CN106286580A - 阻尼铰链机构及折叠式电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种阻尼铰链机构，包括轴、驱动结构和壳体，该驱动结构和该壳体安装于该轴，该轴具有第一端和与该第一端相对的第二端，该壳体包括套设于该轴的安装部，该轴的第一端与该安装部之间形成阻尼空间，该阻尼空间内设有阻尼材料，该阻尼材料被密封在该阻尼空间，该驱动结构用于驱动该轴相对于该壳体旋转。该阻尼铰链机构在实现自动弹开时，能控制弹开的速度，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。本发明还提供一种采用该阻尼铰链机构的折叠式电子设备。
Description
技术领域
本发明涉及铰链机构的技术领域，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。另外，考虑到空间限制，在有限的空间内，上述两种方式的负载一般都较小，在负载较小的情况下用户体验尚可，但在负载较大时效果就明显减弱甚至很差。
发明内容
本发明目的在于提供一种阻尼铰链机构，其能够实现自动弹开，又能够控制弹开速度，结构简单，占用空间小，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。
本发明提供一种阻尼铰链机构，包括轴、驱动结构和壳体，该驱动结构和该壳体安装于该轴，该轴具有第一端和与该第一端相对的第二端，该壳体包括套设于该轴的安装部，该轴的第一端与该安装部之间形成阻尼空间，该阻尼空间内设有阻尼材料，该驱动结构用于驱动该轴相对于该壳体旋转。
进一步地，该轴在第一端上沿圆周方向设有阻尼槽，该阻尼槽的数量为一个以上并且在该轴的圆周方向上分布设置，每个阻尼槽沿着该轴的轴线方向延伸或者与该轴的轴线方向呈预定夹角，每个阻尼槽在该轴的第一端上形成一个阻尼空间。
进一步地，该轴在第一端上沿圆周方向设有一个或一个以上的环形的阻尼槽，每个环形的阻尼槽在该轴的第一端上形成一个环形阻尼空间。
进一步地，该轴的第一端上沿圆周方向形成有一凸部，该阻尼槽开设在该凸部的外周面上；或者该阻尼铰链机构包括固定在该轴的第一端上的可拆件，该阻尼槽形成在该可拆件上。
进一步地，该可拆件为塑胶件。
进一步地，该驱动结构包括扭转弹簧和固定块，该固定块固定在该轴上，该扭转弹簧包括第一端和与该第一端相对的第二端，该扭转弹簧的第一端与该壳体固定，该扭转弹簧的第二端与该固定块固定。
进一步地，该壳体还包括底部及连接在该安装部与该底部之间的两个连接部，该两个连接部将该安装部与该底部连接为一体，该两个连接部之间形成中空槽，该扭转弹簧和该固定块位于该中空槽内。
进一步地，该壳体上设有固定柱，该固定块设有固定孔，该扭转弹簧的第一端与该固定柱固定，该扭转弹簧的第二端插入该固定孔中固定。
进一步地，该驱动结构包括第一凹凸轮、第二凹凸轮和压缩弹簧，该壳体还包括连接在该安装部一端的底部，该压缩弹簧、该第一凹凸轮和该第二凹凸轮均收容于该安装部，该压缩弹簧的第一端与该底部抵靠，该第一凹凸轮和该第二凹凸轮位于该压缩弹簧的第二端，该第二凹凸轮位于该压缩弹簧与该第一凹凸轮之间，该第一凹凸轮与该第二凹凸轮相互插入配合，该第一凹凸轮固定在该轴上与该轴一起转动，该第二凹凸轮相对该轴不可转动地套在该轴上，但该第二凹凸轮可沿着该轴做轴向移动。
进一步地，该第一凹凸轮和该第二凹凸轮具有互补结构，每个凹凸轮包括底座和连接在该底座同一侧的多个瓣片，每个凹凸轮的相邻两个瓣片之间形成凹槽以供另一个凹凸轮的一个瓣片插入配合。
进一步地，该阻尼铰链机构还包括摩擦片，该摩擦片固定在该轴的第二端上与该轴一起转动，且该摩擦片与该壳体贴合抵靠。
进一步地，该阻尼铰链机构还包括弹簧片和固定件，该固定件固定在该轴的第二端上，该弹簧片套设在该轴的第二端上并位于该摩擦片与该固定件之间，该固定件将该弹簧片压向该摩擦片使该摩擦片贴紧在该壳体上。
进一步地，该阻尼材料为阻尼脂，该阻尼脂被密封在该阻尼空间。
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，该轴与该壳体其中之一与该上盖组件固定，其中之另一与该下盖组件固定。
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，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结构示意图。
