鉸鏈裝置以及便攜式設備的制作方法

專利名稱：鉸鏈裝置以及便攜式設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及鉸鏈裝置以及便攜式設備，該鉸鏈裝置適合在將構成筆記本電腦等便攜式設備或復印機等辦公設備的第一殼體和第二殼體以在相互重合的狀態下能夠相對轉動的方式連接起來時使用。
背景技術：
在作為便攜式設備的一種的筆記本電腦等設備中，具有在上表面設有鍵盤等的第一殼體和設有顯示器等的第二殼體，并通過鉸鏈裝置將該第一殼體和第二殼體可開閉地相互連接起來的技術已經公知。關于該筆記本電腦，第二殼體通過鉸鏈裝置可轉動地連接在第一殼體的上表面后部，能夠在第一殼體的具有鍵盤的上表面重合第二殼體的具有顯示器的面并使它們緊密接觸，并且能夠從重合狀態將顯示器打開以露出鍵盤和顯示器。即在不使用的狀態下，在第一殼體和第二殼體重合的閉合狀態下，鍵盤和顯示器沒有露出，因此，為了露出鍵盤和顯示器，例如可以一只手將第一殼體固定，另一只手抓住第二殼體，使第二殼體通過鉸鏈裝置相對于第一殼體轉動從而使鍵盤和顯示器露出，這樣，鍵盤和顯示器露出而成為打開狀態，從而可以使用筆記本電腦。作為該鉸鏈裝置，提出了這樣的裝置將第一殼體和第二殼體可轉動地連接起來，并且在第一殼體和第二殼體打開的狀態下，第二殼體相對于第一殼體不會自然關閉，而是能夠保持其狀態。作為其公知文件，公知有在日本特開2003-120650號公開專利公報中所記載的裝置。
該公開專利公報中記載的鉸鏈裝置是這樣的裝置使在固定于第一殼體的支撐部件與固定于第二殼體的旋轉軸之間產生摩擦力，利用該摩擦力將第一殼體和第二殼體保持為期望的打開狀態。這樣，雖然借助于在第一殼體與第二殼體之間產生的摩擦力將第一殼體和第二殼體保持為期望的打開狀態，但是，該摩擦力不僅在打開狀態下產生，即使在閉合狀態下也會產生，即由于始終產生摩擦力，因此在將第一殼體和第二殼體從閉合狀態轉動到打開狀態時，如果不一直施加比摩擦力大的力，就不能夠使第二殼體相對于第一殼體轉動，因而存在操作性差的問題。

發明內容
本發明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠以良好的操作性進行開閉操作的鉸鏈裝置以及具有該鉸鏈裝置的便攜式設備。
為了實現上述目的，本發明的鉸鏈裝置通過使第一殼體和第二殼體以鉸鏈軸為軸相對轉動，來形成所述第一殼體與所述第二殼體相互重合的閉合狀態、和所述第一殼體與所述第二殼體打開的打開狀態，其特征在于，所述鉸鏈裝置具有安裝部件，其安裝于所述第一殼體和所述第二殼體中的任一殼體，并支撐所述鉸鏈軸使其能夠轉動；支撐部件，其安裝于所述第一殼體和所述第二殼體中的另一殼體，并且在該支撐部件上安裝有所述鉸鏈軸，在從所述第一殼體與所述第二殼體相互重合的閉合位置到所述第一殼體與所述第二殼體打開的打開位置之間，所述支撐部件能夠相對于所述安裝部件轉動；吸入機構，在從所述閉合位置到位于所述閉合位置與所述打開位置之間的第一位置之間，該吸入機構對所述支撐部件相對于所述安裝部件向閉合方向施力；彈起機構，在從所述第一位置到位于所述第一位置與所述打開位置之間的第二位置之間，該彈起機構對所述支撐部件相對于所述安裝部件向打開方向施力；以及摩擦機構，在所述支撐部件相對于所述安裝部件位于所述第二位置的打開方向前方時，該摩擦機構使在所述鉸鏈軸與所述安裝部件之間產生摩擦，以使第二殼體停止在該位置。
根據本發明，為了將第一殼體和第二殼體從閉合狀態變成(打開為)打開狀態，要使第一殼體相對于第二殼體向打開方向轉動，即使支撐部件相對于安裝部件向打開方向轉動。此時，支撐部件經過第一位置時，受到彈起機構的作用力而自動旋轉至第二位置。過了第二位置后，當停止支撐部件的旋轉時，支撐部件借助于摩擦機構停止在該位置，從而能夠使用第一殼體和第二殼體。在關閉所打開的第一殼體和第二殼體時，使第一殼體(支撐部件)相對于第二殼體(安裝部件)向閉合方向轉動。此時，當支撐部件經過第一位置時，支撐部件借助于吸入機構而自動旋轉至閉合位置，從而第一殼體和第二殼體保持為閉合狀態。這樣，通過使第一殼體和第二殼體保持在閉合狀態，可不需要將第一殼體和第二殼體鎖定為閉合狀態的閉鎖機構等。其結果為，在打開第一殼體和第二殼體時，可以不必進行用于解除鎖定的鎖定解除動作。因此，在進行開閉動作時，由于具有第一殼體(支撐部件)自動旋轉的區域，并且打開時也不必進行用于解除鎖定的鎖定解除動作，所以能夠以良好的操作性進行開閉操作。
