CN114631298B - 用于电子设备的双向可折叠铰链组件 - Google Patents

Abstract

一种用于电子设备(15)的铰链组件(1)，所述铰链组件(1)可在展开位置(P1)与第一折叠最终位置(P2a)之间移动。所述铰链组件(1)包括一排互连且邻接的铰链叶片(9)，当所述铰链组件(1)处于所述展开位置(P1)时，所述铰链叶片(9)在公共平面上对齐，每个铰链叶片(9)具有抵靠相邻铰链叶片(9)的第一接触区域(C1)。当所述铰链组件(1)移动到所述第一折叠最终位置(P2a)时，每个铰链叶片(9)围绕铰链组件旋转轴线(A1)相对相邻铰链叶片(9)旋转，使得所述铰链叶片(9)具有抵靠所述相邻铰链叶片(9)的第二接触区域(C2)，所述第二接触区域(C2)至少部分地不同于所述第一接触区域(C1)。这提供了一种铰链组件，所述铰链组件使安装有所述铰链组件的电子设备可以折叠，同时仍然防止表面层，例如所述电子设备的显示器，由于所述折叠而变得皱褶和/或永久变形。

Description

用于电子设备的双向可折叠铰链组件

技术领域

本发明涉及一种用于电子设备的铰链组件，所述铰链组件可在展开位置与至少第一折叠最终位置之间移动。

背景技术

平板电脑和手机等电子设备的尺寸是设计电子设备时的一个重要考虑因素。用户常常要求设备的外部尺寸尽可能小，同时仍然提供尽可能大的显示器。

这个问题可以通过可折叠电子设备来解决，该可折叠电子设备包括一个或多个支撑体，这些支撑体通过铰链互连，由显示器覆盖。一个或多个支撑体和显示器可以一起被折叠以提供尽可能小的电子设备，并且可以展开以提供尽可能大的显示器。

为了也在铰链区域中支撑显示器，铰链可以包括锯齿状结构，由该结构提供的间隙使铰链以及电子设备可以在至少一个方向上折叠。这种结构是一种折衷方案，它的柔性不足以承受和通过折叠循环测试，而且刚性也不足以承载和支撑用户所施加的所有载荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的可折叠电子设备。上述和其它目的通过独立权利要求的特征来实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。

根据第一方面，提供了一种用于电子设备的铰链组件，所述铰链组件可在展开位置与第一折叠最终位置之间移动，所述铰链组件包括一排互连且邻接的铰链叶片，

当所述铰链组件处于所述展开位置时，所述铰链叶片在公共平面上对齐，每个铰链叶片具有抵靠相邻铰链叶片的第一接触区域，其中，当所述铰链组件移动到所述第一折叠最终位置时，每个铰链叶片围绕铰链组件旋转轴线相对相邻铰链叶片旋转，使得所述铰链叶片具有抵靠所述相邻铰链叶片的第二接触区域，所述第二接触区域至少部分地不同于所述第一接触区域。

这种方案使安装有所述铰链组件的电子设备可以折叠，同时仍然防止表面层，例如电子设备的显示器，由于折叠而变得皱褶和/或永久变形。这还可以使铰链组件具有尽可能小的外部尺寸，同时具有使电子设备可以在展开位置与折叠位置之间移动的移动范围，其中，在展开位置处，电子设备具有最大宽度；在折叠位置处，电子设备的各部分彼此叠加，使得电子设备具有最小宽度。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述铰链组件可在展开位置与第二折叠最终位置之间移动，每个铰链叶片具有抵靠所述相邻铰链叶片的第三接触区域，所述第二接触区域和所述第三接触区域位于所述第一接触区域的相对侧，其中，

当所述铰链组件移动到所述第二折叠最终位置时，每个铰链叶片围绕所述铰链组件旋转轴线相对相邻铰链叶片旋转，使得所述铰链叶片具有抵靠所述相邻铰链叶片的所述第三接触区域。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述铰链叶片是细长的，具有与所述铰链组件旋转轴线平行延伸的纵向轴线，并且

