专利名称：用于电子装置的机械铰链的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种铰链，更具体地，涉及一种具有可供电缆、 电线、光纤等穿过的通道的铰链。
背景技术：
许多电子装置具有两个装置部分，其通过一个或多个铰链连接以 便允许打开或闭合该装置。例如，具有翻盖设计的移动电话具有通 过铰链连在一起的盖子和机座部分。盖子通常包括显示屏。为了从 机座部分向显示屏传送信息及电力，必须具有从机座部分到显示屏 的信号线和电源线。希望的和有利的是，在铰链内设置通道以使这 些信号线和电源线能够从中通过。
发明内容
本发明提供了 一种具有一内部部分和一外部部分的铰链，以便为 具有两个装置部分的电子装置提供可旋转性，例如允许该装置打开 和闭合。内部部分具有限定了转动轴线的外围表面，以及沿着该轴 线的贯穿通道，该贯穿通道用于使电缆例如从一个装置部分连到另 一个装置部分。内部部分的外围表面具有一基本上与转动轴线垂直 的槽和一个或多个沿着该槽的凹痕。在外部部分上， 一连接到弹簧
一端的球轴承用于与槽接合。该弹簧布置在外部部分的通道内，弹 簧的另一端由销钉固定在外部部分上。
因此，本发明的第一个方面提供了一种铰链模块，其包括 第一铰链部分；
机械地连接到第 一铰链部分上的第二铰链部分，其中 第一4交链部分包括沿着主体轴线的贯穿通道；
贯穿通道外面的外围表面； 外围表面上与主体轴线基本垂直的槽； 第二铰链部分包括
第一端和相对的第二端；
位于第一端上的通孔，该通孔内表面的尺寸定为与第 一铰链部分外围表面接合，使得允许第二铰链部分能够 相对于第 一铰链部分围绕主体轴线转动；
通道，其第一通道端穿过通孔的内表面，第二通道端 朝向第二端延伸；
布置在通道内的弹簧，该弹簧具有位于第一通道端附 近的第一弹簧端，以及位于第二通道端处的第二弹簧端，
第二弹簧端由销钉固定；
突出件，例如球轴承，连接到第一弹簧端，突出件的
至少 一部分伸入通孔内用于与第 一铰链部分的外围表面
上的槽接合，第 一铰链部分具有沿槽分布的 一个或多个
凹痕，凹痕的深度大于槽的深度，因此当第二铰链部分
相对于第一铰链部分转动时，突出件可进一步伸入到通
孔内与凹痕接合。
第 一铰链部分可以具有限定了主体轴线的圆柱体或圓锥体，第二
铰链部分内径的尺寸定为与圆柱体或圆锥体相配，以便提供可旋转性。
本发明的第二方面提供了一种方法，其包括
可转动地将具有外围表面的第 一铰链部分与具有通孔的第二铰 链部分接合，其中第 一铰链部分的外围表面限定了 一条主体轴线， 第二铰链部分的通孔的内表面尺寸定为与外围表面相配，从而允许 第一铰链部分和第二铰链部分围绕第一铰链部分的主体轴线彼此相 对转动；
在第 一铰链部分上沿着主体轴线提供贯穿通道，并且在外围表面上提供与主体轴线基本垂直的槽，
在第二铰链部分上提供贯穿通道，其开口通过通孔的内表面； 在通道内的开口附近设置突出件，突出件的至少 一部分伸入内表 面与槽接合；以及
在基本上垂直于主体轴线的方向上将突出件压靠在槽内，其中弹 簧可布置在通道内用于推动突出件，使得突出件连接到第一弹簧端 而销钉连接到第二弹簧端以固定第二弹簧端，其中槽具有一个或多 个凹痕，以便允许当第二铰链部分相对第一铰链部分转动时，突出
件进一步伸入到通孔内部与凹痕接合。
本发明的第三方面提供了一种电子装置，其包括
第一装置部分；
第二装置部分；
至少一个铰链，用于将第一铰链部分机械地连接到第二铰链部分 上，该4交链包括
连接到第 一装置部分上的第 一铰链部分； 连接到第二装置部分上的第二铰链部分，其中 第一铰链部分包括
沿着主体轴线的贯穿通道；
贯穿通道外面的外围表面；
外围表面上与主体轴线基本垂直的槽及槽上的一个 或多个凹痕， 第二铰链部分包括
第一端和相对的第二端；
位于第一端上的通孔，该通孔内表面的尺寸定为与 第 一铰链部分的外围表面接合，使得第二铰链部分可相 对于第 一铰链部分围绕主体轴线转动；
通道，其第一通道端穿过通孔的内表面，其第二通 道端朝向第二端延伸；
布置在通道内的弹簧，该弹簧具有位于第一通道端附近的第一弹簧端，以及位于第二通道端处的第二弹簧
^山
"而；
连接到第一弹簧端的突出件，突出件的至少一部分
