CN113124042B - 铰链装置以及折叠终端 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种铰链装置以及折叠终端，涉及连接件技术领域，用于提高正向转动和反向转动之间的扭矩差值，该铰链装置包括转轴、第一安装支架、第二安装支架和摩擦组件；第一安装支架与转轴固定连接，第二安装支架与转轴可转动连接；摩擦组件包括摩擦件与单向转动机构，摩擦件与第二安装支架摩擦接触并可跟随第二安装支架绕转轴的轴线正向转动；单向转动机构安装于转轴并与摩擦件固定连接，用于限制摩擦件跟随第二安装支架反向转动。采用上述铰链装置，正向转动和反向转动之间的扭矩差值较大，可以较好地实现“开轻关重”的设计目的，提升了用户体验。

Description

铰链装置以及折叠终端

技术领域

本申请涉及连接件技术领域，尤其涉及一种铰链装置以及折叠终端

背景技术

笔记本电脑包括主机部和显示部，两者之间通过铰链装置连接。用户对显示部或主机部施加外力，可以使显示部相对主机部打开，或者，显示部扣合在主机部上。而铰链装置是实现上述显示部相对于主机部开合的关键部件。随着消费者越来越注重手感体验，“开轻关重”的设计需求在逐渐上升。“开轻关重”是指显示部相对于主机部开启所需扭矩比闭合所需扭矩小，如此更符合使用习惯和人体工程学。

为了实现笔记本电脑“开轻关重”的设计目的，则需要铰链装置在正转和反转时具有不同大小的扭矩。相关技术中铰链装置通常为包覆式转轴，包覆式转轴包括钣金卷圆和在钣金卷圆中转动的转轴。钣金卷圆与转轴配合的内壁环绕转轴具有逐渐变化的直径。当转轴沿钣金卷圆直径变小方向正向转动时，转轴与钣金卷圆内壁摩擦，扭矩较大；当转轴反向转动时，由于钣金直径有变大趋势，转轴与钣金卷圆内壁摩擦，扭矩较小，进而实现铰链装置在正转和反转时具有不同大小的扭矩。

然而，包覆式转轴在正转和反转时的扭矩差值依赖于钣金卷圆内壁的直径变化，而受结构限制钣金卷圆内壁的直径变化幅度通常较小，从而导致正转和反转时扭矩的差值较小，“开轻关重”手感较为接近，操作体验较差。

发明内容

本申请实施例提供了一种铰链装置以及折叠终端，用于提高铰链装置在正转和反转时的扭矩差距，提升“开轻关重”的操作体验。

第一方面，本申请实施例提供了一种铰链装置，包括转轴、第一安装支架、第二安装支架和摩擦组件；第一安装支架与转轴固定连接，第二安装支架与转轴可转动连接；摩擦组件包括摩擦件与单向转动机构，摩擦件与第二安装支架摩擦接触并可跟随第二安装支架绕转轴的轴线正向转动；单向转动机构安装于转轴并与摩擦件固定连接，用于限制摩擦件跟随第二安装支架反向转动。

采用如上设计的铰链装置，在第二安装支架相对于转轴正向转动时，第二安装支架通过与摩擦件之间接触摩擦力带动摩擦件跟随第二安装支架运动，即摩擦件是由第二安装支架与摩擦件之间的摩擦力驱动；在第二安装支架相对于转轴反向转动时，由于单向转动机构使得摩擦件无法随第二安装支架反向转动，为了使相对于转轴反向转动，需要增大作用在第二安装支架上的作用力，以克服第二安装支架与摩擦件之间的摩擦力，使得第二安装支架与摩擦件出现相对运动，从而使得第二安装支架与转轴之间的扭矩增大，即第二安装支架相对于转轴反向运动时的扭矩比第二安装支架相对转轴正向转动时的扭矩显著增大。因此，当折叠终端采用上述铰链装置时，可以使打开折叠终端时所需的扭矩明显小于闭合折叠终端时所需的扭矩，扭矩差值较大，进而可以实现“开轻关重”的设计目的，提升了用户体验。

在一种可能的实现方式中，所述单向转动机构包括设于所述摩擦件中的滚动腔，以及设置于所述滚动腔的滚动件，所述滚动件与所述转轴的外圆周面摩擦接触；所述滚动腔包括允许所述滚动件跟随所述转轴转动的第一腔体，以及，阻碍所述滚动件跟随所述转轴转动的第二腔体。

在一种可能的实现方式中，所述第一腔体包括回转侧壁，所述回转侧壁形成不小于所述滚动件外周圆面的转动区域；所述第二腔体包括与所述回转侧壁连接的止转侧壁，所述止转侧壁形成小于所述滚动件外周圆面的止转区域。

