JP2004293688A - 折畳み型電子機器及びそのヒンジ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のヒンジ機構は部品点数が多く、コスト高で、組立分解に手間と時間を要し、これを具備した電子機器にも同様の問題があった。
【解決手段】本発明の折畳み型電子機器では、上筐体１に第一筒状体１７および第二筒状体１８が設けられ、下筐体２に第一筒状体１７に連なる第三筒状体２０および第二筒状体１８の内側に嵌合するヒンジ軸２２が設けられ、連通した第一筒状体１７と第三筒状体２０とがそれらの内側に嵌合されたヒンジユニット２３によって回動可能に連結され、ヒンジ軸２２が第二筒状体１８の内側に回動可能に嵌合されている。本発明のヒンジ機構は、上筐体１に設けられた第一筒状体１７および第二筒状体１８と、下筐体２に設けられた第一筒状体１７に連なる第三筒状体２０および第二筒状体１８の内側に嵌合するヒンジ軸２２と、連通した第一筒状体１７および第三筒状体２０の内側に嵌合されるヒンジユニット２３とを有する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、折畳み型電子機器とそれに用いられるヒンジ機構とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、二以上の筐体をヒンジ機構によって回動可能に連結した折畳み型電子機器が広く普及している。例えば特許文献１には、第１筐体と第２筐体とが、第１ヒンジユニットおよび第２ヒンジユニットを備えたヒンジ部によって回動可能に連結された折畳み型携帯電話機が開示されている。より具体的には、前記第１筐体に同体である第１の筐体側連結部分と、前記第２筐体に同体である第２の筐体側連結部分とが前記第１ヒンジユニットによって同軸に回転自在に連結され、前記第１筐体に同体である第３の筐体側連結部分と、前記第２筐体に同体である第４の筐体側連結部分とが前記第２ヒンジユニットによって同軸に回転自在に連結されている折畳み型携帯電話機が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、一方の筐体の両側にヒンジ軸を支持するヒンジ軸支持部が設けられ、このヒンジ軸支持部に支持されたヒンジ軸に、他方の筐体およびそのリアカバーに設けられたヒンジカバー部を回動可能に被せた折畳み型携帯通信機が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、上筐体の下ヒンジと、下筐体の上ヒンジとの係合によって形成された円柱状空洞に略円筒状のヒンジシャフトを挿入し、前記上筐体と下筐体とを回動可能に連結した折畳み型携帯電話機が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４４５９７号公報（［００１７］、第１図）
【特許文献２】特開平１１−１６３９８６号公報（［００１４］、［００１５］００、第２図）
【特許文献３】特開２００２−２９０５２３号公報（［００２３］、第１２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に開示されている折畳み型携帯電話機には次のような課題があった。すなわち、前記ヒンジ部が二つのヒンジユニットを備えているため、部品点数が多く、生産コストが高く、組立や分解に時間や手間を要する。また、前記ヒンジ部内の空洞（より具体的には、第１〜第４の筐体側連結部分の内部空間）に、第１および第２筐体内に配置されている電子部品や回路基板同士を接続するための配線やフレキシブル基板を通す必要があるが、その空洞の大部分がヒンジユニットによって占められてしまうので、前記配線やフレキシブル基板を通すためのスペース確保に苦慮する。なお、以上の技術的課題は特許文献１記載の折畳み型携帯電話機に特有のものではなく、二以上の筐体を二以上のヒンジユニットによって回動可能に連結した折畳み型電子機器に共通する課題である。
【０００７】
前記特許文献２に開示されている折畳み型携帯電話機には次のような課題があった。すなわち、ヒンジ軸が筐体の幅方向一端から他端まで渡されているので、二つの筐体内に配置されている電子部品や回路基板同士を接続するためのフレキシブル・プリント回路体（前記フレキシブル基板に相当）を、前記ヒンジ軸を避けて実装する必要があり、実装作業に時間と手間を要する。特許文献２には、前記フレキシブル・プリント回路体を前記ヒンジ軸の周囲に掛け回すように実装することが開示されている。しかし、このような実装方法を採用した場合、一度実装されたフレキシブル・プリント回路体を取り外すためには、該回路体と基板コネクタとの接続を解除しなくてはならず手間と時間を要する。さらに、その後の再実装の際には、フレキシブル・プリント回路体を再度ヒンジ軸周りに掛け回さなくてはならず、さらなる手間と時間を要する。かかる技術的課題は、特許文献２記載の折畳み型携帯電話機に特有のものではなく、特許文献２に開示されているヒンジ機構と同様のヒンジ機構を備えた折畳み型電子機器に共通する課題である。
