CN101453855B - 铰链结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铰链结构，其包括支架、枢轴装置、转轴装置和枢轴随动装置，枢轴装置和转轴装置使铰链结构提供两个方向的转动。枢轴装置包括枢轴、第一连接件、弹性件、随动件及主动件，枢轴依次穿过支架、主动件、随动件、弹性件及第一连接件。随动件及第一连接件与枢轴间为不可转动连接。该转轴装置包括转轴、凸轮件、弹性件及第三连接件，转轴依次穿过支架、凸轮件、弹性件及第三连接件。该凸轮件及第三连接件与转轴间为不可转动连接。枢轴随动装置包括第二连接件、套筒及枢轴，枢轴依次插入支架、套筒及第二连接件，其端部与第二连接件固定连接。所述铰链结构的枢轴装置和转轴装置使其可绕两轴线的转动，满足了消费者的更多需求。

Description

铰链结构

技术领域

本发明是关于一种铰链结构，尤其是关于一种适用于移动电话等便携式电子装置的双轴铰链结构。

背景技术

目前，市场上所销售的电子装置，如移动电话，一般为折叠式，即其包括本体和盖体，通过铰链结构将盖体和本体可打开或闭合地铰接在一起。然而，随着移动业务的日益多样化，移动电话的功能已经快速扩展，其铰链结构却仍多仅可实现盖体与本体在一个方向上的相对转动，即仅能实现简单的打开和闭合功能，这使得移动电话在规格和性能方面受到诸多限制。例如，具有摄像功能的移动电话拍照时取得图象的角度受到限制，尤其是在需取得的图象横向尺寸大于纵向尺寸时只能将移动电话横向摆设，这样导致操作不方便；在用移动电话看电影时也有上述不便。由此可见，传统的仅能实现打开和闭合功能的铰链结构已不能满足用户的使用要求。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种可提供两个方向转动的铰链结构。

一种铰链结构，其包括一个支架、一个枢轴装置和一个转轴装置，该枢轴装置使铰链结构提供第一方向的转动，该转轴装置使铰链结构提供第二方向的转动。该枢轴装置包括一个枢轴、一个第一连接件、一个弹性件、一个随动件及一个主动件，该枢轴依次穿过支架、主动件、随动件、弹性件及第一连接件，该随动件及第一连接件与枢轴间为不可转动连接，该随动件和主动件可相对转动。该转轴装置包括一个转轴、一个凸轮件、一个弹性件及一个第三连接件，该转轴依次穿过支架、凸轮件、弹性件及第三连接件，该凸轮件及第三连接件与转轴间为不可转动连接，该凸轮件和支架可相对转动。该铰链结构还包括一个枢轴随动装置，该枢轴随动装置包括一个第二连接件、一个套筒及一个枢轴，该枢轴依次插入支架、套筒及第二连接件，其端部与第二连接件固定连接。

相较现有技术，所述的铰链结构的枢轴装置和转轴装置使其可提供两个方向的转动，从而满足消费者的更多要求。

附图说明

图1是本发明铰链结构的立体组装图；

图2是本发明铰链结构的一个方向立体分解图；

图3是本发明铰链结构的另一个方向立体分解图；

图4是本发明铰链结构的支架的立体图；

图5是本发明铰链结构去套筒后的立体组装图；

图6是应用本发明铰链结构的移动电话打开状态图。

具体实施方式

本发明的较佳实施方式公开一种铰链结构，其适用于移动电话、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、DC(Digital Camera，数码相机)及DV(Digital Video，数码摄像机)等包括两个组件的电子装置。在本实施例中，以移动电话为例加以说明。

请参阅图1，本发明较佳实施方式所述的铰链结构10包括一个支架12、一个枢轴装置14、一个枢轴随动装置16和一个转轴装置18，枢轴装置14和枢轴随动装置16使铰链结构10提供绕第一方向的转动，转轴装置18使铰链结构10提供绕垂直于第一方向的第二方向的转动。