在一种可能的实现方式中，所述回转侧壁为与所述滚动件的外周圆面相适应的弧状侧壁。

在一种可能的实现方式中，所述回转侧壁包括至少两个平行于所述滚动件转动轴线的第一平面侧壁连接而成；相邻所述第一平面侧壁之间的夹角至少为90度。

在一种可能的实现方式中，所述止转侧壁包括至少两个平行于所述滚动件转动轴线的第二平面侧壁连接而成；相邻所述第二平面侧壁之间的夹角小于90度。

在一种可能的实现方式中，所述止转侧壁包括两个所述第二平面侧壁，为两个所述第二平面侧壁组成的开口朝向所述回转侧壁的V形结构。

在一种可能的实现方式中，所述止转侧壁与所述滚动件接触的面设置有多个凸点。如此设计，可以进一步增加止转侧壁与滚动件之间的摩擦力，提高止动效果。

在一种可能的实现方式中，所述摩擦组件还包括设置于所述滚动腔内的第一弹性件，所述第一弹性件将所述滚动件抵压于所述第二腔体内。如此设计，第一弹性件始终将滚动件压向第二腔体，辅助滚动腔体运动，以便达到及时止转的目的。

在一种可能的实现方式中，所述滚动件为圆柱体，所述圆柱体的轴线与所述转轴的轴线平行。

在一种可能的实现方式中，所述滚动件为圆球。

在一种可能的实现方式中，所述摩擦件开设有与所述转轴可转动配合的第一转动孔；所述滚动腔靠近所述转轴一侧具有与所述第一转动孔贯通的连接口；所述滚动件自所述连接口凸伸出，并与所述转轴摩擦接触。

在一种可能的实现方式中，所述滚动腔环绕所述转轴外周圆面均匀设置有多个。多个均匀设置的滚动腔可以提高相互配合的稳定性。

在一种可能的实现方式中，所述摩擦件开设有与所述转轴可转动配合的第一转动孔；所述单向转动机构为设置于所述第一转动孔与所述转轴之间的棘轮机构，所述棘轮机构包括设置于所述第一转动孔的内侧面的棘齿，设置于所述转轴的棘爪，以及作用于所述棘爪的第二弹性件，所述棘爪在所述第二弹性件的驱动下与所述棘齿接触。

在一种可能的实现方式中，所述摩擦件套装在所述转轴上，所述单向转动机构为设置于所述摩擦件与所述转轴之间的单向轴承。

在一种可能的实现方式中，所述第二安装支架包括可转动安装于所述转轴的连接板；所述铰链装置还包括套装在所述转轴上夹紧件，所述摩擦组件夹设于所述夹紧件与所述连接板之间。如此设计，可以提高摩擦组件与第二安装支架之间的接触摩擦力，保证摩擦组件与第二安装支架的良好配合。

在一种可能的实现方式中，所述夹紧件包括依次套装在所述转轴上的定凸轮、动凸轮、碟簧组、止动片和锁定件；所述定凸轮与所述摩擦件接触，且所述定凸轮上设置有插装在所述连接板上的连接臂。

第二方面，本申请实施例提供一种折叠终端，包括第一结构件、第二结构件以及连接所述第一结构件和所述第二结构件上述任一项实施例中所述的铰链装置。

除了上面所描述的本申请实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本申请实施例提供的铰链装置以及折叠终端所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种笔记本电脑结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种铰链装置的结构示意图；