在本發明的鉸鏈裝置中，優選的是，所述支撐部件相對于所述安裝部件的轉動范圍為180°，當使該支撐部件相對于所述安裝部件的轉動角度在所述閉合位置時為0°時，在所述第一位置上所述支撐部件相對于所述安裝部件的轉動角度為15°，在所述第二位置上所述支撐部件相對于所述安裝部件的轉動角度為45°。
另外，在本發明的鉸鏈裝置中，優選的是，所述鉸鏈裝置具有與所述鉸鏈軸一起轉動的圓筒狀凸輪體；可移動地設于所述安裝部件、并與所述凸輪體接觸的移動體；對該移動體施力以將該移動體壓靠在所述凸輪體上的施力部件；以及從所述凸輪體的周面突出設置、在位于所述第一位置時前端部與所述移動體接觸的凸輪凸部，所述吸入機構構成為在從所述第一位置到所述打開位置之間，所述移動體與所述凸輪凸部的一個斜面接觸，對所述支撐部件相對于所述安裝部件向閉合方向施力；所述彈起機構構成為在從所述第一位置到所述第二位置之間，所述移動體與所述凸輪凸部的另一斜面接觸，對所述支撐部件相對于所述安裝部件向打開方向施力。另外，在本發明的鉸鏈裝置中，優選的是，所述移動體為可往復移動地設于所述安裝部件的滑動部件，所述施力部件為通過作用力使所述滑動部件壓靠在所述凸輪體上的一個或者兩個以上的壓縮彈簧。
另外，在本發明的鉸鏈裝置中，優選的是，所述摩擦機構具有A凸輪體，其安裝于所述安裝部件，并且所述鉸鏈軸貫穿在該A凸輪體中；B凸輪體，其與所述鉸鏈軸一起轉動，能夠沿所述鉸鏈軸的軸向移動，并與所述A凸輪體面接觸；摩擦施力單元，其對該B凸輪體施力以將該B凸輪體壓靠在所述A凸輪體上；A凸輪凸部，其設于所述A凸輪體的接觸面；B凸輪凸部，其設于所述B凸輪體的接觸面，當所述支撐部件相對于所述安裝部件位于所述第二位置的打開方向前方時，該B凸輪凸部的前端面與所述A凸輪凸部的前端面相互面接觸，從而使在所述鉸鏈軸與所述安裝部件之間產生所述摩擦。另外，在本發明的鉸鏈裝置中，優選的是，所述A凸輪體和所述B凸輪體分別形成為圓板狀，所述摩擦施力單元為一個或者兩個以上的環狀板簧。另外，在本發明的鉸鏈轉置中，優選的是，所述A凸輪凸部由以下部分構成以所述鉸鏈軸為中心形成為圓弧狀的第一A凸輪凸部；和第二A凸輪凸部，其以所述鉸鏈軸為中心形成為直徑與所述第一A凸輪凸部的直徑不同的圓弧狀，并且該第二A凸輪凸部形成在與所述第一A凸輪凸部以所述鉸鏈軸為中心對置的位置上，所述B凸輪凸部由以下部分構成以所述鉸鏈軸為中心形成為圓弧狀的第一B凸輪凸部；和第二B凸輪凸部，其以所述鉸鏈軸為中心形成為直徑與所述第一B凸輪凸部的直徑不同的圓弧狀，并且該第二B凸輪凸部形成在與所述第一B凸輪凸部以所述鉸鏈軸為中心對置的位置上。
另外，本發明的便攜式設備的特征為具有所述的本發明的鉸鏈裝置。根據本發明，與上述內容一樣，打開第一殼體和第二殼體時，當支撐部件經過第一位置時，其受到彈起機構的作用力而自動旋轉至第二位置。另外，閉合第一殼體和第二殼體時，當支撐部件經過第一位置時，支撐部件借助于吸入機構而自動旋轉至閉合位置，并使第一殼體和第二殼體保持為閉合狀態。因此，在進行開閉動作時，由于具有第一殼體(支撐部件)自動旋轉的區域，并且打開時也不必進行用于解除鎖定的鎖定解除動作，所以能夠以良好的操作性進行開閉操作。
根據如上所述的本發明的鉸鏈裝置以及便攜式設備，由于在打開第一殼體和第二殼體時，具有支撐部件借助于彈起機構而自動旋轉的區域，并且在閉合第一殼體和第二殼體時，具有支撐部件借助于吸入機構而自動旋轉的區域，而且，通過吸入機構將第一殼體和第二殼體保持為閉合狀態，因此，能夠以良好的操作性進行開閉操作。


圖1是表示本發明的便攜式設備的一例的概略側視圖。
圖2是表示本發明的鉸鏈裝置的一例的分解立體圖。
圖3是表示本發明的一對鉸鏈裝置的左側的一例的圖，(a)為立體圖，(b)為左側視圖，(c)為主視圖，(d)為右側視圖。
圖4是表示本發明的一對鉸鏈裝置的右側的一例的圖，(a)為立體圖，(b)為左側視圖，(c)為主視圖，(d)為右側視圖。
圖5是表示本發明的鉸鏈裝置的一例的、轉動角度為0°時的圖，(a)為主視圖，(b)為沿(a)中的A-A線方向的剖面圖。
圖6是表示本發明的鉸鏈裝置的一例的、轉動角度為15°時的圖，(a)為主視圖，(b)為沿(a)中的B-B線方向的剖面圖。
圖7是表示本發明的鉸鏈裝置的一例的、轉動角度為45°時的圖，(a)為主視圖，(b)為沿(a)中的C-C線方向的剖面圖。
