TWI507854B - 具可調整角度承載座之保護殼 - Google Patents

Description

具可調整角度承載座之保護殼

本發明係關於一種保護殼，尤指一種適用於保護可攜式電子裝置，且可調整電子裝置組設於保護殼上觀看時的傾斜角度之具可調整角度承載座之保護殼。

平板電腦使用者，在使用平板電腦時，除了簡單的網頁瀏覽外，許多人亦會使用平板電腦進行文書編輯。但僅使用平板電腦上之鍵盤進行大量資訊輸入時，仍較實體鍵盤來得不便，且速度亦較緩慢。此時，若有一個實體鍵盤，便可大幅提升平板電腦在有大量資訊輸入需求時使用上的方便性。市面上目前亦有多種搭配有鍵盤之保護殼。讓使用者在設置保護殼保護平板電腦時，亦可同時攜帶實體鍵盤，以便隨時隨地都能使用實體鍵盤進行文書編輯。

但現有之具實體鍵盤之保護殼，在設置平板電腦的結構上，多為採用固定角度擺放的方式。意即，當平板電腦插入或設置至固定結構上時，僅能以單一角度進行觀看與操作，而無法進行角度的調整。使用者無法根據所需的觀看角度調整平板電腦的擺放角度，僅能自行調整自己的視線觀看角度。但此種情形下亦可能造成姿勢不良，長久使用下使得身體不舒服等問題。

有鑑於此，本發明提出一種具可調整角度承載座之保護殼，用以置放一電子裝置，保護殼包括：一底座、一承載座、至少一從動件、至少一扭力結構、以及至少一彈力結構。底座具有一容置槽，承載座可旋轉地設置於底座，且可旋轉於一初始位置及一調整位置。至少一從動件設置於容置槽中並連接至承載座。至少一扭力結構同樣設置於容置槽中，並連接至至少一從動件。至少一彈力結構亦設置於容置槽中，並連接至至少一從動件。

當電子裝置設置於承載座中且受一外部施力而帶動承載座由初始位置旋轉至調整位置的過程中，承載座會推抵至少一從動件。而至少一從動件同時帶動至少一扭力結構及至少一彈力結構。此時，由於至少一扭力結構、至少一彈力結構與電子裝置三者間達到力平衡，而使得承載座於外部施力消失時停留於調整位置。

藉此，由於是利用扭力結構、彈力結構與電子裝置三者間之作用力達到平衡，來使電子裝置停留於所需角度。所以，調整之角度可隨使用者所需進行調整。另外，由於是以力學平衡方式進行調整，而不是利用卡固結構來調整角度，因此，使用者可依所需進行小幅度的角度調整，而不是僅能卡固於預設好之固定角度。且由於是以力平衡來進行角度之調整，當使用者將電子裝置抽離承載座時，由於少了電子裝置的重力，在彈力結構之彈力帶動下，會使承載座回復至初始位置。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟悉相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實 施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

