JP4224712B2 - 折り畳み式携帯電話機器及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、折り畳み式携帯電話機器及びその組立方法に関し、特に、該携帯電話機器のヒンジ部に小型カメラを備えた折り畳み式携帯電話機器及びその組立方法に関する。

従来、特許文献１に記載される折り畳み式携帯電話のように、１個の小型カメラが折り畳みヒンジ部に回転自在に組み込まれているものがある。これは、折り畳み式携帯電話を開いた状態で小型カメラを液晶表示部の背面側の被写体に向け、その被写体を液晶表示部で確認しながら撮影することができる。さらには、小型カメラを液晶表示部の正面側に向けると、自分を撮影することができるため、通話しながら小型カメラで自己を撮影し、通話相手の画像を液晶表示部で表示させた場合、テレビ電話としても使用できる。このため、この種の携帯電話の需要は増加することが予想される。

しかし、通常の折り畳み式携帯電話では、特許文献１に示されるように折り畳みヒンジ部の両端にそれぞれ表示部と操作部とを連結させる為のヒンジ軸が組み込まれていて、表示部側と操作部側を電気的に繋ぐ、フレキシブル基板や同軸ケーブルは各ヒンジ軸を避けた空きスペースに配線されている。このため、携帯電話の小型化・薄型化が進むと、カメラユニットを配置するスペースが無くなり、折り畳みヒンジ部にカメラユニットを実装することが困難になる。

この問題を解決できる方法として、特許文献２に記載されているような、折り畳みヒンジ部の両側端に配置されているヒンジ軸を片側だけに配置し、もう片側をフレキシブル基板等を通すことができる中空部で構成することで、カメラユニットを実装するスペースを確保する方法がある
特開2004−104164（段落［0059］，［0062］，図９参照） 特開2003−60764号（段落［0036］参照）

しかし、特許文献２に示される構成は、２個使っていたヒンジ軸を１個にするため、ヒンジ軸を保持する部位へ負荷が集中し、ヒンジ軸の保持部の破損やカメラユニットの脱落という問題が発生する。

そこで本発明は、上述した従来技術の問題に鑑み、表示部と操作部との連結構造にフレームを用いることでヒンジ軸の保持部の剛性を高めてヒンジ軸の片側化を実現するとともに、ヒンジ部内の空きスペースの増大を可能にする折り畳み式の携帯電話等の携帯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、フレームを内蔵する表示部と、フレームを内蔵する操作部と、前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとを回動自在に連結する二つの連結部と、を有し、該二つの連結部のうち一方の連結部はヒンジ軸によってフレーム同士を回転自在に連結し、他方の連結部は中空筒状部品にてフレーム同士を回転自在に連結している折り畳み式携帯電子機器の組立方法であって、
前記表示部と前記操作部とを電気的に接続するフレキシブル基板を用意し、前記中空筒状部品に該フレキシブル基板を通過させることができるスリットを設けておき、
前記他方の連結部における一方のフレームに前記中空筒状部品を組み込んだ状態で当該中空筒状部品を前記他方の連結部の回転軸方向にスライドさせて前記他方の連結部における他方のフレームに組み込めるように前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとの間に隙間を設定しておき、
前記他方の連結部における一方のフレームに前記中空筒状部品を組み込み、この状態で当該中空筒状部品を前記他方の連結部の回転軸方向にスライドさせつつ前記他方の連結部における他方のフレームに組み込むとともに前記スリットに前記フレキシブル基板を差し込み、
そして、前記一方の連結部のフレーム同士を前記ヒンジ軸により連結した後、当該一方の連結部のフレーム同士の間にスペーサ部品を配して前記ヒンジ軸に組み付けることで、前記隙間を詰めるという工程を含む。
さらに本発明は、フレームを内蔵する表示部と、フレームを内蔵する操作部と、前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとを回動自在に連結する二つの連結部と、前記表示部と前記操作部とを電気的に接続するフレキシブル基板と、を有し、該二つの連結部のうち一方の連結部はヒンジ軸によってフレーム同士を回転自在に連結し、他方の連結部は中空筒状部品にてフレーム同士を回転自在に連結しており、該中空筒状部品が前記フレキシブル基板を通すスリットを有する折り畳み式携帯電子機器であって、
前記他方の連結部における一方のフレームに前記中空筒状部品を組み込んだ状態で当該中空筒状部品を前記他方の連結部の回転軸方向にスライドさせて前記他方の連結部における他方のフレームに組み込めるように前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとの間に隙間を設定して構成されており、
前記一方の連結部のフレーム同士の間に配して前記ヒンジ軸に組み付けられて前記隙間を詰めたスペーサ部品を有する折り畳み式携帯電子機器を提供する。

