CN105889308A - 连接件和具有连接件的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接件以及具有该连接件的电子装置，所述连接件用于可转动地连接电子装置的第一部分与第二部分，包括：与电子装置的第一部分固定连接的第一斜齿轮；与电子装置的第二部分固定连接的第二斜齿轮；以及与第一斜齿轮和第二斜齿轮分别啮合的中间斜齿轮，其中，中间斜齿轮的轴线正交于第一斜齿轮和第二斜齿轮的轴线，由此，借助于中间斜齿轮的转动，第一斜齿轮和第二斜齿轮能够同步转动，以使得电子装置的第一部分与第二部分之间相互转动，其中，中间斜齿轮为包络面齿轮，以使得第一斜齿轮和第二斜齿轮分别与中间斜齿轮以线接触的方式啮合。

Description

连接件和具有连接件的电子装置

技术领域

本发明涉及连接件和具有连接件的电子装置。

背景技术

转动连接件广泛地应用于各种电子装置中，用于实现电子装置的第一部分和第二部分之间的相互转动，例如，对于笔记本电脑，在其显示屏部分和键盘部分之间连接有转动连接件，以使得显示屏部分能够相对于键盘部分自由转动，以便于用户以适当的角度查看显示屏内容。

为了能够实现电子装置的两部分之间大角度的相互转动，例如高达360度的自由转动，近年来，有设计者提出了采用由交错轴斜齿轮构成的转动连接件来实现前述的大角度转动。具体地，可参照图1，其是示出根据一现有技术的转动连接件的主要部件的示意图，该连接件包括：第一斜齿轮1、第二斜齿轮2、和介于第一斜齿轮1和所述第二斜齿轮2之间并与第一斜齿轮1和第二斜齿轮2分别啮合的中间斜齿轮3。第一斜齿轮1和第二斜齿轮3可以分别固定连接至电子装置的需要相互转动的两个部分上。中间斜齿轮3的轴线大致正交于第一斜齿轮1和第二斜齿轮2的轴线，以形式类似于涡轮蜗杆的结构。并且，中间斜齿轮3能够自由转动，即它的转轴没有被任何部件锁死，这样，第一斜齿轮1的转动能够带动中间斜齿轮3在第二斜齿轮2上转动，由此实现电子装置的两个部分的相互转动。与以往的例如由两个相互啮合的直齿轮构成的连接件相比，前述由三个斜齿轮构成的连接件转动更为平稳，并且易于实现大角度的转动。

然而，前述的由三个斜齿轮构成的连接件也具有其缺点。具体地，这三个交错轴斜齿轮的相互啮合都是基本以点接触的方式进行，这样，由于加工精度以及组装工艺水平的限制，有时会产生转动不平顺或者扭力失稳的问题，同时由于是点接触，在扭力传递过程中，对斜齿轮的强度以及耐磨性都形成了较高的挑战。

因此，存在一种需求，即提供一种新式的转动连接件，其一方面能够实现大角度的相对转动，另一方面又能至少克服前述现有技术中的由交错轴斜齿轮组成的连接件的诸如力传递平稳性以及耐磨性的问题。相应地，也期望提供一种具有前述的新式的转动连接件的电子装置。

发明内容

根据现有技术中上述的缺点和不足，本发明的目的是至少解决现有技术中存在的上述问题。

在本发明的一个优选实施例中，提供一种连接件，用于可转动地连接电子装置的第一部分与第二部分，所述连接件包括：与电子装置的第一部分固定连接的第一斜齿轮；与电子装置的第二部分固定连接的第二斜齿轮；以及介于所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮之间并与所述第一斜齿轮和第二斜齿轮分别啮合的中间斜齿轮，其中，所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮的轴线相互平行，所述中间斜齿轮的轴线正交于第一斜齿轮和所述第二斜齿轮的轴线，由此，借助于所述中间斜齿轮的转动，所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮能够同步转动，以使得电子装置的第一部分与第二部分之间相互转动，其中，所述中间斜齿轮为包络面齿轮，以使得第一斜齿轮和所述第二斜齿轮分别与所述中间斜齿轮以线接触的方式啮合。在此，由于是采用线接触的方式啮合，啮合面积增大，接触应力随之降低，齿轮的齿部应力也显著降低，这可以显著改善传动平稳性，同时对齿轮的材料强度以及制造和安装精度的要求都降低，有利于提高产品寿命和降低产品成本。

