JPWO2002077471A1 - Hinge unit and hinge structure - Google Patents

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Abstract

部品点数が少なく、コストダウン可能なヒンジユニットと、第１筐体及び第２筐体へのヒンジユニットの取り付けが容易なヒンジ構造を得る。釦部５０を押圧するとジョイント部３４と係合するアクチュエータ７２がスライドし、アクチュエータ７２の係合凹部９２がストッパー８４の係合突起９０との係合状態から解除される。これにより、サブカム６４がコイルバネ６２の捩り力によって回転し、サブカム６４と係合するアクチュエータ７２を介してカム体９４が固定されたモニター部を開放させる。一方、カム体９４を逆転させ、係合凹部９２が係合突起９０と係合可能な位置に到達すると、コイルバネ６２の圧縮による復元力によってジョイント部３４と共に釦部５０が元の位置に押し出される。このように、一つのコイルバネ６２で異なる複数の機能を付与させることで、ヒンジユニット１０の部品点数を少なくすることができる。A hinge unit which has a small number of parts and can be reduced in cost, and a hinge structure in which the hinge unit can be easily attached to the first housing and the second housing. When the button portion 50 is pressed, the actuator 72 engaged with the joint portion 34 slides, and the engagement concave portion 92 of the actuator 72 is released from the engagement state with the engagement protrusion 90 of the stopper 84. As a result, the sub cam 64 is rotated by the torsional force of the coil spring 62, and the monitor unit to which the cam body 94 is fixed is opened via the actuator 72 engaged with the sub cam 64. On the other hand, when the cam body 94 is reversed and the engagement concave portion 92 reaches a position where the engagement concave portion 92 can engage with the engagement projection 90, the button portion 50 is pushed out to the original position together with the joint portion 34 by the restoring force due to the compression of the coil spring 62. . As described above, by providing a plurality of different functions with one coil spring 62, the number of parts of the hinge unit 10 can be reduced.

Description

技術分野
本発明は、自動開放可能なヒンジユニットと、このヒンジユニットを用い、第１筐体と第２筐体とを相対的に回転可能に支持するヒンジ構造に関する。
従来の技術
従来、二つ折りの携帯用電話器の送話部に対して開閉自在に受話部を取り付けるためのヒンジユニットとして、フリクション機能を有するフリーストップ型のものが公知である。
しかし、携帯用電話器が普及するにつれて、便利性を求める声が高まり、受話部を送話部に対して片手のみでワンタッチで開くことができるように構成したヒンジユニットが求められるようになった。
このため、押釦を押圧するだけで、受話部を開放させるものがある。具体的には、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、押釦１５０を押圧するとロック部材１５４がコンプレッションコイルバネ１５２の付勢力の抗する方向へスライドしてロック溝１５６とのロック状態を解除され、回転可能な状態となると共に、押圧カム１５８がスライドして先端に形成された押圧カム部１５８Ａがロータ１６０の受圧カム部１６０Ａを押圧して、ロータ１６０を矢印方向へ回転させる。
ロータ１６０の係止部１６０Ｂがステータ１６４の係止溝１６４Ａの位置に移動すると、弾性力が蓄積されたトーションスプリング１６６の端部が図中左方向へ移動して、ロータ１６０がトーションスプリング１６６の復元力によって回転すると共に、軸部１６２を回転させ、受話部（図示省略）を自動的に開放させる
一方、受話部を閉止させるときは、受話部を閉止方向へ回転させ、軸部１６２を回転させ、トーションスプリング１６６に捩り力を蓄積する。そして、所定位置まで閉止させると、トーションスプリング１６６の端部がステータ１６４の係止溝１６４Ａに係止される。そして、受話部が閉止されると、コンプレッションスプリング１５２によりロック部材１５４を付勢してロック部材１５４とロック溝１５６とを係合させる。
発明が解決しようとする課題
しかし、上記のような構成では、ロック部材１５４の係合において、コンプレッションコイルバネ１５２を必要とし、受話部の自動開放において、トーションスプリング１６６を必要とするため、部品点数が多く、コストアップしてしまう。
本発明は上記事実を考慮し、部品点数が少なく、コストダウン可能なヒンジユニットと、第１筐体及び第２筐体へのヒンジユニットの取り付けが容易なヒンジ構造を得ることを課題とする。
発明の開示
請求項１記載の発明のヒンジユニットは、ケースに収納され、一端側にカム部が設けられ、前記ケースの軸方向に対してスライド可能であると共に回転可能なカム手段と、前記カム手段と係合してカム手段の回転を抑止するストッパーと、前記カム手段と係合し、カム手段と一体に回転すると共にカム手段のスライド力を回転力に変換するカム体と、前記ケースに対してスライド可能に設けられ、押圧すると、前記カム手段をスライドさせ、前記ストッパーとの係合を解除させる釦部と、前記ケースに収納され、前記カム手段に捩り力を付与し、前記カム手段を回転させると共にカム手段を前記ストッパーと係合する位置まで引き戻す付勢手段と、で構成されたことを特徴とする。
請求項２記載の発明のヒンジユニットは、請求項１記載の発明のヒンジユニットにおいて、前記カム手段が、前記釦部と係合すると共に前記ケースの軸方向に対してスライド可能にケース内に収納され、前記付勢手段の一端部が装着されたジョイント部と、前記ジョイント部と一体にスライド可能かつジョイント部に対して回転可能に一端側が係合され、前記ストッパーと係合すると共に他端側が前記カム体と係合するアクチュエータと、前記ストッパーと当接可能に配置され、前記付勢手段の他端部が装着されてストッパー側へ付勢されると共に捩り力を付与され、前記アクチュエータと一体に回転可能に係合するサブカムと、で構成されたことを特徴とする。
請求項３記載の発明のヒンジユニットは、請求項２記載の発明のヒンジユニットにおいて、前記ストッパーに設けられた第１のカム面と、前記サブカムの前記第１のカム面との突き合わせ面に設けられ、前記ストッパーとの相対回転角度によって第１のカム面と接離し全面当接から一部当接までの当接形態をとる第２のカム面と、を有することを特徴とする。
請求項４記載の発明のヒンジ構造は、ケースに収納され、一端側にカム部が設けられ、前記ケースの軸方向に対してスライド可能であると共に回転可能なカム手段と、前記カム手段と係合してカム手段の回転を抑止するストッパーと、前記カム手段と係合し、カム手段と一体に回転すると共にカム手段のスライド力を回転力に変換するカム体と、前記ケースに対してスライド可能に設けられ、押圧すると、前記カム手段をスライドさせ、前記ストッパーとの係合を解除させる釦部と、前記ケースに収納され、前記カム手段に捩り力を付与し、前記カム手段を回転させると共にカム手段が前記ストッパーと係合する位置まで引き戻す付勢手段と、で構成されたことを特徴とするヒンジユニットを備えたヒンジ構造であって、第１筐体に設けられた軸部に前記カム手段を連結し、第２筐体に設けられた軸部に前記カム体を固定して、第１筐体と第２筐体とを相対的に回転可能としたことを特徴とする。
請求項５記載の発明のヒンジ構造は、請求項４記載の発明のヒンジ構造において、前記第１筐体と前記第２筐体の軸部に回転を抑制する制動手段を備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の発明では、ケースにはカム手段が収納されており、カム手段の一端側にはカム部が設けられている。このカム手段はケースの軸方向に対してスライド可能であると共に回転可能となっている。
また、カム手段にはストッパー及びカム体が係合しており、ストッパーによってカム手段の回転が抑止される。一方、カム体はカム手段と一体に回転すると共に、カム体によってカム手段のスライド力が回転力に変換される。
ここで、ケースに対してスライド可能に設けられた釦部を押圧すると、カム手段がスライドし、ストッパーとの係合が解除される。一方、ケースには付勢手段が収納されており、カム手段がストッパーとの係合を解除されると、カム手段に捩り力を付与してカム手段と共にカム体を回転させる。
また、回転したカム体を逆転させると、カム手段がストッパーとの係合可能な位置に到達するまで逆転し、ここで、付勢手段がカム手段をストッパーと係合する位置まで引き戻し、カム手段の回転を抑止する。
このようなヒンジユニットを用い、一方の筐体にケースを取り付け、他方の筐体にカム体を取り付けることで、釦部を押圧するだけで、他方の筐体が一方の筐体に対して開放するため、便利である。
