DE112020000479B4

DE112020000479B4 - Scharnier

Info

Publication number: DE112020000479B4
Application number: DE112020000479.1T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Mitsui; Toru Hirokane
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2040-06-02
Also published as: JP7043463B2; JP2021011931A; DE112020000479T5; CN113330826A; CN113330826B; US20220162892A1; WO2021005917A1

Abstract

Ein Scharnier (10) umfasst ein erstes Gehäuse (11), das ein Einschubloch, durch das eine erste Scharnierwelle (17) geschoben wird, und eine Führungsnut, welche die erste Scharnierwelle (23) führt, aufweist, ein zweites Gehäuse (12), das ein erstes Einschubloch und ein zweites Einschubloch, durch das die zweite Scharnierwelle (19) bzw. die dritte Scharnierwelle (21) geschoben wird, und eine Führungsnut, welche die zweite Scharnierwelle (25) führt, aufweist, und einen Verbindungsmechanismus, der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle (17), der zweiten Verbindungswelle (25) und der mittigen Welle (27), Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle (19), der ersten Verbindungswelle (23) und der mittigen Welle (27) sowie Intervalle zwischen der dritten Scharnierwelle (21), der ersten Verbindungswelle (23) und der mittigen Welle (27) beibehält, und ein erstes Element und ein zweites Element werden mit dem ersten Gehäuse (11) bzw. dem zweiten Gehäuse (12) so gestützt, dass das erste Element und das zweite Element sich beide um eine virtuelle Drehachse drehen können.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Scharnier, das ein erstes Element und ein zweites Element in einer solchen Weise stützt, dass das erste und das zweite Element sich jeweils um eine virtuelle Drehachse drehen können.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bisher wurden elektronische Geräte, wie zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein Notebook-Computer, so gebaut, dass zwei Gehäuse in einer klappbaren Weise miteinander verbunden werden. Ein Display, wie zum Beispiel ein LCD, wird auf einer Innenseite eines der Gehäuse angeordnet, während eine Bedieneinheit, wie zum Beispiel eine Drucktaste oder eine Tastatur, auf einer Innenseite des anderen der Gehäuse angeordnet wird. Bei einem solchen klappbaren elektronischen Gerät ragt mitunter eine Welle als eine Drehachse eines Scharniers, das an einem Verbindungsabschnitt angeordnet ist, von den Innenseiten der Gehäuse heraus. Im Gegensatz dazu wird ein Scharnier nahegelegt, das ein erstes Element und ein zweites Element für ein elektronisches Gerät drehbar miteinander verbindet, ohne dass eine Welle als eine Drehachse erforderlich ist (siehe JP 2015-518 190 A und JP 2016-516 952 A ). Des Weiteren ist aus DE 10 2012 111 508 A1 eine Scharniervorrichtung bekannt, die einen Scharnierträger und zwei, mit Körpern eines Geräts verbundene Scharnierachsen aufweist, die parallel zueinander vorgesehen sind und die mit Hilfe des Scharnierträgers drehbar gelagert sind.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Bei einem klappbaren elektronischen Gerät ragt häufig eine Welle eines an einem Verbindungsabschnitt angeordneten Scharniers von einer Innenseite eines Gehäuses heraus und dementsprechend wird eine nutzbare Fläche der Innenseite des Gehäuses verkleinert oder der Freiheitsgrad des Designs ist mitunter eingeschränkt. Ein in JP 2015 - 518 190 A und JP 2016-516 952 A beschriebenes Scharnier ohne Welle als eine Drehachse weist einen Aufbau auf, bei dem C-förmige Schwenkabschnitte oder Scharnierringe relativ zu bogenförmigen Nuten oder Scharnierrahmen in einem Querschnitt orthogonal zur Drehachse gleiten und sich drehen, weshalb es schwierig ist, ein Rasten bei einem vorgegebenen Drehwinkel zu erzeugen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Scharnier bereitzustellen, das ein Rasten mit ausreichender Festigkeit bei einem vorgegebenen Drehwinkel erzeugen kann, ohne dass eine Welle von einer Innenseite eines Verbindungsabschnitts eines klappbaren Gehäuses herausragt.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, ist ein Scharnier gemäß der vorliegenden Anmeldung ein Scharnier, das ein erstes Element und ein zweites Element in einer solchen Weise stützt, dass das erste Element und das zweite Element sich jeweils um eine virtuelle Drehachse drehen können, und das Scharnier umfasst: ein erstes Gehäuse, das an dem ersten Element angebracht ist, wobei das erste Gehäuse ein Einschubloch umfasst, durch das eine erste Scharnierwelle parallel zu der virtuellen Drehachse geschoben wird, sowie eine Führungsnut umfasst, die eine erste Verbindungswelle parallel zu der virtuellen Drehachse führt, ein zweites Gehäuse, das an dem zweiten Element angebracht ist, wobei das zweite Gehäuse ein Einschubloch umfasst, durch das eine zweite Scharnierwelle parallel zu der virtuellen Drehachse geschoben wird, sowie eine Führungsnut umfasst, die eine zweite Verbindungswelle parallel zu der virtuellen Drehachse führt, und einen Verbindungsmechanismus, der jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle, der zweiten Verbindungswelle und einer mittigen Welle sowie jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle, der ersten Verbindungswelle und der mittigen Welle parallel zu der virtuellen Drehachse beibehält, und in dem Scharnier das erste Gehäuse, das zweite Gehäuse und der Verbindungsmechanismus durch die erste Scharnierwelle, die zweite Scharnierwelle, die erste Verbindungswelle, die zweite Verbindungswelle und die mittige Welle verbunden sind. Das zweite Gehäuse umfasst des Weiteren ein zweites Einschubloch, durch das eine dritte Scharnierwelle parallel zu der virtuellen Drehachse geschoben wird, wobei die dritte Scharnierwelle koaxial zu der zweiten Scharnierwelle verläuft. Der Verbindungsmechanismus umfasst des Weiteren eine dritte Platte, die jedes der Intervalle zwischen der dritten Scharnierwelle, der ersten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält, und eine vierte Platte umfasst, die das Intervall zwischen der zweiten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält.
Die Führungsnut des ersten Gehäuses und die Führungsnut des zweiten Gehäuses können so geformt sein, dass sie in einer Ebene, die durch die virtuelle Drehachse und eine Achse der mittigen Welle verläuft, symmetrisch sind. Eine Achse der ersten Scharnierwelle, eine Achse der zweiten Scharnierwelle, eine Achse der ersten Verbindungswelle, eine Achse der zweiten Verbindungswelle und die Achse der mittigen Welle können so angeordnet sein, dass sie in der Ebene, die durch die virtuelle Drehachse und die Achse der mittigen Welle verläuft, symmetrisch sind.
Die Führungsnut des ersten Gehäuses und die Führungsnut des zweiten Gehäuses können die erste Verbindungswelle bzw. die zweite Verbindungswelle entlang eines vorgegebenen Pfades in einer Ebene orthogonal zu der virtuellen Drehachse so führen, dass sich das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse um die virtuelle Drehachse drehen können. Das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse können so synchronisiert werden, dass das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse in der Ebene, die durch die virtuelle Drehachse und die Achse der mittigen Welle verläuft, unabhängig von einem Drehwinkel symmetrisch sind.
Der Verbindungsmechanismus kann umfassen: eine erste Platte, die jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle, der zweiten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält, und eine zweite Platte, die jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle, der ersten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält.
Das erste Gehäuse kann des Weiteren einen Endanschlag umfassen, der einen Drehwinkel der ersten Platte um die erste Scharnierwelle, die in das Einschubloch des ersten Gehäuses geschoben wird, auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt, und das zweite Gehäuse kann des Weiteren einen Endanschlag umfassen, der einen Drehwinkel der zweiten Platte um die zweite Scharnierwelle, die in das Einschubloch des zweiten Gehäuses geschoben wird, auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt.
Das Scharnier kann des Weiteren umfassen: einen ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus, der das Drehmoment für die Drehung zwischen dem ersten Gehäuse und der ersten Platte um die erste Scharnierwelle erzeugt, und einen zweiten Drehmomenterzeugungsmechanismus, der das Drehmoment für die Drehung zwischen dem zweiten Gehäuse und der zweiten Platte um die zweite Scharnierwelle erzeugt. Sowohl der erste Drehmomenterzeugungsmechanismus als auch der zweite Drehmomenterzeugungsmechanismus können eine Blattfeder oder eine Tellerfeder als ein Energiebeaufschlagungsmittel umfassen.
Das zweite Gehäuse kann des Weiteren ein zweites Einschubloch umfassen, durch das eine dritte Scharnierwelle parallel zu der virtuellen Drehachse geschoben wird, wobei die dritte Scharnierwelle koaxial zu der zweiten Scharnierwelle verläuft, und der Verbindungsmechanismus kann des Weiteren eine dritte Platte umfassen, die jedes der Intervalle zwischen der dritten Scharnierwelle, der ersten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält, und kann eine vierte Platte umfassen, die das Intervall zwischen der zweiten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält.
Der Verbindungsmechanismus kann des Weiteren eine dritte Platte umfassen, die das Intervall zwischen der ersten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält, und kann eine vierte Platte umfassen, die das Intervall zwischen der zweiten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält.
Der Verbindungsmechanismus kann des Weiteren eine zusätzliche Platte umfassen, die jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle, der zweiten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält, und kann eine weitere zusätzliche Platte umfassen, die jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle, der ersten Verbindungswelle und der mittigen Welle beibehält.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Rasten mit ausreichender Stärke bei einem vorgegebenen Drehwinkel zu erzeugen, ohne dass eine Welle von einer Innenseite eines Verbindungsabschnitts von klappbaren Gehäusen herausragt. Daher vergrößert die vorliegende Erfindung eine nutzbare Fläche einer Innenseite eines klappbaren Gehäuses eines elektronischen Gerätes; sie erlaubt außerdem verschiedene Designs und ermöglicht einem Benutzer, der das Gehäuse öffnet oder schließt, ein Rasten mit ausreichender Stärke bei einem vorgegebenen Drehwinkel.
