TWI463078B

TWI463078B - Card lathe biaxial hub

Info

Publication number: TWI463078B
Application number: TW101104471A
Authority: TW
Inventors: Jui Hung Chang
Original assignee: Jarllytec Co Ltd
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2014-12-01
Also published as: TW201326590A

Description

卡鎖式雙軸樞紐器

本發明係一種卡鎖式雙軸樞紐器，尤指一種包含雙軸且可翻轉360度之樞紐器，適用於掀蓋式電子裝置者。

一般用於掀蓋式電子產品，如筆記型電腦、行動電話或電子書閱讀器的轉軸，係使螢幕可相對於底座開啟或蓋合。習知的轉軸結構多為單軸式，通常包含一固定於電子產品螢幕的支架，支架上設有圓形軸孔供一心軸穿設，心軸並藉由一固定座固定於電子裝置的底座；藉由支架相對於心軸轉動，使螢幕可相對於底座開啟或蓋合。單軸式的轉軸本身可做到360度的旋轉，但受限於螢幕和底座外觀殼體的設計，螢幕外殼和底座外殼開啟至180度時即互相干涉，而無法翻轉大於180度甚至360度的反向疊合。

由於目前可攜式電腦多有觸控式或手寫輸入操作的需求，而需要螢幕與底座能翻轉大於180度，甚至到360度反向疊合以方便握持進行觸控操作，因此有雙軸式的設計產生。如中華民國公告第M324951號的新型專利「雙軸式樞紐器」所示，其係以一連結支架連結二樞軸，連結支架上設有二定位槽，且各樞軸上穿套有設置在定位槽中的定位環，以及數個簧片，簧片提供彈力迫使定位環位於定位槽之中。

上述兩個轉軸的結構皆相同，扭力也相同，當其應用到具有觸控螢幕的筆記型電腦後，筆記型電腦可具有一般的使用方式，或是螢幕與鍵盤相對轉動達360度反向疊合，以方便手持對螢幕進行觸控操作。但是，在實際使用時，無法確定哪個轉軸會先轉動，當筆記型電腦在一般的使用狀態，如其第6圖所示，若螢幕開啟時上面的樞軸先轉動，連結支架保持直立狀態，接著在調整開啟角度的過程中，連結支架有可能被帶動而相對於下面的樞軸轉動，使得上面樞軸的位置會移動，如此，固定於上面樞軸的螢幕不只是轉動，還會移動，而讓使用者有不穩定的感覺。

雖然，可以將上面的樞軸扭力設定小於下面的樞軸扭力，以使上面的樞軸先轉動，但若是下面樞軸的扭力衰退率大於上面的樞軸，則樞紐器使用一段時間後就無法確保其開關的作動順序和方式。而且，通常電子裝置在左右兩邊會各裝設一個樞紐器，如果兩邊樞紐器的衰退率不同，有可能螢幕開啟時，一邊是上面的樞軸轉動，另一邊是下面的樞軸轉動，而導致螢幕扭轉的情況。因此，習知利用扭力來控制樞軸作動先後順序的方式並不是很理想。

本發明的主要目的，即在提供一種卡鎖式雙軸樞紐器，其藉由在連結支架上裝設可移動的插銷，插銷可卡合於第一轉軸，或是離開第一轉軸而卡合於第二轉軸，以限制第一轉軸轉動或第二轉軸轉動。藉此，可確保轉軸的作動順序，而保持電子裝置轉動開啟和關閉的穩定性。

為達上述目的，本發明所採取的技術手段係包含：一第一轉軸，包含有一第一心軸，第一心軸設有第一卡合凹部，以及一固定部，且第一心軸上設有至少一第一止擋片；一第二轉軸，包含有一第二心軸，第二心軸設有第二卡合凹部，以及一固定部，且第二心軸上設有至少一第二止擋片；一連結支架，該第一轉軸和第二轉軸係並排樞設於該連結支架，連結支架設有一貫穿的容置孔，該容置孔位於第一卡合凹部和第二卡合凹部之間，該連結支架並凸設有可分別與第一止擋片和第二止擋片相互止擋的第一擋塊和第二擋塊；一插銷，設置於該容置孔中，該插銷能夠在容置孔中移動，而插入卡合於第一卡合凹部或第二卡合凹部。

