JP2006234162A

JP2006234162A - 折畳み式電子機器

Info

Publication number: JP2006234162A
Application number: JP2005375525A
Authority: JP
Inventors: Tomotake Kamiyama; 知毅上山; Yoshitomo Sakai; 義友酒井; Toshiya Ishibashi; 利也石橋
Original assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-10-05
Also published as: JP4381376B2

Abstract

【課題】折畳み時にズレが発生しない安定感のある折畳み作動を可能としたヒンジ装置を備えた折畳み式電子機器を提供すること。
【解決手段】第１筐体２に取付けられる第１取付フレーム１０と、第２筐体３に取付けられる第２取付フレーム２０と、これら各フレームの先端部側が接近・離間する方向に回転自在となるように、各フレームの基端部を、各フレームの回転が伝達される互いに平行に配置された第１主軸４０及び第２主軸５０を介在して回動軸支する第３取付フレーム３０と、これら主軸４０、５０の間に配置され、一方から他方に互いに反転回転力を伝達する機能を持つ偶数個の歯車８１、８２を含む回転力伝達機構８０と、回転角度規制手段６０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つの筐体に取付けて二つ折に折畳み開閉できるヒンジ装置を用いた携帯電話やノート型パソコンなどの折畳み式電子機器に関するものである。

従来のこの種のヒンジ装置としては、２つの筐体の一方側に軸を支持する回動支持部材を設け、他方側に前記軸が嵌合される軸受部を設け、２つの筐体を１本の軸で回転自在に軸支したもの、或いは、２本の軸で軸支したものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００４−５２８９２号公報特開２００４−３０８７１０号公報（図１、図４、図５、段落〔００１０〕〜〔００１５〕）

上記特許文献１に記載されたヒンジ装置は、２つの筐体が共通の１本の支軸で回転自在に保持された構成を有しており、この構成によると、軸部を一方の筐体内に設けたとしても他方の筐体からは突出したアーム部が必要となり、また、軸部を各筐体の外に設けたとしても、軸部が突出した形状となる。このため、二つ折の筐体を開いたとき、そのアーム部又は軸部が突出してしまい、その開き面が連続した平面状にならず突出したものとなる。この点、上記特許文献２に記載されたヒンジ装置は、２つの筐体が２本の軸で軸支されているので、筐体の連結部が突起することがなく、開状態において開き面がフラットになる。

しかし、このヒンジ装置は、２本の軸で軸支された一対のヒンジ機構が連結部材に対して個別に作動するので、２つの筐体が折畳まれたとき、筐体がスライドしてしまい、両筐体が同一形状のときに、折畳み時にぴったり重ならず、一方の筐体が他の筐体からはみ出しズレることがある。

このようなズレが発生すると、ユーザーにあたかも欠陥品かのような不安感を与え、また、そのズレを直すために各筐体をスライド移動させて重なった状態にしなければならず、ユーザーに余分な操作を強いることになる。また、一対のヒンジ機構が独立で作動するため、何れかのヒンジ機構がフレームの壁面等に突き当たり、以降の回動が阻止されるタイミングが各ヒンジ機構で異なるため、開閉動作が常に一定とならず、また何れかのヒンジ機構が開閉動作の途中で壁面に突き当たり、回動が阻止されるとユーザーに違和感を生じさせ、スムーズな開閉を行うことができない恐れがある。

本発明は、このような従来技術が抱える課題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、折畳み時にズレが発生しない安定感のある折畳み作動を可能としたヒンジ装置を用いた折畳み式電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、第１筐体と、第２筐体とを二つ折に開閉するヒンジ装置を備えた折畳み式電子機器であって、前記ヒンジ装置が、前記第１筐体側に取付けられる第１取付フレームと、前記第２筐体側に取付けられる第２取付フレームと、前記第１取付フレーム及び第２取付フレームの先端部側が接近・離間する方向に回転自在となるように、これら各フレームの基端部を、各フレームの回転が伝達される互いに平行に配置された第１主軸及び第２主軸を介して回動軸支する第３取付フレームと、前記第１主軸及び第２主軸との間を連結し、それらの一方から他方に互いに反転回転力を伝達する機能を持つ回転力伝達機構と、前記第３取付フレームに形成されたカム面と、前記第１主軸及び第２主軸の少なくとも一方と一体的に回転され前記カム面と弾性的に係合するカムフォロワーとから成る回転角度規制手段と、を備え、二つ折りとなる前記第１筐体と第２筐体の接合箇所に形成された各凹所内に前記第１主軸及び第２主軸をそれぞれ配置することにより、前記各筐体の開き面が連続した略平面状となるようにしたものである。

