CN1509047A - 带电动机的电动铰链装置 - Google Patents

Abstract

一种带电动机的电动铰链装置，在可动对象物的电动转动的途中使用者无理地使该转动停止的场合，在摩擦卡合部位上的第3转动部分继续进行空转，利用输出轴的空转，不会对齿轮机构部施加过分的负荷，能避免齿轮机构部的损伤。与此相反，在利用手动使可动对象物转动的场合，在电动机断开的状态下，由于利用锁定装置的板弹簧部使第2转动构件不转动，在可动对象物的手动转动时，成为凹凸卡合部位脱开的状态，故能利用手动使可动对象物自由地转动。因此，在这样的电动铰链装置中，能辅助小型电动机的转矩不足、并作成考虑可动对象物的手动转动和电动转动的2种转动动作，对促进电动铰链装置的小型化是非常有效的。

Description

带电动机的电动铰链装置

技术领域

本发明尤其涉及用于安装在移动电话、电子帐本、笔记本个人计算机等中的可动对象物(例如盖部)的开闭动作的带电动机的电动铰链装置。

背景技术

以往作为这样领域的技术，有韩国登录实用新型第20-0174266号公报。对记载在该公报中的移动电话，揭示了带电动机的电动铰链装置，该铰链装置被收容在排列着数字键的本体和设有画面的盖部(可动对象物)的铰链连接部分处，是能使移动电话的盖部进行变动开闭的装置。该铰链装置，由于必须被收容在移动电话的铰链部分，故使用小型电动机，由于小型电动机，所以要使转矩增大，为了补充转矩的不足而采用了齿轮电动机。另外，为了能进行盖部的电动开闭和手动开闭，在齿轮电动机的输出轴的端部设有突起部，在盖部侧设置嵌入该突起部用的凹部。因此，在电动开闭时，利用突起部与凹部的嵌合力对盖部进行开闭，在手动开闭时，通过使凹部从突起部脱开而能对盖部自由地进行开闭。

但是，在所述的以往的带电动机的电动铰链装置中，存在以下的问题。也就是说，当将突起部与凹部的嵌合力设定成强力时，在盖部的电动开闭时，凹凸嵌合就难以脱开，就难以对盖部进行手动开闭。另外，当在盖部的电动开闭时，使用者无理地使该开闭停止时，有可能损伤齿轮机构。与此相反，当将突起部与凹部的嵌合力设定成较弱时，即使在盖部的电动开闭时使用者强制地使该开闭动作停止时，就难以对齿轮机构造成损伤，但在盖部的电动开闭时，有凹凸卡合被脱开的情况。这样，电动铰链装置就必须同时考虑避免对齿轮机构造成损伤和在手动时容易对盖部容易进行开闭的2个方面，当考虑盖部的手动开闭和电动开闭的2种开闭动作时，存在难以小型化的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供尤其考虑可动对象物的手动转动和电动转动的2种的转动动作、并能适合小型化的结构的带电动机的电动铰链装置。

本发明的带电动机的电动铰链装置，利用设有齿轮机构部的电动机使可动对象物转动，其特点在于，具有：被转动自如地安装在与齿轮机构部连动的输出轴、并与可动对象物连接的第1转动构件；被转动自如地安装在输出轴上、相对第1转动构件以凹凸卡合方式进行连接的第2转动构件；与输出轴一体地连转、并相对第2转动构件以摩擦卡合方式进行连接的第3转动构件；被配置在设于第2转动构件上的第1卡合部与设于第2转动构件上的第2卡合部之间、将第1卡合部压贴在第1转动构件上、将第2卡合部压贴在第3转动构件上的施力装置；在电动机停止时对第2转动构件进行锁定的锁定装置。

在该带电动机的电动铰链装置中，考虑电动机自身的转矩不足而设有齿轮机构部，并考虑在对该齿轮机构部的避免损伤及手动时的可动对象物的转动的容易性。当对于用电动使可动对象物转动、而将电动机作成接通时，随着输出轴的转动，第3转动构件开始转动。这时，由于利用施力装置使第3转动构件与第2转动构件中的第2卡合部保持摩擦保持状态，故第2转动构件随着第3转动构件而转动。另外，由于由施力装置来保持第2转动构件中的第1卡合部与第1转动构件的凹凸保持状态，故第1转动构件随着第2转动构件而转动。另外，通过第1转动构件的转动，可动对象物也随它转动。由此，输出轴的转动力就从第3转动构件依次地传递至第1转动构件。另外，即使在可动对象物的电动转动途中使用者强制地使该转动停止时，也在保持力比凹凸卡合弱的摩擦卡合部分发生打滑，因此，由于第3转动构件相对第2转动构件中的第2卡合部继续进行空转、与第3转动构件连动的输出轴也进行空转，故不会对齿轮机构部施加过分的负荷，能避免齿轮机构部受损伤的现象。与此相反，在使用者利用手动使可动对象物转动的场合，电动机被保持成断开状态，由于第2转动构件被锁定装置止动，故在可动对象物的手动转动时，凹凸卡合就被解除，其结果，能利用手动而使可动对象物自由地转动，因此，这样的电动铰链装置，补充小型电动机的转矩不足、并考虑到可动对象物的手动转动和电动转动的2种的转动动作，对促进小型化是非常有效的。

另外，合适的施力装置具有：在第1卡合部与第2卡合部之间被配置成将输出轴包围的状态、且一端与第1卡合部抵接、另一端与第2卡合部抵接的第1压缩弹簧；在第1卡合部与第2卡合部之间被配置在第1压缩弹簧的内方将输出轴包围的状态、且一端与第1卡合部抵接、另一端与设在输出轴上的弹簧支承部抵接的第2压缩弹簧。

当采用这样的第1压缩弹簧与第2压缩弹簧时，2个弹簧的力赋予凹凸卡合部位，1个弹簧的力赋予摩擦卡合部位。由此，由于能将摩擦卡合部位的保持力比凹凸卡合部位的保持力作成较弱，故使在电动机开始转动时的转矩负荷减小、并能提高利用手动使可动对象物转动的力，即所谓的手动转动力。这样的结构对移动电话及个人计算机等的盖部的开闭是有效的。