Figurenliste

1 ist eine Vierfachansicht eines Scharniers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Scharniers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Scharniers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
4 ist eine Hauptteil-Vorderansicht, welche die Bewegung eines Verbindungsmechanismus eines Scharniers gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Schaubild zum Erläutern eines Drehmomenterzeugungsmechanismus eines Scharniers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
6 ist ein Schaubild zum Erläutern der Erzeugung des Drehmoments.
7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Drehwinkel eines ersten Gehäuses und dem Drehmoment zeigt.
8 ist eine Seitenansicht, welche die Bewegung eines Scharniers gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
9 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Bewegung eines Scharniers gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
10 zeigt ein elektronisches Gerät, das mit einem Scharnier gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist.
11 zeigt ein weiteres elektronisches Gerät, das mit einem Scharnier gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist.
12 zeigt ein weiteres elektronisches Gerät, das mit einem Scharnier gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist.
13 zeigt ein weiteres elektronisches Gerät, das mit einem Scharnier gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist.
14 ist eine perspektivische Ansicht eines Scharniers gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel.
15 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Scharniers gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel.
16 ist eine perspektivische Ansicht eines Scharniers gemäß einem zweiten abgewandelten Beispiel.
17 ist eine Vorderansicht, welche die Bewegung eines Verbindungsmechanismus eines Scharniers gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Ein Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine Vierfachansicht des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 1(a) ist eine Draufsicht, 1(b) ist eine Vorderansicht, 1(c) ist eine Unteransicht und 1(d) ist eine rechte Seitenansicht. 2 zeigt perspektivische Ansichten des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2(a) und 2(b) sind perspektivische Ansichten, aus verschiedenen Richtungen gesehen.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, stützt ein Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein erstes Element 101 und ein zweites Element 102 (nicht gezeigt) in einer solchen Weise, dass das erste Element 101 und das zweite Element 102 um eine virtuelle Drehachse A drehbar sind, und weist ein erstes Gehäuse 11 auf, das an dem ersten Element 101 angebracht ist, und ein zweites Gehäuse 12 auf, das an dem zweiten Element 102 angebracht ist. Das erste Gehäuse 11 weist ein Einschubloch 11d, durch das eine erste Scharnierwelle 17 parallel zu der virtuellen Drehachse A geschoben wird, und eine Führungsnut 11g zum Führen einer ersten Verbindungswelle 23 parallel zu der virtuellen Drehachse A auf. Das zweite Gehäuse 12 weist ein erstes Einschubloch 12d, ein zweites Einschubloch 12f und eine Führungsnut 12h auf, wobei das erste Einschubloch 12d und das zweite Einschubloch 12f Löcher sind, durch die eine zweite Scharnierwelle 19 bzw. eine dritte Scharnierwelle 21, die parallel zu der virtuellen Drehachse A verlaufen, geschoben werden und die Führungsnut 12h eine Führungsnut zum Führen einer zweiten Verbindungswelle 25 parallel zu der virtuellen Drehachse A ist.
Des Weiteren weist das Scharnier 10 einen Verbindungsmechanismus auf, der jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle 17, der zweiten Verbindungswelle 25 und einer mittigen Welle 27 parallel zu der virtuellen Drehachse A beibehält, jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle 19, der ersten Verbindungswelle 23 und der mittigen Welle 27 beibehält und jedes der Intervalle zwischen der dritten Scharnierwelle 21, der ersten Verbindungswelle 23 und der mittigen Welle 27 beibehält und das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 so verbindet, dass das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 um die virtuelle Drehachse A drehbar sind. Das erste Gehäuse 11, das zweite Gehäuse 12 und der Verbindungsmechanismus sind durch die erste Scharnierwelle 17, die zweite Scharnierwelle 19, die dritte Scharnierwelle 21, die erste Verbindungswelle 23, die zweite Verbindungswelle 25 und die mittige Welle 27 verbunden.
Der Verbindungsmechanismus weist eine zweite mittige Platte 14 auf, die eine erste Platte zum Beibehalten jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle 17, der zweiten Verbindungswelle 25 und der mittigen Welle 27 ist, eine erste Seitenplatte 15 auf, die eine zweite Platte zum Beibehalten jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle 19, der ersten Verbindungswelle 23 und der mittigen Welle 27 ist, und eine zweite Seitenplatte 16 auf, die eine dritte Platte zum Beibehalten jedes der Intervalle zwischen der dritten Scharnierwelle 21, der ersten Verbindungswelle 23 und der mittigen Welle 27 ist.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das erste Gehäuse 11 weist einen Hauptkörper 11a mit einer im Wesentlichen rechteckigen Parallelflachform mit vier Seiten auf, die im Wesentlichen parallel zu der virtuellen Drehachse A verlaufen. Von einer der Seitenflächen des Hauptkörpers 11a ragt ein Sockel 11b einer vorgegebenen Dicke zum Anbringen des ersten Elements 101 über eine vorgegebene Länge heraus, so dass er eine Unterseite des Hauptkörpers 11a verlängert, und ein Schraubenloch 11c zum Anbringen des ersten Elements 101 ist in dem Sockel 11b ausgebildet. Eine Öse 11e einer vorgegebenen Dicke steht von einem Abschnitt nahe im Wesentlichen der Mitte einer Oberseite einer Seitenfläche gegenüber der Seitenfläche, die mit dem Sockel 11b des Hauptkörpers 11a ausgebildet ist, vor, wobei die Öse 11e mit einem Einschubloch 11d ausgebildet ist, durch das die erste Scharnierwelle 17 parallel zu der virtuellen Drehachse A drehbar geschoben wird, und eine Nut 11f, die sich in einer radialen Richtung über das Einschubloch 11d hinweg erstreckt, ist auf einer Fläche (einer Fläche auf einer Vorderseite in dem Schaubild) der Öse 11e um das Einschubloch 11d herum ausgebildet.
An einem Paar einander zugewandter Seitenflächen, die nicht mit dem Sockel 11b oder der Öse 11e des Hauptkörpers 11a ausgebildet sind, ist eine Führungsnut 11g einer vorgegebenen Form, wie zum Beispiel einer gekrümmten Form oder einer geraden Form, ausgebildet, wobei die Führungsnut 11g zum Führen der ersten Verbindungswelle 23 parallel zu der virtuellen Drehachse A entlang eines vorgegebenen Pfades in einer Ebene (nicht gezeigt) orthogonal zu der virtuellen Drehachse A dient. An einem an die Öse 11e grenzenden Abschnitt einer Oberseite des Hauptkörpers 11a ist ein Anschlag 11h zum Begrenzen von Drehwinkelbereichen einer ersten Seitenplatte 15 und einer zweiten Seitenplatte 16, die später noch beschrieben werden, ausgebildet, die sich um die erste Scharnierwelle 17 drehen, die in das in der Öse 11e ausgebildete Einschubloch 11d geschoben ist. Das erste Gehäuse 11 mit einer solchen Struktur kann durch Metallpulverspritzguss oder Druckguss unter Verwendung von Edelstahl oder Eisen als Materialien hergestellt werden.
Das zweite Gehäuse 12 mit einer im Wesentlichen rechtwinkligen Parallelflachform mit vier Seiten, die im Wesentlichen parallel zu der virtuellen Drehachse A verlaufen, umfasst einen Hauptkörper 12a, in dem ein vorgegebener Hohlraum ausgebildet ist. Von einer der Seitenflächen des Hauptkörpers 12a ragt ein Sockel 12b einer vorgegebenen Dicke zum Anbringen des zweiten Elements 102 über eine vorgegebene Länge heraus, so dass er eine Unterseite des Hauptkörpers 12a verlängert, und ein Schraubenloch 12c zum Anbringen des zweiten Elements 102 ist in dem Sockel 12b ausgebildet. Von Abschnitten nahe dem einen Ende und dem anderen Ende der Oberseite einer Seitenfläche, die der mit dem Sockel 12b des Hauptkörpers 12a ausgebildeten Seitenfläche gegenüberliegt, stehen eine erste Öse 12e bzw. eine zweite Öse 12g einer vorgegebenen Dicke vor, wobei die erste Öse 12e und die zweite Öse 12g mit einem ersten Einschubloch 12d und einem zweiten Einschubloch 12f ausgebildet sind, durch welche die zweite Scharnierwelle 19 und die dritte Scharnierwelle 21, die koaxial und parallel zu der virtuellen Drehachse A verlaufen, geschoben werden. Das erste Einschubloch 12d und das zweite Einschubloch 12f sind dafür geformt, mit der beidseitig abgeschrägten zweiten Scharnierwelle 19 und dritten Scharnierwelle 21 in Eingriff gebracht zu werden, und die zweite Scharnierwelle 19 und die dritte Scharnierwelle 21 werden so gehalten, dass sie sich zusammen mit dem zweiten Gehäuse 12 drehen.
An einem Paar einander zugewandter Seitenflächen, die nicht mit dem Sockel 12b oder der ersten Öse 12e und der zweiten Öse 12g des Hauptkörpers 12a ausgebildet sind, sind Führungsnuten 12h mit einer vorgegebenen Form, wie zum Beispiel einer gekrümmten Form oder einer geraden Form, ausgebildet, wobei die Führungsnuten 12h zum Führen der zweiten Verbindungswelle 25 parallel zu der virtuellen Drehachse A entlang eines vorgegebenen Pfades in einer Ebene (nicht gezeigt) orthogonal zu der virtuellen Drehachse A dienen. Eine Form der Führungsnut 12h ist zu einer Form der Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 in einer Ebene symmetrisch, die durch die virtuelle Drehachse A und eine Achse der mittigen Welle 27 verläuft.
