铰链设备和具有该铰链设备的运算装置制造方法
铰链设备和具有该铰链设备的运算装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种铰链设备，所述铰链设备使第一部件和第二部件相互连接，使得第一部件和所述第二部件能够相互重叠，并可与运算装置一起使用。铰链设备包括：第一齿轮，所述第一齿轮设置在第一部件上；第二齿轮，所述第二齿轮设置在第二部件上并与第一齿轮互锁；以及压力部件，所述压力部件增强第一齿轮与第二齿轮之间的啮合力。
【专利说明】铰链设备和具有该铰链设备的运算装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119主张2012年5月31日向韩国知识产权局提出的韩国专利申请第10-2012-0058306号的优先权，该专利申请的公开内容通过引用在此全文并入。
【技术领域】
[0003]根据示例性实施例的方法和设备涉及一种铰链设备和具有该铰链设备的运算装置，并且更具体地涉及一种使用铰链使两个部件相互连接以使得两个部件可从0°到360°折叠的铰链设备和具有该铰链设备的运算装置。
【背景技术】
[0004]在膝上型个人电脑(PC)中，包括印刷电路板(PCB)和键盘的计算单元和显示单元通常通过铰链相互连接，使得计算单元和显示单元可相互折叠。因此，如果使用这种膝上型PC，通过铰链连接到计算单元的显示单元(在这种情况下，计算单元与显示单元之间的角度为0° )根据用户的位置以期望的角度旋转(例如，绕着计算单元以大约90°至大约120°旋转)。
[0005]如上所述，现有技术的铰链设备包括单个旋转轴并通常将计算单元与显示单元之间的角度限制到0°至180°。
[0006]已经开发了一种具有两个旋转轴以使计算单元和显示单元旋转大于180°的铰链设备。这种铰链设备包括分别连接到计算单元和显示单元的两个轴和分别连接到轴并相互齿接合的两个齿轮。
[0007]然而，由于诸如齿轮的制造公差和齿轮与齿轮轴之间的公差的各种因素,采用这种齿轮的铰链设备在齿轮之间具有间隙，并因此产生齿隙现象。
[0008]因此，如果用户在乘座汽车的同时使用膝上型PC，由于施加到膝上型PC的外部冲击或振动，显示单元可能会沿旋转方向移动。因此，存在的问题在于当用户使用膝上型PC并观看移动的显示单元时用户的眼睛容易变得疲劳。
【发明内容】
[0009]一个或多个示例性实施例提供一种铰链设备和一种具有所述铰链设备的运算装置，其中所述铰链设备可以防止由相互连接以能够相互折叠的第一主体与第二主体的齿轮之间的间隙产生的齿隙现象，并且如果第一主体和第二主体以预定角度旋转，所述铰链设备可以在不需要移动第一主体和第二主体的情况下保持第一主体和第二主体处于预定角度。
[0010]一个或多个示例性实施例还提供了一种包括具有改进的耐用性的电连接装置的铰链设备和一种具有所述铰链设备的运算装置。
[0011]一个或多个示例性实施例还提供一种可以使相互连接以能够相互折叠的第一主体和第二主体以360°旋转而与第一主体和第二主体的厚度无关的铰链设备和一种具有所述铰链设备的运算装置。
[0012]一个或多个示例性实施例还提供一种可以被构造成为紧凑设备的铰链设备和具有所述铰链设备的运算装置。
[0013]以下将在随后的说明中部分地阐述本总体发明构思的另外的特征和应用，并且本总体发明构思的另外的特征和应用将从所述说明变得显而易见，或者可以通过对本总体发明构思的实践被获悉。
[0014]本总体发明构思的上述和/或其它特征和应用可以通过提供一种铰链设备来实现，所述铰链设备使第一部件和第二部件相互连接，使得第一部件和第二部件可相互折叠，所述铰链设备包括:设置在第一部件上的第一齿轮；第二齿轮，所述第二齿轮设置在第二部件上并与第一齿轮互锁；和压力部件，所述压力部件增强第一齿轮与第二齿轮之间的啮合力。
[0015]压力部件可以在相反方向上将第一齿轮和第二齿轮朝向彼此推压。
[0016]压力部件可以由弹性材料制成，并且可以具有能够滑动地与第一齿轮和第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴连接的相对端部。
[0017]铰链设备还可以包括多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在第一齿轮和第二齿轮上，使得第一齿轮和第二齿轮彼此互锁，其中压力部件在相反方向上将多个中间齿轮朝向彼此推压。
[0018]多个中间齿轮可以包括:与第一齿轮齿接合的第一中间齿轮和与第二齿轮齿接合的第二中间齿轮；以及压力部件可以由弹性材料制成并具有能够与第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部，第一中间齿轮和第二中间齿轮分别与第一旋转轴和第二旋转轴连接。
[0019]压力部件可以是S形板簧。
[0020]铰链设备还可以包括固定装置，所述固定装置在第一部件和第二部件被设定为从0°至360°的角度的任一角度时在第一齿轮和第二齿轮中的每一个齿轮的轴向方向上推压第一齿轮和第二齿轮，以限制第一齿轮和第二齿轮的旋转并将第一部件和第二部件保持在设定的角度。
[0021]固定装置还可以包括设置在推动部件与第一主齿轮和第二主齿轮之间以将第一部件和第二部件固定在预设角度的凸轮结构。
[0022]凸轮结构可以包括:分别设置在第一齿轮和第二齿轮上的多个第一凸轮件；和可拆卸地连接到多个第一凸轮件的多个第二凸轮件，其中多个第一凸轮件和多个第二凸轮件彼此凹凸连接。
[0023]本发明基本构思的以上和/或其它特征和应用还可以通过提供一种可折叠运算装置来实现，所述可折叠运算装置包括:具有计算功能的第一主体；第二主体，第二主体电连接到第一主体并具有显示功能；和至少一个铰链单元，所述至少一个铰链单元使第一主体和第二主体相互连接，以使得第一主体和第二主体可相互折叠，其中铰链单元包括:设置在第一主体上的第一齿轮；第二齿轮，所述第二齿轮设置在第二主体上并与第一齿轮互锁；和压力部件，所述压力部件增强第一齿轮与第二齿轮之间的啮合力。
[0024]压力部件可以在相反方向上将第一齿轮和第二齿轮朝向彼此推压，并且压力部件由弹性材料制成并具有能够与第一齿轮和第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴滑动地连接的相对端部。
[0025]运算装置还可以包括:多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在第一齿轮与第二齿轮之间，使得第一齿轮和第二齿轮彼此互锁，其中压力部件在相反方向上将多个中间齿轮朝向彼此推压，并且压力部件由弹性材料制成并具有能够分别与多个中间齿轮的第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部。压力部件是S形板簧。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本总体发明构思的这些和/或其它特征和应用将从结合附图的实施例的以下描述变得清楚并且更加容易被理解，其中:
[0027]图1是显示根据本总体发明构思的一个示例性实施例的可用于计算机设备的铰链设备的透视图；
[0028]图2是显示图1的部分II的放大图；
[0029]图3是显示使图1的计算机设备的第一主体和第二主体从0°顺序旋转到360°从而将第一主体和第二主体相互折叠的过程的示意性视图；
[0030]图4是显示图1的铰链设备的一部分的分解透视图；
[0031]图5是显示图4的铰链设备的分解透视图；
[0032]图6是显示图4的铰链设备中的第一和第二主齿轮与第一和第二中间齿轮之间的布置的透视图；
[0033]图7是显示在图4的铰链设备中在第一主体与第二主体之间的角度为0°和360°的状态下实现锁定功能的凸轮结构的透视图；
[0034]图8是显示在图4的铰链设备中将力提供给第一中间齿轮和第二中间齿轮的相应旋转轴的压力部件的透视图；
[0035]图9是显示图6的第一和第二主齿轮以及第一和第二中间齿轮的布置的侧视图；
[0036]图10是显示图4的铰链设备中在齿轮之间具有齿接合结构的凸轮结构的示意性视图；
[0037]图11是显示图4的铰链设备中设置在第一和第二驱动轴上的柔性印刷电路板(FPCB)的透视图；
[0038]图12是显示图11的FPCB的透视图；
[0039]图13是显示根据第一主体与第二主体之间设定的角度图11的FPCB的缠绕部的状态的示意性视图；
[0040]图14是显示根据本总体发明构思的一个示例性实施例的铰链设备的透视图；以及
[0041]图15是显示连接到图14的铰链设备的第一和第二驱动轴的S形板簧的示意性视图。
【具体实施方式】
[0042]以下详细说明本总体发明构思的实施例，附图中显示了本总体发明构思的例子，其中相同的附图标记在全文中表示相同的元件。以下在参照附图的同时描述所述实施例以说明本总体发明构思。
