２軸ヒンジ
【課題】従来の２軸ヒンジでは水平軸部に貫通穴を設け、そこに垂直軸部を通すことで、２軸ヒンジを構成していた。この構成では、水平軸部に貫通口が開くため、水平軸部の剛性が低下し、部品の合成確保のためヒンジの大型化が避けがたかった。
【解決手段】従来の水平軸部を２分し、垂直軸部とあわせて３軸構成にする。それらをヒンジ本体で固定することで各部品にかかる応力、モーメントを低減でき、結果、２軸ヒンジ全体の小型化を実現できる。
【解決手段】従来の水平軸部を２分し、垂直軸部とあわせて３軸構成にする。それらをヒンジ本体で固定することで各部品にかかる応力、モーメントを低減でき、結果、２軸ヒンジ全体の小型化を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ビデオカムレコーダ、デジタルカメラ等の携帯電子機器の機構部品である２軸ヒンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機器及びＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）は、双方の全契約者数が国内で８７００万人を越え（２００４年５月末時点）、一般的に所持されるアイテムとなっている。これらの機器は通話をその主な機能としているものの、近年では電子メール閲覧機能、ウェブブラウジング機能、撮影機能等を盛り込んだ複合的な形態へと進化している。かかる機能の高度化に従来の単純な折り畳み形状では対応できなくなりつつあり、従来回動動作のみ行った１軸ヒンジの変わりに２軸ヒンジが使用される事例が見受けられる。ここで「２軸ヒンジ」とは回転軸が２つ存在するヒンジのことであり、この２つの軸は直行して配設されるのが一般的である。
【０００３】
図１から図５は２軸ヒンジが採用された折り畳み型携帯電話機１の上部筐体２の状態変化を説明するための図面である。これらの図に記載した折り畳み型携帯電話１では、下部筐体３の短辺近傍に「固定」された回転軸を中心に、他方の回転軸が回動する２軸ヒンジを有することを特徴とする。なお以降の説明では、下部筐体３の短辺と略平行に設けられた２軸ヒンジ２１の軸を水平軸１０１と、下部筐体３の短辺と略垂直に設けられた２軸ヒンジ２１の軸を垂直軸１０２として説明する。
【０００４】
図１は折り畳んだ状態での２軸ヒンジを有する携帯電話機である。この状態では表示部１１は下部筐体２と対向する形で格納されている。図２は、下部筐体３と対向していた上部筐体２を水平軸１０１を中心に略９０度開けた状態を表す図面である。図３は図２の状態から上部筐体２を垂直軸１０２を中心に略９０度旋回させた図面である。図４は図３の状態からさらに９０度垂直軸１０２を中心に旋回させ、表示部１１が下部筐体３と背向する状態になった図面である。ここから水平軸１０１を中心に上部筐体２を略９０度閉じると、表示部１１を外部に露出した状態で上部筐体２と下部筐体３を閉じることができる。図５はこの表示部１１が外部に露出した形での状態である。この状態で電子メールの確認を行ったり、広い画面で撮影機能を用いたりすることが可能になる。
【０００５】
図６は従来の２軸ヒンジに関する３面図である。この２軸ヒンジは水平軸部７０１と垂直軸部７０２及び水平軸固定部（ブラケット）７０３から構成される。そして、水平軸部７０１は垂直軸部７０２を貫通させる垂直貫通穴７１１を有する。これにより、垂直軸部７０２は水平軸部７０１により構成される水平軸１０１を中心として回動することが可能になり、また、垂直軸１０２を中心として旋回することが可能になる。水平軸固定部７０３は水平軸部７０１を一定の位置に固定するための部材である。また旋回時に適当なトルク与えるため水平軸部７０１と垂直軸部７０２の接触面に板ばね７０４をかませることで上部筐体の旋回時に一定のトルクを発生させている。
【０００６】
水平軸固定部７０３によって水平軸部７０１は下部筐体３に固定され、これにより水平軸１０１は下部筐体や基板に固定される。
【０００７】
なお、通常の折り畳み型携帯電話機（図示せず）では上部筐体２を折り畳むとき若しくは開く時に、適切なトルクを湧出するために、水平軸部（図示せず）は複数のパーツで構成されている。そして従来の２軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話機においても水平軸部７０１はバネ等の複数のパーツで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２４７３８４号（図２番号３０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、かかる構成にすると以下のような問題点を生ずる。
【００１０】
すなわち、水平軸部７０１には垂直貫通穴７１１を開ける必要があるためかかる穴以上で設計強度を満たす太さを水平軸部７０１に要求する点である。このため、２軸ヒンジ自体の大きさもそれに応じて大きくなり、小型化の妨げとなる点である。
【００１１】
また水平軸部７０１に垂直貫通穴７１１を設けると、応力集中が生じるため部品の破損が考えられる点である。さらに水平軸部７０１の軸長が伸びると長さと力により求められるモーメントの大きさが大きくなり、ねじり・ひねり等の問題が生じることも考えられる。
【００１２】
さらに垂直軸部７０２へのトルク付与のために板ばね７０４を用いると、垂直軸部７０２の旋回角度にかかわらず同じトルクがかかるため、所定の角度での吸い込みトルクを与える際に、水平軸部７０１や上部筐体２に加工を行う必要が生じる。
【００１３】
本発明はこれらの諸問題を解決することを目的として、従来の水平軸部７０１を三分割し、それぞれに適当な部材を用いることで部品の強度問題を解決することを目的とする。また、部材に応じて加工方法を変更できるため、部品価格の原価低減を図ることが可能である。
【００１４】
また、垂直軸にＤカットを施し、水平軸の垂直軸接触端面に溝を施すことで、水平軸を適当な角度に開かなければ垂直軸方向の旋回をできなくすることで、筐体相互の接触を避け、筐体表面の塗料はげなどを防止し、あわせて水平軸方向にバネを設けることで、垂直軸の旋回角度に応じて適当なトルクを付与し、吸い込みトルクを発生させることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明にかかわる２軸ヒンジは３つの軸部品より構成される。
【００１６】
またこの３つの軸部品は第１水平軸部、第２水平軸部及び垂直軸部であり、第１水平軸部と第２水平軸部は同一の水平軸上に配され、垂直軸部は第１水平軸部の軸端と第２水平軸部の軸端の間に配されることを特徴とする。
【００１７】
この垂直軸部は軸側面を第１水平軸部の軸端と第２水平軸部の軸端に接して配しても良い。
【００１８】
さらに垂直軸部の軸側面の略対向する２面を切り欠き、第１水平軸部の垂直軸部と接する端面に溝を施しても良い。
【００１９】
この第２水平軸部は受け皿、弾性体及び第２水平軸部本体より構成され垂直軸部の旋回時にトルクを付与することもできる。
【００２０】
また、第２水平軸部を構成する弾性体はコイルバネでもよい。
【００２１】
さらに第１水平軸部の溝は水平軸上に配しても、水平軸上からずらして配しても良い。
【００２２】
さらに第２水平軸部はストッパによって固定され、このストッパはスナップフィットによって前記第２水平軸部を固定しても良い。
【００２３】
また、本発明にかかわる２軸ヒンジの製造方法では水平軸上に開口面をひとつ有し前記開口面に対向する面及び垂直軸上の２面にそれぞれ軸貫通穴を有する軸本体部、１つの垂直軸部品、第１の水平軸部品及び第２の水平軸部品からなる２軸ヒンジを、第１の水平軸部品を開口面から水平軸上の軸貫通穴に挿入し、その後、垂直軸上の２つの軸貫通穴に垂直軸部品を挿入したのち、第２の水平軸部品を水平軸上に前記開口面から露出するように配することを特徴とする。
