hinge 基本介紹

1、HINGE 介紹介紹 Present by Robenchen2008/12/11內(nèi)容 1.HINGE 組成及應用原理 2.HINGE的分類 3.扭力計算HINGE 組成Hinge 應用原理 Hinge 主要是利用干涉(一字型、雙包、鋅合金結(jié)構)及彈簧反作用力(wash 結(jié)構)作用的原理，來產(chǎn)生扭力，以達到所需求之功能性Hinge 應用範圍 HINGE應用于電子類、電器類、計算機、信息類、通信類、照相機、儀器類等產(chǎn)品之連結(jié)軸，其扭力值從0.1至20公斤，可供手提電腦、平板計算機、液晶顯示器、手機、掌上型網(wǎng)絡通信器等商品使用。Hinge 常用相關名詞 1.扭力扭力 (Torque)扭力計施力于軸

2、上或旋轉(zhuǎn)臂所產(chǎn)生之旋轉(zhuǎn)力謂之；力臂長X磨擦力量之大小為扭力值，一般以kg-mm或kg-cm表示之。2.靜磨擦力（靜磨擦力（Static Torque） 物體在靜止時所承受的磨擦力，靜磨擦力一定大于(或接近)動磨擦力。靜磨擦力一般是樞軸先旋轉(zhuǎn)左、右各半圈(180以上)后，再轉(zhuǎn)動時所測得之扭力值。3.最大靜磨擦力（最大靜磨擦力（Max Static Torque） (Initid Torque) 物體在移動前施以最大力使其移動者。最大靜磨擦力是樞軸在停止狀態(tài)下4小時后，首次轉(zhuǎn)動之最大扭力。BOSS強度設計之參考依據(jù)。4.動磨擦力（動磨擦力（Dynamic Torque） 物體在移動時所承受的磨擦力

3、。5.回彈力回彈力 (Spring-Back) 樞軸于旋轉(zhuǎn)時系以磨擦力支撐；經(jīng)旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生扭抗力，故停止時有回彈之現(xiàn)象，其回彈角度系以扭抗力之大小而定。 Hinge 分類 .依其特性的不同，主要可以分為依其特性的不同，主要可以分為 一字型結(jié)構 雙包性結(jié)構 鋅合金結(jié)構 墊片結(jié)構 雙軸結(jié)構 凸輪結(jié)構等。墊片墊片結(jié)構之特性 墊片型結(jié)構墊片型結(jié)構 墊片型結(jié)構，主要是以彈片搭配螺帽之鎖緊方式控制調(diào)節(jié)扭力大小，依照其墊片結(jié)構特性 可延伸出360度無段式、自動彈開式、兩段扭力式、固定角度式。墊片墊片結(jié)構之特性 以下為墊片結(jié)構設計之參考值 :結(jié) 構結(jié)構外徑TORQUE結(jié)構長度LCD SIZELIFE TEST墊

4、片5 mm 3 kg-cm8 mm 10以下20000次15%6 mm 6.5 kg-cm10 mm 12.120000次15%6.5 mm 7.5 kg-cm11 mm 14.120000次15%7 mm 8 kg-cm12 mm 1520000次15%7.5 mm 9 kg-cm13 mm 1520000次15%8 mm 10 kg-cm14 mm 1520000次15%10 mm 20 kg-cm18 mm 1520000次15%以上數(shù)據(jù)僅供參考墊片墊片結(jié)構之特性 墊片結(jié)構之優(yōu)缺點墊片結(jié)構之優(yōu)缺點 : 優(yōu)點：優(yōu)點： 1.可使用螺帽調(diào)整扭力，增加扭力制程良品率可使用螺帽調(diào)整扭力，增加扭力制

5、程良品率達達95%以上。以上。 2.同一同一HINGE可調(diào)整多種不同扭力，滿足不同可調(diào)整多種不同扭力，滿足不同PNL之需求。之需求。 3.結(jié)構變化大，可制作多種不同功能之結(jié)構變化大，可制作多種不同功能之HINGE。 4.可利用不同螺帽顏色管制，區(qū)分左右向與不可利用不同螺帽顏色管制，區(qū)分左右向與不同扭力之同扭力之HINGE。墊片墊片結(jié)構之特性 缺點： 1.磨擦面積小，結(jié)構尺寸直徑需加大。 2.使用零件多，組裝工程費時。 3.使用螺帽鎖附扭力，設計時需注意防止螺帽松脫。 4.因此結(jié)構屬外露式架構，需注意漏油問題點。墊片墊片結(jié)構之特性 其它： 1.螺帽可用鉚合取代，縮短結(jié)構長度。 2.使用零件多，需

