TWI662882B

TWI662882B - 扭力裝置及扭力片

Info

Publication number: TWI662882B
Application number: TW106107069A
Authority: TW
Inventors: 江宜宏
Original assignee: 富世達股份有限公司
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2019-06-11
Also published as: TW201834526A

Abstract

一種扭力裝置，包括多個扭力片及軸桿，每個所述扭力片包含有基部及自基部延伸的彈臂單元。所述彈臂單元包含外彈臂及位於外彈臂內側的扭力調整臂，扭力調整臂使基部與外彈臂所包圍的空間劃分為相互連通的軸孔及油槽孔。外彈臂與軸孔中心的距離(稱為半徑)大於扭力調整臂與軸孔中心的距離(稱為干涉距離)。軸桿穿設於每個軸孔並定義有中心軸線，軸桿的外表面具有非接觸面及接觸面，接觸面與中心軸線的距離等於半徑，非接觸面與中心軸線的距離小於干涉距離。因此，軸桿的接觸面抵接於每個扭力片的外彈臂並選擇性地抵接於扭力調整臂。

Description

扭力裝置及扭力片

本發明涉及一種扭力構造，尤其涉及一種扭力裝置及扭力片。

現有的扭力片大都未形成有能夠儲放潤滑油的構造，並且現有扭力片所能提供的扭力大都為固定值，因而難以被應用在具有不同扭力要求的裝置上。於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種扭力裝置及扭力片，用來有效地改善現有扭力片所可能產生的缺失。

本發明實施例公開一種扭力裝置，包括：多個扭力片，其堆疊地排列，並且每個所述扭力片包含有一基部及自所述基部延伸的一彈臂單元，其中，每個所述扭力片的所述彈臂單元包含有：至少一外彈臂；及一扭力調整臂，位於至少一所述外彈臂的內側並使所述基部與至少一所述外彈臂所包圍的空間劃分為一軸孔及連通於所述軸孔的至少一油槽孔；其中，所述軸孔包含有一中心，所述中心與至少一所述外彈臂的距離定義為一半徑，而所述中心至所述扭力調整臂的距離定義為一干涉距離，並且所述干涉距離小於所述半徑；以及至少一軸桿，穿設於每個所述扭力片的所述彈臂單元的所述軸孔，至少一所述軸桿定義有一中心軸線，至少一所述軸桿的外表面具有一非接觸面及一接觸面，所述接觸面與所述中心軸線的距離大致等於所述半徑，所述非接觸面與所述中心軸線的距離小於所述干涉距離，以使至少一所述軸桿的所述接觸面抵接於每個所述扭力片的至少一所述外彈臂並選擇性地抵接於每個所述扭力片的所述扭力調整臂。

本發明實施例也公開一種扭力片，包括一基部及自所述基部延伸的一彈臂單元，其中，所述彈臂單元包含有：至少一外彈臂；以及一扭力調整臂，位於至少一所述外彈臂的內側並使所述基部與至少一所述外彈臂所包圍的空間劃分為一軸孔及連通於所述軸孔的至少一油槽孔；其中，所述軸孔包含有一中心，所述中心與至少一所述外彈臂的距離定義為一半徑，所述中心至所述扭力調整臂的距離定義為一干涉距離，並且所述干涉距離小於所述半徑。

綜上所述，本發明實施例所公開的扭力裝置及扭力片，能通過外彈臂與扭力調整臂搭配於相對應的軸桿，以在上述軸桿相對於扭力片旋轉的不同位置時提供不同的扭力，進而能夠使扭力裝置被應用在不同的裝置。

再者，由於所述軸桿與扭力調整臂之間易產生磨耗，所以扭力片形成有能夠提供潤滑油容置的油槽孔，藉以有效地避免軸桿與扭力片的扭力調整臂之間的潤滑不足，進而能夠使所述扭力裝置穩定地提供不同的扭力值。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

