CN1969133A - 铰链装置以及使用该装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种铰链装置以及使用该装置的电子设备，该铰链装置可圆滑地转动且可将展开角度展开保持在180°或180°以上。该铰链装置，具有与圆板形的卡合部件(8)对接、可转动地安装的盘部(4)，在卡合部件上，在半径方向设置有卡合槽部，另一方面，在规定的中心角度上设置有卡合凸部，在盘部上，设置有第一引导路(24)，该第一引导路是与该圆板面部的中心的间隔为一定的圆弧形状、并在超过中心角度为180°的范围内延续，另一方面，设置形成有圆弧形状的导槽的第二引导路(26)，该第二引导路具有设置在上述第一引导路的内侧的一端部和与上述第一引导路的一端部接近地设置的另一端部，使这两端部之间与中心的间隔逐渐扩大，在第一引导路上设置与卡合凸部卡合的一个卡合凹部(28)，并且，在第二引导路上设置与保持在卡合槽部上的球体卡合的另一个卡合凹部(32)。

Description

铰链装置以及使用该装置的电子设备

技术领域

本发明涉及铰链装置以及使用该装置的折叠式电子设备。

背景技术

在确保使用时操作部或显示部具有足够的宽度、不使用时可进行折叠便于携带的折叠式电子设备中，在作为框体的转动部(显示部)和本体部(操作部)之间使用铰链装置，并将转动部可自由转动地与本体部连接。使用这样的铰链装置的电子设备采用一种结构进行固定，以防止在打开或闭塞转动部时转动部不经意地开闭。

如专利文献1所示，采用上述固定结构的铰链装置如图11所示，由盘部82和卡合部件(キヤツチ)84构成转动机构。上述盘部82在相对于引导路的中心对称的位置上形成卡合凹部86。并且，卡合部件84在基板部的上下部位分别设置有卡合凸部88，通过螺旋弹簧85加力。

在此，形成以下的结构，即，在上述卡合凸部88进入卡合凹部86、朝向其中央部的中途，结束转动部的闭塞或展开(展开角度为160°)、使卡合凸部88的进入停止。此时，滑入到卡合凹部86的中途的卡合凸部88通过螺旋弹簧85的作用力产生向卡合凹部86的中心部移动的作用，这样，规定的转矩施加在转动部上、产生所谓的吸入作用。通过该吸入作用，转动体在闭塞状态(展开角度为0°)、展开状态(展开角度为180°)都不会晃荡、可保持稳定的固定状态。

另一方面，折叠式的电子设备根据各种用途有时要使展展开角度为180°或更大。在这种情况下，在上述铰链装置中在转动部的闭塞位置(展开角度为0°)以及展开位置(展开角度为180°)保持固定转动部是很困难的。与此相对比，在专利文献2、专利文献3中公开了一种铰链装置。这些铰链装置都可以打开到展开角度为180°或180°以上。

专利文献2中所述的铰链装置如图12所示，在可动盘部的对接端面上，形成有作为相互不同直径的第一卡嵌凹部对92的第一始点、第一终点卡嵌凹部93，和作为相互不同直径的第二卡嵌凹部对94的第二始点、第二终点卡嵌凹部95，在另一方上通过第一、第二球体形成有第一、第二卡嵌凸部，这些第一、第二球体一面在直径方向上变化一面在第一弧凹面引导路96和第二弧凹面引导路97上滚动，进行可动盘部的转动操作。并且，专利文献3所述的铰链装置，通过将各卡嵌凹部、各卡嵌凸部设定在从旋转轴起相互不同直径的所需周角度位置上，来满足将盖体相对于设备本体的打开角度设定为大于180°的大角度的要求。

专利文献1：特开2003-120656号公报

专利文献2：特开平11-50727号公报

专利文献3：特开平10-317779号公报

但是，在专利文献2中所述的铰链装置中，虽然第一、第二球体从可动盘部的转动轴心起总是保持相互大致同等长度的离开距离，但由于第一、第二球体从转动轴心起的距离都是同样地向着扩大或缩小的方向移动，因此，具有转矩随着转动角度而变化的问题。另外，在专利文献3中所述的铰链装置中，由于支撑转动盘部的大半径的位置和小半径的位置以转动轴心为基准位于偏向一方的位置，因此具有转动盘部不能圆滑地进行转动的问题。并且要求铰链装置具有足够的转矩、提高操作性。

