ヒンジ機構

【課題】回転時の摩擦を維持しながら、ヒンジを小型化する。
【解決手段】少なくとも、端部に鍔部を持つ回転軸と、90°の折り曲げの"コの字"板金からなる回転軸保持部品と、回転軸が貫通する穴が設けられた円弧形状バネを持ち、回転軸の鍔部と"コの字"の中間平面との間に前記円弧形状バネが挟まれることで、回転時の摩擦を形成する2軸ヒンジ機構の、前記保持部品の長手方向の中心線上に、前記円弧形状バネの長手方向係止部の中心線と、前記円弧形状バネの回転軸が貫通する穴の中心を配置し、かつ前記穴径よりも幅を小さくした前記係止部を、前記円弧形状バネの円弧形状から直接形成した

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に携帯機器や撮像装置の、本体と表示部などを結合し開閉動作と回転動作を実現する2軸ヒンジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示装置を備えた携帯機器や撮像装置において、ユーザの視認性を高めるために、装置本体に対して表示部が開閉動作と回転動作が可能であるものがある。例えば非使用時では、表示部を装置本体に対して閉状態として表示部を保護し、使用時では、表示部を開状態にしたうえで装置とユーザの位置関係に合わせて表示部を回転させたりする。
【０００３】
このような動作の中でユーザが最も使用頻度が高いと思われる代表的な組み合わせに、表示部を開状態にしたものと、表示部を開状態にした後に反転したもの、表示部を開状態にし反転した後に再び閉状態としたものがある。表示部を開状態にしたものは、例えばユーザが撮像装置を手にホールドし、自分の視界と同等の映像を記録したいときなどに用いられる。表示部を開状態にした後に反転したものは、例えば人間が被写体であるときに、被写体が記録状況を確認したいときに用いられる。表示部を開状態にし反転した後に再び閉状態としたものは、例えば記録物を再生するときなどに用いられる。
【０００４】
これらの代表的な組み合わせにセットしやすくするために、従来の撮像装置では、装置本体と表示部を連結する2軸ヒンジの開閉軸や回転軸にカムやバネを設けて、適当な摩擦を与えている。
以下、図18から図24を用いて、従来の撮像装置の装置本体と表示部とを連結するヒンジの構成と、摩擦生成の仕組みを説明する。
【０００５】
図18、図19は、撮像装置の外観を示す図である。42は撮像装置本体である。装置の前面には映像情報入力部40および音声情報入力部41が配置され、ユーザが電源スイッチ43および撮影開始スイッチ44を操作すると、映像情報および音声情報が本体に入力される。映像情報および音声情報は本体内部でデジタル信号に変換され、図示しない記録部に記録される。45は表示部であり、2軸ヒンジ46によって装置本体42と連結される。47は2軸ヒンジ46の開閉軸であり、ユーザは装置使用時に表示部45を開閉することができる。48は2軸ヒンジ46の回転軸であり、ユーザは装置使用時に表示部を回転させることができる。
【０００６】
図20、図21は、2軸ヒンジ本体46を表す図である。2軸ヒンジ46は、ベース部材49によって装置本体に取り付けられる。軸材50と軸ユニット51は、ヒンジ開閉軸であり、そのうち軸ユニット51は開閉時の摩擦を生成するためのカムを備える。回転保持部材52は、開閉軸47と回転軸48を保持し、表示部45の開閉に合わせてベース部材49に対して回転する。開閉ストッパ53は、図22に示すように回転保持部材52とともに回転し、回転保持部材52が90°回転すると、ベース部材49に設けられた平面49_1に当接する。54は回動部材であり、回転保持部材52に対して回転する。回動部材54には回動部材54と同期して回転する回転ストッパ55が加締められている。
【０００７】
回動部材54は回転保持部材52に設けられた穴に嵌合し、さらに回転保持部材52に当接する受け部を持つ円弧形状バネ57に設けられた穴56を貫通する。回転ストッパ55は回動部材54に加締められると同時に、円弧形状バネ57の円弧形状部に当接する。このとき円弧形状バネ57は、回転ストッパ55と回転保持部材52との間で回転軸48方向に圧縮された状態で組まれており、回転部材54を回転軸48の負方向に付勢し、回転可能な状態で保持している。
【０００８】
