专利名称：铰链装置以及便携式设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及铰链装置以及便携式设备，该铰链装置适合在将构成笔记本电脑等便携式设备或复印机等办公设备的第一壳体和第二壳体以在相互重合的状态下能够相对转动的方式连接起来时使用。
背景技术：
在作为便携式设备的一种的笔记本电脑等设备中，具有在上表面设有键盘等的第一壳体和设有显示器等的第二壳体，并通过铰链装置将该第一壳体和第二壳体可开闭地相互连接起来的技术已经公知。关于该笔记本电脑，第二壳体通过铰链装置可转动地连接在第一壳体的上表面后部，能够在第一壳体的具有键盘的上表面重合第二壳体的具有显示器的面并使它们紧密接触，并且能够从重合状态将显示器打开以露出键盘和显示器。即在不使用的状态下，在第一壳体和第二壳体重合的闭合状态下，键盘和显示器没有露出，因此，为了露出键盘和显示器，例如可以一只手将第一壳体固定，另一只手抓住第二壳体，使第二壳体通过铰链装置相对于第一壳体转动从而使键盘和显示器露出，这样，键盘和显示器露出而成为打开状态，从而可以使用笔记本电脑。作为该铰链装置，提出了这样的装置将第一壳体和第二壳体可转动地连接起来，并且在第一壳体和第二壳体打开的状态下，第二壳体相对于第一壳体不会自然关闭，而是能够保持其状态。作为其公知文件，公知有在日本特开2003-120650号公开专利公报中所记载的装置。
该公开专利公报中记载的铰链装置是这样的装置使在固定于第一壳体的支撑部件与固定于第二壳体的旋转轴之间产生摩擦力，利用该摩擦力将第一壳体和第二壳体保持为期望的打开状态。这样，虽然借助于在第一壳体与第二壳体之间产生的摩擦力将第一壳体和第二壳体保持为期望的打开状态，但是，该摩擦力不仅在打开状态下产生，即使在闭合状态下也会产生，即由于始终产生摩擦力，因此在将第一壳体和第二壳体从闭合状态转动到打开状态时，如果不一直施加比摩擦力大的力，就不能够使第二壳体相对于第一壳体转动，因而存在操作性差的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够以良好的操作性进行开闭操作的铰链装置以及具有该铰链装置的便携式设备。
为了实现上述目的，本发明的铰链装置通过使第一壳体和第二壳体以铰链轴为轴相对转动，来形成所述第一壳体与所述第二壳体相互重合的闭合状态、和所述第一壳体与所述第二壳体打开的打开状态，其特征在于，所述铰链装置具有安装部件，其安装于所述第一壳体和所述第二壳体中的任一壳体，并支撑所述铰链轴使其能够转动；支撑部件，其安装于所述第一壳体和所述第二壳体中的另一壳体，并且在该支撑部件上安装有所述铰链轴，在从所述第一壳体与所述第二壳体相互重合的闭合位置到所述第一壳体与所述第二壳体打开的打开位置之间，所述支撑部件能够相对于所述安装部件转动；吸入机构，在从所述闭合位置到位于所述闭合位置与所述打开位置之间的第一位置之间，该吸入机构对所述支撑部件相对于所述安装部件向闭合方向施力；弹起机构，在从所述第一位置到位于所述第一位置与所述打开位置之间的第二位置之间，该弹起机构对所述支撑部件相对于所述安装部件向打开方向施力；以及摩擦机构，在所述支撑部件相对于所述安装部件位于所述第二位置的打开方向前方时，该摩擦机构使在所述铰链轴与所述安装部件之间产生摩擦，以使第二壳体停止在该位置。
根据本发明，为了将第一壳体和第二壳体从闭合状态变成(打开为)打开状态，要使第一壳体相对于第二壳体向打开方向转动，即使支撑部件相对于安装部件向打开方向转动。此时，支撑部件经过第一位置时，受到弹起机构的作用力而自动旋转至第二位置。过了第二位置后，当停止支撑部件的旋转时，支撑部件借助于摩擦机构停止在该位置，从而能够使用第一壳体和第二壳体。在关闭所打开的第一壳体和第二壳体时，使第一壳体(支撑部件)相对于第二壳体(安装部件)向闭合方向转动。此时，当支撑部件经过第一位置时，支撑部件借助于吸入机构而自动旋转至闭合位置，从而第一壳体和第二壳体保持为闭合状态。这样，通过使第一壳体和第二壳体保持在闭合状态，可不需要将第一壳体和第二壳体锁定为闭合状态的闭锁机构等。其结果为，在打开第一壳体和第二壳体时，可以不必进行用于解除锁定的锁定解除动作。因此，在进行开闭动作时，由于具有第一壳体(支撑部件)自动旋转的区域，并且打开时也不必进行用于解除锁定的锁定解除动作，所以能够以良好的操作性进行开闭操作。
