CN1224792A - 铰链机构 - Google Patents

Abstract

一种带主体(102)和上盖(104)的无线通信设备(100)用的铰链机构(114),包括:一整体形成在上盖上的圆筒(124),其具有封闭端及敞开端(122);一模制在封闭端外表面上的枢轴(127);一配置在圆筒中的弹簧(116);一与弹簧耦合的凸轮(118);一与凸轮耦合并穿过圆筒敞开端伸出的随动件(120)。枢轴(127)可旋转地配置在主体左台肩(109)上的空腔中。从敞开端(122)伸出的随动件(120)按一定方式配置在主体右台肩(111)上的空腔中,以当上盖(104)在打开和关闭位置间运动时限制随动件(120)运动。

Description

铰链机构

本发明一般涉及用于铰接可折叠式无线移动通信设备外壳的机构。虽然本发明可提供于各种各样的应用范围，但其特别适用于手持无线电话，并将在运方面作详细描述。

移动式无线电话，越来越被利用来让用户实际上在任意位置经过无线系统进行电话通信。移动电话将一低功率的射频信号发送给可与普通通讯线上的电话系统相连的接收站。

带有两个外壳并由一种铰链相连以让这些外壳彼此叠合的移动式无线电话，在技术上是已知的。某些这种叠合式无线电话所具有的大多数电子线路装在一被称之为主外壳的外壳中，而且很少一些电子线路装在另一外壳中，被称之为上盖。其他一些这样的叠合式无线电话具有的全部电子线路均装在主体中，其带有只是用来遮盖键盘(keypad)或者送受话器的键盘和显示器的上盖。

某些已知的蜂窝状移动无线电话，如图1所示，所使用的铰链机构包括弹簧742和铰链枢轴736,748以及导套760，而且弹簧742和铰链枢轴736,748装在一管状铰链支架724中，铰链支架724形成在上盖706的一端，导套760则形成在主体712中。弹簧742被定位在两个铰链枢轴736和748之间，并且从上盖706到主体712随时向外对铰链枢轴736和748施加力。这种已知无线电话的例子，描述在1993.9.16出版的PCT公开No.WP 93/18592和1994.1.4颁布的美国专利No.5,274,882中。采用上述铰链机构的无线电话通常在其主外壳的底端“被削方”以提供导套760。虽然此“被削方”对于某些情况看上去可能是需要的，但是其它情况可能要求灵巧和更符合轮廓的设计。

另一种移动电话使用的铰链301，被表示和描述在1997.5.13颁布给Wilcox等人的名称为“Radiotelephone Having a Self ContainedHinge”的美国专利No.5,628,089中，并被转让给了摩托罗拉公司。铰链301包括弹簧405、凸轮404和随动件403，经过一敞开端组装在圆柱形空心包套(can)303中，并由在敞开端连接到包套303上的帽盖305将其组合装配在一起。被组装在包套303中的绞链301，然后被配置在上盖103的空腔307和主体101的空腔503中。这种装备在一个壳体里的(self contained)铰链对于某些无线电话厂商可能是需要的，因为它能够作为一独立单元购置，从而取消加工过程中与组装铰链有关的步骤。然而对于生产其自己铰链的其它无线电话厂商来说，这种装备在一个壳体里的铰链会增加生产工艺的复杂性，并且增加所使用的部件数量。

