TWI486060B - Support structure (b) - Google Patents

Description

支撐結構(二)

本案係有關一種支撐結構，尤指一種與被支撐物，例如一體成型電腦或液晶顯示器之觸控螢幕具有扭力變化之支撐結構。

按一般具掀蓋之消費性電子產品，例如可攜式電腦係將本體置於下半部，並藉由鉸鏈與上半部之蓋體連結，使蓋體相對於本體可為之掀開或蓋合。而掀蓋的作用大抵是將按鍵或螢幕遮蔽，以避免按鍵之誤觸，或對顯示螢幕形成保護作用。因此，鉸鏈亦為決定上述產品良窳之一大要因。

而隨著科技的日新月異的快速發展，已有業者將電腦主機與螢幕整合成一體成型(All In One，簡稱AIO)電腦，該AIO電腦前方的前蓋開設一供液晶顯示模組定位與外露之矩形開口，該液晶顯示模組後方配置及固設主機板、硬碟機及光碟機，另將一背蓋與前蓋對接，即形成AIO電腦。最後將包含底座之支撐結構結合於背蓋，即可將該AIO電腦站立於桌面上使用。因此，該AIO電腦於外觀上與一般液晶顯示器無異，但與輸入裝置，例如鍵盤、滑鼠連接後，即與一般桌上型電腦的功能完全相同。

而隨著觸控技術的進步，各種電腦採用觸控螢幕已成為不可避免的趨勢，由於前述AIO電腦或桌上型電腦之液晶顯示器(以下稱被支撐物)均設於支撐結構上，由於 被支撐物與支撐結構間之鉸鏈為固定扭力，以致使用者以手指對被支撐物之觸控螢幕上進行按壓或滑動過程中，該觸控螢幕所產生的反作用力將造成觸控螢幕的前後晃動，甚至向後傾斜並改變與支撐結構的傾斜角度，從而衍生出操作上的不便，進而嚴重影響到觸控效果及順暢感。探究其原因，乃在於前述鉸鏈無法提供觸控操作時具有較大的扭力，以避免被支撐物產生晃動或後傾的情況，而亟待相關業者之改善。

本案主要目的與所增益的功效在於提供一種支撐結構，其係在連接元件上端以螢幕鉸鏈樞接螢幕支架，該螢幕鉸鏈與螢幕支架間增設扭力裝置，藉以增加該螢幕支架與螢幕鉸鏈之摩擦扭力，使得與螢幕支架所裝設之AIO電腦或液晶顯示器之觸控螢幕進行觸控操作時，不致發生受力產生晃動或後傾的情況。

本案次要目的在於提供一種支撐結構，其欲調整AIO電腦或液晶顯示器的傾斜角度時，則使該扭力裝置不產生摩擦扭力，以便讓使用者可輕鬆地調整螢幕相對於支撐結構的傾斜角度。

為達成上述之目的，本案所採取之技術手段係提供一種支撐結構，其包括：一連接元件，其具有一上端；一螢幕支架，其背面伸出至少一上支臂，前方則設有一供螢幕裝設之連結板；至少一螢幕鉸鍊，各螢幕鉸鍊以一上固定軸桿樞接於該連接元件上端及該螢幕支架之上支臂，使該螢幕支架相對於該連接元件可進行傾斜角度 的調整；以及一扭力裝置，其包括：一棘輪，其供該上固定軸桿穿越，且圓周面環設複數個單向棘齒與齒槽，且該棘輪至少一側設有與該棘輪相對轉動的摩擦環；以及一擺動件，其彈性地樞設於該上支臂，且對應該棘輪之齒槽位置設有一與之嚙合之棘爪。

