CN110162141B - 一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，属于折叠显示设备的技术领域，包括铰链槽体和对称设于该铰链槽体两侧的支撑板，所述支撑板的一侧边与铰链槽体的长侧壁之间设有活动铰接件，另一侧边的两端均铰接有联动板，各所述联动板的另一端均设有双轴铰接组件，通过该双轴铰接组件驱使联动板运动至水平状态或垂直状态，且联动板通过活动铰接件联动支撑板运动；所述双轴铰接组件包括限位销和铰接杆，所述铰链槽体的短侧壁上设有分别与限位销和铰接杆对应匹配的限位槽口和铰接孔，以达到该铰链机构能够满足在折叠时曲率半径R最大化的同时，铰链结构内部不存在重叠干涉并呈对称设计的目的。

Description

一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构

技术领域

本发明属于折叠显示设备的技术领域，具体而言，涉及一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构。

背景技术

柔性显示装置具有耐冲击、重量轻、携带方便等优点，其具有传统显示器不能实现的功能和用户体验的优势，因此，柔性显示技术越来越受到人们的重视，而保护盖板则是柔性显示装置中不可或缺的部件。

在智能手机飞速发展的时代，由于透光率、强度以及表面硬度的要求，玻璃材质一直是手机盖板的首选。随着3D玻璃技术的成熟，玻璃盖板延续到固定曲率的曲面屏手机。

目前，对于可折叠显示屏不同厂商则不约而同的选择CPI膜作为保护盖板，CPI膜(Colorless Polyimide)本质上是树脂类材料聚酰亚胺，主链上含有酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。现有的柔性OLED基材也是PI，PI本身为黄色，为了适用于玻璃盖板，将去黄化的CPI作为盖板而使用。

CPI在技术上日趋成熟，已可直接应用。但其缺点明显：CPI材质表面硬度差，导致用户在日常使用中的磕磕碰碰变成越积越多的可见痕迹；另外，薄膜类产品存在材料疲劳度问题，数万次弯折后无法恢复原始平面度。

针对CPI材质的缺点，目前，各个厂商将其替换为表面强度较高且不会发生松弛拉长和折痕的超薄玻璃，另外，其材质本身具有良好的自我修复能力，在长期反复弯折后，仍能恢复原始平整度，不存在膜类材料疲劳度的问题。但是，超薄玻璃的致命缺陷在于：易碎，特别是在受到内折时，其所受应力较大，极易造成超薄玻璃的损坏。

根据应力公式其中，ε＝应力(无量纲)，Z＝中和平面和表面的距离，R＝曲率半径，由上述公式可知，为了使应力最小化，在要求设备厚度下，曲率半径R应实现最大化。通过将曲率半径R最大化，可实现柔性屏的受力最小化。作为盖板使用的CPI时，由于CPI的受力最小化，可以防止CPI膜的伸长。同时，应力最小化对应的超薄玻璃也可以被使用。

现有技术的铰链机构中，在进行折叠时，其两侧的支撑板必然存在铰接点，同时需满足折叠后两侧折叠壳之间的间隙较小，该铰接点的布置方式有以下四种情况：

(1)两侧的铰接点分别设于两支撑板的中心位置，在折叠合拢时，在两支撑板的端部则会出现重叠干涉现象；

(2)两侧的铰接点分别设于两支撑板的靠外侧位置，在折叠合拢时，在两支撑板的端部则会出现严重的重叠干涉现象；

(3)两侧的铰接点分别设于两支撑板的靠内侧位置，在折叠合拢时，在两支撑板的端部则不会出现重叠干涉现象，但铰链机构不存在设计空间；

(4)为了使两支撑板端部不发生重叠干涉现象，两侧的铰接点分别设于两支撑板的中间位置，且两支撑板的内外两端呈不对称设计，但设备折叠的空间会发生空隙。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构以达到该铰链机构能够满足在折叠时曲率半径R最大化的同时，铰链结构内部不存在重叠干涉并呈对称设计的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，包括铰链槽体和对称设于该铰链槽体两侧的支撑板，所述支撑板的一侧边与铰链槽体的长侧壁之间设有活动铰接件，另一侧边的两端均铰接有联动板，各所述联动板的另一端均设有双轴铰接组件，通过该双轴铰接组件驱使联动板运动至水平状态或垂直状态，且联动板通过活动铰接件联动支撑板运动；所述双轴铰接组件包括限位销和铰接杆，所述铰链槽体的短侧壁上设有分别与限位销和铰接杆对应匹配的限位槽口和铰接孔。

