CN102224349A - 带旋转角度限制机构的半自动型铰链 - Google Patents

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Abstract

以使液晶部自动打开的角度比现有的便携电话机等的中心角70°～90°小为技术问题。该技术问题通过下述半自动型铰链加以解决，该半自动型铰链中，通过伴随弹性材料所产生的按压使插通于铰链的单轴的第一凸轮与第二凸轮抵接从而产生旋转摩擦力矩，从该第一凸轮与第二凸轮的主体部和液晶部折叠的状态到完全打开的状态为止的液晶部能旋转区域被设定得比铰链的能旋转区域狭小，在所述第一凸轮的抵接面形成突起状体，在所述第二凸轮的抵接面的中心角0°～180°中在0°处形成切口部，接着从旋转初始部位起在旋转方向上依次形成凸顶部、倾斜面和深谷部，在中心角不足50°处具有所述凸顶部，并且在中心角0°处～凸顶部之间形成有在所述主体部与液晶部折叠时防止所述第一凸轮的突起状体向所述第二凸轮的切口部滑落的旋转角度限制功能。

Description

带旋转角度限制机构的半自动型铰链
技术领域
本发明涉及在主体部与液晶部可折叠的便携电子设备中使用的单轴铰链，尤其涉及具有在从折叠而完全关闭的状态将液晶部打开时、液晶部从比现有产品更早的阶段自动地完全打开的功能的半自动型铰链。
背景技术
现在，作为主体部与液晶部可折叠的电子设备，制造了在液晶部从关闭的状态打开至预定角度时铰链的功能发挥作用而自动进行开闭动作的设备。
尤其是便携电话机用的铰链，在从液晶部被关闭的状态要进行通话和/或收发邮件或者操作照相等时，通过将手指插入主体部与液晶部的间隙或者用手握住液晶部并将其抬起来，来打开液晶部。在现在的一般产品中，在从旋转初始(中心角0°)打开了中心角70°～90°后，铰链的功能发挥作用而使液晶部自动打开，在现在的一般产品中，最大打开角度被设定为中心角165°左右。
再有，多为下述产品，即：当关闭液晶部时，使液晶部从完全打开位置倒向关闭方向，并使铰链旋转时，液晶部从约70°～60°附近自动关闭。
即，在现在的单轴铰链中，构成为：第一凸轮与以突起为中心在左右形成有较大的滑动倾斜面的第二凸轮(通称滑动凸轮)以第二凸轮的滑动倾斜面与第一凸轮的突起相对的方式外插于铰链轴，进而用压缩螺旋弹簧的反作用力对第二凸轮施力，在第一凸轮与第二凸轮之间产生旋转滑动力矩。
现在很多的单轴铰链，为实现铰链的360°旋转和/或顺时针、逆时针方向旋转等多样性，而采用在滑动凸轮的圆周360°方向的每个90°的四个部位形成凹凸面的180度对称凸轮。
这是在滑动凸轮的抵接面形成的顶点和/或倾斜面等凹凸面恰好以180°对称地形成的机构。在此类机构中，凸轮的抵接面的摩擦所产生的旋转力矩与每个90°的凹凸面的位置与弹簧力相关而变化。
液晶部的开闭角度与滑动凸轮的凹凸的配置，在凹凸面的配置中在滑动凸轮的凹部抵接时变为最小的力矩值。因此，将该位置作为中心角0°(完全关闭)或180°(完全打开)加以设计。
再有，力矩值通常在旋转了90°的凸部的顶部成为最大，因此使该位置附近成为液晶部自动开闭时的动作产生部。
作为使用上述那样的铰链的便携电子设备，公开了专利文献1至4所示的技术。再有，作为增加了特殊特性的技术，提出了专利文献5所示的在铰链功能上增加摩擦功能而对力矩特性赋予变化的技术以及专利文献6所示的通过增加旋转角度的限制机构来将旋转角度限制至最大180°的技术等方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平5-26227号公报；
专利文献2：特许2796275号公报；
专利文献3：特许3249757号公报；
专利文献4：特许3883607号公报；
专利文献5：特开2004-183698号公报；
专利文献6：特开2004-278659号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的是提供能使便携电话机等便携电子设备的液晶部自动打开的角度比现有的便携电话机等的中心角70°～90°小的便携电子设备用单轴半自动型铰链。
此外，本发明的目的是提供也能对抗因便携电子设备的使用而使凸轮等铰链部件老化的情况和/或冲击落下等的应力的长寿命、高耐用性的半自动型铰链。
再有，本发明的目的是优选使自动打开的角度为中心角70°～90°的一半以下，使开始自动关闭的角度为70°～60°的一半以下。
