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Technischer
Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein eine Scharniervorrichtung für Mobiltelefone und genauer
eine Scharniervorrichtung für
Mobiltelefone, die, anders als herkömmliche Scharniervorrichtungen,
anstelle eines festen Scharnierteils der Vorrichtung eine in einem
drehbaren Scharnierteil der Scharniervorrichtung installierte, feste
Nocke aufweist, wodurch die Konstruktion der Elemente der Scharniervorrichtung
vorzugsweise so verändert werden
kann, daß ein
einfaches und leichtes Zusammensetzten zu einer einzigen Struktur
ohne ein Verkratzen möglich
wird, wodurch ein Wackeln der Scharniervorrichtung aufgrund von
Kratzern auf den Elementen minimiert und eine durch ein Wackeln
verursachte Verschlechterung der Betriebsleistung der Scharniervorrichtung
verhindert wird.
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Wie Fachleuten allgemein bekannt,
sind herkömmliche
Mobiltelefone in Klappdeckeltelefone mit einer angelenkten Abdeckung,
die mehrere Tasten eines Hauptkörpers
abdeckt, und zusammenklappbare Telefone mit einem zusammenklappbaren Hauptkörper klassifiziert.
Entsprechend dem jüngsten
Trend zur Verkleinerung und zur kompakteren Gestaltung von Mobiltelefonen
werden zusammenklappbare Telefone zunehmend verbreiteter als Klappdeckeltelefone
verwendet.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines typischen, zusammenklappbaren
Mobiltelefons. Wie in der Zeichnung gezeigt, umfaßt das typische,
zusammenklappbare Mobiltelefon einen Hauptkörper 1 und eine Klappe 2.
Der Hauptkörper 1 weist
ein Mikrofon und unterschiedliche Tasten auf, und mehrere zum Senden
und Empfangen von Signalen verwendete Elemente sind in ihm untergebracht.
Eine als Stromquelle des Mobiltelefons verwendete, wiederaufladbare
Batterie ist abnehmbar auf der Rückseite des
Hauptkörpers
montiert.
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Die Klappe 2 ist über eine
Scharniervorrichtung so an den Hauptkörper angelenkt, daß die Klappe
2 zum Schließen
oder Öffnen
um die Scharniervorrichtung zum Hauptkörper 1 hin oder von
diesem weg gedreht wird.
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Derartige zusammenklappbare Mobiltelefone
weisen typischer Weise einen manuellen Klappendrehmechanismus auf,
der so konstruiert ist, daß er
einem Bediener das manuelle Öffnen
oder Schließen
der Klappe in bezug auf den Hauptkörper ermöglicht. Bis heute wurden einige
Modelle mit einem motorisch betriebenen Klappendrehmechanismus vorgeschlagen
und eingesetzt, die die Klappe in bezug auf den Hauptkörper sowohl
unter Verwendung eines Motors automatisch öffnen und schließen können als auch,
wie gewünscht,
ein manuelles Öffnen
und Schließen
der Klappe durch den Bediener zulassen, um den Bendienungskomfort
und die Funktionen der Telefone zu verbessern. Scharniervorrichtungen 10 für Mobiltelefone
mit derartigen motorisch betriebenen Klappendrehmechanismen sind
sogenannte „manuell/automatische
Scharniervorrichtungen".
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2 ist
eine Schnittansicht einer in einem zusammenklappbaren Mobiltelefon
installierten herkömmlichen
manuell/automatischen Scharniervorrichtung. Wie in der Zeichnung
gezeigt, umfaßt
die herkömmliche
manuell/automatische Scharniervorrichtung 10, die so konstruiert
ist, daß sie
dem Benutzer ein manuelles oder automatisches Öffnen bzw. Schließen der
Klappe 2 in bezug auf den Haupt körper 1 gestattet,
ein einstückig
mit der Klappe 2 ausgebildetes, drehbares Scharnierteil 20 und
zwei einstückig
mit dem Hauptkörper 1 ausgebildete,
feste Scharnierteile 30 und 31. Das Drehscharnierteil 20 ist an
seinen beiden Enden and den beiden festen Scharnierteilen 30 und 31 angelenkt.
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Das drehbare Scharnierteil 20 der
Scharniervorrichtung 10 weist einen motorisch betriebenen Klappendrehmechanismus
auf, der in ein Gehäuse 21 eingesetzt
ist und, wie gewünscht,
zum automatischen Öffnen
oder Schließen
der Klappe 2 in bezug auf den Hauptkörper 1 verwendet wird.
Der motorisch betriebene Klappendrehmechanismus umfaßt eine Krafterzeugungseinheit
zur Erzeugung einer Drehantriebskraft, eine Kraftübertragungseinheit
zum selektiven Herstellen eines Eingriffs mit der Energieerzeugungseinheit
und ein elastisches Halteelement zum Aufbringen einer elastischen
Vorspannkraft auf die Kraftübertragungseinheit
zum selektiven Herstellen oder Lösen
eines Eingriffs zwischen Kraftübertragungseinheit
und Krafterzeugungseinheit als Reaktion auf eine vom Benutzer auf
die Klappe aufgebrachten externen Kraft.
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Die Krafterzeugungseinheit erzeugt
eine Drehantriebskraft zum Drehen der Klappe 2 in beiden Richtungen
in bezug auf den Hauptkörper 1 und
umfaßt
einen Motor 22 zur Erzeugung der Drehantriebskraft und
eine Untersetzungsgetriebebaugruppe 23 zur Übertragung
der Drehantriebskraf des Motors 22 bei gleichzeitiger Verringerung
der Drehgeschwindigkeit.
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Genauer ausgedrückt ist der Motor 22 mit
einer extern an einem vorgegebenen Abschnitt des Hauptkörpers 1 vorgesehenen
(nicht dargestellten) Signalausgabeeinheit verbunden und wird als
Reaktion auf ein von der Signalausgabeeinheit ausgegebenes Signal
durch von einer wiederaufladbaren Batterie, die an der Rückseite
des Mobiltele fons befestigt ist, angelegte Elektrizität eingeschaltet.
Der Motor 22 erzeugt daher eine Drehkraft in der Gegenrichtung.
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Die Untersetzungsgetriebebaugruppe 23 ist mit
einer Ausgangswelle des Motors 22 zusammengebaut und überträgt die Drehantriebskraft
des Motors 22 an die Kraftübertragungseinheit, wobei die Drehgeschwindigkeit
in einem vorgegebenen Verhältnis
verringert wird. Die Untersetzungsgetriebebaugruppe 23 besteht
aus mehreren (nicht dargestellten) Planetenrädern. Die Planetenräder sind
so in der Untersetzungsgetriebebaugruppe 23 angeordnet,
daß sie
ein vorgegebenes Untersetzungsverhältnis aufweisen, und dienen
dem Verhindern einer unerwünschten
Gegendrehung der Untersetzungsgetriebebaugruppe 23 sowie
der Verringerung der Drehgeschwindigkeit.
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Daher wird die Drehantriebskraft
des Motors 22 der Krafterzeugungseinheit bei einer automatischen
Betätigung
der Scharniervorrichtung 10 von der Ausgangswelle des Motors 22 an
die Kraftübertragungseinheit übertragen,
während
die Drehzahl von den Planetenrädern
der Untersetzungsgetriebebaugruppe 23 verringert wird.
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Die Kraftübertragungseinheit umfaßt eine drehbare
Nocke 24 und eine feste Nocke 25. Die drehbare
Nocke 24 ist im Gehäuse 21 untergebracht und über eine
Welle mit der Untersetzungsgetriebebaugruppe 23 verbunden.
Die drehbare Nocke 24 ist auch an einem ihrer Enden konisch,
so daß der
mittlere Teil des Endes der drehbaren Nocke 24 flach wird
und zur festen Nocke 25 ragt, wodurch ein konischer Vorsprung
gebildet wird.
