鉸鏈裝置及便攜終端的製作方法

2023-04-27 18:19:21 1

專利名稱：鉸鏈裝置及便攜終端的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於將例如兩個殼體以版頁方式可展開閉合地連接的筆記本電腦等便攜終端的鉸鏈裝置以及具有該鉸鏈裝置的便攜終端。
背景技術：
目前，在筆記本電腦等便攜終端中，多使用摺疊開閉的所謂蛘殼式的鉸鏈裝置，即，具有顯示部的蓋部和具有鍵操作部的主體 部能夠以版頁方式摺疊地連接。作為這種用於便攜終端的蛘殼式鉸鏈裝置，近些年，提出有各種各樣的結構。在專利文獻I中提出有如下的雙軸鉸鏈結構，即，將繩等聯動帶與一個鉸鏈體連接，在將兩軸間連通之後與另一個較鏈體連接，使雙軸鉸鏈以反向旋轉的方式聯動。但是，該雙軸鉸鏈僅能實現180度開合，並且由於聯動帶的伸縮而會產生滑動。另外，在專利文獻2中提出有如下的雙軸鉸鏈結構，即，總是使與鉸鏈的各軸連接的第一殼體和第二殼體的轉動順序一定。但是，該雙軸鉸鏈結構也僅能夠實現180度開合，並且動作不流暢。專利文獻I :(日本)特開2004-316382號公報專利文獻2 :(日本)特開2004-308710號公報另外，隨著便攜終端的小型化的發展，平板式電腦正受到消費者的青睞，因此，希望筆記本電腦等便攜終端能夠360度開合而成為平板式電腦。

發明內容
本發明是鑑於上述問題而作出的，其目的在於提供一種能夠穩定且流暢地進行360度開合動作的雙軸鉸鏈裝置及便攜終端。本發明第一方面，提供一種鉸鏈裝置，具有第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸，第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸以相互平行的方式被軸支承，通過將第一、第二旋轉中心軸分別插入在支架板上開設的孔中，從而將第一、第二旋轉中心軸以可旋轉的方式安裝在支架板上，其中，鉸鏈裝置還包括凸輪，其設置在第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，與第一旋轉中心軸一體旋轉；凸輪卡合部，其設置在第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與凸輪的凸部卡合的凹部，與凸輪相對旋轉；按壓施力裝置，其將凸輪和凸輪卡合部向彼此接近的方向按壓施力；止擋部，其設置在第二旋轉中心軸上並與其一體旋轉；擋塊，其設置在支架板的規定位置，與第二旋轉中心軸的止擋部對應，通過使第二旋轉中心軸的止擋部與擋塊抵接來限制第二旋轉中心軸的旋轉角度，在鉸鏈裝置動作時，使第一、第二旋轉中心軸中的任一軸依次進行相對於支架板旋轉和帶動支架板相對於另一軸旋轉的動作。根據本發明第一方面，由於在第一旋轉中心軸上設置凸輪和凸輪卡合部，在第二旋轉中心軸設置止擋部，在支架板設置擋塊，通過凸輪和凸輪卡合部的卡合在限制第一旋轉中心軸的旋轉角度，通過使第二旋轉中心軸的止擋部與擋塊抵接來限制第二旋轉中心軸的旋轉角度，在鉸鏈裝置動作時，使第一、第二旋轉中心軸中的任一軸依次進行相對於支架板旋轉和帶動支架板相對於另一軸旋轉的動作，由此，能夠實現360度旋轉的開合動作。本發明第二方面，在第一方面的基礎上，理想的是，在鉸鏈裝置動作時，若第二旋轉中心軸的止擋部與擋塊抵接，則第二旋轉中心軸停止旋轉，此時第一旋轉軸中心軸將響應進一步施加的作用力而開始旋轉動作。根據本發明第二方面，第二旋轉中心軸的止擋部與擋塊抵接的話，第二旋轉中心軸的旋轉停止，此時，若進一步施加作用力，則第一旋轉軸中心軸將由於該作用力而開始旋轉動作。因此，能夠實現360度旋轉的開合動作，並且動作流暢且穩定。本發明第三方面，在第二方面的基礎上，理想的是，設定第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸的定常力矩，將其分別設為T1、T2並且使Τ2 > Tl，設定凸輪的凸部從凸輪卡合部 的凹部脫離所需的力矩為Τ3，並且使Τ3 > Τ2 > Tl。根據第三方面，通過對旋轉中心軸的定常力矩以及凸輪解除卡合的力矩進行設定，能夠實現360度旋轉的開合動作，並且動作流暢且穩定。本發明第四方面，提供一種鉸鏈裝置，具有第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸，第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸以相互平行的方式被軸支承，通過將第一、第二旋轉中心軸分別插入在支架板上開設的孔中，從而將第一、第二旋轉中心軸以可旋轉的方式安裝在支架板上，其中，鉸鏈裝置還包括第一止擋部，其設置在第一旋轉中心軸上並與其一體旋轉；第二止擋部，其設置在第二旋轉中心軸上並與其一體旋轉；第一擋塊，其設置在支架板的規定位置，與第一止擋部對應；第二擋塊，其設置在支架板的規定位置，與第二止擋部對應，通過使第一止擋部與第一擋塊抵接來限制第一旋轉中心軸的旋轉角度，通過使第二止擋部與第二擋塊抵接來限制第二旋轉中心軸的旋轉角度，在鉸鏈裝置動作時，使第一、第二旋轉中心軸中的任一軸依次進行相對於支架板旋轉和帶動支架板相對於另一軸旋轉的動作。