JP6953104B2 - 裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジおよび裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末 - Google Patents

裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジおよび裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末 Download PDF

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Description

本発明はモバイル端末およびそのヒンジに関するものである。
フレキシブルスクリーンは新しく現れたスクリーンであり、フレキシブルスクリーン・モバイル端末の機械構造から言って、如何にフレキシブルスクリーンを支えて、モバイル端末が折り畳む時にフレキシブルスクリーンに一定の湾曲が必要である特徴に対応でき、フレキシブルスクリーンがモバイル端末に使用できるようにすることが課題になっている。
発明が解決しようとする第一の課題:
フレキシブルスクリーンが裏側に位置するモバイル端末のヒンジとして使用でき、折り畳む時に迅速にフレキシブルスクリーンが曲がるスペースを形成して、フレキシブルスクリーンが損傷を受けないようにする裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジを提供することを第一課題とする。
本願発明に採用された技術手段:
左支持板と、中間支持板と、右支持板と、左支持台と、右支持台と、中部U型ケーシングとを含み、左支持台と右支持台の裏側端はシンクロナス機構と連結されて、左支持台と右支持台がシンクロナス反対方向に回転できるようにし、中間支持板は昇降可能なプレートで、その位置は中部U型ケーシングと対応し、前記中間支持板は下降した後、前記中部U型ケーシングの底部に落ち込み、中間支持板は左支持板と右支持板に連結されず、前記左支持台と中間支持板との間および前記右支持台と中間支持板との間にはそれぞれ左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構が設置され、前記左支持台と右支持台の回転は前記左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構によって、中間支持板が対応する上昇または下降運動をさせるとともに、ヒンジが開きから畳みの前半段階において、中間支持板の下降距離が後半段階の下降距離より大きくなるようにし、前記左支持板は左支持台と中間U型ケーシングとの間に可動連結され、前記右支持板は右支持台と中間U型ケーシングとの間に可動連結され、左支持板や中間支持板、右支持板は、ヒンジが平らに開かれる時にフレキシブルスクリーンの中部支持面を形成し、ヒンジが折り畳んだ後に湾曲の構造を形成して、フレキシブルスクリーンが湾曲するスペースを提供する、ことを特徴とする裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
さらに、前記左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構はガイド駆動溝とガイド駆動溝と嵌め合うピンであってもよい。
さらに、前記左支持板や右支持板はいずれも可伸縮コンポーネントであり、前記左支持板や右支持板の外側端はそれぞれ左支持台や右支持台と回転連結され、前記左支持板や右支持板の裏側端はそれぞれ中部U型ケーシングが左支持台や右支持台の回転中心を離れた位置にて回転連結され、前記左支持板や右支持板の裏側端回転中心と外側端回転中心との距離はヒンジが開き・閉じる中、変動可能であってもよい。
さらに、前記左支持板や右支持板の外側端回転中心はそれぞれ左支持板や右支持板上方のフレキシブルスクリーンが位置する高さに位置してもよい。
さらに、前記左支持板や右支持板はそれぞれフレキシブルスクリーン支持板と連結板からなり、前記フレキシブルスクリーン支持板は連結板と滑り連結され、前記左支持板や右支持板のフレキシブルスクリーン支持板の一端はそれぞれ左支持台や右支持台と回転連結され、前記左支持板や右支持板の連結板の一端はそれぞれ中部U型ケーシングと回転連結されてもよい。
さらに、前記左支持板や右支持板のフレキシブルスクリーン支持板と連結板との間にはばね機構が連結されていて、ヒンジが開きから閉じへの開始段階および閉じから開きへの開始段階はばねがエネルギーを蓄積する段階であり、その後の段階は、ばねがエネルギーを釈放する段階に変わり、ヒンジがエネルギー釈放段階において自動に開きまたは閉じるように構成されていてもよい。
さらに、前記ヒンジにおいて、左支持台や右支持台の裏側端には随時回転停止・随時ポジショニング構造が備えられていてもよい。
さらに、前記中部U型ケーシングの両端はそれぞれ連結構造を介して対応する端のシンクロナス機構のケーシングと連結され、前記左支持台と右支持台には連結構造に対して位置を譲って、左支持台と右支持台が回転できるようにする位置譲り穴が備えられていてもよい。
発明が解決しようとする第二の課題:
上記ヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末を提供する。