また、上記のように、捩り力及び圧縮力を蓄積可能な付勢手段を用いることによって、一つの付勢手段によって、一方の筐体を他方の筐体に対して開放させるときは、付勢手段が圧縮された状態のまま、捩り力を利用してカム手段を回転させて一方の筐体を開放させると共に、一方の筐体を閉止させるときは、カム体を介してカム手段を所定角度まで逆転させた（付勢手段に捩り力を蓄積）後、付勢手段の圧縮による復元力を利用して、カム手段をストッパーと係合する位置まで引き戻すことができる。
このように、一つの付勢手段で、異なる複数の機能をカム手段に付与させることで、ヒンジユニットの部品点数を少なくすることができ、組み立ても容易となり、コストダウンを図ることができる。
請求項２に記載の発明では、ケースの軸方向に対してジョイント部がスライド可能にケース内に収納されている。このジョイント部には釦部が係合すると共にアクチュエータの一端側が係合しており、アクチュエータをジョイント部と一体にスライド可能かつジョイント部に対して回転可能としている。一方、アクチュエータはストッパーに対して係合可能である共に、アクチュエータの他端側にはカム体が係合している。
ここで、ジョイント部には付勢手段の一端部が装着されており、付勢手段の他端部はサブカムに装着され、互いに離間する方向へ付勢されている。サブカムはストッパーに当接可能に配置されており、アクチュエータと一体に回転可能に係合している。このため、サブカムは付勢手段によってストッパー側へ付勢されると共に、付勢手段の捩り力がサブカムを介してアクチュエータに伝達される。
請求項３に記載の発明では、ストッパーには第１のカム面が設けられている。一方、サブカムには、第１のカム面との突き合わせ面に第２のカム面が設けられており、ストッパーとの相対回転角度によって第１のカム面と接離し、全面当接から一部当接までの当接形態をとっている。
このようなヒンジユニットを、互いに相対回転可能な筐体の軸部に設けることで、例えば、所定の相対回転角度以上（略全開状態）或いは以下（略全閉状態）になると、第１のカム面と第２カム面とを一部当接させ、サブカムをストッパー側へ付勢させる付勢力を回転力に変換させて筐体の全開状態或いは全閉状態を維持させることができる。
また、所定の相対回転角度内において、第１のカム面と第２のカム面とを全面当接させることで、その相対回転角度の範囲内では、一定の摩擦力が得られ、釦部が押圧されて、アクチュエータがストッパーとの係合を解除されたとき、筐体が急に全開しないようにしている。
請求項４に記載の発明では 第１筐体に設けられた軸部にカム手段を連結し、第２筐体に設けられた軸部にカム体を固定して、第１筐体と第２筐体とを相対的に回転可能としている。
請求項５に記載の発明では、第１筐体と第２筐体の軸部に回転を抑制する制動手段を備えている。これにより、第１筐体或いは第２筐体が勢い良く開放することはなく、第１筐体或いは第２筐体が全開時に停止するときに、第１筐体或いは第２筐体が衝撃を受けることはない。
発明を実施するための最良の形態
図１には、本形態に係るヒンジユニット１０（図２参照）が用いられた携帯電話１２が示されている。この携帯電話１２には、略円柱状の軸部１４、１６が備えられており、軸部１４は送話部（以下、「ベース部１８」という）に設けられ、軸部１６は受話部（以下、「モニター部２０」という）に設けられている。
この軸部１４、１６には、図２に示すヒンジユニット１０が取付けられている。ヒンジユニット１０には筒状のケース２２が備えられており、ケース２２の外周面には、軸方向に沿って複数の角部２２Ａが形成されている。
一方、軸部１４にはケース２２の外周面が面接触する取付凹部（図示省略）が凹設されており、ケース２２が軸部１４に対して回転しないように回り止めされた状態で固定可能となっている。
ケース２２の一端側の中央部には、台座２６が架け渡されており、中心には孔部２６Ａが形成されている。この孔部２６Ａにはシャフト２８が挿通可能となっており、シャフト２８の一端部に形成されたフランジ部２８Ａが台座２６に当接して位置決めされる。また、ケース２２の一端側には、縁部からケース２２の軸方向に沿って切り込みが入れられ、ケース２２の内側へ向かって折曲げ片３０が折り曲げられている。
さらに、ケース２２内にはジョイント部３４が収納可能となっている。このジョイント部３４の一端側には大径部３６が設けられ、他端側には小径部３８が設けられている。この小径部３８と大径部３６とは、中径部４０によって連結されている。
大径部３６の一端側の外周面からは、ジョイント部３４の軸方向に沿って、１対の円弧状の装着片４２、４４が延出している。この装着片４２、４４は、ケース２２の一端側の台座２６を間に挟んで設けられた弓形孔４６、４８を挿通可能となっている。
弓形孔４６、４８へ挿通された装着片４２、４４のそれぞれの先端部には、略円柱状の釦部５０が取付可能となっており、取付側には平面部５２Ａと曲面部５２Ｂとが連続する略小判状の凹部５２が凹設されている。
この凹部５２の幅は、装着片４２、４４の幅と略同一となっており、装着片４２、４４が弓形孔４６、４８を通過すると、装着片４２、４４の先端面が、凹部５２の底面に当接可能となっている。
ここで、ジョイント部３４の軸芯は中空となっており、軸芯にはシャフト２８が挿通され、シャフト２８の軸方向に沿ってジョイント部３４をスライド可能としている。
一方、装着片４４の外側には、ジョイント部３４の軸方向に沿って、長溝部５４が凹設され、この長溝部５４内には折曲げ片３０が係合可能となっており、ジョイント部３４をケース２２内に収納すると、折曲げ片３０が長溝部５４内に係合し、ジョイント部３４はケース２２に対して相対回転不能となる。
また、装着片４４の外側には、長溝部５４に直交して被係合溝５６が凹設されている。一方、釦部５０の曲面部５２Ｂの縁部からは、１対の爪部５８が突出しており、装着片４２、４４の先端面が釦部５０の凹部５２の底面に当接した状態で、爪部５８が被係合溝５６に係合され、ジョイント部３４と釦部５０とが一体となってケース２２の軸方向に対してスライド可能となる。
ここで、装着片４２、４４の幅と凹部５２の幅とは略同一となっており装着片４２、４４は凹部５２内に嵌挿可能となっている。このため、装着片４２、４４の先端面が釦部５０の凹部５２の底面に当接した状態で、ジョイント部３４と釦部５０とは相対回転不能となる。
また、釦部５０の平面部５２Ａと直交する弓形状の端面には、１対の受け台６０が凹設されている。この受け台６０はケース２２に設けられた台座２６と略同一の幅となっており、台座２６と係合可能となっている。受け台６０が台座２６に係合した状態で、釦部５０の移動は規制され、釦部５０を介してジョイント部３４が移動規制される。
一方、大径部３６の他端側には、装着孔３６Ａが凹設されており、この装着孔３６Ａにはコイルバネ６２の一端側が装着されている。コイルバネ６２の他端側は、略円筒状のサブカム６４に装着されており、ジョイント部３４とサブカム６４とを互いに離間する方向へ付勢している。また、コイルバネ６２は粗巻にしており、捩り力及び圧縮力を蓄積可能としている。
サブカム６４は筒体６６とカム部６８とで構成されており、ケース２２内に収納される。ここで、筒体６６はジョイント部３４の中径部４０に挿通され、中径部４０の軸方向に沿ってスライド可能であると共に、ジョイント部３４に対して回転可能となっている。
また、サブカム６４の筒体６６の内周面には、筒体６６の軸方向に沿って１対の係合溝７０が凹設されている。ここで、サブカム６４内には略円筒状のアクチュエータ７２が挿入可能となっており、アクチュエータ７２は、筒体７４とカム部７６とで構成され、筒体７４の外周面には、係合溝７０と係合可能な係合凸部７８が突設されている。
このため、アクチュエータ７２をサブカム６４内へ挿入し、係合凸部７８を係合溝７０に係合させると、アクチュエータ７２とサブカム６４とが一体となって回転可能となる。
また、筒体７４の内周面の端部には、環状の被係合部８０（図３（Ｂ）参照）が形成され、筒体７４の他の部分と比較して内径寸法が大きくなっている。一方、ジョイント部３４の小径部３８には、環状の係合部８２が設けられており、被係合部８０と係合可能となっている。
ここで、被係合部８０の内径寸法は、係合部８２の外径寸法よりも若干大きくしており、被係合部８０に係合部８２を係合させると、ジョイント部３４とアクチュエータ７２とは一体となって、シャフト２８の軸方向に対してスライドすると共に、アクチュエータ７２はジョイント部３４に対して回転可能である。
ところで、アクチュエータ７２とサブカム６４との間には、環状のストッパー８４が配置されている。このストッパー８４の外径寸法は、ケース２２の内径寸法と略同一となっており、ストッパー８４をケース２２内へ嵌挿可能となっている。
また、ストッパー８４の一端面には、１対のフランジ部８６が張り出しており、フランジ部８６がケース２２の端面と当接した状態で、ストッパー８４はケース２２内へ嵌挿される。
フランジ部８６とフランジ部８６との間には、隙間が設けられており、ケース２２の他端側に延出した１対の延出片８８が嵌め込み可能となっている。この隙間に延出片８８を嵌め込んだ後、フランジ部８６とフランジ部８６との間に位置するように延出片８８を折り曲げる。これにより、ストッパー８４がケース２２に固定される。
このとき、ストッパー８４の他端面は、サブカム６４に当接しており（後述する）、サブカム６４はストッパー８４によって移動規制される。ここで、サブカム６４の係合溝７０の軸方向の長さは、係合凸部７８の長さよりも長くしており、アクチュエータ７２とサブカム６４との移動量の差を吸収できるようにしている。
一方、フランジ部８６の外周面には、ケース２２の外周面と同様に、軸方向に沿って複数の角部２２Ａが形成されており、ストッパー８４が軸部１４に対して回り止めされた状態で固定可能となっている。
ここで、ストッパー８４の内周面には、１対の係合突起９０が突設されている。一方、アクチュエータ７２のカム部７６の外周面には、カム部７６の軸方向に沿って係合凹部９２が切り欠かれており、係合突起９０が係合可能となっている。このため、係合凹部９２が係合突起９０に係合した状態では、アクチュエータ７２及びアクチュエータ７２と係合しているサブカム６４の回転は抑止される。
