TWI352161B - Hinge mechanism - Google Patents

Description

1352161 [ϊοο^οβ^ 22Η 修正雜ΐ 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係關於一種鉸鏈結構，尤其係關於一種用於折疊 式電子裝置中且具自動開啟功能之鉸鏈結構。 【先前技術】 [0002] 隨著無線通訊技術與資訊處理技術之迅速發展，行動電 話、PDA(個人數位助理）等攜帶式電子裝置使消費者可隨 時隨地享受高科技帶來之種種便利，其中折疊式電子裝 置因其結構玲瓏新穎而廣受消費者歡迎。

[0003] 折疊式電子裝置通常藉由鉸鏈結構連接本體及蓋體。習 B 知鉸鏈結構通常包括主軸、凸輪、隨動件及彈菁，彈菁 套於主轴上，凸輪、隨動件之一與彈簧直接接觸，凸輪 與隨動件於彈簧彈性作用力下，始終保持接觸並且相配 合。關閉狀態時’凸輪之凸輪面之凸峰位於隨動件之凸 輪面之凹谷；於翻蓋打開時，凸輪之凸峰相對隨動件之 凹谷越過隨動件之凸峰’停止施力後，凸輪之凸峰自動 滑入隨動之另一凹谷而鎖定；該種類型之鉸鏈結構藉由 克服彈簧之彈力使凸輪之凸輪面與隨動件之凸輪面相對 · 運動，來實現蓋體相對本體之開合。 [0004] 然，上述之鉸鏈結構於使用時，使用者通常需雙手配人 才能開啟蓋體，導致使用者於接聽或撥打電話時，無法 實現單手操作，操作不便；另，關閉及開啟之穩定狀態 雖能滿足使用者一般之操作需求，惟其不能滿足使用i 對翻蓋多角度定位之需求。另，隨動件與凸輪之凸輪面 多為棱角形設計，經多次使用’易於摩損，反覆摩擦後 094116670 表單编號A0101 第6頁/共23頁 1〇〇3222〇8i、0 1352161 會變得圓滑，使連接鬆動 100年06月22日修正替換頁 [0005] [0006] [0007] 【發明内容】 有鑑於此，本發明提供-種可自動㈣且可任意位 留之鉸鏈結構。 -種鉸鏈結構，職定虹設有卡合苟 :一控制件，其-端設有配合部1定座〇合部w 脫離卡於控制件之配合部；一坌 第一彈性件，提供彈力作 用於該控制件；一第二彈性件；一 ^ > 隨動件，該隨動件一 端設有凹槽及水平部，該隨動件與控制件㈣㈣._ 轴右，—端轴’其上設有外螺紋，該抽兩端分別 没有連接部；—凸輪，該凸輪—端設有突㈣，該第二 彈性件提供彈力以使凸輪抵持於隨動件，該凸輪上進— 步設有軸孔’該軸孔上設有内螺紋，其與轴之外螺纹相 配合’該凸輪外圓周壁上具凸塊’該凸輪之突出部配合 於隨動件之凹槽。 -種鉸鏈結構’包括：一固定座，該固定座上設有卡 ’-控制件’其一端設有配合部’固定座之卡合部可相 脫離卡於控制件之配合部；_第—彈性件，提供彈力作 用於該控制件卜第二雜件；—㈣件該隨動件— 端設有凹槽及水平部，該隨動件與控制件相對固定一 柏’該轴上具-端轴，其上設有外螺紋，_兩二分別 設有連接部；—凸輪，該凸輪一端設有突出部，誃第一 彈性件提供彈力以使隨動件抵持於凸輪，該凸輪上進— 梦設有袖孔，該軸孔上設有内螺紋，其與輪之外螺紋相 配合，該凸輪外圓周壁上具凸塊，該凸輪之突出部配合 094116670 表單編號A0101 第7頁/共23頁 1003222081-0 1352161 100年06月22日修正替換頁 於隨動件之水平部。 [0008] 相較習知技術之鉸鏈結構，所述鉸鏈結構藉由外力釋放 控制件，進而於第二彈性件之作用下，凸輪於軸上螺旋 運動，其進一步帶動蓋體相對本體打開，實現單手操作 即可自動打開蓋體。 [0009] 另，凸輪上設有二突出部，隨動件上相應設有凹槽及水 平部，凸輪之突出部可相對隨動件之凹槽滑到水平部， 從而使蓋體相對本體停留於水平部任一位置，實現了蓋 體多角度定位之需求。 # 【實施方式】 [0010] 本發明鉸鏈結構優選實施方式適用於一具本體和蓋體的 折疊型或翻蓋型攜帶式電子裝置（圖未示）。以下以其應 用於行動電話為例加以說明，所述行動電話包括本體及 蓋體。 [0011] 請參閱第一圖及第二圖，本發明較佳實施例之鉸鏈結構 包括一卡固件4,固定座5,控制件6,第一彈簧7,鎖固 φ 件8，第二彈簧9，擋板91，滾珠體92，隨動件10，凸輪 20，軸30，套筒40及卡固環50。 [0012] 卡固件4為圓盤狀，中部開有變形孔41。 [0013] 固定座5大致為筒狀，其具一外周壁510及一底壁520，該 底壁520使該固定座5 —端封閉，另一端開口。沿該外周 壁510上具開口之一端對稱開有二開槽530。底壁520上 開有一軸孔5 4 0，相鄰軸5 4 0之兩側開有二側孔5 5 0。 底壁520朝開口側上延伸有二對稱之凸台560，其分別相 094116670 表單編號A0101 第8頁/共23頁 1003222081-0 1352161 100年06月22日修正替换頁 鄰側孔55 0並緊貼外周壁510。於外周壁510之外圓周上 ，開有止轉槽570，該止轉槽570可與行動電話本體配合 ，使該固定座5與行動電話本體無相對轉動。

