CN1329205A - 铰链组件 - Google Patents

Abstract

铰链组件提供了一种用于连接在固定物体的固定部件和连接在旋转物体的可旋转部件之间以使可旋转部件可旋转地安装在固定物体上的装置,并能根据固定物体的要求提供一个转矩,其中包括一个转轴、一个固定托架,它的一叶固定在转轴的一端而另一叶安装在固定部件上,一个旋转托架,它的一叶可转动地连接于从固定托架伸出的转轴、另一叶与可旋转部件相连接,一个摩擦弹性构件,它安装在固定托架和旋转托架之间,该摩擦弹性构件的一端固定在转轴的一端,另一端则与旋转托架相连接并穿过旋转托架,该摩擦弹性构件与旋转托架接触产生摩擦力并将弹性挤压加在旋转托架上,将转矩作用于旋转托架。

Description

铰链组件

本发明涉及一种铰链组件，更具体地说就是在一个固定部件和一个可旋转部件之间配置一个特定的、具有弹性的装置，该装置将转矩作用于可旋转部件。

总体上说，本发明可被应用于众多领域并服务于多种用途，尤其广泛地应用于诸如为产品可视化理解提供图像服务的配有显示器的计算机，以及那些需要测试性装置和旋转部件的仪器，该铰链组件可调整显示器或可旋转部件的倾斜角度，以使用户满意。

作为示例，以下将简要地介绍该铰链组件是如何为显示器工作的。可旋转的部件与显示器相连接，固定部件与支撑显示器的底座相连接，在可旋转部件和固定部件之间的各种垫圈、弹簧将产生摩擦力，这种摩擦力为旋转部件提供了转矩。

由图1可见，在固定部件上相应地有一个固定托架1，为了使旋转托架2能在与固定托架1相连接的转轴3上旋转，旋转托架2与转轴3相连接。与可旋转部件相对应的旋转托架2，一般安装在旋转部件(比如显示器)的后面。

每个装备有弹簧4的转轴3安装在固定托架1的背面，它把摩擦力和转矩传递给旋转托架2，而弹簧4的两端分别与旋转托架2和固定托架1连接。对旋转角度起限定作用的垫圈5和机油垫圈6分别安装在转轴3伸出的圆柱部分，其后旋转托架2与机油垫圈6相接，然后是另一个机油垫圈和一个分离张力的垫圈7逐一安装在这个伸出的圆柱上。接下来，固定环8加在张力垫圈7之外转轴3伸出的部分，挤压旋转托架2以使旋转托架2和固定托架1之间安装的零件相互产生摩擦力，于是这样就能把转矩作用到旋转托架2。

由图2可见，为了给铰链组件提供足够的转矩，必须在转轴3的末端施加一个冲击力，以使转轴3伸出固定环8之外的圆柱外边缘变形以紧压在固定环8之上，它的作用是使铰链组件最终能够永久地紧密连接在一起。

因为组装这套铰链组件时需要用冲击力使转轴的末端变形，所以铰链组件一旦安装完毕，施加在铰链组件上的力矩就不能被重置。并且由于提供摩擦力的配件表面状况不尽相同，使摩擦力调整到一个适当的水平是非常困难的，需要添加额外的垫圈，这样就使组件的结构相当复杂。过多的零部件使得铰链组件的工作效率降低、成本增高。

因此，由本发明而来的铰链组件，它可以从根本上消除由于相关技术的局限性和落后性造成的一项或多项缺点。

本发明的一个目的是提供一种铰链组件，它的固定部件和可旋转部件之间的摩擦力可以被调整，可旋转部件的力矩可以被重置，并且尽量减少零部件的数量。

有关本发明其他的特点和优点将在后面的描述中继续说明，它的一些特点从描述上看是非常易懂的，而另外一些特点则要通过对本发明产品的实际使用才能体会。本发明的目的和其他的优点可以通过阅读文字描述和权利要求以及附图中对其结构的详细说明来获得和理解。

如同以上具体和广泛的描述，为了实现本发明目的中要达到的一系列优点，铰链组件用于连接在固定物体的固定部件和连接在旋转物体的可旋转部件之间，以使可旋转部件通过旋转最佳地与固定部件相吻合，并根据固定物体的要求提供一个转矩，它包括一个转轴，一个固定托架，固定托架的一边固定在转轴的一端，另一边固定在固定部件上，一个旋转托架，它的一边与从固定托架中伸出的转轴相连结并可旋转，另一边连接在旋转部件上，以及一个产生摩擦的弹性构件，它配置在固定托架和旋转托架之间，这样构件的一端固定在转轴的一端，另一端与旋转托架相接并且穿过旋转托架，与旋转托架相接触的摩擦弹性构件的一个部分所产生的摩擦力将一个弹性压力加在旋转托架上，并将转矩作用于旋转托架上。