【００２４】
さらに軸本体部はさらにストッパ換装穴を有し、第２の水平軸部品配した後にストッパをストッパ換装穴に挿入して第２の水平軸部品を固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により２軸ヒンジを構成する各構成部品の小型化を図ることができ、結果２軸ヒンジ全体の小型化が可能になる。さらには２軸ヒンジの小型化に伴い、２軸ヒンジを組み込んだ電子機器自体の小型化も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】表示部を格納した状態で筐体を閉じたときの２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図２】上部筐体を開いた２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図３】上部筐体旋回中の２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図４】上部筐体を１８０度旋回させた後の２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図５】表示部を露出した状態で筐体を閉じたときの２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図６】従来の２軸ヒンジを表す３面図である。
【図７】本発明の第１の実施例にかかわるヒンジ本体部の４面図及びヒンジストッパの平面図である。
【図８】本発明の第１の実施例にかかわる２軸ヒンジの組立工程を表す図面である。
【図９】本発明の第１の実施例にかかわる２軸ヒンジの断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例にかかわる第１水平軸部の３面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例にかかわる垂直軸部の２面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例にかかわる２軸ヒンジの動作を表す断面動作図である。
【図１３】本発明の第３の実施例にかかわる第２水平軸部の構成図である。
【図１４】本発明の第３の実施例にかかわる２軸ヒンジの組立工程を表す図面である。
【図１５】本発明の第３の実施例にかかわる２軸ヒンジの動作を表す断面動作図である。
【図１６】本発明の第４の実施例にかかわる垂直軸部の２面図である。
【図１７】本発明の第４の実施例にかかわるヒンジ本体部及び垂直軸部を組み合わせたものの２面図である。
【図１８】本発明の第４の実施例にかかわる２軸ヒンジの動作を表す下面図である。
【図１９】本発明の第４の実施例にかかわる２軸ヒンジの断面を表す図である。
【図２０】本発明の第５の実施例にかかわる第１水平軸部の溝形状を表す図である。
【図２１】従来の２軸ヒンジの問題点を説明する図である。
【図２２】本発明の第６の実施例にかかわる２軸ヒンジの断面図である。
【図２３】本発明の第６の実施例にかかわる第１水平軸部の溝形状のひとつを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明で解決しようとする課題ごとに応じて実施例の説明を行う。なお、以下の実施例を一部実施しても、組み合わせて実施しても良い。なお携帯電話機本体の構成は従来のものと相違ないので図1から図５はそのまま用いる。
【実施例１】
【００２８】
図７及び図８を用いて本実施例にかかわるヒンジ２００の構成を説明する。
【００２９】
図７は本実施例における構造部材であるヒンジ本体部２０１を表す４面図及びヒンジストッパ２０５の平面図であり、図８は組み立て手順を表す工程図である。
【００３０】
本実施例における２軸ヒンジ２００はヒンジ本体部２０１、第１水平軸部２０２、第２水平軸部２０３、垂直軸部２０４及びストッパ２０５から構成される。
【００３１】
ヒンジ本体部２０１は各部を固定するための構造部材であり、機械的強度が要求される部材である。
【００３２】
第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３は図６の水平軸部７０１に相当する部材であり、この２つで水平軸１０１を形成する。この２つは端面で垂直軸部２０４を挟み込むように固定される。なお、実際にはこれらは水平軸１０１を中心とした旋回動作の際に適切なトルクを発生させるために、複数のパーツで構成されているが本発明の実施例では簡略化のために２つの第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３として説明する。なお実際の使用状況では、水平軸は基板や筐体に固定される。本実施例においても実際の使用に際しては第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３は下部筐体３等に固定されるが、その方法は問わない。
【００３３】
垂直軸部２０４は垂直軸１０２を構成する部材である。本実施例では特に従来例と相違するものではない。
【００３４】
ヒンジストッパ２０５は第２水平軸部２０３をヒンジ本体部２０１に固定するための部材である。本実施例ではスナップフィットにより固定することを想定して図面を記載しているが固定方法は特にスナップフィットに限定されるものではない。
【００３５】
図７は本実施例におけるヒンジ本体部２０１の四面図及びヒンジストッパ２０５の平面図を表す。ここではヒンジ本体部２０１がメタル・インジェクション・モールドで作成されることを想定しているが、必ずしも工法に制限はない。ただし本部品は構造部材であるため、組上げ後に十分な強度を保持するようにすることが必須である。
【００３６】
ヒンジ本体部２０１は中空の略直方体をしている。六面のうちの上面には垂直軸部２０４を通すための垂直貫通穴２１１及びヒンジストッパ２０５を通すためのストッパ穴２１２が設けられている。同様に、ヒンジ本体部２０１の下面には垂直軸部２０４を通すための垂直貫通穴２１３が設けられている。
【００３７】
ヒンジ本体部２０１のうち、水平軸１０１と垂直に交わる面の一方には第１水平軸部２０２を通すための第１水平軸貫通穴２１４が開けられている。一方、他の水平軸１０１と垂直に交わる面は開放されている。この開放面を通して第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３をヒンジ本体部２０１の内部に組み入れる。
【００３８】
次に、ヒンジの具体的な組み立て方法について図８を用いて説明する。
【００３９】
ヒンジ本体部２０１には開放された面から、まず第１水平軸部２０２を挿入する（図８(a)）。次に、垂直軸部２０４を垂直貫通穴２１３及び垂直貫通穴２１１を介して介挿し、２軸ヒンジ２００に垂直軸１０２を構成する（図８(b)）。その後、第２水平軸部２０３を開放面からヒンジ本体２０１に挿入し（図８(ｃ)）、ヒンジストッパ２０５をストッパ穴２１２から差込み、第２水平軸部２０３を固定する（図８(d)）。
【００４０】
図９は図８のＡ−Ａ´断面から見た組み立て後の２軸ヒンジ２００の断面図である。
【００４１】
このようにして２軸ヒンジを構成することで、強度を確保しながら個々の部品の小型化ができ、結果全ての部品を組み立てた２軸ヒンジ全体での小型化を実現することができる。あわせて、この２軸ヒンジを組み込んだ電子機器全体をも小型にすることができる。
【００４２】
