CN109253154B - 转轴结构与应用此转轴结构的电子装置 - Google Patents

转轴结构与应用此转轴结构的电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种转轴结构包括第一基座、第二基座、至少一第一连杆、第二连杆以及扭力组件。第一连杆具有第一枢接部、第一滑接部以及第二枢接部，其中第一枢接部枢接第一基座，且第一滑接部滑接第二基座。第二连杆设置于第一连杆的一侧，且具有第二滑接部、转轴部、第三枢接部以及第四枢接部。第二滑接部滑接第一基座。第三枢接部枢接第二基座。第二枢接部枢接第四枢接部。扭力组件具有套设于转轴部的套接部与连接第二基座的连接部。套接部用以在相对于转轴部旋转的过程中产生扭力。一种使用此转轴结构的电子装置也被提出。

Description

转轴结构与应用此转轴结构的电子装置
技术领域
本发明涉及一种转轴结构与电子装置，尤其涉及一种转轴结构与应用此转轴结构的电子装置。
背景技术
常见的电子装置例如笔记本电脑，其两机体通过转轴结构彼此枢接，故能相对旋转。一般来说，转轴结结构中的转轴上通常套设有多个弹片，在两机体相对旋转的过程中，这些弹片产生轴向推力，并因磨擦产生扭力，以使相对旋转后的两机体之间的展开角度被限制住。除此之外，转轴结构也可用以枢接平板电脑与支架的组合、显示器与支架的组合或两显示器的组合。
然而，为提高转轴结构的可靠度，例如避免两机体在使用者未施力于其上的状态下因扭力大小不足而相对旋转，常见的做法是加大转轴结构中的这些弹片的尺寸或提高这些弹片的数量，但这样的做法并不利于电子装置朝轻薄化发展。
发明内容
本发明提供一种转轴结构与应用此转轴结构的电子装置，能符合轻薄化的设计需求。
本发明一实施例的转轴结构包括第一基座、第二基座、至少一第一连杆、第二连杆以及扭力组件。第二基座相对于第一基座设置。第一连杆具有第一枢接部、相对于第一枢接部的第一滑接部以及位于第一枢接部与第一滑接部之间的第二枢接部，其中第一枢接部枢接第一基座，且第一滑接部滑接第二基座。第二连杆设置于第一连杆的一侧，且具有第二滑接部、相对于第二滑接部的转轴部、位于第二滑接部与转轴部之间的第三枢接部以及位于第二滑接部与第三枢接部之间的第四枢接部，其中第二滑接部滑接第一基座，第三枢接部枢接第二基座，且第二枢接部枢接第四枢接部。扭力组件具有相对的套接部与连接部，其中套接部套设于转轴部，用以在相对于转轴部旋转的过程中产生扭力，且连接部连接第二基座。
本发明一实施例的电子装置包括第一机体、第二机体以及上述转轴结构，其中第一机体通过上述转轴结构可旋转地连接第二机体，第一基座固定于第一机体，且第二基座固定于第二机体。
在本发明的一实施例中，上述的扭力组件包括滑杆与导杆，滑杆包括套接部与滑动部，且导杆包括连接部与导引部。滑动部可滑动地穿设于导引部，且连接部可旋转地连接第二基座。
在本发明的一实施例中，上述的套接部的内周面与转轴部的外周面相接触，且转轴部的外周面具有相连接的第一区段与第二区段，第一区段的外径小于第二区段的外径。
在本发明的一实施例中，上述的套接部的内周面设有凹槽，转轴结构还包括扭力加强件，设置于凹槽内，并抵接转轴部的外周面。
在本发明的一实施例中，上述的第一基座具有并列的第一收容槽与至少一第二收容槽，且第二基座具有并列的第三收容槽与至少一第四收容槽。第一收容槽对准第三收容槽，且用以容纳第二连杆与扭力组件。第二收容槽对准第四收容槽，且用以容纳第一连杆。
在本发明的一实施例中，上述的转轴结构还包括弹性件，其具有相对的第一端部与第二端部，分别抵接第一基座与第二基座。
在本发明的一实施例中，上述的弹性件为扭力弹簧，且第二基座具有定位部。扭力弹簧套设于定位部上。
在本发明的一实施例中，上述的第二基座还具有止挡部，位于定位部的一侧，用以在弹性件的第一端部与第一基座分离时止挡第一端部。
基于上述，本发明的电子装置所采用的转轴结构中的第一连杆与第二连杆的其一与扭力组件配合，因此，在第一机体与第二机体相对旋转的过程中，扭力组件可施加扭力于第一连杆与第二连杆的其一。扭力组件在设计上更具弹性，且有助于缩减转轴结构的厚度，故能符合轻薄化的设计需求。
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处于第一状态下的局部示意图。
图2是图1的转轴结构的分解示意图。
图3是图1的电子装置中的转轴结构所在处的局部剖面示意图。
图4是图1的电子装置转换至第二状态后的示意图。
