TWM499039U

TWM499039U - 多軸式轉軸裝置

Info

Publication number: TWM499039U
Application number: TW103220470U
Authority: TW
Inventors: An-Szu Hsu; Way-Han Dai; Chun-Han Lin
Original assignee: First Dome Corp
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2015-04-11
Also published as: CN204327738U

Description

多軸式轉軸裝置

本創作有關一種多軸式轉軸裝置；特別是指一種可供組合於電子設備，形成多個旋轉軸心的轉軸結構，而能提高旋轉自由度，使電子設備在具備有扭力作用的效果下，更平順地轉動展開或閉合。

應用因外力可往復轉動自如的樞軸或轉軸，來配裝在電子器物上，例如行動電話、筆記型電腦、PDA、數位取像機、電子書等，使其蓋、顯示螢幕或觀景窗可轉動而具有開、閉作用，係已為習知技藝。例如，台灣第97222022號「轉軸結構」、第96217011號「樞軸定位構件」、及第98207366號「樞軸結構」等專利案，係提供了典型的實施例。

假設以筆記型電腦之類的電子設備為說明例，通常包括系統端的機體模組及顯示用的顯示模組；機體模組及顯示模組之間則使用樞軸器連接，並且使顯示模組能以該樞軸器為動作軸心向上打開成使用狀態，或反向將顯示模組閉合於機體模組上而成為閉合狀態。這類樞軸器的重要性在於它作為電子設備的動作軸心之外，結構設計上還必須考慮到顯示模組打開到達操作角度（例如，筆記型電腦的顯示螢幕通常打開到135°左右）的位置時，樞軸器本身結構能具有足夠的支撐力量，提供顯示螢幕或顯示模組在該操作角度位置形成定位。

為了使電子器物的顯示模組（例如，螢幕）及/或機體模組在使用方面具備有更多的操作模式和應用範圍，習知技藝也已揭露一種在顯示模組和機體模組之間設置雙轉軸，使顯示模組及/或機體模組可產生不同操作模式或轉動角度的結構。例如，台灣第99211350號「雙樞軸樞紐器」、US 7512426 B2「MOBILE COMMUNICATIONS DEVICE WITH SYNCHRONISING HINGE」專利案等，係提供了可行的實施例。

一個有關這類轉軸或樞軸器在操作、運動和結構設計方面的課題是，上述習用樞軸器考量到支撐結構強度及動作順暢度，通常是以兩組分佈的方式，設置在電子設備（如筆記型電腦）的顯示模組及機體模組端邊樞接處的兩側位置。因此，在操作顯示螢幕或顯示模組轉動掀開時，轉軸的協調性較不理想；同時，兩個設置在接近同一中心線的樞軸器旋轉自由度也受到限制，使得整個電子設備無論打開或閉合的轉動過程，動作順暢度較差。

為了改善上述情形，習知技藝也揭示了一種樞軸器應用多個旋轉中心的技術手段；例如，台灣第101224879號「多節式轉軸結構」、第101224880號「插組式多節轉軸結構」專利案等，係提供了具體的實施例。所述的參考資料應用主動關節組和隨動關節組的組合；主動關節組兩相對的關節片之間設置一中間連動片組，以及兩相對的關節片設有同步引動部，銜接中間連動片組。隨動關節組具有兩隨動片，設置在該主動關節組兩相對的關節片間。所述相對的關節片朝內端位置對應隨動片朝外端的位置，組合一軸銷；上述中間連動片組朝外端的位置對應各隨動片朝內端的位置，組合一軸銷；使多數主動關節組及隨動關節組併合排列，以多個旋轉中心自由旋轉，而共同形成一多節式轉軸結構。