另外，合适的锁定装置具有：一端被固定在齿轮机构部侧并向轴向推力方向延伸的单臂支承状态的板弹簧部；被形成在第2转动构件的外周上、并插入设在板弹簧部的浮动端侧上的爪部的落入部；被形成在第3转动构件的外周上、并将所述板弹簧部向输出轴的半径方向推压而使爪部从落入部脱出的解除锁定用突起部。

在采用这样的锁定装置的场合，当将电动机接通时，与输出轴的转动配合而使解除锁定用突起部与第3转动构件一起转动。这时，当突起部将板弹簧部向半径方向推压时，使板弹簧部挠曲、使爪部向半径方向移动，爪部从第2转动构件的落入部脱出而解除锁定，第2转动构件就成为能自由转动的状态。其结果，以摩擦卡合力、第2转动构件就追随第3转动构件而进行转动。而且，当第2转动构件开始转动时，落入部也向转动方向移动。这时，即使利用突起部的推压被解除后的板弹簧部弹性地回复，爪部也不会进入落入部内，与第2转动构件的周面继续抵接而能保持第1和第2转动构件的转动状态。然后，在爪部进入继续移动的落入部内的时刻，第1和第2转动构件的转动被强制地停止，第2转动构件成为锁定状态。

另外，合适的锁定装置具有：与第3转动构件邻接配置、并沿输出轴向轴向推力方向滑动的挡块构件；从挡块构件向轴向推力方向突出的爪部；被设在第2转动构件的第2卡合部上、且将爪部的前端从轴向推力方向插入的落入部；对挡块构件向第2转动构件施力的施力装置；从配置在第2卡合部与挡块构件之间的第3转动构件向挡块构件并向轴向推力方向突出、且克服施力装置的施力而使挡块构件向轴向推力方向移动的解除锁定用突起部。

在采用这样结构的场合，当将电动机接通时，与输出轴的转动配合而使解除锁定用突起部与第3转动构件一起转动。这时，当突起部克服弹簧力而对挡块构件进行推压时，挡块构件的爪部就向轴向推力方向移动。其结果，爪部从设在第2卡合部上的落入部脱出而解除锁定，第2转动构件成为能自由地转动的状态。而且，以摩擦卡合力、使第2转动构件随第3转动构件而转动。另外，当第2转动构件开始转动时，落入部也向转动方向移动。这时，即使利用突起部的轴向推力方向的推压被解除后的挡块构件利用施力装置而回复，爪部也不会进入落入部内，与第2转动构件继续抵接而能保持第1和第2转动构件的转动状态。然后，在爪部进入继续移动的落入部内的时刻，第1和第2转动构件的转动被强制地停止，第2转动构件成为锁定状态。

本发明的带电动机的电动铰链装置，利用设有齿轮机构部的电动机而使可动对象物转动，其特点在于，具有：被转动自如地安装在与齿轮机构部连动的输出轴、并与可动对象物连接的第1转动构件；被转动自如地安装在输出轴上、相对第1转动构件以凹凸卡合方式进行连接的第2转动构件；与输出轴一体地连转、并相对第2转动构件以摩擦卡合方式进行连接的第3转动构件；施力装置，其对第3转动构件向第2转动构件并向输出轴的轴向推力方向施力，将第3转动构件压贴在第2转动构件上，将第2转动构件压贴在第1转动构件上；以及在电动机停止时对第2转动构件进行锁定的锁定装置。

在该带电动机的电动铰链装置中，考虑电动机自身的转矩不足而设有齿轮机构部，并考虑对该齿轮机构部的避免损伤及手动时的可动对象物的转动的容易性。当对于用电动使可动对象物转动而将电动机作成接通时，随着输出轴的转动，第3转动构件开始转动。这时，由于利用施力装置使第3转动构件与第2转动构件保持摩擦保持状态，故第2转动构件随第3转动构件而转动。另外，由于利用施力装置保持第2转动构件与第1转动构件的凹凸保持状态，故第1转动构件随第2转动构件而转动。另外，由于第1转动构件的转动，故可动对象物也随它转动。由此，输出轴的转动力就从第3转动构件依次地传递至第1转动构件。另外，即使在可动对象物的电动转动途中使用者强制地使该转动停止时，也在保持力比凹凸卡合弱的摩擦卡合部分发生打滑，因此，由于第3转动构件相对第2转动构件继续进行空转、与第3转动构件连动的输出轴也进行空转，故不会对齿轮机构部施加过分的负荷，能避免齿轮机构部受损伤的现象。与此相反，在使用者利用手动而使可动对象物进行转动时，电动机被保持成断开状态，由于第2转动构件被锁定装置止动，故在可动对象物的手动转动时，凹凸卡合就被解除，其结果，能利用手动使可动对象物自由地转动，因此，这样的电动铰链装置，可补充小型电动机的转矩不足，并可考虑到可动对象物的手动转动和电动转动的2种转动动作，对促进小型化是非常有效的，尤其适合于将全长予以缩短的场合。

另外，合适的锁定装置具有：一端被固定在齿轮机构部侧并向轴向推力方向延伸的单臂支承状态的板弹簧部；被形成在第2转动构件的外周上、并插入设在板弹簧部的浮动端侧上的爪部的落入部；被形成在第3转动构件的外周上、并将板弹簧部向输出轴的半径方向推压并使爪部从落入部脱出的解除锁定用突起部。

在采用这样的锁定装置的场合，当将电动机接通时，与输出轴的转动配合而使解除锁定用突起部与第3转动构件一起转动。这时，当突起部将板弹簧部向半径方向推压时，使板弹簧部挠曲、且使爪部向半径方向移动，爪部从第2转动构件的落入部脱出而解除锁定，第2转动构件就成为能自由转动的状态。其结果，以摩擦卡合力、使第2转动构件随第3转动构件而转动。而且，当第2转动构件开始转动时，落入部也向转动方向移动。这时，即使利用突起部的推压被解除后的板弹簧部弹性地回复，爪部也不会进入落入部内，与第2转动构件的周面继续抵接而能保持第1和第2转动构件的转动状态。然后，在爪部进入继续移动的落入部内的时刻，第1和第2转动构件的转动被强制地停止，第2转动构件成为锁定状态。

