JP5334201B2 - 筐体の回転機構、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、筐体の回転機構と、その筐体の回転機構を備える電子機器に関する。

折り畳み式携帯通信機器においては、複数の筐体を折り畳んだ状態から、相対的に回転させて開放できるようにするため、筐体を接続する回転ヒンジを備えている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−３２４９１２号公報

しかし、従来の回転ヒンジは、筐体を開放するためには、使用者が閉じている状態から筐体を持ち上げて開放する必要があり面倒であった。

本発明の課題は、閉じた状態から筐体を容易に開放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、二つの筐体を相対的に回転させるために接続するヒンジ軸と、両筐体を重ねた状態で前記ヒンジ軸を含みスライドさせるスライド部と、前記スライド部をスライドさせるのに伴って、前記ヒンジ軸を中心に前記両筐体を相対的に回転させる回転部と、を備え、前記回転部は、前記スライド部のスライド動作に連動して、前記ヒンジ軸と一体的に一方の筐体を回転させるリンク部材を有し、前記ヒンジ軸は二つの回転軸からなり、その一方の回転軸の偏心位置に前記リンク部材が連結される筐体の回転機構を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筐体の回転機構であって、前記回転部は、前記両筐体を開放させる方向に付勢するバネ部材を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の筐体の回転機構であって、前記スライド部をスライド方向に付勢する第２のバネ部材を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の筐体の回転機構を備える電子機器を特徴とする。

本発明によれば、閉じた状態から筐体を容易に開放することができる。

本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成を示すもので、携帯電話の折り畳んで閉じた状態を示した斜視図（ａ）と、開いた状態を示した図（ｂ）である。 図１（ａ）の閉じた筐体を透視して回転機構を示した斜視図（ａ）と、閉じた筐体の側面図（ｂ）と、その筐体を透視して回転機構を示した図（ｃ）である。 図１（ｂ）の開いた筐体を透視して回転機構を示した斜視図（ａ）と、開いた筐体の側面図（ｂ）と、その筐体を透視して回転機構を示した図（ｃ）である。 図２の閉じた筐体の回転機構の拡大図（ａ）と、図３の開いた筐体の回転機構の拡大図（ｂ）である。 図４の回転機構の構成部品の分解斜視図である。 図４の回転機構の平面図である。 図６の矢印Ａ−Ａ線に沿って回転機構の閉じた状態を示す断面図（ａ）、開く中間状態を示す図（ｂ）と、開いた状態を示す図（ｃ）である。 図２の閉じた状態の回転機構を示す拡大図（ａ）と、そのスライド部及びカバーを外した図（ｂ）である。 図２の閉じた状態から開く中間状態を示す図である。 図９の開く中間状態の回転機構を示す拡大図（ａ）と、そのスライド部及びカバーを外した図（ｂ）である。 図３の開いた状態の回転機構を示す拡大図（ａ）と、そのスライド部及びカバーを外した図（ｂ）である。 図３の開いた状態の回転機構及び配線を示した図である。 回転機構の変形例を示す概略斜視図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態）
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携帯電話を示したもので、図１（ａ）は折り畳んで閉じた状態を示し、図１（ｂ）は開いた状態を示しており、１は第１筐体、２は第２筐体、３は操作部、４は表示部、５はヒンジカバーである。

図示のように、第１筐体１に操作部３が設けられて、第２筐体２に表示部４が設けられて、これら第１筐体１と第２筐体２はヒンジカバー５等で覆われたヒンジ機構（回転機構）を介して互いの端部同士で折り畳み自在（開閉自在）に結合されている。

図２は閉じた状態、図３は開いた状態を示しており、１０はヒンジユニットである。

図４はヒンジユニット１０を拡大して示し、図５はその構成部品を分解したもので、１１は第１筐体固定部、１２は第２筐体固定部、１３はスライド部、１４はヒンジ軸、１５は中空軸、１６は第１のねじりコイルバネ、１７は回転ストッパ、１８・１９はワッシャ、２１はピン、２２は第２のねじりコイルバネ、２３・２４はピン、２５は連結部、２６はリンク、２７・２８はピン、２９はカバープレートである。

