JP4310151B2 - 携帯端末装置 - Google Patents

Description

この発明は、２つの筐体を相互に回動可能に連結してなる携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の携帯端末装置に関する。

従来、２つの筐体を備えた携帯端末装置としては、互いに重ね合わせ可能に配置される２つの筐体と、これら両筐体の重ね合わせ方向に沿う軸線を中心として相互に回動可能に連結する連結部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。このような構成の携帯端末装置においては、連結部を構成する回転軸に２つの筐体の内部空間を相互に連通させる貫通孔が形成されている。この貫通孔には、２つの筐体内部に配された回路基板を相互に電気的に接続するケーブルが配されている。このケーブルは、両筐体に配された回路基板の間でやりとりされる電気信号を伝達したり、一方の筐体に設けられたバッテリーから他方の筐体側に電力を供給するものである。
このような携帯端末装置では、２つの筐体を相互に回動させる際にケーブルが回動方向に捻れるため、この捩れに基づくケーブルの断線防止を目的として、２つの筐体の相対的な回動範囲を規制している。また、回転軸は、一方の筐体に設けられた軸受部により他方の筐体に対して回転可能に支持されている。
特開平７−２８８８６０号公報

しかしながら、従来の携帯端末装置において、使用者が所定の回動範囲を超えて２つの筐体を相互に回動させる外力を加えた際には、回転軸の中心線を軸線に対して傾けようとする力が作用して軸受部や軸受部を固定する筐体取付部に応力が集中するため、特に強度がそれ程大きくない筐体取付部が破損する虞があった。
なお、上記の問題点を解決する方法としては、軸受部を設ける筐体の肉厚を厚く形成することが考えられるが、近年では、携帯端末装置の携行性を向上させることを目的として携帯端末装置の小型化や薄型化が要求されているため、この解決方法は好ましくない。

本発明の目的は、上述した事情に鑑みてなされたもので、所定の回転範囲を超えて２つの筐体を相互に回動させる外力が軸受部や筐体に作用しても、筐体が破損することを防止できる携帯端末装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る携帯端末装置は、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体の重ね合わせ方向に延びる軸線を中心線とする回転軸と前記回転軸を回転可能に軸支する軸受部を有し、前記第１の筐体及び前記第２の筐体とを相互に回動可能に連結する連結手段と、前記第１の筐体内に固定された回路基板と、を備え、前記連結手段は、前記回転軸の一端が前記第２の筐体に取着され、他端が前記第１の筐体における前記第２の筐体に対向する壁部に前記軸受部を介して取着されると共に前記第１の筐体内に前記軸線に沿って延設されており、前記延設部位が前記回路基板に形成された切欠部又は貫通孔に挿通され、前記延設部位の外周面と前記切欠部又は前記貫通孔の内周壁面とは、前記回転軸に対する外力に応じて互いに当接可能に相互に近接することを特徴とする。

また、本発明に係る携帯端末装置は、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の相対的な位置を検出する位置検出手段を備え、該位置検出手段は、前記回転軸の周囲近傍に位置して前記第２の筐体に固定される磁石と、前記回転軸を中心とする前記磁石の移動軌跡の所定位置に対向するように前記回路基板上に設けられ、前記磁石の磁気を検出する磁気センサとを有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る携帯端末装置は、前記磁気センサを、前記回転軸を挟んで対称な位置に一対設けたことを特徴とする。

本発明によれば、回転軸の中心線を軸線に対して揺動させる外力が回転軸に作用した場合には、回転軸が、回路基板に形成された切欠部や貫通孔の内周壁面に当接するため、他方の筐体に対して軸線方向の２点（筐体に設けられた軸受部と回路基板）で支持されることになる。したがって、前記外力によって筐体の軸受部のみに応力が集中することを防止して、筐体の破損を防ぐことができる。

図１から図５は本発明に係る一実施形態を示しており、ここで説明する実施の形態は、この発明を携帯電話機に適用した場合のものである。
この実施の形態に係る携帯電話機（携帯端末装置）１は、図１に示すように、第１の筐体２と、この第１の筐体２の厚さ方向に重ね合わせ可能な第２の筐体３と、これら２つの筐体２，３を、その重ね合わせ方向に延びる基準軸線Ｌ１を中心として回動可能に連結する連結手段５とを備えている。なお、連結手段５は、２つの筐体２，３の各端部２ｂ，３ｂ（以下、基端部２ｂ，３ｂと呼ぶ。）同士を連結するようになっている。

