CN101101019B - 铰链机构及应用该铰链机构的便携式电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种铰链机构及应用该铰链机构的便携式电子装置，铰链机构包括卡固组件、作动弹性件、主轴、主动凸轮、随动件、复位弹性件、控制件和固定座，主轴包括螺纹部、卡持端和止挡端，卡持端和止挡端分别位于主轴的两端，卡固组件卡固于卡持端上，主动凸轮包括凸轮壁、螺旋体啮合部和通孔，啮合部可转动地啮合于螺纹部，且啮合部的牙厚小于螺纹部的螺距，随动件包括凸轮侧壁、侧孔和止转部，控制件包括控制部和贯穿孔，控制部可滑动地与止转部配合，固定座包括内壁和止挡孔，内壁上设有挡块，止挡孔固定于止挡端上，作动弹性件提供作动力，推顶凸轮侧壁可转动地与凸轮壁配合，控制件可旋转地相对于固定座的挡块解锁，复位弹性件提供回复力，推顶控制件相对于固定座的挡块锁定。

Description

铰链机构及应用该铰链机构的便携式电子装置
技术领域
本发明涉及一种铰链机构及应用铰链机构的便携式电子装置，尤其是涉及一种具自动开启功能的铰链机构及应用该铰链机构的便携式电子装置。
背景技术
随着无线通信技术与信息处理技术的迅速发展，移动电话、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等便携式电子装置使消费者可随时随地享受高科技带来的种种便利，其中折叠式电子装置因其结构玲珑新颖而广受消费者欢迎。
折叠式电子装置通常通过铰链机构连接本体及盖体。现有铰链机构通常包括主轴、凸轮、随动件及弹簧，弹簧套于主轴上，凸轮、随动件之一与弹簧直接接触，凸轮与随动件在弹簧弹性作用力下，始终保持接触并且相配合。该种类型的铰链机构通过克服弹簧的弹力使凸轮的凸轮面与随动件的凸轮面相对运动，来实现盖体相对本体的开合。
但是，上述的铰链机构在使用时，使用者通常需要双手配合才能开启盖体，导致使用者在接听或拨打电话时，无法实现单手操作，使用不方便。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有自动开启功能的铰链机构。
还有必要提供一种应用该铰链机构的便携式电子装置。
一种铰链机构包括一卡固组件、一作动弹性件、一主轴、一主动凸轮、一随动件、一复位弹性件、一控制件和一固定座，该主轴包括一螺纹部、一卡持端和一止挡端，该卡持端和该止挡端分别位于主轴的两端，该卡固组件卡固于该卡持端上，该主动凸轮包括一凸轮壁、一螺旋体啮合部和一通孔，该啮合部可转动地啮合于该螺纹部，且该啮合部的牙厚小于该螺纹部的螺距，该随动件包括一凸轮侧壁、一侧孔和一止转部，该控制件包括一控制部和一贯穿孔，该控制部可滑动地与该止转部配合，该固定座包括一内壁和一止挡孔，该内壁上设有一挡块，该止挡孔固定于该止挡端上，该主轴分别穿过且容置于该主动凸轮的通孔、该随动件的侧孔、该控制件的贯穿孔和该固定座的止挡孔内，该作动弹性件提供作动力，推顶该凸轮侧壁可转动地与该凸轮壁配合，该控制件可旋转地相对于该固定座的挡块解锁，该复位弹性件提供回复力，推顶该控制件相对于该固定座的挡块锁定。
