JP4245857B2 - スプリングバレルモジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、小さなスペースに設置されるスプリングバレルモジュールの構造及び動作に係る。
【０００２】
【従来の技術】
特にポータブル電子装置のサイズは絶えず減少されてきている。これは、装置内の種々の機械的部品の使用性及び耐久性等の要求を高めている。
電子装置の物理的部品は、大量生産に適するようにできるだけ簡単で、そして自動組み立てラインにおいて設置容易であるように構成される。これら装置部品は、これら部品に生じる種々の公差変化が設置を妨げたり装置の性能を低下したりしないように設計されねばならない。
【０００３】
機械的な可動部品を含む小型電子装置の例は、移動ターミナル、ＣＤステーション及びＣＤプレーヤーである。最小の移動ターミナルは、物理的に非常に小さく、スピーカーを耳に保持したときに、特殊な構成体がなければマイクロホンがユーザの口まで完全に届かない。この種の移動ターミナルは、伸縮構造体の助けによるか、又は折り畳み構造体のような他の拡大構成体により拡大することができる。拡大に必要な力は、ユーザが与えることができるか、又は例えばスプリングやモーターから得ることができる。
本体部分及びグリップ部分を含む移動ターミナルは、本出願の出願日までに公開されていない本出願人の以前の特許出願ＦＩ２０００１００８号に開示されている。
【０００４】
本体部の比較的大きな部分は、スリーブ状のグリップ部分に配置されている。グリップ部分は、引っ込んだ位置と伸びた位置との間で長手方向にスライド移動するように取り付けられる。スプリング及び両方向性ダンパーが組み合わされたスプリングバレルが移動ターミナルの本体部分に設置される。移動ターミナルがアイドル位置にあるときには、本体部分がスリーブ状部分内にあり、そしてスプリングが圧縮され、即ちスプリングがストレスのかかった状態にある。グリップ部分と本体部分の締め付けロックが解除されると、蓄積されたスプリングの力が移動ターミナルの本体部分をグリップ部分から伸びた位置即ち動作位置へ押し出す。ダンパーは、グリップ部分に対する本体部分の機械的移動を低速化する。より詳細には、本体部分の機械的移動は、両方向性ダンパーによって制御され、このダンパーは、本体部分が突然ノイズを発して拡張位置へとジャンプするのを防止するためにスプリング力の一部分を吸収する。移動ターミナルが使用された後に、本体部分が手でグリップ部分へ押し下げられることによりスプリングがリセットされる。
典型的に、小型装置内のスペースは極めて僅かである。スプリング及びダンパーの両方を同じハウジング内に設置する解決策により貴重なスペースが節約される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記解決策の欠点は、ダンパーが低い温度又は凍結温度（０℃以下）では正常に機能しないことである。これは、主として、ダンパーハウジング内の制動オイルの特性によるものである。このオイルが凝固し、従って、スプリングバレルの機械的部品に高いトルク及びストレスを生じさせる。その結果、移動ターミナルのオープン機構が非常に低速に機能するという重大な機能不良となる。
更に、ダンパーが機能しないか又は非常に低速に機能する場合には、ユーザが装置を力で開閉しようとする危険が常に生じる。最悪の場合に、このような振舞いは、スプリングバレルの機械的な部品を破壊することになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特に、移動ターミナルのような小型サイズ装置内の小さなスペースに設置されるスプリングバレルモジュールであって、設置が容易で且つ製造にとって経済的効果が高いスプリングバレルモジュールに関する。本発明の目的は、スプリングバレルモジュールのスプリングに蓄積されたエネルギーが直線又は回転運動に変換され、開放するように設計された移動ターミナルのような装置のある小型部片が、制御されたやり方で円滑にオープンするようなスプリングバレルモジュールの構造を実施することである。開放力は、全運動中にできるだけ均一に保持されるのが特に重要である。
【０００７】
又、本発明の目的は、手で閉じる操作をユーザにとって容易に且つ円滑にすると共に、ユーザが力を入れて装置を開閉するときに機構を保護することである。この目的は、独立請求項に記載したように達成される。本発明の効果的な実施形態は、従属請求項に記載する。
