專利名稱：2軸鉸鏈的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及具備該機(jī)構(gòu)的手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用在手機(jī)、筆記本電腦、電子記事本、DVD顯示器以及遙控裝置等電子設(shè)備的折疊和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部上的2軸鉸鏈部件。
背景技術(shù)：
常規(guī)的2軸鉸鏈中利用旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩或卡合轉(zhuǎn)矩(定位轉(zhuǎn)矩，click torque)的機(jī)構(gòu)幾乎都是通過以下方式產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使波狀彈簧直接壓靠在滑動(dòng)件上，或通過碟形彈簧或其它板彈簧壓制凸輪(參照日本專利公開2002-155923)。
圖10示出一種常規(guī)的2軸鉸鏈結(jié)構(gòu)的示例。形成為波狀的板彈簧103安裝于旋轉(zhuǎn)軸102的一端，該旋轉(zhuǎn)軸102設(shè)置成穿過沖壓成的開/關(guān)軸101，在該開/關(guān)軸的兩端可旋轉(zhuǎn)地安裝有固定元件104，通過將安裝在該開/關(guān)軸上的摩擦元件105壓靠在板彈簧103上來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
由于是通過利用板彈簧的反彈力壓靠在摩擦元件上來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以常規(guī)的鉸鏈存在許多問題，包括摩擦元件105的磨損、板彈簧103的變形(由于疲勞產(chǎn)生的永久變形)引起的松弛和震顫(chatter)、或者耐久性差等問題。隨著時(shí)間經(jīng)過而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和耐久性的惡化，不僅有損設(shè)備的品質(zhì)，而且會(huì)容易引起故障。對(duì)于當(dāng)今的2軸鉸鏈，與以往的產(chǎn)品相比，更重視操作容易性以及旋轉(zhuǎn)和開/關(guān)時(shí)的觸感，并非常需要小型輕(重)量化、具有更好的耐久性并可更好地維持轉(zhuǎn)矩值的鉸鏈。
此外，在常規(guī)的鉸鏈中，由于板彈簧或摩擦元件設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的中心附近，所以難以在該旋轉(zhuǎn)軸的中心打孔以使得導(dǎo)線等可以穿過該孔從而電連接由該2軸鉸鏈連接的部件。因此導(dǎo)線必須布置在旋轉(zhuǎn)軸的外部，導(dǎo)致包括配線的整體尺寸增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于要求更小型化、輕量化的筆記本電腦或手機(jī)的具有可實(shí)現(xiàn)耐久性、良好的觸感、小型化和輕量化以及簡單配線的鉸鏈部件。
圖11示出一種現(xiàn)代的手機(jī)的示例。圖11(a)是當(dāng)該手機(jī)打開時(shí)的斜視圖，(b)是該手機(jī)的平面圖，(c)是處于90度非折疊狀態(tài)下的平面圖，(d)是處于待機(jī)模式下的手機(jī)的平面圖。對(duì)于這樣一種手機(jī)，如圖11(a)所示，增加了一種允許旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，通過如圖11(d)所示將設(shè)置有顯示器106的一側(cè)向上翻轉(zhuǎn)并關(guān)閉該殼體(這被稱為待機(jī)模式)，就可以通過目視來檢查來到的郵件及其它信息。對(duì)于這種手機(jī)，當(dāng)使用者想要應(yīng)答來電時(shí)需要翻轉(zhuǎn)顯示器殼并將其置于圖(b)中所示的打開狀態(tài)。
具有常規(guī)的高旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的鉸鏈的手機(jī)需要較大的力來進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，這使得難以迅速應(yīng)答來電。如果要在常規(guī)的鉸鏈中減小翻轉(zhuǎn)力，則必須降低板彈簧103(見圖10)的彈力，但是因?yàn)檫@將降低卡合轉(zhuǎn)矩，手機(jī)往往不能保持在打開狀態(tài)(b)或待機(jī)狀態(tài)(d)。
本發(fā)明構(gòu)成為如下所述。