なお、本実施例ではストッパ穴２１２はヒンジ本体部２０１の上面に配しているが必ずしもこれに拘るものではない。例えばヒンジ本体部２０１の側面または下面に配しても良い。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明の第２の実施例を、図１０から図１２を用いて説明する。本実施例においては、第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３が下部筐体等に固定されている点に着目して垂直軸部の旋回に規制を掛けることを目的としている。なお特に説明の無い部材については、実施例１のものをそのまま用いている。
【００４４】
図１０は本実施例に用いる第１水平軸部３０２の３面図、図１１は垂直軸部３０４の２面図である。
【００４５】
本実施例に用いる第１水平軸部３０２は、垂直軸部３０４に接する軸端部に溝３１１を掘っている。一方、垂直軸部３０４は軸部側面の垂直軸１０２に向かって対向する２箇所（二面）をＤカットにより垂直に切り落としている。以降この切り欠きを切り欠き面３２１と切り欠き面３２２という。これを組み合わせることで、上部筐体２と下部筐体３を特定の角度で開けたときにのみ垂直軸部３０４を旋回可能にする。
【００４６】
図１２は第１水平軸部３０２及び垂直軸部３０４を用いて組み立てた２軸ヒンジ３０１の断面がどのような形で動くかを表した図である（第１実施例の図９相当）。この図は図１から図５の２軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話機の筐体状態の変化に応じてヒンジがどのように動作するかを説明する。なお、この図で用いられる五角形の矢印は、表示部２がどちらの方向に向いているかを表す。
【００４７】
筐体が閉じられているときには（図１）、溝３１１は切り欠き部３２１に直交する。したがって垂直軸部３０４を旋回させようとしても、その切り欠き部３２１が第１水平軸部３０２に規制される。このため、垂直軸１０２を中心として上部筐体２を旋回させることはできない（図１２(a)）。
【００４８】
次に上部筐体２を開け下部筐体３と直行するところまで開けると（図２）、溝３１１は切り欠き部３２１と平行になる（図１２(b)）。このようにすると垂直軸１０２から溝３１１までの距離が第１水平軸部３０２に接する垂直軸部３０４の半径よりも長くなるため、垂直軸部３０４の旋回動作に第１水平軸部３０２が規制を掛けることが無くなる。したがって、図３に表されるように垂直軸１０２を中心に上部筐体２を旋回することが可能になる（図１２(c)）。この状態になると、垂直軸部３０４の切り欠き部３２１及び切り欠き部３２２を施されていない箇所が溝３１１に食いこむことになる。したがって、水平軸１０１を中心に上部筐体２を閉じようとする動作はできなくなる。
【００４９】
表示部を１８０度回転させると（図４）、切り欠き面３２２が第１水平軸部３０２と対向する状態になる（図１２(d)）。これにより、上部筐体２を閉じる動作が可能になり、図５の状態にして収納することが可能になる。図１２(e)は図５の状態にしたときのヒンジの内部構造である。
【００５０】
以上のように第１水平軸部３０２及び垂直軸部３０４の構造を改善することで、設計時に想定していない動作を操作者が取ることを防止する。これにより筐体の表面を傷つけたりすることなく携帯電話を使用することが可能になる。
【実施例３】
【００５１】
以上の実施例のようにすることで、部品の小型化及び操作者による不測の動作の制限を行うことができる。次に垂直軸１０２を中心とした上部筐体２の旋回動作に適切なトルク（吸い込みトルク）を付与するための構造について説明する。なお、本実施例においては、第１の実施例における第２水平軸部２０３を複数のパーツで構成し、垂直軸部に対してトルクを付与する構造をとる。ヒンジストッパ４０５を除き、他の部品については実施例２と同じものを使う。
【００５２】
図１３は本実施例における第２水平軸部４０３の垂直軸部３０４に接する端部の構成を表す図である。第２水平軸部４０３は受け皿４１１、ばね（弾性体）４１２及び第２水平軸部本体４１３の３つの部品から構成される。
【００５３】
ばね４１２は垂直軸部３０４に対してばね応力をトルクとして付与するパーツである。そしてばね４１２が発生するばね応力を受け止め、均等に垂直軸部３０４にばね応力を伝達するために受け皿４１１を設ける。
【００５４】
第１の実施例のヒンジストッパ２０５同様、ヒンジストッパ４０５は第２水平軸部４０３を固定するための部材である。ただし、第１の実施例では第２水平軸部４０３は１つの部品だったため、ヒンジストッパ２０５は最後に取り付けられていたが本実施例では第２水平軸部本体４１３よりも前にヒンジストッパ４０５を取り付ける。
【００５５】
第２水平軸部本体４１３は水平軸２０１にトルクを与えるための機構等を含む部材である。
【００５６】
ヒンジストッパ４０５は実施例１同様スナップフィット構造である。ただし、差し込むべき第２水平軸部本体４１３の径が相違する。
【００５７】
次に、図１４を用いて第３の実施例に基づく２軸ヒンジ４０１の組み方について説明する。なお、図８(b)までの工程については共通するため、図面では省略している。なお、この工程ではジグ４３１を用いて作業する。このジグ４３１はマイナスドライバのように先端がつぶれた棒である。
【００５８】
垂直軸部３０４をヒンジ本体２０１に組み入れた後（図８(b)）、ジグ４３１を用いて受け皿４１１及びばね４１２をヒンジ本体２０１に挿入する（図１４(a)）。その後、ジグ４３１で抑えたままの状態で、ヒンジストッパ４０５を差し込む（図１４(b)）。この際、ジグ４３１を縦にしておくとヒンジストッパ４０５の開口部に沿わせてヒンジストッパ４０５を介挿することができるため作業性が向上する。
【００５９】
ヒンジストッパ４０５を介挿することで受け皿４１１及びばね４１２は固定される。この後、ジグ４３１を引き抜いても、安定した状態で保持される（図１４(c)）。この状態からヒンジストッパ４０５に第２水平軸部本体４１３を差し込むことで２軸ヒンジ４０１は完成する。
【００６０】
次に、２軸ヒンジ４０１がどのように動作するか図１５をもって説明する。なお、図１５(a)から(c)は図１２の(b)から(d)に対応する。
【００６１】
上部筐体２を適切な角度に水平軸１０１を中心に開くことで、垂直軸１０２を中心に上部筐体２を旋回させることができる（図１５(a)）。この状況で上部筐体２を旋回させると（図１５(b)）、切り欠き面３２１を乗り越え、垂直軸１０２から受け皿４１１までの距離が長くなる。これによりバネ４１２に対して力が加えられバネ応力が生じる。このバネ応力が垂直軸部３０４に伝わりトルク感を操作者に伝えることが可能になる。
【００６２】
そして、一定の角度を旋回させると、切り欠き面３２２に到達するため、反力が急速に小さくなる。これにより所定の角度に吸い込みトルクを生じさせることができる。
【００６３】
以上のように２軸ヒンジ４０１を構成することで、水平軸１０１を中心とした上部筐体２の開閉動作だけでなく、垂直軸１０２を中心とした上部筐体２の旋回動作にも適切なトルクを付与し、吸い込みトルクを生じさせることができる。また従来例では板ばね７０４を用いていたが、それをより耐久性に優れたコイルバネの使用が可能となり、結果として２軸ヒンジ全体の信頼性が従来よりも向上する。
【実施例４】
【００６４】
上記各実施例では垂直軸部２０４及び垂直軸部３０４の旋回に対してトルクを付与することができる。しかし、現実には上部筐体２と下部筐体３との間には各種配線がなされている。よって、上部筐体２の旋回角度には一定の制限を加えられることが望ましい。
【００６５】
本実施例においては、上部筐体２の旋回時の回転軸となる垂直軸部５０４の回転角度制限するための方法について説明する。
【００６６】
図１６は本実施例において用いる垂直軸部５０４を表した２面図である。一方図１７は本実施例において用いられるヒンジ本体部５０１及び垂直軸部５０４を組み立てたときの２面図である。
【００６７】
