CN101886661A - 铰链结构及使用该铰链结构的电子装置支撑座 - Google Patents

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Abstract

一种铰链结构，包括枢轴及套设于枢轴上的凸包垫片和异形垫片，该异形垫片具有套设于枢轴上的套接部及沿形垫片的圆周方向从套接部逐渐向凸包垫片延伸的翘曲臂，凸包垫片与异形垫片的翘曲臂相抵持。本发明的铰链机构具有转动手感较好的优点。本发明还提供一种使用该铰链结构的电子装置支撑座。

Description

铰链结构及使用该铰链结构的电子装置支撑座
技术领域
本发明涉及一种枢转结构，尤其涉及一种铰链结构及使用该铰链结构的电子装置支撑座。
背景技术
在使用台灯、笔记本电脑、液晶显示器、摄像头及电子放大镜等电子装置时，使用者往往希望可以根据个人需要对该类电子装置各相互枢接的部分进行调节，使相互枢接的部分相对转动任意角度并停留。
为满足使用者的上述需求，以往的电子装置的铰链结构中设置相互抵持的凸包垫片及凹陷垫片，通过铰链结构转动过程中该两个垫片不同部位的相互抵持，产生大小不同的轴向力，使得铰链结构转动至任意角度时，各个元件始终能够在轴向抵紧，以实现该铰链结构所枢接的两部分可以相对转动任意角度而停留。
但是上述的铰链结构中，由于凸包垫片上的凸包与凹陷垫片上的凹陷均为不连续设置，导致凸包垫片与凹陷垫片之间的抵持力为周期性变化，因此使用者在转动该铰链结构所枢接的电子装置的两部分时，所需的扳动力度也需时大时小，手感不好。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种转动时手感较好的铰链结构及使用该铰链结构的电子装置支撑座。
一种铰链结构，包括枢轴及套设于枢轴上的凸包垫片和异形垫片，该异形垫片具有套设于枢轴上的套接部及沿形垫片的圆周方向从套接部逐渐向凸包垫片延伸的翘曲臂，凸包垫片与异形垫片的翘曲臂相抵持。
一种电子装置支撑座，包括基座、第一摇臂及枢接第一摇臂与基座的铰链接构，该铰链接构包括枢轴及套设于枢轴上的凸包垫片和异形垫片，该异形垫片具有套设于枢轴上的套接部及沿形垫片的圆周方向从套接部逐渐向凸包垫片延伸的翘曲臂，凸包垫片与异形垫片的翘曲臂相抵持。
上述铰链结构中的异形弹片形成向凸包垫片逐渐延伸的翘曲臂，凸包垫片抵持于该逐渐翘曲的翘曲臂，当扳动电子装置支撑座的各部分相对转动时，二者之间的抵持力变化，使该铰链结构枢接的两部分可相对转动至任意角度并停留，且由于抵持力的变化为连续变化，使用者扳动时所需的力度较为均匀，无需时大时小，手感较好。
附图说明
图1所示为本发明实施例的电子装置支撑座立体示意图。
图2为图1中电子装置支撑座的第一铰链结构及其他部分零件的分解图。
图3为图2中零件分解图的另一视角视图。
图4为图1中电子装置支撑座的第一铰链结构铰接处的剖视图。
图5为图2中第一铰链结构中凸包垫片和异形弹片的示意图。
图6为图1中电子装置支撑座的第二铰链结构及其他部分零件的分解图。
图7为图6中零件分解图的另一视角视图。
具体实施方式
本发明的铰链结构及使用该铰链结构的电子装置支撑座可用于笔记本电脑、液晶显示器、摄像头及电子放大镜等电子装置，本实施例中以应用于台灯为例，对本发明的铰链结构及使用该铰链结构的电子装置支撑座作进一步的详细说明。
请同时参阅图1至图3，电子装置支撑座100包括基座10、第一衔接座20、第一摇臂30、第二摇臂40、第二衔接座50、枢接第一衔接座20与第一摇臂30的第一铰链结构60、枢接第一摇臂30与第二摇臂40的第二铰链结构70及枢接第二摇臂40与第二衔接座50的第三铰链结构(图未示)。其中，第一衔接座20连接于基座10上，第二衔接座50与台灯的灯头(图未示)连接。第一衔接座20与第二衔接座50的结构相同，第一铰链结构60与第三铰链结构的结构相同，第二铰链结构70的结构与第一铰链结构60的结构相近。
请再同时参阅图4，第一衔接座20包括相互垂直的枢接部21及连接部23。枢接部21为圆柱结构，其上开设有轴向延伸的阶梯孔211，该阶梯孔211包括依次相连且内径依次减小的第一孔2111、第二孔2113及第三孔2115。连接部23上开设有轴向延伸的轴孔231，该轴孔231与阶梯孔211的第二孔2113相通。
