CN109114096B - 转轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转轴结构，适于连接两物件，以使两物件通过转轴结构而相对旋转。转轴结构包括第一构件、第二构件、第三构件以及弹性组件。第一构件与第三构件分别对应组装于所述两物件。第二构件枢接于第一构件并以一轴相对于第一构件旋转。第三构件枢接于第二构件并以该轴相对于第二构件旋转。在第一状态时，第二构件收纳于第一构件的凹部，在第二状态时，第二构件随第三构件以该轴旋转并至少局部移出凹部。弹性组件连接第一构件与第三构件，弹性组件恒驱动第三构件以带动第二构件移入凹部而维持第一状态。

Description

转轴结构

技术领域

本发明涉及一种转轴结构。

背景技术

近年来，随着科技产业日益发达，电子装置例如笔记本电脑(notebook，NB)、平板电脑(tablet PC)与智能手机(smart phone)等电子产品已频繁地出现在日常生活中。电子装置的型态与使用功能越来越多元，便利性与实用性让这些电子装置更为普及，其可依据使用者需求而用于不同用途。其中，部分呈现平板状的电子装置，例如平板电脑，其机体本身无法调整使用角度，故其可搭配支撑架使用而调整使用角度，例如是站立于桌面上。

举例而言，常见的支撑架例如是以配置在电子装置上的保护盖所构成，其中保护盖大致上由两块平板与转轴结构所构成，且两平板可通过转轴结构相对旋转。如此，当保护盖配置在电子装置的背面时，两平板构成平面，而不影响电子装置的使用，例如不影响使用者手持电子装置的手感，或者不影响电子装置放置在桌面上。当使用者欲将电子装置立于桌面上时，保护盖的下板可相对于电子装置往外掀开而作为支撑架。换言之，保护盖的下板可往外掀开作为支撑架，而电子装置以其底部与支撑架作为支撑点呈现倾斜状态。

然而，当使用者操作电子装置时，例如是以手指按压电子装置的荧幕时，使用者所施加的外力传递至保护盖上的转轴结构，而使作为支撑架的下板远离电子装置的底部并朝向上板弯折。此时，转轴结构容易产生破坏。换言之，电子装置的操作方式容易使转轴结构产生损坏。此外，当作为支撑架的下板不需使用时，使用者还需另将下板盖回电子装置的背面。此举亦增加其操作方式的复杂度。

另外，现有无段式转轴虽能让支撑架停止于任意展开位置，其利用的是转轴构件彼此间紧配而产生的摩擦力，而此举即会因使用次数增加产生构件磨损，进而造成摩擦力的衰退。同时，为让构件之间产生摩擦力达预设值，意即代表着构件本身的精度与组装精度皆须达到一定标准，此举反而造成制程良率降低以及成本增加等负面影响。

发明内容

本发明提供一种转轴结构，其具有较佳的适用性及耐受性。

本发明的转轴结构，适于连接两物件，以使两物件通过转轴结构而相对旋转。转轴结构包括第一构件、第二构件、第三构件以及弹性组件。第一构件与第三构件分别对应组装于所述两物件。第二构件枢接于第一构件并以一轴相对于第一构件旋转。第三构件枢接于第二构件并以该轴相对于第二构件旋转。在第一状态时，第二构件收纳于第一构件的凹部，在第二状态时，第二构件随第三构件以该轴旋转并至少局部移出凹部。弹性组件连接第一构件与第三构件，弹性组件恒驱动第三构件以带动第二构件移入凹部而维持第一状态。

基于上述，转轴结构通过第一构件与第三构件分别组装于两物件，第二构件枢接第一构件且第三构件枢接第二构件，其中构件之间的枢接轴为同轴，因此得以通过所述构件枢转展开或枢转收阖而产生的扇形枢转运动，让两物件产生相对旋转。再者，弹性组件恒驱动第三构件以带动第二构件枢转收阖，以让物件展开之际得以达到自动复位的效果。此举让所述构件通过松配合便能达到所需的枢转运动，而能有效地降低制造成本，同时也能提高构件的耐受性。

