TWI633828B - 樞軸結構 - Google Patents

Abstract

一種樞軸結構，連接在電子裝置的第一機體與第二機體之間，以使第一機體與第二機體藉由樞軸結構而彼此相對開闔。樞軸結構包括轉軸、移動件以及緩衝件。轉軸可樞轉地設置於第一機體，第二機體固接於轉軸以相對於第一機體樞轉。移動件沿轉軸之軸向可移動地套設於轉軸並隨轉軸轉動。移動件的表面具有軌道，耦接於第一機體上的導引件。緩衝件設置於移動件。第二機體藉由轉軸而相對於第一機體樞轉，以使導引件沿軌道移動而使移動件沿轉軸之軸向移動並驅動緩衝件干涉或釋放於第一機體。

Description

樞軸結構

本發明是有關於一種樞軸結構。

按，一般具掀蓋之消費性電子產品，諸如筆記型電腦、行動電話等，大抵將本體置於下半部，並藉樞軸結構與上半部的蓋體相連結，使蓋體相對於本體可相對地旋轉開闔，以讓蓋體能相對於本體旋轉至適當角度以利於使用者之需。

以筆記形電腦為例，在先前技術的配置上，本體的重量大致會重於蓋體，因此使用者能輕易地以單手進行機體開合併操作。然而，在當前薄型化的趨勢之下，本體與蓋體之間的重量彼此趨於接近，因此即使樞軸結構具備足夠的扭力，使用者也無法以單手進行機體的開闔動作。再者，樞軸結構同樣會隨本體而縮小，故而所能提供的扭力也容易在操作時面臨不足的情形。因此，上述情形便容易造成機體晃動等現象，而造成使用者的操作觀感不佳。

本發明提供一種樞軸結構，其能有效抑制電子裝置於操作時的機體晃動情形。

本發明的樞軸結構，連接在電子裝置的第一機體與第二機體之間，以使第一機體與第二機體藉由樞軸結構而彼此相對開闔。樞軸結構包括轉軸、移動件以及緩衝件。轉軸可樞轉地設置於第一機體，第二機體固接於轉軸以相對於第一機體樞轉。移動件沿轉軸之軸向可移動地套設於轉軸並隨轉軸轉動。移動件的表面具有軌道，耦接於第一機體上的導引件。緩衝件設置於移動件。第二機體藉由轉軸而相對於第一機體樞轉，以使導引件沿軌道移動而使移動件沿轉軸之軸向移動並驅動緩衝件干涉或釋放於第一機體。

基於上述，樞軸結構藉由套接在轉軸上的移動件能因軌道與機體的導引件相互耦接，而讓轉軸旋轉時，移動件因所述軌道與導引件的搭配而得以沿著轉軸之軸向移動，進而驅動配置在移動件上的緩衝件與機體產生干涉或彼此釋放，藉以改變機體相對開闔時所產生扭矩的支點所在，進而藉由縮短用以產生扭矩的力臂而達到抑制機體在操作時產生晃動的情形。

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是依據本發明一實施例的一種電子裝置的示意圖。請參考圖1，在此以筆記形電腦為例，電子裝置100包括第一機體110、樞軸結構130以及第二機體120，其中樞軸結構130連接在第一機體110與第二機體120之間，以讓第一機體110與第二機體120藉由樞軸結構130而能彼此相對地開闔。在此，第二機體120是電子裝置100的顯示模組或觸控顯示模組，而第一機體110是電子裝置100的系統模組。

圖2繪示圖1的電子裝置於樞軸結構處的局部示意圖。圖3繪示圖2的樞軸結構於另一視角的示意圖。請同時參考圖1至圖3，在本實施例中，樞軸結構130包括轉軸132、移動件134以及緩衝件136，其中轉軸132可樞轉地設置於第一機體110，第二機體120固接於轉軸132以相對於第一機體110樞轉。移動件134沿轉軸132的軸向A1而可移動地套設於轉軸132且能隨轉軸132以軸向A1進行轉動。緩衝件136設置於移動件134以同步地隨移動件134相對於轉軸132移動。

移動件134的表面具有軌道134a，而第一機體110具有導引件112，且導引件112耦接於軌道134a。由於所述軌道134a是相對於軸向A1而環繞地設置於軌道134的表面，因此當轉軸132以軸向A1進行旋轉時，導引件112便能沿著軌道134a移動而使移動件134沿軸向A1相對於轉軸132移動，以驅動緩衝件136干涉或釋放於第一機體110。