所述铰链叶片在垂直于所述纵向轴线的平面上具有截面，所述截面在垂直于所述纵向轴线的所述平面上包括中心部分和从所述中心部分沿第一方向延伸的第一锥形部分，所述第一接触区域位于所述中心部分处，所述第二接触区域位于所述第一锥形部分处。铰链组件提供了稳定的展开位置和稳定的折叠最终位置，以防止意外折叠超过设备的机械限制。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述铰链叶片截面包括从所述中心部分沿与所述第一方向相反的第二方向延伸的第二锥形部分，所述第三接触区域位于所述第二锥形部分处。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一锥形部分和/或所述第二锥形部分包括基部部分和顶点部分，所述基部部分与所述中心部分相邻布置，或包括所述中心部分，当所述铰链组件移动到所述第一折叠最终位置或所述第二折叠最终位置时，相邻铰链叶片的相邻顶点部分朝向彼此移动。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述铰链叶片中的至少两个铰链叶片通过细长连接元件在所述中心部分处互连，所述细长连接元件沿着垂直于所述铰链组件旋转轴线的第三轴线延伸，并且当所述铰链组件处于所述展开位置时，在所述公共平面上延伸，从而便于铰链组件占用最小的空间，并且当折叠在一起时固有稳定。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述细长连接元件沿着所述铰链组件的中性轴线延伸，从而在折叠时所述细长连接元件的长度不受影响的平面上将铰链组件互连。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述细长连接元件包括可弯曲材料。这使铰链叶片可以为动态柔性的，但仍然为(例如)延伸穿过铰链组件的显示器提供足够的静态支撑。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，当所述铰链组件在所述展开位置与所述第一折叠最终位置或所述第二折叠最终位置之间移动时，所述细长连接元件沿着所述第三轴线的纵向长度保持相同。这有助于铰链组件具有足以承受和通过折叠循环测试的柔性，同时仍然具有足以能够承载和支撑用户所施加的所有载荷的刚性。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述细长连接元件包括弹性部分，所述弹性部分使所述细长连接元件可以在所述铰链组件从所述展开位置移动到所述第一折叠最终位置或所述第二折叠最终位置时延长，并在所述铰链组件从所述第一折叠最终位置或所述第二折叠最终位置移动到所述展开位置时缩短，从而提供具有额外柔性和弹性的铰链组件。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一锥形部分的所述基部部分和所述第二锥形部分的所述基部部分在所述中心部分处具有邻接部分，使所述铰链叶片无需费力而相对于彼此枢转。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述中心部分包括平坦表面，所述平坦表面在垂直于所述公共平面并与所述铰链组件旋转轴线平行的平面上延伸，从而提供在处于所述展开位置时更稳定的铰链组件。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述铰链叶片和/或所述细长连接元件包括金属和/或芳纶材料，从而为(例如)延伸穿过铰链组件的显示器提供足够的静态支撑。

根据第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括第一框架部分、第二框架部分、连接到所述第一框架部分和所述第二框架部分中的至少一个的显示器，以及上述铰链组件，所述铰链组件将所述第一框架部分和所述第二框架部分互连，使得所述第一框架部分和所述第二框架部分可在展开位置与第一折叠最终位置之间相对彼此枢转；当处于所述展开位置时，所述第一框架部分和所述第二框架部分在公共平面上对齐，当处于所述第一折叠最终位置时，所述第二框架部分叠加在所述第一框架部分上。

这使电子设备可以折叠，同时仍然防止表面层，例如电子设备的显示器，由于折叠而变得皱褶和/或永久变形。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述铰链组件将所述第一框架部分和所述第二框架部分互连，使得所述第一框架部分和所述第二框架部分可在展开位置与第二折叠最终位置之间相对彼此枢转，当处于所述第二折叠最终位置时，所述第一框架部分叠加在所述第二框架部分上。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述第一框架部分、所述第二框架部分和所述铰链组件的铰链板在所述铰链组件旋转轴线的方向上具有相同的纵向尺寸，从而也在铰链组件区域中为显示器提供足够的支撑。

