(57)【要約】  部品点数を抑えた構成簡素で小型かつ低コストの開閉装置を提供し、これを用いた小型・低コストでヒンジ結合部の信頼性も十分な携帯機器を提供するため、操作カム(130)が操作により変位したとき、可動カム（150）を介して付勢手段(170）の付勢力により、ヒンジ結合される他方側の部材を一方側の部材に対し開動作方向に回動させる開閉装置であって、固定ガイド部材（110）が、第２回動カム（140）をガイド中心軸線方向の変位に応じて軸線回りに回動させるよう所定進み角の傾斜ガイド部（115）を有し、操作カム（130）の操作により第１回動カム（160）が回動するとき、第２回動カム（140）が可動カム（150）側からの押圧力により傾斜ガイド部（115）に回転駆動されて可動カム（150）との係合状態を変化させ、付勢手段（170）による他方側の部材の付勢方向を反転させる構成とする。
2007069300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒンジ結合される一方側の部材（２０）に固定され、前記ヒンジ結合の中心軸線の方向に延在するガイド中心軸線（１０ａ）を有する固定ガイド部材（１１０）と、
外部からの操作により前記固定ガイド部材に対し所定の操作方向に変位するよう前記固定ガイド部材に変位可能に支持された操作カム（１３０）と、
前記操作カムに係合し前記操作カムの変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カム（１６０）と、
前記第１回動カムの回動位置に応じて前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位するとともに前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に支持された第２回動カム（１４０；２４０；３４０）と、
ヒンジ結合される他方側の部材（３０）に対し前記ガイド中心軸線の軸線回りの回動を規制されるとともに、前記第２回動カムに対向するよう前記固定ガイド部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位可能にかつ前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動可能に連結された可動カム（１５０；２５０；３５０）と、
前記可動カムを前記第２回動カムに付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記他方側の部材を前記一方側の部材から離隔させる開動作方向（１０ｅ）及び前記他方側の部材を前記一方側の部材に接近させる閉動作方向（１０ｄ）のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段（１７０）と、
前記第１回動カムを前記操作カムによる所定の操作開始位置に復帰させるとともに、前記付勢手段により前記他方側の部材を前記閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、前記第２回動カムを復帰させる復帰手段（１９０）と、
を備え、
前記操作カムが前記外部からの操作により前記所定の操作方向に変位したとき、前記付勢手段の付勢力により前記可動カムを介して前記他方側の部材を前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動させる開閉装置であって、
前記固定ガイド部材が、前記第２回動カムを前記ガイド中心軸線の軸線方向変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動させるよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した所定進み角の傾斜ガイド部（１１５）を有し、
前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記第２回動カムが前記可動カム側からの押圧力により前記傾斜ガイド部に回転駆動されて前記可動カムとの係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させるようにしたことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
前記傾斜ガイド部が前記ガイド中心軸線を中心とする螺旋状の湾曲形状をなしたことを特徴とする請求項1に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の離間距離を隔てて前記傾斜ガイド部に係合するガイド係合部（１４１）と、前記ガイド中心軸線から前記所定の離間距離より小さい半径で前記可動カムに係合して前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる付勢方向切換えカム部（（１４２，１４３）；（２４２，２４３）；（３４２，３４３））とを有することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記可動カムに係合する付勢方向切換えカム部を有し、
前記付勢方向切換えカム部は、前記第２回動カムが前記所定の動作開始位置に復帰した状態で前記他方側の部材が前記一方側の部材に最も接近する閉位置の近傍にあるとき、前記可動カムを前記他方側の部材の前記閉動作方向側に付勢するよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面（（１４２ａ，１４３ａ）；（２４２ａ，２４３ａ）；（３４２ａ，３４３ａ））と、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記第１の傾斜カム面とは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面（（１４２ｃ，１４３ｃ）；（２４２ｃ，２４３ｃ）；（３４２ｃ，３４３ｃ））と、前記第１の傾斜カム面と前記第２の傾斜カム面の間で前記可動カム側に最も突出し前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる頂部（（１４２ｂ，１４３ｂ）；（２４２ｂ，２４３ｂ）；（３４２ｂ，３４３ｂ））と、を有し、
前記第１の傾斜カム面の進み角（γ２）は、前記固定ガイド部材の前記傾斜ガイド部の進み角（γ１）より小さいことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記固定ガイド部材に同軸にガイド軸部（１１６，１８０）を設け、
前記第１回動カム及び前記第２回動カムがそれぞれ前記ガイド軸部（１１６）により前記固定ガイド部材に対し同軸にガイドされていることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項６】
前記ガイド軸部（１８０）に同軸に支持されるとともに前記可動カム及び前記他方側の部材にそれぞれ回動方向一体に係合した有底筒状体（１２０）を更に備え、
前記付勢手段が、前記有底筒状体と前記可動カムとの間に縮設された弾性部材（１７０）で構成されたことを特徴とする請求項５に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記第２回動カム及び前記可動カムが、それぞれ前記ガイド中心軸線から異なる半径で軸線方向に対向する複数種の端面カム部（（（１４２，１５３）；（２４２，２５３）；（３４２，３５３））及び（（１４３，１５４）；（２４３，２５４）；（３４３，３５４）））を有し、
前記複数種の端面カム部は、
前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部（（１４２，１５３）；（２４２，２５３）；（３４２，３５３））と、
前記外側の付勢方向切換えカム部より前記ガイド中心軸線に近い内側で互いに係合し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら前記外側の付勢方向切換えカム部と同期するタイミングで係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部（（１４３，１５４）；（２４３，２５４）；（３４３，３５４））と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記固定ガイド部材及び前記可動カムが、前記軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部（１１６ａ，１５１ａ）を有し、
前記他方側の部材が前記一方側の部材から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、前記可動カムが前記第２回動カムから離脱するとともに、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの前記端面位置決めカム部が互いに係合して前記他方側の部材を前記開位置に位置決め保持することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項９】
前記第２回動カム及び前記可動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記軸線方向に対向するそれぞれの端面カム部（（（１４２，１４３）；（２４２，２４３）；（３４２，３４３）及び（（１５３，１５４）；（２５３，２５４）；（３５３，３５４）））を有し、
前記固定ガイド部材及び前記可動カムの端面位置決めカム部（１１６ａ，１５１ａ）は、前記第２回動カム及び前記可動カムの端面カム部より前記ガイド中心軸線に近い半径位置で互い係合及び離脱することを特徴とする請求項８に記載の開閉装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の開閉装置を用いた携帯機器であって、
ヒンジ結合される前記一方側の部材（２０）と前記他方側の部材（３０）とが開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成したことを特徴とする携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉装置及びこれを用いた携帯機器に関し、特に一方側の部材と他方側の部材とをヒンジ結合した折りたたみ式のヒンジ結合体を押しボタン操作等の簡単な操作のみで開いた状態に動作（以下、開動作という）させる機能を備えた開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の携帯型電子機器に代表される携帯機器においては、小型・軽量でかつ保護機能に優れた折りたたみ式の筐体を採用したものが多用されているが、この種の携帯機器においては、筐体が小型になるほどその筐体を手で開く操作が煩わしくなるという難点があったため、近時、筐体のヒンジ結合部分に押しボタン操作のみでその開動作を可能にする開閉装置を実装して操作性を向上させたものが提案されている。【０００３】
この種の開閉装置としては、ヒンジ結合される一方側の部材に固定された筒状ガイド部材内に、プッシュボタン操作を回転に変換する変換カムと、変換カム及び復帰ばねにより駆動される解除カムと、この解除カムにより操作される固定カム及び反転カム等といった複数の回動カムを収納して、押しボタン操作に応動し、これら複数の回動カムと可動側の筐体に回転方向一体に係合する可動側カムとの係合状態を変化させることで、ばねの付勢力を利用した開動作がなされるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３２３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来の開閉装置にあっては、筐体を閉じた姿勢で保持固定するための固定カムと、この固定カムを解除させる解除カムと、固定カムの解除時にこれに代わり可動側カムと係合して可動側カム及び可動側筐体を開動作方向に回動させる反転カム等といった多数の回動カムを使用していたため、構成が複雑で小型化が容易でなく、コスト高になるという問題があった。【０００５】
また、携帯機器のヒンジ結合部という狭い空間内に実装されるそれら回動カムが狭小のカム部を持つものとなり、カム部の面圧が高くならざるを得ないために、ある程度の面圧までしか耐えられないが成形性が優れているという材料を用いてカムを注型成形するということが困難であり、この点からも、コスト高となっていた。【０００６】
したがって、上記開閉装置を実装する携帯機器においても、小型化やコスト低減の面で難点があった。【０００７】
そこで、本発明は、部品点数を削減して構成が簡素な低コストの開閉装置を提供し、これを用いた小型かつ低コストでヒンジ結合部の信頼性も十分な携帯機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の開閉装置は、上記目的達成のため、（１）ヒンジ結合される一方側の部材に固定され、前記ヒンジ結合の中心軸線の方向に延在するガイド中心軸線を有する固定ガイド部材と、外部からの操作により前記固定ガイド部材に対し所定の操作方向に変位するよう前記固定ガイド部材に変位可能に支持された操作カムと、前記操作カムに係合し前記操作カムの変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カムと、前記第１回動カムの回動位置に応じて前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位するとともに前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に支持された第２回動カムと、ヒンジ結合される他方側の部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線回りの回動を規制されるとともに、前記第２回動カムに対向するよう前記固定ガイド部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位可能にかつ前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動可能に連結された可動カムと、前記可動カムを前記第２回動カムに付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記他方側の部材を前記一方側の部材から離隔させる開動作方向及び前記他方側の部材を前記一方側の部材に接近させる閉動作方向のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段と、前記第１回動カムを前記操作カムによる所定の操作開始位置に復帰させるとともに、前記付勢手段により前記他方側の部材を前記閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、前記第２回動カムを復帰させる復帰手段と、を備え、前記操作カムが前記外部からの操作により前記所定の操作方向に変位したとき、前記付勢手段の付勢力により前記可動カムを介して前記他方側の部材を前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動させる開閉装置であって、前記固定ガイド部材が、前記第２回動カムを前記ガイド中心軸線の軸線方向変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動させるよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した所定進み角の傾斜ガイド部を有し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記第２回動カムが前記可動カム側からの押圧力により前記傾斜ガイド部に回転駆動されて前記可動カムとの係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させるようにしたものである。【０００９】
この構成では、操作カムの操作により第１回動カムが操作開始位置から回動すると、傾斜ガイド部にガイドされた第２回動カムが可動カム側からの押圧力により軸方向移動しながら回転して可動カムとの係合状態を変化させ、付勢手段による他方側の部材の付勢方向を反転させるので、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がなく、部品点数を削減することができる。従って、携帯機器に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができる。なお、ここにいう進み角（γ）とは、回動カムの動作角度範囲当たりの従動側の変位（進み）を所定の単位仮想円柱面でとらえたもの（γ＝ｔａｎ−１（従動側の変位/カム動作角度×係合半径））である。【００１０】
本発明の開閉装置においては、（２）前記傾斜ガイド部が前記ガイド中心軸線を中心とする螺旋状の湾曲形状をなしたものであるのがよい。この構成により、第２回動カムを螺旋運動により円滑に軸方向移動及び回動させることができ、付勢手段の付勢方向切り換えを円滑に行なうことができる。【００１１】
本発明の開閉装置は、好ましくは、（３）前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の離間距離を隔てて前記傾斜ガイド部に係合するガイド係合部と、前記ガイド中心軸線から前記所定の離間距離より小さい半径で前記可動カムに係合して前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる付勢方向切換えカム部とを有するものである。この構成により、付勢方向切換えカム部がガイド係合部よりもガイド中心軸線から小さい半径で可動カムに係合するので、傾斜ガイド部に係合するガイド係合部が付勢方向切換えカム部側の負荷トルクよりも十分大きな回転トルクを第２回動カムに生じさせ、付勢方向の反転切換えを確実に行なうことができる。【００１２】
本発明の開閉装置においては、あるいは、（４）前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記可動カムに係合する付勢方向切換えカム部を有し、前記付勢方向切換えカム部は、前記第２回動カムが前記所定の動作開始位置に復帰した状態で前記他方側の部材が前記一方側の部材に最も接近する閉位置の近傍にあるとき、前記可動カムを前記他方側の部材の前記閉動作方向側に付勢するよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面と、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記第１の傾斜カム面とは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面と、前記第１の傾斜カム面と前記第２の傾斜カム面の間で前記可動カム側に最も突出し前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる頂部と、を有し、前記第１の傾斜カム面の進み角は、前記固定ガイド部材の前記傾斜ガイド部の進み角より小さいのがよい。【００１３】
この構成により、付勢方向切換えカム部の第１の傾斜カム面の進み角は、固定ガイド部材の傾斜ガイド部の進み角より小さくなっているので、傾斜ガイド部に係合するガイド係合部が付勢方向切換えカム部側の負荷トルクよりも十分大きな回転トルクを第２回動カムに生じさせ、付勢方向の反転切換えを確実に行なうことができる。【００１４】
さらに、本発明の開閉装置は、（５）前記固定ガイド部材に同軸にガイド軸部を設け、前記第１回動カム及び前記第２回動カムがそれぞれ前記ガイド軸部により前記固定ガイド部材に対し同軸にガイドされているのが好ましい。この構成により、固定ガイド部材がガイド軸部を介して第１回動カム及び第２回動カムをガイドするので、安定したガイドが可能になる。【００１５】
