CN1717549A - 带旋转规制机构的2轴铰链 - Google Patents
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Abstract
提供一种在要求更小型化、轻量化的手机或笔记本型电脑中可实现耐久性、小型化、轻量化、旋转规制机构的构成的带旋转规制机构的2轴铰链。它是旋转轴2贯通开合轴3而成的2轴铰链,在旋转轴2及开合轴3上固定凸轮和旋转凸轮同轴触接而构成转矩单元,该凸轮面在旋转以及开合动作时产生滑动摩擦转矩以及掣动。转矩单元独立于旋转及开合轴而构成,进而具有旋转轴的旋转动作根据开合轴的开合角度而受到规制的旋转规制机构。本发明的2轴铰链,可实现由零件数量的削减带来的小型轻量化、稳定的转矩及掣动的产生和耐久性的提高、以及由零件的集中配置带来的空间的确保。
Description
技术领域
本发明涉及使用在手机、笔记本电脑、电子记事本、DVD显示器、遥控器等小型电子设备的折叠·旋转机构部上的2轴型铰链零件。
背景技术
以往的2轴铰链的开合轴(开闭轴)以及旋转轴的摩擦转矩产生机构,大都是利用将板材缠绕在轴上而成的、用碟形弹簧压紧的结构来生成旋转摩擦转矩的机构。
图16,展示了以往的2轴铰链的例子。该2轴铰链,是在特开2002-155923中作为例子而展示的。是在冲压加工成的开合轴52的两端将加工成波浪状等的板弹簧54、托架56用固定用法兰盘53固定在轴上的零件。另外旋转轴57,贯通开合轴52的中央部而设置,旋转摩擦转矩通过压接板弹簧59的方法产生。
以往的铰链,由于不仅没有设置旋转轴的旋转规制、开合轴的旋转角度制动机构,而且转矩产生是利用碟形弹簧的回弹力而压接摩擦板的方法,因此存在因摩擦板52、56的磨损、板弹簧54的变形(弹力松弛)引起的缓慢和咔哒声(松动)、或者耐久性差等问题。伴随着经时变化的转矩变动和耐久的劣化,不仅有损设备的品质,而且会成为引起故障的原因。因此,即便上述文献也是如此,但最近的2轴铰链,与以往的制品相比,重视操作性和开合·旋转时的感觉,并强烈要求旋转·开合角度的限制机构和稳定的转矩值的维持、高耐久、进而小型轻量化等。
发明内容
本发明要解决的问题,是提供一种在要求更小型化、轻量化的手机或笔记本型电脑中实现耐久性、小型化、轻量化的2轴铰链零件。
本发明通过下述(1)~(9)的构成实现。
(1)一种带旋转规制机构的2轴铰链,它是具有旋转轴以及开合轴,可进行旋转动作以及开合动作的2轴铰链,其特征在于,该旋转轴,嵌合在与开合轴的长轴方向垂直地设置的贯通孔内而贯通开合轴;在旋转轴以及开合轴上分别插入固定凸轮、旋转凸轮以及弹簧,借助弹簧的弹力固定凸轮以及旋转凸轮触接,该触接的凸轮以及弹簧,构成在旋转动作以及开合动作时独立地产生滑动摩擦转矩的转矩单元;旋转轴的旋转动作,根据开合轴的旋转角度而由旋转规制机构进行限制,该旋转规制机构,用设置在旋转轴和开合轴之间的2处的规制用触接面进行规制。
(2)一种带旋转规制机构的2轴铰链,它是具有旋转轴以及开合轴,可进行旋转动作以及开合动作的2轴铰链,其特征在于,该旋转轴,嵌合在与开合轴的长轴方向垂直地设置的贯通孔内而贯通开合轴;在旋转轴以及开合轴上分别插入固定凸轮、旋转凸轮以及弹簧,借助弹簧的弹力固定凸轮以及旋转凸轮触接,该触接的凸轮以及弹簧,构成在旋转动作以及开合动作时独立地产生滑动摩擦转矩的转矩单元;旋转轴的旋转动作,根据开合轴的旋转角度而由旋转规制机构进行限制,该旋转规制机构,用设置在旋转轴和开合轴之间的1处的规制用触接面进行规制。
(3)如前述(1)或(2)所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,将旋转轴的一部分设为具有长径和短径的剖面形状,一边对应于开合轴的开合角度而与该剖面相触接一边其开口部的宽度具有阻碍该旋转轴的旋转的宽度、和可进行该旋转轴的旋转的宽度,或者在躯体侧的一部分上形成旋转规制槽或旋转规制板。
