CN1171001C - 铰接装置 - Google Patents

Abstract

一种铰接装置，在铰接主体的一对第一侧壁部分上设置有槽，使铰接主体的一对第二侧壁部分能够弹性变形，以便第二侧壁部分之间的间距能够变化，并压靠于容纳孔的一对相对内表面上。在铰接轴上设置有一个转动限制部分，在所述的铰接主体上以悬臂方式设置一对弹性片，所述的一对弹性片通过所述弹性片的远端部分弹性地压靠于所述的转动限制部分来限制所述铰接轴的转动位置，所述的一对弹性片分别与所述第一侧壁部分的内表面相对地配置在所述铰接主体的内部，所述的一对弹性片的中间部分分别压靠接触于相对的所述第一侧壁部分的内表面上。

Description

铰接装置

技术领域

本发明涉及将装置的主体和开关元件，例如将蜂窝电话主体和电话机机盖，马桶主体和马桶坐垫等可转动地连接在一起的铰接装置。

背景技术

通常，这种类型的铰接装置包括一个套筒形的铰接主体和一个可转动地装配在铰接主体内的铰接轴。该铰接主体是不可转动地插入装置主体内的容纳孔内的。另一方面，铰接轴的一端伸出铰接主体，与开关元件非旋转地连接。这样，开关元件通过铰接装置与装置主体转动连接(见日本专利2766974和2906346)。

在使用铰接装置的场合下，例如蜂窝电话，容纳孔设置在作为装置主体的电话机主体上，铰接装置插入容纳孔。另一方面，铰接轴与作为开关元件的机盖非转动连接。

电话机主体通常是由树脂制成的。因此，容纳孔的尺寸精确度较低。由于该原因，在电话机主体和插入容纳孔的铰接主体之间会出现间隙。结果，机盖相对于电话机主体会发出咔哒声。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种使开关元件与装置主体转动连接的铰接装置，该铰接装置包括一个非转动地插入设置装置主体和开关元件之一内的容纳孔中的铰接主体，及一个由该铰接主体旋转支撑并与另外的一个元件(装置主体或者开关元件)非转动连接的铰接轴，铰接主体的至少一部分弹性地压靠在容纳孔的内周表面，以便在装置主体和铰接主体之间不会出现间隙。其中，所述铰接主体为具有正方形横截面形状的筒形形状，在所述铰接主体的相对的一对第一侧壁部分上，形成有从所述铰接主体一端伸向另一端的槽，使所述铰接主体的一对第二侧壁部分能够发生相互靠近和相互远离的弹性变形，为使所述装置主体和所述开关元件之间不会出现晃动，所述第二侧壁部分依靠自身弹力弹性地压靠接触于所述容纳孔的内周表面上，在所述的铰接轴上设置有一个转动限制部分，在所述的铰接主体上以悬臂方式设置一对弹性片，所述的一对弹性片通过所述弹性片的远端部分弹性地压靠于所述的转动限制部分来限制所述铰接轴的转动位置，所述的一对弹性片分别与所述第一侧壁部分的内表面相对地配置在所述铰接主体的内部，所述的一对弹性片的中间部分分别压靠接触于相对的所述第一侧壁部分的内表面上。

弹性片的中间部分最好通过一个加强弹性片压靠于铰接主体，加强弹性片的远端部压靠于弹性片的远端部，以便增加弹性片对转动限定部分的压力。

附图说明

图1是使用本发明的铰接装置的蜂窝电话的平面图；

图2是蜂窝电话的前视图；

图3是电话主体机盖的蜂窝电话端部和本发明该铰接装置的分解放大透视图；

图4是蜂窝电话主体和机盖的分解透视图；

图5是表示连接有蜂窝电话机盖的电话主体端部的放大后视图；

图6是沿图5中X-X线的剖视图；

图7是本发明的铰接装置第一实施例的受护透视图；

图8表示图7中的铰接装置的铰接主体，图8A是前视图，图8B是平面图，图8C是沿图8A的C---C线的剖视图，图8D和8E分别是从图8A中箭头D、E所示方向观察到的视图；

图9表示图7中的铰接装置铰接主体的制造工序，图9A是表示铰接主体弯曲工序的透视图，图9B是表示完成弯曲工序之后铰接主体的透视图；

图10是表示图7中铰接装置的铰接轴的透视图；

图11表示铰接轴，图11A是前视图，图11B是平面图，图11C是沿图11A的C---C线的剖视图，图11D和11E分别是从图11A中箭头D、E所示方向观察到的视图；

