CN101341455B - 具有双轴线铰链的可折叠电子设备及铰链 - Google Patents

具有双轴线铰链的可折叠电子设备及铰链 Download PDF

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Abstract

一种可折叠设备，其具有铰链以使得其能够被打开和闭合。该铰链具有两个轴，这两个轴分离地紧固到该可折叠设备的两个面板。每个轴具有在轴表面上具有凹陷的耦合部分。具有两个弯曲部分的基本平面的弹簧用于接合穿过相应耦合部分的轴。每个弯曲部分在该弯曲部分的内径上具有突出部分。当可折叠设备位于闭合位置时，第二弯曲部分中的突出部分啮合在第二轴的凹陷中，同时第一弯曲部分自该第一轴的凹陷中脱离。该可折叠设备可以朝向其中两个突出部分都在各自凹陷中啮合的锁定位置打开。在任何位置处，该铰链都围绕轴中的仅一个来旋转。

Description

具有双轴线铰链的可折叠电子设备及铰链
技术领域
本发明通常涉及一种可折叠电子设备，可以将该可折叠电子设备打开，以便展现两个设备部分的两个相对面，并且更具体地涉及一种用于链接所述设备部分的铰链。
背景技术
诸如、移动电话、笔记本计算机、PDA的可折叠电子设备包括通过铰链而链接的两个设备部分。该铰链可以是单轴线构造，其中具有耦合通道的两个铰链板分离地连接到各设备部分，并且穿过耦合通道插入销来作为枢轴线，以将两个铰链板接合。单轴线铰链还可以构造成具有围绕枢轴销弯曲的卷簧，其中该卷簧的每个端部紧固至一个设备部分。该铰链也可以是双轴线构造，其中两个轴分离地附接到各设备部分，并且利用两个轴来啮合耦合，以允许将这些轴用作两个枢轴线。例如，在Kurokawa(美国专利公开No.2004/0266239A1)中公开了一种具有双轴线铰链的可折叠电子设备。在Kurokawa中，双轴线铰链包括分离地紧固到两个外壳的两个枢轴，并使用具有多个缠绕部分的金属线来连接该枢轴。该具有缠绕部分的金属线的作用像是具有两个弹簧端的缠绕弹簧，每个都紧固至外壳。
发明内容
本发明提供了一种铰链，其具有将要分离地紧固到可折叠电子设备的两个设备部分的两个枢轴。第一枢轴具有与第二枢轴的纵轴线基本上平行的纵轴线。枢轴中的每个均具有在轴表面上具有凹陷或沟槽的耦合部分。具有两个弯曲部分的基本平面的弹簧用于接合穿过相应耦合部分的枢轴。该弯曲部分中的每个均具有与枢轴的耦合部分的直径基本相等的内径。在每个弯曲部分的内径的分段上，提供了向内突出的部分。当可折叠电子设备位于该闭合位置时，在第二弯曲部分中的向内突出部分啮合在该第二枢轴的凹陷中，而该第一弯曲部分自该第一枢轴的凹陷脱离。当第一弯曲部分并未在第一枢轴的凹陷中啮合时，第一弯曲部分由第一枢轴的外围表面作用于该向内突出部分上的力而被略微放大。因而，第一弯曲部分的作用像是夹持第一枢轴的夹钳。当该可折叠电子设备打开到特定打开角度时，在第一弯曲部分中的向内突出部分变得啮合在第一枢轴的凹陷中。如果该可折叠电子设备进一步打开，则第二弯曲部分变得与第二枢轴的凹陷脱离。第二弯曲部分由第二枢轴的外围表面作用于该向内突出部分上的力而被略微放大。因而，第二弯曲部分的作用像是维持紧密保持在第二枢轴上的夹钳。
根据本发明，该可折叠电子设备可以是计算机、移动终端、发信机(communicator)、个人数字助理，视频播放器、音乐播放器等。
当阅读了结合图1至图7进行的描述，本发明将变得显而易见。
附图说明
图1是位于打开位置的可折叠电子设备的平面图的示意性表示。
图2是位于闭合位置的可折叠电子设备的平面图的示意性表示。
图3示出了与轴套(shaft shield)相关的锁簧。
图4a示出了根据本发明的枢轴的一部分。
图4b示出了枢轴的横截面。
图5示出了根据本发明的锁簧。
图6a至图6h示出了根据本发明的可折叠电子设备的打开。
图7示出了在打开位置的可折叠电子设备。
