JP2014116861A - 端末保持装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】端末を簡単に吸着でき、吸着状態を保持できること。
【解決手段】端末150を吸着する吸盤部材103と、端末150を吸着した際に存在する吸盤部材103と端末150との間の空気を吸引する真空ポンプ111と、真空ポンプ111の動作を制御する制御基板930と、吸盤部材103から真空ポンプ111までの間の流路の空気圧を検出する空気圧センサ112とを備え、制御基板930は、空気圧センサ112の検出結果に応じて真空ポンプ111の動作を制御する。
【選択図】図1

Description

この発明は、端末を保持する端末保持装置に関する。ただし、この発明の利用は、端末保持装置に限らない。
従来、携帯電話等の携帯型の端末を保持する端末保持装置としては、車両のダッシュボード上等に設けて、端末を立てた状態で端末の底部を保持し、左右のアームを端末の幅に合わせて調整し保持する端末ホルダや、端末等を吸着する吸盤の構造(たとえば、下記特許文献1参照。)、吸盤を備えて携帯端末を吸着しポケット等に収容する保持具(たとえば、下記特許文献2参照。)、吸盤を備えて基板を吸着保持し、搬送する固定治具(たとえば、下記特許文献3参照。)などが開示されている。
特許第4862289号明細書 実用新案登録第3119867号公報 特開2005−8353号公報
しかしながら、上記従来の端末ホルダでは、端末のサイズが変わるとアームの幅を調整する操作が必要となる。上記吸盤や保持具の構造では、端末を取り外す際に吸盤の一部をめくるなどの操作が必要となるとともに、吸盤の吸引力だけで端末に密着するため、大きな吸着力が得られず、たとえば車両の振動等により吸盤が端末から外れ端末が脱落するおそれがある。上記固定治具は、製造工程に用いられるものであり、端末を操作可能に保持することができない。さらに、車両等に簡易に設けることができないとともに、車両の振動等に対応できない、という問題が一例として挙げられる。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる端末保持装置は、携帯可能な端末装置を保持する端末保持装置であって、前記端末装置を吸着する吸盤部材と、前記端末装置を吸着した際に存在する前記吸盤部材と前記端末装置との間の空気を吸引する真空ポンプ手段と、前記真空ポンプ手段の動作を制御する制御部と、前記吸盤部材から前記真空ポンプ手段までの間の流路の空気圧を検出する空気圧センサとを備え、前記制御部は、前記空気圧センサの検出結果に応じて前記真空ポンプ手段の動作を制御することを特徴とする。
実施の形態にかかる端末保持装置を示す側断面図である。 実施の形態にかかる端末保持装置の斜視図である。 吸引機構の概要構成を示す図である。 吸盤部材の構造を示す断面図である。 コネクタ部を示す上面斜視図である。 コネクタ部を示す側面図である。 コネクタ部を示す下面斜視図である。 端末の着脱を示す側面図である。 制御部の吸引機構および制御回路を示す図である。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる端末保持装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
(実施の形態)
図1は、実施の形態にかかる端末保持装置を示す側断面図、図2は、実施の形態にかかる端末保持装置の斜視図である。端末保持装置100は、車両等に着脱自在に設けられるものであり、端末保持部101と制御部110とを有する。端末保持部101は、スマートフォン、携帯電話等の携帯型の端末150を着脱自在に吸着保持する。制御部110は、端末保持部101における端末150の吸着状態を制御する。
端末保持部101は、傾斜面102を有し、端末150をこの傾斜面102に沿って傾斜して保持する。この傾斜面102には、吸盤部材103が設けられる。吸盤部材103は、図示の例では、傾斜面102に押しつけられた端末150の背面150bを吸着保持する。この吸盤部材103には、チューブ104が接続され、このチューブ104を介して吸着時の空気圧が制御部110によって制御される。制御部110は、後述するが、吸盤部材103に対する吸引力を制御する。
