TWI384141B - 連桿機構及電子裝置 - Google Patents

Description

連桿機構及電子裝置

本發明關於一種連桿機構，尤指一種可使二基座相對轉動而處於展開狀態或閉合狀態之連桿機構及應用此連桿機構之電子裝置。

隨著科技的日新月異，目前已有各式各樣的可攜式電子裝置被開發，例如筆記型電腦、個人數位助理、行動電話、數位相機、掌上型遊戲機等，使得人們的生活更為便利。為求攜帶方便，可攜式電子裝置多採取輕薄短小的設計。為了滿足顯示面積最大化之消費需求，目前有許多產品皆以摺疊式或滑動式的雙顯示器作為基本架構，以爭取最大的顯示面積使用率。

請參閱第1圖，第1圖為先前技術之電子裝置1的示意圖。如第1圖所示，電子裝置1包含二基座10、12、二顯示器14、16以及一樞紐轉軸18。二基座10、12藉由樞紐轉軸18而樞接在一起，使得二基座10、12可相對彼此轉動。顯示器14設置在基座10中，且顯示器16設置在基座12中。由於樞紐轉軸具有一定的寬度，在機構設計上較佔空間。此外，因此在二基座10、12處於如第1圖所示的展開狀態時，二基座10、12之間會存在過寬的間距G，使得二顯示器14、16相距過遠，進而影響使用者的視覺觀感。

因此，本發明的目的之一在於提供一種連桿機構及應用此連桿機構之電子裝置，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之連桿機構包含一第一基座、一第一轉軸、一第二基座、一第二轉軸、一第三轉軸、一第一連桿以及一第二連桿。第一基座具有一第一上表面與一第一垂直中心軸，且第一基座的高度為H、寬度為W。第一轉軸設置於第一基座上或內部，且第一轉軸與第一垂直中心軸相距一第一水平距離W₁ 。第二基座具有一第二上表面與一第二垂直中心軸，且第二基座的高度、寬度分別與第一基座的高度、寬度相同。第二轉軸設置於第二基座上或內部，且第二轉軸與第二垂直中心軸相距一第二水平距離W₂ 。第三轉軸設置於第一轉軸與第二轉軸之間。第一連桿之二端分別樞接於第一轉軸與第三轉軸，且第一連桿的長度為L₁ 。第二連桿之二端分別樞接於第二轉軸與第三轉軸，且第二連桿的長度為L₂ 。當第一基座與第二基座處於一展開狀態時，第一上表面與第二上表面共平面，且第一基座與第二基座間存在一水平間距δ_H 。當第一基座與第二基座處於一閉合狀態時，第二基座堆疊於第一基座之第一上表面上，且第一基座與第二基座間存在一垂直間距δ_V 。

根據另一實施例，本發明之電子裝置包含一如上所述之連桿機構以及一第一顯示器。第一顯示器設置於第一基座中且外露於第一上表面。

根據另一實施例，本發明之電子裝置包含一如上所述之連桿機構以及一第二顯示器。第二顯示器設置於第二基座中且外露於第二上表面。

綜上所述，本發明係利用連桿配合轉軸的結構設計，使二基座可相對轉動而處於展開狀態或閉合狀態。透過連桿的尺寸設計搭配轉軸設置於基座上的位置安排，當二基座處於展開狀態或閉合狀態時，本發明可有效縮短存在二基座間的水平間距與垂直間距。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第2圖至第7圖，第2圖為根據本發明一實施例之連桿機構3處於閉合狀態的示意圖，第3圖為第2圖中的連桿機構3沿A-A線的剖面圖，第4圖為第2圖中的連桿機構3處於轉動過程中的示意圖，第5圖為第4圖中的連桿機構3沿B-B線的剖面圖，第6圖為第2圖中的連桿機構3處於展開狀態的示意圖，第7圖為第6圖中的連桿機構3沿C-C線的剖面圖。

如第2圖至第7圖所示，連桿機構3包含一第一基座30、一第一轉軸32、一第二基座34、一第二轉軸36、一第三轉軸38、一第一連桿40以及一第二連桿42。第一基座30具有一第一上表面300、一第一垂直中心軸302以及一第一水平中心軸304，且第一基座30的高度為H、寬度為W。第一轉軸32設置於第一基座30上或內部。第一轉軸32與第一垂直中心軸302相距一第一水平距離W₁ ，且與第一水平中心軸304相距一第一垂直距離H₁ 。第二基座34具有一第二上表面340、一第二垂直中心軸342以及一第二水平中心軸344，且第二基座34的高度、寬度分別與第一基座30的高度、寬度相同。換言之，第二基座34的高度亦為H、寬度亦為W。第二轉軸36設置於第二基座34上或內部。第二轉軸36與第二垂直中心軸342相距一第二水平距離W₂ ，且與第二水平中心軸344相距一第二垂直距離H₂ 。於此實施例中，可將第一垂直距離H₁ 設計成與第二垂直距離H₂ 相同，但不以此為限。