具体实施方式
本发明提供了一种用于接合两个设备部分或者可折叠电子设备的外壳的方法和设备。如图1所示，可折叠电子设备1包括通过铰链5接合的两个设备部分10和50。该可折叠电子设备1被示出为位于打开位置。如图1所示，铰链5具有两个用作枢轴线的轴。第一轴20通过轴固定件12而固定安装在设备部分10上。第二轴60通过轴固定件62而固定安装在设备部件50。该轴20，60通过锁簧30接合，并且轴套40相对于该锁簧30静止。可以通过带状电缆70来提供电连接，该带状电缆例如穿过在设备部分10中的连接器14和设备部分50中的连接器54之间的轴套40。
图2示出了位于闭合位置的可折叠电子设备1。仅仅示出了顶部设备部分10和第一轴20。图3示出了与锁簧30相关的轴套40。
在图4a中示出了轴20和60的一部分。如图所示，在轴20，60的一端上，存在安装部分22，62和耦合部分24，64。在图4b中示出了耦合部分24、64的横截面。轴20通过锁簧30在耦合部分24、64与轴60机械地啮合。如图4a和图4b所示，凹陷26，66提供在耦合部分24、64的外围部分上。该耦合部分24、64具有直径D。
如图5所示，锁簧30具有两个弯曲部分31和32，每个弯曲部分均具有基本等于耦合部分24、64的直径D的内径d。每个弯曲部分31、32具有将与凹陷26、66啮合的向内突出部分33、34。在组装时，第一弯曲部分31与第一轴20的耦合部分24啮合，并且第二弯曲部分32与第二轴60的耦合部分64啮合。应当理解，当第一弯曲部分31的突出部分33并未在第一枢轴20的凹陷26中啮合时，第一弯曲部分31由第一枢轴20上耦合部分24的外围表面作用于该向内突出部分33上的力而被略微放大。同样，当第二弯曲部分32的突出部分34并未在第二枢轴60的凹陷66中啮合时，第二弯曲部分32由第二枢轴60上耦合部分64的外围表面作用于该向内突出部分34上的力而被略微放大(参见图4a)。因而，锁簧30的作用像是夹钳，以便维持紧密保持在一个轴上，同时另一轴通过其凹陷与锁簧啮合。
图6a至6h示出了当该可折叠设备从闭合位置打开时轴和锁簧之间的啮合。当该可折叠电子设备1位于闭合位置时，如图6a所示，位于该锁簧30的第二弯曲部分32上的向内突出部分34与位于该第二轴60上的凹陷66啮合。然而，在第一弯曲部分31上的突出部分33未与第一轴20上的凹陷26啮合。在该情形中，易于使得第一弯曲部分31围绕该第一轴20旋转。因此，当该可折叠电子设备1被打开时，仅发生在锁簧30和第一轴20之间的相对旋转运动。该锁簧30相对于第二轴60保持静止，如图6b所示。
当第一设备部分10和第二设备部分50之间的角度达到特定角度时，在第一弯曲部分31上的突出部分33变得与第一轴20上的凹陷26啮合，如图6c所示。在该角度，在第二弯曲部分32上的突出部分34仍与第二轴60上的凹陷66啮合。因此，该可折叠电子设备1位于锁定位置。
进行设计以使得在第一弯曲部分31和第一轴20之间的锁定作用比第二弯曲部分32和第二轴60之间的锁定作用较强。例如，突出部分34的高度比突出部分33的高度较小，并且凹陷66比凹陷26较浅。如果可折叠电子设备1进一步打开，则使得锁簧30相对于第二轴60旋转，同时锁簧30相对于第一轴20静止，如图6d所示。如果期望的话，可以继续执行相同的旋转运动。如图6e所示，可以打开该可折叠电子设备以使得第一设备部分10和第二设备部分50之间的角度到达180度。
图6f至6h示出了该可折叠设备的第一设备部分10，该第一设备部分正在向不同的方向移动，以闭合该可折叠设备。如图6f所示，当第一设备部分10在顺时针方向移动，以闭合该可折叠设备时，对于铰链5较容易围绕第二轴60旋转，这是因为该突出部分34没有与凹陷66啮合，直到该可折叠电子设备位于图6g的闭锁或者锁定位置。在该位置，与凹陷26、66相关的突出部分33、34是设计使得围绕第一轴20以顺时针方向旋转铰链将需要较少的力，如图6h所示。
