CN110825161A - 折叠式电子装置及其枢接机构 - Google Patents

Abstract

一种折叠式电子装置及其枢接机构，该枢接机构包括一固定件、枢接固定件的一旋转件、一凸杆、一第一齿轮组以及一第二齿轮组。前述第一、第二齿轮组连接前述固定件以及凸杆，且分别具有一缺齿齿轮。当旋转件相对于固定件由初始角度旋转到第一角度时，第一齿轮组带动前述凸杆朝第一方向旋转。当旋转件相对于固定件由第一角度旋转到第二角度时，该第二齿轮组带动前述凸杆朝第二方向旋转，其中前述第二方向相反于前述第一方向。

Description

折叠式电子装置及其枢接机构

技术领域

本发明涉及一种枢接机构。更具体地来说，本发明有关于一种应用于折叠式电子装置的枢接机构。

背景技术

现有笔记本电脑通常包含有可相互折叠的显示单元以及输入单元，在显示单元的底侧可配置一活动的底盖，其中底盖与笔记本电脑的枢轴机构连接，如此一来当使用者打开笔记本电脑时，显示单元和底盖之间便可形成一间隙以强化散热效果。

然而，当显示单元相对于输入单元旋转超过180度时，显示单元可能会和前述底盖产生干涉，进而影响到使用上的便利性。有鉴于此，如何提供一种枢接机构以解决现有笔记本电脑的前述缺点始成为一重要的课题。

发明内容

为了解决上述现有的问题点，本发明提供一种枢接机构，包括一固定件、枢接固定件的一旋转件、一凸杆、一第一齿轮组以及一第二齿轮组。前述第一齿轮组具有相互耦接的一第一缺齿齿轮以及一第一从动齿轮，其中前述第一缺齿齿轮固接前述旋转件，且前述第一从动齿轮固接前述凸杆。前述第二齿轮组具有相互耦接的一第二缺齿齿轮以及一第二从动齿轮，其中前述第二缺齿齿轮固接前述旋转件，且前述第二从动齿轮固接前述凸杆。当前述旋转件相对于前述固定件由一初始角度旋转到一第一角度时，前述旋转件带动前述第一、第二缺齿齿轮绕一第一轴旋转，且前述第二从动齿轮脱离前述第二缺齿齿轮，其中前述第一缺齿齿轮驱使前述第一从动齿轮和前述凸杆由一预设位置沿一第一方向绕一第二轴旋转到一开启位置。当前述旋转件相对于前述固定件由前述第一角度旋转到一第二角度时，前述旋转件带动前述第一、第二缺齿齿轮绕前述第一轴旋转，且前述第一从动齿轮脱离前述第一缺齿齿轮，其中前述第二缺齿齿轮驱使前述第二从动齿轮和前述凸杆由前述开启位置沿一第二方向绕前述第二轴旋转到前述预设位置，其中前述第二方向相反于前述第一方向。

