CN114439845B - 转轴机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转轴机构，包括至少两个转轴模块以及至少一切换组件。切换组件设置于相邻的两个转轴模块之间。切换组件包括彼此能同轴相对旋转的第一转动件与第二转动件，第一转动件同轴设置于相邻的两个转轴模块的其中之一以同步转动，第二转动件同轴设置于所述相邻的两个转轴模块的其中的另一以同步转动。第一转动件具有第一驱动部，第二转动件具有第二驱动部，第一驱动部与第二驱动部互在彼此的旋转路径上，且第一驱动部与第二驱动部沿旋转路径存在空行程。当第一驱动部与第二驱动部行经空行程时，相邻的两个转轴模块产生的扭力彼此断联。

Description

转轴机构

技术领域

本发明涉及一种转轴机构。

背景技术

现有的转轴模块常应用在笔记本电脑等折叠式电子装置中，主要用以枢接在上述折叠式电子装置的两个机体之间，以利于机体通过转轴模块相对旋转开阖。

为了符合轻薄的设计趋势，上述折叠式电子装置的相关构件仍需进一步地缩减其外形，然而用以支撑机体的转轴模块却因需维持一定的扭力而无法随之进行缩减。

再者，现有转轴模块的扭力件是由多个弹性垫片所组成，其用以在机体旋转时以其摩擦力形成用以支撑机体所需的扭力，此类的扭力件所产生的扭力大小是基于弹性垫片数量的多寡且扭力值为固定，因此无法提供使用者更进一步的省力效果。

发明内容

本发明是针对一种转轴机构，其在相邻两个转轴模块之间配置切换组件，以对所述两个转轴模块的扭力进行联结或断联，以提供使用者较为省力的操作手感。

根据本发明的实施例，转轴机构包括至少两个转轴模块以及至少一切换组件。切换组件设置于相邻的两个转轴模块之间。切换组件包括彼此能同轴相对旋转的第一转动件与第二转动件，第一转动件同轴设置于相邻的两个转轴模块的其中之一以同步转动，第二转动件同轴设置于所述相邻的两个转轴模块的其中的另一以同步转动。第一转动件具有第一驱动部，第二转动件具有第二驱动部，第一驱动部与第二驱动部互在彼此的旋转路径上，且第一驱动部与第二驱动部沿旋转路径存在空行程。当第一转动件与第二转动件相对旋转，且第一驱动部与第二驱动部行经空行程时，相邻的两个转轴模块产生的扭力彼此断联。

基于上述，转轴机构由于其在相邻两个转轴模块之间配置切换组件，其中切换组件包括彼此同轴相对旋转的第一转动件与第二转动件，且第一转动件同轴连动于其中一转轴模块，而第二转动件同轴连动于另一转轴模块。再者，第一转动件与第二转动件分别具有位于彼此转动路径上的驱动部，且转动路径还存在驱动部并未相互驱动的空行程。据此，当第一转动件与第二转动件相对旋转，且第一驱动部与第二驱动部行经空行程时，相邻的两个转轴模块产生的扭力彼此断联。反过来说，当第一转动件与第二转动件相对旋转，但第一驱动部与第二驱动部并未行经所述空行程时，则第一转动件与第二转动件的驱动部会彼此驱动旋转，也就是代表此时的第一转轴模块与第二转轴模块所产生的扭力使处于相互联结的状态，故通过上述切换组件而让转轴模块的扭力产生不同状态的切换，以提供使用者较为省力的操作手感。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的转轴机构的示意图；

