专利名称：开闭装置和搭载了该开闭装置的便携信息终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及开闭装置，更详细地讲，涉及在便携电话、PDA、电子辞典等便携信息终端壳体的幵闭中所使用的铰链的技术领域。
背景技术：
以往，例如在便携电话机和PDA等便携信息终端中，为了同时实现操作性提高、确保能够显示的信息量以及携带时的紧凑性，大多采用使用了 "铰链"的开闭结构。
使用了铰链的开闭结构存在各种结构，例如存在如下结构通过平
行排列的双轴铰链，使便携信息终端的多个壳体(例如具有操作部的第1
壳体和具有显示部的第2壳体)在0° 360°的范围内自由开闭(以下简称为"360°开闭结构")(参照专利文献l、专利文献2)。
专利文献1日本特开2008-144962号公报(特别是图7)专利文献2日本特幵2008-121795号公报(特别是图16)
确实，通过上述专利文献l、 2所记载的36(T开闭结构，便携信息终端所采用的形式的自由度提高，易于采用基于使用目的的形式。例如，如果在带电视接收功能(所谓的"One-Seg"或"Full-Seg")的便携电话机的情况下，则通过打开(开成)360° ，能够以易于手持的紧凑的形式来监视显示器(显示部)。
但是，在专利文献l、 2所记载的这种360。开闭结构的情况下，在开成36(T而使第2壳体所具有的由液晶画面等构成的显示器位于近前面的情况下，在其相反面(里面、底面)，第1壳体所具有的键盘等操作部露出，所以，误操作的可能性高。
并且，在近年来的便携信息终端中，有时在第2壳体的两面具有显示部。具体而言，是通过打开(开成)便携信息终端而露出的面(以下称为"第1面")所具有的主要显示部(主显示器)和该第1面的背面(即，在闭合便携信息终端的状态下已露出的面以下称为"第2面")所具有的次要显示部(副显示器)。近年来，副显示器的显示内容例如大多停留在时刻显示、电池余量显示、电波接收状况显示、有无呼入显示等简易显示，但是，不能否定将来根据目的而将采用具有与主显示器相同或以上的显示功能的显示器的可能性。并且，除了显示部以外，该第2面侧还可能具有当前无法预想到的功能和装备。
但是，这里，在专利文献l、 2所记载的这种360。开闭结构的情况下，在打开360°的状态下，该第2面不可避免地被隐藏，所以，产生无法使用(或难以使用)该第2面所具有的显示部和功能的问题。
发明内容
本发明是为了解决这种问题点而完成的，其目的在于，进一步提高通过铰链以能够开闭的方式连接的(便携信息终端的)壳体所采用的形式的自由度，实现用户使用便利性的提高。
本发明通过如下的开闭装置来解决上述课题开闭装置以能够开闭
的方式连接具有操作部的第1壳体和具有显示部的第2壳体，该开闭装置平行地具有第1轴和第2轴，该第1轴以使所述第1壳体能够转动的方式支承所述第1壳体，该第2轴以使所述第2壳体能够转动的方式支承所述第2壳体，该第2轴借助与该第2轴正交的第3轴支承所述第2壳体，使所述第2壳体能够以该第3轴为中心旋转。
通过采用这种结构，通过第1轴和第2轴，能够在360°的范围内开闭第l、第2壳体，同时，根据需要使第2壳体以第3轴为中心旋转，由此，能够使第l、第2壳体所采用的形式(即由该第l、第2壳体构成的便携信息终端的形式)具有更多的变化。
另外，构成为在所述第1轴、第2轴和第3轴上具有对该第1轴、第2轴和第3轴的旋转进行控制的旋转位置保持机构，由此，能够将所连接的第1壳体和第2壳体的开闭位置(开闭角度)和以第3轴为中心旋转的第2壳体的旋转位置(旋转角度)保持为期望的位置(角度)，防止产生无意的开闭动作、旋转动作，包含操作性的提高在内，能够提高用户的使用便利性。
另外，如果使所述旋转位置保持机构构成为具有凸轮部件和追随该凸轮部件的凸轮从动部件，且能够将所述第1轴、第2轴和第3轴的旋转角度保持为规定角度，则能够简易且低成本地构成旋转位置保持机构，
并且，能够每次将第1壳体和第2壳体保持为规定的位置(角度)。并且，
通过变更所使用的凸轮轮廓，能够自由地变更/调整保持力的调整和所保持的角度。
另外，在所述第1轴和所述第2轴上分别具有专用的所述凸轮部件，并使各自的凸轮轮廓不同，由此，能够分配第1轴所具有的凸轮和第2轴所具有的凸轮的动作。
另外，所述第1轴、第2轴和第3轴都由中空部件构成，由此，能够在该中空部分贯穿插入用于连接第1壳体和第2壳体的连接线缆类，能够实现线缆类的保护，同时实现开闭装置(铰链)的轻量化。而且，不需要另外准备布线空间，所以，作为包含第1壳体和第2壳体在内的(便携信息终端)整体，能够实现节省空间。
