JP4670761B2

JP4670761B2 - 開閉装置

Info

Publication number: JP4670761B2
Application number: JP2006198960A
Authority: JP
Inventors: 秀樹桑島; 保親工藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: JP2007139182A; US20070089272A1; US7814619B2

Description

本発明は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の、各種電子機器に使用される開閉装置に関するものである。

近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器の小型化や軽量化が進むなか、固定筐体に対し可動筐体が開閉可能に装着された、所謂、折畳み式のものが増えており、これらに用いられる開閉装置においても、開閉操作の確実なものが求められている。

このような従来の開閉装置について、図７〜図９を用いて説明する。

なお、これらの図面の内、断面図は固定カムと可動カムの関係を判り易くするため、径方向を拡大して表わしている。

図８は従来の開閉装置の断面図、図９は同分解斜視図であり、同図において、１は左側面に固定部１Ａが形成された略円筒状の固定体で、この右側面外周には、突出部２Ａ、及びこの突出部２Ａから上下へ延出する二つの傾斜部２Ｂ、２Ｃから形成された、一対の固定カム２が対向して設けられている。

そして、３は同じく略円筒状の可動体で、固定体１に対し開閉方向へ回転可能に、かつ軸線方向へ移動可能に配置されると共に、固定カム２との対向面である左端部外周には一対の可動カム４が対向して設けられている。

また、５は略円筒状のケース、６はコイル状のばねで、このケース５内に固定体１や可動体３が収納されると共に、可動体３右側面とケース５内側面の間には、ばね６がやや撓んだ状態で装着され、このばね６によって可動体３が左方向へ付勢され、可動カム４の先端が固定カム２の傾斜部２Ｂへ弾接している。

さらに、７は略円柱状の固定軸で、この固定軸７の左端部に固定体１が固着されて、固定部１Ａがケース５左側面から回転可能に突出すると共に、固定軸７の右端部は可動体３の中空部やばね６を挿通し、カバー８によってケース５外側面に回転可能に装着されて、開閉装置１０が構成されている。

そして、このように構成された開閉装置１０は、例えば、図７（ｂ）の携帯電話の斜視図に示すように、固定体１の固定部１Ａが上面に複数のキーからなる操作部２２Ａやマイクロフォン等の音声入力部２２Ｂが形成された固定筐体２２へ、ケース５が表面にＬＣＤ等の表示部２３Ａやスピーカ等の音声出力部２３Ｂが形成された可動筐体２３へ各々装着され、開閉装置１０によって固定筐体２２に対して可動筐体２３が開閉可能に軸支されて電子機器が構成される。

以上の構成において、図７（ａ）に示すように、固定筐体２２に対して可動筐体２３が閉じた状態では、開閉装置１０は図８に示したように、可動カム４の先端が固定カム２下側の傾斜部２Ｂへ弾接し、可動体３がばね６によって下方向の閉方向へ付勢されているため、ケース５が装着された可動筐体２３には閉方向への付勢力がはたらき、可動筐体２３が閉じた状態で保持されている。

そして、この閉状態から、可動筐体２３を手で開くと、可動筐体２３に装着固定されたケース５が回転し、可動体３がケース５内を軸線方向へ移動しながら回転して、可動カム４先端が固定カム２の突出部２Ａを超えて上側の傾斜部２Ｃへ弾接し、可動体３が開方向へ付勢されるため、この力によって可動筐体２３に開く方向の力が加わり、図７（ｃ）に示すように、可動筐体２３が固定筐体２２に対して所定角度に開いた状態となる。

なお、この時、可動筐体２３と固定筐体２２の間には、別途ストッパ機構（図示せず）が設けられ、音声入力部２２Ｂや音声出力部２３Ｂ等を用いて通話の行い易い角度、例えば、１６５度の状態に可動筐体２３が保持されるようになっている。

つまり、可動筐体２３に装着されたケース５を回転させることによって、ばね６に付勢された可動体３を軸線方向へ移動させ、可動カム４先端を固定カム２の傾斜部２Ｂまたは２Ｃのいずれかへ弾接させることによって、可動筐体２３を開または閉方向のいずれかへ付勢して、固定筐体２２に対する可動筐体２３の開閉操作が行われるように構成されている。

ただ、上述したように、一対の可動カム４は可動体３左端部外周に対向して設けられ、これらが固定体１の同じく対向した一対の固定カム２と弾接摺動するように構成されているため、固定カム２と弾接する可動カム４先端は根元に比べ細く形成されてはいるが、円周方向に所定の幅を有しており、この可動カム４の幅の分は開く角度が小さくなっている。

