CN104565014B - 枢轴结构及具有此枢轴结构的电子装置 - Google Patents

枢轴结构及具有此枢轴结构的电子装置 Download PDF

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Abstract

一种枢轴结构及具有此枢轴结构的电子装置，所述枢轴结构包括一枢轴、一第一架体、一第二架体及一第三架体。第一架体及第二架体藉由枢轴而相互枢接，其中第二架体具有一第一连接部。第三架体具有一第二连接部，其中第二连接部可转动地连接于第一连接部。当第三架体受力而晃动时，第二连接部相对于第一连接部转动，且第一连接部与第二连接部之间的一动摩擦力消耗第三架体的动能。此外，一种具有此枢轴结构的电子装置亦被提及。当电子装置的第二机体及第三架体受力而晃动时，第一连接部与第二连接部之间的动摩擦力可消耗第二机体及第三架体的动能，使第二机体能在短时间内静止，以避免使用者在视觉上产生不适感，并提升电子装置在操作上的顺畅度。

Description

枢轴结构及具有此枢轴结构的电子装置
技术领域
本发明是有关于一种枢轴结构及具有此枢轴结构的电子装置，且特别是有关于一种可提供阻尼效果的枢轴结构及具有此枢轴结构的电子装置。
背景技术
受惠于半导体元件与显示器技术的进步，电子装置不断的朝向小型、多功能且携带方便的方向发展，常见的可携式电子装置包括平板电脑(tablet PC)、智能型手机(smartphone)、笔记型电脑(notebook computer)等。以笔记型电脑为例，一般的笔记型电脑大多是由主机与显示屏幕所组成，其中主机与显示屏幕通过枢轴(hinge)结构而相互枢接。使用者可藉由主机与显示屏幕的相对转动使笔记型电脑的主机与显示屏幕闭合以方便携带，待欲使用笔记型电脑时再将显示屏幕展开以方便操作。
越来越多的笔记型电脑配备有触控式显示屏幕。当使用者以触控的方式操作显示屏幕时，按压屏幕的力量往往会造成显示屏幕的晃动。显示屏幕晃动的持续时间越长，则越容易让使用者在视觉上产生不适感且在操作上较不顺畅。
发明内容
本发明提供一种枢轴结构，以减少电子装置的机体晃动的持续时间。
本发明的枢轴结构包括一枢轴、一第一架体、一第二架体及一第三架体。第一架体及第二架体藉由枢轴而相互枢接，其中第二架体具有一第一连接部。第三架体具有一第二连接部，其中第二连接部可转动地连接于第一连接部。当第三架体受力而相对于第一架体晃动时，第二连接部得相对于第一连接部进行有限度的转动，据以藉由第一连接部与第二连接部之间相对转动的一动摩擦力消耗第三架体的晃动动能。
本发明的电子装置包括一第一机体、一第二机体及一枢轴结构。枢轴结构包括一枢轴、一第一架体、一第二架体及一第三架体。第一架体及第二架体藉由枢轴而相互枢接且分别固定于第一机体及第二机体，其中第二架体具有一第一连接部。第三架体固定于第二机体且具有一第二连接部，其中第二连接部可转动地连接于第一连接部。当第二机体受力而相对于第一机体晃动时，第二连接部得相对于第一连接部有限度的转动，据以藉由第一连接部与第二连接部之间相对转动的动摩擦力消耗第二机体的晃动动能。
在本发明的一实施例中，上述的第一连接部与第二连接部的其中之一包括一中空柱体，第一连接部与第二连接部的其中另一包括一凸柱，凸柱可转动地穿设于中空柱体内且接触中空柱体的一内壁，当第二连接部相对于第一连接部转动时，内壁与凸柱之间产生动摩擦力。
在本发明的一实施例中，上述的中空柱体具有一开槽，开槽暴露部分凸柱。
在本发明的一实施例中，上述的中空柱体具有一端面，端面垂直于内壁，凸柱的一端具有一覆盖部，覆盖部位于中空柱体之外且覆盖端面，当第二连接部相对于第一连接部转动时，覆盖部与端面之间产生动摩擦力。
在本发明的一实施例中，上述的第一架体及第二架体藉由枢轴而沿一第一转动轴线相互枢接，第一连接部沿一第二转动轴线可转动地连接于第二连接部，第一转动轴线平行于第二转动轴线。
在本发明的一实施例中，上述的第二架体具有一第一固定部并藉由第一固定部而固定于第二机体，第三架体具有一第二固定部并藉由第二固定部而固定于第二机体，第一连接部及第二连接部位于第一固定部与第二固定部之间。
在本发明的一实施例中，上述的第二连接部与第一固定部之间的距离小于第二连接部与第二固定部之间的距离。
在本发明的一实施例中，上述的第二机体具有相对的一顶侧及一底侧，第一固定部、第一连接部及第二连接部邻近底侧，且第二固定部邻近顶侧。
