TWI812215B - 鉸鏈 - Google Patents

Abstract

一種鉸鏈，包含一轉軸、二樞接件以及一基座。轉軸具有一摩擦段與同軸地延伸於摩擦段的一突出段。各樞接件分別具有一連接件與一套接片。各套接片由相應的連接件的一側邊延伸彎折捲繞形成一套孔。各套接片用於套設於摩擦段，並且在摩擦段的週面上二套接片是分別朝向不同方向彎折捲繞。基座具有一軸孔。摩擦段與套接片共同設置在軸孔中，連接件固定於基座，並且突出段突出於基座之外。

Description

鉸鏈

本發明有關於鉸鏈，特別是關於一種可於正向與反向轉動都能提供扭力阻抗的鉸鏈。

可折疊電子裝置(foldable electronic device)(例如筆記型電腦、可折疊手機或其他電子元件)，是以鉸鏈連接二機體，使得二機體之間的夾角可以在0度(互相疊合)至接近360度之間任意改變。二機體通常可區分為放置於桌面或持握於手上的操作部以及主要顯示部。一般而言，使用者會將夾角調整到適當大小，以在進行操作時可以用舒適的姿勢觀看主要顯示部。

鉸鏈必須提供適當的扭力阻抗，以對抗主要顯示部的自重或電子裝置搖晃時產生的扭力，而維持前述的夾角。提供扭力阻抗的一種是以套接片彎折捲繞在轉軸表面。套接片經由適當的尺寸匹配，與轉軸表面保持接觸，且對轉軸施加一定的壓力；套接片對轉軸的表面產生摩擦力，進而形成對轉軸的摩擦扭力。轉軸相對於套接片轉動時(或連接機體的套接片相對於轉軸轉動)，套接片可以受到帶動而進一步緊迫於轉軸表面而提高摩擦扭力。然而，此種設計因有方向性故在鉸鏈反向轉動時，該套接片會放鬆進而降低摩擦扭力，使得 鉸鏈在正向轉動與反向轉動時提供的扭力阻抗值不一致，甚至在反向轉動時發生扭力阻抗太低的問題。

此外，套接片通常只用干涉方式固定於基座，例如以片狀的連接部插入基座的槽縫中。槽縫或是其他干涉方式通常會存在零件公差，而導致套接片與基座的干涉結構之間存在間隙。因此，套接片會隨著轉軸的轉動而晃動，導致已經捲繞緊迫的套接片放鬆甚至空轉而降低摩擦扭力。同時，套接片與基座的連接處也會在每一次相對轉動的過程中，發生套接片碰撞基座的情況，導致套接片不斷受到衝擊而降低套接片的壽命。

鑑於上述問題，本發明提出一種鉸鏈，結構簡單體積小且提供可於正向於反向轉動都提供適當的扭力阻抗。

本發明提出一種鉸鏈，包含一轉軸、二樞接件以及一基座。轉軸具有一摩擦段與同軸地延伸於摩擦段的一突出段。各樞接件分別具有一連接件與一套接片。各套接片由相應的連接件的一側邊延伸彎折捲繞形成一套孔。各套接片用於套設於摩擦段，並且在摩擦段的週面上二套接片是分別朝向不同方向彎折捲繞。基座具有一軸孔。摩擦段與套接片共同設置在軸孔中，連接件固定於基座，並且突出段突出於基座之外。

在至少一實施例中，突出段的截面小於摩擦段的截面，並且突出段的截面是非圓形設置。

在至少一實施例中，突出段的表面設置有平行於轉軸的軸向的咬合紋路。

在至少一實施例中，各套接片的截面為C字型，並且各套接片前緣不接觸相應的連接件。

在至少一實施例中，基座具有一對位槽，對位槽開設於軸孔的內週面，並且平行於軸孔的軸向延伸，各連接件用於嵌入對位槽，而固定相應的連接件於基座中。

在至少一實施例中，基座還具有二固定孔，貫穿基座的兩面，且垂直於軸孔，且各固定孔連通對位槽，各連接件分別具有一定位孔，與分別與一個固定孔同軸配置；鉸鏈更包含有二固定柱，分別用於穿過二固定孔其中之一與相應的定位孔。