本発明に採用された技術手段:
前記モバイル端末中には上記いずれかのヒンジが設置され、前記フレキシブルスクリーンは前記ヒンジの裏側に敷設される、ことを特徴とする裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末。
本発明の有益な効果:
本発明の技術手段が使用されることによって、本発明は構造が簡単で、確実になり、裏フレキシブルスクリーンが折り畳まれる時の湾曲の需要を満足することができ、フレキシブルスクリーンの湾曲のためにより大きなスペースを提供するとともに、ヒンジが折り畳んだ後、その中部の機構が外に露出しないようにする。また、開き状態から閉じ状態になるまでの初期段階において、迅速に中間支持板を下降させることができ、快速に待避スペースを形成してフレキシブルスクリーンに位置を譲り、スクリーンが押さえられて破損することを避けることができる。本発明のヒンジを携帯電話やe−ブック、PCなどモバイル端末に使用すると、それをヒンジとして使用できるだけでなく、その中のフレキシブルスクリーンの支持構造として使用することもでき、携帯電話やPCが開き/閉じ状態になる時に、フレキシブルスクリーンが自由自在に展開/湾曲できるようにして、フレキシブルスクリーンが携帯電話やe−ブック、PCなどのモバイル端末中に使用できるようにし、モバイル端末がコンパクトの構造でビッグスクリーンディプレイを実現することができる。
図1は本発明ヒンジ実施例の分解図である。 図2−1は、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の開き状態の略図と中部構造の略図である。 図2−2は、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の開き状態の略図と中部構造の略図である。 図3−1は、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の折り畳み状態の略図と中部構造の略図である。 図3−2は、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の折り畳み状態の略図と中部構造の略図である。 図4−1は、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の開き状態および折り畳み状態の断面図である。 図4−2は、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の開き状態および折り畳み状態の断面図である。 図5−1は、図4−1のA部位の拡大図である。 図5−2は、図4−2のB部位の拡大図である。 図6は、断面図の方式で、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の開き状態から折り畳み状態になるまで中間支持板の下降距離を示した略図である。 図7は、断面図の方式で、本発明のヒンジを利用した裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末の開き状態から半分開き状態になるまで中間支持板の下降距離を示した略図である。 図8は、本発明中のシンクロナス構造を示した略図である。 図9は、左支持板コンポーネントの略図である。 図10は、左支持板、右支持板および中部U型ケーシングを組み合わせた略図である。 図11は、本発明によって提供されるヒンジの開き状態から半分開き状態、さらに折り畳み状態になるまでの断面図であり、左支持板、右支持板の伸縮変化を示している。 図12は、本発明実施例2の分解図である。 図13は、図12に示す実施例中の随時回転停止・随時ポジショニング機能部分の構造分解図である。 図14は、図12に示す実施例中の左支持台、右支持台部分の拡大図である。
図のとおり、本発明によって提供される裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジは、左支持板と、中間支持板3と、右支持板と、左支持台100と、右支持台200と、中部U型ケーシング300を備えている。
左支持台100と右支持台200の裏側端は、シンクロナス機構と連結されて、左支持台100と右支持台200がシンクロナス反対方向に回転する。左支持台100と右支持台200の回転速は、ほぼ同じである。
シンクロナス機構は、歯車機構を使用することができ、前記歯車機構は順次に噛み合う歯車41、42、43、44からなる。歯車41の軸410と歯車44の軸440とは、それぞれ左支持台100と右支持台200の裏側端に連結される。歯車41、44は、左支持台100と右支持台200に直接製作されることもできる。ヒンジの左支持台100と右支持台200の裏側端の外側には、装着ケース40が備えられている。歯車41、42、43、44は、装着ケース40中に装着される。中部U型ケーシング300の両端は、それぞれポジショニングピン301を介して対応する端の装着ケース40に連結される。左支持台100と右支持台200には、中部U型ケーシングのポジショニングピン301に対して位置を譲って、左支持台と右支持台が回転できるようにする位置譲り穴101、201が設置される。
