JP4642008B2 - 筐体開閉機構および電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、例えば折り畳み式携帯電話端末などの電子機器に使用して好適な筐体開閉機構に関する。

携帯電話端末や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯情報端末、電子辞書などの携帯型の電子機器は、小型にするために、端末筐体を、上筐体と、下筐体とに分け、折り畳み式とする構成が良く採用されている。

この種の電子機器に一般的に採用されている従来の筐体開閉機構は、矩形の筐体の長辺または短辺に平行な方向を回転軸として、上筐体を下筐体に対して回転させて開閉するようにする構成である。すなわち、通常は、矩形の筐体の長辺または短辺の一方に平行な方向を回転軸として上筐体を下筐体に対して回転させて、一方向にのみ開閉することができる構成である。

しかし、例えば最近の携帯電話端末は、電話端末としての機能のみならず、テレビ視聴機能やゲーム機能などを有するように多機能になってきている。このような電子機器の多機能の使用環境を考慮した場合、矩形の筐体の長辺または短辺の一方ではなく、両方に平行な方向を回転軸とした開閉ができるようにすることが要望される。

この種の２方向の開閉を可能にした筐体開閉機構を備える携帯電話端末が、例えば特許文献１（特開２００５−１９８０６２号公報）に開示されている。図１０〜図１２は、この特許文献１に記載された携帯電話端末の概要を説明するための図である。

すなわち、この特許文献１の携帯電話端末は、図１０に示すように、端末筐体は下筐体１と上筐体２から構成されており、下筐体の長辺方向の一方の端部において、短辺方向のほぼ中央に第１のヒンジユニット３が設けられる。

そして、第１のヒンジユニット３に対しては、短辺方向の回転軸５により回転可能に第２のヒンジユニット４が取り付けてある。そして、第２のヒンジユニット４に対しては、長辺方向の回転軸６により回転可能となるように、上筐体２が取り付けられている。

したがって、この特許文献１に記載の携帯電話端末においては、上筐体２は、下筐体１に対して、閉状態から、短辺方向の回転軸５を中心として回転して、図１１に示すように、縦方向に開く状態にすることができると共に、上筐体２は、下筐体１に対して、閉状態から、長辺方向の回転軸６を中心として回転して、図１２に示すように、横方向に開く状態にすることができる。

上記の特許文献および非特許文献は、次の通りである。
特開２００５−１９８０６２号公報

上述した特許文献１に示されるように、筐体開閉機構として、縦方向および横方向の２方向に開閉を可能にしようとした場合には、一般的には、ヒンジユニットを２個設ける必要があり、このため、ヒンジ部分が大きなスペースを占めてしまうという問題があった。

特に、特許文献１の場合、図１２に示したように、横開きにするための回転軸が上筐体２の側面から突出するように設けられる構成であって、第１および第２のヒンジユニットが、上筐体２の側面側に設けられる必要があり、下筐体１の上筐体２と対向する面上に第１および第２のヒンジユニット３，４を設けた場合には、上筐体２の大きさは、第１および第２のヒンジユニット３，４の分だけ小さくなって、デザイン的に、一体感に欠けるという問題がある。

また、上筐体２の縦方向および横方向の２方向の開閉について、開閉時の回転にはある程度の重み（抵抗感）があった方が、高級感が得られるが、そのための構成も、特許文献１のような構造の場合には、第１および第２のヒンジユニット３，４のそれぞれに対して、それらを実現するための部材を付加しなければならず、より大型化してしまうという問題がある。

この発明は、以上の点にかんがみ、小型に構成でき、デザイン的に良好な構成とすることが可能な筐体開閉機構を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明による筐体開閉機構は、
下筐体に対して、上筐体が、第１の方向を回転軸線方向として開閉すると共に、前記第１の方向に対して直交する第２の方向を回転軸線方向として開閉する筐体開閉機構であって、
横断面が所定形状の柱状部材からなり、外周面に平行な方向が前記第１の方向となるような状態で、前記下筐体に対して固定されるカムと、
棒状ピンと、
前記棒状ピンを、当該棒状ピンの中心線方向に移動可能に収納する中空棒状部を備え、前記棒状ピンの中心線方向の一端側の端面が前記カムの前記外周面に対向する状態を維持するように前記中空棒状部を前記第２の方向に配し、かつ、前記中空棒状部が前記第１の方向を回転軸線方向として回転するように、前記カムに対して回転可能に取り付けられる棒状アーム部材と、
前記棒状アーム部材の前記中空棒状部内において、前記棒状ピンの前記一端側の端面を前記カムの外周面に常時圧接させるように前記棒状ピンを前記中心線方向に偏倚させる第１の偏倚手段と、
前記棒状アーム部材の前記中空棒状部に対して、当該中空棒状部を前記第２の方向を回転軸線方向として回転可能とするように挿通される、前記上筐体に対して取り付けられている回転アーム部材と、
前記回転アーム部材の、前記中空棒状部に対する回転に対して抵抗する力を付与する手段と、
を備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の筐体開閉機構において、
前記カムの横断面の所定カム形状は、前記上筐体が前記下筐体に対して閉状態のときに前記棒状ピンの前記端面が圧接する前記カムの外周面と前記第１の方向の回転軸線位置との距離よりも、前記第１の方向の軸線位置を回転中心として前記上筐体が前記下筐体に対して回転して開状態となったときに前記棒状ピンの前記端面が圧接する前記カムの外周面と前記第１の方向の回転軸線位置との距離の方が大きくなるようなものとされる
ことを特徴とする。

上述の構成の請求項１の発明においては、ユーザが、上筐体を、下筐体に対して閉状態から、第１の方向を回転軸線方向として回転して開状態にしようとすると、下筐体に固定された柱状のカムの中心線方向に平行な第１の方向の回転軸線を回転中心として、棒状アーム部材が回転し、前記開状態を実現することができる。

このとき、棒状アーム部材内に設けられている棒状ピンの一端側の端面が、第１の偏倚手段によりカムの外周側面に対して常時圧接されるようにされているので、カムの横断面の形状に応じた反力を受けながら、棒状アーム部材は回転する。

