支撑机构及具备此支撑机构的支撑装置的制作方法

1.本发明涉及一种支撑机构及具备此支撑机构的支撑装置，该支撑机构特别适合用于支撑屏幕用显示设备等的被支撑装置，使其相对于例如安装基座等安装元件可朝水平、前后、甚或上下方向移动。


背景技术：

2.将诸如屏幕用显示设备或办公机器等各种装置，使用支撑臂来固定并加以支撑，使其相对于由类似工作桌等安装基座构成的安装元件可朝水平、前后、甚或上下方向移动的各种装置的支撑装置所用的支撑机构，已公开于日本专利特开2005
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83538号公开专利公报。
3.日本专利特开2005
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83538号公开专利公报中所记载的支撑机构是用于各种装置的支撑装置，其使用旋转扭矩铰链连接支撑臂或同属支撑臂之物，再由支撑臂连接安装基座和各种装置的一侧。此处所称的旋转扭矩铰链指一种铰链，其连接方式能使链接对象物朝水平方向转动，并包含有摩擦扭矩产生机构。
4.此外，日本专利特开2005
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83538号公开专利公报中所记载的支撑装置是用于屏幕用显示设备等被支撑装置，由于旋转扭矩铰链通过支撑臂构成支撑机构，加压在摩擦力矩产生机构上的荷重会偏向单一侧(即偏向屏幕用显示设备侧)，转动扭矩因而变得不稳定，造成各种装置发生停顿或改变摇摆状况等问题。再者，旋转扭矩铰链里设有如弹簧垫圈等朝着轴方向的施力构件，由于偏载的加压，不仅会导致该摩擦扭矩产生机构的摩擦扭矩随着时间推移而变化，也可能发生旋转扭矩铰链不耐用的问题。此外，随着被支撑装置的尺寸增大，更需要能进一步避免支撑装置下垂的支撑机构。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种支撑机构以及具备此支撑机构的支撑装置，该支撑机构可减少偏载加压于旋转扭矩铰链的摩擦扭矩产生手段。
6.为达上述目的，本发明提供一种支撑装置的支撑机构，其可使一端侧被施加有向下压荷重的一个或多个支撑臂相对于安装元件而至少在水平方向摆动；该支撑机构使用包含有摩擦扭矩产生手段的旋转扭矩铰链，该摩擦扭矩产生手段使用摩擦垫圈、弹簧垫圈等弹性构件；其中，将该旋转扭矩铰链的铰链轴的轴上部，枢承至该支撑臂上所设的安装孔部，同时该支撑臂的托架通过该摩擦扭矩产生手段，以可摩擦转动的方式设置于该铰链轴上；固定引导构件相对于该铰链轴以可转动的方式连接于该托架；并通过安装螺钉将该固定引导构件与该支撑臂及该托架一起栓紧。
7.承上，本发明的支撑机构可将轴承构件安装于该支撑臂和该固定引导构件的其中一方或两方。
8.此外，本发明的特征在于，该支撑臂和该固定引导构件的其中一方或两方装设有轴承构件。
9.再者，本发明的特征在于，使用多个支撑臂时，该支撑臂之间的连结处使用该支撑机构连接。
10.又，本发明的特征在于，该旋转扭矩铰链通过安装装置将该铰链轴安装于安装元件。
11.本发明尚有特征如下：当该支撑臂为复数个时，该旋转扭矩铰链安装于该一方的支撑臂，该一方的支撑臂与该铰链轴互相连接。
12.此外，本发明的特征在于，该安装元件是为类似桌子的支撑基座。
13.同时，本发明的支撑装置，特征在于其使用以上所记载的支撑机构。
14.本发明提供一种支撑机构及使用此支撑机构的支撑装置，在该支撑机构中，该旋转扭矩铰链的铰链轴的上端部，枢承至该支撑臂上所设的安装孔部；同时支撑该支撑臂的托架系通过该摩擦扭矩产生手段，以可摩擦转动的方式设置于该铰链轴上；固定引导构件以可转动的方式连接至该托架，并通过安装螺钉将该固定引导构件与该支撑臂及该托架一起栓紧；通过前述构造，可减少加压于摩擦扭矩产生手段的偏载，进而提高摩擦扭矩产生手段的耐久性。
