CN103950801B - 柔性电路板卷放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卷放装置技术领域，尤其涉及一种柔性电路板卷放装置，其包括有上壳体、下壳体、转盘、涡卷弹簧。其中，本发明通过将左侧出线口往前偏移、右侧出线口往后偏移，使左侧出线口与右侧出线口之间的距离减小，从而使整个卷放装置的体积减小，而且，此结构可以使出线方向与水平线的夹角减小，从而使柔性电路板伸缩时的摩擦力减小，使得拉伸顺畅；进一步，本发明两受力支柱采用连接上壳体与下壳体的金属支柱，使受力支柱的强度及耐磨性增加、体积减小，从而使出线方向与水平线的夹角进一步减小，且受力支柱不容易上下断开。

Description

柔性电路板卷放装置

技术领域

本发明涉及卷放装置技术领域，尤其涉及一种柔性电路板(即FPC，又称软性电路板)卷放装置。

背景技术

目前，卷放装置通常应用在有线耳机、鼠标、键盘、充电器等产品的线材的收卷。如中国专利号为200620116285.6公开的一种单自由端的线材卷放器，以及中国专利号为200620116284.1公开的一种双自由端的线材卷放器。其原理是，通过涡卷弹簧的卷动弹力，使得线材依据螺旋路径或环向路径产生收卷，而在拉出使用时，凭借涡卷弹簧的外张卡掣力，致使拉出线材的作动，略为受到牵制，但该牵制力仍然轻易可以克服，因此使得此类线材在收、卷皆有一个轨迹路径，以及施力的节制，故可顺遂地卷收与拉出线材。

近年来，有些厂家将卷放装置应用于柔性电路板的收卷，与传统的线材卷放器不同，其需要卷放的是较宽且扁平的柔性电路板，例如：应用于服务器中，柔性电路板的一端连接于服务器的主板、另一端连接于服务器的硬盘或电路板，而服务器的硬盘或电路板为抽拉式结构；当服务器的硬盘或电路板一端被拉出时，卷放装置的柔性电路板被拉伸；当服务器的硬盘或电路板一端被重新推入时，卷放装置对柔性电路板进行自动收卷；所以，在服务器机箱有限的空间中做收卷或拉伸的直线运动时，卷放装置可以根据需要拉出柔性电路板的长度，且柔性电路板拉出时可以保持一定的张力与平衡力，使原本较长的柔性电路板可以与狭小的空间中众多高温的电子零件，保持稳定的安全距离。

早期的柔性电路板卷放装置，如图1～4所示，主要包括上壳体101、下壳体102、转盘103、涡卷弹簧104、转盘盖105。上壳体101的四角向下一体成型有4根上塑料柱101_1，下壳体102的四角向上一体成型有对应的4根下塑料柱102_1，上塑料柱101_1的底端设置有凸缘，下塑料柱102_1的顶端内设置有与凸缘匹配的环形台阶。下壳体102的中心向上一体成型有中心轴106，中心轴106的上部开设有卡槽。转盘103开设有与中心轴106对应的轴孔，转盘103的上部设置有用于放置涡卷弹簧104的容置区103_1，且转盘103的外侧一体成型有护片107，护片107与转盘103的外侧之间构成卡接区，卡接区稍大于柔性电路板108的单层厚度。其安装过程为：首先，将柔性电路板108套入转盘103的卡接区；然后，将涡卷弹簧104放入转盘103的容置区103_1，且涡卷弹簧104的中心通过中心轴106的卡槽卡住；接着，将转盘盖105扣合在转盘103的顶端；接着，将转盘103的轴孔对准下壳体102的中心轴106插入；接着，将上壳体101的上塑料柱101_1底端的凸缘插入下壳体102的下塑料柱102_1顶端的环形台阶，使上壳体101与下壳体102扣合，4根上塑料柱101_1与4根下塑料柱102_1构成左侧的两根塑料柱、右侧的两根塑料柱，且柔性电路板108的一端从左侧的两根塑料柱之间穿出、另一端从右侧的两根塑料柱之间穿出；最后，通过螺丝锁紧等方式，使上壳体101与下壳体102固定连接即可。其伸缩工作原理是：在初始状态时，柔性电路板108绕设于转盘103的外围；当需要拉出柔性电路板108时，可通过对柔性电路板108的一端或两端进行拉动，即可将柔性电路板108拉伸，使柔性电路板108处于伸展状态；此时，只要放开或随着转盘103自由转动，则转盘103会在涡卷弹簧104的卷动弹力下转动，从而将柔性电路板108重新绕设于转盘103的外围，回复初始状态，使柔性电路板108自动收卷。

