TWI848650B - 同步式雙軸鉸鏈 - Google Patents

Abstract

一種同步式雙軸鉸鏈，包括基座、第一轉軸、第二轉軸以及至少一連動件。第一轉軸與第二轉軸分別樞設於基座。連動件的相對兩端分別樞接第一轉軸與第二轉軸，以使第一轉軸與第二轉軸通過連動件而相對於基座同步樞轉。連動件具有扭力部，位在所述相對兩端的其中之一，扭力部與第一轉軸或第二轉軸在同步樞轉的過程中產生扭力。

Description

同步式雙軸鉸鏈

本發明是有關於一種鉸鏈，且特別是有關於一種同步式雙軸鉸鏈。

近年來，可撓式螢幕已廣泛地應用於各種折疊式電子裝置，因此伴隨而來的，便是能符合可撓式螢幕之彎折/展開需求的同步式雙軸鉸鏈的產生。一般而言，此類鉸鏈通常是採用多個彼此嚙合的正齒輪作為兩個轉軸之間的連動齒輪，使兩個轉軸的其中一者轉動時能夠透過連動齒輪而帶動另一個轉軸轉動，達到同步轉動的連動效果。

然而，對於鉸鏈而言，除了上述連動效果外，還需顧及其原本所應具有的扭力需求，因此現有作法便是將相關扭力元件與前述連動所需的正齒輪沿軸線依序疊置。

但，如此一來，上述疊置後的鉸鏈，反而因構件體積增加，而不利於折疊式電子裝置在輕薄短小的發展趨勢，也就是如果需要應用在小型化的電子裝置時將會成為問題，故明顯具有改良的空間。

本發明提供一種同步式雙軸鉸鏈，能在維持其所需扭力與同動效果的前提下，有效地降低其結構體積。

本發明的同步式雙軸鉸鏈，包括基座、第一轉軸、第二轉軸以及至少一連動件。第一轉軸與第二轉軸分別樞設於基座。連動件的相對兩端分別樞接第一轉軸與第二轉軸，以使第一轉軸與第二轉軸通過連動件而相對於基座同步樞轉。連動件具有扭力部，位在所述相對兩端的其中之一，扭力部與第一轉軸或第二轉軸在同步樞轉的過程中產生扭力。

基於上述，同步式雙軸鉸鏈通過連動件的相對兩端分別樞接第一轉軸與第二轉軸，而使第一轉軸(或第二轉軸)的樞轉運動通過連動件而傳遞至第二轉軸(或第一轉軸)，以達到所需的同動效果。更重要的是，連動件的扭力部位於所述相對兩端的其中之一，進而使連動件在樞轉過程中也能因此與第一轉軸或第二轉軸產生扭力，因此讓連動件能兼具同步連動與扭力提供的能力，以使同步式雙軸鉸鏈能有效地降低其結構所佔的空間，而利於讓同步式雙軸鉸鏈適用於小型或薄形化的折疊式電子裝置。