圖8是表示本發明的鉸鏈裝置的一例的、轉動角度為180°時的圖，(a)為主視圖，(b)為沿(a)中的D-D線方向的剖面圖。
圖9是表示本發明的安裝部件的一例的立體圖。
圖10是表示本發明的鉸鏈軸的一例的圖，(a)為立體圖，(b)為俯視圖，(c)為側視圖，(d)為后視圖。
圖11是表示本發明的A凸輪體的一例的圖，(a)為立體圖，(b)為俯視圖，(c)為仰視圖，(d)為側視圖。
圖12是表示本發明的B凸輪體的一例的圖，(a)為立體圖，(b)為俯視圖，(c)為仰視圖，(d)為側視圖。
具體實施例方式
下面，根據附圖詳細說明本發明的鉸鏈裝置以及便攜式設備的一例。
圖1是表示具有本發明的鉸鏈裝置的便攜式設備的一例的圖。圖2～圖8是表示本發明的鉸鏈裝置的一例的圖。如圖1所示，本發明的鉸鏈裝置通過使第一殼體11和第二殼體12以鉸鏈軸2為軸相對轉動，來形成第一殼體11與所述第二殼體12相互重合的閉合狀態、和第一殼體11與所述第二殼體12打開的打開狀態。即本發明的鉸鏈裝置1將第一殼體11和第二殼體12能夠以鉸鏈軸2為軸相互轉動地連接起來。如圖3和圖4所示，該本發明的鉸鏈裝置1為一對，其可轉動地連接第一殼體11和第二殼體12，由于它們的結構大致相同，因此僅說明其中一方例如左側的鉸鏈裝置1，而省略說明另一方例如右側的鉸鏈裝置1’。另外，本發明中的所謂打開狀態和打開位置，是指第一殼體11和第二殼體12不能再進一步打開的狀態，例如是轉動角度為180°的情況。
作為適用本發明的鉸鏈裝置的設備，并不特別限定，例如是便攜式設備10、復印機等辦公設備等，優選的是便攜式設備10等。作為本發明的便攜式設備10，并不特別限定，例如可以列舉筆記本電腦、PDA(個人數字助理)、掌上電腦、ザウルス(商標)、便攜式電話機、電子計算器、便攜式游戲機等。另外，本發明中，作為便攜式設備還包括除上述之外的煙灰缸、盒蓋等。即只要是使兩個殼體相互轉動的設備即可，并不特別限定，例如優選為筆記本電腦等，在本實施方式的說明中不對便攜式設備進行特別的限定。
第一殼體11例如是在上表面具有鍵盤(未作圖示)等的殼體。第一殼體11例如形成為大致矩形形狀。在該第一殼體11上表面的后部側的兩個角部附近，通過例如螺釘或者小螺釘等可裝卸地安裝有一對本發明的鉸鏈裝置1的安裝部件3。第二殼體12例如是在一個面(有時稱作第一面)上具有LCD等的顯示器(未作圖示)等的殼體。第二殼體12例如形成為能夠與第一殼體11重合的大致矩形形狀。在第二殼體12的第一面的后部側的兩個角部附近，通過例如螺釘或者小螺釘等可裝卸地安裝有一對本發明的鉸鏈裝置1的支撐部件4。
如圖2～圖8所示，本發明的鉸鏈裝置1的特征在于，該鉸鏈裝置1具有安裝部件3，其安裝于第一殼體11和第二殼體12中的任一殼體，例如安裝于第一殼體11，該安裝部件3支撐鉸鏈軸2使其能夠轉動；支撐部件4，其安裝于第一殼體11和第二殼體12中的另一殼體，例如安裝于第二殼體12，并且在該支撐部件4上安裝有鉸鏈軸2，在從第一殼體11與第二殼體12相互重合的閉合位置到第一殼體11與第二殼體12打開的打開位置之間，該支撐部件4能夠相對于安裝部件3轉動；吸入機構5，在從閉合位置到位于閉合位置與打開位置之間的第一位置之間，該吸入機構5對支撐部件4相對于安裝部件3向閉合方向施力；彈起機構6，在從第一位置到位于第一位置與打開位置之間的第二位置之間，該彈起機構6對支撐部件4相對于安裝部件3向打開方向施力；以及摩擦機構7，在支撐部件4相對于安裝部件3位于第二位置的打開方向前方時，該摩擦機構7使在鉸鏈軸2與安裝部件3之間產生摩擦，以使第二殼體12停止在該位置。
如圖2～圖9所示，安裝部件3例如由以下部分形成大致矩形形狀的底部31；兩個側部32a、32b，它們沿與該底部31垂直的方向延伸，并且上部形成為為半圓狀；大致矩形形狀的后部33，其沿與底部31和兩個側部32a、32b分別垂直的方向延伸；以及一對導向部34，它們是兩個側部32a、32b的前部側的端部向相互對置的一側彎折而形成的。
在兩個側部32a、32b上分別設有兩個在內表面具有螺紋槽的安裝孔32c。在兩個側部32a、32b中的一個側部(有時稱作第一側部32a)上，通過例如螺釘安裝有殼體安裝部件13，安裝部件3通過該殼體安裝部件13安裝在第一殼體11上。在第一側部32a的上部設有貫穿插入鉸鏈軸2的軸孔35。在另一側部(第二側部32b)的上部設有安裝A凸輪體71的凸輪安裝孔36。該凸輪安裝孔36形成為底邊的中央部向下方突出成半圓狀的大致矩形形狀。
