CN117222963A - 用于电子设备的铰链组件 - Google Patents

Abstract

一种用于电子设备(2)的铰链组件(1)，所述铰链组件(1)包括：第一铰链结构(3)；第二铰链结构(4)，被构造成相对于所述第一铰链结构(3)围绕枢转轴线(A1)枢转；中间元件(6)，设置在所述第一铰链结构(3)与所述第二铰链结构(4)之间。摩擦装置(10)设置在所述第一铰链结构(3)、所述第二铰链结构(4)和所述中间元件(6)中的至少两个之间，并且被构造成在所述第一铰链结构(3)、所述第二铰链结构(4)和所述中间元件(6)中的至少一个之间产生摩擦力。所述摩擦装置(10)包括摩擦模块(5)和所述第一铰链结构(3)的至少第一拱形部分(3a)、所述第二铰链结构(4)的至少第二拱形部分(4a)和/或所述第三铰链结构(6)的至少第三拱形部分(6a)。

Description

用于电子设备的铰链组件

技术领域

本发明涉及一种用于电子设备的铰链组件，该铰链组件包括第一铰链结构和第二铰链结构，该第二铰链结构被构造成相对于第一铰链结构围绕枢转轴线枢转。

背景技术

便携式电子设备(例如，笔记本电脑)通常包括通过铰链互连的两个可枢转部分，例如显示器和键盘。适用于该设备的铰链类型之一即所谓的扭矩铰链，也称为摩擦铰链，其对枢转运动提供连续阻力，能够容易地以相对于键盘的任何所需角度牢固地定位显示器等。

此类铰链的摩擦元件通常与铰链的枢转轴线对准。例如，一个或几个弹簧可以同轴设置并与铰链轴集成，这些弹簧通过轴固定在适当位置，并用于彼此抵靠压缩旋转表面并因此增加摩擦。

然而，该设备的枢转轴线可以位于该设备的外部，或者该轴的尺寸可能非常小，使得摩擦元件无法与该轴集成在一起。在这种情况下，摩擦元件必须设置在枢轴外，即不与枢转轴线对准。这需要复杂的方案，这些方案相对较大并且需要额外同步以便实现枢转运动。此外，摩擦元件通常较为笨重，因而成为铰链设计中的限制因素。

因此，需要提供一种适用于便携式电子设备的改进型铰链组件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电子设备的改进型铰链组件。上述和其它目的通过独立权利要求的特征实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。

根据第一方面，提供了一种用于电子设备的铰链组件，所述铰链组件包括：第一铰链结构；第二铰链结构，被构造成相对于所述第一铰链结构围绕枢转轴线枢转；中间元件，设置在所述第一铰链结构与所述第二铰链结构之间。摩擦装置设置在所述第一铰链结构、所述第二铰链结构和所述中间元件中的至少两个之间。所述摩擦装置被构造成在所述第一铰链结构、所述第二铰链结构和所述中间元件中的至少一个之间产生摩擦力。所述摩擦装置包括摩擦模块和所述第一铰链结构的至少第一拱形部分、所述第二铰链结构的至少第二拱形部分和/或所述第三铰链结构的至少第三拱形部分。

此类方案允许铰链的所述摩擦装置设置在铰链装置内，而不会占用与所述铰链结构和所述中间元件已经需要的更大的空间。不需要或几乎不需要额外的互连或同步部件。此外，使用结构元件可确保设置稳健、可靠。

