JP4466630B2

JP4466630B2 - ヒンジ装置及び携帯型電子機器

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Publication number: JP4466630B2
Application number: JP2006268284A
Authority: JP
Inventors: 康彦川崎; 舞高瀬
Original assignee: 株式会社カシオ日立モバイルコミュニケーションズ
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: US7792555B2; EP1840697A1; KR20070098707A; US20070227873A1; KR100870375B1; JP2007292280A

Description

本発明は、携帯型電子機器の第１の筐体と第２の筐体を回動可能に連結するヒンジ装置に関するとともに、そのヒンジ装置を用いた携帯型電子機器に関する。

近年、携帯電話機といった携帯型電子機器には、第１の筐体をヒンジ装置によって第２の筐体に対向した状態に連結し、第１の筐体に対して第２の筐体をそれらの対向面に直交する軸線周りに回動可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）。ヒンジ装置の構成としては、第１のベースが第１の筐体に固定され、第２のベースが第２の筐体に固定され、第１の筐体に枢軸が固定され、その枢軸が第２のベースに対して軸支され、枢軸のラジアル荷重が第２のベースに受けられている。また、枢軸を第２のベースに軸支するためには第２のベースに軸孔が貫通し、その軸孔に枢軸が挿入されている。また、枢軸の軸線に沿って通し孔が貫通し、配線が軸孔及び通し孔を貫通し、その配線によって第１の筐体内の回路基板と第２の回路基板とが電気的に接続されている。
特開２００４−２７０８２１号公報

ところで、外部の水が軸孔の隙間や通し孔を通って第１の筐体や第２の筐体に浸水してしまうことがあるので、ヒンジ装置の防水性を高める必要がある。そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い防水性を持ったヒンジ装置及び携帯型電子機器を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明のヒンジ装置は、
軸方向に貫通孔が形成された枢軸を一体的に有する第１の回動部材と、前記枢軸が挿通される軸孔を有し、前記枢軸を回動中心として前記第１の回動部材に対して相対的に回動可能な第２の回動部材と、リング状に形成され、前記枢軸及び前記軸孔を囲繞するように前記第１の回動部材と前記第２の回動部材との間に挟持された止水部材とを備え、前記第１の回動部材が有底筒状に設けられて、前記枢軸が前記第１の回動部材の内側において前記第１の回動部材の底に凸設され、前記第２の回動部材にはボスが凸設され、前記軸孔が前記ボスの端面から反対面まで貫通し、前記ボスが前記第１の回動部材に挿入され、前記止水部材が前記第１の回動部材の底と前記ボスの端面との間に挟持されていることを特徴とする。

また、本発明の携帯型電子機器は、
請求項１から５のいずれか一項に記載のヒンジ装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、リング状に形成された止水部材が枢軸及び軸孔を囲繞するように第１の回動部材と第２の回動部材との間に挟持されているので、枢軸の周面と軸孔の壁面との間を通る浸水を防止することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜第１の実施の形態＞
図１は、携帯電話機１の斜視図であり、図２は、携帯電話機１の正面図であり、図３は、図２に示された切断線III−IIIの矢視断面図である。

図１〜図３に示すように、この携帯電話機１は、第１の筐体２と、第２の筐体３と、第１の筐体２と第２の筐体３を連結したヒンジ装置４とを備える。第１の筐体２は、前面ケース２２と後面ケース２３とをゴム製の防水リング２４を介在させて嵌め合わせることで構成され、第２の筐体３は、前面ケース３２と後面ケース３３とをゴム製の防水リング３４を介在させて嵌め合わせることで構成されている。

第１の筐体２の前面にはテンキーといったキー操作部２１が設けられている。キー操作部２１は、キーラバーの周縁部を前面ケース２２の内面に貼り付けたり、キーラバーの周縁部を前記防水リング２４とすることにより防水されている。第２の筐体３の前面には透明な表示窓３１が設けられ、第２の筐体３内にディスプレイパネルが収容され、そのディスプレイパネルの表示面が表示窓３１に対向している。また、第２の筐体３の前面にはカーソルキーといったキー操作部３６が設けられている。キー操作部３６は、キーラバー３７の周縁部を前面ケース３２の上面に貼り付けられるキープレート３８の内面に貼り付けることにより防水されている。第１の筐体２の前面と第２の筐体３の後面が対向した状態で両筐体がヒンジ装置４によって連結されている。このヒンジ装置４の軸線４１は第２の筐体３の前後面及び第１の筐体２の前後面に対して直交し、ヒンジ装置４によって、第２の筐体３の後面が第１の筐体２の前面に略平行になった状態を保って第２の筐体３が第１の筐体２に対して回動可能とされている。なお、図１（ａ）は、軸線４１方向に見て第２の筐体３の外縁が第１の筐体２の外縁に一致した状態を示し、図１（ｃ）は、図１（ａ）の状態に対して１８０°回動した状態を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）の状態と図１（ｃ）の状態の間の状態を示す。

図４は、ヒンジ装置４の分解斜視図であり、図５は、図４とは異なる角度から見た分解斜視図である。

図３〜図５に示すように、ブラケット５０が第１の筐体２に固定され、このブラケット５０に第１の回動部材６０が取り付けられ、第１の回動部材６０に対して第２の回動部材７０が軸線４１周りに回動可能に設けられ、第２の回動部材７０が第２の筐体３に取り付けられている。これにより、第２の筐体３が第１の筐体２に対して軸線４１周りに回動可能となっている。

第１の回動部材６０が有底円筒状に形成され、第１の回動部材６０の内側において枢軸６３が第１の回動部材６０の底６１から軸線４１に沿って突出し、第１の回動部材６０と枢軸６３が一体形成されている。第１の回動部材６０の内径は底６１寄りの部分が開口寄りの部分よりも小さく、そのため第１の回動部材６０の内側が段付穴状に形成されている。

