CN102261371A - 铰链结构 - Google Patents

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黄连成
李珅
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Abstract

一种铰链结构，其包括并排设置的第一枢转组件和第二枢转组件、第一连接件及第二连接件。第一枢转组件包括第一枢轴及固定地连接于第一枢轴上的第一枢接件，第二枢转组件包括第二枢轴和固定地连接于第二枢轴的第二枢接件。第一连接件套设于第一枢轴和第二枢轴上，第一枢接件和第二枢接件上均形成一个枢接部，枢接部以偏心设置的方式设置于第一枢接件和第二枢接件的端部，第二连接件转动地连接于第一枢接件和第二枢接件上的枢接部。该铰链结构便于小型化设计且转动顺畅。

Description

铰链结构
技术领域
本发明涉及一种铰链结构，尤其涉及一种用于电子装置的铰链结构。
背景技术
笔记本电脑、游戏机、电子书、移动电话等电子装置中常设置铰链结构，以实现其相枢接的两部分可相对转动。为使电子装置的一部分相对另一部分转动时，枢接该电子装置的两部分的铰链结构同时驱动电子装置的另一部分转动，进而实现两倍的开合速度。常见的可实现两部分同时转动的铰链结构常采用齿轮组带动两部分同时转动，然而多个齿轮所占体积较大，不便铰链结构的小型化设计，且齿轮啮合时其外齿可能发生干涉而造成转动不畅甚至卡死。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种便于小型化设计且转动顺畅的铰链结构。
一种铰链结构，其包括并排设置的第一枢转组件和第二枢转组件、第一连接件及第二连接件。第一枢转组件包括第一枢轴及固定地连接于第一枢轴上的第一枢接件，第二枢转组件包括第二枢轴和固定地连接于第二枢轴的第二枢接件。第一连接件套设于第一枢轴和第二枢轴上，第一枢接件和第二枢接件上均形成一个枢接部，枢接部以偏心设置的方式设置于第一枢接件和第二枢接件的端部，第二连接件转动地连接于第一枢接件和第二枢接件上的枢接部。
该铰链结构，通过第一枢轴、第一枢轴、第一连接件及第二连接件形成四连杆结构，实现被铰接的电子装置的两部分同时转动，转动顺畅，其占用空间小，便于铰链结构的小型化设计。
附图说明
图1为本发明实施方式的铰链结构组装图。
图2为图1中铰链结构的零件分解图。
图3为图1中铰链结构的另一视角的零件分解图。
图4为图1中铰链结构的运动状态示意图。
图5为图1中铰链结构的另一运动状态示意图。
图6为图1中铰链结构的又一运动状态示意图。
主要元件符号说明
  铰链结构   100
  第一枢转组件   10
  第二枢转组件   30
  加强板   70
  第二连接件   90
  第一枢轴   11
  第一枢接件   12
  限位件   13、33
  随动件   14、34
  抵持件   15、35
  弹性件   16、36
  摩擦件   17、37
  紧固件   18、38
  固定部   111
  凸缘   113
  枢转部   115
  固定孔   1111
  套接部   121、321
  连接部   123、323
  枢接部   125、325
  固接孔   1211
  异形孔   1213
  止转孔   131
  限位部   133
  限位端面   141
  抵持端面   142
  限位凸台   143
  锁合柱   144
  卡合凸包   145
  弧形槽   1431
  凹槽   151
  第二枢轴   31
  第二枢接件   32
  轴孔   71
  定位孔   73
  轴接部   91
  弯折部   93
  轴接孔   911
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本发明的铰链结构作进一步的详细说明。
请参阅图1，铰链结构100包括第一枢转组件10、与第一枢转组件10并排设置的第二枢转组件30、第一连接件50、加强板70及第二连接件90。
