铰链装置的制作方法

专利名称：铰链装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及折叠式移动电话、笔记本电脑等具有折叠部的机器上 使用的、将本体和旋转体可自由旋转地连接起来的铰链装置。
技术背景已往，折叠式移动电话、笔记本电脑等具有折叠部的机器上，多 采用小型化的铰链装置。该铰链装置的构造，例如已在日本实用新型登录第3102440号公报、日本特许第3471743号公报、日本特开 2002-227825号公报、日本特开2005-36904号公报等中揭示。各专利文献揭示的铰链装置，具有以下的构造。在下面的说明中， 带括弧的标记是各专利文献附图中的标记。日本实用新型登录第3102440号公报揭示的铰链装置的构造是， 在套筒(11)的内壁面备有2个以上的定位凹槽(113)，在限制机构 (12 )上形成有定位凸部(121)，该定位凸部(121)与定位凹部(113 ) 嵌合。随着旋转机构(13)的旋转而传递到限制机构(12)的旋转力 矩，由形成在限制机构(12 )上的定位凸部(121)与形成在套筒(11) 上的定位凹槽(113)的内壁之间承受(见该文献附图2)。曰本特许第3471743号公报揭示的铰链装置的构造是，在筒状本 体(12A)上形成了滑动用切入槽(12d)，卡嵌组合体(C)的朝径 方向突出的部分与该滑动用切入槽(12d)嵌合，随着第2圆盘(13) 的旋转而传递到卡嵌组合体(C )的旋转力矩，由滑动用切入槽(12d ) 的内边缘部分承受(见该文献附图3)。曰本特开2002-227825号公报揭示的铰链装置的构造也同样地， 在壳体部件(4)上形成了嵌合槽(4d)，隔撑(8)的突出部(8c) 与该嵌合槽(4d)嵌合，随着可动侧筒状部件(2a)的旋转而传递到 隔撑(8)的旋转力矩，由嵌合槽(4d)的内缘部分承受(见该文献附图1)。日本特开2005-36904号公报揭示的铰链装置的构造也同样地，在 筒(1)上形成了槽部(la)，固定凸轮(3)的角部(3d)与该槽部 (la)嵌合，随着可动凸轮(4)的旋转而传递到固定凸轮(3)的旋转 力矩，由槽部(la)的内缘部分承受(见该文献附图2)。上述特许第3471743号公报揭示的铰链装置中，在筒状本体(12A) 上形成了滑动用切入槽(12d),由该滑动用切入槽(12d)的内缘部 分承受旋转力矩。该构造中，随着铰链装置的旋转操作而反复作用的旋转力矩，使 得滑动用切入槽(12d)的内缘部分产生应力集中，耐久性降低，进而 可能导致筒状本体(12A)损坏。该问题在日本特开2002-227825号公报和日本特开2005-36904号 公报的铰链装置中也同样存在。另一方面，日本实用新型登录第3102440号公报的铰链装置中， 是由形成在壳体(11)上的定位凹槽(113 )的内壁之间承受旋转力矩， 不像特许文献2至4那样由切入槽承受旋转力矩，所以，在壳体上不 产生应力集中，不会引起破损。另外，专利文献l的铰链装置中，形成在旋转机构(13)端面的 圆弧形旋转凸部(132)和凹槽(133)，与形成在限制机构(12)端 面的定位凹部(123)和凸部(122)卡合，压缩弹簧(14)的推压力 作用在它们相互的相接面上，旋转机构(13)的自由旋转受到限制。抵抗压缩弹簧(14)的推压力使旋转机构(13)旋转时，旋转力 矩产生的摩擦力，作用在这些圆弧形旋转凸部(132)、凹槽(133) 与定位凹部(123)、凸部(122)之间的接触面上。专利文献l揭示的限制机构(12),成为嵌入壳体(11)内的外 径，形成在其端面的定位凹部(123)和凸部(122)，也形成为与壳 体(11)相同的外径尺寸。因此，从旋转机构(13)传来的旋转力矩，作为大的摩擦力作用 在外径短的定位凹部(123)、凸部(122)上，结果，反复的旋转操作会使限制机构(13)的端面很快磨损。 发明内容本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种铰链装置， 该铰链装置能大大提高壳体、滑动盘对旋转操作产生的旋转力矩的耐 久性。为了实现上述目的，本发明的铰链装置备有壳体、螺旋弹簧、滑 动盘和旋转盘，其特征在于具有以下构造。