JP4454313B2 - 携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末、及びこの携帯端末におけるヒンジ部の構造に関する。

２つの筐体がヒンジ部により連結されて折り畳み可能に構成された折り畳み式携帯情報端末装置が広く用いられている。この折り畳み式携帯情報端末装置において、一方の筐体がさらに他の方向に回転するように構成された従来の装置としては、例えば、特開２００１−２５１４０６号公報に開示されているものがある。この携帯情報端末装置は、情報を入力する入力部と、動作状態のモニタや受信データを表示する表示部と、上記入力部及び上記表示部を制御する制御部と、筐体とを有し、上記入力部は数字キーを備えた第１の入力部とファンクションキーを備えた第２の入力部を備え、上記筐体は上記第２の入力部を含む第１の筐体と、上記表示部と上記第２の入力部を含む第２のとに分割されてヒンジ部にて連結され、上記第１の筐体と上記第２の筐体とは上記ヒンジ部で折り畳み自在であるとともに、回動自在に連結されて構成されている。

このようなヒンジ部を実現するヒンジ機構としては、例えば、特開２０００−２４０６３６号公報に開示されていて、図２２に示すようなものがある。図２２は従来のヒンジ機構の平面図と側面図である。図２２（Ａ）に示すように、ヒンジ部は、開閉軸支持部２０１に回動可能に支持された開閉軸２０２と、該開閉軸２０２を直交状態で回転可能に貫通した回転軸２０３と、前記開閉軸支持部２０１と開閉軸２０２に相互に当接するように設けられた角度規制片２０４と、前記回転軸２０３に突設された規制フランジ２０５と、前記開閉軸支持部２０１に取付けられ前記規制フランジ２０５に臨む回転規制部２０６とを有して構成される。このヒンジ機構を前述の折り畳み式携帯情報端末装置に適用した場合、図２２（Ｂ）に示すように、回転軸が形成するヒンジ部の大きさは、回転軸の回転と連動する角度規制片２０４の先端と回転軸軸心との距離Ｒで決定されるようになる。

また、特開平６−３１１２１６号公報には、携帯電話機として、第１のフロントケースと第１のリアカバーとから構成される第１の筐体と、第２のフロントケースと第２のリアカバーとから構成される第２の筐体とがヒンジ部により回動可能に接続されており、前記第１のフロントケースの端部に設けられた円弧状の第１の曲面部と、前記第１のリアカバーの端部に設けられた円弧状の第２の曲面部とが係合し前記第１の筐体の端部に該筐体と内通する略円筒状の第１の空洞部を構成し、前記第２の筐体の端部には該筐体と内通する略円筒状の第２の空洞部を構成し、前記第１の空洞部と前記第２の空洞部とが隣接して同軸上に配置され、前記第１の筐体内の電気回路と前記第２の筐体内の電気回路とを接続するフレキシブルプリント基板を前記第１の空洞部及び前記第２の空洞部の内径に沿ってらせん状に巻いて通すと共に、前記らせん状に巻かれたフレキシブルプリント基板の径内には、両筐体にまたがって内在するケーブルを延在させたものが開示されている。

しかしながら、前述の折り畳み構造を備えた携帯電話機に従来のヒンジ機構を適用させた場合、ヒンジ部の外径が大きくなり、携帯電話機の大型化を招いてしまう。ヒンジ部の大きさは開閉軸の直径や、回転軸端に設けた角度規制片の回転半径で決定される。この回転半径は前述した距離Ｒとなる。そのため、回転軸の端部に角度規制片を設けた構成では回転半径が大きくなってしまい、結果としてヒンジ部が大型になる。

また前述の折り畳み構造を備えた携帯電話機は、折り畳み動作に伴いフレキシブルプリント基板に曲げ応力とねじり応力が生じる構造であるため、フレキシブルプリント基板の導体部（回路パターン）が切断してしまうおそれがある。この問題点に関して具体的に図を用いて以下に説明する。

図２３は従来のヒンジ部を挿通させるフレキシブルプリント基板の平面図である。フレキシブルプリント基板３００は、図示しない第１及び第２の筐体に夫々設けられたコネクタに接続させるために、ヒンジ部の中でらせん状に巻かれて収納される。図２３（Ａ）には、第１と第２の筐体を折り畳む場合に、下側より上側に向かって右巻きに巻かれているフレキシブルプリント基板３００のねじれ角Ｐが変わらない状態まで筐体を折り畳んだ場合の基板の一端を２点鎖線で示している。

しかしながら、フレキシブルプリント基板３００の両端は第１と第２の筐体に固定される位置（左右方向）が変わらないため、開いた状態より折り畳むとねじれ角Ｐが略Ｐ／２へと変化する。すなわち、折り畳むことによりフレキシブルプリント基板には曲げ応力とねじれ応力が加わる構造となっている。一般に、フレキシブルプリント基板は可撓性を有し、曲げ応力に対して十分強い構造であるが、複合的に様々な応力が作用すると断線、破断を招いてしまう。

従って、従来の折り畳み構造を備えた携帯電話機は、折り畳み動作を繰り返すとフレキシブルプリント基板の断線、破断を招くなど、故障が発生しやすい構造であり、装置の大型化を招いたり故障のおそれがあるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、第１に、回動軸の回転半径を小さくでき、小型化を図ることが可能なヒンジ及びこれを備えた携帯端末を提供することを目的とする。また、第２に、内部に設けたフレキシブルプリント基板にねじれ応力が発生しないようなヒンジ部を実現しつつ、小型化を図ることが可能なヒンジ及びこれを備えた携帯端末を提供することを目的とする。

