CN116802409A - 开闭机构 - Google Patents

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Abstract

一种开闭机构，包括：开闭部件，其在旋转轴上具有旋转部；以及凸轮部件，其在旋转轴上与开闭部件的旋转部相对地配置，对旋转部的旋转施加负荷，其中，凸轮部件和旋转部中的一个部件具有：至少一个第一凸轮山部，其设于以旋转轴为中心的第一圆周上；和至少一个第二凸轮山部，其设于以旋转轴为中心的、半径比第一圆周大的第二圆周上，凸轮部件和旋转部中的另一部件具有用于第一凸轮山部和第二凸轮山部进行滑动的滑动面，具有第一角度范围和第二角度范围，在第一角度范围，第一凸轮山部在滑动面上滑动而第二凸轮山部不在滑动面上滑动，在第二角度范围，第二凸轮山部在滑动面上滑动而第一凸轮山部不在滑动面上滑动。

Description

开闭机构
技术领域
本发明涉及一种开闭机构。
背景技术
在下述专利文献1中，关于铰链装置，公开了以下技术：通过在凸轮部件的表面设置凸部，在托架的表面设置凹部，从而能够根据托架的旋转角度，使摩擦扭矩变化。
专利文献1：国际公开第2012/111634号
发明内容
<本发明要解决的问题>
然而，以往的技术中，在相互滑动的两个部件中，由于不论旋转角度如何，总是固定的部分进行滑动，因此滑动部会相对较早磨损，存在对滑动扭矩减少或发生松动的担忧。
为了解决上述问题，本发明旨在提供一种能够提高滑动部的耐磨性的开闭机构。
<用于解决问题的手段>
为了解决上述问题，一个实施方式的开闭机构包括：开闭部件，其在旋转轴上具有旋转部；以及凸轮部件，其在旋转轴上与开闭部件的旋转部相对地配置，对旋转部的旋转施加负荷，凸轮部件和旋转部中的一个部件具有：至少一个第一凸轮山部，其设于以旋转轴为中心的第一圆周上；以及至少一个第二凸轮山部，其设于以旋转轴为中心的、半径比第一圆周大的第二圆周上，凸轮部件和旋转部中的另一部件具有用于第一凸轮山部和第二凸轮山部进行滑动的滑动面，所述开闭机构具有第一角度范围和第二角度范围，在第一角度范围，第一凸轮山部在滑动面上滑动而第二凸轮山部不在滑动面上滑动，在第二角度范围，第二凸轮山部在滑动面上滑动而第一凸轮山部不在滑动面上滑动。
<发明的效果>
根据一个实施方式的开闭机构，能提供一种能够提高滑动部的耐磨性的开闭机构。
附图说明
图1是用于说明一个实施方式的显示设备的开闭动作的图。
图2是一个实施方式的开闭机构的外观立体图。
图3是一个实施方式的开闭机构的分解立体图。
图4是用于说明一个实施方式的开闭机构的开闭动作的图。
图5是一个实施方式的开闭机构包括的托架的旋转部以及第二凸轮部件的外观立体图。
图6是示出一个实施方式的开闭机构(托架的开闭位置位于关闭位置P1时)中的托架的旋转部与凸轮山部的位置关系的图。
图7是示出一个实施方式的开闭机构(托架的开闭位置位于扭矩产生位置P2时)中的托架的旋转部与凸轮山部的位置关系的图。
图8是示出一个实施方式的开闭机构(托架的开闭位置位于卡位位置P3时)中的托架的旋转部与凸轮山部的位置关系的图。
图9是示出一个实施方式的开闭机构(托架的开闭位置位于卡位位置P4时)中的托架的旋转部与凸轮山部的位置关系的图。
图10是示出一个实施方式的开闭机构(托架的开闭位置位于卡位位置P5时)中的托架的旋转部与凸轮山部的位置关系的图。
图11是示出一个实施方式的开闭机构(托架的开闭位置位于滑动扭矩范围R1的范围内时)中的托架的旋转部与凸轮山部的位置关系的图。
图12是示出一个实施方式的开闭机构(托架的开闭位置位于打开位置P6时)中的托架的旋转部与凸轮山部的位置关系的图。
图13是示出一个实施方式的开闭机构包括的托架的旋转部中的凸轮山部的滑动部分的图。
图14是示出以往的开闭机构的耐久试验的实施结果的图表。
图15是示出一个实施方式的开闭机构的耐久试验的实施结果的图表。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。
(显示设备10的开闭动作)
图1是用于说明一个实施方式的显示设备10的开闭动作的图。需要说明的是，在本实施方式中，为了方便，将X轴方向设定为左右方向，将Y轴方向设定为前后方向，将Z轴方向设定为上下方向。
如图1所示，显示设备10设于汽车等车辆的车室内的顶面20。显示设备10包括具有薄型的长方体形状的显示器12。显示器12具有能够显示各种影像的显示面12A(例如，液晶屏、有机EL屏等)。显示设备10在显示器12的上端部附近具有在左右方向(X轴方向)以直线状延伸的旋转轴AX。显示器12通过以旋转轴AX为中心进行转动，从而能够进行开闭动作。
以在比旋转轴AX靠后方处沿顶面20水平且显示面12A朝上的状态作为关闭位置P1(开闭角度0°)，并且以在比旋转轴AX靠前方处沿顶面20水平且显示面12A朝下的状态作为打开位置P6(开闭角度180°)，显示器12能够在关闭位置P1与打开位置P6之间进行开闭动作。
在关闭位置P1处，显示器12的开闭动作通过锁定机构(省略图示)被锁定。并且，显示器12在关闭位置P1处，若用户对锁定杆(省略图示)等进行操作而锁定机构被解除，则在该显示器12的自重作用下略微转动至扭矩产生位置P2。由此，显示设备10中显示器12与顶面20之间形成间隙，从而使用者能够容易捏住显示器12。
