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铰链装置.pdf

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  • 文档编号:57322
  • 上传时间:2018-01-21
  • 格式:PDF
  • 页数:17
  • 大小:3.05MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201410090217.6

    申请日:

    2014.03.12

    公开号:

    CN104100631A

    公开日:

    2014.10.15

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情:

    实质审查的生效IPC(主分类):F16C 11/04申请日:20140312|||公开

    IPC分类号:

    F16C11/04; F16C11/12

    主分类号:

    F16C11/04

    申请人:

    富士通株式会社

    发明人:

    恩田信彦

    地址:

    日本神奈川县

    优先权:

    2013.04.10 JP 2013-082441

    专利代理机构:

    北京集佳知识产权代理有限公司 11227

    代理人:

    潘炜;高源

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    内容摘要

    本发明提供了一种铰链装置,该铰链装置在具有第一壳体和第二壳体的电子设备中使得第二壳体能够相对于第一壳体打开和关闭,该铰链装置包括:连接至第一壳体的轴;连杆,该连杆具有插入有轴并且能够围绕轴的轴线旋转的一端和连接至第二壳体的另一端;位于连杆旁边的摩擦板,轴插入该摩擦板内,摩擦板不能围绕轴的轴线旋转;以及施压部分,该施压部分沿轴的轴线在连杆方向上对摩擦板施压,其中,连杆与摩擦板的接触面形成为具有锥形形状。

    权利要求书

    1.  一种铰链装置,所述铰链装置在具有第一壳体和第二壳体的电子装置中使所述第二壳体能够相对于所述第一壳体打开和关闭,所述铰链装置包括:
    轴,所述轴连接至所述第一壳体;
    连杆,所述连杆具有插入有轴并且能够围绕所述轴的轴线旋转的一端,和连接至所述第二壳体的另一端;
    摩擦板,所述摩擦板位于所述连杆旁边,所述轴插入所述摩擦板内,所述摩擦板不能围绕所述轴的所述轴线旋转;以及
    施压部分,所述施压部分沿所述轴的所述轴线在所述连杆的方向上对所述摩擦板施压,
    其中,
    所述连杆与所述摩擦板的接触面形成为具有锥形形状。

    2.
      根据权利要求1所述的铰链装置,还包括:
    第一夹持件,所述第一夹持件位于所述摩擦板与所述施压部分之间,所述轴插入所述第一夹持件内,所述第一夹持件能够围绕所述轴的所述轴线旋转,所述第一夹持件具有位于所述第一夹持件与所述连杆之间的接合部分并且与所述连杆同步旋转;以及
    第二夹持件,所述第二夹持件位于所述第一夹持件与所述施压部分之间,所述轴插入所述第二夹持件内,所述第二夹持件不能围绕所述轴的所述轴线旋转,
    其中,
    所述第一夹持件与所述第二夹持件的接触面形成为具有凹突部,以及
    所述第一夹持件与所述摩擦板的接触面形成为具有锥形形状。

    3.
      根据权利要求1或2所述的铰链装置,其中,
    所述轴与位于所述轴旁边的所述连杆的相邻表面形成为摩擦表面,并 且所述摩擦表面形成为具有锥形形状。

    4.
      根据权利要求2或3所述的铰链装置,其中,
    设置在所述第一夹持件与所述第二夹持件的所述接触面中的所述凹突部形成为使得由于在所述连杆的预定旋转区域中所述凹突部的突起部彼此接触,因此所述接触面彼此紧密接触,并且形成为使得在所述连杆的其他旋转区域中所述凹突部的所述突起部配合至所述凹突部的凹部内。

    5.
      根据权利要求4所述的铰链装置,其中,
    所述施压部分包括以串联的方式布置的多个盘簧和将所述盘簧保持在所述轴的自由端侧上的保持器板,
    所述保持器板固定至如下位置:在该位置中,所述盘簧被推压在所述连杆的所述其他旋转区域中,以及
    在所述连杆的所述预定旋转区域中,所述盘簧被弯曲并且吸收所述第二夹持件在所述轴上的行进距离。

