CN116989058A - 铰链结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铰链结构及电子设备。铰链结构包括基座、摆臂及支架，摆臂转动连接于所述基座，所述摆臂和所述支架一者设置有齿条，另一者设置有齿轮，所述齿轮和所述齿条啮合连接；在所述摆臂相对于所述基座转动的过程中，所述齿轮转动，所述齿条相对于所述齿轮移动，所述摆臂相对于所述支架在垂直于转动轴向的方向上移动。本申请提供的铰链结构及电子设备，能有效降低搓动量，减小折叠过程中出现卡顿或松动的情况，提升用户的使用体验。

Description

铰链结构及电子设备

技术领域

本申请涉及折叠式电子设备技术领域，尤其是指一种铰链结构及电子设备。

背景技术

随着科技的快速发展，折叠式电子设备逐渐受到了许多用户的青睐，折叠式电子设备在为用户提供较大的观看屏幕的同时，满足了用户对电子设备便携性的要求。其中，铰链结构是实现折叠式电子设备折叠功能的重要部件，铰链结构的质量直接影响着用户使用折叠式电子设备时的折叠体验。

铰链结构主要包括基座及两摆臂，两摆臂分别转动连接于基座相对的两侧，摆臂上连接设有支架，支架用于与电子设备的壳体相接。其中支架与摆臂通过滑动组件滑动相接，由于滑动组件为间隙配合，导致在支架与摆臂相对滑动过程中，折叠式电子设备的搓动量较大，容易出现卡顿或松动的情况，影响用户的使用体验。

发明内容

本申请提供的铰链结构及电子设备，能有效降低搓动量，减小折叠过程中出现卡顿或松动的情况，提升用户的使用体验。

本申请提供了一种铰链结构，其中，所述铰链结构包括：

基座、摆臂及支架，摆臂转动连接于所述基座，所述摆臂和所述支架一者设置有齿条，另一者设置有齿轮，所述齿轮和所述齿条啮合连接；

在所述摆臂相对于所述基座转动的过程中，所述齿轮转动，所述齿条相对于所述齿轮移动，所述摆臂相对于所述支架在垂直于转动轴向的方向上移动。

如上所述的铰链结构，其中，所述齿条设置于所述摆臂上，所述齿轮设置于所述支架且与所述支架转动连接。

如上所述的铰链结构，其中，所述摆臂具有第一连接部，所述支架具有第二连接部；沿第一方向，所述第一连接部的至少一部分与所述第二连接部层叠设置；

所述齿条沿第二方向延伸，在所述摆臂相对于所述基座转动的过程中，所述齿条带动所述支架相对于所述摆臂沿第二方向往复移动；

所述第二方向与所述摆臂的转动轴向垂直。

如上所述的铰链结构，其中，所述齿条有两个，两个所述齿条相对设置于所述第一连接部的两侧；

所述第二连接部上设有两个所述齿轮，所述齿条与所述齿轮一一对应。

如上所述的铰链结构，其中，所述铰链结构还包括限位组件，所述限位组件与所述第二连接部相接，且所述限位组件的一部分沿所述第二方向抵接于所述第一连接部背离所述第二连接部的一侧。

如上所述的铰链结构，其中，所述限位组件包括压片及连接构件，所述压片沿所述第三方向延伸并跨设于所述第一连接部，所述压片沿所述第三方向的两端分别通过所述连接构件与所述第二连接部相接。

如上所述的铰链结构，其中，所述第二连接部上于所述第一连接部沿所述第三方向的两侧分别设有安装座，所述安装座背离所述第二连接部的一侧凹设有限位槽，所述压片沿所述第三方向的两端分别嵌入至两所述安装座的所述限位槽中。

如上所述的铰链结构，其中，所述连接构件包括：

螺栓，所述螺栓包括螺栓头及螺杆，所述螺杆贯穿所述压片、所述安装座与所述第二连接部相接；

弹性缓冲件，以压缩状态设于所述螺栓头与所述第二连接部之间，所述弹性缓冲件分别与所述螺栓头及所述第二连接部相抵接，所述弹性缓冲件能沿所述第一方向弹性形变。

如上所述的铰链结构，其中，所述安装座包括相接的承载部及支撑部，所述支撑部与所述第二连接部相接，所述承载部与所述第二连接部沿所述第一方向间隔设置，沿所述第三方向，与所述安装座位于所述第一连接部同一侧的所述齿轮安装于所述安装座的所述承载部与所述第二连接部之间；

