便携式无线终端的旋转型铰链装置 【技术领域】
本发明涉及一种便携式无线终端的铰链装置，更具体的说涉及一种其利用了双轴向旋转的旋转型铰链装置，该装置可使折叠器旋转、远离便携式无线终端的终端机身而打开，同时可相对于终端机身旋转。
背景技术
可根据其形状来对通常的便携式无线终端进行分类。例如，存在有条型终端、翻转型终端、以及折叠型终端。
条型终端包括有一主机壳、数据输入组件、数据输出组件、接收器组件、以及传输器组件。在条型终端中，存在这样的一缺点，即因为键盘用作数据输入，其总是暴露在外面，由此导致键盘出现故障。此外，在其小型化的过程中由于要求接收器组件与传输器组件之间具有距离必备条件而使棒型终端受到限制。
翻转型终端通常包括一终端机身、一翻转盖、以及可使翻转盖旋转式地连接到终端机身上的一铰链装置。该终端机身上装配有数据输入组件、输出组件、接收器组件、以及传输器组件。该翻转盖用来遮盖住用作数据输入的键盘，由此可防止键盘出现故障，如与棒型终端有关的描述。然而，在其小型化的过程中由于要求接收器组件与传输器组件之间具有距离必备条件而使翻转型终端也受到限制。
折叠型终端通常包括一终端机身、一折叠器、以及可使折叠器旋转式的连接到终端机身上的一铰链装置。根据其旋转，折叠器可远离终端机身而打开或靠近终端机身而闭合。在已折叠的状态下，其中折叠器与终端机身相接触，便携式无线终端处于一种呼叫等待模式中，由此可防止用作数据输入地键盘出现故障。当折叠器旋转并远离终端机身而打开时，便携式无线终端处于通话模式，这确保传输器组件与接收器组件之间的距离足够最小。这种结构使得便携式无线终端微型化。为此，折叠型终端益发流行。
翻转型或折叠型终端的铰链装置可使翻转盖或折叠器旋转式地连接到终端机身上。然而，如果翻转盖或折叠器远离终端机身超过一预定角度而使其打开时，铰链装置迫使翻转盖或折叠器朝向其开启位置，而无需任何附加的外力。在小于预定角度时，铰链装置迫使翻转盖或折叠器与终端机身紧密接触(闭合)。
专利号为No.6292980、授予Yi et a1.的美国专利中公开了在翻转型或折叠型便携式终端装置中所使用的传统的铰链装置，通过参照其整个内容都包含在这里。所公开的铰链装置包括一铰链凸轮、一铰链轴、以及一铰链弹簧。该链轮凸轮和铰链轴上分别形成有山形部分和河谷形部分。该铰链弹簧收纳于铰链壳内并促使铰链凸轮与铰链轴紧密接触。将该铰链装置设计成可借助于山形部分和河谷形部分的环向曲面并通过铰链弹簧的弹力来打开或闭合便携式无线终端的翻转盖或折叠器。
尽管移动业务越来越多样化，并且便携式终端所提供的功能数目有所增加，但是传统的铰链装置仍停留在使便携式终端的翻转盖或折叠器远离终端机身而打开或靠近终端机身而闭合这样一个简单的功能。铰链装置的简单功能和操作限制了对便携式无线终端规格的改进。例如，限制了将某些装置添加到其使用各种其他类型的移动业务的终端上。除了终端的规格及款式这样的局限性之外，传统的铰链装置不能满足上述各种移动通信服务的要求以及顾客愿望。
发明内容
因此，针对上述问题而做出了本发明，并且本发明的一个目的就是提出了一种用于便携式无线终端的铰链装置，该装置有利于允许改变便携式无线终端的规格及款式。
本发明的另一目的就是提出了一种用于便携式无线终端的铰链装置，该装置可满足顾客的喜好。
本发明的又一个目的就是提出了一种用于便携式无线终端的铰链装置，该装置可使便携式无线终端的折叠器的前面和背面反转。
