JP2013007392A

JP2013007392A - 携帯端末装置

Info

Publication number: JP2013007392A
Application number: JP2009241009A
Authority: JP
Inventors: Fumio Hashimoto; 文男橋本; Yasunobu Ikeda; 容伸池田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2013-01-10
Also published as: WO2011048805A1

Abstract

【課題】クローズ状態で第１のユニットと第２のユニットを相対的に平行摺動させると、自動オープンするトルクを発生する携帯端末装置を提供すること。
【解決手段】携帯端末装置１００は、上ユニット１１０と下ユニット１２０と連結ユニット２００を備え、連結ユニット２００は、第１回転部材２１０と第２回転部材２２０とを有し、上ユニット１１０と下ユニット１２０は軸運動を制御するストッパー１１１，１２１を備える。スライド操作力は第１回転部材の回転トルクτ_B0(-)と第２回転部材の回転トルクτ_A0(-)との絶対値差分で設定する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、折畳み式携帯電話機などの携帯端末装置に関する。

折畳み式携帯電話機は、第１筐体と第２筐体とをヒンジ部で回動自在に接続し、折り畳んだり広げたりして使用する。

特許文献１には、回転して広げられたり折りたたまれたり折りたたんだ状態でスライドできる２つのユニットを備える携帯装置及びその携帯装置に使用されるヒンジ装置が記載されている。

図１は、特許文献１記載のヒンジ装置の構成を示す側面図であり、図１（ａ）はクローズ状態を示し、図１（ｂ）はスライド操作完了状態を示し、図１（ｃ）はオープン状態を示す。

図１に示すように、携帯装置１０は、上ユニット１１と、下ユニット１２と、上ユニット１１と下ユニット１２とを回動自在に連結するヒンジ装置（以下、連結ユニットという）２０とを備える。

連結ユニット２０は、第１回転部材２１と、第２回転部材２２とを有する。

第１回転部材２１は、カム機構及び圧縮コイルバネなどを有し、上ユニット１１と連結ユニット２０とを回動する。

第２回転部材２２は、カム機構及び圧縮コイルバネなどを有し、下ユニット１２と連結ユニット２０とを回動する。

上記連結ユニット２０は、スライド操作力Ｆを受けて上ユニット１１をスライド操作方向に直線移動させる。

連結ユニット２０は、上ユニット１１と下ユニット１２とが折り畳まれた状態で２つのユニットの間の相対的な摺動が一部区間内で行われるように許容し、上ユニット１１と下ユニット１２とに連結され、広げられる方向への自動回転区間を有する。

連結ユニット２０は、上ユニット１１と下ユニット１２とが完全に折り畳まれた状態で所定の距離以上の２つのユニットの間の相対的な摺動により回転部材が自動回転区間に進入し、上ユニット１１と下ユニット１２とを広げる方向に力を作用する。

特開２００５−２９９９２４号公報

しかしながら、特許文献１記載の構成は、以下のような課題がある。図１を参照して説明する。

図１矢印に示すように、上ユニット１１は、第１回転部材２１（以下の説明において、第１回転部材２１は、Ａ軸と略記する。）の回転軸線を中心として回動する。

連結ユニット２０に対する上ユニット１１のＡ軸のオープン角度（以下の説明において、Ａ軸オープン角度と略記する）φ_Aは、上ユニット１１の開き方向（図１では時計方向）を正方向とすると、０°（クローズ状態）〜−φ_s（スライド操作完了状態）〜０°（オープン状態）と遷移する角度で表される。上ユニット１１に対し連結ユニット２０からＡ軸が相対的に出力するオープン回転トルクをτ_A(+)、クローズ回転トルクをτ_A(-)と表記する。以下の説明において、τ_A(+)及びτ_A(-)は、総じてＡ軸回転トルクと略記する。

連結ユニット２０は、下ユニット１２に対し第２回転部材２２（以下の説明において、第２回転部材２２は、Ｂ軸と略記する。）の回転軸線を中心として回動する。

下ユニット１２に対する連結ユニット２０のＢ軸オープン角度（以下の説明において、Ｂ軸オープン角度と略記する）φ_Bは、連結ユニット２０の開き方向（図１では時計方向）を正方向とすると、０°（クローズ状態）〜φs（スライド操作完了状態）〜φ_E（オープン状態）と遷移する角度で表される。連結ユニット２０に対し下ユニット１２からＢ軸が相対的に出力するオープン回転トルクをτ_B(+)、クローズ回転トルクをτ_B(-)と表記する。以下の説明において、τ_B(+)及びτ_B(-)は、総じてＢ軸回転トルクと略記する。

図１（ａ）は、上ユニット１１と下ユニット１２のクローズ状態を示す。Ａ軸オープン角度φ_Aは０°、Ｂ軸オープン角度φ_Bは０°であり、Ａ軸及びＢ軸の合計のセットオープン角度（以下の説明において、セットオープン角度と略記する）θは、０°である。

