CN102043452B - 铰链单元及具有该铰链单元的便携式计算机 - Google Patents
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Abstract
公开了一种铰链单元及具有该铰链单元的便携式计算机。所述铰链单元将第一构件和第二构件结合，所述铰链单元包括：锥形轴，结合到第一构件并包括铰链枢轴、截锥形的锥形单元以及第一摇动单元，锥形单元的半径在铰链枢轴的端部区域朝着铰链枢轴的相应的端部逐渐变大，第一摇动单元形成在锥形单元的外表面上；锥形套筒，结合到第二构件并包括套筒主体和第二摇动单元，套筒主体形成有具有与锥形套筒的内部中的锥形单元的形状对应的形状的锥形容纳单元，第二摇动单元形成在锥形容纳单元的内表面上，以与第一摇动单元结合。
Description
技术领域
本申请涉及计算机外壳领域，更具体地讲，涉及一种便携式计算机的铰链单元，所述铰链单元减少组件的数目，并因此降低制造成本并提高耐磨性。
背景技术
通常，便携式计算机的显示单元通过铰链单元结合到计算机主体。在第2003-161311号日本专利的首次公布中公开了便携式计算机的这种铰链单元的示例。
如图1和图2中所示，(与上述专利号为2003-161311的申请的图2和图3相对照)铰链单元1包括：铰链枢轴10；第一连接体20，结合到显示单元；第二连接体30，结合到计算机主体单元；一对第一凸轮构件40和第二凸轮构件50，分别被结合到第一连接体20和第二连接体30，并分别具有形成在第一凸轮构件40和第二凸轮构件50的互相面对的表面上的倾斜表面45和倾斜表面55(见图2)。还示出了弹簧60，弹簧60沿着铰链枢轴10等的轴线方向将第一凸轮构件40按压到第二凸轮构件50。依靠倾斜表面45和倾斜表面55的相对转动，第一凸轮构件40和第二凸轮构件50彼此锁止和分离。
然而，由于用于便携式计算机的传统的铰链单元1的第一凸轮构件40的倾斜表面45和第二凸轮构件50的倾斜表面55在铰链枢轴10的轴线方向上接触并在竖直方向上受到弹簧60的按压力，因此依赖于相对转动产生严重的摩擦力，从而容易造成磨损。另外，由于构成铰链单元1的组件很多，因此制造成本增加。
发明内容
因此，本发明的一个或多个示例性实施例提供一种包括数目减少的组件的铰链单元，该铰链单元提供降低的制造成本和提高的耐磨性。
另一示例性实施例在于提供一种包括具有数目减少的组件的铰链单元的便携式计算机，该铰链单元降低制造成本并提高耐磨性。
可通过提供一种铰链单元来实现本发明的上述描述和/或其他方面，该铰链单元将第一构件和第二构件结合，所述铰链单元包括：锥形轴，结合到第一构件并包括铰链枢轴、截锥形的锥形单元以及第一摇动单元(即，第一啮合部件)，锥形单元的半径在铰链枢轴的端部区域朝着铰链枢轴的相应的端部逐渐变大，第一摇动单元形成在锥形单元的外表面上；锥形套筒，结合到第二构件并包括套筒主体和第二摇动单元(即，第二啮合部件)，套筒主体形成有具有与锥形套筒的内部中的锥形单元的形状对应的形状的锥形容纳单元，第二摇动单元形成在锥形容纳单元的内表面上，以与第一摇动单元结合。
第一摇动单元可被设置为从锥形单元的外表面突出的摇动突起，第二摇动单元可被设置为形成在锥形容纳单元的内表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
第二摇动单元可被设置为从锥形容纳单元的内表面突出的摇动突起，第一摇动单元可被设置为形成在锥形单元的外表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
摇动突起和突起容纳单元可沿着铰链枢轴的轴线方向形成。
摇动突起和突起容纳单元可具有沿着铰链枢轴的轴线方向的螺旋形。
所述铰链单元还可包括弹性构件，所述弹性构件设置在铰链枢轴上并朝着锥形轴弹性地按压锥形套筒。
摇动突起可相对于铰链枢轴的轴线方向具有5-45度的范围内的角度。
摇动突起和突起容纳单元可沿着铰链枢轴的径向设置成多个。
摇动突起和突起容纳单元中的至少一个可形成有倾斜侧表面。
铰链枢轴、锥形单元以及第一摇动单元可一体地形成。