早期的柔性电路板卷放装置的不足之处在于：1、如图3所示，左侧的两根塑料柱构成的左侧出线口109_1与右侧的两根塑料柱构成的右侧出线口109_2之间的距离(a1)较大，导致整个卷放装置的体积较大，而较大体积的柔性电路板卷放装置，显然不利于服务器机箱等产品的狭窄空间；2、如图4所示，左侧出线口109_1与右侧出线口109_2为左右和前后对称设置，且左侧出线口109_1、右侧出线口109_2均位于转盘103的横向中轴线109_3上，这样，按照图1的柔性电路板108的绕设方向，在拉伸柔性电路板108时，左侧出线口109_1的前侧塑料柱与右侧出线口109_2的后侧塑料柱为用于在拉伸时接触柔性电路板108的受力支柱，所以这两根受力支柱的内侧与转盘103的切线为出线方向109_4，明显的，上述结构导致早期的柔性电路板卷放装置的出线方向109_4与水平线的夹角(b1)较大，造成柔性电路板108伸缩时的摩擦力较大，进而拉伸不顺畅；3、上述的受力支柱采用上塑料柱101_1与下塑料柱102_1连接而成，当柔性电路板108在伸缩时产生的上下张力，使受力支柱容易上下断开；4、中心轴106为一体成型于下壳体102，而在塑料射出技术上目前尚不能克服过深且细窄的模具拔模空间精度，由于中心轴106的长度(要大于或等于柔性电路板108的宽度)为60毫米以上，所以导致中心轴106的直径无法较精细且长度更长、其一体成型下的塑料强度也不高，便也限制了中心轴106的材料应用，且在转盘103长期的转动离心力作用下，中心轴106容易断裂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种体积较小、拉伸顺畅的柔性电路板卷放装置。

本发明的目的通过以下技术措施实现：一种柔性电路板卷放装置，它包括有上壳体、下壳体、转盘、涡卷弹簧，所述上壳体的四角与下壳体的四角之间连接有矩形排列的4根支柱，左侧的两根支柱构成左侧出线口，右侧的两根支柱构成右侧出线口，左侧出线口的前侧支柱与右侧出线口的后侧支柱为用于在拉伸时接触柔性电路板的受力支柱，所述左侧出线口偏向于转盘的横向中轴线的前方、右侧出线口偏向于转盘的横向中轴线的后方，左侧出线口的前侧支柱、右侧出线口的后侧支柱均为金属支柱，该金属支柱的一端卡接于所述上壳体、另一端卡接于所述下壳体。

本发明有益效果在于：本发明通过将左侧出线口往前偏移、右侧出线口往后偏移，使左侧出线口与右侧出线口之间的距离减小，从而使整个卷放装置的体积减小，而且，此结构可以使出线方向与水平线的夹角减小，从而使柔性电路板伸缩时的摩擦力减小，使得拉伸顺畅；进一步，本发明两受力支柱采用连接上壳体与下壳体的金属支柱，使受力支柱的强度及耐磨性增加、体积减小，从而使出线方向与水平线的夹角进一步减小，且受力支柱不容易上下断开。

附图说明

图1是早期的柔性电路板卷放装置的分解示意图。

图2是早期的柔性电路板卷放装置隐去涡卷弹簧和柔性电路板的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是早期的柔性电路板卷放装置的下壳体的俯视图。

图5是本发明的分解示意图。

图6是本发明隐去涡卷弹簧和柔性电路板的结构示意图。

图7是图6另一视角的结构示意图。

图8是图6的俯视图。

图9是本发明的转盘的结构示意图。

图10是图9另一视角的结构示意图。

图11是图9的俯视图。

图12是图11的A-A剖视图。

图13是本发明的中心轴的结构示意图。

图14是图6隐去上壳体的结构示意图。

图15是图14的俯视图。

在图1～4中包括有：

101——上壳体，101_1——上塑料柱，102——下壳体，102_1——下塑料柱，103——转盘，103_1——容置区，104——涡卷弹簧，105——转盘盖，106——中心轴，107——护片，108——柔性电路板，109_1——左侧出线口，109_2——右侧出线口，109_3——横向中轴线，109_4——出线方向；

