JP5448143B2

JP5448143B2 - 回転ヒンジ、及び携帯機器

Info

Publication number: JP5448143B2
Application number: JP2009012709A
Authority: JP
Inventors: 悠徳伊藤
Original assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Current assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: JP2010171764A

Description

本発明は、操作部に対し表示部を縦横自在に回転できる回転ヒンジと、その回転ヒンジを備える携帯機器に関する。

携帯情報端末において、操作部に対し表示部を縦横自在に回転できる回転ヒンジを備えたものがあり、２点で支持する扇状の２つの部材による回転ヒンジを設けたものが特許文献１に開示されている。また、表示部の２つの円弧状溝と操作部の２つのピンとが互いに係合する回転ヒンジを設けたものが特許文献２に開示されている。

特開２００６ −１９９２５号公報特開２００７ −６００５９号公報

しかし、これらの回転ヒンジでは強度や外観等に問題がある。
すなわち、特許文献１の回転ヒンジは、表示部を横長状態にした場合、２点の支持部が横方向に位置することから、横長状態の表示部を操作部から引き剥がす方向の荷重に対して弱い問題がある。
また、特許文献２の回転ヒンジは、表示部裏面の円弧状溝が露出してしまうため、ゴミが混入しやすく、外観が良くない問題がある。
さらに、いずれの回転ヒンジも、回転操作力のアシスト機構がなく、回転操作が不便であった。

本発明の課題は、回転ヒンジにおいて、引き剥がし方向の荷重に対する強度を具備し、外観が良く、回転操作も良好にすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、回転中心を中心とし、半径が同一の円弧状外周を有する２枚の平板と、前記２枚の平板の前記回転中心を回転自在に連結する軸と、前記２枚の平板の相対回転時に、互いに一方の平板の円弧状外周に沿ってスライドするよう、他方の平板の円弧状外周に設けられ、一方の平板の円弧状外周を互いに挟み込む２つのスライド部と、前記２枚の平板の回転に応じて回転力を制御する弾性部材と、を備え、前記２つのスライド部は、前記２枚の平板の相対回転にともなって、一方のスライド部が、他方のスライド部が設けられた前記平板の前記円弧状外周に沿ってスライドし、互いに突き当たることで、前記２枚の平板の回転移動を規制するストッパを形成する回転ヒンジを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転ヒンジであって、前記２枚の平板の円弧状外周は、板面に段差を有する段差部に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の回転ヒンジであって、前記スライド部は、前記２枚の平板の相対回転で互いに離間・当接可能であって、前記ストッパを兼ねていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の回転ヒンジであって、前記軸は、中空軸であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の回転ヒンジであって、前記スライド部は、前記他方の平板の円弧状外周を折り曲げて形成されていて、前記一方の平板の円弧状外周を挟み込んでスライドする滑り部材が内部に設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の回転ヒンジであって、前記ストッパは、前記平板に一体に形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の回転ヒンジであって、前記２枚の平板は、扇状であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の回転ヒンジであって、前記２枚の平板は、円板であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、操作部を有する第１の筐体と、表示部を有する第２の筐体と、請求項１から８のいずれか一項に記載の回転ヒンジを備え、前記２枚の平板の一方が前記第１の筐体に、他方が前記第２の筐体にそれぞれ固定されている携帯機器を特徴とする。

