弹簧单元及滑动机构的制作方法
【专利摘要】一种弹簧单元，具有：树脂弹簧11，由树脂形成并为单一梁结构，一对端部11c、11d间具有弯曲部11a；及金属弹簧12，由金属线材形成，一对端部12c、12d间具有弯曲部12a。树脂弹簧11的端部11c、11d上分别安装金属弹簧12的端部12c、12d，在安装状态下，树脂弹簧11和金属弹簧12被构成为位于同一平面上，在端部11c、11d、12c、12d以外的部位，使树脂弹簧11和金属弹簧12分离。
【专利说明】弹簧单元及滑动机构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种弹簧单元及滑动机构，尤其涉及一种实现了薄型化的弹簧单元及 滑动机构。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，作为电子机器的一种，提供了被构成为使配设了液晶表示装置等的 移动框体相对于配设了操作键等的固定框体可进行滑动的便携式电话和游戏装置。在这种 电子机器中，为了使相对于固定框体的移动框体的滑动动作成为可能，内设了滑动机构。
[0003] 适用于该电子机器的滑动机构的内部安装了弹簧单元。该滑动机构被构成为，在 操作者使移动框体相对于固定框体移动至预定位置为止沿关闭方向进行移动施力，另外， 在移动至超过预定位置后，对移动框体沿打开方向进行施力。据此，可提高电子机器的操作 性。
[0004] 另外，在弹簧单元中使用了各种结构的弹簧，作为其中的一个，熟知的有安装了由 金属构成的多个线弹簧的弹簧单元（参照专利文献1)。在该专利文献1所公开的弹簧单元 中，使用多个（3根）线弹簧，并将其端部藉由连结部件连接至电子机器的框体。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :特开2009-133495号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的技术问题
[0009] 但是，在安装了由金属构成的多个线弹簧的弹簧单元中，存在着产品成本上升了 的问题。另外，金属弹簧与树脂弹簧相比，还存在着由于没有形状自由度，难以形成预期的 弹簧形状的问题。
[0010] 本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种成本较低并可提高弹簧 形状自由度的弹簧单元及滑动机构。
[0011] 解决技术问题所采用的技术方案
[0012] 上述课题从第1观点来看可由下述弹簧单元解决，该弹簧单元的特征在于，具有： [0013] 树脂弹簧，由树脂形成并为单一梁结构，在一对端部间具有弯曲部；及
[0014] 金属弹簧，由金属线材形成，在一对端部间具有弯曲部，
[0015] 其中，
[0016] 所述树脂弹簧的所述端部上分别安装所述金属弹簧的所述端部，
[0017] 在安装状态下，所述树脂弹簧和所述金属弹簧被构成为位于同一平面上，并且，在 所述端部以外的部位，使所述树脂弹簧和所述金属弹簧分离。
[0018] 发明效果
[0019] 根据公开的发明，因为包含树脂弹簧，所以不仅可降低产品成本，而且还可提高弹 簧形状自由度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例1的弹簧单元的平面图。
[0021] 图2是沿图1的A-A线的截面图。
[0022] 图3是本发明实施例1的滑动机构的分解斜视图。
[0023] 图4是本发明实施例1的滑动机构的斜视图。
[0024] 图5A是设置了本发明实施例1的滑动机构的电子机器的斜视图。
[0025] 图5B是设置了本发明实施例1的滑动机构的电子机器的斜视图。
[0026] 图6是本发明实施例2的滑动机构的斜视图。
[0027] 图7A是设置了本发明实施例2的滑动机构的电子机器的斜视图。
[0028] 图7B是设置了本发明实施例2的滑动机构的电子机器的斜视图。
[0029] 图8是本发明实施例2的弹簧单元的斜视图。