本发明就是鉴于上述问题点而提出的，其目的是提供一种铰链装置以及使用该装置的电子设备，该铰链装置可圆滑地转动且可将展开角度展开保持在180°或180°以上。

发明内容

为了解决上述技术问题，如图1等所示，本发明是一种铰链装置，具有：圆板形的卡合部件8、圆板形的盘部4以及轴体14、114，所述卡合部件8抵抗设置在筒状部件12、112内部的加力装置10、在轴方向自由滑动且不能转动地嵌合；所述盘部4设置在筒状部件的外部、与卡合部件对接，并可转动地进行安装；所述轴体14、114连接上述筒状部件、加力装置、卡合部件以及盘部；将上述筒状部件固定在电子设备的本体部和转动部的一方上，且将上述盘部4固定在另一方上，可开闭地连接上述本体部和转动部；在上述卡合部件8上，在与上述盘部4相对的圆板面部上、从中心起朝向半径方向设置有卡合槽部46，另一方面，在相对于该卡合槽部46小于180°的中心角度上设置有卡合凸部；在上述盘部4上，在与上述卡合部件8相对的圆板面部上设置第一引导路24，该第一引导路24是与该圆板面部的中心的间隔为一定的圆弧形状、并在超过中心角度180°的范围内延续，另一方面，设置形成有圆弧形状的导槽的第二引导路26，该第二引导路26具有设置在上述第一引导路24的内侧的一端部和与上述第一引导路的一端部接近地设置的另一端部，使这两端部之间与中心的间隔逐渐扩大并沿着与上述第一引导路24同样的中心角度设置。在上述第一引导路24的一端部设置有与上述卡合凸部卡合的一个卡合凹部28，并且，在上述第二引导路26的一端部设置与保持在上述卡合槽部46中的球体6卡合的另一个卡合凹部32；在上述转动部的闭位置上，通过上述加力装置的作用力保持上述卡合凸部以及球体6与上述各卡合凹部28的卡合状态、保持固定上述转动部，另一方面，在该转动部的大于等于180°的开位置上，通过上述加力装置的作用力保持与上述卡合凸部以及球体的卡合状态、保持固定转动部。

本发明的铰链装置的结构是，在上述卡合部件8的圆板面部上设置卡合孔部48，将球体6可自由转动地设置在该卡合孔部内且使该球体的一部分突出、形成上述卡合凸部。

本发明的铰链装置的结构是，将上述卡合部件的卡合凸部形成规定的曲率半径的凸球面形，另一方面，将上述一个卡合凹部28形成为曲率半径大于上述卡合凸部的曲率半径的凹球面形，并且，将上述其他的卡合凹部32形成为曲率半径大于等于上述球体的曲率半径的凹球面形。

本发明的铰链装置的结构是，在上述第一引导路24的另一端部以及上述第二引导路26的另一端部，分别设置曲率半径大于上述卡合凸部的曲率半径的凹球面形的保持凹部31、35。

本发明的铰链装置的结构是，使利用摩擦制动上述筒状部件对上述轴体的相对转动的摩擦板110介于上述轴体114和上述筒状部件112的底部之间。

本发明的铰链装置的结构是，使与该筒状部件一起转动的第一摩擦板106、以及与该第一摩擦板压接并与上述轴体一起转动的第二摩擦板108介于上述筒状部件112内，利用摩擦制动上述筒状部件对上述轴体的相对转动。

本发明的电子设备的结构是，使用上述任一项中所述的铰链装置，即，将上述盘部4固定在具有操作部的上述本体部18或具有显示部的上述转动部16的一方侧上，将上述筒状部件12固定在另一方侧上；在上述卡合凸部进入上述卡合凹部的中途上述转动部可闭塞地进行安装，即使在关闭该转动部的状态下、也可通过上述加力装置将转矩向闭方向施加在转动部上。

如上所述，根据本发明的铰链装置，采用具有卡合部件和盘部等的结构，该卡合部件的卡合槽部设置在半径方向、并且卡合凸部设置在规定的中心角度上；该盘部设置有第一引导路、第二引导路、可相对于卡合部件转动，由于采用这样的结构，因此具有以下效果，即，可将转动部保持固定在闭位置以及展开角度为180°或大于180°的开位置上，且在转动部进行开闭时可得到充分的转矩，同时，可得到比较稳定的开闭转矩，并且通过吸入作用可使转动部的开闭有张弛感。

并且，作为卡合部件的卡合凸部在卡合孔部上可自由转动地设置有球体，使该球体的一部分作为卡合凸部而突出，通过形成这样的结构具有以下效果，即，可平滑地从盘部的卡合凹部进入退出，并且通过加力装置可向转动部施加适度的开闭转矩。

根据本发明的铰链装置，使摩擦板介于轴体和筒状部件的底部之间，或者使第一摩擦板以及第二摩擦板介于筒状部件内，利用摩擦制动上述筒状部件对上述轴体的相对转动，通过形成这样的结构可得到以下效果，即，在转动部的各操作位置上可得到大的静止摩擦，稳定地保持固定转动部，并且，在转动部的开闭中途也可以得到充分的转矩，可将转动部停止保持在所需要的开闭位置，操作性非常好。

根据本发明的电子设备，可将转动部稳定地保持固定在闭位置以及展开角度为180°或大于180°的开位置上，可得到良好的操作性，并且在转动部的开闭时可得到充分的转矩，同时，可得到比较稳定的开闭转矩，并且通过吸入作用使转动部的开闭有张弛感。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的铰链装置的分解立体图。