[0014] 控制件6大致為圓筒狀，其於筒身一端開有二相對之側槽 61，相鄰各側槽61處各具一卡合壁62，控制件6之側槽 61與固定座5之凸台560相配合，卡合壁62卡於固定座5 之二凸台560之間，從而可使控制件6與固定座5相卡合》 卡合壁62内壁之直徑小於控制件6之筒身内徑，而於筒身 内形成台階。與側槽61相對另一端之筒身上，延伸有二 相對之凸柱63，凸柱63底部之周緣方向，向上設有凸棱 64。該凸棱64可配合於固定座5之開槽530内，從而使控 制件6進一步與固定座5相卡合。 [0015] 第一彈簧7為一柱狀彈簧，其直徑與控制件6之筒身直徑 大致相同，但大於卡合壁62之内徑，從而使第一彈簧7— 端可抵持於控制件6之卡合壁62之形成於筒身内之台階上 [0016] 鎖固件8大致為筒狀，其沿周壁一端延伸有二相對之階梯 壁81，相鄰階梯壁81處開有卡槽82，控制件6之凸柱63 可卡於鎖固件8之卡槽82内，使鎖固件8與控制件6相對固 定。階梯壁81之内徑小於第一彈簧7之直徑，階梯壁81之 外徑大於第一彈簧7之直徑，使第一彈簧7另一端抵持於 鎖固件8之階梯壁81上。與階梯壁81相對之另一端，鎖固 件8延伸有二凸壁83，二凸壁83之間分別形成二矩形槽84 094116670 表單编號A0101 第9頁/共23頁 1003222081-0 1352161 100年06月22日修正替换頁 [0017] 第二彈簧9為一柱狀螺旋彈簧，其可套於軸30上。 [0018] 擋板91為環狀金屬墊片，使用時其可蓋於滾珠體92上。 [0019] 滾珠體92為複數球狀滾珠組成。