また、本発明は、前記回転伝達機構は、前記第１、第２主軸に設けた第１、第２歯車と、前記第１、第２歯車間に介在させた偶数個の歯車と有し、前記第１、第２歯車及び前記偶数個の歯車はそれぞれ歯車列をなして連結したものである。

更に、本発明は、前記回転伝達機構は、前記第１、第２主軸に設けた前記第１、第２歯車と、前記第１、第２歯車に反転回転力を伝達する反転回転力伝達手段で構成されているものである。

本発明の折畳み式電子機器によれば、第１筐体側の第１取付フレーム及び第２筐体側の第２取付フレームは、第１、第２主軸を介して第３取付フレームに支軸され、第１、第２主軸は反転回転力を伝達する回転力伝達機構で連結されているので、例えば第１取付フレームの第３取付フレームを基軸とする一方向への回動に伴って、第２取付フレームが同じく第３取付フレームを基軸として逆方向に回動するため、筐体の開動動作がスムーズになる。また、第１取付フレームの回動と第２取付フレームとの回動が連動するため、従来技術では折畳み機器を折畳んだ状態においてこの２軸が独立していると筐体同士の位置にズレが生じることがあるが、この発明では回転力伝達機構によってこの２軸が連動するため、このようなズレが生じることがない。すなわち、例えば、このヒンジ装置を折畳み式携帯電話機に適用すると、携帯電話機の上下筐体の位置ズレが発生せず、ユーザーに安定感を与えることができる。

また、第１、第２主軸はそれぞれ第１、第２筐体内に内蔵されるので、従来技術のように主軸部の凹凸が無くなる。このため、２つの筐体の開き面を連続した平面状にすることができる。更に、第１主軸及び第２主軸との間を互いに反転回転力を伝達する機構により連結し、かつ回転角度規制手段を配置したので、開き面が連続平面状で薄型化しつつ、二つ折りの第１筐体又は第２筐体の開閉動作にスナップアクションが得られる。

また、この折畳み式電子機器によれば、第１、第２取付フレームのいずれか一方の取付フレームの回動に伴って他方の取付フレームが逆方向は回動されるので、第１、第２筐体の開動動作がスムーズになり、また、偶数個の歯車を第３取付フレームに千鳥状に配置・固定することにより、第１、第２歯車の支軸間の距離を短くできるので、機器の薄型化が可能となる。更に、第１、第２歯車を小径にできるので、第１、第２筐体に突出部を設けることなく、各筐体の凹所内に収納することができる。

本発明の一実施形態に係るヒンジ装置及びこれを用いた折畳み式電子機器について図面を参照して説明する。図１及び図２は本実施形態に係るヒンジ装置５を備えた二つ折に折畳み開閉可能な第１筐体２及び第２筐体３を持つ折畳み式電子機器（携帯電話機）１を示し、図３乃至図５はヒンジ装置５の詳細構成を示し、図６は同ヒンジ装置５による第１筐体２と第２筐体３の開閉動作を示している。なお、図１ではヒンジ装置５部分が化粧カバー４で覆われた状態を、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、第１筐体２と第２筐体３とを閉じた状態、図２（ｃ）では開いた状態の同カバー４を透視したヒンジ装置５の概略構成を示している。

携帯電話機１は、図１に示すように、ヒンジ装置５により二つ折に折畳み開閉自在な薄型フラットな第１筐体２と、第２筐体３とを備えている。第１筐体２にはキーボードが、第２筐体３には液晶ディスプレイが設けられている。ヒンジ装置５は、図２に示すように、第１筐体２側に取付けられる第１取付フレーム１０と、第２筐体３側に取付けられる第２取付フレーム２０と、これら取付フレーム１０、２０を回動軸支する第３取付フレーム３０とを備えている。

第１取付フレーム１０及び第２取付フレーム２０は、それぞれ折畳まれる第１筐体２及び第２筐体３の接合箇所に形成された各凹所内に何らの突出部を設けることなく内蔵される。
第３取付フレーム３０は、第１取付フレーム１０及び第２取付フレーム２０の各基端部（第３取付フレーム３０側からみて）を互いに平行に配置される第１主軸４０及び第２主軸５０を介して回動軸支している（図２（ｃ）参照）。この構成により、第１取付フレーム１０及び第２取付フレーム２０の各先端部側は、接近・離間する方向に回転自在となる。さらに、この第３取付フレーム３０は、第１主軸４０の歯車４１と第２主軸５０の歯車５１との間に直列的に配置された歯車８１、８２を回転保持している。歯車４１、歯車８１、歯車８２及び歯車５１から成る偶数の歯車列は、回転力伝達機構８０を構成している。また、ヒンジ装置５は、カムと伸張スプリング６５などから成る回転角度規制手段６０を備える（図２（ａ）参照）。