图2表示铰链装置的盘部，(a)是内侧面图、(b)是A-A线剖视图、(c)是B-B线剖视图、(d)是C-C线剖视图。

图3表示铰链装置的卡合部件，(a)是外侧面图、(b)是D-D线剖视图、(c)是E-E线剖视图。

图4是表示第一实施方式的铰链装置的图，(a)是轴方向的剖视图、(b)是F-F线剖视图、(c)是G-G线剖视图。

图5是表示第一实施方式的铰链装置的立体图。

图6是表示第一实施方式的卡合部件和盘部的关系图，(a)表示闭塞位置上的状态、(b)表示第一操作位置上的状态、(c)表示第二操作位置上的状态。

图7是表示使用第一实施方式的铰链装置的电子设备的图。

图8是表示第二实施方式的铰链装置的分解立体图。

图9是表示第二实施方式的铰链装置的剖视图。

图10是表示其他实施方式的铰链装置的剖视图。

图11是表示现有例的铰链装置的部分分解立体图。

图12是表示现有例的铰链装置的可动盘部的图。

具体实施方式

以下根据附图就本发明的实施方式进行说明。

图1是第一实施方式，表示用于折叠式游戏机或手机等电子设备上的铰链装置2的分解立体图。该铰链装置2的构成部件有盘部4、两个球体6、卡合部件8、螺旋弹簧10、筒状部件12以及轴体14等。在这些部件中，凸轮机构主要由盘部4、球体6以及卡合部件8构成。并且，该铰链装置2的表面形状由盘部4、筒状部件12以及轴体14构成。

上述盘部以及卡合部件8由钢材(SPCC)或不锈钢等金属形成。球体6由钢球形成，螺旋弹簧10由钢材形成，轴体14是由铝镇静钢(SWCH12A)或钢材等的金属制造。筒状部件12由POM、ABS等合成树脂制成或通过烧结、MIM(金属注射模塑成型)成型的材料形成。并且，对盘部4、卡合部件8以及轴体14进行无镍电镀(無電解Niメツキ)或镍电镀等的表面处理。

这里就各构成部件进行说明。如图2所示，上述盘部4在小钱币形的基部20的中心部设置六角的方孔22。在上述基部20的表面部21的大致左侧部位上形成有与中心的间隔一定(同一半径)的圆弧形的第一引导路24。并且，在基部20的大致右侧部位上设置有圆弧形(螺旋曲线形)的第二引导路26，该第二引导路26处于从设置在上述第一引导路24内侧的一端部起与中心的间隔逐渐扩大，同时，另一端部与上述第一引导路24的一端部接近的状态。

在上述第一引导路24的一端部设置有卡合球体6的卡合凹部28，并且在另一端部的附近设置有球体6进入并被保持的第一保持凹部30，在另一端部设置有第二保持凹部31。上述卡合凹部28与第一保持凹部30隔着小于180°的中心角度，该第一保持凹部30与第二保持凹部31隔着几十度左右。

另一方面，上述第二引导路26的一端部以进入的状态位于第一引导路24的另一端部的内侧，在此设置球体6进行卡合的卡合凹部32。并且，第二引导路26的另一端部设置在第一引导路24的一端部的延长线附近，在该另一端部附近设置球体6进入并被保持的第一保持凹部34，在另一端部设置第二保持凹部35。上述卡合凹部32和第一保持凹部34隔着小于180°的中心角度，该第一保持凹部34与第二保持凹部35隔着几十度左右。并且，在上述第二引导路26上形成有导槽，与该导槽的槽方向直交的剖面为圆弧形，将该圆弧的半径形成稍大于上述球体6的半径。另一方面，第一引导路24与表面部21形成在同一平面上。

如图2所示，上述卡合凹部28是曲率半径大于上述球体6的曲率半径的凹球面形，是深度为该球体6的曲率半径一半左右的凹部。并且，该卡合凹部28与第一引导路24之间形成为平滑的凸曲面形。上述卡合凹部32是曲率半径与球体6的曲率半径相同的凹球面形，是深度为该球体6的曲率半径的一半左右的凹部。并且，上述卡合凹部32与第二引导路26之间形成为曲率半径比该卡合凹部32的稍大的的凸曲面形。

并且，上述第一保持凹部30和第二保持凹部31是其曲率半径稍大于上述球体6的曲率半径的凹球面形，各保持凹部和各引导路之间形成为凸曲面形，第一保持凹部34和第二保持凹部35也是大致相同的形状。

如图3所示，上述卡合部件8在圆板的上下部具有形成嵌合部40、41的形状的基板部38，在该基板部38的中央部设置圆形的孔部42。并且，在上述嵌合部40、41上形成从各基板部38向轴方向内突出的嵌合突起44、45。并且，在基板部38向外的面部上，从上述孔部42到嵌合部40的靠右的部位形成有直线形的卡合槽部46。与该卡合槽部46的槽方向直交的剖面形状为圆弧形(圆的一部分)，将该半径形成为大于球体6的半径。并且，卡合槽部46的槽深是一定的，外侧端部的角形成凹球面形的圆角。