第１の回動部材６０の外周面には溝６２が周方向に沿って凹設されている。一方、ブラケット５０には、そのブラケット５０の縁で開口した切欠き５１が形成され、その切欠き５１の縁部分が溝６２に入れ込まれた状態で第１の回動部材６０が切欠き５１に嵌め込まれている。これにより第１の回動部材６０が第１の筐体２に固定されたブラケット５０に対して固定される。

また、第１の回動部材６０の外周面には溝が周方向に沿って凹設され、その溝にリング状の第１のパッキン６７が嵌め込まれている。この第１のパッキン６７はゴム等の弾性材からなる。

枢軸６３には通し孔６８が軸線４１に沿って貫通している。また、枢軸６３の底寄りの部分６４が円筒状に形成されている。枢軸６３の先端寄りの部分６５は管状に形成され、その先端寄りの部分６５の形状は円形ではなく、軸線４１から周面上の一点までの距離と軸線４１から周面上の他の一点までの距離とが異なっている。以下、枢軸６３の底寄りの部分６４を円筒部６４といい、先端寄りの部分を多角形管部６５という。

また、図３〜５では枢軸６３の先端にフランジ６６が形成されているが、このフランジ６６はヒンジ装置４を組み立てた後にカシメ加工されたものである。そのため、ヒンジ装置４を組み立てる前では枢軸６３の先端のフランジ６６が形成されていない。

枢軸６３は、リング状の止水部材９０、平座金１００、第２の回動部材７０の軸孔７１、クリックリング１１０、リング状のディスクスプリング１２０、リング状のストッパ１３０、リング状の規制部材１４０にこれらの順に挿入されている。

平座金１００は円筒部６４の上端面に当接している。止水部材９０は比較的硬質のゴム製で鼓状に形成されており、止水部材９０の軸線方向中央部がくびれている。止水部材９０の内径は枢軸６３の円筒部６４の外径に等しく、枢軸６３の円筒部６４が止水部材９０に嵌入し、止水部材９０が第１の回動部材６０の底６１に当接している。

第２の回動部材７０の軸孔７１は第２の回動部材７０のほぼ中央部を貫通している。第２の回動部材７０の一方の面（その面は第１の回動部材６０側の面である。）であって軸孔７１の周囲には円状のボス７２が凸設され、そのボス７２の端面にはリング状凸部７３がボス７２の縁に沿って凸設されている。ボス７２の外周面には溝が周方向に沿って凹設され、その溝にリング状の第２のパッキン７４が嵌め込まれている。この第２のパッキン７４はゴム等の弾性材からなる。

軸孔７１に枢軸６３が挿入された状態では、ボス７２の一部が第１の回動部材６０に嵌め込まれ、リング状凸部７３が第１の回動部材６０の開口寄りの径の大きい部分の底に当接している。ボス７２に巻装された第２のパッキン７４は第１の回動部材６０の外にある。

また、軸孔７１の径は止水部材９０の内径よりも小さく、止水部材９０が軸孔７１を囲繞するようにしてボス７２の下端面に当接し、止水部材９０がボス７２の下端面と第１の回動部材６０の底６１との間に挟み込まれている。止水部材９０が鼓状に設けられているので、止水部材９０が挟持されることで僅かながら圧縮変形している。また、平座金１００はボス７２の下端面と円筒部６４の上端面との間に挟まれている。

第２の回動部材７０の他方の面であって軸孔７１の周囲には円状の段付凹部７５が凹設されている。段付凹部７５の深い方の底には２つの凸部７６が形成され、この２つの凸部７６は軸線４１に関して１８０°の位置にある。また、段付凹部７５の浅い方の底には突起部７７が形成され、この突起部７７は凸部７６に対して軸線４１に関して９０°の位置にある。

クリックリング１１０の穴１１１の形状は枢軸６３の多角形管部６５の外縁の形状に一致し、この穴１１１に多角形管部６５が嵌入されている。これにより、クリックリング１１０は枢軸６３に対して回転が固定され、枢軸６３とクリックリング１１０が一体に回転するようになっている。クリックリング１１０は段付凹部７５の底に当接し、その当接面には２つの凹部１１２が形成され、この２つの凹部１１２が軸線４１に関して１８０°の位置にある。凹部１１２に凸部７６が入り込んでおり、クリックリング１１０の回転に伴って凸部７６が凹部１１２から抜ける。また、クリックリング１１０の外縁が円形状に設けられ、クリックリング１１０のラジアル荷重が段付凹部７５の壁面に受けられることで、枢軸６３が軸支されている。

ディスクスプリング１２０は円環状に設けられ、枢軸６３に対して自由になっている。ディスクスプリング１２０は、軸線４１に直交する面に対して傾斜することで軸線４１方向への弾性変形するように設けられている。

ストッパ１３０の径はディスクスプリング１２０の径よりも大きく、ストッパ１３０の内にディスクスプリング１２０がある。また、ストッパ１３０の一方の面に突起部１３１が形成され、反対面にも突起部１３２が形成されている。このストッパ１３０は段付凹部７５の浅い方の底に挿入されている。

規制部材１４０の穴１４１の形状は枢軸６３の多角形管部６５の外縁の形状に一致し、この穴１４１に多角形管部６５が嵌入されている。これにより、規制部材１４０は枢軸６３に対して回転が固定され、規制部材１４０とクリックリング１１０が一体に回転するようになっている。規制部材１４０の縁には、円弧状の切欠き１４２が形成されており、ストッパ１３０の突起部１３２がこの切欠き１４２内にある。この切欠き１４２、突起部１３２、突起部１３１及び突起部７７によって回転角度が制限値である１８０°を僅かに超え得るようになっている。

