JP5088742B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、折り畳み式の電子機器に関する。

異なる二方向に開閉可能な折り畳み式の電子機器、特に携帯電話機においては、表示部を有する筐体及び操作部を有する筐体を二軸ヒンジで縦、あるいは横に開放させると共に、各々の開放状態を検知できるようにしたもの（特許文献１参照）がある。
特開２００５−３８２１７号公報

このような電子機器では、開閉状態を検知する手段をヒンジ軸に設けることが考えられるが、そうすると構造が複雑になる上に大型化してしまうことになる。

本発明の課題は、異なる二方向に開閉可能な折り畳み式の電子機器において、構造を複雑化することなく、また大型化することもなく、筐体の開閉状態及び開放方向を確実に検出できるようにすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、第１の筐体及び第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを折り畳んだ状態から相対的に回転させて、第１の方向と、前記第１の方向と直交する第２の方向とに開放させるヒンジ部と、前記第１の方向に開放させる際に、前記第１の筐体と前記第２の筐体の接離自在となる位置に設けられ、第１の検出部材と第１の被検出部材とからなる第１の検出部と、前記第２の方向に開放させる際に、前記第１の筐体と前記第２の筐体の接離自在となる位置に設けられ、第２の検出部材と第２の被検出部材とからなる第２の検出部とを備え、前記第１の検出部がオンのとき、前記第１の筐体及び前記第２の筐体は折り畳まれている状態と認識させ、前記第１の検出部、前記第２の検出部が共にオフのとき、前記第１の筐体及び前記第２の筐体は前記第１の方向に開放されている状態と認識させ、前記第１の検出部がオフで、前記第２の検出部のみがオンであるとき、前記第１の筐体及び前記第２の筐体は前記第２の方向に開放されている状態と認識させる、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器であって、前記第２の検出部において、前記第２の方向に開閉させるときに回転軸を有する側の筐体に、前記被検出部材を前記回転軸の周囲に並べて複数個配置することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子機器であって、前記検出部材は磁気センサ、前記被検出部材は磁石であることを特徴とする。

本発明によれば、構造を複雑化することなく、また、大型化することもなく、筐体の開閉状態及び開放方向を確実に検出することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成として、折り畳み式の携帯電話機を示したもので、１は表示部筐体、２は操作部筐体、３は二軸ヒンジ部である。本実施形態の携帯電話機は表示部１１を有する表示部筐体１と、各種操作キーからなる操作部２１を有する操作部筐体２とが、各々の角で二軸ヒンジ部３を介して長手方向及び短手方向に折り畳み・開放自在に結合されている。図１（ａ）は長手方向に、図１（ｃ）は短手方向に開放された状態を示している。二軸ヒンジ部３はヒンジカバー３４で覆われている。

図２は二軸ヒンジ部３の構成を示すもので、３１は第１の回転軸、３２は第２の回転軸、３３は連結部である。第１の回転軸３１と第２の回転軸３２は軸線が互いに直交する状態でＬ字状の連結部３３に各々相対的に回転自在に支持されている。また、第１の回転軸３１、第２の回転軸３２の端部にはそれぞれ図示しない切り欠きが形成されており、一方の回転軸が回転するとき、他方の回転軸の回転を規制するようになっている。

第１の回転軸３１及び第２の回転軸３２の周面からはネジ孔が形成された取付部（図示しない）が突出しており、第１の回転軸の取付部を操作部筐体２の上端部に対し、第２の回転軸の取付部を表示部筐体１の下端部に対し、それぞれネジ止めすることで、表示部筐体１と操作部筐体２が連結される。

二軸ヒンジ部３をこのような構成とすることにより、本実施形態の携帯電話機は、図１（ｂ）に示す折りたたまれた状態から、表示部筐体１を第１の回転軸３１に対して回転させることで、図１（ａ）に示す長手方向に、また、表示部筐体１を第２の回転軸３２に対して回転させることで図１（ｃ）に示す短手方向に開放させることができる。特に、短手方向に開閉させる場合には、表示部筐体１を操作部筐体２に対し任意の角度で静止させ、様々な用途で使用することも可能である。

図３は、携帯電話機に備えられた検出部の配置を示すもので、４は第１の検出部、５は第２の検出部である。第１の検出部４は、第１の検出部材である第１磁気センサ４２及び第１の被検出部材である板状の第１磁石４１からなる。表示部筐体１が操作部筐体２の上に、また、二軸ヒンジ部３が奥に位置するように携帯電話機を置いたとき、第１磁石４１は表示部筐体１の左手奥の下部に、左右方向に長くなるよう取り付けられている。第１磁気センサ４２は、操作部筐体２の上部であって、第１磁石４１の真下に来る位置に取り付けられている。

