TWI672578B - 樞接機構 - Google Patents

Abstract

一種樞接機構，包括一旋轉件、一第一構件、一第二構件、一第一樞接件以及一第一滑動件。前述第一構件具有一第一導槽，前述第二構件樞接第一構件並具有一第一凹孔。前述第一樞接件樞接旋轉件以及第一構件，並且具有一第一凹陷部。當第一滑動件位於前述第一凹孔內時，第一滑動件限制第一構件相對於第二構件旋轉；當第一滑動件從第一凹孔沿著第一導槽滑動到第一凹陷部時，第一滑動件限制旋轉件相對於第一構件旋轉。

Description

樞接機構

本發明係有關於一種樞接機構。更具體地來說，本發明有關於一種多節點式(multi-joint)的樞接機構。

在筆記型電腦中通常會設有樞接機構，用以連接筆記型電腦的螢幕和本體，惟傳統的樞接機構往往具有體積龐大之缺點。此外，市面上亦已出現多節點式(multi-joint)的樞接機構，然而由於其同時具有多個旋轉自由度，因此在使用時容易產生多個樞軸同時轉動的情形，進而導致使用上的不便。

有鑑於此，如何針對筆記型電腦設計出一種可兼顧使用舒適性與安全性的樞接機構始成一重要之課題。

為了解決上述習知之問題點，本發明提供一種樞接機構，包括一旋轉件、一第一構件、一第二構件、一第一樞接件以及一第一滑動件。前述第一構件樞接前述旋轉件並具有一第一導槽，前述第二構件樞接前述第一構件並具有一第一凹孔。前述第一樞接件樞接前述旋轉件以及前述第一構件，並且具有一第一凹陷部。前述第一滑動件可於前述第一凹孔以及前述第一凹陷部之間移動，其中當前述第一滑動件位於前述第一凹孔內時，前述第一滑動件限制前述第一構件相對於前述第二構件旋轉，且當前 述第一滑動件從前述第一凹孔沿著前述第一導槽滑動到前述第一凹陷部時，前述第一滑動件限制前述旋轉件相對於前述第一構件旋轉。

於一實施例中，當前述第一滑動件位於前述第一凹孔內且前述旋轉件受一外力作用時，前述旋轉件相對於前述第一構件繞前述第一樞接件之中心軸旋轉一第一角度，且前述第一滑動件之一端朝向前述第一凹陷部。

於一實施例中，前述第一構件具有一第一限位部，當前述旋轉件相對於前述第一構件旋轉前述第一角度時，前述第一限位部抵接前述旋轉件，以限制前述旋轉件於前述第一角度。

於一實施例中，前述樞接機構更包括一第二樞接件，用以樞接前述第一、第二構件，且當前述旋轉件相對於前述第一構件旋轉前述第一角度時，前述外力藉由對前述第二樞接件之中心軸產生力矩，以迫使前述第一滑動件從前述第一凹孔沿著前述第一導槽朝向前述第一凹陷部滑動。

於一實施例中，前述第二構件具有一第二限位部，且當前述第一構件相對於前述第二構件旋轉一第二角度時，前述第一滑動件位於前述第一凹陷部內，且前述第二限位部抵接前述第一構件，以限制前述第一構件於前述第二角度。

於一實施例中，前述第二構件具有一第二導槽，前述第二樞接件具有一第二凹陷部，且前述樞接機構更包括一第三構件以及一第二滑動件，前述第三構件樞接前述第二構件並具有一第二凹孔，前述第二滑動件可於前述第二凹孔以及前述第二凹陷部之間移動，其中當前述第二滑動件位於前述第二凹孔內時， 前述第二滑動件限制前述第二構件相對於前述第三構件旋轉，且當前述第二滑動件從前述第二凹孔沿著前述第二導槽滑動到前述第二凹陷部時，前述第二滑動件限制前述第一構件相對於前述第二構件旋轉。

於一實施例中，當前述第一構件相對於前述第二構件旋轉前述第二角度時，前述第二滑動件之一端朝向前述第二凹陷部。

於一實施例中，前述第三構件具有一第三限位部，且當前述第二構件相對於前述第三構件旋轉一第三角度時，前述第二滑動件位於前述第二凹陷部內，且前述第三限位部抵接前述第二構件，以限制前述第二構件於前述第三角度。

於一實施例中，前述樞接機構更包括一第三樞接件，用以樞接前述第二、第三構件，且當前述第二構件相對於前述第三構件旋轉前述第三角度時，前述外力藉由對前述第三樞接件之中心軸產生力矩，以迫使前述第二滑動件從前述第二凹孔沿著前述第二導槽朝向前述第二凹陷部滑動。