图2A与图2B分别以不同视角示出是图1的转轴机构的爆炸图；

图2C是切换组件的爆炸图；

图3A至图3C示出转轴机构于不同状态的局部剖视图；

图4示出本发明另一实施例的转轴机构的示意图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是依据本发明一实施例的转轴机构的示意图。图2A与图2B分别以不同视角示出是图1的转轴机构的爆炸图。在此提供直角坐标X-Y-Z以利于构件描述。请同时参考图1、图2A与图2B，本发明转轴机构100包括至少两个转轴模块以及至少一切换组件，且切换组件设置于相邻的两个转轴模块之间。本实施例是以一个切换组件160邻接在第一转轴模块H1、第二转轴模块H2之间为例。在本实施例中，切换组件160包括彼此能同轴相对旋转的第一转动件161与第二转动件162，第一转动件161同轴设置于相邻的两个转轴模块的其中之一(即，第一转轴模块H1)以同步转动，第二转动件162同轴设置于所述相邻的两个转轴模块的其中的另一(即，第二转轴模块H2)以同步转动。在本实施例所述轴皆指X轴而言。

图2C是切换组件的爆炸图。请同时参考图2A至图2C，在本实施例中，转轴机构100还包括第一支架151、第二支架152与第三支架153，而第一转轴模块H1包括轴体110与扭力组件120，其中轴体110区分为三个邻接的区段C1、C2与C3，扭力组件120包括固定件122、锁附件121与扭力件123，区段C1穿设于第一支架151、固定件122与扭力件123后与锁附件121锁附在一起。固定件122的末端延伸并嵌设于第一支架151的固定孔151a。第三支架153组装至轴体110的区段C2，而区段C3组装至第一转动件161。第二转轴模块H2包括轴体130与扭力件140，第二支架152与轴体130组装在一起，扭力件140套设于轴体130且其相对两端分别固定至第二支架152与第二转动件162。

换句话说，如图1、图2A与图2B所示，第一转轴模块H1、切换组件160与第二转轴模块H2依序同轴地连接在第一支架151与第二支架152之间，进而将第一转轴模块H1、切换组件160与第二转轴模块H2视为单轴(同沿X轴)构件。当将转轴机构100应用于折叠式电子装置的两个机体时，其中第三支架组装于其中一机体，而第一支架151与第二支架152同组装于另一机体，也就是相当于第一支架151与第二支架152是组装于同一结构体。据此，经由上述构件组装关系，第一支架151与第三支架153是通过第一转轴模块H1而彼此相对旋转，第二支架152与第三支架153是通过第一转轴模块H1与第二转轴模块H2而彼此相对旋转，且由切换组件160提供所需的切换效果以联结或断联第一转轴模块H1与第二转轴模块H2所产生的扭力。

再者，第一转动件161具有第一驱动部161a，第二转动件162具有第二驱动部162a，第一驱动部161a与第二驱动部162a互在彼此的旋转路径上，且第一驱动部161a与第二驱动部162a沿旋转路径存在空行程，而当第一驱动部161a与第二驱动部162a行经空行程时，相邻的两个转轴模块H1、H2所产生的扭力彼此断联，此部分会再于后续详述。

请再参考图2A至图2C，在本实施例中，本实施例的第一转动件161与第二转动件162是彼此同轴(同沿X轴)耦接的一对凸轮，如图2C所示，第一驱动部161a与第二驱动部162a是所述一对凸轮于耦接处的凸部与凹部。详细而言，第一转动件161与第二转动件162是彼此同轴设置的旋转套筒(第一转动件161)与转子(第二转动件162)，所述转子沿X轴可转动地埋设于所述旋转套筒内。

再者，转轴机构100的切换组件160还包括固定销163与定位销164，其中轴体110的区段C3插设于第一转动件161后，通过固定销163同时穿设插孔161b以固定第一转动件161与区段C3。又如图2A与图2B所示，扭力件140的一端固接于第二支架152，而其另一端沿X轴同轴地固接于第二转动件162，而后，定位销164穿设于第一转动件161的扩孔161c而固定至第二转动件162的插孔162b，以在第二转动件162沿X轴相对于第一转动件161旋转时，定位销164得以在扩孔161c移动而提供定位效果。