并且，在卡合部件8上，在与上述卡合槽部46成小于180°的角度的中心线上的上述嵌合部41的靠右部位上形成有卡合孔部48。该卡合孔部48是开口部为圆形、越向底部越向内平缓倾斜(5°左右)的筒状的孔。该卡合孔部48的底面是平坦的，向该部添加润滑脂等的润滑材料，将上述球体6以使其一部分突出的状态可自由转动地设置在孔内。另外，也可以在卡合部件8的卡合孔部48的位置形成凸部(例如凸球面部)代替该球体6。此时，也可以将球体6的一部分埋设配置成固定状态、在卡合部件8的面部形成凸部。

螺旋弹簧10是压缩弹簧，对卡合部件8加力。如图1所示，筒状部件12是筒状的容器，在一端侧形成将贯通孔50设置在中心部的底部51，另一端侧形成开放口。在该开放口的上下部位上形成分别切割成与轴方向平行的形状的嵌合凹部54、55。并且，在筒状部件12的外侧左右部位，在各轴方向上形成嵌合凸条部56、57。

如图1所示，轴体14由圆板形的头部60和轴部62构成。在该轴部62上，从靠头部60的位置起依次形成剖面为圆形的大径轴部64、中径轴部65和小径轴部66，在前端部形成剖面为六角形的方轴部67。

在组装上述铰链装置2时，如图4所示，将螺旋弹簧10收纳在筒状部件12内，将该螺旋弹簧10的另一端部与卡合部件8抵接，在该状态下使卡合部件8的嵌合部40、41(嵌合突起44、45)与筒状部件12的嵌合凹部54、55嵌合。此时，由于嵌合突起44、45从基板部38起突出形成，因此可以在不受到螺旋弹簧10的作用力的状态下使嵌合突起44、45与嵌合凹部54嵌合，因此容易进行组装。并且，将嵌合凹部54、55切开一定的宽度，使卡合部件8的嵌合部40、41在轴方向在嵌合凹部54、55内自由移动。

而且，从筒状部件12的底部51的贯通孔50***轴体14的轴部62，插通螺旋弹簧10和卡合部件8，使两个球体6介于卡合部件8和盘部4之间，向盘部4的方孔22插通方轴部67。此时将一个球体6设置在卡合部件8的卡合孔部48中、将另一个球体6设置在卡合槽部46中，将各球体6保持卡合在第一引导路24的第一保持凹部30和第二引导路26的第一保持凹部34内、进行定位。并且，将从盘部4突出的轴体14的方轴部67的前端部进行铆接而固定盘部4，组装铰链装置2。

如图5所示，该铰链装置2的外观由小钱币形状的盘部4和筒状部件12形成，将该盘部4嵌合固定在电子设备的一方的框体(例如转动部16)上，并将筒状部件12的嵌合凸条56、57嵌合固定在另一方的框体(例如本体部18)上进行使用。

如图1和图4所示，上述铰链装置2的盘部4的方孔22嵌合在轴体14的方轴部67上，盘部4与轴体14一体转动。另一方面，筒状部件12的贯通孔50插通轴体14的大径轴部64，螺旋弹簧10插通中径轴部65，卡合部件8的孔部42插通小径轴部66，这些筒状部件12、螺旋弹簧10以及卡合部件8相对于轴体14的转动是自由的。并且，卡合部件8与筒状部件12嵌合、卡合部件8与筒状部件12一体转动。

另一方面，如图4(a)、(b)、(c)所示，通过螺旋弹簧10对卡合部件8总是朝向盘部4方向加力，随着盘部4的转动、卡合部件8的卡合孔部48内的球体6形成反复进入并且脱离盘部4的卡合凹部28、第一保持凹部30以及第二保持凹部31的凸轮机构，卡合部件8的卡合槽部46内的球体6在该卡合槽部46内往复移动，同时，形成反复进入并且脱离盘部4的卡合凹部32、第一保持凹部34以及第二保持凹部35的凸轮机构。因此，该铰链装置通过上述凸轮机构形成盘部4相对于筒状部件12转动的结构。

在此就上述铰链装置2的基本动作进行说明。该铰链装置2被保持固定在以下各位置，即，在电子设备的转动部16的展开角度为0°(闭位置)、展开角度小于180°的角度(第一操作位置)以及展开角度为180°(第二操作位置)的各位置。图6是表示保持在上述各位置的卡合部件8上的球体6与盘部4的关系图，(a)表示在铰链装置的闭位置上的状态、(b)表示在第一操作位置上的状态、(c)表示在第二操作位置上的状态。

并且，在铰链装置2中，由于盘部4的第一引导路24和第二引导路26连续地形成，因此作为第一引导路24的始端(展开角度为0°)的卡合凹部28与作为第二引导路26的始端的卡合凹部32设置在隔着规定的中心角度(大于180°的角度)的位置上。并且，形成在第一引导路24上的卡合凹部28与第一保持凹部30形成的中心角度为小于180°的角度，第一保持凹部30与第二保持凹部31形成的中心角度为几十度左右的角度。形成小于上述180°的角度是为了得到后述的吸入作用而使其具有一定的富余角度。

并且，由于第一引导路24的半径是一定的，因此，在该处移动的球体6被保持在作为卡合部件8的固定位置的卡合孔部48中。通过使该第一引导路24的半径为一定，可将第一引导路24以大的半径形成在盘部4的整个圆板面，可以作为铰链而得到一定的转矩，并且可得到高转矩。

