TWI400927B - 具有可樞轉鉸鏈之裝置及用於製作一可樞轉調整之裝置之方法 - Google Patents

Description

具有可樞轉鉸鏈之裝置及用於製作一可樞轉調整之裝置之方法

本發明係關於具可樞轉鉸鏈之裝置，更明確地說，係關於具可樞轉鉸鏈之行動電話/個人數位助理組合裝置。

無線的電子裝置在今日的社會中無所不在。行動電話、呼叫器和個人數位助理尤為盛行。許多人需要每一種這些裝置的功能，來滿足他們的生活。為了擁有多重功能的混合，這些人必須攜帶一種以上的無線電子裝置，已經成為一種"負擔"。很自然地，無線電工業界已經開始著手來回應已發出的或預計將會發出的關於必須攜多項裝置之抱怨。答案很明顯，就是把多種功能結合到單一的裝置中。以組合的方式作為最終的答案看似理所當然，但實作上卻圍繞著一些困難的問題。這些裝置必須維持美觀、討人喜歡，且人體工學上要有效率。

舉一個雙模式裝置的例子，摩托羅拉的MPX行動電話及個人數位助理可在2個方向上打開，有效地在兩種不同的模式下使用。MPX裝置具有一組連接該裝置第一部分和該裝置第二部分的鉸鏈組件。該鉸鏈組件讓裝置的2個部分可以在兩個不同的方向上互相相對活動，使裝置能以不同的擺放方式作不同的用途。此裝置需要驅動個別元件以使其第1部分在其中一個可活動的方向上相對於其第2部分活動。更明確地說，要把該裝置打開成行動電話，只需對該第一和第二部分其一或另一者施以一打開的力，然而，要把該裝置打開成個人數位助理(PDA)，則使用者需同時額外驅動一鬆開按鈕，來施加一個使裝置在希望的方向上打開的力量。雖然MPX裝置可有效地操作，但其操作性仍有機會進一步簡化。

本發明揭示具有可樞轉鉸鏈之裝置。在一具體實施例中，一裝置有一第一部分及一第二部分。該第一部分相對於該第二部分於兩個方向上可樞轉調整。該裝置包含一雙軸可樞轉鉸鏈及一可脫開之單軸可樞轉鉸鏈。該雙軸可樞轉鉸鏈互連該第一部分及該第二部分。該單軸可樞轉鉸鏈能夠選擇性地(a)互連該第一部分及該第二部分，及(b)鬆開該第一部分及該第二部分之間的連接，該選擇性取決於該第一部分相對於該第二部分繞該單軸可樞轉鉸鏈旋轉的位置。

本發明進一步揭示一電話/個人數位助理組合裝置，該裝置包含一顯示器外殼與一鍵盤外殼，以及一互連該顯示器外殼及該鍵盤外殼之至少在2個方向上可樞轉的第一鉸鏈。一第二鉸鏈進一步互連該顯示器外殼及該鍵盤外殼，該第二鉸鏈在該顯示器外殼相對於該鍵盤外殼達到小於一選擇的樞轉角度時可自動脫開。

本發明更進一步揭示一種使一裝置之一第一部分相對於該裝置之一第二部分在2個方向上可樞轉調整的方法。該方法包括，將該第一部分相對於該第二部分繞一雙軸可樞轉鉸鏈之一第一可樞轉軸及一單軸可樞轉鉸鏈旋轉，使其成為一關閉位置或一第一開啟位置；以及將該第一部分相對於該第二部分繞該雙軸可樞轉鉸鏈之一第二可樞轉軸旋轉，使其成為該關閉位置或一第二開啟位置。

以下將以示範例詳細說明前述及其他特徵。

圖1為一具有可樞轉鉸鏈之裝置之一具體實施例在一關閉位置的局部剖切透視圖。此具體實施例中，具有一第一部分102及一第二部分104之裝置100包含一雙軸可樞轉鉸鏈106及一單軸可樞轉且可選擇性脫開的鉸鏈108。該裝置100進一步具有一外殼部分110，其有一第一端面112及一第二端面114。該外殼部分110延伸自該第二部分104而為一圓柱部分的形狀。該第一部分102具有一凹陷部分116(於圖8顯示)，用來容納外殼部分110。裝置100可朝2個方向打開：(1)沿軸1－1及(2)沿軸2－2。當該裝置沿軸1－1打開時，鉸鏈106和108是契合的，而且都有用到。當該裝置沿軸2－2打開時，只有鉸鏈106契合及有用到，鉸鏈108是脫開的。