固定部件是显示器底座，可旋转部件是一个平面显示器。

必须理解的是，前面的概括描述和后面的具体描述只是一些实例和解释性的文字，目的是为了对所述的发明作进一步的解释。

结合所包含的附图使本发明容易被进一步的理解，并且附图是对本发明详细说明的一部分。附图，本发明实施例的描述和说明书共同解释了本发明的原理。

在插图中：

图1描绘了运用相关技术的铰链组件的透视图。

图2描绘了图1中运用相关技术的铰链组件的部分剖面图。

图3描绘了运用本发明第一个优选实施例的铰链组件的部分组件透视图。

图4描绘了图3中铰链组件关键部分的剖面图。

图5描绘了运用本发明第二个优选实施例的铰链组件的部分组件透视图。

图6描绘了图5中铰链组件关键部分的剖面图。

以下的说明将详细介绍本发明的优选实施例，所附插图中将有示例的图形描述。图3描绘了运用本发明第一个优选实施例的铰链组件的部分组件透视图，图4描绘了图3中铰链组件关键部分的剖面图。

根据图3和图4，运用本发明第一个优选实施例的铰链组件都通过转轴200连接，每个转轴200有一个连接部件204，连接部件204的一端有两个直径不同的圆柱形台阶。有两个圆柱形台阶的连接部件204有一个较低台阶203，较低台阶203的截面积比转轴200小。这个较低的台阶203的截面形状至少不是圆形，最好应是横轴或纵轴伸长的多边形。或者这个连接部件204的较低台阶203的截面形状是椭圆。

紧挨着较低台阶203的较高台阶202的直径比较低台阶203小，并且在圆周上有螺纹。固定托架205上有一个连接孔206，连接孔206的形状和连接部件204的较低台阶203截面形状相同，固定托架205与较低台阶202连接，因为组成交角的低台阶203和连接孔都阻碍旋转，所以固定托架不能在低台阶202上随意旋转。固定托架205整体呈“L”形，在一边上有用于插入固定部件的连接孔206，而另一边上则有一个伸长的孔207以把固定托架205装配在固定物体上。

当固定托架205和低台阶203连接以后，一个前端和后端都打开的摩擦弹性构件208，安装在低台阶203上并包围在低台阶203周围，因为摩擦弹性构件208的底部209和连接部件204的低台阶部分203是紧密结合的，所以摩擦弹性构件208就像固定托架205那样固定在低台阶203上不能转动。摩擦弹性构件208中有一个倾斜的表面部分210，它从底部209开始随着向前不断延伸其直径逐渐减小，从倾斜表面部分210的一端伸出一个圆柱部分211，从整体上来看，该组件形成一个圆锥体形状。

有一个呈“L”型的旋转托架213与摩擦弹性构件208相接并固定在有两个圆柱形台阶的连接部件204上以连接一个旋转部件，并有一个连接孔220以插入摩擦弹性构件208的前端部分211，还有一系列伸长孔215以插入固定部件(比如螺钉)，这样在“L”形的旋转托架213的另一面就没有连接孔220。在旋转托架213上的连接孔220周围伸出一个渐细的部分，其直径逐渐变小，以使摩擦弹性构件208的倾斜表面部分210能够和旋转托架213紧密接触。

当旋转托架213被连接并挤压在摩擦弹性构件208外部时，摩擦弹性构件208在一定程度上受到了挤压，这样摩擦弹性构件208用它自己的弹力挤压旋转托架213的连接孔220周围渐细部分214的背面，当旋转托架213旋转时就产生了摩擦力并为旋转托架213提供了转矩。

因此，凹槽或者开口212纵向地形成于摩擦弹性构件208表面以调整弹性形变，摩擦弹性构件208的收缩量是根据与摩擦弹性构件208相连接的旋转托架213和其一起旋转的旋转部件的形状和重量所决定的。凹槽或开口的设置是为了防止摩擦弹性构件208因为受到过大压力而破坏。

同时，储存着机油的凹槽(没有显示在图中)形成于摩擦弹性构件208的倾斜表面210的某个部分，它是为了在旋转托架213旋转中，并且旋转托架213与摩擦弹性构件208表面产生摩擦时，防止对摩擦弹性构件208表面的破坏，并使旋转托架213能够平滑地旋转。

