CN101373642B - 具有弹力补正功能的升降机构及其相关显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有弹力补正功能的升降机构及其相关显示装置，该升降机构包含有一套筒，包含有一第一、第二端；一升降件，设置在该套筒内且包含有一第三、第四端。当该升降件相对于该套筒分别定位于一第一、第二位置时，一主弹簧被该升降件压缩而具有一第一、第二变形量，该第一变形量大于该第二变形量。当该升降件相对于该套筒分别定位于该第一、第二位置，一补正弹簧具有一第三、第四变形量，该第三变形量大于该第四变形量。

Description

具有弹力补正功能的升降机构及其相关显示装置

技术领域

本发明涉及一种升降机构及其相关显示装置，尤其是涉及一种具有弹力补正功能的升降机构及其相关显示装置。

背景技术

平面显示器为目前日趋流行的一种显示装置，其中液晶显示器更因为具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，故已被广泛地应用在个人桌上型电脑荧幕以及笔记型电脑、个人数位助理(PDA)等携带式资讯产品上，而且大尺寸平面显示器甚至已有逐渐取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)监视器及传统电视的趋势。

一般来说，液晶显示器会搭配一升降机构，以方便使用者调整荧幕的高度。请参阅图1，图1为背景技术一显示装置10的示意图，显示装置10包含有一荧幕12，其可为一液晶显示荧幕；一升降机构14，连接于荧幕12；以及一底座16，连接于升降机构14且安装于显示装置10的底侧，用来支撑升降机构14。升降机构14可用来调整荧幕12与底座16的垂直距离，用于调整荧幕12的高度，升降机构14包含有一固定件18；一升降件20，连接于荧幕12且以可相对于固定件18上下移动的方式设置在固定件18内；以及一定力弹簧22，其一端连接于固定件18，另一端连接于升降件20。升降机构14为一常见的直立式升降机构，利用荧幕12的重力与定力弹簧22的弹性回复力达到静力平衡，以使得荧幕12可被定位于某一高度，用于方便荧幕12的调整升降。使用定力弹簧22的好处为能保持一定力升降调整荧幕12的高度，让使用者有较佳的调整手感，且荧幕12的重力与定力弹簧22的弹性回复力一直保持静力平衡的状态，故荧幕12可被定位于任一高度。然而定力弹簧22的结构较为复杂且成本较为昂贵，故如何设计出一结构简单且较低成本的模拟定力弹簧的机构，便为现今升降机构设计所需努力的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有弹力补正功能的升降机构及其相关显示装置，以解决上述的问题。

本发明的目的是这样实现的，即揭露一种具有弹力补正功能的升降机构，其包含有一套筒，其包含有一第一端与一第二端；一升降件，以可相对于该套筒上下移动的方式设置在该套筒内，该升降件包含有一第三端与一第四端，该套筒的该第一端与该升降件的该第三端的一第一间距大于该套筒的该第二端与该升降件的该第四端的一第二间距；一主弹簧，连接于该套筒的第二端与该升降件的第四端，当该升降件相对于该套筒定位于一第一位置时，该主弹簧是被该升降件压缩而具有一第一变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于一第二位置时，该主弹簧是被该升降件压缩而具有一第二变形量，其中该第一变形量大于该第二变形量；以及一补正弹簧，其一第五端接触于该套筒端部之间的一内侧壁且该补正弹簧的一第六端接触于该升降件端部之间的侧壁，当该升降件相对于该套筒定位于该第一位置且该主弹簧具有该第一变形量时，该补正弹簧具有一第三变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于该第二位置且该主弹簧具有该第二变形量时，该补正弹簧具有一第四变形量，其中该第三变形量大于该第四变形量。

本发明另揭露一种具有升降机构的显示装置，其包含有一荧幕；以及一升降机构，其连接于该荧幕且用来升降该荧幕。该升降机构包含有一套筒，其包含有一第一端与一第二端；一升降件，以可相对于该套筒上下移动的方式设置在该套筒内，该升降件包含有一第三端与一第四端，该套筒的该第一端与该升降件的该第三端的一第一间距大于该套筒的该第二端与该升降件的该第四端的一第二间距；一主弹簧，连接于该套筒的第二端与该升降件的第四端，当该升降件相对于该套筒定位于一第一位置时，该主弹簧是被该升降件压缩而具有一第一变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于一第二位置时，该主弹簧是被该升降件压缩而具有一第二变形量，其中该第一变形量大于该第二变形量；以及一补正弹簧，其一第五端接触于该套筒端部之间的一内侧壁且该补正弹簧的一第六端接触于该升降件端部之间的侧壁，当该升降件相对于该套筒定位于该第一位置且该主弹簧具有该第一变形量时，该补正弹簧具有一第三变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于该第二位置且该主弹簧具有该第二变形量时，该补正弹簧具有一第四变形量，其中该第三变形量大于该第四变形量。

