DE19618113A1

DE19618113A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verlegen von Leitungen

Info

Publication number: DE19618113A1
Application number: DE19618113A
Authority: DE
Inventors: Scott David Beutler; Brian Jon Hassemer
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1995-05-09
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2016-05-07
Also published as: JP3342633B2; AU706916B2; ITRM960307A0; FR2734117A1; TW344939B; JPH08321370A; CN1092468C; GB2300670A; IT1284381B1; SE511649C2; BR9602189A; MX9601745A; AU5065096A; GB9609164D0; CA2174708A1; AR001873A1; US5832080A; SG70987A1; CN1151677A; SE9601724L

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektro nische Geräte und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verlegen von Leitungen durch ein Scharnier eines elektronischen Gerätes.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Durch Verbesserungen in der Technologie und der abnehmenden Größe von elektronischen Komponenten, haben elektronische Ge räte in ähnlicher Weise in der Größe abgenommen. Eine Technik für die weitere Verminderung der Gesamtausmaße elektroni scher Geräte besteht darin, mit Scharnieren versehene Teile vorzusehen, die gefaltet werden können. Viele elektronische Geräte, die klappbare Abdeckungen umfassen, haben nur eine geringe Funktionalität. Beispielsweise haben einige keine an dere Aufgabe, als eine Schnittstelle der Vorrichtung zu schützen, oder sie haben eine eingeschränkte Funktionalität in Bezug auf die Position der Abdeckung.

Es können jedoch funktionelle Komponenten in beiden klappba ren Teilen eingeschlossen sein. Zusätzlich zur Verminderung der Gesamtausmaße gestattet die klappbare Anordnung, daß eine zusätzliches funktionelles Oberflächengebiet aufgedeckt wird, wenn das elektronische Gerät geöffnet wird und es geschützt wird, wenn das elektronische Gerät geschlossen ist. In einem tragbaren Funktelefon oder in elektronischen Geräten, wie ei nem Laptop-Computer, einem Palmtop-Computer oder einem elek tronischen Organisiergerät, könnte die innere Oberfläche ei nes gefalteten Teils Funktionselemente, wie eine Hörmuschel und eine Anzeige enthalten, während die innere Oberfläche des anderen gefalteten Teils ein anderes funktionelles Element, wie beispielsweise ein Tastenfeld, enthalten könnte.

Wenn jedoch in jedem der gefalteten Teile funktionale Elemen te angeordnet sind, so muß eine elektrische Verbindung zwi schen den funktionalen Elementen hergestellt werden. Eine solche elektrische Verbindung kann durch das Verlegen einzel ner Leitungen durch das Scharnier hindurch erfolgen. Alterna tiv dazu können flexible Streifen, die Fachleuten wohl be kannt sind, zwischen den gefalteten Teilen verlegt sein, um eine elektrische Verbindung durch die funktionalen Elemente der gefalteten Teile zu erzielen.

In konventionellen Geräten, die flexible Streifen haben, die durch das Scharnier hindurch verlegt sind, würde eine zusätz liche Länge des flexiblen Streifens im Scharnier vorgesehen, um die zusätzliche Länge des flexiblen Streifens zu liefern, die erforderlich ist, wenn das Gerät geschlossen ist. Bei spielsweise kann ein flexibler Streifen lose um eine Welle des Scharniers gewunden sein. Wenn sich das elektronische Ge rät in einer geschlossenen Position befindet, sitzt der fle xible Streifen dichter am Scharnier. Andere Geräte haben drehbare Elemente, die sich frei innerhalb eines Scharniers bewegen und einen flexiblen Streifen, der sich durch einen Schlitz im drehbaren Element des Scharniers erstreckt. Schließlich haben elektronische Geräte, die kein drehbares Element im Scharnier aufweisen, flexible Streifen, die sich entlang eines vergrößerten Scharniers erstrecken und sich im Scharnier verdrehen. Die Belastung der Verbindungen an nahen und fernen Endteilen des flexiblen Streifens werden mini miert, indem die Verdrehung des flexiblen Streifens über eine größere Länge erstreckt wird. Solche konventionellen Geräte erfordern jedoch zusätzliche flexible Streifen und/oder Scharniere, die einen größeren Durchmesser aufweisen, um den zusätzlichen flexiblen Streifen aufzunehmen. Solche Anord nungen sind außerdem anfällig für Beschädigungen oder einem Ausfall im Laufe der Zeit durch ein Einklemmen des flexiblen Streifens oder durch Belastungen der Verbindungen.

