TWM645056U - 具有轉軸機構的電子設備及其轉軸機構 - Google Patents

Abstract

本創作係一種具有轉軸機構的電子設備及其轉軸機構，其中，該轉軸機構包含一中間轉軸件與二支撐件，且該中間轉軸件能固定至一本體上，該二支撐件能固定至另一本體上，且分別位於該中間轉軸件的兩側，又，該中間轉軸件的一端設有一樞接部，該樞接部內設有一容納空間，該容納空間至少能供容納一彈性元件，其中一支撐件設有一樞接桿，該樞接桿能穿過該樞接部而定位至另一支撐件上，在該二支撐件受到該中間轉軸件之彈性元件的作用力影響時，能相對於該中間轉軸件樞轉。如此，由於本創作的轉軸機構，省略了習知轉軸結構的中空管體，故有助於研發人員根據需求，而更靈活地調整與增加彈性元件的最大尺寸，以滿足產品所需的彈簧扭力。

Description

具有轉軸機構的電子設備及其轉軸機構

本創作係關於轉軸機構，尤指一種應用於電子設備，且省略習知轉軸結構的中空管體，以能擴大用以容納彈性元件之容納空間的轉軸機構。

按，轉軸（Rotary Axis）是機械設計中的一個重要概念，其係一種可以在固定軸線上旋轉的部件，且是實現運動和動力傳遞的關鍵部件，故被廣泛應用於各種技術領域中，例如，汽車引擎、風力發電機、機床、機器人手臂等。

由於部分產品在使用轉軸結構時，為了提高使用上的便利性，例如，加強轉動的速度、力道，或是營造出自動開啟或關閉的使用感受，通常會額外增加彈性元件(如：螺旋彈簧(或稱壓縮彈簧)、扭力彈簧、可變彈簧等)，以對轉軸結構的運動起到輔助效果。茲簡單介紹應用於電子設備的習知轉軸結構，請參閱圖1至圖3所示，習知轉軸結構1通常包含一右側支撐件11、一左側支撐件12、一中間支撐件13、一中空管體14與一軸桿15，其中，該中間支撐件13能設置於該右側支撐件11、左側支撐件12兩者之間，且其一端設有一容納空間130，該容納空間130能供該中空管體14組裝至其內。又，該軸桿15為獨立的元件，其能位於該中空管體14中，其一端能連接至該右側支撐件11，其另一端則能連接至該左側支撐件12，且在該左側支撐件12與右側支撐件11相對於中間支撐件13旋轉時，能同步帶動該軸桿15旋轉。

承上，復請參閱圖1至圖3所示，該中空管體14能組裝至該容納空間130中，且該中空管體14具有部分平面的外周面，該中間支撐件13對應該容納空間130的區域，則具有部分平面的內周面，因此，該中空管體14組裝至該容納空間130後，將能被定位於該中間支撐件13，而不會受到該軸桿15或右側支撐件11、左側支撐件12的影響而旋轉。另外，該習知轉軸結構1能夠以螺旋彈簧16與凸輪(cam)171、172作為一動力來源，請參閱圖4所示，該軸桿15的另一端能設有該凸輪171，另一凸輪172能位於該中空管體14內，且該螺旋彈簧16能套設於該軸桿15上，該螺旋彈簧16的兩端則能分別抵靠至另一凸輪172與該中空管體14的內壁，又，該中空管體14具有部分平面的內周面，且另一凸輪172具有部分平面的外周面，因此，另一凸輪172只能沿著該中空管體14的軸向(如圖4的左右方向)往復移動。當該左側支撐件12與右側支撐件11相對於中間支撐件13旋轉時，該軸桿15能帶動該凸輪171旋轉，此時，該凸輪171相對另一凸輪172的凸輪輪廓上的起伏形狀，能夠引導另一凸輪172移動，使得另一凸輪172能壓迫或放鬆該螺旋彈簧16，令該螺旋彈簧16產生所需的作用力(彈簧扭力)。

