JP5734787B2 - 持ち上げ可能な連動機構 - Google Patents

Description

本発明は持ち上げ可能な連動機構に関し、特に、締め付け位置制限構造を有する持ち上げ可能な連動機構に関する。

表示部を有する手持ち式装置（例えば、携帯電話、ノートパソコン、携帯型ゲーム機等）は、常にヒンジ構造（ｈｉｎｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）によってその表示部と本体を接続し、このヒンジ構造はスプリングとカムの組合せによって表示部が本体に対して回転できるようにする。

手持ち式装置の薄型化の傾向につれて、手持ち式装置における電子素子及び機械素子の体積も大幅に縮減され、ヒンジ構造の体積も小さくする必要がある。しかしながら、ヒンジ構造の体積が縮減される場合に、ヒンジ構造におけるカムが長時間の使用で摩耗しやすく、ヒンジ構造の信頼性が低減してしまう。また、カムの体積の縮減によってカムが製造しにくくなり、さらにカムの製造コストを上げる。このように、ヒンジ構造は電子製品の薄型化に比較的に適合しなかったことが分かる。

図１１を参照し、上述した欠陥に加え、従来のヒンジ構造２０が手持ち式装置の回路基板２１に結合される場合に、ヒンジ構造２０が回路基板２１の大きな空間を占有し、ヒンジ構造２０に占有された回路基板２１の空間にその他の電子素子を設置できなくなり、且つ回路基板２１の体積の縮減を妨害する。回路基板２１の体積が縮減されにくい場合に、手持ち装置も薄型化になりにくい。

これに鑑みて、手持ち式装置の薄型化に適合する、表示部と本体との連動機構（ｌｉｎｋａｇｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を提供することはこの業界に差し迫った課題である。

本発明の目的は、一方の物体が他方の物体に対して持ち上げられ、また閉じあわせられるように２つの物体に接続することができる持ち上げ可能な連動機構を提供することにある。

本発明のその他の目的は、体積が縮減されやすいため、手持ち式装置の薄型化に比較的に適合する持ち上げ可能な連動機構を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明に開示される持ち上げ可能な連動機構は、第１の板材、第２の板材、揺動板、第１の枢軸、第２の枢軸及び第３の枢軸を含み、第１の板材は対向する平行な２つの辺を有し、第２の板材は枢接された第１の枢軸により第１の板材の一方の辺と接続され、第１の板材に対し回転でき、揺動板は対向する平行な２つの辺を有し、対向する平行な２つの辺の間の距離は第１の板材の対向する平行な２つの辺の間の距離よりも小さく、その一方の辺に設けられた第２の枢軸により第１の板材の他方の辺と接続され、第１の板材に対し回転できるようにされ、かつ第１の板材と接続された辺と対向する他方の辺には第３の枢軸が設けられ、第２の板材が前記第１の板材と揺動板とに積み重なって閉じ合わせ状態となり、また第２の板材が第１の板材に対し持ち上げられて閉じ合わせ状態から持ち上げ状態となるものにおいて、当該第２の板材の当該第１の板材に対向する面には締め付け位置制限構造が設けられ、締め付け位置制限構造は２つの締め付け面を有し、第３の枢軸は２つの締め付け面間に摺動可能に締め付けられる端部を有する。

これによって、第２の板材が第１の板材に対して持ち上げられた場合に、第２の板材が第１の枢軸により回転し、揺動板が第２の枢軸により回転し、且つ締め付け位置制限構造の２つの締め付け面の間に受け入れられ、締め付けられた第３の枢軸の端部が締め付け位置制限構造の２つの締め付け面の間において第１の位置から第２の位置に摺動する。

前記の目的、技術特徴、及び効果をよりわかりやすくするように、以下、好適な実施例および図面に基づいて詳しく説明する。

本発明の持ち上げ可能な連動機構の第１の好適な実施例の持ち上げ状態時の斜視図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第１の好適な実施例の持ち上げ状態時の斜視分解図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の締め付け位置制限構造及び第３の枢軸の端部の拡大詳細図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第１の好適な実施例の閉じ合わせ状態時の平面模式図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第１の好適な実施例の持ち上げ状態時の平面模式図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第１の好適な実施例の持ち上げ状態時のその他の平面模式図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第１の好適な実施例の閉じ合わせ状態の斜視図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第２の好適な実施例の持ち上げ状態時の斜視図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第２の好適な実施例の閉じ合わせ状態時の斜視図である。 本発明の持ち上げ可能な連動機構の第２の好適な実施例の閉じ合わせ状態の上面平面図である。 従来のヒンジ構造と回路基板との結合の上面平面図である。

