JP2005054890A - 携帯端末用ヒンジ - Google Patents

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Abstract

【課題】 とくに折り畳み方式携帯端末において、第２の筐体を第１の筐体に対し水平方向へ旋回させる機能と、第２の筐体を第１の筐体に対し開閉させる機能を合わせ持ち、潤滑油の漏れをなくした、極力コンパクトな携帯端末用ヒンジを提供する。
【解決手段】 第１筐体と第２の筐体を連結するヒンジであって、第１の筐体を第２の筐体に対し旋回可能に連結する旋回ヒンジ部と、第２の筐体を第１の筐体に対し開閉可能に連結する開閉ヒンジ部とで構成し、旋回ヒンジ部は、第１の筐体に対して取り付ける固定部材５と、この固定部材に対し第１カム機構を介して旋回を制御された状態で取り付けられる旋回部材７とを有し、開閉ヒンジ部は、旋回部材に設けられ、第２カム機構を介して旋回ヒンジの旋回方向に対し直交する方向に回転を制御された状態で回転可能に取り付けられたところの第２の筐体の端部を連結する開閉部材１６を有するように構成する。
【選択図】 図９

Description

この発明は携帯電話機、ＰＨＳ、小型コンピュータのような携帯端末に用いて好適な携帯端末用ヒンジに関する。
近年、携帯端末の高機能、高性能化は目覚しく、ますます小型化しつつある。その中で、とくに携帯電話機、ＰＨＳ等は、不使用時に小型サイズとなり、さらにキーボード部やディスプレイ部を保護し、キーボード部の誤動作を無くするために、キーボード部やマイクを設けた第１の筐体とディスプレイ部やスピーカーを取り付けた第２の筐体をヒンジを介してキーボード部とディスプレイ部が合い向かいで折り畳み可能となしたものが主流となりつつある。これらの携帯電話機やＰＨＳ等は、スリム化を図るための表示画面が縦長となっているが、携帯端末にさまざまな機能、例えば配信される映画を見たり、テレビ画像を見たりすることのできる機能が附加されるに及び、テレビ、映画、パソコン等の横長の画面を見慣れた者にとって見づらい場合が生じた。また、この縦長の表示画面を持つものに、横長の画面表示を前提とする情報が送信或は入力された時には、縦長画面では完全に表示しきれないという問題が生じた。
そこで、キーボード部を設けた第１の筐体に対して折り畳まれるディスプレイ部を設けた第２の筐体を水平状態で横方向へ旋回することができ、かつ第１の筐体の内側に設けられたディスプレイ部をキーボード部を操作可能な状態で見ることが出来るようにすべく、この第２の筐体を第１の筐体に対し二方向に回動することができるように構成したヒンジが必要となった。
このような機能を持つヒンジとして以下の特許文献に記載されたものが公知である。
特開２００３−６９６７６号公開特許公報
この特許文献１に記載されたヒンジは、第１の筐体の底部に枢着させた旋回ヒンジ部の旋回ヒンジ部の旋回支持部を曲げて第２の筐体の上端側に導き、その上端部に第２の筐体を連結する開閉ヒンジ部を取り付けるという構成のものであったため、とくに旋回ヒンジ部の潤滑油が外部へ漏出して手や衣服を汚す上に、ヒンジ全体の構成が大型化し、設置スペースを取り、携帯端末のコンパクト化に寄与できないという問題があった。
この発明の目的は、とくに折り畳み方式の携帯電話機のような携帯端末において、ディスプレイ部を設けた第２の筐体を、キーボード部を設けた第１の筐体に対して、水平方向へ旋回させる機能と、この第２の筐体を第１の筐体に対して相対的に開閉させる機能の両機能を合わせ持った上で、潤滑油の外部への漏れをなくし、極力コンパクトにまとめて設置スペースを省略できる携帯端末用ヒンジを提供せんとするにある。
上述した目的を達成するためにこの発明は、キーボード部を設けた第１の筐体とディスプレイ部を設けた第２の筐体を連結するヒンジであって、前記第１の筐体を前記第２の筐体に対し旋回可能に連結する旋回ヒンジ部と、前記第２の筐体を前記第１の筐体に対し開閉可能に連結する開閉ヒンジ部とで構成し、前記旋回ヒンジ部は、前記第１の筐体に対して取り付ける固定部材と、この固定部材に対し第１カム機構を介して旋回を制御された状態で取り付けられる旋回部材とを有し、前記開閉ヒンジ部は、前記旋回部材に設けられ、第２カム機構を介して前記旋回ヒンジの旋回方向に対し直交する方向に回転を制御された状態で回転可能に取り付けられたところの前記第２の筐体の端部を連結する開閉部材を有するように構成することができる。
