DE60309790T2

DE60309790T2 - Verbindungsmechanismus mit flexiblen Leiterplatten

Info

Publication number: DE60309790T2
Application number: DE60309790T
Authority: DE
Inventors: Dongbu Apt. 106-1203 In-Hwan Lee
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: ATE346482T1; CN1240257C; US7097479B2; EP1392090A2; EP1392090A3; CN1484480A; KR20040012218A; JP3773919B2; DE60309790D1; US20040038719A1; JP2004072726A; KR100498328B1; EP1392090B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen mobilen Handapparat und insbesondere auf einen Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen (FPCB, flexible printed circuit board).
2. Stand der Technik
Generell ist ein klappbarer Handapparat aus einem Hauptkörper mit einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB, printed circuit board), auf dem zum gemeinsamen Betrieb eine Tastatur, ein Mikrofon und der Handapparat montiert sind, und einem Deckelkörper mit einer weiteren gedruckten Schaltung PCB, auf der Komponenten zum Betrieb eines Lautsprechers und eines Displays montiert sind, aufgebaut, wobei der Hauptkörper und der Deckelkörper mit Hilfe eines Gelenks schwenkbar miteinander verbunden sind. Die gedruckte Schaltungsplatine des Hauptkörpers und die des Deckelkörpers sind mit Hilfe einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPCB) zur Aufnahme der Bewegung des Gelenks miteinander verbunden.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bekannten klappbaren Handapparats. Wie in 1 dargestellt, sind eine erste gedruckte Schaltungsplatine 130 des Hauptkörpers 100 und eine zweite gedruckte Schaltungsplatine 160 des Deckelkörpers 150 mit Hilfe einer flexiblen gedruckten Schaltung 200 miteinander verbunden. Die flexible gedruckte Schaltung 200 durchsetzt einen Raum, der innerhalb von Gelenkstützen 113 und eines Gelenkzapfens 154 des Deckelkörpers 150 vorgesehen ist und ist schwenkbar zwischen den Gelenkstützen 113 eingesetzt.
2 ist eine vergrößerte Darstellung der flexiblen gedruckten Schaltung 200 aus 1. Die flexible gedruckte Schaltung 200 umfasst ein Verbindungsteil 201 für den Hauptkörper, der in den Hauptkörper 100 eingesteckt wird, ein Verbindungsteil 202 für den Deckelkörper, der in den Deckelkörper 150 eingesteckt wird, und ein Mittelteil 204, das zwischen dem Verbindungsteil 201 für den Hauptkörper und dem Verbindungsteil 202 für den Deckelkörper unter einem rechten Winkel geführt ist, so dass er parallel zur Gelenkwelle ausgerichtet ist, um die Abbiegung der flexiblen gedruckten Schaltung bei der Schwenkung des Gelenkzapfens zu minimieren.
Die flexible gedruckte Schaltung 200 ist mit Elektroden- bzw. Kontaktstiften 205 und 206 versehen, die an den entsprechenden Enden des Verbindungsteils 201 für den Hauptkörper und den Verbindungsteil 202 für den Deckelkörper ausgebildet sind. Die Kontaktstifte 205 und 206 werden in Schlitze (Buchsen) eingesteckt, die auf der ersten und der zweiten gedruckten Schaltungsplatine 130 bzw. 160 ausgebildet sind.
Die flexible gedruckte Schaltung, wie sie für den oben beschriebenen klappbaren Handapparat ausgebildet ist, hat jedoch den Nachteil, dass der mittlere Teil der flexiblen gedruckten Schaltung, der innerhalb des Gelenks angeordnet ist, der Gefahr einer Beschädigung wegen der Dreh- und Biegebelastung aufgrund der häufigen Schwenkbewegungen des Deckelkörpers gegenüber dem Hauptkörper ausgesetzt ist, was zu einer Schwankung des Widerstandes und eines Kurzschlusses der Schaltung der flexiblen gedruckten Schaltung führt.
