hinge 基本介绍

1、HINGE 介紹介紹 Present by Robenchen2008/12/11內容 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、双包、锌合金结构)及弹簧反作用力(wash 结构)作用的原理，来产生扭力，以达到所需求之功能性Hinge 應用範圍 HINGE应用于电子类、电器类、计算机、信息类、通信类、照相机、仪器类等产品之连结轴，其扭力值从0.1至20公斤，可供手提电脑、平板计算机、液晶显示器、手机、掌上型网络通信器等商品使用。Hinge 常用相关名词 1.扭力扭力 (Torque)扭力计施力于轴

2、上或旋转臂所产生之旋转力谓之；力臂长X磨擦力量之大小为扭力值，一般以kg-mm或kg-cm表示之。2.静磨擦力（静磨擦力（Static Torque） 物体在静止时所承受的磨擦力，静磨擦力一定大于(或接近)动磨擦力。静磨擦力一般是枢轴先旋转左、右各半圈(180以上)后，再转动时所测得之扭力值。3.最大静磨擦力（最大静磨擦力（Max Static Torque） (Initid Torque) 物体在移动前施以最大力使其移动者。最大静磨擦力是枢轴在停止状态下4小时后，首次转动之最大扭力。BOSS强度设计之参考依据。4.动磨擦力（动磨擦力（Dynamic Torque） 物体在移动时所承受的磨擦力

3、。5.回弹力回弹力 (Spring-Back) 枢轴于旋转时系以磨擦力支撑；经旋转后产生扭抗力，故停止时有回弹之现象，其回弹角度系以扭抗力之大小而定。 Hinge 分類 .依其特性的不同，主要可以分为依其特性的不同，主要可以分为 一字型结构 双包性结构 锌合金结构 垫片结构 双轴结构 凸轮结构等。垫片垫片结构之特性 垫片型结构垫片型结构 垫片型结构，主要是以弹片搭配螺帽之锁紧方式控制调节扭力大小，依照其垫片结构特性 可延伸出360度无段式、自动弹开式、两段扭力式、固定角度式。垫片垫片结构之特性 以下为垫片结构设计之参考值 :结 构结构外径TORQUE结构长度LCD SIZELIFE TEST垫

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%以上数据仅供参考垫片垫片结构之特性 垫片结构之优缺点垫片结构之优缺点 : 优点：优点： 1.可使用螺帽调整扭力，增加扭力制程良品率可使用螺帽调整扭力，增加扭力制

5、程良品率达达95%以上。以上。 2.同一同一HINGE可调整多种不同扭力，满足不同可调整多种不同扭力，满足不同PNL之需求。之需求。 3.结构变化大，可制作多种不同功能之结构变化大，可制作多种不同功能之HINGE。 4.可利用不同螺帽颜色管制，区分左右向与不可利用不同螺帽颜色管制，区分左右向与不同扭力之同扭力之HINGE。垫片垫片结构之特性 缺点： 1.磨擦面积小，结构尺寸直径需加大。 2.使用零件多，组装工程费时。 3.使用螺帽锁附扭力，设计时需注意防止螺帽松脱。 4.因此结构属外露式架构，需注意漏油问题点。垫片垫片结构之特性 其它： 1.螺帽可用铆合取代，缩短结构长度。 2.使用零件多，需

6、注意组装顺序与数量。 3.使用零件多，设计时需注意产生磨擦力之接口。 4.动静磨擦力差距大，约0.51.0 -NutDiskDisk双包结构双包结构 双包结构特性双包结构，主要是利用冲制件与转轴干涉之原理，以产生扭力，利用控制干涉量大小，达到控制扭力大小的目的，依照其双包结构特性可延伸出 开轻关重(上盖开启时扭力较轻，关闭时扭力较重)，固定角度(stopper)定位，自动弹开(pop-up)等较特殊之结构。 双包结构设计之参考值结 构结构外径TORQUE结构长度Bracket 厚度LCD SIZELIFE TEST双包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%双包结构之优缺点双包结构之优缺点 优点： 1.扭力值较传统多摩擦接口之结构稳定。 2.使用零件少，组装工程简单方便。 3.结构直径最小，可产生高扭力。 4.结构变化大，可制作多种不同功能之HINGE。 5.摇摆寿命试验效果佳。双包结构之优缺点双包结构之优缺点 缺点： 此结构SPRING-BACK最为严重；追加辅助承架可改善SPRING-BACK 之状况。2. 承架模具困难度高，开模时间长，依其复杂度约3 4 星期。锌