上記のような発明による折り畳み式携帯電子機器では、表示部と操作部との連結部にフレームを用いることでヒンジ軸の保持部の剛性が高まる。その結果、ヒンジ軸が片側のみの配置であっても、ヒンジ軸の保持部が破損にくい機器になる。また、一方の連結部をヒンジ軸で連結し、もう一方の連結部を中空筒状部品にて連結したことにより、中空筒状部品の中に、表示部側と操作部側とを電気的に接続するフレキシブル基板を通すことができる。このため、ヒンジ部の空きスペースが増大する。

なお、表示部内のフレームと操作部内のフレームは高剛性成形材料で構成されることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、表示部と操作部との連結構造にフレームを用いることにより、ヒンジ軸の保持部の剛性が高まるので、ヒンジ軸の片側化を実現することができる。その結果、ヒンジ部内の空きスペースが増大し、携帯機器の小型化が進んでも、ヒンジ部にカメラユニットの配置スペースを確保することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一つの実施の形態による折り畳み式携帯電子機器の外観図、図２は図１に示した折り畳み式携帯電子機器の分解図を示す。

本実施形態の携帯電子機器は図１に示すように、表示部１と、操作部２と、これらを回動可能に連結するヒンジ部３とからなる。

表示部１の筐体は、図２に示すように上側ケース１Ａと下側ケース１Ｂからなり、これらの間には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）９及びこれを支持するフレーム５が組み込まれている。他方、操作部２の筐体は上側ケース２Ａと下側ケース２Ｂからなり、これらの間には、フレーム５と連結されるフレーム６と、回路基板１０とが組み込まれている。

ヒンジ部３は、マグネシウム合金などの高剛性成形部品であるフレーム５，６同士を連結させてなる。表示部１側のフレーム５と操作部２側のフレーム６は携帯電子機器の両側の２つの部位で連結されており、一方の連結部分には金属製のヒンジ軸７を、もう一方の連結部分にはプラスチック製の中空筒状部品８を用いている。また、ヒンジ部３の中央には携帯電子機器の正面側、背面側を１個のカメラにより撮影を可能とするため、ヒンジ軸７の軸線を中心に回転可能なカメラユニット４が組み込まれている。

表示部１側のＬＣＤ９と操作部２側の回路基板１０はフレキシブル基板１２によって電気的に接続されている。このフレキシブル基板１２は、中空筒状部品８の中を通って組み付けられる。その際、フレキシブル基板１２は、携帯電子機器の開状態と閉状態との中間の状態にあるときにフレキシブル基板１２の変動部分が真っ直ぐになり、かつ、同状態を基準に開状態、閉状態においてそれぞれ逆側へ曲がる構成となっている（図７参照）。

さらに、カメラユニット４の組み付け構成について詳しく説明する。図３及び図４は操作部２側の上側ケース２Ａにカメラユニット４を組み込む時の様子を示している。

カメラユニット４の円筒側面の一方にはカメラ用ヒンジ１１が設けられ、他方にはフランジ状の突起部４ａが設けられている。上側ケース２Ａには、カメラユニット４の円筒側面の一方にあるカメラ用ヒンジユニット１１を保持する第１の保持部１５Ａと、カメラユニット４の円筒側面の他方にある突起部４ａを保持する第２の保持部１５Ｂとが設けられている。