[0043]提供在说明中限定的诸如详细结构和元件的事项以有助于全面理解示例性实施例。因此，显而易见的是可以在没有这些具体限定的事项的情况下实施所述示例性实施例。此外，由于现有技术中已知的功能或元件会以不必要的细节使示例性实施例不清楚，因此没有详细地描述现有技术中已知的功能或元件。
[0044]以下，参照【专利附图】
【附图说明】根据本总体发明构思的示例性实施例的铰链设备。
[0045]参照图1，根据一个示例性实施例的可用于运算装置10的铰链设备100使第一主体30和第二主体50相互连接，使得第一主体30和第二主体50可相互旋转并折叠，其中所述第一主体30为扁平式并具有诸如移动装置或膝上型个人电脑(PC)的运算装置10的计算功能，所述第二主体50为扁平式并具有显示功能。
[0046]第一主体30具有用于执行运算装置10的功能的一个或多个功能单元，例如，印刷电路板(PCB，未示出)，在所述的印刷电路板中安装有诸如中央处理单元(CPU)的计算装置并且还嵌入各种电子部件(未示出)，并且在第一主体30的外部上设有键盘(未示出)。第二主体50设有显示面板，电连接到第一主体30，并由第一主体30控制。第二主体50可以显示与第一主体30的功能相关的图像。第二主体还可以具有用于执行第二主体的一个或多个功能的一个或多个功能单元(未示出)。第二主体50可以显示与第一主体30或第二主体50的功能相关的图像。第一主体30或第二主体50可以具有网络接口，该网络接口与外部装置通信以发送与接收与第一主体30和/或第二主体50的功能相关联的数据。当第二主体50的显示面板是电容或电阻触摸面板时，第二主体50可以由触摸输入或存取输入来控制，例如，直接输入到显示面板的电容信号或压力信号。
[0047]虽然在本示例性实施例中铰链设备100应用于膝上型PC，但是铰链设备100可以用于使具有触摸面板的平板电脑设备(例如，平板PC)和独立键盘相互连接。
[0048]参照图2，多个固定孔70形成在第一主体30和第二主体50中的每一个上，以将第一主体30和第二主体50固定到铰链设备100的连接支架131和132上(参见图4)。当在折叠状态下运算装置10被置于关于X方向的参考平面上时，第二主体50可以相对于第一主体30绕着Z方向或铰链设备100旋转。
[0049]参照图3，第一主体30的厚度大于第二主体50的厚度。根据本示例性实施例的铰链设备100允许具有不同厚度的第一主体30和第二主体50以从0°到360°的角度中的任一角度旋转，并且还允许第一主体30和第二主体50以0°和360°的角度相互折叠。然而，本总体发明构思不受限于此。第一主体30和第二主体50可具有相同的厚度。在这种情况下，铰链设备100可以允许第一主体30和第二主体50在以上角度内旋转和折叠。
[0050]铰链设备100可以根据由第一主体30和第二主体50形成的角度改变位置。例如，相对于X-Y轴线，铰链设备100可以处于第一主体30和第二主体50的折叠状态下的M位置，当第二主体50平行于Y方向时保持M(即，+M)位置，被改变到180°状态下的N位置，然后被改变到M(即，-M)位置。铰链设备100的第一主体30和第二主体50在0°和360°度的状态下保持在它们平行于X轴线相互接触的状态。
[0051]以下，参照图4-13详细地说明根据本示例性实施例的铰链设备100。
[0052]参照图4和图5，铰链设备100包括基架101、保护罩103、第一主齿轮140和第二主齿轮150、固定单元200、第一中间齿轮310和第二中间齿轮320、压力部件400、用于保持以预设角度(例如，0°或360° )折叠的第一主体30和第二主体50和/或用于使第一主体30和第二主体50相对于彼此以一定角度旋转的凸轮结构(凸轮单元)190、和用于电连接第一主体30和第二主体50的电连接单元600。
[0053]基架101包括用于可旋转地支撑第一驱动轴110和第二驱动轴120的第一支撑元件IOla和第二支撑元件101b。第一支撑元件IOla和第二支撑元件IOlb被设置成通过一个或多个间隔器IOlc彼此间隔开。一个或多个间隔器IOlc平行于彼此设置以保持所述间隔器之间的预定间隙和/或保持第一支撑元件IOla与第二支撑元件IOlb之间的距离。第二支撑元件IOlb具有一对切掉部IOld和101e，所述切掉部形成在所述第二支撑元件IOlb的一侧以允许电连接单元600的部分(图12中的603和606)穿过该切掉部。一对切掉部IOld和IOle延伸到第一驱动轴110和第二驱动轴120分别插入到其中的贯穿孔IOlf和101g，使得电连接单元600的部分603和部分606可以通过一对切掉部IOld和IOle插入到贯穿孔IOlf和IOlg中。因此，电连接单元600可以容易地围绕第一驱动轴110和第二驱动轴120安装。
[0054]除了基架101之外，保护罩103覆盖第一主齿轮140和第二主齿轮150、固定单元200、第一中间齿轮310和第二中间齿轮320、压力部件400、凸轮结构190以及电连接单元600。保护罩103可以防止以上单元被暴露到保护罩103的外部并可以保护以上单元免于外部冲击或杂质影响。
[0055]第一驱动轴110和第二驱动轴120平行于彼此放置并具有通过连接孔131a和132a固定到第一连接支架131和第二连接支架132的一个端部111和121。第一连接支架131和第二连接支架132使用多个固定单元(未示出)分别连接到第一主体30和第二主体50的部分。在这种情况下，用于限定多个固定孔70、131b和132b的固定元件形成在第一连接支架131和第二连接支架132连接到第一主体30和第二主体50的部分上，并与多个固定单元(未示出)连接。
[0056]如上所述，第一驱动轴110和第二驱动轴120通过第一连接支架131和第二连接支架132连接到第一主体30和第二主体50，使得第一驱动轴110和第二驱动轴120与第一主体30和第二主体50的旋转相关的驱动第一主齿轮140和第二主齿轮150。
[0057]参照图5,第一主齿轮140和第二主齿轮150具有插入孔141和151,所述插入孔141和151形成在第一主齿轮140和第二主齿轮150中以与第一驱动轴110和第二驱动轴120的连接部113和123连接，因此允许第一主齿轮140和第二主齿轮150在第一驱动轴110和第二驱动轴120根据第一主体30和第二主体50中的至少一个相对于彼此的移动而旋转时旋转。
[0058]第一主齿轮140和第二主齿轮150被固定单元200以预定压力推压或偏压，使得第一主齿轮140和第二主齿轮150可移动地连接或偏压到基架101的第一支撑元件IOla的一个表面。这种压力可以限制第一主齿轮140和第二主齿轮150的旋转，因此第一驱动轴110和第二驱动轴120可能不能平滑地旋转，而是可被限制旋转或以限制压力旋转。如上所述，因为第一驱动轴110和第二驱动轴120的旋转受到限制，因此如果第一主体30和第二主体50被设定在从0°到360°的角度中的任一个角度，则可以保持设定角度。
[0059]固定单元200包括与第一主齿轮140和第二主齿轮150的一侧接触的推动部件210、将推动部件210朝向第一主齿轮140和第二主齿轮150弹性推压的弹性部件230和支撑弹性部件230的保持部件250。
[0060]推动部件210包括第一驱动轴110和第二驱动轴120穿过的一对第一贯穿孔211和213和一对第二贯穿孔215和217，所述一对第二贯穿孔形成在一对第一贯穿孔211和213之间，并且与第一中间齿轮310和第二中间齿轮320连接的第一旋转轴311和第二旋转轴321穿过所述一对第二贯穿孔215和217。如果第一驱动轴110和第二驱动轴120以及第一旋转轴311和第二旋转轴321穿过推动部件210，推动部件210被设置成可沿着第一驱动轴110和第二驱动轴120滑动。
[0061]弹性部件230设置在推动部件210与保持部件250之间以将偏压力施加给推动部件210或在第一驱动轴110和第二驱动轴120的轴向方向上从保持部件250朝向基架101推压推动部件210。弹性部件230可以包括一个或多个弹性垫圈，使得弹性部件230有助于使得铰链设备100紧凑并且还防止推动部件210上的压力减小。与具有相同体积的线圈弹簧相比较，这种弹性垫圈可以占据较小的空间并具有更大的弹性力。第一驱动轴110和第二驱动轴120插入到多个弹性垫圈中，并且弹性垫圈被成对地设置以使得每一个弹性垫圈的突出侧相互面对。
[0062]保持部件250包括第一驱动轴110和第二驱动轴120穿过的一对贯穿孔251和253，并且包括一对凸起部257和258 (参见图6)，所述一对凸起部从保持部件250突出以允许第一旋转轴311和第二旋转轴321的端部可旋转地插入所述凸起部中。
[0063]在这种情况下，第一驱动轴110和第二驱动轴120的穿过保持部件250的一对贯穿孔251和253的端部与弹性调节螺母271和273连接。因此，保持部件250可以支撑弹性部件230，使得推动部件210被压向第一主齿轮140和第二主齿轮150。