根據本發明第四方面，由於在第一旋轉中心軸上設置第一止擋部，在第二旋轉中心軸上設置第二止擋部，在支架板上設置第一、第二擋塊，通過使第一止擋部與第一擋塊抵接來限制第一旋轉中心軸的旋轉角度，通過使第二止擋部與第二擋塊抵接來限制第二旋轉中心軸的旋轉角度，在鉸鏈裝置動作時，使第一、第二旋轉中心軸中的任一軸依次進行相對於支架板旋轉和帶動支架板相對於另一軸旋轉的動作，由此，能夠實現360度旋轉的開合動作。本發明第五方面，在第四方面的基礎上，理想的是，在鉸鏈裝置動作時，若第一止擋部與第一擋塊抵接，則使第一旋轉中心軸停止旋轉，此時第二旋轉軸中心軸將響應進一步施加的作用力而開始旋轉，若第二止擋部與第二擋塊抵接，則使第二旋轉中心軸停止旋轉，此時第一旋轉軸中心軸將響應進一步施加的作用力而開始旋轉動作。根據本發明第五方面，第一止擋部與第一擋塊抵接的話，使第一旋轉中心軸的旋轉停止，此時，若進一步施加作用力，第二旋轉軸中心軸將由於該作用力而開始旋轉；另一方面，第二止擋部與第二擋塊抵接的話，使第二旋轉中心軸的旋轉停止，此時，若進一步施加作用力，第一旋轉軸中心軸將利用作用力而開始旋轉動作。因此，第一、第二旋轉中心軸依次旋轉而能夠實現360度旋轉的開合動作，並且動作流暢且穩定。本發明第六方面，在第四或第五方面的基礎上，理想的是，第一擋塊安裝在靠近第一旋轉中心軸的支架板的一端，第二擋塊以相對於第一擋塊成90°角度的方式安裝在靠近第二旋轉中心軸的支架板的另一端。本發明第七方面，在第六方面的基礎上，理想的是，鉸鏈裝置還包括凸輪，其設置在第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，與第一旋轉中心軸一體旋轉；凸輪卡合部，其設置在第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與凸輪卡合的凹部，與凸輪相對旋轉；按壓施力裝置，其將第一凸輪和凸輪卡合部向彼此接近的方向按壓施力。根據本發明第六方面和第七方面，能夠實現鉸鏈裝置在展開到90°、270°時的自鎖功能和咯嗒感。本發明第八方面，在第七方面的基礎上，設定第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸的定常力矩，將其分別設為T1、T2並且使Τ2 > Tl，設定凸輪的凸部從凸輪卡合部的凹部脫離所需的力矩為Τ3，並且使Τ3 > Τ2 > Tl。根據第八方面，通過對旋轉中心軸的定常力矩以及凸輪解除卡合的力矩進行設定，能夠實現360度旋轉的開合動作，並且動作流暢且穩定。本發明第九方面，在第四或第五方面的基礎上，理想的是，第一擋塊安裝在靠近第一旋轉中心軸的支架板的一端，第二擋塊以相對於第一擋塊成180°角度安裝在靠近第二旋轉中心軸的支架板的另一端。本發明第十方面，在第九方面的基礎上，理想的是，鉸鏈裝置還包括凸輪，其分別設置在第一、第二旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，與旋轉中心軸一體旋轉；凸輪卡合部，其分別設置在第一、第二旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與凸輪卡合的凹部，與凸輪相對旋轉；按壓施力裝置，其將凸輪和凸輪卡合部向彼此接近的方向按壓施力。根據第九方面和第十方面，能夠實現鉸鏈裝置在展開到180°時的自鎖功能和咯嗒感。本發明第十一方面，在第十方面的基礎上，理想的是，設定第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸的定常力矩，將其分別設為Τ1、Τ2並且使Τ2 = Tl，設定凸輪的凸部從凸輪卡合部的凹部脫離所需的力矩為Τ3，並且使Τ3 > Τ2 = Tl。根據第十一方面，能夠使展開操作容易且穩定流暢。本發明第十二方面，在第三或第四方面的基礎上，理想的是，在第一、第二旋轉中心軸上設有S形包覆件，第一、第二擋塊以彼此相對的方式設置在支架板的遠離端部的位置。根據第十二方面，鉸鏈裝置以簡單的構成即可實現360度旋轉的開合動作。本發明第十三方面，在第十二方面的基礎上，理想的是，將第一旋轉中心軸和第二 旋轉中心軸以具有180°的旋轉角度差的方式裝配，在鉸鏈裝置展開動作時，第一旋轉中心軸的定常力矩小於第二旋轉中心軸的定常力矩；在鉸鏈裝置閉合操作時，第一旋轉中心軸的定常力矩大於第二旋轉中心軸的定常力矩。根據第十三方面，在鉸鏈機構進行展開動作時，使O 180°旋轉動作的力小於180° 360°旋轉動作的力；在鉸鏈機構進行閉合動作時，使360 180°旋轉動作的力小於180° 0°旋轉動作的力。因此，賦予操作者不同的操作感而使其容易地掌握開合操作。本發明第十四方面，提供一種便攜終端，具有上述方面所述的鉸鏈裝置。根據本發明第十四方面，能夠得到可穩定且流暢地進行360度開合動作且在展開到360度時成為平板式的便攜終端。