用于解决问题的手段
本发明为解决上述问题而采用以下构成。
(1)本发明的半自动型铰链，是主体部与液晶部能折叠的便携电子设备用单轴半自动型铰链，其特征在于：通过伴随弹性材料的按压使插通于铰链的单轴的第一凸轮与第二凸轮抵接而产生旋转摩擦力矩，从该第一凸轮和第二凸轮的主体部与液晶部折叠的状态到完全打开的状态为止的液晶部能旋转区域被设定得比铰链的能旋转区域狭小，在所述第一凸轮的抵接面形成有突起状体，在所述第二凸轮的抵接面的中心角0°～180°中在0°处形成切口部，接着从旋转初始部位起在旋转方向上依次形成有凸顶部、倾斜面和深谷部，在中心角不足50°处具有所述凸顶部，并且在中心角0°处～凸顶部之间形成在所述主体部与液晶部折叠时防止所述第一凸轮的突起状体向所述第二凸轮的切口部滑落的旋转角度限制功能。
(2)根据上述(1)记载的半自动型铰链，其特征在于：所述半自动型铰链的单轴是在一端形成有凸缘的铰链轴，该铰链轴内插于壳体，至少第一凸轮、第二凸轮及弹性材料插通于该铰链轴，第二凸轮能与该壳体同步旋转地卡定于所述壳体，通过在所述铰链轴的凸缘所形成的第一旋转角度限制用突起与在第一凸轮的与抵接面相对的相对面所形成的第二旋转角度限制用突起的抵接来产生所述旋转角度限制功能，从而防止第一凸轮的突起状体向第二凸轮的切口部滑落。
这里，作为弹性材料，可举出螺旋弹簧、板簧、盘簧等。尤其优选螺旋弹簧。
(3)根据上述(1)记载的半自动型铰链，其特征在于：至少第一凸轮、第二凸轮与弹性材料穿通于所述半自动型铰链的铰链的单轴，该铰链轴内插于壳体，第二凸轮能与该壳体同步旋转地卡定于该壳体，通过在所述铰链轴的轴周面所形成的第一旋转角度限制用突起与在第二凸轮的与抵接面相对的相对面所形成的第二旋转角度限制用突起的抵接来产生所述旋转角度限制功能，防止第一凸轮的突起状体向第二凸轮的切口部滑落。
(4)根据上述(1)记载的半自动型铰链，其特征在于：至少第一凸轮、第二凸轮、弹性材料、旋转角度限制用旋转凸轮与旋转角度限制用固定凸轮插通于所述半自动型铰链的铰链的单轴，该铰链的单轴内插于壳体，第二凸轮能与该壳体同步旋转地卡定于该壳体，通过使所述旋转角度限制用旋转凸轮与所述旋转角度限制用固定凸轮抵接来产生所述旋转角度限制功能，所述旋转角度限制用旋转凸轮能旋转地外插于铰链轴，并且在抵接面的径向上圆周状设置的槽中交替地形成凹凸面，所述旋转角度限制用固定凸轮外插于铰链轴使得其能与该铰链轴同步旋转，并且在抵接面的圆周所设置的槽中交替地具有凹凸面，通过使所述旋转角度限制用旋转凸轮与所述旋转角度限制用固定凸轮的凸面彼此抵接来限制铰链的旋转角度可能区域，从而防止第一凸轮的突起状体向第二凸轮的切口部滑落。
(5)根据上述(1)至(4)中任一个记载的半自动型铰链，其特征在于：所述凸顶部、倾斜面、深谷部沿轴径的圆周180°对称地配置，所述第二凸轮的凸顶部配置在中心角20°～40°以及200°～220°的两个位置，并且所述深谷部配置在中心角150°～180°以及330°～360°的两个位置。
(6)根据上述(5)记载的半自动型铰链，其特征在于：所述旋转角度限制用功能在中心角0°～15°以及180°对称位置的180°～195°的两个位置形成。
下面对本发明所涉及的半自动型铰链进行详细说明。
本发明中的便携电子设备用单轴半自动型铰链通过使第一凸轮与第二凸轮抵接而产生旋转摩擦力矩。
本发明的特征是，从液晶部与第一凸轮和第二凸轮的主体部折叠的状态到完全打开的状态为止的液晶部能旋转区域比铰链的能旋转区域狭小。
此外，在所述第一凸轮的抵接面形成有突起状体。
本申请的第一及第二凸轮180°对称地配置具有相同形态的凹凸形状的凸轮形状，所以以下旋转角度的表述限定在0°～180°的区域内进行说明。
在所述第二凸轮的抵接面的中心角0°～180°中在0°处形成切口部，接着从旋转初始部位起在旋转方向上依次形成凸顶部、倾斜面和深谷部，在中心角不足50°处具有所述凸顶部。
为实现自动开闭的角度的减小，可通过使产生最大旋转力矩的第二凸轮的抵接面中的凸面(凸顶面)为不足中心角50°来实现。
再有，优选的是，所述第二凸轮的凸顶部配置在中心角20°～40°的位置，并且所述深谷部配置在中心角150°～180°的位置。