[0020] 隨動件10大致為中空圓柱體，一端延伸有二配合部11， 相鄰配合部11之兩側開有配合槽12。配合部11可卡於鎖 固件8之矩形槽84内，配合槽12可與鎖固件8之凸壁83相 配合，從而使隨動件10與鎖固件8卡合於一體。隨動件10 之另一端設有二凹槽15和二水平部16。凹槽15為設於隨 動件10上之開槽，凹槽15之底面可為弧形面、斜面等， 其形狀因蓋體需要打開之角度不同，其形狀亦相應不同 。隨動件10之内部開有階梯孔13，相對凹槽15 —端之階 梯孔13直徑小於另一端之直徑。於階梯孔13之壁上設有 容置槽14，用於容置滾珠體92 ;組裝時，將擋板91蓋於 滾珠體92上，使第二彈簧9一端抵持於擋板91上。 [0021] 凸輪20大致為圓柱狀，其一端上設有二突出部24，其與 隨動件10之二凹槽15相配合。凸輪20之中心開有軸孔22 ，其内周壁上設有内螺紋23。該凸輪20之外周壁上設有 二相互平行之凸塊21。 [0022] 軸30依次包括一端軸31、一中軸32及變形轴部33。端軸 31上設有外螺紋311，端軸31 —端設有抵持部312。中軸 32為柱狀，端轴31與其相連接處形成台階34。該變形轴 部33之斷面為非圓形，其一端設有環槽331，卡固件4可 卡於環槽331内。 [0023] 套筒40為中空圓筒狀，其一端開口一端封閉。於套筒40 094116670 表單編號A0101 第10頁/共23頁 1003222081-0 1352161 —1100 年06 月22 之内圓周壁上縱向延伸有相對之長槽42，其外圓 壁相對長槽42處，形成二卡塊43，用以和行動電話蓋體 配合。凸輪20之凸塊21與套筒4〇之長槽42相配合，從而 使凸輪20與套筒40無相對轉動β [0024] [0025] [0026] 參 [0027] 094116670 口環50為一0形環，其可卡於轴30之抵持部312上》 清參閱第三圖’組裝時，將&輪2()藉由㈣紋23旋入輪 之外螺紋311上，凸輪20套於軸3〇之端轴31之後，隨 動件10沿轴30之變形軸部33穿入，隨動件1〇之二凹槽15 與凸輪20之二突出部24相配合。將滾珠體91裝入隨動件 <谷置槽14中，再將擋板92蓋於滚珠體91上。第二彈 簧9套於軸3〇上’其-端抵持於隨動件1〇上之擋板92再 =鎖固件8之凸壁83配合於隨動件此配合槽12上，隨動 之配合部丨i配合於鎖固件8之矩形槽84内，從而使 固件8與隨動件10卡固為一體。 將第-彈簧7、控制件6依次套於軸30上，第一彈簧7 —端抵持於鎖固件8之階梯壁81上，另一端抵持於控制件 ^合壁62上’且控制件6之凸柱63配合於鎖固件8之卡 日2内，使控制件6與鎖固件8卡固 變::二彈簧9另-端抵持於固…之底壁=: 1料部33於固定座5之轴綱部分伸出，同時使固定 之凸台560與控制件6之側槽61相配合，從而限 33相對固定座5旋轉°將卡_卡於變形轴部33之環槽 上，從而將上述元件固定於軸3〇上。 將上述裝配好之元件沿凸輪2。一端伸入套筒4。内凸輪 表單编號Α〇】〇ι 第丨丨頁/共23頁 1003222081-0 [0028] [0028] 100年06月 zTj 20之凸塊21配合於套筒4〇之長槽42内，抽⑽之抵持部 312從套筒4()之半_端伸出，卡E1環5G卡於轴30之抵 持部312 ’從而完成上述裝配過程。 上述之鉸鏈、··。構’裝人行動電話上，其固定座5之止轉槽 570與行動電話本體配合，套筒40之卡塊43與行動電話蓋 體配合。初始狀態時，蓋體相對本體閉合，第二彈簧9具 一定預壓力’作用於隨動件10上，傳遞給凸輪20，使凸 輪20相對端轴31之外螺紋311有旋轉趨勢，但由於控制件 6文固疋座5之限制，凸輪2〇保持不動。第一彈簧7可預設 一定壓力，亦可不預設壓力。 [0029] 使用時’若使用者單手操作行動電話時，藉由外力使控 制件6軸向移動，其又進一步帶動第一彈簧7向凸輪2〇方 向移動，此時，鎖固件8不動，第一彈簧7積累彈性勢能 ’當卡合壁62脫開了固定座5之凸台560之限制後，凸輪 20由於隨動件1〇傳遞第二彈簧9之彈性力作用下，帶動隨 動件10且相對轴30之端轴31之外螺紋311旋轉，而第二 彈簧9藉由擋板92及滾珠體91抵持於隨動件1〇上，使隨動 件10與第二彈簧9之間滑動摩擦轉化為滚動摩擦，減小了 之間能量損耗。 [0030] 凸輪20旋轉之同時，亦帶動隨動件1〇 '鎖固件8、第一彈 簧7及控制件6既向右移動又一同旋動，凸輪2〇進一步帶 動套筒40旋轉，從而帶動蓋體旋轉’直至蓋體相對本體 打開’此時’因第-彈簧7積累之彈性勢能，使其又反向 Q94116670 推動控制件6向左移動，從而使控制件6之卡入壁62又卡 於固定座5之二凸台560之間，凸輪20停止轉動。 表單編號A0101 第12頁/共23頁 1003222081-0 1352161

