CN117677755A - 铰链装置 - Google Patents

Abstract

本发明谋求简化能减轻旋转对象的操作负担并能在任意的旋转位置静止的铰链装置的组装作业。铰链装置(5)具备：第一铰链主体(10)，固定于静止对象(2)；第二铰链主体(20)，固定于旋转对象(3)；旋转连结单元(30L、30R)，连结两个铰链主体(10、20)；辅助转矩赋予单元(7)，对第二铰链主体(20)赋予朝向垂直立起位置(基准旋转位置)的辅助转矩；以及摩擦阻力赋予单元(40)，使旋转对象(3)在任意的旋转位置静止。辅助转矩赋予单元(7)具有：施力机构(7A)，设于第一铰链主体(10)，与旋转连结单元(30L、30R)分离；以及工作单元(100)，设于第二铰链主体(20)。工作单元(100)作用于施力机构(7A)的螺旋弹簧(75)来将螺旋弹簧(75)扭转，产生辅助转矩。

Description

铰链装置

技术领域

本发明涉及一种能辅助第二对象相对于第一对象进行旋转操作，并且使第二对象在期望角度位置静止或抑制其旋转的铰链装置。

背景技术

专利文献1(日本专利第3440051号公报)中记载的铰链装置具有例如固定于键盘等主体(第一对象)的第一铰链主体和例如固定于显示器等转动体(第二对象)的第二铰链主体。第一铰链主体呈筒状，具有沿轴向延伸的开槽，因此能伴随弹性变形使直径扩张/收缩。第二铰链主体具有支承孔，通过将筒状的第一铰链主体压入该支承孔，第二铰链主体以被赋予了摩擦阻力的状态能旋转地连结于第一铰链主体。

上述筒状的第一铰链主体中容纳有螺旋弹簧。在显示器处于与立起位置分离的全开位置时，螺旋弹簧的一个作用端卡定于第一铰链主体，另一个作用端以被第二铰链主体旋转的状态扭转，通过该螺旋弹簧的弹力，对第二铰链主体赋予朝向立起位置的辅助转矩。在显示器处于与立起位置分离的关闭位置时，螺旋弹簧的上述另一个作用端卡定于第一铰链主体，上述一个作用端以被第二铰链主体向与上述方向相反的方向旋转的状态扭转，通过该螺旋弹簧的弹力，对第二铰链主体赋予与上述方向相反的方向的朝向立起位置的辅助转矩。

通过上述辅助转矩，能在从全开位置或关闭位置将显示器旋转操作向立起位置时减轻操作负担。并且，由于对第一铰链主体与第二铰链主体之间赋予了摩擦阻力，因此能使显示器在任意的位置静止。

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献1的铰链装置中，连结第一铰链主体、第二铰链主体的旋转连结单元、摩擦阻力赋予单元以及辅助转矩赋予单元被密不可分地装入，因此组装作业繁琐。

用于解决问题的方案

本发明是为了解决上述的问题而完成的，其为一种铰链装置，具备：第一铰链主体，待固定于第一对象；第二铰链主体，待固定于第二对象；旋转连结单元，将所述第一铰链主体和所述第二铰链主体连结为能以旋转轴线为中心相对旋转；辅助转矩赋予单元，对所述第二铰链主体赋予朝向基准旋转位置的辅助转矩；以及摩擦阻力赋予单元，装入于所述旋转连结单元，通过对所述第一铰链主体与所述第二铰链主体之间赋予摩擦阻力，使所述第二对象在包括所述基准旋转位置的任意的旋转位置相对于所述第一对象静止或抑制所述第二对象的旋转，所述铰链装置的特征在于，所述辅助转矩赋予单元具有：施力机构，设于所述第一铰链主体和所述第二铰链主体中的一个铰链主体，并且配置为在所述旋转轴线方向上与所述旋转连结单元分离；以及工作单元，设于另一个铰链主体，所述工作单元作用于所述施力机构而产生所述辅助转矩。

根据上述构成，能通过使辅助转矩赋予单元与旋转连结单元分离配置来简化铰链装置的组装作业。

优选的是，以在所述旋转轴线方向上隔开的方式配置有一对所述旋转连结单元，所述摩擦阻力赋予单元装入于一对旋转连结单元中的至少一方，所述施力机构配置于所述一对旋转连结单元之间。

根据该构成，能将第二铰链主体支承为能稳定地旋转，并且能减小铰链装置的设置空间。

优选的是，所述施力机构具有：弹簧件；支承单元，将所述弹簧件支承于所述一个铰链主体；以及至少一个旋转体，与所述弹簧件卡合并由所述支承单元支承，所述至少一个旋转体被所述工作单元旋转，随着其旋转而使所述弹簧件弹性变形，由此产生所述辅助转矩。

优选的是，所述施力机构具有：螺旋弹簧；以及支承单元，将所述螺旋弹簧支承于所述旋转轴线上，所述工作单元直接或间接地作用于所述螺旋弹簧的作用端来将所述螺旋弹簧扭转，由此产生所述辅助转矩。

优选的是，所述支承单元具有：第一支承托架、第二支承托架，配置为在所述旋转轴线方向上分离，并固定于所述一个铰链主体；以及轴，由所述第一支承托架、第二支承托架支承并配置于所述旋转轴线上，所述螺旋弹簧卷装于所述轴。

