HINGE知识大全

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,HINGE,基礎知識,欣日興精密電子,(,蘇州,),有限公司,講 解,:R&D,蔣 璐,2010/04/13,目 錄,一、,Hinge,的應用範圍,二,. Hinge,的應用原理及沿革,三,. Hinge,扭力計算方式,四,. Hinge,常用相關名詞,五,. Hinge,的相關測試,六,.,各種結構之特性,&,優缺點,1),、傳統型結構,一般傳統型結構之特性,一般傳統型結構之優缺點,凸輪型結構之特性,凸輪型結構之優缺點,2),、雙包結構,雙胞結構之特性,雙包結構之優缺點,3),、鋅合金結構,鋅合金結構之特性,鋅合金結構之優缺點,4),、一字型結構,一字型結構之特性,一字型結構之優缺點,七,. Hinge,的檢測,八,. Hinge,常見之問題,一、,HINGE,的應用範圍,HINGE,應用於電子類、電器類、電腦、資訊類、通信類、照相機、儀器類等產品的連結軸，其扭力值從,0.1,至,20,公斤甚至更高，可供手提電腦、平板電腦、液晶顯示器、手機、掌上型網路通信器等商品使用。,二,. HINGE,的應用原理及沿革,(,一,),Hinge,主要是利用干涉,(,一字型、雙包、鋅合金結構,),及彈片反作用力,(wash,結構,),作用的原理，來產生扭力，以達到所需求的功能性。,最初,Hinge,所使用範圍較為狹隘，以定義使用在,LCD,與,NB,為最大宗，且最初設計大部份均為 一字型結構及,wash,式,(,傳統型,),結構，其所使用的功能性及結構設計、使用壽命、等等上都有其先天性結構上的限制，故後續才有其雙包及鋅合金結構等等的出現。,二,. HINGE,的應用原理及沿革,(,二,),Hinge,結構發展至今，除基本之功能性要求之外，隨著,3C,產業的蓬勃發展，也附加了越來越多的功能，越來越新穎的外型，以提供使用者更多更新更便利的使用方式。,相對的，對於,Hinge,使用功能的也越來越廣泛，如 三軸旋轉式,Hinge,、固定角度自動閉合、開輕關重、自動彈開等等，都是以,Hinge,的設計來達到所要求的功能性。,依其特性的不同，主要可以分為,一字型結構、雙包性結構、鋅合金結構、墊片結構、雙軸結構、凸輪結構,等。,三,. Hinge,扭力計算方式,(,一,),依,LCD,上蓋重量,設定扭力值，計算方式如下,:,三,. Hinge,扭力計算方式,(,二,),以上蓋重量為,1Kg,軸心至上蓋頂端為,250 mm,為例,單邊扭力之最小理論值為 ：,(1 X( 250/2 )XCOS 0) / 2 = 62.5 Kg/mm = 6.25 Kg/cm,(COS 0,為理論上於,0,時均可支撐上蓋之重量,),理論扭力,(,動,),：,6.25 *1.1(,修正值,)*1.15(,衰減率,)=,扭力最小值,(,靜,) 7.90 Kg/cm,扭力最小值,(,靜,),：,7.90+0.5=,扭力中心值,(,靜,) 8.4 Kg/cm,之間,故,建議,之扭力規格訂為,8.4 0.5 Kg/cm,。,四,. Hinge,常用相關名詞,1,、扭力,(Torque),扭力計施力於軸上或旋轉臂所產生之旋轉力謂之；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（,Static Torque,）,物體在靜止時所承受的磨擦力，靜磨擦力一定大於,(,或接近,),動磨擦力。,靜磨擦力,一般是樞軸先旋轉左、右各半圈,(180,以上,),後，再轉動時所測得之扭力值。,3,、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,是樞軸在停止狀態下,4,小時後，首次轉動之最大扭力。,BOSS,強度設計之參考依據。,4,、動磨擦力（,Dynamic Torque,）,物體在移動時所承受的磨擦力。,5,、,回彈力,(Spring-Back),樞軸於旋轉時係以磨擦力支撐；經旋轉後產生扭抗力，故停止時有回彈之現象，其回彈角度係以扭抗力之大小而定。,五,. Hinge,的相關測試,(,一,),1,、壽命測試,:,一般測試規格由各家,NB,廠自行定義,(1),往復開關,0,180,之間均可，壽命,2,萬次以上。,(2),往復速度一般以每分鐘,4,15,次。