表示部45は、回動部材54に加締められた表示部固定部材58によってヒンジ46に固定され、回動部材54と同期して回転する。
【０００９】
図23は、回転保持部材52と円弧形状板バネ57、回動部材54および回転保持部材52に加締められた回転ストッパ55によって2軸ヒンジ46の回転機構が構成されている様子を示す概念図である。段差54_1を持つ回動部材54が回転保持部材52に設けられた穴52_1を、段差54_1と回転保持部材52上面に当接するように嵌合する。円弧形状板バネ57は、円弧形状両端に受け部29をそれぞれ持ち、回転保持部材52に当接する。さらに円弧形状板バネ57には、受け部29の端に係止部30がそれぞれ設けられ、回転保持部材52に設けられた穴36に嵌合して長手方向が規制される。回動部材54は、円弧形状板バネ57の円弧形状部分27に設けられた穴を貫通し、さらに回動部材54先端に加締められた回転ストッパ55と、円弧形状部分27とが当接して、2軸ヒンジ回転機構が構成される。
【００１０】
図24は、ヒンジ回転時に摩擦を得るための円弧形状バネ57を表す図である。バネの特徴を成す円弧形状27の長手方向の端部28に、回転保持部材52に当接する受け部29が設けられている。さらに受け部29の円弧形状27の反対側に係止部30が設けられている。56は、回動部材54が貫通する穴である。
【００１１】
ところで近年、撮像装置の多くは小型化の傾向にあり、そのために装置本体と表示部とを連結するヒンジの小型化が求められている。その一方で、表示部の開閉動作と回転動作における摩擦は従来どおりのものが求められ、バネやカムも従来どおりの性能を維持する必要がある。従って、バネを単純に小さくすることはできず、ヒンジ小型化の障害となっていた。
【００１２】
このヒンジ小型化とバネ性能の維持の両立という問題に対し、特許文献1では回転軸にカムを設けて摩擦力を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開2009-168242号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来例では回転軸周囲に部品が集中し複雑化するため、ヒンジの大きさを小さくする或いは維持すると、軸部分の強度が不足するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のヒンジ機構は、少なくも、端部に鍔部を持つ回転軸と、前記回転軸を保持する部品と、前記回転軸が貫通する穴と、位置を規制する係止部が設けられた円弧形状バネを持ち、前記回転軸の鍔部と前記回転軸を保持する部品との間に前記円弧形状バネを挟持したヒンジであって、前記穴径よりも幅を小さくした前記係止部を前記穴の短手幅の範囲内に位置し、かつ前記円弧形状バネの円弧形状から直接形成したことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の他の特徴とするところは、前記円弧形状バネの前記円弧形状の両端に設けられた前記回転軸と直交する受け面が、前記係止部の両側に配置されたことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記係止部が、前記円弧形状バネ長手方向に関して、前記受け面よりも前記回転軸が貫通する穴に近い位置に配置されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、回転時の摩擦を維持しながら、ヒンジを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による映像音声記録装置の外観を表す前方斜視図である。
【図２】本発明による映像音声記録装置の外観を表す後方斜視図である。
【図３】本発明による映像音声記録装置の、表示部を開いた状態を表す図である。
【図４】本発明による映像音声記録装置の、表示部を開き、180°回転した状態を表す図である。
【図５】本発明による映像音声記録装置の、表示部を開き-90°回転した状態を表す図である。
【図６】本発明による映像音声記録装置の、第1の実施形態に基づく2軸ヒンジが構成されている状態を表す図である。
【図７】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジの全体像を表す図である。