Ein Endanschlag 12i ist an einem an die erste Öse 12e und die zweite Öse 12g grenzenden Abschnitt der Oberseite des Hauptkörpers 12a ausgebildet, wobei der Endanschlag 12i dazu dient, Drehwinkelbereiche einer ersten mittigen Platte 13 und einer zweiten mittigen Platte 14, die später noch beschrieben werden, zu begrenzen, die sich um die zweite Scharnierwelle 19 und die dritte Scharnierwelle 21 drehen, die in das erste Einschubloch 12d bzw. zweite Einschubloch 12f eingeschoben sind, die in der ersten Öse 12e bzw. der zweiten Öse 12g ausgebildet sind. Wie bei dem ersten Gehäuse 11 kann auch das zweite Gehäuse 12 mit einer solchen Struktur durch Metallpulverspritzguss oder Druckguss unter Verwendung von Edelstahl oder Eisen als Material hergestellt werden.
Die erste mittige Platte 13 einer vorgegebenen Dicke weist eine Form auf, die sich in einer Richtung erstreckt, und an einem Abschnitt nahe einem Ende der ersten mittigen Platte 13 ist das erste Einschubloch 13a, durch das die mittige Welle 27 parallel zu der virtuellen Drehachse A drehbar geschoben wird, ausgebildet und an einem Abschnitt nahe dem anderen Ende der ersten mittigen Platte 13 ist das zweite Einschubloch 13b, durch das die zweite Verbindungswelle 25 drehbar geschoben wird, ausgebildet, dergestalt, dass ein vorgegebenes Intervall zwischen der in das erste Einschubloch 13a geschobenen mittigen Welle 27 und der in das zweite Einschubloch 13b geschobenen zweiten Verbindungswelle 25 beibehalten wird. Die erste mittige Platte 13 kann durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die zweite mittige Platte 14 einer vorgegebenen Dicke weist eine Form auf, die sich in zwei Richtungen erstreckt, und an einem Abschnitt nahe einem Ende einer kurzen Seite der zweiten mittigen Platte 14 ist das erste Einschubloch 14a, durch das die erste Scharnierwelle 17 geschoben wird, ausgebildet; an einem Abschnitt nahe einem Scheitelpunkt, an dem eine kurze Seite und eine lange Seite einander schneiden, der zweiten mittigen Platte 14 ist das zweite Einschubloch 14b, durch das die mittige Welle 27 drehbar geschoben wird, ausgebildet; und an einem Abschnitt nahe einem Ende der langen Seite der zweiten mittigen Platte 14 ist ein drittes Einschubloch 14c, durch das die zweite Verbindungswelle 25 drehbar geschoben wird, ausgebildet. Das erste Einschubloch 14a weist eine Form auf, die mit der beidseitig abgeschrägten ersten Scharnierwelle 17 in Eingriff gebracht werden kann, und hält die erste Scharnierwelle 17 so, dass sich die erste Scharnierwelle 17 zusammen mit der zweiten mittigen Platte 14 dreht. Die zweite mittige Platte 14 hält jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle 17, die in das erste Einschubloch 14a geschoben wird, der mittigen Welle 27, die in das zweite Einschubloch 14b geschoben wird, und der zweiten Verbindungswelle 25, die in das dritte Einschubloch 14c geschoben wird, auf einem vorgegebenen Wert. Wie bei der ersten mittigen Platte 13 kann die zweite mittige Platte 14 durch Anwenden einer Pressbearbeitung an Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die erste Seitenplatte 15 einer vorgegebenen Dicke weist eine Form auf, die sich in zwei Richtungen erstreckt, und an einem Abschnitt nahe einem Ende einer kurzen Seite der ersten Seitenplatte 15 ist ein erstes Einschubloch 15a, durch das die zweite Scharnierwelle 19 drehbar geschoben wird, ausgebildet; an einem Abschnitt nahe einem Scheitelpunkt, an dem die kurze Seite und eine lange Seite der ersten Seitenplatte 15 einander schneiden, ist ein zweites Einschubloch 15c, durch das die mittige Welle 27 drehbar geschoben wird, ausgebildet; und an einem Abschnitt nahe einem Ende der langen Seite der ersten Seitenplatte 15 ist ein drittes Einschubloch 15d, durch das die erste Verbindungswelle 23 drehbar geschoben wird, ausgebildet. Eine Nut 15b, die sich in einer radialen Richtung über das erste Einschubloch 15a hinweg erstreckt, ist in einer Fläche (in der Abbildung eine Fläche auf einer Vorderseite) um das erste Einschubloch 15a herum ausgebildet. Die erste Seitenplatte 15 hält jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle 19, die in das erste Einschubloch 15a geschoben wird, der mittigen Welle 27, die in das zweite Einschubloch 15c geschoben wird, und der ersten Verbindungswelle 23, die in das dritte Einschubloch 15d geschoben wird, auf einem vorgegebenen Wert. Die erste Seitenplatte 15 kann durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die zweite Seitenplatte 16 einer vorgegebenen Dicke weist eine Form auf, die sich in zwei Richtungen erstreckt, und an einem Abschnitt nahe einem Ende einer kurzen Seite der zweiten Seitenplatte 16 ist ein erstes Einschubloch 16a, durch das die dritte Scharnierwelle 21 drehbar geschoben wird, ausgebildet; an einem Abschnitt nahe einem Scheitelpunkt, an dem die kurze Seite und eine lange Seite der zweite Seitenplatte 16 einander schneiden, ist ein zweites Einschubloch 16b, durch das die mittige Welle 27 drehbar geschoben wird, ausgebildet; und an einem Abschnitt nahe einem Ende der langen Seite der ersten Seitenplatte 16 ist ein drittes Einschubloch 16c, durch das die erste Verbindungswelle 23 drehbar geschoben wird, ausgebildet. Eine Nut (nicht dargestellt), die sich in einer radialen Richtung über das erste Einschubloch 16a hinweg erstreckt, ist in einer Fläche (in dem Schaubild eine Fläche auf einer Rückseite) um das erste Einschubloch 16a herum ausgebildet. Die zweite Seitenplatte 16 hält jedes der Intervalle zwischen der dritten Scharnierwelle 21, die in das erste Einschubloch 16a geschoben wird, der mittigen Welle 27, die in das zweite Einschubloch 16b geschoben wird, und der ersten Verbindungswelle 23, die in das dritte Einschubloch 16c geschoben wird, auf einem vorgegebenen Wert. Wie bei der ersten Seitenplatte 15 kann die zweite Seitenplatte 16 durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die erste Scharnierwelle 17 mit einem vorgegebenen Durchmesser wird beidseitig abgeschrägt, wird, in der Reihenfolge von einer Rückseite zu einer Vorderseite des Schaubildes, in das erste Einschubloch 14a der zweiten mittigen Platte 14 und dann in das Einschubloch 11d des ersten Gehäuses 11 geschoben und weist, an einem Ende, eine erste Rastplatte 24 auf, die durch Verstemmen an dem Ende angebracht ist. In der folgenden Beschreibung wird, sofern nicht ausdrücklich anders angemerkt, angenommen, dass die einzelnen Wellen in der Reihenfolge von einer Rückseite zu einer Vorderseite jedes Schaubildes eingeschoben werden. Die beidseitig abgeschrägte erste Scharnierwelle 17 wird so gehalten, dass sich die erste Scharnierwelle 17 zusammen mit der zweiten mittigen Platte 14, die in das erste Einschubloch 14a eingreift, und der ersten Rastplatte 24, die verstemmt wurde, dreht. Andererseits wird die erste Scharnierwelle 17 drehbar in das Einschubloch 11d des ersten Gehäuses 11 eingeschoben. Die erste Scharnierwelle 17 kann durch spanabhebende Bearbeitung oder Kopfbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden. Die erste Rastplatte 24 kann durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die zweite Scharnierwelle 19 mit einem vorgegebenen Durchmesser wird beidseitig abgeschrägt, wird, in dieser Reihenfolge, durch das erste Einschubloch 12d des zweiten Gehäuses 12 und dann in das erste Einschubloch 15a der ersten Seitenplatte 15 geschoben, und weist, an einem Ende, eine zweite Rastplatte 26 auf, die durch Verstemmen an dem Ende angebracht ist. Die beidseitig abgeschrägte zweite Scharnierwelle 19 wird so gehalten, dass sich die zweite Scharnierwelle 19 zusammen mit dem zweiten Gehäuse 12, das in das erste Einschubloch 12d eingreift, und der zweiten Rastplatte 26, die verstemmt wurde, dreht. Andererseits wird die zweite Scharnierwelle 19 drehbar in das erste Einschubloch 15a der ersten Seitenplatte 15 eingeschoben. Wie bei der ersten Scharnierwelle 17 kann die zweite Scharnierwelle 19 durch spanabhebende Bearbeitung oder Kopfbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden. Wie bei der ersten Rastplatte 24 kann die zweite Rastplatte 26 durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die dritte Scharnierwelle 21 mit einem vorgegebenen Durchmesser wird beidseitig abgeschrägt, wird, in der Reihenfolge von einer Vorderseite zu einer Rückseite des Schaubildes, durch das zweite Einschubloch 12f des zweiten Gehäuses 12 und das erste Einschubloch 16a der zweiten Seitenplatte 16 geschoben und weist, an einem Ende, eine dritte Rastplatte 28 auf, die durch Verstemmen an dem Ende angebracht ist. Die beidseitig abgeschrägte dritte Scharnierwelle 21 wird so gehalten, dass sich die dritte Scharnierwelle 21 zusammen mit dem zweiten Gehäuse 12, das in das zweite Einschubloch 12f eingreift, und der dritten Rastplatte 28, die verstemmt wurde, dreht. Andererseits ist die dritte Scharnierwelle 21 drehbar in das erste Einschubloch 16a der zweiten Seitenplatte 16 eingeschoben. Wie bei der ersten Scharnierwelle 17 und der zweiten Scharnierwelle 19 kann die dritte Scharnierwelle 21 durch spanabhebende Bearbeitung oder Kopfbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden. Wie bei der ersten Rastplatte 24 und der zweiten Rastplatte 26 kann die dritte Rastplatte 28 durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die erste Verbindungswelle 23 mit einem vorgegebenen Durchmesser wird, in dieser Reihenfolge, durch