进一步地，当各所述联动板运动至水平状态时，两所述支撑板拼接成平面；当各所述联动板运动至垂直状态时，两所述支撑板沿朝向所述铰链槽体的方向呈外扩形状。当两所述支撑板拼接成平面，可对盖板提供良好的支撑效果；当两所述支撑板呈外扩形状，在曲率半径最大化的同时，容纳折叠后的盖板，并实现盖板在弯折处的受力最小化。

进一步地，所述铰链槽体的两端均开设有容纳槽，容纳槽配设有与其相匹配的盖体，且该容纳槽内设有连接组件，通过连接组件约束所述联动板的同步运动。在连接组件的作用下，可实现装于铰链槽体同一短侧壁上的两联动板能够同步运动，以保证折叠屏的折叠或打开动作良好运行。

进一步地，所述连接组件包括相互转动连接的第一铰链板和第二铰链板，所述第一铰链板和第二铰链板的另一端分别转动连接于铰链槽体同一短侧壁上的两所述铰接杆上。在第一铰链板和第二铰链板的作用下实现两所述铰接杆的同步运动。

进一步地，所述活动铰接件包括至少一个设于所述支撑板上的铰接扣板，该铰接扣板与支撑板的表面之间形成夹口，所述铰链槽体的长侧壁上设有与该夹口对应匹配的挂孔，该挂孔内装配有可相对其转动且移动的所述铰接扣板。

以实现支撑板能够在联动板的作用下联动运动，同时，可满足两支撑板在折叠状态下，两者之间能够实现曲率半径R的最大化，从而实现盖板承受的应力最小化。

进一步地，所述铰接扣板设有三个，且支撑板的表面上设有与各个铰接扣板对应的凹槽，该凹槽与铰接扣板之间形成所述夹口。以保证支撑板相对铰链槽体的装配更加稳定。

进一步地，还包括对称设于该铰链槽体两侧的折叠壳，所述折叠壳的两侧分别与其同一侧的两所述联动板连接，且折叠壳上装有承载板，该承载板与其同一侧的所述支撑板可拼成平面。通过承载板和支撑板即可拼成盖板所需的支撑平面，在该支撑平面上的柔性显示表面覆盖保护盖板。

进一步地，所述支撑板朝向所述铰链槽体的长侧壁一侧设有若干个加强筋。各个加强筋可保证支撑板具有足够的强度。

进一步地，所述支撑板朝向所述承载板的一侧设有与所述承载板相匹配的第一支撑缺口。以实现支撑板与承载板之间能够拼接成平顺的平面，以满足对盖板的支撑。

进一步地，所述铰链槽体的端部两侧均设有第二支撑缺口，第二支撑缺口与所述联动板相匹配。以实现联动板在运动至水平状态时，其能够与铰链槽体的端部顶面相平齐，以确保整体外观的美观度。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，在铰链槽体的内部两端通过双轴铰接组件装配联动板，以实现联动板在转动的同时还可位移，当联动板在水平状态和垂直状态之间相互切换时，两相对联动板的端部不会出现重叠干涉区域，能够顺利完成折叠屏的折叠和打开动作；而且在联动板的联动作用下，两支撑板也能够在配合活动铰接件的作用下，一方面可实现拼接成平面，以对盖板的良好支撑作用；另一方面可实现在合拢时，两支撑板之间呈外扩形状，以满足盖板在折叠时的曲率半径R最大化，增加盖板的使用寿命，以防止其损坏。

附图说明

图1是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构在合拢状态的结构示意图；

图2是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构在合拢状态的内部结构示意图；

图3是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构在开启过程中的结构示意图；

图4是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构在开启过程中的内部结构示意图；

图5是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构在打开状态的结构示意图；

图6是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构在打开状态的内部局部结构示意图；

图7是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构中左折叠壳的内部结构示意图；

图8是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构中联动板的结构示意图；

图9是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构中联动板与铰链槽体之间的装配结构示意图；

图10是本发明提供的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构中支撑板的结构示意图；

图11是图2的局部结构示意图；

附图中标注如下：

左折叠壳-1，右折叠壳-2，铰链槽体-3，承载板-4，支撑板-5，加强筋-6，铰接扣板-7，联动板-8，盖体-9，第一铰链板-10，第二铰链板-11，限位销-12，铰接杆-13，铰接轴-14，第二支撑缺口-15，限位槽口-16，凹槽-17，挂孔-18，第一支撑缺口-19。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1、图3、图5所示，在本实施例中具体公开了一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，包括铰链槽体3和对称设于该铰链槽体3两侧的支撑板5，其中，铰链槽体3呈矩形槽体结构，而支撑板5的表面为平面且两侧的支撑板5能够拼成完整的平面。

