TWI616597B

TWI616597B - 鉸鏈結構及可攜式電子裝置

Info

Publication number: TWI616597B
Application number: TW106111090A
Authority: TW
Inventors: 黃禹欽; 林育南; 廖文能
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-03-01
Also published as: US10345868B2; TW201837329A; US20180284847A1

Abstract

一種鉸鏈結構，包括一軸體、一扭力件及一迫緊組件。軸體包括一接觸面。扭力件抵靠於軸體的接觸面，扭力件與軸體可繞軸體的中心軸相對轉動，於扭力件與軸體相對轉動時接觸面推抵扭力件沿軸體的中心軸移動。迫緊組件對扭力件提供一推力，推力使扭力件朝向接觸面推抵。本發明更提供多種具有上述鉸鏈結構的可攜式電子裝置。

Description

鉸鏈結構及可攜式電子裝置

本發明是有關於一種鉸鏈結構及可攜式電子裝置，且特別是有關於一種可輕易調整扭力與轉動角度的鉸鏈結構及具有上述鉸鏈結構的可攜式電子裝置。

近年來，隨著科技產業日益發達，可攜式電子裝置例如筆記型電腦（notebook，NB）與平板電腦（tablet PC）等電子產品已頻繁地出現在日常生活中。可攜式電子裝置的型態與使用功能越來越多元，便利性與實用性讓這些可攜式電子裝置更為普及，其可依據使用者需求而用於不同用途。以筆記型電腦為例，通常具有兩機體，且兩機體可藉由鉸鏈結構彼此連接，並藉由鉸鏈結構彼此相對旋轉而呈現收合或展開狀態。部分的平板電腦上具有支架，支架與平板電腦之間同樣可藉由鉸鏈結構樞接而能相對轉動並保持在適當角度，以使支架能支撐平板電腦。

然而，習用的鉸鏈結構受到其結構設計的因素限制，在可攜式電子裝置的機體中需佔有一定體積，尤其是較大機型的可攜式電子裝置通常具有較大的重量，鉸鏈結構也需相應地提供較大的扭力值(扭矩阻尼值)，將使鉸鏈結構的體積進一步增加，而不利於可攜式電子裝置的輕便與薄型化發展。

本發明的目的之一在於提供另一種可適用於可攜式電子裝置的鉸鏈結構，可提供較簡單的結構或較小的體積。

本發明的另一目的在於提供另一種可適用於可攜式電子裝置的鉸鏈結構，可便於設計者改變鉸鏈結構所提供的扭力值，於改變扭力值時維持相同或相近的體積，以減輕機體內部布局或機殼模具的設計負擔。

本發明的一種鉸鏈結構，包括一軸體一扭力件及一迫緊組件。軸體包括一接觸面。扭力件抵靠於軸體的接觸面，扭力件與軸體可繞軸體的中心軸相對轉動，於扭力件與軸體相對轉動時接觸面推抵扭力件沿軸體的中心軸移動。迫緊組件對扭力件提供一推力，推力使扭力件朝向接觸面推抵。

在本發明的一實施例中，上述的軸體具有一外螺紋，扭力件具有一第一內螺紋，扭力件螺接於軸體，且軸體的接觸面位於外螺紋上。

在本發明的一實施例中，上述的外螺紋位於軸體的其中一端部，扭力件位於迫緊組件與軸體之間。

在本發明的一實施例中，上述的接觸面位於軸體的一端，接觸面為偏心的凹面、偏心的凸面、不規則曲面、斜面或螺旋端面，扭力件的一端面的輪廓形狀配合於軸體的接觸面的輪廓形狀，且扭力件的端面接觸軸體的接觸面。

在本發明的一實施例中，上述的迫緊組件為一彈性件，接觸扭力件以提供推力。

在本發明的一實施例中，上述的迫緊組件包括兩磁性件，二磁性件磁性相斥，其中一磁性件抵靠於扭力件以提供推力。

在本發明的一實施例中，上述的扭力件與迫緊組件均具有磁性，扭力件與迫緊組件的磁性相斥。

本發明的一種可攜式電子裝置，包括如上述的鉸鏈結構，更包括一第一殼體及一第二殼體。第一殼體包括凹陷於表面的一容置槽，扭力件與迫緊組件位於容置槽內，第一殼體抵靠於扭力件的外輪廓使扭力件不能沿軸體的中心軸相對於第一殼體轉動。第二殼體軸體固定於第二殼體。

