TW202405318A - 鉸鏈結構以及終端裝置 - Google Patents

Abstract

一種鉸鏈結構，包括兩個鉸鏈臂、固定結構以及滾珠；每一鉸鏈臂包括鉸鏈齒輪部，鉸鏈齒輪部開設有軸孔以及凹槽，軸孔與凹槽連通；固定結構包括兩個中心軸，每一中心軸穿設於軸孔中；滾珠容置於凹槽中；其中，滾珠與中心軸過盈配合，滾珠與中心軸在相對旋轉或者具有相對旋轉的趨勢時產生阻尼，從而使得兩個鉸鏈臂維持開合角度。上述鉸鏈結構使用壽命長、節省空間。本申請還提供一種終端裝置。

Description

鉸鏈結構以及終端裝置

本申請涉及機械技術領域，尤其涉及一種鉸鏈結構以及終端裝置。

具有自鎖功能的鉸鏈結構廣泛應用於終端裝置中。隨著終端裝置小型化的設計，鉸鏈結構在終端裝置中的體積越來越小，使得鉸鏈結構因體積的限制而導致鉸鏈結構中元件的強度降低，鉸鏈結構使用壽命縮短；另外，有的鉸鏈結構轉動不順暢，影響用戶體驗。

因此，有必要提供一種使用壽命長、轉動順暢、體積小的鉸鏈結構以及終端裝置。

一種鉸鏈結構，包括兩個鉸鏈臂、固定結構以及滾珠；每一鉸鏈臂包括鉸鏈齒輪部，鉸鏈齒輪部開設有軸孔以及凹槽，軸孔與凹槽連通；固定結構包括兩個中心軸，每一中心軸穿設於軸孔中；滾珠容置於凹槽中；其中，滾珠與中心軸過盈配合。

在一種可能的實施方式中，鉸鏈齒輪部包括齒狀結構與阻尼結構，齒狀結構與阻尼結構圍設於中心軸，凹槽開設於阻尼結構朝向軸孔的表面上。

在一種可能的實施方式中，凹槽還開設於齒狀結構上。

在一種可能的實施方式中，鉸鏈結構還包括連接齒輪，連接齒輪嚙合連接並位於鉸鏈齒輪部之間，連接齒輪與對應的鉸鏈齒輪部嚙合連接。

在一種可能的實施方式中，連接齒輪為兩個，兩個中心軸的軸心的連線為第一線段，兩個連接齒輪的軸心的連線為第二線段，第一線段與第二線段相交。

在一種可能的實施方式中，連接齒輪為兩個，兩個中心軸的軸心的連線為第一線段，兩個連接齒輪的軸心的連線為第二線段，第一線段與第二線段平行。

在一種可能的實施方式中，鉸鏈結構還包括鉸鏈帽，鉸鏈帽的相對端部分別開設有卡槽；每一鉸鏈臂還包括與鉸鏈齒輪部連接的連接部，每一連接部穿設於對應的卡槽。

在一種可能的實施方式中，固定結構還包括固定筒，固定筒與兩個中心軸固定連接，固定筒與鉸鏈帽固定連接。

在一種可能的實施方式中，鉸鏈結構還包括齒輪鎖，齒輪鎖包括四個通孔，連接齒輪為兩個，兩個中心軸以及兩個連接齒輪分別穿設於通孔，齒輪鎖與固定筒固定連接。

一種終端裝置，終端裝置包括鉸鏈結構。

本申請實施例提供的鉸鏈結構，通過滾珠與中心軸過盈配合產生阻尼，滾珠與中心軸點接觸，替代相關技術中的面接觸，從而提升鉸鏈結構的使用壽命；鉸鏈結構代替相關技術中採用凸輪式的鉸鏈結構，鉸鏈結構在轉動過程中無頓點，轉動順暢；滾珠設置於鉸鏈齒輪部的凹槽中，無需額外增加鉸鏈結構的體積。

為了能夠更清楚地理解本申請的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本申請進行詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施方式及實施方式中的特徵可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本申請，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本申請。本文所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的所有的和任意的組合。

在本申請的各實施例中，為了便於描述而非限制本申請，本申請專利申請說明書以及申請專利範圍中使用的術語“連接”並非限定於物理的或者機械的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“上方”、“下方”、“左”、“右”等僅用於表示相對位置關係，當被描述物件的絕對位置改變後，則該相對位置關係也相應地改變。