根據本發明的一實施例，該第一心軸的固定部固定至電子裝置的上蓋，而第二心軸的固定部固定至電子裝置的底座。

當本發明應用於電子裝置，上蓋和底座在閉合的0度狀態時，插銷的一端係插入卡合於第二心軸的第二卡合凹部，另一端抵接於第一心軸的周緣，因此，第二轉軸和連結支架形成卡鎖，而由第一轉軸先作動。當上蓋轉動開啟至180度時，第一心軸轉動至第一卡合凹部面向插銷，且第一止擋片擋止於連結支架的第一擋塊，使第一心軸無法再轉動，而轉由第二轉軸作動。第一轉軸即和連結支架一起相對於第二心軸轉動，第二卡合凹部並逐漸將插銷推出，使插銷進入第一卡合凹部，在繼續轉動的過程中插銷並抵接第二心軸，使第一轉軸和連結支架形成卡鎖，而繼續轉動開啟至360度反向疊合。

當反轉閉合時，由於插銷卡合於第一卡合凹部，連結支架和第一轉軸形成卡鎖，因此，由第二轉軸先作動，第一轉軸和連結支架一起相對於第二心軸反轉。至180度時，插銷轉回面對第二卡合凹部，且連結支架的第二擋塊擋止於第二心軸的第二止擋片而無法再轉動，即轉由第一轉軸作動。當第一心軸繼續反轉閉合時，第一卡合凹部逐漸將插銷推出，使插銷進入第二卡合凹部而抵接第一心軸，繼而回到初始閉合的0度狀態。

因此，本發明卡鎖式結構可確保雙軸的作動順序和方式，而不受轉動扭力的影響，也不受扭力衰退的影響，使電子裝置可以穩定的轉動開闔。

本發明卡鎖式雙軸樞紐器所採用的另一技術手段係包含：一第一轉軸，包含有一第一心軸，第一心軸設有一固定部與一第一止擋片，且第一心軸上套設有一第一卡合凸輪，第一卡合凸輪具有一第一卡合凹部；一第二轉軸，包含有一第二心軸，第二心軸設有一固定部與一第二止擋片，且第二心軸上套設有一第二卡合凸輪，第二卡合凸輪具有一第二卡合凹部；一連結支架，該第一轉軸和第二轉軸係並排樞設於該連結支架，連結支架設有一貫穿的容置孔，該容置孔位於第一卡合凹部和第二卡合凹部之間，該連結支架並凸設有可分別與第一止擋片和第二止擋片相互止擋的第一擋塊和第二擋塊；一插銷，設置於該容置孔中，該插銷能夠在容置孔中移動，而插入卡合於第一卡合凹部或第二卡合凹部。

此外，本發明卡鎖式雙軸樞紐器還採用另一技術手段，其係包含：一第一轉軸，包含有一第一心軸，第一心軸設有一固定部與一第一止擋片，且第一心軸上套設有一第一卡合凸輪，第一卡合凸輪具有一第一卡合凹部；一第二轉軸，包含有一第二心軸，第二心軸設有一固定部與一第二止擋片，且第二心軸上套設有一第二卡合凸輪，第二卡合凸輪具有一第二卡合凹部；一連結支架，該第一轉軸和第二轉軸係並排樞設於該連結支架，連結支架設有一貫穿的容置孔，該容置孔位於第一卡合凹部和第二卡合凹部之間；一插銷，設置於該容置孔中，該插銷能夠在容置孔中移動，而插入卡合於第一卡合凹部或第二卡合凹部；一副支架，設於連結支架旁，該副支架亦樞接第一轉軸和第二轉軸，副支架並凸設有可分別與第一止擋片和第二止擋片相互止擋的第一擋塊和第二擋塊。