一种便携式电子装置包括一本体、一盖体和一铰链机构，该铰链机构可转动地连接该盖体和该本体，该铰链机构包括一卡固组件、一作动弹性件、一主轴、一主动凸轮、一随动件、一复位弹性件、一控制件和一固定座，该主轴包括一螺纹部、一卡持端和一止挡端，该卡持端和该止挡端分别位于主轴的两端，该卡固组件卡固于该卡持端上，该主动凸轮包括一凸轮壁、一螺旋体啮合部和一通孔，该啮合部可转动地啮合于该螺纹部，且该啮合部的牙厚小于该螺纹部的螺距，该随动件包括一凸轮侧壁、一侧孔和一止转部，该控制件包括一控制部和一贯穿孔，该控制部可滑动地与该止转部配合，该固定座包括一内壁和一止挡孔，该内壁上设有一挡块，该止挡孔固定于该止挡端上，该主轴分别穿过且容置于该主动凸轮的通孔、该随动件的侧孔、该控制件的贯穿孔和该固定座的止挡孔内，该作动弹性件提供作动力，推顶该凸轮侧壁可转动地与该凸轮壁配合，该控制件可旋转地相对于该固定座的挡块解锁，该复位弹性件提供回复力，推顶该控制件相对于该固定座的挡块锁定。
与现有技术相比，所述铰链机构和应用该铰链机构的便携式电子装置通过推顶控制件，从而使控制件与固定座解锁，进而在作动弹性件的作用下，主动凸轮相对主轴及随动件转动，其进一步带动盖体相对本体打开，实现单手操作即可自动打开盖体。
附图说明
图1是本发明铰链机构较佳实施方式的分解立体示意图。
图2是本发明铰链机构较佳实施方式的另一角度的分解立体示意图。
图3是本发明铰链机构较佳实施方式的主动凸轮的立体示意图。
图4是本发明铰链机构较佳实施方式的随动件的立体示意图。
图5是本发明铰链机构较佳实施方式的固定座的立体示意图。
图6是本发明铰链机构较佳实施方式的组装图。
图7是本发明铰链机构较佳实施方式的另一角度的组装图。
图8是本发明铰链机构较佳实施方式的部分组装图。
图9是图7沿IX-IX线的剖视图。
具体实施方式
本发明铰链机构适用于具有本体和盖体的折叠式或翻盖式便携式电子装置(图未示)。
请参照图1和图2所示，所述铰链机构包括一卡固组件10、一套筒11、一作动弹性件12、一主轴13、一主动凸轮14、一随动件15、一复位弹性件16、一控制件17、一固定座18、一卡固环19及一按压件20。
所述卡固组件10包括分别具有一定厚度的一圆形卡环101、一圆形减摩体102和一圆形垫片103。该卡环101中部开设有一大致为方形的卡持孔1012。该减摩体102和垫片103中部分别开设有一形状尺寸相当的圆形配合孔1022、1032。
所述套筒11大致为中空的八棱体，其包括一八棱形外壁112和一八棱形内壁114。套筒11的一端开口，另一端半封闭，且半封闭的一端中部开设有一卡持孔116。
所述作动弹性件12在本实施例中为柱状弹簧，其也可以为其他弹性体，如弹性海绵等。
所述主轴13大致呈狭长的圆柱状，其包括一小轴部131、一螺纹部132和一大轴部133。该小轴部131的外径分别与所述套筒11的卡持孔116的内径以及所述减摩体102和垫片103的配合孔1022、1032的内径相当。小轴部131具有一形状和尺寸均与所述卡环101的卡持孔1012大致相当的卡持端135。该螺纹部132由小轴部131相对卡持端135的一端沿轴向延伸出，其外径小于所述作动弹性件12的内径。该大轴部133的一端邻接螺纹部132，另一端沿轴向对称开设有一阶梯状止挡部137。该止挡部137沿径向开设有一环形卡槽138。
请一并参照图3所示，所述主动凸轮14包括一八棱形外壁141、一凸轮壁143、一螺旋体啮合部144及一圆形通孔146。该外壁141的尺寸形状分别与所述套筒11的内壁114相当。该凸轮壁143包括两个轴向对称设置的凸峰1431、水平壁1432和凹谷1433，其中，凸峰1431和凹谷1433与水平壁1432之间分别由一光滑斜壁1434相连接，凸峰1431和所相邻的凹谷1433分别由一光滑垂直壁1435相连接。该啮合部144设置于主动凸轮14的内壁上，用于可转动地啮合所述主轴13的螺纹部132。该啮合部144的牙厚小于螺纹部132的螺距。该通孔146轴向贯穿主动凸轮14，其内径大于螺纹部132的外径。