また、Ａ軸回転トルクはτ_A0(+)、Ｂ軸回転トルクはτ_B0(-)が発生する。

上ユニット１１には、スライド操作力Ｆが加えられる。

図１（ｂ）は、上ユニット１１と下ユニット１２のスライド操作完了状態を示す。

Ａ軸オープン角度φ_Aは−φ_s、Ｂ軸のオープン角度φ_Bはφ_sであり、セットオープン角度θは、０°である。

また、Ａ軸回転トルクはτ_A1(+)、Ｂ軸回転トルクはτ_B1(+)が発生する。

図１（ｃ）は、上ユニット１１と下ユニット１２のオープン状態を示す。

Ａ軸オープン角度φ_Aは０°、Ｂ軸オープン角度φ_Bはφ_Eであり、セットオープン角度θは、φ_Eである。

また、Ａ軸回転トルクはτ_A0(+)、Ｂ軸回転トルクはτ_B2(+)が発生する。

特許文献１記載の構成は、図１（ａ）のクローズ状態、図１（ｂ）のスライド操作完了状態、図１（ｃ）のオープン状態の、それぞれにおいて、下記（１）〜（５）のような課題がある。

（１）携帯装置１０を一般的な携帯電話機に適用した場合、ＬＣＤなどを有する上ユニット１１の重量は、機能増に比例して増えていく傾向にある。

この上ユニット１１の重量増に対応しようとすると、クローズ状態を保持するためにＢ軸回転トルクτ_B0(-)、またオープン状態を保持するためにＡ軸回転トルクτ_A0(+)及びＢ軸回転トルクτ_B2(+)の絶対値を上げる必要がある。しかし、かかる回転トルクの絶対値を上げるためには、スライド操作力Ｆを高くせざるを得ず、通常操作可能な許容操作力（１ｋｇｆ程度）を超えてしまう。スライド操作力Ｆは、次式で示される。
Ｆ≒（τ_A0(+)−τ_B0(-)）／ｂ＝（|τ_A0(+)|＋|τ_B0(-)|）／ｂ …（１）
ｂ：Ａ軸とＢ軸の軸間距離

スライド操作力Ｆ≪１ｋｇｆが実現できないと、一般的な携帯電話機に適用するのは困難である。

（２）セットオープン角度θを決定する上で、連結ユニット２０のうち一方の回転部材（Ｂ軸の第２回転部材２２）しか寄与していない。すなわち、最大セットオープン角度θ＝Ｂ軸最大オープン角度φ_Eである。このため、最大セットオープン角度θを大きくしようとすると、ヒンジ設計上の不都合が生じる。具体的には、ヒンジバネ・カムの大型化やカム形状の複雑化である。ヒンジサイズの大型化、加工・組立性悪化などにつながる。

最大セットオープン角度は使い勝手から１６８°程度が求められる。

（３）中間オープン停止機能の実現が困難である。

卓上置きを可能にする中間オープン停止機能を付加させようとすると、Ｂ軸の第２回転部材２２のヒンジカムに緻密な加工を施す必要がある。上記（２）課題の状況をさらに悪化させることになる。

卓上置きを可能にする中間オープン停止機能を簡素な構成で実現することが求められる。

（４）スライド操作による自動オープンにおいて、下記の条件があり条件を満たさなければ、安定した自動オープンが実現しない。

図１（ｂ）に示すスライド操作完了後の動作は、Ａ軸回転トルクτ_A1(+)、Ｂ軸回転トルクτ_B1(+)による２軸自由運動が始まる。その後、Ａ軸が閉じ状態に戻ると、Ｂ軸による１軸運動となる。

２軸自由運動の自動オープン条件は、スライド操作によりＢ軸回転トルクτ_B1が開回転方向(+)にあり、かつ「τ_B1(+)−τ_A1(+)＞０」という条件である（次式（２）参照）。

自動オープン条件：τ_B1＝τ_B1(+)、かつ、τ_B1(+)−τ_A1(+)＞０ …（２）
式（２）の自動オープン条件が揃わなければ、自動オープンが開始しない。上記自動オープン条件を満たすためには、Ｂ軸回転トルクτ_B1(+)を大きくせざるを得ず、効率が悪い。

軸トルク活用の効率化が求められる。

（５）仮に、上記（１）においてスライド操作力Ｆを適度に設定することができたと想定する。上述したようにスライド操作力Ｆを適度に設定するには、式（１）から明らかなように閉じ状態におけるＢ軸回転トルクτ_B0(-)及びＡ軸回転トルクτ_A0(+)の絶対値を必要最低限に下げる必要がある。

一方、オープン後のクローズ操作において、上ユニット１１及び下ユニット１２をスムーズに初期状態に戻すには、Ｂ軸がＡ軸に先行して閉じなければならないため、式（３）の条件が必要である。
Ａ軸とＢ軸オープン状態保持トルクの関係：τ_A0(+)≫τ_B2(+) …（３）

しかし、閉じ状態におけるＢ軸回転トルクτ_B0(-)及びＡ軸回転トルクτ_A0(+)の絶対値を必要最低限に下げた上で、式（３）の関係を付加するためには、Ｂ軸のオープン状態保持トルクτ_B2(+)が不足してしまう。

スムーズなクローズ操作の実現には、τ_A0(+)≫τ_B2(+)を満たす必要がある。

以上述べた課題に対し、本発明は、クローズ状態で第１のユニットと第２のユニットを相対的に平行摺動させると、オープン回転トルクを効率よく発生し、セットの重量増や中間オープン停止機能付加に簡素な構成で対応できる携帯端末装置を提供することを目的とする。