(4)如前述(1)或(2)所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,开合轴的开合转矩单元,相对于旋转轴贯通的开合轴的轴孔集中地设置在轴方向的左右任何一方侧,将另一方侧作为配线等的空间区域。
(5)如前述(1)或(2)所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,开合轴的开合转矩单元,是共同对照开合轴,使可沿轴方向移动并与开合轴同步旋转的固定凸轮和可旋转的旋转凸轮触接,在该触接面上利用弹簧的回弹力产生摩擦转矩的单元,该单元设置2处或更多处。
(6)如前述(1)或(2)所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,设置用于规制旋转轴以及开合轴的旋转以及开合角度的制动机构,规制该旋转轴以及开合轴的旋转范围。
(7)如前述(1)或(2)所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,为了在旋转轴以及开合轴的旋转以及开合动作时在某个特定的位置产生掣动(クリツク),在构成在轴上的转矩产生用的固定以及旋转凸轮上设置突起和凹陷部,通过该固定以及旋转凸轮的突起和凹陷部的对接(触接),或者在旋转以及开合轴上追加突起和凹陷部的对接(触接)部位,设置产生掣动(牵动(引き込み))的机构。
(8)如前述(1)或(2)所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,为了一边与旋转轴以及开合轴滑动一边一体地旋转,是固定凸轮和滑动部位的各自的轴的剖面被加工成圆以外的剖面的轴。
(9)如前述(1)或(2)所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,在将2轴铰链安装固定在外部之际,在开合轴上追加固定用托架零件,通过该托架进行固定。
附图说明
图1是展示第1项发明及第2项发明的实施形态的零件构成图。
图2是展示第1项发明的实施形态的正视图。
图3展示了第2项发明及第4项发明的实施形态,(a)是正视图,(b)是右侧视图,(c)是旋转动作例。
图4是展示第2项发明的实施形态的仰视图。
图5是展示第2项发明的实施形态的后视图。
图6展示了第5项发明及第6项发明的实施形态,(a)是内部正视图,(b)是仰视图,(c)是右侧视图。
图7展示了第八项发明的实施形态,(a)是开合轴的正视图,(b)是开合轴的平面图,(c)是旋转规制部的剖面图,(d)旋转轴的正视图,(e)是旋转轴的平面图。
图8是第3项发明中所使用的旋转规制板(槽)的形态的一例,(a)是左侧视图,(b)是剖面图,(c)是右侧视图,(d)是平面图。
图9是展示在第3项发明中所使用的旋转规制机构的动作的形态的一例,(a)是第一阶段的平面图,(b)是第2阶段的平面图,(c)是第3阶段的平面图。
图10是展示第1项发明、第二项发明以及第3项发明的实施形态的模型,(a)展示了2处规制机构的应用,(b)展示了1处规制机构的应用,(c)展示了2处规制机构的应用。
图11展示了在第7项发明中所使用的旋转凸轮的形态,(a)是正视图,(b)是侧视图,(c)是后视图。
图12展示了在第7项发明中所使用的固定凸轮的形态,(a)是正视图,(b)是侧视图,(c)是后视图。
图13展示了在第7项发明中所使用的旋转凸轮的形态,(a)是正视图,(b)是侧视图,(c)是后视图。
图14展示了在第7项发明中所使用的固定凸轮的形态,(a)是正视图,(b)是侧视图,(c)是后视图。
图15是展示权利要求9的发明的实施形态的正视图。