另一方面，使形成在第二引导路26上的卡合凹部32与第一保持凹部34形成的中心角度为小于180°的角度，使第一保持凹部34与第二保持凹部35形成的角度为几十度左右。在此，第二引导路26是螺旋形状，部位不同与中心的间隔也不同，因此，保持在卡合部件8上的卡合槽部46上的球体6向第二引导路26的导槽移动，同时，根据第二引导路26的移动在卡合槽部46内往复移动。

而且，在该实施方式中，在上述各球体6进入各卡合凹部28、32、朝向该凹球面形的中央部的中途，转动部16的闭塞结束、球体6的进入停止。此时，滑入卡合凹部28、32中途的球体6通过螺旋弹簧10的作用力而产生向卡合凹部32的中心部移动的作用(吸入作用)，这样，朝向关闭方向的转矩施加在转动部16上，因此，转动部16不会晃荡地保持闭塞状态。

如图7所示，折叠式的电子设备15具有设置有显示画面17等的转动部16和设置有操作键19等的本体部18。在将上述铰链装置2安装到该电子设备上的情况下，先从电子设备的外侧将盘部4***铰链装置2，将铰链装置2的盘部4嵌合固定在设置于内侧的转动部16上的铰链安装用的孔部72上，同时，将筒状部件12的嵌合凸条部56、57嵌合固定在设置于本体部18上的筒状部70上。通常，将各铰链装置2安装在电子设备的本体部18与转动部16的左右的连接部上。另外，由于铰链装置2具有转动的方向性，因此，在将电子设备左右的铰链装置安装成对称形式的情况下，这些铰链装置需要形成为对称形状的结构(对称形状的盘部和卡合部件)。

安装有上述铰链装置2的电子设备15，一旦用手将转动部16打开，则上述凸轮机构进行动作，盘部4与转动部16一起转动。随着该盘部4的转动，保持在卡合部件8上的两个球体6脱离盘部4的卡合凹部28、32，在盘部4的各引导路24、26中滑动。在上述球体6脱离卡合凹部28、32期间，规定的转矩施加在转动部16上，抵抗该转矩打开转动部。结果，在转动部16到达第一操作位置时，两球体6分别突入第一保持凹部30、34，通过螺旋弹簧10的作用力将转动部16保持固定在该位置。

根据需要，操作者可在该位置操作电子设备，可操作设置在本体部18上的按键。而且，一旦打开转动部16，则到达展开角度为180°(转动部16与本体部18成平行状态)的第二操作位置，两球体6分别突入第二保持凹部31、35、将转动部16保持固定在该位置。操作者在该位置也可以操作电子设备。

在关闭转动部16时，也与上述打开操作时相同，抵抗施加在转动部16上的转矩对转动部16进行关闭操作。并且，盘部4与转动部16的关闭移动一起转动，保持在卡合部件8上的各球体6脱离盘部4的第二保持凹部31、35，分别突入第一保持凹部30、34，转动部16被暂时固定保持在该位置。

一旦进一步关闭转动部16，则保持在卡合部件8上的各球体6脱离盘部4的第一保持凹部30、34，分别在第一引导路24、第二引导路26内滑动。结果，在转动部16闭塞的同时，保持在被螺旋弹簧10加力的卡合部件8上的各球体分别进入卡合凹部28、32。此时，通过各球体6分别滑入各卡合凹部28、32的凹球面的力量，在得到吸入作用的同时具有咔哒的感觉。一旦形成在上述转动部16闭塞时、各球体6的进入停止在中途的结构，则即使在关闭转动部16的状态下，转矩依然向关闭方向施加在转动部16上，因此，转动部16不会晃荡或意外地打开，可稳定地保持闭塞状态。

因此，根据上述实施方式的铰链装置以及使用该装置的电子设备，可将转动部保持固定在展开角度为180°或大于180°的开位置，且在进行转动部的开闭时，在可得到充分的转矩的同时可得到比较固定的开闭转矩，同时通过吸入作用使转动部的开闭有张驰的感觉，并且电子设备的操作性也非常好。

图8是表示第二实施方式的铰链装置102的分解立体图。该铰链装置102与上述铰链装置2相同、也用于折叠式的游戏机或手机等的电子设备上。该铰链装置102通过提高相对转动的部位的摩擦力(动摩擦以及静摩擦)，可形成在折叠式的电子设备15上只使用一个的方式，并且，即使在这种情况下，也可以得到高的开闭转矩以及可防止从操作位置移动的静止转矩。当然使用两个铰链装置102得到更高的开闭转矩也未尝不可。另外，该铰链装置102的凸轮机构等的基本方式、部件以及材料与上述铰链装置2相同，两者通用的部件使用相同的符号并在此省略具体说明。

如图8所示，上述铰链装置102以盘部4、两个球体6、卡合部件8、螺旋弹簧10、第一摩擦板106、第二摩擦板108、筒状部件112、摩擦板110以及轴体114等作为构成部件。在这些部件当中，主要由盘部4、球体6以及卡合部件8构成凸轮机构。并且，该铰链装置102的外观形状由盘部4、筒状部件112以及轴体114构成。

