CN101171823B - 用于电子装置的铰链结构 - Google Patents

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Abstract

一种铰链结构，用在诸如移动台之类的便携式电子装置中，使得可以相对于铰链结构的旋转轴(X-X)来旋转装置的第一主体部分(10)和第二主体部分(20)，所述铰链结构至少包括铰链元件(31)，铰链元件(31)包括被布置成能够通过布置在旋转轴(X-X)上的枢轴(X)相对于彼此移动的第一铰链半部和第二铰链半部，并且铰链元件被布置成通过第一铰链半部连接到装置的第一主体部分(10)上并通过第二铰链半部连接到第二主体部分(20)上。所述铰链结构包括用于保护装置背部的护罩结构(32)，所述护罩结构连接到所述铰链元件(31)上，并且所述护罩结构(32)被布置成能够在与旋转轴(X-X)垂直的方向上移动。

Description

用于电子装置的铰链结构
技术领域
本发明涉及一种根据所附权利要求1前序部分所述的铰链结构，其可用在诸如移动台之类的便携式电子装置中。此外，本发明还涉及一种根据所附权利要求9前序部分所述的方法。
背景技术
随着技术的进步，各种小型电子装置(例如移动电话)的尺寸已经变得越来越小。实现这种小且由此方便随身携带同时易于使用的电话的一种常用方法是制造两部分组成的电话，当不使用时两部分折叠在一起。这些所谓的折叠装置已经很快变得很平常并且在使用者中很流行，特别是因为小的携带尺寸和充足的使用尺寸结合在这种翻转结构中。
可折叠装置的重要部件是其铰链结构。铰链结构必须允许以方便可靠的方式打开和闭合装置。此外，还必须耐久并且通常可以在装置的不同部分之间进行数据传输。
一种铰链结构描述在美国专利6079993中，其公开了具有两个铰链装置的铰链系统和主体部分之间的线缆连接。具体而言，该公开描述了用于布置线缆的方案，该线缆可以用在频繁地相对打开和闭合的便携式装置(例如个人数字助理)中。这种装置通常比移动电话更少使用并且更加友好。由于此原因，已经开发了用于移动电话的铰链结构来承受更重且更频繁的使用。
美国专利6692275B2公开了用于移动电话的铰链结构，特别公开了用于穿过铰链结构放置配线(柔性印刷电路板)的方案。该方案特别用于经常被打开和闭合的移动电话，其中铰链结构和配线能够经受频繁重复的载荷。公开的铰链结构在背部的整个长度上延伸，与移动电话中的大部分铰链结构一样。铰链结构包括边缘部分和布置成在边缘部分之间枢转的中间部分。边缘部分连接到第一主体部分上，中间部分连接到第二主体部分上。配线布置成从第一主体部分穿过铰链结构的边缘部分和中间部分延伸到第二主体部分。所述公开描述了特定的铰链销结构，与装有不同铰链销的相应铰链布置相比，可以通过这种铰链销结构来减小配线上的载荷。
用于移动电话的传统铰链结构相对较复杂，其中装置的组件需要多阶段加工，这增大了成本。此外，与其他结构相比，在装置的整个背部上延伸的铰链结构需要大量的空间，其中整个装置的尺寸由于铰链结构而变得较大。
发明内容
本发明公开了一种新的铰链布置，通过该铰链布置，可以以更有效的方式使用电话壳体的空间。
为了实现该目的，根据本发明的铰链结构的主要特征在于独立权利要求1的特征部分所描述的那些。根据本发明的方法的主要特征在于根据独立权利要求9的特征部分所描述的那些。其他的从属权利要求将示出本发明的一些优选实施方式。铰链结构可以使装置的第一主体部分和第二主体部分相对于铰链结构的旋转轴旋转，所述铰链结构至少包括铰链元件，铰链元件包括被布置成能够通过布置在旋转轴上的枢轴相对于彼此移动的第一铰链半部和第二铰链半部。铰链元件被布置成通过第一铰链半部连接到装置的第一主体部分上并通过第二铰链半部连接到第二主体部分上。根据本发明的基本思想，所述铰链结构包括用于在铰链元件附近保护装置背部的护罩结构，所述护罩结构经由滑块和引导件连接到铰链装置上。
在本发明的另一种实施方式中，铰链结构至少包括第一和第二铰链元件以及用于在第一和第二铰链元件之间保护装置背部的护罩结构，所述护罩结构被布置成将第一铰链元件连接到第二铰链元件。
在一种实施方式中，铰链结构包括两个铰链装置，装置的各端处各一个铰链装置，铰链装置尽可能靠近装置的边缘。
