JP3667623B2 - 開閉検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータや小型携帯端末などのヒンジ構造により2つの筐体が折り畳み可能な機器における、2つの筐体の開閉状態を検出する開閉検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の開閉検出装置は、磁石とその磁石に反応するリードスイッチやホール素子の組み合わせにより、折り畳み式機器の2つの筐体の開閉状態を検出していた。また、他の従来の開閉検出装置は、一の筐体に突起物を設けるとともに、他の筐体に穴を開けてその穴にボタンスイッチを設け、2つの筐体を閉じたときに、一の筐体に設けられた突起物が、他の筐体のボタンスイッチを押すことにより、折り畳み式機器の2つの筐体の開閉状態を検出していた。
【0003】
このような、従来の開閉検出装置としては、特開平10−70594号公報、特開平11−259176号公報、特開平10−268971号公報などがあげられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の開閉検出装置では、折り畳み式機器の開閉状態を検出するために、磁石やスイッチ部品などの電気部品が必要であり、そのため、折り畳み式機器のコストがかかってしまうという課題があった。また、他の従来の開閉検出装置では、筐体に突起物や穴などを設ける必要があり、そのため、折り畳み式機器のデザインを害してしまうなどの課題があった。
【0005】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、機器のコストを抑えることができ、また機器のデザインを害することがない開閉検出装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明に係る開閉検出装置は、折り畳み式機器を構成する第一筐体及び第二筐体とを回動自在に連結するヒンジ構造と、第一筐体又は第二筐体内の基板と接触する接触部を有し、第一筐体及び第二筐体の開閉に伴ってヒンジ構造が回動することによって、接触部が基板と接触しつつ直線的に往復移動する摺動部と、基板の接触部の往復移動路上で、かつ第一筐体及び第二筐体の開閉状態にて接触部が基板と接触する開閉位置に設けられた、接触部が接触することによって基板の内部回路に開閉状態を認識させる検出電極とを備え、摺動部が、弾性を備えた平らな導体で構成され、その一端がヒンジ構造と固定され、第一筐体及び第二筐体の開閉に伴ってヒンジ構造が回動することによって巻取及び解放される構造としたことを特徴とする。
【0007】
請求項2記載の発明に係る開閉検出装置は、基板の接触部の往復移動路上で、かつ第一筐体及び第二筐体の開閉状態を検出する検出電極の間に、接触部が接触することによって基板の内部回路に第一筐体及び第二筐体の展開角度を認識させる検出電極を設けたものである。
【0008】
請求項3記載の発明に係る開閉検出装置は、検出電極が、一対の電極で構成され、接触部と接触したとき、接触部を介して電気的に接続されて基板の内部回路に開閉状態又は展開角度を認識させるものである。
【0009】
請求項4記載の発明に係る開閉検出装置は、接触部が二股に分かれており、一対の検出電極とそれぞれ接触するように構成したものである。
【0011】
請求項5記載の発明に係る開閉検出装置は、ヒンジ構造の回動に伴って回動する歯車を設けるとともに、平らな導体で構成された摺動部の一端に歯車の歯と噛み合う梯子状の梯子部が形成され、ヒンジ構造の回動に伴って歯車が回動することによって直線的に摺動部が移動する構造としたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による開閉検出装置の構成を示す斜視図である。尚、折り畳み式の機器の内部に設けられた開閉検出装置の構成を示すために、第二筐体カバー22の構成を省略している。図1において、第一筐体10及び第二筐体20は、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータなどの折り畳み式の機器を構成するものであり、第一筐体10及び第二筐体20の端部に設けられたヒンジ構造によって開閉可能に構成されている。