スプリングバレルモジュールは、結合されたスプリング及びダンパーを備えている。この解決策は、個別のスプリング及びダンパーよりスペースを必要としない。スプリングは、クロックスプリングであるのが好ましい。このスプリングに蓄積されたエネルギーは、回転スプリングシャフトにより、次いで、ベルト又は他の同様の手段により、直線又は回転運動に変換される。効果的な実施形態においては、ダンパーが一方向性であり、即ち一方向にのみ作用する。この一方向性ダンパーは、締め付けられたスプリングが解除されたときにダンパープレートをスプリングシャフトに接続して低速回転を生じさせるクラッチ手段によって実施される。対応的に、このクラッチは、手で閉じるのを容易にするために、スプリングが締め付けられたときに、ダンパープレートとスプリングシャフトとの間の接続を緩める。
【０００８】
周囲温度が、使用する制動流体に基づきある温度レベル、例えば−１０℃より低下した場合には、ダンパーが回転を全く制動しない。
電子装置が閉じたときには、スプリングバレルモジュールのスプリングが締め付け状態にある。スプリングが解除されると、スプリングの力が、ベルト等のある手段により回転するように構成されたスプリングシャフトにより直線又は回転運動に変換され、従って、移動するように構成された電子装置の部品は、制御された円滑なやり方で開放する。移動するよう構成された部品が、例えば、それを手で押すことにより、閉じると、スプリングがリセットする。
【０００９】
用途に応じて、２つ以上のスプリングバレルモジュールを、１つの装置部片に設置することができる。スプリングバレルが設置される場所は、スプリングバレルモジュールを設置するために装置内にどれほど大きなスペースがあるかに依存する。別の判断ファクタは、移動するよう構成された部品にとってどれほど長い又は広い運動が必要であるかである。
ダンパーの一方向性特徴は、使用性及び耐久性の両方を改善する。更に、スプリングバレルの機械的部品の破壊は、過負荷クラッチによって防止され、これは、スプリングバレルモジュールが装置の比較的乱暴な取り扱いを許容することを意味する。
【００１０】
スプリングから得られた力を伝達する効果的なやり方は、スプリングシャフトを回転するようにスプリングを適応させ、そして歯付きラック及びギアにより、移動するよう構成された電子装置の部品へ力を伝達することである。
スプリングから得られた力を伝達する別の効果的なやり方は、スプリングシャフトを回転するようにスプリングを適応させ、そしてねじ切りされたスクリューにより、移動するよう構成された電子装置の部品へ力を伝達することである。
スプリングから得られた力を伝達する更に別の効果的なやり方は、スプリングシャフトを回転するようにスプリングを適応させ、そして回転するホイールを介して、移動するよう構成された電子装置の部品へ力を伝達することである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１ａないし図６ｂを参照して、本発明の効果的な実施形態を詳細に説明する。
以下、図１ａないし図６ｂの例を参照して、本発明による小型スプリングバレルモジュールを説明する。
本発明は、先ず、図１ａ及び図１ｂ並びに図２の（ａ）から（ｈ）を参照して説明する。図３ａないし図６ｂは、スプリングから得た力をいかに伝達するかの幾つかの例を示す。図示された各部品の相対的な寸法は、実際には変化し得ることに注意されたい。
図１ａの分解図は、一方向性ダンパーが設けられたスプリングバレルモジュールの基本的な構造を示す。このスプリングバレルモジュールは、スプリングチャンバーキャッププレート１００と、スプリング１０１と、バレルフレーム１０２と、シールリング１０３と、スプリングシャフト１０４と、ダンパーシャフト１０５と、ダンパープレート１０６と、ダンパー板バネ１０７と、ダンパーチャンバーキャッププレート１０８と、補助スプリング１１３とを備えている。
【００１２】
図１ｂは、同じスプリングバレルモジュールを組み立て状態で示している。
図１ａ及び１ｂから、スプリングバレルモジュールをいかに組み立てるか明らかである。
スプリングシャフト１０４は、円形断面の内実の部片であるが、シャフトの第１端の断面は多数の辺を有し、この部品は、キャッププレート１００の穴に嵌合するものであるのが好ましい。スプリングシャフトの断面寸法は、第１端１１７から他端１１８への長手方向にシャフトを見たときに変化するが、スプリングシャフトは、長手方向に延びる中心軸に対して対称的である。異なる断面サイズのシャフト部品の相対的な軸方向長さは、用途に応じたものである。