根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)明提供一種具有旋轉(zhuǎn)軸和開/關(guān)軸的2軸結(jié)構(gòu)的2軸鉸鏈，其中，旋轉(zhuǎn)軸元件固定在旋轉(zhuǎn)支承元件上，旋轉(zhuǎn)側(cè)元件插入并安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸元件的外緣(外周邊)上，用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的左側(cè)或右側(cè)，其中兩組或多組施壓部件以一種嵌合結(jié)構(gòu)組裝在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件中，在所述施壓部件中具有大致球狀遠(yuǎn)端的施壓元件被結(jié)合至彈性體中，在設(shè)置成與所述旋轉(zhuǎn)軸元件同步旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)元件的一側(cè)上形成至少一個(gè)沿徑向延伸的槽，以接靠在施壓部件上并產(chǎn)生卡合，所述施壓元件和所述滑動(dòng)元件被彈性地?cái)D壓在一起，從而在旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合(縮回和保持)轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)明是具有旋轉(zhuǎn)軸和開/關(guān)軸的2軸機(jī)構(gòu)的2軸鉸鏈，其中，旋轉(zhuǎn)支承元件和滑動(dòng)元件緊密地固定在旋轉(zhuǎn)軸元件上，旋轉(zhuǎn)側(cè)元件插入并安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸元件的外緣上，用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的左側(cè)或右側(cè)，其中兩組或多組施壓部件以一種嵌合結(jié)構(gòu)組裝在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件中，在所述施壓部件中具有大致球狀遠(yuǎn)端的施壓元件被結(jié)合至彈性體中，在緊密地固定在旋轉(zhuǎn)支承元件上的滑動(dòng)元件的一側(cè)形成至少一個(gè)沿徑向延伸的槽，以接靠在施壓部件上并產(chǎn)生卡合，所述施壓元件和所述滑動(dòng)元件被彈性地?cái)D壓在一起，從而在旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)明是具有旋轉(zhuǎn)軸和開/關(guān)軸的2軸機(jī)構(gòu)的2軸鉸鏈，其中，旋轉(zhuǎn)支承元件緊密地固定在旋轉(zhuǎn)軸元件上，旋轉(zhuǎn)側(cè)元件插入并安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸元件的外緣上，用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的左側(cè)或右側(cè)，其中兩組或多組施壓部件以一種嵌合結(jié)構(gòu)組裝在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件中，在所述施壓部件中具有大致球狀遠(yuǎn)端的施壓元件被結(jié)合至彈性體中，在旋轉(zhuǎn)軸支承元件的鄰接施壓元件一側(cè)的表面上形成至少一個(gè)沿徑向延伸的槽，以接靠在施壓部件上并產(chǎn)生卡合，所述施壓元件和所述旋轉(zhuǎn)軸元件被彈性地?cái)D壓在一起，從而在旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明，省略了彈性接靠施壓元件并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩和卡合的滑動(dòng)元件，設(shè)置了一個(gè)槽以在旋轉(zhuǎn)軸支承元件的鄰接施壓元件的表面上產(chǎn)生卡合，從而使得可以省略部件并實(shí)現(xiàn)更緊湊化。
根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)明是根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其中，使用螺旋彈簧、碟形彈簧、波狀板彈簧和薄的板彈簧中的一種作為彈性體，以利用旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩和卡合。特別地，用碟形彈簧、波狀板彈簧或薄的板彈簧代替螺旋彈簧可以使2軸鉸鏈的尺寸更為緊湊。
根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)明是根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)軸元件的中央設(shè)置有通孔，從而使得可以將用于電連接的配線穿過連接在2軸鉸鏈端部上的裝置之間。
根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)明是根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其中，設(shè)置有用于限制旋轉(zhuǎn)軸支承元件或旋轉(zhuǎn)軸元件與旋轉(zhuǎn)側(cè)元件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的旋轉(zhuǎn)止動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而可以限制轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。