请同时参阅图1至图3，第一枢转组件10包括第一枢轴11及套设于第一枢轴11上的第一枢接件12、限位件13、随动件14、抵持件15、弹性件16、摩擦件17和紧固件18。其中第一枢接件12、限位件13、抵持件15、摩擦件17及紧固件18均不可转动地套设于第一枢轴11上。
第一枢轴11包括依次连接的固定部111、凸缘113及枢转部115。固定部111垂直于轴向的截面为异形，其上开设固定孔1111。枢转部115为截面为非圆形的轴杆且末段设有螺纹(图未标)。本实施方式中，固定部111为基本为半圆柱体。
第一枢接件12包括套接部121、形成于套接部121一侧且垂直于套接部121的连接部123及形成于套接部121一端的枢接部125。套接部121上沿径向开设有与第一枢轴11的固定部111上的固定孔1111对应的固接孔1211且沿轴向开设与第一枢轴11的固定部111形状相应的异形孔1213，异形孔1213与固接孔1211连通。枢接部125以偏心设置的方式设置于套接部121的一端并沿套接部121的轴向延伸，即枢接部125未设置于套接部121端部的中心。本实施方式中，套接部121上开设的异形孔1213为沿轴向延伸的近似半圆柱孔，枢接部125为圆柱形凸柱。
限位件13中心开设有止转孔131、外侧边缘处沿圆周方向形成扇形的限位部133。本实施方式中，限位部133数目为一个，当然也可为两个、三个等其他数目。
随动件14两端分别设有限位端面141和抵持端面142，随动件14在限位端面141上形成限位凸台143及锁合柱144，于抵持端面142上形成卡合凸包145。限位凸台143设置于限位端面141靠近边缘的部位，锁合柱144则从限位凸台143上沿轴向延伸而形成。限位凸台143靠近中心的一侧形成一个弧形槽1431，可使限位件13的外周缘上除限位部133外的其他部分在该弧形槽1431内转动，进而限制限位件13相对随动件14的转动角度。本实施方式中，抵持端面142上形成的卡合凸包145的数目为两个，当然也可为一个、三个等。
抵持件15上朝向随动件14的端面上凹陷形成两个凹槽151以和随动件14的抵持端面142上的卡合凸包145相配合。当然，该凹槽151也可为一个、三个等其他数目。也可在抵持件15朝向随动件14的端面上设置卡合凸包145，相应地，在随动件14的抵持端面142上开设凹槽151。
本实施方式中，弹性件16为碟形弹片组，摩擦件17为平垫片，紧固件18为螺母。当然，弹性件16也可为螺旋弹簧、可压缩的橡胶套筒等，紧固件18也可为销钉，相应地，在第一枢轴11上开设与之配合的销孔。
第二枢转组件30与第一枢转组件10结构相似。该第二枢转组件30包括第二枢轴31及套设于第二枢轴31上的第二枢接件32、限位件33、随动件34、抵持件35、弹性件36、摩擦件37和紧固件38。第二枢转组件30的各元件与第一枢转组件10上对应元件的结构相同。其中第二枢接件32、限位件33、抵持件15、摩擦件37及紧固件38均不可转动地套设于第二枢轴31上。第二枢转组件30的第二枢接件32包括套接部321及形成于套接部321一侧的连接部323和形成于套接部321一端的枢接部325。连接部323垂直于套接部321，枢接部325以偏心设置的方式设置于套接部321的端部并沿套接部321的轴向延伸，即枢接部325未设置于套接部321端部的中心。
第一连接件50为杆状结构，其包括连杆部51及连接于连杆部51两端的第一转接部53和第二转接部55。第一转接部53上开设第一套接孔531，第二转接部55上开设第二套接孔551。
加强板70上开设有两个分别与第一枢轴11和第二枢轴31配合的轴孔71和两个分别与随动件14的锁合柱144及随动件34的锁合柱(图未标)配合的定位孔73。轴孔71靠近加强板70的两端，定位孔73开设于轴孔71之间。
第二连接件90包括轴接部91及弯折部93。轴接部91上开设两个与第一枢轴11和第二枢轴31配合的轴接孔911。弯折部93垂直于轴接部91，其用于与电子装置的盖体和本体之间的连接臂(图未示)连接。