Somit besteht ein Bedürfnis für eine mit einem Scharnier ver sehene Anordnung eines faltbaren elektronischen Gerätes, das einen Leiter und einen drehbar montierten Zylinder innerhalb des Scharniers aufweist und das keine zusätzliche Länge eines flexiblen Streifens benötigt. Es besteht weiter ein Bedürfnis für ein faltbares elektronisches Gerät, das einen flexiblen Streifen und einen drehbar montierten Zylinder aufweist, der die Beschädigung des flexiblen Streifens minimiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines faltbaren elek tronischen Gerätes in einer geschlossenen Position, das die vorliegende Erfindung enthält;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des faltbaren elek tronischen Gerätes der Fig. 1 in der offenen Position;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinders zum Führen von Leitungen durch ein Scharnier in einem faltbaren elektronischen Gerät, gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines flexiblen Streifens, der in den Zylinder der Fig. 3 eingeschoben ist;

Fig. 5 ist eine Explosionsansicht der Gehäuseteile des falt baren elektronischen Gerätes der Fig. 1, das den flexiblen Streifen und den Zylinder der Fig. 4 beinhaltet;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Gehäuseteile der Fig. 5, wobei der Zylinder und der flexible Streifen in das obere Gehäuse eingeschoben sind;

Fig. 7 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die die Posi tionierung des flexiblen Streifens und des Zylinders inner halb der Gehäuseelemente zeigt, wenn sich das tragbare elek tronische Gerät in der geschlossenen Position befindet;

Fig. 8 ist eine teilweise Schnittansicht, die die Positionie rung des flexiblen Streifens und des Zylinders innerhalb der Gehäuseelemente zeigt, wenn das tragbare elektronische Gerät in einem 90 Grad Winkel geöffnet ist; und

Fig. 9 ist eine teilweise Schnittansicht, die die Positionie rung des flexiblen Streifens und des Zylinders innerhalb der Gehäuseelemente zeigt, wenn das tragbare elektronische Gerät vollständig geöffnet ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vor richtung zum Verlegen von Leitungen, wie beispielsweise Lei tungen auf einem flexiblen Streifen, durch ein Scharnier ei nes faltbaren elektronischen Gerätes, wie beispielsweise ei nes tragbaren zellulares Funktelefons oder eines anderen drahtlosen Geräts, gerichtet. Die Erfindung liefert insbeson dere einen Zylinder, der drehbar im Scharnierteil eines Ge häuseelements montiert ist. Der Zylinder enthält vorzugsweise einen Schlitz zur Aufnahme eines entfernten Endes eines fle xiblen Streifens, der auch in einen Schlitz des anderen Ge häuseelements des faltbaren elektronischen Gerätes eingescho ben ist. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gestatten es, daß der flexible Streifen effektiv zwischen zwei beweglichen Gehäuselelementen verlegt werden kann, ohne beschädigt zu werden.