100:同步式雙軸鉸鏈

110:第一轉軸

111、112、113、121、122、123:區段

120:第二轉軸

130:基座

131:部件一

131a、132a:弧形槽

131b、132b:凸部

131c:U形槽

132:部件二

133:部件三

133a、133b:凸部

141:第一支架

141a、142a、161、162:止擋凸部

141b、142b、171:抵壓凸部

142:第二支架

143:第三支架

143a、144a:弧形凸部

143b、144b:狹槽

144:第四支架

151、152:彈簧

160:托架一

170:托架二

180:托架三

C1、C2、C3:扭力部

CX:中心軸

K1、K2:扣環

L1、L2:連動件

M1:第一支臂

M2:第二支臂

P1、P2、P3、P4、P5、P6:樞接柱

T1、T2:滑動部

X1、X2:旋轉軸線

圖1是依據本發明一實施例的同步式雙軸鉸鏈的示意圖。

圖2A與圖2B是圖1的同步式雙軸鉸鏈的爆炸圖。

圖3A與圖3B分別是圖2B部分構件以不同視角繪示其對應關係的示意圖。

圖4與圖5是圖1的同步式雙軸鉸鏈於不同狀態的示意圖。

圖6是圖1的同步式雙軸鉸鏈的側視圖。

圖7與圖8分別是圖4與圖5的同步式雙軸鉸鏈的側視圖。

圖9繪示本發明另一實施例的連動件的示意圖。

圖1是依據本發明一實施例的同步式雙軸鉸鏈的示意圖。圖2A與圖2B是圖1的同步式雙軸鉸鏈的爆炸圖，由於構件數量較多，故拆分為兩部分，而兩圖同時繪示相同構件以作為參考基準。請同時參考圖1與圖2A、圖2B，在本實施例中，同步式雙軸鉸鏈100，適用於折疊式電子裝置以對機體與可撓式螢幕提供折疊閉闔(folding)或展開(unfolding)的功能，其包括基座130、第一轉軸110、第二轉軸120以及至少一連動件(在此以兩組連動件L1、L2為例)。第一轉軸110與第二轉軸120分別樞設於基座130。連動件L1、L2的相對兩端分別樞接第一轉軸110與第二轉軸120，以使第一轉軸110與第二轉軸120通過連動件L1、L2而相對於基座130進行同步樞轉。在此，連動件L1、L2具有扭力部C1、C2，位在所述相對兩端的其中之一，扭力部C1、C2與第一轉軸110或第二轉軸120在同步樞轉的過程中產生扭力。

再者，本實施例的連動件L1、L2的相對兩端分別樞接在第一轉軸110的偏心處與第二轉軸120的偏心處，且連動件L1、L2的相對兩端處分別設有扭力部C1、C2與滑動部T1、T2，以利於連動件L1、L2通過扭力部C1、C2樞接第二轉軸120與第一轉軸110，且通過滑動部T1、T2可滑動地且可樞轉地耦接於第一轉軸110與第二轉軸120。

進一步地說，以連動件L2為例，其相對兩端設有扭力部C2與滑動部T2，樞接柱P1穿過第一轉軸110於區段111的樞接孔後，接著穿過扭力部C2，之後再樞接於區段111的另一樞接孔。樞接柱P2則是穿過第二轉軸120於區段121的樞接孔後，接著穿過滑動部T2，之後再樞接於區段121的另一樞接孔。

類似地，對於連動件L1而言，樞接柱P3穿過第一轉軸110於區段111的樞接孔後，接著穿過滑動部T1，之後再樞接於區段111的另一樞接孔，而樞接柱P4穿過第二轉軸120於區段121的樞接孔後，接著穿過扭力部C1，之後再樞接於區段121的另一樞接孔。

經上述連動件L1、L2與第一轉軸110、第二轉軸120的樞接關係確立後，第一轉軸110與第二轉軸120即是通過連動件L1、L2而達到同步轉動的運動效果，其中連動件L1、L2與第一轉軸110、第二轉軸120的樞接處，皆偏心於第一轉軸110的旋轉軸線X1，且偏心於第二轉軸120的旋轉軸線X2。在此，連動件L1、L2與第一轉軸110、第二轉軸120形成四連桿機構。在另一 未繪示的實施例中，僅以連動件L1或僅以連動件L2，於技術上也能達到所需的連動效果。

值得注意的是，本實施例的扭力部C1、C2是C形槽，分別樞接第二轉軸120的樞接柱P4與第一轉軸110的樞接柱，所述C形槽與樞接柱P4、P1相對樞轉時產生摩擦力以作為所述扭力。換句話說，本實施例是以C形槽的槽壁接觸樞接柱P4、P1的柱面，以在產生相對轉動時產生摩擦力，進而使所述摩擦力可供作為同步式雙軸鉸鏈100所需之扭力。

在本實施例中，連動件L1、L2各自是由多片結構彼此疊置在一起，在此並未限制疊置數量，在前述摩擦力是隨著疊置數量而增加的前提之下，設計者可依據同步式雙軸鉸鏈100所需之扭力，而對應調整多片結構的疊置數量。

另外，本實施例的滑動部T1、T2分別是狹槽，以讓第一轉軸110的樞接柱P3，及第二轉軸120的樞接柱P2可滑動地且可樞轉地耦接於狹槽。此舉使連動件L1、L2在隨著第一轉軸110、第二轉軸120旋轉連動時提供行程補償，避免構件干涉而產生運動死點，後續會有進一步說明。

如圖2A與圖2B所示，本實施例的同步式雙軸鉸鏈100還包括第一支架141與第二支架142，第一支架141套接於第一轉軸110以與第一轉軸110同步旋轉，第二支架142套接於第二轉軸120以與第二轉軸120同步旋轉。在此，第一支架141具有一對第一支臂M1，第一轉軸110的區段112穿接於第一支臂M1及 其間，且因區段112是呈具有切面的局部圓柱外形，而第一支臂M1的開孔也是呈具有切面的局部圓柱孔，因此二者相互適配後即不會產生相對旋轉，以達到前述同步之所需。同樣地，第二支架142具有一對第二支臂M2，第二轉軸120的區段122用以穿接於第二支臂M2及其間，其適配與同步狀態與前述第一支臂M1及第一轉軸110的適配、同步關係相同，故不再贅述。此外，同時參考圖2A與圖2B，第一轉軸110的(末端)區段113在穿過第一支臂M1後是可樞轉地嵌合於基座130的U形槽131c，而第二轉軸120的(末端)區段123在穿過第二支臂M2後是可樞轉地嵌合於基座130的(另一)U形槽131c。