请同时参阅图1至图3，第一摇臂30和第二摇臂40结构相同。第一摇臂30包括第一臂部31、从第一臂部31一端延伸出的两个第一枢接脚33及从第一臂部31的另一端延伸出的第一套筒35。第二摇臂40包括第二臂部41、从第二臂部41一端延伸出的两个第二枢接脚43及从第二臂部41的另一端延伸出的第二套筒45。两个第一枢接脚33上均开设有阶梯孔331。
第一铰链结构60包括枢轴61、依次套设于枢轴61上的第一固定件62、两个摩擦片63、第二固定件64、凸包垫片65、两个异形弹片66、弹片组67、平垫片68及紧固螺母69。
枢轴61包括相连接的头部611及杆部613，该杆部613的截面为非圆形。第一固定件62为一近似矩形板，其边缘凸出两个卡持凸起621。该第一固定件62收容于第一摇臂30的两个第一枢接脚33其中一个的阶梯孔331内，该第一固定件62上开设多个螺孔并通过螺钉固定于该第一枢接脚33上。
两个摩擦片63边缘凸出形成有凸片631，其中一个摩擦片63上的凸片631卡持于第一固定件62的两个卡持凸起621之间，另一个摩擦片63的凸片631卡持于第二固定件64上。
第二固定件64也为一近似矩形板，该第二固定件64收容于第一衔接座20上的阶梯孔211的第一孔2111内，该第二固定件64上开设多个螺孔并通过螺钉与第一衔接座20固定连接。
请参阅图5，凸包垫片65具有抵持面651，该抵持面651上凸出形成两个对称的凸包653，该凸包垫片65边缘凸伸出一个凸块655，该凸块655卡持于第二固定件64。
两个异形垫片66结构相同，相互叠加设置。该异形垫片66具有套设于枢轴61上的套接部661及从套接部661延伸出的翘曲臂663，翘曲臂663具有与其他部位相连接的固定端6631及远离固定端6631的自由端6633，该翘曲臂663自固定端6631沿圆周方向延伸并在轴向逐渐偏离异形垫片66的中心，进而相对异形垫片66的其他部位形成一个坡面6635。可根据实际调节角度的需要设置该翘曲臂663的周向延伸长度。设置两个异形垫片66叠加，可承受较大轴向力。本实施例中，异形垫片66的翘曲臂663的坡面6635沿圆周方向的曲线为余弦函数的积分曲线，即该翘曲臂663相对套接部661沿轴向翘曲的距离与该翘曲臂663沿圆周方向延伸的角度之间满足余弦函数的积分函数即正弦函数的关系。翘曲臂663与异形垫片66的其他部位为平滑过渡连接。当然，异形垫片66的翘曲臂663沿圆周方向的延伸曲线也可以为除余弦函数的积分曲线之外的其他曲线，只要使该异形垫片66与凸包垫片65相抵持时的抵持力的变化满足要求即可。
当第一摇臂30相对第一衔接座20转动一角度时，凸包垫片65与异形垫片66的翘曲臂663相抵持并相对转动相应角度，二者之间的抵持力改变，该变化的抵持力使第一铰链结构60上的元件与第一摇臂30的一个第一枢接脚33之间的静摩擦力改变，因此该静摩擦力产生的力矩也发生改变，此时，由于第一摇臂30相对第一衔接座20的转动，使第一摇臂30第二摇臂40与其所承载的台灯灯头的倾斜角度改变进而导致上述几个部件的重力力矩改变，因此变化的摩擦力力矩与变化的重力力矩始终保持平衡，使第一摇臂30转动任意角度后可停留。
当然，若第一铰链结构60所需承受的轴向力不大时也可只设置一个异形垫片66。凸包垫片65上也可只设置一个凸包653，相应地，异形垫片66上仅具有一个翘曲臂663。
请参阅图2和图3，该第一铰链结构60中，第一固定件62和两个异形垫片66的中心孔均为与枢轴61的截面形状相当的非圆孔，其余套设于枢轴61上的元件的中心孔均为圆孔。
请参阅图2至图4，枢接第一衔接座20与第一摇臂30时，先将第一铰链结构60组装好并装到第一衔接座20上，其中第一铰链结构60的第二固定件64与第一衔接座20固定；再将第一衔接座20连同第一铰链结构60装至第一摇臂30的两个第一枢接脚33之间，将第一铰链结构60的第一固定件62与一个第一枢接脚33固定。