カメラ用ヒンジ１１の第１の保持部１５Ａとの嵌合部はカメラユニット４の回転軸に対して回転自在に取り付けられた略円形のプレート１１ａであり、プレート１１ａには凹部１１ｂが形成されている。第１の保持部１５Ａには、プレート１１ａが嵌合する溝１５ａと、凹部１１ｂと嵌合してプレート１１aを位置決めする凸部１５ｂとが形成されている。また、第２の保持部１５Ｂには、カメラユニット４の突起部４ａが挿入される凹部１５ｃが形成されていて、カメラユニット４を回転自在に保持する。

カメラユニット４にはカメラ用フレキシブル基板１３が電気的に接続されている。カメラ用フレキシブル基板１３は操作部２側のフレーム６のヒンジ軸嵌合部６ａに一周以上巻き付けられてから、操作部２内の回路基板１０と電気的に接続されている。

カメラユニット４の回転角度は表示部１に対して垂直方向で且つユーザー側に向いている場合を９０度、表示部１に対して垂直方向で且つユーザーとは反対方向に向いている場合を２７０度とする。そして、図４に示すように、カメラユニット４の一方の円筒側面に突起４ｂを設け、上側ケース２Ａの第１の保持部１５Ａに突起１５ｄを設けることにより、カメラユニット４の回転範囲が０〜２７０度までに規制されている（図９参照）。

次に、図５を用いて、ヒンジ部３の組み付け方法について説明する。

表示部１側のフレーム５とフレキシブル基板１２とを組み付けた表示部側ユニットに、操作部２側のフレーム６と中空筒状部品８を組み付けた操作部側ユニットを組み付ける。フレーム６に組み込んだ中空筒状部品８は機器の開閉軸として上記の表示部ユニットに組み込まれる。このとき、中空筒状部品８をヒンジ部３の回転軸方向にスライドさせつつフレーム５に組み込む必要がある為、表示部側のフレーム５の寸法Ｄと操作部側のフレーム６の寸法Ｅでは寸法Ｄの方がスライドする分だけ大きく設計してある。

そして、上記の表示部側ユニットと操作部側ユニットをヒンジ軸７により結合した後、スライド分の隙間にＣ字型スペーサー部品１４を挿入し同隙間を詰める。また、上記のような表示部側ユニットのスライド組み付け時に、中空筒状部品８に設けられたガイドスリット８ａにフレキシブル基板１２を差込むように組付ける。

次に、折り畳み式電子機器のヒンジ部３の開閉時の挙動について説明する。表示部１側のフレーム５と操作部２側のフレーム６とはヒンジ軸７と中空筒状部品８により結合されている。ヒンジ軸７は表示部１側のフレーム５と操作部２側のフレーム６とにそれぞれ嵌合し、機器の開閉操作時にトルクを発生させ、開閉完了直前には吸い込みとともにクリック音を発生する。また、中空筒状部品８は操作部２側のフレーム６に固定され、表示部１側のフレーム５を位置決めする軸となるとともに、フレーム５がヒンジ軸７の軸周りに回動するときの摺動軸となる。

次に、図１、図６、図７、図８を用いて、折り畳み式電子機器の開閉時のフレキシブル基板１２の挙動について説明する。図６は従来の折り畳み式電子機器の外観図、図７は図１のＡ−Ａ断面を示し、図８は図６のＢ−Ｂ断面を示す。

