TW202305256A - 具備離合器機構之扭矩鉸鏈 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種新穎的扭矩鉸鏈，即使由於連接構件8所產生的必要之摩擦力將內環4及外環6加以連接，亦能夠藉由進行所須操作而以足夠小的力使從動側的構件相對於驅動側的構件而旋轉。構成為將具有成對之掛勾部(92)之螺旋彈簧(89)裝設在外環(6)的外周面使外環(6)受到筒狀的支持構件(43)所支持，並且支持構件(43)在軸向上串聯組合有用來控制螺旋彈簧(89)的控制構件(72)，控制構件(72)可相對於支持構件(43)而繞內環(4)及外環(6)所具有之共通旋轉軸(o1)來旋轉，支持構件(43)及控制構件(72)設有螺旋彈簧(89)的成對之掛勾部(92)各自所嵌合的掛勾槽(48及82)，螺旋彈簧(89)藉由所須操作而固持或釋放外環(6)。

Description

具備離合器機構之扭矩鉸鏈

本發明係關於扭矩鉸鏈，尤其係關於一種扭矩鉸鏈，其具備可藉由所須操作切換以下狀態的離合器機構：使連接在兩側的兩個構件整體地旋轉或克服必要之摩擦力而相對旋轉的狀態；及不論必要之摩擦力而相對旋轉的狀態。

自往以來，已有一種供廣泛運用的扭矩鉸鏈，俾使例如筆記型電腦的液晶表示部還有影印機上蓋相對於本體停止在任意傾角位置。就此種扭矩鉸鏈的一例而言，下述專利文獻1及2揭示有一種扭矩鉸鏈，其包含：具有共通旋轉軸之內環及外環；以及連接構件，配置在內環與外環之間，將兩者藉由必要之摩擦力以可斷接方式相連接。下述專利文獻1及2係所謂的摩擦扭矩鉸鏈，就連接構件而言，採用由金屬製薄板構成的彈簧構件，此種彈簧構件具有：彈簧部，與內環的外周面密接而產生上述必要之摩擦力。內環及外環可克服彈簧構件所產生的上述必要之摩擦力而相對旋轉。

又，例如下述專利文獻3揭示有利用螺旋彈簧的雙向扭矩限制器，例如下述專利文獻4揭示有利用所謂的輪狀彈簧的雙向扭矩限制器，例如下述專利文獻5揭示有利用所謂的間隙環(tolerance ring)的雙向扭矩限制器。由於下述專利文獻3至5所揭示的雙向扭矩限制器均能夠使內環及外環克服必要之摩擦力而相對旋轉，因此發揮與扭矩鉸鏈相同的作用效果。

扭矩鉸鏈有時如上所述使用作為使上蓋相對於本體而言停止在任意傾角位置的角度保持裝置，但有時分別將內環及外環其中任一者連接至驅動側的構件並將另一者連接至從動側的構件而使用作為旋轉傳達裝置。例如，分別將內環及外環的其中任一者作為驅動側構件而連接至電動機，將另一者作為從動側構件而連接至車輛等之門扉時，能夠以電動機來開閉門扉。並且，在門扉由於電動機的驅動扭矩而開閉動作中或者受到電動機的起動扭矩或固持扭矩來固持在全開位置或中間開位置時由於風等而突發性受到外力之情形，能夠藉由內環及外環相對旋轉來逸散門扉所受的上述外力，藉此能夠防止門扉搖晃。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2001-12514號公報 專利文獻2：日本特開2003-65355號公報 專利文獻3：日本特開平9-112568號公報 專利文獻4：日本特開2018-35837號公報 專利文獻5：日本特開2021-14861號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，將上述專利文獻1至5所揭示的扭矩鉸鏈(雙向扭矩限制器)使用作為旋轉傳達裝置之情形，由於內環及外環的其中任一者恆常連接於電動機另一者恆常連接於門扉，所以例如由於電動機的故障等而產生有手動開閉門扉的必要之情形，使用者必須克服連接構件將內環與外環加以連接的上述必要之摩擦力或者電動機之起動扭矩或固持扭矩來開閉門扉，需要相當龐大的力量，實質上為不可能。

本發明有鑒於上述事實，其主要所欲解決的技術問題在於提供一種新穎且改良的扭矩鉸鏈，可藉由所須操作切換以下狀態：使連接在兩側的兩個構件整體地旋轉或克服必要之摩擦力而相對旋轉的狀態；不論必要之摩擦力而相對旋轉的狀態。 [解決問題之方式]