重ね合わせ時に第２の筐体３と対向する第１の筐体２の内面２ａには、通話キー、終話キー、テンキー等の各種押圧可能な操作キーからなる操作部７が設けられている。また、内面２ａのうち、基端部２ｂの反対側に位置する第１の筐体２の先端部２ｃには、マイクロフォン部９が設けられている。これら操作部７及びマイクロフォン部９は、第１、第２の筐体２，３を互いに重ね合わせて閉じた状態において、第２の筐体３により覆い隠されるようになっている。

第１の筐体２の内面２ａと略同方向に向く第２の筐体３の外面３ａには、各種情報を表示する液晶表示装置等の表示部１１が設けられている。また、この外面３ａのうち、第２の筐体３の基端部３ｂには、スピーカー部１３が設けられており、基端部３ｂの反対側に位置する第２の筐体３の先端部３ｃには、電気音響変換部１５が設けられている。
電気音響変換部１５は、２つの筐体２，３を相互に開いた状態（図１の状態）において第１の筐体２のマイクロフォン部９と共に通話に使用する受話スピーカーとして機能する。また、この電気音響変換部１５は、２つの筐体２，３を開いた状態から基準軸線Ｌ１を中心に相互に１８０°回動して、図２に示すように、重ね合わせて閉じた状態おいて、スピーカー部１３と共に通話に使用するマイクロフォンとして機能する。これら表示部１１、スピーカー部１３及び電気音響変換部１５は、２つの筐体２，３の開閉状態にかかわらず、外方に露出している。
なお、この第２の筐体３は、２つの筐体２，３を相互に開いた状態において、第１の筐体２に対して基準軸線Ｌ１を中心とする時計回り（Ａ方向）のみに回動可能となっている。また、２つの筐体２，３を相互に閉じた状態において、第２の筐体３は第１の筐体２に対して基準軸線Ｌ１を中心とする反時計回り（Ｂ方向）のみに回動可能となっている。すなわち、第１の筐体２に対する第２の筐体３の回動可能な範囲は１８０°となっている。
また、符号８は、第１の筐体側面に設けられたジョグダイヤル等の補助操作部を示しており、２つの筐体２，３を相互に閉じた状態で着信を受けた場合、補助操作部８を筐体２内に押圧することで着信を受けることができる。また、上記閉じた状態で携帯電話機１が有するアプリケーションを起動させる場合、補助操作部８を筐体２内に押圧することで表示部１１のメニュー画面が表示され、その後、補助操作部８を回転させて所定のアプリケーションを選択したあと、再度、補助操作部８を押圧することにより、前記所定のアプリケーションを起動させ、表示部１１に表示させることができるようになっている。

図３，４に示すように、第１の筐体２の内部には、操作キー基板２１及び第１の回路基板２３が、第１の筐体２の内面２ａ側から基準軸線Ｌ１に沿って順次重ねて固定されている。操作キー基板２１は、その前面に前述した操作部７を構成する各種キーを配してなるものであり、前述したマイクロフォン部９と共に第１の回路基板２３に電気的に接続されている。
第１の筐体２の基端部２ｂ側に位置する第１の回路基板２３の端部には、基準軸線Ｌ１を略中心する円弧を含むＵ字状に切り欠かれた切欠部２３ｃが形成されている。また、操作キー基板２１を配した第１の回路基板２３の前面２３ａには、磁気抵抗素子、ホールＩＣ素子等からなる３つの磁気センサ２４ａ〜２４ｃが搭載されている。これら磁気センサ２４ａ〜２４ｃは、基準軸線Ｌ１を中心とする同一円周上、かつ、切欠部２３ｃの周囲近傍に配されている。

第１及び第３の磁気センサ２４ａ，２４ｃは、基準軸線Ｌ１を挟んで対称な位置に配され、その配列方向は第１の筐体２の基端部２ｂから先端部２ｃに向かう長手方向に直交している。また、第２の磁気センサ２４ｂは、２つの磁気センサ２４ａ，２４ｃの配列方向に直交するように、基準軸線Ｌ１から第１の筐体２の先端部２ｃ側に位置している。
なお、この第１の回路基板２３には、通話機能やメール機能等の各種機能を制御する複数の電子部品からなる制御部２９も設けられている。
また、第１の筐体２の内部にはバッテリー（不図示）が設けられており、このバッテリーは、操作部７、表示部１１等の携帯電話機１に搭載された各種電気部品・電子部品に電力を供給するものである。