【0013】
図1に示すように、第一筐体10の端部には、ピン30を中心に回動する円柱11が第一筐体10と一体形成され、また、第二筐体20の端部には、第一筐体10の円柱11をカバーする(覆う)、内部が円柱形状の空洞(中空)となっている空洞ヒンジ部21が第二筐体20と一体形成されている。ピン30を中心に回動する円柱11、円柱11をカバーする空洞ヒンジ部21、及び円柱11と空洞ヒンジ部21の回動軸となるピン30よりヒンジ構造が構成される。このように、第一筐体10と第二筐体20とは、ヒンジ構造によりピン30を軸として回動自在に連結されている。
【0014】
摺動バネ(摺動部)40は、十分な弾性を備えた平らな導体で構成されている。この摺動バネ40の一端は、円柱11の側面に設けられたバネ取付溝12に嵌合されて固定され、第一筐体10及び第二筐体20の開閉に伴って円柱11が回動することによって、摺動バネ40が円柱11に巻取又は解放されるような構造となっている。尚、バネ取付溝12と嵌合される摺動バネ40の嵌合部の形状は、円柱11から抜け落ちないように断面がS字状に加工されている。
【0015】
また、摺動バネ40の他端は、接触部41a,41bの二股に分かれており、この二股に分かれた接触部41a,41bは、略S字状に湾曲している。接触部41a,41bの略S字状の一の湾曲部は、プリント基板50と接触するとともに、他の湾曲部は、第二筐体20の第二ガイド24(図2参照)に接触する。摺動バネ40の接触部41a,41bは、第一筐体10及び第二筐体20の開閉によるヒンジ構造の回転運動に伴って、プリント基板50と接触しながらプリント基板50上を直線運動するように構成されている。
【0016】
尚、摺動バネ40の円柱11に巻かれる屈曲部分には、ポリイミドなどの屈曲性(弾性)に優れた材料を用いてもよい。この場合、導電性の材料で構成される接触部41a,41bは、摺動バネ40の屈曲部分に設けられ又は接続される。
【0017】
プリント基板(基板)50は、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータなどの折り畳み式の機器の内部回路などを備えており、第二筐体20内部に設けられている。このプリント基板50における摺動バネ40の接触部41の直線運動路上(直線的な往復移動路上)には、第一筐体10及び第二筐体20の開閉状態を検出するための一対の検出電極51a,51b及び一対の検出電極52a,52bが設けられている。
【0018】
一対の検出電極51a,51bは、折り畳み式の機器の開閉機構が閉じている状態で、接触部41a,41bとそれぞれ接触する位置に設けられ、また、検出電極52a,52bは、折り畳み式の機器の開閉機構が開いている状態で、接触部41a,41bとそれぞれ接触する位置に設けられている。
【0019】
尚、図1では、プリント基板50は、第二筐体20内部に設けられているが、第一筐体10内部に設けてもよい。
【0020】
図2は、図1で省略された第二筐体20の第二筐体カバー22の具体的構成を示す斜視図である。図2に示すように、第二筐体カバー22は、第二筐体20内部のプリント基板50をカバーする(覆う)ものであり、第二筐体20と一体形成されている。
【0021】
第一ガイド23及び第二ガイド24は、第二筐体カバー22の内側(内面)に設けられ、それぞれ、平らな摺動バネ40の平面及び接触部41と当接して、円柱11に巻かれた摺動バネ40が径方向に広がるのを規制するものである。側面ガイド25,26は、第二筐体カバー22の内側に設けられ、摺動バネ40の側面が直線運動路上から外れるのを防止するために、摺動バネ40が横方向に動くのを規制するものである。
