改變摩擦面積調整扭力的樞紐器的製作方法
2023-05-24 05:56:56 1
專利名稱：改變摩擦面積調整扭力的樞紐器的製作方法
技術領域：
本實用新型關於一種樞紐器的新結構設計，該樞紐器設置於具有一上蓋及一本體 的摺疊式電子產品中，例如筆記型電腦、手機、翻譯機等，尤指一種改變摩擦面積調整扭力 的樞紐器。
背景技術：
在摺疊式電子設備之中，具有一上蓋及一本體，例如筆記型電腦具有一顯示熒幕 及一鍵盤部。為了顯示熒幕部及本體可相對開啟或閉合，必需設置樞紐器。在習知一般筆記型電腦中所使用的樞紐器，會設置有凹凸輪結構，以達到上蓋自 動閉合功能，例如中國TW新型專利公告號M2M878「具定位功能的樞紐器」及申請人的中 國TW新型專利公告號M295419「具有自動閉闔功能的樞鈕器」等前案。然而，這些習知的樞紐器結構，除了在自0度開啟時扭力會增加外，在其他開啟角 度的扭力值大約都保持一定，其系由樞紐器轉軸上零件接觸造成的摩擦面積和一組彈性元 件所提供。以筆記型電腦為例，顯示熒幕部在剛開啟的角度至90度前，並不適合工作；而一 般是在超過90度至135度之間為工作角度。因此，在非工作角度時，如將樞紐器的扭力設 計成較小，才會令使用者開啟省力，達到使用方便的功效。所以，習知技術的樞紐器結構，有 再改良的必要。
發明內容本實用新型的主要目的在於，提供一種改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，其結構 簡單實用，組裝方便，製造簡單，能提供自動閉合功能，且可在不同開啟角度有不同的扭力， 從而操作便利。為實現上述目的，本實用新型公開了一種改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，設置 於具有一上蓋及一本體的一摺疊式電子產品中；其特徵在於包括—旋轉承架，與該上蓋連接；一自該旋轉承架延伸出而一同轉動的轉軸，至少具有一非圓形軸部；一固定承架，與該本體連接，具有一垂直面，該垂直面上設有一供該軸部穿過的圓 形軸孔；一對凹凸輪結構，設置於該軸部上，該對凹凸輪接觸的表面上設有提供自動閉合 功能的凹部及凸塊；一組設置於該轉軸的軸部上以提供軸向彈力的彈性元件；一設置於該轉軸相對該旋轉承架的另一末端以使該組彈性元件、該垂直面及該對 凹凸輪結構壓迫式結合於該轉軸上從而使該旋轉承架相對該固定承架旋轉至任一角度皆 能定位的固定裝置；至少一異形凹入部，設置於該壓迫式結合的任一元件的接觸面上；及至少一壓迫式接觸設置於該異形凹入部的側面並隨該軸部一同轉動且轉動時在某一角度範圍內會覆蓋該異形凹入部並在該角度範圍內改變與該垂直面的接觸面積以調 整扭力變化的摩擦凸片。其中，該異形凹入部在該軸部的不同徑向上具有不同的寬度。其中，該異形凹入部為一對，設置在凹輪側面上，而該摩擦凸片同為一對，為該凸 輪的凸部接觸表面。還公開了一種改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，設置於具有一上蓋及一本體的一 摺疊式電子產品中；其特徵在於包括一旋轉承架，與該上蓋連接；一自該旋轉承架延伸出而一同轉動的轉軸，至少具有一非圓形軸部；一固定承架，與該本體連接，具有一垂直面，該垂直面上設有一供該軸部穿過的圓 形軸孔，並於該垂直面上設有一異形凹入部，該異形凹入部在該圓形軸孔的不同徑向上具 有不同的寬度；一接觸設置於該垂直面具有該異形凹入部的側面並隨該軸部一同轉動且轉動時 在某一角度範圍內會覆蓋該異形凹入部並在該角度範圍內改變與該垂直面的接觸面積以 調整扭力變化的摩擦凸片；一對凹凸輪結構，設置於該轉軸上，該對凹凸輪接觸的表面上設有提供自動閉合 功能的凹部及凸塊；一組設置於該轉軸的軸部上以提供軸向彈力的彈性元件；及一設置於該轉軸相對該旋轉承架的另一末端以使該組彈性元件、該垂直面、該對 凹凸輪結構及該摩擦凸片壓迫式結合於該轉軸上從而使該旋轉承架相對該固定承架旋轉 至任一角度皆能定位的固定裝置。其中，該異形凹入部的徑向寬度自最小而逐漸隨徑向角度增加而加寬；而該摩擦 凸片為一自該旋轉承架相對該固定承架旋轉開啟後先與該異形凹入部的最小徑向寬度先 接觸並隨該旋轉承架相對該固定承架旋轉開啟角度增加而增加與該異形凹入部的較大徑 寬度的接觸從而使該摩擦凸片與該垂直面的摩擦面積漸減少而使扭力漸減以達到開啟省 力功能的扇形片。