在本发明的铰链装置中，优选的是，所述支撑部件相对于所述安装部件的转动范围为180°，当使该支撑部件相对于所述安装部件的转动角度在所述闭合位置时为0°时，在所述第一位置上所述支撑部件相对于所述安装部件的转动角度为15°，在所述第二位置上所述支撑部件相对于所述安装部件的转动角度为45°。
另外，在本发明的铰链装置中，优选的是，所述铰链装置具有与所述铰链轴一起转动的圆筒状凸轮体；可移动地设于所述安装部件、并与所述凸轮体接触的移动体；对该移动体施力以将该移动体压靠在所述凸轮体上的施力部件；以及从所述凸轮体的周面突出设置、在位于所述第一位置时前端部与所述移动体接触的凸轮凸部，所述吸入机构构成为在从所述第一位置到所述打开位置之间，所述移动体与所述凸轮凸部的一个斜面接触，对所述支撑部件相对于所述安装部件向闭合方向施力；所述弹起机构构成为在从所述第一位置到所述第二位置之间，所述移动体与所述凸轮凸部的另一斜面接触，对所述支撑部件相对于所述安装部件向打开方向施力。另外，在本发明的铰链装置中，优选的是，所述移动体为可往复移动地设于所述安装部件的滑动部件，所述施力部件为通过作用力使所述滑动部件压靠在所述凸轮体上的一个或者两个以上的压缩弹簧。
另外，在本发明的铰链装置中，优选的是，所述摩擦机构具有A凸轮体，其安装于所述安装部件，并且所述铰链轴贯穿在该A凸轮体中；B凸轮体，其与所述铰链轴一起转动，能够沿所述铰链轴的轴向移动，并与所述A凸轮体面接触；摩擦施力单元，其对该B凸轮体施力以将该B凸轮体压靠在所述A凸轮体上；A凸轮凸部，其设于所述A凸轮体的接触面；B凸轮凸部，其设于所述B凸轮体的接触面，当所述支撑部件相对于所述安装部件位于所述第二位置的打开方向前方时，该B凸轮凸部的前端面与所述A凸轮凸部的前端面相互面接触，从而使在所述铰链轴与所述安装部件之间产生所述摩擦。另外，在本发明的铰链装置中，优选的是，所述A凸轮体和所述B凸轮体分别形成为圆板状，所述摩擦施力单元为一个或者两个以上的环状板簧。另外，在本发明的铰链转置中，优选的是，所述A凸轮凸部由以下部分构成以所述铰链轴为中心形成为圆弧状的第一A凸轮凸部；和第二A凸轮凸部，其以所述铰链轴为中心形成为直径与所述第一A凸轮凸部的直径不同的圆弧状，并且该第二A凸轮凸部形成在与所述第一A凸轮凸部以所述铰链轴为中心对置的位置上，所述B凸轮凸部由以下部分构成以所述铰链轴为中心形成为圆弧状的第一B凸轮凸部；和第二B凸轮凸部，其以所述铰链轴为中心形成为直径与所述第一B凸轮凸部的直径不同的圆弧状，并且该第二B凸轮凸部形成在与所述第一B凸轮凸部以所述铰链轴为中心对置的位置上。
另外，本发明的便携式设备的特征为具有所述的本发明的铰链装置。根据本发明，与上述内容一样，打开第一壳体和第二壳体时，当支撑部件经过第一位置时，其受到弹起机构的作用力而自动旋转至第二位置。另外，闭合第一壳体和第二壳体时，当支撑部件经过第一位置时，支撑部件借助于吸入机构而自动旋转至闭合位置，并使第一壳体和第二壳体保持为闭合状态。因此，在进行开闭动作时，由于具有第一壳体(支撑部件)自动旋转的区域，并且打开时也不必进行用于解除锁定的锁定解除动作，所以能够以良好的操作性进行开闭操作。
根据如上所述的本发明的铰链装置以及便携式设备，由于在打开第一壳体和第二壳体时，具有支撑部件借助于弹起机构而自动旋转的区域，并且在闭合第一壳体和第二壳体时，具有支撑部件借助于吸入机构而自动旋转的区域，而且，通过吸入机构将第一壳体和第二壳体保持为闭合状态，因此，能够以良好的操作性进行开闭操作。
图1是表示本发明的便携式设备的一例的概略侧视图。
图2是表示本发明的铰链装置的一例的分解立体图。
图3是表示本发明的一对铰链装置的左侧的一例的图，(a)为立体图，(b)为左侧视图，(c)为主视图，(d)为右侧视图。
图4是表示本发明的一对铰链装置的右侧的一例的图，(a)为立体图，(b)为左侧视图，(c)为主视图，(d)为右侧视图。
图5是表示本发明的铰链装置的一例的、转动角度为0°时的图，(a)为主视图，(b)为沿(a)中的A-A线方向的剖面图。
图6是表示本发明的铰链装置的一例的、转动角度为15°时的图，(a)为主视图，(b)为沿(a)中的B-B线方向的剖面图。
图7是表示本发明的铰链装置的一例的、转动角度为45°时的图，(a)为主视图，(b)为沿(a)中的C-C线方向的剖面图。
图8是表示本发明的铰链装置的一例的、转动角度为180°时的图，(a)为主视图，(b)为沿(a)中的D-D线方向的剖面图。
