可变化扭力的铰链 【技术领域】
本实用新型涉及一种铰链，特别是涉及一种显示器相对主机本体展开后，在不同角度有不同的重力，是可依其相应所需的扭力大小而变化的铰链。
背景技术
笔记本电脑、个人数码助理、数码相机以及行动电话等3C电子装置，主要是将显示器与主机本体采用铰链(Hinge)以轴接方式组接，而铰链的设计主要在于提供扭力而使显示器与主机本体之间不但相互连接且可相对展开的功能，且显示器与主机本体两者相对展开到特定位置时，不会轻易受到外力而随意变更两者的相对位置。
在中国台湾专利公告第539154号揭露了一种可提供高扭力的铰链装置，包括第一连接单元、第二连接单元以及一扭力单元；第一连接单元具有一枢轴；第二连接单元包括设有一供枢轴穿过的轴孔的轴座；扭力单元则藉由第一摩擦元件与第二摩擦元件确实与枢轴产生同步的转动，而压迫弹性元件储存弹性恢复力，进而使第一连接单元以枢轴相对第二连接单元转动时，可因为迫紧所产生的摩擦力而产生转动所需的高扭力。
然而，上述的装置虽可提供高扭力以供显示器相对主机本体而展开，且无论显示器相对主机本体地展开角度的大小，此装置皆提供一定的扭力，但是，显示器相对主机本体的展开角度在零度以及一百八十度时，由于显示器本身的重量，因此所需的扭力应为最大，相对的，于九十度时所需扭力较小，因此上述的装置所提供一定值的高扭力，会使得所有元件不断被紧迫压制，因此在长时间使用之后，元件的耗损率高，铰链的使用寿命也跟着减短。
由此可见，上述现有的铰链在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决铰链存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的铰链存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的可变化扭力的铰链，能够改进一般现有的铰链，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
【发明内容】
本实用新型的目的在于，克服现有的铰链存在的缺陷，而提供一种新型结构的可变化扭力的铰链，所要解决的技术问题是使其可以随着显示器相对主机本体之间展开的角度而改变铰链所提供的扭力，从而更加适于实用。
本实用新型的目的以及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种可变化扭力的铰链，用以连接一显示器8以及一主机本体9，并提供该显示器8相对该主机本体9展开时所需的扭力，该铰链包括一转轴1的一端枢接一支撑架2用以连接该显示器8，该转轴1的另一端枢接一固接座3用以连接该主机本体9，而该转轴1用以枢接该固接座3的一端更枢接有一摩擦单元4、一扭力调整单元5、一弹性单元6，并以一固定元件7紧迫压制该弹性单元6；该扭力调整单元5包括一定位件50以及一转动件51，该定位件50具有一凸部500而固接于该固接座3的一卡槽331，而该定位件50不随该转轴1转动，该转动件51具有一穿孔510，该穿孔510的截面形状与该转轴1的截面形状相同，而该定位件50随着该转轴1转动；该定位件50与该转动件51的相接面分别为第一接触面502以及第二接触面511，且该定位件50与该转动件51具有一总厚度；该显示器8相对该主机本体9展开零度，该定位件50与该转动件51具有一第一总厚度T0，该显示器8相对该主机本体9由零度展开至九十度，该定位件50与该转动件51的总厚度渐减，而该显示器8相对该主机本体9展开至九十度，该第一接触面502是与该第二接触面511为密合，且该定位件50与该转动件51具有一第二总厚度T90，而该显示器8相对该主机本体9由九十度展开至一百八十度，该定位件50与该转动件51的总厚度渐增，而该显示器8相对该主机本体9展开一百八十度，该定位件50与该转动件51具有一第三总厚度T180，而该第三总厚度T180大于该第一总厚度T0，该第一总厚度T0又大于该第二总厚度T90。
本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的可变化扭力的铰链，其中所述的摩擦单元4包括至少一摩擦元件，该些摩擦元件会随该转轴1而转动。
前述的可变化扭力的铰链，其中所述的弹性单元6包括至少一弹性元件(60)。
前述的可变化扭力的铰链，其中所述的该些弹性元件60为皿型弹片。
前述的可变化扭力的铰链，其中所述的该些弹性元件60为环形弹片。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到上述目的，本实用新型提供了一种可变化扭力的铰链，这种可变化扭力的铰链的较佳实施方案，包括了一转轴、一支撑架、一固接座、一摩擦单元、一扭力调整单元、一弹性单元以及一固定元件。其中转轴的两端分别枢接支撑架以及固接座而用于连接显示器以及主机本体，并使显示器可相对于主机本体而展开，转轴的一端于连接固接座之后，再安装摩擦单元、扭力调整单元、弹性单元，并以固定元件螺锁整个铰链结构；其中摩擦单元与转轴一起转动而用以提供摩擦力，再配合弹性单元被压迫时所产生的弹性恢复力而可提供展开显示器所需的扭力。