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Die feste Nocke 25 wird
in das zweite feste Scharnierteil 31 aufgenommen, wobei
sie von dem elastischen Halteelement 40 zur drehbaren Nocke 24 vorgespannt
wird. Die feste Nocke 25 weist an ihren gegenüberliegenden
Seitenflächen
eine konische Einbuchtung auf. Während
des automatischen Klappendrehmodus der Scharniervor richtung treten
die drehbare und die feste Nocke 24 und 25 aufgrund
der elastischen Vorspannkraft des elastischen Halteelements in Reibungseingriff
miteinander.
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Das elastische Halteelement 40 umfaßt vorzugsweise
eine Kompressionsspiralfeder aus einem Material, das sowohl eine
hohe elastische Zug- als auch eine hohe Wiederherstellungskraft
aufweist. Das elastische Halteelement 40 ist so in einen
Hohlraum des zweiten, festen Scharnierteils 31 eingesetzt,
daß ein
erstes Ende des elastischen Halteelements 40 von einer
Endwand des Hohlraums und ein zweites Ende von einem Ende der festen
Nocke 25 angehalten wird.
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Die elastische Vorspannkraft des
elastischen Halteelements 40 ist höher als die Drehantriebskraft der
Krafterzeugungseinheit. Da das elastische Halteelement 40 mit
dieser hohen elastischen Vorspannkraft die Kraftübertragungseinheit in einer
Richtung vorspannt, können
die drehbare und die feste Nocke 24 und 25 der
Kraftübertragungseinheit
in Eingriff miteinander treten oder sich voneinander lösen.
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Die beiden festen Scharnierteile 30 und 31 sind
einstückig
an den Ecken des angelenkten Endes des Hauptkörpers 1 ausgebildet.
Zur Herstellung der angelenkten Verbindung eines Endes des drehbaren Scharnierteils 20 mit
dem ersten festen Scharnierteil 30 wird eine Scharnierhülse 32 in
das erste feste Scharnierteil 30 eingeführt. Zudem wird die feste Nocke 25 in
das zweite feste Scharnierteil 31 eingeführt, wobei
es, wie vorstehend beschrieben, durch das elastische Halteelement 40 zu
der drehbaren Nocke 24 vorgespannt wird.
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Wenn die Klappe 2 und der
Hauptkörper 1 mittels
der Scharniervorrichtung zu einer einzigen Struktur zusammengesetzt
werden, werden beide Enden des drehbaren Scharnierteils 20 jeweils
drehbar an den beiden festen Scharnierteilen 30 und 31 angelenkt.
Dies be deutet, daß das
Gehäuse 21 des drehbaren
Scharnierteils 20 zunächst
so mit der Scharnierhülse 32 des
ersten festen Scharnierteils 30 zusammengesetzt wird, daß das erste
Ende des drehbaren Scharnierteils 20 an das erste feste
Scharnierteil 30 angelenkt wird.
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Anschließend wird das zweite Ende des drehbaren
Scharnierteils 20 an das zweite feste Scharnierteil 31 angelenkt.
Hierbei wird zunächst
die feste Nocke 25 unter Verwendung einer (nicht dargestellten)
Kompressionsvorrichtung für
die feste Nocke in das zweite feste Scharnierteil 31 eingeführt. Aufgrund
der Kompressionsvorrichtung für
die feste Nocke wird die feste Nocke 25 in dem zweiten,
festen Scharnierteil 31 gehalten, während das elastische Halteelement 40 zusammengedrückt wird.
Nach dem Einführen
der festen Nocke 25 in das zweite feste Scharnierteil 31 unter
Verwendung der Kompressionsvorrichtung für die feste Nocke wird das
drehbare Scharnierteil 20 horizontal so mit dem zweiten
festen Scharnierteil 31 ausgerichtet, daß das das
zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 20 über das
zweite feste Scharnierteil 31 gepaßt und mit diesem zusammengesetzt
wird. Anschließend
wird die Kompressionsvorrichtung für die feste Nocke von der festen
Nocke 25 entfernt, so daß die feste Nocke von dem elastischen
Halteelement 40 elastisch zu der drehbaren Nocke 24 gedrückt wird
und die drehbare und die feste Nocke 24 und 25 in
Reibungseingriff miteinander gelangen. Die Klappe 2 ist
damit über
die Scharniervorrichtung vollständig
mit dem Hauptkörper 1 zu
einer einzigen Struktur zusammengesetzt.
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Die vorstehend beschriebene Scharniervorrichtung
ist jedoch in folgender Hinsicht problematisch. Wenn das drehbare
Scharnierteil 20 horizontal so mit dem zweiten festen Scharnierteil 31 ausgerichtet
ist, daß das
zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 20 mit dem zweiten,
festen Scharnierteil 31 zusammengesetzt wird, zerkratzt
das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 20 die Innenfläche des zweiten
festen Scharnierteils 31. Die Kratzer auf dem zweiten festen
Scharnierteil 31 verursachen ein Wackeln der drehbaren
Nocke 24 und des Motors der Krafterzeugungseinheit, wodurch
die Betriebsleistung der Scharniervorrichtung aufgrund des Wackelns
verschlechtert wird.
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Zudem ist es erforderlich, die feste
Nocke 25 unter Verwendung der Kompressionsvorrichtung für die feste
Nocke zusammenzudrücken,
bis das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 20 horizontal
mit dem zweiten festen Scharnierteil 31 ausgerichtet ist. Daher
stößt das zweite
Ende des drehbaren Scharnierteils 20 während des Prozesses des Zusammenbaus
der Scharniervorrichtung häufig
mit dem zweiten festen Scharnierteil 31 zusammen, wodurch
es schwierig ist, die Scharniervorrichtung zusammenzusetzen.
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Da überdies sowohl das elastische
Halteelement 40 als auch die feste Nocke 25 in
dem zweiten festen Scharnierteil 31 installiert werden,
ist es annähernd
unmöglich,
Mobiltelefone herzustellen, die unterschiedliche Konstruktionen
aufweisen, die durch eine Veränderung
der Konstruktion des zweiten festen Scharnierteils realisiert werden.
Die beiden, in der Scharniervorrichtung des in 3 gezeigten Mobiltelefons vorgesehenen,
festen Scharnierteile weisen beispielsweise ein weich abgerundetes
Erscheinungsbild auf, das auf den Benutzer attraktiv wirken soll,
wodurch die Aufmerksamkeit des Benutzers erregt wird. Das zweite
feste Scharnierteil 31 der herkömmlichen Scharniervorrichtung
muß jedoch
einen großen
Hohlraum aufweisen, um sowohl das elastische Halteelement 40 als
auch die feste Nocke 25 aufnehmen zu können, so daß das zweite feste Scharnierteil
nicht zuläßt, daß die Hersteller
von Mobiltelefonen eine Vielzahl neuer Designs anbieten können, die
durch eine Veränderung der
Konstruktion des zweiten festen Scharnierteils 31 realisiert
werden.
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Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Scharniervorrichtung
für Mobiltelefone
besteht darin, daß die
elastische Vorspannkraft des elastischen Halteelements 40 auf
die feste Nocke 25 und die drehbare Nocke 24 aufgebracht
wird, die mit der festen Nocke 25 in Eingriff steht, und
daß die übertragene
Vorspannkraft anschließend über das
Gehäuse 21 des
drehbaren Scharnierteils 20 auf die Scharnierhülse 32 des
ersten, festen Scharnierteils 30 aufgebracht wird, wodurch
der Spalt zwischen dem drehbaren Scharnierteil 20 und dem
ersten festen Scharnierteil 30 auf mehr als einen vorgegebenen
Bezugsabstand vergrößert wird.