其中，該垂直面上進一步設有一當該旋轉承架相對該固定承架旋轉開啟至最大開 啟角度時與該摩擦凸片的一側緣相牴觸的定位凸塊。其中，該凹凸輪結構的凹輪設於該垂直面上的相對具有該定位凸塊的另一側面， 而該凸輪具有一供軸部穿過而一同轉動的非圓形軸孔。通過上述結構，本實用新型利用摩擦凸片在不同開啟角度時與異形凹入部接觸面 積不同，以改變摩擦凸片的摩擦面積，即可設計樞紐器在不同開啟角度有不同的扭力，故較 習知技術固定扭力者，大為改善，而且依據本實用新型的設計，當旋轉承架相對固定承架旋轉自0度開啟時，由於有凹 凸輪結構提供的自動閉合功能，會有一最大扭力；開啟角度增加後，由於摩擦凸片與異形凹 入部開始接觸，並隨著開啟角度增加而增加兩者的接觸，相對使得摩擦凸片與垂直面的摩 擦接觸面積減少，使樞紐器的扭力漸減。當開啟角度超過90度後(即摺疊式電子產品的上 蓋開啟至工作位置)，因為摩擦凸片脫離與異形凹入部接觸而增加與垂直面的摩擦接觸面 積，則樞紐器的扭力隨開啟角度增加而增加，即使得上蓋在工作位置有較大的支撐力。藉此設計，本實用新型的樞紐器使得摺疊式電子產品的上蓋在開啟後，使用者可以省力且快速 的開啟到工作位置，使摺疊式電子產品的操作更為順手，使用效果遠較習知技術為佳。以下，將依據圖面所示的實施例而詳加說明本實用新型的結構特點及使用功效。
圖1代表本實用新型第一種實施例的分解圖，圖IA為圖1中A部份放大圖，圖IB為圖1中固定承架的另一角度立體視圖，圖2代表本實用新型第一種實施例的組合圖，圖3代表本實用新型第一種實施例的固定承架的平面視圖，圖4至圖6代表本實用新型第一種實施例旋轉承架相對固定承架開啟的動作圖，圖7代表本實用新型第一種實施例樞紐器的扭力對開啟角度的變化曲線圖，圖8代表第二種實施例的分解圖，圖9代表第三種實施例的分解圖，圖9A為圖9中凸輪及凹輪的放大視圖，圖10代表第四種實施例的分解圖。
具體實施方式
請參見圖1及圖2，為本實用新型第一種實施例，其提供了一種改變摩擦面積調整 扭力的樞紐器1，其設置於具有一上蓋及一本體的一摺疊式電子產品中，樞紐器1主要系以 一旋轉承架11、一轉軸12、一固定承架13、一摩擦凸片14、一凸輪15、一組彈性元件16、及 一固定裝置17所構成。本實用新型的旋轉承架11與摺疊式電子產品的上蓋連接，而轉軸12自旋轉承架 11延伸出而一同轉動，轉軸12具有一非圓形軸部121。固定承架13與摺疊式電子產品的本體連接，具有一垂直面131，該垂直面131上 設有一圓形軸孔132供軸部121穿過，並於垂直面131上設有一異形凹入部133，參見圖IA 所示，並配合圖3所示，該異形凹入部133在供軸部121穿過的圓形軸孔132不同徑向上具 有不同的寬度tl、t2、t3，在此實施例中異形凹入部133的徑向寬度自最小而逐漸隨徑向角 度增加而加寬，即tl < t2 < t3。另，垂直面131上進一步設有一定位凸塊134。本實用新型的摩擦凸片14，接觸設置於垂直面131具有異形凹入部133的側面， 並隨軸部121—同轉動，且轉動時，在某一角度範圍內會覆蓋異形凹入部133，如圖4至圖6 所示，並在該角度範圍內，摩擦凸片14改變與垂直面131的接觸面積以調整樞紐器1的扭 力變化。如圖所示本實用新型的實施例，摩擦凸片14為自轉軸12延伸出的一扇形片，如圖 4所示，自旋轉承架11相對固定承架13旋轉開啟後，摩擦凸片14先與異形凹入部133的最 小徑向寬度先接觸，並會隨旋轉承架11相對固定承架13旋轉開啟角度增加，使摩擦凸片14 增加與異形凹入部133的較大徑寬度的接觸，使摩擦凸片14與垂直面131的摩擦面積漸減 少，而使樞紐器1的扭力漸減，達到開啟省力的功能。又，參考圖5所示，旋轉承架11相對固定承架13旋轉開啟至90度時，摩擦凸片14接觸異形凹入部133的面積最大。在旋轉承架11相對固定承架13旋轉開啟超過90度後， 摩擦凸片14接觸異形凹入部133的面積開始漸減，使得摩擦凸片14與垂直面131的摩擦 面積漸增，而使樞紐器1的扭力又開始漸增。