CN1191420C - 具单一稳定位置的自锁式铰链结构 - Google Patents

Abstract

一种具单一稳定位置的自锁式铰链结构，包括有一轴体、一第一限位环、一定子块、一压缩弹簧、及一转动块；其中，第一限位环、压缩弹簧、定子块及转动块是依序置于轴体上，定子块是可滑动但不转动，转动块则可滑动与转动，藉由压缩弹簧的迫紧作用、以及转动块与定子块相接触所形成的凸轮式自动滑动对作用，可使自锁式铰链结构于任一相对位置处，得以自动旋转回复至其单一的稳定位置。

Description

具单一稳定位置的自锁式铰链结构

技术领域

本发明涉及一种联接构件结构，特别是关于一种自锁式铰链结构。

技术背景

习知的铰链结构是泛指运用于二板件间、或是一板件与一本体间的摺叠机构(Folding mechanism)，常见的有如运用于门户架设用的自由铰链，此铰链仅提供门户的自由转动空间，并无任何结构本身的稳定位置设计，亦即，在此一铰链结构中，并无所谓的相对位能(Potential energy)高点或是相对位能低点，因此，其除可提供二板件或是一板件与一本体间的摺叠操作外，并无任何可供控制运用的积极意义。

又，另一种铰链结构的运用可见于需常态关闭的可开启门户设计上，此铰链结构通常是包括一专供枢转用的枢轴、以及一提供阻尼与关闭回复力的回复机构，此回复机构的一端是连接至门户上，另一端则设于装设门户的墙上，当门户受外力旋转开启时，即储存位能于回复机构中，而当外力释放时，回复机构即释出位能使门户缓慢(因阻尼器的作用)闭合；但在此类铰链装置中，常见的是，因阻尼器的老化，而使门户逐渐无法确实关闭，亦即，此装置结构的相对位能低点会因元件的老化而产生偏移的现象。

前述的二铰链结构，一是无相对稳定位置的设计(如自由铰链)，另一为具有单一相对位能低点(如需常态关闭的可开启门户)的设计；在另一铰链结构实施中，铰链结构是可具有二相对位能低点，例如运用于部分柜子或是如手机按键护盖板上的铰链结构，即因其包括有扭转弹簧(Torsionspring)并利用板件间其他限位结构的适当配置，而得以使此类铰链结构具有二相对稳定位置(Local stable Point亦即，二相对位能低点)，而此二相对稳定位置一般均安排在所运用装置的一闭合与一开启位置；以一具有一可开启按键护盖的手机为例，其用以将盖板与手机本体结合的铰链结构通常是具有二相对稳定位置，一为盖板在按键上的闭合位置，另一则为盖板枢转开启至一定角度以供拨号或接听操作的开启位置；同样地，在常见可开启柜门的柜子所运用的铰链结构中，其铰链结构亦是随着柜门位置的不同，而有一柜门开启与一柜门关闭的位置。

如前所述，一改良的铰链结构可具有二相对稳定位置，在一般的运用上，可谓极具控制上的意义，例如，以前述的手机盖板为例，当使用者要开启或关闭盖板时，仅需一手持拿手机本体，另一手推送或掀起盖板一段距离，以提供足够的外力，使铰链结构由一相对稳定位置跳跃至另一相对稳定位置，即可达成变换盖板状态的目的；惟，在此类的运用中，其提供变换状态的施力显然皆须为一产生扭矩的施力，是以，就人类手动操作的特性考虑，二板件的摺叠操作(尤其是如手机等较小型结构上的运用)是需要双手并用始能达成(一手固定机体，另一手于盖板上施行扭矩)，因此，其操作显然有其待改进处。

发明内容

本发明的主要目的，是在提供另一种自锁式铰链结构，利用二轴向元件间的凸轮滑动接触模式，内建一单一的稳定位置，使其在任一位置处，皆可自动回复至该相对稳定位置上。

本发明的目的是这样实现的：

一种具单一稳定位置的自锁式铰链结构，是用以提供铰链旋转运动自动回复至该单一稳定位置的功能，该铰链结构包括有：

一轴体，具有一限位端与一自由端；

一第一限位环，是滑动枢设于该轴体的该限位端上；

一定子块，是以一滑动但不转动方式设于该轴体上；

一压缩弹簧，是设于该第一限位环与该定子块间的该轴体上；以及

一转动块，是以接近该轴体该自由端的方式滑动枢设于该轴体上，并与该定子块抵靠；

其特征在于：该转动块具有一面向该定子块的滑动面，该滑动面是由一严格凹面环绕该轴体构成，该滑动面具有一最低点，而该定子块具有一凸向并抵压在该滑动面上的凸接点，当该定子块与该转动块处于任一相对位置时，该压缩弹簧皆将该定子块的该凸接点、依该轴体的轴向压迫在该转动块的该滑动面上，以使该滑动面自动滑动于该定子块的该凸接点上，连动为该转动块在该轴体上转动，并在该凸接点达到该滑动面该最低点时停止。

所述该定子块的该凸接点是一凸面的最高凸接点。

所述该轴体相对于该定子块设置处的一截面是具有至少一缺角的缺角圆截面，而该定子块则具有与该缺角圆截面吻合互补的相对应轴孔构形截面，以使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

