TWI578880B - 扣合機構及可攜式電子裝置 - Google Patents

Description

扣合機構及可攜式電子裝置

本發明關於一種扣合機構及可攜式電子裝置，尤指一種用於扣合兩個可相互移動的殼體的扣合機構及具有此扣合機構之可攜式電子裝置。

習知筆記型電腦的上蓋與底座以鉸鏈裝置樞接，以達到可展開使用或閉合收納的目的。當筆記型電腦處理閉合狀態時，一般多於上蓋與底座相對鉸鏈裝置處相對設置卡勾結構，或是直接使用具有自動鎖定功能的鉸鏈裝置，以使上蓋與底座保持於閉合狀態，避免上蓋與底座非預期的展開。然而，前述使用具有自動鎖定功能的鉸鏈裝置之設計，除將增加鉸鏈設計的困難度外，鉸鏈裝置經過長時期的開合操作後，鉸鍵裝置的鎖定力量易因難以避免的磨耗問題而顯得不穩定。使用卡勾結構雖可避免前述磨耗問題且可使用較小的鎖固力量來使上蓋與底座保持在閉合狀態，但習見的卡勾結構通常使用突出於殼體設置的卡勾，此結構設置有礙產品外觀設計。

鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種扣合機構，用於扣合兩個可相互移動的殼體，此扣合機構利用磁吸作用控制卡勾旋出或旋入殼體，以實實現自動扣合及保有殼體平順外觀的目的。

本發明之扣合機構用於扣合一第一殼體及一第二殼體，例如筆記型電腦的透過一鉸鏈相互樞接的底座及上蓋，但本發明不以此為限。此扣合機構包含一勾持元件、一卡接結構及一致動元件。勾持元件設置於第一殼體內並包含一卡勾及一彈性件，卡勾具有一第一磁性部並能相對於第一殼體旋轉以經由第一殼體之一開口而伸出第一殼體，彈性件與卡勾連接以提供卡勾 一第一力矩以驅使卡勾旋入第一殼體內。卡接結構對應開口固定設置於第二殼體上，使得卡勾能勾持卡接結構。致動元件相對於勾持元件可滑動地設置於第二殼體內並包含一第二磁性部。當第二磁性部位於一扣合位置且致動元件鄰近勾持元件時，由第一磁性部與第二磁性部之間的磁吸作用對卡勾產生之一第二力矩大於第一力矩，使得卡勾旋出第一殼體並勾持卡接結構，且當致動元件滑動以使第二磁性部遠離扣合位置時，亦即第二磁性部遠離第一磁性部，第二力矩將減弱以致小於第一力矩，使得卡勾脫離卡接結構並旋入第一殼體。

本發明的目的之一在於提供一種可攜式電子裝置，採用本發明之扣合機構。此可攜式電子裝置包含一第一殼體、一第二殼體、一樞接裝置及一扣合機構。第一殼體具有一開口。第一殼體及第二殼體經由樞接裝置樞接。扣合機構包含一勾持元件、一卡接結構及一致動元件。勾持元件設置於第一殼體內並包含一卡勾及一彈性件，卡勾具有一第一磁性部並能相對於第一殼體旋轉以經由第一殼體之開口而伸出第一殼體，彈性件與卡勾連接以提供卡勾一第一力矩以驅使卡勾旋入第一殼體內。卡接結構固定設置於第二殼體上，當第一殼體與第二殼體閉合時，卡接結構正對第一殼體之開口，使得卡勾能勾持卡接結構。致動元件相對於勾持元件可滑動地設置於第二殼體內並包含一第二磁性部。當第二磁性部位於一扣合位置且第一殼體與第二殼體閉合時，致動元件鄰近勾持元件，由第一磁性部與第二磁性部之間的磁吸作用對卡勾產生之一第二力矩大於第一力矩，使得卡勾旋出第一殼體並勾持卡接結構以扣合第一殼體與第二殼體，且當致動元件滑動以使第二磁性部遠離扣合位置時，亦即第二磁性部遠離第一磁性部，第二力矩將減弱以致小於第一力矩，使得卡勾脫離卡接結構並旋入第一殼體以釋鎖第一殼體與第二殼體。