(a) 壳体的内壁上设有定位用凹部或凸部；(b) 螺旋弹簧嵌入在壳体内；(c) 滑动盘具有能嵌入壳体内壁的周面形状，并且，被螺旋弹簧 推压而能在壳体内沿轴线方向滑动；(d) 在滑动盘的周面上，具有与形成在壳体内壁上的定位用凹部 或凸部嵌合、抑制相对于壳体旋转的凸部或凹部；(e) 旋转盘可相对于滑动盘及壳体旋转；(f) 在滑动盘及旋转盘上，分别形成了随旋转盘的旋转而相互卡 脱的凸轮部；(g) 形成在滑动盘上的凸轮部，朝外径方向突出于滑动盘的外周面；(h) 形成在旋转盘上的凸轮部，具有与形成在滑动盘上的凸轮部 对应的径方向长度。根据上述构造的本发明，在形成在壳体内壁上的定位用凹部或凸 部与形成在滑动盘周面的定位用凸部或凹部之间，进行滑动盘相对于 旋转盘的旋转操作的旋转限制(定位)。另外，使形成在滑动盘上的 凸轮部，朝外径方向突出于滑动盘的外周面，可以尽可能地加大随着 旋转盘的旋转操作在凸轮部上产生的旋转力矩。另外，为了实现上述目的，本发明的铰链装置，备有壳体、摩擦 板、螺旋弹簧、滑动盘、旋转盘和穿过它们的轴部件，其特征在于还 具有以下构造。(a)壳体是有底筒状，在内壁上设有定位用凹部或凸部，并且，在壳体的底面设有贯通孔，轴部件可旋转地穿过该贯通孔；(b) 摩擦板与轴部件的旋转联动地固定在该轴部件上，并且摩擦 板设在与壳体内部底面相接的位置，随着轴部件的旋转，在该摩擦板 与壳体内部底面间产生摩擦；(c) 螺旋弹簧嵌入在壳体内部，推压摩擦板，使摩擦板压接壳体 内部底面；(d) 在滑动盘的大致中心位置形成有通孔，轴部件可旋转地穿过 该通孔，另外，该滑动盘具有能嵌入壳体内壁的周面形状，并且，被 螺旋弹簧推压而能在壳体内沿轴线方向滑动；(e) 在滑动盘的周面上，具有与形成在壳体内壁上的定位用凹部 或凸部嵌合、抑制相对于壳体旋转的凸部或凹部；(f) 旋转盘与轴部件的旋转联动地固定在该轴部件上，并且，可 相对于滑动盘及壳体旋转；(g) 在滑动盘及旋转盘上，分别形成了随旋转盘的旋转而相互卡 脱的凸轮部；(h) 形成在滑动盘上的凸轮部，朝外径方向突出于滑动盘的外周面；(I)形成在旋转盘上的凸轮部，具有与形成在滑动盘上的凸轮部 对应的径方向长度。上述构造中，由于随着轴部件的旋转，在摩擦板与壳体内部底面 之间产生摩擦力矩，所以，选择滑动盘及旋转盘的材质，实施表面处 理，使滑动盘与旋转盘之间光滑，即使减小摩擦系数，减轻滑动盘与 旋转盘之间的磨耗，在摩擦板与壳体内部底面之间也能得到足够的摩 擦力矩，可以实现在所需位置能静止的自由停止功能。另外，在轴部件的靠壳体底面侧的一端形成了法兰部，在该法兰 部与壳体底面之间，插入了与轴部件的旋转联动的塑性座。所以，在 法兰部与壳体底面之间产生的摩擦力矩可通过塑性座吸收，可减低法 兰部和壳体底面的磨耗。另外，滑动盘的凸轮部，是形成在该滑动盘上的、与旋转盘相向的对接端面上的锥形凸状凸轮，在对接端面侧的、滑动盘的通孔周缘， 形成了与凸状凸轮同一高度的环状成形部。该环状成形部，可以加长 滑动盘在轴部件的轴方向滑动的通孔的导引长度，所以，可以使受强 弹簧力作用而可能倾斜的滑动盘的滑动动作更加灵活。这里，壳体具有从侧端缘沿轴线方向切口形成的缺口槽，形成在 滑动盘上的凸轮部中的、朝外径方向突出于该滑动盘外周面的部分， 进入上述缺口槽内。这样，可以缩短滑动盘的轴方向尺寸，实现小型 化。另外，将滑动盘的凸轮部形成在该滑动盘上的、与旋转盘相向的对接端面上；使壳体的内壁、和与该内壁相向的滑动盘的外周面以相 互可摩擦接触的状态嵌合着。这样，在壳体内壁与滑动盘外周面之间 也可承受从旋转盘传递来的旋转力矩，结果，可以减轻形成在壳体内 壁上的定位用凹部或凸部、形成在滑动盘周面上的定位用凸部或凹部 的承受旋转力矩的负担。如上所述，根据本发明，能大大提高壳体、滑动盘对旋转操作产 生的旋转力矩的耐久性。