【0022】
次に、動作について説明する。
図3は、折り畳み式の機器の開閉機構が閉じているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図であり、また、図4は、折り畳み式の機器の開閉機構が開いているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図である。
【0023】
図3に示すように、折り畳み式の機器の開閉機構が閉じている場合、第一筐体10と一体形成された円柱11のバネ取付溝12で固定された摺動バネ40は、円柱11と空洞ヒンジ部21の間の空間や、第一ガイド23で形成される空間によって規制されつつ、円柱11の周囲に巻き取られている。このとき、摺動バネ40の先端の接触部41a,41bは、図1の実線で示した位置にあり、略S字状の一の湾曲部がプリント基板50の検出電極51a,51bとそれぞれ接触するとともに、他の湾曲部が第二筐体20の第二ガイド24と接触している。
【0024】
摺動バネ40の接触部41a,41bが、プリント基板50上の検出電極51a,51bと接触している状態では、検出電極51a及び検出電極51bが接触部41a,41bを介して電気的に接続され、開閉機構の「閉じ」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0025】
次に、折り畳み式の機器の利用者が、折り畳み式の機器の開閉機構が閉じた状態から徐々に開いていくと、第一筐体10と一体形成された円柱11が図1及び図3の矢印方向に回転し、円柱11の周囲に巻き取られていた摺動バネ40が、円柱11と空洞ヒンジ部21の間の空間や、第一ガイド23で形成される空間によって規制されつつ徐々に解放(展開)される。これに伴って、摺動バネ40の接触部41a,41bが、第二ガイド24及び側面ガイド25,26で導かれながら第二筐体20の奥(第二筐体20の空洞ヒンジ部21とは逆側)に進んでいく。
【0026】
折り畳み式の機器の開閉機構が完全に開いた状態では、図4に示すように、摺動バネ40は、円柱11の巻き取りから解放され、摺動バネ40の接触部41a,41bは、図1の破線で示した位置にある。このとき、接触部41a,41bの略S字状の他の湾曲部が第二筐体20の第二ガイド24と接触するとともに、一の湾曲部がプリント基板50の検出電極52a,52bとそれぞれ接触する。
【0027】
摺動バネ40の接触部41a,41bが、プリント基板50上の検出電極52a,52bと接触すると、検出電極52a及び検出電極52bが接触部41a,41bを介して電気的に接続され、開閉機構の「開き」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0028】
以上のように、この実施の形態1によれば、摺動バネ40で、第一筐体10及び第二筐体20のヒンジ構造の回転運動を接触部41a,41bの直線運動に変換し、その直線運動する接触部41が、開閉機構が閉じている状態でプリント基板50上の検出電極51a,51bと接触し、また開閉機構が開いている状態でプリント基板50上の検出電極52a,52bと接触するように構成し、検出電極51a,51b及び検出電極52a,52bが接触部41a,41bを介して電気的に接続されて、プリント基板50の内部回路に開閉機構の開閉状態を確実に認識させる(通知する)ので、プリント基板50上に検出電極51a,51b,52a,52bを設けるだけで、開閉検出用のスイッチなどの電気部品を設ける必要がなくなり、その結果、機器のコストを抑えることができる。
【0029】
また、開閉検出装置を構成する摺動バネ40及び検出電極51a,51b,52a,52bは、筐体10,20内部に設けているので、筐体外部に突起物などを設ける必要がなく、機器のデザインを害することもない。
【0030】
実施の形態2.