承上，復請參閱圖1至圖4所示，在前述習知轉軸結構1具有螺旋彈簧16時，該螺旋彈簧16的參數會成為設計與規劃產品的重要考量因素，因彈簧扭力的大小將會直接影響到該習知轉軸結構1是否能被正常驅動，以保持產品於作動上的正確性與使用過程中的流暢度，此外，用來對螺旋彈簧16施壓的凸輪171、172之尺寸，也是設計上須考量的因素之一。一般來說，研發人員往往會根據該習知轉軸結構1在運動過程中所需克服的阻力，來設定所需要的彈簧扭力大小，而影響彈簧扭力的重要參數包含彈簧直徑、線徑、線圈數與材料等，惟，習知轉軸結構1中，彈簧直徑往往受限於中空管體14之管內直徑ØA的大小，造成研發設計上的難度與不便，因此，如何有效解決前述問題，即為本創作之一重要課題。

為能在競爭激烈的市場中，脫穎而出，創作人憑藉著多年來專業從事設計、加工及製造之豐富實務經驗，且秉持著精益求精的研究精神，在經過長久的努力研究與實驗後，終於研發出本創作之一種具有轉軸機構的電子設備及其轉軸機構，期藉由本創作之問世，提供業者更佳與更具彈性的研發與設計經驗。

本創作之一目的，係提供一種轉軸機構，包含一中間轉軸件、一第一支撐件與一第二支撐件，其中，該中間轉軸件能固定至一本體上，其設有一樞接部，該樞接部內設有一容納空間，該容納空間至少能供容納一彈性元件，該樞接部之一側設有一第一貫穿孔，該樞接部之另一側設有一第二貫穿孔，且該第一貫穿孔與該第二貫穿孔分別連通該容納空間；該第一支撐件能固定至另一本體上，並對應該中間轉軸件的一側，該第一支撐件設有一組裝孔，且該組裝孔能對應該第一貫穿孔；該第二支撐件能固定至該另一本體上，並對應該中間轉軸件的另一側，該第二支撐件設有一樞接桿，該樞接桿能依序穿過該第二貫穿孔、該容納空間與該第一貫穿孔，該樞接桿之自由端能伸入與定位至該組裝孔中，使得該第二支撐件與該第一支撐件組裝為一體，以在該第一支撐件與該第二支撐件受到該中間轉軸件之該彈性元件的作用力影響，而相對於該中間轉軸件樞轉。如此，由於本創作的轉軸機構，是直接採用固定至各該本體上的元件進行改良，且省略了習知轉軸結構的中空管體，故有助於研發人員根據需求，而更靈活地調整與增加彈性元件的最大尺寸，以滿足產品所需的彈簧扭力。

可選地，該轉軸機構還包括一襯套，該襯套係位於該第一支撐件的該組裝孔中，且該樞接桿之自由端能伸入至該襯套中。

可選地，該第一支撐件、該第二支撐件與該樞接桿皆為金屬材料製成。

可選地，該第一支撐件相對該中間轉軸件之一側設有一臺階部，該臺階部開設有該組裝孔，且其具有至少兩層凸臺，且位於最外側之該凸臺外徑還小於另一凸臺外徑，以形成階梯狀外觀，位於最外側的該凸臺能伸入該中間轉軸件的該第一貫穿孔中，直至該中間轉軸件之一側的外側面抵靠至該另一凸臺。

可選地，該中間轉軸件之另一側凸設有一突出部，該突出部開設有該第二貫穿孔，該第二支撐件相對該中間轉軸件之一側凹設有一凹槽，該凹槽能供該突出部伸入其中。

可選地，該中間轉軸件設有一限位凸塊，該第二支撐件設有一限位槽，且該限位槽能供該限位凸塊在其中往復位移。

本創作之另一目的，係提供一種具有轉軸機構的電子設備，包括如前述目的之轉軸機構、至少二本體與一設備運行模組，其中，該二本體分別相對設置，且該設備運行模組至少能設置於任一本體中。

