JP2004213981A - スイッチ機構 - Google Patents

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新一 小荒田
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Abstract

【課題】折畳式電子機器の開閉状態を検出するためのスイッチ機構において、電子機器を落としても筐体開閉検出スイッチが壊れないようにする。
【解決手段】ヒンジ軸カムユニットとスイッチ部ユニットとをヒンジ部に一体化する。ヒンジ軸カムユニットのケース(A)を第1筐体に固定する。ヒンジ軸カムユニットの相対的回転に応じてON/OFFするスイッチ部のケース(B)を第2筐体に固定する。第1筐体が閉じられると、軸カムの回転により、カム(C)の突起がカム(D)の突起に重なって、可動接点が押され、スイッチがONする。第1筐体が開かれると、カム(D)の突起が、カム(C)の突起から外れ、可動接点が戻り、スイッチOFFとなる。スイッチ機構が露出していないので、開閉検出スイッチの破損を防止できる。磁気カードへの悪影響も無い。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチ機構に関し、特に、携帯電話、PDA(携帯情報端末)、ノートパソコン等に使用される筐体開閉検出スイッチ等に使用されるスイッチ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
折畳式携帯電話や、PDA(携帯情報端末)や、ノートパソコン等では、折り畳まれている筐体を開くとすべての電源が入って動作状態になり、筐体を閉じるとほとんどの電源が切れて待機状態になるように構成されている。筐体の開閉状態を検出するために、筐体開閉検出スイッチが設けられている。筐体開閉検出スイッチについて、折畳式携帯電話の開閉検出を例にして説明する。
【0003】
プッシュ式スイッチの場合、図5に示すように、第1筐体の外部にボスが設けられている。第2筐体のプリント基板に、スイッチプッシュ部が設けられている。第2筐体に孔が開けてあり、その孔を通して第1筐体のボスがスイッチプッシュ部を押す構造になっている。筐体のヒンジ部を中心に、第1筐体が回転しながら閉じられる時、第1筐体と一緒にボスが動く。ボスにより、第2筐体に設けられているスイッチプッシュ部が、プリント基板に押しつけられ、スイッチ接点が接触する。スイッチの導通で、閉状態検出を行う。筐体を開くと、第1筐体に取り付けられているボスが、スイッチプッシュ部から離れる。スイッチ接点が遮断され、開状態の検出ができる。このようにして、筐体の開閉状態を検出している。逆に、スイッチ導通の時に開状態を検出し、スイッチ遮断の時に閉状態を検出するものもある。
【0004】
磁石式スイッチの場合、図6に示すように、第1筐体に磁石が取り付けられている。第2筐体に、閉じたとき磁石と対向するように、リードスイッチが取り付けられている。第1筐体がヒンジ部を中心にして回転しながら閉じられる時、第1筐体に取り付けられた磁石が、第2筐体に取り付けられているリードスイッチに近づくと、リードスイッチが導通する。リードスイッチの導通で、閉状態の検出を行う。筐体を開いていくと、第1筐体に取り付けられている磁石が第2筐体から離れ、第2筐体に取り付けられているリードスイッチが遮断状態となる。リードスイッチの遮断で、開状態の検出を行う。
【0005】
また、折畳式の筐体の開閉状態を検出するスイッチをヒンジ部に取り付けたものもある。特許文献1に開示された「開閉検出機構を有する電子機器」は、本体部や表示部の外面に、検出スイッチのレバーや凸形状部を出すことなく、表示部の開閉状態を検出できる開閉検出機構を有する電子機器である。ヒンジの回転軸の円周上に、凸形状部を設ける。検出スイッチを、表示部の内部に配置する。表示部が所定の回転角度位置にある状態で、検出スイッチをONまたはOFFする。
【0006】
