TW202006498A - 折疊式電子裝置及其樞接機構 - Google Patents

Abstract

一種樞接機構，包括一固定件、樞接固定件之一旋轉件、一凸桿、一第一齒輪組以及一第二齒輪組。前述第一、第二齒輪組連接前述固定件以及凸桿，且分別具有一缺齒齒輪。當旋轉件相對於固定件由初始角度旋轉到第一角度時，第一齒輪組帶動前述凸桿朝第一方向旋轉。當旋轉件相對於固定件由第一角度旋轉到第二角度時，該第二齒輪組帶動前述凸桿朝第二方向旋轉，其中前述第二方向相反於前述第一方向。

Description

折疊式電子裝置及其樞接機構

本發明係有關於一種樞接機構。更具體地來說，本發明有關於一種應用於折疊式電子裝置的樞接機構。

習知筆記型電腦通常包含有可相互折疊的顯示單元以及輸入單元，在顯示單元的底側可配置一活動的底蓋，其中底蓋與筆記型電腦的樞軸機構連接，如此一來當使用者打開筆記型電腦時，顯示單元和底蓋之間便可形成一間隙以強化散熱效果。

然而，當顯示單元相對於輸入單元旋轉超過180度時，顯示單元可能會和前述底蓋產生干涉，進而影響到使用上的便利性。有鑑於此，如何提供一種樞接機構以解決習知筆記型電腦的前述缺點始成為一重要之課題。

為了解決上述習知之問題點，本發明提供一種樞接機構，包括一固定件、樞接固定件之一旋轉件、一凸桿、一第一齒輪組以及一第二齒輪組。前述第一齒輪組具有相互耦接之一第一缺齒齒輪以及一第一從動齒輪，其中前述第一缺齒齒輪固接前述旋轉件，且前述第一從動齒輪固接前述凸桿。前述 第二齒輪組具有相互耦接之一第二缺齒齒輪以及一第二從動齒輪，其中前述第二缺齒齒輪固接前述旋轉件，且前述第二從動齒輪固接前述凸桿。當前述旋轉件相對於前述固定件由一初始角度旋轉到一第一角度時，前述旋轉件帶動前述第一、第二缺齒齒輪繞一第一軸旋轉，且前述第二從動齒輪脫離前述第二缺齒齒輪，其中前述第一缺齒齒輪驅使前述第一從動齒輪和前述凸桿由一預設位置沿一第一方向繞一第二軸旋轉到一開啟位置。當前述旋轉件相對於前述固定件由前述第一角度旋轉到一第二角度時，前述旋轉件帶動前述第一、第二缺齒齒輪繞前述第一軸旋轉，且前述第一從動齒輪脫離前述第一缺齒齒輪，其中前述第二缺齒齒輪驅使前述第二從動齒輪和前述凸桿由前述開啟位置沿一第二方向繞前述第二軸旋轉到前述預設位置，其中前述第二方向相反於前述第一方向。

於一實施例中，前述第一齒輪組更具有至少一中間輪，用以耦接前述第一缺齒齒輪以及前述第一從動齒輪。

於一實施例中，前述第一缺齒齒輪具有一第一缺齒部，當前述旋轉件相對於前述固定件由前述第一角度旋轉到前述第二角度時，前述中間輪對應於前述第一缺齒部。

於一實施例中，前述第二齒輪組更具有至少一中間輪，用以耦接前述第二缺齒齒輪以及前述第二從動齒輪。

於一實施例中，前述第二缺齒齒輪具有一第二缺齒部，當前述旋轉件相對於前述固定件由前述初始角度旋轉到前述第一角度時，前述中間輪對應於前述第二缺齒部。

於一實施例中，前述第一缺齒齒輪具有一第一缺 齒部，且前述第二缺齒齒輪具有一第二缺齒部，其中第一、第二缺齒部位於由前述第一軸以及第二軸所定義出之一平面的相反側。

於一實施例中，前述樞接機構更包括一第三齒輪組，且前述第三齒輪組具有相互耦接之一主動輪以及一固定輪，分別連接前述旋轉件以及前述固定件。

本發明一實施例更提供一種折疊式電子裝置，包括一顯示單元、一輸入單元以及前述樞接機構，其中樞接機構之旋轉件連接前述顯示單元，且樞接機構之固定件連接前述輸入單元。

於一實施例中，當前述旋轉件相對於前述固定件由前述初始角度旋轉到前述第一角度時，前述凸桿由前述預設位置旋轉到前述開啟位置並凸出於前述輸入單元的底側。

於一實施例中，前述折疊式電子裝置更包括一底蓋，連接前述輸入單元，且當前述旋轉件相對於前述固定件由前述初始角度旋轉到前述第一角度時，前述凸桿推動前述底蓋，以使前述底蓋和前述輸入單元之間形成一間隙。