一方、係合凹部９２が係合突起９０に係合した状態では、コイルバネ６２には圧縮可能であると共に、捩り力が蓄積された状態となっている。このため、釦部５０をコイルバネ６２の付勢力の抗する方向へ押圧すると、ジョイント部３４と共にアクチュエータ７２がスライドし、アクチュエータ７２の係合凹部９２がストッパー８４の係合突起９０との係合状態から解除される。これにより、アクチュエータ７２が回転可能となり、コイルバネ６２の捩り力によって、サブカム６４を介して、アクチュエータ７２が回転する。
ところで、軸部１６（図１参照）には略円筒状のカム体９４が装着可能となっている。カム体９４の外周面には、ケース２２の外周面と同様、カム体９４の軸方向に沿って角部９４Ａが設けられている。
一方、軸部１６にはカム体９４の外周面が面接触する取付凹部（図示省略）が凹設されており、カム体９４が軸部１６に対して回転しないように回り止め可能となっている。
カム体９４の外周面からは１対の爪部９６が延出しており、取付凹部に形成された被係合部（図示省略）に係合可能となっている。また、カム体９４の内周面には１対のカム溝９８が形成されており、アクチュエータ７２に形成されたカム部７６のカム面７６Ａが係合可能となっている。
図２に示すように、カム溝９８は螺旋状を成しており、図８に示すように、アクチュエータ７２のスライド移動（矢印Ａ方向）によって、カム面７６Ａと係合するカム溝９８を介してカム体９４の回転（矢印Ｂ方向（モニター部２０の開放方向））させる回転力へ変換される。
また、図９（Ａ）、（Ｂ）では、図面の奥行き方向でアクチュエータ７２が移動させた状態を示しており、見かけ上、アクチュエータ７２の移動状態は見られないが、（Ａ）ではカム溝９８の図面奥方と係合し、（Ｂ）ではカム溝９８の図面手前側と係合しており、これにより、カム溝９８を介してカム体９４が回転するのが分かる。
ここで、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、釦部５０を押圧してから、アクチュエータ７２の係合凹部９２が係合突起９０から係合解除されるまでの間は、アクチュエータ７２は回転不能であるが、釦部５０の押圧によるアクチュエータ７２のスライド移動によって、カム体９４を所定角度回転させることができる。
アクチュエータ７２とストッパー８４との係合が解除されると、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ケース２２には収納されたコイルバネ６２により、アクチュエータ７２に捩り力が付与され、アクチュエータ７２と共にカム体９４が回転し、モニター部２０を開放させる。
このようなヒンジユニット１０を用いて、互いに相対回転可能なベース部１８及びモニター部２０において、軸部１４にケース２２を取り付け、軸部１６にカム体９４を取り付けるだけで、釦部５０を押圧すると、モニター部２０を開放させることができるため、便利である。
ここで、モニター部２０（図１参照）が閉止された状態から全開させるまでの間で、軸部１６（図１参照）に掛かるトルク変動が大きいため、モニター部２０の開放を、アクチュエータ７２のスライド移動をカム体９４の回転移動へ変換してカム体９４を回転させる範囲と、コイルバネ６２による捩り力でカム体９４を回転させる範囲とで分けることによって、トルク変動分を吸収させることができる。
一方、カム体９４を逆転させると、カム体９４のカム溝９８を介してアクチュエータ７２のカム部７６に回転力が伝達され、アクチュエータ７２と係合するサブカム６４が回転する。
ところで、開放時の釦部５０の押圧によって、ジョイント部３４とサブカム６４との離間距離は短くなっており、コイルバネ６２は押縮められ、圧縮力が蓄積された状態のままであるが、カム体９４を逆転させ、アクチュエータ７２を介してサブカム６４を逆転させてコイルバネ６２に捩り力を蓄積する。
カム体９４を逆転させ、アクチュエータ７２の係合凹部９２がストッパー８４の係合突起９０と係合可能な位置に到達すると、コイルバネ６２の圧縮による復元力によって、図３（Ｂ）に示すように、ジョイント部３４がサブカム６４から離間する方向へ引き戻されると共に釦部５０が元の位置に押し出される。
このとき、ジョイント部３４を介してアクチュエータ７２が引き戻されて、係合凹部９２が係合突起９０と係合してアクチュエータ７２が回り止めされ、アクチュエータ７２を介してサブカム６４が回転抑止される。このとき、アクチュエータ７２のスライド移動（図２で示す矢印Ａ方向と反対方向）によって、カム体９４が閉止方向へ回転する（図２で示す矢印Ｂ方向と反対方向）。
このように、捩り力及び圧縮力を蓄積可能なコイルバネ６２を用いることによって、一つのコイルバネ６２によって、モニター部２０を開放させるときは、コイルバネ６２が圧縮された状態のまま、捩り力を利用して回転させると共に、閉止させるときは、カム体９４を介してモニター部２０を所定角度まで逆転させた（コイルバネ６２に捩り力を蓄積）後、コイルバネ６２の圧縮による復元力を利用して、アクチュエータ７２をストッパー８４と係合する位置まで引き戻すことができる。
このように、一つのコイルバネ６２で、異なる複数の機能を付与させることで、ヒンジユニット１０の部品点数を少なくすることができ、組み立ても容易となり、コストダウンを図ることができる。
一方、コイルバネ６２は圧縮荷重を受けており、ストッパー８４がケース２２内へ嵌挿され、ストッパー８４の他端面がサブカム６４に当接した状態で、サブカム６４をストッパー８４側へ付勢している。
サブカム６４及びジョイント部３４では、コイルバネ６２が装着され互いに対面する側をそれぞれ傾斜面６４Ａ、３４Ａとしており、コイルバネ６２の環状部分の両端部が当接可能なように、シャフト２８の軸方向に対して直交する面を基準として若干傾斜させ、コイルバネ６２の付勢力がサブカム６４へ均一に掛かるようにしている。
ところで、サブカム６４のカム部７６にはカム面７７が設けられている。一方、ストッパー８４の他端面からは、１対の突起部１０２が突設しており、サブカム６４のカム面７７に当接可能となっている。
図１０（Ａ）、（Ｂ）には、突起部１０２とカム面７７との当接形態を示す展開図が示されている。サブカム６４の回転により、突起部１０２が当接するカム面７７の位置が異なり、突起部１０２とカム面７７とが、全面当接から一部当接までの当接形態をとっている。
サブカム６４が回転している状態では、図５（Ｂ）及び図１０（Ａ）に示すように、突起部１０２はカム面７７の山部７７Ａと全面当接する。このように、カム面７７が突起部１０２と全面当接することで、所定角度内では、一定の摩擦力が得られ、釦部５０が押圧されて、アクチュエータ７２がストッパー８４との係合を解除されたとき、モニター部２０が急に全開しないようにしている。
一方、サブカム６４が回転停止状態（全開状態或いは全閉状態）では、図７（Ａ）、（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示すように、突起部１０２はカム面７７の傾斜部７７Ｂと一部当接する。
この状態では、コイルバネ６２の圧縮による復元力によって、コイルバネ６２から受ける軸推力がサブカム６４を回転させる回転力に変換される。このため、、モニター部２０の全開位置（点線）では矢印Ｂ方向への回転力がサブカム６４へ付与され、サブカム６４を介してアクチュエータ７２に回転力が伝達されて全開状態が維持される。
一方、モニター部２０の全閉位置（実線）では矢印Ｂ方向とは反対の回転力がサブカム６４へ付与され、サブカム６４を介してアクチュエータ７２に回転力が伝達されて全閉状態が維持される。
このように、モニター部２０の全閉状態及び全開状態において、その状態を維持させるようにすることで、全閉状態及び全開状態でモニター部２０がガタつかないようにしている。
ところで、図１に示すように、携帯電話１２には軸部１４、１６の反対側に軸部１０４、１０６が設けられており、軸部１０４はベース部１８側に設けられ、軸部１０６はモニター部２０側に設けられている。
この軸部１０６にはシャフト（図示省略）が固定されており、軸部１０４に回転可能に軸支され、軸部１６の回転と共に、軸部１０４内を回転するが、この軸部１０４、１０６にダンパ機能を持たせても良い。これにより、モニター部２０が勢い良く開放することはなく、全開時に停止するとき、モニター部２０が衝撃を受けることはない。
次に、本形態に係るヒンジユニット１０の組み立て方法について説明する。
まず、ジョイント部３４の中径部４０にサブカム６４を外挿すると共に、コイルバネ６２をジョイント部３４及びサブカム６４に装着し、アクチュエータ７２をサブカム６４内に挿入してジョイント部３４と係合させた後、シャフト２８を挿通したケース２２にジョイント部３４を収納してストッパー８４をケース２２に嵌め込む。
次に、ジョイント部３４の装着片４２、４４に釦部５０を装着し、アクチュエータ７２にカム体９４を係合させ、シャフト２８の先端部に凹設された溝部２８Ｂに抜け止め用のＥリング１０８を装着する。以上のようにして、ヒンジユニット１０が組み立てられる。
このように、各部品がケース２２に収納されるため取扱いが容易である。また、このヒンジユニット１０は、ケース２２を保持した状態で釦部５０を押圧すると、カム体９４を回転させることができるため、必要なトルク等の機械的な数値を確認し易い。このため、ヒンジユニット１０としてトルクの管理でき、製品としてのバラツキが少ない。
また、このようにして組み立てられたヒンジユニット１０を、軸部１４、１６に挿入して、カム体９４の爪部９６を軸部１６の収納凹部内の被係合部に係合させるとヒンジユニット１０が軸部１４、１６に固定される。このため、ヒンジユニット１０の取付作業が大変容易であり、作業性が良い。
次に、本形態に係るヒンジユニット１０（図２参照）が用いられた携帯電話１２の開放動作について説明する。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、モニター部２０がベース部１８に対して閉止された状態では、コイルバネ６２には捩り力及び圧縮力が蓄積されており、アクチュエータ７２の係合凹部９２には、ストッパー８４の係合凸部７８が係合され、アクチュエータ７２が回転抑止されている。
このとき、図１０（Ｂ）に示すように、コイルバネ６２から受ける圧縮による復元力によって、サブカム６４には矢印Ｂ方向とは反対方向の回転力が付与されている（図７（Ａ）参照）。このため、全閉状態でモニター部２０がガタつくことはない。
次に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、モニター部２０の右側面から飛び出している釦部５０を押圧すると、釦部５０を介してジョイント部３４及びアクチュエータ７２がシャフト２８の軸方向に沿ってスライドする。