Wendet man sich zunächst Fig. 1 zu, so zeigt eine perspekti vische Ansicht ein faltbares elektronisches Gerät 100, wie beispielsweise ein tragbares zellulares Funktelefon, das zwei mit Scharnieren versehene Teile aufweist, in der geschlosse nen Position. Insbesondere ist ein unteres Gehäuse 102 mit einem oberen Gehäuse 104 gekoppelt, das eine äußere Gehäuse abdeckung 106 und eine abnehmbare Batterie 108 aufweist. Das untere Gehäuse 102 umfaßt Scharnierelemente 110 und 112, die in Verbindung mit Scharnierelementen 114 und 116 des oberen Gehäuses 104 stehen. Ein Zylinder 118 zum Verlegen von Lei tungen zwischen dem unteren Gehäuse 102 und dem oberen Gehäu se 104 ist im oberen Gehäuse 104 zwischen den Scharnierele menten 114 und 116 angeordnet. Das untere Gehäuse 102 umfaßt vorzugsweise einen externen Stecker 120 zum Senden oder Em pfangen von Signalen von einem externen Gerät und eine An tenne 122 zum Senden oder Empfangen von Radiofrequenz-(RF) signalen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann das faltbare elektronische Gerät bis zu einem Winkel Theta (Θ) geöffnet werden, was das Tastenfeld 202, die Anzeige 204, die Mikrofonöffnung 206 und einen Lautsprecher 208 offenlegt. Wie aus den übrigen Figuren deutlich wird, gestattet es der Zylinder 118 Leitern, wie beispielsweise Leitern auf einem flexiblen Streifen, eine Verbindung zwischen elektrischen Komponenten, die im oberen Gehäuse und im unteren Gehäuse angeordnet sind, herzustellen.

Betrachtet man nun Fig. 3, so ist dort ein beispielhafter Zy linder 118 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Zy linder 118 umfaßt vorzugsweise ein Hauptzylinderteil 302 und äußere Zylinderteile 304 und 306. Das äußere Zylinderteil 306 umfaßt einen Schlitz 308, der zu einem Schlitz 310 im Hauptzylinderteil 302 führt. Der Schlitz 308 ist vorzugsweise in einem Winkel zur Längsachse des Zylinders positioniert, um zu verhindern, daß ein Leiter, wie beispielsweise ein flexi bler Streifen, der in den Schlitz 310 eingeschoben werden kann, während des Zusammenbaus des elektronischen Gerätes herausrutscht. Es ist jedoch klar, daß der Schlitz 308 kolli near mit dem Schlitz 310 sein kann. Es könnte auch der Schlitz, der die Schlitze 308 und 310 umfaßt, sich durch das äußere Zylinderteil 304 erstrecken. Obwohl der Zylinder als ein Hohlzylinder gezeigt ist, kann der Zylinder im wesentli chen massiv sein mit Schlitzen 308 und 310, die sich vom Zen trum des Zylinders lateral in Richtung der äußeren Oberfläche erstrecken. Der Zylinder ist jedoch vorzugsweise hohl, wie das gezeigt ist, um das Gesamtgewicht des faltbaren elektro nischen Gerätes zu vermindern.

Wendet man sich nun Fig. 4 zu, so ist dort ein flexibler Streifen 402 gezeigt, der in einem Schlitz 310 des Zylinders 118 angeordnet ist. Während der flexible Streifen 402 als ein flexibler Streifen gezeigt ist, der leitende Elemente auf weist, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann jede Art von leitendem Element, einschließlich einem oder mehreren einzelnen Drähten in der vorliegenden Erfindung ver wendet werden. Vorzugsweise umfaßt der flexible Streifen 402 ein naheliegendes Endteil 404, das Kontaktelemente 405 zum Herstellen von Verbindungen zu Komponenten im oberen Gehäuse 104 des elektronischen Gerätes umfaßt. Ein Führungsteil 406 des flexiblen Streifens führt zu einem angewinkelten Teil 408. Wie man aus Fig. 6 sieht, liegt das Führungsteil 406 ne ben dem unteren Gehäuse 102 und erfordert ein Ellbogenteil 410, um es zu ermöglichen, daß sich ein laterales Teil 412 des flexiblen Streifens in den Zylinder 118 erstreckt, und ein entferntes Endteil 414 des flexiblen Streifens sich durch den Schlitz 310 erstreckt.

