JP5007237B2 - 開閉装置及びこれを用いた携帯機器 - Google Patents

Description

本発明は、開閉装置及びこれを用いた携帯機器に関し、特に一方側の部材と他方側の部材とをヒンジ結合した折りたたみ式のヒンジ結合体を押しボタン操作等の簡単な操作のみで開いた状態に動作（以下、開動作という）させる機能を備えた開閉装置に関する。

従来、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の携帯型電子機器に代表される携帯機器においては、小型・軽量でかつ保護機能に優れた折りたたみ式の筐体を採用したものが多用されているが、この種の携帯機器においては、筐体が小型になるほどその筐体を手で開く操作が煩わしくなるという難点があったため、近時、筐体のヒンジ結合部分に押しボタン操作のみでその開動作を可能にする開閉装置を実装して操作性を向上させたものが提案されている。

この種の開閉装置としては、ヒンジ結合される一方側の部材に固定された筒状ガイド部材内に、プッシュボタン操作を回転に変換する変換カムと、変換カム及び復帰ばねにより駆動される解除カムと、この解除カムにより操作される固定カム及び反転カム等といった複数の回動カムを収納して、押しボタン操作に応動し、これら複数の回動カムと可動側の筐体に回転方向一体に係合する可動側カムとの係合状態を変化させることで、ばねの付勢力を利用した開動作がなされるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３２３３６号公報

しかしながら、上述のような従来の開閉装置にあっては、回動カムのうち可動側筐体に回転方向一体に係合する回動カムとこれに直接係合する回動カムとが、それぞれ回動中心軸線を挟んで対向する一対の同一機能のカムを同一円柱面上に配置する構成となっていたため、両回動カムの係合範囲（係合面積）が最小となったときにもその係合面の面圧を所定値以下に抑える必要から一定角度以上の最小係合角度範囲が要求され、開閉動作の範囲が１８０度よりもその最小係合角度範囲分だけ少なくならざるを得なかった。そのため、一定の開閉角度範囲を得ようとすれば、高い面圧に耐え得る材料で回動カムを作製する必要が生じ、成形性に優れた材料を用いて回動カムを注型成形し、所要の耐久性を確保しつつコスト低減を図るということが困難であった。

また、狭小なヒンジ結合部内に、筐体を閉じた姿勢で保持固定するための固定カムと、この固定カムを解除させる解除カムと、固定カムの解除時にこれに代わり可動側カムと係合して可動側カム及び可動側筐体を開動作方向に回動させる反転カム等といった多数の回動カムを使用していたため、構成が複雑でコスト高になるとともに小型化が容易でないという問題があった。

したがって、上記開閉装置を実装する携帯機器においても、小型化やコスト低減の面で難点があった。

そこで、本発明は、回動カムの面圧を抑えることができるようにして、低コストで耐久性にも優れた開閉装置を提供し、これを用いた小型・低コストでヒンジ結合部の耐久性にも優れた携帯機器を提供することを目的とする。

本発明の開閉装置は、上記目的達成のため、（１）ヒンジ結合される一方側の部材に固定され、前記ヒンジ結合の中心軸線の方向に延在するガイド中心軸線を有する固定ガイド部材と、外部からの操作により前記固定ガイド部材に対し所定の操作方向に変位するよう前記固定ガイド部材に変位可能に支持された操作カムと、前記操作カムに係合し前記操作カムの変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カムと、前記第１回動カムの回動位置に応じて前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位するとともに前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に支持された第２回動カムと、ヒンジ結合される他方側の部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線回りの回動を規制されるとともに、前記第２回動カムに対向するよう前記固定ガイド部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位可能にかつ前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動可能に連結された可動カムと、前記可動カムを前記第２回動カムに付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記他方側の部材を前記一方側の部材から離隔させる開動作方向及び前記他方側の部材を前記一方側の部材に接近させる閉動作方向のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段と、前記第１回動カムを前記操作カムによる所定の操作開始位置に復帰させるとともに、前記付勢手段により前記他方側の部材を前記閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、前記第２回動カムを復帰させる復帰手段と、を備え、前記操作カムが前記外部からの操作により前記所定の操作方向に変位したとき、前記付勢手段の付勢力により前記可動カムを介して前記他方側の部材を前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動させる開閉装置であって、前記第２回動カム及び前記可動カムが、それぞれ前記ガイド中心軸線から異なる半径で前記軸線方向に対向する複数種の端面カム部を有し、前記複数種の端面カム部は、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部と、前記外側の付勢方向切換えカム部より前記ガイド中心軸線に近い内側で互いに係合し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら前記外側の付勢方向切換えカム部と同期するタイミングで係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部と、を含むものである。

この構成では、付勢方向切換えカム部を複数配しながらも、個々の付勢方向切換えカム部について１８０度以上の作動範囲を設定することができ、ヒンジ開閉角度を十分に確保しながらも、係合するカム同士の最小係合角度範囲を十分に確保することができる。その結果、カム係合面の当接部位における面圧を十分に下げることができ、例えば成形性に優れた材料で第２回動カムや可動カムを作製することが可能となる。さらに、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がないことから、部品点数を削減することができ、簡素で小型・軽量になる。従って、製造コストも削減でき、カムの係合面圧の低下により耐久性も向上する。また、外側の付勢方向切換えカム部と内側の付勢方向切換えカム部の動作のタイミングが一致すれば、内外の付勢方向切換えカム部は回動方向又は軸線方向において任意の相対位置をとり得るので、設計の自由度も高くなる。

本発明の開閉装置においては、（２）前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部と前記内側の付勢方向切換えカム部とが、互いに前記第２回動カムの回動中心軸線を挟んで対向するよう前記第２回動カムの回動方向において１８０度異なる位置に配置されているのがよい。この構成により、同一半径で１８０度間隔に配置される一対のカム部を有する場合と同様に各回動カムにガイド中心軸線を傾ける方向のモーメントが生じるのを抑えながらも、そのような対向カム部では達成できない範囲にまで作動角度範囲を拡大することができる。

本発明の開閉装置は、好ましくは、（３）前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部と前記内側の付勢方向切換えカム部とのうち各付勢方向切換えカム部が、前記第２回動カムが前記所定の動作開始位置に復帰した状態で前記他方側の部材が前記一方側の部材に最も接近する閉位置の近傍にあるとき、前記可動カムを前記他方側の部材の前記閉動作方向側に付勢するよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した一方側の傾斜カム面と、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記一方側の傾斜カム面とは逆方向に傾斜した他方側の傾斜カム面と、前記一方側の傾斜カム面と前記他方側の傾斜カム面の間で前記可動カム側に最も突出し前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる頂部と、を有するものである。

この構成により、各付勢方向切換えカム部が、その軸線方向に開閉する成形型等で容易に成形可能な形状となる。

本発明の開閉装置は、より好ましくは、（４）前記固定ガイド部材に同軸にガイド軸部が設けられ、前記第１回動カム及び前記第２回動カムがそれぞれ前記ガイド軸部により前記固定ガイド部材に対し同軸にガイドされているものである。この構成により、第１回動カム及び第２回動カムの回動中心を安定させ、良好な係合姿勢で回動カムを作動させることができるとともに、カムの組込みも容易化できる。また、付勢方向切換えカム部はガイド中心軸から離間しているので中心部の空間をガイドに有効活用できることになる。