図１及び図２は、本発明の持ち上げ可能な連動機構（ｔｉｌｔａｂｌｅ ｌｉｎｋａｇｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）の第１の好適な実施例の持ち上げ状態時の斜視図及び斜視分解図である。この持ち上げ可能な連動機構１は、第１の板材１１、第２の板材１２、揺動板１３、第１の枢軸１４、第２の枢軸１５及び第３の枢軸１６を含む。以下、順次に持ち上げ可能な装置１の各部材を説明する。

第１の板材１１は持ち上げ可能な連動機構におけるその他の素子、例えば手持ち式装置の本体下半部を接続し、通常、それは実体のＱＷＥＲＴＹ鍵盤などの入力装置を有する。第１の板材１１は板状構造でよく、切り欠き１１３を含む。切り欠き１１３は揺動板１３を収納するためのものである。

第２の板材１２は持ち上げ可能な連動機構におけるその他の素子、例えば手持ち式装置本体の上半部を接続し、通常、利用者へ関連する情報を表示し、且つ利用者を交流させ、例えば、タッチ入力機能を有する表示部を有する。第２の板材１２も板状構造でよく、第１の板材１１に対向する面１２２に搖動板の枢軸を受け入れ、締付けるための２つの対称する締め付け位置制限構造１２３を含む。

図３を参照すると、２つの締め付け位置制限構造１２３は外観上Ｕ字型をなし、第２の板材１２の第１の板材１１に対向する面１２２に、第２の板材が持ち上げ状態にある時その開口部を第１の板材方向に向けて固定されて設置され、且つそれぞれ分離して対向する（ｆａｃｅ ｔo ｆａｃｅ）２つの締め付け面１２３１、１２３２を有して締め付け空間を規定する。２つの締め付け面１２３１、１２３２の構成には種々の手法が考えられるが、本実施例においては、片持ち板１２３３及びバンプ１２３４によって形成される。具体的には、締め付け位置制限構造１２３は分離した片持ち板１２３３及びバンプ１２３４を含み、片持ち板１２３３が面１２２から一体的に延在し、バンプ１２３４が面１２２に固定され、片持ち板１２３３が締め付け面１２３１を形成し、バンプ１２３４が締め付け面１２３２を形成する。

また、２つの締め付け面１２３１、１２３２の一方には、後述の第３の枢軸１６の端部１６１の収納及び位置制限のための複数の位置決め溝１２３５が形成されてよい。本実施例の位置決め溝１２３５はバンプ１２３４の締め付け面１２３２に形成され、且つ２つある。これらの位置決め溝１２３５は、利用者が上述した持ち上げ可能な連動機構を操作する場合に、より明らかな段差感（ｃｌｉｃｋ ｆｅｅｌｉｎｇ）を感じさせることができる。

図１及び図２を再び参照する。揺動板１３も板状構造であり、その形状が第１の板材１１の切り欠き１１３の輪郭に対応してよい。また、揺動板１３は、揺動板１３の左右両側面にそれぞれ凹設され、且つ揺動板１３の前側面に延在する２つの対称する切り欠き１３１を有してよい。切り欠き１３１は締め付け位置制限構造１２３を収納するためのものでよい。上述した第１の板材１１、第２の板材１２及び揺動板１３間の接続は、後述の第１の枢軸１４、第２の枢軸１５及び第３の枢軸１６により達成する。

具体的には、第１の枢軸１４は、第２の板材１２が第１の枢軸１４により第１の板材１１に対して回転できるように、第２の板材１２及び第１の板材１１の一方の辺に枢接されてよい。第２の枢軸１５は、揺動板１３が第２の枢軸１５により第１の板材１１に対して回転できるように、揺動板１３及び第１の板材１１の他方の辺に枢接されてよい。第３の枢軸１６は、揺動板１３が第３の枢軸１６により第２の板材１２（及び締め付け位置制限構造１２３）に対して回転できるように揺動板１３及び第２の板材１２に枢接されるために、締め付け位置制限構造１２３内に位置するよう設けられてよい。

図３を再び参照し、第３の枢軸１６は、直径が２つの締め付け面１２３１、１２３２間の距離よりも大きく、且つ２つの締め付け面１２３１、１２３２によって形成される締め付け空間に伸びて２つの締め付け面１２３１、１２３２によって締め付けられる端部１６１を有する。また、揺動板１３が締め付け位置制限構造１２３に対して回転し移動するにつれて、端部１６１は２つの締め付け面１２３１、１２３２間に摺動できる。換言すれば、第３の枢軸１６の端部１６１はこの２つの締め付け面１２３１、１２３２間に摺動可能に締め付けられている。