第２の筐体３の内部には、前述した表示部１１、スピーカー部１３及び電気音響変換部１５と電気的に接続された第２の回路基板３１が設けられており、前述した表示部１１、スピーカー部１３及び電気音響変換部１５は、この第２の回路基板３１に電気的に接続されている。
また、第１の筐体２の内面２ａに対向する第２の筐体３の内面３ｄには、基準軸線Ｌ１方向に窪む凹部３３が形成されており、この凹部３３には磁石３５が嵌め込まれて固定されている。磁石３５は、その磁力線Φを基準軸線Ｌ１に沿って第１の筐体２側に向けるように配され、２つの筐体２，３を相互に回動させた際に、図２に示すように、３つの磁気センサ２４ａ〜２４ｃを通過する移動軌跡Ｃ，Ｄに沿って移動するようになっている。

すなわち、磁石３５と第３の磁気センサ２４ｃとが基準軸線Ｌ１方向に重なった場合には、第３の磁気センサ２４ｃが磁石３５の磁気を検出して、２つの筐体２，３が、図２に示すように、相互に閉じた状態にあることを検出する。また、磁石３５と第２の磁気センサ２４ｂとが基準軸線Ｌ１方向に重なった場合には、第２の磁気センサ２４ｂが磁石３５の磁気を検出して２つの筐体２，３の長手方向が相互に９０°の角度をなしている（図５に示す状態）ことを検出する。さらに、磁石３５と第１の磁気センサ２４ａとが基準軸線Ｌ１方向に重なった場合には、第１磁気センサ２４ａが磁石３５の磁気を検出して２つの筐体２，３が相互に開いた状態にあることを検出する。
これら３つの磁気センサ２４ａ〜２４ｃ及び磁石３５により、２つの筐体２，３の相対的な位置を検出する位置検出手段１００が構成されている。

この位置検出手段１００は、２つの筐体２，３を相互に回動させた際に、２つの筐体２，３の相対位置に応じて携帯電話機１の各種機能を起動させるように構成されている。すなわち、例えば、２つの筐体２，３を相互に閉じた状態から第１の筐体２に対して第２の筐体３をＢ方向に回動させ、図５に示すように、２つの筐体２，３の位置関係を９０°の角度とした場合には、位置検出手段１００の検出結果に基づき、表示部１１における情報Ｉの表示方向を、第２の筐体３の基端部３ｂと先端部３ｃとを結ぶ第２の筐体３の長手方向から、この長手方向に直交する方向に変更させる。
また、この状態から第２の筐体３をさらにＢ方向に回動させて、図１に示すように、２つの筐体２，３を相互に開いた場合には、位置検出手段１００の検出結果に基づき、表示部１１における情報Ｉの表示方向を、２つの筐体２，３を閉じた状態における表示方向に対して１８０°逆向きに変更させる。

連結手段５は、図３に示すように、略円筒状の回転軸４１と、回転軸４１を回転自在に軸支する軸受部４３とを備えている。
第２の筐体３の基端部３ｂには、その内面３ｄから内部空間に貫通する貫通孔３ｅを有し、この貫通孔３ｅに回転軸４１が嵌入され、その一端に備えるフランジ部４１ｂを第２の筐体３と共にネジ等を用いて取着することで第２の筐体３に一体的に形成するようになっており、回転軸４１の他端は第２の筐体３の外面３ａの背面側に位置する内面３ｄから基準軸線Ｌ１方向に突出するようになっている。
第１の筐体２の基端部２ｂには、その内面２ａから内部空間に貫通する貫通孔２ｄを有し、この貫通孔２ｄに軸受部４３が嵌入され、その一端に備えるフランジ部４３ｂを第１の筐体２と共にネジ等を用いて取着することで第１の筐体２に一体的に形成するようになっている。そして、上記軸受部４３の中央に備える挿通孔４３ａ内に前記回転軸４１が回転可能に挿通されることで軸支するようになっている。
即ち、回転軸４１の外周面には段差部４１ｃを有し、この段差部４１ｃを軸受部４３の頂面４３ｃに当接させることにより、回転軸４１が軸受部４３により基準軸線Ｌ１方向に支持されることになる。
また、回転軸４１の他端は軸受部４３を超えて延設されており、第１の回路基板２３に形成された切欠部２３ｃ内に挿通され、回転軸４１の外周面と切欠部２３ｃの内周壁面とは相互に近接して位置するようになっている。

