CN101140008B - 铰链结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铰链结构，适用于包括两个组件的移动电话等电子装置，其包括一个基座、一个枢轴装置和一个转轴装置，枢轴装置使铰链结构提供第一方向的转动，转轴装置使铰链结构提供第二方向的转动，枢轴装置连接至基座，所述转轴装置包括一个转轴、一个摩擦环和一个弹片，弹片不可移动地设于基座上，转轴不可转动地插入摩擦环，转轴可转动地插入基座，所述弹片为弧形条，摩擦环周缘开设有一个凹坑，铰链结构在第二方向处于原始位置时，部分弹片容纳于凹坑内，当所述转轴带动所述摩擦环转动时，所述弹片发生弹性变形并弹性抵持于所述摩擦环周缘。所述铰链结构的枢轴装置和转轴装置使其可绕两轴线的转动，满足了消费者的更多需求。

Description

铰链结构
技术领域
本发明是关于一种铰链结构，尤其是关于一种适用于移动电话等便携式电子装置的双轴铰链结构。
背景技术
目前，市场上所销售的电子装置，如移动电话，一般为折叠式，即其包括本体和盖体，通过铰链结构将盖体和本体可打开或闭合地铰接在一起。然而，随着移动业务的日益多样化，移动电话的功能已经快速扩展，其铰链结构却仍多仅可实现盖体与本体在一个方向上的相对转动，即仅能实现简单的打开和闭合功能，这使得移动电话在规格和性能方面受到诸多限制。例如，具有摄像功能的移动电话拍照时取得图象的角度受到限制，尤其是在需取得的图象横向尺寸大于纵向尺寸时只能将移动电话横向摆设，这样操作不方便；在用移动电话看电影时也有上述不便。由此可见，传统的仅能实现打开和闭合功能的铰链结构已不能满足用户的使用要求。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可提供两个方向转动的铰链结构。
一种铰链结构，包括一个基座、一个枢轴装置和一个转轴装置，枢轴装置使铰链结构提供第一方向的转动，转轴装置使铰链结构提供第二方向的转动，枢轴装置连接至基座，所述转轴装置包括一个转轴、一个摩擦环和一个弹片，弹片不可移动地设于基座上，转轴不可转动地插入摩擦环，转轴可转动地插入基座，所述弹片为弧形条，摩擦环周缘开设有一个凹坑，铰链结构在第二方向处于原始位置时，部分弹片容纳于凹坑内，当所述转轴带动所述摩擦环转动时，所述弹片发生弹性变形并弹性抵持于所述摩擦环周缘。
相较现有技术，所述的铰链结构的枢轴装置和转轴装置使其可提供两个方向的转动，从而满足消费者的更多要求。
附图说明
图1是本发明铰链结构较佳实施例的立体分解图；
图2是本发明铰链结构较佳实施例的立体组装图；
图3是本发明铰链结构较佳实施例的剖视图；
图4是应用本发明铰链结构的电子装置打开状态图。
具体实施方式
本发明的较佳实施例公开一种铰链结构，其适用于移动电话、PDA（Personal Digital As sistant，个人数字助理）、D C（DigitalCamera，数码相机）及DV（Digital Video，数码摄像机）等包括两个组件的电子装置。在本实施例中，以移动电话为例加以说明。
请参阅图1，本较佳实施例所述的铰链结构10包括一个基座12、一个支板14、一个枢轴装置16和一个转轴装置（图未标），枢轴装置16使铰链结构10提供绕第一方向的转动，转轴装置使铰链结构10提供绕垂直于第一方向的第二方向的转动。
所述基座12包括一个支持部122、一个容置部124及一个延伸部126，其中支持部122位于容置部124与延伸部126之间，且整个基座12为一体成型。支持部122上开设有一个转轴孔1222及两个对称位于转轴孔1222两侧的容纳槽1224，转轴孔1222与容纳槽1224之间具一定距离。容纳槽1224由三侧壁围成，其靠近转轴孔1222的一侧敞开，其中一个容纳槽1224与敞开侧相邻的一个侧壁端部上设有一个限位块1226。容置部124大体为筒状，其中心开设有一个容置孔（图未标），容置孔包括一个异形孔1242和一个圆形孔1243，在本实施例中，容置部124内开设异形孔1242的部分进一步开设有两凹槽1245，从而于容置部124内壁的异形孔1242与圆形孔1243的连接处形成一个阶梯1244。容置部124靠近支持部122处开设有二个隔断槽1246，隔断槽1246与容置部124的容置孔相通。延伸部126内开设有一个通道1262以容纳连接线缆。
所述支板14为长条状，其中心开设有一个大体为椭圆形的第一卡固孔142，其两端分别开设有一个安装孔144。该安装孔144用于将支板14安装到移动电话上。支板14并不限于长条状，其可为任意其他形状，如圆形板状或方形板状等。
