CN102089537B - 双轴铰链机构 - Google Patents

Abstract

一种双轴铰链机构，其由将显示器(3)相对于第一旋转中心轴(X)自由打开关闭的显示器开闭机构(200)、和能将相对于第一旋转中心轴(X)朝打开方向旋转后的显示器(3)相对于与第一旋转中心轴(X)正交的第二旋转中心轴(Y)转动的显示器旋转机构(100)构成。显示器旋转机构(100)包括：被固定于显示器开闭机构(200)的底座(21)上的副底座(14)；一端被固定于显示器(3)、另一端能以第二旋转中心轴(Y)为中心转动地支承于副底座(14)的圆筒状凸起(11)；以及一端被固定于显示器开闭机构(200)的底座(21)、并将另一端侧插入到凸起(11)内来对凸起(11)枢轴支承的衬套(34)。

Description

双轴铰链机构

技术领域

本发明涉及一种进行显示器进出的开闭和改变朝向的旋转（自转）的双轴铰链机构。

背景技术

近年来的轿车中，有的为了后部座席的乘客而设置有用于电视、DVD、游戏等的显示器。具有3排座席和相对座席等的车辆中，显示器设在车辆的顶板处。这种显示器最好能对应乘客的落座状态，也就是说对应朝前、朝后、向后靠的状态等改变画面的朝向。此外，不止车辆有此种要求，只要是具有显示器的设备都有此种要求。

将使显示器开闭来进出、并使其自转来改变朝向的现有的双轴铰链的结构示于图7。图7是表示将显示器安装到现有的双轴铰链上的状态的主视图。双轴铰链由使显示器3自转而转动的显示器旋转机构100和使显示器3打开关闭的显示器开闭机构200构成。显示器开闭机构200以第一旋转中心轴（以下简称“第一轴”）X为中心轴来使显示器3朝显示器旋转机构100各自的开闭方向转动，显示器旋转机构100以第二旋转中心轴（以下简称“第二轴”）Y为中心轴使显示器3自转而转动。

图8是图7所示的现有的双轴铰链的显示器旋转机构100的分解立体图，图9A是显示器旋转机构100的剖视图。在显示器3的一个面上设有以第二轴Y为中心轴的圆筒状的凸起11。在凸起11的与显示器3相反侧的端部上形成有将外周面的一部分加工成平坦而形成的D形切割部11a以及将前端缩径而形成的周槽11c。而且，在D形切割部11a的上侧环绕地设有从外周面突出的保持部11b。

将环状的按压板12及板簧13、副底座（sub base）14、以及同样呈环状的板簧15及按压板16依次套在凸起11上。通过将凸起11的周槽11c的边缘铆接来形成铆接部11d，从而将凸起11固定到副底座14。上述副底座14通过螺钉17而被固定到显示器开闭机构200的底座21上。

在分别形成于按压板12、16和板簧13、15上的孔的内周，形成有用于与凸起11的D形切割部11a嵌合的直线部12a、13a、15a、16a。通过将D形切割部11a与直线部12a、13a、15a、16a嵌合，若使凸起11旋转，则按压板12、16和板簧13、15就会与凸起11一体旋转。另一方面，由于在穿设于副底座14上的孔14a的内周没有设有直线部，因此即使凸起11旋转，副底座14也不会转动。

按压板16的内周形成为与周槽11c嵌合的直径，通过将按压板16与周槽11c嵌合，来限制向上侧的移动。而且，通过将按压板16固定于周槽11c，来确定由按压板16和保持部11b形成的保持宽度H（图9A）。在上述保持宽度H部分安装有按压板12、板簧13、副底座14以及板簧15，它们被保持部11b和按压板16从上下方向夹住。