在另一种实施方式中，护罩结构经由滑块和引导件连接到铰链装置的枢轴上。在又一种实施方式中，护罩结构通过所述滑块和引导件连接到铰链元件的铰链半部上。在再一种实施方式中，所述铰链结构布置成能够相对于将铰链元件连接到铰链半部上的滑块移动。使用的滑块和引导件例如可以是各种槽、凸起、突起和销。
在一种实施方式中，护罩结构被布置成能够在与旋转轴线垂直的方向上移动。由此，当装置处于折叠的闭合位置时，护罩结构能够更靠近旋转轴，以相应的方式，当装置已经被打开时，护罩封盖可以更加远离旋转轴线。在一种实施方式中，用于移动护罩结构的装置是滑块和引导件，其中，当主体部分移动时，护罩结构在与轴线垂直的平面的方向上移动。
本发明使得可以提供一种带有以下各种功能和装置的铰链结构：例如天线、显示装置、照相机、用于连接辅助装置的连接装置、用于机械固定所述装置的固定装置、储存结构和/或控制装置。
铰链结构中的护罩结构可以保护连接结构，例如配线和/或柔性印刷电路板。此外，护罩结构可以防止手指和衣物进入装置之间。
在本发明的一些实施方式中，可以将一些功能单元连接到铰链结构，例如各种照相机和可互换模块。由此，在不使其尺寸过大的情况下，装置可以尽可能多功能。可互换模块使得可以组装装置以满足使用者的需要。
本发明相对于现有技术的结构具有若干优点。在一种实施方式中，铰链结构的简单性减少了部件的数量，降低了成本并有助于装置的组装。该结构是耐久性的，因为其没有磨损之类的元件。此外，这种结构不包含任何移动或者松弛的部件，这也增加了使用寿命。在另一种实施方式中，外壳内部明显留下了更大的空间，例如用于辅助装置。
根据本发明的方案可以用在各种装置中，例如便携式和手持装置中。例如，该装置可以是移动电话、个人数字助理、通讯装置、照相机和/或游戏装置。总体来说，本发明能够很好地适应于有时需要较小的尺寸(例如携带时)而有时需要相对较大区域(例如用于控制功能和/或显示信息)的装置应用。在一些实施方式中，可折叠结构还在装置没有被打开到操作位置时形成用于装置的护罩结构。由此，可以在运输过程中保护例如键盘、显示屏和/或照相机等物体。
附图说明
以下，将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1以分解视图示出铰链结构的一种实施方式；
图2至5示出根据本发明一种实施方式的操作；
图6至8示出从打开的方向观察的装置的位置；
图9至11示出从背后的方向观察的装置的位置；
图12示出其中装置的背部比护罩结构宽的方案；
图13示出具有两个护罩结构的实施方式；
图14示出具有一个铰链元件的实施方式；
图15示出具有一个铰链元件的另一实施方式；
图16示出其中天线集成在背部的护罩结构中的方案；
图17至19示出其中显示屏和固定环集成在背部的护罩结构中的方案；
图20和21示出其中用于可交换模块的插口集成在背部的护罩结构中的方案；
图22和23图示了包含视频摄像机的实施方式；
图24示出其中储存位置集成在背部的护罩结构中的方案；
图25和26示出其中操纵杆集成在背部的护罩结构中的方案。
为了清楚的目的，附图仅示出用于理解本发明的细节。对理解本发明不必要但是对本领域技术人员显而易见的结构和细节都从附图中省略，以突出本发明的特征。例如，附图没有示出与用户界面和数据传输相关的结构，但是它们是典型移动台的结构的一部分。
具体实施方式
图1是示出本发明一种实施方式的所谓分解视图。在附图中，装置的第一主体部分10用铰链结构连接到装置的第二主体部分20上，铰链结构可以将主体的内表面11、21折叠成基本上彼此抵靠。内表面11、21可以包括装置的各种结构，例如键盘、显示屏、听筒、话筒、控制结构等。
在根据本示例的移动台中，铰链结构包括两个铰链装置31，它们布置在装置的被铰接边缘的各端处，以连接第一主体部分10和第二主体部分20。在装置中，铰链装置31的枢轴X基本上布置在与轴X-X相同的线上。轴X-X的线构成装置的旋转轴线，装置的主体部分10、20可以相对于该轴线折叠。此外，铰链结构包括用于背部的护罩结构32。护罩结构32被设置用于保护装置在位于铰链元件31之间的背部，并且护罩结构优选布置成将第一铰链元件连接到第二铰链元件。在一种实施方式中，背部的护罩结构32与装置的被铰接侧一样宽。
