TWI565886B - 樞軸結構 - Google Patents

Description

樞軸結構

本發明是有關於一種樞軸結構，且特別是有關於一種雙軸式樞軸結構。

在現今這個資訊爆炸的時代，可攜式電子裝置例如筆記型電腦、智慧型手機或平板電腦等，其具有可隨身攜帶而便於使用者即時收發或處理訊息的優點，業已成為現代人不可或缺的工具。以筆記型電腦為例，使用者主要是透過鍵盤、觸控板或滑鼠來操作筆記型電腦，但隨著智慧型手機或平板電腦的問世，逐漸改變了現代人使用可攜式電子裝置時的操作習慣。意即，改以手指或觸控筆來點觸智慧型手機或平板電腦的觸控顯示螢幕，以令主機執行相應的功能。因此，目前已有將觸控顯示螢幕整合於筆記型電腦的產品產生，提供使用者透過鍵盤、觸控板、滑鼠或觸控顯示螢幕來操作筆記型電腦等操作選項。

一般而言，當使用者欲僅透過觸控顯示螢幕來操作筆記型電腦時，其會將設置有觸控顯示螢幕的第一機體相對於第二機 體進行360度翻轉，使第一機體的背蓋與第二機體的底座相抵接。為使第一機體與第二機體能進行360度翻轉，大多是採用雙軸式樞軸結構來連接第一機體與第二機體。傳統的雙軸式樞軸結構通常是在兩並列設置的轉軸上設有正齒輪、斜齒輪或等距螺紋(constant pitch)，並使連動件(例如齒輪或滾珠)分別耦接於前述兩轉軸的正齒輪、斜齒輪或等距螺紋。如此一來，便能讓此前述轉軸同步轉動，藉以達成使第一機體與第二機體進行360度翻轉之目的。

具體來說，第一機體與第二機體上大多設有磁性件，且第一機體的磁性件的磁性與第二機體上的磁性件的磁性相異。藉此，在第一機體相對於第二機體的展開角度等於0度與360度時，方能透過前述磁性件之間的磁吸力來固定第一機體與第二機體。

本發明提供一種樞軸結構，可在電子裝置的第一機體相對於第二機體的展開角度接近0度或360度時，使第一機體與第二機體產生自動鎖定(autolock)的功能。

本發明提出一種樞軸結構，其包括第一轉軸、第二轉軸以及連動件。第二轉軸平行於第一轉軸。第一轉軸與第二轉軸分別具有導引部以及位於導引部上的第一螺紋與第二螺紋。各個第一螺紋連接對應的第二螺紋。各個第一螺紋平行於對應的第一轉軸的軸向或第二轉軸的軸向。各個第二螺紋傾斜於對應的第一轉 軸的軸向或第二轉軸的軸向。連動件分別耦接於前述兩導引部。當第一轉軸與第二轉軸透過連動件相對轉動以在第一狀態與第二狀態之間進行轉換時，連動件適於受到第一螺紋與第二螺紋的導引而沿平行於第一轉軸的方向來回移動。在第一狀態時，連動件分別耦接於第一轉軸的第二螺紋與第二轉軸的第一螺紋。在第二狀態時，連動件分別耦接於第一轉軸的第一螺紋與第二轉軸的第二螺紋。

基於上述，本發明的樞軸結構的第一轉軸與第二轉軸可透過耦接於兩者之間的連動件而相對轉動。詳細而言，連動件會分別耦接於第一轉軸與第二轉軸的兩導引部的圓周面上的不定螺紋(variable pitch)，藉由前述不定螺紋的設計可在電子裝置的第一機體相對於第二機體的展開角度接近0度或360度時，使第一機體與第二機體產生自動鎖定的功能。