因此，需要有一种能用在可折叠式设备如移动无线电话中的铰链，其对于该折叠式设备能为其完美而符合轮廓的设计作好准备，同时可减少其部件数量和简化其制造工艺。

图1为已知无线电话的分解透视图。

图2为包括本发明优选实施例铰链的无线电话的透视图，其中该无线电话处在打开位置。

图3为进一步表示其铰链各部件的图2所示无线电话的分解局部左透视图。

图4为进一步表示其铰链各部件的图2所示无线电话的分解局部右透视图。

图5为图3所示铰链中随动件优选实施例的左透视图。

图6为图4所示铰链中随动件优选实施例的右透视图。

图7为图3所示铰链中凸轮优选实施例的左透视图。

图8为图4所示铰链中凸轮优选实施例的右透视图。

图9为表示铰链各部件连接关系的处在打开位置的图1无线电话的剖视图。

图10为表示铰链各部件连接关系的处在关闭位置的图1无线电话的剖视图。

本发明提供一种用于无线通信设备的铰链机构。在其优选实施例中，该铰链机构包括一无线通信设备的主体和上盖，其主体上带有由左台肩和右台肩界定的凹口以将上盖固定其上。该铰链进一步包括：一整体加工在上盖上的圆筒，该圆筒具有封闭端和敞开端；一模制在该圆筒封闭端外表面上的枢轴；一配置在该圆筒中的弹簧；一配置在该圆筒内的带有本体的凸轮，其本体具有与弹簧相接触的前表面和具有弯曲外形的后表面，且此凸轮本体带有在其上形成的键；一局部配置在该圆筒中的随动件，在其一端带有与凸轮外形相接触的前头，在其穿过该圆筒敞开端伸出的相反一端带有接插头，其中该接插头包括第一部分和在第一部分外表面上形成的第二部分。形成在圆筒上的枢轴，可旋转地装在左台肩上的空腔中，而且所述接插头按照一定方式装在右台肩上的空腔中，以便当上盖在打开位置和关闭位置之间运动时阻止随动件运动。

本发明的铰链结构能够排除被揿入无线电话主体底部的枢轴，从而使其底部具有完美而符合轮廓的设计。从排除这些枢轴以及省却将此枢轴揿入无线电话主体所需劳动中，可以实现成本的节约。此外，本铰链可被直接装在无线电话的一部分上盖之上，从而省去了与分开的外壳有关的作为铰链元件的费用和劳动。

本发明的额外优点和新的特点将在以下的说明中被部分提出，其中被表示和描述的是本发明的优选实施例。现在将对本发明构形的实施例作详细介绍。

一无线电话包括上盖和主体这两个壳体，通过一铰链被可绕一转轴旋转地连接在一起。该铰链具有一固定的元件如随动件，以及两个可动的元件如凸轮和弹簧，其在上盖一端形成的圆筒中与上述固定元件处在啮合状态。其中装有铰链元件的上盖，在圆筒的一端通过其上模制的圆柱形枢轴，以及在圆筒的另一端通过整体形成在穿过此相反端伸出的随动件上的枢轴，与无线电话的主体相连接。这种结构可减少铰链的零件数并使该通信设备的底部获得完美而符合轮廓的设计。

引入本发明铰链优选实施例的无线通信设备，被表示为图2所示的无线电话100。无线电话100包括主体102和上盖104两部分。图2表示的上盖104处在其打开位置，以使无线电话100的用户能够经过听筒106收听和对着话筒108说话。主体102包括一键盘110，其上带有按普通电话配置的许多编号1至0和#以及★的按键。键盘110上还有一些象“电源”、“功能”、“发送”之类的附加键和与电话号重呼有关的许多其它键。主体102还带有能在无线电话100和蜂窝无线电话系统的基站(未表示)之间实现无线通信的天线112。

如在此参见图3概括的那样，其所表示为本发明铰链114的分解左透视图。图3中还表示无线电话100的上盖104和主体102的局部透视图。如图所示，铰链114包括一弹簧116、一凸轮118和一随动件120。在组装时，优选将铰链114装在上盖104上的圆筒124的敞开端122。然后将上盖104装在主体102上的凹口103中，并且按一定方式与主体102上的台肩109(图4)和111可旋转地耦连在一起，以使上盖104能够相对于主体102在打开和关闭两种位置之间运动。

现在将描述铰链114的细部结构。铰链114优选包括一固定元件(其在此优选实施例中为随动件120)和两个可动元件(其在此优选实施例中为凸轮118和弹簧116)。随动件120在图5及6中被表示为带有纵向中心轴131的大体圆柱形。随动件120优选采用聚甲醛树脂(如市售的来自DuPont的Delrin^500)或其它适合材料注塑而成。随动件120优选具有沿轴线131整体相连的三个部分；即本体121、前头123和接插头125。

