卡合机构及其组装方法与流程

本发明涉及一种卡合机构，尤其涉及一种具有记忆合金材质的卡合元件的卡合机构及其组装方法。

背景技术：

目前市面上的笔记本电脑在组装底部外壳的过程中，通常必须通过数个螺丝穿过外壳并往电脑内侧锁附，才能保持外壳整体的结构强度。只是此种以螺丝锁附的方式即便在螺丝螺纹上涂布耐落(Nylok)，仍有可能产生螺丝松脱的情况。

另一种外壳组装的方式是将螺丝隐藏于脚垫(rubber foot)内侧，但由于脚垫通常是以黏附方式结合于外壳上，如此一来容易造成维修者拆卸后必须更换背胶与脚垫的后果，且如果螺丝全部藏于脚垫下方，锁附强度恐不足以承受所有测试压力，使结构强度不足而影响产品的品质。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种卡合机构，包括一第一构件、一第二构件以及一卡合元件。前述第一构件具有一第一卡合部与一穿孔，前述第二构件具有一第二卡合部，前述卡合元件具有记忆合金材质且形成有位于相反侧的一第一端以及一第二端。当前述卡合元件在一第一既定温度时处于一软化状态并穿过穿孔，且前述第一端卡合于第一卡合部，其中当卡合元件的温度由第一既定温度上升到一第二既定温度时，卡合元件处于一硬化状态并变形而呈C字形结构，以使第二端卡合于第二卡合部。

进一步地，前述卡合机构还包括一导热元件，设于前述第二构件上并与卡合元件接触。

进一步地，前述卡合元件为钛镍合金、钛钯合金、钛镍铜合金、钛镍钯合金或钛镍铂合金。

进一步地，当前述卡合元件的温度由前述第二既定温度下降至第一既定温度时，卡合元件处于软化状态，以使前述第二构件可脱离第一构件。

进一步地，前述第一卡合部具有一开口，且前述卡合元件的第一端卡合于开口内。

本发明还提供一种卡合机构的组装方法，包括：提供一第一构件，其中第一构件形成有一第一卡合部与一穿孔；提供一第二构件，其中第二构件形成有一第二卡合部；提供一卡合元件，其中卡合元件具有记忆合金材质且形成有位于相反侧的一第一端以及一第二端；对卡 合元件降温，以使卡合元件处于一软化状态；将卡合元件穿过前述穿孔并弯折卡合元件，并将卡合元件的第一端卡合于第一卡合部；将第二构件放置于第一构件上；对卡合元件加热，并将卡合元件的第二端卡合于第二卡合部。

进一步地，前述第一卡合部具有一开口，且前述卡合元件的第一端卡合于开口内。

进一步地，前述卡合元件经过一热处理程序而使其在室温下呈C字形结构。

进一步地，前述方法还包括提供一导热元件，设于前述第二构件上并与前述卡合元件接触。

进一步地，前述方法还包括：在前述卡合元件的第一端卡合于前述第一卡合部的步骤之后，对卡合元件加热；在将前述第二构件放置于第一构件上的步骤之前，对卡合元件的第二端降温，以使卡合元件处于软化状态。

附图说明

图1A、1B、1C表示本发明一实施例的一卡合元件的示意图。

图2A表示本发明一实施例的卡合机构的爆炸图。

图2B表示图2A中的第一构件与长条形的卡合元件的示意图。

图2C表示图2B中的卡合元件弯折后卡合于第一构件的示意图。

图2D表示将图2C中的卡合元件加热后的示意图。

图2E表示将图2D中的卡合元件的第二端降温并弯折的示意图。

图2F表示第二构件放置于第一构件上的示意图。

图2G表示图2A中的卡合机构组装后的示意图。

图2H表示图2G中的卡合机构的剖视图。

图3A表示本发明一实施例的卡合机构组装方法流程图。

图3B表示本发明另一实施例的卡合机构组装方法流程图。

图4A表示本发明另一实施例的卡合机构的示意图。

图4B表示图4B中的卡合机构的剖视图。

图5表示本发明一实施例的外壳机构的局部剖视图。

附图标记说明：

1、1’～卡合机构； 10～第一构件；

20～第二构件； 30～卡合元件；

31～第一端； 32～第二端；

40～导热元件； 100～外壳机构；

101～第一卡合部； 102～穿孔；

201～第二卡合部； 300～第一外壳；

400～第二外壳； 401～表面。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

有关本发明的卡合机构以及其组装或拆解的方法将于接下来所提供的详述中清楚易见。必须了解的是，下列的详述以及具体的实施例，当提出有关卡合机构的示范实施例时，仅作为描述的目的以及并非用于限制本发明的范围。