伸入通孔内与第 一铰链部分的外围表面上的槽接合；和 第 一 装置部分和第二装置部分之间的多条信号线，其中信号线穿 过第一铰链部分内的贯穿通道，该信号线可以是用来传送电信号的 导电线，至少一条导电线用于传送电力和一条光纤用来传送光信号。 本发明的第四方面提供了一种铰链模块，包括 在第 一铰链部分与第二铰链部分之间提供可旋转性的装置，第一 铰链部分具有限定了主体轴线的外围表面，第二铰链部分包括一具 有内表面的通孔，该内表面的尺寸定为与外围表面接合从而允许第 二铰链部分相对于第 一铰链部分围绕主体轴线转动，以提供所述可 旋转性；
在与第 一和第二铰链部分机械连接的两个装置之间给信号线提 供通道的装置，该通道装置沿着体轴线穿过第一铰链部分； 用于引导所述可旋转性的装置，包括
突出装置，其布置在第二铰链部分内用于伸入通孔中；和 外围表面上的槽，该槽与主体轴线基本垂直并且用于与该 突出装置接合，沿着槽具有一个或多个凹痕；和 使突出装置压靠入槽内的装置。
本发明的铰链可以提供许多优点。该铰链可用于较薄的产品并可 被做得很小或很大。该铰链可用在不同类型的装置上翻盖装置、 折叠装置和扭转装置。沿着内铰链部分的主体轴线的通道容纳电线， 该电线穿过电子装置的两个装置部分之间的铰链。根据各装置部分 的电线布置，电线可从通道的左面或右面穿过。内铰链部分上的贯 穿通道例如还可用于容纳操纵杆。由于这些模块的自身性质，该铰 链易于组装并且可重复利用。
参考图1 - 15阅读说明书，本发明将易于理解。
图1所示为根据本发明的一种实施方式的铰链。
图2所示为铰链的第一铰链部分的平面图。
图3所示为第一铰链部分的侧视图。
图4所示为第一铰链部分的横截面图。
图5所示为第一铰链部分的另一横截面图。
图6所示为铰链的第二铰链部分的平面图。
图7所示为第二铰链部分的侧视图。
图8所示为第二铰链部分的横截面图。
图9所示为第二铰链部分的另一横截面图。
图10所示为铰链的横截面图。
图lla所示为铰链的另一横截面图。
图llb所示为图lla的横截面图，其中第一铰链部分和第二铰链
部分处于另一相对位置上；
图12a所示为具有根据本发明的第一种实施方式的具有铰链的
装置的示意简图，该装置处于闭合位置。
图12b所示为图12a中的装置处于打开位置的示意简图。
图13a所示为具有根据本发明的另一种实施方式的带有铰链的
装置的示意简图，该装置处于闭合位置。
图13b所示为图13a中的装置处于打开位置的示意简图。
图14a所示为具有根据本发明的另一种实施方式的另一种具有
铰链的装置的示意简图，该装置处于打开位置。
图14b所示为图14a中的装置处于闭合位置的示意简图。
图15所示为位于两个装置部分之间穿过第一铰链部分的通道的
信号线。
具体实施例方式
根据本发明的 一 种实施方式的铰链，具有两个能够围绕 一 转动轴 线彼此相对转动的铰链部分。如图l所示，铰链10具有第一铰链部
ii分20,该第一铰链部分20可转动地连接到第二铰链部分60上。铰 链IO还具有一个沿着铰链转动轴线(RA)的通道40。
图2所示是第一铰链部分20的平面图。如图所示，通道40形成 于第一铰链部分20上。图4中所示为第一铰链部分20沿着4-4线 的截面图。第一铰链部分20的侧视图如图3所示。在图3中，第一 铰链部分20具有固定地连接在托架25上的接头30。接头30可以是 例如具有一定外径OD的圆柱体。该圆柱体限定了转动轴线RA。接 头30还具有沿着该圆柱体圆周的槽32。如图3所示， 一个或多个凹 痕34沿槽32制成。接头30沿着线5-5的横截面图如图5所示。
图4所示为第一铰链部分20沿着图2中的线4-4的横截面图。 在图4中可见，通道40是穿过接头30和托架25而形成的通孔，该 通孔在其整个长度上直径相等。然而，通道40还可以是不规则形状， 只要能够在由铰链机械地连接的两个装置部分之间提供足够的通道 给必须的信号线和电源线就行。
图5所示为接头30沿着图3中5-5线所示的槽32的横截面图。 该横截面显示，槽32占据了接头30的整个圆周并且沿着槽有四个 凹痕34。然而，槽32可以只占据圆周的一部分。凹痕的数量可以是 一个、两个或更多个，而且这些凹痕不必等距离分布。
