JP2010503364A

JP2010503364A - 機器を開閉するための機構

Info

Publication number: JP2010503364A
Application number: JP2009529512A
Authority: JP
Inventors: ロタールフールマイステル，; ヘニングタシユケ，
Original assignee: ルンベルク・コネクト・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2010-01-28
Also published as: KR20090060285A; CA2648531A1; US20090188079A1; DE102006042077A1; WO2008028456A1; BRPI0710557A2; DE102006042077B4; CN101361351A; EP2060095A1

Abstract

本発明は、機器を開閉するための機構（１０）であって、少なくとも第１及び第２の基礎部分（１５，１６）を含み、これらの基礎部分が共通な回転軸線（Ｄ，ｄ）の周りに相対運動可能に設けられ、かつ第１及び２の終端位置へもたらされることができ、これら両方の位置の間にある基礎部分の運動行程が、１つのばね素子（１７）により及ぼされかつまず手により形成されるばね応力により、自動的に通過され、ばね素子が、一端を第１の基礎部分に固定され、他端を第２の基礎部分に固定されているものに関する。本発明の課題は、機器を開閉するため一層簡単で一層小さく構成される機構を提供することである。この課題は、ばね素子が両方の固定部の間の空間に自由に掛かり、こうして例えばばね素子用案内部又は制御部材のような媒介する部材をなくすことを特徴とする、請求項１に記載の機構によって解決される。

Description

本発明は、携帯電話又は個人のディジタル援助装置のような機器を開閉するための機構であって、少なくとも第１及び第２の基礎部分を含み、これらの基礎部分が共通な回転軸線の周りに相対運動可能に設けられ、かつ第１及び２の終端位置へもたらされることができ、これら両方の位置の間にある基礎部分の運動行程が、少なくとも１つのばね素子により及ぼされかつ少なくとも一部手により形成されるばね応力により、一部自動的に通過され、ばね素子が、一端を第２の基礎部分に固定され、他端を第２の基礎部分に固定されているものに関する。

例えば携帯電話のような可動通信機器、小形コンピュータ等の機器の小形化に対する要求は、機能範囲を拡大しながら、最も広い意味で分割されるハウジングが持つ１つの機器種類を生じた。機器が使用されないと、両方のハウジング部分ができるだけ場所を少なくするように関係づけられ、特に互いに重なるように揺動されるか移動される。

操作のため両方のハウジング部分が分離され、即ち開放揺動又は開放移動されて、操作素子に接近可能にしかつ快適な操作を保証する。異質の従来技術から、例えば揺動機構を開示する欧州特許第０９６１４５９号明細書が公知である。

携帯機器の取扱いを簡単にするため、ばね素子を介して開閉運動の一部を自動的に行わせるようになっている。このため例えば出願人の欧州特許出願公開第０５０２３３８６号明細書は、機器を開閉するため最初にあげた種類の機構を開示しており、２つのハウジング部分が互いに揺動され、その際両方のハウジング部分が互いに第１及び第２の安定な終端位置をとることができ、ばね棒と制御部材から成る制御機構が両方のハウジング部分を任意の中間位置から一方又は他方の相対終端位置へ押しやる。

換言すれば、機器を開閉するため、力反転点まで手による揺動が必要であり、増大されるばね応力のため、この力反転点からの運動が自動的に行われる。

同様に最初にあげた種類の従来技術とみなされる米国特許出願第２００４／０２０３５２３号明細書では、第１の安定な終端位置から第２の安定な終端位置への揺動運動は、ばね応力を増大しながら手により行われるが、逆の運動は、作用するばね応力のため自動的に行われる。携帯電話の図示した実施例では、それを閉鎖する際ばね応力が増大され、これに反し開放は自動的に行われる。

最後にあげた従来技術の欠点は、特に機器を開閉するための機構の費用のかかる構造であり、特に複数の部分からなる頑丈な回転継手、及び場所をとるばね素子の案内部である。なぜならば、この構造は携帯機器の小形化に反するからである。