【図８】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジの、開閉軸を90°回転した状態を表す図である。
【図９】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジの、開閉軸を90°回転した状態を別の方向から見た図である。
【図１０】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジの、開閉軸を90°回転した後、回転軸を任意の角度で回転させた状態を表す図である。
【図１１】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジの、回転ストッパを除いた状態を表す図である。
【図１２】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジに組み込まれている、円弧形状バネを表す図である。
【図１３】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジに組み込まれている、円弧形状バネを別の方向から見た図である。
【図１４】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジに、回動部材と円弧形状バネが組み込まれている様子を表す図である。
【図１５】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジに組み込まれている円弧形状バネと、従来技術による2軸ヒンジに組み込まれている円弧形状バネの大きさを比較した図である。
【図１６】第1の実施形態に基づく2軸ヒンジと、従来技術による2軸ヒンジの大きさを比較した図である。
【図１７】第2の実施形態に基づく2軸ヒンジに組み込まれている、円弧形状バネを表す図である。
【図１８】従来技術による映像音声記録装置の、2軸ヒンジの構成を表す前方斜視図である。
【図１９】従来技術による映像音声記録装置の、2軸ヒンジの構成を表す後方斜視図である。
【図２０】従来技術による2軸ヒンジの全体像を表す図である。
【図２１】従来技術による2軸ヒンジの別の方向から見た図である。
【図２２】従来技術による2軸ヒンジの、開閉軸を90°回転した状態を表す図である。
【図２３】2軸ヒンジに回動部材が組み込まれている仕組みを表す概念図である。
【図２４】従来技術による2軸ヒンジに組み込まれている円弧形状バネを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１、図2は、本発明による映像音声記録装置の外観を表す図である。
【００２１】
１は映像情報入力部、2は音声情報を入力するマイク・ユニットである。3は映像音声記録装置本体であり、ユーザが装置を使うとき、主にこの部分を把持する。4は電源投入スイッチ、5は撮影開始・終了スイッチである。6_1は映像音声記録装置の表示部外観であり、カバーに覆われた2軸ヒンジ7によって本体と結合されている。2軸ヒンジ7は開閉と回転が可能であり、ユーザは必要に応じて図3のように、開閉軸8を中心に表示部6を開閉して、様々な角度で表示部6を見ることができる。図4に示すように、2軸ヒンジ7の回転軸9に沿って180°回転が可能である。また図5に示すように、2軸ヒンジ7の回転軸9に沿って-90°の回転することも可能である。
【００２２】
図6は、映像音声記録装置に本発明による2軸ヒンジ7が内蔵されている状態を表す図である。映像音声記録装置の本体3と表示部6とを、2軸ヒンジ7が結合している。
【００２３】
図7は、映像音声記録装置に内蔵されている、本発明による2軸ヒンジ本体を示す図である。
2軸ヒンジ7は、ベース部材10によって装置本体に固定される。軸材11と軸ユニット12は、ヒンジ開閉軸であり、そのうち軸ユニット12は開閉時の摩擦を生成するためのカムを備える。
【００２４】
13は、略平板形状の両端を折り曲げたコの字板金部品と、図示しない回転検知スイッチなどを固定するビス座を設けた板金とを加締めて一体化した回転保持部材である。回転保持部材13は、開閉軸8と回転軸9を保持し、表示部6の開閉に合わせてベース部材10に対して回転する。14は開閉ストッパであり、図8に示すように、回転保持部材13と同期して回転し、回転保持部材13が90°回転すると、ベース部材10に設けられた開閉ストッパ部10_1に当接する。