本案發明者特意檢討之結果，發現能夠藉由下述構成，來解決上述主要的技術問題：於外環的外周面裝設具有成對之掛勾部的螺旋彈簧使外環受到筒狀的支持構件所支持，支持構件在軸向串聯組合用來控制螺旋彈簧的控制構件，控制構件可相對於支持構件而繞內環及外環所具有之共通旋轉軸旋轉，支持構件及控制構件設有螺旋彈簧的成對之掛勾部各自所嵌合的掛勾槽，使得螺旋彈簧藉由所須操作而固持或釋放外環。

亦即，依據本發明，提供一種扭矩鉸鏈達成上述主要的技術的課題，包含：具有共通旋轉軸的內環及外環；以及連接構件，配置在前述內環與前述外環之間，將兩者藉由必要之摩擦力而以可斷接方式相連接；且前述內環及前述外環可整體地旋轉或克服前述必要之摩擦力而相對地旋轉，其特徵在於，前述外環藉由插入至筒狀支持構件的內側而受到支持，並且於前述外環的外周面裝設具有成對之掛勾部的螺旋彈簧，前述支持構件在軸向上串聯組合有控制前述螺旋彈簧的控制構件，前述控制構件可相對於前述支持構件而繞前述共通旋轉軸旋轉，前述支持構件及前述控制構件分別形成有前述螺旋彈簧的前述成對之掛勾部各自所嵌合的掛勾槽，使得前述螺旋彈簧藉由所須操作而固持或釋放前述外環。

更佳者為，前述螺旋彈簧及前述控制構件在前述支持構件之軸向兩側各配設一個，前述支持構件組合有可繞著相對於前述共通旋轉軸而言為垂直的支持軸而旋轉之傘狀齒輪，前述控制構件設有在周向上延伸並與前述傘狀齒輪嚙合的圓弧狀齒條。此種情形，配設在前述支持構件之軸向兩側的前述螺旋彈簧各自的構成線材之捲繞方向，自軸向一側觀察而言宜為彼此反方向。又，前述控制構件宜具有進入至前述外環的內周面與前述內環的外周面之間的筒狀支持凸部，前述連接構件受到配設在前述支持構件之軸向兩側的前述控制構件各自之前述支持凸部自軸向兩側支持。較佳者為，於前述螺旋彈簧裝設在前述外環之外周面而並未自前述成對之掛勾部各自受到任何力的狀態下，前述螺旋彈簧束緊前述外環而將其予以固持，並藉由前述控制構件相對於前述支持構件旋轉，而使得前述螺旋彈簧釋放前述外環。更佳者為，前述連接構件無法相對於前述外環而旋轉。此種情形，宜為前述連接構件受到成對之固持器自軸向兩側固持，前述成對之固持器各自藉由周向卡止機構而與前述外環在周向上卡止。再者，前述連接構件宜係藉由金屬製薄板所構成的彈簧構件，並具有與前述內環之外周面密接的彈簧部。 [發明之效果]

在本發明之扭矩鉸鏈中，由於裝設在外環之外周面的螺旋彈簧所具有的成對之掛勾部各自嵌合至形成於支持外環的支持構件及與該支持構件在軸向上串聯組合的控制構件各自之掛勾槽，並且控制構件可相對於支持構件而繞內環及外環所具有的共通旋轉軸而旋轉，所以使支持構件及控制構件繞共通旋轉軸而相對旋轉，可藉以切換螺旋彈簧束緊外環而將其予以固持的狀態，與螺旋彈簧釋放外環的狀態。

在螺旋彈簧束緊外環並將其予以固持的狀態下，因為支持構件與外環成為一體，所以藉由連接構件所產生的必要之摩擦力來連接至外環的內環可與支持構件整體地旋轉或克服上述必要之摩擦力而相對地旋轉，另一方面，在螺旋彈簧釋放外環的狀態下，因為支持構件自外環分離而能以足夠小的力相對其旋轉，所以內環亦能以足夠小的力相對於支持構件旋轉。意即，依據本發明之扭矩鉸鏈，能夠藉由進行所須操作而切換以下狀態：使連接於兩側的兩個構件整體地旋轉或克服必要之摩擦力而相對旋轉；及不論必要之摩擦力而以足夠小的力相對旋轉。因此，本發明之扭矩鉸鏈可作為旋轉傳達裝置來組裝至例如車輛的門扉，分別將內環連接電動機、支持構件連接至門扉，在螺旋彈簧固持外環的狀態下，電動機能夠克服連接構件所產生的摩擦力而開閉上述所須門扉。並且，門扉開閉動作中或者藉由電動機的起動扭矩或固持扭矩而固持在全開位置或中間開位置時由於風等而突發性受到外力之情形，能夠藉由內環及外環相對旋轉來逸散門扉所受的上述外力，藉此防止門扉搖晃。另一方面，在螺旋彈簧釋放外環的狀態下，即使內環連接於電動機，亦能夠以足夠小的力來開閉門扉。