本発明の携帯端末装置は、第１ユニットと、第２ユニットと、第１回転部材と第２回転部材とを有する連結ユニットと、を備え、前記連結ユニットは、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを互いに向かい合う折り畳み状態及び前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互いに離れる開き状態にするとともに、前記折り畳み状態において前記第１ユニットを前記第２ユニットに対して平行に摺動させ、前記第１回転部材は、前記第１ユニットと接続し、前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを回動自在に連結し、前記第２回転部材は、前記第２ユニットと接続し、前記連結ユニットに対して前記第２ユニットを回動自在に連結し、前記折り畳み状態において、前記第１回転部材の回転トルクは、前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを折り畳む方向に設定され、前記第２回転部材の回転トルクは、前記第２ユニットに対して前記連結ユニットを折り畳む方向に設定される構成を採る。

本構成により、従来例では、重量増対策などでクローズ状態の保持力をアップするために、副作用としてスライド操作力Ｆを高くせざるを得なかったのに対して、本実施の形態では、クローズ状態の保持力をアップするとともに、スライド操作力Ｆを適度に抑えることができる。

さらに、本発明の携帯端末装置は、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを互いに向かい合う折り畳み状態から前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互いに離れる開き状態に遷移する際に、前記第１回転部材の回転トルクは、前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを開く方向に遷移し、前記第２回転部材の回転トルクは、前記第２ユニットに対して前記連結ユニットを開く方向に遷移する構成を採る。

本構成により、従来例では、第１回転部材の役割がスライド相当回転角の確保だけであったのに対して、本実施の形態では、セットオープン角の確保を含めた役割を持たせることができる。これにより、両軸とも適度な回転角を有する簡易型カム小型ヒンジによる製作が容易になる。

また、本発明の携帯端末装置は、前記折り畳み状態において前記第１ユニットを前記第２ユニットに対して平行に摺動した後に、前記第１ユニットを回転規制するストッパーを前記連結ユニットに備え、前記第２回転部材の回転トルクが前記第２ユニットに対して前記連結ユニットを開く方向に遷移した後に前記第１回転部材の回転トルクが前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを開く方向に遷移する構成を採る。

本構成により、従来例では、前記式（２）の自動オープン条件が揃わなければ、自動オープンが開始せず、第２回転部材のオープン回転トルクも大きくせざるを得なかったのに対して、本実施の形態では、第２回転部材の回転トルクが閉じる方向にあっても自動オープンを開始することができ、かつ効率のよい軸トルク活用で回転運動を制御できる。

また、本発明の携帯端末装置は、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互いに離れる最大開き状態の中間状態で停止させる中間オープン保持角を有する構成を採る。

本構成により、第１回転部材及び第２回転部材に緻密な加工を施すことなく、卓上置きに適した仰角に保持できる中間オープン停止機能を付加させることができる。

また、本発明の携帯端末装置は、前記連結ユニットは、前記第１回転部材のオープン状態保持トルクを第２回転部材のオープン状態保持トルクよりも大きく設定する。

本構成により、フルオープン後のクローズ操作において、スムーズに初期のクローズ状態に戻すことができる。

本発明によれば、クローズ状態で第１のユニットと第２のユニットを相対的に平行摺動させると、自動オープンする回転トルクを発生する携帯端末装置を実現することができる。

特許文献１記載のヒンジ装置の構成を示す側面図本発明の実施の形態に係る折畳み式携帯端末装置の外観図上記実施の形態に係る携帯端末装置のオープン状態を示す斜視図上記実施の形態に係る携帯端末装置のフルオープン条件設定を説明する側面図上記実施の形態に係る携帯端末装置の中間オープン条件設定を説明する側面図上記実施の形態に係る携帯端末装置の卓上置き状態を説明する側面図上記実施の形態に係る携帯端末装置のＡ軸カム位置と回転トルクを示す図上記実施の形態に係る携帯端末装置のＢ軸カム位置と回転トルクを示す図上記実施の形態に係る携帯端末装置の各状態におけるＡ軸Ｂ軸カム位置と回転トルクを示す図上記実施の形態に係る携帯端末装置のオープン操作を説明する図上記実施の形態に係る携帯端末装置の２軸自由運動、Ｂ軸による１軸運動、及びＡ軸による１軸運動の諸元及び記号を説明する図上記実施の形態に係る携帯端末装置のクローズ操作を説明する図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

〔実施の形態〕
図２は、本発明の実施の形態に係る折畳み式携帯端末装置の外観図であり、図２（ａ）は、上記携帯端末装置の背面から見た斜視図、図２（ｂ）は、上記携帯端末装置の側面図である。なお、図２（ｂ）は、ヒンジ装置の構成を示すためこの部分を透視して示す。また、図３は、上記携帯端末装置のオープン状態を示す斜視図である。

本実施の形態は、折畳み式携帯端末装置として携帯電話機／ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）に適用した例である。また、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants：携帯情報端末）、携帯ゲーム機などの携帯機器に適用できる。

図２及び図３に示すように、携帯端末装置１００は、上ユニット１１０と、下ユニット１２０と、上ユニット１１０と下ユニット１２０とを回動自在に連結するヒンジ装置（以下、連結ユニットという）２００とを備える。

連結ユニット２００は、第１回転部材２１０と、第２回転部材２２０とを有する。

連結ユニット２００は、上ユニット１１０と下ユニット１２０とを互いに向かい合う折り畳み状態及び上ユニット１１０と下ユニット１２０とが互いに離れる開き状態にするとともに、前記折り畳み状態において上ユニット１１０を下ユニット１２０に対してほぼ平行に摺動させることができる。

具体的には、スライド操作力Ｆを受け、連結ユニット２００が第２回転部材２２０を軸に回動することで、上ユニット１１０に下ユニット１２０に沿った平行移動に近い摺動をさせる。