10‧‧‧電子裝置

20‧‧‧底座

21‧‧‧容置槽

22‧‧‧鍵盤

30‧‧‧承載座

31‧‧‧樞轉軸

32‧‧‧立置槽

33‧‧‧凸塊

40‧‧‧從動件

41‧‧‧齒

50‧‧‧扭力結構

51‧‧‧扭力齒輪

52‧‧‧傳遞齒輪

53‧‧‧單向扭力齒輪

531‧‧‧棘輪結構

532‧‧‧扭力輪結構

60‧‧‧彈力結構

61‧‧‧旋轉臂

611‧‧‧轉軸

612‧‧‧卡鉤

62‧‧‧彈性元件

70‧‧‧齒輪組

71‧‧‧第一齒輪

72‧‧‧第二齒輪

80‧‧‧上蓋

F1‧‧‧接觸力

F2‧‧‧重力

F21‧‧‧分力

Fs‧‧‧彈力

M1,M2‧‧‧力矩

T‧‧‧扭矩

[第1圖]為本發明第一實施例具可調整角度承載座之保護殼之立體圖。

[第2圖]為本發明第一實施例具可調整角度承載座之保護殼之分解圖。

[第3圖]為本發明第一實施例具可調整角度承載座之保護殼之俯視圖。

[第4圖]為本發明第一實施例第3圖中A-A線之剖視圖。

[第5圖]為本發明第一實施例具可調整角度承載座之保護殼的作用力示意圖。

[第6圖]為本發明第二實施例具可調整角度承載座之保護殼之分解圖。

[第7圖]為本發明第二實施例具可調整角度承載座之保護殼之俯視圖。

[第8圖]為本發明第二實施例第7圖中B-B線之剖視圖。

請同時參閱第1圖及第2圖，其分別為本發明第一實施例之具可調整角度承載座之保護殼之立體圖及分解圖。本實施例之具可調整角度結構之保護殼可用以置放一電子裝置10。而保護殼包括：一底座20、一 承載座30、二從動件40、一扭力結構50、以及二彈力結構60。電子裝置10可為平板電腦、手機等可攜式電子裝置。底座20具有一容置槽21並設置一鍵盤22。二從動件40、扭力結構50、以及二彈力結構60皆設置於容置槽21中。承載座30則是可旋轉地設置於底座20，並且可旋轉於一初始位置及一調整位置。而從動件40及彈力結構60之數量可為一或二以上，在本實施例中是以二從動件40及二彈力結構60為例進行說明。

由第2圖可知，承載座30是藉由二樞轉軸31以樞設於底座20，並使得承載座30可以二樞轉軸31為支點進行旋轉。而如第1圖所示，當使用者欲將電子裝置10立起並傾斜一角度，以適合觀看或輸入資訊時，可將電子裝置10設置於承載座30中，即可使電子裝置10設立於一初始位置。而為使電子裝置10可卡固於承載座30中，承載座30凹設有一立置槽32，使得電子裝置10可剛好卡固於立置槽32中。為加強電子裝置10與立置槽32間之卡固，避免當使用者在按壓電子裝置10之觸控面板時，使得電子裝置10脫離立置槽32。亦可在立置槽32中凸設二凸塊33，而在電子裝置10上亦可設置對應之二凹部(圖未示)，使得電子裝置10之二凹部分別對應立置槽32之二凸塊33設置，以加強電子裝置10之卡固。

接著請參閱第3圖，其為本實施例保護殼之俯視圖。二從動件40是設置於容置槽21中並連接至承載座30。在本實施例中是以二從動件40做為示例，其係因本實施例是用以設置如平板電腦等較大面積之電子裝置10，因此使用二從動件40設置在左右可平衡作用力。若是設置較小型之電子裝置10如手機等，而使用較小型的保護殼時，則可僅使用一從動件40即可。

扭力結構50同樣設置於容置槽21中，並連接至二從動件40之任一。扭力結構50包括一扭力齒輪51及一傳遞齒輪52。扭力齒輪51會嚙合傳遞齒輪52，而傳遞齒輪52會再嚙合於從動件40。如第3圖所示，為簡省空間及完成力量傳遞，從動件40在鄰近承載座30的一端具有複數齒41，而傳遞齒輪52則是設計為扇形，一端嚙合於從動件40上的複數齒41，另一端嚙合於扭力齒輪51。藉此，以將從動件40的直線運動，轉換帶動齒輪旋轉的旋轉運動輸出。

由於本實施例中有二從動件40，因此在二從動件40之間除了設置一扭力結構50外，亦設置有一齒輪組70，用以將遠離扭力結構50之從動件40的動力傳輸至扭力結構50，以平衡受力。齒輪組70包括一第一齒輪71及一第二齒輪72，第一齒輪71嚙合扭力結構50之扭力齒輪51，而第二齒輪72嚙合第一齒輪71及遠離扭力結構50之從動件40。同樣的，為簡省空間及完成力量傳遞，在遠離扭力結構50之從動件40上靠近承載座30的一端具有複數齒41，而第二齒輪72亦是設計為扇形，一端嚙合於遠離扭力結構50之從動件40上的複數齒41，另一端嚙合於第一齒輪71。