【０００８】
前記特許文献３に開示されている折畳み型携帯電話機には次のような課題があった。すなわち、特許文献３に開示されている折畳み型携帯電話機では、上下の筐体の幅方向一方側にのみ設けられたヒンジによって二つの筐体が連結されており、上下の筐体の幅方向他方側は互いに連結されていない。このため、連結強度が不十分で外力に弱く、二つの筐体間で捩れやガタツキが発生し易い。かかる技術的課題は、特許文献３記載の折畳み型携帯電話機に特有のものではなく、特許文献３に開示されているヒンジ機構と同様のヒンジ機構を備えた折畳み型電子機器に共通する課題である。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み、シンプルな構造でありながら十分な連結強度を有し、部品点数も少なく、内部に配線やフレキシブル基板等を通す十分なスペースを確保することもできる折畳み型電子機器用のヒンジ機構とそれを備えた折畳み型電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の折畳み型電子機器は、一方の筐体に第一筒状体および第二筒状体が設けられ、他方の筐体に前記第一筒状体に連なる第三筒状体と、前記第二筒状体の内側に嵌合するヒンジ軸とが設けられ、連通した前記第一筒状体と第三筒状体とがそれらの内側に嵌合されたヒンジユニットによって回動可能に連結され、前記ヒンジ軸が前記第二筒状体の内側に回動可能に嵌合されていることを特徴とする。かかる特徴を有する本発明の折畳み型電子機器では、二以上の筐体が開閉軸上の二ヶ所で連結されているので十分な連結強度が確保される。また、ヒンジユニットは二ヶ所の連結部分の一方にしか用いられておらず、他方の連結部分は筐体と一体成形されたヒンジ軸および第三筒状体によって構成されている。従って、部品点数や生産コストが低減されると共に、前記筒状体の内部に配線やフレキシブル基板を実装するための十分なスペースが確保される。
【００１１】
また、上記目的を達成のために、本発明の折畳み型電子機器のヒンジ機構は、一方の筐体に設けられた第一筒状体および第二筒状体と、他方の筐体に設けられた前記第一筒状体に連なる第三筒状体と、他方の筐体に設けられた前記第二筒状体の内側に嵌合するヒンジ軸と、連通した前記第一筒状体および第三筒状体の内側に嵌合されるヒンジユニットとを有することを特徴とする。かかる特徴を有する本発明の折畳み型電子機器のヒンジ機構によれば、二以上の筐体を開閉軸上の二ヶ所で連結できるので十分な連結強度が確保される。また、ヒンジユニットは二ヶ所の連結部分の一方にしか用いられておらず、他方の連結部分は筐体と一体成形されたヒンジ軸および第三筒状体によって構成されている。従って、部品点数や生産コストが低減されると共に、前記筒状体の内部に配線やフレキシブル基板を実装するための十分なスペースが確保される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の折畳み型電子機器の実施形態の一例を詳細に説明する。本実施形態に示す折畳み型電子機器は携帯電話機である。この携帯電話機は、図１、図２に示すように、上筐体１と下筐体２とが本発明のヒンジ機構３によって回動可能に連結されている。ここで、上筐体１は、例えば射出成形法によって成形された上筐体フロントケース４および上筐体リアケース５からなる。下筐体２は同様の製法によって成形された下筐体フロントケース６および下筐体リアケース７からなる。
【００１３】
上筐体１は、アンテナ８と、受話部（不図示）と、表示部としてのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）９とを備えており、上筐体フロントケース４には、前記受話部の一部であるスピーカーに対応して形成された受話音穴１０と、ＬＣＤ９の表示面を露出して外部から目視を可能とする表示窓１１とが設けられ、表示窓１１にはこれから露出したＬＣＤ９の表示面を保護する透明樹脂板１２が嵌め込まれている。
【００１４】
