铰链的制作方法

1.本实用新型有关于铰链，特别是关于一种可随着转动变化扭力阻抗的铰链。


背景技术：

2.可折迭电子装置(foldable electronic device)(例如笔记型电脑、可折迭手机或其他电子元件)，是以铰链连接二机体，使得二机体之间的夹角(通常是180度至互相迭合)可以任意改变。二机体通常可区分为放置于桌面或持握于手上的操作部以及主要显示部。一般而言，使用者会将夹角调整到适当大小，以在进行操作时可以用舒适的姿势观看主要显示部。
3.铰链必须提供适当的扭力阻抗，以对抗主要显示部的自重或电子装置摇晃时产生的扭力，而维持前述的夹角。提供扭力阻抗的方式大致有两种。第一种是在铰链的结构中加入阻尼华司，以提供扭力阻抗。阻尼华司提供的扭力阻抗通常不随转动改变，而是维持固定值。但阻尼华司提供足够的扭力阻抗时，也代表二机体之间的夹角不易改变。使用者在折迭或展开电子装置时，必须持续施加较大的力量以调整至所要的角度。另一种形式是以弹簧、顶杆以及凸轮的组合提供可变的扭力阻抗，在使用者经常需要的夹角范围内提供大的扭力阻抗，而在夹角范围之外提供小的扭力阻抗。但此种组合结构相对复杂且暂空间，不利于应用于手机等尺寸小的轻薄电子装置。


技术实现要素：

4.基于上述技术课题，本实用新型提出一种铰链，通过结构简单体积小且提供可变化扭力阻抗。
5.本实用新型提出一种铰链，包括基座、转动支架以及干涉片。基座具有设置槽，并且设置槽平行于轴心方向设置。转动支架包括转动部，转动部平行于轴心方向设置，且转动部的两端可滑动地结合于基座而位于设置槽中，使转动部于基座上环绕所述轴心方向转动。转动部具有朝向设置槽的扭力摩擦面。扭力摩擦面在垂直于轴心方向的径向上，至少具有局部的曲率半径不等于其他部分的曲率半径，并且扭力摩擦面与基座之间不接触。干涉片位于设置槽内，所述干涉片的一端固定于基座，并且干涉片的两端之间的部分是不接触基座而呈现悬空(或悬浮)状态。干涉片位于基座与扭力摩擦面之间，干涉片呈现弯曲型态，并且朝向扭力摩擦面弯曲，以紧迫地接触于扭力摩擦面的局部，对扭力摩擦面形成局部的面接触，且面接触的一接触面积随转动部相对于基座的滑动而改变，从而使得铰链的扭力阻抗随着转动变化。
6.在至少一实施例中，转动支架还包括组装部，设置于转动部的一侧边。
7.在至少一实施例中，基座包括至少一第一滑动结合部，且转动支架包括至少一第二滑动结合部；其中，第一滑动结合部设置于设置槽的一端，第二滑动结合部设置于转动部的一端，并且第二滑动结合部结合于第一滑动结合部。
8.在至少一实施例中，第一滑动结合部与第二滑动结合部是一圆弧形导槽与一圆弧
形导轨的组合，圆弧形导轨可滑动地设置于圆弧形导槽，使转动部沿一弧形路径相对于基座滑动，而环绕所述轴心方向转动。
9.在至少一实施例中，弧形路径的曲率中心落在轴心方向。
10.在至少一实施例中，扭力摩擦面的曲率半径是连续变化。
11.在至少一实施例中，扭力摩擦面的曲率半径是不连续变化。
12.在至少一实施例中，相同曲率半径的部分设置为不连续。
13.在至少一实施例中，基座的上开设连通设置槽与基座外部的一开孔。
14.通过上述技术方案，本实用新型的铰链可于转动过程中，随着角度改变铰链内部的摩擦力，从而提供随角度变化的扭力阻抗。本实用新型的铰链具有结构简单体积小之特性，以利应用于尺寸小的轻薄电子装置。
附图说明
15.图1是本实用新型第一实施例的立体图。
16.图2是本实用新型第一实施例的爆炸图。
17.图3是本实用新型第一实施例的俯视图。
18.图4是沿图3中a-a’线的剖面示意图。
19.图5是沿图3中b-b’线的剖面示意图。
20.图6是本实用新型第一实施例中，转动支架与干涉片的局部剖面示意图。