第２の検出部５は、第２の検出部材である第２磁気センサ５３及び、第２の被検出部材である二つの磁石、すなわち、第２磁石５１、第３磁石５２からなる。第２磁石５１は、表示部筐体１右側の第１磁石よりやや手前であって、表示部筐体１の上部に取り付けられている。第３磁石５２は、第２磁石５１の右側やや下方、表示部筐体１の側部に位置するよう取り付けられている。携帯電話機を上から見たときに第２磁石と第３磁石は短手方向に横並びとなる。また、携帯電話機を図３（ｂ）の方向から見ると、第２磁石５１、第３磁石５２は、表示部筐体１が操作部筐体２に対し短手方向に回転するときの回転軸の周囲であって、表示部筐体１の外周面に沿うように並べて取り付けられている。第２磁気センサ５３は、操作部筐体２の上部であって、第２磁石５１及び第３磁石５２のほぼ下方に来る位置に取り付けられている。

図４は携帯電話機を開閉させたときの磁石及び磁気センサの位置関係を示している。第１磁気センサ４２及び第１磁石４１は、携帯電話機を図４（ａ）に示すように閉じたとき、図４（ｂ）に示す長手方向に開いたときに、表示部筐体１及び操作部筐体２が接離自在となる位置に配置されていることになる。また、第２磁気センサ５３及び第２磁石５１、第３磁石５２は、携帯電話機を図４（ａ）に示すように閉じたとき、図４（ｄ）に示す短手方向に開いたときに、表示部筐体１及び操作部筐体２が接離自在となる位置に配置されていることになる。

このように、表示部筐体１及び操作部筐体２が接離する位置に磁石及び磁気センサを取り付けることにより、二軸ヒンジ部３に検出手段を設ける必要が無くなる。すなわち、二軸ヒンジ部３の構造を大型化、複雑化することなく、確実に開閉状態及び開放方向を検出することが可能である。また、検出部及び被検出部に用いた磁石及び磁気センサは、従来から用いられているものを使用すればよく、余計なコストもかからない。

次に、筐体の開閉状態の検出の仕組みを説明する。
第１磁気センサ４２及び第２磁気センサ５３は、ある一定以上の磁力を検出、すなわち、表示部筐体１に取り付けられた磁石が携帯電話機の開閉により一定距離以内に近づくと、図示しない表示切替手段に対しＯＮ信号を送るようになっている。磁気センサが磁気を検出しない場合はＯＦＦ状態ということになる。

片方の磁気センサのからの信号はＯＮかＯＦＦのどちらかであるため、第１磁気センサ４２及び第２磁気センサ５３から表示切替手段に送られる信号は四つのパターン、すなわち、１（ＯＮ・ＯＮ）、２（ＯＮ・ＯＦＦ）、３（ＯＦＦ・ＯＮ）、４（ＯＦＦ・ＯＦＦ）のいずれかになる。表示切替手段は送られてきたパターンに応じて表示モードを切り替えるようになっている。図５に信号パターンと対応する表示切替動作の一覧を示す。センサ１、センサ２はそれぞれ本実施例の第一磁気センサ４１、第２磁気センサ５３、ＢＯＯＫは短手方向への開放、ＯＰＥＮは長手方向への開放に対応している。

携帯電話機が図４（ａ）に示すように折り畳まれているとき、第１の検出部においては、第１磁石４１と第１磁気センサ４２が最も近づき、第１磁気センサ４２で磁気を検出してＯＮ信号を発する。同様に、第２の検出部においても、第３磁石５２と第２磁気センサ５３が最も近づいており、第２磁気センサ５３で磁気を検出してＯＮ信号を発する。このとき、表示切替手段は表示部１１に画像を表示させない。

本実施形態で用いられている携帯電話機は、表示部筐体１及び操作部筐体２がそれぞれ角の一箇所だけで二軸ヒンジ部３に結合されているため、表示部筐体１及び操作部筐体２各々に互い違いの方向の力がかかると、図６に示すように表示部筐体１と操作部筐体２が、一時的にではあるが相対的にずれることがある。このとき、第１の検出部においては、第１磁石４１がずれる方向に長くなるよう配置されているので、第１磁気センサ４２では磁気を検出できるが、第２の検出部では、第３磁石５２が第２磁気センサ５３から離れてしまい、第２磁気センサ５３が磁気を検出できない可能性がある。こうした事態に備え、第１磁気センサ４２からの信号がＯＮであれば、第２磁気センサ５３からの信号がＯＮ、ＯＦＦ何れであっても表示部１１に画像を表示させないよう設定されている。従って、携帯電話機が折り畳まれたまま画像が表示される心配が無く、電池が無駄に消耗するのを抑えることができる。

