专利名称：铰链装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由键盘本体构成的第1部件和由显示装置构成的第2部件组成的便携式信息终端的铰链装置，特别涉及一种将具有比较重的显示装置部分的上述第2部件相对于第1部件以可开闭的方式连接时使用的适合的铰链装置。
背景技术：
以往，作为这种铰链装置，日本专利特许公开2000-337008号公开的装置已为人所公知。
该公开特许公报中记载的装置具有在一端部具有固定部的轴；将该轴穿过中心部轴线方向，并固定于在固定部上的具有止转机构的壳体；在该壳体的开放端侧所设置的键槽上以可沿轴线方向滑动的方式固定，并在一个端面上具有凸轮部，同时，朝着中心部轴线方向插入上述轴的滑动凸轮；在与该滑动凸轮的凸轮部对置，并在端面上具有凸轮部，在其中心部轴线方向插入上述轴的固定凸轮；在上述轴的周围回卷，并收容到上述壳体内，且弹性地设置于该壳体与上述滑动凸轮之间的压缩弹簧。
发明内容
由于该公开特许公报中所示的铰链装置只通过凸轮机构来控制作为第2部件的显示装置相对作为第1部件的键盘本体的开闭动作，因此，在小型便携式信息终端具有比较重的作为第2部件的显示装置时，难以兼有显示装置相对作为第1部件的键盘本体的，从规定的闭合角度的自动闭合锁定功能与开闭操作时的自由停止功能。
本发明的目的是通过尽可能简单的结构，提供一种，在将比较重的作为第2部件的显示装置相对于作为第1部件的键盘本体进行开闭操作时，能够兼有从规定的闭合角度的自动关闭锁定功能与开闭操作时的自由停止功能的便携式信息终端的铰链装置。
实现上述目的的本发明是连接相对开闭的第1部件和第2部件的铰链装置，其特征在于具有同轴配置于轴上的凸轮机构和摩擦机构；上述凸轮机构包括有沿各自的中心轴线方向贯穿该轴，并设置在固定于上述轴上的具有止转机构的凸轮壳体一侧上的固定凸轮，与该固定凸轮对置，在上述凸轮壳体上以旋转受限制且可滑动的方式设置的滑动凸轮，以及将该滑动凸轮推压在上述固定凸轮侧的弹性机构；上述摩擦机构由在上述轴上以可旋转的方式安装的具有止转机构的摩擦套，和在该摩擦套内，在上述轴上安装并压入的摩擦环构成。
另外，本发明为，连接相对开闭的第1部件和第2部件的铰链装置，其特征在于其具有同轴配置于轴上的凸轮机构和摩擦机构；上述凸轮机构由沿各自的中心轴线方向贯穿该轴并设置在固定于上述轴上的具有止转机构的凸轮壳体侧上的固定凸轮，与该固定凸轮对置的，在上述凸轮壳体上以旋转受限制且可滑动的方式设置的滑动凸轮，以及将该滑动凸轮推压在上述固定凸轮侧的弹性机构构成；上述摩擦机构由设置于上述轴上的缘部、相对于上述轴安装的托架、摩擦垫圈、弹性机构和紧固螺母构成；从而，在上述托架的一侧或者两侧上，上述摩擦垫圈之间产生摩擦力矩。
这时，本发明就能够不使用上述紧固螺母而是铆接轴的端部。
再有，本发明是在连接相对开闭的第1部件和第2部件的铰链装置中，其特征在于其具有在轴上同轴配置的一对凸轮机构，各凸轮机构由在固定于上述轴上的具有止转机构的凸轮壳体侧在各自的中心部轴线方向贯穿该轴设置的固定凸轮，与该固定凸轮对置的，在上述凸轮壳体上以旋转受限制且可滑动的方式设置的滑动凸轮，将该滑动凸轮推压到上述固定凸轮侧的弹性机构构成。
在上述任意一种发明的情况下，将在上述各凸轮机构的固定凸轮和滑动凸轮上设置的各凸轮部的至少一方构成为平坦的部分，产生摩擦力矩。
图1是将使用了本发明的铰链装置的便携式信息终端的作为第1部件的键盘本体和作为第2部件的显示装置打开时所看到的俯视图。