相對於先前技術，藉由本發明之扣合機構，當第一殼體及第二殼體閉合時，第一殼體內的卡勾因受到磁吸作用而自動旋轉以勾持住位於第二殼體的卡接結構，進而達到自動扣合的目時，且當第二磁性部遠離第一磁性 部時，卡勾因彈性件的作用而回到第一殼體內，使得第一殼體及第一殼體展開後，可保持殼體整體平順的外觀。因此，使用本發明扣合機構之裝置可兼具自動且穩固的扣合功能及平順的裝置外觀，有效克服習知採用突出的卡勾結構所帶來的設計困擾。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1‧‧‧可攜式電子裝置

12‧‧‧底座

14‧‧‧上蓋

16‧‧‧樞接裝置

18‧‧‧扣合機構

120‧‧‧殼體

120a‧‧‧開口

140‧‧‧殼體

140a‧‧‧孔結構

182‧‧‧勾持元件

184‧‧‧卡接結構

186‧‧‧致動元件

1822‧‧‧固定座

1824‧‧‧卡勾

1824a‧‧‧磁性部

1826‧‧‧樞軸

1828‧‧‧彈性件

1862‧‧‧滑動件

1864‧‧‧磁性部

1864a、1864b‧‧‧側部

1866‧‧‧操作部

1868‧‧‧彈性件

1870‧‧‧卡閂件

1872‧‧‧彈性件

18622‧‧‧容置槽

18624‧‧‧擋牆

18626‧‧‧通孔

18628‧‧‧支撐牆

18630‧‧‧側壁

18632‧‧‧C形夾結構

18702‧‧‧柱體

18704‧‧‧柱頭

18706‧‧‧凸環

18708‧‧‧段差結構

M1‧‧‧第一力矩

M2‧‧‧第二力矩

第1圖為根據本發明之一實施例之可攜式電子裝置之示意圖。

第2圖為第1圖中可攜式電子裝置之扣合機構部分設置於底座之示意圖。

第3圖為第1圖中可攜式電子裝置之扣合機構部分設置於上蓋之示意圖。

第4圖及第5圖為扣合機構作動之剖面示意圖。

第6圖為扣合機構之致動元件局部之分解圖。

第7圖為扣合機構之致動元件局部之剖面圖。

請參閱第1圖，其為根據本發明之一實施例之可攜式電子裝置1之示意圖。可攜式電子裝置1可以是但不限於筆記型電腦，其包含一底座12、一上蓋14、一樞接裝置16及一扣合機構18。底座12可包括一操作可攜式電子裝置1的電腦系統。上蓋可具有一螢幕，此螢幕可例如顯示系統狀態的資訊。底座12及上蓋14經由樞接裝置16樞接，使得可攜式電子裝置1具有一展開狀態及一閉合狀態。當可攜式電子裝置1處於展開狀態時(如第1圖中實線所示)，底座12與上蓋14展開；當可攜式電子裝置1處於閉合狀態時，底座12與上蓋14閉合，其中上蓋14以虛線顯示於第1圖中。扣合機構18的部件分別設置於底座12及上蓋14相對應之處(其設置位置以虛線圈示於第1圖中)，當可攜式電子裝置1處於閉合狀態時，扣合機構18可將底座12及上蓋14扣合。扣合機構18的詳細作動機制將於後文說明。

請參閱第1至第3圖，第2圖為扣合機構18部分設置於底座12之示意圖，第3圖為扣合機構18部分設置於上蓋14之示意圖。扣合機構18包含一勾持元件182、一卡接結構184及一致動元件186。如第2圖所示，勾持元件182設置於底座12的殼體120內並包含一固定座1822、一卡勾1824、一樞軸1826及一彈性件1828，其中底座12以虛線繪示。底座12的殼體120具有一開口120a，固定座1822對應開口120a鎖固於底座12的殼體120上。卡勾1824經由樞軸1826與固定座1822樞接並能相對於殼體120旋轉以經由開口120a而伸出殼體120。彈性件1828之一端固定於固定座1822，彈性件1828之另一端固定於卡勾1824，以能對卡勾1824提供彈力，此彈力作用於卡勾1824可產生一第一力矩M1(以弧線箭頭表示)，以驅使卡勾1824旋入殼體120內。於本實施例中，彈性件1828為一扭簧，套設於樞軸1826上，彈性件1828除可提供卡勾1824彈力外，亦能拘束卡勾1824沿樞軸1826相對於固定座1822的相對位置，使得卡勾1824的旋轉作動更加穩定。