根据下文描述的实施例，这一方面和其它方面是显而易见的。

附图说明

在本发明的以下详述部分中，将参考附图中示出的示例性实施例更详细地解释各方面、实施例和实现方式。

图1a示出了本发明的一个实施例提供的铰链组件的示意性透视图，其中，可折叠组件处于折叠最终位置；

图1b示出了本发明的一个实施例提供的铰链组件的部分透视图，其中，可折叠组件处于折叠最终位置；

图2a示出了本发明的一个实施例提供的铰链组件的枢轴铰链的示意性侧视图，其中，枢轴铰链处于展开位置以及两个折叠最终位置；

图2b示出了本发明的另一实施例提供的铰链组件的枢轴铰链的示意性侧视图，其中，枢轴铰链处于展开位置和折叠最终位置；

图3a示出了本发明的一个实施例提供的铰链组件的示意性侧视图；

图3b示出了图3a的实施例的示意性侧视图，其中，枢轴铰链处于展开位置；

图3c示出了图3a和图3b的实施例的示意性侧视图，其中，枢轴铰链处于展开位置；

图4a示出了本发明的另一实施例提供的铰链组件的示意性侧视图；

图4b示出了图4a的实施例的示意性侧视图，其中，枢轴铰链处于展开位置；

图4c示出了图4a和图4b的实施例的示意性侧视图，其中，枢轴铰链处于展开位置；

图5示出了本发明的一个实施例提供的铰链组件的透视图，其中，铰链组件处于折叠最终位置；

图6示出了本发明的另一实施例提供的铰链组件的透视图，其中，铰链组件处于折叠最终位置；

图7示出了本发明的一个实施例提供的电子设备的截面视图，其中，电子设备处于展开位置以及两个折叠最终位置。

具体实施方式

图7示出了电子设备15，该电子设备15包括显示器2和铰链组件1，铰链组件1可在展开位置P1与至少第一折叠最终位置P2a之间移动。在另一实施例中，可折叠组件1也可在展开位置P1与第二折叠最终位置P2b之间移动。当可折叠组件1折叠时，电子设备15也从展开位置折叠到折叠最终位置。电子设备15还可以包括与显示器2相对布置的后盖。

电子设备15还包括第一框架部分4和第二框架部分5。显示器2连接到第一框架部分4和第二框架部分5中的至少一个，铰链组件1将第一框架部分4和第二框架部分5互连，使得第一框架部分4和第二框架部分5可在上述展开位置P1与第一折叠最终位置P2a之间相对彼此枢转。第一框架部分4和第二框架部分5可围绕铰链组件1的铰链组件旋转轴线A1a、A1b相对彼此枢转。

如图2a、图2b和图6所示，当处于展开位置P1时，第一框架部分4和第二框架部分5在公共平面上对齐，当处于第一折叠最终位置P2a时，第二框架部分5叠加在第一框架部分4上。

第一框架部分4和第二框架部分5也可以在展开位置P1与第二折叠最终位置P2b之间相对于彼此枢转，

当处于第二折叠最终位置P2b时，第一框架部分4叠加在第二框架部分5上。

如图1b至图4c所示，铰链组件1包括一排互连且邻接的铰链叶片9。当铰链组件1处于展开位置P1时，铰链叶片9在公共平面上对齐，使得每个铰链叶片9具有抵靠相邻铰链叶片9的第一接触区域C1。铰链叶片9和/或细长连接元件10可以包括金属和/或芳纶材料，例如编织芳纶或凯夫拉(kevlar)。

当铰链组件1移动到第一折叠最终位置P2a时，每个铰链叶片9围绕铰链组件旋转轴线A1相对相邻铰链叶片9旋转，使得铰链叶片9具有抵靠相邻铰链叶片9的第二接触区域C2。第二接触区域C2至少部分地不同于第一接触区域C1，如图2a和图2b的最下方图所示。

当铰链组件1移动到第二折叠最终位置P2b时，每个铰链叶片9围绕铰链组件旋转轴线A1相对相邻铰链叶片9旋转，使得每个铰链叶片9具有抵靠相邻铰链叶片9的第三接触区域C3，如图2a的最上方图所示。因此，第二接触区域C2和第三接触区域C3位于第一接触区域C1的相对侧。

如图5和图6所示，下文更详细描述的第一框架部分4、第二框架部分5和铰链组件1的铰链板9可以在铰链组件旋转轴线A1的方向上具有相同的纵向尺寸。每个铰链叶片9可以是细长的，具有与铰链组件旋转轴线A1平行延伸的纵向轴线A2，如图1b所示。因此，铰链组件1不仅覆盖在第一框架部分4与第二框架部分5之间延伸的间隙，而且基本上覆盖在外部设备框架的顶部与底部边缘之间延伸的整个间隙。

每个铰链叶片9可以在垂直于纵向轴线A2的平面上具有截面，该截面包括中心部分6和第一锥形部分7。第一锥形部分7在垂直于纵向轴线A2的平面上从中心部分6沿第一方向延伸，如图2b所示。第一接触区域C1位于中心部分6处，第二接触区域C2位于第一锥形部分7处，如图3a至图4c所示。

每个铰链叶片9可以具有截面，该截面还包括从中心部分6沿与第一方向相反的第二方向延伸的第二锥形部分8，如图2a以及图3a至图4c所示。第三接触区域C3位于第二锥形部分8处。