[實施發明之較佳形態]

以下，參照顯示依照本發明而構成的扭矩鉸鏈之較佳實施形態的附加圖式，進一步詳細說明。

參照圖1至圖5，主要為圖3至圖5來說明時，全體以元件符號2顯示的扭矩鉸鏈，具備：內環4及外環6，具有共通旋轉軸o1；以及連接構件8。

將圖3至圖5與圖6共同參照來說明時，內環4係金屬製且大致圓筒形狀。內環4的軸向中央部設有：作用部14，外周面之截面形狀係圓形，且直徑比較大。作用部14的軸向兩側分別設有：內環軸部16，外周面之截面形狀係圓形，且直徑比較小。兩個內環軸部16的一方的軸向自由端部形成有ㄈ字形的缺口18。此種缺口18形成於內環軸部16的直徑向兩側，內環4藉由缺口18而連接至在圖3及圖4等中以兩點鏈線顯示的驅動側之軸構件s。

將圖3至圖5與圖7共同參照來說明時，外環6係金屬製且大致圓筒形狀。如同參照圖3及圖4所能理解，外環6的內徑大於內環4之作用部14的外徑，外環6係以將內環4包含在內側的狀態來配置在內環4的外側。外環6的外周面之截面形狀係圓形，內周面在周向上等角度空出間隔設有：6個周向卡止凸條20，使內徑局部性減少而形成。周向卡止凸條20在外環6的軸向上遍及全域地直線狀延伸，其截面形狀係大致矩形。

如圖3及圖4所示，連接構件8配置在內環4與外環6之間，更詳細而言為配置在內環4的外周面與外環6的內周面之間。將圖3至圖5與圖8共同參照來說明時，在圖示的實施形態中，連接構件8係金屬製，具有大致圓環薄板形狀的連接基部22。如圖3及圖4所示，連接基部22配置成圍繞內環4的外周面並相對於共通旋轉軸o1而垂直。連接基部22的外周緣附設有：圓環形狀的外周補強部24，往軸向豎立後往徑向外方折曲。連接基部22的內周緣部在周向上等角度空出間隔設有：6個大致矩形的卡合凹部26，使內徑局部性增大而形成。並且，使連接基部22中未設有上述卡合凹部26的角度區域之內周緣部往軸向彎曲而成為彈簧部28，此彈簧部28如圖4所示，彈性地密接於內環4之作用部14的外周面。如參照圖8之B部分放大圖所能理解，上述彈簧部28在軸向上往與外周補強部24相同側彎曲。

上述連接構件8藉由必要之摩擦力將內環4與外環6以可斷接方式相連接。在圖示之實施形態中，連接構件8受到合成樹脂製的成對之固持器30及32自軸向兩側固持，成對之固持器30及32各自藉由後述周向卡止機構而與外環6在周向上卡止。意即，連接構件8以無法相對於外環6旋轉的狀態組合至外環6。亦參照圖9來說明時，成對之固持器30及32係彼此對應的形狀，均具有圓環板形狀的固持器基部34。如圖3及圖4所示，固持器基部34亦配置成圍繞內環4的外周面並相對於共通旋轉軸o1而垂直。固持器基部34的外周緣部在周向上等角度空出間隔設有：6個大致矩形形狀的周向卡止凹部36，使外徑局部性減少而形成。如圖2所示，周向卡止凹部36與形成於外環6的周向卡止凸條20對應，此等者構成上述周向卡止機構。固持器基部34沿著內周緣形成有：圓環形狀的內環軸向承接面38，使軸向寬度減少而形成，如圖3及圖4所示，內環軸向承接面38在軸向上支持內環4的作用部14。並且，在固持器30的固持器基部34，沿著內環軸向承接面38的外周緣而在周向上等角度空出間隔設有：6個卡合凸柱40，在軸向上直線狀延伸。另一方面，在固持器32的固持器基部34，沿著內環軸向承接面38的外周緣在周向上等角度空出間隔設有：6個卡合沉入部42，在軸向上沉入。卡合沉入部42沿著外周緣亦設有：微小平台部42a，在周向相連延伸。卡合凸柱40及卡合沉入部42以及(形成於連接構件8的)卡合凹部26之截面形狀分別為對應。