特許文献2に開示された「開閉検出装置」は、蓋体の開き状態が検出できる開閉検出装置である。蓋体が、筐体に回動可能に支持されている。筐体(または蓋体)に、ヒンジ部材の枠体が取り付けられている。枠体から突出する軸体が、蓋体(または筐体)を回動可能に支持する。軸体には、操作カム部が形成されている。蓋体の回動を検出するために、内部に可動接点と固定接点を有するスイッチ部が設けられている。スイッチ部は、突出した操作部を有するレバースイッチ又はプッシュスイッチである。軸体の回動に伴い、操作カム部が操作部を押圧することにより、可動接点と固定接点とを接続(または分離)して、蓋体の開き(または閉じ)を検出する。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−259176号公報
【特許文献2】
特開2002−279857号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、携帯電話やノートパソコン等で使用されている従来のプッシュ式スイッチの場合、次のような問題がある。
1.第1筐体に設けたボスと、第2筐体に設けた孔との間のクリアランスが少ないため、落下した時等にボスが孔とぶつかり、折れたり欠けたりしやすい。ボスが折れたり欠けたりすると、スイッチの機能を果たさなくなる。ボスが折れないように、孔を大きくしてクリアランスを多くすると、美観を損なうことになる。
2.第1筐体に設けたボスに使用者の手が触れると、手を痛めることがある。
3.ボスや孔が外観を損ねる。
4.ボスを通す孔からゴミ等の異物が筐体内部に流入しやすく、故障の原因になる。
【0009】
また、携帯電話等で使用されている従来の磁石式スイッチの場合、次のような問題がある。
1.筐体内部の磁石で、テレフォンカード等の磁気データを破壊することがある。
2.磁石等のコストが高い。
3.スイッチを構成する部品が大きいため、小型化が困難である。
4.磁石を使用しているために重くなる。
5.筐体内部の部品への磁石の影響を避ける必要がある。
【0010】
本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、磁気カードへの悪影響を無くすとともに、筐体を落としても筐体開閉検出スイッチが壊れないようにすることである。他の目的は、折畳式電子機器のヒンジ部の組立てを容易にすることと、折畳式電子機器の筐体内における筐体開閉検出スイッチの占有スペースを削減することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、第1筐体と第2筐体とがヒンジで開閉自在に連結されている電子機器の開閉状態を検出するためのスイッチ機構を、第1筐体に固定されてヒンジ軸となるとともにスイッチ駆動手段を有する第1ヒンジユニットと、第2筐体に固定されて第1ヒンジユニットと相対的に回転可能に接続されヒンジ軸受けとなるとともにスイッチ駆動手段の相対的回転に応じてオン/オフするスイッチ接点を有する第2ヒンジユニットとを具備する構成とした。このように構成したことにより、スイッチ機構をヒンジと一体化でき、筐体落下時のスイッチの破損を防止できる。
【0012】
また、スイッチ機構を、第1筐体に固定されスイッチ駆動手段を有するヒンジ軸と、第2筐体に分離可能に固定された個別部品であるスイッチ接点部とを具備する構成とした。このように構成したことにより、スイッチ機構の組立てが容易になる。
【0013】
また、スイッチ機構を、第1筐体と連結されているヒンジの回動部材内部に固定されたボスと、第2筐体内部に固定されているプリント基板を回動部材内部に延長した部分に設けた開閉検出スイッチ部と、第1筐体と第2筐体とを閉じたときにボスにより押されて開閉検出スイッチ部をオン/オフするスイッチプッシュ部とを具備し、ボスと開閉検出スイッチ部とスイッチプッシュ部を、第1筐体と第2筐体の外部に露出しないように配置した。このように構成したことにより、筐体落下時のスイッチの破損を防止できる。特に、プリント基板を回動部材内部に延長したので、構成が単純になり強度も増す。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図4を参照しながら詳細に説明する。
