CN117881903A - 双轴扭矩铰链 - Google Patents

双轴扭矩铰链 Download PDF

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CN117881903A
CN117881903A CN202280059189.4A CN202280059189A CN117881903A CN 117881903 A CN117881903 A CN 117881903A CN 202280059189 A CN202280059189 A CN 202280059189A CN 117881903 A CN117881903 A CN 117881903A
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幡野裕一
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Sugatsune Kogyo Co Ltd
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Sugatsune Kogyo Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种能够使第一轴和第二轴一个一个地依次移动的双轴扭矩铰链。双轴扭矩铰链具备与第一轴(4)卡合的层叠的多个第一摩擦元件(6)以及与第二轴(5)卡合的层叠的多个第二摩擦元件(7)。第一摩擦元件(6)具有卷绕于第一轴(4)的臂(6a)，构成为第一轴(4)相对于第一摩擦元件(6)向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩。第二摩擦元件(7)具有臂(7a)，构成为第二轴(5)相对于第二摩擦元件(7)向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩。当第二主体(2)相对于第一主体(1)向一个方向相对旋转时，对第一轴(4)和第二轴(5)的一方作用紧固扭矩，对另一方作用松开扭矩。

Description

双轴扭矩铰链
技术领域
本发明涉及一种双轴扭矩铰链，该双轴扭矩铰链具备：第一主体；中间体，以第一轴为中心能够旋转地与第一主体连结；以及第二主体，以第二轴为中心能够旋转地与所述中间体连结。
背景技术
双轴扭矩铰链具备第一轴和第二轴这两个轴，因此与仅具备一个轴的单轴扭矩铰链相比，能够增大打开角度。作为双轴扭矩铰链，申请人提出了专利文献1所记载的双轴扭矩铰链。
该双轴扭矩铰链具备与第一轴卡合的层叠的多个第一摩擦元件以及与第二轴卡合的层叠的多个第二摩擦元件。第一摩擦元件和第二摩擦元件设置为用于使扭矩作用于第一轴和第二轴。通过使扭矩作用于第一轴和第二轴，能够保持第二主体相对于第一主体的任意打开角度和/或缓和第二主体相对于第一主体开闭时的冲击。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6556348号公报
发明要解决的技术问题
但是，在双轴扭矩铰链中，为了顺畅地开闭第二主体，要求使第一轴和第二轴一个一个地依次移动。
发明内容
本发明是鉴于上述技术问题而完成的，提供一种能够使第一轴和第二轴一个一个地依次移动的双轴扭矩铰链。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明的一个方式是一种双轴扭矩铰链，具备：第一主体；中间体，以第一轴为中心能够旋转地与所述第一主体连结；以及第二主体，以第二轴为中心能够旋转地与所述中间体连结；在所述双轴扭矩铰链中，具备：与所述第一轴卡合的层叠的多个第一摩擦元件；以及与所述第二轴卡合的层叠的多个第二摩擦元件，所述第一摩擦元件具有卷绕于所述第一轴的臂，构成为所述第一轴相对于所述第一摩擦元件向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩；所述第二摩擦元件具有卷绕于所述第二轴的臂，构成为所述第二轴相对于所述第二摩擦元件向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩；构成为当所述第二主体相对于所述第一主体向一个方向相对旋转时，对所述第一轴和所述第二轴的一方作用紧固扭矩，对另一方作用松开扭矩。
发明的效果
