专利名称：旋转铰链的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及旋转铰链，该旋转铰链尤其应用于手机、数码相机、笔记本电脑等产品中使两个部件之间围绕两条垂直轴线作相对转动。
背景技术：
铰链是手机、数码相机、笔记本电脑等电子产品中必不可少的连接件。目前市场上的铰链大致可分为单向铰链、自由停铰链、旋转铰链、自动铰链四种类型。其中前两种铰链能实现一个方向的转动，结构简单，价格便宜，广泛的应用于手机中。后两种铰链结构相对前两种铰复杂些，也是现阶段发展的方向。自动铰链由于结构较复杂，成本也较高，目前市场上仅三星出了一款。旋转铰链能实现一个方向的转动和另一个方向的旋转，即可以围绕两条垂直轴线作相对转动，从而以其自身的特点在市场上占有独特的地位。
在手机、数码相机、笔记本电脑等电子产品飞速发展和更新阶段，旋转的翻盖手机及翻转LCD的数码相机、摄像机等需要一个部件来实现翻转动作，满足镜头或LCD的不同角度的拍摄及观察。这时旋转铰链便成了担任该功能的重要角色，其性能指数直接关系到使用的方便性和整机的耐久性。
实用新型内容本实用新型提供了一种新型的旋转铰链，其结构更加合理且使用寿命更长。
本实用新型的旋转铰链包括第一旋转部件和第二旋转部件，第一旋转部件包括第一轴以及依次套装在该第一轴上的第一弹簧、旋转臂、第一凸轮、第二凸轮和旋转座，其中所述第一凸轮和第二凸轮至少在相互接触的曲面上包括耐磨层。
优选地，所述第一旋转部件还包括卡簧和限位垫片，卡簧安装在第一轴末端的环槽内，限位垫片的异形孔与第一轴末端的位于环槽下部的扁位配合，该限位垫片压靠在第一弹簧上。
采用上述技术方案得到的旋转铰链结构合理可靠，且使用寿命长。
图1A至图1C本实用新型一种旋转铰链的结构图；图2是本实用新型另一种旋转铰链的分解立体图；图3是本实用新型的旋转铰链的主视图；图4是图3中所示旋转铰链的左视图；图5是图3中所示旋转铰链的右视图；图6是图3中所示旋转铰链的俯视图。
图7本实用新型旋转铰链整体的分解图。
图8本实用新型旋转铰链整体的装配图。
附图标记说明10第一旋转部件11第一轴12第一弹簧13旋转臂14第一凸轮15第二凸轮16旋转座17第一凸缘18限位垫片19卡簧20突出部分21凹槽
22台肩30第二旋转部件31第二轴32第二弹簧33第三凸轮34第四凸轮35套筒37第二凸缘具体实施方式
下面参照附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。
参照图2至图8，根据本实用新型的一种实施方式，旋转铰链包括第一旋转部件10和第二旋转部件30，第一旋转部件10包括第一轴11以及依次套装在该第一轴11上的第一弹簧12、旋转臂13、第一凸轮14、第二凸轮15和旋转座16，其中所述第一凸轮14和第二凸轮15至少在相互接触的曲面上包括耐磨层，该耐磨层的HRC硬度优选为55-63。
优选地，所述耐磨层材料为不锈钢，更优选的为不锈钢SUS304。所述耐磨层优选通过塑胶镶注法镶注到塑胶件上。塑胶镶注就是在注塑时把其他物质固定在模具内和塑胶一起注塑成一个整体。另外，根据需要所述塑胶件相互接触的曲面的相对的表面或者整个塑胶件的外表面包括一层耐磨层。
其中，第一旋转部件10包括第一轴11以及依次套装在该第一轴11上的第一弹簧12，旋转臂13，第一凸轮14，第二凸轮15和旋转座16。第一轴11的一端具有第一凸缘17，第一弹簧12的一端抵靠在第一凸缘17上，另一端抵靠在旋转臂13内，用于将旋转臂13向下压。第一凸轮14安装到旋转臂13上，第二凸轮15安装到旋转座16上，第一凸轮14与第二凸轮15之间通过曲面吻合。在旋转铰链转动时，围绕第一轴11，旋转臂13与旋转座16之间可以实现270°的相对转动。