枢軸６３のフランジ６６が規制部材１４０の穴１４１の周囲において規制部材１４０に当接し、クリックリング１１０、ディスクスプリング１２０及び規制部材１４０はフランジ６６と段付凹部７５の深い方の底との間に挟まれている。更に、フランジ６６と第１の回動部材６０の底６１との間には、止水部材９０、段付凹部７５の底（ボス７２の端面）、クリックリング１１０、ディスクスプリング１２０及び規制部材１４０が挟まれている。このように、フランジ６６によって第２の回動部材７０、止水部材９０、平座金１００、クリックリング１１０、ディスクスプリング１２０、ストッパ１３０及び規制部材１４０からの枢軸６３の抜けが防止されている。

また、ディスクスプリング１２０や止水部材９０が挟持された状態で僅かながら圧縮変形している。軸孔７１の周囲において止水部材９０がボス７２の下端面や第１の回動部材６０の底６１に圧接しているので、枢軸６３の外周面と軸孔７１の内面との間の隙間に止水部材９０側から液体が入り込むことを防止することができる。

このヒンジ装置４の作用について説明する。
図４に示した状態は、図１の（ｃ）の状態に対応している。この状態ではクリックリング１１０の凹部１１２に凸部７６が入り込んでいる。また、この状態では、ストッパ１３０の突起部１３２が切欠き１４２の一方の縁部１４３に当接し、突起部１３１が突起部７７に当接しているので、第２の回動部材７０を第１の回動部材６０に対して一方に回転することができるが他方には回転することができない。すなわち、図１の（ａ）の状態から図１の（ｃ）の状態にする際に回転させた方向と逆の方向にしか回転させることができない。

そして、第２の回動部材７０を第１の回動部材６０に対して上記方向に回転させると、凸部７６が凹部１１２から抜ける。凸部７６が凹部１１２から抜ける時に、クリックリング１１０によってディスクスプリング１２０が変形するので、ディスクスプリング１２０の反発力をクリック感として感じることができる。

そして、第２の回動部材７０が第１の回動部材６０に対して１８０°回転すると、凸部７６が反対側の凹部１１２に入り込む。この時、ディスクスプリング１２０が復元し、その復元力をクリック感として感じることができる。そして、この状態では、第２の回動部材７０に設けられている突起部７７がストッパ１３０の突起部１３１から１８０°回転した位置にあるので、第２の回動部材７０は左右両方向に回転することができる。

なお、第２の回動部材７０を第１の回動部材６０に対して回転させている時、止水部材９０は第２の回動部材７０のボス７２の端面に対して滑る。

次に、ヒンジ装置４の取付構造について図３、図６を用いて説明する。図６は、携帯電話機１の分解斜視図である。図６においては、第２の筐体３の後面ケース３３と、第１の筐体２の前面ケース２２と、ヒンジ装置４とを主に示し、第１の筐体２の前面ケース２２を一部破断した状態で示す。

図３、図６に示すように、第１の筐体２の前面には第１の円孔２５が貫通し、第２の筐体３の後面には第２の円孔３５が貫通している。

ヒンジ装置４を第２の筐体３及び第１の筐体２に取り付けるに際しては、先ず最初に、ブラケット５０を除くヒンジ構成部品を図４に示す配置関係で組立て、枢軸６３の先端にカシメ加工を施してユニット化しておく。そして、ユニット化されたヒンジ装置４の第１の回動部材６０側を第２の筐体３の内側から第２の円孔３５に通し、ネジ等によって第２の回動部材７０を第２の筐体３に固定する。

次に、第１の回動部材６０側を第１の筐体２の表側から第１の円孔２５に挿入し、この状態で、ブラケット５０の切欠き５１の縁部分を溝６２に滑り込ませ、第１の筐体２内においてブラケット５０をネジ等によって第１の筐体２に固定する。そして、枢軸６３の内側の通し孔６８に配線１５０を通し、配線１５０を第２の筐体３内の回路基板に接続するとともに第１の筐体２内の回路基板に接続する。なお、図３では、図面を見やすくするために配線１５０の図示を省略している。

以上のように、本実施形態によれば、携帯電話機１の外の液体が第２の筐体３と第１の筐体２との間の隙間５（図３に図示）から第１の円孔２５を通って第１の筐体２内に入り込むことが第１のパッキン６７によって防止される。また、外部の液体がその隙間５から第２の円孔３５を通って第２の筐体３内に入り込むことも第２のパッキン７４によって防止される。また、外部の液体が隙間５から軸孔７１を通って第２の筐体３内に入り込むことも止水部材９０によって防止される。

また、第２の回動部材７０のボス７２が第１の回動部材６０に挿入されているので、第１の回動部材６０とボス７２の端面とによって囲まれた空間が形成される。そして、その空間に止水部材９０が収容され、更に軸孔７１がその空間で開口し、ボス７２の端面縁部にリング状凸部７３が第１の回動部材６０の底６１に当接している。そのため、防水性が更に向上する。

また、第１の回動部材６０が有底円筒状に設けられ、その第１の回動部材６０内に止水部材９０が配置されているので、ヒンジ装置４の軸線４１方向の長さを短くすることができる。

なお、上記実施形態では、例示した携帯電話機１は、第１の筐体２と第２の筐体３とが、これらの筐体の前後面に対して垂直となる軸を中心として相対的に回動できる構成であったが、本発明は、第１の筐体２と第２の筐体３とが、これらの筐体の前後面に対して垂直となる軸を中心として相対的に回動できるだけでなく、前記軸に対して垂直となる方向にも回動できる折り畳み型電子機器に対しても適用可能であり、その適用例を第２の実施の形態として以下に説明する。

