CN101485180B - 具有单切口铰链的电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于翻盖式电子设备的铰链组件(200)包括轴(201)和外壳套筒(202)。该铰链组件(200)有利于实现单切口铰链。除了提供机械铰链作用之外，该铰链组件(200)在翻盖设备的第一部分(502)和第二部分(601)之间提供可靠电耦合。该轴(201)包括凹口(203)，柔性基板(301)的联接构件(304)穿过该凹口。凹口(203)具有桥接第一凹口壁(204)和第二凹口壁(205)的半圆止挡件(206)，该凹口有利于在电子设备第一部分(502)中设置的电路和电子设备第二部分(601)中设置的电路之间形成电连接；在一个实施例中，铰链组件(700)便利于其它组件的设置，例如配置在该电子设备的铰链区域内的图像捕获设备(720)。

Description

具有单切口铰链的电子设备
技术领域
本发明总体涉及一种铰接电子设备，更具体地涉及一种具有单切口(single-split)铰链的的电子设备，其中电导体穿过该单切口铰链。
背景技术
移动电话已经变得惊人流行。依照蜂窝电信工业协会(CTIA)，2005年底，仅在美国就有超过2亿人使用移动电话。这些双向通信设备使得人们无论在什么地方都能与朋友，家人，和同事保持联系。
移动电话一般可具有两种机械构造或“成型因素”之一：翻盖式或直板式。翻盖式，或“翻转式”电话为铰接设备，其像夹板一样开合。通常翻盖式电话键区位于铰链的一侧，而显示屏位于另一侧。直板式电话一般为一个实体件，其键区和显示屏位于单一的一个面上。
许多人更喜欢翻盖式手机，因为他们通常将电话放在口袋或钱包中。翻盖式手机受欢迎的首要原因是，当翻盖闭合时，键区被遮盖且受保护。这意味着，钥匙，硬币或其他口袋内物体不会被无意地压在按键上，导致电话呼出。其次，当翻盖闭合时，显示屏受到保护。因此，同样地，钥匙，硬币和其他口袋物体不会刮伤显示屏。
现在参照附图1，其中示出了现有技术的翻盖式手机101的一个实施例。第一半部102通过铰链104连接到第二半部103。铰链104是“双切口式(double-split)”铰链，其中，耦合到第二半部103的一对铰链端部105，106接合第一半部102上的突起107，从而形成铰链104。铰链104是“双切口式”，因为铰链中具有两个分型线108、109。采用双切口式，是因为其为电导体从第一半部102经由一个切口进入第二半部103提供了一种方式，同时铰链机构配置在另一切口下方。
虽然实际上双切口式铰链好用，但是消费者仍然不断地寻求圆滑且更流线的设计。设计者不断地试图提供电子设备更流行的外形和轮廓。单切口铰链将为设计者提供更大自由度，从而允许他们继续改进和重组电话的美观性。然而，现有技术在单切口铰链设计方面的努力并没有提供一种用于将一个半部中的电子线路通过铰链与另一半部中的电子线路耦合的可靠机构。
因此需要一种用于电子设备的单切口铰链设计，其便于通过该单切口铰链实现各部件的电耦合。
附图说明
附图1示出了现有技术的双切口铰链。
附图2示出了根据本发明的铰链组件的一个实施例。
附图3示出了适于使用根据本发明的铰链组件的柔性基板的一个实施例。
附图4示出了耦合有柔性基板的根据本发明的铰链组件的一个实施例。
附图5示出了根据本发明的与电子设备的第一外壳耦合的铰链和柔性基板的一个实施例。
附图6示出了使用根据本发明一个实施例的铰链组件的电子设备的分解图。
附图7示出了根据本发明的具有图像捕获设备的铰链组件一个实施例。
本领域技术人员理解，附图中的元件是为了简单且清楚的目的而被示出的，不必按比例绘制。例如，附图中一些元件的尺寸可以相对于其它元件放大，以助于增进对本发明实施例的理解。