在板簧13、15的副底座14侧的面上设有用于与副底座14的卡合孔14b卡合的卡合凸部13b、15b，上述卡合凸部13b、15b利用板簧13、15所具有的弹性力而被按压到副底座14上。在卡合凸部13b、15b被按压到副底座14后一边滑动一边旋转，通过与卡合孔14b卡合，来将显示器3相对于副底座14定位成规定的角度。相反，在卡合凸部13b、15b在没有与卡合孔14b卡合的位置上时，板簧13、15弯曲了卡合凸部13b、15b高度这样的量。为了确保凸起11相对于副底座14旋转所需的缝隙，对保持宽度H进行调整，以在副底座14与其两个面上的板簧13、15之间设置缝隙I。另外，将上述缝隙I设为卡合凸部13b、15b所突出的高度以下。

因此，由于显示器3能通过凸起11以第二轴Y为中心自转而相对于副底座14转动，而且被板簧13、15弹性按压于副底座14，因此，具有适当的滑动阻力，并需要适当的转矩来自转转动。

此外，例如在专利文献1所公开的铰链装置是通过如下方式形成的：使铰链主体插通设于两个筐体的各端部的筒部，以将两个筐体可自由转动地连结。在上述铰链主体的前端部设置具有弹性的卡合部，并将该卡合部与筒部弹性卡合。

专利文献1：日本专利特开2005-249067号公报

发明内容

由于现有的铰链机构是如上所述构成，因此，在图7～图9A所示的双轴铰链机构中，存在板簧13、15因振动而在由缝隙I产生的凸起11的倾斜中弯曲，从而使得显示器旋转机构100晃动这样的技术问题。图9B是表示对图9A所示的现有的双轴铰链的显示器旋转机构100施加振动时的晃动的状态的剖视图。由于与第二轴Y平行的铰链连结部只有显示器旋转机构100一处，因此在显示器旋转机构100的缝隙I内产生的凸起11的晃动会直接与显示器3的抖动J关联。由于具有弹性的板簧13、15在施加了振动后会弯曲，因此会因由缝隙I产生的凸起11的根部的倾斜而产生较大的抖动J。

此外，在专利文献1这样的现有的铰链机构中，由于卡合部弹性按压两个筐体，因此能防止各筐体在铰链主体轴向上的晃动，但无法防止卡合部向轴正交方向的弯曲。因此，在对筐体施加振动时，存在卡合部弯曲而产生晃动这样的技术问题。

而且，在将上述现有的铰链机构应用于设置在车辆上的显示器装置中时，由于在铰链机构中会因行驶中的振动而产生晃动，从而使显示器抖动，其结果是，存在图像很难看清这样的技术问题。

本发明为了解决上述技术问题发明而成，其目的在于，防止因振动而使显示器旋转机构晃动，来抑制显示器抖动。

本发明的双轴铰链机构由将显示器相对于第一旋转中心轴自由打开关闭的显示器开闭机构和能将相对于第一旋转中心轴朝打开方向旋转后的显示器相对于与第一旋转中心轴正交的第二旋转中心轴转动的显示器旋转机构构成，显示器旋转机构包括：被固定于显示器开闭机构的底座的副底座；一端被固定于显示器、另一端能以第二旋转中心轴为中心转动地支承于副底座的圆筒状凸起；以及一端被固定于显示器开闭机构的底座，被从另一端侧插入凸起内来对该凸起枢轴支承的衬套。

根据本发明，由于固定于底座的衬套被插入到被可转动地支承于副底座的凸起内来对该凸起枢轴支承，因此，能防止因显示器旋转机构的刚性提高而由振动引起的晃动，其结果是，能抑制显示器的抖动。

