具有中空且部分環(huán)狀的離合器的計(jì)算機(jī)鉸鏈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有中空且部分環(huán)狀的離合器的鉸鏈組件，所述鉸鏈組件被布置成將便攜式計(jì)算機(jī)基座部分樞轉(zhuǎn)地連接至便攜式計(jì)算機(jī)蓋子部分。所述鉸鏈組件包括至少細(xì)長(zhǎng)的、中空且部分開(kāi)口的圓柱形部分，所述圓柱形部分包括部分環(huán)狀的外部區(qū)域和中心孔區(qū)域，所述中心孔區(qū)域適當(dāng)?shù)夭贾贸上蛩龌糠趾蜕w子部分之間的電導(dǎo)體提供支撐。所述鉸鏈組件還包括多個(gè)緊固元件，所述多個(gè)緊固元件將所述中空離合器連接至所述便攜式計(jì)算機(jī)的基座部分和蓋子部分，其中所述緊固區(qū)域中的至少一個(gè)與所述中空且部分開(kāi)口的圓柱形部分一體化形成，使得空間、尺寸和部件數(shù)最小化。
【專利說(shuō)明】具有中空且部分環(huán)狀的離合器的計(jì)算機(jī)鉸鏈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及便攜式計(jì)算設(shè)備的制造，更具體地講，涉及用于連接主要元件的先進(jìn)鉸鏈組件的形成。
【背景技術(shù)】
[0002]具有活動(dòng)部件的便攜式計(jì)算設(shè)備通常需要鉸鏈機(jī)構(gòu)，所述鉸鏈機(jī)構(gòu)協(xié)助一個(gè)主要元件相對(duì)于另一個(gè)元件運(yùn)動(dòng)。例如，膝上型計(jì)算機(jī)或翻蓋式移動(dòng)電話可由活動(dòng)地連接至上部顯示元件的下部基座元件形成。下部基座單元或組件可通常包括諸如鍵盤(pán)、觸摸板、按鈕、揚(yáng)聲器、處理器、存儲(chǔ)器、電池等之類的物件，而上部顯示單元或組件可具有一個(gè)或多個(gè)顯示器、觸摸屏、按鈕、揚(yáng)聲器等。通常期望將下部基座的各種操作元件電連接至上部顯示組件，反之亦然。
[0003]通常，使用鉸鏈組件將膝上型計(jì)算機(jī)、翻蓋式電話等中的下部基座和上部顯示元件連接在一起。鉸鏈組件允許上部顯示元件相對(duì)于可一直保持在期望的靜態(tài)位置的下部基座元件旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)。顯示器外殼通常可圍繞鉸鏈組件在緊貼基座外殼的閉合位置與使顯示器、鍵盤(pán)和其他輸入設(shè)備顯露以供使用的打開(kāi)位置之間活動(dòng)。此類鉸鏈組件通常具有固定到上部顯示器外殼的一部分以及固定到下部基座外殼的另一部分。便攜式計(jì)算機(jī)鉸鏈通常含有用于旋轉(zhuǎn)顯示器外殼以及用于將其保持在靜態(tài)位置的彈簧/摩擦機(jī)構(gòu)。隨著便攜式計(jì)算機(jī)和其他類似設(shè)備的尺寸持續(xù)減小，強(qiáng)烈期望減小鉸鏈組件的尺寸。
[0004]然而，鉸鏈組件的設(shè)計(jì)減小時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種問(wèn)題。例如，可能需要更大的外力才能產(chǎn)生足以將上部顯示組件保持在打開(kāi)位置的適當(dāng)摩擦力。該力增加可導(dǎo)致對(duì)鉸鏈組件以及任何相關(guān)的電連接器的應(yīng)力增加。就這一點(diǎn)而言，仍然需要保持上部顯示器部分和底部基座部分之間的電連接，而不會(huì)不當(dāng)?shù)匚＜按祟惤泳€或連接的可靠性。另外，能夠提供用更少的整體部件執(zhí)行鉸接功能的更結(jié)實(shí)部件和組件從制造的觀點(diǎn)看是有利的。
[0005]雖然用來(lái)提供用于便攜式計(jì)算設(shè)備的鉸鏈機(jī)構(gòu)的許多設(shè)計(jì)和技術(shù)在以往通常運(yùn)作良好，但一直需要提供此類鉸鏈的改進(jìn)，特別是此類改進(jìn)可產(chǎn)生更小的整體鉸鏈設(shè)計(jì)的情況下。因此，需要有利于相關(guān)電連接器通過(guò)同時(shí)使用更少部件的更小但可靠、堅(jiān)固且力較小的鉸鏈組件，以用于便攜式計(jì)算設(shè)備中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供用于便攜式計(jì)算設(shè)備的鉸鏈組件，所述鉸鏈組件更小但仍然可靠、堅(jiān)固且需要較小的外力，而且還有利于相關(guān)電線通過(guò)，同時(shí)使用更少的整體部件。這可至少部分地通過(guò)使用鉸鏈組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述鉸鏈組件包括允許電線穿過(guò)其中的中空且部分環(huán)狀的離合器，以及與中空且部分環(huán)狀的離合器整體成型的至少一個(gè)連接器。
[0007]從廣義上講，本文所公開(kāi)的實(shí)施例描述了一種鉸鏈組件，所述鉸鏈組件被布置成將便攜式計(jì)算設(shè)備的下部基座部分樞轉(zhuǎn)地連接至便攜式計(jì)算設(shè)備的上部蓋子或顯示器部分。便攜式計(jì)算設(shè)備可為例如膝上型計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電話。[0008]在各種實(shí)施例中，布置成將便攜式計(jì)算機(jī)基座部分樞轉(zhuǎn)地連接至便攜式計(jì)算機(jī)蓋子部分的鉸鏈組件包括細(xì)長(zhǎng)的、中空且部分開(kāi)口的離合器，適于將中空離合器連接至便攜式計(jì)算設(shè)備的蓋子部分的第一緊固元件、以及適于將中空離合器連接至便攜式計(jì)算設(shè)備的基座部分的第二緊固元件。該中空離合器本質(zhì)上可為部分圓柱形的，并且可包括部分環(huán)狀的外部區(qū)域以及由該部分環(huán)狀的外部區(qū)域圍繞的中心孔區(qū)域。