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JP3946719B2 - ヒンジコネクタ、及びヒンジコネクタを備えた電子機器 - Google Patents

ヒンジコネクタ、及びヒンジコネクタを備えた電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、フレキシブル基板を巻き付けているヒンジコネクタ、及びそのヒンジコネクタを備えた電子機器に関する。
従来の電子機器には、互いに直交する２方向に２本の回動軸を有する２軸ヒンジ装置が用いられている。２軸ヒンジ装置は、２つの軸によって２つ以上の筐体を回動可能になす機能を備えている。
このような電子機器には、例えば、折り畳み式携帯電話の表示部が設けられた第１筐体とテンキー部分が設けられた第２筐体とを電気的に配線するためのフレキシブル基板が設けられている。２軸ヒンジ装置は第１及び第２筐体を相互に連結している。
電子機器は、第１筐体を、２軸ヒンジ装置の第１回動軸を直交する方向に軸線を有する第２回動軸の軸線を中心に回動可能になす。
フレキシブル基板には、第１回動軸の軸線上に巻回された第１巻回部と、第２の回動軸の軸線上に巻回された第２巻回部とが形成されている。（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−１３３７６４号公報
従来の電子機器では、ヒンジを構成する第１及び第２回動軸である機構部品と、電気的接続を行うフレキシブル基板を別々に用意して、機器の組立時にフレキシブル基板を機構部品に巻き付けて実装していることから、組立作業が複雑となり、作業性に劣るという問題がある。
また、フレキシブル基板を機構部品の外側に巻き付けるため、電気的にシールドを施すのが困難となるという問題がある。
それ故に本発明の課題は、機器への組立性を向上でき、さらに電気的なシールド性を改善することができるヒンジコネクタ、及びそのヒンジコネクタを備えた電子機器を提供することにある。
本発明は、第１シャフトと、該第１シャフトの軸線方向と直交する軸線方向で前記第１シャフトに接続している第２シャフトと、前記第１及び前記第２シャフトに巻き付けられるフレキシブル基板とを含むヒンジコネクタにおいて、前記第１シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる複数の保持体と、前記第２シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる保持体と、前記保持体のそれぞれを回動自在に保持する一対のカバー部材とを有し、前記フレキシブル基板の中間部分は前記第１及び前記第２シャフトに固着されて前記第１及び前記第２シャフトのそれぞれに巻き付けられており、前記保持体には前記フレキシブル基板を通過させるためのスリットが形成されていることを特徴とするヒンジコネクタであることを最も主要な特徴とする。
また、本発明によれば、第１シャフトと、該第１シャフトの軸線方向と直交する軸線方向で前記第１シャフトに接続している第２シャフトと、前記第１及び前記第２シャフトに巻き付けられるフレキシブル基板とを含むヒンジコネクタと、該ヒンジコネクタによりヒンジ結合した第１筐体と第２筐体とを備えている電子機器において、前記ヒンジコネクタは、前記第１シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられている複数の保持体と、前記第２シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる保持体と、前記保持体のそれぞれを回動自在に保持する一対のカバー部材とを有し、前記フレキシブル基板の中間部分は前記第１及び前記第２シャフトに固着されて前記第１及び前記第２シャフトのそれぞれに巻き付けられており、前記保持体には前記フレキシブル基板を通過させるためのスリットが形成されており、前記第１筐体は前記第２筐体に対して前記第１シャフトの前記軸線を中心に回動可能となるようにヒンジ結合されており、さらに前記第１筐体は前記第２筐体に対して前記第２シャフトの前記軸線を中心に回動可能となるようにヒンジ結合されている電子機器であることを最も主要な特徴とする。