圖2為一單軸可樞轉鉸鏈之一具體實施例之一公部位的分解透視圖；圖3為圖2之單軸可樞轉鉸鏈之具體實施例之一母部位的透視圖。這兩個圖應同時考慮。在一具體實施例中，該單軸可樞轉鉸鏈108包含一公部位202及一母部位252。該公部位202具有一驅動器206及一偏離構件208，該偏離構件208可為一裝在該驅動器206外圍的線圈彈簧。該驅動器206可為由一第一部分210及一第二部分212等兩個主要段所構成之一體成型單一組件，該第一部分210與該第二部分212由一凸起軸環214隔開。該驅動器206可為圓形斷面，其第一部分210的直徑大於該第二部分212。該凸起軸環214上有一徑向凸耳216，用於將該公部位202連接到裝置100的第一部分102。視需要，該公部位202可具有一隔片218，其位置是在驅動器206之第二部分212的端面，與具有凸起軸環214之該第二部分212的端面相對。隔片218可具有凸塊220，可被第一部分102貼合承接，以更進一步加強該公部位202至該第一部分102的連結。在另一具體實施例中，可不裝設該隔片218，或者，該隔片218可以是從該第一部分102延伸出來的形式。

請參考圖2，驅動器206之第一部分210具有一含有一驅動器停止面222及一驅動器斜坡面224之契合介面輪廓。驅動器停止面222和驅動器斜坡面224與下文將討論的母部位252之表面交互作用。此外，第一部分210包括一倒角面226。當裝置100要從開啟位置繞軸2－2關閉時，倒角面226與母部位252交互作用使驅動器206推向偏離構件208，幫助鉸鏈的公部位和母部位之間的契合。以上提到的面構成一契合介面輪廓228。

請參考圖3，母部位252於外殼110之一第一端面112形成一互補輪廓254。本段將討論構成該互補輪廓之結構，該互補輪廓進一步包含一第一承接空間256。該第一承接空間256包含一端面258，用於限制驅動器206和母部位252之間的可能契合的深度。一斜坡結構260從端面258延伸(向上或向外，視透視的角度而定)出去，至台部分262為止。斜坡結構260和台部分262分別與驅動器206的第一部分210之斜坡面224和停止面222交互作用。當裝置100在關閉的位置時，驅動器206的停止面與台部分262接觸，防止公部位202與母部位252發生全深度的契合。裝置100繞軸1－1打開時，停止面222從台部分262向側面滑移使斜坡面224和(母部位252之)斜坡結構260互相接觸。此接觸讓驅動器206與母部位252能夠從部分契合平順地轉移至完全契合，此時，驅動器206深入坐落到母部位252裡面，因而加強了該單軸可樞轉鉸鏈。如此可使裝置100在繞軸1－1打開時有"堅實的感覺"。

母部位252之進一步特徵包括一斜面264，其為延伸自台部分262的一個配置成有角度的面，其延伸的方向係使得驅動器206會在裝置100在繞軸2－2打開時對偏離構件208造成壓縮。斜面264在裝置100繞軸2－2打開的操作期間與停止面222交互作用。更明確地說，利用使用者施加的打開力量，驅動器206被推上斜面264，造成驅動器206推向偏離構件208。當驅動器206超過一頂端268時，裝置100便能在沒有阻力的情況下輕易地打開。

當使用者未提供打開所需要的力量時，斜面264也有使裝置100維持在關閉位置的作用，因為偏離構件208和斜面264傾向於把裝置推向關閉的位置。將裝置100從先前繞軸2－2的開啟位置關閉時，一觸塊266將驅動器206推向偏離構件208，使裝置能夠關閉。當驅動器206通過觸塊266的頂端268並遇到斜面264時，偏離構件208造成驅動器206朝向台部分262移動，而將裝置100推至完全關閉的位置。