＜第２の実施の形態＞
図７及び図８は、携帯電話機１Ａの斜視図であり、図９は、図７（ｂ）に示された軸線４２Ａに沿った面の矢視断面図である。

図７〜図９に示すように、この携帯電話機１Ａは、第１の筐体２Ａと、第２の筐体３Ａと、第１の筐体２Ａと第２の筐体３Ａを連結した二軸ヒンジ構造４０Ａとを備える。第１の筐体２Ａの前面にはテンキーといったキー操作部２１Ａが設けられている。第２の筐体３Ａの前面には透明な表示窓３１Ａが設けられ、第２の筐体３Ａ内にディスプレイパネルが収容され、そのディスプレイパネルの表示面が表示窓３１Ａに対向している。

二軸ヒンジ構造４０Ａは、第１の筐体２Ａの前面に直交した軸線４１Ａと、第２の筐体３Ａの前面と背面との間において第１の筐体２Ａの幅方向に延びた軸線４２Ａとを有する。軸線４１Ａと軸線４２Ａは互いに直交している。第２の筐体３Ａは二軸ヒンジ構造４０Ａによって軸線４１Ａを中心にして回動可能に設けられ、更に、第２の筐体３Ａは二軸ヒンジ構造４０Ａによって軸線４２Ａを中心にして回動可能に設けられている。図７に示すように、第１の筐体２Ａに対する第２の筐体３Ａの開閉は、軸線４２Ａを中心に第２の筐体３Ａを回動させて行う。図８に示すように、第２の筐体３Ａの表裏反転は、軸線４１Ａを中心に第２の筐体３Ａを回動させて行う。

ここで、図７（ａ）は、第２の筐体３Ａの前面を第１の筐体２Ａの前面に対向させてこれらを閉じた状態を示し、図７（ｃ）は、第２の筐体３Ａの前面と第１の筐体２Ａの前面を前方に向けてこれらを開いた状態を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態から図７（ｃ）の状態へ開く場合又はこの逆に閉じる場合において図７（ａ）の状態と図７（ｃ）の状態との間の状態を示す。図８（ａ）は、第２の筐体３Ａの前面を第１の筐体２Ａの前面に対向させてこれらを閉じた状態を示し、図８（ｂ）は、第２の筐体３Ａの前面を第１の筐体２Ａの前面に対向させて第２の筐体３Ａを軸線４１Ａの周りに回動させている状態を示し、図８（ｃ）は、第２の筐体３Ａを軸線４２Ａの周りに回動させている状態を示し、図８（ｄ）は、第２の筐体３Ａの背面を第１の筐体２Ａの前面に対向させてこれらを閉じた状態を示す。

二軸ヒンジ構造４０Ａは、図９〜図１２に示すようなヒンジ装置４Ａを有する。このヒンジ装置４Ａは、軸線４１Ａの周りの回動を実現するものである。ここで、図１０は、軸線４１Ａを通る面に沿ってヒンジ装置４Ａを破断して示した斜視図であり、図１１は、ヒンジ装置４Ａの分解斜視図であり、図１２は、図１１とは異なる角度から見た分解斜視図である。

図９〜図１２に示すように、第１の回動部材６０Ａが第１の筐体２Ａに固定され、第１の回動部材６０Ａに枢軸６３Ａが設けられ、第１の回動部材６０Ａに対して第２の回動部材７０Ａが軸線４１Ａ周りに回動可能に設けられている。第２の回動部材７０Ａがヒンジカバー１７０Ａに取り付けられ、ヒンジカバー１７０Ａが第２の筐体３Ａに取り付けられ、ヒンジカバー１７０Ａ及び第２の回動部材７０Ａが第２の筐体３Ａに対して軸線４２Ａ周りに回動可能に設けられている。これにより、第２の筐体３Ａが第１の筐体２Ａに対して軸線４１Ａ周り及び軸線４２Ａ周りに回動可能となっている。

枢軸６３Ａの基端にはフランジ６１Ａが一体形成され、フランジ６１Ａの縁の一部に回転止め６２Ａが形成されている。

第１の回動部材６０Ａは板状に設けられ、この第１の回動部材６０Ａにプレート１６０Ａが重ねられ、プレート１６０Ａに開口１６１Ａが形成されている。第１の回動部材６０Ａの一方の面に凹部５１Ａが形成され、凹部５１Ａの底から反対面へ挿通孔５３Ａが貫通している。凹部５１Ａの側壁の一部に係合部５２Ａが凹設されている。枢軸６３Ａが挿通孔５３Ａ及び開口１６１Ａに挿入され、枢軸６３Ａが第１の回動部材６０Ａの他方の面において凸設されている。凹部５１Ａにフランジ６１Ａが嵌め込まれ、回転止め６２Ａが係合部５２Ａに嵌め込まれて係合し、これにより、第１の回動部材６０Ａがフランジ６１Ａ及び枢軸６３Ａに対して軸線４１Ａ周りの回動を固定されている。なお、第１の回動部材６０Ａと枢軸６３Ａが別体であるが、これらが一体形成されていても良い。

枢軸６３Ａには通し孔６８Ａが軸線４１Ａに沿って貫通している。また、枢軸６３Ａの基端寄りの部分６４Ａが円筒状に形成されている。枢軸６３Ａの先端寄りの部分６５Ａは管状に形成され、その先端寄りの部分６５Ａの形状は円形ではなく、軸線４１Ａから周面上の一点までの距離と軸線４１Ａから周面上の他の一点までの距離とが異なっている。以下、枢軸６３Ａの底寄りの部分６４Ａを円筒部６４Ａといい、先端寄りの部分を多角形管部６５Ａという。