【0015】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態は、ヒンジ軸カムユニットを第1筐体に固定し、ヒンジ軸カムユニットの相対的回転に応じてON/OFFするスイッチ部ユニットを第2筐体に固定し、ヒンジ軸カムユニットとスイッチ部ユニットとをヒンジ部に一体化したスイッチ機構である。
【0016】
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるスイッチ機構のON状態とOFF状態を示す図である。図1(a)は、スイッチON状態を示す図である。図1(b)は、スイッチOFF状態を示す図である。図1において、ケース(A)18は、第1筐体に固定されて、スイッチ駆動部とヒンジ軸の機能を兼ねるヒンジ軸カムユニット(第1ヒンジユニット)の収容部材である。ケース(B)19は、第2筐体に固定されて、スイッチ接点部とヒンジ軸受けの機能を兼ねるスイッチ部ユニット(第2ヒンジユニット)の収容部材である。ヒンジ軸カムユニットとスイッチ部ユニットで、スイッチ一体型ヒンジを構成している。スイッチ一体型ヒンジを、単にヒンジ部とも呼ぶ。スイッチ一体型ヒンジに内蔵されているスイッチ機能部分をスイッチ機構と呼ぶ。
【0017】
プリント基板20は、FPC(フレキシブルプリント基板)などの通電部材である。バネ(A)21は、ヒンジ部の保持抵抗を発生させる部材である。バネ(B)22は、スイッチ接点を戻す力を発生させる部材である。軸カム23は、第1筐体に固定され第2筐体と回動可能に連結されるヒンジ部材である。可動接点24は、接点部25を短絡させる導体である。接点部25は、プリント基板20に設けたスイッチ電極である。取付蓋26は、スイッチ機構を筐体に取り付けるための蓋兼用部材である。カム(A)27は、ヒンジ部の保持抵抗を担う部材である。カム(C)28は、軸カム23の端部である。カム(D)29は、カム(C)28の回転に応じて、可動接点24を接点部25に当接させる部材である。
【0018】
上記のように構成された本発明の第1の実施の形態におけるスイッチ機構の動作を説明する。図示してないが、電子機器は、第1筐体と第2筐体が組み合わされて構成されている。第1筐体と第2筐体を、スイッチ一体型ヒンジで開閉自在に連結する。図1に示すように、スイッチ機構を、ヒンジ部と一体化して、スイッチ一体型ヒンジとする。最初に、スイッチ一体型ヒンジの組立手順を説明する。ケース(A)18に、バネ(A)21を入れてからカム(A)27を入れる。ケース(B)19に、軸カム23と、可動接点24と、バネ(B)22と、プリント基板20と、取付蓋26とを、この順で組み込む。ケース(A)18に組み立てたユニットに、軸カム23を通す。
【0019】
次に、筐体への組込手順を説明する。第1筐体の筐体孔と第2筐体の筐体孔に、スイッチ一体型ヒンジを貫通させる。第1筐体とケース(A)18を連結して固定し、第2筐体とケース(B)19を連結して固定して、第1筐体と第2筐体を組み合わせる。スイッチ一体型ヒンジに取り付けられているプリント基板20を、第1筐体または第2筐体のプリント基板に電気的に接続にする。スイッチ一体型ヒンジのケース(A)18は、第1筐体と共に動く。ケース(A)18とカム(A)27は共に第1筐体に固定されており、通常のヒンジカムの役目を果たしている。ケース(B)19は、第2筐体と共に動く。但し、この組み合わせが逆でも構わない。
【0020】
第1筐体が閉じられると、軸カム23の回転により、カム(C)28の突起がカム(D)29の突起に重なって、可動接点24が押され、プリント基板20に設けられた接点部25を短絡して導通させる。このようにしてスイッチがONするので、第1筐体が閉じられたことを検出する。
【0021】