つまり、上記構成の開閉装置１０においては、１８０度まで開くことは不可能であり、実際には、円周方向に数十度前後分の可動カム４の幅が必要となるため、１５０度前後に可動筐体２３を開いた状態からは、可動筐体２３に装着されたケース５には開方向への付勢力は加わらず、上記のように可動筐体２３が１６５度に開かれた状態では、付勢力が殆んどはたらいていないものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−２４５３４２号公報

しかしながら、上記従来の開閉装置においては、通話のために可動筐体２３を１６５度に開いた状態では、開方向への付勢力が殆んどはたらいていないため、可動筐体２３にがたつきが生じ易く、所定角度での保持が不確実であるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、開閉操作及び所定角度での保持が確実な開閉装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、端部または外周に凹凸状の固定カムが設けられた略円筒状の固定体と、この固定体に対し回転可能かつ軸線方向に移動可能に配置されると共に、可動カムが設けられた可動体と、これらを収納した略円筒状のケースと、上記可動体と上記ケースの間に装着され上記可動カムを上記固定カムへ弾接させるばねからなり、上記可動体を略リング状に形成すると共に、上記可動カムをこの内周に一対のピン状に対向させて突出形成し、上記固定体の上記固定カムを、突出部と、この突出部から周方向の両側へ延出する第一の傾斜部及び第二の傾斜部と、この第二の傾斜部に第三の傾斜部、第一の窪部が連なり、上記第一の傾斜部と上記第一の窪部は上記可動体の回転方向に約１８０度の間隔を有すると共に、これら凹凸状の連なりが対向した一対に形成され、上記一対の一方の上記第一の窪部を軸線方向に他方の上記第一の傾斜部と重なるように配置して形成し、上記可動カムを上記固定カムに弾接摺動させて開閉操作を行うようにして開閉装置を構成したものであり、可動体を略リング状に形成することによって、軸線方向の寸法を小さくできると共に、ピン状の可動カムを、略円筒状の固定体の端部または外周に設けられた凹凸状の固定カムに弾接摺動させて、開閉操作を行うことによって、ほぼ１８０度までの開閉操作が可能となり、１６５度に開いた状態でも可動筐体に開方向への付勢力がはたらくため、がたつきがなく、開閉操作及び所定角度での保持が確実な開閉装置を得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、固定体を、略半円筒状の二つの左右固定体を連結して形成したものであり、端部に凹凸状の固定カムが設けられた複雑な構造の固定体を、二つの左右固定体から形成することによって、プレス加工や成形等によって、固定体を簡易に製作することが可能となるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、小型化が図れ、開閉操作及び所定角度での保持が確実な開閉装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１及び２記載の発明について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態による開閉装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１Ａは略半円筒状で鋼や銅合金、焼結合金等の金属製の左固定体、１１Ｂは同じく右固定体で、この二つの左固定体１１Ａと右固定体１１Ｂの左端が、筒体１２内に挿入され連結結合されて、略円筒状の固定体１１が形成されている。

そして、この固定体１１右端部には、図３の要部斜視図や図４（ａ）の部分平面図に示すように、突出部１３Ａ、及びこの突出部１３Ａから上下へ延出する傾斜部１３Ｂと１３Ｃ、窪部１３Ｄ、傾斜部１３Ｅ、及び窪部１３Ｆが連なって形成された凹凸状の、一対の固定カム１３が対向して設けられている。

なお、窪部１３Ｆは軸線方向において右方の傾斜部１３Ｂと略同一位置に形成されている。

また、１４は略リング状で金属製の可動体で、固定体１１に対し開閉方向へ回転可能に、かつ軸線方向へ移動可能に配置されると共に、一対のピン状の可動カム１５Ａと１５Ｂが固着され、この可動カム１５Ａと１５Ｂが可動体１４内周に対向して突出形成されている。

そして、１６は略円筒状で金属製のケース、１７はコイル状で鋼線製のばねで、このケース１６内に固定体１１や可動体１４が収納されると共に、可動体１４右側面とケース１６内側面の間に、ばね１７がやや撓んだ状態で装着され、このばね１７によって可動体１４が左方向へ付勢されて、可動カム１５Ａと１５Ｂが固定カム１３の傾斜部１３Ｂへ弾接している。

さらに、ケース１６には外方へ突出する一対の溝部１６Ａが、可動体１４外周には外方へ突出する一対の凸部１４Ａが設けられ、この凸部１４Ａが溝部１６Ａに挿入されることによって、可動体１４がケース１６に対し軸線方向へは移動可能で、回転方向へは一体となって回転するように形成されている。