图2为图1的整体组装结构示意图。
图3为图2的剖视示意图。
图4为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的分解结构示意图。
图5为图4中轴与阻尼结构的分解结构示意图。
图6为图4中除去壳体之后的部分组装结构示意图。
图7为图4的整体组装结构示意图。
图8为图7的剖视示意图。
图9为本发明第三实施例中轴的结构示意图。
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。
本发明提供一种阻尼铰链机构，包括轴、驱动结构和壳体，该驱动结构和该壳体安装于该轴，该轴具有第一端和与该第一端相对的第二端，该壳体包括套设于该轴的安装部，该轴的第一端与该安装部之间形成阻尼空间，该阻尼空间内设有阻尼材料，该驱动结构用于驱动该轴相对于该壳体旋转。
进一步地，该轴在第一端上沿圆周方向设有阻尼槽，该阻尼槽的数量为一个以上并且在该轴的圆周方向上分布设置，每个阻尼槽沿着该轴的轴线方向延伸或者与该轴的轴线方向呈预定夹角，每个阻尼槽在该轴的第一端上形成一个阻尼空间。
进一步地，该轴在第一端上沿圆周方向设有一个或一个以上的环形的阻尼槽，每个环形的阻尼槽在该轴的第一端上形成一个环形阻尼空间。
进一步地，该轴的第一端上沿圆周方向形成有一凸部，该阻尼槽开设在该凸部的外周面上；或者该阻尼铰链机构包括固定在该轴的第一端上的可拆件，该阻尼槽形成在该可拆件上。
进一步地，该可拆件为塑胶件。
进一步地，该驱动结构包括扭转弹簧和固定块，该固定块固定在该轴上，该扭转弹簧包括第一端和与该第一端相对的第二端，该扭转弹簧的第一端与该壳体固定，该扭转弹簧的第二端与该固定块固定。
进一步地，该壳体还包括底部及连接在该安装部与该底部之间的两个连接部，该两个连接部将该安装部与该底部连接为一体，该两个连接部之间形成中空槽，该扭转弹簧和该固定块位于该中空槽内。
进一步地，该壳体上设有固定柱，该固定块设有固定孔，该扭转弹簧的第一端与该固定柱固定，该扭转弹簧的第二端插入该固定孔中固定。
进一步地，该驱动结构包括第一凹凸轮、第二凹凸轮和压缩弹簧，该壳体还包括连接在该安装部一端的底部，该压缩弹簧、该第一凹凸轮和该第二凹凸轮均收容于该安装部，该压缩弹簧的第一端与该底部抵靠，该第一凹凸轮和该第二凹凸轮位于该压缩弹簧的第二端，该第二凹凸轮位于该压缩弹簧与该第一凹凸轮之间，该第一凹凸轮与该第二凹凸轮相互插入配合，该第一凹凸轮固定在该轴上与该轴一起转动，该第二凹凸轮相对该轴不可转动地套在该轴上，但该第二凹凸轮可沿着该轴做轴向移动。
进一步地，该第一凹凸轮和该第二凹凸轮具有互补结构，每个凹凸轮包括底座和连接在该底座同一侧的多个瓣片，每个凹凸轮的相邻两个瓣片之间形成凹槽以供另一个凹凸轮的一个瓣片插入配合。
进一步地，该阻尼铰链机构还包括摩擦片，该摩擦片固定在该轴的第二端上与该轴一起转动，且该摩擦片与该壳体贴合抵靠。
进一步地，该阻尼铰链机构还包括弹簧片和固定件，该固定件固定在该轴的第二端上，该弹簧片套设在该轴的第二端上并位于该摩擦片与该固定件之间，该固定件将该弹簧片压向该摩擦片使该摩擦片贴紧在该壳体上。
进一步地，该阻尼材料为阻尼脂，该阻尼脂被密封在该阻尼空间。
下面通过具体的实施例来进一步的详细说明本发明的的技术方案。
第一实施例
图1为本发明第一实施例中阻尼铰链机构的分解结构示意图，请参图1，该阻尼铰链机构包括轴11、壳体13、密封胶圈15、摩擦片16、弹簧片17、固定件18和驱动结构。驱动结构设置于轴11，用于驱动该轴11相对于该壳体13旋转。本实施例中的驱动结构包括扭转弹簧12和固定块14。