根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)明是根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其中，所述用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)被組裝為一個(gè)獨(dú)立的單元，在所述開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)中預(yù)先安裝有結(jié)合了凸輪或止動(dòng)部以限制開/關(guān)角度的卡合產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，以及所述開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)被安裝在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件上。這簡化了組裝并使其能夠容納具有復(fù)雜功能的開/關(guān)機(jī)構(gòu)。
根據(jù)權(quán)利要求8的手機(jī)具有根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈。該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)具有更緊湊而僅需較小的力來翻轉(zhuǎn)殼體的2軸鉸鏈的手機(jī)。


圖1是示出根據(jù)權(quán)利要求1和5的實(shí)施例所涉及的部件的構(gòu)成圖；圖2是示出根據(jù)權(quán)利要求1的實(shí)施例的成品的正視圖；圖3是示出根據(jù)權(quán)利要求2的實(shí)施例所涉及的部件的構(gòu)成圖；圖4是示出根據(jù)權(quán)利要求3的實(shí)施例所涉及的部件的構(gòu)成圖；圖5是示出根據(jù)權(quán)利要求5的實(shí)施例所涉及的部件的圖；圖6是示出根據(jù)權(quán)利要求6的實(shí)施例所涉及的部件的圖；圖7是示出根據(jù)權(quán)利要求4的實(shí)施例所涉及的部件的構(gòu)成圖；圖8是示出根據(jù)權(quán)利要求1和2的實(shí)施例所涉及的部件的圖；圖9是示出根據(jù)權(quán)利要求7的實(shí)施例所涉及的部件的圖；圖10是示出常規(guī)的2軸鉸鏈結(jié)構(gòu)的示例的組件圖；圖11是示出應(yīng)用了本發(fā)明的2軸鉸鏈的手機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出對(duì)于本發(fā)明的2軸鉸鏈的權(quán)利要求1的實(shí)施例所涉及的部件的構(gòu)成。從圖的上方開始，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括卡環(huán)1、彈簧座2、滑動(dòng)元件3、一端大致為球狀的一對(duì)施壓元件4、套筒5、作為彈性體的螺旋彈簧6、旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7、潤滑板8、旋轉(zhuǎn)軸元件9以及旋轉(zhuǎn)軸支承元件10。其示出這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，作為用于開關(guān)操作的機(jī)構(gòu)的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)12通過插入旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7中而進(jìn)行安裝和固定。
滑動(dòng)元件3通過金屬?zèng)_壓形成為其外緣為圓形，并且中央部位具有方孔3-1?；瑒?dòng)元件3的方孔3-1接納旋轉(zhuǎn)軸元件9的一端9-2，以使得滑動(dòng)元件3與旋轉(zhuǎn)軸元件9同步旋轉(zhuǎn)?；瑒?dòng)元件3的安裝孔3-1的形狀可以是能夠接納旋轉(zhuǎn)軸元件9的所述端9-2的插入并防止該端震顫、滑落或旋轉(zhuǎn)的方形、橢圓形、六角形或任何其它圓形之外的形狀。在滑動(dòng)元件3的下表面上設(shè)置有兩個(gè)沿徑向延伸的V形槽3-2。圖中，用以產(chǎn)生卡合的槽3-2位于兩個(gè)部位處。根據(jù)施壓元件4的形狀或所希望的轉(zhuǎn)矩、聲音、耐久性等，槽3-2的形狀可以是盒形、U形或臺(tái)階形。槽3-2不限于沿徑向延伸的槽，也可以為半圓形、橢圓形或矩形凹陷部，或沖孔。
用于產(chǎn)生卡合的槽、凹部、孔等可以根據(jù)所需要的卡合特性(轉(zhuǎn)矩強(qiáng)度、聲音、耐久性、數(shù)量)以它們的組合沿滑動(dòng)元件3的外周設(shè)置成一排，從而形成在旋轉(zhuǎn)期間根據(jù)位置不同而給出不同卡合的鉸鏈。例如，可以通過應(yīng)用一種沿圓周每隔60°設(shè)置有槽的滑動(dòng)元件3，從而在360°的旋轉(zhuǎn)期間在6個(gè)位置上產(chǎn)生卡合。