附图说明

图1为背景技术显示装置的示意图；

图2为本发明显示装置的示意图；

图3为本发明第一实施例升降机构的元件分解示意图；

图4为本发明升降件相对于套筒定位于第一位置的示意图；

图5为本发明升降件相对于套筒定位于第二位置的示意图；

图6为本发明图4中降下升降件至该第一位置的受力示意图；

图7为本发明图5中升起升降件至该第二位置的受力示意图；

图8与图9分别为本发明第二实施例升降机构于该第一位置与该第二位置的示意图。

主要元件符号说明

10    显示装置                 12    荧幕

14    升降机构                 16    底座

18    固定件                   20    升降件

22    定力弹簧

50    显示装置                 52    荧幕

54    升降机构                 56    底座

58    套筒                     581   第一端

582   第二端                   60    升降件

601   第三端                   602   第四端

603   斜面                     62    主弹簧

64    补正弹簧                 641   第五端

642   第六端

70    升降机构                 72    套筒

721   第一端                   722   第二端

723   斜面                     74    升降件

741   第三端                   742   第四端

具体实施方式

请参阅图2，图2为本发明一显示装置50的示意图，显示装置50包含有一荧幕52，其可为一液晶显示荧幕；一升降机构54，连接于荧幕52；以及一底座56，连接于升降机构54且安装于显示装置50的底侧，用来支撑升降机构54。升降机构54可用来调整荧幕52与底座56的垂直距离，用于调整荧幕52的高度。

请参阅图3，图3为本发明第一实施例升降机构54的元件分解示意图，升降机构54包含有一套筒58，其包含有一第一端581与一第二端582；一升降件60，连接于荧幕52且以可相对于套筒58上下移动的方式设置在套筒58内，升降件60包含有一第三端601与一第四端602，套筒58的第一端581与升降件60的第三端601的一第一间距大于套筒58的第二端582与升降件60的第四端602的一第二间距，升降件60的第三端601至第四端602间设有一斜面603，且升降件60的第三端601至第四端602的宽度为渐宽；一主弹簧62，连接于套筒58与升降件60；以及一补正弹簧64，其一第五端641固定于套筒58的一内侧且其一第六端642自由接触于升降件60的斜面603。其中主弹簧62与补正弹簧64可分别为一线性弹簧，意即为符合虎克定律(Hooke’s Law)的弹簧(弹性回复力与弹簧变形量成正比)。

请参阅图4与图5，图4为本发明升降件60相对于套筒58定位于一第一位置的示意图，图5为本发明升降件60相对于套筒58定位于一第二位置的示意图，由图4可知，当升降机构54的升降件60被降下时而相对于套筒58定位于该第一位置时，主弹簧62具有一第一变形量且补正弹簧64具有一第三变形量；由图5可知，当升降机构54的升降件60被升起而相对于套筒58定位于该第二位置时，主弹簧62具有一第二变形量且补正弹簧64具有一第四变形量。由于主弹簧62与补正弹簧64的弹性变形皆相对于原始状态为压缩的状态，故主弹簧62的该第一变形量大于该第二变形量；且由于升降件60的结构为上宽下窄，意即升降件60的第三端601至第四端602的宽度为渐宽，故升降件60的斜面603与外侧套筒58的间距为由上至下渐宽，也就是说套筒58的第一端581与升降件60的第三端601的第一间距大于套筒58的第二端582与升降件60的第四端602的第二间距，而补正弹簧64被设置在升降件60的斜面603与套筒58的间距当中，故该第三变形量大于该第四变形量。也就是说当升降机构54的升降件60相对于套筒58下降时，主弹簧62与补正弹簧64的弹性变形会逐渐变大，而当升降机构54的升降件60相对于套筒58上升时，主弹簧62与补正弹簧64的弹性变形会逐渐变小。

