TWI531302B - 鉸鏈結構 - Google Patents

Description

鉸鏈結構

本發明是有關於一種鉸鏈結構，且特別是有關於一種適用於電子裝置的鉸鏈結構。

近年來，隨著科技產業日益發達，電子裝置例如筆記型電腦(notebook，NB)、平板電腦(tablet PC)與智慧型手機(smart phone)等電子產品已頻繁地出現在日常生活中。電子裝置的型態與使用功能越來越多元，便利性與實用性讓這些電子裝置更為普及，其可依據使用者需求而用於不同用途。

以筆記型電腦為例，部分電子裝置具有兩機體，且兩機體可藉由鉸鏈結構(hinge structure)彼此連接，並藉由鉸鏈結構彼此相對旋轉而呈現收合或展開狀態。常見的鉸鏈結構通常具有單一旋轉軸，使得鉸鏈結構的旋轉角度受到限制。為使電子裝置具有更大範圍的操作角度，鉸鏈結構亦可採用雙軸設計。如此，上機體可藉由其中一旋轉軸相對下機體旋轉而呈現展開狀態，並可藉由另一旋轉軸相對下機體旋轉而呈現翻轉狀態，例如是翻轉至下機體的另一側，而使上機體與下機體的操作角度為360度。 然而，上述採用雙軸設計的鉸鏈結構僅限於沿單一旋轉軸向旋轉，使得電子裝置的作動方式較為單調，且其操作角度較為有限。

本發明提供一種鉸鏈結構，其適用於連接電子裝置中的兩機體，以使電子裝置適於任意調整其操作角度，因而具有多樣化的操作方式。

本發明的鉸鏈結構適用於連接一電子裝置的兩機體。鉸鏈結構包括一上板、一下板以及多個旋轉單元。上板適於連接兩機體的其中之一。下板適於連接兩機體的其中另一。旋轉單元依序樞接在一起，且具有多個旋轉軸，其中旋轉單元的最外側兩者對應連接上板與下板，而旋轉單元適於沿著旋轉軸彼此相對旋轉，並帶動上板與下板，以使兩機體藉由鉸鏈結構彼此相對旋轉，並藉由旋轉單元之間的一摩擦力定位。

基於上述，在本發明的鉸鏈結構中，旋轉單元依序樞接在一起，且具有多個旋轉軸，其中旋轉單元的最外側兩者對應連接上板與下板，且旋轉單元適於沿著旋轉軸彼此相對旋轉。藉此，鉸鏈結構適用於連接電子裝置的兩機體，以使兩機體藉由鉸鏈結構彼此相對旋轉，並在相對旋轉後藉由旋轉單元之間的摩擦力定位。由此可知，電子裝置的兩機體可藉由鉸鏈結構作大角度的展開或者翻轉，並以旋轉單元之間的摩擦力定位其操作角度。據此，本發明的鉸鏈結構適用於連接電子裝置中的兩機體，以使電子裝 置適於任意調整其操作角度，因而具有多樣化的操作方式。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