图l是表示采用铰链装置的折叠式机器整体构造的立体图。 图2是表示第1实施形态之铰链装置整体构造的分解立体图。 图3A、图3B是表示第1实施形态之铰链装置的壳体构造的图。 图4A、图4B、图4C是表示第1实施形态之铰链装置的滑动盘 构造的图。图5A、图5B、图5C是表示第1实施形态之铰链装置的旋转盘 构造的图。图6A、图6B、图6C是表示第1实施形态之铰链装置的钩部件 构造的图。图7A、图7B是表示第1实施形态之铰链装置的轴部件构造的图。 图8A、图8B是表示第1实施形态之铰链装置整体构造的图。 图9A、图9B是表示将第1实施形态之铰链装置用在折叠式机器上时的立体图。图IO是表示第1实施形态之铰链装置旋转前的滑动盘及旋转盘状态的放大側面图。图ll是表示第l实施形态之铰链装置旋转中的滑动盘及旋转盘状 态的放大侧面图。图12是表示第2实施形态之铰链装置整体构造的分解立体图。 图13A、图13B是表示第2实施形态之铰链装置的壳体构造的图。 图14A、图14B、图14C是表示第2实施形态之铰链装置的滑动 盘构造的图。图15A、图15B是表示第2实施形态之铰链装置整体构造的图。图16是表示第2实施形态之铰链装置旋转前的滑动盘及旋转盘状 态的方文大侧面图。图17是表示第2实施形态之铰链装置旋转中的滑动盘及旋转盘状 态的放大側面图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施形态。 [第1实施形态中图1至图11是表示本发明第1实施形态之铰链装置的图。图1 是表示釆用铰链装置的折叠式机器整体构造的立体图。图2是表示铰 链装置整体构造的分解立体图。如图l所示，折叠式移动电话等具有折叠部的机器，由本体2和 盖4构成。在本体2的一侧边缘部，设有供铰链装置1插入的插入部 3。在盖4的一侧边缘部，也设有与本体2的插入部3咬合形状的插入 部5。插入到本体2的插入部3内的铰链装置1,其一部分也插入到盖 4 一侧的插入部5内，将本体2和盖4可相互旋转地连接起来。如图2所示，本实施形态的铰链装置1,是把壳体10、滑动盘20、 旋转盘30、钩部件40同轴地套装在轴部件50上而构成的。如图2、图3A、图3B所示，壳体10是有底筒状部件，在其基端 面的中心轴上，设有供轴部件50穿过用的圆形通孔11。具有任意弹力的螺旋弹簧60等插入在该壳体10的筒内。如图2、图4A、图4B、图4C所示，滑动盘20是可自由滑动地 插入壳体10的开口部10a的圆柱形部件。在滑动盘20的中心轴上， 设有供轴部件50穿过用的圆形通孔21。另外，在滑动盘20上，在与 壳体10相反方向的端面(下面称为第1对接端面22)，突设着锥形 的凸状凸轮部23。如图2、图5A、图5B、图5C所示，旋转盘30具有与滑动盘20 的第l对接端面22接触的第2对接端面32。旋转盘30是圆柱形部件， 在其中心轴上，设有供轴部件50穿过用的方形通孔31。在旋转盘30 的第2对接端面32上，设有与滑动盘20的凸状凸轮部23嵌合的凹状 凸轮部33。如图2、图6A、图6B、图6C所示，在钩部件40的中心轴上， 设有供轴部件50穿过用的方形通孔41。这些铰链装置1的各部件，其中心轴上的各通孔被轴部件50贯通。 具体地说，如图2、图3A、图3B所示，铰链装置I的壳体IO, 在筒内周面上从开口部10a到预定位置处，沿轴方向刻设着定位用凹 部13。另外，在壳体10的外周面，沿轴方向延伸着槽部14。为了不 使壳体IO的壁厚过度减薄，这些定位用凹部13和槽部14配置在相互 错开的位置。如图2、图4A、图4B、图4C所示，滑动盘20的凸状凸轮部23， 从中心轴位置左右对称地朝径方向延伸，其端部突出于滑动盘20的侧 周面。这是为了尽量加大随着旋转盘30的旋转而产生的旋转力矩。从 凸状凸轮部23与旋转盘30的锥形凹状凸轮部33嵌合的状态，使旋转 盘30旋转，解除该嵌合状态时，螺旋弹簧60的推压力作用在凹状凸 轮部33与凸状凸轮部23的各自的接触面即锥形面上，在与旋转盘30 旋转方向相反的方向，产生旋转力矩。把对该旋转力矩的抵抗力作用 到旋转盘30上时，凸状凸轮部23与凹状凸轮部33的嵌合被解除。相反地，从凸状凸轮部23与凹状凸轮部33的嵌合解除的状态， 使旋转盘30旋转，使凸状凸轮部23与凹状凸轮部33成为嵌合状态、并且凸状凸轮部23的锥形面与凹状凸轮部33的锥形面相接时，借助 螺旋弹簧60的推压力，在凸状凸轮部23与凹状凸轮部33嵌合的方向 产生旋转力矩。即，这些旋转力矩，都朝着凸状凸轮部23与凹状凸轮 部33嵌合的方向作用。