JP3982760B2

JP3982760B2 - 電子機器のヒンジ装置

Info

Publication number: JP3982760B2
Application number: JP2003328298A
Authority: JP
Inventors: 和昭茨木; 真佐央樋口; 晴之原田
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: US20050060842A1; TW200524511A; JP2005090707A; US7477736B2; EP1517521A1; TWI259048B; KR20050028882A; KR100662317B1; CN1599380A

Description

本発明は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）及びノートブック型パーソナル・コンピュータ等の電子機器に用いられるヒンジ装置に関する。

従来の第１の電子機器２１は、図１７に示されるように、操作側２２と表示側２３とから構成され、ヒンジ装置によって表示側２３が操作側２２に対して１８０°開閉することができる。

従来の第２の電子機器３１も、図１８に示されるように、操作側３２と表示側３３とから構成され、ヒンジ装置によって表示側３３が操作側３２に対して１８０°開閉することができる。

前記従来の両電子機器では、操作側と表示側の電気的接続をケーブルによって行い、機械的接続をヒンジ装置によって行っている。

回転可能なシャフトに設けられた可動カムをコイルばねによって固定カムに押し付けることにより構成されるヒンジ装置は、既に提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

また、前記従来の両電子機器においては、電磁障害適合性（ＥＭＣ）対策のため屈曲可能部を含むフレキシブル基板（ＦＰＣ）全体にシールド層を設けており、
カメラを搭載する場合のＥＭＣ対策としては、カメラモジュールに導電性テープを貼付する手法が採用されている。
特許第３１４５６５２号公報特許第３２２０４１２号公報

前記従来の両電子機器においては、操作側と表示側の電気的接続及び機械的接続を別々に行っているため、部品点数が多く、しかも、組立が煩雑である。また、ＥＭＣ対策の信頼性は、低いか、又はＦＰＣの屈曲性が悪い。

そこで、本発明は、前記従来の両電子機器の欠点を改良し、部品点数が少なく、また、組立が簡便で、更に、ＥＭＣ対策の信頼性が高い電子機器のヒンジ装置を提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。

１．電子機器に用いられるヒンジ装置において、前記ヒンジ装置は、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板が巻き付けられるシャフトと、前記シャフトを収容保持する第１の部材と、前記フレキシブル基板及び前記シャフトを収容保持する第２の部材とを有し、前記第１の部材と前記第２の部材とは相対的に回転可能に構成され、前記フレキシブル基板は、その一端が前記シャフトに固定され、かつ、前記シャフトに対して同心円状に複数回巻き付けられ、前記シャフトに対して同心円状に複数回巻き付けられる前記フレキシブル基板の部分を収納する空間が、前記シャフトのフランジ状の回り止めと前記第１の部材とによって形成され、前記第２の部材に弾性部材を被覆するキャップが回転可能に収容保持され、前記キャップが前記シャフトの回り止めと係合する被回り止めを有することによって、前記キャップと前記シャフトとは共に回転し、前記第２の部材と前記キャップには、互いに係合する凹部と凸部が設けられ、前記第１の部材が回転するとき、前記凹部と前記凸部との係合が解除されて、前記キャップが前記弾性部材を前記シャフトの回り止めに対して押圧することによって、前記第１の部材の回転方向への回転を防止する回転ブレーキとなり、前記第１の部材が復帰回転するとき、前記凹部と前記凸部とが係合することによって、クリック感が生じる電子機器のヒンジ装置。

２．前記１において、前記第１の部材と前記第２の部材が金属又は表面に金属膜が形成された樹脂で構成される電子機器のヒンジ装置。

明細書の説明から明らかなように、本発明によれば、次の効果が奏される。

１．部品点数が少なく、また、組立が簡便な電子機器のヒンジ装置を提供することができる。

２．同ヒンジ装置は、構造が簡素で、コストが安価である。

３．同電子機器は、ＥＭＣ対策の信頼性が高い。

本発明の一実施例のカメラモジュール搭載型の電子機器のヒンジ装置について説明する。

本発明の一実施例について図１〜図１６を参照して説明する。

図１は、カメラモジュールのヒンジ装置の分解斜視図である。図２（Ａ）は、シャフトの斜視図、図２（Ｂ）はフレキシブル基板（ＦＰＣ）の展開斜視図、図２（Ｃ）はＦＰＣがシャフトに巻き付けられた状態の斜視図を、それぞれ示す。