另外，该开闭装置还具有第3轴旋转限制单元，该第3轴旋转限制单元根据所述第2轴的旋转角度来限制所述第3轴的旋转。由此，能够将如下情况防患于未然不经意地使第3轴旋转(即，使第2壳体旋转)，由第2壳体的角部损伤第1壳体(或者，也包含相反情况)。进而，还能够将如下情况防患于未然由于第1壳体和第2壳体的接触等在开闭装置(铰链)上作用过度的力，导致例如轴弯曲等不良情况。
该第3轴旋转限制单元具体而言，例如通过在所述第2轴和所述第3轴各自的一端形成为向半径方向外侧扩展的规定形状的凸缘部彼此的抵接，来进行所述第3轴的旋转限制。即，在第2轴位于规定的旋转角度的范围内时使第3轴旋转时，在该第3轴上形成的凸缘与在第2轴上形成的凸缘抵接，无法使第3轴旋转。另外，该情况同时意味着，在第3轴位于规定的旋转角度的范围内时使第2轴旋转时，在该第2轴上形成的凸缘与在第3轴上形成的凸缘抵接，无法使第2轴旋转。这样，能够
6通过非常简易的结构来实现可靠的旋转限制，所以，通过具有第3轴旋转限制单元，不会牺牲开闭装置(铰链)的紧凑性。
另外，如果构成为通过齿轮连接所述第1轴和所述第2轴，则在限
制了第2轴的旋转的状态下，能够借助该齿轮还间接地限制第1轴的旋转。
另外，换种看法时，本发明能够作为如下的便携信息终端理解该
便携信息终端利用铰链以能够在360°范围内开闭的方式连接具有操作部的第1壳体的一端和具有显示部的第2壳体的一端，其特征在于，所述铰链是三轴铰链，其平行地具有第1轴和第2轴，该第1轴以使所述第1壳体能够转动的方式支承所述第1壳体，该第2轴以能够使所述第2壳体转动的方式支承所述第2壳体，该第2轴借助与该第2轴正交的第3轴支承所述第2壳体，使所述第2壳体能够以该第3轴为屮心旋转。
此时，通过该便携信息终端具有开闭位置保持机构(铰链中的旋转位置保持机构)，该开闭位置保持机构至少能够在0°位置、90°位置、160°位置和360°位置保持所述第1壳体和所述第2壳体的开闭角度，由此，例如在该便携信息终端是便携电话的情况下，能够在通话时和摄影时、携带时等的使用频度高的位置保持开闭位置，所以，便携信息终端的使用便利性提高。
特别地，所述开闭位置保持机构在0。位置和160°位置产生的保持力大于在卯°位置和360°位置产生的保持力，由此，能够强大地发挥通话时的形式和携带时的形式的保持力，能够防止产生通话时无意关闭(或打开)壳体、携带时无意打开壳体的误动作等的不良情况。
另外，本发明中的"操作部"是如下概念当然包含按钮、开关、键盘、操纵杆、滚动装置等，但是，除此之外，还可以包含能够通过触摸显示画面来进行操作和选祷的所谓的触摸面板。
另外，本发明中的"显示部"是如下概念不仅仅显示图像等，还
可以包含能够通过触摸显示画面来进行操作和选择的所谓的触摸面板。
另外，本发明中的"便携信息终端"是如下概念以便携电话、PDA、
电子辞典等为首，还可以广泛包含笔记本电脑、平板PC、游戏设备、便携音频装置、IC记录器、数字照相机、数字摄像机等、在取入信息的状态下由人们携带的其他终端。
另外，本发明中的"轴的旋转"是如下概念当然包含轴本身的旋转，还可以包含(其他部件)相对于轴的相对旋转。即，在将轴本身固定在某个特定部件上而不使其旋转、但其他特定部件以该轴为中心旋转的情况下，也是相对该其他特定部件的"轴的旋转"。
另外，本发明中的"与轴正交"是如下概念当然意味着偏置为0的正交，但是，也可以包含如下状态在2个轴偏置的状态下，如果设该偏置为0，则也是正交。
另外，本发明中的角度的单位"° "是如下概念不是严格地意味着该角度，也可以包含其前后的角度。即，是如下概念在称为"卯° "时，也可以包含"大致90° "。
通过应用本发明，通过开闭装置(铰链)连接的便携信息终端所采用的形式的自由度提高，用户的使用便利性提高。
图1是组装了本发明的三轴铰链的便携电话机(180°开成状态)的整体立体图。
图2是组装了三轴铰链的便携电话机(180°开成状态)的局部分解
立体图。
图3是大约160。开成状态的便携电话机的立体图。
图4是便携电话机大约160°开成的状态下的三轴铰链的结构图。
图5是三轴铰链的分解立体图。
图6-1是凸轮部件和凸轮从动部件的放大图。
图6-2是凸轮部件和凸轮从动部件的放大图。
图7是示出便携电话机的照相机摄影时(监视器鉴赏时)的状态的图。
图8是示出在图7中取下三轴铰链罩和第2壳体的主显示器面部件的状态的图。图9是图7和图8中的三轴铰链的状态图。
图10 (A)是第3轴旋转限制单元的结构图。
图10 (B)是从第3轴的凸缘形成侧观察的端面图。
图10 (C)是从第2轴的凸缘形成侧观察的端面图。
图11 (A)是示出便携电话机关闭的状态(开成状态O。)的图，(B)
是此时的旋转限制单元的状态图。
图12 (A)是示出便携电话机9(T开成的状态的图，(B)是此时的