15.此时，只要将轴承构件安装到安装孔部，和/或安装到固定引导构件里所设的轴插孔，即可让支撑臂的转动动作更加顺畅。其中，安装孔部位于支撑臂上，支撑臂枢承于铰链轴的前端部分。
16.因此，使用了上述支撑机构的支撑装置，亦同时具备了上述支撑机构的优异特性。
附图说明
17.图1为本发明的支撑装置其中一个实施例的立体图。
18.图2绘示图1的支撑装置排除升降装置后的部分，其中(a)为图1中的箭头a视角图、(b)为图1中的箭头b视角图、(c)为图1中的箭头c视角图。
19.图3为沿图2(a)中的d
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d线的截面图。
20.图4为图1所示的支撑装置的分解立体图。
21.图5绘示图4所示的支撑装置的安装构件，(a)为其立体图、(b)为沿(a)中的e
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e线的截面图。
22.图6绘示旋转扭矩铰链，该旋转扭矩铰链构成图4所示的支撑装置的支撑机构，(a)为其前视图、(b)为(a)中的箭头g视角图。
23.图7为图6所示的支撑装置其旋转扭矩铰链的分解立体图。
24.图8绘示图4所示的支撑装置的固定引导构件，(a)为其俯视图、(b)为沿(a)中的h
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h线的截面图。
25.图9为图3所示的旋转扭矩铰链其周围的局部放大剖面图。
26.图10为轴承构件的立体图，(a)为第1轴承构件的立体图、(b)为第二轴承构件的立体图。
27.图11绘示支撑臂安装了旋转扭矩铰链的部分的结构，(a)为其纵向剖面图、(b)为其仰视图。
28.图12为升降装置的前视图，升降装置是用于图1所示的支撑装置。
具体实施方式
29.以下将参照附图，说明本发明优选实施方式的支撑装置100，以及用于此支撑装置100的支撑机构20和50。再者，以下说明将以图1所示的xyz轴为基准；xy平面内的方向为水平方向，z轴的箭头方向为上方方向，y轴的箭头方向为前方方向。此外，图中会适时的使用双箭头表示该装置的可旋转方向。
30.如图1和图3所示，首先，支撑装置100包含有：升降装置10，其是安装装置的一例，安装于安装元件一例的桌子200的板面200a；第一支撑臂40，其通过第一支撑机构20将一端部侧以可摆动的方式朝水平方向安装在该升降装置10的安装构件14；第二支撑臂70，其通过第二支撑机构50以可摆动的方式朝向水平方向安装于该第1支撑臂40的另一端部侧；屏幕安装部80，其以能朝着上下、左右方向摆动的方式安装于该第二支撑臂70的前端侧，所谓屏幕可为屏幕用显示设备。
31.另外，支撑装置100不限于本实施方式；在某些实施例中，支撑臂可仅为一只，屏幕安装部80也可不使用万向接头铰链。再者，第一支撑机构20和第二支撑机构50的相异点，仅在于该支撑机构是安装在升降装置10的一侧、还是安装于第一支撑臂40的一侧；由于两支撑机构的构造相同，所以第二支撑机构50的说明将会斟酌省略。因此在本说明书和权利要求书中，某些叙述仅会使用支撑机构一词。
32.为安装装置一例的升降装置10，其实施方式如图1和图12所示，由固定构件10a、固定螺钉10c、管状支柱13以及安装构件14所构成，其中，该固定构件10a的断面呈现倒ㄈ字形，可夹嵌工作桌200的板面200a；该固定螺钉10c安装于该固定构件10a的下片部10b，并将固定构件10a固定于板面200a；该管状支柱13安装于固定构件10a的上片部10d；该安装构件14以能上下移动自如的方式安装于该管状支柱13。特别如图1所示，升降装置10固定在工作桌200；而另一端的屏幕安装部80，则安装有屏幕用显示设备300。基于此构造，屏幕安装部80承受了向下荷重力f，该力f相当于屏幕用显示设备300的重量，举例来说约有10kg。