具体实施方式
现在详细描述本发明的实施例。参照附图，所有图中，相同标记表示同样的部件。正如在此处说明书和整个权利要求中使用的一样，以下术语在此表示明确相关的含义，除非上下文明显地表达了其它含义：“一”，“一种”以及“该”包括复数参数的意思，“在..内(中)”(in)包括“在...内(中)”和“在...上”的意思。相关的术语例如第一和第二，顶和底，等等可以被单独地使用，以便将一个实体或作用与另一个加以区分，而不必要求或者暗示在这些实体或作用之间具有任何实际的关系或顺序。此外，被示出在括号中的附图标记表示在附图中被示出的部件，而不表示在所论述中的部件。例如，当论述附图A时述及设备(10)，则表示是附图中描述的元件10，而不是指图A。
这里描述的是一种铰链组件和柔性基板，其能使翻盖式结构因素被构造为在该设备的第一半部和第二半部之间具有单切口。该铰链组件包括耦合到该设备一个半部的外壳套筒和耦合到另一半部的轴。轴包括整合的凸轮从动件。凸轮和弹簧提供开启和闭合扭矩。销子将该轴固定到该外壳套筒，并且两个轴承垫圈帮助将磨损减至最小。
参照附图2，其中示出了根据本发明一个实施例的铰链组件200的分解图。铰链组件200包括轴201和外壳套筒202。在一个实施例中，这些部件由刚性、耐用金属(如不锈钢)通过金属注射成型、压铸或其他方法制造。外壳套筒202与轴201在轴201的第一端207通过销215机械耦合。
轴201包括穿过轴201一端的至少一部分的凹口203。凹口203限定第一凹口壁204和第二凹口壁205。半圆止挡件206围绕轴201设置，使得该半圆止挡件206桥接该第一凹口壁204和第二凹口壁205。正如下面将更详细的描述的那样，该凹口203和半圆止挡件206有利于柔性基板穿过该铰链组件200。
弹簧210设计在轴201和外壳套筒202之间。该弹簧210提供扭力，允许该铰链组件200开闭。所述不同地，该弹簧210在该轴201和该外壳套筒202之间施加载荷力。凸轮209配置在弹簧210和轴201之间。前套管208用作轴201和凸轮209之间的接触面，以便防止磨损。
当轴201穿过外壳套筒202时，铰链组件200耦合在一起。固定衬套212，后旋转套管213，和后载荷垫圈214穿过轴201的第一端207。销215将该组件固定一起。
为将铰链组件200耦合到电子设备，外壳套筒202包括机械耦合构件211。该机械耦合构件211可以是一种能够与电子设备壳体锁扣或粘接的机械结构。可替换地，该机械耦合构件211可以包括用于扣合件的孔，扣合件包括螺丝，凸起(boss)，铆钉，或其他固定装置。轴201也包括固定部件。如附图2说明性所示，该固定部件为至少一个凸起216，提供将该轴201耦合至电子设备的一个壳体的机构。连接件可以插入凸起216中，将轴与壳体机械耦合。
现在参照附图3，这里示出了根据本发明的柔性基板301的一个实施例。本发明的铰链组件(200)有利于形成通过铰链的可靠电联接(electrical link)，并且实现该功能的一个合适的电结构是柔性基板。在一个实施例中，柔性基板301包括封装在中的柔性铜导体。除了具有该基板内延伸的柔性导体外，该柔性基板301还可以具有基板顶上的用于耦合电部件308的导电焊盘和走线。
柔性基板301包括第一主面302和第二主面303。第一主面302用于耦合至翻盖电子设备的第一半部内的电部件或电路，而第二主面303用于耦合至翻盖电子设备的第二半部内的电部件和电路。例如，第一主面302和第二主面303中的每个可以具有直接耦合于其上的部件，例如，电部件308耦合到第一主面302。可替换地，第一主面302和第二主面303可以与其他基板耦合，包括在该电子设备的每个半部中的刚性基板。
