专利名称：在电子装置中提供电连接的简单铰链单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及广泛用于各种领域的铰链单元。
背景技术：
例如，日本专利公开(JP-B)No.3145652和No.3220412披露了装入移动电话机中的铰链单元。该铰链单元机械并可转动地连接移动电话机的操作部分和显示器部分，从而显示器部分能够开启，例如相对于操作部分开启到180°角。显示器部分和操作部分与铰链单元的机械连接独立地由电缆电连接。
然而，上述铰链单元的缺点在于需要大量的部件且组装复杂，因为操作部分和显示器部分之间的电连接和机械连接单独设置。
发明内容
本发明的目的是提供一种铰链单元，该铰链单元需要减少数量的部件并且组装简单。
本发明的其它目的随着描述的进行将变得清楚。
根据本发明的一方面，提供一种用于电子装置的铰链单元，所述用于电子装置的铰链单元，所述铰链单元包括轴；保持所述轴的一部分的第一部件，所述第一部件相对于所述轴不可转动并且不可轴向移动；电路板，所述电路板具有围绕所述轴的其它部分卷绕的柔性部分；相对于所述轴可转动但不可轴向移动的第二部件；沿轴向方向朝向所第二部件的中间件，所述中间件相对于所述轴不可转动但可轴向移动；弹性件，所述弹性件介于所述轴和所述中间件之间并且沿轴向方向朝向所述第二部件对所述中间件施加作用力；以及使所述第二部件和所述中间件彼此沿转动方向接合的接合结构，所述接合结构响应于施加在所第二部件和所述中间件之间的转动力利用弹性件的激励释放所述第二部件和所述中间件之间的接合。
图1A是用于描述将根据本发明实施例的铰链单元安装到电子装置的第一步骤的透视图；图1B是将铰链单元安装到电子装置的第二步骤的透视图；图2A是安装有铰链单元的电子装置的前透视图，其中电子装置处于初始状态；图2B是对应于图2A的后透视图；图2C是安装有铰链单元的电子装置的前透视图，其中电子装置处于操作状态；图2D是对应于图2C的后透视图；图3是铰链单元和将与其连接的照相机模块的分解透视图；图4A是包括在铰链单元中的轴的透视图；图4B是包括在铰链单元中的电路板(FPC)的透视图；图5是用于描述铰链单元的第一组装步骤的透视图；图6是用于描述铰链单元的第二组装步骤的透视图；图7是用于描述铰链单元的第三组装步骤的透视图；图8是用于描述铰链单元的第四组装步骤的透视图；图9是用于描述铰链单元的第五组装步骤的透视图；图10是用于描述铰链单元的第六组装步骤的透视图；图11是用于描述铰链单元的第七组装步骤的透视图；图12是组装步骤完成后的铰链单元的透视图；图13A是图4A中所示的轴的部分的放大透视图；图13B是从一侧观看的包括在铰链单元中的盖子的放大透视图；图13C是从另一侧观看的盖子的放大透视图；图13D是包括在铰链单元中的第三壳体元件的放大透视图；图14A是包括在铰链单元中的第一壳体元件的放大透视图；图14B是包括在铰链单元中的第二壳体元件的放大透视图；图15A是描述当照相机模块处于初始状态时FPC的柔性部分的绷紧状态的放大透视图；图15B是描述当照相机模块处于转过180°的状态时FPC的柔性部分的伸展状态的放大透视图；图16A是当照相机模块处于初始状态或处于转过180°的状态时铰链单元的放大透视图；图16B是除了拆去轴之外类似于图16A的放大透视图；图16C是当照相机模块从初始状态或转过180°的状态转动大约20°时铰链单元的放大透视图；以及图16D是除了拆去轴之外类似于图16C的放大透视图。
具体实施例方式
下面将针对根据本发明实施例的铰链单元进行说明。该铰链单元能够用于装有照相机的电子元件。
首先将参照图1A、1B和2A至2D针对装有照相机的电子装置进行描述，以促进对本发明的理解。如图1A和1B所示，作为第一装置元件的照相机模块12通过利用铰链单元14装入作为第二装置元件的电子装置19中。如图1A中所示，初步与照相机模块12连接的铰链单元14分别由上保护器15和下保护器16从其上下侧夹持。其次，如图1B中所示，铰链单元14分别由电子装置19的上主体17和下主体18的上支撑部分17-1和下支撑部分18-1从其上下侧夹持。