图16是展示以往例的正视图。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施形态。
图1,展示了构成本发明的第1方式的带旋转规制机构的2轴铰链的实施形态的一例的零件。2轴中的旋转轴上的旋转系统,如从图的上方开始所示,由安装液晶显示器的托架1、旋转轴2、带螺丝孔旋转制动板4、旋转及固定凸轮5、碟形弹簧6、旋转锁定板7、旋转轴用止动轮8这些零件构成。
另一方的轴,即开合轴上的开合系统,由从图的左侧开始所示,由开合轴用止动轮15、波纹板弹簧16、左旋转规制板9、开合轴3、右旋转规制板9、开合轴用旋转及固定凸轮10、螺旋弹簧11、固定及旋转凸轮12、开合轴壳体13、固定摩擦板14、开合轴用止动轮15这些零件构成。
托架1,通过平板冲压加工,设有液晶显示器等的带安装用螺丝孔的肋1-2、1-3、以及与旋转轴的铆接用端部2-1嵌合并被铆接固定的孔1-4。旋转轴2,形成有被加工成方形的铆接用端部2-1、缠绕配线用平板线(FPC)的圆形剖面轴2-2、用于进行旋转规制的椭圆形状剖面的旋转规制板2-3、具有D形切面(D力ツト)或被倒角的四棱柱剖面的轴2-4、止动轮用槽2-5。在带螺丝孔旋转制动板4上,形成有在L字型冲压零件上固定配线等用螺丝孔4-2、和与旋转锁定板7组合使用的制动板部4-1。旋转轴用凸轮组5,由与开合轴同步旋转并在表面具有凹陷部的旋转凸轮5-1、和与旋转轴同步旋转并在表面具有突起的固定凸轮5-2构成。旋转锁定板7,如果参照在组装图1的2轴铰链后从下方看的图4,便可清楚在该例中的基本的形状。在该旋转锁定板7上有突起7-1、7-2,利用该突起和制动板4的制动部4-1的组合,与后述旋转规制机构不同地进行旋转角度的限制(为了与权利要求中所说的旋转规制机构相区别,将该角度限制称为制动机构)。对于该制动机构的角度限制机理,在后面叙述。
首先从开合轴说明2轴铰链的装配。图1的左侧部,通过将左旋转规制板9、波纹板弹簧16插入开合轴3,并将止动轮15压入止动轮槽3-7上来进行装配。在右侧,将右旋转规制板9的接合面9-5嵌合插入开合轴3的开合规制板接合面3-1,进而,在开合轴上插入开合轴用旋转凸轮10-1、开合轴用固定凸轮10-2、螺旋弹簧11、另一组固定凸轮12-2、旋转凸轮12-1,构成开合转矩单元。进而在开合轴上插入开合轴壳体13的轴孔13-1、固定摩擦板14,用夹具等将壳体的底板13-2或固定摩擦板14压紧,保持沿着轴方向压缩弹簧11的状态将止动轮15压入开合轴槽3-7内。在此,所说的转矩单元,是指由轴、凸轮组以及弹簧构成,产生滑动摩擦转矩或掣动(牵动)的部分。另外,上述中旋转规制板9,虽然是使用于本发明的旋转规制机构的零件,但对于其机构在后面详细叙述。
其次,对旋转轴进行说明。旋转轴,首先将开合轴2的铆接用端部2-1插入托架1-4并将托架1和轴2铆接固定。旋转轴的轴部2-4,被插入开合轴3的旋转轴贯通孔3-4中,在开合轴的平坦面3-3和旋转轴的规制面2-3触接的状态下可实现360°旋转。旋转转矩单元以及制动机构的装配,是在将旋转制动板4穿通在贯通开合轴3后露出的旋转轴部2-4上并使其紧贴在开合轴的平坦部3-5上,然后组装上旋转轴用旋转凸轮5-1、固定凸轮5-2、碟形弹簧6、旋转锁定板7,最后压缩碟形弹簧并压入止动轮8。
图2,是将图1中所描述的零件如上述那样装配而得到的本发明的第1个样态的带旋转规制机构的2轴铰链的完成品的正视图。在图2的2轴铰链中,可知通过椭圆形状的旋转规制板2-3和旋转规制板9在左右2处触接,构成了旋转轴2的旋转动作随着开合轴3的开合角度而受到规制的旋转规制机构。这两个零件的触接面相当于本发明的2处的规制用触接面,由此而实现的旋转规制机构是本发明的较大的特征。根据图1的零件构成图以及图2的制品可知,在开合轴3上所具备的2个旋转规制板(槽)9,通过来自于设置在轴端上的止动轮15的弹簧11、15的回弹力而压接在规制板接合面3-1上。图2,还展示了旋转规制板9和壳体13为了抑制旋转时咔哒声(松动)的产生而以嵌合槽进行装配的情况。进而壳体13,其剖面是将圆形的一部分切割而成的D形或椭圆形,在安装固定在外部筐体上之际通过插入嵌合法可以实现没有咔哒声的固定。再者,虽然在图中未示出,但设置在左右的旋转规制板(槽)9,由连结板等结合在一起。