為了要了解該單軸可樞轉鉸鏈108之脫開動作，先討論雙軸可樞轉鉸鏈106，將會有所幫助。

圖4為一雙軸可樞轉鉸鏈之一具體實施例在其斷面之局部剖視圖。該雙軸可樞轉鉸鏈106具有一中心構件302，其包含一第一連接構件304及一第二連接構件306。外殼110之第二端面114具有一用於密合承接該第一連接構件304之第二承接空間308。此外，該第一部分102可具有一調適以密合承接該第二連接構件306之第三承接空間310。第一部分102可在不同時間個別繞每一連接構件304和306之樞轉軸樞轉(亦即，欲樞轉的部分102必須選擇要繞哪一個樞轉軸，不能兩軸同時動作)。

圖5為一具有可樞轉鉸鏈之裝置之一實施例在一第一開啟位置的透視圖。第一部分102可相對於第二部分104繞第一樞轉軸1－1旋轉，因而同時用到單軸可樞轉鉸鏈108和雙軸可樞轉鉸鏈106。裝置100可在一關閉的位置(亦即，該第一部分102與第二部分104之間垂直於軸1－1量測的相對角度約為0度，如圖1所示)，或在一第一開啟位置(亦即，該第一部分102與第二部分104之間垂直於軸1－1量測的相對角度大於0度，如圖5所示)。

最好是，契合深度隨第一部分102和第二部分104之間的相對角度增加而平順地增加，以避免"齒狀抖動(notching movement)"。如前述，斜坡面224和斜坡結構260(圖2和圖3)的交互作用可幫助達成這個目的。仍然是參考圖5，當第一部分102相對於第二部分104繞第一樞轉軸1－1，沿箭號410的方向從關閉的位置轉到第一開啟位置時，前述驅動器206的面同時跟著該第一部分102旋轉，並被偏離構件208朝箭號430的方向推，而增加公部位202與母部位252的契合深度。當第一部分102相對於第二部分104繞第一軸1－1，沿箭號420的方向從該第一開啟位置轉到關閉的位置時，驅動器206同時跟著第一部分102旋轉，並沿箭號440的方向移動(與契合的方向相反，亦即，與箭號430的方向相反)，而使公部位202與母部位252的契合深度減少。減少的契合深度在裝置打開繞圖4所示之第二連接構件306(圖1的軸2－2)樞轉時，提高了第一部分102和第二部分104之間連接的可釋放性。

在如圖1所示的關閉位置，圖2所示的公部位202和圖3所示的母部位252之間的契合深度很淺。特別是，在停止面222和台部分262之間發生接觸之處，偏離構件208對此介面提供一力量，此力量係經過計算，足以使公部位202發揮掣爪的作用。此掣爪是用來使裝置維持在關閉的位置，同時在使用者施加要把裝置打開成第二開啟位置的力量時，它必須很容易釋放開來(使單軸可樞轉鉸鏈108的公部位和母部位脫開)。如此達成可以繞軸2－2旋轉的特點。

圖6為一具有可樞轉鉸鏈之裝置之一具體實施例在一第二開啟位置的透視圖。第一部分102可相對於第二部分104繞第二軸2－2旋轉至一關閉位置(亦即，該第一部分102與第二部分104之間垂直於軸2－2量測的相對角度為0度，如圖1所示)，或旋轉至一第二開啟位置(亦即，該第一部分102與第二部分104之間垂直於軸2－2量測的相對角度大於0度，如圖6所示)。

使用者沿箭號510的方向施加一打開的力量，使第一部分102相對於第二部分104繞第二軸2－2樞轉，推動驅動器206使其騎上斜面264並越過頂端268，使公部位202與母部位252脫開。當第一部分102相對第二部分104沿箭號520的方向，繞第二軸2－2從該第二開啟位置轉到關閉位置時，驅動器206沿箭號540的方向移動，使倒角面226向上移，越過頂端268並沿斜面264滑下，而使公部位202和母部位252契合。

