JP2009036279A - 縦横開きヒンジ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機の縦横開きヒンジのガタを無くして安定に保持できるようにするとともに、筐体からはみ出さないようにして、取扱いの違和感を無くす。
【解決手段】縦開きヒンジ部３は、上筐体１と横開きヒンジ部４を、回転軸で結合している。下筐体２に固定された横開きヒンジ部４は、横開きヒンジ部４と上筐体１を一緒に開くように、片側のみの回転軸で結合している。この構成により、携帯電話機を縦横両方向に開くことができる。横開きの動作と同時に、上筐体１の角穴14と回転カム10と保持腕部15からヒンジピン５がスクリュー動作しながら出て、横開きヒンジ部４の回転軸の無い方のピン挿入穴に入り込み、上筐体１を横開きヒンジ部４の両側で支持する。横開きヒンジ部４の軸に上筐体１の無理な力がかからないので、小型のヒンジでも安定に上筐体１を保持できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、縦横開きヒンジ装置に関し、特に、携帯電話機でTV画面を見るために適した縦横開きヒンジ装置に関する。

従来の携帯電話機で、TV画面などの横長の画面を見るときは、表示部のある上筐体を回転させるか、上筐体を横開きにして画面を見ている。上筐体を縦開きにして通話し、横開きにしてTV画面を見るようになっている。このような携帯電話機では、２軸ヒンジで上筐体と下筐体を連結している。以下に、これに関する従来技術の例をあげる。

特許文献１に開示された「携帯端末装置」は、２つの回転軸によって筐体を縦開きにも横開きにもできる利便性を維持しつつ、剛性や配線スペースの確保を両立させたものである。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒンジ部で、第１筐体と第２筐体を結合する。第１回転機構部は、ヒンジ部に対して、第１筐体を回動可能に軸止する。回転軸は、第１回転機構部が有する回転軸と、異なる平面で直交する。第２回転機構部は、第２筐体に対して、ヒンジ部を回動可能に軸止する。

特許文献２に開示された「携帯端末」は、縦長の表示部を有する携帯端末に、横長の画像情報等を表示する場合に、安定して配置でき、違和感なく視聴できるものである。図６（ｃ）に示すように、縦長の表示部を有する上側ユニットと、下側ユニットとを、第１回転軸部と第２回転軸部が互いに直交する様に、回転軸を構成する。第１回転軸部の回りに上側ユニットを回転したときには、両ユニットが直列に配列される。第２回転軸部の回りに上側ユニットを回転させたときには、両ユニットが並列に配置される。表示部に横長の表示をしても、安定して違和感なく視聴できる。
特開2005-286425号公報 特開2007-113686号公報

しかし、上記従来の縦横開きヒンジでは次のような問題がある。ヒンジ部が筐体の外側にはみ出ているので、手に持って操作するときや、ポケットにしまうときに、邪魔になって扱いにくい。横開きのヒンジは、片側でのみ上筐体を保持しているので、原理的に保持力が大きくなく、安定に保持できない。少しの力でガタついて不安定である。これ以上保持力を小さくできないので小型化できず、筐体内に収めることができない。安定に保持できるように強度を大きくしようとすると、ヒンジ部が巨大になってしまい、携帯電話機に取り付けることができない。

本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、携帯電話機の縦横開きヒンジのガタを無くして安定に保持できるようにするとともに、筐体からはみ出さないようにして、取扱いの違和感を無くすことである。

上記の課題を解決するために、本発明では、携帯電話機の上筐体と下筐体を縦方向に開閉できるように上筐体のヒンジ軸が接続された縦開きヒンジ部と、下筐体に固定され上筐体と下筐体が横方向に開閉できるように縦開きヒンジ部の回転軸の一端が接続された横開きヒンジ部とを具備する縦横開きヒンジ装置の上筐体に、横開きヒンジ部と結合するヒンジピンと、横開き操作に応じてヒンジピンを出し入れするピン駆動部とを備え、横開きヒンジ部に、ヒンジピンと係合するピン挿入穴を備える構成とした。