轴11为细长的杆体结构，轴11具有第一端和与该第一端相对的第二端，轴11在第一端上沿圆周方向设有一圈阻尼槽111，阻尼槽111的数量为一个以上，而且阻尼槽111的数量尽可能多，这样产生的阻尼就是由许多阻尼槽111叠加的效果，在空间有限的情况下产生更大的阻力，每个阻尼槽111在轴11的第一端上形成一个阻尼空间，由这些阻尼槽111在轴11的第一端上形成多个非连续的阻尼空间。这些阻尼槽111优选地在轴11第一端的圆周方向上均匀分布设置，每个阻尼槽111为直线形且沿着轴11的轴线方向延伸，但不限于此，阻尼槽111也可以是任意形状，例如为弯曲形状、波浪形状等，而且阻尼槽111的延伸方向也可以与轴11的轴线方向呈一预定夹角，每个阻尼槽111与轴11的轴线方向之间的夹角可以相同也可以不同，同样可以起到利用阻尼槽111增加阻尼的效果。显而易见，可以部分阻尼槽111的延伸方向与轴11的轴线方向呈预定夹角，部分阻尼槽111沿着轴11的轴线方向延伸。本实施例中，轴11的第一端上沿圆周方向形成有一凸部110，这些阻尼槽111设置在凸部110的外周面上，从而在轴11第一端上形成一个阻尼结构。这些阻尼槽111在本实施例中直接开设在凸部110的外周面上，即阻尼槽111与轴11为一体化结构。凸部110的两端开设有环绕凸部110的凹槽113，密封胶圈15套设于凸部110的凹槽113中，以对阻尼槽111进行密封。轴11的第一端还设置有环绕轴11一周的止挡片112，止挡片112紧临其中一个凹槽113且靠近第一端的末端设置。轴11的第二端为光杆，即在第二端上未设置其他结构。
壳体13包括安装部131、底部132和连接在安装部131与底部132之间的两个连接部133，安装部131和底部132分别位于壳体13的两端，两个连接部133分别位于壳体13的两侧并将安装部131与底部132连接为一体，两个连接部133之间形成中空槽134。安装部131内设有通孔135，用于容纳轴11第一端的阻尼结构。底部132上贯穿设有穿孔136，用于供轴11的第二端穿设。每个连接部133上设有安装孔137，通过安装孔137可以将壳体13固定安装至被固定元件上。其中一个连接部133上还设有固定柱138，固定柱138靠近底部132设置，固定柱138用于固定扭转弹簧12的第一端121。
固定块14的中部设有穿孔141，穿孔141供轴11穿设，固定块14通过穿孔141固定在轴11上并与轴11一起转动。优选地，穿孔141为非圆形孔，例如穿孔141为方形孔，而轴11为非圆形杆体，例如轴11为方形杆体(即轴11的横截面为方形)，通过非圆形穿孔141与非圆形轴11的配合，使固定块14固定在轴11上并与轴11一起转动。固定块14上还设有固定孔142，固定孔142用于固定扭转弹簧12的第二端122。另外，固定块14上还设置有一个预压孔143，预压孔143是为了部分产品在安装时需要一定预压力，可使用一个合理的小配件通过预压孔143进行预压，从而实现部件的简单有效装配。
摩擦片16的中部设有穿孔161，穿孔161供轴11穿设，摩擦片16通过穿孔161固定在轴11上并与轴一起转动。优选地，穿孔161为非圆形孔，例如穿孔161为方形孔，通过非圆形穿孔161与非圆形轴11的配合，使摩擦片16固定在轴11上并与轴一起转动。
图2为图1的整体组装结构示意图，图3为图2的剖视示意图，请结合图1至图3，扭转弹簧12和固定块14位于壳体13的中空槽134内，固定块14靠近壳体13的安装部131设置，轴11的第二端插入壳体13的安装部131内并依次穿过固定块14的穿孔141、扭转弹簧12和壳体13的底部132，直至轴11第一端上的止挡片112与安装部131的端部形成抵靠，轴11的第二端在穿过底部132后露出，摩擦片16通过穿孔161套设固定在轴11露出的第二端上，弹簧片17的数量为一个或多个，这些弹簧片17套设在轴11露出的第二端上，固定件18例如为防松螺母，其拧紧固定在轴11露出的第二端上，弹簧片17位于摩擦片16与固定件18之间，利用固定件18挤压弹簧片17使摩擦片16与壳体13的底部132贴紧，通过调节固定件18的松紧度，可以改变摩擦片16与底部132之间的贴紧程度，固定件18还和止挡片112一起用于防止轴11在相对于壳体13转动时松脱，弹簧12、固定块14和壳体13于轴11上被限位在止挡片112与固定件18之间。
扭转弹簧12位于壳体13的中空槽134内并且套设在轴11上，扭转弹簧12裸露，可实现更大扭力的设计，同时又不占用过多的空间。扭转弹簧12的第一端121与壳体13上的固定柱138固定，扭转弹簧12的第二端122插入固定块14的固定孔142中固定。在本实施例中，驱动结构包括扭转弹簧12和固定块14，扭转弹簧12和固定块14驱动轴11相对于壳体13旋转，由于固定块14相对于轴11不可转动，因此扭转弹簧12通过固定块14连接到轴11，扭转弹簧12的扭力可以通过固定块14传导至轴11上，以驱动轴11相对于壳体13旋转。
