CN114110006B - 转轴模块与折叠式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转轴模块与折叠式电子装置，转轴模组包括第一支架、第二支架、转轴、棘轮机构以及切换机构。转轴连接第一支架与第二支架，以使第一支架与第二支架通过转轴而相对旋转。棘轮机构活动地设置于转轴。切换机构连接棘轮机构。切换机构驱动棘轮机构而使转轴的旋转模式在单向模式与双向模式之间切换。

Description

转轴模块与折叠式电子装置

技术领域

本发明涉及一种转轴模块与折叠式电子装置。

背景技术

随着科技的进步，计算机装置被人们广泛地使用，加上外围设备价格逐渐普及化，多功能性的设备便成了一项重要发展。在上述的多功能需求之下，计算机装置便因此在原已具备的屏幕之外，另在主机的主屏幕旁也额外设置屏幕，以利用户操作或观视。

但，对于使用者而言，所述在主屏幕旁的附加屏幕会因使用目的而存在不同需求的操作视角，然而附加屏幕却不必然地能相对于主屏幕枢转，或是即使能枢转，其旋转角度范围也不大，而无论上述何者，皆无法满足使用者需求。但若采用分离式的屏幕，则还需进一步考虑作动方式，以及是否具备足够的支撑机构强度，且分离式构件也容易造成携行不变，故实际上，目前技术所能取得的多屏幕计算机装置实难符合上述需求。

此外，现有计算机装置也常需应付多人使用的需求，以让多名使用者能通过同一计算机装置的不同屏幕(甚或触控屏幕)而达到互动效果。如此一来，前述施加在主机旁侧的附加屏幕变还需要具备足够的枢接扭力，以利于使用者进行触控操作。

发明内容

本发明是针对一种转轴模块与折叠式电子装置，其通过配置在转轴处的棘轮机构与切换机构，而使转轴的旋转模式能在单向模式与双向模式之间切换。

根据本发明的实施例，转轴模块，包括第一支架、第二支架、转轴、棘轮机构以及切换机构。转轴连接第一支架与第二支架，以使第一支架与第二支架通过转轴而相对旋转。棘轮机构活动地设置于转轴。切换机构连接棘轮机构。切换机构驱动棘轮机构而使转轴的旋转模式在单向模式与双向模式之间切换。

根据本发明的实施例，折叠式电子装置包括第一机体、第二机体与转轴模块。转轴模块连接在第一机体与第二机体之间，第一机体与第二机体通过转轴模块而相对旋转开阖。转轴模块包括至少一第一支架、至少一第二支架、至少一转轴、至少一棘轮机构以及切换机构。转轴连接第一支架与第二支架，以使第一支架与第二支架通过转轴而相对旋转。棘轮机构活动地设置于转轴。切换机构连接棘轮机构。切换机构驱动棘轮机构而使转轴的旋转模式在单向模式与双向模式之间切换。

在根据本发明的实施例中，转轴模块的棘轮机构活动地设置在转轴处，并以切换机构连接并据以驱动棘轮机构，以让转轴的旋转模块能在单向模式与双向模式之间切换。据此，使用者通过控制切换机构进而改变转轴的旋转模式，以让转轴模块与折叠式电子装置的旋转模式能符合使用需求。

附图说明

图1A是依据本发明一实施例的折叠式电子装置的示意图；

图1B是图1A的折叠式电子装置于另一状态的示意图；

图2A是图1B的折叠式电子装置于另一视角的局部示意图；

图2B是图2A的折叠式电子装置的部分构件爆炸图；

图2C是图2A的折叠式电子装置于转轴处的构件侧视图；

图3A与图3B分别是图2A的折叠式电子装置的部分构件示意图；

图3C是图2A的折叠式电子装置于B部分的剖视图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1A是依据本发明一实施例的折叠式电子装置的示意图。图1B是图1A的折叠式电子装置于另一状态的示意图。在此同时提供直角坐标X-Y-Z以利于构件描述。请同时参考图1A与图1B，在本实施例中，折叠式电子装置10，例如是一体式(all-in-one)电脑，其包括第一机体100、第二机体200与连接在第一机体100与第二机体200之间的转轴模块300，以让第一机体100与第二机体200通过转轴模块300而相对旋转开阖，进而达成如图1A所示的展开(unfolded)状态或如图1B所示的折叠(folded)状态。在此，第一机体100与第二机体200分别具有显示面S1、S3，于展开状态时，显示面S1与显示面S3同朝向正Y轴方向，而在折叠状态时，第一机体100翻折收纳于第二机体200的背面S2，此时显示面S1、S3彼此背对(显示面S1仍朝向正Y轴方向，显示面S3改为朝向负Y轴方向)。

