(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ステーション用の双安定部材において、
第１部分と、
第２部分と、
前記第１部分を前記第２部分に折り畳み可能に結合するように構成された双安定材料より成る少なくとも１つの折り畳み可能な部分であって、該少なくとも１つの折り畳み可能な部分は、更に、前記第１及び第２部分を折り畳んだ位置と開いた位置との間にバイアスするように構成され、且つ該少なくとも１つの折り畳み可能な部分は、前記折り畳んだ位置では実質的に平坦な横断面を、そして前記開いた位置では実質的にＣ字型の横断面を含むような折り畳み可能な部分と、
を備え、
前記双安定部材の前記折り畳み可能な部分は、更に、ラミネート構造体を備え、該ラミネート構造体は、
前記開いた位置に向かってバイアスされる弾力性基板層と、
前記折り畳んだ位置において前記弾力性基板層のバイアスに対抗するように構成された可塑変形可能な層と、
を備え、前記折り畳んだ位置及び前記開いた位置は、可逆性で且つ安定した位置である、双安定部材。
【請求項２】
前記双安定部材の前記折り畳み可能な部分は、更に、
対向する横縁及びそれに隣接配置された強化部分と、
前記強化部分間に画成された中間領域と、
を備え、前記強化部分は、前記折り畳んだ位置では前記中間領域と実質的に平面に構成されると共に、前記開いた位置では前記中間領域と実質的に非平面に構成される、請求項１に記載の双安定部材。
【請求項３】
前記可塑変形可能な層はポリマーで構成される、請求項１又は２に記載の双安定部材。
【請求項４】
前記弾力性基板層は金属のストリップで構成される、請求項１乃至３のいずれかに記載の双安定部材。
【請求項５】
前記ラミネート構造体は、更に、前記可塑変形可能な層に隣接配置された複数のプレストレスエレメントを備え、このプレストレスエレメントは、前記開いた位置では張力状態にあり、この張力は、前記折り畳んだ位置では少なくとも部分的に緩和される、請求項１乃至４のいずれかに記載の双安定部材。
【請求項６】
前記複数のプレストレスエレメントは、前記ラミネート構造体において実質的に折り畳み軸方向に整列される、請求項５に記載の双安定部材。
【請求項７】
前記ラミネート構造体は、更に、前記弾力性基板層に隣接配置された複数のプレストレスエレメントを備え、このプレストレスエレメントは、前記折り畳んだ位置では張力状態にあり、この張力は、前記開いた位置では少なくとも部分的に緩和される、請求項１乃至６のいずれかに記載の双安定部材。
【請求項８】
前記複数のプレストレスエレメントは、前記ラミネート構造体において実質的に折り畳み軸に対する横方向に整列される、請求項７に記載の双安定部材。
【請求項９】
前記第１部分に結合された第１の機能的コンポーネントと、
前記第２部分に結合された第２の機能的コンポーネントであって、これら第１及び第２の機能的コンポーネントが前記少なくとも１つの折り畳み可能な部分によって互いに折り畳み可能に結合されるような第２の機能的コンポーネントと、
前記第１の機能的コンポーネントを前記第２の機能的コンポーネントに電気的に接続するために前記少なくとも１つの折り畳み可能な部分に隣接配置された連絡部材と、
を更に備えた請求項１乃至８のいずれかに記載の双安定部材。
【請求項１０】
前記第１の機能的コンポーネントは、前記折り畳んだ位置では前記第２の機能的コンポーネントに実質的に隣接して配置される、請求項９に記載の双安定部材。
【請求項１１】
前記第１の機能的コンポーネントは、前記第２の機能的コンポーネントに対して、前記開いた位置において操作角度を定義するように構成され、そして
前記操作角度は実質的に９０度から１８０度である、
請求項９又は１０に記載の双安定部材。
【請求項１２】
前記第１の機能的コンポーネントは、前記第２の機能的コンポーネントに対して、前記開いた位置において操作角度を定義するように構成され、そして
前記操作角度は実質的に１５０度から１８０度である、
請求項９、１０、又は１１に記載の双安定部材。
【請求項１３】
前記開いた位置において前記連絡部材を保護するために、前記第１の機能的コンポーネントと前記第２の機能的コンポーネントとの間に配置された保護部材を更に備えた、請求項９乃至１２のいずれかに記載の双安定部材。
【請求項１４】
前記保護部材は最大操作角度を定義する、請求項１３に記載の双安定部材。
【請求項１５】
前記折り畳んだ位置において前記連絡部材を保護するために、前記第１の機能的コンポーネントと前記第２の機能的コンポーネントとの間に配置された保護部材を更に備えた、請求項９乃至１４のいずれかに記載の双安定部材。
【請求項１６】
前記保護部材は最小折り畳み半径を定義する、請求項１３に記載の双安定部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、移動ステーションに係り、より詳細には、双安定部材を包囲する折り畳み設計の移動ステーションに係る。
【背景技術】
【０００２】
今日の移動ステーション（移動電話、ＰＤＡ、ページャー、ラップトップコンピュータ等としても知られている）の製造及び設計は、常時、進化している。初期の移動ステーション設計は、当然、大きくてかさばるものであった。無線通信装置及びそれを動作するのに必要なバッテリユニットは、一般に、１つの特大のユニットで携帯されるが、少なくとも１つの初期の扱い難い設計では、ユニットが実際に２つの部片に分割され、それらが電源ケーブルにより接続されていた。集積回路及び蓄電技術の進歩により、移動ステーションの設計者は、益々小型の装置を形成できるようになった。これらの装置は、軽量であるだけでなく、取り扱い難くなく且つ搬送し易いものである。例えば、移動ステーションは、自動車に永久的に搭載したり、又は別々に携帯されるかさばるバッテリパックに接続したりすることがもはや要求されない。本質的に、今日の、より小型で、より有用な移動ステーションが簡単に実現可能となった。
【０００３】