安装部131套设于轴11上，轴11第一端上的阻尼槽111与壳体13的安装部131相对应，并且阻尼槽111位于安装部131内，且控制好阻尼槽111与安装部131内壁之间的配合间隙，有利于提高阻尼效果，阻尼槽111的两端通过密封胶圈15密封，而阻尼槽111内设置阻尼材料例如注入阻尼脂，阻尼脂被密封在轴11的第一端与安装部131之间的阻尼空间内，阻尼脂的粘度较高，以起到阻尼作用。当然，阻尼材料也可以选用例如橡胶或硅胶等可发生阻尼作用的软性的固态阻尼材料填充入该阻尼空间，通过这些软性的固态阻尼材料与壳体13的安装部131的内侧壁接触发生摩擦而产生阻尼力，但是采用阻尼脂的效果优于采用橡胶或硅胶的效果。在采用橡胶或硅胶等固态阻尼材料的情况下，可以省略密封胶圈15。
本实施例的阻尼铰链机构通过扭转弹簧12实现自动弹开，扭转弹簧12释放弹性势能驱动轴11相对于壳体13旋转，而阻尼脂有相当的粘滞性，轴11相对于壳体13转动时，阻尼槽111内的阻尼脂会与这些阻尼槽111发生剪切作用并产生阻尼力，能够减缓扭转弹簧12的弹性势能释放，使扭力变得柔和顺滑，而且在一定范围内，弹开速度越快阻尼脂产生的阻尼力越大，使轴11的运动速度变慢变缓，以控制弹开速度，而且阻尼脂本身也能够起到一定的密封及自润作用，使相对的运动更加顺畅。
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，该阻尼铰链机构还配合采用了摩擦片16来进一步减速，摩擦片16优选为金属摩擦片，摩擦片16固定在轴11上并与壳体13贴合抵靠。具体地，摩擦片16与壳体13的底部132的外侧面贴合抵靠。本实施例中，摩擦片16的中心设有非圆形(例如方形)的穿孔161，轴11第二端的横截面与穿孔161配合，轴11露出的第二端穿设在穿孔161中，使摩擦片16固定在轴11上并与轴11一起转动。当在扭转弹簧12的作用下自动弹开时，轴11相对于壳体13发生转动，轴11带动摩擦片16一起转动，由于摩擦片16与壳体13的底部132贴紧，摩擦片16在转动时与静止的底部132产生摩擦，产生较大摩擦阻力，即当弹开的速度较快时，可以利用摩擦片16先进行减速，摩擦片16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，当摩擦片16产生的阻力和扭转弹簧12产生的弹力抵消到一定的值，阻尼槽111内阻尼脂的作用就能较好的体现出来了，在扭转弹簧12与摩擦片16及阻尼脂的配合使用下，以达到最佳的旋转弹开速度。其中，弹簧片17给摩擦片16提供正向压力，当调节固定件18的松紧度，可以改变摩擦片16与底部132之间产生的动摩擦力大小。
事实上，在较小负载时，采用的扭转弹簧12的扭力一般较小，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，但支撑稳定性通常不好，只适用对支撑力没有什么要求的设备；但在较大负载时，采用的扭转弹簧12的扭力一般较大，已经超出了阻尼脂能够起作用的范围，增加摩擦片16就是为了使扭力降到阻尼脂能够起作用的范围，且使铰链在工作状态下有稳定可靠的支撑力(因为摩擦力是一种阻止运动趋势的力，始终与运动趋势的方向相反，在弹开时减弱弹开力，在闭合时阻止闭合，可有效的辅助改善弹力，对设备提供较好的支撑力)。另外，如果只采用扭转弹簧12加摩擦片16，而不采用阻尼槽111以及阻尼脂，因摩擦片16提供的是恒定动摩擦力，所以只要扭转弹簧12的力大于摩擦力，设备将一直处于加速打开的状态，打开的速度比只用扭转弹簧12会慢，但整个打开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。
第二实施例
图4为本发明第二实施例中阻尼铰链机构的分解结构示意图，请参图4，该阻尼铰链机构包括轴21、压缩弹簧22、壳体23、第一凹凸轮24a、第二凹凸轮24b、密封胶圈25、摩擦片26、弹簧片27、固定件28和驱动结构。驱动结构设置于轴21，用于驱动该轴21相对于该壳体23旋转。本实施例中的驱动结构包括压缩弹簧22、第一凹凸轮24a和第二凹凸轮24b。以下主要阐述本实施例与上述第一实施例的区别之处。