圖4繪示圖3的樞軸結構於另一狀態的示意圖。請同時參考圖3與圖4，詳細而言，本實施例的第一機體110具有第一支架114，轉軸132的第一端E1可樞轉地設置於第一支架114，以讓轉軸132能以軸向A1相對於第一支架114樞轉。第二機體120具有第二支架122，其固接於轉軸132的第二端E2，因此達到讓第二機體120藉由轉軸132而相對於第一機體110樞轉的運動效果。再者，樞軸結構100還包括扭力組件140，其設置在轉軸132上且位於第一端E1，扭力組件140例如是由彈性元件及/或摩擦元件（未繪示）所構成（其由現有技術已能得知，故在此不再贅述）。當轉軸132相對於第一支架114樞轉時，扭力組件140用以提供轉軸132與第一支架114之間的扭力，藉以作為支撐第二機體120之用，讓第二機體120相對於第一機體110開闔時能停止於任意開闔角度。

再者，緩衝件136例如是以具有彈性的材質所製成（例如橡膠），而第一機體110具有開口116，前述轉軸132的第二端E2實質上穿過開口116而與第二機體120的第二支架122連接，且所述移動件134與緩衝件136實質上位於第一支架114與轉軸132的樞接處P1以及開口116之間，移動件134與緩衝件136隨著轉軸132樞轉而與所述開口116存在進一步的相互關係，詳見後續。

請同時參考圖2至圖4，移動件134是套接於轉軸132的柱體，軌道134a位於柱體的柱面上且區分為第一段S1與第二段S2，其中第一段S1相對於柱體呈螺旋狀，而第二段S2相對於柱體呈環狀。換句話說，當導引件112沿著軌道134a的第一段S1移動時，移動件134會因此而相對於轉軸132沿軸向A1移動，而當導引件112沿著軌道134a的第二段S2移動時，移動件134不會產生如上述的軸向運動。

導引件112例如是第一機體110所具有且朝向轉軸132的凸出結構，在本實施例中，導引件112是設置在凸肋112a上的半球狀凸起112b，以對應呈半球狀凹槽的軌道134a，然本實施例並未因此受限，在其他未繪示的實施例中，導引件也可以是凸肋或凸起，即，能與軌道輪廓相互搭配而達到驅動移動件者，均可適用於本發明。

基於上述，當電子裝置100的第二機體從圖3所示狀態相對於第一機體110展開而至圖4所示狀態時，藉由導引件112與軌道134a的相互搭配，而在導引件112於第一段S1移動的過程中，移動件134會從靠近前述轉軸132與第一支架114的樞接處P1朝向開口116處移動，進而使緩衝件136的局部塞入開口116。

在本實施例中，緩衝件136例如是以橡膠或塑性聚胺基甲酸酯（PTU）等具彈性的材質所製成，其外型上從移動件134處朝向開口116處漸縮，以讓開口116的內徑D3是介於緩衝件136之相對兩側的第一外徑D1與第二外徑D2之間，而使緩衝件136能因此塞入開口116而與第一機體110產生干涉。

圖5繪示本發明一實施例的樞軸結構的旋轉角度與產生扭力的對應關係圖，其可對應由圖3轉換至圖4的過程中的扭力變化。請同時參考圖3至圖5，在本實施例中，當緩衝件136未與第一機體110干涉時，第二機體120與轉軸132的連接處P2至第一機體110與轉軸132的樞接處P1形成第一扭力距離R1。當緩衝件136與第一機體110干涉時，第二機體120與轉軸132的連接處P2至緩衝件136與第一機體110的干涉處P3（也就是開口116處）形成第二扭力距離R2，其中第一扭力距離R1與第二扭力距離R2分別平行轉軸132之軸向A1，且第一扭力距離R1大於第二扭力距離R2。

換句話說，當緩衝件136因塞入開口116而開始與第一機體110干涉時（相當於所示角度θ1），第二機體120相對於第一機體110所產生扭矩的支點便會從第一機體110與轉軸132的樞接處P1移轉至緩衝件136與第一機體110的干涉處P3，因而讓第二機體120相對於第一機體110所產生扭矩的力臂從第一扭力距離R1縮減至第二扭力距離R2，亦即所產生扭矩的支點會朝向第二機體120而移動。據此，當第二機體120相對於第一機體110展開至角度θ1之後，此時使用者操作觸控顯示模組（即第二機體120）時，所述扭力f1便足以支撐第二機體120而避免晃動的情形發生。