图3(a),展示了相对于在图2中所示的用左右2处的旋转规制板9的触接面实施旋转轴的旋转规制的方法,旋转规制机构由1处的触接面规制的本发明的第2方式的2轴铰链的例子。
另外图2以及图3(a),展示了将本发明的第4方式的开合轴的转矩单元、即凸轮组和弹簧的组合,相对于旋转轴所贯通的开合轴的轴孔,集中地设置在轴方向的左右任何一方侧,将另一方侧作为配线等空间的例子。
图3(b),是(a)的右侧视图。展示了开合轴的端部,在止动轮用槽3-7(参照图1)内压入固定c形环的止动轮15,进而开合轴3的轴剖面3-2为椭圆形的异型剖面的情况。被加工成L形的旋转制动板4的前端4-1,如图4的仰视图所示,与被固定在旋转轴2上的旋转锁定板7的突起7-1接触,限制开合轴3超过它的进一步的逆时针旋转。这是通过旋转制动板4和旋转锁定板7的啮合,前端4-1规制旋转轴2的旋转的制动机构。
图3(c),是展示开合轴旋转到角度150°的状态的例子。(b)是旋转90°后的状态,在双折叠手机的例子中,是从显示器用液晶画面关闭的状态打开到垂直的位置。另外(c)展示了比(b)更进一步打开60°的状态,对于通常具备扬声器以及话筒的手机,是可以通话的位置。图3(c)展示了开合轴打开150°后的状态。在此,由于在开合轴上没有设置旋转角度限制用制动器,因此开合轴可以按时针方向旋转360°。开合轴壳体13的剖面(阴影线部),是圆形的两端被切割了的椭圆形状。
图4,是展示本发明的第6方式的旋转轴的围绕轴的旋转制动机构的例子,描绘了2轴铰链的仰视图。图4,与图2、图3同样地展示了托架1与开合轴3位于平行的情况,展示了旋转制动板的前端4-1与旋转锁定板的突起7-1接触的状态。在图4中展示了旋转轴2逆时针旋转被限制,只能顺时针旋转大约180°,旋转锁定板7的突起7-1和7-2之间为可旋转区域的情况。
图5,是图3(a)的后视图。对于旋转规制机构,该图展示了被组装到开合轴上的旋转规制板(槽)9与旋转轴的规制板2-3触接的状态。另外可知该图的情况下的旋转规制板(槽)9,是圆筒且与旋转轴相对接(触接)的圆周面部分圆弧状地凹陷的斜坡(スロ一プ)形状。
图6,是展示本发明的第5方式的开合轴的转矩单元的例子。设置在开合轴3-2上的开合转矩单元,由旋转凸轮10-1、旋转凸轮12-1、固定凸轮10-2、固定凸轮12-2、以及将凸轮压接使其产生滑动摩擦转矩以及掣动(牵动)的螺旋弹簧11构成。在此使用的旋转以及固定凸轮的形状,是图11、图12所示的环形,在一侧表面形成突起和凹陷部,突起和凹陷面成为触接面。图6(a)、(b),展示了任何一组凸轮组10、12都是突起和凹陷部嵌合,并且施加回弹力的弹簧11沿着轴方向拉伸的情况。对于凸轮形状,可以根据所要求的转矩值、掣动角度来选择使用壁厚或突起或凹陷部的有无、设置位置、高度等条件不同的凸轮。另外,可知旋转以及固定凸轮所插入的开合轴3-2、3-8,是轴径(尺寸)在(a)正视图、(b)仰视图中不同的异型剖面轴。
在图6(a)、(b)中与开合轴3-2同步旋转的零件,是固定凸轮10-2、12-2、弹簧11、固定摩擦板14、止动轮15。另外与起到将开合转矩取出到外部的作用的开合轴壳体13同步旋转的零件,是围绕开合轴3-2旋转的旋转凸轮10-1、12-1、壳体底板13-2、旋转规制板9。