本発明によれば、３点支持によりどの方向の荷重にも強く、ヒンジが外部に露出しないことから見栄え良く、弾性部材のアシスト力により回転操作が良好になる。

本発明を適用した携帯機器の一実施形態の構成を示すもので、携帯電話の表示部縦長状態を示した正面図である。図１の携帯電話の表示部横長状態を示した正面図である。筐体及び回転ヒンジの分解斜視図である．図３の回転ヒンジの分解斜視図である。回転ヒンジの前記表示部縦長状態に対応した正面図である。図５の矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図（ａ）と矢印Ｂ−Ｂ線に沿った断面図（ｂ）である。回転ヒンジの回転中間状態を示した図である。回転ヒンジの前記表示部横長状態に対応した図である。図１の矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図である。変形例として携帯電話の表示部横長状態を示した正面図である。実施形態２を示すもので、携帯電話の表示部縦長状態を示した正面図である。図１１の状態の回転ヒンジの状態を示した拡大正面図である。図１１の携帯電話の表示部回転中間状態を示した正面図である。図１３の状態の回転ヒンジの状態を示した拡大正面図である。図１１の携帯電話の表示部横長状態を示した正面図である。図１５の状態の回転ヒンジの状態を示した拡大正面図である。回転ヒンジの分解斜視図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１及び図２は本発明を適用した携帯機器の一実施形態の構成として携帯電話を示したもので、図３はその筐体及び回転ヒンジを分解して示したものであり、１は第１の筐体、２は第２の筐体、３は回転ヒンジ、４は操作側平板、５は表示側平板である。

図示のように、第１の筐体１の上面に操作部１ａが設けられて、第２の筐体２の上面に表示部２ａが設けられており、第１の筐体１とその上の第２の筐体２は回転ヒンジ３を介して互いに回転可能に結合されている。回転ヒンジ３は、第１の筐体１の上で操作部１ａより上半部側にネジ止め固定される操作側平板４と、第２の筐体２の背面ケース２ｂの上下中間部にネジ止め固定される表示側平板５を備える。

図４は回転ヒンジ３を分解して示したもので、６は中心軸、７はフランジ、８はスペーサ、１１は弾性部材、１２・１３は固定ピン、１４・１５は滑り部材である。

回転ヒンジ３は、図示のように、操作側平板４、表示側平板５、中心軸６、弾性部材１１及び滑り部材１４・１５等から構成される。すなわち、操作側平板４及び表示側平板５は、中空軸による中心軸６で互いに回転自在に連結されていて、いずれも扇状の外形形状をなしている。なお、中心軸６の下端にはフランジ７が結合固定されている。

そして、操作側平板４及び表示側平板５間には、中心軸６周りにスペーサ８が介設されるとともに、弾性部材であるアシスト用ねじりコイルバネ１１が介設されている。このアシスト用ねじりコイルバネ１１は、その一端が固定ピン１２で操作側平板４に固定されて、他端が固定ピン１３で表示側平板４に固定されている。

扇状の操作側平板４は、中心軸６を中心とする円弧状外周４ａが一段高くした一体成形の段差部により剛性を確保されていて、その一端部（図示左側端部）が上方に折り返して内方に開口したコ字状のスライド部４ｂに形成されている。このコ字状のスライド部４ｂ内に、表示側平板５の円弧状外周５ａを挟み込むスライド溝を有する滑り部材１４が組み込んでその両端のフランジにより抜け止め固定されている。

さらに、操作側平板４の円弧状外周４ａの他端部（図示上側端部）には、外側への小突起によるストッパ４ｃが一体に形成されている。

また、扇状の表示側平板５は、中心軸６を中心とする円弧状外周５ａが一段低くした一体成形の段差部により剛性を確保されていて、その一端部（図示左側端部）が下方に折り返して内方に開口したコ字状のスライド部５ｂに形成されている。このコ字状のスライド部５ｂ内に、操作側平板４の円弧状外周４ａを挟み込むスライド溝を有する滑り部材１５が組み込んでその両端のフランジにより抜け止め固定されている。

図５は回転ヒンジ３の前記表示部縦長状態に対応した図で、その矢印Ａ−Ａ線と矢印Ｂ−Ｂ線に沿った断面を図６（ａ）及び（ｂ）に示している。

以上の回転ヒンジ３は、図１に示した表示部２ａの縦長状態においては、図５に示すように、操作側平板４と表示側平板５とが上下に広がる位置関係にあって、各々のスライド部４ｂ・５ｂが突き当たり、操作側平板４に対し表示側平板５を反時計回りに回転させる限界位置にあって、互いにストッパとしても機能している。

図１の状態から第２の筐体２を第１の筐体１に対し時計回りに回転操作すると、図７に示すように、操作側平板４の円弧状外周４ａに沿って表示側平板５のスライド部５ｂがスライドする同時に、操作側平板４のスライド部４ｂを表示側平板５の円弧状外周５ａがスライドする。このとき、アシスト用ねじりコイルバネ１１が一旦縮むようにコイル部に蓄圧されてから再び開放される挙動を行うことで、回転操作に要する力がアシストされて、簡便な操作で迅速に回転動作が行われる。