图2是本发明的铰链装置的正视图。
图3是图2所示的铰链装置的右侧视图。
图4是图2所示的铰链装置的左侧视图。
图5是图2所示的铰链装置的正视剖视图。
图6是图2所示的铰链装置的固定凸轮的右侧视图。
图7是图2所示的铰链装置的固定凸轮的正视图。
图8是图2所示的铰链装置的固定凸轮的俯视图。
图9是图2所示的铰链装置的滑动凸轮的左侧视图。
图10是图2所示的铰链装置的滑动凸轮的右侧视图。
图11是图2所示的铰链装置的滑动凸轮的俯视图。
图12是图2所示的铰链装置的滑动凸轮的纵向剖视图。
图13是说明图2所示的铰链装置的滑动凸轮的凸轮部相对于固定凸轮的凸轮部动作的说明图。
图14是说明图2和图5所示的铰链装置的动作的纵向剖视图。
图15是说明各凸轮部的动作的说明图。
图16是本发明的铰链装置的别的实施方式的正视图。
图17是图15所示的铰链装置的右侧视图。
图18是图15所示的铰链装置的左侧视图。
图19是图15所示的铰链装置的纵向剖视图。
图20是图15所示的铰链装置的轴的右侧视图。
图21是图15所示的铰链装置的托架的侧视图。
图22是图15所示的铰链装置的凸轮导向器的侧视图。
图23是图15所示的铰链装置的第1摩擦垫圈的左侧视图。
图24是图15所示的铰链装置的第2摩擦垫圈的左侧视图。
图25是图15所示的铰链装置的推压用垫圈的侧视图。
图26是说明图15所示的铰链装置的动作的说明图。
图27是本发明的铰链装置的另一个别的实施方式的正视图。
图28是图26所示的铰链装置的右侧视图。
图29是图26所示的铰链装置的左侧视图。
图30是图26所示的铰链装置的纵向剖视图。
图31是说明图26所示的铰链装置的动作的纵向剖视图。
具体实施例方式
图中示出本发明的一个实施方式，在图1中，标号1表示例如便携式信息终端，标号2表示构成第1部件的键盘本体。标号3表示构成第2部件的例如由液晶显示装置构成的显示装置。
本发明的铰链装置A、A以可相对开闭的方式将作为该第1部件的键盘本体2与作为第2部件的显示装置3连接在一起，被安装在键盘本体2的安装部2a、2a与显示装置3的安装部3a、3a之间。图中铰链装置A、A设置有一对，但设置1个的情况也是可以的。该铰链装置A、A由于只是左右对称，结构完全相同，因此仅对图1的左侧的铰链装置A的结构进行说明。
使弹性机构起作用的凸轮机构4的结构如下。首先，在图2中，标号5表轴，标号6表示凸轮壳体。该凸轮壳体6的在其外周轴线方向带有由一对凹槽构成的止转机构6a、6a的一个端部是开放的，将设置于轴5的一个端部上的变形安装部5a插入并配合到设置于其侧壁6b上的变形安装孔6c中，通过固定销7固定在该轴5上，使与该轴5一齐旋转。
在凸轮壳体6的开放端侧上将轴5插入到在其中心部轴线方向上设置的插通孔8a中，使在其外侧上所设的一对键部8b、8b与凸轮壳体6的外周上所设的键槽6d、6d相配合，滑动凸轮8以旋转受限制并可沿轴线方向滑动的方式收容到凸轮壳体6中。在该滑动凸轮8与凸轮壳体6的侧壁6b之间，配置着卷绕在轴5上的由压缩弹簧构成的弹性机构9。
将轴5插入在其中心部轴线方向设置的插通孔10a，在与滑动凸轮8对置的位置上配置固定凸轮10，该固定凸轮10固定在设置于轴5一侧的后述的摩擦机构的摩擦环安装部11的凸缘部11a一侧，同时，通过在外侧上设置有由平坦部构成的止转机构12a的凸轮导向器12，处于旋转受限制的状态。限制该固定凸轮10朝着凸轮导向器12旋转的机构是通过将嵌入该变形安装孔12b的固定凸轮10的凹槽10b配合在凸轮导向器12上所设的变形安装孔12b的凸部上来构成的，但并不限定于这种机构。