21.图7是本实用新型第一实施例中，铰链于较小夹角的剖面示意图。
22.图8是本实用新型第一实施例中，转动支架与干涉片于较小夹角的局部剖面示意图。
23.图9是本实用新型第一实施例中，铰链于另一较小夹角的剖面示意图。
24.图10是本实用新型第二实施例中，铰链于较小夹角的剖面示意图。
25.图11是本实用新型第一实施例中，转动支架与干涉片于较小夹角的局部剖面示意图。
26.图12是本实用新型第二实施例中，铰链于较大夹角的剖面示意图。
27.图13是本实用新型第一实施例中，转动支架与干涉片于较大夹角的局部剖面示意图。
28.图14是本实用新型第二实施例中，另一转动支架与干涉片的局部剖面示意图。
29.附图标记说明：100-铰链；110-基座；113-设置槽；114-第一滑动结合部；116-开孔；120-转动支架；121-转动部；122-组装部；123-第二滑动结合部；124-扭力摩擦面；130-干涉片；130a-螺丝；130b-定位柱；210-连动机构；220,230-机体；x-轴心方向；r0～r4,rmax-曲率半径；a0,a1,a3,a5-接触面积。
具体实施方式
30.如图1、图2、图3、图4与图5所示，是本实用新型第一实施例所提供的一种铰链100，包括基座110、一或多个转动支架120与一或多个干涉片130。图1与图2以成对的二个转动支架120以及相应的二个干涉片130为例示说明。转动支架120与干涉片130的数量可随需求改变。
31.如图3所示，铰链100可用于结合于二机体220,230，使得二机体220,230组成可折迭(foldable)的电子装置，其中每一转动支架120连接于二个转动支架120中的一个。
32.以下以一个基座110配合一个转动支架120与一个干涉片130进行例示说明。需注意的是基座110上可以设置多组相应的结构以配合多个转动支架120与多个干涉片130。转动支架120大致上是成对地设置于基座110，也就是基座110上可以设置多对转动支架120。
33.如图1、图2、图4与图5所示，基座110具有设置槽113与一对第一滑动结合部114。设置槽113的截面呈半圆形，设置槽113平行于轴心方向x设置，各第一滑动结合部114分别设置于设置槽113的两端。
34.如图1、图2、图4、图5与图6所示，转动支架120包括转动部121与组装部122。转动部121平行于轴心方向x设置，并且转动部121的两端分别设置一第二滑动结合部123。各第二滑动结合部123分别可滑动地结合于相应的第一滑动结合部114，并且位于设置槽113中，使得转动部121的两端可滑动地结合于基座110，藉以使得转动部121可于基座110上环绕轴心方向x转动。
35.如图2与图4所示，第一滑动结合部114与第二滑动结合部123是圆弧形导槽与圆弧形导轨的组合。圆弧形导槽与圆弧形导轨是同心配置，圆弧形导轨可滑动地设置于圆弧形导槽，且其等的曲率中心落在轴心方向x上。圆弧形导槽与圆弧形导轨的组合使得转动部121可沿一弧形路径相对于基座110滑动，而环绕轴心方向x转动。
36.如图1、图2、图5与图6所示，转动部121具有朝向设置槽113的扭力摩擦面124。转动部121的扭力摩擦面124在垂直于轴心方向x的径向上，至少有局部的曲率半径不等于其他部分的曲率半径。此外，扭力摩擦面124与基座110之间不接触，并且组装部122设置于转动部121的一侧边。