图6(c)展示了本发明的第6方式的、追加设置有进行开合轴的围绕轴的旋转角度规制的旋转制动机构的例子。进而制动机构,在壳体底板13-2的外周设置突起13-3,通过使该突起在与开合轴3同步旋转的固定摩擦板14的突起14-1之间触接,从而进行开合轴的旋转角度限制。图6(c)展示了当开合轴3被逆时针地进一步旋转时,突起13-3和14-1触接,超过它的进一步的旋转受到抑制的情况。再者,为了使固定摩擦板14与开合轴3同步旋转,轴孔14-2和开合轴的端部3-7的形状设为椭圆形状,为了防止咔哒声而通过压入进行装配。
图7,是本发明的第8方式的2轴铰链的例子,在(a)、(b)中描绘了开合轴,在(c)、(d)中描绘了旋转轴,是固定凸轮所位于的部位的轴剖面被加工成圆以外的剖面形状的轴的例子。首先图7(a)、(b)的轴3-2、3-8部的剖面,是圆的一部分被切去而成的椭圆形状。可知该剖面,是可插入图12所示的固定凸轮的轴孔10-4、12-4,且可沿着轴方向滑动并能够与轴同步地一体地旋转的形状。同样地旋转轴(c)、(d)的2-4部位,如(d)的右图所示,是将四棱柱的角部倒角而成的形状,可插入装配图14所示的固定凸轮。该轴2-4部和凸轮孔5-6部,以虽然凸轮可实现向轴方向的滑动、但与轴一体地旋转的尺寸制作。
开合轴3的贯通孔3-4的上面3-3以及下面3-5,为了放置旋转轴的咔哒声、维持稳定的旋转,最好是平坦的。在轴上设置的阶梯部3-9,与突起3-1一起与图8所示的旋转规制板(槽)9的轴孔9-3、底部9-5触接,维持规制板9的稳定的装配、旋转。再者,从图7(b)看来,插入开合轴3的固定凸轮的3-8的平坦部,被相对于贯通轴的轴心方向(包括被插入的旋转轴的轴径的面)倾斜地制作。图6(c)的轴端部3-7,展示了其装配例。使该凸轮10、12的插入轴部3-8倾斜,或为了产生同样的效果而将固定凸轮的轴孔10-4、12-4倾斜加工的目的,强调开合轴的旋转掣动和防止咔哒声兼而有之。
图7(c)、(d)以及(e)中所描绘的旋转轴上的旋转规制板2-3,是将圆柱的一部分切割成具有平行面的椭圆形状,得到具有长径、短径的剖面形状。使该剖面形状的外周与旋转规制板(槽)9触接,实施旋转规制。再者,在此轴旋转规制板2-3是从圆棒上作为一体品而制作的,但也可以在仅将规制板2-3利用冲压成形等制作后,压入到轴上或者为了复杂的规制动作而装配多个规制板2-3。
图8,展示了在本发明的第3方式中使用的、位于开合轴上而被用于旋转规制机构的旋转规制板(槽)9的形状。(a)是与壳体13结合的部位,具有用于结合的2处的突起9-6。(b)是旋转规制板(槽)9的剖面,展示了结合突起9-6、规制板的圆筒外周的突起9-1、圆筒外周的底(槽)部9-2、斜坡开始部9-4。(c),突起9-1由白色空心部位来表示,斜坡9-4以及槽部9-2用涂黑部位来表示。孔9-3以及平坦部9-5,分别与开合轴的阶梯部3-9以及3-1(参照图7嵌合而被装配在一起。(d)是从轴径看的侧面。图8所示的旋转规制板(槽)9,是相对于圆筒外周部突起部9-1为1个部位并且狭窄到是整体的大约1/4的比较简单的规制板(槽)9的例子。
图9是用于对旋转规制机构为1处的情况说明其规制机理的图。在开合轴3上具有壳体13、图8中所描绘的旋转规制板(槽)9、支撑规制板9的突起3-1。图9中,旋转轴2垂直于纸面,开合轴3描绘在纸面内。图9中的阴影线部是旋转轴2的椭圆形状的旋转规制板2-3,贯通开合轴3而装配在一起。(a)展示了旋转轴上的规制板2-3的长径部与图8中所描绘的旋转规制板9的槽部9-2触接的情况。(b)展示了保持停止旋转规制板(槽)9的状态而只是旋转轴2旋转了90°的情况。在(a)、(b)的状态下由于确保了长径部的可旋转的宽度,因此可知旋转轴2不会受到旋转规制。如图用图9的例子表示,该旋转轴可自由地旋转的角度位置,是图3(b)的位置,且是旋转轴2相对于开合轴3从开始位置90°旋转(打开)后的位置。图9(c)是从(b)进一步将开合轴3旋转60°的情况。由于旋转轴2的规制板2-3的短径部与旋转规制板9的突起部9-1彼此的直线部触接,因此成为不能旋转(受到规制)的状态。