ピン駆動部は、上筐体に設けられた角穴と、ヒンジピンの回転を軸方向の動きに変える回転カムと、ヒンジピンを回転と軸方向移動が可能なように保持するために上筐体に固定された保持腕部とを備え、ヒンジピンは、軸方向移動が可能なように角穴に保持される角ピン部と、回転カムと噛み合う突起を有する胴部と、ピン挿入穴と係合する先端部とを備える。下筐体は、回転カムが上筐体と一緒に回転しないように規制するための回転規制突起を備え、回転カムは、胴部の突起を誘導してヒンジピンを軸方向に動かすスパイラル溝と、回転規制突起と係合する回転規制溝とを備える。

上記のように構成したことにより、携帯電話機の縦横開きヒンジ装置の横開きヒンジ部のガタを無くして、上筐体を安定に保持できる。横開きヒンジ部を小型化して筐体に収容できるので、ヒンジが筐体からはみ出さず、携帯電話機の取扱いに違和感が無くなる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施例は、横開き時にのみ、上筐体のヒンジピンが横開きヒンジ部に係合する縦横開きヒンジ装置である。

図１は、本発明の実施例における縦横開きヒンジ装置の閉じ状態の斜視図である。図１（ａ）は、携帯電話機から回転カムなどを外した状態を示す斜視図である。図１（ｂ）は、横開きヒンジ部の拡大図である。ピン駆動部を分解して示してある。図１において、上筐体１は、携帯電話機の表示部がある筐体である。下筐体２は、携帯電話機の操作部がある筐体である。縦開きヒンジ部３は、上筐体を縦に開くためのヒンジである。横開きヒンジ部４は、上筐体を横に開くためのヒンジである。ヒンジピン５は、横開き時において、横開きヒンジ部４と上筐体１とを結合するためのピンである。角ピン部６は、ヒンジピンを回転させるための四角柱状部分である。胴部７は、突起のある円筒状部分である。突起８は、回転カムの溝でヒンジピンを軸方向に動かすための突起である。先端部９は、横開きヒンジ部と係合する部分である。

回転カム10は、ヒンジピン５を上筐体の横開きに応じて出し入れするための動き変換カムである。スパイラル溝11は、ヒンジピンの突起８を誘導して軸方向に動かすための溝である。回転規制溝12は、回転しないように下筐体の回転規制突起に係合するための溝である。カムカバー13は、回転カムに被せるカバーである。角穴14は、ヒンジピンを回転させながら前後に移動可能に保持するための穴である。保持腕部15は、ヒンジピンを回転可能で軸方向に動くように、上筐体に支持する部材である。回転規制突起16は、回転カムが上筐体と一緒に回転しないように、下筐体に保持するための突起である。

図２は、縦横開きヒンジ装置の30°横開き状態の斜視図である。図２（ａ）は、携帯電話機から回転カムなどを外した状態を示す斜視図である。図２（ｂ）は、横開きヒンジ部の拡大図である。ピン駆動部を分解して示してある。図３は、縦横開きヒンジ装置の45°横開き状態の斜視図である。図３（ａ）は、携帯電話機から回転カムなどを外した状態を示す斜視図である。図３（ｂ）は、横開きヒンジ部の拡大図である。ピン駆動部を分解して示してある。図３において、ピン挿入穴17は、ヒンジピンと係合する横開きヒンジ部の穴である。図４は、縦横開きヒンジ装置の80°横開き状態の斜視図である。図４（ａ）は、携帯電話機の全体斜視図である。図４（ｂ）は、横開きヒンジ部４の拡大図である。図５は、縦横開きヒンジ装置の170°縦開き状態の斜視図である。

上記のように構成された本発明の実施例における縦横開きヒンジ装置の機能と動作を説明する。最初に、図１を参照しながら、縦横開きヒンジ装置の機能の概要を説明する。この縦横開きヒンジ装置は、縦開きヒンジ部３と横開きヒンジ部４が一体に組み合わされた２軸ヒンジ装置である。折り畳み可能な上筐体１と下筐体２とからなる携帯電話機を、縦横両方向に開閉できる。上筐体１と下筐体２を縦方向に開閉できるように、縦開きヒンジ部３には、上筐体１のヒンジ軸が回転可能に接続されている。下筐体２に固定された横開きヒンジ部４には、上筐体１と下筐体２が横方向に開閉できるように、縦開きヒンジ部３の回転軸の一端が回転可能に接続されている。