不都合なことに、この新規なファッション性及び便利さには多数の欠点が付随する。例えば、今日の移動ステーションの高い移動性は、絶えず増加し続ける潜在的なダメージ環境をこれら移動ステーションに受けさせるという意図しない欠点がある。近代の消費者にとって、これらの環境は、移動ステーションが有害な固体物質や湿気に接触して、移動ステーションの比較的繊細な内部及び操作エレメント（例えば、ＬＣＤディスプレイ、マイクロホン及びスピーカポート、キーパッド等）に構造的及び／又は表面的ダメージを及ぼすことのあるポケット、書類かばん、財布、ジムバッグ、グローブボックス、及びツールボックスを含む。従って、移動ステーションは、非常にダメージを受け易い。更に事態を悪くすることとして、市場が移動ステーションの小型化を推し進め続けており、それ故、移動ステーションを保護するような構造上かさばる補強物を追加することは益々困難である。
【０００４】
このダメージの危険性は、近代的な移動ステーションに設けられる外部アクセスコンポーネントの数により悪化される。最も目立つこれらコンポーネントの１つは、視覚ディスプレイである。最初、このようなディスプレイは、移動ステーションが「オン」であるかどうか、又は移動電話に関しては、コールが進行中であるかどうか指示する小型の発光ダイオード（ＬＥＤ）に限定されていた。徐々に、ダイヤルした電話番号や、現在時間や、又は他の簡単な情報を表示することのできる、より進歩したＬＥＤディスプレイが開発された。最近では、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が一般的となっている。ＬＣＤは、電気的に敏感な液晶材料を２枚の非常に薄いガラス又は他の透明材料の部片間にサンドイッチすることにより作られる。それ故、それらは、比較的小さな衝撃でもダメージを受け易い。この傷付き易さを制限するために硬い透明カバー又は同様の保護装置が一般に追加されるにも関わらず、ＬＣＤは、近代的な移動ステーションにおいて最も容易にダメージを受けるコンポーネントの１つのままである。
【０００５】
近代的な移動ステーションに大きな耐久性を与えることも一部目的として、折り畳み式の移動ステーションが開発された。明らかなように、折り畳み式移動ステーションは、比較的コンパクトなサイズであるために、高い有用性も与える。折り畳み式移動ステーションとは、一般的に述べると、２つの部分を１つのよりコンパクトな部分へと折り畳むことのできるものである。より詳細には、図１Ａ−１Ｃに示されたように、折り畳み式移動ステーション１００は、一般に、第１の機能的コンポーネント１０１と、第２の機能的コンポーネント１０２とで構成される。第１及び第２の機能的コンポーネント１０１、１０２は、ヒンジアッセンブリ１７５により互いに機械的に結合され、各コンポーネントが貝殻型アクションで他のコンポーネントの上に折り畳まれる。従って、折り畳み式移動ステーション１００は、「開」位置と、折り畳まれた位置即ち「閉」位置とを有する。
【０００６】
図１Ａは、開位置に方向付けされた従来の移動ステーション１００（移動電話）の一例を示す。当業者に明らかなように、移動ステーション１００の第１及び第２の機能的コンポーネント１０１、１０２は、種々の内部回路及び操作エレメントを備えている。例えば、第１の機能的コンポーネント１０１は、ＬＣＤ１５０を含むものとして示されている。ＬＣＤ１５０は、透明なプラスチックカバー１５１を通して見ることができ、且つそれにより保護される。スピーカポート１５４は、第１部分１０１に形成された一連の小さな開口で構成され、これも第１部分１０１により収容される内部スピーカ（図示せず）に隣接配置される。更に、第１部分１０１は、通常、ＬＣＤ１５０及び内部スピーカ（図示せず）を駆動する回路も含む。
【０００７】
従来の移動ステーション１００の第２部分１０２は、一般に、内部マイクロホン（図示せず）に隣接したマイクロホンポート１５５を備えている。内部に配置されたキーマットから複数の開口を経て延びている一連のキーで構成されたキーパッド１６０も設けられる。第１部分１０１と同様に、移動ステーション１００の第２部分１０２も、上記マイクロホン１５５及びキーパッド１６０に関連した内部回路を収容している。高周波（ＲＦ）通信を容易にするためのアンテナ（図示せず）は、第１部分１０１又は第２部分１０２のいずれかに配置されてもよいし、或いはそれらの間に分散されてもよい。移動ステーションのバッテリ（図示せず）は、通常、第２部分１０２に保管される。というのは、第１部分１０１は、ＬＣＤ１５０及びスピーカ１５４が配置されるために、限定されたスペースしか利用できないからである。ＡＣアダプタのような外部電源（図示せず）を電源ポート１４４に接続することができる。同様に、外部ヘッドホン（図示せず）を外部装置ポート１４５において移動ステーション１００に接続することができる。
【０００８】
従って、移動ステーションが「開けられる」と、ユーザは、キーパッド１６０にアクセスすると共に、スピーカポート１５４及びマイクロホンポート１５５を音声通信位置に便利に入れることができる。又、移動ステーション１００は、第１部分１０１を、矢印で示すように貝殻アクションで第２部分１０２に合わすように折り畳むことにより、「閉じる」こともできる。図１Ｂは、既知の移動ステーション１００を閉位置で示している。好都合にも、第１部分１０１及び第２部分１０２は、キーパッド１６０及びＬＣＤ１５０を保護するように閉じる。一般的に述べると、既知の移動ステーション１００は、閉じた状態では使用できないが、このような機能は、外部マイクロホン及びスピーカ（図示せず）を使用することにより達成できる。このような装置は、「ハンズフリー」操作にしばしば使用され、外部装置ポート１４５を経て容易に接続される。上述したように、近代的な移動ステーション１００の折り畳み設計は、その敏感な内部コンポーネントに、ベルトやポケットや財布やグローブボックスのような環境においてしばしば遭遇するキー又は他の物体からのダメージを受けさせることなく、それら環境における安全な保管を受け容れることで、それらの先代装置から区別される。
【０００９】