可選地，該二本體的至少其中之一，其外側面設有一凹陷區。

為便 貴審查委員能對本創作目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

為使本創作之目的、技術內容與優點更加清楚明白，以下結合具體實施方式，並參照附圖，對本創作所公開的實施方式進一步詳細說明。本領域之技藝人士可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果，且本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外事先聲明，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸進行描繪。此外，除非上下文有明確指出或定義，否則本創作之“一”、“該”之含義包括複數。又，以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。

應理解，本文所使用的術語通常具有本領域的普通含義，在有衝突的情況下，以本文所給出的任何定義為準。由於同一件事可以用多種方式表達，替代詞語與同義詞可用於本文所討論或敘述的任何術語，且在本文是否闡述或討論術語方面沒有特殊限定，一個或多個同義詞的使用並不能排除其他同義詞。在本創作之說明書中任何地方所使用的實施例，包括任何術語的使用，都僅是說明性，絕不限制本創作或任何術語的範圍與含義。同樣地，本創作並不侷限於說明書所揭露的各種實施例。雖然本文中可能使用術語第一、第二或第三等來描述各種元件，但各該元件不應受前述術語的限制，前述術語主要是用以區分一元件與另一元件，而不應對任何元件施加任何實質性限制，且不應限制各個元件在實際應用上的組裝或設置順序。另外實施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本創作的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

本創作係一種具有轉軸機構的電子設備及其轉軸機構，在一實施例中，請參閱圖5至圖6所示，該電子設備S包含一轉軸機構2、至少二本體31、32與一設備運行模組4，其中，該電子設備S能為無線充電座、智慧型音箱、無人機、智慧型家居設備等產品(但不以此為限)，只要其具有如後描述之結構即可。又，為方便檢視相關元件的安裝位置，圖6係省略部分本體31、32的區域，其中，該二本體31、32係相對樞接設置，使得該二本體31、32能朝彼此接近或遠離的方向翻轉，又，根據產品的實際需求，該二本體31、32的至少其中之一能設有該設備運行模組4(如：無線充電模組、中央處理單元模組等，但不以此為限)，或者該二本體31、32能分別設有該設備運行模組4的局部元件。以設備運行模組4為無線充電模組為例，其大致包含感應充電線圈與充電控制電路元件，在部分實施例中，該本體31能設有充電控制電路元件，而另一本體32則能設有感應充電線圈；在部分實施例中，前述感應充電線圈與充電控制電路元件則能設置於任一本體31、32中。由於設備運行模組4的具體技術手段並非本創作的主要訴求，故在此不予贅述，只要其能使該電子設備S發揮預期作用，即為本創作所稱的設備運行模組4。此外，根據產品的實際需求，若該電子設備S還需要具有磁吸功能，則能在至少其中一本體31、32上設有磁性吸附件，以與外部設備上的磁性結構相吸引，進而將外部設備固定於該電子設備S上。又，根據外部設備的外觀造型，例如，Apple Inc.的Apple Watch™，具有該設備運行模組4(至少設有感應充電線圈)的本體32，其外側面還能凹設有一凹陷區321，以供容納該外部設備用以充電的部分。

另外，請參閱圖6至圖9所示，該轉軸機構2包括一第一支撐件21、一第二支撐件22與一中間轉軸件23，其中，該中間轉軸件23係為金屬材料製成(但不以此為限)，且該中間轉軸件23能被固定至該本體31上，其一端設有一樞接部231，其另一端則能透過螺絲而固定至該本體31，但不以此為限，在本創作之其它實施例中，該中間轉軸件23還能透過嵌卡、黏合等其它方式固定至該本體31上。又，該樞接部231的一側(如圖7所示的左側)設有一第一貫穿孔233，該樞接部231之另一側(如圖8所示的右側)設有一第二貫穿孔234，該樞接部231內則設有一容納空間230，該容納空間230能分別與該第一貫穿孔233、第二貫穿孔234相連通，且其內還能供直接容納一彈性元件5(如：螺旋彈簧，但不以此為限)。