そして、１８は略円柱状の固定軸、１９は固定カバーで、この固定カバー１９に固定軸１８や固定体１１の左端部が固着されると共に、固定軸１８の右端部は可動体１４の中空部やばね１７を挿通し、止め輪２０によってケース１６外側面に回転可能に装着されて、開閉装置２１が構成されている。

なお、端部に凹凸状の複雑な形状の固定カム１３が設けられた固定体１１を、プレス加工や成形等によって製作する場合、金型構造や調整が複雑で煩雑なものとなるが、上記のように、略半円筒状の二つの左固定体１１Ａと右固定体１１Ｂから形成し、これらを筒体１２により連結結合することによって、比較的簡易に、固定体１１の製作を行うことが可能となる。

また、可動体１４が略リング状の薄板状に形成されると共に、一対の可動カム１５Ａと１５Ｂはピン状で、可動体１４内周に対向して突出形成されているため、固定カムとの対向面である可動体の左端部外周に、一対の可動カムを突出形成したものにくらべ、軸線方向の全長寸法を小さくでき、小型化を図ることが可能な構成となっている。

そして、このように構成された開閉装置２１は、例えば、図７（ｂ）の携帯電話の斜視図に示すように、固定カバー１９が上面に複数のキーからなる操作部２２Ａやマイクロフォン等の音声入力部２２Ｂが形成された固定筐体２２へ、ケース１６が表面にＬＣＤ等の表示部２３Ａやスピーカ等の音声出力部２３Ｂが形成された可動筐体２３へ各々装着され、開閉装置２１によって固定筐体２２に対して可動筐体２３が開閉可能に軸支されて電子機器が構成される。

以上の構成において、図７（ａ）に示すように、固定筐体２２に対して可動筐体２３が閉じた状態では、開閉装置２１は図１や図４（ａ）に示したように、可動カム１５Ａと１５Ｂが固定カム１３下側の傾斜部１３Ｂへ弾接し、可動体１４がばね１７によって下方向の閉方向へ付勢されているため、ケース１６が装着された可動筐体２３には閉方向への付勢力がはたらき、可動筐体２３が閉じた状態で保持されている。

また、この閉状態から、可動筐体２３を手で開くと、可動筐体２３に装着固定されたケース１６が回転し、可動体１４がケース１６内を軸線方向へ移動しながら回転して、図４（ｂ）に示すように、可動カム１５Ａと１５Ｂが固定カム１３の突出部１３Ａを超えて上側の傾斜部１３Ｃへ弾接し、ばね１７によって可動体１４が開方向へ付勢されるため、この力によって可動筐体２３に開く方向の力が加わり、図７（ｂ）に示すように、可動筐体２３が開いていく。

そして、図４（ｃ）に示すように、可動カム１５Ａと１５Ｂがばね１７に付勢されて傾斜部１３Ｃを弾接摺動した後、図４（ｄ）に示すように、凹状の窪部１３Ｄに弾接すると、この所定角度、例えば１３０度の状態で、ケース１６が装着された可動筐体２３は一旦停止する。

また、この状態から、さらに可動筐体２３を手で開くと、可動カム１５Ａと１５Ｂが窪部１３Ｄから移動して傾斜部１３Ｅに弾接して、可動体１４が再び開方向へ付勢され、可動筐体２３が開いていき、図４（ｅ）に示すように、可動カム１５Ａと１５Ｂが窪部１３Ｆに弾接した状態、つまり約１８０度まで回転した状態で可動体１４の回転が停止する。

つまり、可動筐体２３に装着されたケース１６を回転させることによって、可動体１４を軸線方向へ移動させ、ばね１７に付勢された可動カム１５Ａと１５Ｂを、固定カム１３の所定箇所へ弾接させることで、可動筐体２３を開または閉方向へ付勢して、固定筐体２２に対する可動筐体２３の開閉操作が行われるように構成されている。

なお、開閉装置２１は上記のように、約１８０度まで回転可能なように形成されているが、可動筐体２３と固定筐体２２の間には、別途ストッパ機構（図示せず）が設けられ、音声入力部２２Ｂや音声出力部２３Ｂ等を用いて通話の行い易い角度、例えば、図７（ｃ）に示すように、１６５度の状態で可動筐体２３が停止し保持されるようになっている。