本案所採取之另一技術手段係提供一種支撐結構，其包括：一連接元件，其具有一上、下端；一螢幕支架，其背面伸出至少一上支臂，前方則設有一供螢幕裝設之連結板；至少一螢幕鉸鍊，各螢幕鉸鍊以一上固定軸桿樞接於該連接元件上端及該螢幕支架之上支臂，使該螢幕支架相對於該連接元件可進行傾斜角度的調整；一棘輪，其供該上固定軸桿穿越，且圓周面環設複數個單向棘齒與齒槽，且該棘輪至少一側設有與該棘輪相對轉動的摩擦環；以及一擺動件，其彈性地樞設於該上支臂，且對應該棘輪之齒槽位置設有一與之嚙合之棘爪；一基座支架，其向上伸出至少一下支臂；以及至少一基座鉸鍊，各基座鉸鏈以一下固定軸桿樞接於該連接元件下端及基座支架之下支臂，使該連接元件相對於基座支架可進行傾斜角度的調整。

因此，對裝設於螢幕支架前方之觸控螢幕進行按壓或滑動時，該扭力裝置設於螢幕支架之擺動件與樞接於螢幕鉸鏈之棘輪相嚙合，並藉由該棘輪及其至少一側之摩擦環間的摩擦力，使螢幕鉸鏈的摩擦扭力增加，進而提高對觸控螢幕的支撐力，讓觸控螢幕不容易因觸控受力而晃動或向後傾斜。再者，欲調整觸控螢幕的前傾角 度，僅需直接對螢幕支架向前施力，使該擺動件隨著螢幕支架轉動，而脫離棘輪之齒槽，使該棘輪未與擺動件嚙合而不作動，因此螢幕鉸鏈產生較小的扭力，而可容易地轉動調整。

為進一步揭示本案之具體技術內容，首先請參閱圖示，其中，圖1為本案支撐結構之立體圖，圖2為本案支撐結構之連接元件、螢幕支架、螢幕鉸鏈與扭力裝置之立體分解圖，圖3為本案連接元件、基座支架與基座鉸鏈之立體分解圖，圖4為本案支撐結構與被支撐物連接之立體圖，圖5為本案支撐結構之連接元件、螢幕支架、螢幕鉸鏈與扭力裝置組立後剖面圖，圖6為本案支撐結構進行觸控操作時之示意圖，圖7為本案支撐結構之螢幕支架調整傾斜角度之示意圖。

如圖1至圖5所示，基本上，本案之支撐結構係由一連接元件1，一螢幕支架2，至少一螢幕鉸鏈3，一扭力裝置4，一基座支架5，及至少一基座鉸鏈6所組成。

請參閱圖1及圖3，連接元件1為一板體，其頂、底部分別具有一上端11及一下端12，該上、下端11、12分別藉由螢幕鉸鏈3及基座鉸鏈6與後敘螢幕支架2及基座支架5樞接連結並呈可旋轉狀態。該上、下端11、12兩側邊分別延伸一對上、下凸耳13，且各對上、下凸耳13間各自形成一凹入部14。

螢幕支架2進一步與被支撐物，例如AIO電腦或液晶顯示器連接。該螢幕支架2向後至少伸出一上支臂21，例 如一對上支臂21，以便供後敘螢幕鉸鏈3之樞接及扭力裝置4之裝設。該螢幕支架2前方具有一供被支撐物，例如AIO電腦或液晶顯示器裝設之連接板22。

螢幕鉸鏈3係樞設於連接元件1之上端11與螢幕支架2之上支臂21，使該螢幕支架2可相對於連接元件1之上端11旋轉，藉以調整被支撐物之傾斜角度。如圖1所示，該螢幕鉸鏈3具有兩組，並相對樞設於連接元件1兩側的上凸耳13；但為方便說明該螢幕鉸鏈3之具體技術內容，請參閱圖2，其僅揭示該連接元件1右側之單一螢幕鉸鏈3作為說明。

其中，各螢幕鉸鏈3係由一斷面非圓形之上固定軸桿31軸向穿越上凸耳13之圓形軸孔131，並於該上凸耳13內側之凹入部14套接一與上固定軸桿31連動之上止擋件32後，再穿越螢幕支架2之圓形第一架孔211，並於該螢幕支架2內側套接一與上固定軸桿31連動之一摩擦環33、一棘輪41、另一摩擦環33、至少一彈性體34，例如碟形、波形彈片或彈簧、一墊片35，最後以一端封件36，例如防脫螺帽結合於該上固定軸桿31端部。因此，藉由彈性體34之彈性迫緊作用，使該螢幕支架2相對於連接元件1可產生旋轉及停滯定位效果。因此，該連接元件1與螢幕支架2之摩擦扭力產生在該螢幕支架2及其側邊相鄰設置之上止擋件32與螢幕支架2及其側邊相鄰設置之摩擦環33之間的摩擦面。