所述螺杆包括第一段与第二段，所述螺栓头连接于所述第一段远离所述第二段的一端，所述第一段具有光滑的周面，所述第二段的周面上形成有螺纹，所述第一段贯穿所述承载部，且所述齿轮能转动地套设于所述第一段，所述第二段与所述第二连接部相接。

如上所述的铰链结构，其中，所述安装座上沿所述第一方向开设有通孔，所述螺栓贯穿所述通孔与所述第二连接部相接；所述通孔为条形孔，所述通孔沿所述第三方向的尺寸大于所述通孔沿所述第二方向的尺寸。

本申请实施例还提供了一种电子设备，其中，所述电子设备包括如上所述的铰链结构。

本申请提供的铰链结构及电子设备，通过在摆臂与支架之间设置相啮合的齿条与齿轮，由于齿条与齿轮的精度可以达到零间隙配合，从而能有效减少摆臂与支架相对移动过程中二者之间产生的搓动，从而降低摆臂与支架之间的搓动量，减小摆臂相对于基座转动过程中，摆臂与支架之间出现卡顿或松动的情况，提升用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的铰链结构呈展开状态时的立体结构示意图；

图2为本申请提供的铰链结构的局部爆炸图；

图3为本申请提供的铰链结构呈折叠状态时的立体结构示意图；

图4为本申请提供的铰链结构于两连接构件处沿第一方向及第三方向所在平面的剖面结构示意图；

图5为本申请提供的铰链结构的连接构件的弹性缓冲件的立体结构示意图；

图6为本申请提供的铰链结构的连接构件的弹性缓冲件沿第一方向的平面结构示意图。

附图标号说明：

1、基座；2、摆臂；21、第一连接部；3、支架；31、第二连接部；311、镂空区；32、安装座；321、限位槽；322、通孔；323、承载部；324、支撑部；41、齿条；42、齿轮；5、限位组件；51、压片；52、连接构件；521、螺栓；5211、螺栓头；5212、螺杆；52121、第一段；52122、第二段；53、弹性缓冲件；54、均压件；55、螺母；X、第一方向；Y、第二方向；Z、第三方向。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请中记载的表示方向的词语第一方向X、第二方向Y及第三方向Z，仅是为了更清楚地说明本申请的具体结构，其中第一方向X、第二方向Y及第三方向Z仅是针对摆臂2与支架3预设的参考方向，与摆臂2和基座1之间的摆动角度无关，在摆臂2相对于基座1摆动的过程中，第一方向X、第二方向Y与第三方向Z随摆臂2同步摆动。第一方向X、第二方向Y及第三方向Z两两之间相互垂直。其中，第一方向X与第二方向Y均垂直于摆臂的转动轴向；第三方向Z平行于摆臂的转动轴向。

如图1至图4所示，本申请提供了一种铰链结构，其中，铰链结构包括基座1、摆臂2及支架3。

基座1具有相对的两侧，且基座1的两侧分别转动连接有摆臂2，每个摆臂2均连接有支架3，通过支架3，实现两摆臂2与两个构件相接，以调整两个构件之间的角度，实现两个构件的折叠。

铰链结构具有折叠状态与展开状态，在展开状态，两摆臂2与基座1平铺大致形成平板状结构，在折叠状态，两摆臂2均与基座1之间形成夹角，且两摆臂2层叠设置；由展开状态向折叠状态切换的过程中，两摆臂2朝向相互靠近的方向移动，由折叠状态向展开状态切换的过程中，两摆臂2朝向相互远离的方向移动。

摆臂2与支架3中的一个设有齿条41，且另一个设有齿轮42，齿轮42与齿条41啮合连接。

在摆臂2相对于基座1转动的过程中，齿轮42转动，齿条41相对于齿轮42移动，摆臂2相对于支架3在垂直于转动轴向的方向上移动。

可选地，齿条41设于摆臂2上，齿轮42设于支架3上且与支架3转动连接。

具体地，摆臂2具有第一连接部21；支架3具有第二连接部31，沿第一方向X，第一连接部21的至少一部分与第二连接部31层叠设置。齿条41沿第二方向Y延伸，在摆臂2相对于基座1转动的过程中，齿条41带动支架3相对于摆臂2沿第二方向Y往复移动。

