JP4179622B2 - ラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定方向に移動可能な対象部材をラッチするためのラッチ装置に関するものである。

最近、情報処理装置に着脱可能な対象部材として、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＨＤＤ等を筐体に収容してモジュール化したもの（これをここでは単に「モジュール」と呼ぶ）の使用が提案されている。モジュールの使用を可能にするため、情報処理装置の筐体に挿入孔が形成されている。モジュールは、必要に応じてその挿入孔に挿入される。またモジュールは、交換するときや不要なときには、挿入孔から抜去される。

情報処理装置は、モジュールを挿入孔に挿入した状態で係止するラッチ装置を備えている。この種のラッチ装置は、通常、モジュールを解放するための解放機構を有している。数種類の解放機構が存在する中で、プッシュ・プッシュ機構と呼ばれるものが近年多く使用されている。プッシュ・プッシュ機構は、モジュールが挿入孔に所定位置まで押し込まれるとモジュールを挿入孔内でラッチし、モジュールが再度押し込まれるとラッチを解除してモジュールの取り出しを可能にするものである。

この種の情報処理装置は、モジュールが挿入孔内でラッチされている状態で、カバンなどに入れて搬送されることが多い。この搬送形態では、不慮の外力でモジュールが押し込まれたり、情報処理装置の落下による衝撃を受けたりすることが想定される。その場合には、ラッチが解除され、モジュールが情報処理装置から外れてしまうことがある。このような誤動作を防止するため、手作業で操作されてラッチ状態をロックするスライド式のロック機構を設ける場合もあるが、操作が複雑になる。

それ故に本発明の課題は、操作を複雑にすることなく誤動作を防止できるラッチ装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、所定の姿勢に対し斜めになると、ラッチ状態が自動的にロックされるラッチ装置を提供することにある。

本発明の実施の一態様によれば、所定方向に移動可能な対象部材のための通路の側方に配置され、前記対象部材をラッチするラッチ装置において、ベース部材と、前記ベース部材にスライド可能に取り付けられて前記対象部材の移動に従動する、ハートカムが形成されたカム部材と、前記ベース部材に対し、前記対象部材に係合しない第１の位置と前記対象部材に係合する第２の位置との間で移動可能なラッチ部材と、前記ハートカムと前記ラッチ部材とに係合し、前記カム部材の移動力を前記ラッチ部材に弾力的に伝えるカムフォロワーと、前記ベース部材、前記カム部材、及び前記ラッチ部材のうちのいずれか二つの間に設けられ、前記ラッチ装置の姿勢変化に応じてロック位置と非ロック位置との間で移動するロック部材とを有し、前記カムフォロワーは、前記ラッチ部材に係止された第１の端部と前記ハートカムに係止された第２の端部とをもつロッドスプリングを有し、前記ロック部材は、前記ロック位置にあるときに、前記カム部材及び前記ラッチ部材の少なくとも一方の移動を制限し、これにより前記ラッチ部材を前記第２の位置にロックして前記ラッチの解除を阻止することを特徴とするラッチ装置が得られる。

前記ロック部材は球からなり、ラッチ装置が所定方向に一定以上傾斜すると、前記球が前記ロック位置に移動するようにしてもよい。

本発明の実施の他の形態によれば、前記対象部材を挿抜可能な通路を規定した筐体と、前記通路に隣接して配置された上述のラッチ装置とを含むことを特徴とする情報処理装置が得られる。

本発明のラッチ装置によると、操作を複雑にすることなく誤動作を防止できるラッチ装置を提供することができる。また、所定の姿勢に対し斜めになると、ラッチ状態が自動的にロックされるようにすることも可能である。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る情報処理装置について説明する。

図示の情報処理装置１は、例えばラップトップ型パーソナルコンピュータであり、本体部２と、本体部２に開閉可能に取り付けられた蓋部３とを有している。蓋部３にはディスプレイ４が備えられている。本体部２には、キーボードなどの操作部５が備えられている。