图5为图4中轴与阻尼结构的分解结构示意图，请参图5，在本实施例中，考虑到轴21的加工以及成本问题，轴21上的阻尼结构为可拆件，该可拆件可以为塑胶件也可以为金属件，阻尼槽形成在该可拆件上。具体在本实施例中为塑胶件，阻尼槽211形成在一个与轴21分离的塑胶件210上，这些阻尼槽211设置在塑胶件210的外周面上，从而在轴21第一端上形成一个阻尼结构，并由这些阻尼槽211在轴21的第一端上形成多个非连续的阻尼空间。塑胶件210的两端开设有环绕塑胶件210的凹槽213，密封胶圈25套设于塑胶件210的凹槽213中，以对阻尼槽211进行密封。这些阻尼槽211在本实施例中制作在与轴21分开的塑胶件210上，塑胶件210再固定至轴21的第一端位置上，并且塑胶件210的一端抵靠在一止挡片212上，止挡片212靠近轴21第一端的末端设置，用于对轴21提供止挡防脱的效果。塑胶件210和止挡片212的中部均设有非圆形的穿孔，轴21穿过塑胶件210和止挡片212的穿孔，通过非圆形穿孔和非圆形轴21的配合，实现塑胶件210和止挡片212在轴21上的定位固定。可以理解地，本实施例中，阻尼槽211也可以直接开设在轴21第一端的外周面上，如第一实施例所示；或者在第一实施例中，阻尼槽111也可以形成在一个与轴11分离的可拆件上，该可拆件再固定至轴11的第一端位置上，如本实施例所示；即本发明对阻尼槽111、211的形成方式不做特别限定。在可拆件为塑胶件的情形下，可拆件和壳体的配合会更好。
在本实施例中，壳体23包括安装部231、底部232和连接在安装部231外壁上的两个连接部233，安装部231的长度较长，底部232连接在安装部231的底端，底部232上贯穿设有穿孔(图未标)，该穿孔用于供轴21的第二端穿设，安装部231的顶端形成通孔235，用于容纳轴21第一端的阻尼结构。每个连接部233上设有安装孔237，通过安装孔237可以将壳体23固定安装至被固定元件上。
第一凹凸轮24a和第二凹凸轮24b具有互补结构，每个凹凸轮24a或24b包括底座243和连接在底座243同一侧的多个瓣片244，每个凹凸轮的相邻两个瓣片244之间形成凹槽(图未标)以供另一个凹凸轮的一个瓣片244插入配合，每个瓣片244的侧边形成斜面或弧形面。
第一凹凸轮24a的中部设有穿孔241，穿孔241供轴21穿设，第一凹凸轮24a通过穿孔241固定在轴21上并与轴21一起转动。优选地，穿孔241为非圆形孔(例如方形孔)，通过非圆形穿孔241与非圆形轴21的配合，使第一凹凸轮24a固定在轴21上并与轴21一起转动。
第二凹凸轮24b中部设有穿孔(图未标)，该穿孔为圆孔，供轴21穿设，第二凹凸轮24b仅通过该穿孔套在轴21上，第二凹凸轮24b未与轴21形成固定也不与轴21一起转动，但第二凹凸轮24b可以沿着轴21做轴向移动。
图6为图4中除去壳体之后的部分组装结构示意图，图7为图4的整体组装结构示意图，图8为图7的剖视示意图，请结合图4、图6至图8，压缩弹簧22、第二凹凸轮24b和第一凹凸轮24a从壳体23的顶端开口装入壳体23的安装部231内，轴21的第二端插入安装部231内并依次穿过第一凹凸轮24a、第二凹凸轮24b、压缩弹簧22和壳体23的底部232，直至轴21第一端上的止挡片212与安装部231的端部形成抵靠，使压缩弹簧22、第二凹凸轮24b、第一凹凸轮24a和轴21第一端的阻尼结构均收容在壳体23的安装部231内，压缩弹簧22的底端与底部232抵靠，压缩弹簧22的顶端与第二凹凸轮24b抵靠，第一凹凸轮24a位于第二凹凸轮24b与阻尼槽211之间，第一凹凸轮24a与第二凹凸轮24b相互插入配合。轴21第一端上的阻尼槽211与安装部231靠近壳体23顶端的位置相对应，并且阻尼槽211位于安装部231内，阻尼槽211的两端通过密封胶圈25密封，而阻尼槽211内设有阻尼材料例如注有阻尼脂，阻尼脂被密封在轴21与安装部231之间。轴21的第二端从底部232穿过后露出，摩擦片26套设固定在轴21露出的第二端上，弹簧片27和固定件28再安装在轴11露出的第二端上，弹簧片27位于摩擦片26与固定件28之间，第二止挡件28例如为防松螺母，利用固定件28挤压弹簧片27使摩擦片26与壳体23的底部232贴紧。固定件28和止挡片212一起用于防止轴21在相对于壳体23转动时松脱，弹簧22、第一凹凸轮24a、第二凹凸轮24b和壳体23于轴21上被限位在止挡片212与固定件28之间。