33.然而，安装装置不限于本实施方式的升降装置10，也能考虑使用其他类型的安装装置，例如可安装于工作台200上相当于安装基座等的装置。此外，安装元件也不限于工作桌，亦可为其他类型的桌子或类似墙壁之物，即不限于实施方式所用的对象。
34.在本实施方式中，支撑机构由第一支撑机构20和第二支撑机构50组成，该第一支撑机构20以可摆动的方式支承第一支撑臂，第二支撑机构50也同样以可摆动的方式支承第二支撑臂；由于两支撑机构皆使用结构相同的旋转扭矩铰链30、30，所以在此仅针对第一支撑机构20进行详细说明，关于第二支撑机构50的说明则予以简化或省略。
35.第一支撑臂40为长臂构件，其一端由第一支撑机构20支承，并从第一支撑机构20沿水平方向延伸。第一支撑臂40的一端设有第一支撑机构20，另一端则作为第二支撑机构50的安装构件。第一支撑臂40的另一端可随着第一支撑机构20转动，并在第一支撑机构20的中心轴周围沿水平方向朝左右摆动。
36.第二支撑机构50为第二支撑臂70的支撑机构，该第二支撑臂70与第一支撑臂40的另一端连接。
37.第二支撑臂70为长臂构件，其一端由第二支撑机构50支承，并从第二支撑机构50沿水平方向延伸。第二支撑臂70被设计为两节式连接臂，其一端设置有第二支撑机构50，另一端可随着第二支撑机构50转动，并在第二支撑机构50的中心轴周围沿水平方向朝左右摆
动。
38.屏幕安装部80设置在第二支撑臂70的另一端的座76上。屏幕安装部80可于水平方向来回转动，也就是在第二支撑臂70另一端的上下方向的中心轴周围来回转动。此外，屏幕安装部80包含有角度调节部81和安装板82，该角度调节部81具有朝向水平方向转动的转动轴，使该安装板82能在该角度调节部81的转动轴周围来回转动。安装板82设置有四个孔82a，并通过穿过孔82a的四支螺钉310，紧锁至屏幕用显示设备300上。
39.接着将参照图3至图11，详细说明支撑装置100的整体构造。
40.如图3和图4所示，第一支撑机构20包含有固定引导构件21、作为第一轴承的第一轴承构件22、旋转扭矩铰链30、以及作为第二轴承的第二轴承构件23。第二支撑机构50与第一支撑机构20的结构相同，因此，第二支撑机构50与第一支撑机构20一样包含有固定引导构件21、第一轴承构件22、旋转扭矩铰链30、以及第二轴承构件23。在本实施方式中，第一轴承构件22和第二轴承构件23均为耐久性优异的聚酰胺类树脂制品。
41.第一支撑臂40设置有用于减轻重量且向下开口的凹槽41。第一支撑臂40的一端设置有铰链收纳部42，该铰链收纳部42具有一向下开口的开口部，用以收纳旋转扭矩铰链30。铰链收纳部42的上端部设置有衬套孔43，该衬套孔43具有向下开口的开口部，可收纳圆筒状的第二轴承构件23。再者，如同升降装置10的安装构件14内设置有轴承孔16及卡止部18，第一支撑臂40的另一端也设置有轴承孔46及卡止部48以支撑铰链轴31。此外，符号47系为固定螺钉35的插入孔，该固定螺钉将铰链轴31固定至轴承孔46。
42.第二支撑臂70设置有用于减轻重量且向下开口的凹槽71。第二支撑臂70的一端设置有铰链收纳部72，该铰链收纳部72具有向下开口的开口部，用以收纳旋转扭矩铰链30。铰链收纳部72的上端部设置有衬套孔73，该衬套孔73具有向下开口的开口部，可收纳圆筒状的第二轴承构件23。
43.关于第一支撑机构20安装至第一支撑臂40的组装方式，以下将参照图8～图11进行叙述。由于第二支撑机构50与第一支撑机构20的结构相同，所以第二支撑机构50安装至第二支撑臂70的组装方式也相同。
44.第二支撑臂70的另一端设置有孔77，该孔77穿过座76的柱坑孔。屏幕安装部80的角度调节部81设置有向下开口的螺钉孔83。螺钉84从下方经由孔77，将第二支撑臂70与屏幕安装部80的角度调节部81拴紧并固定。