根据另一方面，提供一种便携式计算机，该便携式计算机可包括计算机主体单元、显示单元以及将显示单元结合到计算机主体单元的铰链单元，所述铰链单元包括：锥形轴，结合到计算机主体单元和显示单元中的一个并包括铰链枢轴、截锥形的锥形单元以及第一摇动单元，锥形单元的半径在铰链枢轴的端部区域朝着铰链枢轴的相应的端部逐渐变大，第一摇动单元形成在锥形单元的外表面上；锥形套筒，结合到计算机主体单元和显示单元中的另一个并包括锥形容纳单元和第二摇动单元，锥形容纳单元具有与锥形单元的形状对应的形状，第二摇动单元形成在锥形容纳单元的内表面上，以与第一摇动单元结合。
第一摇动单元可被设置为从锥形单元的外表面突出的摇动突起，第二摇动单元可被设置为形成在锥形容纳单元的内表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
第二摇动单元可被设置为从锥形容纳单元的内表面突出的摇动突起，第一摇动单元可被设置为形成在锥形单元的外表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
摇动突起和突起容纳单元可沿着铰链枢轴的轴线方向形成。
摇动突起和突起容纳单元可具有沿着铰链枢轴的轴线方向的螺旋形。
所述便携式计算机还可包括弹性构件，所述弹性构件设置在铰链枢轴上并朝着锥形轴弹性地按压锥形套筒。
摇动突起可相对于铰链枢轴的轴线方向具有5-45度的范围内的角度。
摇动突起和突起容纳单元可沿着铰链枢轴的径向设置成多个。
摇动突起和突起容纳单元中的至少一个可形成有倾斜侧表面。
铰链枢轴、锥形单元以及第一摇动单元可一体地形成。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，上述和/或其他方面将会变得清楚和更加容易理解，其中：
图1和图2是传统的铰链单元的透视图和分解透视图；
图3是示出根据示例性实施例的便携式计算机的示意性构造的透视图；
图4和图5是根据示例性实施例的铰链单元的透视图和分解透视图；
图6和图7是示出根据示例性实施例的铰链单元的操作状态的截面图；
图8是根据另一示例性实施例的铰链单元的分解透视图。
具体实施方式
将参照附图来详细描述示例性实施例，以使本领域的普通技术人员容易地实现和实施。示例性实施例可以以各种形式实施，而不限于在此阐述的示例性实施例。为了清楚起见，省略对众所周知的部分的描述，相同的标号始终指示相同的元件。
以下，参照图3至图7对根据优选示例性实施例的铰链单元200以及包括铰链单元200的便携式计算机100进行详细描述。在本示例性实施例中，铰链单元200被示例性地描述成应用于便携式计算机100，但是铰链单元200的应用不限于此。即，根据本示例性实施例的铰链单元200可应用于第一构件和第二构件相对旋转的其他类型的装置和设备，例如，通常广泛使用的旋转开关式的门、诸如冰箱、烤箱等的电子产品以及各种家具。
参照图3，根据本示例性实施例的便携式计算机100包括计算机主体单元110、显示单元120和铰链单元200。
计算机主体单元110包括：平面形状的主体外壳111，具有预定厚度，用于形成外观；键盘113和触摸板115，设置到主体外壳111的上侧，用于输入数据等；中央处理装置(未示出)、主板(未示出)、各种选择板(未示出)等，容纳在主体外壳111内部，用于处理数据。
显示单元120显示从计算机主体单元110输出的图像。显示单元120被设置为平板显示器，例如，液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)等。显示单元120通过铰链单元200结合到计算机主体单元110，铰链单元200运转以使显示单元120相对于计算机主体单元110旋转到打开位置或关闭位置。
根据本示例性实施例的铰链单元200(见图4和图5)包括：锥形轴300，结合到计算机主体单元110和显示单元120中的一个；锥形套筒400，结合到计算机主体单元110和显示单元120中的另一个。在本示例性实施例中，示例性地描述了锥形轴300被结合到计算机主体单元110且锥形套筒400被结合到显示单元120。然而，应该理解的是，该结构仅仅为了描述要求保护的本发明，可选地，锥形轴300可被结合到显示单元120且锥形套筒400可被结合到计算机主体单元110。
锥形轴300被结合到计算机主体单元110。锥形轴300包括：铰链枢轴310；截锥形的锥形单元320，设置在铰链枢轴310的端部区域中，其半径朝着铰链枢轴310的相应的端部逐渐变大；第一摇动单元330(即，第一啮合部件)，形成在锥形单元320的外表面上。