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，并配合附图作详细说明如下。

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是电子装置中转轴结构的示意图；

图3是图2转轴结构的侧视图；

图4是图2转轴结构的爆炸图；

图5是图2转轴结构于另一状态的示意图；

图6是图5转轴结构的侧视图；

图7与图8分别是图2转轴结构的局部剖视图。

附图标号说明：

50：电子装置

52：荧幕

54：支撑架

56：背板

100：转轴结构

110：第一构件

111：主部件

112：从部件

113：延伸部

114：固定部

115：凹部

116：第一轨道

120：第二构件

122：第一导柱

124：第二轨道

126：凸部

130：第三构件

132：第二导柱

140：弹性组件

141：弹性件

142：抵接件

143：连接件

144：调整件

150：止挡件

152：基部

154：自由端

154a：顶部

154b：底部

A1：轴

E1：第一端

E2：第二端

E3：第三端

E4：第四端

g1：间隙

θ：角度

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是电子装置中转轴结构的示意图。图3是图2转轴结构的侧视图。请同时参考图1至图3，在本实施例中，电子装置50例如是平板电脑，包括机体、支撑架54与转轴结构100，其中机体进一步地区分为彼此背对的荧幕52与背板56，转轴结构100与支撑架54设置在背板56处，如图1所示，通过转轴结构100而让支撑架54得以相对于背板56以角度θ展开，如图1所示，电子装置50得以通过支撑架54达到对机体的支撑，而随着角度θ不同，也存有不同的使用状态，因此得以提高电子装置50的适用性。在此并未限制角度θ的范围。在另一未显示状态，支撑架54能相对于背板56展开角度至180度，即让支撑架54叠合至背板56的状态。

图4是图2转轴结构的爆炸图。请同时参考图2至图4，转轴结构100包括第一构件110、第二构件120、第三构件130与弹性组件140，需先说明的是，在图3中显示图1的背板56与支撑架54，以利后续描述转轴结构的运动模式。

在本实施例中，第一构件110组装于机体的背板56，第三构件130组装于支撑架54，而第二构件120枢接于第一构件110，第三构件130枢接于第二构件120，且第二构件120能以轴A1相对于第一构件110枢转，第三构件130同以轴A1相对于第二构件120枢转。

图5是图2转轴结构于另一状态的示意图。图6是图5转轴结构的侧视图。请同时参考图2至图6，其中图2、图3用以显示转轴结构100处于第一状态，即是尚未旋转的状态，此时背板56与支撑架54是如图1显示处于同一平面(背板56及虚线轮廓的支撑架54)，亦即支撑架54尚未相对于机体展开。相对地，图5与图6用以显示转轴结构100处于第二状态，即是已经旋转的状态，此时背板56与支撑架54是如图1显示产生相对弯折(背板56及实线轮廓的支撑架54)，亦即支撑架54已相对于机体展开角度θ。当然，在此并未限制角度θ的范围，也就是说，本实施例中一旦将支撑架54相对于机体展开(非闭阖)时，便会视为第二状态。

请再参考图3，详细而言，第一构件110包括主部件111与从部件112、延伸部113与固定部114，其中主部件111具有凹部115以及设置在凹部115的第一轨道116，其中第一轨道116呈现以轴A1(显示于图3、图6)为中心的弧形结构。第二构件120呈偶件(couples)结构配置，其具有位在外部(外侧面)的第一导柱122以及位在内部(内侧面)的第二轨道124，第二轨道124呈现以轴A1为中心的弧形结构。第一导柱122可移动地插设于第一轨道116以沿第一轨道116移动。第三构件130的局部具有第二导柱132，可移动地插设于第二轨道124以沿第二轨道124移动，且使所述局部位于呈偶件结构的第二构件120之间。

请再参考图2与图3，在第一状态时，结合后的第一构件110、第二构件120与第三构件130是呈彼此叠置的状态，且第一轨道116与第二轨道124彼此局部重合，如图3所示，第一轨道116及第二轨道124同以轴A1作为其环绕中心，因此当支撑架54受力而相对于背板56展开时，第三构件130也通过第二导柱132在第二轨道124移动而能带动第二构件120，使其第一导柱122在第一轨道116移动，以将第二构件120逐渐带离第一构件110的凹部115，也就是转换至图5及图6所示的状态，随着展开角度θ越大，第二构件120移离凹部115的部分也越多。