以上述方式，照相机模块12通过图2A和2B中所示的铰链单元14可转动地连接到电子装置19。在图2C和2D中，照相机模块12转动180°。
下主体18具有设有诸如LCD的显示器部分的表面，以及操作部分18-2。通过操作操作部分18-2，当确认目标在显示器部分时，前视图和用户自身可以作为目标分别以图2A和2B中所示的状态和图2C和2D中所示的状态进行拍摄。
下面将参照图3描述铰链单元14的各个元件。
铰链单元14包括作为电路板的柔性板(FPC)、轴2、第一壳体元件3、第二壳体元件4、停止器5、螺旋弹簧6、盖子7、第三壳体元件8以及E状卡环9。后面将详细描述铰链单元14的组装。
压连接型连接器10和11、照相机模块12、配合金属件13以及板到板连接器15被组合到铰链单元14。从而形成照相机模块初步连接到其上的铰链单元14。
如图4A所示，轴2具有第一转动停止器2-1，第一转动停止器2-1呈长方形凸缘状并且形成在轴2的一端的附近。轴2具有第二转动停止器2-2(后面将详细描述)，第二转动停止器2-2在距离轴2的另一端一定距离处形成。
如图4B中所示，柔性板1具有初步连接到其一端的双面胶带1-1。通过双面胶带1-1，柔性板1在第一转动停止器2-1和第二转动停止器2-2之间固定到轴2。柔性板1还具有作为柔性部分的可弯曲部分1-2、固定部分1-3、连接器配合部分1-4以及屏蔽层1-5。可弯曲部分1-2以多圈的形式围绕轴2卷绕。
下面将参照图5至12描述照相机模块12和铰链单元14的组件的一系列组装步骤。
首先，FPC1卷绕并且固定在其上的轴2如图5中的箭头所示由第一壳体元件3和第二壳体元件4夹持并固定。第一壳体元件3和第二壳体元件4的组合将称为第一部件。第一部件设有转动停止器3-1。转动停止器3-1与轴2的第一转动停止器2-1接合，从而第一部件相对于轴2不可转动。轴2的第一转动停止器2-1与第一壳体元件3和第二壳体元件4还沿轴向方向接合，从而第一部件相对于轴2不可轴向移动。
停止器5如图6中的箭头所示连接到FPC1的固定部分1-3。板到板连接器15连接到FPC1的连接器配合部分1-4。在大多数情况下，在组装步骤之前板到板连接器15初步焊接并连接到FPC1的连接器配合部分1-4。
如图7中的箭头所示作为弹性件的螺旋弹簧6、作为覆盖螺旋弹簧6的中间件的圆筒盖子7以及管状第三壳体元件8相继连接。进一步地，E状卡环9如图8中的箭头所示连接到轴2，从而防止第三壳体元件8从轴2脱落。因此，第三壳体元件8相对于轴2可转动并且不可轴向移动。从而，第三壳体元件8相对于包括第一壳体元件3和第二壳体元件4的第一部件可转动。第三壳体元件8可以称为第二部件。
如图7和8所示，盖子7插入第三壳体元件8的内部中。螺旋弹簧6设置在盖子7的内部。盖子7设有形成在其第一轴向端的向内的凸缘7-1。螺旋弹簧6以压缩状态设置在向内的凸缘7-1和第二转动停止器2-2之间。在这种状态下，盖子7被螺旋弹簧6的恢复力朝向设置在第三壳体元件8的第一轴向端的轴向端板8-1施加作用力。第三壳体元件8具有覆盖部分8-2，所述覆盖部分沿轴向延伸且不仅覆盖盖子7和螺旋弹簧6，而且覆盖柔性板1的可弯曲部分1-2。
如图9中的箭头所示，压连接型连接器10插入第一壳体元件3中。此时，可以使用图3中所示的不同形式的压连接型连接器11。之后，如图10中的箭头所示照相机模块12插入第一壳体元件3中。
最后，如图11中箭头所示，固定金属件13连接到第一壳体元件3。从而如图12中所示完成具有照相机模块12的铰链单元14。
下面将进一步参照图13A至13D、14A和14B描述铰链单元14的详细结构。
