电子装置及其枢轴机构的制作方法

本发明是有关于一种电子装置及其枢轴机构，特别是有关于一种以弹性组件抵接于连杆并利用弹性组件的弹力使连杆之间快速形成既定角度的枢轴机构以及具备该枢轴机构的电子装置。

背景技术：

枢轴机构经常用于电子装置中，例如笔记型计算机的屏幕与本体之间会应用到枢轴机构，另外平板计算机的外壳通常会设置支架，用来支持平板计算机。图1A-1D表示现有技术的平板计算机极其脚架的操作方法，其表示将现有技术的平板计算机10的脚架20掀开至既定角度的步骤，首先如图1A所示，取出平板计算机10，然后如图1B所示，以一只手施力握持住平板计算机10，然后如图1C所示，再以另一只手施力启动脚架20的枢轴使脚架20可以旋转，最后如图1D所示，使脚架20绕枢轴旋转且定位在既定的角度而得以支持平板计算机10。

就上述现有技术的平板计算机而言，当需要掀开脚架时，必需以两只手操作，并且以超过两个以上的施力步骤才能将脚架打开至既定的角度来支持平板计算机。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种枢轴机构，通过抵接于连杆组的弹性组件使连杆组旋转而直接形成既定的角度，当应用于电子装置时，例如平板计算机，其脚架与装置本体分别设置于不同的连杆上并利用弹性组件的弹力直接打开至适当的角度，因此使用者只需要以一次性的施力操作平板计算机即可将脚架打开至适当角度。

本发明所提供的枢轴机构的一实施例包括基座、第一连杆、第二连杆、第三连杆以及一弹性件。第一连杆枢设于基座，并可绕第一轴向旋转，第一连杆具有第一滑槽，第二连杆枢设于基座，并可绕第二轴向旋转，第三连杆具有第一端以及第二端，第一端枢接于第二连杆，第二端可滑动地结合于第一连杆的第一滑槽，弹性件连接于第二连杆与第三连杆之间，且抵接于第二连杆与第三连杆。通过第一连杆设置的第一滑槽，使第一连杆与第三连杆可以做相对移动而藉此使第一连杆、第二连杆与第三连杆平行于基座地收合于基座，在各连杆收合时需对连杆组施以外力并使弹性件做弹性变形而累积弹性位能于弹性件中，当移除此外力时，弹性件的弹力使第一连杆与基座之间直接形成上述第一角度。

在另一实施例中，弹性件为一扭簧，设置于第二连杆与第三连杆的枢接处，且扭簧的两端分别抵接于第二连杆与第三连杆。

在另一实施例中，第一连杆朝一第一方向延伸，第一方向垂直于第一轴向，第一滑槽的延伸方向平行于第一方向。

在另一实施例中，弹性件使第三连杆相对于第二连杆旋转且推移第一连杆相对于基座旋转直到第三连杆的第二端被止挡于第一滑槽的末端，当第二端被止挡于第一滑槽的末端时，第一连杆与基座形成第一角度。

在另一实施例中，第一角度为30度。

在另一实施例中，枢轴机构更包括第一滑动件，第一滑动件耦接于第一连杆，其中基座具有第二滑槽，第二滑槽呈圆弧形并对应于一圆心，第一轴向通过圆心，第一滑动件适于第二滑槽中滑动，使第一连杆绕第一轴向而相对于基座旋转。

在另一实施例中，第一连杆绕第一轴向而相对于基座旋转第一角度范围。

在另一实施例中，第一角度范围为30度至90度。

在另一实施例中，枢轴机构更包括第二滑动件，其中第一滑动件具有第三滑槽，第三滑槽呈圆弧形且对应于圆心，第二滑动件连接于第一连杆且适于于第三滑槽中滑动，使第一连杆绕第一轴向而相对于基座旋转。

在另一实施例中，第一连杆绕第一轴向而相对于基座旋转第二角度范围。

在另一实施例中，第二角度范围为90度至150度。

在另一实施例中，枢轴机构更包括盖体，覆盖第二滑槽的侧面并限制第一滑动件于第二滑槽中滑动。

在另一实施例中，枢轴机构更包括摩擦垫圈以及弹簧垫圈，摩擦垫圈设置于第二连杆与基座的枢接处且位于第二连杆与基座之间，弹簧垫圈设置于第二连杆与基座的枢接处并抵接于第二连杆，使摩擦垫圈被夹持于第二连杆与基座之间。