根据本发明的一方面，通过提供一种用于便携式无线终端的铰链装置可实现上述和其他目的，该装置安装在便携式无线终端的终端机身与折叠器之间，铰链装置具有用于终端机身和折叠器的打开操作及闭合操作的第一转轴、以及垂直延伸到第一转轴的第二转轴，并且在折叠器和终端机身被打开的状态下，该装置可使折叠器绕着第二转轴旋转。该铰链装置包括：一铰链壳，该铰链壳可绕着第一转轴旋转式地连接到终端机身上，在该铰链壳的内周表面的中心区域上在第一转轴的方向上形成有一对其突出以彼此相对的支架，该支架限定了位于其之间的内周表面上的一环向延伸支撑槽，并且该铰链壳进一步包括一第一开口，该第一开口朝着第二转轴的方向而使支架和支撑槽露出。该铰链装置进一步包括一轴支架单元，该轴支架上形成有从其下端向下延伸的一固定突出部，该固定突出部与支撑槽相对应，并且在环绕下端的铰链壳内周表面上形成有其具有一定深度的基座凹槽，当将固定突出部装配到支撑槽中时，轴支架限定了位于第一转轴方向上的一凸轮孔，并且在轴支架单元的上端形成有一第二开口，该第二开口朝着第二转轴的方向而使基座凹槽露出。铰链装置还包括一主轴单元和一卷簧。该主轴单元可旋转式的位于铰链装置一端上的基座凹槽中并且由位于一定位置上的第二开口来支撑，该主轴单元上形成有一轴凸轮，该轴凸轮可绕着位于轴支架单元的凸轮孔之内的第二转轴旋转。卷簧收纳于铰链壳的一侧并且可将一定的弹力提供给主轴单元的轴凸轮。
根据本发明的另一方面，提出了一种便携式无线终端的旋转型铰链装置，该装置安装在便携式无线终端的终端机身与折叠器之间，铰链装置具有用于终端机身和折叠器的打开操作及闭合操作的第一转轴、以及垂直延伸到第一转轴的第二转轴，并且在折叠器和终端机身被打开的状态下，该装置可使折叠器绕着第二转轴旋转。该铰链装置包括：一铰链壳，该铰链壳可绕着第一转轴旋转式的连接到终端机身上，该铰链壳在第一转轴的方向上形成有第一开口，该第一开口从其外周表面的中心区域延伸到与其一端相邻的一侧区域上并且使其内周表面的一部分露出，其中铰链壳的一端包括其上形成有一通孔的一敞口端。该铰链装置进一步包括一主轴单元、一铰链轴、一铰链凸轮、以及一卷簧。该主轴单元可通过第一开口而旋转式的连接到其位于铰链壳的纵向方向上的中心区域上的内周表面中，其中该主轴单元具有其可绕着铰链壳内的第二转轴旋转的一铰链凸轮。该铰链轴可相对于第一转轴旋转式的收纳于铰链壳中并且在其一端上形成有其通过敞口端的通孔而向外突出的铰链突起物以便将铰链轴固定到终端机身上，并且在铰链轴的另一端上形成有具有一曲面的河谷形部分。在铰链凸轮的一端上形成有可与河谷形部分滑动接触的一山形部分并且可根据铰链轴的转动而在铰链壳中做往复运动。该卷簧插入在铰链凸轮与主轴单元的轴凸轮之间并且提供了可使河谷形部分与山形部分彼此紧密接触的一弹力并且还为轴凸轮提供了一特定的弹力。
【附图说明】
结合随后的附图，从下述详细说明中可更加清楚的了解本发明的上述和其他目的、特征及其他优点，在附图中：
图1给出了根据本发明一实施例的便携式无线终端的旋转型铰链装置的分解透视图；
图2给出了如图1所示的铰链装置的铰链壳的透视图；
图3给出了如图1所示的铰链装置的主轴单元的透视图；
图4给出了如图1所示的铰链装置的轴支架单元的透视图；
图5给出了如图1所示的铰链装置的支架座的透视图；
图6给出了如图1所示的铰链装置的盖子的透视图；
图7给出了如图1所示的铰链装置的铰链轴的透视图；
图8给出了如图1所示的铰链装置的铰链凸轮的透视图；
图9给出了如图1所示的铰链装置的支座的透视图；
图10给出了如图1所示的铰链装置的装配状态的透视图；
图11给出了如图1所示的铰链装置的操作静止状态的透视图；
图12给出了在如图1所示的铰链装置的支座旋转了90°的角度的状态下的透视图；
图13给出了在如图1所示的铰链装置的支座旋转了45°的角度的状态下的透视图；
图14给出了如图1所示的铰链装置的轴凸轮和卷簧的装配状态的透视图；
图15给出了如图1所示的铰链装置的铰链轴和铰链凸轮的操作透视图；