图12表示铰接轴插入铰接主体的几种状态，图12A表示铰接轴远端部分与弹性片抵靠的一种状态，图12B表示铰接轴远端部分与设置在铰接主体内的支持孔啮合的另一种状态，图12C表示铰接轴进一步插入铰接主体的另一种状态；

图13表示弹性片和图7中铰接装置的铰接轴之间的关系，图13A表示在机盖转动到关闭位置时的关系，图13B表示在机盖转动到中立位置时的关系，图13C表示机盖转动到打开位置时的关系；

图14表示本发明第二实施例的透视图；

图15表示本发明第三实施例的分解透视图；

图16表示上述实施例的装置在组装之前的剖面图；

图17表示上述实施例的装置在组装之后的剖面图；

图18表示本发明第四实施例的透视图。

具体实施方式

下面将参照附图1-18描述本发明的几个实施例。

图1和2是使用本发明的铰接装置的一个蜂窝电话1。该蜂窝电话1包括一个电话主体(装置主体)2和一个机盖(开关元件)3。如下所述，机盖3通过铰接装置4与电话主体2连接(见图3至7)，以便机盖3能够绕转轴L转动。机盖3可以在机盖3罩住布置在电话主体2上的各种按钮(未示出)的关闭位置I和从关闭位置I转动大约180度后的全开位置III之间转动。机盖3在通话时转动到打开位置II。

如图3-6所示，连接部分21设置在电话主体2的一端(图1中右端部)，并沿转轴L延伸。横截面形状为方形的容纳孔21a、21a分别设置在连接部分的相对端部。如图4和6所示，连接凸起31、31分别设置在机盖3一端的相对侧。该连接凸起部分31、31按一定的方式布置，以便面对连接部分21的相对端表面。啮合孔31a具有正方形的横截面形状，并设置在上述连接凸起部分31的表面中，面对连接部分21。

如图3-7所示，铰接装置4包括一个铰接主体5和铰接轴6。该铰接主体5与容纳孔21a非转动啮合，其轴与转轴L成一条直线。铰接轴6可旋转地容纳于铰接主体5内，其轴与铰接主体5的轴成一条直线。铰接轴6的一端从铰接主体5伸出，与机盖3的啮合孔31a非转动啮合。因此，机盖3与电话主体2转动连接，以便机盖3能够绕转轴L转动。

通过对金属板进行弯曲处理来形成铰接主体5。如图7和9所示，铰接主体5做成具有正方形横截面的筒形，一端敞开，另一端封闭形成底部52。铰接主体5的一对相对侧壁部分5a、5b之间的外部间距大致与容纳孔21a的一对相对内表面的内部间距相等。槽53、53分别设置在一对第一侧壁部分5a、5b。在敞开端，槽53、53从铰接主体5的一端表面伸向底部52侧。这样，铰接主体5的一对第二侧壁部分5c、5d可以绕着底部52在图9B上下方向变形。因此，一对第二侧壁部分5c、5d之间的外部间距W(见图7)能够以放大和缩小的方式改变。在铰接主体5敞开端，第二侧壁部分之间的外部间距设计成大于容纳孔21a的一对相对内侧表面之间在敞开端的间距。

铰接主体插入容纳孔21a内，直到铰接主体5敞开端与连接部分21端表面齐平。由于铰接主体5的一对第二侧壁部分5c，5d之间的外部间距在敞开端设计成大于容纳孔21a的一对相对内侧表面之间在敞开端处的间距，所以铰接主体5的这一对第二侧壁部分5c、5d以一种缩小外部间距的弹性变形状态的方式插入容纳孔21a。因此，这一对第二侧壁部分5c、5d依靠自身的弹力压靠在容纳孔21a的一对内侧表面上。这样，铰接主体5无间隙地插入容纳孔21a。

在该实施例的的铰接装置4中，尽管槽53设置在铰接主体5的一对第一侧壁部分5a、5b上，并且只有一对第二侧壁部分5c、5d压靠于容纳孔21a的一对内壁表面，但是显然这些槽也可以设置在这一对第二侧壁部分5c、5d上，并且所有侧壁部分5a至5d压靠于容纳孔21a的四个内侧表面。