特に言うべきこととしては、第３の枢軸１６は金属で作製されてよく、締め付け位置制限構造１２３のバンプ１２３４は弾性を有する材料例えばプラスチックで作製されてよいことである。このように、第３の枢軸１６の端部１６１が２つの締め付け面１２３１、１２３２間に摺動する場合に、端部１６１と締め付け面１２３２との間の摩擦力が小さくなる。また、この締め付け位置制限構造１２３の片持ち板１２３３は、片持ち板１２３３の可撓性及びその構造強度を向上するために、金属で作製されてもよい。

また、特に言うべきこととしては、第１の枢軸１４と第１の板材１１との接続箇所、第１の枢軸１４と第２の板材１２との接続箇所、第２の枢軸１５と第１の板材１１との接続箇所、第２の枢軸１５と揺動板１３との接続箇所、及び第３の枢軸１６と揺動板１３との接続箇所は、いずれも第２の板材１２及び揺動板１３両方の相互回転範囲に影響を与えるため、実際要求に応じて設計する必要があることである。

本実施例では、第１の枢軸１４と第１の板材１１との接続箇所が第１の板材１１の前側面に位置し、第１の枢軸１４と第２の板材１２との接続箇所が第２の板材１２の前側面に位置し、第２の枢軸１５と第１の板材１１との接続箇所が第１の板材１１の後側面に位置し、第２の枢軸１５と揺動板１３との接続箇所が揺動板１３の後側面に位置し、第３の枢軸１６と揺動板１３との接続箇所が揺動板１３の前側面に位置する。

さらに、特に言うべきこととしては、第２の板材１２及び揺動板１３が順調に回転できるために、第１の枢軸１４が第１の軸線１４１を規定し、第２の枢軸１５が第２の軸線１５１を規定し、第３の枢軸１６が第３の軸線１６２を規定し、第１の軸線１４１、第２の軸線１５１及び第３の軸線１６２が実質的に平行していることが好ましいことである。

次に、持ち上げ可能な連動機構１の動作方式を説明する。

図４〜図６は、それぞれ本発明の持ち上げ可能な連動機構の第１の好適な実施例の動作を示す模式図である。持ち上げ可能な連動機構１は、自由度が１であるリンク機構と見なされてもよい。第２の板材１２がこの第１の枢軸１４により第１の板材１１に対して回転する場合に、それとともに揺動板１３が第２の枢軸１５により第１の板材１１に対して回転する。この時、第２の板材１２と揺動板１３も相対的に回転し、且つ第３の枢軸１６の端部１６１が締め付け位置制限構造１２３内に摺動するようになる。

第２の板材１２と揺動板１３の回転角度の違いによって、持ち上げ可能な装置１は、閉じ合わせ状態及び持ち上げ状態という少なくとも２種の状態に区分できる。閉じ合わせ状態の時（図４及び図７に示すように）、第２の板材１２が第１の板材１１及び揺動板１３に積み重なり、揺動板１３が第１の板材１１の切り欠き１１３に収納され、締め付け位置制限構造１２３及び第３の枢軸１６の端部１６１が揺動板１３の切り欠き１３１に収納され、この時、第３の枢軸１６の端部１６１が締め付け位置制限構造１２３内の、ちょうど一方の位置決め溝１２３５である第１の位置に位置する。

この第２の板材１２が利用者からの力によってこの第１の板材１１に対して持ち上げられた場合に、持ち上げ可能な連動機構１は持ち上げ状態（図５に示すように）に変わる。この時、第２の板材１２が第１の板材１１に対して傾斜し、第３の枢軸１６の端部１６１が第１の位置（位置決め溝１２３５）から離れ、利用者からの力が中止した後、第３の枢軸１６の端部１６１が締め付け位置制限構造１２３内に自在に摺動することなく締め付け位置制限構造１２３によって締め付けられ且つ位置決められるため、第２の板材１２が持ち上げ状態を保持することができる。

第２の板材１２が続いて持ち上げられて第２の板材１２が第１の板材１１に対してさらに傾斜（図６に示すように）し、この時、第３の枢軸１６の端部１６１が締め付け位置制限構造１２３内の、ちょうど他方の位置決め溝１２３５である第２の位置まで摺動する。