ここで明らかなように、折り畳み式移動ステーション１００は、消費者にとって有用で且つ望ましい特徴を有している。上述した耐久性及びサイズの改善に加えて、多くのユーザは、他のものに勝る折り畳み設計の審美性を好む。前記改善にも関わらず、図１Ａ及び１Ｂに示された従来の折り畳み式移動ステーション設計は、最適なものではない。例えば、従来の折り畳み式移動ステーション１００は、第１の機能的コンポーネント１０１を第２の機能的コンポーネント１０２に結合するために、標準的なドアヒンジと同様の円筒状ヒンジアッセンブリ１７５を使用している。図１Ｃに示すように、このヒンジアッセンブリ１７５は、比較的複雑で、且つより重要なことに、非常に労力を要する組み立て作業を必要とし、ひいては、製造コストがかかる。
【００１０】
特に、従来のヒンジアッセンブル１７５は、第１の機能的コンポーネント１０１から延びるヒンジ部材１７６、１７７及び１８１と、第２の機能的コンポーネント１０２から延びるヒンジ部材１７８及び１７９とで構成される。これらのヒンジ部材１７５−１７９及び１８１は、各ヒンジ部材に形成された開口（図示せず）を通して延びるヒンジピン１８０により一緒に保持される。組み立て中に、ヒンジピン１８０は、ヒンジ部材１７５−１７９及び１８１に設けられた開口に入念に挿入されねばならないと共に、図１Ｃに示すように、予め組み立てられたスプリング１８２、輪郭ギザギザ(profile indent)部品（動的）１８３、輪郭ギザギザ部品（静的）１８４に通されねばならない。これら後者のコンポーネントは、当業者に良く知られたように、移動ステーション１００を開位置又は閉位置に維持するために設けられる。最終的に、第１の機能的コンポーネント１０１を第２の機能的コンポーネント１０２に電気的接続するよう確保するために、柔軟な印刷回路又はケーブル束１８５をピン１８０の周りに手間をかけて巻かねばならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
当業者に明らかなように、上述したヒンジ設計の複雑さでは、ヒンジアッセンブルは、そのコストがひどく高く且つかさばるものとなる。例えば、前記ヒンジアッセンブリは、高精度のエレメント、多くの部品点数及び比較的長い組み立て時間を必要とし、これらは全て製造コストを高める。更に、複雑な公知のヒンジ設計は、設計者がスタイリッシュな変更を行おうとするのを妨げる。以上に鑑み、移動ステーションの組み立てが比較的簡単で且つ全体的に美しい見掛けを呈するような折り畳み式移動ステーションのための改良されたヒンジ設計を提供することが強く要望される。更に、近代的な折り畳み式移動ステーションの開発により実現される耐久性及びサイズの利益を維持するヒンジ設計を提供することも要望される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、移動電話又は他の折り畳み式電子装置のような移動ステーションのためのヒンジ設計であって、ヒンジの組み立てを簡単にし、ひいては、よりコスト効率の良い製造製品を形成する改良されたヒンジ設計を提供する。更に、この改良されたヒンジ設計は、折り畳み式移動ステーションの美しい見掛けを補うと共に、種々の内部エレメントに加えられるストレスを少なくする。移動ステーション及び他の折り畳み式電子装置は、互いに枢着結合された第１及び第２の機能的コンポーネントを備えている。本発明の多数の実施形態において、これら第１及び第２の機能的コンポーネントは、双安定部材により折り畳み可能な関係で機械的に結合される。双安定部材は、移動ステーションを折り畳み位置及び開位置へバイアスするように機能する。
【００１３】
一実施形態において、双安定部材は、折り畳み位置において実質的に平坦な横断面を、そして開位置において実質的にカーブした横断面、例えば、Ｃ字型横断面を有する少なくとも１つの折り畳み可能な部分を備えている。別の実施形態では、この折り畳み可能な部分は、一般に、対向する横縁と、それに隣接配置された強化部分とを備えている。これらの強化部分間には中間領域が画成され、強化部分は、折り畳み位置ではこの中間領域に対して実質的に平面に、そして開位置ではこの中間領域に対して実質的に非平面に構成される。
【００１４】
一実施形態において、双安定部材は、ポリマーラミネート、メッシュ又はスプリング金属のストリップ、ファイバー補強複合体或いはその組合せより成る弾力性基板層で、開位置に向かってバイアスされるような弾力性基板層を有するラミネート構造を備えている。このラミネート構造は、更に、折り畳み位置において弾力性基板層のバイアスに対抗するように構成された可塑変形可能な層も備えている。従って、折り畳み位置及び開位置は、可逆で且つ安定した位置である。
【００１５】
他の実施形態において、双安定部材のラミネート構造は、可塑変形可能な層に隣接配置された複数のプレストレスエレメントを備え、これらプレストレスエレメントは、開位置において張力状態にあり、そして更に、折り畳み位置において張力が少なくとも部分的に緩和されるように構成される。一実施形態において、複数のプレストレスエレメントは、ラミネート構造内で実質的に軸方向に整列される。
【００１６】
別の実施形態において、双安定部材のラミネート構造は、弾力性基板層に隣接配置された複数のプレストレスエレメントを備え、これらプレストレスエレメントは、折り畳み位置において張力状態にあり、そして更に、開位置において張力が少なくとも部分的に緩和されるように構成される。一実施形態において、複数のプレストレスエレメントがラミネート構造内で実質的に横方向に整列される。
【００１７】
本発明の１つの態様によれば、第１の機能的コンポーネントと、第２の機能的コンポーネントと、第１の機能的コンポーネントを第２の機能的コンポーネントに電気的に接続するための連絡部材と、第１及び第２の機能的コンポーネントを開位置及び折り畳み位置にバイアスするための双安定部材とを備えた折り畳み可能な装置が提供される。双安定部材は、折り畳み位置では実質的に平坦な横断面を、そして前記開位置では実質的にＣ字型の即ちカーブした横断面を有する少なくとも１つの折り畳み可能な部分を画成する。
【００１８】