このとき、アクチュエータ７２のスライド移動によって、カム部７６と係合するカム溝９８を介してカム体９４が回転し、カム体９４が固定されたモニター部２０をθ１開放させる。
そして、アクチュエータ７２の収納凹部９２がストッパー８４の係合突起９０から外れると、アクチュエータ７２とストッパー８４との係合状態が解除され、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アクチュエータ７２が回転可能となって、コイルバネ６２の捩り力によって、サブカム６４を介してアクチュエータ７２がケース２２に対して回転する。
これにより、アクチュエータ７２と一体にカム体９４が回転し、モニター部２０をさらにθ２開放させる。このとき、カム面７７が突起部１０２と全面当接しており（図１０（Ａ）参照）、モニター部２０が静かに開放する。そして、モニター部２０がベース部１８に対して所定角度θ１＋θ２（ここでは、約１５０°）開放すると、モニター部２０とベース部１８とが当接して停止する。
モニター部２０の全開状態では、図７（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、コイルバネ６２から受ける圧縮による復元力によって、サブカム６４には矢印Ｂ方向への回転力が付与され、モニター部２０の全開状態でモニター部２０がガタつかないようにしている。
次に、本形態に係るヒンジユニット１０（図２参照）が用いられた携帯電話１２の閉止動作について説明する。
図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、全開されたモニター部２０をベース部１８に対して閉止方向へ逆転させる。このとき、カム体９４を介して、アクチュエータ７２及びサブカム６４が逆転し、コイルバネ６２には捩り力が蓄積される。
次に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アクチュエータ７２の係合凹部９２がストッパー８４の係合突起９０と係合可能な位置に到達すると、コイルバネ６２の圧縮による復元力によって、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ジョイント部３４がサブカム６４から離間する方向へ引き戻されると共に釦部５０が元の位置に押し出される。
そして、ジョイント部３４を介してアクチュエータ７２が引き戻されて回り止めされ、アクチュエータ７２を介してサブカム６４が回転抑止される。このとき、アクチュエータ７２のスライド移動によって、カム体９４が閉止方向へ回転する。
このとき、図７（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、コイルバネ６２から受ける圧縮による復元力によって、コイルバネ６２から受ける軸推力が回転力に変換され、サブカム６４には矢印Ｂ方向と反対方向の回転力が付与され、モニター部２０の全閉状態でモニター部２０がガタつかないようにしている。
なお、本形態ではヒンジユニット１０の構成部品をケース内にまとめて収納したが、筐体の軸をケースとして直接構成部品を組み込むこともできる。しかし、組み込む手間を考えると、本形態のようにケース２２に組み込んだ方が好ましい。
また、ここでは、釦部５０を押圧してモニター部２０を開放させたが、勿論釦部５０を押圧しなくてもモニター部２０を開放させることは可能である。この場合、モニター部２０をθ１回転させると（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）、モニター部２０と一体に回転するカム体９４のカム溝９８を介して、アクチュエータ７２がスライドするため、ストッパー８４との係合状態が解除され、モニター部２０が開放可能となる。
さらに、本発明は、１対の筐体が相対回転するものであれば良いため、携帯電話に限るものではない。例えば、ＡＶ機器の蓋、化粧品のコンパクト等のように、開放角度が決められているものに使用することができる。
発明の効果
本発明は上記構成としたので、一方の筐体にケースを取り付け、他方の筐体にカム体を取り付けることで、釦部を押圧するだけで、他方の筐体が一方の筐体に対して開放するため、便利である。また、一つの付勢手段で、異なる複数の機能をカム手段に付与させることで、ヒンジユニットの部品点数を少なくすることができ、組み立ても容易となり、コストダウンを図ることができる。
請求項２に記載の発明では、サブカムは付勢手段によってストッパー側へ付勢されると共に、付勢手段の捩り力がサブカムを介してアクチュエータに伝達される。
請求項３に記載の発明では、例えば、所定の相対回転角度以上（略全開状態）或いは以下（略全閉状態）になると、第１のカム面と第２カム面とを一部当接させ、サブカムをストッパー側へ付勢させる付勢力を回転力に変換させて筐体の全開状態或いは全閉状態を維持させることができる。また、所定の相対回転角度内において、第１のカム面と第２のカム面とを全面当接させることで、その相対回転角度の範囲内では、筐体のフリーストップが可能となる。
請求項４に記載の発明では 第１筐体と第２筐体とを相対的に回転可能としている。
請求項５に記載の発明では、第１筐体或いは第２筐体が勢い良く開放することはなく、第１筐体或いは第２筐体が全開時に停止するときに、第１筐体或いは第２筐体が衝撃を受けることはない。
【図面の簡単な説明】
図１は、本形態に係るヒンジユニットを備えた携帯電話のベース部とモニター部を示した分解斜視図である。
図２は、本形態に係るヒンジユニットの分解斜視図である。
図３Ａは、本形態に係るヒンジユニットを備えた携帯電話の側面図であり、図３Ｂは、図３Ａに対応するヒンジユニットの断面図である。
図４Ａは、本形態に係るヒンジユニットを備えた携帯電話の側面図であり、図４Ｂは、図４Ａに対応するヒンジユニットの断面図である。
図５Ａは、本形態に係るヒンジユニットを備えた携帯電話の側面図であり、図５Ｂは、図５Ａに対応するヒンジユニットの断面図である。
図６Ａは、本形態に係るヒンジユニットを備えた携帯電話の側面図であり、図６Ｂは、図６Ａに対応する状態でのヒンジユニットの断面図である。
図７Ａは、本形態に係るヒンジユニットを備えた携帯電話の側面図であり、図７Ｂは、図７Ａに対応するヒンジユニットの断面図である。
図８は、本形態に係るヒンジユニットに備えられたアクチュエータのカム面とカム体のカム溝との関係を示す説明図。
図９Ａ、図９Ｂは、本形態に係るヒンジユニットに備えられたアクチュエータのカム面とカム体のカム溝との関係を示す側面図であり、図９Ａは、アクチュエータのスライド移動前の状態を示し、図９Ｂは、アクチュエータのスライド移動後の状態を示している。
図１０Ａ、図１０Ｂは、本形態に係るヒンジユニットに備えられたサブカムのカム面とストッパーの突起部との当接形態を示す展開図であり、図１０Ａは、全面当接の状態を示し、図１０Ｂは、一部当接の状態を示している。
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、従来のヒンジユニットを示す断面図であり、図１１Ａ及び図１１Ｂは、ロック部材がロックされた状態を示し、図１１Ｃは、ロック部材が解除された状態を示している。Technical field
The present invention relates to a hinge unit that can be automatically opened and a hinge structure that uses the hinge unit to support a first housing and a second housing so as to be relatively rotatable.
Conventional technology
2. Description of the Related Art Conventionally, a free stop type having a friction function has been known as a hinge unit for attaching a reception unit to a transmission unit of a two-fold portable telephone so as to be freely opened and closed.
However, with the spread of portable telephones, the demand for convenience has increased, and a hinge unit configured so that the receiver can be opened with only one hand to the transmitter with one touch has been required. .
For this reason, there is a type in which the receiver is opened only by pressing the push button. Specifically, as shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, when the push button 150 is pressed, the lock member 154 slides in the direction in which the biasing force of the compression coil spring 152 opposes, and the lock member 154 is formed. Is unlocked, and becomes rotatable, and the pressing cam 158 slides, and the pressing cam portion 158A formed at the tip presses the pressure receiving cam portion 160A of the rotor 160, and the rotor 160 is moved in the arrow direction. Rotate.