旋转限制单元的状态图。
图13 (A)是示出便携电话机90。开成且第3轴90° (270° )旋
转的状态的图，(B)是此时的旋转限制单元的状态图。
图14 (A)是示出便携电话机关闭的状态(开成状态0° )的图，(B)
是此时的三轴铰链的状态图。
图15 (A)是示出便携电话机90°开成的状态的图，(B)是此时的
三轴铰链的状态图。
图16 (A)是示出便携电话机160°开成的状态的图，(B)是此时
的三轴铰链的状态图。
图17 (A)是示出便携电话机360°开成的状态的图，(B)是此时
的三轴铰链的状态图。
图18是示出在三轴铰链中贯穿插入连接线缆类的状态的图。
图19 (A) (C)都是示出能够通过搭载三轴铰链而形成的开成状
态的图。
图20是能够通过搭载三轴铰链而形成的0°开成状态(关闭状态)的模式图。
图21是能够通过搭载三轴铰链而形成的360°开成状态的模式图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式的一例。另外，这里，作为便携信息终端的一例，以便携电话机为例进行说明，但是不限于此。<便携电话机的结构>
9首先，参照图1和图2说明便携电话机MP整体的结构。这里，图l
是组装了本发明的三轴铰链(开闭装置)IO的便携电话机MP (180°幵成状态)的整体立体图。图2是组装了三轴铰链10的便携电话机MP(180°开成状态)的局部分解立体图。
如图1所示，作为本发明的实施方式的一例的便携电话机(便携信息终端)MP在180。开成的状态中，在前表面具有操作按钮(操作部)5的大致矩形的第1壳体1和在前表面具有主显示器(显示部)4的大致矩形的第2壳体2，利用三轴铰链10以能够开闭的方式连接。并且，在第2壳体2的背面搭载有能够显示时刻显示、电池余量显示和电波状态显示等的副显示器7 (—并参照图ll (A))。
三轴铰链10的详细结构在后面叙述，通过利用该三轴铰链10来连接第1壳体1和第2壳体2，从而能够使第2壳体2相对于第1壳体1大致绕X轴开闭360° 。并且，能够使第2壳体2相对于第1壳体1绕Z轴旋转360° (左右分别各旋转180° )。
如图2所示，贴合主显示器4所具有的主面板2A和副显示器7所具有的副面板2B来构成第2壳体2。在副面板2B的下端附近形成有安装部2C，该安装部2C通过螺栓(未图示)来安装三轴铰链(的第3轴安装托架14)。并且，在第1壳体1的上表面大致中央形成有安装部1A，该安装部1A通过螺栓(未图示)来安装三轴铰链10 (的第1轴安装托架13)。并且，三轴铰链10的前后左右被多个三轴铰链罩6A 6G覆盖，所以，在组装在便携电话机MP中的状态下，大致不会露出到三轴铰链10的外部。
<三轴铰链的结构>
接着，参照图3 图5说明三轴铰链10的结构。这里，图3是大约160°开成状态的便携电话机的立体图。图4是便携电话机大约160。开成的状态下的三轴铰链10的结构图。图5是三轴铰链10的分解立体图。
三轴铰链10是如下的铰链以能够开闭的方式连接具有操作按钮(操作部)5的第1壳体1和具有主显示器(显示部)4的第2壳体2。并且，在三轴铰链10中，具有以主框架11为中心平行设置的第1轴18和第2轴17，第1轴18与第1壳体1连接、并以能够使第l壳体(以自
身为中心)转动的方式支承该第1壳体1 ，第2轴17与第2壳体2连接、并以能够使第2壳体(以自身为中心)转动的方式支承该第2壳体2。并且，该第2轴17以如下形式连接借助与该第2轴17正交的第3轴19支承第2壳体2，使其能够以该第3轴19为中心旋转。另外，这些第l轴18、第2轴17和第3轴19都为中空结构。
主框架11以利用连接板11C来连接2张支承板(第1支承板IIA、第2支承板11B)的形式构成。其结果，从上表面观察(在图5中从上表面观察)时，成为大致"-字"的形状。在第1支承板11A上形成有2个正圆的贯通孔11D、 IIE，在这2个贯通孔11D、 11E之间形成有2个小的正圆的小贯通孔11F、 IIG。另一方面，在第2支承板11B中，在与形成于第1支承板11A的贯通孔IID、 11E大致平行的高度位置，形成有2个贯通孔11H、 111。该贯通孔11H、 lll成为大致椭圆形。