また、下筐体２は、入力部としての複数の入力キー１３と、電源収容空間（不図示）と、送話部（不図示）とを備えており、下筐体フロントケース６には、前記送話部の一部であるマイクに対応して形成された送話音穴１４が設けられ、下筐体リアケース７には、前記電源収容空間を閉塞する蓋１５が着脱可能に設けられている。もっとも、上筐体１および下筐体２には、携帯電話機としての諸機能を実現するために必要な上述の部品以外の各種電子部品や回路が個別に、またはアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）状態で実装されていることは勿論である。
【００１５】
次に、上筐体１と下筐体２とを回動可能に連結しているヒンジ機構３について詳しく説明する。このヒンジ機構３は、図３に示すように、上筐体１の下端側面１６に設けられた第一筒状体１７および第二筒状体１８と、下筐体２の上端側面１９に設けられた第三筒状体２０と、第四筒状体２１およびヒンジ軸２２と、両筐体１、２とは別体のヒンジユニット２３とから構成されている。
【００１６】
第一筒状体１７は、上筐体フロントケース下端側面１６ａに一体成形されている。一方、第二筒状体１８は、上筐体フロントケース下端側面１６ａに一体成形された半筒２４と、上筐体リアケース下端側面１６ｂに一体成形された半筒２５とによって構成されており、上筐体フロントケース４と上筐体リアケース５とを突き合わせて上筐体１を組み立てると、両半筒２４、２５も同時に突き合わされて第二筒状体１８が形成されるようにしてある。第一筒状体１７の内面には、後述するヒンジユニット２３の第二凹溝３２と係合可能な第二凸条３３が突設されている（図６（ｂ）参照）。
【００１７】
第三筒状体２０は、下筐体フロントケース上端側面１９ａに一体成形されている。一方、第四筒状体２１は、下筐体フロントケース上端側面１９ａに一体成形された半筒２８と、下筐体リアケース下端側面１９ｂに一体成形された半筒２９とによって構成されており、下筐体フロントケース６と下筐体リアケース７とを突き合わせて下筐体２を組み立てると、両半筒２８、２９も同時に突き合わされて第四筒状体２１が形成されるようにしてある。さらに、ヒンジ軸２２は、下筐体フロントケース上端側面１９ａに一体成形されており、第二筒状体１８と同一の外径を有し、同筒状体１８の内側に嵌合不能な大径部３０と、大径部３０の端面から突設され、第二筒状体１８の内側に嵌合可能な外径を有する小径部３１とから形成されている。第三筒状体２０の内面には、後述するヒンジユニット２３の第一凹溝２６と係合可能な第一凸条２７が突設されている（図６（ａ）参照）。
【００１８】
ヒンジユニット２３は、図４に示すように、固定軸３６と回転軸３７とから構成されており、両軸３６、３７はその軸回りに相対的に回転可能としてある。また、固定軸３６の外周面には、第三筒状体２０の第一凸条２７と係合可能な第一凹溝２６が形成され、回転軸３７の外周面には、第一筒状体１７の第二凸条３３と係合可能な第二凹溝３２が形成されている。さらに、回転軸３７の先端には、第一筒状体１７に形成されている係止受部３５に係止および係止解除可能な二対の係止爪３４が突設され、固定軸３６の後端には、外装用のヒンジキャップ３８が装着されている。
【００１９】
次に、上述のヒンジ機構３によって上筐体１と下筐体２とを回動可能に連結するための工程（上筐体１および下筐体２の組立工程）を説明する。まず、上筐体フロントケース４および下筐体フロントケース６をひっくり返し、それぞれの開口部を上向きにした状態で、上筐体フロントケース４の第一筒状体１７を下筐体フロントケース６の第三筒状体２０と半筒２８の間に差し入れ、第一筒状体１７と第三筒状体２０の筒穴同士を連通させる。次に、連通した第一筒状体１７と第三筒状体２０の筒穴にヒンジユニット２３を挿入する。このとき、上筐体フロントケース４と下筐体フロントケース６とを１８０度開いた状態としておく。かかる状態としておくことで、第三筒状体２０の第一凸条２７および第一筒状体１７の第二凸条３３がヒンジユニット２３の第一凹溝２６および第二凹溝３２に嵌合可能となり、ヒンジユニット２３が連通した第一筒状体１７および第三筒状体２０の筒穴内へ挿入される。なお、ヒンジユニット２３が挿入されると、ヒンジユニット２３の固定軸３６に形成されている第一凹溝２６に第三筒状体２０の第一凸条２７が嵌合し、固定軸３６と第三筒状体２０とが相対回転不能となる。また、ヒンジユニット２３の回転軸３７に形成されている第二凹溝３２に第一筒状体１７の第二凸条３３が嵌合し、回転軸３７と第一筒状体１７とが相対回転不能となる。さらに、ヒンジユニット２３の係止爪３４が係止受部３５に係止して抜け止めされる。その後、上筐体フロントケース４および下筐体フロントケース６内に必要な回路基板およびこれら基板同士を接続するフレキシブル基板を落とし込んでから、下筐体フロンケース６の上に下筐体リアケース７を被せて下筐体２を組み立てる。