在所述第一方面的一种可能的实现方式中，所述摩擦模块被构造成沿垂直于所述枢转轴线的至少一个横向轴线在所述第一铰链结构、所述第二铰链结构和所述中间元件中的至少一个上产生摩擦力，从而允许所述摩擦模块设置在所述铰链内，同时仍然提供足够的力以将枢转的铰链结构以及因此所述电子设备的枢转部分保持在期望的角度。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第二铰链结构被构造成至少部分地在所述第一铰链结构内延伸，或者所述第一铰链结构被构造成至少部分地在所述第二铰链结构内延伸，从而提供额外的支撑并且便于实现尽可能小的铰链组件。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，随着所述第二铰链结构相对于所述第一铰链结构枢转，所述第一铰链结构与所述第二铰链结构之间的重叠改变，从而允许所述铰链结构提供的支撑随着对此类支撑需求的增加而增加。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述摩擦模块包括弹簧元件，所述弹簧元件被构造成沿所述横向轴线向所述第一铰链结构、所述第二铰链结构和所述中间元件中的至少一个施加力，从而便于实现简单、可靠、易于调整的方案。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述摩擦模块和所述中间元件中的至少一个被构造成当所述第一铰链结构和所述第二铰链结构中的一个围绕所述枢转轴线枢转时枢转，从而允许所述摩擦模块还用于所述枢转轴线在所述电子设备内延伸的设备中。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述摩擦模块和/或所述中间元件的枢转速度和/或枢转距离小于所述第一铰链结构和/或所述第二铰链结构围绕所述枢转轴线的枢转速度和/或枢转距离，从而允许所述铰链组件尽可能小，同时仍然便于实现尽可能大的枢转运动。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述摩擦模块和/或所述中间元件的所述枢转速度和/或所述枢转距离是所述第一铰链结构和/或所述第二铰链结构的所述枢转速度和/或所述枢转距离的一半，从而允许所述铰链组件产生大约两倍于其大小的枢转运动。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述第一拱形部分具有第一直径，所述第二拱形部分具有第二直径，所述第一拱形部分和所述第二拱形部分被设置成使得当所述第二铰链结构相对于所述第一铰链结构枢转时，所述第一铰链结构和所述第二铰链结构中的一个至少部分地滑入或滑出所述第一铰链结构和所述第二铰链结构中的另一个，从而提供额外的支撑并且便于实现尽可能小的铰链组件。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述枢转轴线可以是所述第一拱形部分和所述第二拱形部分的中心轴线，从而允许所述枢转轴线在所述电子设备内延伸。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述摩擦模块包括至少一个摩擦元件，从而允许所述摩擦模块可容易地调节到特定铰链结构。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述一个或多个摩擦元件沿所述横向轴线与所述弹簧元件同轴设置，从而便于实现占用非常小空间的方案。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述中间元件是齿轮，所述齿轮被构造成与所述第一铰链结构的第一齿轮元件和所述第二铰链结构的第二齿轮元件啮合。这可以实现具有内置同步和额外稳定性的铰链组件。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述齿轮被构造成围绕与所述摩擦模块同轴的旋转轴线旋转，从而便于实现尽可能小的铰链组件。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述齿轮、所述第一齿轮元件和所述第二齿轮元件一起形成差动轮系，所述第一齿轮元件的中心轴线平行于所述第二齿轮元件的中心轴线延伸，从而允许同步但同时单独配置运动。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述中间元件是支架元件，所述支架元件被构造成接合所述摩擦模块以及所述第一铰链结构和所述第二铰链结构中的至少一个，从而便于实现具有较少运动部件的简化铰链组件。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述支架元件至少部分地设置在所述第一铰链结构与所述第二铰链结构之间，所述摩擦模块设置在所述支架元件与所述第一铰链结构和所述第二铰链结构中的一个之间，使得需要尽可能少的摩擦模块特定部件。

在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述支架元件通过所述第一铰链结构和所述第二铰链结构相对于所述第一铰链结构和所述第二铰链结构中的一个固定在适当位置，使得不需要额外的部件。

根据第二方面，提供了一种可折叠电子设备，包括：第一壳体部分、第二壳体部分和根据上述内容所述的至少一个铰链组件，所述铰链组件可枢转地使所述第一壳体部分和所述第二壳体部分互连，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的一个被构造成与所述铰链组件的第一铰链结构互连，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的另一个被构造成至少部分地容置所述铰链组件的第二铰链结构，当所述第二铰链结构相对于所述第一铰链结构枢转时，所述第二壳体部分相对于所述第一壳体部分围绕枢转轴线枢转。