本体和盖可开闭的移动电话中，利用该铰链装置1的旋转力矩， 一方面作用着使盖不轻易打开的力，另一方面在盖即将打开到180°时 作用着使其自然打开的力。但是，如果旋转力矩不大到一定程度，则 不能得到该效果，为此，要加大螺旋弹簧60的推压力，同时要加大凸 状凸轮部23与凹状凸轮部33的接触部分、即旋转半径，以此来加大 旋转力矩。在滑动盘20的側周面，沿轴方向设有突起状的定位用凸部24。 把滑动盘20插入壳体10内时，该定位用凸部24与定位用凹部13卡 合，限制滑动盘20的旋转。该定位用凸部24可沿着定位用凹部13 自由滑动。另外，滑动盘20上，在第1对接端面22侧的、通孔21的周缘， 设有与凸状凸轮部23同一高度的环状成形部26。设置该环状成形部 26的目的如下。即，滑动盘20成形时，是在粉末成形后进行烧结， 如果使凸状凸轮部23面朝上，则凸状凸轮部23外周的突出部23a因 重力而稍稍下垂。这时，凹状凸轮部33在凸状凸轮部23的内周側接 触，滑动半径减小，旋转力矩减小。因此，最好使凸状凸轮部23面朝下地烧结，但是，凸状凸轮部 23上面的面积小时，不能支承滑动盘20。为此，在不期望产生力矩的内周部，设置同一高度的环状成形部 26，即使将凸状凸轮部23面朝下地烧结，也能支承滑动盘20的重量。 该环状成形部26,在冲压加工中是非常难的技术，但在粉末成形中是 很容易实现的。另外，借助该环状成形部26，通孔21的导引长度加 长，这样，滑动盘20在轴部件50的轴方向滑动时，因受强弹簧力而 可能倾斜的滑动盘的滑动动作更加灵活。另外，旋转盘30成形时，由于凹状凸轮部33的面积大，所以，可以将凹状凸轮部33面朝上地成形，即使将凹状凸轮部33面朝下， 由于是同样的平面形状，所以不会下垂。如图2、图5A、图5B、图5C所示，旋转盘30的凹状凸轮部33 是具有与凸状凸轮部23相同倾斜角的锥形，嵌合时，借助一定的摩擦 力相互卡住。另外，为了使旋转盘30相对于盖4不旋转地固定住，在 外周面沿轴方向设有槽部34。如图2、图6A、图6B、图6C所示，钩部件40备有一对钩42, 该一对钩42例如可卡在折叠式机器的盖4上的插入部5内固定住。另 外，钩部件40不限定于图6A、图6B、图6C所示的形状，可以做成 各种形状。如图2、图7A、图7B所示，轴部件50上，从基端侧依次形成了 法兰部51、第1圆杆部52、第1固定部53、第2圆杆部54、第2固 定部55和细前端部56。轴部件50的法兰部51，具有与壳体10的基 端面卡合的直径尺寸。第1圆杆部52是形成为圆形断面的部位，从法 兰部51的中心位置伸出。第一圆杆部52插入在壳体10内时，壳体 10的圆形通孔11可旋转地外嵌在第1圓杆部52上。第1固定部53 与第1圆杆部52相连，是形成为椭圆形断面的部位。后述的摩擦板 62外嵌在该第1固定部53上。第2圆杆部54是形成为椭圆形断面杆状的部位，外嵌着螺旋弹簧 60、滑动盘20的圆形通孔21等。第2固定部55是形成为椭圓形断面 杆状的部位，外嵌着旋转盘30及钩部件40的方形通孔31、 41。在铰 链装置l的组装时，将细前端部56凿紧，可防止各部件脱落。上述各部件中，滑动盘20和旋转盘30由97摩尔％氧化锆、3摩 尔％氧化钇构成的氧化锆系陶瓷做成，维氏硬度为HV1200 ~ HV1500, 第l对接端面22的凸状凸轮部23和第2对接端面32的表面粗糙度为 0.03~0.1nm，摩擦系数在0.04~0.1的范围内。另外，第1对接端面 22和第2对接端面32的直径是3mm。这些滑动盘20、旋转盘30是 按照常法、用CIM注射成形，脱脂后烧结，再经滚磨而得到的。在第 l对接端面22的凸状凸轮部23、第2对接端面32上，涂敷了润滑剂。其它部件都是sus制和塑料制。图8A是表示铰链装置整体构造的正面图，图8B是表示铰链装置 整体构造的側断面图。下面，主要参照图2和图8A、图8B，说明第1实施形态之铰链 装置1的细部构造及各构成部件的组装方法。铰链装置1中，轴部件50通过具有可塑性的塑性座61插入壳体 10的圆形通孔11。轴部件50 —直插入到塑性座61及壳体10的基端 部与法兰部51相接的位置，这样，轴部件50的各部位与安装在轴上 的各部件可定位。