CN107110196B - 铰链结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铰链结构，该铰链结构用于通过扭力螺旋弹簧的弹性力来辅助盖的打开操作，并且解决将铰链结构构造成使得弹性力适当地变化的问题。铰链结构设置有：安装于容器(8)的下部构件(1)；安装于盖(9)的上部构件(2)；将下部构件(1)与上部构件(2)互相连接的旋转轴(3)；以及在与旋转轴(3)的位置不同的位置处将下部构件(1)与上部构件(2)相连接的联动机构(4)。联动机构(4)设置有：能够相对于彼此旋转地连接的多个联动件(41)；以及构造成沿盖(9)打开的方向对上部构件(2)施加弹性力的扭力螺旋类型的弹性机构(42)。

Description

铰链结构

技术领域

本发明涉及铰链结构，并且特别地涉及包括构造成辅助盖的打开操作的弹簧的铰链结构。

背景技术

已经提出了包括构造成辅助盖的打开操作的弹簧的铰链结构(例如，参见JP2948538 B2(下文中称为“文献1”))。

在文献1中描述的铰链结构是将附接至容器的下部铰链件与附接至盖的上部铰链件经由轴互相可枢转地连接的结构。该铰链结构包括定位成包围轴的扭力螺旋弹簧，并且该铰链结构构造成通过扭力螺旋弹簧产生用于辅助盖的打开操作的弹性力。

因为在文献1中描述的铰链结构是通过扭力螺旋弹簧产生弹性力的结构，所以可以防止整个铰链结构从盖上较大程度地突出。

发明内容

在上述的铰链结构中，难以使用于辅助盖的打开操作的弹性力根据盖的位置最佳地变化。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种使扭力螺旋弹簧的弹性力能够根据盖的位置最佳地变化的铰链结构、以及用于调整该铰链结构的方法。

根据本发明的一个方面的铰链结构包括：附接至容器的下部构件；附接至用于关闭容器的开口的盖的上部构件；将下部构件与上部构件互相可枢转地连接的旋转轴；以及，在与旋转轴的位置不同的位置处将下部构件与上部构件互相连接的联动机构。

联动机构包括：互相可枢转地连接的多个联动件；以及构造成沿盖打开的方向对上部构件施加弹性力的扭力弹簧类型的弹性机构。

根据如本发明的一个方面所述的铰链结构的另一构造，多个联动件包括经由轴构件连接至下部构件的第一联动件。弹性机构构造成使弹性力根据第一联动件相对于下部构件的位置而变化。

根据如本发明的一个方面所述的铰链结构的另一构造，联动机构构造成改变第一联动件相对于下部构件的位置以使弹性力变化，使得盖保持在任意位置。

根据如本发明的一个方面所述的铰链结构的另一构造，多个联动件还包括连接至第一联动件和上部构件的第二联动件。

根据如本发明的一个方面所述的铰链结构的另一构造，轴构件包括在一侧突出超过第一联动件的第一端部以及在与第一端部相反的一侧突出的第二端部。弹性机构包括第一扭力螺旋弹簧和第二扭力螺旋弹簧。第一扭力螺旋弹簧定位成包围第一端部的外周。第二扭力螺旋弹簧定位成包围第二端部的外周。

根据如本发明的一个方面所述的铰链结构的另一构造，在平面图中观察时，多个联动件位于第一扭力螺旋弹簧与第二扭力螺旋弹簧之间。

用于调整根据本发明的一个方面的铰链结构的方法包括：根据盖的尺寸形状和重量，设置第二联动件的长度；以及调整弹性力，使得盖保持在任意位置。

附图说明

图1A是示出在铰链结构附接至容器和盖的状态下的实施方式的铰链结构的平面图，图1B是示出在铰链结构附接至容器和盖的状态下的实施方式的铰链结构的侧视图；

图2A是示出在铰链结构附接至容器和盖并且盖打开45°的状态下的实施方式的铰链结构的平面图，图2B是示出在铰链结构附接至容器和盖并且盖打开100°的状态下的实施方式的铰链结构的平面图；