在滑动凸轮8与固定凸轮10的相互面对的面上设置着分别由上面平坦的凸部13a、14a和凹部13b、14b构成的凸轮部13、14。
接着，摩擦机构15的结构如下。标号16表示摩擦套，该摩擦套16具有侧壁16a，其一端是开放的，并在其外周上设置着由平坦部构成的止转机构16b。在该摩擦套16的中心部轴线方向上插入有轴5，该轴5以可旋转的方式铰接在侧壁16a上所设的插通孔16c中。这样，摩擦套16便通过设置于该轴5的另一端部的轴环5b以不脱出的方式固定在该轴5上。在摩擦套16的内部，设置有与插通孔16c同心的摩擦力矩产生孔16d，在该摩擦力矩产生孔16d内，压入有三根嵌装在轴5的摩擦环安装部11上的例如橡胶制的摩擦环17。此外，虽然图中未示出，但是在摩擦环17与摩擦力矩产生孔16d之间，涂上了例如硅油之类的粘性润滑油。
从而，特别是如图1、图4及图14所示，让铰链装置A的凸轮壳体6插入并配合到显示装置3的安装部3a上所设的变形安装孔3b中，将摩擦套16插入并固定到设置于键盘本体2的安装部2a上所设的变形安装孔2b中后，铰链装置A的组装便告完成。
如图4所示，在作为第2部件的显示装置3相对于作为第1部件的键盘本体2处于关闭的状态下，如图15所示，滑动凸轮8的凸轮部13的凸部13d处于落在固定凸轮10的凸轮部14的凹部14b内的中间的状态。当从该状态使作为第2部件的显示装置3相对于作为第1部件的键盘本体2打开，则凸轮壳体6与显示装置3一齐旋转，虽然最初会遇到，与凸轮壳体6一齐旋转的滑动凸轮8的凸轮部13的凸部13a从压缩弹簧9的固定凸轮10的凸轮部14的凹部14b脱出时的阻力，但是此后，如图15中用实线和假想线所示，由于在各凸轮部13、14的上面以平坦的凸部13a、14a相互压接的状态滑动，通过该各凸轮部13、14的各凸部13a、14a相互的压接力产生的摩擦力矩，以及摩擦机构15的摩擦环17的外周与摩擦力矩产生孔16d的内周之间产生的摩擦力矩，便会使显示装置3相对于键盘本体2以自由停止的状态开启。图14示出了显示装置3相对于键盘本体2打开90°的状态。当显示装置3相对于使用频率高的键盘本体2超过110°的前后闭合角度时，通过滑动凸轮8的凸轮部13的凸部13a、14a在固定凸轮10的凸轮部14的凹部14b中的落入，就可仅用摩擦机构15的摩擦力矩打开。
在将打开的显示装置3相对于键盘本体2关闭的情况下，在该显示装置3打开110°以上的情况下，就会遇到，在滑动凸轮8的凸轮部13的凸部13a脱出固定凸轮10的凸轮部14的凹部14b时的一些阻力，但是，从110°开始，如图15中用实线和假想线所示，通过由各凸轮部13、14的各凸部13a、14a的压接状态产生的摩擦力矩与摩擦机构15的摩擦力矩的相乘效果，会使显示装置3相对于键盘本体2在自由停止的状态下关闭。
由于滑动凸轮8的凸轮部13的凸部13a从显示装置3被关闭之前10°前后的角度，自固定凸轮10的凸轮部14的凸部14a落入凹部14b，因此，通过这时产生的吸引力，使显示装置3自动关闭，并且锁定为在闭合状态下不能够自然打开。
像这样，该实施方式，可使显示装置3相对于键盘本体2以闭合的状态锁定，在自由停止的状态下能够打开到使用角度，并且在使用角度，使显示装置保持稳定的基础上，可通过凸轮机构4在显示装置3的闭合之前能够以吸引的方式关闭，在显示装置3的开闭操作时，通过摩擦机构15给操作者以轻柔的开闭感觉，还能够起到闭合时的缓冲效果。
