CN102168717B - 一种铰链结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铰链结构，包括套筒、第一凸轮、按键、复位弹性体、主轴、第二凸轮、作动弹性体、从动件，其中，所述第一凸轮固定在套筒内，所述第一凸轮套设在按键上，所述按键可以沿径向与第一凸轮做相对运动，所述按键与复位弹性体的一端连接，所述主轴的一端与复位弹性体的另一端连接，所述第二凸轮、作动弹性体和从动件套设在主轴上，所述主轴另一端与从动件固定，所述第二凸轮与作动弹性体的一端连接，所述从动件与作动弹性体的另一端连接，第一凸轮的凸轮面具有螺旋斜面通过在凸轮面上设置螺旋斜面，通过螺旋斜面和作动弹性体的共同作用驱动第一凸轮沿主轴径向方向上移动，实现了一键开或手动开启功能，较现有技术的技术方案更紧凑。

Description

一种铰链结构

技术领域

本发明属于铰链领域，尤其涉及便携式移动终端铰链领域。

背景技术

目前，便携式移动终端如手机、PDA等分为直板式、翻盖式和滑盖式三种，其中翻盖式由于具有时尚的造型、趣味的使用方式以及对屏幕的保护功能得到了消费者的青睐。

大多数的翻盖结构都必然会采用到连接与设备主体以及屏幕之间的铰链结构。铰链结构作为翻盖设备的核心结构，直接影响到翻盖设备的使用体验以及寿命。现在大多数的铰链结构仅仅是提供了一种连接。

中国专利公开号1741722公开了一种铰链结构，包括主轴，端部为凸轮面的传动凸轮和滑动凸轮以及压簧，所述铰链结构进一步包括按钮，卡固件，仅可相对滑动凸轮滑动的套筒，用以卡止和释放滑动凸轮的滑动件，以及复位弹簧，主轴一端设螺杆部，转达凸轮开有螺旋孔，内设和螺杆部配合的内螺纹，转达凸轮套设在主轴的螺杆部，滑动凸轮、套筒、压簧、滑动件依次套设在主轴上。其中，在压簧的推动力和螺纹的作用下，套筒、滑动凸轮和转动凸轮一同相对主轴转动，同时滑动凸轮与转动凸轮之间通过凸轮面相互发生力的作用。该结构必然会导致摩擦面积的增加，减少寿命。且由于螺纹的存在，使其在装配的时候会增加更多的步骤不利于生产效率的提高。

发明内容

本发明为解决现有铰链结构技术中采用在主轴上设置螺纹而导致摩擦增加，装配复杂的技术问题，提供一种新的铰链结构。

一种铰链结构，包括套筒1、第一凸轮2、按键3、复位弹性体4、主轴5、第二凸轮6、作动弹性体8、从动件10，其中，所述第一凸轮2固定在套筒1内，所述第一凸轮2套设在按键3上，所述按键3可以沿径向与第一凸轮2做相对运动，所述按键3与复位弹性体4的一端连接，所述主轴5的一端与复位弹性体4的另一端连接，所述第二凸轮6、作动弹性体8和从动件10套设在主轴5上，所述主轴5另一端与从动件10固定，所述第二凸轮6与作动弹性体8的一端连接，所述从动件10与作动弹性体8的另一端连接，第一凸轮2的凸轮面具有螺旋斜面2b，所述第一凸轮2的凸轮面与所述第二凸轮6的凸轮面相配合，所述第一凸轮2可沿所述螺旋斜面在主轴5径向方向上移动。

本发明实施例提供的铰链结构通过在凸轮面上设置螺旋斜面，通过螺旋斜面和作动弹性体的共同作用驱动第一凸轮沿主轴径向方向上移动，实现了一键开及手动开启的双重选择功能，较现有技术的技术方案更紧凑，接触面更小，装配更简单。