基于上述以及图3至图6所示，本实施例的转轴结构100，通过同轴构件的配置(也就是第一轨道116、第二轨道124都对应至同一轴A1)，而达到构件枢转展开或枢转收阖所产生的扇形枢转运动，便能顺利地带动支撑架54相对于背板56旋转开阖。

请再参考图4，值得注意的是，转轴结构100的弹性组件140包括连接件143与弹性件141，其中连接件143具有第一端E1与第二端E2，第一端E1固定地连接第三构件130。弹性件141具有第三端E3与第四端E4，第三端E3抵接于第一构件110的从部件112，第二端E2随弹性件141变形与否而与第四端E4同步移动，且第三端E3位于第一端E1与第二端E2、第四端E4之间，以在第三构件130移离第一状态所处位置时(即支撑架54展开时)，第一端E1远离第三端E3，而使第二端E2与第四端E4同步朝向第三端E3移动以变形弹性件141。

进一步地说，如图4所示，第一构件110的从部件112是结合至主部件111的延伸板上，而延伸部113(在此显示为两根延伸柱)是通过固定部114结合至从部件112。接着，弹性件141套设于延伸部113(在此显示两个弹性件141以对应两个延伸部113)。同时，弹性组件140还包括抵接件142，套设于延伸部113以使弹性件141抵接在抵接件142与第一构件110的从部件112之间，其中弹性件141的第三端E3抵接在从部件112上，第四端E4抵接在抵接件142上。在此，抵接件142具有两个开口以对应两个延伸部113，且所述开口的内径大于延伸部113的外径，因此抵接件142可随着弹性件141的变形与否而沿着延伸部113移动。

请再参考图5与图6并对照图4，当支撑架54相对于背板56转动时，即代表第三构件130会带动第二构件120逐渐移出第一构件110的凹部115，然因连接件143是连接在第三构件130与弹性组件140的抵接件142之间(在此，连接件143被视为刚体结构而不具，或忽略，其自身变形)，故而会使第一端E1随着第三构件130，而让第二端E2带动抵接件142朝向从部件112移动，进而变形(压缩)弹性件141。换句话说，在第一状态时，第三端E3位于第一端E1与第二端E2、第四端E4之间，且弹性件141的第四端E4因抵接在抵接件142上而能被视为与连接件143的第二端E2同步，因此当第三构件130移离第一状态所处位置时，连接件143的第一端E1会远离弹性件141的第三端E3，而使第二端E2与第四端E4同步朝向第三端E3移动，以造成变形弹性件141的效果。简而言之，通过连接件143的存在，当转轴结构100的第三构件130处于非第一状态时，弹性件141即是处于变形状态。

如前所述，支撑架54是受力而相对于背板56展开。举例来说，当使用者欲达到图1所示的状态时，即施力于支撑架54使其展开至角度θ后(弹性件141因此而变形)，再将其立置于平台上，此时通过电子装置50的自身重量实际上大于弹性件141的弹性恢复力而得以抵抗之，便能顺利让电子装置50处于图1所示的状态。当欲复位支撑架54而使其闭阖于机体时，仅需将电子装置50从平台拿起，弹性件141的弹性恢复力便能依序驱动抵接件142、连接件143、第三构件130与第二构件120复位(即恢复至图2与图3所示的第一状态)。

请再参考图2、图4与图5，在本实施例中，弹性组件140还包括调整件144，例如是螺帽，可调整地套设于延伸部113(即可调整地锁附于延伸部113上的螺纹)，所述调整件144能据以调整抵接件142在延伸部113上的位置，也就是让抵接件142结构接触于调整件144与弹性件141之间，并因此调整弹性件141的变形程度，而对应地调整转轴结构100的扭力，也就是说，当电子装置50的机体较轻时，可据以让第一状态时的弹性件141是处于轻微变形或不变形的状态，以避免弹性恢复力过大，而导致电子装置50无法以自重维持支撑架54的展开角度θ。同时，当抵接件142受连接件143带动而压缩弹性件141时，抵接件142与调整件144之间存在间隙g1。