附图的简单说明

图1是表示应用本发明的带电动机的电动铰链装置的折叠式移动电话的主视图。

图2是表示本发明的带电动机的电动铰链装置的第1实施形态的剖视图。

图3是图2的主要部分的放大剖视图。

图4是本发明的带电动机的电动铰链装置的分解立体图。

图5是表示通过突起部的凸轮动作、爪部从落入部脱出后的解除锁定状态的剖视图。

图6是表示保持解除锁定状态的剖视图。

图7是表示本发明的带电动机的电动铰链装置的第2实施形态的剖视图。

图8是表示本发明的带电动机的电动铰链装置的第3实施形态的剖视图。

图9是表示第2卡止部的侧视图。

图10是表示通过突起部的凸轮动作、爪部从落入部脱出后的解除锁定状态的剖视图。

图11是表示保持解除锁定状态的剖视图。

图12是表示本发明的带电动机的电动铰链装置的第4实施形态的剖视图。

图13是表示本发明的带电动机的电动铰链装置的第5实施形态的剖视图。

图14是表示应用第6实施形态的带电动机的电动铰链装置的另一折叠式移动电话的主视图。

图15是表示第6实施形态的带电动机的电动铰链装置的剖视图。

图16是图15的主要部分的放大剖视图。

图17是图15所示的带电动机的电动铰链装置的分解立体图。

图18是表示通过突起部的凸轮动作、爪部从落入部脱出后的解除锁定状态的剖视图。

图19是表示保持解除锁定状态的剖视图。

图20是表示本发明的带电动机的电动铰链装置的另一实施形态的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的带电动机的电动铰链装置的最佳实施形态详细地进行说明。

[第1实施形态]

本发明的带电动机的电动铰链装置，用于安装在移动电话、电子帐本、笔记本型个人计算机等中的可动对象物(盖等)的开闭动作，是适于空间狭小场所的装置。如图1所示，折叠式移动电话1，主要由排列有数字键等的操作按纽5的本体2、嵌入液晶画面3的盖部(可动对象物)4、收发电波的天线5构成，通过借助轴将本体2与盖部4进行铰链结合而使盖部4开闭自如。另外，该移动电话1是在手动和电动的任一种使用状态下都能对盖部4进行开闭的电动开闭式类型，能用单手对盖部4进行开闭，为了实现该方式，将电动铰链装置10收容在铰链部分S处。

如图2所示，该电动铰链装置10，作为驱动源具有能装入折叠式移动电话1的铰链部分S处程度(例如，简体周围的直径为7mm程度)的小型的电动机11，该电动机11具有由心轴电动机(日文：コァ一ドモ一タ)构成，并为圆筒形的金属制电动机外壳(筒体部)12。另外，在该电动机外壳12的内壁面上固定着由具有N、S极的永久磁铁构成的定子，在电动机外壳12的内部收容着在铁心上卷绕线圈的转子。在该转子的中心，固定着用轴承支承的驱动轴13，在电动机外壳12内，在驱动轴13的后端上固定着整流子，一对电刷与该整流子滑动接触。

该驱动轴13从电动机外壳12伸出，并与齿轮机构部14内的减速齿轮组连接着。该齿轮机构部14具有与电动机外壳12大致相同直径的齿轮箱16，在该齿轮箱16内收容着用于实现所需减速的各种齿轮。另外，在齿轮箱16中，设有能向移动电话1的本体2侧进行螺钉紧固的托架17。

输出轴18从该齿轮机构部13的前端伸出。如图3和图4所示，输出轴18的前端，被插入在周围形成有花键部20a的第1转动构件20的中心孔20e内。该第1转动构件20，相对输出轴18被安装成自由转动自如，花键部20a被嵌入设在盖部4的臂4a上的凸起部4b(参照图1)内。通过这样的花键结合，就使盖部(可动对象物)4与第1转动构件20一体地配合动作。

与该第1转动构件20邻接的第2转动构件21，用圆板形的第1卡合部25和杯形的第2卡合部26作成圆筒形的容器。在该第1卡合部25的外周部，设有向径向突出的导向突部25a，在第2卡合部26上形成有收容各导向突部25a用的向轴向推力方向延伸的导向槽26b。而且，当将第1卡合部25与第2卡合部26作成一体化而构成第2转动构件21时，第2卡合部26在能与第1卡合部25一起转动的同时，能相对第1卡合部25向轴向推力方向自由地移动。

另外，输出轴18被插入第2转动构件21的中心孔21e内，第2转动构件21相对输出轴18被安装成自由转动自如，且以凹凸卡合方式对第1转动构件20进行连接。例如，在第1转动构件20的配合面20b上形成以180度的相位角度进行配置的2个凹部20c，并以嵌入于各凹部20c中的状态、在第2转动构件21中的第1卡合部25的配合面21b上形成以180度的相位角度进行配置的2个凸部21c。由此，利用凹部20c与凸部21c的配合动作而形成凹凸卡合部位A，第2转动构件21在被止动的状态下，当使第1转动构件20进行正转和反转时，在任一种转动时都能实现每180度的凹凸卡合。另外，凹部20c和凸部21c的个数及相位角度，根据移动电话1等的设备的规格能适当变更。

另外，与第2转动构件21邻接的第3转动构件22，与输出轴18一体地连转。在该第3转动构件22的中心孔22e内插入输出轴18，在该输出轴18中，向直径方向打入止转用的销23。而且，通过使该销23进入第3转动构件22的槽22a内，实现第3转动构件22与输出轴18的一体的连转，还能使第3转动构件22向轴向推力方向移动。另外，第3转动构件22相对第2转动构件21中的第2卡合部26以摩擦卡合方式进行连接着。