予め両面テープ１−１が貼付されたＦＰＣ１をシャフト２に巻き付けて固定し、更に、ＦＰＣ１の屈曲可能部１−２をシャフト２の中心軸に対して同心円状に複数回巻き付ける。

カメラモジュール１２のヒンジ装置１４の組立工程の斜視図を、順次図３〜図１０に示す。

まず、図３に示されるように、ＦＰＣ１が巻き付けられたシャフト２を第１の外郭部品３と第２の外郭部品４によって矢印方向に挟んで固定する。

次に、図４に示されるように、ＦＰＣ１の固定部１−３にストッパ５を矢印方向に取り付け、また、ＦＰＣ１の一端に基板対基板コネクタ１−４を取り付ける。

多くの場合、基板対基板コネクタ１−４は、組立工程前に予めＦＰＣ１にはんだ付けされている。

続いて、図５に示されるように、シャフト２の中心軸方向にコイルばね６、コイルばね６を被覆するキャップ７及び第３の外郭部品８を矢印方向に挿入する。

更に、図６に示されるように、Ｅ型輪止め９をシャフト２に固定することによって、第３の外郭部品８がシャフト２から脱落することを防止する。

更に、図７に示されるように、押し付けタイプコネクタ１０又は１１を第１の外郭部品３に矢印方向に挿入する。

更に、図８に示されるように、カメラモジュール１２を第１の外郭部品３に矢印方向に挿入する。

更に、図９に示されるように、固定金具１３を矢印方向に第１の外郭部品３に取り付けると、図１０に示されるカメラモジュール１２のヒンジ装置１４が完成する。

シャフト２、第１の外郭部品３及び第２の外郭部品４には、それぞれ回り止め２−１，３−１，４−１が設けられている。また、シャフト２には、図１１（Ｄ）にも示されるように、非円板のフランジ状の回り止め２−２が設けられている。更に、キャップ７の内側には、図１１（Ｃ）にも示されるように、非円筒面の被回り止め７−１が設けられている。第３の外郭部品８の外周面は、非円筒面に構成され、携帯電話等の電子機器に対して回り止め８−１の役割を果す。

第１の外郭部品３、第２の外郭部品４及び第３の外郭部品８には、それぞれ図１２（Ｂ）、図１２（Ａ）並びに図１１（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示されるように、回転角度を規制するストッパ３−２，４−２，８−２が設けられ、これらの位置を変更することによって回転角度を変化させることができる。本実施例１では、回転角度は１８０°である。

図１４（Ａ）は、カメラモジュール１２の位置が初期状態（カメラモジュール１２の収容状態、別言すると、前方撮影姿勢）、図１４（Ｂ）は、カメラモジュール１２が１８０°回転した状態（カメラモジュール１２の突出状態、別言すると、自己撮影姿勢）を、それぞれ示す。図１４（Ａ）は、ＦＰＣ１の屈曲可能部１−２が弛緩した状態であり、図１４（Ｂ）は、屈曲可能部１−２が緊張した状態であり、カメラモジュール１２の回転時にＦＰＣ１に生じるストレスが緩和される。

図１３（Ａ）は、カメラモジュール１２が初期状態又は１８０°回転した状態での回転ブレーキ及びクリック部の断面図、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）からシャフト２が除去された状態を、それぞれ示す。図１３（Ｃ）は、カメラモジュール１２が初期状態又は１８０°回転した状態から約２０°回転した状態での回転ブレーキ及びクリック部の断面図、図１３（Ｄ）は、図１３（Ｃ）からシャフト２が除去された状態を、それぞれ示す。

図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）の状態では、キャップ７がコイルばね６を押し、更に、キャップ７の外側から第３の外郭部品８がキャップ７を押している。この状態では、第３の外郭部品８の内部に設けられた凸部８−３とキャップ７の凹部７−２が、はまり込んでいる。