代表性的來說，這些參考資料顯示了在有關轉軸或其相關結合組件在使用和結構設計方面的情形。如果重行設計考量該轉軸和相關組件結構，以及上述的應用情形，使其不同於習用者，將可改變它的使用型態，而有別於舊法；實質上，也會增加它的應用範圍和操作方面的簡便性。例如，考量使該轉軸或其相關結合組件在符合同步運動的結構設計、操作簡便的條件下，提供一個扭力關節機構，增加該同步運動的轉軸在操作配合方面的穩定性和定位或固定效果；同時，可依據傳動規格，簡便的改變或調整該扭力關節機構的數量或扭力，並且符合電子器物輕巧、薄型化的造型設計要求。而這些課題在上述的參考資料中均未被具體教示或揭露。

本創作主要目的在提供一種多軸式轉軸裝置，能提高這類轉軸裝設於電子設備時的旋轉自由度，並且使該轉軸的操作在具有扭力作用的條件下，獲得操作穩定和定位效果。包括主動關節組、隨動關節組和扭力關節組的組合。主動關節組設有兩相對的關節件和銜接於其間的至少一連動器；扭力關節組設有兩相對的關節件和位於其間的至少一扭力器。隨動關節組設於該主動關節組或扭力關節組兩相對的關節件之間，包括至少兩隨動器；兩隨動器的相對端設有同步引動部銜接，而形成連動。以及，扭力關節組的關節件朝內端的位置設有單向包軸部，扭力關節組的扭力器設置有雙向包軸部。

因此，主動關節組之關節件朝內端的位置、扭力關節組朝內端的單向包軸部對準該隨動器朝外端的位置，分別組合第一軸銷、第二軸銷；主動關節組連動器、扭力關節組扭力器的雙向包軸部對準該隨動器之朝內端位置，設置組合第三軸銷、第四軸銷；使主動關節組和扭力關節組任一相對的關節件在具有扭力作用的效果下，以多個旋轉中心自由旋轉，形成平順的開、合機制。

根據本創作之多軸式轉軸裝置，該扭力關節組兩相對的關節件朝內端位置的單向包軸部形成一彈性包筒的結構，包覆上述的第一軸銷、第二軸銷。扭力器具有雙向包軸部，分別定義為第一包軸部、第二包軸部和分別連接第一包軸部、第二包軸部的缺口，使扭力器具有彈性夾制軸銷的力量（或稱扭力）。以及，主動關節組兩相對的關節件分別設有同步引動部；主動關節組的連動器兩端分別設有連動部，對應銜接主動關節組的同步引動部。

根據本創作之多軸式轉軸裝置，該扭力關節組兩相對關節件的單向包軸部和扭力器的雙向包軸部分別形成有一缺口，樞接上述的第一、二、三、四軸銷；並且，使扭力關節組的單向包軸部和雙向包軸部具有一彈性夾制各軸銷的力量（或稱扭力）。

根據本創作之多軸式轉軸裝置，該扭力關節組還包括一副扭力關節組。副扭力關節組包括第一副扭力器和第二副扭力器，設置在扭力關節組兩相對關節件之間的位置。第一副扭力器、第二副扭力器分別設有雙向包軸部和形成在雙向包軸部上的缺口；所述第一副扭力器、第二副扭力器的雙向包軸部分別樞接包覆第一軸銷、第二軸銷、第三軸銷、第四軸銷。

上述副扭力關節組的單向包軸部、雙向包軸部和缺口使第一副扭力器、第二副扭力器分別具有一彈性夾制第一軸銷、第二軸銷、第三軸銷、第四軸銷的力量（或稱扭力）。

請參閱第1、2及3圖，本創作之多軸式轉軸裝置包括主動關節組、隨動關節組和扭力關節組的組合，分別以參考編號10、70和100表示之。圖中顯示了主動關節組10、隨動關節組70分別形成板塊結構和扭力關節組100形成板片體型態，共同併合、組合多數軸銷形成一多軸式轉軸裝置。

為了方便說明元件之間的連結關係，在下文的相關說明中，以第1、2或3圖所標示的中心線或基（準）線C為參考位置；朝接近基線C的方向說明為「朝內」方向，遠離基線C的方向說明為「朝外」方向。