別の実施形態によれば、本発明は、移動ステーションを製造する方法において、移動ステーションを開位置と折り畳み位置との間にバイアスするための双安定部材を用意するステップであって、双安定部材は、折り畳み位置では実質的に平坦な横断面を、そして開位置では実質的にＣ字型の即ちカーブした横断面を有する少なくとも１つの折り畳み可能な部分を画成するようなステップと、第１の機能的コンポーネントを双安定部材の折り畳み可能な部分に結合するステップと、第２の機能的コンポーネントを双安定部材の折り畳み可能な部分に結合するステップと、を備えた方法を包含する。移動ステーションを製造する方法は、更に、第１の機能的コンポーネントと第２の機能的コンポーネントとの間に連絡部材を電気的に接続するステップを備えてもよい。更に、この方法は、開及び閉位置において連絡部材をシールドするステップを備えている。
【００１９】
本発明の実施形態のこれら及び他の特徴、態様及び効果は、添付図面を参照した以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかしながら、添付図面は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範囲をそれに限定するものではないことを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、必ずしも正しい縮尺でない添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
本発明の全部ではなく幾つかの実施形態が示された添付図面を参照して、本発明を以下に詳細に説明する。実際に、本発明は、多数の異なる形態で実施できるもので、ここに述べる実施形態に限定されず、これらの実施形態は、適用できる法的要求を満足するように与えられる。全体にわたり同様のエレメントは、同じ参照番号で示されている。
【００２１】
本発明の移動ステーションは、双安定構造体を使用する。これらの双安定構造体は、コイルに巻かれた状態即ち引っ込んだ状態から伸びた状態へと進むことのできる１つ以上の伸張可能なコイル型部材を備えている。従来の双安定構造体の最も簡単なものは、通常のスチールテープの巻尺である。好都合にも、テープ巻尺の観点から明らかなように、双安定構造体は、ある状態から他の状態へ進みそして逆に再びコイルに巻かれるのを何回も繰り返すことができる。適当な構造体が、デートン−ロベット(Daton-Lovett)に発行された次の米国特許に開示されている。即ち、２００１年４月１７日に許された米国特許第６，２１７，９７５号、及び２００１年７月１０日に許された米国特許第６，２５６，９３８号。これらは、両方とも、参考としてここに援用する。このような双安定構造体は、ローラチューブ・テクノロジー・リミテッド（英国）及び他の供給者から入手することができる。
【００２２】
図２は、従来技術に基づく伸張可能なコイル型双安定構造体２００の一例を示す。前記特許、以下の説明及び特許請求の範囲に使用される「双安定」という語は、２つの安定形状に向かって構成又はバイアスされる材料又は複合物を指す。より詳細には、従来の双安定構造体２００は、伸びた形状又は状態に向かってバイアスされる材料と、この第１材料とは逆にコイル形状又は状態に向かってバイアスされる付加的な材料とで構成される。図２の双安定構造体２００は、上記状態の各々に構成される部分、即ちコイル状部分２１０と、伸張部分２２０とを備えている。これらの伸張及びコイル状（又は折り畳み）位置を良好に画成することを期待して、以下の説明及び特許請求の範囲は、一般的に伸張方向を向いた軸方向と、それとは別に、その軸方向に実質的に垂直な横方向とを指す。
【００２３】
伸張状態において、従来の双安定構造体２００は、図２Ａに示すように、カーブした半円形又は円形の横断面を有する。コイル状の状態において、従来の双安定構造体２００は、図２Ｂに示すように、実質的に平坦な横断面を有する。図２及び２Ａでは円形断面を有するとして示されているが、双安定構造体２００は、良く知られたように、楕円形、カーブ状、Ｃ字型、又は他の断面構成を有することもできる。２つの状態の横断面の相違は、双安定構造体が、その伸張状態において占有し得る体積より著しく小さな体積へとコイル巻きされ即ち引っ込められるのを許す。
【００２４】
上記幾何学的構成に関連した双安定特性は、適切な材料選択を経て向上させることができる。図２に示す形式の既知の双安定構造体２００は、通常、テープ巻尺の場合にスプリング金属のような弾力性基板層で構成され、これは、伸張した形態に向かってバイアスされる（例えば、部材がカーブした断面をもつようにさせる状態に向かってバイアスされる）。この弾力性基板は、可塑変形可能な（即ち、可塑変形を生じることのできる）層でラミネートすることができ、これは、部材を、引っ込んだ形態（例えば、平坦な断面を有する）に向かってバイアスさせる傾向がある。従って、例えば、テープ巻尺の観点では、適切にラミネートされたテープ巻尺（例えば、可塑変形可能な層を含む）は、従来のラッチ又は巻き付けメカニズムを伴わずに、伸張形態又はコイル状形態のいずれかに留まることができる。このような用途では、可塑変形可能な層は、その伸張形態へ戻そうとするテープ巻尺の固有のバイアスに対抗し、おそらく、それを打ち消すことになる。
【００２５】
多数の実施形態において、弾力性の層及び可塑変形可能な層の材料特性は、双安定構造体２００の性能を向上させるように選択され又は変更されてもよい。例えば、双安定構造体２００の弾性係数は、当業者に明らかなように、希望の特性（例えば、エンドストップ、ねじれ剛性、力フィードバック曲線等）を得るように、構造体２００の長さ、巾及び／又は厚みにわたって変更することができる。このような設計上のカスタム化は、双安定構造体２００の全体的な厚み（及び重量）を減少し、更には、双安定構造体２００を伸張し又は引っ込めるのに必要な印加力を変更するのに特に有用である。種々の他の実施形態において、双安定構造体を形成するのに使用される材料は、この技術で知られたように、他の希望の特性（例えば、高いタフネス、高い耐熱変形性、等）を有するように選択されてもよい。