第三轉軸38設置於第一轉軸32與第二轉軸36之間。第一連桿40之二端分別樞接於第一轉軸32與第三轉軸38，且第一連桿40的長度為L₁ 。第二連桿42之二端分別樞接於第二轉軸36與第三轉軸38，且第二連桿42的長度為L₂ 。藉此，第一連桿40與第二連桿42可分別相對第一轉軸32、第二轉軸36與第三轉軸38轉動，以使第一基座30與第二基座34可相對轉動而處於閉合狀態(如第2圖與第3圖所示)或展開狀態(如第6圖與第7圖所示)。當第一基座30與第二基座34處於展開狀態時，第一基座30之第一上表面300與第二基座34之第二上表面340共平面，且第一基座30與第二基座34間存在一水平間距δ_H 。另一方面，當第一基座30與第二基座34處於閉合狀態時，第二基座34堆疊於第一基座30之第一上表面300上，且第一基座30與第二基座34間存在一垂直間距δ_V 。

於此實施例中，當第一基座30與第二基座34處於展開狀態時，第一連桿40與第二連桿42分別平行第一基座30之第一上表面300與第二基座34之第二上表面340，且第一連桿40與第二連桿42亦共平面，如第7圖所示；當第一基座30與第二基座34處於閉合狀態時，第一連桿40的一第一延長線400垂直第一基座30之第一上表面300，且第二連桿42的一第二延長線420與第二基座34之第二上表面340夾一銳角θ。此外，第二連桿42的長度L₂ 大於第一連桿40的長度L₁ ，且第一連桿40的長度L₁ 小於第一基座30的高度H。需注意的是，上述之結構設計亦可根據實際應用而調整，本發明並不以此為限。

根據上述之結構設計，可進一步歸納出下列關係式。

公式一：W ₁ =L ₂ cosθ+W ₂ 。

公式三：H ₁ =H ₂ 。

根據公式二，將第一連桿的長度L₁ 移至等式的右邊，即可得知第二連桿的長度L₂ 符合下列關係式。

公式五：L ₂ =W +W ₂ -W ₁ +δ _H -L ₁ 。

此外，將公式三代入公式四並且移項後，可得到下列關係式。

公式六：L ₂ sinθ=H +δ _V -L ₁ 。

接著，將公式一移項後，再與公式六平方相加，可得到下列關係式。

公式七：L ₂ ² =(H +δ _V -L ₁ )² +(W ₁ -W ₂ )² =(H +δ _V )² -2(H +δ _V )L ₁ +L ₁ ² +(W ₁ -W ₂ )² 。

最後，再將公式五代入公式七並且展開、移項後，即可得知第一連桿的長度L₁ 符合下列關係式。

因此，本發明可利用公式五與公式八配合公式中的參數，分別設計第一連桿的長度L₁ 與第二連桿的長度L₂ 的最佳尺寸。

請參閱第8圖，第8圖為根據本發明另一實施例之連桿機構3'的示意圖。連桿機構3'與上述之連桿機構3的主要不同之處在於，連桿機構3'之第二基座34'具有一倒角346。如第8圖所示，倒角346具有一垂直高度C₁ 與一水平寬度C₂ 。當第一基座30與第二基座34'處於如第8圖所示的展開狀態時，倒角346鄰近第一基座30之一側邊。需說明的是，第8圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理皆相同，在此不再贅述。

請參閱第9圖，第9圖為第8圖中的連桿機構3'的轉動示意圖。如第9圖所示，若欲使第二基座34'順利地相對第一基座30轉動，則倒角346之上端點P₁ 的轉動半徑R₁ 必須大於或等於對應上端點P₁ 之轉動中心O₁ 至第一基座30之上方角落的距離d₁ 。R₁ 與d₁ 可分別以下列關係式表示。

由於R₁ 必須大於或等於d₁ ，且垂直高度C₁ 必須小於第二基座34'之高度H，因此可得知垂直高度C₁ 符合下列關係式。

請參閱第10圖，第10圖為第8圖中的連桿機構3'的轉動示意圖。如第10圖所示，若欲使第二基座34'順利地相對第一基座30轉動，則倒角346之下端點P₂ 的轉動半徑R₂ 必須大於或等於對應下端點P₂ 之轉動中心O₂ 至第一基座30之上方角落的距離d₂ 。R₂ 與d₂ 可分別以下列關係式表示。