於一實施例中，前述第三構件具有一第三導槽，前述第三樞接件具有一第三凹陷部，且前述樞機構更包括一第四構件以及一一第三滑動件，前述第四構件樞接前述第三構件並具有一第三凹孔，前述第三滑動件可於前述第三凹孔以及前述第三凹陷部之間移動，其中當前述第三滑動件位於前述第三凹孔內時，前述第三滑動件限制前述第三構件相對於前述第四構件旋轉，且當前述第三滑動件從前述第三凹孔沿著前述第三導槽滑動到前述第三凹陷部時，前述第三滑動件限制前述第二構件相對於前述第 三構件旋轉。

於一實施例中，當前述第二構件相對於前述第三構件旋轉前述第三角度時，前述第三滑動件之一端朝向前述第三凹陷部。

於一實施例中，前述第四構件具有一第四限位部，且當前述第三構件相對於前述第四構件旋轉一第四角度時，前述第三滑動件位於前述第三凹陷部內，且前述第四限位部抵接前述第三構件，以限制前述第三構件於前述第四角度。

於一實施例中，前述樞接機構更包括一第四樞接件，用以樞接前述第三、第四構件，且當前述第二構件相對於前述第三構件旋轉前述第三角度時，前述外力藉由對前述第四樞接件之中心軸產生力矩，以迫使前述第三滑動件從前述第三凹孔沿著前述第三導槽朝向前述第三凹陷部滑動。

B‧‧‧鎖固件

C1、C2、C3、C4‧‧‧中心軸

L1‧‧‧第一構件

L2‧‧‧第二構件

L3‧‧‧第三構件

L4‧‧‧第四構件

L11‧‧‧第一限位部

L21‧‧‧第二限位部

L31‧‧‧第三限位部

L41‧‧‧第四限位部

M‧‧‧旋轉件

P1‧‧‧第一滑動件

P2‧‧‧第二滑動件

P3‧‧‧第三滑動件

R1‧‧‧第一凹孔

R2‧‧‧第二凹孔

R3‧‧‧第三凹孔

S1‧‧‧第一樞接件

S2‧‧‧第二樞接件

S3‧‧‧第三樞接件

S4‧‧‧第四樞接件

S11‧‧‧第一凹陷部

S21‧‧‧第二凹陷部

S31‧‧‧第三凹陷部

T1‧‧‧第一導槽

T2‧‧‧第二導槽

T3‧‧‧第三導槽

W‧‧‧扭力元件

第1圖表示本發明一實施例之樞接機構的示意圖。

第2圖表示第1圖中之樞接機構的爆炸圖。

第3圖表示旋轉件M和第一、第二、第三、第四構件L1~L4結合的示意圖。

第4圖則表示第二構件L2的示意圖。

第5圖表示當樞接機構處於初始狀態時的剖視圖。

第6圖表示當旋轉件M受一外力作用而相對於第一構件L1旋轉一第一角度時的剖視圖。

第7圖表示樞接機構由第6圖所示的狀態持續受外力作用而使第一構件L1相對於第二構件L2旋轉的剖視圖。

第8圖表示第一構件L1由第7圖所示的狀態相對於第二構件L2旋轉一第二角度時的剖視圖。

第9圖表示樞接機構由第8圖所示的狀態持續受外力作用而使第二構件L2相對於第三構件L3旋轉的剖視圖。

第10圖表示第二構件L2由第9圖所示的狀態相對於第三構件L3旋轉一第三角度時的剖視圖。

第11圖表示樞接機構由第10圖所示的狀態持續受外力作用而使第三構件L3相對於第四構件L4旋轉的剖視圖。

第12圖表示第三構件L3由第11圖所示的狀態相對於第四構件L4旋轉一第四角度時的剖視圖。

以下說明本發明實施例之樞接機構。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

首先請一併參閱第1、2圖，其中第1圖表示本發明一實施例之樞接機構的示意圖，第2圖則表示第1圖中之樞接機構的爆炸圖。如第1、2圖所示，本實施例之樞接機構例如可應用於一筆記型電腦，其包含有一旋轉件M、一第一構件L1、一第二構件L2、一第三構件L3、一第四構件L4，前述旋轉件M和第一、第二、第三、第四構件L1~L4可透過第一、第二、第三、第四樞接件S1~S4相互樞接，藉以組成一多節點式(multi-joint)的樞接機構。