图16给出了如图1所示的铰链装置与便携式无线终端之间的连接关系的放大透视图；
图17给出了如图1所示的铰链装置连接到便携式无线终端上的状态的透视图；
图18至20给出了其应用了如图1所示的铰链装置的便携式无线终端的操作透视图。
【具体实施方式】
现在，参考附加的附图对本发明的各种优选实施例进行详细的说明。在附图中，相同的或相似的元件由相同的附图标记来标注，尽管这些部件是在不同的附图中描述的。在下述说明中，当这里所包含的已知的功能和结构构成了本发明的内容而不会造成不清楚时，省去了对其的详细描述。同时，下述说明中所使用的术语是考虑到根据本发明所获得的功能而定义的术语。根据该说明书的整个内容来确定这些术语的定义，因为根据用户的选择和习惯可对其做出改变。
图1给出了根据本发明一实施例的便携式无线终端的旋转型铰链装置100的分解透视图。如图1所示，根据本发明一实施例的旋转型铰链装置100包括一铰链壳101、一主轴单元102、一支座105、一铰链轴102、一铰链凸轮202、一卷簧108以及其他部件。铰链装置100用于使折叠器旋转式的连接到便携式无线终端上。
图2给出了铰链装置100的铰链壳101的透视图，将该铰链壳配置成插入到终端机身中并绕着第一转轴A1旋转。第一转轴A1是便携式无线终端的折叠器和终端机身的打开及闭合轴。参考图2，铰链壳101上形成有第一开口111，该开口从其上表面的中心区域延伸到与其一端相邻的端部区域。铰链壳101上还形成有一狭缝117，该狭缝从上表面的中心区域延伸到与其另一端相邻的端部区域。该狭缝117用于提供软性印刷电路209(如图17所示)的通路通道，该软性印刷电路209提供了折叠器与终端机身的电连接。在铰链壳101的内周表面上形成有一对向内延伸的支架112a，该支架在其纵向中心区域上平行排列以彼此相对。平行的支架112a限定了位于其之间的环向延伸支撑槽113。每个支架112a上形成有在铰链壳101的纵向方向上延伸的第一固定孔112b。支架112a和支撑槽113通过第一开口111而露出于外面。此外，铰链壳101的内周表面上形成有导槽115。导槽115从一个支架112a纵向延伸到铰链壳101的一端。铰链壳101的一端包括其上形成有通孔114b的敞口端114a。
图3给出了铰链装置100的主轴单元102的透视图，以这样一种方式将该主轴单元102连接到铰链壳101上，该方式即就是主轴单元102可绕着在与第一转轴A1相垂直的方向上延伸的第二转轴A2旋转。参考图3，主轴单元102包括一转轴121、一特定形状的轴凸轮122、一特定形状的加固头部124。该轴凸轮122位于转轴121上以与其下端123相邻，以便转轴121的下端123超出了铰链凸轮122而向外突出，并且加固头部124位于转轴121的相对上端。铰链凸轮122具有形成于其相对侧上的第一和第二平面122a和122b、第一曲面122c以及一止动件122d。该第一曲面122c使分别离第二转轴A2有一段距离的第一和第二平面122a和122b的一端彼此相连。该止动件122d使分别离第二转轴A2有一段距离的第一和第二平面122a和122b的另一端彼此相连。曲面122c与第二转轴A2间的距离小于止动件122d与第二转轴A2间的距离。止动件122d用于限制轴凸轮122的旋转范围。主轴单元102的加固头部124连接到支座105上，由此可使支座105同时绕着主轴单元102旋转。支座105连接到便携式无线终端的折叠器上。
