CN115076215A

CN115076215A - 一种铰链悬停机构及电子设备

Info

Publication number: CN115076215A
Application number: CN202210702054.7A
Authority: CN
Inventors: 郑建平
Original assignee: Wuhan Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Wuhan Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2022-09-20

Abstract

本发明公开了一种铰链悬停机构及电子设备，所述铰链悬停机构包括能够相对转动且同轴设置的第一旋转部、第二旋转部以及弹性部件；所述第一旋转部朝向所述第二旋转部的一侧设有N1个沿圆周方向均匀分布的凸起结构，相邻两个所述凸起结构之间的角度呈360°/N1；所述第二旋转部朝向所述第一旋转部的一侧设有N2个沿圆周方向均匀分布的凹陷结构，N2＝k×N1，其中k为正整数，相邻两个所述凹陷结构之间的角度呈360°/N2；在所述弹性部件的弹力作用下，所述凸起结构与凹陷结构能够在不同的悬停角度嵌套卡合。该悬停机构性能更加稳定可靠，不容易出现悬停失效的现象，而且，各凸起结构所承受的摩擦力较小，既不容易磨损，又不容易产生金属屑和异响。

Description

一种铰链悬停机构及电子设备

技术领域

本发明涉及铰链技术领域，尤其涉及铰链悬停机构。本发明还涉及设有所述铰链悬停机构的电子设备。

背景技术

目前，有相当一部分电子设备会设有铰链，例如采用柔性显示屏的折叠手机，其能够折叠和展开的两部分通常采用铰链进行连接。

一般的铰链只具有转动连接功能，而折叠手机在使用过程中，存在展开至不同角度时进行悬停的需要，因此，其铰链上增设有悬停机构。

如图1、图2所示，作为一种典型的铰链悬停机构，其通常由旋转机构上半部1'和旋转机构下半部2'以及弹簧3'组成，旋转机构上半部1'的端面上设有径向对称的凸起4'，旋转机构下半部3'的端面上设有径向对称的凹槽5'，当旋转机构上半部1'的凸起4'从旋转机构下半部2'的凹槽5'旋转到非凹槽的平面区域时，弹簧3'被压缩，旋转机构上半部1'的凸起4'与旋转机构下半部2'的端面之间的摩檫力增大，从而可以通过摩擦力实现悬停。

这种铰链悬停机构虽然能够悬停功能，但是，当旋转机构上半部1'的凸起4'在从旋转机构下半部2'的凹槽5'脱离的过程中，因为凹槽5'并不是平面，而且，所占据的周向角度较大，所以在此旋转角度范围内，不能稳定地进行悬停。

而且，在旋转机构上半部1'的凸起4'与旋转机构下半部2'的平面相接触的区域内，因为摩檫力大，随着折叠次数的增加，磨损会逐渐加重，容易产生金属屑和异响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铰链悬停机构，以解决上述铰链悬停机构存在的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种设有所述铰链悬停机构的电子设备。

为实现上述目的，本发明提供一种铰链悬停机构，包括能够相对转动且同轴设置的第一旋转部和第二旋转部，以及用于将所述第一旋转部与第二旋转部沿轴向方向压紧的弹性部件；所述第一旋转部朝向所述第二旋转部的一侧设有N1个沿圆周方向均匀分布的凸起结构，相邻两个所述凸起结构之间的角度呈360°/N1；所述第二旋转部朝向所述第一旋转部的一侧设有N2个沿圆周方向均匀分布的凹陷结构，N2＝k×N1，其中k为正整数，相邻两个所述凹陷结构之间的角度呈360°/N2；在所述弹性部件的弹力作用下，所述凸起结构与凹陷结构能够在不同的悬停角度嵌套卡合。