图3为图2中铰链装置的爆炸图；

图4为图3中转轴的结构示意图；

图5为图3中第一安装支架的结构示意图；

图6为图3中第二安装支架的结构示意图；

图7为图3中定凸轮的结构示意图

图8为图3中定凸轮另一角度的结构示意图；

图9为图3中摩擦组件的结构示意图

图10为铰链装置在摩擦组件位置的剖视图；

图11为图3中动凸轮的结构示意图；

图12为本实施例提供的铰链装置3的扭矩曲线图。

附图标记说明：

1：主机部； 2：显示部； 3：铰链装置；

31：第一安装支架； 32：转轴； 33：第二安装支架；

34：摩擦组件； 35-定凸轮； 36：动凸轮；

37：碟簧组； 38：止动片； 39：锁定螺母；

311：第一安装孔； 312：第二安装孔；

321：连接端； 3211-第三安装孔； 3212：定位凸台；

322：转轴本体； 3221：圆周段； 3222：滑动段；

331：转动板； 3311：转动部； 33111：第二转动孔；

3312：连接部； 33121：内侧安装面； 33122：外侧安装面；

3313：连接孔；

332：安装板； 3321：第一安装板； 33211：第四安装孔；

3322：第二安装板； 3323：中间板；

341：摩擦件； 342：滚动腔； 3421：第一腔体；

3422：回转侧壁； 3423：第二腔体； 3424：止转侧壁；

343：滚动件； 344-第一转动孔；

351：第一凸轮本体； 3511：第三转动孔； 3512：第一侧面；

3513：第二侧面； 3514-驱动凸起

352：连接臂；

361：凸轮滑动孔； 362：第三侧面； 363：配合凸起。

具体实施方式

为了使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请保护的范围。

在相关技术中，铰链装置通常为包覆式转轴，而包覆式转轴在正转和反转时的扭矩差值依赖于钣金卷圆内壁的直径变化，但由于受铰链安装空间的限制，钣金卷圆的回旋圈数较少，且钣金卷圆的内壁的直径变化幅度较小，导致铰链装置正转和反转时扭矩的差值较小，“开轻关重”手感较为接近，操作体验较差。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种改进的铰链装置。在该铰链装置中，由于第二安装支架相对转轴正转时，摩擦件跟随第二安装支架正向转动，两者之间无相对运动，驱动第二安装支架相对于转轴正向转动的扭矩取决于第二安装支架和摩擦件与转轴之间滚动摩擦力。而当第二安装支架相对转轴反转时，由于摩擦件相对于转轴无法反向跟随第二安装支架运动，第二安装支架与摩擦件之间产生相对运动，为了顺利使第二安装支架相对转轴反转，需要克服第二安装支架和摩擦件之间的摩擦力才能使第二安装支架相对转轴反转，扭矩较大，即利用第二安装支架和摩擦件之间的摩擦力来决定用户驱动第二安装支架反向转动时的手感；采用该铰链装置的折叠终端可以使得在正转和反转过程中具有不同的扭矩，进而提升了“开轻关重”的用户体验。

本申请实施例提供的折叠终端，该折叠终端包括铰链装置以及通过铰链装置连接的第一结构件和第二结构件。第一结构件和第二结构件通过铰链装置可实现相对转动，从而实现两者之间的开合。本申请实施例提供的折叠终端包括但不限于笔记本电脑、翻盖手机、折叠手机、折叠平板电脑等。为了描述方便，本申请实施例中，以笔记本电脑为上述电子设备为例进行说明，其中，第一结构件可以为主机部和显示部的之一，第二结构件为主机部和显示部的另一。

图1为本申请实施例提供的一种笔记本电脑结构示意图，如图1所示，笔记本电脑包括主机部1、显示部2和铰链装置3，铰链装置3用于连接主机部1和显示部2，用于实现主机部1和显示部2两者之间的相对转动，实现笔记本电脑的开合。

主机部1和显示部2整体形状为相同或基本相同的矩形板状。显示部2包括壳体，壳体朝向主机部1的一侧安装有用于显示相应的内容的显示屏。该显示屏可为具有触控功能的触控显示屏，通过设置触控显示屏，实现触控输入功能，从而便于用户的输入操作以及显示部2的单独使用。

主机部1包括主机壳体，主机壳体朝向显示屏的一侧设置有键盘以及定位设备(Pointing device)。定位设备可为触控板(Touchpad)和/或触控点(Pointing stick)。主机壳体内部设置有处理器、内存、硬盘和电源等。

笔记本电脑的结构并不局限于上述组成，例如，在一些产品中，显示部2壳体内也内置有电池、处理器等装置，用于配合显示部2进行显示。在一些产品中，主机部1也可设置小尺寸的显示屏，用于显示一些基本参数信息，如电池电量，设备温度等；又或者，设置触控显示屏，通过显示和触控，代替部分键盘和/或定位设备的输入操作，例如，快捷方式的显示与控制操作，音量、亮度的显示与滑动调节等。

显示部2和主机部1分别为铰链装置3的第一待连接件和第二待连接件。显示部2通过铰链装置3相对于主机部1沿正向和反向转动实现开启与闭合。显示部2与主机部1相对于铰链装置3的夹角为开合角，在显示部2相对于主机部1开启过程中，笔记本电脑至少具有开合角度为0度的合盖状态，以及，开合角为130度左右的打开状态。随着笔记本电脑多样化的发展，笔记本电脑还具有开合角为180度的平铺状态，开合角为180-270度之间的支架状态，以及，开合角为360度的平板状态。

需要说明的是，本文中正向转动和反向转动是一对相对概念，仅仅为了表明两种转动的转动方向相反，而不特指某种具体的转动方向。

图2为本申请实施例提供的一种铰链装置的结构示意图，图3为图2中铰链装置的爆炸图。如图2和图3所示，铰链装置3包括第一安装支架31、转轴32、第二安装支架33、摩擦组件34、定凸轮35、动凸轮36、止动片38和锁定螺母39。该铰链装置3的转动轴线定义为第一轴线。

图4为图3中转轴的结构示意图，结合图2-图4，转轴32包括转轴本体322、连接端321和锁定端。转轴本体322包括圆周段3221和滑动段3222。圆周段3221为以第一轴线为中轴线的圆柱结构。滑动段3222包括平行第一轴线设置的第一滑动面和第二滑动面，第一滑动面和第二滑动面间距小于圆周段3221直径，而第一滑动面和第二滑动面的两端通过与圆周段3221相同直径的圆弧连接。在一种可能的实现方式中，滑动段3222可仅包括一个平行于第一轴线的滑动面，滑动面两端通过与圆周段3221相同直径的圆弧连接。