图4给出了铰链装置的轴支架单元103的透视图，该支架单元103用于将主轴单元102旋转式的连接到铰链壳101上。参考图4，轴支架单元103包括一支架131、一固定突出部135a、以及一第二开口133。当支架131连接到铰链壳101内部时，支架131将凸轮孔132限定在第一转轴A1的方向上。在这种连接的状态下，形成于支架131下端的固定突出部135a与形成于铰链壳101内部的支撑槽113相对应。第二开口133从支架131的一上缘在第一转轴A1的方向上延伸。在支架的下部内周表面上形成有一基座凹槽134。主轴单元102的下端123，尤其是转轴121可旋转式的位于该基座凹槽134中。第二开口133利用其端部区域来支撑主轴单元102的一特定位置，由此可使轴凸轮122在轴支架单元103的凸轮孔132中转动。固定突出部135a上形成有处于第一转轴A1方向上的第二固定孔135b。在将支架131的固定突出部135a装配到铰链壳101的支撑槽113中的状态下，第二固定孔135b与形成于铰链壳101的每个支架112a上的第一固定孔112b相通。
图5给出了铰链装置100的支架座104的透视图，该支架座是用于将轴支架单元103固定到铰链壳101的支撑槽113中的一部件。在支架座104的下端形成有一固定销141，并且在其上端形成有在与固定销141的相同方向上延伸的一对支钉143。固定销141穿过第一固定孔112b和第二固定孔135b，由此将轴支架单元103固定在铰链壳101上。一对支钉143限定了位于其之间的一特定开口145。开口1145环绕并支撑主轴单元102的下端123且支撑轴支架单元103的下部内周表面。因此，通过固定销141来固定轴支架单元103，并且同时，通过支钉143来支撑该轴支架单元103，由此将其保持在牢固的固定状态。
图6给出了铰链装置100的盖子106的透视图，该盖子106连接到铰链壳101的第一开口111上，以便闭合铰链壳101。参考图6，盖子106包括一盖板161、一第三开口162、以及多个紧固件163。第三开口162位于与盖板161的一端相邻的位置上，以便当盖子106连接到第一开口111上时第三开口162可与轴支架单元103的第二开口相通。第二开口133在第一转轴A1的方向上延伸，然而第三开口162最好是在与第二开口133不同的方向上延伸。这使得第三开口162和第二开口133可从不同的方向来支撑主轴单元102。当盖子106连接到铰链壳101上时，第三开口162在与第二开口的延伸方向相垂直的方向上延伸。
再次参考图1，在第一开口111处敞口的铰链壳101将一铰链轴201、一铰链凸轮202、一卷簧108、以及一垫圈片收纳于其中。
图7给出了铰链轴201的透视图，该铰链轴201可旋转式的收纳于铰链壳101中。在铰链轴201的一端上形成有铰链突起物211，并且在其另一端上形成有河谷形部分213。铰链突起物211通过位于铰链壳101的开口端114a上的其通孔141b而向外突出，由此可固定到便携式无线终端的终端机身上。
图8给出了铰链凸轮202的透视图，该铰链凸轮202收纳于铰链壳101中以便在其内做线性往复运动。在铰链凸轮202一端上形成有山形部分221以便与河谷形部分213滑动的接触。此外，在铰链凸轮221的两个侧表面上形成有引导突起物222，其与各个导槽115相对应，由此可引导铰链凸轮202做线性往复运动。
图9给出了铰链装置100的支座105的透视图。该支座105包括一固定部分151、一对折叠器臂152、以及一对紧固部分153。该固定部分151固定在其形成于主轴单元102的上端上的加固头部124的周围。一对折叠器臂152位于固定部分151的两端上。一对紧固部分153位于各个折叠器臂152的相对端上。每个折叠器臂152从固定部分151的端部向外垂直延伸，并且再次与固定部分151平行的向外延伸。每个紧固部分153被加固到便携式无线终端的折叠器上。紧固部分153上分别形成有螺丝孔155。