根据本发明，利用同时作用于第一轴和第二轴的紧固扭矩(T1)和松开扭矩(T2)，能够使第一轴和第二轴一个一个地依次移动。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的双轴扭矩铰链的外观立体图。
图2是本实施方式的双轴扭矩铰链的分解立体图。
图3是本实施方式的双轴扭矩铰链的纵剖视图(图1的III-III线剖视图)。
图4是图3的中间体的放大图。
图5是本实施方式的双轴扭矩铰链的动作图(图5(a)示出打开位置，图5(b)示出90°打开位置，图5(c)示出关闭位置)。
图6是本实施方式的双轴扭矩铰链的动作图(图6(a)示出打开位置，图6(b)示出90°打开位置，图6(c)示出关闭位置)。
图7是现有的双轴扭矩铰链的动作图(图7(a)示出打开位置，图7(b1)(b2)示出90°打开位置，图7(c)示出关闭位置)。
图8是本发明的第二实施方式的双轴扭矩铰链的分解立体图。
图9是本发明的第二实施方式的双轴扭矩铰链的中间体的放大图。
图10是本发明的第三实施方式的双轴扭矩铰链的外观立体图。
图11是本发明的第三实施方式的双轴扭矩铰链的分解立体图。
图12是本发明的第三实施方式的摩擦板的放大图。
附图标记
1：第一主体；2：第二主体；3：中间体；4：第一轴；4a：摩擦元件卡合部；5：第二轴；5a：摩擦元件卡合部；6：第一摩擦元件；6a：臂；6a1：基部；6a2：前端部；6b：连结部；7：第二摩擦元件；7a：臂；7a1：基部；7a2：前端部；7b：连结部；10：双轴扭矩铰链；15：壳体；20：双轴扭矩铰链；21：壳体；30：双轴扭矩铰链。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的双轴扭矩铰链进行详细说明。但是，本发明的双轴扭矩铰链能够以各种方式具体化，不限定于本说明书所记载的实施方式。本实施方式是以本领域技术人员能够通过充分公开说明书来充分理解发明的意图而提供的。
(第一实施方式)
图1示出本发明的第一实施方式的双轴扭矩铰链10的外观立体图。双轴扭矩铰链10具备第一主体1、中间体3和第二主体2。中间体3以能够绕第一轴4(参照图2)旋转的方式与第一主体1连结。第二主体2以能够绕第二轴5(参照图2)旋转的方式与中间体3连结。
本实施方式的双轴扭矩铰链10例如用于使家具、电车等交通工具的桌子、服务台、门、盖等可动体相对于固定体开闭。此外，用于使笔记本电脑的显示器相对于电脑主体开闭。本实施方式的双轴扭矩铰链10的用途不限于此。
图2示出双轴扭矩铰链10的分解立体图。1是第一主体，2是第二主体，3是中间体，4是第一轴，5是第二轴，6是层叠的第一摩擦元件，7是层叠的第二摩擦元件。
第一主体1具备一对第一分割体1a、1b。第一分割体1a、1b整体形成为大致长方体状，并且在其角部形成有用于避免与中间体3干涉的切口12。在第一分割体1a、1b形成有供用于安装于固定体的螺钉等紧固构件穿过的通孔13。
在第一分割体1a、1b不可旋转地固定有第一轴4。层叠的多个第一摩擦元件6与第一轴4卡合。第一轴4的摩擦元件卡合部4a的截面实质上形成为圆形。在第一轴4的轴向的两端部例如通过滚花加工形成有止转部4b、4c。在止转部4c除了滚花加工以外还形成有D切割部4c1。在第一分割体1a、1b形成有供第一轴4的止转部4b、4c插入的止转孔14。
在第一轴4经由第一摩擦元件6能够旋转地支承有中间体3。中间体3能够相对于第一主体1例如在大致90°的范围内旋转。中间体3相对于第一主体1的大致90°以上的旋转通过中间体3与第一主体1的切口12的壁面12a、12b抵接而被限制。
中间体3具备壳体15、第一摩擦元件6和第二摩擦元件7。壳体15形成为截面椭圆状。在壳体15形成有容纳第一摩擦元件6和第二摩擦元件7的容纳孔15a、15b。容纳于壳体15的第一摩擦元件6和第二摩擦元件7通过截面C状的弹性销16、17固定于壳体15。第一摩擦元件6和第二摩擦元件7的个数相等，但也可以不同。第一摩擦元件6和第二摩擦元件7的形状、配置在后面叙述。
在中间体3的轴向的两端部安装有具有供第一轴4和第二轴5贯通的孔的盖18、19。盖18为金属制，盖19为树脂制。盖19设置为用于防止金属彼此的接触。
第二主体2也具备被分割为两部分的一对第二分割体2a、2b。第二分割体2a与第一分割体1b实质上为相同形状。第二分割体2b与第一分割体1a实质上为相同形状。在第一分割体1a、1b和第二分割体2a、2b形成有相互抵接而确定双轴扭矩铰链10的关闭位置(参照图5(c))的止动件11。
