CN105805151B - 阻尼铰链机构及折叠式电子设备 - Google Patents

Abstract

一种阻尼铰链机构，包括连接轴、扭转弹簧和外壳，该外壳的位置固定，该扭转弹簧为螺旋形并收容于该外壳内，该连接轴插入该外壳内并穿过该扭转弹簧，该扭转弹簧的第一端与该连接轴固定，该扭转弹簧的第二端与该外壳固定，该外壳的内部空间设有阻尼脂，该连接轴可相对于该外壳转动。该阻尼铰链机构即保证能够自动弹开，又能够控制弹开速度，结构较简单，又占用较小空间，保证在空间有限的情况下，使设备能缓慢有效的打开，实现较好的用户体验。本发明还提供一种采用该阻尼铰链机构的折叠式电子设备。

Description

阻尼铰链机构及折叠式电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种阻尼铰链机构及采用该阻尼铰链机构的折叠式电子设备。

背景技术

随着无线通信技术和信息处理技术的迅速发展，各种各样的电子设备也应运而生，简易方便携带且有较好的用户体验产品倍受青睐，这就要求产品既能够在工作状态下完美的实现功能，又能够自由的改变形态来体现它的便携式，折叠技术就是其中一种较为常见的实现方式，而产品的用户体验也越来越受到重视。

目前的自动弹开铰链主要是靠弹力转轴或扭转弹簧来实现，弹力转轴主要是靠弹簧及凹凸轮配合来实现，转换效率低，稳定性及可靠性较差；单独的扭转弹簧也能实现自动弹开功能，但对装配空间有一定要求。上述两种方式都能实现自动弹开，但是弹簧力瞬间释放，打开的速度很快，用户体验较差。为解决速度的问题，在弹力机构的基础上可以外加一个阻尼器减速，但结构较复杂，且由于弹力机构和阻尼器是两个分离部件，需要较大的空间来容纳所有部件，占用空间较大。

发明内容

本发明目的在于提供一种阻尼铰链机构，其能够自动弹开，又能够控制弹开速度，结构较简单，占用较小空间，保证在空间有限的情况下，使设备能缓慢有效的打开，实现较好的用户体验。

本发明实施例提供一种阻尼铰链机构，包括连接轴、扭转弹簧和外壳，该外壳的位置固定，该扭转弹簧为螺旋形并收容于该外壳内，该连接轴插入该外壳内并穿过该扭转弹簧，该扭转弹簧的第一端与该连接轴固定，该扭转弹簧的第二端与该外壳固定，该外壳的内部空间设有阻尼脂，该连接轴可相对于该外壳转动。

进一步地，该阻尼铰链机构还包括转动摩擦片，该转动摩擦片固定在该连接轴上，该转动摩擦片与该外壳相抵靠。

进一步地，该阻尼铰链机构还包括转动摩擦片和静止摩擦片，该转动摩擦片固定在该连接轴上，该静止摩擦片固定在该外壳上，该转动摩擦片与该静止摩擦片相抵靠。

进一步地，该外壳上设有插槽，该静止摩擦片朝向该插槽折弯形成有插片，该插片插入该插槽中。

进一步地，该连接轴包括头部、中部和末端部，该外壳包括第一端部和第二端部，该连接轴从该外壳的第一端部插入该外壳内，该连接轴的头部靠近该外壳的第一端部，该连接轴的中部位于该外壳内且穿设该扭转弹簧，该连接轴的末端部从该外壳的第二端部穿出而位于该外壳外，该转动摩擦片位于该外壳外且套设固定在该连接轴的末端部上。

进一步地，该阻尼铰链机构还包括弹片和防松螺母，该防松螺母拧紧在该连接轴的末端部，该弹片套设在该连接轴的末端部上并位于该转动摩擦片与该防松螺母之间，该防松螺母将该弹片压向该转动摩擦片。

进一步地，该转动摩擦片的中心设有异型孔，该连接轴的末端部的横截面与该异型孔相配合，该末端部穿设在该异型孔中。

进一步地，该连接轴的中部的外周面上沿着轴向设有多个凹槽，该多个凹槽沿着该连接轴的周向分布设置。

进一步地，该阻尼铰链机构还包括第一密封圈和第二密封圈，该第一密封圈密封该外壳的第一端部，该第二密封圈密封该外壳的第二端部。

本发明还提供一种折叠式电子设备，包括上盖组件和下盖组件，该上盖组件可相对于该下盖组件打开，该折叠式电子设备还包括如上所述的阻尼铰链机构，该连接轴与该外壳其中之一固定在该上盖组件上，其中之另一固定在该下盖组件上。