图9是表示本发明的安装部件的一例的立体图。
图10是表示本发明的铰链轴的一例的图，(a)为立体图，(b)为俯视图，(c)为侧视图，(d)为后视图。
图11是表示本发明的A凸轮体的一例的图，(a)为立体图，(b)为俯视图，(c)为仰视图，(d)为侧视图。
图12是表示本发明的B凸轮体的一例的图，(a)为立体图，(b)为俯视图，(c)为仰视图，(d)为侧视图。
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明本发明的铰链装置以及便携式设备的一例。
图1是表示具有本发明的铰链装置的便携式设备的一例的图。图2～图8是表示本发明的铰链装置的一例的图。如图1所示，本发明的铰链装置通过使第一壳体11和第二壳体12以铰链轴2为轴相对转动，来形成第一壳体11与所述第二壳体12相互重合的闭合状态、和第一壳体11与所述第二壳体12打开的打开状态。即本发明的铰链装置1将第一壳体11和第二壳体12能够以铰链轴2为轴相互转动地连接起来。如图3和图4所示，该本发明的铰链装置1为一对，其可转动地连接第一壳体11和第二壳体12，由于它们的结构大致相同，因此仅说明其中一方例如左侧的铰链装置1，而省略说明另一方例如右侧的铰链装置1’。另外，本发明中的所谓打开状态和打开位置，是指第一壳体11和第二壳体12不能再进一步打开的状态，例如是转动角度为180°的情况。
作为适用本发明的铰链装置的设备，并不特别限定，例如是便携式设备10、复印机等办公设备等，优选的是便携式设备10等。作为本发明的便携式设备10，并不特别限定，例如可以列举笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、掌上电脑、ザウルス(商标)、便携式电话机、电子计算器、便携式游戏机等。另外，本发明中，作为便携式设备还包括除上述之外的烟灰缸、盒盖等。即只要是使两个壳体相互转动的设备即可，并不特别限定，例如优选为笔记本电脑等，在本实施方式的说明中不对便携式设备进行特别的限定。
第一壳体11例如是在上表面具有键盘(未作图示)等的壳体。第一壳体11例如形成为大致矩形形状。在该第一壳体11上表面的后部侧的两个角部附近，通过例如螺钉或者小螺钉等可装卸地安装有一对本发明的铰链装置1的安装部件3。第二壳体12例如是在一个面(有时称作第一面)上具有LCD等的显示器(未作图示)等的壳体。第二壳体12例如形成为能够与第一壳体11重合的大致矩形形状。在第二壳体12的第一面的后部侧的两个角部附近，通过例如螺钉或者小螺钉等可装卸地安装有一对本发明的铰链装置1的支撑部件4。
如图2～图8所示，本发明的铰链装置1的特征在于，该铰链装置1具有安装部件3，其安装于第一壳体11和第二壳体12中的任一壳体，例如安装于第一壳体11，该安装部件3支撑铰链轴2使其能够转动；支撑部件4，其安装于第一壳体11和第二壳体12中的另一壳体，例如安装于第二壳体12，并且在该支撑部件4上安装有铰链轴2，在从第一壳体11与第二壳体12相互重合的闭合位置到第一壳体11与第二壳体12打开的打开位置之间，该支撑部件4能够相对于安装部件3转动；吸入机构5，在从闭合位置到位于闭合位置与打开位置之间的第一位置之间，该吸入机构5对支撑部件4相对于安装部件3向闭合方向施力；弹起机构6，在从第一位置到位于第一位置与打开位置之间的第二位置之间，该弹起机构6对支撑部件4相对于安装部件3向打开方向施力；以及摩擦机构7，在支撑部件4相对于安装部件3位于第二位置的打开方向前方时，该摩擦机构7使在铰链轴2与安装部件3之间产生摩擦，以使第二壳体12停止在该位置。
如图2～图9所示，安装部件3例如由以下部分形成大致矩形形状的底部31；两个侧部32a、32b，它们沿与该底部31垂直的方向延伸，并且上部形成为为半圆状；大致矩形形状的后部33，其沿与底部31和两个侧部32a、32b分别垂直的方向延伸；以及一对导向部34，它们是两个侧部32a、32b的前部侧的端部向相互对置的一侧弯折而形成的。
在两个侧部32a、32b上分别设有两个在内表面具有螺纹槽的安装孔32c。在两个侧部32a、32b中的一个侧部(有时称作第一侧部32a)上，通过例如螺钉安装有壳体安装部件13，安装部件3通过该壳体安装部件13安装在第一壳体11上。在第一侧部32a的上部设有贯穿插入铰链轴2的轴孔35。在另一侧部(第二侧部32b)的上部设有安装A凸轮体71的凸轮安装孔36。该凸轮安装孔36形成为底边的中央部向下方突出成半圆状的大致矩形形状。