请一并参照图4所示，所述随动件15包括一圆形外周壁151、一凸轮侧壁153和一侧孔154。该凸轮侧壁153设置于随动件15的一侧，其包括两个轴向对称的凸峰1531和凹谷1533，其中，凸峰1531和凹谷1533之间由一光滑斜壁1534相连接。该侧孔154轴向贯穿随动件15，其内径大于所述主轴13的螺纹部132的外径。该外周壁151上沿轴向对称开设有两个弧形凹槽156。该两个凹槽156相邻接的外周壁151上分别朝远离凸轮侧壁153的方向延伸出一阶梯状止转臂158。
所述复位弹性件16在本实施例中为柱状弹簧，其内径大于所述主轴13的螺纹部132的外径。该复位弹性件16也可以为其他弹性体，如弹性海绵等。
所述控制件17大致为一中空的圆柱筒体，其包括一圆形端部172、两个弧形控制部174和一贯穿孔176。该两控制部174分别由端部172沿轴向对称地延伸出。该两个控制部174围成两个弧形止转槽178，该两个弧形止转槽178分别对应随动件15的两个止转臂158。该贯穿孔176的内径与所述主轴13的大轴部133的外径大致相当。
请一并参照图5所示，所述固定座18大致为一中空的圆柱筒体，一端开口，另一端半封闭。该固定座18包括一圆形内壁181、一圆形凸缘182和四个轴向对称设置的固定部183。该内壁181上设有两个弧形挡块184，该两个弧形挡块184分别与所述控制件17的两个止转槽178相对应。该凸缘182凸设于固定座18半封闭的一端。凸缘182和固定座18半封闭的端部上开设一“U”形***孔185，且另一“U”形***孔185轴向对称开设于凸缘182和固定座18半封闭的端部上。凸缘182的中部凸设有一变形卡块186。该卡块186位于该两***孔185之间。卡块186的中部沿轴向开设有一贯穿固定座18的止挡孔187。该止挡孔187的尺寸形状与所述主轴13的止挡部137相当。
所述卡固环19大致呈变形环体，其具有一定弹性。该卡固环19包括两个弧形部192。卡固环19中部开设有一贯穿的变形卡固孔194。该卡固孔194的孔径与所述主轴13的卡槽138所对应的主轴13的大轴部133的外径相当。
所述按压件20包括一圆形按压部202和两个按压臂204。该两按压臂204大致为弧形，其分别由按压部202的两侧沿轴向对称延伸出。该两按压臂204具有一定弹性。该两按压臂204的内壁对应所述卡固环19的弧形部192分别设有一弧形凹部206。
装配所述铰链机构时，请同时参照图6至图9所示，首先将主动凸轮14由主轴13设有卡持端135的一端套入，即主轴13穿过主动凸轮14的通孔146，使得主动凸轮14的凸轮壁143远离卡持端135，移动主动凸轮14直至主动凸轮14的啮合部144完全啮合于主轴13的螺纹部132。
之后将随动件15由主轴13相对卡持端135的另一端套入，即主轴13穿过随动件15的侧孔154，随动件15的凸轮侧壁153面向凸轮壁143移动至相互抵接。
之后将复位弹性件16连同控制件17一并安装于随动件15上与凸轮侧壁153相对的一侧，即将复位弹性件16放置于随动件15的两个止转臂158之间，再将控制件17的两个控制部174分别沿随动件15的两个凹槽156***，使得复位弹性件16受压，其一端抵顶于随动件15上，另一端抵顶于控制件17的端部172，并使得随动件15的两个止转臂158分别容置于控制件17的两个止转槽178内。
之后将固定座18的止挡孔187与主轴13的止挡部137对齐后，将固定座18套入主轴13，使得止挡部137容置于止挡孔187内，且固定座18的两个挡块184分别容置于两个止转槽178内，再将卡固环19的卡固孔194穿过主轴13的止挡部137，卡固环19由主轴13的大轴部133套入卡槽138并转动90度，卡固环19即卡固于主轴13的卡槽138内，且卡固环19的一端部抵顶于凸缘182，固定座18的卡块186卡固于卡固环19的卡固孔194内，卡固环19的两个弧形部192分别遮盖于固定座18的两个***孔185上方。