显示器12在扭矩产生位置P2和打开位置P6之间具有三个卡位位置P3、P4、P5。显示器12通过在三个卡位位置P3、P4、P5中的任一者被固定，从而能够使比显示器12靠后方(Y轴负方向)的乘客观看显示面12A中显示的各种影像。
另外，显示器12在卡位位置P5和打开位置P6之间具有滑动扭矩范围R1。滑动扭矩范围R1是一边对显示器12施加恒定的滑动阻力而显示器12一边进行开闭动作的范围。因此，显示器12在滑动扭矩范围R1的范围内，在使用者于任意开闭角度松开手的情况下，在被施加的滑动阻力的作用下，能够维持在该开闭角度停止的状态。
需要说明的是，显示设备10包括图2之后说明的开闭机构100。开闭机构100能够在对显示器12进行保持的状态下，进行开闭动作。由此，显示设备10实现上述显示器12的开闭动作。
另外，显示设备10实际上包括彼此具有左右对称构造的、左右一对的开闭机构100，其采用了通过左右一对的开闭机构100对显示器12的左右两侧部进行保持的结构。
(开闭机构100的结构)
图2是一个实施方式的开闭机构100的外观立体图。图3是一个实施方式的开闭机构100的分解立体图。
如图2以及图3所示，开闭机构100包括支架110、轴120、托架130、第一凸轮部件140A、第二凸轮部件140B、压板150、以及碟形弹簧160。
支架110是固定于设于顶面20的设置面22(参见图4)且对轴120进行支承的部件。支架110具有使垂直的金属板的上部朝向左右方向(X轴方向)中的内侧以直角弯折而成的L字形状。支架110具有水平壁部111和垂直壁部112。水平壁部111是以平行于顶面20的状态固定于设置面22的板状部分。例如，在本实施方式中，水平壁部111中形成有在上下方向(Z轴方向)贯穿该水平壁部111的两个贯穿孔111A，通过贯穿两个贯穿孔111A的两个固定螺丝(省略图示)，螺丝紧固固定于设置面22。垂直壁部112是自水平壁部111的左右方向(X轴方向)中的外侧的缘部向下方垂下设置，且相对于顶面20成为垂直的状态的板状部分。在垂直壁部112中的旋转轴AX上，形成有在左右方向(X轴方向)贯穿该垂直壁部112的嵌入孔112A。垂直壁部112通过使轴120的末端部嵌入嵌入孔112A而对轴120的末端部进行支承。在本实施方式中，作为支架110的材料的一个例子，使用不锈钢。但是，支架110的材料不限于不锈钢。
轴120是配置于旋转轴AX上，且在旋转轴AX的轴向上延伸的轴状(大致圆柱状)部件。轴120将托架130支承为可转动。轴120在末端部(左右方向(X轴方向)中的外侧的端部)具有与支架110的嵌入孔112A相同形状的嵌入部121。轴120通过使嵌入部121嵌入嵌入孔112A，从而固定于支架110的垂直壁部112而被垂直壁部112支承。需要说明的是，支架110的嵌入孔112A以及轴120的嵌入部121具有长圆形状。由此，轴120被止转而不绕旋转轴AX旋转。轴120的中央部形成有圆盘状的凸缘部122，从而局部直径被扩大。另外，轴120在顶端部(左右方向(X轴方向)中的内侧的端部)具有与压板150的嵌入孔151相同形状的嵌入部123。在本实施方式中，作为轴120的材料的一个例子，使用不锈钢。但是，轴120的材料不限于不锈钢。
托架130是“开闭部件”的一个例子。托架130是在对显示器12进行保持的状态下以旋转轴AX为中心进行转动，从而使显示器12进行开闭动作的部件。托架130具有旋转部131和保持部132。
旋转部131是配置于旋转轴AX上的、圆环状且板状的部分，并且是伴随托架130的开闭动作而以旋转轴AX为中心进行旋转的部分。在旋转部131的中央，形成有以旋转轴AX为中心的圆形形状的开口部131A。托架130通过使轴120插入开口部131A，从而被轴120支承为可转动。
保持部132是自旋转部131朝向半径方向中的外侧以直线状延伸的臂状部分，并且是对显示器12进行保持且与旋转部131一同进行转动的部分。保持部132具有使垂直的金属板的上部朝向左右方向(X轴方向)的内侧以直角弯折而成的L字形状。保持部132具有垂直壁部132A和水平壁部132B。垂直壁部132A是自旋转部131朝向半径方向中的外侧以直线状延伸的、垂直的长板状部分。水平壁部132B是自垂直壁部132A的上缘部朝向左右方向(X轴方向)中的内侧扩张的长板状部分。在水平壁部132B的上表面，通过任意固定装置对显示器12的背面进行固定。水平壁部132B在托架130的开闭位置位于关闭位置P1时，成为水平(即，与顶面20平行)。由此，在托架130的开闭位置位于关闭位置P1时，水平壁部132B能够使显示器12成为沿顶面20水平的状态。
在本实施方式中，作为托架130的材料的一个例子，使用不锈钢。但是，托架130的材料不限于不锈钢。
第一凸轮部件140A和第二凸轮部件140B在旋转轴AX上以将托架130的旋转部131夹在中间的方式彼此相对地配置。第一凸轮部件140A和第二凸轮部件140B均为在中央具有以旋转轴AX为中心的圆形形状的开口部141的、圆盘状的部件，且彼此具有左右对称形状。
