JP2009225193A - 携帯端末装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明はヒンジ機構を有した折り畳みタイプの携帯端末装置に関し、耐水性及び耐衝撃の向上を図りつつ、かつ使用性の向上を図ることを課題とする。
【解決手段】ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13をヒンジ14により折り畳み可能に接続する携帯端末装置において、ヒンジ14は、各筐体12,13を回転可能に接続するヒンジ機構30と、各筐体12,13を液密に接続すると共にヒンジ機構30を液密に内包するフレキシブル継手20とを有する。
【選択図】図2

Description

本発明は携帯端末装置に係り、特にヒンジ機構を有した折り畳みタイプの携帯端末装置に関する。
近年、携帯電話機は種々の携帯のものが提供されているが、その中でも操作性に優れ、非操作時におけるキーの誤操作を防止しうる折り畳み方式が主流になっている。図1は、従来の折り畳み方式の携帯電話機の一例を示している。
折り畳み方式の携帯電話機1は、ディスプレイ側筐体2とキーボード側筐体3をヒンジ4により接続された構成とされている。この携帯電話機1は、ヒンジ4を中心としてディスプレイ側筐体2をキーボード側筐体3に対し開いた状態で使用され、また不使用時はディスプレイ側筐体2をキーボード側筐体3に折り畳んだ状態で携帯される。また、ヒンジ4の内部には、ディスプレイ側筐体2とキーボード側筐体3とを電気的に接続する配線が挿通されている。
従来、この種の携帯電話機1では、ヒンジ4が軸部と軸受部を組み合わせた機構とされており、また材質としては硬質なABS樹脂材等が用いられていた。しかしながら、この従来構造のヒンジ4では、耐衝撃性、耐水性などを考えた時、高い信頼性を得ることは困難であった。具体的には、樹脂成型されたヒンジ4では、耐水性としてはあくまで日常生活防水程度であり、また耐衝撃性としては無理な動作をさせればケースの割れなどが発生していた。
そこで、例えば特許文献1,2に示されるように、軸部と軸受部を組み合わせた機構構造ではなく、弾性を有するシリコン系等の軟質性樹脂やゴムによりヒンジを形成し、ヒンジ自体を可撓変形させることにより折り畳みを行うヒンジ構造が提案されている。このヒンジ構造によれば、耐水性及び耐衝撃性を向上させることができる。
特開平05−165784号公報 特開平06−268724号公報
しかしながら、特許文献1,2に開示されたヒンジ構造を用いた場合、耐水性及び耐衝撃性は向上するものの、折り畳み時には軟質性樹脂やゴムが弾性変形されるため、この弾性復元力によりディスプレイ側筐体2とキーボード側筐体3の位置を折り畳み状態で維持することが困難であり使用性が悪いという問題点があった。
また、近年では地上デジタル放送を携帯電話機でも受信できるものが提供されるようになってきており、キーボード側筐体3に対するディスプレイ側筐体2の開き角度を調整しうる機能(チルト機能)をヒンジに持たせることが望まれている。しかしながら、軟質性樹脂やゴムから構成されるヒンジでは、これに対応することができないという問題点があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐水性及び耐衝撃の向上を図りつつ、かつ使用性の向上も図りうる携帯端末装置を提供することを目的とする。
上記の課題は、本発明の第1の観点からは、
第1の筐体と、第2の筐体と、該第1の筐体と第2の筐体を折り畳み可能に接続するヒンジとを有する携帯端末装置において、前記ヒンジが、前記第1の筐体と第2の筐体を回転可能に接続するヒンジ機構と、前記第1の筐体と第2の筐体とを液密に接続すると共に、前記ヒンジ機構を液密に内包するフレキシブル継手とを有する携帯端末装置により解決することができる。
本発明によれば、フレキシブル継手により第1の筐体と第2の筐体との接続部分における耐水性を向上させることができる。また、ヒンジ機構により第1の筐体と第2の筐体は、位置精度よく回転することができる。更に、ヒンジ機構はフレキシブル継手により防水されているため、第1の筐体と第2の筐体の折り畳み動作の信頼性を高めることができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