欧州特許出願公開第０５０２３３８６号明細書に開示された揺動機構は、既に著しく簡単化されているが、これもその大きさに関して改善可能であるとみなされる。

従って本発明の課題は、従来技術に比較して一層簡単で一層小さく構成される機器の開閉機構を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の機構によって解決され、この機構は、ばね素子が両方の固定部の間の空間に掛かっており、こうして例えば案内部又は制御部材のようなばね素子用のいかなる仲介部材も不要である。本発明による制御機構は、必ず必要な部材のみ、即ち共通な回転軸線を持つ２つの機器部分と第１及び第２の機器部分にそれぞれ設けられる１つのばね素子のみから成っている。

好ましい実施形態では、ばね素子が、両方の基礎部分の終端位置で運動行程を越えて初応力を受けているので、両方の機器部分の自動的な相対運動のために必要なばね応力は、両方の部分の手による運動のみによって形成しなくてよい。

更に一方の基礎部分が切込みを持ち、両方の基礎部分の最大相対運動行程を限定するためにのみ、他方の基礎部分の回転ストッパが切込みにはまり、回転ストッパがばね素子の取付け手段として構成されていると、有利である。

Ｃ字状に構成されるばね素子又は蛇行ばねとして構成されるばね素子は、金属又はプラスチックから打抜き部品として安価に製造され、更に空間を節約する形状の利点を持っている。このようなばね素子を使用すると、機構を非常に扁平に形成することができる。

第１の基礎部分へのばね素子の固定部に中心を持ちかつ第２の基礎部分へのばね素子の固定部を通る半径を持つ円弧内に、両方の基礎部分の回転軸線が設けられていると、引張り応力を受けているばね素子が使用される。更にばね素子は回転軸線の範囲に空間を少なくして収容される。

これに反し初応力として圧縮応力を持つばね素子が使用される場合、第１の基礎部分へのばね素子の固定部に中心を持ちかつ第２の基礎部分へのばね素子の固定部を通る半径を持つ円弧外に、回転軸線が設けられている機構が提供される。

１つの実施形態によれば、運動行程が円弧軌道に一致し、力反転点に至るまで手により行われる両方の基礎部分の相対運動が、ばね応力を高め、従って力反転点を越えた後、相対運動がばね応力を減少しながら自動的に行われ、第１の基礎部分へのばね素子の固定部及び回転軸線を通って延びる直線と円弧軌道との交点に、力反転点が一致している。

その際運動行程が約９０°の円弧軌道に一致し、第１の基礎部分へのばね素子の固定部及び回転軸線を通って延びる直線に対しそれぞれ約４５°の角をなして、２つの終端位置が設けられている。

最後にあげた２つの実施形態は、従って２つの安定な終端位置を持つ機構を形成する。しかし両方の基礎部分の自動的な運動を行うため、まず１つの力反転点を越えねばならず、従って運動の一部を手で行わねばならない。この実施形態では、ばね応力が、両方の基礎部分をそれぞれ任意の中間位置から安定な終端位置の１つへ押しやる。

別の実施形態では、第１の基礎部分へのばね素子の固定部及び回転軸線を通って延びる直線の同じ側に、両方の終端位置があり、従って第１の終端位置への運動は、ばね応力のみによって行われ、第２の終端位置への運動は手により行われる。

この場合両方の基礎部分が互いに機械的に拘束可能であると有利である。

従って前記の２つの実施形態は、１つの終端位置（なるべく機器の開かれた位置）のみが安定であり、他の終端位置（なるべく機器の閉じられた位置）で機構が有利に拘束されるような、機器に関する。これにより拘束の解除の結果、機器の自動的な開放が行われるようにすることができる。