該中心孔區(qū)域可被布置成允許一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體通過(guò)并為所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體提供支撐，所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體適于將便攜式計(jì)算設(shè)備的基座部分電連接至蓋子部分。此外，第一緊固元件和第二緊固元件中的至少一者可與中空且部分環(huán)狀的離合器一體化形成，從而得到更結(jié)實(shí)且整體上更少的部件。部分環(huán)狀的外部區(qū)域可具有限定材料承載部分和開(kāi)口區(qū)域的橫截面。在一些實(shí)施例中，部分環(huán)狀的外部區(qū)域可具有在部分環(huán)狀的外部區(qū)域的材料承載部分的整個(gè)橫截面上變化的厚度。
[0009]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在查看以下附圖和詳細(xì)說(shuō)明之后，本發(fā)明的其他設(shè)備、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)或?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。所有這些另外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)旨在包括在該說(shuō)明中、包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，并受所附權(quán)利要求的保護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]所包括的附圖是為了進(jìn)行示意性的說(shuō)明，并且僅用于提供具有中空離合器的所公開(kāi)的本發(fā)明計(jì)算機(jī)鉸鏈的可能結(jié)構(gòu)和布置方式的例子。這些附圖決不會(huì)限制本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的形式和細(xì)節(jié)方面的任何改動(dòng)。
[0011]圖1A以側(cè)正視圖示出了示例性便攜式計(jì)算設(shè)備。
[0012]圖1B以側(cè)剖視圖示出了來(lái)自圖1A的便攜式計(jì)算設(shè)備的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)。
[0013]圖2A以側(cè)剖視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有中空離合器的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)。
[0014]圖2B以側(cè)剖視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖2A的示例性中空離合器。
[0015]圖3以局部側(cè)剖視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在安裝于便攜式計(jì)算設(shè)備中時(shí)的圖2A的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)。
[0016]圖4A以局部頂部透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的已被安裝但拆除了接線的圖3的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)的一體化中空離合器和連接器。
[0017]圖4B以正端部透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的已安裝接線的圖4A的被拆除的示例性一體化中空離合器和連接器。
[0018]圖5以頂部透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性中空離合器和摩擦
帶組合。
[0019]圖6以前透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性替代形式的中空且部分環(huán)狀的離合器和摩擦帶組合。
[0020]圖7A以前透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖6的離合器的部分環(huán)狀外部元件。
[0021]圖7B以側(cè)剖視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖7A的部分環(huán)狀外部元件。
[0022]圖8提供了使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一體化中空離合器和緊固件將計(jì)算設(shè)備的蓋子部分附接至基座部分的示例性方法的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]在該部分中描述了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法的示例性應(yīng)用。提供這些例子的目的僅是為了添加上下文并有助于理解本發(fā)明。因此，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，為了避免不必要地使本發(fā)明費(fèi)解，未詳細(xì)描述熟知的工序。其他應(yīng)用也是可以的，使得以下例子不應(yīng)被視為限制性的。