携帯電話機が図４（ｂ）、（ｃ）に示すように第１の方向である長手方向に開かれているときには、第１磁気センサ４２と第１磁石４１、第２磁気センサ５３と第３磁石５２が共に離れ、磁気を検出できないので、第１磁気センサ４２、第２磁気センサ５３はどちらも表示切替手段に対しＯＮ信号を送らない。すると表示切替手段は表示部１１に縦長画面用の画像を表示させる。

図７は表示部筐体１が短手方向に開閉するときの磁石、磁界、磁気センサの位置関係を示す断面図であり、５１ａは第２磁気センサ５３で検出が可能な第２磁石５１の磁界の範囲を、５１ａは同じく第２磁気センサ５３で検出が可能な第３磁石５２の磁界の範囲を示している。

本実施形態の携帯電話機は前述したとおり、表示部筐体１を操作部筐体２に対し短手方向にほぼ１８０度回転させることができ、途中、任意の角度で静止させることも可能である。このような構成により、図７（ｃ）に示すように携帯電話機を１８０度開放し、操作部筐体１を両手に持ってゲーム機のように使用したり、表示部筐体１を図７（ｂ）に示すように垂直或いは斜めに傾けて卓上に置き、テレビ観賞に用いたりすることが可能となる。従って、携帯電話機を短手方向に開放する場合には、どのような角度に開かれていても表示部１１に画像が表示され、使用できる状態になければならない。

前述したとおり、短手方向の開閉を検出する第２の検出部の第２磁石５１、第３磁石５２が表示部筐体１の外周に沿って側面いっぱいに並べて配置された結果、第２磁気センサ５３が検出可能な第２磁石５１の磁界５１ａ、第３磁石５２の磁界５２ａの範囲は図７に示す二つの円及び、二つの円が重なり合った箇所となり、連続した磁界が表示部筐体１の側面の周囲に生じる。この円の範囲内に第２磁気センサ５３が位置すれば、第２磁気センサ５３は磁気を検出してＯＮ信号を発し、表示部１１に画像が表示されることになる。なお、両磁界が重なる箇所で磁気センサ５３が磁気を検出してもＯＮ信号を発する動作に変化は無い。

携帯電話機が図７（ａ）に示すように折り畳まれているとき、第２磁気センサ５３は第３磁石５２の磁界５２ａの範囲内に位置するので、第２磁気センサ５３が磁気を検出するが、前述したように、この状態では第１の検出部４においても磁気が検出されているので、表示切替手段は画像を表示しない。徐々に表示部筐体１と操作部筐体２が開放され、第１磁気センサ４２で第１磁石４１の磁気が検出できなくなり、第２磁気センサ５３のみで磁気が検出されるようになると、表示切替手段は横長画面用の画像を表示させる。

表示部筐体１を図７（ｂ）に示すように斜めに立てて使用するときには、第２磁気センサ５３は磁界５２ａの範囲内に位置するため、第２磁気センサ５３が磁気を検出し、表示切替手段は横長画面用の画像を表示するよう作動する。このまま表示部筐体１を操作部筐体２に対し回転させても、第２磁気センサ５３は磁界５２ａ、又は磁界５１ａと５２ａが重なる範囲の内側に常に位置するため、表示部１１は画像を表示し続ける。

携帯電話機が図７（ｃ）に示すように完全に開かれているときにも、第２磁気センサ５３は磁界５１ａの範囲内に位置するので、第２磁気センサ５３が第２磁石５１の磁気を検出し、表示切替手段は横長画面用の画像を表示させる。このように、二つの磁石、すなわち、第２磁石５１、第３磁石５２を側面いっぱいに並べて配置することにより、表示部筐体１をどのような角度に開いて使用していても、筐体が開放されていることを確実に検出して、画像を表示させることができる。

以上の説明のように、簡単な構造、簡単な動作ロジックで、確実に表示部筐体１及び操作部筐体２の開閉状態、又は開放方向の検出を確実に行うことができる。

（実施形態２）
図８は、携帯電話機における、磁気センサ及び磁石の配置を変形させた例を示したものである。本実施形態では、検出部材である第１磁気センサ４２を表示部筐体１の端部に配置し、第２磁気センサ５３を同じく表示部筐体１の、第１磁気センサ４２よりもやや内側に配置している。図８（ｂ）に示すように携帯電話機を立てると、第１磁気センサ４２と第２磁気センサ５３は斜めに並ぶようになっている。操作部筐体２には、図８（ａ）に示すように、第１磁気センサ４２の真下に位置するよう第１磁石４１のみを配置する。

図９は本実施形態における信号パターン及びそれに対応する表示切替動作の一覧を示している。本実施形態では実施形態１のものに比べ、磁石を兼用することで一点としたことにより、１（ＯＮ・ＯＮ）、２（ＯＮ・ＯＦＦ）、３（ＯＦＦ・ＯＦＦ）の３つの信号パターンで携帯電話機の開閉状態、及び開放方向を検出できるようにしている。

