JP4805392B2 - ばねユニット - Google Patents

Description

本発明はばねユニットに係り、特に圧縮コイルばねを用いたばねユニットに関する。

例えば、電子機器の一種として、操作キー等が配設された固定筐体に対して液晶表示装置等が配設された移動筐体をスライド可能な構成とした携帯電話機やゲーム装置が提供されている。この種の電子機器には、固定筐体に対する移動筐体のスライド動作を可能とするためにスライド機構が内設されている。この種のスライド機構としては、例えば特許文献１に開示された機構が知られている。

この従来の電子機器に適用されるスライド機構は、内部にばねユニットが組み込まれており、開蓋時においては操作者が固定筐体に対して移動筐体を所定位置まで移動させるまでは、移動筐体はばねユニットにより閉め方向に移動付勢し、また所定位置以上に移動させた後は移動筐体はばねユニットにより開方向に付勢される構成とされている。これにより、電子機器の操作性の向上を図ることができる。

２００９−１２４６６９号公報

しかしながら、単にガイドバーにコイルばねが挿通された構成の特許文献１に開示されたばねユニットでは、ばねが伸縮するストロークを長く設定しようとした場合、ガイドバーの長さを長くする必要があり、ガイドバーの長手方向に対してばねユニットが大型化し、小形化を図ることができないという問題点があった。

また、スライド軸にコイルばねが挿通された第１及び第２の連結体をガイド体に対して異なる方向に伸縮するよう配置した構成の特許文献２に開示されたばねユニットでは、第１及び第２の連結体の全体としてのストローク量を長く取ることは可能となるが、幅方向に対する形状が大きくなり、やはり小形化を図ることができないという問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、小形化を図りつつストロークを長く取ることができるばねユニットを提供することを目的とする。

上記の課題は、第１の観点からは、
第１の部材と、
前記第１の部材に対して相対的にスライド可能とされた第２の部材と、
前記第１の部材の両側位置に形成されたスライドガイドピン固定部に一端が固定されるスライドガイドピンと、
前記第１の部材の前記スライドガイドピンの固定位置より内側に形成されたばねガイドピン固定部に一端が固定されたばねガイドピンと、
前記ばねガイドピンに装着される圧縮コイルばねと、
前記第２の部材に形成され、前記スライドガイドピンがスライド可能に保持されるスライドガイドピン保持部と、
前記第２の部材に形成され、前記ばねガイドピンがスライド可能に保持されるばねガイドピン保持部とを有し、
前記スライドガイドピン保持部を、前記ばねガイドピン保持部よりも前記第１の部材に向けて突出させた構成としたことを特徴とするばねユニットにより解決することができる。

開示のばねユニットによれば、スライドガイドピン保持部の第１の部材との対向位置がばねガイドピン保持部の第１の部材との対向位置よりも突出した構成とされているため、この突出した寸法分だけスライドケースとガイドケースとの相対的なストローク量を長く取ることが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態であるばねユニットの分解斜視図である。 図２は本発明の一実施形態であるばねユニットの動作を説明するための図であり、（Ａ）は伸長方向にスライドした状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は収縮方向にスライドした状態を示す斜視図である。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施形態であるばねユニット１０を説明するための図である。図１はばねユニット１０の分解斜視図であり、図２はばねユニット１０の動作を説明するための斜視図である。

ばねユニット１０は、大略するとスライドケース２０（第１の部材）、ガイドケース３０（第２の部材）、スライドガイドピン４０、ばねガイドピン５０、及び圧縮コイルばね６０等により構成されている。このばねユニット１０は、例えば携帯電話機やゲーム装置等の電子機器に搭載されるスライダ機構に取り付けられ、スライド力を作用させるアクチュエータとして機能するものである。

先ず、スライドケース２０について説明する。スライドケース２０は樹脂成形品であり、外部接続部２１、スライドガイドピン固定部２２、ばねガイドピン固定部２３、及びストッパー部２４等を一体的に形成した構成とされている。

外部接続部２１はスライドケース２０のＸ２方向端部近傍の略中央に形成された孔であり、電子機器等に装着される際に装着用ピン等が挿通されるものである。

スライドガイドピン固定部２２は、スライドガイドピン４０の一端部（図中、Ｘ２方向側の端部）が固定される部位である。このスライドガイドピン固定部２２は、スライドケース２０の左右両側端部に形成されている。

また、組み立て時においてスライドガイドピン固定部２２のガイドケース３０と対向する端面（以下、対向位置２２ａという）には、スライドガイドピン４０が挿通される有底の固定孔（図に現れず）が形成されている。スライドガイドピン４０は、この固定孔に圧入されることにより、或いは接着剤を用いて接着されることによりスライドガイドピン固定部２２に固定される。