また、図９〜１２では枢軸６３Ａの先端にフランジ６６Ａが形成されているが、このフランジ６６Ａはヒンジ装置４Ａを組み立てた後にカシメ加工されたものである。そのため、ヒンジ装置４Ａを組み立てる前では枢軸６３Ａの先端のフランジ６６Ａが形成されていない。

枢軸６３Ａは、第１の回動部材６０Ａの挿通孔５３Ａ、プレート１６０Ａの開口１６１Ａ、リング状の止水部材９０Ａ、平座金１００Ａ、第２の回動部材７０Ａの軸孔７１Ａ、第１のクリックリング１１０Ａ、第２のクリックリング１１６Ａ、リング状のディスクスプリング１２０Ａ及びワッシャー１３０Ａにこれらの順に挿入されている。

平座金１００Ａは円筒部６４Ａの上端面に当接している。止水部材９０Ａは比較的硬質のゴム製で鼓状に形成されており、止水部材９０Ａの軸線方向中央部がくびれている。止水部材９０Ａの内径は枢軸６３Ａの円筒部６４Ａの外径に等しく、枢軸６３Ａの円筒部６４Ａが止水部材９０Ａに嵌入し、止水部材９０Ａが第１の回動部材６０Ａに当接している。

第２の回動部材７０Ａの一方の面（その面は第１の回動部材６０Ａ側の面である。）には、円形状の凹部７２Ａが形成され、凹部７２Ａの底から反対面まで軸孔７１Ａが貫通している。軸孔７１Ａの径は止水部材９０Ａの内径よりも小さく、凹部７２Ａに止水部材９０Ａが収容され、止水部材９０Ａが軸孔７１Ａを囲繞するようにして凹部７２Ａの底に当接し、止水部材９０Ａが凹部７２Ａの底と第１の回動部材６０Ａとの間に挟み込まれている。止水部材９０Ａが鼓状に設けられているので、止水部材９０Ａが挟持されることで僅かながら圧縮変形している。また、平座金１００Ａは凹部７２Ａの底と円筒部６４Ａの上端面との間に挟まれている。

第２の回動部材７０Ａの他方の面であって軸孔７１Ａの周囲には円状の凹部７５Ａが凹設され、凹部７５Ａの側壁の一部に２つの係合部７６Ａが凹設されている。凹部７５Ａに第１のクリックリング１１０Ａが嵌め込まれている。第１のクリックリング１１０Ａの縁の一部に２つの回転止め１１３Ａが形成され、それら回転止め１１３Ａが係合部７６Ａにそれぞれ嵌め込まれ、第１のクリックリング１１０Ａが第２の回動部材７０Ａに対して軸線４１Ａ周りの回動を固定されている。枢軸６３Ａは第１のクリックリング１１０Ａ及び第２の回動部材７０Ａに対して軸線４１Ａ周りに回動可能となっている。

第２のクリックリング１１６Ａの穴１１６Ａの形状は枢軸６３Ａの多角形管部６５Ａの外縁の形状に一致し、この穴１１１Ａに多角形管部６５Ａが嵌入されている。これにより、第２のクリックリング１１６Ａは枢軸６３Ａに対して回転が固定され、枢軸６３Ａと第２のクリックリング１１６Ａが一体に回転するようになっている。枢軸６３Ａが第１のクリックリング１１０Ａ及び第２のクリックリング１１６Ａに挿入された状態では、第１のクリックリング１１０Ａと第２のクリックリング１１６Ａが重なっている。

第１のクリックリング１１０Ａの一方の面（その面は第２のクリックリング１１６Ａ側の面である。）には、２つの凸部１１２Ａが形成され、２つの凸部１１２Ａが軸線４１Ａに関して１８０°の位置にある。一方、第２のクリックリング１１６Ａの一方の面（その面は第１のクリックリング１１０Ａ側の面である。）には、２つの凹部１１８Ａが形成され、２つの凹部１１８Ａが軸線４１Ａに関して１８０°の位置にある。凹部１１８Ａに凸部１１２Ａが入り込んでおり、第１のクリックリング１１０Ａと第２のクリックリング１１６Ａの相対的な回転に伴って凸部１１２Ａが凹部１１８Ａから抜ける。

ディスクスプリング１２０Ａは円環状に設けられ、枢軸６３Ａに対して軸線４１Ａ周りに回転可能となっている。ディスクスプリング１２０Ａは、軸線４１Ａに直交する面に対して傾斜することで軸線４１Ａ方向への弾性変形をするように設けられている。

ワッシャー１３０Ａの穴１３１Ａの形状は枢軸６３Ａの多角形管部６５Ａの外縁の形状に一致し、この穴１４１Ａに多角形管部６５Ａが嵌入されている。これにより、ワッシャー１３０Ａは枢軸６３Ａに対して回転が固定され、ワッシャー１３０Ａと第２のクリックリング１１６Ａが一体に回転するようになっている。

枢軸６３Ａのフランジ６６Ａがワッシャー１３０Ａの穴１３１Ａの周囲においてワッシャー１３０Ａに当接し、第１のクリックリング１１０Ａ、第２のクリックリング１１６Ａ、ディスクスプリング１２０Ａ及びワッシャー１３０Ａはフランジ６６Ａと凹部７５Ａの底との間に挟まれている。更に、フランジ６６Ａと第１の回動部材６０Ａとの間には、止水部材９０Ａ、凹部７５Ａの底（凹部７２Ａの底）、第１のクリックリング１１０Ａ、第２のクリックリング１１６Ａ、ディスクスプリング１２０Ａ及びワッシャー１３０Ａが挟まれている。このように、フランジ６１Ａ及びフランジ６６Ａによって第１の回動部材６０Ａ、第２の回動部材７０Ａ、プレート１６０Ａ、止水部材９０Ａ、平座金１００Ａ、第１のクリックリング１１０Ａ、第２のクリックリング１１６Ａ、ディスクスプリング１２０Ａ及びワッシャー１３０Ａからの枢軸６３Ａの抜けが防止されている。