先将第一固定件62、两个摩擦片63、第二固定件64、凸包垫片65、两个异形垫片66、弹片组67、平垫片68及紧固螺母69依次套于枢轴61上，将第一铰链结构60组装好。其中，将第一固定件62与第二固定件64错开，使第一固定件62不会遮挡第二固定件64上开设的螺孔。然后将该第一铰链结构60螺合有紧固螺母69的一端伸入第一衔接座20的阶梯孔211内，其中，枢轴61的一部分、凸包垫片65、异形垫片66、弹片组67、平垫片68及紧固螺母69均收容于阶梯孔211的第二孔2113内，第二固定件64及一个摩擦片63的一部分收容于第一孔2111内，枢轴61的头部611和杆部613的一部分、第一固定件62及另一个摩擦片63则露出阶梯孔211。将第二固定件64用螺钉固定连接于第一衔接座20。
再将第一摇臂30的两个第一枢接脚33往两边稍稍扳开，使连接有第一铰链结构60的第一衔接座20连同第一铰链结构60一起插入两个连接脚33之间。松开扳动的两个第一枢接脚33，第一铰链结构60的枢轴61的头部611和杆部613的一部分、第一固定件62及另一个摩擦片63则伸入到一个第一枢接脚33上的阶梯孔331内，其中第一固定件62抵持于该阶梯孔331内的台阶面上。通过螺钉(图未示)从该第一枢接脚33远离另一个第一枢接脚33的一侧锁入，将该第一固定件62固定连接于该第一枢接脚33上。
当然，第一固定件62及第二固定件64也可通过粘接等方式固定于第一摇臂30的第一枢接脚33及第一衔接座20上。
当然，也可将凸包垫片65与枢轴61相固定，而将异形垫片66与第二固定件64相固定。
为了使第一衔接座20与第一摇臂30的两个第一枢接脚33枢接的平衡性更好，本发明进一步包括转轴组件80。该转轴组件80包括转轴81及卡持于转轴81末端的卡环83。该转轴81包括相连接的头部811及杆部813。头部811卡持于第一摇臂30的另一个第一枢接脚33的阶梯孔331内的台阶面上，杆部813的末端从第一衔接座20的阶梯孔211的第三孔2115伸入到第二孔2113内，将卡环83从第一衔接座20的连接部23上的轴孔231送入并卡持于杆部813的末端。
请同时参阅图1和图6、图7，第二铰链结构70与第一铰链结构60结构相近，包括枢轴71、依次套设于枢轴71上的卡持垫片72、第一固定件73、两个摩擦片74、第二固定件75、凸包垫片76、两个异形垫片77、弹片组78及紧固螺母79。其中，枢轴71、卡持垫片72、第一固定件73、一个摩擦片74、异形垫片77及紧固螺母79一起转动，其余元件相对以上几个元件转动。第二铰链结构70部分容置于第一摇臂30的第一套筒35，其余部分容置于第二摇臂40的第二套筒45。其中，第一套筒35上沿轴向部分长度开设有开槽351，使第一固定件73卡持于第一套筒35，第二套筒45沿轴向部分长度开设有开槽451，第二固定件75卡持于第二套筒45。
第二铰链结构70中的第一固定件73及第二固定件75与第一铰链结构60中的第一固定件62及第二固定件64在结构上存在一些区别。第一固定件73包括枢接片731及垂直于枢接片731的卡持片733，第二固定件75包括枢接片751及垂直于枢接片751的卡持片753，第一固定件73的卡持片733可卡持于第一套筒35的开槽351内，第二固定件75的卡持片753可卡持于第二套筒45的开槽451内。
当然，第二铰链结构70中的第一固定件73及第二固定件75也可为与第一铰链结构60中的第一固定件62及第二固定件64相同的结构，相应地，第一套筒35及第二套筒45上则需开设阶梯孔。
第二摇臂40与第二衔接座50处的铰接结构和第一摇臂30与第一衔接座20处的铰接结构相同。
请同时参阅图1、图2和图4，使用该电子装置支撑座100时，当第一摇臂30和第二摇臂40处于一条直线上且垂直于基座10时，第一铰链结构60、第二铰链结构70所需提供的扭力最小，即需要的各元件之间的轴向力最小。此时第一铰链结构60的凸包垫片65和异形垫片66之间不产生弹力，第一铰链结构60的各元件之间的轴向抵持力完全靠弹片组67提供，第三铰链结构与第一铰链结构60的情况相同。此时，凸包垫片65抵持于异形垫片66的翘曲臂663的起始部位。请参阅图6，第二铰链结构70的凸包垫片76和异形垫片77之间也不产生弹力，第二铰链结构70的各元件之间的轴向抵持力完全靠弹片组78提供。
请同时参阅图2和图6，当第一摇臂30、第二摇臂40或二者之一转动一个角度时，灯头(图未示)及第一摇臂30和第二摇臂40的重力在垂直方向产生的力矩增大，此时第一铰链结构60的凸包垫片65和异形垫片66之间、第二铰链结构70的凸包垫片76和异形垫片77之间也转过一个角度，产生的轴向力使得各元件与第一摇臂30及第二摇臂40之间的静摩擦力增大，该增大的静摩擦力产生的力矩正好平衡增大的重力力矩。因此使第一摇臂30、第二摇臂40转动至任意角度而停留。