所述该轴体相对于该定子块设置处是一具有至少一轴向键槽的圆轴体，而该定子块的轴孔则具有与该键槽配合的相对应突出键，籍由该突出键与该轴向键槽的配合，使该定干块得以在该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。或是

一种具单一稳定位置的自锁式铰链结构，是用以提供铰链旋转运动自动回复至该单一稳定位置的功能，该铰链结构包括有：

一轴体，具有一限位端与一自由端；

一第一限位环，是滑动枢设于该轴体的该限位端上；

一定子块，是以一滑动但不转动方式设于该轴体上；

一压缩弹簧，是设于该第一限位环与该定子块间的该轴体上；以及

一转动块，是以接近该轴体该自由端的方式、滑动枢设于该轴体上，并与该定子块抵靠；

其特征在于：该定子块具有一面向该转动块的定子面，该定子面是由一严格凹面环绕该轴体构成，该定子面具有一最低点，而该转动块具有一凸向并抵压在该定子面上的凸接点，当该定子块与该转动块处于任一相对位置时，该压缩弹簧皆将该定子块的该定子面、依该轴体的轴向、压迫在该转动块的该凸接点上，以使该凸接点自动滑动于该定子面上，连动为该转动块于该轴体上转动，并于该凸接点达到该定子面该最低点时停止。

其中所述该转动块的该凸接点是一凸面的最凸接点。

所述该轴体相对于该定子块设置处的一截面是具有至少一缺角的缺角圆截面，而该定子块则具有与该缺角圆截面吻合互补的相对应轴孔构形截面，以使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

所述该轴体相对于该定子块设置处是一具有至少一轴向键槽的圆轴体，而该定子块的轴孔则具有与该键槽配合的相对应突出键，藉由该突出键与该轴向键槽的配合，乃使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。以及具有

一种折体装置，其特征在于，包括有：

一第一件，是具有一第一设置侧边；

一第二件，是具有一与该第一设置侧边对应的第二设置侧边：以及

至少一具有一稳定位置的自锁式铰链结构，是设置于该第一设置侧边与该第二设置侧边上，以使该第一件得相对于该第二件进行一摺叠运动，其中，该铰链结构是提供单一的稳定位置，又包括：

一轴体，具有一限位端与一自由端；

一第一限位环，是以接近该轴体该限位端的方式固设于该第一件的该第一设置侧边上，并包括一内轴孔供该轴体进行滑动；

一定子块，是以一滑动但不转动方式设于该轴体上，又具有一面向该轴体该自由端设置的定子面；

一压缩弹簧，是设于该第一限位环与该定子块间的该轴体上；及

一转动块，是接近该轴体的该自由端并固设于该第二件的该第二设置侧边上，具有一轴孔供该轴体进行滑动与转动，又包括有一面向该定子块并与该定子面接触成一凸轮式自动滑动对的滑动面；

其中，该凸轮式自动滑动对是具有一滑动停止点；当该定子块的该定子面与该转动块的该滑动面形成任意抵触配合时，该压缩弹簧即将该定子块压迫向该转动块，使该滑动面(连动该转动块与该第二件)相对该定子面自动滑动，直至达到该滑动停止点时止。

该定子面是由一严格凹面环绕该轴体构成，该定子面又具有一最低点，而该转动块具有一凸向并抵压在该定子面上的凸接点。

该滑动面是一严格凹面环绕该轴体构成，该滑动面又具有一最低点，而该定子块具有一凸向并抵压在该滑动面上的凸接点。

该轴体相对于该定子块设置处的一截面是一具有至少一缺角的缺角圆截面，而该定子块则具有与该缺角圆截面互补的相对应轴孔构形截面，以使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

该轴体相对于该定子块设置处是一具有至少一轴向键槽的圆轴体，而该定子块的轴孔则具有与该键槽配合的相对应突出键，藉由该突出键与该轴向键槽的配合使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

又包括有一扣合结构，是包括一第一扣件与一第三扣件，当该第一扣件与该第二扣件结合时，是形成该第一件与该第二件于一侧上的叠合状态。

该第一扣件是设于该第一件上，而该第二扣件则设于该第二件上相对于该第一扣件的位置上，且该第一扣件与该第二扣件并未与该铰链结构连接。

该第一件又包括一延伸至该自由端处并形成该转动块外侧限位的限位部，该扣合结构的该第二扣件是设于该转动块面向该自由端的一限位凸点，而该第一扣件是该限位部上与该限位凸点相对应的限位凹槽，该扣合结构又包括一设于该限位部上的按压件；当该限位凸点与该限位凹槽形成扣合限位时，该第一件与该第二件是形成为该叠合状态；而当施力于该按压件，以解除该限位凸点与该限位凹槽的扣合限位时该转动块即因该凸轮式自动滑动对的作用而转动至该滑动停止点。

该限位部上又设有一与该转动块接触的第二限位环，该限位凹槽即设于该第二限位环面对该转动块的一侧上，而所述施力于该按压件，是指推移该转动块，以使该限位凸点自该限位凹槽中脱离。