图7与图8分别是图2转轴结构的局部剖视图，其用以分别对应图2的第一状态与图6的第二状态。请同时参考图3、图7与图8，在本实施例中，转轴结构100还包括止挡件150，例如是弹片，具有基部152与自由端154，其中基部152组装于第一构件110的凹陷115之内，而让自由端154是朝向第二构件120、第三构件130延伸。对应地，第二构件120还具有凸部126，远离第三构件130设置，且所述自由端154是位于凸部126的移动路径上，以让第二构件120从第二状态朝向第一状态转换时，止挡件150能阻挡第二构件120复位至第一状态所处的位置。

详细而言，止挡件150的自由端154呈现弯折，如图7与图8所示，弯折包括顶部154a与底部154b。在第一状态时，止挡件150实质上是以底部154b(靠近弯折处)抵接在第二构件120上。相对地，当第二构件120是从第二状态朝向第一状态转换时，则由于凸部126会先抵靠在顶部154a，故而让第二构件120能维持在阻尼位置，也就是图8所示的位置，此时止挡件150通过其弹性结构的特性，而让第二构件120能暂留于所述状态并提供阻尼效果。如此一来，使用者便无须担心支撑架54复位时会产生夹手的疑虑。接着，使用者仅需再行施力于支撑架54，以让第三构件130受力带动第二构件120转换至第一状态，即是克服止挡件150的弹力之后，让凸部126通过自由端154的弯折，而使弯折的底部154b再次接触于第二构件120，便能顺利地让转轴结构100与支撑架54达到复位(至第一状态)的效果。在此，能通过调整自由端154的位置而改变前述阻尼位置。

综上所述，在本发明的上述实施例中，转轴结构通过第一构件与第三构件分别组装于两物件，第二构件枢接第一构件且第三构件枢接第二构件，其中构件之间的枢接轴为同轴，因此得以通过所述构件枢转展开或枢转收阖而产生的扇形枢转运动，让两物件产生相对旋转。再者，弹性组件恒驱动第三构件以带动第二构件枢转收阖，以让物件展开之际得以达到自动复位的效果。进一步地说，弹性组件通过连接件连接在第三构件与弹性件之间，而让第三构件移动时能通过连接件带动弹性件产生变形，故而让支撑架展开的外力移除后，便能通过弹性恢复力而让支撑架复位。

换句话说，由于转轴结构的各个构件之间无须再以摩擦力作为驱动方式，因此在结构上无须让构件紧配而大幅减少构件可能的磨损，同时构件的尺寸精度也能因此放宽，故而能有效地降低制造成本，同时也能提高构件的耐受性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种转轴结构，适于连接两物件，以使所述两物件通过所述转轴结构而相对旋转，其特征在于，所述转轴结构包括：

第一构件，组装于所述两物件的其中之一；

第二构件，枢接于所述第一构件，所述第二构件以一轴相对于所述第一构件旋转；

第三构件，组装于所述两物件的其中之另一，所述第三构件枢接于所述第二构件，所述第三构件以所述轴相对于所述第二构件旋转，在一第一状态时，所述第二构件收纳于所述第一构件的一凹部内，在一第二状态时，所述第二构件随所述第三构件以所述轴旋转并至少局部移出所述凹部；以及

弹性组件，包括连接件以及弹性件，其中所述连接件具有一第一端与一第二端，所述弹性件具有一第三端与一第四端，所述第一端固定地连接所述第三构件，所述第三端抵接于所述第一构件，所述第二端随所述弹性件变形与否而与所述第四端同步移动，且所述第三端位于所述第一端与所述第二端、第四端之间，以在所述第三构件移离所述第一状态所处位置时，所述第一端远离所述第三端，而使所述第二端与所述第四端同步朝向所述第三端移动以变形所述弹性件，以使所述弹性组件恒驱动所述第三构件以带动所述第二构件移入所述凹部而维持所述第一状态。

2.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述第一构件具有一第一轨道，所述第二构件具有一第一导柱，可移动地插设于所述第一轨道以沿所述第一轨道移动，所述第一轨道呈现以所述轴为中心的弧形结构。