【００２５】
図9、図10に示すように、回動部材15は回転保持部材13に対して回転する。表示部6は、回動部材15に加締められた表示部固定部材16によってヒンジ7に固定され、回動部材15と同期して回転する。回動部材15の、表示部6が取り付けられる位置の反対側には、回転ストッパ17が加締められている。
【００２６】
図11はヒンジの構成を説明するために回動部材15先端に加締められた回転ストッパ17を外した状態を表す図である。回動部材15は回転保持部材13に設けられた穴19に嵌合し、さらに回転保持部材13に当接する受け部を持つ円弧形状バネ18に設けられた穴20を貫通する。回転ストッパ17は回動部材15に加締められると同時に、円弧形状バネ18の円弧形状部18_1に当接する。このとき円弧形状バネ18は、回転ストッパ17と回転保持部材15との間で回転軸9方向に圧縮された状態で組まれており、回動部材15を回転軸9の負方向に付勢し、回転可能な状態で保持している。
【００２７】
図12、図13は、ヒンジ回転時に摩擦を得るための円弧形状バネ18を表す図である。バネの特徴を成す円弧形状18_1の長手方向の端部21に、後述する円弧形状板バネ18の長手方向係止部22が、それぞれに設けられている。さらに、長手方向係止部22を挟むように、回転保持部材13に当接する受け部23が円弧形状部分18_1に直接設けられている。24は、回動部材15が貫通する穴20の幅を表す。穴は円形であっても、直方体の4隅にC面取りあるいはR面取りを施したものであっても良い。係止部幅25は、穴幅24より小さい。また、係止部22の中心線上に、回動部材15が貫通する穴20の中心が配置されている。このように、穴20の位置に係止部22を配置することで、係止部22がバネ荷重に影響しない構成とすることができる。
【００２８】
図14は、円弧形状板バネ18が回転保持部材13に設置され、回動部材15が保持されている様子を、回転保持部材13の一部を断面として表した図である。係止部22が回転保持部材13に設けられた四角穴26に嵌合し、円弧形状板バネ18の長手方向および回動方向が規制されている。
【００２９】
図15は、従来技術による円弧形状板バネ57と本発明による円弧形状板バネ18の長手方向の大きさを比較したものである。従来技術による円弧形状板バネ57は、図18から図24までで説明するものと同じ物である。バネの特徴を成す円弧形状27の長手方向の端部28に、回転保持部材52に当接する受け部29が設けられている。さらに受け部29の円弧形状27の反対側に係止部30が設けられている。56は、回動部材54が貫通する穴である。本発明による円弧形状板バネ18は、長手方向係止部22が円弧形状長手方向に関して、回転保持部材に当接する受け部23の端部31よりも内側に配置されているため、同じバネ力を確保しつつ、従来技術による円弧形状板バネ57よりも小型になる。
【００３０】
図16は、従来技術による円弧形状板バネ57を用いた従来のヒンジ回転軸構成部分32と、本発明による円弧形状バネ18を用いた本発明によるヒンジ回転軸構成部分33の大きさを比較したものである。従来の回転保持部材52の曲げ位置34と本発明の回転保持部材13の曲げ位置35は、円弧形状板バネ係止部30と22が嵌合する穴36と26の位置によって決まる。従って、長手方向に関して回転保持部材に当接する受け部23よりも係止部22が内側に配置されている本発明による円弧形状板バネ18を用いた、本発明によるヒンジ回転軸構成部分33のほうが小型になる。つまり、回転時の摩擦を維持しながらヒンジを小型化することができる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
図17は、本発明による2軸ヒンジ本体の第2の形態で用いられる、円弧形状板バネを表す図である。円弧形状37の端部には、それぞれ回転保持部材に当接する受け部38が設けられている。また、回動部材が貫通するために円弧形状37に設けられた穴から直接、長手方向の係止部39が設けられ小型化を図っている。本実施形態による円弧形状板バネは、第1の実施形態による円弧形状板バネと同様の構成で、2軸ヒンジに組み込むことができる。
【００３２】