ein drittes Einschubloch 16c der zweiten Seitenplatte 16 und dann durch ein Paar Führungsnuten 11g, die in Seitenflächen des ersten Gehäuses 11 ausgebildet sind, und ein drittes Einschubloch 15d der ersten Seitenplatte 15 geschoben und weist, an einem Ende, eine erste Nietplatte 18 auf, die durch Verstemmen an dem Ende angebracht ist. Die erste Verbindungswelle 23 kann sich durch das Innere des ersten Gehäuses 11 erstrecken und kann sich entlang der Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 bewegen. Die erste Verbindungswelle 23 kann durch spanabhebende Bearbeitung oder Kopfbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden. Die erste Nietplatte 18 kann durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die zweite Verbindungswelle 25 mit einem vorgegebenen Durchmesser wird, in dieser Reihenfolge, durch die Führungsnut 12h auf der Rückseite des Schaubildes von einem Paar Führungsnuten 12h, die in den Seitenflächen des zweiten Gehäuses 12 ausgebildet sind, und dann durch ein drittes Einschubloch 14c der zweiten mittigen Platte 14, ein zweites Einschubloch 13b der ersten mittigen Platte 13 und eine Führungsnut 12h auf der Vorderseite des Schaubildes von einem Paar Führungsnuten 12h des zweiten Gehäuses 12 geschoben und weist, an einem Ende, eine zweite Nietplatte 20 auf, die durch Verstemmen an dem Ende angebracht ist. Die zweite Verbindungswelle 25 kann sich durch einen Hohlraum im Inneren des zweiten Gehäuses 12 erstrecken und kann sich entlang eines Paares Führungsnuten 12h des zweiten Gehäuses 12 bewegen. Die erste mittige Platte 13 und die zweite mittige Platte 14 erstrecken sich ebenfalls in den Hohlraum innerhalb des zweiten Gehäuses 12. Wie bei der ersten Verbindungswelle 23 kann die zweite Verbindungswelle 25 durch spanabhebende Bearbeitung oder Kopfbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden. Wie bei der ersten Nietplatte 18 kann die zweite Nietplatte 20 durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
Die mittige Welle 27 mit einem vorgegebenen Durchmesser wird, in dieser Reihenfolge, durch das zweite Einschubloch 16b der zweiten Seitenplatte 16 und dann durch das zweite Einschubloch 14b der zweiten mittigen Platte 14, das erste Einschubloch 13a der ersten mittigen Platte 13 und das zweite Einschubloch 15c der ersten Seitenplatte 15 geschoben und weist, an einem Ende, eine dritte Nietplatte 22 auf, die durch Verstemmen an dem Ende angebracht ist. Die mittige Welle 27 kann durch Anwenden einer spanabhebenden Bearbeitung oder einer Kopfbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden. Wie bei der ersten Nietplatte 18 und der zweiten Nietplatte 20 kann die dritte Nietplatte 22 durch eine Pressbearbeitung von Edelstahl oder Eisen hergestellt werden.
4 ist eine Hauptteil-Frontansicht, welche die Bewegung eines Verbindungsmechanismus des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so eingerichtet, dass das erste Gehäuse 11, das an dem ersten Element 101 angebracht ist, und das zweite Gehäuse 12, das an dem zweiten Element 102 angebracht ist, durch den Verbindungsmechanismus so verbunden sind, dass sie um eine virtuelle Drehachse A drehbar sind. In 4 ist ein plattenförmiges erstes Element 101 einer vorgegebenen Dicke an einer Oberseite des ersten Gehäuses 11 angebracht und ein zweites Element 102 mit der gleichen Dicke wie die des ersten Elements 101 ist ebenfalls an einer Oberseite des zweiten Gehäuses 12 angebracht. Das erste Element 101 und das zweite Element 102 erstrecken sich über einen Endanschlag 11h des ersten Gehäuses 11 bzw. einen Endanschlag 12i des zweiten Gehäuses 12 in Richtung der virtuellen Drehachse A und Enden der Oberseiten des ersten und des zweiten Elements 101, 102 sind einander über die mittige Drehwelle A zugewandt. Ein Öffnungs- oder Schließzustand des Scharniers wird so eingestellt, dass er einem Öffnungs- oder Schließzustand des plattenförmigen ersten Elements 101 und zweiten Elements 102 entspricht.
4(a) zeigt einen Zustand, in dem das Scharnier 10 vollständig geöffnet ist. In diesem Zustand bilden die Oberseiten oder die Unterseiten des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 dieselbe Ebene. Das erste Element 101 und das zweite Element 102 befinden sich ebenfalls in einem vollständig geöffneten Zustand und die Oberseiten des ersten Elements 101 und des zweiten Elements 102 bilden ebenfalls dieselbe Ebene. Die erste Verbindungswelle 23, die durch die Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 geführt wird, ist an einem Ende der Führungsnut 11g angeordnet, das am weitesten von der ersten Scharnierwelle 17 entfernt liegt. Die zweite Verbindungswelle 25, die durch die Führungsnut 12h des zweiten Gehäuses 12 geführt wird, ist ebenfalls an einem Ende der Führungsnut 12h positioniert, das am weitesten von der zweiten Scharnierwelle 19 entfernt liegt.
4(b) zeigt das Scharnier 10 in einem leicht geschlossenen Zustand, der sich von dem in 4(a) gezeigten vollständig geöffneten Zustand des Scharniers 10 unterscheidet. In diesem Zustand befinden sich die Oberseiten und die Unterseiten des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 jeweils in einem leicht geschlossenen Zustand. Das erste Element 101 und das zweite Element 102 befinden sich ebenfalls in einem leicht geschlossenen Zustand. Die erste Verbindungswelle 23, die durch die Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 geführt wird, ist an einer Stelle positioniert, die von einem Ende der Führungsnut 11g, das am weitesten von der ersten Scharnierwelle 17 entfernt liegt, in Richtung des anderen Endes der Führungsnut 11g, das der ersten Scharnierwelle 17 am nächsten liegt, leicht vorgeschoben ist. Die zweite Verbindungswelle 25, die durch die Führungsnut 12h des zweiten Gehäuses 12 geführt wird, ist ebenfalls an einer Stelle positioniert, die von einem Ende der Führungsnut 12h, das am weitesten von der zweiten Scharnierwelle 19 entfernt liegt, in Richtung des anderen Endes der Führungsnut 12h, das der zweiten Scharnierwelle 19 am nächsten liegt, leicht vorgeschoben ist.
4(c) zeigt das Scharnier 10 in einem weiter geschlossenen Zustand, der sich von dem Scharnier 10 in dem in 4(b) gezeigten leicht geschlossenen Zustand unterscheidet. In diesem Zustand befinden sich die Oberseiten und die Unterseiten des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 jeweils in einem weiter geschlossenen Zustand. Das erste Element 101 und das zweite Element 102 befinden sich ebenfalls in einem weiter geschlossenen Zustand. Die erste Verbindungswelle 23, die durch die Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 geführt wird, ist an einer Stelle positioniert, die von einem Ende der Führungsnut 11g, das am weitesten von der ersten Scharnierwelle 17 entfernt liegt, in Richtung des anderen Endes der Führungsnut 11g, das der ersten Scharnierwelle 17 am nächsten liegt, weiter vorgeschoben ist. Die zweite Verbindungswelle 25, die durch die Führungsnut 12h des zweiten Gehäuses 12 geführt wird, ist ebenfalls an einer Stelle positioniert, die von einem Ende der Führungsnut 12h, das am weitesten von der zweiten Scharnierwelle 19 entfernt liegt, in Richtung des anderen Endes der Führungsnut 12h, das der zweiten Scharnierwelle 19 am nächsten liegt, leicht vorgeschoben ist.
4(d) zeigt einen Zustand, in dem das Scharnier 10 vollständig geschlossen ist. In diesem Zustand sind die Oberseiten und die Unterseiten des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 einander zugewandt und verlaufen parallel zueinander. Das erste Element 101 und das zweite Element 102 befinden sich ebenfalls in einem vollständig geschlossenen Zustand. Die erste Verbindungswelle 23, die durch die Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 geführt wird, ist am anderen Ende der Führungsnut 11g angeordnet, das der ersten Scharnierwelle 17 am nächsten liegt. Die zweite Verbindungswelle 25, die durch die Führungsnut 12h des zweiten Gehäuses 12 geführt wird, ist ebenfalls am anderen Ende der Führungsnut 12h positioniert, das der zweiten Scharnierwelle 19 am nächsten liegt. Eine lange Seite der zweiten mittigen Platte 14 liegt an einem Endanschlag 12i des zweiten Gehäuses 12 an und lange Seiten der ersten Seitenplatte 15 und einer zweiten Seitenplatte 16 (nicht dargestellt) liegen an einem Endanschlag 11h des ersten Gehäuses 11 an, und beide Endanschläge verhindern die Drehung in einer Richtung, in der das Scharnier 10 geschlossen ist.
Während der in den 4(a) bis 4(d) gezeigten Öffnungs-/Schließbewegung des Scharniers 10 drehen sich das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 jeweils um die virtuelle Drehachse A, die ungefähr in der Mitte zwischen dem Ende der Oberseite des ersten Elements 101, das an dem ersten Gehäuse 11 angebracht ist, und dem Ende der Oberseite des zweiten Elements 102, das an dem zweiten Gehäuse 12 angebracht ist, positioniert ist. Ein Intervall zwischen dem Ende der Oberseite des ersten Elements 101 und dem Ende der Oberseite des zweiten Elements 102, wobei die Enden einander über die virtuelle Drehachse A hinweg zugewandt sind, ist im Wesentlichen konstant. Eine solche Drehung um die virtuelle Drehachse A wird durch den Verbindungsmechanismus ausgeführt, der die zweite mittige Platte 14, die erste Seitenplatte 15 und die zweite Seitenplatte 16 umfasst, die das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 verbinden.