请参阅图6与图7，图6为本发明图4中降下升降件60至该第一位置的受力示意图，图7为本发明图5中升起升降件60至该第二位置的受力示意图，升降件60的受力大抵上包含升降件60本身的重力W、主弹簧62的弹性回复力F1、补正弹簧64的弹性回复力F2、套筒52与升降件60间的摩擦力f1及f2、套筒52施予升降件60的正向力N，以及使用者升起或降下升降件60的外力F，其中套筒52与升降件60间的摩擦力f1与补正弹簧64的弹性回复力F2有关，且套筒52与升降件60间的摩擦力f2与套筒52施予升降件60的正向力N有关，意即当补正弹簧64的弹性回复力F2与正向力N变大时摩擦力n、f2也变大，反之亦然。如图6所示，当使用者在-Y方向降下升降件60用于降低荧幕52的高度时，由于主弹簧62与补正弹簧64的压缩变形量逐渐变大，故主弹簧62的Y方向弹性回复力F1与补正弹簧64的弹性回复力F2逐渐变大，进而造成Y方向的套筒52与升降件60间的摩擦力f1及f2逐渐变大，而使得升降件60整体向上的推力与阻力变大。此外，如图7所示，当使用者在Y方向调升升降件60用于提高荧幕52的高度时，由于主弹簧62与补正弹簧64的压缩变形量逐渐变小，故主弹簧62的Y方向弹性回复力F1与补正弹簧64的弹性回复力F2逐渐变小，进而造成Y方向的套筒52与升降件60间的摩擦力f1及f2逐渐变小，而使得升降件60整体向上的推力与阻力变小。综上所述，当升降件60在由图4所示的该第一位置上升至图5所示的该第二位置时，主弹簧62的弹性回复力F1会逐渐由大变小，同时间补正弹簧64的弹性回复力F2与正向力N也会由大变小，而使得上升阻力的摩擦力f1、f2也由大变小，故可让使用者调升升降件60的外力F维持定值；相对地，当升降件60在由图5所示的该第二位置下降至图4所示的该第一位置时，主弹簧62的弹性回复力F1会逐渐由小变大，同时间补正弹簧64的弹性回复力F2与正向力N也会由小变大，而使得下降阻力的摩擦力f1、f2也由小变大，故可让使用者调降升降件60的外力F维持定值。通过主弹簧62与补正弹簧64的弹性回复力同步变大或变小的设计，可使得摩擦力f1、f2作为弹力补正主弹簧62的弹性回复力F1的机制，如此一来使用者能保持一定力升降调整荧幕52的高度，让使用者有较佳的调整手感。此外，本实施例不局限于仅使用一个补正弹簧64，也可同时使用多个补正弹簧来调整弹力补正的效果，且升降件60的相对于斜面603的一侧也可另外形成一斜面，并在升降件60的两侧皆设置补正弹簧64来达到弹力补正的目的，其作用原理相同于上述实施例，故在此不再详述。

请参阅图8与图9，图8与图9分别为本发明第二实施例一升降机构70在该第一位置与该第二位置的示意图，升降机构70包含有一套筒72，其包含有一第一端721与一第二端722，以及一升降件74，连接于荧幕52且以可相对于套筒72上下移动的方式设置在套筒72内，升降件74包含有一第三端741与一第四端742，套筒72的第一端721与升降件74的第三端741的一第一间距大于套筒72的第二端722与升降件74的第四端742的一第二间距。与前述实施例不同之处为套筒72的第一端721至第二端722间设有一斜面723，且套筒72内侧的第一端721至第二端722的宽度为渐宽，而主弹簧62也连接于套筒72与升降件74，补正弹簧64的第五端641自由接触于套筒72的斜面723且其第六端642固定于升降件60。

由图8可知，当升降机构70的升降件74被降下时而相对于套筒72定位于该第一位置时，主弹簧62具有该第一变形量且补正弹簧64具有该第三变形量；由图9可知，当升降机构70的升降件74被升起而相对于套筒72定位于该第二位置时，主弹簧62具有该第二变形量且补正弹簧64具有该第四变形量。由于主弹簧62与补正弹簧64的弹性变形皆相对于原始状态为压缩的状态，故主弹簧62的该第一变形量大于该第二变形量；且由于套筒72内侧的结构为上窄下宽，意即套筒72内侧的第一端721至第二端722的宽度为渐宽，故套筒72内侧的斜面723与升降件74的间距为由上至下渐窄，也就是说套筒72的第一端721与升降件74的第三端741的第一间距大于套筒72的第二端722与升降件74的第四端742的第二间距，而补正弹簧64被设置在套筒72内侧的斜面723与升降件74的间距当中，故该第三变形量大于该第四变形量。也就是说当升降机构70的升降件74相对于套筒72下降时，主弹簧62与补正弹簧64的弹性变形会逐渐变大，而当升降机构54的升降件74相对于套筒72上升时，主弹簧62与补正弹簧64的弹性变形会逐渐变小。

同理，当升降件74在由图8所示的该第一位置上升至图9所示的该第二位置时，主弹簧62的弹性回复力会逐渐由大变小，同时间补正弹簧64的弹性回复力也会由大变小，而使得上升阻力也由大变小，故可让使用者调升升降件74的外力维持定值；相对地，当升降件74在由图9所示的该第二位置下降至图8所示的该第一位置时，主弹簧62的弹性回复力会逐渐由小变大，同时间补正弹簧64的弹性回复力也会由小变大，而使得下降阻力也由小变大，故可让使用者调降升降件74的外力维持定值。通过主弹簧62与补正弹簧64的弹性回复力同步变大或变小的设计，可使得补正弹簧64所产生的摩擦阻力作为弹力补正主弹簧62的弹性回复力的机制，如此一来使用者能保持一定力升降调整荧幕52的高度，让使用者有较佳的调整手感。此外，本实施例不局限于仅使用一个补正弹簧64，也可同时使用多个补正弹簧来调整弹力补正的效果，且套筒72内侧的相对于斜面723的一侧也可另外形成一斜面，并在升降件74的两侧皆设置补正弹簧64来达到弹力补正的目的，其作用原理相同于上述实施例，故在此不再详述。