端末保持部101の底部には、コネクタ部120が設けられ、端末150の端子151がコネクタ接続される。このコネクタ接続により、端末150は、ナビゲーション装置等、外部装置との間で情報を送受信することができる。たとえば、ナビゲーション装置が高精度な経路案内をおこない、端末150がナビゲーション装置と連動して基本的な経路案内をおこなう。
コネクタ部120は、端末150のコネクタ接続により、端末150の底部を保持する。また、後述するが、このコネクタ部120は、端末保持装置100の前後(X軸)方向にスライド自在であるとともに、傾斜面102方向に角度θを有して傾斜自在である。これにより、コネクタ部120にコネクタ接続された端末150は、傾斜面102に沿って傾斜した状態で背面150bが吸盤部材103により吸着保持される。このため、端末150は、端末保持装置100に保持された状態で前面150aで各種操作をおこなうことができる。また、側面の操作も可能である。
また、端末保持部101の両側部には、それぞれガイド辺130が設けられている。一対のガイド辺130により、端末保持部101に対する幅(Y軸)方向の位置を案内する。また、端末保持部101の上部位置には、検知スイッチ135が設けられる。検知スイッチ135は、端末150が傾斜面102に押しつけられたときに、端末150の背面150bの接触を検知する。制御部110は、検知スイッチ135の検知状態に基づいて、吸着時の真空吸引を開始させる。また、端末保持装置100には、図示しない解除スイッチが設けられ、解除スイッチの操作により、真空吸着状態を解除することにより、吸盤部材103内部が大気圧に戻され、端末150の背面150bの吸着状態を解除し、端末150を端末保持装置100から取り出すことができる。
また、端末保持部101の下部には、基台保持部140が設けられ、この基台保持部140は、端末保持部101を保持する。基台保持部140は、たとえば、図示しない車両のカップホルダ等の収容部に収容される。基台保持部140の底部には、吸盤部材103と同様の吸盤部材141を設ける。これにより、吸盤部材141は、カップホルダを吸着保持して、基台保持部140(端末保持装置100全体)を着脱自在にする。基台保持部140は、図示の着脱構造に限らず、車両のダッシュボード等への接着や機械的な固定保持の構成としてもよい。
この基台保持部140の内部には、制御部110を構成する吸引機構(真空ポンプ111等)や制御回路(制御基板930)が収容される。図1に記載した基台保持部140内部の各符号の構成は後述する。
図3は、吸引機構の概要構成を示す図である。端末150を端末保持部101の傾斜面102に押しつけると、端末150の背面150bが吸盤部材103に接触するとともに、検知スイッチ135を押下する。これにより、制御部110の真空ポンプ111が動作して、チューブ104を介して吸盤部材103内部(端末150と吸盤部材103内部の空気)を真空吸引する。また、流路、すなわち、端末150を吸着した際に存在する吸盤部材103と端末150との間の空気圧を検出する空気圧センサ112を備える。
これにより、端末150は、吸盤部材103の吸引力に加えて、真空吸引によって、より強い力で、端末保持部101の傾斜面102に吸引された形で保持することができる。この際、制御部110は、振動等の検知情報に基づいて、吸引力が一定となるように制御する。たとえば、制御部110は、端末150が出力する振動に関する情報に基づき吸引力を制御する。
たとえば、加速度センサを有する端末150であれば、制御部110は、加速度の値を端末150から取得し、端末150が検知した振動が大きくなったとき、吸着力を上げるように制御する。このほか、端末150が経路案内用のアプリケーションを有し、地図データを有しているとする。地図データに非舗装路や工事区間の情報があるとき、この区間走行時に端末150は、制御部110に吸着力を上げる指示を出力する。これにより、制御部110は、非舗装路通過時に吸着力を上げる。これらの処理により、制御部110は、振動が大きい場合でも、端末150の脱落を防止する。これにより、車両等の振動があっても端末保持装置100は、端末150を脱落させることなく吸着状態を保持する。