さらに、本発明の開閉装置は、（５）前記ガイド軸に支持されるとともに前記可動カム及び前記他方側の部材にそれぞれ回動方向一体に係合した有底筒状体を更に備え、前記付勢手段が、前記有底筒状体と前記可動カムとの間に縮設された弾性部材で構成されたものであるのが好ましい。この構成により、ガイド軸に有底筒状体を装着して付勢手段である弾性部材を収納することができ、開閉装置の要部をガイド軸上に装着してユニット化することができる。また、有底筒状体には、弾性部材の一端を担持させるだけでなく、可動カムの軸方向移動に対するガイド機能を持たせることができる。

本発明の開閉装置は、また、（６）前記固定ガイド部材及び前記可動カムが、前記軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部を有し、前記他方側の部材が前記一方側の部材から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、前記可動カムが前記第２回動カムから離脱するとともに、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの前記端面位置決めカム部が互いに係合して前記他方側の部材を前記開位置に位置決め保持するのがよい。この構成により、第２回動カムと可動カムの係合・離脱と端面位置決めカムによる位置決めとの間での動作の円滑な移行が可能となる。

この場合、本発明の開閉装置は、（７）前記固定ガイド部材及び前記可動カムの端面位置決めカム部は、前記第２回動カム及び前記可動カムの前記複数種の端面カム部より前記ガイド中心軸線に近い半径位置で互い係合及び離脱するのがより好ましい。これにより、固定ガイド部材と稼動カムの位置決めカム部を第２回動カムの中心部を通して係合させることができる。また、固定ガイド部材側にガイド軸部を設けた場合には、固定ガイド部材側の位置決めカム部をガイド軸部に容易に形成可能であり、しかも、可動カム側の位置決めカム部との係合に適した軸方向の最適な位置に形成することが可能となる。

本発明の開閉装置においては、（８）前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部と前記内側の付勢方向切換えカム部とのうち各付勢方向切換えカム部における前記他方側の傾斜カム面の中間部分とその両側部分とで、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対する傾斜勾配を異ならせ、前記付勢手段の付勢力によって前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動する前記他方側の部材を、前記他方側の傾斜カム面の中間部分で減速させるようにしてもよい。この構成により、付勢手段の付勢力によって一方側の部材に対し開動作方向に回動する他方側の部材を、他方側の傾斜カム面の中間部分で減速させることが可能となり、開動作の態様を多様化することができる。

あるいは、本発明の開閉装置においては、（９）前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部と前記内側の付勢方向切換えカム部とのうち各付勢方向切換えカム部における前記他方側の傾斜カム面の中間部分を前記所定傾斜方向に傾斜させて、その両側部分とは前記ガイド中心軸線と直交する平面に対する傾斜方向を異ならせ、前記付勢手段の付勢力によって前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動する前記他方側の部材を、前記他方側の傾斜カム面の中間部分で停止させるようにしてもよい。この構成により、付勢手段の付勢力によって一方側の部材に対し開動作方向に回動する他方側の部材を、他方側の傾斜カム面の中間部分で定位置に停止させることが可能となり、開閉装置を使用する携帯機器の機能に応じて停止位置を適宜設定し、そのヒンジ開閉機能を高めることができる。

一方、本発明の携帯機器は、（１０）上記構成の開閉装置を用いた携帯機器であって、ヒンジ結合される前記一方側の部材と前記他方側の部材とにより開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成したものである。この構成により、低コストで耐久性に優れた簡素な開閉装置を用いて、小型・軽量かつ低コストで耐久性にも優れた携帯機器を提供することが可能となる。

本発明によれば、第２回動カム及び可動カムのカム係合面の当接部位における面圧を十分に下げて、例えば成形性に優れた材料で第２回動カムや可動カムを成形することが可能となり、しかも、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がないことから部品点数を削減することができ、簡素で小型・軽量かつ低コストの、しかも耐久性の高い開閉装置を提供することができる。また、この開閉装置を用いて、小型・軽量かつ低コストで耐久性にも優れた携帯機器を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

[第１の実施の形態]
図１〜図１６は、本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置及びこれを用いた携帯機器を示す図である。

図１及び図２に示す携帯電話機１０は、片手で把持可能な折り畳み式の携帯型情報端末（携帯機器）であり、相対的に回動できるようにヒンジ結合された一対の筐体２０，３０を備えている。筐体２０は複数の操作部２１ａ，２１ｂ，２１ｃや音声入力部（図示せず）等が配されるとともに筐体３０の回動によって開放及び閉塞される操作面２１を有しており、筐体３０は筐体２０と対向する内面側に表示画面３１や音声出力部（符号無し）を備えている。また、筐体２０，３０には、それぞれ通信や表示及び音声処理等のための電子回路が内蔵されている。なお、操作部を装備した筐体２０が操作時に支持される側となることが多いので、ここでは筐体２０を固定筐体と呼び、筐体３０を可動筐体と呼ぶ。

図２に示すように、携帯電話機１０のヒンジ結合部１１の一端側には、開閉装置としてのヒンジ開閉ユニット１００が装着されており、他端側には配線通路２６，３３が形成されている。

このヒンジ開閉ユニット１００は、図３及び図４に示すように、ヒンジ結合される一方側の部材である固定筐体２０に固定された固定ケース１１０（固定ガイド部材）と、ヒンジ結合される他方側の部材である可動筐体３０のヒンジ部３２に回転方向一体に係合し、軸線回りの回動を規制された有底筒状体からなる可動ケース１２０と、固定ケース１１０の一端側に軸方向変位可能に支持された操作部材としてのプッシュカム１３０と、固定ケース１１０内に収納され支持された複数の回動カムである固定カム１４０（第２回動カム）及びロック解除カム１６０（第１回動カム）と、固定カム１４０に係合するよう可動ケース１２０に軸方向変位可能かつ回転方向一体に収納された回転カム１５０（可動カム）と、可動ケース１２０と回転カム１５０の間に縮設された圧縮ばね１７０（弾性部材）と、固定ケース１１０に同軸に支持されたガイドシャフト１８０（ガイド軸部）と、ロック解除カム１６０を所定の操作開始位置に復帰させる復帰ばね１９０（復帰手段）とを含んで構成されている。

固定ケース１１０は、固定筐体２０と可動筐体３０のヒンジ結合の中心軸線１０ａ上に位置するガイド中心軸線１１０ｃを有しており、例えば固定筐体２０と可動筐体３０をヒンジ結合するヒンジ結合ユニット２３，２４のうち一方側のヒンジ結合部２３の固定筐体側部品の内周部位に固定されている（詳細は図示していない）。

また、プッシュカム１３０もヒンジ結合部２３の内方に配置されており、このプッシュカム１３０は、携帯電話機１０のヒンジ結合部１１（例えば固定筐体２０側）内に設けられた押しボタン２５を介して外部から内方側（図４中の矢印１０ｂの向き）に操作され、その操作により固定ケース１１０に対し所定の操作方向である軸線方向に変位する操作カムとなっている。なお、操作カムは必ずしもプッシュカム１３０のようなプッシュ式のものでなくともよく、操作力を固定ケース１１０のガイド中心軸線方向に向けて出力し得るものであれば、操作入力方向は特定されず、レバー式、スライド式、回転式等のものであってもよい。

本実施形態のヒンジ開閉ユニット１００においては、プッシュカム１３０は例えば図５に示すような形状を有し、固定ケース１１０は例えば図６及び図７に示すような形状を有している。