また、ディスクスプリング１２０Ａや止水部材９０Ａが挟持された状態で僅かながら圧縮変形している。軸孔７１Ａの周囲において止水部材９０Ａが凹部７２Ａの底及び第１の回動部材６０Ａに圧接しているので、枢軸６３Ａの外周面と軸孔７１Ａの内壁との間の隙間に止水部材９０Ａ側から液体が入り込むことを防止することができる。

第１の回動部材６０Ａの一方の面（その面は第２の回動部材７０Ａ側の面である。）であって挿通孔５３Ａの周囲には、ストッパ６７Ａが凸設されている。このストッパ６７Ａは、軸線４１Ａを中心にして円弧状に設けられている。一方、第２の回動部材７０Ａの一方の面（その面は第１の回動部材６０Ａ側の面である。）であって凹部７２Ａの周囲には、ストッパ７７Ａが凸設されている。ストッパ７７Ａは、軸線４１Ａを中心にして円弧状に設けられている。ストッパ６６Ａとストッパ７７Ａは軸線４１Ａを中心にして同一円周状にあり、ストッパ６６Ａの弧の角度とストッパ７７Ａの弧の角度の総和は１８０°である。そのため、ストッパ６６Ａの円周方向一端がストッパ７７Ａの円周方向一端に当接した状態から、ストッパ６６Ａの円周方向他端がストッパ７７Ａの円周方向他端に当接した状態までのストッパ６６Ａの回動範囲は１８０°である。

このヒンジ装置４の作用について説明する。
まず、ストッパ６７Ａの円周方向一端がストッパ７７Ａの円周方向一端に当接し、これにより、第１の回動部材６０Ａに対する第２の回動部材７０Ａの時計回りの回転が止められている。また、凹部１１８Ａに凸部１１２Ａが入り込んでおり、ディスクスプリング１２０Ａの弾性力がフランジ６１Ａとフランジ６６Ａの間隔を広げるように作用し、その反作用でフランジ６１Ａとフランジ６６Ａの間に挟まれた部材が締め付けられ、これにより、第１の回動部材６０Ａに対する第２の回動部材７０Ａの反時計回りの回転も止められている。この状態は図７（ａ）〜（ｃ）や図８（ａ）の状態に対応する。

そして、ディスクスプリング１２０Ａによる締め付けに抗して第２の回動部材７０Ａを第１の回動部材６０Ａに対して反時計周りに回転させると、凸部１１２Ａが凹部１１８Ａから抜ける。凸部１１２Ａが凹部１１８Ａから抜ける時に、凸部１１２Ａによって第１のクリックリング１１０Ａと第２のクリックリング１１６Ａの間隔が開く。これによりディスクスプリング１２０Ａが変形するので、ディスクスプリング１２０Ａの反発力をクリック感として感じることができる。

そして、第２の回動部材７０Ａを第１の回動部材６０Ａに対して１８０°回転させると、凸部１１２Ａが反対側の凹部１１８Ａに入り込む。この時、ディスクスプリング１２０Ａが復元し、その復元力をクリック感として感じることができる。そして、この状態では、ストッパ６７Ａの円周方向他端がストッパ７７Ａの円周方向他端に当接するので、第１の回動部材６０Ａに対する第２の回動部材７０Ａの反時計回りの回転が止められている。この状態は図８（ｄ）の状態に対応する。

なお、第２の回動部材７０Ａを第１の回動部材６０Ａに対して回転させている時、止水部材９０Ａは第２の回動部材７０Ａの凹部７２Ａの底や第１の回動部材６０Ａの接触面に対して滑る。

次に、ヒンジ装置４Ａを用いた二軸ヒンジ構造４０Ａについて図９、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、携帯電話機１Ａの分解斜視図である。図１４は、図９の断面図において分解した状態を示した図面である。

図９、図１３及び図１４に示すように、第１の筐体２Ａの前面には取付凹部２６Ａが形成され、取付凹部２６Ａの底から筐体２Ａの内部へ円孔２５Ａが貫通し、円孔２５Ａの周囲においてリング状の溝２７Ａが凹設されている。

溝２７Ａにはリング状のパッキン２８Ａが嵌め込まれ、取付凹部２６Ａに第１の回動部材６０Ａが嵌め込まれ、パッキン２８Ａがフランジ６１Ａと第１の筐体２Ａとの間に挟まれている。パッキン２８Ａはゴム等の弾性材からなり、パッキン２８Ａが圧縮されている。そして、ネジによって第１の回動部材６０Ａを第１の筐体２Ａに締結している。これにより、ヒンジ装置４Ａが第１の筐体２Ａに取り付けられている。

ヒンジ装置４Ａのフランジ６６Ａ、ワッシャー１３０Ａ、ディスクスプリング１２０Ａ及び第２のクリックリング１１６Ａがゴム状リング１８０Ａに嵌入されている。ゴム状リング１８０Ａに爪掛け部１８１Ａが設けられ、第２の回動部材７０Ａに爪７８Ａが形成され、爪７８Ａが爪掛け部１８１Ａに係止することによって、ゴム状リング１８０Ａがヒンジ装置４Ａに止められている。一方、ヒンジカバー１７０Ａには、ヒンジ装置４Ａを収容するための内部空間１７１Ａが形成され、その内部空間１７１Ａがヒンジカバー１７０Ａの下面において開口している。ヒンジ装置４Ａが内部空間１７１Ａの下側開口から内部空間１７１Ａに収容され、ゴム状リング１８０Ａがヒンジ装置４Ａとヒンジカバー１７０Ａとの間に挟まれて圧縮変形している。ゴム状リング１８０Ａによって内部空間１７１Ａが気密・水密され、更に内部空間１７１Ａの下側開口の周囲においてリング状のパッキン１８５Ａが第２の回動部材７０Ａとヒンジカバー１７０Ａとの間に挟まれることによって内部空間１７１Ａが気密・水密されている。また、ヒンジ装置４Ａの第２の回動部材７０Ａはネジによってヒンジカバー１７０Ａに固定されている。