また、上記構成の端末保持装置100は、端末150を置いて傾斜面102側に押しつけるだけで吸盤部材103により端末150を吸着保持できるようになる。この際、上述したように、端末150の保持力は、吸盤部材103の吸着力だけではなく、制御部110による一定な吸引圧であるため、端末150の脱落を防止できる。なお、図3に示すように解除スイッチ136を設け、解除スイッチ136の操作時には、制御部110は、吸引力を解除し、端末保持装置100から端末150を取り出すことができる。なお、制御部110は、吸着動作開始時および解除時に図示しないイルミネーションや電子音でこれらの動作を報知するようにしてもよい。
以下に、本発明の実施例について詳細に説明する。図4は、吸盤部材の構造を示す断面図である。吸盤部材103は、可撓性を有する合成樹脂等からなる凹状に湾曲した吸盤本体401と、吸盤本体401凹面に設けられる熱可塑性を有するゲル状の接着層402とを有し、吸盤本体401にゲル状の接着層402を貼り付けることにより製造される。このゲル状の接着層402により、吸盤部材103は端末150をより密接かつ振動に強く吸着保持できる。また、端末150の裏面に凹凸があっても、吸着できるようになる。
また、この吸盤部材103の中央部分には吸盤本体401および接着層402を貫通する貫通孔403が設けられ、チューブ104を介して真空ポンプ111に接続されている。したがって、吸盤部材103の吸着力に加えて、真空ポンプ111の動作により、さらに高い吸着力を得ることができる。なお、吸着力の解除時には、真空ポンプ111により吸引を解除し、大気圧に戻すだけで、吸盤部材103による端末150の保持を解除できるようになる。
図5は、コネクタ部を示す上面斜視図である。図5に示すように、端末保持部101の底板501には、所定径の開口部501aが開口形成され、開口部501a内には、コネクタ部120が設けられる。コネクタ部120は、ブロック体503が前後(X軸)方向にスライド自在であるとともに、軸503aを中心として角度θを有して傾斜自在である。
端末保持部101の底板501の裏面には、一対の支持板502が設けられ、ブロック体503の軸503aを軸支している。そして、底板501とブロック体503との間には、ねじりバネ等の弾性部材504が設けられる。この弾性部材504は、ブロック体503を図5に示すコネクタ530が鉛直(底板501に対し直角)な位置になるよう付勢している。そして、コネクタ530(コネクタ接続した端末150)は、この付勢力に抗して軸503aを中心として角度θの方向に回動自在である。
図6は、コネクタ部を示す側面図、図7は、コネクタ部を示す下面斜視図である。図6に示すように、ブロック体503上には可動ブロック体520が前後(X軸)方向にスライド自在に設けられる。可動ブロック体520の上部には、コネクタ530が設けられる。
図7に示すように、ブロック体503と、可動ブロック体520との間には、前後(X軸)方向に沿って、引っ張りコイルバネ等の弾性部材521が設けられる。この弾性部材521により、可動ブロック体520は、図7に示すように背面方向に付勢されている。可動ブロック体520上のコネクタ530(コネクタ接続した端末150)は、この付勢力に抗して前方向にスライド可能である。
(端末の着脱について)
図8は、端末の着脱を示す側面図である。図8の(a)は、端末保持装置100に端末150を取り付ける直前の状態であり、端末150の端子151をコネクタ部120のコネクタ530にコネクタ接続する。この状態は、上記したねじりバネ等の弾性部材504の付勢によりコネクタ530が鉛直方向に向いており、端末150についても同様に鉛直な上方向から押しつけておこなうことにより、不要な力を入れずに確実にコネクタ接続できる。また、ケーブル等を用いたコネクタ接続が不要であり、片手で簡単にコネクタ接続できる。
次に、端末150を端末保持部101の奥方(傾斜面102方向)に押し込む。この際、図8の(b)の取り付け状態に示すように、ブロック体503が軸503aを中心として回動し、端末150は、背面150bが傾斜面102の角度θに沿って傾斜する。