扭力裝置4包括一套設於上固定軸桿31之棘輪41，該棘輪41圓周面環設複數個單向棘齒411與齒槽412，且該 棘輪41至少一側，較佳為兩側分別設有一與上固定軸桿31連動之摩擦環33。因此，該棘輪41可相對於該對摩擦環33轉動，且各自與一摩擦環33形成一摩擦面，藉以增加棘輪41轉動時的摩擦扭力。另將一塊狀彈性擺動件42樞設於螢幕支架2的適當位置，例如上支臂21內側，使得該擺動件42活動端之棘爪421嚙合於該棘輪41之單向棘齒411的齒槽412內。如圖2所示，該上支臂21之圓形第二架孔212軸向供一樞軸43穿越，該樞軸43進一步穿越墊片44、擺動件42及第一扭簧45後，以一端封件46，例如E型扣環扣接於該樞軸43端部。其中，該第一扭簧45裝設於該擺動件42底部預設之容置槽422內，且該第一扭簧45兩端分別接裝於該上支臂21與擺動件42，使該擺動件42可彈性地繞著樞軸43旋轉。因此，當第一扭簧45處於釋能狀態時，該擺動件42之棘爪421抵接於單向棘齒411之齒槽412內，以形成嚙合狀態。

請參閱圖1及圖3，基座支架5係結合於一基座(習知未予以圖示)後，該基座可擺設於一平面體，例如桌面，其中該基座支架5向上伸出至少一下支臂51，例如一對軸向開設定位孔511之下支臂51，且該基座支架5藉由基座鉸鏈6與前述連接元件1樞接，使該連接元件1相對於基座支架5可進行傾斜角度的調整。

基座鉸鏈6係樞設於連接元件1之下端12與基座支架5之下支臂51，使該連接元件1之下端12可相對於基座支架5旋轉，藉以調整連接元件之傾斜角度。如圖1所示，基座鉸鏈6具有兩組，並相對樞設於連接元件1左、右側的 下凸耳13；但為方便說明該基座鉸鏈6之具體技術內容，請參閱圖3，其僅揭示該連接元件1右側之基座鉸鏈6。

其中，各基座鉸鏈6係由一斷面非圓形之下固定軸桿61軸向穿越下凸耳13之圓形軸孔131，並於該下凸耳13內側之凹入部14套接一固設於該基座支架5外壁且與下固定軸桿61連動之定位環片62、該基座支架5之定位孔511，並於該基座支架5內側套接一第二扭簧63，再穿越一與下固定軸桿61連動之固定片64、至少一彈性體65，例如碟形、波形彈片或彈簧、一墊片66，最後以一端封件67，例如防脫螺帽結合於該下固定軸桿61端部。因此，藉由彈性體65之彈性迫緊作用，使該連接元件1相對於基座支架5可產生旋轉及停滯定位效果。

該第二扭簧63兩端部分別固設於該固定片64周緣開設之片槽641及連接元件1下端12前方開設之端槽15，所以，該連接元件1藉由下固定軸桿61在兩下支臂51間轉動時，可令該第二扭簧63產生蓄能或釋能，並支撐該被支撐物。此外，為避免該第二扭簧63處於蓄能狀態時與下固定軸桿61形成干涉作用，是以，該第二扭簧63內設有一供下固定軸桿61穿越之襯套68。

請再參閱圖1至圖3，本案之螢幕鉸鏈3與基座鉸鏈6之間進一步包括至少一輔助連接件7，其係為長形桿體並係設於該連接元件1至少一側，如圖1所示，該連接元件1兩側各裝設有兩組輔助連接件7。其中，各輔助連接件7之上、下端71、72分別樞接一軸銷73，以便與相鄰設置且供上、下固定軸桿31、61穿越與連動之上、下軸環74 、75周緣開設之上、下接孔741、751相連接。其中，該上、下接孔741、751至上、下固定軸桿31、61中心點的距離相等。