于一实施例中，前述第一齿轮组还具有至少一中间轮，用以耦接前述第一缺齿齿轮以及前述第一从动齿轮。

于一实施例中，前述第一缺齿齿轮具有一第一缺齿部，当前述旋转件相对于前述固定件由前述第一角度旋转到前述第二角度时，前述中间轮对应于前述第一缺齿部。

于一实施例中，前述第二齿轮组还具有至少一中间轮，用以耦接前述第二缺齿齿轮以及前述第二从动齿轮。

于一实施例中，前述第二缺齿齿轮具有一第二缺齿部，当前述旋转件相对于前述固定件由前述初始角度旋转到前述第一角度时，前述中间轮对应于前述第二缺齿部。

于一实施例中，前述第一缺齿齿轮具有一第一缺齿部，且前述第二缺齿齿轮具有一第二缺齿部，其中第一、第二缺齿部位于由前述第一轴以及第二轴所定义出的一平面的相反侧。

于一实施例中，前述枢接机构还包括一第三齿轮组，且前述第三齿轮组具有相互耦接的一主动轮以及一固定轮，分别连接前述旋转件以及前述固定件。

本发明一实施例还提供一种折叠式电子装置，包括一显示单元、一输入单元以及前述枢接机构，其中枢接机构的旋转件连接前述显示单元，且枢接机构的固定件连接前述输入单元。

于一实施例中，当前述旋转件相对于前述固定件由前述初始角度旋转到前述第一角度时，前述凸杆由前述预设位置旋转到前述开启位置并凸出于前述输入单元的底侧。

于一实施例中，前述折叠式电子装置还包括一底盖，连接前述输入单元，且当前述旋转件相对于前述固定件由前述初始角度旋转到前述第一角度时，前述凸杆推动前述底盖，以使前述底盖和前述输入单元之间形成一间隙。

附图说明

图1表示本发明一实施例的折叠式电子装置处于一闭合状态时的示意图。

图2表示前述折叠式电子装置处于一展开状态时示意图。

图3表示前述折叠式电子装置处于一翻转状态时示意图。

图4表示本发明一实施例的枢接机构13的示意图。

图5表示图4中的枢接机构13省略示出壳体H、扭力元件W以及螺帽B后的示意图。

图6表示沿图4中X1-X1线段的剖视图。

图7表示沿图4中X2-X2线段的剖视图。

图8表示沿图4中X3-X3线段的剖视图。

图9表示旋转件131相对于固定件132由0度旋转到180度时的示意图。

图10表示沿图9中X4-X4线段的剖视图。

图11表示沿图9中X5-X5线段的剖视图。

图12表示沿图9中X6-X6线段的剖视图。

图13表示旋转件131相对于固定件132由180度旋转到360度时的示意图。

图14表示沿图13中X7-X7线段的剖视图。

图15表示沿图13中X8-X8线段的剖视图。

图16表示沿图13中X9-X9线段的剖视图。

附图标记说明：

折叠式电子装置10；

显示单元11；

输入单元12；

枢接机构13；

旋转件131；

固定件132；

底盖14；

第一方向A1；

第二方向A2；

螺帽B；

第一轴C1；

第二轴C2；

第一齿轮组G1；

第一缺齿部G10；

第一缺齿齿轮G11；

第一从动齿轮G12；

中间轮G13、G14、G23、G33、G34；第二齿轮组G2；

第二缺齿部G20；

第二缺齿齿轮G21；

第二从动齿轮G22；

第三齿轮组G3；

主动轮G31；

固定轮G32；

壳体H；

凸杆P；

枢轴S1、S2；

固定轴S3；

扭力元件W；

线段X1-X1；

线段X2-X2；

线段X3-X3；

线段X4-X4；

线段X5-X5；

线段X6-X6；

线段X7-X7；

线段X8-X8；

线段X9-X9。

具体实施方式

以下说明本发明实施例的折叠式电子装置及其枢接机构。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与技术效果，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

首先请一并参阅图1、图2，其中图1表示本发明一实施例的折叠式电子装置处于一闭合状态时的示意图，图2表示前述折叠式电子装置处于一展开状态时示意图，图3则表示前述折叠式电子装置处于一翻转状态(flipped state)时示意图。如图1所示，本实施例的折叠式电子装置10可为一笔记本电脑，其主要包括一显示单元11、一输入单元12以及用以连接前述显示单元11和输入单元12的一枢接机构13。

应了解的是，在前述枢接机构13中设有一凸杆P，当折叠式电子装置10处于图1所示的闭合状态时，凸杆P是位于一预设位置且隐藏于输入单元12内部；然而，当显示单元11由图1所示的闭合状态相对于输入单元12旋转180度而呈现如图2所示的展开状态时，前述凸杆P会自前述预设位置朝输入单元12下方旋转并顶出和输入单元12相互枢接的底盖14(图2)，使得底盖14和输入单元12之间可产生一间隙，以利于将折叠式电子装置10内部的热经由该间隙而迅速地散出。

如图3所示，当显示单元11由图1所示的闭合状态相对于输入单元12旋转360度而呈现翻转状态时，显示单元11的显示面会朝向图3中的下方(-Z轴方向)。需特别说明的是，在前述显示单元11相对于输入单元12旋转超过180度之后，枢接机构13中的凸杆P便会自动缩回输入单元12内部，以避免凸杆P和翻转超过180度后的显示单元11产生干涉，有关前述枢接机构13的结构组成将详述于后。