请一并参见图2至图4，所述支架12包括一个平板122、自平板122两端垂直于平板122延伸的第一枢接部124及第二枢接部126。第一枢接部124与第二枢接部126位于平板122的同一侧。

平板122大体为长方形，其中心开设有一个圆孔1222。平板122的一表面上开设有两个对称的凹谷1226。与凹谷1226所在表面的相对侧的另一表面上设有一个限位凸块1228。第一枢接部124与第二枢接部126的中心部位分别开设有圆孔1242、1262。第一枢接部124的周缘上设有两个对称的凹槽1244。

枢轴装置14包括一个第一连接件142、一个随动定位环144、一个主动定位环146、一个弹簧148、一个主动件150、一个随动件152、一个枢轴154及一个套筒156。

第一连接件142包括一个枢接部1422、一个第一固定部1424及一个第二固定部1426。第一固定部1424自枢接部1422的一端向一方向垂直弯折，第二固定部1426自枢接部1422的一侧向另一方向垂直弯折。枢接部1422上开设有一个枢轴孔1428，其用于容纳枢轴154的端部。第一固定部1424与第二固定部1426上分别开设有安装孔(图未标)，通过安装孔将第一连接件142安装于电子装置的本体上。

随动定位环144大体为圆环状片体，其中心部位开设有变形孔1442，变形孔1442用于与枢轴154配合。随动定位环144的一个端面上设有两个对称的定位凸起1444。

主动定位环146大体为圆形片体，其中心部位开设有一个圆形通孔1462，其一个端面上设有两个对称的定位凹槽1464，该定位凹槽1464用于与随动定位环144的定位凸起1444配合。该主动定位环146圆周侧面上设有一对凸耳1466。

弹簧148为一个柱状螺旋弹簧，其可被拉伸和压缩。弹簧148可被其他弹性件代替，如橡胶棒、弹片等。

主动件150中心开设有一个圆形通孔1502，主动件150包括一个凸轮部1504及两个对称设置的限位片1505。凸轮部1504的一端设有一个凸轮面1506，凸轮面1506上设有两个凸峰1508。限位片1505设置于凸轮部1504的圆周面上并向凸轮部1504的同一侧延伸，其一端可与支架12第一枢接部124的凹槽1244配合。

随动件152大体为柱状，其中心开设有一个变形孔1522。随动件152的一端设有一个与主动件150的凸轮面1506配合的凸轮面1524，凸轮面1524上开设有两个对称的凹谷1526。凹谷1526可与主动件150凸轮部1504的凸峰1508配合。

枢轴154包括一个轴部1542、一个设置于轴部1542一端的限位部1544及一个通孔1546。轴部1542包括一个第一变形部1548及一个第二变形部1550，其中第一变形部1548靠近限位部1544，第一变形部1548的截面面积大于第二变形部1550的截面面积。第一变形部1548与随动件152的变形孔1522对应，第二变形部1550与第一连接件1422的变形孔1428及随动定位环144的变形孔1442对应，从而实现随动件152、第一连接件142及随动定位环144与枢轴154之间的不可转动连接。限位部1544大体为片状体，其周缘处设有一个凸块1551，凸块1551包括两个限位面1552、1554，该主动件150的限位片1505与枢轴154的限位部1544配合而限制铰链结构10在第一方向的转动角度。通孔1546贯穿于轴部1542及限位部1544以容纳连接线缆。

套筒156大体为中空的圆柱体，其一端的圆周侧面上对称开设有两个凹槽1562，其另一端的圆周侧面上对称开设有两个凹槽1564。凹槽1562用于容纳主动定位环146的两个凸耳1466，凹槽1564用于容纳主动件150的限位片1505。

枢轴随动装置16包括一个第二连接件162、一个套筒164及一个枢轴166。第二连接件162包括一个枢接部1622、一个第一固定部1624及一个第二固定部1626。第一固定部1624自枢接部1622的一端向一方向垂直弯折，第二固定部1626自枢接部1622的一侧向另一方向垂直弯折。枢接部1622上开设有一个枢轴孔1628，其用于容纳枢轴166的端部。第一固定部1624与第二固定部1626上分别开设有安装孔(图未标)，通过安装孔将第二连接件162安装于电子装置的本体上。