Die europäische Patentanmeldung 1 182 749 A1 offenbart in ihrer 17 einen Verbindungsmechanismus zur elektrischen Verbindung eines Paars erster flexibler gedruckter Schaltungen, die mit einer Schaltungsplatine eines Hauptteils eines Personal Computers verbunden sind, mit einem Paar zweiter flexibler elektrischer Schaltungen, die mit einer Schaltungsplatine einer Displayeinheit des Computers verbunden sind, wobei die Displayeinheit an der Haupteinheit klappbar angelenkt ist. Der Verbindungsmechanismus umfasst relativ zu einander drehbare rohrförmige Teile, die ein elektrisch leitendes Teil in der Form einer weiteren flexiblen gedruckten Schaltung aufnehmen. Das elektrische leitfähige Teil erstreckt sich zwischen einem Verbindungsteil auf den rohrförmigen Teilen, mit dem Verbindungsabschnitte der ersten und der zweiten flexiblen gedruckten Schaltung verbunden werden können. Das elektrisch leitfähige Teil hat einen flexiblen mittleren Teil mit mehreren Schlitzen, die dem elektrisch leitfähigen Teil in Richtung der Erstreckung des elektrisch leitfähigen Teils Zusammenziehbarkeit zwischen den Verbindungsabschnitten der rohrförmigen Teile verleiht.
Die amerikanische Patentanmeldung US 2002/0080548 A1 stellt in ihrer 8 einen Verbindungsmechanismus zur elektrischen Verbindung einer ersten flexiblen gedruckten Schaltung, die mit dem Hauptkörper eines PCs verbunden ist, und einer zweiten flexiblen gedruckten Schaltung dar, die mit einer Displayeinheit des PCs verbunden ist, dar. Die Displayeinheit und der Hauptkörper des PCs sind mit Hilfe einer Gelenkkonstruktion miteinander verbunden, die eine Schwenkung der Displayeinheit gegenüber dem Hauptkörper ermöglicht. Der Verbindungsmechanismus umfasst ein leitfähiges Teil, das durch eine weitere flexible gedruckte Schaltung gebildet ist. Das leitfähige Teil ist mit Schlitzen in einem Zwischenabschnitt von ihm versehen, die dem leitfähigen Teil Flexibilität verleihen, so dass er nicht nur um seine Achse gedreht oder verdreht werden kann, sondern sich auch ausdehnen, zusammenziehen, biegen und in seiner Längsrichtung verschieben kann. Ein Ende des leitfähigen Teils ist mit der ersten flexiblen gedruckten Schaltung verbunden und das andere Ende des leitfähigen Teils ist um ein hexagonales erstes Isolierteil gelegt, das in eine hexagonale Ausnehmung eines zweiten Isolierteils eingesteckt werden kann, mit dem die zweite flexible gedruckte Schaltung verbunden ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen zu schaffen, der dazu in der Lage ist, eine Beschädigung der durch den Verbindungsmechanismus miteinander verbundenen flexiblen gedruckten Schaltungen selbst bei häufiger Schwenkbewegung der beiden mit Hilfe der flexiblen gedruckten Schaltungen elektrisch verbundenen zwei Körper zu verhindern.
Zur Erreichung dieses zuvor angegebenen Ziels stellt die vorliegende Erfindung einen Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen mit allen Merkmalen des Anspruchs 1 zur Verfügung.
In einer Ausführungsform umfasst der Verbindungsmechanismus einen ersten, fest auf einem ersten Körper befestigten Verbinder und einen zweiten, fest auf einem zweiten Körper befestigten Verbinder. Der erste Verbinder ist mit einem Ende einer ersten flexiblen gedruckten Schaltung verbunden und der zweite Verbinder ist mit dem ersten Verbinder drehbar verkoppelt und mit einem Ende einer zweiten flexiblen gedruckten Schaltung verbunden.