据此，折叠式电子装置10能通过上述机体的不同状态而提供多人观视视角，尤其是所述显示面S1、S3分别是触摸屏时，更能通过所述不同旋转折叠状态而提供特定的使用需求。

图2A是图1B的折叠式电子装置于另一视角的局部示意图。图2B是图2A的折叠式电子装置的部分构件爆炸图，在此示出图2A的折叠式电子装置10于部分A的构件。请同时参考图2A与图2B，在本实施例中，转轴模块300包括第一支架310、第二支架320、转轴330、棘轮机构340以及切换机构350。转轴330连接第一支架310与第二支架320，以使第一支架310与第二支架320通过转轴330而相对旋转。棘轮机构340活动地设置于转轴330。切换机构350连接棘轮机构340。切换机构350驱动棘轮机构340而使转轴330的旋转模式在单向模式与双向模式之间切换。

进一步地说，请再参考图2B，第一机体100包括壳体110、120，第一支架310组装至壳体110而位于壳体110、120所形成的空间中。第二支架320包括部件321与盖体322，部件321锁附在第二机体200的背面S2，盖体322覆盖部件321。转轴330包括轴体331、扭力件332与锁附件333，其中轴体331沿X轴穿设于第一支架310的部件311、312以及第二支架320的部件321与盖体322后，再穿设于扭力件332，而后以锁附件333将轴体331与其所穿设的相关构件锁附在一起，进而形成第一支架310与第二支架320的枢接关系，让第一支架310与第二支架320便能通过转轴330而以X轴进行相对旋转，并通过扭力件332在这些构件进行相对旋转时所产生的摩擦力而作为转轴330的扭力。

图2C是图2A的折叠式电子装置于转轴处的构件侧视图。请同时参考图2B与图2C，在本实施例中，棘轮机构340包括齿轮341与爪部342，其中齿轮341与转轴330同轴设置，也就是让轴部331也穿设于齿轮341，而爪部342是沿第一方向D1可移动地啮合于齿轮341，且沿第二方向D2卡掣于齿轮341而不可移动。在此，第一方向D1与第二方向D2是转轴330的可旋转方向且彼此相反。再者，搭配前述相关构件(第一支架310、第二支架320与转轴330)的对应关系，即能清楚地得知，在未限定爪部342与齿轮341的搭配关系时，第一机体100、第一支架310与爪部342能同步沿第一方向D1或第二方向D2相对于第二支架320与第二机体200进行旋转。

但需提及的是，本实施例的爪部342具有彼此背对的楔形面342a与止挡面342b，楔形面342a朝向第一方向D1，止挡面342b朝向第二方向D2，因此能明显得知，当爪部342沿第一方向D1旋转时，由于楔形面342a与齿轮341的齿形轮廓是存在顺向关系，故沿第一方向D1的旋转能顺利进行。同时，转轴模块300的棘轮机构340还包括弹簧343，设置于第一支架310且抵接在第一支架310与爪部342之间，弹簧343恒驱动爪部342啮合于齿轮341，因此在爪部342沿第一方向D1的旋转过程，爪部342逐一经过齿轮341的各个齿结构时，其中齿轮341的齿形轮廓虽会将爪部342顶起(从齿结构的齿底顶至齿顶)，但通过弹簧343的弹性力，仍能驱动爪部342从齿轮341的齿顶再度移回另一齿底而达到维持啮合状态的目的。反过来说，当爪部342沿第二方向D2旋转时，由于止挡面342b与齿轮341的齿形轮廓是相互干涉的状态，因此爪部342会卡掣于齿轮341而不可移动，此时棘轮机构340的状态即是单向模式，也就是代表着第一机体100能沿第一方向D1逐渐从折叠状态(例如图1B所示，或如图2C所示第一支架310的部件311、312以虚线示出于部件321下方的状态)而逐渐旋转至展开状态(如图1A所示，或如图2C所示第一支架310的部件311、312以实线示出于部件321上方的状态，图2C所示第一支架310的部件311、312以虚线示出于部件321右侧的状态仅为折叠状态旋转至展开状态的其中一状态)，但无法反转回图1B所示状态。

图3A与图3B分别是图2A的折叠式电子装置的部分构件示意图。图3C是图2A的折叠式电子装置于B部分的剖视图。请同时参考图3A至图3C，在本实施例中，切换机构350包括滑轮353、系绳w1～w3以及按钮351。需先说明的是，第一支架310与切换机构350实质上组装于同一结构体，而在本实施例中，第一支架310与切换机构350即是组装于第一机体100，其中滑轮353枢设于第一机体100的两个凸柱111之间，系绳w1～w3设置于滑轮353，进而形成定滑轮机构，也就是系绳w1与系绳w2、w3视为定滑轮机构的相对两移动端，当系绳w1移动时，便能通过滑轮353而让系绳w2、w3同步移动，在此，系绳w2、w3具有相同长度。