图3A至图3C示出转轴机构于不同状态的局部剖视图。请先参考图3A并对照图2A至图2C，在本实施例中，第一转动件161的第一驱动部161a例如是位于旋转套筒内的凸部，而第二转动件162的第二驱动部162a例如是凹部，且所述凸部与所述凹部互在彼此的旋转路径上。又如图3A所示，第二驱动部162a实质上包括形成凹部两侧的侧壁w1、w2，而让凸部是可旋转地耦接于凹部中，且在图3A所示状态下，凸部与凹部的侧壁w2之间存在空行程L1。

请同时参考图3A至图3C，在此同时搭配折叠式电子装置的两个机体200、300，以能清楚地了解转轴机构100所造成机体200、300的旋转开阖状态。在本实施例中，图3A所示例如是折叠式电子装置呈现闭阖的第一状态(其展开角度视为0度)，此时机体200叠置于机体300上。图3B所示例如是折叠式电子装置呈现展开的第二状态，此时机体200、300通过转轴机构100而相对旋转展开至第一角度(如图3B所示，其展开角度为90度)。图3C所示例如是折叠式电子装置呈现展开的第三状态，此时机体200、300可通过转轴机构100而相对旋转展开直至第二角度(如图3C所示，其展开角度为135度)，且需注意的是，使用者能据以操作机体200、300而使其停留在第二状态与第三状态之间的任意角度状态。

进一步地说，如图1、图2A与图2B所示，第一转轴模块H1与第二转轴模块H2各自具有扭力件123、140，其中扭力件123用以提供第一扭力，扭力件140例如是扭簧，其用以提供第二扭力，并通过切换组件160能将所述第一扭力与所述第二扭力予以联结或断联。据此，本实施例的转轴机构100可通过设计而将图3A所示第一状态下的扭簧(扭力件140)是处于变形的状态，也就是让闭阖时的折叠式电子装置时的扭力件140能蓄积第二扭力，进而作为使用者展开机体200、300时的辅助力，也就是相当于让第二转轴模块H2提供的第二扭力作为让转轴结构100从第一状态转换至第二状态之用，以达到省力的效果。

在从图3A至图3B的过程中，第二转轴模块H2所提供的第二扭力驱动轴体130进行旋转，代表切换组件160的转子(第二转动件162)也会随着轴体130进行旋转，且由于在图3A所示的第一状态时，侧壁w1是抵接于第一驱动部161a，因此第二转动件162如图3A至图3B以X轴进行顺时针旋转时，也同时会驱动第一转动件161同步且同向旋转而至图3B所示状态，其中由前述图2A与图2B所示构件关系即能清楚得知，第一转动件161进行旋转时也会同步驱动第一转轴模块H1的轴体110产生同向旋转，故能顺利地驱动第三支架153至图3B所示的第二状态。换句话说，图3B所示的第二状态可视为第二转轴模块H2所提供的第二扭力，让机体200、300从图3A的闭阖状态展开后的初始展开角度，或是视为折叠式电子装置的机体200、300从闭阖状态进行初展开的预设角度。

在本实施例中，第二扭力实质上大于第一扭力，且从图3A至图3B的旋转过程中，切换组件160仍使第一扭力与第二扭力产生联结，此即代表在从图3A转换至图3B的过程中，第一扭力足以克服第二扭力而达到图3B所示状态。即，第一扭力超过第二扭力的部分是驱动转轴机构100(及机体200)从图3A的第一角度旋转至图3B的第二角度，而在图3B所示的第二状态，代表此时的第一扭力值等于机体200重量与第一扭力值之和。在此并未限制扭力值与展开角度，其能依据需求而提供对应的扭力设计，进而达到图3A至图3B所需的”开轻”的操作手感。