例如，该第2转动构件21，利用后述的螺旋弹簧30的推压力、并利用与其配合面21d容易发生摩擦的树脂或金属等的材料，第3转动构件22也同样地能利用与其配合面22d容易发生摩擦的材料。由此，利用配合面21d与配合面22d的配合动作形成摩擦卡合部位B，当第3转动构件22与输出轴18一起转动时，就通过摩擦力使第2转动构件21转动。另外，为了使摩擦力增加、而使配合面21d、22d的表面粗糙时，由于在耐久性方面是不利的，故在通常的场合对其表面积和弹簧加力进行调整而使摩擦保持力变化。

另外，为了发生上述的凹凸卡合和摩擦卡合的各保持力，而利用由螺旋弹簧构成的施力装置30。该螺旋弹簧30被收容在圆筒容器状的第2转动构件21内，在第1卡合部25与第2卡合部26的底面26c之间，被配置成卷绕在输出轴18的周围的状态。而且，利用该螺旋弹簧30对第1卡合部25向第1转动构件20施力，对第2卡合部26向第3转动构件22施力。通过对第1卡合部25向第1转动构件20并向输出轴18的轴向推力方向(轴线方向)施力，将在第2转动构件21上的第1卡合部25压贴在第1转动构件20上，还将在第2转动构件21上的第2卡合部26压贴在第3转动构件22上。

另外，利用嵌入于输出轴18的后侧的C形圈31，能实现第3转动构件22对输出轴18的止脱。另外，由于还构成利用螺旋弹簧30对第1转动构件20进行施力的状态，利用嵌入于输出轴18的前侧的C形圈32，就能进行第1转动构件20相对输出轴18的止脱。但是，在第1C形圈31与第1转动构件20的端面之间，安装着减少摩擦用的垫圈33。

另外，该电动铰链装置10，具有在电动机11停止时进行对第2转动构件21的锁定、并在电动机11驱动时对第2转动构件21进行解除锁定用的锁定装置40。如图2和图4所示，锁定装置40具有折弯成L字形的挡块构件41，在该挡块构件41的一端上，设有与齿轮箱16的前端面抵接并被固定在齿轮机构部14侧的安装片42。在该安装片42上形成有可插入输出轴18的开口部42a、和利用螺钉43能向齿轮箱16进行螺钉紧固的螺钉插入孔42b。

另外，在挡块构件41上，设有从安装片42向输出轴18的轴向推力方向延伸的单臂支承状态的板弹簧部44，在该板弹簧部44的浮动端形成向半径方向折弯的爪部44a。该爪部44a插入在第2转动构件21中的第2卡合部26的外周上形成的凹状的落入部46内，成对的落入部46、以180度的相位角度(该角度根据设备的规格可适当地变更)被配置着，在第2转动构件21每转动180度时，爪部44a进入落入部46内。

另外，将这样的爪部44a从落入部46脱出用的解除锁定用突起部47形成于第3转动构件22的外周上。当第3转动构件22转动时，利用该突起部47的凸轮动作，而将板弹簧部44向输出轴18的半径方向推压，使板弹簧部44挠曲并使爪部44a从落入部46脱出(参照图5)。这时，第2转动构件21成为能自由转动的状态，第2转动构件21就以摩擦保持力相对继续转动的第3转动构件22进行从动。由此，当第2转动构件21开始转动时，落入部46也向转动方向移动。

这时，与第3转动构件22一起地连着转动的突起部47从板弹簧部44离开，即使解除推压后的板弹簧部44回复，爪部44a也不会进入落入部46内，爪部44a继续与第2转动构件21中的第2卡合部26的周面抵接，就能继续保持锁定的解除状态(参照图6)。而且，在直至44a进入落入部46内之前，第1和第2转动构件20、21的转动状态被保持，在爪部44a进入落入部46内的时刻，第1和第2转动构件20、21的转动被强制地停止。

接着，根据上述的结构对电动铰链装置10的动作简单的进行说明。

首先，在想用单手通过电动将移动电话1的盖部4打开的场合，当将设在本体2的侧面上的盖开闭开关(未图示)进行接通、并使电动机11进行动作时，随着输出轴18的正转而第3转动构件22开始正转，而且，在摩擦卡合部位B上，当第3转动构件22滑动并转动时，利用突起部47的凸轮动作，板弹簧部44被向输出轴18的半径方向推压，使板弹簧部44挠曲且使爪部44a从落入部46脱出(参照图5)。

这时，锁定状态被解除，第2转动构件21上的第2卡合部26，利用螺旋弹簧30对第3转动构件22的施力而在摩擦卡合部位B成为摩擦保持状态，随着第3转动构件22而转动。另外，第1转动构件20，由于对在第2转动构件21中的第1卡合部25利用螺旋弹簧30在凹凸卡合部位A对凹凸保持状态进行保持，故第1转动构件20随着第2转动构件21而转动，通过第1转动构件20的转动，盖部随其转动。这样，当解除锁定状态时，输出轴18的转动力从第3转动构件22依次地传递至第1转动构件20，开始盖部4的打开动作。而且，在盖部4完全打开的状态下，利用未图示的光传感器的检测，对爪部44a进入落入部46的时刻进行估计，并使电动机11的驱动自动停止。

与此相反，在想用单手通过变动将盖部4关闭的场合，当将设在本体2的侧面上的盖开闭开关(未图示)作成接通、并使电动机11动作时，输出轴18进行反转、且第3转动构件22开始反转。而且，利用解除锁定用突起部47的凸轮动作，将板弹簧部44向输出轴18的半径方向进行推压，使板弹簧部44挠曲、并使爪部44a从落入部46脱出。一旦锁定被解除时，输出轴18的转动力从第3转动构件22依次地传递至第1转动构件20，盖部4开始关闭动作。而且，在盖部4完全关闭的状态下，利用未图示的光传感器的检测，对爪部44a进入落入部46的时刻进行估计，并使电动机11的驱动自动停止。

另外，在盖部4的电动开闭的途中使用者强制停止其开闭动作的场合，利用在比凹凸卡合部位A的保持力弱的摩擦卡合部位B上发生打滑，由此，第3转动构件22开始空转。其结果，由于输出轴18进行空转，就不会对齿轮机构部14施加过分的负荷，就能避免齿轮机构部14内的齿轮组受损伤的事态。