如圖2A與圖2B所示，本實施例的同步式雙軸鉸鏈100還包括第三支架143、第四支架144與一對樞接柱P5、P6，其中第三支架143與第四支架144分別可旋轉地設置於基座130，而第三支架143與第四支架144各具有狹槽143b、144b，樞接柱P5穿過狹槽143b後樞接第一支架141，並以扣環K1限位於第一支架141，且同時可樞轉地且可滑動地耦接於第三支架143的狹槽143b，進而使第三支架143受第一支架141驅動而相對於基座130旋轉。樞接柱P6穿過狹槽144b後樞接第二支架142，並以扣環K2限位於第二支架142，且同時可樞轉地且可滑動地耦接於第四支架144的狹槽144b，進而使第四支架144受第二支架142驅動而相對於基座130旋轉。

在本實施例中，第三支架143與第四支架144各具有弧 形凸部143a、144a，而基座130具有一對弧形槽131a、132a，弧形凸部143a、144a分別可滑動地耦接於弧形槽132a、131a。進一步地說，基座130包括部件一131、部件二132與部件三133，部件三133組裝在部件一131與部件二132之間，並在部件三133的相對兩側形成前述弧形槽。如圖2A所示，部件三133在組裝至部件一131與部件二132的同時，也以直立板結構分隔在部件一131的弧形槽131a與部件二132的弧形槽132a之間，進而使部件三133的兩個凸部133a、133b(位於前述直立板結構的相對兩表面)能分別面對部件一131的凸部131b與部件二132的凸部132b，以分別形成前述弧形槽131a、132a而供弧形凸部143a、144a可滑動地耦接其中。

如圖2B所示，本實施例的同步式雙軸鉸鏈100，還包括托架一160、托架二170與托架三180，第一轉軸110與第二轉軸120分別可樞轉地依序貫穿托架一160、托架二170與托架三180。在此，托架二170與托架三180套設於第一轉軸110的區段112是位在該對第一支臂M1之間，而托架二170與托架三180套設於第二轉軸120的區段122是位在該對第二支臂M2之間。再者，同步式雙軸鉸鏈100還包括一對彈簧151、152，分別抵接在托架二170與托架三180之間，而分別套設第一轉軸110與第二轉軸120，其中彈簧151、152的彈力用以驅動托架二170結構抵接於第一支臂M1的其中之一與第二支臂M2的其中之一，且驅動托架三180結構抵接於另一第一支臂M1與另一第二支臂M2。

圖3A與圖3B分別是圖2B部分構件以不同視角繪示其對應關係的示意圖。請先參考圖2B與3B，在本實施例中，托架一160抵接第一支架141與第二支架142，且位在第三支架143與第四支架144的相對側，其中一第一支臂M1具有止擋凸部141a，而托架一160具有止擋凸部161以與止擋凸部141a對應，其中一第二支臂M2具有止擋凸部142a，而托架一160具有另一止擋凸部162以與止擋凸部142a對應。如此一來，彼此對應的止擋凸部141a、161，以及彼此對應的止擋凸部142a、162，能有效地提供第一支架141與第二支架142進行樞轉時的止擋之用，以限定樞轉角度。

接著，請參考圖2B與圖3A，在本實施例中，其中一第一支臂M1具有抵壓凸部141b，其中一第二支臂M2具有抵壓凸部142b，而托架二170具有一對抵壓凸部171，分別對應抵壓凸部141b與抵壓凸部142b。如前述彈簧151、152的存在，因此托架二170得以與第一支臂M1通過抵壓凸部171、抵壓凸部141b抵接在一起，且托架二170也能通過抵壓凸部171、抵壓凸部142b抵接在一起。據此，所示抵壓凸部171、141b、142b的存在，也能提供第一支架141、第二支架142樞轉時的扭力。

圖4與圖5是圖1的同步式雙軸鉸鏈於不同狀態的示意圖。圖6是圖1的同步式雙軸鉸鏈的側視圖。圖7與圖8分別是圖4與圖5的同步式雙軸鉸鏈的側視圖。由此可知，圖1、圖4與圖5的狀態實質上分別對應圖6至圖8的狀態。