従って、可動筐体２３が１６５度に開いた状態では、約１８０度まで回転可能な開閉装置２１の可動カム１５Ａと１５Ｂが、傾斜部１３Ｅに弾接した状態であり、可動体１４が開方向へ付勢された状態で、ストッパ機構によって可動筐体２３が停止しているため、がたつきのない状態で可動筐体２３が保持されるように構成されている。

つまり、略リング状の可動体１４内周に対向させて突出形成した、ピン状の可動カム１５Ａと１５Ｂを、略円筒状の固定体１１端部に設けられた凹凸状の固定カム１３に弾接摺動させて、開閉操作を行うことによって、開閉装置２１を約１８０度まで回転可能なものにすると共に、これを装着した携帯電話等の可動筐体２３を１６５度に開いた状態でも、がたつきがなく、確実な保持が可能なようになっている。

このように本実施の形態によれば、可動体１４を略リング状に形成すると共に、固定カム１３へ弾接する可動カム１５Ａと１５Ｂを、この可動体１４内周にピン状に対向させて突出形成し、これらを略円筒状の固定体１１端部に設けられた凹凸状の固定カム１３に弾接摺動させて、開閉操作を行うことによって、ほぼ１８０度までの開閉操作が可能になると共に、１６５度に開いた状態でも可動筐体２３には開方向への付勢力がはたらくため、がたつきがなく、開閉操作及び所定角度での保持が確実な開閉装置を得ることができるものである。

そして、可動体１４を略リング状の薄板状に形成すると共に、一対の可動カム１５Ａと１５Ｂをピン状に、可動体１４内周に対向して突出形成することによって、軸線方向の全長寸法を小さくでき、小型化を図ることも可能となる。

また、端部に凹凸状の固定カム１３が設けられた複雑な構造の固定体１１を、略半円筒状の二つの左固定体１１Ａと右固定体１１Ｂから形成し、これらを筒体１２により連結結合することによって、プレス加工や成形等によって比較的簡易に、固定体１１の製作を行うことができる。

さらに、以上の説明では、可動体１４を略リング状に形成すると共に、この可動体１４内周に可動カム１５Ａと１５Ｂを、ピン状に内方へ対向させて突出形成した構成について説明したが、略リング状の可動体外周にピン状の可動カムを外方へ突出形成し、この可動体と可動体を付勢するばねを固定体内に挿入して、可動カムを固定カム１３へ弾接させると共に、可動カム先端をケース１６の溝部１６Ａに挿入する構成としても、本発明の実施は可能である。

また、以上の説明では、可動体１４内周に一対のピン状の可動カム１５Ａ、１５Ｂを固着して突出形成した構成について説明したが、金属射出成形や鍛造等によって可動体１４と一体に可動カム１５Ａ、１５Ｂを突出成形した構成としても本発明の実施は可能である。

なお、製作は複雑で多少時間を要するが、一対の固定カム１３を１枚の平板に展開状態でプレス加工などで一体で形成した後、この平板を円筒状に曲げ加工し平板の両端を結合させて固定体１１を形成しても、本発明の実施は可能である。

（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、可動体や固定体の他の実施の形態について説明する。

なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

図５は本発明の第２の実施の形態による開閉装置の分解斜視図、図６は同要部斜視図であり、同図において、３１は略円筒状で鋼や銅合金、焼結合金等の金属製、または高剛性の樹脂製の固定体で、金属製の場合は金属射出成形や切削加工、または鍛造等によって、樹脂製の場合は射出成形によって製作される。

そして、この固定体３１には、右側に左側の外周３１Ａより小径となる筒部３１Ｂが形成されると共に、突出部３３Ａ、及びこの突出部３３Ａから上下へ延出する傾斜部３３Ｂと３３Ｃ、窪部３３Ｄや傾斜部３３Ｅ、及び窪部３３Ｆが連なって凹凸状に形成された、一対の固定カム３３が対向して設けられている。

なお、略リング状の可動体３４が固定体３１に対して開閉方向へ回動可能に、軸線方向に移動可能に配置されると共に、一対のピン状の可動カム３５Ａと３５Ｂが固着され、この可動カム３５Ａと３５Ｂが可動体３４内周に突出形成されていることは実施の形態１の場合と同様である。

また、略円筒状のケース１６内に固定体３１や可動体３４、及びばね１７が収納されて、ばね１７によって可動体３４が左方向に付勢されて、可動カム３５Ａと３５Ｂが固定カム３３に弾接していることも実施の形態１と同様である。