根据上述构成，能简化将施力机构装配于一个铰链主体的作业。

优选的是，在所述轴以能旋转的方式支承有与所述螺旋弹簧卡合的至少一个旋转体，所述工作单元具有至少一个工作件，通过所述至少一个工作件来使所述至少一个旋转体旋转，随着所述至少一个旋转体的旋转而使所述螺旋弹簧扭转，由此产生所述辅助转矩。

所述第二铰链主体能在第一旋转极限位置与第二旋转极限位置之间相对于所述第一铰链主体旋转，所述基准旋转位置配置于所述第一旋转极限位置与所述第二旋转极限位置之间的中间，在所述第二铰链主体位于比所述基准旋转位置靠所述第一旋转极限位置侧时，所述辅助转矩赋予单元对所述第二铰链主体赋予朝向所述基准旋转位置的第一方向的辅助转矩，在所述第二铰链主体位于比所述基准旋转位置靠所述第二旋转极限位置侧时，所述辅助转矩赋予单元对所述第二铰链主体赋予与所述第一方向相反的朝向所述基准旋转位置的第二方向的辅助转矩。

根据上述构成，能减轻从两个方向朝向基准旋转位置对第二对象进行旋转操作时的负担。

优选的是，以在所述旋转轴线方向上隔开的方式配置有一对所述旋转连结单元，所述摩擦阻力赋予单元装入于一对旋转连结单元中的至少一方，所述施力机构配置于所述一对旋转连结单元之间，所述施力机构具有：第一支承托架、第二支承托架，固定于所述一个铰链主体并在所述旋转轴线方向上分离；轴，由所述第一支承托架、第二支承托架支承并配置于所述旋转轴线上；螺旋弹簧，卷装于所述轴；以及第一旋转体、第二旋转体，配置于所述螺旋弹簧的两侧，以能旋转的方式支承于所述轴，所述工作单元包括在所述旋转轴线方向上分离的第一工作件、第二工作件，在所述第二铰链主体位于所述第一旋转极限位置侧时，所述第一工作件作用于所述第一旋转体而对所述第二铰链主体赋予朝向第一方向的辅助转矩，在所述第二铰链主体位于所述第二旋转极限位置侧时，所述第二工作件作用于所述第二旋转体而对所述第二铰链主体赋予朝向所述第二方向的辅助转矩。

所述第一支承托架、第二支承托架分别具有第一止动件、第二止动件，所述第一旋转体和第二旋转体分别具有以在周向上分离的方式配置的第一卡定部和第二卡定部、第一工作件承接部和第二工作件承接部以及第一弹簧承接部和第二弹簧承接部，所述第一旋转体的所述第一弹簧承接部承接所述螺旋弹簧的一个作用端而被向所述第一方向施力，并且所述第一卡定部卡定于所述第一支承托架的第一止动件，由此限制所述第一旋转体向所述第一方向的旋转，所述第二旋转体的所述第二弹簧承接部承接所述螺旋弹簧的另一个作用端而被向所述第二方向施力，并且所述第二卡定部卡定于所述第二支承托架的第二止动件，由此限制所述第二旋转体向所述第二方向的旋转，在所述第二铰链主体位于所述第一旋转极限位置侧时，所述第一工作件向所述第二方向推压所述第一旋转体的所述第一工作件承接部而使其与所述第一支承托架的所述第一止动件分离，由此对所述第二铰链主体赋予朝向所述第一方向的辅助转矩，在所述第二铰链主体位于所述第二旋转极限位置侧时，所述第二工作件向所述第一方向推压所述第二旋转体的所述第二工作件承接部而使其与所述第二支承托架的所述第二止动件分离，由此对所述第二铰链主体赋予朝向所述第二方向的辅助转矩。