ばねガイドピン固定部２３は、ばねガイドピン５０の一端部（図中、Ｘ２方向側の端部）を固定する。本実施形態では、後述するストッパー部２４を中心として左右の各ばねガイドピン固定部２３にそれぞれ３本ずつ、合計６本のばねガイドピン５０が固定される。

このため、ばねガイドピン固定部２３のガイドケース３０と対向する端面（以下、対向位置２３ａという）には、ばねガイドピン５０の配設数に対応した有底状の固定孔が形成されている。ばねガイドピン５０は、この固定孔に圧入されることにより、或いは接着剤を用いて接着されることによりばねガイドピン固定部２３に固定される。

ストッパー部２４は、後述するスライド規制部３４と協働してスライドケース２０とガイドケース３０とが離間してしまうことを防止する機能を奏するものである。即ちストッパー部２４は、ガイドケース３０に対してスライドケース２０が伸長する方向に移動した際、スライドケース２０とガイドケース３０とが連結した状態を維持するよう機能するものである。

ストッパー部２４は、延出部２５及び係止部２６を有している。延出部２５は、スライドケース２０の中央位置からスライド方向に延出するよう形成されている。係止部２６は、この延出部２５の先端部に形成されている。延出部２５は棒状の形状を有し、延出部２５は延出部２５に対して幅広な形状とされている。

ここで、スライドケース２０のスライドガイドピン固定部２２とばねガイドピン固定部２３に注目する。スライドガイドピン固定部２２は、ばねガイドピン固定部２３の左右両側部に形成されている。また、スライドガイドピン固定部２２は、ばねガイドピン固定部２３に対してガイドケース３０に向かい延出（突出）した構成とされている。よって、スライドガイドピン固定部２２の対向位置２２ａは、ばねガイドピン固定部２３の対向位置２３ａに対してガイドケース３０に近接した構成となっている。

次に、ガイドケース３０について説明する。ガイドケース３０は樹脂成形品であり、外部接続部３１、スライドガイドピン保持部３２、ばねガイドピン保持部３３、及びスライド規制部３４等を一体的に形成した構成とされている。前記したスライドケース２０は、このガイドケース３０に対して相対的に図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向にスライド可能な構成とされている。

外部接続部３１はガイドケース３０のＸ１方向の端部近傍の略中央に形成された孔であり、ばねユニット１０が電子機器等に装着される際に装着用ピン等が挿通されるものである。

スライドガイドピン保持部３２は、スライドガイドピン４０をスライド可能に保持する機能を奏するものである。このスライドガイドピン保持部３２は、前記したスライドガイドピン固定部２２と対向するようガイドケース３０の両側端部に形成されている。

また、組み立て時においてスライドガイドピン保持部３２のスライドケース２０と対向する端面（以下、対向位置３２ａという）には、スライドガイドピン４０が貫通される貫通孔（図に現れず）が形成されている。この貫通孔は、ばねガイドピン保持部３３をスライド方向（Ｘ１，Ｘ２方向）に貫通するよう形成されている。

また、貫通孔の直径は、スライドガイドピン４０の直径よりも若干大きく設定されている。よって、スライドガイドピン４０をこの貫通孔に挿通することにより、スライドガイドピン４０は貫通孔内にスライド可能に保持される。

ばねガイドピン保持部３３は、ばねガイドピン５０がスライド可能に保持される部位である。本実施形態では、後述するスライド規制部３４を中心として左右にそれぞれ３本、合計で６本のばねガイドピン５０がばねガイドピン保持部３３に保持される。しかしながら、ばねガイドピン５０及び圧縮コイルばね６０の配設数はこれに限定されるものではない。

このため、ばねガイドピン保持部３３のスライドケース２０と対向する端面（以下、対向位置３２ａという）には、ばねガイドピン５０の配設数に対応した貫通孔が形成されている。この貫通孔は、ばねガイドピン保持部３３をスライド方向（Ｘ１，Ｘ２方向）に貫通するよう形成されている。また、貫通孔の直径は、ばねガイドピン５０の直径よりも若干大きく設定されている。よって、ばねガイドピン５０をこの貫通孔に挿通することにより、ばねガイドピン５０は貫通孔内にスライド可能に保持される。

スライド規制部３４は、溝部３５及びロック爪３６を有している。溝部３５は、スライドケース２０に形成されたストッパー部２４の係止部２６及び延出部２５が内部でスライド可能となるよう構成されている。ロック爪３６は、溝部３５のＸ２方向端部に形成されている。このロック爪３６は、ストッパー部２４の係止部２６と当接するよう構成されている。

ストッパー部２４を構成するストッパー部２４及び係止部２６は、スライド規制部３４の溝部３５内に係合するよう構成されている。そして、スライドケース２０がガイドケース３０に対して相対的にＸ１，Ｘ２方向にスライドする際、ストッパー部２４もスライド規制部３４内でＸ１，Ｘ２方向にスライドするよう構成されている。

