CN201016361Y - 铰链结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铰链结构，用以连接折叠式电子设备的固定壳体和可动壳体，其包括铰链轴以及依次在铰链轴上套设的固定件、锁止元件、反转体、复位弹簧、旋转体、滑动体和主弹簧，铰链轴上设有轴台，旋转体和反转体分别配置在轴台的两侧，该铰链结构进一步包括旋转件和插设于固定件上的按钮，该铰链结构可使折叠式电子设备可在预设角度和完全开启角度间稳定地闭合。

Description

铰链结构

【技术领域】

本实用新型涉及一种铰链结构，尤指一种连接折叠式电子设备的固定壳体和可动壳体的铰链结构。

【背景技术】

近年来便携式电话和个人电脑等电子设备的小型化、轻量化和高性能化逐步发展。其中，相对固定壳体和可开闭地安装着可动壳体的所谓折叠式电子设备也随之增加。并且，用在这些电子设备上可以很容易进行开闭操作的装置也正在开发。

一般来说，折叠式电子设备大多具有固定壳体、可动壳体和轴部，该固定壳体和可动壳体通过所述轴部可自由转动地连接在一起。通常，对这种电子设备来说，通过手动方式，可使该可动壳体相对于固定壳体打开或关闭。

另外，最近已经发展出另外一种折叠式电子设备，即将一个弹簧装配在轴承部分，并通过操纵操作按钮可以使可动壳体相对于固定壳体打开。关于这种类型的电子设备，当操纵操作按钮打开固定壳体和可动壳体时，固定壳体和可动壳体可以预定最大张开角度完全打开并且不会在全闭状态和全开状态之间的某一中点停止。

考虑到前述情况，现已出现一种电子设备，当操纵操作按钮时，固定壳体可相对于可动壳体随意在全闭状态和全开状态打开任意角度。可是在关闭该电子设备时，必须将其处于全开状态时方可关闭。

为了避免上述问题，本实用新型提出了一种新的铰链结构，以弥补其不足。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种可使折叠式电子设备上的可动壳体相对于固定壳体在预设角度和完全开启角度间稳定地闭合的铰链结构。

为实现上述目的，本实用新型采用了一种铰链结构，包括铰链轴以及依次在铰链轴上套设的固定件、锁止元件、反转体、复位弹簧、旋转体、滑动体和主弹簧，其中铰链轴上设有轴台，旋转体和反转体分别配置在轴台的两侧，该铰链结构进一步包括旋转件和插设于固定件上的按钮。旋转体上靠近反转体的一侧设有第一倾斜面，反转体上设有凸起部和与第一倾斜面弹接的第一陡斜面，固定件设有螺旋面和引导槽，当将装配好的铰链结构置入折叠式电子设备并闭合所述电子设备的过程中，旋转体的第一倾斜面从反转体的第一陡斜面的最低位置滑至闭合位置，此时锁止元件嵌入于固定件的引导槽中。反转体的凸起部自固定件的螺旋面的最高位置移至最低位置时反转体轴向移动的第五距离大于或等于旋转体的第一倾斜面从反转体的第一陡斜面的闭合位置脱离第一陡斜面时反转体轴向移动的第六距离。

与现有技术相比，本实用新型铰链结构旋转体和反转体配置在轴台的两侧，第五距离大于或等于第六距离，确保反转体与旋转体脱离，在复位弹簧作用下反转体在铰链轴上沿开启的方向反转回初始位置，当可动壳体相对于固定壳体被打开预设角度后，锁止元件重新嵌入固定件的引导槽中，所以该折叠式电子设备可在预设角度和完全开启角度间稳定地闭合。