この際、ブロック体503に対して、コネクタ530が設けられた可動ブロック体520が前後にスライド自在であるため、端末150の厚さ(前面150aと背面150bとの間の厚さ)に応じていずれの厚さの端末150であっても、傾斜面102に沿って傾斜させることができる。たとえば、図8に示す端末150よりも厚さが厚い端末150であれば、可動ブロック体520がより前方にスライドするため、固定位置の軸503aであっても、各種厚さの端末150を傾斜面102に沿って傾斜させることができる。
そして、図8の(b)に示すように、端末150が傾斜面102に沿って押しつけられると、端末150の背面150bが吸盤部材103によって吸着され、吸着状態が保持される。さらに、検知スイッチ135が端末150の装着を検知し、制御部110は真空吸着を開始する。これにより、端末150は、端末保持部101の傾斜面102に強固に固定保持することができる。
そして、傾斜面102が有する傾斜により、端末150は、上方に傾いて取り付けることができ、カップホルダ等に端末保持装置100を取り付けた場合であっても、端末150の前面150aの表示面を容易に視認でき、かつ容易に操作できる。
(制御部の吸引機構および吸引制御について)
図9は、制御部の吸引機構および制御回路を示す図である。図9に示す制御部110は、一つの真空ポンプ111を用いて端末保持部101の吸盤部材103と、基台保持部140の吸盤部材141に対する吸引制御をおこなう。
端末保持部101には、検知スイッチ135aおよび解除スイッチ136aが設けられる。また基台保持部140にも吸盤部材141の側部に検知スイッチ135bを設け、基台保持部140の側部等に解除スイッチ136bを設ける。
空気の流路を説明すると、端末保持部101については、吸盤部材103に連通する流路A(チューブ104)上に空気圧センサ1(112a)が設けられ、電磁弁1(901)、逆流防止弁1(902)を介して真空ポンプ111に接続される。逆流防止弁1(902)は、真空ポンプ111が停止しても流路Aの負圧を維持し、吸盤部材103の吸着力を維持させる。
基台保持部140については、吸盤部材141に連通する流路B上に空気圧センサ2(112b)が設けられ、電磁弁2(911)、逆流防止弁2(912)を介して真空ポンプ111に接続される。逆流防止弁2(912)は、真空ポンプ111が停止しても流路Bの負圧を維持し、吸盤部材141の吸着力を維持させる。
また、端末保持部101側の流路Aの電磁弁1(901)と逆流防止弁1(902)との間、および基台保持部140側の流路Bの電磁弁2(911)と逆流防止弁2(912)との間は、流路Cで連結され、電磁弁3(921)が接続されている。
制御基板930は、2つの吸盤部材103,141に対する吸引制御をおこなうCPU,ROM,RAM等を有し、RAM等に格納された吸引プログラムをCPU実行することにより、真空ポンプ111,電磁弁1〜3(901,911,921)の動作を制御する。また、制御基板930は、コネクタ部120を介して端末150との間で情報(データ)を送受信する。この制御基板930は、検知スイッチ135a,135bと、解除スイッチ136a,136bの検知信号が入力される。
上記構成による吸引動作を説明する。制御基板930がおこなう制御内容を説明する。
<走行前>
(1)基台保持部140の設置時
初期状態において、電磁弁1〜3(901,911,921)は閉の状態である。そして、基台保持部140をカップホルダ等に設置すると、検知スイッチ135bが検知し、制御基板930は、電磁弁2(911)を開き、真空ポンプ111で吸引をおこなう。この際、基台保持部140の吸盤部材141のみ吸着をおこなう状態となる。
この後、空気圧センサ2(112b)で流路Bの内圧をモニタし、内圧が十分下がったら真空ポンプ111の電源をOFFにし、電磁弁2(911)を閉じる。この状態で、基台保持部140側の流路Bは、逆流防止弁2(912)により内圧が維持される。
(2)端末150の取り付け時
端末150の取り付け時には、検知スイッチ135aが端末150を検知する。これにより、制御基板930は、真空ポンプ111の電源をONにして、吸引を開始する。このとき電磁弁1(901)は開、電磁弁2(911)は閉、電磁弁3(921)は閉とする。この際、端末保持部101の吸盤部材103のみ吸着をおこなう状態となる。