第１回転部材２１０は、カム機構及び圧縮コイルバネなどを有し、上ユニット１１０と連結ユニット２００とを相対的に回動させる。

第１回転部材２１０は、上ユニット１１０と接続し、連結ユニット２００に対して上ユニット１１０を回動自在に連結する。

第２回転部材２２０は、カム機構及び圧縮コイルバネなどを有し、下ユニット１２０と連結ユニット２００とを相対的に回動させる。

第２回転部材２２０は、下ユニット１２０と接続し、下ユニット１２０に対して連結ユニット２００を回動自在に連結する。

ここで、前記折り畳み状態において、第１回転部材２１０の回転トルクは、連結ユニット２００に対して上ユニット１１０を折り畳む方向に設定され、第２回転部材２２０の回転トルクは、下ユニット１２０に対して連結ユニット２００を折り畳む方向に設定される。

また、上ユニット１１０と下ユニット１２０とを互いに向かい合う折り畳み状態から上ユニット１１０と下ユニット１２０とが互いに離れる開き状態に遷移する際に、第１回転部材２１０の回転トルクは、連結ユニット２００に対して上ユニット１１０を開く方向に遷移し、第２回転部材２２０の回転トルクは、下ユニット１２０に対して連結ユニット２００を開く方向に遷移する。

また、第２回転部材２２０の回転トルクが下ユニット１２０に対して連結ユニット２００を開く方向に遷移した後に第１回転部材２１０の回転トルクが連結ユニット２００に対して上ユニット１１０を開く方向に遷移する。

上ユニット１１０及び下ユニット１２０は、絶縁体である樹脂の成型品、例えば非導電性のＡＢＳ樹脂により構成される。

図３に示すように、上ユニット１１０は、大画面ＬＣＤの表示部１４１、及びレシーバ１４２を備える。また、下ユニット１２０は、十字キー，機能キー，テンキー等の操作部１５１、及びマイク１５２を備える。

本実施の形態は、スライド初期のスライド操作力Ｆが、連結ユニット２００に対し下ユニット１２０から第２回転部材２２０（以下、Ｂ軸と略記する）が相対的に出力する回転トルクτ_B0(-)と、上ユニット１１０に対し連結ユニット２００から第１回転部材２１０（以下、Ａ軸と略記する）が相対的に出力する回転トルクτ_A0(-)の絶対値差分となる設定とする。

下ユニット１２０は、クローズ状態において機能する、Ｂ軸上方に突出する連結ユニット２００のストッパー１２１を有する。

上ユニット１１０は、スライド操作で機能する、Ａ軸下方に突出する連結ユニット２００のストッパー１１１を有する。

図４は、携帯端末装置１００のフルオープン条件設定を説明する側面図であり、図４（ａ）はクローズ状態を、図４（ｂ）はフルオープン状態をそれぞれ示す。

図４（ａ）に示すように、携帯端末装置１００が水平状態から２０°以内の傾き状態にある場合、スライド操作により自動オープンできること、かつ、図４（ｂ）に示すように、上ユニット１１０が、１６８°までオープンすることをフルオープン条件として設定する。このフルオープン条件設定は、通常使用時における自動オープンを想定している。フルオープン状態で見易さ及び操作性向上を実現することができる。

図５は、携帯端末装置１００の中間オープン条件設定を説明する側面図であり、図５（ａ）はクローズ状態を、図５（ｂ）は中間オープン状態をそれぞれ示す。

図５（ａ）に示すように、携帯端末装置１００が水平状態から３５°以上の傾き状態において、スライド操作により中間オープンできること、かつ、図５（ｂ）に示すように、上ユニット１１０が、１２５°までオープンすることを中間オープン条件として設定する。従来、このような中間オープンを実現することは極めて困難であった。特に、自動オープン、フルオープン、さらにクローズ操作をスムーズに実現した上で、図５に示す中間オープンを自動オープンで実現したものはなかった。

〔オープン操作〕
まず、携帯端末装置１００の自動オープンの全体動作について説明する。

図１０は、携帯端末装置１００のオープン操作を説明する図であり、図１０（ａ）はクローズ状態を、図１０（ｂ）はスライド操作途中を、図１０（ｃ）はスライド操作限界を、図１０（ｄ）はオープン途中を、図１０（ｅ）はオープン状態をそれぞれ示す。

閉じ状態で上下ユニットを相対的に平行摺動させると、自動オープンするトルクを発生する。

図１０に示すように、上ユニット１１０は、連結ユニット２００に対して、Ａ軸２１０の回転軸線を中心として回動する。Ａ軸オープン角度φAは、上ユニット１１０の開き方向（図１０では時計方向）を正方向とし、０°（クローズ状態）〜−φ°（スライド操作途中）〜−２０°（スライド操作限界）〜−２０°（オープン途中）〜２３°（オープン状態）と遷移する角度で表される。上ユニット１１０に対し連結ユニット２００からＡ軸が相対的に出力するオープン回転トルクをτ_A(+)、クローズ回転トルクをτ_A(-)と表記する。以下の説明において、総じてＡ軸回転トルクと略記する。