图16至图26示出了别的实施方式。根据附图，该实施方式的铰链装置B示于图1的左侧，在设置于轴20的大致中央部的轴环部20a的右侧和左侧，设置有凸轮机构21和摩擦机构22，由于凸轮机构21的结构与先前的实施方式的相同，因此省略了对其的说明。摩擦机构22设置在轴20的轴环部20a的左侧，如图21及图23至图25所示，分别穿过在中心部轴线方向设置的各插通孔23a、24a、25a、26a、27a配置着轴的，由从靠近轴环部的一侧的第1摩擦垫圈23、托架24、第2摩擦垫圈25、弹簧垫圈26、推压用的垫圈27以及紧固螺母28构成，第1摩擦垫圈23通过将从其外周弯曲的固定片23b与设置于轴环部20a上的固定槽20b相配合，被固定在该轴20上，托架24可以相对于轴20旋转，在其外周上设置着由平坦部构成的止转机构24b。第2摩擦垫圈25被构成为，通过将从其外周弯曲的固定片25b扣合在设置于托架24的外周上的固定槽24c，与托架24一齐旋转的结构。通过将其变形的各插通孔26a、27a与轴20的变形部20c贯通配合，限制弹簧垫圈26与推压用垫圈27在该轴20上的旋转。紧固螺母28螺接在轴20的阳螺纹部20d上，通过使第1摩擦垫圈23压接在托架24一侧，并使第2摩擦垫圈25压接在弹簧垫圈26的侧面，形成随着轴20的旋转动作而产生摩擦力矩的结构。
从而，将摩擦机构22的部分插入到作为第1部件的键盘本体2的安装部2B上设置的变形安装孔2b中，将凸轮导向器12和托架24与该变形安装孔2b相配合，接着，通过让将凸轮壳体6的部分插入并固定到作为第2部件的显示装置3的安装部3a上所设的变形安装孔3b中，完成铰链装置B的组装。
图18为表示这种状态的纵向剖视图。在该状态下，如图15中用实线所示，滑动凸轮8的凸轮部13的凸部13a嵌入到固定凸轮10的凸轮部14的凹部14b中，锁定为使显示装置3相对于键盘本体2不能自然打开。
若从这种闭合状态，相对于键盘本体2打开显示装置3，则如图15中用实线和假想线所示，凸轮壳体6与轴20和滑动凸轮8一齐旋转，从而产生由滑动凸轮8的凸轮部13的平坦的凸部13a与固定凸轮10的凸轮部14的平坦的凸部14a的压接滑动而引起的摩擦力矩，和由在第1摩擦垫圈23和托架24之间，及第2摩擦垫圈25与弹簧垫圈26之间因压接滑动而引起的摩擦力矩，显示装置3特别在作为其使用角度的100°至“0°左右的开度上保持稳定的停止。当然，可进一步开到180°，可以自由选择这时的摩擦力矩的大小。
而后，若关闭显示装置3，在其闭合位置的10°左右，通过在滑动凸轮8的凸轮部13的凸部13a嵌入固定凸轮10的凸轮部14的凹部14b时产生的旋转力矩，显示装置3像被吸引似地关闭，锁定为闭合状态。
此外，至于使摩擦机构22的摩擦力矩究竟产生于第1摩擦垫圈23和第2摩擦垫圈25的哪一个面上，可以任意选择除了实施例的以外的方案，可不用紧固螺母28，而采用对轴20的端部进行铆接的方式。
图26至图30示出了本发明的铰链装置C的别的实施方式。
该实施方式的铰接装置C示于图1的右侧，在该铰链装置C中，在轴的两侧部上配置着左右对称的第1凸轮机构31和第2凸轮机构32，该第1凸轮机构31和第2凸轮机构32的结构与先前的实施方式的凸轮机构4、21相同。在轴30的大致中央部上，将一对第1固定凸轮33和第2固定凸轮34配置为，将轴30插入到设置于其中心部轴线方向的插通孔33a、34a中，使双方的一个侧面对接，设置有将该各第1固定凸轮33与第2固定凸轮34分别收容固定到内部，并在外周上具有由平坦部构成的止转机构36a、37a的第1凸轮导向器36和第2凸轮导向器37。