第1、2及3圖描繪了主動關節組10至少包括兩相對之第一關節件20、第二關節件30和位在中間區域的至少一連動器40；上述兩相對之第一關節件20及第二關節件30，在接近其個別之兩端位置，分別設有「朝外」的組合端21、31和「朝內」的軸孔22、32，並且在該兩相對關節件20、30之至少其一的「朝內」端設有同步引動部23、33。圖中顯示同步引動部23、33是形成在軸孔22、32外部位置的齒狀物。第一關節件20、第二關節件30的組合端21、31分別組合在一電子器物A的顯示模組A1和機體模組A2。

在一個可行的實施例中，主動關節組10的第一關節件20、第二關節件30的組合端21、31設有槽道24、34，用來銜接該扭力關節組100。

第1、2及3圖也顯示了連動器40設置於兩相對之第一關節件20及第二關節件30之間；連動器40成板塊狀結構，在接近兩端位置分別設有軸孔41、42和連動部43、44；圖中顯示軸孔41成圓形輪廓，軸孔42成矩形輪廓。以及，連動部43、44是形成在軸孔41、42外部位置的齒狀物。連動部43、44與上述第一關節件20或／及第二關節件30之「朝內」同步引動部23、33互相對應銜接，使主動關節組10的第一關節件20或／及第二關節件30可與該連動器40彼此產生同步運動。

在所採的實施例中，隨動關節組70設置在主動關節組10之第一關節件20、第二關節件30之間的位置。隨動關節組70至少包括第一隨動器50、第二隨動器60；第一隨動器50、第二隨動器60分別設有兩分開的「朝外」軸孔51、61及「朝內」軸孔52、62。圖中顯示第一隨動器50的「朝外」軸孔51和第二隨動器60的「朝內」軸孔62成圓形輪廓；第一隨動器50的「朝內」軸孔52和第二隨動器60的「朝外」軸孔61成矩形輪廓。

圖中顯示第一隨動器50、第二隨動器60至少在相對朝內端的位置設有彼此相銜接的同步引動部53、63；以及，第一隨動器50、第二隨動器60的同步引動部53、63是形成在軸孔52、62外部位置的齒狀物。

在較佳的實施例中，第一隨動器50和第二隨動器60的結構型態非必要相同於主動關節組10的連動器40；但第一隨動器50、第二隨動器60的結構型態相同於連動器40，有利於廠內的量產製造程序。

請參考第1、2及3圖，扭力關節組100至少包括兩相對之第一關節件80、第二關節件90和位在中間區域的至少一扭力器400；第一關節件80和第二關節件90成板片體型態。上述兩相對之第一關節件80及第二關節件90，在接近其個別之兩端位置，分別設有「朝外」的組合端81、91、「朝內」的單向包軸部82、92和連接單向包軸部82、92的缺口84、94，使單向包軸部82、92形成一彈性包筒的結構，使扭力關節組100的第一關節件80、第二關節件90具有一彈性夾制軸銷的力量（或稱扭力）。

在所採的實施例中，扭力關節組100的第一關節件80、第二關節件90的組合端81、91分別組合在該電子器物A的顯示模組A1和機體模組A2；並且，組合端81、91部份區域分別組合在主動關節組第一關節件20的槽道24、第二關節件30的槽道34裏面。

第1、2及3圖也顯示了扭力關節組100的扭力器400成板片體結構，設置於兩相對之第一關節件80及第二關節件90之間。該扭力器400彎折成「S」形結構，而具有雙向包軸部，分別定義為第一包軸部401、第二包軸部402；扭力器400也具有連接第一包軸部401、第二包軸部402的缺口405、406，使扭力器400具有彈性夾制軸銷的力量（或稱扭力）。

在可行的實施例中，扭力關節組第一關節件80的單向包軸部82、第二關節件90的單向包軸部92可分別和扭力器400的第一包軸部401、第二包軸部402形成摩擦連動的型態。

