JP2009047258A - ヒンジ機構および携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末の本体をしっかり掴んで簡単に開動作させることが可能なヒンジ機構および携帯端末を提供する。
【解決手段】携帯端末を構成する第１筐体と第２筐体とを枢動により折りたたみ開閉可能に接続するヒンジ機構に、前記第１筐体に固定される第１カムと、前記第２筐体に固定される第２カムと、前記第１カムおよび前記第２カムを同一の回転軸で相対回転可能に連結する連結部と、前記第１カムと前記第２カムの少なくとも一方を前記回転軸の軸心方向へ向けて付勢する押圧付勢手段と、前記第１カムと前記第２カムを相対回転させる回転付勢手段とを備え、前記第１カムと第２カムの互いの対向部に、前記第１カムと前記第２カムが前記押圧付勢手段で押圧されているときに係合して前記回転付勢手段による回転を係止し、かつ、前記押圧付勢手段の付勢力に逆らって逆方向に押されたときに回転係止を解除する係合手段を設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば第１筐体と第２筐体が折りたたみ開閉可能に連結された携帯電話機やＰＤＡ等の携帯端末に用いられるようなヒンジ機構および携帯端末に関する。

従来、携帯電話機などの携帯端末では、クラムシェルタイプと呼ばれる折りたたみ開閉を行うヒンジ機構が多く用いられている。このような折りたたみ開閉を行うヒンジ機構として、ヒンジ部分の筐体側面に開動作用の押しボタンが設けられたヒンジユニットが提案されている（特許文献１参照）。このヒンジユニットは、押しボタンが押されるとロック機構が離脱し、コイルスプリングの自己解放トルクによって、閉状態から約１５０度開いた使用状態に移行する。これにより、閉状態からワンタッチで使用状態にできるとされている。

しかし、このヒンジユニットは、押しボタンが小さく押しづらいという問題点がある。また、閉状態のとき押しボタンにはコイルスプリングのトルクが常にかかっており、そのトルクに打ち勝つ強い力で押しボタンを押し込まなければ開かないという問題点がある。また、閉じた状態では、入力キーなどが配されている本体の底面と側面しか掴めないため、押しボタンを押して蓋体を開くときに本体の掴み方が不安定となる。このため、蓋体が開く勢いで携帯電話を落としてしまう可能性があるという問題点がある。

特開２００１−２２３４７９号公報

この発明は、上述の問題点に鑑み、携帯端末の本体をしっかり掴んで簡単に開動作させることが可能なヒンジ機構および携帯端末を提供し、利用者の利便性を向上することを目的とする。

この発明は、携帯端末を構成する第１筐体と第２筐体とを枢動により折りたたみ開閉可能に接続するヒンジ機構であって、前記第１筐体に固定される第１カムと、前記第２筐体に固定される第２カムと、前記第１カムおよび前記第２カムを同一の回転軸で相対回転可能に連結する連結部と、前記第１カムと前記第２カムの少なくとも一方を前記回転軸の軸心方向へ向けて付勢する押圧付勢手段と、前記第１カムと前記第２カムを相対回転させる回転付勢手段とを備え、前記第１カムと第２カムの互いの対向部に、前記第１カムと前記第２カムが前記押圧付勢手段で押圧されているときに係合して前記回転付勢手段による回転を係止し、かつ、前記押圧付勢手段の付勢力に逆らって逆方向に押されたときに回転係止を解除する係合手段を設けたヒンジ機構であることを特徴とする。

前記回転付勢手段は、回転させる方向へ直接力を加えるバネなどの弾性部材、あるいは、第１カムと第２カムを近づける方向へ押圧する弾性部材とこの押圧力によって回転力を生じる傾斜面を利用したカム形状とで構成するなど、回転付勢する適宜の手段で構成することができる。