しかしながら、前記のようにロック爪３６はガイドケース３０に対してガイドケース３０が離間方向にスライド限度まで移動したときに係止部２６と当接するよう構成されている。よって、スライドケース２０に対してスライドケース２０がＸ２方向にスライドし、やがて係止部２６がロック爪３６に当接すると、スライドケース２０のそれ以上のＸ２方向への移動は規制される。よって、ストッパー部２４及びスライド規制部３４を設けることにより、スライドケース２０がガイドケース３０から離脱することを防止することができる。

ここで、ガイドケース３０のスライドガイドピン保持部３２とばねガイドピン保持部３３に注目する。スライドガイドピン保持部３２は、ばねガイドピン保持部３３の両側部に形成されている。また、スライドガイドピン保持部３２は、ばねガイドピン保持部３３に対してガイドケース３０に向かい延出（突出）した構成とされている。よって、スライドガイドピン保持部３２の対向位置３２ａは、ばねガイドピン保持部３３の対向位置３２ａに対しスライドケース２０に近接した構成となっている。

スライドガイドピン４０とばねガイドピン５０は、本実施形態では同一構成としている。これにより部品の共通化を図ることができ、コスト低減及び組み立て性の向上を図ることができる。しかしながら、スライドガイドピン４０とばねガイドピン５０は必ずしも同一構成とする必要はなく、直径及び長さを変更することも可能である。本実施形態では、各ガイドピン４０，５０をステンレスの線材により構成している。また、各ガイドピン４０，５０の直径及び長さは、圧縮コイルばね６０を装着可能で、かつばねユニット１０に伸縮方向に力が作用しても座屈変形が発生しない直径及び長さに設定している。

尚、スライドガイドピン４０には圧縮コイルばね６０を装着しない。よって、スライドガイドピン４０とばねガイドピン５０を別構成とする場合には、スライドガイドピン４０の構成は圧縮コイルばね６０の構成に拘束されるものではない。

上記の各部品により構成されるばねユニット１０を組み立てるには、先ずばねガイドピン５０のＸ２方向側端部をばねガイドピン固定部２３に固定すると共に、スライドガイドピン４０のＸ２方向側端部をスライドガイドピン固定部２２に固定する。続いて、スライドケース２０に固定されたばねガイドピン５０に対し圧縮コイルばね６０を装着する。

次に、スライドガイドピン４０とスライドガイドピン保持部３２の対向位置３２ａ、ばねガイドピン５０とばねガイドピン保持部３３の対向位置３３ａ、及びストッパー部２４とスライド規制部３４とをそれぞれ位置決めする。そして、スライドガイドピン４０を対向位置３２ａに形成された貫通孔内に挿入し、ばねガイドピン５０を対向位置３３ａに形成された貫通孔内に挿入し、更に係止部２６及び延出部２５を溝部３５内に係合させる。以上の工程によりばねユニット１０は完成するため、ばねユニット１０を簡単に組み立てることができる。

次に、上記構成とされたばねユニット１０の動作について説明する。

図２（Ａ）はばねユニット１０が伸長した状態を示しており、図２（Ｂ）はばねユニット１０が収縮した状態を示している。

先ず、図２（Ａ）を用いて伸長した状態（以下、伸長状態という）のばねユニット１０について説明する。伸長状態では、圧縮コイルばね６０の弾性力により、スライドケース２０はガイドケース３０に対して相対的に矢印Ｘ２方向にスライドしている。しかしながら、ストッパー部２４の係止部２６がスライド規制部３４のロック爪３６と当接することにより、それ以上のスライドが規制されている。

また、伸長状態においてスライドガイドピン４０は対向位置３２ａから、またばねガイドピン５０は対向位置３３ａからＸ２方向にスライドした状態となり、ガイドケース３０から露出した部分が長くなっている。しかしながら、スライドガイドピン４０のＸ１方向端部の所定範囲はスライドガイドピン保持部３２内に挿入されることにより保持されており、ばねガイドピン５０のＸ１方向の所定範囲はばねガイドピン保持部３３内に挿入されることにより保持されている。

特に、スライドガイドピン４０においては、スライドガイドピン固定部２２が対向位置２３ａに対して図１に矢印ΔＬ１で示す寸法だけＸ１方向に突出しており、またスライドガイドピン保持部３２が対向位置３３ａに対して図１に矢印ΔＬ２で示す距離突出しているため、スライドガイドピン４０はばねガイドピン５０に比べて（ΔＬ１＋ΔＬ２）の長さ分だけガイドケース３０（スライドガイドピン保持部３２）に保持される長さが長くなっている。