請參閱圖1，本申請相關技術中提供一種壓縮彈簧式的鉸鏈結構101’，壓縮彈簧81’的彈力為鉸鏈結構101’的自鎖功能提供阻尼。但鉸鏈結構101’通過壓縮彈簧81’的壓縮和恢復形變產生阻尼的改變，因此需要足夠的空間使得壓縮彈簧81’能夠壓縮和恢復形變，導致壓縮彈簧81’式的鉸鏈結構101’佔據空間大，減小各元件的尺寸以符合小型化的終端裝置需求時，會縮減鉸鏈結構101’的使用壽命。

請參閱圖2，本申請相關技術中提供一種壓縮彈簧81’和凸輪82’結合的鉸鏈結構102’，通過兩個凸輪82’相對位置的改變使得壓縮彈簧81’產生形變和恢復形變，同樣鉸鏈結構102’佔據空間大，減小各元件的尺寸以符合小型化的終端裝置需求時，會縮減鉸鏈結構102’的使用壽命；另外，凸輪82’形狀高低起伏，鉸鏈臂10轉動會產生頓點，使用者使用具有鉸鏈結構102’的產品時，會感覺轉動不順暢。

請參閱圖3，本申請相關技術中提供一種阻擋片83’干涉的鉸鏈結構103’，鉸鏈結構103’包括齒輪85’，阻擋片83’抵持於齒輪85’的一側，阻擋片83’與齒輪85’面接觸，阻擋片83’與齒輪85’之間的摩擦力為鉸鏈結構103’提供阻尼。阻擋片83’的設置導致齒輪85’的長度減小，齒輪85’的壽命相應減小，或者不減小齒輪85’的長度，則鉸鏈結構103’的體積相應增加；另外，阻擋片83’與齒輪85’面接觸，摩擦生熱產生的損耗大，且沒有補償，阻尼衰減快，導致鉸鏈結構103’使用壽命短。

請參閱圖4，本申請相關技術中提供一種凹凸輪式的鉸鏈結構104’，鉸鏈結構104’採用凹凸輪86’與彈片87’（也可以是壓縮彈簧）配合提供阻尼。凹凸輪86’的相對旋轉使得彈片87’壓縮和恢復形變產生阻尼的改變，同樣需要足夠的空間使得彈片87’能夠壓縮和恢復形變，導致凹凸輪式的鉸鏈結構104’佔據空間大，減小各元件的尺寸以符合小型化的終端裝置需求時，會縮減鉸鏈結構104’的使用壽命；另外，凹凸輪式的鉸鏈結構104’為單軸旋轉，開合行程大。

因此，有必要對上述技術問題進行改進。

請參閱圖5，本申請實施例提供一種終端裝置200，終端裝置200為能夠用到鉸鏈結構100的產品，終端裝置200可以是電子產品，包括但不限於手機、筆記型電腦、相機、無人機、檯燈等；終端裝置200也可以是非電子產品，包括但不限於藍牙耳機盒、眼鏡盒等。在本實施例中，以終端裝置200為折疊屏手機為例。

終端裝置200還包括第一本體210以及第二本體220，鉸鏈結構100連接第一本體210以及第二本體220，通過鉸鏈結構100的作用可以改變第一本體210與第二本體220的相對角度。

第一本體210與第二本體220的具體名稱與鉸鏈結構100的實際應用場景有關。例如，在本實施例中，第一本體210與第二本體220均為螢幕所在部分；在其他實施例中，例如，當終端裝置200為筆記型電腦時，第一本體210為鍵盤所在部分，第二本體220為螢幕所在部分。

請參閱圖6、圖7以及圖8，鉸鏈結構100包括兩個鉸鏈臂10、滾珠30、兩個連接齒輪40、鉸鏈帽50、固定結構60以及齒輪鎖70。固定結構60包括兩個中心軸20，每一中心軸20穿設於一個鉸鏈臂10，滾珠30位於鉸鏈臂10與中心軸20之間，為鉸鏈結構100的自鎖功能提供阻尼；兩個連接齒輪40嚙合連接兩個鉸鏈臂10，鉸鏈帽50、固定結構60以及齒輪鎖70用於將各個元件連接成一整體。

每一鉸鏈臂10包括鉸鏈齒輪部11、連接部13以及固定部15，連接部13連接鉸鏈齒輪部11以及固定部15，其中一個鉸鏈臂10的固定部15用於固定第一本體210，另一鉸鏈臂10的固定部15用於固定第二本體220。