附图说明

图1A是表示利用本发明实施方式1的双轴铰链机构进行的显示器的动作，是将显示器关闭后的状态的立体图。

图1B是图1A所示状态的示意剖视图。

图1C是表示利用本发明实施方式1的双轴铰链机构进行的显示器的动作，是将显示器打开120度后的状态的立体图。

图1D是表示利用本发明实施方式1的双轴铰链机构进行的显示器的动作，是将显示器打开90度后的状态的立体图。

图1E是表示利用本发明实施方式1的双轴铰链机构进行的显示器的动作，是从图1C所示的状态反转后的状态的立体图。

图1F表示利用本发明实施方式1的双轴铰链装置进行的显示器的动作，是反转后的显示器从图1E所示的状态旋转30度后的状态的立体图。

图1G是表示利用本发明实施方式1的双轴铰链机构进行的显示器的动作，是将显示器反转收纳后的状态的立体图。

图2A是本发明实施方式1的双轴铰链机构的主视图。

图2B是本发明实施方式1的双轴铰链机构的立体图。

图3是表示本发明实施方式1的双轴铰链机构中将显示器旋转机构与显示器开闭机构分解后的状态的立体图。

图4是表示本发明实施方式1的双轴铰链机构的显示器旋转机构的分解立体图。

图5A是沿图2B的MM线对本发明实施方式1的双轴铰链机构的显示器旋转机构切开后的剖视图。

图5B是沿图2B的NN线对本发明实施方式1的双轴铰链机构的显示器旋转机构切开后的剖视图。

图6是表示本发明实施方式1的双轴铰链机构的显示器旋转机构的动作的说明图。

图7是表示在现有的双轴铰链上安装有显示器的状态的主视图。

图8是表示现有的双轴铰链的显示器旋转机构的分解立体图。

图9A是表示现有的双轴铰链的显示器旋转机构的剖视图。

图9B是表示对现有的双轴铰链的显示器旋转机构施加振动后的剖视图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。

实施方式1

以下，参照附图对本发明实施方式1进行详细说明。另外，在以下的实施方式的说明中，对与先前说明的现有技术（图7～图9B）的构成要素相同或相当的构件标注相同的符号，而省略其说明。

实施方式1是将本发明的双轴铰链机构显示器应用于设置在车辆的车厢内顶板面上的显示器装置的情况。图1A～图1G是表示设置有实施方式1的双轴铰链机构的显示器装置的一系列的开闭、自转动作的图，图2A是表示在上述显示器装置中所采用的实施方式1的双轴铰链机构的主视图，图2B是该双轴铰链机构的立体图。图3是将实施方式1的双轴铰链机构中的显示器旋转机构100与显示器开闭机构200分解后的状态的立体图，图4是显示器旋转机构100的分解立体图。图5A是沿图2B的MM线将显示器旋转机构100切开的剖视图，图5B是沿图2B的NN线切开的剖视图。图6是表示从图3所示的L方向观察的显示器旋转机构100的动作的说明图。

如图1A～图1G所示，显示器装置1由设置于车辆的顶板面的作为显示器收纳部的显示器收纳壳体2和相对于该显示器收纳壳体2可旋转（开闭）进出的显示器3形成。显示器3的一侧的面上设有画面3a。显示器3通过以设定于其一端部的第一轴X为中心旋转，就能例如如图1C所示地相对于显示器收纳壳体2打开。显示器3通过在如图1D所示相对于显示器收纳壳体2打开90度的状态下以相对于第一轴X垂直并与显示器3的画面3a平行的第二轴Y为中心旋转180度，就能如图1E所示地反转。而且，如图1G所示,显示器3即使处于反转的状态，也能收纳于显示器收纳壳体2。另外，在以下的说明中，与相对于第一轴X的角度无关，将显示器3处于相对于第二轴Y旋转前的状态（图1A～图1D）时称为正规状态，与相对于第一轴X的角度无关（图1E～图1G），将显示器相对于第二轴Y旋转180度而反转后的状态称为反转状态或反转后的状态。