したがって、カムの横断面の形状が、例えば請求項２に記載のように構成されている場合には、上筐体を開状態にすると、閉状態よりも大きな反力を棒状ピンがカムから受けるので、適度の重みを持って開方向に回転させ、また、閉じるときには、軽く閉じるように感じられるようにすることができる。

また、ユーザが、上筐体を、下筐体に対して閉状態から、第２の方向を回転軸線方向として回転して開状態にしようとすると、回転アーム部材が棒状アーム部材の棒状部を回転軸として回転し、前記開状態を実現することができる。

このとき、回転アーム部材は、その回転に対して抵抗力を受けるように構成されているので、適度の重みを感じながら回転させることができる。この抵抗力を付与する手段としては、棒状アーム部材の棒状部と回転アーム部材との間において付与すればよいので、ヒンジ部が大きくなるようなことは全く無い。

そして、請求項１の発明によれば、下筐体に設けるヒンジ部としては、下筐体に対して固定されたカムを含む部分のみでよいので、小型化でき、上筐体と下筐体とをほぼ同一形状とすることでき、デザイン上の一体感が得られる。

また、請求項３の発明は、請求項２に記載の筐体開閉機構において、
前記カムの、前記閉状態のときに前記棒状ピンの前記端面が圧接する外周面部分と、前記第１の方向を回転軸線方向として前記上筐体が前記下筐体に対して回転して所定の回転角になった位置において前記棒状ピンの前記端面が圧接する前記カムの外周面部分とは、前記棒状ピンの前記端面に対応した面形状とされている
ことを特徴とする。

この請求項３の発明によれば、ユーザが、上筐体を、下筐体に対して閉状態から、第１の方向を回転軸線方向として回転して所定の回転角位置まで開状態にすると、棒状ピンの端面が、カムの外周面の棒状ピンの端面に対応した面形状部分に嵌合するので、その回転角位置でクリック感が得られ、その回転角位置で回転を停止することができる。

また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の筐体開閉機構において、
前記第２の偏倚手段の偏倚力に抗して前記上筐体を前記閉状態から前記第２の方向を回転軸線方向として回転することで前記回転アーム部材を前記棒状アーム部材に対して回転させるときに、前記閉状態のときと、前記開状態の所定の回転角位置とにおいて嵌合する嵌合部材を設けた
ことを特徴とする。

この請求項４の発明によれば、ユーザが、上筐体を、下筐体に対して閉状態から、第２の方向を回転軸線方向として回転して所定の回転角位置まで開状態にすると、嵌合部材が嵌合する状態となり、その回転角位置でクリック感が得られ、その回転角位置で回転を停止することができる。

また、請求項５の発明は、請求項２に記載の筐体開閉機構において、
前記棒状ピンは、その中心線方向の他端側に、その周面に対して直交する方向に突出する前記突起を備え、
前記棒状アーム部材は、前記棒状ピンの前記突起を外部に突出させる第１の透孔溝を備え、前記第１の透孔溝を通じて前記突起を外部に突出させた状態で前記棒状ピンを前記第２の方向に移動可能に収納するようにし、
前記回転アーム部材は、前記突起が入り込むことが可能なように、前記第２の方向に延長される第２の透孔溝を備え、
前記下筐体に対して上筐体が閉じられた状態においては、前記回転アーム部材の前記第２の透孔溝は、前記第１の透孔溝に延長する方向に配されるようにされるが、前記突起は、前記第２の透孔溝には入り込まない状態とされ、
前記下筐体に対して上筐体が前記第１の方向を回転軸線方向として回転して開状態にされたときには、前記カムにより、前記突起が前記第２の透孔溝に入り込んで、前記上筐体が、前記開状態において前記第２の方向を回転軸線方向として回転するのを規制するようにされ、
前記下筐体に対して上筐体が前記第２の方向を回転軸線方向として回転して開状態にされたときには、前記回転アーム部材が前記突起と突き当たって、前記突起の第２の方向への移動が規制されることにより、前記下筐体が前記第１の方向を回転軸線方向として回転するのを規制するようにされる
ことを特徴とする。

上記の構成の請求項５の発明においては、上筐体が第１の方向を回転軸線方向として回転して開状態にされたときには、棒状ピンの他端側に設けられた突起が、回転アーム部材の第２の透孔溝に入り込むことで、回転アーム部材の棒状アーム部材に対する回転が規制される。

また、上筐体が前記第２の方向を回転軸線方向として回転して開状態にされたときには、回転アーム部材が前記突起と突き当たって、前記突起の第２の方向への移動が規制されるため、棒状アーム部材の第１の方向を回転軸線方向とした回転が規制される。

したがって、上筐体の第１の方向を回転軸線方向とした回転による開閉と、上筐体の第２の方向を回転軸線方向とした回転による開閉とは、全く、独立して行なわれ、一方の開閉動作において開状態においては、他方の開閉動作はできないようにされるので、誤開閉動作を防止することができ、延いては筐体の開閉機構の破壊を防止することができる。

この発明によれば、下筐体に設けるヒンジユニットとしては、下筐体に対して固定されたカムを含む部分のみでよいので、小型化でき、上筐体と下筐体とをほぼ同一形状とすることでき、デザイン上の一体感が得られる。しかも、簡単な構成で、上筐体の下筐体に対する回転に際して、重み感を付与することができるという効果が得られる。

以下、この発明による筐体開閉機構の実施形態を、折り畳み式携帯電話端末に適用した場合を例に、図を参照しながら説明する。

図２は、この発明による筐体開閉機構の実施形態が適用された折り畳み式携帯電話端末の実施形態の筐体の全体を示すものである。この実施形態の折り畳み式携帯電話端末の実施形態の筐体１０は、下筐体１１と、上筐体１２とからなる。

この実施形態では、図２に示すように、２軸ヒンジ部１３の一部が、矩形の筐体１０の４つの隅の一つにおいて、下筐体１１の上に固定されて露呈する状態とされる。この実施形態では、この２軸ヒンジ部１３により、上筐体１２の下筐体１１に対する以下に説明するような２方向の開閉動作をすることを可能にする。