联接构件304环绕铰链组件(200)将第一主面302耦合至第二主面303。如下面更详细介绍的，该联接构件穿过该轴(201)的凹口(203)，以提供围绕该铰链组件(200)的可靠电联接。从第一主面302向远端延伸的第一连接部305将第一主面302连接至联接构件304。从第二主面303向远端延伸的第二连接区段306将第二主面303连接至联接构件304。因此，联接构件304耦合第一连接部305与第二连接部306，从而耦合第一主面302和第二主面303。
在本发明的一个实施例中，联接构件304与第一连接构件305和第二连接构件306基本垂直地布置。当联接构件304穿过凹口(203)时，此基本垂直的关系允许第一连接构件305环绕着轴(201)缠绕，从而形成应变释放(strain relief)。第二连接构件306则环绕着轴(201)缠绕，以提供通过该铰链组件(200)的电连接。使用术语“基本垂直”的原因在于，所述关系是凭肉眼所见的大致垂直，公差和细微的设计选择差异可能实际上与理想直角的两边形成角度，即，几度的角度。
为了提供电连接，柔性基板301包括至少一个电导体307，其穿过联接构件304，并电连接第一主面302和第二主面303。也可以使用多个导体。例如，当铰接电子设备的第一半部包括中央处理机、键区、和功率控制电路而第二半部包括显示模块和射频电路时，电导体307可以包括多根导体，这些导体用于在电子设备的两个半部之间传输数据信号，功率，和其他信号。
现在参照附图4，其中示出了根据本发明一个实施例的具有柔性基板301的铰链组件200，该柔性基板301被设置为环绕铰链组件200。如上所述，第一连接构件305环绕着轴201缠绕，从而提供一些应力释放以及用于电连接的绕线功能。联接构件304设置在凹口203内。第二连接构件306则从凹口203伸出，从而完成通过铰链组件200的电连接。
如图4所示，在一个实施例中，第一连接构件305设置在半圆止挡件206的第一侧上，而第二连接构件306设置在半圆止挡件206的第二侧上。  因此，半圆止挡件206不仅在第一凹口壁204和第二凹口壁205之间提供机械连接，而且还充当第一连接构件305和第二连接构件306之间的分隔件。
现在参照附图5，其中示出了完整的柔性基板和被插入翻盖式电子设备的第一部分502中的铰链组件501。第一部分502包括第一半部铰链壳体503，该第一半部铰链壳体503具有孔504，铰链组件200可以插入该孔中。在本发明的一个实施例中，该第一半部铰链壳体503包括插入槽505，机械耦合构件211可以插入其中。在该实施例中，当铰链组件200被插入第一半部铰链壳体503中时，机械耦合构件211设置在插入槽505内。
现在参照附图6，其中示出了根据本发明一个实施例的电子设备的分解图，其具有第一部分502，第二部分601，和铰链组件200。与第一部分502相同，第二部分601包括第二半部铰链壳体603，铰链组件200可以插入其中。当被装配时，外壳套筒(202)与第一半部铰链壳体503机械耦合，同时第一凹口壁204和第二凹口壁205之一或两者与第二半部铰链壳体603机械耦合。
当被装配时，第一半部铰链壳体503和第二半部铰链壳体603交汇以形成分型线，如图6虚线604所示。其中设置有联接构件(304)的凹口203横穿分型线604，从而在第一部分502和第二部分601之间完成电连接。因此，当第一部分502包括设置在其中的电路(例如移动或无线电话中的键区模块)而第二部分601包括设置在其中的第二电路(例如移动或无线电话中的显示单元)时，联接模块(304)可以作为第一电路和第二电路之间的电连接。
如前述内容所暗示的，根据本发明的具有单切口铰链的便携式电子设备的一个优点是，它提供光滑且时尚的外形。另一个优点是，该单切口铰链允许其它部件设置在该铰链组件内。在双切口铰链的现有技术中，不可能当铰链壳体的一个半部容纳机械弹簧载荷的铰链组件时，另一半部容纳电接线。