尚、上記実施の形態1では、開閉検出装置が、折り畳み式の機器の開閉機構が完全に閉じた状態及び完全に開いた状態を検出する場合について説明したが、開閉機構が完全に閉じた状態から完全に開いた状態まで(また完全に開いた状態から完全に閉じた状態まで)展開する過程を検出するように構成することも可能である。
【0031】
図5は、そのような開閉機構の展開角度を識別可能な開閉検出装置の構成を示す断面図である。図5に示すように、プリント基板50における摺動バネ40の接触部41の直線運動路上に、第一筐体10及び第二筐体20の開閉状態及び展開角度を検出するための一対の検出電極51a,51b,検出電極52a,52b、検出電極53a,53b、検出電極54a,54bが設けられている。
【0032】
即ち、上記実施に形態1では、図1から図3に示したように、プリント基板50上に、第一筐体10及び第二筐体20の開閉状態を検出するための一対の検出電極51a,51b、52a,52bを設けていたが、この検出電極51a,51b及び検出電極52a,52bの間に検出電極53a,53b及び検出電極54a,54bを設けたものである。
【0033】
尚、検出電極53a,53b及び検出電極54a,54b以外の構成については、上記図1から図3に示したものと同様であるため、重複する説明を省略する。
【0034】
図5に示すように、折り畳み式の機器の開閉機構が閉じている状態(図5のB)では、摺動バネ40の接触部41a,41bは、図5のFの位置にあり、接触部41a,41bの略S字状の一の湾曲部がプリント基板50の検出電極51a,51bとそれぞれ接触する。このとき、検出電極51a及び検出電極51bが接触部41a,41bを介して電気的に接続され、開閉機構の「閉じ」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0035】
折り畳み式の機器の開閉機構が閉じた状態から少し開いた状態(図5のC)では、摺動バネ40の接触部41a,41bは、図5のGの位置にあり、接触部41a,41bの略S字状の一の湾曲部がプリント基板50の検出電極53a,53bとそれぞれ接触する。このとき、検出電極53a及び検出電極53bが接触部41a,41bを介して電気的に接続され、開閉機構の「少し開いた」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0036】
折り畳み式の機器の開閉機構がさらに少し開いた状態(図5のD)では、摺動バネ40の接触部41a,41bは、図5のHの位置にあり、接触部41a,41bの略S字状の一の湾曲部がプリント基板50の検出電極54a,54bとそれぞれ接触する。このとき、検出電極54a及び検出電極54bが接触部41a,41bを介して電気的に接続され、開閉機構の「さらに少し開いた」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0037】
そして、折り畳み式の機器の開閉機構が完全に開いた状態(図5のE)では、摺動バネ40の接触部41a,41bは、図5のIの位置にあり、接触部41a,41bの略S字状の一の湾曲部がプリント基板50の検出電極52a,52bとそれぞれ接触する。このとき、検出電極52a及び検出電極52bが接触部41a,41bを介して電気的に接続され、開閉機構の「開き」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0038】
このように、この実施の形態2によれば、第一筐体10及び第二筐体20の開閉状態及び展開角度を検出するための一対の検出電極51a,51b,検出電極52a,52b、検出電極53a,53b、検出電極54a,54bをプリント基板50上に設けることにより、折り畳み式の機器の開閉機構が完全に閉じた状態及び完全に開いた状態を検出するのみならず、開閉機構が完全に閉じた状態から完全に開いた状態までの展開する過程の状態を検出することができる。
【0039】
実施の形態3.
上記実施の形態1及び2では、開閉機構の開閉に伴って円柱11が回動することによって、円柱11に嵌合固定された摺動バネ40が、円柱11に巻取及び解放が行われてプリント基板50上を直線運動するような構造となっていた。これに対し、この実施の形態3では、開閉機構の開閉に伴って歯車60が回動することによって、歯車60と噛合する摺動板70が、プリント基板50上を直線運動するような構造としたものである。
【0040】