[0030] 图9是本发明实施例3的弹簧单元的斜视图。
[0031] 图10是本发明实施例3的弹簧单元的分解斜视图。
【具体实施方式】
[0032] 下面，参考附图对本发明的实施例进行说明。
[0033] 图1是用于对本发明实施例1的弹簧单元10A进行说明的图。本实施例的弹簧单 元10A具有一个树脂弹簧11和一个金属弹簧12。该弹簧单元10A例如在便携式电话或游 戏装置等的电子机器内所安装的滑动机构20A(参照图3及图4)中作为致动器来使用。
[0034] 首先，对树脂弹簧11进行说明。
[0035] 树脂弹簧11由可弹性变形的树脂一体成型。该树脂弹簧11被构成为，一对端部 llc、lld(图中XI方向侧的端部11c和X2方向侧的端部lid)的大致中央位置处形成了弯 曲部11a。另外，在弯曲部11a和端部11c之间以及在弯曲部11a和端部lid之间分别形成 了大致为直线状的延伸部lib。所以，树脂弹簧11整体上为大致「?」字的形状。
[0036] 另外，树脂弹簧11为单一梁结构。这里，单一梁结构是指从一个端部11c至另一 个端部lid之间不形成任何孔的1根梁的结构。
[0037] 另外，在本实施例中，一对端部llc、lld间的截面面积被设定为大致相同。但是， 为了对树脂弹簧11的弹簧特性进行调整，也可对截面面积进行适当的变更。
[0038] 图2示出了端部11c的截面（沿图1的A-A线的截面）。端部11c的中央部形成 了销插入孔lie，其中可插入用于将弹簧单元10A安装至后述的滑动机构20A的基板21A或 滑动板22A的销17。
[0039] 在该销插入孔lie的一个端部（图中Z1方向侧的端部）形成了用于对销17的头 部进行收容的销用段差部Ilf。据此，销17的头部不会从端部11c的表面突出，可实现弹簧 单元10A的薄型化。
[0040] 另外，端部11c的外周部形成了安装用段差部llg。该安装用段差部llg是用于对 后述的金属弹簧12的端部12c进行安装的部位。金属弹簧12的端部12c藉由被盘卷在安 装用段差部llg上而被安装。
[0041] 这里需要说明的是，就另一个端部lid而言，除了上下方向（Z1、Z2方向）相反之 夕卜，为相同的结构，所以，对其说明进行了省略。
[0042] 接下来，对金属弹簧12进行说明。
[0043] 金属弹簧12是对弹簧钢等弹簧材料的线材进行了整形的线弹簧。该金属弹簧12 被构成为，一对端部12c、12c (图中XI方向侧的端部12c和X2方向侧的端部12c)之间形 成了弯曲部12a。另外，在弯曲部12a和端部12c之间以及在弯曲部12a和端部12d之间分 别形成了大致为直线状的延伸部12b。所以，金属弹簧12整体上也为大致「?」字的形状。
[0044] 该金属弹簧12的弯曲部12a以及所述树脂弹簧11的弯曲部11a的曲率可进行适 当的设定。另外，各弯曲部lla、12a的曲率可为互相相同的曲率，另外，也可为互相不同的 曲率。
[0045] 金属弹簧12的截面形状在本实施例中为圆形状（参照图2)。但是，金属弹簧12 的截面形状并不限定于此，也可为矩形形状、樽型形状、椭圆形状等其他的截面形状。
[0046] 弹簧单元10A被构成为是上述结构的一个树脂弹簧11和一个金属弹簧12的组合 的结构。金属弹簧12的端部12c、12d被安装在于树脂弹簧11的各端部11c、lid所形成的 安装用段差部llg上。安装用段差部llg形成在端部11c、lid的外周位置，是以销插入孔 lie的中心位置为中心的环状形状。
[0047] 金属弹簧12的各端部12c、12d藉由在该安装用段差部llg上进行大约180°的盘 卷而被安装在端部llc、lld(树脂弹簧11)上。据此，树脂弹簧11的端部llc、lld和金属 弹簧12的端部12c、12d被固定，成为树脂弹簧11和金属弹簧12 -体化的结构。
[0048] 在该树脂弹簧11和金属弹簧12为一体化的状态下，树脂弹簧11和金属弹簧12 被构成为除了端部11c、12c、lid、12d之外互相分离。据此，弹簧单元10A即使在图2中沿 箭头E1、E2所示方向进行了位移，树脂弹簧11和金属弹簧12也不相互干涉，可产生稳定的 弹黃力。
