JP2010077982A - 開閉装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器に使用される開閉装置及びその製造方法に関し、耐久性が高いものを提供することを目的とする。
【解決手段】固定カム２２が設けられた固定体２１、または、この固定カム２２へ弾接する可動カム２４を設けた可動体２３の少なくとも一方が金属板を巻回して形成された開閉装置において、嵌合部を溶接することによって、十分な開閉回数を確保できる、変形が少なく耐久性が高い開閉装置、及びその製造方法を得ることができる。
【選択図】図２

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及びその製造方法に関するものである。

近年、携帯電話や小型パーソナルコンピュータ等の各種電子機器の小型化や軽量化が進む中、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、小型・軽量化を図った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は中央に中空部が設けられるよう、金属板を巻回され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と２Ｃから形成された固定カム２が設けられている。

そして、３は同じく中央に中空部が設けられるよう、金属板を巻回され形成された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配置されると共に、固定カム２との対向面である左側面外周には可動カム４が設けられ、この可動カム４の突出部４Ａが、略円盤状のカバー５との間にやや撓んだ状態で装着されたコイル状のばね６に付勢されて、固定カム２の傾斜部２Ｂへ弾接している。

なお、固定体１と可動体３の巻回された一端部には、先端と根元の幅寸法が異なる略楔状の凹部１Ａと３Ａが、他端部には同じく略楔状の凸部１Ｂと３Ｂが設けられ、この凹部１Ａと凸部１Ｂ、凹部３Ａと凸部３Ｂが各々嵌合して、固定体１と可動体３が略中空円筒状に形成される。

また、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が固着されると共に、右端部は可動体３の中空部やばね６を挿通して、カバー５へ係止されている。

さらに、８は略円筒状の可動ケースで、この可動ケース８左端の通孔８Ａから固定体１の固定部１Ｃが回転可能に突出すると共に、外周の溝部８Ｂには可動体３の突起３Ｃが挿入され、可動体３が軸線方向へ移動可能に可動ケース８内に収納されている。

また、可動ケース８右端の開口部をカバー５が覆い、固定体１や可動体３、ばね６等が可動ケース８内に収納されて、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の携帯電話の斜視図に示すように、固定体１の固定部１Ｃが、上面に複数のキーからなる操作部１２Ａやマイクロフォン等の音声入力部１２Ｂが形成された固定筐体１２へ、可動ケース８が、表面にＬＣＤ等の表示部１３Ａやスピーカ等の音声出力部１３Ｂが形成された可動筐体１３へ各々固着され、開閉装置１０によって固定筐体１２に対して可動筐体１３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８に示すように、可動カム４の突出部４Ａが固定カム２下側の傾斜部２Ｂへ弾接した状態では、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、可動ケース８が固着された可動筐体１３は、固定筐体１２に対して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１３を手で開くと、可動筐体１３に固着された可動ケース８を介して可動体３が上方向へ回転し、可動カム４の突出部４Ａが固定カム２の傾斜部２Ｂから突出部２Ａを超えて上方向へ摺動して、上側の傾斜部２Ｃへ弾接し、可動体３が上方向の開方向へ付勢されるため、可動筐体１３が開いた状態となる。

つまり、可動筐体１３に固着された可動ケース８を回転させることによって、可動カム４の突出部４Ａ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て、固定筐体１２に対する可動筐体１３の開閉操作が行われるように構成されているものであった。