如图2～图8和图10所示，铰链轴2以长于安装部件3的两个侧部32a、32b之间的长度的尺寸，例如以该两个侧部32a、32b之间的长度的大约1.5倍的尺寸形成。铰链轴2形成为大致长圆形，该长圆形是将圆形的对置的两个部位的的周面切成相互平行的直线状而形成的形状，其中上述被切的圆形的直径尺寸大于轴孔35的直径尺寸，并且短于凸轮安装孔36的短边长度尺寸。在铰链轴2的距一个端部(有时称作第一端部)的尺寸略长于安装部件3的两个侧部之间的长度的部位设有环部21，该环部21的直径尺寸大于铰链轴2的直径尺寸并且短于凸轮安装孔的短边长度。该环部21通过A凸轮体71可转动地安装在安装部件3的第二侧部32b上。
在铰链轴2的比环部21靠近第一端部侧的附近，形成第一托架装配部22，该第一托架装配部22形成为大小略大于铰链轴2的阶梯状。在铰链轴2的第一端部附近的部位上，在将铰链轴2安装于安装部件3时的在安装部件3的第一侧部32a的内侧附近的部位，形成第二托架装配部23，该第二托架装配部23形成为大小略小于铰链轴2的阶梯状。铰链轴2的第一端部(比第二托架装配部23靠近前端部)形成为直径尺寸略小于安装部件3的第一侧部32a的轴孔35的直径尺寸，通过将第一端部贯穿插入到轴孔35中来将铰链轴2安装成可转动。在铰链轴2的第一端部的外周，在铰链轴2安装于安装部件3上时从轴孔35突出的部位上，设有沿周向延伸的安装槽24。
支撑部件4例如由以下部分构成通过螺钉、小螺钉等安装于第二壳体12的大致L字形状的壳体安装部41；和安装铰链轴2的轴安装部42。轴安装部42形成为大致コ字形状，其两个侧部42a、42b位于安装部件3的两个侧部32a、32b之间。轴安装部42的两个侧部42a、42b之间的长度尺寸例如形成为稍短于安装部件3的两个侧部32a、32b之间的长度的尺寸。在轴安装部42的所述两个侧部42a、42b中的与安装部件3的第二侧部32b接近的一侧的侧部(有时称作第一侧部42a)的前端部附近，设有第一轴插入孔43，第一托架装配部22以配合状态插入在该第一轴插入孔43中。在剩下的侧部(有时称作第二侧部42b)的前端部附近，设有第二轴插入孔44，第二托架装配部23以配合状态插入在该第二轴插入孔44中。
铰链轴2贯穿插入在安装部件3的第二侧部32b(实质上为A凸轮体71的贯穿孔71a)、垫圈45、支撑部件4的第一侧部42a的第一轴插入孔43、支撑部件4的第二侧部42b的第二轴插入孔44、垫圈46以及安装部件3的第一侧部32a的轴孔35中，在从该安装部件3的轴孔35突出的铰链轴2上，隔着垫圈25将E环26安装在安装槽24中，由此，铰链轴2被可转动地安装在安装部件3上，而不会从轴孔35中脱出。此时，由于铰链轴2的第一托架装配部22以配合状态贯穿插入在支撑部件4的第一轴插入孔43中，并且铰链轴2的第二托架装配部23以配合状态贯穿插入在支撑部件4的第二轴插入孔44中，所以，支撑部件4与铰链轴2一起可转动地安装在安装部件3上。即支撑部件4能够以铰链轴2为轴转动地安装在安装部件3上。
这样，安装部件3安装于第一壳体11，并且支撑部件4安装于第二壳体12，由此能够从第一壳体11和第二壳体12相互重合的闭合状态(参照图1和图5)旋转至使第二壳体12以铰链轴2为轴相对于第一壳体11旋转了例如180°的打开状态(参照图1和图8)，并且能够从该打开状态转动回闭合状态。另外，本发明中的转动角度为第二壳体12相对于第一壳体11的角度。另外，所谓转动角度为0°是指第一壳体11与第二壳体12处于相互重合的闭合状态的情况，所谓转动角度为180°是指第一壳体11和第二壳体12打开成大致直线状的打开状态的情况。第一壳体11和第二壳体12构成为在通过本发明的铰链装置1连接起来的情况下，能够在0°～180°的范围内转动。另外，本发明中0°包括大约为0°，并且本发明中180°包括大约为180°。
吸入机构5是在从闭合位置到位于闭合位置与打开位置间的第一位置之间，对支撑部件4相对于安装部件3向闭合方向施力的机构。并且，弹起机构6是在从第一位置到位于第一位置与打开位置间的第二位置之间，对支撑部件4相对于安装部件3向打开方向施力的机构。上述吸入机构5和弹起机构6可以分别分开设置，但是优选的是设置为一体，例如优选的是具有与铰链轴2一起转动的凸轮体51；可移动地设于安装部件3上并与凸轮体51接触的移动体；对该移动体施力以将该移动体压靠在凸轮体51上的施力部件53；以及从凸轮体51的周面突出设置、在位于第一位置时前端部与移动体接触的凸轮凸部54。