また、前記回転軸４１には、基準軸線Ｌ１方向に貫通して２つの筐体２，３の内部空間を相互に連通する貫通孔４１ａを備え、各筐体２，３に各々設けられた第１及び第２の回路基板２３，３３は、この貫通孔４１ａを介してケーブル４２により相互に電気的に接続されている。
ケーブル４２は、２つの回路基板２３，３１間において電気信号による情報伝達を行うと共に、第１及び第２の回路基板２３，３１を介してバッテリー（不図示）の電力を第２の筐体３に搭載された表示部１１、スピーカー部１３、電気音響変換部１５や各種電子部品等に供給可能とするものである。なお、このケーブル４２は、上記貫通孔４１ａの他に、第１の回路基板２３の切欠部２３ｃにも挿通されており、第１の回路基板２３の裏面２３ｂ側に備えるコネクタ（不図示）に接続されるようになっている。

以上のように構成された携帯電話機１の作用について説明する。
この携帯電話機１を鞄や衣服のポケットに収容して携行する場合には、図２に示すように、２つの筐体２，３を閉じた状態とする。この状態において、例えば、通話の着信があった場合には、補助操作部８を押下して回線接続を行い、受話器として機能するスピーカー部１３及び送話器として機能する電気音響変換部１５により通話を行う。また、例えば、着信したメールやインターネットを閲覧する場合には、表示部１１に表示される各種情報を視認する。
また、例えば、メール等の文章を作成したり、電話番号を入力する場合には、操作部７を操作するため、図２に示す状態から、第２の筐体３を第１の筐体２に対して基準軸線Ｌ１を中心に１８０°回動させ、操作部７を外方に露出させるように２つの筐体２，３を相互に開く。

この開く動作を行う際に、例えば、使用者が気付かずに第２の筐体３を第１の筐体２に対してＡ方向に回動させようとした場合には、回転軸４１の中心線を基準軸線Ｌ１に対して傾けようとする外力が回転軸４１に作用するが、この場合回転軸４１が、第１の回路基板２３に形成された切欠部２３ｃの内周壁面に当接して支持されるため、軸受部４３のみに応力が集中することはない。この応力集中の発生は、２つの筐体２，３を相互に開いた状態から第２の筐体３を第１の筐体２に対してＢ方向に回動させようとした場合においても同様に防止できる。

上記のように、この携帯電話機１によれば、回転軸４１の中心線を基準軸線Ｌ１に対して傾けようとする外力が回転軸４１に作用しても、軸受部４３及び回路基板２３に形成された切欠部２３ｃにより基準軸線Ｌ１方向の異なる位置において回転軸４１を支持するため、第１の筐体２に設けられた軸受部４３のみに応力が集中することを防止して、第１の筐体２の破損を防ぐことができる。
また、位置検出手段１００は磁石３５と３つの磁気センサ２４ａ〜２４ｃとにより構成される、所謂非接触型の検出手段であるため、接触型の検出手段と比較して摩擦等による検出手段の劣化を防止できる。
さらに、この位置検出手段１００を構成する磁石３５は、２つの筐体２，３の開閉状態に関わらず第１の筐体２により覆い隠される第２の筐体３の基端部３ｂ側に配されるため、磁石３５が第２の筐体３外方に露出することがなく、良好な外観意匠を有する携帯電話機１を提供できる。

また、磁石３５及び磁気センサ２４ａ〜２４ｃを連結手段５の近傍に配することで、連結手段５の周囲の第１及び第２の筐体２，３の余剰空間を有効活用することができる。
さらに、位置検出手段１００は、磁気センサ２４ａ〜２４ｃを第１の回路基板２３に実装すると共に、磁石３５を第２の筐体３の凹部３３に嵌め込む構成となっているため、リード線の配線等が不要となり、携帯電話機１の製造を容易に行うことができる。

なお、上記の実施形態においては、第１の回路基板２３にＵ字状に形成された切欠部２３ｃを形成するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも回転軸４１を第１の回路基板２３の厚さ方向に挿通させるように構成されていればよい。したがって、例えば、第１の回路基板２３に、その厚さ方向に貫通する貫通孔を形成するとしても構わない。
また、３つの磁気センサ２４ａ〜２４ｃを用いて、２つの筐体２，３の開閉状態、及び２つの筐体２，３が相互に９０°の角度をなしている状態を検出するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも２つの筐体２，３の開閉状態が検出できればよい。したがって、位置検出手段１００は、例えば、第２の磁気センサ２４ｂを除いた構成としてもよい。