ヒンジカバー１７０Ａの左側壁には通し孔１７２Ａが形成され、その通し孔１７２Ａは内部空間１７１Ａまで通じている。ヒンジカバー１７０Ａの右側面には凹部１７３Ａが形成され、その凹部１７３Ａは内部空間１７１Ａまで通じていない。

一方、第２の筐体３Ａの二軸ヒンジ構造４０Ａの端部が二股に分かれた状態に設けられ、この二股部分のうちの一方の支持部３２Ａには軸線４２Ａの方向に貫通した軸孔３３Ａが形成され、他方の支持部３４Ａにも軸線４２Ａの方向に貫通した軸孔３５Ａが形成されている。ヒンジカバー１７０Ａが支持部３２Ａと支持部３４Ａとの間に挟まれ、軸孔３３Ａが通し孔１７２Ａに重なり、軸孔３５Ａが凹部１７３Ａに重なっている。

軸孔３５Ａにはヒンジユニット１９０Ａが右から左に貫通し、更に凹部１７３Ａにもヒンジユニット１９０Ａが挿入されている。ヒンジユニット１９０Ａは、軸孔３５Ａに嵌合して支持部３４Ａに支持された第１の嵌合体１９１Ａと、凹部１７３Ａに嵌合してヒンジカバー１７０Ａに支持された第２の嵌合体１９２Ａと、を有する。第１の嵌合体１９１Ａは第２の嵌合体１９２Ａに対して軸線４２Ａ回りに回転可能とされている。支持部３４Ａの右側にカバー２０１Ａが接合され、カバー２０１Ａによって軸孔３５Ａが閉塞されている。なお、ヒンジユニット１９０の代わりに軸棒を用い、その軸棒がヒンジカバー１７０Ａと支持部３４Ａの一方又は両方に対して回転可能となっている簡潔な構造としても良い。

ヒンジカバー１７０Ａと支持部３２Ａとの間にはリング状の止水材２１０Ａが挟まれ、その止水材２１０Ａが軸孔３３Ａ及び通し孔１７２Ａを囲繞している。また、通し孔１７２Ａには軸部材２２０Ａが内部空間１７１Ａから左に貫通し、更に軸孔３３Ａ及び止水材２１０Ａにも軸部材２２０Ａが挿入されている。軸部材２２０Ａは、ヒンジカバー１７０Ａと支持部３２Ａの一方又は両方に対して回転可能となっている。以上のようにヒンジカバー１７０Ａが軸部材２２０Ａ及びヒンジユニット１９０によって第２の筐体３に連結され、ヒンジ装置４Ａの第２の回動部材７０Ａがヒンジカバー１７０Ａに固定されているので、第２の回動部材７０Ａがヒンジカバー１７０Ａ、軸部材２２０Ａ及びヒンジユニット１９０Ａを介して第２の筐体３Ａに連結され、第２の回動部材７０Ａ及びヒンジカバー１７０Ａが軸部材２２０Ａ及びヒンジユニット１９０Ａによって軸線４２Ａ周りに回転可能となっている。

軸部材２２０Ａと通し孔１７２Ａの壁面との間にはパッキン２２１Ａが挟まれ、これにより気密・水密が保たれている。支持部３２Ａの左側にカバー２０２Ａが接合され、カバー２０２Ａによって軸孔３３Ａが閉塞されている。また、軸孔３３Ａの周囲においてカバー２０２Ａと支持部３２Ａの間にはリング状のパッキン２０３Ａが挟まれ、これにより気密・水密が保たれている。

配線１５０Ａが円孔２５Ａを通って第１の筐体２の中まで配索され、配線１５０Ａの端部のコネクタ１５１Ａが第１の筐体２Ａ内において回路基板に接続されている。この配線１５０は、枢軸６３Ａの通し孔６８Ａに通されている。軸部材２２０Ａにはその軸線に沿って通し孔２２２Ａが形成され、配線１５０Ａが通し孔６８Ａから内部空間１７１Ａを経由して通し孔２２２Ａに通されている。また、支持部３２Ａの軸孔３３Ａは第２の筐体３の内部に通じており、配線１５０Ａが通し孔２２２Ａから軸孔３３Ａを経由して第２の筐体３Ａの中にまで配索されている。そして、配線１５０Ａの他端のコネクタ１５２Ａが第２の筐体３Ａ内において回路基板に接続されている。

