研特公司HINGE各结构讲解

HINGEHinge介绍.HINGE的应用范围：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，可供手提计算机、平板计算机、液晶显示器、手机、手持式网络通信器等商品使用。.HINGE的应用原理及沿革：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，最初Hinge所使用范围较为狭隘，以定义使用在LCD与NB为最大宗，且最初设计大部份均为一字型结构及wash式结构，其所使用之功能性及结构设计、使用寿命、等等上都有其先天性结构上之限制，故后续才有其双包及锌合金结构等等的出现。Hinge结构发展至今，除基本之功能性要求之外，随着3c产业的蓬勃发展，也附加了越来越多的功能，越来越新颖的外型，以提供使用者更多更新更便利的使用方式，相对的，对于Hinge使用功能的也越来越广泛，如三轴旋转式Hinge、固定角度自动闭合、开轻关重、自动弹开等等，皆是以Hinge的设计来达到所要求之功能性。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。.Hinge扭力计算方式依LCD上盖重量设定扭力值，计算方式如下LCD以上盖重量为1Kg轴心至上盖顶端为250mm为例单边扭力之最小理论值为（1X（250/2）XCOS0）/2=62.5Kg/mm=6.25Kg/cm（COSo0为理论上于00时均可支撑上盖之重量）理论扭力（动）6.25*1.1修正值）*1.15（衰减率尸扭力最小值（静）7.90Kg/cm扭力最小值（静）7.90+0.5利力中心值（静）8.4Kg/cm故建议之扭力规格订为8.4仕5Kg/cmo.Hinge常用相关名词.扭力(Torque)扭力计施力于轴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。.静磨擦力( StaticTorque)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。.最大静磨擦力( MaxStaticTorque) (InitidTorque)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。.动磨擦力( DynamicTorque)物体在移动时所承受的磨擦力。.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。五.Hinge的相关测试1.寿命测试：一般测试规格由各家NB厂自行定义(1)往复开关0°〜180°之间均可，寿命2万次以上。(2)往复速度一般以每分钟4〜15次。2.耐振测试：振动频率5~30HZ,经24小时无不良情形。.落地测试：3公尺高度自然落下无不良情形。.储存温度测试：经-20C及70C,放置96小时，无不良变化且满足枢轴之基本性能。.扭力长期变化性能：(放置一年每周测试)扭力值衰减7%以内。.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100C温度槽内；经24小时未变化。.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。.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SUS3041/2H硬度为HV260°。(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HRC45~52之间。⑶SUM22(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 15N60~78之间。

六.盐水喷雾试验：经由24H盐水喷雾测试，试验其抗腐蚀性.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。.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。.膜厚试验：检测电镀层之模厚，一般约为6^o七.各项结构之特性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…以下为垫片结构设计之参考值:垫片结构之优缺点双包结构包结构特性结构，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。以下为双包结构设计之参考值结构结构外径TORQUE结构长度Bracket厚度LCDSIZELIFETEST双包4mm3.5kg-cm14mmSK7orSUS3010.8t12.1"以下2000畋15%5.5mm7kg-cm14mmSK71.0t13.3"2000畋15%6mm10kg-cm20mmSK71.0t15"2000畋15%5mm4.5kg-cm11.5mmSK70.8t12.1"以下2000畋15%5.6mm6kg-cm12mmSK71.0t12.1"2000畋15%5.6mm7kg-cm15mmSK71.0t13.3"2000畋15%6mm9kg-cm15mmSK71.2t15"2000畋15%6mm8kg-cm15mmSK71.0t14.1"2000畋15%6.5mm9kg-cm17mmSK71.0t15"2000畋15%7mm10kg-cm12mmSK71.2t15"2000畋15%7mm12kg-cm17mmSK71.2t15”2000畋15%以上数据仅供参考其它：就Hinge而言，除特殊之功能性外，最重要即是其扭力值，一般就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外观检验LifeTest前：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。LifeTest后：不可有油脂滴落之情形发生，更不可有产生裂痕或断裂，亦或产生粉状之铁屑之情况。八.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LifeTest前后均不可有此一现象发生，一般会发生Freedown之情况，可能为：(1)设计初期扭力规格订定过低(2)Hinge制作时扭力值过低overSpec.(3)动静摩差差异过大(4)测试过后扭力衰减过大，超过订定之规格(5)产生断裂之情形，使得支撑扭力变低.漏油：漏油主要是为了避免油脂滴落主机或塑胶盖，导致线路腐蚀或塑胶变质，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胶产生任何不良影响，但为避免后续问题，还是将此规范订定为不可低落于Hinge外之其他零件，依此作为检测标准。.扭力值过大overSpec.: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2.5~3倍），而塑胶无法承受其力量，导致塑胶破裂等情况。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