、前記第1及び第2ヒンジ部品を前記バネにより発生する力と反作用するように連結する軸線方向負荷支持用連結体と、
を備え、
前記カム従節が前記カム谷部と接触しているときは前記ヒンジ部材を前記デバイスハウジングに対して開位置に保持すると共に、
カム従節がカム表面のカム谷部位置にあるときのバネの押し付け力が、該カム従節がカム山部位置にあるときの押し付け力よりも小さく、前記カム表面が、前記カム谷部とカム山部との間の中間位置を含み、前記カム従節が該中間位置と接触するとき、ヒンジが、ヒンジ部材をデバイスハウジングに対して閉位置に保持し、ヒンジ部材が開位置から閉位置に移動するに従い、カム従節とカム表面との接触位置がカム谷部からカム山部を通って中間位置に移動し、かくして該ヒンジ部材を閉位置に又は閉位置から移動させるためには最大バネ力を克服せねばならないものとしたことを特徴とするヒンジ。 - 第1ヒンジ部品が、内部に形成された軸線方向に配置される室を有するハウジングを含み、バネが前記室内に配置され、カム従節が、バネ力がカム従節にかかるようにバネと接触する状態で該室内に摺動自在に配置される請求項1のヒンジ。
- ハウジングが軸線方向整列構造を含み、カム従節が対面状態で合致する軸線方向整列構造を含み、以て該カム従節が該ハウジングに対して廻動しないよう拘束される請求項2のヒンジ。
- ハウジングが、貫通して形成される第1の軸線方向穿孔を含み、第2ヒンジ部品が、貫通して形成される第2の軸線方向穿孔を含み、カム従節が、貫通して形成される第3の軸線方向穿孔を含み、軸線方向負荷支持用連結体が該第1、第2及び第3穿孔を通して伸延する請求項3のヒンジ。
- 軸線方向負荷支持用連結体が第1及び第2端を含むピンであり、ヘッドが該第1端に配置され、第1及び第2ヒンジ部品の一方が第2端に連結される請求項4のヒンジ。
- ピンに配置されたトルク要素にして、該ピンの第2端を連結する第1及び第2ヒンジ部品の他方に連結されるトルク要素を更に含み、該トルク要素が該ピンの第1回転方向において該ピンの第2回転方向におけるよりも高い摩擦トルクを有する請求項5のヒンジ。
- ピンが圧入ブシュを使用して第2ヒンジ部品に連結される請求項6のヒンジ。
- 第1及び第2ヒンジ部品の間に延在するトルク要素にして、第1及び第2ヒンジ部品間の第1相対回転方向において、第1及び第2ヒンジ部品間の第2相対回転方向におけるよりも高い摩擦トルクを付与するトルク要素を更に含む請求項1のヒンジ。
- 第1ヒンジ部品と、第2ヒンジ部品と、バネと、軸方向穿孔と、軸線方向負荷支持用連結体と、を含むヒンジ部材をデバイスハウジングに組み付ける方法であって、
(a)第1の外側形状を具備する第1のヒンジ部品と、第2の外側形状を具備する第2ヒンジ部品と、を含む予備組立ヒンジを提供する段階、
(b)前記ヒンジ部材及びデバイスハウジングの一方に、ヒンジ軸線に沿って位置づけられそして前記第1ヒンジ部品の第1外側形状に対面状態で嵌合し且つ係合し得る第1穿孔を設ける段階、
(c)前記ヒンジ部材及びデバイスハウジングの他方に、ヒンジ軸線に沿って位置づけられそして前記第2ヒンジ部品の第2外側形状に対面状態で嵌合し且つ係合し得る第2穿孔にして、第1ヒンジ部品を貫通させ得るに十分な寸法を有する第2穿孔を設ける段階、
(d)前記第1及び第2穿孔が軸線方向に整合する状態下に前記ヒンジ部材とデバイスハウジングとを整列させる段階、
(e)前記第1ヒンジ部品を、前記デバイスハウジングの外部から内方へと前記第2穿孔を通して前記第1穿孔内へと挿入して、前記第1ヒンジ部品の第1外側形状を第1穿孔に係合させ、第2ヒンジ部品の第2外側形状を第2穿孔に係合させる段階、
を包含する方法。 - ヒンジが第1及び第2穿孔内に圧入される請求項9の方法。
- 第1ヒンジ部品及び第2ヒンジ部品にテーパが設けられ、第1及び第2穿孔が、該第1ヒンジ部品及び第2ヒンジ部品のテーパと対面状態で合致するテーパを設けた請求項10の方法。
- デバイスハウジングが携帯電話ハウジングであり、ヒンジ部材は該携帯電話ハウジングに枢動自在に連結されるマイクロホン及びスピーカ保持部材の一方である請求項9の方法。
- 第1ヒンジ部品と、第2ヒンジ部品と、バネと、軸方向穿孔と、軸線方向負荷支持用連結体と、を有するヒンジの組立方法であって、
(a)ヘッドを含む第1端と、第1直径を有する第2端と、を具備するピンを提供する段階、
(b)カム従節を含み且つ第1軸線方向穿孔を貫通状態で形成した第1ヒンジ部品を、前記軸線方向付加支持用連結体を構成するピンの周囲に置く段階、
(c)第2ヒンジ部品をピンの第2端上に置く段階にして、第2ヒンジ部品は、該第2ヒンジ部品を貫通して形成した第2軸線方向穿孔と、前記第1ヒンジ部品のカム従節が接触するカム表面と、カム表面とは反対側において第1ヒンジ部品の軸線方向穿孔と整列する第2直径の端ぐり孔とを有し且つ前記第1ヒンジ部品の軸線を中心として回転自在であり、第2ヒンジ部品をピンの第2端部上に置くことにより該ピンの第2端が端ぐり孔内に伸延する前記段階、
(d)ピンの第2端の第1直径より小さな内径と、端ぐり孔の第2直径より小さな外径と、を有するブシュをピンの第2端周囲に且つ端ぐり孔内に圧入し、圧入したブシュの膨脹によりピンの第2端部と第2ヒンジ部品とをしまり嵌めさせ、かくしてピンが、第2ヒンジ部品にしっかりと連結され且つ該第2ヒンジ部品と共に回転するようにする段階、 を包含する方法。
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