所述枢轴装置16包括一个壳体160、一个主动件161、一个随动件162、一个弹簧163、一个摩擦片164、一个锁固件165、一个枢轴166和一个插销167。
壳体160大体为筒状，其一端敞开，另一端为开设有端孔1602的半封闭端。壳体160的内外表面截面形状均为异形，即非圆形，在本实施例中，其大体为椭圆形。
主动件161中心开设有一个大体为椭圆形的第一变形孔1612，主动件161包括一个颈部1614和一个凸轮部1616，凸轮部1616尺寸大于颈部1614。一个第一销孔1618沿径向贯穿颈部1614，即其轴线方向垂直于第一变形孔1612的轴线。凸轮部1616远离颈部1614的一端设有一个凸轮面1619，凸轮面1619上设两个凸峰（图未标）。
随动件162大体为柱状，其中心开设有一个圆孔1622。随动件162的一端设有一个与主动件161的凸轮面1619配合的凸轮面1624，凸轮面1624上开设有两个对称的凹谷（图未标）。随动件162的截面形状与壳体160的内侧壁截面形状对应，在本实施例中，随动件162侧壁上具两个相对的切面1626，以形成大体为椭圆形的截面。
弹簧163为一个柱状螺旋弹簧，其可被拉伸和压缩。弹簧163可被其他弹性件代替，如橡胶棒、弹片等。
摩擦片164为片状，其中心开设有一个大体为椭圆形的第二变形孔1642，摩擦片164周缘处设有两个对称的第一凸起1644，第一凸起1644对应基座12的凹槽1245。摩擦片164设于弹簧163和锁固件165之间，从而防止锁固件165因其与弹簧163之间的直接摩擦，使锁固件165不易磨损。
锁固件165中心开设一个大体为椭圆形的第三变形孔1650，其包括一个大体为柱状的端部1652，端部1652周缘处设有两个对称的第二凸起1653，使其截面形状和大小对应基座12的容置部124的异形孔1242和摩擦片164的截面。至少两个卡爪1654设置于端部1652的一端，且该卡爪1654设于靠近端部1652的周缘处，每一个卡爪1654具有一个卡止面1656，在本实施例中，四个卡爪1654均匀设置。端部1652另一端于两个第二凸起1653之间设有两个对称的凸片1658，凸片1658为沿着端部1652边缘延伸而成，摩擦片164恰好可容纳于该两个凸片1658之间。
枢轴166包括一个凸缘部1662和一个轴部1664，凸缘部1662尺寸大于轴部1664。凸缘部1662设于轴部1664一端，一个第二销孔1666开设于轴部1664另一端。轴部1664的截面形状大体为椭圆形，第一、第二和第三变形孔1612、1642和1650的形状和大小对应该轴部1664的截面。枢轴166的轴部1664的截面形状、主动件161的第一变形孔1612、摩擦片164的第二变形孔1642和锁固件165的第三变形孔1650均不限于所述椭圆形，其可为其他异形，即非圆形，如三角形、五边形、六边形等，只需枢轴166不可于所述第一、第二和第三变形孔1612、1642和1650内转动即可。
插销167为一个圆柱体，其插入主动件161的第一销孔1618和枢轴166的第二销孔1666。
装配枢轴装置16时，请一并参阅图2和图3，枢轴166的轴部1664依次穿过锁固件165的第三变形孔1650、摩擦片164的第二变形孔1642、弹簧163、随动件162的圆孔1622、主动件161的第一变形孔1612和壳体160，然后将插销167插入主动件161的第一销孔1618和枢轴166的第二销孔1666，从而使枢轴166、主动件161、随动件162、弹簧163、摩擦片164和锁固件165不能相互脱离。最后将锁固件165的卡爪1654朝内收缩而从异形孔1242一端插入基座12的容置孔，卡爪1654从另一端伸出而伸入隔断槽1246，这时卡爪1654松开而使其卡止面1656卡止于形成隔断槽1246的端面，锁固件165的端部1652卡止于基座12的阶梯1244，由此将枢轴装置16连接至基座12。此时，弹簧163预设压力，其两端分别弹性抵接随动件162和摩擦片164，主动件161的凸轮面1619和随动件162的凸轮面1624配合，主动件161的凸峰位于随动件162的凹谷处；随动件162全部、主动件161和弹簧163部分容纳于壳体160内，主动件161的颈部1614从壳体160的端孔1602处伸至壳体160外，弹簧163另一部分、锁固件165部分和摩擦片164全部容纳于基座12的容置部124内，基座12的阶梯1244防止锁固件165朝圆形孔1643方向移动；随动件162不可相对壳体160转动，主动件161、摩擦片164、锁固件165和枢轴166不可相对基座12转动。