本發明的一種可攜式電子裝置，包括如上述的鉸鏈結構，更包括一第一殼體、一蓋體及一第二殼體。第一殼體包括凹陷於表面的一容置槽，扭力件與迫緊組件位於容置槽內。蓋體固定於第一殼體且位於容置槽內，蓋體抵靠於扭力件的外輪廓使扭力件不能沿軸體的中心軸相對於蓋體轉動。軸體固定於第二殼體。

在本發明的一實施例中，上述的扭力件於軸體的中心軸的垂直截面為非圓形截面。

基於上述，本發明的可攜式電子裝置透過將第一殼體的容置槽的內輪廓形狀配合於鉸鏈結構的扭力件的外輪廓形狀，或者，將固定於第一殼體的蓋體的內輪廓形狀配合於鉸鏈結構的扭力件的外輪廓形狀，以使位於容置槽內的扭力件不會相對於第一殼體樞轉。因此，鉸鏈結構不需以螺絲鎖固至第一殼體，第一殼體內也可以較小的空間來容納鉸鏈結構。此外，本發明的鉸鏈結構藉由扭力件抵靠軸體的接觸面，且扭力件位於軸體與迫緊組件之間的設計，使得軸體在旋轉時接觸面推扭力件往迫緊組件的方向移動，迫緊組件對應地對扭力件提供推力(可能是反作用力、磁力或是彈力等)，進而使扭力件推抵軸體的接觸面。由於鉸鏈結構提供的扭力值與扭力件及軸體的接觸面之間的摩擦力有關，可透過調整迫緊組件的尺寸、磁力大小、或彈性係數等而改變扭力件與軸體的接觸面之間的摩擦力(摩擦力為摩擦係數與正向力的乘積)，從而提供易於設計以及更換設定參數的使用效果。

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1是依照本發明的一實施例的一種可攜式電子裝置的示意圖。請參閱圖1，本實施例的可攜式電子裝置100以平板電腦為例，可攜式電子裝置100包括一第一殼體110、一鉸鏈結構120(標示於圖2)、一蓋體160、一第二殼體170及一罩體180。蓋體160及罩體180分別固定於第一殼體110，且第二殼體170可透過鉸鏈結構120相對於第一殼體110旋轉。在本實施例中，第一殼體110為平板電腦的殼體，第二殼體170為可相對於平板電腦旋轉的支架，用以支撐平板電腦。當然，可攜式電子裝置100的種類不以此為限制，在其他實施例中，可攜式電子裝置100也可以是筆記型電腦，第一殼體110與第二殼體170也可以是筆記型電腦的上下兩殼體。

在本實施例的可攜式電子裝置100中，鉸鏈結構120不需要透過螺絲就能夠固定於第一殼體110，並且，鉸鏈結構120的體積較小，相當節省在第一殼體110內的空間。此外，本實施例的可攜式電子裝置100的鉸鏈結構120可輕易調整扭力值，下面將對此進行詳細地介紹。

圖2是圖1的局部放大示意圖。圖3是移開圖2的蓋體160及罩體180的示意圖。圖4是圖2的局部剖面示意圖。請參閱圖2至圖4，第一殼體110包括凹陷於表面的一容置槽112(圖3)。如圖4所示，鉸鏈結構120包括一軸體130、一扭力件140及一迫緊組件150。軸體130固定於第二殼體170，扭力件140與迫緊組件150位於容置槽112內。如圖2所示，蓋體160及罩體180分別固定於第一殼體110且位於容置槽112內，蓋體160包括一腔體164，用以容納扭力件140，其中，扭力件140與腔體164在軸體130中心軸的垂直截面為相對應的非圓形截面，例如本實施例為多邊形，亦即扭力件140的外輪廓為多角柱體，使蓋體160能抵靠於扭力件140的外輪廓，而使扭力件140不能沿軸體130的中心軸相對於蓋體160轉動。