铰链装置31包括第一铰链半部和第二铰链半部，它们布置成可以通过旋转点或枢轴X相对于彼此移动。铰链装置31布置成通过第一铰链半部连接到装置的第一主体部分10，并通过第二铰链半部连接到第二主体部分20。该连接可以通过各种方式实现。在一种实施方式中，相同的装置被用于连接铰链装置31并用于连接和移动护罩结构32。
在图1所示的示例中，护罩结构32通过连接装置连接到移动台的主体部分10、20，并连接到铰链装置31的枢轴X。铰链结构还包括用于在主体部分10、20的移动过程中使护罩结构32平行于与轴X-X的线垂直的平面移动的装置。在示例中，移动装置和连接装置是滑块33、34和引导件35、36。在示例中，滑块33、34设置成与铰链装置31相连，并且它们具有销状形状。在此示例中，引导件35、36是设置在护罩结构32的端部处的槽。以下，连接到主体部分10、20上的滑块33将被称作主体滑块33。主体滑块33连接到其上的引导件35将在以下被称作主体引导件35。对于连接到铰链装置31的旋转点X上的滑块34，以下将使用术语铰链滑块34。以相应的方式，对于铰链滑块34连接到其上的引导件36，以下将使用术语铰链引导件36。
在示例组件中，主体滑块33被布置成放在主体部件10、20的固定结构12、22中。在示例中，固定结构12、22是孔，主体滑块33通过该孔布置在主体引导件35中。
图2至5图示了上述实施方式的操作。在附图中，已经移除了用于背部的护罩结构32的端部，其中护罩结构中的引导件35、36和布置在其中的可移动滑块33、34是可见的。在图2中，装置的主体部分10、20处于闭合位置，就是说，主体部分基本上彼此抵靠。由此，主体滑块33位于主体引导件35的第一端处。以相应的方式，铰链滑块34处于铰链引导件36的一端处。由此，铰链结构32布置在与轴X-X的线接近的位置。在图示的示例中，主体部分10、20的表面11、21在轴线处放置在铰链装置31的轴X-X的线的不同侧上。
图3和4图示了当主体部分10、20朝向打开位置移动时引导件35、36和滑块33、34的相对位置的变化。如图所示，主体滑块33朝向主体引导件35的第二端移动。以相应的方式，铰链滑块34朝向铰链引导件36的第一端移动。由此，随着打开运动的进行，护罩结构32进一步远离轴X-X的线。
在图5中，装置处于其另一个极限位置，也就是处于打开位置。在打开位置，装置的内表面11、21上的结构和致动器是可见的并且可以由使用者访问。在该位置，主体滑块33处于主体引导件35的第二端，并且铰链滑块34处于铰链引导件36的第一端。由此，护罩结构32处于在远离轴X-X的线的位置。
图2至5的过程仅示出了一些可能的位置。除了上述的位置还可以有其他的位置，并且滑块33、34和引导件35、36以及护罩结构32的布置根据实施方式而不同。
图6至8和9至11示出了装有根据本发明的铰链结构的移动台的打开状态。在图6至8中，移动台在典型的操作方向上是可见的，在图9至11中，是从相反的方向观察的。如图7和8所示，可以使用铰链装置31之间的区域，因为铰链装置仅处于窄的边缘区域。
图9至11示出保护背部的有效功能。打开状态的主体部分10、20之间的角度(也就是背部)一直由用于背部的护罩结构32来保护，其中任何物质(例如使用者的手指或者衣服)不能从外部无意中进入主体部分之间。具体而言，主体10和20之间的电连接装置被保护。护罩结构32还可以以与上述不同的方式布置在铰链装置31之间。例如，图12示出比装置的背部窄的护罩结构32。
图13、14和15仅示出护罩结构32如何只连接到一个铰链装置31上的一些示例。在图13中，装置的主体部分10、20通过两个铰链装置31彼此连接。两个铰链装置31都连接到护罩结构32(图中未示出铰链装置，因为它们被护罩结构覆盖了)。铰链装置31与护罩结构32之间的连接可以以上述示例描述的方式来布置。护罩结构32可以布置成可移动，与上述示例一样。