歯車41の軸410と歯車44の軸440は、同時に装着ケース40の裏側板を通り抜ける。このため、装着ケース40は、回転できなくなる。裏側板と左支持台100および右支持板200との間には、左支持台100と右支持台200の回転リミット構造が備えられている。回転リミット構造は、左支持台100と右支持台200を設置する回転範囲を規定するリミットブロック45、46からなる。左支持台100と右支持台200は、リミットブロック45、46と嵌まり合うリミット溝105、205を有する。左支持台100と右支持台200が平らに開かれると、回転が制限されて引き続き回転できなくなる。
左支持板、中間支持板3、右支持板は、ヒンジが平らに開かれる時にフレキシブルスクリーンの中部支持面を形成する。左支持板、中間支持板3、右支持板は、ヒンジが折り畳まれた際に湾曲した構造を形成して、フレキシブルスクリーンに湾曲したスペース400を提供する。
中間支持板3は、昇降可能なプレートである。中間支持板3の位置は、中部U型ケーシング300と対応しており、中間支持板3は、下降後、前記中部U型ケーシング300の底部に落ち込む。本発明において、中間支持板3は、左支持板と右支持板に連結されず、左支持板と右支持板に独立して運動する。このため、左支持板と右支持板に干渉をせず、迅速に下降することができ、フレキシブルスクリーン500の湾曲スペース400が迅速に形成される。左支持台100と中間支持板3との間および右支持台200と中間支持板3との間には、それぞれ左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構が設けられている。左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構は、中間支持板3の上昇と下降の駆動、ガイド役割を果たすとともに、ヒンジが平らに開かれる時に、中間支持板3が左支持板100と右支持板200の支持を受けるようにする。左支持台100と右支持台200の回転は、左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構によって、中間支持板が対応する上昇または下降運動をさせるとともに、ヒンジが開きから畳みの前半段階、つまり、180°から90°に開かれる段階において、中間支持板3の下降距離は後半段階、つまり90°開きから閉じるまでの下降距離より大きくなるようにする。
左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構の構造は一般的に対称となる。
左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構は、ガイド駆動溝51とガイド駆動溝51と嵌まり合うピン52とからなる。好ましくは、ガイド駆動溝51は、左支持台100と右支持台200の端部に位置する。ピン52は、中間支持板3の端部に位置する。左支持台100や右支持台200のガイド駆動溝51は、ビッグ圧力角デザインを利用して、回転初期の中間支持板3の迅速下降を実現する。フレキシブルスクリーンの折り畳みには、十分なスペースが提供され、フレキシブルスクリーンが押さえられて破損しないようにする。ヒンジが平らに開かれている状態を参考位置として、ガイド駆動溝51は、傾斜度の大きい傾斜溝である。傾斜溝の上端は、ヒンジの中間部位により近く、傾斜溝の上端が各自回転中心に対する半径は、傾斜溝の下端が各自回転中心に対する距離に比べて大きい。このため、ヒンジが開きから折り畳み状態になる時、中間支持板3が前半段階では下降速度が速く、且つ下降距離が大きく、後半段階では下降速度が遅く、且つ距離が短い。ヒンジが折り畳みから平らに開かれる時、中間支持板3は対称となる運動法則を示しており、始めは速度が遅くて上昇距離が短く、後半は速度が速くて上昇距離も大きい。
本実施例のとおり、平らに開き状態180°から90°に閉じる段階において、中間支持板3の下降高さは2.6mmであり、総下降高さの3/4を占め、後の90°は残りの1/4回転下降を実現することができる。よって、始めに早く下降して迅速にスペース400を形成して、フレキシブルスクリーンを待避させ、スクリーンが押さえられて破損しないようにする。
前記左支持板1は、左支持台100と中間U型ケーシング300との間に可動連結され、前記右支持板2は、右支持台200と中間U型ケーシング300との間に可動連結される。
左支持板や右支持板は、いずれも伸縮コンポーネントである。左支持板と右支持板の外側端は、それぞれ左支持台100や右支持台200と回転可能に連結されている。左支持板や右支持板の裏側端は、それぞれ中部U型ケーシング300が左支持台や右支持台の回転中心を離れた位置にて回転可能に連結されている。左支持板や右支持板の裏側端回転中心と外側端回転中心との距離は、ヒンジが開き・閉じられる中、変動可能である。
左支持板や右支持板は、それぞれフレキシブルスクリーン支持板1、2と連結板10、20からなる。フレキシブルスクリーン支持板1は、連結板10とスライド可能に連結されている。フレキシブルスクリーン支持板2は、連結板20とスライド可能に連結されている。フレキシブルスクリーン支持板1の一端は、左支持台100と回転可能に連結されている。フレキシブルスクリーン支持板2の一端は、右支持台200と回転可能に連結されている。連結板10の一端は、中部U型ケーシング300と回転可能に連結されている。連結板20の一端は、中部U型ケーシング300と回転可能に連結される。連結板10、連結板20の数は、いずれも好ましくて2個である。