[0064]可以根据通过一对弹性调节螺母271和273对第一驱动轴110和第二驱动轴120的拧紧的程度或根据第一驱动轴110和第二驱动轴120与相应的弹性调节螺母271和273之间的联接状态来调节弹性部件230的弹性力。例如，如果弹性调节螺母271和273在拧紧方向上旋转，则保持部件250以预定距离移动到弹性部件230，使得保持部件250与第一主齿轮140和第二主齿轮150之间的间隙变窄，并因此弹性部件230的弹性力增加。另一方面，如果弹性调节螺母271和273在旋松方向上旋转时，弹性部件230的弹性力减小。因此，可以通过相对于第一驱动轴110和第二驱动轴120调节一对弹性调节螺母271和273来适当地调节第一主体30和第二主体50被固定、维持或保持在某一位置或角度的状态。
[0065]参照图6，第一中间齿轮310和第二中间齿轮320设置在第一主齿轮140与第二主齿轮150之间，并通过连接到第一中间齿轮310和第二中间齿轮320的第一旋转轴311和第二旋转轴321相互齿接合。第一中间齿轮310与第一主齿轮140齿接合，而第二中间齿轮320与第二主齿轮150齿接合。
[0066]如上所述，第一中间齿轮310和第二中间齿轮320可以设置在第一主齿轮140与第二主齿轮150之间，使得第一主齿轮140和第二主齿轮150的旋转中心(旋转轴线)可以被改变。在这种情况下，第一主齿轮140和第二主齿轮150的旋转中心分别与第一主体30和第二主体50的旋转中心相同。因此，即使第一主体30和第二主体50的厚度彼此不同，旋转中心也可以改变对应于厚度差的一样多的距离，因此第一主体30和第二主体40可以以360°的角度旋转。
[0067]第一旋转轴311和第二旋转轴321穿过推动部件210并使其相应端部由保持部件250的凸起部257和258可旋转地支撑。在这种情况下，第一旋转轴311和第二旋转轴321的部分设置在推动部件210和保持部件250之间，并且压力部件400设置在第一旋转轴311和第二旋转轴321的该部分上。
[0068]参照图7和图8，压力部件400设置在第一旋转轴311和第二旋转轴321上并在相反方向上将第一旋转轴311和第二旋转轴321朝向彼此推压。
[0069]由于压力部件400的压力，分别与第一旋转轴311和第二旋转轴321连接的第一中间齿轮310和第二中间齿轮320朝向彼此在相反方向上(在图8的箭头方向上)或在邻接方向上推压或偏压，使得相应齿轮之间的啮合力增加。此外，压力部件400的压力增加第一主齿轮140与第一中间齿轮310之间的啮合力和第二主齿轮150与第二中间齿轮320之间的啮合力。
[0070]因此，啮合力在相应齿轮彼此齿接合的部分S1、S2和S3处增加，如图9所示。增加的啮合力可以防止由于诸如齿轮的制造公差或齿轮与齿轮轴之间的公差的各种因素产生的齿轮之间的间隙引起的齿隙现象。因此，如果第一主体30和第二主体50以预定角度旋转，可以防止由于外部冲击或振动导致的第一驱动轴110和第二驱动轴120或第一主齿轮140和第二主齿轮150的相对移动。
[0071]可以应用可以在相反方向上将第一旋转轴311和第二旋转轴321朝向彼此推压的任何压力部件400。在本示例性实施例中，压力部件400是S形板簧。
[0072]如上所述，压力部件400的相对端部可滑动地与相应的第一旋转轴311和第二旋转轴321连接。由弹性材料制成的压力部件400能够在不会干涉或防止第一旋转轴311和第二旋转轴321的旋转的情况下增加相应齿轮间的齿接合部分(S1、S2和S3)的啮合力。
[0073]参照图10，凸轮结构190用于将第一主体30和第二主体50锁定在预设角度(例如，0°或360° )并保持第一主体30和第二主体50处于折叠状态，并且凸轮结构190设置在第一主齿轮140和第二主齿轮150与推动部件210之间。
[0074]凸轮结构190包括分别设置在第一主齿轮140和第二主齿轮150上的多个第一凸轮件143和153和设置在推动部件210的另一个表面上的多个第二凸轮件218和219。
[0075]第一凸轮件143和153中的每一个包括关于相应的插入孔141和151对称形成的一对大致三角形连接凹部145和155 (参见图5)。连接凹部145和155可以具有大致三角形凹部形状。第一凸轮件143和153还可以包括设置在连接凹部145与155之间的第一平面部分。第二凸轮件218和219可以具有突起部，所述突起部以对应于连接凹部145和155的凹入形状的突起形状突起，从而以凸凹方式连接到连接凹部145和155。第二凸轮件218和219还可以具有设置在突起部之间的第二平面部分。
[0076]第二凸轮件218和219的突起形状的尺寸可以根据第一贯穿孔211和213的径向方向变化。第二凸轮件218和219的突起形状的尺寸可以根据在第一贯穿孔211和213的径向方向上与相应的第一贯穿孔211和213的距离而变化。第二凸轮件218和219的突起形状的尺寸可以在第二凸轮件218和219的中心区域具有比圆周区域低的高度。
[0077]第一凸轮件143和153的连接凹部145和155的凹入形状的尺寸可以根据插入孔141和151的径向方向变化。连接凹部145和155的凹入形状的尺寸可以根据在插入孔141和151的径向方向上与相应插入孔141和151的距离而变化。连接凹部145和155的凹入形状的尺寸可以在第一凸轮件145和155的圆周区域具有大于中心区域的深度。[0078]根据第一主体30和第二主体50的相对旋转，第一驱动轴110和第二驱动轴120中的至少一个旋转，使得第一主齿轮140和第二主齿轮150相对于彼此进行相对旋转，并因此第一凸轮件143和153相对于相应的第二凸轮件218和219旋转。因此，第一凸轮件143和153的连接凹部145和155可以相对于相应的第二凸轮件218和219在第一位置与第二位置之间移动，其中在所述第一位置，连接凹部145和155沿诸如H方向的方向设置以对应于沿诸如H方向的方向设置的第二凸轮件218和219的突起部，在所述第二位置，连接凹部145和155设置在第二凸轮件218和219的第二平面部分上，并且第二凸轮件218和219的突起部设置在第一凸轮件143和153的第一平面部分上。
[0079]当第二凸轮件218和219的突起部和第一凸轮件143和153的连接凹部145和155在第一位置时，可能需要移动(旋转)力以从第一位置移动到第二位置。即，可以将移动力施加到第一主体30和第二主体50，使得第二凸轮件218和219的突起部可以从连接凹部145和155移动到第一凸轮件143和153的第一平面部分和/或使得连接凹部145和155可以从突起部移动到第二凸轮件218和219的第二平面部分。移动力可以大于第一凸轮件143和153与第二凸轮件218和219之间的接触摩擦力和固定单元200的压力中的至少一个。
[0080]此外，根据第一主体30和第二主体50的旋转，第一凸轮件143和153的第一平面部分相对于第二凸轮件218和219的突起部移动，或者第二凸轮件218和219的第二平面部分相对于第一凸轮件143和153的连接凹部145和155移动。在这种情况下，可以将压力或偏压力施加到第二凸轮件218和219以及第一凸轮件143和153，使得可以保持第一主体30和第二主体50的特定角度或位置。
[0081]当第一主体30和第二主体50移动到形成180°的位置和不同于180°的其它位置时，至少由于第二凸轮件218和219的突起部与第一凸轮件143和153的连接凹部145和155之间的联接力、固定单元200的压力、和/或第一凸轮件143和153与第二凸轮件218和219之间的接触表面的摩擦力，铰链设备100相对于第一主体30在初始位置A与中间位置B之间移动,如图3所示。
[0082]第一凸轮件143和153连接到第一主齿轮140和第二主齿轮150的一个表面上以与第一主齿轮140和第二主齿轮150 —起旋转，而第二凸轮件218和219固定到推动部件210的一个表面。在这种情况下，由于第二凸轮件218和219的突起部如图10所示沿方向H(例如，水平线)设置，因此如果第一主体30和第二主体50以0°或360°相互折叠，则第二凸轮件218和219的突起部连接到第一凸轮件143和153的连接凹部145和155，使得可以将折叠状态稳定地保持在0°或360°的角度。
[0083]第二凸轮件218和219的突起部可以以不同于水平线H的角度形成。例如，第二凸轮件218和219的突起部可以以对应于第一主体30和第二主体50之间的角度(所述角度适于例如膝上型PClO的运算装置的使用)的角度形成。因此，可以根据本总体发明构思的示例性实施例将第一主体30和第二主体50锁定在各种角度。
[0084]第二凸轮件218或219可以具有相对于贯穿孔211或213设置在水平线H上的一个或多个突起部。设置在水平线H上的第二凸轮件218和219的这些突起部可以彼此不同以将第一主体30和第二主体50锁定在180°的状态或0°和360°的状态。可以根据将运算装置10的第一主体30和第二主体50保持处于0°和360°的状态的力、大约180°的状态的过渡力、或将运算装置10的第一主体30和第二主体50移动到0°与180°之间的状态或180°与360°之间的状态的力来确定第二凸轮件218或219的这些突起部之间的差异。这些突起部可以具有根据偏好或设计选择确定的尺寸。连接凹部145和155可以具有对应于突起的尺寸的尺寸。