显示器3的端部与显示器收纳壳体2之间设有将显示器3相对于显示器收纳壳体2锁定或释放的锁定机构4。显示器3的前端侧端面的中央部开设有作为锁定机构4的一方侧的锁定构件的锁孔5。如图1B所示，锁孔5与第一轴X正交，并设于穿过显示器3的宽度方向和厚度方向的中心的第二轴Y上。显示器收纳壳体2侧设有作为另一方侧的锁定构件的锁定爪构件6，该锁定爪构件6具有与锁孔5可卡合、脱离的爪部6a，并利用轴7设置成可转动。锁定爪构件6的相对于轴7与爪部6a相反的一侧设有操作部6b，将爪部6a压入锁孔5内的弹簧力通过弹簧8施加到该操作部6b上。操作部6b的与弹簧8相反的一侧设有按钮9，该按钮9露出于显示器收纳壳体2的表面。通过按压按钮9，锁定爪构件6转动，爪部6a从锁孔5脱离，显示器3以第一轴X为中心向下方打开。此外，将显示器3压入显示器收纳壳体2时，显示器3在克服弹簧8的弹簧力使爪部6a（锁定爪构件6）转动的同时进入显示器收纳壳体2中，锁孔5到达爪部6a的位置时，爪部6a进入锁孔5，从而将显示器3锁定。爪部6a的前端设有斜面，以便在被显示器3按压时能容易转动。

此外，显示器收纳壳体2内的与显示器3的面（设有画面3a的表面的除画面3a以外的部分及背面3b）抵接的部分设有橡胶垫10。收纳显示器3时，显示器3的面与橡胶垫10接触或保持一定的距离。橡胶垫10作为收纳显示器3时将显示器3压入显示器收纳壳体2内时的缓冲，并防止处于收纳状态的显示器3的振动等所产生的异常噪声、显示器3的受损。

根据图1A～图1G说明本显示器装置1的动作的一例，图1A和图1B是显示器3处于收纳于显示器收纳壳体2中的状态，在该状态下，通过按压按钮9，锁定爪构件6的爪部6a从锁孔5脱离，显示器3在显示器3的自重的作用下以第一轴X为中心旋转打开。图1C表示将打开的显示器3进一步转动到其画面3a适合从F方向观察（视听）的位置（从关闭状态旋转120度后的位置）并定位的状态。适合观察的位置可对应乘员的落座状态等选择若干位置。图1D表示显示器3相对于关闭位置旋转90度后的状态。显示器3以该状态为基准位置以第二轴Y为中心旋转（自转）。图1E中表示显示器3相对于图1D的状态自转180度后的状态。显示器3能在反转后的状态下，以第一轴X为中心旋转并在规定的观察位置定位。图1F中表示显示器3从图1E所示的反转后的状态旋转规定角度（相对于关闭状态成60度）、定位在适合从B方向观察的位置的状态。也就是说，是例如画面3a的位置从车厢内朝向前方的乘员的观察位置（图1C）变更为朝向后方的乘员的观察位置后的状态。而且，图1G表示反转状态的显示器3在该状态下收纳于显示器收纳壳体2的状态。画面3a处于收纳于顶板面的状态，是例如当乘员使座席向后靠时容易观察的状态。

接着，根据图2～图5B来对实现上述显示器3的绕第二轴Y的自转转动动作的双轴铰链机构的显示器旋转机构100进行说明。显示器3呈扁平的长方体状，如上所述其一面上设有画面3a。显示器3的上表面3c的中央部通过铆接固定有以第二轴Y为中心轴的圆筒状的凸起11。另一方面，在显示器开闭机构200的底座21上固定有圆筒状的刚性的衬套34，该衬套34的外径比凸起11的内径小的可供嵌合程度的大小。如图3所示，通过将衬套34插入到凸起11中，并用螺钉17将与凸起11形成一体的副底座14与底座21的螺孔22旋紧，从而将显示器旋转机构100与显示器开闭机构200连结。如图5A和图5B所示，衬套34的第二轴Y方向上的长度是到凸起11中途的位置。即使在将凸起11与上表面3c铆接时发生毛刺、突起而形成鼓起部35，通过将衬套34的第二轴Y方向上的长度设定成到凸起11中途的高度、即不与鼓起部35抵接的程度，从而能将衬套34完全插入凸起11，不会在途中的插入位置上将副底座14固定到底座21上。其结果是，能使凸起11相对于衬套34的旋转性能稳定。