图5是图4的电子装置中的转轴结构所在处的局部剖面示意图。
附图标记说明：
100：电子装置；
110：第一机体；
120：第二机体；
200：转轴结构；
201a～201f：轴杆；
210：第一基座；
211：第一收容槽；
212：第二收容槽；
213、224、225：枢接孔；
214、223：滑槽；
220：第二基座；
221：第三收容槽；
222：第四收容槽；
226：定位部；
227：止挡部；
230：第一连杆；
231：第一枢接部；
232：第一滑接部；
233：第二枢接部；
240：第二连杆；
241：第二滑接部；
242：转轴部；
242a：外周面；
242b：第一区段；
242c：第二区段；
243：第三枢接部；
244：第四枢接部；
250：扭力组件；
250a：套接部；
250b：连接部；
250c：滑动部；
250d：导引部；
251：滑杆；
251a：内周面；
251b：凹槽；
252：导杆；
260：扭力加强件；
270：扭力弹簧；
271：第一端部；
272：第二端部。
具体实施方式
图1是本发明一实施例的电子装置处于第一状态下的局部示意图。图2是图1的转轴结构的分解示意图。图3是图1的电子装置中的转轴结构所在处的局部剖面示意图。请参考图1至图3，在本实施例中，电子装置100可以是笔记本电脑、平板电脑与支架的组合、显示器与支架的组合或两显示器的组合，本发明对于电子装置100的类型不作限制。电子装置100包括第一机体110、第二机体120以及转轴结构200，其中第一机体110通过转轴结构200可旋转地连接第二机体120，且因转轴结构200可产生扭力，第一机体110与第二机体120之间的夹角可被转轴结构200限制住。举例来说，图1所示的第一机体110与第二机体120处于第一状态(即闭合状态)，两者之间的夹角可视为0度，在使用者未施力于第一机体110与第二机体120而使两者相对旋转时，转轴结构200所产生的扭力将使第一机体110与第二机体120被限制在第一状态(即闭合状态)，避免第一机体110与第二机体120任意地相对旋转。
转轴结构200包括第一基座210、第二基座220、至少一第一连杆230、第二连杆240以及扭力组件250，其中第一基座210固定于第一机体110，且相对于第一基座210设置的第二基座220固定于第二机体120。在本实施例中，第一连杆230的数量为两个，且对称设置于第二连杆240的相对两侧，基于此配置，转轴结构200的运动稳定度得以被提高。然而，第一连杆230的数量不限于两个，第二连杆240与单个第一连杆230的配合也可采用。
另一方面，第一基座210具有并列的第一收容槽211与至少一第二收容槽212，其中第二收容槽212的数量与第一连杆230的数量相对应，举例来说，若第一连杆230的数量为两个，则两个第二收容槽212对称设置于第一收容槽211的相对两侧。相应地，第二基座220具有并列的第三收容槽221与至少一第四收容槽222，第一收容槽211与第三收容槽221相对准，用以容纳第二连杆240。第四收容槽222的数量与第一连杆230的数量相对应，举例来说，若第一连杆230的数量为两个，则两个第四收容槽222对称设置于第三收容槽221的相对两侧。每一个第二收容槽212对准一个第四收容槽222，用以容纳一个第一连杆230。基于上述收容槽的设计，有助于缩减转轴结构200的厚度，以符合轻薄化的设计需求。
在本实施例中，每一个第一连杆230具有第一枢接部231、相对于第一枢接部231的第一滑接部232以及位于第一枢接部231与第一滑接部232之间的第二枢接部233，其中第一基座210在每一个第二收容槽212所在处设有枢接孔213，且第二基座220在每一个第四收容槽222所在处设有滑槽223。每一个第一连杆230的第一枢接部231可通过轴杆201a枢接对应的枢接孔213，而第一滑接部232可通过轴杆201b滑接对应的滑槽223。另一方面，第二连杆240具有第二滑接部241、相对于第二滑接部241的转轴部242、位于第二滑接部241与转轴部242之间的第三枢接部243以及位于第二滑接部241与第三枢接部243之间的第四枢接部244，其中第一基座210在第一收容槽211所在处设有滑槽214，且第二基座220在第三收容槽221所在处设有枢接孔224。第二连杆240的第二滑接部241可通过轴杆201c滑接滑槽214，而第三枢接部243可通过轴杆201d枢接枢接孔224。