二彈力結構60設置於容置槽21中，並分別對應連接至二從動件40。每一彈力結構60包括一旋轉臂61及至少一彈性元件62，旋轉臂61分別連接一從動件40及至少一彈性元件62。同樣，考量到左右受力平衡，本實施例中為二彈力結構60，若為僅設置一從動件40的態樣，亦可僅設置一彈力結構60即可。旋轉臂61包括一轉軸611及至少一卡鉤612。彈性元件62可為彈簧，一端固定於容置槽21，另一端則卡設於旋轉臂61的卡鉤612。由第3圖可見，旋轉臂61上設有多個卡鉤612，配置時可根據電 子裝置10之重量或所承受之接觸力等計算所需彈力，再來調整彈性元件62的設置位置與數量。且圖示中在一彈力結構60中僅示意一彈性元件62，彈性元件62之數量亦可根據需求增加或更換不同彈力之彈性元件62。

接著請同時參閱第4圖及第5圖，其分別為本實施例第3圖中A-A線之剖視圖及具可調整角度承載座之保護殼的作用力示意圖。當使用者欲調整電子裝置10之傾斜角度而施予一接觸力F1於電子裝置10，以使電子裝置10旋轉至一調整位置時，電子裝置10帶動承載座30以樞轉軸31為支點旋轉。此時，承載座30推動二從動件40向遠離鍵盤22的方向移動。各從動件40旋即帶動與其嚙合之傳遞齒輪52及第二齒輪72旋轉，傳遞齒輪52再帶動與其嚙合之扭力齒輪51。第二齒輪72則是帶動與其嚙合之第一齒輪71，第一齒輪71再帶動扭力齒輪51。藉此，傳遞齒輪52及第二齒輪72皆帶動扭力齒輪51旋轉以產生一扭矩T。

同時，各從動件40亦會分別帶動旋轉臂61，使旋轉臂61以轉軸611為軸心旋轉，進而拉動彈性元件62以產生一彈力Fs。當使用者停止施力於電子裝置10時，電子裝置10之重力F2會對承載座30產生一力矩M1。但同時扭力齒輪51之扭矩T及彈性元件62之彈力Fs則會抵抗從動件40，以使從動件40推頂承載座30而產生與力矩M1反向之一力矩M2。當力矩M1與力矩M2相等而達到平衡時，承載座30即會靜止於所調整之角度。而設置於承載座30中之電子裝置10亦會停止於所需之觀看角度。

藉由上述結構，可將電子裝置10本身重量及調整角度所產生之力矩轉換為平面的作用力，再將平面作用力以扭力齒輪51旋轉之扭力及彈性元件62拉伸之彈力來進行平衡，使得電子裝置10可進行角度之 調整並靜止於一角度範圍內之任意角度。另外，當電子裝置10旋轉並靜止於調整位置後，使用者欲抽起電子裝置10攜帶時，可直接將電子裝置10由承載座30中取出。此時，由於承載座30失去了電子裝置10所產生之力矩M1，而彈性元件62所產生之作用力克服扭力齒輪51產生之反向作用力，承載座30會自動回復至初始位置。

而在配置時，可針對不同尺寸或重量之電子裝置10計算所會產生之力矩M1，再進一步計算所需選用的扭力齒輪51及所需配置之彈性元件62的數量與位置，即可使此保護殼適用於多種電子裝置10。而在計算所需選用的扭力齒輪51及所需配置之彈性元件62的數量與位置時，需滿足下列三種受力情況及條件：(1)電子裝置10受到接觸力F1或靜止時不向後傾倒、(2)電子裝置10轉動至調整位置後不會向前彈回、及(3)電子裝置10拔除後，承載座30可自動回復。

在三種不同的受力情況下，所需滿足的受力條件分別如下：(1)電子裝置10受到接觸力F1或靜止時不向後傾倒：彈性元件62與扭力齒輪51所產生之力矩M2需大於或等於電子裝置10之重力F2及觸碰力F1所產生之力矩M1的絕對值；(2)電子裝置10轉動至調整位置後不會向前彈回：扭力齒輪51最大靜摩擦扭力所產生之力矩及電子裝置10之重力F2所產生之力矩，二者總合的絕對值需大於或等於彈性元件62所產生之力矩；(3)電子裝置10拔除後，承載座30可自動回復：彈性元件62所產生之力矩需大於扭力齒輪51最大靜摩擦扭力所產生之力矩。