在另一实施例中，第一轴向平行于第二轴向。

本发明的枢轴机构通过弹性件抵接于第二连杆与第三连杆，在各连杆收合时需对对连杆组施以外力并使弹性件做弹性变形而累积弹性位能于弹性件中，当移除此外力时，弹性件的弹力作用于第二连杆即第三连杆而使第一连杆与基座之间直接形成上述第一角度，另外通过第一滑动件可于基座的第二滑槽中滑动，第二滑动件可于第一滑动件的第三滑槽中滑动，使第一连杆相对于基座可以在大于第一角度的较大的角度范围中旋转。

本发明的另一目的在于提供一种电子装置，通过本发明的枢轴机构结合其装置本体与支架，当支架收合于装置本体时，必须对弹性件施加外力，当外力解除时，弹性件的弹力使支架直接打开至适当的角度。

本发明所提供的电子装置的一实施例包括装置本体、支架以及如上所述的枢轴机构，其中支架连接于枢轴机构的第一连杆，而装置本体连接于枢轴机构基座。因此当支架收合时可以保持与装置本体的表面齐平，当希望打开支架时，通过弹性件的弹力可以使支架直接打开至上述的第一角度。

在另一实施例中，电子装置更包括锁扣件，当第一连杆平行叠合于基座时，锁扣件抵抗弹性变形产生的弹力而使支架定位于装置本体。通过锁扣件可以使支架保持收合于装置本体的状态，即利用锁扣件保持对弹性件施加外力，当解除锁扣件的锁扣时，即移除对弹性件所施加的外力，而使弹性件的弹力作用于对连杆组，使支架直接打开至上述的第一角度。

本发明的电子装置，由于利用上述枢轴机构连接装置本体与支架，可以通过弹性件的弹力使支架直接打开至预设的角度，对使用者而言，只需要单手操作即可使支架打开至预设的角度，相当方便。另外，通过第一滑动件与第二滑动件装设于圆弧形的第二滑槽与第三滑槽所构成的虚拟轴心可以实现支架与装置本体无缝开合的动作。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合附图说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1A-图1D为现有技术的平板计算机打开其支架的动作的示意图；

图2A与图2B分别表示本发明的电子装置的一实施例打开其支架的动作的示意图；

图3A及图3B为本发明的枢轴机构的一实施例的立体示意图；

图4为图3A与图3B的枢轴机构的实施例的立体分解示意图；

图5至图8为图3A与图3B的枢轴机构应用于图2A与2B的电子装置的侧视示意图，图5至图8表示电子装置的支架被打开时枢轴机构的作动状态。

符号说明

5：螺栓 10：平板计算机

20：脚架 30：盖体

100：装置本体 200：支架

300：枢轴机构 310：基座

312：本体 314：第二滑槽

316：螺孔 320：第一连杆

322：第一滑槽 330：第二连杆

332：通孔 334：凸柱

336：止挡件 340：第三连杆

341：通孔 342：第一端

344：第二端 345：凸柱

346：止挡件 350：弹性件

360：第一滑动件 362：第三滑槽

364：导槽 370：第二滑动件

372：凸肋 380：摩擦垫圈

390：弹簧垫圈 1000：电子装置

L1：第一轴向 L2：第二轴向

O：圆心 S：第一方向

α：第一角度 θ₁：第一角度范围

θ₂：第二角度范围

具体实施方式

请参阅图2A与图2B，其表示本发明的电子装置的操作方式的示意图。本发明的电子装置1000包括装置本体100、支架200以及枢轴机构300。本发明的电子装置1000可以是例如平板计算机，支架200通过枢轴机构300枢接于装置本体100，因此支架200可相对于装置本体100旋转。在本实施例中，支架200是例如安装于装置本体100的背面，装置本体100的正面可以是例如具有一屏幕，通过支架200旋转一适当的角度，可以支持装置本体100使装置本体100与桌面呈倾斜状，让使用者便于使用电子装置1000，例如操作触控屏幕或观看屏幕显示的影像。支架200可以收合于装置本体100，在本实施例中，支架200旋转至与装置本体100的表面齐平后即收合于装置本体100中，支架200并且可由锁扣件(图未示)固定于装置本体100，锁扣件可以是例如磁力式的锁扣件或机械式的锁扣件，并无特别限定。当使用者使电子装置1000时，如图2A所示，使用者可以用单手握持装置本体100，然后解除锁扣件对支架200的固定作用，使支架200可以相对于装置本体100旋转。由于支架200是通过枢轴机构300枢接于装置本体100，以下说明枢轴机构300的详细结构以及支架200通过枢轴机构300相对于装置本体100的旋转状态。