可以理解，枢轴166的第二销孔1666可以省略，而在此处设置螺纹，并在枢轴166伸出壳体160时旋入一个螺母，也可将枢轴166开设第二销孔1666的一端在插入壳体160等部件后铆接，这时，插销167和主动件161的颈部1614可省略，第一、第二销孔1618、1666无需开设。
所述转轴装置包括一个限位片182、一个摩擦环184、一个垫片186、两个弹片188和一个转轴189。
限位片182大体为环形片状体，其中心开设有一个大体为椭圆形的第二卡固孔1822，其周缘处设有一个凸块1824，凸块1824包括两个限位面1825、1826，该凸块1824与基座12的限位块1226配合而限制铰链结构10在第二方向的转动角度。
摩擦环184大体为环形片状体，其中心开设有一个大体为椭圆形的第三卡固孔1842，其周缘处开设有两个对称的凹坑1844，从而于摩擦环184上形成一个腰部。
垫片186中心开设有一个圆形中心孔1862，其周缘设有一个方形凸边1864。垫片186设于摩擦环184和基座12之间，从而防止基座12因其与摩擦环184之间的摩擦而磨损。
弹片188为弧形条，在此实施例中，弹片188为半圆弧形条，且其具有弹性。弹片188可仅为一个，也可为三个、四个等，摩擦环184上的凹坑1844数量也可对应为一个、三个、四个等。
转轴189包括一个圆柱状的第一轴部1892，第一轴部1892两端分别设有圆柱状的第一止挡部1893和第二止挡部1894，一个截面大体为椭圆的第二轴部1895设于第一止挡部1893的第一轴部1892相对端，一个截面大体为椭圆的第三轴部1896设于第二止挡部1894的第一轴部1892相对端。转轴189的第二轴部1895和第三轴部1896的截面形状、支板14的第一卡固孔142、限位片182的第二卡固孔1822和摩擦环184的第三卡固孔1842均不限于所述椭圆形，其可为其他异形，即非圆形，如三角形、五边形、六边形等，只需转轴189不可于所述第一、第二和第三卡固孔142、1822和1842内转动即可。
请再次参阅图2和图3，装配转轴装置时，将两个弹片188分别放置于基座12的支持部122的两个容纳槽1224内，转轴189的第三轴部1896插入支板14的第一卡固孔142，第二轴部1895依次插入基座12的转轴孔1222、垫片186的中心孔1862、摩擦环184的第三变形孔1842和限位片182的第二变形孔1822，最后将第二轴部1895和第三轴部1896端部分别铆接而分别形成第一铆合部1897和第二铆合部1898，从而防止上述部件相互脱离。此时，垫片186的凸边1864位于基座12的支持部122的围成容纳槽1224的两个侧壁之间而使垫片186不可相对基座12转动；弹片188背对摩擦环184，且其部分容纳于摩擦环184的凹坑1844处；限位片182、摩擦环184和转轴189不可相对支板14转动。
可以理解，转轴189铆接的两端可分别设置螺纹，并在该端部旋入一个螺母，也可参照枢轴装置16的插销方式，从而代替铆接方式。
请一并参阅图4，移动电话包括一个本体20、一个盖体30和连接本体20与盖体30的铰链结构10，壳体160不可转动地连接至本体20上，支板14固定连接至盖体30上。在图4的状态下，盖体30相对本体20绕第一方向转动一定角度而打开，且盖体30相对本体20绕第二方向转动一定角度。
可以理解，壳体160也可不可转动地连接至盖体30，对应地将支板14固定连接至本体20。本实施例中，就壳体160连接至本体20、支板14连接至盖体30的情况说明铰链结构10应用于移动电话的工作过程，支板14也可省略而将转轴189直接固定连接至盖体30或本体20。
当对盖体30施力使其绕第一方向转动时，主动件161、摩擦片164、锁固件165和枢轴166、基座12、支板14和转轴装置与盖体30一起相对本体20转动，壳体160和随动件162则相对本体20不可转动。在此过程中，主动件161的凸峰逐步爬出随动件162的凹谷，弹簧163被压缩，继续转动盖体30直到当凸峰重新回到凹谷，此时弹簧163回复原状，盖体30打开。盖体30关闭时，工作原理与打开时相同。