在图5～15中包括有：

1——上壳体，11——上塑料柱，2——下壳体，21——下塑料柱，3——转盘，31——轴孔，32——容置区，4——涡卷弹簧，5——转盘盖，51——通孔，6——中心轴，61——卡槽，7——护片，71——卡接区，8——柔性电路板，91——左侧出线口，911——左侧出线口的前侧支柱，912——左侧出线口的后侧支柱，92——右侧出线口，921——右侧出线口的前侧支柱，922——右侧出线口的后侧支柱，93——横向中轴线，94——出线方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

请参考图5～15，本发明的柔性电路板卷放装置，它包括有上壳体1、下壳体2、转盘3、涡卷弹簧4，上壳体1的四角与下壳体2的四角之间连接有矩形排列的4根支柱，左侧的两根支柱构成左侧出线口91，右侧的两根支柱构成右侧出线口92，左侧出线口的前侧支柱911与右侧出线口的后侧支柱922为用于在拉伸时接触柔性电路板8的受力支柱(是按照图5的柔性电路板8的绕设方向，与图1的绕设方向相反)。

其中，左侧出线口91偏向于转盘3的横向中轴线93的前方、右侧出线口92偏向于转盘3的横向中轴线93的后方，即将左侧出线口91朝中心轴方向往前偏移、右侧出线口92朝中心轴方向往后偏移，使上壳体1和下壳体2形成类似“S”型结构(如图8所示)。这样的结构，不但使左侧出线口91与右侧出线口92之间的距离(a2)减小，从而使整个卷放装置的体积减小；而且，如图15所示，受力支柱的内侧与转盘3的切线更加平缓，使出线方向94与水平线的夹角(b2)减小，从而使柔性电路板8伸缩时的摩擦力减小，使得柔性电路板8的拉伸顺畅。

进一步，左侧出线口的前侧支柱911、右侧出线口的后侧支柱922均为金属支柱，该金属支柱的一端卡接于上壳体1、另一端卡接于下壳体2。即金属支柱为单条的贯穿结构，并不是上下两段连接而成，金属支柱可以为金属圆柱。与塑料相比，金属支柱的强度高、耐磨性好，从而使受力支柱的体积(或直径)做得更小，使出线方向94与水平线的夹角进一步减小，且受力支柱不容易上下断开。

较佳者，在本实施例中，左侧出线口的后侧支柱912、右侧出线口的前侧支柱921均为塑料支柱，塑料支柱由上塑料柱11与下塑料柱21连接而成，且上塑料柱11与上壳体1一体成型、下塑料柱21与下壳体2一体成型。即两受力支柱采用金属支柱，而另外两支柱采用塑料支柱，且该塑料支柱与早期的柔性电路板卷放装置结构相同。这样，可便于装置的生产装配。

当然，4根支柱均采用金属支柱，即左侧出线口的后侧支柱912、右侧出线口的前侧支柱921均为金属支柱，该金属支柱的一端卡接于上壳体1、另一端卡接于下壳体2。这种方案也可以。即采用2根或4根金属支柱的技术方案，均应属于本发明的保护范围。

较佳者，本发明还包括中心轴6，中心轴6的底端卡接固定于下壳体2的中心，即中心轴6并不是一体成型于下壳体2，而是通过卡接固定，使中心轴6不受塑料射出技术限制，这样，即使中心轴6的长度较长，中心轴6的直径可以做得更细小且较不易在射出工艺时呈现弯曲，且中心轴6也可以为金属等材料制成，使中心轴6的强度增加，不容易断裂。

其中，转盘3开设有与中心轴6对应的轴孔31，使转盘3可转动地套设于中心轴6。转盘3的顶端扣接有转盘盖5，转盘盖5开设有通孔51，中心轴6的顶端穿过转盘盖5的通孔51而卡接固定于上壳体1的中心。转盘3的上部设置有用于放置涡卷弹簧4的容置区32，涡卷弹簧4置于容置区32内，此外，转盘盖5套住转盘3近弹簧区一侧时，同时也箍紧了转盘3内部弹簧紧弛状态时产生反作用力于转盘3外的一侧，而使之不易产生转盘3偏侧的形变。且转盘3的外侧一体成型有护片7，护片7与转盘3的外侧之间构成用于卡接柔性电路板8的卡接区71。中心轴6的上部开设有卡槽61，涡卷弹簧4的中心卡接于中心轴6的卡槽61。