现在的同类产品需要例如在左手保持便携电话机，用右手进行液晶部的开闭操作，与之相对，通过采用此类构成，可通过将左手的手指插入主体部与液晶部之间或者用手指抬起液晶部的程度的操作来容易地自动打开液晶部。为了实现自动打开的角度的减小，可通过使产生最大旋转力矩的第二凸轮的凸顶部大幅接近切口部的凹面(0°处)以使第二凸轮的凸顶部为中心角20°～40°处来实现。
通过使用此类半自动型铰链，可快速进行便携电话机等便携电子设备中的液晶部的开闭操作，还可飞跃性地提高便利性。
但是，为了成为此类构成，与现有产品相比需要在整个旋转角度区域(0°～180°)的范围内施加较大的力矩变化。因此，需要增大第二凸轮的滑动斜面的倾斜，还增大凹凸部间的槽的高低差。于是，本发明在不足中心角50°处形成凸顶部，在与深谷部的连接部形成倾斜面。在现有的产品中，虽然按每个90°形成凹凸部，但是，在本发明中左右非对称，且在0°处～凸顶部形成有陡斜面。
再有，本发明所涉及的半自动型铰链的特征在于，在中心角0°～凸顶部之间形成在所述主体部与液晶部折叠时防止所述第一凸轮的突起状体向所述第二凸轮的切口部滑落的旋转角度限制功能。尤其优选在0°～15°的位置形成旋转角度限制功能。
如果使自动开闭的角度接近中心角0°侧则产生以下的技术问题。即，本发明所涉及的半自动型铰链的第二凸轮的滑动面接近0°侧，并且在切口部(0°处)侧具有陡斜面。在液晶部完全关闭的状态下便携电子设备掉落于地面等的情况下，便携电子设备的壳体经受变形并产生设计阶段预想外的凸轮滑动，或者因铰链的开闭动作所导致的部件的磨损损伤而产生的松动的影响，从而存在第一凸轮的突起状体滑落到在第二凸轮的0°处所设置的陡峭的切口部(槽)的问题。
这样，在第一凸轮的突起状体滑落于第二凸轮的抵接面的切口部中的情况下，第一凸轮的突起状体牢固地嵌入于第二凸轮的槽中，因此不能进行轴旋转，或者也可以想到在曾经滑落的凸轮彼此之间部件变形使得容易再次发生滑落，因而有可能成为使用方便性极差的便携电话机。
作为解决此类问题的构成，优选，旋转角度限制功能在中心角0°处～凸顶部的位置形成。再有，更优选，所述旋转角度限制功能在中心角0°～15°的位置形成。
这里，说明本发明所涉及的铰链的旋转角度限制功能。图17表示对于旋转角度从第一凸轮与第二凸轮的凸轮斜面的抵接说明上述力矩产生与旋转角度限制功能的概念图。
在本发明所涉及的半自动型铰链中，对于上述(2)所涉及的发明，防止滑落机构在转轴与第一凸轮间工作，对于上述(3)所涉及的发明，防止滑落机构在转轴与第二凸轮之间工作，对于上述(4)所涉及的发明，防止滑落机构在旋转角度限制用旋转凸轮与旋转角度限制用固定凸轮之间工作，来发挥防止第一凸轮的突起状体滑落到第二凸轮的切口部中的危险的功能。
图17是表示旋转角度与凸轮的抵接位置的概念图，A点之前是朝向深谷部的切口部，A-C间是旋转初始部位，C-D间是凸顶部，D-E间是倾斜面，E点是深谷部。
此外，第一凸轮2的突起状体2-1在第二凸轮的A-C-D-E方向移动的情况是打开铰链的动作，当第一凸轮的突起2-1通过D点时铰链进入自动打开动作区域。
图17表示第一凸轮的突起状体位于第二凸轮的斜面A-C间的中间B，上述防止滑落机构在该位置起作用以防止突起状体向A的切口部方向移动或滑落的状态。
图17中，铰链关闭的状态与防止滑落功能起作用的旋转角度位置相同，随后在打开该铰链的情况下，该位置成为初始旋转开始位置。
在将本实施方式所涉及的半自动型铰链组装到便携电话机等中要进行使用的情况下，铰链以将相对于旋转角度限制值稍旋转了的位置作为初始旋转开始位置的偏移角度设置，也能够在掉落等状况以外的一般使用中，使旋转角度限制机构不工作。
发明的效果
本发明具有以下效果，即：提供在便携电子设备中使液晶部自动打开的角度比现有的便携电话机等的中心角70°～90°小，且具有长寿命、高耐用性的便携电子设备用单轴半自动型铰链。
本发明还具有以下效果，即：使自动打开的角度为中心角70°～90°的一半以下，使开始自动关闭的角度为70°～60°的一半以下。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的半自动型铰链的分解图。
图2是对于实施方式1所涉及的半自动型铰链的分解立体图。
图3是表示实施方式1所涉及的上述壳体的结构的剖视图，(a)是横剖视图，(b)是纵剖视图。
图4是表示实施方式1所涉及的铰链轴的结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图。
图5是表示实施方式1所涉及的第二凸轮的结构的图，(a)是主视图，(b)是左视图，(c)是俯视图。