在圖示的實施形態中，連接構件8在軸向上串聯多數(在圖示的實施形態中為3個)疊層配置，多數之連接構件8各自之卡合凹部26的周向角度位置及各自之彈簧部28的周向角度位置為匹配。成對之固持器30及32各自配置在軸向串聯疊層配置的多數之連接構件8整體的軸向兩側，固持器30的卡合凸柱40之前端部在軸向上穿過連接構件8的卡合凹部26之後嵌合至固持器32的卡合沉入部42。藉此，軸向串聯疊層配置的多數之連接構件8整體受到成對之固持器30及固持器32自軸向兩側固持。如此組合的連接構件8及成對之固持器30及32，與形成於成對之固持器30及32各自的周向卡止凹部36與形成於外環6之內周面的周向卡止凸條20匹配後進入至外環6的內側(亦參照圖2)。而後連接構件8藉由成對之固持器30及32而以無法相對於外環6旋轉的狀態裝設在外環6。如果想要，亦可藉由在連接構件8的外周面形成周向卡止凹部，省略成對之固持器30及32而將連接構件直接裝設在外環6的內周面。

如圖3及圖4所示，外環6插入至筒狀的支持構件43內側而受到其支持。主要參照圖3至圖5並與圖10共同說明時，支持構件43係藉由適當的成形方法所形成的合成樹脂製，並具備圓環形狀的支持基部44。支持基部44除了周向所須部位以外，具有固定的徑向寬度。支持基部44的軸向兩側面分別形成有：圓環形狀的捲繞部軸向承接面46，沿著內周緣而自兩側減少軸向寬度；及掛勾槽48，自捲繞部軸向承接面46往徑向外方直線狀延伸。如圖2至圖4所示，捲繞部軸向承接面46及掛勾槽48分別承受後述的螺旋彈簧89之捲繞部90及掛勾部92。支持基部44除了上述所須角度部位以外的外周面形成有：大致圓弧形狀的支持外周壁50，在周向上相連延伸。在支持外周壁50形成有掛勾槽48的周向角度位置，於軸向上形成有該掛勾槽48之側，形成有貫穿徑向的間隙51(參照圖5)。支持外周壁50的外周面在直徑向的兩側形成有往徑向外方延伸而出的成對之耳部52，成對之耳部52各自的中央形成有貫穿軸向的固定用孔洞54。固定用孔洞54藉由插穿如螺栓之未圖示的固定具，而將支持構件43固定在如車輛門扉之未圖示的從動側構件。支持外周壁50的內周面之軸向兩側端部形成有在周向上延伸的卡止突條55。

支持基部44之上述所須角度部位的外周面之中的周向中央位置設有在徑向上延伸的支持軸56。在圖示的實施形態中，支持軸56整體為圓柱形狀，但設有自自由端至固定端部貫穿(支持軸56的)直徑向的狹縫58，自由端部呈可彈性變形。支持軸56的自由端部亦進一步設有朝向(支持軸56的)徑向外方凸出的卡止凸部60。如圖1及圖2所示，支持軸56組合有可繞其旋轉的中間構件62。

亦參照圖11來說明時，中間構件62係藉由適當的成形方法所形成的合成樹脂製，且具備：傘狀齒輪64及普通齒輪66，呈一體繞支持軸56旋轉。傘狀齒輪64及普通齒輪66具有共通中心軸o2，傘狀齒輪64的外端在軸向上直線狀延伸而出並連接於普通齒輪66的側面。中間構件62的中心設有：支持軸孔洞68，在共通中心軸o2的軸向上直線狀延伸。支持軸孔洞68之中的普通齒輪66側軸向端部設有：卡止平台部70，局部性擴徑而成。此種中間構件62如圖3所示，藉由將支持軸56自支持軸孔洞68的傘狀齒輪64側插入，使支持軸56的卡止凸部60穿過設在中間構件62之支持軸孔洞68的卡止平台部70並將其彈性卡止，而以可旋轉的方式組合在支持軸56。在圖示的實施形態中，普通齒輪66連接至未圖示的操作機構，並藉由此種操作機構所進行操作驅動中間構件62繞支持軸56旋轉。

參照圖1來說明時，支持構件43在軸向上進一步串聯組合有：控制構件72，控制後述的螺旋彈簧89。在圖示之實施形態中，控制構件72係於支持構件43之軸向兩側各配設一個。提及兩個控制構件72各自時於末尾標註a或b來區別兩者。將圖3至圖5與圖12共同參照說明時，控制構件72係藉由適當的成形方法所形成的合成樹脂製，並具備配置成相對於共通旋轉軸o1而垂直的大致圓形之控制基板74。控制基板74的中心形成有圓形的貫穿孔洞75。控制基板74設有：圓筒形狀的支持凸部76，圍繞貫穿孔洞75的外周緣而在軸向上延伸；及圓環形狀之外環承接槽78，圍繞支持凸部76的固定端部。控制構件72如後述方式與支持構件43組合時，如圖3及圖4所示，支持凸部76的自由端部進入至外環6的內周面與內環4(更詳細而言為內環軸部16)的外周面之間，藉此連接構件8以及將其予以固持的成對之固持器30及32受到配設在支持構件43之軸向兩側的控制構件72a及72b之支持凸部76自軸向兩側支持。此時，內環4進一步受到支持凸部76，外環6之軸向端部受到外環承接槽78分別軸支成可旋轉。控制基板74的外周緣部亦形成有：大致圓筒形狀的控制外周壁80，與支持凸部76平行在軸向上延伸。控制外周壁80的特定角度部位形成有貫穿徑向在軸向上直線狀延伸的掛勾槽82。掛勾槽82延伸遍及控制外周壁80的整個軸向。在控制外周壁80中，元件符號84所示的特定角度區域減少若干外徑，軸向自由端面設有在周向上延伸的圓弧狀齒條86。此種特定角度區域84在直徑向的兩側各設有一個。如圖1及圖3所示，由於齒條86與中間構件62之傘狀齒輪64嚙合，所以宜為沿著與傘狀齒輪64形成有齒的圓錐面對應之所須圓錐面而在周向上延伸。控制外周壁80之中特定角度區域84以外的角度區域之自由端部亦減少若干外徑，外周面形成有在周向上延伸的圓弧狀被卡止凸條88。