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Dementsprechend wurde die vorliegende
Erfindung unter Berücksichtigung
der vorstehend geschilderten, beim Stand der Technik auftretenden Probleme
entwickelt, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Scharniervorrichtung
für Mobiltelefone zu
schaffen, die, anders als herkömmliche
Scharniervorrichtungen, anstelle eines festen Scharnierteils der
Vorrichtung eine feste Nocke aufweist, die in einem drehbaren Scharnierteil
der Scharniervorrichtung installiert ist, wodurch die Konstruktion
der Elemente der Scharniervorrichtung vorzugsweise so verhindert
werden kann, daß ein
einfacher und leichter Zusammenbau der Elemente zu einer einzigen Struktur
ohne Beschädigung
ermöglicht
wird, wodurch eine Verschlechterung der Betriebsleistung der Scharniervorrichtung
aufgrund einer Beschädigung der
Elemente verhindert wird.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, eine Scharniervorrichtung für Mobiltelefone zu schaffen,
bei der das drehbare Schar nierteil während des Prozesses des Zusammenbaus
des drehbaren Scharnierteils und eines zweiten festen Scharnierteils
nicht mit einer Kompressionsvorrichtung für die feste Nocke zusammenstößt, so daß es leicht
und einfach ist, die Scharniervorrichtung zusammenzusetzen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, eine Scharniervorrichtung für Mobiltelefone zu schaffen,
durch die durch einen Zusammenstoß zwischen den Elementen der
Scharniervorrichtung während des
Prozesses des Zusammenbaus des drehbaren Scharnierteils und des
zweiten festen Scharnierteils verursachte Kratzer minimiert werden.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine
Scharniervorrichtung für
Mobiltelefone zu schaffen, durch die aufgrund der Flexibilität der Konstruktion
der festen Scharnierteile eine Vielzahl von Designs realisiert werden
kann.
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Zur Lösung der vorstehend genannten
Aufgaben wird durch eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Scharniervorrichtung zum Verbinden
einer Klappe und eines Hauptkörpers
eines Mobiltelefons geschaffen, die ein am Hauptkörper vorgesehenes,
festes Scharnierteil und ein an der Klappe vorgesehenes, an das
feste Scharnierteil angelenktes, drehbares Scharnierteil umfaßt, das
in bezog auf das feste Scharnierteil gedreht werden kann, wobei
das drehbare Scharnierteil eine Krafterzeugungseinheit zur Erzeugung
einer Drehantriebskraft, eine drehbare Nocke und eine feste Nocke,
die selektiv eine Kraftübertragung
der Drehantriebskraft der Krafterzeugungseinheit ausführen, eine
so mit der festen Nocke zusammengebaute Nockenwelle, daß die Nockenwelle
und die feste Nocke in bezug aufeinander axial beweglich sind, wobei
ein Ende der Nockenwelle mit so mit dem festen Scharnierteil verbunden
ist, daß eine
Leerlauf drehung der Nockenwelle in bezug auf das feste Scharnierteil
verhindert wird, und ein an der Nockenwelle vorgesehenes elastisches Vorspannelement
zum elastischen Vorspannen der festen Nocke und der Nockenwelle
in entgegengesetzten Richtungen aufweist.
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Durch eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Scharniervorrichtung zum Verbinden
einer Klappe und eines Hauptkörpers eines
Mobiltelefons geschaffen, die ein am Hauptkörper vorgesehenes, festes Scharnierteil
und ein an der Klappe vorgesehenes, so an das feste Scharnierteil angelenktes,
drehbares Scharnierteil umfaßt,
daß es in
bezug auf das feste Scharnierteil gedreht werden kann, wobei das
drehbare Scharnierteil eine Krafterzeugungseinheit, die eine Drehantriebskraft
erzeugt, eine Kupplungseinheit, die die Drehantriebskraft der Krafterzeugungseinheit
aufnimmt, eine drehbare Nocke, die so mit der Kupplungseinheit zusammengebaut
ist, daß die
drehbare Nocke und die Kupplungseinheit in bezug aufeinander axial
beweglich sind, eine Leerlaufdrehung beider in bezug aufeinander
jedoch verhindert wird, eine feste Nocke, die mit der drehbaren
Nocke in Eingriff tritt oder sich von dieser löst und deren eines Ende so
mit dem festen Scharnierteil zusammengebaut ist, daß eine Leerlaufdrehung
der festen Nocke in bezug auf das feste Scharnierteil verhindert
wird, und ein in der Kupplungseinheit vorgesehenes, elastisches
Vorspannelement zum elastischen Vorspannen der drehbaren Nocke und
der Kupplungseinheit in entgegengesetzten Richtungen umfaßt.
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Die vorstehend erwähnten und
weitere Aufgaben, Merkmale und weitere Vorteile der Erfindung gehen
deutlicher aus der folgen den, genauen Beschreibung im Zusammenhang
mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines typischen, zusammenklappbaren Mobiltelefons;
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2 eine
Schnittansicht einer herkömmlichen,
manuell/automatischen Scharniervorrichtung für typische, zusammenklappbare
Mobiltelefone;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines zusammenklappbaren Mobiltelefons mit
einer Scharniervorrichtung, bei der zwei feste Scharnierteile der Scharniervorrichtung
so konstruiert sind, daß sie
ein abgerundetes Erscheinungsbild aufweisen;
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4 eine
Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
perspektivische Schnittansicht, die den Aufbau und die Funktionsweise
einer festen Nocke und einer Nockenwelle zeigt, die in der Scharniervorrichtung
gemäß 4 zusammengesetzt werden;
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6 eine
Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone gemäß einer
Modifikation der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
perspektivische Schnittansicht, die den Aufbau und die Funktionsweise
einer festen Nocke und einer Nockenwelle zeigt, die in der Scharniervorrichtung
gemäß 7 zusammengebaut werden;
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9 eine
Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone gemäß einer
Modifikation der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Schnittansicht der Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
Schnittansicht der Scharniervorrichtung entlang der Linie A-A in 10; und
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12 eine
Schnittansicht der Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone
gemäß einer
Modifikation der dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird auf die Zeichnungen
bezug genommen, in denen die gleichen Bezugszeichen über die
unterschiedlichen Zeichnungen zur Bezeichnung der gleichen oder ähnlicher
Bauteile verwendet werden.
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4 ist
eine Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 5 ist
eine perspektivische Schnittansicht, die den Aufbau und die Funktionsweise
einer festen Nocke und einer Nockenwelle zeigt, die in der Scharniervorrichtung
gemäß 4 zusammengesetzt werden.
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Wie in der Zeichnung gezeigt, umfaßt die erfindungsgemäße Scharniervorrichtung
für zusammenklappbare
Mobiltelefone ein an einem Ende einer Klappe 102 eines
zusammenklappbaren Telefons vorgesehenes, drehbares Scharnierteil 120 und
zwei an den Ecken eines Endes eines Hauptkörpers 101 des Mobiltelefons
vorgesehene, feste Scharnierteile 130 und 131.
Das drehbare Scharnierteil 120 der Klappe 102 ist
so an den beiden festen Scharnierteilen 130 und 131 des
Hauptkörpers 101 angelenkt, daß der zusammenklappbare
Aufbau des Mobiltelefons realisiert werden kann.
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Genauer beschrieben sind die beiden
festen Scharnierteile 130 und 131 an den Ecken
des Endes des Hauptkörpers 101 ausgebildet.
Die seitliche Dicke jedes der beiden festen Scharnierteile 130 und 131 und
der Abstand zwischen den beiden festen Scharnierteilen 130 und 131 sind
sehr wesentliche Faktoren, die die Breite des Mobiltelefons bestimmen.
Eine Scharnierhülse 132 wird
in das erste feste Scharnierteil 130 eingeführt, um
eine gelenkige Verbindung zwischen einem Ende des drehbaren Scharnierteils 120 und
dem ersten festen Scharnierteil 130 herzustellen. Eine
Höckerwelle 126b der
Nockenwelle 126 wird in einen Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 des
zweiten festen Scharnierteils 131 aufgenommen. Da hierbei
die Höckerwelle 126-2 der
Nockenwelle 126, wie später
beschrieben, keinen kreisförmigen
Querschnitt aufweist, weist der Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 des
zweiten festen Scharnierteils 131 einen Querschnitt auf,
der dem der Höckerwelle 126-2 entspricht.
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Das drehbare Scharnierteil 120 ist
am Ende der Klappe 102 vorgesehen und so an die beiden
festen Scharnierteilen 130 und 131 des Hauptkörpers 101 angelenkt,
daß es
in bezug auf die beiden festen Scharnierteile 130 und 131 innerhalb
eines vorgegebenen Drehwinkels manuell oder automatisch gedreht
werden kann.