圖中描繪了上述的主動關節組10、扭力關節組100與隨動關節組70併合排列後，能使兩相對之第一關節件20、第二關節件30的「朝內」軸孔22、32對應扭力關節組第一關節件80的單向包軸部82、第二關節件90的單向包軸部92，分別對準第一隨動器50、第二隨動器60的「朝外」軸孔51、61，樞接或穿合第一軸銷71、第二軸銷72。以及，主動關節組10的連動器40對應扭力關節組扭力器400的第一包軸部401、第二包軸部402，分別對準第一隨動器50、第二隨動器60的「朝內」軸孔52、62，樞接或穿合第三軸銷73、第四軸銷74。

因此，主動關節組10、扭力關節組100及隨動關節組70併合排列，組合該第一軸銷71、第二軸銷72、第三軸銷73、第四軸銷74，並且配合位在基線C兩端的配件200收整、組合，而共同形成一具有彈性夾制定位力量或扭力的多軸式轉軸裝置。

圖中顯示了配件200包括有四個軸部201、202、203、204，分別對應第一軸銷71、第二軸銷72、第三軸銷73、第四軸銷74。配件200也設有組合部205，使配件200可裝設在該電子器物A的顯示模組A1和機體模組A2。

請參考第3、4圖，顯示依上述實施例在主動關節組10和扭力關節組100的第一關節件20、80或第二關節件30、90同時旋轉擺動時，主動關節組10的「朝內」同步引動部23或33將因為與中間的連動器40、400「朝外」連動部43或44互相銜接組合，進而驅使連動器40產生相對逆向之轉動，同步連動該扭力器400和隨動關節組70之第一隨動件50或第二隨動件60；逐漸使整個多軸式轉軸裝置在具備有扭力關節組100作用的情形下，形成同步旋轉狀態。

圖中顯示當其中主動關節組10或扭力關節組100之一關節件（第一關節件20、80或第二關節件30、90）同時受力擺轉時，另一相對關節件將同步受作用而擺轉。也就是說，假設第一關節件20、80「朝外」端以順時針方向受力擺轉時（即第4圖實線部分的狀態受力準備轉動成假想線部份的狀態），該第一關節件20、80「朝內」端將相對在連動器40「朝外」端之外周上產生順時針旋轉位移，也帶動扭力器400的第一包軸部401產生旋轉位移，連動牽引其中之第一隨動件50的「朝外」端產生同方向之位移；並且，使第一隨動件50「朝內」端亦順時針旋轉。以及，該第一隨動件50及第二隨動件60之間，以同步引動部53、63銜接連動，使得相銜接之第二隨動件60的「朝內」端即同步逆時針轉動；因此，該第二隨動件60的「朝外」端因而相對產生逆時針方向擺轉。

圖中也顯示了主動關節組10、扭力關節組100的兩相對設置的第一關節件20、80及第二關節件30、90將因而以基線C為基準，產生同步的反向擺轉，共同形成相對開展或閉合之動作，或至少由其中一相對關節片朝向另一相對關節片擺轉接近（閉合）或遠離（開啟）；例如，第4圖假想線部份所描繪的情形。

可了解的是，該兩相對關節片（20、30或80、90）間之相對擺轉角度可從0°〜360°的範圍，而建立了一理想的旋轉自由度。並且，該扭力關節組100也提供了電子器物A在開、合的操作過程，操作力消失時，隨即定位的作用。

請再參考第1、2及3圖，顯示了本創作還包括至少一副扭力關節組500。副扭力關節組500的結構型態非必要相同於扭力關節組100的扭力器400；但副扭力關節組500的結構型態相同於扭力器400，有利於廠內的量產製造程序。

圖中顯示副扭力關節組500至少包括第一副扭力器510和第二副扭力器520，可設置在主動關節組第一關節件20、第二關節片30之間或扭力關節組第一關節件80、第二關節件90之間的位置。第一副扭力器510、第二副扭力器520成板片體結構，彎折成「S」形結構，而具有雙向包軸部，分別定義為第一包軸部511、521、第二包軸部512、522；第一副扭力器510、第二副扭力器520分別具有連接第一包軸部511、521、第二包軸部512、522的缺口515、516、525、526，使第一副扭力器510和第二副扭力器520分別具有彈性夾制軸銷的力量（或稱扭力）。