第二铰链部分60的平面图如图6所示。如图所示，第二铰链部 分60的一端具有通孔65。通孔65的内径ID与第一铰链部分20上 的接头30的外径OD匹配。第二铰链部分60具有保持弹簧72的销 钉74 (参见图8和9 )，球轴承70连接到弹簧72上。第二铰链部 分60沿线8-8的横截面图如图8所示。第二铰链部分60的侧视图 如图7所示。通孔65的纵向轴线与转动轴线RA重合。第二铰链部 分60沿线9-9的横截面图如图9所示。
图8所示为第二铰链部分60沿图6中8-8线的横截面图。图8 是第二铰链部分60沿图7中9-9线的另一横截面图。从图8和9 可知，通孔65在其整个长度上直径相等。第二铰链部分60具有容 纳弹簧72的通道76。弹簧72的一端由销钉74固定。弹簧72的另一端连接在可能够塞入通孔65的球轴承70内，因此当第一和第二 铰链部分装配在一起后，球轴承70可接合在接头30上的槽32和凹 痕34中。
根据本发明的一种实施方式，装配后的铰链10的截面图如图10 所示。图IO是将图4和图8中所示的第一和第二铰链部分的截面图 组合在一起的图。如图IO所示，槽32的尺寸定为当第一和第二铰 链部分沿着转动轴线RA相对彼此转动时与球轴承70接合。
图lla和Ub所示为装配后的铰链10的另一截面图。根据第一 铰链部分20与第二铰链部分60之间的转角，球轴承70可与槽32 接合，如图lla所示，或与凹痕34接合，如图llb所示。
根据本发明的铰链的工作原理为，压缩弹簧72垂直于铰链10 的转动轴线RA定位，以使球轴承70抵靠在接头32上的槽32。由 于第一铰链部分20相对第二铰链部分60转动，球轴承70被压入围 绕槽32的更深的凹痕34中。凹槽和凹痕装置提供了铰链的一个或 多个卡入-止动位置。凹痕的形状和深度确定了铰链的扭矩特性。
通过对凹痕的适当设计，从止动位置沿一个方向转动的扭矩可与 沿相反方向转动的扭矩不同。对于图1至lib中所示的铰链10,其 转动角可以是360度。然而，该转角受到设在第一和第二部分之间 的阻挡机构的限制。
根据本发明的铰链可用于机械地连接装置的两个部分。例如，一 个或多个铰链可用于移动电话的盖子与主机之间的机械连接。通道 40可用于盖子与主机之间的电线和光缆通过。铰链还可以有多种不 同的结构以适于装置的设计。例如， 一个或多个铰链IO可用在如图 12a和12b所示的翻盖装置1上。如图所示，第一铰链部分20安装 在第一装置部分2上，第二铰链部分60安装在第二装置部分3上。 从装置1的侧视图可见，第一装置部分3可对于第二装置部分3转 动以打开或闭合装置1。
同样的铰链还可用于扭转型装置中。图13a和13b所示为具有第 一装置部分4和第二装置部分5的扭转型装置1的平面图。第一装置部分4可以是一个盖子或面板，第二装置部分5可以是个机座部
分。当该装置闭合时，盖子基本上与机座部分一致，如图13a所示。 盖子可对于机座部分横向地转动以打开该装置，如图13b所示。
在另一种构造中，铰链60具有两个通孔、两个弹簧和两个球轴 承(未示出)，以与两个铰链部分20的接头30接合。每个铰链部 分20均具有通道40。因此，铰链可用在折叠型装置上，如图14a和 14b所示，其分别示出了打开位置和一个闭合位置。
当一个或多个铰链用于电子装置时，例如如图12a至14b所示地 那些电子装置，铰链中的通道40可用于供通过铰链机械地连接的不 同装置部分之间的信号线穿过。如图15所示，多条信号线80穿过 通道40，使得信号线80的一端可以布置在第一装置部分上，另一端 布置在第二装置部分上。信号线80可包括用于在装置部分之间传送 电信号及电能的导电线和电缆、用于在装置部分之间传送光的光纤 和用于在装置部分之间提供电能的电线。
总而言之，本发明的铰链模块包括在第 一铰链部分与第二铰链部 分之间提供可旋转性的装置，第一铰链部分具有限定了主体轴线的 外围表面，第二铰链部分包括一具有内表面的通孔，该内表面的尺 寸定为与外围表面接合从而允许第二铰链部分相对于第一铰链部分 围绕主体轴线转动，由此提供所述可旋转性，还包括用于引导所述 可旋转性的装置。该导向装置还包括布置在第二铰链部分上的突出 装置，用于伸入通孔内；以及一个在外围表面上基本与主体轴线垂 直的槽，用于与该突出装置接合。所示的突出装置为一球轴承。铰 链模块还包括用于在与第 一和第二铰链部分机械地连接的两个装置 部分之间提供信号线通道的装置，该通道装置沿着主体轴线穿过第 一铰链部分制成，铰链模块还包括用于使突出装置压靠在槽上的推 动装置。所示通道装置为通道，而所示推动装置为一个弹簧，该弹 簧的 一 端连接在球轴承上而另 一 端由销钉固定。