【附图说明】

图1是本实用新型铰链结构的立体分解图。

图2是图1所示本实用新型铰链结构另一视角的立体分解图。

图3是本实用新型铰链结构去掉固定件和旋转件时闭合状态的立体图。

图4是图3所示沿IV-IV线的剖示图

图5是本实用新型铰链结构装入折叠式电子设备且该电子设备闭合时去掉固定件和旋转件的立体图。

图6是图5所示沿VI-VI线的剖示图。

图7是本实用新型铰链结构装入折叠式电子设备且该电子设备完全开启时去掉固定件和旋转件的立体图。

图8是本实用新型铰链结构的立体图。

图9是本实用新型铰链结构中固定件的立体图。

图10是图9所示沿X-X线的剖示图。

图11是本实用新型铰链结构中旋转件的主视图。

【具体实施方式】

请参阅图1至图11所示，本实用新型公开一种铰链结构100，用于连接折叠式电子设备(未图示)的固定壳体(未图示)和可动壳体(未图示)，其包括铰链轴1以及在铰链轴1上以从右到左的方向依次套设的卡环31、固定件9、锁止元件4、复位弹簧61、反转体5、旋转体7、滑动体8、主弹簧62和大小两个第一、第二挡环32、33。该铰链结构100还包括有旋转件10和插设于固定件9上的按钮2。

铰链轴1由金属制造，包括处于中间位置的支撑轴部11，分布于支撑轴部11两端的右端部12和左端部13。该支撑轴部11、右端部12和左端部13的轴线重合，右端部12和左端部13的外径比支撑轴部11的外径小，在支撑轴部11的左侧适当位置处形成有沿其外周面所在的圆周方向相隔180°配置的两个适当长度的平键111，支撑轴部11上相对于该平键111的右侧还设有轴台112。铰链轴1的右端部12为扁平状变形轴，其中部设有尺寸小于两边圆周面的固持槽121。

卡环31固定在铰链轴1上，卡环31的中部设有卡持在铰链轴1的右端部12的固持槽121中的卡持孔311，卡环31可与铰链轴1相对固定。

固定件9，套设在铰链轴1上，包括圆形底面91和自底面91延伸的周状侧壁92。底面91的中央形成有贯穿此处的扁平状压入孔911，于底面91的外表面相对于压入孔911一侧设有对称布置的贯穿槽912，于底面91的内表面相对于压入孔911的另一侧设有对称布置的螺旋面913。贯穿槽912用来容纳按钮2的作动部22。如图10所示，螺旋面913一端为与底面91的结合位置C，另一端为最高位置A，螺旋面913上位于最高位置A和结合位置C之间还设有第一预设位置B。在固定件9的圆周状侧壁92上形成有在圆周方向相隔180°配置的从其一端贯通到另一端的两第一键槽93，该第一键槽93可嵌设于所述固定壳体上。固定件9还包括从其左端处向中部凹陷的引导槽914。固定件9借助于其扁平状的压入孔911以不可转动的方式连接在铰链轴1的右端部12，同时借助于其内、外表面分别卡抵于支撑轴部11的右端面(未标示)和卡环31上以不可滑动的方式连接在铰链轴1上。显然地，铰链轴1也相对于固定壳体固定。

锁止元件4可在铰链轴1的支撑轴部11内转动且可移动地插通，其包括环形基底41，自基底41呈四爪状对称延伸的锁止脚43。该锁止脚43能在铰链轴1的轴线方向移动地嵌入固定件9的引导槽914中或反转体5的解除槽51中。