另外，轉軸132在干涉情形發生後仍能繼續進行樞轉，如圖5所示，其會隨著緩衝件136與第一機體110的干涉程度（視緩衝件136的可變形量而定）而從扭力f1逐漸增加至扭力f2。當所述干涉量至最大值（即角度θ2及其所對應的扭力f2），導引件112會從軌道134a的第一段S1移至第二段S2。由於第二S2段實質上是位於一平面上，且所述平面正交於軸向A1，故而此時的第二機體120尚能繼續相對於第一機體110進行樞轉至最大展開的角度θ3，而其扭力則仍維持前述的扭力f2。需說明的是，所述機體的旋轉角度（亦即轉軸132的樞轉角度）及其對應的扭力關係，其中包含移動件134的軸向移動距離，以及緩衝件136與第一機體110在開口116處的干涉程度，均能依據電子裝置100的使用狀態而予以適當地調整。

舉例來說，當電子裝置100預設給使用者進行觸控操作的角度為90度至135度，而第二機體120相對於第一機體110的最大展開角度為180度，即代表圖5所示角度θ1與角度θ2分別是90度與135度，而角度θ3為180度。也就是說，當使用者展開第二機體120至90度時，緩衝件136便會與第一機體110在開口116處產生干涉，而後在從90度展開至135度的過程中，因干涉所產生的扭力會逐漸增加至一預設值（即從所述扭力f1增加至扭力f2），而後再從角度135度之後，樞軸結構130仍能提供所述扭力f2直至第二機體120展開至180度。

圖6繪示本實施例之樞軸結構的組裝示意圖。請參考圖6，在本實施例中，轉軸132具有平行於其軸向A1的限位槽132a，而移動件134還具有位於其內壁面的限位凸部134b與至少一肋狀結構134c，其中限位凸部134b與肋狀結構134c的延伸方向與轉軸132之軸向A1一致。當移動件134套設於轉軸132時，限位凸部134b可滑動地嵌設於限位槽132a，而肋狀結構134c抵接於轉軸132不具有限位槽132a的其他部分。基於上述，移動件134便能順利地被轉軸132帶動而隨之以軸向A1進行旋轉，同時也能順利地沿軸向A1滑動。再者，所述肋狀結構134c的延伸方向與軸向A1一致，因此明顯地能提供環狀方向（即環繞軸向A1）的摩擦力，而有利於使其沿軸向A1滑動，並有助於避免讓移動件134產生相對於轉軸132的轉動。此外，轉軸132還具有止擋部132b，其實質上抵接於第一支架114，同時提供轉軸132與第一支架114之間，以及移動件134與轉軸132之間的止擋之用，以避免構件脫落的情形發生。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，樞軸結構藉由套接在轉軸上的移動件能因軌道與機體的導引件相互耦接，以在轉軸轉動時能驅動移動件及緩衝件干涉或釋放於第一機體，進而改變兩機體相對樞轉時所產生扭矩的支點位置。也就是說，藉由緩衝件塞入第一機體的開口而與其干涉後，第二機體以轉軸相對於第一機體樞轉時所產生扭矩的支點能因此更進一步靠近第二機體，據以縮短扭力距離，以讓樞軸結構提供較大於扭力於第二機體，並因此避免第二機體操作時所產生的晃動情形。

再者，藉由將軌道區分第一段與二段，其中第一段環繞軸向而呈螺旋狀，第二段環繞軸向而呈圓環狀，因此當導引件沿第一段移動時，移動件得以產生軸向位移，而再導引件沿第二段移動時，移動件不會產生軸向位移而此時第二機體仍能以轉軸相對於第一機體進行樞轉。此舉讓緩衝件與第一機體干涉存在一極大值，以在樞軸結構所能提供扭力為一定值的情形下，第二機體仍能繼續相對於第一機體樞轉。