如圖2～圖8和圖10所示，鉸鏈軸2以長于安裝部件3的兩個側部32a、32b之間的長度的尺寸，例如以該兩個側部32a、32b之間的長度的大約1.5倍的尺寸形成。鉸鏈軸2形成為大致長圓形，該長圓形是將圓形的對置的兩個部位的的周面切成相互平行的直線狀而形成的形狀，其中上述被切的圓形的直徑尺寸大于軸孔35的直徑尺寸，并且短于凸輪安裝孔36的短邊長度尺寸。在鉸鏈軸2的距一個端部(有時稱作第一端部)的尺寸略長于安裝部件3的兩個側部之間的長度的部位設有環部21，該環部21的直徑尺寸大于鉸鏈軸2的直徑尺寸并且短于凸輪安裝孔的短邊長度。該環部21通過A凸輪體71可轉動地安裝在安裝部件3的第二側部32b上。
在鉸鏈軸2的比環部21靠近第一端部側的附近，形成第一托架裝配部22，該第一托架裝配部22形成為大小略大于鉸鏈軸2的階梯狀。在鉸鏈軸2的第一端部附近的部位上，在將鉸鏈軸2安裝于安裝部件3時的在安裝部件3的第一側部32a的內側附近的部位，形成第二托架裝配部23，該第二托架裝配部23形成為大小略小于鉸鏈軸2的階梯狀。鉸鏈軸2的第一端部(比第二托架裝配部23靠近前端部)形成為直徑尺寸略小于安裝部件3的第一側部32a的軸孔35的直徑尺寸，通過將第一端部貫穿插入到軸孔35中來將鉸鏈軸2安裝成可轉動。在鉸鏈軸2的第一端部的外周，在鉸鏈軸2安裝于安裝部件3上時從軸孔35突出的部位上，設有沿周向延伸的安裝槽24。
支撐部件4例如由以下部分構成通過螺釘、小螺釘等安裝于第二殼體12的大致L字形狀的殼體安裝部41；和安裝鉸鏈軸2的軸安裝部42。軸安裝部42形成為大致コ字形狀，其兩個側部42a、42b位于安裝部件3的兩個側部32a、32b之間。軸安裝部42的兩個側部42a、42b之間的長度尺寸例如形成為稍短于安裝部件3的兩個側部32a、32b之間的長度的尺寸。在軸安裝部42的所述兩個側部42a、42b中的與安裝部件3的第二側部32b接近的一側的側部(有時稱作第一側部42a)的前端部附近，設有第一軸插入孔43，第一托架裝配部22以配合狀態插入在該第一軸插入孔43中。在剩下的側部(有時稱作第二側部42b)的前端部附近，設有第二軸插入孔44，第二托架裝配部23以配合狀態插入在該第二軸插入孔44中。
鉸鏈軸2貫穿插入在安裝部件3的第二側部32b(實質上為A凸輪體71的貫穿孔71a)、墊圈45、支撐部件4的第一側部42a的第一軸插入孔43、支撐部件4的第二側部42b的第二軸插入孔44、墊圈46以及安裝部件3的第一側部32a的軸孔35中，在從該安裝部件3的軸孔35突出的鉸鏈軸2上，隔著墊圈25將E環26安裝在安裝槽24中，由此，鉸鏈軸2被可轉動地安裝在安裝部件3上，而不會從軸孔35中脫出。此時，由于鉸鏈軸2的第一托架裝配部22以配合狀態貫穿插入在支撐部件4的第一軸插入孔43中，并且鉸鏈軸2的第二托架裝配部23以配合狀態貫穿插入在支撐部件4的第二軸插入孔44中，所以，支撐部件4與鉸鏈軸2一起可轉動地安裝在安裝部件3上。即支撐部件4能夠以鉸鏈軸2為軸轉動地安裝在安裝部件3上。
這樣，安裝部件3安裝于第一殼體11，并且支撐部件4安裝于第二殼體12，由此能夠從第一殼體11和第二殼體12相互重合的閉合狀態(參照圖1和圖5)旋轉至使第二殼體12以鉸鏈軸2為軸相對于第一殼體11旋轉了例如180°的打開狀態(參照圖1和圖8)，并且能夠從該打開狀態轉動回閉合狀態。另外，本發明中的轉動角度為第二殼體12相對于第一殼體11的角度。另外，所謂轉動角度為0°是指第一殼體11與第二殼體12處于相互重合的閉合狀態的情況，所謂轉動角度為180°是指第一殼體11和第二殼體12打開成大致直線狀的打開狀態的情況。第一殼體11和第二殼體12構成為在通過本發明的鉸鏈裝置1連接起來的情況下，能夠在0°～180°的范圍內轉動。另外，本發明中0°包括大約為0°，并且本發明中180°包括大約為180°。
吸入機構5是在從閉合位置到位于閉合位置與打開位置間的第一位置之間，對支撐部件4相對于安裝部件3向閉合方向施力的機構。并且，彈起機構6是在從第一位置到位于第一位置與打開位置間的第二位置之間，對支撐部件4相對于安裝部件3向打開方向施力的機構。上述吸入機構5和彈起機構6可以分別分開設置，但是優選的是設置為一體，例如優選的是具有與鉸鏈軸2一起轉動的凸輪體51；可移動地設于安裝部件3上并與凸輪體51接觸的移動體；對該移動體施力以將該移動體壓靠在凸輪體51上的施力部件53；以及從凸輪體51的周面突出設置、在位于第一位置時前端部與移動體接觸的凸輪凸部54。