此类方案允许铰链的所述摩擦装置设置在铰链装置内，而不会占用与所述铰链结构和所述中间元件已经需要的更大的空间。不需要或几乎不需要额外的互连或同步部件。此外，使用结构元件可确保设置稳健、可靠。

在所述第二方面的一种可能的实现方式中，所述可折叠电子设备还包括脊元件，所述脊元件被构造成：沿所述第一壳体部分和所述第二壳体部分的相邻长边延伸；包围所述铰链组件，所述脊为所述铰链组件提供支撑和保护。

在所述第二方面的另一种可能的实现方式中，当所述电子设备处于展开位置时，所述第一铰链结构与所述第二铰链结构之间存在最大重叠；当所述电子设备处于折叠位置时，所述第一铰链结构与所述第二铰链结构之间存在最小重叠，使得所述铰链结构允许所述设备在处于所述展开位置时保持在稳定位置，同时允许所述设备折叠到所述设备的所述壳体部分以邻接和平行的方式延伸的结构。

在所述第二方面的另一种可能的实现方式中，所述可折叠电子设备还包括显示器，所述显示器横跨所述第一壳体部分的一个面和所述第二壳体部分的一个面延伸；当所述电子设备处于所述展开位置时，所述面在一个公共面上延伸；当所述电子设备处于所述折叠位置时，所述显示器被所述第一壳体部分和所述第二壳体部分包围，从而便于实现具有大显示器的设备，所述显示器在不使用时受到充分保护。

根据下面描述的一个或多个实施例，这些方面和其它方面将变得显而易见。

附图说明

在本发明的以下详述部分中，将结合附图中所示的示例性实施例来更详细地说明各方面、实施例和实现方式，其中：

图1示出了本发明实施例的示例提供的电子设备的示意性视图；

图2示出了本发明实施例的示例提供的铰链组件的局部透视图；

图3示出了本发明实施例的示例提供的铰链组件的一部分的分解视图；

图4a示出了本发明实施例的示例提供的电子设备和铰链组件的局部横截面侧视图，其中所述电子设备处于展开位置；

图4b示出了图4a的示例，其中所述电子设备处于折叠位置；

图5示出了本发明实施例的示例提供的铰链组件的横截面侧视图；

图6a示出了本发明实施例的示例提供的电子设备和铰链组件的局部透视图；

图6b示出了本发明实施例的示例提供的电子设备和铰链组件的局部透视图；

图7a示出了本发明实施例的示例提供的电子设备和铰链组件的局部透视图；

图7b示出了图7a的示例的分解视图；

图8示出了本发明实施例的示例提供的铰链组件的横截面侧视图；

图9示出了本发明实施例的示例提供的电子设备和铰链组件的局部横截面侧视图，其中所述电子设备处于折叠位置；

图10a示出了本发明实施例的示例提供的电子设备和铰链组件的局部横截面侧视图，其中所述电子设备处于折叠位置；

图10b示出了图10a的示例，其中所述电子设备处于展开位置；

图11a示出了本发明实施例的示例提供的铰链组件的局部透视图；

图11b示出了图11a的示例的分解视图；

图11c示出了图11a和图11b的示例的横截面侧视图。

具体实施方式

图1示出了可折叠电子设备2，该可折叠电子设备2包括第一壳体部分7、第二壳体部分8和至少一个铰链组件1，该铰链组件1可枢转地使第一壳体部分7和第二壳体部分8互连。铰链组件1包括第一铰链结构3和第二铰链结构4，下面将更详细地描述这些铰链结构。