[0085]参照图11和图12，电连接单元600设置在铰链设备100内以使第一主体30和第二主体50相互电连接。电连接装置600可以是柔性印刷电路板(FPCB)。FPCB可以较薄并可以在变形之后恢复到其初始形状。
[0086]电连接单元600可以具有形成为对应于第一驱动轴110和第二驱动轴120的形状的部分(或可以形成为整体上包围第一驱动轴110和第二驱动轴120)。
[0087]电连接单元600具有分别电连接到第一主体30和第二主体50的访问端子(未示出)的相对端部601和604。电连接单元600包括从相对端部601和604延伸并绕着第一驱动轴110和第二驱动轴120卷绕多次的第一卷绕部602和第二卷绕部605、例如沿着第一驱动轴110和第二驱动轴120延伸预定长度同时包围第一驱动轴110和第二驱动轴120的部分的第一延伸部603和第二延伸部606和使第一延伸部603和第二延伸部606相互连接的连接部607。电连接单元600内可以设有连接到第一主体30和第二主体50的导电线和覆盖该导电线的绝缘层。
[0088]参照图13，当第一主体30和第二主体50从0°旋转到180°时，电连接单元600的第一卷绕部602和第二卷绕部605根据其旋转角度在方向A、B和C上逐渐增加半径。即，如果第一主体30与第二主体50之间的旋转角度增加，则第一卷绕部602和第二卷绕部605松开,而如果旋转角度减小,则第一卷绕部602和第二卷绕部605恢复到其初始卷绕状态。
[0089]因此，电连接单元600具有防止例如当第一主体30和第二主体50以360°旋转时由绞合线缆产生的缠结的问题的结构，并自由地反作用于第一主体30和第二主体50的旋转，从而提高耐用性。此外，电连接单元600具有薄的厚度并与第一驱动轴110和第二驱动轴120紧密接触，使得与线缆相比较电连接单元600可以具有小体积，并有助于制造具有紧凑尺寸的铰链设备100。
[0090]根据该示例性实施例的铰链设备100包括总共四个齿轮，包括例如两个主齿轮140和150、以及例如两个中间齿轮310和320。然而，本总体发明构思不受限于此。如在以下的示例性实施例中所述，铰链设备可以仅包括两个主齿轮，可以提高齿轮之间的啮合力，并因此可以最小化齿隙现象。由于除了两个齿轮之外本示例性实施例的结构与图4-13的示例性实施例的结构相同，因此与图4-13的示例性实施例的的元件相同的元件由相同的附图标记表示，并且所述相同元件的详细说明被省略。以下说明不同的结构。
[0091]参照图14，分别固定到第一驱动轴110和第二驱动轴120的第一主齿轮140和第二主齿轮150相互齿接合。
[0092]压力部件400具有可与第一驱动轴110和第二驱动轴120滑动地连接的相对端部410和420，使得压力部件400在相反方向上将第一驱动轴110和第二驱动轴120朝向彼此推压。在这种情况下，压力部件400可以是与第一示例性实施例相同的S形板簧。
[0093]参照图15，压力部件400设置在基架101的第一支撑部件IOla与第二支撑部件IOlb之间。在这种情况下，压力部件400可以在连接电连接单元600之前设置在第一驱动轴110和第二驱动轴120上，以防止电连接单元600干扰压力部件400。[0094]如上所述，根据压力部件400和电连接单元600的组装顺序，电连接单元600在包围第一驱动轴Iio和第二驱动轴120的同时包围压力部件400。因此，当第一主体30和第二主体50旋转时，电连接单元600以与以上参照图13所描述的示例性实施例中的相同的方式操作。在图14和图15的本示例性实施例中，电连接单元600可以是具有较薄的厚度并可以在变形之后恢复到其初始形状的FPCB。
[0095]虽然已经显示和说明了本总体发明构思的多个示例性实施例，但是本领域的技术人员要认识的是在不背离发明构思的原理和精神的情况下可以在这些示例性实施例中进行改变，其中发明构思的范围限定在所附权利要求及其等效形式中。
【权利要求】
1.一种铰链设备，所述铰链设备使第一部件和第二部件相互连接，使得所述第一部件和所述第二部件能够相互折叠，所述铰链设备包括: 第一齿轮，所述第一齿轮设置在所述第一部件上； 第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第二部件上并与所述第一齿轮互锁；以及 压力部件，所述压力部件增强所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的啮合力。
2.根据权利要求1所述的铰链设备，其中，所述压力部件在相反方向上将所述第一齿轮和所述第二齿轮朝向彼此推压。
3.根据权利要求2所述的铰链设备，其中，所述压力部件由弹性材料制成并具有能够滑动地与所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴连接的相对端部。
4.根据权利要求1所述的铰链设备，还包括: 多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮上，使得所述第一齿轮和所述第二齿轮彼此互锁， 其中所述压力部件在相反方向上将所述多个中间齿轮朝向彼此推压。
5.根据权利要求4所述的铰链设备，其中: 所述多个中间齿轮包括与所述第一齿轮齿接合的第一中间齿轮和与所述第二齿轮齿接合的第二中间齿轮；以及 所述压力部件由弹性材料制成并具有能够与第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部，所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮分别与所述第一旋转轴和所述第二旋转轴连接。
6.根据权利要求3或5所述的铰链设备，其中，所述压力部件是S形板簧。
7.根据权利要求1所述的铰链设备，还包括: 固定装置，所述固定装置在所述第一部件和所述第二部件被设定为从O。至360°的角度的任一角度时在所述第一齿轮和所述第二齿轮中的每一个齿轮的轴向方向上推压所述第一齿轮和所述第二齿轮，以限制所述第一齿轮和所述第二齿轮的旋转并将所述第一部件和所述第二部件保持在设定的角度。
8.根据权利要求7所述的铰链设备，其中，所述固定装置包括: 与所述第一齿轮和所述第二齿轮各自的一侧接触的推动部件；和 弹性部件，所述弹性部件设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴上以朝向所述第一齿轮和所述第二齿轮弹性地支撑所述推动部件。
9.根据权利要求8所述的铰链设备，其中，所述弹性部件包括多个弹性垫圈。
10.根据权利要求7所述的铰链设备，其中，所述固定装置还包括凸轮结构，所述凸轮结构设置在所述推动部件与所述第一齿轮和所述第二齿轮之间以将所述第一部件和所述第二部件固定在预设角度。
11.根据权利要求10所述的铰链设备，其中，所述凸轮结构包括: 分别设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮上的多个第一凸轮件；和 能够拆卸地连接到所述多个第一凸轮件的多个第二凸轮件， 其中所述多个第一凸轮件和所述多个第二凸轮件彼此凹凸连接。
12.—种可折叠运算装置，包括: 具有计算功能的第一主体；第二主体，所述第二主体电连接到所述第一主体并具有显示功能；和至少一个铰链单元，所述至少一个铰链单元使所述第一主体和所述第二主体相互连接，使得所述第一主体和所述第二主体能够相互折叠， 其中所述铰链单元包括: 设置在所述第一主体上的第一齿轮； 第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第二主体上并与所述第一齿轮互锁；和 压力部件，所述压力部件增强所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的啮合力。
13.根据权利要求12所述的运算装置，其中，所述压力部件在相反方向上将所述第一齿轮和所述第二齿轮朝向彼此推压，并且所述压力部件由弹性材料制成并具有能够与所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴滑动地连接的相对端部。
14.根据权利要求12所述的运算装置，还包括: 多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间，使得所述第一齿轮和所述第二齿轮彼此互锁， 其中所述压力部件在相反方向上将所述多个中间齿轮朝向彼此推压，并且所述压力部件由弹性材料制成并具有能够分别与所述多个中间齿轮的第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部。
15.根据权利要求13或14所述的运算装置，其中，所述压力部件是S形板簧。
【文档编号】G06F1/16GK103453007SQ201310189826