実際に応用する時は、持ち上げ可能な連動機構１の第１の板材１１及び第２の板材１２はそれぞれ持ち上げ可能な連動機構におけるその他の素子、例えば、手持ち式装置の本体及び表示部（図示せず）に接続されてよい。このように、第２の板材１２が第１の板材１１に対して持ち上げられた場合に、表示部も同時に手持ち式装置の本体に対して持ち上げられた。

図８及び図９を参照し、本発明の持ち上げ可能な連動機構の第２の好適な実施例の持ち上げ状態及び閉じ合わせ状態時の斜視図である。第１の好適な実施例の持ち上げ可能な装置１と異なるのは、第２の好適な実施例の持ち上げ可能な連動機構２は摺動板１７をさらに含むことである。その他は類似であるため、ここで詳しくは述べないが、この摺動板１７を有する手持ち式装置は持ち上げ状態を有するに加え、摺動状態をさらに有する。

摺動板１７は、摺動板１７が第２の板材１２に対して摺動できるように、第２の板材１２の面１２１に摺動可能に設置される。また、摺動板１７は第２の板材１２とともに第１の板材１１に対して持ち上げられてよい。摺動板１７と第２の板材１２が相互に摺動することを達成するために、多種の手法があり、本実施形態において、第２の板材１２の第２の面１２１に、２つのガイドレール１２４がさらに形成され、摺動板１７の左右両側がそれぞれガイドレール１２４に位置する手法を採用するが、これに限られない。

実際に応用する場合には、持ち上げ可能な連動機構２の第１の板材１１及び摺動板１７はそれぞれ持ち上げ可能な連動機構におけるその他の素子、例えば、手持ち式装置の回路基板１８及び表示部（図示せず）に接続されてよい。このように、表示部は摺動板１７とともに第２の板材１２及び回路基板１８に対して摺動し、且つ表示部は第２の板材１２とともに第１の板材１１及び回路基板１８に対して持ち上げられることができる。

図１０は、本発明の持ち上げ可能な連動機構の第２の好適な実施例の閉じ合わせ状態の上面平面図である。図より明らかなように、持ち上げ可能な連動機構２が回路基板１８に結合された後、持ち上げ可能な連動機構２の第１の板材１１、第２の板材１２、揺動板１３及び締め付け位置制限構造１２３が回路基板１８の一部の空間を占有したが、従来のヒンジ構造（図１１に示すように）に比べて、占有された回路基板１８の空間が少なくとも４０％低減した。このようにすれば、回路基板１８の体積の縮減に有益であり、さらに、手持ち式装置全体の薄型化に有益である。

以上、各好適な実施例による持ち上げ可能な連動機構を説明した。上述した持ち上げ可能な連動機構では、まだ以下のような変形例がいろいろ考えられる。
１、 第１の板材１１に切り欠き１１３が形成されなくてもよく、揺動板１３も切り欠き１３１が形成されなくてもよい。具体的には、切り欠き１１３及び切り欠き１３１は、持ち上げ可能な連動機構１、２の閉じ合わせ状態での厚さをさらに低減するように、それぞれ揺動板１３及び締め付け位置制限構造１２３を収納するためのものである。切り欠き１１３及び切り欠き１３１を省略する場合に、持ち上げ可能な連動機構１、２の閉じ合わせ状態での厚さがわずかに増加するが、依然として順調に動作できる。
２、 片持ち板１２３３及びバンプ１２３４に加え、締め付け位置制限構造１２３の２つの締め付け面１２３１、１２３２はその他の手法によって実施できる。例えば、バンプ１２３４を省略し、そしてこの締め付け面１２３２として第２の板材１２の面１２２を直接使用することができる。
３、 締め付け位置制限構造１２３、第１の枢軸１４、第２の枢軸１５及び第３の枢軸１６の数はいずれも２つに限られなく、その他の数でもよい。例えば、締め付け位置制限構造１２３、第１の枢軸１４、第２の枢軸１５及び第３の枢軸１６がいずれも１つであり、且つそれぞれ第１の板材１１、第２の板材１２及び揺動板１３の外縁の中間に設置される。

以上に述べたことをまとめれば、本発明の持ち上げ可能な連動機構は以下のような特徴を有する。
１、 持ち上げ可能な連動機構は、一方の半部が他方の半部に対して持ち上げられ、また閉じ合わせられ、摺動するように、手持ち式装置の本体上、下半部に接続されることができる。
２、 持ち上げ可能な連動機構の体積が縮減されやすく、且つ製造されやすい。
３、 伝統的なヒンジ構造に比べて、持ち上げ可能な連動機構が占有した回路基板の空間が少ない。