この発明により、携帯端末の本体をしっかり掴んで簡単に開動作させることが可能な携帯端末を実現できるヒンジ機構を提供することができる。

この発明の態様として、前記第１カムを前記第１筐体に固定する第１固定部を、前記回転軸の軸心方向一端に設け、前記第２カムを前記第２筐体に固定する第２固定部を、前記回転軸の回転半径方向に突出形成することができる。
これにより、回転軸を第１筐体側に位置させて、第２筐体とヒンジ機構の取り付け部分の占有体積を小さくすることができる。

またこの発明の態様として、ヒンジ機構全体を被覆するカバー体を備え、該カバー体に、前記第１固定部を前記回転軸の軸心方向に突出許容する第１孔と、前記第２固定部を前記回転軸の回転半径方向に突出許容する第２孔とを備え、該第２孔を、前記第２カムが前記押圧付勢手段の付勢力に逆らって前記第１カムと離間する方向へ移動可能な大きさに形成することができる。

これにより、第１カムが固定された第１筐体と第２カムが固定された第２筐体をスライド移動させて開動アシストする携帯端末について、スライド時に隙間が発生しない構成を容易に実現可能となる。

またこの発明の態様として、前記第１カムと前記回転軸とを一体化し、前記第２カムに、前記回転軸を挿通する挿通孔と、該挿通孔に連通して前記回転軸を挿通する筒状部を備えることができる。
これにより、こじりによる変形を防止することができ、また回転動作時の付勢力の損失を削減することができる。

またこの発明は、前記ヒンジ機構と前記第１筐体と前記第２筐体とを備え、前記第１筐体と前記第２筐体の少なくとも一方に、画像を表示する表示手段と入力操作を許容する入力手段の少なくとも一方を備えた携帯端末とすることができる。
これにより、携帯端末の本体をしっかり掴んで簡単に開動作させることが可能な携帯端末を提供することができる。

この発明の態様として、前記表示手段が備えられた前記第１筐体または第２筐体の側面に、前記回転軸と平行な回転軸で前記ヒンジ機構の回転と別個に独立して回転する回転体を備えることができる。
これにより、利用者が回転体を押圧していても携帯端末の開動作を妨げず、良好な操作性を得ることができる。

この発明により、携帯端末の本体をしっかり掴んで簡単に開動作させることが可能なヒンジ機構および携帯端末を提供し、利用者の利便性を向上することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

図１は、正面右上から見た開状態の携帯電話機１の斜視図を示し、図２は、閉状態の携帯電話機１の分解右側面図を示し、図３は、正面右上から見たヒンジ装置１０の分解斜視図を示し、図４は、正面右上から見たヒンジ装置１０の斜視図を示し、図５は、閉状態の携帯電話機１の縦断右側面図を示し、図６は、右後ろ上方から見た携帯電話機１の部分斜視図を示し、図７はカム面の構成説明図を示す。

図１に示すように、携帯電話機１は、上筐体２と下筐体４とが、それぞれの連結筐体３により折りたたみ開閉可能に接続されている。この連結筐体３は、上筐体２に対しては、接続部分の折りたたみ内側面（図１の上面）に突出するように接続され、下筐体４に対しては、接続部分の端面中央に設けられた凹部４ａ内に嵌まり込むように接続されている。

上筐体２には、液晶ディスプレイなどの表示装置Ｄ、および音声出力用のスピーカＳが折りたたみ内側面に設けられている。下筐体４には、押下ボタンなどの入力装置Ｉ、および集音用のマイクＭが折りたたみ内側面に設けられている。

連結筐体３は、図２に示すように、下筐体用カム軸６０、上筐体用カムパイプ４０、押圧バネ３５、回動バネ３０、および下筐体用固定プレート２０で構成されるヒンジ装置１０と、このヒンジ装置１０を被覆するカバーとなるハウジング１５とにより構成されている。

ハウジング１５は、内部に円筒形の孔１８を備えており、この孔１８の一端側に下筐体４の枢軸５が挿通される。また、この孔１８には、ヒンジ装置１０が挿通される。ハウジング１５の上面は平面に形成されており、この平面部分にスライド許容孔１６が形成されている。このスライド許容孔１６には、ヒンジ装置１０の上筐体用カムパイプ４０に設けられた上筐体固定板４２が枢軸方向にスライド移動可能に通される。