10‧‧‧折疊式電子裝置

11‧‧‧顯示單元

12‧‧‧輸入單元

13‧‧‧樞接機構

131‧‧‧旋轉件

132‧‧‧固定件

14‧‧‧底蓋

A1‧‧‧第一方向

A2‧‧‧第二方向

B‧‧‧螺帽

C1‧‧‧第一軸

C2‧‧‧第二軸

G1‧‧‧第一齒輪組

G10‧‧‧第一缺齒部

G11‧‧‧第一缺齒齒輪

G12‧‧‧第一從動齒輪

G13、G14、G23、G33、G34‧‧‧中間輪

G2‧‧‧第二齒輪組

G20‧‧‧第二缺齒部

G21‧‧‧第二缺齒齒輪

G22‧‧‧第二從動齒輪

G3‧‧‧第三齒輪組

G31‧‧‧主動輪

G32‧‧‧固定輪

H‧‧‧殼體

P‧‧‧凸桿

S1、S2‧‧‧樞軸

S3‧‧‧固定軸

W‧‧‧扭力元件

X1-X1‧‧‧線段

X2-X2‧‧‧線段

X3-X3‧‧‧線段

X4-X4‧‧‧線段

X5-X5‧‧‧線段

X6-X6‧‧‧線段

X7-X7‧‧‧線段

X8-X8‧‧‧線段

X9-X9‧‧‧線段

第1圖表示本發明一實施例之折疊式電子裝置處於一閉合狀態時的示意圖。

第2圖表示前述折疊式電子裝置處於一展開狀態時示意圖。

第3圖表示前述折疊式電子裝置處於一翻轉狀態時示意 圖。

第4圖表示本發明一實施例之樞接機構13的示意圖。

第5圖表示第4圖中之樞接機構13省略繪示殼體H、扭力元件W以及螺帽B後的示意圖。

第6圖表示沿第4圖中X1-X1線段之剖視圖。

第7圖表示沿第4圖中X2-X2線段之剖視圖。

第8圖表示沿第4圖中X3-X3線段之剖視圖。

第9圖表示旋轉件131相對於固定件132由0度旋轉到180度時的示意圖。

第10圖表示沿第9圖中X4-X4線段之剖視圖。

第11圖表示沿第9圖中X5-X5線段之剖視圖。

第12圖表示沿第9圖中X6-X6線段之剖視圖。

第13圖表示旋轉件131相對於固定件132由180度旋轉到360度時的示意圖。

第14圖表示沿第13圖中X7-X7線段之剖視圖。

第15圖表示沿第13圖中X8-X8線段之剖視圖。

第16圖表示沿第13圖中X9-X9線段之剖視圖。

以下說明本發明實施例之折疊式電子裝置及其樞接機構。然而，可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及 科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

首先請一併參閱第1、2圖，其中第1圖表示本發明一實施例之折疊式電子裝置處於一閉合狀態時的示意圖，第2圖表示前述折疊式電子裝置處於一展開狀態時示意圖，第3圖則表示前述折疊式電子裝置處於一翻轉狀態(flipped state)時示意圖。如第1圖所示，本實施例之折疊式電子裝置10可為一筆記型電腦，其主要包括一顯示單元11、一輸入單元12以及用以連接前述顯示單元11和輸入單元12之一樞接機構13。

應了解的是，在前述樞接機構13中設有一凸桿P，當折疊式電子裝置10處於第1圖所示之閉合狀態時，凸桿P係位於一預設位置且隱藏於輸入單元12內部；然而，當顯示單元11由第1圖所示之閉合狀態相對於輸入單元12旋轉180度而呈現如第2圖所示之展開狀態時，前述凸桿P會自前述預設位置朝輸入單元12下方旋轉並頂出和輸入單元12相互樞接之底蓋14(第2圖)，使得底蓋14和輸入單元12之間可產生一間隙，以利於將 折疊式電子裝置10內部的熱經由該間隙而迅速地散出。

如第3圖所示，當顯示單元11由第1圖所示之閉合狀態相對於輸入單元12旋轉360度而呈現翻轉狀態時，顯示單元11的顯示面會朝向第3圖中的下方(-Z軸方向)。需特別說明的是，在前述顯示單元11相對於輸入單元12旋轉超過180度之後，樞接機構13中的凸桿P便會自動縮回輸入單元12內部，以避免凸桿P和翻轉超過180度後的顯示單元11產生干涉，有關前述樞接機構13的結構組成將詳述於後。