之后将按压件20的两个按压臂204张开，再将其分别由***孔185***并容置于其内，松开后使得卡固环19的弧形部192容置于按压件20的凹部206内。
之后将作动弹性件12由卡持端135套入，并位于主轴13的小轴部131上方，再将主轴13连同已装配于其上的组件一并推入套筒11内，主动凸轮14的外壁141相对套筒11的内壁114轴向滑动至卡持端135穿过套筒11的卡持孔116而露出，使得作动弹性件12受压，一端抵顶于套筒11设有卡持孔116的一端部，另一端抵顶于主动凸轮14设有通孔146的一端部，此时固定座18和按压件20位于套筒11的外部，再将垫片103、减摩体102和卡环101依次套入卡持端135且相互抵顶，即卡持端135分别容置于垫片103和减摩体102的配合孔1032、1022内，且卡持于卡环101的卡持孔1012内，此时，在作动弹性件12的作用下，主动凸轮14的凸峰1431抵顶于随动件15的凹谷1533。
最后调节该铰链机构，本发明实施例以固持住套筒11，再相对旋转固定座18为例。固持住套筒11即固持住主动凸轮14，旋转固定座18，通过挡块184与控制件17以及随动件15的止转臂158与控制件17的止转槽178的配合，带动控制件17和随动件15相对主动凸轮14一并转动，直至主动凸轮14的凸轮壁143的凸峰1431抵持于随动件15的凸轮侧壁153的斜壁1534上，同时压缩作动弹性件12，使得主动凸轮14的啮合部144的侧部紧密抵顶于主轴13螺纹部132的侧部，在复位弹性件16的作用下，控制件17的端部172紧密抵顶于固定座18的底端，且控制件17的控制部174部分容置于随动件15的凹槽156内，完成装配。此时，所述铰链机构的状态对应于便携式电子装置的盖体相对于本体关闭的状态。
使用所述铰链机构时，将其装设于所述便携式电子装置中，如移动电话。所述便携式电子装置的本体与铰链机构的固定座18的固定部183相固接，便携式电子装置的盖体与铰链机构的套筒11的外壁112相固接。
当盖体相对本体关闭，需开启盖体时，按压按压件20，由于其按压臂204的底端抵顶控制件17的端部172，故推动控制件17相对固定座18和随动件15轴向滑动，同时复位弹性件16受压收缩；继续按压按压件20推顶控制件17滑动至固定座18的挡块184脱出控制件17的止转槽178，此时，控制件17和随动件15可相对主轴13转动；释放按压件20，一直处于受压状态的作动弹性件12同时释放弹力，推动主动凸轮14的啮合部144沿主轴13的螺纹部132相对滑动，此时，主动凸轮14沿主轴13边轴向转动，边径向移动，且主动凸轮14的凸峰1431抵推随动件15的斜壁1534，进而推顶随动件15连同控制件17一并转动；由于，随动件15由控制件17的控制部174抵持，而控制件17的端部172抵顶于固定座18的挡块184的一端，使得控制件17只能轴向转动，故随动件15也只能轴向转动，进而主动凸轮14的凸峰1431沿随动件15的凸轮侧壁153滑动，直至凸峰1431滑至随动件15的凹谷1533，此时，控制件17连同主动凸轮14转过180度，一直受压的复位弹性件16释放压力，重新推动控制件17的控制部174滑入固定座18，即固定座18的挡块184重新滑入控制件17的止转槽178中，盖体即完全打开。