套筒164为中空的圆柱体，其用于保护枢轴随动装置16以防止灰尘等异物的侵入。枢轴166包括一个轴部1662、一个止挡部1664及通孔1666。通孔1666贯穿轴部1662及止挡部1664，用于容纳连接线缆。

转轴装置18包括一个第三连接件182、一个弹簧184、一个套筒186、一个凸轮件188及一个转轴190。第三连接件182包括一个平板1822及两个侧翼1824。平板1822上开设有变形孔1826。两个侧翼1824沿垂直于平板1822的方向设置于平板1822的一侧，侧翼1824上开设有安装孔(图未标)，其用于将转轴装置18安装于电子装置的盖体上。

弹簧184为一个柱状螺旋弹簧，其可被拉伸和压缩。弹簧184可被其他弹性件代替，如橡胶棒、弹片等。

套筒186为中空的圆柱体，其套设于弹簧184、套筒186及凸轮件188上，防止灰尘等异物的侵入，起到保护转轴装置18的作用。

凸轮件188大体为柱状，其中心开设有一个变形孔1882。凸轮件188的一端设有一个与支架12的两个对称的凹谷1226配合的两个对称的凸峰1886。

转轴190包括一个轴部1902、一个设置于轴部1902一端的限位部1904及一个通孔1906。轴部1902包括一个第一变形部1908及一个第二变形部1910，其中第一变形部1908靠近限位部1904，第一变形部1908的截面面积大于第二变形部1910的截面面积。第一变形部1908与凸轮件188的变形孔1882对应，第二变形部1910与第三连接件182的变形孔1826相对应，从而实现第三连接件182及凸轮件188与转轴190间的不可转动连接。限位部1904大体为片状体，其周缘处设有一个凸块1912，凸块1912包括两个限位面1914、1916，支架12的限位凸块1228与转轴190的限位部1904配合而限制铰链结构10在第二方向的转动角度。通孔1906贯穿于轴部1902及限位部1904以容纳连接线缆。

请一并参见图5，装配该铰链结构10时，先将枢轴装置14的枢轴154插入支架12第一枢接部124的通孔1242内，然后将主动件150、随动件152、弹簧148、套筒156及主动定位环146依次套在枢轴154的轴部1542，再将随动定位环144及第一连接件142铆接于轴部1542的第二变形部1550上。此时，弹簧148预设压力，其两端分别弹性抵接主动定位环146和随动件152，主动件150的凸轮面1506和随动件152的凸轮面1524配合，主动件150的凸峰1508位于随动件152的凹谷1526处，随动定位环144的定位凸起1444位于主动定位环146的定位凹槽1464处。主动件150的限位片1505位于支架12的凹槽1244及套筒156的凹槽1564内，并与枢轴154的限位面1552相抵。接着，将枢轴随动装置16的枢轴166插入支架12第二枢接部126的通孔1262内，枢轴166的止挡部1664与支架12的第二枢接部126的侧面相抵，然后将套筒164套设于枢轴166上，并将第二连接件162固定连接于枢轴166的端部。接下来，将转轴装置18的转轴190插入支架12的通孔1222内，然后将凸轮件188、弹簧184及套筒186依次套设于转轴190的轴部1902上，将第三连接件182铆接于转轴190的第二变形部1910上。此时，凸轮件188的凸峰1886位于支架12的凹谷1226处，支架12上的限位凸块1228与转轴190的限位面1916相抵；最后，将枢轴装置14的第一连接件142及枢轴随动装置16的第二连接件162均固定于电子装置的本体上，将转轴装置18的第三连接件182固定于电子装置的盖体上。可以理解，枢轴装置14的第一连接件142及枢轴随动装置16的第二连接件162均固定于电子装置的本体上，这样在盖体相对于本体绕第一方向转动时，转动的平衡性较好，枢轴装置14的受力较为均衡，其组成元件不易被磨损。