6、注意組裝順序與數(shù)量。 3.使用零件多，設計時需注意產(chǎn)生磨擦力之接口。 4.動靜磨擦力差距大，約0.51.0 -NutDiskDisk雙包結(jié)構雙包結(jié)構 雙包結(jié)構特性雙包結(jié)構，主要是利用沖制件與轉(zhuǎn)軸干涉之原理，以產(chǎn)生扭力，利用控制干涉量大小，達到控制扭力大小的目的，依照其雙包結(jié)構特性可延伸出 開輕關重(上蓋開啟時扭力較輕，關閉時扭力較重)，固定角度(stopper)定位，自動彈開(pop-up)等較特殊之結(jié)構。 雙包結(jié)構設計之參考值結(jié) 構結(jié)構外徑TORQUE結(jié)構長度Bracket 厚度LCD SIZELIFE TEST雙包4 mm3.5 kg-cm14 mmSK7 or SUS301 0.8t12

7、.1以下20000次15%5.5 mm7 kg-cm14 mmSK7 1.0t13.320000次15%6 mm10 kg-cm20 mmSK7 1.0t1520000次15%5 mm4.5 kg-cm11.5 mmSK7 0.8t12.1以下20000次15%5.6 mm6 kg-cm12 mmSK7 1.0t12.120000次15%5.6 mm7 kg-cm15 mmSK7 1.0t13.320000次15%6 mm9 kg-cm15 mmSK7 1.2t1520000次15%6 mm8 kg-cm15 mmSK7 1.0t14.120000次15%6.5 mm9 kg-cm17 mmS

8、K7 1.0t1520000次15%7 mm10 kg-cm12 mmSK7 1.2t1520000次15%7 mm12 kg-cm17 mmSK7 1.2t1520000次15%雙包結(jié)構之優(yōu)缺點雙包結(jié)構之優(yōu)缺點 優(yōu)點： 1.扭力值較傳統(tǒng)多摩擦接口之結(jié)構穩(wěn)定。 2.使用零件少，組裝工程簡單方便。 3.結(jié)構直徑最小，可產(chǎn)生高扭力。 4.結(jié)構變化大，可制作多種不同功能之HINGE。 5.搖擺壽命試驗效果佳。雙包結(jié)構之優(yōu)缺點雙包結(jié)構之優(yōu)缺點 缺點： 此結(jié)構SPRING-BACK最為嚴重；追加輔助承架可改善SPRING-BACK 之狀況。2. 承架模具困難度高，開模時間長，依其復雜度約3 4 星期。鋅

9、合金結(jié)構鋅合金結(jié)構 鋅合金結(jié)構特性鋅合金結(jié)構，同雙包結(jié)構，也是利用沖制件與轉(zhuǎn)軸干涉之原理，再壓入鋅合金底座之中，藉以提升扭力之穩(wěn)定性，延長使用之壽命。依其結(jié)構特性可延伸出開輕關重(上蓋開啟時扭力較輕，關閉時扭力較重)，固定角度(stopper)定位，等結(jié)構 鋅合金結(jié)構鋅合金結(jié)構 以下為鋅合金結(jié)構設計之參考值結(jié) 構結(jié)構外徑TORQUE結(jié)構長度LCD SIZELIFE TEST鋅合金5.2 mm 4.5 kg-cm12 mm 12.120000次15%5.5mm 7 kg-cm15 mm 14.120000次15%6 mm 8 kg-cm13 mm 14.120000次15%7 mm 11 kg-

10、cm13 mm 1520000次15%8.4 mm 13 kg-cm13 mm 1520000次15%9 mm 20 kg-cm22 mm 1520000次15%以上數(shù)據(jù)僅供參考鋅合金結(jié)構之優(yōu)缺點鋅合金結(jié)構之優(yōu)缺點 優(yōu)點： 1.結(jié)構可置于鋅合金內(nèi)，與鋅合金形成一體。 2.鋅合金成型容易，可制作不規(guī)則同功能之HINGE。 3.使用零件少，組裝工程簡單方便。 4.搖擺壽命試驗效果佳 鋅合金結(jié)構之優(yōu)缺點鋅合金結(jié)構之優(yōu)缺點 缺點： 1.鋅合金材質(zhì)較軟，經(jīng)LIFE TEST 后容易產(chǎn)生晃動。 2.鋅合金容易干涉扭力，易造成假性扭力產(chǎn)生。 3.鋅合金成型時有條件限制，需注意厚度狀況。 4.模具開發(fā)時間較長