横開きヒンジ部４の回転軸の反対側には、ヒンジピン５と係合するためのピン挿入穴17がある。上筐体１には、ヒンジピン５を出し入れするピン駆動部があり、ピン駆動部は、ヒンジピン５を駆動して、ピン挿入穴17に挿入する。ピン駆動部には、上筐体１に設けられた角穴14と、ヒンジピン５と、回転カム10と、上筐体１に固定された保持腕部15がある。保持腕部15は、ヒンジピン５を、回転可能で軸方向移動可能に保持するために、上筐体に固定されている。回転カム10には、カムカバー13が被せられている。

ヒンジピン５は、角ピン部６と突起８と胴部７と先端部９とからなる。ヒンジピン５の角ピン部６は、上筐体１の角穴14に収納されて、上筐体１とともに回転する。しかし、軸方向には固定されていないので、軸方向には自由に動く。回転カム10には、胴部７の突起８と噛み合うスパイラル溝11と、下筐体２の回転規制突起16と係合して、上筐体１と一緒に回転しないように規制するための回転規制溝12がある。回転カム10のスパイラル溝11には、ヒンジピン５の突起８が噛み合う。回転カム10の下側には、回転規制溝12がある。下筐体２には、回転カム10が、上筐体１と一緒に回転しないように規制するための回転規制突起16がある。回転規制溝12は、下筐体２の回転規制突起16と噛み合う。上筐体１が回転しても、下筐体２に動きを規制されて、回転カム10は回転しない。

次に、図２を参照しながら、開く途中の動作を説明する。上筐体１を横開きすると、ヒンジピン５は、上筐体１とともに回転する。しかし、回転カム10は、下筐体２の回転規制突起16で動きを規制されているので、上筐体１と一緒には回転しない。ヒンジピン５が回転すると、突起８がスパイラル溝11に誘導されて、ヒンジピン５が回転しながら矢印のように前に進む。回転カム10は、上筐体１に固定されているわけではなく、ヒンジピン５で上筐体１に回転可能に支持されているだけである。ヒンジピン５は、回転カム10の回りに０°から180°の範囲で回転する。回転角度に応じてヒンジピン５が矢印方向に突出する。

次に、図３を参照しながら、ヒンジピンの動作を説明する。上筐体１が横方向に30°以上開くと、ヒンジピン５は、横開きヒンジ部４のピン挿入穴17に入り込みはじめる。ヒンジピン５の角ピン部６は、上筐体１の角穴14により回転させられて、ヒンジピン５の胴部７突起８が、回転カム10のスパイラル溝11をたどって進む。ヒンジピン５は回転して進むスクリュー動作をするので、ヒンジピン５の先端部９は、横開きヒンジ部４のピン挿入穴17に入っていく。ヒンジピン５は、上筐体１の保持腕部15に緩く支えられていて、ヒンジピン５は抵抗無く進む。また、保持腕部15は、回転カム10が軸方向に動かないように押さえている。保持腕部15は、ヒンジピン５のガタつき防止を行い、ヒンジピン５がピン挿入穴17に真っすぐに入るようにするための部品でもある。

次に、図４を参照しながら、上筐体が横に開いた状態を説明する。上筐体１が横方向にさらに開くと、ヒンジピン５はさらに、横開きヒンジ部４のピン挿入穴17に深く入り込む。ヒンジピン５は、上筐体１が一定の角度まで開くと、回転カム溝の形状により一定の入り込み量で規制される。上筐体１は、最大で180°以上開くが、120°程度開いてTVを観ることが多いので、その状態で十分強く保持されるようになっている。ヒンジピン５が横開きヒンジ部４のピン挿入穴17に深く入り込んで、強く噛み合っているので、上筐体１はガタつくことはない。上筐体１は、横開きヒンジ部４の両側で保持されているので、梃子の作用による力が、横開きヒンジ部４に加わることはない。横開きヒンジ部４は、ヒンジピン５が挿入された時点で、両端支持となるので、大きな強度を必要としないので、片持ちヒンジより小型にでき、筐体内に収容できる。閉じる場合は、この逆の動作をして、ヒンジピン５がピン挿入穴17から抜けて、上筐体１の保持腕部15に収まる。

このように、上筐体１を横に開くときのみ動作するピン駆動部で駆動されるヒンジピン５により、上筐体１を横開きヒンジ部４に安定に保持できるので、片持ちの横開きヒンジより小型にできる。小型の横開きヒンジ部４は下筐体２に収めることができるので、横開きヒンジ部４が筐体外にはみ出さない。携帯電話機をポケットに入れた場合に、横開きヒンジ部４が邪魔にならないので、操作や持ち運びに違和感がなくなる。