携帯電話機が図８（ａ）に示すように閉じられているとき、第１磁石４１と第１磁気センサ４２が最も近づくので、第１磁気センサ４２では第１磁石の磁気が検知される。第２磁気センサも第１磁気センサ４２の近傍に位置するため、第１磁石の磁気を検知することができる。従って、第１磁気センサ４２、第２磁気センサ５３共に表示切替手段に対しＯＮ信号を発するので、表示切替手段は表示部１１に画像を表示しない。

携帯電話機が図８（ｂ）に示すように短手方向に開かれると、第１磁気センサ４２と第１磁石４１は互いに近傍に位置するため、第１磁気センサ４２において第１磁石４１の磁気を検知することができるが、第２磁気センサ５３と第１磁石４１は離れてしまうので、第２磁気センサ５３は第１磁石４１の磁気を検知することができない。従って、ＯＮ信号を発するのは第１磁気センサ４２のみとなり、表示切替手段は表示部１１に横長画面用の画像を表示させる。

携帯電話機が図８（ｃ）に示すように長手方向に開かれると、第１磁気センサ４２、第２磁気センサ５３は共に第１磁石４１から離れ、磁気を検知しない。従って、ＯＮ信号はどちらの磁気センサからも発せられず、表示切替手段は表示部１１に縦長画面用の画像を表示させる。

本実施形態のような構成とすることにより、実施形態１よりも少ない部品点数で、実施形態１と同様、携帯電話機の開閉状態及び開放方向を確実に検出することができる。

（変形例）
なお、以上の実施形態においては、携帯電話機としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、カメラ、ＰＤＡ、ノートＰＣ、ウェアラブルＰＣ、電卓、電子辞書など、縦あるいは横に開閉できる電子機器であれば何にでも用いることができる。
また、検出部を磁気センサではなく、発光素子、受光素子からなる光センサとしてもよいし、第２磁石、第３磁石を合わせて一個のＬ字形磁石で代用してもよい。
更に、検出部と被検出部をどちらの筐体に取り付けるかといったことや、筐体の開閉方向、例えば、冷蔵庫の扉のように右にも左にも開閉できる筐体に使用するといったことも任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明に係る携帯電話機を示す斜視図である。 本発明に係る携帯電話機のヒンジ部を示す斜視図である。 検出部材と被検出部材の配置を示す斜視図及び側面図である。 各開閉状態における検出部材と被検出部材の位置関係を示す斜視図である。 各検出部の検出状態と表示部制御の対応表である。 表示部筐体と操作部筐体がずれたときを示す正面図である。 筐体を短手方向に開放したときの磁気の検出の仕組みを示す断面図である。 本発明の変形例を示す斜視図である。 変形例における各検出部の検出状態と表示部制御の対応表である。

符号の説明

１ 表示部筐体（第１の筐体）
１１ 表示部
２ 操作部筐体（第２の筐体）
２１ 操作部
３ 二軸ヒンジ部（ヒンジ部）
３１ 第１の回転軸
３２ 第２の回転軸
３３ 連結部
３４ ヒンジカバー
４ 第１の検出部
４１ 第１磁石（第１の被検出部材）
４２ 第１磁気センサ（第１の検出部材）
５ 第２の検出部
５１ 第２磁石（第２の被検出部材）
５１ａ 第２磁石の磁界
５２ 第３磁石（第２の被検出部材）
５２ａ 第３磁石の磁界
５３ 第２磁気センサ（第２の検出部材）

Claims (3)

1. 第１の筐体及び第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを折り畳んだ状態から相対的に回転させて、第１の方向と、前記第１の方向と直交する第２の方向とに開放させるヒンジ部と、
   前記第１の方向に開放させる際に、前記第１の筐体と前記第２の筐体の接離自在となる位置に設けられ、第１の検出部材と第１の被検出部材とからなる第１の検出部と、
   前記第２の方向に開放させる際に、前記第１の筐体と前記第２の筐体の接離自在となる位置に設けられ、第２の検出部材と第２の被検出部材とからなる第２の検出部とを備え、
   前記第１の検出部がオンのとき、前記第１の筐体及び前記第２の筐体は折り畳まれている状態と認識させ、
   前記第１の検出部、前記第２の検出部が共にオフのとき、前記第１の筐体及び前記第２の筐体は前記第１の方向に開放されている状態と認識させ、
   前記第１の検出部がオフで、前記第２の検出部のみがオンであるとき、前記第１の筐体及び前記第２の筐体は前記第２の方向に開放されている状態と認識させる、
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記第２の検出部において、前記第２の方向に開閉させるときに回転軸を有する側の筐体に、前記被検出部材を前記回転軸の周囲に並べて複数個配置することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記検出部材は磁気センサ、前記被検出部材は磁石であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。

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