図2は、本発明の一実施形態である携帯端末装置を示している。本実施形態では、携帯端末装置として携帯電話機を例に挙げて説明する。しかしながら、本発明の適用は携帯電話機に限定されるものではなく、ヒンジにより折り畳み可能な構成のものであれば、他の携帯端末装置にも適用が可能なものである。
携帯電話機10は、図2に示されるように、ディスプレイ側筐体12,キーボード側筐体13,及びヒンジ14を有した構成とされている。
ディスプレイ側筐体12は、図示しないディスプレイ装置及び受話口等が配設される。また、キーボード側筐体13は、図示しないキーボード、カーソルキー、送話口等が配設される。ヒンジ14は、上記したディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13を開閉可能に接続するものである。よって、ヒンジ14によりディスプレイ側筐体12をキーボード側筐体13に対して折り畳むことができ、携帯性の向上を図ることができると共に、キーの誤操作を防止することができる。
またヒンジ14の内部には、ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13を電気的に接続するフレキシブルケーブルが配設される。よって、ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13を折り畳み可能な構成としても、ディスプレイ側筐体12に配設される電子部品とキーボード側筐体13に配設される電子部品を電気的に接続することができる。
ヒンジ14は、フレキシブル継手20とヒンジ機構30とにより構成されている。フレキシブル継手20は弾性材料により形成されており、その内部は中空とされている。本実施例では、フレキシブル継手20の材質としてゴムを用いているが、可撓変形可能なものであれば、他の弾性材料(例えば軟質樹脂等)を用いることも可能である。
また本実施形態では、フレキシブル継手20として蛇腹形状を有したものを適用しているが、フレキシブル継手20の形状は蛇腹形状に限定されるものではなく他の形状(例えば筒状等)とすることも可能である。しかしながら、ヒンジ14はディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13とを回転可能に接続するものであり、かつ各筐体12,13は大きく角度で開閉される(図7を用いて後述するように、160°にも回転する)。
また図2から明らかなように、折り畳んだ状態におけるフレキシブル継手20(ヒンジ14)の配設位置は携帯電話機10の端部に位置し、落下させてしまったような場合には最も衝撃を受け易い位置である。よって、携帯電話機10の信頼性を向上させるためには、ヒンジ14に緩衝性を持たせる必要がある。このように、フレキシブル継手20には大きな変形性及び緩衝性を持たせる必要がある。この際、前記の筒状のフレキシブル継手でもある程度の緩衝効果は期待できるが、蛇腹形状の方がより高い緩衝効果を期待できる。よって、上記の各点からフレキシブル継手20の形状としては、蛇腹形状とすることが望ましい。
上記構成とされたフレキシブル継手20の一端はディスプレイ側筐体12に液密に固定され、他端はキーボード側筐体13に固定される。よって、ヒンジ14から水がディスプレイ側筐体12或いはキーボード側筐体13内に浸入することはなく、携帯電話機10の耐水性を向上させることができる。このように、ヒンジ14としてフレキシブル継手20を用いることにより、携帯電話機10の耐水性及び耐衝撃性を高めることができる。
しかしながら、各筐体12,13を単にフレキシブル継手20のみで接続した構成では、フレキシブル継手20の弾性復元力によりディスプレイ側筐体2とキーボード側筐体3を折り畳み状態で維持することが困難で、また任意の角度に係止するチルト機能を持たせることが困難で使用性に問題が残る。
そこで、本実施形態ではフレキシブル継手20の内部にヒンジ機構30を設けた構成としている。前記ように、フレキシブル継手20は各筐体12,13に液密に接続されているため、よってヒンジ機構30はフレキシブル継手20の内部に液密に内包された構成とされている。
図3〜図5は、ヒンジ機構30を示している。図3はヒンジ機構30の斜視図であり、図4はヒンジ機構30の分解斜視図であり、図5は図3におけるA−A線に沿う断面図である。
ヒンジ機構30は、大略するとキーボード側固定板31、ディスプレイ側固定板32、チューブ部材33,34、ジョイント部材35,36、及びクリックボール37,38等により構成されている。