控制構件72如圖4所示，被卡止凸條88彈性跨越支持構件43的卡止突條55並與其在軸向上卡止，藉以組合至支持構件43。在控制構件72組合至支持構件43的狀態下，控制構件72能夠相對於支持構件43以共通旋轉軸o1為中心而旋轉。在上述狀態下，更如上所述，控制構件72的齒條86與組合至支持構件43之支持軸56的中間構件62之傘狀齒輪64嚙合。在圖示的實施形態中，由於兩個控制構件72a及72b在支持構件43的軸向兩側各配設一個，所以形成於此等兩個控制構件72a及72b各自的齒條86經由傘狀齒輪64而彼此連接，兩個控制構件72a及72b各自及中間構件62為連動。所以，由圖1所示的狀態將中間構件62繞支持軸56往該圖中央的前視圖中逆時針方向旋轉時，如同一併參照圖3及圖5所能理解，藉由中間構件62之傘狀齒輪64與兩個控制構件72a及72b各自的齒條86之嚙合，在圖1中央前視圖中位於左側的控制構件72a繞共通旋轉軸o1往順時針方向(自該圖左側觀察)旋轉，但在圖1中位於右側的控制構件72b繞共通旋轉軸o1往逆時針方向(自該圖左側觀察)旋轉，兩個控制構件72a及72b之旋轉方向彼此相反。關於此點將進一步後述。

如圖3及圖4所示，外環6的外周面裝設有螺旋彈簧89。在圖示的實施形態中，螺旋彈簧89在支持構件43的軸向兩側各配設一個。提及兩個螺旋彈簧89各自時於末尾標註a或b來區別兩者。將圖3至圖5與圖13共同參照說明時，螺旋彈簧89具有：捲繞部90，將截面形狀為矩形的金屬製線材捲繞成螺旋狀；及成對之掛勾部92，在捲繞部90的軸向兩端將線材往徑向外方折曲。螺旋彈簧89處於自由狀態時，捲繞部90的內徑小於外環6的外徑，螺旋彈簧89以捲繞部90的內徑暫時性擴大的狀態裝設在外環6的外周面。如同參照圖13與圖2加以比較所能理解，螺旋彈簧89處於自由狀態時，成對之掛勾部92各自位於空出大致140度的角度間隔，而在圖1所示的狀態(意即並未藉由後述未圖示的操作機構來操作中間構件62的狀態)下，成對之掛勾部92各自位於空出大致180度的角度間隔。所以，在螺旋彈簧89裝設在外環6的外周面而成對之掛勾部92並未受到任何力的狀態下，捲繞部90的內周面與外環6的外周面密接，螺旋彈簧89束緊外環6的外周面並將其予以固持。在圖示的實施形態中，兩個螺旋彈簧89a及89b在支持構件43的軸向兩側各配設一個，兩個螺旋彈簧89a及89b各自於外環6插入至支持構件43的內側之後且控制構件72與支持構件43組合之前，自軸向兩側分別裝設在外環6，成對之掛勾部92各自嵌合至形成於支持構件43及控制構件72的掛勾槽48及82。此時，兩個螺旋彈簧89a及89b各自的構成線材之捲繞方向自軸向一側觀察而言宜為彼此反方向。理由將後述。

其次說明扭矩鉸鏈2的運作。在圖1所示的狀態下，連接至中間構件62的普通齒輪66並驅動其旋轉的未圖示之操作機構並不運作，所以，配設在支持構件43之軸向兩側的兩個螺旋彈簧89a及89b各自束緊外環6的外周面將其予以固持。在此狀態自軸構件s將旋轉扭矩給予內環4時，內環4及支持構件43為如下：內環4由於連接構件8所產生的必要之摩擦力而連接於外環6整體地旋轉；或內環4克服連接構件8所產生的必要之摩擦力而相對於外環6滑動，而相對地旋轉。