如第3圖所示，致動元件186相對於勾持元件182可滑動地設置於上蓋14的殼體140內並包含一滑動件1862、一磁性部1864、一操作部1866及一彈性件1868。滑動件1862可滑動地設置於殼體140內。磁性部1864設置於滑動件1862上以隨滑動件1862一起移動，其中，磁性部1864相對於殼體140具有一扣合位置(如圖中實線所示狀態)。操作部1866連接滑動件1862並露出於殼體140，可供使用者操作以使滑動件1862滑動。彈性件1868連接於滑動件1862及殼體140，以以驅使滑動件1862滑動以使磁性部1864回到扣合位置。卡接結構184對應開口120a固定設置於殼體140上，於本實施例中，卡接結構184為一孔結構140a，直接形成於殼體140上，當底座12及上蓋14閉合時，孔結構140a即正對開口120a，伸出殼體120a之卡勾1824便可勾持孔結構140a之一邊緣。但本發明不以此為限，例如卡接結構184為一附加構件，固定於殼體140內，殼體140對應卡接結構184形成一開口，以供卡勾1824穿過以伸入殼體140內並勾持卡接結構184。

請併參閱第4圖及第5圖，其為扣合機構18作動之剖面示意圖，其中於第4圖中，磁性部1864位於扣合位置；於第5圖中，磁性部1864遠離扣合位置。本發明利用磁吸作用以驅動卡勾1824勾持卡接結構184，以實現扣合殼體120、140之目的。於本實施例中，磁性部1864為一磁鐵，卡勾1824由磁性材料(例如鐵)製成，故卡勾1824與磁性部1864之間可產生磁吸作用。於實作上，卡勾1824不以整體均以磁性材料製成為限，例如卡勾1824可於大致頂端處配置一磁性部1824a(以虛線表示)，例如磁性材料製成的物件或磁鐵，同樣可使卡勾1824與磁性部1864間產生磁吸作用。因此，當磁性部1864位於扣合位置且致動元件186鄰近勾持元件182時(即殼體120、140閉合且磁性部1864位於扣合位置)，卡勾1824與磁性部1864之間的磁吸作用對卡勾1824產生之一第二力矩M2(以弧線箭頭表示)將可大於第一力矩M1，使得卡勾1824自動旋出殼體120並勾持卡接結構184，如第4圖所示。此時，殼體120、140即為扣合機構18扣合，便於攜帶或收納可攜式電子裝置1。於前述卡勾1824勾持卡接結構184的過程中，使用者無需驅動卡勾1824旋轉，即可自動完成殼體120、140的扣合。

之後，當致動元件186滑動以使磁性部1864遠離扣合位置時(例如使用者透過操作部1866使滑動件1862滑動)，卡勾1824與磁性部1864之間的磁吸作用減弱，導致第二力矩M2小於第一力矩M1或第二力矩M2幾乎可忽略，使得在第一力矩M1的驅動下，卡勾1824脫離卡接結構184並旋入殼體120，如第5圖所示。此時，底座12及上蓋14即可展開，以供使用者使用。由於卡勾1824脫離卡接結構184的操作非使用者直接施以機械力於卡勾1824及卡接結構184上，故使用者滑動操作部1866的力量無需克服卡勾1824與卡接結構184的結構拘束力，使得使用者可平順的操作操作部1866，且可減少或避免卡勾1824與卡接結構184於脫離過程中可能產生的磨耗，增加扣合機構18的使用壽命。

另外，於本實施例中，磁性部1864係以可卸離的方式設置於滑動 件1862上，有利於重工或零配件的回收。請參閱第6圖及第7圖，第6圖為致動元件186局部之分解圖，第7圖為致動元件186局部之剖面圖。滑動件1862具有一容置槽18622，磁性部1864容置於容置槽18622中。容置槽18622具有一擋牆18624，擋止磁性部1864之一側部1864a之上表面。於本實施例中，容置槽18622大致呈L形，擋牆18624即位於容置槽18622中側向凹入區域的上方；於實作上，擋牆18624亦可直接自容置槽18622之側壁突出形成。滑動件1862具有一通孔18626及一支撐牆18628，通孔18626貫穿形成於容置槽18622之一側壁18630上，支撐牆18628具有一C形夾結構18632，對應通孔18626。致動元件186還包含一卡閂件1870及一彈性件1872。卡閂件1870鄰近容置槽18622可活動地設置於滑動件1862上，以擋止容置於容置槽18622中的磁性部1864。卡閂件1870包含一柱體18702、一柱頭18704及一凸環18706，柱頭18704連接於柱體18702之一端，凸環18706亦突出設置於此端，柱頭18704可滑動地設置於通孔18626中，柱體18702之另一端卡入C形夾結構18632中，凸環18706位於側壁18630與支撐牆18628之間。彈性件1872套設於柱體18702上並緊抵於凸環18706及支撐牆18628之間以驅使柱頭18704伸入容置槽18622中以擋止磁性部1864。於本實施例中，柱頭18704具有一段差結構18708，柱頭18704經由段差結構18708擋止磁性部1864另一相對的側部1864b之上表面，藉此，磁性部1864可穩固地容置於容置槽18622中。在需取出磁性部1864時，可自容置槽18622內擠推柱頭18704以縮入通孔18626中，磁性部1864即可取出；同樣地，卡閂件1870亦可先自C形夾結構18632脫離支撐牆18628，再自通孔18626抽出，卡閂件1870即連同及彈性件1872自滑動件1862取出。