この上筐体固定板４２は、上筐体２に設けられた固定溝２ａに装着固定される。これにより、上筐体用カムパイプ４０は、上筐体２と一体になってスライド移動および回転する。
また、下筐体４には、下筐体用固定プレート２０が非回転に固定される。そして、下筐体用固定プレート２０には、下筐体用カム軸６０が非回転に固定される。従って、下筐体用カム軸６０は、下筐体４に非回転に固定され、下筐体４と一体になって回転する。

図３に示すように、下筐体用固定プレート２０は、略円盤形を有しており、周面に左右対称の固定凸部２１が設けられている。この固定凸部２１の１つには、回動バネ３０の係止端３２（図２参照）が取り付けられる係止孔２３が設けられている。また、中央には、小判型の挿通孔２２が設けられている。

回動バネ３０は、コイル状に巻かれた弦巻バネであり、両端に係止端３１，３２が設けられている。係止端３１は、上筐体用カムパイプ４０の上筐体固定板４２に設けられた図示省略する係止孔に装着される。係止端３２は、下筐体用固定プレート２０の係止孔２３に装着される。これにより、回動バネ３０は、上筐体用カムパイプ４０の上筐体固定板４２と、下筐体用固定プレート２０とを相対的に回転させる方向へ付勢する。

押圧バネ３５は、コイル状に巻かれた弦巻バネであり、両端部分が平面となるように形成されている。この押圧バネ３５は、下筐体用固定プレート２０と上筐体用カムパイプ４０の上筐体固定板４２とを両者が離間する方向（軸心方向の一方向）へ付勢する。この付勢により、下筐体用固定プレート２０の固定凸部２１と上筐体用カムパイプ４０のカムベース４４とが近づく方向へ押圧される。

上筐体用カムパイプ４０は、板状の上筐体固定板４２の片面側に円筒形のパイプ部４１を備え、上筐体固定板４２の他方の片面側にカムベース４４を備えている。上筐体固定板４２には、上筐体２にネジ止め等により固定するための孔４３が設けられている。カムベース４４は、上筐体固定板４２と反対側の面に、開状態係止斜面４５、回動許容平面４６、回動補助斜面４７、および閉状態吸い込み係止斜面４８が連続して円形配置されている。従って、これらのカム面（４５〜４８）には、下筐体用カム軸６０のカム突起６５が係合しつつ移動する。また、上筐体用カムパイプ４０は、パイプ部４１、上筐体固定板４２、およびカムベース４４を貫く挿通孔４９が設けられている。この挿通孔４９には、下筐体用カム軸６０の枢軸６３が挿通される。下筐体用カム軸６０の内面と枢軸６３の外周面との隙間は、両者が相対的に回転可能でガタつかない程度に微小に設定されている。

下筐体用カム軸６０は、円柱形の枢軸６３の一端にプレート固定部６１が設けられ、他端にカム突起６５が設けられている。プレート固定部６１は、断面小判型に形成されており、下筐体用固定プレート２０の挿通孔２２に挿通されてＥリング１１で固定される。これにより、下筐体用固定プレート２０と下筐体用カム軸６０は互いに相対回転しないように固定され、一体化する。カム突起６５は、カムベース４４の各カム面（４５〜４８）に当接する。これにより、回転係止、回転許容、および回転補助を行う。下筐体用カム軸６０のカム突起６５が設けられている端部中央には、支持孔６７が形成されている。この支持孔６７には、下筐体４の枢軸５の先端に設けられた支持突起５ａが挿通される。これにより、下筐体用カム軸６０は支持突起５ａで安定して支持される。