图6是用于说明实施方式1所涉及的第一凸轮的结构的图，(a)是左视图，(b)是主视图，(c)是俯视图。
图7是表示将实施方式1所涉及的半自动型铰链组装后的状态的图，(a)是表示内部的状态的主视透视图，(b)与(c)是说明第一凸轮与铰链轴的旋转中的旋转角度限制功能的产生的右视图。
图8是表示实施方式2所涉及的半自动型铰链的分解立体图。
图9是表示实施方式2所涉及的铰链轴的结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图。
图10是表示实施方式2所涉及的第二凸轮的结构的图，(a)是左视图，(b)是主视图。
图11是用于说明实施方式2所涉及的第一凸轮的结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图。
图12是表示将实施方式2所涉及的半自动型铰链组装后的状态的图，(a)是表示内部的状态的主视透视图，(b)是说明第二凸轮与铰链轴的旋转中的旋转角度限制功能的产生的左视图，(c)是表示旋转初始部位的内部的状态的主视透视图，(d)是从固定板侧观察(c)的旋转角度限制机构工作的状态所见的示意图。
图13是表示实施方式3所涉及的半自动型铰链的分解立体图。
图14是表示实施方式3所涉及的壳体与铰链轴的结构的图，(a)是壳体的剖视图，(b)是壳体的右视图，(c)是铰链轴的主视图，(d)是铰链轴的左视图。
图15是关于产生实施方式3所涉及的旋转角度限制功能的部件的说明图，(a)是旋转角度限制用固定凸轮58的主视图，(b)是旋转角度限制用固定凸轮58的侧视图，(c)是旋转角度限制用旋转凸轮59的主视图，(d)是旋转角度限制用旋转凸轮59的侧视图，(e)是力矩板60的主视图，(f)是力矩板的侧视图。
图16是说明实施方式3所涉及的半自动型铰链的动作的主视透视图，(a)、(b)关于防止滑落方法，(c)表示对半自动的动作从135°起增加了自由停止(free stop)的动作的铰链的实例。
图17是说明实施方式1、2、3所涉及的半自动型铰链的力矩产生机构与旋转角度限制功能的概念图。
图18是表示在实施方式1、2、3所涉及的半自动型铰链所共用的力矩曲线与旋转角度的关系的曲线图。
具体实施方式
依据附图来说明本发明涉及的实施方式。再有，以下所示的实施方式表示本发明所涉及的半自动型铰链的一例但并不限定本发明。
实施方式1
图1是表示本实施方式1所涉及的半自动型铰链10的分解图。
如图1所示，本实施方式所涉及的半自动型铰链10包括壳体1、第一凸轮2、第二凸轮3、弹性材料(螺旋弹簧)4以及铰链轴5。再有，标记6是滑动环，标记7是固定用板。
上述铰链轴5内插于壳体1，第一凸轮2以及第二凸轮3插通于该铰链轴5。在第二凸轮3的抵接面的相对侧配置螺旋弹簧4，通过使第一凸轮2与第二凸轮3抵接来施加旋转力矩。
图2是关于本实施方式1所涉及的半自动型铰链10的分解立体图。
如图2所示，第一凸轮2、第二凸轮3和螺旋弹簧4依次插通于铰链轴5，将铰链轴5的前端插入于在壳体1的侧壁所设置的通孔，外插滑动环6，通过固定用板7将端部固定。
虽然第二凸轮3由螺旋弹簧4按压，且可与壳体1同步旋转地被卡定，但可在轴向上移动。
图3是表示上述壳体1的结构的剖视图，(a)是横剖视图，(b)是纵剖视图。
如图3所示，本实施方式1所使用的壳体1在侧壁具有插通铰链轴5的通孔1-2。此外，在壳体1的开口部的周面上的两部位形成有导引第二凸轮3向轴向移动的导引槽1-3。
此外，如图3(b)所示，虽然壳体1的平面和底面是曲面，但是两侧面成为平滑部1-4。
图4是表示铰链轴5的结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图(用虚线表示一部分透视形状)。
如图4(a)所示，本实施方式1所使用的铰链轴5具有右侧面插入于在上述壳体1的侧壁所设置的通孔，且由固定用板7固定的端部5-3。左侧面成为凸缘5-1。再有，在轴的一部分形成有D切割剖面部5-2。
此外，如图4(b)所示，在铰链轴5的凸缘5-1的外周形成有第一旋转角度限制用突起5-4。
图5是表示第二凸轮3的结构的图，(a)是主视图，(b)是左视图，(c)是俯视图。