補充說明的是，於前述實施例中，勾持元件182設置於底座12，卡接結構184及致動元件186對應地設置於上蓋14，但本發明不以為限。於實作上，勾持元件182亦可設置於上蓋14，卡接結構184及致動元件186對應地設置於底座12，扣合機構18同樣可發揮扣合底座12與上蓋14的功能 及保有裝置平順的外觀。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

14‧‧‧上蓋

120‧‧‧殼體

120a‧‧‧開口

140‧‧‧殼體

140a‧‧‧孔結構

184‧‧‧卡接結構

1822‧‧‧固定座

1824‧‧‧卡勾

1824a‧‧‧磁性部

1826‧‧‧樞軸

1862‧‧‧滑動件

1864‧‧‧磁性部

1870‧‧‧卡閂件

1872‧‧‧彈性件

18622‧‧‧容置槽

M1‧‧‧第一力矩

M2‧‧‧第二力矩

Claims (20)

1. 一種扣合機構，用於扣合一第一殼體及一第二殼體，該扣合機構包含：一勾持元件，設置於該第一殼體內並包含一卡勾及一第一彈性件，該卡勾具有一第一磁性部並能相對於該第一殼體旋轉以經由該第一殼體之一開口而伸出該第一殼體，該第一彈性件與該卡勾連接以提供該卡勾一第一力矩以驅使該卡勾旋入該第一殼體內；一卡接結構，對應該開口固定設置於該第二殼體上，使得該卡勾能勾持該卡接結構；以及一致動元件，相對於該勾持元件可滑動地設置於該第二殼體內並包含一第二磁性部；其中，當該第二磁性部位於一扣合位置且該致動元件鄰近該勾持元件時，由該第一磁性部與該第二磁性部之間的磁吸作用對該卡勾產生之一第二力矩大於該第一力矩，使得該第一力矩與該第二力矩之一合力矩驅動該卡勾旋出該第一殼體並勾持該卡接結構，且當該致動元件滑動以使該第二磁性部遠離該扣合位置時，該第二力矩小於該第一力矩，使得該第一力矩與該第二力矩之該合力矩驅動該卡勾脫離該卡接結構並旋入該第一殼體。
2. 如請求項1所述之扣合機構，其中該勾持元件包含一固定座及一樞軸，該固定座固定於該第一殼體內，該卡勾經由該樞軸與該固定座樞接，該第一彈性件連接於該固定座及該卡勾。
3. 如請求項2所述之扣合機構，其中該第一彈性件為一扭簧，套設於該樞軸，該第一彈性件之一端固定於該固定座，該第一彈性件之另一端固定於該卡勾。
4. 如請求項1所述之扣合機構，其中該卡勾由磁性材料製成。
5. 如請求項1所述之扣合機構，其中該卡接結構為一孔結構，形成於該第二殼體上，該卡勾能勾持該孔結構之一邊緣。
6. 如請求項1所述之扣合機構，其中該致動元件包含一滑動件，該第二磁性部為一磁鐵，該滑動件可滑動地設置於該第二殼體內，該第二磁性部設置於該滑動件上。
7. 如請求項6所述之扣合機構，其中該滑動件具有一容置槽，該致動元件包含一卡閂件，該卡閂件鄰近該容置槽可活動地設置於該滑動件上，該第二磁性部可卸離地容置於該容置槽中並被該卡閂件擋止。
8. 如請求項7所述之扣合機構，其中該滑動件具有一通孔，形成於該容置槽之一側壁，該卡閂件包含一柱體、一柱頭及一凸環，該柱頭連接於該柱體之一端，該凸環突出設置於該柱體之該端，該柱頭可滑動地設置於該通孔中，該致動元件包含一第二彈性件，套設於該柱體上並緊抵於該凸環及該滑動件之間以驅使該柱頭伸入該容置槽中以擋止該第二磁性部。
9. 如請求項8所述之扣合機構，其中該柱頭具有一段差結構，用以擋止該第二磁性部。