随动件本体121由圆柱形部分构成。本体121的一端优选由一平的前表面126来限定。本体121的另一端优选由一平的后表面128来限定(图6)。

接插头125由其上整体加工有定位肋130的圆柱部分构成。圆柱部分的直径优选略小于随动件本体121的直径。接插头125的前端132和后端(未表示)均由平的表面限定。后端132则被连接在本体121平的后表面128上面。

随动件120的前头123以其平的表面(未表示)与本体121相连。此前头123优选为锥形，并且具有约为2.00mm的深度D。前头123的作用是当上盖104在打开和关闭两种位置间循环时能够跟随凸轮118的外形(以下将详细描述)。

图7和8所示的凸轮118为带有纵向中心轴146的大体圆柱形。凸轮118优选采用聚甲醛树脂(如市售的来自DuPont的Delrin^500)或其它适合材料注塑而成。凸轮118优选具有沿轴线146整体相联的两个截然不同的部分：即凸轮本体148和凸轮前头150。

凸轮本体148由圆柱部分构成。在此优选实施例中，凸轮本体148具有约为3.00mm的长度L和约为3.25mm的直径。凸轮本体148的一端优选由一平的圆形前表面154限定。凸轮本体148的另一端优选由一平的圆形后表面156限定。凸轮本体148的表面上优选带有其上形成的矩形键152。

凸轮前头150为大体圆柱形。凸轮前头150的一端(未表示)优选由一平的圆形表面限定，并且与凸轮本体148平的圆形后表面156相连接。凸轮前头150的另一端由一弯曲的外形158限定。此外形158具有一凹部160和两个尖峰162。

弹簧116(图3)为外径略小于上盖104上的圆筒124内径的螺旋形状。弹簧116优选为一压簧，由琴用钢丝或其它适合材料制成，外径约3.0mm，自由状态下其长度约12.4mm，约为12圈，而且弹簧刚度约为63lbs/in.。弹簧116的两端封闭而且磨削(即修平)，以便于组装铰链114时进行配合。

现在参见图3，上盖104上的圆筒124在其一端带有整体形成的模制枢轴127，并且带有敞开的另一端122以接纳铰链各元件。敞开端122限定一大体为圆形的开口，此开口带有伸入该圆筒124中的键槽129(图4)，以接纳附在凸轮本体148(图8)上的键152并与之相配合。圆筒124优选具有约为3.12mm的内径。模制的枢轴127优选具有约为2.50mm的直径和约为2.00mm的长度。上盖104(包括圆筒124和模制的枢轴127)优选采用聚碳酸酯配料(例如市售的来自General Electric的Cycoloy^)注塑而成。

现在将描述铰链的组装。首先将弹簧116插入上盖104上的圆筒124中。接下去将凸轮118插入圆筒124中，以使其平的前表面154与弹簧116耦连。然后将随动件120插入圆筒124中，以使该随动件的前头123与凸轮118的弯曲外形158耦合。接下去将上盖104装在无线电话100主体102上的凹口103中。在凹口103中，左台肩109(图4)包括被成形来接纳圆筒124上的模制枢轴127的第一空腔105。该凹口103还包括带有被成形来接纳随动件120接插头125的第二空腔107的右台肩111(图3)。如图所示，空腔107包括用于接纳接插头125上的定位肋130的矩形部分。

当圆筒124上模制的枢轴127被接纳在左台肩109的第一空腔105中时，随动件的接插头125将被定位在右台肩111上的第二空腔107中。随动件接插头125上的定位肋130与第二空腔107中相匹配的矩形部分结合在一起，用来将随动件导向就位。随动件120通过由弹簧116经凸轮118传递的力永久处在锁定位置。一旦无线电话100的上盖104与其主体102连接在一起，弹簧116便为上盖104在开关两种位置之间相对主体102运动提供所需要的力。