Der flexible Streifen 402 der Fig. 4 ist in einer der Fig. 6 entsprechenden Position gezeigt, wenn er in das elektronische Gerät eingeschoben ist. Während der flexible Streifen vor zugsweise ein konventioneller flexibler Streifen ist, der flach liegt, wenn er allein ist, so ist es klar, daß der fle xible Streifen 402 vorgeformt sein kann, um ein Ellbogenteil 410 aufzuweisen, wie das in Fig. 4 gezeigt ist. Während fer ner das Führungsteil 406 und das entfernte Endteil 414 in Fig. 4 kolliniear sind, könnte sich das Führungsteil 406 vom Ellbogenteil 410 nach unten erstrecken ohne das angewinkelte Teil 408 und könnte in einer beliebigen Anordnung von Kon taktelementen 405 enden.

Wendet man sich nun den Fig. 5 und 6 zu, so sind dort Ex plosionsdarstellungen der Gehäuse, die den Zylinder 118 und den flexiblen Streifen 402 umfassen, gezeigt. Insbesondere dienen die Kontaktelemente 405 des nahen Endteils 404 dazu, eine elektrische Verbindung zu Komponenten innerhalb eines Komponentengehäuseteils 501 zu liefern. Solche Komponenten, die innerhalb des Gehäuses montiert sind, könnten Leiterkar ten und/oder diskrete Komponenten, wie beispielsweise einen Vibrator für eine ruhige Alarmfunktion, einen Lautsprecher, eine Tonalarmvorrichtung oder Batteriekontakte umfassen.

Der Zylinder 118 ist vorgesehen, um in eine Öffnung 504 zwi schen den Scharnierelementen 114 und 116 eingeschoben zu wer den. Insbesonder ist das Hauptzylinderteil 302 des Zylinders so ausgebildet, daß es mit den Scharnierelementen 114 und 116 fluchtet, während äußere Zylinderteile 304 und 306 in die Scharnierelemente 114 und 116 passen, und es dem Zylinder 118 gestatten, sich in der Öffnung 504 zu drehen. Vorzugsweise erstreckt sich die Öffnung 504 in einem Winkel vom mehr als 180 Grad um das Scharnier herum, um einen vollständigen Bewe gungsbereich der mit Scharnieren versehenen Teile zu ermögli chen. Obwohl das Scharnier so ausgebildet sein kann, daß es auf einen festen Winkel Θ geöffnet werden kann, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, kann es das Scharnier auch gestatten, daß darüber hinaus gegangen wird, um eine Beschädigung des Geräts zu minimieren. Wie in Bezug auf die Fig. 7 bis 9 deutlich wird, so dreht sich der Zylinder 118 nur dann durch den Win kel der Öffnung 504, wenn das entfernte Endteil 414 des fle xiblen Streifens durch den Schlitz 310 des Zylinders 118 ge führt ist. Somit kann jeder beliebige Winkel der Öffnung 504, der den Bewegungsbereich der mit Scharnieren versehenen Ele mente beschränkt, ausgewählt werden.

Wie man aus Fig. 6 sieht, gestatten es das Ellbogenteil 410 und das Ellbogenteil 411, daß das laterale Teil 412 in das Zentrumsteil des Zylinders eingesteckt wird und das entfernte Endteil 414 sich durch den Schlitz 310 erstreckt. Schließlich kann eine Abdeckung 506 eingeschoben werden, um ein Aufdecken des flexiblen Streifens oder Zylinders zu verhindern. Im vollständig zusammengebauten elektronischen Gerät bedeckt die äußere Gehäuseabdeckung 106 die Komponenten im Komponentenge häuseteil 501. Das Führungsteil 406 ist so ausgebildet, daß es auf einer flachen Oberfläche 502 des oberen Gehäuses 104 liegt und mit einem Gehäuseteil bedeckt sein kann, einer La sche oder einem anderen Material, um eine Beschädigung des flexiblen Streifens zu verhindern. Die in Fig. 1 gezeigt Bat terie 108 ist im allgemeinen über dem flexiblen Streifen 402 angeordnet.

