JP5223310B2 - 筐体開閉装置およびこれを具備した電子機器筐体 - Google Patents

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本発明は筐体開閉装置に関し、特に折り畳み式携帯情報端末機等の電子機器筐体において、2つの筐体を開閉可能に連結すると共に、スライドスイッチやプッシュスイッチ等の手動スイッチの操作により筐体間の角度を簡単に所定の角度、具体的には、少なくとも筐体を把持して容易に開閉操作を行い得る予備開閉角度にまで自動的に開放させることができる筐体開閉装置およびこれを具備した電子機器筐体に関する。
近年、携帯情報端末機、特に、表示部や受話部(スピーカ)を配置した筐体と、操作部や通話部を配置した筐体と、これらの筐体を開閉可能に連結するヒンジ部とで構成された折り畳み式の携帯電話が急速に普及しており、こうした携帯情報端末機は、利用者の可搬性向上のニーズにより、小型・薄型化、軽量化が進められている。
こうした薄型化に伴い、携帯情報端末機の筐体を開く際に筐体に指がかかりにくい、筐体を把持しにくい等の理由で利用者が端末を開閉しづらくなっており、スライドスイッチやプッシュスイッチ等の操作によって筐体を簡単に開放できる筐体開閉装置が求められている。
このような要求に対し、特許文献1では、図20に示すように、開閉装置操作部を押すことで、これを搭載した折り畳み式携帯端末機の一方の筐体を閉じ状態から自動に開放することができる筐体開閉装置が開示されている。
特許文献1の筐体開閉装置では、開閉対象となる折り畳み式携帯情報端末機の一方の筐体にハウジング4が固定され、もう一方の筐体に開閉軸8が固定されている。
まず、図21に示した保持状態(端末閉じ状態)においては、この筐体開閉装置は、可動カム2が支持体5に支持されているのでY方向への移動が抑制されている。そして、可動カム2のカム形成部21の傾斜部と回転カム3のカム形成部31の傾斜部との接触とバネ6より発生する弾性力61により、矢印V方向(端末閉じ方向)へトルク(保持トルク)を発生し、携帯情報端末機を閉じた状態に保持する。
この状態から、図22に示すように、手動スイッチ52を操作力53にて矢印W方向へ押すと、手動スイッチ52のテーパ面521と支持体5のテーパ面502により支持体5がX方向へ動く。すると、支持が外れ、支持体5のテーパ面51と可動カム2のテーパ面23の傾斜部により、可動カムが矢印Y方向へ動く。すると、可動カム2の内部に設けられた回転力発生カム400と回転カム3とが接触し、これとバネ6より発生する弾性力63により、回転カム3が回転力発生カム400の傾斜部401に沿って、矢印Z方向(端末開き方向)へ動く。ハウジング4等を介して回転力発生カム400は折り畳み式携帯端末機の一方の筐体へ、回転カム3は折り畳み式携帯端末機のもう一方の筐体へ連結されているので、この筐体開閉装置では、手動スイッチ52を矢印W方向へ押すことで筐体が閉じた状態から自動的に開放することができる。
更に手動スイッチ52から手を離した際には、支持体復帰バネ7から発生する弾性力73により支持体5が元の位置に戻り、これに伴って可動カム2が元の位置に戻り、操作前と同様の状態になる。
特開2003−232336号公報(段落0040−0050,図1,図6)
しかしながら、図20に示すような筐体開閉装置では、手動スイッチ52を押す際の力である操作力53が大きくなってしまうという問題がある。
その理由について説明すると、この筐体開閉装置を動作させるためには、支持体5にX方向の支持体復帰バネ7を縮めるのに必要な力を加える必要があるが、この力が操作力53のみである。そのため、支持体復帰バネ7を縮めるのに必要な力が大きかった場合に、操作力53が大きくなってしまう。
また、この筐体開閉装置では、部品点数が多くなってしまうという問題がある。
その理由は、可動カム2の内部に回転力発生カム400を別途配置しているためである。
本発明の目的は、前記従来技術の不都合を改善し、筐体の開放に要する操作力をより低減させて、操作性を向上させるとともに、部品点数を削減した筐体開閉装置を提供することにある。
本発明の筐体開閉装置は、開閉可能に連結された2つの筐体のうちの一方が他方の筐体に対して閉じ合わされた完全閉鎖位置から少なくとも前記一方の筐体を把持して容易に開閉操作を行い得る予備開閉角度にまで手動スイッチの操作で前記一方の筐体を開かせるようにした自動開放機構を備えた筐体開閉装置であり、前記目的を達成するため、
前記自動開放機構が、少なくとも前記完全閉鎖位置において前記一方の筐体が前記他方の筐体に向けて圧着された状態を保持する現位置保持機構部と、前記一方の筐体を前記完全閉鎖位置から前記予備開閉角度にまで開かせる筐体開放機構部と、前記現位置保持機構部と前記筐体開放機構部を択一的に機能させる切替機構部とを有し
前記現位置保持機構部は、前記2つの筐体間の開閉軸に沿って軸方向に移動自在とされて前記一方の筐体と一体に回転する回転カムの端面のカム形成部と、前記開閉軸に沿って初期位置と退避位置との間で軸方向に移動自在とされて前記他方の筐体に回転不能に取り付けられ前記初期位置において前記回転カムの端面のカム形成部が回転位置の位相をずらせて押圧嵌合した状態で前記回転カムのクリックストップ状態を保持して前記一方の筐体が前記他方の筐体に向けて圧着された状態を保持するトルクを発生する一方,前記退避位置において前記回転カムの端面のカム形成部との嵌合を実質的に解除されるカム形成部を備えた可動カムと、前記回転カムを前記可動カムに向けて付勢する第一の付勢手段とによって構成され
前記筐体開放機構部は、前記回転カムの外周のカム形成部と、前記開閉軸に沿って前記他方の筐体に固定的に取り付けられて前記可動カムが前記退避位置にある状態で前記回転カムの外周のカム形成部と嵌合して前記第一の付勢手段の付勢力で前記回転カムを前記一方の筐体が開く方向に回転させる一方,前記可動カムが前記初期位置にある状態で前記回転カムの外周のカム形成部から実質的に離脱する固定カムと、前記第一の付勢手段とによって構成され
前記切替機構部は、前記可動カムの端面を支えるテーパ面を有し,前記可動カムが前記回転カムを介して前記第一の付勢手段から受ける付勢力に抗して前記テーパ面が前記可動カムを前記初期位置に保持する非操作位置と前記可動カムが前記回転カムを介して前記第一の付勢手段から受ける付勢力に抗して前記テーパ面が前記可動カムを前記退避位置に保持する操作位置との間で,前記開閉軸の径方向に沿って移動自在な状態で前記他方の筐体に取り付けられた支持体と、前記可動カムが前記テーパ面を押圧する力に抗して前記支持体を非操作位置に保持する第二の付勢手段とによって構成され
前記手動スイッチが、前記支持体を前記非操作位置から前記操作位置に向けて移動させる手動スイッチによって構成され
前記現位置保持機構部の一部を構成する前記第一の付勢手段が回転カムおよび可動カムを介して支持体のテーパ面を押圧する力を、前記支持体の長手方向に沿って、前記第二の付勢手段の付勢力に抗して支持体を前記非操作位置から前記操作位置に向けて移動させる方向で前記支持体に付加することによって前記手動スイッチの操作に要する操作力を軽減することを特徴とした構成を有する。
以上の構造を適用した場合、まず、開閉可能に連結された2つの筐体を閉じ合わせて完全閉鎖とした状態では、切替機構部の支持体が第二の付勢手段の付勢力によって非操作位置、つまり、回転カムを介して第一の付勢手段から受ける付勢力に抗して支持体のテーパ面が可動カムを開閉軸上の初期位置に位置させる状態に保持している。初期位置にある可動カムは現位置保持機構部の一部として機能する回転カムの端面のカム形成部と回転位置の位相をずらせた状態で押圧嵌合して回転カムをクリックストップ状態に保持するので、この回転カムに回転不能に取り付けられた一方の筐体が他方の筐体に向けて圧着された完全閉鎖状態が保持されることになる。
なお、現位置保持機構部の一部を構成する可動カムが初期位置にある状態では、筐体開放機構部の一部として機能する回転カムの外周のカム形成部が筐体開放機構部の一部を構成する固定カムから離脱しているので、回転カムを筐体の開放方向に向けて回転させる力は作用しない。
この状態では、回転カムを介して第一の付勢手段で付勢される可動カムの端面が支持体のテーパ面を押圧する力、つまり、その分力によって支持体を非操作位置から操作位置に向けて移動させようとする力が既に切替機構部の支持体に作用しているので、手動スイッチを操作して支持体を非操作位置から操作位置に向けて移動させる際に実際に必要とされるユーザの操作力は、第二の付勢手段の付勢力に抗して支持体を移動させる力よりも少なくて済み、ユーザは軽い力で容易に手動スイッチを操作することができる。