如图5(a)所示，本实施方式1所使用的第二凸轮3在侧面形成有与上述壳体1的导引槽1-3接合的滑动突起3-4。滑动突起3-4的一个侧面成为切口部3-8。此外，在与第一凸轮2抵接的抵接面，形成有作为旋转初始的部位的斜面3-3、凸顶部3-9、陡斜面3-7、倾斜面3-1与后续的深谷部3-2，螺旋弹簧4向凸轮的底部3-6按压推斥力。
如上述图5(b)所示，在将关闭的壳体1打开的情况下，第一凸轮2的突起面2-1以第二凸轮3的斜面3-3、3-9、3-7、3-1、3-2的顺序绕逆时针滑动。
此外，第二凸轮3的轴中心成为D切割形状的轴孔3-5，与上述铰链轴5的D切割剖面部5-2嵌合。即，在本实施方式1中，壳体1、第二凸轮3及铰链轴5形成为没有旋转松动地同步旋转。
另外，如图5(c)所示，在铰链中，通过边使后述的第一凸轮2的突起状体2-1滑动边将陡斜面3-7、倾斜面3-1按压向螺旋弹簧4，从而产生将壳体1打开的力矩。
如上所述，在本实施方式1中凸顶部3-9形成于中心角20°～40°处，当第一凸轮2的突起状体2-1通过该凸顶部3-9时，产生陡斜面3-7、倾斜面3-1处的打开力矩。因此，组装有本实施方式1所涉及的半自动型铰链的便携电子设备的自动打开角度成为中心角70°～90°的一半以下。
图6是用于说明第一凸轮2的结构的图，(a)是左视图，(b)是主视图，(c)是俯视图。
如图6(a)所示，本实施方式1所使用的第一凸轮2在右侧面具有第二旋转角度限制用突起2-5。此外，第一凸轮2的通孔2-3形成为圆筒状，成为可相对于上述铰链轴5的轴旋转的形状。
此外，如图6(b)与(c)所示，在第一凸轮2的与抵接面相对侧的相对面上，在两个部位形成有突起状体2-1。该突起状体2-1是与上述第二凸轮3抵接的部位。
旋转角度限制功能，通过第一凸轮2与铰链轴5的凸缘5-1边抵接边相互旋转使得在铰链轴5的凸缘5-1形成并在与第二凸轮3同步旋转的铰链轴5所设置的上述第一旋转角度限制用突起5-4与在第一凸轮2的左侧面所形成的第二旋转角度限制用突起2-5抵接，从而发挥旋转角度限制功能。
旋转角度限制功能设计成：按第二凸轮3的旋转角度而言在中心角0°处～第二凸轮3的上述凸顶部3-9之间产生。这样，通过使第一旋转角度限制用突起5-4与第二旋转角度限制用突起2-5抵接，而产生防止图6(b)所示的两个第一凸轮2的突起状体2-1向第二凸轮3的切口部3-8滑落的效果。
图7是表示通过壳体1、第一凸轮2、第二凸轮3、螺旋弹簧4、铰链轴5、滑动环6与固定用板7组装了本实施方式1所涉及的半自动型铰链10的状态的图。(a)是表示第一凸轮2的突起状体2-1位于第二凸轮3的深谷部3-2并已在所谓的倾斜面3-1滑落时的内部的状态的主视透视图。(b)以及(c)是说明在第一凸轮2与铰链轴5的旋转中产生旋转角度限制功能的右视图。首先，图7(b)表示铰链开始旋转的初始状态，第一凸轮2的突起状体2-1位于第二凸轮3的斜面3-3，且在铰链轴5的凸缘设置的第一旋转角度限制用突起5-4与第一凸轮2的第二旋转角度限制用突起2-5边在A点发挥吸入力边抵接而受到旋转限制的状态。此外，在该图中，第一凸轮2从A向B方向旋转的方向是自动打开的方向，反之，从B到A方向表示关闭方向。(c)表示第一凸轮2相对于铰链轴5旋转180°、在与图7(a)相同的状态下停止的情况。在本实施方式1所涉及的铰链中，铰链轴5的旋转区域限定在(b)所示的A～B的180°以内，规定不可360°旋转。
实施方式2
图8是表示本实施方式2所涉及的半自动型铰链的分解立体图。如图8所示，本实施方式所涉及的半自动型铰链30包括：壳体31、第一凸轮32、第二凸轮33、螺旋弹簧34以及铰链轴35。如图所示，第一凸轮32、第二凸轮33和螺旋弹簧34依次插通于铰链轴35，由固定板35-5固定铰链轴35的右端。再有，将铰链轴35的前端插入于在壳体31的侧壁所设置的通孔31-2，外插滑动环36，通过固定用板37将端部固定。在第二凸轮33的抵接面的相对侧配置螺旋弹簧34，通过使第一凸轮32与第二凸轮33抵接来施加旋转力矩。
虽然第二凸轮33由螺旋弹簧34按压，且可与壳体31同步旋转地被卡定，但可在轴向上移动。
图9是表示铰链轴35的结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图(由虚线表示一部分透视形状)。
如图9(a)所示，本实施方式2所使用的铰链轴35具有右侧面插入于在上述壳体31的侧壁所设置的通孔31-2，且由固定用板37固定的端部。在右端固定附着有包括其他部件的固定板35-5。此外，铰链轴35的右端附近成为D切割剖面部35-2。再有，在铰链轴35的轴周面上，形成有如图所示的第一旋转角度限制用突起35-6。