In dem Verbindungsmechanismus der vorliegenden Ausführungsform weisen eine Achse der ersten Scharnierwelle 17, Achsen der zweiten Scharnierwelle 19 und der dritten Scharnierwelle 21, eine Achse der ersten Verbindungswelle 23, eine Achse der zweiten Verbindungswelle 25 und eine Achse der mittigen Welle 27 eine spiegelsymmetrische Struktur in einer Ebene auf, die durch die virtuelle Drehachse A und eine Achse der mittigen Welle 27 verläuft. Die Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 und die Führungsnut 12h des zweiten Gehäuses 12 sind ebenfalls in der Ebene symmetrisch. Daher sind in allen Zuständen der Öffnungs-/Schließbewegung des Scharniers 10 in den 4(a) bis 4(d) die Hauptachsen des Verbindungsmechanismus in der Ebene symmetrisch und das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12, die durch den Verbindungsmechanismus gestützt werden, sind ebenfalls in der Ebene symmetrisch, da das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 synchronisiert sind, um den gleichen Winkel mit der Ebene zum Öffnen/Schließen des Scharniers zu bilden.
Die Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 und die Führungsnut 12h des zweiten Gehäuses 12 definieren Pfade, entlang denen die erste Verbindungswelle 23 bzw. die zweite Verbindungswelle 25 in einer Ebene orthogonal zu der virtuellen Drehachse A geführt werden, wenn das Scharnier 10 geöffnet/geschlossen wird. Daher ist es dank der Formen der Führungsnut 11g und der Führungsnut 12h möglich einzustellen, wie das Intervall zwischen dem Ende der Oberseite des ersten Elementes 101 und dem Ende der Oberseite des zweiten Elementes 102, die sich über die virtuelle Drehachse A hinweg zugewandt sind, relativ zu dem Öffnungs-/Schließwinkel des Scharniers 10 verändert wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Führungsnut 11g und die Führungsnut 12h zu einer geeigneten Form gebildet, so dass das Intervall unabhängig von der Öffnungs-/Schließbewegung des Scharniers 10 im Wesentlichen konstant ist. Es ist zu beachten, dass das einstellbare Intervall nicht darauf beschränkt ist und dass es auch möglich ist einzustellen, wie das Intervall zwischen dem ersten Gehäuse 11 und dem zweiten Gehäuse 12, die sich über die virtuelle Drehachse A hinweg zugewandt sind, relativ zu dem Öffnungs-/Schließwinkel des Scharniers 10 verändert wird.
In dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Drehungen des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 um die virtuelle Drehachse A durch den Verbindungsmechanismus realisiert, der die erste mittige Platte 13, die zweite mittige Platte 14, die erste Seitenplatte 15 und die zweite Seitenplatte 16 umfasst. Daher ist das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform robust, besitzt die Haltbarkeit, einer großen Anzahl von Öffnungs-/Schließbewegungen zu widerstehen, und kann über einen langen Zeitraum stabil arbeiten.
5 ist ein Schaubild zum Erläutern eines Drehmomenterzeugungsmechanismus des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 5 zeigt eine Ausgestaltung eines ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus, der das erste Gehäuse 11, das die Öse 11e aufweist, die mit dem Einschubloch 11d versehen ist, die erste Scharnierwelle 17, die in das Einschubloch 11d geschoben wird, und die erste Rastplatte 24, die am Ende der ersten Scharnierwelle 17, die in das Einschubloch 11d geschoben wird, durch Verstemmen des Endes angebracht ist, umfasst. Die erste Scharnierwelle 17 mit einem vorgegebenen Durchmesser wird beidseitig abgeschrägt und wird, in der Reihenfolge von einer Rückseite zu einer Vorderseite des Schaubildes, in ein erstes Einschubloch 14a der zweiten mittigen Platte 14 (nicht dargestellt), das Einschubloch 11d des ersten Gehäuses 11 und die erste Rastplatte 24 geschoben. Die beidseitig abgeschrägte erste Scharnierwelle 17 wird so gehalten, dass sich die erste Scharnierwelle 17 zusammen mit der zweiten mittigen Platte 14, die in das erste Einschubloch 14a eingreift, und der ersten Rastplatte 24, die durch Verstemmen angebracht ist, dreht. In dem ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus liegen eine Fläche der Öse 11e, die mit einer Nut 11f ausgebildet ist, und eine Fläche der ersten Rastplatte 24, die mit einem Paar konvexer Abschnitte 24a über die erste Scharnierwelle 17 hinweg ausgebildet ist, einander gegenüber und berühren sich gegenseitig; die erste Rastplatte 24 drückt auf die Fläche der Öse 11e als ein Energiebeaufschlagungsmittel einer Blattfeder und gleitet und dreht sich auf der Fläche der Öse 11e gemäß der Drehung der ersten Scharnierwelle 17, um das Drehmoment für die Drehung der ersten Scharnierwelle 17 zu erzeugen.
6 ist ein Schaubild zum Erläutern der Erzeugung des Drehmoments. 6(a) zeigt einen Hauptteil des in 5 gezeigten ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus. Eine Fläche der ersten Rastplatte 24, an der die konvexen Abschnitte 24a ausgebildet sind, ist der Fläche der Öse 11e des ersten Gehäuses 11 zugewandt und berührt diese. Die erste Rastplatte 24 steht mit der beidseitig abgeschrägten ersten Scharnierwelle 17 in Eingriff und wird gemäß der ersten Scharnierwelle 17 gedreht. 6(b) ist eine Schnittansicht entlang eines Querschnitts VI-VI von 6. 6(b) zeigt, dass die konvexen Abschnitte 24a der ersten Rastplatte 24 in die V-förmigen Nuten 11f eingepasst sind, die in der Fläche der Öse 11e des ersten Gehäuses 11 ausgebildet sind und sich radial von dem Einschubloch 11d erstrecken.
7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des ersten Gehäuses 11 und dem Drehmoment zeigt. Wie in 6 gezeigt, zeigt das Diagramm von 7 einen Zustand, in dem die konvexen Abschnitte 24a der ersten Rastplatte 24 in die Nuten 11f in der Fläche der Öse 11e des ersten Gehäuses 11 eingepasst sind, als 0 Grad des Drehwinkels des ersten Gehäuses 11 und zeigt die Änderung des durch den ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus erzeugten Drehmoments gemäß der Vergrößerung des Drehwinkels des ersten Gehäuses 11. Die 0 Grad des Drehwinkels des ersten Gehäuses 11 entsprechen einem Zustand, in dem das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 des Scharniers 10 vollständig geöffnet sind.
Wie in 7 gezeigt, wird das maximale Drehmoment T1 erzeugt, wenn die konvexen Abschnitte 24a der ersten Rastplatte 24, die in die Nuten 11f in der Fläche der Öse 11e gemäß der Drehung des ersten Gehäuses 11 eingepasst sind, die Nuten 11f verlassen. Dies ermöglicht die Bereitstellung der Energiebeaufschlagungskraft zum Beibehalten des vollständig geöffneten Zustands des ersten Gehäuses 11. Danach gleitet die erste Rastplatte 24 gemäß der Drehung des ersten Gehäuses 11 auf der Fläche der Öse 11e und dementsprechend wird ein im Wesentlichen konstantes Drehmoment T2 beibehalten.
Das Bilden einer weiteren Nut, die sich in einer vorgegebenen Richtung über das Einschubloch 11d in der Fläche der Öse 11e hinweg erstreckt, kann ein Rasten bei einem vorgegebenen Drehwinkel erzeugen. Wenn das erste Gehäuse 11 so gedreht wird, dass ein Winkel den Drehwinkel überschreitet, so wird das annähernd konstante Drehmoment T2 auf das minimale Drehmoment T3 reduziert, wenn die konvexen Abschnitte 24a der ersten Rastplatte 24 in eine andere Nut fallen, und alternativ steigt das Drehmoment wieder auf das annähernd konstante Drehmoment T2 an, wenn die konvexen Abschnitte 24a eine andere Nut verlassen. Somit wird ein Rasten ermöglicht, bei dem das Absenken und der Widerstand bei der Drehbewegung des ersten Gehäuses 11 nacheinander spürbar sind. Das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so eingerichtet, dass die erste Rastplatte 24 eine starke elastische Kraft durch die Blattfeder in der axialen Richtung der ersten Scharnierwelle 17 bereitstellen kann, wodurch ein Rasten mit ausreichender Stärke bereitgestellt werden kann.
Das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst zusätzlich zu dem ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus einen zweiten Drehmomenterzeugungsmechanismus, der aus der zweiten Scharnierwelle 19, der ersten Seitenplatte 15 und der zweiten Rastplatte 26 besteht, und einen dritten Drehmomenterzeugungsmechanismus, der aus der dritten Scharnierwelle 21, der zweiten Seitenplatte 16 und der dritten Rastplatte 28 besteht. Wie bei dem ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus erzeugen auch der zweite Drehmomenterzeugungsmechanismus und der dritte Drehmomenterzeugungsmechanismus das Drehmoment für die Drehung des zweiten Gehäuses 12. Auch für das zweite Gehäuse 12 können die zweite Rastplatte 26 und die dritte Rastplatte 28 eine starke elastische Kraft durch die Blattfeder in der axialen Richtung der zweiten Scharnierwelle 19 bzw. der dritten Scharnierwelle 21 bereitstellen, wodurch ein Rasten mit ausreichender Stärke bereitgestellt werden kann.
In dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewirken der erste bis dritte Drehmomenterzeugungsmechanismus, dass das maximale Drehmoment erzeugt wird, wenn sich das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 aus einem vollständig geöffneten Zustand oder alternativ aus einem vollständig geschlossenen Zustand zu drehen beginnen, und dementsprechend kann die Energiebeaufschlagungskraft angelegt werden. Des Weiteren kann, wenn das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 so gedreht werden, dass ein Winkel einen spezifischen Drehwinkel überschreitet, ein Rasten bereitgestellt werden, bei dem das Drehmoment verringert und dann erhöht wird.
8 ist eine Seitenansicht zum Erläutern der Bewegung des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 9 ist eine perspektivische Ansicht zum Erläutern der Bewegung des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In den 8 und 9 verbindet das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das plattenförmige erste Element 51 und das zweite Element 52, die jeweils einen vorgegebenen Spalt zwischen ihren einander zugewandten Endflächen aufweisen, so dass das erste Element 51 und das zweite Element 52 beide drehbar gestützt werden. An der Unterseite des ersten Elements 51 ist das erste Gehäuse 11 des Scharniers 10 unter Verwendung einer Schraube 55 angebracht, die durch ein Schraubenloch 11c des Sockels 11b, mit einem Abstandshalter 53 dazwischen, hindurch reicht, und an der Unterseite des zweiten Elements 52 ist das zweite Gehäuse 12 unter Verwendung einer Schraube 56 angebracht, die durch das Schraubenloch 12c des Sockels 12b, mit einem Abstandshalter 54 dazwischen, hindurch reicht. Um den Endanschlag 11h, der höher als der Hauptkörper 11a des ersten Gehäuses 11 ist, und den Endanschlag 12i, der höher als der Hauptkörper 12a des zweiten Gehäuses 12 ist, aufzunehmen, ist in einem von den einander zugewandten Endflächen des ersten Elements 51 und des zweiten Elements 52 ausgehenden vorgegebenen Bereich jeweils eine Ausnehmung von einer vorgegebenen Tiefe ausgebildet.
8(a) und 9(a) zeigen einen Zustand, in dem eine Oberseite des ersten Elements 51, das an dem ersten Gehäuse 11 angebracht ist, und eine Oberseite des zweiten Elements 52, das an dem zweiten Gehäuse 12 angebracht ist, im Wesentlichen auf derselben Ebene liegen und somit sind das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 des Scharniers 10 vollständig geöffnet. 8(b) und 9(b) zeigen einen Zustand, in dem die Oberseite des ersten Elements 51, das an dem ersten Gehäuse 11 angebracht ist, und die Oberseite des zweiten Elements 52, das an dem zweiten Gehäuse 12 angebracht ist, geschlossen sind, indem sie dazwischen einen Winkel nahe einem rechten Winkel bilden, und somit sind das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 des Scharniers 10 geschlossen, indem sie einen Winkel nahe dem rechten Winkel dazwischen bilden. 8(c) und 9(c) zeigen einen Zustand, in dem sowohl die Oberseite des ersten Elements 51, das an dem ersten Gehäuse 11 angebracht ist, als auch die Oberseite des zweiten Elements 52, das an dem zweiten Gehäuse 12 angebracht ist, geschlossen sind, indem sie dazwischen einen Winkel bilden, der kleiner als der rechte Winkel ist, und somit sind das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 des Scharniers 10 geschlossen, indem sie einen Winkel bilden, der kleiner als der rechte Winkel ist. In allen diesen Zuständen ist ein Intervall zwischen einander zugewandten Enden der Oberseite des ersten Elements 51 und der Oberseite des zweiten Elements 52 konstant. Das Scharnier 10 realisiert die Drehung des ersten Elements 51 und des zweiten Elements 52 um die Mitte der einander zugewandten Enden der Oberseite des ersten Elements 51 und der Oberseite des zweiten Elements 52 als die virtuelle Drehachse A.
Das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform stützt das erste Element 51 und das zweite Element 52 so, dass sich das erste Element 51 und das zweite Element 52 um die Mitte der einander zugewandten Enden der Oberseite des ersten Elements 51 und der Oberseite des zweiten Elements 52 als die virtuelle Drehachse A drehen können, und die Welle der Drehwelle steht nicht von der Oberseite des ersten Elements 51 oder der Oberseite des zweiten Elements 52 hervor. Daher kann das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nutzbare Bereiche der Oberseite des ersten Elements 51 und der Oberseite des zweiten Elements 52 gewährleisten und effektiv nutzen und es sind verschiedene Bauweisen möglich. Des Weiteren kann das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Rasten mit ausreichender Festigkeit bei einem vorgegebenen Drehwinkel des ersten Elements 51 und des zweiten Elements 52 bereitstellen und das Drehen des ersten Elements 51 und des zweiten Elements 52 komfortabler gestalten. Darüber hinaus besitzt das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Haltbarkeit, einer großen Anzahl von Öffnungs-/Schließbewegungen zu widerstehen, und kann über einen langen Zeitraum stabil arbeiten.
10 ist ein Schaubild eines elektronischen Gerätes 60, das mit dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist. In dem elektronischen Gerät 60 sind ein rechtwinkliges, parallelflachförmiges erstes Gehäuse 61 und zweites Gehäuse 62, die etwas abgeflacht sind und ähnliche Abmessungen aufweisen, durch das Scharnier 10 drehbar und klappbar miteinander verbunden. Das elektronische Gerät 60 kann ein Mobiltelefon, ein Notebook-Computer oder dergleichen sein und ein Display, wie zum Beispiel ein LCD, ist auf einer Innenseite eines des ersten Gehäuses 61 und des zweiten Gehäuses 62 angeordnet und ein Bedienmittel, wie zum Beispiel eine Drucktaste oder eine Tastatur, ist auf einer Innenseite des anderen der Gehäuse angeordnet. 10(a) und 10(b) sind eine Vorderansicht bzw. eine perspektivische Ansicht des elektronischen Gerätes 60 in einem vollständig geschlossenen Zustand und 10(c) ist eine perspektivische Ansicht des elektronischen Gerätes 60 in einem vollständig geöffneten Zustand.
Durch die Verwendung des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden das erste Gehäuse 61 und das zweite Gehäuse 62 um die Mitte der Enden der Innenseiten des ersten Gehäuses 61 und des zweiten Gehäuses 62 als die virtuelle Drehachse A so gedreht, dass ein Intervall zwischen den Enden der Innenseiten des ersten Gehäuses 61 und des zweiten Gehäuses 62 konstant gehalten wird. In dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ragt die Welle der Drehwelle in einem Zustand, in dem das erste Gehäuse 61 und das zweite Gehäuse 62 vollständig geöffnet sind, nicht aus der Innenseite heraus. Daher können die nutzbaren Bereiche der Innenseiten des ersten Gehäuses 61 und des zweiten Gehäuses 62 sichergestellt werden und es sind verschiedene Bauweisen möglich. Des Weiteren kann das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Rasten mit ausreichender Festigkeit bei vorgegebenen Drehwinkeln des ersten Gehäuses 61 und des zweiten Gehäuses 62 bereitstellen und das Drehen des ersten Gehäuses 61 und des zweiten Gehäuses 62 komfortabler gestalten. Darüber hinaus besitzt das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Haltbarkeit, einer großen Anzahl von Öffnungs-/Schließbewegungen zu widerstehen, und kann über einen langen Zeitraum stabil arbeiten.
11 bis 13 sind Schaubilder, die ein weiteres elektronisches Gerät 70 zeigen, das mit dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform versehen ist. Das elektronische Gerät 70 umfasst ein im Wesentlichen rechteckiges, plattenförmiges Gehäuse 71 und eine plattenförmige Stützplatte 72, die dünner als das Gehäuse 71 ist, im Wesentlichen die gleiche Größe wie die geteilte Rückseite des Gehäuses 71 aufweist und durch das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an einem Verbindungsabschnitt, der sich im Wesentlichen entlang der Mitte einer Rückseite des Gehäuses 71 in der Längsrichtung erstreckt, drehbar verbunden ist, wodurch die Rückseite in ungefähr zwei Rückseiten geteilt wird. Das elektronische Gerät 70 kann ein Tablet-Computer sein, der mit einem Display, wie zum Beispiel einem LCD oder einem Berührungsbildschirm, auf seiner Vorderseite versehen ist.
11 zeigt das elektronische Gerät 71, bei dem die Stützplatte 72 zusammengeklappt und auf der Rückseite des Gehäuses 70 geschlossen ist. 11(a) ist eine perspektivische Ansicht, und 11(b) ist eine linke Seitenansicht. Der Einfachheit halber zeigt eine Oberseite jeder der 11(a) und der 11(b) die Rückseite des Gehäuses 71 des elektronischen Gerätes 70 und alternativ zeigt eine Unterseite jedes der Schaubilder die Vorderseite des Gehäuses 71. Das Gleiche gilt auch für 12. Um die Stützplatte 72 zu verwenden, zeigt 12 das elektronische Gerät 70, bei dem die Stützplatte 72 so angehoben ist, dass sie einen vorgegebenen Winkel mit der Rückseite des Gehäuses 71 bildet. 12(a) ist eine perspektivische Ansicht und 12(b) ist eine linke Seitenansicht. 13 ist eine rechte Seitenansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Stützplatte 72 geöffnet und von der Rückseite des Gehäuses 71 des elektronischen Gerätes 70 getrennt ist, um dazwischen einen vorgegebenen Winkel zu bilden, und in dem das elektronische Gerät 70 auf einer horizontalen Fläche, wie zum Beispiel einem Schreibtisch, platziert ist, so dass das elektronische Gerät 70 durch einen Rand der Seitenfläche des Gehäuses 71 und einen Rand der Stützplatte 72 gestützt wird. Indem das elektronische Gerät 70 auf eine solche Weise platziert wird, ist zum Beispiel die Vorderseite des Gehäuses 71 einem Benutzer zugewandt, der sich in Richtung des Schreibtisches bewegt, und dementsprechend kann der Komfort für den Benutzer bei der Nutzung des elektronischen Gerätes 70 erhöht werden.