本発明のヒンジコネクタ、及びそのヒンジコネクタを備えた電子機器によれば、電気的な接続を行うフレキシブル基板を保持体内に収納しているため、機器への組立性を向上でき、さらに電気的なシールド性を改善することができるという利点がある。
本発明に係るヒンジコネクタは、第１シャフトと、該第１シャフトの軸線方向と直交する軸線方向で前記第１シャフトに接続している第２シャフトと、前記第１及び前記第２シャフトに巻き付けられるフレキシブル基板とを含むヒンジコネクタにおいて、前記第１シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる複数の保持体と、前記第２シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる保持体と、前記保持体のそれぞれを回動自在に保持する一対のカバー部材とを有し、前記フレキシブル基板の中間部分は前記第１及び前記第２シャフトに固着されて前記第１及び前記第２シャフトのそれぞれに巻き付けられており、前記保持体には前記フレキシブル基板を通過させるためのスリットが形成されていることにより実現した。
また、本発明に係る電子機器は、第１シャフトと、該第１シャフトの軸線方向と直交する軸線方向で前記第１シャフトに接続している第２シャフトと、前記第１及び前記第２シャフトに巻き付けられるフレキシブル基板とを含むヒンジコネクタと、該ヒンジコネクタによりヒンジ結合した第１筐体と第２筐体とを備えている電子機器において、前記ヒンジコネクタは、前記第１シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられている複数の保持体と、前記第２シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる保持体と、前記保持体のそれぞれを回動自在に保持する一対のカバー部材とを有し、前記フレキシブル基板の中間部分は前記第１及び前記第２シャフトに固着されて前記第１及び前記第２シャフトのそれぞれに巻き付けられており、前記保持体には前記フレキシブル基板を通過させるためのスリットが形成されており、前記第１筐体は前記第２筐体に対して前記第１シャフトの前記軸線を中心に回動可能となるようにヒンジ結合されており、さらに前記第１筐体は前記第２筐体に対して前記第２シャフトの前記軸線を中心に回動可能となるようにヒンジ結合されていることにより実現した。
以下に、本発明に係るヒンジコネクタの実施例を説明する。図１はヒンジコネクタの外観を示している。
図１乃至図４を参照して、ヒンジコネクタ１は、第１シャフト１１と、第１シャフト１１の軸線Ｘ（図２を参照）方向と直交する軸線Ｙ（図２を参照）方向で第１シャフト１１に接続している第２シャフト１３と、第１及び第２シャフト１１，１３に中間部分が巻き付けられるフレキシブル基板１５と、第１及び第２シャフト１１，１３に一体に保持されている第１乃至第３保持体２１，２２，２３と、第１乃至第３保持体２１，２２，２３のそれぞれを回動自在に保持する一対のカバー部材２７，２８とを有している。
第１及び第２シャフト１１，１３は、図２にも示すように、平面から見ると略Ｔ字形状に接続されて一体となっている。第１シャフト１１の軸線Ｘ方向の両端部には、第１シャフト１１に第１及び第２保持体２１，２２，及びカバー部材２７，２８を保持するための第１フランジ部３１及び第２フランジ部３２が設けられている。さらに、第１及び第２フランジ部３１，３２の外側には、略Ｅ字形状の一対の止め輪３５，３６と、止め輪３５，３６の外側に第１及び第２止具３８，３９とが設けられている。
第２シャフト１３は、第１シャフト１１の軸線Ｘ方向の中間部分に一端が接続されている。第２シャフト１３の軸線Ｙ方向における先端部には、第３保持体２３を保持するための第３フランジ部４１が設けられている。さらに、第３フランジ部４１の外側には、略Ｅ字形状の一対の止め輪４３と、止め輪４３の外側に第３止具４５とが設けられている。
フレキシブル基板１５は、図４にも示すように、フイルム部材間に導体パターンが挟み込まれているものである。この実施例において採用しているフレキシブル基板１５は、フレキシブル・プリンテッド・サーキット（ＦＰＣ）である。