この実施形態では、図２において、一点鎖線１４で示すように、筐体１０の短辺方向に直交する長辺方向に平行な方向を第１の回転軸線方向として、上筐体１２が下筐体１１に対して回転することで、第１の方向の開閉（以下、この方向の開閉を横開閉という）をすることができるように構成される。また、この実施形態では、図２において、一点鎖線１５で示すように、筐体１０の短辺方向に平行な方向を第２の回転軸線方向として、上筐体１２が下筐体１１に対して回転することで、第２の方向の開閉（以下、この方向の開閉を縦開閉という）をすることができるように構成される。

図１に、この発明による筐体開閉機構の実施形態における２軸ヒンジ部１３の機構部品（下筐体１１および上筐体１２を除く）の分解斜視図を示す。

この実施形態における機構部品は、図１に示すように、横断面が所定のカム形状の柱状のカム２０と、棒状ピン部材（以下、プッシュピンと称する）３０と、棒状アーム部材４０と、回転アーム部材５０と、ホルダ部材６０と、フレーム部材７１，７２と、カム固定用ノックピン７５と、ブッシュ７６と、第１および第２の嵌合カム８１および８２と、第１および第２の偏倚手段としてのばね９１および９２などとからなる。この実施形態では、これらは、すべて樹脂により構成されている。筐体開閉機構に使用される部品として金属部分を用いないことで、携帯電話端末などの通信端末における通信電波に対する影響をなくすことができる。

図１に示すように、この実施形態では、カム２０、プッシュピン３０、棒状アーム部材４０、回転アーム部材５０、ホルダ部材６０は、一点鎖線１４で示す筐体の短辺方向に並べられるもので、前述の図２にも示したように、カム２０と、棒状アーム部材４０の一部およびフレーム部材７１，７２の部分が外部に露呈し、棒状アーム部材４０の前記一部を除く他の部分と、回転アーム部材およびホルダ部材６０、嵌合カム８１および８２、ばね９２などは、上筐体１２内に収納されるものである。

また、後述するように、プッシュピン３０およびばね９１は、棒状アーム部材４０の棒状部４１の中空部内に収納され、外部には露呈しない。

カム２０は、横断面が図３に示すような形状をしている柱状物であり、その外周面２１に平行な方向に矩形の貫通孔２２が設けられている。

一方、カム固定用ノックピン７５は、矩形ピン部分７５ａの一端側寄りに、上筐体１２の縦開閉の回転軸の一部となる円柱部７５ｂが設けられた形状をしたものである。そして、このカム固定用ノックピン７５の円柱部７５ｂよりも一端側に突出する部分は、フレーム部材７２に設けられる矩形貫通孔７２ａに挿入されるようにされるものである。

また、カム固定用ノックピン７５の円柱部７５ｂよりも他端側に延びる矩形ピン部分７５ａは、カム２０の矩形の貫通孔２２を通して、その先端が突き出るようにされている。そして、その突き出た矩形ピン部分７５ａには、円柱状ブッシュ７６が、その矩形貫通孔７６ａを貫通して装着される。このとき矩形ピン７５ａの先端は、円柱状ブッシュ７６よりも更に突き出る長さとなっており、当該プッシュ７６よりも突き出た矩形ピン部分７５ａは、フレーム部材７１の矩形貫通孔７１ａに挿入されるようにされる。

円柱状ブッシュ７６は、前述したカム固定用ノックピン７５の円柱部７５ｂと共に、上筐体１２の縦開閉の回転軸を構成するものである。

棒状アーム部材４０は、カム固定用ノックピン７５の円柱部７５ｂおよび円柱状ブッシュ７６を回転軸位置として、したがって、筐体１０の長辺方向（一点鎖線１４の方向）を回転軸線方向として回転可能となるように取り付けられる。

このため、この実施形態では、棒状アーム部材４０は、棒状部４１と、回転支持部４２とを備える。回転支持部４２は、カム固定用ノックピン７５の円柱部７５ｂおよび円柱状ブッシュ７６が挿入される貫通孔４３を備える鍔部４２ａおよび４２ｂを備える。図１では、鍔部４２ｂ側の貫通孔４３のみが示されている。

鍔部４２ａおよび４２ｂは、棒状部４１の中心線方向とは直交する方向（一点鎖線１４で示す筐体１０の長辺方向）において、所定距離だけ離れた位置に設けられる。そして、回転支持部４２は、これら２個の鍔部４２ａおよび４２ｂの間のスペース内に、カム２０を、その外周面が、前記長辺方向に平行な方向となるような状態で収納するように構成されている。

棒状アーム部材４０の棒状部４１は、中空棒状部４４と、ホルダ部材６０に挿入されるピン部４５とからなる。この実施形態では、中空棒状部４４は、径が大きい大径部４６と、径が小さい小径部４７とからなる。

この実施形態では、棒状部４１の中空棒状部４４には、プッシュピン３０およびばね９１が収納されるように構成される。プッシュピン３０は、径小部４７の内径よりも小さい径のピンとされるが、ばね９１の径は、径小部４７の内径よりも大きいものとされている。

プッシュピン３０は、その中心線方向の一端側に、カム２０の外周面と当接する当接部３１を備える。この当接部３１は、プッシュピン３０の径よりも大きく、かつ、カム２０の外周面の幅（柱状カムの高さに相当）に応じた大きさとされると共に、カム２０の外周面と当接する端面が、この例では平面とされている。

ばね９１は、図示のように、プッシュピン３０に巻回されるように取り付けられており、当接部３１の部分で係止するようにされている。

プッシュピン３０およびばね９１は、棒状アーム部材４０の中空棒状部４４内に収納されるが、この例では、ばね９１の径は、径小部４７の内径よりも大きいものとされているため、径小部４７に入り込めず、径大部４６と径小部４７との境目の壁からの反力により、ばね９１は、常に、プッシュピン３０を、当該プッシュピン３０の当接部３１の端面をカム４の外周面２１側に押圧するようにする偏倚させる。

一方、この実施形態では、カム２０の横断面に対応する形状は、図３に示すようなものとされている。図３において、カム２０は、その外周面の一部を下筐体１１の面と平行となる底面２３とする形状を備えている。