第１の外郭部品３の回り止め３−１及び第２の外郭部品４の回り止め４−１は、シャフト２の回り止め２−１と固定されているため、カメラモジュール１２が回転すると、シャフト２も回転する。キャップ７の被回り止め７−１がシャフト２の回り止め２−２にはめ合わされているので、キャップ７は、シャフト２と共に回転するが、シャフト２の中心軸方向にスライドすることができる。そのため、図１３（Ｃ）と図１３（Ｄ）に示されるように、シャフト２とキャップ７が回転を開始すると、キャップ７の凹部７−２が第３の外郭部品８の凸部８−３から外れる。すると、キャップ７は、第３の外郭部品８にシャフト２の中心軸方向へ押され、また、コイルばね６をシャフト２の回り止め２−２に押し付ける。したがって、このときにコイルばね６とシャフト２の間に生じる摩擦抵抗が回転ブレーキの役割を果すので、カメラモジュール１２が自重によって回転することが防止される。

図１３（Ｃ）と図１３（Ｄ）の状態から図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）の状態に戻ると、キャップ７がコイルばね６に押し戻される。したがって、キャップ７の凹部７−２が第３の外郭部品８の凸部８−３に再びはまり込むので、クリック感が生じる。この状態でも、コイルばね６は無負荷ではなく圧縮されており、また、キャップ７の凹部７−２が第３の外郭部品８の凸部８−３を乗り越える際に必要な力は、カメラモジュール１２を初期状態又は１８０°回転した状態に維持することができる。

図１５は、カメラモジュール１２のヒンジ装置１４を電子機器１９に組み付けるときの斜視図である。まず、図１５（Ａ）に示されるように、ヒンジ装置１４をその上下両側から上側保護具１５と下側保護具１６によって矢印方向に挟む。続いて、図１５（Ｂ）に示されるように、第３の外郭部品８の上下両側を電子機器１９の上側本体１７の支持部１７−１と下側本体１８の支持部１８−１によって矢印方向に挟む。

このようにして、図１６（Ａ）に示されるように、カメラモジュール１２のヒンジ装置１４を有する電子機器１９（初期状態）が完成される。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の背面図である。カメラモジュール１２を１８０°回転すると、図１６（Ｃ）の状態に至る。図１６（Ｄ）は、図１６（Ｃ）の背面図である。

下側本体１８の表面には、ＬＣＤ等の表示部とキーボード等の操作部１８−２が設けられている。図１６（Ａ）と図１６（Ｂ）に示される状態では前方を、図１６（Ｃ）と図１６（Ｄ）に示される状態では自分を、それぞれ表示部と操作部１８−２で確認しながら撮影することができる。

ヒンジ装置１４の外郭をなす部材を金属又は表面に金属膜が形成された樹脂で構成し、前記外郭をなす部材から外側に出るＦＰＣ１の部分にシールド層１−５を設け、固定部１−３のみシールド層１−５の導体を露出させ、前記外郭をなす部材と電気的に接続すると、容易にＥＭＣ対策を施すことができる。なお、この際、ＦＰＣ１の屈曲可能部１−２にはシールド層を必要としないから、薄く構成できるので、屈曲性は保持される。カメラモジュール１２を搭載せずにＦＰＣ１の両端に基板対基板コネクタ１−４を実装する場合には、他方のＦＰＣ１の端末も同様の構成となる。

