TWI598518B - 樞紐裝置 - Google Patents

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TWI598518B TW104135675A TW104135675A TWI598518B TW I598518 B TWI598518 B TW I598518B TW 104135675 A TW104135675 A TW 104135675A TW 104135675 A TW104135675 A TW 104135675A TW I598518 B TWI598518 B TW I598518B
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劉志鈞
林育南
蘇宏仁
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Description

樞紐裝置
本發明是有關於一種樞紐裝置，且特別是有關於一種結構與習知的樞紐裝置的結構迥然不同的樞紐裝置。
筆記型電腦及平板電腦等電子裝置中需要設置有樞紐裝置，才能使電子裝置的螢幕相對於鍵盤旋轉或開合。隨著市面上所販售的筆記型電腦等電子裝置是朝向輕、薄、小尺寸發展，傳統的樞紐裝置難以將尺寸設計得更小。
詳細而言，目前市面上的電子裝置，例如筆記型電腦，所使用的樞紐裝置主要分為彈片式(如圖1A示)與包覆式(如圖1B示)。傳統彈片式樞紐裝置是藉由彈片的彈力與摩擦產生扭力，且因應對扭力的需求而彈片的數量可以調整，但是目前因應如筆記型電腦等電子裝置，彈片的數量並無法有效刪減，因此樞紐裝置的尺寸無法縮小，且如果所使用的彈片越多，需要人工組裝的工時也會隨著增加。
另一款包覆式的樞紐裝置是利用鐵片摩擦中心軸產生扭力，這種樞紐裝置的扭力是依照摩擦面積而調整，所以樞紐裝置的尺寸也無法有效縮小。另外，用以產生摩擦的鐵片是藉由沖壓製程或折床製程，有可能因為製程中不可預期的因素而造成扭力不穩定，影響良率。
本發明提供一種樞紐裝置，其中本發明的樞紐裝置的結構與習知的樞紐裝置的結構迥然不同。
本發明的一種樞紐裝置，包括：第一支架，具有第一定位孔以及凸點，所述凸點自所述第一定位孔的邊緣朝向所述第一定位孔內凸出；第二支架，具有第二定位孔；軸，具有相連的圓柱部分、定位部分以及第一限位結構，其中所述圓柱部分穿入所述第一定位孔且突出於所述第一支架外，而所述定位部分穿入所述第二定位孔且突出於所述第二支架外，而所述第一限位結構環繞所述圓柱部分的圓周方向分布；固定件，套設於所述圓柱部分的末端，以將所述軸固定於所述第一支架上；以及限位套環，套設於所述第一定位孔以及所述軸之間，位於所述第一支架以及所述第一限位結構之間，所述限位套環具有沿著其圓周方向分布且沿著軸向方向凸出設置的第二限位結構以及位在所述限位套環的圓周表面上的卡合凹槽，其中所述第二限位結構與所述第一限位結構互相嚙合，而所述凸點位於所述卡合凹槽中。
在本發明的一實施例中，上述的定位部分的剖面形狀非圓形，且所述第二定位孔的形狀與所述定位部分的形狀相配合。
在本發明的一實施例中，上述的第一限位結構及所述第二限位結構個別具有多個齒，且所述第一限位結構的所述齒與所述第二限位結構的所述齒互相嚙合。所述卡合凹槽為沿著所述軸向方向而在所述圓周表面上呈弧狀的弧線槽。當所述第一支架相對所述第二支架轉動時，所述凸點於所述弧線槽的中心處移動至端點處，以帶動所述第一限位結構相對所述第二限位結構退開。
在本發明的一實施例中，更包括設置於所述固定件以及所述第一支架之間的彈性墊片。彈性墊片的數量可為兩個，且所述彈性墊片為錐形金屬彈片，且沿著所述軸向方向，所述彈性墊片的錐尖凸向外側。
在本發明的一實施例中，更包括套設於所述軸且位於所述第一支架以及所述第二支架之間的遮蔽件，遮蔽件用以遮蔽互相嚙合的所述第一限位結構以及所述第二限位結構。
基於上述，本發明提出了一種結構與習知的樞紐裝置的結構迥然相異的樞紐裝置。本發明的樞紐裝置相較於習知的樞紐裝置具有尺寸縮小且提升做動時的穩定性等優點。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖2是本發明的實施例的樞紐裝置的組合示意圖。圖3A是圖2的分解示意圖。圖3B是圖3A的另一個視角的示意圖。