,2,、,耐振測試：,振動頻率,530HZ,，經,24,小時無不良情形。,3,、,落地測試：,3,公尺高度自然落下無不良情形。,五,. Hinge,的相關測試,(,二,),4,、,儲存溫度測試,:,經,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：（放置一年每週測試）,扭力值衰減,7,以內。,6,潤滑油脂：,使用特殊油脂適合,HINGE,之專用油脂。耐,ABS,腐蝕，經一年放置無不良情形。放置於,100 ,溫度槽內；經,24,小時未變化。,7,、特色：,R,、,L,向可依不同顏色螺帽區別，或用字模、噴印方式，亦可用標籤區別。,8,、 鹽水噴霧試驗：,經由,24H,鹽水噴霧測試，試驗其抗腐蝕性,9,、 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，硬度範圍約在,HRC 4552,之間。,(3)SUM22(24),類檢測,:,快削剛，多用於車製件居多，以洛式硬度試驗機,(15N),測試，依不同需求，硬度範圍約在,15N 6078,之間。,10,、 微電腦拉力試驗：,於進料時測試材料之抗拉強度與降伏點，與材質證明是否符合。,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,3-5,。,五,. Hinge,的相關測試,(,三,),六,.,各種結構之特性,&,優缺點,1),、傳統型結構,一般傳統結構之特性,墊片型結構，主要是以彈片搭配螺帽之鎖緊方式控制調節扭力大小，依照其墊片結構特性 可延伸出,360,度無段式、自動彈開式、兩段扭力式、固定角度式,。,一般傳統型結構之優缺點,優點：,1.,可使用螺帽調整扭力，增加扭力製程良品率達,95%,以上。,2.,同一,HINGE,可調整多種不同扭力，滿足不同,PNL,之需求。,3.,結構變化大，可製作多種不同功能之,HINGE,。,4.,可利用不同螺帽顏色管制，區分左右向與不同扭力之,HINGE,。,5.,螺帽可用铆合取代，縮短結構長度。,缺點：,1.,磨擦面積小，結構尺寸直徑需加大。,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鬆脫。,4.,因此結構屬外露式架構，需注意漏油問題點。,5.,使用零件多，需注意組裝順序與數量。,6.,使用零件多，設計時需注意產生磨擦力之介面。,7.,動靜磨擦力差距大，約,0.51.0 -,凸輪型結構之特性,凸輪式結構，利用有彈片產生之力量推擠凸輪產生扭力，並可變化凸輪形狀來產生扭力之變化。此結構多用於,NB,、手機、,PDA,、,DSC,、,DV,等，所需扭力值較小之產品。,凸輪型結構之特性,凸輪型結構之優缺點,優點：,1.,利用凸輪形狀，便可製作多種扭力變化功能之,HINGE,。,2.,設計較人性化，理性化，使用較便捷。,3.,可以減少客戶段的硬性成本。,缺點：,1.,所使用之功能性較多變，容易造成開發瓶頸。,2.,模型製作較困難，樣品尺寸需仔細確認。,3.,凸凹輪的尺寸搭配較不易，批量生產量率有待提高。,雙包結構,雙胞結構之特性,雙包結構，主要是利用沖製件與轉軸干涉之原理，以產生扭力，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),等較特殊之結構。,雙包結構之優缺點,優點：,1.,扭力值較傳統多摩擦介面之結構穩定。,2.,使用零件少，組裝工程簡單方便。,3.,結構直徑最小，可產生高扭力。,4.,結構變化大，可製作多種不同功能之,HINGE,。,5.,搖擺壽命試驗效果佳。,缺點：,1.,此結構,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，依其複雜度約,3 4,星期。,鋅合金結構,鋅合金結構之特性,鋅合金結構，同雙包結構，也是利用沖製件與轉軸干涉之原理，再壓入鋅合金底座之中，藉以提昇扭力之穩定性，延長使用之壽命。,依其結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，等結構。,鋅合金結構之優缺點,優點：,1.,結構可置於鋅合金內，與鋅合金形成一體。,2.,鋅合金成型容易，可製作不規則同功能之,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。