上述第一摩擦板106和第二摩擦板108由磷青铜或钢(SPCC、SUS)等的金属、烧结材料等的多孔质材料、合成树脂(含有碳、玻璃纤维等)形成。尤其是如果摩擦板106、108的一方由磷青铜、另一方由比磷青铜更硬的钢形成，则能够形成具有适当的摩擦力的摩擦机构。磷青铜的耐磨损性高、粘性强、机械强度好，适合作为摩擦板。并且，筒状部件112由POM、ABS等的合成树脂或通过烧结、MIM(金属注射模塑成型)而成形的材料构成。摩擦板110由摩擦阻力高的软木片、硬橡胶、烧结材料等的多孔质材料、合成树脂、磷青铜等的金属等形成。轴体114由铝镇静钢(SWCH12A)或钢材等的金属制造。

在此就各构成部件进行说明。上述盘部4、球体6、卡合部件8以及螺旋弹簧10与上述实施方式中所说明的相同。上述第一摩擦板106由圆板形的基板部122、形成在该基板部的上下部的嵌合部120、121以及设置在基板部的中央的圆形的孔部124构成。上述第二摩擦板108由圆板形的基板部和形成在该基板部中央的四边形的方孔126构成。第一摩擦板106和第二摩擦板108的基板部相互抵接且具有规定的摩擦力地相对转动。摩擦板110是圆板形、在中央设置有圆形的孔部127。

上述筒状部件112是筒状的容器，在筒部128的一端侧形成将贯通孔50设置在中心的底部51，另一端侧形成有开放口130。在该开放口130的上下部位上形成分别切割成与轴方向平行的形状的嵌合凹部54、55。并且，朝向底部51的方向形成筒部128的内面部凹陷成槽形的嵌合槽部134、135。并且，在筒部128的外部左右部位、在各轴方向上形成嵌合凸条部56、57。

上述轴体114由圆板形的头部60和轴部62构成。在该轴部62上从靠头部60的位置起依次形成剖面为圆形的第一轴部136、剖面为四边形的第一方轴部137、剖面为圆形的第二轴部138以及在前端部剖面为六边形的第二方轴部139，在各轴部的交界处设置台阶部，将轴部的直径形成越向前端侧越细。上述第一方轴部137的剖面是正方形的角部带圆度的形状。

在组装上述铰链装置102时，如图9所示，将第二摩擦板108、第一摩擦板106以及螺旋弹簧10收纳在筒状部件112内。此时，第一摩擦板106的嵌合部120、121进入筒状部件112的嵌合槽部134、135进行嵌合。另外，在此采用由一组第一摩擦板106和第二摩擦板108构成的摩擦机构，但也可以进一步设置两组或两组以上的摩擦机构，实现高摩擦、强化制动。

螺旋弹簧10使一端部与上述第一摩擦板106抵接，另一方面使另一端部与卡合部件8抵接，在该状态下，使卡合部件8的嵌合部40、41与筒状部件112的嵌合凹部54、55嵌合。

然后，使摩擦板110插通轴体114，从筒状部件112的底部51的贯通孔50***该轴体114的轴部62，然后插通螺旋弹簧10和卡合部件8，使两个球体6介于卡合部件8和盘部4之间、插通盘部4的方孔22。在此，铆接从盘部4突出的轴体114的第二方轴部139的前端部、固定盘部4，在螺旋弹簧10保持规定的作用力的状态下组装铰链装置102。

此时，摩擦板110以紧贴的状态介于轴体114的头部60的内面部140与筒状部件112的底部51之间。并且，轴体114的第一轴部136可转动地插通筒状部件112的贯通孔50，第一方轴部137***第二摩擦板108的方孔126的同时，可转动地插通第一摩擦板106。然后，轴体114的第二轴部138可转动地插通上述卡合部件8的孔部42，第二方轴部139***上述盘部4的方孔22。

因此，轴体114、第二摩擦板108以及盘部4成为一体、形成第一转动体，并且，筒状部件112、第一摩擦板106以及卡合部件8成为一体、形成第二转动体，该第一转动体可相对于第二转动体转动。在此，通过螺旋弹簧10的作用力，第一摩擦板106和第二摩擦板108彼此相互压接、构成基于摩擦的制动结构，通过这样伴随着规定的摩擦力(动摩擦和静摩擦)进行相对转动，在第一摩擦板106和第二摩擦板108之间产生规定的转矩(摩擦转矩)。

并且，第二摩擦板108与筒状部件112的底面51的内面部进行压接、伴随着规定的摩擦力进行相对转动。并且，上述摩擦板110以自由的状态介于轴体114和筒状部件112之间，在轴体114和筒状部件112之间产生规定的转矩(摩擦转矩)。另外，作为铰链装置102、为了得到规定的转矩，也可采用由第一摩擦板106和第二摩擦板108构成的摩擦机构或由摩擦板110构成的摩擦机构中的任意一个。