Wendet man sich nun den Fig. 7 bis 9 zu, so zeigen teil weise Schnittansichten des faltbaren elektronischen Gerätes, die an den Linien A-A der Fig. 1 durchgeführt wurden, die Be wegung des flexiblen Streifens 402 und des Zylinders 118. Um die Bewegung des flexiblen Streifens deutlich zu zeigen, ist der flexible Streifen in den Schnittansichten nicht weggelas sen. Vielmehr ist der vollständige flexible Streifen in den Fig. 7 bis 9 gezeigt. Um die Bewegung des flexiblen Strei fens und des Zylinders deutlich zu beschreiben, wird ein Win kel Alpha (α) definiert als der Winkel zwischen dem entfern ten Endteil 414 und der Ebene, die das Führungsteil 406 ent hält, wie das in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn sich das elektroni sche Gerät in der geschlossenen Position befindet, wie das in Fig. 7 gezeigt ist, beträgt der Winkel α ungefähr minus 90 (- 90) Grad. In dieser Position wird das Ellbogenteil 411 des flexiblen Streifens im Uhrzeigersinn gebogen, wie das in Fig. 7 gezeigt ist, um es dem entfernten Endteil 414 des flexiblen Streifens zu gestatten, sich durch den Schlitz 310 des Zylin ders 118 und den Schlitz 508 des unteren Gehäuses 102 zu er strecken.

Wenn das untere Gehäuse 102 in Bezug auf das obere Gehäuse 104 bewegt wird, so bewegen sich beide Zylinder 118 und das entfernte Endteil 414, das sich durch den Schlitz 508 des un teren Gehäuses 102 erstreckt, mit dem unteren Gehäuse 102. Das heißt, der Schlitz 310 des Zylinders und der Schlitz 508 des unteren Gehäuses 102 bleiben zueinander ausgerichtet, wenn die oberen und unteren Gehäuse in Bezug aufeinander be wegt werden. Wenn sich das untere Gehäuse 102 und das obere Gehäuse in einem Winkel von 90 Grad befinden, wie das in Fig. 8 gezeigt ist, so beträgt der Winkel α 0 Grad, da das ent fernte Endteil 414 in einer Ebene liegt mit dem Führungsteil 406 des flexiblen Streifens. Wie man in Fig. 8 sehen kann, wird das Krümmungsmaß des Ellbogenteils 411 vermindert. Wenn das elektronische Gerät weiter auf einen Winkel geöffnet wird, der dem in Fig. 2 gezeigten Winkel θ gleich ist, so er streckt sich der Winkel α auf einen positiven Winkel. Wie man aus Fig. 9 sehen kann, wird die Drehung des Ellbogenteils 411 sogar noch weiter vermindert, da sich der Zylinder 118 und das entfernte Endteil 414 mit dem unteren Gehäuse 102 drehen.

Obwohl die Erfindung in der obigen Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben wurde, sollte es klar sein, daß diese Beschreibung nur beispielhaft erfolgte und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen von Fachleuten gemacht werden können, ohne von der wahren Idee und dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Obwohl die Zeichnungen einen vorgeformten flexi blen Streifen zeigen, könnte die vorliegende Erfindung einen flexiblen Streifen irgendeiner Form oder andere leitende Ele mente verwenden, um eine elektrische Verbindung zwischen den Komponenten in den beweglichen Gehäuseelementen zu liefern. Die Bezugnahmen auf die oberen und unteren Gehäuseteile sind willkürlich ausgewählt und der bewegliche Zylinder könnte in jedem Gehäuseelement untergebracht sein. Es könnte auch statt einer Öffnung im Gehäuse der Zylinder beweglich in eine Aus sparung des Gehäuses eingeschoben sein, um eine volle 360 Grad Drehung der Gehäuseelemente zueinander zu ermöglichen. Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere bei tragbaren zellularen Funktelefonen Verwendung findet, kann die Erfin dung für irgendwelche elektronische Geräte, einschließlich Funkrufanlagen, elektronische Organisierer, Computer oder ir gendwelche drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, die beweg liche Gehäuseelemente aufweisen, verwendet werden. Die Erfin dung des Anmelders sollte nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt sein.

