CN101660566B - 铰链结构 - Google Patents

Abstract

一种铰链结构，用于实现电子装置的盖体相对于本体的双轴向旋转，其包括旋转支架、第一旋转组件和第二旋转组件。第二旋转组件包括一个与旋转支架固定连接的转轴、与转轴枢接的固定件、弹性件、转动件卡接件、套筒以及限位件。转动件可沿转轴轴向移动，弹性件施加轴向推力将该转动件推向该固定件。限位件固定套设于转轴的端部，且限位件沿转轴轴向的固定连接位置可调。该弹性件收容于该套筒内，该卡接件开设有两个卡槽，该转动件沿径向延伸形成两个卡块，该套筒一端延伸形成两个卡块，另一端形成两个卡槽，该套筒的卡块卡设于该卡接件的卡槽内，该转动件的卡块卡设于该套筒的卡槽内。上述铰链结构的结构简单，且操作扭力可调。

Description

铰链结构

技术领域

本发明涉及一种铰链结构，尤其涉及一种适用于笔记本电脑等电子装置的双轴铰链结构。

背景技术

随着电子产业不断发展，电子装置使用时的灵活性、方便性已越来越为用户所重视。目前，诸如笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、手机、电子辞典等众多电子装置的盖体和本体通常采用一个单轴的铰链机构相连接，使盖体与其上设置的显示屏可相对本体前后翻转，从而可方便地调节电子装置的显示屏相对本体的倾斜角度，以便使用者能够以较佳的视角观看显示屏的信息。

以笔记本电脑为例，采用上述铰链结构的笔记本电脑的显示屏虽能够较为方便的调节显示屏相对本体的倾斜角度，但是，当笔记本电脑操作者需向其他人展示信息时，需要搬动笔记本电脑以使显示屏正对观看者，这样使用不便。

为此，业界出现了使笔记本电脑盖体可相对本体双轴向旋转的铰链结构，该铰链结构包括一个水平轴、一个垂直轴、一个支架、一个第一旋转组件及一个第二旋转组件。支架设置于盖体内将水平轴与垂直轴相连接。第一旋转组件与水平轴及上盖连接并使上盖能绕水平轴翻转，第二旋转组件与垂直轴及本体连接，从而上盖可相对于本体绕垂直轴枢转。

然而，上述铰链结构的第二旋转组件的操作扭力为一定值，不能进行调整，难以将其应用到不同类型、对操作扭力有不同要求的笔记本电脑中。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种能根据需要调节操作扭力并可做双轴向旋转运动的铰链结构。

一种铰链结构，其包括旋转支架、第一旋转组件和第二旋转组件。第一旋转组件包括一个与旋转支架固定连接的枢轴。第二旋转组件包括一个与旋转支架固定连接的转轴、套设于转轴上的限位件以及与转轴枢接的固定件。枢轴与转轴相互基本垂直。第二旋转组件还包括套设于该转轴上的卡接件及套筒、可沿转轴轴向移动并与固定件相邻设置的转动件，以及套设于转轴上并施加轴向推力将该转动件推向固定件的弹性件，该卡接件上开设有变形孔，该转轴包括变形轴部，该卡接件通过该变形孔套设于该变形轴部上以与该转轴止转连接。限位件固定于转轴的端部，且限位件沿转轴轴向的固定连接位置可调。固定件上还设有限位凹槽，限位件完全容纳于限位凹槽内，且限位件与限位凹槽相配合限定第二旋转组件的旋转角度，该弹性件收容于该套筒内，该卡接件周缘开设有两个对称的卡槽，该转动件的周缘沿径向延伸形成两个对称的卡块，该套筒一端沿轴向延伸形成两个对称的卡块，另一端沿轴线方向形成两个对称的卡槽，该套筒的卡块卡设于该卡接件的卡槽内，该转动件的卡块卡设于该套筒的卡槽内。

