專利名稱：用于電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)軸互連器(hinge interconnect)，特別是涉及一種用于將電子設(shè)備的兩個(gè)半部電連接在一起的轉(zhuǎn)軸互連器。
背景技術(shù)：
例如筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、便攜光盤(CD)播放器、GPS設(shè)備、博奕設(shè)備和類似的電子設(shè)備經(jīng)常設(shè)計(jì)為掀蓋式或上翻蓋式，在其中添加電子組件。這些電子組件必須通過一個(gè)轉(zhuǎn)軸界面電連接到電子設(shè)備另一半部中的電子組件上。
這種電子設(shè)備組合幾個(gè)如移動(dòng)電話、全功能PDA、博弈設(shè)備、收音機(jī)、電視、個(gè)人識別設(shè)備、電腦無線端口和類似的功能型產(chǎn)品，合并入一個(gè)完整的服務(wù)電子設(shè)備。因而，需要高速信號和電子設(shè)備的兩半部之間大量的信號傳輸。
電子設(shè)備目前的一種趨勢是形成為“掀蓋式”設(shè)備。在掀蓋式電子設(shè)備中，可能要組合更多的功能件，包括大顯示屏，以及增加多種的特性。然而，具有掀蓋式電子設(shè)備的一個(gè)難題是需要傳輸可包括無線電頻率信號的高速信號，和通過一相對小的轉(zhuǎn)軸(即4.5mm直徑)的大量信號。這必須可靠地傳輸并且需要幾十萬次的使用壽命。到此為止，這已成為主要的難題，并且這種產(chǎn)品的制造正尋求成本效益和可靠的解決方案。
一些制造業(yè)者通過多層柔性電路在兩半部間互連電子組件，該柔性電路途經(jīng)轉(zhuǎn)軸，并與印刷線路板或在相對半部上的顯示屏配合。這些柔性電路昂貴、很難安裝到電子設(shè)備中，并且需要廣泛的手工勞動(dòng)。此外，轉(zhuǎn)軸和通過其中的互連件趨于存在可靠性問題。由于電路數(shù)量需求的增加以及高速信號需求的增加，柔性電路互連件變得相對厚和不可彎曲。這導(dǎo)致了在本領(lǐng)域中使用柔性電路帶來的可靠性問題。
經(jīng)常地，如果轉(zhuǎn)軸和/或柔性電路出現(xiàn)故障，處理整個(gè)設(shè)備替代了更換損壞的組件。而且，由于顏色用在更多的電子設(shè)備中，整個(gè)電子設(shè)備的更換不再具有成本效益。
一些制造業(yè)者利用在電子設(shè)備的上半部和下半部之間的滑動(dòng)接觸或摩擦接觸形式的機(jī)械轉(zhuǎn)軸。這些機(jī)械轉(zhuǎn)軸由于大量的循環(huán)次數(shù)而易于磨損，并且不能傳輸無線電頻率信號。
一些制造業(yè)者利用途經(jīng)電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸的小無線電頻率電纜。這些無線電頻率電纜昂貴并很難與電子設(shè)備裝配。
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)軸和互連件，其提供解決這些問題的方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀下述描述并結(jié)合附圖而變得明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于例如筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、便攜式光盤(CD)播放器和類似的電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸使用可靠。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸易于安裝到電子設(shè)備中。
本發(fā)明的另一目的還提供一種用于電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸如果損壞后易于更換。
簡要地，并根據(jù)前述的，提供了一種用于例如筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、便攜式光盤(CD)播放器和類似的電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸。電子設(shè)備具有通過轉(zhuǎn)軸部分連接的上半部和下半部。轉(zhuǎn)軸包括一剛性的、多層的印刷線路板，一電連接(electrically coupled to)到印刷線路板并能電連接(electrically connected to)到電子設(shè)備的第一半部的連接器(connector)，和一電連接到印刷線路板，并能電連接到電子設(shè)備的第二半部的柔性電路。印刷線路板相對于第一半部安裝。一對端蓋間隔安裝在印刷線路板上。一蓋子環(huán)繞印刷線路板的一部分和柔性電路。蓋子包括在其中的一開口，柔性電路延伸通過開口。蓋子基本覆蓋端蓋，并能相對于端蓋移動(dòng)。電子設(shè)備的第二半部相對于電子設(shè)備的第一半部移動(dòng)。伴隨這種移動(dòng)，柔性電路彎曲和展開，并且蓋子和電子設(shè)備的第二半部一起移動(dòng)。