本発明の開閉装置は、より好ましくは、（６）前記ガイド軸部に同軸に支持されるとともに前記可動カム及び前記他方側の部材にそれぞれ回動方向一体に係合した有底筒状体を更に備え、前記付勢手段が、前記有底筒状体と前記可動カムとの間に縮設された弾性部材で構成されたものである。この構成により、ガイド軸部に有底筒状体を装着して付勢手段である弾性部材を収納することができるので、開閉装置の要部をガイド軸部上に装着してユニット化することができる。また、有底筒状体には、弾性部材の一端を担持させるだけでなく、可動カムの軸方向移動に対するガイド機能や他方側の部材との回転方向一体の係合機能を持たせることができる。【００１６】
また、本発明の開閉装置は、（７）前記第２回動カム及び前記可動カムが、それぞれ前記ガイド中心軸線から異なる半径で軸線方向に対向する複数種の端面カム部を有し、前記複数種の端面カム部は、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部と、前記外側の付勢方向切換えカム部より前記ガイド中心軸線に近い内側で互いに係合し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら前記外側の付勢方向切換えカム部と同期するタイミングで係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部と、を含むのがよい。【００１７】
この構成では、第２回動カムと可動カムとに、係合半径の異なる外側の付勢方向切換えカム部と内側の付勢方向切換えカム部がそれぞれ設けられ、これらが第２回動カムと可動カムとの係合部分で互いに同期するタイミングで係合状態を変化させ、付勢手段による付勢方向を反転させるので、付勢方向切換えカム部を複数配しながらも、個々の付勢方向切換えカム部について１８０度以上の作動範囲を設定することができ、対向するカム同士の当接範囲も十分に確保することができる。その結果、カム係合面の当接部位における面圧を下げることができ、例えば成形性に優れた材料で第２回動カムや可動カムを成形（例えば注型成形）することが可能となる。また、開動作方向への付勢を行なうための傾斜したカム面を適宜湾曲又は屈曲させて、開動作の途中での傾斜の緩やかな減速領域や中間停止領域を設定する等といったことが容易に可能となる。【００１８】
本発明の開閉装置においては、（８）前記固定ガイド部材及び前記可動カムが、前記軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部を有し、前記他方側の部材が前記一方側の部材から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、前記可動カムが前記第２回動カムから離脱するとともに、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの前記端面位置決めカム部が互いに係合して前記他方側の部材を前記開位置に位置決め保持するのがよい。【００１９】
この構成により、固定ガイド部材及び可動カムが、それぞれの端面位置決めカム部を有し、開位置近傍への回動時には、可動カムが第２回動カムから離脱するとともに、固定ガイド部材及び可動カムの端面位置決めカム部が互いに係合して他方側の部材を開位置に位置決め保持するので、第２回動カム及び可動カムの係合・離脱と端面位置決めカムによる位置決めとの間で円滑な移行動作が可能となる。【００２０】
また、本発明の開閉装置においては、（９）前記第２回動カム及び前記可動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記軸線方向に対向するそれぞれの端面カム部を有し、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの端面位置決めカム部は、前記第２回動カム及び前記可動カムの端面カム部より前記ガイド中心軸線に近い半径位置で互い係合及び離脱するのがよい。この構成により、端面位置決めカム部を中心部に配置することで、固定ガイド部材と可動カムの端面位置決めカム部を第２回動カムを通して係合させることが容易にできるようになる。【００２１】
一方、本発明の携帯機器は、（１０）上記構成の開閉装置を用いた携帯機器であって、ヒンジ結合される前記一方側の部材と前記他方側の部材とが開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成したものである。この構成により、回動カムの面圧をも抑え得る、構成簡素な小型・低コストの開閉装置を用いて、小型・低コストでヒンジ結合の信頼性も十分な携帯機器を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、操作カムの操作により第１回動カムが回動すると、傾斜ガイド部にガイドされた第２回動カムが可動カム側からの押圧力により軸方向移動しながら回動して可動カムとの係合状態を変化させ、付勢手段による他方側の部材の付勢方向を反転させるので、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がなく、部品点数を削減することができ、携帯機器に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができる。その結果、回動カムの面圧をも抑え得る、構成が簡素な低コストの開閉装置を提供し、これを用いた小型・低コストでヒンジ結合の信頼性も十分な携帯機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の特徴及び利点は以下の詳細な説明と添付図面の参照により明らかとなる。
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置を装着した携帯電話機を示す図で、（ａ）はその筐体が閉じているときの外観斜視図、（ｂ）はその筐体が開いているときの外観斜視図である。
【図２】図２は図１に示す携帯電話機のヒンジ結合部の断面図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の分解斜視図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の内部構成を示す要部正面図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置のプッシュカムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の固定ケースを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその正面断面図である。
【図７】図７は図６に示す固定ケースの軸方向両端面を示す図で、（ａ）は開閉装置の内方側から見た端面図、（ｂ）は開閉装置の外方側の端面図である。
【図８】図８は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置のロック解除カムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図９】図９は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の固定カムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図１０】図１０は図９に示す固定カムの複数のカム形状を示す図で、（ａ）は図９（ｃ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図９（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】図１１は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の回転カムを示す図で、（ａ）はその回り止め用の平行カット面から見た正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ矢視図である。
【図１２】図１２は本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の筐体が手動で開かれるときの主要なカムの相対的な変位を示す模式的な動作説明図である。
【図１３】図１３は本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の筐体が押しボタン操作のみで開かれるときの主要なカムの相対的な変位を示す模式的な動作説明図である。
【図１４】図１４は図１３（ａ）に示す押しボタン操作開始時の状態を仮想線で、図１３（ｂ）に示す固定カム固定解除直後の状態を実線で示す主要なカムの相対的な変位を示す動作説明図である。
【図１５】図１５は図１３（ｃ）に示す押しボタン操作後のカムの乗り移り時における主要なカムの状態を示す動作説明図である。
【図１６】図１６は図１３（ｃ）に示すカムの乗り移り段階から図１３（ｄ）に示す開位置での位置決め状態に至る直前の位置決め部位の状態を示す一部破断面を含む動作説明図である。
【図１７】図１７は本発明の第２の実施形態に係る開閉装置の固定カム形状を模式的に示すその動作説明図である。
【図１８】図１８は本発明の第３の実施形態に係る開閉装置の固定カム形状を模式的に示すその動作説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  携帯電話機（携帯機器）
１０ａ  ヒンジ結合の中心軸線
２０  固定筐体（一方側の部材）
３０  可動筐体（他方側の部材）
１００  ヒンジ開閉ユニット（開閉装置）
１１０  固定ケース（固定ガイド部材）
１１０ｃ  ガイド中心軸線
１１５  傾斜ガイド部
１１６  カム支持軸部（ガイド軸部）
１１６ａ，１５１ａ  端面位置決めカム部
１２０  可動ケース（有底筒状体）
１２５  押しボタン（操作部材）
１３０  プッシュカム（操作カム）
１４０  固定カム（第２の回動カム）
１４１  ガイド係合部
１４２，２４２，３４２  外側の付勢方向切換えカム部
１４３，２４３，３４３  内側の付勢方向切換えカム部
１４２ａ，１４３ａ，２４２ａ，２４３ａ，３４２ａ，３４３ａ  第１の傾斜カム面
１４２ｂ，１４３ｂ，２４２ｂ，２４３ｂ，３４２ｂ，３４３ｂ  頂部
１４２ｃ，１４３ｃ，２４２ｃ，２１４３ｃ，３４２ｃ，３４３ｃ  第２の傾斜カム面
１５０，２５０，３５０  回転カム（可動カム）
１５３  カム部（外側の付勢方向切換えカム部）
１５４  カム部（内側の付勢方向切換えカム部）
１５３ａ，１５４ａ  第１の傾斜カム面
１５３ｂ，１５４ｂ  頂部
１５３ｃ，１５４ｃ  第２の傾斜カム面
１６０  ロック解除カム（第１回動カム）
１８０  ガイドシャフト（ガイド軸部）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。【００２６】
[第１の実施の形態]
図１〜図１６は、本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置及びこれを用いた携帯機器を示す図である。【００２７】
図１及び図２に示す携帯電話機１０は、片手で把持可能な折り畳み式の携帯型情報端末（携帯機器）であり、相対的に回動できるようにヒンジ結合された一対の筐体２０，３０を備えている。筐体２０は複数の操作部２１ａ，２１ｂ，２１ｃや音声入力部（図示せず）等が配されるとともに筐体３０の回動によって開放及び閉塞される操作面２１を有しており、筐体３０は筐体２０と対向する内面側に表示画面３１や音声出力部（符号無し）を備えている。また、筐体２０，３０には、それぞれ通信や表示及び音声処理等のための電子回路が内蔵されている。なお、操作部を装備した筐体２０が操作時に支持される側となることが多いので、ここでは筐体２０を固定筐体と呼び、筐体３０を可動筐体と呼ぶ。【００２８】
図２に示すように、携帯電話機１０のヒンジ結合部１１の一端側には、開閉装置としてのヒンジ開閉ユニット１００が装着されており、他端側には配線通路２６，３３が形成されている。【００２９】
このヒンジ開閉ユニット１００は、図３及び図４に示すように、ヒンジ結合される一方側の部材である固定筐体２０に固定された固定ケース１１０（固定ガイド部材）と、ヒンジ結合される他方側の部材である可動筐体３０のヒンジ部３２に回転方向一体に係合し、軸線回りの回動を規制された有底筒状体からなる可動ケース１２０と、固定ケース１１０の一端側に軸方向変位可能に支持された操作部材としてのプッシュカム１３０と、固定ケース１１０内に収納され支持された複数の回動カムである固定カム１４０（第２回動カム）及びロック解除カム１６０（第１回動カム）と、固定カム１４０に係合するよう可動ケース１２０に軸方向変位可能かつ回転方向一体に収納された回転カム１５０（可動カム）と、可動ケース１２０と回転カム１５０の間に縮設された圧縮ばね１７０（弾性部材）と、固定ケース１１０に同軸に支持されたガイドシャフト１８０（ガイド軸部）と、ロック解除カム１６０を所定の操作開始位置に復帰させる復帰ばね１９０（復帰手段）とを含んで構成されている。【００３０】
固定ケース１１０は、固定筐体２０と可動筐体３０のヒンジ結合の中心軸線１０ａ上に位置するガイド中心軸線１１０ｃを有しており、例えば固定筐体２０と可動筐体３０をヒンジ結合するヒンジ結合ユニット２３，２４のうち一方側のヒンジ結合部２３の固定筐体側部品の内周部位に固定されている（詳細は図示していない）。【００３１】
また、プッシュカム１３０もヒンジ結合部２３の内方に配置されており、このプッシュカム１３０は、携帯電話機１０のヒンジ結合部１１（例えば固定筐体２０側）内に設けられた押しボタン２５を介して外部から内方側（図４中の矢印１０ｂの向き）に操作され、その操作により固定ケース１１０に対し所定の操作方向である軸線方向に変位する操作カムとなっている。なお、操作カムは必ずしもプッシュカム１３０のようなプッシュ式のものでなくともよく、操作力を固定ケース１１０のガイド中心軸線方向に向けて出力し得るものであれば、操作入力方向は特定されず、レバー式、スライド式、回転式等のものであってもよい。【００３２】
本実施形態のヒンジ開閉ユニット１００においては、プッシュカム１３０は例えば図５に示すような形状を有し、固定ケース１１０は例えば図６及び図７に示すような形状を有している。【００３３】
図５において、プッシュカム１３０は、ガイドシャフト１８０が挿入されるガイド軸挿入穴１３０ａを有し、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃ上に配置される。また、プッシュカム１３０は、押しボタン２５からの操作力が加えられる操作端部１３１と、固定ケース１１０の小判形の保持穴１１３（図３参照）に対応する一対の平行平面カット部からなる回り止め部１３３と、ロック解除カム１６０に係合してロック解除カム１６０を回動させる一対のカム部１３４とを有している。これらのカム部１３４は、ロック解除カム１６０の操作側カム部１６２のカム形状に対応する傾斜部１３４ａを有している。また、ロック解除カム１６０は、プッシュカム１３０の一対のカム部１３４に係合する一対の操作側カム部１６２を有しており、プッシュカム１３０の軸方向変位に応じて軸線回りに所定の回動角度範囲内で回動するようになっている。【００３４】
また、図８に示すように、ロック解除カム１６０の一端側（装置外方側）に設けられた一対の操作側カム部１６２はそれぞれ傾斜面１６２ａを有するとともに、中央のガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃに対し１８０度の回転対称に配置されており、この一対の操作側カム部１６２に対応して、固定ケース１１０には図６（ｃ）に示す中間内底壁部１１７に一対の扇形の穴部１１０ｈが１８０度の回転対称に形成されている。ロック解除カム１６０はそのガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃと直交する座面１６１で固定ケース１１０の中間内底壁部１１７に対し摺動可能である。また、ロック解除カム１６０の他端側に設けられた一対の解除カム部１６３はそれぞれ固定カム担持面１６３ａとその一方側で固定カム１４０とカム係合する傾斜面１６３ｂとを有し、中央のガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃに対し１８０度の回転対称に配置されている。【００３５】
また、図６（ｃ）に示すように、固定ケース１１０は、中間内底壁部１１７から前記ガイド中心軸線１１０ｃと同軸になるよう突出した中空円筒状のカム支持軸部１１６を有しており、固定カム１４０及びロック解除カム１６０は、それぞれこのカム支持軸部１１６をガイド軸として、固定ケース１１０内に回動可能にかつガイド中心軸１１０ｃに対し同軸に支持されている。さらに、カム支持軸部１１６には、ガイドシャフト１８０がいわゆるしっくり嵌合により同軸に支持されており、これらカム支持軸部１１６及びガイドシャフト１８０が本発明にいうガイド軸部を構成している。なお、固定ケース１１０、プッシュカム１３０、固定カム１４０及びロック解除カム１６０にはグリース等の適当な潤滑剤を塗布することもできる。【００３６】
一方、固定ケース１１０の図６中右端側には、固定カム１４０を軸線方向変位に応じてその軸線回りに回動させる一対の傾斜ガイド部１１５が設けられている。これら傾斜ガイド部１１５は、それぞれガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面、例えば固定ケース１１０の端面１１０ｅに対して所定傾斜方向に所定の進み角γ１だけ傾斜して、ガイド中心軸線１１０ｃを中心とする１８０度の回転対称に配置されている。また、傾斜ガイド部１１５は、ガイド中心軸線１１０ｃを中心とするほぼ螺旋状の湾曲形状をなしている。なお、ここで「進み角」とは、ねじにおけるリード角（ｔａｎ−１（リード（Ｌ）／周長（πｄ）））に相当する螺旋の傾きを意味するが、ここでは回動カムの特定の動作角度範囲当たりの従動側の変位（進み）を所定の単位仮想円柱面でとらえるもの（従動側の変位/カム動作角度（θ）×係合半径（ｒ））に応じた値となる。【００３７】
固定カム１４０は、一対の傾斜ガイド部１１５に係合するよう放射外方に突出する一対の１８０度間隔の外周側のガイド係合部１４１を有しており、図９（ａ）に示すように、各ガイド係合部１４１の両側縁はガイド中心軸線、例えばガイド穴１４０ａの中心軸線１４０ｃに対し直交する平面に対して、所定傾斜方向に所定の進み角γ１だけ傾斜している。これらガイド係合部１４１は、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃから所定の離間距離（係合半径ｒ０）を隔てて傾斜ガイド部１１５に係合している。【００３８】
また、固定カム１４０はロック解除カム１６０に対向する一対の解除側カム部１４４を有しており、これら解除側カム部１４４はロック解除カム１６０に対面する対向面１４４ａと、ロック解除カム１６０の解除カム部１６３の傾斜面１６３ｂに係合する傾斜面１４４ｂとを有している。そして、固定カム１４０の解除側カム部１４４とロック解除カム１６０の解除カム部１６３とがロック解除カム１６０の回動により互いに傾斜面１４４ｂ，１６３ｂで係合したとき、固定カム１４０はロック解除カム１６０の回動に応じて軸線方向に変位可能となる。ここで、傾斜面１４４ｂ，１６３ｂが固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面となす進み角は、前記進み角γ１より小さい（傾斜が緩い）角度に設定されている。【００３９】