【００１３】
バレルフレーム１０２は、キャップ及び底壁をもたない円筒状部片として均一に形成される。この円筒状部片の本質的に中央には、円形断面の仕切り１１４があり、その直径は、円筒の直径に等しい。この仕切りは、円筒壁に対して直角に配置されて２つの別々の開放チャンバ即ち第１チャンバ及び第２チャンバを形成する。
スプリングシャフトの第１端１１７は、バレルフレームをチャンバに分割している仕切りの中央にある本質的に丸い穴１１５を経て直角に押し込むことができる。穴の直径は、スプリングシャフトが穴に入る大きさであると同時に、本質的にスプリングシャフトの中央部分に配置された肩部１１２が穴に嵌合しない小ささである。従って、この肩部は、スプリングシャフトが深く押し込まれるのを防止するストッパーとして働く。従って、スプリングシャフトは、その一部分がスプリングチャンバ側にありそしてその一部分がダンパーチャンバー側にある。シールリング、例えば、Ｏリング１０３は、スプリングシャフトの周りに設置されて、バレルフレームをチャンバに分割している仕切りと上記肩部との間で圧縮される。
【００１４】
クロックスプリング１０１の内端は、スプリングチャンバ内に配置されたスプリングシャフトの部分（図１ａのポイント１２８）に機械的に接続される。クロックスプリングの外端は、バレルフレームのスプリングチャンバの内壁（図１ｂのポイント１２９）に取り付けられる。良く知られたように、クロックスプリングは、螺旋巻きされたストリップ状のスプリングスチールワイヤである。
ダンパーシャフト１０５は、シャフトの長手方向の中心軸に対して対称的な内実の部片であり、その第１端１１６は、円形断面であり、そしてその第２端１１９は、本質的に多辺形状、好ましくは方形である。シャフトの長手方向におけるシャフトの第１端及び第２端の相対的な長さは、用途に基づく。長手方向に円形断面の穴１２１があり、これは、ダンパーシャフトを通して延びる。この穴は、本質的にシャフトの中央に配置され、そしてシャフトの一端から他端へ延びる。穴の直径は、スプリングシャフトの第２端の直径よりも僅かに大きく、スプリングシャフトの第２端は、ダンパーシャフトの穴に容易に押し込むことができる。穴に押し込まれるべきスプリングシャフトの第２端は、ダンパーシャフトの全長より若干長いものである。
【００１５】
スプリングシャフトの断面方向の面には、一方向性の円形ギアがある（第２端１１８の方向から見て）。対応的に、ダンパーシャフトの第１端１１６の断面方向の面には、更に別の一方向性円形ギアがある。これらシャフトの円形ギア面は、ギアが互いに厳密にぴったり嵌合するように加工され、スプリングシャフトが時計方向（この例では）に回転されるときに、スプリングシャフトの歯付きギアが、通常の使用中に、１つの回転方向においてダンパーシャフトの歯付きギアと共に回転する。
ダンパープレート１０６は、円形断面のもので、その直径は、フレームバレルの直径より小さい。ダンパーシャフトの第２端１１９は、ダンパープレートの本質的に中間部に配置された本質的に長方形の穴１２０に直角に押し込むことができる。ダンパープレートの穴１２０は、ダンパーシャフトの第２端の直径とほぼ同じサイズであるが、ダンパーシャフトは、ダンパープレートに直角に前後に容易に移動することができる。
【００１６】
ダンパーシャフトと反対のダンパープレートの側では、ダンパー板バネ１０７が円形ギアを互いにプレスするように配置されている。同軸ピンとして機能するスプリングシャフトの第２端は、ダンパーシャフトの穴を経て延び、そして更に、ダンパー板バネの中間部に配置された本質的に丸い穴を経て延びる。
スプリングチャンバキャッププレート１００及びダンパーチャンバキャッププレート１０８は、本質的に円形断面のプレート状の均一部片である。それらは、用途に応じてまっすぐでもよいし、ある形状に曲げられてもよい。ダンパーチャンバのキャッププレートは、内実の部片であるが、スプリングチャンバキャッププレートの本質的に中間部には円形の穴１２２があり、その直径は、スプリングシャフトの第１方形端を穴に直角に押し込めるようなものである。
【００１７】