これらの構成要素を組み合わせたヒンジ装置１０は、図５に示すように携帯電話機１に組み込まれる。このとき、図示するように外部から視認できる部分がハウジング１５のみとなり、良好な美観を得ることができる。ハウジング１５を図示省略すると、図６に示すように、ヒンジ装置１０が下筐体４に装着される。この図６では図示省略されているが、下筐体用カム軸６０に固定された下筐体用固定プレート２０が下筐体４に固定され、下筐体用カム軸６０の支持孔６７が下筐体４の支持突起５ａに支持される。従って、下筐体用カム軸６０は下筐体４に確実に固定される。

図８は、閉状態とスライド状態の携帯電話機１の説明図であり、図９は、閉状態（０度）と、回動途中状態（４５度）と、全開状態（１６５度）とを説明する説明図である。

閉状態のとき、携帯電話機１は、図８（Ａ）に示すように上筐体２と下筐体４がずれなくピタリと重なった状態で係止している。このとき、図７に示したように下筐体用カム軸６０のカム突起６５は、カムベース４４の閉状態吸い込み係止斜面４８に当接している。この閉状態吸い込み係止斜面４８は急激な斜面であり、また押圧バネ３５によりカムベース４４へ下筐体用カム軸６０が押圧されている。このため、回動バネ３０の回動付勢力がかかっていても、カム突起６５は閉状態吸い込み係止斜面４８を乗り越えることができない。

図８（Ｂ）に示すように、利用者の手によって上筐体２と下筐体４が回転軸と平行に押圧されると、上筐体２と下筐体４がスライド移動する。このとき、図５に矢印Ｙで示すように、上筐体用カムパイプ４０のカムベース４４が下筐体用カム軸６０のカム突起６５から離間する方向へ移動する。そうすると、カム突起６５はカムベース４４の閉状態吸い込み係止斜面４８での係止から開放されて閉状態吸い込み係止斜面４８を乗り越える。

乗り越えた後は、回動バネ３０の付勢力によって図９（Ｃ）に示すように回動を始める。このとき、利用者による上筐体２と下筐体４の押圧が停止されると、押圧バネ３５の付勢力によってカム突起６５がカムベース４４の回動補助斜面４７に当接する。そして、回動補助斜面４７の傾斜と押圧バネ３５の付勢力によって、上筐体用カムパイプ４０と上筐体用カムパイプ４０の回動、すなわち上筐体２と下筐体４の回動が補助される。

回動が９０°を超えて、カム突起６５が回動許容平面４６に当接すると、その後は、これまでの回動の勢いと、回動バネ３０の付勢力によってさらに回動する。

そして、カム突起６５が開状態係止斜面４５に差し掛かると、開状態係止斜面４５の傾斜と押圧バネ３５の付勢力による吸い込みが働き、図７に示した１６５°の角度で、図９（Ｄ）に示すように全開状態となって停止する。このとき、ハウジング１５に形成された回転係止突起１５ａが、下筐体４の底面（重ね合わせ外側の面）に当接して回転係止する。これにより、全開状態での角度を安定させることができる。

開状態から閉状態へ戻すときは、利用者の手によって上筐体２と下筐体４が閉方向に回動される。ここで、カム突起６５が開状態係止斜面４５を乗り越える時に適度なクリック感が得られる。そして、カム突起６５が閉状態吸い込み係止斜面４８に差し掛かると、後は閉状態吸い込み係止斜面４８の傾斜と押圧バネ３５の付勢力による吸い込み機能が働き、上筐体２と下筐体４が完全閉状態まで自然に移行する。

以上の構成および動作により、利用者は、上筐体２と下筐体４を横方向にスライド移動させるだけで、携帯電話機１を全開状態にすることができる。特に、例えば右手で下筐体４を下から掴み、親指で上筐体２をスライド移動させたときに、右手親指で下筐体４の上面（上面のうち重なっていない部分）を抑えられる。このため、上筐体２が勢い良く開いても、下筐体４をしっかりと保持しておくことができ、携帯電話機１を落としてしまうことを防止できる。

利用者が押圧できるのは、従来例のような小さなボタンではなく、上筐体２の側面全体であるから、携帯電話機１は、押圧しやすく良好な操作性を提供できる。
また、従来例のような押圧用ボタンが不要なため、シンプルで美しい外観の携帯電話機１を提供することができる。