Der erste Verbinder hat die Gestalt eines Ringes bzw. Torus, der ein Verbindungsloch bildet, und der zweite Verbinder hat eine zylindrische Gestalt mit einem dem Verbindungsloch des ersten Verbinders entsprechenden Verbindungsvorsprung bzw. – zapfen, wobei der Verbindungsvorsprung drehbar in das Verbindungsloch eingesetzt wird. Der erste Verbinder weist mehrere erste Elektroden auf, die auf einer inneren Umfangsfläche des Verbindungslochs angebracht sind, und der zweite Verbinder umfasst mehrere zweite Elektroden, die auf der Außenumfangsfläche des Verbindungsvorsprungs angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Elektroden miteinander in Kontakt stehen.
Der erste Verbinder weist einen an seiner Außenumfangsfläche ausgebildeten ersten Schlitz (Buchse) auf, der zur Aufnahme eines an einem Ende der ersten flexiblen gedruckten Schaltung ausgebildeten ersten Elektrodenanschlusses dient und ist elektrisch mit den ersten Anschlusselektroden verbunden.
Der zweite Verbinder weist einen an seiner Außenumfangsfläche gebildeten zweiten Schlitz (Buchse) auf, der zur Aufnahme eines an einem Ende der zweiten flexiblen gedruckten Schaltung gebildeten Elektrodenanschlusses dient und der mit den zweiten Anschlusselektroden elektrisch verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen klappbaren Handapparat gemäß Anspruch 6.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen näher beschrieben, in der sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile beziehen und in der darstellt:
1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten mobilen Handapparates;
2 eine vergrößerte Ansicht einer flexiblen gedruckten Schaltung eines mobilen Handapparats nach 1;
3 einen Teilausschnitt eines Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine auseinander gezogene Schrägansicht des Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen nach 3 und
5 eine perspektivische Ansicht des Verbindungsmechanismus nach 4 mit flexiblen gedruckten Schaltungen, wenn der Verbindungsmechanismus der flexiblen gedruckten Schaltungen zusammengesetzt ist.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Wie in 3 dargestellt ist, weist der klappbare Handapparat gemäß der vorliegenden Erfindung einen Hauptkörper 10, einen Deckelkörper 50, der mit dem Hauptkörper 10 mit Hilfe eines Gelenks schwenkbar verbunden ist, und einen Verbindungsmechanismus 70 mit flexiblen gedruckten Schaltungen (FPCB) zur elektrischen Verbindung des Hauptkörpers 10 mit dem Deckelkörper 50 auf.
Der Hauptkörper 10 umfasst eine Tastatur 20 zur Bedienung des Handgerätes, ein Mikrofon 11 zur Aufnahme von Tonsignalen, eine gedruckte Hauptschaltungsplatine (PCB) 30, auf der Bauteile für den Betrieb des Handapparats in Verbindung mit der Tastatur 20 und dem Mikrofon 11 angebracht sind, und eine flexible gedruckte Schaltung 65 für den Hauptkörper, die die gedruckte Hauptschaltungsplatine PCB mit dem Verbindungsmechanismus 70 mit flexiblen gedruckten Schaltungen verbindet. Der Deckelkörper 50 umfasst einen Lautsprecher 51 zur Ausgabe eines Tonsignals, ein Display 53 zur Wiedergabe verschiedener Bedienungsinformationen des Handapparats, eine weitere gedruckte Schaltungsplatine 60, auf der Bauteile für den Betrieb des Lautsprechers 51 und des Displays 53 vorgesehen sind, und eine flexible gedruckte Schaltung 67 für den Deckelkörper, die die weitere gedruckte Schaltungsplatine 60 mit dem Verbindungsmechanismus für flexible gedruckte Schaltungen verbindet.