1100年06月22日後正替換頁I

[0031]關閉時，用手扳動蓋體，蓋體帶動套筒40旋轉，進一步 帶動凸輪20相對端軸31之外螺紋311轉動’使凸輪20既 轉動又相對軸30移動，因控制件6卡於固定座5之凸台560 内，不能旋轉’進而與其連接之鎖固件8及隨動件10不能 旋轉；由於凸輪20之二突出部24之作用，向左推動隨動 件10，且凸輪20之突出部24由隨動件1〇之二凹槽15旋出

，而使凸輪20之突出部24旋轉到隨動件1〇之二水平部16 ，第二彈簧9積累一定彈性勢能，繼續施力，凸輪20之突 出部24又滑入到下一凹槽15之邊緣，停止施力，由於第 二彈簧9之彈力作用’且第二彈簧9之回彈長度大於轴30 之外螺紋之螺距，從而使凸輪20之突出部24自動滑動到 隨動件10之凹槽15底部’從而使蓋體相對本體閉合。 [0032]

[0033] 094116670 本發明鉸鏈結構優選實施方式亦可手動打開，用手扳動 蓋體，蓋體帶動套筒40旋轉，進—步帶動凸輪2〇相對端 軸31之外螺紋311轉動，使凸輪2〇既轉動又相對軸3〇移 動，因控制件6卡於固定座5之凸台560内，不能旋轉，進 而與其連接之鎖固件8及隨動件1()不能旋轉；由於凸輪2〇 之二突出部24之作用，向左推動隨動件1〇，且讀〇之 突出部24由隨動件10之二凹槽15旋出，而❹輪2。之突 出部24旋轉到隨動件1Q之二水平部η，停止施力，凸輪 1之突出部24可停留於__之水平部16上，從而使 =本體打開，繼續施力，蓋體可相對本體停留於 從而實現蓋體多角度定位之需求。 =:，本發明優選實施例中，鎖固料可以省略而 使控制㈣隨動件1Q直接接觸，♦彈簧了與第二彈 表單編號A0101 第13頁/共23頁 1003222081-0 1352161 100年06月22日梭正替換頁 簧9直接抵持於隨動件10上。 [0034] 可以理解，固定座5之凸台560及開槽530之卡合部亦可採 用其他結構；控制件6之側槽61 '卡合壁62及凸棱64之配 合部亦可採用其他结構；只要固定座5及控制件6能夠實 現鎖定及解鎖作用即可。 [0035] 可以理解，凸輪20之突出部24可與凸輪22相分離，藉由 與其配合之凸輪20表面形狀來限定突出部。 [0036] 可以理解，第一彈簧7與第二彈簧9可由其他第一彈性件 及第二彈性件代替，如彈性海綿等代替。 [0037] 可以理解，套筒40可以省略，而直接將凸輪20與行動電 話蓋體連接。 [0038] 可以理解，固定座5之止轉槽570亦可設置於卡固件41上 〇 [0039] 可以理解，該轴30兩端之環槽331及抵持部312亦可採用 其他連接部形式，如螺紋，亦可一端設有凸緣形式，另 一端再結合固定部8 [0040] 可以理解，該轴30兩端之連接部直接與行動電話本體或 蓋體相連。 [0041] 可以理解，該軸30兩端所結合之卡固件4及卡固環50亦可 採用其他固定件形式。 [0042] 可以理解，滾珠體92亦可為塑膠墊片或潤滑油等緩衝體 代替。 094116670 表單編號A0101 第14頁/共23頁 1003222081-0 1352161 100年06月22日梭正替换頁 [0043] 综上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利 申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發 明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之 人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵 蓋於以下申請專利範圍内。 [0044] 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明鉸鏈結構優選實施方式之分解立體圖； 第二圖係本發明鉸鏈結構優選實施方式另一方向之分解 馨 [0045] 立體圖； 第三圖係本發明鉸鏈結構優選實施方式之剖視圖。 ' [0046] 【主要元件符號說明】 卡固件：4 [0047] 固定座：5 [0048] 底壁：520 [0049] 軸孔：540 ® [0050] 凸台：560 [0051] 控制件：6 [0052] 卡合壁：62 [0053] 凸棱：64 [0054] 鎖固件：8 [0055] 卡槽：82 [0056] 矩形槽：84 094116670 表單編號A0101 第15頁/共23頁 1003222081-0 1352161 [0057] 擋板：91 [0058] 隨動件：10 [0059] 配合槽：12 [0060] 容置槽：14 [0061] 水平部：16 [0062] 凸塊：21 [0063] 内螺紋：23 [0064] 軸：30 [0065] 外螺紋：311 [0066] 中軸：32 [0067] 台階：34 [0068] 套筒：40 [0069] 卡塊：43 [0070] 變形孔：41 [0071] 外周壁：510 [0072] 開槽：530 [0073] 側孔：550 [0074] 止轉槽：570 [0075] 側槽：61 094116670 表單編號A0101 第16頁/共23頁 100年36月22日梭正诗換頁 1003222081-0

1352161 100年06月22日核正替換頁 [0076] 凸柱：63 [0077] 第一彈簧：7 [0078] 階梯壁：81 [0079] 凸壁：83 [0080] 第二彈簧：9 [0081] 滾珠體：92 [0082] 配合部：11 • [0083] 階梯孔：13 [0084] 凹槽：15 [0085] 凸輪：20 [0086] 軸孔：22 [0087] 突起：24 [0088] • 端軸：31 [0089] 抵持部：312 [0090] 變形軸部：33 [0091] 環槽：331 [0092] 長槽：42 [0093] 卡固環：70 094116670 表單編號A0101 第17頁/共23頁 1003222081-0

Claims (1)