連結ユニット２００は、下ユニット１２０に対して、Ｂ軸２２０の回転軸線を中心として回動する。Ｂ軸オープン角度φBは、連結ユニット２００の開き方向（図１０では時計方向）を正方向とすると、０°（クローズ状態）〜φ°（スライド操作途中）〜２０°（スライド操作限界）〜１４５°（オープン途中）〜１４５°（オープン状態）と遷移する角度で表される。連結ユニット２００に対し下ユニット１２０からＢ軸が相対的に出力するオープン回転トルクをτ_B(+)、クローズ回転トルクをτ_B(-)と表記する。以下の説明において、総じてＢ軸回転トルクと略記する。

本実施の形態では、図１０（ｅ）のオープン状態で、Ａ軸オープン角度φAが０°でなく、２３°を有する。すなわち、オープン状態では、Ｂ軸オープン角度φ_Bがすべてのセットオープン角度θを担うのではなく、Ａ軸も一定のオープン角度φ_Aを分担する。Ａ軸及びＢ軸の合計のセットオープン角度（以下、セットオープン角度と略す）θは、１６８°に設定している。

図１０（ｃ）（ｅ）に示すように、スライド操作完了状態とフルオープン完了状態において、上ユニット１１０の閉及び開ストッパーをＡ軸近傍の連結ユニット２００で構成し、Ａ軸の役割をスライド相当回転角の確保だけでなく、セットオープン角の確保を含めた構成とする。この構成により、両軸とも適度な回転角を有する簡易型カム小型ヒンジにより製作することができる。Ａ軸動作範囲、Ｂ軸動作範囲、及び最大セットオープン角度は、次式（４）の条件を設定する。
Ａ軸動作範囲：「スライド角φ_A1(-)＜φ_A0＝０＜オープン角φ_A2(+)」
Ｂ軸動作範囲：「φ_B0＝０＜スライド角φ_B1(+)＜オープン角φ_B2(+)」
最大セットオープン角度θ：「φ_A2(+)＋φ_B2(+)」 …（４）

（クローズ状態図１０（ａ））
図１０（ａ）は、上ユニット１１０と下ユニット１２０のクローズ状態を示す。Ａ軸オープン角度φ_Aは０°、Ｂ軸オープン角度φ_Bは０°であり、Ａ軸及びＢ軸合計のセットオープン角度θは、０°である。

また、Ａ軸回転トルクτ_A0(-)、Ｂ軸回転トルクτ_B0(-)が発生する。

本実施の形態は、スライド初期のスライド操作力Ｆが、Ｂ軸回転トルクτ_BとＡ軸回転トルクτ_Aの絶対値差分となるように、Ｂ軸回転トルクτ_B、Ａ軸回転トルクτ_Aとも閉じ方向に当たる(-)回転トルクの設定とする。

図１０（ａ）に示すように、クローズ状態において、連結ユニット２００の閉じストッパーとして、Ｂ軸近傍の下ユニット１２０にストッパー１２１を構成し、上ユニット１１０のストッパーとして、セット先端の下ユニット１２０にストッパー１２２を構成する。

上記トルク設定により、スライド初期のスライド操作力Ｆは、次式（５）で示される。
Ｆ≒（τ_A0(-)−τ_B0(-)）／ｂ＝（|τ_B0(-)|−|τ_A0(-)|）／ｂ
かつ
|τ_B0(-)|＞|τ_A0(-)| …（５）

上記式（５）に示すように、スライド操作力Ｆは、回転トルクτ_A0(-)及びτ_B0(-)の絶対値そのものの大きさでは定まらず、「|τ_B0(-)|＞|τ_A0(-)|」の条件下での絶対値差分により設定することができる。すなわち、従来例では、前記式（１）で表されるように、スライド操作力Ｆは、回転トルクの絶対値｜τ_A0(+)｜及び|τ_B0(-)|の和であったため、重量増対策などでクローズ状態保持力アップに通じる軸トルクの絶対値アップを図るには、副作用としてスライド操作力Ｆを高くせざるを得なかった。これに対して、本実施の形態では、式（５）で表されるように、スライド操作力Ｆは、|τ_B0(-)|＞|τ_A0(-)|」の条件下での絶対値差分により設定することができる。よって、上ユニット１１０の重量増に起因して、クローズ状態保持力を大きくしたい場合でも、スライド操作力Ｆは適度に抑えることができる。

上記クローズ状態から、上ユニット１１０と下ユニット１２０との相対的なスライド操作により、図１０（ｂ）に示すスライド操作途中を経て、スライド操作限界（図１０（ｃ））まで、上ユニット１１０をスライドさせる。

（スライド操作途中図１０（ｂ））
スライド操作途中は、Ａ軸オープン角度をφとすると、Ｂ軸オープン角度は-φであらわせ、セットオープン角度φは、０°である。また、Ａ軸回転トルクτ_A(-)、Ｂ軸回転トルクτ_Bが発生する。Ｂ軸回転トルクは(-)から(+)に切り替わることになる。

（スライド操作限界図１０（ｃ））
図１０（ｃ）に示すように、スライド操作による連結ユニット２００の作用で上ユニット１１０はスライド操作限界までスライドする。Ｂ軸オープン角度φ_Bが２０°、Ａ軸オープン角度φ_Aが−２０°まで移動したとき、スライド操作限界となる。スライド操作限界において、Ａ軸の閉ストッパーＯＮである。

また、Ａ軸回転トルクτ_A1(-)、Ｂ軸回転トルクτ_B1(+)が発生する。

スライド操作限界後、自動オープンを開始する。

図１０（ｄ）に示すように、自動オープンは、Ｂ軸オープン角度φ_B１２５°（図１０（ｄ））までＢ軸主動作による自動オープン（その１）、オープン途中（図１０（ｄ））からＡ軸主動作による自動オープン（その２）に移る。