上述铰链装置102的外观由小钱币形状的盘部4和筒状部件112形成，使该盘部4嵌合固定在图7所示的电子设备15的一方的框体(例如转动部16)上，并将筒状部件112的嵌合凸条部56、57嵌合固定在另一方的框体(例如本体部18)上进行使用。在这种情况下，在铰链装置2的转动体上产生高摩擦力(动摩擦以及静摩擦)，可得到充分的转矩(摩擦转矩)，因此，在电子设备的框体上只安装一个进行使用。例如，在电子设备的本体部和转动部的左右连接部的一方上安装铰链装置102，在另一方上安装由销钉和轴承构成的可自由转动的部件。

安装有上述铰链装置102的折叠式电子设备15的基本开闭动作与安装有上述铰链装置2的设备相同，一旦用手将转动部16打开，则由盘部4和卡合部件8构成的凸轮机构进行动作，盘部4与转动部16一起转动。随着该盘部4的转动，保持在卡合部件8上的两个球体6脱离盘部4的卡合凹部28、32的卡定，在盘部4的各引导路24、26上滑动。在上述球体6脱离卡合凹部28、32期间，规定的转矩施加在转动部16上，抵抗该转矩打开转动部。

结果，在转动部16到达第一操作位置时，两球体6分别进入第一保持凹部30、34，通过螺旋弹簧10的作用力转动部16被保持固定在该位置。根据需要，操作者可在该位置操作电子设备，可操作设置在本体部18上的按键。而且，一旦打开转动部16，则可到达展开角度为180°(转动部16与本体部18成平行状态)的第二操作位置，两球体6分别进入第二保持凹部31、35，将转动部16保持固定在该位置。操作者在该位置也可以操作电子设备。

在此，安装有铰链装置102的电子设备15通过由第一摩擦板106和第二摩擦板108构成的摩擦机构、以及由摩擦板110构成的摩擦机构的作用，在第一和第二操作位置上可以得到大的静摩擦，转动部16被稳定地保持固定。并且，通过铰链装置102的大的动摩擦，即使在转动部16的开闭中途也可以得到充分的开闭转矩，可将转动部16停止保持在所希望的开闭位置，在该位置可进行电子设备的操作。在关闭转动部16时，与上述打开操作时相同，抵抗施加在转动部16上的转矩、进行关闭转动部16的操作。

因此，根据上述实施方式的铰链装置以及使用该装置的电子设备，转动部可在展开角度为180°等的操作位置确实地进行保持固定，且在进行转动部的开闭时可得到高的转矩，同时，可在开闭中途的任意位置进行转动部的保持固定，可在任意的操作位置进行确实可靠的操作，同时，通过吸入作用使转动部的开闭有张驰的感觉，操作性和功能性非常好。

图10是表示其他实施方式的铰链装置152的剖视图。该铰链装置152与上述铰链装置2相同、也用于折叠式的游戏机或手机等电子设备上。该铰链装置152通过提高轴体与螺旋弹簧之间的摩擦力(动摩擦以及静摩擦)，可使电子设备得到转动部的开闭转矩以及保持在操作位置上的静止转矩。并且，在电子设备上只安装一个该铰链装置152就可发挥充分的功能。另外，该铰链装置152的凸轮机构等的基本形态、部件以及材料与上述铰链装置2、102相同，两者通用的部件使用相同的符号、在此省略具体说明。

上述铰链装置152的构成部件有盘部4、两个球体6、卡合部件8、螺旋弹簧160、筒状部件12、摩擦板110以及轴体14等。在这些部件中，凸轮机构主要由盘部4、球体6以及卡合部件8构成。上述螺旋弹簧160具有螺旋状的弹簧以及该弹簧的一端部向压缩方向突出形成的卡定突起162。并且，螺旋弹簧160的最短内径形成与上述轴体14的中径轴部65的外径大致相同的尺寸，伴随规定的按压力将该螺旋弹簧160***所述中径轴部65。通过这样，螺旋弹簧160形成与中径轴部65压接的状态。另一方面，在上述筒状部件12上，在底部51的内侧在轴方向设置卡合孔164。

在组装上述铰链装置152时，在将螺旋弹簧160收入于筒状部件12内时，使该螺旋弹簧160的另一端部的卡定突起162突出卡定在筒状部件12的卡定孔164上。该螺旋弹簧160在使另一端部与卡合部件8抵接的状态下、使卡合部件8的嵌合部与筒状部件12的嵌合凹部54、55嵌合。

并且，将上述摩擦板110嵌在轴体14中，从筒状部件12的底部51的贯通孔50***轴体14的轴部62，插通上述螺旋弹簧160和卡合部件8，使两个球体6介于卡合部件8和盘部4之间、插通盘部4的方孔。然后，铆接轴体14的前端部、固定盘部4，在螺旋弹簧160保持规定的作用力的状态下组装铰链装置152。