组装该铰链结构100时，将第一枢轴11的固定部111***第一枢接件12的套接部121的异形孔1213内，且使固定部111上的固定孔1111与套接部121上的固接孔1211同轴对齐，并使套接部121的一端抵持于第一枢轴11的凸缘113。使用螺钉或销钉(图未示)穿过该固接孔1211及固定孔1111进而使第一枢轴11和第一枢接件12固定连接，即使二者不可转动且不可沿轴向滑动。将第一枢轴11的枢转部115依次穿过第二连接件90的轴接部91的一个轴接孔911、加强板70的一个轴孔71、限位件13的止转孔131、随动件14、抵持件15、弹性件16及摩擦件17，并将紧固件18和第一枢轴11的枢转部115末端的螺纹进行螺合而将第一枢轴11上的元件沿轴向锁紧，弹性件16受到一定的预压力而对第一枢轴11上的元件施加沿轴向的弹性抵持力。此时随动件14的锁合柱144***加强板70上靠近插设有第一枢轴11的轴孔71的一个定位孔73，且随动件14的限位端面141朝向限位件13，随动件14的抵持端面142朝向抵持件15。将第一连接件50的第一转接部53套于第一枢接件12的枢接部125上。
采用同样方式将第二枢接件32套于第二枢轴31的一端，并将第二连接件90、加强板70、限位件33、随动件34、抵持件35、弹性件36、摩擦件37及紧固件38从第二枢轴31的另一端依次套上第二枢轴31。将第一连接件50的第二转接部55套于第二枢接件32的枢接部325上，即完成铰链结构100的组装。
该铰链结构100中，第一枢轴11、第二枢轴31、第一连接件50及第二连接件90组成一个四连杆结构。由于组成该四连杆结构的四个边的长度为确定值，故转动过程中，可实现第一枢转组件10转动时，同时带动第二枢转组件30转动，实现电子装置(图未示)双倍的开合速度，即实现联动功能。
该铰链结构100在转动过程中，第一枢转组件10的限位件13的限位部133转动一定角度后，该限位部133的侧边会碰触到随动件14的限位凸台143，从而限制铰链结构100的转动角度。第二枢转组件30的限位件33和随动件34也以同样方式相互作用。第一枢转组件10的随动件14和抵持件15通过随动件14上的卡合凸包145滑入或滑出抵持件15上的凹槽151，可改变第一枢轴11上的元件之间的轴向抵持力的大小，并可实现于特定角度的停滞和定位。第二枢转组件30的随动件34和抵持件35也可通过相互之间的配合实现相同功能。
请同时参阅图2至图4，假设在转动过程中，第一连接件50的第一转接部53所在的位置为从垂直于第一枢接件12的连接部123的方向沿逆时针转过22.2度，而第二转接部55所在的位置为垂直于第二枢接件32的连接部323的延伸方向的位置。若把第一枢接件12的套接部121的中心与第二枢接件32的套接部321的中心的连线看作四连杆结构固定的一边，四连杆活动过程中，与该固定的一边连接的另外两边的角速度是变化的且二者的角速度不一定相等。当第一连接件50的第一转接部53继续转动25度时，第二转接部55转动30度，其状态如图5所示。当第一连接件50的第一转接部53继续转动65度时，第二转接部55继续转动60度，最终二者均转过90度，其状态如图6所示。在此转动过程中，第一转接部53的角速度起初大于第二转接部55的角速度，而转过一定角度后，第二转接部55的角速度超过第一转接部53的角速度。
由于在转动过程中，第一连接件50的第一转接部53和第二转接部55的角速度大小不相等，故将限位件13及限位件33与该第一连接件50及第二连接件90设为分体式而不是将限位结构集成于第一连接件50或第二连接件90上，可避免转动过程中出现卡死或转动不畅的现象。
该铰链结构100中，通过第一枢轴11、第二枢轴31、第一连接件50及第二连接件90形成四连杆机构以实现联动功能，结构简单。且避免了使用齿轮组实现联动功能时齿轮之间因干涉而出现的卡死现象，同时占用空间较小，便于小型化设计。
加强板70可以增大第二连接件90的强度，故第二连接件90可使用较轻较薄的材料冲压而成，进而可降低铰链结构100的重量及制造成本。
第一枢轴11的固定部111设置为板状结构，第一枢接件12的套接部121上开设异形孔1213，可使将第一枢轴11的固定部111***第一枢接件12的异形孔1213时，固定部111上的固定孔1111与套接部121上的固接孔1211对位方便。
在随动件14一侧形成限位凸台143进行限位，另一侧形成卡合凸包145用于调节轴向力，使得多个功能同时集成到同一个元件上，减少了元件数目，简化了结构。