连接端321和锁定端分别位于转轴本体322的两端，图4中连接端321位于转轴本体322的左侧端部，锁定端位于转轴本体322的右侧端部。

图5为图3中第一安装支架的结构示意图，第一安装支架31为用于连接显示部2的显示侧安装支架。

如图5所示，第一安装支架31为板状结构，其上开设有与显示部2螺纹连接的第一安装孔311，以及，与转轴32的连接端321螺纹连接的第二安装孔312。请参考图4，连接端321包括与第一安装支架31配合的配合面，该配合面上开设有第三安装孔3211。

第一安装支架31与转轴32安装时，第一安装支架31贴靠于配合面，然后通过穿设于第二安装孔312和第三安装孔3211的螺纹紧固件实现连接。可以理解的，本领域技术人员可根据显示部2或其他第一待连接件的结构特征，适应性的设置第一安装支架31的形状，以及，第二安装孔312和第三安装孔3211设置数目以及设置形状。

连接端321靠近转轴本体322的一端设置有定位凸台3212，定位凸台3212为环绕设置于转轴本体322的环形凸起。该定位凸台3212高于配合面。第一安装支架31与转轴32安装时，第一安装支架31的末端抵靠于定位凸起，从而可以保证第一安装支架31与转轴32连接配合位置的准确性和稳定性。

本实施例中，如图4所示，锁定端即滑动段3222右侧端部，而锁定螺母39以自攻螺纹的方式固定设置于锁定端，将第二安装支架33、摩擦组件34、定凸轮35、动凸轮36和止动片38锁定在转轴32上。可以理解的，可在锁定端设置环绕第一轴线开设有锁定螺纹，锁定螺母39通过锁定螺纹固定套设于转轴32实现锁定。显然还可采用其他形式的紧固件将第二安装支架33、摩擦组件34、定凸轮35、动凸轮36和止动片38锁定在转轴32上。例如，固定设置于锁定端的凸起结构，挡板等。

需要说明的是，本文以靠近连接端321的一侧称为内侧，靠近锁定端的的一侧称为外侧。

图6为第二安装支架33的结构示意图。第二安装支架33为与主机部1连接的系统侧安装支架，包括转动板331和安装板332。其中，转动板331为垂直于第一轴线延伸板状结构，包括与转轴32配合的转动部3311，以及，自转动部3311沿远离转轴32方向延伸的连接部3312。转动部3311具有与转轴32的圆周段3221配合的第二转动孔33111，第二安装支架33通过第二转动孔33111绕第一轴线可转动安装于转轴32。转动部3311和连接部3312可为一体成型的结构，也可为分体结构，通过螺纹连接、焊接等本领域技术人员熟知的连接方式将两者连接固定。

连接部3312具有垂直于第一轴线的内侧安装面33121和外侧安装面33122，内侧安装面33121相对于外侧安装面33122位于连接部3312内侧。安装板332通过焊接的方式固定设置于内侧安装面33121，安装板332用于与主机部1相连，为与主机部1适配的弯折板。

示例性地，安装板332包括相互平行的第一安装板3321和第二安装板3322，第一安装板3321和第二安装板3322错开一定间距，并通过中间板3323连接。第二安装板3322与转动板331配合，第一安装板3321上开设有用于安装主机部1的三个第四安装孔33211，三个第四安装孔33211呈三角分布。主机部1通过穿设于第四安装孔33211的螺纹连接件实现与第一安装板3321的连接。

此处螺纹连接件的数目与排布方式可根据主机部1作出相应的改变，此处不在一一列举。可以理解的，本领域技术人员可根据主机部1或其他第二待连接件的结构特征设置安装板332的形状。安装板332可以为钣金冲压成型的一体结构。

在一些可行的实施方式中，安装板332与转动板331通过螺纹紧固件相连，具体地，安装板332靠近转动板331一端弯折形成与连接部3312内侧安装面33121贴合配合的配合板，配合板贴合于内侧安装面33121，通过穿设于配合板与连接部3312之间的螺纹紧固件连接。

在一些可行的实施方式中，安装板332与转动板331可为一体成型的结构。

转动板331外侧依次设置有摩擦组件34和定凸轮35。图7和图8为定凸轮35的结构示意图，从图中可以看出，定凸轮35包括第一凸轮本体351和连接臂352。第一凸轮本体351为环绕第一轴线的圆盘结构，圆盘结构对应第一轴线位置开设有与转轴32的圆周段3221配合的第三转动孔3511，定凸轮35通过第三转动孔3511可转动套设于转轴32。

第一凸轮本体351的外周边缘连接有沿第一轴线延伸的连接臂352，连接臂352自第一凸轮本体351朝向转动板331一侧延伸，并伸入转动板331开设的连接孔3313中。定凸轮35和第二安装支架33通过连接臂352与连接孔3313的配合实现绕第一轴线的同步转动。