將旋轉扭矩給予內環4時，藉由連接構件8而連接在內環4的外環6傾向於朝與內環4之旋轉方向相同方向旋轉。在圖示之實施形態中，由於配設在支持構件43之軸向兩側的兩個螺旋彈簧89a及89b各自的構成線材之捲繞方向自軸向一側觀察而言為彼此反方向，所以例如內環4往自圖3及圖4左側觀察而言順時針方向旋轉之情形，如同一併參照圖5所能理解，裝設在外環6的螺旋彈簧89a所具有的成對之掛勾部92之中，嵌合至形成於支持構件43的掛勾槽48之掛勾部92，在形成於支持構件43的掛勾槽48中受到支持構件43往鬆弛彈簧的方向推動。另一方面，裝設在外環6的螺旋彈簧89b所有的成對之掛勾部92之中，嵌合至形成於支持構件43的掛勾槽48之側的掛勾部92，在形成於支持構件43的掛勾槽48中受到支持構件43往拉緊彈簧的方向推動。內環4往相反方向旋轉之情形，則相反。意即，不論內環4的旋轉方向，恆常為將兩個螺旋彈簧89a及89b其中任一者的掛勾部92往拉緊彈簧的方向推動，所以外環6由螺旋彈簧89充分確實固持。因此，將單一螺旋彈簧89裝設在外環6的外周面之情形，或將線材之捲繞方向自軸向一側觀察而言係相同的兩個螺旋彈簧89裝設在外環6的外周面之情形，外環6由於給予內環4的旋轉扭矩而傾向於朝與內環4之旋轉方向相同方向旋轉之際，即使螺旋彈簧89所具有的成對之掛勾部92其中任一者受到支持構件43往鬆弛彈簧的方向推動，亦必須將輸入扭矩的大小限制在螺旋彈簧89能夠固持外環6的範圍。

自圖1所示的狀態藉由未圖示之操作機構驅動中間構件62繞支持軸56往圖1中央前視圖中逆時針方向旋轉時，具備與中間構件62之傘狀齒輪64嚙合的齒條86之控制構件72，相對於支持構件43繞共通旋轉軸o1旋轉，將嵌合在控制構件72之掛勾槽82的螺旋彈簧89之掛勾部92往螺旋彈簧89鬆弛的方向推動。在圖示的實施形態中，控制構件72及螺旋彈簧89在支持構件43之軸向兩側各配設一個，配設在支持構件43之軸向兩側的兩個螺旋彈簧89a及89b各自的構成線材之捲繞方向自軸向一側觀察而言係彼此反方向，如上所述，由於兩個控制構件72a及72b各自彼此往相反方向旋轉，所以將兩個螺旋彈簧89a及89b之掛勾部92同時往螺旋彈簧89鬆弛的方向推動。圖14顯示藉由操作機構將中間構件62往逆時針方向旋轉所須角度之後停止的狀態。中間構件62藉由上述操作機構固持在圖14所示的角度位置。如同比較參照圖1的左圖與圖14的左圖所能理解，控制構件72a在圖14左圖中係以共通旋轉軸o1為中心往順時針方向旋轉。另一方面，如同比較參照圖1的右圖與圖14的右圖所能理解，控制構件72b亦在圖14右圖中係以共通旋轉軸o1為中心往順時針方向旋轉。在圖面上控制構件72a及72b之旋轉方向相同，但如上所述，兩者之旋轉方向自軸向一側觀察而言的情形係彼此反方向。在圖14所示的狀態中，係如圖15所示，螺旋彈簧89a及89b釋放外環6，外環6可相對於螺旋彈簧89a及89b而旋轉的狀態。意即，繞共通旋轉軸o1將旋轉扭矩給予支持構件43之情形，由於支持構件43(及與其組合的控制構件72a及72b)可相對於外環6而旋轉，所以內環4及支持構件43可不論連接構件8所產生的必要之摩擦力而相對地旋轉。在圖15中螺旋彈簧89a及89b之捲繞部90的內周面分別自外環6的外周面完全分離，但只要外環6可相對於螺旋彈簧89a及89b而旋轉，則螺旋彈簧89a及89b之捲繞部90的內周面不一定要分別自外環6的外周面完全分離，亦可兩面為抵接。