承上述，每一个第一连杆230的第二枢接部233通过轴杆201e枢接第二连杆240的第四枢接部244，进一步来说，每一个第一连杆230具有相对于第一基座210旋转与相对于第二基座220滑动等运动自由度，第二连杆240具有相对于第二基座220旋转与相对于第一基座210滑动等运动自由度，且第二连杆240与每一个第一连杆230能相对旋转。基于此设计，第一机体110与第二机体120能通过转轴结构200稳定地相对旋转。
请继续参考图1至图3，在本实施例中，相对准的第一收容槽211与第三收容槽221，用以容纳第二连杆240与扭力组件250。进一步来说，扭力组件250具有相对的套接部250a与连接部250b，其中套接部250a套设于第二连杆240的转轴部242，用以在相对于转轴部242旋转的过程中产生扭力，且连接部250b连接第二基座220。更进一步来说，扭力组件250包括滑杆251与导杆252，其中滑杆251包括套接部250a与滑动部250c，且导杆252包括连接部250b与导引部250d。此处，导引部250d可为滑槽，且滑动部250c可滑动地穿设于导引部250d。
另一方面，第二基座220在第三收容槽221所在处设有枢接孔225，且连接部250b通过轴杆201f可旋转地连接枢接孔225。也就是说，扭力组件250具有相对于第二连杆240旋转与相对于第二基座220旋转等运动自由度，且滑杆251能相对于导杆252滑动，故扭力组件250不仅能在第二连杆240与每一个第一连杆230相对运动的过程中施加扭力于第二连杆240的转轴部242，也不会对第二连杆240与每一个第一连杆230的相对运动造成阻碍，更能提高第二连杆240与每一个第一连杆230相对运动时的稳定度。
以下就扭力组件250的设计进行说明，在本实施例中，套接部250a的内周面251a与第二连杆240的转轴部242的外周面242a相接触，其中外周面242a具有相连接的第一区段242b与第二区段242c，且第一区段242b的外径小于第二区段242c的外径。如图3所示，套接部250a的内周面251a接触外周面242a的第二区段242c，但与第一区段242b保持距离。
进一步来说，套接部250a的内周面251a设有凹槽251b，其中转轴结构200还包括扭力加强件260，且设置于凹槽251b内。在电子装置100处于第一状态(即闭合状态)下，套接部250a的内周面251a的局部通过扭力加强件260抵接外周面242a的第一区段242b。举例来说，扭力加强件260具有弹性变形的裕度，以因应外周面242a的轮廓变化而产生适当的弹性变形，并且恒抵接转轴部242的外周面242a。通过套接部250a的内周面251a与转轴部242的外周面242a的接触以及扭力加强件260与转轴部242的外周面242a的接触，套接部250a与转轴部242可因相对旋转时的摩擦而产生扭力，以限制第二连杆240与每一个第一连杆230的相对运动自由度、第二连杆240相对于第一基座210及第二基座220运动的自由度以及每一个第一连杆230相对于第一基座210及第二基座220运动的自由度。由于扭力组件250在设计上更具弹性，且有助于缩减转轴结构200的厚度，因此能符合轻薄化的设计需求。
在部分实施例中，滑杆251的滑动部250c与导杆252的导引部250d的配合可采用油压阻尼、液压阻尼或气压阻尼等设计，而阻尼力作用于第二连杆240的转轴部242可对应产生扭力。
图4是图1的电子装置转换至第二状态后的示意图。图5是图4的电子装置中的转轴结构所在处的局部剖面示意图。为清楚表示转轴结构200的配置，第一机体110的局部采用虚线示出。请参考图4与图5，处于第二状态(即展开状态)下的电子装置100，其第一机体110与第二机体120之间的展开角度例如是90度，但本发明对于展开角度不作限制。如图5所示，套接部250a的局部通过扭力加强件260抵接外周面242a的第二区段242c，也就是说，扭力加强件260自外周面242a的第一区段242b移至第二区段242c。因第二区段242c的外径大于第一区段242b的外径，扭力加强件260的弹性变形量随之加大，且扭力加强件260的弹性回复力作用于转轴部242所对应产生的扭力也随之加大。另一方面，因应第二连杆240与每一个第一连杆230的相对运动，滑杆251的滑动部250c相对于导杆252的导引部250d滑移一段行程，此行程视第一机体110与第二机体120之间的展开角度而定。