在本实施例中，驱动结构包括压缩弹簧22、第一凹凸轮24a及第二凹凸轮24b，压缩弹簧22、第一凹凸轮24a及第二凹凸轮24b相互作用以驱动轴21相对于壳体23旋转。具体地，由于第一凹凸轮24a与第二凹凸轮24b之间配合面为斜面，同时第一凹凸轮24a受轴21限制只能同轴21一起做旋转，而第二凹凸轮24b受壳体23的限制不能旋转只能沿轴21做轴向移动，在第一凹凸轮24a旋转的情况下，第二凹凸轮24b只能做轴向运动，从而压缩或释放压缩弹簧22，压缩弹簧22形变产生弹性势能或释放弹性势能。具体地，可以在第二凹凸轮24b与安装部231之间设置滑轨与滑槽结构，例如在安装部231的内壁设置滑轨，在第二凹凸轮24b的外壁设置滑槽，通过滑轨与滑槽的配合，实现第二凹凸轮24b相对于壳体23不能旋转而只能做轴向移动。当第一凹凸轮24a和第二凹凸轮24b处于相对的斜面上时，一旦撤销外力或外力小于压缩弹簧22提供给凹凸轮产生的扭力时，压缩弹簧22即可释放弹性势能，驱动第二凹凸轮24b轴向移动，由于凹凸轮的配合原理，导致第一凹凸轮24a产生旋转，使第一凹凸轮24a和第二凹凸轮24b的配合面始终保持着良好的接触，配合面相对下滑，从斜面较高位置运动到较低位置，因为结构限制了第一凹凸轮24a的轴向运动，即全部变成了第二凹凸轮24b的轴向运动空间。因第二凹凸轮24b和第一凹凸轮24a的斜面始终是良好配合接触的，当压缩弹簧22释放弹力推动第二凹凸轮24b发生轴向位移时，第二凹凸轮24b的斜面就会挤压第一凹凸轮24a的斜面，因为第一凹凸轮24a无法轴向位移，导致第二凹凸轮24b传递的轴向力通过斜面产生一个迫使第一凹凸轮24a旋转的分力，迫使第一凹凸轮24a发生旋转，从而利用凹凸轮将轴向力转换成旋转力。而第一凹凸轮24a与轴21固定相连，第一凹凸轮24a发生旋转将带动轴21相对于壳体23旋转。
为了在安装部231内更好地定位第一凹凸轮24a，安装部231的内壁形成有一台阶部231a，第一凹凸轮24a的一侧靠向台阶部231a，第一凹凸轮24a的另一侧靠向塑胶件210，使第一凹凸轮24a被限位在台阶部231a与塑胶件210之间。
本实施例的阻尼铰链机构通过压缩弹簧22实现自动弹开，因压缩弹簧22释放弹性势能驱动轴21相对于壳体23旋转，而阻尼脂有相当的粘滞性，轴21相对于壳体23转动时，阻尼槽211内的阻尼脂会与这些阻尼槽211发生剪切作用并产生阻尼力，能够使压缩弹簧23及轴21的运动速度变慢变缓，使扭力变得柔和顺滑，而且在一定范围内，弹开速度越快阻尼脂产生的阻尼力越大，使轴21的运动速度变慢变缓，以控制弹开速度，而且阻尼脂本身也能够起到一定的密封及自润作用，使相对的运动更加顺畅。
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，但在较大扭力的情况下，可能已经超出了阻尼脂能够起到作用的范围。为了使扭力能够降到阻尼脂能够起作用的范围，本实施例还采用了摩擦片26来进一步减速，摩擦片26固定在轴21上并与壳体23的底部232的外侧面形成贴合抵靠。当在压缩弹簧22的作用下自动弹开时，轴21相对于壳体23发生转动，轴21带动摩擦片26一起转动，摩擦片26在转动时与静止的底部232产生摩擦，产生较大摩擦阻力，即当弹开的速度较快时，可以利用摩擦片26先进行减速，当摩擦片26产生的阻力和压缩弹簧22驱动凹凸轮24a、24b产生的旋转力抵消到一定的值，阻尼槽211内阻尼脂的作用就能较好的体现出来了，在压缩弹簧22与摩擦片26及阻尼脂的配合下，达到最佳的弹开速度。
第三实施例
图9为本发明第三实施例中轴的结构示意图，请参图9，该轴31的结构与上述第一实施例中的轴11的结构基本相同，该轴31的第一端上沿圆周方向形成有一凸部310，凸部310的两端开设有环绕凸部310的凹槽313，用于收容密封胶圈以对阻尼槽311进行密封。轴31的第一端还设置有环绕轴31一周的止挡片312，止挡片312紧临其中一个凹槽313且靠近第一端的末端设置，用于提供止挡定位效果。该轴31与上述轴11的区别在于阻尼槽311的具体结构，在本实施例中，该轴31在第一端的凸部310上沿圆周方向设有一个环形的阻尼槽311，由该环形的阻尼槽311在轴31的第一端上形成一个连续的环形阻尼空间，在该环形阻尼空间内设有阻尼脂，以提供阻尼效果。可以理解地，在本实施例中，由于阻尼槽311为环绕轴31的连续环状结构，设置在阻尼槽311中的阻尼脂主要靠阻尼脂本身的黏性提供阻尼效果，相较于上述第一实施例和第二实施例中分布设置在轴11、21上多个阻尼槽111、211而言，由于阻尼脂不与多个阻尼槽111、211发生剪切作用，因此阻尼效果相对会差些，更适合于对阻尼力需求较小的设备。