100‧‧‧扭力裝置

1‧‧‧扭力片

1a‧‧‧第一扭力片

1b‧‧‧第二扭力片

11‧‧‧基部

12、12’‧‧‧彈臂單元

121‧‧‧外彈臂

1211‧‧‧延伸段

1212‧‧‧抵接段

122‧‧‧扭力調整臂

123‧‧‧軸孔

124‧‧‧油槽孔

2‧‧‧軸桿

2a‧‧‧第一區段

2b‧‧‧第二區段

21‧‧‧非接觸面

22‧‧‧接觸面

G‧‧‧間隙

R‧‧‧半徑

D0‧‧‧干涉距離

D1、D2‧‧‧距離

O‧‧‧中心

C‧‧‧中心軸線

F1‧‧‧第一扭力

F2‧‧‧第二扭力

F3‧‧‧緩升扭力

σ1、σ1’、σ2、σ3、σ3’‧‧‧圓心角

圖1為本發明實施例一扭力裝置的立體示意圖。

圖2為圖1的分解示意圖。

圖3為圖2中的扭力片平面示意圖。

圖4為本發明實施例一扭力裝置的作動示意圖(一)。

圖5為本發明實施例一扭力裝置的作動示意圖(二)。

圖6為本發明實施例一扭力裝置的作動示意圖(三)。

圖7為圖1中的扭力裝置的軸桿於旋轉時的扭力示意圖。

圖8為本發明實施例二的扭力裝置的立體示意圖。

圖9為圖8中的第二扭力片與軸桿的示意圖。

圖10為本發明實施例三的扭力裝置的立體示意圖。

圖11為圖10中的扭力片與軸桿第二區段的示意圖。

圖12為本發明實施例三的扭力裝置的變化態樣示意圖。

圖13為圖12中的扭力片與軸桿第二區段的示意圖。

[實施例一]

請參閱圖1至圖7，為本發明的實施例一，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。

如圖1和圖2所示，本實施例公開一種扭力裝置100，能被應用在具有不同扭力要求的裝置上，例如：筆記型電腦(圖中未示出)在由閉合狀態開啟時需要低扭力，而當上述筆記型電腦的觸控螢幕與鍵盤呈現一定角度(如：85度~100度)時則是需要高扭力。其中，所述扭力裝置100包含有堆疊地排列的多個扭力片1及穿設於上述多個扭力片1的兩個軸桿2，並且上述多個扭力片1的輪廓相互切齊。

進一步地說，每個扭力片1包含有一基部11、自基部11朝一側延伸的一彈臂單元12、及自基部11朝另一側延伸的另一彈臂單元12’。每個扭力片1於本實施例中為對稱於其基部11的構造，也就是說，上述扭力片1可以是鏡像對稱(mirror symmetry)於基部11，本發明在此不加以限制。在未繪示的實施例中，扭力片 1也可以是180度旋轉對稱(2-fold symmetry)於基部11。另，上述兩個軸桿2則分別穿過每個扭力片1的彈臂單元12與另一彈臂單元12’。

需說明的是，本實施例的扭力裝置100雖是以圖2所呈現的構造作說明，但本發明不受限於此。舉例來說，在未繪示的實施例中，所述扭力裝置100也可以是單個軸桿2及不具有上述另一彈臂單元12’的扭力片1；或者，所述扭力裝置100的每個扭力片1是非對稱於基部11的構造。

再者，由於本實施例的多個扭力片1的構造皆相同，並且每個扭力片1為對稱於基部11的構造，而穿設於上述多個扭力片1的兩個軸桿2部位也為相同或是對稱的構造，所以為便於理解本實施例，下述僅說明單個扭力片1的基部11與其一側的彈臂單元12、及搭配穿設於上述彈臂單元12的軸桿2。

請參閱圖3和圖4，所述彈臂單元12包含有兩個外彈臂121及一扭力調整臂122，上述兩個外彈臂121於本實施例中的長度不同，並且所述兩個外彈臂121的一端連接於基部11，所述兩個外彈臂121的另一端(如圖3中的每個外彈臂121的自由端)之間形成有一間隙G。進一步地說，每個外彈臂121具有自基部11大致垂直延伸的一延伸段1211以及自延伸段1211延伸形成的一抵接段1212。其中，所述兩個延伸段1211連接於基部11的頂端與底端。此外，在未繪示的實施例中，所述兩個外彈臂121的長度可以是大致相同；或者，所述彈臂單元12僅包含有一個外彈臂121。