附图说明

图1是本发明实施例铰链结构分解立体图

图2是本发明实施例铰链结构的另一方向分解立体图

图3是本发明实施例铰链结构闭合状态剖视图

图4是本发明实施例铰链结构的闭合状态局部剖视图

图5是本发明实施例铰链结构的闭合状态另一方向局部剖视图

图6是本发明实施例铰链结构按键最大行程时开启过程状态的局部剖视图

图7是本发明实施例铰链结构的装配后立体视图

图8是本发明实施例铰链结构的装配后另一方向立体视图

图9是本发明实施例铰链结构静凸轮视图

图10是本发明实施例铰链结构静凸轮另一方向视图

图11是本发明实施例铰链结构动凸轮视图

图12是本发明实施例铰链结构动凸轮另一方向视图

图13是本发明实施例铰链结构与手机装配结构分解图

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图12所示，本发明实施例公开的一种铰链结构，包括套筒1、第一凸轮2、按键3、复位弹性体4、主轴5、第二凸轮6、作动弹性体8、从动件10，其中，所述第一凸轮2固定在套筒1内，所述第一凸轮2套设在按键3上，所述按键3可以沿径向与第一凸轮2做相对运动，所述按键3与复位弹性体4的一端连接，所述主轴5的一端与复位弹性体4的另一端连接，所述第二凸轮6、作动弹性体8和从动件10套设在主轴5上，所述主轴5另一端与从动件10固定，所述第二凸轮6与作动弹性体8的一端连接，所述从动件10与作动弹性体8的另一端连接，第一凸轮2的凸轮面具有螺旋斜面，所述第一凸轮2的凸轮面与所述第二凸轮6的凸轮面相配合，所述第一凸轮2可沿所述螺旋斜面在主轴5径向方向上移动。

套筒1为中空圆柱形腔壳，一端1d开口，另一端1f为长腰形中空柱体腔壳，此端部开有一圆柱形孔1e。套筒1的外壁上设有第一卡持部1a。

第一凸轮2容置在套筒1内，一端2f为带圆形内孔的圆柱体，外圆柱面设有第一双第一卡持面2a，内部开设有滑槽2e，其第一卡持面2a与套筒1的卡持面1g相配合，其端面2f与套筒1的圆形内孔1e的端面内侧配合。采用激光焊接，沿套筒1外表面将套筒1与第一凸轮2焊在一起，彼此结合为一个组件，并且之间无相对运动。第一凸轮2的凸轮面包括也一对悬崖面2c及一对螺旋斜面2b，所述螺旋斜面2b的高点为悬崖面的高点，所述螺旋斜面2b的低点为悬崖面的低点。当然通过一条螺旋斜面与第二凸轮的凸轮面配合也是可行的，但是因为考虑到对称受力平衡性以及装配的快捷性，一对悬崖面2c及一对螺旋斜面2b的设置为更优。

按键3容置在第一凸轮2内，为带有圆形内孔的圆柱形腔壳，一端开口且带有V形齿3a，靠近齿部的外圆处有凸导轨3b，与第一凸轮2的滑槽2e配合，按键3可沿轴向方向作往复运动。

复位弹性体4也可为其他弹性件，优选压簧。复位弹性体4为柱状压簧，容置在按键3的内孔3c内，复位弹性体4的一端抵住按键内孔3c的一端，另一端抵住主轴5，其作用是使按键3在按压后能随时复位。

主轴5为台阶型圆柱体，一端为设有卡簧槽5a的圆柱体，复位弹性体4的一端容置在主轴5的卡簧槽5a内，并抵住主轴内孔的端部；主轴5的另一端具有台阶型长腰形柱体，开设有轴向定位面5b用于定位第一凸轮2，设有主轴卡持面5c用于卡持各套设于主轴上的零件，设有轴向定位面5d用于定位从动件10，在主轴5的尾部长腰形柱体5e处开设有卡固部5f。主轴5的一端设置有用于容置复位弹性体4的卡簧槽5a。

如图5所示，第二凸轮6容置在套筒1内，为带有长腰形内孔的圆柱体，内孔设有两个卡位面6a；一端设有凸轮，且设有两对称的斜曲面6b。其内孔套设在主轴5上，初始状态时，第二凸轮6的两个卡位面6a分别与第一凸轮2的两个悬崖面2c处于咬合状态，按键3的V形齿3a抵住第二凸轮6的斜曲面6b的齿顶6d底处。

垫圈7为具有通孔7a的圆柱体，一端为圆锥形凸台7b，其通孔7a套设于主轴5上。同时所述凸台7b又与所述第二凸轮6的通孔6c配合。

作动弹性体8也可为其他弹性件，优选压簧。作动弹性体8为柱状压簧，容置在套筒1内，并套设于主轴5上。

卡位垫圈9为带有通孔9b的圆柱体，其套设于主轴5上，还设有被卡持部9a，被卡持部9a用于和套体卡持。

从动件10为带长腰形内孔的长腰形柱体，内孔设对称卡持面10b用于与主轴卡持面5c卡持，外圆设有对称的卡持面10a用于与套筒卡持。

卡固环11为弹性带开口的圆形内孔的圆柱体，套设在主轴5的卡固部5f内。

如图1至图11所示，铰链结构装配时，先将第一凸轮2的非凸轮端从套筒1的开口一端1d穿过，容置在套筒1内，使第一凸轮2的一端面2f紧贴套筒1的另一端1e的内侧面，第一凸轮2的第一卡持面2a紧贴套筒1的第一卡持部1a的内侧面，然后在配合处采用激光焊接若干点，使第一凸轮牢固地固定在套筒1内。