图3A是示出包括在实施方式的铰链结构中的下部构件的平面图，图3B是示出包括在实施方式的铰链结构中的下部构件的侧视图；

图4A是示出包括在实施方式的铰链结构中的上部构件的平面图，图4B是示出包括在实施方式的铰链结构中的上部构件的侧视图；

图5A是示出包括在实施方式的铰链结构中的第一联动件的平面图，

图5B是示出包括在实施方式的铰链结构中的第一联动件的侧视图；

图6A是示出包括在实施方式的铰链结构中的第二联动件的平面图，

图6B是示出包括在实施方式的铰链结构中的第二联动件的侧视图；

图7是示出对盖的打开操作进行辅助的扭矩如何根据盖的打开位置的角度而变化的曲线图。

具体实施方式

将基于在附图中示出的实施方式描述本发明。

图1A和图1B示出一种实施方式的铰链结构附接至容器8和盖9的状态。在这种状态中，盖9关闭容器8的上端部处的开口81。在图1A和图1B中示出的状态是盖9的打开位置的角度为0°的状态。

本实施方式的铰链结构包括下部构件1、位于下部构件1上方的上部构件2、将下部构件1与上部构件2互相枢转地连接的旋转轴3以及将下部构件1与上部构件2互相连接的联动机构4。盖9绕旋转轴3枢转。

首先，将描述下部构件1。

下部构件1是固定至设置在容器8的上端部的凸缘82的构件。

如图1B、图3A和图3B所示，下部构件1一体地包括：不可移动地附接至凸缘82的固定部分11；以及连接至上部构件2和联动机构4的连接部分12。

连接部分12具有形成于不同位置的第一通孔121和第二通孔122。旋转轴3插入穿过第一通孔121。将在下文中描述的轴构件5插入穿过第二通孔122。第一通孔121和第二通孔122互相平行地定位。第一通孔121位于第二通孔122的前方并且稍高于第二通孔122。即，第一通孔121位于第二通孔122的前方并且位于第二通孔122的斜上方。

第一通孔121和第二通孔122之间的位置关系不限于上述位置关系。例如，第一通孔121可以位于第二通孔122的前方并且与第二通孔122处于相同的高度。

在描述中需要注意的是，向前的方向指的是容器8相对于本实施方式的铰链结构所在的方向，并且向后的方向是与向前的方向相反的方向。下部构件1和上部构件2位于容器8的后方。左右方向是与前后方向正交的方向。第一通孔121和第二通孔122在左右方向上贯穿连接部分12。

在本实施方式的下部构件1中，连接部分12位于固定部分11的后方并且分为左连接部分12a和右连接部分12b，从而减轻连接部分12的重量。左连接部分12a和右连接部分12b在左右方向上互相间隔一定距离地定位并且互相平行。需要注意的是，下部构件1的连接部分12并不必分为左连接部分12a和右连接部分12b。可以使用连接部分12不分为右连接部分和左连接部分的结构。

左连接部分12a具有左第一通孔121a和左第二通孔122a。右连接部分12b具有右第一通孔121b和右第二通孔122b。

左第一通孔121a和右第一通孔121b互相对准地定位并且在左右方向上互相间隔一定距离地定位。左第一通孔121a和右第一通孔121b形成由旋转轴3插入穿过的第一通孔121。左第二通孔122a和右第二通孔122b互相对准地定位并且在左右方向上互相间隔一定距离地定位。左第二通孔122a和右第二通孔122b形成由轴构件5插入穿过的第二通孔122。

接下来，将描述上部构件2。

上部构件2是固定至构造成关闭容器8的开口81的盖9的构件。

如图1A、图1B、图4A和图4B所示，上部构件2一体地包括：不可移动地附接至盖9的周边部分的固定部分21；以及连接至下部构件1和联动机构4的连接部分22。

连接部分22具有由旋转轴3插入穿过的通孔221。连接部分22包括连接至联动机构4的连接件222。通孔221和连接件222设置在不同位置。在盖9处在打开位置的角度为0°的状态时，连接件222位于通孔221的前方并且位于通孔221的斜上方。

连接件222和通孔221之间的位置关系不限于上述位置关系。例如，将在下文中描述的并且插入穿过连接件222的销413可以位于通孔221的正上方。

在本实施方式的上部构件2中，连接部分22在打开位置的角度为0°的状态下位于固定部分21的后方并且连接部分22分为左连接部分22a和右连接部分22b。左连接部分22a和右连接部分22b在左右方向上互相间隔一定距离地定位并且相互平行。需要注意的是，上部构件2的连接部分22不必分为左连接部分22a和右连接部分22b。可以使用连接部分22不分为右连接部分和左连接部分的结构。