铰链枢轴310是显示单元120和计算机主体单元110的相对旋转轴线。铰链枢轴310被设置成具有圆形截面形状的棒。铰链枢轴310被设置成单个，并具有沿着显示单元120和计算机主体单元110的宽度方向跨越整个区域的这样的长度。然而，铰链枢轴310可沿着显示单元120和计算机主体单元110的宽度方向成对地设置在相对的区域中。
第一摇动单元330形成在锥形单元320的外表面上。
第一摇动单元330包括从锥形单元320的外表面突出的至少一个摇动突起333。
摇动突起333沿着铰链枢轴310的轴线方向形成并具有沿着铰链枢轴310的轴线方向的长度。如图所示，摇动突起333最好(但不一定)具有沿着铰链枢轴310的轴线方向的螺旋形。
摇动突起333相对于铰链枢轴310的轴线方向最好(但不一定)具有5-45度的角度(θ)范围。从而能够提高突起容纳单元423和摇动突起333的耐久性。此外，摇动突起333可具有沿着铰链枢轴310的轴线方向的直线形状。
然而，摇动突起333与铰链枢轴310的轴线之间的角度θ的优选实施方式在大约5-45度的范围之内，应该理解的是，在不改变本发明的范围的情况下，该角度范围可以增加或减小。
摇动突起333最好(但不一定)被设置成多个。在本示例性实施例中，摇动突起333被成对地设置，以关于铰链枢轴310的轴线方向对称。然而，摇动突起333可被设置为单个元件，并可被设置成3个或3个以上。如果摇动突起333被设置成多个，则最好(但不一定)以相同间隔平行地布置多个摇动突起333。因此，将摇动突起333和突起容纳单元423结合的操作力被均匀分散，从而进一步提高了突起容纳单元423和摇动突起333的耐久性。
摇动突起333形成有倾斜侧表面335，倾斜侧表面335连接在摇动突起333的顶表面和锥形单元320的外表面之间，从而摇动突起333的横截面具有近似梯形的形状。因此，能够进一步使摇动突起333和突起容纳单元423的结合操作变得平稳。
铰链枢轴310、锥形单元320和第一摇动单元330最好(但不一定)一体地形成，但是可通过单独的构件分别设置铰链枢轴310、锥形单元320和第一摇动单元330以将其结合在一起。
锥形轴300还可附着到将锥形单元320结合到计算机主体单元110的第一杆340。通过各种结合方法(例如，插入结合、螺纹结合、销结合、铆钉结合等)将第一杆340结合到计算机主体单元110。这里，结合突起325沿着铰链枢轴310的轴线方向从锥形单元320的外端区域突出。第一杆340形成有突起插入单元345，锥形单元320的结合突起325插入到突起插入单元345。因此，通过突起插入单元345和结合突起325的结合将第一杆340结合到锥形轴300。
优选地(但并非必要)，结合突起325具有非圆形截面形状，以防止锥形轴300相对于第一杆340空转。这里，突起插入单元345具有通过形状配合与结合突起325结合的这样的形状。
在本示例性实施例中，描述了结合突起325设置在锥形单元320上，且突起插入单元345形成在第一杆340上。然而，在可选实施例(未示出)中，结合突起可被设置在第一杆340上，且突起插入单元可形成在锥形单元320上。
另外，在本示例性实施例中，示例性地描述了通过单独的构件设置锥形轴300和第一杆340，以通过突起插入单元345和结合突起325的结合将锥形轴300和第一杆340结合在一起，但是本示例性实施例不限于此，锥形轴300和第一杆340可一体地形成(未示出)。
在示出的本发明的实施例中，锥形套筒400被结合到显示单元120。锥形套筒400具有套筒主体410和第二摇动单元420。
套筒主体410围绕锥形单元320。在套筒主体410内部容纳锥形单元320的锥形容纳单元413穿过套筒主体410形成。锥形容纳单元413具有与锥形单元320对应的截锥形，以便通过形状配合与锥形单元320结合。锥形容纳单元413的内表面形成有可与第一摇动单元330结合的第二摇动单元420。
第二摇动单元420被设置为突起容纳单元423，突起容纳单元423凹入式地形成在锥形容纳单元413的内表面上。
突起容纳单元423最好(但不一定)具有与摇动突起333对应的形状。这里，突起容纳单元423最好(但不一定)形成为比摇动突起333大，从而当摇动突起333容纳在突起容纳单元423中时，摇动突起333能够运动。