図示のように、第１筐体固定部１１の左右のレール１１ａに沿ってスライド部１３の係合溝１３ａがスライド自在に組み付けられるとともに、スライド部１３が第１筐体固定部１１の一対の縦方向溝１１ｂに沿ってピン２１でスライド自在に組み付けられている。そして、スライド部１３に設けた左右一対の結合片１３ｂに、第２筐体固定部１２に設けた左右一対の結合片１２ａが、同一軸線上のヒンジ軸１４及び中空軸１５を介して回転自在に結合されている。

図示右側のヒンジ軸１４は、スライド部１３の結合片１３ｂから回転ストッパ１７を介装して第２筐体固定部１２内を貫通するように結合片１２ａに組み付けられる。回転ストッパ１７は、ヒンジ軸１４に一体化されていて、結合片１２ａに係合して第２筐体固定部１２の開閉角度を規制する。さらに、ヒンジ軸１４の第２筐体固定部１２内の軸上には、第１のねじりコイルバネ１６が設けられている。この第１のねじりコイルバネ１６は、ヒンジ軸１４の回転動作をアシストするもので、結合片１２ａに一端を係止して、ヒンジ軸１４の先端に組み付けて一体化したワッシャ１８に他端が係止されている。

図示左側の中空軸１５は、結合片１３ｂを相対回転自在に貫通して、第２筐体固定部１２の左側の結合片１２ａに組み付けられて、ワッシャ１９で抜け止めされている。

また、第１筐体固定部１１とスライド部１３との間には、第２のねじりコイルバネ２２が設けられている。この第２のねじりコイルバネ２２は、スライド部１３のスライド動作をアシストするもので、一端がピン２３で第１筐体固定部１１に取り付けられて、他端がピン２４でスライド部１３に取り付けられている。

さらに、第１筐体固定部１１の図示右側下面には、連結部２５がネジ止めされている。この連結部２５には、リンク２６及びピン２７・２８を介してヒンジ軸１４が連結されている。すなわち、連結部２５にリンク２６の一端がピン２７で連結されて、リンク２６の他端がピン２８でヒンジ軸１４の偏心位置に連結されている。また、ヒンジ軸１４の右端の同軸上にカバープレート２９が相対回転自在に連結されている。このカバープレート２９は、スライド部１３の上面に重ねて固定されている。

以上のヒンジユニット１０は、第１筐体固定部１１が第１筐体１の内部に、第２筐体固定部１２が第２筐体２の内部に、それぞれ組み付けにより一体化されて、ヒンジ軸１４上のねじりコイルバネ１６部分と中空軸１５の右端部が第２筐体２のヒンジボス２ａ内に収納される。

図７はヒンジユニット１０の作用を説明するもので、図７（ａ）に示す閉じた状態において、第１筐体１上に沿って第２筐体２をヒンジユニット１０側に向けてスライドすると、第２筐体固定部１２、ヒンジ軸１４及び中空軸１５を介してスライド部１３が、第１筐体固定部１１上に沿って移動すると同時に、第２筐体２がヒンジ軸１４と一体に回転する。

すなわち、スライド部１３が第１筐体固定部１１上に沿って移動すると、第１筐体固定部１１にネジ止めした連結部２５と、スライド部１３に軸受けしたヒンジ軸１４との距離が離れていくため、図７（ｂ）に示すように、ヒンジ軸１４の偏心位置にピン２７で連結されたリンク２６が、連結部２５に連結されたピン２８を支点に揺動する。これにより、ヒンジ軸１４と一体に第２筐体２が開放動作して、図７（ｃ）に示すように、開いた状態になる。