詳細而言，前述第一樞接件S1係穿過旋轉件M和第一構件L1，使得旋轉件M可相對於第一構件L1繞第一樞接件S1的中心軸C1旋轉；前述第二樞接件S2係穿過第一、第二構件L1、L2，，使得第一構件L1可相對於第二構件L2繞第二樞接件S2的中心軸C2旋轉；前述第三樞接件S3係穿過第二、第三構件L2、L3，使得第二構件L2可相對於第三構件L3繞第三樞接件S3的中心軸C3旋轉；前述第四樞接件S4穿過第三、第四構件L3、L4，使得第三構件L3可相對於第四構件L4繞第四樞接件S4的中心軸C4旋轉。

此外，由第1、2圖中可以看出，在第一、第二、第三、第四樞接件S1~S4之一側另設有扭力元件W以及鎖固件B，其中扭力元件W可採用具有彈性之金屬彈片或是摩擦元件，藉以在樞接機構旋轉時提供適當之扭力阻抗(Torque Resistance)，而鎖固 件B則可為螺帽，用以限制扭力元件W於第一、第二、第三、第四樞接件S1~S4上之既定位置。

舉例而言，前述旋轉件M可固定於一筆記型電腦的顯示單元，而第四樞接件S4則可固定於前述筆記型電腦的輸入單元，如此一來顯示單元和輸入單元便可透過第1、2圖所示之樞接機構而相互旋轉。需特別說明的是，為了適當地限制前述樞接機構的旋轉自由度，本實施例之樞接機構更設有第一、第二、第三滑動件P1~P3，其中第一滑動件P1活動地設置於第一構件L1的第一導槽T1內，第二滑動件P2活動地設置於第二構件L2的第二導槽T2內，第三滑動件P3則活動地設置於第三構件L3的第三導槽T3內，有關前述樞接機構和滑動件P1~P3的詳細作動方式將詳述於後。

接著請一併參閱第1~4圖，其中第3圖表示旋轉件M和第一、第二、第三、第四構件L1~L4結合的示意圖，第4圖則表示第二構件L2的示意圖。由第3圖中可以看出，第一、第二、第三、第四構件L1~L4分別具有第一、第二、第三、第四限位部L11、L21、L31、L41，用以限制各相鄰元件之間的旋轉角度；此外，從第1~4圖中可以看出，第一、第二、第三構件L1~L3具有大致相同的結構，其中第二構件L2具有一第一凹孔R1，第三構件L3具有一第二凹孔R2，第四構件L4具有一第三凹孔R3；又，前述第一、第二、第三樞接件S1~S3分別形成有第一、第二、第三凹陷部S11、S21、S31，對應於前述第一、第二、第三凹孔R1~R3。

再請參閱第5圖，該圖表示當樞接機構處於初始狀態時的剖視圖。如第5圖所示，當樞接機構處於初始狀態時，第一、 第二、第三滑動件P1~P3的左端係分別卡合於第二、第三、第四構件L2~L4的第一、第二、第三凹孔R1~R3內，第一、第二、第三滑動件P1~P3的右端則抵接於第一、第二、第三樞接件S1~S3的外側表面，此時第一、第二、第三、第四構件L1~L4之間因為受到第一、第二、第三滑動件P1~P3的限制而無法相互旋轉，僅旋轉件R可相對於第一構件L1轉動。

接著請參閱第6圖，該圖表示當旋轉件M受一外力作用而相對於第一構件L1旋轉一第一角度時的剖視圖。如第6圖所示，當旋轉件M受一外力作用而相對於第一構件L1繞中心軸C1旋轉一第一角度時(如第6圖中之箭頭A1所示)，第一樞接件S1會跟著旋轉件M一起相對於第一構件L1旋轉，並使得第一滑動件P1之右端朝向第一樞接件S1的第一凹陷部S11；需特別說明的是，此時第一構件L1的第一限位部L11會抵接旋轉件M，以限制旋轉件M於前述第一角度，並可確保第一滑動件P1之右端正對著第一凹陷部S11。

接著請參閱第7圖，該圖表示樞接機構由第6圖所示的狀態持續受外力作用而使第一構件L1相對於第二構件L2旋轉的剖視圖。如第7圖所示，當樞接機構由第6圖所示的狀態持續受外力作用時，該外力會對第二樞接件S2之中心軸C2產生一力矩，藉以迫使第一滑動件P1從前述第一凹孔R1沿著該第一導槽T1而朝向第一凹陷部S11滑動；需特別說明的是，此時第一滑動件P1因受該力矩作用而逐漸脫離第一凹孔R1，故第一構件L1便可相對於第二構件L2旋轉(如第7圖中之箭頭A2所示)。