為能進一步瞭解本發明的特徵、技術手段以及所達成的功能、目的，茲列舉較具體的實施例，繼以圖式、圖號詳細說明如後。

請參閱第1-4圖，係本發明第一實施例的組合立體圖、元件分解圖、不含外套筒之組合立體圖及連結支架另一角度的示意圖。本發明卡鎖式雙軸樞紐器，係包含：一第一轉軸1，包含有一第一心軸10和套設於第一心軸10的扭力構件。第一心軸10設有一凸環100，凸環100上設有第一卡合凹部101。第一卡合凹部101為一V形溝槽，或其他形狀，其側邊係形成坡面a，坡面a為斜平面，亦可為傾斜的弧面。第一心軸10的一端設有一固定部102，固定部102設有固定孔，用以固定至電子裝置的上蓋。

一第二轉軸2，包含有一第二心軸20和套設於第二心軸20的扭力構件。第二心軸20設有一凸環200，凸環200上設有第二卡合凹部201，第二卡合凹部201為一V形溝槽，或其他形狀，其側邊係形成坡面b，坡面b為斜平面，亦可為傾斜的弧面。第二心軸20的一端設有一固定部202，固定部202設有固定孔，用以固定至電子裝置的底座。

一連結支架3，開設有上下並排的兩個圓形軸孔30，並於一側凸設有一塊體31，該塊體31由兩個軸孔30的中間橫向凸設，塊體31上並設有一縱向的容置孔32。第一心軸10和第二心軸20分別穿設於連結支架3的軸孔30，且塊體31位於第一心軸10和第二心軸20的凸環100、200之間，使容置孔32位於第一卡合凹部101和第二卡合凹部201之間。連結支架3的另一側並設有一嵌孔33、第一擋塊34及第二擋塊35，如第4圖所示，第一擋塊34和第二擋塊35分別設於兩個軸孔30旁邊。

一插銷4，設置於該容置孔32中，插銷4的兩端呈球面狀，且插銷4能夠在容置孔32中移動，並插入第一卡合凹部101或第二卡合凹部201。插銷4的上端能夠抵接於第一心軸10的凸環100或插入卡合於第一卡合凹部101，而插銷4的下端能夠抵接於第二心軸20的凸環200或插入卡合於第二卡合凹部201。

如第5圖所示，上蓋在閉合0度的初始位置時，插銷4係插入卡合於第二卡合凹部201，並抵接於第一心軸10的凸環100周緣。當第一心軸10轉動使第一卡合凹部101和第二卡合凹部201相對時，如第6圖所示，第二卡合凹部201側邊的坡面b在第二心軸20轉動時能推動插銷4上升。若插銷4插入卡合於第一卡合凹部101，第一卡合凹部101側邊的坡面a在第一心軸10轉動時能推動插銷4下降。

該第一轉軸1和第二轉軸2的扭力構件各別包含有第一凸輪11、21，第二凸輪12、22，數個彈片13、23，墊片14、24，第一止擋片15、第二止擋片25和迫緊元件16、26。

第一轉軸1的第一凸輪11以一圓孔111套設於第一心軸10，並以一凸柱112嵌固於連結支架3的嵌孔33，第一凸輪11的另一側設有兩個凹槽113。第二凸輪12以一非圓形的限制孔121套設於第一心軸10的一非圓形軸桿103，以與第一心軸10同轉。第二凸輪12與第一凸輪11的相接面設有兩個與第一凸輪11凹槽113相互嵌合的凸塊123，以相互嵌合形成自動落下閉鎖的功能。數個彈片13並設於第二凸輪12的另一側。

該第一止擋片15係設於連結支架3和第一凸輪11之間，並以一非圓形的限制孔150套設於第一心軸10的非圓形軸桿103上，以與第一心軸10同轉。第一止擋片15具有一凸出的扇形部可與連結支架3的第一擋塊34相互止擋。本實施例中的第一止擋片15係設有兩個。