請同時參考圖2、圖3A及圖3B，應用於如筆記型電腦或可折疊的平板電腦等電子裝置中的樞紐裝置100包括第一支架110、第二支架120、軸130、固定件140及限位套環150。第一支架110例如是裝設在設置有螢幕的上殼體中。第一支架110具有第一定位孔112以及凸點114，而凸點114自第一定位孔112的邊緣朝向第一定位孔112內凸出。具有第二定位孔122的第二支架120例如是裝設在設置有鍵盤的下殼體中。軸130具有相連的圓柱部分132、定位部分134以及第一限位結構136，其中圓柱部分132穿入第一定位孔112且突出於第一支架110外，而定位部分134穿入第二定位孔122且突出於第二支架120外，而第一限位結構 136環繞所述圓柱部分132的圓周方向分布。固定件140套設於圓柱部分132的末端，以將軸130固定於第一支架110上。限位套環150套設於第一定位孔112以及軸130之間，位於第一支架110以及第一限位結構136之間。限位套環150具有沿著其圓周方向分布且沿著軸130向方向凸出設置的第二限位結構152以及位在限位套環150的圓周表面上的卡合凹槽154，其中第二限位結構152與第一限位結構136互相嚙合，而凸點114位於卡合凹槽154中。
詳細而言，第一定位孔112的形狀可為圓形，且第一定位孔112的內徑大於圓柱部分132的直徑，使得第一支架110可以相對於軸130轉動；而在軸130的軸向方向A上，定位部分134的剖面形狀非圓形，且第二定位孔122的形狀與定位部分134的形狀相配合，以使定位部分134良好地卡入於第二定位孔122中，以限制軸130無法相對第二支架120轉動。
第一限位結構136及第二限位結構152個別具有多個齒(未標示)，且第一限位結構136的齒與第二限位結構152的齒在常態是互相嚙合的。附帶一提，齒可以是由斜面及導圓角組成的，如此可以讓第一限位結構136相對第二限位結構152彼此干涉時，可以避免齒跟齒之間的干涉力量過大而齒斷裂，且能夠順暢地互相導引而移動。
圖4是圖2中的限位套環的示意圖。圖5是限位套環與第一支架的組裝示意圖。圖6A是凸點位於卡合凹槽的示意圖。請同時參考圖4、圖5及圖6A，卡合凹槽154為沿著軸向方向A而在限位套環150的圓周表面150a上呈弧狀的弧線槽。詳細而言，沿著軸向方向A，弧線槽的兩個端點較為靠近第二限位結構152，弧線槽的中心處相對遠離第二限位結構152。在常態狀況(即第一限位結構136及第二限位結構152彼此相嚙合的狀態)下，第一支架110的凸點114位於弧線槽的中心處。
請同時參考圖2及圖6A，簡單而言，當旋轉第一支架110時，凸點114會從弧線槽的中心處往端點處移動，進而使限位套環150的第二限位結構152自第一限位結構136退出，因此第一支架110不受到第二限位結構152的限制而可以讓使用者轉動至所需的角度。然後，可再經由可能的方式使凸點114回到弧線槽的中心處。詳細的做動方式描述於後文。
請繼續參考圖2、圖3A及圖3B，樞紐裝置100可更包括設置於固定件140以及第一支架110之間的彈性墊片160，以藉由彈性墊片160的彈性恢復力驅使凸點114自弧線槽的端點處自動回到中心處，讓限位套環150的第二限位結構152的齒再次與第一限位結構136的齒嚙合。本實施例的彈性墊片160可選用錐形金屬彈片，其中彈性墊片160的數量可為兩個，且兩個彈性墊片160的錐尖都沿著軸向方向A而凸向外側。
如圖6A所示，一般狀況下，第一支架110的凸點114位於弧線槽的中間處，此時藉由兩個彈性墊片160的錐尖朝外(一個彈性墊片160的錐尖朝向固定件140，而另一個彈性墊片160的錐尖朝向第一支架110)，彈性墊片160同時施力於固定件140以及第一支架110，使得第一限位結構136的齒以及第二限位結構152的齒的彼此嚙合而使得第一支架110的凸點114保持在弧線槽的中間處。
圖6B至圖6D為樞紐裝置100的做動流程圖。接著如圖6B所示，當旋轉設置有第一支架110的上殼體(未繪示)時，藉由第一支架110的凸點114與限位套環150的弧線槽彼此干涉的力量大於彈性墊片160的彈性恢復力使彈性墊片160變形，因此限位套環150隨著凸點114在弧線槽中自弧線槽的中心處往端點處的移動而向圖6B中的左邊移動，如圖6C示，使得第一限位結構136的齒退出於第二限位結構152的齒之外。
由於使用者將上殼體相對於下殼體旋轉的動作時間並不會太久，所以藉由凸點114保持在弧線槽的端點時，如圖6C所示，第一限位結構136與第二限位結構152彼此的干涉量極小，此時使用者便可以依照需求任意地調整上殼體相對於下殼體的角度。
接著如圖6D所示，當使用者調整好上殼體相對於下殼體的角度時，彈性墊片160藉由其彈性恢復力而恢復形狀的同時對限位套環150施力，此時由於凸點114與弧線槽的彼此干涉而凸點114自弧線槽的端點處回到弧線槽的中心處帶動限位套環150轉動使第一限位結構136的齒再次與第二限位結構152的齒嚙合。
此外，樞紐裝置100還包括套設於軸130且位於第一支架110以及第二支架120之間的遮蔽件170，遮蔽件170用以遮蔽互相嚙合的第一限位結構136以及第二限位結構152，以防止落塵或異物卡入齒之間，影響第一限位結構136以及第二限位結構152的嚙合。