When the locking portion 160B of the rotor 160 moves to the position of the locking groove 164A of the stator 164, the end of the torsion spring 166 in which the elastic force is accumulated moves to the left in the figure, and the rotor 160 moves to the left of the torsion spring 166. While rotating by the restoring force, the shaft 162 is rotated to automatically open the earpiece (not shown).
On the other hand, when closing the receiver, the receiver is rotated in the closing direction, the shaft 162 is rotated, and the torsion spring 166 accumulates torsional force. Then, when closed to a predetermined position, the end of the torsion spring 166 is locked in the locking groove 164A of the stator 164. When the earpiece is closed, the lock member 154 is urged by the compression spring 152 to engage the lock member 154 with the lock groove 156.
Problems to be solved by the invention
However, in the above-described configuration, the compression coil spring 152 is required for engaging the lock member 154, and the torsion spring 166 is required for automatically opening the earpiece. Therefore, the number of components is large, and the cost is increased. .
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and has as its object to provide a hinge unit having a small number of parts and capable of reducing cost, and a hinge structure in which the hinge unit can be easily attached to the first housing and the second housing.
Disclosure of the invention
The hinge unit according to the first aspect of the invention is housed in a case, provided with a cam portion at one end side, and slidable and rotatable with respect to the axial direction of the case. A stopper that suppresses rotation of the cam means, a cam body that engages with the cam means, rotates together with the cam means, and converts a sliding force of the cam means into a rotational force, and slides with respect to the case. A button portion that is provided to be capable of sliding the cam means when pressed to release the engagement with the stopper; and a button housed in the case to apply a torsional force to the cam means to rotate the cam means. And urging means for pulling back the cam means to a position where the cam means engages with the stopper.
A hinge unit according to a second aspect of the present invention is the hinge unit according to the first aspect, wherein the cam means engages with the button portion and is housed in the case so as to be slidable in the axial direction of the case. And a joint part to which one end of the urging means is attached, one end of the joint is slidable integrally with the joint and rotatably with respect to the joint, and the other end is engaged with the stopper. An actuator that engages with the cam body and is disposed so as to be in contact with the stopper, and the other end of the urging means is mounted and urged to the stopper side, and a torsional force is applied. And a sub-cam rotatably engaged with the sub-cam.
A hinge unit according to a third aspect of the present invention is the hinge unit according to the second aspect of the present invention, wherein the hinge unit is provided on an abutting surface of a first cam surface provided on the stopper and the first cam surface of the sub cam. And a second cam surface which comes into contact with and separates from the first cam surface depending on the relative rotation angle with respect to the stopper and has a contact form from full contact to partial contact.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hinge structure which is housed in a case, has a cam portion at one end side, and is slidable and rotatable in the axial direction of the case. A stopper that suppresses rotation of the cam means, a cam body that engages with the cam means, rotates together with the cam means, and converts a sliding force of the cam means into a rotational force, and slides with respect to the case. A button portion that is provided to be capable of sliding the cam means when pressed to release the engagement with the stopper; and a button housed in the case to apply a torsional force to the cam means to rotate the cam means. And a biasing means for retracting the cam means to a position where the cam means engages with the stopper. The cam means is connected to a shaft, and the cam body is fixed to a shaft provided in the second housing, so that the first housing and the second housing can be relatively rotated. And
The hinge structure according to a fifth aspect of the present invention is the hinge structure according to the fourth aspect of the present invention, wherein the first housing and the second housing are provided with braking means for suppressing rotation on shaft portions of the first housing and the second housing. I do.
According to the first aspect of the present invention, the case contains the cam means, and the cam part is provided at one end of the cam means. The cam means is slidable and rotatable in the axial direction of the case.
Further, a stopper and a cam body are engaged with the cam means, and the rotation of the cam means is suppressed by the stopper. On the other hand, the cam body rotates integrally with the cam means, and the sliding force of the cam means is converted into a rotational force by the cam body.
Here, when the button slidably provided on the case is pressed, the cam means slides and the engagement with the stopper is released. On the other hand, the case contains the urging means, and when the engagement of the cam means with the stopper is released, a torsional force is applied to the cam means to rotate the cam body together with the cam means.
When the rotated cam body is reversed, the cam means rotates backward until the cam means reaches a position where the cam means can engage with the stopper. Here, the urging means pulls the cam means back to a position where the cam means engages with the stopper. Suppress the rotation of.
By using such a hinge unit, a case is attached to one housing and a cam body is attached to the other housing, so that the other housing is opened to one housing only by pressing the button. It is convenient.
Further, as described above, by using the urging means capable of accumulating the torsional force and the compressive force, when one housing is opened to the other housing by one urging means, While the means is compressed, the cam means is rotated by using the torsion force to open one housing and close the one housing. After the reverse rotation (accumulation of the torsional force in the urging means), the cam means can be pulled back to the position where the cam means engages with the stopper by utilizing the restoring force due to the compression of the urging means.
As described above, by giving a plurality of different functions to the cam means with one biasing means, the number of parts of the hinge unit can be reduced, the assembly becomes easy, and the cost can be reduced.
According to the invention described in claim 2, the joint portion is slidably housed in the case in the axial direction of the case. The button is engaged with this joint, and one end of the actuator is engaged with the joint, so that the actuator can slide integrally with the joint and can rotate with respect to the joint. On the other hand, the actuator can be engaged with the stopper, and a cam body is engaged with the other end of the actuator.
Here, one end of the urging means is attached to the joint portion, and the other end of the urging means is attached to the sub cam and urged in a direction away from each other. The sub cam is arranged so as to be able to contact the stopper, and is rotatably engaged integrally with the actuator. For this reason, the sub cam is urged toward the stopper by the urging means, and the torsional force of the urging means is transmitted to the actuator via the sub cam.
In the invention according to claim 3, the stopper is provided with the first cam surface. On the other hand, the sub-cam is provided with a second cam surface at a surface that abuts against the first cam surface. The contact form up to contact is taken.
By providing such a hinge unit on a shaft portion of a housing that can rotate relative to each other, for example, when the relative rotation angle becomes equal to or more than a predetermined relative rotation angle (substantially fully open state) or less than (a substantially full closed state), the first cam is rotated. The surface and the second cam surface are partially brought into contact with each other, and the urging force for urging the sub cam toward the stopper can be converted into a rotational force to maintain the housing in a fully open state or a fully closed state.
Further, by bringing the first cam surface and the second cam surface into full contact within a predetermined relative rotation angle, a constant frictional force is obtained within the range of the relative rotation angle, and the button portion is When pressed, the actuator does not suddenly fully open when the actuator is released from engagement with the stopper.
According to the fourth aspect of the present invention, the cam means is connected to the shaft provided in the first housing, and the cam body is fixed to the shaft provided in the second housing. The housing and the housing are relatively rotatable.
In the invention described in claim 5, the shaft portions of the first housing and the second housing are provided with braking means for suppressing rotation. Accordingly, the first housing or the second housing does not open vigorously, and the first housing or the second housing receives an impact when the first housing or the second housing stops when fully opened. I will not receive it.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a mobile phone 12 using a hinge unit 10 (see FIG. 2) according to the present embodiment. The mobile phone 12 is provided with shaft portions 14 and 16 having a substantially columnar shape. The shaft portion 14 is provided in a transmitting section (hereinafter, referred to as a “base section 18”), and the shaft section 16 is provided in a receiving section ( Hereinafter, referred to as a “monitor unit 20”).
The hinge units 10 shown in FIG. 2 are attached to the shafts 14 and 16. The hinge unit 10 includes a cylindrical case 22, and a plurality of corners 22 </ b> A are formed on the outer peripheral surface of the case 22 along the axial direction.
On the other hand, a mounting recess (not shown) in which the outer peripheral surface of the case 22 is in surface contact with the shaft portion 14 is recessed, and the case 22 can be fixed in a state where it is prevented from rotating with respect to the shaft portion 14. It has become.
A pedestal 26 is bridged at the center of one end of the case 22, and a hole 26A is formed at the center. A shaft 28 can be inserted into the hole 26A, and a flange 28A formed at one end of the shaft 28 contacts the pedestal 26 and is positioned. In addition, a cut is made at one end of the case 22 along the axial direction of the case 22 from the edge, and the bent piece 30 is bent toward the inside of the case 22.
Further, the joint part 34 can be stored in the case 22. A large diameter portion 36 is provided at one end of the joint portion 34, and a small diameter portion 38 is provided at the other end. The small diameter portion 38 and the large diameter portion 36 are connected by a middle diameter portion 40.
From the outer peripheral surface on one end side of the large diameter portion 36, a pair of arc-shaped mounting pieces 42 and 44 extend along the axial direction of the joint portion 34. The mounting pieces 42 and 44 can be inserted through arcuate holes 46 and 48 provided with the pedestal 26 at one end of the case 22 interposed therebetween.
At the tip of each of the mounting pieces 42, 44 inserted into the bow-shaped holes 46, 48, a substantially columnar button 50 can be attached. On the mounting side, a flat portion 52A and a curved portion 52B are provided. A continuous substantially oval-shaped concave portion 52 is provided.