需关闭盖体时，手动翻转盖体，进而带动套筒11和主动凸轮14转动，由于固定座18的挡块184和随动件15的止转臂158分别容置于控制件17的止转槽178中，故随动件15和控制件17止转，此时，由于主动凸轮14的啮合部144的牙厚小于主轴13的螺纹部132的螺距，故啮合部144脱离螺纹部132而位于相邻螺纹部132之间，此时，主动凸轮14的凸峰1431由随动件15的凹谷1533脱出；继续翻转盖体，啮合部144重新啮合于螺纹部132并沿螺纹部132滑动，主动凸轮14的凸轮壁143相对随动件15的凸轮侧壁153滑动，作动弹性件12受压收缩，当随动件15的凸峰1531抵顶于主动凸轮14的水平壁1432时，释放盖体，盖体可稳固地停留在该位置；继续翻转盖体，直至主动凸轮14的凸峰1431越过随动件15的凸峰1531而停留在随动件15的斜壁1534上，此时，释放盖体，在作动弹性件12的作用下，啮合部144紧密啮合于螺纹部132，盖体即处于稳定的关闭状态。
可以理解，本发明实施例中的减摩体102可以省去。
可以理解，本发明实施例中的卡持端135可采用其他结构，卡固组件10具有相对应的结构与其配合，只要能够实现其与卡持端135相卡持即可。
可以理解，本发明实施例中的套筒11可以省去，作动弹性件12原本抵顶于套筒11设有卡持孔116的端部的一端抵顶于卡固组件10的一侧，主动凸轮14的外壁141直接与盖体相配合。
可以理解，本发明实施例中的主轴13的大轴部133的尺寸可以与小轴部131的尺寸相同。
可以理解，本发明实施例中的主轴13的止挡部137和卡槽138可为其他结构，即主轴13具有一其他形式的止挡端，固定座18和卡固环19具有相对应的结构与其配合，只要能够实现固定座18由止挡部137止挡，并由卡固环19卡固于主轴13上即可。
可以理解，本发明实施例中的主动凸轮14的凸轮壁143的水平壁1432和垂直壁1435均可为斜壁。
可以理解，本发明实施例中的随动件15的凹槽156和止转臂158可采用其他结构，即随动件15具有一止转部，控制件17具有相对应的结构与其配合，只要能够实现控制件17只可相对随动件15滑动，无法转动即可。
可以理解，本发明实施例中的固定座18的挡块184可采用其他结构，控制件17具有相对应的结构与其配合，只要控制件17和固定座18能够实现锁定和解锁的作用即可。
可以理解，本发明实施例中的按压件20可以省去，使用时，可以采用其他方式推顶控制件，如尺寸较小的顶锥。

Claims (14)

1.一种铰链机构，其特征在于：该铰链机构包括一卡固组件、一作动弹性件、一主轴、一主动凸轮、一随动件、一复位弹性件、一控制件和一固定座，该主轴包括一螺纹部、一卡持端和一止挡端，该卡持端和该止挡端分别位于主轴的两端，该卡固组件卡固于该卡持端上，该主动凸轮包括一凸轮壁、一螺旋体啮合部和一通孔，该啮合部可转动地啮合于该螺纹部，且该啮合部的牙厚小于该螺纹部的螺距，该随动件包括一凸轮侧壁、一侧孔和一止转部，该控制件包括一控制部和一贯穿孔，该控制部可滑动地与该止转部配合，该固定座包括一内壁和一止挡孔，该内壁上设有一挡块，该止挡孔固定于该止挡端上，该主轴分别穿过且容置于该主动凸轮的通孔、该随动件的侧孔、该控制件的贯穿孔和该固定座的止挡孔内，该作动弹性件提供作动力，推顶该凸轮侧壁可转动地与该凸轮壁配合，该控制件可旋转地相对于该固定座的挡块解锁，该复位弹性件提供回复力，推顶该控制件相对于该固定座的挡块锁定。
2.如权利要求1所述的铰链机构，其特征在于：该铰链机构进一步包括一套筒，该套筒包括一内壁，该主动凸轮包括一外壁，该外壁与该套筒的内壁可滑动地配合，该套筒一端开口，另一端半封闭，且半封闭的一端对应该主轴的卡持端开设有一卡持孔，该作动弹性件的一端抵顶于该主动凸轮上，另一端抵接该套筒的半封闭的一端。