50‧‧‧電子裝置

52、54‧‧‧機體

52a、54a‧‧‧操作面

100‧‧‧鉸鏈結構

110‧‧‧上板

120‧‧‧下板

130a、130b、130c、130d‧‧‧旋轉單元

132a、132b、132c、132d‧‧‧第一樞接部

134a、134b、134c、134d‧‧‧第二樞接部

136‧‧‧限位結構

136a‧‧‧限位凸部

136b‧‧‧限位凹部

140‧‧‧樞接件

150‧‧‧遮蔽件

A1、A2、A3、A4、A5‧‧‧旋轉軸

D1‧‧‧旋轉軸向

O1‧‧‧第一開口

O2‧‧‧第二開口

圖1是本發明一實施例的鉸鏈結構的示意圖。

圖2A與圖2B是圖1的旋轉單元的示意圖。

圖3是圖2A與圖2B的旋轉單元的作動示意圖。

圖4A至圖4C是圖1的鉸鏈結構用於電子裝置的作動示意圖。

圖1是本發明一實施例的鉸鏈結構的示意圖。請參考圖1，在本實施例中，鉸鏈結構100包括上板110、下板120以及多個旋轉單元130a至130d。旋轉單元130a至130d依序樞接在一起，且具有多個旋轉軸A1至A5，其中旋轉單元130a至130d的最外側兩者，例如是圖1所繪示的旋轉單元130a與130d，對應連接上板110與下板120，而旋轉單元130a至130d適於沿著旋轉軸A1至A5彼此相對旋轉，並帶動上板110與下板120。由此可知，本實施例的鉸鏈結構100為多軸式設計。旋轉單元130a樞接於上板110，且旋轉單元130a與上板110之間具有旋轉軸A1。旋轉單元130a與130b樞接在一起，且旋轉單元130a與130b之間具有旋轉 軸A2。類似地，旋轉單元130b至130d依序樞接在一起，且旋轉單元130b至130d之間具有旋轉軸A3與A4。此外，旋轉單元130d樞接於下板120，且旋轉單元130d與下板120之間具有旋轉軸A5。藉此，上板110、下板120以及旋轉單元130a至130d適於沿著對應的旋轉軸A1至A5彼此相對旋轉，而使上板110與下板120彼此面對或展開。換言之，上板110可藉由旋轉單元130a至130d彼此相對旋轉而相對於下板120展開，或者翻轉至下板120的另一側，亦可在展開或翻轉後藉由旋轉單元130a至130d彼此相對旋轉而收合。此外，當旋轉單元130a至130d彼此相對旋轉至預定位置時，上板110與下板120之間呈現一夾角，並可藉由旋轉單元130a至130d之間的摩擦力定位。

具體而言，在本實施例中，旋轉軸A1至A5沿旋轉軸向D1延伸而彼此平行，以使上板110沿旋轉軸向D1相對於下板120旋轉。換言之，上板110、下板120與旋轉單元130a至130d藉由旋轉軸A1至A5依序樞接在一起，而旋轉軸A1至A5沿同一旋轉軸向D1延伸而彼此平行且不重合，故本實施例的鉸鏈結構100為多軸式設計，其中上板110、下板120與旋轉單元130a至130d藉由對應的旋轉軸A1至A5彼此相對旋轉而展開或收合，但上板110與下板120大致上沿旋轉軸向D1彼此相對旋轉。再者，在本實施例中，旋轉單元130a至130d彼此緊配合，以使旋轉單元130a至130d的每相鄰兩者之間具有摩擦力。藉此，使用者需施加大於所述摩擦力的外力，方能使旋轉單元130a至130d彼此相對旋轉並 帶動上板110與下板120，進而調整鉸鏈結構100的操作角度。此外，旋轉單元130a至130d之間的摩擦力較佳地是從上板110至下板120依序遞增。換言之，旋轉單元130a與130b之間的摩擦力最小，而旋轉單元130c與130d之間的摩擦力最大。如此，當使用者對鉸鏈結構100施加外力時，旋轉單元130a先相對於旋轉單元130b旋轉，之後旋轉單元130b相對於旋轉單元130c旋轉，最後旋轉單元130c才相對於旋轉單元130d旋轉。如此，旋轉單元130a至130d可依序運動，使得鉸鏈結構100具有較為流暢的操作方式。然而，在其他未繪示的實施例中，旋轉單元130a至130d之間的摩擦力大小可依據實際需求調整，本發明並不以此為限制。待使用者藉由外力依據需求調整鉸鏈結構100的操作角度，而停止施加外力之後，鉸鏈結構100可藉由旋轉單元130a至130d之間的摩擦力定位，而固定鉸鏈結構100的操作角度。

圖2A與圖2B是圖1的旋轉單元的示意圖。請參考圖1至圖2B，在本實施例中，各旋轉單元130a至130d包括第一樞接部132a至132d與第二樞接部134a至134d，且各旋轉單元130a至130d具有位在第一樞接部132a至132d的第一開口O1以及位在第二樞接部134a至134d的第二開口O2。由此可知，本實施例的旋轉單元130a至130d大致上呈現「8」字型，但本發明不限制旋轉單元130a至130d的形狀。其中，旋轉單元130a的第一樞接部132a連接上板110，且旋轉單元130a的第二樞接部134a連接旋轉單元130b的第一樞接部132b。類似地，旋轉單元130b的第 二樞接部134b連接旋轉單元130c的第一樞接部132c，旋轉單元130c的第二樞接部134c連接旋轉單元130d的第一樞接部132d，而旋轉單元130d的第二樞接部134d連接下板120。更進一步地說，在本實施例中，鉸鏈結構100更包括多個樞接件140，其例如是插銷、鉚釘或其他適用的樞接件。其中，各旋轉單元130a至130d的第一開口O1對應於上板110或各旋轉單元130a至130d的另一相鄰者的第二開口O2，且各旋轉單元130a至130d的第二開口O2對應於各旋轉單元130a至130d的另一相鄰者的第一開口O1或下板120。如此，樞接件140對應插入彼此對應的第一開口O1與第二開口O2中，以樞接上板110、下板120與旋轉單元130a至130d的每相鄰兩者，並對應於旋轉軸A1至A5。換言之，樞接件140沿著旋轉軸A1至A5分別插入對應的第一開口O1與第二開口O2中，以使上板110、下板120與旋轉單元130a至130d依序樞接在一起，並適於沿著旋轉軸A1至A5彼此相對旋轉而展開或收合。