具体而言，第一凸轮部件140A通过使轴120插入开口部141，与旋转部131的左右方向(X轴方向)中的外侧的表面即第一滑动面131B相对地配置为不可旋转，并且伴随旋转部131的旋转而在第一滑动面131B上滑动，从而对旋转部131的旋转施加负荷。
另一方面，第二凸轮部件140B通过使轴120插入开口部141，与旋转部131的左右方向(X轴方向)中的内侧的表面即第二滑动面131C相对地配置为不可旋转，并且伴随旋转部131的旋转而在第二滑动面131C上滑动，从而对旋转部131的旋转施加负荷。
也即是说，本实施方式的开闭机构100通过使第一凸轮部件140A和第二凸轮部件140B包夹旋转部131，从而能够对旋转部131的旋转施加负荷。
第一凸轮部件140A以及第二凸轮部件140B各自在其与旋转部131相对的表面，形成有朝向旋转部131突出的两个第一凸轮山部142和两个第二凸轮山部143。两个第一凸轮山部142在与旋转部131相对的表面中，在以旋转轴AX为中心的第一圆周上以180°间隔设置。两个第二凸轮山部143在与旋转部131相对的表面中，在以旋转轴AX为中心的、半径比第一圆周大的第二圆周上，以180°间隔进行设置。
在本实施方式中，作为第一凸轮部件140A以及第二凸轮部件140B的材料的一个例子，使用了碳钢。但是，第一凸轮部件140A以及第二凸轮部件140B的材料不限于碳钢。
压板150是固定于轴120的顶端部的圆盘状的部件。在压板150的中央形成有在左右方向(X轴方向)贯穿该压板150的嵌入孔151。压板150通过使轴120的顶端部(嵌入部123)嵌入嵌入孔151，从而固定于轴120的顶端部而不可旋转。由此，压板150使托架130、第一凸轮部件140A、第二凸轮部件140B、以及碟形弹簧160不会从轴120脱落。在本实施方式中，作为压板150的材料的一个例子，使用了不锈钢。但是，压板150的材料不限于不锈钢。
碟形弹簧160是“弹性部件”的一个例子。碟形弹簧160是在中央具有以旋转轴AX为中心的圆形形状的开口部161且在旋转轴AX的轴向(X轴方向)具有弹性的、圆盘状的部件。碟形弹簧160配置于旋转轴AX上，并且向托架130的旋转部131侧对第一凸轮部件140A以及第二凸轮部件140B施力。
具体而言，在不设置碟形弹簧160的情况下，在第一凸轮部件140A与轴120的凸缘部122之间形成有间隙(以下称为“外侧间隙”)。由此，第一凸轮部件140A被设置为能够在旋转轴AX的轴向(X轴方向)移动该外侧间隙量。
碟形弹簧160在形成于第一凸轮部件140A与轴120的凸缘部122之间的外侧间隙中，通过使轴120插入开口部161，从而配置于旋转轴AX上。由此，碟形弹簧160向托架130的旋转部131侧对第一凸轮部件140A施力。第一凸轮部件140A在该作用力下，被按压于托架130的旋转部131的第一滑动面131B，从而对旋转部131的旋转力施加负荷。也即是说，本实施方式的开闭机构100中，通过调整第一凸轮部件140A与轴120的凸缘部122之间的碟形弹簧160的作用力(片数、厚度、弹簧系数等)，能够对自第一凸轮部件140A对旋转部131的旋转力施加的负荷进行调整。例如，在图3所示例子中，通过在第一凸轮部件140A与轴120的凸缘部122之间设置两片碟形弹簧160，自第一凸轮部件140A施加于旋转部131的旋转力的负荷被适当调整。
需要说明的是，在托架130的旋转部131旋转时，负荷自旋转部131施加于第一凸轮部件140A时，碟形弹簧160在旋转轴AX的轴向(X轴方向)收缩，从而能够适度吸收第一凸轮部件140A的第一凸轮山部142以及第二凸轮山部143按压旋转部131的力。
另外，在不设置碟形弹簧160的情况下，在第二凸轮部件140B与压板150之间形成间隙(以下称为“内侧间隙”)。由此，第二凸轮部件140B设置为能够在旋转轴AX的轴向(X轴方向)移动该内侧间隙量。
碟形弹簧160在形成于第二凸轮部件140B与压板150之间的内侧间隙中，通过使轴120插入开口部161，从而配置于旋转轴AX上。由此，碟形弹簧160向托架130的旋转部131侧对第二凸轮部件140B施力。第二凸轮部件140B在该作用力下，被按压于托架130的旋转部131的第二滑动面131C，从而对旋转部131的旋转力施加负荷。也即是说，本实施方式的开闭机构100中，通过调整第二凸轮部件140B与压板150之间的碟形弹簧160的作用力(片数、厚度、弹簧系数等)，能够对自第二凸轮部件140B对旋转部131的旋转力施加的负荷进行调整。例如，在图3所示例子中，通过在第二凸轮部件140B与压板150之间设置两片碟形弹簧160，自第二凸轮部件140B对旋转部131的旋转力施加的负荷被适当调整。
需要说明的是，在托架130的旋转部131旋转时，负荷自旋转部131施加于第二凸轮部件140B时，碟形弹簧160在旋转轴AX的轴向(X轴方向)进行收缩，从而能够适度吸收第二凸轮部件140B的第一凸轮山部142以及第二凸轮山部143按压旋转部131的力。
(开闭机构100的开闭动作)
图4是用于说明一个实施方式的开闭机构100的开闭动作的图。需要说明的是，图4所示位置P1～P6与图1所示位置P1～P6对应。