従来の、フレキシブル基板１２を円筒状のヒンジ部３内で一回転させて輪形状を作る方法では、図８に示すように機器の開状態と閉状態におけるフレキシブル基板１２の変動部の経路の差分を輪形状の径の増減によって吸収している。これに対して本発明では機器が開状態と閉状態との中間の状態にあるときにフレキシブル基板１２の変動部分が真っ直ぐになり、フレキシブル基板１２は同状態を基準に開状態、閉状態ではそれぞれ逆側へ曲がる構成となっている。機器の閉状態と開状態の、操作部２に対する表示部１の開閉角度差を例えば１６０度とした場合、開閉角度が８０度の状態を基準として、同状態でフレキシブル基板１２の変動部分が真っ直ぐになるような構成とすると、開状態と閉状態ではそれぞれ反対方向に８０度曲がる構成となる。

次に、カメラ用フレキシブル基板１３の挙動について説明する。カメラユニット4の回転角度について、カメラ撮影方向を表示部１に対して垂直方向でユーザー側に向けている状態を９０度、表示部１に対して垂直方向でユーザーと反対側に向けている状態を２７０度とする。このとき、回転角度が０度の場合はカメラ撮影方向が装置筐体で覆われている状態となる。カメラ用フレキシブル基板１３はヒンジ部３内で操作部２側のフレーム６のヒンジ軸嵌合部６ａに巻き付けられた後、操作部２内の回路基板１０に接続されている。カメラユニット４の回転によるカメラ用フレキシブル基板１３の経路の差分はヒンジ軸嵌合部６ａへの、巻きつけ径の増減により吸収される。

次に、図３、図４および図９を用いて、カメラユニット４の回転止め構造について説明する。カメラユニット４は上記のように回転範囲が０〜２７０度であり、これ以上の回転を規制する機構を備えている。この機構により、カメラ用フレキシブル基板１３への負荷が抑えられる。カメラユニット４の、カメラ用ヒンジユニット１１側の円筒側面に設けられた突起４ｂと、第１の保持部１５Ａの溝１５ａ付近に設けられた突起１５ｄはそれぞれ、カメラユニット４の回転軸周りに４５度の角度を持った略扇形である。そして、カメラユニット４の回転角度が０度のときに突起４ｂと突起１５ｄの側面同士が接するように、突起４ｂ，１５ｄが配置されている。回転角度が０〜２７０度未満までの範囲では突起４ｂ，１５ｄはカメラユニット４の回転に影響を及ぼさず、回転角度が２７０度の場合、突起４ｂ，１５ｄの側面同士が接触し、それ以上の回転を抑制する。

最後に、本実施形態の効果について述べる。

上述したヒンジ部３構造では、表示部１、操作部２の内部にそれぞれ高剛性成形材料のフレーム５、フレーム６を組み込むことでヒンジ部３の剛性が向上し、ヒンジ部３の中央に配置されたカメラユニット４の脱落や破損を防止することができる。

本実施形態では、ヒンジ部３の中央に配置するカメラユニット４のスペースを確保するために、ヒンジ部３の左右両端に配置していたヒンジ軸７を片側のみに配置し、もう片側を中空筒状部品８に変更し、中空筒状部品８内にフレキシブル基板１２を通すことで、ヒンジ部３内のスペースを増加させている。

このとき、ヒンジ軸７をヒンジ部３の片側のみに使用したことにより、ヒンジ軸７を保持する部位には通常より大きな負荷がかかることになるが、ヒンジ軸７の保持部は剛性の高いフレーム５，６であるため、ヒンジ軸７の保持部は破損しにくい。

また、本実施形態では、機器が開状態と閉状態との中間の状態であるときにフレキシブル基板１２の変動部分が真っ直ぐになり、フレキシブル基板１２は同状態を基準に開状態、閉状態ではそれぞれ逆側へ曲がる構成となっている。これにより、開状態と閉状態でのフレキシブル基板１２の変動部の経路の差を少なくすることを可能としている。つまり、図８のようにフレキシブル基板１２を回転させる場合はフレキシブル基板１２の実装スペースが大きくなるが、図７のようにフレキシブル基板１２を一回転させないことによりヒンジ部3の内径をより小さい寸法にすることができ、機器の小型化を図ることができる。また、フレキシブル基板１２を一回転させないことで、フレキシブル基板１２の長さを短くすることができ、コスト的にも有利となる。