Bei Verwendung des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dreht sich die Stützplatte 72 an dem Verbindungsabschnitt, der sich in der Längsrichtung der Rückseite des Gehäuses 71 des elektronischen Gerätes 70 erstreckt, relativ zu dem Gehäuse 71 um die Mitte der Rückseite des Gehäuses 71 und das gegenüberliegende Ende der Stützplatte 72 als die virtuelle Drehachse A so, dass ein Intervall zwischen der Rückseite des Gehäuses 71 und dem gegenüberliegenden Ende der Stützplatte 72 konstant gehalten wird. Wie in 11 gezeigt, ragt bei dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Welle der Drehwelle nicht aus der Rückseite des Gehäuses 71 oder der Stützplatte 72 heraus, wenn die Stützplatte 72 vollständig zusammengeklappt ist, um die Rückseite des Gehäuses 71 zu bedecken. Dadurch können nutzbare Bereiche der Rückseite des Gehäuses 71 und der Stützplatte 72 gewährleistet werden und außerdem sind verschiedene Bauweisen möglich. Das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Rasten mit ausreichender Festigkeit bei vorgegebenen Drehwinkeln des Gehäuses 71 und der Stützplatte 72 bereitstellen und das Drehen des Gehäuses 71 und der Stützplatte 72 komfortabler gestalten. Darüber hinaus besitzt das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Haltbarkeit, einer großen Anzahl von Öffnungs-/Schließbewegungen zu widerstehen, und kann über einen langen Zeitraum stabil arbeiten.
10 bis 13 zeigen zwar ein Beispiel, bei dem das Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf ein elektronisches Gerät angewendet wird, jedoch ist der Anwendungsbereich des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf ein Zielobjekt angewendet werden, das eine Struktur zum Verbinden des ersten Elements und des zweiten Elements aufweist, so dass sich das erste Element und das zweite Element beide um die virtuelle Drehachse A drehen können, wie zum Beispiel Möbeltüren eines Schranks, ein Notenständer und dergleichen.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Scharnier 90 gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel zeigt. 15 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Scharniers 90 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel. Dieselben Teile wie die des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in dem Scharnier 90 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, weshalb auf ihre Beschreibung verzichtet wird.
Das erste Gehäuse 11 weist den Hauptkörper 11a auf, der einen vorgegebenen Hohlraum im Inneren aufweist, und weist an einem Ende einer Seitenfläche (einer Seitenfläche auf einer Vorderseite des Schaubildes) des Hauptkörpers 11a die Öse 11e mit dem Einschubloch 11d auf, durch das die erste Scharnierwelle 17 geschoben wird. In dem zweiten Gehäuse 12 ist an dem anderen Ende einer Seitenfläche (einer Seitenfläche auf einer Rückseite des Schaubildes) des Hauptkörpers 12a die zweite Öse 12g mit dem zweiten Einschubloch 12f ausgebildet, durch das die dritte Scharnierwelle 21 geschoben wird. Das abgewandelte Beispiel weist nicht die zweite Scharnierwelle 19 und die erste Öse 12e mit dem ersten Einschubloch 12d, durch das die zweite Scharnierwelle 19 geschoben wird, des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf. Des Weiteren ist die Nut 15b nicht in der Fläche der Öse 11e des ersten Gehäuses 11 ausgebildet. In dem Scharnier 90 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel ist die dritte Scharnierwelle 21 die einzige Scharnierwelle zum Stützen des zweiten Gehäuses 12 und entspricht der zweiten Scharnierwelle 19 der vorliegenden Ausführungsform.
Die zweite mittige Platte 14 weist eine Form auf, die sich in einer Richtung erstreckt, und hat an einem Abschnitt nahe einem Ende ein erstes Einschubloch 14a, durch das die mittige Welle 27 geschoben wird, und weist an einem Abschnitt nahe dem anderen Ende ein zweites Einschubloch 14b auf, durch das die erste Verbindungswelle 23 geschoben wird. Eine erste Scharnierwelle 17 wird in ein erstes Einschubloch 15a an einem Abschnitt nahe einem Ende einer kurzen Seite der ersten Seitenplatte 15 geschoben und eine zweite Verbindungswelle 25 wird in ein drittes Einschubloch 15d an einem Abschnitt nahe einem Ende einer langen Seite der ersten Seitenplatte 15 geschoben.
In einem Verbindungsmechanismus des Scharniers 90 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel verbindet eine erste mittige Platte 13, die eine dritte Platte ist, die zweite Verbindungswelle 25 und die mittige Welle 27 und eine zweite mittige Platte 14, die eine vierte Platte ist, verbindet die erste Verbindungswelle 23 und die mittige Welle 27. Die erste Seitenplatte 15, welche die erste Platte ist, verbindet die erste Scharnierwelle 17, die zweite Verbindungswelle 25 und die mittige Welle 27, und die zweite Seitenplatte 16, welche die zweite Platte ist, verbindet die dritte Scharnierwelle 21, die erste Verbindungswelle 23 und die mittige Welle 27.
Auch in dem Scharnier 90 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel ermöglicht der Verbindungsmechanismus die Drehung des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 um die virtuelle Drehachse A. In dem Scharnier 90 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel wird auch ein erster Drehmomenterzeugungsmechanismus, der ein Drehmoment für die Drehung des ersten Gehäuses 11 erzeugt, durch eine beidseitig abgeschrägte erste Scharnierwelle 17, ein erstes Gehäuse 11 mit dem Einschubloch 11d, mit dem die erste Scharnierwelle 17 in Eingriff steht, eine erste Seitenplatte 15 mit einer Nut 15b über das erste Einschubloch 15a hinweg, die in einer Fläche (einer Fläche auf einer Vorderseite des Schaubildes) ausgebildet ist, und die erste Rastplatte 24, die mit der ersten Scharnierwelle 17 in Eingriff steht, realisiert. In ähnlicher Weise wird ein dritter Drehmomenterzeugungsmechanismus, der ein Drehmoment für die Drehung des zweiten Gehäuses 12 erzeugt, durch die dritte Scharnierwelle 21, das zweite Gehäuse 12, die zweite Seitenplatte 16, die mit einer Nut über das erste Einschubloch 16a hinweg auf einer nicht-dargestellten Fläche (einer Fläche auf einer Rückseite des Schaubildes) ausgebildet ist, und die dritte Rastplatte 28 realisiert. Auch in dem Scharnier 90 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel können die erste Rastplatte 24 und die dritte Rastplatte 28 eine starke elastische Kraft durch die Blattfeder in der axialen Richtung der ersten Scharnierwelle 17 und der dritten Scharnierwelle 21 bereitstellen und dementsprechend kann ein Rasten mit ausreichender Stärke bei bestimmten Drehwinkeln des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses bereitgestellt werden.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Scharnier 80 gemäß einem zweiten abgewandelten Beispiel zeigt. 16(a) und 16(b) sind perspektivische Ansichten des Scharniers 80, aus verschiedenen Richtungen gesehen. Das Scharnier 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel unterscheidet sich von dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dadurch, dass das Energiebeaufschlagungsmittel des Drehmomenterzeugungsmechanismus ein anderes ist und von der ersten Rastplatte 24, der zweiten Rastplatte 26 und der dritten Rastplatte 28 zu Tellerfedern 81 und 82 geändert wurde, das heißt, eine Feder wurde von der Blattfeder gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu der Tellerfeder geändert. Des Weiteren werden in dem zweiten abgewandelten Beispiel die koaxiale zweite Scharnierwelle 19 und die dritte Scharnierwelle 21 des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch eine einzelne zweite Scharnierwelle 19 ersetzt und die erste mittige Platte 13 und die zweite mittige Platte 14 werden durch eine dritte Seitenplatte 83 und eine vierte Seitenplatte 84 ersetzt. Die Formen der Führungsnuten des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12, welche die erste Verbindungswelle 23 bzw. die zweite Verbindungswelle 25 führen, sind ebenfalls andere. Die übrigen Ausgestaltungen, die oben nicht erwähnt wurden, sind die gleichen wie die des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und daher sind Teile, welche die gleichen sind wie die des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 10, in den Schaubildern mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Auch in dem Scharnier 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel wird, wie in dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das erste Element und das zweite Element so gestützt, dass sie sich beide um die virtuelle Drehachse A drehen können. Des Weiteren können die Tellerfedern 81 und 82 eine starke elastische Kraft durch die Tellerfedern in der axialen Richtung der ersten Scharnierwelle 17 bzw. der zweiten Scharnierwelle 19 bereitstellen und somit kann ein Rasten mit ausreichender Stärke bereitgestellt werden, wie in dem Scharnier 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
17 ist eine Vorderansicht, welche die Bewegung des Verbindungsmechanismus des Scharniers 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel zeigt. Das Öffnen/Schließen des Scharniers 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel entspricht auch dem Öffnen/Schließen des ersten Elements und des zweiten Elements (nicht dargestellt), die an der Oberseite des ersten Gehäuses 11 bzw. der Oberseite des zweiten Gehäuses 12 angebracht sind, wie bei dem Öffnen/Schließen des Scharniers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Bewegung des Verbindungsmechanismus gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel ähnelt auch der Bewegung des Verbindungsmechanismus des Scharniers 10 gemäß der in 4 gezeigten vorliegenden Ausführungsform.
17(a) zeigt einen vollständig geöffneten Zustand des Scharniers 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel, 17(b) zeigt einen leicht geschlossenen Zustand des Scharniers 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel, 17(c) zeigt einen weiter geschlossenen Zustand des Scharniers 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel und 17(d) zeigt einen vollständig geschlossenen Zustand des Scharniers 80 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel. In jeder der 17(a) bis 17(d) drehen sich das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 um die virtuelle Drehachse A. Ein Intervall zwischen dem ersten Gehäuse 11 und dem zweiten Gehäuse 12, die sich über die virtuelle Drehachse A hinweg zugewandt sind, vergrößert sich allmählich in Abhängigkeit von den Drehwinkeln des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 in einem Bereich von „a“ in dem in 17(a) gezeigten vollständig geöffneten Zustand bis „b“ in dem in 17(d) gezeigten vollständig geschlossenen Zustand.