圖I是表示組裝有鉸鏈裝置的筆記本電腦的外觀的立體圖；圖2是本發明第一實施方式的鉸鏈裝置拆下外殼後的狀態的立體圖；圖3是本發明第一實施方式的鉸鏈裝置的分解立體圖；圖4是本發明第一實施方式的鉸鏈裝置的分解立體圖；圖5(A) (E)是通過立體圖說明筆記本電腦的360度展開動作的說明圖；圖6是用於說明本發明第一實施方式的鉸鏈裝置動作所產生的力矩的圖表；圖7是本發明第二實施方式的鉸鏈裝置的構成示意圖分解立體圖；圖8是用於本發明第二實施方式的鉸鏈裝置的支架板上的擋塊設置的圖；圖9(A)、⑶是本發明第三實施方式的鉸鏈裝置的構成示意圖；圖10是用於本發明第三實施方式的鉸鏈裝置的支架板上的擋塊設置的圖；圖11是用於說明本發明第三實施方式的鉸鏈裝置動作所產生的力矩的圖表；圖12是本發明第四實施方式的鉸鏈裝置拆下外殼後的立體圖；圖13是本發明第四實施方式的鉸鏈裝置的側視圖；圖14是用於說明本發明第四實施方式的鉸鏈裝置的構成分解圖；圖15是用於本發明第四實施方式的鉸鏈裝置的支架板上的擋塊設置的圖；圖16是用於說明本發明第四實施方式的鉸鏈裝置動作所產生的力矩的圖表；圖17是用於說明本發明第五實施方式的鉸鏈裝置動作所產生的力矩的圖表。符號說明 I :筆記本電腦(便攜終端)2 :蓋體5 :鍵配置面6 :觸摸板7 :主體9、90 :鉸鏈裝置10、100 :第一旋轉中心軸20、200 :第二旋轉中心軸30、300:支架板11,21 :止擋部lla、21a:頭部llb、21b:軸部12、22 :墊圈13、23:凸輪卡合部13a、23a:突出部
14、24:凸輪15、25 :墊圈
16,26 :簧片17、27 :墊圈18、28 :緊固螺母31、32:插通孔33、34 :擋塊35、36:固定孔110、210:止擋部110a、210a:頭部110b、210b:軸部150,250 :旋轉軸心330、340 :擋塊400 :包覆件410 :第一軸套420 :第二軸套430 :連接部
具體實施例方式以下，參照

本發明的優選實施方式。[第一實施方式]圖I是表示筆記本電腦I的外觀的立體圖。筆記本電腦I由主體7和蓋體2構成，其中，主體7具有配置有輸入鍵等的鍵配置面5和觸摸板6，蓋體2具有配置有液晶面板等的未圖示的顯示面。該蓋體2和主體7通過鉸鏈裝置9以從鍵配置面6與顯示面對置重合的閉合狀態向旋轉360度而打開的展開狀態可摺疊開閉的方式連接。圖2是表示本發明第一實施方式的鉸鏈裝置9拆下外殼後的狀態的立體圖，圖3及圖4是表示本發明第一實施方式的鉸鏈裝置9的分解立體圖。鉸鏈裝置9構成為雙軸鉸鏈裝置，具有第一旋轉中心軸10 ;第二旋轉中心軸20 ；軸支承第一、第二旋轉中心軸10、20並使其相互平行的支架板30 ;未圖示的殼體。在第一旋轉中心軸10上，自支架板30側起依次插入安裝有墊圈12、凸輪卡合部13、凸輪14、墊圈15、多個簧片16...、墊圈17以及緊固螺母18。如現有技術那樣地，通過緊固螺母18的預緊力而設定第一旋轉中心軸10的定常力矩，在此，將其設定為Tl。凸輪14與第一旋轉中心軸10 —體旋轉而相對於第一旋轉中心軸10固定。凸輪14在與凸輪卡合部13相對的一面側設有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，凸輪卡合部13在與凸輪14相對的一面側設有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與凸輪14的凸部卡合的凹部，並且，在凸輪卡合部13的一端延伸設有向支架板30突出的突出部13a。通過將突出部13a插入在支架板30上設置的固定孔35中，將凸輪卡合部13相對於支架板30固定並使其可與凸輪14相對旋轉。
凸輪14和凸輪卡合部13以自初始狀態開始相對旋轉90°時相互卡合的方式設置凸部和凹部的位置，並且設定凸輪14的凸部自凸輪卡合部13的凹部脫離所需要的力矩為T3(T3 > Tl)。該力矩Τ3的設定可如現有技術那樣地，通過調節凸輪14的凸部的高度、坡度以及凸輪卡合部13的凹部的深度、坡度來進行。在第二旋轉中心軸20上，自支架板30側起依次插入安裝墊圈22、多個簧片26...、墊圈27以及緊固螺母28，並且在支架板30的另一側設有止擋部21。該止擋部21由大致圓筒形的軸部21b和外周比該軸部21b大的大致扇形的頭部21a構成。通過緊固螺母28的預緊力而設定第二旋轉中心軸20的定常力矩 T2，在此，設定為T3 > T2 > Tl。支架板30由剛性材料構成，在其上開設有插通孔31、32。通過將第一、第二旋轉中心軸10、20分別插入插通孔31、32中，從而將第一、第二旋轉中心軸固定在支架板30上並使其可自如旋轉。另外，在支架板30上設有與止擋部21抵接的擋塊34。在這樣構成的鉸鏈裝置9中，第一旋轉中心軸10與蓋體2連接並固定，第二旋轉中心軸20與主體7連接並固定。因此，隨著蓋體2和主體7在開閉方向的旋轉動作，第一旋轉中心軸10和第二旋轉中心軸20進行旋轉。