第二旋转部件30包括第二轴31以及依次套装在第二轴31上的第三凸轮33，第四凸轮34，第二弹簧32和套筒35。第二轴31的一端具有第二凸缘27，套筒35抵靠在该第一凸缘27上。第二弹簧32容纳于套筒35内且一端抵靠在套筒35的一端。第四凸轮34也容纳于套筒35内且抵靠在第二弹簧32的另一端。第三凸轮33与第四凸轮34之间通过曲面吻合。在旋转铰链转动时，第二旋转部件30通过将第三凸轮33插接到第一旋转部件10上的旋转座16的一端而与第一旋转部件10连接，使得旋转座16与套筒35之间能够围绕第二轴31实现180°的相对转动。
下面对这种旋转铰链的具体应用作详细说明，其中以装在手机上为例。
使用时，将第一旋转部件10的旋转座16和第二旋转部件30装在手机的机身上，将第一旋转部件10的第二凸轮15装入旋转座16与之对应的孔内，将第一旋转部件10的旋转臂3安装到手机的翻盖上或者与手机的翻盖连接成一体，这样整个旋转铰链就装在手机上了。转动过程中，手机的翻盖既可绕第二轴31的轴线转动180°，也可以绕第一轴11的轴线转动270°。
具体地说，当手机翻盖绕第二轴31的轴线转动时是第二旋转部件30起作用，通过第二旋转部件30使手机翻盖打开和闭合。转动中，第二旋转部件30的套筒35与手机机身固定不动，第四凸轮34在套筒35中沿第二轴31的轴线滑动，第一旋转部件10和第二旋转部件30的第三凸轮33固定且随着翻盖一起转动，使得第三凸轮33与第四凸轮34之间通过吻合曲面产生一转矩驱使凸轮34在第二轴轴31上转动和滑动并压缩第二弹簧32。翻盖打开时压缩第二弹簧32，关闭时在第二弹簧32的弹力下使第三凸轮33回到初始位置。同理，翻盖在绕第一轴11的轴线旋转时第一旋转部件10起作用，运动原理和第一旋转部件20的运动原理一样。翻盖在打开和关闭的过程中关键的零件是第一凸轮14和第二凸轮15，即通过第一凸轮14和第二凸轮15的吻合的曲面作相对转动，使翻盖打开和关闭。
优选地，所述第一旋转部件10还包括卡簧19和限位垫片18，卡簧19安装在第一轴11末端的环槽内，限位垫片18的异形孔与第一轴11末端的位于环槽下部的扁位配合，该限位垫片18压靠在第一弹簧12上。
第一轴11与旋转座16可通过凸台与孔的配合装配在一起，凸台与孔的形状可以是各种形状，例如三角形、椭圆形、截头椭圆形、方形或其他不规则形状，但优选采用方形。在旋转铰链转动时，第一轴11与旋转座16之间不发生相对转动。
第一凸轮14和第二凸轮15与旋转臂13和旋转座16也可通过各种形状的凸台与孔的配合装配在一起，但优选采用矩形凸台与矩形孔的配合装配在一起。第一凸轮14与第二凸轮15之间通过吻合曲面配合在一起。在旋转铰链转动时，第一凸轮14与旋转臂13之间不发生相对转动，第二凸轮15与旋转座16之间也不发生相对转动，仅仅在第一凸轮14与第二凸轮15的吻合曲面之间发生相对转动。
旋转臂13和第一凸轮14可旋转地套在第一轴11上，在旋转铰链转动时与第一轴11之间发生相对转动。
在旋转臂13的上部形成有凹槽21，套在第一轴11上的第一弹簧12设置在该凹槽21内，对旋转臂13施加向下的压力。第一弹簧12的上端由限位垫片18封盖，该限位垫片18通过异形孔与第一轴11末端的扁位相配合。在旋转铰链转动时，限位垫片18与第一轴11之间不发生相对转动。在限位垫片18的上面设置由卡簧19，该卡簧19设置在第一轴11末端的所述扁位上部的环槽内。由此，第一弹簧12在限位垫片18与旋转臂13之间被压缩。
根据本实用新型的再一种实施方式，从图3和图8中可以看出，为了将旋转铰链的转动范围限制在0°～180°之间，限位垫片18将第一弹簧12压缩到旋转臂13的凹槽21内，并且限位垫片18也位于该凹槽21的上端。限位垫片18的一侧具有一个突出部分20，凹槽21内则具有相对的一对台肩22。因此，在旋转臂13与第一轴11相对转动时，旋转臂13的转动范围被限制在0°～180°之间，因为若超过此范围则突出部分20将被台肩22所阻挡。
第一凸轮14与第二凸轮15之间相互吻合的曲面可以使用现有的曲面设计。在一种实施方式中，该曲面为平滑过渡的曲面。在另一种实施方式中，该曲面的结构是前后对称且左右对称。
下面，对这种旋转铰链的工作原理进行说明。