在形成于第1支承板11A的贯通孔1 ID和形成于第2支承板1 IB的贯通孔11H之间，以依次层叠的状态配置有第2带轴齿轮的辊24、第2轴凸轮从动部件26、第2轴凸轮部件28、第2轴螺旋弹簧30。这些第2带轴齿轮的辊24、第2轴凸轮从动部件26、第2轴凸轮部件28、第2轴螺旋弹簧30由第2轴17枢轴支承。在第2轴17上，从前端侧在大约一半左右的长度上形成有切削面17A。即，第2轴17的前端侧的截面形状不是正圆，而是大致椭圆形。该第2轴17的前端侧的剖面形状与形成于第2支承板11B的贯通孔11H的形状一致而进行配合，所以，该第2轴17不会相对于主框架11相对旋转。并且，形成于第2轴凸轮部件28的贯通孔28D的形状也成为与第2轴17的前端侧的截面形状对应的大致椭圆形(参照图6-2)，该第2轴凸轮部件28也不会相对于第2轴17相对旋转。其他的第2带轴齿轮的辊24、第2轴凸轮从动部件26、第2轴螺旋弹簧30能够相对于第2轴17自由地相对旋转。另外，在完全被第2轴圆筒罩32覆盖的状态下，第2轴凸轮从动部件26、第2轴凸轮部件28、及第2轴螺旋弹簧30被枢轴支承。另外，该第2轴圆筒罩32仅在图5中示出，在其他附图中为了易于理解而省略了图示。并且，第2带轴齿轮的辊24的一部分经由形成于第1支承板11A的贯通孔HD，向主框架11的外侧突出，形成于该突出部分的突起部24A与在形成于第2轴安装托架12的贯通孔12A的内周面进一步形成的凹部12B配合。第2轴17经由形成于该第2轴安装托架12的贯通孔12A与主框架11配合。并且，形成于第2轴凸轮从动部件26的凹槽26C与形成于第2带轴齿轮的辊24的凸条部(图中未示出)配合，成为与第2带轴齿轮的辊24的旋转同步旋转的结构。其结果，成为如下结构当第2轴安装托架12绕第2轴17的轴旋转时，伴随该旋转，第2带轴齿轮的辊24和第2轴凸轮从动部件26同步旋转。另外，在第2轴安装托架12上通过螺栓20安装有加强板15。经由形成于第2轴安装托架的贯通孔12D来进行该安装。同样，在形成于第1支承板11A的贯通孔11E和形成于第2支承板11B的贯通孔lll之间，以依次层叠的状态配置有第1带轴齿轮的辊25、第1轴凸轮从动部件27、第1轴凸轮部件29、第1轴螺旋弹簧31。这些第1带轴齿轮的辊25、第1轴凸轮从动部件27、第1轴凸轮部件29、第1轴螺旋弹簧31由第1轴18枢轴支承。在第1轴18上，从前端侧在大约一半左右的长度上形成有切削面18A。 g卩，第1轴18的前端侧的截面形状不是正圆，而是大致椭圆形。该第1轴18的前端侧的剖面形状与形成于第2支承板11B的贯通孔UI的形状一致而进行配合，所以，该第1轴18不会相对于主框架11相对旋转。并且，形成于第1轴凸轮部件29的贯通孔29D的形状也成为与第1轴18的前端侧的截面形状对应的大致椭圆形(参照图6-1)，该第1轴凸轮部件29也不会相对于第1轴18相对旋转。其他的第1带轴齿轮的辊25、第1轴凸轮从动部件27、第1轴螺旋弹簧31能够相对于第1轴18自由地相对旋转。另外，在完全被第1轴圆筒罩33覆盖的状态下，第1轴凸轮从动部件27、第1轴凸轮部件29、及第1轴螺旋弹簧31被枢轴支承。另外，该第1轴圆筒罩33仅在图5中示出，在其他附图中为了易于理解而省略了图示。并且，第1带轴齿轮的辊25的一部分经由形成于第1支承板11A的贯通孔IIE，向主框架11的外侧突出，形成于该突出部分的突起部25A与在形成于第1轴安装托架13的贯通孔13A的内周面进一步形成的凹部13B配合。第1
12轴18经由形成于该第1轴安装托架13的贯通孔13A与主框架11配合。并且，形成于第1轴凸轮从动部件27的凹槽27C与形成于第1带轴齿轮的辊25的凸条部(图中未示出)配合，成为与第1带轴齿轮的辊25的旋转同步旋转的结构。其结果，成为如下结构当第1轴安装托架13绕第1轴18的轴旋转时，伴随该旋转，第1带轴齿轮的辊25和第1轴凸轮从动部件27同步旋转。
并且，在形成于第1支承板11A的小贯通孔11F上以能够旋转的方式配合有第2小齿轮22，在小贯通孔11G上以能够旋转的方式配合有第1小齿轮23。并且，这2个小齿轮22、 23与形成于小齿轮固定部件16的贯通孔16A、 16B配合，被以能够旋转的方式进行支承。另外，该小齿轮固定部件16通过螺栓21固定在构成主框架11的连接板11C上。
在第2轴安装托架12的上表面形成有用于贯穿插入第3轴19的贯通孔12C。相对于贯穿插入该贯通孔12C中的第3轴19，第3轴凸轮部件34和第3轴螺旋弹簧35在贯穿插入后，与设于第3轴安装托架14的贯通孔14A配合。另外，第3轴凸轮部件34和第3轴螺旋弹簧35由第3轴圆筒罩36覆盖。并且，第3轴19的前端侧在大约一半左右的长度形成有切削面19A，截面为大致椭圆形。并且，形成于第3轴凸轮部件34的贯通孔34A和形成于第3轴安装托架14的贯通孔14A都是与第3轴19的截面的大致椭圆形相同的形状。由此，成为如下结构当第3轴19旋转时，第3轴凸轮部件34和第3轴安装托架14也同步旋转。
另外，在第1轴18、第2轴17和第3轴19的一端，分别形成有向半径方向外侧扩展的凸缘部17B、 18B、 19B。其中，形成于第2轴17的凸缘部17B和形成于第3轴19的凸缘部19B的形状不是单纯的圆形，而是一部分被切削的特殊形状，构成限制第3轴安装托架14的旋转(即第3轴19的旋转)的旋转限制单元(这点在后面详细叙述)。