在第二分割体2a、2b不可旋转地固定有第二轴5。第二轴5与第一轴4实质上平行。层叠的多个第二摩擦元件7与第二轴5卡合。第二轴5的摩擦元件卡合部5a的截面实质上形成为圆形。第二轴5与第一轴4实质上为相同形状。在第二轴5的轴向的两端部形成有止转部5b、5c。第一轴4和第二轴5不通过连杆连结。第一轴4和第二轴5能够相对于彼此自由地旋转。
图3示出本实施方式的双轴扭矩铰链10的纵剖视图。图4示出图3的中间体3的放大图。如图4所示，第一摩擦元件6具备连结部6b和臂6a。连结部6b形成为大致梯形状。臂6a具有基部6a1和前端部6a2并卷绕于第一轴4。臂6a的基部6a1一体地形成于连结部6b的右侧。臂6a从基部6a1到前端部6a2弯曲成圆弧状。在前端部6a2与连结部6b的左侧之间形成有开口a。从臂6a的基部6a1朝向前端部6a2的卷绕方向为顺时针方向(图4的(1)方向)。
在臂6a处于松弛状态时，臂6a的内表面的直径小于第一轴4的外表面的直径。因此，臂6a与第一轴4的表面摩擦地卡合，对第一轴4施加半径方向的压缩。
在优选的实施方式中，臂6a的前端部6a2的半径方向的厚度比基部6a1的半径方向的厚度薄。前端部6a2的半径方向的厚度比第一摩擦元件6的轴向的厚度厚。
壳体15的容纳孔15a的截面与第一摩擦元件6的外表面大致一致。在第一摩擦元件6的臂6a的位置，在容纳孔15a的内表面与第一摩擦元件6的外表面之间形成有间隙g。在连结部6b的位置，连结部6b的倾斜面6b1与容纳孔15a的倾斜的内表面通过弹性销16直接接触。
第二摩擦元件7与第一摩擦元件6同样地具备连结部7b和臂7a。臂7a具有基部7a1和前端部7a2并卷绕于第二轴5。臂7a的基部7a1一体地形成于连结部7b的左侧。臂7a从基部7a1到前端部7a2弯曲成圆弧状。在臂7a的前端部7a2与连结部7b的右侧之间形成有开口a。从臂7a的基部7a1朝向前端部7a2的卷绕方向为顺时针方向(图4的(2)方向)。臂7a的卷绕方向和臂6a的卷绕方向为同一方向(顺时针方向)。如果使第一摩擦元件6旋转大致180°，则与第二摩擦元件7重叠。
壳体15的容纳孔15b的截面与第二摩擦元件7的外表面大致一致。在第二摩擦元件7的臂7a的位置，在容纳孔15b的内表面与第二摩擦元件7的外表面之间形成有间隙g。在连结部7b的位置，连结部7b的倾斜面7b1与容纳孔15b的倾斜的内表面通过弹性销17直接接触。
在本实施方式中，第一轴4和第二轴5向紧固方向旋转时的紧固扭矩T1与向松开方向旋转时的松开扭矩T2不同。以下对此进行说明。
如图4所示，如果将第二轴5相对于第二摩擦元件7向紧固方向(3)(顺时针方向)相对旋转，则臂7a的前端部7a2由于与第二轴5的摩擦而如图4的虚线(4)所示被向下方向拉动，臂7a紧固第二轴5。因此，对第二轴5作用大的扭矩T1。
如果将第二轴5向松开方向(与图4的(3)相反方向)旋转，则臂7a的前端部7a2与虚线(4)相反被向上方向拉动，前端部7a2不能压缩第二轴5而向外侧变形。因此，对第二轴5作用小的扭矩T2(T2＜T1)。
同样，如果将第一轴4相对于第一摩擦元件6向紧固方向相对旋转，则对第一轴4作用大的扭矩T1，如果向松开方向相对旋转，则对第一轴4作用小的扭矩T2(T2＜T1)。
此外，在本实施方式中，当对第一轴4和第二轴5的一方作用松开扭矩T2时，对另一方作用紧固扭矩T1。以下对此进行说明。
图5示出将第二主体2相对于第一主体1从打开位置旋转到关闭位置时的双轴扭矩铰链10的动作图。图5(a)示出180°打开位置，图5(b)示出90°打开位置，图5(c)示出关闭位置。
如果使位于图5(a)所示的打开位置的第二主体2向关闭方向旋转，则第二轴5要与第二主体2一起旋转，因此对第二轴5作用松开方向的扭矩T2。此外，第一摩擦元件6要与中间体3一起旋转，因此对第一轴4作用紧固方向的扭矩T1。因此，仅第二轴5相对于第二摩擦元件7相对旋转，第二主体2相对于中间体3旋转到图5(b)所示的90°打开位置。
如果第二主体2旋转到图5(b)所示的90°打开位置，则第二主体2与中间体3抵接而限制第二轴5的相对旋转。如果将第二主体2进一步向关闭方向旋转，则第一轴4相对于第一摩擦元件6相对旋转，第二主体2和中间体3旋转到图5(c)所示的关闭位置。另外，第一轴4相对于第一摩擦元件6的旋转是相对的，实际上第一摩擦元件6相对于固定于第一主体1的第一轴4旋转。
如上述那样，在相对于第一主体1打开第二主体2时，利用同时作用于第一轴4和第二轴5的紧固扭矩T1和松开扭矩T2，能够使第一轴4和第二轴5一个一个地依次移动。