圖3是圖2A與圖2B的旋轉單元的作動示意圖。請參考圖1至圖3，在本實施例中，各旋轉單元130a至130d包括限位結構136。旋轉單元130a至130d的每相鄰兩者的限位結構136彼此配合，以限制旋轉單元130a至130d的旋轉行程。具體而言，在本實施例中，旋轉單元130a至130d的其中一者，例如是圖2A所示的旋轉單元130a，具有作為限位結構136的限位凸部136a。相對地，旋轉單元130a至130d的其中另一相鄰者，例如是圖2B所示的旋轉單元130b，具有作為限位結構136的限位凹部136b。當 旋轉單元130a與130b樞接在一起時，旋轉單元130a的限位凸部136a配合於旋轉單元130b的限位凹部136b，並適於在限位凹部136b內移動，其移動路徑例如圖3的虛線所示。此外，限位凸部136a在限位凹部136b內僅能移動至抵靠於限位凹部136b的側壁為止。藉此，旋轉單元130a與130b之間的旋轉行程受到限位凸部136a與限位凹部136b的限制，可避免旋轉單元130a與130b產生非預期性的位移。類似地，上板110與旋轉單元130a之間、旋轉單元130b至130d之間以及旋轉單元130d與下板120之間亦可配置有上述作為限位結構136的限位凸部136a與限位凹部136b，但本發明不限制限位結構136的具體結構以及配置與否，其可依據需求調整。藉此，在本實施例中，旋轉單元130a至130d的數量與旋轉行程可依據需求調整。舉例而言，當鉸鏈結構100的操作角度為360度時，本實施例採用四個旋轉單元130a至130d而具有五個旋轉軸A1至A5，則其旋轉行程可介於70至80度，以達成360的操作角度。當使用的旋轉單元數量較多時，各旋轉單元的旋轉行程可相對變小，而當使用的旋轉單元數量較少時，各旋轉單元的旋轉行程可能需相對增加。此外，當鉸鏈結構100的操作角度較小時(例如是180度)，其所需的旋轉單元或者各旋轉單元的旋轉型呈也可據此減少，本發明並不以此為限制。

再者，在本實施例中，旋轉單元130a至130d的數量越多，鉸鏈結構100可變化的操作樣態也越多。舉例而言，旋轉單元130a至130d適於沿著旋轉軸向D1朝向同一時鐘方向相對旋轉 而依序收合或展開，進而使旋轉單元130a至130d呈現「C」字型或「一」字型。此外，旋轉單元130a至130d不限於沿旋轉軸向D1朝向同一時鐘方向旋轉而依序展開或收合。換言之，旋轉單元130a至130d的一部分者可沿旋轉軸向D1朝向順時鐘方向旋轉，而旋轉單元130a至130d的另一部分者可沿旋轉軸向D1朝向逆時鐘方向旋轉，進而使旋轉單元130a至130d呈現「S」字型。其中，當旋轉單元130a至130d呈現「C」字型、「一」字型或「S」字型時，除了鉸鏈結構100的操作角度因而改變之外，鉸鏈結構100的水平高度也隨之改變。由此可知，當旋轉單元130a至130d的數量較多時，鉸鏈結構100可具有較多的操作樣態，但本發明不限於上述的實施方式，其可依據需求作更多變化。