接著請參閱第8圖，該圖表示第一構件L1由第7圖所 示的狀態相對於第二構件L2旋轉一第二角度時的剖視圖。如第8圖所示，隨著樞接機構持續受外力作用，第二構件L1會從第7圖所示的狀態相對於第二構件L2旋轉一第二角度，其中第二樞接件S2會跟著第一構件L1一起相對於第二構件L2旋轉，並使得第二滑動件P2之右端朝向第二樞接件S2的第二凹陷部S21；需特別說明的是，此時第二構件L2的第二限位部L21會抵接第一構件L1，以限制第一構件L1於前述第二角度，並可確保第二滑動件P2之右端正對著第二凹陷部S21；另一方面，第一滑動件P1會沿著第一導槽T1滑入第一凹陷部S11內，以限制旋轉件M相對於第一構件L1旋轉。

接著請參閱第9圖，當樞接機構由第8圖所示的狀態持續受外力作用時，該外力會對第三樞接件S3之中心軸C3產生一力矩，藉以迫使第二滑動件P2從前述第二凹孔R2沿著第二導槽T2而朝向第二凹陷部S21滑動；需特別說明的是，此時第二滑動件P2因受該力矩作用而逐漸脫離第二凹孔R2，故第二構件L2便可相對於第三構件L3旋轉(如第9圖中之箭頭A3所示)。

接著請參閱第10圖，隨著樞接機構持續受外力作用，第二構件L2會從第9圖所示的狀態相對於第三構件L3旋轉一第三角度，此時第三樞接件S3會跟著第二構件L2一起相對於第三構件L3旋轉，並使得第三滑動件P3之右端朝向第三樞接件S3的第三凹陷部S31；需特別說明的是，此時第三構件L3的第三限位部L31會抵接第二構件L2，以限制第二構件L2於前述第三角度，並可確保第三滑動件P3之右端正對著第三凹陷部S31；另一方面，第二滑動件P2會沿著第二導槽T2滑入第二凹陷部S21內，以限制 第一構件L1相對於第二構件L2旋轉。

接著請參閱第11圖，當樞接機構由第10圖所示的狀態持續受外力作用時，該外力會對第四樞接件S4之中心軸C4產生一力矩，藉以迫使第三滑動件P3從前述第三凹孔R3沿著第三導槽T3而朝向第三凹陷部S31滑動；需特別說明的是，此時第三滑動件P3因受該力矩作用而逐漸脫離第三凹孔R3，故第三構件L3便可相對於第四構件L4旋轉(如第11圖中之箭頭A4所示)。

最後，如第12圖所示，隨著樞接機構持續受外力作用，第三構件L3會從第11圖所示的狀態相對於第四構件L4旋轉一第四角度，此時第四構件L4的第四限位部L41會抵接第三構件L3，以限制第三構件L3於前述第四角度，且第三滑動件P3會沿第三導槽T3滑入第三凹陷部S31內，以限制第二構件L2相對於第三構件L3旋轉；至此，旋轉件M相對於第四構件L4所旋轉的角度為前述第一、第二、第三、第四角度的總和，使得旋轉件M和第四構件L4可以呈現相互平行的折疊狀態(例如筆記型電腦的閉合狀態)。然而，當使用者欲將樞接機構回復原狀時，則僅需施加一反向之外力至旋轉件M，即可使樞接機構由第12圖所示之折疊狀態回復到第5圖所示之初始狀態。

需特別說明的是，本發明藉由前述設置滑動件於樞接機構內部，可限制樞接機構於同一時間只具有一個旋轉自由度，惟前述滑動件以及相互樞接之構件數量仍可視需要而調整；舉例而言，前述樞接機構亦可僅包含前述旋轉件M、第一、第二構件L1、L2、第一、第二樞接件S1、S2、第一滑動件P1以及相對應之扭力元件W以及鎖固件P，藉以組成一雙節點式(dual-joint) 的樞接機構。

綜上所述，本發明提供一種多節點式(multi-joint)的樞接機構，其具有隱藏在樞接機構內部的滑動件，藉此可用以限制樞接機構於同一時間只具有一個旋轉自由度，以避免樞接機構因多個樞軸同時轉動而導致使用上的不便。此外，由於本發明係直接將滑動件設置在樞接機構內部，因此可兼具有組裝容易、提升美觀性以及有利於產品尺寸微型化等諸多優點。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利 範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。