请参阅图3A、图3B与图4，其表示本发明的枢轴机构的一实施例。本发明的枢轴机构300的一实施例主要包括基座310、第一连杆320、第二连杆330、第三连杆340以及弹性件350。第一连杆320枢设于基座310，并可绕第一轴向L1旋转，第一连杆320具有第一滑槽322，第二连杆330枢设于基座310，并可绕第二轴向L2旋转，第三连杆340具有第一端342以及第二端344，第一端342枢接于第二连杆330，第二端344可滑动地结合于第一连杆320的第一滑槽322，弹性件350连接于第二连杆330与第三连杆340之间，且抵接于第二连杆330与第三连杆340。通过第一连杆320设置的第一滑槽322，使第一连杆320与第三连杆340可以做相对移动而藉此使第一连杆320、第二连杆330与第三连杆340平行于基座310地收合于基座310，其中当第一连杆320、第二连杆330与第三连杆340受外力平行于基座310叠合时，弹性件350受力而产生弹性变形，当外力移除时，弹性件350的弹力作用于第三连杆340而使第三连杆340相对于第二连杆330旋转一角度，由于第三连杆340的第二端344可滑动地结合于第一连杆320的第一滑槽322，因此第三连杆340可推移第一连杆320相对于基座310旋转直到第三连杆340的第二端344被止挡于第一滑槽322的末端，当第二端344被止挡于第一滑槽322的末端时，第一连杆320与基座310之间形成第一角度。

在本实施例中，基座310具有本体312，本体312可以是例如一矩形的块体，在本体312内形成第二滑槽314，第二滑槽314呈圆弧状，圆弧对应于圆心O且其两端均开口于本体312的顶部，第一轴向L1延伸通过圆心O，第二滑槽314的侧面开口于本体312的侧边，在本实施例中，枢轴机构300更包括第一滑动件360，第一滑动件360可滑动地设置于第二滑槽314中，第一连杆320的一端耦接于第一滑动件360，在本实施例中，第一滑动件360也呈圆弧状且其形状对应于第二滑槽314的形状，因此第一滑动件360设置于第二滑槽314中并可于第二滑槽314中滑动。在本实施例中，在第一滑动件360的内表面更形成第三滑槽362，第三滑槽362也呈圆弧状且也对应于圆心O，枢轴机构300更包括第二滑动件370，在本实施例中，第二滑动件370呈圆弧状且其形状对应于第三滑槽362，第二滑动件370设置于第三滑槽362中并可于第三滑槽362中滑动，第二滑动件370连接于第一连杆320的一端，在本实施例中，第一连杆320与第二滑动件370一体成形，如此通过第二滑动件370在第三滑槽362中滑动且第一滑动件360在第二滑槽314中滑动，使第一连杆320可以绕圆心O旋转，即绕第一轴向L1旋转，而且通过第一滑动件360在第二滑槽314中滑动而使第一连杆320相对于基座310绕第一轴向L1旋转，而且通过第二滑动件370在第三滑槽362中滑动而使第一连杆320相对于基座310绕第一轴向L1旋转，而形成一种两段式旋转的结构，在本实施例中，第二滑动件370的侧壁设有圆弧形的凸肋372，而在第一滑动件360的第三滑槽362的内周壁形成圆弧形的导槽364，通过第二滑动件370的凸肋372结合于第三滑槽362的圆弧形的导槽364，当第二滑动件370沿着第三滑槽362旋转到凸肋372抵接于导槽364的末端时，第二滑动件370可带动第一滑动件360在第二滑槽314中滑动。第一连杆320的另一端设有一垂直的直立壁，在直立壁上形成第一滑槽322，在此处定义第一连杆320朝第一方向S延伸，第一方向S垂直于第一轴向L1，而第一滑槽322的延伸方向平行于第一方向S。另外，枢轴机构300更包括一盖体30，在第一滑动件360与第二滑动件370安装于第二滑槽314后，盖体30覆盖第二滑槽314的侧面并限制第一滑动件360于第二滑槽314中滑动。

第二连杆330一端设有通孔332，另一端设有凸柱334，在邻近于凸柱334处设有止挡件336，在本体312的侧面设有贯穿本体312的螺孔316，螺栓5穿过第二连杆330的通孔332后自本体312的侧面螺合于本体312的螺孔316，使第二连杆330可旋转地结合于基座310并可以绕螺栓5旋转，而定义第二轴向L2通过螺栓5，因此第二连杆330可绕第二轴向L2旋转。在本实施例中，第一轴向L1平行于第二轴向L2。

第三连杆340的第一端342具有通孔341，第二端344具有一凸柱345，在邻近于通孔341处设有止挡件346，第二连杆330的凸柱334可旋转地结合于第三连杆340的通孔341，使第二连杆330与第三连杆340可相对旋转，另外，第三连杆340的凸柱345可滑动且可旋转地结合于第一连杆320的第一滑槽322。