当旋转托架213上所负载的重量非常大时，安装在摩擦弹性构件208外部的，并在旋转托架213和固定托架205之间的扭力弹簧，辅助摩擦弹性构件208增加旋转托架213的转矩。旋转托架215和固定托架205在相对的角上都有窄槽以能够挂住扭力弹簧的两端，这样即使不和旋转托架215一起旋转，扭力弹簧216也能够提供弹力。

同时，由图4可见，当旋转托架215和摩擦弹性构件208被挤压时，摩擦弹性构件208的圆柱体顶端部分211就伸出旋转托架213的连接孔220。在这种情况下，为了避免弹性组合构件208被连接在旋转托架213外部的防松动螺帽破坏，就特别在防松动螺帽219和旋转托架213之间使用了一个分离的垫圈。首先，一个厚的垫圈217等高于从旋转托架213连接孔220伸出的摩擦弹性构件208的圆柱体顶部211，该垫圈连接在紧挨着旋转托架213的连接部件204。其后，垫圈218上有一个孔能够插入连接部件204的顶端202，将之安装在厚垫圈217和防松动的防松动螺帽219之间。防松动螺帽219从外部挤压铰链组件，以防止铰链组件的任何部件从转轴200中脱落，还有一个弹性环，例如橡胶环，插入螺帽219的背面，以防止其自动脱落。

同时，本发明将用附图来具体说明第二个优选实施例，其中在第一个优选实施例中提到的摩擦弹性构件的形状将变得更加简单，一个调整垫圈将安装在旋转托架和摩擦弹性构件之间，当摩擦弹性构件被过度挤压时可以作为一个缓冲，并调整在旋转托架和摩擦弹性构件之间的转矩。图5描绘了根据第二个优选实施例设计的铰链组件的一个局部组件透视图，图6则介绍在图5中出现的铰链组件的一些关键部分。

根据图5和图6，除了摩擦弹性构件30和调整垫圈33之外，本发明第二个优选实施例中的铰链组件与第一个实施例的组件是基本一致的。另外，第二个实施例也有一个辅助性的扭力弹簧216。

与第一个实施例相类似，第二个实施例的铰链组件包括一个固定托架205，连接在一个有两个圆柱形台阶的连接部件204上，该连接部件204在每一个转轴200上有不同的直径，这套铰链组件还包括一个摩擦弹性构件208，紧挨着固定托架205。与第一个实施例类似的是，摩擦弹性构件208前后都有开口，将用于插入连接部件204，而摩擦弹性构件208的底部将安装在连接部件204的较低台阶203上。摩擦弹性构件208有一个倾斜的表面部分31，从底部开始，随着向前延伸其直径不断减小，纵向的凹槽32形成于倾斜表面部分31的一端以有效地调整摩擦弹性构件30的收缩。

摩擦弹性构件30所发挥的作用与在第一个实施例中提到的相同。然而，不同之处在于，第二个实施例中摩擦弹性构件30没有要插入旋转托架213的连接孔220的圆柱状顶部，取而代之的是一个附加的在旋转托架和摩擦弹性构件之间的一个调整垫圈。旋转托架是与第一个实施例中的旋转托架213相同的。调整垫圈33包围着孔伸出倾斜表面34，倾斜方向与摩擦弹性构件30的倾斜方向完全一致的，目的是为了使摩擦弹性构件的倾斜表面部分32以及旋转托架213的连接孔220周围渐细部分214都能与之紧密吻合。调整垫圈33缓冲了作用于旋转托架213上为了增加对旋转托架213的转矩而施加的压力，并防止摩擦弹性构件被这种压力所损坏，并在摩擦弹性构件30和旋转托架213之间可以进行微调。也就是说，调整垫圈33相对于那些普通垫圈要薄一些，以便于当旋转托架213所要求的转矩不足的时候，在旋转托架213和摩擦弹性构件30之间安装更多的垫圈；而当旋转托架213所要求的转矩过剩的时候在旋转托架213和摩擦弹性构件30之间要安装更少的垫圈。但是，调整垫圈并不是必不可少的，某种情况下也许只在摩擦弹性构件足够的时候才安装垫圈。又由于在延长使用时间的情况下，摩擦弹性构件30的机能会有降低，所以安装调整垫圈33将使铰链组件有更长的使用寿命。