図6は、そのような本発明の実施の形態3による開閉検出装置の構成を示す斜視図である。図6に示すように、歯車60は、第一筐体10の円柱形状の回動軸(回動中心)の側面に歯を設けて形成したものであり、第一筐体10の展開に伴って回動する。摺動板(摺動部)70は、平らな導体で構成され、その一端には、梯子状に形成された、歯車60の歯と噛み合う梯子部72が設けられている。この梯子部72は、歯車60が回動することによって、歯車60の歯と噛み合って直線運動する。摺動板70は、その他端には、上記図1の摺動バネ40と同様に、接触部71a,71bの二股に分かれており、この二股に分かれた接触部71a,71bは、略S字状に湾曲している。この接触部71a,71bの略S字状の一の湾曲部は、プリント基板50と接触するとともに、他の湾曲部は、第二筐体20の第二ガイド24と接触する。
【0041】
次に、動作について説明する。
図7は、折り畳み式の機器の開閉機構が閉じているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図であり、また、図8は、折り畳み式の機器の開閉機構が開いているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図である。
【0042】
この実施の形態2による開閉検出装置の動作については、上記実施の形態1で説明した開閉検出装置の動作と略同様である。即ち、図7に示すように、開閉機構が閉じている場合、摺動板70の接触部71a,71bが、図6の実線で示した位置、即ちヒンジ構造側(歯車60側)に引かれた位置にある。このとき、接触部71a,71bの略S字状の一の湾曲部がプリント基板50の検出電極51a,51bとそれぞれ接触するとともに、他の湾曲部が第二筐体20の第二ガイド24と接触している。
【0043】
摺動板70の接触部71a,71bが、プリント基板50上の検出電極51a,51bと接触している状態では、検出電極51a及び検出電極51bが接触部71a,71bを介して電気的に接続され、開閉機構の「閉じ」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0044】
次に、折り畳み式の機器の利用者が、開閉機構が閉じた状態から徐々に開いていくと、第一筐体10と一体形成された歯車60が図6及び図7の矢印方向に回転し、歯車60と噛み合っている摺動板70の梯子部71が移動して、摺動板70の接触部71a,71bが図7の矢印方向(第二筐体20の奥の方向)に進んでいく(直線運動する)。
【0045】
開閉機構が完全に開いた状態では、図8に示すように、摺動板70の接触部71a,71bが、図6の破線で示した位置、即ち第二筐体20の奥に押し込まれた位置にある。このとき、接触部71a,71bの略S字状の他の湾曲部が第二筐体20の第二ガイド24と接触するとともに、一の湾曲部がプリント基板50の検出電極52a,52bとそれぞれ接触する。
【0046】
摺動板70の接触部71a,71bが、プリント基板50上の検出電極52a,52bと接触すると、検出電極52a及び検出電極52bが接触部71a,71bを介して電気的に接続され、開閉機構の「開き」状態をプリント基板50の内部回路に直接認識させる。
【0047】
以上のように、この実施の形態3によれば、上記実施の形態1における円柱11に嵌合固定された摺動バネ40の構成に代えて、歯車60と噛合する摺動板70で回転運動を直線運動に変換する構成としたことにより、上記実施の形態1と同様、開閉検出用のスイッチなどの電気部品を設ける必要がなく、機器のコストを抑えることができ、また、筐体外部に突起物などを設ける必要がなく、機器のデザインを害することがなくなるという効果を奏する。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、折り畳み式機器を構成する第一筐体及び第二筐体とを回動自在に連結するヒンジ構造と、第一筐体又は第二筐体内の基板と接触する接触部と有し、第一筐体及び第二筐体の開閉に伴ってヒンジ構造が回動することによって、接触部が基板と接触しつつ直線的に往復移動する摺動部と、基板の接触部の往復移動路上で、かつ第一筐体及び第二筐体の開閉状態にて接触部が基板と接触する開閉位置に設けられた、接触部が接触することによって基板の内部回路に開閉状態を認識させる検出電極とを備えたので、開閉検出用のスイッチなどの特別な電気部品を設ける必要がなく、機器のコストを抑えることができ、また、筐体外部に突起物などを設ける必要がなく、機器のデザインを害することがなくなるという効果を奏する。
【0049】
本発明によれば、基板の接触部の往復移動路上で、かつ第一筐体及び第二筐体の開閉状態を検出する検出電極の間に、接触部が接触することによって基板の内部回路に第一筐体及び第二筐体の展開角度を認識させる検出電極を設けたので、機器が完全に閉じた状態及び完全に開いた状態を検出するのみならず、完全に閉じた状態から完全に開いた状態までの展開する過程の状態を検出することができる効果を奏する。
【0050】