罩體180包括一腔體182，用以容納迫緊組件150，並抵靠於蓋體160一側，避免蓋體160於容置槽112中任意移動。在其他實施例中，蓋體160及罩體180也可整合為一體，而一起容納扭力件140與迫緊組件150，且具有可固定扭力件140的腔體。

此外，在本實施例中，第一殼體110包括一第一卡合件114，第一卡合件114朝向容置槽112內凸出，且第一殼體110在容置槽112外側靠近第一卡合件114旁的位置設有開槽116(標示於圖3)，使第一殼體110在第一卡合件114與開槽116之間形成薄板狀，該蓋體160包括對應於該第一卡合件114的一第二卡合件162，以使該蓋體160固定於該第一殼體110。在本實施例中，當蓋體160要固定在第一殼體110上時，可以先將蓋體160從圖3所示的第一殼體110的容置槽112的右側放入，再往容置槽112的左側推至定位。第一殼體110的第一卡合件114與蓋體160的第二卡合件162分別具有斜面，在蓋體160的第二卡合件162的斜面推抵第一殼體110的第一卡合件114的斜面的過程中，使第一卡合件114在受壓時可略為外移，而讓第二卡合件162通過。如此，第二卡合件162便能移動至定位，而與第一卡合件114卡合，以使蓋體160不會沿組裝方向的左右方向移動。待蓋體160置入容置槽112後，再將罩體180置入並固定於圖3所示的容置槽112的右側，使罩體180能抵靠於蓋體160，進一步防止蓋體向圖3所示容置槽112的右方移動。

此外，如圖3所示，蓋體160具有位在兩側的兩凸部166，在蓋體160固定至第一殼體110時，兩凸部166會伸入如圖2所示的第一殼體110的兩卡塊113的下方位置，使蓋體160被第一殼體110保持於容置槽112中。

請回到圖4，在本實施例中，軸體130包括一接觸面132，扭力件140抵靠於軸體130的接觸面132，扭力件140與軸體130可繞軸體130的中心軸相對轉動，並於扭力件140與軸體130相對轉動時接觸面132推抵扭力件沿軸體130的中心軸移動。具體地說，在本實施例中，軸體130的其中一端部具有一外螺紋134，扭力件140具有一第一內螺紋142，扭力件140螺接於軸體130，且軸體130的接觸面132位於外螺紋134上的朝向迫緊組件150的這些表面。

在本實施例中，迫緊組件150包括兩磁性件，且該二磁性彼此靠近的一側具有相同磁極，使該二磁性件磁性相斥。該二磁性件預先置入罩體180的腔體182中，隨罩體組裝於容置槽112而位於容置槽112中並抵靠於扭力件140，軸體130在轉動的過程中會右推扭力件140，使扭力件140向右推擠兩磁性件中位於左方的磁性件，進一步使兩磁性件彼此靠近，會使得右方的磁性件對左方的磁性件的磁斥力增加，而使左方的磁性件向左推擠扭力件140，對扭力件140的右移行程或軸體130的轉動行程產生阻力，並於扭力件140與軸體130的接觸面132之間施加壓力，提高扭力件140與軸體130之間的摩擦力，從而於鉸鏈結構120產生預定的扭力值。

在本實施例中，迫緊組件為兩磁性相斥的磁性件，尤其中一磁性件推抵扭力件，在本發明其他可能的實施例中，該迫緊組件也可能僅包括單一磁性件，且該扭力件同時具有磁性，由迫緊組件與扭力件磁性相斥，同樣可由迫緊組件對扭力件提供朝向接觸面推抵的推力，可獲得相似的使用效果。

值得一提的是，在如圖4所示的實施例中，鉸鏈結構120的扭力取決於扭力件140抵壓於軸體130的接觸面132的程度，而這又是來自於迫緊組件150(也就是左方的磁性件)抵壓於扭力件140的程度。因此，如需要調整扭力，只需更換迫緊組件150即可。舉例來說，選擇不同磁力的迫緊組件150或調整罩體180內容置迫緊組件150的空間深度，可改變迫緊組件150(也就是左方的磁性件)抵壓於扭力件140的力量。扭力值的調整上相當方便。