<凸轮机构的结构>
接着，参照图6详细说明贯穿插入在第1轴18和第2轴17中的凸轮部件28、 29和凸轮从动部件26、 27 (凸轮机构)。图6是凸轮部件28、29和凸轮从动部件26、 27的放大图。第1轴凸轮部件29成为环形状，在其大致中心形成有大致椭圆形的
贯通孔29D。其上表面(图6中为上表面)平坦地形成，但是，在下表面(图6中为下表面)形成有3个凹部29A、 29B、 29C。该下表面的凹形状为凸轮的轮廓。另一方面，第1轴凸轮从动部件27也成为环形状，但是，在其大致中心形成的贯通孔27D为大致正圆。并且，在第l轴凸轮从动部件27的上表面(图6中为上表面)形成有2个凸部27A、 27B。并且，在第1轴凸轮从动部件27的下表面形成有凹槽27C。该凹槽27C的形状与所述形成于第1带轴齿轮的辊25的凸条部(图中未示出)的形状对应，通过相互配合，能够与第1带轴齿轮的辊25—起旋转。2个凸部27A、 27B能够与形成于第1轴凸轮部件29的凹部29A、 29B、 29C配合。更具体而言，凸部27A与凹部29A配合时，凸部27B与凹部29B配合。并且，在第1轴凸轮部件29和第1轴凸轮从动部件27的旋转位置(旋转角度)变化而使凸部27A与凹部29B配合的情况下，凸部27B与凹部29C配合。SP，通过该第1轴凸轮部件29和第1轴凸轮从动部件27，能够具有配合(click)感地在2个阶段的旋转位置(旋转角度)保持规定的旋转位置(旋转角度)。另夕卜，2个凸部27A、 27B所成的角度是ct。并且，第1轴凸轮部件29和第1轴凸轮从动部件27成为由第1轴螺旋弹簧31 (参照图5)始终以一定以上的压力被按压的状态。
同样，第2轴凸轮部件28成为环形状，在其大致中心形成有大致椭圆形的贯通孔28D。其上表面(图6中为上表面)平坦地形成，但是，在下表面(图6中为下表面)形成有3个凹部28A、 28B、 28C。该下表面的凹形状为凸轮的轮廓。另一方面，第2轴凸轮从动部件26也成为环形状，但是，在其大致中心形成的贯通孔26D为大致正圆。并且，在第2轴凸轮从动部件26的上表面(图6中为上表面)形成有2个凸部26A、26B。并且，在第2轴凸轮从动部件26的下表面形成有凹槽26C。该凹槽26C的形状与所述形成于第2带轴齿轮的辊24的凸条部(图中未示出)的形状对应，通过相互配合，能够与第2带轴齿轮的辊24 —起旋转。2个凸部26A、 26B能够与形成于第2轴凸轮部件28的凹部28A、 28B、28C配合。更具体而言，凸部26A与凹部28A配合时，凸部26B与凹部28B配合。并且，在第2轴凸轮部件28和第2轴凸轮从动部件26的旋转位置(旋转角度)变化而使凸部26A与凹部28B配合的情况下，凸部26B与凹部28C配合。即，通过该第2轴凸轮部件28和第2轴凸轮从动部件26，能够具有配合感地在2个阶段的旋转位置(旋转角度)保持规定的旋转位置(旋转角度)。另外，2个凸部26A、 26B所成的角度是p。并且，第2轴凸轮部件28和第2轴凸轮从动部件26成为由第2轴螺旋弹簧30 (参照图5)始终以一定以上的压力被按压的状态。
艮口，通过上述2组凸轮部件29、 28和凸轮从动部件27、 26的旋转位置(旋转角度)的组合，其结果，构成能够保持第1壳体1和第2壳体2的开闭位置(开闭角度)的旋转位置保持机构(开闭位置保持机构)。
<第3轴旋转限制单元的结构>
接着，参照图10 图13说明限制第3轴19的旋转的第3轴旋转限制单元。这里，图10 (A)是第3轴旋转限制单元的结构图，图10 (B)是从第3轴19的凸缘部19B形成侧观察的端面图，图10 (C)是从第2轴17的凸缘部17B形成侧观察的端面图。图ll (A)是示出便携电话机关闭的状态(开成状态0。)的图，图11 (B)是此时的旋转限制单元的状态图。图12 (A)是示出便携电话机90。开成的状态的图，图12 (B)是此时的旋转限制单元的状态图。图13 (A)是示出便携电话机90。开成且第3轴90。 (270° )旋转的状态的图，图13 (B)是此时的旋转限制单元的状态图。
第3轴旋转限制单元由形成于第3轴19的一端的异形的凸缘部19B、固定在第2轴安装托架12上的加强板15、以及形成于第2轴17的一端的异形的凸缘部17B构成。
在形成于第3轴19的异形的凸缘部19B上形成有从第3轴的轴心O以半径rl形成的圆弧面19C、同样地从轴心O以半径r2形成的圆弧面19D、以及连接这2个圆弧面19C、 19D的平行的2个平坦面19F。另夕卜，图10中的标号W1是2个平坦面19F之间的距离(宽度)。并且，异形的凸缘部19B中的最小直径为该Wl。