ここで、ユーザが手動スイッチを操作して支持体を非操作位置から操作位置に向けて移動させると、初期位置にある可動カムが第一の付勢手段の付勢力によって退避位置に移動すると共に、この可動カムによって支えられていた回転カムも第一の付勢手段の付勢力によって可動カムと共に移動し、筐体開放機構部の一部として機能する回転カムの外周のカム形成部が筐体開放機構部の一部を構成する固定カムと嵌合し、回転カムを付勢する第一の付勢手段によって回転カムの外周のカム形成部が固定カムに押圧されるため、回転カムを筐体の開放方向に向けて回転させる力が発生する。このとき、現位置保持機構部の一部として機能する回転カムの端面のカム形成部が可動カムのカム形成部と嵌合したままの状態にあって、回転カムには一方の筐体を他方の筐体に向けて圧着する方向の回転力が作用しているが、固定カムのカム形成部の傾斜を可動カムの端面のカム形成部の傾斜よりも大きく傾斜させ、筐体開放機構部として機能する回転カムの外周のカム形成部と固定カムのカム形成部の当接で発生する回転力が、現位置保持機構部として機能する回転カムの端面のカム形成部と可動カムのカム形成部の当接で発生する筐体閉鎖方向の回転力に打ち勝つようにカム形状を設計しているので、結果として、回転カムが筐体を開く方向に向けて回転し、この回転カムに回転不能に取り付けられた一方の筐体が予備開閉角度にまで開かれる。
この状態で一方の筐体が完全開放位置にまで開かれるわけではないが、一方の筐体を把持して容易に開閉操作を行い得る位置にまで自動的に開かれるので、筐体が小型・薄型であってもユーザは容易に筐体の開放操作を行うことができる。
このように、2つの筐体を閉じ合わせて完全閉鎖とした状態から一方の筐体が予備開閉角度にまで開かれるまでの間、回転カムおよび可動カムを介して現位置保持機構部の一部である第一の付勢手段の付勢力、つまり、筐体の閉鎖状態を保持するためのトルクを発生する力の一部が支持体のテーパ面を定常的に押圧し続けることになるので、支持体を非操作位置に保持しようとする第二の付勢手段の力に抗して支持体を操作位置に移動させる際に必要とされる手動スイッチの操作力は、筐体が完全閉鎖位置から予備開閉角度にまで開かれるまでの全ての期間を通じて軽減されることになる。
また、前記固定カムは、前記開閉軸,回転カム,可動カム,第一の付勢手段を組み付けるハウジングの内周に一体に形成されていることが望ましい。
筐体の開放操作に必要とされる固定カムをハウジングの内周に一体に形成することで全体的な部品点数が削減され、筐体開閉装置の製造コストの軽減化が可能となる。
そして、前記手動スイッチは、前記支持体を非操作位置から操作位置に向けて移動させるスライドスイッチによって構成することができる。
支持体の移動方向に合わせてスライドスイッチを設置することで、手動スイッチを操作して支持体を非操作位置から操作位置に向けて移動させる際に必要とされるユーザの操作力を最小化することができる。
また、前記支持体において、可動カムの端面を支えるテーパ面と反対側の面に第二のテーパ面を設けるようにすれば、
前記開閉軸に沿った方向で軸方向に移動自在とされ,前記第二のテーパ面と摺接する端面を備えたプッシュスイッチによって支持体を操作することが可能である。
この場合、支持体を非操作位置から操作位置に向けて移動させる際に必要とされるユーザの操作力はスライドスイッチを利用する場合との比較において大きくなることがあるが、前述した第一の付勢手段の力を利用せずにプッシュスイッチの押圧操作のみによって支持体を単純に移動させる場合と比べれば、プッシュスイッチの押圧操作に要する力を大幅に軽減することができる。
本発明の電子機器筐体は、前述した何れかの筐体開閉装置を具備した電子機器筐体である。
従って、ユーザは軽い力で容易に手動スイッチを操作することができ、この手動スイッチの操作によって筐体の開閉操作を行い得る予備開閉角度まで一方の筐体を自動的に開かせることができるので、筐体が小型・薄型であっても容易に筐体の開放操作を行うことができる。
本発明の筐体開閉装置およびこれを具備した電子機器筐体は、筐体を完全閉鎖位置に保持するトルクを発生させる自動開放機構の力の一部を手動スイッチの操作力に定常的に付加するようにしたので、手動スイッチの操作に必要とされる手動操作力が相対的に軽減される。また、手動スイッチの操作により一方の筐体を簡単に予備開閉角度にまで開放させることができるので、筐体が小型・薄型であってもユーザは容易に筐体の開放操作を行うことができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態について具体例を挙げ図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明を適用した一実施形態の筐体開閉装置1の外観を示した斜視図、図2は部品の組み立て状況を示した分解図、図3は筐体開閉装置1の外装を取り外して主要な部品の嵌合状況を示した斜視図である。
図1において、筐体開閉装置1は、開閉軸8の周辺に、開閉対象となる電子機器の2つの筐体のうち一方に固定されるハウジング4と筒状のカバー11とが配置され、更に、ハウジング4およびカバー11の内部には、図2に示されるような円筒状の可動カム2と、円筒状の回転カム3と、予圧状態にあるコイル状のバネ6とが直列に配置され、更にバネ6の隣には、もう一方の筐体と開閉軸8とを連結する筐体連結部材9が開閉軸8上に配置されている。コイル状のバネ6は、回転カム3を可動カム2に向けて付勢する第一の付勢手段として機能する。
更に、ハウジング4の支持体挿入開口部44の内部には、その先端に可動カム2の端面を支えるテーパ面51を有する支持体5が、開閉軸8と直交し、かつテーパ面51が可動カム2の端面と接触するように配置され、支持体5のもう一方の端に、手動スイッチとして機能するスライドスイッチ74と第二の付勢手段として機能する支持体復帰バネ7が配置されている。
ハウジング4について詳細に説明する。図4は筐体側ハウジング4の斜視図、図5はハウジング4の円筒部を取り払ってハウジング4の内周に一体に形成された固定カムのみを示した透視図である。図4に示される通り、ハウジング4には、支持体5の先端を突入されるための支持体挿入開口部44と、可動カム2および回転カム3を内嵌するためのカム挿入穴46とが設けられ、更に、ハウジング4の円筒部には、開閉軸8に沿った可動カム2の移動を許容しハウジング4に対する可動カム2の回転を規制する可動カムスライド開口部43が設けられている。更に、カム挿入穴46の内側には固定カム41が一体に設けられている。
可動カム2について図6および図7を用いて詳細に説明する。図6は可動カム2の斜視図、また、図7は側面図である。図6に示される通り、可動カム2において回転カム3と接触する側の端面には回転カム3の端面のカム形成部と嵌合して回転カム3にクリックストップをかけるためのカム形成部21が設けられ、支持体5との接触面には、支持体5のテーパ面51に対応したテーパ面23が図7に示されるようにして設けられている。また、可動カム2の側面にはハウジング4の可動カムスライド開口部43に遊嵌する側面突起22が対称に設けられ、開閉軸8に対する可動カム2の軸方向の移動を許容すると共にハウジング4に対する回転を規制している。
回転カム3について図8を用いて詳細に説明する。図8は回転カム3を示した斜視図である。図8において、回転カム3は可動カム2と接触する側の端面にカム形成部31を有し、また、その外周には、固定カム41のカム形成部42に嵌合するカム形成部32が設けられている。回転カム3は開閉軸8に対して軸方向に移動可能かつ回転不能な状態で取り付けられている。
筐体開閉装置1を搭載した携帯情報端末機について、図9および図10を用いて説明する。図9は筐体開閉装置1を搭載した携帯情報端末機を示した斜視図、図10は端末上方向から見た筐体内部の部分的な透視図である。図9において、携帯情報端末機100は、表示部(図示せず)や受話部(図示せず)を配置した側の筐体である筐体120と端末操作部(図示せず)や通話部(図示せず)や処理部(図示せず)を配置した側の筐体である筐体110とが、筐体開閉装置1により連結されている。
もう少し詳しく説明すると、一方の筐体120は、筐体連結部材9および開閉軸8を介して回転カム3と連結され、他方の筐体110はハウジング4を介して可動カム2と連結されている。
つまり、開閉軸8には図2に示されるようにして軸方向の大半に亘って平取り部が形成され、筐体連結部材9および回転カム3の孔の断面が其の平取り形成に合わせて形成されているので、筐体連結部材9および回転カム3と開閉軸8は一方の筐体120の開閉操作に伴って筐体120と一体的に回転する。このうち回転カム3の孔は開閉軸8の平取り部に対して遊嵌状態となっているので、開閉軸8の軸方向に沿った回転カム3の移動が許容される。一方、可動カム2は開閉軸8の基部側つまり平取りが施されていない部分に遊嵌状態で嵌め込まれ、他方の筐体110の側に固着されたハウジング4の可動カムスライド開口部43に側面突起22を嵌合させることでハウジング4および他方の筐体110に対する回転を規制されているので、開閉軸8の軸方向に沿った可動カム2の移動は許容されるが、ハウジング4および筐体110に対する可動カム2の回転動作は規制される。
更に筐体110の内部には、図10に示されるにして、筐体開閉装置1のスライドスイッチ74の移動をガイドするスライド溝111が設けられており、携帯端末機100の側面に突出したスライドスイッチ74を手動でスライド操作できるようになっている。
以上の構成を総括し、各部品間の相互的な関連について、主に図2を参照して簡単に纏める。