此外，如图9(b)所示，上述第一旋转角度限制用突起35-6在轴对称的两个部位形成。再有，在铰链轴35的右端固定附着有大体四边形的固定板35-5。
图10是表示第二凸轮33的结构的图，(a)是左视图，(b)是主视图。
如图10(a)所示，本实施方式2所使用的第二凸轮33，在其侧面形成有与上述壳体31的导引槽31-3接合的滑动突起33-4。此外，在与第一凸轮32的抵接面形成凹凸形状，被螺旋弹簧34按压而产生凸轮力矩。
此外，在第二凸轮33的左侧面，形成有第二旋转角度限制用突起33-7。另外，第二凸轮33的轴中心是圆筒状，不与被内插的铰链轴35同步旋转。
因此，第二凸轮33与在铰链轴35的轴周面所形成的第一旋转角度限制用突起35-6相互旋转，使得在铰链轴35所形成的上述第一旋转角度限制用突起35-6与在第二凸轮33的左侧面所形成的第二旋转角度限制用突起33-7抵接，从而发挥旋转角度限制功能。
如图10(b)所示，第二凸轮33的上述凹凸形状，如果将液晶部关闭的状态设为中心角0°，则从0°处起依次成为凸顶部33-9、倾斜面33-1以及深谷部(切口部)。
在本实施方式2中，凸顶部33-9在中心角20°～40°的位置形成。根据该构成，通过后述的第一凸轮32的突起状体被螺旋弹簧34按压于倾斜面33-1，从而在凸轮的抵接面产生吸入力矩。
旋转角度限制功能设计成在中心角0°处～第二凸轮33的上述凸顶部33-9之间产生。
在本实施方式2中，通过使铰链轴35的第一旋转角度限制用突起35-6与第二凸轮33的第二旋转角度限制用突起33-7抵接，从而产生防止第一凸轮32的突起状体32-1向第二凸轮33的切口部滑落的效果。
再有，在本实施方式2中，凸顶部33-9在中心角20°～40°处形成，当在第一凸轮32的突起状体通过该凸顶部时，产生倾斜面33-1处的吸入力矩。因此，组装有本实施方式2所涉及的半自动型铰链的便携电子设备，其自动打开角度成为中心角70°～90°的一半以下。
图11是用于说明第一凸轮32的结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图。
如图11(a)所示，本实施方式2所使用的第一凸轮32，在左侧面具有与第二凸轮33抵接的突起状体32-1。此外，第一凸轮32的通孔形成为圆筒状。
此外，如图11(b)所示，在第一凸轮32的右侧面形成有大体四边形的凹槽32-6。该凹槽32-6与上述铰链轴35的固定用板35-5嵌合，使得铰链轴35可与第一凸轮32同步旋转。
图12是表示通过壳体31、第一凸轮32、第二凸轮33、螺旋弹簧34、铰链轴35、滑动环36以及固定用板37组装了本实施方式2所涉及的半自动型铰链30的状态的图。(a)是表示内部的状态的主视透视图，表示第一凸轮32的突起状体32-1落入于第二凸轮33的深谷部、铰链打开的状态。(b)是在(a)所示的状态下从固定板37侧观察在第二凸轮33所设置的第二旋转角度限制用突起33-7与在铰链轴35所设置的第一旋转角度限制用突起31-6的位置关系的示意图。(a)与(b)表明第一旋转角度限制用突起31-6与第二旋转角度限制用突起33-7位于分离的位置，且处于没有受到旋转角度限制的状态。
图12(c)表示通过铰链的关闭操作使第一凸轮32的突起状体在第二凸轮33的倾斜面33-1升起，螺旋弹簧34被最大压缩并发挥大的排斥力使第一凸轮32的突起状体与第二凸轮33的凸顶部抵接而位于关闭的状态(旋转初始部位)。表示通过第二凸轮33沿铰链轴35的轴向被压缩而使第二旋转角度限制用突起33-7也移动，使第一旋转角度限制用突起31-6与第二旋转角度限制用突起33-7抵接且旋转角度限制机构工作的状态。(d)表示从固定板37侧观察实施(c)的旋转角度限制的状态的示意图。表示第二凸轮33的第二旋转角度限制用突起33-7在A点与相对于铰链轴倾斜设置的第二旋转角度限制突起31-6抵接，阻止第二凸轮33移动到箭头所示的A点以上，避免滑落。此外，如果(c)假设铰链的转轴35被固定而仅使旋转凸轮33一方旋转，则A点是旋转初始位置，B点是旋转了180°后的位置，成为(a)与(b)所示的状态。
实施方式3
图13是表示本实施方式3所涉及的半自动型铰链的分解立体图。如图13所示，本实施方式所涉及的半自动型铰链50包括：壳体51、第一凸轮52、第二凸轮53、螺旋弹簧54、铰链轴55、旋转角度限制用固定凸轮58以及旋转角度限制用旋转凸轮59。