在形成于第2轴17的异形的凸缘部17B上形成有从第2轴的轴心O以半径r3形成的圆弧面17C、同样地从轴心O以半径r4形成的圆弧面17D、以及连接这2个圆弧面17C、 17D的2个平坦面17F。
并且，第2轴17的端面17G和加强板15的端面15A之间的距离为W2。并且，加强板15的端面15A和与该加强板15对置的第2轴安装托架12的端面之间的距离为W3。另外，W1构成为与W2几乎相同(Wl稍小)。
如图ll (A)所示，在便携电话机MP关闭的状态(开成状态0。)中，三轴铰链10成为图11 (B)所示的状态。另外，在图11 (B)中，为了说明第3轴旋转限制单元，以与图11 (A)不同的角度(视点)为基准示出。
这里，当着眼于凸缘部17B、 19B时，在便携电话机MP关闭的状态中，第2轴17的凸缘部17B中的平坦面17F位于第3轴19侧以外的方向。其结果，成为如下状态加强板15的端面15A和形成于第2轴17的凸缘部17B的端面17G分别与形成于第3轴19的凸缘部19B的2个平坦面19F大致抵接，凸缘部19B无法向任意方向旋转。g卩，处于限制第3轴19的旋转的状态。由于存在这种限制单元，能够将如下情况防患于未然不经意地使第3轴19旋转(即，使第2壳体2旋转)，由第2壳体2的角部损伤第1壳体1 (或者，也包含相反情况)。进而，还能够将如下情况防患于未然由于第1壳体1和第2壳体2的接触等在三轴铰链10自身上作用过度的力，造成例如第3轴19弯曲等不良情况。另外，上述说明的限制状态在第1壳体1和第2壳体2以360°开成的状态中也同样。
接着，如图12 (A)所示，在便携电话机MP以90°打开的状态(开成状态)中，形成于第3轴19的凸缘部19B和形成于第2轴17的凸缘部17B处于图12 (B)这种位置关系。具体而言，第2轴17的凸缘部17B的平坦面17F位于第3轴19侧。其结果，在开成状态O。时曾与形成于第3轴19的凸缘部19B的平坦面19F对置的第2轴17的凸缘部17B的端面17G成为不对置的状态。即，解除基于形成于第2轴17的凸缘部17B的端面17G的限制，向图12 (B)所示的Rl方向，最大能够旋转180° 。但是，加强板15仍旧存在，基于该加强板15的端面15A的限制没有解除，所以，不能向R2方向旋转。随着上述限制的解除，当使第2壳体2旋转大致90。时，成为图13这种状态。并且，此时的三轴铰链IO的状态如图13 (B)所示。另外，在图13 (B)中，为了说明第3轴旋转限制单元，以与图13 (A)不同的角度(视点)为基准示出。
另一方面，当第3轴19旋转时，由于第3轴19的凸缘部19B的存在，限制第2轴17的旋转。S卩，在第3轴19旋转而使凸缘部19B的圆弧面19D位于第2轴17侧的情况下，根据旋转角度妨碍了形成于第2轴17的凸缘部17B，限制了自由旋转。即，形成于第2轴17的凸缘部17B只能在经由圆弧面17D的2个平坦面17F之间旋转。例如，在该实施例中，在第3轴19旋转的状态(除了 180°旋转的状态)中，第1壳体1和第2壳体2的开闭角度只能在90。 270°之间开闭，无法进行卯。以下的开闭动作和超过270。的开闭动作。
由于存在这种限制单元，能够将如下情况防患于未然在使第3轴19旋转的状态(即，使第2壳体2旋转的状态，但是，180°旋转的状态除外)中，不经意地进行第1壳体1和第2壳体2的开闭动作，由第2壳体2的角部损伤第1壳体1 (或者，也包含相反情况)。进而，还能够将如下情况防患于未然由于第1壳体1和第2壳体2的接触等在三轴铰链10自身上作用过度的力，导致例如第3轴19弯曲等不良情况。
<三轴铰链的作用和伴随该作用的便携电话机MP的形式〉
接着，参照图14 图21说明三轴铰链10和便携电话机的动作。这里，图14 (A)是示出便携电话机关闭的状态(开成状态0° )的图，图14 (B)是此时的三轴铰链的状态图。图15 (A)是示出便携电话机90°开成的状态的图，图15 (B)是此时的三轴铰链的状态图。图16 (A)是示出便携电话机160。开成的状态的图，图16 (B)是此时的三轴铰链的状态图。图17 (A)是示出便携电话机360。开成的状态的图，图17(B)是此时的三轴铰链的状态图。图18是示出在三轴铰链中贯穿插入连接线缆类的状态的图。图19 (A) (C)都是示出能够通过搭载三轴铰链而形成的开成状态的图。图20是能够通过搭载三轴铰链而形成的
10°开成状态(关闭状态)的模式图。图21是能够通过搭载三轴铰链而
形成的36(T开成状态的模式图。
便携电话机MP通过三轴铰链10来连接第1壳体1和第2壳体2，所以，能够采用以往没有的各种形式。