11、，依其復雜度約3 4 星期，修改不易 鋅合金結(jié)構之優(yōu)缺點鋅合金結(jié)構之優(yōu)缺點 其它： 1.此結(jié)構屬干涉配合，固定管簧架搭配不同轉(zhuǎn)軸尺寸生產(chǎn)。 2.管黃架尺寸要求高，穩(wěn)定性很重要。 3.正反轉(zhuǎn)扭力值差距須測試至0.5Kg-cm以內(nèi)。鋅合金鋅合金雙包結(jié)構雙包結(jié)構一字型結(jié)構一字型結(jié)構 一字型結(jié)構，主要是利用公軸與母軸間干涉之原理，產(chǎn)生扭力值，此結(jié)構空間最為節(jié)省，因皆為車件無須開模，故開發(fā)時間也相對最短。一字型結(jié)構一字型結(jié)構 以下為一字型結(jié)構設計之參考值結(jié) 構結(jié)構外徑TORQUE結(jié)構長度LCD SIZELIFE TEST一字型5 mm 5 kg-cm10 mm 12.1以下20000次20%6 mm 9

12、 kg-cm13 mm 1520000次20%6.5 mm 10 kg-cm13 mm 1520000次15%6 mm 6 kg-cm13 mm 12.120000次15%6.5 mm 7.5 kg-cm13 mm 14.120000次15%7 mm 10 kg-cm14 mm 1520000次20%10 mm 20 kg-cm15 mm 1520000次20%以上數(shù)據(jù)僅供參考一字型結(jié)構之優(yōu)缺點一字型結(jié)構之優(yōu)缺點 優(yōu)點： 1.HINGE成一字型之形狀，最省空間。 2.所有零件皆為車制品，無須再開發(fā)模具。 3.使用零件少，組裝工程簡單方便。一字型結(jié)構之優(yōu)缺點一字型結(jié)構之優(yōu)缺點 缺點： 1.此結(jié)構

13、屬干涉配合，結(jié)構尺寸搭配精密度高。 2.母軸內(nèi)孔真圓度會影響整圈扭力之穩(wěn)定性。 3.防脫出設計須考慮能重復拆裝而不被破壞。 4.扭力搭配直通率低，重工作業(yè)需列入標準流程。一字型結(jié)構之優(yōu)缺點一字型結(jié)構之優(yōu)缺點 其它： 1.母軸可用沖制件取代，但結(jié)構長度會增長。 2.公軸與母軸于投線前均須篩選分類，搭配尺寸組裝。 3.公軸結(jié)構部位可依需求修改，以搭配扭力為主要需求。彈性缺口彈性缺口徑向磨擦面徑向磨擦面凸輪式結(jié)構凸輪式結(jié)構 凸輪式結(jié)構，利用有彈簧產(chǎn)生之力量推擠凸輪產(chǎn)生扭力，并可變化凸輪形狀來產(chǎn)生扭力之變化。此結(jié)構多用于手機或PDA、DSC、DV 等，所需扭力值較小之產(chǎn)品。 凸輪結(jié)構之優(yōu)缺點凸輪結(jié)構之

14、優(yōu)缺點 優(yōu)點： 1.扭力值穩(wěn)定，生產(chǎn)時只需抽測扭力即可。 2.利用凸輪形狀，便可制作多種扭力變化功能之HINGE。 3.搖擺壽命試驗效果佳，壽命可達10萬次以上。 4.HINGE共享機率高，容易推動標準化。 5.LCD MODULE 可以減少一件 hook機構件 使PANEL 上端機構簡化凸輪結(jié)構之優(yōu)缺點凸輪結(jié)構之優(yōu)缺點 缺點： 1.彈簧所產(chǎn)生之力量低，只適合制作低扭力之HINGE。 2.所使用之功能性較多變，容易造成開發(fā)瓶頸。 3.模型制作較困難，樣品尺寸需仔細確認。 4.因凸輪的材質(zhì)問題,目前auto lock hinge只適用在13吋以下的PANELAuto Lock HingeAuto

15、 Lock HingeAuto Lock HingeAuto Lock HingeHinge 的相關測試 壽命測試 : 一般NB測試規(guī)格定義(1) 往復開關0180之間均可，壽命2萬次以上。(2) 往復速度一般以每分鐘415次。(3)我們公司定義開合為25000次(單邊12500次),每分鍾8次Hinge 的相關測試Hinge 的相關測試2. 耐振測試：耐振測試：振動頻率530HZ，經(jīng)24小時無不良情形。3. 落地測試：落地測試：3公尺高度自然落下無不良情形。4. 儲存溫度測試儲存溫度測試:經(jīng)20及70 ，放置96小時，無不良變化且滿足樞軸之基本性能。5. 扭力長期變化性能扭力長期變化性能：（