そして、空気圧センサ1(112a)でチューブ104内圧をモニタし、内圧が十分下がったら真空ポンプ111の電源をOFFにし、電磁弁1(901)を閉じる。この状態で、端末保持部101側の流路Aは、逆流防止弁1(902)により内圧が維持され、端末150を吸盤部材103で保持し続けることができる。そして、吸引動作完了をイルミネーションや電子音で報知する。
<走行中>
車両の走行中を例に説明する。車両の走行中は、電磁弁1〜3(901,911,921)は閉の状態である。そして、真空ポンプ111はOFFの状態であり、逆流防止弁1,2(902,912)により一定な吸着力を有して保持する。
そして、空気圧センサ1,2(112a,112b)で流路A,Bの内圧をモニタする。内圧が十分低ければ特に動作はおこなわないが、空気漏れ等により空気圧センサ1(112a)の内圧が上がり所定の閾値を超えたときには、電磁弁1(901)を開き、再度真空ポンプ111をONさせる。この後、流路Aの内圧が十分下がったら、真空ポンプ111の電源をOFFさせ、電磁弁1(901)を閉じ、流路Aの内圧を維持する。
同様に、空気圧センサ2(112b)の内圧が上がり所定の閾値を超えたときには、電磁弁2(911)を開き、再度真空ポンプ111をONさせる。この後、流路Bの内圧が十分下がったら、真空ポンプ111の電源をOFFさせ、電磁弁2(911)を閉じ、流路Bの内圧を維持する。以降は、上記空気圧センサ1,2(112a,112b)による監視を継続する。
これにより、端末保持部101に端末150を吸着した後、一定な吸着力を有して保持し続けることができる。また、上述したように、振動に関する情報が端末150から出力されたときには、真空ポンプ111をONにするか、閾値を下げるなどして内圧を低く制御し、より強固な吸着をおこなうようにしてもよい。これにより、走行中のエンジンの動作に関わらず、解除スイッチ136a,136bを操作しない限り、吸着圧力を維持することができる。
<走行後取り外し時>
(1)基台保持部140の取り外し時
初期状態において、電磁弁1〜3(901,911,921)は閉の状態である。そして、基台保持部140の解除スイッチ136bを操作すると、制御基板930は、電磁弁2(911)と電磁弁3(921)を開き、流路Bを大気解放する。
この後、空気圧センサ2(112b)で流路Bの内圧をモニタし、内圧が大気圧相当になったら電磁弁2(911)と電磁弁3(921)を閉じる。これにより、吸盤部材141による吸着が解かれ、基台保持部140を設置箇所(カップホルダ等)から取り外すことができる。この状態では、端末保持部101に端末150が保持されているか否かに関わらず取り外し可能である。端末150の吸着状態であれば端末150ごと取り外すことができる。
(2)端末150取り外し時
初期状態において、電磁弁1〜3(901,911,921)は閉の状態である。そして、端末保持部101の解除スイッチ136aを操作すると、制御基板930は、電磁弁1(901)と電磁弁3(921)を開き、流路Aを大気解放する。
この後、空気圧センサ1(112a)で流路Aの内圧をモニタし、内圧が大気圧相当になったら電磁弁1(901)と電磁弁3(921)を閉じる。これにより、吸盤部材103による吸着が解かれ、端末150を端末保持部101から取り外すことができる。
また、上記の動作により端末150を取り外す際に加わる力を考慮して、基台保持部140側の吸引力を高めておくこともできる。この場合、端末150の取り外しが検知スイッチ135aによってOFF検知されるまでの間、基台保持部140側の流路Bの電磁弁2(911)を開き、真空ポンプ111で吸引をおこなう。そして、端末150の取り外しが検知スイッチ135aによってOFF検知されれば、電磁弁2(911)を閉じ、真空ポンプ111の電源をOFFにする。
また、上記説明では、端末保持部101および基台保持部140はそれぞれ一つの吸盤部材103,141を設ける構成としたが、それぞれ2つ以上複数設けても良く、この場合でも、吸盤部材103,141部分の流路数を増やすだけで他の構成は変更不要である。これにより、吸盤部材103,141による吸着力をより高めることができる。