（オープン途中図１０（ｄ））
オープン途中のＡ軸オープン角度φ_Aは−２０°、Ｂ軸オープン角度φ_Bは１４５°であり、セットオープン角度θは、１２５°である。また、オープン途中において、Ｂ軸の開ストッパーＯＮ，Ａ軸の閉ストッパーＯＮである。

オープン途中から、Ａ軸動作により自動オープン（その２）となる。オープン途中からフルオープンまでＡ軸は、４３°回転する。

（オープン状態図１０（ｅ））
図１０（ｅ）に示すように、オープン状態のＡ軸のオープン角度φ_Aは２３°、Ｂ軸のオープン角度φ_Bは１４５°であり、セットオープン角度θは、１６８°である。

また、このオープン状態を保持するため、Ａ軸の開ストッパーＯＮ，Ｂ軸の開ストッパーＯＮであり、連結ユニット２００の開きストッパーをＢ軸近傍の下ユニット１２０で構成し、上ユニット１１０の開きストッパーをＡ軸近傍の連結ユニット２００で構成する。

[自動オープン条件]
上記式（４），（５）に示した構成により、スライド操作時の自動オープン挙動は、下記の１軸運動となる。

スライド操作限界（図１０（ｃ）参照）での開放による場合には、Ａ軸は閉ストッパーが掛かかるため、Ｂ軸トルクτ_B1(+)による１軸運動である。

スライド操作途中での開放（図１０（ｂ）参照）による場合は、Ａ軸回転トルクτ_A(-)による上ユニット１１０の回転と、合成トルク（τ_B−τ_A(-))による連結ユニット２００の回転の２軸自由運動から始まるので、「τ_B−τ_A(-)＞０」という条件が揃えば、Ｂ軸回転トルクが（−）であっても自動オープンを開始する。この場合は、２軸自由運動により即座にＡ軸に閉ストッパーが掛かかり、Ｂ軸回転トルクτ_B1(+)による１軸運動に移ることになる。自動オープン条件は、次式（６）で示される。
自動オープン条件：τ_B−τ_A(-)＞０ …（６）

[２軸自由運動、Ｂ軸による１軸運動、Ａ軸による１軸運動]
図１１は、運動方程式の諸元及び記号の説明である。

２軸自由運動は、式（７）の運動方程式で示される。

Ｂ軸による１軸運動は、式（８）の運動方程式で示される。

Ａ軸による１軸運動は、式（９）の運動方程式で示される。

本実施の形態では、自動オープン条件：τ_B−τ_A(-)＞０を与えている。このため、Ｂ軸回転トルクが（−）であっても自動オープンを開始することができる。この場合、２軸自由運動による自動スライドから始まり即座にＡ軸に閉ストッパーが掛かる。つまり自動でスライド操作限界状態まで動作する。その後はＢ軸トルクτ_B1(+)による１軸運動に移ることになる。このように、１軸運動に必要なτ_B1(+)を確保すれば、自動オープンを開始することができ、効率のよい軸トルク活用ができることになる。因みに、従来例では、前記図１（ｂ）に示すスライド操作完了後、図１（ｃ）に示すオープン状態に至るオープン動作そのものが２軸自由運動で始まる運動となる。前記式（２）の自動オープン条件が揃わなければ、自動オープンが開始しない。上記自動オープン条件を満たすためには、Ｂ軸回転トルクτ_B2(+)を大きくせざるを得ず、効率が悪い。

〔中間ストップ操作〕
図６は、携帯端末装置１００の卓上置き状態を説明する側面図であり、中間ストップ状態を示す。

図６に示す携帯端末装置１００の卓上置き状態をつくるには、図５に示すようにセットを任意の角度以上の仰角（図中では３°に設定）に傾けた状態でスライド操作を行うことで、図１０（ｄ）の自動オープン途中の状態に中間ストップさせる。仰角に関係なく「スライド操作」→「手動オープン操作」でも作ることはできる。

卓上置き状態で上ユニット１１０の角度は、図６に示すように下ユニット１２０が水平面から３°傾斜するため、中間オープン保持角を１２５°に設定した場合は水平面から１２２°の傾きとなる。携帯端末装置１００を卓上置きにする場合、上ユニット１１０を開いた仰角は、１２０〜１３０°が良いとされている。
中間オープン保持角＝スライド角φ_A1(-)＋オープン角φ_B2(+)：約１２０〜１３０°
…（１０）

本実施の形態では、スライド操作からの中間オープン保持角は、前記式に従って、スライド限界に相当するＡ軸オープン角φ_A1(-)＝−２０°とＢ軸最大オープン角φ_B2(+)＝１４５°との合計となり、１２５°になる。

Ａ軸及びＢ軸のヒンジカムに緻密な加工を施すことなく卓上置きに適度な中間オープン停止機能を付加させることができる。特に、自動オープン、フルオープン、さらにクローズ操作をスムーズに実現した上で、図６に示す卓上置き状態を実現することができる。

〔クローズ操作〕
図１２は、携帯端末装置１００のクローズ操作を説明する図であり、図１２（ａ）はフルオープン状態を、図１２（ｂ）はクローズ途中を、図１２（ｃ）はクローズ状態をそれぞれ示す。