この実施形態の筐体開閉装置1の主要部を成す自動開放機構101は、図2に示される通り、一方の筐体120と他方の筐体110を接続する開閉軸8に沿って軸方向に移動自在とされて筐体120と一体に回転する回転カム3の端面のカム形成部31と開閉軸8に沿って軸方向に移動自在とされて筐体110に回転不能に取り付けられた可動カム2および回転カム3を可動カム2に向けて付勢するバネ6によって構成される現位置保持機構部102と、回転カム3の外周のカム形成部32および筐体110に固着されたハウジング4の内部で開閉軸8の方向に沿って固定的に設けられ回転カム3の外周のカム形成部32に嵌合する固定カム41によって構成される筐体開放機構部103と、可動カム2の端面を支えるテーパ面51を有し開閉軸8の径方向に沿って移動自在な状態で筐体110に取り付けられた支持体5と該支持体5を非操作位置に保持する支持体復帰バネ7で構成される切替機構部104から成り、手動操作用のスライドスイッチ74は、支持体復帰バネ7の付勢力に抗して支持体5を開閉軸8の径方向外側つまり非操作位置から操作位置に向けて移動させられるように支持体5に接続されている。
このうち、自動開放機構101の現位置保持機構部102は、一方の筐体120を他方の筐体110に閉じ合わせた完全閉鎖位置において筐体120を筐体110に圧着した状態を保持するトルクを発生させる機能を有し、自動開放機構101の筐体開放機構部103は、完全閉鎖位置にある筐体120を開閉操作が容易な予備開閉角度にまで開かせる機能を有する。また、自動開放機構101の切替機構部104は、ユーザによるスライドスイッチ74の操作を受けて、現位置保持機構部102と筐体開放機構部103を択一的に機能させる。
第一の付勢手段であるバネ6は、スライドスイッチ74すなわち切替機構部104の操作状態に応じ、現位置保持機構部102の機能が選択された状況下では、筐体120を筐体110に圧着した状態を保持する現位置保持機構部102の駆動力発生源として機能し、また、筐体開放機構部103の機能が選択された状況下では、筐体120を予備開閉角度に開かせる筐体開放機構部103の動力発生源として機能するものであるから、構造上の観点から言えば、現位置保持機構部102の一部であると同時に筐体開放機構部103の一部でもある。
次に、この実施形態の筐体開閉装置1の動作について図11〜図19を参照して具体的に説明する。
図11は一方の筐体120を他方の筐体110に対して閉じ合わせた完全閉鎖状態で筐体開閉装置1の主要部の動作状態を筐体110の上方から示した透視図、図12は図11を平面図として主要部の動作状態を正面から示した透視図、また、図13は図11に示されるハウジング4のカム形成部41を透視して主要部に発生している力を示した透視図である。
図11に示されるように、筐体120,110を閉じ合わせた完全閉鎖状態では、切替機構部104の支持体5が第二の付勢手段として機能する支持体復帰バネ7の付勢力によって非操作位置、つまり、回転カム3を介して第一の付勢手段であるバネ6から受ける付勢力に抗して支持体5のテーパ面51が可動カム2を開閉軸8上の初期位置に位置させる状態に保持している。
この状態では、図11に示されるような初期位置にある可動カム2の端面のカム形成部21の斜面が現位置保持機構部102の一部として機能する回転カム3の端面のカム形成部31と嵌合し、ハウジング4すなわち筐体110に対して回転不能に取り付けられた可動カム2が回転カム3をクリックストップ状態に保持するので、この回転カム3に回転不能に取り付けられた筐体120が筐体110に向けて圧着された完全閉鎖状態が保持されることになる。
より厳密に言えば、この状態でカム形成部21に対するカム形成部31の回転位置の位相が図11に示されるように僅かにずれた状態となり、第一の付勢手段であるバネ6の付勢力により回転カム3のカム形成部31が可動カム2のカム形成部21に向けて押し付けられる結果として、図12に示されるように、回転カム3に回転位置の位相のずれを減らす方向の回転力つまり図12中の矢印A方向に回転しようとする力が発生し、この力によって筐体120を筐体110に向けて圧着したクリックストップ状態が保証される。
図13に示されるように、支持体復帰バネ7が支持体5を押す力71の分力、つまり、支持体5のテーパ面51が可動カム2の端面を支える力72は、バネ6が回転カム3および可動カム2を押す力61を上回るように第一の付勢手段であるバネ6や第二の付勢手段である支持体復帰バネ7の弾性係数あるいは各部の傾斜角度が設計されているので、切替機構部104の支持体5は、第一の付勢手段として機能するバネ6の付勢力61に抗して支持体5を図11の非操作位置に保持し、可動カム2を図11の初期位置に位置させることができる。
また、現位置保持機構部102の一部を構成する可動カム2が初期位置にある状態では、筐体開放機構部103の一部として機能する回転カム3の外周のカム形成部32が筐体開放機構部102の一部を構成する固定カム41のカム形成部42の斜面から図12に示されるようにして実質的に離脱しているので、回転カム3を筐体120の開放方向に向けて回転させる力は何ら作用せず、筐体開放機構部103は非作動の状態となる。
次に、スライドスイッチ74すなわち支持体5を操作せずに筐体120を強制的に手で開いた場合の筐体開閉装置1の動作について図14を用いて説明する。
図14は筐体120を或る程度開いた際に筐体開閉装置1の主要部に発生する力を示した透視図である。この状態では、支持体5が操作されず可動カム2が図11と同様の初期位置に保持されるので、筐体110,120を把持して強制的に手で押し開くと、筐体120と一体的に回転する回転カム3のカム形成部31の斜面が可動カム2のカム形成部21の斜面に乗り上げ、第一の付勢手段であるバネ6が初期の予圧状態から更に圧縮して図14中における回転カム3の右方向へ移動し、回転カム3の回転つまり筐体110に対する筐体120の回転動作を許容する。従って、筐体120に十分な厚みや大きささえあれば、ユーザは、クリックストップ機能のみを備えた従来型の筐体開閉装置の場合と同様にして容易に筐体120を開くことができる。
次に、手動スイッチとして機能するスライドスイッチ74を筐体110のスライド溝111に沿って図10の矢印B方向へスライド操作した場合の筐体開閉装置1の動作つまりスライドスイッチ74を操作して筐体120を予備開閉角度にまで開かせる場合の筐体開閉装置1の動作について図15〜図17を用いて説明する。
図15はスライドスイッチ74を手動操作した状態で筐体開閉装置1の主要部の動作状態を筐体110の上方から示した透視図、図16は図15を平面図として主要部の動作状態を正面から示した透視図、また、図17は図15に示されるハウジング4のカム形成部41を透視して主要部に発生している力を示した透視図である。
まず、図15に示されるようにしてスライドスイッチ74を矢印B方向に操作すると、切替機構部104の支持体5が図11に示される非操作位置から図15に示されるような操作位置に移動する。この結果、可動カム2の端面を支えるテーパ面51の厚みが実質的に減少し、図11に示される初期位置にあった可動カム2が第一の付勢手段であるバネ6の力で図15に示される矢印C方向に押されて退避位置へと移動し、これに伴って、可動カム2によって支えられていた回転カム3も第一の付勢手段であるバネ6の付勢力によって可動カム2と共に図15中の矢印C方向に移動する。このため、筐体開放機構部103の一部として機能する回転カム3の外周のカム形成部32が筐体開放機構部103の一部を構成する固定カム41のカム形成部42の斜面に対して図16に示されるようにして嵌合し、回転カム3を付勢する第一の付勢手段であるバネ6によって回転カム3の外周のカム形成部32が固定カム41のカム形成部42の斜面に押圧され、回転カム3には図16中の矢印D方向の回転力つまり筐体120を予備開放角度に向けて回転させようとする力が発生する。
このとき、図15に示されるように、現位置保持機構部102の一部として機能する回転カム3の端面のカム形成部31が可動カム2のカム形成部21と嵌合しているので、可動カム2のカム形成部21が回転カム3を図15の矢印D方向と逆向きに回転させようとする力が同時に発生するが、ハウジング4に設けられた固定カム41のカム形成部42の傾斜を可動カム2のカム形成部21の傾斜よりも大きく傾斜させ、筐体開放機構部103として機能するカム形成部32とカム形成部42の当接で発生する矢印D方向の回転力が、現位置保持機構部102として機能するカム形成部31とカム形成部21の当接で発生する逆向きの回転力に打ち勝つようにカム形状を設計しているので、結果として、回転カム3が図15,図16中の矢印D方向に回転し、この回転カム3に回転不能に取り付けられた筐体120が、カム形成部32やカム形成部42の設計上の形状および寸法で定まる予備開閉角度にまで開かれる。
これらの動作は、回転カム3が回転しながら矢印C方向に移動して回転カム3の端面のカム形成部31の凸部が固定カム41のカム形成部42における平坦部45(図5参照)に底突きするまで継続される。