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Das drehbare Scharnierteil 120 der
Scharniervorrichtung weist einen motorisch betriebenen Klappendrehmechanismus
auf, der in ein Gehäuse 121 eingesetzt
ist und, wie gewünscht,
zum automatischen Öffnen
bzw. Schließen
der Klappe 102 in bezug auf den Hauptkörper 101 verwendet
wird. Der motorisch betriebene Klappen drehmechanismus umfaßt eine
Krafterzeugungseinheit, eine drehbare Nocke 124, eine feste
Nocke 125, die Nockenwelle 126 und ein elastisches
Vorspannelement 140. Die Krafterzeugungseinheit erzeugt
eine Drehantriebskraft, wobei die drehbare Nocke 124 zur
Aufnahme der Drehantriebskraft von der Krafterzeugungseinheit mit der
Krafterzeugungseinheit gekoppelt ist. Die feste Nocke 125 tritt
mit der rotierenden Nocke 124 in Eingriff oder löst sich
von dieser, so daß die
beiden Nocken 124 und 125 selektiv zusammenwirken.
Die Nockenwelle 126 umfaßt einen in die Höckerwelle 126-2 integrierten
Höcker 126-1.
Der Höcker 126-1 wird
so mit der festen Nocke 125 zusammengebaut, daß der Höcker 126-1 in
bezug auf die feste Nocke 125 axial bewegt wird. Die Höckerwelle 126-2 wird
so in einen am inneren Ende des zweiten, festen Scharnierteils 131 ausgebildeten
Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 aufgenommen,
daß eine
Drehung der festen Nocke 125 verhindert wird. Die drehbare
Nocke 124, die feste Nocke 125 und die Nockenwelle 126 bilden
eine Kraftübertragungseinheit
des Klappendrehmechanismus. Das elastische Vorspannelement 140 ist
so in einem Hohlraum der Nockenwelle 126 installiert, daß es die
feste Nocke 125 und die Nockenwelle 126 in entgegengesetzten
Richtungen elastisch vorspannt.
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Die Krafterzeugungseinheit erzeugt
die Drehantriebskraft zum automatischen Drehen der Klappe 102 in
bezug auf den Hauptkörper 101 in
beiden Richtungen während
eines automatischen Klappendrehmodus der Scharniervorrichtung. Die
Krafterzeugungseinheit umfaßt
einen Motor 122 zur Erzeugung der Drehantriebskraft und
eine Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 zur Übertragung
der Drehantriebskraft des Motors 122 bei gleichzeitiger Verringerung
der Drehzahl.
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Genauer beschrieben ist der Motor
elektrisch mit einer (nicht dargestellten) Signalausgabeeinheit verbunden,
die an einem vorgegebenen Abschnitt des Hauptkörpers 101 vorgesehen
ist, und wird als Reaktion auf ein von der Signalausgabeeinheit
ausgegebenes Signal durch von einer auf der Rückseite des Mobiltelefons befestigten,
wiederaufladbaren Batterie angelegte Elektrizität eingeschaltet. Der Motor 122 erzeugt
damit eine Drehkraft in entgegengesetzter Richtung.
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Die Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 ist mit
einer Ausgangswelle des Motors 122 zusammengebaut und überträgt die Drehantriebskraft
des Motors 122 an die drehbare Nocke 124, wobei
sie die Drehzahl in einem vorgegebenen Verhältnis verringert. Die Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 umfaßt mehrere
(nicht dargestellte) Planetenräder.
In der Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 sind die Planetenräder so zusammengesetzt,
daß sie
ein vorgegebenes Untersetzungsverhältnis aufweisen, und sie dienen
zusätzlich
zum Verringern der Drehzahl auch dem Verhindern einer unerwünschten
Rückwärtsdrehung
der Untersetzungsgetriebebaugruppe 123.
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Ein erstes Ende der drehbaren Nocke 124 ist über eine
Welle so mit der Krafterzeugungseinheit verbunden, daß sie die
Drehantriebskraft von der Krafterzeugungseinheit aufnimmt. Das zweite
Ende der drehbaren Nocke 124 ist konisch, so daß der mittlere
Abschnitt des zweiten Endes der drehbaren Nocke 124 flach
wird und zur festen Nocke 125 ragt, wodurch ein konischer
Vorsprung gebildet wird. Dadurch wirkt die drehbare Nocke 124 mit
der festen Nocke 125 zusammen.
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Zudem weist der Klappendrehmechanismus vorzugsweise
eine zwischen der Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 der
Krafterzeugungseinheit und der drehbaren Nocke 124 angeordnete
Positionser fassungseinheit auf. Die Positionserfassungseinheit umfaßt eine
Erfassungsplatte 123-1 und eine Erfassungsbürste 123-2 und
erfaßt
den Öffnungswinkel der
Klappe 102 in bezog auf den Hauptkörper 101 durch Erfassen
des Drehwinkels der drehbaren Nocke 124, um ein Haltesignal zum
Beenden des Betriebs des Motors 122 an den Motor 122 der
Krafterzeugungseinheit auszugeben, wenn die Klappe 102 in
bezug auf den Hauptkörper 101 eine
vorgegebene Winkelposition erreicht.
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Die feste Nocke 125 ist
so angeordnet, daß die
feste Nocke 125 zu einem selektiven Zusammenwirken mit
der drehbaren Nocke 124 mit der drehbaren Nocke 124 in
Eingriff tritt oder sich von dieser löst. Die feste Nocke 125 ist
mit der Nockenwelle 126 zusammengesetzt, die den in die
Höckerwelle 126-2 integrierten
Höcker 126a umfaßt. Hierbei
sind die feste Nocke 125 und die Nockenwelle 126 in
Bezug aufeinander in entgegengesetzten Richtungen beweglich.
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Genauer weist die feste Nocke 125 gemäß 5 eine zylindrische Form
mit einer konischen Vertiefung an ihrem ersten Ende auf, so daß die feste Nocke 125 in
einen Reibungseingriff mit der drehbaren Nocke 124 gelangt.
Das zweite Ende der festen Nocke 125 weist eine Öffnung auf.
Zumindest ein längs
ausgerichteter Steg 125-1 ist axial auf der Außenfläche der
festen Nocke 125 ausgebildet, der sich vom zweiten Ende
der festen Nocke 125 mit der Öffnung zu einer vorgegebenen
Position erstreckt.
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Die aus der in die Höckerwelle 126-2 integrierten
Höcker 126-1 bestehende
Nockenwelle 126 wird über
die feste Nocke 125 gepaßt.
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Der Höcker 126-1 der Nockenwelle 126 ist ein
zylindrischer Körper,
der länger
als die feste Nocke 125 ist und einen Radialstiftschlitz 126-3 aufweist,
der zumindest an einer vorgegebenen Position der Seitenwand der
Höcker 126-1 ausgebildet
ist. Eine Stegführungs rille 126-4 ist
axial an der Innenfläche
des Höckers 126-1 ausgebildet,
wobei sie sich axial von dem Stiftschlitz 1263 zu einer
vorgegebenen Position erstreckt, so daß die Stegführungsrille 126-4 beweglich
mit dem Längssteg 125-1 der
festen Nocke 125 in Eingriff tritt. Ein Stift P wird in
den Stiftschlitz 126-3 eingeführt. Hierbei ist die Breite
des Stifts P größer als
die des Stiftschlitzes 126-3. Der in den Stiftschlitz 126-3 eingeführte Stift
P hält
daher den längs
verlaufenden Steg 125-1 der festen Nocke 125 in
bezug auf die Stegführungsrille 126-4 der
Nockenwelle 126 in einer vorgegebenen Position an. Erfindungsgemäß sind vorzugsweise
an diametral gegenüberliegenden
Positionen der Seitenwand des Höckers 126-1 zwei
Stiftschlitze 126-3 ausgebildet, um eine stabile, relative
Gleitbewegung der festen Nocke 125 und der Nockenwelle 126 zu
erzielen.
-
An der Innenfläche des Höckers 126-1 ist ein Anschlag 126-5 ausgebildet,
der den Bereich der Axialbewegungen der festen Nocke 124 in
bezug auf die Nockenwelle 126 begrenzt. Der Anschlag 126-5 verhindert
daher, daß das
elastische Vorspannelement 140 während einer relativen axialen
Gleitbewegung der festen Nocke 125 und der Nockenwelle 126 übermäßig auf
ein Niveau zusammengedrückt
wird, das ein vorgegebenes Bezugsniveau übersteigt, bei dem das elastische
140 plastisch verformt wird.