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‧‧‧電子裝置

110‧‧‧第一機體

112‧‧‧導引件

112a‧‧‧凸肋

112b‧‧‧半球狀凸起

114‧‧‧第一支架

116‧‧‧開口

120‧‧‧第二機體

122‧‧‧第二支架

130‧‧‧樞軸結構

132‧‧‧轉軸

132a‧‧‧限位槽

132b‧‧‧止擋部

134‧‧‧移動件

134a‧‧‧軌道

134b‧‧‧限位凸部

134c‧‧‧肋狀結構

136‧‧‧緩衝件

140‧‧‧扭力組件

A1‧‧‧軸向

D1‧‧‧第一外徑

D2‧‧‧第二外徑

D3‧‧‧內徑

E1‧‧‧第一端

E2‧‧‧第二端

P1‧‧‧樞接處

P2‧‧‧連接處

P3‧‧‧干涉處

R1‧‧‧第一扭力距離

R2‧‧‧第二扭力距離

S1‧‧‧第一段

S2‧‧‧第二段

θ1、θ2、θ3‧‧‧角度

f1、f2‧‧‧扭力

圖1是依據本發明一實施例的一種電子裝置的示意圖。 圖2繪示圖1的電子裝置於樞軸結構處的局部示意圖。 圖3繪示圖2的樞軸結構於另一視角的示意圖。 圖4繪示圖3的樞軸結構於另一狀態的示意圖。 圖5繪示本發明一實施例的樞軸結構的旋轉角度與產生扭力的對應關係圖。 圖6繪示本實施例之樞軸結構的組裝示意圖。

Claims (10)

1. 一種樞軸結構，連接在一電子裝置的一第一機體與一第二機體之間，以使該第一機體與該第二機體藉由該樞軸結構而彼此相對開闔，該樞軸結構包括：一轉軸，可樞轉地設置於該第一機體，該第二機體固接於該轉軸以相對於該第一機體樞轉；一移動件，沿該轉軸之軸向可移動地套設於該轉軸並隨該轉軸轉動，該移動件的表面具有一軌道，該軌道耦接於該第一機體上的一導引件；以及一緩衝件，設置於該移動件，其中該第二機體藉由該轉軸而相對於該第一機體樞轉，以使該導引件沿該軌道移動而使該移動件沿該轉軸之軸向移動並驅動該緩衝件同步地隨該移動件相對於該轉軸移動以干涉或釋放於該第一機體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中該第一機體具有一開口，該移動件驅動該緩衝件移向該開口，並使該緩衝件的局部塞入該開口而干涉於該第一機體，或該移動件驅動該緩衝件從該開口釋放並遠離該開口。
3. 如申請專利範圍第2項所述的樞軸結構，其中該轉軸具有彼此相對的一第一端與一第二端，該第一端位於該第一機體內，該第二端穿過該開口而位於該第二機體內。
4. 如申請專利範圍第3項所述的樞軸結構，還包括： 一扭力組件，設置於該轉軸上且位於該第一端，該移動件與該緩衝件位於該扭力組件與該開口之間，該扭力組件提供扭力於該轉軸與該第一機體的樞接處。
5. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中該移動件是套接於該轉軸的一柱體，該軌道位於該柱體的柱面上且區分為一第一段與一第二段，該第一段相對於該柱體呈螺旋狀，該第二段相對於該柱體呈環狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中該導引件是該第一機體上的一凸肋、一凸起或其組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中當該緩衝件未與該第一機體干涉時，該第二機體與該轉軸的連接處至該第一機體與該轉軸的樞接處形成一第一扭力距離，當該緩衝件與該第一機體干涉時，該第二機體與該轉軸的連接處至該緩衝件與該第一機體的干涉處形成一第二扭力距離，該第一扭力距離與該第二扭力距離分別平行該轉軸之軸向，且該第一扭力距離大於該第二扭力距離。
8. 如申請專利範圍第7項所述的樞軸結構，其中該第二機體是該電子裝置的顯示模組或觸控顯示模組，該第一機體是該電子裝置的系統模組。
9. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中該緩衝件具有彈性。
10. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中該轉軸具有平行於其軸向的一限位槽，而該移動件還具有位於其內壁面的一限位凸部與至少一肋狀結構，所述限位凸部與所述至少一肋狀結構的延伸方向與該轉軸之軸向一致，當該移動件套設於該轉軸時，該限位凸部可滑動地嵌設於該限位槽，而所述至少一肋狀結構抵接於該轉軸不具有該限位槽的其他部分。