再者，該連接元件1至少一側平行設置兩輔助連接件7為佳，其中該平行設置之兩輔助連接件7之上、下端71、72分別被三片採間隔設置之上、下軸環74、75所包夾，該上、下軸環74、75周緣兩端相對設有一對上、下接孔741、751，各上、下軸環74、75一側之上、下接孔741、751供各輔助連接件7上、下端71、72之軸銷73所樞接，以形成較佳之同步連動關係；而各上、下軸環74、75另一側之上、下接孔741、751則供樞接一中繼插銷76。而此配置方式，使得該輔助連接件7、基座鉸鏈6、螢幕鉸鏈3及連接元件1本質上形成一種平行四連桿機構。

此外，如圖2所示，該上止擋件32周緣軸向伸出一位於上支臂21周緣預設之擋槽213內之擋榫321，藉以限制該螢幕支架2相對於連接元件1之傾斜角度。如圖3所示，該鄰接於下凸耳13之下軸環75周緣軸向伸出一位於下凸耳13周緣預設之擋槽133內之擋榫752，藉以限制該連接元件1相對於基座支架5之傾斜角度。

尤有進者，為增加前述相鄰構件，例如上凸耳13與上支臂21之間的上止擋件32、摩擦環33與上支臂21、下軸環75與下凸耳13、下凸耳13與下支臂51之間的定位環片62鄰接面之耐磨效果，是以，該上、下凸耳13之圓形軸孔131的內、外壁和上支臂21之圓形架孔211內、外壁 分別固設一周緣開設複數個油孔之耐磨環8，各耐磨環8周緣突伸一卡榫81，以便插接於軸孔131與架孔211周緣預設之插槽132、214，使各耐磨環8固設於前述相鄰構件之間。

如圖1所示，乃本案經由前述說明組立後之立體圖，而圖4則為本案支撐結構與被支撐物連接之立體圖，藉以詳細揭露各構件的連接關係。如圖5所示，乃本案連接元件1、螢幕支架2、螢幕鉸鏈3與扭力裝置4組立後剖面圖，由圖中可以清楚看出該樞設於螢幕支架2擺動件42之棘爪421嚙合於棘輪41之齒槽412內，且該棘輪41兩側各自鄰接一摩擦片33。

如圖6所示，當使用者以手指對被支撐物之觸控螢幕上進行按壓或滑動時，該螢幕支架2後方擺動件42向後受力(箭頭F1、F2)後，由於擺動件42嚙合於棘輪41之齒槽412內，而欲同步帶動棘輪41以逆時針方向旋轉，此時藉由該棘輪41及其兩側摩擦環33間的摩擦力使螢幕鉸鏈3的摩擦扭力增加，因而提高了對觸控螢幕的支撐力，使觸控螢幕不容易因觸控受力而晃動或向後傾斜。當施力大於該連接元件1與螢幕支架2間之螢幕鉸鏈3之扭力和該棘輪41及其兩側摩擦環33間之摩擦力，此時，該擺動件42隨著螢幕支架2以逆時針方向旋轉，並使棘爪421推動棘輪41呈逆時針方向旋轉，藉以調整該螢幕支架2向後之傾斜角度。

如圖7所示，如欲調整螢幕支架2向前之傾斜角度，使用者僅需以手向前施力(箭頭F3)，使擺動件42以順時 針方向旋轉(箭頭F4)，而令該擺動件42之棘爪421脫離棘輪41之齒槽412，使該棘輪41形成不作動狀態，而不致與兩側之摩擦環33產生摩擦力，因此，螢幕鉸鏈3產生較小的扭力，而可容易地調整螢幕支架2向前之傾斜角度。