-
Die Höckerwelle 126-2, die
sich von einem Ende der Nockenwelle 126 erstreckt, hat
einen nicht kreisförmigen
Querschnitt, so daß die
Nockenwelle 126 in bezug auf das zweite feste Scharnierteil 131 nicht
gedreht wird. Daher wird die mit der Nockenwelle 126 zusammengesetzte
feste Nocke 125 unabhängig
von einer Drehung der drehbaren Nocke 124 nicht gedreht.
Hierbei wird die Höckerwelle 126-2 mit dem
nicht kreisförmigen
Querschnitt in den Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 des
zweiten festen Scharnierteils 131 einge führt. Da
der Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 einen
Querschnitt aufweist, der dem der Höckerwelle 126-2 entspricht,
ist es möglich, selbst
dann zu verhindern, daß sich
die Nockenwelle in bezug auf das zweite feste Scharnierteil 131 im Leerlauf
dreht, wenn die drehbare Nocke 124 gedreht wird. Erfindungsgemäß ist der
Querschnitt der Höckerwelle 126-2 vorzugsweise
entweder dreieckig, sechseckig oder halbkreisförmig, etc.
-
Das elastische Vorspannelement 140 ist
so in einem Hohlraum der Nockenwelle 126 installiert, daß es die
feste Nocke 125 und die Nockenwelle 126 in entgegengesetzten
Richtungen elastisch vorspannt. Das elastische Vorspannelement 140 umfaßt vorzugsweise
eine Kompressionsspiralfeder aus einem Material, das sowohl eine
hohe elastische Zug- als auch eine hohe Wiederherstellungskraft
aufweist. Die elastische Vorspannkraft des elastischen Vorspannelements 140 ist
höher als
die Drehantriebskraft der Krafterzeugungseinheit. Da das elastische Halteelement 140 mit
einer derart hohen elastischen Vorspannkraft die feste Nocke 125 in
der vorgegebenen Richtung vorspannt, können die drehbare und die feste
Nocke 124 und 125 in Eingriff miteinander treten
und sich voneinander lösen.
-
Um die vorstehend erwähnten Elemente
in eine gewünschte
Scharniervorrichtung einzubauen, werden der Motor 122 und
die Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 der Krafterzeugungseinheit,
die Sensorplatte 123-1 und die Erfassungsbürste 123-2 der
Positionserfassungseinheit und die drehbare Nocke 124,
die feste Nocke 125 und die Nockenwelle 126 der
Kraftübertragungseinheit
nacheinander im Gehäuse 121 des
drehbaren Scharnierteils 120 installiert. Dadurch wird
ein in dem Gehäuse 121 untergebrachter,
motorisch betriebener Klappendrehmechanismus hergestellt. Hierbei
wird die feste Nocke 125 wie folgt mit der Nockenwelle 126 zusammengesetzt.
Nach der Installation des elastischen der Installation des elastischen
Vorspannelements 140 im Hohlraum der Nockenwelle 125 wird
die feste Nocke 125 so in den Hohlraum der Nockenwelle 126 eingeführt, daß die Längsstege 125-1 der
festen Nocke 125 mit den Stegführungsrillen 126-4 der
Nockenwelle 126 ausgerichtet sind und mit ihnen in Eingriff
treten.
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Anschließend wird das Gehäuse 121 des drehbaren
Scharnierteils 120 so über
die Scharnierhülse 132 des
ersten festen Scharnierteils 130 gepaßt, daß das erste Ende des drehbaren
Scharnierteils 120 an das erste feste Scharnierteil 130 ausgelenkt
wird. Zudem wird das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 an
das zweite feste Scharnierteil 131 ausgelenkt. Um das zweite
Ende des drehbaren Scharnierteils 120 an das zweite feste
Scharnierteil 131 anzulenken, wird zunächst die Höckerwelle 126-2 der
Nockenwelle 126 unter Verwendung einer (nicht dargestellten)
Vorrichtung zum Komprimieren der festen Nocke in eine Richtung gedrückt, in
der das elastische Vorspannelement 140 zusammengedrückt wird.
Die Nockenwelle 126 wird daher in bezug auf die feste Nocke 125 axial
nach innen bewegt, bis die Höckerwelle 126-2 vollständig in
das Gehäuse 121 zurückgezogen
ist. Hierbei wird die axiale Gleitbewegung der Nockenwelle 126 in
bezug auf die feste Nocke 125 von dem auf der Innenfläche des
Höckers 126-1 ausgebildeten
Anschlag 126-5 auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt,
so daß es
möglich ist,
ein übermäßiges Zusammendrücken des
elastischen Vorspannelements 140 auf ein Niveau zu verhindern,
das ein vorgegebenes Bezugsniveau übersteigt, bei dem das elastische
Vorspannelement 140 plastisch verformt wird. Das drehbare
Scharnierteil 120 mit der zurückgezogenen Nockenwelle 126 wird danach
so angeordnet, daß das
zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 mit dem inneren
Ende des zweiten festen Scharnierteils 131 in Kontakt gelangt.
Das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 wird in
dem oben beschriebenen Zustand nach unten gedrückt, bis die drehbare Welle 124 horizontal mit
dem zweiten festen Scharnierteil 131 ausgerichtet ist.
Zu diesem Zeitpunkt ragt die zurückgezogene Höckerwelle 126-2 der
Nockenwelle 126 aufgrund der Wiederherstellungskraft des
komprimierten elastischen Vorspannelements 140 elastisch
aus dem Gehäuse 121 und
wird in den Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 des
zweiten festen Scharnierteils 131 eingeführt. Das
zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 ist damit
vollständig
an das zweite feste Scharnierteil 131 angelenkt.
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Dies bedeutet, daß das zweite Ende des drehbaren
Scharnierteils 120 langsam nach unten gedrückt wird, nachdem ein Anlehnen
des zweiten Endes des drehbaren Scharnierteils 120 am inneren Ende
des zweiten festen Scharnierteils 131 zugelassen wurde.
Das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 bewegt
sich daher entlang der Endfläche
des zweiten festen Scharnierteils 131 nach unten, während die
Nockenwelle 126 das elastische Vorspannelement 140 zusammendrückt. Wenn
das drehbare Scharnierteil 120 während der Abwärtsbewegung
horizontal mit dem zweiten festen Scharnierteil 131 ausgerichtet
ist, ragt die zurückgezogene
Höckerwelle 126-2 der
Nockenwelle 126 elastisch aus dem Gehäuse 121 und wird in
den Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 des
zweiten festen Scharnierteils 131 eingeführt.
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Daher ist die erfindungsgemäße Scharniervorrichtung,
anders als herkömmliche
Scharniervorrichtungen, bei denen eine feste Nocke während des Prozesses
des Zusammenbaus einer Scharniervorrichtung unter Verwendung einer
Vorrichtung zum Zusammendrücken
der festen Nocke durchgehend zusammengedrückt werden muß, bis das
zweite Ende eines drehbaren Scharnierteils horizontal mit einem
zweiten, festen Scharnierteil ausgerichtet ist, dadurch vorteil haft,
daß es
nicht erforderlich ist, die Nockenwelle nach dem Anordnen des zweiten
Endes des drehbaren Scharnierteils am inneren Ende des zweiten festen
Scharnierteils unter Verwendung der Vorrichtung zum Zusammendrücken der
festen Nocke zusammenzudrücken.
Daher sind die Elemente der erfindungsgemäßen Scharniervorrichtung leicht und
einfach zu einer einzigen Struktur zusammenzusetzen, und darüber hinaus
stößt das drehbare Scharnierteil
während
des Prozesses des Zusammenbaus der Scharniervorrichtung nicht gegen
die Vorrichtung zum Zusammendrücken
der festen Nocke, so daß der
Vorgang des Zusammenbaus noch leichter und einfacher auszuführen ist.