如图8和9所示，铰接主体5布置有一对相对弹性片51、51。每一个弹性片51的一端与底部52整体连接。弹性片51的中间部分51a、51a依靠自身的弹性力分别压靠于一对第一侧壁部分5a、5b。弹性片51的另一端部伸向该铰接主体5的敞开部分。当伸向敞开部分侧时，弹性片51朝铰接主体内部倾斜。因此，在敞开部分弹性片之间的间距较小。应注意的是，导向部分51b设置在每个弹性片51的远端部分上。在移向敞开部分侧时，导向部分51b向铰接主体外侧倾斜。因此，在远端部分弹性片51、51之间间距朝敞开部分增大。

铰接轴6由树脂模铸制成。如图7、10和11所示，从铰接轴6的一端到另一端上，具有一个正方形的横截面的啮合部分61，一个具有圆形横截面的基底部分62，两个相互平行并具有圆形的横截面的轴部分(转动限制部分)63、63，一个具有椭圆形的横截面的加强板部分64，和一个具有圆形的横截面的连接轴部分65。啮合部分61，基底部分62，加强板部分64和连接轴部分65的轴在一条线上，并与转轴L同轴。环状脊部65a设置在连接轴部分65的远端部分外周边。槽65b设置在连接轴部分65远端表面中央区域。由于具有槽65b，环状脊部分65a的直径可以弹性地放大或者缩小。可以缩小环状脊部分65a的直径，直到其外部直径小于连接轴部分65的外部直径。

两个轴部分63、63构成转动限制部分。通过下述的压靠于弹性片51、51，两个轴部分63、63限定了铰接轴6的转动位置，最终限定了机盖3的转动位置。轴部分63、63与转轴L平行，并离与转轴L相等的距离。在轴部分63、63之间设置空间S。润滑油如润滑膏(未示出)容纳在该空间内。可以设置三个轴部分63、63、63。每一个轴部分63具有非圆形的横截面形状。除了使用彼此隔开的多个轴部分63、63外，还可以使用如日本专利2906346所述的凸轮部分。

铰接轴6通过敞开部分以下述的方式插入铰接主体5内。如图12A所示，可以调整铰接轴6的姿态，以便轴部分63、63的相对方向与铰接主体5的弹性片51、51的相对方向相互垂直。接着将铰接轴6的连接轴部分65的侧壁插入铰接主体5。那么，如图12(A)所示，环状脊部分65a与弹性片51、51的导向部分51b、51b抵靠。当铰接轴6进一步插入铰接主体5时，环状脊部分65a推动并打开两个导向部分51b、51b，以便能够通过。之后，当铰接轴6进一步插入铰接主体5时，加强板部分64与导向部分51b、51b抵靠，但是也以上述相同的方式通过。为了能够光滑地通过，在加强板部分64的相对侧壁表面上形成倾斜表面64a、64a。

当铰接轴6进一步插入铰接主体5时，环状脊部分65a与设置在铰接主体5底部52中央区域的支撑孔52a的内周表面接触，并使直径减少，以便使其通过。因此，如图12B所示，连接轴部分65的远端与支撑孔52a转动啮合。在连接轴部分65与支撑孔52a啮合的状态下，铰接轴6基底部分62的外周表面通常与铰接主体5四个侧壁部分的内表面接触。这样，铰接轴6与铰接主体5同轴啮合，并与其转动连接，以便铰接轴6能够绕轴L转动。已经通过支撑孔52a的环状脊65a直径加大，与底部52啮合。因此，防止铰接轴6脱离铰接主体5的敞开部分。

如图12B所示，在连接轴部分65与支撑孔52a啮合的状态下，一对弹性片51、51的远端分别与铰接轴6的轴部分63、63接触。因此，限制了铰接轴6的转动位置。这将在下面做详细描述。铰接轴6的啮合部分61从铰接主体5的敞开部分向外伸出。啮合部分61与啮合孔31a啮合。这样，机盖3通过铰接装置4与电话主体2转动连接。