如图4所示，开闭机构100中，支架110的水平壁部111在汽车等的车辆的车室内，固定于比顶面20靠上方的设置面22。在开闭机构100中，托架130的旋转部131被轴120支承为可转动。由此，托架130以旋转轴AX为中心进行转动，能够进行开闭动作。
对于托架130，将能够保持显示器12的保持部132在比旋转轴AX靠后方处沿设置面22成为水平的状态设定为关闭位置P1(开闭角度0°)，将保持部132在比旋转轴AX靠前方处沿设置面22成为水平的状态设定为打开位置P6(开闭角度180°)，其能够在关闭位置P1与打开位置P6之间进行开闭动作。
托架130在该托架130的自重作用下能够自关闭位置P1略微转动至扭矩产生位置P2。
开闭机构100在扭矩产生位置P2和打开位置P6之间具有三个卡位位置P3、P4、P5。
另外，开闭机构100在卡位位置P5和打开位置P6之间具有滑动扭矩范围R1。滑动扭矩范围R1是一边对托架130施加恒定的滑动阻力而托架130一边进行开闭动作的范围。因此，托架130在滑动扭矩范围R1的范围内，在使用者于任意的开闭角度放开手的情况下，在被施加的滑动阻力的作用下，能够维持在该开闭角度停止的状态。
开闭机构100构成为能够进行上述开闭动作，从而能够实现图1所示显示器12的开闭动作。
(托架130的旋转部131以及第二凸轮部件140B的具体结构)
图5是一个实施方式的开闭机构100包括的托架130的旋转部131以及第二凸轮部件140B的外观立体图。
如图5所示，第二凸轮部件140B在其与旋转部131相对的表面140Ba上，形成有朝向旋转部131突出的、两个第一凸轮山部142和两个第二凸轮山部143。
两个第一凸轮山部142在表面140Ba中在以旋转轴AX为中心的第一圆周C1上以180°间隔设置。特别是，在图5所示例子中，两个第一凸轮山部142在表面140Ba中设于半径最小的位置。
两个第二凸轮山部143在表面140Ba中在以旋转轴AX为中心的半径比第一圆周C1大的第二圆周C2上以180°间隔设置。特别是，在图5所示例子中，两个第二凸轮山部143在表面140Ba中设于半径最大的位置。
第一凸轮山部142以及第二凸轮山部143彼此高度不同，在本实施方式中，第一凸轮山部142的高度比第二凸轮山部143高。
需要说明的是，在本实施方式中，第一凸轮山部142以及第二凸轮山部143在俯视中具有大致矩形。而且，在本实施方式中，第一凸轮山部142以及第二凸轮山部143的圆周方向中的两个侧面为锥面，从而能够顺利跨越到后述旋转部131的台阶上。
另一方面，如图5所示，托架130的旋转部131在其与第一凸轮部件140A相对的第一滑动面131B中，在第一圆周C1上，分别以180°间隔设有一对抑制部131D和一对回避部131E。
抑制部131D形成为凹状，其设置为用于在托架130的开闭位置处于关闭位置P1和扭矩产生位置P2之间时，抑制第一凸轮山部142的滑动负荷。因此，抑制部131D在第一圆周C1上具有相当于关闭位置P1和扭矩产生位置P2之间的角度的角度范围，形成为扇状。
回避部131E形成为缺口状，其设置为用于在托架130的开闭位置处于卡位位置P3和卡位位置P5之间时，回避第一凸轮山部142的滑动。因此，回避部131E在第一圆周C1上具有相当于卡位位置P3和卡位位置P5之间的角度的角度范围，形成为扇状。
另外，如图5所示，托架130的旋转部131在其与第一凸轮部件140A相对的第一滑动面131B中，在第二圆周C2上，分别以180°间隔设有一对回避部131F、一对第一嵌合部131G1、一对第二嵌合部131G2、以及一对第三嵌合部131G3。
回避部131F形成为凹状，其设置为用于在托架130的开闭位置处于关闭位置P1和扭矩产生位置P2之间时，回避与第二凸轮山部143的滑动。因此，回避部131F在第二圆周C2上具有相当于关闭位置P1和扭矩产生位置P2之间的角度的角度范围，形成为扇状。
第一嵌合部131G1形成为孔状，其设置为用于在托架130处于卡位位置P3的开闭角度时，使第二凸轮山部143嵌入，从而以卡位位置P3的开闭角度将托架130固定。
第二嵌合部131G2形成为孔状，其设置为用于在托架130处于卡位位置P4的开闭角度时，使第二凸轮山部143嵌入，从而以卡位位置P4的开闭角度将托架130的开闭角度固定。
第三嵌合部131G3形成为孔状，其设置为用于在托架130处于卡位位置P5的开闭角度时，使第二凸轮山部143嵌入，从而以卡位位置P5的开闭角度将托架130固定。
需要说明的是，在本实施方式中，与第二凸轮山部143大致具有矩形形状相对应地，第一嵌合部131G1、第二嵌合部131G2、以及第三嵌合部131G3各自形成为大致矩形。
需要说明的是，第一凸轮部件140A具有与第二凸轮部件140B左右对称的形状。也即是说，第二凸轮部件140B在其与旋转部131相对的表面140Aa上，形成有朝向旋转部131突出的、两个第一凸轮山部142和两个第二凸轮山部143。
另外，旋转部131的与第一凸轮部件140A相对的第二滑动面131C具有与第一滑动面131B左右对称的形状。也即是说，第二滑动面131C在第一圆周C1上以180°间隔分别设有一对抑制部131D和一对回避部131E，并且在第二圆周C2上以180°间隔分别设有一对回避部131F、一对第一嵌合部131G1、一对第二嵌合部131G2、以及一对第三嵌合部131G3。