可选地，所述凸起结构为卡位凸杆，所述凹陷结构为卡位凹槽。

可选地，所述卡位凹槽为半球形凹槽，所述卡位凸杆的头部呈半球形。

可选地，相邻所述卡位凹槽之间设有截面呈弧形的连接滑槽，多个所述连接滑槽在整体上呈圆形。

可选地，所述连接滑槽的底部与所述卡位凹槽的底部通过相切的第一弧面和第二弧面圆滑过渡。

可选地，所述卡位凹槽底部的曲率半径与所述卡位凸杆头部的曲率半径相等。

可选地，设所述卡位凸杆的高度为H₁，所述凹陷结构的深度为H₂，所述连接滑槽的深度为H₃，则H₁＞H₂＞H₃。

可选地，设所述卡位凸杆头部的半径为R，则0≤(H₂+H₃)-R＜2R。

可选地，所述第一旋转部和第二旋转部分别呈圆环形，两者相对的一侧分别具有第一环面和第二环面，所述卡位凸杆设于所述第一环面，所述卡位凹槽设于所述第二环面。

可选地，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧与所述第一旋转部和第二旋转部同轴设置。

为实现上述另一目的，本发明还提供一种电子设备，包括通过铰链相互连接的第一转动体和第二转动体，所述铰链设有上述任一项所述的铰链悬停机构，所述第一旋转部连接所述第一转动体，所述第二旋转部连接所述第二转动体。

本发明所提供的铰链悬停机构，将传统的摩擦的阻尼机构改为限位卡合的阻尼机构，其第一旋转部上的凸起机构与第二旋转部上的凹陷结构，在弹性部件的弹力作用下，能够相互嵌套卡合，从而使铰链在不同的展开角度进行悬停，其能够悬停的位置较多，从而能够很好地满足消费者的实际使用要求，而且，通过改变凹陷结构的数量，可以增加或减少能够悬停的位置。由于凸起结构与凹陷结构的配合关系是嵌套卡合，与仅依靠摩擦力进行悬停的方式相比，悬停性能更加稳定可靠，不容易出现悬停失效的现象。此外，弹性部件的反弹力能够平均地分摊到多个凸起结构上，各凸起结构所承受的摩擦力较小，既不容易磨损，又不容易产生金属屑和异响。

本发明所提供的电子设备设有所述铰链悬停机构，由于所述铰链悬停机构具有上述技术效果，则设有该铰链悬停机构的电子设备，也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为一种典型的铰链悬停机构的结构示意图；

图2为图1中虚线框部位的局部放大图；

图3为本发明实施例所提供的一种铰链悬停机构的结构示意图；

图4为图3所示铰链悬停机构的分解结构示意图；

图5为图3中所示卡位凸杆与卡位凹槽处于嵌套卡合状态下的剖视图；

图6为本发明实施例所提供的另一种铰链悬停机构的结构示意图。

图7为图6的局部放大图；

图8为本发明实施例所提供的又一种铰链悬停机构的局部放大图；

图9为第二旋转部上设有四个卡位凸杆的结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

图中：

1'.旋转机构上半部 2'.旋转机构下半部 3'.弹簧 4'.凸起 5'.凹槽

1.第一旋转部 2.第二旋转部 3.弹簧 4.卡位凹槽 5.卡位凸杆 6.弹簧定位柱7.连接滑槽 8.第一弧面 9.第二弧面 10.滚珠 11.滚珠弹簧 12.滚珠保持件 13.销柱14.销柱弹簧

20.折叠手机 21.第一转动体 22.第二转动体 23.竖向铰链

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图3、图4，图3为本发明实施例所提供的一种铰链悬停机构的结构示意图，图4为图3所示铰链悬停机构的分解结构示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明所提供的铰链悬停机构，主要由第一旋转部1、第二旋转部2以及弹簧3等部件组成，其中，第一旋转部1呈圆环形，第二旋转部2呈圆盘形，第一旋转部1与第二旋转部2同轴设置，在铰链展开或闭合的过程中，第一旋转部1和第二旋转部2能够沿轴线相对转动。