以上の結果、ヒンジ軸１４はスライドと同時に回転する。つまり、ヒンジ軸１４のスライド位置により回転角が一義的に決まる。

以上の構成によるヒンジユニット１０を、第１筐体１と第２筐体２を閉じた状態において、図２に示すように、両筐体１・２内に収納した状態に組み付けてヒンジカバー５で覆った状態にする。なお、開閉時の干渉を回避するため、第１筐体１もしくは第２筐体２のヒンジ側端部は切り欠き形状となっており、図２及び図３の例では、第２筐体２のヒンジ側端部が斜めの切り欠き形状となっている。

図８（ａ）は図２の閉じた状態のヒンジユニット１０を拡大して示し、図８（ｂ）はそのスライド部１３及びカバープレート２９を外したもので、図示状態において、第１のねじりコイルバネ１６が第２筐体固定部１２を回転ストッパ１７に押し付けているので、第２筐体固定部１２とヒンジ軸１４との相対的な位置関係は保持されている。

また、図８（ｂ）に示すように、第２のねじりコイルバネ２２がスライド部１３に保持力をかけていて、スライド部１３のスライドとヒンジ軸１４の回転は直結しているので、図示のように、ヒンジユニット１０は閉じた状態を保っている。

図９は図２の閉じた状態から開く中間状態を示すもので、図１０（ａ）は図９の開く中間状態のヒンジユニット１０を拡大して示し、図１０（ｂ）はそのスライド部１３及びカバープレート２９を外したもので、図示のように、第２筐体固定部１２が回転しないままスライド部１３がスライドすると同時に、ヒンジ軸１４が回転するので、第１のねじりコイルバネ１６が巻き込まれて力を蓄える。

また、図１０（ｂ）に示すように、第２のねじりコイルバネ２２の保持力の方向が変わり、すなわち、開いた状態を維持する方向に変わる。

図１１（ａ）は図３の開いた状態のヒンジユニット１０を拡大して示し、図１１（ｂ）はそのスライド部１３及びカバープレート２９を外したもので、第１のねじりコイルバネ１６が力を解放するので、図示のように、第２筐体固定部１２は回転ストッパ１７に規制される角度まで回転する。

また、図１１（ｂ）に示すように、第２のねじりコイルバネ２２がスライド部１３に保持力をかけていて、前述のようにスライド部１３のスライドとヒンジ軸１４の回転は直結しているので、図示のように、ヒンジユニット１０は開いた状態を保つ。

以上において、筐体を閉じた状態から開かないよう第２筐体２を押さえながらスライドさせることで、第２筐体２は回転しないままスライド部１３がスライドし、第２のねじりコイルバネ２２の付勢する方向が変わると、ヒンジ軸１４が回転する。このとき、第２筐体２は回転しないでヒンジ軸１４が回転するので、第１のねじりコイルバネ１６が巻き込まれる。

そして、押さえ付けるのを止めて第２筐体２を離すと、第１のねじりコイルバネ１６に蓄えられた力が開放されて、回転ストッパ１７で止められるまで第２筐体固定部１２が回転し、ヒンジ軸１４と第２筐体固定部１２の位置関係が元に戻る。このとき、スライド部１３は第２のねじりコイルバネ２２によってスライドしたままの状態を保つ。従って、筐体が開いた状態になる。

なお、図１１に示す開いた状態において、第１のねじりコイルバネ１６と第２のねじりコイルバネ２２もヒンジユニット１０を開く方向に付勢力を発生させている。
従って、閉じる場合、これらの力の弱い方から作用するため、
第１のねじりコイルバネ１６の力＞第２のねじりコイルバネ２２の力
を満たすように設定する。

このように、第１のねじりコイルバネ１６の力＞第２のねじりコイルバネ２２の力 の場合、閉じるために加えた力が、第２のねじりコイルバネ２２の巻き込みに使われ、第２筐体固定部１２とヒンジ軸１４の関係は変わらず、閉じた状態になる。