与此相反，在用手动将盖部4进行开闭的场合，由于电动机11被保持成断开状态、且成为爪部44a进入落入部46而锁定的状态(参照图2)，故第2转动构件21被止动。由此，在对盖部4进行手动开闭时，凹凸卡合部位A的嵌合就被解除，能利用手动对盖部4自由地进行开闭。另外，在将盖部4完全打开的瞬间或关闭的瞬间，由于利用螺旋弹簧30的施力、将凸部21c引入凹部20c内，故在盖部4的最大开度位置上能获得适当的咯哒(日文：クリック)感。这样，在上述电动铰链装置10上，利用齿轮机构部14补充小型的电动机11的转矩的不足，并作成适当考虑盖部4的手动开闭和电动开闭的2种的开闭动作，在促进小型化方面是非常有效的。

[第2实施形态]

如图7所示，在两驱动形式的电动铰链装置50中，将安装在电动机11A上的齿轮机构部14A固定在衬垫53上，并将主动齿轮52固定在从齿轮机构部14A伸出的驱动轴51上。另外，在贯通衬垫53并从其两端突出的输出轴18A上，固定着与主动齿轮52啮合的从动齿轮54。而且，在输出轴18A的一端侧，安装着第1铰链机构56，在输出轴18A的另一端侧安装着第2铰链机构57，第1铰链机构56和第2铰链机构57以镜面对称的位置关系被安装在输出轴18A的两侧。另外，第1和第2铰链机构56、57，由于与上述的单侧驱动形式的电动铰链装置10的主要的结构部分和功能相同，故标上相同的符号并省略其说明。

[第3实施形态]

上述的电动铰链装置10、50，是具有向半径方向进行锁定和解除锁定的锁定装置40的装置，而图8和图9所示的电动铰链装置60，是具有向轴向推力方向进行锁定和解除锁定的锁定装置61的装置。另外，在该第3实施形态中，对与第1实施形态相同或同等的结构部分标上相同的符号并省略其说明。

该锁定装置61，具有对第2转动构件21进行锁定和解除锁定的圆板状的挡块构件62，该挡块构件62与第3转动构件22邻接配置，并将输出轴18插入中心孔62e内，且沿该输出轴18向轴向推力方向滑动。另外，在挡块构件62上，从其周缘的一部分向第2转动构件21一体地形成向轴向推力方向突出的爪部62a。与此相反，在第2转动构件21上的第2卡合部26的周缘部的一部分上形成爪部62a从轴向推力方向插入的2个落入部26a，成对的落入部26a以180度的相位角度(该角度根据各种设备的规格可适当地变更)被配置，第2转动构件21在每转动180度时、爪部62a进入落入部26a内。而且，通过爪部62a进入落入部26a内，第2转动构件21被锁定，通过爪部62a从落入部26a脱出而解除第2转动构件21的锁定。

为了适当地进行锁定和解除锁定，在挡块构件62与齿轮机构部14之间配置作为施力装置的螺旋弹簧63，并使该螺旋弹簧63的一端与挡块构件62侧抵接，并通过使另一端与齿轮机构部14侧抵接，使挡块构件62向第2转动构件21施力。另外，为了进行向轴向推力方向的解除锁定，在第3转动构件22的周缘部的一部分上，向挡块构件62并向轴向推力方向突出地设有作成凸轮片的解除锁定用突起部64。与此相反，在挡块构件62的一部分上，由于与该突起部64配合动作并使挡块构件62后退，设有向轴向推力方向突出的山形的台阶部66。因此，通过突起部64对台阶部66进行推压，克服螺旋弹簧63的施力能使挡块构件62向轴向推力方向后退。

另外，为了使挡块构件62能可靠地引导向轴向推力方向进退，在齿轮箱16的前端通过托架67a并利用螺钉68将向轴向推力方向延伸的导向片67进行固定。另外，该导向片67，为了实现挡块构件62的止转，而被插入于在挡块构件62的周缘部的一部分上形成的缺口部69内。

因此，当将电动机11接通时，与输出轴18的转动配合而使与第3转动构件22一起的解除锁定用突起部64进行转动。这时，当突起部64克服弹簧63的施力而对挡块构件62进行推压时，挡块构件62的爪部62a向轴向推力方向后退。其结果，爪部62a从设在第2卡合部26上的落入部26a脱出而解除锁定，第2转动构件21就成为能自由转动的状态(参照图10)。而且，第2转动构件21以摩擦保持力而随着第3转动构件22进行转动。

另外，当第2转动构件21开始转动时，由于落入部26a也向转动方向移动，这时，利用突起部64将向轴向推力方向的推压解除后的挡块构件62，即使利用施力装置(螺旋弹簧)63进行回复，爪部62a也不会进入落入部26a内，继续与第2转动构件21抵接、且保持第1和第2转动构件20、21的转动状态(参照图11)。而且，在爪部62a进入继续移动的落入部26a内的时刻，第1和第2转动构件20、21的转动被强制地停止而成为锁定装置。在成为锁定状态的时刻，利用未图示的光传感器的检测，使电动机11的驱动自动停止。

[第4实施形态]

图12所示的电动铰链装置70，是第1实施形态的改进型，对于该电动铰链装置70的说明，对与第1实施形态相同或同等的结构标上相同的符号并省略其说明。

施力装置71，由收容在圆筒状的第2转动构件21内的第1压缩弹簧72和第2压缩弹簧73构成。第1压缩弹簧72，在第1卡合部25与第2卡合部26之间，被配置成卷绕在输出轴18的周围，第1压缩弹簧72的一端与第1卡合部25抵接、其另一端与第2卡合部26的底面26c抵接。由该第1压缩弹簧72对第1卡合部25，向第1转动构件20并向输出轴18的轴向推力方向(轴线方向)施力，对第2卡合部26，向第3转动构件22并向轴向推力方向施力。其结果，在第2转动构件21上，将第1卡合部25压贴在第1转动构件20上，将第2卡合部26压贴在第3转动构件22上。