本発明は、第１筐体部材と、第２筐体部材と、前記第１筐体部材および前記第２筐体部材を回動可能に連結するヒンジ部と、を備え、前記ヒンジ部は、前記第２筐体部材に接続され、前記第１筐体部材が前記第２筐体部材に対して所定方向に回動する際の軸となる第１回動軸部材と、前記第１筐体部材に接続され、前記第２筐体部材が前記第１筐体部材に対して、前記第１回動軸部材を軸とした回動方向と直交する方向に回動する際の軸となる第２回動軸部材と、前記第１筐体部材に設けられた電気回路と前記第２筐体部材に設けられた電気回路とを電気的に接続する帯状の可撓性基板と、前記第１回動軸部材の片端側に設けられ前記第１回動軸部材が回動するときにクリックを発生するクリック発生部と、前記第１回動軸部材の他端側に設けられ前記第１回動軸部材と前記第１回動軸部材を保持する前記第２筐体部材とに跨って配置されスリットを形成した中空軸受と、を有し、前記可撓性基板は、前記第２回動軸部材の軸心回りに重ねて巻回する第２巻回部を形成し、さらに、前記第１回動軸部材の前記中空軸受の中を通過して、前記スリットから脱出し、前記中空軸受回りに重ねて巻回する第１巻回部を形成し、前記第２筐体部材側へ延設するよう構成した携帯端末を提供する。
この構成によれば、開閉時に可撓性基板に生ずる引張りや弛みを第１巻回部で吸収することができる。すなわち、可撓性基板の第１巻回部の曲率が変化するだけなので、可撓性基板には曲げ応力のみが発生し、ねじり応力の発生は防止できる。また、第２回動部材の回動に際して可撓性基板に生ずる引張りや弛みを第２巻回部で吸収することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここでは、開閉式携帯端末装置の一例として、携帯端末の一種である開閉式携帯電話機を例示する。図１は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の閉じた状態を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の第１の開いた状態を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の第２の開いた状態を示す斜視図である。図４は、図３の状態の携帯電話機を背面側から見た斜視図である。図５は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の第３の開いた状態を示す斜視図である。図６は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の第４の開いた状態を示す斜視図である。図７は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の前面を示す平面図である。図８は、図７の携帯電話機の長手方向断面を示す断面図である。図９は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。

図１乃至図９に示すように、本発明の実施の形態に係る開閉式携帯端末装置の一種としての携帯電話機は、第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂとがヒンジ部１０１ｃ、１０１ｄにより開閉可能に連結された筐体１０１を有して構成される。この携帯電話機は、アンテナ１０２、送受信部１０３、バイブレータ部１０４、第１の操作部１０５、第２の操作部１０６、情報記録部１０７、受話部（レシーバ）１０９、送話部（マイクロフォン）１１０、カメラ部１１１、第１の表示部１１４、第２の表示部１１５、インタフェース部１６０及び制御部１１６を備えており、筐体１０１の背面には電源としての電池１０８が着脱可能に装着されるようになっている。また、情報記録部１０７として、筐体１０１の背面ヒンジ部近傍にカードスロット１０７ａが設けられ、このカードスロット１０７ａに情報記録カード１２０が挿入されて装着されるようになっている。さらに、インタフェース部１６０として、筐体１０１の先端部にコネクタ１６０ａが設けられ、外部機器を接続する外部コネクタ１２１が装着されて信号の送受信等が行われるようになっている。また、筐体１０１内部には、第１のホール素子１１２、第２のホール素子１１３、第１の永久磁石１１７、第２の永久磁石１１８が設けられている。

図９に示すように、送受信部１０３はアンテナ１０２に接続され、外部の基地局などとの間で無線通信による送信及び受信を行う機能を有している。制御部１１６は、送受信部１０３、バイブレータ部１０４、第１の操作部１０５、第２の操作部１０６、情報記録部１０７、受話部１０９、送話部１１０、カメラ部１１１、第１のホール素子１１２、第２のホール素子１１３、第１の表示部１１４、第２の表示部１１５と接続され、これら各部の動作などを制御するようになっている。また、制御部１１６は電池１０８と接続され、電池１０８からの電力供給を受けて動作するようになっている。

アンテナ１０２は、無線信号を受信して受信信号を送受信部１０３に与える。送受信部１０３は、アンテナ１０２からの受信信号を処理して音声信号に変換し、受話部１０９に与える。受話部１０９は、送受信部１０３からの音声信号の受信信号に応答して受信した音声を出力する。送話部１１０は、話者の音声を受けて音声信号の送信信号に変換して送受信部１０３に与える。送受信部１０３は、送話部１１０からの送信信号を処理してアンテナ１０２に与える。アンテナ１０２は、送受信部１０３からの送信信号を受けて無線信号として送信する。

バイブレータ部１０４は、着信時等に起振して着信等のイベントを振動で報知するためのものである。第１の操作部１０５は、文字、記号、数字及び操作信号等を入力するための複数の操作ボタン及びスイッチを備えて構成される。第２の操作部１０６は、カメラ部１１１を操作するための操作ボタン及びスイッチを備えて構成される。情報記録部１０７は、制御部１１６の制御に基づき、電話番号情報、音声情報、非音声情報、画像情報などを記録できるようになっている。

第１及び第２の表示部１１４，１１５は、液晶表示器により構成され、文字、記号、数字及び画像等を表示する。第１の表示部１１４は、第１の筐体部材１０１ａ及び第２の筐体部材１０１ｂを開いた場合に露呈する第１の筐体部材１０１ａの第１の面（第１の筐体部材の主面（前面ともいう））に設けられている。第２の表示部１１５は、第１の筐体部材１０１ａにおける第１の面とは反対側の第２の面（第１の筐体部材の副面（背面ともいう））に設けられている。カメラ部１１１は、第１の筐体部材１０１ａの第１の面に設けられ、第１の表示部１１４の前方を撮像するように配置されている。