図１２は図３の開いた状態のヒンジユニット１０及び配線６を示したもので、図示のように、ヒンジユニット１０の中空軸１５の中空部に、第１筐体１の操作部３と第２筐体２の表示部４とを電気的に接続する同軸細線による配線６を通している。

以上、実施形態の折り畳み式携帯電話によれば、両筐体１・２を重ねた状態でヒンジ軸１４を含みスライドさせるスライド部１３をスライドさせるのに伴って、ヒンジ軸１４を中心に第１筐体１に対し第２筐体２を回転させる第２筐体固定部１２を備え、具体的には、スライド部１３のスライド動作に連動して、ヒンジ軸１４と一体的に第２筐体２を回転させるリンク２６を備えることで、閉じた状態から筐体を片手でスライドさせるように押すだけで容易に開放することができる。

そして、両筐体１・２を開放させる回転方向に付勢する第１のねじりコイルバネ１６と、スライド部１３をスライド方向に付勢する第２のねじりコイルバネ２２を備えることで、筐体のスライドを含む開閉動作をアシストすることができる。

（変形例）
図１３は回転機構の変形例を示すもので、１１３はスライド部、１１４は回転部、１２６はリンク、１２７・１２８はピンである。

この変形例は、図示のように、スライド部１１３に対し垂直方向に軸受けした回転部１１４と、図示しない第１筐体固定部とに、リンク１２６を連結したもので、すなわち、第１筐体固定部にリンク１２６の一端をピン１２７で連結して、リンク１２６の他端を回転部１１４の偏心位置にピン１２８で連結したものである。
なお、回転部１１４には、図示しない第２筐体が固定される。

従って、図示しない第１筐体に対し第２筐体をスライドさせると、リンク１２６の揺動により回転部１１４が回転する。すなわち、第２筐体が第１筐体上に沿って回転する。

このように、各筐体を重ね合わせた状態で平面上に沿って回転させて開放するものにも適用できる。

（他の変形例）
以上の実施形態においては、携帯電話としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＤＡ、ノートパソコン、ウェアラブルパソコン、電卓、電子辞書などで複数の筐体よりなり開放自在となっている電子機器の全てに用いることができる。
また、実施形態の縦開き以外、横開きにも適用できる。
さらに、ヒンジ軸は一つだけ設けたものでもよい。
また、筐体、ヒンジ軸、スライド部、回転部の構成、リンク部材、バネ部材の形状等も任意であり、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。

１ 第１筐体
２ 第２筐体
２ａ ヒンジボス
３ 操作部
４ 表示部
５ ヒンジカバー
６ 配線
１０ ヒンジユニット
１１ 第１筐体固定部
１２ 第２筐体固定部
１３ スライド部
１４ ヒンジ軸
１５ 中空軸
１６ 第１のねじりコイルバネ
１７ 回転ストッパ
１８・１９ ワッシャ
２１ ピン
２２ 第２のねじりコイルバネ
２３・２４ ピン
２５ 連結部
２６ リンク
２７・２８ ピン
２９ カバープレート
１１３ スライド部
１１４ 回転部
１２６ リンク
１２７・１２８ ピン

Claims (4)

1. 二つの筐体を相対的に回転させるために接続するヒンジ軸と、
   両筐体を重ねた状態で前記ヒンジ軸を含みスライドさせるスライド部と、
   前記スライド部をスライドさせるのに伴って、前記ヒンジ軸を中心に前記両筐体を相対的に回転させる回転部と、を備え、
   前記回転部は、前記スライド部のスライド動作に連動して、前記ヒンジ軸と一体的に一方の筐体を回転させるリンク部材を有し、
   前記ヒンジ軸は二つの回転軸からなり、その一方の回転軸の偏心位置に前記リンク部材が連結されることを特徴とする筐体の回転機構。
2. 前記回転部は、前記両筐体を開放させる方向に付勢するバネ部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の筐体の回転機構。
3. 前記スライド部をスライド方向に付勢する第２のバネ部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の筐体の回転機構。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の筐体の回転機構を備えることを特徴とする電子機器。

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