反转体5为沿铰链轴1轴线方向设有的中空部的大体呈圆筒状的柱体。其外周面设有供锁止元件4的锁止脚43嵌入的解除槽51，解除槽51将反转体5的右侧平均分成四个抵挡壁52，其中自任意抵挡壁52设有向锁止元件4延伸并具有倾斜面531的凸起部53，该凸起部53可沿固定件9的螺旋面913滑动。反转体5的左侧为凸轮面，即第一凸轮面54。该第一凸轮面54设有第一、第二凸峰541、542，第一、第二凸峰541、542峰顶的连线将第一凸轮面54分成两个部分，其中第一部分由第一、第二陡斜面543、544和连接第一、第二陡斜面543、544间的第一缓斜面545组成。第一凸轮面54的第二部分由第一部分沿反转体5的轴线转过180°形成。反转体5的凸起部53自固定件9的螺旋面913的最高位置A移至第一预设位置B时反转体5轴向移动的距离为第二距离L1，而反转体5的凸起部53自固定件9的螺旋面913的第一预设位置B移至螺旋面的结合位置C时反转体5轴向移动的第三距离L2，如图10所示。另外，反转体5的第一陡斜面543与第一缓斜面545的连接处为反转体5的第一陡斜面543的最低位置H，当将装配好的铰链结构100置入折叠式电子设备并闭合所述电子设备过程中，旋转体7的第一倾斜面711从反转体5的第一陡斜面543的最低位置H滑至闭合位置E，第一陡斜面543上靠近闭合位置E和最低位置H还设有第二预设位置F，其中第二预设位置F位于闭合位置E的上方。旋转体7的第一倾斜面711从反转体5的第一陡斜面543的第二预设位置F脱离第一陡斜面543的过程中，反转体5轴向移动的距离为第四距离L3，如图11所示。

复位弹簧61是由弹性的金属线材制成的扭转螺旋弹簧，配置在锁止元件4和铰链轴1的轴台112之间。复位弹簧6一端卡止于锁止元件4的锁止脚43上，另一端插入轴台112内，如图5、图6所示。

旋转体7也为空心圆柱体，其套设在铰链轴1的支撑轴部11上并位于轴台112的左侧。旋转体7的两个端面皆为凸轮面，即位于右端的第二凸轮面71和位于左端的第三凸轮面72。第二凸轮面71分为两个部分，其中第一部分由第一、第二倾斜面711、712和连接第一、第二倾斜面711、712的第一连接面713组成，该第二凸轮面71的第二部分由第一部分沿旋转体7的轴线转过180°形成。第三凸轮面72设有第三、第四凸峰721、722，第三、第四凸峰721、722峰顶的连线将第三凸轮面72分成两个部分，其中第一部分由第三、第四凹谷723、724和连接第三、第四凹谷723、724的第二连接面725以及连接第三、第四凸峰721、722峰顶和第三、第四凹谷723、724的第一斜面726和第二斜面727组成，第三凸轮面72的第二部分由第一部分沿旋转体7的轴线转过180°形成。在本实施方式中，第二斜面727和旋转体7的轴线平行，即位于第二斜面727两端的第四凸峰722和第四凹谷724沿旋转体7的轴线转过的角度为180°。旋转体7的外表面凸设有轴向延伸的固定部73，该固定部73用于和铰链结构100的旋转件10的配合部101之内表面配合。该固定部73的中心线和固定件9的第一键槽93的中心线不重合。另，旋转体7上还设有自靠近轴台112的第一凸轮面71向其内部凹陷的可抵接于轴台轴台112的抵接面74。

滑动体8同样为空心圆柱体，内部有两个沿铰链轴1的轴线方向开设的对称布置的第二键槽81，装配时第二键槽81和铰链轴1上的两个平键111相互配合，借此，滑动体8以可滑动且不可转动的方式与铰链轴1连接。滑动体8的右端为第四凸轮面82。第四凸轮面82配合旋转体7的第三凸轮面72，具有沿滑动体8周向间隔180°配置的两第五凸峰821，该第五凸峰821峰顶的连线将第四凸轮面82分成两个部分，其中第一部分由第五、第六凹谷823、824和连接第五、第六凹谷823、824的第三连接面825以及连接第五凸峰821峰顶和第五、第六凹谷823、824的第三斜面826和第四斜面827组成，第四凸轮面82的第二部分由第一部分沿滑动体8的轴线转过180°形成。滑动体8左端为一板状抵挡面84，自抵挡面84向主弹簧62延伸有两相隔一定距离的半圆壁83，该半圆壁83方便主弹簧62的套设，并能可靠地将主弹簧62定位于滑动体8上。