如图2、图4、图6所示，将所述支撑板5的一侧边与铰链槽体3的长侧壁之间设有活动铰接件，通过活动铰接件驱使支撑板5相对铰链槽体3的长侧壁作转动且移动，另一侧边的两端均铰接有联动板8，联动板8上设有与支撑板5铰接连接的铰接轴14，各所述联动板8的另一端均设有双轴铰接组件，通过该双轴铰接组件驱使联动板8运动至水平状态或垂直状态，且联动板8通过活动铰接件联动支撑板5运动，当各所述联动板8运动至水平状态时，两所述支撑板5拼接成平面，以对保护盖板提供良好的支撑效果；当各所述联动板8运动至垂直状态时，两所述支撑板5沿朝向所述铰链槽体3的方向呈外扩形状，可容纳经弯折之后的保护盖板，同时实现在保护盖板的折弯处具有曲率半径R最大化的优点并减小保护盖板在折弯处所受应力的大小。

如图8、图9所示，为进一步实现双轴铰接组件的功能，所述双轴铰接组件包括限位销12和铰接杆，所述铰链槽体3的短侧壁上设有分别与限位销12和铰接杆对应匹配的限位槽口16和铰接孔。将联动板8端部的限位销12和铰接杆分别装配在限位槽口16和铰接孔内，且限位槽口16设为弧形段，铰接孔设为直线段，当联动板8上的限位销12沿着限位槽口16运动时，铰接杆相对铰接孔作转动且移动，以实现限位销12相对限位槽口16的转动点是移动变化的，从而可实现位于铰链槽体3同一侧短侧壁上的两联动板8由水平状态切换至垂直状态时，两联动板8的端部不会产生干涉重叠现象，同时，又可保证两联动板8均处于垂直状态时，两者之间的间隙足够小，以保证折叠设备的外观美观度。

如图4所示，所述铰链槽体3的两端均开设有容纳槽，容纳槽配设有与其相匹配的盖体9，且该容纳槽内设有连接组件，通过连接组件约束所述联动板8的同步运动，即实现位于铰链槽体3同一侧短侧壁上的两联动板8在连接组件的作用下同步运动。在连接组件的作用下，可实现装于铰链槽体3同一短侧壁上的两联动板8能够同步运动，由于折叠设备包括左右对称设计的左折叠壳1和右折叠壳2，在连接组件的作用下，能够保证左折叠壳1和右折叠壳2在折叠或打开动作时具有同步运动的效果。

如图4所示，所述连接组件包括相互转动连接的第一铰链板10和第二铰链板11，所述第一铰链板10和第二铰链板11的另一端分别转动连接于铰链槽体3同一短侧壁上的两所述铰接杆上。在第一铰链板10和第二铰链板11的作用下实现两所述铰接杆的同步运动。优选的，第一铰链板10和第二铰链板11之间通过一转轴销进行转动连接，在容纳槽的底部设有避位槽，该避位槽与所述转轴销的运动轨迹对应匹配。

如图10所示，所述活动铰接件包括三个设于所述支撑板5上的铰接扣板7，各所述铰接扣板7与支撑板5的表面之间形成夹口，所述铰链槽体3的长侧壁上设有与该夹口对应匹配的挂孔18，该挂孔18内装配有可相对其转动且移动的所述铰接扣板7。优选的，为提升挂孔18与夹口之间的相对运动流畅度，所述挂孔18朝向所述铰接扣板7的一侧设为圆柱状的挂杆，以减小铰接扣板7相对挂孔18运动的摩擦阻力。

如图10所示，在支撑板5的表面上设有与各个铰接扣板7对应的凹槽17，该凹槽17与铰接扣板7之间形成所述夹口，以保证支撑板5相对铰链槽体3的运动空间更大，使得相对运动时不会被卡到。当支撑板5处于水平状态时，铰链扣板恰好与所述铰链槽体3的长侧壁相垂直。

如图11所示，通过该活动铰接件可实现支撑板5能够在联动板8的作用下联动运动，同时，可满足两支撑板5在折叠状态下，两支撑板5的下端部之间形成20°的角度，该形状能够实现曲率半径R的最大化，从而减小对保护盖板的损耗。在本实施例中，为实现对曲率半径R的最大化控制，应合理控制挂杆所在轴线与支撑板5相对联动板8所在铰接轴线之间的水平距离，以实现当联动板8处于垂直状态时，联动板8联动支撑板5运动，支撑板5上铰接扣板7相对挂杆运动后，最终呈倾斜状，以最终实现两支撑板5之间沿朝向所述铰接槽体的底部方向呈外扩形状，该外扩形状用以对保护盖板的折弯处提供足够的依托，防止保护盖板在折弯处出现折痕或损坏。