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Die Scharniervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
eine Verringerung der seitlichen Dicke des zweiten festen Scharnierteils
auf ein gewünschtes
Niveau, so daß es
möglich
ist, kleine Mobiltelefone herzustellen. Dies bedeutet, daß das zweite
feste Scharnierteil der erfindungsgemäßen Scharniervorrichtung seine
Scharnierhaltefunktion durch den Höckerwellenaufnahmeschlitz effizient
erfüllt,
so daß die
seitliche Dicke des zweiten festen Scharnierteils durch Minimieren
der Größe des übrigen Teils
mit Ausnahme des Höckerwellenaufnahmeschlitzes
erheblich verringert werden kann. Alternativ kann die seitliche
Dicke des erfindungsgemäßen zweiten
festen Scharnierteils die gleiche wie bei einer herkömmlichen Scharniervorrichtung
bleiben, in diesem Fall wird jedoch vorzugsweise die Konstruktion
der festen Scharnierteile verändert,
wie in 3 gezeigt. Es
ist daher möglich,
Mobiltelefone mit einer Vielzahl neuer Designs zu schaffen, die
durch eine Veränderung
der Konstruktion der festen Scharnierteile realisiert werden können. Kurz
ausgedrückt
ermöglicht
die erfindungsgemäße Scharniervorrichtung
die Herstellung von Mobiltelefonen in vielen, aufgrund der Flexibilität der Konstruktion
der festen Scharnierteile veränderlichen
Designs.
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Die Scharniervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
dem Benutzer das automatische oder manuelle Öffnen und Schließen der
Klappe in bezug auf den Hauptkörper.
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Wenn der Benutzer die Klappe 102 in
bezog auf den Hauptkörper 101 manuell öffnet oder schließt, dreht
der Benutzer die Klappe 102 in bezug auf den Hauptkörper 101 in
einer gewünschten
Richtung. Hierbei wird das drehbare Scharnierteil 120 der Klappe 102 in
der gleichen Drehrichtung wie die Klappe 102 gedreht, so
daß die
drehbare Nocke 124 gedreht wird. Die drehbare und die feste
Nocke 124 und 125 rutschen daher ab, und die feste
Nocke 125 bewegt sich in diesem Zustand axial in die Nockenwelle 126,
wobei das elastische Vorspannelement 140 zusammengedrückt wird,
so daß sich
die feste Nocke 125 von der drehbaren Nocke 124 löst, wobei sich
ein Hohlraum zwischen den beiden Nocken 124 und 125 bildet.
Daher wird das drehbare Scharnierteil 120 gleichmäßig gedreht,
und die Klappe 102 wird gleichmäßig geöffnet oder geschlossen.
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Wenn der Benutzer die Klappe 102 automatisch öffnen will,
betätigt
der Benutzer die Signalausgabeeinheit des Hauptkörpers 101 so, daß ein elektrisches
Signal an die Krafterzeugungseinheit ausgegeben wird. Als Reaktion
auf das elektrische Signal wird der Motor 122 durch von
der Batterie des Mobiltelefons angelegte Elektrizität eingeschaltet
und zur Erzeugung einer Drehkraft in der gewünschten Richtung in einer Richtung
gedreht. Die Drehkraft des Motors 122 wird an die drehbare
und die feste Nocke 124 und 125 übertragen,
wobei ihre Drehzahl durch die Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 verringert wird.
Hierbei ist die elastische Vorspannkraft des elasti schen Vorspannelements 140 höher als
die Drehantriebskraft des Motors 122, so daß der Eingriff zwischen
der drehbaren und der festen Nocke 124 und 125 aufrechterhalten
wird. Zudem weist die Höckerwelle 126-2 der
Nockenwelle 126 einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, und
der Höckerwellenaufnahmeschlitz 133 des
zweiten festen Scharnierteils 131, der die Höckerwelle 126-2 aufnimmt, weist
einen Querschnitt auf, der dem der Höckerwelle 126-2 entspricht.
Daher wird eine Leerlaufdrehung der Nockenwelle 126 in
bezug auf das zweite feste Scharnierteil 131 verhindert,
und die mit der Nockenwelle 126 zusammengesetzte feste
Nocke 125 wird nicht gedreht. Das drehbare Scharnierteil 120,
in dem der Motor 122 fest untergebracht ist, wird durch
die Drehantriebskraft des Motors 122 so gedreht, daß die Klappe 102 automatisch
geöffnet
bzw. geschlossen wird.
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Die Scharniervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist dadurch vorteilhaft, daß die Elemente
der Scharniervorrichtung leicht und einfach zusammengesetzt werden können, daß die feste
Nocke 125, anders als bei herkömmlichen Scharniervorrichtungen,
statt im zweiten festen Scharnierteil 131 im drehbaren
Scharnierteil 120 installiert ist und daß die Nockenwelle 126 in
bezug auf die feste Nocke 125 so axial bewegt wird, daß die seitliche
Dicke des zweiten festen Scharnierteils 131 wie gewünscht verringert
und das Design der festen Scharnierteile wunschgemäß verändert werden
können.
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6 ist
eine Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone gemäß einer
Modifikation der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in der Zeichnung gezeigt, bleibt
die allgemeine Form der Scharniervorrichtung gemäß der Modifikation die gleiche, wie
bei der ersten Ausführungsform, doch
die drehbare Nocke 124, die feste Nocke 125 und
die Nockenwelle 126 sind zur Erzeugung eines Moduls in ein
Gehäuse
eingesetzt. Dies bedeutet, daß die
drehbare Nocke 124, die feste Nocke 125 und die
Nockenwelle 126 im Gehäuse
C des Moduls untergebracht sind, so daß die relative Betätigung der
drehbaren Nocke 124, der festen Nocke 125 und
der Nockenwelle 126 innerhalb des Gehäuses C ausgeführt wird.
Daher wird ein Wackeln der Elemente vorzugsweise selbst dann, wenn
das das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 während des
Prozesses des Zusammenbaus der Elemente der Scharniervorrichtung
die innere Endfläche
des zweiten festen Scharnierteils 131 verkratzt, vom Gehäuse C abgefangen.
Daher ist es möglich,
eine Verschlechterung der Betriebsleistung der Scharniervorrichtung und
die durch das Wackeln verursachte Bildung eines unerwünschten
Spalts zwischen dem drehbaren Scharnierteil 120 und den
festen Scharnierteilen 130 und 131 zu verhindern.
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Bei der Scharniervorrichtung gemäß der Modifikation
der ersten Ausführungsform
kann auf den zur Begrenzung der axialen Gleitbewegung der festen
Nocke 125 verwendeten Stift P verzichtet werden, da die
axiale Gleitbewegung der festen Nocke 125 durch das Gehäuse C begrenzt
werden kann.
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Die 7 und 8 sind Ansichten einer Scharniervorrichtung
für zusammenklappbare
Mobiltelefone gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in den Zeichnungen gezeigt, bleibt
die allgemeine Form der Scharniervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, doch der Höcker 126-1 und
die Höckerwelle 126-2 der
Nockenwelle 126 sind, anders als bei der integrierten Nockenwelle 126 gemäß der ersten
Ausführungsform,
voneinander getrennt. Die Höckerwelle 126-2 wird
in eine an einem Ende des Höckers 126-1 ausge bildete
Wellenbohrung H eingeführt.
Die Höckerwelle 126-2 weist einen
nicht kreisförmigen,
beispielsweise halbkreisförmigen
Querschnitt auf, und die Wellenbohrung H des Höckers 126-1 weist
einen Querschnitt auf, der dem der Höckerwelle 126-2 entspricht.
Dadurch wird eine Leerlaufdrehung des Höckers 126-1 in bezog auf
die mit dem zweiten festen Scharnierteil 131 gekoppelte
Höckerwelle 126-2 verhindert.
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Die Scharniervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
ist dadurch vorteilhaft, daß beide Enden
des drehbaren Scharnierteils 120 an die beiden festen Scharnierteile 130 und 131 angelenkt sind,
während
beim Prozeß des
Zusammenbaus der Elemente nur die Höckerwelle 126-2 in
die Scharniervorrichtung gedrückt
wird, so daß der
Zusammenbau der Scharniervorrichtung leicht auszuführen ist.