在一些可行的实施方式中，该铰链装置3可在连接臂352与转动板331之间增加连接结构，该连接结构用于固定连接臂352与转动板331沿第一轴线方向上的相对位置，以增加定凸轮35和第二安装支架33连接可靠性。例如，连接臂352与转动板331采用焊接、螺纹连接等常见的连接方式实现固定连接。又例如，在连接臂352对应转动板331两侧各设置有一限位凸起，将转动板331卡合限制在连接臂352的限位凸起之间，从而限制连接臂352沿第一轴线的方向上相对于转动板331运动。

在一些可行的实施方式中，本实施例中的铰链装置还可在定凸轮35环绕第一轴线的不同位置设置多个连接臂352，以增加定凸轮35和第二安装支架33之间同步转动的可靠性。

摩擦组件34夹设在定凸轮35与转动板331之间，定凸轮35即为作用于摩擦组件34的夹紧件。图9为摩擦组件34的结构示意图，图10为铰链装置在摩擦组件位置的剖视图；由图中可以看出，摩擦组件34包括摩擦件341和滚动件343，摩擦件341为由摩擦材料制成的圆盘结构，可在与转动板331和/或定凸轮35发生相对运动时，产生阻碍转动板331和/或定凸轮35的相对运动的摩擦力。摩擦件341以第一轴线为中轴线，对应第一轴线位置开设有套设于转轴32圆周段3221的第一转动孔344。摩擦件341通过第一转动孔344可转动安装于转轴32。

摩擦件341环绕第一轴线均匀设置有4个滚动腔342，滚动件343设置在滚动腔342中。本实施例中，滚动件343为圆柱滚子，其轴线为摩擦。滚动腔342包括相连通的第一腔体3421和第二腔体3423。

如图10所示，第二腔体3423相对于第一腔体3421位于顺时针方向的前方。第一腔体3421为与圆柱滚子的外周相适配的圆柱腔，圆柱腔的中轴线平行于第一轴线，圆柱滚子放置在第一腔体3421中，圆柱滚子的第二轴线平行于第一轴线，并可绕第二轴线滚动。第一腔体3421包括环绕圆柱腔的中轴线的侧壁，该侧壁为回转侧壁3422。

在一种可能的实现方式中，回转侧壁3422可由至少两个平行于第二轴线的第一平面侧壁连接组合而成，回转侧壁3422形成不小于滚动件343外周圆面的转动区域即可。具体地，相邻第一平面侧壁之间的夹角至少为90度。

第二腔体3423为阻碍滚动件343绕第二轴线转动的腔体结构，包括止转侧壁3424。止转侧壁3424为开口朝向回转侧壁3422的近似V形的侧壁。具体的，止转侧壁3424包括相交且两者之间的交角为锐角的两个第二平面侧壁，例如，以垂直于转轴的第一轴线的平面为截面，止转侧壁3424的形状为V形。两个第二平面侧壁靠近第一腔体3421的一端组成与第一腔体3421连接的开口。两个第二平面侧壁沿远离第一腔体3421的方向间距缩小，直至相连，以夹紧滚动件343外周，限制滚动件343跟随转轴转动。

需要说明的是，两个第二平面侧壁远离第一腔体3421的末端不局限于相连，两者具有沿远离第一腔体3421的方向间距缩小即可。

在一些可能的实现方式中，止转侧壁3424包括至少两个平行于第二轴线的第二平面侧壁连接而成，相邻第二平面侧壁之间的夹角小于90度，以形成对滚动件343绕第二轴线转动形成干涉的止转区域。

在一种可能的实现方式中，可在止转侧壁3424上设置有阻碍滚动件343转动的摩擦结构，该摩擦结构可为凸点，也可为凹槽，以增加止转侧壁3424的表面粗糙度，通过设置摩擦结构实现增大与滚动件343摩擦力的作用，通过增大摩擦力的方式阻碍圆柱滚子转动，提高止动效果。

滚动腔342靠近转轴32一侧与第一转动孔344贯通，该贯通位置称为连接口。滚动件的部分结构由该连接口伸出，该伸出的部分结构称为驱动部，转轴32与驱动部摩擦接触，驱动部在转轴32的带动下驱动滚动件343绕第二轴线转动，并在第一腔体3421和第二腔体3423之间运动。

以图10中，转轴32逆时针旋转设计为笔记本电脑中显示部2开启方向，转轴32顺时针旋转设计为笔记本电脑中显示部2闭合方向为例。

该铰链装置3中摩擦组件34的工作原理为：

开启过程中，滚动件343在转轴32的作用下绕第二轴线顺时针转动，并运动至第一腔体3421与回转侧壁3422接触。由于第一腔体3421为允许滚动件343转动的腔体结构，因此滚动件343可以在第一腔体3421内自由滚动，滚动件343与转轴32之间摩擦力较小。摩擦件341可在转动板331和/或定凸轮35的带动下随转动板331和/或定凸轮35同步转动，此时摩擦件341与转动板331和/或定凸轮35无相对运动，使得铰链装置3的整体扭矩比较小，开启比较轻松省力。