クローズ操作は、手動操作である。

（オープン状態図１２（ａ））
図１２（ａ）に示すように、前記自動オープン（その１）のＢ軸動作によりＢ軸オープン角度φ_Bは１２５°、前記自動オープン（その２）のＡ軸動作によりＡ軸オープン角度φ_Aは４３°となって、セットオープン角度θは、１６８°のフルオープン状態となっている。

さらにＡ軸のオープン状態保持トルクτ_A2(+)及びＢ軸のオープン状態保持トルクτ_B2(+)を、次式（１１）の関係が成り立つように設定する。
オープン状態保持トルク：τ_A2(+)≫τ_B2(+) …（１１）

上記式（１１）が成り立つように設定にすることによって、フルオープン後のクローズ操作において、「Ｂ軸回転→Ａ軸回転」を誘導することができ、スムーズに初期状態に戻すことができる。

（クローズ途中図１２（ｂ））
フルオープン後のクローズ操作は、手動操作であり、まず手動クローズその１となる。手動クローズその１は、クローズ途中（図１２（ｂ））までＢ軸回転となる。すなわち、手動クローズその１は、Ａ軸オープン角度φAがオープン状態（図１２（ａ））の２３°を保ったまま、Ｂ軸のオープン角度φ_Bが−１４５°になるまでＢ軸が回転する。このクローズ途中において、Ａ軸の開ストッパーＯＮ，Ｂ軸の閉ストッパーＯＮとなる。

（クローズ状態図１２（ｃ））
前記回転トルク：τ_A2(+)≫τ_B2(+)が成立していることで、クローズ操作がクローズ途中（図１２（ｂ））まで達すると、手動クローズその１のＢ軸回転から、手動クローズその２のＡ軸回転でクローズ状態（図１２（ｃ））に移行する。手動クローズその２は、Ｂ軸のオープン角度φBがクローズ状態（図１２（ｂ））の０°を保ったまま、Ａ軸のオープン角度φ_Aが０°になるまでＡ軸が回転する。手動クローズその２ではＢ軸の閉ストッパーＯＮ状態であり、Ａ軸のオープン角度φ_Aが０°になるとセット先端ストッパーＯＮでクローズ状態が完了する。

このように、フルオープン後のクローズ操作において、「Ｂ軸回転→Ａ軸回転」を誘導することができ、スムーズに初期状態に戻すことができる。

〔トルク構成〕
次に、クローズ状態で上下ユニットを相対的に平行摺動させると、自動オープンするトルクを発生する条件について、より詳細に説明する。

図７乃至図９は、携帯端末装置１００のカム構成を説明する図である。図７は、Ａ軸カム位置と回転トルクを示す図、図８は、Ｂ軸カム位置と回転トルクを示す図、図９は、各状態におけるＡ軸Ｂ軸カム位置と回転トルクを示す図である。

図７乃至図９に示すように、Ａ軸Ｂ軸カムは、基本的には２つの山部と、その山部を形成する傾斜面と、この山部及び傾斜面に沿って移動する従動突起（図７及び図８の○印参照）とを有する。Ａ軸Ｂ軸カムは、山部及び傾斜面に沿って従動突起（図７及び図８の○印参照）が移動することで、Ａ軸回転トルクτ_A、Ｂ軸回転トルクτ_Bが発生する。

図７に示すように、Ａ軸カムは、(-)トルクを生み出す傾斜面の山頂直下がＡ軸のクローズ角度φ_A0、この傾斜面を滑り落ちたところがＡ軸のスライド操作限界（図１０（ｃ）参照）でスライド角φ_A1(-)、頂上を越え(+)トルクを生み出す傾斜面の途中がＡ軸の最大オープン角度φ_A2(+)である。Ａ軸のスライド操作限界φ_A1(-)と最大オープン角度φ_A2(+)との間が、Ａ軸動作設定範囲である。

図８に示すように、Ｂ軸カムは、(-)トルクを生み出す傾斜面途中がＢ軸のクローズ角度φ_B0、頂上を越え(+)トルクを生み出す傾斜面の山頂直下がＢ軸のスライド操作限界（図１０（ｃ）参照）角度φ_B1(+)、この傾斜面の最も底部がＢ軸の最大オープン角度φ_B2(+)（オープン途中（図１０（ｄ）参照））である。Ｂ軸のクローズ角度φ_B0とＢ軸の最大オープン角度φ_B2(+)との間が、Ｂ軸動作設定範囲である。

図９の[クローズ状態]では、Ａ軸オープン角度φ_Aは０°、Ｂ軸オープン角度φ_Bは０°、Ａ軸及びＢ軸の合計のセットオープン角度θは０°である。Ａ軸回転トルクτ_A0(-)、Ｂ軸回転トルクτ_B0(-)が発生している。

上記[クローズ状態]から次の[スライド操作限界]までが、スライド操作力Ｆによるスライド操作可能範囲として設定している。

図９の[スライド操作途中]では、Ａ軸オープン角度φ_A、Ｂ軸オープン角度φ_B、セットオープン角度θは、φ_A＋φ_B≒０°である。Ａ軸回転トルクτ_A(-)、Ｂ軸回転トルクτ_Bが発生している。

この[スライド操作途中]の操作解放でも、[自動スライド]→[自動オープン]が開始する。その自動スライド概略条件は、τ_B−τ_A(-)＞０であり、２軸運動となる。τ_Bが(-)であってもこの条件が満足すれば自動スライドは開始する。