圖4A至圖4C是圖1的鉸鏈結構用於電子裝置的作動示意圖。請先參考圖1與圖4A，在本實施例中，鉸鏈結構100適用於連接電子裝置50的兩機體52與54。電子裝置50例如是筆記型電腦(notebook)，但本發明不以此為限制。其中，鉸鏈結構100的上板110適於連接兩機體52與54的其中之一，例如是機體52，而下板120適於連接兩機體52與54的其中另一，例如是機體54。具體而言，在本實施例中，電子裝置50包括兩機體52與54以及連接兩機體52與54的鉸鏈結構100。此外，鉸鏈結構100更包括多個遮蔽件150，配置在旋轉單元130a至130d的外側，並適於連接兩機體52與54。亦即，遮蔽件150可在鉸鏈結構100藉由上板110與下板120連接至電子裝置50的兩機體52與54之後用以遮 蔽旋轉單元130a至130d，且遮蔽件150的表面與兩機體52與54的表面共平面。如此，電子裝置50具有平滑且美觀的外型。藉此，電子裝置50的兩機體52與54適於藉由鉸鏈結構100彼此相對旋轉而彼此重疊或展開，進而呈現收合、展開或翻轉狀態，並藉由旋轉單元130a至130d之間的摩擦力定位。

詳細而言，在本實施例中，當兩機體52與54彼此重疊而呈現收合狀態時，連接兩機體52與54的上板110與下板120亦彼此重疊，而使旋轉單元130a至130d的最外側兩者(例如是130a與130d)彼此對向設置，如圖4A所示。此時，兩機體52與54的操作面，例如是顯示螢幕或者鍵盤模組，隱藏在兩機體52與54之間。之後，鉸鏈結構100的上板110、下板120與旋轉單元130a至130d適於沿著對應的旋轉軸A1至A5(標示於圖1)彼此相對旋轉，以帶動上板110與下板120彼此展開，其過程如圖4A至圖4B所示。藉此，原本隱藏在兩機體52與54之間的操作面52a與54a因而外露，而使用者可據此操作所需的操作面52a與54a，例如藉由顯示螢幕觀看影片，或者藉由鍵盤模組輸入資料。再者，已彼此展開的兩機體52與54可藉由鉸鏈結構100重新彼此重疊，而呈現收合狀態，其過程如圖4B至圖4A所示。或者，已彼此展開的兩機體52與54亦可藉由鉸鏈結構100繼續彼此相對旋轉，而呈現翻轉狀態。其中，鉸鏈結構100的上板110、下板120與旋轉單元130a至130d可沿著對應的旋轉軸A1至A5(標示於圖1)彼此相對旋轉，以帶動上板110移動至下板120的 另一側而彼此重疊，進而使兩機體52與54呈現翻轉狀態，其過程如圖4B至圖4C所示。類似地，已呈現翻轉狀態的兩機體52與54可藉由鉸鏈結構100重新彼此展開或再次彼此重疊，而呈現展開或收合狀態，其過程如圖4C至圖4B或如圖4C至圖4A所示。

除了上述的三個狀態之外，由於本實施例的旋轉單元130a至130d彼此緊配合而具有摩擦力，故實際上電子裝置50的兩機體52與54可藉由鉸鏈結構100依據需求定位在夾角為0至360度之間的任意角度。舉例來說，本實施例的體52可藉由鉸鏈結構100相對於機體54旋轉而使兩機體52與54之間的角度為0度、180度與360度(對應於圖4A至圖4C所示)。此外，機體52可藉由鉸鏈結構100相對於機體54旋轉而使兩機體52與54夾一鈍角(例如是120度)，並藉由旋轉單元130a至130d之間的摩擦力定位，以讓使用者可在操作機體54的操作面54a(例如是以鍵盤模組輸入資訊)的同時亦使用機體52的操作面52a(例如是以顯示螢幕觀看資訊)。再者，本發明的電子裝置50不限於為筆記型電腦，其亦可為由兩平板電腦(tablet)與鉸鏈結構100所構成的組合式電子裝置。其中，作為兩機體52與54的平板電腦可藉由鉸鏈結構100彼此對接，並適於藉由鉸鏈結構100彼此相對旋轉而彼此重疊或展開，進而呈現收合、展開或翻轉狀態。如此，當電子裝置呈現翻轉狀態時，兩機體52與54的操作面52a與54a(例如均為顯示螢幕)均朝向電子裝置50外側，且呈現翻轉狀態的兩機體52與54亦可藉由旋轉單元130a至130d之間的摩擦力 定位。如此，電子裝置50可藉由兩機體52與54的側邊站立於一固定平台(例如是桌面)上，以讓使用者同時操作兩操作面52a與54a，例如是藉由電子裝置50達成雙顯示螢幕的使用。由此可知，由於本實施例的鉸鏈結構100採用多軸式設計，而具有多種可變化的操作樣態，使得連接鉸鏈結構100的兩機體52與54可依據需求調整其操作角度或操作狀態(例如收合、展開或翻轉)，故本實施例的電子裝置50可任意調整其操作角度，因而具有多樣化的操作方式。