37.如图6所示，在第一实施例中，扭力摩擦面124的曲率半径呈现连续线性变化，亦即，扭力摩擦面124的曲率半径随着参考角度不同而连续变化，使得转动部121呈现凸轮型态。假设从轴心方向x垂直延伸至组装部122的参考角度是0度(参考线指向图6的右侧)，而轴心方向x垂直延伸至转动部121的另一侧边的参考角度是180度(参考线指向图6的左侧)；在参考角度是0度的位置，扭力摩擦面124具有最小的曲率半径r0，并且在参考角度是180度的位置，扭力摩擦面124具有最大的曲率半径rmax。
38.如图2、图5、图6、图7与图8所示，干涉片130位于设置槽113内，且干涉片130的一端固定于基座110，另一端抵靠于基座110，并且干涉片130的两端之间的部分是不接触基座110而呈现悬空(悬浮)状态。干涉片130的一端可以通过螺丝130a、定位柱130b固定于基座110。干涉片130位于基座110与扭力摩擦面124之间。
39.如图5、图6、图7与图8所示，干涉片130呈现弯曲型态，并且朝向转动部121的扭力摩擦面124弯曲，以紧迫地接触于扭力摩擦面124的局部，对扭力摩擦面124形成局部的面接触，并且承受垂直于轴心方向x的压制力。面接触的接触面积随转动部121相对于基座110的滑动而改变。所述压制力与面接触的面积，决定扭力摩擦面124与干涉片130之间的摩擦力大小。一般而言，当压制力与面接触的面积上升时所述摩擦力上升，并且当压制力与面接触的面积下降时所述摩擦力下降。
40.如图5与图6所示，当组装部122展开而使其与基座110上表面之间的夹角为180度时，干涉片130是接触于参考角度接近0度的部分。前述接触部分的曲率半径r0较小，使得干
涉片130与扭力摩擦面124之间的接触面积a0较小；同时，扭力摩擦面124对干涉片130紧迫程度也较低而使得干涉片130对扭力摩擦面124压制力相对较小。此时，干涉片130对转动部121的摩擦干涉降低至最小值，使得转动部121可以容易地被转动。
41.如图7与图8所示，当转动部121相对于基座110转动，使得组装部122与基座110上表面之间的夹角下降(例如170度)，干涉片130接触于扭力摩擦面124的位置改变。此时接触部分的曲率半径提升为r1(r1》r0)，增加干涉片130与扭力摩擦面124之间的接触面积为a1；同时，扭力摩擦面124对干涉片130向外推抵提升紧迫程度，而使得干涉片130对扭力摩擦面124的压制力上升。此时，干涉片130施加于转动部121的摩擦力上升，转动所述转动部121所需的扭力提升(亦即转动支架120的扭力阻抗提升)，而可容易地固定组装部122与基座110上表面之间的夹角，亦即可固定成对的转动支架120之间的夹角。
42.如图9所示，进一步地，当转动部121相对于基座110持续转动，使得组装部122与基座110上表面之间的夹角继续下降(例如150度)。接触部分的曲率半径再提升至r2(r2》r1》r0)，使得干涉片130与扭力摩擦面124之间的接触面积再增加；同时，扭力摩擦面124对干涉片130紧迫程度也再度提升而使得干涉片130对扭力摩擦面124的压制力再上升。转动支架120的扭力阻抗提升至更高的数值，使得组装部122与基座110上表面之间的夹角更容易被固定。
43.如图5、图7与图9所示，在本实用新型第一实施例中，随着转动部121转动而改变组装部122与基座110上表面之间的夹角，扭力摩擦面124与干涉片130之间的接触面积连续改变。因此在不同夹角下，基座110与转动支架120之间将有不同的扭力阻抗，以利固定组装部122与基座110上表面之间的夹角。以第一实施例为例，当夹角逐渐下降，扭力阻抗随之上升；在应用于结合二机体220,230的可折迭电子装置的场合，可适用于将主要显示的机体220,230固定于适合观看的角度。