図５において、プッシュカム１３０は、ガイドシャフト１８０が挿入されるガイド軸挿入穴１３０ａを有し、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃ上に配置される。また、プッシュカム１３０は、押しボタン２５からの操作力が加えられる操作端部１３１と、固定ケース１１０の小判形の保持穴１１３（図３参照）に対応する一対の平行平面カット部からなる回り止め部１３３と、ロック解除カム１６０に係合してロック解除カム１６０を回動させる一対のカム部１３４とを有している。これらのカム部１３４は、ロック解除カム１６０の操作側カム部１６２のカム形状に対応する傾斜部１３４ａを有している。また、ロック解除カム１６０は、プッシュカム１３０の一対のカム部１３４に係合する一対の操作側カム部１６２を有しており、プッシュカム１３０の軸方向変位に応じて軸線回りに所定の回動角度範囲内で回動するようになっている。

また、図８に示すように、ロック解除カム１６０の一端側（装置外方側）に設けられた一対の操作側カム部１６２はそれぞれ傾斜面１６２ａを有するとともに、中央のガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃに対し１８０度の回転対称に配置されており、この一対の操作側カム部１６２に対応して、固定ケース１１０には図６（ｃ）に示す中間内底壁部１１７に一対の扇形の穴部１１０ｈが１８０度の回転対称に形成されている。ロック解除カム１６０はそのガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃと直交する座面１６１で固定ケース１１０の中間内底壁部１１７に対し摺動可能である。また、ロック解除カム１６０の他端側に設けられた一対の解除カム部１６３はそれぞれ固定カム担持面１６３ａとその一方側で固定カム１４０とカム係合する傾斜面１６３ｂとを有し、中央のガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃに対し１８０度の回転対称に配置されている。

また、図６（ｃ）に示すように、固定ケース１１０は、中間内底壁部１１７から前記ガイド中心軸線１１０ｃと同軸になるよう突出した中空円筒状のカム支持軸部１１６を有しており、固定カム１４０及びロック解除カム１６０は、それぞれこのカム支持軸部１１６をガイド軸として、固定ケース１１０内に回動可能にかつガイド中心軸１１０ｃに対し同軸に支持されている。さらに、カム支持軸部１１６には、ガイドシャフト１８０がいわゆるしっくり嵌合により同軸に支持されており、これらカム支持軸部１１６及びガイドシャフト１８０が本発明にいうガイド軸部を構成している。なお、固定ケース１１０、プッシュカム１３０、固定カム１４０及びロック解除カム１６０にはグリース等の適当な潤滑剤を塗布することもできる。

一方、固定ケース１１０の図６中右端側には、固定カム１４０を軸線方向変位に応じてその軸線回りに回動させる一対の傾斜ガイド部１１５が設けられている。これら傾斜ガイド部１１５は、それぞれガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面、例えば固定ケース１１０の端面１１０ｅに対して所定傾斜方向に所定の進み角γ１だけ傾斜して、ガイド中心軸線１１０ｃに対し１８０度の回転対称に配置されている。また、傾斜ガイド部１１５は、ガイド中心軸線１１０ｃを中心とするほぼ螺旋状の湾曲形状をなしている。なお、ここで「進み角」とは、ねじにおけるリード角（ｔａｎ−１（リード（Ｌ）／周長（πｄ）））に相当する螺旋の傾きを意味するが、ここでは回動カムの特定の動作角度範囲当たりの従動側の変位（進み）を所定の単位仮想円柱面でとらえるもの（従動側の変位/カム動作角度（θ）×係合半径（ｒ））に応じた値となる。

固定カム１４０は、一対の傾斜ガイド部１１５に係合するよう放射外方に突出する一対の１８０度間隔の外周側のガイド係合部１４１を有しており、図９（ａ）に示すように、各ガイド係合部１４１の両側縁はガイド中心軸線、例えばガイド穴１４０ａの中心軸線１４０ｃに対し直交する平面に対して、所定傾斜方向に所定の進み角γ１だけ傾斜している。これらガイド係合部１４１は、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃから所定の離間距離（係合半径ｒ０）を隔てて傾斜ガイド部１１５に係合している。

また、固定カム１４０はロック解除カム１６０に対向する一対の解除側カム部１４４を有しており、これら解除側カム部１４４はロック解除カム１６０に対面する対向面１４４ａと、ロック解除カム１６０の解除カム部１６３の傾斜面１６３ｂに係合する傾斜面１４４ｂとを有している。そして、固定カム１４０の解除側カム部１４４とロック解除カム１６０の解除カム部１６３とがロック解除カム１６０の回動により互いに傾斜面１４４ｂ，１６３ｂで係合したとき、固定カム１４０はロック解除カム１６０の回動に応じて軸線方向に変位可能となる。ここで、傾斜面１４４ｂ，１６３ｂが固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面となす進み角は、前記進み角γ１より小さい（傾斜が緩い）角度に設定されている。

従って、固定カム１４０は、その解除側カム部１４４の傾斜面１４４ｂとロック解除カム１６０の解除カム部１６３の傾斜面１６３ｂとが係合したとき、傾斜ガイド部１１５により外周側でガイドされながら先端側でロック解除カム１６０に係合し、ロック解除カム１６０の回動位置に応じて固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に変位するとともに、ガイド中心軸線１１０ｃの軸線回りに回動することで、螺旋状にねじれ運動する。

さらに、固定カム１４０は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、回転カム１５０と対向する一対の付勢方向切換えカム部１４２，１４３を有しており、これら付勢方向切換えカム部１４２，１４３はガイド中心軸線１１０ｃと一致するガイド穴１４０ａの中心軸線１４０ｃから前記所定の離間距離より小さい半径で回転カム１５０に係合する。さらに、これら付勢方向切換えカム部１４２，１４３は、中心軸線１４０ｃから異なる所定の半径ｒ１，ｒ２の仮想円柱面（図９（ｃ）に二点差線で示す）上で、回転カム１５０の対応するカム部１５３，１５４にそれぞれ係合するようになっている。

ここで、放射外方（半径方向外側）の付勢方向切換えカム部１４２は、図９（ｂ）及び図１０（ａ）に示すように、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１４２ａ（一方側の傾斜カム面）と、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１４２ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１４２ｃと、第１の傾斜カム面１４２ａと第２の傾斜カム面１４２ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１４２ｂとを有している。また、放射内方（半径方向内側）の付勢方向切換えカム部１４３は、放射外方の付勢方向切換えカム部１４２に対し１８０度回転させた角度位置で、かつ、半径方向では内側に位置しており、図１０に示すように、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１４３ａと、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１４３ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１４３ｃと、第１の傾斜カム面１４３ａと第２の傾斜カム面１４３ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１４３ｂとを有している。また、付勢方向切換えカム部１４３の第２の傾斜カム面１４３ｃの下部（他方側の傾斜面）は、一旦中心軸線１４０ｃと直交する平面上に位置する中間減速領域１４３ｄとされ、更に第２の傾斜カム面１４３ｃと同一方向に更に急な傾斜をなす延長傾斜面１４３ｅとなっている。ここで、中間減速領域１４２ｄ，１４３ｄは本発明にいう他方側の傾斜面の中間部分であり、第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ及び延長傾斜面１４２ｅ，１４３ｅがその両側部分である。

なお、付勢方向切換えカム部１４２，１４３の係合半径ｒ１，ｒ２は、両付勢方向切換えカム部１４２，１４３が互いに固定カム１４０の回動中心であるガイド中心軸線１１０ｃを挟んで対向する１８０度間隔の対向カムとして機能し得るように、共に所定半径以上に設定され、その半径の比率ｒ２／ｒ１は所定比率以上で１未満となる。