1352161 100年;D6月22日修正替換頁’ 七、申請專利範圍： 1 . 一種鉸鏈結構，包括： 一固定座，該固定座上設有卡合部； 一控制件，其一端設有配合部，固定座之卡合部可相脫離 卡於控制件之配合部； 一第一彈性件，提供彈力作用於該控制件； 一第二彈性件； 一隨動件，該隨動件一端設有凹槽及水平部，該隨動件與 控制件相對固定； 一軸，該軸上具一端軸，其上設有外螺紋，該軸兩端分別 設有連接部； 一凸輪，該凸輪一端設有突出部，該第二彈性件提供彈力 以使隨動件抵持於凸輪，該凸輪上進一步設有軸孔，該轴 孔上設有内螺紋，其與軸之外螺紋相配合，該凸輪外圓周 壁上具凸塊，該凸輪之突出部配合於隨動件之凹槽或水平 部。 2 .如申請專利範圍第1項所述之鉸鏈結構，其中該鉸鏈結構 進一步包括緩衝體和擋板，隨動件相對凹槽一端設有容置 槽，緩衝體置於容置槽内，擋板蓋於緩衝體上，第二彈性 件一端抵持於擋板。 3 .如申請專利範圍第2項所述之鉸鏈結構，其中該緩衝體為 滾珠體、潤滑油或塑膠墊片。 4 .如申請專利範圍第1項所述之鉸鏈結構，其中該鉸鏈結構 進一步包括一鎖固件，其兩端分別連接控制件和隨動件。 5.如申請專利範圍第4項所述之鉸鏈結構，其中該第一彈性 094116670 表單編號A0101 第18頁/共23頁 1003222081-0 135.2161 100年06月22日修正替换頁 件一端抵持於鎖固件上，另一端抵持於控制件上。 6 .如申請專利範圍第1項所述之鉸鏈結構，其中該固定座包 括一底壁和一外周壁，該卡合部為設置於底壁之凸台，控 制件之配合部為側槽，控制件之側槽與卡合部之凸台相配 合。 7 .如申請專利範圍第6項所述之鉸鏈結構，其中該控制件相 鄰側槽處設有卡合壁，該卡合壁内壁之直徑小於控制件筒 身之直徑，第一彈性件一端抵持於卡合壁内徑上。 8 .如申請專利範圍第7項所述之鉸鏈結構，其中該鉸鏈結構 參 進一步包括一鎖固件，該鎖固件一端設有階梯壁，第一彈 性件另一端抵持於鎖固件之階梯壁上。 9 .如申請專利範圍第8項所述之鉸鏈結構，其中該鎖固件相 對階梯壁一端延伸有二凸壁，二凸壁之間分別形成矩形槽 ，隨動件相對凹槽端延伸有二配合部，二配合部之間形成 配合槽，鎖固件之凸壁與隨動件之配合槽相卡合，鎖固件 之矩形槽與隨動件之配合部相卡合。 10 .如申請專利範圍第9項所述之鉸鏈結構，其中該固定座之 外周壁上設有開槽，控制件上設有凸棱，凸棱卡於開槽内 〇 11 .如申請專利範圍第1項所述之鉸鏈結構，其中該鉸鏈結構 進一步包括一套筒，該套筒内部設有長槽，該長槽可配合 於凸輪之凸塊上。 12 .如申請專利範圍第1項所述之鉸鏈結構，其中該軸設有變 形軸部，固定座套於該轴之變形軸部上。 13 .如申請專利範圍第1項所述之鉸鏈結構，其中該固定座上 設有止轉槽。 094116670 表單編號A0101 第19頁/共23頁 1003222081-0 1352161 10G年06月22日梭正替換頁 14 .如申請專利範圍第1項所述之鉸鏈結構，其中該鉸鏈結構 進一步包括一卡固件，該卡固件可卡於軸之一端之連接部 ，且抵持於固定座。 15 .如申請專利範圍第14項所述之鉸鏈結構，其中該鉸鏈結構 進一步包括一固定件，該固定件卡於軸之另一端之連接部 094116670 表單編號A0101 第20頁/共23頁 1003222081-0