Claims (13)

1. 一種樞接機構，包括：一旋轉件；一第一構件，具有一第一導槽；一第二構件，樞接該第一構件並具有一第一凹孔；一第一樞接件，樞接該旋轉件以及該第一構件，可相對於該第一構件旋轉，並且具有一第一凹陷部；以及一第一滑動件，可於該第一凹孔以及該第一凹陷部之間移動，其中當該第一滑動件位於該第一凹孔內時，該第一滑動件限制該第一構件相對於該第二構件旋轉，且當該第一滑動件從該第一凹孔沿著該第一導槽滑動到該第一凹陷部時，該第一滑動件限制該旋轉件相對於該第一構件旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之樞接機構，其中當該第一滑動件位於該第一凹孔內且該旋轉件受一外力作用時，該旋轉件相對於該第一構件繞該第一樞接件之中心軸旋轉一第一角度，且該第一滑動件之一端朝向該第一凹陷部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之樞接機構，其中該第一構件具有一第一限位部，當該旋轉件相對於該第一構件旋轉該第一角度時，該第一限位部抵接該旋轉件，以限制該旋轉件於該第一角度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之樞接機構，其中該樞接機構更包括一第二樞接件，用以樞接該第一、第二構件，且當該旋轉件相對於該第一構件旋轉該第一角度時，該外力藉由對該第二樞接件之中心軸產生力矩，以迫使該第一滑動件從該第一凹孔沿著該第一導槽朝向該第一凹陷部滑動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之樞接機構，其中該第二構件具有一第二限位部，且當該第一構件相對於該第二構件旋轉一第二角度時，該第一滑動件位於該第一凹陷部內，且該第二限位部抵接該第一構件，以限制該第一構件於該第二角度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之樞接機構，其中該第二構件具有一第二導槽，該第二樞接件具有一第二凹陷部，且該樞接機構更包括：一第三構件，樞接該第二構件並具有一第二凹孔；以及一第二滑動件，可於該第二凹孔以及該第二凹陷部之間移動，其中當該第二滑動件位於該第二凹孔內時，該第二滑動件限制該第二構件相對於該第三構件旋轉，且當該第二滑動件從該第二凹孔沿著該第二導槽滑動到該第二凹陷部時，該第二滑動件限制該第一構件相對於該第二構件旋轉。
7. 如申請專利範圍第6項所述之樞接機構，其中當該第一構件相對於該第二構件旋轉該第二角度時，該第二滑動件之一端朝向該第二凹陷部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之樞接機構，其中該第三構件具有一第三限位部，且當該第二構件相對於該第三構件旋轉一第三角度時，該第二滑動件位於該第二凹陷部內，且該第三限位部抵接該第二構件，以限制該第二構件於該第三角度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之樞接機構，其中該樞接機構更包括一第三樞接件，用以樞接該第二、第三構件，且當該第二構件相對於該第三構件旋轉該第三角度時，該外力藉由對該第三樞接件之中心軸產生力矩，以迫使該第二滑動件從該第二凹孔沿著該第二導槽朝向該第二凹陷部滑動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之樞接機構，其中該第三構件具有一第三導槽，該第三樞接件具有一第三凹陷部，且該樞機構更包括：一第四構件，樞接該第三構件並具有一第三凹孔；以及一第三滑動件，可於該第三凹孔以及該第三凹陷部之間移動，其中當該第三滑動件位於該第三凹孔內時，該第三滑動件限制該第三構件相對於該第四構件旋轉，且當該第三滑動件從該第三凹孔沿著該第三導槽滑動到該第三凹陷部時，該第三滑動件限制該第二構件相對於該第三構件旋轉。
11. 如申請專利範圍第10項所述之樞接機構，其中當該第二構件相對於該第三構件旋轉該第三角度時，該第三滑動件之一端朝向該第三凹陷部。
12. 如申請專利範圍第11項所述之樞接機構，其中該第四構件具有一第四限位部，且當該第三構件相對於該第四構件旋轉一第四角度時，該第三滑動件位於該第三凹陷部內，且該第四限位部抵接該第三構件，以限制該第三構件於該第四角度。
13. 如申請專利範圍第12項所述之樞接機構，其中該樞接機構更包括一第四樞接件，用以樞接該第三、第四構件，且當該第二構件相對於該第三構件旋轉該第三角度時，該外力藉由對該第四樞接件之中心軸產生力矩，以迫使該第三滑動件從該第三凹孔沿著該第三導槽朝向該第三凹陷部滑動。