,缺點：,1.,鋅合金材質較軟，經,LIFE TEST,後容易產生晃動。,2.,鋅合金容易干涉扭力，易造成假性扭力產生。,3.,模具開發時間較長，依其複雜度約,3 4,星期，修改不易。,4.,此結構屬干涉配合，固定管簧架搭配不同轉軸尺寸生產。,5.,管黃架尺寸要求高，穩定性很重要。,6.,正反轉扭力值差距須測試至,0.5Kg-cm,以內。,一字型結構,一字型結構之特性,一字型結構，主要是利用公軸與母軸間干涉之原理，產生扭力值，此結構空間最為節省，因皆為車件無須開模，故開發時間也相對最短。,一字型結構之優缺點,優點：,1.HINGE,成一字型之形狀，最省空間。,2.,所有零件皆為車製品，無須再開發模具。,3.,使用零件少，組裝工程簡單方便。,4.,公軸結構部位可依需求修改，以搭配扭力為主要需求。,缺點：,1.,此結構屬干涉配合，結構尺寸搭配精密度高。,2.,母軸內孔真圓度會影響整圈扭力之穩定性。,3.,防脫出設計須考慮能重複拆裝而不被破壞。,4.,扭力搭配直通率低，重工作業需列入標準流程。,5.,母軸可用沖製件取代，但結構長度會增長。,6.,公軸與母軸於投線前均須篩選分類，搭配尺寸組裝。,七,. Hinge,的檢測,(,一,),1,、 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，一般就,NB,扭力而言，所定義之扭力公差為 高扭力值,11Kg,以上則需將此公差放寬,),，生產時須全檢，以確保扭力品質之穩定性。,其檢測方式為，依不同機種使用其不同之測試治具，置於扭測機上作扭力值測試，先預搖,3,次後,(0 ,使用角度,),，做扭力值判定，此時採取最大之靜摩擦值,(,扭測機上之,PEAK,值,),，作為檢測之判定值。,2,、,Hinge,尺寸檢驗,模具品,T1,時 ，可請廠商提供,FAI,量測數據，作為參考用，生產前則可請廠商提供尺寸全檢治具，作為量測之依據，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。,七,. Hinge,的檢測,(,二,),3,、,Hinge,外觀檢驗,Life Test,前,:,表面需乾淨，不可有明顯刮傷、壓傷、變形、缺少零件等情形，亦不可有多餘油脂外溢之情形。,Life Test,後,:,不可有油脂滴落之情形發生，更不可有產生裂痕或斷裂，亦或產生粉狀之鐵屑之情況。,PS,：,送樣前必須確認,hinge,外觀是否有明顯刮傷、壓傷、變形、缺少零件、是否干淨。,零件是否有很明顯的不良,(,如漏鉚鉚釘，折彎裂痕，角度不良，平面度不良等,),，扭力是否在,spec,以內，動靜磨擦差異是否過大，,以上確認,ok,後方可送樣給客戶確認。,八,. Hinge,常見之問題,1,、,Freedown,:,Freedown,為,Hinge,最重大,issue,，此為,Hinge,最基本之要求，一般而言無論於,Life Test,前後均不可有此一現象發生，一般會發生,Freedown,之情況，可能為,:,設計初期扭力規格訂定過低,Hinge,製作時扭力值過低,over Spec.,動靜摩差差異過大,測試過後扭力衰減過大，超過訂定之規格,產生斷裂之情形，使得支撐扭力變低,2,、漏油,:,漏油主要是為了避免油脂滴落主機或塑膠蓋，導致線路腐蝕或塑膠變質，,關於漏油問題，一般在廠商提供之油脂證明已有針對此一問題做保證，其所使用的油脂不會對電子線路及塑膠產生任何不良影響，但為避免後續問題，還是將此規範訂定為不可滴落於,Hinge,外之其他零件，依此作為檢測標準。,3,、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，甚至由於,Hinge,安全係數較高,(,一般設定為 扭力值,2.53,倍,),，而塑膠無法承受其力量，導致塑膠破裂等情況。不過，此情況通常為測試後隨著油脂的減少而導致扭力值的爬昇，此時則需增加油脂之含量，方可改善此一,issue,。,4,、支架或輔助承架斷裂,:,Hinge,通常安全係數都要求為扭力值的,2.5,倍以上，通常會發生斷裂情況，皆發生在測試時，最常之原因皆為設計時因空間關係，使得安全係數降低，或是組立後因平整度問題，而產生另一側向力，使,Hinge,受力增加超出其安全係數，導致斷裂或裂痕。,講解完畢,!,謝謝,!,