スプリングチャンバキャッププレート１００、バレルフレーム１０２及びダンパーチャンバキャッププレート１０８を互いに取り付けると、それらは一緒に閉じた円筒状バレルを形成し、その中には２つのチャンバがある。クロックスプリングは、第１チャンバ１０９内に配置され、そしてダンパーは、第２チャンバ１１０内に配置される（図１ｂ）。クロックスプリングの長さは、その用途、スプリングの太さ及びスプリングバレルモジュールのサイズに基づく。第２チャンバには、既知のダンパー用粘性液体が充填される。ダンパー液体の選択は、本発明を何ら限定するものではない。Ｏリング１０３は、バレルフレームの中央の穴１１５から液体が漏れるのを防止する。第１チャンバには液体が存在しない。
以上に述べた部品は、種々の金属又は合金から製造することができる。しかしながら、これら部品に対する材料の選択は、本発明を限定するものではない。最も重要なことは、機械的に移動される部品を、充分に耐久性のある材料で形成することである。
【００１８】
以下、図２の（ａ）ないし（ｇ）を参照してスプリングバレルモジュールの動作を詳細に説明する。以下の説明では、スプリングバレルモジュールが上記種類の移動ターミナルに設置され、即ち本体部分がグリップ部分に対して可動である移動ターミナルに設置されると仮定する。しかしながら、これらの例は、スプリング１０１から得た力を、移動ターミナルのグリップ部分に対する本体部分の直線運動を介していかに伝達するかの問いに関連するものではない。というのは、これは、本発明の観点から重要なものではないからである。
図２の（ａ）は、スプリング及びダンパーシャフトと、ダンパープレート及び板バネとの分解図である。スプリングシャフト１０４は、図示された形状の均一な金属部片であるのが好ましい。これは、加工又は型に鋳込むことにより製造できる。もちろん、シャフトは、他の耐久性材料で作ることもできる。上述した肩部１１２とは反対のスプリングシャフト１０４の最も太い部分には、一方向性の円形ギア１１２が配置される。
【００１９】
図２の（ｆ）は、ギアを上から見た図である。太線は歯の峰を示し、細線は歯の谷を示す。図中、スプリングシャフト１０４の以下「第２端」と称する同軸ピン１１８は、紙面に直角に中央部に配置される。円滑な底部をもつ狭いグルーブ１１９が同軸ピンとダンパーシャフトとの間に形成される。
図２の（ａ）において、対応する一方向性の円形ギア１２５がダンパーシャフト１０５の断面方向の面に配置される。ダンパープレート１０６の中央部には、方形穴１２０があり、これにダンパーシャフトの方形部分が嵌合する。ダンパーシャフトの中間部には、上述したものより小さい円形穴１２１があり、これにスプリングシャフトの同軸ピン１１８を押し込むことができる。ダンパー板バネの中間部には、スプリングシャフトの同軸ピンのための穴１２３がある。
【００２０】
ダンパーシャフトは、スプリングシャフト１０４及びダンパープレート１０６に対して図中垂直方向に移動するように構成される。
図２の（ｂ）は、移動ターミナルの本体部分がグリップ部分から動作位置へと出て来るときのスプリングシャフト及びダンパーの機能を示す。最初に、移動ターミナルの本体部分は、スリーブ状のグリップ部分内にある。従って、クロックスプリング（図示せず）が締め付けられ、即ちスプリングシャフトの周りにぴったり巻き付けられる。本体部分とグリップ部分との間のロックラッチが解除されると、スプリングが解かれ始める。解かれるスプリングは、スプリングシャフト１０４を時計方向に回転し、これにより、スプリングシャフトの歯付きギアがダンパーの歯付きギアを回転する。これら歯付きギアは、板バネ１０７から得られる力で互いにぴったりと押し付けられる。図２の（ｃ）は、歯付きギアの相対的な位置を厳密に示している。スプリングシャフトの歯付きギアがダンパーの歯付きギアを回転すると、ダンパー１０６も回転する。同時に、移動ターミナルの本体部分がグリップ部分からその動作位置へ出て来る。本体部分の移動は、円滑に制御される。というのは、ダンパーチャンバ１１０の制動液体が、ダンパープレートの助けで回転を柔軟化するためである。
【００２１】