第一锥形部分7和第二锥形部分8各自包括基部部分11和顶点部分12，基部部分11与中心部分6相邻布置，或包括中心部分6。当铰链组件1移动到第一折叠最终位置P2a或第二折叠最终位置P2b时，相邻铰链叶片9的相邻顶点部分12朝向彼此移动，如图1a至图2b所示。

图3a示出了一个实施例，其中，第一锥形部分7和第二锥形部分8的基部部分11具有布置成基本上相同的邻接部分3，并且中心部分6仅包括铰链叶片9可以围绕枢转的点。

图4a至图4c示出了一个实施例，其中，第一锥形部分7和第二锥形部分8由中心部分6分开，使得两个基部部分11的每个部分3邻接中心部分6的相对侧。这在图4a中通过虚线来说明。中心部分6可以包括平坦表面14，该平坦表面14在垂直于公共平面并与铰链组件旋转轴线A1平行的平面上，在这些相对侧之间延伸。

铰链叶片9中的至少两个可以通过细长连接元件10在中心部分6处互连，如图2a以及图4a至图4c所示。细长连接元件10沿着垂直于铰链组件旋转轴线A1的第三轴线A3延伸，并且当铰链组件1处于展开位置P1时，在公共平面上延伸，如图7所示。细长连接元件10可以是线材或链条。

在一个实施例中，细长连接元件10沿着铰链组件1的中性轴线N延伸。当铰链组件1在展开位置P1与第一折叠最终位置P2a或第二折叠最终位置P2b之间移动时，细长连接元件10沿着第三轴线A3的纵向长度可以保持相同。

细长连接元件10可以包括可弯曲材料。细长连接元件10的材料还可以具有弹性，但基本上不能在纵向方向上(即沿着第三轴线A3)拉伸。在一个实施例中，如图4a至图4c所示，细长连接元件10包括弹性部分13，所述弹性部分13使细长连接元件10可以在铰链组件1从展开位置P1移动到第一折叠最终位置P2a或第二折叠最终位置P2b时延长，并在铰链组件1从第一折叠最终位置P2a或第二折叠最终位置P2b移动到展开位置P1时缩短。

本文已经结合各种实施例描述了各个方面和实现方式。但是，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域的技术人员在实践所要求保护的主题时可以理解和实现所公开的实施例的其它变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，术语“一”或者“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施并不表示这些措施的组合不能被有效地使用。

权利要求书中所用的参考符号不应解释为对范围进行限制。

Claims (14)

1.一种用于电子设备（15）的铰链组件（1），其特征在于，所述铰链组件（1）可在展开位置（P1）与第一折叠最终位置（P2a）之间移动，

所述铰链组件（1）包括一排互连且邻接的铰链叶片（9），

当所述铰链组件（1）处于所述展开位置（P1）时，所述铰链叶片（9）在公共平面上对齐，每个铰链叶片（9）具有抵靠相邻铰链叶片（9）的第一接触区域（C1），

其中，当所述铰链组件（1）移动到所述第一折叠最终位置（P2a）时，每个铰链叶片（9）围绕铰链组件旋转轴线（A1）相对相邻铰链叶片（9）旋转，使得所述铰链叶片（9）具有抵靠所述相邻铰链叶片（9）的第二接触区域（C2），

所述第二接触区域（C2）至少部分地不同于所述第一接触区域（C1）；

所述铰链组件（1）可在展开位置（P1）与第二折叠最终位置（P2b）之间移动，

每个铰链叶片（9）具有抵靠所述相邻铰链叶片（9）的第三接触区域（C3），所述第二接触区域（C2）和所述第三接触区域（C3）位于所述第一接触区域（C1）的相对侧，其中，

当所述铰链组件（1）移动到所述第二折叠最终位置（P2b）时，每个铰链叶片（9）围绕所述铰链组件旋转轴线（A1）相对相邻铰链叶片（9）旋转，使得所述铰链叶片（9）具有抵靠所述相邻铰链叶片（9）的所述第三接触区域（C3）；

所述铰链叶片（9）是细长的，具有与所述铰链组件旋转轴线（A1）平行延伸的纵向轴线（A2），并且，

所述铰链叶片（9）在垂直于所述纵向轴线（A2）的平面上具有截面，所述截面在垂直于所述纵向轴线（A2）的所述平面上包括中心部分（6），所述第一接触区域（C1）位于所述中心部分（6）处；