所述扭力調整臂122是位於上述外彈臂121的內側，並且本實施例的扭力調整臂122是直立地連接於外彈臂121的內緣，換句話說，扭力調整臂122是相當於自其中一個外彈臂121的延伸段1211與抵接段1212的交界處朝向其中另一個外彈臂121的延伸段1211與抵接段1212的交界處延伸。所述扭力調整臂122的配置使上述基部11與外彈臂121所包圍的空間劃分為一軸孔123及連通於上述軸孔123的一油槽孔124。其中，上述軸孔123與油槽孔124分別位於扭力調整臂122的外側與內側，並且軸孔123大致被上述兩個外彈臂121的抵接段1212以及扭力調整臂122所包圍成形，而油槽孔124則是由兩個外彈臂121的延伸段1211、扭力調整臂122、及基部11所包圍成形。

進一步地說，所述每個外彈臂121的抵接段1212內緣大致呈圓弧狀，並且扭力調整臂122的內緣也大致呈圓弧狀。所述軸孔123大致呈圓形並包含有一中心O，所述中心O與上述任一個外彈臂121的距離定義為一半徑R，而所述中心O至扭力調整臂122內緣的距離定義為一干涉距離D0，並且所述干涉距離D0小於上述半徑R。其中，所述干涉距離D0較佳是上述半徑R的90%至98%，但本發明不受限於此。再者，每個所述扭力調整臂122對應於上述軸孔123中心O的圓心角定義為σ1，而上述間隙G對應於所述軸孔123中心O的圓心角較佳是不大於30度。

此外，所述扭力調整臂122的位置與構造也可以依據設計者需求而加以調整，而不受限於圖3所示。舉例來說，在未繪示的實施例中，所述扭力調整臂122的配置也可以是使上述基部11與外彈臂121所包圍的空間劃分為一軸孔123以及連通於上述軸孔123的兩個油槽孔124，並且所述兩個油槽孔124是位於扭力調整臂122的相反兩側，而所述軸孔123則對應於扭力調整臂122的自由端。

請參閱圖3至圖5，所述軸桿2定義有一中心軸線C，並且軸桿2的外表面具有一非接觸面21及呈圓弧狀的一接觸面22。所述接觸面22與中心軸線C的距離D1大致等於所述半徑R，所述非接觸面21與中心軸線C的距離D2小於所述干涉距離D0。其中，本實施例的非接觸面21是以平行上述中心軸線C的軸桿2削平面作說明，但本發明不受限於此。

其中，所述接觸面22對應於中心軸線C的圓心角定義為σ2，所述非接觸面21對應於中心軸線C的圓心角定義為σ3，並且σ2+σ3=360°，而上述接觸面22的圓心角σ2較佳是大於非接觸面21的圓心角σ3，但本發明不受限於此。

所述軸桿2穿設於上述每個扭力片1的彈臂單元12的軸孔123，並且本實施例中的軸桿2中心軸線C較佳是大致重疊於多個扭力片1的彈臂單元12的軸孔123中心O，以使所述軸桿2的接觸面22抵接於每個扭力片1的外彈臂121並選擇性地抵接於每個扭力片1的扭力調整臂122。需說明的是，所述扭力調整臂122的圓心角σ1小於所述軸桿2接觸面22的圓心角σ2，並且所述扭力調整臂122的圓心角σ1也小於所述軸桿2非接觸面21的圓心角σ3。

進一步地說，所述軸桿2是以其中心軸線C為軸心而相對於每個扭力片1自一第一位置(如圖4)經過一過渡位置(如圖5)而朝一第二位置(如圖6)旋轉(如：圖4至圖6中的順時針方向旋轉)。其中，如圖4和圖7所示，每個扭力片1的扭力調整臂122於所述第一位置時未接觸上述軸桿2(也就是說，扭力調整臂122面向非接觸面21)，以使軸桿2的接觸面22與外彈臂121摩擦產生一第一扭力F1。如圖5和圖7所示，每個扭力片1的扭力調整臂122於所述過渡位置時局部抵接於軸桿2的接觸面22，以使軸桿2的接觸面22摩擦外彈臂121及部分扭力調整臂122而產生一緩升扭力F3。如圖6和圖7所示，每個扭力片1的扭力調整臂122於所述第二位置時完全抵接於軸桿2的接觸面22，以使軸桿2的接觸面22摩擦外彈臂121及扭力調整臂122而產生一第二扭力F2。其中，所述第二扭力F2大於所述第一扭力F1，並且所述緩升扭力F3的數值包含自所述第一扭力F1等比率地緩升至所述第二扭力F2的一範圍。