圖5是通過立體圖說明筆記本電腦的360度展開動作的說明圖，圖6是用於說明本發明第一實施方式的鉸鏈裝置動作所產生的力矩的圖表。如圖5(A)所示，通常，筆記本電腦I的主體7置於臺面等上，在筆記本電腦I的蓋體2和主體7閉合的閉合狀態下，對蓋體2施加展開作用力時，與蓋體2連接的第一旋轉中心軸10受到作用力而開始旋轉，如圖6所示，產生大小為Tl的力矩。由於第二旋轉中心軸20的定常力矩為T2，比Tl大，故而此時，僅第一旋轉中心軸10旋轉，第二旋轉中心軸20不旋轉。接著，如圖5 (B)所示，在筆記本電腦I的蓋體2和主體7旋轉展開到接近90°時，第一旋轉中心軸10旋轉到接近90°，第一旋轉中心軸10的凸輪14的凸部進入凸輪卡合部13的凹部而與之卡合，如圖6所示，產生瞬時的力矩降低。由於凸輪14的凸部自凸輪卡合部13的凹部脫離所需的力矩T3比Tl、T2大，故而在要進一步展開而施加更大的展開作用力時，該展開作用力在達到T3之前，先達到T2。此時，由於第一旋轉中心軸10的凸輪14與凸輪卡合部13卡合，故而使第一旋轉中心軸10停止旋轉，作用於第一旋轉中心軸10的展開作用力帶動支架板30相對於第二旋轉中心軸20旋轉。為了便於說明，此時可看作第二旋轉中心軸20相對於支架板30旋轉。接著，如圖5(C) (D)所示，在筆記本電腦I的蓋體2和主體7旋轉展開到270°時，第二旋轉中心軸20相對於支架板30旋轉180°，第二旋轉中心軸20的止擋部21與支架板30的擋塊34抵接而限制第二旋轉中心軸20的進一步旋轉。此時，進一步展開而施加比T2更大的展開作用力，該作用力達到T3時，使第一旋轉中心軸10的凸輪14的凸部自凸輪卡合部13的凹部脫離而解除卡合，第一旋轉中心軸10開始旋轉，如圖6所示，在凸輪14的凸部自凸輪卡合部13的凹部脫離時，產生力矩T3，之後，回復到第一旋轉中心軸10旋轉所需的定常力矩Tl。接著，第一旋轉中心軸10旋轉90°時，如圖5(D)所示，筆記本電腦I的蓋體2和主體7展開到360°而成為摺疊狀態，展開動作完成。以下，參照圖6簡單地說明將筆記本電腦I的蓋體2和主體7從360°閉合到0°時，第一實施方式的鉸鏈裝置9的動作。在對筆記本電腦I的蓋體2和主體7從完全展開的摺疊狀態進行閉合操作時，對蓋體2施加閉合作用力，與蓋體2連接的第一旋轉中心軸10開始旋轉，產生力矩-Tl，第二旋轉中心軸20不旋轉筆記本電腦I的蓋體2和主體7閉合到接近-90°即第一旋轉中心軸10反向旋轉到接近90°時，第一旋轉中心軸10的凸輪14的凸部進入凸輪卡合部13的凹部而與之卡合，產生瞬時的力矩降低。之後，若進一步施加閉合作用力，則該閉合作用力在達到-T3之前，先達到-T2，作用於第一旋轉中心軸10的閉合作用力帶動支架板30相對於第二旋轉中心軸20旋轉，而第一旋轉中心軸10停止旋轉。為了便於說明，此時也可看作第二旋轉中心軸20相對於支架板30旋轉。接著，筆記本電腦I的蓋體2和主體7閉合到-270°即第二旋轉中心軸20相對於支架板30反向旋轉180°時，第二旋轉中心軸20的止擋部21與支架板30的擋塊34抵接而限制第二旋轉中心軸20的進一步旋轉。此時，進一步閉合而施加比更大的閉合作用力時，使第一旋轉中心軸10的凸輪14自凸輪卡合部13的凹部脫離而使第一旋轉中心軸10開始旋轉。第一旋轉中心軸10反向旋轉90°時，筆記本電腦I的蓋體2和主體7閉合到0°而成為閉合狀態，閉合動作完成。第一實施方式的鉸鏈裝置9，通過使第一、第二旋轉中心軸依次相對於支架板旋轉，能夠實現穩定且流暢的360度開合動作。另外，由於在第一旋轉中心軸10上設有在自初始狀態旋轉90°時卡合的凸輪14和凸輪卡合部13，設置第二旋轉中心軸旋轉到180°時限制其進一步旋轉的止擋部21和擋塊34，並且使T3 > T2 > Tl，能夠實現筆記本電腦展開到270°時的自鎖功能並賦予喀嗒感。[第二實施方式]以下，參照圖7、圖8說明本發明第二實施方式的鉸鏈裝置。圖7是本發明第二實施方式的鉸鏈裝置的構成示意圖分解立體圖，圖8是用於本發明第二實施方式的鉸鏈裝置的支架板上的擋塊設置的圖。第二實施方式的鉸鏈裝置與第一實施方式的鉸鏈裝置的不同之處在於，在第一旋轉中心軸10設有止擋部11，在支架板20上設有與該止擋部11抵接的擋塊33。其它結構基本上與第一實施方式的鉸鏈裝置相同，對於同一構件標註同一符號並省略詳細說明。第一旋轉中心軸10的止擋部11由大致圓筒形的軸部IIb和外周比該軸部Ilb大的大致圓筒形的頭部Ila構成，與第一旋轉中心軸10 —體化。該止擋部11和墊圈12以夾著支架板30的方式設置在支架板30的兩側。如圖8所示，擋塊33設置在支架板30的靠近插通孔31的一端，擋塊34設置在支架板30的靠近插通孔32的一端，且擋塊33與擋塊34的設置位置成90°夾角。以下，參照圖7簡單地說明將筆記本電腦I的蓋體2和主體7從O。展開到360°時，第二實施方式的鉸鏈裝置的動作。反之亦然，故而在此省略說明。在筆記本電腦I的蓋體2和主體7閉合的閉合狀態下，對蓋體2施加展開作用力時，與蓋體2連接的第一旋轉中心軸10受到作用力而開始旋轉，如圖6所示，產生大小為Tl的力矩。此時，僅第一旋轉中心軸10旋轉，第二旋轉中心軸20不旋轉。