一方、回転カム１５０の放射外方のカム部１５３は、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示すように、そのガイド穴１５０ａの中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１５３ａと、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１５３ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１５３ｃと、第１の傾斜カム面１５３ａと第２の傾斜カム面１５３ｃの間で固定カム１４０側に最も突出した頂部１５３ｂとを有している。また、放射内方の付勢方向切換えカム部１５４は、放射外方のカム部１５３に対し１８０度回転させた角度位置で、かつ、半径方向では内側に位置しており、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１５４ａと、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１５４ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１５４ｃと、第１の傾斜カム面１５３ａと第２の傾斜カム面１５３ｃの間で固定カム１４０側に最も突出した頂部１５４ｂとを有している。また、カム部１５４の第２の傾斜カム面１５４ｃの下部は、一旦中心軸線１５０ｃと直交する平面上に位置する短い中間減速領域１５４ｄとされ、更に第２の傾斜カム面１５４ｃと同一方向に更に急な傾斜をなす延長傾斜面１５４ｅとなって、最終的には扇形の穴部１５０ｈに続いている。

また、回転カム１５０の中心部には、固定ケース１１０のカム支持軸部１１６に対向するボス部１５１が設けられており、その先端には固定ケース１１０のカム支持軸部１１６に設けられた一対の凹状の端面位置決めカム１１６ａ（図６及び図７参照）に係合するよう、一対の凸状の端面位置決めカム部１５１ａが設けられている。すなわち、回転カム１５０及び固定ケース１１０は、固定ケース１１０のガイド中心軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部１５１ａ，１１６ａを有しており、可動筐体３０が固定筐体２０から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、回転カム１５０が固定カム１４０から離脱するとともに、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａが互いに係合して、可動筐体３０を前記開位置に位置決め保持するようになっている。

さらに、図１１（ｂ）に示されるように、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａは、固定カム１４０及び回転カム１５０の端面カム部である付勢方向切換えカム部１４２，１５３及び１４３，１５４よりも、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃに近い半径位置で互い係合及び離脱するようになっている。なお、位置決め時における固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａの係合部分については、固定筐体２０及び可動筐体３０の手動による開動作時に適当な脱出トルクを与えるように所定の圧力角が設定されている。

一方、図４に示すように、回転カム１５０と可動ケース１２０の間に縮設された圧縮ばね１７０は、回転カム１５０を固定カム１４０側に付勢し、固定カム１４０と回転カム１５０との係合状態に応じて、可動ケース１２０及び可動筐体３０を固定筐体２０から離隔させる開動作方向１０ｅ（図１参照）に、あるいは、可動ケース１２０及び可動筐体３０を固定筐体２０に接近させる閉動作方向１０ｄ（図１参照）のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段となっている。

ここにいう「係合状態に応じて」とは、例えば固定カム１４０が所定の動作開始位置に復帰した状態において、可動筐体３０が固定筐体２０に最も接近する閉位置の近傍に位置するよう手動操作されたとき、圧縮ばね１７０からの軸線方向外方側（図４中の矢印１０ｃの向き）への付勢力を受ける回転カム１５０が一方側の傾斜面１４２ａ，１４３ａと係合することで可動筐体３０の閉動作方向側に付勢され、一方、可動筐体３０が固定筐体２０から所定角度以上開いた（離隔した）位置まで操作されたときには、圧縮ばね１７０からの軸線方向の付勢力を受ける回転カム１５０が他方側の傾斜面１４２ｃ，１４３ｃと係合することで、回転カム１５０が可動筐体３０の開動作方向側に付勢されるといったものであり、回転カム１５０が固定カム１４０の一対の付勢方向切換えカム部１４２，１４３のどちら側の傾斜面に係合するかに応じてという意味である。

また、一対の付勢方向切換えカム部１４２，１４３の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａは、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜したその進み角γ２が、固定ケース１１０の傾斜ガイド部１１５がガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した進み角γ１以下となっている。なお、前述の通り、ここでの進み角は、従動側の変位（進み）／カムの動作角度（θ）×係合半径（ｒ）に応じた値となるので、方射内方の付勢方向切換えカム１４３は、実際の摺動距離当たりでは急勾配となるが、その進み角は放射外方の付勢方向切換えカム１４２と同一である。

回転カム１５０は、また、図４に示すように、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０に対して同軸に支持されることで、固定ケース１１０に対してそのガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に変位可能にかつ中心軸線１１０ｃの軸線回りに回動可能に連結されている。

また、同図に示すように、ガイドシャフト１８０は、一端から所定距離を隔てた位置に一体的に装着され固定ケース１１０の中間内底壁部１１７にロック解除カム１６０とは反対側から当接する拡径部１８２と、止め輪２０１が例えばかしめにより固定される他端部１８１とを有しており、止め輪２０１に隣接して装着された止め輪２０１より面積の広いスペーサリング２０２を介して可動ケース１２０の底壁部１２１を抜け止めするようになっている。拡径部１８２には、復帰ばね１９０が巻き掛けられ保持されている。

可動ケース１２０は、その有底筒状体の底壁部１２１の中心に位置するガイド穴（符号無し）部分で、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０に対して同軸に支持されるが、この軸穴部分を内方に突出させることで、ガイド穴を長くするようにしてもよい。また、可動ケース１２０は可動筐体３０に対して図３に示すような平行カット部１２２により回転方向一体に係合するが、軸線方向に延びる突条や溝等でもよい。

復帰ばね１９０は、例えば固定ケース１１０の縦溝１１９とロック解除カム１６０の間に介在するねじりコイルばねからなり、拡径部１８２に保持されながらロック解除カム１６０をプッシュカム１３０との係合面積を少なくする側に付勢することで、圧縮ばね１７０により可動筐体３０を閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、固定カム１４０を復帰させるようになっている。さらに、ロック解除カム１６０が所定の操作開始位置に復帰することで、プッシュカム１３０も復帰させられる。もっとも、プッシュカム１３０は押しボタン２５と共に他の復帰ばねにより復帰させてもよい。

上述のように、本実施形態においては、固定カム１４０及び回転カム１５０に、それぞれ固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃから異なる半径ｒ１，ｒ２で軸線方向に対向する複数種の端面カム部として付勢方向切換えカム部１４２，１５３及び１４３，１５４を設けており、それら複数種の端面カム部１４２，１５３及び１４３，１５４は、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が所定の操作開始位置から回動するとき、圧縮ばね１７０からの付勢により軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と、その外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３よりも固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃに近い内側で互いに係合し、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が操作開始位置から回動するとき、圧縮ばね１７０からの付勢により軸線方向に互いに押圧されながら外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と同期するタイミングで係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４とで構成されている。そして、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が所定の操作開始位置から回動するとき、固定カム１４０が傾斜ガイド部１１５にガイドされながら回転カム１５０側からの押圧力により回転駆動されて回転カム１５０との係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動ケース１２０及び可動筐体３０への付勢方向を反転させるようになっている。

また、本実施形態の携帯電話機１０では、押しボタン２５を押す外部からの操作によりプッシュカム１３０が軸線方向（所定の操作方向）に変位すると、圧縮ばね１７０の付勢力により回転カム１５０を介して可動筐体３０を固定筐体２０に対し開動作方向に回動させることができる一方、固定カム１４０の所定の動作開始位置への復帰状態で可動筐体３０を手動で開くこともでき、各操作方向において一定の操作量に達すると、ばねの付勢とカムの作用でその開動作又は閉動作が自動的に完了する動作がなされる。