そして、カム２０の横断面の所定カム形状は、上筐体１２を下筐体１１に対して横開閉する場合において、ばね９１の弾性偏倚力によるプッシュピン３０の当接部３１の端面の、カム２０の外周面に対する圧接力が、下筐体１１に対する上筐体１２の開き角度が大きくなるにしたがって、大きくなるような形状とされている。

すなわち、図３に示すように、横開閉の回転軸線位置（回転中心位置）をＰｏとすると、棒状アーム部４０が、ばね９１の弾性偏倚力によりプッシュピン３０の当接部３１の端面をカム２０の外周面に対して当接させながら、回転中心位置Ｐｏを中心に回転するとき、プッシュピン３０の当接部３１の端面と当接するカム２０外周面２１と回転軸線位置Ｐｏとの距離が、図３において、距離ｄ１＜距離ｄ２＜距離ｄ３のように徐々に大きくなるように、カム２０の横断面の形状が選定されている。

このような構成により、上筐体１２の横開閉においては、開き角度を大きくするにしたがって、カム２０の外周面２１からの、ばね９１の弾性偏倚力に抗する反力が大きくなるので、その反力が使用者に伝達されて、横開閉において、開く方向の回動に対する適度の重みとなる。

一方、横開閉において上筐体１２を下筐体１１に対して閉じる方向に回動すると、開き角度が小さくなるにしたがって、カム２０の外周面２１からの、ばね９１の弾性偏倚力に抗する反力が徐々に小さくなるので、その反力の減少により、上筐体１２に対しては下筐体１１に対して閉じる方向に力が加わることになり、上筐体１２はスムースに閉状態に移行するようになる。

そして、更に、この実施形態では、カム２０の外周面２１の、上筐体１２の下筐体１１に対する閉状態においてプッシュピン３０の当接部３１が当接する部分と、上筐体１２の下筐体１１に対する最大開状態においてプッシュピン３０の当接部３１が当接する部分とにおいては、プッシュピン３０の当接部３１の平面に係合するように、平面２１ａと、平面２１ｂとされている。

これにより、上筐体１２の横開閉において、閉じた状態から開状態にするとき、最大開状態近傍になると、プッシュピン３０の当接部３１の当接平面とカム２０の外周面２１の平面２１ｂとが係合するような状態に引き込むように動作し、使用者にはクリック感として感知される。なお、カム２０の外周面２１の平面２１ｂの、横開閉の開方向の端縁には、段差突部２４が形成されており、プッシュピン３０の当接部３１が、当該段差突部２４に衝合して、それ以上、棒状アーム部材４０が横開閉の開方向には回動しないように構成されている。

また、上筐体１２の横開閉において、開いている状態から閉状態にするとき、閉状態近傍になると、プッシュピン３０の当接部３１の当接平面とカム２０の外周面２１の平面２１ａとが係合するような状態に引き込むように動作し、使用者にはクリック感として感知される。なお、カム２０の外周面２１の平面２１ａの、横開閉の閉方向の端縁には、段差突部２５が形成されており、プッシュピン３０の当接部３１が、当該段差突部２５に衝合して、それ以上、棒状アーム部材４０が横開閉の閉方向には回動しないように構成されている。

以上のような横開閉をなすための機構部分は、下筐体１１に対して、フレーム部材７１、７２が用いられて、次のようにして取り付けられる。

すなわち、まず、ばね９１が取り付けられたプッシュピン３０を、棒状アーム部材４０の中空棒状部４４内に収納する。そして、カム２０を、プッシュピン３０の当接部３１の端面に外周部２１を当接させて、プッシュピン３０を、ばね９１の弾性偏倚力に抗して中空棒状部４４内に偏倚させた状態で、棒状アーム部材４０の２個の鍔部４２ａおよび４２ｂの間のスペースに配置するようにする。

この状態で、カム固定用ノックピン７５の矩形ピン７５ａを、棒状アーム部材４０の鍔部４２ａ→カム２０の矩形貫通孔２２→鍔部４２ｂ→ブッシュ７６の順に挿通する。このとき、鍔部４２ａおよび４２ｂの貫通孔４３に、丁度、カム固定用ノックピン７５の円柱部７５ｂおよび円柱状ブッシュ７６が回転可能な状態で挿通している状態となる。

そして、ブッシュ７６よりも突き出た矩形ピン部分７５ａの先端を、更に、フレーム部材７１の矩形貫通孔７１ａに挿通し、外部に突き出すようにする。また、カム固定用ノックピン７５の円柱部７５ｂよりも一端側に突出する部分を、フレーム部材７２に設けられる矩形貫通孔７２ａに挿入し、外部に突き出すようにする。

以上のような組立を維持した状態で、フレーム部材７１および７２を、下筐体１１に対してノックピン７３および７４により、固定するようにする。これにより、棒状アーム部材４０は、図３に示すように、回転軸線位置Ｐｏ（一点鎖線１４で示した長辺方向の回転軸線に平行な位置）を中心として、下筐体１１に対して回動可能となり、後述するように、この棒状アーム部材４０が上筐体１２と一体的に動くように構成されることにより、上筐体１２が長辺方向の回転軸線を中心として、下筐体１１に対して回動可能となる。

次に、この実施形態では、上筐体１２を下筐体１１に対して縦開閉させるための部材として、回転アーム部材５０を設ける。回転アーム部材５０は、棒状アーム部材４０の中空棒状部４４の小径部４７の外径よりも僅かに大きい内径の円柱状中空部（図示は省略）を備える。そして、棒状アーム部材４０の中空棒状部４４の小径部４７に、回転アーム部材５０の円柱状中空部が挿通されて、回転アーム部材５０が棒状アーム部材４０に対して回転可能に取り付けられる。

そして、この実施形態では、この回転アーム部材５０には、当該回転アーム部材５０を上筐体１２に固定するための上筐体固定部５１を備える。この上筐体固定部５１には、上筐体１２の面に対接する平面５１ａが形成されており、この例では、この平面５１ａが上筐体１２の面との接合固定面となる。回転アーム部材５０と上筐体１２との固定方法としては、接着剤を用いた接合などの他、種々の固定方法を用いることができる。

このように、上筐体１２に対して回転アーム部材５０が固定されることにより、上筐体１２は、棒状アーム部材４０に対して回転可能となり、下筐体１１に対して、図１において一点鎖線１５で示した短辺方向の回転軸線を中心として、回動可能となる。