综上所述，本发明的精神在于利用套筒与升降件间相对运动而造成补正弹簧产生不同的弹性变形，而主弹簧与补正弹簧的弹性变形量同步增减，用于利用补正弹簧所产生的摩擦阻力弹力补正主弹簧的弹性回复力，故任何利用套筒与升降件间相对运动而造成补正弹簧产生不同的弹性变形的机构设计皆属于本发明的范畴。

相比较于背景技术，本发明的升降机构通过主弹簧与补正弹簧的弹性回复力同步变大或变小的设计，以使补正弹簧所产生的摩擦阻力作为弹力补正主弹簧的弹性回复力的机制，如此一来使用者能保持一定力升降调整荧幕的高度，让使用者有较佳的调整手感，且本发明使用主弹簧与补正弹簧的机构较背景技术使用定力弹簧的机构较为简易且成本较为便宜，可谓为一结构简单且较低成本的模拟定力弹簧的机构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种具有弹力补正功能的升降机构，其包含有：

套筒，其包含有第一端与第二端；

升降件，以可相对于该套筒上下移动的方式设置在该套筒内，该升降件包含有第三端与第四端，该套筒的该第一端与该升降件的该第三端的第一间距大于该套筒的该第二端与该升降件的该第四端的第二间距；

主弹簧，连接于该套筒的第二端与该升降件的第四端，当该升降件相对于该套筒定位于第一位置时，该主弹簧被该升降件压缩而具有第一变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于第二位置时，该主弹簧被该升降件压缩而具有第二变形量，其中该第一变形量大于该第二变形量；以及

补正弹簧，其第五端接触于该套筒端部之间的内侧壁且该补正弹簧的第六端接触于该升降件端部之间的侧壁，当该升降件相对于该套筒定位于该第一位置且该主弹簧具有该第一变形量时，该补正弹簧具有第三变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于该第二位置且该主弹簧具有该第二变形量时，该补正弹簧具有第四变形量，其中该第三变形量大于该第四变形量。

2.如权利要求1所述的升降机构，其中该主弹簧为线性弹簧。

3.如权利要求1所述的升降机构，其中该补正弹簧为线性弹簧。

4.如权利要求1所述的升降机构，其中该升降件上的该第三端与该第四端间设有斜面，该补正弹簧的该第五端固定于该套筒的该内侧且该补正弹簧的该第六端自由接触于该升降件的该斜面。

5.如权利要求1所述的升降机构，其中该套筒的该第一端与该第二端间设有斜面，该补正弹簧的该第五端自由接触于该套筒的该斜面且该补正弹簧的该第六端固定于该升降件。

6.一种具有升降机构的显示装置，其包含有：

荧幕；以及

升降机构，其连接于该荧幕且用来升降该荧幕，该升降机构包含有：

套筒，其包含有第一端与第二端；

升降件，以可相对于该套筒上下移动的方式设置在该套筒内，该升降件包含有第三端与第四端，该套筒的该第一端与该升降件的该第三端的第一间距大于该套筒的该第二端与该升降件的该第四端的第二间距；

主弹簧，连接于该套筒的第二端与该升降件的第四端，当该升降件相对于该套筒定位于第一位置时，该主弹簧被该升降件压缩而具有第一变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于第二位置时，该主弹簧被该升降件压缩而具有第二变形量，其中该第一变形量大于该第二变形量；以及

补正弹簧，其第五端接触于该套筒端部之间的内侧壁且该补正弹簧的第六端接触于该升降件端部之间的侧壁，当该升降件相对于该套筒定位于该第一位置且该主弹簧具有该第一变形量时，该补正弹簧具有第三变形量，且当该升降件相对于该套筒定位于该第二位置且该主弹簧具有该第二变形量时，该补正弹簧具有第四变形量，其中该第三变形量大于该第四变形量。

7.如权利要求6所述的显示装置，其中该主弹簧为线性弹簧。

8.如权利要求6所述的显示装置，其中该补正弹簧为线性弹簧。

9.如权利要求6所述的显示装置，其中该升降件的该第三端与该第四端间设有斜面，该补正弹簧的该第五端固定于该套筒的该内侧且该补正弹簧的该第六端自由接触于该升降件的该斜面。

10.如权利要求6所述的显示装置，其中该套筒的该第一端与该第二端间设有斜面，该补正弹簧的该第五端自由接触于该套筒的该斜面且该补正弹簧的该第六端固定于该升降件。

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