通过下述方式可以使啮合部分61与啮合孔31a啮合。在图12(B)所示的状态中，铰接轴6移向铰接主体5的底部52侧。接着如图12C所示，弹性片51、51的倾斜部分51b、51b爬上斜面62a、62a。使得铰接轴6进一步移向底部52侧。另一方面，铰接轴6被弹性片51、51推向铰接主体5的敞开部分。当两个铰接装置4、4的铰接轴6、6分别进入铰接主体5时，电话主体2的连接部分21被插入机盖3上的连接突起31、31之间。铰接轴6、6的啮合部分61、61分别与啮合孔31a、31a变成相对的关系。然后，铰接轴6、6被弹性片51、51的偏置力推回，分别与啮合孔31a、31a啮合。因此，机盖3与铰接轴6、6非转动连接，与电话主体2通过铰接装置4、4转动连接。

图13表示两个轴部分63、63及弹性片51、51与机盖3转动位置之间的关系。如图13A所示，当机盖3位于图2的关闭位置I时，弹性片51、51分别与轴部分63、63接触，分别以图13A的逆时针方向对轴部分63、63施加偏置力。因此，机盖3从打开位置II偏向图2的关闭位置I，并与电话主体2抵靠。因此，机盖3保持在关闭位置I。

如图13B所示，当位于关闭位置I的机盖3克服弹性片51，51的偏置力朝打开位置II侧转动约60度时，弹性片51、51对轴部分63、63的偏置力作用于与转轴L垂直的直线上。因此，弹性片51、51的偏置力不是作为对机盖3的转动偏置力而起作用的，并且，机盖3依靠作用于弹性片51和轴部分63之间的摩擦阻力而被限定在正常位置(下面将该位置称为“中立位置”)。该中立位置也可以设定于从关闭位置I到打开位置II之间的任何非转动60度的位置。当机盖3转动时，即使稍微偏离中立位置，偏向关闭位置I，弹性片51、51使机盖3偏向关闭位置I，并使机盖3转动到关闭位置I。相反，当机盖3转动时，即使稍微偏离中立位置，偏向打开位置II，弹性片51、51使机盖3偏向打开位置II，并使机盖3转动到打开位置II。

当机盖3从关闭位置I转动约150度时，达到打开位置II。如图13C所示，在打开位置II，弹性片51之一同时从一侧压靠两个轴部分63、63，另一个弹性片51同时从另一侧压靠两个轴部分63、63。换句话说，弹性片51、51同时夹紧固定两个轴部分63、63。结果，机盖3固定于打开位置II。机盖3能够从打开位置II进一步转动到图2所示的全开位置III。转动到打开位置II和全开位置III之间的任何位置的机盖3依靠弹性片51、51返回打开位置II。

在这样构成的铰接装置1中，铰接主体5的这一对第二侧壁部分5c、5d依靠自身的弹力压靠于电话主体2的容纳孔21a的内周表面。因此，能够防止电话主体5和容纳孔21a内周表面之间出现间隙。因此，能够防止机盖3相对于电话主体5发出咔哒声。

当机盖3转动时，一对弹性片51、51之间的间距变化。因此，作用于弹性片51的应力大小也发生变化。如果该应力变化反复作用于弹性片51和底部52之间的连接区域，则在该连接区域出现裂纹，因而恐怕会导致弹性片51在该区域出现断裂。但是在该铰接装置4中，由于弹性片51的中间部分51a压靠于铰接主体5的内表面，作用于弹性片51和底部52连接区域的应力几乎不发生变化。因此，能够防止弹性片51在相对于底部52的连接区域出现断裂。尽管应力反复作用于弹性片51的中间部分51a，但是该应力不是集中地作用于有限的小区域。相反，应力分散到中间部分的大面积范围内。因此，不会很早就出现弹性片51在中间部分51a断裂的现象。

下面将进一步描述本发明的又一个实施例。应注意在下面将要描述的实施例中，只描述那些与上述实施例构造不同的部分，那些相同的部分用相同的附图标记表示，这里将不再进行描述。

图14表示本发明的第二实施例。在该实施例的铰接装置4A中，用铰接主体5’代替铰接主体5。通过将一块金属板进行拉伸处理，将铰接主体5’做成具有一个底的、横截面为正方形的筒形形状。通过对所有4个侧壁5a至5d中的两对相对侧壁部分5a和5b的一部分朝铰接主体5’外侧进行向上压制处理，而形成抵靠部分(弹性元件)55。当铰接主体5’离开底部侧(未示出)伸向敞开部分侧时，抵靠部分55朝铰接主体5’外部伸出。各个连接板部分55依靠自身的弹力压靠于容纳孔21a的一对相对的内表面上。因此，能够防止铰接主体5’和容纳孔21a之间出现间隙。一对相对的第二侧壁部分5c、5d分别具有一个弹性片51，该弹性片51是通过对第二相对侧壁部分5c、5d向上朝铰接主体5内压制处理而形成的。