应当注意的是，突出部分33和34两者都在对应的凹陷26、66中啮合，如图6c所示，该可折叠电子设备位于该锁定位置。然而，即使当该可折叠电子设备并不在锁定位置，如图6a、6b、6d、6e、6f和6h，在锁簧30和一个轴之间的钳位作用仍维持紧密保持在该轴上。因此，该可折叠电子设备在任何打开位置都是相当稳定的。
如图6c所示，当第一设备部分10和第二设备部分50之间的角度到达90度时，该可折叠电子设备1位于打开位置。然而，取决于在第一弯曲部分31上突出部分33相对于第一轴的凹陷26的位置，该角度可以比90度较大或者较小。另外，可以在第二弯曲部分32上提供另一较短的突出部分，使得当该可折叠电子设备1打开超过该锁定位置时，该较短突出部分变得在凹陷66中啮合。例如，可以提供位于第二弯曲部分32上的较短突出部分(未示出)，使得当第一设备部分10和第二设备部分50之间的角度达到180度时，该较短突出部分(未示出)变得在凹陷66中啮合。可以使铰链5具有仅仅一个锁簧30以与轴20，60啮合。然而，还可以使用两个或多个锁簧30来与轴20和60啮合。
根据本发明，该可折叠电子设备1可以是膝上型计算机、移动电话、发信机设备、个人数字助理(PDA)，例如便携DVD播放器的视频播放器、用以允许一个或多个游戏者玩视频游戏的游戏控制台、音乐播放器。视听播放器等。如图7所示，该折叠电子设备1具有布置在第一设备部分10的显示器12和布置在第二设备部分50上的小键盘52。依赖于该可折叠电子设备的功能，该可折叠电子设备1可以配备有照相机、触摸板以及其他设备部件。
因此，尽管已经针对本发明的一个或者多个实施方式对其进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以做出本发明在形式以及细节上的前述以及各种其它变化、省略以及偏离。

Claims (26)

1.一种至少在第一位置和第二位置可操作的可折叠电子设备，所述可折叠设备包括：
第一设备部分；
第二设备部分；以及
铰链，用于将该第一设备部分啮合到该第二设备部分，该铰链包括：
第一轴，其紧固地附接到该第一设备部分，该第一轴具有限定第一轴线的长度，该第一轴具有第一轴直径，该第一轴在该长度的一部分上至少具有耦合部分，该耦合部分具有第一外围表面和在该第一外围表面上的凹陷，该第一外围表面具有大于该第一轴直径的第一耦合直径；
第二轴，其紧固地附接到该第二设备部分，该第二轴具有限定第二轴线的长度，该第二轴具有第二轴直径，该第二轴在该长度的一部分上至少具有耦合部分，该耦合部分具有第二外围表面和在该第二外围表面上的凹陷，该第二外围表面具有大于该第二轴直径的第二耦合直径，其中该第二轴与第一轴相关地定位，使得该第二轴的轴线基本平行于该第一轴的轴线；以及
锁簧，具有第一端和相对的第二端，该锁簧包括：
第一弯曲部分，用于形成具有内径基本上等于该第一外围表面的该第一耦合直径的开口环，该第一弯曲部分具有从该内径向内突出的突出部分；和
第二弯曲部分，用于形成具有内径基本上等于该第二外围表面的该第二耦合直径的开口环，该第二弯曲部分具有从该内径向内突出的突出部分，其中该第一弯曲部分与该第一轴的耦合部分可移动地啮合，该第二弯曲部分与该第二轴的耦合部分可移动地啮合，使得允许该锁簧相对于该第一和第二轴其中至少之一在第一旋转方向上以及在相对的第二旋转方向上旋转，并且其中
当该可折叠设备在该第一位置操作时，该第一弯曲部分的该突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中，以及该第二弯曲部分的突出部分以距该第二轴的耦合部分的凹陷一角距离而定位，使得允许该锁簧围绕该第二轴朝着该可折叠设备的第二位置以第一旋转方向旋转；以及
当该可折叠设备在该第二位置操作时，该第二弯曲部分的突出部分也变得啮合在第二轴的耦合部分的凹陷中。