第1筐体が開かれると、第1筐体と共に動くケース(A)18が動くことにより、軸カム23とカム(A)27とバネ(A)21とカム(C)28が連動して回転する。カム(D)29と可動接点24とバネ(B)22とプリント基板20と取付蓋26は、第2筐体に固定されている。ケース(A)18のユニットが回転させられることで、カム(C)28がカム(D)29に対して相対的に回転し、カム(D)29の突起がカム(C)28の突起から外れ、可動接点24が戻り、プリント基板20に設けられた接点部25の導通が遮断されてスイッチOFFとなる。このようにして、第1筐体が開かれたことを検出する。
【0022】
上記のように、本発明の第1の実施の形態では、スイッチ機構を、ヒンジ軸カムユニットを第1筐体に固定し、ヒンジ軸カムユニットの相対的回転に応じてON/OFFするスイッチ部ユニットを第2筐体に固定し、ヒンジ軸カムユニットとスイッチ部ユニットとをヒンジ部に一体化したので、筐体を落としたときのスイッチの破損を防止できる。
【0023】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態は、第1筐体に固定されているヒンジ軸にスイッチ操作用回転部材を連結し、スイッチケースを第2筐体に固定し、第1筐体の開閉に応じてON/OFFする回転型のスイッチ機構である。
【0024】
図2は、本発明の第2の実施の形態におけるスイッチ機構のON状態とOFF状態を示す図である。図2(a)は、スイッチ機構のOFF状態を示す図である。図2(b)は、スイッチ機構のON状態を示す図である。図2において、ケース9は、スイッチ機構を収容するケースである。蓋10は、スイッチ機構の蓋である。凸部11は、ヒンジ軸に接続される回転部材である。可動接点12は、接点部を短絡させるための導電部材である。接点部13は、プリント基板上に設けられた電極である。導電部14は、スイッチのプリント基板である。
【0025】
図3は、本発明の第2の実施の形態におけるスイッチ機構の取付状態を示す図である。図3において、個別スイッチ15は、回転部材とスイッチケースと接点部とを一体の個別部品としたスイッチ機構である。ヒンジ軸16は、第1筐体に固定された回転軸である。筐体17は、第1筐体の一部である。
【0026】
上記のように構成された本発明の第2の実施の形態におけるスイッチ機構の動作を説明する。電子機器は、第1筐体と第2筐体が組み合わされて構成されている。図3に示すように、第1筐体に固定されて取り付けられているヒンジ軸16の端の溝部に、図2に示すスイッチ機構の凸部11を差し込み、ケース9を第2筐体に固定するように取り付ける。その逆に、第1筐体に固定されて取り付けられているヒンジ軸にケース9を取り付け、凸部11を第2筐体に固定するように取り付けてもよい。ケース9を第2筐体に取り付ける代わりに、第2筐体自体にスイッチ機構を組み込んで、第2筐体とスイッチ機構を一体化しても良い。
【0027】
導電部14を、第2筐体に固定されているプリント基板に電気的に接続する。スイッチ機構は、第1筐体を閉じた時に導通してONとなり、開いた時にOFFとなる様に取り付ける。スイッチ機構の使用目的によっては、ONとOFFは逆でもよい。
【0028】
第1筐体を閉じると、スイッチ機構の凸部11が、第1筐体に取り付けられているヒンジ軸16と共に回転し、凸部11の反対側の突起と可動接点12を保持する弾性部材の突起とが重なり、スイッチ機構の可動接点12が押され、接点部13が短絡して通電し、第1筐体が閉じられたことを検出する。
【0029】
第1筐体を開くと、スイッチ機構の凸部11が、第1筐体に取り付けられているヒンジ軸16と共に回転する。回転すると弾性部材のバネ作用により可動接点12が押し戻され、接点部13の短絡が解除されて導通が遮断され、OFFとなる。このようにして、第1筐体の開閉を検出できる。
【0030】
上記のように、本発明の第2の実施の形態では、スイッチ機構を、第1筐体に固定されているヒンジ軸にスイッチ操作用回転部材を連結し、スイッチケースを第2筐体に固定し、第1筐体の開閉に応じてON/OFFする回転型の構成としたので、ヒンジ部内にスイッチ機構を収納することができる。
【0031】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態は、第1筐体とともに動く筐体軸に固定または一体化したボスで、筐体孔内部に設けた開閉検出スイッチ部のスイッチプッシュ部を押すことにより、筐体の開閉状態を検出するスイッチ機構である。