当使位于图5(c)的关闭位置的第二主体2向打开方向旋转时，这次对第二轴5作用紧固方向的扭矩T1，对第一轴4作用松开方向的扭矩T2。因此，第一轴4相对于第一摩擦元件6相对旋转，第二主体2和中间体3相对于第一主体1旋转到图5(b)所示的90°打开位置。如果中间体3旋转到图5(b)所示的90°打开位置，则中间体3与第一主体1抵接而限制第一轴4的相对旋转。
如果将第二主体2进一步向打开方向旋转，则第二轴5相对于第二摩擦元件7相对旋转，第二主体2相对于中间体3旋转到图5(a)所示的打开位置。
如上述那样，即使在相对于第一主体1关闭第二主体2时，也能够利用同时作用于第一轴4和第二轴5的紧固扭矩T1和松开扭矩T2，使第一轴4和第二轴5一个一个地依次移动。
此外，根据本实施方式的双轴扭矩铰链10，在打开和关闭第二主体2时，第二主体2的运动也能够相同。以下对此进行说明。
图6示出本实施方式的双轴扭矩铰链10的动作图。另外，图6从与图5相反方向观察双轴扭矩铰链10。图5的动作图和图6的动作图实质上相同。
如上述那样，如果关闭位于图6(a)所示的打开位置的第二主体2，则第二主体2和中间体3经由图6(b)所示的90°打开位置而到达图6(c)所示的关闭位置。如果打开位于图6(c)所示的关闭位置的第二主体2，则第二主体2和中间体3经由图6(b)所示的90°打开位置而到达图6(a)所示的打开位置。图6(b)所示的90°打开位置的第二主体2和中间体3的姿势在关闭第二主体2时和打开第二主体2时是相同的。
图7示出专利文献1所记载的现有的双轴扭矩铰链的动作图。在现有的扭矩铰链中，使作用于第一轴4的扭矩和作用于第二轴5的扭矩不同。但是，第一摩擦元件6和第二摩擦元件7形成为环状，紧固扭矩T1和松开扭矩T2相等。因此，如果关闭位于图7(a)所示的打开位置的第二主体2，则第二主体2和中间体3经由图7(b1)所示的90°打开位置而到达图7(c)所示的关闭位置。如果打开位于图7(c)所示的关闭位置的第二主体2，则第二主体2和中间体3经由图7(b2)所示的90°打开位置而到达图7(a)所示的打开位置。在图7(b1)(b2)所示的90°打开位置，第二主体2和中间体3的姿势在关闭和打开第二主体2时不同。
(第二实施方式)
图8示出本发明的第二实施方式的双轴扭矩铰链20的分解立体图。1是第一主体，3是中间体，2是第二主体，4是第一轴，5是第二轴。第一主体1、第二主体2、第一轴4、第二轴5的结构与第一实施方式的双轴扭矩铰链10相同，因此标注相同的附图标记并省略其说明。
在第一实施方式的双轴扭矩铰链10中，第一摩擦元件6和第二摩擦元件7分体形成，与此相对，在第二实施方式的双轴扭矩铰链20中，第一摩擦元件6和第二摩擦元件7一体形成。即，中间体3具备使第一摩擦元件6和第二摩擦元件7一体化的摩擦板22。
如图9所示，第一摩擦元件6具有臂6a，构成为第一轴4相对于第一摩擦元件6向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩。臂6a具有基部6a1和前端部6a2并卷绕于第一轴4。臂的基部6a1一体地形成于连结部6b的右侧。臂6a从基部6a1到前端部6a2形成为圆弧状。
第二摩擦元件7具有臂7a，构成为第二轴5相对于第二摩擦元件7向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩。臂7a具有基部7a1和前端部7a2并卷绕于第二轴5。臂7a的基部7a1一体地形成于连结部7b的左侧。臂7a从基部7a1到前端部7a2弯曲成圆弧状。从臂7a的基部7a1朝向前端部7a2的卷绕方向与从臂6a的基部6a1朝向前端部6a2的卷绕方向相同。
在中间体3的壳体21形成有容纳摩擦板22的容纳孔21a。容纳孔21a的截面形状与摩擦板22的外表面大致一致。摩擦板22通过弹性销23固定于壳体21。在臂6a、7a的位置，在容纳孔21a的内表面与臂6a、7a的外表面之间空出间隙g。
第二实施方式的双轴扭矩铰链20起到与第一实施方式的双轴扭矩铰链10相同的效果。
(第三实施方式)
图10示出本发明的第三实施方式的双轴扭矩铰链30的外观立体图。图11示出双轴扭矩铰链30的分解立体图。1是第一主体，3是中间体，2是第二主体，4是第一轴，5是第二轴。第一主体1、第二主体2、第一轴4、第二轴5的结构与第一实施方式的双轴扭矩铰链10相同，因此标注相同的附图标记并省略其说明。
