专利名称：倾斜铰链及具有倾斜铰链的电子装置的制作方法
技术领域：
本发明关于在行动电话、电子辞典、笔记型电脑、PDA (personal data assistant)或汽车导航装置等小型电子装置中，使第一壳体的装置本体与第二壳体的显示装置可互相开阖连结的ー种倾斜铰链及具有此倾斜铰链的电子装置。
背景技术：
如前述的行动电话、电子辞典、笔记型电脑、PDA以及汽车导航装置等小型电子装置中，第二壳体的显示装置藉由ー开阖装置可对于第一壳体的装置本体做相互的开阖。而此开阖装置具有可使显示装置对于装置本体保持静止于任意角度的倾斜铰链。前述性质的倾斜铰链记载于下列所示的专利文献I 3中。而此类倾斜铰链包含装设于装置本体的一组装元件(bracket)，可转动地支撑组装元件且装设于显示装置的一 铰链杆，可向铰链杆的轴方向移动同时可对于铰链杆转动、且受组装元件拘束的一固定摩擦盘，可向铰链杆的轴方向移动、亦可同时和铰链杆转动的ー转动摩擦盘，以及装设于铰链杆上，用以将固定摩擦盘和转动摩擦盘往各自轴方向压接的复数盘状弹簧。倾斜铰链于摩擦盘的滑动面上产生滑动方向的摩擦力，藉由此摩擦力作用产生的摩擦力矩使显示装置可对装置本体保持静止于任意角度。专利文献I特许3655498号公报专利文献2特许3402317号公报专利文献3特开2001-12451号公报专利文献I 3中记载的倾斜铰链，其于柄部与固定摩擦盘或铰链杆支撑部之间、固定摩擦盘与铰链杆支撑部之间、以及固定摩擦盘与盘状弹簧之间各别设有转动摩擦盘，因能藉由增大铰链杆与组装元件之间的滑动面积而产生必要的摩擦カ矩，即便轴方向的长度增加仍可缩减径方向的长度，因而被应用于前述小型电子装置中。但近年来随着电子装置更加小型化、轻薄化下，倾斜铰链亦须满足此需求。为达成此目的，于缩小倾斜铰链直径的同时也须縮小摩擦盘的直径，于是在摩擦面积减少的情况下，为得到必要的摩擦カ矩则要让摩擦盘间彼此更紧密地压接，故必须使用压缩弹簧线圈作为弹性手段。如此ー来却会变相增加倾斜铰链的长度、违背小型化的需求造成两难。
发明内容
本发明除解决前述倾斜铰链的问题点和两难外，在縮小铰链直径的同时亦达成轴方向长度缩减的小型化要求，更进一歩提供一种能产生必要的摩擦カ矩的小型倾斜铰链。为达上述的目的,本发明的权利要求I的一种倾斜铰链其包含ー圆筒状柱体、一凸缘元件、ー铰链杆以及一摩擦凸轮机构。其中柱体装设于可相互开阖的第一壳体与第二壳体的其中之一，且具有一直径较小、长度较短的底部。凸缘元件设置于柱体的一开放端侦れ并装设于第一壳体及第ニ壳体的其中之另ー壳体。铰链杆设置于柱体的中心轴方向，并固定于柱体或凸缘元件之其中一方，藉以轴枢支撑使其可向另一方转动。摩擦凸轮机构具有一摩擦机能与一吸附机能，摩擦凸轮机构包含一第一凸轮部、一凸轮元件以及ー弾性手段，其中第一凸轮部设置于柱体底部或凸缘元件部分表面的其中之一。凸轮元件在柱体内于轴方向滑动，并以非转动地设置，且于铰链杆的中心轴方向而贯插于铰链杆，凸轮元件具有一第二凸轮部，第二凸轮部设置于相对第一凸轮部的ー侧。弾性手段设置于柱体内并用以将第一凸轮部与第二凸轮部作相互压接。本发明权利要求2所述的倾斜铰链，其中铰链杆与柱体或凸缘元件一体成型或个别设置。本发明权利要求3所述的倾斜铰链，其中凸轮元件于柱体内做轴方向滑动，且以非转动地设置，使凸轮元件与铰链杆相卡合。本发明权利要求4所述的倾斜铰链，其中凸轮元件于柱体内做轴方向滑动，且以非转动地设置，使凸轮元件与柱体相卡合。本发明权利要求5所述的倾斜铰链，其中第一凸轮部设置于凸缘元件的ー侧。 