本体部２の筐体には、平板状の対象部材としてモジュールの使用を可能にするため挿入孔６が形成されている。モジュールは、必要に応じてその挿入孔６に挿入される。またモジュールは、交換するときや不要なときには、挿入孔６から抜去され、情報処理装置１から切り離される。

図２をも参照すると、挿入孔６にモジュール７が挿入されている。本体部２の内部には挿入孔６に引き続いて水平な第１の方向（所定方向）Ａ１にのびた通路８が形成されている。したがって、挿入孔６に挿入されたモジュール７は通路８に位置することになる。なお、モジュール７の側面には凸部７ａ及び凹部７ｂが形成されている。

第１の方向Ａ１に直交する水平な第２の方向Ａ２における通路８の側方には、モジュール７を挿入状態でラッチするためのラッチ装置１０が配置されている。ラッチ装置１０は本体部２の筐体にしっかりと固定されている。

図３−図１３をも参照して、ラッチ装置１０の構造について説明する。

図３において、ラッチ装置１０は、ベース部材１１とこれに結合されたカバー部材１２とを含んでいる。ベース部材１１は絶縁性材料又は金属材料から作られている。カバー部材１２は金属板から作られ、カバー部材１２に係合固定される。

カバー部材１２外した図４から分かるように、ベース部材１１とカバー部材１２との間には、カム部材１３、ラッチ部材１４、ロッドスプリング１５、及び復帰スプリング１６が配置されている。カム部材１３及びラッチ部材１４は、いずれも絶縁性樹脂又は金属材料にて形成されている。一方、ロッドスプリング１５及び復帰スプリング１６は、いずれもバネ性を有する金属材にて形成されている。なお、図示の便宜上、復帰スプリング１６については模式的に示している。

図５において、ベース部材１１はその上面にガイドレール１１ａ，１１ｂを有している。カム部材１３は、ガイドレール１１ａ，１１ｂに沿って第１の方向Ａ１にのみスライド可能なように、ベース部材１１に取り付けられている。復帰スプリング１６は、ベース部材１１及びカム部材１３に両端をそれぞれ接続された引っ張りコイルばねであり、カム部材１３を第１の方向Ａ１において挿入孔６側に付勢している。カム部材１３の一部は操作用突起１３ａとして、通路８に突出している。

カム部材１３の上面には、第１及び第２の方向Ａ１及びＡ２に広がった所定平面と実質的に平行な略ハート形溝からなるハートカム１７が形成されている。なお、ハートカム１７の具体的な形状については後文にて詳述する。

ベース部材１１は、さらに、復帰スプリング１６の近くに凹所１１ｃと凸部１１ｄとを有している。ラッチ部材１４は、図４に示すように、カム部材１３の上方に組み付けられる。その際、ラッチ部材１４の一端部１４ａが凹所１１ｃに配置される。そして、ラッチ部材１４の軸穴１４ｂが凸部１１ｄに嵌合される。ラッチ部材１４の一端部１４ａは凹所１１ｃよりも少し小さく作られているので、ラッチ部材１４は、凸部１１ｄを支点として所定平面に沿ってある角度範囲内でのみ回動可能である。

ラッチ部材１４の他端部即ち自由端には係合部１４ｃが形成されている。係合部１４ｃは、ラッチ部材１４の回動角に応じて実質的に第２の方向Ａ２においてベース部材１１及びカバー部材１２から上述した通路８に突出可能である。換言すると、ラッチ部材１４は、係合部１４ｃがモジュール７に係合しない第１の位置とモジュール７に第１の方向Ａで係合する第２の位置との間で移動可能である。

図４及び図６において、ラッチ部材１４は軸穴１４ｂの近くに小孔１４ｄを有している。ロッドスプリング１５は、カム部材１３とラッチ部材１４との間にのびた中間部１５ａと、中間部１５ａの一端から直角に曲がって小孔１４ｄに挿入され、ラッチ部材１４にその回動方向で係合した第１の端部１５ｂと、中間部１５ａの他端から、第１及び第２の方向Ａ１及びＡ２に直交した第３の方向（図４及び図６では紙面に垂直な方向）に曲がって図５に示すハートカム１７に係合した第２の端部１５ｃとを有している。