因此，在本实施方式中，伴随托架130的开闭动作，相对于旋转部131的两面(第一滑动面131B以及第二滑动面131C)的每一面，各第一凸轮部件140A以及第二凸轮部件140B以相同的方式滑动。
(开闭机构100的动作)
以下，参照图6～图12，对一个实施方式的开闭机构100的动作进行说明。需要说明的是，在之后的说明中，由于第一凸轮部件140A以及第二凸轮部件140B同时且以相同的方式进行作用，因此将第一凸轮部件140A以及第二凸轮部件140B一并示出为“凸轮部件140”。
＜托架130的开闭位置处于关闭位置P1时＞
图6是示出一个实施方式的开闭机构100(托架130的开闭位置处于关闭位置P1时)中的托架130的旋转部131与凸轮山部142、143的位置关系的图。
如图6所示，在托架130的开闭位置处于关闭位置P1时，第一凸轮山部142与旋转部131中所形成的抑制部131D抵接。并且，凸轮部件140处于一边按压碟形弹簧160使其收缩，一边被第一凸轮山部142向离开旋转部131的方向上推的状态。因此，在托架130自关闭位置P1至扭矩产生位置P2进行开动作时，第一凸轮山部142受到来自碟形弹簧160的施力而在抑制部131D上滑动，从而对托架130的开动作施加负荷。但是，由于抑制部131D形成为凹状，所以按压碟形弹簧160使其收缩的量相对减少，即，自碟形弹簧160受到的施力相对减少，因而与在未形成有抑制部131D的部分进行滑动时相比，由第一凸轮山部142施加的负荷被抑制。因此，在托架130自关闭位置P1至扭矩产生位置P2进行开动作时，第一凸轮山部142在抑制部131D上滑动，对托架130的开动作，施加相对较小的负荷。
另一方面，如图6所示，在托架130的开闭位置处于关闭位置P1时，第二凸轮山部143位于与旋转部131中所形成的回避部131F相对的位置。但是，由于回避部131F形成为凹状，第二凸轮山部143的高度比第一凸轮山部142的高度低，并且如上所述凸轮部件140处于向离开旋转部131的方向被上推的状态，因而第二凸轮山部143不与回避部131F抵接。因此，在托架130自关闭位置P1至扭矩产生位置P2进行开动作时，第二凸轮山部143不在旋转部131上滑动。
＜托架130的开闭位置处于扭矩产生位置P2时＞
图7是示出一个实施方式的开闭机构100(托架130的开闭位置处于扭矩产生位置P2时)中的托架130的旋转部131与凸轮山部142、143的位置关系的图。
如图7所示，在托架130进行开动作至扭矩产生位置P2时，第一凸轮山部142的侧壁部142A抵靠抑制部131D的圆周方向中的端部的内壁面131Da(参见图中圆框所包围的部分)。由此，托架130的开动作暂时停止，若自该状态进一步自使用者施加操作载荷而托架130进行开动作，则第一凸轮山部142越过抑制部131D的圆周方向中的端部的台阶，跨越到抑制部131D与回避部131E之间的滑动部分131H上。此时，由于操作载荷的急剧变动，因此对于使用者操作，呈现出卡位操作感。由此，凸轮部件140进一步按压碟形弹簧160使其压缩，并且向进一步离开旋转部131的方向被上推。也即是说，凸轮部件140成为向自旋转部131离开的方向被上推最大量的状态。因此，在托架130自扭矩产生位置P2至卡位位置P3进行开动作时，第一凸轮山部142受到来自碟形弹簧160的施力而在滑动部分131H上滑动，从而对托架130的开动作施加负荷。此时，由于滑动部分131H为平坦，所以按压碟形弹簧160使其收缩的量成为最大，即，自碟形弹簧160受到的施力成为最大，因而通过第一凸轮山部142施加的负荷成为最大。因此，在托架130自扭矩产生位置P2至卡位位置P3进行开动作时，第一凸轮山部142在滑动部分131H上滑动，对于托架130的开动作，施加最大的负荷。
另一方面，如图7所示，在托架130进行开动作至扭矩产生位置P2时，第二凸轮山部143移动至与回避部131F的圆周方向中的端部131Fa相对的位置。但是，由于第二凸轮山部143的高度比第一凸轮山部142的高度低，并且如上所述凸轮部件140处于向离开旋转部131的方向被上推最大量的状态，因而第二凸轮山部143不与回避部131F的圆周方向中的端部131Fa抵接。因此，在托架130自扭矩产生位置P2进行开动作至卡位位置P3时，第二凸轮山部143不在旋转部131上滑动。
＜托架130的开闭位置处于卡位位置P3时＞
图8是示出一个实施方式的开闭机构100(托架130的开闭位置处于卡位位置P3时)中的托架130的旋转部131与凸轮山部142、143的位置关系的图。
如图8所示，在托架130进行开动作至卡位位置P3时，第一凸轮山部142落入在形成为缺口状的回避部131E内。由此，由第一凸轮山部142对凸轮部件140进行的上推被消除，因而凸轮部件140受到来自碟形弹簧160的施力而向接近旋转部131的方向移动，被按压于旋转部131。同时，第二凸轮山部143嵌入第一嵌合部131G1。由此，托架130以卡位位置P3的开闭角度被固定。此时，由于操作载荷急剧减少，因此对于使用者操作，呈现出卡位操作感。