筐体１０１は、第１の筐体部材１０１ａ及び第２の筐体部材１０１ｂの２つの部材により構成されている。第１及び第２の筐体部材１０１ａ、１０１ｂは、一端に後述するヒンジユニット１１９が収容されるヒンジ部１０１ｃと、このヒンジ部１０１ｃを保持するように第２の筐体部材１０１ｂに形成されたヒンジ部１０１ｄを介して連結されている。第１及び第２の筐体部材１０１ａ、１０１ｂは、ヒンジユニット１１９の動作により、開閉可能に、かつ所定位置で開閉方向に対して直交方向へ回動可能に連結されている。なお、この第１及び第２の筐体部材１０１ａ、１０１ｂにおいてヒンジ部側の端部を基端、反対側の端部を先端と称する。

このように構成された携帯電話機は、携帯時には、第１の筐体部材１０１ａが第２の筐体１０１ｂと隣接して対向するように閉じられた状態（図１に示す）で用いられる。使用時（通話時など）には、第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂとを９０度以上開いた状態（第２の開いた状態と称し、図３及び図４に示す）で用いられる。また、第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂとを略９０度まで開いた状態（第１の開いた状態と称し、図２に示す）から、第１の筐体部材１０１ａを開閉方向と直交するＳ方向に回動させたり（第３の開いた状態と称し、図５に示す）、或いは第１の筐体部材１０１ａをＳ方向とは反対方向に回動させて（第４の開いた状態と称し、図６に示す）、これらの状態で使用することもできる。

第１の永久磁石１１７は、第１の筐体部材１０１ａの先端部における主面の近傍内部に設けられている。また、第１のホール素子１１２は、第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂとが閉じられた状態のときに第１の筐体部材１０１ａの主面と対向する第２の筐体部材１０１ｂの先端部における面（第２の筐体部材の主面）の近傍内部に設けられている。さらに、第２のホール素子１１３は、第２の筐体部材１０１ｂの基端部略中央における主面の近傍内部に設けられている。また、第２の永久磁石１１８は、第４の開いた状態において、第２の筐体部材１０１ｂの主面と対向する第１の筐体部材１０１ｂの基端部における面（基端側端面）の近傍内部に設けられている。

これにより、第１の筐体部材１０１ａ及び第２の筐体部材１０１ｂが閉じられたときには第１の永久磁石１１７が第１のホール素子１１２に近接するため、第１のホール素子１１２が第１の永久磁石１１７からの磁力を検出して検出信号を制御部１１６に与える。また、第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂが開かれた状態のとき（図２乃至図６に示す）には、第１の永久磁石１１７が第１のホール素子１１２から離れているため、第１のホール素子１１２が第１の永久磁石１１７からの磁力を検出できないので検出信号は生成されない。

また、第１の筐体部材１０１ａ及び第２の筐体部材１０１ｂが閉じられたとき、及び第１、第２、第３の開いた状態の何れかの位置においては、第２の永久磁石１１８が第２のホール素子１１３から離れているため、第２のホール素子１１３が第２の永久磁石１１８からの磁力を検出できないので検出信号は生成されない。一方、第４の開いた状態では、第２の永久磁石１１８が第２のホール素子１１３に近接するため、第２のホール素子１１３が第２の永久磁石１１８からの磁力を検出して検出信号を制御部１１６に与える。

制御部１１６は、第１、第２のホール素子１１２、１１３からの検出信号を受けるか否かにより、第１の筐体部材１０１ａ及び第２の筐体部材１０１ｂの開閉状態及び回動状態を認識することができる。

次に、ヒンジユニット１１９の構成について詳述する。図１０は、本発明の第１実施形態に係る携帯電話機に用いるヒンジ部の部分拡大斜視図である。図１１は、本発明の第１実施形態に係る携帯電話機の分解斜視図である。図１２は、本発明の第１実施形態に係る携帯電話機に用いるヒンジユニットの斜視図である。図１３は、図１２のヒンジユニットの回動軸における断面図である。図１４は、図１２のヒンジユニットの分解斜視図である。図１５は、図１４における第１案内部材の端部の拡大斜視図である。

図１０乃至図１５に示すように、ヒンジユニット１１９は、第１回動軸１２２、第２回動軸１２３、第１支承板１２４、第２支承板１２５、第１案内部材１２６、第２案内部材１２７、第１コイルばね１２８、第１摺動部材１２９、第１スペーサ１３０、第１回動軸カバー１３１、第１回動軸固定板１３２、第１回動軸軸受１３３、カム１３４、第２回動軸固定板１３５、第２コイルばね１３６、第２摺動部材１３７、第２スペーサ１３８、ブラケット１３９、可撓性基板１４０、ケーブル１４１を備えて構成される。

中空状の第１回動軸１２２は、中央部の上下に略方形の切欠き部１４２ａ、１４２ｂを有する。一方の切欠き部１４２ａには第２回動軸１２３を支承する第１支承孔１４３が形成された第１支承板１２５が取り付けられる。他方の切欠き部１４２ｂには、Ｖ状の凹部１４４と第２回動軸１２３を支承する第２支承孔１４５とが形成された第１支承板１２４が取り付けられる。第１回動軸１２２の内部には、棒状の第１案内部材１２６、第１案内部材１２６に対して対向配置される第２案内部材１２７、第１コイルばね１２８、第１摺動部材１２９、第１スペーサ１３０、カム１３４が収納されて各部材が配設される。第１回動軸１２２の一端には第１案内部材を回動可能に支承する第１回動軸カバー１３１が固定され、さらにその外側へ第１案内部材１２６の一端が突出し、この端部に第１回動軸固定板１３２が取り付けられる。そして第１回動軸１２２の他端には第１回動軸軸受１３３が取り付けられる。