在至少一實施例中，各固定孔具有相應於對位槽一側的一上側段與相應於對位槽另一側的一下側段，且上側段的截面大於下側段的截面，使得各固定孔的中段形成一段差部，並且段差部相應於對位槽；以及各固定柱具有一固定段與一穿置段，固定段的截面大於穿置段；穿置段用以由上側段插入並穿過定位孔而進入下側段，固定段進入下側段壓制連接件於段差部，且穿置段固定於下側段，進而固定固定段與連接件。

在至少一實施例中，鉸鏈更包含一轉動支架，用於固定連接於突出段，轉動支架用以相對於基座轉動，並且帶動轉軸在軸孔中相對於基座轉動。

在至少一實施例中，突出段的截面是非圓形設置；且轉動支架還包含一安裝孔，安裝孔至少一部份的區段的截面是非圓形，並且匹配於突出段，突出段用於插入安裝孔以形成固定連接關係。

在至少一實施例中，轉動支架還包含一安裝孔，並且突出段的表面設置有平行於轉軸的軸向的咬合紋路或突出段的表面設置有凹凸結構，咬合紋路或凹凸結構用於使得突出段以緊配方式結合於安裝孔。

在至少一實施例中，基座於相應於各套接片的部分是局部鏤空配置。

通過上述技術方案，本發明的鉸鏈可於正向與反向轉動過程中都產生扭力阻抗，並且兩個方向的扭力阻抗可以透過二個套接片的配置改變，調整為相似的扭力或所需要的扭力比例關係。本發明的鉸鏈具有結構簡單體積小之特性，有利於縮小尺寸，以利應用於尺寸小的輕薄電子裝置。此外，在至少一實施例中，連接件是透過固定柱固定於基座，基座與連接件之間不存在因為零件公差產生的間隙。因此，樞接件於鉸鏈運作過程中不會發生碰撞基座的情況，提升連接件的壽命，進而提升鉸鏈的使用壽命。

100:鉸鏈

110:轉軸

112:摩擦段

114:突出段

114a:咬合紋路

120:樞接件

122:連接件

122a:定位孔

124:套接片

124a:套孔

130:基座

130a:鏤空結構

132:軸孔

134:對位槽

136:固定孔

136a:上側段

136b:下側段

136c:段差部

140:轉動支架

142:安裝孔

150:固定柱

152:固定段

154:穿置段

圖1是本發明實施例中，成對配置的鉸鏈的立體圖。

圖2是本發明實施例中，鉸鏈的立體圖。

圖3是本發明實施例中，鉸鏈的另一立體圖。

圖4是本發明實施例中，鉸鏈的立體分解圖。

圖5是本發明實施例中，二樞接件與轉軸的立體圖。

圖6是本發明實施例中，二樞接件的立體圖。

圖7是本發明實施例中，基座、樞接件與摩擦段的側視圖。

圖8是本發明實施例中，基座、樞接件與摩擦段的剖視圖，揭露固定柱的固定方式。

圖9是本發明實施例中，轉動支架與突出段的側視圖，揭露轉動支架與突出段的結合方式。

圖10與圖11是本發明實施例中，樞接件、轉動支架與轉軸的側視圖。

圖12與圖13是本發明實施例中，樞接件、轉動支架與轉軸的側視圖。

圖14是本發明另一實施例中，鉸鏈的立體圖。

如圖1、圖2、圖3與圖所示，是本發明實施例所提供的一種鉸鏈100，包含一轉軸110、二樞接件120、一基座130以及一轉動支架140。如圖1、圖2與圖3所示，鉸鏈100可以單獨設置，也可以成對的設置於同一軸線。鉸鏈100用於連接二個機體，使二個機體之間可以相對轉動開闔，組成可折疊(foldable)的電子裝置，其中基座130以及轉動支架140分別連接於二個機體中的一個，並且鉸鏈100可於開啟或闔閉時都能在二機體之間提供適當的扭力。二個成對設置的鉸鏈100可為完全相同的組件，如圖1所示；二個鉸鏈100也可以是鏡射配置於同一軸線上，如圖2所示。當然，二機體之間不限定於以兩個鉸鏈100連接，也可以是以兩個以上的鉸鏈100連接。