将按键3非开口一端穿入第一凸轮2和套筒1内，使按键3的凸导轨3b与第一凸轮2的滑槽面2e配合，这样按键3便可沿轴向方向运动。复位弹性体4容置在按键3内。

将主轴5的卡固部5f端依次穿入第二凸轮6、垫圈7、作动弹性体8、卡位垫圈9，主轴5的另一端容置在按键3内，将复位弹性体4容置在主轴5内，然后将以上按键3、复位弹性体4、主轴5、第二凸轮6、垫圈7、作动弹性体8、卡位垫圈9全部容置在套筒1内，具体的，先对卡位垫圈9施加一压力以克服作动弹性体8的反力，将卡位垫圈9的被卡持部9a端与套筒1的开口端保持平齐，再将套筒1压扁，形成对称的第二卡持部1b，使第二卡持部1b的内侧与卡位垫圈9的被卡持部9a贴合，此状态下，作动弹性体8得到一预紧力，此预紧力使第二凸轮6的凸轮齿顶6d与第一凸轮2的齿根部2g处于咬合状态，使铰链处于初始状态，如图4-图5所示，按键3的V形齿顶3d压在第二凸轮6的斜曲面6b齿顶稍偏下处。

将从动件10套设于主轴5上，主轴5的两对称的卡持面5e与从动件10的内孔两对称卡持面10b配合；将卡固环11卡入主轴5的卡固部5f内，卡固环11和主轴5的卡固部5f配合组成铰链固定装置，即完成装配。

可以理解，主轴5的尾部端可不设卡固部5f和卡固环11，而在从动件10和主轴5上穿孔，配合设一销钉，作为铰链固定装置。

可以理解，主轴5的尾端可不设卡固部5f和卡固环11，而是在装配完后直接将主轴5一端与从动件10焊在一起，固定铰链结构。

下面描述该铰链结构与手机的装配实施例以及具体工作原理。

如图13所示，所述铰链结构用于连接手机盖体200和手机主体100(由于本领域技术人员能够容易想象得到，所以手机盖体与本体没有完全画出)。所述从动件上的卡持面10a与手机盖体200上的卡持面200a卡持，所述套筒1上的第一卡持部1a与手机本体100上的卡持面100a卡持。

当手机盖体200相对手机本体100闭合时，此时主轴5的一端紧贴住手机盖体的内孔端面200b。本发明实施例铰链结构处于图3至图5所示的闭合状态；此时作动弹性体8有一定的预紧力，此预紧力使第二凸轮6的齿顶6d抵住第一凸轮2，第二凸轮6的卡位面6a紧贴第一凸轮2的悬崖面2c，第二凸轮6具有卡位作用，即使铰链结构处于初始状态，亦即使手机处于闭合状态。

当需开启手机盖体200时，单手握住手机本体100，按压铰链开启按键3，使得铰链开启按键3的V形齿顶3d对第二凸轮6施加一轴向压力，第二凸轮6带动垫圈7压缩作动弹性体8，向弹簧方向移动，同时第二凸轮6由于受作动弹性体8的反作用力，按键3的V形齿顶3d抵住第二凸轮6的斜曲面6b，当按下按键3的过程中，第二凸轮6在作动弹性体8的反作用力的驱动下有向按键3方向移动的趋势，但由于按键3不能转动，因此第二凸轮6的卡位面6a紧贴第一凸轮的悬崖面2c面作旋转运动，直至第二凸轮6的齿顶6d越过第一凸轮2的齿顶2h，并且第二凸轮6的齿顶6d转过第一凸轮2的齿顶2h，此时由于按键3没有松手，所以第二凸轮6则处于不动状态，如图6所示，当松开手指时，复位弹性体4使按键3自动回复原位，第二凸轮6的斜曲面6b将沿着第一凸轮的螺旋斜面2b旋转，直至第二凸轮6的齿顶6d顶住第一凸轮2的齿根部2g为止，第二凸轮6带动主轴5作同步旋转，此时手机处于完全打开状态。在本发明实施例中，铰链结构由于是对称结构，因此开启状态和闭合状态相同。