The width of the recess 52 is substantially the same as the width of the mounting pieces 42, 44. When the mounting pieces 42, 44 pass through the arc-shaped holes 46, 48, the distal end surfaces of the mounting pieces 42, 44 It can contact the bottom.
Here, the axis of the joint portion 34 is hollow, and the shaft 28 is inserted through the axis, so that the joint portion 34 can slide along the axial direction of the shaft 28.
On the other hand, a long groove 54 is formed in the outer side of the mounting piece 44 along the axial direction of the joint 34, and the bent piece 30 can be engaged in the long groove 54. When the case 34 is stored in the case 22, the bent piece 30 is engaged with the long groove 54, and the joint 34 cannot rotate relative to the case 22.
On the outside of the mounting piece 44, an engaged groove 56 is formed so as to be orthogonal to the long groove 54. On the other hand, a pair of claw portions 58 protrude from the edge of the curved surface portion 52B of the button portion 50, and in a state where the tip surfaces of the mounting pieces 42 and 44 abut against the bottom surface of the concave portion 52 of the button portion 50, The claw portion 58 is engaged with the engaged groove 56, and the joint portion 34 and the button portion 50 are integrally slidable in the axial direction of the case 22.
Here, the width of the mounting pieces 42 and 44 and the width of the recess 52 are substantially the same, and the mounting pieces 42 and 44 can be inserted into the recess 52. Therefore, the joint portion 34 and the button portion 50 cannot be rotated relative to each other in a state where the end surfaces of the mounting pieces 42 and 44 are in contact with the bottom surface of the concave portion 52 of the button portion 50.
Further, a pair of receiving bases 60 are recessed on the bow-shaped end surface orthogonal to the plane portion 52A of the button portion 50. The receiving base 60 has substantially the same width as the pedestal 26 provided on the case 22, and can be engaged with the pedestal 26. With the cradle 60 engaged with the pedestal 26, the movement of the button 50 is restricted, and the movement of the joint 34 is restricted via the button 50.
On the other hand, a mounting hole 36A is recessed at the other end of the large diameter portion 36, and one end of the coil spring 62 is mounted in the mounting hole 36A. The other end of the coil spring 62 is mounted on a substantially cylindrical sub cam 64, and urges the joint portion 34 and the sub cam 64 in a direction away from each other. Further, the coil spring 62 is roughly wound, and can accumulate torsional force and compressive force.
The sub cam 64 is composed of a cylinder 66 and a cam portion 68 and is housed in the case 22. Here, the cylindrical body 66 is inserted into the middle diameter portion 40 of the joint portion 34, is slidable along the axial direction of the middle diameter portion 40, and is rotatable with respect to the joint portion 34.
A pair of engagement grooves 70 is formed in the inner peripheral surface of the cylinder 66 of the sub cam 64 along the axial direction of the cylinder 66. Here, a substantially cylindrical actuator 72 can be inserted into the sub cam 64. The actuator 72 is composed of a cylindrical body 74 and a cam portion 76, and an outer circumferential surface of the cylindrical body 74 has an engagement groove. An engagement projection 78 that can engage with the projection 70 is provided in a protruding manner.
Therefore, when the actuator 72 is inserted into the sub cam 64 and the engaging projection 78 is engaged with the engaging groove 70, the actuator 72 and the sub cam 64 can be integrally rotated.
Further, an annular engaged portion 80 (see FIG. 3B) is formed at an end of the inner peripheral surface of the cylindrical body 74, and the inner diameter is larger than other portions of the cylindrical body 74. ing. On the other hand, the small-diameter portion 38 of the joint portion 34 is provided with an annular engaging portion 82, which can be engaged with the engaged portion 80.
Here, the inner diameter of the engaged portion 80 is slightly larger than the outer diameter of the engaging portion 82, and when the engaging portion 82 is engaged with the engaged portion 80, the joint portion 34 and the actuator The actuator 72 slides in the axial direction of the shaft 28 integrally with the actuator 72, and the actuator 72 can rotate with respect to the joint 34.
Incidentally, an annular stopper 84 is arranged between the actuator 72 and the sub cam 64. The outer diameter of the stopper 84 is substantially the same as the inner diameter of the case 22, and the stopper 84 can be inserted into the case 22.
A pair of flange portions 86 project from one end surface of the stopper 84, and the stopper 84 is fitted into the case 22 with the flange portion 86 in contact with the end surface of the case 22.
A gap is provided between the flange portions 86, and a pair of extension pieces 88 extending to the other end of the case 22 can be fitted. After fitting the extension piece 88 into this gap, the extension piece 88 is bent so as to be located between the flange portions 86. Thus, the stopper 84 is fixed to the case 22.
At this time, the other end surface of the stopper 84 is in contact with the sub cam 64 (described later), and the movement of the sub cam 64 is restricted by the stopper 84. Here, the axial length of the engagement groove 70 of the sub cam 64 is longer than the length of the engagement projection 78 so that the difference in the movement amount between the actuator 72 and the sub cam 64 can be absorbed. .
On the other hand, a plurality of corners 22 </ b> A are formed along the axial direction on the outer peripheral surface of the flange 86, similarly to the outer peripheral surface of the case 22, and the stopper 84 is prevented from rotating with respect to the shaft 14. It can be fixed with.
Here, a pair of engagement projections 90 are provided on the inner peripheral surface of the stopper 84 so as to project therefrom. On the other hand, on the outer peripheral surface of the cam portion 76 of the actuator 72, an engaging recess 92 is cut out along the axial direction of the cam portion 76, so that the engaging protrusion 90 can be engaged. Therefore, when the engagement concave portion 92 is engaged with the engagement protrusion 90, the rotation of the actuator 72 and the sub-cam 64 engaged with the actuator 72 is suppressed.
On the other hand, when the engagement recess 92 is engaged with the engagement protrusion 90, the coil spring 62 is compressible and has a state in which the torsional force is accumulated. Therefore, when the button portion 50 is pressed in a direction against the urging force of the coil spring 62, the actuator 72 slides together with the joint portion 34, and the engagement concave portion 92 of the actuator 72 engages with the engagement protrusion 90 of the stopper 84. Is released from. As a result, the actuator 72 can rotate, and the torsional force of the coil spring 62 rotates the actuator 72 via the sub cam 64.
Incidentally, a substantially cylindrical cam body 94 can be mounted on the shaft portion 16 (see FIG. 1). A corner 94A is provided on the outer peripheral surface of the cam body 94 along the axial direction of the cam body 94, similarly to the outer peripheral surface of the case 22.
On the other hand, a mounting recess (not shown) in which the outer peripheral surface of the cam body 94 comes into surface contact with the shaft section 16 is recessed, and the cam body 94 can be prevented from rotating so as not to rotate with respect to the shaft section 16. I have.
A pair of claws 96 extend from the outer peripheral surface of the cam body 94, and can be engaged with an engaged portion (not shown) formed in the mounting recess. Further, a pair of cam grooves 98 is formed on the inner peripheral surface of the cam body 94 so that the cam surface 76A of the cam portion 76 formed on the actuator 72 can be engaged.
As shown in FIG. 2, the cam groove 98 has a spiral shape, and as shown in FIG. 8, the actuator 72 slides (in the direction of arrow A) through the cam groove 98 engaging with the cam surface 76A. The rotational force is converted into a rotational force for rotating the cam body 94 (the direction of the arrow B (the opening direction of the monitor unit 20)).
FIGS. 9A and 9B show a state in which the actuator 72 is moved in the depth direction of the drawing. Although the movement state of the actuator 72 is apparently not seen, in FIG. 98B, it is engaged with the front side of the cam groove 98 in FIG. 3B, and it can be seen that the cam body 94 rotates through the cam groove 98.
Here, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the period from when the button portion 50 is pressed to when the engagement concave portion 92 of the actuator 72 is disengaged from the engagement protrusion 90 is released. Although the rotation of the cam body 94 is not possible, the cam body 94 can be rotated by a predetermined angle by the sliding movement of the actuator 72 by pressing the button 50.
When the engagement between the actuator 72 and the stopper 84 is released, a torsional force is applied to the actuator 72 by the coil spring 62 housed in the case 22, as shown in FIGS. The cam body 94 rotates together with 72 to open the monitor unit 20.
By using such a hinge unit 10, in the base part 18 and the monitor part 20 which can rotate relative to each other, the button part 50 is pressed by simply attaching the case 22 to the shaft part 14 and attaching the cam body 94 to the shaft part 16. Then, the monitor unit 20 can be opened, which is convenient.
Here, since the torque fluctuation applied to the shaft portion 16 (see FIG. 1) is large between the state where the monitor portion 20 (see FIG. 1) is closed and the time when the monitor portion 20 is fully opened, the opening of the monitor portion 20 is performed by opening the actuator 72. By dividing the range in which the slide movement is converted into the rotational movement of the cam body 94 to rotate the cam body 94, and the range in which the cam body 94 is rotated by the torsional force of the coil spring 62, the torque fluctuation can be absorbed. .
On the other hand, when the cam body 94 is rotated in the reverse direction, a rotational force is transmitted to the cam portion 76 of the actuator 72 via the cam groove 98 of the cam body 94, and the sub-cam 64 engaging with the actuator 72 rotates.