转动过程中，旋转臂13与第一凸轮14一起围绕第一轴11转动。第二凸轮15与旋转座16卡合在一起并且旋转座16与第一轴11卡合在一起，所以第二凸轮15与旋转座16固定不动。因此，相对转动发生在第一凸轮14的曲面与第二凸轮15的曲面之间。当第一凸轮14与第二凸轮15之间发生转动时，由于曲面的作用，使得第一弹簧12被压缩。因此，在转动过程中，第一弹簧12的压力使得曲面之间存在一定的摩擦阻力，使转动具有一定的手感。
在此，由于第一凸轮14和第二凸轮15是通过塑胶镶注的加工方法制造而成，而不是采用传统的粉末冶金的方法制造而成，并且塑胶上镶注耐磨层以构成吻合曲面，其中耐磨层的HRC硬度在55-63之间，优选为不锈钢SUS304，因此该曲面耐磨性能优异，转动顺畅且手感较好。
另外，为了将旋转铰链的转动范围限制在0°-180°内，限位垫片18将第一弹簧12压缩到旋转臂13的凹槽21内，并且限位垫片18本身也位于该凹槽21内，通过限位垫片18一侧的突出部分20以及凹槽21内的一对台肩22，当旋转臂13与第一凸轮14一起转过180°之后，限位垫片18上的突出部分20将接触凹槽21内的台肩22，从而阻止旋转臂13和第一凸轮14继续旋转。同理，通过突出部分20和台肩22的作用，旋转臂13和第一凸轮14也无法反转。也就是说，旋转臂13和第一凸轮14的转动范围被限制在0°～180°内。
本实用新型所提供的旋转铰链，采用塑胶镶注的加工方法制造，使第一凸轮和第二凸轮在转动过程中摩擦减小，磨损减小，转动顺畅，手感较好，使用寿命显著提高。该设计结构合理并且简单，在实现同等功能同时考虑了加工工艺，大大降低了成本。
权利要求1.一种旋转铰链，其特征在于，该旋转铰链包括第一旋转部件(10)和第二旋转部件(30)，第一旋转部件(10)包括第一轴(11)以及依次套装在该第一轴(11)上的第一弹簧(12)、旋转臂(13)、第一凸轮(14)、第二凸轮(15)和旋转座(16)，所述第一凸轮(14)和第二凸轮(15)至少在相互接触的曲面上具有耐磨层。
2.如权利要求1所述的旋转铰链，其中，在所述第一凸轮(14)和第二凸轮(15)相互接触的曲面的相对的表面或者整个外表面上包括耐磨层。
3.如权利要求1或2所述的旋转铰链，其中，所述耐磨层的HRC硬度在55-63之间。
4.如权利要求1所述的旋转铰链，其中，所述第一轴(11)与旋转座(16)通过方形凸台与方形孔的配合装配在一起。
5.如权利要求1所述的旋转铰链，其中，所述第一凸轮(14)与旋转臂(13)之间以及第二凸轮(15)与旋转座(16)之间分别通过矩形凸台与矩形孔的配合装配在一起。
6.如权利要求1所述的旋转铰链，其中，第一凸轮(14)与第二凸轮(15)相互接触的曲面为平滑过渡的曲面。
7.如权利要求1所述的旋转铰链，其中，第一凸轮(14)与第二凸轮(15)相互接触的曲面为前后对称且左右对称的曲面。
8.如权利要求1所述的旋转铰链，其中，所述第一旋转部件(10)还包括卡簧(19)和限位垫片(18)，卡簧(19)安装在第一轴(11)末端的环槽内，限位垫片(18)的异形孔与第一轴(11)末端的位于环槽下部的扁位配合，该限位垫片(18)压靠在第一弹簧(12)上。
9.如权利要求8所述的旋转铰链，其中，第一弹簧(12)以及压靠在第一弹簧(12)上的限位垫片(18)位于所述旋转臂(13)上部形成的凹槽(21)内。
10.如权利要求9所述的旋转铰链，其中，限位垫片(18)的一侧具有一个突出部分(30)，凹槽(21)内则具有相对的一对台肩(22)，所述突出部分(20)与所述台肩(22)配合。
专利摘要本实用新型提供一种旋转铰链，包括第一旋转部件(10)和第二旋转部件(30)，第一旋转部件(10)包括第一轴(11)以及依次套装在该第一轴(11)上的第一弹簧(12)、旋转臂(13)、第一凸轮(14)、第二凸轮(15)和旋转座(16)，所述第一凸轮(14)和第二凸轮(15)至少在相互接触的曲面上包括耐磨层。采用上述旋转铰链，其结构简单，制造成本低，并且使用寿命长。
文档编号E05D11/00GK2800712SQ20052010908
公开日2006年7月26日 申请日期2005年6月13日 优先权日2005年6月13日
发明者王小东, 阳毅 申请人:比亚迪股份有限公司