ヒンジ本体部５０１とヒンジ本体部２０１の相違点は、突出部５１３を有するか否かでである。そして、垂直軸部５０４と垂直軸部３０４の相違点は、エラ５１１及びエラ５１２を有するか否かである。垂直軸５０４の中心である垂直軸１０２からエラ５１１若しくはエラ５１２の最遠部までの距離は、ヒンジ本体部５０１の垂直軸１０２から突出部５１３までの距離より長いものとする。このようにすると、配線に影響を与えるような状態でヒンジ本体部５０１と垂直軸部５０４を組み付けたりすることはない。
【００６８】
次に２軸ヒンジ５００の底面から見た垂直軸部５０４の動作を表す図１８を用いて、本実施例における垂直軸部５０４の動作を説明する。ここでも表示部１１の向きを五角形の矢印で示す。
【００６９】
図１８(a)はエラ５１１を用いて垂直軸部５０４の旋回動作を制限しているところを表す図である。この状態では、垂直軸部５０４を反時計回り（左周り）にまわすことはできない。突出部５１３にエラ５１１が干渉するためである。一方、時計回り（右回り）方向には何らの制約もないために自由にまわすことができる。
【００７０】
図１８(b)は垂直軸部５０４を略９０度回転させたときの状態を表す。この状態だと、左右どちらの方向にも旋回させることができる。エラ５１１及びエラ５１２による制約を受けることはないためである。
【００７１】
図１８(c)は垂直軸部５０４をさらに略９０度（図１８(a)から略１８０度）回転させたときの状態を表す。この状態になると、エラ５１２が突出部５１３に干渉するために、時計回り（右回り）に旋回させることはできない。
【００７２】
以上のようにエラ５１１とエラ５１２、突出部５１３を組み合わせることで、垂直軸部５０４の動作を制限する。これにより上部筐体２と下部筐体３をつなぐ配線の断線を防止することが可能になる。
【００７３】
なお、本実施例においては、エラ５１１とエラ５１２の厚みを他のフランジ部分と同等の厚みにしているが、エラ５１１とエラ５１２の部分のみを薄くすることで、想定される動作で生ずる以上の力が加わったときでも、軸の回転動作を保証することができる。すなわち、図１９の斜線部（フランジ部）以外のエラ５１１とエラ５１２を薄くすることで、垂直方向の膨らみが生じた場合にも、２軸ヒンジ５００にある程度の耐性を与え、動作しなくなることを防止することも検討すべきである。これは、実施例３のように第２水平軸部が垂直軸を中心とした旋回時にトルクを付与していることではじめて可能になる。すなわち、従来例にあるように板ばね７０４によるトルクの発生では垂直軸１０２方向に応力を発生するため、ある程度ヒンジ本体部５０１と密着しなければならず、垂直方向の厚みを確保しなければならない。一方、本発明では垂直軸方向の応力は考える必要は無いため薄肉化に障害はない。
【実施例５】
【００７４】
実施例２の図１０では第１水平軸部３０２にただの溝をつけた。しかし、耐障害性の観点から工業製品には一定の「遊び」が必要である。そこで図２０のように軸の中心線を境界としてテーパをつけることで垂直軸部の動作に「遊び」を設けることができる。
【実施例６】
【００７５】
実施例１から４では、垂直軸１０２は水平軸１０１と直交（文字通り一点で交わる）する関係にあった。しかし、上部筐体２の厚みを調整する観点から見ると、このようにすることは設計上の足かせとなる。
【００７６】
図２１は従来の２軸ヒンジで用いる水平軸部８０１を直上から見た図である。この図では垂直軸１０２は水平軸１０１を直交させないようにした際の問題点を表す。この従来例では、水平軸部８０１を貫通して垂直軸部（図示せず）を通す。これにより、垂直軸１０２を水平軸１０１と直交しないようにすると、薄肉の箇所（Δｎ）と厚肉の箇所（Δｔ）が生じ強度設計上問題となる。
【００７７】
図２２は本実施例を表す組み立て後の２軸ヒンジ６００の断面図である（第２の実施例の図１０相当）。この図でも明らかな通り、第１水平軸６０２に施した溝６１１の幅を第２の実施例の溝３１１より広げることで、水平軸１０１と垂直軸１０２との間でΔｄのズレを作ることを可能にする。すなわち、もとより第１水平軸６０２と第２水平軸６０３に分割されているため、水平軸部の強度を配慮する必要が無い。
【００７８】
また図２３のようにΔｄのズレの分だけ溝もずらすことで水平軸１０１と垂直軸１０２とのズレに対応することも可能である（ずらしていない元の図は図２０）。
【００７９】
このようにすると、簡単に垂直軸１０２をΔｄだけずらして配置することが可能になり上部筐体２の厚みについての設計上の自由度が増すことになる。
【００８０】
この際、垂直軸部６０４が水平軸部１０１から偏って位置するため、予期せぬモーメントが生ずるため、期待する上部筐体２の角度が出ないことも考えられる。これを改善するために対向する垂直軸部６０４の両切り欠き部の一方または双方の角度をあらかじめ傾けておくことも一策である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は前述の通り、携帯電話機やＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）、ＩＰ電話の他、コードレス電話などが考えられる。
【符号の説明】
【００８２】
２ 上部筐体
３ 下部筐体
１１ 表示部
１０１ 水平軸
１０２ 垂直軸
２０１ ヒンジ本体部
２０２ 第１水平軸部
２０３ 第２水平軸部
２０４ 垂直軸部
２０５ ヒンジストッパ
３１１ 溝
３２１、３２２ 切り欠き面
４１１ 受け皿
４１２ ばね（弾性体）
４１３ 第２水平軸部本体
５１１、５１２ エラ
５１３ 突出部
６１１ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ビデオカムレコーダ、デジタルカメラ等の携帯電子機器の機構部品である２軸ヒンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機器及びＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）は、双方の全契約者数が国内で８７００万人を越え（２００４年５月末時点）、一般的に所持されるアイテムとなっている。これらの機器は通話をその主な機能としているものの、近年では電子メール閲覧機能、ウェブブラウジング機能、撮影機能等を盛り込んだ複合的な形態へと進化している。かかる機能の高度化に従来の単純な折り畳み形状では対応できなくなりつつあり、従来回動動作のみ行った１軸ヒンジの変わりに２軸ヒンジが使用される事例が見受けられる。ここで「２軸ヒンジ」とは回転軸が２つ存在するヒンジのことであり、この２つの軸は直行して配設されるのが一般的である。
【０００３】
図１から図５は２軸ヒンジが採用された折り畳み型携帯電話機１の上部筐体２の状態変化を説明するための図面である。これらの図に記載した折り畳み型携帯電話１では、下部筐体３の短辺近傍に「固定」された回転軸を中心に、他方の回転軸が回動する２軸ヒンジを有することを特徴とする。なお以降の説明では、下部筐体３の短辺と略平行に設けられた２軸ヒンジ２１の軸を水平軸１０１と、下部筐体３の短辺と略垂直に設けられた２軸ヒンジ２１の軸を垂直軸１０２として説明する。
【０００４】
図１は折り畳んだ状態での２軸ヒンジを有する携帯電話機である。この状態では表示部１１は下部筐体２と対向する形で格納されている。図２は、下部筐体３と対向していた上部筐体２を水平軸１０１を中心に略９０度開けた状態を表す図面である。図３は図２の状態から上部筐体２を垂直軸１０２を中心に略９０度旋回させた図面である。図４は図３の状態からさらに９０度垂直軸１０２を中心に旋回させ、表示部１１が下部筐体３と背向する状態になった図面である。ここから水平軸１０１を中心に上部筐体２を略９０度閉じると、表示部１１を外部に露出した状態で上部筐体２と下部筐体３を閉じることができる。図５はこの表示部１１が外部に露出した形での状態である。この状態で電子メールの確認を行ったり、広い画面で撮影機能を用いたりすることが可能になる。
