CN102221040A - 铰链结构 - Google Patents

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Abstract

一种铰链结构，其包括枢轴及套设于枢轴上的弹性件、第一凸轮和第二凸轮，以及滚动组件，枢轴上开设穿孔，弹性件抵持于所述第一凸轮，第一凸轮的一端开设与滚动组件配合的凹陷部，第二凸轮上开设有容置凹槽，滚动组件包括销轴及套设于销轴上的滚动轴承，销轴穿过枢轴上的穿孔并设置于第一凸轮与第二凸轮之间，销轴相对枢轴固定，滚动轴承部分地收容于第二凸轮上的容置凹槽内，第一凸轮相对枢轴可转动，第二凸轮与枢轴同步转动。该铰链结构磨损量较小且操作手感较好。

Description

铰链结构
技术领域
本发明涉及一种铰链结构，尤其涉及一种用于电子装置的铰链结构。
背景技术
笔记本电脑、游戏机、电子书、移动电话等电子装置中常设置铰链结构，以实现其相枢接的两部分可相对转动。
为实现电子装置相枢接的两部分在特定角度的停滞，常设置相互抵持的凸轮，通过二者在相对转动过程中不同位置的抵持以提供变化的轴向抵持力，进而使铰链结构转动并停滞于特定角度。然而，由于相互抵持的凸轮在相对转动过程中彼此受到的摩擦力较大，由于频繁的磨擦，二凸轮之间的抵持力会逐渐减小，这样使用较长时间后，会导致整个铰链结构松脱，无法继续实现于特定角度之定位及停滞。且由于二凸轮之间存在较大的摩擦力，故使用者需施加较大的力以驱使铰链结构转动，操作手感较差。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种不易磨损且操作手感较好的铰链结构。
一种铰链结构，其包括枢轴及套设于枢轴上的弹性件、第一凸轮和第二凸轮，以及滚动组件，枢轴上开设穿孔，弹性件抵持于所述第一凸轮，第一凸轮的一端开设与滚动组件配合的凹陷部，第二凸轮上开设有容置凹槽，滚动组件包括销轴及套设于销轴上的滚动轴承，销轴穿过枢轴上的穿孔并设置于第一凸轮与第二凸轮之间，销轴相对枢轴固定，滚动轴承部分地收容于第二凸轮上的容置凹槽内，第一凸轮相对枢轴可转动，第二凸轮与枢轴同步转动。
该铰链结构中，第一凸轮相对枢轴转动时，与滚动组件的滚动轴承之间产生滚动摩擦，代替了以往铰链中采用的凸轮面之间的滑动摩擦，故第一凸轮与滚动组件之间磨损较小，可保证长时间使用而不会因磨损严重导致松脱。且滚动摩擦可保证转动较为顺畅，操作手感较好。
附图说明
图1为本发明实施方式的铰链结构组装图。
图2为图1中铰链结构的零件分解图。
图3为图2中铰链结构中第一凸轮的立体图。
图4为图1中铰链结构另一视角的零件分解图。
图5为图2中铰链结构中滚动轴承的零件分解图。
主要元件符号说明
  铰链结构   100
  枢轴   10
  套筒   20
  弹性件   30
  第一凸轮   40
  第二凸轮   50
  卡持件   60
  滚动组件   70
  卡持凸缘   11
  轴杆   13
  卡槽   131
  穿孔   133
  底壁   21
  侧壁   23
  轴孔   211
  定位部   231
  止转面  233、53
  抵持端面  41
  卡持部  43
  凹陷部  411
  容置凹槽  51
  滚动轴承  71
  销轴  73
  外图  711
  保持架  713
  滚针  715
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本发明的铰链结构作进一步的详细说明。
请参阅图1及图2，铰链结构100包括枢轴10、套设于枢轴10上的套筒20、弹性件30、第一凸轮40、第二凸轮50及卡持件60，以及设置于第一凸轮40和第二凸轮50之间的滚动组件70。
枢轴10包括依次连接的卡持凸缘11及轴杆13，轴杆13上靠近末端的部位开设环形的卡槽131，靠近卡槽131的部位开设有径向贯通的穿孔133。
套筒20包括底壁21及从底壁21周缘垂直延伸的侧壁23。底壁21上开设轴孔211，侧壁23上在远离底壁21的一端开设定位部231，且该侧壁23还形成止转面233以使该套筒20相对电子装置(图未示)的一部分止转。本实施例中，定位部231为凹槽结构，且数目为两个，分别开设于侧壁23上相对的两侧，止转面233则形成于侧壁23上未开设定位部231的另外两侧。
弹性件30为一个螺旋式压缩弹簧，当然也可为由其他弹性材料制成的可被压缩的弹性套筒。