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】朴泳宣 申请人:三星电子株式会社
【专利摘要】本发明公开了一种铰链设备，所述铰链设备使第一部件和第二部件相互连接，使得第一部件和所述第二部件能够相互重叠，并可与运算装置一起使用。铰链设备包括：第一齿轮，所述第一齿轮设置在第一部件上；第二齿轮，所述第二齿轮设置在第二部件上并与第一齿轮互锁；以及压力部件，所述压力部件增强第一齿轮与第二齿轮之间的啮合力。
【专利说明】铰链设备和具有该铰链设备的运算装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119主张2012年5月31日向韩国知识产权局提出的韩国专利申请第10-2012-0058306号的优先权，该专利申请的公开内容通过引用在此全文并入。
【技术领域】
[0003]根据示例性实施例的方法和设备涉及一种铰链设备和具有该铰链设备的运算装置，并且更具体地涉及一种使用铰链使两个部件相互连接以使得两个部件可从0°到360°折叠的铰链设备和具有该铰链设备的运算装置。
【背景技术】
[0004]在膝上型个人电脑(PC)中，包括印刷电路板(PCB)和键盘的计算单元和显示单元通常通过铰链相互连接，使得计算单元和显示单元可相互折叠。因此，如果使用这种膝上型PC，通过铰链连接到计算单元的显示单元(在这种情况下，计算单元与显示单元之间的角度为0° )根据用户的位置以期望的角度旋转(例如，绕着计算单元以大约90°至大约120°旋转)。
[0005]如上所述，现有技术的铰链设备包括单个旋转轴并通常将计算单元与显示单元之间的角度限制到0°至180°。
[0006]已经开发了一种具有两个旋转轴以使计算单元和显示单元旋转大于180°的铰链设备。这种铰链设备包括分别连接到计算单元和显示单元的两个轴和分别连接到轴并相互齿接合的两个齿轮。
[0007]然而，由于诸如齿轮的制造公差和齿轮与齿轮轴之间的公差的各种因素,采用这种齿轮的铰链设备在齿轮之间具有间隙，并因此产生齿隙现象。
[0008]因此，如果用户在乘座汽车的同时使用膝上型PC，由于施加到膝上型PC的外部冲击或振动，显示单元可能会沿旋转方向移动。因此，存在的问题在于当用户使用膝上型PC并观看移动的显示单元时用户的眼睛容易变得疲劳。
【发明内容】
[0009]一个或多个示例性实施例提供一种铰链设备和一种具有所述铰链设备的运算装置，其中所述铰链设备可以防止由相互连接以能够相互折叠的第一主体与第二主体的齿轮之间的间隙产生的齿隙现象，并且如果第一主体和第二主体以预定角度旋转，所述铰链设备可以在不需要移动第一主体和第二主体的情况下保持第一主体和第二主体处于预定角度。
[0010]一个或多个示例性实施例还提供了一种包括具有改进的耐用性的电连接装置的铰链设备和一种具有所述铰链设备的运算装置。
[0011]一个或多个示例性实施例还提供一种可以使相互连接以能够相互折叠的第一主体和第二主体以360°旋转而与第一主体和第二主体的厚度无关的铰链设备和一种具有所述铰链设备的运算装置。
[0012]一个或多个示例性实施例还提供一种可以被构造成为紧凑设备的铰链设备和具有所述铰链设备的运算装置。
[0013]以下将在随后的说明中部分地阐述本总体发明构思的另外的特征和应用，并且本总体发明构思的另外的特征和应用将从所述说明变得显而易见，或者可以通过对本总体发明构思的实践被获悉。
[0014]本总体发明构思的上述和/或其它特征和应用可以通过提供一种铰链设备来实现，所述铰链设备使第一部件和第二部件相互连接，使得第一部件和第二部件可相互折叠，所述铰链设备包括:设置在第一部件上的第一齿轮；第二齿轮，所述第二齿轮设置在第二部件上并与第一齿轮互锁；和压力部件，所述压力部件增强第一齿轮与第二齿轮之间的啮合力。
[0015]压力部件可以在相反方向上将第一齿轮和第二齿轮朝向彼此推压。
[0016]压力部件可以由弹性材料制成，并且可以具有能够滑动地与第一齿轮和第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴连接的相对端部。
[0017]铰链设备还可以包括多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在第一齿轮和第二齿轮上，使得第一齿轮和第二齿轮彼此互锁，其中压力部件在相反方向上将多个中间齿轮朝向彼此推压。
[0018]多个中间齿轮可以包括:与第一齿轮齿接合的第一中间齿轮和与第二齿轮齿接合的第二中间齿轮；以及压力部件可以由弹性材料制成并具有能够与第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部，第一中间齿轮和第二中间齿轮分别与第一旋转轴和第二旋转轴连接。
[0019]压力部件可以是S形板簧。
[0020]铰链设备还可以包括固定装置，所述固定装置在第一部件和第二部件被设定为从0°至360°的角度的任一角度时在第一齿轮和第二齿轮中的每一个齿轮的轴向方向上推压第一齿轮和第二齿轮，以限制第一齿轮和第二齿轮的旋转并将第一部件和第二部件保持在设定的角度。
[0021]固定装置还可以包括设置在推动部件与第一主齿轮和第二主齿轮之间以将第一部件和第二部件固定在预设角度的凸轮结构。
[0022]凸轮结构可以包括:分别设置在第一齿轮和第二齿轮上的多个第一凸轮件；和可拆卸地连接到多个第一凸轮件的多个第二凸轮件，其中多个第一凸轮件和多个第二凸轮件彼此凹凸连接。
[0023]本发明基本构思的以上和/或其它特征和应用还可以通过提供一种可折叠运算装置来实现，所述可折叠运算装置包括:具有计算功能的第一主体；第二主体，第二主体电连接到第一主体并具有显示功能；和至少一个铰链单元，所述至少一个铰链单元使第一主体和第二主体相互连接，以使得第一主体和第二主体可相互折叠，其中铰链单元包括:设置在第一主体上的第一齿轮；第二齿轮，所述第二齿轮设置在第二主体上并与第一齿轮互锁；和压力部件，所述压力部件增强第一齿轮与第二齿轮之间的啮合力。
[0024]压力部件可以在相反方向上将第一齿轮和第二齿轮朝向彼此推压，并且压力部件由弹性材料制成并具有能够与第一齿轮和第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴滑动地连接的相对端部。
[0025]运算装置还可以包括:多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在第一齿轮与第二齿轮之间，使得第一齿轮和第二齿轮彼此互锁，其中压力部件在相反方向上将多个中间齿轮朝向彼此推压，并且压力部件由弹性材料制成并具有能够分别与多个中间齿轮的第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部。压力部件是S形板簧。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本总体发明构思的这些和/或其它特征和应用将从结合附图的实施例的以下描述变得清楚并且更加容易被理解，其中:
[0027]图1是显示根据本总体发明构思的一个示例性实施例的可用于计算机设备的铰链设备的透视图；
[0028]图2是显示图1的部分II的放大图；
[0029]图3是显示使图1的计算机设备的第一主体和第二主体从0°顺序旋转到360°从而将第一主体和第二主体相互折叠的过程的示意性视图；
[0030]图4是显示图1的铰链设备的一部分的分解透视图；
[0031]图5是显示图4的铰链设备的分解透视图；
[0032]图6是显示图4的铰链设备中的第一和第二主齿轮与第一和第二中间齿轮之间的布置的透视图；
[0033]图7是显示在图4的铰链设备中在第一主体与第二主体之间的角度为0°和360°的状态下实现锁定功能的凸轮结构的透视图；
[0034]图8是显示在图4的铰链设备中将力提供给第一中间齿轮和第二中间齿轮的相应旋转轴的压力部件的透视图；
[0035]图9是显示图6的第一和第二主齿轮以及第一和第二中间齿轮的布置的侧视图；
[0036]图10是显示图4的铰链设备中在齿轮之间具有齿接合结构的凸轮结构的示意性视图；
[0037]图11是显示图4的铰链设备中设置在第一和第二驱动轴上的柔性印刷电路板(FPCB)的透视图；
[0038]图12是显示图11的FPCB的透视图；
[0039]图13是显示根据第一主体与第二主体之间设定的角度图11的FPCB的缠绕部的状态的示意性视图；
[0040]图14是显示根据本总体发明构思的一个示例性实施例的铰链设备的透视图；以及
[0041]图15是显示连接到图14的铰链设备的第一和第二驱动轴的S形板簧的示意性视图。
【具体实施方式】
[0042]以下详细说明本总体发明构思的实施例，附图中显示了本总体发明构思的例子，其中相同的附图标记在全文中表示相同的元件。以下在参照附图的同时描述所述实施例以说明本总体发明构思。