所述铰链叶片（9）中的至少两个铰链叶片通过细长连接元件（10）在所述中心部分（6）处互连，所述细长连接元件（10）沿着垂直于所述铰链组件旋转轴线（A1）的第三轴线（A3）延伸，并且当所述铰链组件（1）处于所述展开位置（P1）时，在所述公共平面上延伸。

2.根据权利要求1所述的铰链组件（1），其特征在于，所述截面在垂直于所述纵向轴线（A2）的所述平面上包括从所述中心部分（6）沿第一方向延伸的第一锥形部分（7），

所述第二接触区域（C2）位于所述第一锥形部分（7）处。

3.根据权利要求2所述的铰链组件（1），其特征在于，所述铰链叶片（9）截面包括从所述中心部分（6）沿与所述第一方向相反的第二方向延伸的第二锥形部分（8），所述第三接触区域（C3）位于所述第二锥形部分（8）处。

4.根据权利要求3所述的铰链组件（1），其特征在于，所述第一锥形部分（7）和/或所述第二锥形部分（8）包括基部部分（11）和顶点部分（12），所述基部部分（11）与所述中心部分（6）相邻布置，或包括所述中心部分（6），当所述铰链组件（1）移动到所述第一折叠最终位置（P2a）或所述第二折叠最终位置（P2b）时，相邻铰链叶片（9）的相邻顶点部分（12）朝向彼此移动。

5.根据权利要求1所述的铰链组件（1），其特征在于，所述细长连接元件（10）沿着所述铰链组件（1）的中性轴线（N）延伸。

6.根据权利要求1或5所述的铰链组件（1），其特征在于，所述细长连接元件（10）包括可弯曲材料。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的铰链组件（1），其特征在于，当所述铰链组件（1）在所述展开位置（P1）与所述第一折叠最终位置（P2a）或所述第二折叠最终位置（P2b）之间移动时，所述细长连接元件（10）沿着所述第三轴线（A3）的纵向长度保持相同。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的铰链组件（1），其特征在于，所述细长连接元件（10）包括弹性部分（13），所述弹性部分（13）使所述细长连接元件（10）可以在所述铰链组件（1）从所述展开位置（P1）移动到所述第一折叠最终位置（P2a）或所述第二折叠最终位置（P2b）时延长，并在所述铰链组件（1）从所述第一折叠最终位置（P2a）或所述第二折叠最终位置（P2b）移动到所述展开位置（P1）时缩短。

9.根据权利要求4所述的铰链组件（1），其特征在于，所述第一锥形部分（7）的所述基部部分（11）和所述第二锥形部分（8）的所述基部部分（11）在所述中心部分（6）处具有邻接部分（3）。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的铰链组件（1），其特征在于，所述中心部分（6）包括平坦表面（14），所述平坦表面（14）在垂直于所述公共平面并与所述铰链组件旋转轴线（A1）平行的平面上延伸。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的铰链组件（1），其特征在于，所述铰链叶片（9）和/或所述细长连接元件（10）包括金属和/或芳纶材料。

12.一种电子设备（15），其特征在于，包括第一框架部分（4）、第二框架部分（5）、连接到所述第一框架部分（4）和所述第二框架部分（5）中的至少一个的显示器（2），以及根据权利要求1至11中任一项所述的铰链组件（1），所述铰链组件（1）将所述第一框架部分（4）和所述第二框架部分（5）互连，使得所述第一框架部分（4）和所述第二框架部分（5）可在展开位置（P1）与第一折叠最终位置（P2a）之间相对彼此枢转，

当处于所述展开位置（P1）时，所述第一框架部分（4）和所述第二框架部分（5）在公共平面上对齐，

当处于所述第一折叠最终位置（P2a）时，所述第二框架部分（5）叠加在所述第一框架部分（4）上。

13.根据权利要求12所述的电子设备（15），其特征在于，所述铰链组件（1）将所述第一框架部分（4）和所述第二框架部分（5）互连，使得所述第一框架部分（4）和所述第二框架部分（5）可在展开位置（P1）与第二折叠最终位置（P2b）之间相对彼此枢转，

当处于所述第二折叠最终位置（P2b）时，所述第一框架部分（4）叠加在所述第二框架部分（5）上。

14.根据权利要求12或13所述的电子设备（15），其特征在于，所述第一框架部分（4）、所述第二框架部分（5）和所述铰链组件（1）的铰链板（9）在所述铰链组件旋转轴线（A1）的方向上具有相同的纵向尺寸。