基于上述，在本发明的枢轴结构中，第三架体的第二连接部可转动地连接于第二架体的第一连接部，且当第一连接部及第二连接部相对转动时，第一连接部与第二连接部之间会产生动摩擦力，而使得第一连接部及第二连接部等同于一摩擦阻尼。据此，当电子装置的第二机体及第三架体受力而晃动时，第一连接部与第二连接部之间的动摩擦力具有消耗第二机体及第三架体的动能的作用，以减少电子装置的第二机体晃动的持续时间，使第二机体能够在较短的时间内静止。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的电子装置的示意图。
图2是图1的第二机体受力而晃动的示意图。
图3是图1的电子装置的枢轴结构的示意图。
图4是图3的枢轴结构的局部立体图。
图5是电子装置的机体的晃动程度随时间递减的曲线图。
图6是图4的枢轴结构的局部放大图。
图7是本发明另一实施例的枢轴结构的局部放大图。
图8是本发明另一实施例的枢轴结构的局部放大图。
图9是图8的第二架体的示意图。
符号说明：
100：电子装置
110：第一机体
120：第二机体
120a：顶侧
120b：底侧
130：枢轴结构
132：枢轴
134：第一架体
136、236、336：第二架体
136a、236a、336a：第一连接部
136b：第一固定部
138、238、338：第三架体
138a、238a、338a：第二连接部
138b：第二固定部
A1：第一转动轴线
A2：第二转动轴线
C1、C1’、C1”：中空柱体
C2、C2’、C2”：凸柱
E：端面
F：外力
L：覆盖部
P：位置
S1、S2：曲线
T：开槽
W、W’：内壁
具体实施方式
图1是本发明一实施例的电子装置的示意图。图2是图1的第二机体受力而晃动的示意图。请参考图1及图2，本实施例的电子装置100例如为笔记型电脑且包括一第一机体110及一第二机体120，第一机体110及第二机体120例如分别为笔记型电脑的主机及显示屏幕。第二机体120枢接于第一机体110而适于展开或闭合于第一机体110(绘示为第二机体120展开于第一机体110)。第二机体120例如为具有触控功能的显示屏幕，当使用者对第二机体120进行触控操作时，第二机体120会如图2所示承受外力F而产生变形并晃动。
图3是图1的电子装置的枢轴结构的示意图。图4是图3的枢轴结构的局部立体图。为使图式较为清楚，第一机体110及第二机体120在图3中仅局部地绘示，且图4未绘示出第一机体110及第二机体120。请参考图3及图4，电子装置100更包括一枢轴结构130，第一机体110及第二机体120是藉由枢轴结构130而相互枢接。详细而言，枢轴结构130包括一枢轴132、一第一架体134、一第二架体136及一第三架体138。第一架体134及第二架体136藉由枢轴132而沿第一转动轴线A1相互枢接且分别固定于第一机体110及第二机体120，第二架体136具有一第一连接部136a，第三架体138固定于第二机体120以增加第二机体120的结构强度，第三架体138具有一第二连接部138a，其中第二连接部138a沿平行于第一转动轴线A1的第二转动轴线A2可转动地连接于第一连接部136a。当第二机体120及第三架体138承受图2所示的外力F而晃动时，第二连接部138a会沿第二转动轴线A2相对于第一连接部136a转动。在其它实施例中，第二转动轴线A2可不必平行于第一转动轴线A1。
在上述配置方式之下，第二架体136的第一连接部136a及第三架体138的第二连接部138a等同于一摩擦阻尼。据此，当电子装置100的第二机体120及第三架体138受力而相对于第一机体110及第一架体134晃动时，第一连接部136a与第二连接部138a之间相对转动的动摩擦力具有消耗第二机体120及第三架体138的晃动动能的作用，以减少第二机体120晃动的持续时间，使第二机体120能够在较短的时间内静止以避免第二机体120的晃动让使用者在视觉上产生不适感，并提升电子装置100在操作上的顺畅度。
图5是电子装置的机体的晃动程度随时间递减的曲线图。在图5中，纵轴所示的位移量x(t)以等式来表示，其中X为初始位移，C、K及M分别为结构的阻尼、刚性及质量，t为横轴所示的时间。曲线S1表示图2所示的第二机体120上的位置P的位移随时间变化。当上述实施例中的第二架体120与第三架体130若以刚性结合方式(例如为铆接)进行连接而无法藉由第一连接部136a及第二连接部138a来提供阻尼效果时，第二机体120上的位置P的位移随时间变化则以曲线S2表示。由上述等式可知，结构的阻尼越大则机体的位移量的收敛速度就越快，而藉由第一连接部136a及第二连接部138a的上述配置方式，可在结构的刚性与质量变化很微小的情况下明显增加结构的阻尼。具体而言，图5中的曲线S2的位移量在机体晃动持续约4.2秒之后才收敛为小于0.2mm，而藉由第一连接部136a及第二连接部138a来提供阻尼效果，可使图5中的曲线S1的位移量在机体晃动持续约2.1秒时就收敛为小于0.2mm。