图2和图4a至图11c示出了用于电子设备2的铰链组件1的示例。铰链组件1包括：第一铰链结构3；第二铰链结构4，被构造成相对于第一铰链结构3围绕枢转轴线A1枢转；中间元件6，设置在第一铰链结构3与第二铰链结构4之间。摩擦装置10设置在第一铰链结构3、第二铰链结构4和中间元件6中的至少两个之间，该摩擦装置10被构造成在第一铰链结构3、第二铰链结构4和中间元件6中的至少一个之间产生摩擦力。摩擦装置10包括摩擦模块5和第一铰链结构3的至少第一拱形部分3a、第二铰链结构4的至少第二拱形部分4a和/或第三铰链结构6的至少第三拱形部分6a。

电子设备2的第一壳体部分7和第二壳体部分8中的一个被构造成与铰链组件1的第一铰链结构3互连。第一壳体部分7和第二壳体部分8中的另一个被构造成至少部分地容置第二铰链结构4。例如，图4a和图4b示出了第一壳体部分7连接到第一铰链结构3，第二壳体部分8连接到第二铰链结构4。在该示例中，第二铰链结构4凹入第二壳体结构8中。然而，这并不是必须的。

如图4a和图4b以及图10a和图10b所示，当第二铰链结构4相对于第一铰链结构3枢转时，第二壳体部分8被构造成相对于第一壳体部分7围绕枢转轴线A1枢转。

可折叠电子设备2被构造成使得当所述电子设备处于展开位置P1时，第一铰链结构3与第二铰链结构4之间存在最大重叠(如图4a和图10b所示)；当电子设备2处于折叠位置P2时，第一铰链结构3与第二铰链结构4之间存在最小重叠(如图4b和图10a所示)。

可折叠电子设备2还可以包括显示器，所述显示器横跨第一壳体部分7的一个面和第二壳体部分8的一个面延伸；当所述电子设备处于展开位置P1时，所述面在一个公共面上延伸；当所述电子设备处于折叠位置P2时，所述显示器被第一壳体部分7和第二壳体部分8包围。

如图7a、图7b、图9和图11b所示，可折叠电子设备2还可以包括脊元件9，该脊元件9被构造成：沿第一壳体部分7和第二壳体部分8的相邻长边延伸；包围铰链组件1。

铰链组件1包括第一铰链结构3和第二铰链结构4，该第二铰链结构4被构造成相对于第一铰链结构3围绕枢转轴线A1枢转。第二铰链结构4可以被构造成至少部分地在第一铰链结构3内延伸，或者相反，第一铰链结构3可以被构造成至少部分地在第二铰链结构4内延伸，如图4a所示。当第二铰链结构4相对于第一铰链结构3枢转时，第一铰链结构3与第二铰链结构4之间的重叠发生变化。

中间元件6设置在第一铰链结构3与第二铰链结构4之间。

摩擦装置10设置在第一铰链结构3、第二铰链结构4和中间元件6中的至少两个之间，即，在第一铰链结构3与第二铰链结构4之间、在第一铰链结构3与中间元件6之间，或在第二铰链结构4与中间元件6之间。摩擦装置10被构造成在第一铰链结构3、第二铰链结构4和中间元件6中的至少一个之间产生摩擦力。

摩擦装置10包括摩擦模块5和第一铰链结构3的至少第一拱形部分3a、第二铰链结构4的至少第二拱形部分4a和/或第三铰链结构6的至少第三拱形部分6a。

如图4a所示，第一拱形部分3a可以具有第一直径D1，第二拱形部分4a可以具有第二直径D2。第一拱形部分3a和第二拱形部分4a被设置成使得当第二铰链结构4相对于第一铰链结构3枢转时，第一铰链结构3和第二铰链结构4中的一个至少部分地滑入或滑出第一铰链结构3和第二铰链结构4中的另一个。枢转轴线A1可以是第一拱形部分3a和第二拱形部分4a的中心轴线。

摩擦模块5可以被构造成沿垂直于枢转轴线A1的至少一个横向轴线A2在第一铰链结构3、第二铰链结构4和中间元件6中的至少一个上产生摩擦力，如图4b、图5、图9至图11c所示。