在筆記本電腦I的蓋體2和主體7旋轉展開到接近90°時，第一旋轉中心軸10旋轉到接近90°，第一旋轉中心軸10的凸輪14的凸部進入凸輪卡合部13的凹部而與之卡合，如圖7所示，產生瞬時的力矩降低。此時，若進一步施加展開作用力，則該展開作用力在達到T3之前，先達到T2，由於第一旋轉中心軸10的凸輪14與凸輪卡合部13卡合，故而使第一旋轉中心軸10停止旋轉，作用於第一旋轉中心軸10的展開作用力帶動支架板30相對於第二旋轉中心軸20旋轉。為了便於說明，此時可看作第二中心軸20相對於支架板30旋轉。在筆記本電腦I的蓋體2和主體7旋轉展開到270°時，第二旋轉中心軸20相對於支架板30旋轉180°，第二旋轉中心軸20的止擋部21與支架板30的擋塊34抵接而限制第二旋轉中心軸20的進一步旋轉。此時，進一步展開而施加比T2更大的展開作用力，該 作用力達到T3時，使第一旋轉中心軸10的凸輪14的凸部自凸輪卡合部13的凹部脫離而解除卡合，使第一旋轉中心軸10開始旋轉，如圖7所示，在凸輪14的凸部自凸輪卡合部13的凹部脫離時，產生力矩T3，之後，回復到第一旋轉中心軸10旋轉所需的定常力矩Tl。接著，第一旋轉中心軸10旋轉90°時，第一旋轉中心軸10的止擋部11與擋塊33抵接而限制其進一步旋轉。此時，筆記本電腦I的蓋體2和主體7展開到360°而成為摺疊狀態，展開動作完成。第二實施方式的鉸鏈裝置9，通過使第一、第二旋轉中心軸依次相對於支架板旋轉，能夠實現穩定且流暢的360度開合動作。另外，與第一實施方式同樣地，能夠實現筆記本電腦展開到270°時的自鎖功能並賦予喀嗒感。[第三實施方式]以下，參照圖9和圖10說明本發明第三實施方式的鉸鏈裝置。圖9是本發明第三實施方式的鉸鏈裝置的構成示意圖，圖10是用於本發明第三實施方式的鉸鏈裝置的支架板上的擋塊設置的圖。第三實施方式的鉸鏈裝置與第二實施方式的鉸鏈裝置的不同之處在於，在第二旋轉中心軸20設有凸輪卡合部23和凸輪24，在支架板30上設有固定凸輪卡合部23的固定孔36。另外，第一旋轉中心軸10的凸輪14和凸輪卡合部13的卡合設置以及支架板30的擋塊34、35的設置位置與第二實施方式不同。其它結構基本上與第二實施方式的鉸鏈裝置相同，對於同一構件標註同一符號並省略詳細說明。在第二旋轉中心軸20上，自支架板30側起依次插入安裝有墊圈22、凸輪卡合部23、凸輪24、墊圈25、多個簧片26...、墊圈27以及緊固螺母28，並且在支架板的另一側設有止擋部21。該止擋部21由大致圓筒形的軸部21b和外周比該軸部21b大的大致扇形的頭部21a構成。凸輪24與第二旋轉中心軸20 —體旋轉而相對於第二旋轉中心軸20固定。凸輪24在與凸輪卡合部23相對的一面側設有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，凸輪卡合部23在與凸輪24相對的一面側設有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與凸輪24的凸部卡合的凹部，並且，在凸輪卡合部23的一端延伸設有向支架板30突出的突出部23a，通過將突出部23a插入在支架板30上設置的固定孔36中，將凸輪卡合部23相對於支架板30固定並使其與凸輪24相對旋轉。第一旋轉中心軸10的凸輪14和凸輪卡合部13以自初始狀態開始相對旋轉180°時相互卡合的方式設置，第二旋轉中心軸20的凸輪24和凸輪卡合部23以彼此卡合的初始狀態設置。將凸輪14、24的凸部自凸輪卡合部13、23的凹部脫離所需的力矩都設為T3。將第一旋轉中心軸10的定常力矩設定為Tl，將第二旋轉中心軸20的定常力矩設定為T2，在此，設定Tl = T2 T2 = Tl，能夠實現筆記本電腦展開到180°時的自鎖功能並賦予喀嗒感。[第四實施方式]以下，參照圖13 15說明本發明第四實施方式的鉸鏈裝置。圖12是本發明第四實施方式的鉸鏈裝置拆下外殼後的立體圖，圖13是本發明第四實施方式的鉸鏈裝置的側視圖，圖14是用於說明本發明第四實施方式的鉸鏈裝置的構成分解圖；圖15是用於本發明第四實施方式的鉸鏈裝置的支架板上的擋塊設置的圖。第四實施方式的鉸鏈裝置90構成為雙軸鉸鏈裝置，具有第一旋轉中心軸100 ;第二旋轉中心軸200 ;軸支承第一、第二旋轉中心軸100、200並使其相互平行的支架板300 ；包覆件400 ;未圖示的殼體。 第一旋轉中心軸100具有止擋部110和旋轉軸心150，該止擋部110由大致圓筒形的軸部IlOb和外周比該軸部IlOb大的大致扇形的頭部IlOa構成。第二旋轉中心軸200具有止擋部210和旋轉軸心250，該止擋部210由大致圓筒形的軸部220b和外周比該軸部220b大的大致扇形的頭部220a構成。支架板300由剛性材料構成，在其上開設有插通孔310、320，通過將第一、第二旋轉中心軸100、200分別插入在插通孔310、320中，從而將第一、第二旋轉中心軸固定在支架板300上並可自如旋轉。另外，在支架板300上設有分別與止擋部110、210抵接的擋塊330、340。