现在参见图9及10，可以看出，当上盖104在开关两种位置之间运动时，弹簧116分别膨胀和收缩。这种运动引起凸轮118沿其轴线146作水平运动。凸轮118当其随同上盖104在开关位置间运动时，还绕其轴线146旋转。凸轮本体148上的键152配置在伸入圆筒124之中的键槽129中，以容许凸轮148在上盖104打开及关闭时均与其保持耦合。如上所述，当上盖104打开和关闭时，随动件保持在锁定位置。

如图9所示，当上盖104处在打开位置时，凸轮外形158上的凹部160(图8)接纳随动件120的前头123以保持上盖104在打开位置。随着上盖104从打开位置向关闭位置运动，凸轮118绕其轴线146旋转，直至随动件120的前头123被定位在恰好通过凸轮外形158上的尖峰162，如图10所示。

本发明铰链提供的优点超过已知的铰链。它能避免将枢轴压入无线电话主体的底部，从而使其底部具有完美和符合轮廓的设计。此外，从省却枢轴和与组装枢轴到无线电话主体上有关的劳动可实现成本的节约。另外，该铰链可被直接装在无线电话上盖的一部分当中，从而可省去与分开外壳有关的作为铰链元件成本和劳动。

本领域的技术人员将会理解，各种改型和变化均可在本发明的装置和该装置的结构中作出，而不离开本发明的范围和实质。

Claims (8)

1．一种无线通信设备，含有主体和上盖，且其主体上带有由左台肩和右台肩界定的凹口以将上盖固定其上，该设备包括：

一整体形成在上盖上的圆筒，该圆筒具有一封闭端及一敞开端；

一模制在该圆筒封闭端外表面上的枢轴；

一配置在该圆筒中的弹簧；

一配置在该圆筒中的凸轮，其具有一凸轮本体，本体的前表面与弹簧接触，后表面上具有弯曲的外形，且此凸轮本体含有在其上形成的键；

一局部配置在该圆筒中的随动件，在其一端带有与凸轮外形相接触的前头，而在穿过圆筒敞开端伸出的随动件另一端带有接插头，其中该接插头包括一第一部分和一形成在第一部分外表面上的第二部分；

其中该枢轴可旋转地配置在左台肩上的空腔中，而且该接插头按一定方式配置在右台肩上的空腔中，以便当上盖在打开和关闭位置间运动时限制该随动件运动。

2．如权利要求1的通信设备，其中凸轮的弯曲外形上加工有凹部。

3．如权利要求1的通信设备，其中凸轮的弯曲外形上加工有一些尖峰。

4．如权利要求2的通信设备，其中随动件的前头当上盖处在打开位置时配置在此弯曲外形的凹部中。

5．如权利要求3的通信设备，其中随动件的前头当上盖处在关闭位置时与此弯曲外形的一些尖峰相接触。

6．如权利要求1的通信设备，其中圆筒的敞开端加工有伸入该圆筒中键槽。

7．如权利要求6的通信设备，其中形成在凸轮本体上的键与圆筒中的键槽配合，从而使凸轮随同上盖在打开和关闭位置间运动而旋转。

8．一种无线电话，包括：

一主体；

一上盖，和

一铰链，其具有由左台肩和右台肩界定的凹口，且此铰链可旋转地将上盖与主体耦合，并且具有：

一整体形成在上盖上的圆筒，该圆筒具有一封闭端及一敞开端；

一模制在该圆筒封闭端外表面上的枢轴；

一配置在该圆筒中的弹簧；

一配置在该圆筒中的凸轮，其具有一凸轮本体，本体的前表面与弹簧接触，后表面上具有弯曲的外形，且此凸轮本体含有在其上形成的键；

一局部配置在该圆筒中的随动件，在其一端带有与凸轮外形相接触的前头，而在穿过圆筒敞开端伸出的随动件另一端带有接插头，其中该接插头包括一第一部分和一形成在第一部分外表面上的第二部分；

其中该枢轴可旋转地配置在左台肩上的空腔中，而且该接插头按一定方式配置在右台肩上的空腔中，以便当上盖在打开和关闭位置间运动时限制该随动件运动。

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