第一旋转部1在其朝向第二旋转部2的圆环面上设有十二个沿圆周方向均匀分布的卡位凹槽4，也就是说，有十二个卡位凹槽4在第一旋转部1上呈圆周阵列分布，第二旋转部2在其朝向第一旋转部1的盘面上设有三个沿圆周方向均匀分布的卡位凸杆5，卡位凹槽4的数量多于卡位凸杆5的数量。

相邻两个卡位凸杆5之间的角度呈360°/3＝120°，相邻两个卡位凹槽4之间的角度呈360°/12＝30°，第二旋转部2在背面设有弹簧定位柱6，弹簧3套装在弹簧定位柱6上，当第二旋转部2沿轴向方向远离第一旋转部1时，弹簧3会被进一步压缩，从而产生反弹力，在弹簧3的弹力作用下，第二旋转部2压向第一旋转部1，其卡位凸杆5的半球形头部始终能够与第一旋转部1相接触，而且，第二旋转部2与第一旋转部1每相对旋转30°，第二旋转部2上的三个卡位凸杆5便能够与对应的三个卡位凹槽4嵌套卡合，从而形成卡点，使铰链在展开或关闭的过程中，能够在不同的角度悬停。

由于一共设有十二个卡位凹槽4，因此，若铰链的最大展开角度为360°，则可以有十二个位置进行悬停，若铰链的最大展开角度为180°，则可以有六个位置进行悬停。

请一并参考图5，图5为图3中所示卡位凸杆与卡位凹槽处于嵌套卡合状态下的剖视图。

在本实施例中，卡位凸杆5的头部呈半球形，卡位凹槽4为半球形凹槽，卡位凹槽4底部的曲率半径与卡位凸杆5头部的曲率半径相等，相邻两个卡位凹槽4之间通过截面呈弧形的连接滑槽7相连通，多个连接滑槽7在整体上呈圆形，在沿滑动方向的截面上，连接滑槽7的底部与卡位凹槽4的底部通过相切的第一弧面8和第二弧面9圆滑过渡，其中第二弧面9和卡位凸杆头部5的曲率半径相等。

如果设卡位凸杆5的高度为H₁，卡位凹槽4的深度为H₂，连接滑槽7的深度为H₃，则三者之间的尺寸关系为H₁＞H₂＞H₃，以保证卡位凸杆5能够沿连接滑槽7顺畅地滑动，并能够顺利嵌入卡位凹槽4形成卡点。

而且，如果设卡位凸杆5头部的半径为R，则应满足0≤(H₂+H₃)-R＜2R。若(H₂+H₃)-R＝0，则卡位凸杆5的半球形头部恰好可以完全嵌入卡位凹槽4和连接滑槽7中，若(H₂+H₃)-R＞0，则该值越大(但小于2R)，卡位凸杆5与卡位凹槽4卡合越深，悬停稳定性越好，(H₂+H₃)-R的值约接近于0，则相对而言，卡位凸杆5越容易从卡位凹槽4中滑出。

当第二旋转部2相对于第一旋转部1从一个悬停位置转动到另一个悬停位置时，卡位凸杆5的半球形头部通过在第二弧面9和第一弧面8上的滑动，对周向作用力进行分解，其中分解之后的轴向作用力，使第二旋转部2向远离第一旋转部1的方向移动，从而进一步压缩弹簧3，再加上卡位凸杆5的半球形头部与卡位凹槽4、第一弧面8、第二弧面9以及连接滑槽7之间还存在一定的摩擦力，因此，在展开或闭合的过程中，会存在阻尼感，两者之间阻尼的大小主要由弹簧3的弹力和(H₂+H₃)-R的值决定，弹簧3的弹力越大，阻尼感越强，同理，(H₂+H₃)-R的值越大，阻尼感越强。通过调节这两个值的大小，可以改变阻尼力的大小，从而获得更好的使用手感。