其中，中心轴6的顶端开设有第一螺丝孔，上壳体1的中心顶部开设有与中心轴6的第一螺丝孔匹配的第二螺丝孔，使螺丝可以依次穿过第二螺丝孔、第一螺丝孔，将中心轴6的顶端固定于上壳体1的中心；中心轴6的底端开设有第三螺丝孔，下壳体2的中心底部开设有与中心轴6的第三螺丝孔匹配的第四螺丝孔，使螺丝可以依次穿过第四螺丝孔、第三螺丝孔，将中心轴6的底端固定于下壳体2的中心。

综上所述，本发明通过将左侧出线口91往前偏移、右侧出线口92往后偏移，使左侧出线口91与右侧出线口92之间的距离减小，从而使整个卷放装置的体积减小，而且，此结构可以使出线方向94与水平线的夹角减小，从而使柔性电路板8伸缩时的摩擦力减小，使得拉伸顺畅；进一步，本发明两受力支柱采用连接上壳体与下壳体的金属支柱，使受力支柱的强度及耐磨性增加、体积减小，从而使出线方向94与水平线的夹角进一步减小，且受力支柱不容易上下断开。本发明的柔性电路板卷放装置，可以应用于服务器中，柔性电路板8的一端连接于服务器的主板、另一端连接于服务器的硬盘，而服务器的硬盘为抽拉式结构；当服务器的硬盘被拉出时，卷放装置的柔性电路板8被拉伸；当服务器的硬盘被重新推入时，卷放装置对柔性电路板8进行自动收卷；因此，在服务器机箱有限的空间中，特别适合本发明体积小的特点，且柔性电路板8拉出时可以保持一定的张力与平衡力，使原本较长的柔性电路板8可以与狭小的空间中众多高温的电子零件，保持稳定的安全距离。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种柔性电路板卷放装置，它包括有上壳体、下壳体、转盘、涡卷弹簧，所述上壳体的四角与下壳体的四角之间连接有矩形排列的4根支柱，左侧的两根支柱构成左侧出线口，右侧的两根支柱构成右侧出线口，左侧出线口的前侧支柱与右侧出线口的后侧支柱为用于在拉伸时接触柔性电路板的受力支柱，其特征在于：所述左侧出线口偏向于转盘的横向中轴线的前方、右侧出线口偏向于转盘的横向中轴线的后方，左侧出线口的前侧支柱、右侧出线口的后侧支柱均为金属支柱，该金属支柱的一端卡接于所述上壳体、另一端卡接于所述下壳体。

2.根据权利要求1所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述左侧出线口的后侧支柱、右侧出线口的前侧支柱均为塑料支柱，所述塑料支柱由上塑料柱与下塑料柱连接而成，且上塑料柱与所述上壳体一体成型、下塑料柱与所述下壳体一体成型。

3.根据权利要求1所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述左侧出线口的后侧支柱、右侧出线口的前侧支柱均为金属支柱，该金属支柱的一端卡接于所述上壳体、另一端卡接于所述下壳体。

4.根据权利要求2或3所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：还包括中心轴，所述中心轴的底端卡接固定于所述下壳体的中心。

5.根据权利要求4所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述转盘开设有与所述中心轴对应的轴孔，使所述转盘可转动地套设于所述中心轴。

6.根据权利要求5所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述转盘的顶端扣接有转盘盖，所述转盘盖开设有通孔，所述中心轴的顶端穿过所述转盘盖的通孔而卡接固定于所述上壳体的中心。

7.根据权利要求6所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述转盘的上部设置有用于放置所述涡卷弹簧的容置区，所述转盘的外侧一体成型有护片。

8.根据权利要求7所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述中心轴的上部开设有卡槽，所述涡卷弹簧的中心卡接于所述中心轴的卡槽。

9.根据权利要求8所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述中心轴的顶端开设有第一螺丝孔，所述上壳体的中心顶部开设有与所述中心轴的第一螺丝孔匹配的第二螺丝孔；所述中心轴的底端开设有第三螺丝孔，所述下壳体的中心底部开设有与所述中心轴的第三螺丝孔匹配的第四螺丝孔。

10.根据权利要求9所述的柔性电路板卷放装置，其特征在于：所述金属支柱为金属圆柱。