该第二限位环是由一金属材质制成。

该第一扣件及该第二扣件间是形成为一对应斜面接触型态。

本发明的具单一稳定位置的自锁式铰链结构，是用以提供铰链旋转运动自动回复至单一稳定位置的功能，它包括一轴体、一第一限位环、一定子块、一压缩弹簧、及一转动块；其中，第一限位环、压缩弹簧、定子块及转动块是依序设置于轴体上。

该轴体，具有一限位端与一自由端。

该第一限位环，是滑动枢设于轴体的限位端上。

该定子块，是以一滑动但不转动方式设于轴体上。

该压缩弹簧，是环绕设于第一限位环与定子块间的轴体上。

该转动块，是以接近轴体自由端的方式、滑动枢设于轴体上，并与定子块抵靠。

采用上述方案，本发明的积极效果是：

由于本发明主要特征是籍由压缩弹簧、定子块与转动块的相互关系，形成为一由定子面与滑动面正向抵压接触成一凸轮式自动滑动对，并籍由凸轮设计的理论，形成一具有单一稳定位置的轮廓配合；

其实施状况的特征在于：转动块是具有一面向定子块的滑动面，此滑动面乃由一严格凹面(Strictly concave surface，即凹面上并不具有任何阻止物件滑动的轮廓)环绕轴体构成，滑动面具有一最低点，而定子块则具有一凸向并抵压在滑动面上的凸接点，当定子块与转动块的接触处于任一相对位置时，压缩弹簧皆会将定子块的凸接点，依轴体的轴向，压迫在转动块的滑动面上，藉此，可使滑动面得自动滑动于凸接点上，连动则为转动块于轴体上转动，此一转动块的自转于凸接点达到滑动面的最低点时停止，亦即可达到铰链结构的稳定位置时才停止转动块自转的目的；

在此实施状况的一实施例中，铰链结构定子块的凸接点可以是一凸面的最高凸接点；

本发明中，为达成定子块在轴体上滑动而不转动的运动方式，在一实施例中，轴体相对于定子块设置处的截面是可为具有至少一缺角圆截面，而定子块则具有与该缺角圆截面互补的相对应轴孔构形截面；

在本发明的一实施例中，轴体相对于定子块设置处可以是一具有至少一轴向键槽的圆轴体，而定子块的轴孔则具有与键槽配合的相对应突出键，藉由突出键与该轴向键槽的配合，而使定子块得于轴体上进行滑动但不转动的相对关系；

本发明另一实施状况的特征是在于：定子块具有一面向转动块的定子面，定子面是由一严格凹面环绕轴体构成，此定子面具有一最低点，而转动块则具有一凸向并抵压在定子面上的凸接点，当定子块与转动块处于任一相对位置时，压缩弹簧皆会将定子块的定子面依轴体的轴向压迫在转动块的凸接点上，以使凸接点自动滑动于定子面上，并连动为转动块于轴体上的转动，而此一转动是在凸接点达到定子面的最低点时停止；

在此实施状况的一实施例中，铰链结构转动块的凸接点可以是一凸面的最高凸接点；

本发明具单一稳定位置的自锁式铰链结构是可运用于如前述背景说明所述的折体装置中，此折体装置是可包括一第一件、一第二件、以及设置于第一件与第二件间的至少一自锁式铰链结构，藉由本发明铰链结构的实施，而得以使第一件与第二件间得存在单一的稳定位置，并使第一件与第二件间的任意相对摺叠运动，皆会因本发明自锁式铰链结构的实施，而回复至原设计的稳定位置；

本发明中，是以铰链结构的轴体及轴体限位与第一件的第一设置侧边连接，并以转动块的外缘及第一限位环的外缘与第二件的第二设置侧边连接，亦即，铰链结构即设于第一设置侧边与第二设置侧边间，以容许第一件与第二件间的相对可摺叠运动关系；

本发明的折体装置中，又可包括一扣合结构，用以于该稳定位置外，更形成一第一件与第二件间的相对应固定关系，此固定关系通常为一叠合状态，扣合结构是可包括分设于第一件上与第二件上的一第一扣件与一第二扣件；当第一扣件与第二扣件形成结合时，可促成第一件与第二件于一侧上的叠合状态；

在本发明折体装置的一实施例中，扣合结构的第一扣件是设于第一件上，而第二扣件则设于第二件上相对于第一扣件的位置上，且第一扣件与第二扣件并未与自锁式铰链结构连接，藉此，简化了扣合结构于折体装置上的设置复杂性；

在本发明折体装置的一实施例中，扣合结构是可与自锁式铰链机构同时构建，其实施是：第一件上又包括一延伸至轴体自由端处并形成转动块外侧限位的限位部，扣合结构的第二扣件为设于转动块面向轴体自由端一侧上的一限位凸点，第一扣件是限位部上与限位凸点相对应的限位凹槽，而扣合结构又包括一设于限位部上的按压件；当限位凸点与限位凹槽形成扣合限位时，第一件与第二件即形成为叠合状态或是其他的摺叠状态；而当施力于按压件，以解除限位凸点与限位凹槽的扣合限位时，转动块即因定子面与滑动面所组成的凸轮式自动滑动对(Auto cam sliding pair)的作用而转动至滑动停止时，亦即，达到自锁式铰链结构的稳定位置时为止；