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。

10‧‧‧電子裝置

11‧‧‧第一機體

11a、12a‧‧‧工作面

11b、12b‧‧‧背面

12‧‧‧第二機體

100‧‧‧樞軸結構

110‧‧‧第一轉軸

111、121‧‧‧導引部

112、122‧‧‧第一螺紋

113、123‧‧‧第二螺紋

114、124‧‧‧第三螺紋

120‧‧‧第二轉軸

130‧‧‧可動件

140‧‧‧第一架體

150‧‧‧第二架體

160‧‧‧導桿

A1、A2‧‧‧軸向

D‧‧‧方向

R1‧‧‧第一轉動方向

R2‧‧‧第二轉動方向

圖1至圖7是本發明一實施例的樞軸結構的作動示意圖。

圖1至圖7是本發明一實施例的樞軸結構的作動示意 圖。圖1至圖7分別繪示出各個狀態的樞軸結構的立體示意圖以及相應的側視示意圖。圖1所的樞軸結構100處於第一狀態，圖7所示的樞軸結構處於第二狀態。請先參考圖1，在本實施例中，樞軸結構100適用於電子裝置10。電子裝置10例如是筆記型電腦，其具有第一機體11與第二機體12。第一機體11可以是具有觸控功能的顯示螢幕或不具觸控功能的顯示螢幕。樞軸結構100連接第一機體11與第二機體12，使得第一機體11與第二機體12能夠藉由樞軸結構100的作動而相對轉動。此處，第一機體11與第二機體12能夠藉由樞軸結構100的作動，以進行360度翻轉。

樞軸結構100包括第一轉軸110、第二轉軸120以及連動件130。第一轉軸110與第二轉軸120互為平行。第一轉軸110具有導引部111以及位於導引部111上的第一螺紋112與連接第一螺紋112的第二螺紋113。第一螺紋112平行於第一轉軸110的軸向A1。第二螺紋113傾斜於第一轉軸110的軸向A1。此處，第二轉軸120的結構與第一轉軸110的結構相似。意即，第二轉軸120也具有對應於導引部111的導引部121以及位於導引部121上的第一螺紋122與連接第一螺紋122的第二螺紋123。第一螺紋122平行於第二轉軸120的軸向A2。第二螺紋123傾斜於第二轉軸120的軸向A2。換言之，第一螺紋112與122互為平行，且第一螺紋112與122的螺旋角(helix angle)皆例如是等於0度。另一方面，第二螺紋113與123的螺旋角彼此相等，且例如是等於30度。

在本實施例中，第一轉軸110還具有位於導引部111上 的第三螺紋114。第三螺紋114連接第一螺紋112與第二螺紋113。相似地，第二轉軸110亦具有位於導引部121上的第三螺紋124。第三螺紋124連接第一螺紋122與第二螺紋123。詳細而言，第三螺紋114傾斜於第一轉軸110的軸向A1，且第三螺紋124傾斜於第二轉軸120的軸向A2。第三螺紋114與124的螺旋角彼此相等，例如是等於20度。換言之，第二螺紋113的螺旋角例如是大於第三螺紋114的螺旋角，且第三螺紋114的螺旋角大於第一螺紋112的螺旋角。再就第二轉軸120的導引部121上的螺紋結構而論，第二螺紋123的螺旋角例如是大於第三螺紋124的螺旋角，且第三螺紋124的螺旋角大於第一螺紋122的螺旋角。因此，依序相連的第一螺紋112、第三螺紋114與第二螺紋113例如是形成於第一轉軸110的導引部111的圓周面上的不定螺紋。相似地，依序相連的第一螺紋122、第三螺紋124與二螺紋123例如是形成於第二轉軸120的導引部121的圓周面上的不定螺紋。

請繼續參考圖1，樞軸結構100更包括連接第一轉軸110的第一架體140以及連接第二轉軸120的第二架體150。第一架體140與第二架體150例如是位於第一轉軸110或第二轉軸120的同一側。在本實施例中，第一轉軸110的導引部111上的第二螺紋113例如是較第三螺紋114與第一螺紋112靠近第一架體140，且第三螺紋114位於第二螺紋113與第一螺紋112之間。另一方面，第二轉軸120的導引部121上的第一螺紋122例如是較第三螺紋124與第二螺紋123靠近第二架體150，且第三螺紋124位於第一 螺紋122與第二螺紋123之間。