【００２６】
一実施形態において、双安定構造体は、種々の構成のプレストレスエレメントが取り付けられるか又は埋設された熱可塑性マトリクスを有する１つ以上のポリマー複合層（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン）で構成される弾力性の層を有する。例えば、双安定構造体の複合層は、複数のプレストレス入りガラス、炭素、アラミド又はポリマー繊維が配置された熱可塑性層を含んでもよい。これらの繊維は、双安定構造体がコイル位置及び伸張位置に向けてバイアスされるように、双安定構造体の平面において互いに異なる角度に配向することができる。例えば、１組の繊維は、一般的に軸方向に配向されてもよく、そして第２組の繊維は、希望の「双安定」作用を生じるように実質的にその横方向に配向されてもよい。以下、幾つかの形式の双安定構造体を参照して、本発明の種々の実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明により実施される本発明の概念は、以上に述べた特定の双安定構造体に限定されるものではなく、実際に、この技術で通常に知られた双安定構造体も含み得ることに注意されたい。
【００２７】
図３Ａ−３Ｃは、本発明の多数の実施形態に基づく移動ステーション設計に前記技術を適用した一例を示す。以下の説明及び特許請求の範囲の目的上、「移動ステーション」という語は、移動電話、ＰＤＡ、ページャー、計算器、ラップトップコンピュータ、又はこの技術で良く知られた他の同様の折り畳み式電子装置を指す。ここに示す実施形態によれば、移動ステーション３００（移動電話のような）は、第１の機能的コンポーネント３０１が第２の機能的コンポーネント３０２に折り畳み可能な関係で結合されたものを備えている。従って、移動ステーション３００は、図３Ａ及び３Ｂに示す折り畳み位置と、図３Ｃに示す開位置とを得るように構成することができる。本発明の多数の実施形態において、第１の機能的コンポーネント３０１は、双安定部材３１０を経て第２の機能的コンポーネント３０２に結合される。本発明の多数の実施形態による双安定部材３１０の形状及び機能を以下に詳細に説明する。
【００２８】
図３Ｃは、本発明の一実施形態に基づく「開いた」移動ステーション３００を示している。この開位置において、第１及び第２の機能的コンポーネント３０１、３０２は、操作角度αを定義するように結合される。特定の用途に基づき、この操作角度αは、著しく変化し得る。例えば、移動電話の用途では、操作角度αは、１５０から１８０度でよいが、他の用途（例えば、ラップトップコンピュータ）では、好ましい操作角度αは、それより著しく小さくてもよい。
【００２９】
ここに示す実施形態では、移動ステーション３００の第１及び第２の機能的コンポーネント３０１、３０２は、各々の第１及び第２の内面３０３、３０４を備えている。本発明の種々の実施形態では、複数の比較的繊細な操作エレメント（例えば、ディスプレイ３５０、キーパッド３６０、スピーカポート３５４、マイクロホンポート３５５、等）が第１及び第２の内面３０３、３０４上に又はそれと一体的に配置される。従って、第１及び第２の内面３０３、３０４は、折り畳み位置（図３Ａ、３Ｂに示す）において互いに隣接配置されるので、複数の操作素子は、在外物体との潜在的なダメージ衝撃又は接触から保護される。図３Ｃは、第１又は第２の機能的コンポーネント３０１、３０２に隣接する幾つかの操作エレメントを示しているが、本発明は、ここに示す構成に限定されず、そして実際に、この技術で知られたように、種々のエレメントを第１又は第２の機能的コンポーネント３０１、３０２に隣接配置できることに注意するのが重要である。
【００３０】
上述したように、本発明の一実施形態によれば、第１及び第２の機能的コンポーネント３０１、３０２は、双安定部材３１０により互いに折り畳み可能な関係で結合される。好都合にも、本発明の種々の実施形態は、コイル状態又は伸張状態を維持しようとする双安定構造体の固有の傾向を、移動ステーション３００を各々開状態又は折り畳み状態に向けてバイアスする手段として使用する。一実施形態において、双安定部材３１０は、移動ステーション３００を折り畳み位置（図３Ａ及び３Ｂに示す）又は開位置（図３Ｃに示す）に向けてバイアスするように働く。従って、移動ステーション３００を開いたり閉じたりするときには、折り畳み位置又は開位置に留まろうとする双安定部材３１０の固有の傾向に打ち勝つように、ユーザが開く力又は閉じる力を加えねばならない。使用しない期間中に偶発的に開いたり、又は使用する期間中に偶発的に閉じたりするのを保護するために、この機能が特に望ましい。
【００３１】
ここに示す実施形態では、双安定部材３１０は、第１及び第２の機能的コンポーネント３０１、３０２をそれらの各々の操作エレメント（例えば、ＬＣＤディスプレイ３５０、キーパッド３６０、等）と一緒に包囲し且つ保護するようにも機能する。しかしながら、他の種々の実施形態では、このようにする必要がない。というのは、従来のハウジング又は１組のハウジング（図示せず）内に双安定部材を設けることができ、双安定部材がバイアス機能を果たし、そしてハウジングが上記の保護包囲機能を果たし得るからである。
【００３２】
図４及び５は、本発明の種々の実施形態に基づく双安定部材４１０を示す。特に、図４は、双安定部材４１０を開位置で示し、そして図５は、双安定部材４１０を折り畳み位置で示している。一実施形態によれば、双安定部材４１０は、折り畳み可能な部分４１５により互いに軸方向に離間された第１及び第２の部分４１１、４１２を備えている。これら第１及び第２の部分４１１、４１２は、第１及び第２の機能的コンポーネント（図３Ａ−３Ｃに示す）を支持し、そしてそれらに接続されるよう構成される。開位置と折り畳み位置との間を移行するときには、双安定部材４１０は、第２の部分４１２が図５に示すように第１の部分４１１の上に配置されるように折り畳み軸Ｆの付近で折り畳むことができる。或いは又、双安定部材４１０は、第１部分４１１を第２部分４１２の上に折り畳むように、容易に可逆である。本発明の種々の実施形態では、双安定部材４１０は、上述した双安定材料で完全に構成されてもよいし、或いはこのような材料で部分的にのみ構成され（例えば、１つ以上の折り畳み可能な部分）そして残りが従来の材料で構成されてもよい。例えば、一実施形態では、第１及び第２の部分４１１、４１２が従来の材料で構成され、一方、折り畳み可能な部分４１５が双安定材料で構成されてもよい。