请参考图6、图7，图6为本发明实施例所提供的另一种铰链悬停机构的结构示意图，图7为图6的局部放大图。

在另一种具体实施例中，本发明所提供的铰链悬停机构，取消了第二旋转部2背面的弹簧3，同时，在每一个卡位凸杆5的头部安装能够滚动的滚珠10。

具体来讲，本实施例种的卡位凸杆5为空心结构，其内部安装有滚珠弹簧11以及由滚珠弹簧11支撑的滚珠保持件12，滚珠保持件12与卡位凸杆5的内腔滑动配合，其朝向外部的一端设有内凹面，以与滚珠10的球面相配合，将滚珠10保持在卡位凸杆5的头部。

当第二旋转部2相对于第一旋转部1转动时，在滚珠弹簧11的弹力作用下，滚珠10能够沿第一旋转部1上的连接滑槽7滚动，并卡入相应的卡位凹槽4中，从而形成卡点，使铰链在展开或关闭的过程中，能够在不同的角度悬停。

本实施例与第一种铰链悬停机构相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

请参考图8，图8为本发明实施例所提供的又一种铰链悬停机构的局部放大图。

在又一种具体实施例中，本发明所提供的铰链悬停机构，与图6和图7所示的铰链悬停机构大体相同，其不同之处主要在于，将滚珠10替换为头部呈半球形的销柱13。

具体来讲，本实施例种的卡位凸杆5同样为空心结构，其内部安装有销柱弹簧14以及由销柱弹簧14支撑的销柱13，销柱13与卡位凸杆5的内腔滑动配合，其朝向外部的一端呈半球形。

当第二旋转部2相对于第一旋转部1转动时，在销柱弹簧14的弹力作用下，销柱13能够沿第一旋转部1上的连接滑槽7滚动，并卡入相应的卡位凹槽4中，从而形成卡点，使铰链在展开或关闭的过程中，能够在不同的角度悬停。

与上述第二种铰链悬停机构相比，本实施例可以省去用于将滚珠10保持在卡位凸杆5头部的滚珠保持件12，从而在结构上更为简单。但是，由于销柱13只能进行滑动而不能进行滚动，因此，在使用过程中，其阻尼感会大于滚珠结构。

本实施例与第二种铰链悬停机构相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

这里需要说明的是，在本申请中，卡位凸杆5的数量不局限于三个，卡位凹槽4的数量也不局限于十二个。若卡位凸杆5的数量为N1个，则相邻两个卡位凸杆5之间的角度呈360°/N1；若卡位凹槽4的数量为N2个，则N2＝k×N1，其中k为正整数，相邻两个卡位凹槽4之间的角度呈360°/N2。

例如，若卡位凸杆5的数量为2个，则卡位凹槽4的数量可以是4、6、8、10、12个，等等；若卡位凸杆5的数量为3个，则卡位凹槽4的数量可以是6、9、12、15个，等等；若卡位凸杆5的数量为4个(见图9)，则卡位凹槽4的数量可以是8、12、16个，等等，以此类推。

若电子设备的使用场景需要非常精细的悬停位置，则可以在结构强度和结构空间允许的情况下，设置数量较多的卡位凹槽4，反之，则可以设置数量较少的卡位凹槽4，具体可以视实际需要而定。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将凸起结构和凹陷结构设计成其他能够相互嵌套卡合的形状，或者，将第一旋转部1和第二旋转部2设计成非圆环形、圆盘形的形状，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明将传统的摩擦的阻尼机构改为限位卡合的阻尼机构，其第一旋转部1上的卡位凸杆5与第二旋转部2上的卡位凹槽4，在弹簧3的弹力作用下，能够相互嵌套卡合，从而使铰链在不同的展开角度进行悬停，其能够悬停的位置较多，从而能够很好地满足消费者的实际使用要求，而且，通过改变卡位凹槽4的数量，可以增加或减少能够悬停的位置。