上述铰链结构通过调整限位件沿转轴轴向的位置，可改变转轴相对于固定件的安装高度和弹性件的压缩量，转动件和固定件之间的摩擦力相应变化，从而可调节第二旋转组件的操作扭力。

附图说明

图1是应用本发明铰链结构的笔记本电脑在其显示屏处于转动状态的示意图。

图2是本发明实施例的铰链结构的立体图。

图3是图2的铰链结构的第一旋转组件的立体分解图。

图4是图2的铰链结构的第二旋转组件的立体分解图。

图5是图2的铰链结构的第二旋转组件在与图4相反方向的立体分解图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的铰链结构作进一步的详细说明。

图1所示为装配有本发明实施例的铰链结构100的笔记本电脑200，其包括本体201和盖体203。铰链结构100用于连接本体201和盖体203，使盖体203可相对于本体201绕第一轴线A开合及绕第二轴线B旋转。

请同时参阅图2，铰链结构100包括一个旋转支架10、两个第一旋转组件20及一个第二旋转组件30。两个第一旋转组件20对称设置于旋转支架10沿水平方向的两端，第二旋转组件30设置于旋转支架10沿垂直方向的一端。第一旋转组件20与第二旋转组件30的旋转轴线垂直相交。第一旋转组件20与笔记本电脑200的盖体203固定连接。第二旋转组件30与笔记本电脑200的本体201固定连接。

请参阅图3，旋转支架10大致呈T字形，其具有本体筒部11及沿本体筒部11两侧向外延伸而成的连接臂部12、13。连接臂部12、13对称设置于本体筒部11左右两侧。本体筒部11以及连接臂部12、13的自由端分别开设有安装变形孔112、121、131。其中，变形孔121、131同轴设置，且其轴线与变形孔112的轴线垂直相交。

每个第一旋转组件20包括枢轴21以及依次套设于枢轴21上的摩擦片22、连接件23、转动凸轮24、固定凸轮25、弹性件26以及螺母27。

枢轴21包括一个凸缘211、从凸缘211沿轴向向两端延伸形成的安装部212以及轴部213。安装部212横截面形状与旋转支架10的变形孔131相配，使安装部212可插设于变形孔131中并与变形孔131相卡合。轴部213远离凸缘211的一端具有一个变形轴部2132，变形轴部2132上设有两个沿其轴向方向延伸的对称平面（图未标）。变形轴部2132的末端为具有外螺纹的螺纹部2135。

摩擦片22大体呈圆环形，其中心开设有圆孔221，并可转动地套设于枢轴21上。摩擦片22圆环面上设有油孔222。摩擦片22可设置于连接件23与枢轴21凸缘211之间，以减小连接件23与凸缘211之间的摩擦。

连接件23包括一个板状固定部231、与固定部231相互垂直的连接部232以及形成于连接部232末端的近似圆片形的转接部233。固定部231上开设有若干装配孔2312，连接件23可通过装配孔2312安装至笔记本电脑200的盖体203上。转接部233中心开设有一个圆孔2331，其边缘部开设有两个对称的卡槽2332。圆孔2331供枢轴21的轴部213穿设，以使连接件23可转动地支撑于枢轴21上。

转动凸轮24中间开设有一个圆孔241，并包括一个卡接面244以及与卡接面244相对的凸轮面245。卡接面244的边缘处轴向延伸形成两个对称的卡块2442。卡块2442用于与连接件23的卡槽2332相卡合，使转动凸轮24与连接件23一起转动。凸轮面245上形成有两个对称设置的凹谷2452。

固定凸轮25中间开设有一个变形孔251，其一端具有一个与转动凸轮24的凸轮面245相配合的配合面252。变形孔251供枢轴21的轴部213穿设，并可与枢轴21的变形轴部2132相卡合。配合面252上形成有凸峰2513，凸峰2513嵌入转动凸轮24的凹谷2452时使笔记本电脑200的盖体203相对于本体201处于锁定状态。处于锁定状态时，转动凸轮24与固定凸轮25处于一较稳定的卡合状态，需要施加较大的外力使凸峰2513从转动凸轮24的凹谷2452中滑出。本实施例中，凸峰2513以及凹谷2452数量均为两个，且对称设置，从而使笔记本电脑200的盖体203相对本体201的开合角度为0度或180度时处于锁定状态。可以理解，凸峰2513也可以设置于转动凸轮24上，而将与之相应的凹谷2452设置于固定凸轮25上。凸峰2513以及凹谷2452的数量以及设置的位置，可根据实际需要设定。