左连接部分22a具有左通孔221a并且包括左连接件222a。右连接部分22b具有右通孔221b并且包括右连接件222b。

左通孔221a和右通孔221b互相对准地定位并且在左右方向上互相间隔一定距离地定位，并且左通孔221a和右通孔221b一起形成通孔221。左连接件222a和右连接件222b在左右方向上互相间隔一定距离地定位，并且左连接件222a和右连接件222b一起形成连接件222。销413插入穿过左连接件222a和右连接件222b。

接下来，将描述联动机构4。

联动机构4是在与旋转轴3的位置不同的位置处将下部构件1和上部构件2连接的机构。联动机构4包括互相枢转地连接的一对联动件41以及扭力弹簧类型的弹性机构42。联动机构4可以包括三个或更多个联动件41。

该一对联动件41中的一者是经由轴构件5以一个自由度连接至下部构件1的第一联动件411。该一对联动件41中的另一者是以一个自由度连接至第一联动件411和上部构件2的第二联动件412。

如图6A和图6B所示，第二联动件412是在其纵向上的两端设置有连接孔4121和连接孔4122的臂状构件。通过将销413插入穿过连接孔4121，第二联动件412以一个自由度连接至上部构件2的连接件222。

如图5A和图5B所示，第一联动件411具有由轴构件5插入穿过的通孔4111，并且第一联动件411包括连接至第二联动件412的连接件4112。通孔4111和连接件4112位于第一联动件411的不同位置处。在盖9处在打开位置的角度为0°的状态时，连接件4112位于通孔4111上方。

在本实施方式的联动机构4中，第一联动件411分为左半部分联动件411a和右半部分联动件411b。左半部分联动件411a和右半部分联动件411b在左右方向上互相间隔一定距离地定位并且互相平行。需要注意的是，第一联动件411不必分为左半部分联动件411a和右半部分联动件411b。可以使用第一联动件411不分为右半部分联动件和左半部分联动件的结构。

左半部分联动件411a具有左通孔4111a并且包括左连接件4112a。右半部分联动件411b具有右通孔4111b并且包括右连接件4112b。

左通孔4111a和右通孔4111b互相对准地定位并且在左右方向上互相间隔一定距离地定位，并且左通孔4111a和右通孔4111b一起形成通孔4111。左连接件4112a和右连接件4112b在左右方向上互相间隔一定距离定位，并且左连接件4112a和右连接件4112b一起形成连接件4112。

销414插入穿过左连接件4112a和右连接件4112b。第一联动件411和第二联动件412经由销414以一个自由度互相枢转地连接。

此外，本实施方式的联动机构4包括扭力螺旋类型(扭力弹簧类型)的弹性机构42，该弹性机构构造成对支撑盖9的上部构件2施加弹性力。

弹性机构42包括第一扭力螺旋弹簧421和第二扭力螺旋弹簧422。因为第一扭力螺旋弹簧421和第二扭力螺旋弹簧422都定位成来包围轴构件5的外周，所以可以防止整个弹性机构42从盖9较大程度地向后突出(见图1A)。

如图1A所示，轴构件5包括位于相反两侧的第一端部51和第二端部52。第一端部51是沿向左的方向进一步突出超过包括在第一联动件411中的左半部分联动件411a的端部。第二端部52是沿向右的方向进一步突出超过包括在第一联动件411中的右半部分联动件411b的端部。

第一扭力螺旋弹簧421定位成包围轴构件5的第一端部51的外周。第一扭力螺旋弹簧421具有抵靠着左半部分联动件411a且被锁定的一个端部，并且第一扭力螺旋弹簧421具有抵靠着第一端部51且被锁定的另一端部。在本实施方式中，第一扭力螺旋弹簧421是暴露的，但是如图1A中的虚线所示的覆盖件4113a优选地附接至左半部分联动件411a以将第一扭力螺旋弹簧421容纳在覆盖件4113a中。

第二扭力螺旋弹簧422定位成包围轴构件5的第二端部52的外周。第二扭力螺旋弹簧422具有抵靠着右半部分联动件411b且被锁定的一个端部，并且第二扭力螺旋弹簧422具有抵靠着第二端部52且被锁定的另一端部。在本实施方式中，第二扭力螺旋弹簧422是暴露的，但是如图1A中的虚线所示的覆盖件4113b优选地附接至右半部分联动件411b以将第二扭力螺旋弹簧422容纳在覆盖件4113b中。