通过套接部250a的内周面251a与转轴部242的外周面242a的接触以及扭力加强件260与转轴部242的外周面242a的接触，套接部250a与转轴部242可因相对旋转时的摩擦而产生扭力，以限制第二连杆240与每一个第一连杆230的相对运动自由度、第二连杆240相对于第一基座210及第二基座220运动的自由度以及每一个第一连杆230相对于第一基座210及第二基座220运动的自由度，以使电子装置100得被限制在第二状态(即展开状态)。待使用者施力于第一机体110与第二机体120而使两者相对旋转，以改变第一机体110与第二机体120之间的展开角度，例如使展开角度加大或缩小。
请参考图1、图2与图4，在本实施例中，处于第一状态(即闭合状态)下的电子装置100，其第一机体110与第二机体120彼此锁定，使用者需先解除第一机体110与第二机体120之间的锁定关系才能使第一机体110与第二机体120相对旋转。为在解除第一机体110与第二机体120之间的锁定关系后，使第一机体110与第二机体120之间产生预开角度，转轴结构200设有弹性件，例如是扭力弹簧270，其套设于第二基座220上的定位部226，且定位部226可以是组装于第二基座220上的螺丝。扭力弹簧270具有相对的第一端部271与第二端部272，分别抵接第一基座210与第二基座220。
在图1所示的于第一状态(即闭合状态)下，扭力弹簧270被压缩，且受限于第一机体110与第二机体120之间的锁定关系而无法释放储蓄的弹性位能。在解除第一机体110与第二机体120之间的锁定关系后，扭力弹簧270储蓄的弹性位能可获得释放，以通过第一端部271与第二端部272分别推抵第一基座210与第二基座220，使第一基座210(及第一机体110)与第二基座220(及第二机体120)通过第一连杆230、第二连杆240以及扭力组件250的配合而相对旋转。
在本实施例中，第二基座220还具有止挡部227，位于定位部226的一侧，当第一机体110与第二机体120之间的展开角度大于预设值时，扭力弹簧270的第一端部271与第一基座210分离，其中止挡部227设置于止挡第一端部271的移动路径上，用以止挡第一端部271，避免第一端部271产生过度位移，如图4所示。并且，在第一机体110与第二机体120之间的展开角度大于此预设值后，扭力弹簧270随第二机体120运动。反之，在电子装置100自图4所示的第二状态(即展开状态)转换回图1所示的于第一状态(即闭合状态)的过程中，第一基座210的局部会移动通过第一端部271，以再次推抵第一端部271，使得扭力弹簧270回复至压缩状态。
综上所述，本发明的电子装置所采用的转轴结构中的第一连杆具有相对于第一基座旋转与相对于第二基座滑动等运动自由度，而第二连杆具有相对于第二基座旋转与相对于第一基座滑动等运动自由度，并且，第一连杆与第二连杆相互枢接而能相对旋转。另一方面，转轴结构中的扭力组件与第二连杆的转轴部配合，在第一机体与第二机体相对旋转的过程中，扭力组件可施加扭力于第二连杆的转轴部，因转轴部未与第一基座或第二基座相连，扭力组件在设计上更具弹性，且有助于缩减转轴结构的厚度，从而能符合轻薄化的设计需求。
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所附权利要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种转轴结构，其特征在于，包括：
第一基座；
第二基座，相对于所述第一基座设置；
至少一第一连杆，具有第一枢接部、相对于所述第一枢接部的第一滑接部以及位于所述第一枢接部与所述第一滑接部之间的第二枢接部，其中所述第一枢接部枢接所述第一基座，且所述第一滑接部滑接所述第二基座；
第二连杆，设置于所述第一连杆的一侧，且具有第二滑接部、相对于所述第二滑接部的转轴部、位于所述第二滑接部与所述转轴部之间的第三枢接部以及位于所述第二滑接部与所述第三枢接部之间的第四枢接部，其中所述第二滑接部滑接所述第一基座，所述第三枢接部枢接所述第二基座，且所述第二枢接部枢接所述第四枢接部；以及
扭力组件，具有相对的套接部与连接部，其中所述套接部套设于所述转轴部，用以在相对于所述转轴部旋转的过程中产生扭力，且所述连接部连接所述第二基座。
2.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述扭力组件包括滑杆与导杆，所述滑杆包括所述套接部与滑动部，且所述导杆包括所述连接部与导引部，其中所述滑动部可滑动地穿设于所述导引部，且所述连接部可旋转地连接所述第二基座。