图10给出了如图1所示的铰链装置100的已装配状态的透视图。在已装配的状态下，如图10所示，铰链轴201的铰链突起物211从铰链壳101的一侧向外突出，并且将支座105固定到主轴单元102的转轴121的端部且从铰链壳101当中向上突出。
图11至15给出了铰链装置100的操作示意图。在图12至图15中，为清楚的描述轴凸轮122，部分的示出了垫圈片107。
参考图11，其说明了铰链装置100的操作稳态，在该稳定静止状态下轴凸轮122保持其第一或第二平面122a或122b面对垫圈片107。这可归因于卷簧108的弹力。参考图12和图13，根据主轴单元102的转动，轴凸轮122的第一曲面122c将与垫圈片107(未给出)滑动的接触。同时，卷簧108在其内集聚了一定的弹力。所集聚的弹力促使垫圈片107将与轴凸轮122相接触。当主轴单元102旋转成180°或大约180°的一角度时，垫圈片107再次面对第二或第一平面122b或122a，由此可使主轴单元102停止转动。如上所描述的，轴凸轮122的止动件122d与第二转轴A2的间隔比与第一曲面122c的间隔还要长。这可使轴凸轮122仅在一方向上转动，使得除止动件122d之外仅有第一曲面122c将与垫圈片107相接触。将止动件122d与第二转轴A2的距离以及止动件122d的形状设计成以便止动件122d与轴支架单元103的一侧相啮合，由此限制了轴凸轮122的转动范围。再次参考图3，第一平面122a具有比第二平面122b的宽带还要短的宽度，因此止动件122d上形成有位于第一平面122a上的级形面122e。通过调节第二转轴A2与止动件122d之间的距离来进一步限制轴凸轮122的旋转范围，以便使级形面122e与轴支架单元103的一侧相啮合。
图14给出了在轴凸轮122的第一平面122a面对垫圈片107的一状态；然而，图14未给出垫圈片107。如图14所示，转轴121的下端123超出了铰链凸轮122向外突出，并且支撑在支架支座104的支钉143之间。通过限定在支架支座104的支钉143之间的开口145将主轴单元102的下端123支撑在一个方向上。同时，由垫圈片107来支撑轴凸轮122的第一或第二平面122a或122b，而垫圈片107是由卷簧108来弹性支撑的。其结果是，将铰链凸轮122保持在轴支架单元103的凸轮孔132中以使其处于稳定的旋转状态。
图15是其说明了铰链轴201和铰链凸轮202的操作的透视图。如图15所示，当铰链轴201绕着第一转轴A1旋转时，河谷形部分213的两个顶点面对山形部分221的一顶点，由此可使铰链凸轮202在箭头B的方向上移动。此时，卷簧108在其内集聚了一定的弹力，该弹力可促使铰链轴201与铰链凸轮202彼此接触。当河谷形部分213的两个顶点和山形部分221的顶点彼此交叉时，通过集聚在卷簧108中的弹力可使铰链凸轮202在箭头B的相对方向上移动。因为铰链轴201在一方向上转动，因此这可使河谷形部分213的顶点与山形部分221的顶点彼此面对。
因此，卷簧108将弹力提供给其可绕着第一转轴A1旋转的铰链轴201，并且同时，可将该弹力提供给其可绕着第二转轴A2旋转的主轴单元102。
图16给出了如图1所示的铰链装置100连接到便携式无线终端上这样一状态的放大透视图。如图16所示，铰链装置100旋转式的连接在便携式无线终端的终端机身302的侧铰链臂303a之间。侧铰链臂303a的一个上形成有一连接孔(未给出)，从铰链壳101的一端向外突出的铰链突起物211被连接到该连接孔中。铰链壳101的另一端通过伪铰链303c而连接到形成于另一铰链侧臂303a上的伪孔303b中。下面将对其进行详细的描述。同时，利用螺丝399等等将支座105固定在便携式无线终端399的折叠器301的一端上。