當然，迫緊組件150對扭力件140施壓的方式並不以此為限制，在其他實施例中，迫緊組件150也可以為一管狀或柱狀的彈性件，例如圓管型橡膠或壓縮彈簧，接觸扭力件140以提供推力，即可獲得相似的使用效果。此外，在本發明另一可能的實施例中，若將蓋體160與罩體180整合為單一組件之蓋體，亦可直接將彈性件容置於整合後之蓋體的腔體中，使彈性件的一端抵靠於蓋體的腔體的壁面，另一端抵靠於扭力件，可獲得相似的使用效果。

此外，如圖4所示，本實施例中的迫緊組件位於扭力件的右側，扭力件140位於軸體130與迫緊組件150之間。在本發明其他可能的實施例中，也可能改將迫緊組件製作為圓管狀，將圓管狀的迫緊組件套設於軸體，使迫緊組件位於軸體與扭力件之間，迫緊組件的一端抵靠於扭力件，另一端抵靠於軸體，並將軸體與扭力件的螺紋方向倒置。當軸體與扭力件相對轉動時，扭力件朝向軸體移動並擠壓迫緊組件，迫緊組件將會向扭力件提供推力，使扭力件朝向軸體的螺紋上的接觸面推抵，亦可獲得相似的使用效果。

藉由上述配置，本實施例的可攜式電子裝置中，當第二殼體170相對於第一殼體110轉動時，軸體130會隨第二殼體170一同轉動，扭力件140則受到蓋體160抵靠而不能相對第一殼體110轉動，使軸體130相對於扭力件140轉動，軸體130的接觸面132向圖4的右方推抵扭力件140，而使扭力件140推擠位於右方的迫緊組件150，使迫緊組件150受到壓縮，並將一部分的力量儲存為位能。迫緊組件150會受到磁斥力的作用而反推扭力件140，而使得扭力件140向左抵壓軸體130的接觸面132，提高扭力件140與接觸面132之間的作用力，從而提高軸體130與扭力件140之間的摩擦力。扭力件140與軸體130的接觸面132之間的摩擦力會作為軸體130相對於扭力件140轉動的扭力，以提供軸體130與扭力件140之間足夠的扭力值。在平板電腦放在桌面上時，鉸鏈結構120具有足夠的扭力值可以讓支架撐住平板電腦。

下面提供其他種鉸鏈結構及鉸鏈結構與第一殼體的配置的其他態樣，在下面的實施例中，與前一實施例相同或是相似的元件以相同或是相似的符號表示，僅說明不同實施例之間的主要差異之處，其他相似內容不再多加贅述。

圖5與圖6分別是本發明的其他實施例的鉸鏈結構的局部剖面示意圖。請先參閱圖5，圖5的鉸鏈結構與圖4的鉸鏈結構120的主要差異在於，第一，接觸面132、132a的位置及構造不同。具體地說，在圖4中，扭力件140是螺接於軸體130，因此被推抵的扭力件140與軸體130之間的接觸面132是軸體130的外螺紋134的朝向迫緊組件150的表面。在圖5所示的實施例中，接觸面132a位於軸體130a的一端，且接觸面132a為偏心的凹面與偏心的凸面，所述的偏心是指由軸體130a的中心軸的一側朝向中心軸觀之(即由圖5中的右側向左觀察軸體)，凹面與凸面的位置偏離了軸體130a的中心；扭力件140a的一端面的輪廓形狀配合於軸體130a的接觸面132a的輪廓形狀，且扭力件140a的端面接觸軸體130的接觸面132a。由於凹面與凸面偏離軸體130a的中心，在軸體130a與扭力件140a相對轉動時，軸體130a的凸面將會推抵扭力件140a，使扭力件140a向右移動，而可獲得與前述實施例相似的使用效果。

