专利名称：具有自含枢轴铰链的无线电话机的制作方法
技术领域：
本发明涉及可折叠的、便携式无线电话机，尤其涉及用于铰接可折叠的、便携式无线电话机机壳的装置。
便携式蜂窝电话机的应用与日俱增，促使用户实际在任何地方都可利用无线系统进行电话通信。该便携式电话机把低瓦数、射频信号发送到可以与常规陆线电话系统连接的接收站。
具有由某种类型的枢轴铰链连接的两个机壳且允许这两个机壳相互折叠到的便携蜂窝电话机已属本专业公知的技术。某些已知的折叠式无线电话机把大多数电子部件置于一个称为主体的机壳上，而另一机壳称为“盖”，它一般含有电器部件比主体要少些。其它已知的折叠式无线电话机把全部电器部件设在主体上，盖上无电器部件。
一些已知的便携式蜂窝无线电话机利用如图7所示的一种枢轴铰链机构，该枢轴铰链机构具有弹簧742和铰销736、748，置于成形在盖706一个末端处的一个管状铰接臂724中。弹簧742置于铰销736、748之间，并总是从盖706到主体712向外施力到铰销736和748上。关于这些已知无线电话机的描述可参见1993年9月16日出版的PCT公开WO 93/18592及1994年1月4日公开的美国专利5,274,882。
虽然这种枢轴铰链机构适合于某些可折叠的无线电话机，但它不适合于所有的可折叠的无线电话机。这种已知的可折叠的无线电话机相当大，具有足够的体积和材料强度，以承受该弹簧向外直接施加的压力。又因它们相当大的外壳，故小的枢轴铰链元件可灵便地组装在无线电话机壳中。然而，可折叠的无线电话机日益强化的小型化趋势导致产生了更灵活的外壳。其结果是，在由已知的枢轴铰链机构所施加弹簧力的作用下，它们的外壳将会变形，而且，较小的外壳使得把铰链部件组装入该更小的无线电话外壳内变得更困难了。
据此，现在需要一种用以连接小型化且可折叠的无线电话机外壳的装置。
图1示出据本发明配置的无线电话机处在打开位置时的透视图；图2示出据本发明配置的无线电话机处在关闭状态时的透视图；图3示出据本发明配置的组装好的枢轴铰链的透视图；图4示出图3枢轴铰链装置的分解图；图5示出沿图2所示无线电话机沿转轴截取的剖面透视图；图6示出沿图1所示无线电话机沿转轴截取的剖面透视图；图7示出已知无线电话机的分解透视图；图8示出据本发明配置的另一个组装好的枢轴铰链的剖面透视图。
下文详述只是示范性和说明性的，不限制权利要求书限定的本发明。附图示出了本发明的一个实施例，并与该描述一起用以说明本发明原理。根据这些原理详细讨论本发明最佳实施例。
图1和图2示出本发明的可折叠的便携式无线电话机100的示范性实施例。这种便携式无线电话机100基本由主体101和盖103这两个明显部分组成。图1示出盖103处于“打开”位置，使无线电话机100的用户可经耳机105收听并对话筒107讲话。图2示出盖103处于“关闭”位置。主体101含有一个键盘109，其上具有从1到0、“#”和“*”多种按键，这与电话机配置安排相似。键盘109还可具有一些附加键，如电源、功能、发送以及其它与电话号码重叫有关的按键，主体101还具有天线201，用以实现无线电话机100与该蜂窝无线电话系统中一个基站(图中未示出)之间的通信。主体101还包括端口111，用以使该无线电话机100与外围部件相连接，例如电池充电器和外部天线、键盘、扬声器或话筒。
参考图3，图中示出了一个枢轴铰链301，用以把盖103连接到主体101上。图3示出下文详述的枢轴铰链301的完整组装好了的形式，而图4示出分解透视图形式。图5示出闭合状态的无线电话机100沿转轴截取的剖面透视图，组装好的枢轴铰链301置于盖103的空腔307和主体101的腔503中，铰链301置于盖103的一侧，盖103保持在打开或关闭位置。惰轮架505置于盖103相对侧，在盖103的空腔507和主体101腔509中。
枢轴铰链301设计得在闭合位置时盖103顶住键盘109，如图2和图5所示，在打开位置成一个钝角(例如θ＝148°)如图1和图6所示。尚且，该设计允许盖103过行程打开(例如θ＝176°)。参考PCT公开文件WO 93/18592，以充分理解已有技术在翻转盖103期间推动盖进入或退出其打开和关闭位置，使之推动盖103保持在其打开或关闭位置。