By the way, the separation distance between the joint part 34 and the sub cam 64 is shortened by the pressing of the button part 50 at the time of opening, and the coil spring 62 is compressed and the compression force is accumulated. 94 is reversed, and the sub cam 64 is reversed via the actuator 72 to accumulate torsional force in the coil spring 62.
When the cam body 94 is reversed and the engaging concave portion 92 of the actuator 72 reaches a position where the engaging concave portion 92 can engage with the engaging projection 90 of the stopper 84, the restoring force due to the compression of the coil spring 62 as shown in FIG. Then, the joint portion 34 is pulled back in the direction away from the sub cam 64, and the button portion 50 is pushed out to the original position.
At this time, the actuator 72 is pulled back through the joint portion 34, the engagement recess 92 is engaged with the engagement protrusion 90, the rotation of the actuator 72 is stopped, and the rotation of the sub cam 64 is suppressed via the actuator 72. At this time, the sliding movement of the actuator 72 (the direction opposite to the direction of arrow A shown in FIG. 2) causes the cam body 94 to rotate in the closing direction (the direction opposite to the direction of arrow B shown in FIG. 2).
As described above, by using the coil spring 62 capable of accumulating the torsional force and the compressive force, when the monitor unit 20 is opened by one coil spring 62, the torsion force is used while the coil spring 62 is in a compressed state. When rotating and closing the actuator, the monitor unit 20 is reversed to a predetermined angle via the cam body 94 (torsion force is accumulated in the coil spring 62), and then the actuator force is restored using the restoring force due to the compression of the coil spring 62. 72 can be pulled back to a position where it engages with stopper 84.
As described above, by providing a plurality of different functions with one coil spring 62, the number of parts of the hinge unit 10 can be reduced, the assembly becomes easy, and the cost can be reduced.
On the other hand, the coil spring 62 receives a compressive load, and urges the sub cam 64 toward the stopper 84 in a state where the stopper 84 is inserted into the case 22 and the other end surface of the stopper 84 contacts the sub cam 64. .
In the sub cam 64 and the joint portion 34, the side on which the coil spring 62 is mounted and facing each other is defined as inclined surfaces 64A and 34A, respectively, so that both ends of the annular portion of the coil spring 62 can be abutted with respect to the axial direction of the shaft 28. The coil springs 62 are slightly inclined with respect to the orthogonal plane so that the biasing force of the coil spring 62 is uniformly applied to the sub cam 64.
Incidentally, a cam surface 77 is provided on the cam portion 76 of the sub cam 64. On the other hand, a pair of protrusions 102 protrude from the other end surface of the stopper 84, and can contact the cam surface 77 of the sub cam 64.
FIGS. 10A and 10B are exploded views showing a contact form between the protrusion 102 and the cam surface 77. FIG. Due to the rotation of the sub cam 64, the position of the cam surface 77 with which the projection 102 abuts is different, and the projection 102 and the cam surface 77 have a contact form from full contact to partial contact.
In the state where the sub cam 64 is rotating, as shown in FIG. 5B and FIG. 10A, the protruding portion 102 entirely contacts the peak portion 77A of the cam surface 77. As described above, when the cam surface 77 abuts the entire surface of the protrusion 102, a predetermined frictional force is obtained within a predetermined angle, the button 50 is pressed, and the engagement of the actuator 72 with the stopper 84 is released. When this is done, the monitor section 20 is prevented from suddenly opening fully.
On the other hand, when the sub cam 64 is in the rotation stopped state (fully opened state or fully closed state), as shown in FIGS. 7A, 7B and 10B, the protruding portion 102 is in contact with the inclined portion 77B of the cam surface 77. Partially abut.
In this state, the axial thrust received from the coil spring 62 is converted into a rotational force for rotating the sub cam 64 by the restoring force due to the compression of the coil spring 62. For this reason, at the fully open position (dotted line) of the monitor unit 20, a rotational force in the direction of arrow B is applied to the sub cam 64, and the rotational force is transmitted to the actuator 72 via the sub cam 64, so that the fully open state is maintained.
On the other hand, at the fully closed position (solid line) of the monitor unit 20, a rotational force opposite to the direction of arrow B is applied to the sub cam 64, and the rotational force is transmitted to the actuator 72 via the sub cam 64 to maintain the fully closed state. .
As described above, the monitor unit 20 is maintained in the fully closed state and the fully open state to prevent the monitor unit 20 from rattling in the fully closed state and the fully open state.
By the way, as shown in FIG. 1, the mobile phone 12 is provided with shafts 104 and 106 on the opposite sides of the shafts 14 and 16, and the shaft 104 is provided on the base 18 side, and the shaft 106 is It is provided on the monitor section 20 side.
A shaft (not shown) is fixed to the shaft 106, is rotatably supported by the shaft 104, and rotates inside the shaft 104 along with the rotation of the shaft 16. May have a damper function. Thus, the monitor unit 20 does not open vigorously, and when stopped at the time of full opening, the monitor unit 20 does not receive an impact.
Next, a method of assembling the hinge unit 10 according to the present embodiment will be described.
First, the sub cam 64 was externally inserted into the middle diameter portion 40 of the joint portion 34, the coil spring 62 was mounted on the joint portion 34 and the sub cam 64, and the actuator 72 was inserted into the sub cam 64 to engage with the joint portion 34. Thereafter, the joint portion 34 is housed in the case 22 through which the shaft 28 is inserted, and the stopper 84 is fitted into the case 22.
Next, the button portion 50 is mounted on the mounting pieces 42 and 44 of the joint portion 34, the cam body 94 is engaged with the actuator 72, and the E-ring for retaining is inserted into the groove 28 </ b> B recessed at the tip of the shaft 28. 108 is attached. The hinge unit 10 is assembled as described above.
As described above, since each component is stored in the case 22, handling is easy. When the button unit 50 is pressed while holding the case 22, the hinge unit 10 can rotate the cam body 94, so that it is easy to check the mechanical values such as the necessary torque. For this reason, the torque can be managed as the hinge unit 10, and there is little variation as a product.
When the hinge unit 10 assembled as described above is inserted into the shaft portions 14 and 16 and the claw portion 96 of the cam body 94 is engaged with the engaged portion in the housing recess of the shaft portion 16, the hinge unit The unit 10 is fixed to the shafts 14 and 16. Therefore, the work of attaching the hinge unit 10 is very easy, and the workability is good.
Next, an opening operation of the mobile phone 12 using the hinge unit 10 (see FIG. 2) according to the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 3A and 3B, when the monitor unit 20 is closed with respect to the base unit 18, the torsion force and the compression force are accumulated in the coil spring 62, and the engagement of the actuator 72 is prevented. The engaging projection 78 of the stopper 84 is engaged with the recess 92, and the rotation of the actuator 72 is suppressed.
At this time, as shown in FIG. 10B, a rotational force in the direction opposite to the arrow B direction is applied to the sub cam 64 by the restoring force due to the compression received from the coil spring 62 (see FIG. 7A). . Therefore, the monitor unit 20 does not rattle in the fully closed state.
Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the button portion 50 protruding from the right side surface of the monitor portion 20 is pressed, the joint portion 34 and the actuator 72 are connected to the shaft 28 via the button portion 50. Slide along the axial direction.
At this time, the sliding movement of the actuator 72 rotates the cam body 94 via the cam groove 98 engaged with the cam section 76, and opens the monitor section 20 to which the cam body 94 is fixed by θ1.
Then, when the storage recess 92 of the actuator 72 is disengaged from the engagement projection 90 of the stopper 84, the engagement state between the actuator 72 and the stopper 84 is released, and as shown in FIGS. Can rotate, and the actuator 72 rotates with respect to the case 22 via the sub cam 64 by the torsional force of the coil spring 62.
As a result, the cam body 94 rotates integrally with the actuator 72, and the monitor section 20 is further opened by θ2. At this time, the cam surface 77 is in full contact with the protrusion 102 (see FIG. 10A), and the monitor 20 is opened quietly. When the monitor unit 20 opens at a predetermined angle θ1 + θ2 (here, about 150 °) with respect to the base unit 18, the monitor unit 20 and the base unit 18 come into contact with each other and stop.
In the fully opened state of the monitor unit 20, as shown in FIGS. 7A and 10B, a rotational force in the direction of arrow B is applied to the sub cam 64 by the restoring force due to the compression received from the coil spring 62, and The monitor unit 20 is prevented from rattling when the unit 20 is fully opened.
Next, a closing operation of the mobile phone 12 using the hinge unit 10 (see FIG. 2) according to the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 6A and 6B, the fully opened monitor section 20 is reversed with respect to the base section 18 in the closing direction. At this time, the actuator 72 and the sub cam 64 rotate in the reverse direction via the cam body 94, and a torsional force is accumulated in the coil spring 62.
Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the engagement concave portion 92 of the actuator 72 reaches a position where it can be engaged with the engagement projection 90 of the stopper 84, the restoring force due to the compression of the coil spring 62 causes As shown in FIGS. 3A and 3B, the joint portion 34 is pulled back in the direction away from the sub cam 64, and the button portion 50 is pushed out to the original position.