由于卡位凸杆5与卡位凹槽4的配合关系是嵌套卡合，与仅依靠摩擦力进行悬停的方式相比，悬停性能更加稳定可靠，不容易出现悬停失效的现象。

此外，弹簧3的反弹力能够平均地分摊到多个卡位凸杆5上，各卡位凸杆5所承受的摩擦力较小，即使长期使用也不容易磨损，不容易产生金属屑和异响。

除了上述铰链悬停机构，本发明还提供一种电子设备，具体可以是折叠手机、笔记本电脑等，下面以折叠手机为例对其进行说明。

如图10所示，该折叠手机20的屏幕为柔性屏(由于遮挡未示出)，柔性屏由能够展开和闭合的第一转动体21和第二转动体22进行承载，第一转动体21和第二转动体22通过位于中间的竖向铰链23转动连接，为了保证在展开或闭合的过程中具有悬停功能，铰链23设有上文所描述的铰链悬停机构，其中，铰链悬停机构的第一旋转部1直接或间接地与第一转动体21相连接，能够随第一转动体21进行转动，铰链悬停机构的第二旋转部2直接或间接地与第二转动体22相连接，能够随第二转动体22进行转动。

当然，折叠手机可以是横向折叠，也可以是竖向折叠，可以分成两部分折叠，也可以分成三部分折叠，关于折叠手机的其他结构，请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的铰链悬停机构及电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种铰链悬停机构，包括能够相对转动且同轴设置的第一旋转部和第二旋转部，以及用于将所述第一旋转部与第二旋转部沿轴向方向压紧的弹性部件；其特征在于，所述第一旋转部朝向所述第二旋转部的一侧设有N1个沿圆周方向均匀分布的凸起结构，相邻两个所述凸起结构之间的角度呈360°/N1；所述第二旋转部朝向所述第一旋转部的一侧设有N2个沿圆周方向均匀分布的凹陷结构，N2＝k×N1，其中k为正整数，相邻两个所述凹陷结构之间的角度呈360°/N2；在所述弹性部件的弹力作用下，所述凸起结构与凹陷结构能够在不同的悬停角度嵌套卡合。

2.根据权利要求1所述的铰链悬停机构，其特征在于，所述凸起结构为卡位凸杆，所述凹陷结构为卡位凹槽。

3.根据权利要求2所述的铰链悬停机构，其特征在于，所述卡位凹槽为半球形凹槽，所述卡位凸杆的头部呈半球形。

4.根据权利要求3所述的铰链悬停机构，其特征在于，相邻所述卡位凹槽之间设有截面呈弧形的连接滑槽，多个所述连接滑槽在整体上呈圆形。

5.根据权利要求4所述的铰链悬停机构，其特征在于，所述连接滑槽的底部与所述卡位凹槽的底部通过相切的第一弧面和第二弧面圆滑过渡。

6.根据权利要求5所述的铰链悬停机构，其特征在于，所述卡位凹槽底部的曲率半径与所述卡位凸杆头部的曲率半径相等。

7.根据权利要求6所述的铰链悬停机构，其特征在于，设所述卡位凸杆的高度为H₁，所述凹陷结构的深度为H₂，所述连接滑槽的深度为H₃，则H₁＞H₂＞H₃。

8.根据权利要求7所述的铰链悬停机构，其特征在于，设所述卡位凸杆头部的半径为R，则0≤(H₂+H₃)-R＜2R。

9.根据权利要求1所述的铰链悬停机构，其特征在于，所述第一旋转部和第二旋转部分别呈圆环形，两者相对的一侧分别具有第一环面和第二环面，所述卡位凸杆设于所述第一环面，所述卡位凹槽设于所述第二环面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的铰链悬停机构，其特征在于，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧与所述第一旋转部和第二旋转部同轴设置。

11.一种电子设备，包括通过铰链相互连接的第一转动体和第二转动体，其特征在于，所述铰链设有上述权利要求1至10中任一项所述的铰链悬停机构，所述第一旋转部连接所述第一转动体，所述第二旋转部连接所述第二转动体。