本发明最佳实施例的一个优点是枢轴铰链301无轴向力施加到主体101和盖103上。如图3所示，这是通过部分地定位该推动机构(下文详述)在一个桶(can)303内并把一个帽305固定到该桶303上、以固牢该推动机构而实现的。据此，该枢轴铰链301是一个自封锁(self enclosed)结构，它包含轴向的直接弹力。
本发明最佳实施例的另一优点是，构成枢轴铰链301的零件可以组装，与该无线电话机外壳无关。在枢轴铰链301组装好之后，当枢轴铰链301被放置在无线电话外壳中时，组装机来处理组装好的枢轴铰链301，而不是处理分立的零件。
下文描述本发明的细节。现描述本发明最佳实施例的枢轴铰链301、盖103、主体101的结构及组装。
如图4所示，枢轴铰链301含有由塑料材料构成的一个桶303。桶303通常是一个圆桶形、中空且一端封闭而另一端敞开。
桶303包括在其外表面436上形成的键321。键321以直线式的，并从桶303的开口端开始延伸到大约该桶303高度一半的位置。键321具有与表面463近似相交的平表面425，还具有平表面427、431和433，它们从平表面427侧伸与表面463吻合。如图3所示，当键321插入到成形后用于容纳该桶303的空腔307时，键321是用于使该枢轴铰链301相对于盖103对直，并可旋转地把桶303固定到盖103上，以在盖103旋转时，桶303随其转动。
在表面463上形成槽423，且通常是矩形。槽423是从桶303的开口端开始延伸到桶303大致一半的高度。它们沿直径方向彼此对称地以90°和180°放置，该角度是相对于若将平表面425与表面463相交形成的一条直线而言的。在每一个槽423的大约中央部位形成一个孔435，它从表面463延伸到桶303的内部表面465。
在表面465上形成有导槽437，通常是矩形的，它们是从桶303开口端形成并延伸大约到该桶303的整个高度。它们径向彼此对称地且相对地定位，若以平面425与平面463相交形成的直线而言，呈20°和200°角。
枢轴铰链301还含有推动机构，用以在盖103的转动过程中推动盖103进入或脱离其打开或关闭位置和推动盖103保持在打开和关闭位置。如图4所示，该推动机构包含弹簧405、凸轮404和凸轮随动件403，该推动机构产生轴向力，并把该轴向力转变成旋转力，以推动该盖保持在打开或关闭位置，并在盖的转动过程中推动盖103进入或脱离其打开或关闭位置。
弹簧405是用金属制成的，呈螺旋状，其外径小于该桶303的内径。如图5所示，弹簧405置于桶303之内。弹簧405可转动且在桶303内沿轴向滑动。弹簧405的一端与桶303的内表面还可转动地接触，另一端与凸轮404的一端可转动接触。弹簧405的内径、长度、及弹性系数对于凸轮404保持合适的轴向压力。
凸轮404由金属构成，且通常呈圆筒状并且中空。凸轮404的外径小于桶303的内径；因此该凸轮404可在桶303内轴向滑动，其一端是平的环状表面439，与弹簧405可旋转地接触，另一端成型为齿状面419，与凸轮跟随件403可滑动地接触。
凸轮404具有在其外表面467上形成的(两个)轨道417。轨道417是矩形的，彼此在径向上相对设置。它们从表面439边缘处开始，延伸至距该齿状面419一个预定距离。轨道417与导轨437轴向可滑动地接触，从而导引凸轮在筒303内的轴向运动。轨道417和桶303的导轨437也是相对于桶303与凸轮404对准的，并可转动地把凸轮404固定到桶303。因此，当桶303转动时，凸轮404随其一起转动。
凸轮跟随件403是由单块硬金属构成。该凸轮跟随件403具有四个不同的整体部分平板415、中间部分443、分级445和头部413。
中间部分443呈盘状，且坚硬，其直径小于桶303的内径，因此中间部分443可在桶303内轴向滑动。中间部分443在其一端有环状平表面447，而在另一端有环状平表面457。