请同时参阅图3，第一凸轮40具有抵持端面41，且该第一凸轮40沿径向凸出形成有两个卡持部43。抵持端面41上开设四个凹陷部411，其中两个凹陷部411相靠近，且该两个相靠近的凹陷部411从抵持端面41上凹陷的深度不同。卡持部43形成于第一凸轮40的侧壁的相对两侧。当然，抵持端面41上形成的凹陷部411的数目也可为一个、三个等其他数目。卡持部43也可仅为一个。
请参阅图2和图4，第二凸轮50上开设有容置凹槽51，该容置凹槽51从第二凸轮50上朝向第一凸轮40的端面凹陷形成。该第二凸轮50也形成止转面53，以使该第二凸轮50相对电子装置的另一部分止转。
卡持件60为一个卡簧，其也可由螺母、销钉等其他紧固件代替，相应地，枢轴10上则需加工螺纹或开设销孔。
请再同时参阅图5，滚动组件70包括两个滚动轴承71及一个销轴73。滚动轴承71为滚针轴承，包括外图711、保持架713及滚针715。保持架713设置于外图711内，且滚针715嵌设于保持架713上。当然滚动轴承71也可为深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承等可以承受径向载荷的轴承。滚动组件70也可仅包括一个套设于销轴73一端的滚动轴承71，而将销轴73另一端收容于枢轴10上的穿孔133内。当滚动轴承71的数目为一个时，第一凸轮40上的凹陷部411可为奇数或偶数任意数目，而当滚动轴承71为两个时，第一凸轮40上的凹陷部411则设置为偶数个。
请参阅图2至图4，组装该铰链结构100时，将枢轴10的轴杆13依次穿过套筒20、弹性件30及第一凸轮40，使第一凸轮40的卡持部43卡于套筒20的定位部231内，枢轴10的卡持凸缘11卡抵于套筒20的底壁21。将滚动组件70的销轴73穿过枢轴10上的穿孔133且使销轴73与枢轴10通过过盈配合等方式不可转动地配合，销轴73的两端暴露于枢轴10的两侧，将两个滚动轴承71套于销轴73两端。将第二凸轮50套于枢轴10上并使两个滚动轴承71部分地收容于第二凸轮50上的容置凹槽51内，再将卡持件60套上枢轴10并使该卡持件60卡于枢轴10上的卡槽131内，即完成该铰链结构100的组装。其中第二凸轮50与枢轴10采用过盈配合，该组装好的铰链结构100中，弹性件30被压缩而对第一凸轮40提供一个预压弹力，从而使第一凸轮40稳定抵持于滚动组件70的滚动轴承71。
使用时，将套筒20与电子装置的一部分(例如本体)固定，将第二凸轮50与电子装置的另一部分(例如盖体)固定。对电子装置的一部分施力使其相对另一部分转动，则第一凸轮40和套筒20绕枢轴10相对第二凸轮50转动，在转动过程中，第一凸轮40抵持端面41的不同部位与滚动组件70的滚动轴承71相抵持且第一凸轮40的抵持端面41与滚动轴承71之间为滚动摩擦。转动过程中第一凸轮40的抵持端面41的不同部位与滚动轴承71相抵持，同时沿枢轴10的轴向移动，进而改变该铰链结构100的轴向抵持力。当第一凸轮40上的凹陷部411与滚动轴承71相抵持时，各元件的轴向抵持力较小，弹性件30的压缩量较小；当第一凸轮40的抵持端面41的其他部位与滚动轴承71相抵持时，各元件的轴向抵持力较大，弹性件30的压缩量较大。因此，弹性件30的弹性抵持力可保证第一凸轮40与滚动轴承71稳定抵持于特定位置并实现自锁功能。
在转动过程中，弹性件30的弹性抵持力使各元件轴向抵紧，进而提供转动扭力。由于该铰链结构100中使用滚动轴承71与第一凸轮40相配合，在转动过程中二者之间为滚动摩擦，代替了以往铰链中通过凸轮面之间的滑动摩擦，相对磨损量较小，故该铰链结构100长时间时候后不会因为磨损严重而导致轴向松脱。且由于使用滚动摩擦代替滑动摩擦，可使转动更加顺畅，操作手感较好。
铰链结构100中，由于第一凸轮40的抵持端面41上开设四个凹陷部411，故可实现多点定位及自锁，且由于相邻两个凹陷部411的深度不同，则该铰链结构100在第一凸轮40相对第二凸轮50转动至不同角度时的自锁程度也不同。
可以理解，该铰链结构100中，套筒20也可省略，而将第一凸轮40直接与电子装置的一部分固定。
第一凸轮40上的卡持部43也可为凹槽结构，而在套筒20的侧壁23的内侧形成凸起结构的定位部。
枢轴10的轴杆13也可为截面为非圆形，相应地，在第二凸轮50上开设非圆形的轴孔与枢轴10的轴杆13配合。
套筒20的底壁21也可省略，而将弹性件30直接抵持于枢轴10的卡持凸缘11即可。
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 (9)