45.如图9和图5(a)、(b)所示，安装构件14呈现为具有平面的长圆形，插孔14a形成于其一端，能让支柱13有余裕的插入；从插孔14a开设有朝向外侧的槽沟14b，而与槽沟14b直交的方向设置有母螺钉孔14c可装设固定螺钉14d。安装构件14从一端至另一端依序形成有插孔14a、空洞部14e、以及轴承孔16，轴承孔16在与插孔14a相反的那一侧形成有平坦的卡止部18。具有卡止部18的轴承孔16在与第一支撑臂40相对的一侧的面上，形成有与卡止部31d断面形状略同的形状，卡止部31d位于构成第一支撑机构20的铰链轴31，且为卡止部18所限制，使铰链轴31插入轴承孔16后无法转动。此轴承孔16的侧面设置有一孔14i，该孔14i接续于作为柱坑孔的插入孔14h，已插入插入孔14h内的固定螺钉35可通过孔14i紧锁至铰链轴31的螺钉孔31e，由此将铰链轴31固定在安装构件14上。
46.换言之，铰链轴31包含有平坦的卡止部31d，该卡止部31d设置于轴体31a内的下方，为沿着中心轴将局部圆柱切出一个凹口的平面部。设有卡止部31d的部分会插入轴承孔
16内，该轴承孔16设置于安装构件14且具有卡止部18；插入后，卡止部31d的平面部会与卡止部18的平面部彼此相对。卡止部31d设置有螺钉孔31e，该螺钉孔31e与卡止部31d的平面部垂直。固定螺钉35则经由安装构件14的孔14i插入至螺钉孔31e中。
47.如图6(a)、(b)及图7所示，旋转扭矩铰链30的组装结构，由下而上依序是铰链轴31、摩擦垫圈36、摩擦垫圈37b、托架32、摩擦垫圈37a、摩擦垫圈36、弹簧垫圈33、平面垫圈38，并另有固定螺钉35。除固定螺钉35之外，上述所有构件皆组装至螺钉部31b上。
48.铰链轴31的轴体31a上方设置有螺钉部31b，该螺钉部31b的外径比轴体31a的外径小，而且其局部形成为公螺钉。螺钉部31b外侧有两个平坦面，是由一对平面部31f、31f所形成，该一对平面部31f、31f为顺着轴方向圆柱被平行切出的一对侧面。螺钉部31b上的两个摩擦垫圈36和平面垫圈38各自具有的孔可相合于螺钉部31b上的一对平面部31f、31f，使铰链轴31不转动。
49.螺钉部31b的上方设有一轴上部31c，该轴上部31c的外径比螺钉部31b的外径小。
50.两个摩擦垫圈36为圆盘形构件。摩擦垫圈36所具有的孔36a，可相合于螺钉部31b的圆周形状，以及一对平面部31f、31f的外表面。
51.两个摩擦垫圈37a、37b也为圆盘形构件。摩擦垫圈37a具有圆形孔37a1与一对外凸的扣件37a2、37a2，该圆形孔37a1可相合于螺钉部31b其圆周形状的外表面；该一对外凸的扣件37a2、37a2可扣入固定部32b及固定部32c。摩擦垫圈37b具有圆形孔37b1与一对外凸的扣件37b2、37b2，该圆形孔37b1可相合于螺钉部31b其圆周形状的外表面；该一对外凸的扣件37b2、37b2可扣入固定部32b及固定部32c。
52.托架32是由平板形成的构件。托架32的构造为：圆形孔32a，该圆形孔32a可相合于螺钉部31b其圆周形状的外表面；固定部32b，该固定部32b具有切口，用以防止摩擦垫圈37a、37b转动；固定部32c，该固定部32c用以防止摩擦垫圈37a、37b转动；以及固定螺钉用的四个安装孔32d。
53.由于组装时两个摩擦垫圈37a、37b将托架32夹在中间，所以摩擦垫圈36和摩擦垫圈37a、以及摩擦垫圈36和摩擦垫圈37b会相对地摩擦转动。此外，托架32以及摩擦垫圈37a、37b是一体结构，可相对于铰链轴31转动。
54.弹簧垫圈33为具有圆形孔33a的圆盘形构件，但也为弹簧状的施力构件，其可朝着轴方向对摩擦垫圈36、摩擦垫圈37a、37b、以及托架32施力。
55.平面垫圈38为圆形的平板构件。平面垫圈38所具有的孔38a，可相合于螺钉部31b的圆周形状，以及一对平面部31f、31f的外表面。