Der Hauptkörper 10 weist zwei Stützblöcke 12a und 12b auf, die von der oberen linken und oberen rechten Seite des Hauptkörpers 10 nach oben vorstehen. Jeder der ersten und zweiten Stützblöcke 12a und 12b ist mit einer zylindrischen Bohrung 15 versehen, deren Öffnungen aufeinander zu gerichtet sind.
Der Deckelkörper 50 ist mit einem vorspringenden Teil 54 versehen, der in einem unteren mittleren Teil des Deckelkörpers 50 ausgebildet und zwischen den ersten und der zweiten Stückblock 12a und 12b des Hauptkörpers 10 eingesetzt ist. Der vorspringende Teil 54 ist mit einem am rechten Ende von ihm vorgesehenen, nicht dargestellten, Vorsprung (Zapfen), der der Bohrung 15 des zweiten Stützblocks 12b entspricht, und einer Öffnung 55, die an der linken Seite zur Aufnahme des Verbindungsmechanismus 70 mit gedruckten Schaltungen ausgebildet ist, versehen.
Betrachtet man nun 4, so erkennt man, dass der Verbindungsmechanismus 70 mit flexiblen gedruckten Schaltungen einen ersten Verbinder 80, der in die im ersten Stützblock 12a des Hauptkörpers 10 ausgebildete Öffnung 15 eingeführt ist, und einen zweiten Verbinder 90, der in die im vorspringenden Teil 54 des Deckelkörpers 50 ausgebildeten Öffnung 55 eingesetzt ist, umfasst.
Der erste Verbinder 80 ist als im wesentlichen zylindrisches, rohrförmiges Teil gestaltet. Der erste Verbinder 80 hat eine in seiner Mitte vorgesehenes Verbindungsloch 82 und einen ersten Schlitz 84, der auf seiner Außenfläche ausgebildet ist, wobei sich der erste Schlitz parallel zur Achse des ersten Verbinders 80 derart erstreckt, dass ein Ende der flexiblen gedruckten Schaltung 65 für den Hauptkörper in den ersten Schlitz 84 eingesteckt werden kann. Eine Mehrzahl von Anschlusselektroden 86 ist auf der Innenfläche des Verbindungsloches 82 angeordnet. Die mehreren Anschlusselektroden 86 sind elektrisch mit dem ersten Schlitz 84 verbunden.
Der zweite Verbinder 90 umfasst einen zylindrischen Körper 91, der im wesentlichen den gleichen Radius wie der äußere Radius des ersten Verbinders 80 hat, und einen Verbindungsvorsprung 92, der längs der gleichen Achse wie der des Körpers 91 ausgebildet ist und einen geringeren Radius als der des Körpers 91 hat. Der zylindrische Körper 91 ist mit einem Stator 93 versehen, der an einer äußeren Umfangsfläche des Körpers 51 in axialer Richtung des zylindrischen Körpers 91 ausgeformt ist und einen zweiten Schlitz 94, der auf der Außenumfangsfläche 91 ausgebildet ist, hat. Der zweite Schlitz 94 ist in einem bestimmten Abstand von und parallel zum Stator 93 ausgebildet und ist mit der flexiblen gedruckten Schaltung 67 für den Deckelkörper verbunden. Der Verbindungsvorsprung 92 ist mit einer Mehrzahl von Anschlusselektroden 96 versehen, die auf seiner äußeren Umfangsfläche in Umfangsrichtung ausgebildet und elektrisch mit dem zweiten Schlitz 94 im zylindrischen Körper 91 verbunden sind.
Die gemäß der obigen Beschreibung ausgebildeten ersten und zweiten Verbinder 80 und 90 sind drehbar durch Einführen des Verbindungsvorsprungs 92 des zweiten Verbinders 90 in die Verbindungsöffnung 82 des ersten Verbinders 80 miteinander gekoppelt. Die miteinander gekoppelten ersten und zweiten Verbinder 80 und 90 halten eine elektrische Verbindung durch Kontakt der auf dem Verbindungsvorsprung 92 ausgebildeten Elektroden 96 und den auf der Innenfläche der Verbindungsöffnung 82 ausgebildeten Anschlusselektroden 86 aufrecht.