现在参照附图7，其中示出了根据本发明的铰链组件700的一个实施例，其中，在铰链区域内容纳有其它部件。铰链组件700包括轴701和外壳套筒702。轴701包括凹口703，该凹口703穿过轴701的至少一个部分。凹口703限定第一凹口壁704和第二凹口壁704。在一个实施例中，轴701包括耦合至第一凹口壁704的第一机械稳定构件716以及耦合至第二凹口壁705的第二机械稳定构件717。
外壳套筒702在轴701的第一端部处机械耦合至轴701。在一个实施例中，外壳套筒702包括从其向远侧延伸的机械耦合构件711。
铰链组件700适用于具有第一半部铰链壳体718和第二半部铰链壳体719的便携式电子设备的耦合部分。在一个实施例中，套筒702耦合至第一半部铰链壳体718，同时轴701耦合至第二半部铰链壳体719。
铰链组件700便于其它部件设置在该便携式电子设备的铰链区域内。例如，在一个实施例中，图像捕获设备720可以配置在该铰链区域内。在如图7所示的示范性实施例中，图像捕获设备720配置在轴701附近。因此，该图像捕获设备720与轴701一起被设置在第二半部铰链壳体719内。
当使用第一机械稳定构件716和第二机械稳定构件717时，这些部件可以用来将轴701与第二半部铰链壳体719耦合。如附图7所示，第一机械稳定构件716和第二机械稳定构件717可以通过耦合到第二半部铰链壳体柱721而耦合至第二半部铰链壳体719。该机械联接部件711将外壳套筒702耦合到第一半部铰链壳体718。
在附图7所示的示范性的实施例中，图像捕获设备720设置在凹口703的顶部且在第一机械稳定构件716和第二机械稳定构件717下方。这允许图像捕获设备的视窗722穿过第二半部铰链壳体719中的孔。
在前述说明书中，已经描述了本发明的具体实施例。然而，本领域普通技术人员可知，在不脱离本发明的所附权利要求的保护范围的情况下，可以做各种调整和变化。因此，虽然已经举例和描述了本发明的最优实施例，但显然本发明不限于此。在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，本领域技术人员将可作出调整，变化，改变，置换，和等效替换。相应地，说明书和附图被认为是说明性的，而不是限制性的，诸如此类的调整也在本发明的范围内。

Claims (25)

1.一种铰链组件，包括：
包括凹口的轴，所述凹口穿过所述轴的至少一部分，以便限定第一凹口壁和第二凹口壁；
外壳套筒，在所述轴的第一端部处机械耦合到所述轴；以及
半圆止挡件，设置为环绕所述轴，使得所述半圆止挡件桥接所述第一凹口壁和所述第二凹口壁；以及
凸轮，设置在所述轴与所述外壳套筒之间。
2.如权利要求1所述的铰链组件，还包括设置在所述轴和所述外壳套筒之间的弹簧，所述弹簧在所述轴与所述外壳套筒之间施加荷载力。
3.如权利要求2所述的铰链组件，其中，所述凸轮设置在所述弹簧与所述轴之间。
4.如权利要求3所述的铰链组件，其中，所述外壳套筒包括从所述外壳套筒向远侧延伸的机械耦合构件。
5.一种铰链组件，包括：
铰链，包括：
包括凹口的轴，所述凹口穿过所述轴的至少一部分，以便限定第一凹口壁和第二凹口壁；
外壳套筒，在所述轴的第一端部处机械耦合到所述轴；以及
半圆止挡件，设置为环绕所述轴，使得所述半圆止挡件桥接所述第一凹口壁和所述第二凹口壁；
环绕所述轴耦合的柔性基板，所述柔性基板包括：
第一主面；
第二主面；和
耦合所述第一主面和所述第二主面的联接构件；
其中，所述联接构件设置在所述凹口内。
6.如权利要求5所述的铰链组件，其中，所述柔性基板还包括：