台级445是盘状，其直径小于中间部分443的直径。台级445的一端与表面447接触且与之同圆心。另一端有平坦半圆形表面449，与头部413相接触。
头部413呈圆柱状，其直径等于台级445的直径，且柱体被切去一半形成与表面449相垂直的平表面461。头部413的一个平坦半圆状的末端与表面449相邻接，且头部413的周边和台级445的周边是对齐的。头部413的另一端有渐细的表面451，从头部413的柱表面延伸到在头413末端的一个平坦、半圆表面449。
如图5所示，渐细的表面451帮助校准枢轴铰链301进入主体101的空腔503，该腔被成形是用以容纳头部413的。而且，空腔503的平内壁和平表面461起键固单元的作用，以将该凸轮跟随件403可转动地固定到主体101。
平板415通常呈矩形，它邻接表面457设置且与之垂直，并与中间部分443相对准，该中间部分443的直径宽度延伸。平板415的这种取向使得该平板415的平面469与表面461相平行。平板415有自由端441，该自由端441渐细到一个圆边沿。
如图5所示，平板415和中间部分443置于桶303内。该桶303的内表面465是与平板415边缘和中间部分443的圆周表面可转动、可滑动地接触。而且，平板415的末端441与凸轮404齿状面419可滑动地接触。
鉴此，当盖103转动时，桶303和凸轮404与盖103一起 转动，且齿状面419在自由端441上可转动地滑动，为如下所述的轴向固定。而且，随着盖103的转动，在弹簧405压力的作用下凸轮依照齿状面419的导引而轴向移入桶303内。
枢轴铰链301最后包含一个帽305，如图4所示，它由单片金属构成。帽305有一个顶部453和两个臂409。
顶部453是一个平环，内径大于台级445的直径而外径近似等于桶303的直径。顶部453有一平坦环状表面445。
臂409呈矩形，每个臂409的一端与顶部453的边缘相连，且每个臂都与表面445垂直。(两个)臂409是彼此180°正对设置的。从构成臂409的金属冲压出的两个倒钩411位于靠近臂409的另一端处。
如图4和图5所示，在组装枢轴铰链301时，顶部453的内径与台级445的周边可转动、可滑动地接触，臂409置于桶303的导槽423内，而倒钩411锁入孔435内。该倒钩和臂可转动地将顶部453固定到桶303上，结果是使帽305与盖103一起转动。
重要的是，倒钩411锁进孔435还把帽305轴向地固定到桶303。由于桶303和帽305的互锁结构，可使由压缩的弹簧405产生的轴向力能由桶303和帽305承受。如图5所示，当把帽305定位于桶303上时，帽305轴向固定了凸轮跟随件403，经过表面455地一轴向力施加到台级445的表面447上。所以，凸轮跟随件403由帽305支撑，施加一上与弹簧405加到凸轮404的压缩力相反的力。
如此构形的实施例提供了优于先有技术许多的优点。例如，由于枢轴铰链301将弹簧405的压缩力包括在其自身结构之内，故无轴向力施加于无线电话机100的外壳上。又因该枢轴铰链301是自含的，故构成该枢轴铰链301的小零件可以进行组装，而与外壳无关，而且组装好的枢轴铰链可被简单地插入外壳的空腔中。为此，枢轴铰链301可被很快地安装且很少有误装。
本领域的技术人员承认，在本发明的无线电话机和这种无线电话机的结构中可做出多种修正和改变而不背离本发明的精神或范围。作为实例，另一个枢轴铰链301可取代惰轮架505，因而有两个枢轴铰链把盖103铰接到主体101上；可用其它类型和构形的推动机构推动该盖；枢轴铰链301的零件可由任何适合的材料制成，例如塑料或金属；键固件的形状可以是其它适合对这些元件进行对准和固定的形状；可改变提供铰链零件结合的键固件的位置，产生所希望的无线电话机100的打开和关闭位置。