    6.
      根据权利要求4所述的铰链装置,其中,
    所述其他旋转区域为所述第一壳体和所述第二壳体的关闭位置和完全打开位置。

    7.
      根据权利要求1至6中的任一项所述的铰链装置,其中,
    在所述轴的侧面上和设置在所述摩擦板中的插入孔上形成有平行于所述轴的轴线的平坦表面,所述轴被放置通过的所述插入孔与所述轴的横截面形状一致。

    8.
      根据权利要求1至6中的任一项所述的铰链装置,其中,
    在所述轴的侧面上和设置在所述摩擦板中的插入孔上形成有平行于所述轴的轴线的键槽,所述轴被放置通过的所述插入孔与所述轴的横截面 形状一致。

    9.
      根据权利要求2至6中的任一项所述的铰链装置,其中,
    在所述轴的侧面上和设置在所述第一夹持件中的插入孔上形成有平行于所述轴的轴线的平坦表面,所述轴被放置通过的所述插入孔与所述轴的横截面形状一致。

    10.
      根据权利要求2至6中的任一项所述的铰链装置,其中,
    在所述轴的侧面上和设置在所述第一夹持件中的插入孔上形成有平行于所述轴的轴线的键槽,所述轴被放置通过的所述插入孔与所述轴的横截面形状一致。

    11.
      根据权利要求1至10中的任一项所述的铰链装置,其中,
    所述轴通过一体地形成在所述轴中的附接部分连接至所述第一壳体,以及
    所述连杆通过一体地形成在所述连杆中的附接部分连接至所述第二壳体。

    12.
      根据权利要求11所述的铰链装置,其中,
    所述接合部分包括:臂,所述臂以从所述第一夹持件的侧面突出的方式设置在所述第一夹持件的所述侧面上;接合杆,所述接合杆沿平行于所述轴的轴线的方向设置在所述臂的稍端部分处;以及接合孔,所述接合孔设置在所述连杆的所述附接部分中并且穿过所述接合杆的所述稍端部分。