可以理解，该轴31在第一端的凸部310上沿圆周方向也可设有两个以上的环形的阻尼槽311。
可以理解，本发明阻尼铰链机构中，上述任一实施例中所例举的阻尼铰链机构的驱动结构并不受限于实施例所例举，其还可以用现有技术中任意可驱动轴相对壳体转动的驱动结构。例如，可将实施例二中提供弹力的压缩弹簧用弹片组替换；或者是上述任一实施例中的驱动结构采用齿轮驱动结构替换。
可以理解，上述任一实施例中防松螺母还可以为普通螺母、E型卡固件或开口销等其他起止挡作用的第一止挡件；上述任一实施例中的止挡片212也可替换成防松螺母、普通螺母、E型卡固件或开口销等其他起止挡作用的第二止挡件。
本发明还提供一种折叠式电子设备，包括上盖组件、相对上盖组件可打开的下盖组件和连接上盖组件和下盖组件的阻尼铰链机构，该阻尼铰链机构为上述任一实施例所述的阻尼铰链机构。当上述任一实施例的阻尼铰链机构应用于该折叠式电子设备时，轴与壳体其中之一与上盖组件固定，其中之另一与下盖组件固定，例如轴与上盖组件固定，壳体与下盖组件固定。当上盖组件相对于下盖组件打开时，通过驱动结构的扭力实现上盖组件相对于下盖组件的自动弹开功能，轴相对于壳体转动，从而使得壳体和和阻尼空间的阻尼材料产生阻尼力，进而减缓弹性释放速度，较好地实现了折叠式电子设备缓慢顺滑的自动打开功能；进一步的，在具有摩擦片的实施方式中，摩擦片随轴一起转动并相对于壳体产生摩擦阻力，摩擦片的摩擦阻力一并和阻尼空间内的阻尼脂的阻尼力配合实现减缓弹性释放速度，更好地实现了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，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。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，集成了自动弹开及缓慢释放弹簧的弹性势能，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，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弹开，实现较佳的用户体验。
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 (14)
1.一种阻尼铰链机构，其特征在于，包括轴(11、21、31)、驱动结构和壳体(13、23)，该驱动结构和该壳体(13、23)安装于该轴(11、21、31)，该轴(11、21、31)具有第一端和与该第一端相对的第二端，该壳体(13、23)包括套设于该轴(11、21、31)的安装部(131、231)，该轴(11、21、31)的第一端与该安装部(131、231)之间形成阻尼空间，该阻尼空间内设有阻尼材料，该驱动结构用于驱动该轴(11、21、31)相对于该壳体(13、23)旋转。
2.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该轴(11、21)在第一端上沿圆周方向设有阻尼槽(111、211)，该阻尼槽(111、211)的数量为一个以上并且在该轴(11、21)的圆周方向上分布设置，每个阻尼槽(111、211)沿着该轴(11、21)的轴线方向延伸或者与该轴(11、21)的轴线方向呈预定夹角，每个阻尼槽(111、211)在该轴(11、21)的第一端上形成一个阻尼空间。
3.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该轴(31)在第一端上沿圆周方向设有一个或一个以上的环形的阻尼槽(311)，每个环形的阻尼槽(311)在该轴(31)的第一端上形成一个环形阻尼空间。
4.如权利要求2或3所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该轴(11、31)的第一端上沿圆周方向形成有一凸部(110、310)，该阻尼槽(111、211)开设在该凸部(110、310)的外周面上；或者该阻尼铰链机构包括固定在该轴(21)的第一端上的可拆件(210)，该阻尼槽(111、211)形成在该可拆件(210)上。