綜上所述，在本發明的鉸鏈結構中，旋轉單元依序樞接在一起，且具有多個旋轉軸，其中旋轉單元的最外側兩者對應連接上板與下板，且旋轉單元適於沿著旋轉軸彼此相對旋轉。藉此，鉸鏈結構適用於連接電子裝置的兩機體，以使兩機體藉由鉸鏈結構彼此相對旋轉，並在相對旋轉後藉由旋轉單元之間的摩擦力定位。由此可知，由於鉸鏈結構是由多個旋轉單元樞接而成，並具有多個旋轉軸，故電子裝置的兩機體可藉由鉸鏈結構作大角度的展開或者翻轉，並以旋轉單元之間的摩擦力定位其操作角度。據此，本發明的鉸鏈結構適用於連接電子裝置中的兩機體，以使電子裝置適於任意調整其操作角度，因而具有多樣化的操作方式。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧鉸鏈結構

110‧‧‧上板

120‧‧‧下板

130a、130b、130c、130d‧‧‧旋轉單元

132a、132b、132c、132d‧‧‧第一樞接部

134a、134b、134c、134d‧‧‧第二樞接部

140‧‧‧樞接件

A1、A2、A3、A4、A5‧‧‧旋轉軸

D1‧‧‧旋轉軸向

Claims (8)

1. 一種鉸鏈結構，適用於連接一電子裝置的兩機體，該鉸鏈結構包括：一上板，適於連接該兩機體的其中之一；一下板，適於連接該兩機體的其中另一；以及多個旋轉單元，該些旋轉單元依序樞接在一起，且具有多個旋轉軸，其中該些旋轉單元的最外側兩者對應連接該上板與該下板，而該些旋轉單元適於沿著該些旋轉軸彼此相對旋轉，並帶動該上板與該下板，以使該兩機體藉由該鉸鏈結構彼此相對旋轉，並藉由該些旋轉單元之間的一摩擦力定位，各該旋轉單元包括至少一限位結構，該些旋轉單元的每相鄰兩者的該些限位結構彼此配合，其中該些旋轉單元的其中一者具有一限位凸部，而該些旋轉單元的其中另一相鄰者具有一限位凹部，該限位凸部配合於該限位凹部，並適於在該限位凹部內移動，直至抵靠於該限位凹部的一側壁，以限制該些旋轉單元的一旋轉行程。
2. 如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中該些旋轉軸沿一旋轉軸向延伸而彼此平行，以使該上板沿該旋轉軸向相對於該下板旋轉。
3. 如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中各該旋轉單元包括一第一樞接部與一第二樞接部，該第一樞接部連接該上板或該些旋轉單元的另一相鄰者的該第二樞接部，且該第二樞接部連接該些旋轉單元的另一相鄰者的該第一樞接部或該下板。
4. 如申請專利範圍第3項所述的鉸鏈結構，更包括多個樞接件，其中各該旋轉單元具有位在該第一樞接部的一第一開口以及位在該第二樞接部的一第二開口，該第一開口對應於該上板或該些旋轉單元的另一相鄰者的該第二開口，且該第二開口對應於該些旋轉單元的另一相鄰者的該第一開口或該下板，而該些樞接件對應插入該些第一開口與該些第二開口中，以樞接該些旋轉單元的每相鄰兩者，並對應於該些旋轉軸。
5. 如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中該些旋轉單元彼此緊配合(tight fit)，以使該些旋轉單元的每相鄰兩者之間具有一摩擦力，而該些旋轉單元的該些摩擦力從該上板至該下板依序遞增。
6. 如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中該些旋轉單元的最外側兩者在該上板與該下板彼此重疊時彼此對向設置，且該些旋轉單元適於沿著該些旋轉軸彼此相對旋轉，以帶動該上板與該下板彼此展開，或者帶動該上板移動至該下板的另一側。
7. 如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，其中該些旋轉單元藉由彼此旋轉而呈現「C」字型、「一」字型或「S」字型。
8. 如申請專利範圍第1項所述的鉸鏈結構，更包括多個遮蔽件，配置在該些旋轉單元的外側，並適於連接該兩機體。