在轴30的两端部的一个上，在设置有外周上由凹槽构成的止转机构38a的一端部开放的第1凸轮壳体38中，将轴30沿其内部轴线方向贯通设置，在该第1凸轮壳体38的侧壁38b上设置的变形插通孔38c中插入并固定着设置于轴30的端部上的变形部30a，用安装销39固定成不能拔出的形式。
在轴30的两端部的另一个上，同样在一端部开放的第2凸轮壳体40中，沿其内部轴线方向贯通设置轴30，使轴30贯通设置于其侧壁40a上的插通孔40b，用变形轴环30b以不能拔出的方式固定，并使变形轴环部30b与变形孔相配合。
在第1及第2凸轮壳体38、40内的开口部侧上，在分别与第1及第2固定凸轮33、34对置的一对第1滑动凸轮41与第2滑动凸轮42中，将轴30插入并设置到设置于其中心部轴线方向的插通孔41a、42a中，在各第1及第2滑块41、42以及第1及第2凸轮壳体38、40的各侧壁38b、40a之间，配置着卷绕在轴40上并由压缩弹簧构成的第1及第2弹性机构43、44，始终将第1及第2滑动凸轮朝着第1及第2固定凸轮侧滑动施压。
各第1及第2滑动凸轮33、34在其外周上带有一对第1及第2键部33b、34b，通过将各第1及第2键部33b、34b与设置于第1及第2凸轮壳体38、40上的第1及第2键槽38d、40c相配合，从而可在轴30的轴线方向上滑动。
在各第1及第2固定凸轮33、34与第1及第2滑动凸轮41、42的相互对置的面上，设置着与上述各实施方式相同的由凸部45a、45a、46a、46a和凹部45b、45b、46b、46b构成的第1及第2凸轮部45、46。
从而，如图26、图28及图30所示，将第1凸轮壳体38插入并固定到作为第2部件的显示装置3的安装部3a上所设的变形安装孔3b中，通过将第2凸轮壳体40和第1及第2凸轮导向器36、37插入并配合到作为第1部件的键盘本体2的安装部2a上所设的变形安装孔2b中，完成组装。
若让让显示装置3相对于键盘本体2开闭，则第1凸轮壳体38与轴30以及第1滑动凸轮41一齐旋转，从而第2凸轮壳体40也会与轴30以及第2滑动凸轮42一齐旋转。这样，由于各第1及第2滑动凸轮41、42，在显示装置3的闭合状态下的其各第1及第2凸轮部45、46的各第1及第2凸部45a、46a脱离各第1及第2固定凸轮34的第1及第2凹部45b、46b，在与各第1及第2固定凸轮33、34的各第1及第2凸轮部45、46的平坦的各第1及第2凸部45a、46a相压接的状态下旋转，从而产生摩擦力矩，能够使显示装置3特别在其使用角度的100°左右的闭合角度上稳定地停止。当然，在这种情况下，也可将显示装置3相对于键盘本体2开到180°。至于这时的摩擦力矩大小，可以通过选择各第1及第2凸轮部45、46的形状来任意选择。
在将显示装置3相对于键盘本体2关闭时，在其闭合位置之前(例如10°左右)，第1及第2滑动凸轮41、42的各第1及第2凸轮部45、46的各第1及第2凸部45a、46a，在落入第1及第2固定凸轮33、34的各第1及第2凸轮部45、46的各第1及第2凹部45b、46b时，由于朝闭合方向被转动偏置，因而即使松手也自然会像被吸引似地关闭。这样，在该闭合状态下锁住，从而防止显示装置3闭合之后自然打开。