換個角度來說，在所述軸桿2及其所穿設的每個扭力片1的彈臂單元12中，所述第一位置(如圖1)定義為所述非接觸面21的部分面向所述扭力調整臂122，並且未面向所述扭力調整臂122的所述非接觸面21部位對應於中心軸線C的圓心角為σ3-σ1；所述過渡位置是上述軸桿2由第一位置轉動且轉動角度介於σ3-σ1至σ3之間的位置；所述第二位置(如圖6)則是上述軸桿2由第一位置轉動且轉動角度大於σ3的位置。

藉此，本實施例所公開的扭力裝置100，能通過其扭力片1的外彈臂121與扭力調整臂122搭配於相對應的軸桿2，以在上述軸桿2相對於扭力片1旋轉的不同位置時提供不同的扭力，進而能夠使扭力裝置100被應用在不同的裝置。舉例來說：使用本實施例扭力裝置100的筆記型電腦(圖中未示出)由閉合狀態開啟時，所述扭力裝置100可設計提供符合單手開啟的低扭力(如：第一扭力F1)；當上述筆記型電腦的觸控螢幕相對於鍵盤開啟至一定角度時，所述扭力裝置100可設計提供符合觸控所需的高扭力(如：第二扭力F2)。

再者，由於所述軸桿2與扭力調整臂122之間是通過干涉配合來摩擦提供扭力，所以易產生磨耗。因此，所述扭力片1形成有能夠提供潤滑油容置的油槽孔124，藉以有效地避免軸桿2與扭力片1的扭力調整臂122之間的潤滑不足，進而能夠使所述扭力裝置100穩定地提供不同的扭力值。

另，本實施例扭力裝置100用來提供高扭力的第二位置能夠通過軸桿2的非接觸面21圓心角σ3來決定，所以利於設計者通過設計所述軸桿2的非接觸面21圓心角σ3，來快速且準確地完成不同產品之間對於需要高扭力的位置要求。

[實施例二]

請參閱圖8及圖9，其為本發明的實施例二，本實施例與上述實施例一類似，相同處則不再加以贅述，而兩個實施例的主要差異在於：本實施例扭力裝置100所包含的多個扭力片1構造並非完全相同。

具體來說，本實施例的多個扭力片1包含有多個第一扭力片1a與多個第二扭力片1b。其中，第一扭力片1a可以視為圖4所呈現的構造，而第二扭力片1b則如圖9所示的構造，每個第一扭力片1a的扭力調整臂122對應於所述軸孔123中心O的圓心角σ1是不同於每個第二扭力片1b的扭力調整臂122對應於所述軸孔123中心O的圓心角σ1’。藉此，本實施例的扭力裝置100通過軸桿2配合於相對應的第一扭力片1a以及第二扭力片1b，而能夠提供三種以上的扭力。

[實施例三]

請參閱圖10至圖13，其為本發明的實施例三，本實施例與上述實施例一類似，相同處則不再加以贅述，而兩個實施例的主要差異在於：本實施例扭力裝置100所包含的軸桿2構造。

所述軸桿2包含有一第一區段2a與一第二區段2b，上述第一區段2a與第二區段2b可以是一體成型的單個構件(如圖10)或是彼此分離設置的兩個構件(如圖12)。其中，所述第一區段2a穿設於多個扭力片1的其中一部份扭力片1，而所述第二區段2b穿設於上述多個扭力片1的其中另一部份扭力片1。進一步地說，第一區段2a可以視為圖4所呈現的構造，而第二區段2b則如圖11或圖13所示的構造，並且所述第一區段2a的非接觸面21對應於中心軸線C的圓心角σ3不同於所述第二區段2b的所述非接觸面21對應於中心軸線C的圓心角σ3’。藉此，本實施例的扭力裝置100通過軸桿2的第一區段2a與第二區段2b配合於相對應的扭力片1，而能夠提供三種以上的扭力。