最後に機構の構造空間を最小にするため、誤って支持されるばね素子が固定部の間に案内されていないことが特に好ましい。

本発明を概略的に示される携帯電話について実例で説明する。以下の記述により、本発明が更に明らかである。

閉じられたハウジング付きの概略的に示される携帯無線電話を示す。開かれた状態にある図１の携帯電話を示す。閉鎖位置にある本発明の機構を持つ携帯電話の下側ハウジング部分を見た図を示す。下側ハウジング上に設けられている、本発明による機構のばね素子を見た図を示す。開放位置にある図３の部分を示す。図５による機構のばね素子を見た図を示す。携帯電話の別の実施例の下側ハウジング部分及び閉鎖位置にある開閉機構のばね素子を見た図を示す。開放位置にある図７の機構の図を示す。

図面には、第１の（下側）ハウジング部分１２及び第２の（上側）ハウジング部分１３から成るハウジングを持つ本発明による携帯電話１１により本発明の２つの実施例が示されている。下側ハウジング部分１２は以下下側殻１２とも称され、上側ハウジング部分１３は上側殻１３とも称される。

図１には携帯電話１１が閉鎖位置で示され、ハウジング部分１２及び１３又は下側殻１２及び上側殻１３は合同であるように上下に配置されている。

上側殻１３の方へ向く下側殻１２の面１４に設けられる付加的な操作素子（図示せず）に達するため、両方のハウジング部分１２及び１３が幾何学的回転軸線Ｄの周りに相対揺動可能である。

図２には、下側殻１２に対して上側殻１３が、両方のハウジング部分１２及び１３の垂直な中心回転軸線Ｄの周りに９０°だけ揺動されて示されている。図の面に関して、上側殻１３の方を向く面１４の上部範囲は、操作者にとって接近可能なので、ここに例えば鍵盤のような付加的操作素子を収容することができる。

図３は上側殻１３なしの携帯電話１１を示し、ここでは図１の閉鎖位置にある携帯電話１１を開閉するための機構１０を見るのを可能にする。

機構１０は第１の基礎部分１５と第２の基礎部分１６から成っている。この実施例では、第１又は下側の基礎部分１５は下側殻１２に一致し、第２又は上側の基礎部分１６は回転板として構成され、したがって上側殻１３に結合される別個の中間部材を形成している。しかし上側基礎部分１６として上側殻１３が用いられるか、第２の基礎部分１６が別個の回転盤として構成されていることも考えられる。

下側基礎部分１５及び１上側基礎部分１６は、（物的な）回転軸線ｄを介して互いに結合され、この回転軸線の周りに上側殻１３及び下側殻１２が相対揺動せしめられる。

図３にはばね素子１７が暗示的に認められ、一端を下側基礎部分１５又は下側殻１２に固定され、他端を上側基礎部分１６に固定されている

以下の機能の説明の理解のために、すべての図面において携帯電話１１の下側殻１２の位置が図の面において不変であり、したがって図３〜８には示されてない上側殻１３又は上側基礎部分１６のみが、下側殻１２に対して揺動される。

図４〜６に示す第１実施例では、上側殻１３が２つの安定な終端位置を持ち、ばね素子１７により各中間位置から一方又は他方の終端位置従って開放位置又は閉鎖位置へ押しやられる。

下側殻１２及び上側殻１３が図１に従って合同であるように重なっている図３から始まって、図４は、図３に示す第２又は上側の基礎部分１６を取除いて下側殻１２を見た図である。

更に両方のハウジング部分１２，１３の揺動に役立つ回転軸線ｄ、及び両方のハウジング部分１２，１３の間に設けられるばね素子１７が示されている。

ばね素子１７は、一端を第１の固定部１８により下側基礎部分１５に設けられ、他端を第２の固定部１９により上側基礎部分１６（図示せず）に固定されている。

固定部としてねじ、ピン状ストッパ手段、基礎部分１５，１６にある穴のような取付け手段を用いることができ、これらの穴へばね素子１７のかぎがはまる。

第１の基礎部分１５は、ここではリンクゲート状に形成される案内部２０を持ち、実施例ではピン状ストッパとして構成される固定部１９がこの案内部２０にはまり、こうして回転ストッパの方向への下側殻１２及び上側殻１３の最大相対運動行程を限定する。固定部１９及び案内部２０は、その共同作用により、両ハウジング部分１２及び１３の第１及び第２の安定な終端位置又は回転運動の２つの終端位置を規定する。