在本实施例中，弹性件350为一扭簧，设置于第二连杆330与第三连杆340的枢接处，且扭簧的两端分别抵接于第二连杆330与第三连杆340。弹性件350设于第二连杆330与第三连杆340的枢接处并套设于第二连杆330的凸柱334上，而且弹性件350通过C型扣环固定在第二连杆330的凸柱334上，扭簧的一端插设于第二连杆330的止挡件336，扭簧的另一端抵接于第三连杆340的止挡件346，当施力使第二连杆330与第三连杆340相对旋转时，弹性件350(扭簧)可承受力矩产生弹性变形，当外力移除时，弹性件350的弹力会作用于第三连杆340而使第三连杆340相对于第二连杆330旋转而呈现一角度。

在本实施例中，枢轴机构300更包括摩擦垫圈380以及弹簧垫圈390，摩擦垫圈380设置于第二连杆330与基座310的枢接处且位于第二连杆330与基座310之间，弹簧垫圈390设置于第二连杆330与基座310的枢接处并抵接于第二连杆330，使摩擦垫圈380被夹持于第二连杆330与基座310之间。弹簧垫圈390设置于螺栓5的头部与第二连杆330之间，当螺栓5锁合于基座310时，摩擦垫圈380会被夹持于第二连杆330与基座310之间，弹簧垫圈390会施加弹力推压第二连杆330，使摩擦垫圈380紧迫地被夹持于第二连杆330与基座310之间，摩擦垫圈380可提供摩擦力给予第二连杆330，当第二连杆330绕第二轴向L2旋转时可通过摩擦力定位于任意位置。

以下说明枢轴机构300应用于本发明的电子装置1000。请参阅图5至图8，本发明的电子装置1000的装置本体100连接于枢轴装置300的基座310，而支架200则连接于枢轴装置300的第一连杆320。如图5所示，支架200与装置本体100呈现收合状态，此时，第一连杆320、第二连杆330以及第三连杆340皆与基座310平行地叠合在一起，此时弹性件350被推压而产生弹性变形，支架200以锁扣件(图未示)固定于装置本体100。当使用者在使用电子装置1000时，可先参照图2A，以单手握持电子装置1000，解除锁扣件对支架200的锁扣，然后如图6所示，弹性件350的弹力作用于第二连杆330与第三连杆340，第二连杆330由于装置本体100的止挡而抵接于装置本体100上，但弹力会使第三连杆340旋转，同时作用力由第三连杆340传递至第一连杆320，而由于第三连杆340的凸柱345可以在第一连杆320的第一滑槽322中移动，所以作用力使第一连杆320不仅绕第一轴向L1旋转，同时也相对于第三连杆340移动，直到第三连杆340的凸柱345抵接于第一连杆320的第一滑槽322的末端为止，此时第一连杆320相对于基座310呈第一角度α，如此使得设置于第一连杆320的支架200与设置于基座310的装置本体100之间也形成上述第一角度α，在本实施例中，第一角度α可以是例如30度，便于使用者可以操作电子装置1000，例如观看电子装置1000的屏幕所呈现的影像。

另外，如果使用者希望将支架200转动更大的角度，如图7所示，第二连杆330绕第二轴向L2旋转，且第一滑动件360与第二滑动件370分别在第二滑槽314与第三滑槽362中滑动而使第一连杆320绕第一轴向L1相对于基座310旋转一第一角度范围θ₁，在本实施例中，第一角度范围θ₁为30°≤θ₁≤90°。如图8所示，第一滑动件360与第二滑动件370分别在第二滑槽314与第三滑槽362中继续滑动，而且通过第一滑动件360在第二滑槽314中到达极限位置后，第二滑动件370可继续在第三滑槽362中滑动而可以使第一连杆320绕第一轴向L1相对于基座310继续在一第二角度范围θ₂旋转并达到最大角度，在本实施例中，第二角度范围θ₂为90°≤θ₂≤150°。

本发明的枢轴机构300通过在第二连杆330与第三连杆340之间设置弹性件350而可以实现以一次性的外力使电子装置1000的支架200自动地打开至预设的角度，即上述的第一角度α，而且不到两个步骤即可打开支架至上述的预设角度，让使用者便于使用电子装置1000，另外通过第一滑动件360与第二滑动件370装设于圆弧形的第二滑槽314与第三滑槽362所构成的虚拟轴心可以实现支架200与装置本体100无缝开合的动作。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。