筐体開放機構部103の作動が完了した時点で一方の筐体120が完全開放位置にまで開かれるわけではないが、筐体120が予備開閉角度にまで開かれることによって、少なくとも、筐体120と他方の筐体110との間には例えば指を引っ掛けるのに十分な大きさの間隙が形成されるので、筐体120自体が如何に薄く或いは小さくとも、ユーザは容易に筐体120の開放操作を行うことができるようになる。
この実施形態では、開閉操作が容易となる程度の予備開閉角度にまで筐体120を開かせるようにした構成例について述べたが、固定カム41のカム形成部42の高さを高くして該カム形成部42の斜面の長さを周方向に長くとるように構成することにより、より大きな角度で筐体120を回転させること、例えば、筐体120がフルオープンとなる完全開放位置にまで筐体120を開かせるようにすることも可能である。
ここで、スライドスイッチ74を操作して筐体開放機構部103を作動させる際に必要とされるユーザ側の手動操作力について図17を参照して説明する。
矢印B方向へのスライドスイッチ74の操作を開始する段階、つまり、一方の筐体120を他方の筐体110に対して閉じ合わせた完全閉鎖状態にあっては、回転カム3を介して第一の付勢手段であるバネ6で付勢される可動カム2の端面が支持体5のテーパ面51を押圧する力63が働いており、この力の分力64が、支持体5を非操作位置から操作位置に向けて移動させる方向、つまり、図17において支持体5を矢印B方向に移動させる力64として作用している。
支持体5には、第二の付勢手段として機能する支持体復帰バネ7の付勢力71によって支持体5を非操作位置に留めようとする力、つまり、支持体5を操作位置から非操作位置に向けて付勢する力71が常に働いており、支持体5を図11の非操作位置から図15の操作位置に向けて移動させるためには、支持体復帰バネ7の付勢力に抗して支持体復帰バネ7を更に圧縮する必要がある。
この際に実際に必要とされる力は、図17に示される支持体復帰バネ7の付勢力71からバネ6の付勢力63に起因して生じる分力64を差し引いた大きさの力53である。
このようにして、筐体120を筐体110に圧着した状態を保持する現位置保持機構部102におけるバネ6が発生させるトルクの一部である分力64をスライドスイッチ74の操作力に付加することで、スライドスイッチ74の操作に要する操作力53は第二の付勢手段である支持体復帰バネ7の付勢力71よりも遥かに少なくて済むようになり、ユーザは軽い力で容易にスライドスイッチ74を操作することができる。
厳密に言えば、スライドスイッチ74の操作力の軽減に利用される力は、現位置保持機構部102における回転カム3の端面のカム形成部31と可動カム2の端面のカム形成部21との嵌合で作用する回転トルクを発生させるバネ6の力の一部、つまり、筐体120の完全閉鎖状態においては図12中の矢印A方向に回転カム3即ち筐体120を回転させようとするトルクを発生させる力の一部であり(各筐体は完全閉鎖状態であるので筐体120は実際には回転しない)、また、筐体120をスイッチ操作によって開く過程においては回転カム3即ち筐体120を図15の矢印D方向と逆向きに回転させようとするトルクを発生させる力の一部である(カム形成部32とカム形成部42の当接で発生する矢印D方向の回転力がカム形成部31とカム形成部21の当接で発生する逆向きの回転力を上回っているので実際には筐体120は矢印D方向に回転する)。
以上に述べた通り、図13に示されるようにして可動カム2を初期位置に保持して筐体120,110を完全閉鎖とした状態から筐体120が予備開閉角度に開き切るまでの間に亘り、第一の付勢手段であるバネ6が、回転カム3および可動カム2を介して定常的に支持体5のテーパ面51を押圧し続けることになり、これらの押圧力の分力64が支持体5の長手方向に沿ってスライドスイッチ74の操作力に定常的に付加されることで、スライドスイッチ74の操作に要するユーザの実質的な操作力53が軽減され、ユーザは軽い力で容易にスライドスイッチ74を操作することができるようになる。
次に、スライドスイッチ74から手を離した場合の筐体開閉装置1の動作について簡単に説明する。
スライドスイッチ74から手を離すと、図17中に示される操作力53が消失するので、支持体復帰バネ7の付勢力71を受ける支持体5が図15に示されるような操作位置から図11に示されるような非操作位置に自動的に復帰し、これと同時に、可動カム2と回転カム3も図15に示されるような退避位置から図11に示されるような初期位置に自動的に復帰する。
この結果、回転カム3の外周のカム形成部32がハウジング4側の固定41のカム形成部42から離脱し、回転カム3の回転トルクが失われる。
従って、スライドスイッチ74から手を離した際に可動カム2のカム形成部21の傾斜部と回転カム3の端面のカム形成部31の傾斜部とが接触した状態下にあっては、筐体120が筐体110に閉じ合わされた完全閉鎖状態に復帰し、最初に説明したように、筐体120が閉じる方向へ保持トルクを発生するクリックストップの状態が保持されることになる。また、可動カム2のカム形成部21の凸部と回転カム3の端面のカム形成部31の凸部とが接触した状態下にあっては、その時点における筐体120の任意の開閉角度がそのまま保持された状態で保持されることになる。
次に、支持体5において可動カム2の端面を支えるテーパ面51と反対側の面に第二のテーパ面56を設け、第二のテーパ面56と摺接するテーパ状の端面55を備えたプッシュスイッチ54を開閉軸8に沿った方向に押圧して支持体5を操作するようにした他の実施形態について図18および図19を参照して簡単に説明する。
なお、図1〜図17を参照して説明した最初の実施形態と同一の部分に関しては図面上の記載および構成の説明を省略し、支持体5の周辺構造についてのみ説明する。
図18は非操作位置にある支持体5の周辺の状況を示した図、また、図19は操作位置にある支持体5の周辺の状況を示した図である。
この実施形態の支持体5は、可動カム2のテーパ状の端面を支えるためのテーパ面51を有し、更に、その反対側の面に、プッシュスイッチ54のテーパ55に対応したテーパ面56が形成され、図示しないガイドリブによって図18中の上下方向にのみ移動を許容され、最初に述べた実施形態の場合と同様、第二の付勢手段として機能する支持体復帰バネ7によって付勢されている。また、プッシュスイッチ54は、支持体5の第二のテーパ面56と摺接するテーパ状の端面55を備え、筐体110の一側によって開閉軸8に沿った方向に対して移動自在な状態で保持されている。
図18に示される状態からプッシュスイッチ54を矢印E方向に押圧すると、プッシュスイッチ54のテーパ状の端面55が支持体5の第二のテーパ面56を強く押し付け、テーパ状の端面55と第二のテーパ面56との間に生じる楔効果により図19中の矢印B方向に支持体5が移動し、最初に述べた実施形態の場合と同様にして、筐体開閉装置1の筐体開放機構部103が作動することになる。
この実施形態では、テーパ状の端面55,56を利用した楔効果によってプッシュスイッチ54の操作力を90°位相のずれた方向に作用させているので、テーパ面の摩擦等の外乱が作用し、前述した実施形態のように支持体5の移動方向に沿って直接的に力を作用させるスライドスイッチ74と比べれば手動操作に要する力は増大するが、最初に述べた実施形態の場合と同様、筐体120を筐体110に圧着した状態を保持する現位置保持機構部102におけるバネ6が発生させるトルクの一部が支持体5を図19中の矢印B方向に付勢しているので、単純に支持体復帰バネ7の付勢力に抗してプッシュスイッチ54を押し込む構造のものと比べれば、ユーザ側の操作力を軽減することができる。
次に、ユーザ側の操作力をさらに低減する効果を持つ筐体開閉装置1の他の実施形態について具体例を挙げて説明する。
最初に述べた実施形態との構成上の相違は、前述した実施形態で用いていた開閉動作および開放操作のための回転カム3を、開閉動作のための開閉回転カム3A−1と開放動作のための開放回転カム3A−2とに分割して構成した点、および、前述した実施形態で用いていた開閉動作および開放動作のための可動カム2を、開閉動作のための開閉固定カム2A−1と開放動作のための開放可動カム2A−2とに分割して構成した点にある。
図23は筐体開閉装置1の外観を示した斜視図、図24は部品の組み立て状況を示した分解図、図25は筐体開閉装置1の外装を取り外して主要な部品の嵌合状況を示した斜視図である。
図23において、筐体開閉装置1は、開閉軸8の周辺に、開閉対象となる電子機器の2つの筐体のうち一方に固定される筒状のカバー11Aが配置され、更に、カバー11Aの内部には、図24に示されるような円筒状の開閉固定カム2A−1と円筒状の開閉回転カム3A−1と、予圧状態にあるコイル状のバネ6と、円筒状の開放回転カム3A−2と円筒状の開放固定カム41Aと円筒状の開放可動カム2A−2とが直列に配置され、更にカバー11Aの隣には、もう一方の筐体と開閉軸8とを連結する筐体連結部材9が開閉軸8上に配置されている。コイル状のバネ6は、開閉回転カム3A−1を開閉固定カム2A−1に向けて付勢すると共に開放回転カム3A−2を開放固定カム41Aと開放可動カム2A−2に向けて付勢する付勢手段として機能する。