[0043]提供在说明中限定的诸如详细结构和元件的事项以有助于全面理解示例性实施例。因此，显而易见的是可以在没有这些具体限定的事项的情况下实施所述示例性实施例。此外，由于现有技术中已知的功能或元件会以不必要的细节使示例性实施例不清楚，因此没有详细地描述现有技术中已知的功能或元件。
[0044]以下，参照【专利附图】
【附图说明】根据本总体发明构思的示例性实施例的铰链设备。
[0045]参照图1，根据一个示例性实施例的可用于运算装置10的铰链设备100使第一主体30和第二主体50相互连接，使得第一主体30和第二主体50可相互旋转并折叠，其中所述第一主体30为扁平式并具有诸如移动装置或膝上型个人电脑(PC)的运算装置10的计算功能，所述第二主体50为扁平式并具有显示功能。
[0046]第一主体30具有用于执行运算装置10的功能的一个或多个功能单元，例如，印刷电路板(PCB，未示出)，在所述的印刷电路板中安装有诸如中央处理单元(CPU)的计算装置并且还嵌入各种电子部件(未示出)，并且在第一主体30的外部上设有键盘(未示出)。第二主体50设有显示面板，电连接到第一主体30，并由第一主体30控制。第二主体50可以显示与第一主体30的功能相关的图像。第二主体还可以具有用于执行第二主体的一个或多个功能的一个或多个功能单元(未示出)。第二主体50可以显示与第一主体30或第二主体50的功能相关的图像。第一主体30或第二主体50可以具有网络接口，该网络接口与外部装置通信以发送与接收与第一主体30和/或第二主体50的功能相关联的数据。当第二主体50的显示面板是电容或电阻触摸面板时，第二主体50可以由触摸输入或存取输入来控制，例如，直接输入到显示面板的电容信号或压力信号。
[0047]虽然在本示例性实施例中铰链设备100应用于膝上型PC，但是铰链设备100可以用于使具有触摸面板的平板电脑设备(例如，平板PC)和独立键盘相互连接。
[0048]参照图2，多个固定孔70形成在第一主体30和第二主体50中的每一个上，以将第一主体30和第二主体50固定到铰链设备100的连接支架131和132上(参见图4)。当在折叠状态下运算装置10被置于关于X方向的参考平面上时，第二主体50可以相对于第一主体30绕着Z方向或铰链设备100旋转。
[0049]参照图3，第一主体30的厚度大于第二主体50的厚度。根据本示例性实施例的铰链设备100允许具有不同厚度的第一主体30和第二主体50以从0°到360°的角度中的任一角度旋转，并且还允许第一主体30和第二主体50以0°和360°的角度相互折叠。然而，本总体发明构思不受限于此。第一主体30和第二主体50可具有相同的厚度。在这种情况下，铰链设备100可以允许第一主体30和第二主体50在以上角度内旋转和折叠。
[0050]铰链设备100可以根据由第一主体30和第二主体50形成的角度改变位置。例如，相对于X-Y轴线，铰链设备100可以处于第一主体30和第二主体50的折叠状态下的M位置，当第二主体50平行于Y方向时保持M(即，+M)位置，被改变到180°状态下的N位置，然后被改变到M(即，-M)位置。铰链设备100的第一主体30和第二主体50在0°和360°度的状态下保持在它们平行于X轴线相互接触的状态。
[0051]以下，参照图4-13详细地说明根据本示例性实施例的铰链设备100。
[0052]参照图4和图5，铰链设备100包括基架101、保护罩103、第一主齿轮140和第二主齿轮150、固定单元200、第一中间齿轮310和第二中间齿轮320、压力部件400、用于保持以预设角度(例如，0°或360° )折叠的第一主体30和第二主体50和/或用于使第一主体30和第二主体50相对于彼此以一定角度旋转的凸轮结构(凸轮单元)190、和用于电连接第一主体30和第二主体50的电连接单元600。
[0053]基架101包括用于可旋转地支撑第一驱动轴110和第二驱动轴120的第一支撑元件IOla和第二支撑元件101b。第一支撑元件IOla和第二支撑元件IOlb被设置成通过一个或多个间隔器IOlc彼此间隔开。一个或多个间隔器IOlc平行于彼此设置以保持所述间隔器之间的预定间隙和/或保持第一支撑元件IOla与第二支撑元件IOlb之间的距离。第二支撑元件IOlb具有一对切掉部IOld和101e，所述切掉部形成在所述第二支撑元件IOlb的一侧以允许电连接单元600的部分(图12中的603和606)穿过该切掉部。一对切掉部IOld和IOle延伸到第一驱动轴110和第二驱动轴120分别插入到其中的贯穿孔IOlf和101g，使得电连接单元600的部分603和部分606可以通过一对切掉部IOld和IOle插入到贯穿孔IOlf和IOlg中。因此，电连接单元600可以容易地围绕第一驱动轴110和第二驱动轴120安装。
[0054]除了基架101之外，保护罩103覆盖第一主齿轮140和第二主齿轮150、固定单元200、第一中间齿轮310和第二中间齿轮320、压力部件400、凸轮结构190以及电连接单元600。保护罩103可以防止以上单元被暴露到保护罩103的外部并可以保护以上单元免于外部冲击或杂质影响。
[0055]第一驱动轴110和第二驱动轴120平行于彼此放置并具有通过连接孔131a和132a固定到第一连接支架131和第二连接支架132的一个端部111和121。第一连接支架131和第二连接支架132使用多个固定单元(未示出)分别连接到第一主体30和第二主体50的部分。在这种情况下，用于限定多个固定孔70、131b和132b的固定元件形成在第一连接支架131和第二连接支架132连接到第一主体30和第二主体50的部分上，并与多个固定单元(未示出)连接。
[0056]如上所述，第一驱动轴110和第二驱动轴120通过第一连接支架131和第二连接支架132连接到第一主体30和第二主体50，使得第一驱动轴110和第二驱动轴120与第一主体30和第二主体50的旋转相关的驱动第一主齿轮140和第二主齿轮150。
[0057]参照图5,第一主齿轮140和第二主齿轮150具有插入孔141和151,所述插入孔141和151形成在第一主齿轮140和第二主齿轮150中以与第一驱动轴110和第二驱动轴120的连接部113和123连接，因此允许第一主齿轮140和第二主齿轮150在第一驱动轴110和第二驱动轴120根据第一主体30和第二主体50中的至少一个相对于彼此的移动而旋转时旋转。
[0058]第一主齿轮140和第二主齿轮150被固定单元200以预定压力推压或偏压，使得第一主齿轮140和第二主齿轮150可移动地连接或偏压到基架101的第一支撑元件IOla的一个表面。这种压力可以限制第一主齿轮140和第二主齿轮150的旋转，因此第一驱动轴110和第二驱动轴120可能不能平滑地旋转，而是可被限制旋转或以限制压力旋转。如上所述，因为第一驱动轴110和第二驱动轴120的旋转受到限制，因此如果第一主体30和第二主体50被设定在从0°到360°的角度中的任一个角度，则可以保持设定角度。
[0059]固定单元200包括与第一主齿轮140和第二主齿轮150的一侧接触的推动部件210、将推动部件210朝向第一主齿轮140和第二主齿轮150弹性推压的弹性部件230和支撑弹性部件230的保持部件250。
[0060]推动部件210包括第一驱动轴110和第二驱动轴120穿过的一对第一贯穿孔211和213和一对第二贯穿孔215和217，所述一对第二贯穿孔形成在一对第一贯穿孔211和213之间，并且与第一中间齿轮310和第二中间齿轮320连接的第一旋转轴311和第二旋转轴321穿过所述一对第二贯穿孔215和217。如果第一驱动轴110和第二驱动轴120以及第一旋转轴311和第二旋转轴321穿过推动部件210，推动部件210被设置成可沿着第一驱动轴110和第二驱动轴120滑动。
[0061]弹性部件230设置在推动部件210与保持部件250之间以将偏压力施加给推动部件210或在第一驱动轴110和第二驱动轴120的轴向方向上从保持部件250朝向基架101推压推动部件210。弹性部件230可以包括一个或多个弹性垫圈，使得弹性部件230有助于使得铰链设备100紧凑并且还防止推动部件210上的压力减小。与具有相同体积的线圈弹簧相比较，这种弹性垫圈可以占据较小的空间并具有更大的弹性力。第一驱动轴110和第二驱动轴120插入到多个弹性垫圈中，并且弹性垫圈被成对地设置以使得每一个弹性垫圈的突出侧相互面对。
[0062]保持部件250包括第一驱动轴110和第二驱动轴120穿过的一对贯穿孔251和253，并且包括一对凸起部257和258 (参见图6)，所述一对凸起部从保持部件250突出以允许第一旋转轴311和第二旋转轴321的端部可旋转地插入所述凸起部中。
[0063]在这种情况下，第一驱动轴110和第二驱动轴120的穿过保持部件250的一对贯穿孔251和253的端部与弹性调节螺母271和273连接。因此，保持部件250可以支撑弹性部件230，使得推动部件210被压向第一主齿轮140和第二主齿轮150。