    说明书

    铰链装置
    技术领域
    本发明讨论的实施方式涉及一种铰链装置,该铰链装置设置在比如笔记本电脑和移动电话之类的折叠式电子装置的旋转轴部中。
    技术背景
    在便携式电子装置比如信息装置中,显示部分能够相对于主体部分折叠,这使得便于随身携带便携式电子装置。在这种电子装置中,当电子装置不使用时主体部分与显示部分折叠成紧凑的尺寸,并且当电子装置使用时显示部分通过相对于主体部分旋转而被打开,这样使得能够在视觉上识别显示部分。在例如日本特许公开公报No.2011-33152中公开了这种铰链装置。
    图1A示出了在笔记本式个人电脑3打开的状态中,对比技术中的铰链装置9的安装位置,即作为电子装置的笔记本尺寸个人电脑(下文中称为笔记本式个人电脑)3中的铰链装置9的安装位置。笔记本式个人电脑3包括作为第一壳体的主体部分1和作为第二壳体的显示部分2。显示部分2通过使用铰链装置9作为旋转中心能够相对于主体部分1打开和关闭,并且主体部分1和显示部分2通过两个铰链装置9彼此连接。
    图1B示出了在笔记本式个人电脑3关闭的状态中,对比技术的铰链装置9的安装位置,即,在笔记本式个人电脑3中的安装位置。此外,在图1B中,形成对比技术的铰链装置9的构件以与笔记本式个人电脑3的尺寸相应的尺寸示出,但是这些构件是很小的。因此,形成对比技术的铰链装置9的构件在图1C中放大示出。
    在图1C中示出的铰链装置9包括通过支承轴55的小直径部分56按次序安置的第一摩擦板57、第二支架58、第二摩擦板59、垫圈60、盘簧61以及保持器板62。图1A所示的显示部分2连接至与支承轴55连接的第一支架63的显示附接部64。铰链装置9通过第二支架58的主 体附接部65连接至图1A中所示的主体部分1。当盘簧61被保持器板62压缩时,垫圈60、第二摩擦板59、第二支架58和第一摩擦板57通过盘簧61的弹簧力沿支承轴55定位的方向受压,并且垫圈60、第二摩擦板59、第二支架58和第一摩擦板57通过压力彼此接触。
    尽管第二支架58能够围绕小直径部分56旋转,但第一摩擦板57和第二摩擦板59不能围绕小直径部分56旋转。因此,第一摩擦板57与第二支架58以及第二支架58与第二摩擦板59形成摩擦板结构66。摩擦扭矩T作用在摩擦板结构66上。当用手打开和关闭显示部分2时,如果作用在支承轴55上的驱动扭矩Q由于由手执行的打开和关闭操作而大于摩擦扭矩T,则支承轴55旋转并且显示部分2执行打开和关闭操作。如果当显示部分2达到特定打开角度φ时松开手,则驱动扭矩Q变为0并且驱动扭矩Q变为小于摩擦扭矩T,并且显示部分2自由停止在角度φ的位置中。
    图1C所示的铰链装置9中的摩擦板结构66由环形摩擦板形成,该环形摩擦板使彼此相抵的平坦表面即面向彼此的平坦表面摩擦。该结构中的摩擦扭矩将通过使用图2A中所示的环形摩擦板的模型而进行描述。此处,两个环形摩擦板51和52的外直径假设为φ1,其内径为φ2,两个环形摩擦板51和52的摩擦表面的摩擦系数被假设为μ,以及当施加至两个环形摩擦板51和52的作用压力为F时所生产的摩擦转矩假设为T。
    假设Rw表示等效摩擦半径。那么,当作用压力F作用至两个环形摩擦板51和52时产生的摩擦扭矩T由下面的公式(1)给出,并且等效摩擦半径Rw由下面的公式(2)给出。
    T=Rw·μ·F...(1)
    Rw=(φ1323)/[3·(φ1222)]...(2)
    此处,关于在内直径φ2固定地设为3mm而外直径φ1为变化的,即为7mm、6mm和5mm时,对等效摩擦半径Rw和摩擦扭矩T的量值进行计算的情况以表格形式在图2B中示出。如从该表格清楚看到的,包括在铰链装置中的摩擦板的外直径越小,则摩擦扭矩T越低。
    另一方面,笔记本式个人电脑被做的越来越薄、越来越轻以改进随 身携带笔记本式个人电脑时的便利性。此外,当笔记本式个人电脑被做的更薄时,必须减小包括在铰链中的摩擦板的外直径。
    然而,如图2B所示,当包括在铰链装置中的摩擦板的外直径减小时,将不能获得笔记本式个人电脑所需的摩擦扭矩T。
    发明内容
