TWI521967B

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Info

Publication number: TWI521967B
Application number: TW100140984A
Authority: TW
Inventors: Yu Tsun Hsu
Original assignee: Jarllytec Co Ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2016-02-11
Also published as: US8672277B2; US20130112818A1; TW201320742A

Description

螢幕支撐架

本發明是一種螢幕支撐架，尤指一種其扭力裝置產生的支撐扭力可配合螢幕在不同位置的下壓力矩的支撐架。

隨著資訊科技的快速發展，平面顯示器如液晶螢幕等已普遍應用於電視或桌上型電腦，甚至是一體式(All in One)具有觸控功能的桌上型電腦等資訊產品。液晶螢幕必須透過一支撐架使其可以立在桌面上使用，而常見的支撐架結構如本案申請人所擁有的中華民國公告第M263727號的新型專利「具迴轉及升降之轉軸機構」所示，其包含一斜立的支撐件，支撐件上端藉由上轉軸和頂架樞接，頂架並固定於螢幕背面，如此螢幕可相對於支撐件轉動以調整前傾後仰的觀看角度；而支撐件下端藉由下轉軸與底架樞接，使支撐件可相對於底架轉動，以調整螢幕的高度，且下轉軸設有扭簧以產生支撐扭力，在高度升降過程，螢幕重量的下壓力矩和下轉軸的支撐扭力保持平衡，螢幕即可停滯在所調整的高度位置。此外，支撐件的兩側邊各設有拉桿，拉桿結合於上轉軸和下轉軸形成平行四連桿的機構，使螢幕在調整高度升降的過程中可以保持原有的角度。

另外，為了方便收納與包裝，螢幕和支撐件可轉動收合以減少佔用空間，斜立的支撐件可藉由下轉軸往前旋轉降低高度成水平狀態，螢幕則藉由上轉軸往後旋轉成水平狀態，使整體收合以減少包裝材積。然而，螢幕在高度下降過程中，下轉軸扭簧的回彈力逐漸增強，扭力逐漸增加，在轉到較低的位置時需要費力地下壓才能完全收合，因而不容易操作。且放手後，已蓄能的扭簧容易將螢幕彈起，因此還需要固定，以避免螢幕彈開。而如果螢幕在高度下降之前即往後旋轉成水平，或是在高度降低過程中逐漸往後旋轉成水平，則螢幕的重心會逐漸往後移，其下壓力矩也會跟著改變減小，或先增加再減小，如此，常用的扭簧無法配合調整支撐扭力即不符所需。

本發明的主要目的，即在提供一種螢幕支撐架，其扭力裝置所產生的支撐扭力，可配合螢幕在不同位置的下壓力矩，而改變調整至適當的扭力，以完全支撐螢幕，且使螢幕在降低高度收合時不需費力地下壓，令操作更省力。

本發明的另一目的，係在提供一種螢幕支撐架，當螢幕及支撐臂完全收合成水平狀態時，扭力裝置產生的適當扭力，可避免螢幕彈起，當應用在觸控式螢幕時，在較低或收合位置亦可觸控使用，而提高使用的便利性。

為達上述目的，本發明所採取的技術手段係包含：一上支架，用以固定一螢幕，該上支架設有至少一樞接部；一底座；一支撐臂，其上端設有至少一上樞接部，上樞接部藉由一上轉軸與該上支架的樞接部樞接，該上轉軸包含有一上心軸，該支撐臂的下端設有至少一下樞接部，下樞接部藉由一下轉軸與一扭力裝置樞接，該扭力裝置以一座體固定於該底座，該座體中並容設有至少一彈性元件及抵接於彈性元件外側的一滑塊，一凸輪以一接觸部抵接於該滑塊，且凸輪套設於下轉軸的一下心軸，並與該下心軸同轉，且下心軸固定於支撐臂，與支撐臂同轉。

藉此，當螢幕及支撐臂轉動收合時，支撐臂藉由下轉軸旋轉降低高度，並連動下心軸轉動，下心軸即帶動凸輪轉動，而使其接觸部推抵滑塊，進而壓縮彈性元件改變支撐扭力。由於凸輪的接觸部在凸輪旋轉過程中會改變位置，因此彈性元件的彈力作用於接觸部的力臂也隨著改變，而整體所產生的支撐扭力也隨著改變。所以，扭力裝置所產生的支撐扭力可配合螢幕在不同的高度位置時所產生的下壓力矩而改變調整，並達到平衡。