請一併參閱圖9，鉸鏈齒輪部11上開設有軸孔111以及凹槽1151，凹槽1151與軸孔111連通。軸孔111用於中心軸20穿過，使得鉸鏈臂10能夠圍繞各自的中心軸20旋轉；滾珠30容置於凹槽1151中，滾珠30與中心軸20過盈配合，即滾珠30與中心軸20緊密貼合，當滾珠30與中心軸20在相對旋轉或者具有相對旋轉的趨勢時產生阻尼，從而使得兩個鉸鏈臂10維持開合角度。其中，用於產生阻尼的滾珠30設置於鉸鏈齒輪部11中，無需額外設置容置滾珠30的空間，即不會額外增加鉸鏈結構100的體積；另外，滾珠30與中心軸20為點接觸，在產生阻尼過程中，接觸面積小，鉸鏈結構100在使用過程中，磨損小，鉸鏈結構100的使用壽命長。

請參閱圖9，鉸鏈齒輪部11包括沿圓周方向排布的齒狀結構113與阻尼結構115，齒狀結構113與阻尼結構115共同組合形成鉸鏈齒輪部11，並圍設於中心軸20。齒狀結構113背離軸孔111的表面開設有齒1131，阻尼結構115朝向軸孔111的表面開設有多個凹槽1151，即開設有凹槽1151的位置未設置齒1131，使得齒狀結構113與阻尼結構115的厚度均適中，增加鉸鏈齒輪部11的使用壽命，從而減小或避免鉸鏈齒輪部11的某些區域厚度過薄而影響使用壽命。

凹槽1151的數量可以為一個或多個，在本實施例中，阻尼結構115開設有多個凹槽1151，每個凹槽1151中容置有多個滾珠30，從而增加阻尼，另外使得阻尼分佈均勻。其中，相鄰的兩個凹槽1151間隔設置，使得相鄰的兩個凹槽1151之間的阻尼結構115的厚度適中，進一步提升鉸鏈齒輪部11的使用壽命。

鉸鏈齒輪部11的內表面與中心軸20具有一定的裝配間隙，使得鉸鏈齒輪部11相較於中心軸20旋轉時不產生摩擦，可提升用戶開合手感。

兩個連接齒輪40設置於兩個鉸鏈臂10之間，兩個連接齒輪40嚙合連接，且其中一個連接齒輪40與一個鉸鏈齒輪部11嚙合連接，另一個連接齒輪40與另一個鉸鏈齒輪部11嚙合連接，兩個鉸鏈臂10通過兩個連接齒輪40嚙合連接，使得兩個鉸鏈臂10能夠同步運動。

每一連接齒輪40的端部設置有桿部41（請參閱圖8），桿部41用於限位鉸鏈齒輪部11的旋轉而不產生位移。

在本實施例中，兩個中心軸20的軸心的連接為第一線段L1，兩個連接齒輪40的軸心的連線為第二線段L2，第一線段L1與第二線段L2相交，即兩個中心軸20與兩個連接齒輪40不在同一直線上，可以節省鉸鏈結構100的安裝空間。

在一些實施例中，兩個連接齒輪40也可以省略，或者連接齒輪40的數量也不僅限於兩個，能夠實現兩個鉸鏈臂10相對嚙合旋轉即可。

鉸鏈帽50大致為一片狀體，該鉸鏈帽50在其相對端開設有兩個卡槽51，每一卡槽51大致呈C型，兩個卡槽51背對設置。每一卡槽51連接於每一鉸鏈臂10的連接部13，連接部13貫穿卡槽51，鉸鏈帽50將兩個鉸鏈臂10連接成一個整體。

鉸鏈帽50上朝向連接齒輪40的表面還開設有兩個容置槽53，兩個容置槽53的凹陷方向與卡槽51的凹陷方向垂直。容置槽53用於容置連接齒輪40的桿部41，從而對連接齒輪40進行限位，使得連接齒輪40只能旋轉而不移動。

固定結構60還包括固定筒61，固定筒61大致為內部中空的結構，固定筒61與兩個中心軸20相互固定，在本實施例中，固定筒61與中心軸20為一體成型結構，在其他實施方式中，固定筒61與中心軸20的固定方式並不限制，中心軸20間隔且平行設置所述固定筒中。兩個鉸鏈齒輪部11、兩個連接齒輪40以及鉸鏈帽50容置於固定筒61中，使得各個元件可以裝配成一個整體，兩個鉸鏈臂10可以圍繞各自的中心軸20旋轉。