Das Verhältnis zwischen den Drehwinkeln des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 und das Intervall zwischen dem ersten Gehäuse 11 und dem zweiten Gehäuse 12, die sich über die virtuelle Drehachse A hinweg zugewandt sind, kann in Abhängigkeit von den Formen der Führungsnut 11g des ersten Gehäuses 11 und der Führungsnut 12h des zweiten Gehäuses 12 eingestellt werden. In dem zweiten abgewandelten Beispiel wird beim Öffnen des Scharniers 80 das Intervall zwischen dem ersten Gehäuse 11 und dem zweiten Gehäuse 12, die sich über die virtuelle Drehachse A hinweg zugewandt sind, weiter vergrößert.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Ein Scharnier gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zum Beispiel für ein elektronisches Gerät, wie zum Beispiel ein klappbares Mobiltelefon oder einen Notebook-Computer, verwendet werden, das dadurch gebildet wird, dass ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse drehbar miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

10: Scharnier
11: Erstes Gehäuse
11a: Hauptkörper
11b: Sockel
11c: Schraubloch
11d: Einschubloch
11e: Öse
11f: Nut
11g: Führungsnut
11h: Anschlag
12: Zweites Gehäuse
12a: Hauptkörper
12b: Sockel
12c: Schraubloch
12d: Erstes Einschubloch
12e: Erste Öse
12f: Zweites Einschubloch
12g: Zweite Öse
12h: Führungsnut
12i: Endanschlag
13: Erste mittige Platte
13a: Erstes Einschubloch
13b: Zweites Einschubloch
14: Zweite mittige Platte
14a: Erstes Einschubloch
14b: Zweites Einschubloch
14c: Drittes Einschubloch
15: Erste Seitenplatte
15a: Erstes Einschubloch
15b: Nut
15c: Zweites Einschubloch
15d: Drittes Einschubloch
16: Zweite Seitenplatte
16a: Erstes Einschubloch
16b: Zweites Einschubloch
16c: Drittes Einschubloch
17: Erste Scharnierwelle
18: Erste Nietplatte
19: Zweite Scharnierwelle
20: Zweite Nietplatte
21: Dritte Scharnierwelle
22: Dritte Nietplatte
23: Erste Verbindungswelle
24: Erste Rastplatte
24a: Konvexe Abschnitte
25: Zweite Verbindungswelle
26: Zweite Rastplatte
27: Mittige Welle
28: Dritte Rastplatte
51: Erstes plattenförmiges Element
52: Zweites plattenförmiges Element
53: Erster Abstandshalter
54: Zweiter Abtandshalter
55: Erste Schraube
56: Zweite Schraube
60: Elektronisches Gerät
61: Erstes Gehäuse
62: Zweites Gehäuse
70: Weiteres elektronisches Gerät
71: Erstes Gehäuse
72: Zweites Gehäuse
80: Scharnier gemäß zweitem abgewandelten Beispiel
81: Erste Tellerfeder
82: Zweite Tellerfeder
83: Dritte Seitenplatte
84: Vierte Seitenplatte
90: Scharnier gemäß erstem abgewandelten Beispiel
101: Erstes Element
102: Zweites Element
A: Virtuelle Drehachse
T1: Maximales Drehmoment
T2: Annährend konstantes Drehmoment
T3: Minimales Drehmoment
a: Abstand der Gehäuse im geöffneten Zustand
b: Abstand der Gehäuse im geschlossenen Zustand

Claims

Scharnier (10, 80, 90), das ein erstes Element (101) und ein zweites Element (102) in einer solchen Weise stützt, dass das erste Element (101) und das zweite Element (102) sich jeweils um eine virtuelle Drehachse (A) drehen können, wobei das Scharnier (10, 80, 90) umfasst: ein erstes Gehäuse (11), das an dem ersten Element (101) angebracht ist, wobei das erste Gehäuse (11) ein Einschubloch (11d) umfasst, durch das eine erste Scharnierwelle (17) parallel zu der virtuellen Drehachse (A) geschoben wird, sowie eine Führungsnut (11g) umfasst, die eine erste Verbindungswelle (23) parallel zu der virtuellen Drehachse (A) führt; ein zweites Gehäuse (12), das an dem zweiten Element (102) angebracht ist, wobei das zweite Gehäuse (12) ein Einschubloch (12d) umfasst, durch das eine zweite Scharnierwelle (19) parallel zu der virtuellen Drehachse (A) geschoben wird, sowie eine Führungsnut (12h) umfasst, die eine zweite Verbindungswelle (25) parallel zu der virtuellen Drehachse (A) fuhrt; und einen Verbindungsmechanismus, der jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle (17), der zweiten Verbindungswelle (25) und einer mittigen Welle (27) sowie jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle (19), der ersten Verbindungswelle (23) und der mittigen Welle (27) parallel zu der virtuellen Drehachse (A) beibehält; wobei das erste Gehäuse (11), das zweite Gehäuse (12) und der Verbindungsmechanismus durch die erste Scharnierwelle (17), die zweite Scharnierwelle (19), die erste Verbindungswelle (23), die zweite Verbindungswelle (25) und die mittige Welle (27) verbunden sind; das zweite Gehäuse (12) des Weiteren ein zweites Einschubloch (12f) umfasst, durch das eine dritte Scharnierwelle (21) parallel zu der virtuellen Drehachse (A) geschoben wird, wobei die dritte Scharnierwelle (21) koaxial zu der zweiten Scharnierwelle (19) verläuft; und der Verbindungsmechanismus des Weiteren eine dritte Platte umfasst, die jedes der Intervalle zwischen der dritten Scharnierwelle (21), der ersten Verbindungswelle (23) und der mittigen Welle (27) beibehält, und eine vierte Platte umfasst, die das Intervall zwischen der zweiten Verbindungswelle (25) und der mittigen Welle (27) beibehält.
Scharnier (10, 80, 90) nach Anspruch 1, wobei die Führungsnut (11g) des ersten Gehäuses (11) und die Führungsnut (12h) des zweiten Gehäuses (12) so geformt sind, dass sie in einer Ebene, die durch die virtuelle Drehachse (A) und eine Achse der mittigen Welle (27) verläuft, symmetrisch sind.
Scharnier (10, 80, 90) nach Anspruch 1, wobei eine Achse der ersten Scharnierwelle (17), eine Achse der zweiten Scharnierwelle (19), eine Achse der ersten Verbindungswelle (23), eine Achse der zweiten Verbindungswelle (25) und die Achse der mittigen Welle (27) so angeordnet sind, dass sie in der Ebene, die durch die virtuelle Drehachse (A) und die Achse der mittigen Welle (27) verläuft, symmetrisch sind.
Scharnier (10, 80, 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Führungsnut (11g) des ersten Gehäuses (11) und die Führungsnut (12h) des zweiten Gehäuses (12) die erste Verbindungswelle (23) bzw. die zweite Verbindungswelle (25) entlang eines vorgegebenen Pfades in einer Ebene orthogonal zu der virtuellen Drehachse (A) so führen, dass sich das erste Gehäuse (11) und das zweite Gehäuse (12) um die virtuelle Drehachse (A) drehen.
Scharnier (10, 80, 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Gehäuse (11) und das zweite Gehäuse (12) so synchronisiert sind, dass das erste Gehäuse (11) und das zweite Gehäuse (12) in der Ebene, die durch die virtuelle Drehachse (A) und die Achse der mittigen Welle (27) verläuft, unabhängig von einem Drehwinkel symmetrisch sind.
Scharnier (10, 80, 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Verbindungsmechanismus umfasst: eine erste Platte, die jedes der Intervalle zwischen der ersten Scharnierwelle (17), der zweiten Verbindungswelle (25) und der mittigen Welle (27) beibehält, und eine zweite Platte, die jedes der Intervalle zwischen der zweiten Scharnierwelle (19), der ersten Verbindungswelle (23) und der mittigen Welle (27) beibehält.
Scharnier (10, 80, 90) nach Anspruch 6, wobei das erste Gehäuse (11) des Weiteren einen Endanschlag (11h) umfasst, der einen Drehwinkel der ersten Platte um die erste Scharnierwelle (17), die in das Einschubloch (11d) des ersten Gehäuses (11) geschoben wird, auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt, und das zweite Gehäuse (12) des Weiteren einen Endanschlag (12i) umfasst, der einen Drehwinkel der zweiten Platte um die zweite Scharnierwelle (19), die in das Einschubloch (12d) des zweiten Gehäuses (12) geschoben wird, auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt.
Scharnier (10, 80, 90) nach Anspruch 6 oder 7, des Weiteren umfassend: einen ersten Drehmomenterzeugungsmechanismus, der ein Drehmoment für eine Drehung zwischen dem ersten Gehäuse (11) und der ersten Platte um die erste Scharnierwelle (17) erzeugt; und einen zweiten Drehmomenterzeugungsmechanismus, der ein Drehmoment für eine Drehung zwischen dem zweiten Gehäuse (12) und der zweiten Platte um die zweite Scharnierwelle (19) erzeugt.
Scharnier (10, 80, 90) nach Anspruch 8, wobei sowohl der erste Drehmomenterzeugungsmechanismus als auch der zweite Drehmomenterzeugungsmechanismus eine Blattfeder oder eine Tellerfeder als Energiebeaufschlagungsmittel umfassen.
Scharnier (10, 80, 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Verbindungsmechanismus des Weiteren eine dritte Platte umfasst, die das Intervall zwischen der ersten Verbindungswelle (23) und der mittigen Welle (27) beibehält, und eine vierte Platte umfasst, die das Intervall zwischen der zweiten Verbindungswelle (25) und der mittigen Welle (27) beibehält.