再者，復請參閱圖6至圖9所示，該第一支撐件21係為金屬材料製成(但不以此為限)，且該第一支撐件21能固定至另一本體32上，其一端能對應該中間轉軸件23的一側，其另一端則能透過螺絲而固定至另一本體32上，但不以此為限，在本創作之其它實施例中，該第一支撐件21還能透過嵌卡、黏合等其它方式固定至另一本體32上。又，該第一支撐件21的一端設有一組裝孔210，該組裝孔210的位置能對應該第一貫穿孔233的位置，且根據產品的實際需求，該組裝孔210最外側的孔徑能夠相同或不同於該第一貫穿孔233最外側的孔徑。

復請參閱圖6至圖9所示，該第二支撐件22係為金屬材料製成(但不以此為限)，且該第二支撐件22能固定至另一本體32上，其一端能對應該中間轉軸件23的另一側，換言之，該第二支撐件22與第一支撐件21兩者係相對處於該中間轉軸件23的兩側位置。該第二支撐件22的另一端能透過螺絲而固定至另一本體32上，但不以此為限，在本創作之其它實施例中，該第二支撐件22還能透過嵌卡、黏合等其它方式固定至另一本體32上。又，該第二支撐件22的一端朝外凸設有一樞接桿221，該樞接桿221還能一體成形於該第二支撐件22上，並能對應該第二貫穿孔234的位置，在該第二支撐件22與該第一支撐件21還未相固定時，該樞接桿221的自由端能伸入該第二貫穿孔234，且依序穿過該第二貫穿孔234、容納空間230與第一貫穿孔233，其最終能伸入與定位至該組裝孔210中，以使該第二支撐件22與第一支撐件21組裝為一體。如此，該中間轉軸件23便能樞接於該第二支撐件22與第一支撐件21兩者之間，且當該第一支撐件21與第二支撐件22受到該彈性元件5的作用力影響後，將能相對於該中間轉軸件23樞轉。在此特別一提者，根據彈性元件5的種類不同，該轉軸機構2還能供設置用以驅動該彈性元件5的相關元件，舉例而言，當該彈性元件5為螺旋彈簧(或稱壓縮彈簧)時，該中間轉軸件23還能設有一第一凸輪232，其中，該第一凸輪232係一體成形設至於該樞接部231內(但不以此為限)；該第二支撐件22則能設有一第二凸輪222，其中，該第二凸輪222 為獨立元件，且能套設至該樞接桿221 上(但不以此為限) ，並能隨著該樞接桿221 而同步轉動；又，該彈性元件5 能推抵該第二凸輪222 ，使得該第二凸輪222 朝該第一凸輪232 的方向移動，如此，在該二本體31、32相對樞轉時，透過該第一凸輪232與第二凸輪222之表面的凸輪輪廓，將能推擠或放鬆該彈性元件5，以形成預定的作用力(彈簧扭力)。惟，在此特別聲明者，圖9僅為示意表現該第一凸輪232、第二凸輪222與彈性元件5間的相對關係與作動原理，在本創作之其它實施例中，根據採用的彈性元件5之種類不同，相應的元件(如：第一凸輪232、第二凸輪222)與其設置位置都能隨之調整與改變。

綜上所述，復請參閱圖6至圖9所示，相較於習知轉軸結構而言，本創作之轉軸機構2省略了習知的中空管體，而是以中間轉軸件23所開設的容納空間230容納該彈性元件5，因此，在相同產品體積的情況下，本創作用以供容納彈性元件5的容納空間230，其直徑ØB能夠大於習知轉軸結構之中空管體的容納空間，換言之，研發人員在設計本創作之轉軸機構2時，將能夠放大該彈性元件5的彈簧直徑，以形成所需的彈簧扭力，使得其設計上更具有彈性與靈活度，例如，在產生相同彈簧扭力的前提下，本創作的轉軸機構2能透過放大該彈性元件5(螺旋彈簧)的彈簧直徑，甚至是凸輪的尺寸來達成前述效果，而習知轉軸結構則可能須採用其它彈簧剛度較大的材料，或是增加彈簧的線徑，進而導致習知轉軸結構需花費較多的生產成本。