[0024]在以下詳細(xì)說(shuō)明中，參考了形成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖，并且其中以舉例說(shuō)明的方式示出了本發(fā)明的具體實(shí)施例。雖然這些實(shí)施例描述得足夠詳細(xì)，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，這些例子不是限制性的；使得可以使用其他實(shí)施例，并且可以在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的情況下作出改變。
[0025]本發(fā)明在各種實(shí)施例中涉及便攜式計(jì)算設(shè)備，例如由加利福尼亞州庫(kù)比蒂諾的蘋(píng)果公司(Apple Inc.(Cupertino, California))制造的各種膝上型計(jì)算機(jī)中的任何一種。雖然本文詳述的各種實(shí)施例是針對(duì)膝上型計(jì)算機(jī)描述的，但易于理解的是，本文所述的各種實(shí)施例也可適用于具有彼此通信的鉸接的主要元件的其他形式的計(jì)算設(shè)備。例如，其他計(jì)算和電子設(shè)備之中的翻蓋式移動(dòng)電話也可采用本發(fā)明的各種鉸鏈組件、中空離合器和細(xì)節(jié)。
[0026]計(jì)算設(shè)備
[0027]膝上型計(jì)算機(jī)形式的便攜式計(jì)算設(shè)備的一個(gè)例子以側(cè)正視圖示于圖1A中。如圖所示，膝上型計(jì)算機(jī)I可包括上部蓋子或顯示器部分10和下部基座部分20，所述下部基座部分可包括一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器、電池、電源、鍵盤(pán)、按鈕、觸摸板端口等。鉸鏈機(jī)構(gòu)30可通常用來(lái)將蓋子部分10機(jī)械樞轉(zhuǎn)地連接至基座部分20。
[0028]接下來(lái)參見(jiàn)圖1B，來(lái)自圖1A的便攜式計(jì)算設(shè)備的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)以側(cè)剖視圖示出。鉸鏈機(jī)構(gòu)30可包括外部離合器筒40、內(nèi)部離合器50以及電線或其他電連接器62的集合，如將易于理解的，這些電線或其他電連接器可包封于外罩60中或以其他方式捆綁在一起。此類電連接器通常用來(lái)在便攜式計(jì)算設(shè)備的蓋子部分和基座部分中的設(shè)備之間提供電力和通信，例如將來(lái)自基座單元的電力和數(shù)據(jù)提供至蓋子單元中的顯示設(shè)備。從蓋子部分中的天線至基座部分中的處理器的通信是電連接器62之一的另一個(gè)應(yīng)用例子。
[0029]如圖所示，當(dāng)便攜式計(jì)算設(shè)備的蓋子部分和基座部分相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)或樞轉(zhuǎn)時(shí)，該分組的電連接器60通常從第一位置A移位至第二位置B。雖然該分組的電線或電連接器60中的此運(yùn)動(dòng)通常是熟知的，但此類運(yùn)動(dòng)通常是不利的，因?yàn)槌掷m(xù)的運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致接線62磨損和破裂，或甚至阻塞、增加摩擦或者與長(zhǎng)期延長(zhǎng)使用所致鉸鏈機(jī)構(gòu)自身樞轉(zhuǎn)相關(guān)的其他不當(dāng)?shù)牟槐阈浴?br> [0030]中空且完全環(huán)狀的離合器
[0031]接下來(lái)轉(zhuǎn)到圖2A，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有中空離合器的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)相似地以側(cè)剖視圖示出。類似于上述鉸鏈機(jī)構(gòu)30，本發(fā)明鉸鏈機(jī)構(gòu)100可包括外部離合器筒140以及內(nèi)部離合器150。然而，與上述鉸鏈機(jī)構(gòu)不同的是，鉸鏈機(jī)構(gòu)100的內(nèi)部離合器150是中空的，并允許電導(dǎo)體162的簇或集合160穿過(guò)其中的腔體152。在一些實(shí)施例中，此內(nèi)部中空離合器150本質(zhì)上可為圓柱形的，并且可具有環(huán)狀外部區(qū)域以及由環(huán)狀外部區(qū)域圍繞的中心孔區(qū)域。同樣，中心孔區(qū)域適于允許一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體通過(guò)并為所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體提供支撐，所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體適于將便攜式計(jì)算設(shè)備的基座部分電連接至蓋子部分。
[0032]此中空離合器元件的各優(yōu)點(diǎn)很多。環(huán)狀離合器可更堅(jiān)硬且更輕，同時(shí)具有更大直徑，因?yàn)橄藢?duì)離合器外側(cè)用于電導(dǎo)體的空間的需要。在一個(gè)例子中，圓柱形離合器的半徑可在不改變離合器筒尺寸的情況下從4.0毫米增加至4.8毫米，因?yàn)殡妼?dǎo)體被重新定位于中空離合器的內(nèi)部。如將易于理解的，放置于較大直徑離合器外側(cè)上的機(jī)械阻擋件進(jìn)而具有較小力矩以施加力，從而只需較小的力就能使離合器在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中停止。如也將易于理解的，較大直徑離合器還產(chǎn)生了更大的表面積，以有助于使用摩擦帶阻止運(yùn)動(dòng)。此外，不同于電線或電纜在位點(diǎn)(例如上述位點(diǎn)A和B)之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，蓋子和基座元件的旋轉(zhuǎn)僅致使電連接器輕微扭轉(zhuǎn)，這就消除或基本上減少了在這方面的磨損和破裂問(wèn)題。在一個(gè)例子中，中空離合器材料可為鋼，但將易于理解的是，可以使用多種不同材料。