与此相反，第2压缩弹簧73，在第1压缩弹簧72的内侧，被配置成在第1卡合部25与第2卡合部26之间将输出轴18包围的状态，第2压缩弹簧73的一端与第1卡合部25抵接，其另一端与由嵌入输出轴18的C形圈构成的弹簧支承部74抵接。由此，该第2压缩弹簧73，仅对第1卡合部25向第1转动构件20并向轴向推力方向(轴线方向)施力，在凹凸卡合部位A辅助有第1压缩弹簧72的弹簧力。

这样，当用第1压缩弹簧72和第2压缩弹簧73构成施力装置71时，在凹凸卡合部位A上赋予2个弹簧的力，在摩擦卡合部位B上赋予1个弹簧的力。因此，由于相对凹凸卡合部位A的保持力能使在摩擦卡合部位B上的保持力减弱，故能使电动机开始转动时的转矩负荷减小、并能通过手动使盖部4转动的力、所谓的手动转动力提高。这样的结构，对移动电话及个人计算机等的盖部的开闭是有效的。

[第5实施形态]

图13所示的电动铰链装置80是第3实施形态的改进型，对该电动铰链装置80的说明，对与第3实施形态相同或同等的结构标上相同的符号并省略其说明。

施力装置81，由收容在圆筒状的第2转动构件21内的第1压缩弹簧82和第2压缩弹簧83构成。第1压缩弹簧82，在第1卡合部25与第2卡合部26之间，被配置成卷绕在输出轴18的周围，第1压缩弹簧82的一端与第1卡合部25抵接、其另一端与第2卡合部26的底面26c抵接。由该第1压缩弹簧82，对第1卡合部25，向第1转动构件20并向输出轴18的轴向推力方向(轴线方向)施力，对第2卡合部26，向第3转动构件22并向轴向推力方向施力。其结果，在第2转动构件21上，将第1卡合部25压贴在第1转动构件20上，将第2卡合部26压贴在第3转动构件22上。

与此相反，第2压缩弹簧83，在第1压缩弹簧82的内侧，被配置成在第1卡合部25与第2卡合部26之间将输出轴18包围的状态，第2压缩弹簧83的一端与第1卡合部25抵接，其另一端与由嵌入输出轴18的C形圈构成的弹簧支承部84抵接。由此，该第2压缩弹簧83，仅对第1卡合部25向第1转动构件20并向轴向推力方向(轴线方向)施力，在凹凸卡合部位A辅助有第1压缩弹簧82的弹簧力。

这样，当用第1压缩弹簧82和第2压缩弹簧83构成施力装置81时，在凹凸卡合部位A上赋予2个弹簧的力，在摩擦卡合部位B上赋予1个弹簧的力。因此，由于相对凹凸卡合部位A的保持力能使在摩擦卡合部位B上的保持力减弱，故能使电动机开始转动时的转矩负荷减小、并能通过手动使盖部4转动的力、所谓的手动转动力提高。这样的结构，对移动电话及个人计算机等的盖部的开闭是有效的。

[第6实施形态]

本发明的带电动机的电动铰链装置，是利用被安装在移动电话、电子帐本、笔记本型个人计算机等中的可动对象物(盖等)的开闭动作，适于空间狭小场所的装置。如图14所示，折叠式移动电话100，主要由排列有数字键等的操作按纽105的本体102、嵌入液晶画面103的盖部(可动对象物)104、收发电波的天线105构成，由于通过轴将本体102与盖部104铰链结合而使盖部104开闭自如。另外，该移动电话100，是在手动和电动的任一种使用状态下都能进行盖部104的开闭的电动开闭式类型，能用单手对盖部104进行开闭，为了实现该方式，将电动铰链装置110收容在铰链部分S1处。

如图15所示，该电动铰链装置110，作为驱动源具有能装入折叠式移动电话100的铰链部分S1处程度(例如，筒体周围的直径为7mm程度)的小型的电动机111，该电动机111具有由心轴电动机构成并为圆筒形的金属制电动机外壳(筒体部)112。另外，在该电动机外壳112的内壁面上固定着由具有N、S极的永久磁铁构成的定子，在电动机外壳112的内部收容着在铁心上卷绕线圈的转子。在该转子的中心，固定着用轴承支承的驱动轴113，在电动机外壳112内，在驱动轴113的后端上固定着整流子，一对电刷与该整流子滑动接触。

该驱动轴113从电动机外壳112伸出，并与齿轮机构部114内的减速齿轮组连接着。该齿轮机构部114具有与电动机外壳112大致相同直径的齿轮箱116，在该齿轮箱116内收容着用于实现所需减速的各种齿轮。另外，在齿轮箱116中，设有能向移动电话100的本体102侧进行螺钉紧固的托架117。

输出轴118从该齿轮机构部113的前端伸出。如图16和图17所示，输出轴118的前端被插入在周围形成有花键部120a的第1转动构件120的中心孔120e内。该第1转动构件120相对输出轴118被安装成自由转动自如，花键部120a被嵌入设在盖部104的臂104a上的凸起部104b(参照图14)内。通过这样的花键结合，就使盖部(可动对象物)104与第1转动构件120一体地连动。

与该第1转动构件120邻接的第2转动构件121，被自由转动自如地安装在输出轴118上。该输出轴118，插入第2转动构件121的中心孔121e内，第2转动构件121以凹凸卡合方式与第1转动构件120连接着。例如，在第1转动构件120的配合面120b上，形成2个以180度的相位角度配置的凹部120c，以嵌入各凹部120c内的状态、在第2转动构件121的配合面121b上，形成2个以180度的相位角度配置的凸部121c。由此，利用凹部120c与凸部121c的配合动作形成凹凸卡合部位A，并在将第2转动构件121止动的状态下，当使第1转动构件120正转和反转时，在任一种转动时都能实现每180度的凹凸卡合。另外，凹部120c和凸部121c的个数及相位角度，能根据移动电话100等的设备的规格而适当变更。