突起容纳单元423以与形成摇动突起333的方式类似的方式沿着铰链枢轴310的轴线方向形成。突起容纳单元423具有沿着铰链枢轴310的轴线方向的长度。突起容纳单元423最好(但不一定)具有基本上与摇动突起333的形状匹配的沿着铰链枢轴310的轴线方向的螺旋形。因此，由于施加的作用力沿着突起的长度分布，所以通过摇动突起333和突起容纳单元423的匹配能够提高摇动突起333和突起容纳单元423的耐久性。在可选实施例中，取决于摇动突起333的形状，突起容纳单元423可具有沿着铰链枢轴310的轴线方向的直线形状。
突起容纳单元423可以以与摇动突起333的倾斜表面335的形成方式类似的方式形成有倾斜侧表面425。因此，能够使摇动突起333和突起容纳单元423的结合与分离操作变得平稳。
锥形套筒400还可包括将套筒主体410结合到显示单元120的第二杆430。可通过各种结合方法(例如，插入结合、螺纹结合、销结合、铆钉结合等)将第二杆430结合到显示单元120。这里，套筒主体410形成有突起插入单元415。第二杆430形成有插入到套筒主体410的突起插入单元415的结合突起435。通过突起插入单元415和结合突起435的结合将第二杆430结合到锥形套筒400。
结合突起435最好(但不一定)具有非圆形截面形状，以防止锥形套筒400相对于第二杆430空转。这里，突起插入单元415具有通过形状配合与第二杆430上的结合突起435结合的这样的形状。
在本示例性实施例中，描述了突起插入单元415设置在锥形套筒400上，且结合突起435形成在第二杆430上。然而，本领域的技术人员应该认识到，可选地，结合突起可设置在锥形套筒400上，且突起插入单元可形成在第二杆430上。
在本示例性实施例中，示例性地描述了通过单独的构件设置锥形套筒400和第二杆430，以通过突起插入单元415和结合突起435的结合将锥形套筒400和第二杆430彼此结合。然而，应该理解的是，要求保护的本发明不限于示出的实施例，应该认识到，锥形套筒400和第二杆430可一体地形成(未示出)。
在本示例性实施例中，铰链单元200还可包括弹性构件500，弹性构件500设置在铰链枢轴310上并朝着锥形轴300弹性地按压锥形套筒400。在本示例性实施例中，弹性构件500形成有通孔，铰链枢轴310穿过该通孔，通过具有曲面的片簧来提供弹性构件500。这里，弹性构件500可被设置成多个，从而弹性构件500的凹面可被设置成彼此面对面或背对背(如图所示)。可选地，可通过围绕铰链枢轴310的外表面的螺旋弹簧来提供弹性构件500(未示出)。
铰链枢轴310可设有弹性支撑单元510，弹性支撑单元510将弹性构件500支撑并保持到锥形轴300上。
参照图6和图7，示出了根据本发明的原理的铰链单元200的操作。在图6中，突起容纳单元423如朝向右侧的方向箭头所示从摇动突起333延伸出来。在该操作状态中，突起容纳单元423沿第一方向将力施加到摇动突起333。在图7中，突起容纳单元423如朝向左侧的方向箭头所示延伸到摇动突起333中。在该操作状态中，突起容纳单元423沿第二方向将力施加到摇动突起333。所述第二方向会导致铰链单元200使计算机主体与显示屏分离。在上述的本示例性实施例中，如图5中所示，描述了第一摇动单元330被设置为从锥形单元320的外表面突出的摇动突起333，且第二摇动单元420被设置为在锥形容纳单元413的内表面内凹入的突起容纳单元423。
然而，在如图8中所示的本发明的第二示例性实施例中，第一摇动单元330可被设置为从锥形单元320的外表面凹入的突起容纳单元337，且第二摇动单元420可被设置为从锥形容纳单元413的内表面突出的摇动突起427。
如上所述，根据本示例性实施例，通过锥形轴300和锥形套筒400的构造来设置铰链单元200，从而减少了组件数目并降低了制造成本。
另外，相对旋转的锥形单元320和锥形容纳单元413被设置成具有截锥形，以依靠锥形轴300和锥形套筒400的旋转来分散操作力，从而在突起的整个长度上分配摇动突起333(427)以及突起容纳单元423(337)的耐磨性。
另外，摇动突起333(427)以及突起容纳单元423(337)沿着铰链枢轴310的轴线方向被设置成螺旋形，以增大摇动突起333(427)与突起容纳单元423(337)的接触面积，从而分散操作力。因此，在摇动突起333(427)与突起容纳单元423(337)结合或分离的过程中实现耐磨性的提高。