圖7為一行動電話/PDA組合裝置之一具體實施例在一行動電話模式的透視圖。該雙鉸鏈系統(亦即，具有雙軸可樞轉鉸鏈106和單軸可樞轉鉸鏈108的系統)可廣泛應用於各種需要兩方向可樞轉調整以便在兩種不同模式下使用的裝置。請參考圖7，在一具體實施例中，該裝置為一行動電話/個人數位助理(PDA)組合裝置700。該組合裝置具有一作為一第一部分之顯示器外殼702、一作為一第二部分之鍵盤外殼704、一雙軸可樞轉鉸鏈106及一單軸可樞轉鉸鏈108。該顯示器外殼702可具有一顯示螢幕720，該鍵盤外殼704可具有一鍵盤730。鍵盤730可為12鍵的標準鍵盤，例如電話或行動電話所使用者，或可具有額外的功能鍵或其它可提供該組合裝置附加功能的輸入按鈕。該組合裝置700繞第一軸1－1樞轉至要在行動電話模式下使用之第一開啟位置，如圖7所示，以及繞第二軸2－2樞轉至要在PDA模式下使用之第二開啟位置，如圖8所示。

對於行動電話的使用模式而言，加強該單軸可樞轉鉸鏈108尤為有利。如熟知此技術者所了解，組合裝置700當以行動電話模式使用時，係架在使用者的耳朵和口部上，並被推向使用者的頭部。從使用者的手或肩膀跨過該鉸鏈施加壓力於該組合裝置700，使該鉸鏈被推向超過最大角度的位置。若該單軸向鉸鏈108在該裝置打開成行動電話模式的情況下未予強化(亦即，更深植入母部分252)，則電話將會給人"薄弱的感覺"，且該鉸鏈有可能被過度張開。

圖8為一行動電話/PDA組合裝置在一PDA模式的透視圖。如前面在說明圖5之具體實施例時所討論者，當該組合裝置在PDA模式時(請參見圖7)，該單軸可樞轉鉸鏈108之公部位202與母部位252是脫開的。

應了解，前面針對本發明之一具體實施例的討論不應被解讀為限制，且經由思考可以知道，該單軸可樞轉鉸鏈可反過來操作，使該公部位為旋轉方向可動且軸向固定，而該母部位為軸向可動(且旋轉方向固定)。此外，該母部位可為旋轉方向可動，而該公部位為旋轉方向固定，其軸向在其中一個元件上移動。此外，在一些具體實施例中，可能需要將該公部位和該母部位兩者都做成軸向可活動。按照本說明書所揭示之教導，對此技術有一般了解者都能輕易地做出不同變化的具體實施例。

亦應注意，本文中的術語"第一"、"第二"及類似術語並不表示任何順序、數量或重要性，而係用以彼此區分元件，本文中的術語"一"並不表示限制數量，而表示所參考項目存在至少一個。

雖然已參考本發明若干具體實施例說明本發明，但熟習此項技術者應明白，可進行各種變更且等效物可取代本發明之元件而不會背離本發明之範疇。此外，可進行許多修改以使特定情況或材料適於本發明之原理，而不背離其本質範疇。因此，並不會將本發明限制成作為實施本發明之最好模式所揭示的特定具體實施例，本發明將包括屬於隨附申請專利範圍範疇的所有具體實施例。