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２００４−１９０８２８号公報

しかしながら、上記従来の開閉装置において、従来の携帯電話に対して用いる開閉装置としては十分な開閉回数を確保し得るものであったが、耐久性をさらに向上したいという要望があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、嵌合部の接合強度を高めることにより、十分な開閉回数を確保できる、変形が少なく耐久性が高い開閉装置、及びその製造方法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、側面に固定カムが設けられた略中空円筒状の固定体と、この固定体に対し回転可能に配置されると共に、上記固定カムとの対向面に可動カムが設けられた略中空円筒状の可動体と、この可動体を付勢し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、少なくとも一方の固定体または可動体は金属板を巻回させて、金属板が巻回された嵌合面に溶接部を備える開閉装置において、金属板が巻回された嵌合面に溶接部を備えて開閉装置を構成したものであり、溶接部を備えることによって、接合強度を高めることができ、十分な開閉回数を確保できる、変形が少なく耐久性が高い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、帯状の金属板に複数の固定体または可動体の外形を、帯本体部に複数の桟部で連結された状態で連続して打抜き加工し、円弧状に曲げ加工し巻回して金属板を嵌合させた後、嵌合面を溶接し、上記桟部を切断する請求項１記載の開閉装置の製造方法であり、打抜き加工された金属板に固定体または可動体が上記桟部で接続された状態で嵌合面を溶接することができるため、固定体または可動体が切り離された後に溶接する場合と比べ、レーザー溶接装置の位置を固定したまま、一定量金属板をスライドさせるだけで、容易に溶接箇所の位置合わせを為し得るという作用を有する。

以上のように本発明によれば、接合強度を高めることにより耐久性が高い開閉装置を得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。

なお、従来の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。

また、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。

（実施の形態）
図１は本発明の一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、２１は鋼や銅合金等の金属板を巻回した略中空円筒状の固定体で、この固定体２１の右側面外周には対称に配置された複数の突出部２２Ａ、及びこの突出部２２Ａから上下へ延出する二つの傾斜部２２Ｂと２２Ｃから形成された、複数の固定カム２２が設けられている。

そして、２３は同じく金属板を巻回した略中空円筒状の可動体で、固定体２１に対して開閉方向へ回転可能に配置されると共に、固定カム２２との対向面である左側面外周には、対称に配置された複数の可動カム２４が設けられ、この可動カム２４の突出部２４Ａが、略円盤状のカバー５との間にやや撓んだ状態で装着されたコイル状のばね６に付勢されて、固定カム２２の傾斜部２２Ｂへ弾接している。

なお、固定体２１と可動体２３の巻回された一端部には、先端と根元の幅寸法が異なる略楔状の凹部２１Ａと２３Ａが、他端部には同じく略楔状の凸部２１Ｂと２３Ｂが設けられ、この凹部２１Ａと凸部２１Ｂ、凹部２３Ａと凸部２３Ｂが各々嵌合して、固定体２１と可動体２３が略中空円筒状に形成され、嵌合部にレーザー溶接等による溶接部２１Ｄ〜２１Ｆ、２３Ｄ〜２３Ｆが施されている。

また、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２１が固着されると共に、右端部は可動体２３の中空部やばね６を挿通して、カバー５へ係止されている。

さらに、８は略中空円筒状の可動ケースで、この可動ケース８左端の通孔８Ａから固定体２１の固定部２１Ｃが回転可能に突出すると共に、外周の溝部８Ｂには可動体２３の突起２３Ｃが挿入され、可動体２３が軸線方向へ移動可能に可動ケース８内に収納されている。

そして、可動ケース８右端の開口部をカバー５が覆い、固定体２１や可動体２３、ばね６等が可動ケース８内に収納されて、開閉装置３０が構成されている。

次に、以上のように構成された開閉装置３０の製造方法について、可動体２３を例として、図３から図５の斜視図及び図６の斜視図及び断面図を用いて説明する。

先ず、図３（ａ）に示すように、厚さ０．２〜０．８ｍｍの鋼や銅合金等の帯状の金属板２７に、複数の可動カム２４や両端部の凹部２３Ａ、凸部２３Ｂを設けた可動体２３が平面状に展開された、複数の可動体個片２７Ａの外形を、枠状の帯本体部２７Ｂに複数の桟部２７Ｃで連結された状態で、連続して打抜き加工する。

なお、この打抜き加工後の状態で、カム摺動面である断面や巻回後は内周となる箇所へバレル研磨等の研磨処理や、所定の箇所へ表面粗度を変化させるブラスト処理等を行えば、複数の可動体個片２７Ａが平面状に連続して形成された帯状の状態であるため、巻回後はこれらの処理が困難な箇所へも容易に処理を行うことができる。

そして、この後、図３（ｂ）に示すように、この可動体個片２７Ａの両端部を上方へ円弧状に曲げ加工して、図４（ａ）のように、略中空円筒状に巻回させる。

そして、その後に、図４（ｂ）のように、可動体個片２７Ａを構成する金属板の端部に設けられた、凹みの奥側が若干広くなるように形成された凹部２３Ａと、突出部の先が若干広くなるように形成された凸部２３Ｂを当接して嵌合させる。