本发明的铰链提供了许多优点。该铰链可用于较薄的产品并可被 做得很小或很大。沿着内铰链部分的主体轴线的贯穿通道容纳了电缆，该电缆穿过电子装置的两装置部分之间的铰链。根据装置部分 的布线，电缆可从通道的左面或右面穿过。内铰链部分上的贯穿通 道例如还可用于容纳才喿纵杆。
尽管针对本发明的 一 种或多种实施方式对本发明进行了说明，但 是本领技术人员应当理解，在不超出本发明的保护范围的情况下， 可以对这些实施方式的形式和细节做出上述和其它改变、省略或偏 差。
权利要求
1. 一种铰链，其特征在于第一铰链部分；机械地连接到所述第一铰链部分上的第二铰链部分，其中所述第一铰链部分包括沿着主体轴线的贯穿通道；所述贯穿通道外面的外围表面；在所述外围表面上与所述主体轴线基本垂直的槽，以及所述第二铰链部分包括第一端和相对的第二端；位于所述第一端上的通孔，该通孔的内表面的尺寸定为与所述第一铰链部分的外围表面接合，使得所述第二铰链部分能够相对于所述第一铰链部分围绕所述主体轴线转动；通道，其第一通道端延伸穿过所述通孔的内表面，第二通道端朝向所述第二端延伸；布置在所述通道内的弹簧，该弹簧具有位于所述第一通道端附近的第一弹簧端，以及位于所述第二通道端处的第二弹簧端；和连接到所述第一弹簧端的突出件，所述突出件的至少一部分伸入所述通孔内，以便与所述第一铰链部分的外围表面上的槽接合。
2. 如权利要求l所述的铰链，其特征在于，所述外围表面上的 槽具有一定槽深，所述外围表面还包括沿所述槽设置的一个或多个凹痕，所述凹痕的深度大于所述槽深，从而当所述第二铰链部分相 对于所述第 一铰链部分转动时，所述突出件可进一步伸入所述通孔 内与所述凹痕接合。
3. 如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述突出件包括球轴承。
4. 如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一铰链部分 包括圆柱体。
5. 如权利要求l所述的铰链，其特征在于，所述第一铰链部分包括圆锥体。
6. 如权利要求1所述的铰链，其特征在于，还包括用于固定所 述第二弹簧端的销钉。
7. 如权利要求l所述的铰链，其特征在于，所述第一铰链部分 还包括从所述外围表面的 一 部分延伸出的托架。
8. —种方法，其特征在于可转动地将具有外围表面的第 一铰链部分与具有通孔的第二铰 链部分接合，其中所述第 一铰链部分的外围表面限定了主体轴线， 所述第二铰链部分的通孔具有内表面，该内表面的尺寸定为与外围 表面结合，使得所述第 一铰链部分和第二铰链部分能够围绕所述第 一铰链部分的主体轴线;波此相对转动；在所述第一铰链部分上沿着主体轴线提供贯穿通道，并且在外 围表面上提供与所述主体轴线基本垂直的槽，在所述第二铰链部分上提供一通道，该通道的开口穿过所述通 孔的内表面，和在所述通道内的开口附近设置突出件，使得所述突出件的至少 一部分伸入所述内表面中以与所述槽接合。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于述槽内。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于 在所述通道内设置用于推动所述突出件的弹簧。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述弹簧具有第一弹簧 端和第二弹簧端，所述方法的特征还在于将所述突出件连接到所述第一弹簧端，以及将所述第二弹簧端 固定到所述通道。
12. 如权利要求11所述的方法，其中所述槽具有一定槽深，所述方法的特征还在于在所述第一铰链部分上沿所述槽提供一个或多个凹痕，所述凹 痕的深度大于所述槽深，使得当所述第二铰链部分相对于所述第一 铰链部分转动时，允许所述突出件进一步伸入所述通孔内与所述凹痕接合。