従って、固定カム１４０は、その解除側カム部１４４の傾斜面１４４ｂとロック解除カム１６０の解除カム部１６３の傾斜面１６３ｂとが係合したとき、傾斜ガイド部１１５により外周側でガイドされながら先端側でロック解除カム１６０に係合し、ロック解除カム１６０の回動位置に応じて固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に変位するとともに、ガイド中心軸線１１０ｃの軸線回りに回動することで、螺旋状にねじれ運動する。【００４０】
さらに、固定カム１４０は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、回転カム１５０と対向する一対の付勢方向切換えカム部１４２，１４３を有しており、これら付勢方向切換えカム部１４２，１４３はガイド中心軸線１１０ｃと一致するガイド穴１４０ａの中心軸線１４０ｃから前記所定の離間距離ｒ０より小さい半径で回転カム１５０に係合する。さらに、これら付勢方向切換えカム部１４２，１４３は、中心軸線１４０ｃから異なる所定の半径ｒ１，ｒ２の仮想円柱面（図９（ｃ）に二点鎖線で示す）上で、回転カム１５０の対応するカム部１５３，１５４にそれぞれ係合するようになっている。【００４１】
ここで、放射外方（半径方向外側）の付勢方向切換えカム部１４２は、図９（ｂ）及び図１０（ａ）に示すように、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１４２ａと、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１４２ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１４２ｃと、第１の傾斜カム面１４２ａと第２の傾斜カム面１４２ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１４２ｂとを有している。また、放射内方（半径方向内側）の付勢方向切換えカム部１４３は、放射外方の付勢方向切換えカム部１４２に対し１８０度回転させた角度位置で、かつ、半径方向では内側に位置しており、図１０（ｂ）に示すように、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１４３ａと、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１４３ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１４３ｃと、第１の傾斜カム面１４３ａと第２の傾斜カム面１４３ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１４３ｂとを有している。また、付勢方向切換えカム部１４３の第２の傾斜カム面１４３ｃの下部は、一旦中心軸線１４０ｃと直交する平面上に位置する中間減速領域１４３ｄとされ、更に第２の傾斜カム面１４３ｃと同一方向に更に急な傾斜をなす延長傾斜面１４３ｅとなっている。【００４２】
一方、回転カム１５０の放射外方のカム部１５３は、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示すように、そのガイド穴１５０ａの中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１５３ａと、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１５３ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１５３ｃと、第１の傾斜カム面１５３ａと第２の傾斜カム面１５３ｃの間で固定カム１４０側に最も突出した頂部１５３ｂとを有している。また、放射内方の付勢方向切換えカム部１５４は、放射外方のカム部１５３に対し１８０度回転させた角度位置で、かつ、半径方向では内側に位置しており、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１５４ａと、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１５４ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１５４ｃと、第１の傾斜カム面１４３ａと第２の傾斜カム面１４３ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１５４ｂとを有している。また、カム部１５４の第２の傾斜カム面１５４ｃの下部は、一旦中心軸線１５０ｃと直交する平面上に位置する短い中間減速領域１５４ｄとされ、更に第２の傾斜カム面１５４ｃと同一方向に更に急な傾斜をなす延長傾斜面１５４ｅとなって、最終的には扇形の穴部１５０ｈに続いている。【００４３】
また、回転カム１５０の中心部には、固定ケース１１０のカム支持軸部１１６に対向するボス部１５１が設けられており、その先端には固定ケース１１０のカム支持軸部１１６に設けられた一対の凹状の端面位置決めカム１１６ａ（図６及び図７参照）に係合するよう、一対の凸状の端面位置決めカム部１５１ａが設けられている。すなわち、回転カム１５０及び固定ケース１１０は、固定ケース１１０のガイド中心軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部１５１ａ，１１６ａを有しており、可動筐体３０が固定筐体２０から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、回転カム１５０が固定カム１４０から離脱するとともに、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａが互いに係合して、可動筐体３０を前記開位置に位置決め保持するようになっている。【００４４】
また、図１１（ｂ）に示されるように、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａは、固定カム１４０及び回転カム１５０の端面カム部である付勢方向切換えカム部１４２，１５３及び１４３，１５４よりも、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃに近い半径位置で互い係合及び離脱するようになっている。なお、位置決め時における固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａの係合部分については、固定筐体２０及び可動筐体３０の手動による開動作時に適当な脱出トルクを与えるように所定の圧力角が設定されている。【００４５】
一方、図４に示すように、回転カム１５０と可動ケース１２０の間に縮設された圧縮ばね１７０は、回転カム１５０を固定カム１４０側に付勢し、固定カム１４０と回転カム１５０との係合状態に応じて、可動ケース１２０及び可動筐体３０を固定筐体２０から離隔させる開動作方向１０ｅ（図１参照）に、あるいは、可動ケース１２０及び可動筐体３０を固定筐体２０に接近させる閉動作方向１０ｄ（図１参照）のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段となっている。【００４６】
ここにいう「係合状態に応じて」とは、例えば固定カム１４０が所定の動作開始位置に復帰した状態において、可動筐体３０が固定筐体２０に最も接近する閉位置の近傍に位置するよう手動操作されたとき、圧縮ばね１７０からの軸線方向外方側（図４中の矢印１０ｃの向き）への付勢力を受ける回転カム１５０が一方側の傾斜面１４２ａ，１４３ａと係合することで可動筐体３０の閉動作方向側に付勢され、一方、可動筐体３０が固定筐体２０から所定角度以上開いた（離隔した）位置まで操作されたときには、圧縮ばね１７０からの軸線方向の付勢力を受ける回転カム１５０が他方側の傾斜面１４２ｃ，１４３ｃと係合することで、回転カム１５０が可動筐体３０の開動作方向側に付勢されるといったものであり、回転カム１５０が固定カム１４０の一対の付勢方向切換えカム部１４２、１４３のどちら側の傾斜面に係合するかに応じてという意味である。【００４７】
また、一対の付勢方向切換えカム部１４２，１４３の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａは、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜したその進み角γ２が、固定ケース１１０の傾斜ガイド部１１５がガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した進み角γ１以下となっている。なお、前述の通り、ここでの進み角は、従動側の変位（進み）／カムの動作角度（θ）×係合半径（ｒ）に応じた値となるので、放射内方の付勢方向切換えカム１４３は、実際の摺動距離当たりでは急勾配となるが、その進み角は放射外方の付勢方向切換えカム１４２と同一である。【００４８】
回転カム１５０は、また、図４に示すように、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０に対して同軸に支持されることで、固定ケース１１０に対してそのガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に変位可能にかつ中心軸線１１０ｃの軸線回りに回動可能に連結されている。【００４９】
また、同図に示すように、ガイドシャフト１８０は、一端から所定距離を隔てた位置に一体的に装着され固定ケース１１０の中間内底壁部１１７にロック解除カム１６０とは反対側から当接する拡径部１８２と、止め輪２０１が例えばかしめにより固定される他端部１８１とを有しており、止め輪２０１に隣接して装着された止め輪２０１より面積の広いスペーサリング２０２を介して可動ケース１２０の底壁部１２１を抜け止めするようになっている。拡径部１８２には、復帰ばね１９０が巻き掛けられ保持されている。【００５０】
可動ケース１２０は、その有底筒状体の底壁部１２１の中心に位置するガイド穴（符号無し）部分で、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０に対して同軸に支持されるが、この軸穴部分を内方に突出させることで、ガイド穴を長くするようにしてもよい。また、可動ケース１２０は可動筐体３０に対して図３に示すような平行カット部１２２により回転方向一体に係合するが、軸線方向に延びる突条や溝等でもよい。【００５１】
復帰ばね１９０は、例えば固定ケース１１０の縦溝１１９とロック解除カム１６０の間に介在するねじりコイルばねからなり、拡径部１８２に保持されながらロック解除カム１６０をプッシュカム１３０との係合面積を少なくする側に付勢することで、圧縮ばね１７０により可動筐体３０を閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、固定カム１４０を復帰させるようになっている。さらに、ロック解除カム１６０が所定の操作開始位置に復帰することで、プッシュカム１３０も復帰させられる。もっとも、プッシュカム１３０は押しボタン２５と共に他の復帰ばねにより復帰させてもよい。【００５２】
上述のように、本実施形態においては、固定カム１４０及び回転カム１５０に、それぞれ固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃから異なる半径ｒ１，ｒ２で軸線方向に対向する複数種の端面カム部として付勢方向切換えカム部１４２，１５３及び１４３，１５４を設けており、それら複数種の端面カム部１４２，１５３及び１４３，１５４は、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が所定の操作開始位置から回動するとき、圧縮ばね１７０からの付勢により軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と、その外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３よりも固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃに近い内側で互いに係合し、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が操作開始位置から回動するとき、圧縮ばね１７０からの付勢により軸線方向に互いに押圧されながら外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と同期するタイミングで係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４とで構成されている。そして、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が所定の操作開始位置から回動するとき、固定カム１４０が傾斜ガイド部１１５にガイドされながら回転カム１５０側からの押圧力により回転駆動されて回転カム１５０との係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動ケース１２０及び可動筐体３０への付勢方向を反転させるようになっている。【００５３】
また、本実施形態の携帯電話機１０では、押しボタン２５を押す外部からの操作によりプッシュカム１３０が軸線方向（所定の操作方向）に変位すると、圧縮ばね１７０の付勢力により回転カム１５０を介して可動筐体３０を固定筐体２０に対し開動作方向に回動させることができる一方、固定カム１４０の所定の動作開始位置への復帰状態で可動筐体３０を手動で開くこともでき、各操作方向において一定の操作量に達すると、ばねの付勢とカムの作用でその開動作又は閉動作が自動的に完了する動作がなされる。【００５４】
次にその動作について説明する。
（手動による開閉動作時）
まず、携帯電話機１０が折り畳まれた状態、すなわち固定筐体２０の操作面２１と可動筐体３０の表示画面３１が対面した状態から、携帯電話機１０を手動で開く場合について説明すると、ヒンジ開閉ユニット１００の内部の初期状態は図４に示す状態となっており、このときの主要なカムの状態を展開して模式的に示すと、図１２(ａ)のようになる。なお、図１２中では回転カム１５０の左側への動きが閉動作、逆の右側への動きが開動作となる。【００５５】
図１２(ａ)に示す初期状態、すなわち、手動での開動作の開始時には、動作開始位置に復帰し傾斜ガイド部１１５で回動を規制される固定カム１４０の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａに回転カム１５０のカム部１５３，１５４が係合して、可動ケース１２０が可動筐体３０の閉動作方向への付勢を受けながら折り畳み位置である閉じ位置で保持されている。【００５６】
次いで、手動により可動筐体３０を固定筐体２０に対して開動作方向に回動させると、図１２（ｂ）に示すように、回転カム１５０が圧縮ばね１７０を初期状態よりも圧縮させつつその付勢力に抗して固定カム１４０のカム部１４２，１４３の頂部１４２ｂ，１４３ｂを乗り越え、圧縮ばね１７０の付勢方向が開動作側に反転する。従って、ユーザが手動で可動筐体３０を開く最初のうちは操作抵抗があるが、ある程度開いた後は、開く操作を継続しなくとも可動筐体３０が勝手に開動作を続ける状態となる。【００５７】
可動筐体３０の開動作が進み、所定の開位置に接近して来ると、図１２（ｃ）に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端部に当接することで軸方向変位を規制される回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３から離脱し、固定ケース１１０側へのカムの乗り移りがなされる。【００５８】
次いで、可動筐体３０の開動作が更に進み、ほぼ所定の開位置に達すると、図１２（ｄ）に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａに落ち込んで、回動方向に位置決めされ、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の開位置に保持されることになる。このとき、回転カム１５０には圧縮ばね１７０からの付勢力が作用しているから、可動筐体３０は固定筐体２０に対して所定の脱出トルク以上で開かれるか、後述する押しボタン２５の操作がされない限り、閉じた状態を維持することになる。【００５９】
なお、この間、固定カム１４０は一度も回動も軸線方向変位もしない。【００６０】
ここで、例えば手動により、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の脱出トルク以上で開かれると、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａがカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａから離脱する。これにより操作抵抗が急に軽くなり、回転カム１５０は図１２（ｄ）に示した状態から図１２（ｃ）に示す状態へ戻り、次いで、回転カム１５０が更に図１２（ｂ）に示した状態に戻って、回転カム１５０のカム部１５２，１５３が固定カム１４０のカム部１４２，１４３に係合する。【００６１】
この状態においては、可動筐体３０が固定筐体２０に対し閉動作方向に回動するにつれて操作抵抗が増すことになるが、回転カム１５０のカム部１５２，１５３が図１２（ｂ）に示す状態から図１２（ａ）に示す状態に移行する途中で固定カム１４０のカム部１４２，１４３の頂部１４２ｂ，１４３ｂを乗り越えると、付勢方向が閉動作側に反転して操作力が急減し、可動筐体３０は閉まり勝手となる。このように、良好な操作感を伴う閉動作が可能となる。
（押しボタン操作による開動作時）
次に、携帯電話機１０が折り畳まれた状態で押しボタン２５の操作がされる場合について説明すると、ヒンジ開閉ユニット１００の内部の初期状態は、図４に示す状態となっており、このときの主要なカムの状態を展開して模式的に示すと、図１３(ａ)のようになる。これは、図１２（ａ）に示したのと同じ状態であり、図１３中でも、回転カム１５０の左側への動きが閉動作、逆の右側への動きが開動作となる。【００６２】
図１３(ａ)に示す初期状態、すなわち、押しボタン２５の操作開始時点には、動作開始位置に復帰し傾斜ガイド部１１５で回動を規制される固定カム１４０の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａに回転カム１５０のカム部１５３，１５４が係合して、可動ケース１２０が可動筐体３０の閉動作方向への付勢を受けながら折り畳み位置である閉じ位置で保持されている。【００６３】
次いで、例えば固定筐体２０を把持した片手の何れかの指（例えば親指）で、押しボタン２５が押されると、プッシュカム１３０がガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に移動することで、復帰位置にあったロック解除カム１６０が駆動されて回動する。そして、押しボタン２５が所定の操作量を超えて操作されると、固定カム１４０とロック解除カム１６０の係合状態が、図１４に示すように固定カム１４０のロック解除カム１６０側への落ち込みが可能な状態となり、図１４中に仮想線で示す初期位置にあった固定カム１４０が同図中の実線位置まで変位する。【００６４】
このとき、固定カム１４０は、傾斜ガイド部１１５にガイドされながら軸線回りに回動するとともに軸線方向に変位することで、回転カム１５０のカム部１５３，１５４の第１の傾斜面１５３ａ，１５４ａに対してその頂部側へ滑り抜けるようにほぼ螺旋運動し、いわゆるダルマ落しのような要領で、圧縮ばね１７０からの軸線方向の付勢力を回転カム１５０を介して受けながらも、傾斜ガイド部１１５からの比較的大きな回転トルク等を受けることで、図１３（ｂ）及び図１４に示す状態へと付勢方向を反転させる。なお、回転トルク（Ｔ）は、固定カム１４０と回転カム１５０の各係合部位における軸線方向の推力（押圧力）、その部位の進み角の正接（ｔａｎγ）及び係合半径（ｒ）の積（Ｔ＝Ｆ×ｔａｎγ ×ｒ）で表わされる。【００６５】