さらに、実施の形態１の場合と同様に、ケース１６に突出形成された溝部１６Ａに、可動体３４外周に突出した凸部３４Ａが挿入され、可動体３４がケース１６に対し軸線方向に移動可能で回転方向へは一体となって回転すると共に、固定カバー１９に固定軸３８や固定体３１の左端部が固着され、固定軸３８の右端部が可動体３４の中空部やばね１７を挿通し、止め輪２０によってケース１６外側面に回転可能に装着されて、開閉装置４１が構成されている。

つまり、固定体１１右端部に凹凸状の一対の固定カム１３を形成した実施の形態１に対し、本実施の形態においては、一対の固定カム３３が固定体３１の外周に形成された構成となっている。

そして、このように構成された開閉装置４１が固定筐体と可動筐体に装着されると共に、可動筐体の開閉操作に伴ってケース１６が回転し、可動カム３５Ａと３５Ｂが固定カム３３に弾接して、固定筐体２２に対する可動筐体２３の開閉操作が行われるが、この時、可動カム３５Ａと３５Ｂは固定体３１外周の固定カム３３の所定箇所へ弾接し、ほぼ１８０度までの開閉操作が可能なようになっている。

このように、固定カム３３を固定体３１の外周に形成した本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同様に、１６５度に開いた状態でも可動筐体には開方向への付勢力がはたらき、がたつきがなく、開閉操作及び所定角度での保持が確実な開閉装置を得ることができるものである。

なお、製作はやや困難となるが、固定カムを固定体の中空部内周に形成すると共に、固定体内に可動体を収納し、この可動体外周から外方へ突出したピン状の可動カムを、固定体内周の固定カムに弾接させる構成としても、本発明の実施は可能である。

また、以上の説明では、手で可動筐体２３を開閉操作し、これに固着されたケース１６を回転させる構成について説明したが、可動カムの固定カムへの弾接位置を反転させる反転カムや、この反転カムを押圧する押釦等の部品を設け、手による開閉操作に加え、閉状態からの押釦の押圧操作によって可動筐体２３を自動的に開く、所謂、ワンプッシュオープン構造の開閉装置としても、本発明の実施は可能である。

本発明による開閉装置は、開閉操作及び所定角度での保持が確実なものを得ることができ、各種電子機器に使用される開閉装置として有用である。

本発明の第１の実施の形態による開閉装置の断面図同分解斜視図同要部斜視図同操作時の部分平面図本発明の第２の実施の形態による分解斜視図同要部斜視図携帯電話の斜視図従来の開閉装置の断面図同分解斜視図

符号の説明

１１、３１固定体
１１Ａ左固定体
１１Ｂ右固定体
１２筒体
１３、３３固定カム
１３Ａ、３３Ａ突出部
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｅ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｅ傾斜部
１３Ｄ、１３Ｆ、３３Ｄ、３３Ｆ窪部
１４、３４可動体
１４Ａ、３４Ａ凸部
１５Ａ、１５Ｂ、３５Ａ、３５Ｂ可動カム
１６ケース
１６Ａ溝部
１７ばね
１８、３８固定軸
１９固定カバー
２０止め輪
２１、４１開閉装置
２２固定筐体
２２Ａ操作部
２２Ｂ音声入力部
２３可動筐体
２３Ａ表示部
２３Ｂ音声出力部
３１Ａ外周
３１Ｂ筒部

Claims

端部または外周に凹凸状の固定カムが設けられた略円筒状の固定体と、この固定体に対し回転可能かつ軸線方向に移動可能に配置されると共に、可動カムが設けられた可動体と、これらを収納した略円筒状のケースと、上記可動体と上記ケースの間に装着され上記可動カムを上記固定カムへ弾接させるばねからなり、上記可動体を略リング状に形成すると共に、上記可動カムをこの内周に一対のピン状に対向させて突出形成し、上記固定体の上記固定カムを、突出部と、この突出部から周方向の両側へ延出する第一の傾斜部及び第二の傾斜部と、この第二の傾斜部に第三の傾斜部、第一の窪部が連なり、上記第一の傾斜部と上記第一の窪部は上記可動体の回転方向に約１８０度の間隔を有すると共に、これら凹凸状の連なりが対向した一対に形成され、上記一対の一方の上記第一の窪部を軸線方向に他方の上記第一の傾斜部と重なるように配置して形成し、上記可動カムを上記固定カムに弾接摺動させて開閉操作を行う開閉装置。
固定体を、略半円筒状の二つの左右固定体を連結して形成した請求項１記載の開閉装置。
第二の傾斜部と第三の傾斜部の間に第二の窪部を形成した請求項１記載の開閉装置。