[0064]可以根据通过一对弹性调节螺母271和273对第一驱动轴110和第二驱动轴120的拧紧的程度或根据第一驱动轴110和第二驱动轴120与相应的弹性调节螺母271和273之间的联接状态来调节弹性部件230的弹性力。例如，如果弹性调节螺母271和273在拧紧方向上旋转，则保持部件250以预定距离移动到弹性部件230，使得保持部件250与第一主齿轮140和第二主齿轮150之间的间隙变窄，并因此弹性部件230的弹性力增加。另一方面，如果弹性调节螺母271和273在旋松方向上旋转时，弹性部件230的弹性力减小。因此，可以通过相对于第一驱动轴110和第二驱动轴120调节一对弹性调节螺母271和273来适当地调节第一主体30和第二主体50被固定、维持或保持在某一位置或角度的状态。
[0065]参照图6，第一中间齿轮310和第二中间齿轮320设置在第一主齿轮140与第二主齿轮150之间，并通过连接到第一中间齿轮310和第二中间齿轮320的第一旋转轴311和第二旋转轴321相互齿接合。第一中间齿轮310与第一主齿轮140齿接合，而第二中间齿轮320与第二主齿轮150齿接合。
[0066]如上所述，第一中间齿轮310和第二中间齿轮320可以设置在第一主齿轮140与第二主齿轮150之间，使得第一主齿轮140和第二主齿轮150的旋转中心(旋转轴线)可以被改变。在这种情况下，第一主齿轮140和第二主齿轮150的旋转中心分别与第一主体30和第二主体50的旋转中心相同。因此，即使第一主体30和第二主体50的厚度彼此不同，旋转中心也可以改变对应于厚度差的一样多的距离，因此第一主体30和第二主体40可以以360°的角度旋转。
[0067]第一旋转轴311和第二旋转轴321穿过推动部件210并使其相应端部由保持部件250的凸起部257和258可旋转地支撑。在这种情况下，第一旋转轴311和第二旋转轴321的部分设置在推动部件210和保持部件250之间，并且压力部件400设置在第一旋转轴311和第二旋转轴321的该部分上。
[0068]参照图7和图8，压力部件400设置在第一旋转轴311和第二旋转轴321上并在相反方向上将第一旋转轴311和第二旋转轴321朝向彼此推压。
[0069]由于压力部件400的压力，分别与第一旋转轴311和第二旋转轴321连接的第一中间齿轮310和第二中间齿轮320朝向彼此在相反方向上(在图8的箭头方向上)或在邻接方向上推压或偏压，使得相应齿轮之间的啮合力增加。此外，压力部件400的压力增加第一主齿轮140与第一中间齿轮310之间的啮合力和第二主齿轮150与第二中间齿轮320之间的啮合力。
[0070]因此，啮合力在相应齿轮彼此齿接合的部分S1、S2和S3处增加，如图9所示。增加的啮合力可以防止由于诸如齿轮的制造公差或齿轮与齿轮轴之间的公差的各种因素产生的齿轮之间的间隙引起的齿隙现象。因此，如果第一主体30和第二主体50以预定角度旋转，可以防止由于外部冲击或振动导致的第一驱动轴110和第二驱动轴120或第一主齿轮140和第二主齿轮150的相对移动。
[0071]可以应用可以在相反方向上将第一旋转轴311和第二旋转轴321朝向彼此推压的任何压力部件400。在本示例性实施例中，压力部件400是S形板簧。
[0072]如上所述，压力部件400的相对端部可滑动地与相应的第一旋转轴311和第二旋转轴321连接。由弹性材料制成的压力部件400能够在不会干涉或防止第一旋转轴311和第二旋转轴321的旋转的情况下增加相应齿轮间的齿接合部分(S1、S2和S3)的啮合力。
[0073]参照图10，凸轮结构190用于将第一主体30和第二主体50锁定在预设角度(例如，0°或360° )并保持第一主体30和第二主体50处于折叠状态，并且凸轮结构190设置在第一主齿轮140和第二主齿轮150与推动部件210之间。
[0074]凸轮结构190包括分别设置在第一主齿轮140和第二主齿轮150上的多个第一凸轮件143和153和设置在推动部件210的另一个表面上的多个第二凸轮件218和219。
[0075]第一凸轮件143和153中的每一个包括关于相应的插入孔141和151对称形成的一对大致三角形连接凹部145和155 (参见图5)。连接凹部145和155可以具有大致三角形凹部形状。第一凸轮件143和153还可以包括设置在连接凹部145与155之间的第一平面部分。第二凸轮件218和219可以具有突起部，所述突起部以对应于连接凹部145和155的凹入形状的突起形状突起，从而以凸凹方式连接到连接凹部145和155。第二凸轮件218和219还可以具有设置在突起部之间的第二平面部分。
[0076]第二凸轮件218和219的突起形状的尺寸可以根据第一贯穿孔211和213的径向方向变化。第二凸轮件218和219的突起形状的尺寸可以根据在第一贯穿孔211和213的径向方向上与相应的第一贯穿孔211和213的距离而变化。第二凸轮件218和219的突起形状的尺寸可以在第二凸轮件218和219的中心区域具有比圆周区域低的高度。
[0077]第一凸轮件143和153的连接凹部145和155的凹入形状的尺寸可以根据插入孔141和151的径向方向变化。连接凹部145和155的凹入形状的尺寸可以根据在插入孔141和151的径向方向上与相应插入孔141和151的距离而变化。连接凹部145和155的凹入形状的尺寸可以在第一凸轮件145和155的圆周区域具有大于中心区域的深度。[0078]根据第一主体30和第二主体50的相对旋转，第一驱动轴110和第二驱动轴120中的至少一个旋转，使得第一主齿轮140和第二主齿轮150相对于彼此进行相对旋转，并因此第一凸轮件143和153相对于相应的第二凸轮件218和219旋转。因此，第一凸轮件143和153的连接凹部145和155可以相对于相应的第二凸轮件218和219在第一位置与第二位置之间移动，其中在所述第一位置，连接凹部145和155沿诸如H方向的方向设置以对应于沿诸如H方向的方向设置的第二凸轮件218和219的突起部，在所述第二位置，连接凹部145和155设置在第二凸轮件218和219的第二平面部分上，并且第二凸轮件218和219的突起部设置在第一凸轮件143和153的第一平面部分上。
[0079]当第二凸轮件218和219的突起部和第一凸轮件143和153的连接凹部145和155在第一位置时，可能需要移动(旋转)力以从第一位置移动到第二位置。即，可以将移动力施加到第一主体30和第二主体50，使得第二凸轮件218和219的突起部可以从连接凹部145和155移动到第一凸轮件143和153的第一平面部分和/或使得连接凹部145和155可以从突起部移动到第二凸轮件218和219的第二平面部分。移动力可以大于第一凸轮件143和153与第二凸轮件218和219之间的接触摩擦力和固定单元200的压力中的至少一个。
[0080]此外，根据第一主体30和第二主体50的旋转，第一凸轮件143和153的第一平面部分相对于第二凸轮件218和219的突起部移动，或者第二凸轮件218和219的第二平面部分相对于第一凸轮件143和153的连接凹部145和155移动。在这种情况下，可以将压力或偏压力施加到第二凸轮件218和219以及第一凸轮件143和153，使得可以保持第一主体30和第二主体50的特定角度或位置。
[0081]当第一主体30和第二主体50移动到形成180°的位置和不同于180°的其它位置时，至少由于第二凸轮件218和219的突起部与第一凸轮件143和153的连接凹部145和155之间的联接力、固定单元200的压力、和/或第一凸轮件143和153与第二凸轮件218和219之间的接触表面的摩擦力，铰链设备100相对于第一主体30在初始位置A与中间位置B之间移动,如图3所示。
[0082]第一凸轮件143和153连接到第一主齿轮140和第二主齿轮150的一个表面上以与第一主齿轮140和第二主齿轮150 —起旋转，而第二凸轮件218和219固定到推动部件210的一个表面。在这种情况下，由于第二凸轮件218和219的突起部如图10所示沿方向H(例如，水平线)设置，因此如果第一主体30和第二主体50以0°或360°相互折叠，则第二凸轮件218和219的突起部连接到第一凸轮件143和153的连接凹部145和155，使得可以将折叠状态稳定地保持在0°或360°的角度。
[0083]第二凸轮件218和219的突起部可以以不同于水平线H的角度形成。例如，第二凸轮件218和219的突起部可以以对应于第一主体30和第二主体50之间的角度(所述角度适于例如膝上型PClO的运算装置的使用)的角度形成。因此，可以根据本总体发明构思的示例性实施例将第一主体30和第二主体50锁定在各种角度。
[0084]第二凸轮件218或219可以具有相对于贯穿孔211或213设置在水平线H上的一个或多个突起部。设置在水平线H上的第二凸轮件218和219的这些突起部可以彼此不同以将第一主体30和第二主体50锁定在180°的状态或0°和360°的状态。可以根据将运算装置10的第一主体30和第二主体50保持处于0°和360°的状态的力、大约180°的状态的过渡力、或将运算装置10的第一主体30和第二主体50移动到0°与180°之间的状态或180°与360°之间的状态的力来确定第二凸轮件218或219的这些突起部之间的差异。这些突起部可以具有根据偏好或设计选择确定的尺寸。连接凹部145和155可以具有对应于突起的尺寸的尺寸。