図４−図６において、モジュール７が通路８に挿入されると、モジュール７の凸部７ａが操作用突起１３ａに第１の方向Ａ１で係合し、カム部材１３を復帰スプリング１６に逆らって移動させる。カム部材１３の移動に応じて、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃがハートカム１７に従動する。即ち、ハートカム１７よってロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃが動かされる。したがって、ここではロッドスプリング１５をカムフォロワーとも呼ぶ。

ハートカム１７によって第２の端部１５ｃが動かされると、ロッドスプリング１５はその第１の端部１５ｂを介してラッチ部材１４を第１及び第２の位置のうち一方に向けて付勢する。具体的には、カム部材１３が移動を開始すると、ロッドスプリング１５がラッチ部材１４を第２の位置に向けて付勢する。しかし、ラッチ部材１４の実際の移動は制御機構により制御される。

ベース部材１１、カム部材１３、ラッチ部材１４、及びロッドスプリング１５の詳細は、図７−図１０にそれぞれ示されている。カム部材１３の上面にはハートカム１７の近くに凸部１３ｂが形成されている。一方、ラッチ部材１４の下面には、凸部１３ｂに係合する突壁１４ｅが形成されている。ラッチ部材１４の自由端付近は突壁１４ｅが形成されない欠損部１４ｆとされている。さらに、ラッチ部材１４には上下に貫通した窓部１４ｇが形成されている。凸部１３ｂ、突壁１４ｅ、欠損部１４ｆ、窓部１４ｇ、及びロッドスプリング１５が共働して制御機構を構成する。

次に、図１１及び図１２ａ〜図１２ｃをも参照して、ラッチ機構１０の実際の動作と共に制御機構の作動について説明する。

図１１においては、ハートカム１７は斜線部を施され、他の部分と区別されている。モジュール７が通路８に挿入されていないときには、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはハートカム１７のａ点即ちノーマルポジションに位置している。また、ラッチ部材１４は第１の位置にある。

まず、モジュール７を情報処理装置１にセットする場合について説明する。操作者がモジュール７を通路８に挿入すると、モジュール７の凸部７ａがカム部材１３の操作用突起１３ａに第１の方向Ａ１で係合する。モジュール７を押圧すると、カム部材１３が移動する。結果として、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはハートカム１７に沿ってｂ点に移る。この間に、ロッドスプリング１５はラッチ部材１４を第２の位置に向けて付勢する。しかし、カム部材１３の凸部１３ｂがラッチ部材１４の突壁１４ｅに係合しているため、ラッチ部材１４は第１の位置に維持される。したがって、この間にロッドスプリング１５が弾力的に徐々に撓みを増大し、蓄勢される。ここで、凸部１３ｂと突壁１４ｅとが合わせて第１係合機構を構成する。

ハートカム１７の溝底には、ｂ点からｃ点にかけて、カム部材１３のスライドに連れてロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃを徐々に押し上げる急斜面１７ａが形成されている。また、ハートカム１７のｃ点とｄ点との間にはロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃを急激に低下させる高段差１７ｂが形成されている。こうして、急斜面１７ａと高段差１７ｂとで、ハートカム１７の一部に隆起部を規定している。

モジュール８によりカム部材１３がさらに移動させられると、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはハートカム１７に沿って隆起部に乗り上げつつｃ点に移る。このとき、ロッドスプリング１５の中間部１５ａがラッチ部材１４の窓部１４ｇに挿入される。これと同時若しくはその直後に、凸部１３ｂと突壁１４ｅとの係合が外れる。即ち、凸部１３ｂが欠損部１４ｆに対向する位置に至る。しかし、このときにはラッチ部材１４の窓部１４ｇの縁がロッドスプリング１５の中間部１５ａに係止されることになるため、ラッチ部材１４は第１の位置若しくはその近傍に維持され続ける。したがって、ロッドスプリング１５は大きな蓄勢力を維持する。ここで、凸部１３ｂと窓部１４ｇの縁とが合わせて係合部又は第２係合機構を構成する。また、急斜面１７ａと欠損部１４ｆとが合わせて、ハートカム１７の移動に応じて第１係合機構から第２係合機構に切り替える係合切り替え機構を構成する。