該迫緊元件16為一螺帽，螺帽鎖於第一心軸10的一螺紋段104。第一心軸10在末端並設有一階梯狀的結合段105。

第二心軸20的第一凸輪21以一圓孔211套設於第二心軸2，並以一凸柱212嵌固於連結支架3的嵌孔33，第一凸輪21的另一側設有兩個凹槽(圖未顯示)。第二凸輪22以一非圓形的限制孔221套設於第二心軸20的非圓形軸桿203，以與第二心軸20同轉。第二凸輪22與第一凸輪21的相接面設有兩個與第一凸輪21凹槽相互嵌合的凸塊223，以相互嵌合形成自動落下閉鎖的功能。數個彈片23並設於第二凸輪22的另一側。

該第二止擋片25係設於連結支架3和第二凸輪21之間，並以一非圓形的限制孔250套設於第二心軸20的非圓形軸桿203上，以與第二心軸20同轉。第二止擋片25具有一凸出的扇形部可與連結支架3的第二擋塊35相互止擋。本實施例中的第二止擋片25係設有兩個。

該迫緊元件26為一螺帽，螺帽鎖於第二心軸20的一螺紋段204。第二心軸20在末端並設有一階梯狀的結合段205。

第一心軸10、第二心軸20、連結支架3和扭力構件外圍套設有一外套筒7，外套筒7為一外觀件。第一心軸10和第二心軸20的末端設有一結合片6，用來和外套筒7結合固定。結合片6的上下兩端各設有一個橫向的設置孔61，第一心軸10和第二心軸20末端的階梯狀結合段105、205可側向置入設置孔61中，以形成定位。結合片6的中間設有一個鎖固孔62，以與外套筒7中的固定孔(圖未顯示)藉由螺絲63鎖固。

藉由上述結構，請參閱第5、7圖，為本發明樞紐器在上蓋與底座閉合的0度狀態示意圖。第一心軸10以固定部102固定於電子裝置的上蓋，而第二心軸20以固定部202固定於電子裝置的底座，且第一卡合凹部101和第二卡合凹部201各位於凸環100、200的上端，插銷4的頂端抵接於第一心軸凸環100的下端，插銷4的下端則插入卡合於第二卡合凹部201中，因此，連結支架3和第二轉軸2相互卡鎖。第7圖所示為止擋的狀態示意圖，此時，第一擋塊34和第一止擋片15未止擋。

當上蓋轉動開啟時，如第5、7圖箭頭所示，由於第二轉軸2和連結支架3卡合鎖住不會相對轉動，因此，由第一轉軸1轉動來開啟。第一心軸10轉動時，凸環100持續壓著插銷4頂端，使插銷4卡合於第二心軸20。

請參閱第6圖，當上蓋順時針開啟180度時，第一卡合凹部101轉動至下方面對插銷4及第二卡合凹部201，且第一止擋片15隨著第一心軸10轉動而擋止於連結支架3的第一擋塊34，第一心軸10即無法再轉動，如第8圖所示。

因此，當上蓋繼續翻轉開啟時，第一心軸10即帶動連結支架3相對於第二心軸20旋轉，而轉由第二轉軸2作動。如第9圖所示，當第一心軸10、連結支架3和插銷4一起順時針轉動時，插銷4藉由第二卡合凹部201側邊坡面b的導引推動而逐漸上升移出第二卡合凹部201，並逐漸進入第一卡合凹部101。當插銷4下端完全移出第二卡合凹部201後，即轉至抵接於第二心軸20凸環200的圓周面，且上端插入第一卡合凹部101中，如第10圖所示，為開啟270度的狀態示意圖，第11圖為開啟360度反向疊合的狀態示意圖。

因此，在開啟0~180度時，由第一轉軸1轉動產生扭力，連結支架3保持直立狀態，第一轉軸1只會轉動不會移動，因此固定在第一轉軸1的上蓋可以穩定的開啟。在開啟180~360度時，由第二轉軸2轉動產生扭力。由於插銷4的卡鎖式結構在0度時卡合於第二轉軸2，因此，可以確保開啟時第一轉軸1會先轉動，而到180度止擋時才會解鎖，改卡合於第一轉軸1，使第二轉軸2能接續作動。本實施例所揭露者為其中一種作動方式，若有不同的使用需求，作動方式不同時，第一卡合凹部101、第二卡合凹部201和插銷4的相對位置也可能改變。本發明的卡鎖式結構可確保第一轉軸1、第二轉軸2和連結支架3的作動順序和方式，使樞紐器穩定的轉動，不受轉動扭力的影響，亦不受扭力衰退的影響。