キーボード側固定板31は板状の部材であり、キーボード側筐体13に固定される。このキーボード側固定板31は、中央に二つの開口部45,46が形成されると共に、両側部に軸受50,51が形成されている。開口部45,46は、ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13とを電気的に接続するフレキシブル基板(図示せず)が挿通される開口である。また軸受部50,51は、後述するジョイント部材35,36が軸承される。
ディスプレイ側固定板32も板状の部材であり、ディスプレイ側筐体12に固定される。このディスプレイ側固定板32も、中央に二つの開口部47,48が形成されると共に、両側部に軸受部52,53が形成されている。開口部47,48も、ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13とを電気的に接続するフレキシブル基板(図示せず)が挿通される。また、軸受部52,53は、後述するジョイント部材35,36が軸承される。
チューブ部材33,34は扁平筒状のチューブ状の部材であり、ゴム或いは樹脂等の耐水性を有する材料により形成されている。チューブ部材33の一端はキーボード側固定板31の開口部45に液密に接続され、他端はディスプレイ側固定板32の開口部47に液密に接続されている。同様に、チューブ部材34の一端はキーボード側固定板31の開口部46に液密に接続され、他端はディスプレイ側固定板32の開口部48に液密に接続されている。
このチューブ部材33,34の内部には、ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13とを電気的に接続するフレキシブル基板が挿通される。これにより、フレキシブル基板は、ヒンジ14内においてチューブ部材33,34に覆われた状態となっている。よって、仮にフレキシブル継手20が損傷し、フレキシブル継手20からヒンジ14内に水が浸入したとしても、各筐体12,13への水の侵入はチューブ部材33,34により更に防止されるため、耐水性をより向上させることができる。
ジョイント部材35,36は、キーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32との間に配設され、各固定板31,32を接続する機能を奏する。また、このジョイント部材35,36は、後に詳述するように弾性材料(本実施例では硬質シリコンゴム)により形成されている。
ジョイント部材35は、その両端に軸承部35A,35Bを有している。この各軸承部35A,35Bには、軸承ピン39,40を挿通する挿通孔が形成されている。同様に、ジョイント部材36は、その両端に軸承部36A,36Bを有している。この各軸承部36A,36Bには、軸承ピン41,42を挿通する挿通孔が形成されている。
ジョイント部材35を用いてキーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32とを接続するには、ジョイント部材35の軸承部35Aとキーボード側固定板31の軸承部50とを軸承ピン39により接続すると共に、軸承部35Bをディスプレイ側固定板32の軸受部52と軸承ピン40により接続する。軸受部50とジョイント部材35は軸承ピン39を中心として回転可能となり、またジョイント部材35と軸受部52も軸承ピン40を中心として回転可能となる。
また、ジョイント部材36を用いてキーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32とを接続するには、ジョイント部材36の軸承部36Aとキーボード側固定板31の軸承部51とを軸承ピン41により接続すると共に、軸承部36Bをディスプレイ側固定板32の軸受部53と軸承ピン42により接続する。軸受部51とジョイント部材36は軸承ピン41を中心として回転可能となり、またジョイント部材36と軸受部53も軸承ピン42を中心として回転可能となる。