请一并参阅图4、图5，其中图4表示本发明一实施例的枢接机构13的示意图，图5则表示图4中的枢接机构13省略示出壳体H、扭力元件W以及螺帽B后的示意图。如图4、图5所示，本实施例的枢接机构13包括一旋转件131、一固定件132、一凸杆P、一第一齿轮组G1、一第二齿轮组G2以及一第三齿轮组G3，前述旋转件131和固定件132分别连接图1～图3中所示的显示单元11和输入单元12，第一齿轮组G1、第二齿轮组G2以及第三齿轮组G3则设置于相互固接的多个壳体H内，并可通过前述壳体H相互隔离。如图4所示，在旋转件131与一壳体H之间、以及在固定件132与壳体H之间分别设有至少一扭力元件W(例如金属弹片或具有高摩擦系数的垫片)，如此一来便可在旋转件131相对于固定件132旋转时提供适当的扭力阻抗(torque resistance)。在本实施例中，另可通过螺帽B将旋转件131和固定件132紧密地结合于扭力元件W的一侧以防止其脱落。

如图5所示，前述第一齿轮组G1具有一第一缺齿齿轮G11、一第一从动齿轮G12以及两个中间轮G13、G14(intermediate gear)，其中第一缺齿齿轮G11和第一从动齿轮G12是通过中间轮G13、G14相互耦接；前述第二齿轮组G2具有一第二缺齿齿轮G21、一第二从动齿轮G22以及一个中间轮G23，其中第二缺齿齿轮G21和第二从动齿轮G22是通过中间轮G23相互耦接。

需特别说明的是，前述旋转件131以及第一、第二缺齿齿轮G11、G21是固定于枢轴S1上，并可绕枢轴S1的第一轴C1旋转；前述凸杆P以及第一、第二从动齿轮G12、G22则固定于枢轴S2上，并可绕枢轴S2的第二轴C2旋转。

请继续参阅图5，前述第三齿轮组G3具有一主动轮G31、一固定轮G32以及两个中间轮G33、G34，其中主动轮G31及固定轮G32是通过中间轮G13、G14相互耦接。应了解的是，前述主动轮G31是固定于枢轴S1上，并可绕枢轴S1的第一轴C1旋转，前述固定件132以及固定轮G32则是固定于固定轴S3上，此外所有的中间轮G13、G14、G23、G33、G34是枢接于壳体H上。

接着请一并参阅图4～图8，其中图6表示沿图4中X1-X1线段的剖视图，图7表示沿图4中X2-X2线段的剖视图，图8则表示沿图4中X3-X3线段的剖视图。当折叠式电子装置10处于图1所示的闭合状态时，枢接机构13中的旋转件131、固定件132以及凸杆P是平行于XY平面(图4)，此时凸杆P位于一预设位置并隐藏于输入单元12内部；需特别说明的是，此时第一齿轮组G1的中间轮G13是邻近第一缺齿齿轮G11的第一缺齿部G10的一端(图7)，且第二齿轮组G2的中间轮G23是邻近第二缺齿齿轮G21的第二缺齿部G20的一端(图8)，其中第一、第二缺齿部G10、G20位于由第一轴C1以及第二轴C2所定义出的平面(平行于XZ平面)的相反侧。

接着请一并参阅图9～图12，其中图10表示沿图9中X4-X4线段的剖视图，图11表示沿图9中X5-X5线段的剖视图，图12则表示沿图9中X6-X6线段的剖视图。当折叠式电子装置10由图1所示的闭合状态掀开而成为图2所示的展开状态时，枢接机构13中的旋转件131会相对于固定件132由0度旋转180度(如图9中箭头方向所示)，此时凸杆P会由前述预设位置朝下方旋转并凸出于输入单元12的底侧，借此顶出底盖14，使得底盖14和输入单元12之间形成一间隙，以利于将折叠式电子装置10内部的热经由该间隙而迅速地散出(图2)。