【０００５】
図６は従来の２軸ヒンジに関する３面図である。この２軸ヒンジは水平軸部７０１と垂直軸部７０２及び水平軸固定部（ブラケット）７０３から構成される。そして、水平軸部７０１は垂直軸部７０２を貫通させる垂直貫通穴７１１を有する。これにより、垂直軸部７０２は水平軸部７０１により構成される水平軸１０１を中心として回動することが可能になり、また、垂直軸１０２を中心として旋回することが可能になる。水平軸固定部７０３は水平軸部７０１を一定の位置に固定するための部材である。また旋回時に適当なトルク与えるため水平軸部７０１と垂直軸部７０２の接触面に板ばね７０４をかませることで上部筐体の旋回時に一定のトルクを発生させている。
【０００６】
水平軸固定部７０３によって水平軸部７０１は下部筐体３に固定され、これにより水平軸１０１は下部筐体や基板に固定される。
【０００７】
なお、通常の折り畳み型携帯電話機（図示せず）では上部筐体２を折り畳むとき若しくは開く時に、適切なトルクを湧出するために、水平軸部（図示せず）は複数のパーツで構成されている。そして従来の２軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話機においても水平軸部７０１はバネ等の複数のパーツで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２４７３８４号（図２番号３０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、かかる構成にすると以下のような問題点を生ずる。
【００１０】
すなわち、水平軸部７０１には垂直貫通穴７１１を開ける必要があるためかかる穴以上で設計強度を満たす太さを水平軸部７０１に要求する点である。このため、２軸ヒンジ自体の大きさもそれに応じて大きくなり、小型化の妨げとなる点である。
【００１１】
また水平軸部７０１に垂直貫通穴７１１を設けると、応力集中が生じるため部品の破損が考えられる点である。さらに水平軸部７０１の軸長が伸びると長さと力により求められるモーメントの大きさが大きくなり、ねじり・ひねり等の問題が生じることも考えられる。
【００１２】
さらに垂直軸部７０２へのトルク付与のために板ばね７０４を用いると、垂直軸部７０２の旋回角度にかかわらず同じトルクがかかるため、所定の角度での吸い込みトルクを与える際に、水平軸部７０１や上部筐体２に加工を行う必要が生じる。
【００１３】
本発明はこれらの諸問題を解決することを目的として、従来の水平軸部７０１を三分割し、それぞれに適当な部材を用いることで部品の強度問題を解決することを目的とする。また、部材に応じて加工方法を変更できるため、部品価格の原価低減を図ることが可能である。
【００１４】
また、垂直軸にＤカットを施し、水平軸の垂直軸接触端面に溝を施すことで、水平軸を適当な角度に開かなければ垂直軸方向の旋回をできなくすることで、筐体相互の接触を避け、筐体表面の塗料はげなどを防止し、あわせて水平軸方向にバネを設けることで、垂直軸の旋回角度に応じて適当なトルクを付与し、吸い込みトルクを発生させることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明にかかわる２軸ヒンジは３つの軸部品より構成される。
【００１６】
またこの３つの軸部品は第１水平軸部、第２水平軸部及び垂直軸部であり、第１水平軸部と第２水平軸部は同一の水平軸上に配され、垂直軸部は第１水平軸部の軸端と第２水平軸部の軸端の間に配されることを特徴とする。
【００１７】
この垂直軸部は軸側面を第１水平軸部の軸端と第２水平軸部の軸端に接して配しても良い。
【００１８】
さらに垂直軸部の軸側面の略対向する２面を切り欠き、第１水平軸部の垂直軸部と接する端面に溝を施しても良い。
【００１９】
この第２水平軸部は受け皿、弾性体及び第２水平軸部本体より構成され垂直軸部の旋回時にトルクを付与することもできる。
【００２０】
また、第２水平軸部を構成する弾性体はコイルバネでもよい。
【００２１】
さらに第１水平軸部の溝は水平軸上に配しても、水平軸上からずらして配しても良い。
【００２２】
さらに第２水平軸部はストッパによって固定され、このストッパはスナップフィットによって前記第２水平軸部を固定しても良い。
【００２３】
また、本発明にかかわる２軸ヒンジの製造方法では水平軸上に開口面をひとつ有し前記開口面に対向する面及び垂直軸上の２面にそれぞれ軸貫通穴を有する軸本体部、１つの垂直軸部品、第１の水平軸部品及び第２の水平軸部品からなる２軸ヒンジを、第１の水平軸部品を開口面から水平軸上の軸貫通穴に挿入し、その後、垂直軸上の２つの軸貫通穴に垂直軸部品を挿入したのち、第２の水平軸部品を水平軸上に前記開口面から露出するように配することを特徴とする。
【００２４】
さらに軸本体部はさらにストッパ換装穴を有し、第２の水平軸部品配した後にストッパをストッパ換装穴に挿入して第２の水平軸部品を固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により２軸ヒンジを構成する各構成部品の小型化を図ることができ、結果２軸ヒンジ全体の小型化が可能になる。さらには２軸ヒンジの小型化に伴い、２軸ヒンジを組み込んだ電子機器自体の小型化も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】表示部を格納した状態で筐体を閉じたときの２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図２】上部筐体を開いた２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図３】上部筐体旋回中の２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図４】上部筐体を１８０度旋回させた後の２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図５】表示部を露出した状態で筐体を閉じたときの２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。
【図６】従来の２軸ヒンジを表す３面図である。
【図７】本発明の第１の実施例にかかわるヒンジ本体部の４面図及びヒンジストッパの平面図である。
【図８】本発明の第１の実施例にかかわる２軸ヒンジの組立工程を表す図面である。
【図９】本発明の第１の実施例にかかわる２軸ヒンジの断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例にかかわる第１水平軸部の３面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例にかかわる垂直軸部の２面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例にかかわる２軸ヒンジの動作を表す断面動作図である。
【図１３】本発明の第３の実施例にかかわる第２水平軸部の構成図である。
【図１４】本発明の第３の実施例にかかわる２軸ヒンジの組立工程を表す図面である。
【図１５】本発明の第３の実施例にかかわる２軸ヒンジの動作を表す断面動作図である。
【図１６】本発明の第４の実施例にかかわる垂直軸部の２面図である。
【図１７】本発明の第４の実施例にかかわるヒンジ本体部及び垂直軸部を組み合わせたものの２面図である。
【図１８】本発明の第４の実施例にかかわる２軸ヒンジの動作を表す下面図である。
【図１９】本発明の第４の実施例にかかわる２軸ヒンジの断面を表す図である。
【図２０】本発明の第５の実施例にかかわる第１水平軸部の溝形状を表す図である。
【図２１】従来の２軸ヒンジの問題点を説明する図である。
【図２２】本発明の第６の実施例にかかわる２軸ヒンジの断面図である。