    本实施方式提供了一种铰链装置,该铰链装置将电子装置的第二壳体以可旋转的方式连接至第一壳体,该铰链装置即使在铰链装置的旋转轴的直径减小以使电子装置更小时,也能够确保包括在铰链装置中的摩擦板的摩擦表面上的扭矩。
    根据本发明的一方面,在具有第一壳体和第二壳体的电子设备中使得第二壳体能够相对于第一壳体打开和关闭的铰链装置包括:连接至第一壳体的轴;连杆,该连杆具有插入有轴并且能够围绕轴的轴线旋转的一端和连接至第二壳体的另一端;位于连杆旁边的摩擦板,轴插入该摩擦板内,该摩擦板不能围绕轴的轴线旋转;以及施压部分,该施压部分沿轴的轴线在连杆方向上对摩擦板施压,其中,连杆与摩擦板的接触面形成为具有锥形形状。
    附图说明
    图1A为示出了在笔记本尺寸的个人电脑打开的状态中该笔记本尺寸的个人电脑中的铰链装置的安装位置的立体图,图1B为示出了在笔记本尺寸的个人电脑关闭的状态中对比技术的铰链装置的安装位置即该笔记本尺寸的个人电脑中的铰链装置的安装位置的立体图,以及图1C为示出了图1B中所示的对比技术的铰链装置的结构的立体分解图;
    图2A为示出了用在对比技术中的铰链装置中的环形摩擦板的结构的立体图,以及图2B为示出了图2A中示出的摩擦板的外直径和内直径的尺寸和等效摩擦半径的值以及当施加力时与摩擦板的每个直径对应的摩擦扭矩的表格;
    图3A为示出了在笔记本尺寸的个人电脑打开的状态中本实施方式的铰链装置——即该笔记本尺寸的个人电脑中的铰链装置——的安装 位置的立体图,图3B为图3A中示出的铰链装置的放大视图,以及图3C为包括通过沿铰链轴剖切图3B中示出的铰链装置而得到的截面的立体图;
    图4A为图3B中示出的铰链装置的截面图,以及图4B为图3B中示出的铰链装置的分解立体图;
    图5A为示出了用在本实施方式的铰链装置中的锥形摩擦板的结构的立体图,以及图5B为出于对比的目的示出了当使图5A所示的锥形摩擦板的外直径和内直径小于图2A所示的对比技术中的环形摩擦板的外直径和内直径时等效摩擦半径和摩擦扭矩相对于作用力的值的表格;
    图6A和图6B为用于对其中铰链装置的摩擦部分的外直径设定为φ5的实施方式的铰链装置中的摩擦扭矩与其中铰链装置的摩擦部分的外直径为φ7的对比技术的铰链装置中的摩擦扭矩进行对比的图示,图6A为该实施方式的铰链装置的截面图,以及图6B为对比技术的铰链装置的截面图;以及
    图7A为示出了设置在第一夹持件和第二夹持件的摩擦表面上的凹部和突起部的示例的形状的立体图,图7B为示出了当设置在第一夹持件和第二夹持件的摩擦表面上的凹部和突起部接合时第一夹持件和第二夹持件的摩擦表面的状态的侧视图,以及图7C为示出了当设置在第一夹持件和第二夹持件的摩擦表面上的凹部和突起部未接合时第一夹持件和第二夹持件的摩擦表面的状态的侧视图。
    具体实施方式
    在下文中,将通过利用附图基于具体的示例对实施方式进行详细的描述。附带地,在下述示例中,笔记本式个人电脑、主体部分、显示部分将通过使用与用于图1A中所示的笔记本式个人电脑、主体部分、显示部分的附图标记相同的附图标记而表示为笔记本式个人电脑3、主体部分1、显示部分2。
    图3A示出了在笔记本式个人电脑3打开时的状态中笔记本式个人电脑3中的实施方式的铰链装置10的安装位置,以及图3B示出了图3A中所示出的放大的铰链装置10。此外,图3C为包括通过在作为铰 链轴的轴11的中心线处剖切图3B中所示出的铰链装置10而得到的截面的图示。此外,图4A为图3B中所示出的铰链装置10的截面图,以及图4B为图3B中所示出的铰链装置10的分解图。在以下描述中,将通过使用图3A、图3B、图4A和图4B对铰链装置10的结构进行描述。
    如图3A中所示,该实施方式的铰链装置10所附接至的笔记本式个人电脑3包括主体部分1和显示部分2,该主体部分1为第一壳体,该显示部分2为第二壳体。显示部分2能够通过使用铰链装置10作为旋转中心相对于主体部分1打开和关闭,并且主体部分1和显示部分2通过两个铰链装置10彼此连接。由于除了两个铰链装置10中的一个铰链装置设置在右侧而另一个设置在左侧之外,两个铰链装置10具有相同的结构,因此仅以右侧的铰链装置10为例进行描述。