その際にこの発明を、前記第１カム機構を、前記固定部材の上端に設けたカム部と、前記固定部材の枢着筒部の軸芯方向に挿通させたヒンジシャフト、このヒンジシャフトの上端部に取り付けた旋回部材の下面に前記カム部と対向する位置に設けたカム部と、このカム部を前記固定部材の側に設けた前記カム部と圧接させるべく前記ヒンジシャフトと前記枢着筒部との間に弾設した弾設手段とで構成することができる。
この発明はまた、前記第１カム機構及び又は前記第２カム機構を、前記旋回部材及び又は前記開閉部材を所定の旋回角度及び又は開閉角度から自動的に旋回及び又は開閉させる吸い込み機能を有するように構成することができる。
この発明はさらに、前記旋回ヒンジ部を、前記開閉ヒンジ部が所定の角度まで開かれたときに動作可能となるように構成することができる。
この発明はさらに、前記開閉部材を、ヒンジ筒体とすることができる。
この発明はさらに、前記旋回ヒンジ部を、前記開閉ヒンジ部の所定の角度から動作可能とする手段を、前記開閉ヒンジ部の開閉部材と前記旋回ヒンジ部の固定部材の間に設けることができる。
そして、この発明は、前記第１カム機構及び又は第２カム機構を、互いの対向面にカム部を形成し一方が他方に対して圧接するように構成したカムとカムフロワーで構成することができる。
この発明は以上のように構成したので、第２の筐体のディスプレイ部やカメラを設けた側を、第１の筐体に対し折り畳んだ状態で下側に位置させることによって、不使用時に画面が傷つくのを可及的に防止することができる上に、開閉ヒンジ部で縦方向へ開閉でき、かつ、この開閉ヒンジ部の開成状態でディスプレイ部を水平方向へ旋回させて横長に用いることが容易となるという効果を奏し得る。
図面は、この発明の一実施の形態を示す。
図１乃至図３は、この発明に係る携帯端末用ヒンジＡを用いた携帯端末の一種である折り畳み式の携帯電話機Ｂを示し、図面において指示記号１のものは、キーボード部１ａとマイク１ｂを設けた第１の筐体であり、指示記号２のものは、ディスプレイ部２ａとスピーカー２ｂとカメラ２ｃを設けた第２の筐体である。第１の筐体１と第２の筐体２の各端部は、携帯端末用ヒンジＡを介して相対的に水平方向へ旋回可能かつ縦方向へ開閉可能に連結されている。
この携帯端末用ヒンジＡは、第１の筐体１側の端部上面に取り付けられて第２の筐体２を第１の筐体１に対して水平方向へ旋回させる旋回ヒンジ部３と、この旋回ヒンジ部３に取り付けられ、第２の筐体２を第１の筐体１に対して縦方向へ開閉させる開閉ヒンジ部４とから成り、開閉ヒンジ部４には第２の筐体２の取付部２ｄ，２ｅが取り付けられている。
このうち旋回ヒンジ部３は、とくに図１乃至図１０に示したように、取付ビス５ｃ，５ｃ・・・によって、第１の筐体１の端部上面に取り付けられたところの、取付ベース５ａを具えた枢着筒部５ｂを有する固定部材５と、この固定部材５の枢着筒部５ｂに対しヒンジシャフト６を介してその略中央部を旋回可能に取り付けた筒状の旋回部材７とから成る。ヒンジシャフト６は枢着筒部５ｂ内に挿入された下端部にフランジ部６ａを有し、上端部の変形部６ｂを旋回部材７の略中央部に設けた変形取付孔７ａへ挿入した上で、その端部をかしめることにより、該旋回部材７へ固着されている。
指示記号９のものは旋回ヒンジ部３側の第１カム機構であり、この第１カム機構９は、とくに図１４乃至図１６に示したように、固定部材５の枢着筒部５ｂの上端縁に設けた凸部１１ａ，１１ａと凹部１１ｂ，１１ｂから成る第１カム部１１と、旋回部材７がこの第１カム部１１と対向する側に設けた同じく凸部１２ａ，１２ａと凹部１２ｂ，１２ｂから成る第２カム部１２と、この第２カム部１２に第１カム部１１側へ押圧するためにヒンジシャフト６に環巻させてそのフランジ部６ａと枢着筒部５ｂの上端側の内壁５ｄとの間に弾設させたコンプレッションスプリングから成る第１弾性手段１３とで構成されている。
次に、開閉ヒンジ部４は、図８乃至図１３に示したように、筒状の旋回部材７内にセットされており、外周軸方向へ回り止め１６ａ，１６ａを有し、旋回部材７の一方の内側に突条の回り止め７ｃを設けた挿入筒部７ｂ内に挿入係合されたヒンジ筒体から成る開閉部材１６と、とくに図１３に示したように、この開閉部材１６の側壁１６ｃにその変形頭部１７ａを係合させ、軸芯部軸方向を貫通してその自由端側を開放端側より突出させたヒンジピン１７と、このヒンジピン１７の自由端側にその中心部に設けた挿通孔１８ａへ該ヒンジピン１７を回転可能に挿通させた第２カム１８と、同じくその中心部軸方向に設けた挿通孔１９ａへヒンジピン１７を挿通させつつ開閉部材１６へ挿入され、かつ回転を拘束された上で軸方向へ摺動可能に取り付けたカムフロワー１９と、ヒンジピン１７に環巻きされつつ開閉部材１６の側壁１６ｃとカムフロワー１９との間に弾設したコンプレッションスプリングから成る第２弾性手段２０とから構成されている。