參見圖6所示，旋轉承架11相對固定承架13旋轉開啟至最大開啟角度135度時， 摩擦凸片14的一側緣與定位凸塊134相牴觸，限止旋轉承架11不能再相對固定承架13 旋轉；由於摩擦凸片14接觸異形凹入部133的面積減少(如圖中113a的區域為不接觸區 域)，使得摩擦凸片14與垂直面131的摩擦面積增力，而使樞紐器1在最大開啟角度135度 有較大的扭力，以提供良好的支撐力。本實用新型的凸輪15與一凹輪組合成一對凹凸輪結構，參見圖IB所示，凹輪設於 垂直面131上相對具有定位凸塊134的另一側面，而凸輪15具有一非圓形軸孔151供軸部 121穿過而可一同轉動。凸輪15及凹輪接觸的表面上設有凸塊152及凹部153，利用凸塊 152及凹部153的卡合而提供樞紐器1具有自動閉合功能。進者，本實用新型的該組彈性元件16由多片彈片組成，設置於轉軸12的軸部121 上，提供樞紐器1軸向彈力。另，固定裝置17，系由一螺帽171及一墊片172構成，設置於轉 軸12相對旋轉承架11的另一末端，利用螺帽171與軸部121末端的螺紋部123相螺合，使 該組彈性元件16、垂直面131、凹凸輪結構及摩擦凸片14壓迫式結合於轉軸12上，使得旋 轉承架11可相對固定承架13旋轉至任一角度皆能定位。參見圖7所示，為圖面所示本實用新型第一種實施例的樞紐器1的扭力對開啟角 度的變化曲線圖，當旋轉承架11相對固定承架13旋轉自0度開啟時，由於有凹凸輪結構 提供的自動閉合功能，會有一最大扭力A ；開啟角度增加後，由於摩擦凸片14與異形凹入部 133開始接觸，並隨著開啟角度增加而增加兩者的接觸，相對使得摩擦凸片14與垂直面131 的摩擦接觸面積減少，使樞紐器1的扭力漸減。當開啟角度超過90度後(即摺疊式電子產 品的上蓋開啟至工作位置)，因為摩擦凸片14脫離與異形凹入部133接觸而增加與垂直面 131的摩擦接觸面積，則樞紐器1的扭力隨開啟角度增加而增加，即使得上蓋在工作位置有 較大的支撐力。本實用新型的設計，使得上蓋在開啟後，使用者可以省力且快速的開啟到工作位 置，使摺疊式電子產品的操作更為順手。參見圖8，為本實用新型第二種實施例，其提供了一種改變摩擦面積調整扭力的樞 紐器2，與第一種實施例類似，樞紐器2主要以一旋轉承架21、一轉軸22、一固定承架23、一 摩擦凸片M、一凸輪25、一組彈性元件沈、及一固定裝置27所構成，所不同者，系在固定承 架23垂直面231上設有的異形凹入部233以多個凹點所構成；而摩擦凸片M接觸設置於 異形凹入部233的側面，並隨轉軸22 —同轉動，在某一角度範圍內會覆蓋異形凹入部233， 在該角度範圍內，摩擦凸片M改變與垂直面231的接觸面積以調整樞紐器2的扭力變化。另，參見圖9及圖9A所示，為本實用新型第三種實施例，其提供了 一種改變摩擦面 積調整扭力的樞紐器3，主要以一旋轉承架31、一轉軸32、一固定承架33、二摩擦凸片34、 一凸輪35、一組彈性元件36、及一固定裝置37所構成。所不同者，一對異形凹入部333是 設置在固定承架33具有凹部353所構成的凹輪側面上，而該對摩擦凸片34則為凸輪35的 凸塊352接觸表面。摩擦凸片34在某一角度範圍內會覆蓋異形凹入部333，在該角度範圍 內，摩擦凸片34改變接觸面積以調整樞紐器3的扭力變化。[0055]在圖9所示的一對異形凹入部333，與第一實施例相同，在轉軸32的軸部321不同 徑向上具有不同的寬度。而圖10所示，為本實用新型第四種實施例，其提供了一種改變摩 擦面積調整扭力的樞紐器4，主要以一旋轉承架41、一轉軸42、一固定承架43、二摩擦凸片 44、一凸輪45、一組彈性元件46、及一固定裝置47所構成。與第三種實施例所不同者，系在 異形凹入部433的形狀接近一三角形，而具有不同的扭力變化效果。當然，圖面所示者僅為本實用新型的較佳實施例，而本實用新型並不以此限制專 利範圍。但凡依據本實用新型技術思想，利用摩擦凸片與垂直面之間的摩擦面積改變以調 整樞紐器的扭力，而所作的簡易或等效變化，仍屬本實用新型專利保護範圍之中。