在本发明折体装置的一实施例中，限位部上又可设有一与转动块接触的第二限位环，而扣合结构实施为第一扣件的限位凹槽即可设于此第二限位环面对转动块的一侧上，而前述所谓「施力于按压件」即为「推移转动块，以使限位凸点自限位凹槽中脱离」的操作；在此实施状况中，第二限位环较佳是以金属材质制成，例如铜或是其他类似的金属，因而能使第二限位环的对转动块的相对滑动较具耐磨性。

附图说明

图1本发明具单一稳定位置的自锁式铰链结构第一实施例的立体分解示意图；

图2本发明凸轮式自动滑动对实施例1的展开示意图；

图3本发明凸轮式自动滑动实施例2的展开示意图；

图4本发明凸轮式自动滑动实施例3的展开示意图；

图5本发明凸轮式自动滑动实施例4的展开示意图；

图6本发明凸轮式自动滑动实施例5的展开示意图；

图7图1实施例在一位置的立体示意图；

图8图7中转动块自转一角度后的立体示意图；

图9图8中转动块自转至稳定位置的立体示意图；

图10本发明轴体与定子块配合一实施例1的截面示意图；

图11本发明轴体与定子块配合另一实施例2的截面示意图；

图12本发明轴体与定子块配合又一实施例3的截面示意图；

图13本发明折体装置一实施例的立体剖面示意图，其中，扣合结构是在其扣合限位位置；

图14图13实施例的另一状态示意图，其中，扣合结构是在解除扣合限位状态，且转动块在启始转动的位置上；

图15本发明扣合结构又一实施例的示意图；

图16本发明扣合结构再一实施例的示意图；

图17本发明折体装置另一实施例的示意图。

件号说明：

1  轴体             2  第一限位环

3   压缩弹簧              4   定子块

5   转动块                6   转动限位

7   稳定位置              8   缺角

10  第一件                11  限位端

12  自由端                20  第二件

21  限位外缘              30  按压件

3I  迫紧力                41  定子面

42  凸接点                51  滑动面

52  最低点                53  转动外缘

61  限位外缘              70  扣合结构

71  第一扣件              72  第二扣件

77  限位凹槽              78  限位凸点

90  键槽                  91  突出键

100 第一设置侧边          101 限位部

200 第二设置侧边          500 自锁式铰链结构

具体实施方式

为能使本发明的说明具有其一贯性，故在本发明的各实施例中，若有元件的基本功能相同但形状及功能略有小异者，皆以相同件号表示。

实施例1：如图1所示，是本发明具单一稳定位置的自锁式铰链结构一较佳实施例的立体分解示意图；如图所示，本发明的自锁式铰链结构，主要是用以提供铰链旋转运动可自动回复至单一稳定位置的功能，它包括一轴体1、一第一限位环2、一定子块4、一压缩弹簧3、一转动块5、及一轴体限位6；其中，第一限位环2、压缩弹簧3、定子块4、转动块5、及轴体限位6是循序设置于轴体1上。

本发明的轴体1，是用以提供各元件的转动与移动轨道，在其轴向的两端上又定义有一限位端11与一自由端12。

本发明的第一限位环2，是可滑动枢设于轴体1的限位端11上，用以作为压缩弹簧3一端的承座，并可以其限位外缘21作为与运用铰链的物件间的连结介面。

本发明的定子块4，是以一「滑动但不转动」的方式设于轴体4上，其一端为压缩弹簧3锁抵压，另一端则形成为一定子面41。

本发明的压缩弹簧3，是环绕设于第一限位环2与定子块4间的轴体1上，用以储存与提供本发明自锁式铰链结构运作所需的弹性位能。

本发明的转动块5，是以接近轴体1自由端12的方式、滑动枢设于轴体1上，以一面向定子面41的滑动面51与定子块4抵靠，并可以其转动外缘53作为与运用铰链结合物件间的连结介面。

本发明的轴体限位6，是形成为轴体1自由端12上的转动限位，以确保各元件于轴体1上的组装，并可以其限位外缘61作为本发明铰链结构另一与外接物件连接的结合介面；在其他实施例(未图示)中，此轴体限位6亦可以任一如C形夹等习知轴体限位元件构成、或是直接形成于所配合的结构上，因此，就本发明自锁式铰链结构言，并非为一必要的元件。

本发明主要特征是籍由压缩弹簧3、定子块4与转动块5的相互关系，形成为一由定子面41与滑动面51正向抵压接触成一凸轮式自动滑动对，并籍由凸轮设计的理论，形成一具有单一稳定位置的轮廓配合。