更に、ハウジング4Aの支持体挿入開口部44の内部には、その側面に開放可動カム2A−2の端面を支える支持体5が、開閉軸8と直交して配置され、支持体5のもう一方の端に、手動スイッチとして機能するスライドスイッチ74と支持体復帰バネ7が配置されている。
ハウジング4Aと開放固定カム41Aについて詳細に説明する。図26はハウジング4Aの斜視図、図27は開放固定カム41Aを示した斜視図である。図26に示される通り、ハウジング4Aには、支持体5の先端を突入されるための支持体挿入開口部44が設けられている。図27に示される通り、開放固定カム41Aには、開閉軸8に沿った開放可動カム2A−2の移動を許容し開放固定カム41Aに対する開放可動カム2A−2の回転を規制する可動カムスライド開口部43が設けられ、開放回転カム3A−2と接触する側の端面にはカム形成部32に嵌合するカム形成部42が設けられている。ハウジング4Aと開放固定カム41Aはカバー11Aに対して固定されている。
開閉固定カム2A−1および開放可動カム2A−2について図28および図29を用いて詳細に説明する。図28は開閉固定カム2A−1と開放可動カム2A−2の斜視図、また、図29は開放可動カム2A−2と支持体5を上方から示した図である。図28に示される通り、開閉固定カム2A−1において開閉回転カム3A−1と接触する側の端面には開閉回転カム3A−1の端面のカム形成部31と嵌合して開閉回転カム3A−1にクリックストップをかけるためのカム形成部21が設けられ、また、開放可動カム2A−2には、支持体5の第二の保持面57Aと接触する保持面27Aと、支持体5のテーパ面51に対応したテーパ面23が図29に示されるようにして設けられている。また、開放可動カム2A−2の側面には開放固定カム41Aの可動カムスライド開口部43に遊嵌する側面突起22が対称に設けられ、開閉軸8に対する開放可動カム2A−2の軸方向の移動を許容すると共に開放固定カム41Aに対する回転を規制している。開閉固定カム2A−1はカバー11Aに対して固定されている。
開閉回転カム3A−1および開放回転カム3A−2について図30を用いて詳細に説明する。図30は開閉回転カム3A−1と開放回転カム3A−2を示した斜視図である。図30において、開閉回転カム3A−1は開閉固定カム2A−1と接触する側の端面には開閉固定カム2A−1の端面のカム形成部21と嵌合してクリックストップをかけるためのカム形成部31を有し、また、開放回転カム3A−2には、開放固定カム41Aのカム形成部42に嵌合するカム形成部32が設けられている。開放回転カム3A−2と開閉回転カム3A−1は開閉軸8に対して軸方向に移動可能かつ回転不能な状態で取り付けられている。
筐体開閉装置1を搭載した携帯情報端末機について、図9および図10を援用して説明する。図9は筐体開閉装置1を搭載した携帯情報端末機を示した斜視図、図10は端末上方向から見た筐体内部の部分的な透視図である。図9において、携帯情報端末機100は、表示部(図示せず)や受話部(図示せず)を配置した側の筐体である筐体120と端末操作部(図示せず)や通話部(図示せず)や処理部(図示せず)を配置した側の筐体である筐体110とが、筐体開閉装置1により連結されている。
もう少し詳しく説明すると、一方の筐体120は、筐体連結部材9および開閉軸8を介して開閉回転カム3A−1と開放回転カム3A−2に連結され、他方の筐体110はカバー11Aを介してハウジング4Aと開閉固定カム2A−1と開放固定カム41Aに連結されている。
つまり、開閉軸8には図24に示されるようにして軸方向の大半に亘って平取り部が形成され、筐体連結部材9および開閉回転カム3A−1の孔の断面および開放回転カム3A−2の孔の断面が其の平取り形成に合わせて形成されているので、筐体連結部材9および開閉回転カム3A−1と開放回転カム3A−2と開閉軸8は一方の筐体120の開閉操作に伴って筐体120と一体的に回転する。このうち開閉回転カム3A−1の孔と開放回転カム3A−2の孔は開閉軸8の平取り部に対して遊嵌状態となっているので、開閉軸8の軸方向に沿った開閉回転カム3A−1と開放回転カム3A−2の移動が許容される。一方、開閉固定カム2A−1と開放可動カム2A−2は開閉軸8の基部側つまり平取りが施されていない部分に遊嵌状態で嵌め込まれ、他方の筐体110の側に固着された開放固定カム41Aの可動カムスライド開口部43に開放可動カム2A−2の側面突起22を嵌合させることでカバー11Aおよび他方の筐体110に対する回転を規制されているので、開閉軸8の軸方向に沿った開放可動カム2A−2の移動は許容されるが、カバー11Aおよび筐体110に対する開放可動2A−2の回転動作は規制される。
更に筐体110の内部には、図10に示されるように、筐体開閉装置1のスライドスイッチ74の移動をガイドするスライド溝111が設けられており、携帯情報端末機100の側面に突出したスライドスイッチ74を手動でスライド操作できるようになっている。
以上の構成を総括し、各部品間の相互的な関連について、主に図24を参照して簡単に纏める。
この実施形態の筐体開閉装置1の主要部を成す自動開放機構101は、図24に示される通り、一方の筐体120と他方の筐体110を接続する開閉軸8に沿って軸方向に移動自在とされて筐体120と一体に回転する開閉回転カム3A−1と筐体110に回転不能に取り付けられた開閉固定カム2A−1および開閉回転カム3A−1を開閉固定カム2A−1に向けて付勢するバネ6によって構成される筐体開閉機構部102Aと、筐体110に固着されたカバー11Aによって開閉軸8の方向に沿って固定的に設けられた開放回転カム3A−2と、開放固定カム41Aと可動カム挿入開放部43と接する側面突起22によって回転を規制された開放可動カム2A−2によって構成される筐体開放機構部103と、開放可動カム2A−2の端面を支える開閉軸8の径方向に沿って移動自在な状態で筐体110に取り付けられた支持体5と該支持体5を非操作位置に保持する支持体復帰バネ7で構成される切替機構部104から成り、手動操作用のスライドスイッチ74は、支持体復帰バネ7の付勢力に抗して支持体5を開閉軸8の径方向外側つまり非操作位置から操作位置に向けて移動させられるように支持体5に接続されている。
このうち、自動開放機構101の筐体開閉機構部102Aは、一方の筐体120を他方の筐体110に閉じ合わせた完全閉鎖位置において筐体120を筐体110に圧着した状態を保持するトルクを発生させる機能を有し、自動開放機構101の筐体開放機構部103は、完全閉鎖位置にある筐体120を開閉操作が容易な予備開閉角度にまで開かせる機能を有する。また、自動開放機構101の切替機構部104は、ユーザによるスライドスイッチ74の操作を受けて、筐体開閉機構部102Aと筐体開放機構部103を択一的に機能させる。
付勢手段であるバネ6は、スライドスイッチ74すなわち切替機構部104の操作状態に応じ、筐体開閉機構部102Aの機能が選択された状況下では、筐体120を筐体110に圧着した状態を保持する筐体開閉機構部102Aの駆動力発生源として機能し、また、筐体開放機構部103の機能が選択された状況下では、筐体120を予備開閉角度に開かせる筐体開放機構部103の動力発生源として機能するものであるから、構造上の観点から言えば、筐体開閉機構部102Aの一部であると同時に筐体開放機構部103の一部でもある。
次に、この実施形態の筐体開閉装置1の動作について図31〜図36を参照して具体的に説明する。
図31(a)は一方の筐体120を他方の筐体110に対して閉じ合わせた完全閉鎖状態で筐体開閉装置1の主要部の動作状態を筐体110の上方から示した透視図、また、図31(b)は同じ状態を筐体110の正面から示した透視図である。
筐体120,110を閉じ合わせた完全閉鎖状態では、図31(a)に示されるように、切替機構部104の支持体5が支持体復帰バネ7の付勢力によって非操作位置にあり、支持体5の側面に接触した開放可動カム2A−2と開放回転カム3A−2が、開閉軸8上の初期位置に保持されている。
この状態では、図31(a)に示されるような初期位置にある開閉固定カム2A−1の端面のカム形成部21の斜面が筐体開閉機構部102Aの一部として機能する開閉回転カム3A−1の端面のカム形成部31と嵌合し、カバー11Aすなわち筐体110に対して回転不能に取り付けられた開閉固定カム2A−1が開閉回転カム3A−1をクリックストップ状態に保持するので、この開閉回転カム3A−1に回転不能に取り付けられた筐体120が筐体110に向けて圧着された完全閉鎖状態が保持されることになる。
より厳密に言えば、この状態でカム形成部21に対するカム形成部31の回転位置の位相が図31(b)に示されるように僅かにずれた状態となり、バネ6の付勢力により開閉回転カム3A−1のカム形成部31が開閉固定カム2A−1のカム形成部21に向けて押し付けられる結果として、図31(b)に示されるように、開閉回転カム3A−1に回転位置の位相のずれを減らす方向の回転力つまり図31(b)中の矢印A方向に回転しようとする力が発生し、この力によって筐体120を筐体110に向けて圧着したクリックストップ状態が保証される。