此外，作为别的实施方式，可以将凸轮壳体6和凸轮壳体38安装在作为第1部件的键盘本体2侧的安装部2a上，分别设置于凸轮壳体6、38的外侧和内侧以及摩擦套16的外侧、固定凸轮10、滑动凸轮8、13及凸轮导向器12、36、37的外侧的各止转机构并不限定于上述的实施方式。另外，也可将轴的轴环部设置在与上述实施方式的相反的方向上，并用E形环固定将凸轮壳体6、38。而且，固定凸轮、固定部件的各轴的变形部、变形安装部、以及变形插通孔的形状也不限于实施方式的形状，可以采用各种各样的公知的形状。这样，对于轴、各壳体、固定凸轮、固定部件、以及滑动凸轮的材质，由于轴与固定凸轮和滑动凸轮的材质必须具有一定强度和而磨损性，因而最好用金属制的硬的材质，并不限于实施方式的那种，按照需要可以采用SUS、POM等材料。
权利要求
1.一种铰链装置，作为连接相对地开闭的第1部件和第2部件的铰链装置，其特征在于具有同轴配置于轴上的凸轮机构和摩擦机构；上述凸轮机构由在固定于上述轴上的带有止转机构的凸轮壳体侧上沿各自的中心轴线方向贯穿该轴而设置的固定凸轮，与该固定凸轮对置，并在上述凸轮壳体上以旋转受限制且可滑动的方式设置的滑动凸轮，以及将该滑动凸轮推压在上述固定凸轮侧的弹性机构构成；上述摩擦机构由在上述轴上以可旋转的方式安装的带有止转机构的摩擦套，和压入安装于该摩擦套内的上述轴上的摩擦环构成。
2.一种铰链装置，作为连接相对地开闭的第1部件和第2部件的铰链装置，其特征在于具有同轴配置于轴上的凸轮机构和摩擦机构；上述凸轮机构由在固定于上述轴上的带有止转机构的凸轮壳体侧上沿各自的中心轴线方向贯穿该轴而设置的固定凸轮，与该固定凸轮对置，并在上述凸轮壳体上以旋转受限制且可滑动的方式设置的滑动凸轮，以及将该滑动凸轮推压在上述固定凸轮侧的弹性机构构成；上述摩擦机构由设置于上述轴上的轴环部，相对于上述轴安装的托架，摩擦垫圈，弹性机构，紧固螺母构成；从而，在上述托架的一侧或者两侧的上述摩擦垫圈之间产生摩擦力矩。
3.如权利要求2记载的铰链装置，其特征是不使用上述紧固螺母，而是将轴的端部铆接起来。
4.一种铰链装置，作为连接相对地开闭的第1部件和第2部件的铰链装置，其特征在于具有在轴上同轴配置的一对凸轮机构；各凸轮机构由在固定于上述轴上的带有止转机构的凸轮壳体侧上沿各自的中心轴线方向贯穿该轴而设置的固定凸轮，与该固定凸轮对置，并在上述凸轮壳体上以旋转受限制且可滑动的方式设置的滑动凸轮，以及将该滑动凸轮推压在上述固定凸轮侧的弹性机构构成。
5.如权利要求1至4之一所述的铰链装置，其特征是，上述各凸轮机构的固定凸轮和滑动凸轮上所设的各凸轮部的至少一个构成平坦的部分，从而产生摩擦力矩。
全文摘要
本发明是一种可开闭的方式连接具有便携式信息终端的键盘部的第1部件和由比较重的显示装置构成的第2部件的铰链装置，其由同轴配置于轴上的凸轮机构和摩擦机构构成；上述凸轮机构由在固定于上述轴上的带有止转机构的凸轮壳体侧上沿各自的中心轴线方向贯穿该轴而设置的固定凸轮，与该固定凸轮对置，并在上述凸轮壳体上以旋转受限制且可滑动的方式设置的滑动块凸轮，以及将该滑动凸轮推压在上述固定凸轮侧的弹性机构构成；上述摩擦机构由在上述轴上以可旋转的方式安装的带有止转机构的摩擦套，以及以压入的方式装入该摩擦套内的上述轴上的摩擦环构成，这样，容易兼有从上述第1部件与第2部件的规定闭合角度的自动闭合锁定功能和开闭操作时的自动停止功能。
文档编号E05D11/10GK1520251SQ20031011028
公开日2004年8月11日 申请日期2003年12月26日 优先权日2002年12月26日
发明者西原太一 申请人:电藤电机株式会社