此外，為了確保穩(wěn)定的滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡管在圖中只說明了卡合槽3-2，但是滑動(dòng)元件3的滑動(dòng)表面也可以具有由沿圓周方向接觸移動(dòng)的施壓元件4所經(jīng)過的路徑(軌跡部)的槽結(jié)構(gòu)。滑動(dòng)元件3可以使用金屬、塑料等的模制品或者燒結(jié)品，其硬度可以根據(jù)磨損和耐久性而通過熱處理來調(diào)整，并且它還可以經(jīng)受例如鍍覆、滲氮等表面硬化處理。
施壓元件4是圓柱形的，其遠(yuǎn)端加工成球狀，并在該球狀側(cè)的相對(duì)側(cè)上具有用以引導(dǎo)螺旋彈簧6的突起部4-1。施壓元件4、螺旋彈簧6和套筒5一起形成施壓部件，并且該施壓部件嵌入旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7中。
圖1示出使用一對(duì)施壓部件的示例，但是如同上述針對(duì)滑動(dòng)元件3所述的一樣，可以根據(jù)所需要的卡合特性安裝兩個(gè)或以上的施壓部件。當(dāng)安裝多個(gè)施壓部件時(shí)，它們可以以距旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的軸心(軸線)不同的距離設(shè)置在圓周上。施壓元件4需要具有與滑動(dòng)元件3相同的耐磨和耐久性，因此可以通過熱處理來調(diào)整其硬度，或使其經(jīng)受例如鍍覆、滲氮等表面硬化處理。
套筒5是金屬筒，安裝在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7上用以引導(dǎo)施壓元件4進(jìn)行平穩(wěn)的上下操作。如果旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7的材料和加工精度允許施壓元件4平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)，則套筒5可以由樹脂制成或者省略。
旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7是樹脂或金屬壓鑄件，在其中央具有可旋轉(zhuǎn)地插入旋轉(zhuǎn)軸元件9的孔7-1，容納螺旋彈簧6并且在其中通過套筒5設(shè)置施壓元件4的孔7-2，和安裝開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)12的孔7-3。
潤滑板8是薄樹脂板，在其中央具有用以插入旋轉(zhuǎn)軸元件的孔8-1，該板被設(shè)置用以防止旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7與旋轉(zhuǎn)軸支承元件10之間的直接摩擦?？梢愿鶕?jù)2軸鉸鏈所需要的耐久性適當(dāng)?shù)剡x擇潤滑板的材料，因此其材料不必為樹脂，并且在某些情況下可以省略。
旋轉(zhuǎn)軸元件9為金屬圓柱狀，具有在其上端用以固定卡環(huán)1的槽9-1、與滑動(dòng)元件3的內(nèi)孔3-1配合的部分9-2、接靠滑動(dòng)元件3的下表面的臺(tái)肩9-3以及用以緊密地固定旋轉(zhuǎn)軸支承元件和旋轉(zhuǎn)軸元件的大致正方的法蘭9-4。
旋轉(zhuǎn)軸支承元件10是用以將鉸鏈固定到外部裝置的殼體上的托架，該支承元件10具有螺紋孔10-1、用以通過旋轉(zhuǎn)軸元件9的孔10-2以及與旋轉(zhuǎn)軸元件9的法蘭9-4接合的大致正方的凹部10-3。
下面將從圖1的下側(cè)說明2軸鉸鏈的組裝。將旋轉(zhuǎn)軸元件9插入旋轉(zhuǎn)軸支承元件10中，使旋轉(zhuǎn)軸元件的法蘭9-4安裝并固定在旋轉(zhuǎn)軸支承元件的凹部10-3上，并將潤滑板8和旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7插入旋轉(zhuǎn)軸元件9。然后，將螺旋彈簧6、套筒5、施壓元件4插入旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的孔7-2。將滑動(dòng)元件3插入旋轉(zhuǎn)軸元件9直至與旋轉(zhuǎn)軸元件的臺(tái)肩9-2接靠，從而安裝并固定。最后，插入彈簧座2，將卡環(huán)1固定在旋轉(zhuǎn)軸元件9的槽7-1中，使得彈簧座2處于壓縮狀態(tài)。使用彈簧座2和卡環(huán)1是固定滑動(dòng)元件3以使其不能向上脫落的一種方法，但是滑動(dòng)元件3也可以通過鉚接(卷曲)、焊接、銷連接或者以其它方式固定到旋轉(zhuǎn)軸元件9上。在該示例中滑動(dòng)元件3的垂直定位如下而完成滑動(dòng)元件3與旋轉(zhuǎn)軸元件9的臺(tái)肩9-3接靠，并被擠壓在卡環(huán)1與旋轉(zhuǎn)軸元件9的臺(tái)肩9-3之間，從而穩(wěn)定了在滑動(dòng)元件與施壓元件4之間產(chǎn)生的滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩或者卡合轉(zhuǎn)矩。然而，也可以通過省略接靠的臺(tái)肩9-3并用卡環(huán)1垂直定位來簡化結(jié)構(gòu)。最后將開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)12插入并固定在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的孔7-3中。