经由上述可知，本实用新型是有关于一种可变化扭力的铰链，是藉由一转轴的两端分别枢接支撑架以及固接座而用于连接显示器以及主机本体，并使显示器可相对于主机本体而展开，转轴的一端于连接固接座后，再安装摩擦单元、扭力调整单元、弹性单元，再以固定元件迫紧压缩整个铰链结构；本实用新型通过扭力调整单元的定位件以及转动件两者相接面的形状改变，而改变不同角度展开显示器时定位件以及转动件之间的密合程度，并对弹性单元有不同的压迫程度，进而提供一种随着显示器相对主机本体的展开角度而改变所提供扭力的铰链，亦具有延长铰链使用寿命的优点。
借由上述技术方案，本实用新型可变化扭力的铰链至少具有下列优点：
本实用新型通过于铰链中加入一扭力调整单元以调整扭力符合实际展开显示器所需的手段，其主要藉由扭力调整单元中定位件以及转动件两者相接面的形状变化，进而改变展开显示器不同角度时定位件以及转动件相接面的密合状态，如此可配合展开显示器时实际所需的扭力变化，亦即显示器相对主机本体展开九十度时的扭力最小，朝一百八十度以及零度方向展开则扭力渐增，因而具有延长铰链使用寿命的优点。
综上所述，本实用新型特殊结构的可变化扭力的铰链，其功能在于可以随着显示器相对主机本体之间展开的角度而改变铰链所提供的扭力。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的铰链具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
图1绘示可变化扭力的铰链的实施例分解构造。
图2绘示可变化扭力的铰链的实施例组合示意图。
图3绘示可变化扭力的铰链的实施例中扭力调整单元的定位件以及转动件的构造。
图4绘示可变化扭力的铰链的实施例于使用中的扭力变化曲线。
图5-1～图5-3绘示可变化扭力的铰链的实施例于显示器相对主机本体展开的侧面作动示意图。
图6-1～图6-3绘示可变化扭力的铰链的实施例中扭力调整单元于显示器相对主机本体展开时的密合状态示意图。
【具体实施方式】
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的可变化扭力的铰链其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
首先请参阅图1所示，其中揭露了本新型所提出的可变化扭力的铰链的较佳实施例，本较佳实施例用以提供显示器(图中未示)相对于主机本体(图中未示)掀开所需的扭力，其包括有一转轴1、一支撑架2、一固接座3、一摩擦单元4、一扭力调整单元5、一弹性单元6以及一固定元件7，而其组合图请配合参阅图2所示。
其中转轴1上设置有一固定的限制部10，用以区隔转轴1两端的元件：限制部10的一端具有一固接部11并与支撑架2的固接孔20连接，而用以与显示器结合，此支撑架2会随转轴1而一起旋转，而可带动显示器展开与闭合；另，转轴1位于限制部10的另一端为套合部12，而套合部12于其轴径外缘两侧具有对称的接触面120，此套合部12用以枢接固接座3、摩擦单元4、扭力调整单元5以及弹性单元6，另，在套合部12的后端更有一螺纹部13，用以螺锁固定元件7而紧迫压制前方所有元件。
固接座3通过上方一固定杆30、至少一固定孔31以及一辅助固接元件32而结合固定于主机本体(图中未示)，另，固接座3是通过一衬垫元件33上的一圆孔330以供转轴1穿过，且衬垫元件33上更有一卡槽331。
摩擦单元4包括第一摩擦元件40、第二摩擦元件41以及第三摩擦元件42，而其中第一摩擦元件40是密贴附于限制部10以及衬垫元件33之间，而第二摩擦元件41是密贴附于衬垫元件33以及扭力调整单元5之间，又，第三摩擦元件42是密贴附于弹性单元6以及固定元件7之间。第一摩擦元件40、第二摩擦元件41以及第三摩擦元件42的中央处形成一配合转轴1的套合部12截面形状的第一穿孔400、第二穿孔410以及第三穿孔420，而使摩擦单元4整体能随着转轴1一起旋转，进而增加运转时的摩擦阻力，然，摩擦单元4中摩擦元件的设置个数并不以图中所示为限，可视使用者的需求而有所增减。
再请配合参阅图3所示，于本较佳实施例中，扭力调整单元5包括一定位件50以及一转动件51；定位件50通过一凸部500而卡设于固接座3的卡槽331，且其具有一圆形穿孔501以供转轴1穿过，因此定位件50不会随着转轴1而转动；另，转动件51的中央处形成一配合转轴1的套合部12截面形状的穿孔510，故转动件51会随转轴1而同步转动。