次に、図５を参照しながら、縦開きの動作を説明する。ヒンジピン５は、上筐体１を閉じた状態では、上筐体１に収納されているので、縦開きのときに横開きヒンジ部４に引っかかることはない。上筐体１を縦方向に開くと、回転カム10も上筐体１とともに動く。縦開きヒンジ部３は、横開きヒンジ部４の保持部に取り付けられている。上筐体１の左側の縦開きヒンジ部３は、下筐体２にラッチで係合されている。横開きのときは、このラッチを手で解除する。

ところで、上筐体１を縦方向に開いたときに、回転カム10が不用意に回転すると、ヒンジピン５が突き出た状態になる。上筐体１をそのまま閉じると、ヒンジピン５が横開きヒンジ部４の外側に当たって、上筐体１を閉じることができなくなる。これを避けるために、回転カム10が必要なとき以外は０°の位置に収まっているように、弱いバネか磁石などで、回転カム10を０°の位置に保持する。また、上筐体１を横に開くとき、回転カム10の回転規制溝12が、上筐体１の回転規制突起16と確実に係合するように、双方を磁石とするとよい。

上記のように、本発明の実施例では、縦横開きヒンジ装置を、横開き時にのみ、上筐体のヒンジピンが横開きヒンジ部に係合する構成としたので、横開きヒンジ部のガタつきが無くなり、上筐体を安定に保持できる。

本発明の縦横開きヒンジ装置は、携帯電話機でTV画面を見るためのヒンジ装置として最適である。

本発明の実施例における縦横開きヒンジ装置を備えた携帯電話機の閉じた状態を示す斜視図である。 本発明の実施例における縦横開きヒンジ装置を備えた携帯電話機の横に30°開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施例における縦横開きヒンジ装置を備えた携帯電話機の横に45°開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施例における縦横開きヒンジ装置を備えた携帯電話機の横に80°開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施例における縦横開きヒンジ装置を備えた携帯電話機の縦に170°開いた状態を示す斜視図である。 従来の縦横開きヒンジ装置を備えた携帯電話機の概念図である。

符号の説明

１ 上筐体
２ 下筐体
３ 縦開きヒンジ部
４ 横開きヒンジ部
５ ヒンジピン
６ 角ピン部
７ 胴部
８ 突起
９ 先端部
10 回転カム
11 スパイラル溝
12 回転規制溝
13 カムカバー
14 角穴
15 保持腕部
16 回転規制突起
17 ピン挿入穴

Claims (3)

1. 携帯電話機の上筐体と下筐体を縦方向に開閉できるように前記上筐体のヒンジ軸が接続された縦開きヒンジ部と、前記下筐体に固定され前記上筐体と前記下筐体が横方向に開閉できるように前記縦開きヒンジ部の回転軸の一端が接続された横開きヒンジ部とを具備する縦横開きヒンジ装置において、前記上筐体は、前記横開きヒンジ部と結合するヒンジピンと、横開き操作に応じて前記ヒンジピンを出し入れするピン駆動部とを備え、前記横開きヒンジ部は、前記ヒンジピンと係合するピン挿入穴を備えることを特徴とする縦横開きヒンジ装置。
2. 前記ピン駆動部は、前記上筐体に設けられた角穴と、前記ヒンジピンの回転を軸方向の動きに変える回転カムと、前記ヒンジピンを回転と軸方向移動が可能なように保持するために前記上筐体に固定された保持腕部とを備え、前記ヒンジピンは、軸方向移動が可能なように前記角穴に保持される角ピン部と、前記回転カムと噛み合う突起を有する胴部と、前記ピン挿入穴と係合する先端部とを備えることを特徴とする請求項１記載の縦横開きヒンジ装置。
3. 前記下筐体は、前記回転カムが前記上筐体と一緒に回転しないように規制するための回転規制突起を備え、前記回転カムは、前記胴部の突起を誘導して前記ヒンジピンを軸方向に動かすスパイラル溝と、前記回転規制突起と係合する回転規制溝とを備えることを特徴とする請求項２記載の縦横開きヒンジ装置。

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