フレキシブル基板１５は、一端部に形成されている第１接続部１５ａと、もう一端部に形成されている第２接続部１５ｂと、第１接続部１５ａから軸線Ｙ方向へ延びている第１中間部１５ｃと、第１中間部１５ｃから軸線Ｘ方向へ延びている第２中間部１５ｄとを有している。
さらに、フレキシブル基板１５は、第２中間部１５ｄから軸線Ｙ方向へ延びている第３中間部１５ｅと、第３中間部１５ｅから軸線Ｘ方向へ延びている第４中間部１５ｆと、第４中間部１５ｆから軸線Ｘ方向へ延びて第２第２接続部１５ｂに接続されている第５中間部１５ｇとを有している。
第１乃至第５中間部１５ｃ〜１５ｇは、これらが平面で見ると第１接続部１５ａ及び第２接続部１５ｂ間で略クランク形状に直角に曲がっている。第１接続部１５ａの一面には、図示しない機器側に設けられている相手コネクタに接続するためのコネクタを搭載して接続する導電パッド１６ａが設けられている。第２接続部１５ｂの一面には、図示しない機器側に設けられている相手コネクタに接続するためのコネクタを搭載して接続する導電パッド１６ｂが設けられている。
第２及び第３中間部１５ｄ、１５ｅは、第１及び第２フランジ部３１，３２の内側に、かつ第２フランジ部３２の近傍で第１シャフト１１に巻き付けられている。第４中間部１５ｆは、第３フランジ部４１の近傍で第２シャフト１３に巻き付けられている。
第１乃至第３保持体２１，２２，２３は、これらが同じ形状となっている。第１乃至第３保持体２１，２２，２３のそれぞれは、基部２１ａ，２２ａ，２３ａと、この基部２１ａ，２２ａ，２３ａに一体となっている筒部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとを有している。
基部２１ａ，２２ａ，２３ａは平坦な底面２１ｃ，２２ｃ，２３ｃを有し、筒部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの一方端及び内部は、第１乃至第３フランジ部３１，３２，４１の外周形状よりも少し大きな筒状の空間２１ｓ，２２ｓ，２３ｓとなっている。また、筒部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの他方端は、閉塞部２１ｆ，２２ｆ，２３ｆとなっており、閉塞部２１ｆ，２２ｆ，２３ｆには、第１及び第２シャフト１１，１３の外形寸法よりも小さい寸法の穴２１ｇ，２２ｇ，２３ｇが形成されている。
第１乃至第３保持体２１，２２，２３には、底面２１ｃ，２２ｃ，２３ｃから空間２１ｓ，２２ｓ，２３ｓへフレキシブル基板１５を通過させるためのスリット２１ｈ，２２ｈ，２３ｈが形成されている。
したがって、第１乃至第３保持体２１，２２，２３は、第１及び第２シャフト１１，１３に巻き付けられている第２乃至第４中間部１５ｄ、１５ｅ，１５ｆ、及び、第１乃至第３フランジ部３１，３２，４１が筒状の空間２１ｓ，２２ｓ，２３ｓに内包されている。この際、スリット２１ｈ，２２ｈ，２３ｈのそれぞれには、第２乃至第４中間部１５ｄ、１５ｅ，１５ｆの一部が挿通している。
そして、第１及び第２シャフト１１，１３には、止め輪３５，３６，４３を介して止具３８，３９，４５が穴２１ｇ，２２ｇ，２３ｇを通して係合されている。よって、第１及び第２シャフト１１，１３には、第１乃至第３保持体２１，２２，２３が回動可能に、一対のカバー部材２７，２８を軸線Ｘ、Ｙ方向へ移動するのを阻止するように保持している。
一対のカバー部材２７，２８は、第２シャフト１３の接続部側で第１シャフト１１を上下から挟み込むように覆う半円筒形状の第１カバー部２７ａ、２７ｂと、第１シャフト１１の接続部側で第２シャフト１３を上下から挟み込むように覆う半円筒形状の第２カバー部２８ａ，２８ｂとを有している。
一対のカバー部材２７，２８が対向する第１カバー部２７ａ、２７ｂの合わせ面には、複数の凹部２７ｄ，２８ｄと複数の凸部２７ｅ，２８ｅとが形成されている。
第１及び第２シャフト１１，１３の接続部分は、凹部２７ｄ，２８ｄと凸部２７ｅ，２８ｅとを嵌め合わせ、一対のカバー部材２７，２８によって上下から挟み込ませることによって取り付けられている。
以下、図５乃至７をも参照して、図２に示したヒンジコネクタの各部品の組立作業を説明する。