在第三实施方式的双轴扭矩铰链30中，第一摩擦元件6和第二摩擦元件7也一体形成。即，中间体3具备使第一摩擦元件6和第二摩擦元件7一体化的摩擦板31。摩擦板31不被壳体覆盖而露出。
如图12所示，第一摩擦元件6具有臂6a，构成为第一轴4相对于第一摩擦元件6向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩。臂6a通过在摩擦板31添加圆弧状的切口c而形成。臂6a具有基部6a1和前端部6a2并卷绕于第一轴4。臂6a的基部6a1一体地形成于连结部6b的右侧。臂6a从基部6a1到前端部6a2弯曲成圆弧状。
第二摩擦元件7具有臂7a，构成为第二轴5相对于第二摩擦元件7向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩。臂7a也可以通过在摩擦板31添加圆弧状的切口c而形成。臂7a具有基部7a1和前端部7a2并卷绕于第二轴5。臂7a的基部7a1一体地形成于连结部7b的左侧。臂7a从基部7a1到前端部7a2弯曲成圆弧状。从臂7a的基部7a1朝向前端部7a2的卷绕方向与从臂6a的基部6a1朝向前端部6a2的卷绕方向相同。
第三实施方式的双轴扭矩铰链30起到与第一实施方式的双轴扭矩铰链10相同的效果。
另外，本发明不限于具体化为上述实施方式，在不变更本发明的主旨的范围能够变更为各种实施方式。
在上述实施方式中，将第一轴和第二轴分别固定于第一主体和第二主体，将第一摩擦元件和第二摩擦元件固定于中间体，但也可以将第一轴和第二轴固定于中间体，将第一摩擦元件和第二摩擦元件分别固定于第一主体和第二主体。
此外，也可以将第一轴固定于第一主体，将第一摩擦元件固定于中间体，将第二轴固定于中间体，将第二摩擦元件固定于第二主体。进而，也可以将第一轴固定于中间体，将第一摩擦元件固定于第一主体，将第二轴固定于第二主体，将第二摩擦元件固定于中间体。
在上述实施方式，第一摩擦元件和第二摩擦元件分别具有一个臂，但也可以具有从连结部向彼此相反方向延伸的长短两个臂。
本说明书基于2021年9月6日申请的特愿2021-144395。其内容全部包含在本文中。

Claims (6)

1.一种双轴扭矩铰链，具备：第一主体；中间体，以第一轴为中心能够旋转地与所述第一主体连结；以及第二主体，以第二轴为中心能够旋转地与所述中间体连结，其特征在于，所述双轴扭矩铰链具备：
与所述第一轴卡合的层叠的多个第一摩擦元件；以及
与所述第二轴卡合的层叠的多个第二摩擦元件，
所述第一摩擦元件具有卷绕于所述第一轴的臂，构成为所述第一轴相对于所述第一摩擦元件向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩，
所述第二摩擦元件具有卷绕于所述第二轴的臂，构成为所述第二轴相对于所述第二摩擦元件向紧固方向相对旋转时的紧固扭矩大于向松开方向相对旋转时的松开扭矩，
构成为当所述第二主体相对于所述第一主体向一个方向相对旋转时，对所述第一轴和所述第二轴的一方作用紧固扭矩，对另一方作用松开扭矩。
2.根据权利要求1所述的双轴扭矩铰链，其特征在于，所述双轴扭矩铰链构成为，当所述第二主体相对于所述第一主体向一个方向旋转时，所述第一轴和所述第二轴的所述一方相对旋转，在所述一方的相对旋转被限制之后，所述第一轴和所述第二轴的所述另一方相对旋转。
3.根据权利要求1或2所述的双轴扭矩铰链，其特征在于，所述第一轴和所述第二轴的摩擦元件卡合部的截面实质上形成为圆形。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双轴扭矩铰链，其特征在于，所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件设置于所述中间体，
所述第一摩擦元件的所述臂的卷绕方向与所述第二摩擦元件的所述臂的卷绕方向相同。
5.根据权利要求4所述的双轴扭矩铰链，其特征在于，所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件容纳在所述中间体的壳体中。
6.根据权利要求4或5所述的双轴扭矩铰链，其特征在于，所述第一摩擦元件和所述第二摩擦元件一体形成。
CN202280059189.4A 2021-09-06 2022-09-01 双轴扭矩铰链 Pending CN117881903A (zh)

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