在图9中展示了旋转规制机构为1处的例子,但是在第1方式中,也可以在左右设置2处旋转规制机构,进而设为将设在旋转轴2上的长径、短径部和旋转规制板9的突起9-1以及槽9-2的构成倒过来的机构。另外,在本发明的第3方式中,虽然如上述那样利用旋转规制板9这样的零件,根据开合轴的打开角度来规制旋转轴的旋转,但不仅限于如此,也可以利用将旋转规制板9和壳体13形成为一体的零件。这时,由于旋转规制板9在取出转矩时与壳体13一体地动作,因此将它们相对于轴称为躯体。在这种情况下,成为旋转规制板9部分被连接在壳体13的开口部上的形状,在躯体的开口部的一部分上设置与旋转轴的旋转规制板2-3触接的面。
作为本发明的第1~3方式的实施形态,在上述中,说明了旋转规制机构是用连接在托架1侧的旋转轴2-2侧的旋转规制板2-3进行的。但是作为小型轻量化对策,将旋转规制板2-3设在止动轮2-5侧进行旋转规制的构成当然也可以。
图10,展示了用于进一步说明本发明的2轴铰链的旋转规制机构的模型。图10用只将加工比较容易的圆筒状的旋转规制板(槽)9的槽部展开后的带状模型来描绘。图10(a)是将旋转规制机构设置在旋转轴的两侧的2处的例子,展示了旋转轴上的规制板2-3的长径部和旋转规制板(槽)9的槽部9-2可在0°以及180°这2处对接(触接),即,在这些位置可实现旋转轴2的旋转,而其他部分受到旋转规制不能旋转的例子。(b)是将旋转规制机构设在1处的例子,进一步展示了旋转轴上的规制板2-3的长径部和槽部9-2可在90°~180°的限定角度范围内对接(触接),即,旋转轴2可在该范围内旋转的例子。(c)展示了通过将设置在两侧的旋转规制板(槽)9的槽部9-2的位置相互位置错离地装配,从而可构成在狭窄的角度间隔内的旋转规制机构的例子。(c)的例子,在0°、45°、90°、135°、180°的限定角度可实现旋转轴2的旋转。
在此,旋转轴2的旋转规制板2-3的形状,只要确保了长径部和短径部,就不限于椭圆形状,也可以是长方形、圆柱、销、三角状突起、齿轮等,进而也可以是仅在旋转轴2的轴径的一方上形成长径形状的形状。
另外,在图10(b)的旋转规制机构中,还存在有如下所述的动作,该动作是指,在旋转轴2位于不受旋转规制的90°~180°的范围内,并且开合轴从旋转轴2的短径部和旋转规制槽部9-2倾斜地相对的状态开始临时旋转了的情况下,在旋转轴2的短径(直线)部和旋转规制槽部的开始部9-4刚刚接触之后,通过槽部的平坦部9-1,强制地使旋转轴2旋转到短径部和平坦部9-1触接的位置的动作。
本发明的旋转规制机构,能够不受开合轴3的旋转方向、规制开始角度、角度区域的限制地构成为贯通型2轴铰链。
图11展示了与弹簧、开合壳体一起使用于开合转矩单元的开合轴3的椭圆形状的旋转凸轮10-1、12-1。轴孔10-3、12-3是被轴部3-2、3-8插入的可旋转的圆形。图11(a)、(b)是将这些旋转凸轮的表面大致分成4份,在相对侧面上形成有突起10-5、12-5以及凹陷面10-6、12-6。10-7、12-7部位形成有斜面。旋转凸轮的椭圆状的外周,如在图1中展示的零件构成那样,被压入固定在壳体13-1的内壁上,将由凸轮产生的转矩传递给壳体13。
图12展示在开合轴3的开合转矩单元上,与上述旋转凸轮成对地使用的固定凸轮10-2、12-2。轴孔10-4、12-4,虽然可以与轴部3-2、3-8沿着轴方向滑动,但为了与轴部同步旋转,是椭圆形状。(a)、(b)是将环凸轮的侧面大致分成4份,在相对面上形成有突起10-8、12-8以及凹陷部10-9、12-9。10-10、12-10部位形成有斜面。