図８は回転ヒンジ３の前記表示部横長状態に対応した図で、図２に示した表示部２ａの横長状態においては、図示のように、操作側平板４に表示側平板５と丁度重なった位置関係にあって、操作側平板４に一体のストッパ４ｃに表示側平板５のスライド部５ｂが突き当たり、操作側平板４に対し表示側平板５を時計回りに回転させる限界位置にある。

図９は図１の矢印Ａ−Ａ線に沿った断面を示すもので、図示のように、中心軸６の中空部内には、第１の筐体１内の図示しない操作側基板と第２の筐体２内の図示しない表示側基板とを電気的に繋ぐ細線同軸ケーブル１６が通されている。

以上、実施形態の携帯電話によれば、回転ヒンジ３において、扇状の２枚の操作側平板４及び表示側平板５を、その段差部による円弧状外周４ａ・５ａを互いにそれぞれ挟み込む２つのスライド部４ｂ・５ｂと中心軸６との３点支持により、特に表示部２ａを横長状態にして第２の筐体２を第１の筐体１から引き剥がす方向の荷重に強く、どの方向の荷重にも強い回転ヒンジ構造を実現できる。

しかも、回転ヒンジ３が外部に露出しないことから見栄えが良く、ごみの混入が少ないものとなっている。

さらに、ねじりコイルバネ１１のアシスト力により回転操作が良好になるといった利点も発揮できる。

また、操作側平板４及び表示側平板５の板面内には、ガイド溝やスライドピンを設ける必要がないので、アシスト用ねじりコイルバネ１１の配置自由度が高いといった利点もある。

（変形例）
図１０は変形例として携帯電話の表示部横長状態を示したもので、前記第２の筐体２の背面ケース２ｂの上半部側に表示側平板５をネジ止め固定しておくことで、図示のように、第１の筐体１に対し片側に第２の筐体２が突出して表示部２ａを横長状態とする形態をとることも可能である。

（実施形態２）
図１１から図１６は実施形態２を示すもので、図１７はその回転ヒンジを分解して示したものであり、前述した実施形態１と同様、１は第１の筐体、１ａは操作部、２は第２の筐体、２ａは表示部、３は回転ヒンジ、４は操作側平板、４ａは段差部による円弧状外周、４ｂはストッパ兼用のスライド部、５は表示側平板、５ａは段差部による円弧状外周、５ｂはストッパ兼用のスライド部、６は中心軸、７はフランジ、８はスペーサ、１１はアシスト用ねじりコイルバネ、１２・１３は固定ピン、１４・１５は滑り部材である。

実施形態２は、回転ヒンジ３を、図示のように、いずれも円板による操作側平板４及び表示側平板５に各々２つのスライド部４ｂ・５ｂを離間して設けた構成として、そのスライド部４ｂ・５ｂに設ける滑り部材１４・１５を、互いの段差部による円弧状外周４ａ・５ａにそれぞれ係合させたものである。

なお、図示例において、段差部による円弧状外周４ａ・５ａは、円板による操作側平板４及び表示側平板５の半周を越えてそれぞれ設けられ、その両端部に各々２つのスライド部４ｂ・５ｂがそれぞれ設けられている。そして、円板による操作側平板４は第１の筐体１の上で操作部１ａより上半部側にネジ止め固定され、円板による表示側平板５は第２の筐体２の背面ケースの上半部側にネジ止め固定される。

以上の回転ヒンジ３は、図１１に示した表示部２ａの縦長状態においては、図１２に示すように、円板による操作側平板４と表示側平板５とが重なった状態で、図示下方側で各々のスライド部４ｂ・５ｂが突き当たり、操作側平板４に対し表示側平板５を反時計回りに回転させる限界位置にあって、互いにストッパとしても機能している。

