JP4794734B2

JP4794734B2 - ２位置安定ヒンジ

Info

Publication number: JP4794734B2
Application number: JP2000524545A
Authority: JP
Inventors: エイ．ラウリーデイビッド; ノヴァンユージーン
Original assignee: サウスコ・インコーポレイテッド
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: FI115152B; SE0002063D0; JP2001526339A; US6141831A; SE0002063L; FI20001368A; WO1999029992A1

Description

【０００１】
（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

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。