このようなヒンジ装置５の構成の詳細を、図３、図４及び図５を参照して以下に詳述する。図３（ａ）はヒンジ装置を折畳んだ状態を示す斜視図、図３（ｂ）はヒンジ装置を開いた状態を示す斜視図、図４はヒンジ装置を分解した分解斜視図、図５は図３（ａ）のヒンジ装置を上面、正面、左右側面等からみた図であって、ヒンジ装置を異なる角度から図示して理解を容易にするためのものである。

第１取付フレーム１０は、図４に示すように、板金などにより略逆Ｕ字状に形成され、左右一対の基端部１１及び先端部１２と、先端部１２間を繋ぐ連結部１３とを有している。一方の基端部１１（図４で手前側のもの、以下同様）には、第１主軸４０のＤカット部が嵌合される矩形軸孔１４が、他方の基端部１１（図４で奥側のもの、以下同様）には、第１枢軸４２の先端が嵌合される丸軸孔１６が設けられている。また、連結部１３には、筐体に取付ける固定用孔１５が設けられている。この構成により、第１取付フレーム１０に回転力が加わると、その回転力は第１主軸４０の歯車４１に伝達される。

第２取付フレーム２０は、図４に示すように、第１取付フレーム１０と同様に、左右一対の基端部２１及び先端部２２と、先端部２２間を繋ぐ連結部２３とから構成されている。一方の基端部２１には、第２主軸５０が挿通する大径軸孔２４、及びカップリング６３が係合される凹部２７が、他方の基端部２１には、第２枢軸５２の先端が嵌合される丸軸孔２６が設けられている。また、連結部２３には、筐体に取付ける固定用孔２５が設けられている。カップリング６３は、回転角度規制手段６０のカムフォロワー６２を保持するものである。このカムフォロワー６２は、第２主軸５０に回り止め結合される。この構成により、第２取付フレーム２０に回転力が加わると、その回転力は第２主軸５０の歯車５１に伝達される。

第３取付フレーム３０は、図４、５に示すように、板金などで形成された上辺３１と、その左右端で直角に折り曲げ形成された一対の側辺３２、３２とで構成されている。一方の側辺３２には、第１主軸４０を軸支する軸孔３３と、第２主軸５０を軸支する軸孔３４と、歯車８１、８２を軸支する軸孔３５、３６と、及び回転角度規制手段６０のカム面６１とが設けられている。軸孔３５及び軸孔３６は、軸孔３３と軸孔３４との間にあって千鳥状に配置されている。この配置により、所定外径の歯車８１、８２を用いても、軸孔３３と軸孔３４との距離を短くでき、携帯電子機器１の薄型化を図ることができる。

また、他方の側辺３２には、第１枢軸４２が支持される軸孔３７と、第２枢軸５２が支持される軸孔３８とが設けられている。更に上辺３１には、補助取付フレーム７０を固定するためのネジ穴３９と、前記カバー４を取付けるための開口３１ａが設けられている。

第３取付フレーム３０の一対の側辺３２、３２は、第１取付フレーム１０の一対の基端部１１、１１間及び第２取付フレーム２０の一対の基端部２１、２１間に位置するように上辺３１の長さで調節されている。

回転角度規制手段６０は、図４、５に示すように、カム面６１とカムフォロワー６２とを含み、カムフォロワー６２をカム面６１に弾性的に係合させ、かつ、第２取付フレーム２０の回転と連動させるために、カップリング６３、スリーブ６４、伸張スプリング６５、及び止めワッシャ６６が設けられている。

この回転角度規制手段６０の組み立ては、先ず、第３取付フレーム３０の軸孔３４に、第２主軸５０の手前側軸部を差し込み、この軸部に、カムフォロワー６２、カップリング６３、及びスリーブ６４を嵌め込み、次いで、この軸部先端側を第２取付フレーム２０の大径軸孔２４に通し、この軸部先端側に伸張スプリング６５を嵌め込むことによって行われる。この伸張スプリング６５は軸方向に移動自在なスリーブ６４を介してカムフォロワー６２に押圧力を与える。第２主軸５０の奥側軸部は、補助取付フレーム７０の軸孔７４に嵌め込まれる。