Claims

1. Scharnier zum Verlegen eines Leiters in einem elektroni schen Gerät mit:
einem ersten Scharnierelement (114/116), das eine Öff nung aufweist;
einem Zylinder (118), der beweglich innerhalb der Öff nung des ersten Scharnierelements angeordnet ist, wobei der Zylinder einen ersten Schlitz hat, der sich mindestens teil leise durch ihn erstreckt, um den Leiter aufzunehmen; und
einem zweiten Scharnierelement (110/112), das einen zweiten Schlitz zur Aufnahme des Leiters aufweist.

2. Scharnier nach Anspruch 1, wobei der Zylinder ein Hauptzy linderteil (302) und äußere Zylinderteile (304/306) auf jeder Seite des Hauptzylinderteils umfaßt, worin sich der erste Schlitz durch eines der äußeren Zylinderteile und den Hauptzylinderteil erstreckt.

3. Scharnier nach Anspruch 2, wobei sich der erste Schlitz durch eines der äußeren Zylinderteile erstreckt und der Hauptzylinderteil ein erstes Teil (308), das sich durch das äußere Zylinderteil in einem Winkel bezüglich eines zweiten Teils (310) erstreckt, das sich durch den Hauptzylinderteil erstreckt, umfaßt.

4. Scharnier nach Anspruch 2, wobei dieses weiter einen fle xiblen Streifen (402) umfaßt, der ein erstes Teil aufweist, das sich längs in den Zylinder erstreckt und ein zweites Teil, das sich lateral durch den ersten Schlitz erstreckt.

5. Scharnier nach Anspruch 1, wobei das erste Scharnierele ment und das zweite Scharnierelement erste beziehungsweise zweite Gehäuseteile eines drahtlosen Kommunikationsgerätes bilden.

6. Verfahren zum Verlegen eines Leiters zwischen beweglichen Gehäuseelementen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Scharniers, das ein erstes Schar nierteil umfaßt, das eine Öffnung aufweist und ein zweites Scharnierteil, das einen ersten Schlitz zur Aufnahme des Lei ters aufweist;
Anordnen eines Zylinders in beweglicher Weise in der Öffnung des ersten Scharnierteils, wobei der Zylinder einen zweiten Schlitz aufweist, der sich mindestens teilweise durch ihn hindurch erstreckt, um den Leiter aufzunehmen;
Einschieben dieses Leiters längs in den Zylinder;
Erstrecken dieses Leiters lateral durch diesen zweiten Schlitz und diesen ersten Schlitz.

7. Verfahren zum Verlegen von Leitern nach Anspruch 6, wobei der Schritt der Anordnung eines Zylinders das Anordnen eines Hauptzylinderteils in der Öffnung und das Anordnen der äuße ren Zylinderteile auf jeder Seite des Hauptzylinderteils im Scharnier umfaßt.

8. Verfahren zum Verlegen von Leitern nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Einschiebens des Leiters die Anordnung des Leiters innerhalb eines hohlen Gebietes des Zylinders umfaßt.

9. Verfahren zum Verlegen von Leitern nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Erstreckens des Leiters lateral durch den zweiten Schlitz und den ersten Schlitz das Ausrichten des zweiten Schlitzes und des ersten Schlitzes umfaßt.

10. Verfahren zum Verlegen von Leitern nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Bereitstellens eines Scharniers das Bereit stellen eines Scharnieres für ein Funktelefon umfaßt.