第２回動軸１２３には、カム１３４、第２回動軸固定板１３５、第２コイルばね１３６、第２摺動部材１３７、第２スペーサ１３８、ブラケット１３９が取り付けられて配設される。ブラケット１３９には、第１の筐体部材１０１ａにネジによって共締め固定される孔１４６が形成されている。

第１案内部材１２６には側方に貫通する貫通孔１４７が設けられ、この貫通孔１４７に挿通された第１摺動部材１２９は第１案内部材１２６の長手方向（スラスト方向）に摺動可能であり、第１スペーサ１３０を介して第１コイルばね１２８により第１回動軸カバー１３１側へ付勢される。第１回動軸カバー１３１の一方の面にはＶ状の凹部１４８が形成され、閉じた状態及び第１の開いた状態で、この凹部１４８と第１摺動部材１２９が係合する（Ｖ状の溝に第１摺動部材の突出部分が嵌る）ようになっている。

第２回動軸１２３には側方に貫通する貫通孔１５０が設けられ、この貫通孔１５０に挿通された第２摺動部材１３７は第２回動軸１２３の長手方向（スラスト方向）に摺動可能であり、第２スペーサ１３８を介して第２コイルばね１３６により第２支承板１２４側へ付勢される。第２支承板１２４に形成された、直交した２つのＶ状の凹部１４４は、閉じた状態、及び第１、第２、第３、第４の開いた状態において第２摺動部材１３７と係合する（Ｖ状の溝に第２摺動部材の突出部分が嵌る）ようになっている。これらの第１、第２摺動部材１２９、１３７が各々の凹部１４４、１４８と係合する係合面（先端側面）は曲面になっているので、凹部１４４、１４８と係合面との接点部（当接部）は線接触となり、係合時は微動しない（ガタつかない）ようになっている。

また、第１案内部材１２６の一端は第２の筐体部材１０１ｂに形成された受け部１５１に装着される。カム１３４は第２回動軸１２３の略中央部に固定される。またカム１３４は、第１及び第２案内部材１２６、１２７に挟まれるようにして第１回動軸１２２の中に収容される。第１案内部材１２６の他端には、筐体１０１が第１の開いた状態から、第１の筐体部材１０１ａをＳ方向に回動させる際に、第２回動軸１２３とともに回動されるカム１３４を回動通過させる溝１５２ａが形成されている。また、第２案内部材１２７には、筐体１０１が第１の開いた状態から、第１の筐体部材１０１ａをＳ方向とは反対方向に回動させる際に、第２回動軸１２３とともに回動されるカム１３４を回動通過させる溝１５２ｂが形成されている。

中空状の第１回動軸軸受１３３は、第１及び第２のスリット１５３ａ、１５３ｂを有し、第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂのヒンジ部１０１ｃ、１０１ｄに跨って設けられる。第１のスリット１５３ａは第２の筐体部材１０１ｂ側へ向けられ、第２のスリット１５３ｂは第１の筐体部材１０１ａ側へ向けられて配置される。

可撓性基板１４０は、第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂとを電気的に接続する配線パターンを有し、Ｌ字状コーナーと逆向きのＬ字状コーナーにより形成されたクランク部１４０ａの両端は側方から見て略コの字状に緩やかに折り曲げられる。なお、クランク部はＬ字状コーナーと逆向きのＬ字状コーナーにより形成したが、コの字状であっても構わないなど、その形状はこの限りではない。この可撓性基板１４０の一端は、第２の筐体部材１０１ｂのヒンジ部１０１ｄの中で、第１回動軸軸受１３３の廻りを巻回されて第１巻回部１５４ａを形成している。可撓性基板１４０の他端側は、第１スリット１５３ａより第１回動軸軸受１３３の中に通され、さらに第２スリット１５３ｂ側へと延設されて第２スリット１５３ｂを通過し、第２スペーサ１３８の廻りを巻回されて第２巻回部１５４ｂを形成している。そして、この第２巻回部１５４ｂ側の他端が第１の筐体部材１０１ａ内の電気回路に接続される。すなわち、可撓性基板１４０の一端は第１スリット１５３ａから脱出した後に第１巻回部１５４ａを形成し、他端は第２スリット１５３ｂから脱出した後に第２巻回部１５４ｂを形成し、クランク部１４０ａは第１回動軸軸受１３３の中に収容される。

ケーブル１４１は、第１の筐体部材１０１ａに設けられたアンテナ１０２と第２の筐体部材１０１ｂに設けられた送受信部１０３とを電気的に接続するものであり、第１回動軸軸受１３３の端部より第１回動軸軸受１３３の中に通され、第２スリット１５３ｂより可撓性基板１４０の第２巻回部１５４ｂの内側を通って第１の筐体部材１０１ａ側へと延設され、アンテナ１０２に接続される。

次に、本発明の実施形態の携帯電話機の動作について図１乃至図１５と共に図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の機能を説明するための説明図である。図１７は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の動作を説明するためのフローチャートである。

携帯情報電話機に電源が投入された状態では、音声通信モードで動作が開始される。そして、使用者が第１の操作部１０５を操作する（所定のモード切替操作を行う）ことによってモード切替を実行し、非音声通信モード又はカメラモードで各機能操作を行えるようになっている。