此处，轴构件5固定至下部构件1使其不相对于下部构件1枢转。即，第一端部51固定至下部构件1使其不相对于下部构件1枢转。因此，当第一联动件411绕轴构件5枢转、并且第一联动件411的位置改变时，第一扭力螺旋弹簧421随着第一联动件411的位置的改变而变形，从而使第一扭力螺旋弹簧421施加的弹性力变化。类似地，第二端部52固定至下部构件1使其不相对于下部构件1枢转。因此，当第一联动件411绕轴构件5枢转、并且第一联动件411的位置改变时，第二扭力螺旋弹簧422随着第一联动件411的位置的改变而变形，从而使第二扭力螺旋弹簧422施加的弹性力变化。

第一扭力螺旋弹簧421和第二扭力螺旋弹簧422经由第一联动件411和第二联动件412一起沿盖9打开的方向(即，在盖9沿向后的方向拉起的方向)对上部构件2施加弹性力。第一扭力螺旋弹簧421和第二扭力螺旋弹簧422对上部构件2施加的弹性力是弹性机构42对上部构件2施加以便辅助盖9的打开操作的弹性力。

如上所述，图1B示出了盖9处在打开位置的角度为0°的状态，图2A示出了盖9处在打开位置的角度为45°的状态(即，盖9绕旋转轴3打开45°的状态)，图2B示出了盖9处在打开位置的角度为100°的状态(即，盖9绕旋转轴3打开100°的状态)。

在本实施方式的铰链结构中，用于辅助盖9的打开操作的弹性力根据第一联动件411相对于下部构件1的位置变化。第一联动件411的位置随着盖9的打开/关闭而改变的方式是可以通过调整第二联动件412的长度来调整的。

因此，根据盖9的尺寸形状和/或重量来设置第二联动件412的长度和/或弹性机构42的弹性力，并且因此，由弹性机构42施加以便辅助盖9的打开操作的弹性力可以逐渐地变化至对应于盖9的打开位置的角度的最佳量。

图7是示出弹性机构42的弹性力如何变化的示例的曲线图。图7中的横坐标表示盖9的打开位置的角度[°]。纵坐标表示扭矩[kgf·mm]。图7中的曲线C1示出了维持盖9的位置所需的扭矩如何根据盖9的打开位置的角度逐渐地变化。图7中的曲线C2示出了由弹性机构42施加用以辅助盖9的打开操作的扭矩如何根据盖9的打开位置的角度逐渐地变化。

在本实施方式的铰链结构中，如图7所示，用以辅助盖9的打开操作的扭矩的曲线C2设置为与维持盖9的位置所需的扭矩的曲线C1近似。通过这种方式，可以设置扭矩使得盖9保持在与盖9的关闭状态形成的角度处于预定范围内(例如，处于0°至85°的打开位置的角度范围内)的任意的打开位置的角度，并且使得盖9在盖9的打开位置的角度超过预定范围时自动地沿向后的方向落下。换言之，本实施方式的铰链结构可以是所谓的“自由停止铰链”。

需要注意的是，在使用文献1中所描述的已知铰链机构时，用于辅助盖的打开操作的扭矩随着盖的打开位置的角度的增大而线性地减小。因此，已知的铰链结构难以形成自由停止铰链。

如上所述，本实施方式的铰链结构包括：附接至容器8的下部构件1；附接至用于关闭容器8的开口81的盖9的上部构件2；将下部构件1和上部构件2互相可枢转地连接的旋转轴3；以及在与旋转轴3的位置不同的位置处将下部构件1和上部构件2互相连接的联动机构4。联动机构4包括互相可枢转地连接的多个联动件41以及构造成沿盖9打开的方向对上部构件2施加弹性力的扭力螺旋类型的弹性机构42。

在本实施方式的铰链结构中，弹性机构42是扭力螺旋类型的，并且因此，可以防止弹性机构42等从盖9较大程度地向后突出。此外，不同于已知技术，弹性机构42设置于将下部构件1和上部构件2互相连接的联动机构4，而根据已知技术，弹簧设置于旋转轴3。因此，由弹性机构42施加的弹性力可以根据盖9的位置最佳地变化。