[0033]接下來(lái)參見(jiàn)圖2B，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖2A的示例性中空離合器以側(cè)剖視圖示出。離合器150可由任何合適的材料形成，例如具有外半徑R1的不銹鋼或合金鋼，其具有如公式I所定義的每單位長(zhǎng)度的外表面積Sa:
[0034]公式(I)Sa=2 31 R1
[0035]離合器150可包括具有內(nèi)半徑R的內(nèi)部區(qū)域152，該內(nèi)半徑R限定了如公式⑵所定義的每單位長(zhǎng)度的內(nèi)部體積Sto:
[0036]公式(2)Svol= 31 R2
[0037]在所述實(shí)施例中，內(nèi)半徑R可以變化以提供足以容納電纜束160的空間。如上文所指出的，電纜束160可包括多個(gè)電連接器、電線或電纜，其被布置成電連接經(jīng)由離合器150彼此樞轉(zhuǎn)連接的上部蓋子部分(例如顯示組件)和基座部分或單元中的電子元件。這樣，電力和數(shù)據(jù)兩者均可在顯示組件和基座單元之間傳輸。
[0038]將電纜束160隔離在離合器150的內(nèi)部體積152內(nèi)有助于減少電纜滑動(dòng)并降低電纜擦損的概率。這樣，減少的擦損現(xiàn)象可提供更長(zhǎng)期的可靠性。此外，電纜束160的形狀完整性得以改善，這就能夠證明設(shè)計(jì)得以改善，因?yàn)椴辉傩枰麄€(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明電纜束160內(nèi)的電纜根據(jù)規(guī)范發(fā)揮作用。為了提供足以將顯示組件保持在相對(duì)于基座單元的打開(kāi)位置的約束力Fms，可將摩擦帶170放置成與離合器150的外表面Sa在外摩擦表面處直接接觸。因此，每單位長(zhǎng)度的約束力Fms可與外半徑R1直接相關(guān)。
[0039]因此，除了為電纜束160提供安全的內(nèi)部?jī)?chǔ)存庫(kù)外，由于外半徑增加，因此所產(chǎn)生的摩擦力也可增加，這至少部分地因?yàn)橥獗砻娣e增加以及由于外半徑Rl值更大而使力矩臂增加。這樣，中空離合器150可更堅(jiān)硬且更輕。此外，可將末端阻擋件154放置在離合器150的外表面Sa上。如將易于理解的，由于離合器具有較大半徑R1，因此在希望終止蓋子部分與基座部分之間的旋轉(zhuǎn)量的情況下，只需施加較小的力矩就能產(chǎn)生阻止顯示組件或上部組件運(yùn)動(dòng)的給定力，例如借助抵靠離合器末端阻擋件154起作用的中空離合器外側(cè)的對(duì)應(yīng)阻擋件(未示出)。
[0040]接下來(lái)轉(zhuǎn)到圖3，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖2A的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)在安裝于便攜式計(jì)算設(shè)備中時(shí)以局部側(cè)剖視圖示出。便攜式計(jì)算設(shè)備200可為例如膝上型計(jì)算機(jī)，其具有上部或蓋子部分210和下部或基座部分220，出于舉例說(shuō)明和突出的目的，此處僅示出了其中的部分。用于樞轉(zhuǎn)地連接蓋子部分和基座部分的鉸鏈機(jī)構(gòu)可包括離合器筒240、中空離合器250和至少一個(gè)緊固元件280，所述至少一個(gè)緊固元件可用于將中空離合器連接至便攜式計(jì)算設(shè)備200的基座部分220。多根電纜或電連接器260可穿過(guò)離合器250的中空部分，并且行進(jìn)至中空部分的一端之外的基座部分220處的相應(yīng)連接部，并且還行進(jìn)至中空部分的另一端之外的蓋子部分210 (未示出)處的相應(yīng)連接部。
[0041]緊固元件280可包括在至少一個(gè)位置處圍繞中空離合器250的全部或部分外圓周的部分282，并且還包括另一部分284，其具有穿過(guò)其中的一個(gè)或多個(gè)孔286，以允許緊固至便攜式計(jì)算設(shè)備的基座部分220。可使用一個(gè)或多個(gè)緊固件290穿過(guò)緊固元件280中的一個(gè)或多個(gè)孔286，以將基座部分220緊固至中空離合器250。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解的，此類緊固件290可為例如螺釘、螺栓、釘子、銷釘、鉚釘或任何其他合適的緊固裝置。
[0042]接下來(lái)參見(jiàn)圖4A，該圖為圖3的示例性鉸鏈機(jī)構(gòu)的一體化中空離合器和連接器，其以已再次被安裝但拆除了接線的局部頂部透視圖示出。同樣，便攜式計(jì)算設(shè)備200可包括基座部分220 (部分地以剖面圖示出)，其經(jīng)由具有中空離合器250的鉸鏈機(jī)構(gòu)樞轉(zhuǎn)地連接至頂部或蓋子部分(未示出)。該中空離合器250可具有第一區(qū)域256，其具有環(huán)狀外部元件以及由環(huán)狀外部元件圍繞的中心孔元件，其中中心孔元件適于允許一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體通過(guò)并為所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體提供支撐，所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體適于電連接基座部分和蓋子部分，如上所述。此第一區(qū)域256可為例如圓柱形的。