本发明权利要求6所述的倾斜铰链，其中第一凸轮部与第二凸轮部的凸部其上表面为平坦状。本发明权利要求7所述的倾斜铰链，其中弾性手段为盘状弹簧、弾性垫圈或橡胶元件。本发明权利要求8所述的ー种电子装置，其包含前述权利要求第I至7项中任何一项所述的一种倾斜铰链。具有前述本发明权利要求第I至7项的构成的倾斜铰链，藉由少量组成元件的简单构成、以及可小型化与直径縮小化的构成，使第二壳体自其相对于第一壳体的预设闭阖角度做闭阖操作或自预设的开启角度做开启操作时能具有吸附机能外，更进一歩，可于第ニ壳体其相对于第一壳体的使用角度做自由开启，并保持静止。本发明权利要求8所述的电子装置可为活用前述权利要求第I至7项中，任何一项所述的倾斜铰链优点的电子装置。
图I为应用本发明的倾斜铰链的电子装置斜视图；图2为本发明的倾斜铰链的外观斜视图，(a)为其中一侧的斜视图，(b)为另ー侧的斜视图；图3为本发明的倾斜铰链沿中心轴的剖面图；图4为本发明的倾斜铰链的分解斜视图；图5为本发明的倾斜铰链其设置于柱体底部的第一凸轮部斜视图；图6为自本发明的倾斜铰链其摩擦凸轮机构的中心轴剖面，说明其动作的说明图；图I为本发明的倾斜铰链其他实施例沿中心轴的剖面图；图8为本发明的倾斜铰链又ー其他实施例沿中心轴的剖面图；以及图9为本发明的倾斜铰链再ー其他实施例沿中心轴的剖面图。主要元件符号说明1、1A、1B、1C :倾斜铰链
11、33:柱体111 :躯体部112,331 :底部113、363 :第一凸轮部1131、1331:凸部114:内表面115 :外表面1151、126 :凸条卡止部II6、333:轴枢孔117:开孔部12、120、34 :铰链杆 121 :主轴部122 :装载部123:凸轮元件装载部124、1240、36:凸缘元件1243 :变形轴部1244、361 :变形组装孔1245、12站、128、342 :紧固部124a、362:凸起部127 :栓槽I3、37:凸轮元件I3IU5I:主体部132 :铰链杆贯通孔133,372 :第二凸轮部1132、1332:凹部1133、1333 :倾斜部14 :弹性手段14a 14e:盘状弹簧141a 141e、371 :贯通孔15、150、35 :摩擦垫片152 :变形孔17 :摩擦凸轮机构2 电子辞典(电子装置)21 :第一壳体21a :键盘部211、221 :铰炼组装部212、222 :组装孔22 :第二壳体22a :显示装置
334:导引槽341 :头部373:导引凸部A:区域
具体实施方式
以下，依据图式详述本发明的倾斜铰链及电子装置的实施态样。以下说明的电子装置虽以电子辞典为例，但本发明的电子装置并不以此为限，可为行动电话、PDA、汽车导航装置、笔记型电脑或者是其他电子装置。实施例一图I为应用本发明的倾斜铰链、其中一实施例的电子辞典2与其设置于区域A的倾斜铰链I的放大示意图。电子辞典2其包含在构成装置本体的上表面设有键盘部21a的一第一壳体21以及设有显示装置22a的一第二壳体22，其中本发明的倾斜铰链I为支撑第ー壳体21及第ニ壳体22两者可互相开阖的开阖用铰链。在本实施例中，倾斜铰链I的柱体11固设于电子辞典2其第一壳体21的铰链组装部211上，另外藉由固定倾斜铰链I的凸缘元件124至第二壳体22的铰链组装部221，可使电子辞典2其第一壳体21与第二壳体22两者做相互开阖的连结。此外也可将柱体11改固设至第二壳体22、凸缘元件124改固定至第一壳体21。