在本实施方式的铰链结构中，多个联动件41包括经由轴构件5连接至下部构件1的第一联动件411。弹性机构42构造成使弹性力根据第一联动件411相对于下部构件1的位置变化。

因此，在本实施方式的铰链结构中，第一联动件411的位置根据盖9的位置改变，并且由弹性机构42施加的弹性力可以根据第一联动件411的位置变化。

在本实施方式的铰链结构中，联动机构4构造成改变第一联动件411相对于下部构件1的位置以使弹性力变化，使得盖9保持在任意位置。

因此，根据本实施方式的铰链结构，可以通过防止弹性机构42从盖9较大程度地向后突出的紧凑机构来实现自由停止铰链。

在本实施方式的铰链结构中，多个联动件41还包括连接至第一联动件411和上部构件2的第二联动件412。

因此，在本实施方式的铰链结构中，设置第二联动件412的长度使得能够最佳地辅助不同类型的盖9的打开操作，并且因此，铰链结构是高度通用的。

在本实施方式的铰链结构中，轴构件5包括在一侧突出超过第一联动件411的第一端部51和在与第一端部51相反的一侧突出的第二端部52。弹性机构42包括第一扭力螺旋弹簧421和第二扭力螺旋弹簧422。第一扭力螺旋弹簧421定位成包围第一端部51的外周。第二扭力螺旋弹簧422定位成包围第二端部52的外周。在平面图中观察时(即，从上方观察时)，多个联动件41位于第一扭力螺旋弹簧421与第二扭力螺旋弹簧422之间。

因此，本实施方式的铰链结构具有以下优点：整体结构紧凑以及几乎没有限制被强加至例如，铰链结构的附接空间。

此外，用于调整本实施方式的铰链结构的方法包括：根据盖9的尺寸形状和重量设置第二联动件412的长度；以及调整弹性力使得盖9保持在任意位置。

因此，用于调整本实施方式的铰链结构的方法使得能够通过简单的操作来实现用于各种类型的盖9的自由停止铰链。此外，可以以低成本实现用于各种类型的盖9的自由停止铰链。

已经参照在附图中示出的实施方式描述了本发明，但是本发明不限于该实施方式。在不背离本发明的预期范围的情况下，可以相应地修改各个实施方式的配置。

Claims (4)

1.一种铰链结构，包括：

下部构件，所述下部构件待附接至容器，所述容器具有位于所述容器的上端处的开口；

上部构件，所述上部构件待附接至用于关闭所述容器的所述开口的盖；

旋转轴，所述旋转轴将所述下部构件和所述上部构件互相可枢转地连接；以及

联动机构，所述联动机构在与所述旋转轴的位置不同的位置处将所述下部构件和所述上部构件互相连接，其中

所述联动机构包括：

多个联动件，所述多个联动件互相可枢转地连接；以及

扭力螺旋弹簧类型的弹性机构，所述弹性机构构造成沿所述盖被拉起并且打开的方向对所述上部构件施加弹性力，

所述多个联动件包括：

轴构件，所述轴构件位于与所述旋转轴不同的位置处；以及

第一联动件，所述第一联动件经由所述轴构件可枢转地连接至所述下部构件，

所述轴构件包括：

第一端部，所述第一端部在一侧突出超过所述第一联动件，以及

第二端部，所述第二端部在与所述第一端部相反的一侧突出，

所述弹性机构包括：

第一扭力螺旋弹簧，以及

第二扭力螺旋弹簧，

所述第一扭力螺旋弹簧定位成包围所述第一端部的外周，

所述第二扭力螺旋弹簧定位成包围所述第二端部的外周，

所述弹性机构构造成使所述弹性力根据所述第一联动件相对于所述下部构件的位置而变化，使得所述盖保持在任意位置。

2.根据权利要求1所述的铰链结构，其中

在从上方观察时，所述多个联动件位于所述第一扭力螺旋弹簧与所述第二扭力螺旋弹簧之间。

3.根据权利要求1或2所述的铰链结构，其中

所述多个联动件还包括连接至所述第一联动件和所述上部构件的第二联动件。

4.一种用于调整根据权利要求3所述的铰链结构的方法，所述方法包括：

根据所述盖的尺寸形状和重量，设置所述第二联动件的长度；以及

调整所述弹性力，使得所述盖保持在任意位置。