如图所示，将第一凸轮52、第二凸轮53、螺旋弹簧54、旋转角度限制用旋转凸轮59和旋转角度限制用固定凸轮58依次插通于铰链轴55，将铰链轴55的前端插入于在壳体51的侧壁所设置的通孔中，外插滑动环56，通过固定用板57将端部固定。在第二凸轮53与旋转角度限制用旋转凸轮59之间配置螺旋弹簧54，通过使第一凸轮52和第二凸轮53及旋转角度限制用固定凸轮58和旋转角度限制用旋转凸轮59抵接来施加旋转力矩。
虽然第二凸轮53由螺旋弹簧54按压，且可与壳体51同步旋转地被卡定，但可在轴向上移动。
图14是表示壳体51和铰链轴55的结构的图，(a)是壳体51的剖视图，(b)是壳体51的右视图，(c)是铰链轴55的主视图，(d)是铰链轴55的左视图。
如图14(a)所示，本实施方式3所使用的壳体51在侧壁具有插通铰链轴55的通孔。此外，在壳体51的开口部的周面上的两个部位形成有导引第二凸轮53向轴向移动的导引槽51-3。标记51-6是限制旋转角度限制用旋转凸轮59向轴向移动的凸部。
此外，如图14(b)所示，虽然壳体51的平面和底面是曲面，但是两侧面成为平滑部51-4。
如图14(c)所示，本实施方式3所使用的铰链轴55具有侧面插入于在上述壳体51的侧壁所设置的通孔中，且由固定用板57固定的端部。此外，铰链轴55的左端附近成为D切割剖面部55-6。该D切割剖面部55-6成为用于使旋转角度限制用固定凸轮58的旋转与铰链轴55同步的机构。
此外，如图14(d)所示，在上述铰链轴55的左右端形成有大体四边形的凸缘55-7。该凸缘与第一凸轮52嵌合而被固定。
图15是关于产生旋转角度限制功能的部件的说明图。(a)是旋转角度限制用固定凸轮58的主视图，(b)是旋转角度限制用固定凸轮58的侧视图，(c)是旋转角度限制用旋转凸轮59的主视图，(d)是旋转角度限制用旋转凸轮59的侧视图，(e)是力矩板60的主视图，(f)是力矩板的侧视图。
如图15(a)所示，旋转角度限制用固定凸轮58在侧面具有凸部58-2以及平滑部58-7。此外，如图15(b)所示，在旋转角度限制用固定凸轮58的中心形成有通孔58-4。该通孔58-4具有D切割剖面，能够通过与上述铰链轴55的D切割剖面55-6嵌合而使铰链轴55和旋转角度限制用固定凸轮58同步旋转。此外，旋转角度限制用固定凸轮58的凸部58-2由如图(b)所示那样标有影线的突起58-5和斜面58-6构成。
此外，如图15(c)所示，旋转角度限制用旋转凸轮59的与旋转角度限制用固定凸轮58抵接的抵接面成为凹槽59-2。如图15(d)所示，该凹槽59-2具有凸部59-4、凹部59-2和斜面59-3。
在本实施方式3中，使旋转角度限制用旋转凸轮59与旋转角度限制用固定凸轮58抵接，具体地，使旋转角度限制用固定凸轮58的突起58-5与旋转角度限制用旋转凸轮59的凹部59-2嵌合，从而形成可旋转区域。详细来说，旋转角度限制用固定凸轮58的突起58-5的端部58-8与旋转角度限制用旋转凸轮59的凹部59-2的端部59-7抵接的状态成为防止在第一凸轮52和第二凸轮53之间滑落的旋转角度限制位置。
图16是说明实施方式3所涉及的半自动型铰链的动作的主视透视图。图16(a)表示铰链关闭且位于第一凸轮52在第二凸轮53的倾斜面升起、螺旋弹簧54被压缩的初始限制位置的情况，表示旋转角度限制用固定凸轮58和旋转角度限制用旋转凸轮59位于上述旋转角度限制位置的状态。
图16(b)表示铰链旋转且旋转角度限制用固定凸轮58的斜面58-6和旋转角度限制用旋转凸轮59的斜面59-3抵接的位置。可知：图中的螺旋弹簧54通过铰链旋转而从最大压缩位置被释放。
图16(c)是表示半自动型铰链的旋转角度的后半部分的图，表示旋转角度限制用固定凸轮58和旋转角度限制用旋转凸轮59的各自的突起部(58-5和59-4)抵接，通过在旋转移动时产生的摩擦力矩增加了自由停止动作的铰链实例。
图18是表示上述实施方式1、2、3所涉及的半自动型铰链共用的力矩曲线和旋转角度的关系的曲线图。曲线(a)是表示打开动作的曲线图，曲线(b)是表示关闭动作的曲线图。由于曲线(c)和曲线(d)仅涉及实施方式3，表示从135°附近起增加了自由停止动作的情况下的轨迹。表示本发明所涉及的旋转角度限制在点B(约10°处)发挥而使铰链不能从B点向0度侧旋转的状况。