如图2所示，是本发明凸轮式自动滑动对设计一实施例的轮廓展开示意图；其中，定子块4的定子面41是形成为一具有一凸接点42的凸面，而转动块5的滑动面51则构成为一具有一最低点52的相对应凹面；籍由压缩弹簧所施加于定子块4上的迫紧力31，而得以使在任一配合位置(如虚线所示的滑动块5位置)上的转动块5，利用迫紧力31于定子面41与滑动面51接触点或面上所形成的分力，自动滑动至具位能低点的滑动停止点7，此时，即为本发明凸轮式自动滑动对的单一稳定位置(实线所示的的相对位置；注意：图2中，定子面41与滑动面51间所形成的间隙，仅作为便利解说用，在实际状况下，定子面41与滑动面51应为相抵触的两面)；在此滑动停止点7上，定子面41的凸接点42是与滑动面51的最低点52相对应。

参阅图7至图9所示，是本发明图1中实施例1的操作示意图；如前所述，当定子块4的定子面41与转动块5的滑动面51于任意点P形成抵触配合时(如图7所示)，压缩弹簧3对定子块4的迫紧力31将会使转动块5的滑动面51沿定子块4的定子面41自动滑动，同样地，即连动转动块5相对于定子块4的自转(如图8所示)，而因迫紧力31的施加，转动块5的自转会持续至凸轮式自动滑动对达到滑动停止点7时(亦即，定子面41的凸接点42对应至滑动面51的最低点52时)为止(如图9所示)。

本发明中，定子块4与转动块5所形成的凸轮式自动滑动对的进给行程δ、滑动停止点7于滑动轮廓上的相对应位置(亦即φ的相对应长度)、以及定子面41与滑动面51间配合的不干涉设计(请参阅图2所示)，是可针对个别运用实例而定，而此一变通设计乃为熟习凸轮设计技艺者所熟知，故在此不再赘述。

针对本发明的凸轮式自动滑动对设计，在图2的实施例中，是以定子面41作为配合的凸面，而以滑动面51作为配合的凹面，亦即，此一实施状况的特徵是在于：转动块5具有一面向定子块4的滑动面51，此滑动面5是由一严格凹面(Strictly concave surlace，在运用上，即为：除最低点52外，其凹面上并不具有任何阻止物件滑动的轮廓)环绕轴体1构成，滑动面51上并具有一最低点52，相对地，定子块4具有一凸向并抵压在滑动面51上的凸接点42，当定子块4与转动块5的接触处于任一相对位置时，压缩弹簧3皆会将定子块4的凸接点42、依轴体1的轴向、压迫在转动块5的滑动面51上，藉此，使滑动面51得自动滑动于凸接点42上，连动则为转动块5于轴体1上转动，此一转动块5的自转乃于凸接点4将到滑动面51的最低点52时停止，亦即达到铰链结构的稳定位置7时才停止自转。

在本用新型凸轮式自动滑动对的实施状况中，铰链结构定干块4的凸接点42是一凸面的最突出点，而此最出点的形成可如图2示的由双楔形面构成、或是如实施例2(图3)所示的由一显著突出头构成，抑或是如实施例3(图4)所示的由一严格凸面(Strictly convex surface)自然形成。

在前述凸轮式自动滑动对的实施中，其定子面41与滑动面51分别由一凸面与一凹面所构成，当然，此一设计亦可对调替换为由一凹面与一凸面组成，此时，本发明凸轮式自动滑动对的特征即为如实施例4(图5)、实施例5(图6)所示：定子块4具有一面向转动块5的定子面41，定子面41是由一严格凹面环绕轴体1构成，此定平面41具有一最低点42，而转动块5则具有一凸向并抵压在定子面41上的凸接点52，当定子块4与转动块5处于任一相对位置时，压缩弹簧皆会将定子块4的定子面41、依轴体的轴向、压迫在转动块5的凸接点52上，以使凸接点52自动滑动于定子面41上，并连动为转动块5于轴体上的自转，而此一自转乃于凸接点52达到定子面41的最低点42时停止(亦即，达到稳定位置7时为止)。

本发明中，为达成定子块于轴体上「滑动但不转动」的运动方式，是可以熟习的跨轨或是其他类似的实施方式构成；例如，在图10与图11中，轴体1相对于定子块4设置处的截面即可为具有至少一缺角8的圆截面(其一实施例图10为二相对应缺角8，而另一实施例图11则为单一的缺角8)，而定子块4则具有与缺角圆截面互补的相对应轴孔构形截面；又例如在又一实施例图12所示的实施例中，轴体1相对于定子块搬置处是可为一具有至少一轴向键槽90的圆轴体，而定子块4的轴孔则具有与键槽90配合的相对应突出键91，籍由此突出键91与轴向键槽90的配合，可使定子块4在轴体1上进行「滑动但不转动」的相对运动关系。

本发明具单一稳定位置的自锁式铰链结构是可运用于如前述背景说明所述的折体装置中，如图13所示(以一手机为例)此折体装置可包括一第一件10、一第二件20、以及设置于第一件10与第二件20间的至少一本发明的自锁式铰链结构；如图13所示(并参阅图1所示)，铰链结构是以其轴体1的限位端11及轴体限位6承座设置于第一件10的第一设置侧边100上，并以第一限位环2的限位外缘21、以及转动块5的转动外缘53与第二件20的第二设置侧边200形成限位连接，藉此，第一件10与第二件20间得以藉由本发明的铰连结构形成一可相对摺叠并具有单一稳定位置的运动关系。