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9 ist
eine Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone gemäß einer
Modifikation der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in der Zeichnung gezeigt, bleibt
die allgemeine Form der Scharniervorrichtung gemäß der Modifikation die gleiche wie
bei der zweiten Ausführungsform,
doch die drehbare Nocke 124, die feste Nocke 125,
der Höcker 126-1 und
die Höckerwelle 126-2 sind
in ein Gehäuse C
eingesetzt, wodurch ein Modul erzeugt wird. Daher erfolgt die relative
Betätigung
der drehbaren Nocke 124, der festen Nocke 125 und
der Nockenwelle 126 im Gehäuse
C. Daher wird selbst dann, wenn das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 während des
Prozesses des Zusammenbaus der Elemente der Scharniervorrichtung
die innere Endfläche des
zweiten festen Scharnierteils 131 verkratzt, ein Wackeln
der Elemente aufgrund der Kratzer auf der Endfläche des zweiten festen Scharnierteils 131 vorzugsweise
durch das Gehäuse
C abgefangen. Es ist daher möglich,
eine Verschlechterung der Betriebsleistung der Scharniervorrichtung
und die durch ein Wackeln verursachte Bildung eines unerwünschten Spalts
zwischen dem drehbaren Scharnierteil 120 und den festen
Scharnierteilen 130 und 131 zu verhindern.
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Bei der Scharniervorrichtung gemäß der Modifikation
der zweiten Ausführungsform
kann auf den zur Begrenzung einer axialen Gleitbewegung der festen
Nocke 125 verwendeten Stift P verzichtet werden, da die
axiale Gleitbewegung der festen Nocke 125 durch das Gehäuse C begrenzt
werden kann.
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10 ist
eine Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in der Zeichnung gezeigt, umfaßt die Scharniervorrichtung
für zusammenklappbare
Mobiltelefone gemäß der dritten
Ausführungsform zwei
feste Scharnierteile 130 und 131, die an den Ecken
eines Endes eines Hauptkörpers 101 eines Mobiltelefons
vorgesehen sind, und ein an einem Ende einer Klappe 102 vorgesehenen
und so an die beiden festen Scharnierteile 130 und 131 angelenkten
drehbaren Scharnierteil 120, daß ein zusammenklappbarer Aufbau
des Mobiltelefons realisiert wird. Das drehbare Scharnierteil 120 umfaßt eine
Krafterzeugungseinheit, eine Kopplungseinheit 150, eine drehbare
Nocke 160, eine feste Nocke 161 und ein elastisches
Vorspannelement 140. Die Krafterzeugungseinheit erzeugt
eine Drehantriebskraft, während
die Kopplungseinheit 150 die Drehantriebskraft von der
Krafterzeugungseinheit empfängt.
Die drehbare Nocke 160 wird so mit der Kopplungseinheit 150 zusammengebaut,
daß die
drehbare Nocke 160 in bezug auf die Kopplungseinheit 150 axial
bewegt wird, ihre Leerlaufdrehung in bezug auf die Kopplungseinheit 150 jedoch
verhindert wird. Die feste Nocke 161 tritt mit der drehbaren
Nocke 160 in Eingriff oder löst sich von ihr, so daß die beiden
Nocken 160 und 161 selektiv zusammenwirken. Die
feste Nocke 161 wird so mit dem zweiten festen Scharnierteil 131 zusammengesetzt,
daß eine
Leerlaufdrehung der festen Nocke 161 in bezug auf das zweite
feste Scharnierteil 131 verhindert wird. Das elastische
Vorspannelement 140 ist so in einem Hohlraum der Kopplungseinheit 150 installiert,
daß es
die drehbare Nocke 160 und die Kopplungseinheit 150 in
entgegengesetzten Richtungen elastisch vorspannt.
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Genauer beschrieben umfaßt die in 10 gezeigte Krafterzeugungseinheit
der Scharniervorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Motor 122 zur Erzeugung der
Drehantriebskraft und eine Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 zur Übertragung
der Drehantriebskraft des Motors 122 bei gleichzeitiger
Verringerung der Drehzahl, wie im Zusammenhang mit den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
erläutert.
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Die Krafterzeugungseinheit ist mit
der Kopplungseinheit 150 zusammengebaut, die die Drehantriebskraft
von der Krafterzeugungseinheit empfängt und die Drehantriebskraft überträgt. Die
Kopplungseinheit 150 umfaßt eine Steckvorrichtung 151 und
einen Höcker 152.
Die Steckvorrichtung 151 empfängt die Drehantriebskraft von
der Krafterzeugungseinheit. Der Höcker 152 ist in der
Kopplungseinheit 150 so mit der drehbaren Nocke 160 zusammengebaut, daß die drehbare
Nocke 160 in bezug auf den Höcker 152 axial bewegt
werden kann, ihre Leerlaufdrehung in bezug auf den Höcker 152 jedoch
verhindert wird, so daß der
Höcker 152 die
Drehantriebskraft an die drehbare Nocke 160 überträgt. Die
Steckvorrichtung 151 und der Höcker 152 können einstückig als
einzige Struktur ausgebildet sein oder separat hergestellt werden,
bevor sie zu einer einzigen Struktur verbunden oder verschweißt werden.
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In der Kopplungseinheit 150 ist
die drehbare Nocke 160 so mit dem Höcker 152 zusammengebaut,
daß die
drehbare Nocke 160 in bezog auf den Höcker 152 axial bewegt
wird, ihre Leerlaufdrehung in bezog auf den Höcker 152 jedoch verhindert
wird. Zur Herstellung des vorstehend erwähnten Eingriffs zwischen der
drehbaren Nocke 160 und dem Höcker 152 ist mindestens
ein Längssteg 152-1 axial
an der Innenfläche
des Höckers 152 ausgebildet,
wobei mindestens eine Stegführungsrille 160-1 so
axial an der Außenfläche der
drehbaren Nocke 160 ausgebildet ist, daß die Stegführungsrille 160-1 beweglich
mit dem Längssteg 152-1 in
Eingriff tritt, wie in 11 gezeigt.
Selbstverständlich
ist zu beachten, daß die Stegführungsrille
auch auf der Innenfläche
des Höckers 152 ausgebildet
sein kann, während
der Steg auch auf der Außenfläche der
drehbaren Nocke 160 ausgebildet sein kann, ohne daß die Funktionsfähigkeit
der vorliegenden Erfindung beeinträchtigt wird.
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Die feste Nocke 161 ist
so in der Scharniervorrichtung installiert, daß sie mit der drehbaren Nocke 160 in
Eingriff tritt oder sich von dieser löst. Das äußere Ende der festen Nocke 161 wird
durch eine Bohrung des Höckers 152 geführt und
so mit dem zweiten festen Scharnierteil 131 zusammengebaut, daß eine Leerlaufdrehung
der festen Nocke 161 in bezug auf das zweite feste Scharnierteil 131 verhindert
wird.
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Die drehbare Nocke 160 weist
vorzugsweise entlang ihrer Mittelachse einen Hohlraum auf, während die
feste Nocke 161 vorzugsweise eine Welle 161-1 aufweist,
die in den Hohlraum der drehbaren Nocke 160 eingeführt wird.
Die Welle 161-1 dient als Drehachse der drehbaren Nocke 160,
so daß eine exzentrische
Drehung der drehbaren Nocke 160 verhindert wird. Die Welle 161-1 verhindert
auch eine plastische Verformung des elastischen Vorspannelements 140.
Dies bedeutet, daß das
innere Ende der Welle 161-1 während einer axialen Gleitbewegung der
festen Nocke 161 von der Steckvorrichtung 151 angehalten
wird, wenn die Elemente zu einer Scharniervorrichtung zusammengesetzt
werden, so daß die
axiale Gleitbewegung der festen Nocke 161 begrenzt wird.
Daher verhindert die Welle 161-1 ein übermäßiges Zusammendrücken des
elastischen Vorspannelements 140 auf ein Niveau, das ein
vorgegebenes Bezugsniveau übersteigt,
bei dem das elastische Vorspannelement 140 plastisch verformt wird.