请参见图6，移动电话包括一个本体20、一个盖体30和连接本体20与盖体30的铰链结构10。在图4的状态下，盖体30相对本体20绕第一方向转动一定角度而打开，且盖体30相对本体20绕第二方向转动一定角度。

当对盖体30施力使其绕第一方向转动时，支架12、主动定位环146、主动件150及套筒156与盖体30一起相对本体20转动，第一连接件142、随动定位环144及随动件152则相对本体20不可转动。在此过程中，主动件150的凸峰1508滑出随动件152的凹谷1526，随动定位环144的定位凸起1444滑出主动定位环146的定位凹槽1464，弹簧148被压缩，盖体30可相对于本体20在任意位置停留。此时，弹簧148具有较大的压缩量而提供较大轴向弹力，从而使得盖体30的转动较为稳定。继续转动盖体30，主动件150的限位片1505从与限位部1544限位面1552相抵转动至与限位面1554相抵。此时，凸峰1508重新回到凹谷1526，定位凸起1444重新位于定位凹槽1464内，此时弹簧148回复原状，盖体30打开。盖体30关闭时，工作原理与打开时相同。盖体30绕第一方向转动的预定角度为0度和180度，由于凸峰1508与凹谷1526的配合，盖体30转动到这两个角度时，明显感觉到其转到了0度或180度的位置并在此定位。

在本实施例中，随动定位环144与主动定位环146的设置可使弹簧148在盖体30绕第一方向转动过程中具有较大的压缩量，可提高盖体30转动的平稳性，同时可以有效防止第一连接件142被磨损。盖体30相对于本体20绕第一方向转动的角度范围为0度至180度，且其可任意停留于这两个角度间的任意位置。可以理解，通过调整限位部1544限位面1552、1554的位置可调整盖体30转动的角度范围，在调整盖体30转动角度范围的同时，最好是调整主动件150的凸峰1508及与其对应的从动件152的凹谷1526的位置、主动定位环146的定位凹槽1464及与其对应的随动定位环144的定位凸起1444的位置，从而改变盖体30绕第一方向转动的预定角度，使转动的手感更好。

当对盖体30施力使其绕第二方向转动时，第三连接件182、凸轮件188和转轴190与盖体30一起相对本体20转动。原始状态时，转轴190限位面1916与支架12的限位凸块1228相抵，当盖体30朝一个方向转动一预定角度时，转轴190的限位面1914抵靠于支架12的限位凸块1228而使盖体30不能继续转动；当盖体反向转动一预定角度时，转轴190的限位面1916抵靠支架12的限位凸块1228而使盖体30不能继续转动。本实施例中，盖体30的预定角度为0度和180度，当盖体30位于预定角度时，凸轮件188的凸峰1886位于支架12的凹谷1226内，能明显感觉到盖体30在此定位。转动盖体30，凸轮件188的凸峰1886滑出支架12的凹谷1226，弹簧184被压缩，凸峰1886与支架12的表面相抵，从而使盖体30在转动时可停留在任意位置。

可以理解，通过调整转轴190限位面1914、1916的位置可调整盖体30绕第二方向转动的角度范围，在调整盖体30的转动范围的同时，最好是调整凸轮件188的凸峰1886及与其对应的支架12的凹谷1226的位置，从而改变盖体30绕第二方向转动的预定角度。