在上述实施例中，优选地，所述第一斜齿轮具有非正圆形的第一轴孔，电子装置的第一部分具有第一杆轴，该第一杆轴具有与所述第一轴孔形状相对应的非正圆形部分，该第一杆轴的非正圆形部分穿设在所述第一轴孔中而不能在该第一轴孔中自由转动，以实现第一斜齿轮到电子装置的第一部分的固定连接。由此，借助于非正圆形的轴孔/轴杆的配合，可以结构简单且有效地实现第一斜齿轮到电子装置的固定连接。

在上述任一实施例中，进一步优选地，所述第二斜齿轮具有非正圆形的第二轴孔，电子装置的第二部分具有第二杆轴，该第二杆轴具有与所述第二轴孔形状相对应的非正圆形部分，该第二杆轴的非正圆形部分穿设在所述第二轴孔中而不能在该第二轴孔中自由转动，以实现第二斜齿轮到电子装置的第二部分的固定连接。同样地，借助于非正圆形的轴孔/轴杆的配合，可以结构简单且有效地实现第二斜齿轮到电子装置的固定连接。

在上述任一实施例中，进一步优选地，所述连接件还包括套接部件，该套接部件具有两个圆孔，电子装置的所述第一轴杆和所述第二轴杆分别具有圆形部分，所述第一轴杆和所述第二轴杆的所述圆形部分分别穿设在套接部件一个圆孔中以能够在该圆孔中自由转动。由此，借助于套接部件，第一斜齿轮和第二斜齿轮被连在一起以避免二者彼此散离。这样，通过简单的结构，就有效地限定了第一斜齿轮和第二斜齿轮的相对位置。

在上述任一实施例中，进一步优选地，所述中间斜齿轮具有突出的圆形转轴，所述套接部件还具有带孔穴的保持部分，所述中间斜齿轮的转轴穿设到套接部件的保持部分的所述孔穴中，由此中间斜齿轮被配置为可相对于所述孔穴自由转动地架设在第一斜齿轮和第二斜齿轮之间。由此，借助于套接部件，第一斜齿轮、中间斜齿轮和第二斜齿轮被连在一起以避免三者彼此散离。这样，通过简单的结构，就有效地限定了第一斜齿轮、中间斜齿轮和第二斜齿轮的相对位置，并且中间斜齿轮可以自由转动以实现力/转动传递。

在上述任一实施例中，进一步优选地，所述连接件具有布置在第一和第二斜齿轮两侧的各一个前述套接部件，两个套接部件的保持部分彼此抵接配合在一起以形成用于容纳中间斜齿轮的圆形转轴的前述孔穴。这样，在安装过程中，可以非常容易地将中间斜齿轮定位保持在第一斜齿轮和第二斜齿轮之间。

在上述任一实施例中，进一步优选地，该连接件配置为使得所述电子装置的第一部分能够相对于第二部分0-360度转动。由此，本发明可以实现电子装置的两个部分之间大角度的相互转动以有利于用户将电子装置保持在自己期望的任何姿态/角度。

在上述任一实施例中，进一步优选地，所述第一斜齿轮、所述中间斜齿轮和所述第二斜齿轮分别由金属制成。或者，由于本发明的斜齿轮之间的线接触使得其对材料的强度要求降低，因此，替代地，所述第一斜齿轮、所述中间斜齿轮和所述第二斜齿轮也可以分别由硬塑料制成，由此可以降低制造成本，并有利于降低电子装置的总体重量，从而有助于电子装置的轻薄化设计。