如图I 图6所示，本发明的倾斜铰链I其包含具有底部112的圆筒状的一柱体11、一凸缘元件124、一铰链杆12、一凸轮元件13以及由复数盘状弹簧14a 14e所构成的一弾性手段14，其中柱体11与凸缘元件124藉由铰链杆12做可相对地转动的构成。柱体11在图式中虽以放大的态样呈现，但实际成品可例如是外径小于5mm、长度小于IOmm般的尺寸并具有长度短小的底部的圆筒状，如图(特别參照图5)所示，在具有内表面114与外表面115的圆筒状的躯体部111的一侧设有底部112，另ー侧则设有开孔部117，另外底部112的中心轴方向上设有铰链杆12前端ー侧的轴枢孔116。另外第一凸轮部113和底部112的内面ー侧一体成型，与形成于凸轮元件13上的第二凸轮部133同时作用，达到产生摩擦カ矩、铰链动作以及吸附动作等所需机能。而为达前述所需机能，特别如图5中所示，第一凸轮部113具有夹置轴枢孔116且上方部分为平坦状，同时等间距设置的ー对凸部1131、和前述一对的凸部1131同样地于其间夹置轴枢孔116，且底部为平坦状同时等间距设置的一对凹部1132以及自各凸部1131相对于各凹部1132的一倾斜部1133。又，对于凸部1131与凹部1132的设置位置、形状与大小等并没有任何限制。此外在柱体11的外表面115上形设有ー对位于相对位置、用以对铰链组装部211其组装孔212 (參照图3)组装时做转停、经由切削柱体11其外表面115的轴方向所形成的凸条卡止部1151。经由此构成除可在不外扩柱体11的外径下达到倾斜铰链I直径縮小化的目的外，同时也有助于倾斜铰链的小型化。更进一歩，柱体11通常为烧结金属所制成，然此仅为举例性，并非用以限定本发明。凸缘元件124填塞地装设于柱体11其开孔部117的ー侧，其外径与柱体11约略相同，插入并卡止设置于第二壳体22其铰链组装部221上的组装孔222，同时为了防止组装孔222内部的转动，在其外围的相对位置设置经由切削其外表面、形成的用以防止轴方向转动的一对凸条卡止部126。凸缘元件124的一侧凸设有一铰链杆12，其中凸缘元件124与铰链杆12可为一体成型的烧结金属所制成，但不限定本发明，也可例如是旋盘加工的产物。铰链杆12具有一主轴部121，如图3和图4所示，由复数盘状弹簧14a 14e所构成的弹性手段14与凸轮元件13因装载于其上，使铰链杆12沿柱体11的中心轴方向插入柱体11内部。主轴部121的前端可转动地贯通设置于柱体11底部的一轴枢孔116，在自轴枢孔116突出的前端部嵌设有摩擦垫片15下，形成有直径扩大的紧固部128 (參照图2、图3)紧密固定主轴部121的前端。摩擦垫片15其主体部151上设有可供铰链杆12其变形前端插入贯通并卡合的变形孔 152。在靠近铰链杆12其主轴部121的凸缘元件124的ー侧、其轴直角方向的剖面上形设有圆形的装载部122。嵌设于装载部122、构成弹性手段14的复数片(实施例图中为5片)盘状弹簧14a 14e，特别如图4中所示，各自具有圆形的贯通孔141a 141e，经由铰链杆12其装载部122的插入并贯通，使盘状弹簧14a 14e在铰链杆12其装载部122的 轴方向上做可位移的装载。換言之，在弾性手段14的盘状弹簧14a 14e可对施加在其轴方向上压カ做对应自由变形且承受的容许范围内，将其装载于铰链杆12的装载部122上。又，弾性手段14的盘状弹簧14a 14e其形状、数量以及设置的方式等并非限定于实施例中的图示，可根据必须的弹カ需求与设置空间条件等，做对应的各式各样形状、数量和设置态样变化。但若增加过多的设置数量，对于倾斜铰链本体的小型化反而越不利。