そして、回転アーム部材５０が、棒状アーム部材４０の小径部４７に回転可能に取り付けられていることにより、棒状アーム部材４０は上筐体１２と一体的に動くように構成されていることになる。

この結果、上筐体１２は、下筐体１１に対して、短辺方向の回転軸線を中心として回動可能となって縦開閉すると共に、長辺方向の回転軸線を中心として回動可能となって横開閉する。

そして、この実施形態では、回転アーム部材５０の円柱状中空部の中心線方向の一端側（棒状アーム部材４０の大径部４６側とは反対側）の端面には、円盤状の第１の嵌合カム８１が嵌合固定されている。

この実施形態では、この第１の嵌合カム８１は、図４に示すようなものとされている。すなわち、図４（Ａ）は、この第１の嵌合カム８１の正面図であり、また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

この図４に示すように、第１の嵌合カム８１は、棒状アーム部材４０のピン部４５の円柱状部４５ａが挿通される貫通孔８１ａを備えると共に、回転アーム部材５０に嵌合固定するための突部８１１および８１２を備える。さらに、第１の嵌合カム８１は、この例では、貫通孔８１ａを横切る位置において、厚さ方向に凹となっている嵌合凹部８３を備える。この嵌合凹部８３は、この例では、円周方向に沿った傾斜を有する傾斜部８３ａおよび８３ｂを備え、徐々に厚さ方向に凹部の深さが大きくなるような形状とされている。

回転アーム部材５０が、棒状アーム部材４０の中空棒状部４４の小径部４７に回転可能に挿通されたとき、小径部４７とピン部４５との間の段差部４７ａは、回転アーム部材５０の円柱状中空部の中心線方向の一端側に嵌合固定されている第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３が形成されている側とは反対側の面８４に当接する状態となる。

そして、棒状アーム部材４０のピン部４５は、小径部４４との結合部は円柱状部４５ａとされ、それよりも先端側は、平行な２面を有する太鼓型形状部４５ｂとされている。そして、太鼓型形状部４５ｂの先端側には、後述するホルダ部材６０に対して固定するためのノックピン４８が挿通される貫通孔が設けられている
棒状アーム部材４０のピン部４５の円柱状部４５ａは、回転アーム部材５０が、棒状アーム部材４０の中空棒状部４４の小径部４７に回転可能に挿通されたときに、第１の嵌合カム８１の貫通孔８１ａ内に回転可能に挿通される状態になる。なお、このとき、ピン部４５の円柱状部４５ａは、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３の凹底面８３ｃよりも、ホルダ部材６０側には突出しないように構成されている。すなわち、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３の凹底面８３ｃよりもホルダ部材６０側には、ピン部４５の太鼓型形状部４５ｂのみが存在するように構成されている。

そして、この実施形態では、図１に示すように、回転アーム部材５０に嵌合固定されている第１の嵌合カム８１のホルダ部材６０側には、当該第１の嵌合カム８１に嵌合する第２の円盤状の嵌合カム８２が設けられる。

この実施形態では、この第２の嵌合カム８２は、図５に示すようなものとされている。すなわち、図５（Ａ）は、この第２の嵌合カム８２の、第１の嵌合カム８１と対接する面側から見た正面図であり、また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

この図５に示すように、第２の嵌合カム８２は、棒状アーム部材４０のピン部４５の太鼓型形状部４５ｂは挿通されるが、円柱状部４５ａは挿通できない形状の貫通孔８２ａを備えると共に、この貫通孔８２ａを横切る位置において、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３に応じて、厚さ方向に凸となっている嵌合凸部８５を備える。この嵌合凸部８５は、この例では、円周方向に沿った傾斜を有する傾斜部８５ａおよび８５ｂを備え、徐々に厚さ方向に凸部の深さが大きくなるような形状とされている。

そして、ホルダ部材６０は、図１に示すように、筐体１０の長辺方向に中空部を備える中空円柱状部材とされる。この実施形態では、ホルダ部材６０の中空部は、回転アーム部材５０に対向する側においては、ばね９２を収納可能とすると共に、第２の嵌合カム８２を収納可能とする円柱状とされる。一方、ホルダ部材６０の、回転アーム部材５０に対向する側とは反対側の先端側には、棒状アーム部材４０のピン部４５の太鼓型形状部４５ｂのみが挿通可能とされる太鼓型形状の中空部６１が形成される。

太鼓型形状の中空部６１が形成されるホルダ部材６０の外周部は、中空部６１の形状に応じた平行平面６２を形成するように構成され、かつ、その平行平面６２には、ノックピン４８を挿通する貫通孔６３が形成されている。

そして、この実施形態では、ホルダ部材６０内に収納されると共に、太鼓型形状の中空部の部分で一端側が係止されているばね９２により、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３と、第２の嵌合カム８２の嵌合凸部８５とが嵌合する状態で、第２の嵌合カム８２を第１の嵌合カム８１側に弾性的に偏倚させた状態において、棒状アーム部材４０のピン部４５の太鼓型形状部４５ｂをホルダ部材６０の中空部を挿通させ、ノックピン４８を、貫通孔６３およびピン部４５の太鼓型形状部４５ｂの貫通孔を通すことで、ホルダ部材６０を棒状アーム部材４０に対して固定する。

この実施形態の場合、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３と、第２の嵌合カム８２の嵌合凸部８５とが嵌合する位置は、ほぼ１８０度、回転したときとなる。そして、この実施形態では、第１の嵌合カム８１と、第２の嵌合カム８２とは、一点鎖線１５で示す短辺方向の回転軸線を中心とした縦開閉において、上筐体１２が下筐体１１に対して閉じた位置と、最大開状態にしたときとなるように取り付けられている。

このような構成によれば、回転アーム部材５０は、第１の嵌合カム８１に対して、第２の嵌合カム８２が、ばね９２により常時弾性的に偏倚させられることにより、その回転に対して、抵抗感が付与されることになる。