請一併參閱第4、5圖，其中第4圖表示本發明一實施例之樞接機構13的示意圖，第5圖則表示第4圖中之樞接機構13省略繪示殼體H、扭力元件W以及螺帽B後的示意圖。如第4、5圖所示，本實施例之樞接機構13包括一旋轉件131、一固定件132、一凸桿P、一第一齒輪組G1、一第二齒輪組G2以及一第三齒輪組G3，前述旋轉件131和固定件132分別連接第1~3圖中所示的顯示單元11和輸入單元12，第一齒輪組G1、第二齒輪組G2以及第三齒輪組G3則設置於相互固接的複數個殼體H內，並可透過前述殼體H相互隔離。如第4圖所示，在旋轉件131與一殼體H之間、以及在固定件132與殼體H之間分別設有至少一扭力元件W(例如金屬彈片或具有高摩擦係數的墊片)，如此一來便可在旋轉件131相對於固定件132旋轉時提供適當的扭力阻抗(torque resistance)。在本實施例中，另可藉由螺帽B將旋轉件131和固定件132緊密地結合於扭力元件W之一側以防止其脫落。

如第5圖所示，前述第一齒輪組G1具有一第一缺齒 齒輪G11、一第一從動齒輪G12以及兩個中間輪G13、G14(intermediate gear)，其中第一缺齒齒輪G11和第一從動齒輪G12係透過中間輪G13、G14相互耦接；前述第二齒輪組G2具有一第二缺齒齒輪G21、一第二從動齒輪G22以及一個中間輪G23，其中第二缺齒齒輪G21和第二從動齒輪G22係透過中間輪G23相互耦接。

需特別說明的是，前述旋轉件131以及第一、第二缺齒齒輪G11、G21係固定於樞軸S1上，並可繞樞軸S1的第一軸C1旋轉；前述凸桿P以及第一、第二從動齒輪G12、G22則固定於樞軸S2上，並可繞樞軸S2的第二軸C2旋轉。

請繼續參閱第5圖，前述第三齒輪組G3具有一主動輪G31、一固定輪G32以及兩個中間輪G33、G34，其中主動輪G31及固定輪G32係透過中間輪G13、G14相互耦接。應了解的是，前述主動輪G31係固定於樞軸S1上，並可繞樞軸S1的第一軸C1旋轉，前述固定件132以及固定輪G32則是固定於固定軸S3上，此外所有的中間輪G13、G14、G23、G33、G34係樞接於殼體H上。

接著請一併參閱第4~8圖，其中第6圖表示沿第4圖中X1-X1線段之剖視圖，第7圖表示沿第4圖中X2-X2線段之剖視圖，第8圖則表示沿第4圖中X3-X3線段之剖視圖。當折疊式電子裝置10處於第1圖所示之閉合狀態時，樞接機構13中的旋轉件131、固定件132以及凸桿P係平行於XY平面(第4圖)，此時凸桿P位於一預設位置並隱藏於輸入單元12內部；需特別說明的是，此時第一齒輪組G1的中間輪G13係鄰近第一缺齒齒輪 G11的第一缺齒部G10之一端(第7圖)，且第二齒輪組G2的中間輪G23係鄰近第二缺齒齒輪G21的第二缺齒部G20之一端(第8圖)，其中第一、第二缺齒部G10、G20位於由第一軸C1以及第二軸C2所定義出之平面(平行於XZ平面)的相反側。

接著請一併參閱第9~12圖，其中第10圖表示沿第9圖中X4-X4線段之剖視圖，第11圖表示沿第9圖中X5-X5線段之剖視圖，第12圖則表示沿第9圖中X6-X6線段之剖視圖。當折疊式電子裝置10由第1圖所示之閉合狀態掀開而成為第2圖所示之展開狀態時，樞接機構13中的旋轉件131會相對於固定件132由0度旋轉180度(如第9圖中箭頭方向所示)，此時凸桿P會由前述預設位置朝下方旋轉並凸出於輸入單元12的底側，藉以頂出底蓋14，使得底蓋14和輸入單元12之間形成一間隙，以利於將折疊式電子裝置10內部的熱經由該間隙而迅速地散出(第2圖)。