9、合金结构锌合金结构 锌合金结构特性锌合金结构，同双包结构，也是利用冲制件与转轴干涉之原理，再压入锌合金底座之中，藉以提升扭力之稳定性，延长使用之寿命。依其结构特性可延伸出开轻关重(上盖开启时扭力较轻，关闭时扭力较重)，固定角度(stopper)定位，等结构 锌合金结构锌合金结构 以下为锌合金结构设计之参考值结 构结构外径TORQUE结构长度LCD SIZELIFE TEST锌合金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%以上数据仅供参考锌合金结构之优缺点锌合金结构之优缺点 优点： 1.结构可置于锌合金内，与锌合金形成一体。 2.锌合金成型容易，可制作不规则同功能之HINGE。 3.使用零件少，组装工程简单方便。 4.摇摆寿命试验效果佳 锌合金结构之优缺点锌合金结构之优缺点 缺点： 1.锌合金材质较软，经LIFE TEST 后容易产生晃动。 2.锌合金容易干涉扭力，易造成假性扭力产生。 3.锌合金成型时有条件限制，需注意厚度状况。 4.模具开发时间较长

11、，依其复杂度约3 4 星期，修改不易 锌合金结构之优缺点锌合金结构之优缺点 其它： 1.此结构属干涉配合，固定管簧架搭配不同转轴尺寸生产。 2.管黄架尺寸要求高，稳定性很重要。 3.正反转扭力值差距须测试至0.5Kg-cm以内。鋅合金鋅合金雙包結構雙包結構一字型结构一字型结构 一字型结构，主要是利用公轴与母轴间干涉之原理，产生扭力值，此结构空间最为节省，因皆为车件无须开模，故开发时间也相对最短。一字型结构一字型结构 以下为一字型结构设计之参考值结 构结构外径TORQUE结构长度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%以上数据仅供参考一字型结构之优缺点一字型结构之优缺点 优点： 1.HINGE成一字型之形状，最省空间。 2.所有零件皆为车制品，无须再开发模具。 3.使用零件少，组装工程简单方便。一字型结构之优缺点一字型结构之优缺点 缺点： 1.此结构

13、属干涉配合，结构尺寸搭配精密度高。 2.母轴内孔真圆度会影响整圈扭力之稳定性。 3.防脱出设计须考虑能重复拆装而不被破坏。 4.扭力搭配直通率低，重工作业需列入标准流程。一字型结构之优缺点一字型结构之优缺点 其它： 1.母轴可用冲制件取代，但结构长度会增长。 2.公轴与母轴于投线前均须筛选分类，搭配尺寸组装。 3.公轴结构部位可依需求修改，以搭配扭力为主要需求。彈性缺口彈性缺口徑向磨擦面徑向磨擦面凸轮式结构凸轮式结构 凸轮式结构，利用有弹簧产生之力量推挤凸轮产生扭力，并可变化凸轮形状来产生扭力之变化。此结构多用于手机或PDA、DSC、DV 等，所需扭力值较小之产品。 凸轮结构之优缺点凸轮结构之

14、优缺点 优点： 1.扭力值稳定，生产时只需抽测扭力即可。 2.利用凸轮形状，便可制作多种扭力变化功能之HINGE。 3.摇摆寿命试验效果佳，寿命可达10万次以上。 4.HINGE共享机率高，容易推动标准化。 5.LCD MODULE 可以減少一件 hook機構件 使PANEL 上端機構簡化凸轮结构之优缺点凸轮结构之优缺点 缺点： 1.弹簧所产生之力量低，只适合制作低扭力之HINGE。 2.所使用之功能性较多变，容易造成开发瓶颈。 3.模型制作较困难，样品尺寸需仔细确认。 4.因凸輪的材質問題,目前auto lock hinge只適用在13吋以下的PANELAuto Lock HingeAuto