闭合过程中，滚动件343在转轴32的作用下绕第二轴线逆时针转动，并运动至第二腔体3423中与止转侧壁3424接触。由于第二腔体3423为阻碍滚动件343滚动的腔体结构，因此滚动件343无法自由转动，滚动件343与转轴32摩擦力增大直至卡死。转动板331和/或定凸轮35无法带动摩擦件341同步转动，此时摩擦件341与转动板331和/或定凸轮35产生相对运动，使得铰链装置3的整体扭矩比较大，关闭笔记本电脑的手感就比较重。

相关技术中包覆式转轴扭矩差值依赖于钣金卷圆内壁的直径变化幅度，而受结构限制钣金卷圆内壁的直径变化幅度通常较小，从而导致不同转动方向扭矩的差值较小。而且通过上文关于包覆式转轴的结构以及工作原理描述可知，包覆式转轴中转轴转动过程中，扭矩是连续的逐渐变化，即由最小值逐渐增大至最大值，由最大值连续减小至最小值；并且当扭矩由较大值变化为较小值时，需要克服目前状态的较大值扭矩才可进行。

通过对本实施例中铰链装置的结构与工作原理的描述可知，本实施例中的铰链装置在不同转动方向转动时具有大小不同的扭矩，扭矩的最大值和最小值是与摩擦件是否跟随第二安装支架转动有关，而摩擦件是否跟随第二安装支架转动则取决于第二安装支架相对于转轴的转动方向。因此通过改变不同的转动方向即可可从较大扭矩切换到较小扭矩，也可从较小扭矩切换到较大扭矩，扭矩变化是非连续的，跳跃式的，相互变化更为快速直接，“开轻关重”的用户体验较好。因此还可以通过选用不同的摩擦件341扩大这种差值，从而可以较好地实现“开轻关重”的设计需求，容易实现单手开合。

而且与相关技术中的包覆式转轴相比，本实施例中的滚动腔和滚动件结构简单，对零部件加工精度要求较低，从而提高组装良率，降低成本。

在一些可行的实施方式中，滚动件343可采用球形滚珠。可以理解的，滚动腔342相对于第一轴线的宽度应与球形滚珠相适应，并且具有限制球形滚珠沿第一轴线脱离滚动腔342的侧壁。

在一些可行的实施方式中，摩擦组件34还包括设置于滚动腔342与滚动件343之间的第一弹性件，滚动件343在第一弹性件的弹性力驱动下抵压于第二腔体3423。如此设计，可以在初始状态或当需要限制摩擦件反向转动时将滚动件343压向止转侧壁3424，摩擦件正向转动时可以克服该弹性力，使得滚动件343可以进入第一腔体内自由滚动。利用第一弹性件，可以辅助滚动件343转动或停止转动，以便达到及时止转的目的。

上述实施方式中，通过滚动腔342与滚动件343实现摩擦件341的单向转动，进而实现铰接装置在正转和反转时具有不同的扭矩。

本实施例中的铰链装置3还可采用其他的单向转动机构，例如，摩擦组件34包括摩擦件341与单向转动机构，单向转动机构设置于转轴32与摩擦件341之间，摩擦件341绕第一轴线仅可沿一个方向转动，而沿另一方向卡死。单向转动机构可为本领域技术人员熟知的机构实现，例如，可采用棘轮机构作为单向转动机构。具体地，棘轮机构包括设置于第一安装孔311的棘齿、设置于转轴32的棘爪以及作用于棘爪的第二弹性件，棘爪在第二弹性件的驱动下与棘齿接触。

在一种可能的实现方式中，摩擦件341套装在转轴32上，单向转动机构为设置于摩擦件与转轴之间的单向轴承。单向轴承也叫超越离合器，是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承。单向轴承的金属外壳里，包含很多个滚轴，滚针或者滚珠，而其滚动座(穴)的形状使它只能向一个方向滚动，而在另一个方向上会产生很大的阻力。单向轴承安装于转轴外周，摩擦件套装于单向轴承外周，或者，摩擦件套装于转轴外侧且与单向轴承相信，两者在相对的侧面连接。摩擦件通过与单向轴承配合也可实现上述在不同转动方向拥有不同的扭矩。

请参考图7和图8，定凸轮35中的第一凸轮本体351朝向摩擦组件34的内侧端面为第一侧面3512，摩擦件341的外侧端面与第一侧面3512接触配合。第一凸轮本体351朝向外侧的端面为第二侧面3513。

图11为动凸轮36的结构示意图，动凸轮36为环绕第一轴线的圆盘结构，朝向定凸轮35一侧为第三侧面362，动凸轮36中间对应转轴32位置设置有凸轮滑动孔361。凸轮滑动孔361为与转轴32滑动段3222配合的扁平状通孔。定凸轮35通过凸轮滑动孔361安装于转轴32的滑动段3222。通过凸轮滑动孔361与滑动段3222的相互配合，使得动凸轮36只能沿第一轴线相对于转轴32滑动，而无法绕第一轴线转动。