第二，迫緊組件150、150a的形式不同。在本實施例中，迫緊組件150a是單一個元件，其尺寸接近於罩體180的腔體182，而可被腔體182的底壁面抵壓。在本實施例中，迫緊組件150a例如是橡膠，可略具彈性而略為可撓。由於接觸面132a的輪廓不對稱於軸心，軸體130a在轉動的過程中，軸體130a的接觸面132a推抵扭力件140a往迫緊組件150a的方向(圖5的右方)移動，由於迫緊組件150a被腔體182的底壁面抵壓，受壓的迫緊組件150a會對扭力件140a提供推力(反作用力)，而使得扭力件140a被左推而更抵壓於軸體130a的接觸面132a，扭力件140a與軸體130a的接觸面132a之間的摩擦力則作為軸體130a轉動時的扭力。

因此，若要調整扭力大小，可採用不同長度或是不同軟硬度的迫緊組件150a，如此一來，當迫緊組件150a遇到扭力件140a擠壓時，提供給扭力件140a的反作用力大小也會不同，而改變鉸鏈結構的扭力。

值得一提的是，接觸面132、132a並非僅限於上述的形式，接觸面132、132a只要是偏心的凹面、偏心的凸面、不規則曲面、斜面或螺旋端面均可在軸體130、130a轉動時推抵扭力件140、140a右移。

請再參閱圖6，圖6的鉸鏈結構與圖5的鉸鏈結構的主要差異在於迫緊組件150a、150b的形式，在圖6中，迫緊組件150b為一彈性件，例如是壓縮彈簧，彈性件的一端抵靠於腔體182的底壁面，另一端抵靠於扭力件140b，可提供與圖5所示之實施例相似的使用效果。

圖7是本發明的另一實施例的可攜式電子裝置在移開蓋體時的局部示意圖。請參閱圖7，圖7的可攜式電子裝置與圖3的可攜式電子裝置100的主要差異，在本實施例中，第一殼體110的容置槽112c的內輪廓形狀配合於扭力件140的外輪廓形狀，使第一殼體可抵靠於扭力件的外輪廓，扭力件140的截面形狀可以是多邊形，例如在本實施例中為正方形，第一殼體110的容置槽112c的內輪廓形狀可以是對應的多邊形槽。在扭力件140放入容置槽112c內時，扭力件140會被容置槽112c的內壁限制，而不能相對於第一殼體110樞轉。在本實施例中，蓋體160c可透過螺絲鎖固的方式固定於第一殼體110且覆蓋於容置槽112，以遮蔽扭力件140與迫緊組件150，而使外觀簡潔。

在本實施例中，迫緊組件150位在扭力件140與容置槽112c的內壁之間，當軸體130(如圖4)轉動時會帶動扭力件140往迫緊組件150的方向移動而推擠迫緊組件150時，兩迫緊組件150之間的磁斥力會使得左方的迫緊組件150推擠扭力件140，以使扭力件140緊壓於軸體130的接觸面132(如圖4)，以提供軸體130與扭力件140之間足夠的扭力。並且，由於扭力件140被容置槽112c的內壁限制，因此，不需要透過螺絲固定就可以達到扭力件140不會相對於第一殼體110樞轉的效果。

綜上所述，本發明的可攜式電子裝置透過將第一殼體的容置槽的內輪廓形狀配合於鉸鏈結構的扭力件的外輪廓形狀，或者，將固定於第一殼體的蓋體的內輪廓形狀配合於鉸鏈結構的扭力件的外輪廓形狀，以使位於容置槽內的扭力件不會相對於第一殼體樞轉。因此，鉸鏈結構不需以螺絲鎖固至第一殼體，第一殼體內也可以較小的空間來容納鉸鏈結構。此外，本發明的鉸鏈結構藉由扭力件抵靠軸體的該接觸面，且扭力件位於軸體與迫緊組件之間的設計，使得軸體在旋轉時接觸面推扭力件往迫緊組件的方向移動，迫緊組件對應地對扭力件提供推力(可能是反作用力、磁力或是彈力等)，進而使扭力件推抵軸體的接觸面。由於鉸鏈結構提供的扭力值與扭力件及軸體的接觸面之間的摩擦力有關，可透過調整迫緊組件的尺寸、磁力大小、或彈性係數等而改變扭力件與軸體的接觸面之間的摩擦力(摩擦力為摩擦係數與正向力的乘積)，從而提供易於設計以及更換設定參數的使用效果。