    首先,将参照图4B对本实施方式的铰链装置10的示例的结构进行描述。铰链装置10包括轴11和连杆12,该轴11具有通过未示出的附接构件固定至第一壳体1的一端11A和用作旋转轴的另一端,该连杆12具有通过附接部分12A固定至第二壳体2的一端和围绕轴11的旋转轴旋转的另一端。另外,在轴11与连杆12之间设置有用于调节连杆12相对于轴11的旋转的一些构件。
    在该示例中,连杆12、摩擦板13、第一夹持件21、第二夹持件22、多个盘簧15以及保持器板16按该次序附接至轴11。保持器板16和多个盘簧15形成施压部分14,该施压部分14将连杆12、摩擦板13、第一夹持件21和第二夹持件22压靠在轴11的台阶表面11D上。虽然连杆12、第一夹持件21和盘簧15能够相对于轴11旋转,但是摩擦板13、第二夹持件22和保持器板16构造成不能相对于轴11旋转。因此,在轴11中形成有平行面11P,并且在设置于摩擦板13、第二夹持件22和保持器板16中的通孔13H、22H和16H中设置有与轴11的平行面11P相对应的平行部。
    附带地,为了阻止摩擦板13、第二夹持件22和保持器板16相对于轴11旋转,除了在轴11中设置平行面11P之外,还有一种方法是在圆柱轴11中沿轴线的方向设置键槽。这样的话,可以在设置于摩擦板13、第二夹持件22和保持器板16中的通孔13H、22H和16H内侧设置配合至键槽内的突起部。
    另一方面,连杆12和第一夹持件21能够相对于轴11旋转,但是连杆12和第一夹持件21必须彼此同步旋转。因此,在连杆12与第一夹持件21之间设置有接合部分23。该接合部分23包括:臂23A,该臂23A以能够从第一夹持件21的侧面突出的方式设置在第一夹持件21的该侧面上;接合杆23B,该接合杆23B沿平行于轴11的轴线的方向设置在臂23A的稍端部分处;以及接合孔12B,该接合孔12B设置在连杆12的附接部分12A中。因而,当在将连杆12和摩擦板13附接至轴11之后第一夹持件21附接至轴11时,杆23B的稍端部分穿过设置在连杆12的附接部分12A中的接合孔12B放置。
    另一方面,轴11的台阶部分11D和连杆12的接触面(接触面有时写做摩擦表面)12B——其中,接触面12B与台阶部分11D接触——分别形成为锥形渐缩面,并且渐缩面在彼此摩擦的同时接合在一起。此外,连杆12的与摩擦板13接触的接触面12C形成为锥形渐缩面,并且摩擦板13的与连杆12接触的接触面13B也形成为锥形渐缩面。此外,摩擦板13的与第一夹持件21接触的接触面13C形成为锥形渐缩面,并且第一夹持件21的与摩擦板13接触的接触面21B也形成为锥形接触面。另一方面,随后将通过利用图7A至图7C对在第一夹持件21的与第二夹持件22接触的接触面中形成的凹突部VX进行描述。
    在连杆12、摩擦板13、第一夹持件21、第二夹持件22以及多个盘簧15附接至轴11之后,在保持器板16不旋转的状态中,保持器板16在轴11的稍端部分附近固定至轴11。当保持器板16固定至轴11时,盘簧15被保持器板16压缩,并且第二夹持件22的未设置凹部和突起部的端面22D被盘簧15施压。
    图3B中示出了连杆12、摩擦板13、第一夹持件21、第二夹持件22、多个盘簧15和保持器板16以该次序附接至轴11的状态。而且,图3C为包括通过在作为铰链轴的轴11的中心线处剖切图3B中所示出的铰链装置10得到的截面的图示。此外,图4A为图3B中示出的铰链装置10的截面图,并且图4A指示了三个摩擦表面TP以及一个凹突部VX的位置。
    此处,将通过使用图7A至图7C对设置在图4A中示出的第一夹持件21与第二夹持件22之间的凹突部VX进行描述。图7A示出了设置在第一夹持件21的位于第二夹持件22所在的一侧上的面中和设置在第 二夹持件22的位于第一夹持件21所在的一侧上的面中的凹突部VX的示例的形状。位于第一夹持件21所在的一侧上的凹突部VX包括两个凹部21C和两个突起部21B,并且位于第二夹持件22所在的一侧上的凹突部VX包括两个凹部22C和两个突起部22B。在第一夹持件21中设置有孔21H,用于穿过该孔21H放置轴11,并且在第二夹持件22中还设置有孔22H,用于穿过该孔22H放置轴11。孔21H为圆形孔,并且孔22H具有与轴11的平行面11P相对应的平行面22P。因此,设置在第一夹持件21与第二夹持件22之间的凹突部VX具有环形形状。