本发明实施例中，该阻尼铰链机构集成了自动弹开及缓慢释放扭转弹簧的弹性势能，能够有效控制弹开速度，使设备缓慢顺畅的自动弹开到工作角度，结构较简单，又占用较小的空间，保证在空间有限的情况下，使设备能缓慢有效的打开，实现较佳的用户体验。

附图说明

图1为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的分解示意图。

图2为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的组装示意图。

图3为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的组装剖视图。

图4为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的外壳的示意图。

图5为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的分解示意图。

图6为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的组装剖视图。

图7为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的外壳的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的分解示意图，图2为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的组装示意图，图3为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的组装剖视图，请结合图1至图3，该阻尼铰链机构包括连接轴11、扭转弹簧12和外壳13。外壳13的位置固定，扭转弹簧12为螺旋形并收容于外壳13内。连接轴11插入外壳13内并穿过扭转弹簧12，扭转弹簧12的第一端121与连接轴11固定，扭转弹簧12的第二端122与外壳13固定，外壳13的内部空间设有阻尼脂(图未示)，连接轴11可相对于外壳13转动。

连接轴11在外壳13内部起到定位及连接扭转弹簧12的作用。连接轴11具体包括头部111、中部112和末端部113，头部111的尺寸大于中部112和末端部113。外壳13为筒状结构，例如为圆筒状，包括第一端部131和第二端部132，连接轴11从外壳13的第一端部131插入外壳13内，连接轴11的头部111靠近外壳13的第一端部131，连接轴11的中部112位于外壳13内且穿设扭转弹簧12，连接轴11的末端部113从外壳13的第二端部132穿出而位于外壳13外。

连接轴11的头部111设有第一固定孔114，外壳13的第二端部132设有第二固定孔133(参图4)，扭转弹簧12的第一端121插入第一固定孔114从而与连接轴11固定，扭转弹簧12的第二端122插入第二固定孔133从而与外壳13固定。

外壳13的整个内部空间可以注满阻尼脂，所采用的阻尼脂的粘度较高，以起到阻尼作用。

本实施例的阻尼铰链机构通过扭转弹簧12实现自动弹开，因扭转弹簧12释放弹性势能以及连接轴11相对于外壳13旋转，都需要相对于外壳13产生运动，而阻尼脂有相当的粘滞性，阻尼脂能够在相对较小扭力的作用下减缓扭转弹簧12弹性势能的释放，使扭力变得柔和顺滑，且在一定范围内，弹开速度越快阻尼脂产生的阻力越大，使扭转弹簧12及连接轴11的运动速度变慢变缓，以控制弹开速度，且阻尼脂也能够起到一定的密封作用，保护扭转弹簧12，延长扭转弹簧12的使用寿命。

在负载较大时，需要较大的扭力来实现自动弹开功能，阻尼脂产生的阻力受空间及自身性能限制，不能够提供更大的阻力。为了在负载较大时能够弹开和有效减速，该阻尼铰链机构还包括转动摩擦片14，该转动摩擦片14可以是金属转动摩擦片。转动摩擦片14固定在连接轴11上，转动摩擦片14与外壳13形成抵靠，在本实施例中，转动摩擦片14位于外壳13的外部且套设固定在连接轴11的末端部113上，转动摩擦片14与外壳13的第二端部132的端面相抵靠。在本实施例中，转动摩擦片14的中心设有异型孔(例如方形孔)141，连接轴11的末端部113的横截面与该异型孔141相配合，该末端部113穿设在该异型孔141中，从而转动摩擦片14固定在连接轴11上并跟随连接轴11一起转动。

当在扭转弹簧12的作用下自动弹开时，连接轴11相对于外壳13发生转动，连接轴11带动转动摩擦片14一起转动，转动摩擦片14在转动时相对于静止的外壳13产生摩擦，配合能够提供较大阻力的转动摩擦片14来先行减速，转动摩擦片14在不改变压力的情况下所提供的阻力实际为动摩擦力，此值是一个恒定的力，当转动摩擦片14产生的阻力和扭转弹簧12产生的弹力相抵消到一定的值，阻尼脂的作用就能较好的体现出来了。事实上，在较小负载时(即扭转弹簧12的扭力不大的情况下)，仅仅使用扭转弹簧12加阻尼脂就能够较好的实现缓慢自动弹开的功能，但在较大负载时(即扭转弹簧12的扭力较大的情况下)，已经超出了阻尼脂能够起到作用的范围，增加转动摩擦片14就是为了使扭力能够降到阻尼脂能够起作用的范围。而如果只是用扭转弹簧12加转动摩擦片14的话，因转动摩擦片14提供的恒定动摩擦力，所以只要扭转弹簧12力是大过摩擦力，整个设备将一直处于加速打开的状态，速度会比直接用扭转弹簧12会慢，但整个过程还是一个加速的过程，还是不能够起到一个较好的缓慢顺滑的打开效果。