齿条41包括多个沿第二方向Y间隔设置的啮合齿；其中，齿条41与第一连接部21为一体成型，以保证二者之间的连接强度以及摆臂2的结构强度。

在第一连接部21与第二连接部31沿第二方向Y相对移动的过程中，齿条41沿第二方向Y往复移动，且齿轮42转动，由于齿轮42与齿条41的装配精度可以达到零间隙配合，如此能有效对第一连接部21与第二连接部31沿第三方向Z的相对位置进行保持，即沿第三方向Z达到第一连接部21与第二连接部31零间隙配合的效果，从而有效减少第一连接部21与第二连接部31沿第二方向Y相对移动过程中，第一连接部21与第二连接部31之间沿第三方向Z产生搓动的情况，降低摆臂2与支架3之间的搓动量，减少在摆臂2相对于基座1折叠或展开的过程中，摆臂2与支架3沿第二方向Y发生相对位移时，摆臂2与支架3之间出现卡顿或松动的情况，提升用户的使用体验。

如图1至图4所示，本申请提供的铰链结构，其中，齿条41设有两个，两个齿条41相对设置于第一连接部21的两侧，第二连接部31上设有两个齿轮42，齿条41与齿轮42一一对应。

具体地，第一连接部21沿第三方向Z的两侧分别设有齿条41，且第二连接部31上于第一连接部21沿第三方向Z的两侧分别设有齿轮42，两个齿轮42一一对应地与两个齿条41啮合相接。

通过在第一连接部21的两侧分别设置齿条41及齿轮42，能于第一连接部21沿第三方向Z的两侧对其提供均匀的支撑力及驱动力，使得第一连接部21沿第三方向Z的两侧受力均匀，保证第一连接部21与第二连接部31平稳顺滑地沿第二方向Y相对移动。

如图2及图4所示，本申请提供的铰链结构，其中，第二连接部31上设有镂空区311，沿第一方向X，第一连接部21的投影至少部分与镂空区311的投影重合。通过设置镂空区311，能减少第一连接部21与第二连接部31之间的接触面积，从而减小二者之间沿第二方向Y相对移动过程中受到的摩擦力，进一步提升第一连接部21与第二连接部31沿第二方向Y相对移动的顺畅性，同时减缓第一连接部21与第二连接部31的磨损老化，保证铰链结构的使用寿命。

可选地，第一连接部21的投影全部落入镂空区311的投影，第一连接部21通过其第三方向Z的两侧齿条41与第二连接部31相抵接，以从最大程度上减少第一连接部21与第二连接部31之间的接触面积。

如图1、图2及图4所示，本申请提供的铰链结构，其中，铰链结构还包括限位组件5，限位组件5与第二连接部31相接，且限位组件5的一部分沿第二方向Y抵接于第一连接部21背离第二连接部31的一侧。通过限位组件5与第二连接部31配合，以沿第一方向X对第一连接部21定位，使得第一连接部21与第二连接部31沿第一方向X形成零间隙配合的效果，从而有效减少第一连接部21与第二连接部31沿第二方向Y相对移动过程中，第一连接部21与第二连接部31之间沿第一方向X产生搓动的情况，进一步降低摆臂2与支架3之间的搓动量，减少在摆臂2相对于基座1折叠或展开的过程中，摆臂2与支架3沿第二方向Y发生相对位移时，摆臂2与支架3之间出现卡顿或松动的情况，从而进一步提升用户的使用体验。

如图1、图2及图4所示，本申请提供的铰链结构，其中，限位组件5包括压片51及连接构件52，压片51沿第三方向Z延伸并跨设于第一连接部21，压片51沿第三方向Z压抵于第一连接部21背离第二连接部31的一侧，且压片51沿第三方向Z的两端分别通过连接构件52与第二连接部31相接。在装配过程中，可以根据实际情况调整连接构件52，以调整压片51对第一连接部21的抵接力度。