當上蓋反轉閉合時，由於在360度的狀態，插銷4的一端卡合於第一心軸10的第一卡合凹部101，且插銷4的另一端抵接第二心軸20的凸環200，因此，由第二轉軸2先作動，亦即第一心軸10和連結支架3相對於第二心軸20逆時針轉動，如第11圖的虛線箭頭方向，而回到第10圖的開啟270度狀態，以及第13圖的閉合至180度狀態。此時，插銷4及第一卡合凹部101再度轉回面對第二卡合凹部201的位置，且如第8圖所示，第二擋塊35轉動擋止於第二止擋片25，使第二轉軸2無法再轉動，而轉由第一轉軸1作動。因此，當上蓋繼續反轉閉合時，第一心軸10逆時針轉動，如第14圖所示，第一卡合凹部101側邊的坡面a推動插銷4下降，使插銷4下端逐漸插入卡合於第二卡合凹部201，而第一心軸10繼續轉動回到第5圖的0度閉合狀態。

請參閱第15圖，係本發明連結支架的另一實施例，連結支架3的本體和塊體31可一體成型或分開成型後再組裝成一體。本體上設有兩個並排的軸孔30、一嵌孔33以及兩個固定孔36。塊體31上設有一容置孔32和兩個固定孔37，容置孔32和前述的結構相同。本體的固定孔36和塊體31的固定孔37則藉由螺絲鎖固，而將本體和塊體31結合成一體。

請參閱第16~18圖，係本發明的第二實施例。第一卡合凹部改設於和第一心軸同動的第一卡合凸輪17上，第二卡合凹部改設於和第二心軸同動的第二卡合凸輪27上。而第一止擋片15一體成型於第一心軸10，第二止擋片25一體成型於第二心軸20。

因此，本實施例的第一轉軸1包含了第一心軸10、第一卡合凸輪17、數個彈片13、墊片14和迫緊元件16。第二轉軸2包含了第二心軸20、第二卡合凸輪27、數個彈片23、墊片24和迫緊元件26。第一心軸10設有一固定部102及一凸出的第一止擋片15，第二心軸20設有一固定部202及一凸出的第二止擋片25。第一卡合凸輪17以一形狀和第一心軸10的一非圓形軸桿103斷面相同的限制孔170套設於該軸桿103，以與第一心軸10同動。第二卡合凸輪27以一形狀和第二心軸20的一非圓形軸桿203斷面相同的限制孔270套設於該軸桿203，以與第二心軸20同動。第一卡合凸輪17的周緣設有第一卡合凹部171，第二卡合凸輪27的周緣設有第二卡合凹部271。第一卡合凹部171和第二卡合凹部271為V形凹槽，或其他形狀，其側邊係形成坡面c，坡面c為斜平面，亦可為傾斜的弧面。

連結支架3的一側設有一凸出於第一卡合凸輪17和第二卡合凸輪27之間的塊體31，塊體31上設有貫穿的容置孔32，容置孔32位於第一卡合凹部171和第二卡合凹部271之間，且容置孔32中設置一插銷4。當樞紐器在0度閉合狀態時，插銷4下端插入卡合於第二卡合凹部271，而上端抵接於第一卡合凸輪17的下端。連結支架3的另一側設有第一擋塊34和第二擋塊35，第一擋塊34和第一止擋片15可相互止擋，第二擋塊35和第二止擋片25可相互止擋。該第一卡合凸輪17和第二卡合凸輪27與連結支架3的一側相接，且第一卡合凸輪17和連結支架3的相接面分別設有相互嵌合的凸塊172與凹槽38，第二卡合凸輪27與連結支架3的相接面各設有相互嵌合的凸塊272與凹槽39。該連結支架3的塊體31側邊設有一鎖合孔310，該第一轉軸1、第二轉軸2和連結支架3外圍套設有一外套筒(圖未顯示)，該外套筒藉由螺絲鎖固於該鎖合孔310。