圖2是權(quán)利要求1的成品的正視圖，該成品是由圖1所示的部件組裝而成的2軸鉸鏈。在圖1中，滑動(dòng)元件3和施壓元件4被螺旋彈簧6的負(fù)荷(反彈力)推動(dòng)，產(chǎn)生滑動(dòng)阻力轉(zhuǎn)矩，隨著旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)施壓元件4與滑動(dòng)元件3的槽3-2接合時(shí)產(chǎn)生卡合轉(zhuǎn)矩。該實(shí)施例涉及一對(duì)施壓元件4和在兩個(gè)位置具有槽的滑動(dòng)元件3的組合。在此所示的該對(duì)施壓元件4和槽3-2的示例中，每隔180°產(chǎn)生卡合。鉸鏈所需要的沿旋轉(zhuǎn)方向的卡合位置、沿旋轉(zhuǎn)方向的滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩或卡合轉(zhuǎn)矩的強(qiáng)度，可以通過調(diào)整設(shè)置在滑動(dòng)元件3上的槽3-2的數(shù)目、施壓元件4的數(shù)目和遠(yuǎn)端形狀、螺旋彈簧6的彈力來改變，如此可以容易地獲得具有不同旋轉(zhuǎn)操作的鉸鏈。
在該實(shí)施例中，施壓元件4在其遠(yuǎn)端大致為球狀，因此它們僅在一個(gè)微小的表面積上與滑動(dòng)元件3接靠，從而具有平穩(wěn)的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)感覺。通過具有小彈簧常數(shù)的螺旋彈簧6，當(dāng)施壓元件4接靠滑動(dòng)元件的平坦部3-3時(shí)的負(fù)荷與當(dāng)施壓元件接合在滑動(dòng)元件的槽3-2內(nèi)時(shí)的負(fù)荷之間幾乎沒有差別，如此而產(chǎn)生強(qiáng)有力的卡合。此外，即使是滑動(dòng)摩擦導(dǎo)致滑動(dòng)元件3或者施壓元件的磨損，螺旋彈簧6的負(fù)荷也幾乎不會(huì)減小，這意味著所形成的2軸鉸鏈將具有優(yōu)越的耐久性，幾乎不會(huì)因滑動(dòng)磨損而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的變化。
圖3示出對(duì)于本發(fā)明的2軸鉸鏈的權(quán)利要求2的實(shí)施例所涉及的部件的構(gòu)成?；瑒?dòng)元件3緊密地固定在旋轉(zhuǎn)軸元件9上，并且槽3-2設(shè)置成開口朝向上方。施壓元件4、套筒5和螺旋彈簧6設(shè)置在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的下側(cè)上，并通過固定環(huán)11和卡環(huán)1經(jīng)由潤滑板8固定。提供潤滑板8是考慮到固定環(huán)11與旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7之間的摩擦，也可以根據(jù)2軸鉸鏈所需要的耐久性、轉(zhuǎn)矩、旋轉(zhuǎn)感覺等省略潤滑板。
根據(jù)本發(fā)明，示出權(quán)利要求1的實(shí)施例的圖1和示出權(quán)利要求2的實(shí)施例的圖3中所示示例的旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7的上側(cè)和下側(cè)的結(jié)構(gòu)，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的部分，也可以分別設(shè)置在單個(gè)旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7的上側(cè)和下側(cè)。在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7的上側(cè)和下側(cè)都設(shè)置有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生部件的鉸鏈對(duì)于減小尺寸、使用多個(gè)卡合產(chǎn)生部件以及滿足大旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩或者高耐久性要求都是有效的。
與圖3所示權(quán)利要求2的實(shí)施例的示例相反，圖4示出權(quán)利要求3的示例，其中省略了所使用的滑動(dòng)元件3，在與施壓元件4接靠的旋轉(zhuǎn)軸支承元件10的表面上設(shè)置有用以產(chǎn)生卡合的槽10-1。槽10-1設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸支承元件10的上表面上的兩個(gè)位置，可以通過這些槽10-1和施壓元件4產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。根據(jù)2軸鉸鏈所需要的耐久性，可以通過熱處理來調(diào)整旋轉(zhuǎn)軸支承元件10的硬度，或使其經(jīng)受例如鍍覆、滲氮等表面硬化處理。