弹性件26为中心开孔的碟形弹片，其中心部分沿轴线方向朝一侧凸出。本实施例中，第一旋转组件20上设有三对背向设置的弹片组。弹性件26用于提供轴向推力。可通过改变弹性件26的形状和数量来调整其提供的轴向推力的大小。弹性件26还可以为波形弹片、弓形弹片和压缩弹簧中的一种。

螺母27可与枢轴21的螺纹部2135相螺接。

请同时参见图4和图5，第二旋转组件30包括一个转轴31、一个卡接件33、一个弹性件34、一个转动件35、一个套筒36、一个固定件37以及一个限位件38。

转轴31包括一个凸缘311、从凸缘311沿轴向向两端延伸形成的安装部312以及变形轴部313。安装部312横截面形状与旋转支架10的变形孔112形状相对应，以使安装部312卡设于变形孔112中后，转轴31可与旋转支架10一起转动。变形轴部313上设有两个沿其轴向延伸的对称平面3132，其自由端还设有一个小直径的连接轴部3134。

卡接件33大体为圆环形，其中心开设有变形孔331，周缘部开设有两个对称的卡槽334。卡接件33的变形孔331可与转轴31的变形轴部313相配合使卡接件33与转轴31一起转动。

弹性件34与第一旋转组件20的弹性件26相似，为中心开孔的蝶形弹片，用于提供轴向推力。本实施例中，第二旋转组件30上设有两对背向设置的弹片组，可通过改变弹性件34的形状和数量来调整其提供的轴向推力的大小。弹性件34也可以为波形弹片、弓形弹片和压缩弹簧中的一种。

转动件35大体为圆环形，其中心开设有变形孔351，周缘部沿径向延伸形成两个对称的卡块353，圆环面上形成两个对称的凸峰354。凸峰354可通过冲压工艺形成，从而简化加工工艺。转动件35套接于转轴31的变形轴部313，其可沿转轴31的轴向移动并与转轴31一起转动。

套筒36大致为圆筒形，其一端沿轴向延伸形成两个对称的卡块362，另一端沿轴线方向形成两个对称的卡槽364。卡块362可卡设于卡接件33的卡槽334内。卡槽364可与转动件35的卡块353相卡合。套筒36的直径较大，可将弹性件34及转动件35容纳于其中。

固定件37大致为矩形平板，其包括一个上表面371以及与上表面371相对的下表面376。固定件37中部开设有一个贯穿上、下表面371、376的圆孔372，两侧开设有若干安装孔373。圆孔372供转轴31穿设。固定件37可通过安装孔373安装至笔记本电脑200的本体201上。上表面371上靠近圆形通孔372的位置形成有两个对称的凹谷374，凹谷374与转动件35的凸峰354相对应。下表面376上开设有与安装孔372同轴的限位凹槽375，限位凹槽375大体为圆形，其具有第一限位壁3751和第二限位壁3752。第一限位壁3751与第二限位壁3752之间的夹角为180度，且第一、第二限位壁3751、3752的延伸面通过限位凹槽375的中心轴线。

限位件38大体为圆环形，其中心开设有变形孔381，限位件38可通过变形孔381与第二转轴转轴31的连接轴部3134固定铆合。限位件38的边缘部沿径向延伸出一块状止挡部382。在限位件38随转轴31转动过程中，止挡部382可与固定件37限位凹槽375的第一、第二限位壁3751、3752相抵挡，从而限制转轴31相对固定件37的转动范围。限位件38可完全容纳于固定件37的限位凹槽375内，从而可得到较好的保护。