この回転角度規制手段６０は、第１取付フレーム１０と第２取付フレーム２０とが相対的に回転して開閉するとき、一つの状態から他の状態に移行するときに、回転初期に負荷が大きくなり、それを乗り越えると負荷が小さくなり、閉状態と開状態とで安定したものとなるように機能する。こうして、二つ折りの各筐体２、３の開閉動作は、スナップアクションが利いたものとなる。

補助取付フレーム７０は、図４、図５に示すように、第３取付フレーム３０の一方の側辺３２との間に各歯車４１、８１、８２、５１を支持するためのもので、上辺７１と側辺７２とから成り、上辺７１には固定用ネジ７７が挿通されるネジ穴７９と、開口３１ａに対応する開口７０ａとが設けられている。また、側辺７２には第１主軸４０を軸支する軸孔７３と、第２主軸５０を軸支する軸孔７４と、歯車８１、８２を軸支する軸孔７５、７６とが設けられている。

また、第３取付フレーム３０の他方の側辺３２（図４で奥側のもの）は、第１取付フレーム１０及び第２取付フレーム２０の各他方の基端部１１、２１（図４で奥側のもの）を第１及び第２枢軸４２、５２を介して軸支するものである。第１及び第２枢軸４２、５２には、スリーブ４３、５３がそれぞれ嵌め込まれ、第１取付フレーム１０及び第２取付フレーム２０の各他方の基端部１１、２１と第３取付フレーム３０の他方の側辺３２とを所定の間隔に保持している。この間隔は、化粧カバー４の側面が通る空間となる。

回転力伝達機構８０は、歯車４１、５１が第１及び第２主軸４０、５０にそれぞれ固定され、歯車８１、８２が中心支持軸に対して回転自在に設けられている。歯車４１、歯車８１、歯車８２及び歯車５１は、偶数の歯車列で構成されている。

この偶数の歯車列からなる回転力伝達機構８０が第１取付フレーム１０と第２取付フレーム２０との間に設けられると、第１取付フレーム１０又は第２取付フレーム２０のいずれか一方に回転力が加わると、他方に反転回転力を伝達する機能となる。すなわち、第１取付フレーム１０に回転力が加わると、第１主軸４０が回転し、歯車４１が回転し、その回転は歯車８１、８２を介して歯車５１に伝達される。歯車５１が回転すると、第２主軸５０が回転し、それに結合されているカムフォロワー６２、及びカップリング６３が回転し、カップリング６３が係合している第２取付フレーム２０が回転する。このとき、カムフォロワー６２はカム面６１に弾性的に係合しており、回転角度規制手段６０が機能する。（図３、図５参照）。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第１筐体２（取付フレーム１０）に対して第２筐体３（第２取付フレーム２０）を、閉じ状態から開いていったときのヒンジ装置５の動作を示している。第１筐体２及び第２筐体３を開いていったとき、その開き面は連続した平面状となることが分かる。これは、２つの軸、すなわち、第１取付フレーム１０の第１主軸４０及び第２取付フレーム２０の第２主軸５０を、いずれも第１筐体２及び第２筐体３の各凹所内に収納し、第３取付フレーム３０でもって各軸を支持したからである。詳述すると、両主軸の歯車４１、５１の間が歯車８１、８２を含む回転力伝達機構８０により連結されているので、両主軸の歯車４１、５１を小径化することができ、両主軸の歯車４１、５１は第１筐体２及び第２筐体３に突出部を設けることなく、各凹所内に収納することができるからである。

第１、第２取付フレーム１０、２０は、第１、第２主軸４０、５０を介して第３取付フレーム３０に支軸され、各第１、第２主軸は反転回転力を伝達する回転力伝達機構８０で連結されているので、例えば第１取付フレーム１０の第３取付フレーム３０を基軸とする一方向への回動に伴って、第２取付フレーム２０が同じく第３取付フレーム３０を基軸として逆方向に回動するため、筐体の開動動作がスムーズになる。また、第１取付フレーム１０の回動と第２取付フレーム２０との回動が連動するため、従来技術では折畳み機器を折畳んだ状態においてこの２軸が独立していると筐体同士の位置にズレが生じることがあるが、この構成では回転力伝達機構によってこの２軸が連動するため、このようなズレが生じることがない。すなわち、携帯電話機の上下筐体の位置ズレが発生せず、ユーザーに安定感を与えることができる。