当需要开启手机盖体200时，还有另外一种方法，就是不按压铰链开启按键3，与打开普通翻盖手机一样，一只手持手机本体100，另外一只手打开手机盖体200，手机盖体200带动从动件10旋转，从动件10带动主轴5旋转，主轴5带动第二凸轮6作旋转运动，须克服第二凸轮6的卡位面6a与第一凸轮2的悬崖面2c的摩擦力，当转过一定角度后，第二凸轮6的齿顶6d越过第一凸轮2的齿顶2h，并且第二凸轮6的齿顶6d转过第一凸轮2的齿顶2h，此时可不用对手机盖体施力，即可在作动弹性体8的弹力作用下，实现自动开启手机盖体。此状态下作动弹性体8的弹力须克服第二凸轮6的斜曲面6b与第一凸轮2的螺旋斜面2b之间的摩擦力，改变凸轮6的斜曲面6b与第一凸轮2的斜曲面2b的斜率设计，即可改变其间的摩擦力的大小，利用此摩擦阻尼的作用，可实现手机开盖缓冲，减小冲击。

当需要合上手机盖体200时，与开启时原理相反，一只手持手机本体100，另外一只手对手机盖体200施力，盖体200带动从动件10旋转，从动件10带动主轴5旋转，主轴5带动第二凸轮6旋转，第二凸轮6克服作动弹性体8的轴向力，沿轴向和圆周方向运动，当第二凸轮6的齿顶6d卡在第一凸轮2的齿根部2g处时，在作动弹性体8的预压弹力的作用下，第二凸轮6的卡位面6a与第一凸轮2的悬崖面2c有摩擦力作用，使第二凸轮6相对于第一凸轮2保持静止不动，从而完成手机的闭合。

本发明实施例达到了按键开启或手动开启的双重可选功能，通过采用螺旋斜面的方式，省去了现有技术在主轴上设置螺纹的方式，减少了摩擦，同时也减小了加工的难度以及装配的难度，从而使得该铰链结构更稳定，使用寿命更长。另外，通过大量的卡持面、通孔结构使得整体装配更紧凑，配合更稳固。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种铰链结构，其特征在于，包括套筒（1）、第一凸轮（2）、按键（3）、复位弹性体（4）、主轴（5）、第二凸轮（6）、作动弹性体（8）、从动件（10），其中，所述第一凸轮（2）固定在套筒（1）内，所述第一凸轮（2）套设在按键（3）上，所述按键（3）可以沿轴向与第一凸轮（2）做相对运动，所述按键（3）与复位弹性体（4）的一端连接，所述主轴（5）的一端与复位弹性体（4）的另一端连接，所述第二凸轮（6）、作动弹性体（8）和从动件（10）套设在主轴（5）上，所述主轴（5）另一端与从动件（10）固定，所述第二凸轮（6）与作动弹性体（8）的一端连接，所述从动件（10）与作动弹性体（8）的另一端连接，第一凸轮（2）的凸轮面具有螺旋斜面（2b），所述第一凸轮（2）的凸轮面与所述第二凸轮（6）的凸轮面相配合，所述第二凸轮（6）可沿所述螺旋斜面（2b）在主轴（5）轴向方向上移动；所述从动件（10）与作动弹性体（8）之间通过卡位垫圈（9）连接。

2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述主轴（5）的一端设置有用于容置复位弹性体（4）的卡簧槽（5a）。

3、如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述套筒（1）为中空圆柱形腔壳。

4、如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述套筒（1）一端设置有用于固定第一凸轮（2）的第一卡持部（1a）。

5、如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述第二凸轮（6）与作动弹性体（8）之间通过垫圈（7）连接，所述垫圈（7）套设于主轴（5）上。

6、如权利要求5所述的铰链结构，其特征在于，所述垫圈（7）上设置有凸台（7b），所述凸台（7b）与第二凸轮（6）的通孔（6c）配合。

7、如权利要求4所述的铰链结构，其特征在于，所述套筒（1）另一端设置有用于固定卡位垫圈（9）的第二卡持部（1b），所述卡位垫圈（9）上设置有被卡持部（9a），第二卡持部（1b）与被卡持部（9a）配合。

8、如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，还包括卡固环（11），所述卡固环（11）为弹性带开口的圆形内孔的圆柱体，所述主轴（5）的另一端设置有卡固部（5f），所述卡固环（11）套设在主轴（5）的卡固部（5f）内。

9、如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述第一凸轮（2）的凸轮面包括一对悬崖面（2c）及一对螺旋斜面（2b），所述螺旋斜面（2b）的高点为悬崖面的高点，所述螺旋斜面（2b）的低点为悬崖面的低点。

10、如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述按键（3）一端开口用于容置复位弹性体（4）。

11、如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于，所述按键（3）一端具有V形齿（3a），所述第二凸轮（6）的凸轮面设置有斜曲面（6b），所述V形齿（3a）卡持于斜曲面（6b）底处。

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