更に、ヒンジ機構30が組み立てられた状態で、軸承ピン39と軸承ピン41が同軸的に配置されると共に、軸承ピン40と軸承ピン42も同軸的に配置されるよう構成されている。これにより、キーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32との相対的な移動は、軸承ピン39と軸承ピン41を第1の軸とする第1の回転と、軸承ピン40と軸承ピン42を第2の軸とする第2の回転を行う構成となる。即ち、キーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32の移動(回転)は、上記の第1及び第2の軸を回転中心とした二軸回転となる。
また、ジョイント部材35によりキーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32を接続する構造には、キーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32の折り畳み角度を後述する所定角度(本実施形態では、0°,120°,160°としている)で係止できるチルト機構43,44が設けられている。チルト機構43は軸承部35Aが軸受部50に軸承される位置に配設されており、チルト機構44は軸承部35Bが軸受部52に軸承される位置に配設されている。以下、主に図5を用いてチルト機構43,44について説明する。
チルト機構43は、キーボード側固定板31に配設されたクリックボール37と、ジョイント部材35の軸承部35Aに形成された凹部55A,55Bとにより構成されている。クリックボール37はキーボード側固定板31の軸受部50内に形成されたボール収納部58に転動可能に収納されている。
また、軸承部35Aの外周部分は軸承ピン39の回転中心軸と同心円となる湾曲形状を有しており、その表面に凹部55A,55Bが形成されている。凹部55A,55Bはキーボード側固定板31に対するジョイント部材35の回転に伴いクリックボール37と係合するよう構成されている。
更に、クリックボール37と凹部55A,55Bが係合した状態で、キーボード側固定板31に対するディスプレイ側固定板32の回動が係止される構成とされている。よって、クリックボール37と凹部55A,55Bが係合した状態で、ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13は係止された状態となる。本実施形態では、凹部55Aと凹部55Bとの離間角度は120°に設定されている。
一方、チルト機構44は、ディスプレイ側固定板32に配設されたクリックボール38と、ジョイント部材35の軸承部35Bに形成された凹部56A,56Bとにより構成されている。クリックボール38はディスプレイ側固定板32の軸受部52内に形成されたボール収納部59に転動可能に収納されている。
また、軸承部35Bの外周部分は軸承ピン40の回転中心軸と同心円となる湾曲形状を有しており、その表面に凹部56A,56Bが形成されている。凹部56A,56Bはキーボード側固定板31に対するジョイント部材35の回転に伴いクリックボール38と係合するよう構成されている。
更に、クリックボール38と凹部56A,56Bが係合した状態で、キーボード側固定板31に対するディスプレイ側固定板32の回動が係止される構成とされている。よって、クリックボール38と凹部56A,56Bが係合した状態で、ディスプレイ側筐体12とキーボード側筐体13は係止された状態となる。本実施形態では、凹部56Aと凹部56Bとの離間角度は40°に設定されている。
また、上記のようにチルト機構43,44は、クリックボール37,38がジョイント部材35に形成された55A,55B,56A,56Bに選択的に係合することにより、チルト動作を実現する。このため、チルト動作を確実に行うためには、クリックボール37,38を軸承部35A,35Bに圧接させる必要がある。
このための手段として、コイルスプリング等の弾性手段を用いてクリックボール37,38を軸承部35A,35Bに向け弾性的に押圧する方法が考えられる。しかしながら、この構成ではキーボード側固定板31,32にクリックボール37,38に加えてコイルスプリングを内設する必要があり、ヒンジ機構30が大型化してしまう。
そこで、本実施形態ではジョイント部材35を弾性部材により形成した。具体的には、本実施形態ではジョイント部材35を硬質シリコンにより形成している。これにより、ジョイント部材35自体が弾性変形することにより、相対的にクリックボール37,38をジョイント部材35に押圧することができる。よって、本実施形態とすることにより、ヒンジ機構30の小型化を図りつつ、確実なチルト動作を実現することができる。尚、ジョイント部材35の材質は硬質シリコンに限定されるものではなく、クリックボール37,38を相対的に適宜な押圧力でジョイント部材35に押圧することが可能なものであれば、他の材質(例えば、ゴム等)を用いることも可能である。