すなわち、この実施形態では、第１および第２の嵌合カムが上述のような開閉角度位置において嵌合するように配設されているので、上筐体１２を、下筐体１１に対して閉じた状態から、縦開閉したときには、回転アーム部材５０が棒状アーム部材４０の小径部４７を回転軸として回転して開状態に移行しようとするが、その際、ばね９２の弾性偏倚力に抗して、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３の傾斜部８３ａ、８３ｂが第２の嵌合カム８２の嵌合凸部８５に乗り上げるようになり、開閉の際の初動時の重みが実現される。

そして、嵌合凹部８３と嵌合凸部８５との嵌合状態から脱すると、嵌合状態よりもばね９２による弾性偏倚力が大きくなり、縦開閉の際の適度な重みが実現される。

そして、更に、上筐体１２を縦開閉の開き角度大きくして、上筐体１２の下筐体１１に対する最大開き角度である１８０度近傍になると、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３に、第２の嵌合カム８２の嵌合凸部８５が、それらの傾斜部８３ａ、８３ｂ、８５ａ，８５ｂも手伝って、落ち込むように嵌合する状態になり、最大開状態におけるクリック感が得られる。

逆に、上筐体１２を下筐体１１に対して開状態から閉じるときにも、同様にして、回動時には、適度は重みが付与されると共に、閉状態の近傍になると、第１の嵌合カム８１の嵌合凹部８３に、第２の嵌合カム８２の嵌合凸部８５が、それらの傾斜部８３ａ、８３ｂ、８５ａ，８５ｂも手伝って、落ち込むように嵌合する状態になり、閉状態に上筐体１２が自動的に回動移動するような感覚が得られる。

以上のように構成される２軸ヒンジ部１３の大部分、すなわち、棒状アーム部材４０の回転支持部４２、カム２０、フレーム部材７１，７２を除く部分は、図６および図８に示すように、上筐体１２内に収納される。そして、図６に示すように、回転アーム部材５０の上筐体固定部５１が上筐体１２の上ハーフ１２ａに固定されるようにされている。

図６は、上筐体１２の縦開閉における開状態（図の例は最大開状態）を示す図であり、図７にその一部拡大図を示している。また、図８は、上筐体１２の横開閉における開状態を示す図であり、図９にその一部の拡大図を示している。なお、図６においては、２軸ヒンジ部１３の上筐体１２への収納状態を示すために、上ハーフ１２ａと、図示を省略した下ハーフからなる上筐体１２のうち、下ハーフを取り除いた状態として示している。

ところで、この例のように、上筐体１２を下筐体１１に対して、縦開閉および横開閉が共にできるようにした場合においては、縦開閉のときには横開閉を禁止し、横開閉のときには縦開閉を禁止して、両開閉動作が、互いに独立してなされるようにすることが、筐体１０の開閉機構の破壊を防止する意味で重要である。

なぜなら、縦開閉と横開閉とが自由にできるようにして、縦開閉または横開閉の一方の開閉動作の途中の状態で、他方の開閉動作を可能にしてしまうと、上筐体１２が下筐体１１に対して、不自然な開閉状態になってしまって、開閉機構に無理な力がかかり、開閉機構の破壊につながってしまうおそれがあるからである。

そこで、この実施形態では、上筐体を下筐体に対して閉じた状態からは、前記長辺に平行な方向を回転軸とした横開閉と、前記短辺に平行な方向を回転軸とした縦開閉とが、共に始動することが可能であると共に、前記長辺に平行な方向を回転軸として回転させて上筐体を下筐体に対して横開閉の開状態にしたときには、その開状態において、前記短辺に平行な方向を回転軸とした縦回転を不能にし、また、前記短辺に平行な方向を回転軸として回転させて上筐体を下筐体に対して縦開閉の開状態にしたときには、その開状態において、前記長辺に平行な方向を回転軸とした横開閉の回転を不能にするようにすることが重要である。

このために、この実施形態では、次のように構成する。すなわち、上筐体１２の横開閉のために、棒状アーム部材４０が、一点鎖線１４で示す長辺方向の回転軸線を中心に回転して上筐体１２が下筐体１１に対して開状態になったときには、棒状アーム部材４０の小径部４７に取り付けられている回転アーム部材５０が、小径部４７に対して回転不能となるように構成する。

また、上筐体１２の縦開閉のために、一点鎖線１５で示す回転アーム部材５０が短辺方向の回転軸線を中心に回転して上筐体１２が下筐体１１に対して開状態になったときには、棒状アーム部材４０が、一点鎖線１４で示す長辺方向の回転軸線を中心にした回転をするのを不能とするように構成する。

この実施形態では、このことを実現するために、プッシュピン３０のカム２０と当接する端部（当接部３１側）とは反対側の端部において、当該プッシュピン３０の外周面から、当該外周面に対して直交する方向に突出する２個の突起ガイド３２、３３を設ける。この例の場合、突起ガイド３２、３３は、プッシュピン３０の外周面の周方向の互いに１８０度角間隔離れた位置に設けられる。

そして、これら突起ガイド３２，３３のうちの１個の突起ガイド３２は、２段形状とされて、他方の突起３３と同じ高さ部分と、それよりも、更に突出する高さのキー突起３４とを有するものとされる。

一方、棒状アーム部材の小径部４７には、これら突起ガイド３２，３３に対応する位置に、長孔からなる透孔溝４９が形成されている（突起ガイド３３に対する透孔溝は図１では図示を省略する）。

プッシュピン３０は、棒状アーム部材４０の中空棒状部４４の小径部４７に対して、突起ガイド３２，３３が、小径部４７の透孔溝４９に入り込んだ状態で、プッシュピン３０の中心線方向に移動可能となる。このとき、突起ガイド３３と、突起ガイド３２の突起ガイド３３と同じ高さ部分は、小径部４７の外周面よりも突出しない状態となるように構成されているが、突起ガイド３２のキー突起３４は、透孔溝４９を通じて、小径部４７の外周面よりも更に突出するように構成されている。

さらに、回転アーム部材５０には、図３に示すように、上筐体１２が下筐体１１に対して閉じた状態および上筐体１２が下筐体１１に対して縦開閉をしていない状態において、小径部４７の透孔溝４９と重複する位置となるように形成された透孔溝５２が設けられている。