在壳体10与法兰部相接的状态，塑性座61及壳体 10的基端部首先外嵌在轴部件50的第1圆杆部52上。塑性座61，是不施加油也可自身润滑的可塑性塑料制的，为了避 免壳体10的基端部与轴部件50的法兰部51直接相接而产生磨耗，该 塑性座61夹设在壳体10的基端部与轴部件50的法兰部51之间。在 铰链装置l的开闭时，由于轴部件50相对于壳体IO旋转，所以，如 果不夹设塑性座61，则在壳体10的基端部与轴部件50的法兰部51 的相接面上，承受着作为直接摩擦力的旋转力矩，该相接面会被强烈 地磨耗。本实施形态中，将塑性座61可相对于轴部件50自由旋转地 插入，并且，塑性座61相对于壳体10也可自由旋转，所以，能有效 地吸收铰链装置1开闭时产生的旋转力矩。另外，塑性座61的外径比法兰部51及壳体10的外径d、一圏。因 此，在壳体10与法兰部51之间形成了沟部。通常，把铰链装置l安 装在折叠式移动电话等上时，用外观装饰用的帽(图未示)覆盖住法 兰部51，使法兰部51不棵露在外面，本实施形态的铰链装置中，可 以将设在该帽上的爪卡在该沟部上，将帽固定住。接着，把摩擦板62套在已插入壳体IO内的轴部件50上。在摩擦 板62的中心位置，穿设着与轴部件50的第1固定部53卡合的通孔 62a。即，摩擦板62安装在轴部件50上时，是嵌合在第1固定部53 上，与轴部件50的旋转联动。将弹簧座63、螺旋弹簧60、滑动盘20，依次地套在轴部件50的第2圆杆部54上，配置在壳体10的筒内部。在已套上了滑动盘20 的轴部件50上，再将旋转盘30套在第2固定部55上。旋转盘30套 在轴部件50上时，使第2对接端面32与滑动盘的第1对接端面22 相接。即，第l对接端面22的凸状凸轮部23和第2对接端面32的凹 状凸轮部33，以嵌合着的状态外嵌在轴部件50上。再把钩部件40套在轴部件50的第2固定部55上。旋转盘30及 钩部件40的方形通孔31、 41，嵌合固定在轴部件50的第2固定部55 上。因此，后述的盖4开闭时，旋转盘30和钩部件40与轴部件50 —起旋转0最后，将垫圏64套在轴部件50的细前端部56上。套上了垫圏 64后的铰链装置1，用锤子等将细前端部56的末端凿紧，防止各部件 脱落。防止各部件脱落的方法并不限定于凿紧，例如，也可以采用在轴 部件50的细前端部56上设置沟槽、将弹性挡环等嵌入该沟槽的方法。按照上述顺序组装各部件，就完成了铰链装置。如图9A所示，在折叠式机器的本体2上，在插入部3的内周面 延伸着导轨3a。铰链装置1插入该插入部3内，壳体10的槽部14卡 合固定在导轨3a上。在该固定状态，铰链装置1的钩部件40、旋转 盘30，从插入部3伸出，插入到盖4的插入部5内。盖4的插入部5 如图9B所示，与插入部3同样地，在内部周面设有导轨5a。旋转盘 30的槽部34卡合固定在插入部5的导轨5a上。另外，铰链装置的钩 部件40的钩42，卡在导轨5a的端部。借助上述构造，用铰链装置1 将本体2和盖4连接起来。另外，图示例中，是折叠式机器的本体2 与铰链装置l的壳体IO卡合，盖4与旋转盘30及钩部件40卡合，但 也可以做成与此相反的构造。图10是表示铰链装置旋转前的滑动盘及旋转盘状态的放大侧面 图，图11是表示铰链装置旋转中的滑动盘及旋转盘状态的放大侧面下面，主要参照图10、图11,说明第1实施形态之铰链装置的动作。如上所述，铰链装置1将折叠式机器的本体2和盖4可自由开闭 地连接起来。在折叠式机器的本体2和盖4关闭着的状态，如图10 所示，旋转盘30的凹状凸轮部33与滑动盘20的凸状凸轮部33嵌合 着。另外，图IO所示例中，凸状凸轮部23与凹状凸轮部33是完全嵌 合着的，但是，也可以做成为使铰链装置l根据使用方式静止在任意 位置的构造。例如，静止位置可以这样形成在凸状凸轮部23的锥形 面与凹状凸轮部33的锥形面相互相接、并且凸状凸轮部23未完全落 入凹状凸轮部33底部的状态中，借助螺旋弹簧60的推压力，在旋转 盘30与滑动盘20之间作用着旋转力矩的状态静止。借助上述构造，对于盖4和折叠式机器的本体2可自由开闭的移 动电话，在盖4相对于本体2关闭着的状态中，凸状凸轮部23为未完 全落入凹状凸轮部33底部的状态。因此，旋转力矩朝着盖4的关闭方 向作用，能使盖4切实地关闭。