请再次参阅图1至图5，装配第一旋转组件20时，先将枢轴21的安装部212插入旋转支架10的安装变形孔131中，以使枢轴21可跟随旋转支架10一起旋转。然后将摩擦片22、连接件23、转动凸轮24、固定凸轮25以及弹性件26依次套设于枢轴21的小直径轴部213，并将转动凸轮24的卡块2442卡设于连接件23的卡槽2332内，以使转动凸轮24可与连接件23一起绕轴线A转动。然后将螺母27与枢轴21的螺纹部2135相螺接，并压紧弹性件26，使弹性件26受压变形。弹性件26对固定凸轮24施加一个推力将固定凸轮24推向旋转凸轮25，从而使旋转凸轮25相对固定凸轮24转动时，两者之间产生一个摩擦力矩，该摩擦力矩用于平衡笔记本电脑200盖体203重力矩。

装配第二旋转组件30时，首先将卡接件33、弹性件34以及转动件35套设于转轴31的变形轴部311上。然后将套筒36套设于转轴31上，卡块362卡设于卡接件33的卡槽334内，套筒36的卡槽364与转动件35的卡块353相卡合，使套筒36可随转轴31转动。再将转轴31穿设固定件37的通孔372，使转动件35的凸峰353落入固定件37的凹谷374中，然后将限位件38容纳于限位凹槽375中并通过铆接方式与转轴31的连接轴部3134固定连接，使转轴31可相对于固定件37转动。组装后，弹性件34两端分别与卡接件33和转动件35相抵并处于预压缩的状态，其提供轴向推力将转动件35推向固定件37。限位件38通过铆接的方式与连接轴部3134固定连接，铆接时可调整限位件38沿转轴31轴向的固定铆接位置，以改变转轴31相对于固定件37的安装高度以及弹性件34的压缩量，转动件35和固定件37之间的摩擦力也相应变化，从而调整第二旋转组件30的操作扭力。套筒36可起到保护容纳于其中的元件以及防尘的作用。

装配好第二旋转组件30后，将转轴31的变形轴部311卡设于安装有第一旋转组件20的旋转支架10的安装变形孔112中，从而转轴31与枢轴21相互垂直。转轴31可与旋转支架10一起绕轴线B旋转，并依靠其大直径凸缘311支撑旋转支架10。

可以理解，也可以在转动件35上通过冲压成型凹谷374，而在固定件37上形成与凹谷374相应的凸峰354。也可以在转轴31的连接轴部3134设置外螺纹，通过螺纹锁固件与连接轴部3134螺接将限位件38与转轴31紧固在一起。通过转动螺纹锁固件调节限位件38沿转轴31轴向的锁合位置，可改变弹性件34的预压缩变形量，从而调整第二旋转组件30的操作扭力。

下面详细介绍本发明铰链结构的功能及使用方法。

请再次参阅图1至图5，第一旋转组件10的连接件23通过安装孔2312固定连接到笔记本电脑200的盖体203上。第二旋转组件30的固定件37通过安装孔373固定连接到笔记本电脑200的本体201上。

欲使盖体203相对于本体201开合时，对盖体203施加一足够大外力，盖体203将带动连接件23一起相对枢轴21、旋转支架10及笔记本电脑200的本体201转动。在此过程中，弹性件26提供轴向压力，使第一旋转组件20的固定凸轮25、转动凸轮24配合面之间产生较大的摩擦力。当固定凸轮25的凸峰2513落入转动凸轮24的凹谷2452中时，固定凸轮25相对于转动凸轮24处于一个相对稳定的锁定状态，此时，笔记本电脑200的盖体203相对于本体201的开合角度为0度或180度。当施加外力使凸峰2513从凹谷2452中滑出时，依靠弹性件26提供的轴向压力使固定凸轮25相对于转动凸轮24于任意位置停留。欲使盖体203相对于本体201旋转时，在盖体203的侧部施加一足够大外力，盖体203将带动第一旋转组件20、旋转支架10、转轴31相对于本体201转动。在此过程中，第二旋转组件30的弹性件34提供轴向压力，使转动件35和固定件37配合面之间产生较大的摩擦力。当转动件35的凸峰354落入固定件37的凹谷374中时，转动件35相对于固定件37处于一个相对稳定的锁定状态，此时，笔记本电脑200的盖体203相对于本体201的旋转角度为0度或180度。当施加外力使凸峰354从凹谷374中滑出时，依靠弹性件34提供的轴向压力可使转动件35相对于固定件37在任意位置停留。