如图14 (A)那样，在关闭第1壳体1和第2壳体2的状态(开成状态0° )中，第3轴19的旋转被限制，所以，无法使第2壳体2旋转。并且，在该状态中，第1轴凸轮从动部件27的凸部27A与第1轴凸轮部件29的凹部29A配合，并且，第1轴凸轮从动部件27的凸部27B与第1轴凸轮部件29的凹部29B配合。S卩，通过该配合来限制第1轴安装托架13相对于第1轴18的旋转，保持与该第1轴安装托架13连接的第1壳体1的旋转角度。另一方面，此时，第2轴凸轮从动部件26的凸部26A不与第2轴凸轮部件28的3个凹部28A、 28B、 28C中的任一个配合。并且，第2轴凸轮从动部件26的凸部26B也不与第2轴凸轮部件28的3个凹部28A、 28B、 28C中的任一个配合。艮卩，第2轴凸轮从动部件26和第2轴凸轮部件28没有对第2轴安装托架12相对于第2轴17的旋转进行直接的旋转控制。但是，第2轴安装托架12经由第2带轴齿轮的辊24、第2小齿轮22、第1小齿轮23，与限制(控制)了旋转的第1带轴齿轮的辊25连接，所以，间接限制(控制)了旋转(所谓的自由停止状态)。
接着，如图15 (A)那样，在第1壳体1和第2壳体2以90°打开的状态(幵成状态90。)中，没有限制第3轴19的旋转，所以，能够使第2壳体2旋转。并且，在该状态中，第2轴凸轮从动部件26的凸部26A与第2轴凸轮部件28的凹部28A配合，并且，第2轴凸轮从动部件26的凸部26B与第2轴凸轮部件28的凹部28B配合。g卩，通过该配合来限制第2轴安装托架12相对于第2轴17的旋转，保持(经由第3轴19)与该第2轴安装托架12连接的第2壳体2的旋转角度。另一方面，此时，第1轴凸轮从动部件27的凸部27A不与第1轴凸轮部件29的3个凹部29A、 29B、 29C中的任一个配合。并且，第1轴凸轮从动部件27的凸部27B也不与第1轴凸轮部件29的3个凹部29A、 29B、 29C中的任一个配合。即，第1轴凸轮从动部件27和第1轴凸轮部件29没有对第1轴安装托架13相对于第1轴18的旋转进行直接的旋转控制。但是，第1轴安装托架13经由第1带轴齿轮的辊25、第1小齿轮23、第2小齿轮22，与限制(控制)了旋转的第2带轴齿轮的辊24连接，所以，间接限制(控制)了旋转(所谓的自由停止状态)。
接着，如图16 (A)那样，在第1壳体1和第2壳体2以160°打开的状态(开成状态160° )中，没有限制第3轴19的旋转，所以，能够使第2壳体2旋转。并且，在该状态中，第1轴凸轮从动部件27的凸部27A与第1轴凸轮部件29的凹部29B配合，并且，第1轴凸轮从动部件27的凸部27B与第1轴凸轮部件29的凹部29C配合。艮卩，通过该配合来限制第1轴安装托架13相对于第1轴18的旋转，保持与该第1轴安装托架13连接的第1壳体1的旋转角度。另一方面，此时，第2轴凸轮从动部件26的凸部26A不与第2轴凸轮部件28的3个凹部28A、 28B、28C中的任一个配合。并且，第2轴凸轮从动部件26的凸部26B也不与第2轴凸轮部件28的3个凹部28A、 28B、 28C中的任一个配合。艮P，第2轴凸轮从动部件26和第2轴凸轮部件28没有对第2轴安装托架12相对于第2轴17的旋转进行直接的旋转控制。但是，第2轴安装托架12经由第2带轴齿轮的辊24、第2小齿轮22、第1小齿轮23，与限制(控制)了旋转的第1带轴齿轮的辊25连接，所以，间接限制(控制)了旋转(所谓的自由停止状态)。
接着，如图17 (A)那样，在第1壳体1和第2壳体2以360°打开的状态(开成状态36(T )中，第3轴19的旋转与0。同样被限制，所以，无法使第2壳体2旋转。并且，在该状态中，第2轴凸轮从动部件26的凸部26A与第2轴凸轮部件28的凹部28B配合，并且，第2轴凸轮从动部件26的凸部26B与第2轴凸轮部件28的凹部28C配合。艮P，通过该配合来限制第2轴安装托架12相对于第2轴17的旋转，保持(经由第3轴19)与该第2轴安装托架12连接的第2壳体2的旋转角度。另一方面，此时，第1轴凸轮从动部件27的凸部27A不与第1轴凸轮部件29的3个凹部29A、 29B、 29C中的任一个配合。并且，第1轴凸轮从动部件27的凸部27B也不与第1轴凸轮部件29的3个凹部29A、29B、29C中的任一个配合。即，第1轴凸轮从动部件27和第1轴凸轮部件29没有对第1轴安装托架13相对于第1轴18的旋转进行直接的旋转控制。但是，第1轴安装托架13经由第1带轴齿轮的辊25、第1小齿轮23、第2小齿轮22，与限制(控制)了旋转的第2带轴齿轮的辊24连接，所以，间接限制(控制)了旋转(所谓的自由停止状态)。