另一方面，在盖4相对于本体2完全 打开着的状态中，凸状凸轮部23为未完全落入凹状凸轮部33底部的 状态，从而旋转力矩可朝着盖4的打开方向作用，使盖4切实地打开。 这时，滑动盘20承受插入在壳体10内的螺旋弹簧60的推压力，将旋 转盘30的旋转保持为卡死的状态。打开折叠式机器的盖4时，随着盖4的开启方向的动作，旋转盘 30和钩部件40转动。由于旋转盘30和钩部件40与轴部件50的第2 固定部33嵌合着，所以，轴部件50也同时旋转。旋转盘30的转动开始后，凹状凸轮部33与滑动盘20的凸状凸轮 部23的嵌合渐渐错开。如图11所示，随着该错开，凹状凸轮部33 将凸状凸轮部23沿着锥形面推上。即，旋转盘30的转动，使滑动盘 20朝壳体10侧滑动。另外，继续使旋转盘30转动，在转动到180° (盖4打开到180。的状态)的位置，凹状凸轮部33与凸状凸轮部23 再次嵌合。凹状凸轮部23与凸状凸轮部33再次嵌合时，由于螺旋弹 簧60的推压，凸状凸轮部23积极地落入凹状凸轮部33的凹部内。这时的凸状凸轮部23的动作产生"喀嗒"一下的感觉，该感觉有效地传给 使用者。旋转盘30转动时的旋转力矩，也传递给与其相接着的滑动盘20。 因此，滑动盘20被从旋转盘30传递来的旋转力矩作用着转动力。作 用在该滑动盘20上的转动力，使设在外周面上的定位用凸部24积极 地与壳体10的定位用凹部13相接。即，壳体10的定位用凹部13与 定位用凸部24相接，承受滑动盘20的转动力。因此，定位用凸部24和定位用凹部13最好沿轴方向比较长地延 伸。使定位用凸部24和定位用凹部13在轴方向比较长地延伸，可以 更加分散旋转力矩。另外，设在壳体10和滑动盘20上的定位用凹部13及定位用凸部 24，也可以相反地配置。即，在壳体10上设置定位用凸部，在滑动盘 20上设置定位用凹部，使二者卡合。另外，滑动盘20的外周面，最好形成为能以一定的摩擦力嵌入壳 体10内周面的形状及尺寸。通过做成这样的构造，在滑动盘20上， 借助与壳体10的面接触产生一定的摩擦力。因此，可以把从旋转盘 30受到的旋转力矩扩散到壳体10内周面与滑动盘20外周面的接触部 分。另外，在转动途中停止旋转盘30时(使盖4的开闭运动在途中停 止的状态)，滑动盘20的凸状凸轮部23，借助螺旋弹簧60的推压力， 推压旋转盘30的第2对接端面32。这时，在壳体10内，摩擦板62 通过弹簧座63被螺旋弹簧60推压。这样，摩擦板62起到阻止旋转盘 30和轴部件50旋转的制动作用，可以使它们固定在停止位置。为了满足上述的在转动途中也能使旋转盘30停止的功能(自由停 止功能)，必须要得到足够的摩擦力矩。为此，螺旋弹簧60要具有 40N左右的弹簧力。但是，使铰链装置小型化、即缩短滑动盘的半径方向尺寸并且增 强弹簧力时，滑动盘20、旋转盘30的磨耗加剧。为此，滑动盘20和旋转盘30，如上所述，用氧化锆系陶瓷(97摩尔％氧化锆、3摩尔％氧化钇)做成，实现维氏硬度为HV1200~ HV1500。但是，增加了硬度后，相对地会变脆，有时滑动盘20、旋 转盘30不能耐久地承受应力。为此，对第l对接端面22的凸状凸轮 部23和第2对接端面32进行滚磨，使其表面粗糙度为0.03 ~ O.lfim， 再涂敷润滑剂使其光滑，使摩擦系数成为0.04~0.1。通过减小第l对 接端面22的凸状凸轮部23与第2对接端面32之间的摩擦系数，也消 除了铰链装置开始使用时的涩感。即使使用了数万次后，铰链装置开 闭时的阻力也几乎不变(已往的铰链装置中，通常随着使用次数的增 多，对接端面间的摩擦系数降低，铰链装置开闭时的动作渐渐地松弛)。另一方面，旋转盘30在转动途中停止的状态、即滑动盘20的凸 状凸轮部23移到旋转盘30的第2对接端面32上面的状态中，螺旋弹 簧60的弹力作用在凸状凸轮部23的前端。但是，如上所述，由于滑 动盘20、旋转盘30的摩擦系数都小，并且凸状凸轮部23的面积小， 所以，不容易得到能实现上述自由停止功能的摩擦力矩。为此，第1实施形态的铰链装置，借助滑动盘20外周面与壳体 10内周面的面接触产生的摩擦力矩、以及壳体10内的底面与摩擦板 62间的摩擦力矩，弥补滑动盘20的凸状凸轮部23与旋转盘30的第2 对接端面32间的摩擦力矩，实现了自由停止功能。