ただし、図３における上筐体１２の閉状態の図に示すように、上筐体１２の下筐体１１に対する閉状態においては、キー突起３４は、回転アーム部材５０の透孔溝５２には入り込まないように、プッシュピン３０の長さおよび回転アーム部材５０の筐体短辺方向（一点鎖線１５で示す方向）の長さが選定されている。

このため、この上筐体１２の閉状態においては、回転アーム部材５０は、キー突起３４には邪魔されずに棒状アーム部材４０の小径部４７を回転軸として回転可能となっており、縦開閉が可能である。

そして、上筐体１２を、下筐体１１に対して、横開閉の方向に開くように回転させると、小径部４７内のプッシュピン３０がカム２０の外周形状に応じて回転アーム部材５０側に偏倚されて移動し、キー突起３４が回転アーム部材５０の透孔溝５２内に入り込みながら、棒状アーム部材４０が、一点鎖線１４で示す長辺方向の回転軸線を中心として回転する。そして、前述したように、プッシュピン３０の当接部３１がカム２０の面２１ｂに当接する状態になるまで回転して、上筐体１２の横開閉が停止される。

この横開閉における開状態においては、図３の開状態の図および図８、さらには、図８の一部拡大図である図９に示すように、キー突起３４が回転アーム部材５０の透孔溝５２内に入り込む結果、回転アーム部材５０は、キー突起３４のために、小径部４７を回転軸とした回転が不能になるように規制される。

この実施形態では、キー突起３４は、上筐体１２の横開閉の最大開状態のみでなく、その途中の開状態においても、回転アーム部材５０の透孔溝５２に入り込むので、回転アーム部材５０は、横開閉の開状態においては、いずれの回転角の開状態においても、回転アーム部材５０は、キー突起３４によって回転不能に規制されるものである。

そして、上述したように、閉状態においては、図３に示したように、キー突起３４は回転アーム部材５０の透孔溝５２には入り込間内容に構成されているので、この閉状態からは、上筐体１２は、縦開閉をすることが可能である。

そして、上筐体１２の縦開閉に応じて回転アーム部材５０が回転すると、回転アーム部材５０の透孔溝５２が、棒状アーム部材４０の小径部４７の透孔溝４９の位置とは重ならない位置に移動する。すると、図７に示すように、プッシュピン３０のキー突起３４は、回転アーム部材５０の、棒状アーム部材４０の大径部４６側の端縁に突き当たる状態となって、プッシュピン３０は、その中心線方向には移動できない状態となる。

プッシュピン３０がその中心線方向に移動できないということは、棒状アーム部材４０が、回転軸線１４を中心とした回転ができないことを意味する。つまり、上筐体１２が閉状態から縦開閉の状態に移行すると、キー突起３４の回転アーム部材５０の透孔溝５２に入り込むことができなくなることにより、上筐体１２は横開閉ができないように規制されるものである。

なお、図７に示すように、この実施形態では、回転アーム部材５０の棒状アーム部材４０の大径部４６側には、縦開閉の最大開状態のときに、キー突起３４の側方に、回転方向から突き当たる係合突片５３が設けられている。この係合突片５３が、キー突起３４の側方に突き当たることにより、それ以上の回転アーム部材５０の回転が不能となり、縦開閉の最大開状態で、上筐体１２の開方向への回動は停止となる。

この係合突片５３を設けるのは、第１および第２の嵌合カム８１および８２のみであると、縦開閉の最大開状態において、クリック感は得られても、回転アーム部材５０は更に回転が可能であるため、回動は停止することができないためである。

以上のようにして、この実施形態においては、互いに直交する方向の回転軸線方向を中心とした２方向の開閉を、小型のヒンジユニットとして構成することができる。そして、この実施形態においては、一方の回転軸線方向を中心とした回転により上筐体を下筐体に対して開閉する状態では、他方の回転軸線方向を中心とした回転をできないように規制するように構成したので、使用者が開閉動作の方向を間違えることは無く、無理な開閉動作がなされないようにすることができて、回転機構の故障を未然に防ぐことができる。

なお、上述の実施形態は、携帯電話端末の筐体の例として説明したが、図では、携帯電話端末としての機能部材の図示は省略した。通常は、例えば上筐体１２の下筐体１１との対向面には、液晶ディスプレイなどの表示画面が設けられ、下筐体１１の上筐体１２との対向面には、テンキーや種々の機能キーなどが配列されるものである。

［変形例および他の実施形態］
以上の実施形態では、一点鎖線１４で示す長辺方向を第１の回転軸線の方向とし、一点鎖線１５で示す短辺方向を第２の回転軸線の方向としたが、逆にしても良い。その場合には、棒状アーム部材４０の中心線方向が上筐体１２の長辺方向に平行な方向となり、当該長辺方向において上筐体１２の内部に、ヒンジ部１３の大部分が収納されるように構成されることになる。

また、上述の実施形態では、カム２０や棒状アーム部材４０の一部を外部に露呈する構造としたが、上筐体１２の上ハーフによって、ヒンジ部１３全体を覆うように構成して、ヒンジ部１３のすべてを露呈しない構成とすることもできる。その場合には、上筐体１２の下ハーフの、下筐体と対向する面側において、カム２０や棒状アーム部材４０の一部が露呈する状態になる。

また、上述の実施形態では、ヒンジ部１３の大部分を上筐体１２内に収納するように構成したが、下筐体１１内にヒンジ部１３の大部分を収納し、回転アーム部材５０を下筐体１１に固定するような構成としても良い。

また、プッシュピン３０をカム２０の外周面方向に常時偏倚させるための構成は、上述の例に限られるものではなく、要は、プッシュピン３０をその中心線方向に、常時、カム２０の外周面方向に偏倚させることができる機構であればどのような構成であってもよい。

また、回転アーム部材５０の回転に対する回転の重み付けやクリック感の演出のための構成は、上述した円盤状の嵌合カム８１，８２およびばね９２を用いる構成に限られるものではなく、回転アーム部材５０に対して、その回転中心軸方向に弾性偏倚力を与える手段と、回転アーム部材５０の回転に応じて嵌合や係合する手段とを用いる構成であれば、どのような構成であっても良い。