【００３３】
２つの実質的に等しい半部分に折り畳まれるとして示されているが、本発明による双安定部材４１０は、この構成に限定されない。一実施形態において、折り畳み軸Ｆは、折り畳み可能な部分４１５内で中心以外に位置してもよく、従って、第１部分４１１（又は第２部分４１２）をそれに対向する第２部分４１２（又は第１部分４１１）より大きくしてもよい。別の実施形態では、折り畳み可能な部分４１５それ自体（ひいては、折り畳み軸Ｆ）が、図示されたように中心に位置しなくてもよく、従って、第１及び第２の部分４１１、４１２が異なるサイズをもつという同様の効果を得ることができる。別の実施形態では、当業者に明らかなように、多数の折り畳み可能な部分４１５を設けて、三重折り畳み（２つの折り畳み可能な部分）、四重折り畳み（３つの折り畳み可能な部分）、又は他の同様の多重折り畳み構成とすることもできる。
【００３４】
図４に示す実施形態に戻ると、折り畳み可能な部分４１５は、対向する横縁４１８により境界定めされている。一実施形態において、これら横縁４１８の付近に強化部分４２０が形成され、それらの間に中間領域４２３が画成される。開位置に構成されるときには、強化部材４２０は、中間領域４２３から離れるようにカーブされ、図４Ａに示す実質的に非平面の横断面を形成する。強化部材４２０は、意図されない方向（例えば、意図された折り畳み方向とは逆の方向）折り畳みに対して双安定部材４１０安定化すると共に、更に、双安定材料の特徴であるカーブした横断面を与えるように機能する。特に、折り畳み可能な部分４１５の横断面（強化部材４２０及び中間領域４２３により画成される）は、図示されたように実質的にＣ字型でもよいし、一般的にカーブされてもよいし、或いは又当業者に明らかなように、半円形又はおそらく円形でもよい。
【００３５】
折り畳み位置（図５に示す）に位置されるときには、折り畳み可能な部分４１５を構成する双安定材料は、強化部材４２０を外方に回転させ、実質的に平面即ち平坦な横断面（強化部材４２０と中間領域４２３との間に画成される）が、図５Ａに示すように、形成される。一実施形態において、強化部材４２０は、第１及び第２の部分４１１、４１２を分離するために複数のノッチ４０７により軸方向に境界定めされ、これにより、双安定部材４１０が開位置と折り畳み位置との間で移行するときに、第１及び第２の部分４１１、４１２に印加されるストレス及び曲率を減少する。他の実施形態では、これらノッチ４０７は、任意に除去することができ、従って、強化部材４２０の曲率が軸方向に第１及び第２部分へと延び、第１及び第２の機能的コンポーネント（図示せず）の少なくとも一部分を保護するように構成される。
【００３６】
上記で説明されそして図６、６Ａ及び６Ｂに示すように、種々の実施形態による双安定部材５１０、６１０（又はその一部分）は、種々の双安定材料で構成されてもよい。一実施形態において、双安定部材５１０は、開位置に向かってバイアスされる弾力性基板層５２５（例えば、カーブした横断面）と、折り畳み位置において弾力性基板層のバイアスに対抗するように構成された塑性変形可能な層５２７（例えば、実質的に平坦な横断面を促進する）とで構成される。種々の実施形態において、弾力性基板５２５は、プレストレスポリマー材料（以下に述べる複合構造体のような）、スプリングスチール又は他の同様の弾性金属、或いはベリリウム銅のような非鉄合金で構成できる（が、後者の材料は、環境的に問題があるので、一般的に望ましくない）。例えば、一実施形態では、弾力性基板５２５は、厚みが約０．０５−０．５ｍｍのスプリングスチールの１つ以上の層が柔軟な樹脂層で離間されたものを含んでもよい。他の実施形態では、弾力性基板５２５（又はその一部分）は、ポリピロル材料のような電気的に敏感な材料で構成されてもよい。後者の実施形態では、弾力性基板５２５は、当業者に良く知られたように、電流又は電界を印加することにより開位置又は折り畳み位置に向かってバイアスされてもよい。
【００３７】
多数の実施形態において、塑性変形可能な層５２７は、周囲温度において可塑変形を生じ得るポリマー又は他の材料で構成されてもよい。適当な材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、又は他の同様の材料を含んでもよい。或いは又、他の実施形態では、ゴムやシリコーンのような熱硬化性材料を使用してもよい。
【００３８】
当業者に明らかなように、双安定部材５１０が開位置から折り畳み位置へ移動するときには、塑性変形可能な層５２７は、折り畳み位置の方でバイアス状態となるように塑性変形を受ける。従って、折り畳み位置では、塑性変形可能な層５２７は、折り畳み中に弾力性基板５２５に蓄積されたポテンシャルエネルギーに対抗し、又はそれを打ち消すこともある。これは、双安定部材５１０が比較的安定した折り畳み位置をもつようにさせる。種々の実施形態において、折り畳み位置を更に安定化するために、付加的なラッチ、ロック、又は他のガイド面（図示せず）を設けてもよい。種々の他の実施形態において、この技術で良く知られたように、希望の開位置を安定化するために、強化リブ、支持体、又はロックメカニズム（図示せず）を設けてもよい。
【００３９】
別の実施形態では、図６Ｂに示すように、双安定部材６１０（又はその一部分）は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、等の熱可塑性樹脂６２８と、この樹脂６２８内に形成されるか又はその付近にラミネートされた複数のプレストレスエレメント６２９、６２９’とを含む少なくとも１つの複合層６２５で構成されてもよい。樹脂（又はマトリクス）６２８は、プレストレスエレメント６２９、６２９’を互いに所与の位置に懸架する。
【００４０】