再者，切换机构350的按钮351是可移动地设置于第一机体100且连接于系绳w1，而如图2B所示，爪部342是通过切换机构350的驱动件352而连结至(linked to)系绳w2、w3，因此在按钮351受力F而被按压，或解除力F而释放时，按钮351通过系绳w1～w3与滑轮353而驱动爪部342啮合于齿轮341或从齿轮341释放。简单地说，使用者能通过控制切换机构350而使爪部342产生啮合齿轮341或脱离齿轮341的不同状态，在所述啮合状态时，即是让转轴330因棘轮机构340而产生单向模式，也就是通过弹簧343维持爪部342可移动地啮合于齿轮341的状态。当切换机构350驱动爪部342从齿轮341释放且变形弹簧343时，其即是形成双向模式，也就是用户通过持续施加力F而按压按钮351，便能以第一方向D1或第二方向D2驱动第一机体100相对于第二机体200进行旋转，直至使用者解除力F时，方使爪部342重新与齿轮341啮合而恢复至单向模式。

请再参考图2A、图2B与图3C，在本实施例中，转轴模块300包括一对第一支架310、一对第二支架320、一对转轴330与一对棘轮机构340，且这些构件构成分别沿X轴设置在驱动件352之相对两侧且彼此对应的两组件(如图2A所示)，其中当按钮351被用户按压或释放时，按钮351即能通过系绳w1～w3、滑轮353与驱动件352而同步驱动所述两组件。再者，如图2A、图2B所示，驱动件352包括彼此锁附的横梁352a与一对杆体352b，杆体352b沿Z轴可移动地穿设于第一支架310的部件312，爪部342位于杆体352b的末端，而所述一对杆体352b即是沿X轴而位于横梁352a的相对两端，以利使用者按压单一构件的按钮351，便能同时驱动一对棘轮机构340而达到将爪部342从齿轮341释放的目的。

此外，请再参考图3A与图3C，在本实施例中，切换机构350的按钮351是以锁附件351d穿过扩孔351a而锁附至壳体120，以利于按钮351能沿Z轴移动。再者，按钮351还具有凸柱351b与弹簧351c，其中凸柱351b可移动地穿设于壳体120的凸肋121，而弹簧351c套设于凸柱351b且抵接在按钮351与凸肋121之间，其用以让按钮351受力F被按压后能顺利地复位。

综上所述，在本发明的上述实施例中，转轴模块的棘轮机构活动地设置在转轴处，并以切换机构连接并据以驱动棘轮机构，以让转轴的旋转模块能在单向模式与双向模式之间切换。据此，使用者通过控制切换机构进而改变转轴的旋转模式，以让转轴模块与折叠式电子装置的旋转模式能符合使用需求。

进一步地说，转轴模块的棘轮机构是包括与转轴同轴设置于齿轮以及活动设置于第一机体内的爪部，并使切换机构连结至爪部而让使用者能通过切换机构而驱动爪部移离或啮合于齿轮，以达到所需的单向模式(爪部可移动地啮合于齿轮)或双向模式(爪部移离齿轮且彼此无互动)。

此外，切换机构是以定滑轮机构链接在按钮与驱动件之间，而前述爪部则设置在杆件的末端，因此能顺利地将按钮的作动通过滑轮、系绳与驱动件而转换为爪部的作动。简单地说，用户按压按钮时即是转轴模块的双向模式，用户能依据所需将第一机体调整至所需角度，而当用户释放按钮后，棘轮机构便受限于单向模式，而仅能从折叠状态逐渐转换至展开状态但无法反转。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种转轴模块，其特征在于，包括：

第一支架；

第二支架；

转轴，连接所述第一支架与所述第二支架，以使所述第一支架与所述第二支架通过所述转轴而相对旋转；

棘轮机构，活动地设置于所述转轴；以及

切换机构，连接所述棘轮机构，所述切换机构驱动所述棘轮机构而使所述转轴的旋转模式在单向模式与双向模式之间切换；

所述棘轮机构包括：

齿轮，与所述转轴同轴设置；以及

爪部，沿第一方向可移动地啮合于所述齿轮，且沿第二方向卡掣于所述齿轮而不可移动，所述第一方向与所述第二方向是所述转轴的可旋转方向且彼此相反；

所述切换机构与所述第一支架组装于同一结构体，所述切换机构包括：

滑轮，枢设于所述结构体；

系绳，设置于所述滑轮；以及

按钮，可移动地设置于所述结构体且连接所述系绳的一端，而所述爪部连结至所述系绳的另一端，以在所述按钮被按压或释放时，所述按钮通过所述系绳与所述滑轮而驱动所述爪部啮合于所述齿轮或从所述齿轮释放。