また、筐体開閉機構部102Aの一部を構成する開放可動カム2A−2が初期位置にある状態では、図33(a)および図33(b)に示されるように筐体開放機構部103の一部として機能する開放可動カム2A−2の端面と開放固定カム41Aの端面が同一平面を構成するため、開放回転カム3A−2のカム形成部32の斜面が開放固定カム41Aのカム形成部42の斜面から離脱しているので、開放回転カム3A−2を筐体120の開放方向に向けて回転させる力は何ら作用せず、筐体開放機構部103は非作動の状態となる。
次に、スライドスイッチ74すなわち支持体5を操作せずに筐体120を強制的に手で開いた場合の筐体開閉装置1の動作について図32を用いて説明する。
図32は筐体120を或る程度開いた際の筐体開閉機構部102Aを示した図である。この状態では、支持体5が操作されず開放可動カム2A−2が図33(a)と同様の初期位置に保持されるので、筐体110,120を把持して強制的に手で押し開くと、筐体120と一体的に回転する開閉回転カム3A−1のカム形成部31の斜面が開閉固定カム2A−1のカム形成部21の斜面に乗り上げ、バネ6が初期の予圧状態から更に圧縮して図32中における開閉回転カム3A−1の左方向へ移動し、開閉回転カム3A−1の回転つまり筐体110に対する筐体120の回転動作を許容する。従って、筐体120に十分な厚みや大きささえあれば、ユーザは、クリックストップ機能のみを備えた従来型の筐体開閉装置の場合と同様にして容易に筐体120を開くことができる。また、カム形成部21およびカム形成部31の傾斜と角度と位置と個数を設定することにより任意の角度でのクリックストップと保持力を設定することができる。
次に、手動スイッチとして機能するスライドスイッチ74を筐体110のスライド溝111に沿って図9あるいは図10の矢印B方向へスライド操作した場合の筐体開閉装置1の動作つまりスライドスイッチ74を操作して筐体120を予備開閉角度にまで開かせる場合の筐体開閉装置1の動作について図33〜図40を用いて説明する。
図34〜図38はスライドスイッチ74を手動操作した状態で筐体開閉装置1の主要部、特に、開放固定カム41A,開放回転カム3A−2,開放可動カム2A−2の周辺の動作状態を示した透視図、図39〜図40は手動操作を解除した状態で筐体開閉装置1の主要部の動作状態を同様にして示した透視図である。
まず、図35(a)に示されるようにして、スライドスイッチ74と接続した支持体5を矢印B方向に操作すると、切替機構部104の支持体5が図33(a)に示される非操作位置から図35(a)に示されるような操作位置に移動する。この結果、支持体5の第一の保持面58Aが開放可動カム2A−2の保持面27Aを支えていた位置から離脱し、図34に示される初期位置にあった開放回転カム3A−2がバネ6の力で図36に示される矢印C方向に押され、開放回転カム2A−2のカム形成部32の傾斜と開放固定カム41Aのカム形成部42の斜面に対して嵌合し、さらにバネ6で押された開放回転カム3A−2は図38に示される退避位置へと移動し、これに伴って、開放回転カム3A−2によりバネ6Aの付勢力を受ける開放可動カム2A−2も図37(a)中の矢印C方向に移動する。このため、筐体開放機構部103の一部として機能する開放回転カム3A−2のカム形成部32が筐体開放機構部103の一部を構成する開放固定カム41Aのカム形成部42の斜面に対して図38に示されるようにして嵌合し、開放回転カム3A−2を付勢するバネ6によって開放回転カム3A−2のカム形成部32が開放固定カム41Aのカム形成部42の斜面に押圧され、開放回転カム3A−2には図38中の矢印D方向の回転力つまり筐体120を予備開放角度に向けて回転させようとする力が発生する。
このとき、図31(b)に示されるように、筐体開閉機構部102Aの一部として機能する開閉回転カム3A−1の端面のカム形成部31が開閉固定カム2A−1のカム形成部21と嵌合しているので、開閉固定カム2A−1のカム形成部21が開閉回転カム3A−1を図38の矢印D方向と逆向きに回転させようとする力が同時に発生するが、開放固定カム41Aのカム形成部42の傾斜を開閉固定カム2A−1のカム形成部21の傾斜よりも大きく傾斜させ、筐体開放機構部103として機能するカム形成部32とカム形成部42の当接で発生する矢印D方向の回転力が、筐体開閉機構102Aとして機能するカム形成部31とカム形成部21の当接で発生する逆向きの回転力に打ち勝つようにカム形状を設計しているので、結果として、開閉回転カム3A−1が図37(a),図38中の矢印D方向に回転し、この開閉回転カム3A−1に回転不能に取り付けられた筐体120が、カム形成部32やカム形成部42の設計上の形状および寸法で定まる予備開閉角度にまで開かれる。
これらの動作は図38に示されるように、開放回転カム3A−2が回転しながら矢印C方向に移動して開放回転カム3A−2の端面のカム形成部32の凸部が開放固定カム41Aのカム形成部42における凹部に接触するまで、すなわち初期位置から退避位置まで継続されるか、図37(a)に示されるように、開放可動カム2A−2の保持面27Aが支持体5の第二の保持面57Aに接触するまで継続される。
筐体開放機構部103の作動が完了した時点で一方の筐体120が完全開放位置にまで開かれるわけではないが、筐体120が予備開閉角度にまで開かれることによって、少なくとも、筐体120と他方の筐体110との間には例えば指を引っ掛けるのに十分な大きさの間隙が形成されるので、筐体120自体が如何に薄く或いは小さくとも、ユーザは容易に筐体120の開放操作を行うことができるようになる。
この実施形態では、開閉操作が容易となる程度の予備開閉角度にまで筐体120を開かせるようにした構成例について述べたが、開放固定カム41Aのカム形成部42の高さを高くして該カム形成部42の斜面の長さを周方向に長くとるように構成することにより、より大きな角度で筐体120を回転させること、例えば、筐体120がフルオープンとなる完全開放位置にまで筐体120を開かせるようにすることも可能である。
ここで、スライドスイッチ74を操作して筐体開放機構部103を作動させる際に必要とされるユーザ側の手動操作力について説明する。
矢印B方向へのスライドスイッチ74の操作を開始する段階、つまり、一方の筐体120を他方の筐体110に対して閉じ合わせた完全閉鎖状態にあっては、開放回転カム3A−2を介してバネ6で付勢される開放可動カム2A−2の保持面27Aが支持体5の第一の保持面58Aを押圧する力が働いており、スライドスイッチ74を図33(a)の非操作位置から図35(a)の操作位置に向けて移動させるためには、支持体5の第一の保持面58Aと開放可動カム2A−2の保持面27Aでの、この力による摩擦力を超える操作力が必要となり、さらに支持体5を図33(a)の非操作位置から図35(a)の操作位置に向けて移動させるためには、支持体復帰バネ7の付勢力に抗する操作力も必要となり、実際に必要とされる操作力は、支持体復帰バネ7の付勢力とバネ6による摩擦力を足し合わせた力だけであり、部品の摩擦係数が0に近ければ操作力は支持体復帰バネ7の付勢力近くまで小さくする事ができる。
実施例2として記載した本実施形態では、図14等に実施例1として記載した前述の実施形態とは相違し、支持体5のテーパ面51が可動カム2を支えて筐体開閉機構102のバネ6の圧縮状態を保持することで筐体120を筐体110に圧着させているわけではなく、図33(a)に示される通り、支持体5の平坦な第一の保持面58Aで開放可動カム2A−2を支えて筐体120と筐体110の閉鎖状態を保持する構成であるので、支持体復帰バネ7の付勢力は、単体の支持体5それ自体を非操作位置に復帰させるだけの軽い力で済む。このため、スライドスイッチ74のスライド操作のために必要とされる力は、支持体5を非操作位置に復帰させるだけの軽い力を発生する支持体復帰バネ7の付勢力とバネ6による摩擦力を足し合わせた力をスライドスイッチ74の操作力に付加するだけでよく、スライドスイッチ74の操作に要する操作力は前述の実施形態よりもよりも遥かに少なくて済み、ユーザは更に軽い力で容易にスライドスイッチ74を操作することができる。
次に、スライドスイッチ74を非操作位置まで復帰させる筐体開閉装置1の動作について簡単に説明する。
スライドスイッチ74から手を離すと、支持体復帰バネ7の付勢力を受ける支持体5が図39(a)に示されるような操作位置から支持体5のテーパ面23と開放可動カム2A−2のテーパ面51が接触する位置まで戻るが、支持体復帰バネ7は支持体5を単品で非操作位置に復帰させる力しかないので、開放可動カム2A−2の位置に変化はない。
この状態から筐体120を開放方向、すなわち図38に示される矢印D方向に手動で動作させると、この状態では既に開放固定カム41Aのカム形成部42と開放回転カム3A−2のカム形成部32が嵌合しているので、図40に示されるように、開放回転カム3A−2は矢印D方向に回転しながらバネ6を圧縮しつつ矢印E方向に移動し、筐体120が所定の角度まで開放方向に開かれると、退避位置から初期位置に復帰し、開放回転カム3A−2は開放可動カム2A−2にバネ6の力を伝えなくなる。すなわち図39に示されるように支持体復帰バネ7の力により支持体5が操作位置から非操作位置方向へ移動し、支持体5のテーパ面51により開放可動カム2A−2のテーパ面23が押し上げられ、開放可動カム2A−2は矢印E方向に沿って退避位置から初期位置へと移動し、結果として支持体5も非操作位置まで移動するため、スライドスイッチ74が初期位置へと復帰する。