如图1至图4所示，本申请提供的铰链结构，其中，第二连接部31上于第一连接部21沿第三方向Z的两侧分别设有安装座32，安装座32背离第二连接部31的一侧凹设有限位槽321，压片51沿第三方向Z的两端分别嵌入至两安装座32的限位槽321中。通过设置限位槽321能对压片51的位置进行限定，从而保证压片51对第一连接部21的有效抵接，防止压片51受到外力发生位移而无法有效压抵第一连接部21，导致其对第一连接部21沿第一方向X的限位失效的情况。

如图2及图4所示，本申请提供的铰链结构，其中，连接构件52包括螺栓521及弹性缓冲件53，通过螺栓521实现压片51与第二连接部31的可拆卸连接，通过弹性缓冲件53为压片51对第一连接部21的压抵提供弹性缓冲的空间。

螺栓521包括螺栓头5211及螺杆5212，螺栓头5211用于对螺杆5212进行限位，螺杆5212贯穿压片51、安装座32与第二连接部31能拆装地相接。

可选地，第二连接部31上可以设有螺纹孔，螺杆5212直接与第二连接部31的螺纹孔旋接；或者螺杆5212贯穿第二连接部31后与一螺母55旋接。

弹性缓冲件53以压缩状态设于螺栓头5211与第二连接部31之间，弹性缓冲件53分别与螺栓头5211及第二连接部31相抵接，弹性缓冲件53能沿第一方向X弹性形变。

弹性缓冲件53呈压缩状态时，产生使其回复原状的弹性恢复力，以分别向压片51及第二连接部31施加推抵作用力，为压片51提供弹性支撑。同时通过弹性缓冲件53能在保持压片51与第一连接部21有效相抵限位的同时，部分抵消压片51施加于第一连接部21的作用力，防止压片51与第一连接部21刚性抵接而导致第一连接部21磨损。

可选地，如图5及图6所示，弹性缓冲件53为环形波纹弹簧，套设于螺杆5212上，弹性缓冲件53沿其周向交替设有多个凸起部位及凹陷部位，在受到沿第一方向X的作用力时，凸起部位与凹陷部位能产生弹性形变以抵消第一连接部21受到的压力。

如图2及图4所示，本申请提供的铰链结构，其中，连接构件52还包括均压件54，设于弹性缓冲件53与第二连接部31之间，弹性缓冲件53与均压件54相抵接，均压件54与第二连接部31相抵接。通过设置均压件54能对弹性缓冲件53施加于第二连接部31的作用力进行匀化，以使得第二连接部31与均压件54相抵接的位置受力均匀。

可选地，均压件54为平垫圈，套设于螺杆5212并位于弹性缓冲件53与第二连接部31之间，弹性缓冲件53通过多个凹陷部位与平垫圈相抵接，弹性缓冲件53沿第一方向X形变产生的作用力通过各个凹陷部位施加于平垫圈的一侧表面，平垫圈的另一侧表面与第二连接部31贴合接触，于二者贴合接触的区域向第二连接部31均匀施加作用力。

如图2所示，本申请提供的铰链结构，其中，安装座32包括相接的承载部323及支撑部324，支撑部324与第二连接部31相接，承载部323与第二连接部31沿第一方向X间隔设置。

可选地，承载部323大致呈板状结构，支撑部324设有两个，两个支撑部324分别位于承载部323沿第二方向Y的两侧，以对承载部323提供均匀的支持。

沿第三方向Z，与安装座32位于第一连接部21同一侧的齿轮42安装于安装座32的承载部323与第二连接部31之间；以提升各部件之间的集成度，提高空间利用率，从而提升铰链结构的集成度。

螺杆5212包括第一段52121与第二段52122，螺栓头5211连接于第一段52121远离第二段52122的一端，第一段52121具有光滑的周面，第一段52121贯穿承载部323，且齿轮42能转动地套设于第一段52121，使得第一段52121具有光滑的外周面，能有效减小齿轮42相对于第一段52121转动时二者之间的摩擦力。第二段52122的周面上形成有螺纹，以用于实现第二段52122与第二连接部31能拆装地相接。

如图2所示，本申请提供的铰链结构，其中，安装座32上沿第一方向X开设有通孔322，螺栓521贯穿通孔322与第二连接部31相接；通孔322为条形孔，通孔322沿第三方向Z的尺寸大于通孔322沿第二方向Y的尺寸。通过设置条形孔，在装配过程中，通过调整螺杆5212沿第三方向Z于通孔322中的位置，能调整齿轮42与齿条41的配合间隙，从而实现齿轮42与齿条41的零间隙配合。