在本实施例中，枢轴装置14的主动件150、随动件152、支架12以及转轴装置18的凸轮件188这四个较易磨损的零部件中至少一个采用粉末冶金技术制成。粉末冶金制程中采用的原料为金属粉末如铁粉、铜粉、不锈钢粉等，也可向其中混入非金属粉末。粉末冶金的工艺流程一般为：混料→压制→烧结→整形→后处理；即首先将配制的混合粉末装于模具中，于一定压力下压制成型所需的零件毛坯；然后将毛坯投入可控气氛炉中，在低于基体材料熔点的温度下进行烧结，使粉末颗粒之间相互结合；接着，对零件毛坯进行整形，使其基本达到预定的尺寸；最后可依据实际需要将整形后的零件进行精整、浸油、机加工、电镀等后处理。采用粉末冶金工艺制成的零部件具有耐磨、精度高、噪音小、强度高等优点，同时可节约金属材料降低生产成本。本发明中，因为主要较易磨损的零部件采用粉末冶金技术制成，所以铰链结构10在使用时不易磨损、噪音小、强度高、使用寿命长且具有较高的稳定性。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种铰链结构，该铰链结构包括一个支架、一个枢轴装置和一个转轴装置，该枢轴装置使铰链结构提供第一方向的转动，该转轴装置使铰链结构提供第二方向的转动，该枢轴装置包括一个枢轴、一个第一连接件、一个弹性件、一个随动件及一个主动件，该枢轴依次穿过支架、主动件、随动件、弹性件及第一连接件，该随动件及第一连接件与枢轴间为不可转动连接，随动件和主动件可相对转动，该转轴装置包括一个转轴、一个凸轮件、一个弹性件及一个第三连接件，该转轴依次穿过支架、凸轮件、弹性件及第三连接件，该凸轮件及第三连接件与转轴间为不可转动连接，该凸轮件与支架可相对转动，其特征在于：该铰链结构还包括一个枢轴随动装置，该枢轴随动装置包括一个第二连接件、一个套筒及一个枢轴，该枢轴依次插入支架、套筒及第二连接件，其端部与第二连接件固定连接。

2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该主动件、随动件、支架及凸轮件至少一个为粉末冶金制品。

3.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该枢轴装置与电子装置的本体连接，该转轴装置与电子装置的盖体连接，该主动件和随动件分别包括一个相互配合的凸轮面，该凸轮面的凸峰与凹谷相配合时，该盖体沿第一方向转动至预定位置，该凸轮面的凸峰滑出凹谷时，盖体相对于本体任意位置停留，该凸轮件与支架可分别包括一个相互配合的凸轮面，该凸轮面的凸峰与凹谷相配合时，该盖体沿第二方向转动至预定位置，该凸轮面的凸峰滑出凹谷时，盖体相对于本体任意位置停留。

4.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该枢轴和转轴沿其轴线方向上开设有通孔。

5.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该枢轴装置还包括一个随动定位环、一个主动定位环及一个套筒，枢轴依次插入支架、主动件、随动件、弹性件、套筒、主动定位环、随动定位环及第一连接件，弹性件弹性推抵随动件及主动定位环，随动定位环与枢轴间为不可转动连接。

6.如权利要求5所述的铰链结构，其特征在于：该随动定位环上对称设有两个定位凸起，该主动定位环上对称设有两个定位凹槽，随动定位环和主动定位环可相对转动，定位凸起与定位凹槽相互配合。

7.如权利要求5所述的铰链结构，其特征在于：该主动定位环的圆周面上对称设有两个凸耳，该套筒两端的侧面上分别开设有两个对称的凹槽，主动件的圆周上对称设有两个限位片，该支架上对称设有两个凹槽，主动定位环的凸耳容纳于套筒一端的凹槽内，主动件的限位片容纳于套筒另一端侧面的凹槽及支架的凹槽内。

8.如权利要求7所述的铰链结构，其特征在于：该枢轴包括一个限位部，其周缘处设有一个凸块，该凸块包括两个限位面，该主动件的限位片与枢轴限位部的限位面抵靠而限制铰链结构在第一方向的转动角度。

9.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：该转轴装置还包括一个套筒，该转轴依次插入支架、凸轮件、弹性件、套筒及第三连接件，弹性件弹性推抵凸轮件和第三连接件，该第三连接件的端部铆接于转轴的端部，该支架上设有定位凸起，该转轴包括一个限位部，其周缘处设有一个凸块，该凸块包括两个限位面，该支架的定位凸起与转轴限位部的限位面抵靠而限制铰链结构在第二方向的转动角度。

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