从所述第一主面向远侧延伸的第一连接部；以及
从所述第二主面向远侧延伸的第二连接部；
其中，所述联接构件将所述第一连接部耦合至所述第二连接部。
7.如权利要求6所述的铰链组件，其中，所述联接构件与所述第一连接部和所述第二连接部基本垂直。
8.如权利要求6所述的铰链组件，其中，所述第一连接部设置在所述半圆止挡件的第一侧上，此外所述第二连接部设置在所述半圆止挡件的第二侧上。
9.如权利要求5所述的铰链组件，其中，所述柔性基板包括至少一个导体，所述至少一个导体将所述第一主面和所述第二主面电耦合，其中，所述至少一个导体横穿所述联接构件。
10.如权利要求9所述的铰链组件，其中，所述柔性基板包括耦合至所述至少一个导体的电路部件。
11.一种便携式电子设备，包括：
具有第一半部铰链壳体的第一部分；
具有第二半部铰链壳体的第二部分；
耦合所述第一部分和所述第二部分的铰链组件，所述铰链组件包括：
具有凹口的轴，所述凹口穿过所述轴的至少一部分，以限定第一凹口壁和第二凹口壁；和
在所述轴的第一端部与所述轴机械耦合的外壳套筒；
其中，所述第一凹口壁或所述第二凹口壁之一机械耦合至所述第二半部铰链壳体，并且其中，所述外壳套筒机械耦合至所述第一半部铰链壳体。
12.如权利要求11所述的便携式电子设备，其中，所述轴还包括半圆止挡件，所述半圆止挡件设置为环绕所述轴，使得所述半圆止挡件桥接所述第一凹口壁和所述第二凹口壁。
13.如权利要求12所述的便携式电子设备，其中，所述第一部分包括设置在其中的第一电路，并且其中，所述第二部分包括设置在其中的第二电路。
14.如权利要求13所述的便携式电子设备，其中，所述第一电路和所述第二电路通过柔性基板电耦合。
15.如权利要求14所述的便携式电子设备，其中，所述柔性基板穿过所述凹口。
16.如权利要求15所述的便携式电子设备，其中，所述第一半部铰链壳体和所述第二半部铰链壳体交汇以形成分型线，并且其中，所述凹口横穿所述分型线。
17.如权利要求11所述的便携式电子设备，其中，所述便携式电子设备包括无线电话。
18.如权利要求11所述的便携式电子设备，其中，所述轴包括至少一个凸起，连接器被插入所述凸起中以将所述轴机械耦合到所述第二半部壳体。
19.如权利要求11所述的便携式电子设备，其中，所述外壳套筒包括耦合器，所述耦合器用于将所述外壳套筒机械耦合到所述第一半部壳体。
20.如权利要求19所述的便携式电子设备，其中，所述第一半部铰链壳体包括插入槽，并且其中，所述耦合器被布置在所述插入槽中。
21.一种铰链组件，包括：
具有凹口的轴，所述凹口穿过所述轴的至少一部分，以限定第一凹口壁和一第二凹口壁；
耦合至所述第一凹口壁的第一机械稳定构件；
外壳套筒，在所述轴的第一端部机械耦合至所述轴；和
设置在所述轴和所述第一机械稳定构件附近的图像捕获设备。
22.如权利要求21所述的铰链组件，其中，所述铰链组件设置在具有第一半部铰链壳体和第二半部铰链壳体的便携式电子设备中，其中，所述外壳套筒耦合至所述第一半部铰链壳体，所述图像捕获设备设置在所述第二半部铰链壳体内，并且其中，所述轴耦合至所述第二半部铰链壳体。
23.如权利要求22所述的铰链组件，进一步包括耦合至所述第二凹口壁的第二机械稳定构件，其中，通过所述第一机械稳定构件和所述第二机械稳定构件将所述轴耦合至所述第二半部铰链壳体。
24.如权利要求23所述的铰链组件，其中，所述图像捕获设备设置在所述凹口顶部且处于所述第一机械稳定构件和所述第二机械稳定构件之下。
25.如权利要求23所述的铰链组件，其中，所述外壳套筒包括机械耦合构件，其中，所述机械耦合构件耦合至所述第二半部铰链壳体。
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