[0085]参照图11和图12，电连接单元600设置在铰链设备100内以使第一主体30和第二主体50相互电连接。电连接装置600可以是柔性印刷电路板(FPCB)。FPCB可以较薄并可以在变形之后恢复到其初始形状。
[0086]电连接单元600可以具有形成为对应于第一驱动轴110和第二驱动轴120的形状的部分(或可以形成为整体上包围第一驱动轴110和第二驱动轴120)。
[0087]电连接单元600具有分别电连接到第一主体30和第二主体50的访问端子(未示出)的相对端部601和604。电连接单元600包括从相对端部601和604延伸并绕着第一驱动轴110和第二驱动轴120卷绕多次的第一卷绕部602和第二卷绕部605、例如沿着第一驱动轴110和第二驱动轴120延伸预定长度同时包围第一驱动轴110和第二驱动轴120的部分的第一延伸部603和第二延伸部606和使第一延伸部603和第二延伸部606相互连接的连接部607。电连接单元600内可以设有连接到第一主体30和第二主体50的导电线和覆盖该导电线的绝缘层。
[0088]参照图13，当第一主体30和第二主体50从0°旋转到180°时，电连接单元600的第一卷绕部602和第二卷绕部605根据其旋转角度在方向A、B和C上逐渐增加半径。即，如果第一主体30与第二主体50之间的旋转角度增加，则第一卷绕部602和第二卷绕部605松开,而如果旋转角度减小,则第一卷绕部602和第二卷绕部605恢复到其初始卷绕状态。
[0089]因此，电连接单元600具有防止例如当第一主体30和第二主体50以360°旋转时由绞合线缆产生的缠结的问题的结构，并自由地反作用于第一主体30和第二主体50的旋转，从而提高耐用性。此外，电连接单元600具有薄的厚度并与第一驱动轴110和第二驱动轴120紧密接触，使得与线缆相比较电连接单元600可以具有小体积，并有助于制造具有紧凑尺寸的铰链设备100。
[0090]根据该示例性实施例的铰链设备100包括总共四个齿轮，包括例如两个主齿轮140和150、以及例如两个中间齿轮310和320。然而，本总体发明构思不受限于此。如在以下的示例性实施例中所述，铰链设备可以仅包括两个主齿轮，可以提高齿轮之间的啮合力，并因此可以最小化齿隙现象。由于除了两个齿轮之外本示例性实施例的结构与图4-13的示例性实施例的结构相同，因此与图4-13的示例性实施例的的元件相同的元件由相同的附图标记表示，并且所述相同元件的详细说明被省略。以下说明不同的结构。
[0091]参照图14，分别固定到第一驱动轴110和第二驱动轴120的第一主齿轮140和第二主齿轮150相互齿接合。
[0092]压力部件400具有可与第一驱动轴110和第二驱动轴120滑动地连接的相对端部410和420，使得压力部件400在相反方向上将第一驱动轴110和第二驱动轴120朝向彼此推压。在这种情况下，压力部件400可以是与第一示例性实施例相同的S形板簧。
[0093]参照图15，压力部件400设置在基架101的第一支撑部件IOla与第二支撑部件IOlb之间。在这种情况下，压力部件400可以在连接电连接单元600之前设置在第一驱动轴110和第二驱动轴120上，以防止电连接单元600干扰压力部件400。[0094]如上所述，根据压力部件400和电连接单元600的组装顺序，电连接单元600在包围第一驱动轴Iio和第二驱动轴120的同时包围压力部件400。因此，当第一主体30和第二主体50旋转时，电连接单元600以与以上参照图13所描述的示例性实施例中的相同的方式操作。在图14和图15的本示例性实施例中，电连接单元600可以是具有较薄的厚度并可以在变形之后恢复到其初始形状的FPCB。
[0095]虽然已经显示和说明了本总体发明构思的多个示例性实施例，但是本领域的技术人员要认识的是在不背离发明构思的原理和精神的情况下可以在这些示例性实施例中进行改变，其中发明构思的范围限定在所附权利要求及其等效形式中。
【权利要求】
1.一种铰链设备，所述铰链设备使第一部件和第二部件相互连接，使得所述第一部件和所述第二部件能够相互折叠，所述铰链设备包括: 第一齿轮，所述第一齿轮设置在所述第一部件上； 第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第二部件上并与所述第一齿轮互锁；以及 压力部件，所述压力部件增强所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的啮合力。
2.根据权利要求1所述的铰链设备，其中，所述压力部件在相反方向上将所述第一齿轮和所述第二齿轮朝向彼此推压。
3.根据权利要求2所述的铰链设备，其中，所述压力部件由弹性材料制成并具有能够滑动地与所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴连接的相对端部。
4.根据权利要求1所述的铰链设备，还包括: 多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮上，使得所述第一齿轮和所述第二齿轮彼此互锁， 其中所述压力部件在相反方向上将所述多个中间齿轮朝向彼此推压。
5.根据权利要求4所述的铰链设备，其中: 所述多个中间齿轮包括与所述第一齿轮齿接合的第一中间齿轮和与所述第二齿轮齿接合的第二中间齿轮；以及 所述压力部件由弹性材料制成并具有能够与第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部，所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮分别与所述第一旋转轴和所述第二旋转轴连接。
6.根据权利要求3或5所述的铰链设备，其中，所述压力部件是S形板簧。
7.根据权利要求1所述的铰链设备，还包括: 固定装置，所述固定装置在所述第一部件和所述第二部件被设定为从O。至360°的角度的任一角度时在所述第一齿轮和所述第二齿轮中的每一个齿轮的轴向方向上推压所述第一齿轮和所述第二齿轮，以限制所述第一齿轮和所述第二齿轮的旋转并将所述第一部件和所述第二部件保持在设定的角度。
8.根据权利要求7所述的铰链设备，其中，所述固定装置包括: 与所述第一齿轮和所述第二齿轮各自的一侧接触的推动部件；和 弹性部件，所述弹性部件设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴上以朝向所述第一齿轮和所述第二齿轮弹性地支撑所述推动部件。
9.根据权利要求8所述的铰链设备，其中，所述弹性部件包括多个弹性垫圈。
10.根据权利要求7所述的铰链设备，其中，所述固定装置还包括凸轮结构，所述凸轮结构设置在所述推动部件与所述第一齿轮和所述第二齿轮之间以将所述第一部件和所述第二部件固定在预设角度。
11.根据权利要求10所述的铰链设备，其中，所述凸轮结构包括: 分别设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮上的多个第一凸轮件；和 能够拆卸地连接到所述多个第一凸轮件的多个第二凸轮件， 其中所述多个第一凸轮件和所述多个第二凸轮件彼此凹凸连接。
12.—种可折叠运算装置，包括: 具有计算功能的第一主体；第二主体，所述第二主体电连接到所述第一主体并具有显示功能；和至少一个铰链单元，所述至少一个铰链单元使所述第一主体和所述第二主体相互连接，使得所述第一主体和所述第二主体能够相互折叠， 其中所述铰链单元包括: 设置在所述第一主体上的第一齿轮； 第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第二主体上并与所述第一齿轮互锁；和 压力部件，所述压力部件增强所述第一齿轮与所述第二齿轮之间的啮合力。
13.根据权利要求12所述的运算装置，其中，所述压力部件在相反方向上将所述第一齿轮和所述第二齿轮朝向彼此推压，并且所述压力部件由弹性材料制成并具有能够与所述第一齿轮和所述第二齿轮的第一驱动轴和第二驱动轴滑动地连接的相对端部。
14.根据权利要求12所述的运算装置，还包括: 多个中间齿轮，所述多个中间齿轮设置在所述第一齿轮与所述第二齿轮之间，使得所述第一齿轮和所述第二齿轮彼此互锁， 其中所述压力部件在相反方向上将所述多个中间齿轮朝向彼此推压，并且所述压力部件由弹性材料制成并具有能够分别与所述多个中间齿轮的第一旋转轴和第二旋转轴滑动地连接的相对端部。
15.根据权利要求13或14所述的运算装置，其中，所述压力部件是S形板簧。
【文档编号】G06F1/16GK103453007SQ201310189826
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】朴泳宣 申请人:三星电子株式会社
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