主弹簧62为柱状弹簧，其套设在铰链轴1的支撑轴部11，一端套设在滑动体8的半圆壁83的外周面并抵顶于滑动体8的抵挡面84上，另一端抵顶在旋转件10上。

第一、第二挡环32、33固定在铰链轴1的左端部13，其中央分别设有套设在铰链轴1的E形孔(未标示)。这里第一、第二挡环32、33可以根据需要自动增减。

按钮2包括平板部21和自平板部21延伸出的呈对称布置的作动部22。

旋转件10用于连接折叠式电子设备的可动壳体，其向外凸设有两个用于和旋转体7的固定部73配合的配合部101。

如图3、图4所示，该铰链结构100的装配：首先，将旋转体7、滑动体8、主弹簧62、旋转件10依次从铰链轴1的左端部13套设于铰链轴1上，并将第一、第二挡环32、33抵顶于旋转件10的左侧面，此时主弹簧62压缩并靠压在滑动体8的抵挡面84上，滑动体8的第四凸轮面82和旋转体7的第三凸轮面72弹接；其次，自铰链轴1的右端部12依次将反转体5、复位弹簧61、锁止元件4套设于铰链轴1的支撑轴部11上，并使反转体5的第一凸轮面54和旋转体7的第二凸轮面71弹接，即旋转体7的第一倾斜面711末端抵接至反转体5的第一陡斜面543的最低位置H；反转体5的凸起部53抵顶于固定件9的螺旋面913最高位置A。最后，将固定件9、卡环31和按钮2依次以从右向左的方式套设于铰链轴1的右端部12，并使固定件9抵于支撑轴部11的右端面，锁止元件4的锁止脚43嵌合于固定件9的引导槽914中。由于旋转体7的固定部73中心线和固定件9的第一键槽93中心线不重合，使得配合部101的中心线与固定件9的第一键槽93的中心线不重合，如图8所示。

将上述装配好的铰链结构100置入折叠式电子设备固定壳体和可动壳体的连接处(未图示)，使铰链结构100上的固定件9的第一键槽93与固定壳体配合，旋转件10的配合部101与可动壳体配合。

如图5、图6所示，当将铰链结构100装入折叠式电子设备中并闭合该电子设备时，迫使配合部101的中心线与固定件9的第一键槽93的中心线重合，这样旋转体7绕铰链轴1向所述电子设备开启的方向稍微转过一个角度，即，旋转体7的第一倾斜面711从反转体5的第一陡斜面543的最低位置H移至闭合位置E；旋转体7轴向左移一定第一距离S的同时也带动滑动体8向左移动，并继续压缩主弹簧62，使折叠式电子设备获得更大的开启力。但由于锁止元件4的锁止脚43嵌合于固定件9的引导槽914中，该折叠式电子设备仍然闭合。

这里特别指出，旋转体7轴向左移的第一距离S等于反转体5的凸起部53自固定件9的螺旋面913的最高位置A移至第一预设位置B时反转体5轴向移动的第二距离L1；而反转体5的凸起部53自固定件9的螺旋面913的第一预设位置B移至螺旋面913的结合位置C时反转体5轴向移动的第三距离L2等于旋转体7的第一倾斜面711从反转体5的第一陡斜面543的第二预设位置F脱离第一陡斜面543时反转体5轴向移动的第四距离L3。即，反转体5的凸起部53自固定件9的螺旋面913的最高位置A移至结合位置C时反转体5轴向移动的第五距离(未标示)等于旋转体7的第一倾斜面711从反转体5的第一陡斜面543的闭合位置E脱离第一陡斜面543时反转体5轴向移动的第六距离(未标示)，这样可确保反转体5和旋转体7脱离。

该铰链结构100可以通过自动和手动两种方式将折叠式电子设备开启。

自动开启：折叠式电子设备处于闭合状态，主弹簧62压缩，当向左的外力按压按钮2时，按钮2将锁止元件4推出固定件9的引导槽914并使其滑入反转体5的解除槽51内，解除锁定并松开按钮2。这样滑动体8、旋转体7和反转体5相互间的关联运动在主弹簧62的压力下得以实现。