图15至17表示本发明的第三实施例。在该实施例的铰接装置4B中，使用了加强弹性片7。该加强弹性片7一般做成U形形状。它包括一个基底部分71和一对从基底部分71相对端部以相同的方向伸出的加强板部分72、72。在基底部分71中央区域设置通孔71a。基底部分71与底部52邻接，与通过通孔71a的环状脊65a啮合。这样，基底部分71与铰接主体5连接。加强板部分72、72通过设置在弹性片51、51和铰接主体侧壁部分5a、5b之间的弹性片51、51的空间54、54插入铰接主体5，该空间与弹性片51、51相对。加强板部分72、72中间部分72a、72b的外表面压靠于铰接主体5侧壁部分5a、5b的内表面，而中间部分72a、72a的内表面压靠于弹性片51、51的中间部分51a、51a。因此，弹性片51、51通过加强板部分72、72压靠于铰接主体5的侧壁部分5a、5b。每一个加强板部分72的远端部分与每一个弹性片51的远端部分接触，以便将弹性片51压向铰接主体5内。因此，弹性片51依靠自身的弹性和加强片部分72的弹力转动地偏压轴部分63。因此，作用于机盖3的转动偏置力能够增加到加强弹性片7弹性的程度。

图18表示本发明的第四个实施例。该实施例中的铰接装置4C是一种对图15至17所示的铰接装置的改进。在铰接装置4C中，铰接轴6没有设置连接轴部分65。因此没有这种通过环状脊65a防止铰接轴6和加强弹性片7脱出的结构。通过加强板部分64与弹性片51接触来防止铰接轴6从铰接主体5脱出。通过使加强板部分72、72的远端分别压靠于弹性片51、51，使每一个加强板部分72中间部分72a的内表面和外表面分别压靠于铰接主体5侧壁部分的内表面和弹性片51中间部分51a，来防止弹性片从铰接主体5脱出。

应注意的是，本发明不受上述实施例的限制，并可以根据需要进行多种变化和改进。

例如，本发明的铰接装置4至4C不仅可以用于蜂窝电话1的电话主体2和机盖3之间，还可以用于马桶的马桶座(装置主体)和马桶盖(开关元件)之间。

尽管容纳铰接主体5的容纳孔21a设置在电话主体2内，铰接轴6与机盖3非转动连接，但是，也可以将容纳孔设置在机盖3内，铰接轴6也可以与电话主体2非转动连接。

Claims (2)

1.一种将开关元件和装置主体转动连接的铰接装置，所述的铰接装置包括一个非转动地设置在所述装置主体和所述开关元件之一内的容纳孔中的铰接主体，及一个由所述的铰接主体转动支撑并且与所述装置主体和所述开关元件中另外的一个元件非转动连接的铰接轴，其特征在于，

所述铰接主体为具有正方形横截面形状的筒形形状，在所述铰接主体的相对的一对第一侧壁部分上，形成有从所述铰接主体一端伸向另一端的槽，使所述铰接主体的一对第二侧壁部分能够发生相互靠近和相互远离的弹性变形，为使所述装置主体和所述开关元件之间不会出现晃动，所述第二侧壁部分依靠自身弹力弹性地压靠接触于所述容纳孔的内周表面上，

在所述的铰接轴上设置有一个转动限制部分，在所述的铰接主体上以悬臂方式设置一对弹性片，所述的一对弹性片通过所述弹性片的远端部分弹性地压靠于所述的转动限制部分来限制所述铰接轴的转动位置，所述的一对弹性片分别与所述第一侧壁部分的内表面相对地配置在所述铰接主体的内部，所述的一对弹性片的中间部分分别压靠接触于相对的所述第一侧壁部分的内表面上。

2.如权利要求1所述的铰接装置，其特征在于，所述弹性片的所述中间部分通过加强弹性片压靠接触于所述的铰接主体上，所述加强弹性片的远端部分压靠接触于所述弹性片的远端部分，以便增加所述弹性片对所述转动限制部分的压力。

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