本申请实施例还提供了一种电子设备，其中，电子设备包括如上所述的铰链结构。

本申请提供的电子设备，其铰链结构通过在摆臂与支架之间设置相啮合的齿条与齿轮，由于齿条与齿轮的精度可以达到零间隙配合，从而能有效减少摆臂与支架相对移动过程中二者之间产生的搓动，从而降低摆臂与支架之间的搓动量，减小摆臂相对于基座转动过程中，摆臂与支架之间出现卡顿或松动的情况，提升用户的使用体验。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“示所，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“中”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种铰链结构，其特征在于，所述铰链结构包括：

基座、摆臂及支架，摆臂转动连接于所述基座，所述摆臂和所述支架一者设置有齿条，另一者设置有齿轮，所述齿轮和所述齿条啮合连接；

在所述摆臂相对于所述基座转动的过程中，所述齿轮转动，所述齿条相对于所述齿轮移动，所述摆臂相对于所述支架在垂直于转动轴向的方向上移动。

2.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述齿条设置于所述摆臂上，所述齿轮设置于所述支架且与所述支架转动连接。

3.根据权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述摆臂具有第一连接部，所述支架具有第二连接部；沿第一方向，所述第一连接部的至少一部分与所述第二连接部层叠设置；

所述齿条沿第二方向延伸，在所述摆臂相对于所述基座转动的过程中，所述齿条带动所述支架相对于所述摆臂沿第二方向往复移动；

所述第二方向与所述摆臂的转动轴向垂直。

4.根据权利要求3所述的铰链结构，其特征在于，所述齿条有两个，两个所述齿条相对设置于所述第一连接部的两侧；

所述第二连接部上设有两个所述齿轮，所述齿条与所述齿轮一一对应。

5.根据权利要求4所述的铰链结构，其特征在于，所述铰链结构还包括限位组件，所述限位组件与所述第二连接部相接，且所述限位组件的一部分沿所述第二方向抵接于所述第一连接部背离所述第二连接部的一侧。

6.根据权利要求5所述的铰链结构，其特征在于，所述限位组件包括压片及连接构件，所述压片沿第三方向延伸并跨设于所述第一连接部，所述压片沿所述第三方向的两端分别通过所述连接构件与所述第二连接部相接；

所述第三方向与所述摆臂的转动轴向平行。

7.根据权利要求6所述的铰链结构，其特征在于，所述第二连接部上于所述第一连接部沿所述第三方向的两侧分别设有安装座，所述安装座背离所述第二连接部的一侧凹设有限位槽，所述压片沿所述第三方向的两端分别嵌入至两所述安装座的所述限位槽中。

8.根据权利要求7所述的铰链结构，其特征在于，所述连接构件包括：

螺栓，所述螺栓包括螺栓头及螺杆，所述螺杆贯穿所述压片、所述安装座与所述第二连接部相接；

弹性缓冲件，以压缩状态设于所述螺栓头与所述第二连接部之间，所述弹性缓冲件分别与所述螺栓头及所述第二连接部相抵接，所述弹性缓冲件能沿所述第一方向弹性形变。

9.根据权利要求8所述的铰链结构，其特征在于，所述安装座包括相接的承载部及支撑部，所述支撑部与所述第二连接部相接，所述承载部与所述第二连接部沿所述第一方向间隔设置，沿所述第三方向，与所述安装座位于所述第一连接部同一侧的所述齿轮安装于所述安装座的所述承载部与所述第二连接部之间；

所述螺杆包括第一段与第二段，所述螺栓头连接于所述第一段远离所述第二段的一端，所述第一段具有光滑的周面，所述第二段的周面上形成有螺纹，所述第一段贯穿所述承载部，且所述齿轮能转动地套设于所述第一段，所述第二段与所述第二连接部相接。

10.根据权利要求8或9所述的铰链结构，其特征在于，所述安装座上沿所述第一方向开设有通孔，所述螺栓贯穿所述通孔与所述第二连接部相接；所述通孔为条形孔，所述通孔沿所述第三方向的尺寸大于所述通孔沿所述第二方向的尺寸。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至10任一项所述的铰链结构。