擋塊330設置在支架板300的靠近插通孔310的一端，擋塊340設置在支架板300的靠近插通孔320的一端，並且擋塊330和擋塊340相對設置且距離最接近。包覆件400具有使第一旋轉中心軸100的旋轉軸心150插通的第一軸套410、使第二旋轉中心軸200的旋轉軸心250插通的第二軸套420以及將第一、第二軸套連接的連接部430。第一旋轉中心軸100和第二旋轉中心軸200以具有180°的旋轉角度差的方式裝配在包覆件400中。如圖所示，第一、第二軸套410、420分別具有開口部而形成非封閉的環形，使第一軸套410的開口部與第二軸套420的開口部分別位於連接部430的相反的兩側而將包覆件400形成「S」形。第一軸套410、第二軸套420以及連接部430可以一體地形成，也可以分體地形成。第一、第二旋轉中心軸100、200的止擋點110、210和包覆件400以夾著支架板300的方式分別設於支架板300的兩側。在這樣構成的鉸鏈裝置90中，第一旋轉中心軸100與筆記本電腦I的蓋體2連接並固定，第二旋轉中心軸200與主體7連接並固定。因此，隨著蓋體2和主體7在開閉方向的旋轉動作，第一旋轉中心軸100和第二旋轉中心軸200進行旋轉。圖16是用於說明本發明第四實施方式的鉸鏈裝置動作所產生的力矩的圖表，以下，參照圖16說明將筆記本電腦I的蓋體2和主體7從0°展開到360°時，第四實施方式 的鉸鏈裝置的動作。反之亦然，故而省略說明。在筆記本電腦I的蓋體2和主體7閉合的閉合狀態下，對蓋體2施加展開作用力時，與蓋體2連接的第一旋轉中心軸100開始旋轉，其旋轉軸心150相對於第一軸套410順時針旋轉，利用旋轉軸心150相對於第一軸套410的摩擦力而使第一軸套410的開口部擴張，從而使得第一旋轉中心軸100產生較小的力矩Tl。另一方面，根據右手定理，第二軸套420與第二旋轉中心軸200的旋轉軸心250之間的間隙變小，使第二旋轉中心軸的力矩變大。因此，此時，僅第一旋轉中心軸100旋轉動作，第二旋轉中心軸200不旋轉。第一旋轉中心軸100旋轉到180°時，其止擋部110與支架板300的擋塊330抵接而限制其進一步的旋轉。此時，若進一步施加展開作用力，則施加以第一旋轉中心軸的展開作用力帶動支架板300相對於第二旋轉中心軸200旋轉。為了便於說明，此時可看作第二旋轉中心軸200開始相對於支架板300旋轉。由於第二旋轉中心軸200是與第一旋轉中心軸100成180°的旋轉角度差的關係裝配的，故而第二旋轉中心軸200的旋轉方向相反，利用第二旋轉中心軸200的旋轉軸心250相對於第二軸套420的摩擦力，第二軸套420與第二旋轉中心軸200的旋轉軸心250之間的間隙變小，從而使得第二旋轉中心軸200產生較大的力矩T2(T2 > Tl)。第二旋轉中心軸200相對於支架板300旋轉到180°時，其止擋部210與擋塊340抵接而限制其進一步的旋轉。此時，筆記本電腦I的蓋體2和主體7旋轉展開到360°而成為摺疊狀態，展開動作完成。
第四實施方式的鉸鏈裝置90，通過使用S形包覆件400，能夠以簡單的結構實現穩定且流暢的360度開合動作。另外，通過使第一旋轉中心軸100和第二旋轉中心軸200以180°的旋轉角度差裝配，能夠以較輕的力實現O 180°的展開、-360° -180°的閉合，以較重的力實現180 360°的展開、-180° 0°的閉合，提供給使用者不同的操作感，能夠容易地掌握操作狀態。[第五實施方式]以下，對本發明第五實施方式的鉸鏈裝置的鉸鏈裝置進行說明。第五實施方式的鉸鏈裝置與第四實施方式的鉸鏈裝置的不同之處在於，在第一、第二旋轉中心軸100、200還分別設有第一、第二凸輪卡合部和第一、第二凸輪，在支架板300上分別設有用於固定第一、第二凸輪卡合部的第一、第二固定孔。其它結構基本上與第五實施方式的鉸鏈裝置相同，對於同一構件標註同一符號並省略詳細說明。第一、第二凸輪分別與第一旋轉中心軸100、第二旋轉中心軸200 —體旋轉而固定，在各自的與第一、第二凸輪卡合部相對的一面側設有在旋轉中心軸的方向上突出的第一、第二凸部，第一、第二凸輪卡合部在各自的與第一、第二凸輪相對的一面側設有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、分別與第一、第二凸輪的凸部卡合的凹部，並且，在第一、第二凸輪卡合部的一端分別延伸設有向支架板300突出的第一、第二突出部，通過將第一、第二突出部分別插入在支架板300上設置的第一、第二固定孔中，將第一、第二凸輪卡合部相對於支架板300固定並使其分別與第一、第二凸輪相對旋轉。第一凸輪和第一凸輪卡合部以彼此卡合的初始狀態設置，第二凸輪和第二凸輪卡合部以自初始狀態開始相對旋轉180°時相互卡合的方式設置。設定第一、第二凸輪的凸部自第一、第二凸輪卡合部的凹部脫離所需的力矩為T3。圖17是用於說明本發明第五實施方式的鉸鏈裝置動作所產生的力矩的圖表，以下，參照圖17說明將筆記本電腦I的蓋體2和主體7從0°展開到360°時，第五實施方式的鉸鏈裝置的動作。