15、 Lock HingeAuto Lock HingeAuto Lock HingeHinge 的相关测试 寿命测试 : 一般NB测试规格定义(1) 往复开关0180之间均可，寿命2万次以上。(2) 往复速度一般以每分钟415次。(3)我們公司定義開合為25000次(單邊12500次),每分鍾8次Hinge 的相关测试Hinge 的相关测试2. 耐振测试：耐振测试：振动频率530HZ，经24小时无不良情形。3. 落地测试：落地测试：3公尺高度自然落下无不良情形。4. 储存温度测试储存温度测试:经20及70 ，放置96小时，无不良变化且满足枢轴之基本性能。5. 扭力长期变化性能扭力长期变化性能：（

16、放置一年每周测试）扭力值衰减7以内。6. 润滑油脂：润滑油脂：使用特殊油脂适合HINGE之专用油脂。耐ABS腐蚀，经一年放置无不良情形。放置于100 温度槽内；经24小时未变化。Hinge 的相关测试 7. 特色：特色： R、L向可依不同颜色螺帽区别，或用字模、喷印方式，亦可用标签区别。 8. 各零件之硬度检测：各零件之硬度检测：(1)SUS类检测 : 一般支架以 SUS 居多，以 微小(维克式)硬度计(HV) 测试，常用支架材质为SUS 304 1/2H 硬度为 HV 260 。(2)SK7(5) 类检测 : 一般以辅助承架、垫片、双包承架等居多，以洛式硬度试验机(HRC)测试，硬度范围约在

17、 HRC 4552之间。(3)SUM22(24) 类检测 : 快削刚，多用于车制件居多，以洛式硬度试验机(15N)测试，依不同需求，硬度范围约在 15N 6078之间。Hinge 的相关测试 9. 盐水喷雾试验：经由 24H 盐水喷雾测试，试验其抗腐蚀性Hinge 的相关测试 10. 微电脑拉力试验：于进料时测试材料之抗拉强度与降伏点，与材质证明是否符合。 11. 三次元量测仪 ：模具品首批量完成时，会依客户提供原图，量测FAI，检测各尺寸。 12. 膜厚试验：检测电镀层之模厚，一般约为6。Hinge 的检测方式 扭力检验 : 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，所定义之扭力公差为 ，生产时由厂商全检，以确保扭力质量之稳定性。 其检测方式为，依不同机种使用其不同之测试治具，置于扭测机上作扭力值测试，先预摇3次后(0 使用角度)，做扭力值判定，此时采取最大之静摩擦值(扭测机上之PEAK 值)，作为检测之判定值。Hinge 的检测方式Hinge 尺寸检验模具品 T1时 ，可请厂商提供 FAI 量测数据，作为参考用，生产前则可请厂商提供尺寸全检治具，作为量测之依据，其量测标准为 最佳为 Hinge 不需施加外力，可自然落下，允收标准为 轻压 Hinge 可使其平贴全检治具。Hinge 的检测方式Hinge 外观检验Life Test 前

19、: 表面需干净，不可有明显刮伤、压伤、变形、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发生，不可有产生裂痕或断裂，亦或产生粉状之铁屑之情况。Hinge 常见之问题 Freedown : Freedown 为 Hinge 最重大issue，此为 Hinge 最基本之要求，一般而言无论于 Life Test 前后均不可有此一现象发生，一般会发生 Freedown 之情况，可能为 :设计初期扭力规格订定过低Hinge 制作时扭力值过低 over Spec. 动静摩差差异过大测试过后扭力衰减过大，超过订定之规格产生断裂之情形，使得支撑扭力变低Hinge

20、 常见之问题漏油 :漏油主要是为了避免油脂滴落主机或塑料盖，导致线路腐蚀或塑料变质，关于漏油问题，一般在厂商提供之油脂证明已有针对此一问题做保证，其所使用之油脂不会对电子线路及塑料产生任何不良影响，但为避免后续问题，还是将此规范订定为不可低落于 Hinge 外之其它零件，依此作为检测标准。Hinge 常见之问题扭力值过大 over Spec.:Hinge 扭力设定除了考虑freedown 之情况外，还需考虑扭力过大之情况，一般而言，扭力过大可能使开启时底座随上盖一起被抬起，或使User不易开启，需使用较大之力量，甚至由于 Hinge 安全系数较高(一般设定为 扭力值 2.53 倍)，而塑料无法承受其力量，导致塑料破裂等情况。不过，此情况通常为测试后随着油脂的减少而导致扭力值的爬升，此时则需增加油脂之含量，方可改善此一 issue。Hinge 常见之问题支架或辅助承架断裂 :Hin