Der erste Verbinder 80 ist fest in die Öffnung 15 des ersten Stützblocks 12a eingesetzt und der zweite Verbinder 90 ist fest in die Öffnung 55 des vorspringenden Teils 54 eingesetzt, während die ersten und zweiten Verbinder 80 und 90 drehbar ineinander greifen. Der nicht dargestellte, auf der rechten Seite des vorspringenden Teils 54 vorspringende Abschnitt ist drehbar in die in dem zweiten Stützblock 12b ausgebildete Öffnung 15 eingesetzt, wodurch der Deckelkörper 50 mit dem Hauptkörper 10 schwenkbar verbunden ist, während die elektrische Verbindung aufrechterhalten wird.
Betrachtet man nun 5, so erkennt man, dass zur Verbindung der flexiblen elektrischen Schaltung zum Verbindungsmechanismus 70 mit flexiblen elektrischen Schaltungen eine erste Anschlusselektrode 66 (Stecker), die auf der einen Seite der flexiblen gedruckten Schaltung 65 für den Hauptkörper ausgebildet ist, in den ersten Schlitz 84 des ersten Verbinders 80 eingesetzt ist. Das andere Ende der flexiblen gedruckten Schaltung 65 für den Hauptkörper ist mit der Hauptschaltungsplatine 30 des Hauptkörpers 10 verbunden. Eine zweite Anschlusselektrode 68 (Stecker) ist am einen Ende der flexiblen gedruckten Schaltung 67 für den Deckelkörper ausgebildet und in den zweiten Schlitz 94 des zweiten Verbinders 90 eingesetzt. Das andere Ende der flexiblen gedruckten Schaltung 67 für den Deckelkörper ist mit der weiteren gedruckten Schaltungsplatine 60 des Deckelkörpers 50 verbunden.
Es wird nun die Betriebsweise des wie beschrieben ausgebildeten Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Wenn ein klappbarer Handapparat, der den Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen verwendet, durch Drehung des Deckelkörpers 50 aufgeklappt wird, wird der zweite Verbinder 90 des Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen zusammen mit dem Deckelkörper 50 gedreht. Gleichzeitig wird der Verbindungsvorsprung 92 des zweiten Verbinders 90 innerhalb des Verbindungslochs 82 des ersten Verbinders 80 geschwenkt, wobei der erste Verbinder 80 fest in den ersten Stützblock 12a eingesetzt ist, während die auf dem Verbindungsvorsprung 92 des zweiten Verbinders 90 ausgebildete Elektrode 96, die elektrische Verbindung mit der auf der Innenfläche des Verbindungslochs 82 des ersten Verbinders 80 ausgebildete Elektrode 86 aufrechterhält.
Wie zuvor beschrieben, schafft der Verbindungsmechanismus mit flexiblen elektrischen Schaltungen für klappbare Handgeräte gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung zwischen dem Hauptkörper und dem Deckelkörper des Handgeräts ohne die beiden flexiblen gedruckten Schaltungen, die jeweils mit der gedruckten Hauptschaltungsplatine des Hauptkörpers und der weiteren gedruckten Schaltungsplatine des Deckelkörpers verbunden sind, zu verdrehen. Auf diese Weise ist es möglich, physischen Schaden der flexiblen gedruckten Schaltungen zu vermeiden, der durch die häufige Schwenkbewegung des Deckelkörpers gegenüber dem Hauptkörper bewirkt werden kann.