モジュール８によりカム部材１３がさらに移動させられると、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはハートカム１７の高段差１７ｂを通過してｄ点に移る。第２の端部１５ｃは、高段差１７ｂを通過すると急激に低下し、ロッドスプリング１５の中間部１５ａがラッチ部材１４の窓部１４ｇから離脱する。するとラッチ部材１４は完全に解放されるので、ロッドスプリング１５の蓄勢力により第２の位置に向けて急激に移動する。ここで、ハートカム１７の高段差１７ｂは、前記第２係合機構の作動を解放する係合解放機構として働く。

この結果、ラッチ部材１４の係合部１４ｃが通路８に突出し、モジュール７の凹部７ｂに挿入される。したがって、モジュール７は情報処理装置１の所定位置に配置され、かつ離脱をラッチ部材１４により係止されることになる。

なお、ロッドスプリング１５の中間部１５ａがラッチ部材１４の窓部１４ｇから離脱した際に、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはロッドスプリング１５の蓄勢力によりラッチ部材１４とは反対向きに移動しようとするが、ｈ点でカム部材（以下、「スライド部材」という）１３の壁部に衝突して移動を制限される。

モジュール７がラッチ部材１４により係止されたならば、モジュール７の挿入力を解放してもよい。モジュール７の挿入力が解放されると、スライド部材１３は復帰スプリング１６により僅かに戻され、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃがｅ点に位置した状態で停止する。これに加え、スライド部材１３の凸部１３ｂがラッチ部材１４の突壁１４ｅに第２の方向Ａ２で対向する。したがって、ラッチ部材１４が第２の位置から第１の位置に戻ることはない。

次に、モジュール７を情報処理装置１から取り出す場合について説明する。この場合、操作者がモジュール７を少し押圧する。すると、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはｆ点に移動する。その際に、ラッチ部材１４もロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃに押されて移動し、第１の位置に戻される。この結果、スライド部材１３の凸部１３ｂがラッチ部材１４の欠損部１４ｆに入ることになる。

その後にモジュール７に対する押圧力を解放すると、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはｇ点に移る。この時点から、スライド部材１３の凸部１３ｂが突壁１４ｅに係合し、第１の係合機構が作動した状態になる。その後に、スライド部材１３は復帰スプリング１６により当初の位置に戻される。したがって、スライド部材１３の操作用突起１３ａによりモジュール７は通路８から押し出される。このとき、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃはａ点即ちノーマルポジションに戻る。

なお、ハートカム１７には、ロッドスプリング１５の第２の端部１５ｃの逆行を防止するため、幾箇所かに低段差１７ｃ、１７ｄ及び緩斜面１７ｅなどが形成されている。

ロッドスプリング１５は、スライド部材１３のスライド方向（Ａ１）とは交差する方向にラッチ部材１４を付勢し、移動させる弾性部材としての機能も有する。

さらに図１３−図１９をも参照して、ラッチ装置１０の細部について説明する。

図５の要部のみを詳細に示した図１３及び図１４において、ベース部材１１には、ガイド溝１００及び二つの突起１００ａが形成されている。ガイド溝１００は斜面１００ｂを含む形状を有している。ガイド溝１００には金属球１０２が配置されている。ガイド溝１００の深さは、金属球１０２がはみ出さない深さに設定されている。金属球１０２はラッチ状態をロックするためのロック部材として働くものであり、後文にて明らかになるロック位置と非ロック位置との間で移動自在である。

図１５において、ラッチ部材１４には、図１３のベース部材１１の突起１００ａを逃げる二つの逃げ溝１０３が形成されている。こうして、ラッチ部材１４が回動する時にベース部材１１とラッチ部材１４とが互いに干渉せずにスムーズに動作するよう設計されている。