凸轮体51围绕轴安装于位于支撑部件4的两个侧部42a、42b之间的铰链轴2的外周上。凸轮体51形成为为圆筒状。凸轮体51的轴向长度例如形成为尺寸略短于支撑部件4的两个侧部42a、42b之间的长度。凸轮体51的内周面形成为大致长圆形以便将铰链轴2以配合状态贯穿插入其中，所述长圆形是将圆形的对置的两个部位的周面切成相互平行的直线状而形成的。凸轮体51可与铰链轴2一起转动地安装在铰链轴2上。
移动体可移动地设于安装部件3，其例如为滑动部件52。滑动部件52例如形成为大致长方体形状，其厚度(高度)短于纵向和横向的尺寸，并且横向的矩形略小于安装部件3内的矩形，该滑动部件52能够沿上下方向移动地收纳在安装部件3内。即滑动部件52设置成在安装部件3内能够在底部31与铰链轴2之间移动。在滑动部件52的上表面的纵向大致中央部上设有沿其宽度方向延伸的半圆状的抵接部55，该抵接部55与凸轮体接触。在滑动部件52的下表面上，例如在其宽度方向上设有三个凹陷为圆形形状的施力部件容纳凹部。
施力部件53是将滑动部件52压靠在凸轮体51上的部件。作为施力部件53并不特别限定，例如优选为压缩弹簧56等。压缩弹簧56的个数并不特别限定，例如为三个。这些压缩弹簧的一端部与安装部件3的底部31接触，另一端部与滑动部件52的施力部件容纳凹部52a接触，滑动部件52的抵接部55始终被施力成压靠在凸轮体51上。
在该凸轮体51的周面上突出地设有沿其轴向延伸的凸轮凸部54。凸轮凸部54的前端部形成为弯曲状。关于该凸轮凸部54，在支撑部件4位于第一位置时，滑动部件52的抵接部55的前端部与凸轮凸部54的前端部接触，在支撑部件4比第一位置更靠近闭合位置时，滑动部件52的抵接部55与凸轮凸部54的一个斜面接触，支撑部件4相对于安装部件3被向闭合方向施力，从而构成吸入机构5。
另外，关于凸轮凸部54，在支撑部件4位于第一位置到第二位置之间时，滑动部件52的抵接部55与凸轮凸部54的另一斜面接触，支撑部件4相对于安装部件3被向打开方向上施力，使得支撑部件4位于第二位置，从而构成弹起机构6。
第一位置并不特别限定，例如转动角度为15°(参照图1和图6)。第二位置并不特别限定，例如转动角度为45°(参照图1和图7)。在转动角度不到15°时，第一壳体11和第二壳体12被向彼此重合的方向施力，并且在超过15°而不到45°时，例如相对于第一壳体11对第二壳体12转动施力以使转动角度达到45°。即作为第一位置的转动角度为15°的状态是吸入机构5与弹起机构6中间的中立状态，当支撑部件4从该中立状态相对于安装部件3向某一方移动时，支撑部件4就会自动地转动成处于闭合状态或者处于第三位置的状态。另外，在本发明中15°包括大约15°，并且在本发明中45°包括大约45°。
摩擦机构7为这样的机构在支撑部件4相对于安装部件3位于第二位置的打开方向的前方时，使在铰链轴2与安装部件3之间产生摩擦，以使第二壳体12停止在该位置。作为摩擦机构7，并不特别限定，例如优选的是，该摩擦机构7具有A凸轮体71，其安装于安装部件3，并且铰链轴2贯穿于其中；B凸轮体72，其与铰链轴2一起转动，能够沿铰链轴2的轴向移动，并与A凸轮体71面接触；摩擦施力单元73，其对该B凸轮体72施力以将该B凸轮体72压靠在A凸轮体71上；A凸轮凸部74，其设于A凸轮体71的接触面71b；以及B凸轮凸部75，其设于B凸轮体72的接触面72b，当支撑部件4相对于安装部件3位于第二位置的打开方向前方时，该B凸轮凸部75的前端面与A凸轮凸部74的前端面相互面接触，从而使在铰链轴2与安装部件3之间产生摩擦。
如图2～图8和图11所示，A凸轮体71例如形成为圆板状。在A凸轮体的中央部同轴地设有贯穿铰链轴2的圆形形状的贯穿孔71a。在A凸轮体71的与接触面71b相反的面(有时称作第二面)上，突出地设有配合到凸轮安装孔36中的大致矩形形状的凸轮安装部76。另外，在A凸轮体71的凸轮安装部76上同轴地设有配合铰链轴2的环部21的圆形形状的环配合凹部77，通过将该凸轮安装部76配合在安装部件3的凸轮安装孔36中，A凸轮体71就被安装在安装部件3上。