受力情況(1)及其條件是為避免當使用者利用觸控方式在電子裝置10上操作時，施予電子裝置10之接觸力F1使電子裝置10向後傾倒，即電子裝置10會帶動承載座30再往鍵盤22的反方向旋轉，而造成觸控操作之不便。在此是利用扭力齒輪51及彈性元件62所產生之作用力來平衡電子裝置10之重力F2及施予電子裝置10之接觸力F1，以使得電子裝置10在受較輕觸碰力，如操作點選觸碰到電子裝置10的螢幕時，電子裝置10不會向後傾倒。

受力情況(2)及其條件是為使電子裝置10在調整至所需位置後，停止施力時能靜止於調整位置而不會回彈至初始位置。由第5圖可知，當電子裝置10被移動到調整位置而停止施予接觸力F1時，平面上的作用力即為電子裝置10之重力F2在平面上之分力F21。而此時，彈性元件62所產生之彈力Fs即會用來抵抗分力F21，若彈力Fs過大，會造成彈性元件62推動從動件40使承載座30被推頂回初始位置，而造成電子裝置10無法靜止於所需的調整位置。為避免此種情形，需使得扭力齒輪51最大靜摩擦扭力所產生之力矩及電子裝置10之重力F2所產生之力矩，二者總合的絕對值需大於或等於彈性元件62所產生之力矩。

受力情況(3)及其條件是為了當使用者在調整至不同調整位置後，拔除掉電子裝置10時承載座30可直接回復至初始位置，而不需要再另外去推動承載座30，亦是方便操作時不需要移動電子裝置10回復至初始位置才拔除。同樣參考第5圖，當電子裝置10拔除時，作用於平面之分力F21即會消失，此時即剩下彈性元件62之彈力Fs及要轉動扭力齒輪51最大靜摩擦扭力所產生之力矩。若要使得承載座30可回復至初始位 置，彈性元件62所產生之力矩則需大於扭力齒輪51最大靜摩擦扭力所產生之力矩。如此，彈性元件62所產生之力矩才可帶動從動件40並推動承載座30回復至初始位置。

接著請參閱第6圖至第8圖，其分別為本發明第二實施例具可調整角度承載座之保護殼之分解圖、俯視圖、及剖視圖。本實施例與第一實施例相同之元件與結構以同樣之元件符號表示且不再贅述。本實施例具可調整角度承載座之保護殼可用以置放一電子裝置10。而保護殼包括：一底座20、一承載座30、一上蓋80、二從動件40、一扭力結構50、以及二彈力結構60。在第7圖中為能清楚看到內部結構，是呈現拿掉上蓋80之狀態。

與第一實施例不同之處本實施例更包括上蓋80覆蓋容置槽21，並延伸至承載座30與二從動件40之間。由第8圖之剖視圖可見，上蓋80在靠近承載座30之一端會向下延伸，而設置於承載座30與二從動件40之間。此設置可使上蓋80隨著承載座30與二從動件40移動，而在移動過程中皆覆蓋整個結構，使整體外觀更為簡潔一致，而不會露出內部結構或元件。

另外，請參閱第7圖，本實施例之扭力齒輪為一單向扭力齒輪53，其包括一棘輪結構531及一扭力輪結構532。單向扭力齒輪53意即當朝向某一方向旋轉時，棘輪結構531會帶動扭力輪結構532而產生扭力。當朝向反方向旋轉時，棘輪結構531則不會帶動扭力輪結構532，因此扭力輪結構532亦不會產生扭力。而在本實施例中，即是將單向扭力齒輪53設計為逆時針旋轉時，棘輪結構531會帶動扭力輪結構532而產生扭 力。而當單向扭力齒輪53順時針旋轉時，棘輪結構531則不會帶動扭力輪結構532，亦不會產生扭力。