さらに、磁石３５は、第２の筐体３の内面３ｄに形成された凹部３３に嵌め込んで第２の筐体３に固定されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、図６に示すように、内面３ｄの反対側に位置する第２の筐体３の内壁面３ｅに凹部３４を形成し、この凹部３４に磁石３５を嵌め込んで固定するとしても構わない。
また、磁石３５は、第２の筐体３に固定することに限らず、少なくとも移動軌跡Ｃ，Ｄ上を移動するように第２の筐体３側に固定されていればよい。すなわち、例えば、第２の筐体３の内部に、板状に形成されたマグネシウム合金、アルミニウム合金等の金属材料やエンジニアプラスチック等からなる補強板を固定し、この補強板に磁石３５を接着して固定するとしても良い。また、例えば、この補強板に凹部を形成し、この凹部に磁石３５を圧入して固定するとしても構わない。
ただし、金属材料の補強板を使用する場合には、磁石３５と磁気センサ２４ａ〜２４ｃとの間にこの補強板が介在しないように、磁石３５を固定することが好ましい。

さらに、第１の回路基板２３に磁気センサ２４ａ〜２４ｃを実装し、第２の筐体３側に磁石３５を配するとしたが、これに限ることはなく、例えば、第２の回路基板３１に磁気センサ２４ａ〜２４ｃを実装し、第１の筐体２側に磁石３５を配するとしても構わない。
また、第１の筐体２に軸受部４３を設け、この軸受部４３により第２の筐体３側に設けられた回転軸４１を回転自在に軸支するとしたが、これに限ることはなく、例えば、回転軸を第１の筐体２側に設けると共に、第２の筐体３に軸受部を設けるとしても良い。
また、回転軸を軸支する軸受部は、筐体に設けることに限らず、例えば、第２の筐体３内部に板状の補強板を固定し、この補強板に回転軸を軸支する軸受部を設けるとしても構わない。

さらに、２つの筐体２，３を相互に閉じた状態においては、電気音響変換部１５をマイクロフォンとして機能させるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも２つの筐体２，３を相互に閉じた状態においても通話可能な構成があればよい。
また、携帯電話機１に限ることはなく、例えば、ＰＤＡやノートパソコンのように、２つの筐体を連結手段により互いに回動可能、かつ開閉自在に連結した携帯端末装置であればよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

この発明の一実施形態に係る携帯電話機を構成する第１及び第２の筐体を相互に開いた状態を示す概略平面図である。 図１の携帯電話機において、第１及び第２の筐体を相互に閉じた状態を示す概略平面図である。 図２のＥ−Ｅ矢視断面図である。 図１の携帯電話機において、第１及び第２の筐体内部に配された各種部品を示す概略斜視図である。 図１の携帯電話機において、第１及び第２の筐体を相互に９０°の角度に位置させた状態を示す概略平面図である。 本発明の他の実施形態に係る携帯電話機において、磁気センサの配置を示す概略斜視図である。

符号の説明

１ 携帯電話機（携帯端末装置）
２ 第１の筐体
３ 第２の筐体
５ 連結手段
２３ 第１の回路基板
２３ａ 前面
２３ｃ 切欠部
２４ａ 第１の磁気センサ
２４ｂ 第２の磁気センサ
２４ｃ 第３の磁気センサ
３５ 磁石
４１ 回転軸
４３ 軸受部
１００ 位置検出手段
Ｃ，Ｄ 移動軌跡
Ｌ１ 基準軸線

Claims (3)

1. 第１の筐体と、
   第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体の重ね合わせ方向に延びる軸線を中心線とする回転軸と前記回転軸を回転可能に軸支する軸受部を有し、前記第１の筐体及び前記第２の筐体とを相互に回動可能に連結する連結手段と、
   前記第１の筐体内に固定された回路基板と、
   を備え、
   前記連結手段は、前記回転軸の一端が前記第２の筐体に取着され、他端が前記第１の筐体における前記第２の筐体に対向する壁部に前記軸受部を介して取着されると共に前記第１の筐体内に前記軸線に沿って延設されており、
   前記延設部位が前記回路基板に形成された切欠部又は貫通孔に挿通され、前記延設部位の外周面と前記切欠部又は前記貫通孔の内周壁面とは、前記回転軸に対する外力に応じて互いに当接可能に相互に近接することを特徴とする携帯端末装置。
2. 前記第１の筐体及び前記第２の筐体の相対的な位置を検出する位置検出手段を備え、
   前記位置検出手段は、
   前記回転軸の周囲近傍に位置して前記第２の筐体に固定される磁石と、
   前記回転軸を中心とする前記磁石の移動軌跡の所定位置に対向するように前記回路基板上に設けられ、前記磁石の磁気を検出する磁気センサと
   を有することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
3. 前記磁気センサは、前記回転軸を挟んで対称な位置に一対設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の携帯端末装置。

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