另外，為了降低該轉軸機構2所使用之元件的磨損率，在部分實施例中，復請參閱圖6至圖9所示，該轉軸機構2還設有一襯套(bushing)25，該襯套25能位於該第一支撐件21的組裝孔210中，且該樞接桿221之自由端能伸入至該襯套25中，如此，藉由該襯套25的效果，將能夠降低樞接桿221與組裝孔210內壁間的磨損，以能延長產品的使用壽命。

再者，在部分實施例中，復請參閱圖6至圖9所示，該第一支撐件21相對該中間轉軸件23之一側設有一臺階部211，該臺階部211開設有該組裝孔210，且其具有至少兩層凸臺2111、2112，該二凸臺2111、2112的外徑都小於該第一支撐件21之一側的外側面外徑，且位於最外側的凸臺2111外徑還小於另一凸臺2112外徑，以形成階梯狀外觀，又，位於最外側的凸臺2111能伸入該中間轉軸件23的第一貫穿孔233中，直至該中間轉軸件23之一側的外側面抵靠至該另一凸臺2112，如此，由於該第一支撐件21與中間轉軸件23兩者相接觸的區域主要為另一凸臺2112，而不會接觸到該第一支撐件21之一側的外壁面(非臺階部211的區域)，故能降低該第一支撐件21與中間轉軸件23兩者間的摩擦力與能量損失。同理，該中間轉軸件23之另一側凸設有一突出部235，該突出部235開設有該第二貫穿孔234，該第二支撐件22相對該中間轉軸件23之一側凹設有一凹槽223，該凹槽223能供該突出部235伸入其中，且該突出部235的軸向延伸長度會大於該凹槽223的軸向延伸深度，因此，該中間轉軸件23之另一側的外側面(非突出部235的區域)不會接觸到該第二支撐件22之一側的外側面(非凹槽223的區域)，以降低該第二支撐件22與中間轉軸件23兩者間的摩擦力與能量損失。

此外，為了使該二本體31、32的翻轉角度被侷限於預定範圍內，復請參閱圖6至圖9所示，該中間轉軸件23還能設有一限位凸塊237，在該實施例中，該限位凸塊237位於該突出部235，但不以此為限；該第二支撐件22設有一限位槽225，在該實施例中，該限位槽225能連通該凹槽223，但不以此為限；又，該限位凸塊237能夠在該限位槽225中往復位移，且至多僅能滑移至該限位槽225的兩端內壁，較佳的情況下，當該電子設備S處於閉合狀態(如圖5所示)時，該限位凸塊237能夠抵靠至該限位槽225的其中一端內壁，又，當使用者翻轉另一本體32，以使該電子設備S處於展開狀態(如圖6所示)時，該另一本體32能帶動該第二支撐件22移動，同時，該限位槽225的另一端內壁會逐漸靠近該限位凸塊237，直到該限位槽225的另一端內壁抵靠至該限位凸塊237為止，在前述情況下，另一本體32將無法朝原先移動方向翻轉，如此，業者只需調整該限位槽225的長度，即可控制該二本體31、32彼此間的翻轉角度。

按，以上所述，僅係本創作之較佳實施例，惟，本創作所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本創作所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本創作之保護範疇。

[習知] 1:習知轉軸結構 11:右側支撐件 12:左側支撐件 13:中間支撐件 130:容納空間 14:中空管體 15:軸桿 16:螺旋彈簧 171,172:凸輪 ØA:管內直徑 [本創作] S:電子設備 2:轉軸機構 21:第一支撐件 210:組裝孔 211:臺階部 2111、2112:凸臺 22:第二支撐件 221:樞接桿 222:第二凸輪 223:凹槽 225:限位槽 23:中間轉軸件 230:容納空間 231:樞接部 233:第一貫穿孔 232:第一凸輪 234:第二貫穿孔 235:突出部 237:限位凸塊 25:襯套 31,32:本體 321:凹陷區 4:設備運行模組 5:彈性元件 ØB:直徑