本案所揭示者，乃較佳實施例之一種，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

1‧‧‧連接元件

11‧‧‧上端

12‧‧‧下端

13‧‧‧上、下凸耳

131‧‧‧軸孔

132‧‧‧插槽

133‧‧‧擋槽

14‧‧‧凹入部

15‧‧‧端槽

2‧‧‧螢幕支架

21‧‧‧上支臂

211‧‧‧第一架孔

212‧‧‧第二架孔

213‧‧‧擋槽

214‧‧‧插槽

3‧‧‧螢幕鉸鏈

31‧‧‧上固定軸桿

32‧‧‧上止擋件

321‧‧‧擋榫

33‧‧‧摩擦環

34‧‧‧彈性體

35‧‧‧墊片

36‧‧‧端封件

4‧‧‧扭力裝置

41‧‧‧棘輪

411‧‧‧棘齒

412‧‧‧齒槽

42‧‧‧擺動件

421‧‧‧棘爪

422‧‧‧容置槽

43‧‧‧樞軸

44‧‧‧墊片

45‧‧‧第一扭簧

46‧‧‧端封件

5‧‧‧基座支架

51‧‧‧下支臂

511‧‧‧定位孔

6‧‧‧基座鉸鏈

61‧‧‧下固定軸桿

62‧‧‧定位環片

63‧‧‧第二扭簧

64‧‧‧固定片

641‧‧‧片孔

65‧‧‧彈性體

66‧‧‧墊片

67‧‧‧端封件

68‧‧‧襯套

7‧‧‧輔助連接件

71‧‧‧上端

72‧‧‧下端

73‧‧‧軸銷

74‧‧‧上軸環

741‧‧‧上接孔

75‧‧‧下軸環

751‧‧‧下接孔

752‧‧‧擋榫

76‧‧‧中繼插銷

8‧‧‧耐磨環

81‧‧‧卡榫

圖1為本案支撐結構之立體圖。

圖2為本案支撐結構之連接元件、螢幕支架、螢幕鉸鏈與扭力裝置之立體分解圖。

圖3為本案連接元件、基座支架與基座鉸鏈之立體分解圖。

圖4為本案支撐結構與被支撐物連接之立體圖。

圖5為本案支撐結構之連接元件、螢幕支架、螢幕鉸鏈與扭力裝置組立後剖面圖。

圖6為本案支撐結構進行觸控操作時之示意圖。

圖7為本案支撐結構之螢幕支架調整傾斜角度之示意圖。

1‧‧‧連接元件

11‧‧‧上端

12‧‧‧下端

13‧‧‧上、下凸耳

14‧‧‧凹入部

2‧‧‧螢幕支架

22‧‧‧連結板

3‧‧‧螢幕鉸鏈

4‧‧‧扭力裝置

41‧‧‧抵接環

42‧‧‧第二摩擦環

45‧‧‧鎖定件

47‧‧‧伸縮彈簧

48‧‧‧限位桿

5‧‧‧基座支架

6‧‧‧基座鉸鏈

7‧‧‧輔助連接件

Claims (13)