16、放置一年每周測試）扭力值衰減7以內(nèi)。6. 潤滑油脂：潤滑油脂：使用特殊油脂適合HINGE之專用油脂。耐ABS腐蝕，經(jīng)一年放置無不良情形。放置于100 溫度槽內(nèi)；經(jīng)24小時未變化。Hinge 的相關測試 7. 特色：特色： R、L向可依不同顏色螺帽區(qū)別，或用字模、噴印方式，亦可用標簽區(qū)別。 8. 各零件之硬度檢測：各零件之硬度檢測：(1)SUS類檢測 : 一般支架以 SUS 居多，以 微小(維克式)硬度計(HV) 測試，常用支架材質(zhì)為SUS 304 1/2H 硬度為 HV 260 。(2)SK7(5) 類檢測 : 一般以輔助承架、墊片、雙包承架等居多，以洛式硬度試驗機(HRC)測試，硬度范圍約在

17、 HRC 4552之間。(3)SUM22(24) 類檢測 : 快削剛，多用于車制件居多，以洛式硬度試驗機(15N)測試，依不同需求，硬度范圍約在 15N 6078之間。Hinge 的相關測試 9. 鹽水噴霧試驗：經(jīng)由 24H 鹽水噴霧測試，試驗其抗腐蝕性Hinge 的相關測試 10. 微電腦拉力試驗：于進料時測試材料之抗拉強度與降伏點，與材質(zhì)證明是否符合。 11. 三次元量測儀 ：模具品首批量完成時，會依客戶提供原圖，量測FAI，檢測各尺寸。 12. 膜厚試驗：檢測電鍍層之模厚，一般約為6。Hinge 的檢測方式 扭力檢驗 : 一般就 Hinge 而言，除特殊之功能性外，最重要即是其扭力值，一

18、般就NB 扭力而言，所定義之扭力公差為 ，生產(chǎn)時由廠商全檢，以確保扭力質(zhì)量之穩(wěn)定性。 其檢測方式為，依不同機種使用其不同之測試治具，置于扭測機上作扭力值測試，先預搖3次后(0 使用角度)，做扭力值判定，此時采取最大之靜摩擦值(扭測機上之PEAK 值)，作為檢測之判定值。Hinge 的檢測方式Hinge 尺寸檢驗模具品 T1時 ，可請廠商提供 FAI 量測數(shù)據(jù)，作為參考用，生產(chǎn)前則可請廠商提供尺寸全檢治具，作為量測之依據(jù)，其量測標準為 最佳為 Hinge 不需施加外力，可自然落下，允收標準為 輕壓 Hinge 可使其平貼全檢治具。Hinge 的檢測方式Hinge 外觀檢驗Life Test 前

19、: 表面需干凈，不可有明顯刮傷、壓傷、變形、缺少零件等情形，亦不可有多余油脂外溢之情形。Life Test 后 : 不可有油脂滴落之情形發(fā)生，不可有產(chǎn)生裂痕或斷裂，亦或產(chǎn)生粉狀之鐵屑之情況。Hinge 常見之問題 Freedown : Freedown 為 Hinge 最重大issue，此為 Hinge 最基本之要求，一般而言無論于 Life Test 前后均不可有此一現(xiàn)象發(fā)生，一般會發(fā)生 Freedown 之情況，可能為 :設計初期扭力規(guī)格訂定過低Hinge 制作時扭力值過低 over Spec. 動靜摩差差異過大測試過后扭力衰減過大，超過訂定之規(guī)格產(chǎn)生斷裂之情形，使得支撐扭力變低Hinge

20、 常見之問題漏油 :漏油主要是為了避免油脂滴落主機或塑料蓋，導致線路腐蝕或塑料變質(zhì)，關于漏油問題，一般在廠商提供之油脂證明已有針對此一問題做保證，其所使用之油脂不會對電子線路及塑料產(chǎn)生任何不良影響，但為避免后續(xù)問題，還是將此規(guī)范訂定為不可低落于 Hinge 外之其它零件，依此作為檢測標準。Hinge 常見之問題扭力值過大 over Spec.:Hinge 扭力設定除了考慮freedown 之情況外，還需考慮扭力過大之情況，一般而言，扭力過大可能使開啟時底座隨上蓋一起被抬起，或使User不易開啟，需使用較大之力量，甚至由于 Hinge 安全系數(shù)較高(一般設定為 扭力值 2.53 倍)，而塑料無法承受其力量，導致塑料破裂等情況。不過，此情況通常為測試后隨著油脂的減少而導致扭力值的爬升，此時則需增加油脂之含量，方可改善此一 issue。Hinge 常見之問題支架或輔助承架斷裂 :Hin