また、カムベース４４とカム突起６５とを係合させて回転係止しておくための押圧バネ３５と、自動回転動作を実現する回動バネ３０とを別構成としたため、利用者が上筐体２と下筐体４とをスライド移動させるために必要な押圧バネ３５に逆らう手動押圧力を小さくすることができる。また押圧バネ３５と回動バネ３０とを別構成にしたことにより、上筐体２と下筐体４の自動開動をしっかりと実現できる。

また、ヒンジ装置１０がハウジング１５内に収まっているため、携帯電話機１の外観をシンプルで美しくすることができ、また外観デザインの設計自由度を高めることができる。

また、上筐体２をスライドさせた際、連結筐体３と上筐体２が面接触している接続面間で相対的にスライド移動する。このため、下筐体４の凹部４ａ内における連結筐体３の位置が変化せず、スライド移動による隙間の発生を防止できる。これにより、シンプルで美しい外観の携帯電話機１を提供でき、また携帯電話機１の外観デザインの設計自由度を高めることができる。

また、上筐体用カムパイプ４０のパイプ部４１内に下筐体用カム軸６０の枢軸６３内に挿通し、この挿通されている長さをパイプ部４１内径以上に十分長くしたため、スライド移動にこじりが生じることを防止して安定移動させることができ、滑らかに回動させることができる。

図１０は、実施例２における開状態の携帯電話機１Ａの斜視図を示し、図１１は、閉状態の携帯電話機１Ａの説明図を示す。
この実施例２の携帯電話機１Ａは、実施例１と上下逆に構成されている。すなわち、ヒンジ装置１０が内蔵される連結筐体３は、上筐体４Ａに形成された凹部４ａ内に嵌まり込むように接続され、下筐体２Ａの重ね合わせ内面側に突出するように接続される。

上筐体４Ａには、液晶ディスプレイなどの表示装置Ｄ、および音声出力用のスピーカＳが折りたたみ内側面に設けられている。そして、上筐体４Ａの一側面には、円盤形の回転部材８０が設けられている。この回転部材８０は、連結筐体３内のヒンジ装置１０の回転軸と同じ軸か、あるいは平行な軸で回転するように、上筐体４Ａのカバーケースに対して回転自在に取り付けられている。この回転部材８０は、上筐体４Ａと下筐体２Ａの開閉回動と独立して正逆いずれにも自由に回転する。

その他の構成は、実施例１と同一であるので、同一の構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

以上の携帯電話機１Ａにより、開動作時の操作性をより高めることができる。すなわち、利用者は、図１１（Ａ）に示す閉状態から右手のみで開動作させようとするとき、下筐体２Ａを下から掴み、図１１（Ｂ）に示すように、上筐体４Ａの右側面を親指等で左に押すことになる。このとき、上筐体４Ａの右側面に設けられた回転部材８０を親指で押せば、上筐体４Ａから親指を離さなくとも、カム突起６５がカムベース４４の閉状態吸い込み係止斜面４８を乗り越えた時点で、上筐体４Ａが自由に回動することになる。このため、実施例１よりもさらに良好な操作性を得ることができ、利用者の利便性をより向上させることができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の携帯端末は、実施形態の携帯電話機１に対応し、
以下同様に、
第２筐体は、上筐体２および下筐体２Ａに対応し、
第１筐体は、下筐体４および上筐体４Ａに対応し、
カバー体は、ハウジング１５に対応し、
第２孔は、スライド許容孔１６に対応し、
第１孔は、孔１８に対応し、
第１固定部は、下筐体用固定プレート２０に対応し、
回転付勢手段は、回動バネ３０に対応し、
押圧付勢手段は、押圧バネ３５に対応し、
第２カムは、上筐体用カムパイプ４０に対応し、
筒状部は、パイプ部４１に対応し、
第２固定部は、上筐体固定板４２に対応し、
互いの対向部は、カムベース４４およびカム突起６５の対向面に対応し、
係合手段は、カム面４５〜４８およびカム突起６５に対応し、
第１カムは、下筐体用カム軸６０に対応し、
軸心方向一端は、プレート固定部６１に対応し、
連結部は、パイプ部４１および枢軸６３に対応し、
回転体は、回転部材８０に対応し、
表示手段は、表示装置Ｄに対応し、
入力手段は、入力装置Ｉに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