若自图8所示状态，进一步自使用者施加操作载荷而托架130进行开动作，则第二凸轮山部143越过第一嵌合部131G1的圆周方向中的端部的台阶，跨越到第一嵌合部131G1与第二嵌合部131G2之间的滑动部分131I上。此时，由于操作载荷的急剧变动，因此对于使用者操作，呈现出卡位操作感。由此，凸轮部件140一边按压碟形弹簧160使其收缩，一边向离开旋转部131的方向被上推。因此，在托架130自卡位位置P3至卡位位置P4进行开动作时，第二凸轮山部143受到来自碟形弹簧160的施力而在滑动部分131I上滑动，从而对托架130的开动作施加负荷。此时，虽然滑动部分131I为平坦，但由于第二凸轮山部143的高度相对较低，所以碟形弹簧160受到按压而收缩的量成为中间量，即，自碟形弹簧160受到的施力成为中间量，因而由第二凸轮山部143施加的负荷成为中间量。因此，在托架130自卡位位置P3至卡位位置P4进行开动作时，第二凸轮山部143在滑动部分131I上滑动，对托架130的开动作，施加中间量的负荷。
需要说明的是，在托架130自卡位位置P3至卡位位置P4进行开动作时，由于第一凸轮山部142保持落入回避部131E内的状态，因此其不在旋转部131上滑动。
＜托架130的开闭位置处于卡位位置P4时＞
图9是示出一个实施方式的开闭机构100(托架130的开闭位置处于卡位位置P4时)中的托架130的旋转部131与凸轮山部142、143的位置关系的图。
如图9所示，在托架130进行开动作至卡位位置P4时，第二凸轮山部143嵌入第二嵌合部131G2。由此，托架130以卡位位置P4的开闭角度被固定。同时，由于由第二凸轮山部143对凸轮部件140进行的上推被消除，因此凸轮部件140受到来自碟形弹簧160的施力，向接近旋转部131的方向移动，被按压于旋转部131。此时，由于操作载荷急剧减少，因此对于使用者操作，呈现出卡位操作感。
若自图9所示状态，进一步自使用者施加操作载荷而托架130进行开动作，则第二凸轮山部143越过第二嵌合部131G2的圆周方向中的端部的台阶，跨越到第二嵌合部131G2与第三嵌合部131G3之间的滑动部分131J上。此时，由于操作载荷的急剧变动，对于使用者操作，呈现出卡位操作感。由此，凸轮部件140一边按压碟形弹簧160使其收缩，一边向离开旋转部131的方向被上推。因此，在托架130自卡位位置P4至卡位位置P5进行开动作时，第二凸轮山部143受到来自碟形弹簧160的施力而在滑动部分131J上滑动，从而对托架130的开动作施加负荷。此时，虽然滑动部分131J为平坦，但由于第二凸轮山部143的高度相对较低，因此按压碟形弹簧160使其收缩的量成为中间量，即，自碟形弹簧160受到的施力成为中间量，因而由第二凸轮山部143施加的负荷成为中间量。因此，在托架130自卡位位置P4转动至卡位位置P5时，第二凸轮山部143在滑动部分131J上滑动，对托架130的开动作，施加中间量的负荷。
需要说明的是，在托架130自卡位位置P4转动至卡位位置P5时，由于第一凸轮山部142保持落入回避部131E内的状态，因此其不在旋转部131上滑动。
＜托架130的开闭位置处于卡位位置P5时＞
图10是示出一个实施方式的开闭机构100(托架130的开闭位置处于卡位位置P5时)中的托架130的旋转部131与凸轮山部142、143的位置关系的图。
如图10所示，在托架130进行开动作至卡位位置P5时，第二凸轮山部143嵌入第三嵌合部131G3。由此，托架130以卡位位置P5的开闭角度被固定。同时，由于由第二凸轮山部143对凸轮部件140进行的上推被消除，因此凸轮部件140受到来自碟形弹簧160的施力，向接近旋转部131的方向移动，被按压于旋转部131。此时，由于操作载荷急剧减少，因此对于使用者操作，呈现出卡位操作感。
另外，如图10所示，在托架130进行开动作至卡位位置P5时，第一凸轮山部142的侧壁部142A抵靠回避部131E的圆周方向中的端部的内壁面131Ea(参见图中圆框所包围的部分)。
＜托架130的开闭位置处于滑动扭矩范围R1的范围内时＞
图11是示出一个实施方式的开闭机构100(托架130的开闭位置处于滑动扭矩范围R1的范围内时)中的托架130的旋转部131与凸轮山部142、143的位置关系的图。
若自图10所示状态，进一步自使用者施加操作载荷而托架130进行开动作，则如图11所示，第一凸轮山部142越过回避部131E的圆周方向中的端部的台阶，跨越到回避部131E与抑制部131D之间的滑动部分131K(平坦部分)上。此时，由于操作载荷的急剧变动，因此对于使用者操作，呈现出卡位操作感。由此，凸轮部件140一边按压碟形弹簧160使其收缩最大量，一边自旋转部131向离开的方向被上推最大量。因此，在托架130于滑动扭矩范围R1自卡位位置P5至打开位置P6进行开动作时，第一凸轮山部142受到来自碟形弹簧160的最大量的施力而在滑动部分131K上滑动，对于托架130的开动作，施加最大量的负荷。
另一方面，如图11所示，在托架130于滑动扭矩范围R1进行开动作时，第二凸轮山部143在与旋转部131的平坦部分(第三嵌合部131G3与回避部131F之间)相对的位置移动。但是，由于第二凸轮山部143的高度比第一凸轮山部142的高度低，并且如上所述凸轮部件140处于向离开旋转部131的方向被上推最大量的状态，所以第二凸轮山部143不与旋转部131的平坦部分抵接，因此，在托架130于滑动扭矩范围R1进行开动作时，第二凸轮山部143不在旋转部131上滑动。