可以通過參考下面包括附圖的說明書來更好地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組織和操作方式，及其更多的目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，其中圖1是結(jié)合本發(fā)明特征的轉(zhuǎn)軸的透視圖；圖2是圖1中沿2-2線的轉(zhuǎn)軸的截面圖；圖3是電子設(shè)備的透視圖，其中可設(shè)置轉(zhuǎn)軸；圖4是圖1電子設(shè)備移除上半部示出了轉(zhuǎn)軸的容納空間的透視圖；圖5是用于形成轉(zhuǎn)軸的印刷線路板和連接器的透視圖；和圖6是用于形成轉(zhuǎn)軸的印刷線路板、連接器、一對端蓋和一柔性電路的透視圖。
具體實(shí)施例方式
雖然本發(fā)明可以有不同形式的實(shí)施方式，但是附圖中所示的，以及下文將要具體描述的，用于理解所公開內(nèi)容的具體實(shí)施方式
被看作是本發(fā)明原理的范例，而不在于將本發(fā)明限制到圖示和所述的內(nèi)容。
如圖1所示一結(jié)合本發(fā)明特征的轉(zhuǎn)軸20，其用在如筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、便攜式光盤(CD)播放器和類似的電子設(shè)備22中。如圖3所示，電子設(shè)備22具有掀蓋式設(shè)計(jì)，并包括通過互連組件連接在一起的上半部24和下半部26，該互連組件設(shè)置在上半部24和下半部26之間的卷曲部分28中。上半部24收容如顯示屏等的電組件，下半部26收容如鍵盤等的電組件，顯示屏和鍵盤通過轉(zhuǎn)軸20電連接在一起。轉(zhuǎn)軸20安裝在上半部24和下半部26之間的轉(zhuǎn)軸容納空間30中。同樣地，上半部24可通過旋轉(zhuǎn)環(huán)繞轉(zhuǎn)軸20和設(shè)置在彎曲部分28中的互連組件在下半部26上關(guān)閉。
轉(zhuǎn)軸20電連接到電子設(shè)備22的上半部24中的電組件上，并電連接到電子設(shè)備22的下半部26中的印刷線路板(未示)上。轉(zhuǎn)軸20包括一多層的，剛性印刷線路板32，連接器34，一對端蓋36，38，柔性電路40和蓋子42。
如圖5最佳所示，多層印刷線路板32是細(xì)長的，并包括具有第一和第二相對端部的第一部分44，和設(shè)置在第一部分44的第二端部的第二部分46。第一部分44具有比第二部分46減少的寬度，并具有基本上長于第二部分46的長度。第一部分44的中心線偏移第二部分46的中心線。印刷線路板32能按期望形成為多層的，并可具有大量信號，如20至80個(gè)常有的信號。印刷線路板32提供阻抗(50歐姆)，控制沿第一和第二部分44，46的長度延伸的軌跡。
連接器34安裝在印刷線路板32的第二部分46的下側(cè)。連接器34插入電子設(shè)備22的下半部26中的印刷線路板(未示)。連接器34是通用件。
端蓋36，38優(yōu)選由塑料形成。一個(gè)端蓋36位于印刷線路板32的第一部分44的第一端部44a上，另一端蓋38位于印刷線路板32的第一部分44的第二端部44b上。端蓋36，38適宜連接到印刷線路板32上，使得不受沿印刷線路板32傳輸?shù)男盘柕母蓴_。每個(gè)端蓋36，38具有基本為圓形的外表面。位于第一部分44的第一端部上的端蓋36包括從此處向與第一部分44相反的方向延伸的圓柱形凸臺48。
柔性電路在剛性印刷線路板32和電子設(shè)備22的上半部24之間設(shè)有“移動(dòng)通道”。柔性電路40的第一端部在連接器34的同側(cè)電連接到印刷線路板32的下側(cè)。柔性電路40可無鉛焊接到印刷線路板32上；可超聲焊接到印刷線路板32上；通過壓力接點(diǎn)連接，如通過利用凹口和粘結(jié)劑；利用導(dǎo)電粘合劑；以及類似方法。一可由環(huán)氧樹脂形成的應(yīng)力消除件50，其設(shè)置在印刷線路板32和柔性電路40之間的連接處，以減輕連接點(diǎn)處的應(yīng)力。可選地，柔性電路40的第一端部40a可通過適當(dāng)?shù)难b置直接合并到印刷線路板32中并粘合到印刷線路板上。柔性電路40的第二自由端部40b可焊接到電子設(shè)備22的上半部24中以配合特征，或可延伸到電子設(shè)備22的上半部24中并在上半部處如通過邊緣貼裝安裝組件、顯示器等。