本発明の実施例１のカメラモジュールのヒンジ装置の分解斜視図である。同ヒンジ装置におけるシャフトとフレキシブル基板（ＦＰＣ）の諸斜視図であり、（Ａ）は同シャフト、（Ｂ）は同ＦＰＣ、（Ｃ）は同ＦＰＣが同シャフトに巻き付けられた状態を、それぞれ示す。同ヒンジ装置の第１の組立工程の斜視図である。同ヒンジ装置の第２の組立工程の斜視図である。同ヒンジ装置の第３の組立工程の斜視図である。同ヒンジ装置の第４の組立工程の斜視図である。同ヒンジ装置の第５の組立工程の斜視図である。同ヒンジ装置の第６の組立工程の斜視図である。同ヒンジ装置の第７の組立工程の斜視図である。同ヒンジ装置の組立工程が完了した状態の斜視図である。同ヒンジ装置におけるキャップ、第３の外郭部品及び同シャフトの諸斜視図であり、（Ａ）は同キャップの一方側から見た状態、（Ｂ）は同第３の外郭部品、（Ｃ）は同キャップの他方側から見た状態、（Ｄ）は同シャフトを、それぞれ示す。同ヒンジ装置における各外郭部品の諸斜視図であり、（Ａ）は第２の外郭部品、（Ｂ）は第１の外郭部品、（Ｃ）は同第３の外郭部品を、それぞれ示す。同第３の外郭部品内における同シャフト、コイルばね及び同キャップの諸状態の断面図であり、（Ａ）は同カメラモジュールが初期状態又は１８０°回転した状態、（Ｂ）は（Ａ）から同シャフトが除去された状態、（Ｃ）は同カメラモジュールが初期状態又は１８０°回転した状態から約２０°回転した状態、（Ｄ）は（Ｃ）から同シャフトが除去された状態を、それぞれ示す。同カメラモジュールにおける同ＦＰＣの屈曲可能部付近を破断した状態の斜視図であり、（Ａ）は初期状態、（Ｂ）は１８０°回転した状態を、それぞれ示す。同ヒンジ装置を電子機器に組み付ける工程の斜視図であり、（Ａ）は第１工程、（Ｂ）は第２工程を、それぞれ示す。同ヒンジ装置が組み付けられた同電子機器の諸斜視図であり、（Ａ）は初期状態を正面側から見た斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の背面図、（Ｃ）は１８０°回転した状態を正面側から見た斜視図、（Ｄ）は（Ｃ）の背面図を、それぞれ示す。従来の第１の電子機器の操作側及び表示側のそれぞれの本体から蓋が開放された状態の斜視図である。従来の第２の電子機器の操作側及び表示側のそれぞれの本体から蓋が開放された状態の斜視図である。

符号の説明

１フレキシブル基板（ＦＰＣ）
１−１両面テープ
１−２屈曲可能部
１−３固定部
１−４基板対基板コネクタ
１−５シールド層
２シャフト
２−１回り止め
２−２回り止め
３第１の外郭部品
３−１回り止め
３−２ストッパ
４第２の外郭部品
４−１回り止め
４−２ストッパ
５ストッパ
６コイルばね
７キャップ
７−１被回り止め
７−２凹部
８第３の外郭部品
８−１回り止め
８−２ストッパ
８−３凸部
９Ｅ型輪止め
１０押し付けタイプコネクタ
１１押し付けタイプコネクタ
１２カメラモジュール
１３固定金具
１４ヒンジ装置
１５上側保護具
１６下側保護具
１７上側本体
１７−１支持部
１８下側本体
１８−１支持部
１８−２表示部と操作部
１９電子機器

Claims

電子機器に用いられるヒンジ装置において、
前記ヒンジ装置は、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板が巻き付けられるシャフトと、前記シャフトを収容保持する第１の部材と、前記フレキシブル基板及び前記シャフトを収容保持する第２の部材とを有し、前記第１の部材と前記第２の部材とは相対的に回転可能に構成され、
前記フレキシブル基板は、その一端が前記シャフトに固定され、かつ、前記シャフトに対して同心円状に複数回巻き付けられ、
前記シャフトに対して同心円状に複数回巻き付けられる前記フレキシブル基板の部分を収納する空間が、前記シャフトのフランジ状の回り止めと前記第１の部材とによって形成され、
前記第２の部材に弾性部材を被覆するキャップが回転可能に収容保持され、前記キャップが前記シャフトの回り止めと係合する被回り止めを有することによって、前記キャップと前記シャフトとは共に回転し、
前記第２の部材と前記キャップには、互いに係合する凹部と凸部が設けられ、
前記第１の部材が回転するとき、前記凹部と前記凸部との係合が解除されて、前記キャップが前記弾性部材を前記シャフトの回り止めに対して押圧することによって、前記第１の部材の回転方向への回転を防止する回転ブレーキとなり、前記第１の部材が復帰回転するとき、前記凹部と前記凸部とが係合することによって、クリック感が生じることを特徴とする電子機器のヒンジ装置。
請求項１において、前記第１の部材と前記第２の部材が金属又は表面に金属膜が形成された樹脂で構成されることを特徴とする電子機器のヒンジ装置。