10. 如請求項7所述之扣合機構，其中該容置槽具有一擋牆，擋止該第二磁性部之一側部之上表面，該卡閂件擋止該第二磁性部之另一相對的側部之上表面。
11. 如請求項6所述之扣合機構，其中該致動元件包含一第三彈性件，連接於該滑動件及該第二殼體，該第三彈性件用以驅使該滑動件滑動以使該第二磁性部回到該扣合位置。
12. 一種可攜式電子裝置，包含：一第一殼體，具有一開口；一第二殼體；一樞接裝置，該第一殼體及該第二殼體經由該樞接裝置樞接；以及一扣合機構，包含：一勾持元件，設置於該第一殼體內並包含一卡勾及一第一彈性件，該卡勾具有一第一磁性部並能相對於該第一殼體旋轉以經由該開 口而伸出該第一殼體，該第一彈性件與該卡勾連接以提供該卡勾一第一力矩以驅使該卡勾旋入該第一殼體內；一卡接結構，固定設置於該第二殼體上，當該第一殼體與該第二殼體閉合時，該卡接結構正對該開口，使得該卡勾能勾持該卡接結構；以及一致動元件，相對於該勾持元件可滑動地設置於該第二殼體內並包含一第二磁性部；其中，當該第二磁性部位於一扣合位置且該第一殼體與該第二殼體閉合時，該致動元件鄰近該勾持元件，由該第一磁性部與該第二磁性部之間的磁吸作用對該卡勾產生之一第二力矩大於該第一力矩，使得該第一力矩與該第二力矩之一合力矩驅動該卡勾旋出該第一殼體並勾持該卡接結構以扣合該第一殼體與該第二殼體，且當該致動元件滑動以使該第二磁性部遠離該扣合位置時，該第二力矩小於該第一力矩，使得該第一力矩與該第二力矩之該合力矩驅動該卡勾脫離該卡接結構並旋入該第一殼體以釋鎖該第一殼體與該第二殼體。
13. 如請求項12所述之可攜式電子裝置，其中該勾持元件包含一固定座及一樞軸，該固定座固定於該第一殼體內，該卡勾經由該樞軸與該固定座樞接，該第一彈性件連接於該固定座及該卡勾。
14. 如請求項13所述之可攜式電子裝置，其中該第一彈性件為一扭簧，套設於該樞軸，該第一彈性件之一端固定於該固定座，該第一彈性件之另一端固定於該卡勾。
15. 如請求項12所述之可攜式電子裝置，其中該卡勾由磁性材料製成。
16. 如請求項12所述之可攜式電子裝置，其中該卡接結構為一孔結構，形成於該第二殼體上，當該第一殼體與該第二殼體閉合時，該孔結構正對該開口，該卡勾能勾持該孔結構之一邊緣。
17. 如請求項12所述之可攜式電子裝置，其中該致動元件包含一滑動件，該 第二磁性部為一磁鐵，該滑動件可滑動地設置於該第二殼體內，該第二磁性部設置於該滑動件上，該滑動件具有一容置槽，該致動元件包含一卡閂件，該卡閂件鄰近該容置槽可活動地設置於該滑動件上，該第二磁性部可卸離地容置於該容置槽中並被該卡閂件擋止。
18. 如請求項17所述之可攜式電子裝置，其中該滑動件具有一通孔，形成於該容置槽之一側壁，該卡閂件包含一柱體、一柱頭及一凸環，該柱頭連接於該柱體之一端，該凸環突出設置於該柱體之該端，該柱頭可滑動地設置於該通孔中，該致動元件包含一第二彈性件，套設於該柱體上並緊抵於該凸環及該滑動件之間以驅使該柱頭伸入該容置槽中以擋止該第二磁性部，該柱頭具有一段差結構，用以擋止該第二磁性部。
19. 如請求項17所述之可攜式電子裝置，其中該容置槽具有一擋牆，擋止該第二磁性部之一側部之上表面，該卡閂件擋止該第二磁性部之另一相對的側部之上表面。
20. 如請求項17所述之可攜式電子裝置，其中該致動元件包含一第三彈性件，連接於該滑動件及該第二殼體，該第三彈性件用以驅使該滑動件滑動以使該第二磁性部回到該扣合位置。