具体运动步骤如下：

第一步：按压按钮2，将锁止元件4推出固定件9的引导槽914并使其滑入反转体5的解除槽51内，解除锁定并松开按钮2。

第二步：如图5、图6所示，在主弹簧62的靠压下，旋转体7靠压反转体5，使得反转体5克服复位弹簧61的弹力带动锁止元件4一同绕铰链轴1旋转并向右移动，即反转体5的凸起部53从固定件9的螺旋面913的最高位置A向第一预设位置B移动，同时滑动体8右移，滑动体8的第三斜面826沿旋转体7的第一斜面726滑动，带动旋转体7的第一倾斜面711沿反转体5的第一陡斜面543滑动，这样旋转体7沿铰链轴1转动的同时并沿铰链轴1右移，旋转体7的固定部73带动旋转件10的配合部101转动，从而带动可动壳体旋转，将折叠式电子设备的可动壳体相对于固定壳体开启。

由于所述第一距离S等于所述第二距离L1，当反转体5的凸起部53移至螺旋面913的第一预设位置B时，旋转体7刚好移至轴台112的左侧面，旋转体7的第一倾斜面711抵接至反转体5的第一陡斜面543的第二预设位置F。

第三步：旋转体7继续靠压反转体5，使得反转体5的凸起部53从螺旋面913的第一预设位置B向结合位置C移动，即反转体5继续克服复位弹簧61的弹力带动锁止元件4绕铰链轴1转动并右移，旋转体7受到轴台112的约束不能在铰链轴1上继续右移而只能在主弹簧62的靠压下绕铰链轴1旋转。由于第三距离L2等于第四距离L3，所以旋转体7的第一倾斜面711和反转体5的第一陡斜面543脱离时，反转体5的凸起部53正好滑至螺旋面913的结合位置C，这样反转体5和旋转体7分离。

第四步：反转体5和旋转体7分离，反转体5不能再克服复位弹簧61的弹力沿折叠式电子设备开启的方向转动，而是在复位弹簧61的扭转力下带动锁止元件4沿所述开启的方向反转，当反转体5的凸起部53重新回到螺旋面913的最高位置A时，锁止元件4在复位弹簧61的弹力下，重新嵌回固定件9的引导槽914中，此时可动壳体相对于固定壳体被打开一个预设角度。

第六步：如图7所示，旋转体7在主弹簧62的靠压下继续绕铰链轴1转动，当旋转体7的第三凸轮面72的第二斜面727与滑动体8的第四凸轮面82的第四斜面827相靠时，可动壳体相对于固定壳体张开最大角度，完成自动开启过程。

自动开启的工作原理大致总结为：解锁后，在主弹簧62的靠压下，旋转体7靠压反转体5，使得反转体5在铰链轴1上转动并右移，旋转体7也在铰链轴1上转动并右移，当旋转体7移至轴台112的左侧面时不再右移时，旋转体7继续靠压反转体5，当旋转体7的第一倾斜面711滑过反转体5的第一陡斜面543时，反转体5和旋转体7脱离，受复位弹簧61的扭转力，反转体5沿该折叠式电子设备开启的方向反转，随后，在复位弹簧61的弹力下，锁止元件4重新嵌入固定件9的引导槽914中，此时，可动壳体相对于固定壳体打开预定角度，旋转体7继续转动，可动壳体相对于固定壳体被进一步打开更大的张开角直至完全开启。

当可动壳体相对于固定壳体被打开预设角度后，锁止元件4在复位弹簧61的弹力下，重新嵌入固定件9的引导槽914中，所以该折叠式电子设备可在预设角度和完全开启角度间稳定地闭合。