＜托架130的开闭位置处于打开位置P6(开闭角度180°)时＞
图12是示出一个实施方式的开闭机构100(托架130的开闭位置处于打开位置P6(开闭角度180°)时)中的托架130的旋转部131与凸轮山部142、143的位置关系的图。
如图12所示，在托架130进行开动作至打开位置P6时，第一凸轮山部142落入旋转部131中所形成的抑制部131D(位于与图6的抑制部131D错开180°位置的抑制部131D)。由此，凸轮部件140成为一边按压碟形弹簧160使其收缩，一边被第一凸轮山部142向自旋转部131离开的方向上推的状态。因此，在托架130处于打开位置P6时，第一凸轮山部142受到来自碟形弹簧160的施力而按压抑制部131D，从而对托架130的开动作施加负荷。但是，由于抑制部131D形成为凹状，所以按压碟形弹簧160使其收缩的量相应减少，即，自碟形弹簧160受到的施力相应减少，因而与在未形成有抑制部131D的平坦部分滑动时相比，由第一凸轮山部142所施加的负荷被抑制。因此，在托架130处于打开位置P6时，第一凸轮山部142按压抑制部131D，对托架130的开动作，施加相对较小的负荷。
另一方面，如图12所示，在托架130进行开动作至打开位置P6时，第二凸轮山部143位于与形成于旋转部131的回避部131F(处于与图6的回避部131F错开180°的位置的回避部131F)相对的位置。但是，回避部131F形成为凹状，第二凸轮山部143的高度比第一凸轮山部142的高度低，并且如上所述凸轮部件140处于向离开旋转部131的方向被上推的状态。因此，在托架130处于打开位置P6时，第二凸轮山部143不与旋转部131抵接。
(凸轮山部142、143的滑动部分)
图13是示出一个实施方式的开闭机构100包括的托架130的旋转部131中的凸轮山部142、143的滑动部分的图。
如图13所示，旋转部131中，供第一凸轮山部142进行滑动的部分仅为抑制部131D、抑制部131D与回避部131E之间的滑动部分131H、以及回避部131E与抑制部131D之间的滑动部分131K。
另一方面，如图13所示，旋转部131中，供第二凸轮山部143进行滑动的部分仅为第一嵌合部131G1与第二嵌合部131G2之间的滑动部分131I、以及第二嵌合部131G2与第三嵌合部131G3之间的滑动部分131J。
也即是说，第一凸轮山部142仅在托架130自关闭位置P1至卡位位置P3进行开动作时，以及托架130自卡位位置P5转动至打开位置P6时，在旋转部131上滑动。
另一方面，第二凸轮山部143仅在托架130自卡位位置P3至卡位位置P5进行开动作时，在旋转部131上滑动。
如此，一个实施方式的开闭机构100具有第一凸轮山部142在旋转部131上滑动而第二凸轮山部143不在旋转部131上滑动的第一角度范围(关闭位置P1～卡位位置P3和卡位位置P5～打开位置P6)、以及第二凸轮山部143在旋转部131上滑动而第一凸轮山部142不在旋转部131上滑动的第二角度范围(卡位位置P3～卡位位置P5)。
由此，一个实施方式的开闭机构100能够根据托架130的开闭角度，使相对于旋转部131的滑动分散至第一凸轮山部142和第二凸轮山部143，从而能够提高第一凸轮山部142以及第二凸轮山部143各自的耐磨性。
另外，一个实施方式的开闭机构100能够根据托架130的开闭角度，使伴随跨越旋转部131的台阶而进行的卡位的产生，分散于第一凸轮山部142和第二凸轮山部143，从而能够提高第一凸轮山部142以及第二凸轮山部143各自的耐磨性。
需要说明的是，关闭位置P1～卡位位置P3以及卡位位置P5～打开位置P6也是第三角度范围，其中，高度较高的一个凸轮山部(第一凸轮山部142)在旋转部131上滑动时，高度较低的另一凸轮山部(第二凸轮山部143)不在旋转部131上滑动。也即是说，一个实施方式的开闭机构100通过在第一凸轮山部142和第二凸轮山部143设置高低差，从而能够容易地形成第二凸轮山部143不在旋转部131上滑动的区间。
(实施例)
图14是示出以往的开闭机构的耐久试验的实施结果的图表。图15是示出一个实施方式的开闭机构100的耐久试验的实施结果的图表。
在本实施例中，分别对于以往的开闭机构和一个实施方式的开闭机构100，对于多个卡位位置各自的卡位产生时的扭矩以及滑动扭矩各自的伴随试验次数的增加的扭矩变化率进行了测量。
需要说明的是，以往的开闭机构采用了下述结构：在凸轮部件的一个圆周上(相当于第二圆周上)设置一对凸轮山部，并且在旋转部的一个圆周上(相当于第二圆周上)设置一对第一嵌合部、一对第二嵌合部、以及一对第三嵌合部。
如图14所示，对于以往的开闭机构，伴随试验次数的增加的扭矩变化率的降低显著。
另一方面，如图15所示，对于一个实施方式的开闭机构100，抑制了扭矩变化率伴随试验次数的增加而降低。
以上，虽然对本发明的优选实施方式进行了详述，但是本发明不限于这些实施方式，在权利要求书中记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形或变更。