第1の実施形態に比べ、穴部分の材料を有効に活用できるため、材取りも増え、環境的かつコスト的に有利である。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
1‥‥映像情報入力部
2‥‥音声情報入力部
3‥‥映像音声記録装置本体
4‥‥電源投入スイッチ
5‥‥撮影開始・終了スイッチ
6‥‥表示部
6_1‥‥表示部外観
7‥‥2軸ヒンジ
8‥‥表示部開閉軸
9‥‥表示部回転軸
10‥‥ベース部材
11‥‥軸材
12‥‥軸ユニット
13‥‥回転保持部材
14‥‥開閉ストッパ
15‥‥回動部材
16‥‥表示部固定部材
17‥‥回転ストッパ
18‥‥本発明の第1の実施形態による、円弧形状バネ
18_1‥‥本発明の第1の実施形態による円弧形状バネの中の、円弧形状部
19‥‥本発明の第1の実施形態による回転保持部材の、回動部材嵌合穴
20‥‥本発明の第1の実施形態による円弧形状バネの、回動部材貫通穴
21‥‥本発明の第1の実施形態による円弧形状バネの、円弧形状部の縁部
22‥‥本発明の第1の実施形態による円弧形状バネの、長手方向係止部
23‥‥本発明の第1の実施形態による円弧形状バネの、回転保持部材に当接する受け部
24‥‥本発明の第1の実施形態による円弧形状バネの、回動部材貫通穴径
25‥‥本発明の第1の実施形態による円弧形状バネの、長手方向係止部幅
26‥‥本発明の第1の実施形態による回転保持部材の、円弧形状バネ係止部が嵌合する穴
27‥‥従来技術による円弧形状バネの中の、円弧形状部
28‥‥従来技術による円弧形状バネの、円弧形状部の縁部
29‥‥従来技術による円弧形状バネの、回転保持部材に当接する受け部
30‥‥従来技術による円弧形状バネの、長手方向係止部
31‥‥従来技術による円弧形状バネの、回転保持部材に当接する受け部の端部
32‥‥従来技術の2軸ヒンジの、回転動作を生成する部品群の断面図
33‥‥本発明の第1の実施形態による2軸ヒンジの、回転動作を生成する部品群の断面図
34‥‥従来技術の2軸ヒンジの、回転保持部材の長手方向曲げ位置
35‥‥本発明の第1の実施形態による2軸ヒンジの、回転保持部材の長手方向曲げ位置
36‥‥従来技術による回転保持部材の、円弧形状バネ係止部が嵌合する穴
37‥‥本発明の第2の実施形態による円弧形状バネの、円弧形状部
38‥‥本発明の第2の実施形態による円弧形状バネの、回転保持部材に当接する受け部
39‥‥本発明の第2の実施形態による円弧形状バネの、長手方向係止部
40‥‥映像情報入力部
41‥‥音声情報入力部
42‥‥映像音声記録装置本体
43‥‥電源投入スイッチ
44‥‥撮影開始・終了スイッチ
45‥‥表示部
45_1‥‥表示部外観
46‥‥2軸ヒンジ
47‥‥表示部開閉軸
48‥‥表示部回転軸
49‥‥従来技術の2軸ヒンジの、ヒンジ・ベース
49_1‥‥従来技術の2軸ヒンジの、ヒンジ・ベースに設けられた開閉ストッパ
50‥‥従来技術の2軸ヒンジの、軸材
51‥‥従来技術の2軸ヒンジの、軸ユニット
52‥‥従来技術の2軸ヒンジの、回転保持部材
52_1‥‥従来技術の2軸ヒンジの回転保持部材の、回動部材が嵌合する穴
53‥‥従来技術の2軸ヒンジの、開閉ストッパ
54‥‥従来技術の2軸ヒンジの、回動部材
55‥‥従来技術の2軸ヒンジの、回転ストッパ
56‥‥従来技術の2軸ヒンジの円弧形状バネの、回動部材が貫通する穴
57‥‥従来技術の2軸ヒンジの円弧形状バネ
58‥‥従来技術の2軸ヒンジの表示部固定部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくも、端部に鍔部を持つ回転軸と、前記回転軸を保持する部品と、前記回転軸が貫通する穴と、位置を規制する係止部が設けられた円弧形状バネを持ち、前記回転軸の鍔部と前記回転軸を保持する部品との間に前記円弧形状バネを挟持したヒンジであって、前記穴の径よりも幅を小さくした前記係止部を前記穴の短手幅の範囲内に位置し、かつ前記円弧形状バネの円弧形状から直接形成したことを特徴とする、ヒンジ機構。
【請求項２】
前記円弧形状バネの前記円弧形状の両端に設けられた前記回転軸と直交する受け面が、前記係止部の両側に配置されたことを特徴とする、請求項1に記載のヒンジ機構。
【請求項３】
前記係止部が、前記円弧形状バネの長手方向に関して、前記受け面よりも前記回転軸が貫通する穴に近い位置に配置されたことを特徴とする、請求項2に記載のヒンジ機構。

【図１】