【0032】
図4は、本発明の第3の実施の形態におけるスイッチ機構の概念図である。図4(a)は、第1筐体を開いた状態の図である。図4(b)は、第1筐体を閉じた状態の図である。図4において、第1筐体1は、表示部などがある上部の筐体である。第2筐体2は、テンキーなどがある下部の筐体である。プリント基板3は、電子回路が搭載されている基板である。ヒンジ軸4は、筐体を開閉させる時の中心軸である。テンキー5は、電子機器の入力手段である。ボス6は、筐体孔30に固定されている部材であり、第1筐体1が閉じられたとき、スイッチプッシュ部7を押すものである。スイッチプッシュ部7は、開閉検出スイッチ部8のスイッチボタン部である。開閉検出スイッチ部8は、第1筐体1が閉じたときにONになるスイッチである。
【0033】
上記のように構成された本発明の第3の実施の形態におけるスイッチ機構の動作を説明する。図4に示すように、筐体孔30にヒンジを貫通させ、第1筐体1と第2筐体2を組み合わせる。第1筐体1にはヒンジの一端が固定されている。第2筐体2には、ヒンジのもう片方の一端が固定されている。ヒンジ軸4を中心にして第1筐体1を回転させて開閉できる構造となっている。
【0034】
第2筐体2に取り付けられたプリント基板3を、筐体孔30の内部まで延長する。プリント基板3の先端部のヒンジ軸4に近接した位置に、開閉検出スイッチ部8を搭載する。スイッチプッシュ部7を押すためのボス6を、第1筐体1に連結されている筐体孔30に設ける。筐体外部に露出させないように、開閉検出スイッチ部8や第1筐体1の筐体孔30に固定されたボス6や、第2筐体2のスイッチプッシュ部7など、スイッチ機能部材を全てヒンジ部内部へ収容している。
【0035】
第1筐体1を閉じると、第1筐体1に連結されている筐体孔30に設けられたボス6が、スイッチプッシュ部7を押す。その結果、開閉検出スイッチ部8がONになり、第1筐体1が閉じられたことが検出できる。筐体を開くと、第1筐体1と連動するボス6がスイッチプッシュ部7から離れる。その結果、開閉検出スイッチ部8がOFFになり、第1筐体1が開かれたことが検出できる。
【0036】
上記のように、本発明の第3の実施の形態では、スイッチ機構を、第1筐体とともに動く筐体孔30に固定したボスで、ヒンジ部内に設けた開閉検出スイッチ部のスイッチプッシュ部を押すことにより、第1筐体の開閉状態を検出する構成としたので、スイッチ機構部が筐体の可動部内に取り込まれ、外部から見える部分にスイッチが露出しなくなり、開閉検出スイッチの破損を防止できる。また、磁石を用いないので、磁気カードに悪影響を及ぼさない。
【0037】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、第1筐体と第2筐体とがヒンジで開閉自在に連結されている電子機器の開閉状態を検出するためのスイッチ機構を、第1筐体に固定されてヒンジ軸となるとともにスイッチ駆動手段を有する第1ヒンジユニットと、第2筐体に固定されて第1ヒンジユニットと相対的に回転可能に接続されヒンジ軸受けとなるとともにスイッチ駆動手段の相対的回転に応じてオン/オフするスイッチ接点を有する第2ヒンジユニットとを具備する構成としたので、電子機器を落としたときのスイッチの破損を防止できる。
【0038】
従来のプッシュ式スイッチと比較して、
1.筐体外部にボスが無いため、落下時等にボスが折れることがない。
2.筐体外部にボスが無いため、手を痛めることがない。
3.筐体外部にボスと孔が無いため、意匠の自由度が増す。
4.ボス孔が無いため、ゴミ等が流入しにくい。
5.筐体孔部へスイッチ部を取り込んだので、筐体内のスペースを有効活用できる。
6.スイッチとヒンジの2種類の部品を1つにまとめたので、組立てが容易になり、コストダウンが図れる。
7.既存部品を変更することで実現できるため、コストアップがほとんどない。
【0039】
従来の磁石式スイッチと比較して、
1.磁石を使用しないため、磁気カードのデータを消すことがない。