如圖4與圖5所示，轉軸110可為高剛性之材質例如不銹鋼所製成。轉軸110具有一摩擦段112與同軸地延伸於摩擦段112的一突出段114。摩擦段112的截面大致為圓形。突出段114的截面小於摩擦段112的截面，並且突出段114的截面是非圓形設置。於一具體實施例中，突出段114的截面可為接近矩形 的配置，並且突出段114的表面設置有平行於軸向的咬合紋路114a或凹凸結構。或，突出段114的截面為近似圓形的配置，但突出段114的表面設置有平行於軸向的咬合紋路114a或突出段114的表面設置有凹凸結構，使得其截面非為圓形。

如圖4與圖5所示，各樞接件120分別具有連接件122與延伸於連接件122的一套接片124。連接件122大致成板片型態。套接片124由連接件122的一側邊延伸彎折捲繞形成一套孔124a，並且套接片124的前緣不接觸連接件122。亦即，套接片124的截面大致呈現C字型，套孔124a的內週面並非完全封閉，而是在套接片124與連接件122的連接處之間形成一狹縫。

如圖4、圖5與圖6所示，套接片124用於套設於轉軸110的摩擦段112，並且在摩擦段112週面上二個套接片124是分別朝向不同方向彎折捲繞。換句話說，二個套接片124是互為反向地套設於摩擦段112。具體而言，套接片124僅套設於轉軸110，套接片124與轉軸110之間並無其他固定的連結關係。套接片124未安裝時，套孔124a的截面可小於摩擦段112的截面；於套接片124套設於轉軸110的摩擦段112後，套接片124被撐張而彈性變形，而與摩擦段112保持接觸，使得套接片124對摩擦段112施加壓力而產生摩擦力，進而形成對轉軸110的摩擦扭力。

如圖4與圖7所示，基座130具有軸孔132。轉軸110的摩擦段112與二個套接片124共同設置在軸孔132中，連接件122固定於基座130，並且突出段114突出於基座130之外。

如圖4與圖7所示，基座130還具有對位槽134，對位槽134開設於軸孔132的內週面，並且平行於軸孔132的軸向延伸。同時，對位槽134至少有一端在軸孔132的開口是開放設置。連接件122用於嵌入對位槽134，而固定連接件 122於基座130中，限制套接片的旋轉與直線移動動作，使得套接片124不會在軸孔132中相對於基座130轉動或直線位移。

如圖4、圖6與圖8所示，基座130還具有二固定孔136，貫穿基座130的兩面，且垂直於軸孔132。固定孔136連通對位槽134，並且固定孔136具有相應於對位槽134一側的上側段136a與相應於對位槽134另一側的下側段136b，且上側段136a的截面大於下側段136b的截面，使得固定孔136的中段形成一段差部136c，並且段差部136c相應於對位槽134。各連接件122分別具有定位孔122a，與固定孔136同軸配置。

如圖4、圖6與圖8所示，鉸鏈100還包含二固定柱150。固定柱150具有固定段152與穿置段154，固定段152的截面大於穿置段154。固定柱150以穿置段154由上側段136a插入固定孔136，穿置段154並穿過定位孔122a而進入下側段136b。固定段152進入下側段136b，而使得固定段152以大截面將連接件122壓制在段差部136c上。固定段152固定於上側段136a中，且穿置段154固定於下側段136b。固定段152可以透過緊迫的固定手段固定於上側段136a，而穿置段154可以透過螺合方式固定於下側段136b。以圖8顯示的方向作為例示說明；固定段152固定於上側段136a可限制固定柱的軸向位移(即在圖8中的上、下位移)，穿置段154固定於下側段136b，限制固定段152與連接件122的上下位移，使得連接件122可以維持壓制在段差部136c上的狀態，而不會在圖中上下晃動而碰撞基座130。因此，連接件122可緊密地固定於對位槽134，不因公差、間隙等因素晃動。