付勢方向の反転後は、回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３の第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃを滑り落ち、可動ケース１２０及び可動筐体３０が勝手に開動作を続ける状態となる。【００６６】
可動筐体３０の開動作が進み、所定の開位置に接近して来ると、図１３（ｃ）及び図１５に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端部に当接することで軸方向変位を規制される回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３から離脱し、固定ケース１１０側へのカムの乗り移りがなされる。【００６７】
次いで、可動筐体３０の開動作が更に進み、ほぼ所定の開位置に達すると、図１３（ｄ）及び図１６に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａに落ち込んで、回動方向に位置決めされ、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の開位置に保持されることになる。【００６８】
一方、押しボタン２５の操作力が解除された後、復帰ばね１９０の復帰トルクにより、ロック解除カム１６０が初期の操作開始位置側に復帰するとともにプッシュカム１３０を初期の位置まで押し戻す。そして、回転カム１５０が図１３（ｄ）の状態に達するときにはロック解除カム１６０が操作開始位置に達し、固定カム１４０が傾斜ガイド部１１５より進み角の小さいロック解除カム１６０の解除カム部１６３によって回転カム側に押し上げられ、所定の動作開始位置に復帰する。【００６９】
従って、押しボタン２５の操作後、この復帰時点で、図１２（ｄ）に示す手動による開動作の完了時点の状態と同じになる。【００７０】
よって、この状態からの閉動作は、上述した手動による場合と同様である。【００７１】
このように、本実施形態では、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が操作開始位置から回動すると、傾斜ガイド部１１５にガイドされた固定カム１４０が回転カム１５０側からの押圧力により軸方向移動しながら回転して回転カム１５０との係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させることにより、他のカムによって圧縮ばね１７０からの付勢方向を切り換える必要を無くして部品点数を削減することができ、ヒンジ開閉ユニット１００のような携帯電話機１０に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができる。また、固定カム１４０を螺旋状のねじれ運動により円滑に軸方向移動及び回動させることができ、圧縮ばね１７０の付勢方向切り換えを円滑に行なうことができる。【００７２】
さらに、回転トルク（Ｔ＝Ｆ×ｔａｎγ×ｒ）を考えると、前記固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３を係合半径ｒ０のガイド係合部１４１よりもガイド中心軸線１１０ｃから小さい係合半径ｒ１，ｒ２で回転カム１５０に係合させるので、傾斜ガイド部１１５に係合するガイド係合部１４１よって付勢方向切換えカム部１４２，１４３側の負荷トルクに対して十分大きな回転トルクを固定カム１４０に生じさせ、付勢方向の反転切換えを確実に行なうことができる。また、付勢方向切換えカム部１４２，１４３の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａの進み角γ２は、固定ケース１１０の傾斜ガイド部１１５の進み角γ１以下となっているので、これによっても付勢方向切換えカム部１４２，１４３側の負荷トルクに対して大きな回転トルクを固定カム１４０に生じさせ、付勢方向の反転切換えをより確実に行なうことができる。勿論、前記固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３をガイド係合部１４１よりもガイド中心軸線１１０ｃから小さい半径（ｒ１、ｒ２＜ｒ０）で回転カム１５０に係合させるのみか、あるいは、上述のような進み角γ１，γ２の大小関係（γ１＞γ２）の設定のみで、付勢方向の切り換えのためのトルクを専ら発生させることも可能である。【００７３】
さらに、本実施形態では、固定ケース１１０がカム支持軸部１１６を介してロック解除カム１６０及び固定カム１４０をガイドするので、安定したガイドが可能になる。また、ガイドシャフト１８０に可動ケース１２０を装着して圧縮ばね１７０を収納することができるので、開閉装置の要部をガイドシャフト１８０上に装着してユニット化した取り扱い容易なヒンジ開閉ユニット１００とすることができる。しかも、可動ケース１２０には、圧縮ばね１７０の一端を担持させるだけでなく、回転カム１５０の軸方向移動に対するガイド機能を持たせることができ、更に可動筐体３０との回動方向一体の係合機能も持たせることができる。【００７４】
また、固定カム１４０と回転カム１５０とに、係合半径の異なる外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４とがそれぞれ設けられ、これらが固定カム１４０と回転カム１５０との係合部分で互いに同期するタイミングで係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による付勢方向を反転させるので、複数組の付勢方向切換えカム部１４２，１４３，１５３，１５４を配しながらも、個々の付勢方向切換えカム部１４２，１４３，１５３，１５４について十分な作動範囲を確保し、かつ、係合するカム同士の最小係合角度範囲も十分に確保することができる。その結果、これらのカム係合面の当接部位における面圧を下げることができ、例えば成形性に優れた材料で固定カム１４０や回転カム１５０を成形（例えば樹脂や金属粉末等で注型成形）することが可能となる。また、開動作方向への付勢を行なうための傾斜したカム面１４２ｃ，１４３ｃ等を適宜湾曲又は屈曲させて、開動作の途中での傾斜の緩やかな減速領域１４２ｄあるいは中間停止領域を設定する等といったことが容易に可能となる。【００７５】
加えて、固定ケース１１０及び回転カム１５０が、それぞれの端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを有し、開位置近傍への回動時には、回転カム１５０が固定カム１４０から離脱するとともに、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａが互いに係合して可動筐体３０を開位置に位置決め保持するので、固定カム１４０と回転カム１５０の係合・離脱から端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａによる位置決め動作への移行を円滑に行なうことができる。また、端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを中心部に配置することで、これら位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを固定カム１４０を通して確実に係合させることが容易に可能となる。【００７６】
一方、本実施形態の携帯電話機１０は、上述のようなヒンジ開閉ユニット１００を用いることで、小型・軽量かつ低コストでヒンジ結合部１１の耐久性や信頼性に優れたものとなる。【００７７】
[第２の実施の形態]
図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る開閉装置を示すその要部動作説明図である。【００７８】
本実施形態は、第１の実施の形態と全体構成はほぼ同様であるが、固定カムの付勢方向切換えカム部とこれらに係合する回転カムのカム部形状が上述の形状とは異なるものである。従って、上述の実施形態と同一の構成要素又はそれに相当する部分については、図１〜図１６に示した符号と同一の符号を用いて説明する。【００７９】
図１７（ａ）に示すように、本実施形態では、上述の実施形態の固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３における第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ側の形状とは異なり、固定カム２４０の付勢方向切換えカム部２４２，２４３における第２の傾斜面２４２ｃ，２４３ｃ側の形状が、第１の実施形態のような中間減速領域１４３ｄや延長傾斜面１４３ｅを持たない、すなわち進み角が小さくなる中間部位を持たない単一の直線的若しくは緩やかな曲線的な傾斜面となっている。そして、これらに係合する回転カム２５０の一対のカム部２５３，２５４も、付勢方向切換えカム部２４２，２４３の第２の傾斜面２４２ｃ，２４３ｃに係合する片側の傾斜面の角度や形状が上述の実施の形態とは相違する。固定カム２４０及び回転カム２５０のその他の構成は、第１の実施の形態の固定カム１４０及び回転カム１５０のそれらと全く同一である。【００８０】
本実施形態においても、上述の実施の形態と同様な効果を得ることができる。【００８１】
[第３の実施の形態]
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る開閉装置を示すその要部動作説明図である。【００８２】
本実施形態は、第１の実施の形態と全体構成は同様であるが、固定カムの付勢方向切換えカム部とこれらに係合する回転カムのカム部形状が上述の形状とは異なるものである。従って、第１の実施の形態と同一の構成要素又はそれに相当する部分については、図１〜図１６に示した符号と同一の符号を用いて説明する。【００８３】
図１８（ａ）に示すように、本実施形態では、第１の実施形態の固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３における頂部１４２ｂ，１４３ｂから第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ側の形状とは異なり、固定カム３４０の付勢方向切換えカム部３４２，３４３の第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃ側の形状が、第１の実施形態のような中間減速領域１４３ｄよりも更に第１の傾斜カム面３４２ａ，３４３ａ側に傾斜した中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄを有しており、それに延長傾斜面３４２ｅ，３４３ｅを接続した傾斜面となっている。そして、固定カム３４０の付勢方向切換えカム部３４２，３４３に係合する回転カム３５０の一対のカム部３５３，３５４も、付勢方向切換えカム部３４２，３４３の第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃに係合する片側の傾斜面の角度が上述の実施の形態とは相違している。固定カム３４０及び回転カム３５０のその他の構成は、第１の実施の形態の固定カム１４０及び回転カム１５０のそれらと全く同一である。中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄや延長傾斜面３４２ｅ，３４３ｅは平坦な面でなく曲面であってもよく、中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄ付近でカム面が屈曲するのでなく湾曲してもよいことはいうまでもない。【００８４】
本実施形態においても、上述の実施の形態と同様な効果を得ることができる。しかも、第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃの中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄがその両側の傾斜面とはわずかに逆向きに傾斜して凹部形状が形成されているので、回転カム３５０のカム部３５３，３５４を中間の定位置で一旦停止させ、例えば可動筐体３０が固定筐体２０に対し直立するかそれよりわずかに開いた位置で可動筐体３０を一旦停止させることができ、動作を多様化させることができる。この場合、停止後の開動作は手動でも押しボタン操作でもよい。【００８５】
なお、上述の各実施の形態においては、携帯機器を携帯電話機としたが、本発明はＰＤＡ等の他の携帯機器にも勿論適用できる。また、複数の離間するヒンジ結合部があるような携帯機器にあっては、ヒンジ開閉ユニットを同一軸線上に複数配置し、個々に操作するか操作力を伝達する操作リンケージを設けることで、採用できる。また、ヒンジ開閉ユニットの中心軸線は一方側の部材と他方側の部材のヒンジ結合中心軸線と同軸な配置としたが、所定のオフセット量だけオフセットさせた平行配置とし、可動ケースの出力を噛合い歯等で可動側の他方側の部材に伝動するような構成も考え得る。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上説明したように、本発明は、操作カムの操作により第１回動カムが回動すると、傾斜ガイド部にガイドされた第２回動カムが可動カム側からの押圧力により軸線方向移動しながら回動して可動カムとの係合状態を変化させ、付勢手段による他方側の部材の付勢方向を反転させるので、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がなく、部品点数を削減することができ、携帯機器に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができ、これを用いた小型・低コストの携帯機器を提供することができるものであり、開閉装置及びこれを用いた携帯機器、特に一方側の部材と他方側の部材とをヒンジ結合した折りたたみ式のヒンジ結合体を、押しボタン操作等の簡単な操作のみで開動作させる機能を備えた開閉装置並びにこれを備えた携帯機器全般に有用である。
【図１】
2007069300.tif 000003
【図２】
2007069300.tif 000004
【図３】
2007069300.tif 000005
【図４】
2007069300.tif 000006
【図５】
2007069300.tif 000007
【図６】
2007069300.tif 000008
【図７】
2007069300.tif 000009
【図８】
2007069300.tif 000010
【図９】
2007069300.tif 000011
【図１０】
2007069300.tif 000012
【図１１】
2007069300.tif 000013
【図１２】
2007069300.tif 000014
【図１３】
2007069300.tif 000015
【図１４】
2007069300.tif 000016
【図１５】
2007069300.tif 000017
【図１６】
2007069300.tif 000018
【図１７】
2007069300.tif 000019
【図１８】
2007069300.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月10日(2007.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒンジ結合される一方側の部材（２０）に固定され、前記ヒンジ結合の中心軸線の方向に延在するガイド中心軸線（１０ａ）を有する固定ガイド部材（１１０）と、
外部からの操作により前記固定ガイド部材に対し所定の操作方向に変位するよう前記固定ガイド部材に変位可能に支持された操作カム（１３０）と、
前記操作カムに係合し前記操作カムの変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カム（１６０）と、
前記第１回動カムの回動位置に応じて前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位するとともに前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に支持された第２回動カム（１４０；２４０；３４０）と、
ヒンジ結合される他方側の部材（３０）に対し前記ガイド中心軸線の軸線回りの回動を規制されるとともに、前記第２回動カムに対向するよう前記固定ガイド部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位可能にかつ前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動可能に連結された可動カム（１５０；２５０；３５０）と、
前記可動カムを前記第２回動カムに付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記他方側の部材を前記一方側の部材から離隔させる開動作方向（１０ｅ）及び前記他方側の部材を前記一方側の部材に接近させる閉動作方向（１０ｄ）のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段（１７０）と、
前記第１回動カムを前記操作カムによる所定の操作開始位置に復帰させるとともに、前記付勢手段により前記他方側の部材を前記閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、前記第２回動カムを復帰させる復帰手段（１９０）と、
を備え、
前記操作カムが前記外部からの操作により前記所定の操作方向に変位したとき、前記付勢手段の付勢力により前記可動カムを介して前記他方側の部材を前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動させる開閉装置であって、
前記固定ガイド部材が、前記第２回動カムを前記ガイド中心軸線の軸線方向変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動させるよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した所定進み角の傾斜ガイド部（１１５）を有し、
前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記第２回動カムが前記可動カム側からの押圧力により前記傾斜ガイド部に回転駆動されて前記可動カムとの係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させるようにしたことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
前記傾斜ガイド部が前記ガイド中心軸線を中心とする螺旋状の湾曲形状をなしたことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の離間距離を隔てて前記傾斜ガイド部に係合するガイド係合部（１４１）と、前記ガイド中心軸線から前記所定の離間距離より小さい半径で前記可動カムに係合して前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる付勢方向切換えカム部（（１４２，１４３）；（２４２，２４３）；（３４２，３４３））とを有することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記可動カムに係合する付勢方向切換えカム部を有し、