在一些其他实施方式，动凸轮36与转轴32之间还可通过键连接、花键等方式实现只能滑动无法转动的设计。

第二侧面3513和第三侧面362之间设置有通过相对转动驱动定凸轮35滑动的驱动结构。本实施例中，驱动结构包括设置于第二侧面3513的驱动凸起3514和设置于第三侧面362的配合凸起363，驱动凸起3514和配合凸起363相互配合，在转动过程成形成沿第一轴线不同尺寸的结构，从而驱动动凸轮36沿第一轴线滑动。在一些可能的实施方式中，驱动结构可仅设置于定凸轮35或动凸轮36一方，另一方为平面结构。

驱动结构用于将定凸轮35的转动转换成动凸轮36的直线运动。显然并不局限于上述一种实施方式，还可为其他本领域技术人员熟知的转动-直线转换机构，例如可以选用螺纹传动的方式，具体地，动凸轮36环绕第一轴线开设有第一传动螺纹，定凸轮35上开设有与第一传动螺纹配合的第二传动螺纹，第二传动螺纹同样以第一轴线为的螺纹结构，第一传动螺纹和第二传动螺纹一方为内螺纹，另一方为套设于内螺纹的外螺纹。利用螺纹结构的螺旋特性完成转动-直线运动的转换，驱动动凸轮36运动。

动凸轮36外侧设置有碟簧组37。碟簧组37包括多个沿第一轴线依次设置的碟簧。

碟簧(belleville spring)又名贝勒维尔弹簧垫圈，为圆锥碟状，既可以单个使用，又可以多个串联或并联使用。在承受负载被压扁，储蓄弹性势能，当承受负载撤销或者降低时，碟簧弹性势能释放。

本申请，碟簧组37的作用方向平行于第一轴线，一端与动凸轮36接触，一端与止动片接触。碟簧组37外侧设置有止动片38，止动片38朝向碟簧组37的一侧为摩擦平面。止动片38对应转轴位置开设有与转轴配合的止动片安装孔，止动片安装孔为扁平状的通孔，转轴对应位置设置有扁平状的配合部，从而实现止动片与转轴的同步转动。

止动片38外侧设置有锁定螺母39,。锁定螺母39通过与锁定螺纹的配合安装于锁定端，并将止动片38、碟簧组37、动凸轮36、定凸轮35、摩擦组件34以及转动板331限制安装在转轴32上。

因止动片38与转轴32同步转动，碟簧组37则可绕转轴32转动，因此在转轴转动过程中，碟簧组与致动片之间相互运动产生扭矩。当碟簧组37作用于止动片38上的作用力越大时，产生的扭矩就越大。当碟簧组37作用于止动片38上的作用力越小时，产生的扭矩就越小。铰链装置3的部分扭矩通过定凸轮35、动凸轮36、碟簧以及止动片38的作用实现。

止动片38、碟簧组37、动凸轮36、定凸轮35的工作原理为：

转轴32逆时针旋转设计为笔记本电脑中显示部2开启方向，开启过程中，由于动凸轮36仅能沿转轴32滑动，因此动凸轮36相对于定凸轮35逆时针转动。驱动结构使得动凸轮36在碟簧组37驱动下向内侧滑动，从而使得碟簧组37弹性势能释放，降低对止动片38的作用力，摩擦扭矩降低。

转轴32逆时针旋转为笔记本电脑中显示部2关闭方向，关闭过程中，由于动凸轮36仅能沿转轴32滑动，因此动凸轮36相对于定凸轮35顺时针转动。驱动凸起使得动凸轮36在碟簧组37驱动下向外侧滑动，从而使得碟簧组37弹性势能释放，降低对止动片38的作用力，摩擦扭矩降低。

由上述描述可知，本实施例中的铰链装置3通过摩擦组件34以及止动片38、碟簧组37、动凸轮36、定凸轮35共同作用，可以在实现“开轻关重”的基础上，保证可靠的自锁。可以通过改变驱动结构变化区域与转动角度的对应关系，实现在不同的转动角度拥有不同的扭矩。而相关技术中的包覆式转轴32没有自锁结构，所以必须采用磁铁消除反弹，确保笔记本关闭后没有张口异常。然而此种设计则会导致结构复杂，占用空间，影响整机设计。因此，与包覆式转轴相比，本实施例中的铰链装置结构较简单，占用空间较小，具有结构简单，

图12为本实施例提供的铰链装置3的扭矩曲线图，由此可以看出，本实施例提供的铰链装置3开启所需扭矩比关闭所需扭矩较小，从而可以实现“开轻关重”的设计目的，提升用户的操作体验。