図１１の状態から第２の筐体２を、図１３に示すように、第１の筐体１に対し時計回りに回転操作すると、図１４に示すように、円板による操作側平板４の円弧状外周４ａに沿って表示側平板５の２つのスライド部５ｂがスライドする同時に、円板による操作側平板４の２つのスライド部４ｂを円板による表示側平板５の円弧状外周５ａがスライドする。このとき、アシスト用ねじりコイルバネ１１が一旦広がるようにコイル部に蓄圧されてから再び開放される挙動を行うことで、回転操作に要する力がアシストされて、簡便な操作で迅速に回転動作が行われる。

図１５に示した表示部２ａの横長状態においては、図１６に示すように、円板による操作側平板４の図示上方側のスライド部４ｂに、円板による表示側平板５のスライド部５ｂが突き当たり、操作側平板４に対し表示側平板５を時計回りに回転させる限界位置にある。

以上、実施形態２の携帯電話によっても、回転ヒンジ３において、円板による２枚の操作側平板４及び表示側平板５を、その段差部による円弧状外周４ａ・５ａを互いにそれぞれ挟み込む４つのスライド部４ｂ・５ｂと中心軸６との５点支持により、特に表示部２ａを横長状態にして第２の筐体２を第１の筐体１から引き剥がす方向の荷重に強く、どの方向の荷重にも、前述した実施形態１の３点支持よりもさらに強い回転ヒンジ構造を実現できる。その他、実施形態１と同様の作用効果が得られる。

（他の変形例）
なお、以上の実施形態においては、携帯電話としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、カメラ、ＰＤＡ、ノートパソコン、ウェアラブルパソコン、電卓、電子辞書などの回転ヒンジを備える機器全てに用いることができる。
また、回転ヒンジにスライド機構を設けてもよい。
さらに、実施形態では、平板の円弧状外周を段差部に形成したが、フラット状であってもよい。
また、滑り部材の材質、回転力を制御する弾性部材の種類等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１第１の筐体
１ａ操作部
２第２の筐体
２ａ表示部
３回転ヒンジ
４平板
４ａ円弧状外周（段差部）
４ｂスライド部（ストッパ）
４ｃストッパ
５平板
５ａ円弧状外周（段差部）
５ｂスライド部（ストッパ）
６軸
７フランジ
８スペーサ
１１弾性部材
１２固定ピン
１３固定ピン
１４滑り部材
１５滑り部材
１６同軸ケーブル

Claims

回転中心を中心とし、半径が同一の円弧状外周を有する２枚の平板と、
前記２枚の平板の前記回転中心を回転自在に連結する軸と、
前記２枚の平板の相対回転時に、互いに一方の平板の円弧状外周に沿ってスライドするよう、他方の平板の円弧状外周に設けられ、一方の平板の円弧状外周を互いに挟み込む２つのスライド部と、
前記２枚の平板の回転に応じて回転力を制御する弾性部材と、を備え、
前記２つのスライド部は、前記２枚の平板の相対回転にともなって、一方のスライド部が、他方のスライド部が設けられた前記平板の前記円弧状外周に沿ってスライドし、互いに突き当たることで、前記２枚の平板の回転移動を規制するストッパを形成することを特徴とする回転ヒンジ。
前記２枚の平板の円弧状外周は、板面に段差を有する段差部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転ヒンジ。
前記スライド部は、前記２枚の平板の相対回転で互いに離間・当接可能であって、前記ストッパを兼ねていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転ヒンジ。
前記軸は、中空軸であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転ヒンジ。
前記スライド部は、前記他方の平板の円弧状外周を折り曲げて形成されていて、前記一方の平板の円弧状外周を挟み込んでスライドする滑り部材が内部に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転ヒンジ。
前記ストッパは、前記平板に一体に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回転ヒンジ。
前記２枚の平板は、扇状であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転ヒンジ。
前記２枚の平板は、円板であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転ヒンジ。
操作部を有する第１の筐体と、
表示部を有する第２の筐体と、
請求項１から８のいずれか一項に記載の回転ヒンジを備え、
前記２枚の平板の一方が前記第１の筐体に、他方が前記第２の筐体にそれぞれ固定されていることを特徴とする携帯機器。