[0049] 另外，本实施例的弹簧单元10被构成为，在各弹簧11、12的端部11c、12c和端部 lld、12d对向的一侧为内侧的情况下，金属弹簧12被构成为配设在树脂弹簧12的外侧。即， 金属弹簧12被构成为，配设在相对于树脂弹簧11的Y1方向侧。
[0050] 另外，在弹簧单元10A中，在树脂弹簧11和金属弹簧12为一体化的状态下，树脂 弹簧11和金属弹簧12位于同一平面上。藉由该结构，可实现弹簧单元10A的薄型化。
[0051] 这里需要说明的是，这里的"同一面"是指与销插入孔lie的中心轴正交、并且、包 含连接了销插入孔lie的中心位置的线段（图1中由箭头A所示的一点划线）的面。
[0052] 另外，在弹簧单元10A中，金属弹簧12的截面的直径（图2中所箭头L所示）被 设定为小于树脂弹簧11的厚度（图2中由箭头W所示）（L〈W)。另外，金属弹簧12的端部 12c、12d以沿安装用段差部llg进行盘卷的方式被安装在树脂弹簧11的端部llc、lld。
[0053] 所以，端部llc、lld及端部12c、12d的安装位置的厚度为树脂弹簧11的端部11c、 lid的厚度，据此，也可实现弹簧单元10A的薄型化。
[0054] 另外，本实施例的弹簧单元10A与现有的仅由金属线材所构成的弹簧单元不同， 弹簧的一部分使用了轻量树脂弹簧11。为此，可实现作为弹簧单元10A的轻量化。
[0055] 另外，因为弹簧单元10A是在树脂弹簧11的端部11c、lid上直接安装金属弹簧12 的端部12c、12d的结构，所以，不需要再在其他位置设置为了安装各端部llc、lld、12c、12d 的部件。据此，可减少弹簧单元10A的部品点数，并可实现安装处理的简单化。
[0056] 再有，在弹簧单元10A沿箭头El、E2所示方向被驱动时，树脂弹簧11和金属弹簧 12被构成为互不干涉。为此，各弯曲部11a、12a及各延伸部lib、12b各自独立位移，不会出 现由于互相干涉而发生屈曲（buc kling)的情形。所以，即使将弹簧单元10A安装在滑动 机构20A (参照图3、图4)上，各弹簧11、12也不会发生屈曲，这样就可确保滑动板22A相对 于基板21A的圆滑的移动。
[0057] 接下来，对安装了弹簧单元10A的本发明实施例1的滑动机构20A进行说明。
[0058] 图3是安装了弹簧单元10A的滑动机构20A的分解斜视图，图4是安装了弹簧单 元10A的滑动机构20A的斜视图，图5A和图5B是安装了滑动机构20A的电子机器40A的 斜视图。
[0059] 滑动机构20A被构成为大致上具有基板21A、滑动板22A、及弹簧单元10A等。该 滑动机构20A适用于图5所示的第2框体42A相对于第1框体41A可进行滑动的便携式电 话等的电子机器40A。
[0060] 基板21A固定在便携式电话的配设了各种键等的第1框体41A上。滑动板22A固 定在配设了液晶表示装置等的第2框体42A上。
[0061] 基板21A的两侧设置了引导部件26。该引导部件26以沿图中箭头C1、C2所不方 向延伸的方式被形成。另外，沿滑动板22A的两侧长度方向延伸的侧缘部25被构成为可与 该引导部件26进行可滑动的卡合。据此，滑动板22A被构成为相对于基板21A沿C1、C2方 向可进行滑动。
[0062] 就弹簧单元10A而言，一个端部llc、12c藉由销17(17a)被可旋转地安装在基板 21A上，同时，另一个端部lid、12d藉由销17 (17b)被可旋转地安装在滑动板22A上。据此， 弹簧单元10A的弹力在基板21A和滑动板22A之间发生作用。
[0063] 这里需要说明的是，限制部27在滑动板22A相对于基板21A移动至C1方向的极 限位置及C2方向的极限位置时与基板21A抵接，对超过该极限位置的移动进行限制。