図２の（ｄ）は、移動ターミナルの本体部分がそのアイドル位置に向かってグリップ部分へと押し込まれるときのスプリングシャフト及びダンパーの動作を示す。最初に、移動ターミナルは動作位置にあり、即ち本体部分がグリップ部分から出ている。この位置では、クロックスプリングが完全にストレス状態になく、スプリングチャンバ１０９においてスプリングシャフトの周りから部分的に解かれている（クロックスプリングは、図２には示されていない）。移動ターミナルの本体部分が手でグリップ部分へ押し込まれると、スプリングシャフト１０４が半時計方向に回転し、これにより、クロックスプリングがスプリングシャフトの周りにぴったり巻き付けられる。一方向性の円形ギアであるために、スプリングシャフトの歯付きギア及びダンパーシャフトの歯付きギアは、互いに離れるように押され、これにより、ダンパーシャフトは、板バネ１０７を圧縮し、即ち板バネがストレス状態となる。ダンパーシャフトの歯付きギアは、回転を低速化し又は完全に停止する。これは、移動電話を引っ込んだ位置に閉じるのに必要な力が、それを伸びた位置へ開放するのに必要な力より小さいことを意味する。図２の（ｅ）は、歯付きギアの互いの位置を示している。
【００２２】
一方向性ダンピング及び過負荷保護は、歯付きギアに対して適当な傾斜を選択することにより実行できる。上述したように、通常の使用中に、制動は一方向にしか作用しない。許可された負荷は、比較的小さいと定義される。負荷が所定量を越えるように増加すると、過負荷クラッチが動作する。図２の（ｈ）は、歯を詳細に示している。矢印１２６は、移動ターミナルを力で動作位置に開放するときの回転方向を示す。ダンパーシャフトは、回転に抵抗する。矢印１２７は、移動ターミナルの本体部分がグリップ部分へと押し込まれるときの回転方向を示す。
過負荷保護を使用するときには、歯の前縁の傾斜が９０°より大きくなければならず、即ち傾斜角度が穏やかなほど、過負荷動作が容易であり、そしてその逆のことも言える。
【００２３】
充分に低い遷移温度、例えば、−１０℃をもつ板バネ材料として超弾性材料が選択される。この遷移温度より低いと、超弾性材料の構造相が変化し、スプリングがその弾性特性を失う。従って、ダンパーシャフト及びスプリングシャフトの歯付きギアは、図２の（ｅ）に示す位置にある。温度が遷移点まで上昇すると、弾性特性が回復する。
図２の（ｇ）は、別の効果的な実施形態を示す分解図である。この状態は、図２の（ａ）に示したものに類似しているが、この実施形態では、補助板バネ１１３がダンパープレート１０６のスプリングシャフト側に取り付けられ、そして板バネの中間部にスプリングシャフトのための穴１２４がある。この板バネは、ダンパーの板バネより小さくそして相当に弱い。例えば、その材料は、低い温度でも弾性特性を失わない通常のばねスチールである。板バネ１０７が遷移温度以下でその弾性特性を失うと、補助板バネ１１３がダンパーシャフトを図２の（ｄ）に示す位置へ押し込み、そして歯を互いに解離させる。実際には、弱い板バネは、図示されたものより小さく、そしてスプリングシャフトの周りのグルーブ１１９に容易に嵌合する（図２の（ｆ）を参照）。図２の（ｇ）に示す構成体の目的は、所定の低い温度で制動が生じないことを確保することである。
【００２４】
しかしながら、超弾性板バネが使用されず、通常のスチール板バネが使用される場合にも、ダンパー及び過負荷特徴が機能し、そしてターミナルを力で操作したときに機構を保護する。クラッチが全く取り付けられない場合には、ダンパーは機能するが、両方向である。一方向性制動とは、ターミナルを閉じるのに必要な力が、それを開くときより小さいことを意味する。このように、ターミナルの使用が快適で且つ滑らかとなる。過負荷クラッチは、ターミナルのゆっくりとした開放にユーザが苛立ちそして本体部分に急激な引っ張り力を与えた場合に作用する。
補助スプリング１１３は、２つの異なるやり方で設置することができ、即ち補助的なスプリングがクラッチ手段を開放するように働き、該クラッチ手段がダンパープレートをスプリングシャフトに接続するか、或いは補助的なスプリングが上記クラッチ手段を閉じるように働くよう設置される。
【００２５】
図１ｂにスプリング１１３ｂとして示された先の形態では、瞬間的な初期摩擦が排除され、そしてその後の形態では、ダンパーに対してある最小の摩擦が常に存在する。これは、補助的なスプリングが図２の１１３ａの位置へ移動される状態で示されている。このような構成の助けにより、スプリングバレルは、比較的乱暴な使用にも耐える。換言すれば、ユーザが装置を力で開閉しようと試みても、スプリングバレルの機械的部品は、壊れない。
以下、図３ａないし図６ｂを参照し、スプリングバレルモジュールのスプリングから得られた力を装置の可動部へいかに伝達できるかの種々の例を説明する。装置は、上述した種類の移動ターミナルであると仮定する。
【００２６】