[0043]此外，中空離合器250還可包括第二區(qū)域258，其具有適于將中空離合器連接至便攜式計(jì)算設(shè)備的蓋子部分或基座部分的緊固元件。此第二區(qū)域258例如可為平坦的并具有穿過(guò)其中的一個(gè)或多個(gè)孔259。優(yōu)選地，第一中空區(qū)域256和具有緊固元件的第二區(qū)域258整體成型為單個(gè)部件，其同樣可由任何合適的材料例如不銹鋼或合金鋼形成。所述一個(gè)或多個(gè)孔259適于允許一個(gè)或多個(gè)緊固件(未示出)穿過(guò)其中，這接著致使中空離合器和連接器250緊固至計(jì)算設(shè)備的蓋子部分。
[0044]如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解的，類似于上文，此類緊固件可為例如螺釘、螺栓、釘子、銷釘、鉚釘或任何其他合適的緊固裝置。另外，易于理解的是，雖然圖3和圖4A的示例性實(shí)施例在將離合器部分256連接至基座部分220時(shí)示出了單獨(dú)的緊固元件280，并且在將離合器部分連接至便攜式計(jì)算設(shè)備的蓋子部分210時(shí)示出了一體化緊固元件258，但是此布置方式可易于顛倒。即，一體化離合器和緊固元件250可相反地直接緊固至基座部分，而單獨(dú)的緊固元件280可將中空離合器部分256連接至計(jì)算設(shè)備的蓋子部分。
[0045]圖4B以正端部透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的已安裝接線的圖4A的被拆除的示例性一體化中空離合器和連接器。如可從該不同透視圖看出，一體化中空離合器和緊固元件250同樣包括支撐各種電纜或電連接器260并允許所述各種電纜或電連接器260穿過(guò)其中的中空且圓柱形的第一區(qū)域256，以及具有穿過(guò)其中的一個(gè)或多個(gè)孔259的緊固元件第二區(qū)域258。同樣，該第二區(qū)域258適于促進(jìn)將中空離合器直接緊固至相關(guān)計(jì)算設(shè)備的蓋子部分或基座部分中的一者。還示出了單獨(dú)的緊固元件280，其將一體化中空離合器和緊固元件250連接至蓋子部分和基座部分中的另一者。
[0046]接下來(lái)參見(jiàn)圖5，以頂部透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性中空離合器和摩擦帶組合。中空離合器和摩擦帶組合201在許多或所有方面均可與圖4A和圖4B所示的相同或基本上類似。具體地講，一體化中空離合器和連接器250可包括具有內(nèi)部腔體252的第一區(qū)域或軸256以及具有一個(gè)或多個(gè)孔259的第二區(qū)域或一體化安裝座258。一體化阻擋件254也可形成于軸部分256的外表面上。
[0047]此外，一體化摩擦帶和緊固元件270可用來(lái)在元件旋轉(zhuǎn)期間提供相對(duì)軸256的摩擦，也可用來(lái)將摩擦帶緊固或安裝至計(jì)算設(shè)備的相應(yīng)基座部分或蓋子部分。在摩擦帶兼作安裝元件或緊固元件的此布置方式中，摩擦帶270實(shí)質(zhì)上用作上述緊固元件280。因此，一體化安裝座部分278相當(dāng)于上述部分284，而孔286和279是實(shí)質(zhì)上相同的。另外，摩擦帶和一體化安裝座270上的一體化阻擋件274可策略性地形成和定位，以與中空離合器和連接器250上的相對(duì)的一體化阻擋件254進(jìn)行交互，使得這些部件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)在特定角度或位置處停止。
[0048]通過(guò)將此一體化中空離合器和緊固元件作為單個(gè)部件使用，可產(chǎn)生許多優(yōu)點(diǎn)。同樣，中空離合器部分可更堅(jiān)硬且更輕，同時(shí)具有更大直徑，因?yàn)橄藢?duì)離合器外側(cè)用于電導(dǎo)體的空間的需要。放置于較大直徑離合器外側(cè)上的機(jī)械阻擋件進(jìn)而具有較小力矩以施加力，從而只需較小的力就能使離合器在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中停止，使得機(jī)械阻擋件可更小但更結(jié)實(shí)且更可靠。如也將易于理解的，較大直徑離合器還產(chǎn)生了更大的表面積，有助于使用摩擦帶阻止運(yùn)動(dòng)。使電纜或電連接器的運(yùn)動(dòng)減少也是一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。此外，使至少一個(gè)緊固元件與中空離合器元件(例如元件256和258) —體化成單個(gè)部件250，導(dǎo)致部件數(shù)量更少、部件尺寸更小、并且整體鉸鏈機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度更大，所有這些使得制造更加容易。
[0049]通過(guò)使用此中空離合器設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)甚至更多優(yōu)點(diǎn)。例如，除了電纜或電連接器之夕卜，中空離合器也可易于方便使用延伸穿過(guò)其中的熱導(dǎo)管或熱交換器。此熱交換元件可適于在基座部分處的一個(gè)或多個(gè)位置處散熱，并且通過(guò)中空離合器將該熱量傳導(dǎo)至上部或蓋子部分，然后可在該處將熱量消散掉。如果蓋子部分中的熱量是較大問(wèn)題，則對(duì)于穿過(guò)中空離合器的此熱導(dǎo)管而言逆向傳熱也是可行的。
[0050]離合器的中空部分的另一項(xiàng)應(yīng)用可以是作為油脂、油或任何其他合適潤(rùn)滑劑的貯存器。如將易于理解的，可能有利的是促進(jìn)鉸鏈機(jī)構(gòu)內(nèi)的各種摩擦接觸部件的潤(rùn)滑。在潤(rùn)滑劑的持續(xù)預(yù)備供應(yīng)源可位于鉸鏈機(jī)構(gòu)自身內(nèi)的情況下，合適的設(shè)計(jì)可增加此類摩擦接觸部件的壽命，或至少延長(zhǎng)部件維修之間所需的時(shí)長(zhǎng)。此潤(rùn)滑劑可容納于中空離合器區(qū)域內(nèi)，其具有一個(gè)或多個(gè)蓋、密封件和/或策略性位置和適當(dāng)大小的開(kāi)口，使得油脂、油或其他合適潤(rùn)滑劑的所需量可用于期望部件潤(rùn)滑的地方。