如圖2、圖4與圖9所示，轉動支架140用於固定連接於轉軸110的突出段114，使得轉動支架140可相對於基座130轉動，並且帶動轉軸110在軸孔132中相對於基座130轉動。轉動支架140還包含一安裝孔142。安裝孔142至少一 部份的區段的截面是非圓形，並且匹配於轉軸110的突出段114。因此，突出段114可插入安裝孔142後形成固定連接關係，使得轉動支架140不會相對於轉軸110空轉。此外，咬合紋路114a或凹凸結構可用於使得突出段114以緊配方式結合於安裝孔142中，而使得轉動支架140不會由轉軸110脫落。

此外，基座130與轉動支架140上可分別設置穿孔，用於供螺絲、鉚釘等固定元件穿過，以分別固定基座130與轉動支架140於二個機體，使二個機體之間可以相對轉動開闔。轉動支架140也可以省略，而直接以轉軸110的突出段114連接一個機體，此時，安裝孔142可以改為配置在這個機體上。

參閱圖10與圖11所示，為二個互為反向套接於摩擦段112套接片124，且轉動支架140帶動轉軸110逆時針轉向。從圖中可見到套接片124分別沿著不同方向延伸套接於摩擦段112。

如圖10所示，當轉動支架140帶動轉軸110逆時針轉向時，摩擦段112的轉動方向匹配圖10的套接片124的延伸方向，使得套接片124被帶動而進一步纏繞摩擦段112，提升套接片124對摩擦段112的壓力，進而提升摩擦扭力；亦即，此時圖10的套接片124所提供的扭力阻抗值上升。

如圖11所示，相反地，摩擦段112的轉動方向相反於圖11的套接片124的延伸方向，因此套接片124被帶動而放鬆，降低套接片124對摩擦段112的壓力，而使得摩擦扭力下降；亦即，此時圖11的套接片124所提供的扭力阻抗值下降。

由於本案透過固定柱150固定連接件122，連接件122可緊密地固定於對位槽134，不因公差、間隙等因素晃動，因此可以避免圖10中右側的套接片124因為晃動而由纏繞、壓迫狀態轉為放鬆，維持良好的扭力阻抗。

參閱圖12與圖13所示，為二個互為反向套接於摩擦段112套接片124，且轉動支架140帶動轉軸110順時針轉向。從圖中可見到套接片124分別沿著不同方向延伸套接於摩擦段112。

如圖12所示，當轉動支架140帶動轉軸110順時針轉向時，摩擦段112的轉動方向相反於圖13中套接片124的延伸方向，因此套接片124被帶動而放鬆，降低套接片124對於摩擦段112壓力降低，而使得摩擦扭力下降；亦即，此時圖12的套接片124所提供的扭力阻抗值下降。

如圖13所示，相反地，摩擦段112的轉動方向匹配圖13中的套接片124的延伸方向，使得套接片124被帶動而進一步纏繞摩擦段112，提升套接片124對摩擦段112的壓力，進而提升而形成摩擦扭力；亦即，此時圖13的套接片124所提供的扭力阻抗值上升。

如圖10至圖13所示，二個套接片124互為反向地套設於轉軸110時，可以在轉軸110轉向任一方向時，分別呈現放鬆與緊迫於轉軸110，而對轉軸110產生扭力。轉軸110在正向與反向轉動時都會被施予摩擦扭力，提供摩擦扭力的二個套接片124可為相同形式，因此，轉軸110正向與反向轉動時承受的扭力阻抗可為相近。在不同場合中，若需要轉軸110在正向與反向轉動時承受不同摩擦扭力，只要改變二個套接片124的其中之一為不同尺寸，即可得到不同的扭力阻抗。