次にその動作について説明する。
（手動による開閉動作時）
まず、携帯電話機１０が折り畳まれた状態、すなわち固定筐体２０の操作面２１と可動筐体３０の表示画面３１が対面した状態から、携帯電話機１０を手動で開く場合について説明すると、ヒンジ開閉ユニット１００の内部の初期状態は図４に示す状態となっており、このときの主要なカムの状態を展開して模式的に示すと、図１２（ａ）のようになる。なお、図１２中では回転カム１５０の左側への動きが閉動作、逆の右側への動きが開動作となる。

図１２（ａ）に示す初期状態、すなわち、手動での開動作の開始時には、動作開始位置に復帰し傾斜ガイド部１１５で回動を規制される固定カム１４０の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａに回転カム１５０のカム部１５３，１５４が係合して、可動ケース１２０が可動筐体３０の閉動作方向への付勢を受けながら折り畳み位置である閉じ位置で保持されている。

次いで、手動により可動筐体３０を固定筐体２０に対して開動作方向に回動させると、図１２（ｂ）に示すように、回転カム１５０が圧縮ばね１７０を初期状態よりも圧縮させつつその付勢力に抗して固定カム１４０のカム部１４２，１４３の頂部１４２ｂ，１４３ｂを乗り越え、圧縮ばね１７０の付勢方向が開動作側に反転する。従って、ユーザが手動で可動筐体３０を開く最初のうちは操作抵抗があるが、ある程度開いた後は、開く操作を継続しなくとも可動筐体３０が勝手に開動作を続ける状態となる。

可動筐体３０の開動作が進み、所定の開位置に接近して来ると、図１２（ｃ）に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端部に当接することで軸方向変位を規制される回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３から離脱し、固定ケース１１０側へのカムの乗り移りがなされる。

次いで、可動筐体３０の開動作が更に進み、ほぼ所定の開位置に達すると、図１２（ｄ）に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａに落ち込んで、回動方向に位置決めされ、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の開位置に保持されることになる。このとき、回転カム１５０には圧縮ばね１７０からの付勢力が作用しているから、可動筐体３０は固定筐体２０に対して所定の脱出トルク以上で開かれるか、後述する押しボタン２５の操作がされない限り、閉じた状態を維持することになる。

なお、この間、固定カム１４０は一度も回動も軸線方向変位もしない。

ここで、例えば手動により、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の脱出トルク以上で開かれると、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａがカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａから離脱する。これにより操作抵抗が急に軽くなり、回転カム１５０は図１２（ｄ）に示した状態から図１２（ｃ）に示す状態へ戻り、次いで、回転カム１５０が更に図１２（ｂ）に示した状態に戻って、回転カム１５０のカム部１５２，１５３が固定カム１４０のカム部１４２，１４３に係合する。

この状態においては、可動筐体３０が固定筐体２０に対し閉動作方向に回動するにつれて操作抵抗が増すことになるが、回転カム１５０のカム部１５２，１５３が図１２（ｂ）に示す状態から図１２（ａ）に示す状態に移行する途中で固定カム１４０のカム部１４２，１４３の頂部１４２ｂ，１４３ｂを乗り越えると、付勢方向が閉動作側に反転して操作力が急減し、可動筐体３０は閉まり勝手となる。このように、良好な操作感を伴う閉動作が可能となる。
（押しボタン操作による開動作時）
次に、携帯電話機１０が折り畳まれた状態で押しボタン２５の操作がされる場合について説明すると、ヒンジ開閉ユニット１００の内部の初期状態は、図４に示す状態となっており、このときの主要なカムの状態を展開して模式的に示すと、図１３（ａ）のようになる。これは、図１２（ａ）に示したのと同じ状態であり、図１３中でも、回転カム１５０の左側への動きが閉動作、逆の右側への動きが開動作となる。

図１３（ａ）に示す初期状態、すなわち、押しボタン２５の操作開始時点には、動作開始位置に復帰し傾斜ガイド部１１５で回動を規制される固定カム１４０の第１の傾斜カム面１４２ａに回転カム１５０のカム部１５３，１５４が係合して、可動ケース１２０が可動筐体３０の閉動作方向への付勢を受けながら折り畳み位置である閉じ位置で保持されている。

次いで、例えば固定筐体２０を把持した片手の何れかの指（例えば親指）で、押しボタン２５が押されると、プッシュカム１３０がガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に移動することで、復帰位置にあったロック解除カム１６０が駆動されて回動する。そして、押しボタン２５が所定の操作量を超えて操作されると、固定カム１４０とロック解除カム１６０の係合状態が、図１４に示すように固定カム１４０のロック解除カム１６０側への落ち込みが可能な状態となり、図１４中に仮想線で示す初期位置にあった固定カム１４０が同図中の実線位置まで変位する。

このとき、固定カム１４０は、傾斜ガイド部１１５にガイドされながら軸線回りに回動するとともに軸線方向に変位することで、回転カム１５０のカム部１５３，１５４の第１の傾斜面１５３ａ，１５４ａに対してその頂部側へ滑り抜けるようにほぼ螺旋運動し、いわゆるダルマ落しのような要領で、圧縮ばね１７０からの軸線方向の付勢力を回転カム１５０を介して受けながらも、傾斜ガイド部１１５からの比較的大きな回転トルク等を受けることで、図１３（ｂ）及び図１４に示す状態へと付勢方向を反転させる。なお、回転トルク（Ｔ）は、固定カム１４０と回転カム１５０の各係合部位における軸線方向の推力（押圧力）、その部位の進み角の正接（ｔａｎγ）及び係合半径（ｒ）の積（Ｔ＝Ｆ×ｔａｎγ ×ｒ）で表わされる。

付勢方向の反転後は、回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３の第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃを滑り落ち、可動ケース１２０及び可動筐体３０が勝手に開動作を続ける状態となる。

可動筐体３０の開動作が進み、所定の開位置に接近して来ると、図１３（ｃ）及び図１５に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端部に当接することで軸方向変位を規制される回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３から離脱し、固定ケース１１０側へのカムの乗り移りがなされる。

次いで、可動筐体３０の開動作が更に進み、ほぼ所定の開位置に達すると、図１３（ｄ）及び図１６に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａに落ち込んで、回動方向に位置決めされ、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の開位置に保持されることになる。

一方、押しボタン２５の操作力が解除された後、復帰ばね１９０の復帰トルクにより、ロック解除カム１６０が初期の操作開始位置側に復帰するとともにプッシュカム１３０を初期の位置まで押し戻す。そして、回転カム１５０が図１３（ｄ）の状態に達するときにはロック解除カム１６０が操作開始位置に達し、固定カム１４０が傾斜ガイド部１１５より進み角の小さいロック解除カム１６０の解除カム部１６３によって回転カム側に押し上げられ、所定の動作開始位置に復帰する。