音声通信モードでは、ＴＥＬ着信、ＴＥＬ送信、及びメール着信の機能を有する。すなわち、音声及び非音声の受信待受動作を開始し、通話音声の着信動作や発信動作を行うことで音声信号の送受信を行い、通信相手と会話をすることができる。また、受信待受動作においてメールデータの着信が可能となっている。

非音声通信モードでは、ＴＥＬ着信、メール着信、文字・画像表示、及びメール送信の機能を有する。すなわち、受信待受状態を維持しながら、第１の操作部１０５より入力した文字情報を第１の表示部１１４に表示させ、さらに、送信機能を用いて通信相手に送信することができる。また、文字情報又は画像情報を受信した時に、第１の表示部１１４及び第２の表示部１１５に受信したことを報知するメッセージを表示し、さらに、所定の操作によって文字情報又は画像情報を第１及び第２の表示部１１４、１１５に表示することができる。なお、音声又は非音声通信を行うときに送信相手を確定するためには、電話帳機能を用いて送信相手を選択して確定すればよい。

カメラモードでは、ＴＥＬ着信、メール着信、動・静止画撮影、画像記録・読み出しの機能を有する。すなわち、受信待受状態を維持しながら、カメラ部１１１においてレンズ及び光電変換素子（撮像手段）によって被写体像を撮影することができる。このとき、レンズにより光電変換素子上に投影された画像情報を第１の表示部１１４又は第２の表示部１１５に表示したり、撮像した画像情報を情報記録部１０７に格納したり読み出すことができる。

図１７のフローチャートに示すように、電源が投入されると、受信待受状態となる（ステップＳＴ８０１）。次に、制御部１１６は、筐体１０１が開いているかを第１のホール素子１１２からの検出信号の有無により判断する（ステップＳＴ８０２）。筐体１０１が開いていれば、第１の表示部１１４に電界強度を示すマークや電池残容量、時刻等の情報を表示する（ステップＳＴ８０３）。一方、閉じていれば、第２の表示部１１５に電界強度を示すマークや電池残容量、時刻等の情報を表示する（ステップＳＴ８０４）。

次に、制御部１１６は、カメラ部１１１による撮影を開始するために、筐体１０１が開いた状態で第１の操作部１０５の操作によりカメラモードに切り替えられて撮影開始操作がなされたかを判断する（ステップＳＴ８０５）。ステップＳＴ８０５において撮影開始操作がなされた場合、制御部１１６は、第１の筐体部材１０１ａがＳ方向とは反対側に回動されているか、すなわち第４の開いた状態にあるかを第２のホール素子１１３からの検出信号の有無により判断する（ステップＳＴ８０６）。一方、ステップＳＴ８０５において撮影開始操作がなされていないときはステップＳＴ８０１に戻る。

ステップＳＴ８０６において、第１の筐体部材１０１ａがＳ方向とは反対側に回動しておらず、第１、第２、第３の開いた状態のいずれかであるときには、カメラ部１１１により撮影されて生成された画像情報を第１の表示部１１４に表示する（ステップＳＴ８０７）。一方、ステップＳＴ８０６において、第１の筐体部材１０１ａがＳ方向と反対方向に回動しており、第４の開いた状態となっているときには、カメラ部１１１により撮影されて生成された画像情報を第２の表示部１１５に表示する（ステップＳＴ８０８）。

ステップＳＴ８０７またはステップＳＴ８０８の後に、制御部１１６は、撮影画像を記録するために第２の操作部１０６が操作されたかを判断する（ステップＳＴ８０９）。ステップＳＴ８０９で第２の操作部１０６が操作された場合、撮影画像を情報記録部１０７に記録する（ステップＳＴ８１０）。ステップＳＴ８０９で第２の操作部１０６が操作されていない場合、及びステップＳＴ８０９の後において、制御部１１６は、撮影を終了するために第１の操作部１０５の操作により撮影終了操作がなされたかを判断する（ステップＳＴ８１１）。

ステップＳＴ８１１において、第１の操作部１０５が撮影終了操作がなされていない場合にはステップＳＴ８０６に戻る。一方、ステップＳＴ８１１において撮影終了操作がなされた場合には撮影を終了して（ステップＳＴ８１２）、ステップＳＴ８０１に戻る。第１の操作部１０５は、受信待受状態である時に所定操作が行われるとカメラ部１１１による撮影を開始させ、カメラ部１１１が動作中である時に操作されるとカメラ部１１１の動作を終了させる機能を有している。第２の操作部１０６は、カメラ部１１１による撮影が開始されているときに操作されると、撮影画像を情報記録部１０７に記録、格納する機能を有している。

次に筐体の回動動作について詳細に説明する。

携帯電話機は、電源が投入されていれば筐体１０１が閉じた状態及び第１乃至第４の開いた状態の何れの状態でも受信待受状態となる。またカメラ部１１１による撮影は、第１乃至第４の開いた状態の何れかにおいて撮影ができるようになっている。

筐体１０１を閉じた状態より開くとき、ヒンジユニット１１９は、第２の筐体部材１０１ｂに対して装着された第１案内部材１２６が非回動なまま、第１回動軸１２２の軸心を中心に回動する。このとき、第１摺動部材１２９は第１回動軸カバー１３１の凹部１４８から脱出して係合が解除され、クリックを発生する。第１の筐体部材１０１ａと第２の筐体部材１０１ｂとが約１７０度になるまで開き続けると、第１摺動部材１２９は第１回動軸カバー１３１の凹部１４８と係合し、クリックを発生する。