前記付勢方向切換えカム部は、前記第２回動カムが前記所定の動作開始位置に復帰した状態で前記他方側の部材が前記一方側の部材に最も接近する閉位置の近傍にあるとき、前記可動カムを前記他方側の部材の前記閉動作方向側に付勢するよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面（（１４２ａ，１４３ａ）；（２４２ａ，２４３ａ）；（３４２ａ，３４３ａ））と、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記第１の傾斜カム面とは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面（（１４２ｃ，１４３ｃ）；（２４２ｃ，２４３ｃ）；（３４２ｃ，３４３ｃ））と、前記第１の傾斜カム面と前記第２の傾斜カム面の間で前記可動カム側に最も突出し前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる頂部（（１４２ｂ，１４３ｂ）；（２４２ｂ，２４３ｂ）；（３４２ｂ，３４３ｂ））と、を有し、
前記第１の傾斜カム面の進み角（γ２）は、前記固定ガイド部材の前記傾斜ガイド部の進み角（γ１）より小さいことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記固定ガイド部材に同軸にガイド軸部（１１６，１８０）を設け、
前記第１回動カム及び前記第２回動カムがそれぞれ前記ガイド軸部（１１６）により前記固定ガイド部材に対し同軸にガイドされていることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項６】
前記ガイド軸部（１８０）に同軸に支持されるとともに前記可動カム及び前記他方側の部材にそれぞれ回動方向一体に係合した有底筒状体（１２０）を更に備え、
前記付勢手段が、前記有底筒状体と前記可動カムとの間に縮設された弾性部材（１７０）で構成されたことを特徴とする請求項５に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記第２回動カム及び前記可動カムが、それぞれ前記ガイド中心軸線から異なる半径で軸線方向に対向する複数種の端面カム部（（（１４２，１５３）；（２４２，２５３）；（３４２，３５３））及び（（１４３，１５４）；（２４３，２５４）；（３４３，３５４）））を有し、
前記複数種の端面カム部は、
前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部（（１４２，１５３）；（２４２，２５３）；（３４２，３５３））と、
前記外側の付勢方向切換えカム部より前記ガイド中心軸線に近い内側で互いに係合し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら前記外側の付勢方向切換えカム部と同期するタイミングで係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部（（１４３，１５４）；（２４３，２５４）；（３４３，３５４））と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記固定ガイド部材及び前記可動カムが、前記軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部（１１６ａ，１５１ａ）を有し、
前記他方側の部材が前記一方側の部材から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、前記可動カムが前記第２回動カムから離脱するとともに、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの前記端面位置決めカム部が互いに係合して前記他方側の部材を前記開位置に位置決め保持することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項９】
前記第２回動カム及び前記可動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記軸線方向に対向するそれぞれの端面カム部（（（１４２，１４３）；（２４２，２４３）；（３４２，３４３）及び（（１５３，１５４）；（２５３，２５４）；（３５３，３５４）））を有し、
前記固定ガイド部材及び前記可動カムの端面位置決めカム部（１１６ａ，１５１ａ）は、前記第２回動カム及び前記可動カムの端面カム部より前記ガイド中心軸線に近い半径位置で互い係合及び離脱することを特徴とする請求項８に記載の開閉装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の開閉装置を用いた携帯機器であって、
ヒンジ結合される前記一方側の部材（２０）と前記他方側の部材（３０）とが開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成したことを特徴とする携帯機器。
【請求項１１】
中心軸を有する固定ガイド部材と、
前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カムと、
前記第１回動カムの回動に応じて回動し、前記固定ガイド部材に支持された第２回動カムと、
前記第２回動カムと係合し、前記回動カムと対向して設けられた可動カムと、
前記可動カムを前記回動カムへ向かって付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記可動カムを回動方向または回動方向と逆の方向に付勢する付勢手段と、
前記第２回動カムを回動させることにより前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記第２回動カムの付勢方向を変化させる、
前記可動カム固定ガイド部材に設けられた傾斜ガイド部と、を備えたヒンジ装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のヒンジ装置を備えた携帯端末。
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月5日(2008.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒンジ結合される一方側の部材（２０）に固定され、前記ヒンジ結合の中心軸線の方向に延在するガイド中心軸線（１０ａ）を有する固定ガイド部材（１１０）と、
外部からの操作により前記固定ガイド部材に対し所定の操作方向に変位するよう前記固定ガイド部材に変位可能に支持された操作カム（１３０）と、
前記操作カムに係合し前記操作カムの変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カム（１６０）と、
前記第１回動カムの回動位置に応じて前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位するとともに前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に支持された第２回動カム（１４０；２４０；３４０）と、
ヒンジ結合される他方側の部材（３０）に対し前記ガイド中心軸線の軸線回りの回動を規制されるとともに、前記第２回動カムに対向するよう前記固定ガイド部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位可能にかつ前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動可能に連結された可動カム（１５０；２５０；３５０）と、
前記可動カムを前記第２回動カムに付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記他方側の部材を前記一方側の部材から離隔させる開動作方向（１０ｅ）及び前記他方側の部材を前記一方側の部材に接近させる閉動作方向（１０ｄ）のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段（１７０）と、
前記第１回動カムを前記操作カムによる所定の操作開始位置に復帰させるとともに、前記付勢手段により前記他方側の部材を前記閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、前記第２回動カムを復帰させる復帰手段（１９０）と、
を備え、
前記操作カムが前記外部からの操作により前記所定の操作方向に変位したとき、前記付勢手段の付勢力により前記可動カムを介して前記他方側の部材を前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動させる開閉装置であって、
前記固定ガイド部材が、前記第２回動カムを前記ガイド中心軸線の軸線方向変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動させるよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した所定進み角の傾斜ガイド部（１１５）を有し、
前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記第２回動カムが前記可動カム側からの押圧力により前記傾斜ガイド部に回転駆動されて前記可動カムとの係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させるようにしたことを特徴とする開閉装置。
【請求項２】
前記傾斜ガイド部が前記ガイド中心軸線を中心とする螺旋状の湾曲形状をなしたことを特徴とする請求項1に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の離間距離を隔てて前記傾斜ガイド部に係合するガイド係合部（１４１）と、前記ガイド中心軸線から前記所定の離間距離より小さい半径で前記可動カムに係合して前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる付勢方向切換えカム部（（１４２，１４３）；（２４２，２４３）；（３４２，３４３））とを有することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記可動カムに係合する付勢方向切換えカム部を有し、
前記付勢方向切換えカム部は、前記第２回動カムが前記所定の動作開始位置に復帰した状態で前記他方側の部材が前記一方側の部材に最も接近する閉位置の近傍にあるとき、前記可動カムを前記他方側の部材の前記閉動作方向側に付勢するよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面（（１４２ａ，１４３ａ）；（２４２ａ，２４３ａ）；（３４２ａ，３４３ａ））と、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記第１の傾斜カム面とは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面（（１４２ｃ，１４３ｃ）；（２４２ｃ，２４３ｃ）；（３４２ｃ，３４３ｃ））と、前記第１の傾斜カム面と前記第２の傾斜カム面の間で前記可動カム側に最も突出し前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる頂部（（１４２ｂ，１４３ｂ）；（２４２ｂ，２４３ｂ）；（３４２ｂ，３４３ｂ））と、を有し、
前記第１の傾斜カム面の進み角（γ２）は、前記固定ガイド部材の前記傾斜ガイド部の進み角（γ１）より小さいことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記固定ガイド部材に同軸にガイド軸部（１１６，１８０）を設け、
前記第１回動カム及び前記第２回動カムがそれぞれ前記ガイド軸部（１１６）により前記固定ガイド部材に対し同軸にガイドされていることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項６】
前記ガイド軸部（１８０）に同軸に支持されるとともに前記可動カム及び前記他方側の部材にそれぞれ回動方向一体に係合した有底筒状体（１２０）を更に備え、
前記付勢手段が、前記有底筒状体と前記可動カムとの間に縮設された弾性部材（１７０）で構成されたことを特徴とする請求項５に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記第２回動カム及び前記可動カムが、それぞれ前記ガイド中心軸線から異なる半径で軸線方向に対向する複数種の端面カム部（（（１４２，１５３）；（２４２，２５３）；（３４２，３５３））及び（（１４３，１５４）；（２４３，２５４）；（３４３，３５４）））を有し、
前記複数種の端面カム部は、
前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部（（１４２，１５３）；（２４２，２５３）；（３４２，３５３））と、
前記外側の付勢方向切換えカム部より前記ガイド中心軸線に近い内側で互いに係合し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら前記外側の付勢方向切換えカム部と同期するタイミングで係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部（（１４３，１５４）；（２４３，２５４）；（３４３，３５４））と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記固定ガイド部材及び前記可動カムが、前記軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部（１１６ａ，１５１ａ）を有し、
前記他方側の部材が前記一方側の部材から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、前記可動カムが前記第２回動カムから離脱するとともに、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの前記端面位置決めカム部が互いに係合して前記他方側の部材を前記開位置に位置決め保持することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
【請求項９】
前記第２回動カム及び前記可動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記軸線方向に対向するそれぞれの端面カム部（（（１４２，１４３）；（２４２，２４３）；（３４２，３４３）及び（（１５３，１５４）；（２５３，２５４）；（３５３，３５４）））を有し、
前記固定ガイド部材及び前記可動カムの端面位置決めカム部（１１６ａ，１５１ａ）は、前記第２回動カム及び前記可動カムの端面カム部より前記ガイド中心軸線に近い半径位置で互い係合及び離脱することを特徴とする請求項８に記載の開閉装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の開閉装置を用いた携帯機器であって、
ヒンジ結合される前記一方側の部材（２０）と前記他方側の部材（３０）とが開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成したことを特徴とする携帯機器。
【請求項１１】
中心軸を有する固定ガイド部材と、
前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カムと、
前記第１回動カムの回動に応じて回動し、前記固定ガイド部材に支持された第２回動カムと、
前記第２回動カムと係合し、前記回動カムと対向して設けられた可動カムと、
前記可動カムを前記回動カムへ向かって付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記可動カムを回動方向または回動方向と逆の方向に付勢する付勢手段と、
前記第２回動カムを回動させることにより前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記第２回動カムの付勢方向を変化させる、前記可動カム固定ガイド部材に設けられた傾斜ガイド部と、を備えたヒンジ装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のヒンジ装置を備えた携帯端末。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉装置及びこれを用いた携帯機器に関し、特に一方側の部材と他方側の部材とをヒンジ結合した折りたたみ式のヒンジ結合体を押しボタン操作等の簡単な操作のみで開いた状態に動作（以下、開動作という）させる機能を備えた開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital 
Assistance）等の携帯型電子機器に代表される携帯機器においては、小型・軽量でかつ保護機能に優れた折りたたみ式の筐体を採用したものが多用されているが、この種の携帯機器においては、筐体が小型になるほどその筐体を手で開く操作が煩わしくなるという難点があったため、近時、筐体のヒンジ結合部分に押しボタン操作のみでその開動作を可能にする開閉装置を実装して操作性を向上させたものが提案されている。
【０００３】
この種の開閉装置としては、ヒンジ結合される一方側の部材に固定された筒状ガイド部材内に、プッシュボタン操作を回転に変換する変換カムと、変換カム及び復帰ばねにより駆動される解除カムと、この解除カムにより操作される固定カム及び反転カム等といった複数の回動カムを収納して、押しボタン操作に応動し、これら複数の回動カムと可動側の筐体に回転方向一体に係合する可動側カムとの係合状態を変化させることで、ばねの付勢力を利用した開動作がなされるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３２３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来の開閉装置にあっては、筐体を閉じた姿勢で保持固定するための固定カムと、この固定カムを解除させる解除カムと、固定カムの解除時にこれに代わり可動側カムと係合して可動側カム及び可動側筐体を開動作方向に回動させる反転カム等といった多数の回動カムを使用していたため、構成が複雑で小型化が容易でなく、コスト高になるという問題があった。
【０００５】
また、携帯機器のヒンジ結合部という狭い空間内に実装されるそれら回動カムが狭小のカム部を持つものとなり、カム部の面圧が高くならざるを得ないために、ある程度の面圧までしか耐えられないが成形性が優れているという材料を用いてカムを注型成形するということが困難であり、この点からも、コスト高となっていた。
【０００６】