盖体203相对于本体201旋转过程中，限位件38的止挡部382与固定件37限位凹槽375的第一限位壁3751和第一限位壁3752相抵挡可对转轴31相对于固定件37的转角范围进行限定，这种限位结构简单紧凑，元件数量少且易于加工。在本实施例中，第一限位壁3751与第二限位壁3752之间的夹角为180度，从而转轴31的转动范围为0度至180度。可以理解，可根据实际需要设定第一限位壁3751与第二限位壁3752之间的夹角，使转轴31在该预设的角度范围内转动。限定盖体203相对于本体201的转动角度范围，可防止操作者随意转动盖体203而产生误操作损坏铰链结构100。

本发明的铰链结构100可仅设置一个第一旋转组件20，与之相应，旋转支架10上仅设置一个连接臂11。枢轴21以及转轴31的安装部212、312也可通过焊接的方式与旋转支架10固定连接，从而旋转支架10上无需开设安装孔112、121、131。另外，枢轴21以及转轴31也可与旋转支架10成型为一体。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种铰链结构，其包括旋转支架、第一旋转组件和第二旋转组件，该第一旋转组件包括一个与旋转支架固定连接的枢轴，该第二旋转组件包括一个与旋转支架固定连接的转轴、套设于转轴上的限位件以及与转轴枢接的固定件，该枢轴与转轴相互基本垂直，其特征在于：该第二旋转组件还包括套设于该转轴上的卡接件及套筒、可沿转轴轴向移动并与固定件相邻设置的转动件，以及套设于转轴上并施加轴向推力将该转动件推向固定件的弹性件，该卡接件上开设有变形孔，该转轴包括变形轴部，该卡接件通过该变形孔套设于该变形轴部上以与该转轴止转连接，该限位件固定于转轴的端部，且限位件沿转轴轴向的固定连接位置可调，该固定件上还设有限位凹槽，该限位件完全容纳于该限位凹槽内，且该限位件与该限位凹槽相配合限定第二旋转组件的旋转角度，该弹性件收容于该套筒内，该卡接件周缘开设有两个对称的卡槽，该转动件的周缘沿径向延伸形成两个对称的卡块，该套筒一端沿轴向延伸形成两个对称的卡块，另一端沿轴线方向形成两个对称的卡槽，该套筒的卡块卡设于该卡接件的卡槽内，该转动件的卡块卡设于该套筒的卡槽内。

2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该限位凹槽具有第一限位壁和第二限位壁，该限位件具有止挡部，该第一限位壁和第二限位壁用于限制该止挡部的转动范围。

3.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该限位件与转轴的固定连接方式为铆接或者螺纹连接。

4.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该转动件和固定件其中之一设有凸峰，另一个设有与该凸峰相应的凹谷。

5.如权利要求4所述的铰链结构，其特征在于：该转动件上的凸峰或凹谷通过冲压成型。

6.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该弹性件为碟形弹片、波形弹片、弓形弹片和压缩弹簧中的一种。

7.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该第一旋转组件还包括套设于枢轴上并施加轴向力的弹性件以及与该枢轴枢接的连接件。

8.如权利要求7所述的铰链结构，其特征在于：该第一旋转组件进一步包括套设于枢轴上的固定凸轮以及与该固定凸轮相配合的转动凸轮，该转动凸轮与连接件固定连接，该第一旋转组件的弹性件将该固定凸轮推向转动凸轮。

Images