請先參考圖6並對照圖1與圖2B，在本實施例中，連動件L1、L2分別是彼此疊置的多片結構而可將其區分為如連動件L1、L2的兩組件，且進一步參考圖7與圖8還可發現，連動件L1、L2是相對於中心軸CX而呈對稱設置，也就是讓中心軸CX平行第一轉軸110之旋轉軸線X1與第二轉軸120之旋轉軸線X2，且中心軸CX與第一轉軸110之旋轉軸線X1的相對距離，相等於中心軸CX與第二轉軸120之旋轉軸線X2的相對距離。

再者，本實施例於圖6特別將連動件L1與連動件L2的其中一部件取出並下移，以與圖1對照而能清楚得知連動件L1、L2分別與第一轉軸110、第二轉軸120的樞接關係。同時也能確認扭力部C1、C2與滑動部T1、T2與樞接柱P1~P4的對應關係。

另一方面，從圖6至圖8還可進一步得知，第三支架143的旋轉軸線與第四支架144的旋轉軸線，分別平行且異於第一支架141的旋轉軸線(相當於第一轉軸110的旋轉軸線X1)與第二支架142的旋轉軸線(相當於第二轉軸120的旋轉軸線X2)。換句話說，第一支架141的旋轉中心與第三支架143的旋轉中心並非一致，且第二支架142的旋轉中心與第四支架144的旋轉中心並非一致。此舉正是因為本實施例的同步式雙軸鉸鏈100適用於可撓式螢幕(未繪示)的彎折閉闔或攤平展開之用，因此考量可撓式螢幕於彎折閉闔時，其彎折處需有較大的容置空間，故而使第一支架141與第二支架142呈現一種轉折狀態，而使第三支架143與第四支架144呈現另一種轉折狀態。

圖9繪示本發明另一實施例的連動件的示意圖。請參考圖9並對照圖6，本實施例以連動件L2為例，其扭力部C3實質上是一樞接孔，以樞接至樞接柱P1，樞接孔與樞接柱P1相對樞轉時產生摩擦力以作為所述扭力，而同樣能達到前述C形槽(扭力部C1、C2)之扭力效果。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，同步式雙軸鉸鏈通過連動件的相對兩端分別樞接第一轉軸與第二轉軸，而使第一轉軸(或第二轉軸)的樞轉運動通過連動件而傳遞至第二轉軸(或第一轉軸)，以達到所需的同動效果。更重要的是，連動件的扭力部位於所述相對兩端的其中之一，進而使連動件在樞轉過程中也能因此與第一轉軸或第二轉軸產生扭力，因此讓連動件能兼具同步連動與扭力提供的能力，以使同步式雙軸鉸鏈能有效地降低其結構所佔的空間，而利於讓同步式雙軸鉸鏈適用於小型或薄形化的折疊式電子裝置。

再者，連動件的另一端提供滑動部，以讓第一轉軸或第二轉軸的樞接柱是以可滑動地且可樞轉地耦接於滑動部，進而在第一轉軸與第二轉軸進行同步樞轉的過程中，作為補償連動件的行程之用，以避免連動件的活動裕度不足而產生與第一轉軸、第二轉軸的干涉情形。

此外，同步式雙軸鉸鏈還包括第一支架、第二支架、第三支架與第四支架，其中第一支架與第二支架樞接於第一轉軸與第二轉軸，以與第一轉軸、第二轉軸同步旋轉。第三支架與第四支架 則以滑動合併樞轉的結構而分別與第一支架、第二支架連接並受其驅動，進而使第三支架的旋轉中心與第四支架的旋轉中心，是平行但異於第一支架(第一轉軸)與第二支架(第二轉軸)的旋轉中心。此舉讓第三支架與第四支架的樞轉相較於第一支架及第二支架的樞轉存在額外的移動效果，以利於同步式雙軸鉸鏈適配於於可撓式螢幕的彎折閉闔及攤平展開等需求。

100:同步式雙軸鉸鏈

110:第一轉軸

111、121:區段

120:第二轉軸

130:基座

131:部件一

132:部件二

133:部件三

141:第一支架

142:第二支架

143:第三支架

144:第四支架

151、152:彈簧

160:托架一

170:托架二

180:托架三

K2:扣環

L1、L2:連動件

P1、P2、P6:樞接柱

X1、X2:旋轉軸線

Claims (18)