このとき、可撓性基板１４０の第１巻回部１５４ａの巻回数は、第１回動軸１２２と共回動する第１回動軸軸受１３３が回動した分だけ減少したり、または巻回曲率が大きくなることにより減少し、可撓性基板に生じている曲げ応力も減少する。ケーブル１４１は、第１回動軸１２２の軸心と略一致して配置されているので、曲げ応力の増減は殆ど無く、ねじり応力のみが発生する。筐体１０１を開いた状態より閉じるときは、前述の閉じた状態より開くときの動作が逆転して行われる。

ここで、ヒンジ部におけるカムと案内部材の関係について図を用いて説明する。図１８は、本発明の第１実施形態に係るヒンジユニットのカムと案内部材の関係を示すカム線図である。

カム１３４は、両端の曲率半径が異なる略長円形状をなしており、カム１３４の左側には第１案内部材１２６が配置され、右側には第２案内部材１２７が配置されている。図１８（Ａ）において、下段のカム１３４は筐体１０１が閉じているときの位置を、中段のカム１３４は筐体１０１が第１の開いた状態にあるときの位置を、上段のカム１３４は筐体１０１が第２の開いた状態にあるときの位置をそれぞれ示している。下段に示した筐体１０１が閉じている状態では、カム１３４は第１及び第２案内部材１２６、１２７に囲まれているため、このカム１３４及び第１の筐体部材１０１ａが第２回動軸１２３を中心に回動できないようになっている。また、中段に示した筐体１０１が第１の開いた状態では、カム１３４は第１及び第２案内部材１２６、１２７の溝１５２ａ、１５２ｂの位置で挟まれているので、このカム１３４及び第１の筐体部材１０１ａが第２回動軸１２３を中心にＳ方向またはＳ方向とは反対方向に回動可能になっている。

また、図１８（Ｂ）は筐体１０１が第３の開いた状態にあるときのカム１３４の位置を、図１８（Ｃ）は筐体１０１が第４の開いた状態にあるときのカム１３４の位置をそれぞれ示したものである。第１の開いた状態からカム１３４をＳ方向に回動させると第３の開いた状態となる。また、カム１３４をＳ方向とは反対方向に回動させると第４の開いた状態となる。この第３及び第４の開いた状態よりさらに回動を継続しようとしても、第１及び第２案内部材１２６、１２７の溝１５２ａ、１５２ｂが回動を規制し、カム１３４が第１案内部材１２６または第２案内部材１２７の溝１５２ａ、１５２ｂと当接して回動が抑制される。

また、第１の筐体部材１０１ａが第１の開いた状態よりＳ方向或いはＳ方向とは反対方向の何れかの方向に回動されていると、カム１３４は溝１５２ａ、１５２ｂに案内されているため、図中の上下方向、すなわち第１の筐体部材１０１ａを開閉する方向に移動できないようになっている。なお、この上下方向への移動を規制する構造は、第１案内部材１２６と第２案内部材１２７との隙間をカム１３４の短径より大きくかつ長径より小さくし、溝１５２ａ、１５２ｂにおいてカム１３４を回動可能に対向するように挟むことで実現している。

また、筐体１０１を第１の開いた状態から第２の開いた状態へ開こうとしたときは、閉じている状態と同様に、カム１３４が第１及び第２案内部材１２６、１２７に囲まれているので、このカム１３４及び第１の筐体部材１０１ａが第２回動軸１２３を中心に回動できない状態となる。この状態で第１回動軸１２２の回動が行われ、第１の筐体部材１０１ａが開閉する。

すなわち、閉じた状態及び第２の開いた状態では、第２回動軸１２３が回動できないようになっている。また、第１の開いた状態では、第２回動軸１２３の回動ができるようになっていて、この第１の開いた状態で第２回動軸１２３が回動していれば第１回動軸１２２は回動できないようになっている。

また、第１の開いた状態より第１の筐体部材１０１ａをＳ方向に回動させると、カム１３４が第１案内部材１２６の溝１５２ａの中に進入して、第３の開いた状態となる。このとき、第２摺動部材１３７は第２支承板１２４の凹部１４４より脱出してクリックを発生し、第３の開いた状態で再度係合してクリックを発生する。第１の開いた状態より第１の筐体部材１０１ａをＳ方向とは反対方向に回動させると、カム１３４が第２案内部材１２７の溝１５２ｂの中に進入して、第４の開いた状態となる。このときも、第２摺動部材１３７は第２支承板１２４の凹部１４４より脱出し、クリックを発生し、第４の開いた状態で再度係合してクリックを発生する。第３、第４の開いた状態より第１の開いた状態まで逆転させると、第２摺動部材１３７は第２支承板１２４の凹部１４４に係合し、クリックを発生する。

このとき、可撓性基板１４０の第２巻回部１５４ｂの巻回数は、第２回動軸が回動した分だけ巻回量を増減する。可撓性基板１４０は巻回数を増減させるだけなので、可撓性基板１４０は曲げ応力のみが増減し、ねじり応力の発生はない。ケーブル１４１は、第２回動軸１２３が回動した分だけ捻られて第２回動軸１２３に螺着するが、第２回動軸１２３は第１回動軸１２２より小径であるため、螺着部の回転半径が小さく、大きな曲げ応力の発生を回避できるようになっている。図１９は、図５に示した第３の開いた状態におけるヒンジ部の斜視図であり、上述したケーブル１４１の態様を示したものである。

すなわち、可撓性基板１４０は第１及び第２回動軸１２２、１２３の軸心を中心に第１及び第２巻回部１５４ａ、１５４ｂをそれぞれ形成しているので、第１及び第２回動軸１２２、１２３が回動しても巻回部１５４ａ、１５４ｂの曲率が変化するのみである。そのため、回動時に可撓性基板１４０に発生する引張りや撓みは巻回部１５４ａ、１５４ｂにより吸収されるので、曲げ応力のみが変化し、ねじり応力の発生は回避される。これにより、可撓性基板１４０における配線の断線、破断を防止できる。