藉此，當電子裝置10自承載座30上拔除後，彈性元件62所產生之力矩不需要克服單向扭力齒輪53最大靜摩擦扭力所產生之力矩，即可使彈性元件62拉動旋轉臂61，並帶動從動件40來頂抵承載座30回復至初始位置。藉此，對於彈性元件62數量及位置的配置，或是彈性元件62本身之拉伸力的選擇性皆可大幅增加。

另外，在本實施例中，齒輪組70的第一齒輪71亦為一扭力齒輪。經由設置2個扭力齒輪，可提供較大之扭力力矩，而可擴大適用的之電子裝置10範圍，即使是重量較重之電子裝置10亦可適用於本發明之具可調整角度結構之保護殼。

在本實施例之結構下，當電子裝置10設置於承載座30中且受一外部接觸力而帶動承載座30由初始位置旋轉至調整位置的過程中，承載座30會推抵上蓋80，上蓋80則會帶動二從動件40。再由二從動件40同時帶動扭力結構50、齒輪組70及二彈力結構60。此時，由於扭力結構50、齒輪組70、二彈力結構60與電子裝置10間達到力平衡，而使承載座30於外部接觸力施力消失時停留於調整位置。因此，使用者可依所需進行小幅度的角度調整，而不是僅能卡固於預設好之固定角度。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10電子裝置20底座21容置槽22鍵盤30承載座31樞轉軸32立置槽33凸塊40從動件50扭力結構51扭力齒輪52傳遞齒輪60彈力結構61旋轉臂611轉軸612卡鉤62彈性元件70齒輪組71第一齒輪72第二齒輪

Claims (10)

1. 一種具可調整角度承載座之保護殼，用以置放一電子裝置，該保護殼包括：一底座，具有一容置槽；一承載座，可旋轉地設置於該底座，且可旋轉於一初始位置及一調整位置；至少一從動件，設置於該容置槽中並連接至該承載座；至少一扭力結構，設置於該容置槽中，並連接至該至少一從動件；以及至少一彈力結構，設置於該容置槽中，並連接至該至少一從動件及該容置槽；當該電子裝置設置於該承載座中且受一外部施力而帶動該承載座由該初始位置旋轉至該調整位置的過程中，該承載座會推抵該至少一從動件，該至少一從動件同時帶動該至少一扭力結構及該至少一彈力結構，而使該承載座於該外部施力消失時停留於該調整位置。
2. 如請求項1所述之具可調整角度承載座之保護殼，更包括一上蓋，覆蓋該容置槽，並延伸至該承載座與該至少一從動件之間。
3. 如請求項1所述之具可調整角度承載座之保護殼，其中該至少一扭力結構包括一扭力齒輪及一傳遞齒輪，該扭力齒輪嚙合該傳遞齒輪，該傳遞齒輪嚙合於該至少一從動件。
4. 如請求項3所述之具可調整角度承載座之保護殼，其中該扭力齒輪係為一單向扭力齒輪，該單向扭力齒輪包括一棘輪結構及一扭力輪結構。
5. 如請求項1所述之具可調整角度承載座之保護殼，其中該至少一彈力結構包括一旋轉臂及至少一彈性元件，該旋轉臂分別連接該從動件及該至少一彈性元件。
6. 如請求項1所述之具可調整角度承載座之保護殼，更包括另一從動件、一齒輪組及另一彈力結構，該另一從動件、該齒輪組及該另一彈力結構皆設置於該容置槽中，且該齒輪組及該另一彈力結構皆連接該另一從動件。
7. 如請求項6所述之具可調整角度承載座之保護殼，其中該齒輪組包括一第一齒輪及一第二齒輪，該第一齒輪嚙合該至少一扭力結構，該第二齒輪嚙合該第一齒輪及該另一從動件。
8. 如請求項7述之具可調整角度承載座之保護殼，其中該第一齒輪係為另一扭力齒輪。
9. 如請求項6所述之具可調整角度承載座之保護殼，其中該另一彈力結構包括一旋轉臂及至少一彈性元件，該旋轉臂分別連接該另一從動件及該至少一彈性元件。
10. 如請求項1所述之具可調整角度承載座之保護殼，更包括一鍵盤設置於該底座。