しかも、回転力伝達機構８０に回転角度規制手段６０を設けたので、上記のように開き面を連続平面状で薄型化しつつ、各筐体２、３の開閉動作にスナップアクションが得られる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、具体的構成は適宜設計し得るものであり、例えば、第１筐体２及び第２筐体３と、第１取付フレーム１０及び第２取付フレーム２０との関係は、上記と逆になってもよく、また、回転角度規制手段６０は上記実施例では第２取付フレーム２０側に設けているが、第１取付フレーム１０側に設けてもよく、又は両方の取付フレームに設けることもできる。また、上記では、補助取付フレーム７０を用いた実施形態を示したが、この補助取付フレーム７０を省いても実施し得る。本発明は、二つ折りの筐体にそれぞれ収納した第１及び第２の取付フレームの基端部が第３の取付フレームを介して平行な２軸に保持され、この２軸に設けた歯車間を偶数の歯車で連結した構成が基本構成であり、このような基本構成を有するものは本発明に含まれる。

本発明の一実施形態に係るヒンジ装置を備えた折畳み式電子機器の部分概略斜視図。本実施形態による折畳み式電子機器のヒンジ装置の概略構成を示し、図２（ａ）は筐体を閉じた状態の平面図、図２（ｂ）は筐体を閉じた状態の側断面図、図２（ｃ）は筐体を開いた状態の側断面図。図３（ａ）は同ヒンジ装置の閉じた状態の斜視図、図３（ｂ）は同ヒンジ装置の開いた状態の斜視図。同ヒンジ装置の分解斜視図。同ヒンジ装置を三角法で示す図であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は背面図、図５（ｄ）は左側面図、図５（ｅ）は右側面図、図５（ｆ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ矢視図。同ヒンジ装置による第１筐体と第２筐体の開閉動作を示す図であり、図６（ａ）は閉じた状態の断面図、図６（ｂ）は中途まで開いた状態の断面図、図６（ｃ）は開いた状態の断面図。

符号の説明

１折畳み式電子機器
２第１筐体
３第２筐体
５ヒンジ装置
１０第１取付フレーム
１１基端部
１２先端部
２０第２取付フレーム
２１基端部
２２先端部
３０第３取付フレーム
４０第１主軸
４１第１主軸の歯車
５０第２主軸
５１第２主軸の歯車
６０回転角度規制手段
６１カム面
６２カムフォロワー
８０回転力伝達機構
８１、８２歯車

Claims

第１筐体と、第２筐体とを二つ折に開閉するヒンジ装置を備えた折畳み式電子機器であって、
前記ヒンジ装置が、前記第１筐体側に取付けられる第１取付フレームと、
前記第２筐体側に取付けられる第２取付フレームと、
前記第１取付フレーム及び第２取付フレームの先端部側が接近・離間する方向に回転自在となるように、これら各フレームの基端部を、各フレームの回転が伝達される互いに平行に配置された第１主軸及び第２主軸を介して回動軸支する第３取付フレームと、
前記第１主軸及び前記第２主軸との間を連結し、それらの一方から他方に互いに反転回転力を伝達する機能を持つ回転力伝達機構と、
前記第３取付フレームに形成されたカム面と、前記第１主軸及び前記第２主軸の少なくとも一方と一体的に回転され前記カム面と弾性的に係合するカムフォロワーとから成る回転角度規制手段と、を備え、
二つ折りとなる前記第１筐体と前記第２筐体の接合箇所に形成された各凹所内に前記第１主軸及び前記第２主軸をそれぞれ配置することにより、前記各筐体の開き面が連続した略平面状となるようにしたことを特徴とする折畳み式電子機器。
前記回転伝達機構は、前記第１、第２主軸にそれぞれ設けた前記第１、第２歯車と、前記第１、第２歯車間に介在させた偶数個の歯車とを有し、前記第１、第２歯車及び前記偶数個の歯車はそれぞれ歯車列をなして連結されていることを特徴とする請求項１に記載の折畳み式電子機器。
前記偶数個の歯車は、前記第３取付フレームに千鳥状に配置・固定されていることを特徴とする請求項２に記載の折畳み式電子機器。
前記回転伝達機構は、前記第１、第２主軸に設けた前記第１、第２歯車と、前記第１、第２歯車に反転回転力を伝達する反転回転力伝達手段で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の折畳み式電子機器。