また、本実施形態では、筐体120,110を閉じ合わせた完全閉鎖状態を保持するトルクを発生させるカム形成部21,31を、開放固定カム41Aと開放回転カム3A−2および可動カム開閉固定カム2A−1と開閉回転カム3A−1の2組に分割する構造をとる事により、開放動作用のカム形成部42,32を小型化することができるため、さらに筐体開閉装置1の全長を小型化することができる。
以上を纏めると、本実施形態の筐体開閉装置1は、一方の筐体120が他方の筐体110に対して閉じ合わされた完全閉鎖位置において一方の筐体120が他方の筐体110に向けて圧着された状態を保持する筐体開閉機構部102Aと、一方の筐体120を完全閉鎖位置から予備開閉角度にまで開かせる筐体開放機構部103と、筐体開閉機構部102Aと筐体開放機構部103を択一的に機能させる切替機構部104とからなる自動開放機構101を備えたもので、
このうち筐体開閉機構部102Aは、筐体110と筐体120との間の開閉軸8に沿って初期位置と退避位置との間で軸方向に移動自在とされて一方の筐体120と一体に回転する開閉回転カム3A−1の端面のカム形成部31と、他方の筐体110に回転不能に取り付けられ初期位置において開閉回転カム3A−1の端面のカム形成部31に嵌合した状態で開閉回転カム3A−1のクリックストップ状態を保持する一方、退避位置においては開閉回転カム3A−1の端面のカム形成部31との嵌合を実質的に解除される開閉固定カム2A−1のカム形成部21と、開閉回転カム3A−1を開閉固定カム2A−1に向けて付勢する第一の付勢手段であるバネ6とによって構成され、
また、筐体開放機構部103は、開閉軸8に沿って初期位置と退避位置との間で軸方向に移動自在とされて一方の筐体120と一体に回転する開放回転カム3A−2の端面のカム形成部32と、開放回転カム3A−2のカム形成部32と嵌合するカム形成部42を有して開閉軸8に回転不能に取り付けられた開放固定カム41Aと、開閉軸8に沿った移動を許容されると共に開閉軸8に対する回転を規制され、初期位置において開放固定カム41Aのカム形成部42を内包する一方、退避位置においては開放固定カム41Aのカム形成部42を露出させて開放回転カム2A−2のカム形成部32に嵌合させる開放可動カム2A−2と、開放回転カム3A−2を開放固定カム41Aおよび開放可動カム2A−2に向けて付勢する第一の付勢手段であるバネ6とによって構成されており、
更に、切替機構部104は、開放可動カム2A−2の端面を非操作位置で支える第一の保持面58Aと開放可動カム2A−2の端面を操作位置で支える第二の保持面57Aとを有して第一の保持面58Aが開放可動カム2A−2を初期位置に保持する非操作位置と第二の保持面57Aが開放可動カム2A−2を退避位置に保持する操作位置との間で開閉軸8の径方向に沿って移動自在な状態で他方の筐体110に取り付けられた支持体5と、該支持体5を非操作位置に保持する第二の付勢手段である支持体復帰バネ7とで構成され、
支持体5を非操作位置から操作位置に向けて移動させるように構成されたスライドスイッチ74が、開閉操作のための手動スイッチとして機能していることになる。
この構成によってもたらされる作用・効果は、最初に述べた実施形態の場合と同様、筐体120の開放に要する操作力の低減と操作性の向上および部品点数の削減にあるが、特に、完全閉鎖状態を保持するトルクを発生させるカム形成部21,31を、開放固定カム41Aと開放回転カム3A−2、および、可動カム開閉固定カム2A−1と開閉回転カム3A−1の2組に分割した構造としたことで、開放動作用のカム形成部42,32を小型化することができるため、最初に説明した実施形態と比べても、更なる筐体開閉装置1の全長を小型化ができる。
また、支持体5においては、最初に説明した実施形態のようなテーパ面51に代えて、開放可動カム2A−2の端面を非操作位置で支える第一の保持面58Aと開放可動カム2A−2の端面を操作位置で支える第二の保持面57Aからなるステップ状の段差部を利用しているので、支持体復帰バネ7の付勢力は単体の支持体5それ自体を非操作位置に復帰させるだけの軽い力で済み、結果として、最初に説明した実施形態と比べても、スライドスイッチ74のスライド操作のために必要とされる力は遥かに少ないもので済み、ユーザが更に軽い力で容易にスライドスイッチ74を操作できるメリットがある。
以上に説明した各実施形態では、表示部や受話部を配置した側の筐体である筐体120を端末操作部や通話部や処理部を配置した側の筐体である筐体110に折り畳む構造の携帯情報端末機100を例に取って説明したが、一方の筐体120と他方の筐体110の大きさや厚みは必ずしも同等でなくてもよい。
装置本体に折り畳み式の小型操作部を備えて此の小型操作部の筐体を開閉操作するもの、更には、装置本体に折り畳み式の薄型ディスプレイを備え此のディスプレイを必要に応じて開閉操作するビデオカメラやデジタルカメラ等に対しても、上記と同様の開閉構造を適用することが可能である。
本発明の活用例としては、携帯電話機、PHS(Personal Handy Phone System)、PDA(Personal Data Assistance,Personal Digital Assistants:個人向け携帯型情報通信機器)等の携帯情報端末機のみならず、開閉式のディスプレイを備えたデジタルビデオカメラなど、開閉される可動部分を持つ電子機器などが挙げられる。
本発明を適用した一実施形態の筐体開閉装置の外観を示した斜視図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置の部品の組み立て状況を示した分解図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置の外装を取り外して主要な部品の嵌合状況を示した斜視図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置のハウジングを示した斜視図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置のハウジングの円筒部を取り払ってハウジングの内周に一体に形成された固定カムのみを示した透視図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置の可動カムを示した斜視図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置の可動カムを示した側面図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置の回転カムを示した斜視図である(実施例1)。 同実施形態の筐体開閉装置を搭載した携帯情報端末機を示した斜視図である(実施例1および実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置を搭載した携帯情報端末機を示した透視図である(実施例1および実施例2)。 筐体を閉じ合わせた完全閉鎖状態で同実施形態の筐体開閉装置の主要部の動作状態を筐体の上方から示した透視図である(実施例1)。 図11を平面図とし、筐体を閉じ合わせた完全閉鎖状態で同実施形態の筐体開閉装置の主要部の動作状態を正面から示した透視図である(実施例1)。 筐体を閉じ合わせた完全閉鎖状態で同実施形態の筐体開閉装置の主要部の動作状態を筐体の上方からハウジングを透視して示した透視図である(実施例1)。 筐体を閉じ合わせた完全閉鎖状態から一方の筐体を把持して強制的に手で開いた場合の同実施形態の筐体開閉装置の動作について示した作用原理図である(実施例1)。 スライドスイッチを手動操作した状態で同実施形態の筐体開閉装置の主要部の動作状態を筐体の上方から示した透視図である(実施例1)。 図15を平面図とし、スライドスイッチを手動操作した状態で同実施形態の筐体開閉装置の主要部の動作状態を正面から示した透視図である(実施例1)。 スライドスイッチを手動操作した状態で同実施形態の筐体開閉装置の主要部の動作状態を筐体の上方からハウジングを透視して示した透視図である(実施例1)。 プッシュスイッチによって支持体を操作するようにした他の実施形態について簡略化して示した図である(実施例1)。 同実施形態について簡略化して示した作用原理図である(実施例1)。 従来型の筐体開閉装置の具体的な構成例について示した斜視図である。 筐体を閉じた状態で従来型の筐体開閉装置の状態を示した作用原理図である。 筐体を開いた状態で従来型の筐体開閉装置の状態を示した作用原理図である。 