根据上述构成，螺旋弹簧仅通过缩径、扩径中的任一个方式的扭转就能赋予所述第一方向、第二方向这两方向的辅助转矩。

发明效果

根据本发明，能简化能在任意的旋转位置静止或抑制旋转并且能通过辅助转矩来减轻第二对象的操作负担的铰链装置的组装作业。

附图说明

图1A是表示装备有本发明的一个实施方式的铰链装置的容纳箱的一部分的侧剖视图，表示盖的打开角度为180°的状态。

图1B是表示盖的打开角度为120°的状态的图1A相应图。

图1C是表示盖的打开角度为90°的状态的图1A相应图。

图1D是表示盖的打开角度为60°的状态的图1A相应图。

图1E是表示盖的打开角度为0°的状态的图1A相应图。

图2A是表示该铰链装置的基本构造(包括第一铰链主体、第二铰链主体和旋转连结单元)和摩擦阻力赋予单元的分解立体图。

图2B是表示在将基本构造与摩擦阻力赋予单元组装后将辅助转矩赋予单元的施力机构固定于第一铰链主体的工序的立体图。

图2C是表示在将施力机构固定于第一铰链主体后将罩装配于第二铰链主体的工序的立体图。

图2D是表示在罩的装配工序之后将辅助转矩赋予单元的工作构件固定于第二铰链主体的工序的立体图。

图2E是表示组装完成的铰链装置的立体图。

图3是图2E中的III－III向视剖视图。

图4A是将施力机构以固定于第一铰链主体时的状态进行表示的俯视图。

图4B是图4A中的B－B向视剖视图。

图4C是施力机构的左视图。

图4D是施力机构的右视图。

图4E是施力机构的右视图，表示螺旋弹簧处于自然状态时的状态。

图5是表示施力机构的左侧的支承托架的立体图。

图6是表示施力机构的右侧的支承托架的立体图。

图7A是表示施力机构的左右通用的旋转体的立体图。

图7B是在图7A中从B方向观察到的侧视图。

图8A是从右侧观察盖的打开角度为180°时的辅助转矩赋予单元的左侧部的图。

图8B是从右侧观察盖的打开角度为180°时的辅助转矩赋予单元的右侧部的图。

图9A是从右侧观察盖的打开角度为120°时的辅助转矩赋予单元的左侧部的图。

图9B是从右侧观察盖的打开角度为120°时的辅助转矩赋予单元的右侧部的图。

图10A是从右侧观察盖的打开角度为90°时的辅助转矩赋予单元的左侧部的图。

图10B是从右侧观察盖的打开角度为90°时的辅助转矩赋予单元的右侧部的图。

图11A是从右侧观察盖的打开角度为60°时的辅助转矩赋予单元的左侧部的图。

图11B是从右侧观察盖的打开角度为60°时的辅助转矩赋予单元的右侧部的图。

图12A是从右侧观察盖的打开角度为0°时的辅助转矩赋予单元的左侧部的图。

图12B是从右侧观察盖的打开角度为0°时的辅助转矩赋予单元的右侧部的图。

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。如图1所示，容纳医疗用的试验材料等的容纳箱1具备：壳体2(第一对象)；以及盖3(第二对象)，对形成于壳体2的上壁2a的开口2b进行开闭。盖3很重，在关闭状态下能密闭开口2b。

如图1A所示，在盖3处于全开状态时(即打开角度θ为180°时)，由自重产生的打开方向的力矩作用于盖3。该打开方向的力矩如图1B所示随着打开角度θ减小而减小。此外，如图1E所示，在盖3为关闭状态时(即盖3的打开角度θ为0°时)，由自重产生的关闭方向的力矩作用于盖3。该关闭方向的力矩如图1D所示随着打开角度θ增大而减小。在盖3如图1C所示那样为立起状态时(即盖3的打开角度θ大致为90°时；在本实施方式中为打开角度θ比90°大一些时)，由自重产生的力矩为零。

如图1、图2E、图3所示，作为基本结构，在壳体2的上壁2a将盖3支承为能旋转的铰链装置5具有：第一铰链主体10，固定于壳体2的上壁2a的开口2b侧的侧缘部上表面；第二铰链主体20，固定于盖3的上表面(关闭状态下的上表面)；以及一对旋转连结单元30L、30R，以第二铰链主体20能以旋转轴线L为中心相对于第一铰链主体10旋转的方式，将第二铰链主体20连结于第一铰链主体10。

而且，如后文中所记载的，本实施方式的铰链装置5具备用于在使盖3返回立起位置时减轻操作负担的辅助转矩赋予单元，并且具备用于使盖3在任意的旋转位置静止的摩擦阻力赋予单元。

以下，对铰链装置5的详细构造和组装工序进行说明。在以下的说明中，以如图2A～图2E所示那样使第一铰链主体10比第二铰链主体20靠跟前来进行观察时为基准来定义左右。

＜基本构造、摩擦阻力赋予单元的构造和组装工序＞

如图2A所示，第一铰链主体10具有：基座板部11，在旋转轴线L(参照图3)方向为细长；以及一对支承板部12、13，从该基座板部11的左右两端呈直角立起。在基座板部11的多个部位形成有插通孔11a。在铰链装置5组装完成后，通过穿过这些插通孔11a的螺钉(未图示)来将基座板部11固定于壳体2的上壁2a。在基座板部11形成有左右一对隆起的凸台部15。在这些凸台部15形成有螺纹孔15a和凸部15b。支承板部12、13从基座板部11向斜上方延伸，在其前端部分别形成有非圆形的支承孔12a和圆形的支承孔13a。

第二铰链主体20具有：基座板部21，在旋转轴线L方向为细长；以及一对支承板部22、23，从该基座板21的左右两端呈直角立起。在基座板部21的多个部位形成有插通孔21a。在铰链装置5组装完成后，通过穿过这些插通孔21a的螺钉(未图示)来将基座板部21固定于盖3。在基座板部21形成有左右一对隆起的凸台部25。在这些凸台部25形成有螺纹孔25a和凸部25b。支承板部22、23从基座板部21向斜上方延伸，在其前端部分别形成有非圆形的支承孔22a和非圆形的支承孔23a。

在支承板部22、23分别配置于支承板部12、13的内侧的状态下，第一铰链主体10和第二铰链主体20由左右的旋转连结单元30L、30R连结为能旋转。左右的旋转连结单元30L、30R分别具有配置于旋转轴线L上并且彼此分离的轴构件31、32。

左侧的轴构件31隔着套筒33将铰链主体10、20的左侧的支承板部12、22连结为能旋转。套筒33的外周呈非圆形，套筒33嵌于支承板部22的非圆形的支承孔22a。轴构件31在其中间具有圆形的轴部31a，在其外侧具有非圆形的轴部31b，在其内侧具有凸缘部31c。在将圆形的轴部31a插入至套筒33的圆形的孔并将非圆形的轴部31b插入至支承板部12的非圆形的支承孔12a的状态下，对轴部31b的前端进行铆接，由此，轴构件31将外侧的支承板部12和内侧的支承板部22连结为能旋转。