在图14的示例中，装置的主体部分10、20通过单个铰链装置31彼此连接。在此示例中，铰链装置31连接到护罩结构23(图中未示出铰链装置，因为其被护罩结构覆盖)。在示例中，护罩结构32被设计成保护铰链装置31，但是其也可以以其他方式来设计。例如，护罩结构可以在比铰链装置的紧邻处大的长度上保护装置的背部。由此，例如可以对主体部分10、20之间的连接结构提供受保护的空间。
在图15中，装置的主体部分10、20也通过单个铰链装置31彼此连接。在此示例中，由铰链装置31和护罩结构32形成的单元基本上布置在装置一例的中央。如图13、14和15所示，铰链装置31可以布置在不同的位置。
当用于背部的护罩结构32布置成可移动时，护罩结构可以制成刚性的，因为护罩结构的形状不需要由于移动而改变。由于刚性结构，护罩结构32可以具有良好的保护效果。
在上述的示例中，槽和可在槽中移动的销分别用作引导件35、36和滑块33、34。槽和销可以以各种方式来设计，其中例如可以改变护罩结构32的移动速度和移动的距离。此外，滑块33、34和引导件35、36可以以与示例所示不同的方式来放置。例如，在一些实施方式中，可以将引导件35、36放置在主体部分10、20中，而将滑块33、34放置在背部的护罩结构32中。还可以以与所示示例不同的方式来设计功能性的滑块33、34和引导件35、36。引导件35、36例如形成为刚性件，以引导滑块33、34。引导件35、36和/或滑块33、34也可以放置在与护罩结构32相连的分开的元件中。例如，引导件35、36可以设置在单独的连接板中，其中，护罩结构32不必然需要直接连接到滑块33、34上。所述分开的元件将护罩结构间接连接到铰链装置31上。还可以存在一些分开的部件。通过使用分开的部件，在一些实施方式中，当部件由第一材料(例如更坚固的材料)制成而护罩结构可以由第二材料(例如更弹性的材料)制成时，可以增加结构的持久性。
上述铰链结构可能够以各种方式来实现该装置。在以下，将描述使用该铰链结构的一些应用的示例。
在一种实施方式中，用于装置的天线结构37连接到铰链结构背部的护罩结构32上，如图16所示。
在图17至19所示的另一种实施方式中，显示屏38设置在铰链的护罩结构32中。在此实施方式中，其是装置的第二显示屏38，其比第一显示屏39小。所述第二显示屏38用作辅助显示屏，并且例如在装置折叠时使用者可以看到第二显示屏38。此外，在图17至19所示的实施方式中，环40形成为与护罩结构32相连，以使其悬挂装置并以各种方式进行固定用于不同情况的使用。
图20和21示出包含可互换的部件(一个或多个)41以及用于其的插口42的实施方式。插口42设置在铰链结构的护罩结构32中。在图20中，没有部件布置在插孔42中。在图21中，诸如照相机模块之类的部件41布置在插口42中。部件41可以根据各种应用通过各种接口和连接方式来连接。例如，可以通过USB(通用串行总线)式的连接结构来提供连接。待连接的部件41可以包括各种模块，包括照相机模块、无线电模块、数据进入模块、游戏模块、存储器模块等。
在一种实施方式中，视频摄像机连接到铰链结构上，如图22和23所示。该图还示出布置成被枢转的主体部分10。由此，使用者可以将显示屏布置在主体部分10中对使用有利的位置。
图24示出本发明的一种实施方式，其包括用于松弛的或者可拆卸装置44的存储位置43。在示例中，该装置是笔44，例如用于操作触摸屏的触笔。用于所述笔44的储存位置43设置在铰链结构的护罩结构32中。该储存位置43还可以包括控制装置，用于检测笔44相对于储存位置43的定位。基于该信息，可以在相同的应用中控制装置。还可以提供用于其他装置(例如笔、激光指示器、存储器单元、药物)的储存位置，或者用于其他目的。
如上所述，根据本发明的铰链结构使其可以以有效的方式使用铰链区域。图25和26示出一种应用，其中用于装置(在示例中是操纵杆)的控制结构45设置在铰链装置31之间的区域中。控制结构集成在背部的护罩结构32中。在图25中，示出装置处于折叠的闭合位置，其中，控制结构45保持被保护在装置内侧。图26示出处于打开位置的装置，其中，控制结构处于主体部分10、20之间并可以由使用者访问。除了控制结构45之外或者代替控制结构45，护罩结构还可以以相应的方式包括其他机构和装置，例如照相机、显示屏、听筒、话筒等。还可以将除了示例所示的操纵杆布置以外的结构用作控制结构45，例如跟踪球、接触面板等。