当对盖体30施力使其绕第二方向转动时，支板14、限位片182、摩擦片184和转轴189与盖体30一起相对本体20转动，基座12、垫片186和枢轴装置16则相对本体20不可转动。当盖体30朝一个方向转动一预定角度时，限位片182的凸块1824的限位面1825抵靠基座12的限位块1226而使盖体30不能继续转动，当盖体反向转动一预定角度时，限位片182的凸块1824的限位面1826抵靠基座12的限位块1226而使盖体30不能继续转动。盖体30转动时，摩擦环184相对弹片188和基座12转动，使弹片188离开摩擦环184的凹坑1844，弹片188发生变形并弹性抵靠摩擦环184边缘，转动时，弹片188和摩擦环184之间产生摩擦，从而产生方向与盖体30转动力矩相反的摩擦力矩，由此使盖体30的转动更为稳定，且盖体30的转动可停留在任意位置。当盖体30处于预定角度时，本实施例中为处于0°和180°时，弹片182部分容纳于摩擦环184的所述凹坑1844处，从而可使摩擦环184较为稳定地保持在原来位置而不至于使盖体30轻易绕第二方向转动。

Claims (10)

1.一种铰链结构，包括一个基座、一个枢轴装置和一个转轴装置，枢轴装置使铰链结构提供第一方向的转动，转轴装置使铰链结构提供第二方向的转动，枢轴装置连接至基座，其特征在于：所述转轴装置包括一个转轴、一个摩擦环和至少一个弹片，弹片不可移动地设于基座上，转轴不可转动地插入摩擦环，转轴可转动地插入基座，所述弹片为弧形条，摩擦环周缘开设有一个凹坑，铰链结构在第二方向处于原始位置时，部分弹片容纳于凹坑内，当所述转轴带动所述摩擦环转动时，所述弹片发生弹性变形并弹性抵持于所述摩擦环周缘。
2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述转轴装置还包括一个限位片，限位片周缘处设有一个包括两个限位面的凸块，基座上设有一个限位块，限位片可相对基座转动，限位片与基座的限位块配合以限制铰链结构在第二方向的转动角度。
3.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述转轴装置还包括一个设于摩擦环和基座之间的垫片，垫片周缘处设有一个防止垫片相对基座转动的凸边。
4.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述铰链结构还包括一个支板，转轴不可转动地插入支板，所述转轴包括有顺序设置的第二轴部、第一止挡部、第一轴部、第二止挡部和第三轴部，支板、限位片和摩擦环中心分别开设有异形的第一、第二和第三卡固孔，第二和第三轴部截面形状均分别对应第一、第二和第三卡固孔以不可转动地插入第一、第二和第三卡固孔，第二和第三轴部端部在装配时铆接。
5.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述基座包括一个支持部，支持部上开设有一个转轴孔及至少一个与转轴孔具一定距离的容纳槽，容纳槽由三侧壁围成，其靠近转轴孔的一侧敞开，限位块设于与一个容纳槽的敞开侧相邻的侧壁端部，所述弹片容置于容纳槽内。
6.如权利要求5所述的铰链结构，其特征在于：所述基座还包括一个与支持部相连的容置部，其大体为筒状，容置部靠近支持部处开设有隔断槽，容置部内开设有一个与隔断槽相通的容置孔，容置孔包括一个异形孔和一个圆形孔，容置部内壁的异形孔和圆形孔连接处形成一个阶梯。
7.如权利要求6所述的铰链结构，其特征在于：所述枢轴装置包括一个壳体、一个主动件、一个随动件、一个弹性件、一个锁固件、一个枢轴，枢轴依次插入锁固件、弹性件、随动件、主动件和壳体，弹性件弹性推抵随动件，枢轴、锁固件和主动件不可相对转动，随动件和壳体不可相对转动，随动件和主动件可相对转动，且其分别包括一个相互配合的凸轮面。
8.如权利要求7所述的铰链结构，其特征在于：所述壳体大体为筒状，其一端敞开，另一端开设有端孔，壳体的内外表面截面形状均为异形，随动件的截面形状与壳体的内侧壁截面形状对应，枢轴装置还包括一个设于锁固件与随动件之间的摩擦片，主动件包括一个凸轮部，凸轮面设于凸轮部端部，枢轴包括一个凸缘部和一个轴部，凸缘部设于轴部一端，主动件、摩擦片和锁固件上分别开设有形状为异形的第一、第二和第三变形孔，第一、第二和第三变形孔的形状均对应轴部的截面形状。
9.如权利要求8所述的铰链结构，其特征在于：所述主动件还包括一个颈部，一个第一销孔横向开设于颈部内，一个第二销孔开设于枢轴的凸缘部相对端，颈部和枢轴的轴部部分从壳体的端孔伸出，枢轴装置还包括一个插销，插销插入所述第一和第二销孔。
10.如权利要求7所述的铰链结构，其特征在于：所述锁固件包括一个大体为柱状的端部，端部截面形状对应基座的容置部的异形孔截面而不可相对基座转动，至少两个卡爪设置于端部一端，卡爪具有一个卡止面，卡爪可从基座的容置部一端伸入而从隔断槽处伸出，且卡爪的卡止面抵接形成隔断槽的端面，端部抵接基座的阶梯处，端部另一端设有两个对称的凸片，摩擦片容纳于该两个凸片之间。
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