摩擦模块5和中间元件6中的至少一个可以被构造成当第一铰链结构3和第二铰链结构4中的一个围绕枢转轴线A1枢转时枢转。摩擦模块5和/或中间元件6的枢转速度和/或枢转距离可以小于第一铰链结构3和/或第二铰链结构4围绕枢转轴线A1的对应枢转速度和/或枢转距离。摩擦模块5和/或中间元件6的枢转速度和/或枢转距离是第一铰链结构3和/或第二铰链结构4的枢转速度和/或枢转距离的一半。

摩擦模块5可以包括弹簧元件5a，该弹簧元件5a被构造成沿横向轴线A2向第一铰链结构3、第二铰链结构4和中间元件6中的至少一个施加力。

摩擦模块5还可以包括至少一个摩擦元件5b。摩擦元件5b可以沿横向轴线A2与弹簧元件5a同轴设置，如图3所示。

中间元件6可以是齿轮6c，该齿轮6c被构造成与第一铰链结构3的第一齿轮元件3b和第二铰链结构4的第二齿轮元件4b啮合，如图2至图5所示。齿轮6c、第一齿轮元件3b和第二齿轮元件4b可以一起形成差动轮系，第一齿轮元件3b的中心轴线平行于第二齿轮元件4b的中心轴线延伸。

齿轮6c可以被构造成围绕与摩擦模块5的中心轴线同轴的旋转轴线A3旋转。

中间元件6可以是支架元件6b，该支架元件6b被构造成接合摩擦模块5以及第一铰链结构3和第二铰链结构4中的至少一个，如图7a至图11c所示。支架元件6b可以至少部分地设置在第一铰链结构3与第二铰链结构4之间，摩擦模块5设置在支架元件6b与第一铰链结构3和第二铰链结构4中的一个之间。

支架元件6b可以通过第一铰链结构3和第二铰链结构4本身相对于第一铰链结构3和第二铰链结构4中的一个固定在适当位置。

本文已经结合各种实施例描述了各方面和实现方式。但是，本领域技术人员在实践所请求保护的主题时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，能够理解和实现所公开实施例的其它变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，“一”或“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利地使用。

权利要求书中使用的附图标记不应当被解释为限制范围。说明书中使用的术语“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”和“下”及其形容词和副词派生词(例如，“水平地”、“向右”、“向上”等)仅仅是指当特定附图面向读者时所示结构的方向。说明书中使用的术语“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”和“下”及其形容词和副词派生词(例如，“水平地”、“向右”、“向上”等)仅仅是指当特定附图面向读者时所示结构的方向。类似地，术语“向内”和“向外”通常是指表面相对于其伸长轴线或旋转轴线的方向(视具体情况而定)。

Claims (15)

1.一种用于电子设备(2)的铰链组件(1)，其特征在于，所述铰链组件(1)包括：

第一铰链结构(3)；

第二铰链结构(4)，被构造成相对于所述第一铰链结构(3)围绕枢转轴线(A1)枢转；

中间元件(6)，设置在所述第一铰链结构(3)与所述第二铰链结构(4)之间；

摩擦装置(10)，设置在所述第一铰链结构(3)、所述第二铰链结构(4)和所述中间元件(6)中的至少两个之间；

所述摩擦装置(10)被构造成在所述第一铰链结构(3)、所述第二铰链结构(4)和所述中间元件(6)中的至少一个之间产生摩擦力；

所述摩擦装置(10)包括摩擦模块(5)和所述第一铰链结构(3)的至少第一拱形部分(3a)、所述第二铰链结构(4)的至少第二拱形部分(4a)和/或所述第三铰链结构(6)的至少第三拱形部分(6a)。

2.根据权利要求1所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述摩擦模块(5)被构造成沿垂直于所述枢转轴线(A1)的至少一个横向轴线(A2)在所述第一铰链结构(3)、所述第二铰链结构(4)和所述中间元件(6)中的至少一个上产生摩擦力。