在旋轉件131相對於固定件132由0度旋轉到180度的過程中，因為固定輪G32和固定軸S3皆是固定於固定件132上的，因此第一、第二、第三齒輪組G1、G2、G3以及殼體H的姿態會隨著齒輪轉動而使其旋轉90度並且平行於XY平面(如第9圖所示)；另一方面，由於旋轉件131會帶動主動輪G31以及第一、第二缺齒齒輪G11、G21一起繞樞軸S1的第一軸C1旋轉，藉此可透過第一缺齒齒輪G11的輪齒(teeth)帶動第一從動齒輪G12以及凸桿P一起沿一第一方向A1繞第二軸C2旋轉(如第11圖中箭頭方向所示)，進而使得凸桿P可切換到一開啟位置並朝-Z軸方向凸出於輸入單元12。

需特別說明的是，在旋轉件131相對於固定件122 由0度旋轉到180度的過程中，因為第二齒輪組G2之中間輪G23的位置係對應於第二缺齒齒輪G21的第二缺齒部G20(第12圖)，因此第二缺齒齒輪G21和中間輪G23是屬於相互脫離(disengage)的狀態，故第一、第二從動齒輪G12、G22僅會被第一缺齒齒輪G11帶動而沿第一方向A1繞第二軸C2旋轉，並不會受到第二缺齒齒輪G21的影響；也就是說，在旋轉件131相對於固定件132由0度旋轉到180度的過程中，凸桿P只會被第一齒輪組G1帶動而繞第二軸C2旋轉，並不會受到第二齒輪組G2的第二缺齒齒輪G21旋轉的影響。

再請一併參閱第13~16圖，其中第14圖表示沿第13圖中X7-X7線段之剖視圖，第15圖表示沿第13圖中X8-X8線段之剖視圖，第16圖則表示沿第13圖中X9-X9線段之剖視圖。當折疊式電子裝置10由第2圖所示之展開狀態進一步翻轉而呈現如第3圖所示之翻轉狀態時，樞接機構13中的旋轉件131會相對於固定件132由180度旋轉到360度(如第13圖中箭頭方向所示)，此時凸桿P會旋轉回復到前述預設位置，並隱藏於輸入單元12內部(如第3圖所示)，以避免凸桿P和顯示單元11之間產生干涉。

在旋轉件131相對於固定件132由180度旋轉到360度的過程中，因為固定輪G32和固定軸S3是固定於固定件132上的，因此第一、第二、第三齒輪組G1、G2、G3以及殼體H的姿態會隨著齒輪轉動而使其旋轉180度(上下顛倒)並且垂直於XY平面(如第13圖所示)；另一方面，由於旋轉件131會帶動主動輪G31以及第一、第二缺齒齒輪G11、G21一起繞樞軸S1 的第一軸C1旋轉，藉此可透過第二缺齒齒輪G21的輪齒(teeth)帶動第二從動齒輪G22以及凸桿P一起沿一第二方向A2繞第二軸C2旋轉(如第16圖中箭頭方向所示)，進而使凸桿P縮回輸入單元12內部並且呈現與XY平面平行的狀態，其中前述第二方向A2相反於第11、12圖中所示的第一方向A1。

需特別說明的是，在旋轉件131相對於固定件132由180度旋轉到360度的過程中，因為第一齒輪組G1之中間輪G13的位置係對應於第一缺齒齒輪G11的第一缺齒部G10(第15圖)，因此第一缺齒齒輪G11和中間輪G13是屬於相互脫離(disengage)的狀態，故第一、第二從動齒輪G12、G22僅會被第二缺齒齒輪G21帶動而一起沿第二方向A2繞第二軸C2旋轉，並不會受到第一齒輪G11的影響；也就是說，在旋轉件131相對於固定件132由180度旋轉到360度的過程中，凸桿P只會被第二齒輪組G2帶動而繞第二軸C2旋轉回復到預設位置，而不會受到第一齒輪組G1的影響。

如前所述，在旋轉件131相對於固定件132由0度(初始角度)旋轉到180度(第一角度)的過程中，旋轉件131會帶動第一、第二缺齒齒輪G1、G2繞第一軸C1旋轉，且第一缺齒齒輪G11會驅使第一從動齒輪G12和凸桿P由一預設位置沿第一方向A1繞第二軸C2旋轉到一開啟位置，此時第二從動齒輪G22係脫離第二缺齒齒輪G21。