如圖14所示，套接片124與基座130並不需要存在摩擦、緊配配置關係，因此在不同實施例中，基座130於相應於套接片124的部分，可以是局部鏤空結構130a配置。

通過上述技術方案，本發明的鉸鏈100可於正向與反向轉動過程中都產生扭力阻抗，並且兩個方向的扭力阻抗可以透過二個套接片124的配置改變，調整為相似的扭力或所需要的扭力比例關係。本發明的鉸鏈100具有結構簡單體積小之特性，有利於縮小尺寸，以利應用於尺寸小的輕薄電子裝置。此外，在至少一實施例中，樞接件120是透過固定柱150固定於基座130，基座130與樞接件120的連接件122之間不存在因為零件公差產生的間隙。樞接件120於鉸鏈100運作過程中不會發生碰撞基座130的情況，提升樞接件120的壽命，進而提升鉸鏈100的使用壽命。

100:鉸鏈

110:轉軸

112:摩擦段

114:突出段

114a:咬合紋路

120:樞接件

130:基座

132:軸孔

134:對位槽

136:固定孔

140:轉動支架

142:安裝孔

150:固定柱

Claims (8)

1. 一種鉸鏈，包含：一轉軸，具有一摩擦段與同軸地延伸於該摩擦段的一突出段；二樞接件，分別具有一連接件與一套接片；其中，各該套接片由相應的該連接件的一側邊延伸彎折捲繞形成一套孔；各該套接片用於套設於該摩擦段，並且在該摩擦段的週面上該二套接片是分別朝向不同方向彎折捲繞；以及一基座，具有一軸孔；該摩擦段與該些套接片共同設置在該軸孔中，該連接件固定於該基座，並且該突出段突出於該基座之外；其中，該基座更具有一對位槽以及二固定孔；該對位槽開設於該軸孔的內週面，並且平行於該軸孔的軸向延伸，各該連接件用於嵌入該對位槽，而固定相應的該連接件於該基座中；且該二固定孔貫穿該基座的兩面，且垂直於該軸孔，且各該固定孔連通該對位槽；各該連接件分別具有一定位孔，與分別與一個該固定孔同軸配置；其中，該鉸鏈更包含有二固定柱，分別用於穿過該二固定孔其中之一與相應的定位孔，其中：各該固定孔具有相應於該對位槽一側的一上側段與相應於該對位槽另一側的一下側段，且該上側段的截面大於該下側段的截面，使得各該固定孔的中段形成一段差部，並且該段差部相應於該對位槽；以及各該固定柱具有一固定段與一穿置段，該固定段的截面大於該穿置段以及該定位孔；該穿置段用以由該上側段插入並穿過該定位孔而進入該下側段，該固定段進入下側段壓制該連接件於該段差部，且該穿置段固定於該下側段，進而固定該固定段與該連接件。
2. 如請求項1所述的鉸鏈，其中，該突出段的截面小於該摩擦段的截面，並且該突出段的截面是非圓形設置。
3. 如請求項1所述的鉸鏈，其中，該突出段的表面設置有平行於該轉軸的軸向的咬合紋路，或該突出段的表面設置有凹凸結構。
4. 如請求項1所述的鉸鏈，其中，各該套接片的截面為C字型，並且各該套接片前緣不接觸相應的該連接件。
5. 如請求項1所述的鉸鏈，更包含一轉動支架，用於固定連接於該突出段，該轉動支架用以相對於該基座轉動，並且帶動該轉軸在該軸孔中相對於該基座轉動。
6. 如請求項5所述的鉸鏈，其中，該突出段的截面是非圓形設置；且該轉動支架還包含一安裝孔，該安裝孔至少一部份的區段的截面是非圓形，並且匹配於該突出段，該突出段用於插入該安裝孔以形成固定連接關係。
7. 如請求項5所述的鉸鏈，其中，該轉動支架還包含一安裝孔，並且該突出段的表面設置有平行於該轉軸的軸向的咬合紋路或該突出段的表面設置有凹凸結構，該咬合紋路或該凹凸結構用於使得該突出段以緊配方式結合於該安裝孔。
8. 如請求項1所述的鉸鏈，其中，該基座於相應於各該套接片的部分是局部鏤空配置。

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