根據本發明的一實施例，該支撐臂側邊設有一連動機構，該下轉軸設有一套設於下心軸的中空固定軸，該固定軸的一端固定於該扭力裝置的座體，或與座體一體成形，而另一端以一連接軸段與連動機構結合。透過該連動機構可使螢幕在降低高度過程可隨著改變傾斜角度或保持固定的角度。

該連動機構包含至少一連桿，連桿的上下端兩側各樞接有一上連動盤及一下連動盤，上連動盤以一軸孔套設固定於該上心軸，並與上心軸連動，下連動盤以一軸孔套設固定於該固定軸的連接軸段。上連動盤和下連動盤的軸孔旁各設有至少一連接孔，且兩個上連動盤之間設有第一軸銷，第一軸銷固定於兩個連接孔，兩個下連動盤之間設有第三軸銷，第三軸銷固定於兩個連接孔，而連桿的上端樞設於第一軸銷，連桿的下端樞設於第三軸銷。藉此，可形成平行四連桿或非平行四連桿的連動機構，使螢幕在降低高度時可被連動保持在固定的角度，或是逐漸往後傾斜。

根據本發明的一實施例，該座體的一端凸設有兩個樞接部，樞接部各設有一貫穿的軸孔，下心軸係穿設於該些軸孔中，該下心軸設有兩個平面使其斷面成非圓形，且凸輪設置於兩個樞接部之間，並以形狀與下心軸斷面相同的軸孔套設於下心軸，以與下心軸同轉。

為能進一步瞭解本發明的特徵、技術手段以及所達成的功能、目的，茲列舉較具體的實施例，繼以圖式、圖號詳細說明如後。

請參閱第1-5圖，係本發明的組合立體圖、元件分解圖、另一角度的立體組合圖、扭力裝置的組合圖及扭力裝置的剖面圖。本發明螢幕支撐架係包含有一上支架1、一底座2、一支撐臂3、二上轉軸4、二下轉軸5及二扭力裝置6。

該上支架1用以固定一螢幕7，上支架1設有左右兩個樞接部10，樞接部10各設有一樞孔11。

該底座2設有左右兩個容置區20，各容置區20設置固定一扭力裝置6。

該支撐臂3的上端凸設有左右兩個中空的上樞接部30，兩個上樞接部30中間形成有一容置空間，上支架1的兩個樞接部10設置於該容置空間中。上樞接部30並各藉由一上轉軸4與上支架1的樞接部10樞接，使上支架1可相對於支撐臂3旋轉，該些上轉軸4亦位於兩個上樞接部30中間的容置空間中。

支撐臂3的下端凸設有左右兩個下樞接部32，兩個下樞接部32中間形成有一容置空間，底座2上的兩個扭力裝置6係位於下樞接部32的容置空間中。下樞接部32並各藉由一下轉軸5與扭力裝置6樞接，使支撐臂3可相對於底座2旋轉，該些下轉軸5亦位於兩個下樞接部32中間的容置空間中。

又如第13圖所示，為本發明的另一實施例，上支架1的樞接部10及上轉軸4亦可設置於支撐臂3上樞接部30的外側，且扭力裝置6及下轉軸5設置於下樞接部32的外側，如此可使支撐臂3的寬度減小，而具有不同的外觀視覺效果。

請參閱第2～6圖，該扭力裝置6以一座體60固定於底座2的容置區20，且座體60具有一水平向的容置空間61，座體60的一端凸設有兩個樞接部62，樞接部62各設有一貫穿的軸孔63，其中一軸孔63為非圓形孔，另一軸孔63為圓形孔。容置空間61中設有二彈性元件64及抵接於彈性元件64外側的一滑塊65，兩個彈性元件64為不同外徑的壓縮彈簧，外徑較小的壓縮彈簧係置入外徑較大的壓縮彈簧中。