図９の[スライド操作限界]では、Ａ軸のオープン角度φ_Aは−２０°、Ｂ軸のオープン角度φ_Bは２０°と設定した例であり、セットオープン角度θは、０°である。また、Ａ軸回転トルクτ_A1(-)、Ｂ軸回転トルクτ_B1(+)が発生する。スライド操作限界後の自動オープンは、Ｂ軸主運動である。スライド操作途中で２軸連動であった状態が自動オーブン開始とともに、後述するようにＢ軸主運動に移る。その後、Ｂ軸主運動はさらにＡ軸主運動に移って自動オープン完となる。

図９の[オープン途中]まではＢ軸主運動であり、Ａ軸オープン角度φ_Aを−２０°、Ｂ軸オープン角度φ_Bを１４５°と設定した例であり、セットオープン角度θは、１２５°である。オープン途中からＡ軸主連動に移る。

図９の[オープン状態]では、Ａ軸オープン角度φ_Aは２３°、Ｂ軸オープン角度φ_Bは１４５°と設定した例であり、セットオープン角度θは、１６８°である。この[オープン状態]で自動オープンが完了する。

クローズ操作は、[オープン状態]から手動操作により行われる。

図９の[オープン状態]では、Ｂ軸オープン角度φ_Bは１２５°、Ａ軸オープン角度φ_Aは４３°となって、セットオープン角度θは、１６８°のフルオープン状態となっている。

[オープン状態]からのクローズ操作において、Ｂ軸先行回転条件は、τ_A2(+)≫τ_B2(+)である。

図９の[クローズ途中]では、Ａ軸オープン角度φ_Aは２３°、Ｂ軸オープン角度φ_Bは０°となって、セットオープン角度θは、２３°である。

図９の[クローズ状態]では、Ｂ軸オープン角度φ_B＝０°を保ったまま、Ａ軸オープン角度φ_Aが０°になるまでＡ軸が回転する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、携帯端末装置１００は、上ユニット１１０と下ユニット１２０と連結ユニット２００を備え、連結ユニット２００は、Ａ軸２１０とＢ軸２２０とを有し、上ユニット１１０と下ユニット１２０は軸運動を制御するストッパー１１１，１２１を備える。スライド操作力Ｆは、Ｂ軸回転トルクτ_B0(-)とＡ軸回転トルクτ_A0(-)との絶対値差分（但し、|τ_B0(-)|＞|τ_A0(-)|）により設定することができるので、上ユニット１１０の重量増に起因して、クローズ及びオープン状態保持トルクを大きくしたい場合でも、スライド操作力Ｆは適度に抑えることができる。この構成により、クローズ状態で上下ユニット１１０，１２０を相対的に平行摺動させると、自動オープンするトルクを効率よく発生させることができる。

以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。

上記実施の形態では、携帯端末装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、携帯端末、ヒンジユニット、ヒンジ装置等であってもよいことは勿論である。

また、上記携帯端末装置を構成する各部、例えばヒンジ部のカム構造・バネ定数・材質、その数及び接続方法などはどのようなものでもよい。また、第１及び第２の回路部材の相互の設置位置等は適宜変更が可能である。

本発明に係る携帯端末装置は、二つ折り携帯電話機、ＰＤＡ等の携帯情報端末、パーソナルコンピュータ又はその融合された装置、さらにはＭＰ３プレーヤ、ＨＤＤプレーヤ、携帯型ゲーム機などの携帯機器に適用可能である。

１００携帯端末装置
１１０上ユニット
１１１，１２１，１２２ストッパー
１２０下ユニット
２００連結ユニット
２１０第１回転部材（Ａ軸）
２２０第２回転部材（Ｂ軸）

Claims

第１ユニットと、
第２ユニットと、
第１回転部材と第２回転部材とを有する連結ユニットと、を備え、
前記連結ユニットは、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを互いに向かい合う折り畳み状態及び前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互いに離れる開き状態にするとともに、前記折り畳み状態において前記第１ユニットを前記第２ユニットに対して平行に摺動させ、
前記第１回転部材は、前記第１ユニットと接続し、前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを回動自在に連結し、
前記第２回転部材は、前記第２ユニットと接続し、前記連結ユニットに対して前記第２ユニットを回動自在に連結し、
前記折り畳み状態において、前記第１回転部材の回転トルクは、前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを折り畳む方向に設定され、前記第２回転部材の回転トルクは、前記第２ユニットに対して前記連結ユニットを折り畳む方向に設定される携帯端末装置。
前記第１ユニットと前記第２ユニットとを互いに向かい合う折り畳み状態から前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互いに離れる開き状態に遷移する際に、前記第１回転部材の回転トルクは、前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを開く方向に遷移し、前記第２回転部材の回転トルクは、前記第２ユニットに対して前記連結ユニットを開く方向に遷移する請求項１記載の携帯端末装置。
前記折り畳み状態において前記第１ユニットを前記第２ユニットに対して平行に摺動した後に、前記第１ユニットを回転規制するストッパーを前記連結ユニットに備え、前記第２回転部材の回転トルクが前記第２ユニットに対して前記連結ユニットを開く方向に遷移した後に、前記第１回転部材の回転トルクが前記連結ユニットに対して前記第１ユニットを開く方向に遷移する請求項２記載の携帯端末装置。
前記第１ユニットと前記第２ユニットとが互いに離れる最大開き角の中間で停止保持させる中間オープン角度を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
前記連結ユニットは、前記第１回転部材のオープン状態保持トルクを第２回転部材のオープン状態保持トルクよりも大きく設定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯端末装置。