尚且，无线电话机100的枢轴铰链301可由图8的枢轴铰链801所取代。枢轴铰链801包括一个桶803，具有一个开口端和一个部分封闭端811；一个帽805，固定在开口端上；一个推动机构，包括凸轮跟随件807，该凸轮跟随件具有置于桶803内的一端和与部分关闭端811相连接的另一端；一个凸轮809在桶803内，凸轮809具有与凸轮跟随件的一端相接触的一端及另一端；以及一个在桶803内的弹簧813，弹簧813的一端与凸轮的另一端接触而另一端与帽805接触。弹簧813产生一轴向力。利用键固件将凸轮跟随件807可转动地固定到桶803上，该键固件是由凸轮807的一个平坦表面815和部分封闭端811中的一个缝隙形成的。帽805由锁定到孔821中的倒钩819和设置在槽825中的臂823可转动地固定到桶803上。重要的是，锁定到孔821中的倒钩819还将帽805轴向地固定到桶803上。
权利要求
1.一种枢轴铰链，用以沿一个轴将无线电话机的盖和主体相接合，其特征在于，该枢轴铰链包括一个桶；一个推动机构，部分地置于该桶中，在该推动机构内产生一个轴向力并将该轴向力转变成旋转力以推动该盖保持在其打开和关闭位置；以及一个帽，固定到该桶上并与该推动机构相接触，其中所说的帽和桶在该枢轴铰链内包含轴向力。
2.如权利要求1的枢轴铰链，其特征在于，在盖的转动期间，该推动机械机构进一步推动该盖进入或脱离其打开和关闭的位置。
3.如权利要求1的枢轴铰链，其特征在于，进一步包括用于把该盖固定到该桶上的装置。
4.如权利要求1的枢轴铰链，其特征在于，该桶具有一个开口端和一个部分封闭端，该帽固定到开口端上；和该推动机构还包括一个凸轮跟随件，具有在该桶内的一端和与部分封闭的端相接触的另一端；一个凸轮，置于该桶内，该凸轮具有与凸轮跟随件的一端部接触的一端，该凸轮还有另一端，以及一个弹簧，置于该桶内，该弹簧的一端与该凸轮的另一端相接触，而该弹簧的另一端与该盖接触，该弹簧产生轴向力。
5.如权利要求1的枢轴铰链，其特征在于，该桶有一个封闭端；和该推动机构包括一个凸轮跟随件，具有在该桶内的一端，该凸轮跟随件与该帽接触；一个凸轮，置于该桶之内，该凸轮具有与凸轮跟随件的一端接触的一端，该凸轮还有另一端；以及一个弹簧，置于该桶内，该弹簧的一端与凸轮的另一端接触，而该弹簧的另一端与封闭端接触，该弹簧产生轴向力。
6.如权利要求5的枢轴铰链，其特征在于，该帽轴向地固定该凸轮跟随件。
7.如权利要求5的枢轴铰链，其特征在于，凸轮可转动地固定到该桶上，该枢轴铰链还包括用于把该凸轮可转动地固定到该桶上的装置。
8.一个无线电话机，包括一个主体；一个盖；和一个与该主体和该盖相耦连的枢轴铰链，用于沿一个轴铰接该主体和该盖，该枢轴铰链特征在于，包括一个桶；一个部分地置于该桶中的推动机构，在该推动机构内产生一个轴向力并将该轴向力转变成旋转力以驱策该盖保持在其打开和关闭位置；以及一个帽，固定到该桶上并与该推动机构相接触，其中所说的帽和桶在该枢轴铰链内包含轴向力。
9.如权利要求8的无线电话机，其特征在于，该枢轴铰链置于该轴的一端，该无线电话机还包括一个惰轮架，置于该轴的另一端，以便进一步连接该主体和该盖。
10.如权利要求8的无线电话机，其特征在于，该桶有一个封闭端；和该推动机构包括一个凸轮跟随件，具有在该桶内的一端，该凸轮跟随件与该帽接触；一个凸轮，置于该桶内，该凸轮具有与凸轮跟随件的端部接触的一端，该凸轮还有另一端；以及一个弹簧，置于该桶内，该弹簧的一端与凸轮的另一端接触，而该弹簧的另一端与封闭端接触，该弹簧产生轴向力。
全文摘要
无线电话机(100)具有沿一个轴铰接主体(101)和盖(103)的枢轴铰链(301)。枢轴铰链(301)含有轴向力，该力是通过把一个推动机构(403、404、405)置于桶(303)中并将帽(305)固定到桶(303)上而由该推动机构(403、404、405)产生的。
文档编号H04B1/38GK1138280SQ9610028
公开日1996年12月18日 申请日期1996年5月17日 优先权日1995年5月18日
发明者斯考特·罗伯特·威尔考克斯, 布列恩·朱·哈瑟莫, 史蒂芬·约翰·盖尼斯 申请人:摩托罗拉公司