13. —种电子装置，其特征在于 第一装置部分； 第二装置部分；至少一个铰链，用于将所述第一装置部分机械地连接到所述第 二装置部分上，该铰链包括连接到所述第一装置部分上的第一铰链部分； 连接到所述第二装置部分上的第二铰链部分，其中， 所述第一铰链部分包括沿着主体轴线的贯穿通道；贯穿通道外面的外围表面；外围表面上与主体轴线基本垂直的槽，和 所述第二铰链部分包括第一端和相对的第二端；位于所述第一端上的通孔，该通孔的内表面的尺寸定 为与所述第 一铰链部分的外围表面接合，使得所述第二铰 链部分能够相对于所述第一铰链部分围绕主体轴线转动；通道，其第一通道端延伸穿过所述通孔的内表面，其 第二通道端朝向所述第二端延伸；布置在所述通道内的弹簧，该弹簧具有位于所述第一 通道端附近的第 一 弹簧端，以及位于所述第二通道端处的 第二弹簧端；以及连接到所述第一弹簧端的突出件，所述突出件的至少 一部分伸入所述通孔内用于与所述第一4交链部分的外围表面上的槽接合；所述第一装置部分和所述第二装置部分之间的多条信号线，其 中，所述信号线穿过所述第一铰链部分内的贯穿通道。
14. 如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，布置在所述 外围表面上的槽具有一定槽深，并且所述外围表面还包括一个或多 个沿着槽设置的凹痕，所述凹痕的深度大于所述槽深，使得当所述 第二铰链部分相对于所述第 一铰链部分转动时，所述突出件能够进 一步伸入所述通孔内与所述凹痕接合。
15. 如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，所述信号线 包括用来传送电信号的导电线。
16. 如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，所述信号线 包括至少一条用于传送电能的导电线。
17. 如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，所述信号线 包括用来传送光信号的光纤。
18. —种铰链模块，其特征在于用于在第 一铰链部分与第二铰链部分之间提供可旋转性的装 置，所述第一铰链部分具有限定了主体轴线的外围表面，所述第二 铰链部分包括一具有内表面的通孔，该内表面的尺寸定为与所述外 围表面接合，使得允许所述第二铰链部分相对于所述第 一铰链部分 围绕所述主体轴线转动，以提供所述可旋转性；用于在与所述第 一铰链部分和第二铰链部分机械地连接的两个 装置部分之间给信号线提供通道的通道装置，该通道装置沿着所述 主体轴线穿过所述第一铰链部分；和用于引导所述可旋转性的装置，包括突出装置，其布置在所述第二铰链部分内，用于伸入所述通孔内；以及在所述外围表面上与所述主体轴线基本垂直的槽，该槽用 于与所述突出装置接合。
19. 如权利要求18所述的铰链模块，其特征在于用于将所述突出装置压靠在槽内的装置。
20.如权利要求18所述的铰链模块，其特征在于 所述外围表面上的槽具有一定槽深，所述外围表面还包括一个 或多个沿着所述槽分布的凹痕，所述凹痕的深度大于所述槽深，使 得当所述第二铰链部分相对于所述第 一铰链部分转动时，所述突出 装置能进一步伸入到所述通孔内与所述凹痕接合。
全文摘要
本发明涉及一种具有一内部铰链部分和一外部铰链部分的铰链，该铰链用于使具有两个装置部分的电子装置具备可旋转性，例如允许该装置打开和闭合。内部铰链部分具有限定了转动轴线的外围表面，以及沿着该轴线的贯穿通道，用于使电缆从一个装置部分连到另一个装置部分。内部铰链部分的外围表面具有一与转动轴线基本上垂直的槽。在外部铰链部分上，一连接到弹簧一端的球轴承用于与槽接合。该弹簧布置在外部铰链部分的通道内，弹簧的另一端由销钉固定在外部铰链部分上。槽上的一个或多个凹痕使铰链的卡入-止动位置能够作用。
文档编号H04M1/02GK101467427SQ200780021688
公开日2009年6月24日 申请日期2007年5月29日 优先权日2006年6月14日
发明者R·巴尼特 申请人:诺基亚公司