なお、本実施形態では、第２回動軸を中実軸として説明したが、第１回動軸と同様に中空軸とした方が、第２回動軸の回動に際しケーブルに発生する応力をさらに軽減できる。具体的には、中空状の第２回動軸の円筒面に開口を設け、この開口を第１回動軸の中に配置させることで、第１回動軸の内部と第２回動軸の内部とで連結空間が形成できる。この連結空間にケーブルを通すと、ケーブルは第１及び第２回動軸中の軸心近傍に配置される。これにより、第１及び第２回動軸が回動されてもケーブルには曲げ応力が作用せず、ねじり応力のみ発生するので、ねじり応力のみを考慮した設計を行うことができる。

また、ケーブルを第１回動軸軸受に巻回した場合には、ケーブルにねじり応力の発生を防止して曲げ応力のみを発生させる構造を採用したとき、筐体の開閉による断線は回避できるが、ケーブル長が長くなってしまうため、損失が大きくなり、結果的にアンテナ利得を低下させるなど、アンテナを備える無線機器には不適である。そのため、本実施形態のように、可撓性基板で巻回部を形成し、この巻回部の中にケーブルを挿通させた構成であれば、アンテナと無線回路部とを接続する接続部品として損失が少ない同軸などのケーブルを用いることができ、しかも、ケーブルに引張りや弛みの発生を防止できるため、必要以上な余長を確保しなくともよいので、ケーブルを短くすることによるアンテナ利得の向上を図ることができるなど、開閉式携帯端末装置に好適である。なお、巻回部の巻回数は任意であり、例えば、第２の開いた状態で巻回部を形成せず、筐体を閉じることで巻回部を形成するような巻回数であってもよい。

ここで、本実施形態の携帯電話機の使用例について説明する。第２の開いた状態では、受話部１０９に耳を近づけて通話を行ったり、ＴＶ電話、ハンズフリー通話を行えるようになっている。また、第３の開いた状態では、第２の操作部１０６を使用者側に向けて装置を把持すると、使用者に向けられた第１の表示部１１４には使用者自身が撮影された画像が表示され、撮影画像を自身で第１の表示部１１４により確認できる。

また、第４の開いた状態では、第２の操作部１０６を使用者側に向けて装置を把持すると、使用者に向けられた第２の表示部１１５に撮影された画像が表示される。この場合、使用者の前方の風景や人物を第２の表示部１１５で確認しながら撮影できる。このとき、第１の表示部１１４には撮影画像が表示されないため被写体側からは見られない、覗かれないようになっており、使用者は写り具合を第２の表示部１１５に表示された画像で確認できる。なお、被写体自身も撮影画像を確認できるようにする場合は、例えば第１の操作部を操作して装置の設定を変更し、第４の開いた状態で第１及び第２の表示部双方に撮影画像を表示させるようにしてもよい。

次に、本発明に係る携帯電話機の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、上述した第１実施形態とはヒンジ部における第２回動軸の回動方向及び回動角度が異なるものである。

図２０は、本発明の第２実施形態に係るヒンジユニットにおける第１案内部材の端部の拡大斜視図である。図２１は、本発明の第２実施形態に係るヒンジユニットのカムと案内部材の関係を示すカム線図である。第２実施形態のヒンジユニットにおける第２回動軸は、第２の開いた状態からＳ方向へのみ１８０度回動可能になっている。この第２実施形態では、第２案内部材１２７には第１実施形態のように溝１５２ｂが設けられておらず、第１案内部材１２６の端部には溝１５２ａが貫通して形成されている。その他の部材の形状及び構成は第１実施形態と同様であり、詳しい説明は省略する。

次に、第２実施形態における筐体の回動動作について説明する。

図２１（Ａ）において、下段は筐体が閉じているときのカム１３４の位置を、中段は筐体が第１の開いた状態にあるときのカム１３４の位置を、上段は筐体が第２の開いた状態にあるときのカム１３４の位置をそれぞれ示している。閉じた状態及び第２の開いた状態では、カム１３４の左側に第１案内部材１２６が配置され、右側には第２案内部材１２７が配置されているので、カム１３４及び第１の筐体部材１０１ａが回動できないようになっている。また、第１の開いた状態では、カム１３４の左側に第１案内部材１２６の溝１５２ａが位置するので、カム１３４及び第１の筐体部材１０１ａはＳ方向へ１８０度回動可能になっている。ここで、第１の開いた状態から第１の筐体部材１０１ａを１８０度回動させた状態を第５の開いた状態と称する。

図２１（Ｂ）は筐体が第３の開いた状態にあるときのカム１３４の位置を示したものである。また、図２１（Ｃ）において、中段は筐体が第５の開いた状態にあるときのカム１３４の位置を、上段は筐体が第５の開いた状態から第２の開いた状態になったときのカム１３４位置を、下段は筐体が第５の開いた状態から閉じた状態になったときのカム１３４の位置をそれぞれ示している。第１の開いた状態からカム１３４を１８０度以下で回動させた場合（第３の開いた状態も含まれる）、カム１３４が溝１５２ａに案内された状態であるので、閉じた状態又は第２の開いた状態に変化させることができないようになっている。一方、第１の開いた状態から１８０度回動終了後、第５の開いた状態になった場合は、閉じた状態或いは第２の開いた状態へ態様を変化させることができる。