[0064] 图4及图5A示出了第2框体42A相对于第1框体41A呈打开了的开状态。在该 开状态下，滑动板22A相对于基板21A沿C1方向进行滑动。在该开状态下，弹簧单元10A 的弹力对滑动板22A发生作用，以对其相对于基板21A沿C1方向进行移动施力。
[0065] 从该开状态使第2框体42A沿箭头C2方向移动后，各销17的距离逐渐接近，弹簧 单元10A的端部llc、12c和端部lld、12d也逐渐接近。据此，树脂弹簧11及金属弹簧12 发生弹性变形，弯曲部1 la、12a的角度变小，据此，蓄积了弹力。
[0066] 如果将弹簧单元10A的树脂弹簧11及金属弹簧12的最收缩（变形）的状态作为 中间状态，则在滑动板22A从开状态移动至该中间位置之间时，弹簧单元10A的弹力发生作 用，使滑动板22A相对于基板21A沿C1方向进行移动。所以，如果使滑动板22A的移动操 作在至中间状态之前停止，则滑动板22A在弹簧单元10A的弹力的作用下会再回到开状态。 [0067] 相对于此，如果使滑动板22A从中间状态再沿C2方向进行滑动，则相对于滑动板 22A的弹簧单元10A的弹力施力方向发生反转，所以，弹簧单元10A的弹力朝相对于基板 21A使滑动板22A关闭的方向（图中箭头C2方向）发生作用。
[0068] 所以，如果从中间状态开始再使滑动板22A沿C2方向滑动，则之后即使解除操作， 滑动板22A也会藉由弹簧单元10A的弹力自动地滑动至闭状态（图5B所示的状态）。所 以，弹簧单元10A发挥着所谓的半自动滑动机构的功能。这里需要说明的是，使滑动板22A 从闭状态返回开状态的动作是与上述动作相反的动作。
[0069] 图6示出了安装了弹簧单元10A的本发明实施例2的滑动机构20B。另外，图7A 和图7B示出了安装了实施例2的滑动机构20B的电子机器40B。
[0070] 就上述实施例1的滑动机构20A而言，基板21A和滑动板22A之间配设了一个弹 簧单元10A。相对于此，本实施例的滑动机构20B的特征在于，在基板21B和滑动板22B之 间配设了多个弹簧单元10A。
[0071] 本实施例的滑动机构20B被构成为，二个弹簧单元10A配设在滑动板22B的两个 侧部。此时，如图6所示，一对弹簧单元10A可被配置为对称。
[0072] 藉由进行这样的配置，一个弹簧单元10A的弯曲部lla、12a位于C1方向侧，另一 个弹簧单元10A的弯曲部lla、12a位于C2方向侧。据此，在滑动板22B相对于基板21B进 行滑动时，从开状态滑动至闭状态时、以及、从闭状态滑动至开状态时，各弹簧单元10A所 产生的弹力都很均匀，据此，也可进行没有摇晃的稳定的滑动动作。
[0073] 图8至图10示出了本发明实施例2及实施例3的弹簧单元10B、10C。
[0074] 上述实施例1的弹簧单兀10A被构成为，一个树脂弹簧11上配设一个金属弹簧 12。相对于此，实施例2及实施例3的弹簧单元10B、10C的特征在于，一个树脂弹簧11上 配置多个金属弹簧12、13、14。
[0075] 图8示出了实施例2的弹簧单元10B。本实施方式的弹簧单元10B的特征在于，在 树脂弹簧11及金属弹簧12、13的端部11c、12c、13c和端部lid、12d、13d对向的一侧为内 侧的情况下，金属弹簧12、13配设在树脂弹簧12的外侧。即，金属弹簧12、13被构成为，配 设在相对于树脂弹簧11沿Y1方向侧。
[0076] 金属弹簧12、13的一个端部12c、13c在一个端部11c处所形成的安装用段差部 llg上进行盘卷的状态下被安装，另一个端部12d，13d在另一个端部lid处所形成的安装用 段差部llg上进行盘卷的状态下被安装。另外，在安装状态下，除了端部11c、12c、13c、lid、 12d、13d之外，树脂弹簧11和与其接近的金属弹簧12之间、以及、金属弹簧12和金属弹簧 13之间被构成为离开。所以，弹簧单元10B进行驱动时，各弹簧11、12、13之间不会发生干 涉。
[0077] 如本实施例这样，树脂弹簧11上配设的金属弹簧的数量并不限定于一个，也可以 配设多个金属弹簧12、13。这样，藉由对树脂弹簧11上配设的金属弹簧的根数进行调整，可 对弹簧单元10B的弹簧特性进行调整。