ラッチ装置１０は、通常は、水平な姿勢に保たれている。水平なラッチ装置を、図１６に符号１０Ａで示した。このとき、金属球１０２はガイド溝１００の斜面１００ｂの作用によりガイド溝１００の最深部、即ち、非ロック位置にある。

ラッチ装置１０がベース部材１１のガイド溝１００に形成されている斜面１００ｂの方向に矢印１１０で示すように傾けられることを想定する。傾けられたラッチ装置を、図１６に符号１０Ｂで示した。斜面１００ｂが水平を越えると、金属球１０２がガイド溝１００に沿って移動して、図１７に明示したように突起１００ａに対向した位置、即ち、ロック位置で停止する。このとき、金属球１０２は、ラッチ部材１４の二つの逃げ溝１０３の間の壁部１０３ａに形成した凹部１０３ｂに配置される。この結果、ベース部材１１の突起１００ａとラッチ部材１４の壁部１０３ａとの間に金属球１０２が介在することになる。

図１８において、カム部材１３に外力が加わると、ラッチ部材１４がハートカム１７に従って回動しようとする。しかし、ベース部材１１の突起１００ａとラッチ部材１４の壁部１０３ａとの間に金属球１０２が挟み込まれて移動範囲が制限されているので、ラッチ状態は解除されない。この時、カム部材１３が受ける外力の方向に対し、ベース部材１１とラッチ部材１４が受ける力の方向は異なる。したがって、力が分散されて軽減されるため、ベース部材１１及びラッチ部材１４の相互嵌合する凹凸形状を小さく設計することが可能である。

図１９において、カム部材１３が受ける外力は、ハートカム１７からロッドスプリング１５に伝達するので、ハートカム１７とロッドスプリング１５は最も負荷のかかる部分である。したがって、ハートカム１７とロッドスプリング１５は共に強度が必要である。ハートカム１７の強度が弱ければ、変形や破壊が発生し、ロッドスプリング１５が弱ければ、変形してしまう。

そこで、破壊を防ぐために、図１３に示すようにハートカム１７に付加溝１０４を設け、ある負荷以上印加された時には、ロッドスプリング１５が、その付加溝１０４へ入り込み、破壊を防ぐ構造にすることは好ましい。ロッドスプリング１５が付加溝１０４に入り込んだ後、外力が解放されると、図４及び図５に示した復帰スプリング１６により、元のラッチ状態へ復帰が可能となる。

なお、金属球の使用は、ベース部材１１とラッチ部材１４との間以外にも、ラッチ部材１４とカム部材１３との間やベース部材１１とカム部材１３との間においても、同様に実施可能である。

上述では特定の実施の形態を用いて説明したが、様々な変形が可能である。例えば、モジュール７を挿入するときに凸部７ａの代わりに挿入端がカム部材１３の操作用突起１３ａに係合するように設計されてもよい。また、ラッチ部材１４には、貫通した窓部１４ｇの代わりに、貫通しない凹部が形成されてもよい。また、ハートカム１７を形成する略ハート形溝は、前記所定平面に対し傾斜していてもよい。