このとき、半筒２８、２９が突き合わされて第四筒状体２１が形成される。次に、上筐体リアケース５を、半筒２５をヒンジ軸２２の小径部３１に被せるようにして上筐体フロントケース４の上に被せ、上筐体１を組み立てる。これによって、半筒２４、２５が突き合わされて第二筒状体１８が形成されると共に、その第二筒状体１８の内側にヒンジ軸２２の小径部３１が嵌合される。なお、小径部３１が第二筒状体１８の内側に嵌合されたヒンジ軸２２の大径部３０は、その端面が第二筒状体１８の端面に突き合わされ、外周面が二筒状体１８の外周面と面一となる。以上によって、上下の筐体１、２がそれらの幅方向他端側において回動可能に連結される。すなわち、上下の筐体１、２は、それらの幅方向中心を通る直線（図５に一点鎖線Ｚ−Ｚで示す）を挟んで一端側（右側）がヒンジ軸２２によって回動可能に連結され、他端側（左側）がヒンジユニット２３によって回動可能に連結される。
【００２０】
なお、説明は省略したが、前記組立工程の好適な段階において、前記以外の回路基板や電子部品を個別に、またはアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）されたこれら電子部品等を上筐体１または下筐体２の内部に実装する場合もある。また、上筐体１内に実装された電子部品や回路と、下筐体２内に実装された電気部品や回路とを接続するフレキシブル基板や配線等は、上筐体１または下筐体２から引き出し、第二筒状体１８および第四筒状体２１の内部空間３９（図５参照）を通して下筐体２または上筐体１に引き込むことができる。
【００２１】
ここで、ヒンジユニット２３は、上筐体１と下筐体２を閉じたとき（図２に示す状態のとき）に向い合う上筐体１の内面と下筐体２の内面とがなす角度θが０度〜５度の範囲では、上筐体１および下筐体２を閉じる方向へ作用するトルク（回転力）を発生し、１５５度〜１６０度の範囲では開く方向へ作用するトルクを発生し、それ以外の範囲では現在の角度θを維持する機能を有する。ヒンジユニット２３は前記諸機能を実現するための機構を備える関係上、その小型化には自ずと限界がある。さらに、その直径は第一筒状体１７および第三筒状体２０との関係で制限を受ける。従って、どうしてもある程度以上の全長を確保しなくてはならない。しかし、ヒンジユニット２３の全長が長くなればなる程、内部空間３９が狭くなり、前記配線やフレキシブル基板を取り回しに苦慮する結果となる。一方、ヒンジ軸２２は単なる回転軸であり、ヒンジユニット２３のような複雑な機構を備えている必要はなく、小型化が容易である。そこで、本発明では、ヒンジ軸２２の全長をヒンジユニット２３の全長よりも短くして、すなわち、第二筒状体１８へのヒンジ軸２２の嵌合長を第一および第三筒状体１７、２０へのヒンジユニット２３の嵌合長よりも短くして、内部空間３９を可及的に広げてある。もっとも、可及的に広い内部空間３９を確保するといった観点からは、ヒンジ軸２２の全長は短ければ短いほど好都合であるが、所期の連結強度を確保する上で必要最低限の全長を確保する必要があることは勿論である。尚、前記角度θが１６０度に達すると、上筐体リアケース下端端面１６ｂと、下筐体リアケース上端側面１９ｂとが当接し、上下の筐体１、２はそれ以上開かなくなる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の折畳み型電子機器は、二以上の筐体が回動可能に連結された折畳み型電子機器であって、一方の筐体に第一筒状体および第二筒状体が設けられ、他方の筐体に前記第一筒状体に連なる第三筒状体と、前記第二筒状体の内側に嵌合するヒンジ軸とが設けられ、連通した前記第一筒状体と第三筒状体とがそれらの内側に嵌合されたヒンジユニットによって回動可能に連結され、前記ヒンジ軸が前記第二筒状体の内側に回動可能に嵌合されている。すなわち、二つの筐体が二ヶ所で回動可能に連結されているので、十分な連結強度が確保され、捩れやガタツキが発生し難い。また、二ヶ所の連結部分のうち、一方にのみヒンジユニットを用い、他方には筐体と一体成形されたヒンジ軸を用いているので、部品点数が削減され、生産コストが低減する。さらに、ヒンジ機構の部品点数が少なく、構造も簡易なので、組立分解に要する手間や時間が低減される。加えて、一方の連結部分に小型化が容易なヒンジ軸を用いたので、前記第二筒状内にフレキシブル基板や配線等を通すための十分に広い内部空間を確保可能である。
【００２３】
