Як влаштовано прихований шарнірний механізм у Galaxy Z Flip

З виходом Galaxy Z Flip Samsung продемонструвала потенціал мобільної інженерії і переосмислила категорію складаних пристроїв. Тепер користувачі можуть фіксувати екран розкритого гаджета під різними кутами, що зручно для cелфі-зйомки, спілкування з друзями відеозв’язком без тримання телефона в руках. А можливим це стало завдяки своєрідному унікальному прихованому шарнірному механізму (Hideaway Hinge).

Слово «шарнір» у багатьох асоціюється з простим компонентом, завдяки якому, наприклад, може відбуватися відчинення та зачинення дверей. Але прихований шарнір Galaxy Z Flip – це щось більше. Це революційна інновація, а також каркас пристрою, на якому збудовано весь смартфон.

Спроєктувати такий шарнір було дуже непросто. Для того щоб використовувати його в комерційному виробництві, треба було вирішити низку важливих технічних завдань. Передусім – створити міцний, зносостійкий механізм компактного розміру, який забезпечував би плавний досвід використання. Крім того, придумати спосіб запобігти потраплянню дрібних часток, таких як пил і пісок, у крихітний простір між шарніром та екраном.

Для вирішеннях цих завдань інженери Samsung запатентували нову технологію прихованого шарніра: двомуфтовий механізм і технологію очищення. У цій статті ми розповімо про принцип їхньої дії.

Двомуфтовий механізм

Гребенеподібний двомуфтовий механізм є основним компонентом шарніра Galaxy Z Flip, завдяки якому смартфон розкладається й утримує положення під різними кутами.

Механізм складається з двох кулачків конусоподібної форми з пласким верхом на обох кінцях шарніра та пружини, що забезпечує їхню рухливість. Коли пристрій складено, пружина тисне на кулачки, забезпечуючи надійну фіксацію. Під час розкриття смартфона верхній кулачок починає ковзання.

Смартфон відкритий під кутом 90 градусів, коли кулачки стикаються один з одним пласкими поверхнями.

У повністю розкритому стані верхній кулачок переміщується за рівну поверхню, опиняючись на іншій стороні похилої площини.

Пружина створює натяг, щоб заблокувати шарнір у цьому положенні й зафіксувати пристрій під кутом 180 градусів.

Технологія очищення

Підтримка внутрішніх компонентів у чистому стані є головним чинником для збереження продуктивності смартфона. Запобігти потраплянню пилу й бруду в складаний пристрій – ще більший виклик, оскільки його конструкція має мікроскопічні зазори між корпусом та шарніром.

Проєктуючи шарнір Galaxy Z Flip, інженери Samsung не тільки враховували, щоб між корпусом і шарніром був простір, а й дотримувалися трьох умов: еластичність (з огляду на можливі зміни в розмірі зазора); довговічна гнучкість (шарнір тестується на 200 000 згинань¹); товщина (для збереження тонкого форм-фактора пристрою).

Спочатку планувалося використовувати еластичні матеріали подібно до волокон зубної щітки, що можуть підлаштовуватися під форму зуба. Це допомагає запобігти потраплянню зовнішніх часток і пилу, при цьому сприяючи плавному згинанню та розгинанню пристрою.

Однак волокна на зубній щітці не такі зносостійкі до механічних впливів. Тож, досліджуючи це питання, інженери вивчили особливості нейлонових волокон щіток для пилососів, адже вони зберігають форму й еластичність протягом тривалого часу використання.

Зазор у шарнірі мізерно малий – приблизно міліметр завтовшки. Тому було винайдено нову методику розсічення нейлонових волокон лезом так, щоб вони могли поміститися всередині мікроскопічних зазорів, зберігаючи при цьому їхню еластичність.

Механізм очищення захований всередині зазора між шарніром і корпусом пристрою. Тимчасом як шарнір забезпечує рухомість конструкції, а нейлонові волокна запобігають потраплянню мікрочастинок під дисплей.

¹Результати ґрунтуються на внутрішньому тестуванні Samsung і можуть варіюватися.