凸輪體51圍繞軸安裝于位于支撐部件4的兩個側部42a、42b之間的鉸鏈軸2的外周上。凸輪體51形成為為圓筒狀。凸輪體51的軸向長度例如形成為尺寸略短于支撐部件4的兩個側部42a、42b之間的長度。凸輪體51的內周面形成為大致長圓形以便將鉸鏈軸2以配合狀態貫穿插入其中，所述長圓形是將圓形的對置的兩個部位的周面切成相互平行的直線狀而形成的。凸輪體51可與鉸鏈軸2一起轉動地安裝在鉸鏈軸2上。
移動體可移動地設于安裝部件3，其例如為滑動部件52。滑動部件52例如形成為大致長方體形狀，其厚度(高度)短于縱向和橫向的尺寸，并且橫向的矩形略小于安裝部件3內的矩形，該滑動部件52能夠沿上下方向移動地收納在安裝部件3內。即滑動部件52設置成在安裝部件3內能夠在底部31與鉸鏈軸2之間移動。在滑動部件52的上表面的縱向大致中央部上設有沿其寬度方向延伸的半圓狀的抵接部55，該抵接部55與凸輪體接觸。在滑動部件52的下表面上，例如在其寬度方向上設有三個凹陷為圓形形狀的施力部件容納凹部。
施力部件53是將滑動部件52壓靠在凸輪體51上的部件。作為施力部件53并不特別限定，例如優選為壓縮彈簧56等。壓縮彈簧56的個數并不特別限定，例如為三個。這些壓縮彈簧的一端部與安裝部件3的底部31接觸，另一端部與滑動部件52的施力部件容納凹部52a接觸，滑動部件52的抵接部55始終被施力成壓靠在凸輪體51上。
在該凸輪體51的周面上突出地設有沿其軸向延伸的凸輪凸部54。凸輪凸部54的前端部形成為彎曲狀。關于該凸輪凸部54，在支撐部件4位于第一位置時，滑動部件52的抵接部55的前端部與凸輪凸部54的前端部接觸，在支撐部件4比第一位置更靠近閉合位置時，滑動部件52的抵接部55與凸輪凸部54的一個斜面接觸，支撐部件4相對于安裝部件3被向閉合方向施力，從而構成吸入機構5。
另外，關于凸輪凸部54，在支撐部件4位于第一位置到第二位置之間時，滑動部件52的抵接部55與凸輪凸部54的另一斜面接觸，支撐部件4相對于安裝部件3被向打開方向上施力，使得支撐部件4位于第二位置，從而構成彈起機構6。
第一位置并不特別限定，例如轉動角度為15°(參照圖1和圖6)。第二位置并不特別限定，例如轉動角度為45°(參照圖1和圖7)。在轉動角度不到15°時，第一殼體11和第二殼體12被向彼此重合的方向施力，并且在超過15°而不到45°時，例如相對于第一殼體11對第二殼體12轉動施力以使轉動角度達到45°。即作為第一位置的轉動角度為15°的狀態是吸入機構5與彈起機構6中間的中立狀態，當支撐部件4從該中立狀態相對于安裝部件3向某一方移動時，支撐部件4就會自動地轉動成處于閉合狀態或者處于第三位置的狀態。另外，在本發明中15°包括大約15°，并且在本發明中45°包括大約45°。
摩擦機構7為這樣的機構在支撐部件4相對于安裝部件3位于第二位置的打開方向的前方時，使在鉸鏈軸2與安裝部件3之間產生摩擦，以使第二殼體12停止在該位置。作為摩擦機構7，并不特別限定，例如優選的是，該摩擦機構7具有A凸輪體71，其安裝于安裝部件3，并且鉸鏈軸2貫穿于其中；B凸輪體72，其與鉸鏈軸2一起轉動，能夠沿鉸鏈軸2的軸向移動，并與A凸輪體71面接觸；摩擦施力單元73，其對該B凸輪體72施力以將該B凸輪體72壓靠在A凸輪體71上；A凸輪凸部74，其設于A凸輪體71的接觸面71b；以及B凸輪凸部75，其設于B凸輪體72的接觸面72b，當支撐部件4相對于安裝部件3位于第二位置的打開方向前方時，該B凸輪凸部75的前端面與A凸輪凸部74的前端面相互面接觸，從而使在鉸鏈軸2與安裝部件3之間產生摩擦。
如圖2～圖8和圖11所示，A凸輪體71例如形成為圓板狀。在A凸輪體的中央部同軸地設有貫穿鉸鏈軸2的圓形形狀的貫穿孔71a。在A凸輪體71的與接觸面71b相反的面(有時稱作第二面)上，突出地設有配合到凸輪安裝孔36中的大致矩形形狀的凸輪安裝部76。另外，在A凸輪體71的凸輪安裝部76上同軸地設有配合鉸鏈軸2的環部21的圓形形狀的環配合凹部77，通過將該凸輪安裝部76配合在安裝部件3的凸輪安裝孔36中，A凸輪體71就被安裝在安裝部件3上。