1. 一種同步式雙軸鉸鏈，包括：一基座；一第一轉軸，樞設於該基座；一第二轉軸，樞設於該基座；以及至少一連動件，該連動件的相對兩端分別樞接該第一轉軸與該第二轉軸，以使該第一轉軸與該第二轉軸通過該連動件而相對於該基座同步樞轉，其中該連動件具有一扭力部，位在該相對兩端的其中之一，該扭力部與該第一轉軸或該第二轉軸在所述同步樞轉的過程中產生扭力，該同步式雙軸鉸鏈還包括一第一支架、一第二支架、一第三支架與一第四支架，該第一支架套接於該第一轉軸以與該第一轉軸同步旋轉，該第二支架套接於該第二轉軸以與該第二轉軸同步旋轉，該第三支架與該第四支架分別可旋轉地設置於該基座，其中該第三支架的旋轉軸線與該第四支架的旋轉軸線，分別平行且異於該第一支架的旋轉軸線與該第二支架的旋轉軸線。
2. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該扭力部是一C形槽，樞接該第一轉軸或該第二轉軸的一樞接柱，該C形槽與該樞接柱相對樞轉時產生摩擦力以作為所述扭力。
3. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該扭力部是一樞接孔，樞接該第一轉軸或該第二轉軸的一樞接柱，該樞接孔與該樞接柱相對樞轉時產生摩擦力以作為所述扭力。
4. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該連動件的該相對兩端分別樞接在該第一轉軸的偏心處與該第二轉軸的偏心處，該連動件還具有一滑動部，位在該相對兩端的其中之另一，該第一轉軸或該第二轉軸可滑動地且可樞轉地耦接於該滑動部。
5. 如請求項4所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該滑動部是一狹槽，該第一轉軸或該第二轉軸的一樞接柱可滑動地且可樞轉地耦接於該狹槽。
6. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，還包括一對樞接柱，而該第三支架與該第四支架各具有一狹槽，該對樞接柱的其中之一樞接該第一支架，同時可樞轉地且可滑動地耦接於該第三支架的該狹槽，以使該第三支架受該第一支架驅動而相對於該基座旋轉，該對樞接柱的其中之另一樞接該第二支架，同時可樞轉地且可滑動地耦接於該第四支架的該狹槽，以使該第四支架受該第二支架驅動而相對於該基座旋轉。
7. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該第三支架與該第四支架各具有一弧形凸部，而該基座具有一對弧形槽，該對弧形凸部分別可滑動地耦接於該對弧形槽。
8. 如請求項7所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該基座包括一部件一、一部件二與一部件三，該部件三組裝在該部件一與該部件二之間，並在該部件二的相對兩側形成該對弧形槽。
9. 如請求項8所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該第一轉軸的末端與該第二轉軸的末端分別可樞轉地嵌入該部件一的一對U形槽。
10. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，還包括一托架一、一托架二與一托架三，該第一轉軸與該第二轉軸分別可樞轉地依序貫穿該托架一、該托架二與該托架三。
11. 如請求項10所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該第一支架具有一對第一支臂，套接該第一轉軸，該第二支架具有一對第二支臂，套接該第二轉軸，該托架二與該托架三套設於該第一轉軸的部分是位在該對第一支臂之間，該托架二與該托架三套設於該第二轉軸的部分是位在該對第二支臂之間。
12. 如請求項11所述的同步式雙軸鉸鏈，還包括一對彈簧，分別抵接在該托架二與該托架三之間。
13. 如請求項11所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該對第一支臂的其中之一與該托架一分別具有彼此抵接的止擋凸部，該對第二支臂的其中之一與該托架一分別具有彼此抵接的另一止擋凸部。
14. 如請求項11所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該托架二與該對第一支臂的其中之一具有彼此抵接的抵壓凸部，而該托架三與該對第二支臂的其中之一具有彼此抵接的抵壓凸部。
15. 如請求項10所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該托架一抵接該第一支架與該第二支架，且位在該第三支架與該第四支架的相對側。
16. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該連動件是彼此疊置在一起的多片結構。
17. 如請求項1所述的同步式雙軸鉸鏈，包括多個連動件，區分為兩組件且相對於一中心軸呈對稱設置，該中心軸平行該第一轉軸之旋轉軸線與該第二轉軸之旋轉軸線，且該中心軸與該第一轉軸之旋轉軸線的相對距離，相等於該中心軸與該第二轉軸之旋轉軸線的相對距離。
18. 如請求項17所述的同步式雙軸鉸鏈，其中該兩組件與該第一轉軸、第二轉軸形成四連桿機構。

Images