5.如权利要求4所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该可拆件(210)为塑胶件。
6.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该驱动结构包括扭转弹簧(12)和固定块(14)，该固定块(14)固定在该轴(11)上，该扭转弹簧(12)包括第一端(121)和与该第一端(121)相对的第二端(122)，该扭转弹簧(12)的第一端(121)与该壳体(13)固定，该扭转弹簧(12)的第二端(122)与该固定块(14)固定。
7.如权利要求6所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该壳体(13)还包括底部(132)及连接在该安装部(131)与该底部(132)之间的两个连接部(133)，该两个连接部(133)将该安装部(131)与该底部(132)连接为一体，该两个连接部(133)之间形成中空槽(134)，该扭转弹簧(12)和该固定块(14)位于该中空槽(134)内。
8.如权利要求7所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该壳体(13)上设有固定柱(138)，该固定块(14)设有固定孔(142)，该扭转弹簧(12)的第一端(121)与该固定柱(138)固定，该扭转弹簧(12)的第二端(122)插入该固定孔(142)中固定。
9.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该驱动结构包括第一凹凸轮(24a)、第二凹凸轮(24b)和压缩弹簧(22)，该壳体(23)还包括连接在该安装部(231)一端的底部(232)，该压缩弹簧(22)、该第一凹凸轮(24a)和该第二凹凸轮(24b)均收容于该安装部(231)，该压缩弹簧(22)的第一端与该底部(232)抵靠，该第一凹凸轮(24a)和该第二凹凸轮(24b)位于该压缩弹簧(22)的第二端，该第二凹凸轮(24b)位于该压缩弹簧(22)与该第一凹凸轮(24a)之间，该第一凹凸轮(24a)与该第二凹凸轮(24b)相互插入配合，该第一凹凸轮(24a)固定在该轴(21)上与该轴(21)一起转动，该第二凹凸轮(24b)受该壳体(23)的限制不能旋转只能沿该轴(21)做轴向移动。
10.如权利要求9所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该第一凹凸轮(24a)和该第二凹凸轮(24b)具有互补结构，每个凹凸轮包括底座(243)和连接在该底座(243)同一侧的多个瓣片(244)，每个凹凸轮的相邻两个瓣片(244)之间形成凹槽以供另一个凹凸轮的一个瓣片(244)插入配合。
11.如权利要求1至10任一项所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该阻尼铰链机构还包括摩擦片(16、26)，该摩擦片(16、26)固定在该轴(11、21、31)的第二端上与该轴(11、21、31)一起转动，且该摩擦片(16、26)与该壳体(13、23)贴合抵靠。
12.如权利要求11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簧片(17、27)和固定件(18、28)，该固定件(18、28)固定在该轴(11、21、31)的第二端上，该弹簧片(17、27)套设在该轴(11、21、31)的第二端上并位于该摩擦片(16、26)与该固定件(18、28)之间，该固定件(18、28)将该弹簧片(17、27)压向该摩擦片(16、26)使该摩擦片(16、26)贴紧在该壳体(13、23)上。
13.如权利要求1所述的阻尼铰链机构，其特征在于，该阻尼材料为阻尼脂，该阻尼脂被密封在该阻尼空间。
14.一种折叠式电子设备，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13任一项所述的阻尼铰链机构，该轴(11、21、31)与该壳体(13、23)其中之一与该上盖组件固定，其中之另一与该下盖组件固定。
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