[0051]可用多種方法來(lái)促進(jìn)摩擦帶和緊固元件270的形成。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，片狀金屬帶通?？衫p繞中空軸。另一種可能是，多個(gè)金屬片可被沖壓成某些圖案，所得的沖壓部分然后被堆疊并組合在一起以形成成品元件。具有例如約0.4mm的厚度的片狀金屬可用于此目的。作為特定的非限制性例子，一體化安裝座部分278、一體化阻擋件274以及元件270的整個(gè)環(huán)狀部分的厚度可為約1.0_，盡管其他尺寸當(dāng)然也是可行的。
[0052]這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可包括得到良好控制的部件容差，以及利用使用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成材料的簡(jiǎn)單工藝。然而，在使用這些類型的形成技術(shù)中，元件270的中空環(huán)狀外軸部分趨向于封閉，并且外壁厚度通常是恒定的且本質(zhì)上是對(duì)稱的。這對(duì)于中空離合器可位于何處可造成限制，以及對(duì)于需要較大的部件強(qiáng)度(例如，以便于附接至其他部件或物件)的地方添加材料的要求可造成限制。如果用來(lái)形成元件的片狀金屬太薄，則也會(huì)在一體化阻擋件274中產(chǎn)生脆弱點(diǎn)或損壞。[0053]中空且部分環(huán)狀的離合器
[0054]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，以前透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性替代形式的中空且部分環(huán)狀的離合器和摩擦帶組合。中空且部分環(huán)狀的離合器300在許多方面可類似于圖5中所示的中空離合器和摩擦帶組合201。具體地講，一體化中空離合器和連接器350可包括具有內(nèi)部腔體的第一元件或軸356以及具有一個(gè)或多個(gè)孔的第二元件或一體化安裝座。一體化阻擋件也可形成于軸部分的外表面上(未示出)。
[0055]部分環(huán)狀的外部元件370在功能上可類似于上述實(shí)施例的摩擦帶和緊固元件270，但有若干顯著差異。類似于上述實(shí)施例，部分環(huán)狀的外部元件370可包括基本上圍繞中空離合器350的軸356的外部，并且可為平坦的且包括一個(gè)或多個(gè)孔379以用于穿過(guò)其中安裝的一體化安裝座部分378。另外，一體化阻擋件374可策略性地形成和定位，以與中空離合器350上的相對(duì)的一體化阻擋件進(jìn)行交互，使得這些部件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)在特定角度或位置處停止。
[0056]然而，與上述實(shí)施例不同的是，部分環(huán)狀的外部元件370可在其部分環(huán)狀且細(xì)長(zhǎng)的部分的外圓周周圍具有明顯的間隙390。間隙390可定位成與安裝座部分378相對(duì)，使得整體離合器300可有利地定位成更靠近整體計(jì)算設(shè)備內(nèi)的內(nèi)壁或其他緊密區(qū)域。另外，圍繞軸356的部分環(huán)狀的外部元件的壁厚可以是不對(duì)稱的，使得沿著元件370的各個(gè)部分在需要更大強(qiáng)度的地方提供更多材料。例如，可簡(jiǎn)單地通過(guò)增加部分環(huán)狀的外部元件370自身在一體化阻擋件位置處的厚度來(lái)增加用于一體化阻擋件374的材料的量。如上文所指出的，當(dāng)使用纏繞或沖壓的片狀金屬成形方法來(lái)形成該元件時(shí)，部分材料厚度上的此類增加通常較困難。
[0057]接下來(lái)參見(jiàn)圖7A和圖7B，圖6的離合器的部分環(huán)狀的外部元件分別以前透視圖和側(cè)剖視圖示出。同樣，部分環(huán)狀的外部元件370可包括部分開(kāi)口的圓柱形區(qū)域或內(nèi)部腔體352，其被設(shè)計(jì)為在其內(nèi)容納中空離合器的軸。部分環(huán)狀或部分開(kāi)口的圓柱形外觀是由于間隙390存在的關(guān)系，該間隙在一個(gè)位置處(優(yōu)選地與一體化安裝座部分378相對(duì)或偏離)中斷了該外部環(huán)狀元件的連續(xù)性。實(shí)際上，元件370的部分環(huán)狀的外部區(qū)域具有限定材料承載部分391、392和開(kāi)口區(qū)域390的橫截面。
[0058]如圖7B中可以看出，元件370的部分環(huán)狀的區(qū)域的厚度可從間隙390處的無(wú)厚度變化至在靠近該間隙的區(qū)域391處較薄，再變化至靠近一體化安裝座部分378的區(qū)域392處較厚。沿著該部分環(huán)狀的區(qū)域的厚度的變化可根據(jù)需要進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，以考慮到可需要增加的強(qiáng)度或更多空間的任何議題或特征。例如，當(dāng)需要更小強(qiáng)度且期望更多空間(例如，在區(qū)域391處)時(shí)，則材料厚度可刻意較薄。反之，當(dāng)需要更大強(qiáng)度且空間不太成問(wèn)題(例如在一體化阻擋件374處或環(huán)狀部分與安裝座部分378在區(qū)域392處一體化的地方)時(shí)，則材料可刻意較厚。其他厚度和特征也可根據(jù)需要內(nèi)置于整個(gè)部分環(huán)狀的部分的變化厚度中。