換言すると、ばねガイドピン５０のガイドケース３０からの露出長さに対しスライドガイドピン４０のガイドケース３０からの露出長さは短くなっている。よって、伸長状態であっても、スライドケース２０とガイドケース３０は主にスライドガイドピン４０により保持され、ガタツキが発生するようなことはない。

また、スライドケース２０とガイドケース３０との保持はスライドガイドピン４０によって主に行われるため、ばねガイドピン５０をガイドケース３０から離脱しない最大限の長さまでスライドガイドピン保持部３２から延出させることができる。よって、圧縮コイルばね６０の伸長長さを長く取ることができる。

次に、図２（Ｂ）を用いて収縮した状態（以下、収縮状態という）のばねユニット１０について説明する。

収縮状態では、スライドガイドピン固定部２２の対向位置２２ａと、スライドガイドピン保持部３２の対向位置３２ａは当接した状態となっている。よって、ばねガイドピン５０の略全長がスライドガイドピン保持部３２（ガイドケース３０）内に挿入された状態となっている。

また収縮状態では、各圧縮コイルばね６０は圧縮された状態となっている。この圧縮コイルばね６０の圧縮時における長さ（最小長さ）と、前記したスライドガイドピン固定部２２の対向位置２２ａからの突出量ΔＬ１とスライドガイドピン保持部３２の対向位置３２ａからの突出量ΔＬ２との合計値（ΔＬ１＋ΔＬ２）は等しくなるよう設定されている。よって、収縮時に圧縮コイルばね６０の収縮長さを最小値まで収縮させることができ、また過剰に圧縮されることを防止することができる。

上記のように、本実施形態に係るばねユニット１０では、伸長時において圧縮コイルばね６０の伸長長さを長く取ることができ、また収縮時において圧縮コイルばね６０の伸縮長さを最小値まで収縮させることができるため、スライドケース２０とガイドケース３０のスライド時のストロークを長くすることが可能となる。

また、本実施形態に係るばねユニット１０は、ガイドケース３０に対してスライドするスライドケース２０は１つのみで、従来のように複数のスライドケースがガイドケースに対して異なる方向にスライドする構成とはされていない。このため、本実施形態に係るばねユニット１０によれば、スライド方向に対して直行する方向の大きさ（幅方向の寸法）を小さくすることができ、小形化を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

１０ ばねユニット
２０ スライドケース
２１ 外部接続部
２２ スライドガイドピン固定部
２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａ 対向位置
２３ ばねガイドピン固定部
２４ ストッパー部
３０ ガイドケース
３２ スライドガイドピン保持部
３３ ばねガイドピン保持部
３４ スライド規制部
４０ スライドガイドピン
５０ ばねガイドピン
６０ 圧縮コイルばね

Claims (5)

1. 第１の部材と、
   前記第１の部材に対して相対的にスライド可能とされた第２の部材と、
   前記第１の部材の両側位置に形成されたスライドガイドピン固定部に一端が固定されるスライドガイドピンと、
   前記第１の部材の前記スライドガイドピンの固定位置より内側に形成されたばねガイドピン固定部に一端が固定されたばねガイドピンと、
   前記ばねガイドピンに装着される圧縮コイルばねと、
   前記第２の部材に形成され、前記スライドガイドピンがスライド可能に保持されるスライドガイドピン保持部と、
   前記第２の部材に形成され、前記ばねガイドピンがスライド可能に保持されるばねガイドピン保持部とを有し、
   前記スライドガイドピン保持部を、前記ばねガイドピン保持部よりも前記第１の部材に向けて突出させた構成としたことを特徴とするばねユニット。
2. 前記スライドガイドピン固定部を、前記ばねガイドピン固定部よりも前記第２の部材に向けて突出させた構成としたことを特徴とする請求項１記載のばねユニット。
3. 前記第１の部材に形成され、スライド方向に延出すると共に先端部に係止部が形成されたストッパー部と、
   前記第２の部材に前記スライド方向に延在するよう形成され、前記ストッパー部を移動可能に収納すると共に相対的に前記第１の部材が前記第２の部材に対して離間方向にスライド限度まで移動したときに前記係止部と係合し、前記第１の部材に対する前記第２の部材のスライドを規制するスライド規制部とを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のばねユニット。
4. 前記スライドガイドピンと前記ばねガイドピンを同一構成としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のばねユニット。
5. 前記圧縮コイルばねが収縮した収縮状態において、前記スライドガイドピン固定部と前記スライドガイドピン保持部とが当接するよう構成し、
   かつ、前記スライドガイドピン保持部の前記ばねガイドピン保持部からの突出量と前記スライドガイドピン固定部の前記ばねガイドピン固定部に対する突出量との合計値が、前記圧縮コイルばねの圧縮時における最小長さと等しくなるよう構成したことを特徴とする請求項２記載のばねユニット。

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