図面に示す符号11と21は、それぞれ連結板10、連結板20と中部U型ケーシング300との回転軸である。左支持板のフレキシブルスクリーン支持板1と右支持板のフレキシブルスクリーン支持板2の回転中心12、22は、それぞれ左支持板、右支持板の外側上方のフレキシブルスクリーンが位置する高さに位置して、仮想の中心である。左支持台、右支持台は、それぞれ円弧の溝102、202を有する。円弧溝の円心は、左支持板、右支持板の外側上方に位置している。フレキシブルスクリーン支持板1とフレキシブルスクリーン支持板2には、それぞれ円弧溝102、202と嵌まり合うガイドキー13、23が設けられている。これよって、フレキシブルスクリーン500が、フレキシブルスクリーン支持板1、2上にしっかりとくっ付く。フレキブルスクリーン支持板1、2が回転する時に、フレキシブルスクリーンは、ほとんど伸長または圧縮されることなどない。このため、フレキシブルスクリーンの耐用年数を伸ばすことができる。
フレキシブルスクリーン支持板1と連結板10との間、フレキシブルスクリーン支持板2と連結板20との間には、ばね機構が連結されている。ヒンジが開きから閉じへの開始段階および閉じから開きへの開始段階は、ばねがエネルギーを蓄積する段階である。その後の段階は、ばねがエネルギーを開放する段階に変わり、ヒンジのエネルギー開放段階において自動に開きまたは閉じるようにする。これよって、フレキシブルスクリーン・モバイル端末に半自動開きと閉じ機能を持たせるか、或いはフレキシブルスクリーンが湾曲する時の反発力を相殺する役割を果たす。
ばね機構は、捩じりばね6、または圧縮ばね、若しくは引っ張りばねを使用することができ、且つ圧縮ばねまたは引っ張りばねを二つの相対に滑り運動できるばね台と連結させるとともに、二つのばね台をそれぞれフレキシブルスクリーン支持板と連結板に連結させる。本実施例において、捩じりばね6の両端は、それぞれ連結部材を介してフレキシブルスクリーン支持板および連結板と回転可能に連結される。捩じりばね6の両端は、リング状または開環状となっている。連結部材は、リベット60を使用することができ、捩じりバネ6は、C文字型、波形、W文字型などを使用することができる。
図12、13、14のとおり、ヒンジは、前記半自動ヒンジを使用しなくてもよい。左支持台100、右支持台200の裏側端に、随時回転停止・随時ポジショニング機構を設けて、ヒンジの操作触感と随時回転停止・随時ポジショニング機能が提供されもよい。当該構造は、回転しないカム部材7からなる。カム部材7の裏側面は、左支持面100に対する左側カム面71と、右側支持台200に対する右側カム面72を有する。左支持台100、右支持台200の裏側端表面は、左側カム面71および右側カム面72と嵌まり合うカム面104、204を有する。第一歯車軸410と第四歯車軸440は、それぞれカム部材7を通り抜けている。このため、カム部材7がポジショニングされて回転できない。カム部材7と歯車ボックスとの間には、皿ばね8が備えられている。左側と右側の皿ばね8は、それぞれ第一歯車軸410と第四歯車軸440に装着されている。左側と右側の皿ばね8は、左側カム面71とカム面104をしっかり押し付け、右側カム面72とカム面204をしっかり押し付けて、両者の間に摩擦を発生させる。このことによって、随時回転停止・随時ポジショニングが実現されている。
左側カム面71とカム面104との嵌まりおよび右側カム面72とカム面204との嵌まりは、好ましくて対称となる。ヒンジが開きから折り畳みになるまでの開始段階と終了段階はいずれも斜面嵌め73(皿ばねに対する圧縮と釈放が発生)である。他の主要部分は平面嵌め74(皿ばねに対する圧縮と釈放が発生しない)である。このため、ヒンジが折り畳み状態から開き、または開いた状態から折り畳み状態になる開始段階において、ヒンジに自動リセット機能(つまり当該状態でのセルフロック機能)が提供され、誤操作が防がれる。終了段階では、自動リーチング機能(つまり当該状態でのセルフロック機能)が提供される。
上記摩擦構造の他にも、前記随時回転停止・随時ポジショニング構造は、トーション構造が使用されてもよい。例えば、チューブ状ばねで軸を包む形式を利用して、随時回転停止・随時ポジショニング機能を実現することができる。
本実施例では、随時回転停止・随時ポジショニング構造は、左支持台100と右支持台200の裏側端に設置されている。これらは装置全体中、回転角度範囲が最も広い部材であるため、随時回転停止・随時ポジショニングの感度向上に有益であり、操作触感の向上にも有益である。前記随時回転停止・随時ポジショニング構造は、相対回転、相対滑り運動が発生するその他の部材との間に設置することもできる。本実施例中の図面符号は実施例1の図面符号と同じく、同じ意味を表す。
上記ヒンジを利用したモバイル端末は、携帯電話が例に挙げられる。フレキシブルスクリーン500は、ヒンジの裏側およびフレキシブルスクリーン左側メイン支持板601と右側メイン支持板602の裏側に設けられる。左側支持台100と右側支持台200は、それぞれモバイル端末のフレキシブルスクリーン左側メイン支持板601と右側メイン支持板602と一体またはそれぞれ単独部材として、一体に固定される。