【図２３】本発明の第６の実施例にかかわる第１水平軸部の溝形状のひとつを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明で解決しようとする課題ごとに応じて実施例の説明を行う。なお、以下の実施例を一部実施しても、組み合わせて実施しても良い。なお携帯電話機本体の構成は従来のものと相違ないので図1から図５はそのまま用いる。
【実施例１】
【００２８】
図７及び図８を用いて本実施例にかかわるヒンジ２００の構成を説明する。
【００２９】
図７は本実施例における構造部材であるヒンジ本体部２０１を表す４面図及びヒンジストッパ２０５の平面図であり、図８は組み立て手順を表す工程図である。
【００３０】
本実施例における２軸ヒンジ２００はヒンジ本体部２０１、第１水平軸部２０２、第２水平軸部２０３、垂直軸部２０４及びストッパ２０５から構成される。
【００３１】
ヒンジ本体部２０１は各部を固定するための構造部材であり、機械的強度が要求される部材である。
【００３２】
第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３は図６の水平軸部７０１に相当する部材であり、この２つで水平軸１０１を形成する。この２つは端面で垂直軸部２０４を挟み込むように固定される。なお、実際にはこれらは水平軸１０１を中心とした旋回動作の際に適切なトルクを発生させるために、複数のパーツで構成されているが本発明の実施例では簡略化のために２つの第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３として説明する。なお実際の使用状況では、水平軸は基板や筐体に固定される。本実施例においても実際の使用に際しては第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３は下部筐体３等に固定されるが、その方法は問わない。
【００３３】
垂直軸部２０４は垂直軸１０２を構成する部材である。本実施例では特に従来例と相違するものではない。
【００３４】
ヒンジストッパ２０５は第２水平軸部２０３をヒンジ本体部２０１に固定するための部材である。本実施例ではスナップフィットにより固定することを想定して図面を記載しているが固定方法は特にスナップフィットに限定されるものではない。
【００３５】
図７は本実施例におけるヒンジ本体部２０１の四面図及びヒンジストッパ２０５の平面図を表す。ここではヒンジ本体部２０１がメタル・インジェクション・モールドで作成されることを想定しているが、必ずしも工法に制限はない。ただし本部品は構造部材であるため、組上げ後に十分な強度を保持するようにすることが必須である。
【００３６】
ヒンジ本体部２０１は中空の略直方体をしている。六面のうちの上面には垂直軸部２０４を通すための垂直貫通穴２１１及びヒンジストッパ２０５を通すためのストッパ穴２１２が設けられている。同様に、ヒンジ本体部２０１の下面には垂直軸部２０４を通すための垂直貫通穴２１３が設けられている。
【００３７】
ヒンジ本体部２０１のうち、水平軸１０１と垂直に交わる面の一方には第１水平軸部２０２を通すための第１水平軸貫通穴２１４が開けられている。一方、他の水平軸１０１と垂直に交わる面は開放されている。この開放面を通して第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３をヒンジ本体部２０１の内部に組み入れる。
【００３８】
次に、ヒンジの具体的な組み立て方法について図８を用いて説明する。
【００３９】
ヒンジ本体部２０１には開放された面から、まず第１水平軸部２０２を挿入する（図８(a)）。次に、垂直軸部２０４を垂直貫通穴２１３及び垂直貫通穴２１１を介して介挿し、２軸ヒンジ２００に垂直軸１０２を構成する（図８(b)）。その後、第２水平軸部２０３を開放面からヒンジ本体２０１に挿入し（図８(ｃ)）、ヒンジストッパ２０５をストッパ穴２１２から差込み、第２水平軸部２０３を固定する（図８(d)）。
【００４０】
図９は図８のＡ−Ａ´断面から見た組み立て後の２軸ヒンジ２００の断面図である。
【００４１】
このようにして２軸ヒンジを構成することで、強度を確保しながら個々の部品の小型化ができ、結果全ての部品を組み立てた２軸ヒンジ全体での小型化を実現することができる。あわせて、この２軸ヒンジを組み込んだ電子機器全体をも小型にすることができる。
【００４２】
なお、本実施例ではストッパ穴２１２はヒンジ本体部２０１の上面に配しているが必ずしもこれに拘るものではない。例えばヒンジ本体部２０１の側面または下面に配しても良い。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明の第２の実施例を、図１０から図１２を用いて説明する。本実施例においては、第１水平軸部２０２と第２水平軸部２０３が下部筐体等に固定されている点に着目して垂直軸部の旋回に規制を掛けることを目的としている。なお特に説明の無い部材については、実施例１のものをそのまま用いている。
【００４４】
図１０は本実施例に用いる第１水平軸部３０２の３面図、図１１は垂直軸部３０４の２面図である。
【００４５】
本実施例に用いる第１水平軸部３０２は、垂直軸部３０４に接する軸端部に溝３１１を掘っている。一方、垂直軸部３０４は軸部側面の垂直軸１０２に向かって対向する２箇所（二面）をＤカットにより垂直に切り落としている。以降この切り欠きを切り欠き面３２１と切り欠き面３２２という。これを組み合わせることで、上部筐体２と下部筐体３を特定の角度で開けたときにのみ垂直軸部３０４を旋回可能にする。
【００４６】
図１２は第１水平軸部３０２及び垂直軸部３０４を用いて組み立てた２軸ヒンジ３０１の断面がどのような形で動くかを表した図である（第１実施例の図９相当）。この図は図１から図５の２軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話機の筐体状態の変化に応じてヒンジがどのように動作するかを説明する。なお、この図で用いられる五角形の矢印は、表示部２がどちらの方向に向いているかを表す。
【００４７】
筐体が閉じられているときには（図１）、溝３１１は切り欠き部３２１に直交する。したがって垂直軸部３０４を旋回させようとしても、その切り欠き部３２１が第１水平軸部３０２に規制される。このため、垂直軸１０２を中心として上部筐体２を旋回させることはできない（図１２(a)）。
【００４８】
次に上部筐体２を開け下部筐体３と直行するところまで開けると（図２）、溝３１１は切り欠き部３２１と平行になる（図１２(b)）。このようにすると垂直軸１０２から溝３１１までの距離が第１水平軸部３０２に接する垂直軸部３０４の半径よりも長くなるため、垂直軸部３０４の旋回動作に第１水平軸部３０２が規制を掛けることが無くなる。したがって、図３に表されるように垂直軸１０２を中心に上部筐体２を旋回することが可能になる（図１２(c)）。この状態になると、垂直軸部３０４の切り欠き部３２１及び切り欠き部３２２を施されていない箇所が溝３１１に食いこむことになる。したがって、水平軸１０１を中心に上部筐体２を閉じようとする動作はできなくなる。
【００４９】
表示部を１８０度回転させると（図４）、切り欠き面３２２が第１水平軸部３０２と対向する状態になる（図１２(d)）。これにより、上部筐体２を閉じる動作が可能になり、図５の状態にして収納することが可能になる。図１２(e)は図５の状態にしたときのヒンジの内部構造である。
【００５０】
以上のように第１水平軸部３０２及び垂直軸部３０４の構造を改善することで、設計時に想定していない動作を操作者が取ることを防止する。これにより筐体の表面を傷つけたりすることなく携帯電話を使用することが可能になる。
【実施例３】
【００５１】