具有图18所示的曲线特性的铰链，其力矩的变化点位于45度附近，因此在要将该铰链组装到便携电话机的实机中时到达B点(10度处)为止的不动区域成为安装偏移量，所以液晶侧的壳体自动开始进行打开动作的角度为45-10＝35°，同样地，在关闭侧，变化点约为28°，因而成为28-10＝18°。这可实现现有机种的一半以下。
因此，组装有本实施方式1、2、3所涉及的半自动型铰链的便携电子设备具有以下效果，即：使自动打开的角度为中心角70°～90°的一半以下，进而能够使开始自动关闭的角度为70°～60°的一半以下。
产业上应用可能性
本发明所涉及的半自动型铰链可广泛地应用于便携电子设备。尤其最适合用于便携电话机。
附图标记说明：
1、31、51壳体
2、32、52第一凸轮
2-1突起状体
2-5、33-7第二旋转角度限制用突起
3、33、53第二凸轮
3-2深谷部
3-1、3-7倾斜面
3-9凸顶部
4、34、54弹性材料
5、35、55铰链轴
5-1凸缘
5-4、35-6第一旋转角度限制用突起
6、36滑动环
7、37固定用板
10、30、50半自动型铰链
58旋转角度限制用固定凸轮
59旋转角度限制用旋转凸轮

Claims (6)

1.一种半自动型铰链，是主体部与液晶部能折叠的便携电子设备用单轴半自动型铰链，其特征在于：
通过伴随弹性材料所产生的按压使插通于铰链的单轴的第一凸轮与第二凸轮抵接从而产生旋转摩擦力矩，从该第一凸轮和第二凸轮的主体部与液晶部折叠的状态到完全打开的状态为止的液晶部能旋转区域被设定得比铰链的能旋转区域狭小，在所述第一凸轮的抵接面形成突起状体，在所述第二凸轮的抵接面的中心角0°～180°中在0°处形成切口部，接着从旋转初始部位起在旋转方向上依次形成凸顶部、倾斜面和深谷部，在中心角不足50°处具有所述凸顶部，并且在中心角0°处～凸顶部之间形成在所述主体部与液晶部折叠时防止所述第一凸轮的突起状体向所述第二凸轮的切口部滑落的旋转角度限制功能。
2.根据权利要求1所述的半自动型铰链，其特征在于：
所述半自动型铰链的单轴是在一端形成有凸缘的铰链轴，该铰链轴内插于壳体，至少第一凸轮、第二凸轮及弹性材料插通于该铰链轴，第二凸轮能与该壳体同步旋转地卡定于所述壳体，通过在所述铰链轴的凸缘所形成的第一旋转角度限制用突起与在第一凸轮的与抵接面相对的相对面所形成的第二旋转角度限制用突起的抵接来产生所述旋转角度限制功能，从而防止第一凸轮的突起状体向第二凸轮的切口部滑落。
3.根据权利要求1所述的半自动型铰链，其特征在于：
至少第一凸轮、第二凸轮以及弹性材料插通于所述半自动型铰链的铰链的单轴，该铰链轴内插于壳体，第二凸轮能与该壳体同步旋转地卡定于该壳体，通过在所述铰链轴的轴周面所形成的第一旋转角度限制用突起与在第二凸轮的与抵接面相对的相对面所形成的第二旋转角度限制用突起的抵接来产生所述旋转角度限制功能，防止第一凸轮的突起状体向第二凸轮的切口部滑落。
4.根据权利要求1所述的半自动型铰链，其特征在于：
至少第一凸轮、第二凸轮、弹性材料、旋转角度限制用旋转凸轮以及旋转角度限制用固定凸轮插通于所述半自动型铰链的铰链的单轴，该铰链的单轴内插于壳体，第二凸轮能与该壳体同步旋转地卡定于该壳体，通过使所述旋转角度限制用旋转凸轮与所述旋转角度限制用固定凸轮抵接来产生所述旋转角度限制功能，所述旋转角度限制用旋转凸轮能旋转地外插于铰链轴，并且在抵接面的径向上圆周状设置的槽中交替地形成凹凸面，所述旋转角度限制用固定凸轮外插于铰链轴使得其能够与该铰链轴同步旋转，并且在设置于抵接面的圆周的槽中交替地具有凹凸面，通过使旋转角度限制用旋转凸轮与旋转角度限制用固定凸轮的凸面彼此抵接来限制铰链的旋转角度可能区域，从而防止第一凸轮的突起状体向第二凸轮的切口部滑落。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半自动型铰链，其特征在于：
所述凸顶部、倾斜面、深谷部沿轴径的圆周180°对称地配置，所述第二凸轮的凸顶部配置在中心角20°～40°以及200°～220°两个位置，并且所述深谷部配置在中心角150°～180°以及330°～360°两个位置。
6.根据权利要求5所述的半自动型铰链，其特征在于：
所述旋转角度限制用功能形成于中心角0°～15°以及180°对称位置的180°～195°两个位置。
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