したがって、上記開閉装置を実装する携帯機器においても、小型化やコスト低減の面で難点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、部品点数を削減して構成が簡素な低コストの開閉装置を提供し、これを用いた小型かつ低コストでヒンジ結合部の信頼性も十分な携帯機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の開閉装置は、上記目的達成のため、（１）ヒンジ結合される一方側の部材に固定され、前記ヒンジ結合の中心軸線の方向に延在するガイド中心軸線を有する固定ガイド部材と、外部からの操作により前記固定ガイド部材に対し所定の操作方向に変位するよう前記固定ガイド部材に変位可能に支持された操作カムと、前記操作カムに係合し前記操作カムの変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に回動可能に支持された第１回動カムと、前記第１回動カムの回動位置に応じて前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位するとともに前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動するよう前記固定ガイド部材に支持された第２回動カムと、ヒンジ結合される他方側の部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線回りの回動を規制されるとともに、前記第２回動カムに対向するよう前記固定ガイド部材に対し前記ガイド中心軸線の軸線方向に変位可能にかつ前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動可能に連結された可動カムと、前記可動カムを前記第２回動カムに付勢し、前記第２回動カムと前記可動カムとの係合状態に応じて、前記他方側の部材を前記一方側の部材から離隔させる開動作方向及び前記他方側の部材を前記一方側の部材に接近させる閉動作方向のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段と、前記第１回動カムを前記操作カムによる所定の操作開始位置に復帰させるとともに、前記付勢手段により前記他方側の部材を前記閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、前記第２回動カムを復帰させる復帰手段と、を備え、前記操作カムが前記外部からの操作により前記所定の操作方向に変位したとき、前記付勢手段の付勢力により前記可動カムを介して前記他方側の部材を前記一方側の部材に対し前記開動作方向に回動させる開閉装置であって、前記固定ガイド部材が、前記第２回動カムを前記ガイド中心軸線の軸線方向変位に応じて前記ガイド中心軸線の軸線回りに回動させるよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した所定進み角の傾斜ガイド部を有し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動するとき、前記第２回動カムが前記可動カム側からの押圧力により前記傾斜ガイド部に回転駆動されて前記可動カムとの係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させるようにしたものである。
【０００９】
この構成では、操作カムの操作により第１回動カムが操作開始位置から回動すると、傾斜ガイド部にガイドされた第２回動カムが可動カム側からの押圧力により軸方向移動しながら回転して可動カムとの係合状態を変化させ、付勢手段による他方側の部材の付勢方向を反転させるので、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がなく、部品点数を削減することができる。従って、携帯機器に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができる。なお、ここにいう進み角（γ）とは、回動カムの動作角度範囲当たりの従動側の変位（進み）を所定の単位仮想円柱面でとらえたもの（γ＝ｔａｎ−１（従動側の変位/カム動作角度×係合半径））である。
【００１０】
本発明の開閉装置においては、（２）前記傾斜ガイド部が前記ガイド中心軸線を中心とする螺旋状の湾曲形状をなしたものであるのがよい。この構成により、第２回動カムを螺旋運動により円滑に軸方向移動及び回動させることができ、付勢手段の付勢方向切り換えを円滑に行なうことができる。
【００１１】
本発明の開閉装置は、好ましくは、（３）前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の離間距離を隔てて前記傾斜ガイド部に係合するガイド係合部と、前記ガイド中心軸線から前記所定の離間距離より小さい半径で前記可動カムに係合して前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる付勢方向切換えカム部とを有するものである。この構成により、付勢方向切換えカム部がガイド係合部よりもガイド中心軸線から小さい半径で可動カムに係合するので、傾斜ガイド部に係合するガイド係合部が付勢方向切換えカム部側の負荷トルクよりも十分大きな回転トルクを第２回動カムに生じさせ、付勢方向の反転切換えを確実に行なうことができる。
【００１２】
本発明の開閉装置においては、あるいは、（４）前記第２回動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記可動カムに係合する付勢方向切換えカム部を有し、前記付勢方向切換えカム部は、前記第２回動カムが前記所定の動作開始位置に復帰した状態で前記他方側の部材が前記一方側の部材に最も接近する閉位置の近傍にあるとき、前記可動カムを前記他方側の部材の前記閉動作方向側に付勢するよう前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面と、前記ガイド中心軸線と直交する平面に対して前記第１の傾斜カム面とは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面と、前記第１の傾斜カム面と前記第２の傾斜カム面の間で前記可動カム側に最も突出し前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる頂部と、を有し、前記第１の傾斜カム面の進み角は、前記固定ガイド部材の前記傾斜ガイド部の進み角より小さいのがよい。
【００１３】
この構成により、付勢方向切換えカム部の第１の傾斜カム面の進み角は、固定ガイド部材の傾斜ガイド部の進み角より小さくなっているので、傾斜ガイド部に係合するガイド係合部が付勢方向切換えカム部側の負荷トルクよりも十分大きな回転トルクを第２回動カムに生じさせ、付勢方向の反転切換えを確実に行なうことができる。
【００１４】
さらに、本発明の開閉装置は、（５）前記固定ガイド部材に同軸にガイド軸部を設け、前記第１回動カム及び前記第２回動カムがそれぞれ前記ガイド軸部により前記固定ガイド部材に対し同軸にガイドされているのが好ましい。この構成により、固定ガイド部材がガイド軸部を介して第１回動カム及び第２回動カムをガイドするので、安定したガイドが可能になる。
【００１５】
本発明の開閉装置は、より好ましくは、（６）前記ガイド軸部に同軸に支持されるとともに前記可動カム及び前記他方側の部材にそれぞれ回動方向一体に係合した有底筒状体を更に備え、前記付勢手段が、前記有底筒状体と前記可動カムとの間に縮設された弾性部材で構成されたものである。この構成により、ガイド軸部に有底筒状体を装着して付勢手段である弾性部材を収納することができるので、開閉装置の要部をガイド軸部上に装着してユニット化することができる。また、有底筒状体には、弾性部材の一端を担持させるだけでなく、可動カムの軸方向移動に対するガイド機能や他方側の部材との回転方向一体の係合機能を持たせることができる。
【００１６】
また、本発明の開閉装置は、（７）前記第２回動カム及び前記可動カムが、それぞれ前記ガイド中心軸線から異なる半径で軸線方向に対向する複数種の端面カム部を有し、前記複数種の端面カム部は、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部と、前記外側の付勢方向切換えカム部より前記ガイド中心軸線に近い内側で互いに係合し、前記操作カムの操作により前記第１回動カムが前記所定の操作開始位置から回動方向に回動するとき、前記付勢手段からの付勢により前記軸線方向に互いに押圧されながら前記外側の付勢方向切換えカム部と同期するタイミングで係合状態を変化させ、前記付勢手段による前記他方側の部材の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部と、を含むのがよい。
【００１７】
この構成では、第２回動カムと可動カムとに、係合半径の異なる外側の付勢方向切換えカム部と内側の付勢方向切換えカム部がそれぞれ設けられ、これらが第２回動カムと可動カムとの係合部分で互いに同期するタイミングで係合状態を変化させ、付勢手段による付勢方向を反転させるので、付勢方向切換えカム部を複数配しながらも、個々の付勢方向切換えカム部について１８０度以上の作動範囲を設定することができ、対向するカム同士の当接範囲も十分に確保することができる。その結果、カム係合面の当接部位における面圧を下げることができ、例えば成形性に優れた材料で第２回動カムや可動カムを成形（例えば注型成形）することが可能となる。また、開動作方向への付勢を行なうための傾斜したカム面を適宜湾曲又は屈曲させて、開動作の途中での傾斜の緩やかな減速領域や中間停止領域を設定する等といったことが容易に可能となる。
【００１８】
本発明の開閉装置においては、（８）前記固定ガイド部材及び前記可動カムが、前記軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部を有し、前記他方側の部材が前記一方側の部材から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、前記可動カムが前記第２回動カムから離脱するとともに、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの前記端面位置決めカム部が互いに係合して前記他方側の部材を前記開位置に位置決め保持するのがよい。
【００１９】
この構成により、固定ガイド部材及び可動カムが、それぞれの端面位置決めカム部を有し、開位置近傍への回動時には、可動カムが第２回動カムから離脱するとともに、固定ガイド部材及び可動カムの端面位置決めカム部が互いに係合して他方側の部材を開位置に位置決め保持するので、第２回動カム及び可動カムの係合・離脱と端面位置決めカムによる位置決めとの間で円滑な移行動作が可能となる。
【００２０】
また、本発明の開閉装置においては、（９）前記第２回動カム及び前記可動カムが、前記ガイド中心軸線から所定の半径で前記軸線方向に対向するそれぞれの端面カム部を有し、前記固定ガイド部材及び前記可動カムの端面位置決めカム部は、前記第２回動カム及び前記可動カムの端面カム部より前記ガイド中心軸線に近い半径位置で互い係合及び離脱するのがよい。この構成により、端面位置決めカム部を中心部に配置することで、固定ガイド部材と可動カムの端面位置決めカム部を第２回動カムを通して係合させることが容易にできるようになる。
【００２１】
一方、本発明の携帯機器は、（１０）上記構成の開閉装置を用いた携帯機器であって、ヒンジ結合される前記一方側の部材と前記他方側の部材とが開閉可能な折りたたみ式の筐体を構成したものである。この構成により、回動カムの面圧をも抑え得る、構成簡素な小型・低コストの開閉装置を用いて、小型・低コストでヒンジ結合の信頼性も十分な携帯機器を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、操作カムの操作により第１回動カムが回動すると、傾斜ガイド部にガイドされた第２回動カムが可動カム側からの押圧力により軸方向移動しながら回動して可動カムとの係合状態を変化させ、付勢手段による他方側の部材の付勢方向を反転させるので、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がなく、部品点数を削減することができ、携帯機器に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができる。その結果、回動カムの面圧をも抑え得る、構成が簡素な低コストの開閉装置を提供し、これを用いた小型・低コストでヒンジ結合の信頼性も十分な携帯機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
[第１の実施の形態]
図１〜図１６は、本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置及びこれを用いた携帯機器を示す図である。
【００２５】
図１及び図２に示す携帯電話機１０は、片手で把持可能な折り畳み式の携帯型情報端末（携帯機器）であり、相対的に回動できるようにヒンジ結合された一対の筐体２０，３０を備えている。筐体２０は複数の操作部２１ａ，２１ｂ，２１ｃや音声入力部（図示せず）等が配されるとともに筐体３０の回動によって開放及び閉塞される操作面２１を有しており、筐体３０は筐体２０と対向する内面側に表示画面３１や音声出力部（符号無し）を備えている。また、筐体２０，３０には、それぞれ通信や表示及び音声処理等のための電子回路が内蔵されている。なお、操作部を装備した筐体２０が操作時に支持される側となることが多いので、ここでは筐体２０を固定筐体と呼び、筐体３０を可動筐体と呼ぶ。
【００２６】
図２に示すように、携帯電話機１０のヒンジ結合部１１の一端側には、開閉装置としてのヒンジ開閉ユニット１００が装着されており、他端側には配線通路２６，３３が形成されている。
【００２７】
このヒンジ開閉ユニット１００は、図３及び図４に示すように、ヒンジ結合される一方側の部材である固定筐体２０に固定された固定ケース１１０（固定ガイド部材）と、ヒンジ結合される他方側の部材である可動筐体３０のヒンジ部３２に回転方向一体に係合し、軸線回りの回動を規制された有底筒状体からなる可動ケース１２０と、固定ケース１１０の一端側に軸方向変位可能に支持された操作部材としてのプッシュカム１３０と、固定ケース１１０内に収納され支持された複数の回動カムである固定カム１４０（第２回動カム）及びロック解除カム１６０（第１回動カム）と、固定カム１４０に係合するよう可動ケース１２０に軸方向変位可能かつ回転方向一体に収納された回転カム１５０（可動カム）と、可動ケース１２０と回転カム１５０の間に縮設された圧縮ばね１７０（弾性部材）と、固定ケース１１０に同軸に支持されたガイドシャフト１８０（ガイド軸部）と、ロック解除カム１６０を所定の操作開始位置に復帰させる復帰ばね１９０（復帰手段）とを含んで構成されている。
【００２８】
固定ケース１１０は、固定筐体２０と可動筐体３０のヒンジ結合の中心軸線１０ａ上に位置するガイド中心軸線１１０ｃを有しており、例えば固定筐体２０と可動筐体３０をヒンジ結合するヒンジ結合ユニット２３，２４のうち一方側のヒンジ結合部２３の固定筐体側部品の内周部位に固定されている（詳細は図示していない）。
【００２９】
また、プッシュカム１３０もヒンジ結合部２３の内方に配置されており、このプッシュカム１３０は、携帯電話機１０のヒンジ結合部１１（例えば固定筐体２０側）内に設けられた押しボタン２５を介して外部から内方側（図４中の矢印１０ｂの向き）に操作され、その操作により固定ケース１１０に対し所定の操作方向である軸線方向に変位する操作カムとなっている。なお、操作カムは必ずしもプッシュカム１３０のようなプッシュ式のものでなくともよく、操作力を固定ケース１１０のガイド中心軸線方向に向けて出力し得るものであれば、操作入力方向は特定されず、レバー式、スライド式、回転式等のものであってもよい。
【００３０】
本実施形態のヒンジ開閉ユニット１００においては、プッシュカム１３０は例えば図５に示すような形状を有し、固定ケース１１０は例えば図６及び図７に示すような形状を有している。
【００３１】
図５において、プッシュカム１３０は、ガイドシャフト１８０が挿入されるガイド軸挿入穴１３０ａを有し、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃ上に配置される。また、プッシュカム１３０は、押しボタン２５からの操作力が加えられる操作端部１３１と、固定ケース１１０の小判形の保持穴１１３（図３参照）に対応する一対の平行平面カット部からなる回り止め部１３３と、ロック解除カム１６０に係合してロック解除カム１６０を回動させる一対のカム部１３４とを有している。これらのカム部１３４は、ロック解除カム１６０の操作側カム部１６２のカム形状に対応する傾斜部１３４ａを有している。また、ロック解除カム１６０は、プッシュカム１３０の一対のカム部１３４に係合する一対の操作側カム部１６２を有しており、プッシュカム１３０の軸方向変位に応じて軸線回りに所定の回動角度範囲内で回動するようになっている。
【００３２】
また、図８に示すように、ロック解除カム１６０の一端側（装置外方側）に設けられた一対の操作側カム部１６２はそれぞれ傾斜面１６２ａを有するとともに、中央のガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃに対し１８０度の回転対称に配置されており、この一対の操作側カム部１６２に対応して、固定ケース１１０には図６（ｃ）に示す中間内底壁部１１７に一対の扇形の穴部１１０ｈが１８０度の回転対称に形成されている。ロック解除カム１６０はそのガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃと直交する座面１６１で固定ケース１１０の中間内底壁部１１７に対し摺動可能である。また、ロック解除カム１６０の他端側に設けられた一対の解除カム部１６３はそれぞれ固定カム担持面１６３ａとその一方側で固定カム１４０とカム係合する傾斜面１６３ｂとを有し、中央のガイド穴１６０ａの中心軸線１６０ｃに対し１８０度の回転対称に配置されている。
【００３３】
また、図６（ｃ）に示すように、固定ケース１１０は、中間内底壁部１１７から前記ガイド中心軸線１１０ｃと同軸になるよう突出した中空円筒状のカム支持軸部１１６を有しており、固定カム１４０及びロック解除カム１６０は、それぞれこのカム支持軸部１１６をガイド軸として、固定ケース１１０内に回動可能にかつガイド中心軸１１０ｃに対し同軸に支持されている。さらに、カム支持軸部１１６には、ガイドシャフト１８０がいわゆるしっくり嵌合により同軸に支持されており、これらカム支持軸部１１６及びガイドシャフト１８０が本発明にいうガイド軸部を構成している。なお、固定ケース１１０、プッシュカム１３０、固定カム１４０及びロック解除カム１６０にはグリース等の適当な潤滑剤を塗布することもできる。
【００３４】
一方、固定ケース１１０の図６中右端側には、固定カム１４０を軸線方向変位に応じてその軸線回りに回動させる一対の傾斜ガイド部１１５が設けられている。これら傾斜ガイド部１１５は、それぞれガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面、例えば固定ケース１１０の端面１１０ｅに対して所定傾斜方向に所定の進み角γ１だけ傾斜して、ガイド中心軸線１１０ｃを中心とする１８０度の回転対称に配置されている。また、傾斜ガイド部１１５は、ガイド中心軸線１１０ｃを中心とするほぼ螺旋状の湾曲形状をなしている。なお、ここで「進み角」とは、ねじにおけるリード角（ｔａｎ−１（リード（Ｌ）／周長（πｄ）））に相当する螺旋の傾きを意味するが、ここでは回動カムの特定の動作角度範囲当たりの従動側の変位（進み）を所定の単位仮想円柱面でとらえるもの（従動側の変位/カム動作角度（θ）×係合半径（ｒ））に応じた値となる。
【００３５】
固定カム１４０は、一対の傾斜ガイド部１１５に係合するよう放射外方に突出する一対の１８０度間隔の外周側のガイド係合部１４１を有しており、図９（ａ）に示すように、各ガイド係合部１４１の両側縁はガイド中心軸線、例えばガイド穴１４０ａの中心軸線１４０ｃに対し直交する平面に対して、所定傾斜方向に所定の進み角γ１だけ傾斜している。これらガイド係合部１４１は、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃから所定の離間距離（係合半径ｒ０）を隔てて傾斜ガイド部１１５に係合している。
【００３６】
また、固定カム１４０はロック解除カム１６０に対向する一対の解除側カム部１４４を有しており、これら解除側カム部１４４はロック解除カム１６０に対面する対向面１４４ａと、ロック解除カム１６０の解除カム部１６３の傾斜面１６３ｂに係合する傾斜面１４４ｂとを有している。そして、固定カム１４０の解除側カム部１４４とロック解除カム１６０の解除カム部１６３とがロック解除カム１６０の回動により互いに傾斜面１４４ｂ，１６３ｂで係合したとき、固定カム１４０はロック解除カム１６０の回動に応じて軸線方向に変位可能となる。ここで、傾斜面１４４ｂ，１６３ｂが固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面となす進み角は、前記進み角γ１より小さい（傾斜が緩い）角度に設定されている。