綜上所述，本發明的樞紐裝置中使用限位結構的卡合，相較於習知的樞紐裝置需要使用彈片，本發明的樞紐裝置不需要使用彈片仍能夠讓電子裝置的上、下殼體旋轉或開合。因此，本發明基本上揭露了一個結構設計與習知的樞紐裝置的結構迥異的樞紐裝置。
再者，於本發明的樞紐裝置中，軸及套環是互相套設的，因此除了增加了樞紐裝置的外型設計的簡潔與美感，同時也能使樞紐裝置的整體尺寸有效地縮減。
此外，樞紐裝置中所選用的元件的結構簡單，方便組裝，因此可以減少組裝工時。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧樞紐裝置
110‧‧‧第一支架
112‧‧‧第一定位孔
114‧‧‧凸點
120‧‧‧第二支架
122‧‧‧第二定位孔
130‧‧‧軸
132‧‧‧圓柱部分
134‧‧‧定位部分
136‧‧‧第一限位結構
140‧‧‧固定件
150‧‧‧限位套環
150a‧‧‧圓周表面
152‧‧‧第二限位結構
154‧‧‧卡合凹槽
160‧‧‧彈性墊片
170‧‧‧遮蔽件
A‧‧‧軸向方向
圖1A是習知的彈片式樞紐裝置的示意圖。
圖1B是習知的包覆式樞紐裝置的示意圖。
圖2是本發明的實施例的樞紐裝置的組合示意圖。
圖3A是圖2的分解示意圖。
圖3B是圖3A的另一個視角的示意圖。
圖4是圖2中的限位套環的示意圖。
圖5是限位套環與第一支架的組裝示意圖。
圖6A是凸點位於卡合凹槽的示意圖。
圖6B至圖6D為樞紐裝置的做動流程圖。
100‧‧‧樞紐裝置
110‧‧‧第一支架
112‧‧‧第一定位孔
114‧‧‧凸點
120‧‧‧第二支架
122‧‧‧第二定位孔
130‧‧‧軸
132‧‧‧圓柱部分
134‧‧‧定位部分
136‧‧‧第一限位結構
140‧‧‧固定件
150‧‧‧限位套環
150a‧‧‧圓周表面
152‧‧‧第二限位結構
154‧‧‧卡合凹槽
160‧‧‧彈性墊片
170‧‧‧遮蔽件
A‧‧‧軸向方向

Claims (8)

  1. 一種樞紐裝置，包括： 第一支架，具有第一定位孔以及凸點，所述凸點自所述第一定位孔的邊緣朝向所述第一定位孔內凸出； 第二支架，具有第二定位孔； 軸，具有相連的圓柱部分、定位部分以及第一限位結構，其中所述圓柱部分穿入所述第一定位孔且突出於所述第一支架外，而所述定位部分穿入所述第二定位孔且突出於所述第二支架外，而所述第一限位結構環繞所述圓柱部分的圓周方向分布； 固定件，套設於所述圓柱部分的末端，以將所述軸固定於所述第一支架上；以及 限位套環，套設於所述第一定位孔以及所述軸之間，位於所述第一支架以及所述第一限位結構之間，所述限位套環具有沿著其圓周方向分布且沿著軸向方向凸出設置的第二限位結構以及位在所述限位套環的圓周表面上的卡合凹槽，其中所述第二限位結構與所述第一限位結構互相嚙合，而所述凸點位於所述卡合凹槽中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的樞紐裝置，其中所述定位部分的剖面形狀非圓形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的樞紐裝置，其中所述第一限位結構及所述第二限位結構個別具有多個齒，且所述第一限位結構的所述齒與所述第二限位結構的所述齒互相嚙合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的樞紐裝置，其中所述卡合凹槽為沿著所述軸向方向而在所述圓周表面上呈弧狀的弧線槽。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的樞紐裝置，其中當所述第一支架相對所述第二支架轉動時，所述凸點自所述弧線槽的中心處移動至端點處，以帶動所述第一限位結構相對所述第二限位結構退開。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的樞紐裝置，更包括彈性墊片，設置於所述固定件以及所述第一支架之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的樞紐裝置，其中所述彈性墊片的數量為兩個，且所述彈性墊片為錐形金屬彈片，且沿著所述軸向方向，所述彈性墊片的錐尖凸向外側。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的樞紐裝置，更包括遮蔽件，套設於所述軸，且位於所述第一支架以及所述第二支架之間，以遮蔽互相嚙合的所述第一限位結構以及所述第二限位結構。
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