プレストレスエレメント６２９、６２９’は、プレストレス入りガラス、炭素、アラミド、グラファイト、ゴム、金属又はこの技術で知られた他の同様の材料の繊維を含んでもよい。種々の実施形態において、プレストレスエレメント６２９、６２９’は、種々の軸を横切る特定の材料特性を有する伸縮性弾力層を形成するように構成される。一実施形態において、複合層６２５は、複数の軸方向に整列されたプレストレスエレメント６２９であって、双安定部材６１０が開位置にあるときに張力状態のもとに構成され、更に、双安定部材６１０が折り畳み位置にあるときにその張力が少なくとも部分的に緩和されるように構成されたプレストレスエレメント６２９を含んでもよい。一実施形態において、複合層６２５は、複数の横方向に整列されたプレストレスエレメント６２９’であって、折り畳み位置では張力状態のもとにあり、更に、開位置ではその張力が少なくとも部分的に緩和されるように構成されたプレストレスエレメント６２９’を含んでもよい。更に、このような繊維を互いに９０度の角度に配向することは必要でない。種々の実施形態では、実質的に軸方向のプレストレスエレメント６２９と、実質的に横方向のプレストレスエレメント６２９’は、図示されたように、単一の複合層６２５に設けられてもよいし、或いは又、この技術で知られたように、多数の複合層（図示せず）に設けられてもよい。多数の層の用途では、隣接層の樹脂又はマトリクスは、この技術で知られたように、特定の材料特性を得るように異なる弾力性スチフネスを有してもよい。更に、用途に応じて、このような層は、プレストレスエレメントをもたないフィラー層（図示せず）により分離されてもよい。最終的に、設けられたプレストレスエレメント６２９、６２９’の各バイアスに対抗するか又はそれを打ち消すために、１つ以上の塑性変形可能な層６２７を１つ以上の複合層６２５にラミネートしてもよい。或いは又、他の実施形態では、この技術で良く知られたように、周囲温度において塑性変形を生じ得る樹脂６２８又はフィラー材料を単に選択するだけで、塑性変形可能な層６２７を省略してもよい。
【００４１】
図７は、本発明の一実施形態による移動ステーション７００の分解図である。ここに示す実施形態によれば、移動ステーション７００は、第１の機能的コンポーネント７０１及び第２の機能的コンポーネント７０２を支持するための双安定部材７１０を備えている。第１及び第２の機能的コンポーネント７０１、７０２は、この技術で知られた種々の固定具を経て双安定部材７１０に結合されてもよい。例えば、図示されたように、双安定部材７１０に設けられた穴７１６を経て第１及び第２の機能的コンポーネント７０１、７０２にスクリュー７０９がセットされてもよい。或いは又、接着剤、リベット、クリップ、スタッド（図示せず）等の他の固定具を使用してもよい。
【００４２】
一実施形態において、第１の機能的コンポーネント７０１は、連絡部材７３０により第２の機能的コンポーネント７０２に電気的に接続される。種々の実施形態において、連絡部材７３０は、第１の機能的コンポーネント７０１と第２の機能的コンポーネント７０２を電気的に接続する。従って、連絡部材７３０は、この技術で一般に知られた柔軟な電気的コネクタ（図示された）で構成されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、連絡部材７３０は、受信又は送信アンテナを形成し又は種々の内部電子回路を容易にするといった他の特定のタスクを担ってもよい。これらの実施形態において、連絡部材７３０は、柔軟な印刷回路（ＦＰＣ）に印刷された導電性リードを含んでもよいし、或いは光送信、誘導性近フィールド送信、又はショートレンジ送信、例えば、ブルーツース、ＲＦＩＤ、８０２．１１等のための導体又は他の装置を含んでもよい。
【００４３】
ここに示す実施形態では、切断、磨耗、打撃、鋭い曲げ等に対して連絡部材７３０をシールドするために、保護部材７４０が設けられる。この保護部材７４０は、種々の形状を含んでもよく、又、種々の材料で構成されてもよい。一実施形態において、図７に示すように、保護部材７４０は、堅牢なポリマー（例えば、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ＡＢＳ、等）で構成され、これは、複数の相互接続されたウェッジ状セグメント７４１に分割され、移動ステーション７００が、連絡部材７３０にダメージを与えない折り畳み半径Ｒ（図３Ｂに示す）を維持するように強制される。例えば、一実施形態では、保護部材７４０は、８から１０ｍｍの折り畳み半径Ｒを維持するように設計される。或いは又、図１Ａ−１Ｃに示す従来の設計では、電気ケーブル束１８５は、細いピン１８０の周りにぴったり巻かれ、狭いチャンネル（６ｍｍ程度）に通された。従って、従来の電気ケーブル束１８５は、ストレスや磨耗を受け、切断のおそれがあることが分かっている。
【００４４】
他の実施形態では、保護部材７４０は、シリコーン、ゴム、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ウレタン、又はその組合せで作られた空気充填成形メンブレーン（図示せず）で構成されてもよい。他の実施形態では、保護部材７４０は、プラスチック又は他の同様の材料で作られたオープンセルフォーム（図示せず）で構成されてもよい。当業者に明らかなように、保護部材７４０の正確な構成は、選択された材料及び使用可能なスペースに基づいて用途ごとに変化し得る。
【００４５】
当業者に明らかなように、本発明は、多数の利益をもたらす。例えば、本発明は、図７に示す双安定部材の平面に沿ってｘ−ｙ平面が定義されるとして、ｚ軸組み立てを可能にすることにより、製造コストを著しく制限する。本発明の種々の実施形態によれば、移動ステーション７００を形成するように結合されるコンポーネント（例えば、双安定部材７１０、連絡部材７３０、保護部材７４０、第１及び第２の機能的コンポーネント７０１、７０２、等）は、組み立て中に単に上下に積み重ねることができる。この比較的簡単なプロセスは、従来技術に基づいてヒンジアッセンブリを形成するのに必要とされる複雑な整列、通し、及びケーブル束巻き付け操作と著しく対照的である。従って、合理化された自動製造プロセスを使用して、よりコスト効率の良い製造品を提供することができる。更に、本発明の上述した実施形態は、必要なヒンジコンポーネントの個数及び複雑さを減少し、従って、コストを更に節減する。最終的に、双安定型のヒンジを組み込んだ本発明の種々の実施形態は、従来技術の比較的かさばる設計ではなく、流線型の、独特のそして審美的に満足な見掛けを与える。