另外，与第2转动构件121邻接的第3转动构件122，与输出轴118一体地连转。在该第3转动构件122的中心孔122e内插入输出轴118，在该输出轴118中，向直径方向打入止转用的销123。而且，通过使该销123进入第3转动构件122的槽122a内，实现第3转动构件122与输出轴118的一体的连转，还能使第3转动构件122向轴向推力方向移动。另外，第3转动构件122相对第2转动构件121以摩擦卡合方式连接着。

例如，该第2转动构件121，利用后述的螺旋弹簧130的推压力、并利用与其配合面121d容易发生摩擦的树脂或金属等的材料，第3转动构件122也同样地，能利用与其配合面122d容易产生摩擦的材料。由此，利用配合面121d与配合面122d的配合动作形成摩擦卡合部位B，当第3转动构件122与输出轴118一起转动时，就通过摩擦力使第2转动构件121转动。另外，当为了使摩擦力增加、使配合面121d、122d的表面粗糙时，由于在耐久性方面是不利的，故在通常的场合对其表面积和弹簧加力进行调整而使摩擦保持力变化。

另外，为了发生上述的凹凸卡合和摩擦卡合的各保持力，而利用由螺旋弹簧构成的施力装置130。该螺旋弹簧130，与第3转动构件122邻接并卷绕在输出轴118的周围，对第2和第3转动构件121、122向第1转动构件120并向一方向施力。通过对第3转动构件122向第2转动构件121并向输出轴118的轴向推力方向(轴线方向)施力，将第3转动构件122压贴在第2转动构件121上，将第2转动构件121压贴在第1转动构件120上。由于发生这样的一方向的施力，故使螺旋弹簧130的一端与第3转动构件122抵接、并使螺旋弹簧130的另一端与弹簧台座135抵接。

另外，将输出轴118插入该弹簧台座135的中心孔135e中，利用嵌入于该输出轴118中的后侧的C形圈131，能实现弹簧台座131对输出轴118的止脱。另外，由于还构成利用螺旋弹簧130对第1转动构件120进行施力的状态，故利用嵌入于输出轴118的前侧的C形圈132，就能进行第1转动构件120相对输出轴118的止脱。但是，在第1C形圈131与第1转动构件120的端面之间，安装着减少摩擦用的垫圈133。

另外，该电动铰链装置110，具有在电动机111停止时进行对第2转动构件121的锁定、在电动机111驱动时对第2转动构件121进行解除锁定用的锁定装置140。如图15和图17所示，锁定装置140具有折弯成L字形的挡块构件141，在该挡块构件141的一端上，设有与齿轮箱116的前端面抵接并被固定在齿轮机构部114侧的安装片142。在该安装片142上，形成有可插入输出轴118的开口部142a、和利用螺钉143能向齿轮箱116进行螺钉紧固的螺钉插入孔142b。

另外，在挡块构件141上设有从安装片142向输出轴118的轴向推力方向延伸的单臂支承状态的板弹簧部144，在该板弹簧部144的浮动端，形成向半径方向折弯的爪部144a。该爪部144a插入在第2转动构件121的外周上形成的凹状的落入部146内，成对的落入部146以180度的相位角度(该角度根据设备的规格可适当地变更)被配置，在第2转动构件121每转动180度时，爪部144a进入落入部146内。

另外，将这样的爪部144a从落入部146脱开用的解除锁定用突起部147形成于第3转动构件122的外周上。当第3转动构件122转动时，利用该突起部147的凸轮动作，将板弹簧部144向输出轴118的半径方向推压，使板弹簧部144挠曲并使爪部144a从落入部146脱出(参照图18)。这时，第2转动构件121成为能自由转动的状态，第2转动构件121，就利用电动机111相对继续转动的第3转动构件122以摩擦卡合力进行从动。由此，当第2转动构件121开始转动时，落入部146也向转动方向移动。

这时，与第3转动构件122一起连转的突起部147从板弹簧部144离开，即使推压被解除的板弹簧部144产生回复，爪部144a也不会进入落入部146内，爪部144a继续与第2转动构件121的周面抵接，就能继续保持锁定的解除状态(参照图19)。而且，在直至爪部144a进入落入部146内之前，保持第1和第2转动构件120、121的转动状态，在爪部144a进入落入部146内的时刻，第1和第2转动构件120、121的转动被强制地停止。

下面，根据上述的结构对电动铰链装置110的动作简单的进行说明。

首先，在想用单手通过电动将移动电话100的盖部104打开的场合，当将设在本体102的侧面上的盖开闭开关(未图示)作成接通、并使电动机111动作时，第3转动构件122随着输出轴118的正转而开始正转，而且，在摩擦卡合部位B上，当第3转动构件122滑动并转动时，利用突起部147的凸轮动作，板弹簧部144受到朝向输出轴118的半径方向的推压，板弹簧部144产生挠曲而使爪部144a从落入部146脱出(参照图18)。

这时，锁定状态被解除，第2转动构件121利用螺旋弹簧130对第3转动构件122的施力而成为摩擦卡合部位B处的摩擦保持状态，随第3转动构件122进行转动。另外，第1转动构件120，由于利用螺旋弹簧130相对第2转动构件121而在凹凸卡合部位A维持凹凸保持状态，故第1转动构件120随第2转动构件121进行转动，通过第1转动构件120的转动，盖部104随其而转动。这样，当解除锁定状态时，输出轴118的转动力从第3转动构件122依次传递至第1转动构件120，开始盖部104的打开动作。而且，在盖部104完全打开的状态下，利用未图示的光传感器的检测，对爪部144a进入落入部146的时刻进行估计，并使电动机111的驱动自动停止。

与此相反，在想用单手通过电动将盖部104关闭的场合，当将设在本体102的侧面上的盖开闭开关(未图示)作成接通、并使电动机111动作时，输出轴118进行反转、且第3转动构件122开始反转。而且，利用解除锁定用突起部147的凸轮动作，将板弹簧部144向输出轴118的半径方向推压，使板弹簧部144挠曲、并使爪部144a从落入部146脱出。一旦锁定被解除时，输出轴118的转动力从第3转动构件122依次传递至第1转动构件120，盖部104开始关闭动作。而且，在盖部104完全关闭的状态下，利用未图示的光传感器的检测，对爪部144a进入落入部146的时刻进行估计，并使电动机111的驱动自动停止。