接着，当使用者继续将机体200、300相对旋转展开，例如使用者施力于机体200(及第三支架153)，而使其从第二状态转换至第三状态时，即如图3B至图3C所示，此时第一驱动部161a会以前述空行程L1进行旋转，而如所示过程，在以空行程L1进行旋转时，第二转动件162并未随同第一转动件161旋转，这也代表此时第二转轴模块H2及其所产生的第二扭力已与第一转轴模块H1及其所产生的第一扭力断联。换句话说，在第二状态(图3B)至第三状态(图3C)的过程中，仅第一转轴模块H1的扭力件123提供支撑机体200所需的第一扭力。更进一步地说，所述第一扭力能支撑机体200停留在第二状态与第三状态之间的任意展开状态。

图4示出本发明另一实施例的转轴机构的示意图。请参考图4，与前述实施例不同的是，本实施例的转轴机构包括第一转轴模块H1、第二转轴模块H2、第三转轴模块H3、邻接在第一转轴模块H1与第三转轴模块H3之间的切换组件160A，以及邻接在第二转轴模块H2与第三转轴模块H3之间的切换组件160B，其中第一转轴模块H1与第二转轴模块H2一如前述实施例，第三转轴模块H3则具有类似于第一转轴模块H1的扭力件123，而切换组件160A与160B类似于前述实施例的切换组件160，唯不同处在于第一转动件161与第二转动件162的相对旋转行程各自不同，其是依据所需条件而对应调整。

由前述实施例可据以推论至本实施例的转轴机构能提供四种不同状态，其中第一状态与第二状态如前述图3A、图3B所示，第二转轴模块H2提供的第二扭力能据以将折叠式电子装置从闭阖的第一状态转换至展开的第二状态，而后，切换组件160B将第二转轴模块H2(及其所产生的扭力)与第三转轴模块H3、第一转轴模块H1断联，此时，切换组件160A仍联结第一转轴模块H1与第二转轴模块H2，以让类似于图3B所示第二状态的转轴机构能接着由用户施力驱动至第三状态，且停留在第二状态与第三状态之间的任意状态。最后，切换组件160A断联第一转轴模块H1与第三转轴模块H3，而让用户能驱动转轴机构从第三状态转换至第四状态，且停留在第三状态与第四状态之间的任意状态。如同前述，本实施例并未限制旋转角度，其可依据所需而适当调整第一转轴模块H1、第二转轴模块H2与第三转轴模块H3的扭力，使其能取得第一状态至第四状态的效果。

举例来说，本实施例的转轴机构能从闭阖状态(如前所述的0度)转换至第二状态(如前所述的90度)，再转换至第三状态(如前所述的135度)，并再转换至第四状态(例如展开至180度)。也就是说，从闭阖(第一状态)至完全展开(第四状态)的转换过程中，逐渐解除第二转轴模块H2、第三转轴模块H3的联结关系。

由本实施例与前述实施例也可清楚推知，本发明能通过多个转轴模块、多个切换组件以及多个支架来达成所需的闭阖/展开状态。也就是说，但凡让任一切换组件连接在相邻的两个转轴模块之间，其中一支架设置于结构体(例如机体200)，其余支架设置于另一结构体(例如机体300)且沿X轴排列，并使多个转轴模块与多个切换组件彼此间隔地且依序同轴地连接在其余支架的首位与末位之间，皆能以前述实施例所示的转轴模块与切换组件的构件组成与对应关系而达成所需状态。

综上所述，在本发明的上述实施例中，转轴机构由于其在相邻两个转轴模块之间配置切换组件，其中切换组件包括彼此同轴相对旋转的第一转动件与第二转动件，且第一转动件同轴连动于其中一转轴模块，而第二转动件同轴连动于另一转轴模块。再者，第一转动件与第二转动件分别具有位于彼此转动路径上的驱动部，且转动路径还存在驱动部并未相互驱动的空行程。据此，当第一转动件与第二转动件相对旋转，且第一驱动部与第二驱动部行经空行程时，相邻的两个转轴模块产生的扭力彼此断联。反过来说，当第一转动件与第二转动件相对旋转，但第一驱动部与第二驱动部并未行经所述空行程时，则第一转动件与第二转动件的驱动部会彼此驱动旋转，也就是代表此时的第一转轴模块与第二转轴模块所产生的扭力使处于相互联结的状态，故通过上述切换组件而让转轴模块的扭力产生不同状态的切换，以提供使用者较为省力的操作手感。