如图13所示，本发明一实施例的折体装置中，又可包括一扣合结构70，用以于铰链结构的稳定位置外，更形成一第一件10与第二件20间的相对应固定关系(如图13所示的位置状态)，此固定关系通常为一叠合状态；而扣合结构70是可包括分设于第一件10上与第二件20上的一第一扣件71与一第二扣件72，当第一扣件71与第二扣件72形成结合时可促成第一件10与第二件20一侧上的叠合状态；针对图13所示的扣合结构70，其是与自锁式铰链机构同时构建，其实施是：第一件10上又包括一延伸至轴体1自由端12处并形成转动块5外侧限位的限位部101，扣合结构的第二扣件72为设于转动块5(与第二件20连接)面向轴体1自由端12一侧上的一限位凸点78(可由转动外缘53延伸形成)，而第一扣件71则为限位部101上与限位凸点78相对应的限位凹槽77；如图所示，扣合结构70又可包括一设于限位部101上的按压件30，用以控制扣合结构70的扣合操作。

当转动块5上的限位凸点78(即第二扣件)与限位布101上的限位凹增77即(第一扣件)形成扣合限位时(如图13所示)，第一件10与第二件20即形成为一叠合状态或是其他角度的摺叠状态，亦即，透过外力的作用，籍由扣合结构70所提供的限位关系，将铰链结构固定在一非稳定状态中，达到本发明所称的自锁功能；而当施力于按压件30，以解除限位凸点78与限位凹槽77的扣合限位时(如图14所示)，转动块5即因定子面41与滑动面51所组成的凸轮式自动滑动对的作用，而随之转动(连动第二件20相对第一件10枢转)，直至定子面41与滑动面51间的滑动停止时(其详细操作，参阅图7至图9所示)，亦即，达到自锁式铰链结构的稳定位置时为止。

在图13与图14中，其按压件30是采按钮型式的按压元件，而其控制操作则是以推移轴体限位6，连动推移转动块5上的限位凸点78脱离限位部101上的限位凹槽77达成；而当限位凸点78脱离限位凹槽77的限位范围时，转动块5即固定子块4与压缩弹3的作用，而产生如图7至图9所示的转动；在以手机为例的实范例中，可明显地展现运用本发明铰链结构的优点，此即当要运用手机时(接听或拨号)，使用人员仅须以单手按压按压件30即可使手机的护盖(第二件20)，籍由铰链结构的自动回复稳定位置的操作，自动弹离手机本体(第一件10)达到快速开启护盖的目的，解决习知结构需双手操作的缺点。

本发明中，其扣合结构70的运用是可采任何习知技艺上的便利扣合装置即可达成，并非一定要采取图13所示的实施状况；如本发明扣合结构又一实施例(图15)所示的折体装置(同样地，以手机为例)，扣合结构的第一扣件71设于远离本发明铰链结构500的第一件10上，第二扣件72则设于第二件20相对于第一扣件71的位置上，而按压件30可设于邻近第一扣件71的第一件10侧边上，此时，第一扣件71与第二扣件72虽未与自锁式铰链结构500连接，亦未设于第一设置侧边100与第二设置侧边200上，但仍能达成以单开启护盖20的目的；又藉此，亦可简化扣合结构于析体装置上的设置复杂性。

在图13的实施例中，是利用轴体限位6作为铰链结构另一端与第一件10连接的元件；但，如前所述，轴体限位6并非为本发明铰链结构一必要的元件，在图13的实施例中，即可取消轴体限位6的设置，而直接以限位部101修整成轴体1此端的承接构形，此时，按压件30的推移操作则是可以直接推移转动块5实施，当然，按压件30相对于轴体1、转动部5与限位部101的构建方式亦应做略微调整，此一调整是依所配合的装置特性而定，且为熟习此类技艺者所熟知，故在此不再赘述。

在图13与图14所示的实施例中，其转动块5的限位凸点78于第一件10限位部101上的转动是沿第一件10上的材料滑动；就制造上而言，通常转动块5是以金属材料制成，而第一件10则通常为塑胶材料制成，而就磨耗角度观察，金属制限位凸点78于塑胶制第一件10上的经久摩擦，常会因塑胶面上所产生的磨损或毛边，而导致枢转操作不顺的现象；因此，就本发明转动块5与第一件10间的摩擦考虑实施上，采用金属面间的滑动为佳，因此，在运用中，第一件10限位部101面对转动块5的一面上，较佳是以一金属面实施。

又，在本发明的实施例中，第一扣件71与第二扣件72间的接触较佳是一对应斜面接触型态；例如，在图13、图14所示的实施例中，第一扣件71与第二扣件72分别具有斜角，此斜角具有两个作用：一、施加外力使第一件10与第二件20形成一叠合状态时，斜角的设计，将使扣合结构70更容易将铰链结构固定在一非稳定状态中，达到自锁的功能；二、若使用者未拖力于按压件30而欲打开第一件10与第二件20的一叠合状态时(如：不当操作)，此时若施加的外力大于某一临界值时，斜角的设计将适时解除扣合结构70的固定状态，使第一件10与第二件20得以分离，达到开启第二件20(护盖)的目的，并且不致破坏整个扣合结构70及第二件20的结构，达到保护铰链结构的目的。