図４に蛇行状に構成されるばね素子１７は初応力を受けており、第１の固定部１８を固定点であると定義すると、中心として回転軸線ｄを持つ円形運動軌道２１上で回転ストッパが許す限り、第２の固定部１９をばね力の方向Ｆへ引張る。

固定点として規定される第１の固定部１８は、円形運動軌道２１の中心ｄ外にあるので、矢印２２の方向への下側殻１２及び上側殻１３の相対揺動の際、固定部１８と１９との間隔がまず最大値まで増大し、その際ばね素子１７が更に応力をかけられる。

固定部１８と１９との最大間隔の所に、運動軌道２１と第１の固定部１８及び幾何学的回転軸線ｄを通って延びる直線２５との交点に一致する力反転点２４がある。

力反転点２４に達するまで、ハウジング部分１２と１３の相対運動を手により行わねばならないが、力反転点２４を越えた後この運動は、ばね素子１７のばね応力のため自動的に進行せしめられる。

図５は、図２に従って下側殻１２又は機構１０を見た図を示し、即ち上側殻１３及びこれに連結される第２の基礎部分１６が９０°だけ矢印方向２２に揺動されている。従って携帯電話１１は図２の開かれた状態にある。

図６は、第２の基礎部分１６を除いて、図５に示す下側殻１２又は機構１０を見た図を示している。

従って第２の安定な終端位置が示され、この終端位置において両方のハウジング部分が、力反転点２４に達するまで手により互いに揺動せしめられ、図４とは異なる固定部１９の位置で示すように、運動軌道２１上で回転ストッパにより限定される残りの残留運動行程を、ばね応力Ｆのため自動的に通過している。

矢印方向２３における携帯電話１１の閉鎖に対して今までの説明が同じように当てはまることは明らかである。

上述した説明から更に、有利な実施形態においてばね素子１７がハウジング部分１２及び１３の安定な終端位置でもなぜ初応力を受けているかがわかる。これにより、両方のハウジング部分１２及び１３の自動的な回転運動のために必要なばね応力を手により行われる回転運動成分のみによって形成する必要のないようにすることができるが、手による回転は大きすぎる回転行程及びこわいばね素子を生じ、取扱い易さを減少する。

力反転点２４は、目的に応じて運動軌道２１上に任意に位置させることができる。力反転点がハウジング部分１２，１３の相対最大運動行程を２つの同じ成分に分割すると、手により行うべき運動成分は、それに続く自動的運動成分に一致する。利用者にとっては、機器の開放又は閉鎖は異なってはいない。ここで例として９０°の運動行程があげられ、この運動行程上で４５°の手による運動後力反転点に達し、４５°の残り行程が自動的に通過される。

快適さへの希望から機器の速い開閉が望まれ、従って開放パルスのみが利用者により発生されるようにする場合、携帯電話１１の閉鎖位置に一致するハウジング部分１２及び１３相互の安定な終端位置の近くへ、力反転点２４を近づけるべきである。力反転点２４を越えるまでに、手による短い運動を行いさえすればよく、引続く解放運動は作用するばね応力によってのみ行われる。逆に推論すれば、これは、閉鎖運動のため手により行うべき運動の運動成分はそれに応じて大きくなることを意味する。

その結果図７及び８に示す本発明の第２実施例が開発される。

図７は、図４と同様に閉鎖位置にある携帯電話の第１の基礎部分１５又は下側殻１２を見た図を示す。ここでもばね素子１７は初応力をかけられており、第１の固定部１８を固定点として規定すると、案内部２０内を移動する回転ストッパとしての第２の固定部１９により許容される限り、ばね素子１７が運動軌道２１に沿ってこの固定部１９をばね力方向Ｆへ引張る。従って開放のための運動方向は矢印方向２３に一致する。