本实施例提供的铰链装置3，较现有技术中的包覆式转轴32，不同方向的扭矩差值较大，而且对加工精度要求降低，制作加工更为容易，组装成品率更好，从而降低成本。

相关技术中以“碟簧+凸轮+摩擦片”为基本原理的传统铰链，其工作原理与本实施例中定凸轮35、动凸轮36、碟簧组37以及止动片38的工作原理相似，依靠定凸轮和动凸轮驱动碟簧组向摩擦片施加不同大小的作用力，从而使其产生不同的扭矩。此种铰链与包覆式转轴相似，扭矩的变化也是连续的，扭矩差值依赖于碟簧的弹性系数以及驱动机构的运动幅度，因此也无法做到较大的扭矩差值。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种铰链装置，其特征在于，包括转轴、第一安装支架、第二安装支架和摩擦组件；所述第一安装支架与所述转轴固定连接，所述第二安装支架与所述转轴可转动连接；所述摩擦组件包括摩擦件以及单向转动机构；所述摩擦件与所述第二安装支架摩擦接触，并可跟随所述第二安装支架绕所述转轴的轴线正向转动；所述单向转动机构安装于所述转轴并与所述摩擦件固定连接，用于限制所述摩擦件跟随所述第二安装支架反向转动；

当所述第二安装支架相对所述转轴正转时，所述摩擦件与所述第二安装支架之间无相对运动；当所述第二安装支架相对所述转轴反转时，所述摩擦件与所述第二安装支架之间产生相对运动。

2.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述单向转动机构包括设于所述摩擦件中的滚动腔，以及设置于所述滚动腔的滚动件；所述滚动件与所述转轴的外圆周面摩擦接触；所述滚动腔包括允许所述滚动件跟随所述转轴转动的第一腔体，以及，阻碍所述滚动件跟随所述转轴转动的第二腔体。

3.根据权利要求2所述的铰链装置，其特征在于，所述第一腔体包括回转侧壁，所述回转侧壁形成不小于所述滚动件外周圆面的转动区域；所述第二腔体包括与所述回转侧壁连接的止转侧壁，所述止转侧壁形成小于所述滚动件外周圆面的止转区域。

4.根据权利要求3所述的铰链装置，其特征在于，所述回转侧壁为与所述滚动件的外周圆面相适应的弧状侧壁。

5.根据权利要求3所述的铰链装置，其特征在于，所述回转侧壁包括至少两个平行于所述滚动件转动轴线的第一平面侧壁连接而成；相邻所述第一平面侧壁之间的夹角至少为90度。

6.根据权利要求3所述的铰链装置，其特征在于，所述止转侧壁包括至少两个平行于所述滚动件转动轴线的第二平面侧壁连接而成；相邻所述第二平面侧壁之间的夹角小于90度。

7.根据权利要求6所述的铰链装置，其特征在于，所述止转侧壁包括两个所述第二平面侧壁，两个所述第二平面侧壁组成的开口朝向所述回转侧壁的V形结构。

8.根据权利要求7所述的铰链装置，其特征在于，所述止转侧壁与所述滚动件接触的面设置有多个凸点。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的铰链装置，其特征在于，所述摩擦组件还包括设置于所述滚动腔内的第一弹性件，所述第一弹性件将所述滚动件抵压于所述第二腔体内。

10.根据权利要求2所述的铰链装置，其特征在于，所述滚动件为圆柱体，所述圆柱体的轴线与所述转轴的轴线平行。

11.根据权利要求2所述的铰链装置，其特征在于，所述滚动件为圆球。

12.根据权利要求2-8、10及11中任一项所述的铰链装置，其特征在于，所述摩擦件开设有与所述转轴可转动配合的第一转动孔；所述滚动腔靠近所述转轴一侧具有与所述第一转动孔贯通的连接口；所述滚动件自所述连接口凸伸出，并与所述转轴摩擦接触。

13.根据权利要求2所述的铰链装置，其特征在于，所述滚动腔环绕所述转轴外周圆面均匀设置有多个。

14.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述摩擦件开设有与所述转轴可转动配合的第一转动孔；所述单向转动机构为设置于所述第一转动孔与所述转轴之间的棘轮机构，所述棘轮机构包括设置于所述第一转动孔的内侧面的棘齿，设置于所述转轴的棘爪，以及作用于所述棘爪的第二弹性件，所述棘爪在所述第二弹性件的驱动下与所述棘齿接触。

15.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述摩擦件套装在所述转轴上，所述单向转动机构为设置于所述摩擦件与所述转轴之间的单向轴承。

16.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述第二安装支架包括可转动安装于所述转轴的连接板；所述铰链装置还包括套装在所述转轴上夹紧件，所述摩擦组件夹设于所述夹紧件与所述连接板之间。

17.根据权利要求16所述的铰链装置，其特征在于，所述夹紧件包括依次套装在所述转轴上的定凸轮、动凸轮、碟簧组、止动片和锁定件；所述定凸轮与所述摩擦件接触，且所述定凸轮上设置有插装在所述连接板上的连接臂。

18.一种折叠终端，其特征在于，包括第一结构件、第二结构件以及连接所述第一结构件和所述第二结构件、如权利要求1-17中任一项所述的铰链装置。

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