【００４６】
前記実施形態は、電子装置の部品の機械的及び電気的な相互接続を例示するものである。当業者が、ここに図示して説明した本発明を理解する上で、電子装置の電子的特徴の細部は必要がないであろう。例えば、電力を接続しそしてケーブルをインターフェイスするのに使用されるインターフェイス７０８、キーパッド７６０又は他のそのようなユーザインターフェイス、或いは情報を表示するためのディスプレイ７５０が存在する。
【００４７】
図８及び８Ａに示す更に別の実施形態では、連絡部材８３０（例えば、柔軟な印刷回路）が双安定部材８１０の折り畳み可能な部分８１５内に配置され又はそれと一体的にされるので、保護部材は完全に省略されてもよい。従って、双安定部材８１０は、連絡部材８３０を少なくとも部分的に包囲し、従って、部材８３０を、ダメージを生じ得る物体との接触から保護する。一実施形態では、連絡部材８３０は、この技術で良く知られたように、屈曲部材（例えば、双安定部材８１０の折り畳み可能な部分８１５）内の固有の「中性屈曲線」付近に配置される。図８Ａの断面図に示すように、双安定部材８１０の折り畳み可能な部分８１５は、第１表面８１３及び第２表面８１４を含む。「中性屈曲線」８１２は、上述されそしてこの技術で知られたように、第１表面８１３と第２表面８１４との間で折り畳み可能な部分８１５内に定義された理論的な軸又は平面である。中性屈曲線は、双安定部材８１０が折り畳まれるときに伸張も圧縮もされない屈曲可能な材料の部分を表わす。従って、図示されたように、双安定部材８１０の折り畳み可能な部分８１５の中性屈曲線８１２に実質的に隣接して連絡部材８３０を配置することにより、連絡部材８３０の伸張や圧縮を減少することができる。
【００４８】
以上、本発明の幾つかの実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、ここに開示した本発明の教示の範囲内で多数の変更や他の実施形態が明らかであろうから、本発明は、上述した実施形態に限定されないことを理解されたい。又、特定の用語を使用して説明したが、それらは、一般的に且つ説明上使用されたもので、本発明を何ら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】従来技術による従来の折り畳み可能な移動ステーション（即ち移動電話）の一例を示す図で、移動ステーションを開状態で示す斜視図である。
【図１Ｂ】移動ステーションを閉状態で示す斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ａ及び１Ｂに示す従来の円筒状ヒンジアッセンブリの断面図である。
【図２】従来技術による双安定構造体を示す図で、その双安定構造体の斜視図である。
【図２Ａ】図２の既知の双安定構造体の２Ａ−２Ａ線に沿った断面図である。
【図２Ｂ】図２の既知の双安定構造体の２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による移動ステーションの斜視図で、移動ステーションを折り畳み位置で示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による移動ステーションの側面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による移動ステーションを開位置で示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による双安定部材を開位置で示す図である。
【図４Ａ】図４の双安定部材の４Ａ−４Ａ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による双安定部材を折り畳み位置で示す図である。
【図５Ａ】図５の双安定部材の５Ａ−５Ａ線に沿った断面図である。
【図６】本発明の２つの付加的な実施形態による双安定部材を示す図である。
【図６Ａ】一実施形態による図６の双安定部材の６ＡＢ−６ＡＢ線に沿った断面図である。
【図６Ｂ】別の実施形態による図６の双安定部材の６ＡＢ−６ＡＢ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による移動ステーションの分解図である。
【図８】本発明の別の実施形態による移動ステーションの分解図である。
【図８Ａ】図８の移動ステーションの８Ａ−８Ａ線に沿った断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0004493651.tif 000003
【図１Ｃ】
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【図２】
0004493651.tif 000005
【図２Ａ】
0004493651.tif 000006
【図２Ｂ】
0004493651.tif 000007
【図３Ａ】
0004493651.tif 000008
【図３Ｂ】
0004493651.tif 000009
【図３Ｃ】
0004493651.tif 000010
【図４】
0004493651.tif 000011
【図４Ａ】
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【図５】
0004493651.tif 000013
【図５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図８Ａ】
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