1.一种铰链结构，其包括枢轴及套设于枢轴上的弹性件、第一凸轮和第二凸轮，所述弹性件抵持于所述第一凸轮，其特征在于：所述铰链结构还包括滚动组件，所述枢轴上开设穿孔，所述第一凸轮的一端开设与滚动组件配合的凹陷部，所述第二凸轮上开设有容置凹槽，所述滚动组件包括销轴及套设于销轴上的滚动轴承，所述销轴穿过所述枢轴上的穿孔并设置于所述第一凸轮与第二凸轮之间，所述销轴相对所述枢轴固定，所述滚动轴承部分地收容于第二凸轮上的容置凹槽内，所述第一凸轮相对所述枢轴可转动，所述第二凸轮与所述枢轴同步转动。
2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述滚动轴承为两个，所述销轴的两端暴露于所述枢轴两侧以便所述两个滚动轴承套设于所述销轴的两端，所述第一凸轮上的凹陷部数目为至少两个，且形成于第一凸轮朝向第二凸轮的端面。
3.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述第一凸轮上的凹陷部数目为多个且从端面上沿轴向凹陷的深度相异。
4.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第一凸轮上形成卡持部，所述铰链结构还包括套设于所述枢轴上的套筒，所述套筒具有侧壁且所述侧壁上形成定位部，所述定位部与所述第一凸轮上的卡持部相配合。
5.如权利要求4所述的铰链结构，其特征在于：所述套筒的侧壁还形成止转面，所述止转面形成于所述套筒的侧壁上未形成定位部的位置。
6.如权利要求4所述的铰链结构，其特征在于：所述套筒还具有底壁，所述侧壁垂直于所述底壁，所述底壁上开设有轴孔，所述枢轴包括卡持凸缘及轴杆，所述轴杆穿过所述套筒的底壁上的轴孔，所述卡持凸缘卡抵于所述底壁。
7.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述枢轴末端形成卡槽，所述铰链结构还包括卡持件，所述卡持件卡于所述枢轴上的卡槽处。
8.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第二凸轮与所述枢轴过盈配合。
9.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第二凸轮的侧缘形成止转面，所述止转面形成于所述第二凸轮的侧缘的相对两侧。
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