再者，本发明实施例中除以盘状弹簧作为弹性手段的较佳实施例外，亦列举弹性垫圈与橡胶元件等为例，同样可达到弾性手段其应有的省空间以及高弹性的效能。在铰链杆12其装载部122的更前端ー侧，形设有凸轮元件装载部123，其沿外表面的轴方向上形设有4条延伸的拴槽127，其中凸轮元件13可对铰链杆12其凸轮元件装载部123做轴方向的移动，同时保持不会对铰链杆12做相対的转动。换言之，凸轮元件13其铰链杆贯通孔132的轴直角方向的剖面形状并非为圆形，而是对应铰链杆12其凸轮元件装载部123的轴直角方向剖面、由4条拴槽127所形成的略十字形，在此前提下，凸轮元件13不会对铰链杆12做相対的转动。如图4所示，凸轮元件13其主体部131在设有铰链杆贯通孔132的同时，于相对柱体11其底部112内表面的第一凸轮部113的面上形设有第二凸轮部133。另外于图中实施例，特别如图4所示，第二凸轮部133具有夹置铰链杆贯通孔132且上方部分为平坦状，同时等间距设置的ー对宽度较长的凸部1331、和前述一对的凸部1331同样地于其间夹置铰链杆贯通孔132，且底部为平坦状同时等间距设置的一对宽度狭小的凹部1332以及自各凸部1331相对于各凹部1332的一倾斜部1333。此外，凸部1331与凹部1332的设置位置、形状以及大小等并不受限于第一凸轮部113，且第一凸轮部113与第二凸轮部133两者的形状也可以相互替换。凸轮元件13在弾性手段14其盘状弹簧14a 14e的影响下往铰链杆12的前端贴合，凸轮元件13前端的第二凸轮部133则压接于柱体11底部内表面的第一凸轮部113。此外凸轮元件13可为一般烧结金属或者是经由鋳造、锻造等手段制成。在上述的构成下,若将柱体11与凸缘元件124以铰链杆12为支点做相对的转动，则凸轮元件13将与铰链杆12 —同对柱体11做相对转动。因此形设于凸轮元件13的第二凸轮部133、与形设在压接凸轮元件13的柱体11上的第一凸轮部113，两凸轮部会依彼此的凹凸态样，做对应柱体11及铰链杆12间的转动カ矩变化。此时凸轮元件13在弾性手段14其盘状弹簧14a 14e的弾力作用下，会对应第一凸轮部与第二凸轮部在铰链杆12其凸轮元件装载部123的轴方向上的凹凸态样做滑动。由此可知，摩擦凸轮机构17由柱体11的第一凸轮部113、凸轮元件13的第二凸轮部133以及弹性手段14所构成。此外于柱体11中另外可依需要充填图中未标示的润滑用油脂。第一凸轮部113与第二凸轮部133的形状是依第一壳体21与第二壳体22移动至预定的闭阖角度时，后续经由弾性手段14的盘状弹簧14a 14e的回复カ可自行转动(即所谓的吸附动作)至闭阖位置的条件设计。又，第一凸轮部113与第二凸轮部133其具体的形状可为其他态样，例如对应吸附动作的起始位置、第二框体22的转动カ矩大小或其他条件做各式各样的设计变化。下面将针对倾斜铰链I的动作效果做说明。倾斜铰链I的柱体11插入并固定至必须可相互开阖连结的第一壳体21其铰链组装部211上的组装孔212，凸缘元件124则插入并固定至设置于第二壳体22其铰链组装部221上的组装孔222。在第一壳体21与第二壳体22为闭阖状态时，因凸轮元件13其第二凸轮部133的凸起1331对柱体11 ー侧的第一凸轮部113的凹部1132做嵌合，让第二壳体22保持并锁定对第一壳体21的闭阖状态，故不需其他另外的锁定手段。