以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。

Claims

一種扭力裝置，包括：多個扭力片，其堆疊地排列，並且每個所述扭力片包含有一基部及自所述基部延伸的一彈臂單元，其中，每個所述扭力片的所述彈臂單元包含有：至少一外彈臂；及一扭力調整臂，位於至少一所述外彈臂的內側並使所述基部與至少一所述外彈臂所包圍的空間劃分為一軸孔及連通於所述軸孔的至少一油槽孔；其中，所述軸孔包含有一中心，所述中心與至少一所述外彈臂的距離定義為一半徑，而所述中心至所述扭力調整臂的距離定義為一干涉距離，並且所述干涉距離小於所述半徑；以及至少一軸桿，穿設於每個所述扭力片的所述彈臂單元的所述軸孔，至少一所述軸桿定義有一中心軸線，至少一所述軸桿的外表面具有一非接觸面及一接觸面，所述接觸面與所述中心軸線的距離大致等於所述半徑，所述非接觸面與所述中心軸線的距離小於所述干涉距離，以使至少一所述軸桿的所述接觸面抵接於每個所述扭力片的至少一所述外彈臂並選擇性地抵接於每個所述扭力片的所述扭力調整臂。
如請求項1所述的扭力裝置，其中，每個所述扭力調整臂對應於所述中心的圓心角定義為σ1，並且所述接觸面對應於所述中心軸線的圓心角定義為σ2，所述非接觸面對應於所述中心軸線的圓心角定義為σ3，σ2+σ3=360°，並且σ1小於σ2，而σ1也小於σ3。
如請求項2所述的扭力裝置，其中，至少一所述軸桿以所述中心軸線為軸心而相對於每個所述扭力片自一第一位置經過一過渡位置而朝一第二位置旋轉；每個所述扭力片的所述扭力調整臂於所述第一位置時未接觸至少一所述軸桿，以使每個所述扭力片產生一第一扭力；每個所述扭力片的所述扭力調整臂於所述過渡位置時局部抵接至少一所述軸桿的所述接觸面，以使每個所述扭力片產生一緩升扭力；每個所述扭力片的所述扭力調整臂於所述第二位置時完全抵接至少一所述軸桿的所述接觸面，以使每個所述扭力片產生一第二扭力；所述第二扭力大於所述第一扭力。
如請求項3所述的扭力裝置，其中，於至少一所述軸桿及每個所述扭力片中，所述第一位置定義為所述非接觸面的部分面向所述扭力調整臂，並且未面向所述扭力調整臂的所述非接觸面部位對應於所述中心軸線的圓心角為σ3-σ1，所述過渡位置是至少一所述軸桿由所述第一位置轉動且轉動角度介於σ3-σ1至σ3之間的位置。
如請求項3所述的扭力裝置，其中，所述緩升扭力數值包含自所述第一扭力等比率地緩升至所述第二扭力的一範圍。
如請求項1所述的扭力裝置，其中，多個所述扭力片包含有多個第一扭力片與多個第二扭力片，並且每個所述第一扭力片的所述扭力調整臂對應於所述中心的圓心角不同於每個所述第二扭力片的所述扭力調整臂對應於所述中心的圓心角。
如請求項1所述的扭力裝置，其中，至少一所述軸桿包含有一第一區段與一第二區段，所述第一區段穿設於多個所述扭力片的其中一部份所述扭力片，所述第二區段穿設於多個所述扭力片的其中另一部份所述扭力片；所述第一區段的所述非接觸面對應於所述中心軸線的圓心角不同於所述第二區段的所述非接觸面對應於所述中心軸線的圓心角。
如請求項7所述的扭力裝置，其中，所述第一區段與所述第二區段為彼此分離設置。
如請求項1至8中任一項所述的扭力裝置，其中，每個所述扭力片包含有自所述基部延伸的另一彈臂單元，並且每個所述扭力片相對於所述基部為對稱狀構造；所述扭力裝置所包括的至少一所述軸桿的數量為兩個，並且兩個所述軸桿分別穿過每個所述扭力片的所述彈臂單元與另一所述彈臂單元。
一種扭力片，包括一基部及自所述基部延伸的一彈臂單元，其中，所述彈臂單元包含有：至少一外彈臂；以及一扭力調整臂，位於至少一所述外彈臂的內側並使所述基部與至少一所述外彈臂所包圍的空間劃分為一軸孔及連通於所述軸孔的至少一油槽孔；其中，所述軸孔包含有一中心，所述中心與至少一所述外彈臂的距離定義為一半徑，所述中心至所述扭力調整臂的距離定義為一干涉距離，並且所述干涉距離小於所述半徑。