続いて、図7を用いて上記構成とされたチルト機構43,44の動作について説明する。図7(A)〜(C)は、図6におけるB−B線に沿う断面を示している。尚、図6は携帯電話機10のフレキシブル継手20を取り外した状態をヒンジ機構30の配設側から見た図である。
図7(A)は、ディスプレイ側筐体12がキーボード側筐体13に折り畳まれた状態を示している。この折り畳み状態では、ヒンジ機構30を構成するディスプレイ側固定板32もキーボード側固定板31に折り畳まれた状態となっている。この折り畳み時のキーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32がなす角度を0°とする。
ヒンジ機構30が、この折り畳み状態にある時、チルト機構43を構成するクリックボール37はジョイント部材35の凹部55Bに係合しており、またチルト機構44を構成するクリックボール38は凹部56Bに係合している。
前記したように、クリックボール37が凹部55Bに係合することによりキーボード側固定板31に対しジョイント部材35は係止され、クリックボール38が凹部56Bに係合することにより、ジョイント部材35対しディスプレイ側固定板32は係止される。このため、ディスプレイ側固定板32(ディスプレイ側筐体12)は、キーボード側固定板31(キーボード側筐体13)に対して折り畳み状態を維持する。
図7(B)は、図7(A)に示した折り畳み状態から、キーボード側固定板31に対してディスプレイ側固定板32を120°開いた状態を示している。この120°開蓋した状態では、チルト機構43を構成するクリックボール37は凹部55Aに係合し、またチルト機構44を構成するクリックボール38は凹部56Bに係合した状態を維持している。
更に、図7(C)は、図7(A)に示した折り畳み状態から、キーボード側固定板31に対してディスプレイ側固定板32を160°開いた状態を示している。この160°開蓋した状態では、チルト機構43を構成するクリックボール37は凹部55Aに係合した状態を維持し、チルト機構44を構成するクリックボール38は凹部56Aに係合する。
このように本実施形態では、キーボード側固定板31とディスプレイ側固定板32とが前記のように二軸回転を行うため、ヒンジ機構30に160°の大きな回転を行わせる場合であっても、前記の第1の軸及び第2の軸の回転角度をこれより小さくすることができる。
即ち、一軸で回転を160°の大きな回転を行わせようとした場合、この1本の軸を160°回転させる必要がある。しかしながら、本実施形態のように軸承ピン39と軸承ピン41を第1の軸とし、軸承ピン40と軸承ピン42を第2の軸とすることにより、この第1の軸では120°回転させ、第2の軸では40°回転させることにより、ヒンジ機構30全体としては160°の回転を実現できる。
前記のように、本実施形態ではヒンジ機構30を内包するようにゴム製のフレキシブル継手20が配設される。よって、一軸回転のように一箇所で大きく回転を行う場合には、フレキシブル継手の当該回転位置に大きな負荷が印加され、耐久性等において問題が生じる。しかしながら、本実施形態のように二軸回転を行う構成とすることにより、第1の軸及び第2の軸における回転角度を一軸回転に比べて小さくできるため、ヒンジ機構30に対する負荷を軽減することができる。
また、一軸で軸承する構成においてチルト機構を設けた場合には、このチルト機構にも大きな負荷が印加され、特に弾性を有する弾性部品(例えば、コイルスプリング等)に大きなダメージを受ける。しかしながら、本実施形態ではチルト機構43,44においてクリックボール37,38の弾性付勢はジョイント部材35を硬質シリコン(弾性材)とすることにより実現している。このため、コイルスプリング等の弾性部品を用いる構成に比べて耐久性を向上させることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
第1の筐体と、第2の筐体と、該第1の筐体と第2の筐体を折り畳み可能に接続するヒンジとを有する携帯端末装置において、
前記ヒンジは、
前記第1の筐体と第2の筐体を回転可能に接続するヒンジ機構と、