可以理解，也可使限位件13相对第一枢轴11可转动，而使随动件14与第一枢轴11同步转动，此时可限位件13上设置一个凸柱与加强板70上的定位孔73配合，并在随动件14上开设非圆的中心孔。同理，第二枢转组件30的限位件33和随动件34也分别与限位件13和随动件14为同样结构。
如果第二连接件90的轴接部91的强度较高，则加强板70可省略，而直接于第二连接件90的轴接部91上开孔与随动件14及随动件34配合即可。直接通过将第一枢轴11的固定部111与第一枢接件12的套接部121通过过盈方式配合以实现固定连接。同理，第二枢轴31及第二枢接件32也设置为同样结构。
可将第一枢接件12上的枢接部125和第二枢接件32上的枢接部325设置为凹槽结构，而在第一连接件50的两端形成凸柱与之配合。
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 (10)

1.一种铰链结构，其包括并排设置的第一枢转组件和第二枢转组件，所述第一枢转组件包括第一枢轴及固定地连接于第一枢轴上的第一枢接件，所述第二枢转组件包括第二枢轴和固定地连接于第二枢轴的第二枢接件，其特征在于：所述铰链结构还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件套设于所述第一枢轴和第二枢轴上，所述第一枢接件和第二枢接件上均形成一个枢接部，所述枢接部以偏心设置的方式设置于所述第一枢接件和第二枢接件的端部，所述第二连接件转动地连接于所述第一枢接件和第二枢接件上的枢接部。
2.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第一枢转组件还包括套设于所述第一枢轴上的一个限位件及一个随动件，所述限位件及所述随动件其中一个与所述第一枢轴同步转动，另一个相对所述第一枢轴可转动；所述第二枢转组件还包括套设于所述第二枢轴上的一个限位件及一个随动件，所述限位件及所述随动件其中一个与所述第二枢轴同步转动，另一个相对所述第二枢轴可转动，所述限位件与所述第一枢接件及第二枢接件为分离式设置。
3.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述随动件上形成限位凸台，所述限位件边缘形成限位部，所述限位部在限位件相对随动件转动的过程中可碰触到所述限位凸台。
4.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述铰链结构还包括加强板，所述加强板连接于所述第一枢轴及第二枢轴上，所述加强板上开设有定位孔，所述随动件上形成有锁合柱，所述锁合柱与所述定位孔配合以随所述加强板同步转动。
5.如权利要求2所述的铰链结构，其特征在于：所述第一枢转组件和第二枢转组件还包括分别套设于所述第一枢轴和第二枢轴上的两个抵持件，所述抵持件与所述随动件相邻设置，所述抵持件朝向随动件的一侧和所述随动件朝向抵持件的一侧其中一个上开设有凹槽，另一个上形成有与所述凹槽相配合的卡合凸包。
6.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述枢接部为形成于所述第一枢接件和第二枢接件上的凸柱，所述第一连接件上开设有分别与所述第一枢接件上的枢接部及第二枢接件上的枢接部转动配合的套接孔。
7.如权利要求6所述的铰链结构，其特征在于：所述第一连接件为杆状结构，所述两个套接孔开设于所述第一连接件靠近两端的部位。
8.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第二连接件包括轴接部及垂直于所述轴接部的弯折部，所述轴接部套设于所述第一枢轴和第二枢轴上。
9.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第一枢接件和第二枢接件均包括套接部及连接部，所述连接部形成于所述套接部的一侧并垂直于所述套接部，所述枢接部形成于所述套接部的一端并沿所述套接部的轴向延伸。
10.如权利要求1所述的铰链结构，其特征在于：所述第一枢轴和第二枢轴包括固定部，所述第一枢接件和第二枢接件的套接部上沿轴向开设有与所述固定部形状对应的异形孔，所述固定部垂直于轴向的截面为异形。
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