尚、カムフロワー１９を開閉部材１６へ拘束する手段は、とくに図１９に示したように、該カムフロワー１９の外周より突設した一対のキー部１９ｂ，１９ｂと、このキー部１９ｂ，１９ｂを嵌入させるべく、とくに図１１と図１３に示したように、開閉部材１６に設けられたキー溝１６ｂ，１６ｂとで構成されている。第２カム１８とカムフロワー１９の互いの対向面には、図９と図１１及び図１７乃至図２０に示したように、凸部２１ａ，２１ａ・２２ａ，２２ａと凹部２１ｂ，２１ｂ・２２ｂ，２２ｂとから成るカム部２１と２２から成る第２カム機構１５が設けられ、図１３に示したように、第２弾性手段２０によって互いに圧接状態にある。
図４乃至図１３に示したように、指示記号１４で示したものは、Ｅリングであり、とくに図１３に示したように、ヒンジピン１７の端部に設けた周溝１７ｂと係合させることにより、ヒンジピン１７が開閉部材１６より抜け出ないように係止している。
そこで、この発明に係る携帯端末用ヒンジＡの旋回ヒンジ部３の固定部材５の取付ベース５ａを、図１と３に示したように、第１の筐体１の上端上面に取付ビス５ｃ，５ｃ・・・をもって固着し、開閉ヒンジ部４の開閉部材１６より突出した第２カム１８を、その回り止め１８ｂを利用して、第２の筐体２の上端部に設けた取付部２ｄ，２ｅの一方のもの２ｄの連結孔２ｆ（図１１参照）に連結結合させ、もう一方の取付部２ｅには取付筒部７ｄへ挿入させて第３ヒンジピン２５を介して連結させる。
すると、図１と図２に示したように、第１の筐体１と第２の筐体２が閉じた状態において、第２の筐体２を第１の筐体１に対して水平方向へ旋回させようとすると、開閉ヒンジ部４によるどのような開閉角度においても、左右９０°ずつ１８０°の角度まで旋回が可能である。この旋回角度の規制は、図４〜図１４及び図１６に示したように、枢着筒部５ｂの上端に設けたストッパー片５ｅと、旋回部材７の下面に設けたストッパー片５ｅが嵌入している湾曲ガイド溝７ｅによってなされる。その際に、旋回部材７の側に設けたカム部２１の凸部２１ａ，２１ａが固定部材５の側に設けたカム部２２の凸部２２ａ，２２ａ上に乗り上げるので、第２の筐体２は、とくに図１０に示したように若干リフトアップすることになり、第１の筐体１の上面と第２の筐体２の下面とがこすれて傷付いてしまうことがない。
そして、枢着筒体５ｂの上端に設けた第１カム部１１の凸部１１ａ，１１ａ及び凹部１１ｂ，１１ｂと旋回部材７の下側に設けた第２カム部１２の凸部１２ａ，１２ａ及び凹部１２ｂ，１２ｂの相対的対向位置によって、この実施の形態のものは左右の回転角度９０°の手前３０°の位置から吸い込み機能によって自動的に開かれる。即ち、旋回部材７側の第２カム部１２の凸部１２ａ，１２ａがその旋回角度によって枢着筒部５ｂ側の第１カム部１１の凹部１１ｂ，１１ｂへ落ち込む時が自動的に閉じられる時であり、それ以外の第２カム部１２の凸部１２ａ，１２ａと第１カム部１１の凸部１１ａ，１１ａとが対向圧接状態の時がフリーストップに係止する時である。そして、第２カム部１２の凸部１２ａ，１２ａが、第１カム部１１の凹部１１ｂ，１１ｂ内へ落ち込んだ時がロック状態である。以上の動作を説明するためのものの説明図が図２１である。尚、各カム部１１，１２の凸部と凹部を設ける側及び位置は実施の形態のものと逆にしても良い。
次に、開閉ヒンジ部４による開閉動作は、第２カム１８とカムフロワー１９の各カム部２１，２２によって制御された形でなされ、この各カム部２１と２２を構成する凸部２１ａ，２１ａ・２２ａ，２２ａと凹部２１ｂ，２１ｂ・２２ｂ，２２ｂ及び凹部２２ｃ，２２ｃ・２２ｄ，２２ｄの対向位置によって、第２弾性手段２０の弾力により、実施の形態のものにあっては、最大開成角度１８０°の手前１０°から、閉成角度０°の同じく１０°手前から吸い込み機能により自動的に開閉され、かつ１４０°から１５０°、及び１７０°から１８０°の間においても吸い込み機能が発生する。そして、開成角度１０°〜１７０°の間では、フリーストップに停止させられる。即ち、第２カム１８のカム部２１の凸部２１ａ，２１ａがカムフロワー１９のカム部２２の凹部２２ｂ，２２ｂに落ち込む時が、第２の筐体２が自動的に閉じられ、或は開かれる時であり、第２カム１８のカム部２１の凸部２１ａ，２１ａがカムフロワー１９のカム部２２の凸部２２ａ，２２ａと圧接位置にある時には、フリーストップの時である。この動作を説明したのが図２２である。