本発明の折畳み型電子機器のヒンジ機構は、電子機器を構成する二以上の筐体を回動可能に連結する折畳み型電子機器のヒンジ機構であって、一方の筐体に設けられた第一筒状体および第二筒状体と、他方の筐体に設けられた、前記第一筒状体に連なる第三筒状体と、他方の筐体に設けられた前記第二筒状体の内側に嵌合するヒンジ軸と、連通した前記第一筒状体および第三筒状体の内側に嵌合されるヒンジユニットとを有する。従って、電子機器の筐体同士が二ヶ所で回動可能に連結し、捩れやガタツキが発生し難い高強度の連結を実現可能である。また、前記二ヶ所の連結部分のうち、一方にのみヒンジユニットを用い、他方には筐体と一体成形されたヒンジ軸を用いているので、ヒンジ機構の部品点数が削減され、生産コストが低減し、引いては電子機器の全体の部品点数削減、生産コスト低減が実現される。さらに、部品点数が少なく、構造も簡易なため、組立分解に要する手間や時間も低減される。加えて、一方の連結部分に小型化が容易なヒンジ軸を用いたので、前記第二筒状内にフレキシブル基板や配線等を通すための十分に広い内部空間を確保可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の折畳み型電子機器の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す折畳み型電子機器の上筐体と下筐体とが閉じられた状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示す折畳み型電子機器が備えるヒンジ機構を示す模式的分解図である。
【図４】図３に示すヒンジ機構を構成するヒンジユニットを示す模式的平面図である。
【図５】図１に示す折畳み型電子機器が備えるヒンジ機構を示す模式的断面図である。
【図６】（ａ）は、図５のＸ−Ｘ断面の模式図、（ｂ）は図５のＹ−Ｙ断面の模式図である。
【符号の説明】
１ 上筐体
２ 下筐体
３ ヒンジ機構
４ 上筐体フロントケース
５ 上筐体リアケース
６ 下筐体フロントケース
７ 下筐体リアケース
１７ 第一筒状体
１８ 第二筒状体
１９ 上端側面
２０ 第三筒状体
２１ 第四筒状体
２２ ヒンジ軸
２３ ヒンジユニット

Claims (7)

1. 二以上の筐体が回動可能に連結された折畳み型電子機器であって、一方の筐体に第一筒状体および第二筒状体が設けられ、他方の筐体に前記第一筒状体に連なる第三筒状体と、前記第二筒状体の内側に嵌合するヒンジ軸とが設けられ、連通した前記第一筒状体と第三筒状体とがそれらの内側に嵌合されたヒンジユニットによって回動可能に連結され、前記ヒンジ軸が前記第二筒状体の内側に回動可能に嵌合されていることを特徴とする折畳み型電子機器。
2. 前記第二筒状体への前記ヒンジ軸の嵌合長は、前記第一および第三筒状体への前記ヒンジユニットの嵌合長よりも短いことを特徴とする請求項１記載の折畳み型電子機器。
3. 前記ヒンジ軸は、大径部と、この大径部の端面から突出する小径部とによって形成され、前記小径部は前記第二筒状体の内側に嵌合されており、前記大径部の端面は前記第二筒状体の端面に突き合わされており、同大径部の外周面と同二筒状体の外周面とは面一とされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の折畳み型電子機器。
4. 二以上の筐体の一つには、受話部と表示部とが設けられ、他の一つの筐体には、送話部と入力部とが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の折畳み型電子機器。
5. 電子機器を構成する二以上の筐体を回動可能に連結する折畳み型電子機器のヒンジ機構であって、一方の筐体に設けられた第一筒状体および第二筒状体と、他方の筐体に設けられた前記第一筒状体に連なる第三筒状体と、他方の筐体に設けられた前記第二筒状体の内側に嵌合するヒンジ軸と、連通した前記第一筒状体および第三筒状体の内側に嵌合されるヒンジユニットとを有することを特徴とする折畳み型電子機器のヒンジ機構。
6. 前記第二筒状体への前記ヒンジ軸の嵌合長は、前記第一および第三筒状体への前記ヒンジユニットの嵌合長よりも短いことを特徴とする請求項５記載の折畳み型電子機器のヒンジ機構。
7. 前記ヒンジ軸は、大径部と、この大径部の端面から突出する小径部とによって形成され、前記大径部は前記第二筒状体の内側に嵌合不能な外径を有し、前記小径部は前記第二筒状体の内側に嵌合可能な外径を有し、前記小径部を前記第二筒状体の内側に嵌合させると、前記大径部の外周面と前記第二筒状体の外周面とが面一になることを特徴とする請求項または請求項５または請求項６記載の折畳み型電子機器のヒンジ機構。

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