    在该示例中,凹部和突起部具有相同的形状,并且如图7B中所示,第二夹持件22的突起部22B紧密地配合至第一夹持件21的凹部21C内,并且第一夹持件21的突起部21B以类似的方式紧密地配合至第二夹持件22的凹部22C内。另一方面,图7C示出了第二夹持件22的突起部22B在第一夹持件21的突起部21B上运动的状态。在图7C中示出的状态中,当第一夹持件21相对于第二夹持件22旋转时,在第一夹持件21的突起部21B与第二夹持件22的突起部22B之间的接触面中产生摩擦力。例如,当图3A中示出的电子装置3关闭时可引起图7B中所示出的状态,而当电子装置3打开时可引起图7C中示出的状态。附带地,当显示部分2相对于信息装置3的主体部分1完全打开时(例如,达到完全平的状态),当显示部分2相对于主体部分1完全打开时可引起图7B中示出的状态。
    在图7C示出的状态中,由于盘簧被压,上述作用压力F增大,并且在第一夹持件21相对于固定至轴的第二夹持件22旋转时摩擦扭矩T增加。例如,能够使设置在第一夹持件21和第二夹持件22的摩擦表面中凹突部VX的凹部和突起部在显示部分的关闭位置和完全打开位置中彼此接合。这使得显示部分不太可能从显示部分关闭和显示部分完全打开的状态旋转。由于当设置在第一夹持件21和第二夹持件22的摩擦表面中的凹部和突起部彼此接合时突起部以被牵拉至凹部的方式配合在凹部中,因此凹突部VX也被称作牵拉机构。
    附带地,在图7A至图7C所示的示例中,为了便于解释,凹部和突起部被制成具有相同的长度。然而,通过使突起部更长并且凹部更短,能够增大第一夹持件21相对于第二夹持件22旋转所在的预定区域内的摩擦扭矩。即,能够以下述方式构造设置在第一夹持件21与第二夹持 件22之间的凹突部VX:以此方式使得在连杆12的预定的旋转区域中突起部彼此面对并且在其他旋转区域中凹部和突起部彼此面对。此外,也能够改变突起部的在凹部以上的高度及其形状。通过这样做,当第二夹持件22通过凹突部VX从第一夹持件21行进的距离小时,能够减少第一夹持件21与第二夹持件22的摩擦扭矩。相反地,当第二夹持件22通过凹突部VX从第一夹持件21行进的距离大时,能够增加第一夹持件21与第二夹持件22的摩擦扭矩。
    本实施例的具有上述结构的铰链装置10与对比技术中描述的铰链装置9相比可以获得更大的摩擦扭矩。如图4A中所示,在该实施方式的示例中,存在有三个摩擦表面TP。因此,将通过使用图5A中示出的锥形摩擦板的模型对图4A中示出的铰链装置10中的一个摩擦表面TP上的摩擦扭矩进行描述。此处,两个锥形摩擦板31和32的外直径假设为φ1,其内直径假设为φ2,两个锥形摩擦板31和32的锥形表面的摩擦系数假设为μ,以及当施加至两个锥形摩擦板31和32的作用压力为F时产生的摩擦扭矩假设为T。此外,锥角假设为θ,并且当施加作用压力F时在两个锥形摩擦板31和32的法向方向上的作用压力假设为Fn。
    假设Rw表示等效摩擦半径。那么,在作用压力F施加至两个锥形摩擦板31和32时产生的摩擦扭矩T通过下面的公式(3)给出,并且等效摩擦半径Rw通过下面的公式(4)给出。附带地,锥形摩擦板31和32中的等效摩擦半径Rw的公式(4)与对比技术中描述的环形摩擦板51和52的等效摩擦半径Rw的公式(2)相同。此外,通过下面的公式(5)给出了沿法向方向的作用压力Fn,即,作用在两个锥形摩擦板31和32的侧面上的作用压力Fn。
    T=Rw·μ·Fn...(3)
    Rw=(φ1323)/[3·(φ1222)]...(4)
    Fn=F/(sinθ+μ·cosθ)...(5)