そして、第２カム１８のカム部２１の凸部２１ａ，２１ａが、カムフロワー１９のカム部２２の凹部２２ｂ，２２ｂ・２２ｃ，２２ｃ及び２２ｄ，２２ｄ内へ落ち込んだ時がロック状態である。尚、各カム部２１，２２の凸部と凹部を設ける側、及び位置は、実施の形態のものと逆にしても良い。
この発明に係るヒンジは、旋回部材７の旋回、しかして、第２の筐体２の第１の筐体１に対する旋回は、両者の開閉角度が０°〜１８０°のどの位置にあっても旋回可能であるので、第２の筐体２を第１の筐体１に対して自由な角度に曲げることができるので、カメラを用いて被写体を横長に撮影する際に操作性が良くなる上に、ディスプレイ部に横長の画面を表示して見る場合にも見易いことになる。
以上の実施の形態は、携帯端末の一例として、携帯電話機について説明したが、この発明に係る携帯端末用ヒンジは、携帯電話機以外のＰＨＳや携帯情報端末（ＰＤＡ）等のものにそのまま用いることができる。
また、開閉ヒンジ部４の構成は、開閉部材１６自体を回転可能な構成として、第２の筐体２の取付部側に連結し、カムフロワー１９の側を旋回部材７の側に係止させるように構成しても良い。
さらに、旋回ヒンジ部３の構成を、開閉ヒンジ部４のように構成しても良いことは勿論であるし、開閉ヒンジ部４の開閉部材１６をヒンジ筒体に代えて第２カム機構を作用させた第２ヒンジピンとしても良い。
一つにまとめたコンパクトな構成の旋回ヒンジ部と開閉ヒンジ部とにより、携帯端末のキーボード部を設けた第１の筐体とディスプレイ部を設けた第２の筐体を、不使用時において開閉ヒンジ部を介してキーボード部とディスプレイ部を向かい合わせに折り畳み可能とした上で、使用時においてディスプレイ部を設けた第２の筐体を第１の筐体に対して必要に応じて旋回ヒンジ部を介して旋回或いは開閉可能とすることにより、ディスプレイ部を縦長或は横長にして利用することができるものである。
この発明に係る携帯端末用ヒンジを実施した携帯電話機の第１の筐体と第２の筐体を折り畳んで見た平面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジを実施した携帯電話機の第１の筐体と第２の筐体を折り畳んで見た右側面図である。 図１の状態から第２の筐体を第１の筐体に対して開いて見た平面図である。 図１の状態から第２の筐体を第１の筐体に対して９０°開いて第２の筐体を旋回させて見た側面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの一部断面正面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの平面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの左側面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの右側面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの内部機構を示す一部縦断面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの旋回ヒンジ部を９０°旋回させた状態を示す縦断面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの開閉ヒンジ部の取付状態を示す一部断面正面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの開閉ヒンジ部の左側面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの開閉ヒンジ部の取付状態を示す縦断面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの旋回ヒンジ部の固定部材の平面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの旋回ヒンジ部の固定部材の第１カム部の展開図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの旋回ヒンジ部の旋回部材の底面図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの開閉ヒンジ部のカム部の左側面図である。 図１７に示したカム部の展開図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの開閉ヒンジ部のカムフロワーの右側面図である。 図１７に示したカムフロワーのカム部の展開図である。 この発明に係る携帯端末用ヒンジの旋回ヒンジ部の動作を説明するための説明図である。 この発明に係る開閉ヒンジ部の動作を説明するための説明図である。