右侧的轴构件32具有非圆形(椭圆形)的轴部32a、轴部32a的外侧的螺纹部32b以及轴部32a的内侧的凸缘部32c。在轴部32a插入至支承板部23的非圆形的支承孔23a和支承板部13的圆形的支承孔13a的状态下，将与螺纹部32b螺合的螺母34紧固，由此，轴构件32将支承板部13、23连结为能旋转。需要说明的是，轴构件32能相对于外侧的支承板部13旋转而无法相对于内侧的支承板部23旋转。

在上述的基本构造的组装工序中，将摩擦阻力赋予单元40装入于右侧的旋转连结单元30R。摩擦阻力赋予单元40具有两块摩擦板41、42、层叠的多片碟形弹簧43以及压板44。在摩擦板41、42和压板44形成有非圆形的插通孔41a、42a、44a。

在将摩擦板41夹在支承板部13、23之间并将另一摩擦板42和碟形弹簧43、压板44配置于支承板部13的外侧的状态下，使轴构件32的非圆形的轴部32a依次穿过支承板部23的支承孔23a、摩擦板41的插通孔41a、支承板部13的支承孔13a、摩擦板42的插通孔42a、碟形弹簧43的中央的孔、压板44的插通孔44a，将与螺纹部32b螺合的螺母34拧紧，由此，摩擦阻力赋予单元40的装入完成。摩擦板41、42无法相对于支承板部23旋转却能相对于支承板部13旋转，因此利用碟形弹簧43的弹簧力，经由摩擦板41、42对支承板部13、23之间赋予摩擦阻力。螺母34兼作摩擦阻力赋予单元40的构成要素，能通过调节其拧紧量来增大/减小摩擦阻力。

＜辅助转矩赋予单元的构造＞

如图2E、图3所示，辅助转矩赋予单元7具有设于第一铰链主体10的施力机构7A和设于第二铰链主体20的工作构件100(工作单元)。

＜施力机构的构造＞

如图4～图7所示，施力机构7A具有：左右的支承托架50、60(第一支承托架、第二支承托架)；轴70，由支承托架50、60支承并配置于旋转轴线L上；左右的旋转体80、90(第一旋转体、第二旋转体)，以能旋转的方式支承于轴70；螺旋弹簧75，卷绕于轴70；以及筒状的间隔件76，配置于轴70与螺旋弹簧75之间。支承托架50、60和轴70构成用于支承螺旋弹簧75的支承单元S。

如图5所示，左侧的支承托架50具有：基座板部51，待固定于第一铰链主体10的左侧的凸台部15；以及支承板部52，与该基座板部51成直角地立起。支承板部52向斜上方延伸，在其前端部外周形成有与支承板部52成直角地折曲的止动件53。在基座板部51形成有螺钉插通孔51a和凸部插通孔51b。在支承板部52的前端部形成有圆形的支承孔52a。

如图6所示，右侧的支承托架60具有：基座板部61，待固定于第一铰链主体10的右侧的凸台部15；以及支承板部62，与该基座板部61成直角地立起。支承板部62向斜上方延伸，在其前端部外周形成有与支承板部62成直角地折曲的止动件63。在基座板部61形成有螺钉插通孔61a和凸部插通孔61b。在支承板部62的前端部形成有非圆形的支承孔62a。

如图4B所示，轴70除了右端部以外截面都呈圆形。轴70的右端部形成大径，该大径部具有插入至右侧的支承托架60的非圆形的支承孔62a的非圆形的插入部71和该插入部71的外侧的圆形的凸缘部72，凸缘部72抵接于支承托架60的支承板部62的外表面。轴70的左端部插入至左侧的支承托架50的圆形的支承孔52a，在其外端装配有顶推螺母(push nut)73。在未如后文所记载的那样将施力机构7A装配于第一铰链主体10的状态下，左右的支承托架60能经由轴70相对旋转。

如图7所示，左右的旋转体80、90呈同一形状。这些旋转体80、90各自具有旋转板81、91和插入固定于旋转板81、91的筒构件82、92。在旋转板81、91的周缘，沿周向按顺序形成有卡定部85、95、工作件承接部86、96以及弹簧承接部87、97。工作件承接部86、96和弹簧承接部87、97具有折曲的形状。

如图4B所示，旋转体80、90以彼此相向的状态配置，筒体82、92以能旋转的方式支承于轴70的两端附近部。旋转体80、90的筒构件82、92分别插入至螺旋弹簧75的主体部的左右端。旋转体80、90的旋转板81、91分别配置于支承托架50、60的支承板部52、62的内侧。

如上所述，旋转体80、90彼此相向地配置。因此，在从相同方向沿旋转轴线L观察时，例如如图4D所示从右侧观察时，左侧的旋转体80中，卡定部85、工作件承接部86以及弹簧承接部87沿顺时针配置，与此相对，右侧的旋转体90中，卡定部95、工作件承接部96以及弹簧承接部97沿逆时针配置。