[0059]一體化安裝座部分378可為平坦、相對(duì)較厚的，并且可包括穿過(guò)其中的多個(gè)孔379以便于將離合器300安裝至另一個(gè)設(shè)備元件，例如用于膝上型計(jì)算機(jī)的基座或蓋子的外部外殼。一體化阻擋件374可形成于部分環(huán)狀的外部元件370的較厚區(qū)域，使得該物件可保持更大的強(qiáng)度和更少的損壞。此外，可增加一體化安裝座部分378的厚度，使得當(dāng)元件370被安裝于整體設(shè)備的其余位置時(shí)所述元件370的該部分具有更大的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。另外，雖然僅示出了穿過(guò)一體化安裝座部分378的兩個(gè)孔379，但易于理解的是，也可使用更多或更少的孔。
[0060]可使用多種方法促進(jìn)部分環(huán)狀的外部元件370的形成。例如，可使用冷拔擠壓方法，根據(jù)所需的具體橫截面來(lái)縱向拉拔材料。另一種可能是，可使用澆鑄或金屬注射成形來(lái)形成元件370。根據(jù)這些成形方法中的任一者，可使用二次機(jī)械加工或精修步驟以形成最終元件，特別是當(dāng)部分環(huán)狀的區(qū)域的內(nèi)徑必須非常精確時(shí)。作為特定的非限制性例子，一體化安裝座部分378、一體化阻擋件374和區(qū)域392的厚度可為約1.5mm，而區(qū)域391的厚度可為較厚區(qū)域的厚度的約三分之一(即0.5_)，盡管其他尺寸當(dāng)然也是可行的。
[0061]多種優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)形成和使用具有不對(duì)稱厚度的此類部分環(huán)狀的外部區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可消除將額外材料添加至片狀金屬形成的圓柱形區(qū)域以便于附接至其他部件的需要。此外，壁區(qū)段的不對(duì)稱厚度分布允許有開(kāi)口或間隙390和薄區(qū)域391，這允許整體離合器被定位成更靠近整體設(shè)備的內(nèi)壁。不對(duì)稱壁厚度也可在特別需要的地方(例如，在一體化阻擋件374處和靠近一體化安裝座部分378處)提供更多厚度，進(jìn)而提供更大強(qiáng)度。另外，不對(duì)稱壁厚度分布會(huì)導(dǎo)致操作壓力和摩擦力更均勻分布于部分環(huán)狀的區(qū)域(抵靠其中所容納的軸)的整個(gè)內(nèi)表面，從而使磨損更均勻地分布并延長(zhǎng)相應(yīng)元件的壽命。
[0062]方法
[0063]最后，圖8提供了使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一體化中空離合器和緊固件將計(jì)算設(shè)備的蓋子部分附接至基座部分的示例性方法的流程圖。應(yīng)當(dāng)理解，提供的步驟僅為了舉例說(shuō)明的目的而示出，如果需要，該方法中可以包括許多其他或不同的步驟。此外，在適當(dāng)?shù)那闆r下步驟的順序可以改變，并且在多種情況下不需要執(zhí)行所有的步驟。例如，可以顛倒步驟例如步驟404和406，同時(shí)可以在該流程的任何時(shí)間點(diǎn)至少部分地執(zhí)行步驟412。其他差異也是可能的，并且易于理解的是，所述步驟和順序不以任何方式進(jìn)行限制。
[0064]在開(kāi)始步驟400后，初始流程步驟402涉及選擇要連接在一起以形成單個(gè)計(jì)算設(shè)備(例如膝上型計(jì)算機(jī))的蓋子部分和基座部分。在后續(xù)的流程步驟404處，單個(gè)部件的一體化中空離合器和緊固元件被緊固至蓋子部分。同樣，一體化離合器和緊固元件可另外替代地被緊固至基座部分，例如要將單獨(dú)的緊固元件替代地緊固至蓋子部分時(shí)，如上文所指出的。
[0065]在下一個(gè)流程步驟406處，單獨(dú)的緊固元件在中空離合器元件的外表面上方滑動(dòng)或以其他方式連接至中空離合器元件的外表面，隨后在步驟408處，單獨(dú)的緊固件被緊固至計(jì)算設(shè)備的基座部分或底部。在步驟410處，將一根或多根電纜或一個(gè)或多個(gè)電連接器饋送穿過(guò)中空離合器部分，所述連接器的一端供蓋子部分使用，并且所述連接器的另一端供基座部分使用。在接下來(lái)的流程步驟412處，電纜或電連接器然后被連接至它們?cè)谟?jì)算設(shè)備的基座部分和蓋子部分處的相應(yīng)連接部。至少，此類連接優(yōu)選地在步驟412處完成，例如初始連接可在該流程的早期進(jìn)行，隨后在結(jié)束步驟414處終止該方法。
[0066]雖然為了清楚和理解的目的，通過(guò)圖示和舉例的方式詳細(xì)描述了上述發(fā)明，但將認(rèn)識(shí)到，可以在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)或基本特征的情況下用許多其他具體的變型和實(shí)施例來(lái)體現(xiàn)上述發(fā)明。可以實(shí)施某些改變和修改形式，并且應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受上述細(xì)節(jié)的限制，而是由所附權(quán)利要求的范圍限定。
【權(quán)利要求】
1.一種鉸鏈組件，所述鉸鏈組件被布置成將便攜式計(jì)算機(jī)基座部分樞轉(zhuǎn)地連接至便攜式計(jì)算機(jī)蓋子部分，所述鉸鏈組件包括: 細(xì)長(zhǎng)的、中空且部分開(kāi)口的離合器，所述離合器具有部分環(huán)狀的外部元件以及所述部分環(huán)狀的外部元件內(nèi)部的中心孔區(qū)域，其中所述中心孔區(qū)域適于允許一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體通過(guò)并為所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體提供支撐，所述一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體適于將便攜式計(jì)算設(shè)備的基座部分電連接至蓋子部分； 第一緊固元件，所述第一緊固元件適于將所述中空且部分開(kāi)口的離合器固定至所述便攜式計(jì)算設(shè)備的所述蓋子部分；以及 