在旋转件131相对于固定件132由0度旋转到180度的过程中，因为固定轮G32和固定轴S3皆是固定于固定件132上的，因此第一、第二、第三齿轮组G1、G2、G3以及壳体H的姿态会随着齿轮转动而使其旋转90度并且平行于XY平面(如图9所示)；另一方面，由于旋转件131会带动主动轮G31以及第一、第二缺齿齿轮G11、G21一起绕枢轴S1的第一轴C1旋转，借此可通过第一缺齿齿轮G11的轮齿(teeth)带动第一从动齿轮G12以及凸杆P一起沿一第一方向A1绕第二轴C2旋转(如图11中箭头方向所示)，进而使得凸杆P可切换到一开启位置并朝-Z轴方向凸出于输入单元12。

需特别说明的是，在旋转件131相对于固定件132由0度旋转到180度的过程中，因为第二齿轮组G2的中间轮G23的位置是对应于第二缺齿齿轮G21的第二缺齿部G20(图12)，因此第二缺齿齿轮G21和中间轮G23是属于相互脱离(disengage)的状态，故第一、第二从动齿轮G12、G22仅会被第一缺齿齿轮G11带动而沿第一方向A1绕第二轴C2旋转，并不会受到第二缺齿齿轮G21的影响；也就是说，在旋转件131相对于固定件132由0度旋转到180度的过程中，凸杆P只会被第一齿轮组G1带动而绕第二轴C2旋转，并不会受到第二齿轮组G2的第二缺齿齿轮G21旋转的影响。

再请一并参阅图13～图16，其中图14表示沿图13中X7-X7线段的剖视图，图15表示沿图13中X8-X8线段的剖视图，图16则表示沿图13中X9-X9线段的剖视图。当折叠式电子装置10由图2所示的展开状态进一步翻转而呈现如图3所示的翻转状态时，枢接机构13中的旋转件131会相对于固定件132由180度旋转到360度(如图13中箭头方向所示)，此时凸杆P会旋转回复到前述预设位置，并隐藏于输入单元12内部(如图3所示)，以避免凸杆P和显示单元11之间产生干涉。

在旋转件131相对于固定件132由180度旋转到360度的过程中，因为固定轮G32和固定轴S3是固定于固定件132上的，因此第一、第二、第三齿轮组G1、G2、G3以及壳体H的姿态会随着齿轮转动而使其旋转180度(上下颠倒)并且垂直于XY平面(如图13所示)；另一方面，由于旋转件131会带动主动轮G31以及第一、第二缺齿齿轮G11、G21一起绕枢轴S1的第一轴C1旋转，借此可通过第二缺齿齿轮G21的轮齿(teeth)带动第二从动齿轮G22以及凸杆P一起沿一第二方向A2绕第二轴C2旋转(如图16中箭头方向所示)，进而使凸杆P缩回输入单元12内部并且呈现与XY平面平行的状态，其中前述第二方向A2相反于图11、图12中所示的第一方向A1。

需特别说明的是，在旋转件131相对于固定件132由180度旋转到360度的过程中，因为第一齿轮组G1的中间轮G13的位置是对应于第一缺齿齿轮G11的第一缺齿部G10(图15)，因此第一缺齿齿轮G11和中间轮G13是属于相互脱离(disengage)的状态，故第一、第二从动齿轮G12、G22仅会被第二缺齿齿轮G21带动而一起沿第二方向A2绕第二轴C2旋转，并不会受到第一齿轮G11的影响；也就是说，在旋转件131相对于固定件132由180度旋转到360度的过程中，凸杆P只会被第二齿轮组G2带动而绕第二轴C2旋转回复到预设位置，而不会受到第一齿轮组G1的影响。

如前所述，在旋转件131相对于固定件132由0度(初始角度)旋转到180度(第一角度)的过程中，旋转件131会带动第一、第二缺齿齿轮G1、G2绕第一轴C1旋转，且第一缺齿齿轮G11会驱使第一从动齿轮G12和凸杆P由一预设位置沿第一方向A1绕第二轴C2旋转到一开启位置，此时第二从动齿轮G22是脱离第二缺齿齿轮G21。

