JP2016138601A - 構造体および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本願は、身体に装着する際に小型化でき且つ変形が容易な構造体および電子機器を提供する。【解決手段】構造体であって、帯状の形態を有し、両端が接近するように片面側へ反り返る弾性を有する第１の部品と、前記第１の部品の長手方向沿いの縁に沿った回転軸を回転中心にして回動可能に連結される第２の部品であり、前記回転軸を中心にして前記第１の部品と前記第２の部品とが展開された状態において、前記第１の部品とは反対側の方向へ反り返る弾性を有する第２の部品と、を備える。【選択図】図３

Description

本願は、構造体および電子機器に関する。

近年、携行可能な各種の機器類が開発されている。例えば、電子機器の分野においては、コンピュータプログラムを実行して各種の演算処理を行う演算装置を組み込んだノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、携帯電話、或いはスマートフォンといった携行可能な各種の装置が開発されている。また、最近では、身体や衣類に装着可能なウェアラブル装置も開発されている（例えば、特許文献１−２を参照）。

特表２００２−５２８８１１号公報 特表２０１０−５０８５５７号公報

ユーザの利便性に鑑みると、ユーザの身体に大型の装置を装着させることは好ましくない。ところが、機器を小型化すると、実現できる機能が限られる。そこで、例えば、変形可能な構造を採用し、身体に装着する場合は小型化できる機構を採用することが考えられる。しかし、変形に手間を要する機構を採用するとユーザの利便性が低下する。

そこで、本願は、身体に装着する際に小型化でき且つ変形が容易な構造体および電子機器を提供する。

本願は、次のような構造体を開示する。すなわち、本願は、帯状の形態を有し、両端が接近するように片面側へ反り返る弾性を有する第１の部品と、前記第１の部品の長手方向沿いの縁に沿った回転軸を回転中心にして回動可能に連結される第２の部品であり、前記回転軸を中心にして前記第１の部品と前記第２の部品とが展開された状態において、前記第１の部品とは反対側の方向へ反り返る弾性を有する第２の部品と、を備える構造体を開示する。

また、本願は、上記構造体を筐体とする電子機器を開示する。

上記の構造体および電子機器であれば、身体に装着する際に小型化でき且つ変形が容易である。

図１は、実施形態に係る構造体の一例を示した図である。 図２は、構造体を分解し、第１の部材と第２の部材とを分離した場合の第１の部材および第２の部材の状態の一例を示した図である。 図３は、回転軸を中心にして第１の部材と第２の部材とを閉じた状態における構造体の一例を示した図である。 図４は、上記実施形態に係る構造体の変形例を示した図である。 図５は、各ヒンジの構造の一例を示した図である。 図６は、回転軸を中心にして第１の板材と第２の板材とを閉じた場合の構造体の変形状態の一例を示した図である。 図７は、構造体の装着状態の一例である。 図８は、上記変形例に係る構造体を、表面の全域に渡ってタッチパネルが配されるスマートフォンの筐体として適用した場合の外観図の一例である。 図９は、上記変形例に係る構造体をソーラーパネルの筐体として適用した場合の外観図の一例である。 図１０は、上記変形例に係る構造体の表面に様々な電子部品の要素を配置した電子機器の外観図の一例である。 図１１は、第１の板材および第２の板材を薄手にした構造体を示した図である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

図１は、実施形態に係る構造体の一例を示した図である。本実施形態に係る構造体１は、図１に示すように、帯状の形態を有する第１の部材２および第２の部材３を備える。第１の部材２は、両端が接近するように片面側へ反り返る弾性を有する帯状の柔軟な部材である。第２の部材３も第１の部材２と同様、両端が接近するように片面側へ反り返る弾性を有する帯状の柔軟な部材である。第１の部材２および第２の部材３は、弾性変形可能な各種の素材で形成可能である。第１の部材２および第２の部材３は、例えば、両端が接近するように曲がっているバネ鋼を主材あるいは心材したものや、両端が接近するように曲がっている弾性部材を主材あるいは心材としたもので形成できる。第２の部材３は、第１の部材２の長手方向沿いの縁５に沿った回転軸を回転中心とするヒンジ４を介して回動可能に連結されている。