由於R₂ 必須大於或等於d₂ ，且水平寬度C₂ 必須小於第二基座34'之寬度W，因此可得知水平寬度C₂ 符合下列關係式。

藉由上述結構設計，本發明即可有效地縮短水平間距δ_H 。較佳地，水平間距δ_H 可介於0.1公釐與0.15公釐之間。同理，本發明亦可藉由上述結構設計有效地縮短垂直間距δ_V (如第2圖所示)。較佳地，垂直間距δ_V 亦可介於0.1公釐與0.15公釐之間。

請參閱第11圖，第11圖為根據本發明一實施例之電子裝置5的剖面示意圖。如第11圖所示，電子裝置5包含上述之連桿機構3以及一第一顯示器50。第一顯示器50設置於第一基座30中且外露於第一上表面300。連桿機構3的結構設計以及作用原理如上所述，故於此不再贅述。此外，電子裝置5中的連桿機構3亦可以上述之連桿機構3'替換。於此實施例中，第一顯示器的寬度D₁ 可設計成符合下列關係式。

不等式三：(W -D ₁ )0.2公釐。

請參閱第12圖，第12圖為根據本發明另一實施例之電子裝置5'的剖面示意圖。如第12圖所示，電子裝置5'包含上述之連桿機構3以及一第二顯示器52。第二顯示器52設置於第二基座34中且外露於第二上表面340。連桿機構3的結構設計以及作用原理如上所述，故於此不再贅述。此外，電子裝置5'中的連桿機構3亦可以上述之連桿機構3'替換。於此實施例中，第二顯示器的寬度D₂ 可設計成符合下列關係式。

不等式四：(W -D ₂ )0.2公釐。

請參閱第13圖，第13圖為根據本發明另一實施例之電子裝置5"的剖面示意圖。如第13圖所示，電子裝置5"包含上述之連桿機構3、第一顯示器50以及第二顯示器52。第一顯示器50設置於第一基座30中且外露於第一上表面300，第二顯示器52則設置於第二基座34中且外露於第二上表面340。連桿機構3的結構設計以及作用原理如上所述，故於此不再贅述。此外，電子裝置5"中的連桿機構3亦可以上述之連桿機構3替換。

當第一基座30與第二基座34處於如第13圖所示的展開狀態時，第一顯示器50即與第二顯示器52共平面，使得整體顯示面積擴增為兩倍。此外，藉由上述關於連桿機構3、3'的結構設計，可有效地縮短第一基座30與第二基座34間的水平間距δ_H ，因此當第一基座30與第二基座34處於如第13圖所示的展開狀態時，第一顯示器50與第二顯示器52的畫面分割效應低，不致影響使用者的視覺觀感。

相較於先前技術，本發明係利用連桿配合轉軸的結構設計，使二基座可相對轉動而處於展開狀態或閉合狀態。透過連桿的尺寸設計搭配轉軸設置於基座上的位置安排，當二基座處於展開狀態或閉合狀態時，本發明可有效縮短存在二基座間的水平間距與垂直間距。此外，本發明可在二基座上分別設置顯示器，以形成具有雙顯示器之電子裝置。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1、5、5'、5"．．．電子裝置