首先请参阅图1A，其中图1A表示本发明一实施例的卡合元件30的示意图。需特别说明的是，前述卡合元件30含有记忆合金材质，其可经过一热处理程序而呈现如图1A所示的C字形结构。举例而言，可先将前述卡合元件30弯折成如图1A所示的形状后，接着再将其置于300℃至500℃的环境下持续30至60分钟，即可使卡合元件30硬化并在室温下维持一固定的形状(例如C字形)。

举例而言，前述卡合元件30可包含钛镍合金(TiNi)、钛钯合金(TiPd)、钛镍铜合金(TiNiCu)、钛镍钯合金(TiNiPd)、钛镍铂合金(TiNiPt)或其他记忆合金材料。于一实施例中，前述卡合元件30也可包含具有不同元素比例的钛镍合金(TiNi)，例如Ti49.5Ni50.5或Ti50Ni50，并通过不同的成形与热处理条件，可达到所需应用的相变温度。

接着请一并参阅图1B、1C，其中图1B、1C分别表示图1A中的卡合元件30经过降温软化后被弯折成L字形结构和长条形结构的示意图。如图1B、1C所示，当欲使图1A中的卡合元件30变形时，可将卡合元件30冷却至一既定温度，此时卡合元件30的结构软化并产生可挠性。举例而言，当卡合元件30冷却至前述既定温度时，可将其弯折成如图1B所示的L字形结构，或者弯折成如图1C所示的长条形结构；一旦卡合元件30的温度恢复到室温时，卡合元件30即可自动恢复成如图1A所示的C字形结构。在实际应用中，前述卡合元件30也可重复经过前述热处理程序，进而改变并重新设定其于室温状态下的形状。

请参阅图2A，图2A表示本发明一实施例的卡合机构1的爆炸图。如图2A所示，前述卡合机构1主要包括一第一构件10、一第二构件20以及前述含有记忆合金材质的卡合元件30(例如包含钛镍合金，Ti49.5Ni50.5)，其中第一构件10具有一第一卡合部101及一穿孔102，第二构件20具有一第二卡合部201，前述卡合元件30则具有一第一端31及一第二端32。在本实施例中，前述第一卡合部101为一开口，第二卡合部201为一凹槽。

有关前述卡合机构1的组装方法则请一并参阅图2B-2G。如图2B所示，首先可将在室温下呈C字形的卡合元件30降温至一第一既定温度(例如可使用冷冻剂将其冷却至约-80℃至-20℃)，使得卡合元件30处于一软化状态，由此可将其弯折成长条形(如图1B所示)；接着，可将软化状态下且呈长条状的卡合元件30穿过第一构件10的穿孔102，并将卡合元件30弯折，使卡合元件30呈L字形(如图1C所示)，并将卡合元件30的第一端31卡合于第一卡合部101(如图2C所示)。

接着请参阅图2D，在完成上述步骤后，可将卡合元件30从前述第一既定温度加热至一第二既定温度(例如恢复至室温，约5℃至35℃)，以使卡合元件30恢复呈C字形并处于硬化状态，如此一来可使卡合元件30的第一端31更牢固地卡合于第一卡合部101。然后，可仅针对卡合元件30的第二端32喷洒冷冻剂，使其从第二既定温度再次降温至第一既定温度，此时由于第二端32处于软化状态，故可将其弯折，使得卡合元件30整体呈L字形(如图2E所示)，接着便可将第二构件20放置在第一构件10上(如图2F所示)。

之后，可再对卡合元件30的第二端32从前述第一既定温度加热至第二既定温度，以使卡合元件30转变为硬化状态并恢复呈C字形，同时使得卡合元件30的第二端32卡合于第二构件20的第二卡合部201(如图2G、2H所示)。此时，通过呈C字形的卡合元件30的第一端31、第二端32分别与第一卡合部101、第二卡合部201相互卡合，可使得第二构件20固定于第一构件10。