2.根据权利要求1所述的转轴模块，其特征在于，所述切换机构连接至所述爪部，以驱动所述爪部啮合于所述齿轮而形成所述单向模式，或驱动所述爪部从所述齿轮释放而形成所述双向模式，在所述单向模式时，所述第一支架、所述切换机构与所述爪部同步沿所述第一方向相对于所述第二支架旋转，在所述双向模式时，所述第一支架、所述切换机构与所述爪部同步沿所述第一方向或所述第二方向相对于所述第二支架旋转。

3.根据权利要求1所述的转轴模块，其特征在于，所述棘轮机构还包括弹簧，设置于所述第一支架且抵接在所述第一支架与所述爪部之间，所述弹簧恒驱动所述爪部啮合于所述齿轮，在所述单向模式时，所述弹簧维持所述爪部可移动地啮合于所述齿轮，在所述双向模式时，所述切换机构驱动所述爪部从所述齿轮释放且变形所述弹簧。

4.根据权利要求1所述的转轴模块，其特征在于，所述爪部具有彼此背对的楔形面与止挡面，所述楔形面朝向所述第一方向，所述止挡面朝向所述第二方向。

5.根据权利要求1所述的转轴模块，其特征在于，所述切换机构还包括驱动件，连接在所述系绳的所述另一端与所述爪部之间，且所述驱动件可移动地穿过所述第一支架。

6.一种折叠式电子装置，其特征在于，包括：

第一机体；

第二机体；

转轴模块，连接在所述第一机体与所述第二机体之间，所述第一机体与所述第二机体通过所述转轴模块而相对旋转开阖，所述转轴模块包括：

至少一第一支架，配置于所述第一机体；

至少一第二支架，配置于所述第二机体；

至少一转轴，连接所述第一支架与所述第二支架，以使所述第一支架与所述第二支架通过转轴而旋转；

至少一棘轮机构，设置于所述转轴；以及

切换机构，设置于所述第一机体且连接所述棘轮机构，所述切换机构驱动所述棘轮机构而使所述转轴的旋转模式在单向模式与双向模式之间切换；

所述棘轮机构包括：

齿轮，与所述转轴同轴设置；以及

爪部，沿第一方向可移动地啮合于所述齿轮，且沿第二方向卡掣于所述齿轮而不可移动，所述第一方向与所述第二方式是所述转轴的可旋转方向且彼此相反；

所述切换机构包括：

滑轮，枢设于所述第一机体；

系绳，设置于所述滑轮；以及

按钮，可移动地设置于所述第一机体且连接所述系绳的一端，而所述爪部连结至所述系绳的另一端，以在所述按钮被按压或释放时，所述按钮通过所述系绳与所述滑轮而驱动所述爪部啮合于所述齿轮或从所述齿轮释放。

7.根据权利要求6所述的折叠式电子装置，其特征在于，所述切换机构连接至所述爪部，以驱动所述爪部啮合于所述齿轮而形成所述单向模式，或驱动所述爪部从所述齿轮释放而形成所述双向模式，在所述单向模式时，所述第一机体、所述第一支架、所述切换机构与所述爪部同步沿所述第一方向相对于所述第二支架与所述第二机体旋转，在所述双向模式时，所述第一机体、所述第一支架、所述切换机构与所述爪部同步沿所述第一方向或所述第二方向相对于所述第二支架与所述第二机体旋转。

8.根据权利要求6所述的折叠式电子装置，其特征在于，所述棘轮机构还包括弹簧，设置于所述第一支架且抵接在所述第一支架与所述爪部之间，所述弹簧恒驱动所述爪部啮合于所述齿轮，在所述单向模式时，所述弹簧维持所述爪部可移动地啮合于所述齿轮，在所述双向模式时，所述切换机构驱动所述爪部从所述齿轮释放且变形所述弹簧。

9.根据权利要求6所述的折叠式电子装置，其特征在于，所述爪部具有彼此背对的楔形面与止挡面，所述楔形面朝向所述第一方向，所述止挡面朝向所述第二方向。

10.根据权利要求6所述的折叠式电子装置，其特征在于，所述切换机构还包括驱动件，连接在所述系绳的所述另一端与所述爪部之间，且所述驱动件可移动地穿过所述第一支架。

11.根据权利要求10所述的折叠式电子装置，其特征在于，所述折叠式电子装置包括一对第一支架、一对第二支架、一对转轴与一对棘轮机构，形成分别设置在所述驱动件的相对两侧且彼此对应的两组件，所述按钮被按压或释放时，所述按钮通过所述系绳、所述滑轮与所述驱动件而同步驱动所述两组件。

12.根据权利要求6所述的折叠式电子装置，其特征在于，所述第一机体与所述第二机体分别具有显示面。

13.根据权利要求6所述的折叠式电子装置，其特征在于，所述折叠式电子装置是一体式电脑。

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