开合轴用固定及旋转凸轮组,如图1、图6所示,突起面和凹陷面相对地装配,产生滑动摩擦转矩或掣动(牵动)。一方凸轮的相反面,由于预计到会与弹簧接合或者与其他零件的紧贴对接(触接),因此在此使用的凸轮具有平坦面。
另一方面,图13展示了在旋转轴2的旋转转矩单元中所使用的旋转凸轮5-1。轴孔5-3,是在旋转轴的2-4部位可旋转的圆形。在凸轮的一面上,形成有4处的圆形凹陷部5-4以及沿着圆周的凹陷部5-5。
图14展示了与上述旋转凸轮成对的,在旋转轴2的旋转转矩单元中所使用的固定凸轮5-2。轴孔5-6,虽然可以被旋转轴的2-4部插入并沿着轴方向滑动,但为了与轴同步旋转,因此具有将四角的角落部分倒角而成的形状。在凸轮的一面上,在圆周上形成有4处圆形凸台(ボス)型突起5-7。
旋转轴用固定及旋转凸轮组,如图1所示,突起面和凹陷面相对而装配,根据两方的凸轮的相对位置而产生滑动摩擦转矩或掣动(牵动)。一方凸轮的相反面,由于预计会与其他零件贴紧接触,因此在该例中使用的凸轮上是平坦面。
图11、12的凸轮组,在突起和突起组合在一起时成为摩擦滑动转矩产生区域,在突起和凹陷部组合在一起时成为掣动(牵动)区域。在该凸轮组中,掣动是每旋转180°产生。图13、14的凸轮组,是以每隔90°构成的4处的圆形凹陷部和凸台型突起的组合产生掣动。该例是第7方式的2轴铰链,实现上述的掣动动作。摩擦滑动转矩产生区域以及掣动区域,可通过改变沿着突起部以及凹陷部的圆周部的角度区域的大小、数量而形成各式各样的类型。另外也可以组合没有突起和凹陷部的摩擦凸轮组来使用。
上述的固定及旋转凸轮,为了方便而作为单独零件进行了说明,但在本发明中,作为零件个数的削减或小型化对策,也可以使用将凸轮形成为其他零件的一部分的复合零件。
图15是本发明的第9方式的2轴铰链的例子,是在本发明的铰链零件上追加了固定用托架的例子。左右的L形托架15-1、15-2,形成有用于用螺丝等固定在设备筐体上的孔15-3、15-4。L形托架15-2,也可以与止动轮15、固定摩擦板14、壳体底板13-2等作为共用部件来制作。另外托架15-1,只要是可以支撑固定开合轴3-6的方式便可以采用,在此展示了在托架15-1上形成有轴管套15-5的例子。
工业上的可应用性
本发明的第1、2及3方式,旋转轴贯通开合轴的2轴构成的设计在零件个数的大幅度削减和2轴铰链的小型化上展示了较大的效果。以往的制品,是旋转轴无论位于开合轴的什么角度都能够旋转。与此相对,本发明是通过另外设置旋转规制机构,从而根据开合轴的旋转(倾斜)角度限制旋转轴的可旋转区域,由此,例如在在旋转轴的托架上设置显示器用液晶画面和在开合轴上设置按键操作盘的便携式终端设备上,具有可实现在某个最适合的特定的位置(例如将显示器打开90°的位置)上旋转显示器来观看的动作的效果。进而旋转规制机构还具有可防止设备的按键操作盘和显示器因显示器的旋转而冲突因而产生不良状况这样的较大的效果。
本发明的第2及4方式,具有通过将旋转规制机构以及开合转矩产生单元集中在1处,从而可实现小型轻量化,除此之外还可使装配简单化的效果。另外在实用方面,显示出在开合轴的一侧出现开放的空间,能够确保可在该空间上安装天线配线、数据线、图像检测元件、照相机等零件的区域的效果。
本发明的第5方式,具有可通过螺旋弹簧的较弱的回弹力得到较高的滑动转矩和较大的掣动的效果。另外由于在弹簧的两端产生平衡较好的摩擦,因此具有旋转以及固定凸轮的触接面不会单方面磨损,可长时间维持较高的耐久特性的效果。
本发明的第6方式,可实现使开合轴及旋转轴的旋转角度在任意的角度停止的操作,在设备使用时的铰链的稳定性提高、咔哒声防止以及耐久强度的提高上具有较大的效果。
本发明的第7方式,由于可以从规定的角度范围向规定的角度掣动(牵动/牵引),因此在特定的角度维持、铰链的稳定性以及耐久性提高上具有效果。