齒輪鎖70為一片狀體，開設兩個通孔71以及兩個通孔73，兩個中心軸20穿過其中兩個通孔71；兩個連接齒輪40的桿部41分別穿過另外兩個通孔73，齒輪鎖70容置於固定筒61中並與固定筒61固定連接。

為了更清楚地闡述本實施方式中鉸鏈結構100中的連個鉸鏈臂10實現同步旋轉以及阻尼功能，請參閱圖9至圖11，以下詳細描述本實施方式提供的鉸鏈結構100閉合的過程。

請參閱圖9，兩個鉸鏈臂10處於同一平面上，即兩個鉸鏈臂10之間的夾角為180°，兩個鉸鏈臂10處於打開狀態。

請參閱圖10，施加外力作用於鉸鏈臂10，使得鉸鏈臂10所受到的轉動力矩能夠克服滾珠30與中心軸20之間的摩擦力，鉸鏈臂10相較於中心軸20旋轉，鉸鏈臂10的旋轉帶動連接齒輪40旋轉。當兩個鉸鏈臂10之間的角度符合實際使用所需要的角度時（在本實施例中具體為90°），去除外力，滾珠30與中心軸20之間的摩擦力所產生的阻尼能夠維持兩個鉸鏈臂10之間的開合角度。其中，每一鉸鏈臂10相較於各自的中心軸20旋轉了45°，即相當於每一鉸鏈臂10能夠節省一半的行程。

請參閱圖11，繼續施加外力作用於鉸鏈臂10，使得鉸鏈臂10所受到的轉動力矩能夠克服滾珠30與中心軸20之間的摩擦力，鉸鏈臂10相較於中心軸20進一步旋轉，鉸鏈臂10的旋轉帶動連接齒輪40旋轉，直至兩個鉸鏈臂10之間的夾角為0°，即鉸鏈結構100處於閉合狀態。

請參閱圖12，在其他實施例中提供一種鉸鏈結構100a，在滿足鉸鏈齒輪部11的使用壽命的前提下，也可以在齒狀結構113朝向軸孔111的表面開設凹槽1151a，凹槽1151a中容置多個滾珠30a，從而增加阻尼，並使得阻尼的分佈更加均勻。

請參閱圖13和圖14，在其他實施例中提供一種鉸鏈結構100b（圖13）以及鉸鏈結構100c（圖14），第一線段L1與第二線段L2相互平行。其中，第一線段L1與第二線段L2相互平行包括第一線段L1與第二線段L2重合（如圖13），即兩個中心軸20與兩個連接齒輪40b在同一直線上。在一些實施例中，第一線段L1與第二線段L2平行時，兩個中心軸20與兩個連接齒輪40c可以不在同一直線上（如圖14）。

本申請實施例提供的鉸鏈結構100，通過滾珠30與中心軸20過盈配合產生阻尼，滾珠30與中心軸20點接觸，替代相關技術中的面接觸，從而提升鉸鏈結構100的使用壽命；鉸鏈結構100代替相關技術中採用凸輪式的鉸鏈結構100，鉸鏈結構100在轉動過程中無頓點，轉動順暢；滾珠30設置於鉸鏈齒輪部11的凹槽1151中，無需額外增加鉸鏈結構100的體積。

以上實施方式僅用以說明本申請的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施方式對本申請進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本申請的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本申請技術方案的精神和範圍。

200:終端裝置 210:第一本體 220:第二本體 100、100a、100b、100c、101’、102’、103’、104’:鉸鏈結構 10:鉸鏈臂 11:鉸鏈齒輪部 111:軸孔 113:齒狀結構 1131:齒 115:阻尼結構 1151、1151a:凹槽 13:連接部 15:固定部 20:中心軸 30、30a:滾珠 40、40b、40c:連接齒輪 41:桿部 50:鉸鏈帽 51:卡槽 53:容置槽 60:固定結構 61:固定筒 70:齒輪鎖 71、73:通孔 L1:第一線段 L2:第二線段 81’:壓縮彈簧 82’:凸輪 83’:阻擋片 85’:齒輪 86’:凹凸輪 87’:彈片

