HINGE知识大全

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)
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5~30HZ，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)
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。
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 kgkg 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。
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
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
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。
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。
欣日興精密電子(蘇州)有限公司
HINGE基礎知識
講 解:R&D 蔣 璐 2010/04/13
目
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
錄
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
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
X4 X4
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.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。
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。
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。
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: LCD上蓋重量 LCD上蓋重量
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 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 建議之扭力規格訂為 8.4 ±0.5 Kg/cm。 建議
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
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。
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.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0.5~1.0 ㎏-㎝
Life Test 前 : 表面需乾淨，不可有明顯刮傷、 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。
五. Hinge 的相關測試(三)
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 45~52°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 60~78°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3-5µ。