如图16所示，是本发明扣合结构的再一实施例的示意图，其中，藉由改进轴体限位6的构形，以使其形成与转动块5全程接触的构件(亦即，将轴体限位6视为第一件IO限位部101上的一分离端末部位)，并将限位凹槽77第一扣件71修建于轴体限位6上，藉此，而可使转动块5的转动沿通常同为金属制的轴体限位6进行，免除前述的磨耗问题。

本发明中，图16的构建方式是同于将轴体限位6视为一限位部101上与转动块5接触一侧上的延伸(或称第二限位环)，扣合结构的第一扣件71可构建于此第二限位环6面对转动块5的一面上，而前述所谓「施力于按压件30」即等效于「推移转动块5」(此时，第二限位环6是固定的，以使限位凸点78自限位凹槽77中脱离)的操作。

比较前述图13与图16中的实施例，可明显发现，轴体限位6一方面可视为本创作铰链结构的一元件(如图13所示)、或是可归类为限位部101上的一分离件(第二限位部)，如16所示)。

本发明中，扣合结构所产生非稳定位置的固定关系通常是一第一件与第二件的叠合状态；但，在其他的实施状态中，其亦可实施为任一相对角度的关系。

本发明中，当前述的折体装置移除扣合结构时，即形成为一具置一稳定位置的结构；如图17所示，是本发明折体装置另一实施例的示意图，其中铰链结构500是设于第一件10第一设置侧边100与第二件20第二设置侧边200间，藉此，当第一件10与第二件200产生任意相对的摺叠运动时，本发明的铰链结构500，皆会将第二件20回复至相对第一件10稳定位置(图示的物件位置)，此一实施常见于一般的便利门结构上，当人员或物品进入时，可推移门户20(第二件)开启，门户20的转动乃得以使凸轮式自动滑动对转动至一非稳定位置，并储存位能于铰链结构500的压缩弹簧中，而当人员货物件通过后门户20后，因压缩弹簧与凸轮式自动滑动对所产生的自然弹性位能释放，乃得以使门户20以衰减震荡波(Damped oscillation)的方式，自动转动回复至其稳定位置，其中，衰减现象的产生是因元件间的摩擦消耗所致。

本发明中，藉由所提供的具单一稳定位置的自锁式铰链结构，乃可于二物件间构件一凸轮滑动接触的枢转模式，并以压缩弹簧取代习知的扭转弹簧，藉此，形成为一以按压力控制并具有单一稳定位置的装置；由是其产生的效果对于日后的枢转机构设计与折体设计，皆可提供一多样变化设计的空间。

以上所述是利用一较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围，而且熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1、一种具单一稳定位置的自锁式铰链结构，是用以提供铰链旋转运动自动回复至该单一稳定位置的功能，该铰链结构包括有：

一轴体，具有一限位端与一自由端；

一第一限位环，是滑动枢设于该轴体的该限位端上；

一定子块，是以一滑动但不转动的方式设于该轴体上；

一压缩弹簧，是设于该第一限位环与该定子块间的该轴体上；以及

一转动块，是以接近该轴体自由端的方式滑动枢设于该轴体上，并与该定子块抵靠；

其特征在于，该转动块具有一面向该定子块的滑动面，该滑动面是由一严格凹面环绕该轴体构成，该滑动面具有一最低点，而该定子块具有一凸向并抵压在该滑动面上的凸接点，当该定子块与该转动块处于任一相对位置时，该压缩弹簧皆将该定子块的该凸接点、依该轴体的轴向压迫在该转动块的该滑动面上，以使该滑动面自动滑动于该定子块的该凸接点上，连动为该转动块在该轴体上转动，并在该凸接点达到该滑动面该最低点时停止。

2、如权利要求1所述具单一稳定位置的自锁式铰链结构，其特征在于，所述该定子块的该凸接点是一凸面的最高凸接点。

3、如权利要求1所述具单一稳定位置的自锁式铰链结构，其特征在于，所述该轴体相对于该定子块设置处的一截面是具有至少一缺角的缺角圆截面，而该定子块则具有与该缺角圆截面吻合互补的相对应轴孔构形截面，以使该定子块具有可在该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

4、如权利要求1所述具单一稳定位置的自锁式铰链结构，其特征在于，所述该轴体相对于该定子块设置处是一具有至少一轴向键槽的圆轴体，而该定子块的轴孔则具有与该键槽配合的相对应突出键，籍由该突出键与该轴向键槽的配合，使该定子块具有可在该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