図５に示すように、第１シャフト１１には、フレキシブル基板１５の第２及び第３中間部１５ｄ、１５ｅを巻き付ける。この際、第２シャフト１３には、第４中間部１５ｆを巻き付ける。フレキシブル基板１５の第２乃至第４中間部１５ｄ、１５ｅ，１５ｆは、両面接着テープによって第１及び第２シャフト１１，１３に固着し、第１及び第２シャフト１１，１３のそれぞれに１回もしくは複数回巻き付けておく。
次に、図６及び図７に示すように、第１及び第２シャフト１１，１３の接続部分には、一対のカバー部材２７，２８の凹部２７ｄ，２８ｄと凸部２７ｅ，２８ｅとを嵌め合わせ、一対のカバー部材２７，２８によって第１及び第２シャフト１１，１３を上下から挟み込むことによって取り付ける。
さらに、第１及び第２シャフト１１，１３には、第１乃至第３保持体２１，２２，２３を、第１及び第２シャフト１１，１３に巻き付けられている第２乃至第４中間部１５ｄ、１５ｅ，１５ｆ、及び、第１乃至第３フランジ部３１，３２，４１が筒状の空間２１ｓ，２２ｓ，２３ｓに設ける。この際、スリット２１ｈ，２２ｈ，２３ｈのそれぞれには、第２乃至第４中間部１５ｄ、１５ｅ，１５ｆの一部を挿通する。
そして、第１及び第２シャフト１１，１３には、止め輪３５，３６，４３を介して止具３８，３９，４５を穴２１ｇ，２２ｇ，２３ｇを通して係合する。このように組み立てたヒンジコネクタは、図１に示したように第１及び第２シャフト１１，１３に、第１乃至第３保持体２１，２２，２３が回動可能に、一対のカバー部材２７，２８を軸線Ｘ、Ｙ方向で保持される。
図８及び図９は、実施例１によって説明したヒンジコネクタ１を用いた折り畳み式の電子機器を示している。
図８及び図９を参照して、電子機器は、第１筐体５１と、第２の筐体５３と、第１及び第２筐体５１，５３をヒンジ結合しているヒンジ装置を有している。
第１筐体５１は、第１上ケース部５１ａと、この第１上ケース部５１ａに組み合わされる第１下ケース部５１ｂとを有している。第２筐体５３は、第２上ケース部５３ａと、この第２上ケース部５３ａに組み合わされる第２下ケース部５３ｂとを有している。
第１上ケース部５１ａには、ヒンジコネクタ１の第１保持体２１を収納するため筒状の第１ケース保持部５１ｃと、第２保持体２２を収納するための溝状の第２ケース保持部５１ｄとが形成されている。第１及第２ケース保持部５１ｃ，５１ｄは、第１及び第２保持体２１，２２を収納した際に、第１及び第２保持体２１，２２が回転しない構造となっている。ヒンジ装置は、ヒンジコネクタ１、第１及第２ケース保持部５１ｃ，５１ｄによって構成されている。
第１ケース保持部５１ｃには、ヒンジコネクタ１の回転止めを行う回転止め部（図示せず）及び第１シャフト１１の先端部を収める穴５１ｇを有する。
第２下ケース部５３ｂには、ヒンジコネクタ１の第２シャフト１３を収納する溝部５３ｈが形成されている。溝部５３ｇ内にはヒンジコネクタ１の回転止めを行う回転止め部５３ｇ及び第２シャフト１３の先端を通す溝５３ｉを持つ。
図１０に示すように、第１上ケース５１ａの第１ケース保持部５１ｃ内には、ヒンジコネクタ１の第１保持体２１を保持した第１シャフト１１の片側半分が挿入される。また、ヒンジコネクタ１の第２保持体２２を保持した第１シャフト１１のもう一方の片側半分が第２ケース保持部５１ｄに挿入される。第３保持体２３を保持した第２シャフト１３は、第２上ケースの溝内に挿入される。
フレキシブル基板１５の両端は直接、又はヒンジコネクタ１を介して予め第１及び第２上ケース部５１ａ，５３ａに固定された基板（図示せず）と接続し、蓋となる第１下ケース部５１ｂ及び第２下ケース部５３ｂをそれぞれ第１及び第２上ケース部５１ａ,５３ａに被せる。
そして、第１及第２ケース保持部５１ｃ，５１ｄには、第１シャフト１１の両端、第２シャフト１３の先端の止具３８，３９，４５に、図９に示したダンパと呼ばれる機構部品６１，６２，６３を挿入してヒンジコネクタ１を保持する。
図１１は、第１シャフト１１に機構部品６１，６２を取り付けた第１下ケース部５１ｂと第２筐体５３とを示している。図１２は、第１シャフト１１の軸線Ｘ方向に巻き付けられたフレキシブル基板１５の取り付けた状態を示している。図１３は、第２下ケース部５３ｂにフレキシブル基板１５及び第２シャフト１３が配置されている状態を示している。図１４は、第２シャフト１３の軸線Ｙ方向に巻き付けられたフレキシブル基板１５の取り付けた状態を示している。