本発明を適用した他の一実施形態の筐体開閉装置の外観を示した斜視図である(実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置の部品の組み立て状況を示した分解図である(実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置の外装を取り外して主要な部品の嵌合状況を示した斜視図である(実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置のハウジングを示した斜視図である(実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置の開放固定カムを示した斜視図である(実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置の開閉固定カムと開放可動カムを示した斜視図である(実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置の開放可動カムと支持体を上方から示した図である(実施例2)。 同実施形態の筐体開閉装置の開閉回転カムと開放回転カムを示した斜視図である(実施例2)。 一方の筐体を他方の筐体に対して閉じ合わせた完全閉鎖状態で筐体開閉装置の主要部の動作状態を示した図であり、図31(a)は筐体開閉装置の主要部を筐体の上方から示した透視図、また、図31(b)は筐体開閉装置の主要部を筐体の正面から示した透視図である(実施例2)。 一方の筐体を或る程度開いた状態で筐体開閉機構部を示した図である(実施例2)。 一方の筐体を他方の筐体に対して閉じ合わせた完全閉鎖状態で開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した図であり、図33(a)は開放可動カムと開放固定カムを筐体の上方から示した透視図、また、図33(b)は開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した斜視図である(実施例2)。 スライドスイッチを手動操作した状態で開放固定カムと開放回転カムの係合状態を示した図である(実施例2)。 スライドスイッチを手動操作した状態で開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した図であり、図35(a)は開放可動カムと開放固定カムを筐体の上方から示した透視図、また、図35(b)は開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した斜視図である(実施例2)。 スライドスイッチを手動操作した状態で開放固定カムと開放回転カムの係合状態を示した図である(実施例2)。 スライドスイッチを手動操作した状態で開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した図であり、図37(a)は開放可動カムと開放固定カムを筐体の上方から示した透視図、また、図37(b)は開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した斜視図である(実施例2)。 スライドスイッチを手動操作した状態で開放固定カムと開放回転カムの係合状態を示した図である(実施例2)。 スライドスイッチの手動操作を解除した状態で開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した図であり、図39(a)は開放可動カムと開放固定カムを筐体の上方から示した透視図、また、図39(b)は開放可動カムと開放固定カムの係合状態を示した斜視図である(実施例2)。 スライドスイッチの手動操作を解除した状態で開放固定カムと開放回転カムの係合状態を示した図である(実施例2)。
符号の説明
1 筐体開閉装置
2 可動カム
2A−1 開閉固定カム
2A−2 開放可動カム
3 回転カム
3A−1 開閉回転カム
3A−2 開放回転カム
4 ハウジング
4A ハウジング
5 支持体
6 バネ(第一の付勢手段)
7 支持体復帰バネ(第二の付勢手段)
8 開閉軸
9 筐体連結部材
11 カバー
11A カバー
21 カム形成部
22 側面突起
23 テーパ面
27A 保持面
31 カム形成部(回転カムの端面のカム形成部)
32 カム形成部(回転カムの外周のカム形成部)
41 固定カム
41A 開放固定カム
42 カム形成部
43 可動カムスライド開口部
44 支持体挿入開口部
46 カム挿入穴
51 テーパ面(可動カムの端面を支えるテーパ面)
52 手動スイッチ
53 操作力
54 プッシュスイッチ(手動スイッチ)
55 端面
56 第二のテーパ面
57A 第2の保持面
58A 第一の保持面
61 弾性力
63 弾性力
71 支持体復帰バネが支持体を押す力
72 支持体のテーパ面が可動カムの端面を支える力
73 弾性力
74 スライドスイッチ(手動スイッチ)
100 携帯情報端末機
101 自動開放機構
102 現位置保持機構部
102A 筐体開閉機構部
103 筐体開放機構部
104 切替機構部
110 筐体(他方の筐体)
111 スライド溝
120 筐体(一方の筐体)
400 回転力発生カム
401 傾斜部
502 テーパ面
521 テーパ面

Claims (5)

  1. 開閉可能に連結された2つの筐体のうちの一方が他方の筐体に対して閉じ合わされた完全閉鎖位置から少なくとも前記一方の筐体を把持して容易に開閉操作を行い得る予備開閉角度にまで手動スイッチの操作で前記一方の筐体を開かせるようにした自動開放機構を備えた筐体開閉装置であって
    前記自動開放機構が、少なくとも前記完全閉鎖位置において前記一方の筐体が前記他方の筐体に向けて圧着された状態を保持する現位置保持機構部と、前記一方の筐体を前記完全閉鎖位置から前記予備開閉角度にまで開かせる筐体開放機構部と、前記現位置保持機構部と前記筐体開放機構部を択一的に機能させる切替機構部とを有し、
    前記現位置保持機構部は、前記2つの筐体間の開閉軸に沿って軸方向に移動自在とされて前記一方の筐体と一体に回転する回転カムの端面のカム形成部と、前記開閉軸に沿って初期位置と退避位置との間で軸方向に移動自在とされて前記他方の筐体に回転不能に取り付けられ前記初期位置において前記回転カムの端面のカム形成部が回転位置の位相をずらせて押圧嵌合した状態で前記回転カムのクリックストップ状態を保持して前記一方の筐体が前記他方の筐体に向けて圧着された状態を保持するトルクを発生する一方,前記退避位置において前記回転カムの端面のカム形成部との嵌合を実質的に解除されるカム形成部を備えた可動カムと、前記回転カムを前記可動カムに向けて付勢する第一の付勢手段とによって構成され、
    前記筐体開放機構部は、前記回転カムの外周のカム形成部と、前記開閉軸に沿って前記他方の筐体に固定的に取り付けられて前記可動カムが前記退避位置にある状態で前記回転カムの外周のカム形成部と嵌合して前記第一の付勢手段の付勢力で前記回転カムを前記一方の筐体が開く方向に回転させる一方,前記可動カムが前記初期位置にある状態で前記回転カムの外周のカム形成部から実質的に離脱する固定カムと、前記第一の付勢手段とによって構成され、
    前記切替機構部は、前記可動カムの端面を支えるテーパ面を有し,前記可動カムが前記回転カムを介して前記第一の付勢手段から受ける付勢力に抗して前記テーパ面が前記可動カムを前記初期位置に保持する非操作位置と前記可動カムが前記回転カムを介して前記第一の付勢手段から受ける付勢力に抗して前記テーパ面が前記可動カムを前記退避位置に保持する操作位置との間で,前記開閉軸の径方向に沿って移動自在な状態で前記他方の筐体に取り付けられた支持体と、前記可動カムが前記テーパ面を押圧する力に抗して前記支持体を非操作位置に保持する第二の付勢手段とによって構成され、
    前記手動スイッチが、前記支持体を前記非操作位置から前記操作位置に向けて移動させる手動スイッチによって構成され、
    前記現位置保持機構部の一部を構成する前記第一の付勢手段が回転カムおよび可動カムを介して支持体のテーパ面を押圧する力を、前記支持体の長手方向に沿って、前記第二の付勢手段の付勢力に抗して支持体を前記非操作位置から前記操作位置に向けて移動させる方向で前記支持体に付加することによって前記手動スイッチの操作に要する操作力を軽減することを特徴とした筐体開閉装置。
  2. 前記開閉軸,回転カム,可動カム,第一の付勢手段を組み付けるハウジングの内周に前記固定カムが一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載の筐体開閉装置。
  3. 前記手動スイッチが、前記支持体を前記非操作位置から前記操作位置に向けて移動させるスライドスイッチによって構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の筐体開閉装置。
  4. 前記支持体は、前記可動カムの端面を支えるテーパ面と反対側の面に第二のテーパ面を有し、
    前記手動スイッチは、前記開閉軸に沿った方向で軸方向に移動自在とされ,前記第二のテーパ面と摺接する端面を備えたプッシュスイッチによって構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の筐体開閉装置。
  5. 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の筐体開閉装置を具備したことを特徴とする電子機器筐体。
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