相应地，在本发明的一个优选实施例中，还提供一种电子装置，其具有能够相互转动的第一部分和第二部分，其中，前述任一实施例中的所述连接件可转动地连接在所述第一部分和所述第二部分之间。

在上述实施例中，优选地，所述电子装置包括两个所述连接件，所述两个连接件分别设置在所述电子装置的两端。

在上述任一实施例中，进一步优选地，所述电子装置为笔记本电脑，所述第一部分为所述笔记本电脑的显示屏部分，所述第二部分为所述笔记本电脑的键盘部分。

在上述任一实施例中，进一步优选地，所述电子装置为带支撑装置的平板电脑，所述支撑装置用于将平板电脑的显示屏部分以适当角度地架设在支撑平台上，其中所述第一部分为所述平板电脑的显示屏部分，所述第二部分为所述平板电脑的支撑装置。在该实施例中，根据本发明的优选实施例的前述的转动连接件连接在平板电脑的显示屏部分和支撑装置之间，以使得支撑装置可以相对于显示屏部分成任意期望角度，从而将显示屏部分以适当倾角支撑在支撑平台例如桌面上。

应当认识到，上述描述仅仅是为了示例性的目的，而不是要限制本发明的范围。

附图说明

本发明的示例性实施例的上述和其它特征以及优点将从下面的结合附图的详细描述变得更加明显，并且该描述和附图仅用于示例性目的而不是以任何方式来限制本发明的范围，其中：

图1是示出根据一现有技术的转动连接件的主要部件的示意图；

图2是示出根据本发明的一优选实施例的转动连接件的主要部件的示意图；以及

图3-5是分别示出根据本发明的一优选实施例的转动连接件与电子装置的两个部分之间的连接细节的示意图，其中，为了便于观察到相应的连接结构，图3中未示出用于将第一斜齿轮、中间斜齿轮和第二斜齿轮保持在一起的所有套接部件，图4中仅示出了一个前述套接部件，图5中示出了全部即两个前述套接部件。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明，此外，在全部实施例中，相同的附图标记表示相同的元件。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

首先参照图2，其是示出根据本发明的一优选实施例的转动连接件的主要部件的示意图，如图2所示，根据该实施例的连接件包括第一斜齿轮10、第二斜齿轮20和介于第一斜齿轮10和第二斜齿轮20之间并与第一斜齿轮10和第二斜齿轮20分别啮合的中间斜齿轮30，这三个斜齿轮布置为使得第一斜齿轮10和第二斜齿轮20的轴线相互平行，中间斜齿轮30的轴线基本正交于第一斜齿轮10和第二斜齿轮20的轴线。当将连接件应用于电子装置中时，第一斜齿轮10可以与电子装置的第一部分固定连接，第二斜齿轮20可以与电子装置的第二部分固定连接，这样，当用户转动电子装置的第一部分时，该第一部分会使得第一斜齿轮10随之转动，由此带动中间斜齿轮30转动，此时，如果第二部分保持不动的话，则中间斜齿轮30会在第二斜齿轮20上绕着第二斜齿轮20做行星转动，当然，第二部分也可以保持转动，此时，第一斜齿轮10和第二斜齿轮20可以相对于中间斜齿轮30做同动转动。不管怎样，差异仅仅在于三个斜齿轮之间如何相对运动而已。这样，借助于包括前述三个斜齿轮的连接件，就可以实现电子装置的第一部分相对于第二部分转动。进一步地，为了降低齿轮间的啮合应力以及提高传动平稳度，本申请的发明人经过大量的研究发现，从提高各个齿轮的制造精度和安装精度方面进行改进是比较困难且高成本的，发明人创造性地思及改变齿轮之间的啮合方式。具体地，在前述优选实施例中，发明人经过不懈努力最终研发出了将中间斜齿轮制造为包络面齿轮，以使得第一斜齿轮和第二斜齿轮分别与中间斜齿轮以线接触的方式啮合。这样，与如图1所示的现有技术中的点接触方式的啮合相比，本发明的该实施例在接触应力集中和传动平稳度方面都有显著改善。发明人通过理论分析、软件仿真以及真实试验都证明了本发明的该实施例能够获得前述有益技术效果。