さらに、カメラ用フレキシブル基板１３について、カメラユニット４の０〜２７０度の回転に対し、カメラユニット４のコネクタと操作部側の回路基板１０上のコネクタとの位置変動量をフレキシブル基板１３が吸収する必要がある。このため、カメラ用フレキシブル基板１３は機器への組み付け時に、操作部２側のフレーム６のヒンジ軸嵌合部６ａの周りに１周以上巻き付けられている。この巻きつけ数を増やすことでカメラ用フレキシブル基板１３の全長に対するコネクタ間変動量の割合が減少し、フレキシブル基板13の巻きつけ径の変動量を抑えることが可能となり、限られたヒンジ部３内のスペースを効率的に使用できる。

以上説明したように本実施形態のフレーム５，６はマグネシウム合金を用いたが、高剛性成形材料であれば、他の材料でもよい。また、中空筒状部品８の材質についてもプラスチックに限られない。

また、カメラユニット４の回転角度は０〜２７０度の範囲としたが、これに限られない。

また、中空筒状部品８にはガイドスリット８ａが設けられているため、図１０に示すように中空筒状部品８が連結部８ｂで連結されている。図１０に示す連結部８ｂの位置に代えて、図１１に示すように中空筒状部品８の筒部分にガイドスリット８ａを埋める連結部１８ａを形成することで、表示部1と操作部2とを連結する回転軸に垂直な方向の剛性を高めることもできる。

さらに、本実施形態では、表示部側のフレーム５と操作部側のフレーム６を連結するヒンジ軸７に組み付けるスペーサー部品１４が、図１０に示すようにヒンジ軸７のヒンジ軸嵌合部６ａへの挿入後にヒンジ軸７に組み付けることができるＣ字型に形成されている。この形状に代えて、図１１に示すようにリング状のスペーサー部品２４を使用することもできる。この場合、ヒンジ軸７をヒンジ軸嵌合部６ａに挿入する時と同時にヒンジ軸７にスペーサー部品１４を組み付けることになるが、この形状はヒンジ軸７から脱落しない点で有効である。

本発明の実施の形態による折り畳み式携帯電子機器の外観図である。 図１に示した折り畳み式携帯電子機器の分解図である。 図１の操作部側の上側ケースにカメラユニットを組み込むときの様子を示した斜視図である。 図１の操作部側の上側ケースにカメラユニットを組み込むときの様子を示した斜視図である。 図１のヒンジ部を構成する部品を示す分解斜視図である。 従来の折り畳み式電子機器の外観図である。 図１のＡ−Ａ断面を示し、（ａ）は機器が開状態である場合のフレキシブル基板の様子、（ｂ）は機器が開状態と閉状態との中間の状態にある場合のフレキシブル基板の様子、（ｃ）は機器が閉状態である場合のフレキシブル基板の様子を示した図である。 図６のＢ−Ｂ断面を示し、（ａ）は機器が開状態である場合のフレキシブル基板の様子、（ｂ）は機器が閉状態である場合のフレキシブル基板の様子を示した図である。 図１のカメラユニットの回転範囲を説明する為の図で、（ａ）は撮影方向が０度、（ｂ）は撮影方向が２７０度の場合を示した図である。 本発明の他の実施形態を説明するための図である。 本発明の他の実施形態を説明するための図である。