在左侧的旋转体80的弹簧承接部87钩挂有螺旋弹簧75的左侧的作用端75a，在右侧的旋转体90的弹簧承接部97钩挂有螺旋弹簧75的右侧的作用端75b。

如图4E所示，在螺旋弹簧75处于自然状态时，旋转体80的卡定部85抵接于支承托架50的止动件53，旋转体90的卡定部95抵接于支承托架60的止动件63，螺旋弹簧75的左右的作用端75a、75b抵接于弹簧承接部87、97。在该状态下，支承托架50、60的基座板部51、61不在同一平面上，而是错开角度α。在如后文所记载的那样将施力机构7A固定于第一铰链主体10的状态下，基座板部51、61会被配置于同一平面上，螺旋弹簧75例如成为以缩径的方式扭转的状态。其结果是，在第二铰链主体20处于后述的垂直立起位置(基准旋转位置)而后述的工作构件100的力不起作用的状况下，旋转体80、90虽然被螺旋弹簧75的比零大的弹力向相反方向施力，但会被止动件53、63分别抑制施力方向的旋转。

＜施力机构的安装＞

在如上所述基本构造和摩擦阻力赋予单元40的组装结束后，施力机构7A如图2B所示被固定于第一铰链主体10。详细而言，将施力机构7A的左右的支承托架50、60的基座板部51、61载置于第一铰链主体10的左右的凸台部15，将基座板部51、61的凸部插入孔51b、61b套在凸台部15的凸部15b，将螺钉19从螺钉插入孔51a、61a拧入凸台部15的螺纹孔15a，由此将基座板部51、61固定于第一铰链主体10。如此，能将施力机构7A以独立于连结第一铰链主体10与第二铰链主体20的旋转连结部30和摩擦阻力赋予单元40的方式简单地装配于第一铰链主体10。

＜罩的安装＞

接着，如图2C所示，将罩8装配于第二铰链主体20。罩8具有：装配板部8a，装配于第二铰链主体20的基座板部21；以及弯曲形状的覆盖部8b，从基座板部21突出并覆盖螺旋弹簧75。在装配板部8a形成有用于使第二铰链主体20的基座板部21的凸台部25露出的开口8c等。

＜工作构件的构造和安装＞

接着，如图2D所示，将辅助转矩赋予单元7的工作构件100固定于第二铰链主体20。该工作构件100具有：基座板部101，在旋转轴线方向为细长；以及工作板部102、103(第一工作件、第二工作件)，从该基座板部101的左右两端呈直角立起。基座板部101在其左右端附近部具有螺钉插通孔101a和凸部插通孔101b。将工作构件100的基座板部101抵接于第二铰链主体20的左右的凸台部25，将基座板部101的凸部插入孔101b套在凸台部25的凸部25b，将螺钉29从螺钉插入孔101a拧入凸台部25的螺纹孔25a，由此将基座板部101固定于第二铰链主体20。

工作构件100的左右的工作板部102、103具有不同的形状。左侧的工作板部102在其下缘具有三角形的切口102a，该切口102a的一个侧缘102x(远离基座板部101的那个侧缘)作为实现后述的作用的抵接部而被提供。右侧的工作板部103的前端缘103x作为抵接部而被提供。

在第二铰链主体20与第一铰链主体10成直角地立起的状态下，工作构件100如上所述固定于第二铰链主体20。此时，左侧的工作板部102的抵接部102x与左侧的旋转体80的工作件承接部86相接，右侧的工作板部103的抵接部103x从相反侧与右侧的旋转体90的工作件承接部96相接。如此，能将工作构件100简单地固定于第二铰链主体20。

＜铰链装置的安装＞

在铰链装置5的组装结束后，通过穿过第一铰链主体10的基座板部11的插通孔11a的螺钉，将第一铰链主体10固定于壳体2的上壁2a，通过穿过第二铰链主体20的基座板部21的插通孔21a的螺钉，将第二铰链主体20固定于盖3。

＜铰链装置的作用＞

参照图1和图8～图12对呈上述结果的铰链装置5的作用进行说明。图1A～图1E是从右侧观察整个铰链装置5的图，图8A～图12A、图8B～图12B是从右侧分别观察铰链装置5的左侧部、铰链装置5的右侧部的概略图。在以下的说明中，顺时针方向(第二方向)和逆时针方向(第一方向)是指从右侧观察铰链装置5的旋转方向。

如图8A～图12A所示，螺旋弹簧75的左侧的作用端75a始终抵接于左侧的旋转体80(第一旋转体)的弹簧承接部87，向逆时针方向对旋转体80施力。如图8B～图12B所示，螺旋弹簧75的右侧的作用端75b始终抵接于右侧的旋转体90(第二旋转体)的弹簧承接部97，向顺时针方向对旋转体90施力。

图1C表示盖3垂直地立起而打开角度为90°的状态(第二铰链主体20处于与于第一铰链主体20成直角的基准旋转位置的状态)。在该状态下，如图10A所示，左侧的旋转体80的卡定部85抵接于左侧的支承托架50的止动件53，抑制逆时针的旋转。此外，如图10B所示，右侧的旋转体90的卡定部95抵接于右侧的支承托架60的止动件63，抑制顺时针方向的旋转。工作板部102、103的抵接部102x、103x虽然分别与工作件承接部86、96相接，但不推压旋转体80、90，不会从旋转体80、90受到反作用力。即，由辅助转矩赋予单元7赋予第二铰链主体20的辅助转矩为零。在盖3垂直地立起的状态下，由自重产生的力矩也大致为零。其结果是，第二铰链主体20和盖3能利用由摩擦阻力赋予单元40赋予的摩擦阻力稳定地维持垂直立起的静止状态。