【００３７】
従って、固定カム１４０は、その解除側カム部１４４の傾斜面１４４ｂとロック解除カム１６０の解除カム部１６３の傾斜面１６３ｂとが係合したとき、傾斜ガイド部１１５により外周側でガイドされながら先端側でロック解除カム１６０に係合し、ロック解除カム１６０の回動位置に応じて固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に変位するとともに、ガイド中心軸線１１０ｃの軸線回りに回動することで、螺旋状にねじれ運動する。
【００３８】
さらに、固定カム１４０は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、回転カム１５０と対向する一対の付勢方向切換えカム部１４２，１４３を有しており、これら付勢方向切換えカム部１４２，１４３はガイド中心軸線１１０ｃと一致するガイド穴１４０ａの中心軸線１４０ｃから前記所定の離間距離ｒ０より小さい半径で回転カム１５０に係合する。さらに、これら付勢方向切換えカム部１４２，１４３は、中心軸線１４０ｃから異なる所定の半径ｒ１，ｒ２の仮想円柱面（図９（ｃ）に二点鎖線で示す）上で、回転カム１５０の対応するカム部１５３，１５４にそれぞれ係合するようになっている。
【００３９】
ここで、放射外方（半径方向外側）の付勢方向切換えカム部１４２は、図９（ｂ）及び図１０（ａ）に示すように、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１４２ａと、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１４２ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１４２ｃと、第１の傾斜カム面１４２ａと第２の傾斜カム面１４２ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１４２ｂとを有している。また、放射内方（半径方向内側）の付勢方向切換えカム部１４３は、放射外方の付勢方向切換えカム部１４２に対し１８０度回転させた角度位置で、かつ、半径方向では内側に位置しており、図１０（ｂ）に示すように、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１４３ａと、中心軸線１４０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１４３ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１４３ｃと、第１の傾斜カム面１４３ａと第２の傾斜カム面１４３ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１４３ｂとを有している。また、付勢方向切換えカム部１４３の第２の傾斜カム面１４３ｃの下部は、一旦中心軸線１４０ｃと直交する平面上に位置する中間減速領域１４３ｄとされ、更に第２の傾斜カム面１４３ｃと同一方向に更に急な傾斜をなす延長傾斜面１４３ｅとなっている。
【００４０】
一方、回転カム１５０の放射外方のカム部１５３は、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示すように、そのガイド穴１５０ａの中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１５３ａと、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１５３ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１５３ｃと、第１の傾斜カム面１５３ａと第２の傾斜カム面１５３ｃの間で固定カム１４０側に最も突出した頂部１５３ｂとを有している。また、放射内方の付勢方向切換えカム部１５４は、放射外方のカム部１５３に対し１８０度回転させた角度位置で、かつ、半径方向では内側に位置しており、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜した第１の傾斜カム面１５４ａと、中心軸線１５０ｃと直交する平面に対して第１の傾斜カム面１５４ａとは逆方向に傾斜した第２の傾斜カム面１５４ｃと、第１の傾斜カム面１４３ａと第２の傾斜カム面１４３ｃの間で回転カム１５０側に最も突出した頂部１５４ｂとを有している。また、カム部１５４の第２の傾斜カム面１５４ｃの下部は、一旦中心軸線１５０ｃと直交する平面上に位置する短い中間減速領域１５４ｄとされ、更に第２の傾斜カム面１５４ｃと同一方向に更に急な傾斜をなす延長傾斜面１５４ｅとなって、最終的には扇形の穴部１５０ｈに続いている。
【００４１】
また、回転カム１５０の中心部には、固定ケース１１０のカム支持軸部１１６に対向するボス部１５１が設けられており、その先端には固定ケース１１０のカム支持軸部１１６に設けられた一対の凹状の端面位置決めカム１１６ａ（図６及び図７参照）に係合するよう、一対の凸状の端面位置決めカム部１５１ａが設けられている。すなわち、回転カム１５０及び固定ケース１１０は、固定ケース１１０のガイド中心軸線方向に対向するそれぞれの端面位置決めカム部１５１ａ，１１６ａを有しており、可動筐体３０が固定筐体２０から最も離隔する開位置の近傍に達したとき、回転カム１５０が固定カム１４０から離脱するとともに、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａが互いに係合して、可動筐体３０を前記開位置に位置決め保持するようになっている。
【００４２】
また、図１１（ｂ）に示されるように、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａは、固定カム１４０及び回転カム１５０の端面カム部である付勢方向切換えカム部１４２，１５３及び１４３，１５４よりも、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃに近い半径位置で互い係合及び離脱するようになっている。なお、位置決め時における固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａの係合部分については、固定筐体２０及び可動筐体３０の手動による開動作時に適当な脱出トルクを与えるように所定の圧力角が設定されている。
【００４３】
一方、図４に示すように、回転カム１５０と可動ケース１２０の間に縮設された圧縮ばね１７０は、回転カム１５０を固定カム１４０側に付勢し、固定カム１４０と回転カム１５０との係合状態に応じて、可動ケース１２０及び可動筐体３０を固定筐体２０から離隔させる開動作方向１０ｅ（図１参照）に、あるいは、可動ケース１２０及び可動筐体３０を固定筐体２０に接近させる閉動作方向１０ｄ（図１参照）のうちいずれか一方側に付勢する付勢手段となっている。
【００４４】
ここにいう「係合状態に応じて」とは、例えば固定カム１４０が所定の動作開始位置に復帰した状態において、可動筐体３０が固定筐体２０に最も接近する閉位置の近傍に位置するよう手動操作されたとき、圧縮ばね１７０からの軸線方向外方側（図４中の矢印１０ｃの向き）への付勢力を受ける回転カム１５０が一方側の傾斜面１４２ａ，１４３ａと係合することで可動筐体３０の閉動作方向側に付勢され、一方、可動筐体３０が固定筐体２０から所定角度以上開いた（離隔した）位置まで操作されたときには、圧縮ばね１７０からの軸線方向の付勢力を受ける回転カム１５０が他方側の傾斜面１４２ｃ，１４３ｃと係合することで、回転カム１５０が可動筐体３０の開動作方向側に付勢されるといったものであり、回転カム１５０が固定カム１４０の一対の付勢方向切換えカム部１４２、１４３のどちら側の傾斜面に係合するかに応じてという意味である。
【００４５】
また、一対の付勢方向切換えカム部１４２，１４３の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａは、固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して所定傾斜方向に傾斜したその進み角γ２が、固定ケース１１０の傾斜ガイド部１１５がガイド中心軸線１１０ｃと直交する平面に対して前記所定傾斜方向に傾斜した進み角γ１以下となっている。なお、前述の通り、ここでの進み角は、従動側の変位（進み）／カムの動作角度（θ）×係合半径（ｒ）に応じた値となるので、放射内方の付勢方向切換えカム１４３は、実際の摺動距離当たりでは急勾配となるが、その進み角は放射外方の付勢方向切換えカム１４２と同一である。
【００４６】
回転カム１５０は、また、図４に示すように、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０に対して同軸に支持されることで、固定ケース１１０に対してそのガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に変位可能にかつ中心軸線１１０ｃの軸線回りに回動可能に連結されている。
【００４７】
また、同図に示すように、ガイドシャフト１８０は、一端から所定距離を隔てた位置に一体的に装着され固定ケース１１０の中間内底壁部１１７にロック解除カム１６０とは反対側から当接する拡径部１８２と、止め輪２０１が例えばかしめにより固定される他端部１８１とを有しており、止め輪２０１に隣接して装着された止め輪２０１より面積の広いスペーサリング２０２を介して可動ケース１２０の底壁部１２１を抜け止めするようになっている。拡径部１８２には、復帰ばね１９０が巻き掛けられ保持されている。
【００４８】
可動ケース１２０は、その有底筒状体の底壁部１２１の中心に位置するガイド穴（符号無し）部分で、ガイドシャフト１８０を介して固定ケース１１０に対して同軸に支持されるが、この軸穴部分を内方に突出させることで、ガイド穴を長くするようにしてもよい。また、可動ケース１２０は可動筐体３０に対して図３に示すような平行カット部１２２により回転方向一体に係合するが、軸線方向に延びる突条や溝等でもよい。
【００４９】
復帰ばね１９０は、例えば固定ケース１１０の縦溝１１９とロック解除カム１６０の間に介在するねじりコイルばねからなり、拡径部１８２に保持されながらロック解除カム１６０をプッシュカム１３０との係合面積を少なくする側に付勢することで、圧縮ばね１７０により可動筐体３０を閉動作方向側に付勢可能な所定の動作開始位置に、固定カム１４０を復帰させるようになっている。さらに、ロック解除カム１６０が所定の操作開始位置に復帰することで、プッシュカム１３０も復帰させられる。もっとも、プッシュカム１３０は押しボタン２５と共に他の復帰ばねにより復帰させてもよい。
【００５０】
上述のように、本実施形態においては、固定カム１４０及び回転カム１５０に、それぞれ固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃから異なる半径ｒ１，ｒ２で軸線方向に対向する複数種の端面カム部として付勢方向切換えカム部１４２，１５３及び１４３，１５４を設けており、それら複数種の端面カム部１４２，１５３及び１４３，１５４は、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が所定の操作開始位置から回動するとき、圧縮ばね１７０からの付勢により軸線方向に互いに押圧されながら係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させる外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と、その外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３よりも固定ケース１１０のガイド中心軸線１１０ｃに近い内側で互いに係合し、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が操作開始位置から回動するとき、圧縮ばね１７０からの付勢により軸線方向に互いに押圧されながら外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と同期するタイミングで係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させる内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４とで構成されている。そして、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が所定の操作開始位置から回動するとき、固定カム１４０が傾斜ガイド部１１５にガイドされながら回転カム１５０側からの押圧力により回転駆動されて回転カム１５０との係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動ケース１２０及び可動筐体３０への付勢方向を反転させるようになっている。
【００５１】
また、本実施形態の携帯電話機１０では、押しボタン２５を押す外部からの操作によりプッシュカム１３０が軸線方向（所定の操作方向）に変位すると、圧縮ばね１７０の付勢力により回転カム１５０を介して可動筐体３０を固定筐体２０に対し開動作方向に回動させることができる一方、固定カム１４０の所定の動作開始位置への復帰状態で可動筐体３０を手動で開くこともでき、各操作方向において一定の操作量に達すると、ばねの付勢とカムの作用でその開動作又は閉動作が自動的に完了する動作がなされる。
【００５２】
次にその動作について説明する。
（手動による開閉動作時）
まず、携帯電話機１０が折り畳まれた状態、すなわち固定筐体２０の操作面２１と可動筐体３０の表示画面３１が対面した状態から、携帯電話機１０を手動で開く場合について説明すると、ヒンジ開閉ユニット１００の内部の初期状態は図４に示す状態となっており、このときの主要なカムの状態を展開して模式的に示すと、図１２（ａ）のようになる。なお、図１２中では回転カム１５０の左側への動きが閉動作、逆の右側への動きが開動作となる。
【００５３】
図１２（ａ）に示す初期状態、すなわち、手動での開動作の開始時には、動作開始位置に復帰し傾斜ガイド部１１５で回動を規制される固定カム１４０の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａに回転カム１５０のカム部１５３，１５４が係合して、可動ケース１２０が可動筐体３０の閉動作方向への付勢を受けながら折り畳み位置である閉じ位置で保持されている。
【００５４】
次いで、手動により可動筐体３０を固定筐体２０に対して開動作方向に回動させると、図１２（ｂ）に示すように、回転カム１５０が圧縮ばね１７０を初期状態よりも圧縮させつつその付勢力に抗して固定カム１４０のカム部１４２，１４３の頂部１４２ｂ，１４３ｂを乗り越え、圧縮ばね１７０の付勢方向が開動作側に反転する。従って、ユーザが手動で可動筐体３０を開く最初のうちは操作抵抗があるが、ある程度開いた後は、開く操作を継続しなくとも可動筐体３０が勝手に開動作を続ける状態となる。
【００５５】
可動筐体３０の開動作が進み、所定の開位置に接近して来ると、図１２（ｃ）に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端部に当接することで軸方向変位を規制される回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３から離脱し、固定ケース１１０側へのカムの乗り移りがなされる。
【００５６】
次いで、可動筐体３０の開動作が更に進み、ほぼ所定の開位置に達すると、図１２（ｄ）に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａに落ち込んで、回動方向に位置決めされ、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の開位置に保持されることになる。このとき、回転カム１５０には圧縮ばね１７０からの付勢力が作用しているから、可動筐体３０は固定筐体２０に対して所定の脱出トルク以上で開かれるか、後述する押しボタン２５の操作がされない限り、閉じた状態を維持することになる。
【００５７】
なお、この間、固定カム１４０は一度も回動も軸線方向変位もしない。
【００５８】
ここで、例えば手動により、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の脱出トルク以上で開かれると、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａがカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａから離脱する。これにより操作抵抗が急に軽くなり、回転カム１５０は図１２（ｄ）に示した状態から図１２（ｃ）に示す状態へ戻り、次いで、回転カム１５０が更に図１２（ｂ）に示した状態に戻って、回転カム１５０のカム部１５２，１５３が固定カム１４０のカム部１４２，１４３に係合する。
【００５９】
この状態においては、可動筐体３０が固定筐体２０に対し閉動作方向に回動するにつれて操作抵抗が増すことになるが、回転カム１５０のカム部１５２，１５３が図１２（ｂ）に示す状態から図１２（ａ）に示す状態に移行する途中で固定カム１４０のカム部１４２，１４３の頂部１４２ｂ，１４３ｂを乗り越えると、付勢方向が閉動作側に反転して操作力が急減し、可動筐体３０は閉まり勝手となる。このように、良好な操作感を伴う閉動作が可能となる。
（押しボタン操作による開動作時）
次に、携帯電話機１０が折り畳まれた状態で押しボタン２５の操作がされる場合について説明すると、ヒンジ開閉ユニット１００の内部の初期状態は、図４に示す状態となっており、このときの主要なカムの状態を展開して模式的に示すと、図１３（ａ）のようになる。これは、図１２（ａ）に示したのと同じ状態であり、図１３中でも、回転カム１５０の左側への動きが閉動作、逆の右側への動きが開動作となる。
【００６０】
図１３（ａ）に示す初期状態、すなわち、押しボタン２５の操作開始時点には、動作開始位置に復帰し傾斜ガイド部１１５で回動を規制される固定カム１４０の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａに回転カム１５０のカム部１５３，１５４が係合して、可動ケース１２０が可動筐体３０の閉動作方向への付勢を受けながら折り畳み位置である閉じ位置で保持されている。
【００６１】
次いで、例えば固定筐体２０を把持した片手の何れかの指（例えば親指）で、押しボタン２５が押されると、プッシュカム１３０がガイド中心軸線１１０ｃの軸線方向に移動することで、復帰位置にあったロック解除カム１６０が駆動されて回動する。そして、押しボタン２５が所定の操作量を超えて操作されると、固定カム１４０とロック解除カム１６０の係合状態が、図１４に示すように固定カム１４０のロック解除カム１６０側への落ち込みが可能な状態となり、図１４中に仮想線で示す初期位置にあった固定カム１４０が同図中の実線位置まで変位する。
【００６２】
このとき、固定カム１４０は、傾斜ガイド部１１５にガイドされながら軸線回りに回動するとともに軸線方向に変位することで、回転カム１５０のカム部１５３，１５４の第１の傾斜面１５３ａ，１５４ａに対してその頂部側へ滑り抜けるようにほぼ螺旋運動し、いわゆるダルマ落しのような要領で、圧縮ばね１７０からの軸線方向の付勢力を回転カム１５０を介して受けながらも、傾斜ガイド部１１５からの比較的大きな回転トルク等を受けることで、図１３（ｂ）及び図１４に示す状態へと付勢方向を反転させる。なお、回転トルク（Ｔ）は、固定カム１４０と回転カム１５０の各係合部位における軸線方向の推力（押圧力）、その部位の進み角の正接（ｔａｎγ）及び係合半径（ｒ）の積（Ｔ＝Ｆ×ｔａｎγ 
×ｒ）で表わされる。