    在公式(5)中,通过以使作为分母的(sinθ+μ·cosθ)小于1的方式设置锥角θ,能够使得沿法向方向的作用压力Fn,即,作用在两个锥形摩擦板31和32的侧面上的作用压力Fn,大于作用压力F。这样使得能够在将作用压力F保持在特定作用压力的同时增大由公式(3)给出的摩擦扭矩T。即,即使当铰链装置10的外直径减小时,通过用沿法向方向的作用压力Fn——即,作用在两个锥形摩擦板31和32的侧面上 的作用压力Fn——的增加来补偿等效摩擦半径Rw的减小,能够使得摩擦扭矩T等于或大于在铰链装置10的外直径减小之前产生的摩擦扭矩T。
    图5B中所示的表格示出了在使用了具有7mm的外直径φ1和3mm的内直径φ2的环形摩擦板51和52的对比技术中和在使用了具有5mm的外直径φ1和3mm的内直径φ2的锥形摩擦板31和32的实施方式中的等效摩擦半径Rw和摩擦扭矩T的大小的计算示例。如从图5B中清楚看到的,与对比技术的摩擦板51和52相比,虽然本实施方式的外直径φ1较小,但本实施方式的摩擦板31和32的摩擦扭矩T较大。基于公式(5),虽然施加在本实施方式的摩擦板31和32的锥形表面上的作用压力Fn取决于摩擦系数μ,但如果锥角θ设为大约30度,则能够使本实施方式的锥形摩擦板31和32的摩擦扭矩T大于对比技术的环形摩擦板51和52的摩擦扭矩T。附带地,由于摩擦力与两个摩擦板之间的接触面积无关,因此能够通过增加沿法向方向的作用压力Fn,即,作用在两个锥形摩擦板31和32的侧面上的作用压力Fn,来增加摩擦力。
    图6A示出了表示当外直径φ设为5mm并且作用压力F施加在本实施方式的铰链10中时的状态。在该模型中,存在有三个摩擦表面TP和一个凹突部VX。因此,该模型的摩擦扭矩T2为三个锥形摩擦板之间的扭矩与一个环形摩擦板之间的摩擦扭矩之和。假设摩擦表面TP中的锥角θ为30度。那么,通过下面的公式(6)给出了此时的摩擦扭矩T2。
    T2=3×Rw×μ×Fn+Rw×μ×F
    =(φ1323)/[3×(φ1222)]
    ×{[3/(sinθ+μ×cosθ)]+1}×μ×F
    =R2×μ×F...(6)
    因为当φ1=5mm,φ2=3mm,μ=0.2并且θ=30°时R2=11.1mm,所以T2=11.1×μ×F(N mm)。
    另一方面,图6B示出了表示下述状态的模型:外直径φ设置为7mm并且作用压力F作用在对比技术的铰链装置9中。在该模型中,如果凹突部VX被认为是摩擦表面,则存在四个摩擦表面TP。因此,该模型的摩擦扭矩T1为四个环形摩擦板之间的摩擦扭矩之和。通过下面公式(7)给出了此时的摩擦扭矩T1。
    T1=4×Rw×μ×F
    =4×(φ1323)/[3×(φ1222)]×μ×F
    =R1×μ×F...(7)
    因为当φ1=7mm,φ2=3mm并且μ=0.2时R1=10.5mm,所以T1=10.5×μ×F(N mm)。
    如上所述,根据本实施方式的铰链装置,由于公式(6)中的值大于公式(7)中的值,因此即使当铰链装置的外直径从7mm减小至5mm时也能够产生所期望的大的摩擦扭矩,并且能够实现超薄笔记本电脑。此外,由于能够通过锥形摩擦板的锥角调节摩擦扭矩,因此即使在具有相同外直径的铰链装置中也能够设置多个摩擦扭矩。即,即使当铰链装置的摩擦构件之间的摩擦系数μ和作用压力F固定时,也能够通过改变锥形摩擦板的锥角调节摩擦扭矩。
    以上通过特别地参照本实施方式的优选示例对实施方式进行了详细地描述。
    本文所陈述的所有示例和条件性语言旨在教导的目的,以帮助读者理解本发明和由本发明人提出的促进本领域发展的构思,不应解释为对这些具体陈述的示例和条件的限制,并且说明书中的这些示例的编排也不涉及本发明的优缺点的体现。虽然已经详细地描述了本发明的实施方式,但应当了解的是,可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种改变、替换和变更。

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    铰链 装置
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