另外，在盖部104的电动开闭的途中，使用者强制停止其开闭动作的场合，在比凹凸卡合部位A的保持力弱的摩擦卡合部位B上发生打滑，由此，第3转动构件122开始空转。其结果，由于输出轴118进行空转，就不会对齿轮机构部114施加过分的负荷，就能避免齿轮机构部114内的齿轮组受损伤的现象。

与此相反，在用手动将盖部104进行开闭的场合，由于电动机111被保持成断开状态、且成为爪部144a进入落入部146而锁定的状态(参照图15)，故第2转动构件121被止动。由此，在对盖部104进行手动开闭时，凹凸卡合部位A的嵌合就被解除，能利用手动对盖部104自由地进行开闭。另外，在将盖部104完全打开的瞬间或关闭的瞬间，由于利用螺旋弹簧130的施力、将凸部121c引入凹部120c内，故在盖部104的最大开度位置上能获得适当的咯哒感。这样，在上述的电动铰链装置110中，利用齿轮机构部114可补充小型的电动机111的转矩不足，并作成适当考虑盖部104的手动开闭和电动开闭的2种的开闭动作，在促进小型化方面成为非常有效的结构。

本发明不限于上述实施形态，例如可作成图20所示的两个驱动形式的电动铰链装置150。在该电动铰链装置150中，安装在电动机111A上的齿轮机构部114A被固定在衬垫153上，将主动齿轮152固定在从齿轮机构部114A突出的驱动轴151上。另外，在贯通衬垫153并从其两端伸出的输出轴118A上，固定着与主动齿轮152啮合的从动齿轮154。而且，将第1铰链机构156安装在输出轴118A的一端侧，将第2铰链机构157安装在输出轴118A的另一端侧，第1铰链机构156与第2铰链机构157以镜面对称的位置关系而被安装在输出轴118A的两侧。另外，第1和第2铰链机构156、157，由于是与上述的单侧驱动形式的电动铰链装置110的主要结构部分和功能是相同的，故标上相同符号并省略其说明。

Claims (6)

1、一种带电动机的电动铰链装置，利用设有齿轮机构部的电动机使可动对象物进行转动，其特征在于，具有：

被转动自如地安装在与所述齿轮机构部连动的输出轴上、并与所述可动对象物连接的第1转动构件；

被转动自如地安装在所述输出轴上、与所述第1转动构件以凹凸卡合方式连接的第2转动构件；

随所述输出轴一体转动、并与所述第2转动构件以摩擦卡合方式连接的第3转动构件；

被配置在设于所述第2转动构件上的第1卡合部与设于第2转动构件上的第2卡合部之间、将所述第1卡合部压贴在所述第1转动构件上、将所述第2卡合部压贴在所述第3转动构件上的施力装置；

在电动机停止时，对所述第2转动构件进行锁定的锁定装置。

2、如权利要求1所述的带电动机的电动铰链装置，其特征在于，

所述施力装置包括：

配置成在所述第1卡合部与所述第2卡合部之间将所述输出轴包围的状态、一端与所述第1卡合部抵接、另一端与所述第2卡合部抵接的第1压缩弹簧；

在所述第1卡合部与所述第2卡合部之间将所述输出轴包围并配置在所述第1压缩弹簧的内方、一端与所述第1卡合部抵接、另一端与设在所述输出轴上的弹簧支承部抵接的第2压缩弹簧。

3、如权利要求1或2所述的带电动机的电动铰链装置，其特征在于，

所述锁定装置具有：

一端被固定在所述齿轮机构部侧并向所述轴向推力方向延伸的单臂支承状态的板弹簧部；

被形成在所述第2转动构件的外周上、并插入设在所述板弹簧部浮动端侧上的爪部的落入部；

被形成在所述第3转动构件的外周上、并将所述板弹簧部向所述输出轴的半径方向推压而使所述爪部从所述落入部脱出的解除锁定用突起部。

4、如权利要求1或2所述的带电动机的电动铰链装置，其特征在于，

所述锁定装置具有：

与所述第3转动构件邻接配置、并沿所述输出轴而向轴向推力方向滑动的挡块构件；

从所述挡块构件向所述轴向推力方向突出的爪部；

被设在所述第2转动构件的所述第2卡合部上、且将所述爪部的前端从轴向推力方向插入的落入部；

对所述挡块构件朝向所述第2转动构件施力的施力装置；

从配置在所述第2卡合部与所述挡块构件之间的所述第3转动构件向所述挡块构件并向所述轴向推力方向突出、且克服所述施力装置的施力而使所述挡块构件向所述轴向推力方向移动的解除锁定用突起部。

5、一种带电动机的电动铰链装置，利用设有齿轮机构部的电动机使可动对象物进行转动，其特征在于，具有：

被转动自如地安装在与所述齿轮机构部连动的输出轴上、并与所述可动对象物连接的第1转动构件；

被转动自如地安装在所述输出轴上、与所述第1转动构件以凹凸卡合方式连接的第2转动构件；

随所述输出轴一体转动、并与所述第2转动构件以摩擦卡合方式连接的第3转动构件；

施力装置，其对所述第3转动构件向所述第2转动构件并向所述输出轴的轴向推力方向施力，并将所述第3转动构件压贴在所述第2转动构件上、将所述第2转动构件压贴在所述第1转动构件上；

在电动机停止时，对所述第2转动构件进行锁定的锁定装置。

6、如权利要求5所述的带电动机的电动铰链装置，其特征在于，

所述锁定装置具有：

一端被固定在所述齿轮机构部侧并向所述轴向推力方向延伸的单臂支承状态的板弹簧部；

被形成在所述第2转动构件的外周上、并插入设在所述板弹簧部浮动端侧上的爪部的落入部；

被形成在所述第3转动构件的外周上、并将所述板弹簧部向所述输出轴的半径方向推压而使所述爪部从所述落入部脱出的解除锁定用突起部。

Images