3.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述套接部的内周面与所述转轴部的外周面相接触，且所述转轴部的外周面具有相连接的第一区段与第二区段，所述第一区段的外径小于所述第二区段的外径。
4.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述套接部的内周面设有凹槽，所述转轴结构还包括扭力加强件，设置于所述凹槽内，并抵接所述转轴部的外周面。
5.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述第一基座具有并列的第一收容槽与至少一第二收容槽，且所述第二基座具有并列的第三收容槽与至少一第四收容槽，所述第一收容槽对准所述第三收容槽，且用以容纳所述第二连杆与所述扭力组件，所述第二收容槽对准所述第四收容槽，且用以容纳所述第一连杆。
6.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，还包括：
弹性件，具有相对的第一端部与第二端部，分别抵接所述第一基座与所述第二基座。
7.根据权利要求6所述的转轴结构，其特征在于，所述弹性件为扭力弹簧，且所述第二基座具有定位部，所述扭力弹簧套设于所述定位部上。
8.根据权利要求7所述的转轴结构，其特征在于，所述第二基座还具有止挡部，位于所述定位部的一侧，用以在所述弹性件的所述第一端部与所述第一基座分离时止挡所述第一端部。
9.一种电子装置，其特征在于，包括：
第一机体；
第二机体；以及
转轴结构，所述第一机体通过所述转轴结构可旋转地连接所述第二机体，其中所述转轴结构包括：
第一基座，固定于所述第一机体；
第二基座，相对于所述第一基座设置，且固定于所述第二机体；
至少一第一连杆，具有第一枢接部、相对于所述第一枢接部的第一滑接部以及位于所述第一枢接部与所述第一滑接部之间的第二枢接部，其中所述第一枢接部枢接所述第一基座，且所述第一滑接部滑接所述第二基座；
第二连杆，设置于所述第一连杆的一侧，且具有第二滑接部、相对于所述第二滑接部的转轴部、位于所述第二滑接部与所述转轴部之间的第三枢接部以及位于所述第二滑接部与所述第三枢接部之间的第四枢接部，其中所述第二滑接部滑接所述第一基座，所述第三枢接部枢接所述第二基座，且所述第二枢接部枢接所述第四枢接部；以及
扭力组件，具有相对的套接部与连接部，其中所述套接部套设于所述转轴部，用以在相对于所述转轴部旋转的过程中产生扭力，且所述连接部连接所述第二基座。
10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述扭力组件包括滑杆与导杆，所述滑杆包括所述套接部与滑动部，且所述导杆包括所述连接部与导引部，其中所述滑动部可滑动地穿设于所述导引部，且所述连接部可旋转地连接所述第二基座。
11.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述套接部的内周面与所述转轴部的外周面相接触，且所述转轴部的外周面具有相连接的第一区段与第二区段，所述第一区段的外径小于所述第二区段的外径。
12.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述套接部的内周面设有凹槽，所述转轴结构还包括扭力加强件，设置于所述凹槽内，并抵接所述转轴部的外周面。
13.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述第一基座具有并列的第一收容槽与至少一第二收容槽，且所述第二基座具有并列的第三收容槽与至少一第四收容槽，所述第一收容槽对准所述第三收容槽，且用以容纳所述第二连杆与所述扭力组件，所述第二收容槽对准所述第四收容槽，且用以容纳所述第一连杆。
14.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述转轴结构还包括：
弹性件，所述弹性件的相对两端部分别抵接所述第一基座与所述第二基座。
15.根据权利要求14所述的电子装置，其特征在于，所述弹性件为扭力弹簧，且所述第二基座具有定位部，所述扭力弹簧套设于所述定位部上。
16.根据权利要求15所述的电子装置，其特征在于，所述第二基座还具有止挡部，位于所述定位部的一侧，用以在所述弹性件的第一端部与所述第一基座分离时止挡所述第一端部。
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