在開啟180度時，第一心軸10的第一止擋片15擋止於連結支架3的第一擋塊34；而在反轉閉合至180度時，連結支架3的第二擋塊35擋止於第二心軸20的第二止擋片25。

請參閱第19圖，係本發明的第三實施例。其中，連結支架3的旁邊設有一平行設置的副支架8，副支架8同樣連結第一心軸10和第二心軸20，第一擋塊34和第二擋塊35設於該副支架8上。

該連結支架3和副支架8各以圓形軸孔30、80樞接第一心軸10及第二心軸20，且連結支架3和副支架8之間於第一心軸10和第二心軸20上分別套設有一摩擦片18、28，以增加摩擦面。該些摩擦片18、28各以一非圓形的限制孔180、280套設於第一心軸10和第二心軸20，以分別與第一心軸10和第二心軸20同動。

本發明雖為實現上述目的而揭露了較佳的具體實施例，惟其並非用以限制本發明之構造特徵，任何該技術領域之通常知識者應知，在本發明的技術精神下，任何輕易思及之變化或修飾皆是可能的，且皆為本案之申請專利範圍所涵蓋。

1．．．第一轉軸

10．．．第一心軸

100．．．凸環

101．．．第一卡合凹部

102．．．固定部

103．．．非圓形軸桿

104．．．螺紋段

105．．．結合段

a．．．坡面

2．．．第二轉軸

20．．．第二心軸

200．．．凸環

201．．．第二卡合凹部

202．．．固定部

203．．．非圓形軸桿

204．．．螺紋段

205．．．結合段

b．．．坡面

11、21．．．第一凸輪

111、211．．．圓孔

112、212．．．凸柱

113．．．凹槽

12、22．．．第二凸輪

121、221．．．限制孔

123、223．．．凸塊

13、23．．．彈片

14、24．．．墊片

15．．．第一止擋片

25．．．第二止擋片

150、250．．．限制孔

16、26．．．迫緊元件

17．．．第一卡合凸輪

170．．．限制孔

171．．．第一卡合凹部

172．．．凸塊

27．．．第二卡合凸輪

270．．．限制孔

271．．．第二卡合凹部

272．．．凸塊

3．．．連結支架

30．．．軸孔

31．．．塊體

310．．．鎖合孔

32．．．容置孔

33．．．嵌孔

34．．．第一擋塊

35．．．第二擋塊

36、37．．．固定孔

38、39．．．凹槽

4．．．插銷

6．．．結合片

61．．．設置孔

62．．．固定孔

63．．．螺絲

7．．．外套筒

第1圖，係本發明第一實施例之組合立體圖。

第2圖，係本發明第一實施例之元件分解圖。

第3圖，係本發明第一實施例不含外套筒之組合立體圖。

第4圖，係本發明第一實施例連結支架的另一角度示意圖。

第5圖，係本發明在閉合0度的狀態示意圖。

第6圖，係本發明在開啟180度的狀態示意圖。

第7圖，係本發明在閉合0度時的止擋狀態示意圖。

第8圖，係本發明在開啟180度的止擋狀態示意圖。

第9圖，係本發明在開啟180度後繼續翻轉的動作示意圖。

第10圖，係本發明在開啟270度的狀態示意圖。

第11圖，係本發明在開啟360度反向疊合的狀態示意圖。

第12圖，係本發明在開啟360度反向疊合時的止擋狀態示意圖。

第13圖，係本發明在反轉閉合180度時的狀態示意圖。

第14圖，係本發明在反轉閉合180度後繼續反轉閉合的動作示意圖。

第15圖，係本發明連結支架的另一實施例。

第16圖，係本發明第二實施例之組合立體圖。

第17圖，係本發明第二實施例之元件分解圖。

第18圖，係本發明第二實施例之連結支架另一角度之示意圖。

第19圖，係本發明第三實施例之元件分解圖。