此外，在凸起11的内周面与衬套34的外周面之间形成的缝隙K只是微小的可供嵌合程度的大小。因此，即使对双轴铰链机构施加振动，凸起11相对于衬套34在缝隙K的范围内倾斜，从而能防止板簧13、15在缝隙I中弯曲而晃动。因此，显示器3不会在与第二轴Y正交的方向上有很大的振动。此外，衬套34形成为中空，在其中穿过柔性印刷基板等配线构件37。配线构件37将显示器3与显示器收纳壳体2侧的主基板（未图示）连接，来接收发送电信号。而且，在衬套34的绕显示器3的外周面上环绕设有槽34a，在该槽34a中插入O形环（粘弹性构件）36。该O形环36成为对双轴铰链机构施加振动时的缓冲，并能防止产生凸起11与衬套34的碰撞声。

在副底座14的表面朝下方突设有两个用于与按压板16侧的抵接部32抵接来限制显示器3旋转的限位件31。此外，在按压板16上设有朝向径向外侧突出的抵接部32和突出部33。该抵接部32形成为与副底座14的限位件31相抵接的长度，另一方面，突出部33形成为比抵接部32短的长度，以使其不与限位件31抵接。

接着，根据图6对显示器旋转机构100的自转转动动作进行说明。图6是从副底座14的背面观察的图，省略了与显示器旋转机构100连接的显示器3的图示。

如图6（a）所示，以抵接部32的位置为基准位置。在该基准位置上时，显示器3处于正规状态。如图6（a）所示，在板簧13、15的卡合凸部13b、15b与副底座14的卡合孔14b卡合时，按压板16的抵接部32形成在与限位件31抵接的位置、或存在些许缝隙的位置。因此，若从图6（a）所示的基准位置起使显示器3自转而转动，则凸起11与显示器3一起一边被衬套34枢轴支承一边转动，此外，与凸起11嵌合的按压板16的抵接部32也转动。此时，由于突出部33的径向长度比抵接部32的短，因此，不会与限位件31抵接（图6（b））。若抵接部32从基准位置转动180度到图6（c）所示位置，则卡合凸部13b、15b与卡合孔14b卡合而被定位，即使再朝相同方向转动，抵接部32也会与限位件31抵接而不会进一步转动。此时，显示器3自转转动180度而处于反转状态。

通过如上所述将抵接部32与限位件31抵接，不仅能将显示器3的旋转角限制在180度，还能将可旋转的方向限制在一个方向上。因此，插通凸起11和衬套34的内部的配线构件37的扭转角也在180度以内，从而能防止因扭转而断线。

接着，根据图2A、图2B和图3来对实现显示器3的绕第一轴X的开闭动作的双轴铰链机构的显示器旋转机构200进行说明。

在显示器收纳壳体2上隔开规定间隔设有一对支架25、26。另一方面，在底座21的两端分别安装有连接部23，在这些连接部23上将关闭轴24分别设置在一直线上。在开闭轴24的前端以与开闭轴24一体旋转地安装有开闭板簧25。此外，在开闭轴24与开闭板簧25之间安装有支架26。在开闭板簧25的支架26侧的面上设有开闭卡合凸部25a，该开闭卡合凸部25a通过开闭板簧25所具有的弹性力而被弹性按压到支架26上。在另一方的支架26上以在圆周方向上隔开规定间隔的方式设有开闭卡合凹部28a、28b、28c。这些开闭卡合凹部28a、28b、28c用于将显示器3定位在规定的观察位置上，间隔（角度）可适当加以确定。