请参考图3及图4，在本实施例中，第二架体136具有一第一固定部136b并藉由第一固定部136b而固定于第二机体120(例如铆接)，第三架体138具有一第二固定部138b并藉由第二固定部138b而固定于第二机体(例如铆接)。第一连接部136a及第二连接部138a位于第一固定部136b与第二固定部138b之间，以确实地藉由第一连接部136a与第二连接部138a之间的动摩擦力来消耗第二机体120及第三架体138晃动时的动能。详细而言，第二机体120如图1及图2所示具有相对的一顶侧120a及一底侧120b，第三架体138b如图3及图4所示为长条状结构，且第二连接部138a与第二固定部138b分别位于第三架体138的相对两端。第一固定部136b、第一连接部136a及第二连接部138a邻近第二机体120的底侧120b，且第二固定部138b邻近第二机体120的顶侧120a。当第二机体120如图2所示承受外力F而产生变形并晃动时，第二机体120的顶侧120a及邻近第二机体120的顶侧120a的第二固定部138b会具有较大的位移量，且第二机体120的底侧120b会具有较小的位移量，因此邻近第二机体120的底侧120b的第一连接部136a与第二连接部138a会藉由第二固定部138b的晃动而产生足够但有限度的相对转动量，以有效地提供阻尼效果。
以下藉由图式说明第一连接部136a及第二连接部138a的具体连接方式。图6是图4的枢轴结构的局部放大图。请参考图6，在本实施例中，第一连接部136a包括一中空柱体(可为封闭环形或是C形型态)C1，第二连接部138a包括一凸柱C2，凸柱C2可转动地穿设于中空柱体C1内且接触中空柱体C1的一内壁W。当第二连接部138a相对于第一连接部136a转动时，内壁W与凸柱C2进行相对位移而产生动摩擦力，以藉此动摩擦力消耗第二机体120及第三架体138晃动时的动能。
在其它实施例中，可依设计上的需求以适当方式调整第一连接部与第二连接部之间的动摩擦力大小，举例说明如下。
图7是本发明另一实施例的枢轴结构的局部放大图。请参考图7，本实施例的第二架体236的第一连接部236a及第三架体238的第二连接部238a与图6所示的第二架体136的第一连接部136a及第三架体138的第二连接部138a的不同处在于，第一连接部236a的中空柱体C1’具有一开槽T，开槽T暴露第二连接部238a的部分凸柱C2’，藉以减少中空柱体C1’与凸柱C2’的接触面积，而可使第一连接部236a与第二连接部238a之间具有较小的动摩擦力。
图8是本发明另一实施例的枢轴结构的局部放大图。图9是图8的第二架体的示意图。请参考图8及图9，本实施例的第二架体336的第一连接部336a及第三架体338的第二连接部338a与图6所示的第二架体136的第一连接部136a及第三架体138的第二连接部138a的不同处在于，第一连接部336a的中空柱体C1”具有一端面E，端面E垂直于中空柱体C1”的内壁W’，第二连接部338a的凸柱C2”的一端具有一覆盖部L，覆盖部L位于中空柱体C1”之外且覆盖中空柱体C1”的端面E。当第二连接部338a相对于第一连接部336a转动时，除了凸柱C2”与中空柱体C1”的内壁W’之间会产生动摩擦力，凸柱C2”的覆盖部L与中空柱体C1”的端面E之间亦会产生动摩擦力，以增进第一连接部336a与第二连接部338a所提供的阻尼效果。
综上所述，在本发明的枢轴结构中，第三架体的第二连接部可转动地连接于第二架体的第一连接部，且当第一连接部及第二连接部相对转动时，第一连接部与第二连接部之间会产生动摩擦力，而使得第一连接部及第二连接部等同于一摩擦阻尼。据此，当电子装置的第二机体及第三架体受力而晃动时，第一连接部与第二连接部之间的动摩擦力可消耗第二机体及第三架体的动能，以减少第二机体晃动的持续时间，使第二机体能够在较短的时间内静止以避免第二机体的晃动让使用者在视觉上产生不适感，并提升电子装置在操作上的顺畅度。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的为准。