2.根据权利要求1所述的可折叠电子设备，其中该第一弯曲部分的突出部分和该第二弯曲部分的突出部分相对于各个凹陷来确定形状，使得当该第一弯曲部分的突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中以及当该第二弯曲部分的突出部分啮合在该第二轴的耦合部分的凹陷中时，以第一方向围绕第一轴比围绕第二轴旋转该铰链需要较小的力。
3.根据权利要求2所述的可折叠电子设备，其中当该第一弯曲部分的突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中以及当该第二弯曲部分的突出部分啮合在该第二轴的耦合部分的凹陷中时，以第二方向围绕第二轴比围绕第一轴旋转该铰链需要较小的力。
4.根据权利要求2所述的可折叠电子设备，其中当该第一弯曲部分的突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中，同时该第二弯曲部分的突出部分与该第二轴的耦合部分的凹陷间隔开时，该第二弯曲部分的环被放大，使得该环的内径比该第二外围表面的第二耦合直径较大，并且以第一或者第二方向围绕第二轴比围绕第一轴旋转该铰链需要较小的力。
5.根据权利要求2所述的可折叠电子设备，其中当该第二弯曲部分的突出部分啮合在该第二轴的耦合部分的凹陷中，同时该第一弯曲部分的突出部分与该第一轴的耦合部分的凹陷间隔开时，该第一弯曲部分的环被放大，使得该环的内径比该第一外围表面的第一耦合直径较大，并且以第一或者第二方向围绕第一轴比围绕第二轴旋转该铰链需要较小的力。
6.根据权利要求1所述的可折叠电子设备，其中该锁簧是基本平面的，其限定一个平面，使得该第一和第二弯曲部分基本位于该平面内。
7.根据权利要求2所述的可折叠电子设备，其中该第一设备部分具有用于附接该第一轴的第一端和相对的第二端，该第二设备部分具有用于附接该第二轴的第一端和相对的第二端，并且其中当该可折叠设备在该第一位置操作时，该第一设备部分的第一端与该第二设备部分的第一端相邻。
8.根据权利要求7所述的可折叠电子设备，其中该可折叠设备在该第二位置操作时，该第一设备部分的第一端与该第二设备部分的第一端间隔开。
9.根据权利要求8所述的可折叠电子设备，其中：
该第一设备部分具有布置在第一和第二端部之间的第一平面内的一个或多个设备部件；以及
该第二设备部分具有布置在第一和第二端部之间的第二平面内的一个或多个设备部件，并且其中当该可折叠设备在该第一位置操作时，该第一平面基本上平行于该第二平面。
10.根据权利要求9所述的可折叠电子设备，其中当该可折叠设备在该第二位置操作时，该第一平面基本上垂直于该第二平面。
11.根据权利要求7所述的可折叠电子设备，其中：
当该可折叠设备在该第一位置操作时，该可折叠设备还在闭合位置中操作；以及
当该可折叠设备在该第二位置操作时，该可折叠设备还在打开位置中操作。
12.根据权利要求11所述的可折叠电子设备，其中当该可折叠设备在该闭合位置中操作时，该第二设备部分能够通过围绕该第二轴以该第一方向旋转该铰链而朝着该打开位置来远离该第一设备部分旋转。
13.根据权利要求12所述的可折叠电子设备，其中当该可折叠设备在该打开位置中操作时，该第二设备部分能够通过围绕该第一轴以该第一方向旋转该铰链而进一步远离该第一设备部分运动。
14.根据权利要求12所述的可折叠电子设备，其中当该可折叠设备在打开位置中操作时，该第二设备部分能够通过围绕该第二轴以该第二方向旋转该铰链而朝着该闭合位置接近该第一设备部分运动。
15.根据权利要求11所述的可折叠电子设备，其中当该可折叠设备在该闭合位置和该打开位置之间操作时，该第二设备部分能够通过围绕该第二轴以第二方向旋转该铰链而朝着该闭合位置接近该第一设备部分运动。
16.根据权利要求1的可折叠电子设备，包括移动终端。