如圖2～圖8和圖12所示，B凸輪體72例如形成為與A凸輪體71直徑大致相同的圓板狀。在B凸輪體72的中央部同軸地設有貫穿鉸鏈軸2的圓形形狀的貫穿配合孔72a。貫穿配合孔72a形成為大致長圓形以便將鉸鏈軸2以配合狀態貫穿插入，所述長圓形是將圓形的對置的兩個部位上的周面切成相互平行的直線狀而形成的，B凸輪體72以能夠與鉸鏈軸2一起轉動、并且能夠在鉸鏈軸2上同軸地移動的方式安裝在鉸鏈軸2上。
摩擦施力部件73是對B凸輪體72施力以將其壓靠在A凸輪體71上的部件。作為摩擦施力部件73，并不特別限定，例如優選為環狀的板簧78等。板簧78的個數并不特別限定，可以為一個，也可以為兩個以上，例如優選為四個。這些板簧78圍繞鉸鏈軸2的軸設置成與B凸輪體72的第二面接觸，該第二面為B凸輪體72與A凸輪體71接觸的接觸面72b的相反側的面。在這些板簧78的B凸輪體72相反側的面的鉸鏈軸2上，即在鉸鏈軸2的第二端部上設有墊圈79。通過對從該墊圈79突出的鉸鏈軸2的第二端部進行鉚接，來將板簧78安裝在鉸鏈軸2上。
在A凸輪體71的接觸面71b和B凸輪體72的接觸面72b上例如設有A凸輪凸部74和B凸輪凸部75，在轉動角度處于45°～180°的范圍內時，A凸輪凸部74和B凸輪凸部75使在鉸鏈軸2與上述安裝部件3之間產生上述摩擦從而形成自由停止狀態。所述A凸輪凸部74和B凸輪凸部75分別形成為從A凸輪體71的接觸面71b和B凸輪體72的接觸面72b呈凸狀突出，在轉動角度處于45°～180°的范圍內時，A凸輪凸部74的前端面與B凸輪凸部75的前端面相互面接觸，從而在鉸鏈軸2與安裝部件3之間產生了摩擦。
如圖11所示，A凸輪凸部74優選由以鉸鏈軸2(貫穿孔71a)為中心、在A凸輪體71的接觸面71b上形成為圓弧狀的第一A凸輪凸部74a和第二A凸輪凸部74b兩者構成。所述第一A凸輪凸部74a與第二A凸輪凸部74b形成為直徑不同的圓弧狀，前端面為平面狀，而且高度大致相同，并且形成在以鉸鏈軸2(貫穿孔71a)為中心的對置位置上。第一A凸輪凸部74a的直徑例如以小于第二A凸輪凸部74b的直徑的尺寸形成。第一A凸輪凸部74a的圓弧方向的兩端部和第二A凸輪凸部74b的圓弧方向的兩端部優選為分別傾斜地形成。
如圖12所示，B凸輪凸部75優選由以鉸鏈軸2(貫穿配合孔72a)為中心在B凸輪凸部75的前端面上形成為圓弧狀的第一B凸輪凸部75a與第二B凸輪凸部75b兩者構成。所述第一B凸輪凸部75a和第二B凸輪凸部75b形成為直徑不同的圓弧狀，前端面為平面狀，而且高度大致相同，并且它們形成在以鉸鏈軸2(貫穿配合孔72a)為中心對置的位置上。第一B凸輪凸部75a的直徑例如形成為尺寸小于第二B凸輪凸部75b的直徑尺寸，與第一A凸輪凸部74a的直徑尺寸大致相同。第二B凸輪凸部75b的直徑以與第二A凸輪凸部74b的直徑大致相同的尺寸形成。所述第一B凸輪凸部75a的圓弧方向的兩端部和第二B凸輪凸部75b的圓弧方向的兩端部優選為分別傾斜地形成。
這樣，在轉動角度處于45°～180°的范圍內時，第一A凸輪凸部74a的前端面與第一B凸輪凸部75a的前端面面接觸，并且第二A凸輪凸部74b的前端面與第二B凸輪凸部75b的前端面面接觸，從而構成為在鉸鏈軸2與安裝部件3之間，即在第一殼體11與第二殼體12之間產生能夠構成自由停止狀態的摩擦。另外，在轉動角度處于0°～45°的范圍內時，第一A凸輪凸部74a的前端面和第二A凸輪凸部74b的前端面與B凸輪體72的接觸面72b(除第一B凸輪凸部75a和第二B凸輪凸部75b以外的面)面接觸，并且第一B凸輪凸部75a的前端面和第二B凸輪凸部75b前端面與A凸輪體71的接觸面71b(除了第一A凸輪凸部74a和第二A凸輪凸部74b以外的面)面接觸，此時，構成為在鉸鏈軸2與安裝部件3之間不產生能夠構成自由停止狀態的摩擦。
下面說明本發明的鉸鏈裝置1和便攜式設備10的作用。
在便攜式設備10沒有被使用的通常狀態下，第一殼體11和第二殼體12處于相互重合的閉合狀態。此時，如圖5所示，滑動部件52的抵接部55與凸輪凸部54的一個斜面接觸，支撐部件4相對于安裝部件3被壓縮彈簧56向閉合方向施力，所以，第一殼體11和第二殼體12保持相互重合的閉合狀態。這樣，由于第一殼體11和第二殼體12保持在閉合狀態，因此可不需要用于將一殼體11和第二殼體12鎖定為閉合狀態的閉鎖機構等。其結果為，在打開第一殼體11和第二殼體12時不必進行用于解除鎖定的鎖定解除動作。