すなわち、第２実施形態では、第２の表示部１１５が内側に隠れ、第１の表示部１１４が外側に露呈されるように筐体を閉じることができるようになっている。

この第２実施形態の構成によれば、使用者は第１の表示部１１４を露呈させたり、或いは隠れるように筐体を閉じることができる。したがって、簡単な構成で第１の筐体部材の表裏を反転した態様及び表裏反転したまま閉じるように筐体態様を変化させることが可能なヒンジが実現できる。この第２実施形態は、筐体を開かなくとも受信した画像、メールなどの各種情報を即座に見たい場合などに好適である。

上述した本実施形態の構成によれば、第２回動軸の回動角度を第１回動軸の回動中心近傍に設けた第１、第２案内部材で規制できるようにしたので、ヒンジ部の小型化を図ることができる。また、第１の開いた状態で第２回動軸が回動していれば（カム１３４が溝１５２ａに案内された状態となっていれば）第１回動軸の回動を防止するようになっているので、第１の筐体部材のヒンジ側稜部が第２筐体部材の主面と当接するのを回避でき、誤って操作をしても第１筐体部材による第２筐体部材の主面に打痕を与えない構成を、簡単な構造で実現できる。しかも、第１、２回動軸の回動に際しては、簡単な構成でクリックを発生できるので、使用者には回動の開始や終了を容易に報知でき、操作性が良い。また、可撓性基板にはねじり応力の発生を回避し、曲げ応力のみが発生する構成なので、応力の発生状態がシンプルになる。寿命を考慮した設計を行う場合、筐体の開閉により様々な応力が発生する場合に対して曲げ応力のみが発生する本実施形態では、曲げ応力のみに着目すれば良く、設計が容易となる。また、このようなヒンジを用いた装置によってカメラ部による撮影をした場合、使用状態に応じて撮影画像を第１または第２の表示部に表示でき、第３者から撮影画像が覗かれるのを防止できる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、２００２年３月１９日出願の日本特許出願（特願２００２−７６５７３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

以上説明したように、本発明によれば、ヒンジ部における回動軸の回転半径を小さくでき、小型化を図ることが可能となる。また、ヒンジ部の内部に設けたフレキシブルプリント基板にねじれ応力が発生しないように、曲げ応力のみが発生する構成を実現しつつ、小型化を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る携帯電話機の閉じた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の第１の開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の第２の開いた状態を示す斜視図である。 図３の状態の携帯電話機を背面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の第３の開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の第４の開いた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の前面を示す平面図である。 図７の携帯電話機の長手方向断面を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機に用いるヒンジ部の部分拡大斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る携帯電話機に用いるヒンジユニットの斜視図である。 図１２のヒンジユニットの回動軸における断面図である。 図１２のヒンジユニットの分解斜視図である。 図１４における第１案内部材の端部の拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の機能を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るヒンジユニットのカムと案内部材の関係を示すカム線図である。 図５に示した第３の開いた状態におけるヒンジ部の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るヒンジユニットにおける第１案内部材の端部の拡大斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るヒンジユニットのカムと案内部材の関係を示すカム線図である。 従来のヒンジ機構の平面図と側面図である。 従来のヒンジ部を挿通させるフレキシブルプリント基板の平面図である。

符号の説明

１０１ 筐体
１０１ａ 第１の筐体部材
１０１ｂ 第２の筐体部材
１０１ｃ、１０１ｄ ヒンジ部
１１１ カメラ部
１１２ 第１のホール素子
１１３ 第２のホール素子
１１７ 第１の永久磁石
１１８ 第２の永久磁石
１１９ ヒンジユニット
１２２ 第１回動軸
１２３ 第２回動軸
１２４ 第１支承板
１２５ 第２支承板
１２６ 第１案内部材
１２７ 第２案内部材
１２８ 第１コイルばね
１２９ 第１摺動部材
１３１ 第１回動軸カバー
１３３ 第１回動軸軸受
１３４ カム
１３６ 第２コイルばね
１３７ 第２摺動部材
１４０ 可撓性基板
１４１ ケーブル
１４４、１４８ 凹部
１４７、１５０ 貫通孔
１５２ａ、１５２ｂ 溝
１５４ａ 第１巻回部
１５４ｂ 第２巻回部

Claims (1)

1. 第１筐体部材と、
   第２筐体部材と、
   前記第１筐体部材および前記第２筐体部材を回動可能に連結するヒンジ部と、
   を備え、
   前記ヒンジ部は、
   前記第２筐体部材に接続され、前記第１筐体部材が前記第２筐体部材に対して所定方向に回動する際の軸となる第１回動軸部材と、
   前記第１筐体部材に接続され、前記第２筐体部材が前記第１筐体部材に対して、前記第１回動軸部材を軸とした回動方向と直交する方向に回動する際の軸となる第２回動軸部材と、
   前記第１筐体部材に設けられた電気回路と前記第２筐体部材に設けられた電気回路とを電気的に接続する帯状の可撓性基板と、
   前記第１回動軸部材の片端側に設けられ前記第１回動軸部材が回動するときにクリックを発生するクリック発生部と、
   前記第１回動軸部材の他端側に設けられ前記第１回動軸部材と前記第１回動軸部材を保持する前記第２筐体部材とに跨って配置されスリットを形成した中空軸受と、
   を有し、
   前記可撓性基板は、前記第２回動軸部材の軸心回りに重ねて巻回する第２巻回部を形成し、さらに、前記第１回動軸部材の前記中空軸受の中を通過して、前記スリットから脱出し、前記中空軸受回りに重ねて巻回する第１巻回部を形成し、前記第２筐体部材側へ延設するよう構成した、
   ことを特徴とする携帯端末。

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