[0078] 图9及图10示出了实施例3的弹簧单元10C。图9是弹簧单元10C的斜视图，图 10是弹簧单元10C的分解斜视图。本实施例的弹簧单元10B的特征在于，金属弹簧12、14 分别配设在树脂弹簧11的外侧及内侧。
[0079] 其特征在于，在树脂弹簧11及金属弹簧12、14的端部11c、12c、14c和端部lid、 12d、14d对向的一侧为内侧的情况下，金属弹簧12配设在树脂弹簧12的外侧，同时，金属弹 簧14配设在金属弹簧12的内侧。即，被构成为，金属弹簧12配设在树脂弹簧11的Y1方 向侧，同时，金属弹簧14配置在树脂弹簧11的Y2方向侧。
[0080] 如本实施例这样，金属弹簧的配设位置并不限定于树脂弹簧11的外侧，也可配设 在树脂弹簧11的内侧，另外，还可以同时配置在树脂弹簧11的外侧及内侧。相对于该树脂 弹簧11的金属弹簧的配设位置及配设数量可根据弹簧单元10C的预期的弹簧特性进行适 当的选定。
[0081] 这里需要说明的是，在上述实施例2及实施例3的弹簧单元10B、10C中，一个树脂 弹簧11上配设了 2根金属弹簧12、13或金属弹簧12、14,但是，金属弹簧的配设数量并不限 定于此，也可为3根以上。
[0082] 以上对弹簧单元通过实施例进行了说明，但是，本发明并不限定于上述的实施方 式，在本发明的范围内，可进行各种各样的变形及改良。
[0083] 本国际申请主张基于2012年1月31日申请的日本国专利申请第2012-018742号 的优先权，并将该日本国专利申请第2012-018742号的全部内容援用于本国际申请中。
[0084] 符号说明
[0085] 10AU0BU0C 弹簧单元
[0086] 11 树脂弹簧
[0087] 12、13、14 金属弹簧
[0088] 11a、12a、13a、14a 弯曲部
[0089] lib、12b、13b、14b 延伸部
[0090] llc、lld、12c、12d、13c、13d、14c、14d 端部
[0091] lie销插入孔
[0092] Ilf销用段差部
[0093] llg安装用段差部
[0094] 17、17a、17b 销
[0095] 20A、20B 滑动机构
[0096] 2 ΙΑ、21B 基板
[0097] 22A、22B 滑动板
[0098] 40A、40B 电子机器
[0099] 41A、42A 第 1 框体
[0100] 42B、42B 第 2 框体
【权利要求】
1. 一种弹簧单元，其特征在于，具有： 树脂弹簧，由树脂形成并为单一梁结构，在一对端部间具有弯曲部；及 金属弹簧，由金属线材形成，在一对端部间具有弯曲部， 其中， 所述树脂弹簧的所述端部上分别安装所述金属弹簧的所述端部， 在安装状态下，所述树脂弹簧和所述金属弹簧位于同一平面上，并且，在所述端部以外 的部位，使所述树脂弹簧和所述金属弹簧分离。
2. 如权利要求1所述的弹簧单元，其特征在于： 配设多个所述金属弹簧。
3. 如权利要求1所述的弹簧单元，其特征在于： 在所述树脂弹簧及所述金属弹簧的所述一对端部对向的一侧为内 侧的情况下，所述金属弹簧配设在所述树脂弹簧的外侧。
4. 如权利要求2所述的弹簧单元，其特征在于： 在所述树脂弹簧及所述金属弹簧的所述一对端部对向的一侧为内侧的情况下，所述金 属弹簧分别配设在所述树脂弹簧的外侧及内侧。
5. 如权利要求1所述的弹簧单元，其特征在于： 所述金属弹簧的直径被设定为小于所述树脂弹簧的厚度。
6. -种滑动机构，其特征在于，具有： 基板； 滑动板，可滑动地安装在所述基板上；及 如权利要求1所述的弹簧单元，配设在所述基板和所述滑动板之间，对所述滑动板相 对于所述基板沿滑动方向进行施力。
【文档编号】F16F3/02GK104094010SQ201380007336
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年1月24日 优先权日:2012年1月31日
【发明者】光井泰弘, 广兼徹 申请人:三菱制钢株式会社