56.以下将参考图8～图11说明第一支撑机构20各个构件的组装方式。
57.如图9所示，第一支撑机构20的固定引导构件21、第一轴承构件22、第二轴承构件23、以及旋转扭矩铰链30，组装至如图11(a)、(b)所示的第一支撑臂40的铰链收纳部42。
58.图8(a)、(b)所示的固定引导构件21，设置有向上开口的衬套孔21a，可收纳圆筒状的第一轴承构件22。再者，由于轴体31a会贯穿其中，所以衬套孔21a的下方也有开口。此外，固定引导构件21在设有衬套孔21a的第一部分旁边具有小片状突起，并包含有安装部21b和四个孔21c，该安装部21b为第二部分，其板材厚度较第一部分薄；该四个孔21c为设置于安装部21b上的柱坑孔，其用于固定从下方穿来的螺钉。
59.图10(a)所示的第一轴承构件22，成形为圆筒状的非润滑型滑动轴承，并插入固定
引导构件21的衬套孔21a中。衬套孔21a的内侧，则供旋转扭矩铰链30的铰链轴31的轴体31a插入。
60.图10(b)所示的第二轴承构件23，也成形为圆筒状的非润滑型滑动轴承，其外径和内径皆小于第一轴承构件22的外径和内径。铰链轴31的轴上部31c插入第二轴承构件23，第二轴承构件23本身则插入第一支撑臂40的衬套孔43。
61.接着，将第二轴承构件23安装在设置于第一支撑臂40的轴承孔部里，使第二轴承构件23轴承铰链轴31的上端部31c，并使用设置于固定引导构件21里的第一轴承构件22枢支铰链轴的轴体31a；同时，使用四根螺钉45对着第一支撑臂40，通过固定引导构件21的四个孔21c以及托架32的四个孔32d，将固定引导构件21及托架32一起紧固至第一支撑臂40内所设的四个母螺钉孔44。
62.若依此结构，假设屏幕安装部80有10kg左右的重量，基于此重量即使如图1所示加诸有向下力f，也不会对弹簧垫圈33造成过大的偏载。如此一来，第一支撑机构20和第二支撑机构50里的旋转扭矩将较为稳定，同时也会提高耐久性；此外，也可减少屏幕安装部80的下垂，并增加摩擦扭矩产生手段的耐久性。
63.其次，将说明本实施方式的支撑装置100的作用。只要调整安装构件14相对于升降装置10其支柱13的安装位置，即可调整屏幕用显示设备300往上下方向的位置，并通过固定螺钉14d固定于该位置。再者，将第一支撑臂40的固定端通过第一支撑机构20安装至安装构件14、将第二支撑臂70的固定端通过第二支撑机构50安装至第一支撑臂40，即可将屏幕用显示设备300往水平方向及前后方向的位置调整。并且，当第一支撑机构20其旋转扭矩铰链30的摩擦扭矩产生手段、和第二支撑机构50其旋转扭矩铰链30的摩擦扭矩产生手段产生摩擦扭矩后，屏幕用显示设备300可停在任一水平方向位置并保持停止。
64.此外，第一支撑机构20组装至第一支撑臂40其铰链收纳部42的方式，绘示于图9。另一方面，使用衬套孔73、螺丝孔74以及螺丝75将第二支撑机构50组装到第二支撑臂70其铰链收纳部72的方式，与第一支撑机构20相同。
65.唯，本发明不限于上述实施方式，亦能有多种变化及应用。
66.在上述实施方式中，用螺钉将升降装置10栓紧固至工作桌200，升降装置可使安装构件14升降。若依此结构，其优点是能调整屏幕用显示设备300的高度，但安装方式和安装方式可自由选择不受此限。因此，安装构件14的结构亦可设计为能直接安装在类似工作桌200的装置上。
67.在上述实施方式中，组装至第一支撑臂40的第一支撑机构20，和组装至第二支撑臂70的第二支撑机构50，皆使用相同的零件。然而，第一支撑机构20和第二支撑机构50在结构中，也可分别使用尺寸不同的旋转扭矩铰链。
68.在上述实施方式里，支撑装置100所支撑的装置是屏幕用显示设备300。然而，除了屏幕显示设备之外，支撑装置也可支撑诸如电话、办公机器等各种装置；换言之，本发明适用于具有沿水平方向延伸的旋转臂且该臂自由端侧有向下力施加的支撑机构，以及使用该支撑机构的支撑装置。