該下轉軸5設有一穿設於支撐臂3下樞接部32和座體60軸孔63的下心軸50，下心軸50的一端穿設固定於一固定片34，且固定片34以一凸榫340嵌設於下樞接部32側邊的一凹槽33而結合於下樞接部32的側邊，以與支撐臂3同步轉動，並使下心軸50與支撐臂3同步轉動。下心軸50係呈中空狀，且徑向設有一缺口500連通中空部，以方便走線，對某些一體式的桌上型電腦來說，由於其主機係設於底座2，因此，訊號線即可由缺口500穿過中空下心軸50而連接到底座2的主機。

下心軸50上並設有兩個平面501使其斷面成非圓形，一凸輪66設置於兩個樞接部62之間，並以形狀與下心軸50斷面相同的軸孔660套設於下心軸50，以與下心軸50同步轉動。凸輪66具有一凸出的接觸部661，接觸部661抵接於該滑塊65，以相互推動。凸輪66的兩側邊各設有一凸塊662，且座體60樞接部62的側邊設有弧形限位槽620，該些凸塊662位於該些限位槽620中，並可擋止定位於限位槽620兩端。當支撐臂3帶動下心軸50往水平方向逆時針旋轉，下心軸50帶動凸輪66逆時針轉動，凸塊662即在弧形限位槽620中轉動，當支撐臂3轉動到水平收合位置時，凸塊662擋止於弧形限位槽620的一端而形成定位。

下心軸50上並套設有數個摩擦片51、兩個弧形彈片52及墊片53，於末端再以螺帽54鎖固。數個摩擦片51係分別以凸榫固定於座體60樞接部62兩側的嵌槽，以及支撐臂3下樞接部32的嵌槽，以提供耐磨效果，且其中設於樞接部62和支撐臂3之間的摩擦片51係套設於一中空固定軸55上，固定軸55並套設於下心軸50外部。

因此，當支撐臂3以下轉軸5旋轉降低高度時，固定片34隨著支撐臂3轉動，並帶動下心軸50同步轉動，下心軸50再帶動凸輪66轉動而改變接觸部661的位置，並進一步連動滑塊65移動而壓縮或釋放彈性元件64。

請參閱第6~8圖，第6圖為螢幕在最高位置時，支撐臂3呈斜立狀態，且螢幕7重心在A位置，凸輪66的接觸部661抵接於滑塊65前端，且接觸部661在下心軸50中心軸線的後方。當螢幕7下壓調整降低高度時，支撐臂3藉由下轉軸5往逆時針方向旋轉，如第7圖所示，以本實施例的結構，螢幕7降低高度的同時會逐漸往後旋轉，重心也逐漸往後移，其結構及作動將在後面詳述，此時螢幕重心在B位置，力臂變長，螢幕產生的下壓力矩也變大。支撐臂3往下轉動時即帶動固定片34轉動，固定片34帶動下心軸50轉動，而下心軸50帶動凸輪66轉動，使接觸部661位置改變轉動至下心軸50中心軸線的上方，並推抵滑塊65移動，滑塊65進而壓縮彈性元件64。此時，彈性元件64的回彈力增加，且接觸部661的力臂L變長，因而扭力裝置6產生的扭力增加，可配合支撐螢幕產生的下壓力矩。

再參閱第8圖，當螢幕7和支撐臂3皆旋轉到水平收合狀態時，螢幕的重心在C位置，由於力臂又變小了，其下壓力矩也變小。而凸輪66接觸部661此時轉動到下心軸50中心軸線的前方，繼續推動滑塊65壓縮彈性元件64，此時接觸部661的力臂L變短，扭力裝置6所產生的扭力也降低了，而可配合螢幕產生的下壓力矩達到平衡。如此，螢幕在降低高度收合時不需費力地下壓，使操作更省力。且螢幕在收合的水平狀態時，扭力裝置6產生的適當扭力，可避免螢幕彈起，當應用在觸控式螢幕時，在較低或收合位置亦可觸控使用，而大為提高了使用的便利性。