そして、上述した構成によれば、異なる保持部に設けた2つの吸盤部材103,141に対する吸引制御を一つの真空ポンプ111を用いておこなうことができるようになる。これにより、制御部110の吸引機構を簡単に構成でき、小型化できるようになる。そして、制御部110を基台保持部140内に収容して軽量化できるため、取り付けたカップホルダ等に対しても重量の負荷が加わらない。なお、実施例では、基台保持部140の形状をカップホルダに合わせたカップ状としたが、基台保持部140は、カップホルダに限らず各種保持物に収容したり、ダッシュボード等に取り付けることも可能であり、基台保持部140の形状はカップ状に限らない。
以上説明した端末保持装置によれば、端末の取り付け時には、端末を置いて傾けるだけで端末を保持でき、片手で簡単に操作できる。また、取り付け状態を検知して、吸盤部材だけではなく吸引力も働く構造であるため、取り付けのコツが不要で、十分な吸着力で強固に保持できるようになる。さらには、吸着状態では吸引力を監視する構成であるため、一定な吸引力を有して吸着状態を保持できるようになる。
100 端末保持装置
101 端末保持部
102 傾斜面
103,141 吸盤部材
104 チューブ
110 制御部
111 真空ポンプ
112 空気圧センサ
120 コネクタ部
135(135a,135b) 検知スイッチ
136(136a,136b) 解除スイッチ
140 基台保持部
150 端末
401 吸盤本体
402 接着層
403 貫通孔
503 ブロック体
503a 軸
520 可動ブロック体
530 コネクタ
901,911,921 電磁弁
902,912 逆流防止弁
930 制御基板

Claims (8)

  1. 携帯可能な端末装置を保持する端末保持装置であって、
    前記端末装置を吸着する吸盤部材と、
    前記端末装置を吸着した際に存在する前記吸盤部材と前記端末装置との間の空気を吸引する真空ポンプ手段と、
    前記真空ポンプ手段の動作を制御する制御部と、
    前記吸盤部材から前記真空ポンプ手段までの間の流路の空気圧を検出する空気圧センサとを備え、
    前記制御部は、前記空気圧センサの検出結果に応じて前記真空ポンプ手段の動作を制御することを特徴とする端末保持装置。
  2. 前記制御部は、前記空気圧センサの検出値が所定の空気圧よりも高くなった場合に、前記真空ポンプ手段を動作させて前記空気を吸引するとともに、前記検出値が所定の空気圧以下となった場合には、前記真空ポンプ手段の動作を停止するように制御することを特徴とする請求項1に記載の端末保持装置。
  3. 前記端末装置が前記端末保持装置に搭載されたか否かを検知する検知スイッチをさらに備え、
    前記制御部は、前記検知スイッチによる検知結果および前記空気圧センサの検出値に応じて前記真空ポンプ手段の動作を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の端末保持装置。
  4. 前記吸盤部材と前記端末装置との間の流路の空気圧を解放する解放弁をさらに備え、使用者が前記端末装置を取り外す際には、前記解放弁を解放することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の端末保持装置。
  5. 前記真空ポンプ手段と前記解放弁との間の流路に逆流防止弁をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の端末保持装置。
  6. 前記制御部は、外部からの吸着制御の情報入力に基づき、前記真空ポンプ手段を動作させ、前記端末装置の吸着力を維持する制御をおこなうことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の端末保持装置。
  7. 前記吸盤部材は、前記端末装置の背面を吸着し前記端末装置の前面および側面の操作が可能なことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の端末保持装置。
  8. 前記吸盤部材は、所定角度傾斜する傾斜面に設けられ、前記端末装置が前記傾斜面に沿って所定角度傾斜して保持されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の端末保持装置。
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