3.根据权利要求1或2所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述第二铰链结构(4)被构造成至少部分地在所述第一铰链结构(3)内延伸，或者所述第一铰链结构(3)被构造成至少部分地在所述第二铰链结构(4)内延伸。

4.根据权利要求2或3所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述摩擦模块(5)包括弹簧元件(5a)，所述弹簧元件(5a)被构造成沿所述横向轴线(A2)向所述第一铰链结构(3)、所述第二铰链结构(4)和所述中间元件(6)中的至少一个施加力。

5.根据上述权利要求中任一项所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述摩擦模块(5)和所述中间元件(6)中的至少一个被构造成当所述第一铰链结构(3)和所述第二铰链结构(4)中的一个围绕所述枢转轴线(A1)枢转时枢转。

6.根据权利要求5所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述摩擦模块(5)和/或所述中间元件(6)的枢转速度和/或枢转距离小于所述第一铰链结构(3)和/或所述第二铰链结构(4)围绕所述枢转轴线(A1)的枢转速度和/或枢转距离。

7.根据上述权利要求中任一项所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述第一拱形部分(3a)具有第一直径(D1)，所述第二拱形部分(4a)具有第二直径(D2)，所述第一拱形部分(3a)和所述第二拱形部分(4a)被设置成使得当所述第二铰链结构(4)相对于所述第一铰链结构(3)枢转时，所述第一铰链结构(3)和所述第二铰链结构(4)中的一个至少部分地滑入或滑出所述第一铰链结构(3)和所述第二铰链结构(4)中的另一个。

8.根据上述权利要求中任一项所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述摩擦模块(5)包括至少一个摩擦元件(5b)。

9.根据权利要求8所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述一个或多个摩擦元件(5b)沿所述横向轴线(A2)与所述弹簧元件(5a)同轴设置。

10.根据上述权利要求中任一项所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述中间元件(6)是齿轮(6c)，所述齿轮(6c)被构造成与所述第一铰链结构(3)的第一齿轮元件(3b)和所述第二铰链结构(4)的第二齿轮元件(4b)啮合。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述中间元件(6)是支架元件(6b)，所述支架元件(6b)被构造成接合所述摩擦模块(5)以及所述第一铰链结构(3)和所述第二铰链结构(4)中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的铰链组件(1)，其特征在于，所述支架元件(6b)至少部分地设置在所述第一铰链结构(3)与所述第二铰链结构(4)之间；

所述摩擦模块(5)设置在所述支架元件(6b)与所述第一铰链结构(3)和所述第二铰链结构(4)中的一个之间。

13.一种可折叠电子设备(2)，其特征在于，包括：第一壳体部分(7)、第二壳体部分(8)和根据权利要求1至12所述的至少一个铰链组件(1)，所述铰链组件(1)可枢转地使所述第一壳体部分(7)和所述第二壳体部分(8)互连，所述第一壳体部分(7)和所述第二壳体部分(8)中的一个被构造成与所述铰链组件(1)的第一铰链结构(3)互连，所述第一壳体部分(7)和所述第二壳体部分(8)中的另一个被构造成至少部分地容置所述铰链组件(1)的第二铰链结构(4)，当所述第二铰链结构(4)相对于所述第一铰链结构(3)枢转时，所述第二壳体部分(8)相对于所述第一壳体部分(7)围绕枢转轴线(A1)枢转。

14.根据权利要求13所述的可折叠电子设备(2)，其特征在于，还包括脊元件(9)，所述脊元件(9)被构造成：沿所述第一壳体部分(7)和所述第二壳体部分(8)的相邻长边延伸；包围所述铰链组件(1)。

15.根据权利要求13或14所述的可折叠电子设备(2)，其特征在于，当所述电子设备处于展开位置(P1)时，所述第一铰链结构(3)与所述第二铰链结构(4)之间存在最大重叠；当所述电子设备(2)处于折叠位置(P2)时，所述第一铰链结构(3)与所述第二铰链结构(4)之间存在最小重叠。