1. 一種支撐結構，其包括：一連接元件，其具有一上端；一螢幕支架，其背面伸出至少一上支臂，前方則設有一供螢幕裝設之連結板；至少一螢幕鉸鍊，各螢幕鉸鍊以一上固定軸桿樞接於該連接元件上端及該螢幕支架之上支臂，使該螢幕支架相對於該連接元件可進行傾斜角度的調整；以及一扭力裝置，其包括：一棘輪，其供該上固定軸桿穿越，且圓周面環設複數個單向棘齒與齒槽，且該棘輪至少一側設有與該棘輪相對轉動的摩擦環；以及一擺動件，其彈性地樞設於該上支臂，且對應該棘輪之齒槽位置設有一與之嚙合之棘爪。
2. 如申請專利範圍第1項所述之支撐結構，其中該扭力裝置進一步包括一樞軸，該樞軸軸向穿越該上支臂及該擺動件，並套接一第一扭簧，再以一端封件結合於該樞軸端部，使該擺動件之棘爪恆常地抵接於該棘輪之齒槽內。
3. 如申請專利範圍第2項所述之支撐結構，其中該第一扭簧裝設於該擺動件底部之容置槽內，且該第一扭簧兩端分別接裝於該上支臂與擺動件，使該擺動件可彈性地繞著樞軸旋轉。
4. 如申請專利範圍第1項所述之支撐結構，其中該上固定軸桿為斷面非圓形之桿體，其軸向穿越該連接元件上端突設之上凸耳的圓形軸孔，並於該上凸耳內側之凹入部套接一 與上固定軸桿連動之上止擋件後，再穿越該螢幕支架之圓形第一架孔，並於該螢幕支架內側穿越該棘輪及其至少一側之摩擦環、至少一彈性體、一墊片，並以一端封件結合於該上固定軸桿端部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之支撐結構，其中該上止擋件周緣軸向伸出一位於上支臂周緣凹設擋槽內之擋榫，藉以限制該螢幕支架相對於連接元件之傾斜角度。
6. 一種支撐結構，其包括：一連接元件，其具有一上、下端；一螢幕支架，其背面伸出至少一上支臂，前方則設有一供螢幕裝設之連結板；至少一螢幕鉸鍊，各螢幕鉸鍊以一上固定軸桿樞接於該連接元件上端及該螢幕支架之上支臂，使該螢幕支架相對於該連接元件可進行傾斜角度的調整；一扭力裝置，其包括：一棘輪，其供該上固定軸桿穿越，且圓周面環設複數個單向棘齒與齒槽，且該棘輪至少一側設有與該棘輪相對轉動的摩擦環；以及一擺動件，其彈性地樞設於該上支臂，且對應該棘輪之齒槽位置設有一與之嚙合之棘爪；一基座支架，其向上伸出至少一下支臂；以及至少一基座鉸鍊，各基座鉸鏈以一下固定軸桿樞接於該連接元件下端及基座支架之下支臂，使該連接元件相對於基座支架可進行傾斜角度的調整。
7. 如申請專利範圍第6項所述之支撐結構，其中該扭力裝置進一步包括一樞軸，該樞軸軸向穿越該上支臂及該擺動件 ，並套接一第一扭簧，再以一端封件結合於該樞軸端部，使該擺動件之棘爪恆常地抵接於該棘輪之齒槽內。
8. 如申請專利範圍第7項所述之支撐結構，其中該第一扭簧裝設於該擺動件底部之容置槽內，且該第一扭簧兩端分別接裝於該上支臂與擺動件，使該擺動件可彈性地繞著樞軸旋轉。
9. 如申請專利範圍第6項所述之支撐結構，其中該上固定軸桿為斷面非圓形之桿體，其軸向穿越該連接元件上端突設之上凸耳的圓形軸孔，並於該上凸耳內側之凹入部套接一與上固定軸桿連動之上止擋件後，再穿越該螢幕支架之圓形第一架孔，並於該螢幕支架內側穿越該棘輪及其至少一側之摩擦環、至少一彈性體、一墊片，並以一端封件結合於該上固定軸桿端部。
10. 如申請專利範圍第9項所述之支撐結構，其中該上止擋件周緣軸向伸出一位於上支臂周緣凹設擋槽內之擋榫，藉以限制該螢幕支架相對於連接元件之傾斜角度。
11. 如申請專利範圍第6項所述之支撐結構，其中該下固定軸桿為斷面非圓形之桿體，其軸向穿越該連接元件下端突設之下凸耳之圓形軸孔，並於該下凸耳內側之凹入部套接一固設於該基座支架外壁且與下固定軸桿連動之定位環片後，再穿越基座支架之定位孔，並於該基座支架內側套接一第二扭簧，再穿越一與下固定軸桿連動之固定片、至少一彈性體、一墊片，並以一端封件結合於該下固定軸桿端部；其中，該第二扭簧兩端分別接裝於固定片及連接元件。
12. 如申請專利範圍第6項所述之支撐結構，其進一步包括至少一平行地設於該連接元件至少一側之輔助連接件，各輔 助連接件上、下端分別連接於供上、下固定軸桿樞接與連動之上、下軸環周緣開設之上、下接孔，使得該輔助連接件、基座鉸鏈、螢幕鉸鏈及連接元件形成一種平行四連桿機構。
13. 如申請專利範圍第12項所述之支撐結構，其中該鄰接於該下凸耳之下軸環周緣軸向伸出一位於下凸耳周緣凹設擋槽內之擋榫，藉以限制該連接元件相對於基座支架之傾斜角度。