本发明的第8方式,由于确保固定凸轮的稳定的动作,因此在不稳定感和咔哒声防止上具有较大的效果。
本发明的第9方式,具有在带有阶梯的设备或安装上不能确保空间的情况下,通过采用托架固定方式扩大铰链的利用范围的效果。
Claims (9)
1.一种带旋转规制机构的2轴铰链,它是具有旋转轴以及开合轴,可进行旋转动作以及开合动作的2轴铰链,其特征在于,该旋转轴,嵌合在与开合轴的长轴方向垂直地设置的贯通孔中而贯通开合轴;在旋转轴以及开合轴上分别插入固定凸轮、旋转凸轮以及弹簧,通过弹簧的弹力固定凸轮以及旋转凸轮触接,该触接的凸轮以及弹簧,构成在旋转动作以及开合动作时独立地产生滑动摩擦转矩的转矩单元;旋转轴的旋转动作,根据开合轴的旋转角度旋转规制机构进行限制,该旋转规制机构,以设置在旋转轴和开合轴之间的2处的规制用触接面进行规制。
2.一种带旋转规制机构的2轴铰链,它是具有旋转轴以及开合轴,可进行旋转动作以及开合动作的2轴铰链,其特征在于,该旋转轴,嵌合在与开合轴的长轴方向垂直地设置的贯通孔中而贯通开合轴;在旋转轴以及开合轴上分别插入固定凸轮、旋转凸轮以及弹簧,通过弹簧的弹力固定凸轮以及旋转凸轮触接,该触接的凸轮以及弹簧,构成在旋转动作以及开合动作时独立地产生滑动摩擦转矩的转矩单元;旋转轴的旋转动作,根据开合轴的旋转角度旋转规制机构进行限制,该旋转规制机构,以设置在旋转轴和开合轴之间的1处的规制用触接面进行规制。
3.如权利要求1或2所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,将旋转轴的一部分设为具有长径和短径的剖面形状,在随着开合轴的开合角度而与该剖面相触接的同时,其开口部的宽度具有阻碍该旋转轴的旋转的宽度、和可进行该旋转轴的旋转的宽度,或者在躯体侧的一部分上形成旋转规制槽或旋转规制板。
4.如权利要求1或2所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,开合轴的开合转矩单元,相对于旋转轴贯通的开合轴的轴孔集中地设置在轴方向的左右任何一方侧,将另一方侧作为配线等的空间区域。
5.如权利要求1或2所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,开合轴的开合转矩单元,是共通参照开合轴,使可沿轴方向移动并与开合轴同步旋转的固定凸轮和可旋转的旋转凸轮触接,在该触接面上利用弹簧的回弹力产生摩擦转矩的单元,该单元设置2处或更多处。
6.如权利要求1或2所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,设置用于旋转轴以及开合轴的旋转以及开合角度规制的制动机构,规制该旋转轴以及开合轴的旋转范围。
7.如权利要求1或2所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,为了在旋转轴以及开合轴的旋转以及开合动作时在某个特定的位置产生掣动,在构成在轴上的转矩产生用的固定以及旋转凸轮上设置突起和凹陷部,通过该固定以及旋转凸轮的突起和凹陷部的触接,或者在旋转以及开合轴上追加突起和凹陷部的触接部位,设置产生掣动的机构。
8.如权利要求1或2所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,为了在与旋转轴以及开合轴滑动的同时一体地旋转,是与固定凸轮相滑动的部位的各轴的剖面被加工成圆以外的剖面的轴。
9.如权利要求1或2所述的带旋转规制机构的2轴铰链,其特征在于,为了将2轴铰链安装固定在外部,在开合轴上追加固定用托架零件,通过该托架进行固定。
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