图1B表示盖3的打开角度增大而成为120°的状态(第二铰链主体20的基座板部21与第一铰链主体10的基座板部11成60°的状态)。在该状态下，如图9A所示，左侧的工作板部102的抵接部102x与左侧的旋转体80的工作件承接部86分离，旋转体80的卡定部85维持抵接于止动件53的状态，因此旋转体80被维持在与盖3的垂直立起状态相同的位置，螺旋弹簧75的作用端75a的位置不发生变化。与此相对，如图9B所示，右侧的工作板部103的抵接部103x向逆时针方向(与止动件63分离的方向)推压右侧的旋转体90的工作件承接部96，由此，旋转体90的弹簧承接部97推压螺旋弹簧75的作用端75b而使其向相同方向移动。其结果是，螺旋弹簧75以缩径的方式扭转，通过其弹力而经由旋转体90、工作板部103对第二铰链主体20和盖3赋予返回垂直立起位置的顺时针方向的辅助转矩T₂。

图1A表示盖3的打开角度进一步增大而成为180°的状态(第二铰链主体2处于第二旋转极限位置，即第二铰链主体20的基座板部21与第一铰链主体10的基座板部11平行的状态)。在该状态下，如图8A所示，左侧的旋转体80的卡定部85维持抵接于止动件53的状态，因此旋转体80被维持在与盖3的垂直立起状态相同的位置，螺旋弹簧75的作用端75a的位置不发生变化。与此相对，如图8B所示，右侧的工作板部103的抵接部103x进一步向逆时针推压右侧的旋转体90的工作件承接部96，由此，螺旋弹簧75的作用端75b被弹簧承接部97推压而进一步向相同方向移动。其结果是，螺旋弹簧75以进一步缩径的方式扭转，因此赋予第二铰链主体20和盖3的朝向垂直立起位置的顺时针方向的辅助转矩T₂成为最大。

如上所述，在超过90°以至180°的打开角度范围，对盖3作用向垂直立起位置返回的方向即与由盖3的自重产生的力矩相反方向的辅助转矩。由盖3的自重产生的力矩随着打开开度增大而增大，但所述辅助转矩也同样随着打开角度增大而增大。在本实施方式中，该辅助转矩设定为与由自重产生的力矩大致相同的程度。因此，即使由摩擦阻力赋予单元40赋予的摩擦阻力较小，也能使盖3在任意的旋转位置稳定地维持静止状态。此外，即使盖3重，由于辅助转矩会起作用且摩擦阻力较小，也能以小的操作力使盖3向垂直立起位置返回，能谋求减轻使盖3向垂直立起位置返回的操作负担。

图1D表示与上述相反，盖3的打开角度减小而成为60°的状态(第二铰链主体20的基座板部21相对于第一铰链主体10的基座板部11成为120°的状态)。在该状态下，如图11B所示，右侧的工作板部103的抵接部103x与右侧的旋转体90的工作件承接部96分离，旋转体90的卡定部95维持抵接于右侧的支承托架60的止动件63的状态，因此旋转体90被维持在与盖3的垂直立起状态相同的位置，螺旋弹簧75的作用端75b的位置不发生变化。与此相对，如图11A所示，左侧的工作板部102的抵接部102x向顺时针方向(与止动件53分离的方向)推压左侧的旋转体80的工作件承接部86，由此，螺旋弹簧75的作用端75a被弹簧承接部87推压，向相同方向移动。其结果是，螺旋弹簧75与上述同样地以缩径的方式扭转，因此经由旋转体80、工作板部102对第二铰链主体20和盖3赋予朝向垂直立起位置的方向即逆时针方向的辅助转矩T₁。

图1E表示盖3的打开角度进一步减小而成为0°的状态(第二铰链主体20处于第一旋转极限位置，即第二铰链主体20的基座板部21配置于与第一铰链主体10的基座板部11同一平面上的状态)。在该状态下，如图12B所示，旋转体90的卡定部95维持抵接于止动件63的状态，旋转体90被维持在与盖3的垂直立起状态相同的位置，螺旋弹簧75的作用端75b的位置不发生变化。与此相对，如图12A所示，左侧的工作板部102的抵接部102x使左侧的旋转体80的工作件承接部86进一步向顺时针转动，因此螺旋弹簧75的作用端75a被弹簧承接部87推压，进一步向相同方向移动。其结果是，螺旋弹簧75以进一步缩径的方式扭转，因此赋予盖3的朝向垂直立起位置的逆时针方向的辅助转矩T₁成为最大。

在盖3处于0°～90°的角度范围时，与90°～180°的角度范围的情况同样，辅助转矩与由盖3的自重产生的力矩被抵消或降低，因此利用由摩擦阻力赋予单元40产生的较小的摩擦阻力就能使盖3在任意的旋转位置静止。此外，能以较小的操作力使盖3向垂直立起位置返回。

如上所述，螺旋弹簧75通过以缩径的方式扭转来产生顺时针方向和逆时针方向的辅助转矩，因此能减轻使用者的疲劳。需要说明的是，也可以代替缩径而通过以扩径的方式扭转来产生辅助转矩。