又，于本较佳实施例中，定位件50以及转动件51具有一旋转行程，其藉由定位件50以及转动件51的相接面形状的设计而达成，进而改变定位件50以及转动件51的相接面的密合状态；定位件50以及转动件51的相接面分别为第一接触面502以及第二接触面511，第一接触面502具有一基准点503，又，第二接触面511依其角度区分为三个点：零度基准点512、九十度基准点513以及一百八十度基准点514，而第二接触面511以零度基准点512以及一百八十度基准点514所连接的对称线的两侧结构为相互对称，另，第二接触面511是由穿孔510处往外侧渐高而具有一径向斜率，且此径向斜率以一百八十度基准点514最高，并往九十度基准点513渐减而至最低，再往零度基准点512渐升，并使一百八十度基准点514的径向斜率大于零度基准点512的径向斜率。
而当基准点503与第二接触面511的九十度基准点513位置相符合时，定位件50以及转动件51两者可相互组合而无间隙，因此第一接触面502与第二接触面511两者为相对的结构。
在扭力调整单元5后方更有一弹性单元6，而于此较佳实施例中，弹性单元6包括四个弹性元件60，而这些弹性元件60如图所示为皿型弹片，然，亦可为环形弹片等类似功能者可取代之，而不以上述的皿型弹片为限，另外，弹性元件60的数量亦可视使用者的需求而有所增减。
本较佳实施例的可变化扭力的铰链于组合后的构造如图2所示，当固定元件7螺锁于螺纹部13时，会渐渐压迫转轴1、固接座3、摩擦单元4、扭力调整单元5以及弹性单元6相互紧密接触，而使弹性单元6产生变形而储存弹性恢复力，最后当固定元件7不再往前螺锁时，弹性单元6则会释放其弹性恢复力而形成内部持续紧迫的力量。于本较佳实施例的铰链以应用于笔记本电脑为例，然，亦可应用于个人数码助理、数码相机以及行动电话等显示器与主机本体之间需相互连接且可相对转动的电子装置上。
本实施例于使用之时，请配合参阅图4、图5-1～图5-3以及图6-1～图6-3所示。原始显示器8相对于主机本体9为闭合时，如图5-1以及图6-1所示，定位件50以及转动件51的厚度相加而具有一第一总厚度T0(图6-1)；当使用者将显示器8掀开，而使显示器8与主机本体9呈九十度时(图5-2)，此时铰链所产生的扭力为最低值(图4)，由于定位件50以及转动件51于此时为密合的，亦即定位件50的第一接触面502的基准点503与转动件51的第二接触面511的九十度基准点513位置相符合，因此定位件50以及转动件51两者为相互组合状态而无间隙，将定位件50与转动件51厚度相加而得一第二总厚度T90，因此给予弹性单元6最小值的压迫力量，因而所产生的扭力较低。
当使用者将显示器8与主机本体9之间由九十度往一百八十度掀开时(图5-3)，所产生的扭力会渐增，并至一百八十度而达到最高值(图4)，而定位件50以及转动件51的厚度相加而得一第三总厚度T180，(图6-3)，亦即定位件50的第一接触面502的基准点503与转动件51的第二接触面511的一百八十度基准点514位置相符合，且由于于一百八十度基准点514的径向斜率为第二接触面511中最高值，因此所产生的第三总厚度T180进而压迫弹性单元6，而使弹性单元6产生更大的形变，因而产生最高值的扭力。
又，相对的，当使用者将显示器8与主机本体9之间由九十度往零度关闭时(图5-1)，所产生的扭力由九十度至零度而渐增，并于零度而达到另一高值(图4)，而定位件50以及转动件51的厚度相加而得一第一总厚度T0(图6-1)，亦即定位件50的第一接触面502的基准点503与转动件51的第二接触面511的零度基准点512位置相符合，且由于第二接触面511的径向斜率由九十度基准点513渐升至零度基准点512，因此所产生的第一总厚度T0进而压迫弹性单元6，而使弹性单元6产生更大的形变，进而产生高于展开至九十度时的扭力。
由于第二接触面511各点的径向斜率以一百八十度基准点514为最高，再往九十度基准点513而渐减，并于九十度基准点513达到最低，再往零度基准点512而渐升，另外，一百八十度基准点514的径向斜率又大于零度基准点512，故，第三总厚度T180会大于第一总厚度T0，而第二总厚度T90为最小值；因此，弹性单元6被压迫的力量以显示器8相对主机本体9展开的角度于一百八十度时最大，再依序为零度以及九十度。
由于弹性单元6被压迫的力量愈大，铰链所产生的扭力也愈大，因此可达到图4所示的扭力曲线。因而藉此可配合显示器8相对主机本体9的展开角度在零度以及一百八十度时，由于显示器8本身的重量，因此所需的扭力应为最大，相对的，于九十度时所需扭力较小的需求。
综上所述，本新型的可变化扭力的铰链主要利用扭力调整单元5的定位件50以及转动件51两者相接面的密合状态，在使用者相对主机本体9打开显示器8呈现不同角度时，可依其相应所需的扭力大小而改变铰链所能提供的扭力大小，以达到延长铰链使用寿命的目的。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。