自闭阖状态将第二壳体22相对第一壳体21逐渐开启时，凸缘元件124与铰链杆12将做少许的转动，与铰链杆12 —同转动的凸轮元件13其第二凸轮部133的凸部1331会自柱体11其底部112内表面上第一凸轮部113的凹部1132脱离，往凸部1131爬升(相当于第一凸轮部113其倾斜部1133与第二凸轮部133其倾斜部1333间的滑动)，此时凸轮元件13因抵抗弾性手段14其盘状弹簧14a 14e的弾力而自柱体11其底部112依序脱离(參照图6)。在此状态下若要再更加开启第二壳体22，需使用比弾性手段14所压接的第一凸轮部113其倾斜部1133与第二凸轮部133其倾斜部1333间的摩擦阻力(后形成摩擦カ矩)以及摩擦垫片15与柱体11其底部112外侧间摩擦阻力更大的力量。又，在此状态下若将第二壳体22放开，在弾性手段14其盘状弹簧14a 14e的弾力下第二壳体22将回复至闭阖状态。将第二壳体22开启至所需的角度，当第二凸轮部133的凸部1331与第一凸轮部113的凸部1331相接触时，在两凸部1331、1331两者之上表面的平坦部分彼此暂时地接触并滑动下产生摩擦力，藉由此摩擦力与摩擦垫片15的摩擦力，即便在开启途中放手，仍可让第二壳体22维持对第一壳体21的任意角度开启并静止保持。再将第二壳体22开启至更大的角度时，在完全开启的状态下凸轮元件13其第二凸轮部133的凸部1331会抵达第一凸轮部113其下一个凹部1132的嵌合位置，再藉由弹性手段14的盘状弹簧14a 14e的回复力，使凸部1331经由吸附机能自动嵌入凹部1132中，让第二壳体22锁定至开启状态。在本实施例中，此开启角度为180度。在闭合完全开启的第二壳体22时，经由与上述相反的操作顺序，即回复到最初的闭阖状态。另外即使是形成闭阖形态前的瞬间状态，因第二凸轮部133的凸部1331乃藉由弹性手段14的盘状弹簧14a 14e的回复カ自动嵌入第一凸轮部113的凹部1132，故仍具有闭阖操作时的吸附动作。、
实施例ニ图I为本发明的倾斜铰链其他实施例沿中心轴的剖面图，在实施例2的倾斜铰链IA中，凸缘元件124上设有嵌设于柱体11内部的凸起部124a，防止柱体11与凸缘元件124在相对转动时的轴心溢位。而其他的构成元件与实施例I中的元件内容相同，对于相同的元件则赋予相同的元件标号。实施例三
图8为本发明的另ー实施例态样图，在实施例I中铰链杆12与凸缘元件124为ー体成型，但在实施例3的倾斜铰链IB中，铰链杆120则是凸缘元件1240的一独立构成元件。換言之，藉由在铰链杆120其凸缘元件1240 —侧上形成例如剖面为略椭圆形的变形轴部1243、并将变形轴部1243插入设置于凸缘元件1240的变形组装孔1244、再紧密固定露出端形成紧固部1245下，可将铰链杆120固定于凸缘元件1240上。同样地于铰链杆120的另一端上可如前述实施例中提到，在使用摩擦垫片150作为紧固部1246情况下，可让柱体11的底部112保持可转动的状态。实施例四图9为本发明的另ー实施例态样图，实施例4的倾斜铰链Ic藉由柱体33其底部331 —侧的轴枢孔333以及介设于头部341与底部331间的摩擦垫片35，使经由切削头部341两侧、形成剖面为略椭圆形的铰链杆34插入其中，并将其前端固定于凸缘元件36。此固定手段将剖面为略椭圆形的铰链杆34贯通凸缘元件36上的变形组装孔361，在紧密固定露出端、形成紧固部342的同时达到固定的效果。此外于凸缘元件36的一侧上设有嵌设在柱体33内的凸起部362同时，在凸起部362亦设置第一凸轮部363，并在凸轮元件37其设置于轴心部的轴方向上的贯通孔371中可转动地插设铰链杆34的同时，透过将凸轮元件37其外围相对位置上设置的成对的导引凸部373与设置于柱体33内壁上成对的导引沟334两者卡合，使其具有可朝轴方向滑动或者不转动的机能。