轴2的第二转动停止器2-2如图13A中所示形成为非圆形凸缘状。盖子7设有配合转动停止器7-2，配合转动停止器7-2形成在开口在盖子7的第二轴向端的开口的内表面上。配合转动停止器7-2具有实质上等同于轴2的第二转动停止器2-2的外周表面的非圆形表面。盖子7的配合转动停止器7-2紧密地套在轴2的第二转动停止器2-2上，从而盖子7相对于轴2不可转动，但可轴向移动。
如图13C中所示，盖子7设有如上所述的形成在第一轴向端的向内的凸缘7-1。向内的凸缘7-1的外表面设有沿轴向方向延伸的凹部7-3。凹部7-3由一对侧壁限定，所述侧壁倾斜使得在截面中凹部7-3的开口比其底部宽。
另一方面，如图13D中所示，第三壳体元件8的轴向端板8-1设有在其内表面上形成并且沿径向方向延伸的凸起部分8-3。凸起部分8-3的形状适合于实质上紧密地沿轴向配合到凹部7-3中。当彼此配合时，凸起部分8-3和凹部7-3形成用于将第三壳体元件8和盖子7彼此沿转动方向接合的接合结构。当不小于预定值的转动力施加在第三壳体元件8和盖子7之间时，接合结构利用螺旋弹簧6的激励释放第三壳体元件8和盖子7之间的接合，后面将详细描述。为了提供转动力，第三壳体元件8具有非圆形外周表面并且被防止相对于电子装置转动。
第三壳体元件8如图13D中所示在其第二轴向端设有停止器8-4。如图14A和14B中所示，第一壳体元件3和第二壳体元件4设有停止器3-2和4-2，停止器3-2和4-2与停止器8-4协作限制第三壳体元件8的转角。通过选择停止器3-2、4-2以及8-4的位置，可以改变转角。这里，转角设定在180°。
如图15A所示，照相机模块12处于初始状态(即照相机模块12容纳在内部空间中，即照相机模块12保持在前视图拍摄位置)。如图15B中所示，照相机模块12转动了180°(即照相机模块12突出，即照相机模块保持在自身图像拍摄位置)。在图15A中，FPC1的可弯曲部分1-2松弛。在图15B中，可弯曲部分1-2绷紧。
图16A示出了照相机模块12处于初始状态或转过180°的状态下的转动制动器部分和咬合部分。在图16B中，轴2从图16A中的状态拆去。图16C示出了照相机模块12从初始状态或转过180°的状态转过大约120°的状态下的转动制动器部分和咬合部分。在图16D中，轴2从图16C中的状态拆去。
在图16A和16B中所示的状态下，形成在第三壳体元件8的内部的凸起部分8-3和盖子7的凹部7-3彼此配合。由于第一壳体元件3固定到轴2，因此当照相机模块12转动时轴2转动。由于抑制盖子7相对于轴2转动，因此盖子7与轴2一起转动。然而，盖子7沿轴向可滑动。从而，如图16C和16D中所示，当盖子7开始跟随轴2的转动而转动时，盖子7的凹部7-3与第三壳体元件8的凸起部分8-3分开。进一步地，盖子7沿轴向方向远离第三壳体元件8的轴向端板8-1移动，以将螺旋弹簧6压靠轴2的第二转动停止器2-2。从而，在螺旋弹簧6和第二转动停止器2-2之间产生的摩擦阻力用作转动制动，由此防止照相机模块12由于其重量而转动。在这种情况下，螺旋弹簧6和第二转动停止器2-2的组合将称为转动制动器部分。
从图16C和16D中所示的状态返回到图16A和16B中所示的状态，盖子7的凹部7-3朝向第三壳体元件8的凸起部分8-3并且盖子7被螺旋弹簧6推回。结果，盖子7的凹部7-3套靠在第三壳体元件8的凸起部分8-3上。此时，获得适当的咬合的感觉。在这种情况下，螺旋弹簧6、凹部7-3以及凸起部分8-3将称为咬合部分。
而且在这种状态下，螺旋弹簧6没有卸载，而是被压缩。由盖子7的凹部7-3穿过第三壳体8的凸起部分8-3移动所需要的作用力，照相机模块12保持在初始状态或转过180°的状态。
如立刻所述，上述铰链单元14可以容易地设有EMC保护。具体而言，诸如第一、第二以及第三壳体元件3、4、8的壳体形成件由金属或其表面形成有金属薄膜的树脂制成。另一方面，如图4B中所示，FPC1在从壳体形成件朝外暴露的部分设有导体材料的屏蔽层1-5。屏蔽层1-5连续延伸到固定部分1-3并且电连接到壳体形成件。采用这种结构，FPC1的可弯曲部分1-2不需要屏蔽层。从而，FPC1能够降低厚度，因此保持适当的柔性或可弯曲性。