圖1為本申請相關技術提供的一種壓縮彈簧式的鉸鏈結構的結構示意圖。 圖2為本申請相關技術提供的壓縮彈簧和凸輪結合的鉸鏈結構的結構示意圖。 圖3為本申請相關技術提供的阻擋片干涉的鉸鏈結構的結構示意圖。 圖4為本申請相關技術提供的凹凸輪式的鉸鏈結構的結構示意圖。 圖5為本申請實施例提供的包括鉸鏈結構的終端裝置的結構示意圖。 圖6為圖5所示的鉸鏈結構的結構示意圖。 圖7為圖6所示的鉸鏈結構中的固定筒與其他元件分離的結構示意圖。 圖8為圖6所示的鉸鏈結構的***圖。 圖9為圖6所示的鉸鏈結構沿IX-IX方向的截面示意圖。 圖10為圖9所示的鉸鏈結構中的兩個鉸鏈臂相對旋轉至夾角為90°的截面示意圖。 圖11為圖10所示的鉸鏈結構中的兩個鉸鏈臂相對旋轉至夾角為0°的截面示意圖。 圖12為本申請另一些實施例提供的鉸鏈結構的截面示意圖。 圖13為本申請又一些實施例提供的鉸鏈結構的截面示意圖。 圖14為本申請再一些實施例提供的鉸鏈結構的截面示意圖。

無。

100:鉸鏈結構

10:鉸鏈臂

11:鉸鏈齒輪部

111:軸孔

1151:凹槽

13:連接部

15:固定部

20:中心軸

30:滾珠

40:連接齒輪

41:桿部

50:鉸鏈帽

51:卡槽

53:容置槽

60:固定結構

61:固定筒

70:齒輪鎖

71、73:通孔

Claims (10)

1. 一種鉸鏈結構，其改良在於，包括： 兩個鉸鏈臂，每一所述鉸鏈臂包括鉸鏈齒輪部，所述鉸鏈齒輪部開設有軸孔以及凹槽，所述軸孔與所述凹槽連通； 固定結構，包括兩個中心軸，每一所述中心軸穿過一個所述軸孔固定所述鉸鏈齒輪部；以及 滾珠，所述滾珠容置於所述凹槽中； 其中，所述滾珠與所述中心軸過盈配合。
2. 如請求項1所述之鉸鏈結構，其中，所述鉸鏈齒輪部包括齒狀結構與阻尼結構，所述齒狀結構與所述阻尼結構圍設於所述中心軸，所述凹槽開設於所述阻尼結構朝向所述軸孔的表面上。
3. 如請求項2所述之鉸鏈結構，其中，所述凹槽還開設於所述齒狀結構上。
4. 如請求項1至3中任意一項所述之鉸鏈結構，其中，所述鉸鏈結構還包括連接齒輪，所述連接齒輪嚙合連接並位於所述鉸鏈齒輪部之間，所述連接齒輪與對應的所述鉸鏈齒輪部嚙合連接。
5. 如請求項4所述之鉸鏈結構，其中，所述連接齒輪為兩個，兩個所述中心軸的軸心的連線為第一線段，兩個所述連接齒輪的軸心的連線為第二線段，所述第一線段與所述第二線段相交。
6. 如請求項4所述之鉸鏈結構，其中，所述連接齒輪為兩個，兩個所述中心軸的軸心的連線為第一線段，兩個所述連接齒輪的軸心的連線為第二線段，所述第一線段與所述第二線段平行。
7. 如請求項4所述之鉸鏈結構，其中，所述鉸鏈結構還包括鉸鏈帽，所述鉸鏈帽的相對端部分別開設有卡槽；每一所述鉸鏈臂還包括與所述鉸鏈齒輪部連接的連接部，每一所述連接部穿設於對應的所述卡槽。
8. 如請求項7所述之鉸鏈結構，其中，所述固定結構還包括固定筒，所述固定筒與兩個所述中心軸固定連接，所述固定筒與所述鉸鏈帽固定連接。
9. 如請求項8所述之鉸鏈結構，其中，所述鉸鏈結構還包括齒輪鎖，所述齒輪鎖包括四個通孔，所述連接齒輪為兩個，兩個所述中心軸以及兩個所述連接齒輪分別穿設於對應的所述通孔，所述齒輪鎖與所述固定筒固定連接。
10. 一種終端裝置，其改良在於，所述終端裝置包括請求項1至9中任意一項所述之鉸鏈結構。

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