ここで、凹部２３Ａの凹みの奥側が若干広くなっており、また、凸部２３Ｂの突出部の先が若干広くなっているため、巻回が緩む方向に金属板が広がろうとしても、開かない構造となっている。

次に、図５（ａ）に示すように、例えば、発振器３１により波長１０６４ｎｍの赤外線のレーザー光を生成し、このレーザー光を例えば三本のケーブル３２の光路を経由し、集光器３３で集光させた、レーザー溶接装置３４等を用いて、可動体個片２７Ａに対し、溶接部２３Ｄ〜２３Ｆの溶接を行う。

この溶接部２３Ｄ〜２３Ｆの溶接はレーザー光３５により同時に行うもので、三箇所の溶接部２３Ｄ〜２３Ｆに対して、レーザー光３５の光径は同一で、例えば、直径０．８ｍｍとしており、溶接時の熱量は例えば１１．０Ｊで、照射時間は０．１秒である。

ここで図６（ａ）に示す可動体の斜視図において、巻回方向に対し直交する嵌合面２３Ｇ、２３Ｈ、２３Ｉに対し、それぞれ上面視、略円形の溶接部２３Ｄ、２３Ｅ、２３Ｆが設けられている。

この嵌合面の長さＬは、例えば３．２ｍｍで、溶接部２３Ｄ、２３Ｅ、２３Ｆの直径は例えば０．８ｍｍで、溶接部２３Ｄ、２３Ｅ、２３Ｆの略円形の中心は、嵌合面２３Ｇ、２３Ｈ、２３Ｉの中央位置にある。

ここで、嵌合面２３Ｇの長さは例えば１．１ｍｍであり、上述のように溶接部２３Ｄの直径が例えば０．８ｍｍであるため、可動カム２４側の溶接部２３Ｄの外縁は嵌合面２３Ｆの可動カム２４側の端部から例えば０．１５ｍｍの位置となっている。

ここで、なるべく可動カム２４寄りに、溶接部２３Ｄの外縁が嵌合面２３Ｇの上端から１ｍｍ以内（例えば上述のように０．１５ｍｍ）となるように溶接しているため、固定カム２２と可動カム２４が摺動することにより、可動カム２４側となる可動体２３の上方から巻回方向に対し平行、すなわち嵌合を開く力が加わった場合にも、可動カム２４の方向から可動体の嵌合が開かれることを防ぐことが可能となる。

さらに、溶接部２３Ｄの外縁は嵌合面２３Ｇの上端から若干内側の位置、例えば０．１５ｍｍの位置にあるため、溶接により溶けた金属体が、可動カム２４側に突出することが無く、これにより固定カム２２が摺動する際に溶けた金属体が突出して障害とならない様になっている。

そして、図６（ｂ）に示す可動体の断面図は、溶接部２３Ｄの位置に巻回方向と平行な方向の断面図で図６（ａ）のＡの方向から見たものであり、同図において、点線２３Ｊで示す、少なくとも金属板の半分以上の厚みの部分が溶接部２３Ｄの最深部となるように、金属を溶かし、上面は、溶接面の表面が円弧状となり、突出した部分が無いように溶接を行うものである。

なお、ここで点線２３Ｋの位置まで、すなわち金属板の裏面に達するように金属を溶かし、金属板を溶接すれば、接続をより強固なものとすることができるため適している。

この様に、可動体２３の外周に突出した部分が無く、略円弧状に構成されているためで、可動体２３を可動ケース８内に収納した際に滑らかに収納することができる。

その後、図５（ｂ）に示すように、桟部２７Ｃから切断して、可動体２３が完成する。

上述のように、打抜き加工された金属板に固定体または可動体が上記桟部で接続された状態で嵌合面を溶接しているため、一定量金属板をスライドさせることで容易に溶接箇所の位置合せを為し得るものである。