本發明可藉由改變接觸部的初始位置而改變扭力裝置的支撐扭力，來配合螢幕不同功能的需求。

再參閱第2圖，本發明的下轉軸5另包含有一固定軸55，固定軸55係和扭力裝置6的座體60結合固定或一體成型，使固定軸55保持不動。固定軸55為中空，並套設於下心軸50外部。固定軸55具有一固定軸段550，固定軸段550設有兩個平面551以形成非圓形的斷面，固定軸段550並穿設於座體60樞接部62的非圓形軸孔63中，該軸孔63的形狀與固定軸段550的斷面相同，使固定軸55同與座體60固定於底座2形成不動件，而下心軸50則與支撐臂3連動形成轉動件。固定軸55並設有一連接軸段552，連接軸段552亦設有兩個平面553使斷面呈非圓形。固定軸55在相對於下心軸50的缺口500處，亦設有一徑向缺口554連通下心軸的缺口500，以方便走線。

上轉軸4包含有一上心軸40，上心軸40穿設於支撐臂3的上樞接部30和上支架1樞接部10的樞孔11中。上心軸40設有兩個平面401使斷面形成非圓形，且上心軸40的一端設有連接軸段402，連接軸段402亦設有兩個平面403使斷面形成非圓形。上心軸40上套設有一扭簧41，扭簧41的兩端分別嵌固於上支架1的樞接部10和支撐臂3的上樞接部30，使螢幕相對於支撐臂3轉動調整傾斜角度時，可提供扭力支撐螢幕。為避免扭簧41壓縮時與上心軸40干涉，因此扭簧41內部設有一套管42套設於上心軸40上。上心軸40並套設有數個摩擦片48、兩個弧形彈片43及一墊片44，且末端再以螺帽45鎖固。該些摩擦片48各以一凸榫嵌固於上支架1的樞接部10兩側，以及支撐臂3上樞接部30的兩側，以提供耐磨效果。該上心軸40並呈中空狀，且徑向設有一缺口連通中空部，以方便走線。

請參閱第2圖及第9圖，該支撐臂3兩側的容置空間進一步各設有一連動機構9，且外側裝設有一側蓋。該連動機構9為一非平行四連桿機構。其包含了兩支連桿90，兩支連桿90的上下端外側各設有一上連動盤91及一下連動盤92。兩個上連動盤91各設有一軸孔910，以套設固定於上心軸40的連接軸段402，而與上心軸40同步轉動。軸孔910旁設有兩個連接孔911，連接孔911到軸孔910中心的距離為L1，如第9圖所示。兩個上連動盤91之間設有第一軸銷93以及第二軸銷94，兩個軸銷93、94分別固定於兩個連接孔911。

兩個下連動盤92各以一軸孔920套設固定於固定軸55的連接軸段552，以與固定軸55同動。軸孔920旁設有兩個連接孔921，連接孔921到軸孔920中心的距離為L2，且L2大於L1。兩個下連動盤92之間設有第三軸銷95及第四軸銷96，兩個軸銷95、96分別固定於兩個連接孔921。而兩支連桿90的上端各以一孔套設於第一軸銷93，連桿90的下端各以一孔套設於第三軸銷95。

因此，連桿90、上轉軸4、下轉軸5及支撐臂3構成一四連桿機構，且由於上連動盤91的連接孔911至其軸孔910中心的距離L1小於下連動盤92的連接孔921至其軸孔920中心的距離L2，所以形成一非平行四連桿機構。

上心軸40上並套設有一止擋片46，止擋片46以一形狀與上心軸40斷面相同的軸孔460套設於上心軸40，以與上心軸40同步轉動。止擋片46設有一凸出的擋塊461，而上支架1的樞接部10設有一弧形凹槽101，該擋塊461位於弧形凹槽101中，並可擋止於弧形凹槽101兩端，以作為上支架1調整傾斜角度的限制，其範圍大約是30度。同時，當上心軸40轉動時，止擋片46也同步轉動，而可改變止擋的位置。