手动开启：手动打开折叠式电子设备的可动壳体的过程中，可动壳体通过旋转件10的配合部101带动旋转体7转动，在此过程中，因为锁止元件4被锁住，使得锁止元件4和反转体5保持静止，滑动体8的第三斜面826和旋转体7的第一斜面726啮合，带动旋转体7的第一倾斜面711和反转体5的第一陡斜面543啮合，即旋转体7绕铰链轴1旋转的同时轴向向左移动，因滑动体8被铰链轴1上的平键111卡住，滑动体8以不可转动的方式压缩主弹簧62左移，随后，滑动体8的第三斜面826和旋转体7的第二连接面725啮合，带动旋转体7的第一倾斜面711分别和反转体5的第二陡斜面544和第一缓斜面545啮合，即滑动体8在主弹簧62的压力下轴向向右滑动，直到手机完全开启为止。

以上主要零件的运动方式为：固定件9、铰链轴1、锁止元件4和反转体5静止，旋转体7以可转动的方式开始向铰链轴1的左端部13滑动后又向铰链轴1的右端部12滑动，滑动体8以不可转动的方式开始向铰链轴1的左端部13滑动后又向铰链轴1的右端部12滑动。

关闭时，由于锁止元件4和反转体5一直保持静止，所以装设有该铰链结构100的所述电子设备可在手动打开的过程中随意关闭。

在需要指出的是，本实用新型铰链结构不仅局限于以上所述的具体结构。铰链结构的反转体5的凸起部53自固定件9的螺旋面的第一预设位置B移至螺旋面的结合位置C时反转体5轴向移动的第三距离L2也可大于旋转体7的第一倾斜面711从反转体5的第一陡斜面543的第二预设位置F脱离第一陡斜面543时反转体5轴向移动的第四距离L3。即，反转体5的凸起部53自固定件9的螺旋面913的最高位置A移至结合位置C时反转体5轴向移动的第五距离大于旋转体7的第一倾斜面711从反转体5的第一陡斜面543的闭合位置E脱离第一陡斜面543时反转体5轴向移动的第六距离。

Claims (9)

1.一种铰链结构，用以连接折叠式电子设备的固定壳体和可动壳体，其包括：铰链轴以及依次在铰链轴上套设的固定件、锁止元件、反转体、复位弹簧、旋转体、滑动体和主弹簧，其特征在于：铰链轴上设有轴台，旋转体和反转体分别配置在轴台的两侧。

2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述旋转体上设有第一倾斜面，反转体上设有可与该第一倾斜面弹接的第一陡斜面，反转体上还设有凸起部，固定件设有螺旋面，当将装配好的铰链结构置入折叠式电子设备并闭合所述电子设备时，旋转体的第一倾斜面从反转体的第一陡斜面的最低位置滑至闭合位置，这里，反转体的凸起部自固定件的螺旋面的一端移至另一端时反转体轴向移动的第五距离大于或等于旋转体的第一倾斜面从反转体的第一陡斜面的闭合位置脱离第一陡斜面时反转体轴向移动的第六距离。

3.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述锁止元件设有锁止脚，反转体设有供锁止元件的锁止脚嵌入的解除槽，该解除槽将反转体的一侧分成若干抵挡壁，所述凸起部从至少一个抵挡壁向锁止元件延伸。

4.如权利要求3所述的铰链结构，其特征在于：所述固定件有引导槽，锁止元件有锁止脚，该锁止脚亦可嵌入固定件的引导槽内。

5.如权利要求4所述的铰链结构，其特征在于：所述复位弹簧的两端分别由锁止元件的锁止脚和轴台卡止。

6.如权利要求5所述的铰链结构，其特征在于：所述反转体上设有第一凸轮面，旋转体上设有第二凸轮面，该第一凸轮面可和旋转体的第二凸轮面弹接。

7.如权利要求6所述的铰链结构，其特征在于：所述旋转体上还设有第三凸轮面，滑动体上设有第四凸轮面，该第三凸轮面可和第四凸轮面弹接。

8.如权利要求7所述的铰链结构，其特征在于：所述固定件还设有底面和自该底面延伸的周状侧壁，底面的中央形成有贯穿此处的扁平状压入孔，于底面的外表面相对于压入孔一侧设有对称布置的贯穿槽，在固定件的周状侧壁上形成有第一键槽。

9.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述铰链还包括旋转件和插设于固定件上的按钮。

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