下面继续参照图2，并结合图3-5，进一步描述根据本发明的优选实施例的转动连接件与电子装置的两个部分之间的连接细节，其中，为了便于观察到相应的连接结构，图3中未示出用于将第一斜齿轮、中间斜齿轮和第二斜齿轮保持在一起的所有套接部件，图4中仅示出了一个前述套接部件，图5中示出了全部即两个前述套接部件。如图2所示，第一斜齿轮10具有非正圆形的第一轴孔101，第二斜齿轮20具有非正圆形的第二轴孔201。在图2中，第一轴孔101和第二轴孔201分别示例性地为一正圆形被两条平行的直线/弦线切割所得的形状，即，两条相对的圆弧线加上两条相对的平行直线组合而成的形状。当然，第一轴孔101和第二轴孔201还可以具有其它非正圆的形状，例如矩形形状。参照图3，可以看出，电子装置的一部分I具有第一杆轴60，电子装置的另一部分II具有第二杆轴40，第一杆轴60穿设在第一轴孔101中，第二杆轴40穿设在第二轴孔201中。可以明白，第一杆轴60具有与第一轴孔101形状相对应的非正圆形部分，该第一杆轴60的非正圆形部分与非正圆形的第一轴孔101紧配合以使得第一杆轴60不能在第一轴孔101中自由转动，由此就可以结构简单且有效地将第一斜齿轮10固定至电子装置的部分I；类似地，第二杆轴40具有与第二轴孔201形状相对应的非正圆形部分，该第二杆轴40的非正圆形部分与非正圆形的第二轴孔201紧配合以使得第二杆轴40不能在第二轴孔201中自由转动，由此就可以结构简单且有效地将第一斜齿轮10固定至电子装置的部分II。当然，还可以通过其它方式例如焊接将第一和第二斜齿轮固定至电子装置上，但是，这些方法不如本发明的前述方法简单、有效，并且，如在后面会讨论的，本发明的前述固定方法还有利于套接部件的连接。

参照图4，根据本发明的优选实施例的连接件还包括套接部件50。结合图4和5可以明白，该套接部件50套接在了图3所示的部件601和401上。具体地，如图3所示，电子装置的第一轴杆60和第二轴杆40除了分别具有用于与第一斜齿轮10和第二斜齿轮20相配合的前述的非正圆形部分之外，还分别具有用于穿设在套接部件50的两个圆孔中的圆形部分，这样，一方面，第一斜齿轮和第二斜齿轮间接地连接在了一起以防止散离，另一方面，第一斜齿轮和第二斜齿轮能够相对于套接部件自由转动，也就是说，套接部件不会限制第一斜齿轮和第二斜齿轮之间的相对转动。需要说明的是，前述的第一和第二轴杆60，40的“圆形部分”中的“圆形”是指圆形或者大致圆形，而不要求必须是正圆形，只要它能够在套接部件的前述的圆孔中自由转动即可。具体地，第一和第二轴杆60，40的前述的圆形部分可以为例如在图3中可以看出的两条相对的圆弧线加上两条相对的平行直线组合而成的形状，这样，在实际工作中，第一和第二轴杆60，40的圆形部分的圆弧线部分与套接部件50的圆孔相接触，并在其中转动，而第一和第二轴杆60，40的圆形部分的两条平行直线部分则并不接触套接部件50的圆孔，即不阻碍第一和第二轴杆60，40在套接部件50中的自由转动。这样，实际上，第一杆轴60和第二杆轴40的前述的分别用于与第一斜齿轮10和第二斜齿轮20配合的非正圆形部分、与第一杆轴60和第二杆轴40的前述的分别用于套接部件50的圆孔配合的圆形(大致圆形)部分可以制造为同一形状和尺寸，从而有利于简化零部件的制造和装配。