2.磁石等の高価な部品を使用しないので、安価に作れる。
3.磁石等のスペースが不要となるので、限られた筐体内部の容積を有効に使用できる。
4.磁石を使用しないので、筐体内部への磁気的影響を考慮しなくても良く、部品配置等の自由度が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるスイッチ機構のON状態とOFF状態を示す図、
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるスイッチ機構のON状態とOFF状態を示す図、
【図3】本発明の第2の実施の形態におけるスイッチ機構の取付状態を示す図、
【図4】本発明の第3の実施の形態におけるスイッチ機構を用いる折畳式電子機器の開状態と閉状態を示す図、
【図5】従来のプッシュ式スイッチを用いた折畳式電子機器の開状態と閉状態を示す図、
【図6】従来の磁石式スイッチを用いた折畳式電子機器の開状態と閉状態を示す図である。
【符号の説明】
1 第1筐体
2 第2筐体
3 プリント基板
4 ヒンジ軸
5 テンキー
6 ボス
7 スイッチプッシュ部
8 開閉検出スイッチ部
9 ケース
10 蓋
11 凸部
12 可動接点
13 接点部
14 導電部
15 個別スイッチ
16 ヒンジ軸
17 筐体
18 ケース(A)
19 ケース(B)
20 プリント基板
21 バネ(A)
22 バネ(B)
23 軸カム
24 可動接点
25 接点部
26 取付蓋
27 カム(A)
28 カム(C)
29 カム(D)
30 筐体孔

Claims (5)

  1. 第1筐体と第2筐体とがヒンジで開閉自在に連結されている電子機器の開閉状態を検出するためのスイッチ機構において、前記第1筐体に固定されてヒンジ軸となるとともにスイッチ駆動手段を有する第1ヒンジユニットと、前記第2筐体に固定されて前記第1ヒンジユニットと相対的に回転可能に接続されヒンジ軸受けとなるとともに前記スイッチ駆動手段の相対的回転に応じてオン/オフするスイッチ接点を有する第2ヒンジユニットとを具備することを特徴とするスイッチ機構。
  2. 前記スイッチ駆動手段と前記スイッチ接点とを、前記第1筐体と前記第2筐体の外観部に露出しないように配置したことを特徴とする請求項1記載のスイッチ機構。
  3. 第1筐体と第2筐体とがヒンジで開閉自在に連結されている電子機器の開閉状態を検出するためのスイッチ機構において、前記第1筐体に固定されスイッチ駆動手段を有するヒンジ軸と、前記第2筐体に分離可能に固定された個別部品であって前記スイッチ駆動手段の相対的回転によりオン/オフされるスイッチ接点部とを具備することを特徴とするスイッチ機構。
  4. 前記スイッチ駆動手段と前記スイッチ接点部とを、前記第1筐体と前記第2筐体の外観部に露出しないように配置したことを特徴とする請求項3記載のスイッチ機構。
  5. 第1筐体と第2筐体とがヒンジで開閉自在に連結されている電子機器の開閉状態を検出するためのスイッチ機構において、前記第1筐体と連結されている前記ヒンジの回動部材内部に固定されたボスと、前記第2筐体内部に固定されているプリント基板を前記回動部材内部に延長した部分に設けた開閉検出スイッチ部と、前記第1筐体と前記第2筐体とを閉じたときに前記ボスにより押されて前記開閉検出スイッチ部をオン/オフするスイッチプッシュ部とを具備し、前記ボスと前記開閉検出スイッチ部と前記スイッチプッシュ部を、前記第1筐体と前記第2筐体の外部に露出しないように配置したことを特徴とするスイッチ機構。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7251859B2 (en) * 2002-05-31 2007-08-07 Sugatsune Kogyo Co., Ltd. Hinge device
CN110189941A (zh) * 2019-05-06 2019-08-30 贵州电网有限责任公司 一种灭弧短接器

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