另外，由于摩擦板62是滑动部件，必须对摩擦板62施加润滑油， 但本实施形态中，由于将摩擦板62插入在壳体10内，所以，施加到 摩擦板62上的润滑油不会从壳体10泄漏或渗透到外部。根据上述第1实施形态的铰链装置，由设在滑动盘20的对接端面 22上的凸状凸轮部23承受旋转盘30的旋转力矩。如上所述，凸状凸 轮部23朝径方向突出延伸，可加大与旋转盘30的凹状凸轮部33接触 的部分、即旋转半径。因此，在旋转盘30的旋转中，借助螺旋弹簧 60的推压力，同时借助旋转盘30的凹状凸轮部33与滑动盘20的凸 状凸轮部23的锥形面，可以产生尽可能大的旋转力矩。[第2实施形态I下面，参照附图详细说明本发明的第2实施形态。图12~图16是表示本发明第2实施形态之铰链装置的图，图12 是表示第2实施形态之铰链装置整体构造的分解立体图。
第2实施形态的铰链装置也与第1实施形态的铰链装置同样地， 将图1所示那样的折叠式机器可自由开闭地连接起来。另外，本实施 形态的铰链装置中，与前述第1实施形态的铰链装置相同或相当的部 分，注以相同标记，其详细i兌明从略。
如图12、图13A、图13B所示，第2实施形态的壳体10，在周 面上设有沿轴方向从开口部10a延伸到预定位置的缺口槽12。
另外，如图12、图14A、图14B、图14C所示，滑动盘20的凸 状凸轮部23从中心轴位置左右对称地朝径方向延伸，其端部突出于滑 动盘20的侧周面。该凸状凸轮部23的突出部23a,在壳体10的缺口 槽12内滑动。
图15A是表示铰链装置整体构造的正面图，图15B是表示铰链装 置整体构造的侧断面图。
下面，主要参照图12、图15A、图15B,说明第2实施形态的铰 链装置1的细部构造及各构成部件的组装方法。
将弹簧座63、螺旋弹簧60、滑动盘20依次套在轴部件50的第2 圆杆部54上，配置在壳体10的筒内部。这时，滑动盘20的定位用凸 部24与壳体10的定位用凹部13卡合，并且凸状凸轮部23的突出部 23a与壳体10的缺口槽12卡合着。在已套上了壳体10及滑动盘20 的轴部件50上，再将旋转盘30套在第2固定部55上。
图16是表示铰链装置旋转前的滑动盘及旋转盘状态的放大侧面 图。图17是表示铰链装置旋转中的滑动盘及旋转盘状态的放大侧面 图。
下面，主要参照图16、图17，说明第2实施形态的铰链装置的动作。
如上所述，铰链装置1将折叠式机器的本体2和盖4可自由开闭 地连接起来。在折叠式机器的本体2和盖4关闭着的状态，如图16 所示，旋转盘30的凹状凸轮部33与滑动盘20的凸状凸轮部33嵌合着。
打开折叠式机器的盖4时，随着盖4的开启方向的动作，旋转盘 30和钩部件40转动。由于"走转盘30和钩部件40与轴部件50的第2 固定部33嵌合着，所以，轴部件50也同时旋转。
旋转盘30的转动开始后，凹状凸轮部33与滑动盘20的凸状凸轮 部23的嵌合渐渐错开。如图17所示，随着该错开，凹状凸轮部33 将凸状凸轮部23沿着锥形面推上。即，旋转盘30的转动，使滑动盘 20朝壳体10侧滑动。这时，滑动盘20的凸状凸轮部23的突出部23a 在壳体10的缺口槽12上滑动。继续使旋转盘30转动，在转动到180° (盖4打开到180。的状态)的位置，凹状凸轮部33与凸状凸轮部23 再次嵌合。凹状凸轮部23与凸状凸轮部33再次嵌合时，由于螺旋弹 簧60的推压，凸状凸轮部23积极地落入凹状凸轮部33的凹部内。这 时的凸状凸轮部23的动作产生"喀嗒"一下的感觉，该感觉有效地传给 使用者。
根据上述第2实施形态的铰链装置，由于滑动盘20的突出部23a 进入壳体10的缺口槽12,所以，轴方向尺寸缩短，可实现装置的小 型化。
另外，本发明的铰链装置不限定于上述实施形态，可根据需要进 行各种应用实施或变型实施。例如，本实施形态的铰链装置1中，是 使旋转盘30旋转180度时凸状凸轮部23与凹状凸轮部33嵌合。但也 可以在任意的旋转位置使它们嵌合。另外，凸状凸轮部23及凹状凸轮 部33的形状，可以根据旋转位置等做成为各种形状。
根据本发明，可以大大提高壳体、滑动盘对旋转操作产生的旋转 力矩的耐久性。
权利要求