次に、二軸ヒンジ構造４０Ａの組み立て方法について説明する。
コネクタ１５２Ａを第２の筐体３Ａに配置して、配線１５０Ａを軸孔３３Ａ及び止水材２１０Ａに通す。続いて、ヒンジカバー１７０Ａを支持部３２Ａと支持部３４Ａとの間に挿入し、軸部材２２０Ａに配線１５０Ａを通しつつ軸部材２２０Ａをヒンジカバー１７０Ａの内側から通し孔１７２Ａ及び軸孔３３Ａに嵌入させる。続いて、ヒンジユニット１９０Ａを軸孔３５Ａ及び凹部１７３Ａに嵌入させる。続いて、ヒンジ装置４Ａのフランジ６６、ワッシャー１３０Ａ、ディスクスプリング１２０Ａ及び第２のクリックリング１１６Ａをゴム状リング１８０Ａに嵌入させ、爪掛け部１８１Ａに爪７８Ａを係止させる。続いて、配線１５０Ａを通し孔６８Ａに通しつつ、ヒンジ装置４Ａをヒンジカバー１７０Ａの内部空間１７１Ａに挿入し、第２の回動部材７０Ａをネジによってヒンジカバー１７０Ａに止める。続いて、溝２７Ａにパッキン２８Ａを嵌め込み、配線１５０Ａを円孔２５Ａに通し、第１の回動部材６０Ａを取付凹部２６Ａに嵌め込む。そして、第１の筐体２の内側からネジを通して、そのネジを第１の回動部材６０Ａに螺合させる。

以上のように、本実施形態によれば、携帯電話機１Ａの外の液体が第２の筐体３Ａと第１の筐体２Ａとの間の隙間から円孔２５Ａを通って第１の筐体２Ａ内に入り込むことがパッキン２８Ａによって防止される。また、外部の液体がその隙間から軸孔３３Ａを通って第２の筐体３Ａ内に入り込むことが止水材２１０Ａやパッキン２０３Ａによって防止される。また、外部の液体が隙間から第２の回動部材７０Ａの軸孔７１Ａを通ってヒンジカバー１７０Ａ内や第２の筐体３Ａ内に入り込むことが止水部材９０Ａによって防止される。また、外部の液体が隙間からヒンジカバー１７０Ａの通し孔１７２Ａを通って第１の筐体２Ａや第２の筐体３Ａ内に入り込むことがパッキン２２１Ａによって防止される。また、外部の液体が隙間からヒンジカバー１７０Ａの内部空間１７１Ａを通って第１の筐体２Ａや第２の筐体３Ａ内に入り込むことがパッキン１８５Ａによって防止される。

また、第２の回動部材７０Ａに凹部７２Ａが形成され、凹部７２Ａに止水部材９０Ａが配置されているので、ヒンジ装置４Ａの軸線４１Ａ方向の長さを短くすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態では携帯型電子機器として携帯電話機を例に挙げて説明を行ったが、第１の筐体２と第２の筐体３とが、これらの筐体の前後面に対して垂直となる軸を中心として相対的に回動できる構成を有する携帯型電子機器であれば、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳、携帯型無線機、その他の電子機器に本発明を適用しても良い。

第１実施形態における携帯電話機の斜視図である。第１実施形態における携帯電話機の正面図である。図２の切断線III−IIIに沿った面の矢視断面図である。第１実施形態におけるヒンジ装置の分解斜視図である。図４とは異なる方向に見た分解斜視図である。第１実施形態における携帯電話機の分解斜視図である。第２実施形態における携帯電話機の斜視図である。第２実施形態における携帯電話機の斜視図である。図７（ｂ）の軸線４２Ａに沿った面の矢視断面図である。第２実施形態におけるヒンジ装置図を破断して示した斜視図である。第２実施形態におけるヒンジ装置の分解斜視図である。図１１とは異なる方向に見た分解斜視図である。第２実施形態における携帯電話機の分解斜視図である。図１４は、図９の断面図において分解した状態を示した図面である。

符号の説明

１、１Ａ携帯電話機
２、２Ａ第１の筐体
３、３Ａ第２の筐体
４、４Ａヒンジ装置
４１、４１Ａ軸線
６０、６１Ａ第１の回動部材
６１底
６３、６３Ａ枢軸
６７第１のパッキン
７０、７０Ａ第２の回動部材
７１、７１Ａ軸孔
７２ボス
７３リング状凸部
７４第２のパッキン
９０、９０Ａ止水部材
４２Ａ軸線
７２Ａ凹部

Claims

軸方向に貫通孔が形成された枢軸を一体的に有する第１の回動部材と、
前記枢軸が挿通される軸孔を有し、前記枢軸を回動中心として前記第１の回動部材に対して相対的に回動可能な第２の回動部材と、
リング状に形成され、前記枢軸及び前記軸孔を囲繞するように前記第１の回動部材と前記第２の回動部材との間に挟持された止水部材とを備え、
前記第１の回動部材が有底筒状に設けられて、前記枢軸が前記第１の回動部材の内側において前記第１の回動部材の底に凸設され、前記第２の回動部材にはボスが凸設され、前記軸孔が前記ボスの端面から反対面まで貫通し、前記ボスが前記第１の回動部材に挿入され、前記止水部材が前記第１の回動部材の底と前記ボスの端面との間に挟持されていることを特徴とするヒンジ装置。
前記ボスの端面の縁部分にリング状凸部が形成され、そのリング状凸部が前記第１の回動部材の底に当接していることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
前記第１の回動部材の外周面に巻装された第１のパッキンと、
前記第１の回動部材の外において前記ボスの外周面に巻装された第２のパッキンとを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
前記第１の回動部材が携帯型電子機器の第１の筐体に形成された第１の孔に挿入され、前記第１のパッキンが前記第１の回動部材の外周面と前記第１の孔の壁面との間に挟まれ、前記第１の回動部材が前記第１の筐体に固定され、前記ボスが前記携帯型電子機器の第２の筐体に形成された第２の孔に挿入され、前記第２のパッキンが前記ボスの外周面と前記第２の孔の壁面との間に挟まれ、前記第２の回動部材が前記第２の筐体に固定されていることを特徴とする請求項３に記載のヒンジ装置。
前記止水部材が軸線方向中央部でくびれた状態に設けられ、前記止水部材が前記第１の回動部材と前記第２の回動部材との間に挟持されて圧縮されていることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載のヒンジ装置を備えることを特徴とする携帯型電子機器。