圖5示出權(quán)利要求5的旋轉(zhuǎn)軸元件9的示例。在權(quán)利要求1和權(quán)利要求2的示例中使用的旋轉(zhuǎn)軸元件9的中央設(shè)置有一個(gè)孔。該孔表明在使用2軸鉸鏈的裝置中可以例如從鍵盤側(cè)向顯示器側(cè)布置音/視頻電纜、天線電纜等。
圖6是權(quán)利要求6的2軸鉸鏈的旋轉(zhuǎn)側(cè)的止動(dòng)機(jī)構(gòu)的示例。該圖示出了旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7的一側(cè)和底部，以及旋轉(zhuǎn)軸支承元件10的一側(cè)和頂部。當(dāng)旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7旋轉(zhuǎn)時(shí)，該旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7的突起狀止動(dòng)部7-4與旋轉(zhuǎn)軸支承元件10的突起狀止動(dòng)部10-4接觸，從而防止任何進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)。在該示例中，示出了突起狀止動(dòng)部7-4和10-4允許180°的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的止動(dòng)結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^改變旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的突起狀止動(dòng)部7-4與旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的突起狀止動(dòng)部10-4的數(shù)目、位置和形狀，來改變2軸鉸鏈所需要的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。由于在模制部件時(shí)同時(shí)在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7和旋轉(zhuǎn)軸支承元件10上設(shè)置了止動(dòng)部，所以不用增加任何特別的止動(dòng)件就可以獲得旋轉(zhuǎn)止動(dòng)機(jī)構(gòu)。
圖7示出權(quán)利要求4的發(fā)明，其中，使用碟形彈簧、波狀板彈簧或者薄的板彈簧代替螺旋彈簧6作為彈性體，以在2軸鉸鏈的旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩和卡合，這使得尺寸更緊湊。該圖示出了圓錐形板彈簧6的反彈力被賦予施壓元件4的狀態(tài)。碟形彈簧、波狀板彈簧或者薄的板彈簧的形狀可以為圖中所示的一種，或者也可以使用一種與滑動(dòng)元件3的形狀相匹配并沿旋轉(zhuǎn)軸元件9的外周的新月狀或者環(huán)狀。可以考慮板彈簧6和施壓元件4的形狀來減小沿旋轉(zhuǎn)軸線方向的旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7的厚度。
圖8示出本發(fā)明中所使用的施壓元件的形狀。該圖中的(1)與圖1和圖3所示示例中相同，(2)是在遠(yuǎn)端為球狀的突起部，(3)是在圓柱體的遠(yuǎn)端為球狀的簡單形狀，(4)是半球體。盡管在圖中未示出，顯然也可以使用例如一種球軸承的球體。
圖9是權(quán)利要求7的發(fā)明的示例，其中，2軸鉸鏈的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)被組裝為一個(gè)獨(dú)立的單元，然后安裝至旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7。此外，在圖9中，在該開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)12上預(yù)先安裝有結(jié)合了用以限制開/關(guān)角度的止動(dòng)部12-1、12-2和凸輪12-3以及殼體連接用承窩12-4的卡合產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，然后來使用該開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)。通過在首先將開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)12組裝為一個(gè)獨(dú)立的單元之后將其安裝至旋轉(zhuǎn)側(cè)元件7上，可獲得能夠產(chǎn)生卡合、能夠限制其開/關(guān)角度、并可以簡單地組裝的2軸鉸鏈。
因?yàn)榫邆浔景l(fā)明的2軸鉸鏈的手機(jī)通過將本發(fā)明的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)12等結(jié)合到圖11所示的手機(jī)中，可以減小滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩而不會(huì)減小卡合轉(zhuǎn)矩，從而可以實(shí)現(xiàn)能以輕快的操作感覺進(jìn)行翻轉(zhuǎn)的手機(jī)。