図３ａは、１つのベルト又はワイヤを使用する解決策を示す。スプリングバレルモジュールは、スプリングシャフトの長手方向に見たものとして示されている。円筒状のスプリングバレル３００は固定されている。ワイヤ／ベルト３０２の第１端は、スプリングバレルの外部に延びるスプリングシャフト３０１の部分、即ち図中のポイント３０３へ何らかの適当な方法で取り付けられる。ワイヤ／ベルトの第２の外端は、移動ターミナルに取り付けられる。この用途の観点から、ワイヤ／ベルトの第２端を移動ターミナルにいかに又はどのポイントに取り付けるかは重要でない。ワイヤ／ベルトの長さは、Ｌである。
【００２７】
移動ターミナルの本体部分がグリップ部分内に配置されると、クロックスプリングは締め付け状態にあり、そしてワイヤ／ベルト３０２は、シャフトの周りに少なくとも部分的に巻き付けられる。本体部分とグリップ部分のロックが開放されると、クロックスプリングの蓄積されたスプリング力がスプリングシャフトを上述したように回転し、これにより、シャフトの周りに巻き付けられたワイヤ／ベルトがシャフトの周りから少なくとも部分的に解かれる。
図３ｂは、２つのベルト又はワイヤを使用する解決策を示す。ベルト／ワイヤの第１端は、図示されたようにポイント３０３及び３０４に取り付けられ、一方、第２の外端は、装置における取り付けポイントがスプリングシャフトに対して直角に異なる方向に配置されるように、使用中に装置に取り付けられる。
【００２８】
他の点では、図３ａに示す状態と同様である。図中、１つのワイヤ／ベルトの長さはＬであり、従って、装置は、距離２Ｌで完全に開放する。開放に必要な力は、１つの方向に対してＦ／２である。この解決策は、２つの異なる方向に直線又は回転運動が必要とされるときに特に適している。
２つの別々のワイヤ／ベルトが同じ平面又は異なる平面においてスプリングシャフトに取り付けられてもよいし、或いはシャフトの長手方向に対して互いに近傍に配置されてもよい。
この種の実施形態は、異なる方向の２つの開閉移動が必要であるいかなる種類の装置にも使用できる。
【００２９】
図４ａは、スプリングから得られた力を、歯付きラック４０２及び歯付きギア４０１を経て、電子装置の可動部へ伝達する実施形態を示す。円筒状のスプリングバレル４００が固定される。ギアは、スプリングチャンバから出て来るスプリングシャフトの端にある。歯付きラックは、移動ターミナルのグリップ部分に取り付けられ、一方、スプリングバレルモジュールは、本体部分に取り付けられるものと仮定する。スプリングシャフトが回転すると、ギアが歯付きラックに沿って回転し、これにより、本体部分がグリップ部分から出て来る。本体部分を手でグリップ部分に押し込むと、ギアが逆方向に回転し、従って、スプリングシャフトを回転し、これにより、クロックスプリングがスプリングシャフトの周りに巻き付けられ、従って、リセットされる。
図４ｂは、図３ｂに示されたものと同様の原理をもつ実施形態を示す。ベルト／ワイヤではなく、歯付きギア４０３、及び２つの個別の歯付きラック４０４が使用される。円筒状のスプリングバレル４００が固定される。シャフト４０３が回転する。
【００３０】
図５は、スプリングから得られた力を、ねじ切りされたスクリュー５０１を経て、電子装置の可動部へ伝達する実施形態を示す。
この実施形態では、円筒状スプリングシャフトバレル５００を経て延びるスプリングシャフトの第１端５０３は、その長さが、スプリングシャフトバレルの軸方向長さの倍数である。更に、上記シャフト部分は、その外面の少なくとも一部分にねじを形成するように加工される。この解決策では、リング素子５０２が装置の可動部に取り付けられ、従って、リング素子５０２の外形は、用途に適するようにされる。ねじ切りされたスクリューのための嵌合ねじをもつ穴がこのリング素子を通して一端から他端へ軸方向に延びる。スプリングシャフトが、例えば時計方向に回転するときには、ねじにより、リング素子はシャフトに沿ってスプリングバレルモジュールから離れるように移動し、これにより、装置の可動部が開放する。装置の可動部が例えば手で押されて閉じると、リング素子は、スプリングバレルモジュールに向かって移動し、スプリングシャフトは、反時計方向に回転し、そしてスプリングバレルモジュールのスプリングがスプリングシャフトの周りに巻き付けられそしてリセットされる。
【００３１】
図６ａは、スプリングシャフト６０１の回転が制限される状態を示す。換言すれば、スプリングシャフトは、例えば、所定の角度α（α＜３６０°）で回転する。円筒状スプリングバレルは、固定される。