正面右上から見た開状態の携帯電話機の斜視図。 閉状態の携帯電話機の分解右側面図。 正面右上から見たヒンジ装置の分解斜視図。 正面右上から見たヒンジ装置の斜視図。 閉状態の携帯電話機の縦断右側面図。 右後ろ上方から見た携帯電話機の部分斜視図。 カム面の構成図。 閉状態とスライド状態の携帯電話機の説明図。 閉状態（０度）と全開状態（１６５度）とを説明する説明図。 実施例２の開状態の携帯電話機の斜視図。 実施例２の閉状態の携帯電話機の説明図。

符号の説明

１…携帯電話機、２…上筐体、２Ａ…下筐体、４…下筐体、４Ａ…上筐体、１０…ヒンジ装置、１５…ハウジング、１６…スライド許容孔、１８…孔、２０…下筐体用固定プレート、３０…回動バネ、３５…押圧バネ、４０…上筐体用カムパイプ、４１…パイプ部、４２…上筐体固定板、４４…カムベース、４５〜４８…カム面、４９…挿通孔、６０…下筐体用カム軸、６１…プレート固定部、６３…枢軸、６５…カム突起、８０…回転部材、Ｄ…表示装置、Ｉ…入力装置

Claims (6)

1. 携帯端末を構成する第１筐体と第２筐体とを枢動により折りたたみ開閉可能に接続するヒンジ機構であって、
   前記第１筐体に固定される第１カムと、
   前記第２筐体に固定される第２カムと、
   前記第１カムおよび前記第２カムを同一の回転軸で相対回転可能に連結する連結部と、
   前記第１カムと前記第２カムの少なくとも一方を前記回転軸の軸心方向へ向けて付勢する押圧付勢手段と、
   前記第１カムと前記第２カムを相対回転させる回転付勢手段とを備え、
   前記第１カムと第２カムの互いの対向部に、前記第１カムと前記第２カムが前記押圧付勢手段で押圧されているときに係合して前記回転付勢手段による回転を係止し、かつ、前記押圧付勢手段の付勢力に逆らって逆方向に押されたときに回転係止を解除する係合手段を設けた
   ヒンジ機構。
2. 前記第１カムを前記第１筐体に固定する第１固定部を、前記回転軸の軸心方向一端に設け、
   前記第２カムを前記第２筐体に固定する第２固定部を、前記回転軸の回転半径方向に突出形成した
   請求項１記載のヒンジ機構。
3. ヒンジ機構全体を被覆するカバー体を備え、
   該カバー体に、
   前記第１固定部を前記回転軸の軸心方向に突出許容する第１孔と、
   前記第２固定部を前記回転軸の回転半径方向に突出許容する第２孔とを備え、
   該第２孔を、前記第２カムが前記押圧付勢手段の付勢力に逆らって前記第１カムと離間する方向へ移動可能な大きさに形成した
   請求項２記載のヒンジ装置。
4. 前記第１カムと前記回転軸とを一体化し、
   前記第２カムに、前記回転軸を挿通する挿通孔と、該挿通孔に連通して前記回転軸を挿通する筒状部を備えた
   請求項１、２または３記載のヒンジ装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のヒンジ機構と前記第１筐体と前記第２筐体とを備え、
   前記第１筐体と前記第２筐体の少なくとも一方に、画像を表示する表示手段と入力操作を許容する入力手段の少なくとも一方を備えた
   携帯端末。
6. 前記表示手段が備えられた前記第１筐体または第２筐体の側面に、前記回転軸と軸心を共にする回転軸で前記ヒンジ機構の回転と別個に自由に回転する回転体を備えた
   請求項５記載の携帯端末。

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