柔性電路40是非常薄的，即2密耳至10密耳，在需要處阻抗控制，并且由于柔性電路是薄的和可柔曲的，柔性電路能高可靠性地彎曲和展開幾十萬次。柔性電路40具有在中性軸中的內(nèi)部銅層，因而將破損的可能性降至最小。
蓋子42由一外部圓柱壁52形成，該圓柱壁具有一沿蓋子42的長度延伸的圓柱形通道54。外部壁52覆蓋印刷線路板32的第一部分44，覆蓋柔性電路40的一部分，并基本覆蓋端蓋36，38。外部壁52不覆蓋凸臺48。一細(xì)長開口56沿外部壁52的基本完整的長度延伸。柔性電路40的第二自由端部通過開口56。一圓形突起58設(shè)置在蓋子42的內(nèi)表面上接近開口54處。蓋子優(yōu)選由塑料或鍍金屬塑料形成。
外部壁52的圓柱形內(nèi)表面和端蓋36，38的圓形外表面基本彼此抵靠，并在兩者之間留有足夠的間隙以允許蓋子42相對于端蓋36，38自由滑動(dòng)。如圖2最佳示出，柔性電路位于蓋子42中的一部分纏繞印刷線路板32并向外延伸穿過開口56。為柔性電路40確定一預(yù)定彎曲半徑，以防止柔性電路40中的扭絞或破裂。柔性電路40抵靠蓋子52內(nèi)部上的圓形突起58，以防止柔性電路40在開口56處的急轉(zhuǎn)彎。蓋子42定位柔性電路40，并在柔性電路40彎曲和展開時(shí)，控制在其中的柔性電路40的運(yùn)動(dòng)。
一旦轉(zhuǎn)軸組裝后，轉(zhuǎn)軸20形成與電子設(shè)備22的其余部件隔開的獨(dú)立組件。因而轉(zhuǎn)軸20形成為可易于用最少數(shù)目的步驟組裝到電子設(shè)備22中的組件。為了將轉(zhuǎn)軸20和電子設(shè)備22組裝，轉(zhuǎn)軸20放置在轉(zhuǎn)軸容納空間30中，并且連接器34與在電子設(shè)備22的下半部26中的印刷線路板(未示)配合，以固定轉(zhuǎn)軸20的一端。柔性電路40的第二端與上半部24中的電組件配合。相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置在電子設(shè)備22中，凸臺48安置在其中以固定轉(zhuǎn)軸20的另一端。因而，剛性印刷線路板32被固定在相對電子設(shè)備22的下半部26的位置中。
當(dāng)上半部24相對于下半部26旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)軸20用于提供兩半部24，26之間持續(xù)的電連貫。在上半部24打開時(shí)，柔性電路40在蓋子42中展開。在柔性電路40和蓋子42中的開口56之間的嚙合引起蓋子42帶動(dòng)上半部24移動(dòng)。在上半部24關(guān)閉時(shí)，柔性電路40在蓋子42中彎曲。再一次地，柔性電路40和蓋子42中的開口56之間的嚙合引起蓋子42帶動(dòng)上半部24移動(dòng)。在柔性電路40彎曲和展開時(shí)，蓋子42控制位于其中的柔性電路40的運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸20非?？煽坎⒖山?jīng)受重復(fù)的旋轉(zhuǎn)。
如果轉(zhuǎn)軸20磨損了，僅需要將轉(zhuǎn)軸20替換和將上、下半部24，26之間的連接器恢復(fù)。整個(gè)電子設(shè)備22不需要丟棄。轉(zhuǎn)軸20可容易地用最少數(shù)目的步驟從電子設(shè)備22上拆卸。為了拆卸轉(zhuǎn)軸20和電子設(shè)備22，連接器34從電子設(shè)備的下半部26中的印刷線路板(未示)上脫離配合，以及柔性電路40的第二端部從上半部24中的電組件上脫離配合。然后，轉(zhuǎn)軸20就從轉(zhuǎn)軸容納空間30中抬起。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已示出并描述，但是可以預(yù)見，在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于具有第一半部和第二半部的電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸包括電連接到電子設(shè)備的第一半部上的印刷線路板；和電連接到所述印刷線路板的柔性電路，該柔性電路電連接到電子設(shè)備的第二半部上。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述印刷線路板具有多層。