詳細而言，第一轉軸110可透過第一架體140連接第一機體11，第二轉軸120可透過第二架體150連接第二機體12。第一架體140相對於第二架體150的展開角度適於隨著第一轉軸110與第二轉軸120透過連動件130的相對轉動而改變。在如圖1所示的第一狀態時，第一架體140相對於第二架體150的展開角度例如是0度。此時，第一機體11相對於第二機體12的展開角度也例如是0度，且第一機體11的工作面11a面對第二機體12的工作面12a。

連動件130例如是分別耦接於導引部111與112的滾珠。如圖1所示，樞軸結構100更包括導桿160。導桿160平行於第一轉軸110，且位於第一轉軸110與第二轉軸120之間。連動件130可動地設置於導桿160上，其中導桿160例如是穿過連動件130。當第一轉軸110與第二轉軸120透過連動件130相對轉動以在如圖1所示的第一狀態與如圖7所示的第二狀態之間進行轉換時，連動件130會受到第一螺紋112與122、第二螺紋113與123以及第三螺紋114與124的導引而沿導桿160(即平行於第一轉軸110的方向D)來回移動。

在如圖1所示的第一狀態時，連動件130相對靠近第一架體140或第二架體150，且分別耦接於第一轉軸110的第二螺紋113與第二轉軸120的第一螺紋122。接著，使第一轉軸110與第二轉軸120透過連動件130相對轉動，連動件130在第二螺紋113 的導引下會沿第一螺紋122朝遠離第一架體140或第二架體150的方向移動。此時，第二轉軸120會固定不動，而第一轉軸110會沿第一轉動方向R1轉動，如圖2所示。接著，持續使第一轉軸110與第二轉軸120透過連動件130相對轉動，連動件130將會自第一螺紋122移入第三螺紋124，直到連動件140自第二轉軸120的第一螺紋122移動至第三螺紋124之後，第二轉軸120才會沿與第一轉動方向R1相反的第二轉動方向R2轉動。如圖3所示，連動件130例如是分別耦接於第一轉軸110的第二螺紋113與第二轉軸120的第三螺紋124。

第一螺紋122與第二螺紋123之間設有第三螺紋124之目的是用以補償第二轉軸120的轉動角度，藉以在第一轉軸110沿第一轉動方向R1轉動的轉動角度達到90度時，使得第二轉軸120沿第二轉動方向R2轉動的轉動角度亦可同步達到90度。舉例來說，第一轉軸110沿第一轉動方向R1轉動的轉動角度以及第二轉軸120沿第二轉動方向R2轉動的轉動角度達到一致的數值範圍例如是落在20度至90度之間。

接著，持續使第一轉軸110與第二轉軸120透過連動件130相對轉動。此時，第一轉軸110會沿第一轉動方向R1轉動，而第二轉軸120會沿第二轉動方向R2轉動。另一方面，在導引部111與121的帶動下，連動件130將會耦接於第二螺紋113，並且自第三螺紋124移入第二螺紋123。如圖4所示，在第一轉軸110沿第一轉動方向R1轉動90度，且第二轉軸120沿第二轉動方向 R2轉動90度後，第一架體140相對於第二架體150的展開角度將會等於180度，使得第一機體11的背面11b(意即，相對於工作表面11a的一表面)與第二機體12的背面12b(意即，相對於工作表面11a的一表面)相互齊平。另一方面，連動件130分別耦接於第一轉軸110的第二螺紋113與第二轉軸120的第二螺紋123。

如圖5所示，持續使第一轉軸110與第二轉軸120透過連動件130相對轉動。在導引部111與121的帶動下，連動件130將會自第二螺紋113移入第三螺紋114，並且耦接於第二螺紋123。此時，第一架體140相對於第二架體150的展開角度例如是大於315度(或稱第一機體11的背面11b相對於第二機體12的背面12b的展開角度小於45度)，較佳是大於340度(或稱第一機體11的背面11b相對於第二機體12的背面12b的展開角度小於20度)。