另一方面，在旋转件131相对于固定件132进一步地由180度(第一角度)旋转到360度(第二角度)的过程中，旋转件131会带动第一、第二缺齿齿轮G1、G2绕第一轴C1旋转，且第二缺齿齿轮G21会驱使第二从动齿轮G22和凸杆P由前述开启位置沿第二方向A2绕第二轴C2旋转回复到预设位置，此时第一从动齿轮G12是脱离第一缺齿齿轮G11。也就是说，当旋转件131相对于固定件132旋转超过180度(第一角度)时，凸杆P可自动旋转回复到前述预设位置并隐藏于输入单元12内部(如图3所示)，以避免凸杆P和显示单元11之间产生干涉，进而能大幅提升使用上的便利性。

虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本发明以前述数个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可做些许的变动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种枢接机构，包括：

一固定件；

一旋转件，枢接该固定件；

一凸杆；

一第一齿轮组，具有相互耦接的一第一缺齿齿轮以及一第一从动齿轮，其中该第一缺齿齿轮固接该旋转件，且该第一从动齿轮固接该凸杆；以及

一第二齿轮组，具有相互耦接的一第二缺齿齿轮以及一第二从动齿轮，其中该第二缺齿齿轮固接该旋转件，且该第二从动齿轮固接该凸杆；

当该旋转件相对于该固定件由一初始角度旋转到一第一角度时，该第二从动齿轮脱离该第二缺齿齿轮，且该旋转件带动该第一、第二缺齿齿轮绕一第一轴旋转，并通过该第一缺齿齿轮驱使该第一从动齿轮和该凸杆由一预设位置朝一第一方向绕一第二轴旋转到一开启位置；

当该旋转件相对于该固定件由该第一角度旋转到一第二角度时，该第一从动齿轮脱离该第一缺齿齿轮，且该旋转件带动该第一、第二缺齿齿轮绕该第一轴旋转，并通过该第二缺齿齿轮驱使该第二从动齿轮和该凸杆由该开启位置朝一第二方向绕该第二轴旋转到该预设位置，其中该第二方向相反于该第一方向。

2.如权利要求1所述的枢接机构，其中该第一齿轮组还具有至少一中间轮，耦接该第一缺齿齿轮以及该第一从动齿轮。

3.如权利要求2所述的枢接机构，其中该第一缺齿齿轮具有一第一缺齿部，当该旋转件相对于该固定件由该第一角度旋转到该第二角度时，该中间轮对应于该第一缺齿部。

4.如权利要求1所述的枢接机构，其中该第二齿轮组还具有至少一中间轮，耦接该第二缺齿齿轮以及该第二从动齿轮。

5.如权利要求4所述的枢接机构，其中该第二缺齿齿轮具有一第二缺齿部，当该旋转件相对于该固定件由该初始角度旋转到该第一角度时，该中间轮对应于该第二缺齿部。

6.如权利要求1所述的枢接机构，其中该第一缺齿齿轮具有一第一缺齿部，且该第二缺齿齿轮具有一第二缺齿部，其中第一、第二缺齿部位于由该第一轴以及该第二轴所定义出的一平面的相反侧。

7.如权利要求1所述的枢接机构，其中该枢接机构还包括一第三齿轮组，且该第三齿轮组具有相互耦接的一主动轮以及一固定轮，分别连接该旋转件以及该固定件。

8.一种折叠式电子装置，包括：

一显示单元；

一输入单元；以及

一如权利要求1所述的枢接机构，其中该枢接机构的该旋转件连接该显示单元，且该枢接机构的该固定件连接该输入单元。

9.如权利要求8所述的折叠式电子装置，其中当该旋转件相对于该固定件由该初始角度旋转到该第一角度时，该凸杆由该预设位置旋转到该开启位置并凸出于该输入单元的底侧。

10.如权利要求9所述的折叠式电子装置，其中该折叠式电子装置还包括一底盖，连接该输入单元，且当该旋转件相对于该固定件由该初始角度旋转到该第一角度时，该凸杆推动该底盖，以使该底盖和该输入单元之间形成一间隙。

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