本発明の実施様態及び技術特徴を前記実施例を例として開示したが、これは決して本発明を限定するものではなく、当該分野の技術を熟知しているものであれば、本発明の精神と領域を逸脱しない範囲内で、多様な変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１、２ 持ち上げ可能な連動機構
１１ 第１の板材
１１３ 切り欠き
１２ 第２の板材
１２３ 締め付け位置制限構造
１２３１、１２３２ 締め付け面
１２３３ 片持ち板
１２３４ バンプ
１２３５ 位置決め溝
１２４ ガイドレール
１３ 揺動板
１３１ 切り欠き
１４ 第１の枢軸
１４１ 第１の軸線
１５ 第２の枢軸
１５１ 第２の軸線
１６ 第３の枢軸
１６１ 端部
１６２ 第３の軸線
１７ 摺動板
１８ 回路基板
２０ ヒンジ構造
２１ 回路基板

Claims (10)

1. 対向する平行な２つの辺を有する第１の板材と、
   前記第１の板材の一方の辺と、枢接された第１の枢軸により接続され、前記第１の板材に対し回転できる第２の板材と、
   対向する平行な２つの辺を有し、前記対向する平行な２つの辺の間の距離は前記第１の板材の対向する平行な２つの辺の間の距離よりも小さく、その一方の辺が枢接された第２の枢軸により前記第１の板材の他方の辺と接続され、前記第１の板材に対し回転できる揺動板と、
   からなり
   前記第２の板材が前記第１の板材と前記揺動板とに積み重なって閉じ合わせ状態となり、また前記第２の板材が前記第１の板材に対し持ち上げられて前記閉じ合わせ状態から持ち上げ状態となるものにおいて
   前記揺動板の、第１の板材と接続された辺と対向する他方の辺には第３の枢軸が枢接され、
   前記第２の板材の前記第１の板材に対向する面に締め付け位置制限構造が設けられ、前記締め付け位置制限構造は、位置決め溝を有するバンプとそれに対向する面を有するように設けられた片持ち板とからなり、外観上前記第２の板材が持ち上げ状態にある時その開口部を前記第１の板材方向に向けたＵ字型をなし、かつ前記バンプと前記片持ち板の前記バンプに対向する面とが２つの締め付け面を形成し、前記揺動板の前記第３の枢軸の端部が当該２つの締め付け面の間に受け入れられかつ締め付けられ、
   これによって、前記第２の板材が当該第１の板材に対して回転された場合に、前記揺動板も前記第２の枢軸により回転し、且つ前記第３の枢軸の端部は当該２つの締め付け面の間において摺動する、
   持ち上げ可能な連動機構。
2. 前記第１の枢軸の軸線と、前記第２の枢軸の軸線と、前記第３の枢軸の軸線とが実質的に平行している請求項１に記載の持ち上げ可能な連動機構。
3. 前記第３の枢軸は金属で作製され、前記バンプはプラスチックで作製される請求項１に記載の持ち上げ可能な連動機構。
4. 前記片持ち板は金属で作製される請求項３に記載の持ち上げ可能な連動機構。
5. 前記バンプの締め付け面に複数の位置決め溝を形成し、前記第３の枢軸の端部がこれらの位置決め溝の一方に選択可能に摺動する請求項３に記載の持ち上げ可能な連動機構。
6. 前記２つの締め付け面の少なくとも一方に複数の位置決め溝を形成し、前記第３の枢軸の端部がこれらの位置決め溝の一方に選択可能に摺動する請求項１に記載の持ち上げ可能な連動機構。
7. 前記２つの締め付け面の一方は前記第２の板材の前記第１の板材に対向する面である請求項１に記載の持ち上げ可能な連動機構。
8. 前記揺動板は、前記第２の板材が前記第１の板材に対して閉じ合わせ状態に回転する場合に、前記第３の枢軸の端部及び前記締め付け位置制限構造を収納するための切り欠きを有する請求項１に記載の持ち上げ可能な連動機構。
9. 前記第１の板材は、前記第２の板材が前記第１の板材に対して閉じ合わせ状態に回転する場合に、前記揺動板を収納するための切り欠きを有する請求項１に記載の持ち上げ可能な連動機構。
10. 前記第２の板材に摺動可能に設置される摺動板をさらに含む請求項１に記載の持ち上げ可能な連動機構。

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