现介绍如何定位中间斜齿轮30。参照图4，中间斜齿轮30具有突出的圆形转轴301，套接部件50则具有带半圆形的孔穴的保持部分501。参照图5，在该优选实施例中的连接件具有两个套接部件50，这两个套接部件50通过形状配合而结合在一起并共同形成一个容纳中间斜齿轮30的转轴301的圆形孔穴，中间斜齿轮30的转轴301穿设到套接部件50的保持部分501的圆形孔穴中。这样，中间斜齿轮30被配置为可相对于前述圆形孔穴自由转动地架设在第一斜齿轮10和第二斜齿轮20之间。注意到，图5仅示出了套接部件50一侧上的保持部分501，可以明白，在未示出的另一侧(底侧)上，其也具有同样的保持部分501，这样，两个套接部件拼接在一起时，就将中间斜齿轮30可自由转动地进行了保持和定位。如此，借助于套接部件，第一斜齿轮、中间斜齿轮和第二斜齿轮被连在一起以避免三者彼此散离，并且拼接式的套接部件使得整个连接件的组装更为容易。但是，可以明白，本发明也可以采用其它方式来可转动地定位中间斜齿轮，本发明并不限于如图所示的优选实施方式。

对于本发明的连接件的制造，其可以通过模制的方式进行制造，特别地，由于由线接触所带来的对材料强度要求降低的优势，本发明的连接件可以通过模制例如硬塑料而进行制造。当然，本发明的连接件也可以采用传统的金属材料进行制造。

对于与本发明的前述连接件相连的电子装置的前述的两个部分I和II，其可以是电子组装的任意两个需要相对转动的部分。例如，对于笔记本电脑而言，部分I可以为笔记本电脑的显示屏部分，部分II可以为笔记本电脑的键盘部分；对于带支撑装置的平板电脑而言，其中所述支撑装置用于将平板电脑的显示屏部分以适当角度地架设在支撑平台上，则部分I可以为平板电脑的显示屏部分，部分II可以为平板电脑的支撑装置，即根据本发明的连接件连接在支撑装置和平板电脑的主体部分即显示屏部分的背面之间，以实现支撑装置相对于显示屏部分的背面的自由转动。在本发明中，由于采用了前述的三个斜齿轮的类似于涡轮蜗杆式的配合，电子装置的通过本发明的前述连接件连接的两个部分可以进行0-360度的转动。

最后，相应地，本发明还提供一种具有前述连接件的电子装置，例如笔记本电脑，在此情形下，两个连接件分别安装在笔记本电脑的两端，并连接在笔记本电脑的显示屏部分和键盘部分之间；具有前述连接件的电子装置也可以是带支撑装置的平板电脑，在此情形下，两个连接件分别安装在平板电脑的显示屏部分的背面的两侧，并连接在该显示屏部分和支撑装置之间。

最后，还应当注意到，尽管在参照各个实施例的基础上，本发明已经在说明书中被描述并且在附图中被图示，但是本领域的技术人员可以理解，上述实施例仅仅是优选的实施方式，实施例中的某些技术特征对于解决特定的技术问题可能并不是必需的，从而可以没有或者省略这些技术特征而不影响技术问题的解决或者技术方案的形成；而且，一个实施例的特征、要素和/或功能可以与其它一个或多个实施例的特征、要素和/或功能适当地相互组合、结合或者配合，除非该组合、结合或者配合明显不可实施。

Claims (13)

1.一种连接件，用于可转动地连接电子装置的第一部分与第二部分，所述连接件包括：

与电子装置的第一部分固定连接的第一斜齿轮；

与电子装置的第二部分固定连接的第二斜齿轮；以及

介于所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮之间并与所述第一斜齿轮和第二斜齿轮分别啮合的中间斜齿轮，