以上の実施例のようにすることで、部品の小型化及び操作者による不測の動作の制限を行うことができる。次に垂直軸１０２を中心とした上部筐体２の旋回動作に適切なトルク（吸い込みトルク）を付与するための構造について説明する。なお、本実施例においては、第１の実施例における第２水平軸部２０３を複数のパーツで構成し、垂直軸部に対してトルクを付与する構造をとる。ヒンジストッパ４０５を除き、他の部品については実施例２と同じものを使う。
【００５２】
図１３は本実施例における第２水平軸部４０３の垂直軸部３０４に接する端部の構成を表す図である。第２水平軸部４０３は受け皿４１１、ばね（弾性体）４１２及び第２水平軸部本体４１３の３つの部品から構成される。
【００５３】
ばね４１２は垂直軸部３０４に対してばね応力をトルクとして付与するパーツである。そしてばね４１２が発生するばね応力を受け止め、均等に垂直軸部３０４にばね応力を伝達するために受け皿４１１を設ける。
【００５４】
第１の実施例のヒンジストッパ２０５同様、ヒンジストッパ４０５は第２水平軸部４０３を固定するための部材である。ただし、第１の実施例では第２水平軸部４０３は１つの部品だったため、ヒンジストッパ２０５は最後に取り付けられていたが本実施例では第２水平軸部本体４１３よりも前にヒンジストッパ４０５を取り付ける。
【００５５】
第２水平軸部本体４１３は水平軸２０１にトルクを与えるための機構等を含む部材である。
【００５６】
ヒンジストッパ４０５は実施例１同様スナップフィット構造である。ただし、差し込むべき第２水平軸部本体４１３の径が相違する。
【００５７】
次に、図１４を用いて第３の実施例に基づく２軸ヒンジ４０１の組み方について説明する。なお、図８(b)までの工程については共通するため、図面では省略している。なお、この工程ではジグ４３１を用いて作業する。このジグ４３１はマイナスドライバのように先端がつぶれた棒である。
【００５８】
垂直軸部３０４をヒンジ本体２０１に組み入れた後（図８(b)）、ジグ４３１を用いて受け皿４１１及びばね４１２をヒンジ本体２０１に挿入する（図１４(a)）。その後、ジグ４３１で抑えたままの状態で、ヒンジストッパ４０５を差し込む（図１４(b)）。この際、ジグ４３１を縦にしておくとヒンジストッパ４０５の開口部に沿わせてヒンジストッパ４０５を介挿することができるため作業性が向上する。
【００５９】
ヒンジストッパ４０５を介挿することで受け皿４１１及びばね４１２は固定される。この後、ジグ４３１を引き抜いても、安定した状態で保持される（図１４(c)）。この状態からヒンジストッパ４０５に第２水平軸部本体４１３を差し込むことで２軸ヒンジ４０１は完成する。
【００６０】
次に、２軸ヒンジ４０１がどのように動作するか図１５をもって説明する。なお、図１５(a)から(c)は図１２の(b)から(d)に対応する。
【００６１】
上部筐体２を適切な角度に水平軸１０１を中心に開くことで、垂直軸１０２を中心に上部筐体２を旋回させることができる（図１５(a)）。この状況で上部筐体２を旋回させると（図１５(b)）、切り欠き面３２１を乗り越え、垂直軸１０２から受け皿４１１までの距離が長くなる。これによりバネ４１２に対して力が加えられバネ応力が生じる。このバネ応力が垂直軸部３０４に伝わりトルク感を操作者に伝えることが可能になる。
【００６２】
そして、一定の角度を旋回させると、切り欠き面３２２に到達するため、反力が急速に小さくなる。これにより所定の角度に吸い込みトルクを生じさせることができる。
【００６３】
以上のように２軸ヒンジ４０１を構成することで、水平軸１０１を中心とした上部筐体２の開閉動作だけでなく、垂直軸１０２を中心とした上部筐体２の旋回動作にも適切なトルクを付与し、吸い込みトルクを生じさせることができる。また従来例では板ばね７０４を用いていたが、それをより耐久性に優れたコイルバネの使用が可能となり、結果として２軸ヒンジ全体の信頼性が従来よりも向上する。
【実施例４】
【００６４】
上記各実施例では垂直軸部２０４及び垂直軸部３０４の旋回に対してトルクを付与することができる。しかし、現実には上部筐体２と下部筐体３との間には各種配線がなされている。よって、上部筐体２の旋回角度には一定の制限を加えられることが望ましい。
【００６５】
本実施例においては、上部筐体２の旋回時の回転軸となる垂直軸部５０４の回転角度制限するための方法について説明する。
【００６６】
図１６は本実施例において用いる垂直軸部５０４を表した２面図である。一方図１７は本実施例において用いられるヒンジ本体部５０１及び垂直軸部５０４を組み立てたときの２面図である。
【００６７】
ヒンジ本体部５０１とヒンジ本体部２０１の相違点は、突出部５１３を有するか否かでである。そして、垂直軸部５０４と垂直軸部３０４の相違点は、エラ５１１及びエラ５１２を有するか否かである。垂直軸５０４の中心である垂直軸１０２からエラ５１１若しくはエラ５１２の最遠部までの距離は、ヒンジ本体部５０１の垂直軸１０２から突出部５１３までの距離より長いものとする。このようにすると、配線に影響を与えるような状態でヒンジ本体部５０１と垂直軸部５０４を組み付けたりすることはない。
【００６８】
次に２軸ヒンジ５００の底面から見た垂直軸部５０４の動作を表す図１８を用いて、本実施例における垂直軸部５０４の動作を説明する。ここでも表示部１１の向きを五角形の矢印で示す。
【００６９】
図１８(a)はエラ５１１を用いて垂直軸部５０４の旋回動作を制限しているところを表す図である。この状態では、垂直軸部５０４を反時計回り（左周り）にまわすことはできない。突出部５１３にエラ５１１が干渉するためである。一方、時計回り（右回り）方向には何らの制約もないために自由にまわすことができる。
【００７０】
図１８(b)は垂直軸部５０４を略９０度回転させたときの状態を表す。この状態だと、左右どちらの方向にも旋回させることができる。エラ５１１及びエラ５１２による制約を受けることはないためである。
【００７１】
図１８(c)は垂直軸部５０４をさらに略９０度（図１８(a)から略１８０度）回転させたときの状態を表す。この状態になると、エラ５１２が突出部５１３に干渉するために、時計回り（右回り）に旋回させることはできない。
【００７２】
以上のようにエラ５１１とエラ５１２、突出部５１３を組み合わせることで、垂直軸部５０４の動作を制限する。これにより上部筐体２と下部筐体３をつなぐ配線の断線を防止することが可能になる。
【００７３】
なお、本実施例においては、エラ５１１とエラ５１２の厚みを他のフランジ部分と同等の厚みにしているが、エラ５１１とエラ５１２の部分のみを薄くすることで、想定される動作で生ずる以上の力が加わったときでも、軸の回転動作を保証することができる。すなわち、図１９の斜線部（フランジ部）以外のエラ５１１とエラ５１２を薄くすることで、垂直方向の膨らみが生じた場合にも、２軸ヒンジ５００にある程度の耐性を与え、動作しなくなることを防止することも検討すべきである。これは、実施例３のように第２水平軸部が垂直軸を中心とした旋回時にトルクを付与していることではじめて可能になる。すなわち、従来例にあるように板ばね７０４によるトルクの発生では垂直軸１０２方向に応力を発生するため、ある程度ヒンジ本体部５０１と密着しなければならず、垂直方向の厚みを確保しなければならない。一方、本発明では垂直軸方向の応力は考える必要は無いため薄肉化に障害はない。
【実施例５】
【００７４】
実施例２の図１０では第１水平軸部３０２にただの溝をつけた。しかし、耐障害性の観点から工業製品には一定の「遊び」が必要である。そこで図２０のように軸の中心線を境界としてテーパをつけることで垂直軸部の動作に「遊び」を設けることができる。
【実施例６】
【００７５】
実施例１から４では、垂直軸１０２は水平軸１０１と直交（文字通り一点で交わる）する関係にあった。しかし、上部筐体２の厚みを調整する観点から見ると、このようにすることは設計上の足かせとなる。