反之亦然，故而省略說明。在筆記本電腦I的蓋體2和主體7閉合的閉合狀態下，對蓋體2施加展開作用力時，與蓋體2連接的第一旋轉中心軸100開始旋轉，為了使第一凸輪的凸部自第一凸輪卡合部的凹部脫離而產生力矩T3，在第一凸輪自與第一凸輪卡合部的卡合脫離之後，與上述第四實施方式同樣地，產生較小的力矩Tl，並且僅第一旋轉中心軸100旋轉，第二旋轉中心軸200不旋轉。第一旋轉中心軸100旋轉180°時，其止擋部110與支架板300的擋塊330抵接而限制其進一步的旋轉。此時，若進一步施加展開作用力，則作用於第一旋轉中心軸100的展開作用力帶動支架板300相對於第二旋轉中心軸200旋轉。為了便於說明，此時看作第二旋轉中心軸200開始相對於支架板300旋轉，與上述第四實施方式同樣地，產生較大的力矩T2。第二旋轉中心軸200旋轉到接近180°時，其第二凸輪的凸部進入第二凸輪卡合部的凹部而與之卡合，產生瞬時的扭力降低。在旋轉到180°時，第二旋轉中心軸200的止擋部210與支架板300的擋塊340抵接而限制其進一步的旋轉。此時，筆記本電腦I的蓋體2和主體7展開到360°而成為摺疊狀態，展開動作完成。以上，對本發明的優選實施方式進行了說明，顯然本發明並不限於上述實施方式，在不脫離本發明的發明宗旨的前提下，可將上述實施方式進行了適當的組合、變更。在上述實施方式中，鉸鏈裝置的構成要素由金屬部件形成，但不限於此，也可以由樹脂部件製成的成形件構成等由適當材料構成。並且，支架板由剛性強且不變形的材料形成為好，也可以由稍彎曲程度地彈性變形的金屬部件形成。另外，在本發明中，凸輪的凸部與凸輪卡合部的凹部的配置或個數也可以為其他結構，例如除了完全閉合狀態、完全展開狀態、90°、180 °、270°之外，也可以在160°展開狀態等中途停止狀態下卡合而構成。由此，能夠以容易使用的角度將筆記本電腦I的展開閉合角度卡止，可提高便利性。另外，在上述實施方式中設置有凸輪或包覆件，但也可以為不設置凸輪及包覆件的結構。另外，在上述實施方式中，通過將凸輪卡合部的突部插入到支架板的固定孔中而將凸輪卡合部相對於支架板固定。也可以採用其它固定方式，如焊接、一體成形等。另外，在上述實施方式中，對第一、第二旋轉中心軸，以及凸輪解除卡合的力矩的大小關係進行了說明，但本發明並不限於此，只要能夠使第一、第二旋轉中心軸依次動作而實現360度開合，則可根據需要而任意設定。另外，在上述實施方式中，對擋塊的設置位置進行了說明，但本發明並不限於此，只要能夠使第一、第二旋轉中心軸依次動作而實現360度開合，則可根據需要而任意設定。另外，在上述實施方式中，對具有S形包覆件的鉸鏈裝置，說明了展開操作時，第一旋轉中心軸順時針旋轉的例子，但本發明不限於此，也可以為逆時針旋轉。另外，在上述實施方式中，對展開、閉合操作時對蓋體2進行施力的例子進行了說明，但也可以對主體7進行施力。產業上的可利用性本發明的鉸鏈裝置能夠實現360°流暢且穩定的開合，適用於筆記本電腦、手機、PDA等便攜終端。
權利要求
1.一種鉸鏈裝置，具有第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸，所述第一旋轉中心軸和所述第二旋轉中心軸以相互平行的方式被軸支承，通過將所述第一、第二旋轉中心軸分別插入在支架板上開設的孔中，從而將所述第一、第二旋轉中心軸以可旋轉的方式安裝在支架板上，其特徵在於，所述鉸鏈裝置還包括 凸輪，其設置在所述第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，與所述第一旋轉中心軸一體旋轉； 凸輪卡合部，其設置在所述第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與所述凸輪的凸部卡合的凹部，與所述凸輪相對旋轉； 按壓施力裝置，其將所述凸輪和凸輪卡合部向彼此接近的方向按壓施力； 止擋部，其設置在所述第二旋轉中心軸上並與其一體旋轉； 擋塊，其設置在所述支架板的規定位置，與所述第二旋轉中心軸的止擋部對應， 通過使所述第二旋轉中心軸的止擋部與所述擋塊抵接來限制所述第二旋轉中心軸的旋轉角度， 在所述鉸鏈裝置動作時，使所述第一、第二旋轉中心軸中的任一軸依次進行相對於所述支架板旋轉和帶動所述支架板相對於另一軸旋轉的動作。
2.如權利要求I所述的鉸鏈裝置，其中，在所述鉸鏈裝置動作時，若所述第二旋轉中心軸的止擋部與所述擋塊抵接，則所述第二旋轉中心軸停止旋轉，此時所述第一旋轉軸中心軸將響應進ー步施加的作用力而開始旋轉動作。
3.如權利要求2所述的鉸鏈裝置，其中， 設定所述第一旋轉中心軸和所述第二旋轉中心軸的定常カ矩，將其分別設為Tl、T2並且使T2 > Tl， 設定所述凸輪的凸部從所述凸輪卡合部的凹部脫離所需的カ矩為T3，並且使T3 > T2>Tl。
4.如權利要求I 3中任一項所述的鉸鏈裝置，其中，所述支架板由剛性材料形成。