因此，由于显示器3能通过开闭轴24以第一轴X为中心相对于支架26转动，而且开闭板簧25被开闭卡合凸部25a弹性按压于支架26，因此，具有适当的滑动阻力，并需要适当的转矩来开闭。

而且，在支架26的开闭卡合凹部28a侧的边缘形成有开闭限位件27。上述开闭限位件27通过与安装于开闭轴24前端的开闭板簧25抵接，来防止显示器3开闭到规定量以上。

另外，由于显示器开闭机构200包括与第一轴X方向平行的两个开闭轴24，因此耐振动性高、且不易发生晃动。

如上所述，根据实施方式1，将显示器旋转机构100构成为包括：被固定于显示器开闭机构200的底座21上的副底座14；一端被固定于显示器3的上表面3c、另一端能以第二轴Y为中心转动地支承于副底座14的圆筒状凸起11；以及一端被固定于底座21、被插入到凸起11内来对凸起11枢轴支承的衬套34。因此，即使对双轴铰链机构施加振动，凸起11相对于衬套34在缝隙K的范围内倾斜，从而能防止板簧13、15弯曲而晃动。其结果是，能防止因显示器旋转机构100的刚性提高而导致由振动引起的晃动，从而能抑制显示器3的抖动。

此外，衬套34形成为到凸起11中途的长度。因此，衬套34不会与凸起11的鼓起部35抵接，能将衬套34完全插入凸起11。因此，能使凸起11相对于衬套34的旋转性能稳定。

此外，在衬套34的外周面设置槽34a，并在该槽34中插入O形环36。因此，即使对双轴铰链机构施加振动，该O形环36也能作为缓冲，并能防止产生凸起11与衬套34的碰撞声。

此外，由于将衬套34制成为圆筒状，因此能使将显示器3与主基板37连接的配线构件37插通衬套34内。

另外，根据上述实施方式1，将供用于防止碰撞声的O形环36放入的槽34a环绕设置在衬套34的外周面上，但也可以制成将槽环绕设置在凸起11的内周面来将O形环放入的结构。

此外，除了O形环之外，也可以将硅油等粘性高的流体放入槽中。

工业上的可利用性

如上所述，为了防止因振动引起的显示器旋转机构的晃动从而抑制显示器的抖动，本发明的双轴铰链机构由显示器开闭机构和显示器旋转机构构成，由于显示器旋转机构包括副底座、圆筒状的凸起、以及对该凸起枢轴支承的衬套，因此能适用于设置在汽车上的显示器的开闭中所采用的双轴铰链机构等。

Claims (3)

1.一种双轴铰链机构，其由如下机构构成：

显示器开闭机构，该显示器开闭机构能将显示器相对于第一旋转中心轴自由打开关闭；以及

显示器旋转机构，该显示器旋转机构能将相对于所述第一旋转中心轴朝打开方向旋转后的所述显示器相对于与所述第一旋转中心轴正交的第二旋转中心轴转动，

其特征在于，

所述显示器旋转机构包括：

副底座，该副底座被固定于所述显示器开闭机构的底座上；

圆筒状的凸起，该凸起的一端被固定于所述显示器，在该凸起的另一端的外周面安装有环状的板簧，该凸起的另一端能以所述第二旋转中心轴为中心转动地支承于所述副底座；以及

衬套，该衬套的一端被固定于所述显示器开闭机构的底座上，并将另一端侧插入所述凸起内来将所述凸起枢轴支承，且所述衬套是中空的圆筒状，

在所述凸起的内周面与所述衬套的外周面之间形成的缝隙是可供嵌合程度的大小，

所述凸起的另一端能以所述第二旋转中心轴为中心转动地通过所述板簧支承于所述副底座。

2.如权利要求1所述的双轴铰链机构，其特征在于，衬套为到凸起的中途的长度。

3.如权利要求1所述的双轴铰链机构，其特征在于，在衬套的外周面或凸起的内周面设置槽，并在所述槽中插入粘弹性构件。