【００７６】
図２１は従来の２軸ヒンジで用いる水平軸部８０１を直上から見た図である。この図では垂直軸１０２は水平軸１０１を直交させないようにした際の問題点を表す。この従来例では、水平軸部８０１を貫通して垂直軸部（図示せず）を通す。これにより、垂直軸１０２を水平軸１０１と直交しないようにすると、薄肉の箇所（Δｎ）と厚肉の箇所（Δｔ）が生じ強度設計上問題となる。
【００７７】
図２２は本実施例を表す組み立て後の２軸ヒンジ６００の断面図である（第２の実施例の図１０相当）。この図でも明らかな通り、第１水平軸６０２に施した溝６１１の幅を第２の実施例の溝３１１より広げることで、水平軸１０１と垂直軸１０２との間でΔｄのズレを作ることを可能にする。すなわち、もとより第１水平軸６０２と第２水平軸６０３に分割されているため、水平軸部の強度を配慮する必要が無い。
【００７８】
また図２３のようにΔｄのズレの分だけ溝もずらすことで水平軸１０１と垂直軸１０２とのズレに対応することも可能である（ずらしていない元の図は図２０）。
【００７９】
このようにすると、簡単に垂直軸１０２をΔｄだけずらして配置することが可能になり上部筐体２の厚みについての設計上の自由度が増すことになる。
【００８０】
この際、垂直軸部６０４が水平軸部１０１から偏って位置するため、予期せぬモーメントが生ずるため、期待する上部筐体２の角度が出ないことも考えられる。これを改善するために対向する垂直軸部６０４の両切り欠き部の一方または双方の角度をあらかじめ傾けておくことも一策である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は前述の通り、携帯電話機やＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）、ＩＰ電話の他、コードレス電話などが考えられる。
【符号の説明】
【００８２】
２ 上部筐体
３ 下部筐体
１１ 表示部
１０１ 水平軸
１０２ 垂直軸
２０１ ヒンジ本体部
２０２ 第１水平軸部
２０３ 第２水平軸部
２０４ 垂直軸部
２０５ ヒンジストッパ
３１１ 溝
３２１、３２２ 切り欠き面
４１１ 受け皿
４１２ ばね（弾性体）
４１３ 第２水平軸部本体
５１１、５１２ エラ
５１３ 突出部
６１１ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの水平軸部と、単一の垂直軸部とを備え、前記垂直軸部の中心軸は、前記水平軸部の中心軸から偏って位置していることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項２】
請求項１において、前記垂直軸部の中心軸の前記水平軸部の中心軸に対する偏りは、前記垂直軸部の外周が前記水平軸部の幅を超えない範囲であることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記垂直軸部は円筒形状の部分を有し、前記水平軸部は前記円筒形状の部分に面する端部に溝を有し、前記偏りは、前記円筒形状の部分と前記溝とが前記水平軸の中心軸からずれた位置で当接することにより生じることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記垂直軸部は円筒形状の部分を有し、前記水平軸部は、前記垂直軸部とは異なる形状の部分を有していることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記垂直軸部は円筒形状の部分を有し、前記水平軸部は前記円筒形状の部分に面する端部に溝を有し、前記偏りは、前記溝が前記水平軸からずれた位置に設けられることにより生じることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項において、前記垂直軸部は、前記円筒形状の部分の外周面を一部切り欠いて形成した切り欠き部を有していることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、前記２つの水平軸部および垂直軸部の一部をその内部に収容する中空のヒンジ本体部を更に備えていることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の２軸ヒンジを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
２つの水平軸部と、単一の垂直軸部とを備え、前記垂直軸部の中心軸は、前記水平軸部の中心軸から偏って位置していることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項２】
請求項１において、前記垂直軸部の中心軸の前記水平軸部の中心軸に対する偏りは、前記垂直軸部の外周が前記水平軸部の幅を超えない範囲であることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記垂直軸部は円筒形状の部分を有し、前記水平軸部は前記円筒形状の部分に面する端部に溝を有し、前記偏りは、前記円筒形状の部分と前記溝とが前記水平軸の中心軸からずれた位置で当接することにより生じることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記垂直軸部は円筒形状の部分を有し、前記水平軸部は、前記垂直軸部とは異なる形状の部分を有していることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記垂直軸部は円筒形状の部分を有し、前記水平軸部は前記円筒形状の部分に面する端部に溝を有し、前記偏りは、前記溝が前記水平軸からずれた位置に設けられることにより生じることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項において、前記垂直軸部は、前記円筒形状の部分の外周面を一部切り欠いて形成した切り欠き部を有していることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、前記２つの水平軸部および垂直軸部の一部をその内部に収容する中空のヒンジ本体部を更に備えていることを特徴とする２軸ヒンジ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の２軸ヒンジを備えていることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−２４２９７６（Ｐ２０１０−２４２９７６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６００２７（Ｐ２０１０−１６００２７）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【分割の表示】特願２００４−１７０１９３（Ｐ２００４−１７０１９３）の分割
【原出願日】平成１６年６月８日（２００４．６．８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２２２９９０）株式会社テクノアソシエ (11)
【出願人】（５０２３８３１７７）株式会社山本精密 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【分割の表示】特願２００４−１７０１９３（Ｐ２００４−１７０１９３）の分割
【原出願日】平成１６年６月８日（２００４．６．８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２２２９９０）株式会社テクノアソシエ (11)
【出願人】（５０２３８３１７７）株式会社山本精密 (15)
【Ｆターム（参考）】
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