図２は、構造体１を分解し、第１の部材２と第２の部材３とを分離した場合の第１の部材２および第２の部材３の状態の一例を示した図である。第１の部材２および第２の部材３は、両端が接近するように片面側へ反り返る弾性を有している。よって、ヒンジ４で連結された状態の第１の部材２と第２の部材３とが分離されると（図２（Ｂ））、第１の部材２と第２の部材３は、各々Ｃ字状に反り返る（図２（Ｃ））。ところが、第１の部材２には、第１の部材２の長手方向沿いの縁５にヒンジ４によって回動可能に連結される第２の部材３が、ヒンジ４を中心にして第１の部材２と第２の部材３とが展開された状態において、第１の部材２とは反対側の方向へ反り返るようにして取り付けられている。よって、ヒンジ４によって連結される第１の部材２と第２の部材３とがヒンジ４を中心として展開された状態になると、第１の部材２の弾性力と第２の部材３の弾性力とが互いに相反する方向に作用して均衡し、第１の部材２と第２の部材３は、平らな状態になる（図２（Ａ））。

図３は、ヒンジ４を回転中心にして第１の部材２と第２の部材３とを閉じた状態における構造体１の一例を示した図である。ヒンジ４を中心にして第１の部材２と第２の部材３が展開された状態（図３（Ａ）から、第１の部材２と第２の部材３とが閉じられて第１の部材２と第２の部材３とが重なり合わされると（図３（Ｂ））、構造体１は、次のように変形する。すなわち、第１の部材２と第２の部材３とが重ね合わされると、第１の部材２と第２の部材３が共に同じ方向へ反り返る（図３（Ｃ））。第１の部材２と第２の部材３とが重ね合わせられて第１の部材２と第２の部材３が共に同じ方向へ反り返ると、構造体１は、全体的にＣ字状に反り返った形状となる。構造体１がＣ字状に反り返った形状になると、ユーザは、構造体１を腕や足に装着可能となる。

なお、本実施形態において、第１の部材２と第２の部材３とを連結するヒンジ４は、ヒンジ４を中心にして第１の部材２と第２の部材３とを展開する弾性を有するものであってもよいし、弾性を有しないものであってもよい。弾性を有するヒンジとしては、例えば、ヒンジの回転軸の周りに螺旋状にバネ鋼を設けたもの、或いは、弾性力を有するゴム等の柔軟な素材をヒンジとして用いたものを挙げることができる。

図４は、上記実施形態に係る構造体１の変形例を示した図である。本変形例に係る構造体１０は、図４に示すように、帯状の形態を有し、長手方向に沿って複数に分割された板状の外形を有する第１の部材２０および第２の部材３０を備える。第２の部材３０は、第１の部材２０の長手方向沿いの縁５０に沿った回転軸を回転中心とするヒンジ４０Ｃを介して回動可能に連結される板材である。

長手方向に沿って複数に分割された板状の外形を有する第１の部材２０は、長手方向に沿って並ぶ複数の第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅや、第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ同士が隣接する部分である各分割部分を連結するヒンジ４０Ａを有している。また、長手方向に沿って複数に分割された板状の外形を有する第２の部材３０は、長手方向に沿って並ぶ複数の第２の板片３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅや、第２の板片３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ同士が隣接する部分である各分割部分を連結するヒンジ４０Ｂを有している。

図５は、各ヒンジ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの構造の一例を示した図である。第１の部材２０の各分割部分を連結するヒンジ４０Ａには、第１の部材２０を片面側へ反り返らせるバネ４１Ａが備わっている。また、第２の部材３０の各分割部分を連結するヒンジ４０Ｂには、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とが展開された状態において、第１の部材２０の連結部材とは反対側の方向へ第２の部材３０を反り返らせるバネ４１Ｂが備わっている。

第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ同士を連結するヒンジ４０Ａは、可動範囲が第１の部材２０の片面側に制限されるよう、ヒンジ４０Ａの回転軸の中心線が第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの表面および裏面のうち何れかの面の縁に位置している。よって、ヒンジ４０Ａによって連結される第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅを、ヒンジ４０Ａの回転軸の中心軸が縁に位置している面とは反対側の方へ動かそうとすると、ヒンジ４０Ａによって連結される第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの縁同士が互いに接触する状態になる。ヒンジ４０Ａによって連結される第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの縁同士が互いに接触すると、第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅを更に動かすことができなくなって可動範囲が制限される。

ヒンジ４０Ａの可動範囲が第１の部材２０の片面側に制限されているため、第２の板片３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ同士を連結するヒンジ４０Ｂのバネ４１Ｂは、ヒンジ４０Ａのバネ４１Ａよりも強い力で第２の部材３０を反り返らせる。よって、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを展開すると、構造体１０は、図４に示すような、平らな板状の形態を自律的に維持する。