本発明によれば、検出電極が、一対の電極で構成され、接触部と接触したとき、接触部を介して電気的に接続されて基板の内部回路に開閉状態又は展開角度を認識させるので、確実に、基板の内部回路に開閉状態又は展開角度を認識させることができる効果を奏する。
【0051】
本発明によれば、接触部が二股に分かれており、一対の検出電極とそれぞれ接触するように構成したので、一対の検出電極を確実に電気的に接続することができ、一層確実に、基板の内部回路に開閉状態又は展開角度を認識させることができる効果を奏する。
【0052】
本発明によれば、摺動部が弾性を備えた平らな導体で構成され、その一端がヒンジ構造と固定され、第一筐体及び第二筐体の開閉に伴ってヒンジ構造が回動することによって巻取及び解放される構造としたので、確実に、ヒンジ構造の回転運動を直線運動に変換することができる効果を奏する。
【0053】
本発明によれば、ヒンジ構造の回動に伴って回動する歯車を設けるとともに、平らな導体で構成された摺動部の一端に歯車の歯と噛み合う梯子状の梯子部が形成され、ヒンジ構造の回動に伴って歯車が回動することによって直線的に摺動部が移動する構造としたので、確実に、ヒンジ構造の回転運動を直線運動に変換することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による開閉検出装置の構成を示す斜視図である。
【図2】 第二筐体の第二筐体カバーの具体的構成を示す斜視図である。
【図3】 折り畳み式の機器の開閉機構が閉じているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図である。
【図4】 折り畳み式の機器の開閉機構が開いているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図である。
【図5】 本発明の実施の形態2による開閉検出装置の構成を示す断面図である。
【図6】 本発明の実施の形態3による開閉検出装置の構成を示す斜視図である。
【図7】 折り畳み式の機器の開閉機構が閉じているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図である。
【図8】 折り畳み式の機器の開閉機構が開いているときの開閉検出装置の構成を示すA−A’断面図である。
【符号の説明】
10 第一筐体
11 円柱(ヒンジ構造)
12 バネ取付溝(ヒンジ構造)
20 第二筐体
21 空洞ヒンジ部(ヒンジ構造)
30 ピン(ヒンジ構造)
40 摺動バネ(摺動部)
41 接触部
50 プリント基板(基板)
51,52,53,54 検出電極
60 歯車
70 摺動板(摺動部)
71 接触部
72 梯子部
Claims (5)
- 折り畳み式機器を構成する第一筐体及び第二筐体とを回動自在に連結するヒンジ構造と、
前記第一筐体又は前記第二筐体内の基板と接触する接触部を有し、前記第一筐体及び前記第二筐体の開閉に伴って前記ヒンジ構造が回動することによって、前記接触部が前記基板と接触しつつ直線的に往復移動する摺動部と、
前記基板の前記接触部の往復移動路上で、かつ前記第一筐体及び前記第二筐体の開閉状態にて前記接触部が前記基板と接触する開閉位置に設けられた、前記接触部が接触することによって前記基板の内部回路に開閉状態を認識させる検出電極とを備え、
前記摺動部は、弾性を備えた平らな導体で構成され、その一端が前記ヒンジ構造と固定され、前記第一筐体及び前記第二筐体の開閉に伴って前記ヒンジ構造が回動することによって巻取及び解放される構造である
ことを特徴とする開閉検出装置。 - 基板の接触部の往復移動路上で、かつ第一筐体及び第二筐体の開閉状態を検出する検出電極の間に、前記接触部が接触することによって前記基板の内部回路に前記第一筐体及び前記第二筐体の展開角度を認識させる検出電極が設けられたことを特徴とする請求項1記載の開閉検出装置。
- 検出電極は、一対の電極で構成され、接触部と接触したとき、前記接触部を介して電気的に接続されて基板の内部回路に開閉状態又は展開角度を認識させることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の開閉検出装置。
- 接触部は、二股に分かれており、一対の検出電極とそれぞれ接触することを特徴とする請求項3記載の開閉検出装置。
- ヒンジ構造の回動に伴って回動する歯車を設けるとともに、平らな導体で構成された摺動部の一端に前記歯車の歯と噛み合う梯子状の梯子部が形成され、前記ヒンジ構造の回動に伴って前記歯車が回動することによって直線的に前記摺動部が移動する構造であることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の開閉検出装置。
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