[圖1]係為具有習知轉軸結構的電子設備之示意圖； [圖2]係為習知轉軸結構之一方向的爆炸示意圖； [圖3]係為習知轉軸結構之另一方向的爆炸示意圖； [圖4]係為習知轉軸結構的剖面示意圖； [圖5]係為本創作之電子設備於閉合狀態的示意圖； [圖6]係為本創作之電子設備於展開狀態的示意圖； [圖7]係為本創作之轉軸機構的一方向之爆炸示意圖； [圖8]係為本創作之轉軸機構的另一方向之爆炸示意圖；及 [圖9]係為本創作之轉軸機構的剖面示意圖。

2:轉軸機構

21:第一支撐件

210:組裝孔

211:臺階部

2111、2112:凸臺

22:第二支撐件

221:樞接桿

222:第二凸輪

223:凹槽

225:限位槽

230:容納空間

231:樞接部

232:第一凸輪

233:第一貫穿孔

234:第二貫穿孔

235:突出部

25:襯套

5:彈性元件

ØB:直徑

Claims (8)

1. 一種轉軸機構，包含： 一中間轉軸件，係固定至一本體上，其設有一樞接部，該樞接部內設有一容納空間，該容納空間至少能供容納一彈性元件，該樞接部之一側設有一第一貫穿孔，該樞接部之另一側設有一第二貫穿孔，且該第一貫穿孔與該第二貫穿孔分別連通該容納空間； 一第一支撐件，係固定至另一本體上，並對應該中間轉軸件的一側，該第一支撐件設有一組裝孔，且該組裝孔能對應該第一貫穿孔；及 一第二支撐件，係固定至該另一本體上，並對應該中間轉軸件的另一側，該第二支撐件設有一樞接桿，該樞接桿能依序穿過該第二貫穿孔、該容納空間與該第一貫穿孔，該樞接桿之自由端能伸入與定位至該組裝孔中，使得該第二支撐件與該第一支撐件組裝為一體，以在該第一支撐件與該第二支撐件受到該中間轉軸件之該彈性元件的作用力影響，而相對於該中間轉軸件樞轉。
2. 如請求項1所述之轉軸機構，還包括一襯套，該襯套係位於該第一支撐件的該組裝孔中，且該樞接桿之自由端能伸入至該襯套中。
3. 如請求項2所述之轉軸機構，其中，該第一支撐件、該第二支撐件與該樞接桿皆為金屬材料製成。
4. 如請求項1所述之轉軸機構，其中，該第一支撐件相對該中間轉軸件之一側設有一臺階部，該臺階部開設有該組裝孔，且其具有至少兩層凸臺，且位於最外側之該凸臺外徑還小於另一凸臺外徑，以形成階梯狀外觀，位於最外側的該凸臺能伸入該中間轉軸件的該第一貫穿孔中，直至該中間轉軸件之一側的外側面抵靠至該另一凸臺。
5. 如請求項1至4任一項所述之轉軸機構，其中，該中間轉軸件之另一側凸設有一突出部，該突出部開設有該第二貫穿孔，該第二支撐件相對該中間轉軸件之一側凹設有一凹槽，該凹槽能供該突出部伸入其中。
6. 如請求項1至4任一項所述之轉軸機構，其中，該中間轉軸件設有一限位凸塊，該第二支撐件設有一限位槽，且該限位槽能供該限位凸塊在其中往復位移。
7. 一種具有轉軸機構的電子設備，包括： 如請求項1至6任一項的轉軸機構； 至少二本體，該二本體分別相對設置；及 一設備運行模組，係至少設置於任一本體中。
8. 如請求項7所述之電子設備，其中，該二本體的至少其中之一，其外側面設有一凹陷區。

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