如图2～图8和图12所示，B凸轮体72例如形成为与A凸轮体71直径大致相同的圆板状。在B凸轮体72的中央部同轴地设有贯穿铰链轴2的圆形形状的贯穿配合孔72a。贯穿配合孔72a形成为大致长圆形以便将铰链轴2以配合状态贯穿插入，所述长圆形是将圆形的对置的两个部位上的周面切成相互平行的直线状而形成的，B凸轮体72以能够与铰链轴2一起转动、并且能够在铰链轴2上同轴地移动的方式安装在铰链轴2上。
摩擦施力部件73是对B凸轮体72施力以将其压靠在A凸轮体71上的部件。作为摩擦施力部件73，并不特别限定，例如优选为环状的板簧78等。板簧78的个数并不特别限定，可以为一个，也可以为两个以上，例如优选为四个。这些板簧78围绕铰链轴2的轴设置成与B凸轮体72的第二面接触，该第二面为B凸轮体72与A凸轮体71接触的接触面72b的相反侧的面。在这些板簧78的B凸轮体72相反侧的面的铰链轴2上，即在铰链轴2的第二端部上设有垫圈79。通过对从该垫圈79突出的铰链轴2的第二端部进行铆接，来将板簧78安装在铰链轴2上。
在A凸轮体71的接触面71b和B凸轮体72的接触面72b上例如设有A凸轮凸部74和B凸轮凸部75，在转动角度处于45°～180°的范围内时，A凸轮凸部74和B凸轮凸部75使在铰链轴2与上述安装部件3之间产生上述摩擦从而形成自由停止状态。所述A凸轮凸部74和B凸轮凸部75分别形成为从A凸轮体71的接触面71b和B凸轮体72的接触面72b呈凸状突出，在转动角度处于45°～180°的范围内时，A凸轮凸部74的前端面与B凸轮凸部75的前端面相互面接触，从而在铰链轴2与安装部件3之间产生了摩擦。
如图11所示，A凸轮凸部74优选由以铰链轴2(贯穿孔71a)为中心、在A凸轮体71的接触面71b上形成为圆弧状的第一A凸轮凸部74a和第二A凸轮凸部74b两者构成。所述第一A凸轮凸部74a与第二A凸轮凸部74b形成为直径不同的圆弧状，前端面为平面状，而且高度大致相同，并且形成在以铰链轴2(贯穿孔71a)为中心的对置位置上。第一A凸轮凸部74a的直径例如以小于第二A凸轮凸部74b的直径的尺寸形成。第一A凸轮凸部74a的圆弧方向的两端部和第二A凸轮凸部74b的圆弧方向的两端部优选为分别倾斜地形成。
如图12所示，B凸轮凸部75优选由以铰链轴2(贯穿配合孔72a)为中心在B凸轮凸部75的前端面上形成为圆弧状的第一B凸轮凸部75a与第二B凸轮凸部75b两者构成。所述第一B凸轮凸部75a和第二B凸轮凸部75b形成为直径不同的圆弧状，前端面为平面状，而且高度大致相同，并且它们形成在以铰链轴2(贯穿配合孔72a)为中心对置的位置上。第一B凸轮凸部75a的直径例如形成为尺寸小于第二B凸轮凸部75b的直径尺寸，与第一A凸轮凸部74a的直径尺寸大致相同。第二B凸轮凸部75b的直径以与第二A凸轮凸部74b的直径大致相同的尺寸形成。所述第一B凸轮凸部75a的圆弧方向的两端部和第二B凸轮凸部75b的圆弧方向的两端部优选为分别倾斜地形成。
这样，在转动角度处于45°～180°的范围内时，第一A凸轮凸部74a的前端面与第一B凸轮凸部75a的前端面面接触，并且第二A凸轮凸部74b的前端面与第二B凸轮凸部75b的前端面面接触，从而构成为在铰链轴2与安装部件3之间，即在第一壳体11与第二壳体12之间产生能够构成自由停止状态的摩擦。另外，在转动角度处于0°～45°的范围内时，第一A凸轮凸部74a的前端面和第二A凸轮凸部74b的前端面与B凸轮体72的接触面72b(除第一B凸轮凸部75a和第二B凸轮凸部75b以外的面)面接触，并且第一B凸轮凸部75a的前端面和第二B凸轮凸部75b前端面与A凸轮体71的接触面71b(除了第一A凸轮凸部74a和第二A凸轮凸部74b以外的面)面接触，此时，构成为在铰链轴2与安装部件3之间不产生能够构成自由停止状态的摩擦。
下面说明本发明的铰链装置1和便携式设备10的作用。
在便携式设备10没有被使用的通常状态下，第一壳体11和第二壳体12处于相互重合的闭合状态。此时，如图5所示，滑动部件52的抵接部55与凸轮凸部54的一个斜面接触，支撑部件4相对于安装部件3被压缩弹簧56向闭合方向施力，所以，第一壳体11和第二壳体12保持相互重合的闭合状态。这样，由于第一壳体11和第二壳体12保持在闭合状态，因此可不需要用于将一壳体11和第二壳体12锁定为闭合状态的闭锁机构等。其结果为，在打开第一壳体11和第二壳体12时不必进行用于解除锁定的锁定解除动作。