5.一種鉸鏈裝置，具有第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸，所述第一旋轉中心軸和所述第二旋轉中心軸以相互平行的方式被軸支承，通過將所述第一、第二旋轉中心軸分別插入在支架板上開設的孔中，從而將所述第一、第二旋轉中心軸以可旋轉的方式安裝在支架板上，其特徵在於，所述鉸鏈裝置還包括 第一止擋部，其設置在所述第一旋轉中心軸上並與其一體旋轉； 第二止擋部，其設置在所述第二旋轉中心軸上並與其一體旋轉； 第一擋塊，其設置在所述支架板的規定位置，與所述第一止擋部對應； 第二擋塊，其設置在所述支架板的規定位置，與所述第二止擋部對應， 通過使所述第一止擋部與所述第一擋塊抵接來限制所述第一旋轉中心軸的旋轉角度，通過使所述第二止擋部與所述第二擋塊抵接來限制所述第二旋轉中心軸的旋轉角度， 在所述鉸鏈裝置動作時，使所述第一、第二旋轉中心軸中的任一軸依次進行相對於所述支架板旋轉和帶動所述支架板相對於另一軸旋轉的動作。
6.如權利要求5所述的鉸鏈裝置，其中，在所述鉸鏈裝置動作時，若所述第一止擋部與所述第一擋塊抵接，則使所述第一旋轉中心軸停止旋轉，此時所述第二旋轉軸中心軸將響應進一歩施加的作用カ而開始旋轉，若所述第二止擋部與所述第二擋塊抵接，則使所述第二旋轉中心軸停止旋轉，此時所述第一旋轉軸中心軸將響應進ー步施加的作用カ而開始旋轉動作。
7.如權利要求5或6所述的鉸鏈裝置，其中，所述支架板由剛性材料形成。
8.如權利要求5或6所述的鉸鏈裝置，其中，所述第一擋塊安裝在靠近所述第一旋轉中心軸的所述支架板的一端，所述第二擋塊以相對於所述第一擋塊成90°角度的方式安裝在靠近所述第二旋轉中心軸的所述支架板的另一端。
9.如權利要求8所述的鉸鏈裝置，其中，所述鉸鏈裝置還包括 凸輪，其設置在所述第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，與所述第一旋轉中心軸一體旋轉； 凸輪卡合部，其設置在所述第一旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與所述凸輪卡合的凹部，與所述凸輪相對旋轉； 按壓施力裝置，其將所述第一凸輪和凸輪卡合部向彼此接近的方向按壓施力。
10.如權利要求9所述的鉸鏈裝置，其中，設定所述第一旋轉中心軸和所述第二旋轉中心軸的定常カ矩，將其分別設為Tl、T2並且使T2 > Tl， 設定所述凸輪的凸部從所述凸輪卡合部的凹部脫離所需的カ矩為T3，並且使T3 > T2>Tl。
11.如權利要求5或6所述的鉸鏈裝置，其中，所述第一擋塊安裝在靠近所述第一旋轉中心軸的所述支架板的一端，所述第二擋塊以相對於所述第一擋塊成180°角度安裝在靠近所述第二旋轉中心軸的所述支架板的另一端。
12.如權利要求11所述的鉸鏈裝置，其中，所述鉸鏈裝置還包括 凸輪，其分別設置在所述第一、第二旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上突出的凸部，與所述旋轉中心軸一體旋轉； 凸輪卡合部，其分別設置在所述第一、第二旋轉中心軸上，具有在旋轉中心軸的方向上凹陷的、與所述凸輪卡合的凹部，與所述凸輪相對旋轉； 按壓施力裝置，其將所述凸輪和凸輪卡合部向彼此接近的方向按壓施力。
13.如權利要求12所述的鉸鏈裝置，其中，設定所述第一旋轉中心軸和所述第二旋轉中心軸的定常カ矩，將其分別設為T1、T2並且使Τ2 = Tl， 設定所述凸輪的凸部從所述凸輪卡合部的凹部脫離所需的カ矩為Τ3，並且使Τ3 > Τ2=Tl。
14.如權利要求5或6所述的鉸鏈裝置，其中，在所述第一、第二旋轉中心軸上設有S形包覆件， 所述第一、第二擋塊以彼此相対的方式，設置在所述支架板的遠離端部的位置。
15.如權利要求11所述的鉸鏈裝置，其中，將所述第一旋轉中心軸和所述第二旋轉中心軸以具有180°的旋轉角度差的方式裝配， 在所述鉸鏈裝置進行展開操作時，所述第一旋轉中心軸的定常カ矩小於所述第二旋轉中心軸的定常カ矩； 在所述鉸鏈裝置進行閉合操作時，使所述第一旋轉中心軸的定常カ矩大於所述第二旋轉中心軸的定常カ矩。
16.一種便攜終端，具有權利要求I或5所述的鉸鏈裝置。
全文摘要
本發明提供一種鉸鏈裝置以及便攜終端，能夠穩定且流暢地進行360度開合動作。本發明的鉸鏈裝置具有以相互平行的方式被軸支承的第一旋轉中心軸和第二旋轉中心軸；支架板，其安裝第一、第二旋轉中心軸並使其可自如旋轉；設置於第一旋轉中心軸的凸輪和凸輪卡合部；對凸輪及凸輪卡合部施力的按壓施力裝置；止擋部，其設置在第二旋轉中心軸上並與其一體旋轉；擋塊，其設置在支架板的規定位置，與第二旋轉中心軸的止擋部對應。通過使第二旋轉中心軸的止擋部與擋塊抵接來限制第二旋轉中心軸的旋轉角度。在鉸鏈裝置動作時，若第二旋轉中心軸的止擋部與擋塊抵接，則第二旋轉中心軸停止旋轉，此時第一旋轉軸中心軸將響應進一步施加的作用力而開始旋轉動作。
文檔編號H04M1/02GK102635627SQ201110384420
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者代皇, 侯文林, 楊大業 申請人:聯想(北京)有限公司