另外凸轮元件37上亦设有位于第一凸轮部363相対的一侧上的第二凸轮部372。值得ー提的是，第一凸轮部363与第二凸轮部372的构成，以及由盘状弹簧14a 14e所组成的弹性手段14的构成与实施例I的元件相同，同样可达到本发明的目的。本发明的电子装置(如电子辞典2、行动电话、PDA、汽车导航装置、笔记型电脑或其他小型电子装置)除可为包含前述倾斜铰链I的装置外，亦可为活用前述倾斜铰链的优点的电子装置。又，本发明并不受限于前述实施例，举凡柱体或铰链杆形状、相对于柱体的铰链杆组装手段、第一及第ニ凸轮部其凸部与凹部的形状以及弹性手段里盘状弹簧的形状与数量等，可根据倾斜铰链其使用目与使用情况等做适当设计变化，因此本发明包含申请专利范围所包括的所有变化实施例。如上述说明，本发明藉由简单的组成，利用小直径与小体积做出必要的摩擦カ矩，同时更具备第二壳体对于第一壳体的吸附机能，因此可广泛利用于各种短小轻薄的电子装置中使其第一壳体与第二壳体可互相开阖连结的倾斜铰链或应用此倾斜铰链的电子装置。
权利要求
1.一种倾斜铰链，其包含一圆筒状柱体、一凸缘元件、一铰链杆以及一摩擦凸轮机构；该柱体装设于可相互开阖的一第一壳体与一第二壳体的其中之一，且具有一直径较小、长度较短的底部；该凸缘元件设置于该柱体的一开放端侧，并装设于该第一壳体及该第二壳体的其中之另一壳体；该铰链杆设置于该柱体的中心轴方向，并固定于该柱体或该凸缘元件的其中之一方，藉以轴枢支撑使其可向另一方转动； 该摩擦凸轮机构具有一摩擦机能与一吸附机能，该摩擦凸轮机构包含 一第一凸轮部，其设置于该柱体底部或该凸缘元件部分表面的其中之一； 一凸轮元件，其在该柱体内于轴方向滑动，并以非转动地设置，且于该铰链杆的中心轴方向而贯插于该铰链杆，其具有一第二凸轮部，该第二凸轮部设置于相对该第一凸轮部的一侧；以及 一弹性手段，设置于该柱体内并用以将该第一凸轮部与该第二凸轮部作相互压接。
2.如权利要求I所述的倾斜铰链，其中该铰链杆与该柱体或该凸缘元件一体成型或个别设置。
3.如权利要求I所述的倾斜铰链，其中该凸轮元件于该柱体内做轴方向滑动，且以非转动地设置，该凸轮元件与该铰链杆相卡合。
4.如权利要求I所述的倾斜铰链，其中该凸轮元件于该柱体内做轴方向滑动，且以非转动地设置，该凸轮元件与该柱体相卡合。
5.如权利要求I所述的倾斜铰链，其中该第一凸轮部设置于该凸缘元件的一侧。
6.如权利要求I所述的倾斜铰链，其中该第一凸轮部与该第二凸轮部的凸部其上表面为平坦状。
7.如权利要求I所述的倾斜铰链，其中该弹性手段为盘状弹簧、弹性垫圈或橡胶元件。
8.一种电子装置，其包含如权利要求I所述的一倾斜铰链。
全文摘要
一种倾斜铰链其包含一圆筒状柱体、一凸缘元件、一铰链杆以及一摩擦凸轮机构。柱体装设于可相互开阖的第一壳体与第二壳体的其中之一，且具有一直径较小、长度较短的底部。凸缘元件设置于柱体的一开放端侧，并装设于第一壳体及第二壳体的其中之另一壳体。铰链杆设置于柱体的中心轴方向，并固定于柱体或凸缘元件的其中之一方，藉以轴枢支撑使其可向另一方向转动。摩擦凸轮机构具有一摩擦机能与一吸附机能，摩擦凸轮机构包含一第一凸轮部、一凸轮元件以及一弹性手段。本发明更揭露一种应用上述倾斜铰链的电子装置。
文档编号F16C11/12GK102734313SQ20121009048
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月30日 优先权日2011年3月31日
发明者本杉英树 申请人:加藤电机株式会社