1.铰链装置，备有壳体、螺旋弹簧、滑动盘和旋转盘，其特征在于，上述壳体的内壁上设有定位用凹部或凸部；上述螺旋弹簧嵌入在上述壳体内；上述滑动盘具有能嵌入上述壳体内壁的周面形状，并且，被上述螺旋弹簧推压而能在上述壳体内沿轴线方向滑动；在上述滑动盘的周面上，具有与形成在上述壳体内壁上的上述定位用凹部或凸部嵌合、抑制相对于上述壳体旋转的凸部或凹部；上述旋转盘可相对于上述滑动盘及上述壳体旋转；在上述滑动盘及上述旋转盘上，分别形成了随上述旋转盘的旋转而相互卡脱的凸轮部；形成在上述滑动盘上的凸轮部，朝外径方向突出于滑动盘的外周面；形成在上述旋转盘上的凸轮部，具有与形成在上述滑动盘上的凸轮部对应的径方向长度。
2. 铰链装置，备有壳体、摩擦板、螺旋弹簧、滑动盘、旋转盘和 穿过上述各部件的轴部件，其特征在于，上述壳体是有底筒状，在内壁上设有定位用凹部或凸部，并且， 在上述壳体的底面设有贯通孔，上述轴部件可旋转地穿过该贯通孔；上述摩擦板，与上述轴部件的旋转联动地固定在该轴部件上，并 且设在与上述壳体内部底面相接的位置，随着上述轴部件的旋转，在 该摩擦板与上述壳体内部底面间产生摩擦；上述螺旋弹簧嵌入在上述壳体内部，推压上述摩擦板，使摩擦板 压接上述壳体内部底面；上述滑动盘，在大致中心位置形成有通孔，上述轴部件可旋转地 穿过该通孔，另外，该滑动盘具有能嵌入上述壳体内壁的周面形状， 并且，被上述螺旋弹簧推压而能在上述壳体内沿轴线方向滑动；在上述滑动盘的周面上，具有通过与形成在上述壳体内壁上的上 述定位用凹部或凸部嵌合、从而抑制相对于上述壳体旋转的凸部或凹部；上述旋转盘，与上述轴部件的旋转联动地固定在上述轴部件上，并且，可相对于上述滑动盘及上述壳体旋转；在上述滑动盘及上述旋转盘上，分别形成了随上述旋转盘的旋转 而相互卡脱的凸轮部；形成在上述滑动盘上的凸轮部，朝外径方向突出于滑动盘的外周面；形成在上述旋转盘上的凸轮部，具有与形成在滑动盘上的凸轮部 对应的径方向长度。
3. 如权利要求2所述的铰链装置，其特征在于，上述轴部件，在 上述壳体底面侧的一端形成了法兰部，在该法兰部与上述壳体底面之 间，夹设了与上述轴部件的旋转联动的塑性座。
4. 如权利要求2所述的铰链装置，其特征在于，上述滑动盘的凸 轮部，是形成在该滑动盘上的与上述旋转盘相向的对接端面上的锥形 凸状凸轮，在上述对接端面侧的、上述滑动盘的通孔周缘，形成了与 上述凸状凸轮同一高度的环状成形部。
5. 如权利要求l所述的铰链装置，其特征在于，上述壳体具有从 侧端缘沿轴线方向切口形成的缺口槽，形成在上述滑动盘上的凸轮部 中的、朝外径方向突出于该滑动盘外周面的部分，进入上述缺口槽内。
6. 如权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，上述滑动盘的凸 轮部，形成在该滑动盘上的、与上述旋转盘相向的对接端面上；上述 壳体的内壁和与该内壁相向的上述滑动盘的外周面，以相互可摩擦接 触的状态嵌合着。
7. 如权利要求l所述的铰链装置，其特征在于，形成在上述滑动度为HV1200 ~ 1500，表面粗糙度为0.03~0.1fim，摩擦系数在0.04 ~ 0.1的范围内。
8,如权利要求7所述的铰链装置，其特征在于，形成在上述滑动 盘及上述旋转盘上的凸轮部，是由氧化锆系陶瓷形成的。
全文摘要
本发明提供的铰链装置，备有壳体(10)、螺旋弹簧(60)、滑动盘(20)和旋转盘(30)。还具有以下构造。壳体(10)的内壁上设有定位用凹部(13)。在滑动盘(20)的周面上，具有与壳体(10)的定位用凹部(13)嵌合而抑制相对于壳体(10)旋转的凸部(24)。滑动盘(20)的一方端面与旋转盘(30)的一方端面对接，在该两对接的端面上，分别形成了随旋转盘(30)的旋转而相互卡脱的凸轮部(23)、(33)。形成在滑动盘(20)上的凸轮部(23)，朝外径方向突出于滑动盘(20)的外周面。
文档编号F16C11/10GK101218443SQ200680024958
公开日2008年7月9日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年7月8日
发明者中山康明, 猪饲胜彦 申请人:西铁城控股株式会社