符号の説明

１ 表示部
１Ａ，２Ａ 上側ケース
１Ｂ，２Ｂ 下側ケース
２ 操作部
３ ヒンジ部
４ カメラユニット
４ａ 突起部
４ｂ，１５ｄ 突起
５，６ フレーム
６ａ ヒンジ軸嵌合部
７ ヒンジ軸
８ 中空筒状部品
８ａ ガイドスリット
８ｂ 連結部
９ ＬＣＤ
１０ 回路基板
１１ カメラ用ヒンジユニット
１１ａ プレート
１１ｂ 凹部
１２ フレキシブル基板
１３ カメラ用フレキシブル基板
１４ スペーサー部品
１５Ａ 第１の保持部
１５Ｂ 第２の保持部
１５ａ 溝
１５ｂ 凸部
１５ｃ 凹部

Claims (5)

1. フレームを内蔵する表示部と、フレームを内蔵する操作部と、前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとを回動自在に連結する二つの連結部と、を有し、該二つの連結部のうち一方の連結部はヒンジ軸によってフレーム同士を回転自在に連結し、他方の連結部は中空筒状部品にてフレーム同士を回転自在に連結している折り畳み式携帯電子機器の組立方法であって、
   前記表示部と前記操作部とを電気的に接続するフレキシブル基板を用意し、前記中空筒状部品に該フレキシブル基板を差し込むことができるスリットを設けておき、
   前記他方の連結部における一方のフレームに前記中空筒状部品を組み込んだ状態で当該中空筒状部品を前記他方の連結部の回転軸方向にスライドさせて前記他方の連結部における他方のフレームに組み込めるように前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとの間に隙間を設定しておき、
   前記他方の連結部における一方のフレームに前記中空筒状部品を組み込み、この状態で当該中空筒状部品を前記他方の連結部の回転軸方向にスライドさせつつ前記他方の連結部における他方のフレームに組み込むとともに前記スリットに前記フレキシブル基板を差し込み、
   そして、前記一方の連結部のフレーム同士を前記ヒンジ軸により連結した後、当該一方の連結部のフレーム同士の間にスペーサ部品を配して前記ヒンジ軸に組み付けることで、前記隙間を詰めるという工程を含む、折り畳み式携帯電子機器の組立方法。
2. フレームを内蔵する表示部と、フレームを内蔵する操作部と、前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとを回動自在に連結する二つの連結部と、前記表示部と前記操作部とを電気的に接続するフレキシブル基板と、を有し、該二つの連結部のうち一方の連結部はヒンジ軸によってフレーム同士を回転自在に連結し、他方の連結部は中空筒状部品にてフレーム同士を回転自在に連結しており、該中空筒状部品が前記フレキシブル基板を通すスリットを有する折り畳み式携帯電子機器であって、
   前記他方の連結部における一方のフレームに前記中空筒状部品を組み込んだ状態で当該中空筒状部品を前記他方の連結部の回転軸方向にスライドさせて前記他方の連結部における他方のフレームに組み込めるように前記表示部側のフレームと前記操作部側のフレームとの間に隙間を設定して構成されており、
   前記一方の連結部のフレーム同士の間に配して前記ヒンジ軸に組み付けられて前記隙間を詰めたスペーサ部品を有する折り畳み式携帯電子機器。
3. 前記フレキシブル基板が、機器が開状態と閉状態との中間の状態であるときに前記中空筒状部品の中で真っ直ぐになるよう配置されている、請求項２に記載の折り畳み式携帯電子機器。
4. 前記二つの連結部の間に配置され、前記ヒンジ軸の軸周りに回転するカメラユニットをさらに有し、
   前記カメラユニットのフレキシブル基板が、前記一方の連結部のフレームのヒンジ軸嵌合部に１周以上巻きつけられてから前記操作部が有する回路基板に接続されている、請求項２又は３に記載の折り畳み式携帯電子機器。
5. 前記カメラユニットの回転を一定角度までに制限する為に、前記カメラユニット側面と前記操作部筐体の前記カメラユニットを保持する部分とにそれぞれ突起が設けられている、請求項４に記載の折り畳み式携帯電話機器。

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