Then, the actuator 72 is pulled back through the joint portion 34 and is prevented from rotating, and the rotation of the sub cam 64 is suppressed via the actuator 72. At this time, the slide movement of the actuator 72 causes the cam body 94 to rotate in the closing direction.
At this time, as shown in FIGS. 7A and 10B, the axial thrust received from the coil spring 62 is converted into a rotational force by the restoring force due to the compression received from the coil spring 62. A rotational force in the opposite direction is applied to prevent the monitor unit 20 from rattling when the monitor unit 20 is fully closed.
In the present embodiment, the components of the hinge unit 10 are collectively stored in the case. However, the components can be directly incorporated with the axis of the housing as a case. However, considering the time and effort for assembling, it is preferable to incorporate the case 22 as in this embodiment.
In this case, the button unit 50 is pressed to open the monitor unit 20. However, the monitor unit 20 can be opened without pressing the button unit 50. In this case, when the monitor unit 20 is rotated by θ1 (see FIGS. 4A and 4B), the actuator 72 slides through the cam groove 98 of the cam body 94 that rotates integrally with the monitor unit 20. The engagement state with the stopper 84 is released, and the monitor unit 20 can be opened.
Further, the present invention is not limited to a mobile phone, as long as the pair of housings can be relatively rotated. For example, the present invention can be used for an object whose opening angle is determined, such as a lid of an AV device or a compact cosmetic.
The invention's effect
Since the present invention is configured as described above, the case is attached to one housing and the cam body is attached to the other housing, so that only the button portion is pressed, and the other housing is moved relative to the one housing. It is convenient to open. Further, by giving a plurality of different functions to the cam means with one urging means, the number of parts of the hinge unit can be reduced, the assembly becomes easy, and the cost can be reduced.
According to the second aspect of the invention, the sub cam is urged toward the stopper by the urging means, and the torsional force of the urging means is transmitted to the actuator via the sub cam.
According to the third aspect of the invention, for example, when the rotation angle is equal to or larger than a predetermined relative rotation angle (substantially fully open state) or equal to or smaller than the predetermined relative rotation angle (substantially fully closed state), the first cam surface and the second cam surface are partially brought into contact with each other. In addition, the urging force for urging the sub cam toward the stopper can be converted into a rotational force to maintain the housing in the fully open state or the fully closed state. Further, by bringing the first cam surface and the second cam surface into full contact within a predetermined relative rotation angle, free stop of the housing is possible within the range of the relative rotation angle.
In the invention described in claim 4, the first housing and the second housing are relatively rotatable.
According to the invention described in claim 5, the first housing or the second housing does not open vigorously, and the first housing or the second housing stops when the first housing or the second housing is fully opened. There is no impact on the two housings.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a base unit and a monitor unit of a mobile phone having the hinge unit according to the embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the hinge unit according to the present embodiment.
FIG. 3A is a side view of a mobile phone including the hinge unit according to the present embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the hinge unit corresponding to FIG. 3A.
FIG. 4A is a side view of a mobile phone including the hinge unit according to the present embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the hinge unit corresponding to FIG. 4A.
FIG. 5A is a side view of a mobile phone including the hinge unit according to the present embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the hinge unit corresponding to FIG. 5A.
FIG. 6A is a side view of a mobile phone including the hinge unit according to the present embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the hinge unit in a state corresponding to FIG. 6A.
FIG. 7A is a side view of a mobile phone including the hinge unit according to the present embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the hinge unit corresponding to FIG. 7A.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between a cam surface of an actuator provided in the hinge unit according to the present embodiment and a cam groove of a cam body.
9A and 9B are side views showing the relationship between the cam surface of the actuator provided in the hinge unit according to the present embodiment and the cam groove of the cam body, and FIG. 9A shows a state before the actuator slides. FIG. 9B shows a state after the slide movement of the actuator.
10A and 10B are development views showing a contact form between a cam surface of a sub-cam provided in the hinge unit according to the present embodiment and a protrusion of a stopper, and FIG. 10A shows a state of full contact. FIG. 10B shows a partially abutted state.
11A, 11B, and 11C are cross-sectional views showing a conventional hinge unit. FIGS. 11A and 11B show a state in which a lock member is locked, and FIG. 11C shows a state in which the lock member is released. Is shown.

Claims (5)

ケースに収納され、一端側にカム部が設けられ、前記ケースの軸方向に対してスライド可能であると共に回転可能なカム手段と、
前記カム手段と係合してカム手段の回転を抑止するストッパーと、
前記カム手段と係合し、カム手段と一体に回転すると共にカム手段のスライド力を回転力に変換するカム体と、
前記ケースに対してスライド可能に設けられ、押圧すると、前記カム手段をスライドさせ、前記ストッパーとの係合を解除させる釦部と、
前記ケースに収納され、前記カム手段に捩り力を付与し、前記カム手段を回転させると共にカム手段を前記ストッパーと係合する位置まで引き戻す付勢手段と、
で構成されたことを特徴とするヒンジユニット。A cam unit housed in the case, provided with a cam portion on one end side, and slidable and rotatable in the axial direction of the case,
A stopper that engages with the cam means and suppresses rotation of the cam means;
A cam body which engages with the cam means, rotates integrally with the cam means, and converts a sliding force of the cam means into a rotational force;
A button portion slidably provided with respect to the case, and when pressed, slides the cam means to release engagement with the stopper,
Biasing means housed in the case, applying a torsional force to the cam means, rotating the cam means and pulling the cam means back to a position where the cam means engages with the stopper;
A hinge unit comprising: 前記カム手段が、
前記釦部と係合すると共に前記ケースの軸方向に対してスライド可能にケース内に収納され、前記付勢手段の一端部が装着されたジョイント部と、
前記ジョイント部と一体にスライド可能かつジョイント部に対して回転可能に一端側が係合され、前記ストッパーと係合すると共に他端側が前記カム体と係合するアクチュエータと、
前記ストッパーと当接可能に配置され、前記付勢手段の他端部が装着されてストッパー側へ付勢されると共に捩り力を付与され、前記アクチュエータと一体に回転可能に係合するサブカムと、
で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のヒンジユニット。The cam means,
A joint part that is engaged with the button part and is slidably accommodated in the case in the axial direction of the case, and one end of the urging means is attached to the joint part,
An actuator that is slidably integrated with the joint portion and rotatably engages with the joint portion, one end of which is engaged with the stopper, and the other end of which is engaged with the cam body;
A sub-cam that is disposed so as to be able to contact the stopper, the other end of the urging means is mounted and urged to the stopper side, and a torsional force is applied;
The hinge unit according to claim 1, wherein: 前記ストッパーに設けられた第１のカム面と、
前記サブカムの前記第１のカム面との突き合わせ面に設けられ、前記ストッパーとの相対回転角度によって第１のカム面と接離し全面当接から一部当接までの当接形態をとる第２のカム面と、
を有することを特徴とする請求項２に記載のヒンジユニット。A first cam surface provided on the stopper,
The second sub-cam is provided on a surface of the sub-cam abutting against the first cam surface, and comes into contact with and separates from the first cam surface depending on a relative rotation angle with respect to the stopper, and takes a contact form from full contact to partial contact. Of the cam surface,
The hinge unit according to claim 2, comprising: ケースに収納され、一端側にカム部が設けられ、前記ケースの軸方向に対してスライド可能であると共に回転可能なカム手段と、
前記カム手段と係合してカム手段の回転を抑止するストッパーと、
前記カム手段と係合し、カム手段と一体に回転すると共にカム手段のスライド力を回転力に変換するカム体と、
前記ケースに対してスライド可能に設けられ、押圧すると、前記カム手段をスライドさせ、前記ストッパーとの係合を解除させる釦部と、
前記ケースに収納され、前記カム手段に捩り力を付与し、前記カム手段を回転させると共にカム手段が前記ストッパーと係合する位置まで引き戻す付勢手段と、
で構成されたことを特徴とするヒンジユニットを備えたヒンジ構造であって、
第１筐体に設けられた軸部に前記カム手段を連結し、第２筐体に設けられた軸部に前記カム体を固定して、第１筐体と第２筐体とを相対的に回転可能としたことを特徴とするヒンジ構造。A cam unit housed in the case, provided with a cam portion on one end side, and slidable and rotatable in the axial direction of the case,
A stopper that engages with the cam means and suppresses rotation of the cam means;
A cam body which engages with the cam means, rotates integrally with the cam means, and converts a sliding force of the cam means into a rotational force;
A button portion slidably provided with respect to the case, and when pressed, slides the cam means to release engagement with the stopper,
Biasing means housed in the case, applying a torsional force to the cam means, rotating the cam means and pulling back to a position where the cam means engages with the stopper;
A hinge structure provided with a hinge unit characterized by comprising
The cam means is connected to a shaft provided in the first housing, and the cam body is fixed to a shaft provided in the second housing, so that the first housing and the second housing are relatively positioned. A hinge structure characterized in that the hinge structure can be rotated. 前記第１筐体と前記第２筐体の軸部に回転を抑制する制動手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載のヒンジ構造。The hinge structure according to claim 4, further comprising a braking unit that suppresses rotation of a shaft of the first housing and the second housing.
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