由上还能进一步推知，转轴机构能通过将转轴模块与切换组件复数化并予以串接，而达到提供分段扭力的效果。简单地说，提供多个转轴模块与多个切换组件，并将任一切换组件邻接在相邻的两个转轴模块之间，即能通过扭力件的扭力设计，而达到在转轴机构的旋转过程(也相当于折叠式电子装置的开阖过程)所需多段扭力的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种转轴机构，其特征在于，包括：

至少两个转轴模块；以及

至少一切换组件，设置于相邻的两个转轴模块之间，所述切换组件包括彼此能同轴相对旋转的第一转动件与第二转动件，所述第一转动件同轴设置于所述相邻的两个转轴模块的其中之一以同步转动，所述第二转动件同轴设置于所述相邻的两个转轴模块的其中的另一以同步转动，

其中所述第一转动件具有第一驱动部，所述第二转动件具有第二驱动部，所述第一驱动部与所述第二驱动部互在彼此的旋转路径上，且所述第一驱动部与所述第二驱动部沿所述旋转路径存在空行程，

当所述第一转动件与所述第二转动件相对旋转，且所述第一驱动部与所述第二驱动部行经所述空行程时，所述相邻的两个转轴模块产生的扭力彼此断联，所述第一转动件与所述第二转动件是彼此同轴设置的旋转套筒与转子，所述转子可转动地埋设于所述旋转套筒内，所述切换组件还包括固定销，所述至少两个转轴模块各包括轴体与扭力件，在所述相邻的两个转轴模块中，其中一个转轴模块的轴体通过所述固定销而与所述旋转套筒固定在一起，而另一个转轴模块的扭力件的相对两端分别连接所述另一个转轴模块的轴体与所述转子之间。

2.根据权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，所述第一转动件与所述第二转动件是彼此同轴耦接的一对凸轮，所述第一驱动部与所述第二驱动部是所述一对凸轮于耦接处的凹部与凸部。

3.根据权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，还包括定位销，固定于所述转子且可移动地穿设于所述旋转套筒的扩孔。

4.根据权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，所述相邻的两个转轴模块包括第一转轴模块与第二转轴模块，而所述转轴机构还包括第一支架、第二支架与第三支架，所述第一支架与所述第三支架通过所述第一转轴模块而彼此相对旋转，所述第二支架与所述第三支架通过所述第一转轴模块与所述第二转轴模块而彼此相对旋转。

5.根据权利要求4所述的转轴机构，其特征在于，所述第一转轴模块、所述切换组件与所述第二转轴模块依序同轴地连接在所述第一支架与所述第二支架之间。

6.根据权利要求4所述的转轴机构，其特征在于，所述第一支架与所述第二支架组装于同一结构体。

7.根据权利要求4所述的转轴机构，其特征在于，所述第一转轴模块提供第一扭力，所述第二转轴模块提供第二扭力，所述第二扭力将所述转轴机构从第一状态转换至第二状态，所述第一扭力用以维持所述转轴机构在所述第二状态至第三状态之间的任意状态，且在所述第二状态与所述第三状态之间时，所述第一驱动部与所述第二驱动部行经所述空行程，而使所述第一扭力与所述第二扭力彼此断联。

8.根据权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，包括多个所述转轴模块、多个所述切换组件以及多个支架，任一所述切换组件连接在相邻的两个所述转轴模块之间，其中一个所述支架设置于结构体，其余所述支架设置于另一结构体且沿轴排列，其中所述多个转轴模块与所述多个切换组件彼此间隔地且依序同轴地连接在其余所述支架的首位与末位之间。