本発明のヒンジコネクタは、携帯電話、ＰＤＡ、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどの２軸ヒンジ部をもつ電子機器の用途に適用できる。
本発明に係るヒンジコネクタの外観を示す斜視図である（実施例１）。 図１に示したヒンジコネクタを分解して示した斜視図である。 図１に示した第１及び第２シャフトを示した斜視図である。 図１に示したフレキシブル基板を示した斜視図である。 図１に示したヒンジコネクタの組立方法における組立途中の状態を示す斜視図である。 図５に示したヒンジコネクタの組立途中の状態から組立てる途中の状態を示す斜視図である。 図６に示したヒンジコネクタの組立途中の状態から組立てる途中の状態を示す説明するための斜視図である。 本発明に係るヒンジコネクタを備えた電子機器の外観を示す斜視図である。 図８に示した電子機器を分解して示した斜視図である。 図８に示した電子機器の組立方法における組立途中の状態を示す斜視図である。 図８に示した電子機器のヒンジ結合部分を示す斜視図である。 図１１に示した電子機器のヒンジ結合部分を拡大して示した斜視図である。 図８に示したフレキシブル基板及び第２シャフトの配置状態を示した斜視図である。 図１３した第１シャフトに巻き付けられたフレキシブル基板の一部を拡大して示した斜視図である。
符号の説明
１ ヒンジコネクタ
１１ 第１シャフト
１３ 第２シャフト
１５ フレキシブル基板
２１ 第１保持体
２１ｈ，２２ｈ，２３ｈ スリット
２２ 第２保持体
２３ 第３保持体
２７，２８ カバー部材
５１ 第１筐体
５１ａ 第１上ケース部
５１ｂ 第１下ケース部
５１ｃ 第１ケース保持部
５１ｄ 第２ケース保持部
５３ 第２の筐体
５３ａ 第２上ケース部
５３ｂ 第２下ケース部
Ｘ，Ｙ 軸線

Claims (2)

  1. 第１シャフトと、該第１シャフトの軸線方向と直交する軸線方向で前記第１シャフトに接続している第２シャフトと、前記第１及び前記第２シャフトに巻き付けられるフレキシブル基板とを含むヒンジコネクタにおいて、
    前記第１シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる複数の保持体と、前記第２シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる保持体と、前記保持体のそれぞれを回動自在に保持する一対のカバー部材とを有し、前記フレキシブル基板の中間部分は前記第１及び前記第２シャフトに固着されて前記第１及び前記第２シャフトのそれぞれに巻き付けられており、前記保持体には前記フレキシブル基板を通過させるためのスリットが形成されていることを特徴とするヒンジコネクタ。
  2. 第１シャフトと、該第１シャフトの軸線方向と直交する軸線方向で前記第１シャフトに接続している第２シャフトと、前記第１及び前記第２シャフトに巻き付けられるフレキシブル基板とを含むヒンジコネクタと、該ヒンジコネクタによりヒンジ結合した第１筐体と第２筐体とを備えている電子機器において、
    前記ヒンジコネクタは、前記第１シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられている複数の保持体と、前記第２シャフトに一体にかつ回動自在に取り付けられる保持体と、前記保持体のそれぞれを回動自在に保持する一対のカバー部材とを有し、前記フレキシブル基板の中間部分は前記第１及び前記第２シャフトに固着されて前記第１及び前記第２シャフトのそれぞれに巻き付けられており、前記保持体には前記フレキシブル基板を通過させるためのスリットが形成されており、
    前記第１筐体は前記第２筐体に対して前記第１シャフトの前記軸線を中心に回動可能となるようにヒンジ結合されており、さらに前記第１筐体は前記第２筐体に対して前記第２シャフトの前記軸線を中心に回動可能となるようにヒンジ結合されていることを特徴とする電子機器。
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