従って、押しボタン２５の操作後、この復帰時点で、図１２（ｄ）に示す手動による開動作の完了時点の状態と同じになる。

よって、この状態からの閉動作は、上述した手動による場合と同様である。

このように、本実施形態では、固定カム１４０と回転カム１５０とに、係合半径の異なる外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４が設けられ、これらが固定カム１４０と回転カム１５０との係合部分で互いに同期するタイミングで係合状態を変化させることで、回転カム１５０の回動方向のうちいずれか一方への圧縮ばね１７０の付勢方向を反転させることから、付勢方向切換えカム部を複数配しながらも、個々の付勢方向切換えカム部１４２，１４３，１５３，１５４について１８０度以上の作動範囲を設定することができ、対向するカム同士の最小係合角度範囲（最小の係合面積）も十分に確保することができる。その結果、カム係合面の当接部位における面圧を十分に下げることができ、例えば成形性に優れた材料で固定カム１４０や回転カム１５０を成形（例えば樹脂や金属粉を用いて注型成形）することが可能となる。さらに、切換え専用の他のカムによって圧縮ばね１７０の付勢方向を切り換える必要がないことから、部品点数を削減することができ、簡素で小型・軽量になる。従って、ヒンジ開閉ユニット１００の製造コストが削減できるし、カムの係合面圧の低下により耐久性も向上する。また、外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４の動作のタイミングが一致すれば、内外の付勢方向切換えカム部１４２，１４３，１５３，１５４は回動方向又は軸線方向において任意の相対位置をとり得るので、設計の自由度も高くなる。

また、本実施形態においては、固定カム１４０の外側の付勢方向切換えカム部１４２、１５３と内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４とが、互いに固定カム１４０の回動中心軸線１４０ｃを挟んで対向するよう固定カム１４０の回動方向において１８０度異なる位置に配置されているので、同一半径で１８０度間隔に配置される一対の対向カム部を有する場合と同様に各カムにその回動中心軸線を傾ける方向のモーメントが生じるのを抑えながらも、そのような対向カム部では達成できない範囲まで作動角度範囲を拡大することができる。

さらに、固定カム１４０の内外の付勢方向切換えカム部１４２，１４３がガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａと、第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ等と、両傾斜カム面１４２ａ，１４３ａ及び１４２ｃ，１４３ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１４２ｂ，１４３ｂとを有し、一方、回転カム１５０の内外の付勢方向切換えカム部１５３，１５４がイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１５３ａ，１５４ａと、第１の傾斜カム面１５３ａ，１５４ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１５３ｃ，１５４ｃ等と、両傾斜カム面１５３ａ，１５４ａ及び１５３ｃ，１５４ｃの間で固定カム１４０側に最も突出した頂部１５３ｂ，１５４ｂとを有することから、各付勢方向切換えカム部１４２，１４３，１５３，１５４が、その軸線方向に開閉する成形型等で容易に成形可能な形状となる。

本実施形態では、また、固定ケース１１０に同軸にカム支持軸部１１６が設けられ、ロック解除カム１６０及び固定カム１４０がそれぞれカム支持軸部１１６により固定ケース１１０に対し同軸にガイドされていることから、ロック解除カム１６０及び固定カム１４０の回動中心を安定させ、良好な係合姿勢でこれらの回動カム１４０，１６０を作動させることができるし、両カム１４０，１６０の固定ケース１１０への組込みも容易化できる。また、付勢方向切換えカム部１４２，１４３はガイド中心軸１１０ｃから離間しているので、固定カム１４０の中心部の空間をガイドに有効活用することができる。

さらに、本実施形態では、ガイドシャフト１８０に可動ケース１２０を装着して圧縮ばね１７０である弾性部材を収納することができ、開閉装置の要部をガイド軸上に装着してユニット化した取扱い容易なヒンジ開閉ユニット１００とすることができる。また、可動ケース１２０には、圧縮ばね１７０の一端を担持させるだけでなく回転カム１５０の軸方向移動に対するガイド機能や可動筐体３０側への回転方向一体の係合機能を持たせることができ、ヒンジ開閉ユニット１００のヒンジ結合部１１への組み付けも容易となる。

加えて、固定ケース１１０及び回転カム１５０が、軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを有し、可動筐体３０が固定筐体２０から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、回転カム１５０が固定カム１４０から離脱するとともに、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａが互いに係合して可動筐体３０を開位置に位置決め保持するので、固定カム１４０と回転カム１５０の係合・離脱と端面位置決めカムによる位置決めとの間での動作の円滑な移行が可能となる。

この場合、更に、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａは、固定カム１４０及び回転カム１５０の複数種の端面カム部１４２，１４３及び１５３，１５４よりもガイド中心軸線１１０ｃに近い半径位置で互い係合及び離脱するので、端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを中心部に配置することで、固定ケース１１０と回転カム１５０の位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを固定カム１４０の中心部を通して係合させることができる。また、固定ケース１１０側にカム支持軸部１１６を設けた場合には、固定ケース１１０側の位置決めカム部１１６ａをカム支持軸部１１６に容易に形成可能であり、しかも、回転カム１５０側の位置決めカム部１５１ａとの係合に適した軸方向の最適な位置に端面位置決めカム部１１６ａを形成することができる。

また、本実施形態においては、圧縮ばね１７０の付勢力によって固定筐体２０に対し開動作方向に回動する可動筐体３０を、中間減速領域１４２ｄ，１４３ｄで減速させるようにしているので、圧縮ばね１７０の付勢力によって固定筐体２０に対し開動作方向に回動する可動筐体３０の開動作の態様を多様化することができる。

一方、本実施形態の携帯電話機１０は、ヒンジ結合される固定筐体２０と可動筐体３０とにより開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成しているので、上述のようなヒンジ開閉ユニット１００を用いて小型・軽量かつ低コストで耐久性にも優れた携帯機器となる。

[第２の実施の形態]
図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る開閉装置を示すその要部動作説明図である。

本実施形態は、第１の実施の形態と全体構成はほぼ同様であるが、固定カムの付勢方向切換えカム部とこれらに係合する回転カムのカム部形状が上述の形状とは異なるものである。従って、上述の実施形態と同一の構成要素又はそれに相当する部分については、図１〜図１６に示した符号と同一の符号を用いて説明する。

図１７（ａ）に示すように、本実施形態では、上述の実施形態の固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３における第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ側の形状とは異なり、固定カム２４０の付勢方向切換えカム部２４２，２４３における第２の傾斜面２４２ｃ，２４３ｃ側（他方側の傾斜面）の形状が、第１の実施形態のような中間減速領域１４３ｄや延長傾斜面１４３ｅを持たない、すなわち進み角が小さくなる中間部位を持たない単一の直線的若しくは緩やかな曲線的な傾斜面となっている。そして、これらに係合する回転カム２５０の一対のカム部２５３，２５４も、付勢方向切換えカム部２４２，２４３の第２の傾斜面２４２ｃ，２４３ｃに係合する片側の傾斜面の角度と形状が上述の実施の形態とは相違する。固定カム２４０及び回転カム２５０のその他の構成は、第１の実施の形態の固定カム１４０及び回転カム１５０のそれらと全く同一である。

本実施形態においても、上述の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

[第３の実施の形態]
図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る開閉装置を示すその要部動作説明図である。

本実施形態は、第１の実施の形態と全体構成は同様であるが、固定カムの付勢方向切換えカム部とこれらに係合する回転カムのカム部形状が上述の形状とは異なるものである。従って、第１の実施の形態と同一の構成要素又はそれに相当する部分については、図１〜図１６に示した符号と同一の符号を用いて説明する。