また、上述の実施形態では、棒状ピン３０の当接部３１のカム２０との当接面の形状は平面としたが、平面ではなく、凸あるいは凹の所定形状とするようにしても良い。その場合には、カム２０の外周面部分２１ａおよび２１ｂは、その形状に対応して嵌合または係合する形状とされるものである。

また、この発明の筐体開閉機構は、携帯電話端末に限らず、冒頭で述べたような携帯情報端末などの種々の電子機器の筐体開閉機構として適用することができることは言うまでもない。

この発明による筐体開閉機構の実施形態の要部であるヒンジ部の構成を説明するための分解斜視図である。 この発明による筐体開閉機構の実施形態の概観を説明するための図である。 この発明による筐体開閉機構の実施形態の要部であるヒンジ部の、横開閉の機構を説明するための図である。 この発明による筐体開閉機構の実施形態の要部であるヒンジ部の構成の一部部品を説明するための図である。 この発明による筐体開閉機構の実施形態の要部であるヒンジ部の構成の一部部品を説明するための図である。 この発明による筐体開閉機構の実施形態における縦開閉の開状態を説明するための図である。 図６の一部拡大図である。 この発明による筐体開閉機構の実施形態における横開閉の開状態を説明するための図である。 図８の一部拡大図である。 従来の筐体開閉機構の一例を説明するための図である。 従来の筐体開閉機構の一例を説明するための図である。 従来の筐体開閉機構の一例を説明するための図である。

符号の説明

１０…筐体、１１…下筐体、１２…上筐体、１４…第１の回転軸線、１５…第２の回転軸線、１３…２軸ヒンジ部、２０…カム、３０…棒状ピン部材（プッシュピン）、３４…キー突起、４０…棒状アーム部材、４４…中空棒状部、４９…透孔溝、５０…回転アーム部材、５２…透孔溝、６０…ホルダ部材、７１，７２…フレーム部材、８１，８２…嵌合カム、９１，９２…ばね

Claims (6)

1. 下筐体に対して、上筐体が、第１の方向を回転軸線方向として開閉すると共に、前記第１の方向に対して直交する第２の方向を回転軸線方向として開閉する筐体開閉機構であって、
   横断面が所定形状の柱状部材からなり、外周面に平行な方向が前記第１の方向となるような状態で、前記下筐体に対して固定されるカムと、
   棒状ピンと、
   前記棒状ピンを、当該棒状ピンの中心線方向に移動可能に収納する中空棒状部を備え、前記棒状ピンの中心線方向の一端側の端面が前記カムの前記外周面に対向する状態を維持するように前記中空棒状部を前記第２の方向に配し、かつ、前記中空棒状部が前記第１の方向を回転軸線方向として回転するように、前記カムに対して回転可能に取り付けられる棒状アーム部材と、
   前記棒状アーム部材の前記中空棒状部内において、前記棒状ピンの前記一端側の端面を前記カムの外周面に常時圧接させるように前記棒状ピンを前記中心線方向に偏倚させる第１の偏倚手段と、
   前記棒状アーム部材の前記中空棒状部に対して、前記第２の方向を回転軸線方向として回転可能とするように挿通される、前記上筐体に対して取り付けられている回転アーム部材と、
   前記回転アーム部材の、前記中空棒状部に対する回転に対して抵抗する力を付与する手段と、
   を備えることを特徴とする筐体開閉機構。
2. 請求項１に記載の筐体開閉機構において、
   前記カムの横断面の所定カム形状は、前記上筐体が前記下筐体に対して閉状態のときに前記棒状ピンの前記端面が圧接する前記カムの外周面と前記第１の方向の回転軸線位置との距離よりも、前記第１の方向の軸線位置を回転中心として前記上筐体が前記下筐体に対して回転して開状態となったときに前記棒状ピンの前記端面が圧接する前記カムの外周面と前記第１の方向の回転軸線位置との距離の方が大きくなるようなものとされる
   ことを特徴とする筐体開閉機構。
3. 請求項２に記載の筐体開閉機構において、
   前記カムの、前記閉状態のときに前記棒状ピンの前記端面が圧接する外周面部分と、前記第１の方向を回転軸線方向として前記上筐体が前記下筐体に対して回転して所定の回転角になった位置において前記棒状ピンの前記端面が圧接する前記カムの外周面部分とは、前記棒状ピンの前記端面に対応した面形状とされている
   ことを特徴とする筐体開閉機構。
4. 請求項２または請求項３に記載の筐体開閉機構において、
   前記上筐体を前記閉状態から前記第２の方向を回転軸線方向として回転することで前記回転アーム部材を前記棒状アーム部材に対して回転させるときに、前記閉状態のときと、前記開状態の所定の回転角位置とにおいて嵌合する嵌合部材を設けた
   ことを特徴とする筐体開閉機構。
5. 請求項２に記載の筐体開閉機構において、
   前記棒状ピンは、その中心線方向の他端側に、その周面に対して直交する方向に突出する前記突起を備え、
   前記棒状アーム部材は、前記棒状ピンの前記突起を外部に突出させる第１の透孔溝を備え、前記第１の透孔溝を通じて前記突起を外部に突出させた状態で前記棒状ピンを前記第２の方向に移動可能に収納するようにし、
   前記回転アーム部材は、前記突起が入り込むことが可能なように、前記第２の方向に延長される第２の透孔溝を備え、
   前記下筐体に対して上筐体が閉じられた状態においては、前記回転アーム部材の前記第２の透孔溝は、前記第１の透孔溝に延長する方向に配されるようにされるが、前記突起は、前記第２の透孔溝には入り込まない状態とされ、
   前記下筐体に対して上筐体が前記第１の方向を回転軸線方向として回転して開状態にされたときには、前記カムにより、前記突起が前記第２の透孔溝に入り込んで、前記上筐体が、前記開状態において前記第２の方向を回転軸線方向として回転するのを規制するようにされ、
   前記下筐体に対して上筐体が前記第２の方向を回転軸線方向として回転して開状態にされたときには、前記回転アーム部材が前記突起と突き当たって、前記突起の第２の方向への移動が規制されることにより、前記下筐体が前記第１の方向を回転軸線方向として回転するのを規制するようにされる
   ことを特徴とする筐体開閉機構。
6. 請求項１〜５に記載の筐体開閉機構を備える電子機器
   

Images