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Die Scharniervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
gestattet dem Benutzer auf die gleiche Weise, wie im Zusammenhang
mit der ersten Ausführungsform
beschrieben, das automatische oder manuelle Öffnen oder Schließen der
Klappe in bezug auf den Hauptkörper.
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Wenn der Benutzer die Klappe 102 in
bezog auf den Hauptkörper 101 manuell öffnet oder schließt, dreht
der Benutzer die Klappe 102 in bezog auf den Hauptkörper 101 in
einer gewünschten
Richtung. Hierbei wird das drehbare Scharnierteil 120 der Klappe 102 in
der gleichen Drehrichtung wie die Klappe 102 gedreht, so
daß die
Kopplungseinheit 150 gedreht wird. Da die drehbare Nocke 160 so
mit der Kopplungseinheit 150 zusammengebaut ist, daß eine Leerlaufdrehung
der drehbaren Nocke 160 in bezug auf die Kopplungseinheit 150 verhindert
wird, wird die drehbare Nocke 160 durch die Drehung der Kopplungseinheit 150 gedreht.
Aufgrund der Drehung der drehbaren Nocke 160 rutschen die
drehbare und die feste Nocke 160 und 161 ab. Da
die drehbare Nocke 160 in bezug auf die Kopplungseinheit 150 axial
beweglich ist, bewegt sich die drehbare Nocke 160 hierbei
in der Richtung von der festen Nocke 161 weg, in der die
drehbare Nocke 160 das elastische Vorspannelement 140 zusammendrückt. Dies bedeutet,
daß sich
die drehbare Nocke 160 von der festen Nocke 161 löst und das
drehbare Scharnierteil 120 gleichmäßig gedreht wird. Die Klappe 102 wird daher
gleichmäßig geöffnet oder
geschlossen.
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Wenn der Benutzer die Klappe 102 automatisch öffnen möchte, betätigt der
Benutzer die Signalausgabeeinheit so, daß ein elektrisches Signal an
die Krafterzeugungseinheit ausgegeben wird. Als Reaktion auf das
elektrische Signal wird der Motor 122 durch von der Batterie
des Mobiltelefons angelegte Elektrizität eingeschaltet und zur Erzeugung
einer gewünschten,
gerichteten Drehkraft in einer Richtung gedreht. Die Drehkraft des
Motors 122 wird an die Kopplungseinheit 150 übertragen,
wobei die Drehzahl durch die Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 verringert
wird. Hierbei ist die elastische Vorspannkraft des elastischen Vorspannelements 140,
die die Steckvorrichtung 151 vorspannt, höher als
die Drehantriebskraft des Motors 122, so daß die Kopplungseinheit 150 in
ihrer Halteposition gehalten wird. Daher wird das drehbare Scharnierteil 120,
in dem der Motor 122 fest untergebracht ist, durch die
Drehantriebskraft des Motors 122 so gedreht, daß die Klappe 102 automatisch
geöffnet
bzw. geschlossen wird.
-
Die Scharniervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
ist dadurch vorteilhaft, daß die
Elemente der Scharniervorrichtung einfach und leicht zusammengesetzt
werden können.
Zum Zusammensetzen der vorstehend erwähnten Elemente zu einer gewünschten
Scharniervorrichtung werden der Motor 122 und die Untersetzungsgetriebebaugruppe 123 der
Krafterzeugungseinheit, die Kopplungseinheit 150, das elastische
Vorspannelement 140, die drehbare Nocke 160 und
die feste Nocke 161 nacheinander im Gehäuse 121 des drehbaren
Scharnierteils 120 installiert. So wird das im Gehäuse 121 untergebrachte,
drehbare Scharnierteil 120 hergestellt.
-
Anschließend wird das Gehäuse 121 des drehbaren
Scharnierteils 120 so über
die Scharnierhülse 132 des
ersten, festen Scharnierteils 130 gepaßt, daß das erste Ende des drehbaren
Scharnierteils 120 an das erste, feste Scharnierteil 130 ausgelenkt
wird. Zudem wird das zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 an
das zweite feste Scharnierteil 131 ausgelenkt. Um das zweite
Ende des drehbaren Scharnierteils 120 an das zweite feste
Scharnierteil 131 anzulenken, wird zuerst das vorstehende Ende
der festen Nocke 161 unter Verwendung einer (nicht dargestellten)
Vorrichtung zum Zusammendrücken
der festen Nocke in eine Richtung gedrückt, in der die feste Nocke 161 Druck
auf die drehbare Nocke 160 ausübt. Die drehbare Nocke 160 bewegt
sich daher in Bezug auf den Höcker 152 der
Kopplungseinheit 150 axial, während sie das elastische Vorspannelement 140 zusammendrückt. Hierbei
begrenzt die Welle 161-1 der festen Nocke 161 die
axiale Bewegung der drehbaren Nocke 160, so daß es möglich ist,
ein übermäßiges Zusammendrücken des elastischen
Vorspannelements 140 auf ein Niveau zu verhindern, das
das vorgegebene Bezugsniveau übersteigt,
bei dem das elastische Vorspannelement 140 plastisch verformt
wird.
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Das drehbare Scharnierteil 120 mit
der zurückgezogenen
festen Nocke 161 wird anschließend am inneren Ende des zweiten,
festen Scharnierteils 131 angeordnet und nach unten gedrückt, bis
die feste Nocke 161 horizontal mit dem zweiten, festen Scharnierteil 131 ausgerichtet
ist. Zu diesem Zeitpunkt ragt die zurückgezogene feste Nocke 161 aufgrund
der Wiederherstellungskraft des zusammengedrückten, elastischen Vorspannelements 140 elastisch
aus dem Gehäuse 121 und
wird in den Schlitz 133 zur Aufnahme der Höckerwelle
des zweiten, festen Scharnierteils 131 aufgenommen. Das
zweite Ende des drehbaren Scharnierteils 120 ist damit
vollständig
an das zweite, feste Scharnierteil 131 angelenkt.
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Daher ist die Scharniervorrichtung
gemäß der dritten
Ausführungsform
dadurch vorteilhaft, daß es
leicht ist, die Elemente zu einer gewünschten Scharniervorrichtung
zusammenzusetzen. Überdies kann
die seitliche Dicke der festen Scharnierteile merklich auf ein gewünschtes
Niveau verringert werden, oder das Design der festen Scharnierteile
kann vorzugsweise verändert
werden.
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12 ist
eine Schnittansicht einer Scharniervorrichtung für zusammenklappbare Mobiltelefone
gemäß einer
Modifikation der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die allgemeine Form der Scharniervorrichtung
gemäß der Modifikation
der dritten Ausführungsform
bleibt die gleiche, wie die der in 10 gezeigten,
dritten Ausführungsform,
doch die Foren der drehbaren Nocke und der festen Nocke werden so
verändert,
daß sie
denen gemäß der dritten
Ausführungsform
entgegengesetzt sind. Die betriebliche Wirkung der Scharniervorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
ist ähnlich
wie die der dritten Ausführungsform,
und daher wird eine weitere Erläuterung
für überflüssig erachtet.
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Wie vorstehend beschrieben, wird
durch die vorliegende Erfindung eine Scharniervorrichtung für Mobiltelefone
geschaffen, die leicht und einfach zusammengesetzt werden kann.
Die Elemente der Scharniervorrichtung behindern einander während des
Prozesses des Zusammenbaus der Scharniervorrichtung nicht. Ein weiterer
Vorteil der erfindungsgemäßen Scharniervorrichtung
ist, daß die
seitliche Dicke der festen Scharnierteile erheblich auf ein gewünschtes
Niveau verringert werden kann, um eine gewünschte Verringerung der Größe von Mobiltelefonen
zu realisieren, oder daß die
Konstruktion der festen Scharnierteile vorzugsweise verändert werden kann.
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Obwohl zu Veranschaulichungszwecken
die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, ist für Fachleute
ersichtlich, daß verschiedene
Modifikationen, Zusätze
und Ersetzungen vorgenommen werden können, ohne von dem in den beiliegenden
Ansprüchen
offenbarten Rahmen und Geist der Erfindung abzuweichen.