在使用该便携式设备10时，例如对第二壳体12施加作用力使第二壳体12相对于第一壳体11以铰链轴2为轴旋转。在转动角度为0°～15°时，该力使第二壳体12相对于第一壳体11转动，使滑动部件52克服压缩弹簧56的作用力能够在安装部件3内移动。如图6所示，当转动角度为15°并超过15°时，滑动部件52的抵接部55从凸轮凸部54的一个斜面滑过前端部后到达另一斜面，所以，借助于压缩弹簧56的作用力，第二壳体12相对于第一壳体11自动旋转直至转动角度为45°。
然后，如图7所示，对转动角度达到45°的第二壳体12施加作用力使第二壳体12相对于第一壳体11以铰链轴2为轴旋转。这时，克服板簧78的作用力，第一A凸轮凸部74a和第一B凸轮凸部75a彼此相撞，第一A凸轮凸部74a的前端面与第一B凸轮凸部75a的前端面相互面接触地滑动，并且第二A凸轮凸部74b和第二B凸轮凸部75b彼此相撞，第二A凸轮凸部74b的前端面与第二B凸轮凸部75b的前端面相互面接触地滑动。该状态在转动角度超过45°后直至180°之间进行。
在面接触状态时，当借助于板簧78的作用力停止第二壳体12的转动时，由于第一A凸轮凸部74a的前端面与第一B凸轮凸部75a的前端面面接触，第二A凸轮凸部74b的前端面与第二B凸轮凸部75b的前端面面接触，通过上述两个面接触产生了摩擦，所以，第二壳体12停止并保持在该位置。这样，第二壳体12的显示器和第一壳体11的设于上表面的键盘就会露出，所以能够看着显示器进行键盘操作。在想要在转动角度为45°～180°的范围内调节显示器(第二壳体12)的角度的情况下，在使第二壳体12相对于第一壳体11转动以使其停止在所期望的位置上时，显示器就会停止并保持在该位置上，所以，能够容易地将显示器的角度调节为所期望的角度。
使用后，在返回到闭合状态时，使第二壳体12相对于第一壳体11向闭合方向旋转。此时，第一A凸轮凸部74a的前端面与第一B凸轮凸部75a的前端面相互面接触地滑动，并且第二A凸轮凸部74b与第二B凸轮凸部75b相互面接触地滑动，当转动角度达到45°时，第一A凸轮凸部74a与第一B凸轮凸部75a的卡合以及第二A凸轮凸部74b与第二B凸轮凸部75b的卡合分别被解除。在转动角度处于45°～15°时，克服压缩弹簧56的作用力使第二壳体12旋转。当转动角度小于15°时，滑动部件52的抵接部55从凸轮凸部54的另一斜面滑过前端部后到达前述的一个斜面，所以，借助于压缩弹簧56的作用力，第二壳体12相对于第一壳体11自动旋转至转动角度为0°即闭合状态，并且第一壳体11和第二壳体12保持在相互重合的闭合状态。
因此，本发明的铰链装置1和便携式设备10在进行开闭动作时，具有第一壳体11自动旋转的区域，并且在打开时不需要进行用于解除锁定的锁定解除动作，所以能够以良好的操作性进行开闭动作。
另外，吸入机构5和弹起机构6，尤其是弹起机构6通过具有沿直线方向往复移动的滑动部件52和作为对该滑动部件52施力的施力部件53的压缩弹簧56，来使得滑动部件52的施力方向为直线方向，所以，即使是笔记本电脑这样比较重的第二壳体12，也能够通过弹起机构6使第二壳体12充分地自动旋转。另外，由于使用凸轮体51、滑动部件52、压缩弹簧56、A凸轮体71、B凸轮体72和板簧78等构成吸入机构5、弹起机构6和摩擦机构7，所以结构简单，所用部件数量少，能够降低成本和实现小型化。
如上所述，本发明的铰链装置和便携式设备在打开第一壳体和第二壳体时，具有支撑部件通过弹起机构自动旋转的区域，并且在闭合第一壳体和第二壳体时，具有支撑部件通过吸入机构自动旋转的区域，而且通过吸入机构将第一壳体和第二壳体保持为闭合状态，所以能够以良好的操作性进行开闭操作，因此特别适用于笔记本电脑。
权利要求
1.一种铰链装置，其通过使第一壳体和第二壳体以铰链轴为轴相对转动，来形成所述第一壳体与所述第二壳体相互重合的闭合状态、和所述第一壳体与所述第二壳体打开的打开状态，其特征在于，所述铰链装置具有安装部件，其安装于所述第一壳体和所述第二壳体中的任一壳体，并支撑所述铰链轴使其能够转动；支撑部件，其安装于所述第一壳体和所述第二壳体中的另一壳体，并且在该支撑部件上安装有所述铰链轴，在从所述第一壳体与所述第二壳体相互重合的闭合位置到所述第一壳体与所述第二壳体打开的打开位置之间，所述支撑部件能够相对于所述安装部件转动；吸入机构，在从所述闭合位置到位于所述闭合位置与所述打开位置之间的第一位置之间，该吸入机构对所述支撑部件相对于所述安装部件向闭合方向施力；弹起机构，在从所述第一位置到位于所述第一位置与所述打开位置之间的第二位置之间，该弹起机构对所述支撑部件相对于所述安装部件向打开方向施力；以及摩擦机构，在所述支撑部件相对于所述安装部件位于所述第二位置的打开方向前方时，该摩擦机构使在所述铰链轴与所述安装部件之间产生摩擦，以使第二壳体停止在该位置。