图17给出了将如图1所示的铰链装置100连接到便携式无线终端上这样一个状态的剖面图。如图17所示，将铰链轴201的铰链突起物211固定在一个侧铰链臂303a之内，并且将伪铰链303c固定在另一个侧铰链臂303a之内，同时该伪铰链303c在铰链壳101中向内延伸。
终端机身302中安装有一主板(未给出)，并且折叠器301中安装有一显示装置(未给出)。为了使主板和显示装置之间电连接，所敷设软性印刷电路209通过了铰链装置100。与折叠器301的显示装置相连的软性印刷电路209至少两次旋绕在折叠器301的主轴单元102中，并且此后延伸到主轴单元102的一侧，由此通过其一端而进入铰链壳101中。通过铰链壳101的另一端来抽取软性印刷电路209并且此后与安装在终端机身302内的主板相连。通过将软性印刷电路209旋绕在主轴单元102上，这可防止在折叠器301进行旋转以使其处于打开状态的过程中将过多的张力施加在软性印刷电路209上。
图18至20给出了其具有如图1所示的铰链装置100的便携式无线终端的操作透视图。如图18至20所示，附图标记300所示的便携式无线终端包括终端机身302和折叠器301，该终端机身302和折叠器301可通过铰链装置100而转动其打开和闭合位置。
终端302的上部前表面321a上具有与其上端相邻的一接收器323，并且在其下部前表面321b上具有与其下端相邻的功能键327以及传输器325。在终端机身302的上端与下端之间形成有一折叠器收纳面329。
在折叠器301的前面主表面上具有第一显示装置313和键盘315，并且在其后表面317(如图20所示)上具有第二显示装置319。将第二显示装置319构造为一触摸屏，并且其大于第一显示装置313。
在如图18所示的状态下，所示的便携式无线终端300处于移动式电话模式，在该模式下用户利用安装在折叠器301的前面主表面311上的键盘315来输入电话号码。
图19给出了在折叠器301绕着第二转轴A1转动以使其处于打开状态的这样一种状况。如果折叠器301绕着第一转轴A1转动，则铰链装置100的铰链壳101绕着第一转轴A1旋转，由此可使折叠器301打开。此后，处于打开状态的折叠器301绕着第二转轴A2旋转，由此可实现使前面主表面311与后表面317反转。
参考图20，其前面主表面311与后表面317反转的折叠器301再次绕着第一转轴A1旋转，由此可装配到终端机身302的折叠器收纳面329中。在这种状态下，便携式无线终端300可用作PDA终端。
将便携式无线终端300的第二显示装置319配置成可自由改变其显示方向。因此，如果便携式无线终端300进一步包括一镜头等等时，便携式无线终端300可便于用于捕获图像等等。
从上述说明中可以显而易见的看出，本发明的各种实施例提供了用在便携式无线终端中的旋转型铰链装置，该铰链装置可使折叠器双轴向旋转，由此很容易反转折叠器的前面和后面。其结果是，消除了对显示装置和镜头的安装位置的限制，由此根据移动业务的多样性，可提高便携式无线终端对于活动图像业务、视频通信等等的兼容性。此外，根据本发明的各种实施例，很容易改进便携式无线终端的款式和规格，并且无论终端是否用在手机PDA模式下便携式无线终端的打开和闭合状态几乎没有变化。这益发便于使用便携式无线终端。此外，即使终端的折叠器旋转成各种角度，也可防止损坏其使折叠器与终端机身之间电连接的软性印刷电路209。
尽管为了示例性目的只公开了本发明的特定实施例，但是对于本领域普通技术人员来说可以理解的是在不脱离随后权利要求所批露的本发明的范围和精神下，可对本发明做出各种修改、添加及置换。