そして、このように製作された可動体２３や固定体２１を用いて構成された開閉装置３０は、例えば、図７の携帯電話の斜視図に示すように、固定体２１の固定部２１Ｃが、上面に複数のキーからなる操作部１２Ａやマイクロフォン等の音声入力部１２Ｂが形成された固定筐体１２へ、可動ケース８が、表面にＬＣＤ等の表示部１３Ａやスピーカ等の音声出力部１３Ｂが形成された可動筐体１３へ各々固着され、開閉装置３０によって固定筐体１２に対して可動筐体１３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１に示すように、可動カム２４の突出部２４Ａが固定カム２２下側の傾斜部２２Ｂへ弾接した状態では、可動体２３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、可動ケース８が固着された可動筐体１３は、固定筐体１２に対して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１３を手で開くと、可動筐体１３に固着された可動ケース８を介して可動体２３が上方向へ回転し、可動カム２４の突出部２４Ａが固定カム２２の傾斜部２２Ｂから突出部２２Ａを超えて上方向へ摺動して、上側の傾斜部２２Ｃへ弾接し、可動体２３が上方向の開方向へ付勢されるため、可動筐体１３が開いた状態となる。

つまり、可動筐体１３に固着された可動ケース８を回転させることによって、可動カム２４の突出部２４Ａを固定カム２２の傾斜部２２Ｂまたは２２Ｃのいずれかへ弾接させて、固定筐体１２に対する可動筐体１３の開閉操作が行われるように構成されている。

このように本実施の形態によれば、固定体２１や可動体２３の巻回された両端部に、各々凹部２１Ａと凸部２１Ｂ、凹部２３Ａと凸部２３Ｂを設け、これらを嵌合させた上で溶接することによって、略中空円筒状の形状を確実に保持できるため、変形が少なく耐久性の高い開閉装置を得ることができるものである。

なお、以上の説明では、手で可動筐体１３を開閉操作し、これに固着された可動ケース８を回転させる構成についてのみ説明したが、押釦や、可動カム２４の固定カム２２への弾接位置を反転させる反転カム等の部品を設け、手による開閉操作に加え、閉状態から押釦の押圧操作によって可動筐体１３を開く、所謂、ワンプッシュオープン構成においても、本発明の実施は可能である。

本発明による開閉装置は、耐久性が高い開閉装置、及びその製造方法を得ることができるという有利な効果を有し、有用である。

本発明の一実施の形態による開閉装置の断面図 同分解斜視図 可動体の斜視図 同斜視図 同斜視図 可動体の斜視図及び断面図 電子機器の斜視図 従来の開閉装置の断面図 同分解斜視図

符号の説明

５ カバー
６ ばね
７ 固定軸
８ 可動ケース
８Ａ 通孔
８Ｂ 溝部
１２ 固定筐体
１２Ａ 操作部
１２Ｂ 音声入力部
１３ 可動筐体
１３Ａ 表示部
１３Ｂ 音声出力部
２１ 固定体
２１Ａ 凹部
２１Ｂ 凸部
２１Ｃ 固定部
２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ 溶接部
２２ 固定カム
２２Ａ 突出部
２２Ｂ、２２Ｃ 傾斜部
２３ 可動体
２３Ａ 凹部
２３Ｂ 凸部
２３Ｃ 突起
２３Ｄ、２３Ｅ、２３Ｆ 溶接部
２３Ｇ、２３Ｈ、２３Ｉ 嵌合面
２４ 可動カム
２４Ａ 突出部
３０ 開閉装置
３１ 発振器
３２ ケーブル
３３ 集光器
３４ レーザー溶接装置
３５ レーザー光

Claims (2)

1. 側面に固定カムが設けられた略中空円筒状の固定体と、この固定体に対し回転可能に配置されると共に、上記固定カムとの対向面に可動カムが設けられた略中空円筒状の可動体と、この可動体を付勢し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、少なくとも一方の固定体または可動体は金属板を巻回させて、金属板が巻回された嵌合面に溶接部を備える開閉装置。
2. 帯状の金属板に複数の固定体または可動体の外形を、帯本体部に複数の桟部で連結された状態で連続して打抜き加工し、円弧状に曲げ加工し巻回して金属板を嵌合させた後、嵌合面を溶接し、上記桟部を切断する請求項１記載の開閉装置の製造方法。

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