另外，在上述中，示出在0° 、 90° 、 160° 、 360°位置保持打开位置(旋转角度)的例子，但是，通过适当变更凸轮的轮廓(即，适当变更凸轮和凸轮从动部件的凸凹)，能够自由变更所保持的位置(角度)。并且，通过变更螺旋弹簧30、 31的弹簧载荷，能够变更保持力的程度。
另夕卜，如图18示意地示出那样，构成三轴铰链10的3个轴17、 18、19都为中空结构，所以，如图所示，能够贯穿插入连接线缆类40。即，能够实现连接线缆类40的保护，同时实现三轴铰链10的轻量化。并且，不需要另外准备线缆类的布线空间，所以，作为包含第1壳体1和第2壳体2在内的便携电话机MP整体，能够实现节省空间。
另外，通过采用本发明的三轴铰链10，能够如图19 (A)那样，采用在开成状态90。的状态中副显示器7位于近前侧的方式，或者，如图19 (B)和(C)那样，采用相对于第1壳体1在左右任意一侧配置主显示器4等的方式。
另夕卜，如图20 (A) (C)所示，在关闭位置(开成状态O。)中，能够露出副显示器7 (B)，或露出主显示器4 (C)。
另外，如图21 (A) (C)所示，在360°开成状态中，能够露出副显示器7 (B)，或露出主显示器4 (C)。
艮口，能够根据便携电话机MP的用户的目的自由采用各种方式，用户的使用便利性提高。
20
权利要求
1.一种开闭装置，该开闭装置以能够开闭的方式连接具有操作部的第1壳体和具有显示部的第2壳体，其特征在于，该开闭装置平行地具有第1轴和第2轴，该第1轴以使所述第1壳体能够在开闭方向上转动的方式支承所述第1壳体，该第2轴以使所述第2壳体能够在开闭方向上转动的方式支承所述第2壳体，该第2轴借助与该第2轴正交的第3轴支承所述第2壳体，使所述第2壳体能够以该第3轴为中心旋转。
2. 根据权利要求l所述的开闭装置，其特征在于，在所述第1轴、第2轴和第3轴上，具有对该第1轴、第2轴和第 3轴的旋转进行控制的旋转位置保持机构。
3. 根据权利要求2所述的开闭装置，其特征在于，所述旋转位置保持机构具有凸轮部件和追随该凸轮部件的凸轮从动 部件，所述旋转位置保持机构能够将所述第1轴、第2轴和第3轴的旋 转角度保持为规定角度。
4. 根据权利要求3所述的开闭装置，其特征在于，在所述第1轴和所述第2轴上分别具有专用的所述凸轮部件，各自 的凸轮轮廓不同。
5. 根据权利要求1所述的开闭装置，其特征在于， 所述第1轴、第2轴和第3轴都由中空部件构成。
6. 根据权利要求1所述的开闭装置，其特征在于， 该开闭装置还具有第3轴旋转限制单元，该第3轴旋转限制单元根据所述第2轴的旋转角度来限制所述第3轴的旋转。
7. 根据权利要求6所述的开闭装置，其特征在于，在所述第2轴和所述第3轴上，在各自的一端形成有向半径方向外 侧扩展的规定形状的凸缘部，通过该凸缘部彼此的抵接来进行所述第3 轴的旋转限制。
8. 根据权利要求1所述的开闭装置，其特征在于，所述第1轴和所述第2轴通过齿轮连接。
9. 一种便携信息终端，该便携信息终端利用铰链以能够在360。范 围内开闭的方式连接具有操作部的第1壳体的一端和具有显示部的第2 壳体的一端，其特征在于，所述铰链是三轴铰链，其平行地具有第1轴和第2轴，该第1轴以 使所述第1壳体能够转动的方式支承所述第1壳体，该第2轴以使所述 第2壳体能够转动的方式支承所述第2壳体，该第2轴借助与该第2轴 正交的第3轴支承所述第2壳体，使所述第2壳体能够以该第3轴为中 心旋转。
10. 根据权利要求9所述的便携信息终端，其特征在于， 该便携信息终端具有开闭位置保持机构，该开闭位置保持机构至少能够在0°位置、90°位置、160°位置和360°位置保持所述第1壳体 和所述第2壳体的开闭角度。
11. 根据权利要求10所述的便携信息终端，其特征在于， 所述开闭位置保持机构在0°位置和160°位置产生的保持力大于在90°位置和360°位置产生的保持力。
全文摘要
本发明提供开闭装置和搭载了该开闭装置的便携信息终端。为了进一步提高通过铰链以能够开闭的方式连接的(便携信息终端的)壳体所采用的形式的自由度、并实现用户使用便利性的提高，开闭装置以能够开闭的方式连接具有操作部的第1壳体和具有显示部的第2壳体，该开闭装置平行地具有第1轴和第2轴，该第1轴以使所述第1壳体能够在开闭方向上转动的方式支承所述第1壳体，该第2轴以使所述第2壳体能够在开闭方向上转动的方式支承所述第2壳体，该第2轴借助与该第2轴正交的第3轴支承所述第2壳体，使其能够以该第3轴为中心旋转。
文档编号H04M1/02GK101674345SQ200910173158
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月11日 优先权日2008年9月12日
发明者小林真一 申请人:加藤电机株式会社