在使用該便攜式設備10時，例如對第二殼體12施加作用力使第二殼體12相對于第一殼體11以鉸鏈軸2為軸旋轉。在轉動角度為0°～15°時，該力使第二殼體12相對于第一殼體11轉動，使滑動部件52克服壓縮彈簧56的作用力能夠在安裝部件3內移動。如圖6所示，當轉動角度為15°并超過15°時，滑動部件52的抵接部55從凸輪凸部54的一個斜面滑過前端部后到達另一斜面，所以，借助于壓縮彈簧56的作用力，第二殼體12相對于第一殼體11自動旋轉直至轉動角度為45°。
然后，如圖7所示，對轉動角度達到45°的第二殼體12施加作用力使第二殼體12相對于第一殼體11以鉸鏈軸2為軸旋轉。這時，克服板簧78的作用力，第一A凸輪凸部74a和第一B凸輪凸部75a彼此相撞，第一A凸輪凸部74a的前端面與第一B凸輪凸部75a的前端面相互面接觸地滑動，并且第二A凸輪凸部74b和第二B凸輪凸部75b彼此相撞，第二A凸輪凸部74b的前端面與第二B凸輪凸部75b的前端面相互面接觸地滑動。該狀態在轉動角度超過45°后直至180°之間進行。
在面接觸狀態時，當借助于板簧78的作用力停止第二殼體12的轉動時，由于第一A凸輪凸部74a的前端面與第一B凸輪凸部75a的前端面面接觸，第二A凸輪凸部74b的前端面與第二B凸輪凸部75b的前端面面接觸，通過上述兩個面接觸產生了摩擦，所以，第二殼體12停止并保持在該位置。這樣，第二殼體12的顯示器和第一殼體11的設于上表面的鍵盤就會露出，所以能夠看著顯示器進行鍵盤操作。在想要在轉動角度為45°～180°的范圍內調節顯示器(第二殼體12)的角度的情況下，在使第二殼體12相對于第一殼體11轉動以使其停止在所期望的位置上時，顯示器就會停止并保持在該位置上，所以，能夠容易地將顯示器的角度調節為所期望的角度。
使用后，在返回到閉合狀態時，使第二殼體12相對于第一殼體11向閉合方向旋轉。此時，第一A凸輪凸部74a的前端面與第一B凸輪凸部75a的前端面相互面接觸地滑動，并且第二A凸輪凸部74b與第二B凸輪凸部75b相互面接觸地滑動，當轉動角度達到45°時，第一A凸輪凸部74a與第一B凸輪凸部75a的卡合以及第二A凸輪凸部74b與第二B凸輪凸部75b的卡合分別被解除。在轉動角度處于45°～15°時，克服壓縮彈簧56的作用力使第二殼體12旋轉。當轉動角度小于15°時，滑動部件52的抵接部55從凸輪凸部54的另一斜面滑過前端部后到達前述的一個斜面，所以，借助于壓縮彈簧56的作用力，第二殼體12相對于第一殼體11自動旋轉至轉動角度為0°即閉合狀態，并且第一殼體11和第二殼體12保持在相互重合的閉合狀態。
因此，本發明的鉸鏈裝置1和便攜式設備10在進行開閉動作時，具有第一殼體11自動旋轉的區域，并且在打開時不需要進行用于解除鎖定的鎖定解除動作，所以能夠以良好的操作性進行開閉動作。
另外，吸入機構5和彈起機構6，尤其是彈起機構6通過具有沿直線方向往復移動的滑動部件52和作為對該滑動部件52施力的施力部件53的壓縮彈簧56，來使得滑動部件52的施力方向為直線方向，所以，即使是筆記本電腦這樣比較重的第二殼體12，也能夠通過彈起機構6使第二殼體12充分地自動旋轉。另外，由于使用凸輪體51、滑動部件52、壓縮彈簧56、A凸輪體71、B凸輪體72和板簧78等構成吸入機構5、彈起機構6和摩擦機構7，所以結構簡單，所用部件數量少，能夠降低成本和實現小型化。
如上所述，本發明的鉸鏈裝置和便攜式設備在打開第一殼體和第二殼體時，具有支撐部件通過彈起機構自動旋轉的區域，并且在閉合第一殼體和第二殼體時，具有支撐部件通過吸入機構自動旋轉的區域，而且通過吸入機構將第一殼體和第二殼體保持為閉合狀態，所以能夠以良好的操作性進行開閉操作，因此特別適用于筆記本電腦。
權利要求
1.一種鉸鏈裝置，其通過使第一殼體和第二殼體以鉸鏈軸為軸相對轉動，來形成所述第一殼體與所述第二殼體相互重合的閉合狀態、和所述第一殼體與所述第二殼體打開的打開狀態，其特征在于，所述鉸鏈裝置具有安裝部件，其安裝于所述第一殼體和所述第二殼體中的任一殼體，并支撐所述鉸鏈軸使其能夠轉動；支撐部件，其安裝于所述第一殼體和所述第二殼體中的另一殼體，并且在該支撐部件上安裝有所述鉸鏈軸，在從所述第一殼體與所述第二殼體相互重合的閉合位置到所述第一殼體與所述第二殼體打開的打開位置之間，所述支撐部件能夠相對于所述安裝部件轉動；吸入機構，在從所述閉合位置到位于所述閉合位置與所述打開位置之間的第一位置之間，該吸入機構對所述支撐部件相對于所述安裝部件向閉合方向施力；彈起機構，在從所述第一位置到位于所述第一位置與所述打開位置之間的第二位置之間，該彈起機構對所述支撐部件相對于所述安裝部件向打開方向施力；以及摩擦機構，在所述支撐部件相對于所述安裝部件位于所述第二位置的打開方向前方時，該摩擦機構使在所述鉸鏈軸與所述安裝部件之間產生摩擦，以使第二殼體停止在該位置。