図６は、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを閉じた場合の構造体１０の変形状態の一例を示した図である。第１の部材２０と第２の部材３０とを展開した状態から（図６（Ａ））、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを閉じると（図６（Ｂ））、第１の部材２０と第２の部材３０とが重なり合う（図６（Ｃ））。第１の部材２０と第２の部材３０とが重なり合うと、第１の部材２０と第２の部材３０はバネ４１Ａ，４１Ｂの力で共に同じ方向へ反り返る。この結果、構造体１０
は、第１の部材２０と第２の部材３０とが重なり合った状態で自ら反り返り、小型化する（図６（Ｄ））。ユーザは、Ｃ字状に反り返った構造体１０を腕や足に装着可能となる。また、ユーザは、第１の部材２０と第２の部材３０とを展開したい場合、Ｃ字状に反り返った構造体１０を平らにした後、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを開く。

図７は、構造体１０の装着状態の一例である。構造体１０は、Ｃ字状に反り返るため、例えば、手首のような細い部分にリストバンドのように装着可能である。

なお、本変形例において、第１の部材２０と第２の部材３０とを連結するヒンジ４０Ｃは、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを展開する弾性を有するように、例えば、ヒンジ４０Ａやヒンジ４０Ｂと同様にバネを設けてもよい。ヒンジ４０Ｃに第１の部材２０と第２の部材３０とを展開するバネを設ける場合、ヒンジ４０Ｃは、可動範囲が第１の部材２０の片面側に制限されるよう、ヒンジ４０Ｃの回転軸の中心線が第１の部材２０の表面および裏面のうち何れかの面の縁に位置していることが好ましい。ヒンジ４０Ｃの回転軸の中心線が第１の部材２０の表面および裏面のうち何れかの面の縁に位置していれば、ヒンジ４０Ｃによって連結される第２の部材３０を、ヒンジ４０Ｃの回転軸の中心軸が縁に位置している面とは反対側の方へ動かそうとすると、ヒンジ４０Ｃによって連結される第１の部材２０の縁と第２の部材３０の縁とが互いに接触する状態になる。ヒンジ４０Ｃによって連結される第１の部材２０の縁と第２の部材３０の縁とが互いに接触すると、第２の部材３０を更に動かすことができなくなって可動範囲が制限される。ヒンジ４０Ｃの可動範囲が第１の部材２０の片面側に制限されており、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを展開させるバネがヒンジ４０Ｃに設けられていれば、第１の部材２０と第２の部材３０とを容易に展開することができる。

上記実施形態や変形例に係る構造体１，１０は、例えば、電子機器の筐体として用いることができる。図８は、上記変形例に係る構造体１０を、表面の全域に渡ってタッチパネルが配されるスマートフォンの筐体として適用した場合の外観図の一例である。上記変形例に係る構造体１０を筐体として適用したスマートフォン６であれば、Ｃ字状に反り返らせて腕等に装着可能であり、更に、図８に示されるように、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを展開することにより、スマートフォン６として十分な大きさの表示画面やタッチパネルを形成できる。

なお、上記実施形態や変形例に係る構造体１，１０は、スマートフォンの筐体として適用されるものに限定されない。図９は、上記変形例に係る構造体１０をソーラーパネルの筐体として適用した場合の外観図の一例である。上記変形例に係る構造体１０を筐体として適用したソーラーパネル７であれば、Ｃ字状に反り返らせて腕等に装着可能であり、更に、太陽光のエネルギーで電力を得たい場合には、図９に示されるように、ヒンジ４０Ｃを中心にして第１の部材２０と第２の部材３０とを展開することにより、ソーラーパネル７として十分な大きさの表面積を形成できる。

また、上記実施形態や変形例に係る構造体１，１０は、表面に様々な電子部品の要素を配置した電子機器の筐体として適用してもよい。図１０は、上記変形例に係る構造体１０の表面に様々な電子部品の要素を配置した電子機器の外観図の一例である。上記変形例に係る構造体１０を筐体として適用すれば、例えば、図１０に示すように、第１の板片２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅや第２の板片３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅに様々な電子部品の要素を配置することができる。例えば、図１０には、第１の板片２１Ａおよび第２の板片３１Ａに太陽光発電素子８Ａを配置し、第１の板片２１Ｂに指紋センサ８Ｂを配置し、第２の板片３１Ｂにカメラ８Ｃを配置し、第１の板片２１Ｃおよび第２の板片３１Ｃに表示画面を有するタッチパネル８Ｄを配置し、第１の板片２１Ｄ，２
１Ｅおよび第２の板片３１Ｄ，３１Ｅにキーボード８Ｅを配置した電子機器９が図示されている。