以上はただの本発明の最良の実施形態に過ぎなく、本発明の構造特徴はこれに限らず、本分野の技術者が本発明の分野において、行われた変化または修飾は、いずれも本発明の保護範囲にカバーされる。

Claims (9)

  1. 左支持板と、中間支持板と、右支持板と、左支持台と、右支持台と、中部U型ケーシングとを含み、
    左支持台と右支持台の裏側端は、シンクロナス機構と連結されて、左支持台と右支持台がシンクロナス反対方向に回転できるようにし、
    中間支持板は、昇降可能なプレートで、その位置は中部U型ケーシングと対応し、
    前記中間支持板は、下降した後、前記中部U型ケーシングの底部に落ち込み、
    中間支持板は、左支持板と右支持板に連結されず、
    前記左支持台と中間支持板との間および前記右支持台と中間支持板との間には、それぞれ左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構が設置され、
    前記左支持台と右支持台の回転は、前記左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構によって、中間支持板が対応する上昇または下降運動をさせるとともに、ヒンジが開きから畳みの前半段階において、中間支持板の下降距離が後半段階の下降距離より大きくなるようにし、
    前記左支持板は、左支持台と中間U型ケーシングとの間に可動連結され、
    前記右支持板は、右支持台と中間U型ケーシングとの間に可動連結され、
    左支持板や中間支持板、右支持板は、ヒンジが平らに開かれる時にフレキシブルスクリーンの中部支持面を形成し、ヒンジが折り畳んだ後に湾曲の構造を形成して、フレキシブルスクリーンが湾曲するスペースを提供する、
    ことを特徴とする裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  2. 前記左側ガイド駆動機構と右側ガイド駆動機構は、ガイド駆動溝とガイド駆動溝と嵌め合うピンからなる、ことを特徴とする請求項1に記載の裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  3. 前記左支持板や右支持板は、いずれも可伸縮コンポーネントであり、
    前記左支持板や右支持板の外側端は、それぞれ左支持台や右支持台と回転連結され、
    前記左支持板や右支持板の裏側端は、それぞれ中部U型ケーシングが左支持台や右支持台の回転中心を離れた位置にて回転連結され、
    前記左支持板や右支持板の裏側端回転中心と外側端回転中心との距離は、ヒンジが開き・閉じる中、変動可能である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  4. 前記左支持板や右支持板の外側端回転中心は、それぞれ左支持板や右支持板上方のフレキシブルスクリーンが位置する高さに位置する、
    ことを特徴とする請求項3に記載の裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  5. 前記左支持板や右支持板は、それぞれフレキシブルスクリーン支持板と連結板からなり、
    前記フレキシブルスクリーン支持板は、連結板と滑り連結され、
    前記左支持板や右支持板のフレキシブルスクリーン支持板の一端は、それぞれ左支持台や右支持台と回転連結され、
    前記左支持板や右支持板の連結板の一端は、それぞれ中部U型ケーシングと回転連結される、
    ことを特徴とする請求項3に記載の裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  6. 前記左支持板や右支持板のフレキシブルスクリーン支持板と連結板との間には、ばね機構が連結されていて、
    ヒンジが開きから閉じへの開始段階および閉じから開きへの開始段階は、ばねがエネルギーを蓄積する段階であり、その後の段階は、ばねがエネルギーを釈放する段階に変わり、ヒンジがエネルギー釈放段階において自動に開きまたは閉じるようにする、
    ことを特徴とする請求項3に記載の裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  7. 前記ヒンジにおいて、左支持台や右支持台の裏側端には随時回転停止・随時ポジショニング構造が備えられている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  8. 前記中部U型ケーシングの両端は、それぞれ連結構造を介して対応する端のシンクロナス機構のケーシングと連結され、
    前記左支持台と右支持台には、連結構造に対して位置を譲って、左支持台と右支持台が回転できるようにする位置譲り穴が備えられている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末のヒンジ。
  9. 前記モバイル端末中には請求項1から8までの何れか一項に記載されたヒンジが設置され、前記フレキシブルスクリーンは前記ヒンジの裏側に敷設される、ことを特徴とする裏折りフレキシブルスクリーン・モバイル端末。
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