100．．．具可樞轉鉸鏈之裝置

102．．．第一部分

104．．．第二部分

106．．．雙軸可樞轉鉸鏈

108．．．單軸可樞轉鉸鏈

110．．．圓柱形外殼部分

112．．．外殼部分110之第一端面

114．．．外殼部分110之第二端面

116．．．第一部分102之一凹陷部分

202．．．單軸可樞轉鉸鏈之公部位

206．．．驅動器

208．．．偏離構件

210．．．驅動器206之第一部分

212．．．驅動器206之第二部分

214．．．凸起軸環

216．．．徑向凸耳

218．．．隔片

220．．．凸塊

222．．．驅動器停止面

224．．．驅動器斜坡面

226．．．倒角面

228．．．契合介面輪廓

252．．．單軸可樞轉鉸鏈之母部位

254．．．互補輪廓

256．．．第一承接空間

258．．．第一承接空間256之一端面

260．．．斜坡結構

262．．．台部分

264．．．斜面

266．．．觸塊

268．．．頂端

302．．．中心構件

304．．．第一連接構件

306．．．第二連接構件

308．．．第二承接空間

310．．．第三承接空間

410．．．移動方向箭號

420．．．移動方向箭號

430．．．移動方向箭號

440．．．移動方向箭號

510．．．移動方向箭號

520．．．移動方向箭號

540．．．移動方向箭號

700．．．行動電話/個人數位助理(PDA)組合裝置

702．．．顯示器外殼

704．．．鍵盤外殼

720．．．顯示螢幕

730．．．鍵盤

以下將參考附圖作說明，其為示範性，並非限制性，及其中在各圖中，相似的元件以相同的編號代表，這一點在各相關的圖中將不特別討論。

圖1為一具有可樞轉鉸鏈之裝置的具體實施例在關閉位置下的局部剖切透視圖。

圖2為一單軸可樞轉鉸鏈之具體實施例之公部位的分解透視圖。

圖3為圖2之單軸可樞轉鉸鏈之具體實施例之母部位的透視圖。

圖4為一雙軸可樞轉鉸鏈之具體實施例在其斷面的局部剖視圖。

圖5為一具有可樞轉鉸鏈之裝置的具體實施例在一第一開啟位置的透視圖。

圖6為一具有可樞轉鉸鏈之裝置的具體實施例在一第二開啟位置的透視圖。

圖7為一行動電話/PDA組合裝置之一具體實施例在一行動電話模式的透視圖。

圖8為一行動電話/PDA組合裝置之一具體實施例在一PDA模式的透視圖。

100．．．具可樞轉鉸鏈之裝置

102．．．第一部分

104．．．第二部分

106．．．雙軸可樞轉鉸鏈

108．．．單軸可樞轉鉸鏈

110．．．圓柱形外殼部分

112．．．外殼部分110之第一端面

114．．．外殼部分110之第二端面

Claims (8)

1. 一種具有一第一部分及一第二部分之裝置，該第一部分相對於該第二部分在兩個方向上可樞轉調整，該裝置包含：一雙軸可樞轉鉸鏈，其互連該第一部分及該第二部分；及一可脫開之單軸可樞轉鉸鏈，其能夠選擇性地(a)互連該第一部分及該第二部分，及(b)鬆開該第一部分及該第二部分之間的連接，該選擇性係取決於該第一部分相對於該第二部分繞該單軸可樞轉鉸鏈之一旋轉位置，其中該單軸可樞轉鉸鍊包含：一母部位；及一公部位，其中該公部位包含一具有一契合介面輪廓之驅動器，其與該母部位之一互補輪廓協同作用，其中該公部位與該母部位的契合深度其自一脫開位置至一完全契合位置，隨著自垂直該單軸可樞轉鉸鍊之一軸向量測所得該第一部份相對於該第二部份在旋轉分離的增加而增加。
2. 如請求項1之裝置，其中該契合介面輪廓包含一停止面及一斜坡面，其與該互補輪廓之一台部分及一斜坡結構交互作用，以使一偏離構件壓縮或展開，而分別增加或縮短該公部位與該母部位之契合深度。
3. 如請求項2之裝置，其中該偏離構件為一線圈彈簧。
4. 如請求項1之裝置，其中該公部位包含使其可跟著該第 一部分及該第二部分其一樞轉的結構。
5. 如請求項1之裝置，進一步包含：在該第一部分之一顯示器；在該第二部分之一鍵盤。
6. 如請求項5之裝置，其中當該顯示器環繞著該單軸可樞轉鉸鍊的一軸相對於該鍵盤旋轉時，該裝置係在一行動電話模式。
7. 一種用於製作一可樞轉調整之裝置的方法，包括步驟如下：以在複數個軸向可樞轉操作之一第一鉸鏈，將該裝置之一第一部分連接到該裝置之一第二部分；以在該第一鉸鏈之該等複數個軸向之一軸向可樞轉操作且在該第一鉸鏈之該等複數個軸向之另一方向可自動脫開之一第二鉸鏈，將該裝置之該第一部分連接到該裝置之該第二部分；以有回彈力的方式，相對於該第二鉸鏈之一第二部分配置該第二鉸鏈之一第一部分；及於該第二鉸鏈之該第一部分與該第二鉸鏈之該第二部分之間形成一契合介面輪廓，以幫助在使用者施加一打開的力量時能自動脫開，其中該第一部位與該第二部位之契合深度其自一脫開位置至一完全契合位置，隨著自垂直該第二鉸鍊之一軸向量測所得該第一部份相對於該第二部份在旋轉分離的增加而增加。
8. 如請求項7之方法，其中形成該輪廓之步驟包括產生一契合深度的限制特徵，該特徵在該裝置關閉時發生作用，且在該裝置繞該第二鉸鏈之可樞轉操作軸打開時失去作用。