另一方面，在旋轉件131相對於固定件132進一步地由180度(第一角度)旋轉到360度(第二角度)的過程中，旋轉件131會帶動第一、第二缺齒齒輪G1、G2繞第一軸C1旋轉，且 第二缺齒齒輪G21會驅使第二從動齒輪G22和凸桿P由前述開啟位置沿第二方向A2繞第二軸C2旋轉回復到預設位置，此時第一從動齒輪G12係脫離第一缺齒齒輪G11。也就是說，當旋轉件131相對於固定件132旋轉超過180度(第一角度)時，凸桿P可自動旋轉回復到前述預設位置並隱藏於輸入單元12內部(如第3圖所示)，以避免凸桿P和顯示單元11之間產生干涉，進而能大幅提升使用上的便利性。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各 種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。

13‧‧‧樞接機構

131‧‧‧旋轉件

132‧‧‧固定件

B‧‧‧螺帽

G1‧‧‧第一齒輪組

G2‧‧‧第二齒輪組

G3‧‧‧第三齒輪組

H‧‧‧殼體

P‧‧‧凸桿

S2‧‧‧樞軸

S3‧‧‧固定軸

W‧‧‧扭力元件

X1-X1‧‧‧線段

X2-X2‧‧‧線段

X3-X3‧‧‧線段

Claims (10)

1. 一種樞接機構，包括：一固定件；一旋轉件，樞接該固定件；一凸桿；一第一齒輪組，具有相互耦接之一第一缺齒齒輪以及一第一從動齒輪，其中該第一缺齒齒輪固接該旋轉件，且該第一從動齒輪固接該凸桿；以及一第二齒輪組，具有相互耦接之一第二缺齒齒輪以及一第二從動齒輪，其中該第二缺齒齒輪固接該旋轉件，且該第二從動齒輪固接該凸桿；當該旋轉件相對於該固定件由一初始角度旋轉到一第一角度時，該第二從動齒輪脫離該第二缺齒齒輪，且該旋轉件帶動該第一、第二缺齒齒輪繞一第一軸旋轉，並藉由該第一缺齒齒輪驅使該第一從動齒輪和該凸桿由一預設位置朝一第一方向繞一第二軸旋轉到一開啟位置；當該旋轉件相對於該固定件由該第一角度旋轉到一第二角度時，該第一從動齒輪脫離該第一缺齒齒輪，且該旋轉件帶動該第一、第二缺齒齒輪繞該第一軸旋轉，並藉由該第二缺齒齒輪驅使該第二從動齒輪和該凸桿由該開啟位置朝一第二方向繞該第二軸旋轉到該預設位置，其中該第二方向相反於該第一方向。
2. 如申請專利範圍第1項所述之樞接機構，其中該第一齒輪組更具有至少一中間輪，耦接該第一缺齒齒輪以及該第一從 動齒輪。
3. 如申請專利範圍第2項所述之樞接機構，其中該第一缺齒齒輪具有一第一缺齒部，當該旋轉件相對於該固定件由該第一角度旋轉到該第二角度時，該中間輪對應於該第一缺齒部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之樞接機構，其中該第二齒輪組更具有至少一中間輪，耦接該第二缺齒齒輪以及該第二從動齒輪。
5. 如申請專利範圍第4項所述之樞接機構，其中該第二缺齒齒輪具有一第二缺齒部，當該旋轉件相對於該固定件由該初始角度旋轉到該第一角度時，該中間輪對應於該第二缺齒部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之樞接機構，其中該第一缺齒齒輪具有一第一缺齒部，且該第二缺齒齒輪具有一第二缺齒部，其中第一、第二缺齒部位於由該第一軸以及該第二軸所定義出之一平面的相反側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之樞接機構，其中該樞接機構更包括一第三齒輪組，且該第三齒輪組具有相互耦接之一主動輪以及一固定輪，分別連接該旋轉件以及該固定件。
8. 一種折疊式電子裝置，包括：一顯示單元；一輸入單元；以及一如申請專利範圍第1項所述之樞接機構，其中該樞接機構之該旋轉件連接該顯示單元，且該樞接機構之該固定件連 接該輸入單元。
9. 如申請專利範圍第8項所述之折疊式電子裝置，其中當該旋轉件相對於該固定件由該初始角度旋轉到該第一角度時，該凸桿由該預設位置旋轉到該開啟位置並凸出於該輸入單元的底側。
10. 如申請專利範圍第9項所述之折疊式電子裝置，其中該折疊式電子裝置更包括一底蓋，連接該輸入單元，且當該旋轉件相對於該固定件由該初始角度旋轉到該第一角度時，該凸桿推動該底蓋，以使該底蓋和該輸入單元之間形成一間隙。

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