図６ｂは、回転運動が制限される別の解決策を示す。スプリングバレル６０４が固定される。力は、スプリングシャフト６０３からホイール６０２を経て図示されたように伝達される。換言すれば、ホイール６０２は、シャフト６０３の回転をベルト／ワイヤ（図６ｂには示さず）へ伝達し、その第１端はホイールに取り付けられそしてその第２端は装置の可動部に取り付けられる。もちろん、図示された解決策は、ホイールではなく歯付きギアラックが存在するようにして実施されてもよく、この場合、シャフト端にも歯付きギアがなければならない。
上記で述べた例は、種々の考えられる実施形態の幾つかに過ぎないことに注意されたい。当業者であれば、上述した例に基づいて他の種々の組合せがなされることも明らかであろう。
【００３２】
スプリングバレルのサイズは、装置内のスプリングバレルモジュールに対して指定されるスペースと同様に決定される。工業用生産の場合に、スプリングバレルの組み立て及び設置ができるだけ簡単で且つ経済的に有利であることが重要である。
本発明は、小型サイズ装置に特に適するように設計されるが、本発明は、このような装置の用途に限定されるものではない。当然、ここに述べたスプリングバレルモジュールは、いかなるサイズの装置に組み込むこともできる。スプリングバレルモジュールの構造及び機能は、それに応じて決定される。
各々の場合に最も適した取り付け方法は、例えば、選択された材料、スプリングバレルモジュールが設置される場所、及び取り付けポイントにどれほど大きなストレスが付与されるかによって左右される。ワイヤ／ベルトは、リベット止め、溶接、のり付け等の多数の異なるやり方で取り付けることができる。
【００３３】
もちろん、スプリングシャフト及びダンパーシャフトは、異なる部品から組み立てることもできる。
多数の異なる用途が考えられることに注意されたい。各用途に基づき、スプリングバレルは、装置内の最も適当なポイントに設置される。これは、実際には、同様の装置の異なる形態においても、スプリングバレルを、技術的又は審美的な理由で異なる場所に配置できることを意味する。更に、いかに多くのスプリングバレルモジュールを装置に設置するかは、用途によって左右される。
移動ターミナルを参照して種々の実施形態を以上に述べたが、スプリングバレルモジュールは、円滑な直線又は回転運動を必要とするいかなる種類の装置にも設置できる。非常に多数の異なる用途があり、ＣＤ／ＤＶＤステーションのディスクトレーや、テーブルトップの下から出て来るコンピュータキーボードが一例として挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明にとって重要なスプリングバレルモジュールの各部品を示す分解図である。
【図１ｂ】図１ａのスプリングバレルモジュールを組み立て状態で示す図である。
【図２】スプリングバレルモジュールのスプリング及びダンパーシャフトの機能を示す図である。
【図３ａ】スプリングバレルモジュールから得た力を、ワイヤ／ベルトを経ていかに伝達するか示す図である。
【図３ｂ】スプリングバレルモジュールから得た力を、ワイヤ／ベルトを経ていかに伝達するか示す図である。
【図４ａ】スプリングバレルモジュールから得た力を、歯付きギア及び歯付きラックを経ていかに伝達するか示す図である。
【図４ｂ】スプリングバレルモジュールから得た力を、歯付きギア及び歯付きラックを経ていかに伝達するか示す図である。
【図５】スプリングバレルモジュールから得た力を、ねじ切りされたスクリューを経ていかに伝達するか示す図である。
【図６ａ】スプリングシャフトの制限された回転を示す例である。
【図６ｂ】スプリングシャフトの制限された回転を示す例である。
【符号の説明】
１００ スプリングチャンバキャッププレート
１０１ スプリング
１０２ バレルフレーム
１０３ シールリング
１０４ スプリングシャフト
１０５ ダンパーシャフト
１０６ ダンパープレート
１０７ ダンパー板バネ
１０８ ダンパーチャンバキャッププレート
１０９ スプリングチャンバ
１１０ ダンパーチャンバ
１１２ 肩部
１１３ 補助スプリング
１１４ 仕切り
１１８ 同軸ピン
１１９ グルーブ
４００ 円筒状スプリングバレル
４０１、４０３ 歯付きギア
４０２、４０４ 歯付きラック
５００ 円筒状スプリングシャフトバレル
５０２ リング素子
６０１ スプリングシャフト
６０２ ホイール
６０３ スプリングシャフト
６０４ スプリングバレル

Claims (11)