Claims (13)

1.一种枢轴结构，其特征在于，所述枢轴结构包括：
一枢轴；
一第一架体及一第二架体，藉由该枢轴而相互枢接，其中该第二架体具有一第一连接部；以及
一第三架体，具有一第二连接部，其中该第二连接部能转动地连接于该第一连接部，当该第三架体受力而相对于该第一架体晃动时，该第二连接部相对于该第一连接部进行有限度的转动，据以借由该第一连接部与该第二连接部之间相对转动的一动摩擦力消耗该第三架体的晃动动能。
2.如权利要求1所述的枢轴结构，其特征在于，该第一连接部与该第二连接部的其中之一包括一中空柱体，该第一连接部与该第二连接部的其中另一包括一凸柱，该凸柱能转动地穿设于该中空柱体内且接触该中空柱体的一内壁，当该第二连接部相对于该第一连接部转动时，该内壁与该凸柱之间产生该动摩擦力。
3.如权利要求2所述的枢轴结构，其特征在于，该中空柱体具有一开槽，该开槽暴露部分该凸柱。
4.如权利要求2所述的枢轴结构，其特征在于，该中空柱体具有一端面，该端面垂直于该内壁，该凸柱的一端具有一覆盖部，该覆盖部位于该中空柱体之外且覆盖该端面，当该第二连接部相对于该第一连接部转动时，该覆盖部与该端面之间产生该动摩擦力。
5.如权利要求1所述的枢轴结构，其特征在于，该第一架体及该第二架体藉由该枢轴而沿一第一转动轴线相互枢接，该第一连接部沿一第二转动轴线可转动地连接于该第二连接部，该第一转动轴线平行于该第二转动轴线。
6.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：
一第一机体及一第二机体；以及
一枢轴结构，包括：
一枢轴；
一第一架体及一第二架体，藉由该枢轴而相互枢接且分别固定于该第一机体及该第二机体，其中该第二架体具有一第一连接部；
一第三架体，固定于该第二机体且具有一第二连接部，其中该第二连接部可转动地连接于该第一连接部，当该第二机体受力而相对于该第一机体晃动时，该第二连接部相对于该第一连接部有限度的转动，据以藉由该第一连接部与该第二连接部之间相对转动的动摩擦力消耗该第二机体的晃动动能。
7.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该第一连接部与该第二连接部的其中之一包括一中空柱体，该第一连接部与该第二连接部的其中另一包括一凸柱，该凸柱可转动地穿设于该中空柱体内且接触该中空柱体的一内壁，当该第二连接部相对于该第一连接部转动时，该内壁与该凸柱之间产生该动摩擦力。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该中空柱体具有一开槽，该开槽暴露部分该凸柱。
9.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该中空柱体具有一端面，该端面垂直于该内壁，该凸柱的一端具有一覆盖部，该覆盖部位于该中空柱体之外且覆盖该端面，当该第二连接部相对于该第一连接部转动时，该覆盖部与该端面之间产生该动摩擦力。
10.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该第一架体及该第二架体藉由该枢轴而沿一第一转动轴线相互枢接，该第一连接部沿一第二转动轴线可转动地连接于该第二连接部，该第一转动轴线平行于该第二转动轴线。
11.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，该第二架体具有一第一固定部并藉由该第一固定部而固定于该第二机体，该第三架体具有一第二固定部并藉由该第二固定部而固定于该第二机体，该第一连接部及该第二连接部位于该第一固定部与该第二固定部之间。
12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第二连接部与该第一固定部之间的距离小于该第二连接部与该第二固定部之间的距离。
13.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第二机体具有相对的一顶侧及一底侧，该第一固定部、该第一连接部及该第二连接部邻近该底侧，且该第二固定部邻近该顶侧。
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