3、3'．．．連桿機構

10、12．．．基座

14、16．．．顯示器

18．．．樞紐轉軸

30．．．第一基座

32．．．第一轉軸

34、34'．．．第二基座

36．．．第二轉軸

38．．．第三轉軸

40．．．第一連桿

42．．．第二連桿

50．．．第一顯示器

52．．．第二顯示器

300．．．第一上表面

302．．．第一垂直中心軸

304．．．第一水平中心軸

340．．．第二上表面

342．．．第二垂直中心軸

344．．．第二水平中心軸

346．．．倒角

G．．．間距

H‧‧‧高度

H₁ ‧‧‧第一垂直距離

H₂ ‧‧‧第二垂直距離

W‧‧‧寬度

W₁ ‧‧‧第一水平距離

W₂ ‧‧‧第二水平距離

L₁ ‧‧‧第一連桿的長度

L₂ ‧‧‧第二連桿的長度

δ_H ‧‧‧水平間距

δ_V ‧‧‧垂直間距

θ‧‧‧銳角

C₁ ‧‧‧垂直高度

C₂ ‧‧‧水平寬度

P₁ ‧‧‧上端點

P₂ ‧‧‧下端點

R₁ 、R₂ ‧‧‧轉動半徑

O₁ 、O₂ ‧‧‧轉動中心

d₁ 、d₂ ‧‧‧距離

D₁ ‧‧‧第一顯示器的寬度

D₂ ‧‧‧第二顯示器的寬度

A-A、B-B、C-C‧‧‧剖面線

第1圖為先前技術之電子裝置的示意圖。

第2圖為根據本發明一實施例之連桿機構處於閉合狀態的示意圖。

第3圖為第2圖中的連桿機構沿A-A線的剖面圖。

第4圖為第2圖中的連桿機構處於轉動過程中的示意圖。

第5圖為第4圖中的連桿機構沿B-B線的剖面圖。

第6圖為第2圖中的連桿機構處於展開狀態的示意圖。

第7圖為第6圖中的連桿機構沿C-C線的剖面圖。

第8圖為根據本發明另一實施例之連桿機構的示意圖。

第9圖為第8圖中的連桿機構的轉動示意圖。

第10圖為第8圖中的連桿機構的轉動示意圖。

第11圖為根據本發明一實施例之電子裝置的剖面示意圖。

第12圖為根據本發明另一實施例之電子裝置的剖面示意圖。

第13圖為根據本發明另一實施例之電子裝置的剖面示意圖。

3．．．連桿機構

30．．．第一基座

32．．．第一轉軸

34．．．第二基座

36．．．第二轉軸

38．．．第三轉軸

40．．．第一連桿

42．．．第二連桿

300．．．第一上表面

302．．．第一垂直中心軸

304．．．第一水平中心軸

340．．．第二上表面

342．．．第二垂直中心軸

344．．．第二水平中心軸

H．．．高度

H₁ ．．．第一垂直距離

H₂ ．．．第二垂直距離

W．．．寬度

W₁ ．．．第一水平距離

W₂ ．．．第二水平距離

L₁ ．．．第一連桿的長度

L₂ ．．．第二連桿的長度

δ_H ．．．水平間距

δ_V ．．．垂直間距

θ．．．銳角

Claims (13)

1. 一種連桿機構，包含：一第一基座，具有一第一上表面與一第一垂直中心軸，且該第一基座的高度為H、寬度為W；一第一轉軸，設置於該第一基座上或內部，且該第一轉軸與該第一垂直中心軸相距一第一水平距離W₁ ；一第二基座，具有一第二上表面與一第二垂直中心軸，且該第二基座的高度、寬度分別與該第一基座的高度、寬度相同；一第二轉軸，設置於該第二基座上或內部，且該第二轉軸與該第二垂直中心軸相距一第二水平距離W₂ ；一第三轉軸，設置於該第一轉軸與該第二轉軸之間；一第一連桿，該第一連桿之二端分別樞接於該第一轉軸與該第三轉軸，且該第一連桿的長度為L₁ ；以及一第二連桿，該第二連桿之二端分別樞接於該第二轉軸與該第三轉軸，且該第二連桿的長度為L₂ ；其中，當該第一基座與該第二基座處於一展開狀態時，該第一上表面與該第二上表面共平面，且該第一基座與該第二基座間存在一水平間距δ_H ；當該第一基座與該第二基座處於一閉合狀態時，該第二基座堆疊於該第一基座之該第一上表面上，且該第一基座與該第二基座間存在一垂直間距δ_V 。
2. 如請求項1所述之連桿機構，其中當該第一基座與該第二基座處於該展開狀態時，該第一連桿與該第二連桿分別平行該第一上表面與該第二上表面；當該第一基座與該第二基座處於該閉合狀態時，該第一連桿的一第一延長線垂直該第一上表面，且該第二連桿的一第二延長線與該第二上表面夾一銳角。
3. 如請求項1所述之連桿機構，其中該水平間距δ_H 與該垂直間距δ_V 分別介於0.1公釐與0.15公釐之間。
4. 如請求項1所述之連桿機構，其中該第二連桿的長度L₂ 大於該第一連桿的長度L₁ ，且該第一連桿的長度L₁ 小於該第一基座的高度H。
5. 如請求項1所述之連桿機構，其中該第一連桿的長度L₁ 符合關係式：
6. 如請求項1所述之連桿機構，其中該第二連桿的長度L₂ 符合關係式：L ₂ =W +W ₂ -W ₁ +δ _H -L ₁ 。
7. 如請求項1所述之連桿機構，其中該第二基座具有一倒角，該倒角具有一垂直高度C₁ 與一水平寬度C₂ ，當該第一基座與該第二基座處於該展開狀態時，該倒角鄰近該第一基座之一側邊。
8. 如請求項7所述之連桿機構，其中該垂直高度C₁ 符合關係式：
9. 如請求項7所述之連桿機構，其中該水平寬度C₂ 符合關係式：
10. 一種電子裝置，包含：一如請求項1至請求項9中任一項所述之連桿機構；以及一第一顯示器，設置於該第一基座中且外露於該第一上表面。
11. 如請求項10所述之電子裝置，其中該第一顯示器的寬度D₁ 符合關係式：(W -D ₁ )0.2公釐。
12. 如請求項10所述之電子裝置，另包含：一第二顯示器，設置於該第二基座中且外露於該第二上表面。
13. 如請求項12所述之電子裝置，其中該第二顯示器的寬度D₂ 符合關係式：(W -D ₂ )0.2公釐。