3.如权利要求1所述的铰链机构，其特征在于：该铰链机构进一步包括一卡固环，该卡固环包括两个弧形部和一贯穿的卡固孔，该卡固环卡固于该主轴的止挡端。
4.如权利要求3所述的铰链机构，其特征在于：该主轴进一步包括一小轴部和一大轴部，该螺纹部由该小轴部相对该卡持端的一端延伸出，该大轴部的一端邻接该螺纹部，该止挡端由该大轴部的另一端延伸出。
5.如权利要求4所述的铰链机构，其特征在于：该止挡端为阶梯状，该止挡端开设有一环形卡槽，该卡固环卡固于该卡槽内。
6.如权利要求5所述的铰链机构，其特征在于：该固定座一端开口，一端半封闭，其进一步包括一凸缘和一***孔，该凸缘凸设于该固定座半封闭的一端，该***孔开设于该凸缘和该固定座半封闭的端部上，该止挡孔卡固于该主轴的止挡端。
7.如权利要求3所述的铰链机构，其特征在于：该铰链机构进一步包括一按压件，该按压件包括一按压部和一按压臂，该按压臂由按压部延伸出，该按压臂的内壁对应该卡固环的弧形部设有一凹部，该按压臂容置于该固定座的***孔内与该控制件相抵接。
8.如权利要求1所述的铰链机构，其特征在于：该作动弹性件和该复位弹性件均为柱状弹簧，该作动弹性件的一端抵顶于该主动凸轮上，该复位弹性件的一端抵顶于该控制件上。
9.如权利要求1所述的铰链机构，其特征在于：该主动凸轮的凸轮壁包括两个轴向对称设置的凸峰、水平壁和凹谷，该凸峰和凹谷与水平壁之间分别由一斜壁相连接，该凸峰和所相邻的凹谷分别由一垂直壁相连接，该主动凸轮还包括一内壁，该啮合部设置于该主动凸轮的内壁上。
10.如权利要求1所述的铰链机构，其特征在于：该随动件进一步包括一外周壁，该随动件的止转部设置于该外周壁上，其包括一凹槽和一止转臂，该凹槽由该外周壁沿轴向开设，该止转臂由该外周壁朝远离该随动件的方向延伸出，该凸轮侧壁设置于该随动件的一侧，其包括两个轴向对称的凸峰和凹谷，该凸峰和凹谷间由一斜壁相连接。
11.如权利要求10所述的铰链机构，其特征在于：该控制件进一步包括一端部，该控制部由该端部沿轴向延伸出，该控制部对应该随动件的止转臂围成一止转槽，该固定座的挡块卡固于该止转槽内。
12.如权利要求1所述的铰链机构，其特征在于：该卡固组件包括一卡环和一垫片，该卡环对应该主轴的卡持端开设有一卡持孔，该垫片开设有一配合孔。
13.如权利要求12所述的铰链机构，其特征在于：该卡固组件进一步包括一减摩体，该减摩体开设有一配合孔。
14.一种便携式电子装置，其包括一本体、一盖体和一铰链机构，该铰链机构可转动地连接该盖体和该本体，其特征在于：该铰链机构包括一卡固组件、一作动弹性件、一主轴、一主动凸轮、一随动件、一复位弹性件、一控制件和一固定座，该主轴包括一螺纹部、一卡持端和一止挡端，该卡持端和该止挡端分别位于主轴的两端，该卡固组件卡固于该卡持端上，该主动凸轮包括一凸轮壁、一螺旋体啮合部和一通孔，该啮合部可转动地啮合于该螺纹部，且该啮合部的牙厚小于该螺纹部的螺距，该随动件包括一凸轮侧壁、一侧孔和一止转部，该控制件包括一控制部和一贯穿孔，该控制部可滑动地与该止转部配合，该固定座包括一内壁和一止挡孔，该内壁上设有一挡块，该止挡孔固定于该止挡端上，该主轴分别穿过且容置于该主动凸轮的通孔、该随动件的侧孔、该控制件的贯穿孔和该固定座的止挡孔内，该作动弹性件提供作动力，推顶该凸轮侧壁可转动地与该凸轮壁配合，该控制件可旋转地相对于该固定座的挡块解锁，该复位弹性件提供回复力，推顶该控制件相对于该固定座的挡块锁定。
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