44.如图5、图7与图9所示，扭力摩擦面124的设置范围可以介于参考角度0度至180度之间，因此当组装部122与基座110上表面之间的夹角接近90度时，干涉片130将不再接触扭力摩擦面124，使得基座110与转动支架120之间的扭力阻抗只剩下第一滑动结合部114与第二滑动结合部123之间的摩擦力，以让二机体220,230可以容易地折迭在一起。
45.如图2、图5、图7与图8所示，干涉片130朝向转动部121的扭力摩擦面124弯曲配置，基座110主要用于固定干涉片130的一端，并且干涉片130另一端抵靠于基座110。干涉片130的两端之间的部分不与基座110发生干涉，亦即干涉片130的两端之间的部分不接触基座110而呈现悬空状态。因此，基座110的上可开设连通设置槽113与基座110外部的开孔116，以利减少基座110的重量，并且使得干涉片130的两端之间的部分呈现悬空状态。开孔116还可用于观察干涉片130的状态，以判断干涉片130是否能正常运作。
46.图3所示的铰链100上可配置其他不具可变扭力阻抗的连动机构210，例如互相咬合的连动齿轮，连动机构210结合于基座110并且连接于转动支架120或二机体220,230，以避免转动支架120脱离基座110，并且使得两个转动支架120可相对于基座110连动。
47.请参阅图图10、图11、图12与图13所示，是本实用新型第二实施例所提供的一种铰链100，包括基座110、转动支架120与干涉片130。
48.如图10、图11、图12与图13所示，在第二实施例中，转动部121的扭力摩擦面124在垂直于轴心方向x的径向上，至少有局部的曲率半径不等于其他部分的曲率半径。不同于第
一实施例，第二实施例的扭力摩擦面124的曲率半径不呈现连续变化，而是有段式的不连续变化，使得扭力摩擦面124呈现局部突出的状态，例如扭力摩擦面124局部的曲率半径是r3，而其他部分的曲率半径是r4，并且r4》r3。
49.如图10与图11所示，当组装部122展开而使其与基座110上表面之间的夹角为180度时，干涉片130是接触于参考角度接近0度的部分，且接触部分的曲率半径为r3，使得干涉片130与扭力摩擦面124之间的接触面积a3较小；同时，扭力摩擦面124对干涉片130紧迫程度也较低而使得干涉片130对扭力摩擦面124的压制力相对较小。此时，干涉片130对转动部121产生的摩擦力干涉降低至最小值，使得转动部121可以容易地被转动。
50.如图12与图13所示，当转动部121相对于基座110转动，使得组装部122与基座110上表面之间的夹角下降(例如150度)，干涉片130是接触于参考角度大于0度的部分。此时接触部分的曲率半径提升至r4，增加干涉片130与扭力摩擦面124之间的接触面积a4；同时，扭力摩擦面124对干涉片130向外推抵提升紧迫程度而使得干涉片130对扭力摩擦面124的压制力上升，提高干涉片130与扭力摩擦面124之间的摩擦力，而让转动支架120有较高的扭力阻抗，而可容易地固定组装部122与基座110上表面之间的夹角，同时也容易固定成对的转动支架120之间的夹角。也是说，在第二实施例中，扭力阻抗可以在两个数值之间变化，特别是在夹角较小时有较大的扭力阻抗，以利将主要显示的机体220,230固定于适合观看的角度。
51.如图14所示，在不同实施例中，相同曲率半径的部分也可以设置为非连续局部或分段的变化，例如曲率半径是r4的部分可以是多个，或是有多个由r3线性变化至r4的区间。因此在夹角变化的过程中，扭力阻抗可以在较大值与较小值之间交替变化，以利使用者将观看的角度固定在所需要的角度。
52.通过上述技术方案，本实用新型的铰链100可于转动过程中，随着角度改变铰链内部的摩擦力，从而提供随角度变化的扭力阻抗。本实用新型的铰链100具有结构简单体积小之特性，有利于缩小尺寸，以利应用于尺寸小的轻薄电子装置。