工業(yè)應(yīng)用性權(quán)利要求1的發(fā)明的效果在于，在2軸鉸鏈的旋轉(zhuǎn)側(cè)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中，可以確保以高耐久性產(chǎn)生滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。
權(quán)利要求2的發(fā)明的效果在于，當(dāng)權(quán)利要求1中所使用的部件的組裝結(jié)構(gòu)改變時(shí)，如同權(quán)利要求1一樣，在旋轉(zhuǎn)側(cè)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)構(gòu)中，可以確保以高耐久性產(chǎn)生滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。
在權(quán)利要求3的發(fā)明中，省略了權(quán)利要求1和2的滑動(dòng)元件，使增加了施壓元件與槽的旋轉(zhuǎn)軸支承元件直接鄰接，從而具有的效果是即使省略了部件，也可以保持良好的鉸鏈特性，并且組裝更容易。
權(quán)利要求4的發(fā)明使用螺旋彈簧、碟形彈簧、波狀板彈簧和薄的板彈簧中的一種或多種作為彈性體。在此，用碟形彈簧、波狀板彈簧或薄的板彈簧代替螺旋彈簧可以使尺寸更為緊湊。
權(quán)利要求5的發(fā)明的效果在于，通過在旋轉(zhuǎn)軸元件中央設(shè)置孔，可以將用于電連接的導(dǎo)線穿過連接在鉸鏈端部上的裝置之間。
權(quán)利要求6的發(fā)明的效果在于，通過直接在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件和旋轉(zhuǎn)軸支承元件上提供止動(dòng)件，可以獲得轉(zhuǎn)動(dòng)范圍受限制的2軸鉸鏈。
權(quán)利要求7的發(fā)明的效果在于，將用于開關(guān)操作的單元安裝到旋轉(zhuǎn)側(cè)元件上，從而簡化了組裝并新增一個(gè)止動(dòng)機(jī)構(gòu)或開/關(guān)角限制機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求8的發(fā)明的效果在于，可以獲得較輕快的操作感覺，因?yàn)樵诖龣C(jī)狀態(tài)和打開狀態(tài)下，可以減小旋轉(zhuǎn)所需要的力而不必降低顯示器側(cè)殼體或控制鍵側(cè)殼體的鎖定力，并且，由于可以在較寬的區(qū)域上產(chǎn)生卡合轉(zhuǎn)矩，所獲得的手機(jī)具有更高品質(zhì)的操作感覺。
權(quán)利要求
1.一種具有旋轉(zhuǎn)軸和開/關(guān)軸的2軸結(jié)構(gòu)的2軸鉸鏈，其中，旋轉(zhuǎn)軸元件固定在旋轉(zhuǎn)支承元件上，旋轉(zhuǎn)側(cè)元件插入并安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸元件的外緣上，用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的左側(cè)或右側(cè)，其中兩組或多組施壓部件以一種嵌合結(jié)構(gòu)組裝在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件中，在所述施壓部件中具有大致球狀遠(yuǎn)端的施壓元件被結(jié)合至彈性體中，在設(shè)置成與所述旋轉(zhuǎn)軸元件同步旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)元件的一側(cè)上形成至少一個(gè)沿徑向延伸的槽，以接靠在施壓部件上并產(chǎn)生卡合，所述施壓元件和所述滑動(dòng)元件被彈性地?cái)D壓在一起，從而在旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。
2.一種具有旋轉(zhuǎn)軸和開/關(guān)軸的2軸結(jié)構(gòu)的2軸鉸鏈，其中，旋轉(zhuǎn)支承元件和滑動(dòng)元件緊密地固定在旋轉(zhuǎn)軸元件上，旋轉(zhuǎn)側(cè)元件插入并安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸元件的外緣上，用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的左側(cè)或右側(cè)，其中兩組或多組施壓部件以一種嵌合結(jié)構(gòu)組裝在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件中，在所述施壓部件中具有大致球狀遠(yuǎn)端的施壓元件被結(jié)合至彈性體中，在緊密地固定在旋轉(zhuǎn)支承元件上的滑動(dòng)元件的一側(cè)形成至少一個(gè)沿徑向延伸的槽，以接靠在施壓部件上并產(chǎn)生卡合，所述施壓元件和所述滑動(dòng)元件被彈性地?cái)D壓在一起，從而在旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。