Claims

Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen, umfassend – eine erste flexible gedruckte Schaltung (65), – eine zweite flexible gedruckte Schaltung (67) sowie – eine Kupplung (80, 90), welche dazu ausgebildet ist, die erste und die zweite flexible gedruckte Schaltung (65, 67) drehbar zu koppeln und eine elektrische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten flexiblen gedruckten Schaltung (65, 67) herzustellen, wobei die Kupplung einen ersten Verbinder (80) aufweist, welcher zur Verbindung mit einem Ende der ersten flexiblen gedruckten Schaltung (65) ausgeführt ist, sowie einen drehbar mit dem ersten Verbinder (80) gekoppelten zweiten Verbinder (90), wobei der zweite Verbinder (90) zur Verbindung mit einem Ende der zweiten flexiblen gedruckten Schaltung (67) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbinder (80) mit im wesentlichen zylindrischer Gestalt ausgeführt ist und ein in seiner Längsrichtung ausgebildetes Verbindungsloch (82) aufweist und der zweite Verbinder (90) einen drehfähig in das Verbindungsloch (82) des ersten Verbinders (80) einsetzbaren Verbindungsvorsprung (92) aufweist und dass der erste Verbinder (80) ferner eine Mehrzahl an einer Innenumfangsfläche des Verbindungslochs (82) angeordneter erster Elektroden (86) aufweist und der zweite Verbinder (90) ferner eine Mehrzahl an einer Außenumfangsfläche des Verbindungsvorsprungs (92) angeordneter zweiter Elektroden (96) aufweist, wobei die Mehrzahl der ersten Elektroden (86) und die Mehrzahl der zweiten Elektroden (96) dazu ausgebildet sind, einander zu kontaktieren, wenn der erste Verbinder (80) und der zweite Verbinder (90) gekoppelt sind.
Mechanismus nach Anspruch 1, wobei die erste flexible gedruckte Schaltung (65) zur Anbringung an einem ersten Körper (10) ausgeführt ist und die zweite flexible gedruckte Schaltung (67) zur Anbringung an einem zweiten Körper (50) ausgeführt ist, wobei die Kupplung (80, 90) ferner dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten flexiblen gedruckten Schaltung (65, 67) aufrechtruerhalten, wenn der erste Körper (10) und der zweite Körper (50) relativ zueinander gedreht werden.
Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsvorsprung (92) mit einer im wesentlichen zylindrischen Gestalt ausgeführt ist, welche dazu ausgelegt ist, dem Verbindungsloch (82) des ersten Verbinders (80) zu entsprechen.
Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der erste Verbinder (80) ferner einen an seiner Außenumfangsfläche gebildeten ersten Schlitz (84) aufweist, wobei der erste Schlitz (84) zur Aufnahme eines an einem Ende der ersten flexiblen gedruckten Schaltung (65) gebildeten ersten Elektrodenanschlusses (66) und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Mehrzahl der ersten Elektroden (86) ausgebildet ist.
Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der zweite Verbinder (90) ferner einen an seiner Außenumfangsfläche gebildeten zweiten Schlitz (94) aufweist, wobei der zweite Schlitz (94) zur Aufnahme eines an einem Ende der zweiten flexiblen gedruckten Schaltung (67) gebildeten zweiten Elektrodenanschlusses (68) und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Mehrzahl der zweiten Elektroden (96) ausgebildet ist.
Klappbarer Handapparat, umfassend – einen Hauptkörper (10) mit einer ersten elektronischen Schaltungsanordnung (30), – einen drehbar mit dem Hauptkörper (10) verbundenen Abdeckkörper (50) mit einer zweiten elektronischen Schaltungsanordnung (60), gekennzeichnet durch einen Verbindungsmechanismus mit flexiblen gedruckten Schaltungen nach Anspruch 1, wobei die erste flexible gedruckte Schaltung (65) die erste elektronische Schaltungsanordnung (30) mit dem ersten Verbinder (80) verbindet und die zweite flexible gedruckte Schaltung (67) die zweite elektronische Schaltungsanordnung (60) mit dem zweiten Verbinder (90) verbindet.