例如，虽然在实施方式中在第一圆周C1上设有两个第一凸轮山部142，但是不限于此，也可以在第一圆周C1上设置一个或三个以上的第一凸轮山部142。
另外，例如，虽然在实施方式中在第二圆周C2上设有两个第二凸轮山部143，但是不限于此，也可以在第二圆周C2上设置一个或三个以上的第二凸轮山部143。
另外，例如，虽然在实施方式中是在两个圆周上分别设置凸轮山部，但是也可以在三个以上的圆周上分别设置凸轮山部。
另外，例如，虽然在实施方式中是在凸轮部件140上设置凸轮山部，使该凸轮山部在托架130的旋转部131上滑动，但是不限于此，也可以在托架130的旋转部131上设置凸轮山部，使该凸轮山部在凸轮部件140上滑动。也即是说，可以使凸轮部件140的构成部与托架130的旋转部131的构成部反转。
另外，例如，虽然在实施方式中采用了用两个凸轮部件140A、140B夹持托架130的旋转部131的结构，但是不限于此，也可以采用仅设置任一个凸轮部件140的结构。
另外，例如，虽然在实施方式中是将开闭机构100用于显示器12的开闭，但是不限于此，也可以将开闭机构100用于显示器12之外的开闭。
另外，例如，虽然在实施方式中设有三个卡位位置，但是不限于此，也可以设置两个以下或四个以上的卡位位置，还可以不设置卡位位置。
本申请主张基于2021年12月15日提交的日本专利申请第2021-203131号的优先权，该申请的全部内容援引于本申请中。
符号说明
10显示设备
12显示器
12A显示面
20顶面
22设置面
100开闭机构
110支架
111水平壁部
111A贯穿孔
112垂直壁部
112A嵌入孔
120轴
121嵌入部
122凸缘部
123嵌入部
130托架(开闭部件)
131旋转部
131A开口部
131B第一滑动面
131C第二滑动面
131D抑制部
131Da内壁面
131E回避部
131Ea内壁面
131F回避部
131Fa端部
131G1第一嵌合部
131G2第二嵌合部
131G3第三嵌合部
131H滑动部分
131I滑动部分
131J滑动部分
131K滑动部分
132保持部
132A垂直壁部
132B水平壁部
140凸轮部件
140A第一凸轮部件
140Aa表面
140B第二凸轮部件
140Ba表面
141开口部
142第一凸轮山部
142A侧壁部
143第二凸轮山部
150压板
151嵌入孔
160碟形弹簧(弹性部件)
161开口部
C1第一圆周
C2第二圆周
P1关闭位置
P2扭矩产生位置
P3、P4、P5卡位位置
P6打开位置
R1滑动扭矩范围
AX旋转轴

Claims (10)

1.一种开闭机构，包括：
开闭部件，在旋转轴上具有旋转部；以及
凸轮部件，在所述旋转轴上与所述开闭部件的所述旋转部相对地配置，对所述旋转部的旋转施加负荷，
所述凸轮部件和所述旋转部中的一个部件具有：
至少一个第一凸轮山部，设于以所述旋转轴为中心的第一圆周上；和
至少一个第二凸轮山部，设于以所述旋转轴为中心的、半径比所述第一圆周大的第二圆周上，
所述凸轮部件和所述旋转部中的另一部件具有：
滑动面，用于所述第一凸轮山部和所述第二凸轮山部进行滑动，
所述开闭机构具有第一角度范围和第二角度范围，在所述第一角度范围，所述第一凸轮山部在所述滑动面上滑动而所述第二凸轮山部不在所述滑动面上滑动，在所述第二角度范围，所述第二凸轮山部在所述滑动面上滑动而所述第一凸轮山部不在所述滑动面上滑动。
2.根据权利要求1所述的开闭机构，其中，
所述凸轮部件具有所述第一凸轮山部和所述第二凸轮山部，
所述旋转部具有所述滑动面。
3.根据权利要求1或2所述的开闭机构，其中，
所述第一凸轮山部和所述第二凸轮山部彼此高度不同，
所述开闭机构具有第三角度范围，在所述第三角度范围，在高度较高的一个凸轮山部进行滑动时，高度较低的另一凸轮山部不进行滑动。
4.根据权利要求1或2所述的开闭机构，其中，
所述另一部件的在所述第一圆周上的一部分区间中，具有用于回避与所述第一凸轮山部之间的滑动的缺口状或凹状的回避部。
5.根据权利要求1或2所述的开闭机构，其中，
所述另一部件的在所述第二圆周上的一部分区间中，具有用于回避与所述第二凸轮山部之间的滑动的缺口状或凹状的回避部。
6.根据权利要求1或2所述的开闭机构，其中，
所述另一部件具有多个孔状或凹状的嵌合部，在所述第一角度范围或所述第二角度范围时，通过使所述第一凸轮山部或所述第二凸轮山部嵌入所述嵌合部，能够将所述开闭部件的开闭角度固定在多个阶段。
7.根据权利要求1或2所述的开闭机构，其中，
所述凸轮部件设置为能够在所述旋转轴的轴向进行移动。
8.根据权利要求7所述的开闭机构，其中，
所述开闭机构包括：弹性部件，配置于所述旋转轴上，对所述凸轮部件向所述开闭部件的所述旋转部侧施力。
9.根据权利要求1或2所述的开闭机构，其中，
所述开闭机构包括：一对所述凸轮部件，彼此具有对称形状，将所述开闭部件的所述旋转部夹于之间。
10.根据权利要求1或2所述的开闭机构，其中，
所述开闭部件对显示器进行保持，从而与所述显示器一同进行开闭。
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