3.一種具有旋轉(zhuǎn)軸和開/關(guān)軸的2軸結(jié)構(gòu)的2軸鉸鏈，其中，旋轉(zhuǎn)支承元件緊密地固定在旋轉(zhuǎn)軸元件上，旋轉(zhuǎn)側(cè)元件插入并安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸元件的外緣上，用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件的左側(cè)或右側(cè)，其中兩組或多組施壓部件以一種嵌合結(jié)構(gòu)組裝在所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件中，在所述施壓部件中具有大致球狀遠(yuǎn)端的施壓元件被結(jié)合至彈性體中，在旋轉(zhuǎn)軸支承元件的鄰接施壓元件一側(cè)的表面上形成至少一個(gè)沿徑向延伸的槽，以接靠在施壓部件上并產(chǎn)生卡合，所述施壓元件和所述旋轉(zhuǎn)軸支承元件被彈性地?cái)D壓在一起，從而在旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其特征在于，使用螺旋彈簧、碟形彈簧、波狀板彈簧和薄的板彈簧中的一種作為彈性體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)軸元件的中央設(shè)置有通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其特征在于，設(shè)置有用于限制在所述旋轉(zhuǎn)軸支承元件或所述旋轉(zhuǎn)軸元件與所述旋轉(zhuǎn)側(cè)元件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的旋轉(zhuǎn)止動(dòng)機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的2軸鉸鏈，其特征在于，所述用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)被組裝為一個(gè)獨(dú)立的單元，在所述開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)中預(yù)先安裝有結(jié)合了凸輪或止動(dòng)部以限制開/關(guān)角度的卡合產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，以及所述開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)被安裝在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件上。
8.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的2軸鉸鏈的手機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于要求更小型化、輕量化的筆記本電腦或手機(jī)中的具有可實(shí)現(xiàn)耐久性、良好的觸感、小型化以及輕量化的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的2軸鉸鏈。該2軸鉸鏈構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)軸元件(9)固定在旋轉(zhuǎn)支承元件(10)上，旋轉(zhuǎn)側(cè)元件(7)插入并安裝在旋轉(zhuǎn)軸元件(9)的外緣上，用于開關(guān)操作的開/關(guān)轉(zhuǎn)矩單元機(jī)構(gòu)(12)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)側(cè)元件(7)上；其中，通過由施壓元件(4)與旋轉(zhuǎn)軸支承元件(10)或安裝在旋轉(zhuǎn)軸元件(9)上的滑動(dòng)元件(3)之間的螺旋彈簧(6)產(chǎn)生的負(fù)荷來產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩和卡合轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的2軸鉸鏈的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有良好的耐久性、良好的觸感以及尺寸和重量的減小化。該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可用于手機(jī)。
文檔編號(hào)H04M1/02GK1780991SQ20048001152
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者佐藤均, 光井泰弘, 日向野榮, 小杉知司, 山口勝正, 阪本憲一 申請(qǐng)人:三菱制鋼株式會(huì)社, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社