符号の説明
Ａ 携帯端末用ヒンジ
Ｂ 携帯電話機
１ 第１の筐体
１ａ キーボード部
１ｂ マイク
２ 第２の筐体
２ａ ディスプレイ部
２ｂ スピーカー
２ｃ カメラ
２ｄ 取付部
２ｅ 取付部
２ｆ 連結孔
３ 旋回ヒンジ部
４ 開閉ヒンジ部
５ 固定部材
５ａ 取付ベース
５ｂ 枢着筒部
５ｃ 取付ビス
５ｄ 内壁
５ｅ ストッパー片
６ ヒンジシャフト
６ａ フランジ部
６ｂ 変形部
７ 旋回部材
７ａ 変形取付孔
７ｂ 挿入筒部
７ｃ 回り止め
７ｄ 取付筒部
７ｅ 湾曲ガイド溝
９ 第１カム機構
１１ 第１カム部
１１ａ 凸部
１１ｂ 凹部
１２ 第２カム部
１２ａ 凸部
１２ｂ 凹部
１３ 第１弾性手段
１４ Ｅリング
１５ 第２カム機構
１６ 開閉部材
１６ａ 回り止め
１６ｂ キー溝
１６ｃ 側壁
１７ ヒンジピン
１７ａ 変形頭部
１７ｂ 周溝
１８ 第２カム
１８ａ 挿通孔
１８ｂ 回り止め
１９ カムフロワー
１９ａ 挿通孔
１９ｂ キー部
２０ 第２弾性手段
２１ カム部
２１ａ 凸部
２１ｂ 凹部
２２ カム部
２２ａ 凸部
２２ｂ 凹部
２２ｃ 凹部
２２ｄ 凹部
２５ 第３ヒンジピン

Claims (7)

  1. キーボード部を設けた第１の筐体とディスプレイ部を設けた第２の筐体を連結するヒンジであって、前記第１の筐体を前記第２の筐体に対し旋回可能に連結する旋回ヒンジ部と、前記第２の筐体を前記第１の筐体に対し開閉可能に連結する開閉ヒンジ部とで構成し、前記旋回ヒンジ部は、前記第１の筐体に対して取り付ける固定部材と、この固定部材に対し第１カム機構を介して旋回を制御された状態で取り付けられる旋回部材とを有し、前記開閉ヒンジ部は、前記旋回部材に設けられ、第２カム機構を介して前記旋回ヒンジの旋回方向に対し直交する方向に回転を制御された状態で回転可能に取り付けられたところの前記第２の筐体の端部を連結する開閉部材を有するように構成したことを特徴とする、携帯端末用ヒンジ。
  2. 前記第１カム機構は、前記固定部材の上端に設けたカム部と、前記固定部材の枢着筒部の軸芯方向に挿通させたヒンジシャフト、このヒンジシャフトの上端部に取り付けた旋回部材の下面に前記カム部と対向する位置に設けたカム部と、このカム部を前記固定部材の側に設けた前記カム部と圧接させるべく前記ヒンジシャフトと前記枢着筒部との間に弾設した弾設手段とで構成したことを特徴とする、請求項１に記載の携帯端末用ヒンジ。
  3. 前記第１カム機構及び又は前記第２カム機構は、前記旋回部材及び又は前記開閉部材を所定の旋回角度及び又は開閉角度から自動的に旋回及び又は開閉させる吸い込み機能を有するように構成したことを特徴とする、請求項１乃至２のいずれかに記載の携帯端末用ヒンジ。
  4. 前記旋回ヒンジ部を、前記開閉ヒンジ部が所定の角度まで開かれたときに動作可能となるように構成したことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯端末用ヒンジ。
  5. 前記開閉部材がヒンジ筒体であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯端末用ヒンジ。
  6. 前記旋回ヒンジ部を、前記開閉ヒンジ部の所定の角度から動作可能とする手段を、前記開閉ヒンジ部の開閉部材と前記旋回ヒンジ部の固定部材の間に設けたことを特徴とする、請求項４に記載の携帯端末用ヒンジ。
  7. 前記第１カム機構及び又は第２カム機構は、互いの対向面にカム部を形成し一方が他方に対して圧接するように構成したカムとカムフロワーで構成されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の携帯端末用ヒンジ。
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