図１８（ａ）に示すように、本実施形態では、第１の実施形態の固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３における頂部１４２ｂ，１４３ｂから第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ側の形状とは異なり、固定カム３４０の付勢方向切換えカム部３４２，３４３の第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃ側（他方側の傾斜面）の形状が、第１の実施形態のような中間減速領域１４３ｄよりも第１の傾斜カム面３４２ａ，３４３ａ側に傾斜した中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄ（中間部分）を有しており、それに延長傾斜面３４２ｅ，３４３ｅを接続した傾斜面となっている。そして、固定カム３４０の付勢方向切換えカム部３４２，３４３に係合する回転カム３５０の一対のカム部３５３，３５４も、付勢方向切換えカム部３４２，３４３の第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃに係合する片側の傾斜面の角度と形状が上述の実施の形態とは相違している。固定カム３４０及び回転カム３５０のその他の構成は、第１の実施の形態の固定カム１４０及び回転カム１５０のそれらと全く同一である。中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄや延長傾斜面３４２ｅ，３４３ｅは平坦な面でなく曲面であってもよく、中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄ付近でカム面が屈曲するのでなく湾曲してもよいことはいうまでもない。

本実施形態においても、上述の実施の形態と同様な効果を得ることができる。しかも、第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃ等の中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄがその両側の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃ及び３４２ｅ，３４３ｅとは逆向きに傾斜して第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃ等に凹部形状を持たせているので、回転カム３５０のカム部３５３，３５４を中間の定位置で、例えば可動筐体３０が固定筐体２０に対し直立するかそれよりわずかに開いた位置で可動筐体３０を一旦停止させることができ、動作を多様化させることができる。この場合、この場合、停止後の開動作は手動でも押しボタン操作でもよい。

なお、上述の各実施の形態においては、携帯機器を携帯電話機としたが、本発明はＰＤＡ等の他の携帯機器にも勿論適用できる。また、複数の離間するヒンジ結合部があるような携帯機器にあっては、ヒンジ開閉ユニットを同一軸線上に複数配置し、個々に操作するか操作力を伝達する操作リンケージを設けることで、採用できる。また、ヒンジ開閉ユニットの中心軸線は一方側の部材と他方側の部材のヒンジ結合中心軸線と同軸な配置としたが、所定のオフセット量だけオフセットさせた平行配置とし、可動ケースの出力を噛合い歯等で可動側の他方側の部材に伝動するような構成も考え得る。

以上説明したように、本発明は、カム係合面の当接部位における面圧を十分に下げることができ、しかも、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がないことから、部品点数を削減するとともに成形性に優れた材料で第２回動カムや可動カムを成形することが可能となり、構成が簡素な小型かつ低コストの、しかも耐久性の高い開閉装置を提供することができ、また、この開閉装置を用いて、小型かつ低コストで耐久性にも優れた携帯機器を提供することができるものであり、開閉装置及びこれを用いた携帯機器、特に一方側の部材と他方側の部材とをヒンジ結合した折りたたみ式のヒンジ結合体を、押しボタン操作等の簡単な操作のみで開動作させる機能を備えた開閉装置並びにこれを備えた携帯機器全般に有用である。

本発明の特徴及び利点は以下の詳細な説明と添付図面の参照により明らかとなる。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置を装着した携帯電話機を示す図で、（ａ）はその筐体が閉じているときの外観斜視図、（ｂ）はその筐体が開いているときの外観斜視図である。 図２は図１に示す携帯電話機のヒンジ結合部の断面図である。 図３は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の分解斜視図である。 図４は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の内部構成を示す要部正面図である。 図５は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置のプッシュカムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。 図６は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の固定ケースを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその正面断面図である。 図７は図６に示す固定ケースの軸方向両端面を示す図で、（ａ）は開閉装置の内方側から見た端面図、（ｂ）は開閉装置の外方側の端面図である。 図８は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置のロック解除カムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。 図９は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の固定カムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。 図１０は図９に示す固定カムの複数のカム形状を示す図で、（ａ）は図９（ｃ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図９（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 図１１は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の回転カムを示す図で、（ａ）はその回り止め用の平行カット面から見た正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ矢視図である。 図１２は本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の筐体が手動で開かれるときの主要なカムの相対的な変位を示す模式的な動作説明図である。 図１３は本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の筐体が押しボタン操作のみで開かれるときの主要なカムの相対的な変位を示す模式的な動作説明図である。 図１４は図１３（ａ）に示す押しボタン操作開始時の状態を仮想線で、図１３（ｂ）に示す固定カム固定解除直後の状態を実線で示す主要なカムの相対的な変位を示す動作説明図である。 図１５は図１３（ｃ）に示す押しボタン操作後のカムの乗り移り時における主要なカムの状態を示す動作説明図である。 図１６は図１３（ｃ）に示すカムの乗り移り段階から図１３（ｄ）に示す開位置での位置決め状態に至る直前の位置決め部位の状態を示す一部破断面を含む動作説明図である。 図１７は本発明の第２の実施形態に係る開閉装置の固定カム形状を模式的に示すその動作説明図である。 図１８は本発明の第３の実施形態に係る開閉装置の固定カム形状を模式的に示すその動作説明図である。

符号の説明

１０ 携帯電話機（携帯機器）
１０ａ ヒンジ結合の中心軸線
２０ 固定筐体（一方側の部材）
２５ 押しボタン（操作部材）
３０ 可動筐体（他方側の部材）
１００ ヒンジ開閉ユニット（開閉装置）
１１０ 固定ケース（固定ガイド部材）
１１０ｃ ガイド中心軸線
１１６ カム支持軸部（ガイド軸部）
１１６ａ，１５１ａ 端面位置決めカム部
１２０ 可動ケース（有底筒状体）
１３０ プッシュカム（操作カム）
１４０，２４０，３４０ 固定カム（第２の回動カム）
１４２，２４２，３４２ 外側の付勢方向切換えカム部（端面カム部）
１４３，２４３，３４３ 内側の付勢方向切換えカム部（端面カム部）
１４２ａ，１４３ａ，２４２ａ，２４３ａ，３４２ａ，３４３ａ 第１の傾斜カム面（一方側の傾斜カム面）
１４２ｂ，１４３ｂ，２４２ｂ，２４３ｂ，３４２ｂ，３４３ｂ 頂部
１４２ｃ，１４３ｃ，３４２ｃ，３４３ｃ 第２の傾斜カム面（他方側の傾斜カム面、中間部分の両側部分）
１４２ｄ，１４３ｄ，３４２ｄ，３４３ｄ 中間減速領域（他方側の傾斜カム面、中間部分）
１４２ｅ，１４３ｅ，３４２ｅ，３４３ｅ 延長傾斜面（他方側の傾斜カム面、中間部の両側部分）
１５０，２５０，３５０ 回転カム（可動カム）
１５３，２５３，３５３ カム部（外側の付勢方向切換えカム部）
１５４，２５４，３５４ カム部（内側の付勢方向切換えカム部）
１５３ａ，１５４ａ 第１の傾斜カム面
１５３ｂ，１５４ｂ 頂部
１５３ｃ，１５４ｃ 第２の傾斜カム面
１６０ ロック解除カム（第１回動カム）
１８０ ガイドシャフト（ガイド軸部）

Claims (12)