进一步地，连接轴11的中部112的外周面上沿着轴向设有多个凹槽115，多个凹槽115沿着连接轴11的周向分布设置，连接轴11在相对于外壳13转动时，外壳13内的阻尼脂将会与这些凹槽115发生剪切作用，以便阻尼脂的作用能够更有效的体现。

进一步地，本实施例的阻尼铰链机构还包括弹片15和防松螺母16，防松螺母16拧紧在连接轴11的末端部113，末端部113上设有与防松螺母16配合的外螺纹(图未示)，防松螺母16的数量为至少一个(本实施例中为两个)。弹片15的数量为至少一个(本实施例中为三个)，弹片15套设在连接轴11的末端部113上并位于转动摩擦片14与防松螺母16之间，防松螺母16将弹片15压向转动摩擦片14，弹片15用于给转动摩擦片14提供正向压力，使转动摩擦片14抵靠在外壳13上，通过调节防松螺母16的松紧度，可以改变转动摩擦片14相对于外壳13产生的动摩擦力大小，转动摩擦片14与扭转弹簧12的扭力配合使用，以达到最佳的旋转速度，防松螺母16还防止连接轴11相对于外壳13转动时松脱。

进一步地，本实施例的阻尼铰链机构还包括第一密封圈17和第二密封圈18，两个密封圈17、18位于外壳13的两端，将扭转弹簧12与阻尼脂密封在外壳13与连接轴11之间。其中，第一密封圈17密封外壳13的第一端部131，第二密封圈18密封外壳13的第二端部132，从而防止外壳13内的阻尼脂外泄，同时也起到一定的阻尼作用。

本发明还提供一种折叠式电子设备，包括上盖组件和下盖组件，上盖组件可相对于下盖组件打开。当上述阻尼铰链机构应用于该折叠式电子设备时，连接轴11与外壳13其中之一固定在上盖组件上，其中之另一固定在下盖组件上，例如连接轴11固定在上盖组件上，外壳13固定在下盖组件上。当上盖组件相对于下盖组件打开时，连接轴11相对于外壳13转动，扭转弹簧12形变产生弹性势能或释放弹性势能，通过扭转弹簧12实现自动弹开功能，且转动摩擦片14随连接轴11一起转动，相对于外壳13产生摩擦阻力，转动摩擦片14的摩擦阻力和阻尼脂配合使用来实现减缓弹性释放速度，结构较简单，占用空间较小，成本较低，能较好的实现较大负载而又能缓慢顺滑的自动打开功能。

为了使电子设备能够实现机械式自动弹开的功能，在实际应用中，弹簧的弹性势能无疑是目前较好的机械可存储的能量，而弹簧的能量是瞬间释放的。在本实施例中，为了控制弹簧能量的释放速度，增加了阻止弹簧弹力瞬间释放的阻尼元件，以减缓弹簧能量的释放速度，在实现自动弹开功能时减缓释放速度，同时考虑到空间问题，将这些功能集成到一个功能组件上，结构较简单，又占用较小空间，保证在空间有限的情况下，使设备能缓慢有效的打开，实现较好的用户体验。

第二实施例

图5为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的分解示意图，图6为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的组装剖视图，图7为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的外壳的示意图，请结合图5至图7，本实施例与上述第一实施例的主要区别在于该阻尼铰链机构还包括一静止摩擦片19，静止摩擦片19固定在外壳13上，转动摩擦片14与静止摩擦片19相抵靠。转动摩擦片14在跟随连接轴11一起转动时，由于静止摩擦片19和外壳13是固定在一起且静止不动，因此转动摩擦片14将相对于静止摩擦片19转动并产生摩擦，从而在负载较大时利用转动摩擦片14与静止摩擦片19之间的摩擦来实现先行减速，使扭力降到阻尼脂能够起作用的范围，再由阻尼脂发挥作用实现缓慢自动弹开。本实施例中由于转动摩擦片14是与静止摩擦片19发生摩擦，静止摩擦片19可以由耐磨材料制成，且方便更换，替代了第一实施例中的转动摩擦片14与外壳13之间直接摩擦的方式，可以避免对外壳13产生磨损，提高了阻尼铰链机构的使用寿命。