另外，摇动突起333(427)以及突起容纳单元423(337)分别形成有倾斜侧表面335和425，从而进一步使锥形轴300和锥形套筒400的相对旋转变得平稳。
如上所述，本示例性实施例能够提供一种铰链单元及具有该铰链单元的便携式计算机，以减少组件的数目，从而降低制造成本并提高耐磨性。
尽管已经显示和描述了一些示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的精神和原理的情况下，可以对这些示例性实施例进行改变。
Claims (15)
1.一种铰链单元，该铰链单元将第一构件和第二构件结合，所述铰链单元包括：
锥形轴，结合到第一构件并包括铰链枢轴、截锥形的锥形单元以及第一摇动单元，锥形单元的半径在铰链枢轴的端部区域朝着铰链枢轴的相应的端部逐渐变大，第一摇动单元形成在锥形单元的外表面上；
锥形套筒，结合到第二构件并包括套筒主体和第二摇动单元，套筒主体形成有具有与锥形套筒的内部中的锥形单元的形状对应的形状的锥形容纳单元，第二摇动单元形成在锥形容纳单元的内表面上，以与第一摇动单元结合，
其中，在锥形单元旋转的同时，套筒主体沿着铰链枢轴的轴线方向运动。
2.根据权利要求1所述的铰链单元，其中，第一摇动单元被设置为从锥形单元的外表面突出的摇动突起，
第二摇动单元被设置为形成在锥形容纳单元的内表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
3.根据权利要求1所述的铰链单元，其中，第二摇动单元被设置为从锥形容纳单元的内表面突出的摇动突起，
第一摇动单元被设置为形成在锥形单元的外表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
4.根据权利要求2或3所述的铰链单元，其中，摇动突起和突起容纳单元沿着铰链枢轴的轴线方向形成。
5.根据权利要求4所述的铰链单元，其中，摇动突起和突起容纳单元具有沿着铰链枢轴的轴线方向的螺旋形。
6.根据权利要求1所述的铰链单元，所述铰链单元还包括弹性构件，所述弹性构件设置在铰链枢轴上并朝着锥形轴弹性地按压锥形套筒。
7.根据权利要求4所述的铰链单元，其中，摇动突起相对于铰链枢轴的轴线方向具有5-45度的范围内的角度。
8.一种便携式计算机，该便携式计算机包括计算机主体单元、显示单元以及将显示单元结合到计算机主体单元的铰链单元，所述铰链单元包括：
锥形轴，结合到计算机主体单元和显示单元中的一个并包括铰链枢轴、截锥形的锥形单元以及第一摇动单元，锥形单元的半径在铰链枢轴的端部区域朝着铰链枢轴的相应的端部逐渐变大，第一摇动单元形成在锥形单元的外表面上；
锥形套筒，结合到计算机主体单元和显示单元中的另一个并包括形成有锥形容纳单元和第二摇动单元的套筒主体，锥形容纳单元具有与锥形单元的形状对应的形状，第二摇动单元形成在锥形容纳单元的内表面上，以与第一摇动单元结合，
其中，在锥形单元旋转的同时，套筒主体沿着铰链枢轴的轴线方向运动。
9.根据权利要求8所述的便携式计算机，其中，第一摇动单元被设置为从锥形单元的外表面突出的摇动突起，
第二摇动单元被设置为形成在锥形容纳单元的内表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
10.根据权利要求8所述的便携式计算机，其中，第二摇动单元被设置为从锥形容纳单元的内表面突出的摇动突起，
第一摇动单元被设置为形成在锥形单元的外表面上的突起容纳单元，以容纳摇动突起。
11.根据权利要求9或10所述的便携式计算机，其中，摇动突起和突起容纳单元沿着铰链枢轴的轴线方向形成。
12.根据权利要求11所述的便携式计算机，其中，摇动突起和突起容纳单元具有沿着铰链枢轴的轴线方向的螺旋形。
13.根据权利要求8所述的便携式计算机，所述便携式计算机还包括弹性构件，所述弹性构件设置在铰链枢轴上并朝着锥形轴弹性地按压锥形套筒。
14.根据权利要求11所述的便携式计算机，其中，摇动突起相对于铰链枢轴的轴线方向具有5-45度的范围内的角度。
15.根据权利要求11所述的便携式计算机，其中，摇动突起和突起容纳单元中的至少一个形成有倾斜侧表面。
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