5、一种具单一稳定位置的自锁式铰链结构，是用以提供铰链旋转运动自动回复至该单一稳定位置的功能，该铰链结构包括有：

一轴体，具有一限位端与一自由端；

一第一限位环，是滑动枢设于该轴体的该限位端上；

一定子块，是以一滑动但不转动方式设于该轴体上；

一压缩弹簧，是设于该第一限位环与该定子块间的该轴体上；以及

一转动块，是以接近该轴体自由端的方式、滑动枢设于该轴体上，并与该定子块抵靠；

其特征在于，该定子块具有一面向该转动块的定子面，该定子面是由一严格凹面环绕该轴体构成，该定子面具有一最低点，而该转动块具有一凸向并抵压在该定子面上的凸接点，当该定子块与该转动块处于任一相对位置时，该压缩弹簧皆将该定子块的该定子面、依该轴体的轴向、压迫在该转动块的该凸接点上，以使该凸接点自动滑动于该定子面上，连动为该转动块于该轴体上转动，并于该凸接点达到该定子面该最低点时停止。

6、如权利要求5所述具单一稳定位置的自锁式铰链结构，其特征在于，其中所述该转动块的该凸接点是一凸面的最凸接点。

7、如权利要求5所述具单一稳定位置的自锁式铰链结构，其特征在于，所述该轴体相对于该定子块设置处的一截面是具有至少一缺角的缺角圆截面，而该定子块则具有与该缺角圆截面吻合互补的相对应轴孔构形截面，以使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

8、如权利要求5所述具单一稳定位置的自锁式铰链结构，其特征在于，所述该轴体相对于该定子块设置处是一具有至少一轴向键槽的圆轴体，而该定子块的轴孔则具有与该键槽配合的相对应突出键，藉由该突出键与该轴向键槽的配合，而使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

9、一种自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，包括有：

一第一件，具有一第一设置侧边；

一第二件，具有一与该第一设置侧边对应的第二设置侧边：以及

至少一具有一稳定位置的自锁式铰链结构，是设置于该第一设置侧边与该第二设置侧边上，以使该第一件得相对于该第二件进行一摺叠运动，其中，该铰链结构是提供单一的稳定位置，又包括：

一轴体，具有一限位端与一自由端；

一第一限位环，是以接近该轴体该限位端的方式固设于该第一件的该第一设置侧边上，并包括一内轴孔供该轴体进行滑动；

一定子块，是以一滑动但不转动的方式设于该轴体上，又具有一面向该轴体自由端设置的定子面；

一压缩弹簧，是设于该第一限位环与该定子块间的该轴体上；及

一转动块，是接近该轴体的该自由端并固设于该第二件的该第二设置侧边上，具有一轴孔供该轴体进行滑动与转动，又包括有一面向该定子块并与该定子面接触成一凸轮式自动滑动对的滑动面；

其中，该凸轮式自动滑动对是具有一滑动停止点；当该定子块的该定子面与该转动块的该滑动面形成任意抵触配合时，该压缩弹簧即将该定子块压迫向该转动块，使该滑动面连动该转动块与该第二件相对该定子面自动滑动，直至达到该滑动停止点时止。

10、如权利要求9所述自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该定子面是由一严格凹面环绕该轴体构成，该定子面又具有一最低点，而该转动块具有一凸向并抵压在该定子面上的凸接点。

11、如权利要求9所述自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该滑动面是由一严格凹面环绕该轴体构成，该滑动面又具有一最低点，而该定子块具有一凸向并抵压在该滑动面上的凸接点。

12、如权利要求9所述自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该轴体相对于该定子块设置处的一截面是一具有至少一缺角的缺角圆截面，而该定子块则具有与该缺角圆截面互补的相对应轴孔构形截面，以使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

13、如权利要求9所述自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该轴体相对于该定子块设置处是一具有至少一轴向键槽的圆轴体，而该定子块的轴孔则具有与该键槽配合的相对应突出键，藉由该突出键与该轴向键槽的配合使该定子块得于该轴体上进行该滑动但不转动方式的相对关系。

14、如权利要求9所述自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，又包括有一扣合结构，是包括一第一扣件与一第三扣件，当该第一扣件与该第二扣件结合时，是形成该第一件与该第二件于一侧上的叠合状态。

15、如权利要求14所述的自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该第一扣件是设于该第一件上，而该第二扣件则设于该第二件上相对于该第一扣件的位置上，且该第一扣件与该第二扣件并未与该铰链结构连接。

16、如权利要求14所述的自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该第一件又包括一延伸至该自由端处并形成该转动块外侧限位的限位部，该扣合结构的该第二扣件是设于该转动块面向该自由端的一限位凸点，而该第一扣件是该限位部上与该限位凸点相对应的限位凹槽，该扣合结构又包括一设于该限位部上的按压件；当该限位凸点与该限位凹槽形成扣合限位时，该第一件与该第二件是形成为该叠合状态；而当施力于该按压件，以解除该限位凸点与该限位凹槽的扣合限位时该转动块即因该凸轮式自动滑动对的作用而转动至该滑动停止点。

17、如权利要求16所述的自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该限位部上又设有一与该转动块接触的第二限位环，该限位凹槽即设于该第二限位环面对该转动块的一侧上，而所述施力于该按压件，是指推移该转动块，以使该限位凸点自该限位凹槽中脱离。

18、如权利要求17所述的自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该第二限位环是由一金属材质制成。

19、由权利要求16所述的自锁式铰链结构的折体装置，其特征在于，该第一扣件与该第二扣件间是形成为一对应斜面接触型态。

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