しかし力反転点２４が、運動軌道２１に沿う固定部１９の運動行程上になく、従ってハウジング部分１２及び１３の両方の終端位置が直線２５の同じ側に設けられているので、ばね応力に基く矢印方向２３の解放運動は完全に自動的に行われる。

開放位置が図８に示され、それが図７に対して変わった第２の固定部１９の位置で認められる。これに反し運動方向２２における機器の閉鎖は、手によりばね応力を形成しながら行われる。

本発明のこの実施例では、１つの安定な終端位置即ち開放位置のみがある。従って閉鎖位置における機器の機械的鎖錠が有意義でありかつ望ましい。

蛇行ばねとして構成される引張りばねを使用して図１〜８による本発明の原理の説明後、本発明の原理が圧縮ばねによっても利用可能なことは、当業者に明らかである。

図６に鎖線で示されるが見易くするため一貫しては示してない対称軸線２６の所でばね素子１７を対称に設け、固定部１８を再び固定点として規定し、固定部１９を案内部２０内で運動軌道２１上で動かすと、固定部１８の終端位置に対する固定部１９の終端位置との間隔が減少し、それにより今や圧縮初応力を受けるばね素子１７が、力反転点２４に達するまで付加的なばね力の作用をうける。ここから運動が、今や再びばね素子１７の圧縮応力を自動的に減少しながら行われる。

図７及び８に示す第２実施例も同じように圧縮ばねを設けられる。

携帯電話（１１）又は個人のディジタル援助装置のような機器を開閉するための機構（１０）であって、少なくとも第１及び第２の基礎部分（１５，１６）を含み、これらの基礎部分が共通な回転軸線（Ｄ，ｄ）の周りに相対運動可能に設けられ、かつ第１及び２の終端位置へもたらされることができ、これら両方の位置の間にある基礎部分（１５，１６）の運動行程が、少なくとも１つのばね素子（１７）により及ぼされかつ少なくとも一部手により形成されるばね応力により、一部自動的に通過され、ばね素子（１７）が、一端を第１の基礎部分（１５）に固定され、他端を第２の基礎部分（１６）に固定されているものにおいて、ばね素子（１７）が両方の固定部（１８，１９）の間の空間に自由に掛かっていることを特徴とする、機構。
ばね素子（１７）が、両方の基礎部分（１５，１６）の終端位置で運動行程を越えて初応力を受けていることを特徴とする、請求項１に記載の機構。
一方の基礎部分（１５）が切込み（２１）を持ち、両方の基礎部分（１５，１６）の最大相対運動行程を限定するためにのみ、他方の基礎部分（１６）の回転ストッパ（１９）がこの切込みにはまり、回転ストッパ（１９）がばね素子（１７）の取付け手段として構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構。
ばね素子（１７）が実質的にＣ字状に構成されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の機構。
ばね素子（１７）が蛇行ばねとして構成されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の機構。
ばね素子（１７）が金属又はプラスチックからなる打抜き部品であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。
第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）に中心を持ちかつ第２の基礎部分（１６）へのばね素子（１７）の固定部（１９）を通る半径を持つ円弧内に、両方の基礎部分の回転軸線（Ｄ，ｄ）が設けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。
ばね素子（１７）が引張り応力を受けていることを特徴とする、請求項２又は７に記載の機構。
第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）に中心を持ちかつ第２の基礎部分（１６）へのばね素子（１７）の固定部（１９）を通る半径を持つ円弧外に、回転軸線（Ｄ，ｄ）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の機構。
ばね素子（１７）が初応力として圧縮応力を持っていることを特徴とする、請求項２又は９に記載の機構。
ばね素子（１７）がコイルばねとして構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の機構。
運動行程が円弧軌道に一致し、力反転点（２４）に至るまで手により行われる両方の基礎部分（１５，１６）の相対運動が、ばね応力を高め、従って力反転点（２４）を越えた後、相対運動がばね応力を減少しながら自動的に行われ、第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）及び回転軸線（ｄ）を通って延びる直線（２５）と円弧軌道との交点に、力反転点（２４）が一致していることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。
運動行程が約９０°の円弧軌道に一致し、第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）及び回転軸線（ｄ）を通って延びる直線（２５）に対しそれぞれ約４５°の角をなして、２つの終端位置が設けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。
第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）及び回転軸線（ｄ）を通って延びる直線（２５）の同じ側に、両方の終端位置があることを特徴とする、請求項１〜１１の１つに記載の機構。
両方の基礎部分（１５，１６）が互いに機械的に拘束可能であることを特徴とする、請求項１４に記載の機構。
自由に応力をかけられるばね素子（１７）が固定部（１８，１９）の間に案内されていないことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。