具体的，在本实施例中，静止摩擦片19固定在外壳13的第二端部132上，外壳13的第二端部132设有一插槽134，静止摩擦片19位于外壳13的外部，静止摩擦片19的外缘朝向插槽134折弯形成一插片191，插片191插入插槽134中，从而实现静止摩擦片19与外壳13的固定。另外，静止摩擦片19的中部设有穿孔192，连接轴11的末端部113从穿孔192中穿过，静止摩擦片19靠向外壳13的一侧贴合在第二端部132的端面上，转动摩擦片14与静止摩擦片19远离外壳13的一侧相抵靠，如图6所示。在本实施例中，静止摩擦片19还进一步对第二密封圈18进行压靠，同时还对第二端部132上的第二固定孔133进行封堵，因此可以提升对阻尼脂的密封性。

在本实施例中，为了更好地将扭转弹簧12设置在外壳13内，连接轴11的头部111收容在外壳13内的空腔中，头部111的外周面上沿着周向设有环形卡槽116，第一密封圈17设置在环形卡槽116中，并且第一密封圈17被夹设在头部111的外周面与外壳13的内壁面之间，如图6所示，以提升对扭转弹簧12及阻尼脂的密封性和安装可靠性。

在本实施例中，外壳13的外周面沿着轴向还设置有两个固定翼片135，两个固定翼片135相对于外壳13的中心轴线呈对称设置，固定翼片135上设有固定孔136，以便于通过固定翼片135将外壳13固定在相对应的部件上，例如固定在折叠式电子设备的下盖组件上。

关于本实施例的其他结构，可以参见上述的第一实施例，在此不赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种阻尼铰链机构，其特征在于，包括连接轴(11)、扭转弹簧(12)和外壳(13)，该外壳(13)的位置固定，该扭转弹簧(12)为螺旋形并收容于该外壳(13)内，该连接轴(11)插入该外壳(13)内并穿过该扭转弹簧(12)，该扭转弹簧(12)的第一端(121)与该连接轴(11)固定，该扭转弹簧(12)的第二端(122)与该外壳(13)固定，该外壳(13)的内部空间设有阻尼脂，该连接轴(11)可相对于该外壳(13)转动，该连接轴(11)包括头部(111)、中部(112)和末端部(113)，该外壳(13)包括第一端部(131)和第二端部(132)，该连接轴(11)从该外壳(13)的第一端部(131)插入该外壳(13)内，该连接轴(11)的头部(111)位于该外壳(13)的第一端部(131)，该连接轴(11)的中部(112)位于该外壳(13)内且穿设该扭转弹簧(12)，该连接轴(11)的末端部(113)从该外壳(13)的第二端部(132)穿出而位于该外壳(13)外，该连接轴(11)的中部(112)的外周面上沿着轴向设有多个凹槽(115)，该多个凹槽(115)沿着该连接轴(11)的周向分布设置；该阻尼铰链机构还包括转动摩擦片(14)，该转动摩擦片(14)固定在该连接轴(11)上，该转动摩擦片(14)与该外壳(13)相抵靠，或者该阻尼铰链机构还包括转动摩擦片(14)和静止摩擦片(19)，该转动摩擦片(14)固定在该连接轴(11)上，该静止摩擦片(19)固定在该外壳(13)上，该转动摩擦片(14)与该静止摩擦片(19)相抵靠。

2.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该外壳(13)上设有插槽(134)，该静止摩擦片(19)朝向该插槽(134)折弯形成有插片(191)，该插片(191)插入该插槽(134)中。

3.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该转动摩擦片(14)位于该外壳(13)外且套设固定在该连接轴(11)的末端部(113)上。

4.如权利要求3所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该阻尼铰链机构还包括弹片(15)和防松螺母(16)，该防松螺母(16)拧紧在该连接轴(11)的末端部(113)，该弹片(15)套设在该连接轴(11)的末端部(113)上并位于该转动摩擦片(14)与该防松螺母(16)之间，该防松螺母(16)将该弹片(15)压向该转动摩擦片(14)。

5.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该转动摩擦片(14)的中心设有异型孔(141)，该连接轴(11)的末端部(113)的横截面与该异型孔(141)相配合，该末端部(113)穿设在该异型孔(141)中。

6.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该阻尼铰链机构还包括第一密封圈(17)和第二密封圈(18)，该第一密封圈(17)密封该外壳(13)的第一端部(131)，该第二密封圈(18)密封该外壳(13)的第二端部(132)。

7.一种折叠式电子设备，包括上盖组件和下盖组件，该上盖组件可相对于该下盖组件打开，其特征在于，该折叠式电子设备还包括如权利要求1至6任一项所述的阻尼铰链机构，该连接轴(11)与该外壳(13)其中之一固定在该上盖组件上，其中之另一固定在该下盖组件上。