17.根据权利要求1的可折叠电子设备，包括计算机。
18.根据权利要求1的可折叠电子设备，包括个人数字助理设备。
19.根据权利要求1的可折叠电子设备，包括视听播放器。
20.根据权利要求1的可折叠电子设备，包括游戏控制台。
21.一种用于在具有第一设备部分和第二设备部分的可折叠设备中使用的铰链，该铰链至少在第一铰链位置和第二铰链位置可操作，所述铰链包括：
第一轴，其附接到该第一设备部分，该第一轴具有限定第一轴线的长度，该第一轴具有第一轴直径，该第一轴在该长度的一部分上至少具有耦合部分，该耦合部分具有第一外围表面和在该第一外围表面上的凹陷，该第一外围表面具有大于该第一轴直径的第一耦合直径；
第二轴，其附接到该第二设备部分，该第二轴具有限定第二轴线的长度，该第二轴在该长度的一部分上至少具有耦合部分，该第二轴具有第二轴直径，该耦合部分具有第二外围表面和在该第二外围表面上的凹陷，该第二外围表面具有大于该第二轴直径的第二耦合直径，其中该第二轴与第一轴相关地定位，使得第二轴线基本平行于第一轴线；以及
锁簧，具有第一端和相对的第二端，该锁簧包括：
第一弯曲部分，用于形成具有内径基本上等于该第一外围表面的该第一耦合直径的开口环，该第一弯曲部分具有从该内径向内突出的突出部分；和
第二弯曲部分，用于形成具有内径基本等于该第二外围表面的该第二耦合直径的开口环，该第二弯曲部分具有从该内径朝内突出的突出部分，其中该第一弯曲部分与该第一轴的耦合部分可移动地啮合，该第二弯曲部分与该第二轴的耦合部分可移动地啮合，使得允许该锁簧相对于该第一和第二轴其中至少之一在第一旋转方向上以及在相对的第二旋转方向上旋转，并且其中
当该铰链在该第一铰链位置操作时，该第一弯曲部分的突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中，该第二弯曲部分的突出部分以距该第二轴的耦合部分的凹陷一角距离而定位，以允许该锁簧围绕该第二轴朝着该第二铰链位置以第一旋转方向旋转；以及
当该铰链在该第二铰链位置操作时，该第二弯曲部分的突出部分也变得啮合在第二轴的耦合部分的凹陷中。
22.根据权利要求21所述的铰链，其中该第一弯曲部分的突出部分和该第二弯曲部分的突出部分相对于各个凹陷来确定形状，使得当该第一弯曲部分的突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中以及当该第二弯曲部分的突出部分啮合在该第二轴的耦合部分的凹陷中时，以第一方向围绕第一轴比围绕第二轴旋转该铰链需要较小的力。
23.根据权利要求22所述的铰链，其中当该第一弯曲部分的突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中以及当该第二弯曲部分的突出部分啮合在该第二轴的耦合部分的凹陷中时，以第二方向围绕第二轴比围绕第一轴旋转该铰链需要较小的力。
24.根据权利要求22所述的铰链，其中当该第一弯曲部分的突出部分啮合在该第一轴的耦合部分的凹陷中，同时该第二弯曲部分的突出部分与该第二轴的耦合部分的凹陷间隔开时，该第二弯曲部分的环被放大，使得该环的内径比该第二外围表面的第二耦合直径较大，并且以第一或者第二方向围绕第二轴比围绕第一轴旋转该铰链需要较小的力。
25.根据权利要求22所述的铰链，其中当第二弯曲部分的突出部分啮合在第二轴的耦合部分的凹陷中，同时该第一弯曲部分的突出部分与该第一轴的耦合部分的凹陷间隔开时，该第一弯曲部分的环被放大，使得该环的内径比该第一外围表面的第一耦合直径较大，并且以第一或者第二方向围绕第一轴比围绕第二轴旋转该铰链需要较小的力。
26.根据权利要求21所述的铰链，其中该锁簧是基本平面的，其限定一个平面，使得所述该第一和第二弯曲部分基本位于该平面内。
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