なお、上記スマートフォン６やソーラーパネル７、電子機器９といった適用例は、上記変形例に係る構造体１０に適用した場合を例にしていたが、実施形態に係る構造体１に適用することも可能である。実施形態に係る構造体１でスマートフォンやソーラーパネル等の電子機器を実現する場合は、柔軟性を有するタッチパネルや太陽光発電素子、回路基板等を用いることが好ましい。また、実施形態に係る構造体１や変形例に係る構造体１０は、スマートフォンやソーラーパネル等の電子機器に適用されるのみにならず、例えば、腕時計や生体センサ、その他各種のウェアラブル機器の構造体として採用することもできる。

ところで、変形例に係る構造体１０の説明において参照した図面では、第１の部材２０および第２の部材３０として厚手のものが図示されていたが、第１の部材２０および第２の部材３０は薄手のものであってもよい。図１１は、第１の部材２０および第２の部材３０を薄手にした構造体１０を示した図である。上記変形例に係る構造体１０は、例えば、図１１に示されるように、第１の部材２０および第２の部材３０を薄手に形成することも可能である。構造体１０を薄く形成すれば、身体に装着した場合にユーザが感じる装着感を低減することができる。

また、上記変形例に係る構造体１０は、第１の部材２０および第２の部材３０が各々５分割に形成されていたが、分割数は適宜増減してもよい。また、上記実施形態に係る構造体１や変形例に係る構造体１０は、第１の部材２，２０および第２の部材３，３０の２つを各々備えていたが、第１の部材２，２０や第２の部材３，３０に相当する部材を３つ以上備えていてもよい。

１，１０・・構造体：２，２０・・第１の部材：２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ・・第１の板片：３，３０・・第２の部材：３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ・・第２の板片：４，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ・・ヒンジ：４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ・・バネ：５，５０・・縁：６・・スマートフォン：７・・ソーラーパネル：８Ａ・・太陽光発電素子：８Ｂ・・指紋センサ：８Ｃ・・カメラ：８Ｄ・・タッチパネル：８Ｅ・・キーボード：９・・電子機器

Claims (7)

1. 帯状の形態を有し、両端が接近するように片面側へ反り返る弾性を有する第１の部品と、
   前記第１の部品の長手方向沿いの縁に沿った回転軸を回転中心にして回動可能に連結される第２の部品であり、前記回転軸を中心にして前記第１の部品と前記第２の部品とが展開された状態において、前記第１の部品とは反対側の方向へ反り返る弾性を有する第２の部品と、を備える、
   構造体。
2. 前記第１の部品および前記第２の部品は、帯状の柔軟な素材を有する、
   請求項１に記載の構造体。
3. 前記第１の部品は、前記長手方向に沿って複数に分割された板状の外形を有し、前記第１の部品の片面側へ反り返る連結部材で各分割部分を連結した部品であり、
   前記第２の部品は、前記長手方向に沿って複数に分割された板状の外形を有し、前記回転軸を中心にして前記第１の部品と前記第２の部品とが展開された状態において、前記第１の部品の連結部材とは反対側の方向へ反り返る連結部材で各分割部分を連結した部品である、
   請求項１に記載の構造体。
4. 前記第１の部品は、可動範囲を前記片面側に制限する連結部材で各分割部分が連結されており、
   前記第２の部品は、前記回転軸を中心にして前記第１の部品と前記第２の部品とが展開された状態において、前記第１の部品が前記片面側へ反り返る力よりも強い力で前記第１の部品の連結部材とは反対側の方向へ反り返る連結部材で各分割部分が連結されている、
   請求項３に記載の構造体。
5. 前記第１の部品と前記第２の部品とは、前記回転軸を中心にして前記第１の部品と前記第２の部品とを展開する弾性を有する連結部材で連結されている、
   請求項１から４の何れか一項に記載の構造体。
6. 前記第２の部品は、可動範囲を前記第１の部品の前記片面側に制限する連結部材で前記第１の部品に回動可能に連結されている、
   請求項１から５の何れか一項に記載の構造体。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の構造体を筐体とする電子機器。