Claims

携帯電話（１１）又は個人のディジタル援助装置のような機器を開閉するための機構（１０）であって、少なくとも第１及び第２の基礎部分（１５，１６）を含み、これらの基礎部分が共通な回転軸線（Ｄ，ｄ）の周りに相対運動可能に設けられ、かつ第１及び２の終端位置へもたらされることができ、これら両方の位置の間にある基礎部分（１５，１６）の運動行程が、少なくとも１つのばね素子（１７）により及ぼされかつ少なくとも一部手により形成されるばね応力により、一部自動的に通過され、ばね素子（１７）が、一端を第１の基礎部分（１５）に固定され、他端を第２の基礎部分（１６）に固定されているものにおいて、金属又はプラスチックから成る打抜き部品として構成される１つのばね素子（１７）のみが設けられていることを特徴とする、機構。
ばね素子（１７）が、両方の基礎部分（１５，１６）の終端位置で運動行程を越えて初応力を受けていることを特徴とする、請求項１に記載の機構。
一方の基礎部分（１５）が切込み（２１）を持ち、両方の基礎部分（１５，１６）の最大相対運動行程を限定するためにのみ、他方の基礎部分（１６）の回転ストッパ（１９）がこの切込みにはまり、回転ストッパ（１９）がばね素子（１７）の取付け手段として構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の機構。
ばね素子（１７）が実質的にＣ字状に構成されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の機構。
ばね素子（１７）が蛇行ばねとして構成されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の機構。
第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）に中心を持ちかつ第２の基礎部分（１６）へのばね素子（１７）の固定部（１９）を通る半径を持つ円弧内に、両方の基礎部分の回転軸線（Ｄ，ｄ）が設けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。
ばね素子（１７）が引張り応力を受けていることを特徴とする、請求項２又は６に記載の機構。
第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）に中心を持ちかつ第２の基礎部分（１６）へのばね素子（１７）の固定部（１９）を通る半径を持つ円弧外に、回転軸線（Ｄ，ｄ）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の機構。
ばね素子（１７）が初応力として圧縮応力を持っていることを特徴とする、請求項２又は８に記載の機構。
ばね素子（１７）がコイルばねとして構成されていることを特徴とする、請求項９に記載の機構。
運動行程が円弧軌道に一致し、力反転点（２４）に至るまで手により行われる両方の基礎部分（１５，１６）の相対運動が、ばね応力を高め、従って力反転点（２４）を越えた後、相対運動がばね応力を減少しながら自動的に行われ、第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）及び回転軸線（ｄ）を通って延びる直線（２５）と円弧軌道との交点に、力反転点（２４）が一致していることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。
運動行程が約９０°の円弧軌道に一致し、第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）及び回転軸線（ｄ）を通って延びる直線（２５）に対しそれぞれ約４５°の角をなして、２つの終端位置が設けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。
第１の基礎部分（１５）へのばね素子（１７）の固定部（１８）及び回転軸線（ｄ）を通って延びる直線（２５）の同じ側に、両方の終端位置があることを特徴とする、請求項１〜１０の１つに記載の機構。
両方の基礎部分（１５，１６）が互いに機械的に拘束可能であることを特徴とする、請求項１３に記載の機構。
誤って支持されるばね素子（１７）が固定部（１８，１９）の間に案内されていないことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の機構。