其中，所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮的轴线相互平行，所述中间斜齿轮的轴线正交于第一斜齿轮和所述第二斜齿轮的轴线，由此，借助于所述中间斜齿轮的转动，所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮能够同步转动，以使得电子装置的第一部分与第二部分之间相互转动，

其中，所述中间斜齿轮为包络面齿轮，以使得第一斜齿轮和所述第二斜齿轮分别与所述中间斜齿轮以线接触的方式啮合。

2.如权利要求1所述的连接件，其中，

所述第一斜齿轮具有非正圆形的第一轴孔，电子装置的第一部分具有第一杆轴，该第一杆轴具有与所述第一轴孔形状相对应的非正圆形部分，该第一杆轴的非正圆形部分穿设在所述第一轴孔中而不能在该第一轴孔中自由转动，以实现第一斜齿轮到电子装置的第一部分的固定连接。

3.如权利要求2所述的连接件，其中，

所述第二斜齿轮具有非正圆形的第二轴孔，电子装置的第二部分具有第二杆轴，该第二杆轴具有与所述第二轴孔形状相对应的非正圆形部分，该第二杆轴的非正圆形部分穿设在所述第二轴孔中而不能在该第二轴孔中自由转动，以实现第二斜齿轮到电子装置的第二部分的固定连接。

4.如权利要求3所述的连接件，其中，

所述连接件还包括套接部件，该套接部件具有两个圆孔，电子装置的所述第一轴杆和所述第二轴杆分别具有圆形部分，所述第一轴杆和所述第二轴杆的所述圆形部分分别穿设在套接部件一个圆孔中以能够在该圆孔中自由转动，由此，借助于套接部件，第一斜齿轮和第二斜齿轮被连在一起以避免二者彼此散离。

5.如权利要求4所述的连接件，其中，

所述中间斜齿轮具有突出的圆形转轴，所述套接部件还具有带孔穴的保持部分，所述中间斜齿轮的转轴穿设到套接部件的保持部分的所述孔穴中，由此中间斜齿轮被配置为可相对于所述孔穴自由转动地架设在第一斜齿轮和第二斜齿轮之间，由此，借助于套接部件，第一斜齿轮、中间斜齿轮和第二斜齿轮被连在一起以避免三者彼此散离。

6.如权利要求5所述的连接件，其中，

所述连接件具有布置在第一和第二斜齿轮两侧的各一个前述套接部件，两个套接部件的保持部分彼此抵接配合在一起以形成用于容纳中间斜齿轮的圆形转轴的前述孔穴。

7.如权利要求1-6之一所述的连接件，其中，

该连接件配置为使得所述电子装置的第一部分能够相对于第二部分0-360度转动。

8.如权利要求1-6之一所述的连接件，其中，

所述第一斜齿轮、所述中间斜齿轮和所述第二斜齿轮分别由金属制成。

9.如权利要求1-6之一所述的连接件，其中，

所述第一斜齿轮、所述中间斜齿轮和所述第二斜齿轮分别由硬塑料制成。

10.一种电子装置，具有能够相互转动的第一部分和第二部分，其中，

如权利要求1-9之一所述的连接件可转动地连接在所述第一部分和所述第二部分之间。

11.如权利要求10所述的电子装置，其中，

所述电子装置包括两个所述连接件，所述两个连接件分别设置在所述电子装置的两端。

12.如权利要求10或11所述的电子装置，其中，

所述电子装置为笔记本电脑，所述第一部分为所述笔记本电脑的显示屏部分，所述第二部分为所述笔记本电脑的键盘部分。

13.如权利要求10或11所述的电子装置，其中，

所述电子装置为带支撑装置的平板电脑，所述支撑装置用于将平板电脑的显示屏部分以适当角度地架设在支撑平台上，其中所述第一部分为所述平板电脑的显示屏部分，所述第二部分为所述平板电脑的支撑装置。