本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内采用各种的变形例。

在前述的实施方式中，也可以是，壳体2的上壁与关闭状态的盖呈平齐地倾斜。在该情况下，也可以设为，在盖处于垂直姿势时(盖处于与上壁成锐角的姿势时)，辅助转矩为零。

辅助转矩赋予单元也可以配置为：在第二铰链主体处于包括基准旋转位置的规定的角度范围(比第一旋转极限位置与第二旋转极限位置之间的角度范围窄的限定的角度范围)时，不会向哪个方向对第二铰链主体赋予辅助转矩。若以前述的实施方式进行说明，则设为第一工作板部102、第二工作板部103的抵接部102x、103x不会在上述规定的角度范围抵接于第一旋转体80、第二旋转体90的工作件承接部86、96。

在前述的实施方式中，将辅助转矩设为与由盖的自重产生的力矩大致相同的程度，但辅助转矩也可以比该自重的力矩大，还可以比该自重的力矩小。

摩擦阻力赋予单元也可以赋予抑制第二铰链主体的旋转而不会使第二铰链主体完全静止的程度的摩擦阻力。

在上述的实施方式中，第一旋转极限位置、第二旋转极限位置由第一对象与第二对象的抵接来确定，但这些旋转极限位置也可以由第一铰链主体、第二铰链主体之间的抵接来确定。

也可以与前述的实施方式相反，将辅助转矩赋予单元的施力机构设于第二铰链主体并将工作单元设于第一铰链主体。

也可以将摩擦阻力赋予单元设于左右的旋转连结单元。

旋转连结单元也可以是一个。在该情况下，施力机构靠近旋转连结单元的一侧部配置。

第一支承托架、第二支承托架也可以由一块板形成。

第一工作件、第二工作件也可以呈分体。

辅助转矩赋予单元也可以仅对第二铰链主体赋予朝向基准旋转位置的一个方向的辅助转矩。

也可以将工作件配置为直接作用于螺旋弹簧的作用端。

施力机构也可以具有固定于第一铰链主体和第二铰链主体中的一个铰链主体的支架(支承单元)、容纳于支架内的板状的例如两片弹簧件以及由支架支承的例如一个旋转体。旋转体的内端部为凸轮，外端部以能拆装且无法相对旋转的方式与固定于另一个铰链主体的工作构件(工作单元)的前端部连结。在第二对象相对于第一对象旋转时，工作构件使旋转体转动，该旋转体的凸轮使弹簧件弹性变形，由此产生辅助转矩。

本发明的铰链装置不限于前述的实施方式，可以应用于各种第一对象和第二对象。例如也可以应用于将显示器(第二对象)以能相对于支架(第一对象)旋转的方式支承于支架(第一对象)的情况。

铰链装置的旋转轴线也可以是垂直的。在该情况下，由第二对象的自重产生的力矩为零，但辅助转矩能起到减轻对重的第二对象进行旋转操作时的负担的作用。

产业上的可利用性

本发明能应用于支承特别重的旋转对象的铰链装置。

附图标记说明

2：壳体(第一对象)；3：盖(第二对象)；5：铰链装置；7：辅助转矩赋予单元；7A：施力机构；10：第一铰链主体；20：第二铰链主体；30L、30R：旋转连结单元；40：摩擦阻力赋予单元；50：左侧的支承托架(第一支承托架)；60：右侧的支承托架(第二支承托架)；53、63：止动件；70：轴；75：螺旋弹簧；80：左侧的旋转体(第一旋转体)；90：右侧的旋转体(第二旋转体)；85、95：卡定部；86、96：工作件承接部；87、97：弹簧承接部；100：工作构件(工作单元)；102：左侧的工作板部(第一工作件)；103：右侧的工作件(第二工作件)；102x、103x：抵接部；S：支承单元；L：旋转轴线。

Claims (9)

1.一种铰链装置，具备：

第一铰链主体(10)，待固定于第一对象(2)；

第二铰链主体(20)，待固定于第二对象(3)；

旋转连结单元(30L、30R)，将所述第一铰链主体和所述第二铰链主体连结为能以旋转轴线(L)为中心相对旋转；

辅助转矩赋予单元(7)，对所述第二铰链主体赋予朝向基准旋转位置的辅助转矩；以及

摩擦阻力赋予单元(40)，装入于所述旋转连结单元，通过对所述第一铰链主体与所述第二铰链主体之间赋予摩擦阻力，使所述第二对象在包括所述基准旋转位置的任意的旋转位置相对于所述第一对象静止或抑制所述第二对象的旋转，

所述铰链装置的特征在于，

所述辅助转矩赋予单元(7)具有：施力机构(7A)，设于所述第一铰链主体和所述第二铰链主体中的一个铰链主体，并且配置为在所述旋转轴线(L)方向上与所述旋转连结单元(30L、30R)分离；以及工作单元(100)，设于另一个铰链主体，

所述工作单元作用于所述施力机构而产生所述辅助转矩。

2.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，

以在所述旋转轴线方向上隔开的方式配置有一对所述旋转连结单元(30L、30R)，所述摩擦阻力赋予单元(40)装入于一对旋转连结单元中的至少一方，所述施力机构(7A)配置于所述一对旋转连结单元之间。