如圖6與圖7所示，朝遠離第一架體140或第二架體150的方向移動的連動件130將會持續耦接於第二螺紋123，並自第三螺紋114移入第一螺紋112。在連動件130耦接於第二螺紋123，並自第三螺紋114移入第一螺紋112之後，第一轉軸110會固定不動，而第二轉軸120會持續沿第二轉動方向R2轉動。持續沿第二轉動方向R2轉動的第二轉軸120能帶動第二架體150相對於第一架體140轉動，以在第一架體140(或第一機體11)相對於第二架體150(或第二機體12)的展開角度接近360度(或稱第一機體11的背面11b相對於第二機體12的背面12b的展開角度接近0度)時， 使第一架體140(或第一機體11)與第二架體150(或第二機體12)產生自動鎖定的功能。

在第一架體140(或第一機體11)與第二架體150(或第二機體12)自動鎖定後(即如圖7所示的第二狀態下)，第一架體140相對於第二架體150的展開角度例如是360度(或稱第一機體11的背面11b相對於第二機體12的背面12b的展開角度等於0度)。此時，第一機體11相對於第二機體12的展開角度也例如是360度，且第一機體11的背面11b面對第二機體12的背面12b。

另一方面，欲使處於如圖7所示的第二狀態的樞軸結構100回復至如圖1所示的第一狀態的樞軸結構100的作動原理大致與上述實施例相似，以下僅就其差異處作說明。在處於如圖7所示的第二狀態的樞軸結構100回復至如圖1所示的第一狀態的樞軸結構100之前，連動件130會朝靠近第一架體140或第二架體150的方向移動，而依序分別耦接於第一轉軸110的第三螺紋114與第二轉軸120的第二螺紋123、耦接於第一轉軸110的第二螺紋113與第二轉軸120的第二螺紋123以及耦接於第一轉軸110的第二螺紋113與第二轉軸120的第三螺紋124。在連動件130分別耦接於第一轉軸110的第二螺紋113與第二轉軸120的第三螺紋124時，第一架體140相對於第二架體150的展開角度例如是小於45度，較佳是小於20度。

詳細而言，朝靠近第一架體140或第二架體150的方向移動的連動件130將會持續耦接於第二螺紋113，並自第三螺紋 124移入第一螺紋122。在連動件130耦接於第二螺紋113，並自第三螺紋124移入第一螺紋122之後，第二轉軸120會固定不動，而第一轉軸110會沿第一轉動方向R1的反向轉動。持續沿第一轉動方向R1的反向轉動的第一轉軸110能帶動第一架體140相對於第二架體150轉動，以在第一架體140(或第一機體11)相對於第二架體150(或第二機體12)的展開角度接近0度時，使第一架體140(或第一機體11)與第二架體150(或第二機體12)產生自動鎖定的功能，進而回復至如圖1所示的第一狀態。

綜上所述，本發明的樞軸結構的第一轉軸與第二轉軸可透過耦接於兩者之間的連動件而相對轉動。詳細而言，連動件會分別耦接於第一轉軸與第二轉軸的兩導引部的圓周面上的不定螺紋，藉由前述不定螺紋的設計可在電子裝置的第一機體相對於第二機體的展開角度接近0度或360度時，使第一機體與第二機體產生自動鎖定的功能。相較於傳統在第一機體與第二機體上分別設有磁性相異的磁性件，以在第一機體相對於第二機體的展開角度等於0度與360度時透過前述磁性件之間的磁吸力來固定第一機體與第二機體的作法而言，採用本發明的樞軸結構的電子裝置無需額外配置前磁性件，有助於降低製作成本。

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。

10‧‧‧電子裝置

11‧‧‧第一機體

11a、12a‧‧‧工作面

11b、12b‧‧‧背面

12‧‧‧第二機體

100‧‧‧樞軸結構

110‧‧‧第一轉軸

111、121‧‧‧導引部

112、122‧‧‧第一螺紋

113、123‧‧‧第二螺紋

114、124‧‧‧第三螺紋

120‧‧‧第二轉軸

130‧‧‧可動件

140‧‧‧第一架體

150‧‧‧第二架體

160‧‧‧導桿

A1、A2‧‧‧軸向

D‧‧‧方向

Claims (13)