同时，在旋转托架213和防松动螺帽219之间有一个垫圈35，像第一个实施例中的厚垫圈217一样，是为了在渐细部分214被防松动螺帽219挤压时，保护旋转托架213的连接孔200周围渐细部分214免受破坏。防松动螺帽219所发挥的作用与第一个实施例相同。

本发明的工作机理还将进行具体的解释。

当旋转托架受摩擦力推动而旋转的时候，铰链组件外部的防松动螺帽旋紧，以对旋转托架施加向旋转托架的连接孔内部挤压摩擦弹性构件倾斜表面部分的外力，并对旋转托架产生弹力，进而又对旋转托架产生转矩。根据上面的工作原理，对旋转托架产生的转矩将根据防松动螺帽的旋转圈数，也就是固定程度的差别而有所不同。

正如上面已经提到的，一个铰链组件中所需要的转矩仅仅通过一个摩擦弹性构件的倾斜表面来提供可以减少所需零部件的数量，并提供一个简单的铰链结构，由此加强铰链工作的效率，减少铰链的生产成本，并提供更精确的转矩以及允许转矩的重置。

对于那些本领域的技术人员来说，可以对本发明的铰链组件将进行各种各样的修改和变化而并不背离发明的精神和范围，这一点是显而易见的。这样就意味着本发明包括了所附权利要求范围内和其等同物所提供的修改和变化。

Claims (13)

1.一种铰链组件用于一个连接在固定物体上的固定部件和连接在一个旋转物体上的可旋转部件以使旋转物体可转动地安装在固定物体上，并根据固定物体的要求提供转矩，该铰链组件

包括：

一个转轴；

一个固定托架，它的一叶固定在转轴的一端，另一叶固定在固定部件上；

一个旋转托架，它的一叶可转动地连接于从固定托架伸出的转轴、另一叶连接于可旋转部件；和

一个摩擦弹性构件，它装配在固定托架和旋转托架之间，

一端固定在转轴的末梢，另一端则与旋转托架相连接并穿过旋转托架，摩擦弹性构件与旋转托架接触产生摩擦力并将弹性压力加在旋转托架上，使转矩作用于旋转托架。

2.根据权利要求1所述的铰链组件，进一步包括一个扭力弹簧，这个弹簧位于旋转托架和固定托架之间，并包围在摩擦弹性构件周围，该扭力弹簧一端连接于固定托架，另一端则连接于旋转托架。

3.根据权利要求1所述的铰链组件，其中摩擦弹性构件的表面有一个倾斜表面部分，以能够与旋转托架连接并穿过旋转托架；

旋转托架的孔周围伸出一个逐渐变细的部分，以使摩擦弹性构件的倾斜表面部分在穿过旋转托架时是与旋转托架紧密接触的。

4.根据权利要求3所述的铰链组件，进一步包括一个垫圈，该垫圈位于摩擦弹性构件的倾斜表面部分和旋转托架的渐细部分之间，以使摩擦弹性构件的倾斜表面部分与旋转托架的渐细部分紧密接触。

5.根据权利要求1所述的铰链组件，其中摩擦弹性构件表面有许多凹槽，这些凹槽从该弹性构件的一端开始，以便于通过旋转托架上的孔。

6.根据权利要求3所述的铰链组件，其中摩擦弹性构件表面有许多凹槽，这些凹槽从该弹性构件的一端开始，以便于通过旋转托架上的孔。

7.根据权利要求3所述的铰链组件，其中摩擦弹性构件表面有长的凹槽，以便于顺利的收缩。

8.根据权利要求4所述的铰链组件，其中摩擦弹性构件表面有长的凹槽，以便于顺利的收缩。

9.根据权利要求1所述的铰链组件，进一步包括一个垫圈，该垫圈装配在旋转托架的外部，包围着穿过旋转托架并与之相连的摩擦弹性构件的一部分，并起到保护这部分的作用。

10.根据权利要求1所述的铰链组件，其中转轴在一端的截面是椭圆形或者多边台阶连接部件，同时固定托架和摩擦弹性构件都分别有一个连接孔和一个底部装置，以分别装配连接部件，也就是将连接孔和底部装置插入连接部件。

11.根据权利要求1所述的铰链组件，其中摩擦弹性构件表面有许多凹槽以便于顺利的收缩。

12.根据权利要求1所述的铰链组件，其中转轴的一端有螺纹，防松动螺帽从旋转托架外部固定在螺纹上，以将旋转托架、摩擦弹性构件和固定托架紧压在转轴的一端。

13.根据权利要求1所述的铰链组件，其中固定部件是一个显示器底座而旋转部件是一个平面显示器。

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