2.根據權利要求1所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述支撐部件相對于所述安裝部件的轉動范圍為180°，當使該支撐部件相對于所述安裝部件的轉動角度在所述閉合位置時為0°時，在所述第一位置上所述支撐部件相對于所述安裝部件的轉動角度為15°，在所述第二位置上所述支撐部件相對于所述安裝部件的轉動角度為45°。
3.根據權利要求1所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述鉸鏈裝置具有與所述鉸鏈軸一起轉動的圓筒狀凸輪體；可移動地設于所述安裝部件、并與所述凸輪體接觸的移動體；對該移動體施力以將該移動體壓靠在所述凸輪體上的施力部件；以及從所述凸輪體的周面突出設置、在位于所述第一位置時前端部與所述移動體接觸的凸輪凸部，所述吸入機構構成為在從所述第一位置到所述打開位置之間，所述移動體與所述凸輪凸部的一個斜面接觸，對所述支撐部件相對于所述安裝部件向閉合方向施力；所述彈起機構構成為在從所述第一位置到所述第二位置之間，所述移動體與所述凸輪凸部的另一斜面接觸，對所述支撐部件相對于所述安裝部件向打開方向施力。
4.根據權利要求3所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述移動體為可往復移動地設于所述安裝部件的滑動部件，所述施力部件為通過作用力將所述滑動部件壓靠在所述凸輪體上的一個或者兩個以上的壓縮彈簧。
5.根據權利要求1所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述摩擦機構具有A凸輪體，其安裝于所述安裝部件，并且所述鉸鏈軸貫穿在該A凸輪體中；B凸輪體，其與所述鉸鏈軸一起轉動，能夠沿所述鉸鏈軸的軸向移動，并與所述A凸輪體面接觸；摩擦施力單元，其對該B凸輪體施力以將該B凸輪體壓靠在所述A凸輪體上；A凸輪凸部，其設于所述A凸輪體的接觸面；B凸輪凸部，其設于所述B凸輪體的接觸面，當所述支撐部件相對于所述安裝部件位于所述第二位置的打開方向前方時，該B凸輪凸部的前端面與所述A凸輪凸部的前端面相互面接觸，從而使在所述鉸鏈軸與所述安裝部件之間產生所述摩擦。
6.根據權利要求5所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述A凸輪體和所述B凸輪體分別形成為圓板狀，所述摩擦施力單元為一個或者兩個以上的環狀板簧。
7.根據權利要求5所述的鉸鏈裝置，其特征在于，所述A凸輪凸部由以下部分構成以所述鉸鏈軸為中心形成為圓弧狀的第一A凸輪凸部；和第二A凸輪凸部，其以所述鉸鏈軸為中心形成為直徑與所述第一A凸輪凸部的直徑不同的圓弧狀，并且該第二A凸輪凸部形成在與所述第一A凸輪凸部以所述鉸鏈軸為中心對置的位置上，所述B凸輪凸部由以下部分構成以所述鉸鏈軸為中心形成為圓弧狀的第一B凸輪凸部；和第二B凸輪凸部，其以所述鉸鏈軸為中心形成為直徑與所述第一B凸輪凸部的直徑不同的圓弧狀，并且該第二B凸輪凸部形成在與所述第一B凸輪凸部以所述鉸鏈軸為中心對置的位置上。
8.一種便攜式設備，其特征在于，所述便攜式設備具有所述權利要求1至7的任一項所述的鉸鏈裝置。
全文摘要
本發明提供一種鉸鏈裝置以及便攜式設備，鉸鏈裝置使第一和第二殼體以鉸鏈軸為軸相對轉動，以形成第一與第二殼體重合的閉合狀態和第一與第二殼體打開的打開狀態，鉸鏈裝置具有安裝部件，安裝于第一和第二殼體中的任一方，并支撐鉸鏈軸使其可轉動；支撐部件，安裝于第一和第二殼體中的另一方并安裝有鉸鏈軸，在閉合位置到打開位置之間支撐部件可相對安裝部件轉動；吸入機構，在閉合位置到第一位置之間對支撐部件相對安裝部件向閉合方向施力；彈起機構，在第一位置到第二位置之間對支撐部件相對安裝部件向打開方向施力；和摩擦機構，在支撐部件相對安裝部件位于第二位置的打開方向前方時，使在鉸鏈軸與安裝部件間產生摩擦以使第二殼體在該位置停止。
文檔編號G06F1/16GK101076042SQ20071010749
公開日2007年11月21日 申請日期2007年5月15日 優先權日2006年5月17日
發明者柴毅 申請人:加藤電機株式會社