在本發明之扭矩鉸鏈中，裝設在外環6之外周面的螺旋彈簧89所具有的成對之掛勾部92各自嵌合至形成於支持外環6的支持構件43及與其在軸向上串聯組合的控制構件72各自的掛勾槽48及82，並且，控制構件72可相對於支持構件43而繞內環4及外環6所具有的共通旋轉軸o1旋轉，並可藉由使支持構件43及控制構件72繞共通旋轉軸o1相對旋轉來切換以下狀態：螺旋彈簧89束緊外環6並將其予以固持的狀態；及螺旋彈簧89釋放外環6的狀態。

因此，在螺旋彈簧89束緊外環6並將其予以固持的狀態下，因為支持構件43與外環6成為一體，所以藉由連接構件8所產生的必要之摩擦力而連接於外環6的內環4可與支持構件8整體地旋轉或克服上述必要之摩擦力而相對地旋轉，另一方面，在螺旋彈簧89釋放外環6的狀態下，因為支持構件43自外環6分離而能以足夠小的力相對其旋轉，所以內環4亦能以足夠小的力相對於支持構件43旋轉。意即，依據本發明之扭矩鉸鏈，可藉由進行所須操作切換以下狀態：使連接於兩側的兩個構件整體地旋轉或克服必要之摩擦力而相對旋轉；及不論必要之摩擦力而以足夠小的力相對旋轉。因此，只要將本發明之扭矩鉸鏈作為旋轉傳達裝置裝入例如車輛的門扉並分別將內環4連接於電動機、支持構件43連接於門扉，在螺旋彈簧89固持外環6的狀態下，電動機能夠克服連接構件8所產生的上述必要之摩擦力而開閉門扉。並且，門扉進行開閉動作中或者藉由電動機的起動扭矩或固持扭矩將門扉固持在全開位置或中間開位置時由於風等而突發性受到外力之情形，能夠藉由內環4及外環6相對旋轉來逸散門扉所受到的上述外力，藉此防止門扉搖晃。另一方面，在螺旋彈簧89釋放外環6的狀態下，即使內環4連接於電動機，亦能夠以足夠小的力來開閉門扉。

以上，參照附加圖式詳述依據本發明而構成的扭矩鉸鏈，但本發明並非限定於上述實施形態，可在不脫離本發明的範圍內進行適當的修正還有變更。在圖示的實施形態中，係構成為在螺旋彈簧89裝設於外環6的外周面而成對之掛勾部92未受到任何力的狀態下，捲繞部90的內周面與外環6的外周面密接，藉由將控制構件72繞共通旋轉軸o1旋轉而使得螺旋彈簧89釋放外環6，但如果想要，亦可構成為在將螺旋彈簧裝設於外環6的外周面而成對之掛勾部並未受到任何力的狀態下使捲繞部的內周面自外環6的外周面分離，藉由將控制構件72繞共通旋轉軸o1旋轉而使得螺旋彈簧束緊外環6將其予以固持。又，在圖示的實施形態中，係以未圖示的操作機構來操作中間構件62使控制構件72從動，但亦可藉由適當的連接方法將控制構件72直接連接至操作機構，並藉由操作機構直接地操作控制構件72。此種情形，如上所述，由於兩個控制構件72a及72b藉由各自的齒條86及中間構件62傘狀齒輪64來連接而連動，所以只要藉由操作機構來直接操作兩個控制構件72a及72b的其中任一者，即可使其中另一者從動於前者。再者，只要連接構件配置在內環4與外環6之間，將兩者藉由必要之摩擦力而以可斷接方式相連接即可，所以，就連接構件而言亦可採用如上述專利文獻所記載的螺旋彈簧、所謂的輪狀彈簧、或間隙環。

2:扭矩鉸鏈 4:內環 6:外環 8:連接構件 14:作用部 16:內環軸部 18:缺口 20:卡止凸條 22:連接基部 24:外周補強部 26:卡合凹部 28:彈簧部 30:固持器 32:固持器 34:固持器基部 36:周向卡止凹部 38:內環軸向承接面 40:卡合凸柱 42:卡合沉入部 42a:微小平台部 43:支持構件 44:支持基部 46:捲繞部軸向承接面 48:掛勾槽 50:支持外周壁 51:間隙 52:耳部 54:固定用孔洞 55:卡止突條 56:支持軸 58:狹縫 60:卡止凸部 62:中間構件 64:傘狀齒輪 66:普通齒輪 68:支持軸孔洞 70:卡止平台部 72:控制構件 72a:控制構件 72b:控制構件 74:控制基板 75:貫穿孔洞 76:支持凸部 78:外環承接槽 80:控制外周壁 82:掛勾槽 84:特定角度區域 86:齒條 88:被卡止凸條 89:螺旋彈簧 89a:螺旋彈簧 89b:螺旋彈簧 90:捲繞部 92:掛勾部 s:軸構件 o1:共通中心軸 o2:共通中心軸