1. 中心軸を有する回動カム（１４０；２４０；３４０）と、
   中心軸を有し、前記回動カムと対向して設けられた可動カム（１５０；２５０；３５０）と、
   前記可動カムを前記回動カムへ向かって付勢する付勢手段（１７０）と、を備え、
   前記可動カムは、前記付勢手段により回動方向または回動方向と逆の方向に付勢される第１の端面カム部（１５４；２５４；３５４）と、前記付勢手段により回動方向または回動方向と逆の方向に付勢され、前記第１の端面カム部より前記中心軸からの距離が大きい第２の端面カム部（１５３；２５３；３５３）と、を有し、
   前記回動カムは、前記第１の端面カム部と係合する第３の端面カム部（１４３；２４３；３４３）と、前記第２の端面カム部と係合し、前記第３の端面カム部より前記中心軸からの距離が大きい第４の端面カム部（１４２；２４２；３４２）と、を有し、
   前記第１の端面カム部と前記第３の端面カム部との係合状態が変化して、前記付勢手段により前記第１の端面カム部が付勢される方向が前記回動方向から前記逆の方向に変化したとき、前記第２の端面カム部と前記第４の端面カム部との係合状態が変化して、前記付勢手段により前記第２の端面カム部が付勢される方向が前記回動方向から前記逆の方向に変化するヒンジ装置。
2. ヒンジ結合される一方側の部材（２０）に固定され、前記ヒンジ結合の中心軸線の方向に延在するガイド中心軸線（１０ａ）を有する固定ガイド部材（１１０）と、
   外部からの操作により前記固定ガイド部材に対し所定の操作方向に変位するよう前記固定ガイド部材に変位可能に支持された操作カム（１３０）と、
   前記操作カムに係合し前記操作カムの変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カム（１６０）と、
   前記第１回動カムを前記操作カムによる所定の操作開始位置に復帰させる復帰手段（１９０）と、
   前記回動カムとして、前記第１回動カムの回動位置に応じて前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位するとともに前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に支持された第２回動カム（１４０；２４０；３４０）と、を備え、
   前記可動カムは、ヒンジ結合される他方側の部材（３０）に対し前記ガイド中心軸線の軸線回りの回動を規制されるとともに、前記第２回動カムに対向するよう前記固定ガイド部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位可能にかつ前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動可能に連結され、
   前記付勢手段は、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記他方側の部材を前記一方側の部材から離隔させる開動作方向（１０ｅ）及び前記他方側の部材を前記一方側の部材に接近させる閉動作方向（１０ｄ）のうちいずれか一方側に付勢し、
   前記復帰手段は、前記付勢手段により前記他方側の部材を前記閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、前記第２回動カムを復帰させるよう構成され、
   前記第２の端面カム部及び前記第４の端面カム部は、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部として機能し、
   前記第１の端面カム部及び前記第３の端面カム部は、前記外側の付勢方向切換えカム部より前記ガイド中心軸線に近い内側で互いに係合し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら前記外側の付勢方向切換えカム部と同期するタイミングで係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部として機能し、
   前記操作カムが前記外部からの操作により前記所定の操作方向に変位したとき、前記付勢手段の付勢力により前記可動カムを介して前記他方側の部材を前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動させることを特徴とする請求項１に記載のヒンジ装置。
3. 前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部（１４２；２４２；３４２）と前記内側の付勢方向切換えカム部（１４３；２４３；３４３）とが、互いに前記第２回動カムの回動中心軸線を挟んで対向するよう前記第２回動カムの回動方向において１８０度異なる位置に配置されたことを特徴とする請求項２に記載のヒンジ装置。
4. 前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部と前記内側の付勢方向切換えカム部とのうち各付勢方向切換えカム部が、前記第２回動カムが前記所定の動作開始位置に復帰した状態で前記他方側の部材が前記一方側の部材に最も接近する閉位置の近傍にあるとき、前記可動カムを前記他方側の部材の前記閉動作方向側に付勢するよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した一方側の傾斜カム面（（１４２ａ；２４２ａ；３４２ａ）又は（１４３ａ；２４３ａ；３４３ａ））と、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記一方側の傾斜カム面とは逆方向に傾斜した他方側の傾斜カム面（（（１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅ）；（２４２ｃ，２４２ｄ，２４２ｅ）；（３４２ｃ，３４２ｄ，３４２ｅ））又は（（１４３ｃ，１４３ｄ，１４３ｅ）；（２４３ｃ，２４３ｄ，２４３ｅ）；（３４３ｃ，３４３ｄ，３４３ｅ）））と、前記一方側の傾斜カム面と前記他方側の傾斜カム面の間で前記可動カム側に最も突出し前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる頂部（（１４２ｂ；２４２ｂ；３４２ｂ）又は（１４３ｂ；２４３ｂ；３４３ｂ））と、を有することを特徴とする請求項２に記載のヒンジ装置。
5. 前記固定ガイド部材に同軸にガイド軸部（１１６，１８０）が設けられ、
   前記第１回動カム及び前記第２回動カムがそれぞれ前記ガイド軸部（１１６）により前記固定ガイド部材に対し同軸にガイドされていることを特徴とする請求項２に記載のヒンジ装置。
6. 前記ガイド軸に支持されるとともに前記可動カム及び前記他方側の部材にそれぞれ回動方向一体に係合した有底筒状体（１２０）を更に備え、
   前記付勢手段が、前記有底筒状体と前記可動カムとの間に縮設された弾性部材（１７０）で構成されたことを特徴とする請求項５に記載のヒンジ装置。
7. 前記固定ガイド部材及び前記可動カムが、前記軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部（１１６ａ，１５１ａ）を有し、
   前記他方側の部材が前記一方側の部材から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、前記可動カムが前記第２回動カムから離脱するとともに、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの前記端面位置決めカム部が互いに係合して前記他方側の部材を前記開位置に位置決め保持することを特徴とする請求項２に記載のヒンジ装置。
8. 前記固定ガイド部材及び前記可動カムの端面位置決めカム部は、前記第２回動カム及び前記可動カムの前記複数種の端面カム部より前記ガイド中心軸線に近い半径位置で互いに係合及び離脱することを特徴とする請求項７に記載のヒンジ装置。
9. 前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部（１４２）と前記内側の付勢方向切換えカム部（１４３）とのうち各付勢方向切換えカム部における前記他方側の傾斜カム面（（１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅ）又は（１４３ｃ，１４３ｄ，１４３ｅ））の中間部分（１４２ｄ又は１４３ｄ）とその両側部分（（１４２ｃ，１４２ｅ）又は（１４３ｃ，１４３ｅ））とで、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対する傾斜勾配を異ならせ、前記付勢手段の付勢力によって前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動する前記他方側の部材を、前記他方側の傾斜カム面の中間部分で減速させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載のヒンジ装置。
10. 前記第２回動カムの前記外側の付勢方向切換えカム部（３４２）と前記内側の付勢方向切換えカム部（３４３）とのうち各付勢方向切換えカム部（３４２又は３４３）における前記他方側の傾斜カム面（（３４２ｃ，３４２ｄ，３４２ｅ）又は（３４３ｃ，３４３ｄ，３４３ｅ））の中間部分（３４２ｄ又は３４３ｄ）を前記所定傾斜方向に傾斜させて、その両側部分（（３４２ｃ，３４２ｅ）又は（３４３ｃ，３４３ｅ））とは前記ガイド中心軸線と直交する平面に対する傾斜方向を異ならせ、前記付勢手段の付勢力によって前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動する前記他方側の部材を、前記他方側の傾斜カム面の中間部分で停止させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載のヒンジ装置。
11. 請求項２に記載のヒンジ装置を用いた携帯機器であって、
    ヒンジ結合される前記一方側の部材（２０）と前記他方側の部材（３０）とにより開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成したことを特徴とする携帯機器。
12. 請求項１に記載のヒンジ装置を備えた携帯端末。

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