如从前述示例中可以看到的，各种功能和装置可以连接到铰链结构。例如，它们可以放置在背部的外表面上，如图16至24所示，其中有利的是，它们可以一直被访问。它们还可以放置在铰链结构中，使其它们放置在装置内侧，如图25和26所示，其中例如在运输和储存过程中它们被保护。此外，可以结合不同的布置，其中铰链结构可以包含各种功能和装置，这些功能和装置中的一些可以布置在背部的外表面上，一些布置在装置内侧。
通过以各种方式组合上述本发明的不同实施方式所述的模式和结构，可以根据本发明的精神来产生本发明的各种实施方式。因此，上述示例不应当被解释为限制本发明，而是本发明的实施方式可以在下述权利要求所要求的发明特征的范围内自由地变化。

Claims (9)

1.一种铰链结构，用在便携式电子装置中，使得可以相对于铰链结构的旋转轴(X-X)来旋转装置的第一主体部分(10)和第二主体部分(20)，所述铰链结构至少包括铰链元件(31)，所述铰链元件(31)包括被布置成能够通过布置在旋转轴(X-X)上的枢轴(X)相对于彼此移动的第一铰链半部和第二铰链半部，并且所述铰链元件被布置成通过第一铰链半部连接到装置的第一主体部分(10)上并通过第二铰链半部连接到第二主体部分(20)上，其特征在于：所述铰链结构包括用于保护装置背部的护罩结构(32)，所述护罩结构通过滑块(34)和引导件(36)连接到所述铰链元件(31)的枢轴(X)上，并且所述护罩结构(32)被布置成能够在与旋转轴(X-X)垂直的方向上移动。
2.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述护罩结构(32)通过滑块(33)和引导件(35)连接到铰链元件(31)的铰链半部上。
3.根据权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述护罩结构布置成能够相对于连接到铰链元件(31)的铰链半部上的滑块(33)移动。
4.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述铰链结构包括两个铰链元件(31)以及用于在所述两个铰链元件(31)之间保护装置背部的护罩结构(32)，所述护罩结构被布置成将两个铰链元件之一连接到另一铰链元件。
5.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述护罩结构包括以下项中的至少一项：
天线(37)；
显示装置(38)；
照相机；
用于连接辅助装置(41)的连接装置(42)；
用于机械固定所述辅助装置的固定装置(40)；
储存结构(43)；
控制装置(45)。
6.一种电子装置，包括根据权利要求1至5中任一项所述的铰链结构。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于：其是以下装置中的一种：个人数字助理、通讯装置、照相机和游戏装置。
8.一种用于形成可折叠装置的方法，所述可折叠装置使得可以相对于铰链结构的旋转轴(X-X)旋转装置的第一主体部分(10)和第二主体部分(20)，在所述方法中，所述第一主体部分通过铰链元件(31)连接到第二主体部分，使得铰链元件通过第一铰链半部连接到装置的第一主体部分(10)上并通过第二铰链半部连接到第二主体部分(20)上，所述第一铰链半部和第二铰链半部被布置成能够通过位于旋转轴(X-X)上的枢轴(X)来相对于彼此移动，
其特征在于：所述铰链元件(31)的枢轴(X)通过滑块(34)和引导件(36)连接到用于保护装置背部的护罩结构(32)上，并且在主体部分(10、20)的移动过程中，所述护罩结构(32)在与旋转轴(X-X)垂直的方向上移动。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述第一主体部分(10)通过两个铰链元件(31)连接到第二主体部分(20)上，两个铰链元件(31)之一通过护罩结构(32)连接到另一个铰链元件上以保护装置的位于所述两个铰链元件之间的背部。
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