本発明は、コンピュータなどの情報処理装置のみならず、移動可能な対象部材をラッチする必要のある様々な装置や機器にも適用可能である。

本発明の実施例に係る情報処理装置の全体を示す概略斜視図である。 図１の情報処理装置の要部を拡大してモジュールと共に示した説明図である。 図１の情報処理装置に使用したラッチ装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は底面図である。 図３のラッチ装置を、カバー部材を取り外しかつ拡大して示した正面図である。 図３のラッチ装置に含まれるベース部材、スライド部材、及び復帰スプリングからなる組立体の正面図である。 図３のラッチ装置に含まれるラッチ部材及びロッドスプリングからなる組立体の底面図である。 図３のラッチ装置に含まれるベース部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 図３のラッチ装置に含まれるスライド部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。 図３のラッチ装置に含まれるラッチ部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。 図３のラッチ装置に含まれるロッドスプリングを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。 図７のベース部材に形成されたハートカムの作用を説明するための説明図である。 図３のラッチ装置の動作を説明するための図４と同様な図であり、スライド部材が少しスライドした状態を示す。 図３のラッチ装置の動作を説明するための図４と同様な図であり、スライド部材がさらにスライドしたがラッチ作用は得られていない状態を示す。 図３のラッチ装置の動作を説明するための図４と同様な図であり、スライド部材がさらにスライドしてラッチ作用が得られた状態を示す。 図５の要部のみを詳細に示した正面図である。 図１３と同様な部分の斜視図である。 図９に示したラッチ部材の要部のみを詳細に示した裏面側からの斜視図である。 図３のラッチ装置の姿勢の変化を説明するための説明図である。 図３のラッチ装置の姿勢が変化したときの図１４と同様な斜視図である。 図３のラッチ装置のラッチ状態を説明するための要部のみの透視斜視図である。 図１８と同様な部分の透視平面図である。

符号の説明

１ 情報処理装置
２ 本体部
３ 蓋部
４ ディスプレイ
５ 操作部
６ 挿入孔
７ モジュール
７ａ 凸部
７ｂ 凹部
８ 通路
１０ ラッチ装置
１１ ベース部材
１１ａ、１１ｂ ガイドレール
１１ｃ 凹所
１１ｄ 凸部
１２ カバー部材
１３ カム部材（スライド部材）
１３ａ 操作用突起
１３ｂ 凸部
１４ ラッチ部材
１４ａ 一端部
１４ｂ 軸穴
１４ｃ 係合部
１４ｄ 小孔
１４ｅ 突壁
１４ｆ 欠損部
１４ｇ 窓部
１５ ロッドスプリング
１５ａ 中間部
１５ｂ 第１の端部
１５ｃ 第２の端部
１６ 復帰スプリング
１７ ハートカム
１７ａ 急斜面
１７ｂ 高段差
１７ｃ、１７ｄ 低段差
１７ｅ 緩斜面
１００ ガイド溝
１００ａ 突起
１００ｂ 斜面
１０２ 金属球
１０３ 逃げ溝
１０３ａ 壁部
１０３ｂ 凹部
１０４ 付加溝
Ａ１ 第１の方向
Ａ２ 第２の方向

Claims (3)

1. 所定方向に移動可能な対象部材のための通路の側方に配置され、前記対象部材をラッチするラッチ装置において、ベース部材と、前記ベース部材にスライド可能に取り付けられて前記対象部材の移動に従動する、ハートカムが形成されたカム部材と、前記ベース部材に対し、前記対象部材に係合しない第１の位置と前記対象部材に係合する第２の位置との間で移動可能なラッチ部材と、前記ハートカムと前記ラッチ部材とに係合し、前記カム部材の移動力を前記ラッチ部材に弾力的に伝えるカムフォロワーと、前記ベース部材、前記カム部材、及び前記ラッチ部材のうちのいずれか二つの間に設けられ、前記ラッチ装置の姿勢変化に応じてロック位置と非ロック位置との間で移動するロック部材とを有し、前記カムフォロワーは、前記ラッチ部材に係止された第１の端部と前記ハートカムに係止された第２の端部とをもつロッドスプリングを有し、前記ロック部材は、前記ロック位置にあるときに、前記カム部材及び前記ラッチ部材の少なくとも一方の移動を制限し、これにより前記ラッチ部材を前記第２の位置にロックして前記ラッチの解除を阻止することを特徴とするラッチ装置。
2. 前記ロック部材は球からなり、ラッチ装置が所定方向に一定以上傾斜すると、前記球が前記ロック位置に移動するようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のラッチ装置。
3. 前記対象部材を挿抜可能な通路を規定した筐体と、前記通路に隣接して配置された請求項１又は２に記載のラッチ装置とを含むことを特徴とする情報処理装置。

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