由于第一铰链结构60中的凸包垫片65与异形垫片66抵持时，在第一铰链结构60的转动范围内，翘曲臂663的沿轴向的翘曲程度为连续变化，抵持面651上的凸包653始终抵持于异形垫片66的翘曲臂663的坡面6635上，该坡面6635为一段连续的面，所以使用者在扳动第一摇臂30进行角度调节时，需要施加的外力变化均匀，不会时大时小，手感较好。同样，调节第二摇臂40时也具有较好的调节手感。
上述电子装置支撑座100的第一铰链结构60和第二铰链结构70中，异形垫片66及异形垫片77既起到凹陷垫片的作用也起到弹片的作用，且该异形垫片66只需冲压一步完成，加工容易，成本较低。其中，异形垫片66的翘曲臂663具有自由端6633，当第一铰链结构60使用次数较多导致各元件的轴向抵持力减小时，可扳动该自由端6633，使其相对异形垫片66的套接部661沿轴向偏离的距离增大，进而对第一铰链结构60提供一较大的轴向抵持力度，该自由端6633便于校正，使用与维护方便。
可以理解，本发明中第二铰链结构70也可设置为与第一铰链结构60相同的结构，相应地，将第一摇臂30的第一套筒35和第二摇臂40的第二套筒45上开设的轴向孔设置为阶梯孔。
可以理解，第一铰链结构60中的紧固螺母69及第二铰链结构70中的紧固螺母78也可由过盈配合的套筒等紧固件代替。
可以理解，第一衔接座20也可为直接凸出于基座上的一个套筒结构。
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 (10)

1.一种铰链结构，包括枢轴及套设于所述枢轴上的凸包垫片，其特征在于：所述铰链结构还包括套设于所述枢轴上的异形垫片，所述异形垫片具有套设于所述枢轴上的套接部及沿所述异形垫片的圆周方向从所述套接部逐渐向所述凸包垫片延伸的翘曲臂，所述凸包垫片与所述异形垫片的翘曲臂相抵持。
2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述异形垫片的翘曲臂相对所述套接部形成连续的坡面，所述凸包垫片的抵持面上形成有凸包，所述凸包与所述坡面相抵持。
3.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述凸包垫片和所述异形垫片中的其中一个随所述枢轴转动，另一个相对所述枢轴可转动。
4.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述凸包垫片与所述翘曲臂为弹性抵持。
5.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述铰链结构还包括套设于所述枢轴上的第一固定件及第二固定件，所述第一固定件随所述枢轴转动，所述第二固定件相对所述枢轴可转动。
6.如权利要求1或2所述的铰链结构，其特征在于：所述异形垫片的翘曲臂相对异形垫片的套接部沿轴向翘曲的距离和所述翘曲臂沿圆周方向延伸的角度之间呈正弦函数关系。
7.一种电子装置支撑座，包括基座、第一摇臂及枢接所述第一摇臂与所述基座的铰链接构，所述铰链接构包括枢轴及套设于所述枢轴上的凸包垫片，其特征在于：所述铰链结构还包括套设于所述枢轴上的异形垫片，所述异形垫片具有套设于所述枢轴上的套接部及沿所述异形垫片的圆周方向从所述套接部逐渐向所述凸包垫片延伸的翘曲臂，所述凸包垫片与所述异形垫片的翘曲臂相抵持。
8.如权利要求7所述的电子装置支撑座，其特征在于：所述翘曲臂相对所述套接部形成坡面，所述凸包垫片上形成凸包，所述凸包抵持于所述翘曲臂的坡面。
9.如权利要求7所述的电子装置支撑座，其特征在于：所述电子装置支撑座进一步包括第二摇臂，所述第二摇臂与所述第一摇臂通过所述铰链结构枢接。
10.如权利要求9所述的电子装置支撑座，其特征在于：所述铰链结构还包括套设于所述枢轴上的第一固定件及第二固定件，所述第一固定件相对所述枢轴固定，所述第二固定件相对所述枢轴可转动。
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