【００６３】
付勢方向の反転後は、回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３の第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃを滑り落ち、可動ケース１２０及び可動筐体３０が勝手に開動作を続ける状態となる。
【００６４】
可動筐体３０の開動作が進み、所定の開位置に接近して来ると、図１３（ｃ）及び図１５に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端部に当接することで軸方向変位を規制される回転カム１５０のカム部１５３，１５４が固定カム１４０のカム部１４２，１４３から離脱し、固定ケース１１０側へのカムの乗り移りがなされる。
【００６５】
次いで、可動筐体３０の開動作が更に進み、ほぼ所定の開位置に達すると、図１３（ｄ）及び図１６に示すように、回転カム１５０の端面位置決めカム部１５１ａが固定ケース１１０のカム支持軸部１１６の端面位置決めカム部１１６ａに落ち込んで、回動方向に位置決めされ、可動筐体３０が固定筐体２０に対して所定の開位置に保持されることになる。
【００６６】
一方、押しボタン２５の操作力が解除された後、復帰ばね１９０の復帰トルクにより、ロック解除カム１６０が初期の操作開始位置側に復帰するとともにプッシュカム１３０を初期の位置まで押し戻す。そして、回転カム１５０が図１３（ｄ）の状態に達するときにはロック解除カム１６０が操作開始位置に達し、固定カム１４０が傾斜ガイド部１１５より進み角の小さいロック解除カム１６０の解除カム部１６３によって回転カム側に押し上げられ、所定の動作開始位置に復帰する。
【００６７】
従って、押しボタン２５の操作後、この復帰時点で、図１２（ｄ）に示す手動による開動作の完了時点の状態と同じになる。
【００６８】
よって、この状態からの閉動作は、上述した手動による場合と同様である。
【００６９】
このように、本実施形態では、プッシュカム１３０の操作によりロック解除カム１６０が操作開始位置から回動すると、傾斜ガイド部１１５にガイドされた固定カム１４０が回転カム１５０側からの押圧力により軸方向移動しながら回転して回転カム１５０との係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による可動筐体３０の付勢方向を反転させることにより、他のカムによって圧縮ばね１７０からの付勢方向を切り換える必要を無くして部品点数を削減することができ、ヒンジ開閉ユニット１００のような携帯電話機１０に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができる。また、固定カム１４０を螺旋状のねじれ運動により円滑に軸方向移動及び回動させることができ、圧縮ばね１７０の付勢方向切り換えを円滑に行なうことができる。
【００７０】
さらに、回転トルク（Ｔ＝Ｆ×ｔａｎγ×ｒ）を考えると、前記固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３を係合半径ｒ０のガイド係合部１４１よりもガイド中心軸線１１０ｃから小さい係合半径ｒ１，ｒ２で回転カム１５０に係合させるので、傾斜ガイド部１１５に係合するガイド係合部１４１よって付勢方向切換えカム部１４２，１４３側の負荷トルクに対して十分大きな回転トルクを固定カム１４０に生じさせ、付勢方向の反転切換えを確実に行なうことができる。また、付勢方向切換えカム部１４２，１４３の第１の傾斜カム面１４２ａ，１４３ａの進み角γ２は、固定ケース１１０の傾斜ガイド部１１５の進み角γ１以下となっているので、これによっても付勢方向切換えカム部１４２，１４３側の負荷トルクに対して大きな回転トルクを固定カム１４０に生じさせ、付勢方向の反転切換えをより確実に行なうことができる。勿論、前記固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３をガイド係合部１４１よりもガイド中心軸線１１０ｃから小さい半径（ｒ１、ｒ２＜ｒ０）で回転カム１５０に係合させるのみか、あるいは、上述のような進み角γ１，γ２の大小関係（γ１＞γ２）の設定のみで、付勢方向の切り換えのためのトルクを専ら発生させることも可能である。
【００７１】
さらに、本実施形態では、固定ケース１１０がカム支持軸部１１６を介してロック解除カム１６０及び固定カム１４０をガイドするので、安定したガイドが可能になる。また、ガイドシャフト１８０に可動ケース１２０を装着して圧縮ばね１７０を収納することができるので、開閉装置の要部をガイドシャフト１８０上に装着してユニット化した取り扱い容易なヒンジ開閉ユニット１００とすることができる。しかも、可動ケース１２０には、圧縮ばね１７０の一端を担持させるだけでなく、回転カム１５０の軸方向移動に対するガイド機能を持たせることができ、更に可動筐体３０との回動方向一体の係合機能も持たせることができる。
【００７２】
また、固定カム１４０と回転カム１５０とに、係合半径の異なる外側の付勢方向切換えカム部１４２，１５３と内側の付勢方向切換えカム部１４３，１５４とがそれぞれ設けられ、これらが固定カム１４０と回転カム１５０との係合部分で互いに同期するタイミングで係合状態を変化させ、圧縮ばね１７０による付勢方向を反転させるので、複数組の付勢方向切換えカム部１４２，１４３，１５３，１５４を配しながらも、個々の付勢方向切換えカム部１４２，１４３，１５３，１５４について十分な作動範囲を確保し、かつ、係合するカム同士の最小係合角度範囲も十分に確保することができる。その結果、これらのカム係合面の当接部位における面圧を下げることができ、例えば成形性に優れた材料で固定カム１４０や回転カム１５０を成形（例えば樹脂や金属粉末等で注型成形）することが可能となる。また、開動作方向への付勢を行なうための傾斜したカム面１４２ｃ，１４３ｃ等を適宜湾曲又は屈曲させて、開動作の途中での傾斜の緩やかな減速領域１４２ｄあるいは中間停止領域を設定する等といったことが容易に可能となる。
【００７３】
加えて、固定ケース１１０及び回転カム１５０が、それぞれの端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを有し、開位置近傍への回動時には、回転カム１５０が固定カム１４０から離脱するとともに、固定ケース１１０及び回転カム１５０の端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａが互いに係合して可動筐体３０を開位置に位置決め保持するので、固定カム１４０と回転カム１５０の係合・離脱から端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａによる位置決め動作への移行を円滑に行なうことができる。また、端面位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを中心部に配置することで、これら位置決めカム部１１６ａ，１５１ａを固定カム１４０を通して確実に係合させることが容易に可能となる。
【００７４】
一方、本実施形態の携帯電話機１０は、上述のようなヒンジ開閉ユニット１００を用いることで、小型・軽量かつ低コストでヒンジ結合部１１の耐久性や信頼性に優れたものとなる。
【００７５】
[第２の実施の形態]
図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る開閉装置を示すその要部動作説明図である。
【００７６】
本実施形態は、第１の実施の形態と全体構成はほぼ同様であるが、固定カムの付勢方向切換えカム部とこれらに係合する回転カムのカム部形状が上述の形状とは異なるものである。従って、上述の実施形態と同一の構成要素又はそれに相当する部分については、図１〜図１６に示した符号と同一の符号を用いて説明する。
【００７７】
図１７（ａ）に示すように、本実施形態では、上述の実施形態の固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３における第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ側の形状とは異なり、固定カム２４０の付勢方向切換えカム部２４２，２４３における第２の傾斜面２４２ｃ，２４３ｃ側の形状が、第１の実施形態のような中間減速領域１４３ｄや延長傾斜面１４３ｅを持たない、すなわち進み角が小さくなる中間部位を持たない単一の直線的若しくは緩やかな曲線的な傾斜面となっている。そして、これらに係合する回転カム２５０の一対のカム部２５３，２５４も、付勢方向切換えカム部２４２，２４３の第２の傾斜面２４２ｃ，２４３ｃに係合する片側の傾斜面の角度や形状が上述の実施の形態とは相違する。固定カム２４０及び回転カム２５０のその他の構成は、第１の実施の形態の固定カム１４０及び回転カム１５０のそれらと全く同一である。
【００７８】
本実施形態においても、上述の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００７９】
[第３の実施の形態]
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る開閉装置を示すその要部動作説明図である。
【００８０】
本実施形態は、第１の実施の形態と全体構成は同様であるが、固定カムの付勢方向切換えカム部とこれらに係合する回転カムのカム部形状が上述の形状とは異なるものである。従って、第１の実施の形態と同一の構成要素又はそれに相当する部分については、図１〜図１６に示した符号と同一の符号を用いて説明する。
【００８１】
図１８（ａ）に示すように、本実施形態では、第１の実施形態の固定カム１４０の付勢方向切換えカム部１４２，１４３における頂部１４２ｂ，１４３ｂから第２の傾斜カム面１４２ｃ，１４３ｃ側の形状とは異なり、固定カム３４０の付勢方向切換えカム部３４２，３４３の第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃ側の形状が、第１の実施形態のような中間減速領域１４３ｄよりも更に第１の傾斜カム面３４２ａ，３４３ａ側に傾斜した中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄを有しており、それに延長傾斜面３４２ｅ，３４３ｅを接続した傾斜面となっている。そして、固定カム３４０の付勢方向切換えカム部３４２，３４３に係合する回転カム３５０の一対のカム部３５３，３５４も、付勢方向切換えカム部３４２，３４３の第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃに係合する片側の傾斜面の角度が上述の実施の形態とは相違している。固定カム３４０及び回転カム３５０のその他の構成は、第１の実施の形態の固定カム１４０及び回転カム１５０のそれらと全く同一である。中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄや延長傾斜面３４２ｅ，３４３ｅは平坦な面でなく曲面であってもよく、中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄ付近でカム面が屈曲するのでなく湾曲してもよいことはいうまでもない。
【００８２】
本実施形態においても、上述の実施の形態と同様な効果を得ることができる。しかも、第２の傾斜面３４２ｃ，３４３ｃの中間停止領域３４２ｄ，３４３ｄがその両側の傾斜面とはわずかに逆向きに傾斜して凹部形状が形成されているので、回転カム３５０のカム部３５３，３５４を中間の定位置で一旦停止させ、例えば可動筐体３０が固定筐体２０に対し直立するかそれよりわずかに開いた位置で可動筐体３０を一旦停止させることができ、動作を多様化させることができる。この場合、停止後の開動作は手動でも押しボタン操作でもよい。
【００８３】
なお、上述の各実施の形態においては、携帯機器を携帯電話機としたが、本発明はＰＤＡ等の他の携帯機器にも勿論適用できる。また、複数の離間するヒンジ結合部があるような携帯機器にあっては、ヒンジ開閉ユニットを同一軸線上に複数配置し、個々に操作するか操作力を伝達する操作リンケージを設けることで、採用できる。また、ヒンジ開閉ユニットの中心軸線は一方側の部材と他方側の部材のヒンジ結合中心軸線と同軸な配置としたが、所定のオフセット量だけオフセットさせた平行配置とし、可動ケースの出力を噛合い歯等で可動側の他方側の部材に伝動するような構成も考え得る。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明したように、本発明は、操作カムの操作により第１回動カムが回動すると、傾斜ガイド部にガイドされた第２回動カムが可動カム側からの押圧力により軸線方向移動しながら回動して可動カムとの係合状態を変化させ、付勢手段による他方側の部材の付勢方向を反転させるので、他のカムによって付勢手段の付勢方向を切り換える必要がなく、部品点数を削減することができ、携帯機器に好適な小型・軽量の開閉装置を提供することができ、これを用いた小型・低コストの携帯機器を提供することができるものであり、開閉装置及びこれを用いた携帯機器、特に一方側の部材と他方側の部材とをヒンジ結合した折りたたみ式のヒンジ結合体を、押しボタン操作等の簡単な操作のみで開動作させる機能を備えた開閉装置並びにこれを備えた携帯機器全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
本発明の特徴及び利点は以下の詳細な説明と添付図面の参照により明らかとなる。
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置を装着した携帯電話機を示す図で、（ａ）はその筐体が閉じているときの外観斜視図、（ｂ）はその筐体が開いているときの外観斜視図である。
【図２】図２は図１に示す携帯電話機のヒンジ結合部の断面図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の分解斜視図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の内部構成を示す要部正面図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置のプッシュカムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の固定ケースを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその正面断面図である。
【図７】図７は図６に示す固定ケースの軸方向両端面を示す図で、（ａ）は開閉装置の内方側から見た端面図、（ｂ）は開閉装置の外方側の端面図である。
【図８】図８は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置のロック解除カムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図９】図９は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の固定カムを示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図１０】図１０は図９に示す固定カムの複数のカム形状を示す図で、（ａ）は図９（ｃ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図９（ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】図１１は本発明の第１の実施の形態に係る開閉装置の回転カムを示す図で、（ａ）はその回り止め用の平行カット面から見た正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ矢視図である。
【図１２】図１２は本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の筐体が手動で開かれるときの主要なカムの相対的な変位を示す模式的な動作説明図である。
【図１３】図１３は本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の筐体が押しボタン操作のみで開かれるときの主要なカムの相対的な変位を示す模式的な動作説明図である。
【図１４】図１４は図１３（ａ）に示す押しボタン操作開始時の状態を仮想線で、図１３（ｂ）に示す固定カム固定解除直後の状態を実線で示す主要なカムの相対的な変位を示す動作説明図である。
【図１５】図１５は図１３（ｃ）に示す押しボタン操作後のカムの乗り移り時における主要なカムの状態を示す動作説明図である。
【図１６】図１６は図１３（ｃ）に示すカムの乗り移り段階から図１３（ｄ）に示す開位置での位置決め状態に至る直前の位置決め部位の状態を示す一部破断面を含む動作説明図である。
【図１７】図１７は本発明の第２の実施形態に係る開閉装置の固定カム形状を模式的に示すその動作説明図である。
【図１８】図１８は本発明の第３の実施形態に係る開閉装置の固定カム形状を模式的に示すその動作説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  携帯電話機（携帯機器）
１０ａ  ヒンジ結合の中心軸線
２０  固定筐体（一方側の部材）
３０  可動筐体（他方側の部材）
１００  ヒンジ開閉ユニット（開閉装置）
１１０  固定ケース（固定ガイド部材）
１１０ｃ  ガイド中心軸線
１１５  傾斜ガイド部
１１６  カム支持軸部（ガイド軸部）
１１６ａ，１５１ａ  端面位置決めカム部
１２０  可動ケース（有底筒状体）
１２５  押しボタン（操作部材）
１３０  プッシュカム（操作カム）
１４０  固定カム（第２の回動カム）
１４１  ガイド係合部
１４２，２４２，３４２  外側の付勢方向切換えカム部
１４３，２４３，３４３  内側の付勢方向切換えカム部
１４２ａ，１４３ａ，２４２ａ，２４３ａ，３４２ａ，３４３ａ  第１の傾斜カム面
１４２ｂ，１４３ｂ，２４２ｂ，２４３ｂ，３４２ｂ，３４３ｂ  頂部
１４２ｃ，１４３ｃ，２４２ｃ，２１４３ｃ，３４２ｃ，３４３ｃ  第２の傾斜カム面
１５０，２５０，３５０  回転カム（可動カム）
１５３  カム部（外側の付勢方向切換えカム部）
１５４  カム部（内側の付勢方向切換えカム部）
１５３ａ，１５４ａ  第１の傾斜カム面
１５３ｂ，１５４ｂ  頂部
１５３ｃ，１５４ｃ  第２の傾斜カム面
１６０  ロック解除カム（第１回動カム）
１８０  ガイドシャフト（ガイド軸部）
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007069300.tif 000021
【図２】
2007069300.tif 000022
【図３】
2007069300.tif 000023
【図４】
2007069300.tif 000024
【図５】
2007069300.tif 000025
【図６】
2007069300.tif 000026
【図７】
2007069300.tif 000027
【図８】
2007069300.tif 000028
【図９】
2007069300.tif 000029
【図１０】
2007069300.tif 000030
【図１１】
2007069300.tif 000031
【図１２】
2007069300.tif 000032
【図１３】
2007069300.tif 000033
【図１４】
2007069300.tif 000034
【図１５】
2007069300.tif 000035
【図１６】
2007069300.tif 000036
【図１７】
2007069300.tif 000037
【図１８】
2007069300.tif 000038
【国際調査報告】
2007069300.tif 000039
2007069300.tif 000040