此时，摩擦板110以紧贴的状态介于轴体14的头部60的内面部140与筒状部件112的底部51之间。并且，将螺旋弹簧160设置成紧贴在轴体14的中径轴部65上、利用螺旋弹簧160紧固一部分轴体14的状态。并且，螺旋弹簧160与筒状部件12一起相对于轴体14转动，此时在轴体14与螺旋弹簧160之间产生摩擦力(动摩擦以及静摩擦)。通过该摩擦力，在铰链装置152上产生作为制动作用的转矩(摩擦转矩)。并且，上述摩擦板110以自由的状态介于轴体14与筒状部件12之间，在轴体14与筒状部件12之间产生规定的转矩(摩擦转矩)。

安装有上述铰链装置152的折叠式电子设备15的基本开闭动作与安装有上述铰链装置2的设备相同，一旦用手将转动部16打开，则由盘部4和卡合部件8构成的凸轮机构进行动作，盘部4与转动部16一起转动。

在此，安装有铰链装置152的电子设备通过上述轴体14与螺旋弹簧160之间的摩擦作用，在各操作位置上可以得到大的静止摩擦，转动部16被稳定地保持固定。并且，通过铰链装置152的大的动摩擦，即使在转动部16的开闭中途也可以得到充分的开闭转矩，可将转动部16停止保持在所希望的开闭位置，在该位置可操作电子设备。在关闭转动部16时，也可以与上述打开操作同样地抵抗施加在转动部16上的转矩、关闭转动部16。因此，根据本实施方式的铰链装置以及使用该铰链装置的电子设备，在开闭转动部时可得到高的转矩，同时，可确实地在任意的操作位置进行操作，使转动部的开闭有张驰感，操作性以及功能性好。

Claims (7)

1.一种铰链装置，具有：

圆板形的卡合部件，该卡合部件抵抗设置在筒状部件内部的加力装置、在轴方向自由滑动且不能转动地嵌合；

圆板形的盘部，该盘部设置在所述筒状部件的外部、与卡合部件对接，并可转动地进行安装；

轴体，该轴体连接上述筒状部件、加力装置、卡合部件以及盘部；

将上述筒状部件固定在电子设备的本体部和转动部的一方上，且将上述盘部固定在另一方上，可开闭地连接上述本体部和转动部，其特征在于，

在上述卡合部件上，在与上述盘部相对的圆板面部上、从中心起朝向半径方向设置有卡合槽部，另一方面，在相对于该卡合槽部小于180°的中心角度上设置有卡合凸部，

在上述盘部上，在与上述卡合部件相对的圆板面部上设置有第一引导路，该第一引导路是与该圆板面部的中心的间隔为一定的圆弧形状、并在超过中心角度为180°的范围内延续，另一方面，设置形成有圆弧形状的导槽的第二引导路，该第二引导路具有设置在上述第一引导路的内侧的一端部和与上述第一引导路的一端部接近地设置的另一端部，使这两端部之间与中心的间隔逐渐扩大并沿着与上述第一引导路同样的中心角度设置，在上述第一引导路的一端部设置有与上述卡合凸部卡合的一个卡合凹部，并且，在上述第二引导路的一端部设置有与保持在上述卡合槽部中的球体卡合的另一个卡合凹部，

在上述转动部的闭位置上，通过上述加力装置的作用力保持上述卡合凸部以及球体与上述各卡合凹部的卡合状态、保持固定上述转动部，另一方面，在该转动部的大于等于180°的开位置上，通过上述加力装置的作用力保持与上述卡合凸部以及球体的卡合状态、保持固定转动部。

2.如权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，在上述卡合部件的圆板面部上设置有卡合孔部，将球体可自由转动地设置在该卡合孔部内且使该球体的一部分突出、形成上述卡合凸部。

3.如权利要求1或2所述的铰链装置，其特征在于，将上述卡合部件的卡合凸部形成为具有规定的曲率半径的凸球面形，另一方面，将上述一个卡合凹部形成为曲率半径大于上述卡合凸部的曲率半径的凹球面形，并且，将上述其他的卡合凹部形成为曲率半径大于等于上述球体的曲率半径的凹球面形。

4.如权利要求2或3所述的铰链装置，其特征在于，在上述第一引导路的另一端部以及上述第二引导路的另一端部上，分别设置曲率半径大于上述卡合凸部的曲率半径的凹球面形的保持凹部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的铰链装置，其特征在于，使利用摩擦制动上述筒状部件对上述轴体的相对转动的摩擦板介于上述轴体和上述筒状部件的底部之间。

6.如权利要求1至5中任一项所述的铰链装置，其特征在于，使与该筒状部件一起转动的第一摩擦板、以及与该第一摩擦板压接并与上述轴体一起转动的第二摩擦板介于上述筒状部件内，利用摩擦制动上述筒状部件对上述轴体的相对转动。

7.一种电子设备，其特征在于，使用权利要求1至6中任一项所述的铰链装置，在该铰链装置中，将上述盘部固定在具有操作部的上述本体部或具有显示部的上述转动部的一方侧上，将上述筒状部件固定在另一方侧上，

在上述卡合凸部进入上述卡合凹部的中途上述转动部可闭塞地进行安装，即使在关闭该转动部的状态下、也可通过上述加力装置将转矩向闭方向施加在转动部上。

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