3.根据权利要求1或2所述的铰链装置，其特征在于，

所述施力机构(7A)具有：弹簧件(75)；支承单元(S)，将所述弹簧件支承于所述一个铰链主体；以及至少一个旋转体(80、90)，与所述弹簧件卡合并由所述支承单元支承，

所述至少一个旋转体被所述工作单元旋转，随着其旋转而使所述弹簧件弹性变形，由此产生所述辅助转矩。

4.根据权利要求1或2所述的铰链装置，其特征在于，

所述施力机构(7A)具有：螺旋弹簧(75)；以及支承单元(S)，将所述螺旋弹簧支承于所述旋转轴线(L)上，

所述工作单元(100)直接或间接地作用于所述螺旋弹簧的作用端来将所述螺旋弹簧扭转，由此产生所述辅助转矩。

5.根据权利要求4所述的铰链装置，其特征在于，

所述支承单元(S)具有：第一支承托架、第二支承托架(50、60)，配置为在所述旋转轴线(L)方向上分离，并固定于所述一个铰链主体；以及轴(70)，由所述第一支承托架、第二支承托架支承并配置于所述旋转轴线上，所述螺旋弹簧(75)卷装于所述轴。

6.根据权利要求5所述的铰链装置，其特征在于，

在所述轴(70)以能旋转的方式支承有与所述螺旋弹簧(75)卡合的至少一个旋转体(80、90)，所述工作单元(100)具有至少一个工作件(102、103)，通过所述至少一个工作件来使所述至少一个旋转体旋转，随着所述至少一个旋转体的旋转而使所述螺旋弹簧扭转，由此产生所述辅助转矩。

7.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，

所述第二铰链主体(20)能在第一旋转极限位置与第二旋转极限位置之间相对于所述第一铰链主体(10)旋转，所述基准旋转位置配置于所述第一旋转极限位置与所述第二旋转极限位置之间的中间，

在所述第二铰链主体位于比所述基准旋转位置靠所述第一旋转极限位置侧时，所述辅助转矩赋予单元(7)对所述第二铰链主体赋予朝向所述基准旋转位置的第一方向的辅助转矩，在所述第二铰链主体位于比所述基准旋转位置靠所述第二旋转极限位置侧时，所述辅助转矩赋予单元(7)对所述第二铰链主体赋予与所述第一方向相反的朝向所述基准旋转位置的第二方向的辅助转矩。

8.根据权利要求7所述的铰链装置，其特征在于，

以在所述旋转轴线方向上隔开的方式配置有一对所述旋转连结单元(30L、30R)，所述摩擦阻力赋予单元(40)装入于一对旋转连结单元中的至少一方，所述施力机构(7A)配置于所述一对旋转连结单元之间，

所述施力机构(7A)具有：第一支承托架、第二支承托架(50、60)，固定于所述一个铰链主体并在所述旋转轴线(L)方向上分离；轴(70)，由所述第一支承托架、第二支承托架支承并配置于所述旋转轴线上；螺旋弹簧(75)，卷装于所述轴；以及第一旋转体、第二旋转体(80、90)，配置于所述螺旋弹簧(75)的两侧，以能旋转的方式支承于所述轴，

所述工作单元(100)包括在所述旋转轴线方向上分离的第一工作件、第二工作件(102、103)，

在所述第二铰链主体(20)位于所述第一旋转极限位置侧时，所述第一工作件(102)作用于所述第一旋转体(80)而对所述第二铰链主体赋予朝向第一方向的辅助转矩，

在所述第二铰链主体位于所述第二旋转极限位置侧时，所述第二工作件(103)作用于所述第二旋转体(90)而对所述第二铰链主体赋予朝向所述第二方向的辅助转矩。

9.根据权利要求8所述的铰链装置，其特征在于，

所述第一支承托架、第二支承托架(50、60)分别具有第一止动件、第二止动件(53、63)，

所述第一旋转体和第二旋转体(80、90)分别具有以在周向上分离的方式配置的第一卡定部和第二卡定部(85、95)、第一工作件承接部和第二工作件承接部(86、96)以及第一弹簧承接部和第二弹簧承接部(87、97)，

所述第一旋转体(80)的所述第一弹簧承接部(87)承接所述螺旋弹簧的一个作用端(75a)而被向所述第一方向施力，并且所述第一卡定部(85)卡定于所述第一支承托架(50)的第一止动件(53)，由此限制所述第一旋转体(80)向所述第一方向的旋转，

所述第二旋转体(90)的所述第二弹簧承接部(97)承接所述螺旋弹簧的另一个作用端(75b)而被向所述第二方向施力，并且所述第二卡定部(95)卡定于所述第二支承托架(60)的第二止动件(63)，由此限制所述第二旋转体(90)向所述第二方向的旋转，

在所述第二铰链主体(20)位于所述第一旋转极限位置侧时，所述第一工作件(102)向所述第二方向推压所述第一旋转体(80)的所述第一工作件承接部(86)而使其与所述第一支承托架(50)的所述第一止动件(53)分离，由此对所述第二铰链主体赋予朝向所述第一方向的辅助转矩，

在所述第二铰链主体位于所述第二旋转极限位置侧时，所述第二工作件(103)向所述第一方向推压所述第二旋转体(90)的所述第二工作件承接部(96)而使其与所述第二支承托架(60)的所述第二止动件(63)分离，由此对所述第二铰链主体赋予朝向所述第二方向的辅助转矩。