根据前述实施例的说明可知，本发明还提供前述卡合机构1的组装方法，主要包括如图3所示的步骤，首先将具有记忆合金材质的卡合元件以热机成形(thermomechanical forming)、冷作成形(cold forming)或其他记忆训练(memory training)的成形方式，使卡合元件在室温时呈C字形(步骤S0)，并提供具有第一卡合部及穿孔的第一构件、具有第二卡合部的第二构件、以及具有第一端及第二端的前述呈C字形的卡合元件(步骤S10)，接着对卡合元件降温以使其处于一软化状态，并将其弯折呈长条形(步骤S20)，再将卡合元件穿过第一构件的穿孔并将卡合元件的第一端卡合于第一卡合部(步骤S30)，随后对卡合元件加热以恢复呈C字形(步骤S40)，然后再对卡合元件的第二端降温以使其处于软化状态，并弯折第二端以使卡合元件呈L字形(步骤S50)，将第二构件放置于第一构件上(步骤S60)，最后则是对卡合元件加热以使卡合元件恢复呈C字形，以使第二端卡合于第二卡合部(步骤S70)。

然而，在前述卡合机构1的组装方法中，也可省略步骤S40、S50(如图3B的步骤所示)，亦即在图2C中呈L字形的卡合元件30处于软化状态(第一既定温度)时(步骤S30)，就将第二构件20放置在第一构件10上(步骤S60)，并且对卡合元件30从第一既定温度加热至第二既定温度，以使卡合元件30处于硬化状态并恢复呈C字形(步骤S70)，此时卡合元件30与第一 卡合部101、第二卡合部201相互卡合，以固定第一构件10与第二构件20。

当欲拆解前述卡合机构1时(使第一构件10脱离第二构件20)，可对卡合元件30的第二端32进行冷却，并使其降温至前述第一既定温度(例如可以冷冻剂或是冷却治具来降温)，使得卡合元件30的第二端32转变为软化状态，此时使用者只要将第二构件20向上拉起，即可使第二卡合部201顺利脱离卡合元件30，以使第一构件10与第二构件20相互分离。

图4A、4B表示本发明另一实施例的卡合机构1’的示意图，其中卡合机构1’与前述卡合机构1(图2A-2H)的主要差别在于增设了一导热元件40(例如可包含铜材质)，前述导热元件40设于第二构件20上，当卡合元件30的第二端32卡合于第二卡合部201时会与导热元件40接触。如欲对卡合元件30的第二端32降温而使其呈软化状态时，可通过导热元件40对二端32进行冷却，例如可将冷冻喷剂喷洒或其它冷却方式于导热元件40而对第二端32进行降温动作。

前述卡合机构1’也可应用于一电子装置(如笔记本电脑或手机)的外壳中(如图5所示)。图5显示本发明一实施例的电子装置的外壳机构100剖视图，于本实施例中的外壳机构100包括如图4A、4B所示的卡合机构1’、一第一外壳300以及一第二外壳400，其中卡合机构1’中的第一构件10固定于第一外壳300，第二构件20则固定于第二外壳400，且卡合机构1’中的导热元件40设在第二外壳400与第二构件20之间并与第二外壳400接触，由此可用于组装电子装置的第一外壳300和第二外壳400。当欲使第一外壳300和第二外壳400分离时，可直接对第二外壳400的表面401喷洒冷冻剂，其中通过导热元件40可加速卡合元件30的第二端32降温，并使其软化，由此可使第二外壳400与第二构件20顺利地脱离卡合元件30，进而可将第二外壳400与第二构件20自第一外壳300与第一构件10卸除。

综上所述，本发明提供一种卡合机构与其组装方法，上述卡合机构包含有一第一构件、一第二构件、以及一含有记忆合金材质的卡合元件。由于前述卡合元件含有记忆合金材质，故可将其应用于电子装置(如笔记本电脑或手机)的外壳机构上，此种设计不仅可省去机械式组装的流程，又可得到无螺丝外露而美化其视觉上的整体感，此外还可通过简单的降温治具或以如喷洒冷冻剂的方式，即可快速地拆解电子装置的外壳。

上述的实施例以足够的细节叙述使所属技术领域的具有通常知识者能通过上述的描述实施本发明所揭露的系统以及方法，以及必须了解的是，在不脱离本发明的精神以及范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权力要求书所界定者为准。