第二緊固元件，所述第二緊固元件適于將所述中空且部分開(kāi)口的離合器固定至所述便攜式計(jì)算設(shè)備的所述基座部分，其中所述第一緊固元件和所述第二緊固元件中的至少一者與所述中空且部分開(kāi)口的離合器整體成型為單個(gè)部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸鏈組件，其中所述部分環(huán)狀的外部元件具有限定材料承載部分和開(kāi)口區(qū)域的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉸鏈組件，其中所述部分環(huán)狀的外部元件具有在其材料承載部分的整個(gè)所述橫截面上變化的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉸鏈組件，其中所述部分環(huán)狀的外部元件的厚度不對(duì)稱地變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的鉸鏈組件，其中所述部分環(huán)狀的外部元件的厚度從最大厚度變化至為所述最大厚度的約三分之一的最小厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸鏈組件，其中所述部分環(huán)狀的外部元件的所述開(kāi)口區(qū)域和所述整體成型的緊固元件位于所述中心孔區(qū)域的相對(duì)側(cè)上。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉸鏈組件，其中所述中心孔區(qū)域具有內(nèi)半徑札。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉸鏈組件，還包括: 摩擦帶，所述摩擦帶在所述半徑R1的外摩擦表面處與所述中心孔區(qū)域的外表面直接接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉸鏈組件，其中所述摩擦帶提供約束力Fms，所述約束力Fms足以將所述蓋子部分保持在相對(duì)于所述基座部分的打開(kāi)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鉸鏈組件，其中所述整體成型的緊固元件包括具有延伸穿過(guò)其中的一個(gè)或多個(gè)孔的平坦表面，所述一個(gè)或多個(gè)孔適于接納一個(gè)或多個(gè)緊固件，所述一個(gè)或多個(gè)緊固件將所述整體成型的緊固元件和中空且部分開(kāi)口的離合器緊固至所述便攜式計(jì)算設(shè)備的所述蓋子部分或基座部分。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉸鏈組件，其中所述便攜式計(jì)算設(shè)備為膝上型計(jì)算機(jī)。
12.—種膝上型計(jì)算機(jī)，包括: 上部蓋子部分； 基座部分； 用于樞轉(zhuǎn)地連接所述蓋子部分和基座部分的鉸鏈機(jī)構(gòu)，所述鉸鏈機(jī)構(gòu)包括: 中空且圓柱形的第一區(qū)域，所述第一區(qū)域支撐各種電連接器并允許所述各種電連接器穿過(guò)其中，以及具有穿過(guò)其中的一個(gè)或多個(gè)孔的緊固元件第二區(qū)域，所述緊固元件第二區(qū)域配置為有利于使用第一緊固元件將所述中空且圓柱形的第一區(qū)域直接緊固至所述基座部分，并且使用至少第二緊固元件將所述中空且圓柱形的第一區(qū)域直接緊固至所述蓋子部分；以及多根電纜，所述多根電纜穿過(guò)所述中空且圓柱形的第一區(qū)域的中空部分并且行進(jìn)至所述中空且圓柱形的第一區(qū)域的所述中空部分的第一端之外的所述基座部分處的相應(yīng)連接部，并且還行進(jìn)至所述中空且圓柱形的第一區(qū)域的所述中空部分的第二端之外的所述蓋子部分處的相應(yīng)連接部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的膝上型計(jì)算機(jī)，所述中空且圓柱形的第一區(qū)域包括部分環(huán)狀的外部元件以及所述部分環(huán)狀的外部元件內(nèi)部的中心孔區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的膝上型計(jì)算機(jī)，其中所述部分環(huán)狀的外部元件具有限定材料承載部分和開(kāi)口區(qū)域的橫截面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的膝上型計(jì)算機(jī)，其中所述部分環(huán)狀的外部元件具有在其材料承載部分的整個(gè)所述橫截面上變化的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的膝上型計(jì)算機(jī)，其中所述部分環(huán)狀的外部元件的厚度不對(duì)稱地變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16中任一項(xiàng)所述的膝上型計(jì)算機(jī)，其中所述部分環(huán)狀的外部元件的厚度從最大厚度變化至為所述最大厚度的約三分之一的最小厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的膝上型計(jì)算機(jī)，其中所述中心孔區(qū)域具有半徑R1。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的膝上型計(jì)算機(jī)，還包括:` 摩擦帶，所述摩擦帶在所述半徑R1的外摩擦表面處與所述中心孔區(qū)域的外表面直接接觸。
【文檔編號(hào)】G06F1/16GK103649867SQ201280033862
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月8日
【發(fā)明者】B·W·德格納, B·J·哈米爾 申請(qǐng)人:蘋(píng)果公司