前記第1の筐体と第2の筐体とを液密に接続すると共に、前記ヒンジ機構を液密に内包するフレキシブル継手とを有する携帯端末装置。
(付記2)
前記ヒンジ機構は、
前記第1の筐体に固定される第1の固定部材と、
前記第2の筐体に固定される第2の固定部材と、
一端に前記第1の固定部に軸承される第1の軸承部が形成されると共に、他端に前記第2の固定部に軸承される第2の軸承部が形成されたジョイント部材とを有する付記1に記載の携帯端末装置。
(付記3)
前記ヒンジ機構は、
前記第1の固定部材と前記第2の固定部材との間に配設され、前記第1の筐体と第2の筐体とを接続する接続部材を挿通可能とした筒状部材を設けてなる付記2記載の携帯端末装置。
(付記4)
前記ヒンジ機構は、
前記第1の筐体と前記第2の筐体との折り畳み角度を調整できるチルト機構を有する付記1乃至3のいずれか一項に記載の携帯端末装置。
(付記5)
前記チルト機構は、
前記第1の固定部に配設され、前記第1の軸承部上を相対的に転動する第1のボール部材と、
前記第1の軸承部の外周位置に単数又は複数形成され、前記第1のボール部材が係合することにより、前記第1の筐体と前記第2の筐体の回転を規制する第1の凹部とを有する付記4記載の携帯端末装置。
(付記6)
前記チルト機構は、
前記第2の固定部に配設され、前記第2の軸承部上を相対的に転動する第2のボール部材と、
前記第2の軸承部の外周位置に単数又は複数形成され、前記第2ボール部材が係合することにより、前記第2の筐体と前記第2の筐体の回転を規制する第2の凹部とを有する付記4記載の携帯端末装置。
(付記7)
前記ジョイント部材は、弾性材料によりなる付記5又は6に記載の携帯端末装置。
(付記8)
前記フレキシブル継手は、ゴム製である付記1乃至7のいずれか一項に記載の携帯端末装置。
図1は、従来の一例である携帯電話機を示す斜視図である。 図2は、本発明の一実施例である携帯電話機を示す斜視図である。 図3は、本発明の一実施例である携帯電話機に設けられるヒンジ機構を示す斜視図である。 図4は、本発明の一実施例である携帯電話機に設けられるヒンジ機構を示す分解斜視図である。 図5は、図3におけるA−A線に沿う断面図である。 図6は、本発明の一実施例である携帯電話機のフレキシブル継手を取り外した状態をヒンジ機構の配設側から見た図である。 図7は、図6に示すヒンジ機構のB−B線に沿う断面を示す図を示しており、ヒンジ機構に設けられたチルト機構の動作を説明するための図である。
符号の説明
10 携帯電話機
12 キーボード側筐体
13 キーボード側筐体
14 ヒンジ
20 フレキシブル継手
30 ヒンジ機構
31 キーボード側固定板
32 ディスプレイ側固定板
33,34 チューブ部材
35,36 ジョイント部材
35A,25B,36A,36B 軸承部
37,38 クリックボール
39,40,41,42 軸承ピン
43,43 チルト機構
50,51,52,53 軸承部
55A,55B,56A,56B 凹部
58,59 ボール収納部

Claims (4)

  1. 第1の筐体と、第2の筐体と、該第1の筐体と第2の筐体を折り畳み可能に接続するヒンジとを有する携帯端末装置において、
    前記ヒンジは、
    前記第1の筐体と第2の筐体を回転可能に接続するヒンジ機構と、
    前記第1の筐体と第2の筐体とを液密に接続すると共に、前記ヒンジ機構を液密に内包するフレキシブル継手とを有する携帯端末装置。
  2. 前記ヒンジ機構は、
    前記第1の筐体に固定される第1の固定部材と、
    前記第2の筐体に固定される第2の固定部材と、
    一端に前記第1の固定部に軸承される第1の軸承部が形成されると共に、他端に前記第2の固定部に軸承される第2の軸承部が形成されたジョイント部材とを有する請求項1に記載の携帯端末装置。
  3. 前記ヒンジ機構は、
    前記第1の固定部材と前記第2の固定部材との間に配設され、前記第1の筐体と第2の筐体とを接続する接続部材を挿通可能とした筒状部材を設けてなる請求項2記載の携帯端末装置。
  4. 前記ヒンジ機構は、
    前記第1の筐体と前記第2の筐体との折り畳み角度を調整できるチルト機構を有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の携帯端末装置。
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