尽管已经结合优选实施例描述了本发明，但是在不偏离本发明的权利要求限定的范围的情况下本领域所属技术人员可容易地以各种方式实施本发明。在上述内容中，描述了具有照相机模块的铰链单元。作为选择，板到板连接器可以安装在FPC的相对端软上，而不必安装照相机模块。在这种情况下，FPC的另一端具有类似的结构。铰链单元不仅可以用于装备有照相机模块的电子装置，而且可以用于各种电子装置，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)以及笔记本型个人计算机。
权利要求
1.一种用于电子装置的铰链单元，所述铰链单元包括轴；保持所述轴的一部分的第一部件，所述第一部件相对于所述轴不可转动并且不可轴向移动；电路板，所述电路板具有围绕所述轴的其它部分卷绕的柔性部分；相对于所述轴可转动但不可轴向移动的第二部件；沿轴向方向朝向所第二部件的中间件，所述中间件相对于所述轴不可转动但可轴向移动；弹性件，所述弹性件介于所述轴和所述中间件之间并且沿轴向方向朝向所述第二部件对所述中间件施加作用力；以及使所述第二部件和所述中间件彼此沿转动方向接合的接合结构，所述接合结构响应于施加在所第二部件和所述中间件之间的转动力利用所述弹性部件的激励释放所述第二部件和所述中间件之间的接合。
2.根据权利要求1所述的铰链单元，其中所述接合结构具有形成在所述中间件上的凹部以及形成在所述第二部件上以沿轴向方向配合到所述凹部的凸起部分。
3.根据权利要求1所述的铰链单元，其中所述第一部件具有第一壳体元件以及连接到所述第一壳体元件的第二壳体元件，所述轴保持在所述第一壳体元件和所述第二壳体元件之间。
4.根据权利要求3所述的铰链单元，还包括使所述轴与所述第一壳体元件和所述第二壳体元件彼此沿转动方向接合的第一转动停止器。
5.根据权利要求1所述的铰链单元，其中所述第二部件具有盖子部分，所述盖子部分沿轴向方向延伸以覆盖所述柔性部分。
6.根据权利要求1所述的铰链单元，其中所述中间件呈圆筒形并且围绕所述轴配合并且轴向可移动，所述铰链单元还包括沿转动方向将所述轴和所述中间件彼此接合的第二转动停止器。
7.根据权利要求6所述的铰链单元，其中所述第二转动停止器围绕所述轴突起，所述弹性件沿轴向方向介于所述第二转动停止器和所述中间件之间。
8.根据权利要求7所述的铰链单元，其中所述弹性件具有压缩螺旋弹簧。
9.根据权利要求8所述的铰链单元，其中所述中间件具有向内的凸缘，所述压缩螺旋弹簧以压缩状态介于所述第二转动停止器和所述向内的凸缘之间。
10.根据权利要求9所述的铰链单元，其中所述第二部件具有覆盖所述中间件、所述压缩螺旋弹簧以及所述柔性部分的盖子部分。
11.根据权利要求10所述的铰链单元，其中所述第一部件和所述第二部件具有导电结构。
12.一种电子装置，包括权利要求1所述的铰链单元；连接到所述第一部件的第一装置元件；以及连接到所述第二部件的第二装置元件。
13.根据权利要求12所述的电子装置，其中所述第一装置元件是照相机模块。
全文摘要
一种用于电子装置的铰链单元(14)，其中轴(2)具有由不可转动并且不可轴向移动的第一部件(3、4)保持的一部分。电路板(1)的柔性部分(1－2)围绕所述轴的其它部分卷绕。第二部件(8)相对于轴可转动但不可轴向移动。中间件(7)沿轴向方向朝向第二部件并且相对于轴不可转动但可轴向移动。通过介于轴和中间件之间的弹性件(6)，中间件沿轴向方向被推向第二部件。第二部件和中间件通过接合结构沿转动方向彼此接合。所述接合结构响应于施加在所第二部件和所述中间件之间的转动力利用弹性件的激励释放所述接合。
文档编号H01R35/02GK1599380SQ200410082548
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月20日 优先权日2003年9月19日
发明者茨木和昭, 樋口真佐央, 原田晴之 申请人:日本航空电子工业株式会社