1. 一種樞軸結構，包括：一第一轉軸；一第二轉軸，平行於該第一轉軸，該第一轉軸與該第二轉軸分別具有一導引部以及位於該導引部上的一第一螺紋與一第二螺紋，各該第一螺紋連接對應的該第二螺紋，各該第一螺紋平行於對應的該第一轉軸的軸向或該第二轉軸的軸向，各該第二螺紋傾斜於對應的該第一轉軸的軸向或該第二轉軸的軸向；以及一連動件，分別耦接於該兩導引部，當該第一轉軸與該第二轉軸透過該連動件相對轉動以在一第一狀態與一第二狀態之間進行轉換時，該連動件適於受到該些第一螺紋與該些第二螺紋的導引而沿平行於該第一轉軸的一方向來回移動，在該第一狀態時，該連動件分別耦接於該第一轉軸的該第二螺紋與該第二轉軸的該第一螺紋，在該第二狀態時，該連動件分別耦接於該第一轉軸的該第一螺紋與該第二轉軸的該第二螺紋。
2. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中各該第一螺紋的螺旋角小於對應的該第二螺紋的螺旋角。
3. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中各該第一螺紋的螺旋角等於0度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，其中該第一轉軸與該第二轉軸還分別具有位於各該導引部上的一第三螺紋，各該 第三螺紋連接對應的該第一螺紋與該第二螺紋，當該第一轉軸與該第二轉軸透過該連動件相對轉動以在該第一狀態與該第二狀態之間進行轉換時，該連動件適於受到該些第一螺紋、該些第二螺紋以及該些第三螺紋的導引而沿平行於該第一轉軸的該方向來回移動。
5. 如申請專利範圍第4項所述的樞軸結構，其中各該第三螺紋傾斜於對應的該第一轉軸的軸向或該第二轉軸的軸向。
6. 如申請專利範圍第4項所述的樞軸結構，其中各該第二螺紋的螺旋角大於對應的該第三螺紋的螺旋角，各該第三螺紋的螺旋角大於對應的該第一螺紋的螺旋角。
7. 如申請專利範圍第4項所述的樞軸結構，其中在該第一狀態與該第二狀態之間，該連動件依序分別耦接於該第一轉軸的該第二螺紋與該第二轉軸的該第三螺紋、耦接於該第一轉軸的該第二螺紋與該第二轉軸的該第二螺紋以及耦接於該第一轉軸的該第三螺紋與該第二轉軸的該第二螺紋。
8. 如申請專利範圍第7項所述的樞軸結構，其中在該連動件耦接於該第一轉軸的該第二螺紋，且自該第二轉軸的該第一螺紋移動至該第三螺紋之前，該第二轉軸固定不動，該第一轉軸沿一第一轉動方向轉軸轉動。
9. 如申請專利範圍第7項所述的樞軸結構，其中在該連動件耦接於該第二轉軸的該第二螺紋，且自該第一轉軸的該第三螺紋移動至該第一螺紋之後，該第一轉軸固定不動，該第二轉軸沿一 第二轉動方向轉軸。
10. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，更包括：一導桿，平行於該第一轉軸，且位於該第一轉軸與該第二轉軸之間，該連動件可動地設置於該導桿上。
11. 如申請專利範圍第1項所述的樞軸結構，更包括：一第一架體，連接該第一轉軸；以及一第二架體，連接該第二轉軸，該第一架體相對於該第二架體的一展開角度適於隨著該第一轉軸與該第二轉軸透過該連動件的相對轉動而改變。
12. 如申請專利範圍第11項所述的樞軸結構，適用於一電子裝置，該電子裝置包括一第一機體以及一第二機體，該第一機體與該第二機體分別具有一工作面以及相對於該工作面的一背面，該第一架體連接該第一機體，該第二架體連接該第二機體，在該第一狀態時，該展開角度等於0度，該第一機體與該第二機體的該兩工作面彼此面對，在該第二狀態時，該展開角度等於360度，該第一機體與該第二機體的該兩背面彼此面對。
13. 如申請專利範圍第12項所述的樞軸結構，其中在該展開角度等於180度時，該第一機體與該第二機體的該兩背面相互齊平。