1. 円筒状側壁、中央に開口を有する第１キャッププレート、第２キャッププレート、及びこれら第１キャッププレートと第２キャッププレートとの間の仕切りを含むハウジングを備え、上記仕切りは中央に開口を有し、上記第１キャッププレート、側壁及び仕切りは、第１チャンバを画成し、そして上記第２キャッププレート、側壁及び仕切りは、第２チャンバを画成し、更に、上記第１チャンバに配置されたスプリングシャフトを備え、このスプリングシャフトの第１端は、第１キャッププレートの開口を通して延び、そしてこのスプリングシャフトの第２端は、上記仕切りの開口を通して上記第２チャンバーへと延び、更に、上記第１チャンバに配置されたスプリングを備え、このスプリングの一端はスプリングシャフトに固定され、そしてこのスプリングの他端は円筒状側壁に固定され、このスプリングは、スプリングシャフトの第１端に外部回転力を付与することにより締め付けられ、そして更に、ダンピングプレート及びこのダンピングプレートから延びるダンピングシャフトを含むダンピング素子を備え、上記第２チャンバに配置されるダンピング素子に粘性液体が充填されるようなスプリングモジュールにおいて、
   上記締め付けられたスプリングが解除されたときにスプリングシャフトにダンピング素子を接続し、そして上記スプリングが締め付けられたときにスプリングシャフトからダンピング素子を緩めるためのクラッチ手段を更に備え、
   上記クラッチ手段は、
   上記第２チャンバに配置されたスプリングシャフトのヘッドに形成された第１歯付き円形面と、
   ダンピングシャフトのヘッドに形成された第２歯付き円形面と、
   上記ダンピングプレートと第２キャッププレートとの間にあって、第１歯付き円形面に対して第２歯付き円形面をプレスするためのスプリング素子と、
   を含み、
   上記スプリング素子は、特定の温度において弾力性を失う材料から選択される少なくとも１つのバネを含むことを特徴とするスプリングモジュール。
2. 第１歯付き円形面の歯と第２歯付き円形面の歯は、上記締め付けられたスプリングが解除されたときにそれらの歯付き円形面がぴったり相互接続するが、上記スプリングが締め付けられたときには第１歯付き円形面が第２歯付き円形面上をスライドするように傾斜が付けられ、
   上記締め付けられたスプリングを解除するときには、上記ダンピングプレートが粘性液体の中で回転してスプリングシャフトの回転を制動するが、スプリングが締め付けられたときには、ダンピングプレートがスプリングシャフトから本質的に切断される請求項１に記載のスプリングモジュール。
3. 上記スプリング素子は、板バネより成る請求項１又は２に記載のスプリングモジュール。
4. 上記クラッチ手段は、ダンピングプレートと第１歯付き円形面との間に配置された補助スプリングを更に備え、この補助スプリングのスプリング力は、スプリング素子のスプリング力より小さい請求項１ないし３の記載のスプリングモジュール。
5. 上記第２キャッププレートに面して第２チャンバに配置されたスプリングシャフトの第２端から同軸ピンが延びる請求項１ないし４に記載のスプリングモジュール。
6. 上記同軸ピンは、ダンピング手段の開口を通過し、従って、ダンピング手段をスプリングシャフトと整列状態に保持する請求項５に記載のスプリングモジュール。
7. 上記クラッチ手段は、第２チャンバにおいてスプリングシャフトの周りに配置されたシールリングを備え、これは、粘性液体が第１チャンバに漏れるのを防止する請求項１ないし６に記載のスプリングモジュール。
8. 上記スプリングモジュールは、更に、
   スプリングシャフトの外面の第１端の少なくとも一部分に加工されたねじと、
   上記シャフトのねじと協働する嵌合ねじを内面に有しそして可動部品に機械的に接続されたリング素子とを備え、上記スプリングシャフトを回転すると、リング素子がシャフトに沿って移動する請求項１ないし７に記載のスプリングモジュール。
9. 上記スプリングシャフトの回転は、所定の角度に制限される請求項１ないし８に記載のスプリングモジュール。
10. 上記シャフトの回転を少なくとも１つのベルトに伝達するホイールを備えた請求項１ないし７及び９に記載のスプリングモジュール。
11. 上記シャフトの回転を少なくとも１つのワイヤに伝達するホイールを備えた請求項１ないし７及び９に記載のスプリングモジュール。

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