2.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述支撑部件相对于所述安装部件的转动范围为180°，当使该支撑部件相对于所述安装部件的转动角度在所述闭合位置时为0°时，在所述第一位置上所述支撑部件相对于所述安装部件的转动角度为15°，在所述第二位置上所述支撑部件相对于所述安装部件的转动角度为45°。
3.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述铰链装置具有与所述铰链轴一起转动的圆筒状凸轮体；可移动地设于所述安装部件、并与所述凸轮体接触的移动体；对该移动体施力以将该移动体压靠在所述凸轮体上的施力部件；以及从所述凸轮体的周面突出设置、在位于所述第一位置时前端部与所述移动体接触的凸轮凸部，所述吸入机构构成为在从所述第一位置到所述打开位置之间，所述移动体与所述凸轮凸部的一个斜面接触，对所述支撑部件相对于所述安装部件向闭合方向施力；所述弹起机构构成为在从所述第一位置到所述第二位置之间，所述移动体与所述凸轮凸部的另一斜面接触，对所述支撑部件相对于所述安装部件向打开方向施力。
4.根据权利要求3所述的铰链装置，其特征在于，所述移动体为可往复移动地设于所述安装部件的滑动部件，所述施力部件为通过作用力将所述滑动部件压靠在所述凸轮体上的一个或者两个以上的压缩弹簧。
5.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述摩擦机构具有A凸轮体，其安装于所述安装部件，并且所述铰链轴贯穿在该A凸轮体中；B凸轮体，其与所述铰链轴一起转动，能够沿所述铰链轴的轴向移动，并与所述A凸轮体面接触；摩擦施力单元，其对该B凸轮体施力以将该B凸轮体压靠在所述A凸轮体上；A凸轮凸部，其设于所述A凸轮体的接触面；B凸轮凸部，其设于所述B凸轮体的接触面，当所述支撑部件相对于所述安装部件位于所述第二位置的打开方向前方时，该B凸轮凸部的前端面与所述A凸轮凸部的前端面相互面接触，从而使在所述铰链轴与所述安装部件之间产生所述摩擦。
6.根据权利要求5所述的铰链装置，其特征在于，所述A凸轮体和所述B凸轮体分别形成为圆板状，所述摩擦施力单元为一个或者两个以上的环状板簧。
7.根据权利要求5所述的铰链装置，其特征在于，所述A凸轮凸部由以下部分构成以所述铰链轴为中心形成为圆弧状的第一A凸轮凸部；和第二A凸轮凸部，其以所述铰链轴为中心形成为直径与所述第一A凸轮凸部的直径不同的圆弧状，并且该第二A凸轮凸部形成在与所述第一A凸轮凸部以所述铰链轴为中心对置的位置上，所述B凸轮凸部由以下部分构成以所述铰链轴为中心形成为圆弧状的第一B凸轮凸部；和第二B凸轮凸部，其以所述铰链轴为中心形成为直径与所述第一B凸轮凸部的直径不同的圆弧状，并且该第二B凸轮凸部形成在与所述第一B凸轮凸部以所述铰链轴为中心对置的位置上。
8.一种便携式设备，其特征在于，所述便携式设备具有所述权利要求1至7的任一项所述的铰链装置。
全文摘要
本发明提供一种铰链装置以及便携式设备，铰链装置使第一和第二壳体以铰链轴为轴相对转动，以形成第一与第二壳体重合的闭合状态和第一与第二壳体打开的打开状态，铰链装置具有安装部件，安装于第一和第二壳体中的任一方，并支撑铰链轴使其可转动；支撑部件，安装于第一和第二壳体中的另一方并安装有铰链轴，在闭合位置到打开位置之间支撑部件可相对安装部件转动；吸入机构，在闭合位置到第一位置之间对支撑部件相对安装部件向闭合方向施力；弹起机构，在第一位置到第二位置之间对支撑部件相对安装部件向打开方向施力；和摩擦机构，在支撑部件相对安装部件位于第二位置的打开方向前方时，使在铰链轴与安装部件间产生摩擦以使第二壳体在该位置停止。
文档编号G06F1/16GK101076042SQ20071010749
公开日2007年11月21日 申请日期2007年5月15日 优先权日2006年5月17日
发明者柴毅 申请人:加藤电机株式会社