在所採的實施例中，第一副扭力器510對準第一隨動器50的位置，使第一包軸部511、第二包軸部512樞接包覆第一軸銷71、第三軸銷73；第二副扭力器520對準第二隨動器60的位置，使第一包軸部521、第二包軸部522樞接包覆第四軸銷74、第二軸銷72。在主動關節組10或扭力關節組100因人員操作電子器物A而轉動時，使第一副扭力器510、第二副扭力器520隨主動關節組的同步引動部23、33或第一隨動器50的同步引動部53、第二隨動器60的同步引動部63形成同步運動。

在可行的實施例中，第一副扭力器510的第二包軸部512可和第二副扭力器520的第一包軸部521形成摩擦連動的型態。

請參閱第5圖，描繪了一個修正的實施例；所述的實施例應用多個主動關節組10、隨動關節組70、扭力關節組100和副扭力關節組500的組合，以符合產品設計的需求；也提供改變扭力關節組100或/及副扭力關節組500的數量或結構強度，達到調整多軸式轉軸裝置的扭力和定位效果。

本創作由於多軸式結構具有多個旋轉動作中心，整個轉軸的旋轉自由度可大幅提升，同時由於兩端同步擺轉開展或閉合，使轉軸裝設於各種具有兩相對開展及閉合分離之電子器物A（例如可折式顯示器、掌上型遊戲機、隨身電子秘書、手機、電子書、電子器物外套……等）的旋轉功能更順暢，整體空間型態上顯屬創新與具有功效上的增益。

以上實施例僅用為方便舉例說明本創作，並非加以限制，例如，前述用以同步銜接之各同步引動部及連動部，在實施上至少可有相嚙合之齒部、相對磨擦件、交叉同步牽引元件或其他等效引動元件可供運用構成，而此均係對於熟習此一技藝人士依該實施例所可作的各種簡易變形與修飾，仍應含括於以下的申請專利範圍。

10‧‧‧主動關節組

20‧‧‧第一關節件

21、31‧‧‧組合端

22、32‧‧‧軸孔

23、33‧‧‧同步引動部

24、34‧‧‧槽道

30‧‧‧第二關節件

40‧‧‧連動器

41、42‧‧‧軸孔

43、44‧‧‧連動部

50‧‧‧第一隨動器

51、52、61、62‧‧‧軸孔

53、63‧‧‧同步引動部

60‧‧‧第二隨動器

70‧‧‧隨動關節組

71‧‧‧第一軸銷

72‧‧‧第二軸銷

73‧‧‧第三軸銷

74‧‧‧第四軸銷

80‧‧‧第一關節件

81、91‧‧‧組合端

82、92‧‧‧單向包軸部

84、94‧‧‧缺口

90‧‧‧第二關節件

100‧‧‧扭力關節組

200‧‧‧配件

201，202、203、204‧‧‧軸部

205‧‧‧組合部

400‧‧‧扭力器

401‧‧‧第一包軸部

402‧‧‧第二包軸部

405、406‧‧‧缺口

500‧‧‧副扭力關節組

510‧‧‧第一副扭力器

520‧‧‧第二副扭力器

511、521‧‧‧第一包軸部

512、522‧‧‧第二包軸部

515、516、525、526‧‧‧缺口

A‧‧‧電子器物

A1‧‧‧顯示模組

A2‧‧‧機體模組

C‧‧‧基線

第1圖係本創作之組合實施例示意圖；圖中也描繪了顯示模組、機體模組結合多軸式轉軸的情形。

第2圖係本創作之結構分解示意圖；顯示了主動關節組、隨動關節組和扭力關節組的結構情形。

第3圖係本創作之組合實施例示意圖；描繪了主動關節組、隨動關節組、扭力關節組和軸銷組合的情形。

第4圖係本創作實施例之平面示意圖；描繪了顯示模組閉合在機體模組及操作顯示模組打開的結構配合情形。

第5圖係本創作之一修正實施例示意圖；顯示了使用多個主動關節組、隨動關節組和扭力關節組的結構情形。