因此，當螢幕在最高位置時，由於止擋片46的限制，螢幕只能調整前傾後仰大約30度範圍內的角度，而無法往後順時針轉動呈水平狀態，以避免重心不穩。如果螢幕7要往後轉動收合，必須使支撐臂3轉動降低高度。此時將螢幕7下壓使支撐臂3逆時針轉動降低高度，藉由非平行四連桿的連動機構9，連桿90上端會拉動上連動盤91反向順時針轉動，而連動上心軸40在支撐臂3的上樞接部30中轉動，同時帶動止擋片46反向順時針轉動，因此，擋塊461的止擋位置改變了，螢幕因此可再順時針多轉動一些，如此，止擋片46逐漸改變止擋位置，螢幕即可逐漸順時針往水平方向收合。

當螢幕和支撐臂持續往水平方向轉動，由於凸輪66與支撐臂3下樞接部32同步轉動，當凸輪66兩側的凸塊662轉動擋止於座體60樞接部62側邊的弧形限位槽620時，支撐臂3即轉到最後的收合位置而定位。

上心軸40另套設有一限位片47，限位片47可與上樞接部30內部的一擋塊36形成支撐臂3旋轉到最高位置的限位，如第12圖所示。當支撐臂3由收合狀態順時針轉動展開，藉由支撐臂3側邊的連動機構9，上連動盤91帶動上心軸40逆時針旋轉，上心軸40並帶動限位片47逆時針轉動，到最高位置時即擋止於上樞接部30的擋塊36而限位。同時，下樞接部32內部的一凸部35也會擋止於下連動盤92而形成限位，如第9圖所示。

前述的連動機構9不限於非平行四連桿機構，亦可為平行四連桿機構，或是利用皮帶和皮帶輪，或是鏈條和鏈輪來連動上轉軸4和下轉軸5。

本發明雖為實現上述目的而揭露了較佳的具體實施例，惟其並非用以限制本發明之構造特徵，任何該技術領域之通常知識者應知，在本發明的技術精神下，任何輕易思及之變化或修飾皆是可能的，且皆為本案之申請專利範圍所涵蓋。

1．．．上支架

10．．．樞接部

11．．．樞孔

2．．．底座

20．．．容置區

3．．．支撐臂

30．．．上樞接部

32．．．下樞接部

33．．．凹槽

34．．．固定片

340．．．凸榫

35．．．凸部

36．．．擋塊

4．．．上轉軸

40．．．上心軸

401、403．．．平面

402．．．連接軸段

41．．．扭簧

42．．．套管

43．．．彈片

44．．．墊片

45．．．螺帽

46．．．止擋片

460．．．軸孔

461．．．擋塊

47．．．限位片

48．．．摩擦片

5．．．下轉軸

50．．．下心軸

500．．．缺口

501．．．平面

51．．．摩擦片

52．．．彈片

53．．．墊片

54．．．螺帽

55．．．固定軸

550．．．固定軸段

551、553．．．平面

552．．．連接軸段

554．．．缺口

6．．．扭力裝置

60．．．座體

61．．．容置空間

62．．．樞接部

620．．．限位槽

63．．．軸孔

64．．．彈性元件

65．．．滑塊

66．．．凸輪

660．．．軸孔

661．．．接觸部

662．．．凸塊

7．．．螢幕

9．．．連動機構

90．．．連桿

91．．．上連動盤

92．．．下連動盤

910、920．．．軸孔

911、921．．．連接孔

93．．．第一軸銷

94．．．第二軸銷

95．．．第三軸銷

96．．．第四軸銷

第1圖，係本發明之組合立體圖。

第2圖，係本發明之元件分解圖。

第3圖，係本發明另一角度之立體圖。

第4圖，係本發明下轉軸與扭力裝置之組合示意圖。

第5圖，係本發明下轉軸與扭力裝置之剖面示意圖。

第6圖，係本發明螢幕在最高位置的剖面示意圖。

第7圖，係本發明螢幕及支撐臂轉動收合之動作示意圖。

第8圖，係本發明螢幕及支撐臂完全收合之示意圖。

第9圖，係本發明螢幕在最高位置時，連動機構之狀態示意圖。

第10圖，係本發明螢幕及支撐臂在收合過程，連動機構之動作示意圖。

第11圖，係本發明螢幕及支撐臂完全收合時，連動機構之動作示意圖。

第12圖，係本發明支撐臂轉動到最高位置時的限位說明圖。

第13圖，係本發明另一實施例之示意圖。