3.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述第二构件具有一第二轨道，所述第三构件具有一第二导柱，可移动地插设于所述第二轨道以沿所述第二轨道移动，所述第二轨道呈现以所述轴为中心的弧形结构。

4.根据权利要求3所述的转轴结构，其特征在于，所述第二构件为偶件结构且在其内侧面具有所述第二轨道，所述第三构件的局部具有所述第二导柱以插设于所述第二轨道，而使所述局部位于偶件之间。

5.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述第一构件具有一第一轨道，所述第二构件具有一第一导柱，可移动地插设于所述第一轨道以沿所述第一轨道移动，所述第二构件具有一第二轨道，所述第三构件具有一第二导柱，可移动地插设于所述第二轨道以沿所述第二轨道移动，所述第一轨道与所述第二轨道彼此局部重合。

6.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述两物件分别是一可携式电子装置的一机体与一支撑架，所述第一构件组装于所述机体，所述第三构件组装于所述支撑架。

7.一种转轴结构，适于连接两物件，以使所述两物件通过所述转轴结构而相对旋转，其特征在于，所述转轴结构包括：

第一构件，组装于所述两物件的其中之一；

第二构件，枢接于所述第一构件，所述第二构件以一轴相对于所述第一构件旋转；

第三构件，组装于所述两物件的其中之另一，所述第三构件枢接于所述第二构件，所述第三构件以所述轴相对于所述第二构件旋转，在一第一状态时，所述第二构件收纳于所述第一构件的一凹部内，在一第二状态时，所述第二构件随所述第三构件以所述轴旋转并至少局部移出所述凹部；以及

弹性组件，包括弹性件、抵接件以及连接件，其中所述弹性件套设于所述第一构件的一延伸部，所述抵接件套设于所述延伸部以使所述弹性件抵接在第一构件与所述抵接件之间，所述连接件连接所述第三构件与所述抵接件，以在非第一状态时，所述第三构件通过所述连接件而带动所述抵接件，并变形所述弹性件。

8.根据权利要求7所述的转轴结构，其特征在于，所述弹性组件还包括：

调整件，可调整地套设于所述延伸部，以使所述抵接件结构接触于所述调整件与所述弹性件之间，所述调整件沿所述延伸部调整位置，以调整所述抵接件在所述延伸部上的位置以及所述弹性件的变形程度。

9.一种转轴结构，适于连接两物件，以使所述两物件通过所述转轴结构而相对旋转，其特征在于，所述转轴结构包括：

第一构件，组装于所述两物件的其中之一；

第二构件，枢接于所述第一构件，所述第二构件以一轴相对于所述第一构件旋转；

第三构件，组装于所述两物件的其中之另一，所述第三构件枢接于所述第二构件，所述第三构件以所述轴相对于所述第二构件旋转，在一第一状态时，所述第二构件收纳于所述第一构件的一凹部内，在一第二状态时，所述第二构件随所述第三构件以所述轴旋转并至少局部移出所述凹部；

弹性组件，连接所述第一构件与所述第三构件，所述弹性组件恒驱动所述第三构件以带动所述第二构件移入所述凹部而维持所述第一状态；以及

止挡件，设置于所述第一构件且位于所述第二构件的移动路径上，当所述第二构件从所述第二状态转换至所述第一状态时，所述止挡件阻挡所述第二构件复位至所述第一状态，

其中所述第二构件具有一凸部，远离所述第三构件设置，而所述止挡件为弹性结构，具有一自由端朝向所述第二构件延伸且位于所述凸部的移动路径上，以在所述第二构件从所述第二状态转换至所述第一状态的过程中，所述凸部抵接于所述自由端而使所述第二构件维持于一阻尼位置。

10.根据权利要求9所述的转轴结构，其特征在于，所述自由端呈现一弯折，当所述第二构件位于所述阻尼位置时，所述凸部抵接于所述弯折的顶部，当所述第三构件受力以带动所述第二构件转换至所述第一状态后，所述凸部通过所述弯折，以使所述弯折的底部抵接于所述第二构件。

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