圖1係顯示依據本發明而構成的扭矩鉸鏈之全體構成。 圖2係圖1所示的扭矩鉸鏈中去除控制構件的狀態之左側視圖。 圖3係圖1所示的扭矩鉸鏈以圖1中截線A-A所示的剖視圖。 圖4係圖1所示的扭矩鉸鏈以圖2中截線B-B所示的剖視圖。 圖5係將圖1所示的扭矩鉸鏈分解成每一個構成零件來顯示的立體圖。 圖6係將圖1所示的扭矩鉸鏈之內環單獨顯示。 圖7係將圖1所示的扭矩鉸鏈之外環單獨顯示。 圖8係將圖1所示的扭矩鉸鏈之連接構件單獨顯示。 圖9(a)、(b)係將圖1所示的扭矩鉸鏈之固持器單獨顯示。 圖10係將圖1所示的扭矩鉸鏈之支持構件單獨顯示。 圖11係將圖1所示的扭矩鉸鏈之中間構件單獨顯示。 圖12係將圖1所示的扭矩鉸鏈之控制構件單獨顯示。 圖13係將圖1所示的扭矩鉸鏈之螺旋彈簧單獨顯示。 圖14係顯示圖1所示的扭矩鉸鏈中操作中間構件的狀態。 圖15係顯示圖14中截線A-A所示的剖視圖。

2:扭矩鉸鏈

4:內環

6:外環

8:連接構件

14:作用部

16:內環軸部

18:缺口

20:卡止凸條

22:連接基部

30:固持器

32:固持器

34:固持器基部

38:內環軸向承接面

40:卡合凸柱

42:卡合沉入部

43:支持構件

44:支持基部

46:捲繞部軸向承接面

48:掛勾槽

51:間隙

56:支持軸

58:狹縫

60:卡止凸部

62:中間構件

64:傘狀齒輪

66:普通齒輪

68:支持軸孔洞

70:卡止平台部

72a:控制構件

72b:控制構件

74:控制基板

75:貫穿孔洞

76:支持凸部

78:外環承接槽

86:齒條

89a:螺旋彈簧

89b:螺旋彈簧

90:捲繞部

s:軸構件

o1:共通中心軸

o2:共通中心軸

Claims (8)

1. 一種扭矩鉸鏈，包含：具有共通旋轉軸之內環及外環；以及連接構件，配置在該內環與該外環之間，將兩者藉由必要之摩擦力以可斷接方式相連接；且該內環及該外環可整體地旋轉或克服該必要之摩擦力而相對地旋轉，其特徵在於： 該外環由於插入在筒狀支持構件的內側而受到支持，並且於該外環的外周面裝設有具備成對之掛勾部的螺旋彈簧， 該支持構件在軸向上串聯組合有控制該螺旋彈簧的控制構件，該控制構件可相對於該支持構件而繞該共通旋轉軸旋轉，於該支持構件及該控制構件分別形成有該螺旋彈簧之該成對之掛勾部各自所嵌合的掛勾槽， 該螺旋彈簧藉由所須操作而固持或釋放該外環。
2. 如請求項1之扭矩鉸鏈，其中， 該螺旋彈簧及該控制構件在該支持構件之軸向兩側各配設一個，於該支持構件組合有可繞著相對於該共通旋轉軸為垂直的支持軸而旋轉之傘狀齒輪，於該控制構件設有在周向上延伸並與該傘狀齒輪嚙合的圓弧狀齒條。
3. 如請求項2之扭矩鉸鏈，其中， 配設在該支持構件之軸向兩側的該螺旋彈簧各自的構成線材之捲繞方向，自軸向一側觀察而言為彼此反方向。
4. 如請求項2或3之扭矩鉸鏈，其中， 該控制構件具有進入至該外環的內周面與該內環的外周面之間的筒狀支持凸部，該連接構件受到配置在該支持構件之軸向兩側的該控制構件各自之該支持凸部自軸向兩側支持。
5. 如中任一項請求項1至3中任一項之扭矩鉸鏈，其中， 於該螺旋彈簧裝設在該外環之外周面而並未自該成對之掛勾部各自受到任何力之狀態下，該螺旋彈簧束緊該外環並將其予以固持，並藉由將該控制構件相對於該支持構件旋轉而使得該螺旋彈簧釋放該外環。
6. 如中任一項請求項1至3中任一項之扭矩鉸鏈，其中， 該連接構件無法相對於該外環而旋轉。
7. 如請求項6之扭矩鉸鏈，其中， 該連接構件受到成對之固持器自軸向兩側固持，該成對之固持器各自藉由周向卡止機構而與該外環在周向上卡止。
8. 如請求項6之扭矩鉸鏈，其中， 該連接構件係由金屬製的薄板所構成的彈簧構件，且具有與該內環之外周面密接的彈簧部。

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