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)軸，還包括連接器，該連接器電連接到所述印刷線路板上，并提供在所述印刷線路板和所述電子設(shè)備的第一半部之間的電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)軸，還包括蓋子，其環(huán)繞所述印刷線路板的至少一部分，并環(huán)繞所述柔性電路的一部分，所述蓋子包括在其中的開口，所述柔性電路的一部分延伸通過所述開口。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述蓋子包括在蓋子靠近所述開口的內(nèi)表面上的突起，所述柔性電路抵靠在所述突起上。
6.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)軸，還包括在所述印刷線路板上間隔設(shè)置的一對端蓋，所述蓋子覆蓋所述端蓋，并相對于端蓋移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述端蓋由塑料形成，和所述蓋子由塑料形成。
8.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，每個(gè)端蓋具有圓柱形的外表面，和所述蓋子具有圓柱形的內(nèi)表面。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述端蓋由塑料形成，和所述蓋子由塑料形成。
10.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)軸，還包括蓋子，其環(huán)繞所述印刷線路板的至少一部分，并環(huán)繞所述柔性電路的一部分，所述蓋子包括在其中的開口，所述柔性電路的一部分延伸通過所述開口。
11.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述蓋子包括靠近所述開口的突起，所述柔性電路抵靠在所述突起上。
12.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)軸，還包括在所述印刷線路板上間隔設(shè)置的一對端蓋，所述蓋子覆蓋所述端蓋，并相對于端蓋移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述端蓋由塑料形成，和所述蓋子由塑料形成。
14.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，每個(gè)端蓋具有圓柱形的外表面，和所述蓋子具有圓柱形的內(nèi)表面。
15.如權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述端蓋由塑料形成，和所述蓋子由塑料形成。
16.一種用于具有第一半部和第二半部的電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸包括剛性的，多層的印刷線路板；電連接到所述印刷線路板上，并電連接到所述電子設(shè)備的第一半部上的連接器；電連接到所述印刷線路板上并電連接到所述電子設(shè)備的第二半部上的柔性電路；在所述印刷線路板上間隔安裝的一對端蓋；蓋子，其環(huán)繞所述印刷線路板的至少一部分并環(huán)繞所述柔性電路的一部分，該蓋子包括在其中的開口，柔性電路的一部分延伸通過所述開口，所述蓋子覆蓋所述端蓋并相對于端蓋移動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述蓋子包括靠近所述開口的突起，所述柔性電路抵靠在所述突起上。
18.如權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述端蓋由塑料形成，和所述蓋子由塑料形成。
19.如權(quán)利要求16所述的轉(zhuǎn)軸，其特征在于，每個(gè)端蓋具有圓柱形的外表面，和所述蓋子具有圓柱形的內(nèi)表面。
全文摘要
提供一種用于電子設(shè)備的轉(zhuǎn)軸。電子設(shè)備具有第一半部和第二半部。轉(zhuǎn)軸包括一剛性的，多層的并可電連接到電子設(shè)備的第一半部上的印刷線路板，和一電連接到印刷線路板上并可電連接到電子設(shè)備的第二半部上的柔性電路。印刷線路板相對于第一半部安裝。當(dāng)電子設(shè)備的第二半部相對于第一半部移動(dòng)時(shí)，柔性電路彎曲或展開。
文檔編號H04M1/02GK1977232SQ200580021573
公開日2007年6月6日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者維克托·薩德雷, 邁克爾·J·諾伊曼 申請人:莫列斯公司