權利要求1.一種改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，設置於具有一上蓋及一本體的一摺疊式電子 產品中；其特徵在於包括一旋轉承架，與該上蓋連接；一自該旋轉承架延伸出而一同轉動的轉軸，至少具有一非圓形軸部；一固定承架，與該本體連接，具有一垂直面，該垂直面上設有一供該軸部穿過的圓形軸孔；一對凹凸輪結構，設置於該軸部上，該對凹凸輪接觸的表面上設有提供自動閉合功能 的凹部及凸塊；一組設置於該轉軸的軸部上以提供軸向彈力的彈性元件；一設置於該轉軸相對該旋轉承架的另一末端以使該組彈性元件、該垂直面及該對凹凸 輪結構壓迫式結合於該轉軸上從而使該旋轉承架相對該固定承架旋轉至任一角度皆能定 位的固定裝置；至少一異形凹入部，設置於該壓迫式結合的任一元件的接觸面上；及至少一壓迫式接觸設置於該異形凹入部的側面並隨該軸部一同轉動且轉動時在某一 角度範圍內會覆蓋該異形凹入部並在該角度範圍內改變與該垂直面的接觸面積以調整扭 力變化的摩擦凸片。
2.依據權利要求1所述的改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，其特徵在於，該異形凹入 部在該軸部的不同徑向上具有不同的寬度。
3.依據權利要求1所述的改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，其特徵在於，該異形凹入 部為一對，設置在凹輪側面上，而該摩擦凸片同為一對，為該凸輪的凸部接觸表面。
4.一種改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，設置於具有一上蓋及一本體的一摺疊式電子 產品中；其特徵在於包括一旋轉承架，與該上蓋連接；一自該旋轉承架延伸出而一同轉動的轉軸，至少具有一非圓形軸部；一固定承架，與該本體連接，具有一垂直面，該垂直面上設有一供該軸部穿過的圓形軸 孔，並於該垂直面上設有一異形凹入部，該異形凹入部在該圓形軸孔的不同徑向上具有不 同的寬度；一接觸設置於該垂直面具有該異形凹入部的側面並隨該軸部一同轉動且轉動時在某 一角度範圍內會覆蓋該異形凹入部並在該角度範圍內改變與該垂直面的接觸面積以調整 扭力變化的摩擦凸片；一對凹凸輪結構，設置於該轉軸上，該對凹凸輪接觸的表面上設有提供自動閉合功能 的凹部及凸塊；一組設置於該轉軸的軸部上以提供軸向彈力的彈性元件；及一設置於該轉軸相對該旋轉承架的另一末端以使該組彈性元件、該垂直面、該對凹凸 輪結構及該摩擦凸片壓迫式結合於該轉軸上從而使該旋轉承架相對該固定承架旋轉至任 一角度皆能定位的固定裝置。
5.依據權利要求4所述的改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，其特徵在於，該異形凹入 部的徑向寬度自最小而逐漸隨徑向角度增加而加寬；而該摩擦凸片為一自該旋轉承架相對 該固定承架旋轉開啟後先與該異形凹入部的最小徑向寬度先接觸並隨該旋轉承架相對該固定承架旋轉開啟角度增加而增加與該異形凹入部的較大徑寬度的接觸從而使該摩擦凸 片與該垂直面的摩擦面積漸減少而使扭力漸減以達到開啟省力功能的扇形片。
6.依據權利要求5所述的改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，其特徵在於，該垂直面上 進一步設有一當該旋轉承架相對該固定承架旋轉開啟至最大開啟角度時與該摩擦凸片的 一側緣相牴觸的定位凸塊。
7.依據權利要求4所述的改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，其特徵在於，該凹凸輪結 構的凹輪設於該垂直面上的相對具有該定位凸塊的另一側面，而該凸輪具有一供軸部穿過 而一同轉動的非圓形軸孔。
專利摘要一種改變摩擦面積調整扭力的樞紐器，主要於以一旋轉承架、一轉軸、一固定承架、一對凹凸軸結構、一組彈性元件及一固定裝置所構成的樞紐器中，於該壓迫式結合的任一元件的接觸面上設有一異形凹入部，另一摩擦凸片，接觸設置於該異形凹入部的側面，並隨該軸部一同轉動，且轉動時，在某一角度範圍內會覆蓋該異形凹入部，並在該角度範圍內改變接觸面積以調整扭力變化。
文檔編號F16C11/04GK201818641SQ201020537949
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者李宗祐, 林子鬱, 陳嘉輝 申請人:連鋐科技股份有限公司