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‧‧‧可攜式電子裝置

110‧‧‧第一殼體

112、112c‧‧‧容置槽

113‧‧‧卡塊

114‧‧‧第一卡合件

116‧‧‧開槽

120‧‧‧鉸鏈結構

130、130a‧‧‧軸體

132、132a‧‧‧接觸面

134‧‧‧外螺紋

140、140a、140b‧‧‧扭力件

142‧‧‧第一內螺紋

150、150a、150b‧‧‧迫緊組件

160、160c‧‧‧蓋體

162‧‧‧第二卡合件

164‧‧‧腔體

166‧‧‧凸部

170‧‧‧第二殼體

180‧‧‧罩體

182‧‧‧罩腔

圖1是依照本發明的一實施例的一種可攜式電子裝置的示意圖。圖2是圖1的局部放大示意圖。圖3是移開圖2的蓋體的示意圖。圖4是圖2的局部剖面示意圖。圖5與圖6分別是本發明的其他實施例的鉸鏈結構的局部剖面示意圖。圖7是本發明的另一實施例的可攜式電子裝置在移開蓋體時的局部示意圖。

Claims

一種鉸鏈結構，包括：一軸體，包括一接觸面；一扭力件，抵靠於該軸體的該接觸面，該扭力件與該軸體可繞該軸體的中心軸相對轉動，於該扭力件與該軸體相對轉動時該接觸面推抵該扭力件沿該軸體的中心軸移動；以及一迫緊組件，該迫緊組件包括兩磁性件，該二磁性件磁性相斥，其中一磁性件抵靠於該扭力件以提供一推力，該推力使該扭力件朝向該接觸面推抵。
如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中該軸體具有一外螺紋，該扭力件具有一第一內螺紋，該扭力件螺接於該軸體，且該軸體的該接觸面位於該外螺紋上。
如申請專利範圍第2項所述的鉸鏈結構，其中該外螺紋位於該軸體的其中一端部，該扭力件位於該迫緊組件與該軸體之間。
如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中該接觸面位於該軸體的一端，該接觸面為偏心的凹面、偏心的凸面、不規則曲面、斜面或螺旋端面，該扭力件的一端面的輪廓形狀配合於該軸體的該接觸面的輪廓形狀，且該扭力件的該端面接觸該軸體的該接觸面。
如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中該迫緊組件為一彈性件。
一種鉸鏈結構，包括：一軸體，包括一接觸面；一扭力件，抵靠於該軸體的該接觸面，該扭力件與該軸體可繞該軸體的中心軸相對轉動，於該扭力件與該軸體相對轉動時該接觸面推抵該扭力件沿該軸體的中心軸移動；以及一迫緊組件，該迫緊組件對該扭力件提供一推力，該推力使該扭力件朝向該接觸面推抵，其中該扭力件與該迫緊組件均具有磁性，該扭力件與該迫緊組件的磁性相斥。
一種可攜式電子裝置，包括如申請專利範圍的1至6項中任一項所述的鉸鏈結構，更包括：一第一殼體，包括凹陷於表面的一容置槽，該扭力件與該迫緊組件位於該容置槽內，該第一殼體抵靠於該扭力件的外輪廓使該扭力件不能沿該軸體的中心軸相對於該第一殼體轉動；以及一第二殼體，該軸體固定於該第二殼體。
一種可攜式電子裝置，包括如申請專利範圍的1至6項中任一項所述的鉸鏈結構，更包括：一第一殼體，包括凹陷於表面的一容置槽，該扭力件與該迫緊組件位於該容置槽內；一蓋體，固定於該第一殼體且位於該容置槽內，該蓋體抵靠於該扭力件的外輪廓使該扭力件不能沿該軸體的中心軸相對於該蓋體轉動；以及一第二殼體，該軸體固定於該第二殼體。
如申請專利範圍第7項或第8項所述的可攜式電子裝置，其中該扭力件於該軸體的中心軸的垂直截面為非圓形截面。