实施例2

如图7所示，在实施例1的基础上，为将该铰链机构应用至折叠设备上并对保护盖板提供良好的支撑，还包括对称设于该铰链槽体3两侧的折叠壳，分别为左折叠壳1和右折叠壳2，所述折叠壳的两侧分别与其同一侧的两所述联动板8连接，在联动板8上设有多个螺纹孔，在折叠壳的两侧设有与各个螺纹孔对应匹配的连接座，并通过螺钉连接固定。在折叠壳上装有承载板4，该承载板4与其同一侧的所述支撑板5可拼成平面，通过承载板4和支撑板5即可拼成盖板所需的支撑平面，在该支撑平面上覆盖保护盖板。优选的，将折叠壳的端部则嵌套在所述铰链槽体3的外部，当两所述折叠壳处于水平状态时(即折叠设备处于展开状态)，两所述折叠壳能够良好拼接并将铰链槽体3收纳于内部，以保证其良好的外观美观度；当两所述折叠壳处于水平状态时(即折叠设备处于折叠状态)，两所述折叠壳能够均能够与所述铰链槽体3拼接。

如图10所示，为进一步提升支撑板5的强度，在所述支撑板5朝向所述铰链槽体3的长侧壁一侧设有若干个加强筋6。

在所述支撑板5朝向所述承载板4的一侧设有与所述承载板4相匹配的第一支撑缺口19，当支撑板5运动至水平状态时，承载板4也处于水平状态，此时，第一支撑缺口19与承载板4的端部能够良好拼接，以对保护盖板提供良好的支撑效果，防止在承载板4和支撑板5的交界处出现塌陷；当支撑板5运动至折叠状态时，承载板4也处于垂直状态，此时，第一支撑缺口19与承载板4的端部之间留有间隙，以防止承载板4与支撑板5之间的运动产生干涉现象。

如图9所示，在所述铰链槽体3的端部两侧均设有第二支撑缺口15，第二支撑缺口15与所述联动板8相匹配。以实现当联动板8运动至水平状态时，其能够与铰链槽体3的端部顶面相平齐并组成平整的表面，以确保整体外观的美观度；同时，在联动板8处于水平状态时，第二支撑缺口15还能向联动板8提供足够的支撑作用力。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，包括铰链槽体和对称设于该铰链槽体两侧的支撑板，其特征在于，所述支撑板的一侧边与铰链槽体的长侧壁之间设有活动铰接件，另一侧边的两端均铰接有联动板，各所述联动板的另一端均设有双轴铰接组件，通过该双轴铰接组件驱使联动板运动至水平状态或垂直状态，且联动板通过活动铰接件联动支撑板运动；所述双轴铰接组件包括限位销和铰接杆，所述铰链槽体的短侧壁上设有分别与限位销和铰接杆对应匹配的限位槽口和铰接孔；

当各所述联动板运动至水平状态时，两所述支撑板拼接成平面；当各所述联动板运动至垂直状态时，两所述支撑板沿朝向所述铰链槽体的方向呈外扩形状；

所述活动铰接件包括至少一个设于所述支撑板上的铰接扣板，该铰接扣板与支撑板的表面之间形成夹口，所述铰链槽体的长侧壁上设有与该夹口对应匹配的挂孔，该挂孔内装配有可相对其转动且移动的所述铰接扣板。

2.根据权利要求1所述的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，其特征在于，所述铰链槽体的两端均开设有容纳槽，容纳槽配设有与其相匹配的盖体，且该容纳槽内设有连接组件，通过连接组件约束所述联动板的同步运动。

3.根据权利要求2所述的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，其特征在于，所述连接组件包括相互转动连接的第一铰链板和第二铰链板，所述第一铰链板和第二铰链板的另一端分别转动连接于铰链槽体同一短侧壁上的两所述铰接杆上。

4.根据权利要求1所述的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，其特征在于，所述铰接扣板设有三个，且支撑板的表面上设有与各个铰接扣板对应的凹槽，该凹槽与铰接扣板之间形成所述夹口。

5.根据权利要求1所述的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，其特征在于，还包括对称设于该铰链槽体两侧的折叠壳，所述折叠壳的两侧分别与其同一侧的两所述联动板连接，且折叠壳上装有承载板，该承载板与其同一侧的所述支撑板可拼成平面。

6.根据权利要求1所述的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，其特征在于，所述支撑板朝向所述铰链槽体的长侧壁一侧设有若干个加强筋。

7.根据权利要求5所述的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，其特征在于，所述支撑板朝向所述承载板的一侧设有与所述承载板相匹配的第一支撑缺口。

8.根据权利要求1所述的适用于折叠屏的无重叠式铰链机构，其特征在于，所述铰链槽体的端部两侧均设有第二支撑缺口，第二支撑缺口与所述联动板相匹配。